JP2004319468A - 蛍光ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 保護膜および蛍光体層を形成した後にガラスバルブの曲げ加工を行なう際の保護膜の剥がれやクラック（ひび割れ）が生じにくい蛍光ランプを提供する。
【解決手段】
蛍光ランプは、曲げ加工により非直管形状に形成されたガラスバルブからなる透光性放電容器と；平均粒径が１μｍ以上の高反射特性を有する非発光物質粒子を主成分として透光性放電容器の曲げ加工前にその内面に形成された保護膜と；融点が９００℃以下の結着剤を３．０〜５．０質量％添加して保護膜の表面側に透光性放電容器の曲げ加工前に形成された蛍光体層と；透光性放電容器の内部に放電を生起するように配設された一対の電極と；透光性放電容器の内部に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴とする。保護膜２を構成する平均粒径が１μｍ以上の非発光物質粒子に融点が９００℃以下の結着剤を保護膜２に所定量％添加しているので、光出力が低下すること無く保護膜２の強度を向上させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、蛍光体層を形成した後に曲げ加工により非直管状に形成された蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置に関する。

従来の環形蛍光ランプは、まず直管状のガラスバルブの内面に蛍光体層が形成され、次にガラスバルブの両端に一対の電極を封着した後に曲げ加工を行なって環形に成形し、さらにガラスバルブの内部を排気してから水銀およびアルゴンを封入することによって製作される。この種の環形蛍光ランプは、曲げ加工前のガラスバルブに保護膜をガラスバルブの内面に形成し、その上に蛍光体層を形成するのが一般的である。この保護膜は、紫外線照射により、ガラスバルブ中のアルカリ成分（主にナトリウム）が移動してバルブ表面に析出するという、いわゆるガラスのソーラリゼーションによって蛍光体が劣化したりするのを抑制するために形成される。すなわち、この保護膜によってバルブ表面に析出したアルカリ成分と蛍光体または水銀との間を遮断し、これらの反応を防止しようとするものである。そして、この場合の保護膜には、超微粒子状のγアルミナや酸化亜鉛および酸化チタンの混合体などの懸濁液をガラスバルブの内面に塗布し、焼成して形成している。

蛍光ランプの保護膜の反射率を向上させるために、粒径０．１〜２．０μｍのαアルミナ等の高反射率材料を保護膜に使用することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術によれば、αアルミナ粒子とγアルミナ微粒子とを所定比率で混合した保護膜を使用することで、保護膜の紫外線反射特性が向上し、高い光出力が得られると説明されている。

一方、比較的低コストで製造性にも優れたリン酸ストロンチウム（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７）を主成分とする保護膜を用いた蛍光ランプが知られている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術のリン酸ストロンチウム粒子は、平均粒径が１μｍ以上の高反射特性を有する非発光物質粒子であると説明されている。
特開平９−１６７５９５号公報 特開２００４−６１８５号公報

上記特許文献１および２に記載されている従来技術の保護膜は、ガラスバルブに曲げ加工前に形成した場合でも、曲げ加工によるクラック（ひび割れ）が生じにくいことがわかった。

しかし、保護膜の表面側（放電空間側）に形成される蛍光体層は、曲げ加工の際、主としてガラスが伸びた部分に蛍光体膜の剥がれ現象が発生しやすかった。このため、外観不良になるという問題があり、蛍光体層の強度を向上させる必要があった。

また、保護膜にピンホール状の剥がれやクラック（ひび割れ）が生じた場合には、その部分は蛍光体または放電空間側にガラスバルブ内面が露出することになるため、アルカリ成分と蛍光体または水銀とが反応して着色化してしまうという不具合が生じやすい。この水銀との反応による着色化現象を抑制するために、保護膜の強度を一層向上させる必要がある。

本発明は、保護膜および蛍光体層を形成した後にガラスバルブの曲げ加工を行なう際の蛍光体層または保護膜の剥がれやクラック（ひび割れ）が生じにくい蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。

請求項１の蛍光ランプは、曲げ加工により非直管形状に形成されたガラスバルブからなる透光性放電容器と；平均粒径が１μｍ以上の高反射特性を有する非発光物質粒子を主成分として透光性放電容器の曲げ加工前にその内面に形成された保護膜と；融点が９００℃以下の結着剤を３．０〜５．０質量％添加して保護膜の表面側に透光性放電容器の曲げ加工前に形成された蛍光体層と；透光性放電容器の内部に放電を生起するように配設された一対の電極と；透光性放電容器の内部に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴とする。

