JP2002298785A

JP2002298785A - 蛍光ランプおよび電球形蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2002298785A
Application number: JP2001100454A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Nakamura; 光紀中村
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】点灯直後の光束立上りを向上できる高負荷点
灯に対応してアマルガムを封入した蛍光ランプおよびこ
の蛍光ランプを用いた電球形蛍光ランプを提供すること
を目的とする。【解決手段】非直線状に形成されたガラス管バルブ１
と、このバルブ１の内面部分に形成された酸化ホウ素
（Ｂ₂Ｏ₃）を主体とする保護膜４と、この保護膜４上に
形成された蛍光体膜５と、上記バルブ１内に設けられた
放電電極２と、上記バルブ１内に封入された純水銀より
低い水銀蒸気圧を呈するアマルガムＡおよび希ガスを含
む放電維持媒体とを備えている蛍光ランプＬおよびこの
蛍光ランプＬを用いた電球形蛍光ランプＬ１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バルブが非直線状
をなすとともにアマルガムを封入した高出力、高負荷点
灯される蛍光ランプおよびこのランプを用いた電球形蛍
光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に蛍光ランプは、ガラス管からなる
バルブの内面に蛍光体膜を形成し、このバルブ内に水銀
とアルゴンガス等の希ガスを封入して構成されている。
そして、バルブ端部に設けた熱陰極や冷陰極等の内部電
極あるいはバルブ外に設けた外部電極によりバルブ内に
放電を発生させ、この放電によりバルブ内の水銀蒸気を
電離および励起して紫外線を発生させて蛍光体膜で可視
光に変化し、この可視光をバルブを通じて外部に放射さ
せている。

【０００３】そして、蛍光ランプは水銀蒸気圧が０．８
Ｐａのとき最も効率がよく、このときのバルブ壁温度は
約４０℃である。一般に用いられている蛍光ランプを、
ランプ入力を増して高出力形にしようとしたり、また、
密閉された照明器具内に収容して点灯した場合は、バル
ブ壁温度が４０℃を越えて、これにより水銀蒸気圧は最
適値を示さなくなり、このランプの効率が低下すること
が知られている。

【０００４】そこで、近時、高出力化や高負荷化に対応
して開発された電球形蛍光ランプやコンパクト形蛍光ラ
ンプでは、上述したバルブ内の水銀蒸気圧を適度に制御
するためおよび環境対策として水銀使用量を減らし定量
封入するために、ビスマスＢｉ−インジウムＩｎ−水銀
Ｈｇ合金等のアマルガム化したものをバルブ内に封入す
ることが行われている。

【０００５】すなわち、水銀蒸気圧を制御する場合に
は、高負荷点灯によりバルブ内が高温となっても、アマ
ルガムの水銀蒸気圧を低く抑えて、効率のよい水銀蒸気
圧に制御することができる。

【０００６】このアマルガムを封入した蛍光ランプの場
合は、点灯中、高温となっても効率のよい水銀蒸気圧に
保つことができるが、点灯直後はバルブ内の温度がすぐ
には上昇しないので、アマルガムの特性によっては水銀
の放出が遅く水銀不足の状態となり、光束の立上りが悪
いという不具合がある。

【０００７】また、バルブ内にインジウムＩｎを主体と
した補助アマルガムを設け、点灯直後にこの補助アマル
ガムから水銀を放出させてバルブ内に水銀を拡散させる
ようにして光束の立上りを改善しているが、より一層の
光束の立上特性の向上が望まれている。

【０００８】また、水銀使用量を減らすために、亜鉛Ｚ
ｎ−水銀Ｈｇ合金等のアマルガムを封入する場合、余剰
の水銀がバルブ内に存在していないので、消灯時に水銀
が凝集される位置によっては、点灯直後に水銀蒸気圧が
早期に低下しないことがある。また、ランプの製造後、
長期間放置された消灯状態が続くとアマルガムは徐々に
水銀を吸着するため、上記と同様に、点灯直後の光束の
立上りが悪いということがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この対策として、電極
近傍に補助アマルガムを配設したり、蛍光体膜にアマル
ガムを混合する等のことが提案されている。しかし、前
者の補助アマルガムを設けた場合は、点灯直後、バルブ
端部に位置する電極の加熱により放出される水銀がバル
ブ内の全体に拡散するのに時間がかかることがあり、改
善に至っていない。

【００１０】また、蛍光体膜にアマルガムを混合した場
合は、改善が認められると考えられるが、蛍光体膜中に
非発光物質を混ぜることにより、光束の低下が起こると
いう不具合がある。

