JPH07235284A

JPH07235284A - 管球および照明装置

Info

Publication number: JPH07235284A
Application number: JP30072594A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Tamura; 暢宏田村; Keiji Hatakeyama; 圭司畠山
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1995-09-05
Also published as: EP0662704A1

Abstract

(57)【要約】【目的】管球の封止作業の信頼性を維持しつつ、作業
の簡略化を図る。【構成】封止部を有する透光性気密容器（ガラスバル
ブ１）と、この透光性気密容器に設けられた発光手段
（放電電極３、蛍光発光層７）と、上記透光性気密容器
の内側に直接または間接に被着され、少なくとも封止部
４においてガラス化した（６ａ）金属酸化物層６と、を
具備している。【効果】金属酸化物が少なくとも封止部４においてガ
ラス化しているので、金属酸化物が、例えばガラス部材
の延びにあわせて伸びるので、金属酸化物が残留してい
ても封止部４のクラックの原因となったり、封止後のリ
ークの原因になったりする割合が低下する。このため、
封止前に金属酸化物を除去しなくて済むか、または除去
するにしても簡略化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属酸化物層を有する
蛍光ランプ等の管球およびその管球を備えた照明器具に
関する。

【０００２】

【従来の技術】良好な外観の維持のためや光束維持率の
向上のため、または紫外線カットのために、ガラスバル
ブと蛍光発光層の間に微粒子金属酸化物層を形成した蛍
光ランプは、既知である。

【０００３】特開平３−１１４１３６号は、良好な外観
の維持および光束維持率の向上のために金属酸化物層を
形成した蛍光ランプを開示している。図７は、上記特開
平３−１１４１３６号公報に開示されている蛍光ランプ
の一部を破断して示す断面図である。この蛍光ランプは
ガラスバルブ７１とそのガラスバルブ７１の両端部に封
止されたマウント７２とで透光性気密容器を形成してい
る。マウント７２は、放電電極７３を支持している。上
記ガラスバルブ７１の内側には、直接または間接に微粒
子金属酸化物からなる金属酸化物層７４が形成され、そ
の上に蛍光発光層７５が形成されている。透光性気密容
器内には通常放電媒体として微量の水銀とアルゴンが封
入されている。

【０００４】ところで、この金属酸化物層７４は、マウ
ント７２封止の際、蛍光発光層７５とともに除去してい
る。これは、封止の際、封止部に蛍光体粒子や金属酸化
物粒子が残っていると封止部のガラスの溶融および溶着
が阻害され、リークやクラックの原因となるからであ
る。

【０００５】そこで封止部に蛍光体粒子や金属酸化物粒
子が残らないように、封止予定部から蛍光体粒子や金属
酸化物粒子を除去するネッククリーニング工程を経てか
ら封止工程を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな封止予定部から金属酸化物粒子を除去する作業は蛍
光体粒子を除去する作業に比べて難しい。これは金属酸
化物粒子の粒径が蛍光体粒子に比べて小さいために、ガ
ラスバルブに残留しやすいからである。このため微粒子
金属酸化物を被着した蛍光ランプは、微粒子金属酸化物
を被着しない蛍光ランプに比べてその歩留まりが低いと
いう欠点があった。

【０００７】このような欠点は蛍光ランプに限らず、微
粒子金属酸化物を被着した管球全てに共通するものであ
った。

【０００８】本発明は、微粒子金属酸化物を除去するこ
となく、また、仮に除去するとしても除去工程を簡単に
して、金属酸化物が残留しても歩留まり低下が小さい管
球を提供することを目的とする。また本発明は、上記管
球を備えた照明装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の管球は、封止部を有する透光性気密容器と、この透光
性気密容器に設けられた発光手段と、上記透光性気密容
器の内側に直接または間接に形成され、少なくとも封止
部においてガラス化した金属酸化物層と、を具備してい
ることを特徴とする。