透光性放電容器は、ガラスバルブの両端をたとえばステムなどの封止部材を用いて封止するか、または封止部材を用いないでピンチシールなどによって直接封止することにより形成される。ステムを用いる場合、フレアステム、ビードステム、ボタンステムなどの既知のステム構造を採用することができる。

ガラスバルブは、保護膜および蛍光体層を配設した後に曲げ加工を施すことにより、非直管状に形成される。なお、「非直管状」とは、直管状ではないことを意味し、たとえば湾曲管または屈曲管などの形状である。たとえば環形、Ｕ字形、半円形、四角形、二重環形など種々の形状になっていることを許容する。

透光性放電容器のガラスバルブの材質は、気密性、加工性および耐火性を備えていれば特に制限されないが、一般的にはこの種蛍光ランプに用いられている軟質ガラスが加工性および経済性などの理由で好適である。軟質ガラスには、鉛ガラスやソーダライムガラスがあるが、そのいずれでもよい。環境対応としては、ソーダライムガラスが望ましい。しかし、加工性などの点から、ソーダライムガラスと鉛ガラスを併用することができる。たとえば、最もガラスの使用量の多いバルブの部分をソーダライムガラスで形成し、ステムの部分を鉛ガラスで形成することができる。

保護膜は、透光性放電容器を構成するガラスから析出するアルカリ成分による蛍光体の劣化や水銀との反応を抑制するものである。

保護膜は、高反射率特性を有する非発光物質粒子を主体として構成されている。非発光物質粒子の平均粒径が１μｍ以上であると、ガラスバルブの曲げ加工による保護膜の剥がれやクラック（ひび割れ）が発生しにくくなることが分かった。

従来の保護膜を構成するγアルミナ等の微粒子は、平均粒径が１０ｎｍ程度の超微粒子であるが、これに比べて本発明の保護膜を構成する非発光物質粒子の平均粒径が１μｍ以上と極めて大きいものである。なお、非発光物質粒子の平均粒径が１μｍ未満であると、ガラスバルブの曲げ加工によって保護膜の剥がれやクラックが発生しやすくなる傾向が見られるので不可である。これは、平均粒径が小さくなるほど粒子間の結合力が増大し、曲げ加工時のガラスバルブの伸びに追従して保護膜が伸びようとせず、保護膜に加わる引張り力により局部的に大きなクラックが発生する割合が多くなるためと考えられる。このため、非発光物質粒子の平均粒径を１μｍ以上とすれば、粒子間の結合力が適度に抑えられて引張り力が加わる部分の保護膜にクラックが発生したとしても比較的小さなクラックが分散して均等に発生する傾向が高くなり、外観上目立ちにくいクラック（ひび割れ）にすることができる。このようなクラック（ひび割れ）は、蛍光ランプの保護膜に求められるひび割れ発生の程度としては十分満足できるレベルであった。

また、この非発光物質粒子の平均粒径が１μｍ未満であると、非発光物質粒子の比表面積が大きくなるため、吸着ガスが多くなって透光性放電容器内部の排気が困難になる。保護膜は、透光性放電容器の内面側のほぼ全体にわたり配設されているので、比表面積の大きさの変化に伴う排気の困難性のわずかな差は特に重大な問題となる。

非発光物質粒子の好ましい平均粒径は、２〜２０μｍである。また、好適には３〜１５μｍであり、さらに好適には５〜１５μｍ、最適にはほぼ５〜１０μｍ程度である。さらに、所要に応じて、平均粒径０．０１〜０．０２μｍ程度のγアルミナを保護膜中に微量すなわち１〜３質量％程度まで含有させることができる。この場合、γアルミナを保護膜の結着剤として作用させてもよい。なお、本発明において、平均粒径は、「コールター マルチサイザー（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ）によるものとする。

非発光物質粒子は、平均粒径を１μｍ以上としたときの粒子の粉末体または膜状に形成したときの波長２００〜８００ｎｍの範囲における各波長の反射率が硫酸バリウムのそれに比べて９５％以上である物質と定義される。この反射率の測定は、ＥＡＳＴＭＡＮ ＫＯＤＡＫ ＣＯＭＰＡＮＹ製の「ＷＨＩＴＥ ＲＥＦＬＥＣＴＡＮＣＥ ＳＴＡＮＤＡＲＤ」を標準物質として使用し、この標準物質を深さ４ｍｍの容器に入れた状態で測定した。非発光物質粒子として好ましい物質は、ピロリン酸ストロンチウム（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７）を主成分とするものであるが、本発明の作用効果上はこの物質には限られない。たとえばα形の酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などの粒子を使用することも可能である。また、リン酸ストロンチウムおよびα形の酸化アルミニウムに相当する高反射率特性を有する上記粒径の非発光物質（例えば、ピロリン酸カルシウム（Ｃａ_２Ｐ_２Ｏ_７）、硫酸バリウムなど）の粒子を適宜選択して、またはそれらを組み合わせて用いることができる。