【００１１】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、点灯直後の光束立上りを向上できる高負荷点灯に対
応してアマルガムを封入した蛍光ランプおよびこの蛍光
ランプを用いた電球形蛍光ランプを提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は各発明におい
て、特に指定しない限り蛍光ランプおよびこの蛍光ラン
プを用いた電球形蛍光ランプの用語の定義および技術的
意味はつぎによる。

【００１３】本発明の蛍光ランプは、比較的細径化した
外径が５〜１５ｍｍ程度のガラス管を用い、屈曲した非
直線状のバルブ形状をなすバルブがコンパクト化される
とともに、純水銀より低い水銀蒸気圧を呈するアマルガ
ムを封入した、特に点灯時に温度が上がる（約１３０℃
程度に達する）ランプや温度が高い雰囲気で使用され
る、高出力、高負荷点灯形の小形、高効率化されたコン
パクト形等の蛍光ランプと点灯回路部品等とを一体化し
た電球形蛍光ランプに適用して効果がある。

【００１４】特に、内径が８〜１２ｍｍ程度のガラス管
の場合には、水銀が拡散しにくいため、光束の立上特性
の改善に有効である。

【００１５】本発明の蛍光ランプは、バルブが１本のガ
ラス管あるいは複数本のガラス管を接続して環形、Ｕ字
形、Ｗ字形やＷＵ字形等の非直線状としたコンパクト化
されたもので、その材質はソーダライムガラス、鉛ガラ
スやバリウムシリケートガラス等の軟質ガラスであって
もホウケイ酸ガラス等の硬質ガラスを用いることができ
る。

【００１６】また、本発明でいうアマルガムとは、純水
銀より低い水銀蒸気圧を呈するビスマスＢｉ−インジウ
ムＩｎ、ビスマスＢｉ−鉛Ｐｂ−インジウムＩｎ、ビス
マスＢｉ−スズＳｎ、ビスマスＢｉ−スズＳｎ−鉛Ｐｂ
や亜鉛Ｚｎ等のアマルガム形成金属と水銀Ｈｇとの合金
を用いることができ、そのアマルガムの材料や組成は、
ランプの定格や要求特性等に応じ適宜選ぶことができ
る。

【００１７】特に、光束の立上りは水銀蒸気圧特性が低
いアマルガムを使用した場合に遅くなる傾向にあるた
め、固相−液相共存限界点（いわゆる蒸気圧特性曲線の
極小点）の蒸気圧が３０Ｐａ以下の特性を有するもの、
さらに好ましくは１．５Ｐａ以下の特性を有するものを
アマルガムとして使用した場合に顕著な効果を示す。

【００１８】また、その形態はペレット状やＧＥＭＥＤ
ＩＳ（商品名）等の板体状として、バルブ内の任意部
分、電極が形成されるマウント構成部材や排気管あるい
は別に設けた細管内等であってもよい。

【００１９】また、バルブの内面に形成される蛍光体膜
の材料は、３波長形の希土類蛍光体や連続波長発光形の
ハロリン酸塩蛍光体等を使用できる。

【００２０】さらに、バルブ内には放電媒体としてアマ
ルガムおよびアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、キセノン
ＸｅやネオンＮｅ等の希ガスが単独または混合して封入
してある。また、電極は、熱陰極、冷陰極をとはない。

【００２１】さらに、本発明の蛍光ランプ装置は、基体
やカバー部材にバルブの全体または一部を覆うグローブ
を取付け、バルブの保護や外観の向上をはかってもよ
い。

【００２２】そして、本発明が着目したところは、従来
より保護膜形成用の材料としてあるＡｌ₂Ｏ₃やＢ₂Ｏ₃を
用いているが、Ａｌ₂Ｏ₃に対してＢ₂Ｏ₃の量を増やした
場合は、アマルガムの水銀蒸気圧によって起きていたラ
ンプ立上り時の放電空間内における水銀の一時不足状態
が解消されることが分かった。

【００２３】これは、Ａｌ₂Ｏ₃を主体として保護膜を形
成した場合、アマルガムから放出された水銀がＡｌ₂Ｏ₃
に吸着されるため、放電空間に水銀蒸気が拡散するまで
の時間がかかり、水銀の一時不足状態が生じるためと考
えられる。

【００２４】このＡｌ₂Ｏ₃が何故水銀をよく吸着するか
その理由は明確に分かっていないが、Ａｌ₂Ｏ₃は多量の
水酸基（-ＯＨ基）を生成し易く、結果的に、蛍光ラン
プ完成後バルブ内に多量の水酸基が残留していると推測
できる。