【００１０】管球とは、蛍光ランプ等の低圧水銀蒸気放
電ランプ、希ガス放電ランプ、高輝度放電ランプ電球等
を含む。

【００１１】封止部とは、複数の部材を接合して透光性
気密容器を形成するが、この場合の部材間の接合部のこ
とである。通常の管形蛍光ランプを例にとれば、両端部
が封止部を構成している。

【００１２】透光性気密容器とは、例えばガラスバルブ
で形成されたものである。場合によっては、一部が金属
やセラミックスで形成されていてもよい。

【００１３】発光手段とは、低圧水銀蒸気放電ランプで
あれば、電極、リード線および水銀蒸気等を発光させる
ために必要な構成であり、高輝度放電ランプであれば、
外管内に収容された発光管等であり、電球であれば、フ
ィラメント等がこれに該当する。電極としては通常の蛍
光ランプのようにガラスバルブ内に配設されたフィラメ
ントに限らず、いわゆる無電極放電ランプのように透光
性気密容器の外部にあってもよい。

【００１４】内側に直接とは、例えば蛍光ランプであれ
ば、ガラスバルブの内面に直接金属酸化物が被着された
場合であり、また間接にとは、例えばいわゆるラピッド
スタート形蛍光ランプであれば、ガラスバルブの内面
に、透明導電性被膜が形成され、その上に金属酸化物層
が形成された場合である。すなわち透光性気密容器と金
属酸化物層の間に、別の目的で各種塗膜が形成されてい
ても、されていなくてもよいことを意味する。

【００１５】金属酸化物層とは、例えば蛍光体よりも小
さい粒径の微粒子金属酸化物が凝集して層を形成するよ
うに被着したものを含む。層を形成することが必須であ
るが、層の成分が１００％同一物質である必要はなく、
添加物が存在してもよい。また、封止部においては金属
酸化物が透光性気密容器を構成するガラスバルブ中に拡
散してもよい。封止部以外の部分で金属酸化物層は、ガ
ラス化していても、していなくてもよい。

【００１６】ガラス化するとは、たとえば微粒子金属酸
化物を使用していれば、微粒子金属酸化物の形状が変成
し、微粒子金属酸化物同士が溶融結合したりガラスバル
ブ中に溶融拡散していくことを意味し、または少なくと
も粒子として認識できる程度が低下することを意味す
る。

【００１７】請求項２に記載の管球は、ガラスバルブ
と、このガラスバルブとともに透光性気密容器を形成
し、ガラスバルブの両端部の封止部において封止された
放電電極を有するマウントと、上記ガラスバルブの内側
に直接または間接に形成され、少なくとも封止部におい
てガラス化した金属酸化物層と、この金属酸化物層上に
形成された蛍光発光層と、上記透光性気密容器内に封入
され、蛍光発光層を励起する放電媒体と、を具備してい
ることを特徴とする。

【００１８】この管球には、いわゆる一般照明用の直管
形、環形、コンパクト形または電球形蛍光ランプに代表
される低圧水銀蒸気放電ランプおよび読み取り用光源と
しての希ガス蛍光ランプ等が該当する。

【００１９】請求項２において放電電極は、例えばフィ
ラメントコイル等を意味する。

【００２０】請求項２において放電媒体とは、低圧水銀
蒸気放電ランプにおいては水銀蒸気およびアルゴンガス
等のペニングガス、希ガス蛍光ランプにおいては、キセ
ノンガス等を意味する。

【００２１】請求項３に記載の管球は、内部に放電媒体
が封入されているとともに放電電極を対向して設けた発
光管と、この発光管を収容し、封止部を有する透光性気
密容器と、この透光性気密容器の内側に直接または間接
に形成され、少なくとも封止部においてガラス化した金
属酸化物層と、を具備していることを特徴とする。