また、保護膜は、その膜厚が３〜２５μｍの範囲内であることが好ましい。この膜厚範囲内では、ガラスバルブの曲げ加工による保護膜の剥がれやクラックが生じにくいばかりでなく、全光束を所要の範囲内に維持しながら蛍光体の使用量を低減する効果を奏することができる。これに対して、膜厚が３μｍ未満になると、蛍光ランプの内部が透けて見えるようになるので、不可である。また、膜厚が２５μｍ以上になると、可視光透過率が低下して全光束の向上が得られなくなる。

蛍光体層に用いる蛍光体は、その平均粒径が２〜１０μｍ、好適には５μｍ±２μｍ、最適には５μｍ±１μｍを用いることができる。なお、蛍光体の平均粒径は、高反射率の非発光物質粒子におけると同様にコールター マルチサイザー（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ）によるものである。

蛍光体層には、融点が９００℃以下の結着剤が３．０〜５．０質量％添加される。この結着剤によれば、融点が９００℃以下と低いため、ガラスバルブの曲げ加工時に結着剤が溶融してガラス化し、蛍光体粒子間を強固に結着するので、蛍光体層の強度を向上させることができる。この効果は、融点が９００℃以下の結着剤を３．０質量％以上添加することにより得られ、効果を確実にするためには、３．５質量％以上とするのが好ましい。

この結着剤の融点は、ガラスバルブの曲げ加工時の温度以下であれば発明の作用効果が発揮されるので、５００〜７００℃の範囲のものを選定することが好ましい。なお、このような低融点の結着剤は、その全てが溶融するする必要は無く、蛍光体粒子間を強固に結着する程度に部分的に溶融していればよい。

また、一般に結着剤の含有量が多くなるとバルブ曲成時にガラス化した結着剤がバルブ内面に蛍光体粒子とともにバルブ内面に入り込みやすくなり、バルブ内面に入り込んだ蛍光体粒子が劣化することから光出力が低下するという問題があった。したがって、従来はＢ₂Ｏ₃等を有する融点が９００℃以下の結着剤の含有量を３．０質量％未満としていた。しかし、本願発明では、平均粒径が１μｍ以上の非発光物質粒子を主体とした保護膜が形成されているので、ガラス化した結着剤がバルブ内面に蛍光体粒子とともに入り込みにくく、結着剤の含有量を３．０質量％以上としても光出力の低下を抑制することができる。

また、融点が９００℃以下の結着剤が過度に多くなると、結着剤の光吸収または光遮断作用による光出力の低下が顕著に表れるため、その含有量は５．０質量％以下とする必要があり、光出力の低下をより確実に防ぐためには、４．５質量％以下とするのが好ましい。なお、結着剤の含有率は、蛍光体層全質量あたりの百分率を意味する。

融点が９００℃以下の結着剤としては、ボレートに含まれる酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）や硝酸バリウム、硝酸ランタン等があげられるが、本発明の性質上これらの物質には限られない。蛍光体粒子との反応が問題なければ、融点８１５℃の硼酸カリウム（Ｋ₂Ｏ・２Ｂ₂Ｏ・５Ｈ₂Ｏ）、融点８０７℃の燐酸カリウム（ＫＰＯ₃）、融点６２８℃の燐酸ナトリウム（ＮａＰＯ₃）等であってもよい。

本発明においては、保護膜を構成する非発光物質粒子の平均粒径が１μｍ以上であるため、保護膜および蛍光体層を配設した後にガラスバルブを曲げ加工して非直管状の透光性放電容器を形成する際に、保護膜に剥がれやクラックが生じにくくなる。また、保護膜上に形成される蛍光体層には、融点が９００℃以下の結着剤を３．０〜５．０質量％添加しているので、光出力が低下すること無く蛍光体層の強度を向上させることができる。

請求項２の蛍光ランプは、曲げ加工により非直管形状に形成されたガラスバルブからなる透光性放電容器と；平均粒径が１μｍ以上の高反射特性を有する非発光物質粒子を主成分とし、融点が９００℃以下の結着剤を０．１〜２．０質量％添加して透光性放電容器の曲げ加工前にその内面に形成された保護膜と；保護膜の表面側に透光性放電容器の曲げ加工前に形成されたおよび蛍光体層と；透光性放電容器の内部に放電を生起するように配設された一対の電極と；透光性放電容器の内部に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴とする。

保護膜を構成する非発光物質粒子に融点が９００℃以下の結着剤を０．１〜２．０質量％添加すると、結着剤の融点が９００℃以下と低いため、ガラスバルブの曲げ加工時に結着剤が溶融してガラス化し、非発光物質粒子間を強固に結着するので、保護膜の強度を向上させることができる。この効果は、融点が９００℃以下の結着剤を０．１質量％以上添加することにより得られ、効果を確実にするためには、０．５質量％以上とするのが好ましい。また、結着剤を過度に添加すると、結着剤の光吸収または光遮断作用によって可視光透過率が減少するなどの不具合によって光出力が低下するため、融点が９００℃以下の結着剤は２．０質量％以下とする必要があり、光出力の低下をより確実に防ぐためには、１．５質量％以下とするのが好ましい。なお、融点が９００℃以下の結着剤の含有率は、保護膜全質量あたりの百分率を意味する。

融点が９００℃以下の結着剤としては、ボレートに含まれる酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）や硝酸バリウム、硝酸ランタン等があげられるが、本発明の性質上これらの物質には限られない。蛍光体粒子との反応が問題なければ、融点８１５℃の硼酸カリウム（Ｋ₂Ｏ・２Ｂ₂Ｏ・５Ｈ₂Ｏ）、融点８０７℃の燐酸カリウム（ＫＰＯ₃）、融点６２８℃の燐酸ナトリウム（ＮａＰＯ₃）等であってもよい。

この結着剤の融点は、ガラスバルブの曲げ加工時の温度以下であれば発明の作用効果が発揮されるので、５００〜７００℃の範囲のものを選定することが好ましい。なお、このような低融点の結着剤は、その全てが溶融するする必要は無く、非発光物質粒子間を強固に結着する程度に部分的に溶融していればよい。

本発明においては、保護膜を構成する非発光物質粒子の平均粒径が１μｍ以上であるため、保護膜および蛍光体層を配設した後にガラスバルブを曲げ加工して非直管状の透光性放電容器を形成する際に、保護膜に剥がれやクラックが生じにくくなる。また、非発光物質粒子に融点が９００℃以下の結着剤を０．１〜２．０質量％添加しているので、光出力が低下すること無く保護膜の強度を向上させることができる。

請求項３は、請求項１または２記載の蛍光ランプにおいて、融点が９００℃以下の結着剤は、（ＢａＯ・ＣａＯ・Ｂ₂Ｏ₃）を主成分とするボレートであり、Ｃａ_２Ｐ_２Ｏ_７の含有量が保護膜に対して０．５質量％以下であることを特徴とする。

本請求項では、結着剤の最適な組成を規定している。バリウム・カルシウムボレートは比較的安価に入手可能であり、取扱いも容易であるので、請求項１または２の蛍光ランプに使用する結着剤として最適である。バリウム・カルシウムボレートは、保護膜に対し、３．５〜６．０質量％添加するのが好ましい。

また、ボレートは、Ｃａ_２Ｐ_２Ｏ_７（ピロリン酸カルシウム）からなる結着剤を混合して使用することが多いが、Ｃａ_２Ｐ_２Ｏ_７は曲げ加工を行うガラスバルブに形成される被膜の強度向上にはあまり影響しないので、その使用量は保護膜に対して０．５質量％以下とし、可能であればＣａ_２Ｐ_２Ｏ_７は添加しなくてもよい。

請求項４は、請求項１ないし３いずれか一記載の蛍光ランプにおいて、保護膜は、γアルミナ微粒子を１０〜５０質量％含有していることを特徴とする。

本発明は、好適な保護膜材料の組合わせを規定している。γアルミナ微粒子は、高反射特性を有する非発光物質粒子と同様に高反射性の非発光物質粒子であり、γアルミナ微粒子で形成された保護膜は、条件次第ではあるが、高反射特性を有する非発光物質粒子を１００％とした保護膜よりも紫外線反射特性が高くなる。

しかし、γアルミナ微粒子は、平均粒径０．０１〜０．０２μｍの超微粒子であるので、非発光物質粒子の比表面積が大きくなり、前述したように吸着ガスが多くなって透光性放電容器内部の排気が困難になってしまう。そこで、本発明では、γアルミナ微粒子の高反射率特性を利用しつつ、非発光物質粒子の比表面積が排気に影響しない値以下になるように、高反射特性を有する非発光物質粒子との最適な混合比率を規定した。γアルミナ微粒子が１０質量％未満だと、保護膜の紫外線反射特性が顕著に向上しない。より確実にするためには、２０質量％以上とするのが好ましい。γアルミナ微粒子を過度に添加すると保護膜全体の比表面積が大きくなって吸着ガスの増加に伴い排気時間を長くする必要があるので、γアルミナ微粒子は６０質量％以下とする必要があり、５０質量％以下とするのがより好ましい。なお、γアルミナ微粒子の含有率は、保護膜全質量あたりの百分率を意味する。