【００２５】そして、この蛍光ランプの点灯初期におい
て、放電で生成した水銀の正イオン（Ｈｇ+）が両極性
拡散によってバルブ壁に拡散したとき、上記水酸基に捕
獲され、水銀の正イオンが水銀（Ｈｇ+）に戻れないと
いう現象が生じるためと考えられる。

【００２６】また、保護膜の主体をなすＢ₂Ｏ₃は、Ａｌ
₂Ｏ₃よりガラス質に近くバルブのガラスとの融和性もよ
く、緻密なガラス質の被着力も強い被膜が形成できたも
のであり、水銀（Ｈｇ+）との反応も抑えられるため、
ランプの立上特性が改善されるものと考えられる。

【００２７】本発明の請求項１に記載の蛍光ランプは、
非直線状に形成されたガラス管バルブと、このバルブの
内面部分に形成された酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）を主体とす
る保護膜と、この保護膜上に形成された蛍光体膜と、上
記バルブ内に設けられた放電電極と、上記バルブ内に封
入された純水銀より低い水銀蒸気圧を呈するアマルガム
および希ガスを含む放電維持媒体とを具備していること
を特徴とする。

【００２８】本発明の蛍光ランプは、ガラス管バルブが
細径化等のコンパクト化され高出力、高負荷点灯される
蛍光ランプの内面に酸化ホウ素Ｂ₂Ｏ₃（ホウ酸）を主体
とする保護膜を形成することにより水銀の吸着を低減で
きる。

【００２９】また、この保護膜を形成する材料組成は、
Ｂ₂Ｏ₃のほかＡｌ₂Ｏ₃、ＢａＯやＣａＯ等の少なくとも
一種の透明金属酸化物をＢ₂Ｏ₃換算で３〜５０質量％、
Ｂ₂Ｏ₃３〜１００質量％（１００質量％の場合は不純物
を除く）からなるものを用いることができる。

【００３０】保護膜をバルブまたは発光管が環形、Ｕ字
形、Ｗ字形やＷＵ字形等の湾曲や折曲するものに適用し
て、水銀や蛍光体がガラスに接触してバルブ強度を低下
させたり、ガラス中にめり込みバルブにクラックを生じ
ること等を防ぐことができる。

【００３１】本発明の請求項２に記載の蛍光ランプは、
非直線状に形成されたガラス管バルブと、このバルブの
内面部分に形成された酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）を主体とす
る保護膜と、この保護膜上に形成された酸化ホウ素（Ｂ
₂Ｏ₃）を結着剤として含む蛍光体膜と、上記バルブ内に
設けられた放電電極と、上記バルブ内に封入された純水
銀より低い水銀蒸気圧を呈するアマルガムおよび希ガス
を含む放電維持媒体とを具備していることを特徴とす
る。

【００３２】上記請求項１に記載したと同様な作用を奏
し、特に保護膜上に重層して形成した蛍光体膜の結着剤
を保護膜と同質のＢ₂Ｏ₃を主体とする成分としたので、
蛍光体膜における水銀の吸着も低減できるとともに上下
層の結合が増し蛍光体膜の被着力はより強固となり亀裂
や剥離が防止される。

【００３３】また、蛍光体膜の結着剤もＢ₂Ｏ₃のみでも
よいがＢ₂Ｏ₃を主体とし、これにＡｌ₂Ｏ₃（γ−アルミ
ナ）、ＢａＯ、ＣａＯやＢ₂Ｏ₃等を混入したものであっ
ても同様な作用を奏する。

【００３４】本発明の請求項３に記載の蛍光ランプは、
保護膜が、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）を主体とし、これに酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）が混入されていることを特
徴とする。

【００３５】Ｂ₂Ｏ₃にＡｌ₂Ｏ₃（γ−アルミナ）を添加
することにより、保護膜の強度を向上させるとともに、
適切な可視光透過率特性を有する作用を奏する。

【００３６】本発明の請求項４に記載の蛍光ランプは、
保護膜の膜厚さが３．０μ以下であることを特徴とす
る。

【００３７】保護膜の膜厚は実用的には３．０μｍ以下
であればよく、３．０μｍを超えると光透過の損失が起
こり光束が低下するとともに厚過ぎて亀裂や剥離の心配
があり、保護膜の効果を考慮すると０．３〜２．０μｍ
程度が好ましい。