【００２２】この管球には、高圧ナトリウムランプ、メ
タルハライドランプまたは高圧水銀蒸気放電ランプ等の
高輝度放電ランプが該当する。

【００２３】請求項３において発光管はこれら高輝度放
電ランプの内管を、透光性気密容器はこれら高輝度放電
ランプの外管を意味する。

【００２４】請求項３において封止部とは、外管の封止
部を意味する。

【００２５】請求項４に記載の管球は、請求項１ないし
３のいずれか一記載の管球において、封止部が２つの部
材の接合部で形成されており、２つの部材の接合部にガ
ラス化した金属酸化物を有する金属酸化物層が介在して
いることを特徴とする。

【００２６】２つの部材とは、例えば一般照明用蛍光ラ
ンプではガラスバルブとガラスバルブの端部に封止され
たフレアガラスや排気管を有するマウントである。また
高輝度放電ランプにおいて２つの部材とは、外管とフレ
アガラスを有し、発光管を支持するマウントを意味す
る。

【００２７】請求項５に記載の管球は、請求項４記載の
管球において、封止部を形成する２つの部材の少なくと
も一方がガラス部材で形成されており、ガラス化した金
属酸化物は、少なくとも封止部の前記ガラス部材側に存
在していることを特徴とする。

【００２８】少なくとも一方がガラス部材とは、例えば
一般照明用蛍光ランプではガラスバルブがこれに該当す
る。表示用蛍光ランプのように透光性気密容器の一部が
金属またはセラミックスであるような場合、もう一方の
部材がガラス製であることを意味する。少なくとも一方
がガラス部材とあるように、両方がガラス部材でもよ
い。

【００２９】請求項６に記載の管球は、請求項４または
５記載の管球において、封止部を形成する２つの部材の
少なくとも一方がガラス部材で形成されており、封止部
において金属酸化物は、ガラス部材中に拡散しているこ
とを特徴とする。

【００３０】金属酸化物がガラス部材中に拡散する結
果、金属酸化物層とは金属酸化物が拡散した部分を意味
するが、金属酸化物が拡散した部分と拡散していない部
分との境界が明確でなくてもよい。

【００３１】請求項７に記載の管球は、請求項１記載の
管球において、封止部が透光性気密容器の端部において
ピンチシールされて形成されていることを特徴とする。

【００３２】請求項８に記載の管球は、請求項１ないし
７のいずれか一記載の管球において、封止部における金
属酸化物が、粒子性を有していないことを特徴とする。

【００３３】粒子性を有していないとは、たとえば微粒
子金属酸化物を塗布した後、微粒子金属酸化物が一度溶
融してガラス化し、微粒子金属酸化物同士がつながって
一体化してしまった状態である。

【００３４】請求項９に記載の管球は、請求項１ないし
８のいずれか一記載の管球において、金属酸化物層が、
封止部およびその近傍を除いて、微粒子金属酸化物で構
成されている部分を有することを特徴とする。

【００３５】請求項１０に記載の管球は、請求項２記載
の管球において、蛍光発光層が封止部を除いて形成され
ていることを特徴とする。

【００３６】いわゆる蛍光ランプや蛍光水銀ランプがこ
れに該当する。

【００３７】請求項１１に記載の管球は、請求項１０記
載の管球において、蛍光発光層の全ての部分が金属酸化
物層上に形成されていることを特徴とする。

【００３８】請求項１２に記載の管球は、請求項１ない
し請求項１１のいずれか一記載の管球において、金属酸
化物層が、少なくとも酸化亜鉛を構成成分の一つとして
いることを特徴とする。

【００３９】請求項１３に記載の管球は、請求項９記載
の管球において、微粒子金属酸化物が平均一次粒子径
０．１μｍ以下、平均膜厚０．５μｍ以下であることを
特徴とする。

【００４０】平均一次粒子径とは、凝集のない状態での
平均粒径であり、電子顕微鏡写真を撮影し、粒子の径を
一つ一つ測定して算出した平均値である。微粒子は球形
ではないので、幅の大きい箇所で測定する。また膜厚
は、部分的に異なるため、いくつかの部分を平均して求
めた値である。例えば、直管形蛍光ランプであれば、中
央部と両端部の３カ所の平均値である。端部としては、
電極近傍である。