請求項４の発明によれば、保護膜にγアルミナ微粒子を１０〜５０質量％含有しているので、保護膜の紫外線反射特性が向上し、排気も容易に行うことができる。

請求項５の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし４いずれか一記載の蛍光ランプと；蛍光ランプを付勢する点灯装置と；を具備していることを特徴とする。

本発明において、「照明装置」とは、蛍光ランプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む広い概念である。照明装置を例示すれば、照明器具、直下式バックライト装置、表示装置および標識灯装置などである。また、照明器具は、家庭用の照明器具に好適であるが、これに限定されるものではなく、店舗用照明器具、オフィス用照明器具、屋外用照明器具などにも適応する。

本発明の蛍光ランプは、融点が９００℃以下の結着剤を平均粒径が１μｍ以上の高反射率特性を有する非発光物質粒子を主成分とする保護膜または蛍光体層に所定量添加しているので、光出力が低下すること無く保護膜または蛍光体層の強度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は第１実施形態の蛍光ランプの一実施形態を示す一部切欠正面図、図２は同じく管端部の拡大側面断面図である。各図において、１は透光性放電容器、２は保護膜、３は蛍光体層、４、４は一対の電極、５、５は内部導入線、６、６は外部導入線、７は口金である。本実施形態の蛍光ランプは、環形蛍光ランプである。なお、図２は透光性放電容器１の屈曲加工前の非排気側端部を拡大して示したものである。

透光性放電容器１は、ガラスバルブ１ａおよび一対のフレアステム１ｂ、１ｂからなる。ガラスバルブ１ａは、ソーダライムガラスからなる。一対のフレアステム１ｂは、ガラスバルブ１ａの両端に封着されて、透光性放電容器１の封止部を形成している。すなわち、フレアステム１ｂのフレア１ｂ２は、バルブ１ａの両端に封止されて気密な透光性放電容器１を形成する。なお、透光性放電容器１の両端の封止部には、ガラスバルブを加熱軟化状態において金型を用いて封止部を成形することによって形成されたモールド部１ａ１が形成されている。このモールド部１ａ１は、透光性放電容器１を非直管形状、すなわち本実施形態の場合には円環状に整形する際のチャック部として寄与する。

また、フレアステム１ｂは、排気管１ｂ１およびフレア１ｂ２を備えるとともに、一対の内部導入線５および外部導入線６を封着して備えている。排気管１ｂ１は、基端がチップオフされているとともに、先端が透光性放電容器１内に連通している。内部導入線５および外部導入線６は、フレアステム１ｂの内部でジュメット線を介して接続し、フレアステムに対して気密性を維持している。なお、図２に示す排気管１ｂ１は、透光性放電容器１の排気、封入には使用されず、透光性放電容器１の内外に圧力差がない状態のときに予め封止切られている。図示していない透光性放電容器１の他端における排気管が透光性放電容器１の曲げ加工後に封入、排気用に使用される。

一方、透光性放電容器１の内部には放電媒体が封入されている。放電媒体はイオン化媒体とも呼ばれるものであり、適量の液体水銀および３３０Ｐａのアルゴンからなる。

放電媒体は、低圧水銀蒸気放電または低圧希ガス放電を行わせるための媒体として封入する。前者の場合、水銀および希ガスを含むものとする。水銀は、液体水銀を封入するか、または液体水銀にほぼ近い水銀蒸気圧特性を示すアマルガム、たとえばＺｎ−ＨｇやＴｉ−Ｈｇ系のアマルガムとして封入することができる。また、後者の場合、希ガスたとえばキセノンまたはキセノンを主体として要すればネオン、アルゴンなどを混合して、適当圧力封入する。

保護膜２は、透光性放電容器１の内面に、両端の封止部を除く残余の部分のほぼ全体にわたり平均膜厚が約１０μｍで形成されている。保護膜２は、高反射率の非発光物質粒子として平均粒径約５μｍのピロリン酸ストロンチウム（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７）粒子および平均粒径１０〜２０ｎｍのγアルミナ微粒子を主体としている。リン酸ストロンチウム粒子およびγアルミナ微粒子の混合比率は４：１である。このような構成の保護膜２により、光出力を低下させること無く保護膜２の強度を向上させることができる。保護膜２に結着剤としても機能するγアルミナ微粒子が添加されているので、水溶性バインダーを用いた分散液により塗布することが可能であるが、必要に応じてバリウム・カルシウムボレート（ＢａＯ・ＣａＯ・Ｂ₂Ｏ₃）からなる結着剤を適宜添加してもよい。