【００３８】本発明の請求項５に記載の蛍光ランプ装置
は、請求項１ないし請求項４のいずれか一に記載の蛍光
ランプと、この蛍光ランプを支持する口金を備えたカバ
ーと、このカバー内に収容された蛍光ランプに接続した
点灯装置とを具備していることを特徴とする。

【００３９】蛍光ランプ装置は、上記請求項１ないし請
求項４に記載の作用を有する蛍光ランプを装着したの
で、初期光束および光束維持率の低下が少ない照明をす
ることができる。

【００４０】なお、蛍光ランプにおいて、ガラス管バル
ブの内面に金属酸化物からなる透明保護膜を形成するこ
とはたとえば特開平９−２４５７３４号公報や特開平１
１−３３９７２２号公報等に記載されているように公知
に属する。

【００４１】すなわち、ガラス管バルブの内面に直接に
蛍光体膜を形成した場合、封入した水銀のイオンが蛍光
体膜を透過してバルブと直接に接触し、バルブを構成す
るガラス中のアルカリ、特にナトリウムＮａと水銀とが
反応して黒化アマルガム（水銀合金）を生成し、点灯の
早期からバルブに変色を生じて光束の低下を招く、光束
維持率が悪いという現象がある。

【００４２】そこで、この現象を防ぐ手段として、水銀
が直接バルブに接触するのを阻止するため、バルブの内
面と蛍光体膜との間に酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃（γ−
アルミナ）、酸化ホウ素Ｂ₂Ｏ₃や酸化けい素ＳｉＯ₂等
の少なくとも一種の金属酸化物粒子からなる透明保護膜
を形成している。そして、この保護膜で水銀イオンを遮
断して、また、電気的にも反発されてバルブの内面に直
接接触するのを防止し、アマルガムの生成や蛍光体膜の
劣化を防止している。

【００４３】また、環形蛍光ランプ等の非直線状形のバ
ルブ形状のランプは、通常、バルブ内面側に上記アルミ
ナＡｌ₂Ｏ₃等からなる透明保護膜を形成した上に蛍光体
膜を重層形成し、バルブを加熱溶融させた際に蛍光体粒
子がバルブのガラス中に入り込みクラック等を発生する
ことを防いでいる。

【００４４】このように、蛍光ランプにおいて、ガラス
管バルブの内面に金属酸化物からなる透明な保護膜を形
成して、バルブ面の早期黒化防止や蛍光体粒子のガラス
中へのめり込み防止がはかれることは知られている。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
および図２を参照して説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態を示す蛍光ランプの斜視図、図２は図１の蛍
光ランプを内蔵させた電球形蛍光ランプＬのグローブを
透視した正面図である。

【００４６】図１において、蛍光ランプＬ１は軟質ガラ
スからなる略同形状のＵ字形に曲成した３本のガラス管
１１，１１，１１を略三角形状に配設して隣接する部分
において接続管１２，…を介し接続するとともに両端を
封止して、連通した１本の放電路を備えた、上方または
下方からみて略等間隔の六角形状のコンパクト化したガ
ラス管バルブ１（気密容器）形状をしている。

【００４７】この放電路の端部に位置するガラス管１
１，１１には、タングステン線を巻回したコイル状のフ
ィラメント等からなる放電電極２，２を継線したリード
線２１，２１および排気管３を植設したステム（図示し
ない。）が封止されている。

【００４８】また、各ガラス管１１，…の内表面には酸
化ホウ素Ｂ₂Ｏ₃（ホウ酸）（６０重量％）と酸化アルミ
ニウムＡｌ₂Ｏ₃（γ−アルミナ）（４０重量％）とから
なる保護膜４およびこの保護膜４上に３波長発光形の希
土類蛍光体からなる蛍光体膜５が形成されている。

【００４９】また、上記バルブ１内には放電媒体として
アルゴンＡｒ等の希ガスが、また、少なくとも１本の排
気管３内にはペレット状のＢｉ６３．５重量％−Ｉｎ３
１．０重量％：Ｈｇ５．５重量％のアマルガムＡが封装
されている。

【００５０】上記各ガラス管１１，…は、主組成が酸化
ケイ素ＳｉＯ₂６０〜７５重量％、酸化アルミニウムＡ
ｌ₂Ｏ₃１〜５重量％を含むソーダーライムガラスまたは
酸化ケイ素ＳｉＯ₂約５７重量％、酸化アルミニウムＡ
ｌ₂Ｏ₃約１．２重量％、酸化鉛ＰｂＯを２８重量％程度
を含む鉛ガラスからなり、その肉厚が０．７〜１．０ｍ
ｍ程度、外径が８〜１１ｍｍ程度で加工前の直状のとき
の長さが１５０〜１７０ｍｍ程度である。