【００４１】請求項１４に記載の管球は、請求項１ない
し請求項１３のいずれか一記載の管球において、透光性
気密容器内面と金属酸化物層の間に、透明導電性被膜が
形成されていることを特徴とする。透明導電性被膜とし
ては、例えばラピッドスタート形蛍光ランプの場合、酸
化錫の一部が還元されて、導電性を持つようになったも
のが該当する。請求項１５に記載の照明装置は、装置本
体と、この装置本体に装着した請求項１ないし請求項１
４のいずれか一記載の管球と、この管球を安定点灯させ
る点灯回路と、を具備していることを特徴とする。

【００４２】照明装置としては、例えば、一般照明用の
施設用または住宅用照明器具がこれに該当する。この
外、例えば電球形蛍光ランプや、液晶プロジェクターや
光化学反応用の産業応用照明装置等もこれに該当する。

【００４３】

【作用】本発明の請求項１に記載の管球は、金属酸化物
層が少なくとも封止部においてガラス化しているので、
金属酸化物が例えばガラス部材の延びにあわせて伸びる
ので、金属酸化物が残留していても封止部のクラックの
原因となったり、封止後のリークの原因になったりする
割合が低下する。このため、封止前に金属酸化物を除去
しなくて済むか、または除去するにしても簡略化でき
る。封止部がガラス部材でなくても金属酸化物がガラス
化するため封止部において接着剤としての機能を果た
し、上記作用を奏する。

【００４４】封止部における金属酸化物層中の金属酸化
物全てがガラス化する必要はない。実用的にはある程度
以上の割合でガラス化する必要があるが、僅かでもガラ
ス化していれば、全くガラス化していないものと較べ、
上記作用が得られる。

【００４５】請求項２に記載の管球は、蛍光ランプ等を
含むが、この場合においても、請求項１に記載の管球と
同様の作用を奏する。

【００４６】請求項３に記載の管球は、高輝度放電ラン
プ等を含むが、この場合においても、請求項１に記載の
管球と同様の作用を奏する。

【００４７】請求項４に記載の管球は、２つの部材の接
合部に金属酸化物が残留しているが、金属酸化物がガラ
ス化しているので、請求項１ないし３のいずれか一記載
の管球の有する作用と同様の作用を有する。

【００４８】請求項５に記載の管球は、封止部を形成す
る２つの部材の少なくとも一方がガラス部材で形成され
ているため、封止工程において前記ガラス部材は軟化点
以上に熱加工されるが、このときの熱により、自動的に
金属酸化物がガラス化し、２つの部材の接合部にガラス
化した金属酸化物を有する金属酸化物層が残留する。残
留金属酸化物はガラス化しているので、請求項１ないし
３のいずれか一記載の管球の有する作用と同様の作用を
有する。

【００４９】請求項６に記載の管球は、封止部を形成す
る２つの部材の少なくとも一方がガラス部材で形成され
ているため、封止部において金属酸化物がガラス化して
ガラス部材中に拡散していき、請求項４記載の管球の有
する作用と同様の作用を有する。

【００５０】請求項７に記載の管球は、封止部が透光性
気密容器の端部においてピンチシールされて形成されて
いるが、このような管球も請求項１記載の管球と同様の
作用を有する。

【００５１】請求項８に記載の管球は、封止部における
金属酸化物が、粒子性を有していないので、請求項１な
いし７のいずれか一記載の管球と同様の作用を有する。

【００５２】請求項９に記載の管球は、金属酸化物層
が、封止部およびその近傍を除いて微粒子金属酸化物で
構成されている部分を有するが、封止部における金属酸
化物がガラス化して粒子性を失っているので、請求項１
記載の管球と同様の作用を有する。