保護膜２は、その紫外線の反射率が高いので、蛍光体層３から出力された光が効率よくバルブ外に放射される。また蛍光体層３を透過して保護膜に入射した紫外線が保護膜２で反射して再び蛍光体層３に戻るために、蛍光体の励起に寄与する確立が高くなる。そして、蛍光体層３で発生した可視光は、波長が大きいので保護膜２を透過しやすく、透光性放電容器１の外部へ出て照明に寄与する。このため、蛍光体層３の蛍光体の単位使用量当たりの発光効率が向上する。したがって、要すれば、蛍光体層３を薄くして蛍光体の使用量を低減しても、所要の全光束を有する蛍光ランプを提供することができる。

また、保護膜２を構成している高反射性の非発光物質粒子は、その平均粒径が１μｍ以上のため、透光性放電容器１の内面のほぼ全体にわたり保護膜２が配設されていることによって、使用量が多いにもかかわらず、比表面積が相対的に小さいので、排気が容易である。このため、透光性放電容器１の排気が蛍光ランプの量産性を阻害するようなことはない。

さらにまた、保護膜２は、透光性放電容器を構成するガラスから析出するアルカリ成分による蛍光体の劣化や水銀との反応を抑制するという保護膜本来の作用をも奏する。

蛍光体層３は、平均粒径が約１〜５μｍの３波長発光形蛍光体粒子を主成分とし、バリウム・カルシウムボレート（ＢａＯ・ＣａＯ・Ｂ₂Ｏ₃）を融点が９００℃以下の結着剤として約４．０質量％添加した構成で、その膜厚が平均で約１０μｍで、保護膜２の内面に配設されている。

蛍光体層３は、放電により放射する紫外線の照射を受けて励起されて波長の長い放射、一般的には可視光を生じさせるための手段である。用いる蛍光体は、上記組成や特定の混合比などに限定されない。たとえば、ハロリン酸系の蛍光体および３波長発光形の蛍光体などを適宜選択して用いることができる。特に後者は、高い発光効率と高い演色性とが得られることから、近時多用されている。そして、白色発光を得る場合には、３波長発光形の赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および青色発光蛍光体のそれぞれの蛍光体粒子を混合して加法混色により白色発光を生じるように構成される。しかし、単色系の発光色を得るために、加法混色を用いないで、上記単色発光蛍光体を単独で用いることも許容される。

３波長発光形の赤色発光蛍光体としては、たとえばユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、通称「ＹＯＸ」）などを用いることができる。同じく緑色発光蛍光体としては、たとえばセリウム、テルビウム付活リン酸ランタン（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ、Ｔｂ）やテルビウム付活セリウム・テルビウム・マグネシウム・アルミニウム蛍光体（（ＣｅＴｂ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｔｂ、通称「ＣＡＴ」）などを用いることができる。また、同じく青色発光蛍光体としては、たとえばユーロピウム付活ストロンチウムリン酸塩蛍光体（Ｓｒ_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ）、ユーロピウム付活ストロンチウムリン酸塩蛍光体、ユーロピウム付活ストロンチウム・バリウム・カルシウムリン酸塩蛍光体（（ＳｒＣａＢａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、通称「アパタイト」）およびユーロピウム付活バリウム・マグネシウム・アルミニウム蛍光体（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ、通称「ＢＡＭ」）などを用いることができる。

一対の電極４、４は、いずれも２重コイル形または３重コイル形のタングステン線フィラメントに電子放射性物質を塗布してなり、その両端を透光性放電容器を気密に貫通する一対の内部導入線５の先端部に継線されている。

なお、一対の電極４、４は、透光性放電容器１の内部に放電を生起するように透光性放電容器１内の両端側に封装して、それらの間で低圧水銀蒸気放電を生起させるものであればよい。また、電極は、フィラメント電極、セラミックス電極、冷陰極など既知の電極を用いることができる。

口金７は、合成樹脂製の２つ割り形成形品に４個の口金ピン７ａを備えてなる構造である。そして、透光性放電容器１の両端間をブリッジし、かつ、両側から透光性放電容器１の両端部を挟持することによって、透光性放電容器１に装着されている。