【００５１】また、この３本のガラス管１１，…を一体
化して形成した蛍光ランプＬ１のバルブ１は、高さが７
０〜８０ｍｍ程度、上方または下方からみて略等間隔の
六角形状をしたバルブ並設方向の最大幅が３２〜４３ｍ
ｍ程度で放電路長さが２００〜４００ｍｍ程度である。

【００５２】そして、この蛍光ランプＬは、ランプＬ１
および回路基板６の固定部材である電気絶縁性の合成樹
脂から形成された基体７に取り付けられる。図において
この基体７は円盆形状をなし下面側に形成した取付孔
（図示しない。）内に蛍光ランプＬ１のバルブ１の端部
を挿入して接着剤（図示しない。）で接合して固定する
とともに、上方側にトランジスタ、ダイオード、整流素
子、コンデンサや抵抗等のランプＬ１の点灯回路部品６
１，…から構成されるインバータ回路等を実装した回路
基板（ＰＣ板）６が凹凸等の係合手段で固定されてい
る。また、ランプＬ１のステムから導出したリード線２
１，…は、回路基板６に接続されている。

【００５３】また、８１は電気絶縁性の合成樹脂から形
成された上記点灯回路部品６１，…や回路基板６等を収
納するポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の耐熱
性合成樹脂からなる略椀状をなすカバー部材である。８
２はガラスや合成樹脂から形成された上記蛍光ランプＬ
１を囲繞する透明や乳白色のグローブで、上記カバー部
材８１およびグローブ８２の開口縁部は円盆形状をなす
基体７の周縁部に凹凸等による係合や接着剤による接合
により固定されている。

【００５４】また、９はこのカバー部材８１の頂部に固
定されたたとえばＥ２６型の口金で、上記回路基板６と
電気的に接続して電球形蛍光ランプＬが構成されてい
る。

【００５５】なお、上記において電球形蛍光ランプＬに
組み込まれる蛍光ランプの形態も、Ｕ字形のランプやＷ
Ｕ字形のランプ等を用いたものであってもよい。また、
グローブは必須のものではなく、グローブを用いる場
合、その形状は球状や円筒状等であってもよく、ランプ
の全体を覆っても一部が開放されたものであっても差支
えない。

【００５６】そして、上記蛍光ランプＬ１の保護膜４の
形成は、直管状またはＵ字状に折曲したガラス管１１，
…に、Ｂ₂Ｏ₃微粉末６０重量％とＡｌ₂Ｏ₃（γ−アルミ
ナ）微粉末４０重量％とを酢酸ブチルや水等のバインダ
ーとともに混合した塗布溶液を用意し、この溶液をバル
ブ１内表面に塗布し乾燥して未焼成の保護塗布膜を形成
する。

【００５７】また、蛍光体膜５は、３波長発光形の（Ｓ
ｒＣａＢａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：ＥｕまたはＢａＭｇ₂Ａ
ｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ，Ｍｎ等の青色蛍光体、ＬａＰＯ₄：Ｃ
ｅ，Ｔｂ等の緑色蛍光体、Ｙ₂Ｏ₃ ：Ｅｕ等の赤色蛍光
体の各粉末を、Ａｌ₂Ｏ₃（γ−アルミナ）、Ｌａ等の結
着剤および水性バインダーと混合・調製した蛍光体懸濁
溶液を、保護塗布膜の表面上に塗布し乾燥して蛍光体塗
布膜を形成する。

【００５８】そして、このバルブ１を加熱して未焼成の
蛍光体塗布膜を仮焼付けした後、バルブ１両端の封止予
定部の蛍光体塗布膜を封止の障害にならないように剥が
しておく。なお、このとき蛍光体塗布膜とともに封止予
定部の保護塗布膜が剥れるのは構わない。この端部の蛍
光体塗布膜の剥離が終了したらバルブ１をベーキング工
程と呼ばれている約６００℃に昇温した加熱炉中を通
す。

【００５９】このベーキングにより塗布された保護塗布
膜中や蛍光体塗布膜中に含まれているバインダー成分や
水分、その他不純物が焼成あるいは除去されるととも
に、上記保護塗布膜は２Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃の結晶構造を
有する保護膜４および３波長発光形の蛍光体膜５が形成
される。なお、直管状のガラス管の場合は、この後、中
間部を加熱軟化して略Ｕ字状に折曲してもよい。