【００５３】請求項１０に記載の管球は、蛍光発光層が
封止部を除いて形成されているので、蛍光発光層がリー
クやクラックの原因とならず、また、封止部の蛍光発光
層を封止前に除去する作業は、金属酸化物と異なり比較
的容易である。

【００５４】請求項１１に記載の管球は、蛍光発光層の
全ての部分が金属酸化物層上に形成されているので、金
属酸化物層の被着されている部分と被着されていない部
分との境界部分がないので蛍光発光層が均一に被着でき
る。境界部分があると、蛍光発光層被着前の表面状態が
境界を境として相違してくるので、蛍光発光層の被着状
態が均一になりにくい。

【００５５】請求項１２に記載の管球は、金属酸化物層
が、少なくとも酸化亜鉛を構成成分の一つとしているの
で、ガラス化しやすい。

【００５６】請求項１３に記載の管球は、金属酸化物層
が平均一次粒子径０．１μｍ以下と小さく、また平均膜
厚０．５μｍ以下と薄いので、ガラス化しやすい。粒子
が０．１μｍを越えたり、膜厚が０．５μｍを越える
と、ガラス化しにくくなり、封止部がクラックしたり、
リークしたりする不良が発生しやすくなる。

【００５７】請求項１４に記載の管球は、ラピッドスタ
ート形蛍光ランプのように透明導電性被膜を有している
ものであるが、このようなランプにも本発明は適用で
き、この場合、特に寿命中の透明導電性被膜の抵抗値変
化および水銀等の放電媒体との反応による変色が抑制で
きる。さらに金属酸化物が酸化亜鉛ＺｎＯや酸化チタン
ＴｉＯ2等のように紫外線吸収作用を持つ場合には、紫
外線による透明導電性被膜の酸化を抑制できる。

【００５８】請求項１５に記載の照明装置は、請求項１
ないし請求項１４のいずれか一記載の管球と同様の作用
を奏する。

【００５９】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１および図２を参
照して説明する。図１は直管状のラピッドスタート形蛍
光ランプＬ１の一部（ガラスバルブの端部近傍）を破断
拡大して示す正面図であり、図２は図１の蛍光ランプＬ
１のガラスバルブの端部近傍を破断して示す一部断面正
面図である。なお、図中の被膜または層の厚さは誇張し
てあり、実際の寸法比を表してはいない。

【００６０】図中、１はソーダライムガラスからなる直
管のバルブ、２はフィラメントコイルからなる放電電極
３を備えた鉛ガラス製のステム、４はバルブ１とステム
２との封止部である。バルブ１とステム２とで透光性気
密容器を形成している。バルブ１の内面には、透明導電
性被膜５が形成されている。透明導電性被膜５は酸化錫
を主体とし、一部が還元されて導電性を有するものであ
る。透明導電性被膜５は、バルブ１の両端部を除いて形
成されている。したがって透明導電性被膜５は、封止部
４およびその近傍には形成されていない。透明導電性被
膜５の膜厚は０．１μｍ前後である。緻密な膜を形成さ
せれば０．１μｍ以下となる。

【００６１】透明導電性被膜５の内側および透明導電性
被膜５の形成されていないバルブ１の両端部の内面に
は、金属酸化物層６が形成されている。金属酸化物層６
は、バルブ１の端部とステム２のフレアガラス２ａの先
端との接合部である封止部４内にも形成されている。こ
の金属酸化物層６の構成材料は、たとえば酸化亜鉛Ｚｎ
Ｏおよび酸化チタンＴｉＯ2である。この金属酸化物層
６は、酸化亜鉛ＺｎＯおよび酸化チタンＴｉＯ2の平均
粒径０．１μｍ以下の微粒子金属酸化物を塗布して０．
５μｍ程度の膜厚に形成したものである。また、金属酸
化物層６は、後述する理由により、少なくとも封止部４
においてガラス化しており（６ａがガラス化した部
分）、この実施例では、封止部４の近傍すなわちバルブ
１の端部の変形している領域でもガラス化している。