透光性放電容器１の曲げ加工は、以下の要領で行なわれる。すなわち、直管状のガラスバルブの内面に保護膜２および蛍光体層３を重ねて形成した後、ガラスバルブの両端にそれぞれ電極４をマウントした一対のフレアステム１ｂを封着して封止部を形成し、次に封止部を加熱軟化状態で整形してモールド部１ａ１を形成しながら直管状の透光性放電容器１を製作する。その後、透光性放電容器１の全体を加熱軟化させてから、その一端のモールド部１ａ１をチャックして、透光性放電容器１を垂下させ、他方のモールド部１ａ１をドラム状の型枠に固定する。そして、型枠を回転させながら透光性放電容器１を巻き取ることにより、透光性放電容器１の曲げ加工が行なわれて、透光性放電容器１は、環状に整形される。

以上説明した第１の実施形態の蛍光ランプをボレートの添加量を変えて１０本ずつ実施例として試作し、比較例とともに蛍光体層の剥がれとクラックとについて目視により検査した。試作した蛍光ランプは、いずれも型名が「ＦＣＬ３０ＥＸ−Ｄ／２８」である。比較例は、蛍光体層に添加するボレートが２．０質量％、Ｃａ_２Ｐ_２Ｏ_７（カルシウムパイロ）が１．０質量％である。これに対し、実施例１ないし３は、蛍光体層に添加するボレートおよびＣａ_２Ｐ_２Ｏ_７がそれぞれ３．０質量％および１．０質量％、３．０質量％および０．５質量％、４．０質量％および０質量％である。この実験結果を表１に示す。

表１に示されているように、実施例および比較例の蛍光ランプの光出力はほぼ同等であったが、比較例１の蛍光ランプは、１０本中８本に保護膜のひび割れや剥がれが発生し、膜強度が不可（×）であった。また、実施例１では、Ｃａ_２Ｐ_２Ｏ_７が１質量％と多いことからピンホールが目視で一部確認されたため、外観の評価を△とした。これに対し、実施例２および３の蛍光ランプは、保護膜のひび割れや剥がれ、ピンホールが１０本全て確認されなかった。また、比較例２の蛍光ランプは、ボレートの添加量が６．０質量％であり、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の添加量も５．０全質量％を超えるので光束が２０７０lm（ルーメン）を下回り、光出力が低下し過ぎるので不可である。

次に、本発明の第２の実施形態の蛍光ランプについて説明する。第２実施形態は、第１実施形態の保護膜２および蛍光体層３に添加されている結着剤のみが相違するものであり、その他の点については第１実施形態と同一構成であるため、同一部分の構成について説明及び図示は省略する。

第２実施形態の保護膜２は、高反射率の非発光物質粒子として平均粒径約５μｍのリン酸ストロンチウム（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７）粒子および平均粒径１０〜２０ｎｍのγアルミナ微粒子を主体とし、バリウム・カルシウムボレート（ＢａＯ・ＣａＯ・Ｂ₂Ｏ₃）からなる融点が９００℃以下の結着剤を約１．５質量％添加している。リン酸ストロンチウム粒子およびγアルミナ微粒子の混合比率は４：１である。このような構成の保護膜２により、光出力を低下させること無く保護膜２の強度を向上させることができる。

蛍光体層３は、平均粒径が約１〜５μｍの３波長発光形蛍光体粒子を主成分とし、平均粒径１０〜２０ｎｍのγアルミナを約１．０質量％添加した構成で、その膜厚が平均約１０μｍであり、保護膜２の内面に配設されている。

以上説明した第２実施形態の蛍光ランプをそれぞれ５０本試作して、比較例とともに保護膜２の剥がれとクラックとについて目視により検査した。比較例は、保護膜に融点が９００℃以下の結着剤（酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）成分を含むボレート）を含有させていない以外は、第２実施形態と同一仕様の蛍光ランプである。その結果、実施形態および比較例の蛍光ランプの光出力はほぼ同等であったが、比較例の蛍光ランプは、５０本中２３本に保護膜のひび割れや剥がれ、ピンホールが確認された。これに対し、本実施形態の蛍光ランプは、保護膜のひび割れや剥がれ、ピンホールが５０本全て確認されなかった。

また、第２の実施形態の蛍光ランプをボレートの添加量を変えて１０本ずつ実施例として試作し、比較例とともに蛍光体層の剥がれとクラックとについて目視により検査した。試作した蛍光ランプは、いずれも型名が「ＦＣＬ３０ＥＸ−Ｄ／２８」である。比較例３の蛍光体層にはボレートが添加されていない。これに対し、実施例４ないし６は、蛍光体層に添加するボレートがそれぞれ０．５質量、１．０質量％、２．０質量％である。この実験結果を表２に示す。