【００６０】このベーキングの終わった一部のバルブ１
の一端にフィラメント電極２および排気管３内にアマル
ガムＡを設けてなるフレアステムやビードステム（図示
しない。）をラインシールやピンチシール等の手段で封
止する。（なお、直管状のガラス管の場合は、この後、
Ｕ字状に折曲してもよい。）そして、最端部に上記ステ
ムを封止したガラス管１１，１１を配して、３本のガラ
ス管１１，１１，１１を三角形状に並べ接続管１２，…
を介し接続して繋ぎ合わせ１本の放電路を有するバルブ
１が完成される。このバルブ１は、上方または下方から
みて略等間隔の六角形状をなしている。

【００６１】なお、ステムが封止られた両端の隣接する
ガラス管１１，１１間は接続管で接続されていないとと
もに中間に接続したガラス管１１は電極２および排気管
３がなく空封止されていても、アマルガムＡを配置した
排気管３（細管）が封止されていてもよい。

【００６２】このガラス管１１，…を一体化したバルブ
１は、排気管３部（管３内にアマルガムが配設されてい
ない排気管が好ましい。）が排気装置の排気ヘッドに接
続され、バルブ１が加熱されながら放電路内の排気、電
極２，２の活性化、希ガスの封入等が行われた後、排気
管３部が溶封されて蛍光ランプＬが完成する。

【００６３】そして、この蛍光ランプＬ１は、点灯回路
装置６等とともにホルダ５に固定され、カバー部８１に
収容され口金９およびグローブ８２が取り付けられて、
電球形蛍光ランプＬが完成する。

【００６４】そして、このように構成された電球形蛍光
ランプＬは、たとえば入力電力の定格が２５Ｗで、蛍光
ランプＬ１には約２３．５Ｗの高周波電力が加わり、ラ
ンプ電流は約２８０ｍＡ、ランプ電圧は約８４Ｖとな
り、３波長発光形蛍光体の使用により全光束が１５２０
ｌｍが得られた。

【００６５】また、この電球形蛍光ランプＬの光束の立
上特性を図３にグラフで示す。図３のグラフは縦軸に安
定点灯時の光出力（光束）を１００％とした場合の相対
光出力（％）を、横軸に時間（秒）を対比させたもの
で、Ｎ線は本発明の保護膜をＢ ₂Ｏ₃を主体とした材料で
形成したランプ、Ｒ線は比較用の従来の保護膜をＡｌ₂
Ｏ₃を主体とした材料で形成したランプである。

【００６６】グラフから明らかなように、たとえば本発
明ランプは従来ランプに比べスイッチイン後２０秒で約
１８％、４０秒で約８％、６０秒で約２％光束が高くな
っている、すなわち、立上特性が向上していることを確
認できた。なお、点灯開始から５秒後の光出力は本発明
ランプは安定点灯時の約３０％、従来ランプで約１５％
であった。なお、点灯直後の明るさは、５秒後に安定点
灯時の光出力の２５％以上であればよく、人間の見た目
では立上りが早いと感じられるが、２５％未満だと暗く
感じるため、立上特性が遅いと感じられる。

【００６７】また、上記蛍光ランプＬ１は、上記のバル
ブ１が加熱され高温化する工程において、バルブ１の内
面に塗布されている保護塗布膜はバルブ１が軟化する温
度以上になるとＢ₂Ｏ₃とＡｌ₂Ｏ₃とが均一に溶け合った
固溶体となり、緻密な２Ａｌ ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃の結晶構造を
有する強固な被着力を有する保護膜４が形成される。

【００６８】そして、本発明ではＡｌ₂Ｏ₃より、ガラス
質に近くバルブのガラスとの融和性もよいＢ₂Ｏ₃の成分
量を多くすることにより、緻密で被着力も強い被膜が形
成できたものと考えられる。

【００６９】また、この緻密な結晶構造を有する保護膜
４は、光透過率が高く発光特性が向上できる。また、被
膜の被着力が強く保護膜４やこの被膜４上に形成した蛍
光体膜５に亀裂や剥離等の発生がないとともにガラス管
の屈曲時にガラス中に蛍光体粒子のめり込みがない等の
付随的効果もある。

【００７０】なお、本発明蛍光ランプＬ１の立上特性が
向上できる要因としては、Ａｌ₂Ｏ₃に対してＢ₂Ｏ₃の量
を増やした場合は、アマルガムＡの水銀蒸気圧によって
起きていたランプ立上り時の放電空間内における水銀の
一時不足状態が解消されることが分かった。