表２に示されているように、実施例および比較例の蛍光ランプの光出力はほぼ同等であったが、比較例３の蛍光ランプは、１０本中７本に保護膜の剥がれが一部のランプで発生したため膜強度の評価を△とした。また、比較例３のほとんどの蛍光ランプにはひび割れが発生していたため、外観上の評価は不可（×）であった。また、実施例４では、ボレートが１．０質量％であるため膜はがれは発生しなかったが、一部のランプにおいてピンホールが目視で確認されたため、外観の評価を△とした。これに対し、実施例５および６の蛍光ランプは、保護膜のひび割れや剥がれ、ピンホールが１０本全て確認されなかった。また、比較例４の蛍光ランプは、ボレートの添加量が５．０質量％であり、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の添加量も２．０質量％を超えるので光束が２０５０lm（ルーメン）を下回り、光出力が低下し過ぎるので不可である。

なお、第１の実施形態の蛍光体層３と第２の実施形態の保護膜２とを組合わせた構成、すなわち、蛍光体層３および保護膜２のいずれにも融点が９００℃以下の結着剤を添加させた蛍光ランプとしてもよい。

図３は、本発明の照明器具の一実施形態としての吊下げ形蛍光ランプ器具を示す一部断面正面図である。図において、１１は照明器具本体、１１ｃ、１１ｄは上記実施形態の蛍光ランプ、１２、１３はグロースタータである。照明器具本体１１は、シャーシ１１ａ、セード１１ｂ、蛍光ランプ１１ｃ、１１ｄ、ランプホルダー１１ｅ、常夜灯１１ｆ、安定器１１ｇ、切換スイッチ１１ｈ、ペンダントコード１１ｉ、コードホルダー１１ｊおよび引掛けシーリングキャップ１１ｋなどを備えている。シャーシ１１ａは、内部に安定器１１ｇ、切換スイッチ１１ｈを収納し、側面周縁にランプホルダー１１ｊを固定し、上面でセード１ｂを支持している。蛍光ランプ１１ｃ、１１ｄは、ランプホルダー１１ｅを介してシャーシ１１ａに支持されている。常夜灯１１ｆは、シャーシ１１ａの下面から露出している。ペンダントコード１１ｉは、シャーシ１１ａの上面からコードホルダー１１ｊを介して導出されている。コードホルダー１１ｊは、ペンダントコード１１ｉの長さを直接可能にしている。引掛けシーリングキャップ１１ｋは、ペンダントコード１１ｉの先端に接続していて、部屋の天井に設備されている引掛けシーリングボディに電気的に接続するとともに、機械的に支持されることによって、照明器具本体１１を天井から垂下する。グロースタータ１２、１３は、シャーシ蛍光ランプ１１ａの内部に装着され、頭部をシャーシ１１ａから外部へ露出していて、蛍光ランプ１１ｃ、１１ｄを個別に始動する。

本発明の蛍光ランプの一実施形態を示す正面図。 同じく管端部の拡大側面断面図。 本発明の本発明の照明装置の一実施形態としての吊下げ形蛍光ランプ器具を示す一部断面図。

符号の説明

１…透光性放電容器、１ａ…バルブ、２…保護膜、３…蛍光体層、４…電極。

Claims (5)

1. 曲げ加工により非直管形状に形成されたガラスバルブからなる透光性放電容器と；
   平均粒径が１μｍ以上の高反射特性を有する非発光物質粒子を主成分として透光性放電容器の曲げ加工前にその内面に形成された保護膜と；
   融点が９００℃以下の結着剤を３．０〜５．０質量％添加して保護膜の表面側に透光性放電容器の曲げ加工前に形成された蛍光体層と；
   透光性放電容器の内部に放電を生起するように配設された一対の電極と；
   透光性放電容器の内部に封入された放電媒体と；
   を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 曲げ加工により非直管形状に形成されたガラスバルブからなる透光性放電容器と；
   平均粒径が１μｍ以上の高反射特性を有する非発光物質粒子を主成分とし、融点が９００℃以下の結着剤を０．１〜２．０質量％添加して透光性放電容器の曲げ加工前にその内面に形成された保護膜と；
   保護膜の表面側に透光性放電容器の曲げ加工前に形成された蛍光体層と；
   透光性放電容器の内部に放電を生起するように配設された一対の電極と；
   透光性放電容器の内部に封入された放電媒体と；
   を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
3. 融点が９００℃以下の結着剤は、（ＢａＯ・ＣａＯ・Ｂ₂Ｏ₃）を主成分とするボレートであり、Ｃａ_２Ｐ_２Ｏ_７の含有量が保護膜に対して０．５質量％以下であることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
4. 保護膜は、γアルミナ微粒子を１０〜５０質量％含有していることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の蛍光ランプ。
5. 照明装置本体と；
   照明装置本体に支持された請求項１ないし４いずれか一記載の蛍光ランプと；
   蛍光ランプを付勢する点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。

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