【００７１】これは、Ａｌ₂Ｏ₃を主体として保護膜４を
形成した場合、アマルガムＡから放出された水銀がＡｌ
₂Ｏ₃に吸着されるため、放電空間に水銀蒸気が拡散する
までの時間がかかり、水銀の一時不足状態が生じるため
と考えられる。

【００７２】このＡｌ₂Ｏ₃が何故水銀をよく吸着するか
その理由は明確に分かっていないが、Ａｌ₂Ｏ₃は多量の
水酸基（-ＯＨ基）を生成し易く、結果的に、蛍光ラン
プＬ完成後バルブ１内に多量の水酸基が残留していると
推測できる。

【００７３】そして、この蛍光ランプＬ１の点灯初期に
おいて、放電で生成した水銀の正イオンが水銀（Ｈｇ
+）が両極性拡散によって、バルブ１壁に拡散したと
き、上記水酸基に捕獲され、水銀の正イオンが水銀（Ｈ
ｇ+）に戻れないという現象が生じるためと考えられ
る。

【００７４】この保護膜４を形成する材料組成として
は、Ｂ₂Ｏ₃が主成分として用いられ、Ｂ₂Ｏ₃がＡｌ₂Ｏ₃
より多ければよく、Ｂ₂Ｏ₃が１００％であってもよい。
また、このＢ₂Ｏ₃に添加する材料としてはＡｌ₂Ｏ₃のほ
かＢａＯやＣａＯ等の少なくとも一種であればよい。

【００７５】また、図４は本発明の他の形の蛍光ランプ
に適用した第２の実施の形態を示し、図中図１および図
２と同一部分には同一の符号を付してその説明は省略す
る。図４はバルブ形状が略Ｕ字形をなすコンパクト形の
蛍光ランプＬ２を示す正面図である。

【００７６】この第２の実施の形態のものは、バルブ１
がソーダライムガラスからなる直管の中央部を折り返し
た略Ｕ字形をなし、両端部にはバルブ１の端部を溶融圧
潰して形成した封止部が設けられていて、この封止部内
には電極を支持したリード線および排気管が封止してあ
る。もちろん、封止部はバルブ１の端部にフレアステム
等を封止した構造のものであってもよい。

【００７７】そして、バルブ１の内面には上記第１の実
施の形態と同様にＢ₂Ｏ₃とＡｌ₂Ｏ₃とからなる保護膜４
およびこの保護膜４上には蛍光体膜５が重層形成されて
いる。

【００７８】このランプＬ２の製造は、上記第１の実施
の形態と同様な方法で直管状のガラス管の内面にＢ₂Ｏ₃
とＡｌ₂Ｏ₃とからなる保護膜４および蛍光体膜５を重層
形成する。つぎに、バルブ１の両端部に電極を支持した
リード線を介在させ、封止予定部をバーナで加熱し溶融
してピンチャで押圧することによって圧潰封止部を形成
した後、ガラス管を曲成して略Ｕ字状のバルブ１を形成
する。（なお、バルブ１を略Ｕ字状に曲成しておいて、
保護膜４および蛍光体膜５を重層形成し、その後電極を
支持したリード線を圧潰封止するようにしてもよい。）
この後は、通常の排気工程や口金付工程等を経てランプ
装置Ｌ２が完成される。

【００７９】このコンパクト形の蛍光ランプＬ２の場合
も、上記保護膜４が第１の実施の形態と同様な作用効果
を奏する。

【００８０】なお、図４に示す蛍光ランプＬ２は、図示
しない建物等への取付具、電源接続機構や安定器等の点
灯回路が収納された器具本体に設けられたランプソケッ
トに口金９部分を装着して給電されることにより安定し
た点灯が行える。

【００８１】つぎに、本発明の第３の実施の形態につい
て説明する。上述した第１および第２の実施の形態で
は、保護膜４をＢ₂Ｏ₃とＡｌ₂Ｏ₃とで形成したが、本発
明は保護膜４に重層して形成される蛍光体膜５の結着剤
として上記酸化ホウ素Ｂ₂Ｏ₃を用いることができる。

【００８２】すなわち、蛍光体粉末、結着剤として酸化
ホウ素Ｂ₂Ｏ₃からなる微粉末、水溶性バインダーや有機
バインダー、溶剤等を混合して蛍光体懸濁液を作る。そ
して、たとえば上記第１の実施の形態に示される蛍光ラ
ンプＬ１と同様に、酸化ホウ素Ｂ₂Ｏ₃と酸化アルミニウ
ムＡｌ₂Ｏ₃とからなる保護膜４上に、この蛍光体懸濁液
を塗布・乾燥した後、焼成して蛍光体膜５を形成する。

【００８３】このような保護膜４および蛍光体膜５を有
する蛍光ランプは、両被膜４、５ともにＢ₂Ｏ₃とＡｌ₂
Ｏ₃とからなる２Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃の緻密な結晶構造を
有している。

【００８４】そして、この蛍光ランプは、保護膜上に重
ねて形成した蛍光体膜の結着剤を保護膜と同質のＢ₂Ｏ₃
を主体とする成分としたので、蛍光体膜における水銀の
吸着も低減できるとともに上下層の結合が増し蛍光体膜
の被着力はより強固となる、立上や発光特性および被膜
強度を向上できる。

【００８５】また、蛍光体膜の結着剤もＢ₂Ｏ₃のみでも
よいがＢ₂Ｏ₃を主体とし、これにＡｌ₂Ｏ₃（γ−アルミ
ナ）、ＢａＯ、ＣａＯやＢ₂Ｏ₃等を混入したものであっ
ても同様な作用効果を奏する。

【００８６】

【発明の効果】請求項１および２に記載の発明によれ
ば、良好な立上特性を呈する等、コンパクト化した光源
の発光特性が向上するとともに付随的効果として光束維
持率の向上および保護膜の被着強度の向上がはかれた高
出力、高負荷点灯に耐える蛍光ランプを提供できる利点
を有する。

【００８７】また、請求項３に記載の発明によれば、保
護膜の材料組成を規制することにより、保護膜の強度が
向上できるとともに、可視光透過率特性の向上がはかれ
る蛍光ランプを提供できる。

【００８８】また、請求項４に記載の発明によれば、光
束の低下を抑制するとともに被膜の強度向上がはかれる
蛍光ランプを提供できる。

【００８９】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
上記請求項１ないし請求項４に記載の効果を有する蛍光
ランプを装着したので、初期光束および光束維持率の低
下が少ないコンパクト化した光源により照明をすること
ができる、高出力、高負荷点灯に耐える電球形蛍光ラン
プを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施の形態の蛍光ランプおよび要
部の一部断面を拡大して示す、斜視図である。

【図２】本発明第１の実施の形態の電球形蛍光ランプを
示す、正面図である。

【図３】本発明および従来ランプの光束の立上特性を対
比して示すグラフである。

【図４】本発明第２の実施の形態のＵ字形蛍光ランプを
示す正面図である。

【符号の説明】

Ｌ１：蛍光ランプＬ２：蛍光ランプ（Ｕ字形蛍光ランプ）Ｌ１：電球形蛍光ランプ１：ガラス管バルブ２：放電電極４：保護膜５：蛍光体膜９：アマルガム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｗ 131:30 Ｆ２１Ｙ 103:025 Ｆ２１Ｙ 103:025 Ｆ２１Ｓ 5/00 ＥＦターム(参考） 3K014 AA04 DA05 5C015 UU04 5C043 AA20 CC09 CD10 DD28 DD36 EB15 EB16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非直線状に形成されたガラス管バルブ
と；このバルブの内面部分に形成された酸化ホウ素（Ｂ
₂Ｏ₃）を主体とする保護膜と；この保護膜上に形成され
た蛍光体膜と；上記バルブ内に設けられた放電電極と；
上記バルブ内に封入された純水銀より低い水銀蒸気圧を
呈するアマルガムおよび希ガスを含む放電維持媒体と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】非直線状に形成されたガラス管バルブ
と；このバルブの内面部分に形成された酸化ホウ素（Ｂ
₂Ｏ₃）を主体とする保護膜と；この保護膜上に形成され
た酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）を結着剤として含む蛍光体膜
と；上記バルブ内に設けられた放電電極と；上記バルブ
内に封入された純水銀より低い水銀蒸気圧を呈するアマ
ルガムおよび希ガスを含む放電維持媒体と；を具備して
いることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項３】保護膜が、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）を主体
とし、これに酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）が混入して
いることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光ラ
ンプ。
【請求項４】保護膜の膜厚さが３．０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光
ランプ。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか一に
記載の蛍光ランプと；この蛍光ランプを支持する口金を
備えたカバーと；このカバー内に収容された蛍光ランプ
に接続した点灯装置と；を具備していることを特徴とす
る電球形蛍光ランプ。