【００６２】金属酸化物層６の内面には、例えば３波長
域発光形の３種混合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からなる蛍光発光層７が形成され
ている。３種混合形の希土類蛍光体の場合、２０ないし
４０μｍの厚さとなる。図面上は、この寸法比を表して
いない。

【００６３】バルブ１内には放電媒体として微量の水銀
とアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、キセノンＸｅ等の希
ガスを単独または混合して封入してある。希ガスの封入
圧力は約５００パスカルである。

【００６４】バルブ１の少なくとも一端には排気管２ｂ
が形成されており、放電電極３と電気的に接続されたリ
ード線３ａが導出されている。バルブ１の両端には口金
８が取付けられ、口金８に突設された口金ピン８ａにリ
ード線３ａが電気的に接続されている。

【００６５】図３は、ラピッドスタート形蛍光ランプＬ
１を搭載した照明装置、例えば照明器具の正面図であ
る。この照明器具Ｄ１は、器具本体９に安定器等の点灯
回路１０を内蔵しており、ラピッドスタート形蛍光ラン
プＬ１との電気的、機械的接続をおこなうソケット１１
を有している。

【００６６】上記ラピッドスタート形蛍光ランプＬ１の
製造方法について説明する。まず、バルブ１の内面を洗
浄した後、バルブ１内に透明導電性被膜５を形成する。
透明導電性被膜５の形成方法は周知であり、例えば水平
に位置させたバルブ１を外側から約５５０℃から６００
℃程度に加熱しつつバルブ１内にジメチル塩化錫の高温
蒸気を導入して、バルブ１内でジメチル塩化錫を分解酸
化反応を起こさせることで、バルブ１内に酸化錫を堆積
させ、同時に塩化アンチモンを蒸気中に混合することで
アンチモンドープして透明導電性被膜５が形成される。
なお透明導電性被膜５は、バルブ１の両端では反応が起
こりにくく、このため端部を除いて形成される。

【００６７】次に平均粒径０．１μｍ以下の酸化亜鉛Ｚ
ｎＯと酸化チタンＴｉＯ2の微粒子を酢酸ブチルや水等
の溶媒中に入れた塗布溶液を用意する。そして、常法に
したがい直立させたバルブ１の上方端からこの塗布溶液
を内部に流し込み、その内面に酸化亜鉛ＺｎＯと酸化チ
タンＴｉＯ2の微粒子が凝集した層を形成する。そし
て、この塗布膜を自然または強制的に乾燥させて未焼成
の金属酸化物層６を形成する。

【００６８】このときバルブ１端部の封止予定部にまで
金属酸化物層６が形成されるが剥がすことなく、この未
焼成の金属酸化物層６上に別途に用意した蛍光体塗布液
を塗布して蛍光発光層７を形成する。

【００６９】つぎに、このバルブ１の両端部を加熱して
未焼成の蛍光体発光層７の両端部を仮焼付けした後、バ
ルブ１両端の封止予定部の蛍光体発光層７を封止の障害
にならないように剥がす。ここで蛍光体は容易に剥すこ
とができるが、金属酸化物層６は若干剥すことはできて
も除去できないで残留する。

【００７０】これは、微粒子金属酸化物が蛍光体粒子に
較べて数十分の一と小さいことに原因がある。例えば、
３波長域発光蛍光ランプ用希土類蛍光体では通常平均粒
形が３ないし５μｍ、連続波長発光のアンチモンマンガ
ン共付活ハロ燐酸カルシウム蛍光体では平均粒形が５な
いし１０μｍである。微粒子金属酸化物は極めて小さい
ために剥しにくいことが分かった。また、両端部を仮焼
付けする際、金属酸化物が一部焼き付いてしまうことも
原因であることが分かった。

【００７１】この端部の蛍光体塗布膜の剥離が終了した
らバルブ１を約６００℃に昇温した加熱炉中を通す。こ
の工程をベーキング工程と呼ぶが、このベーキング工程
により、塗布された金属酸化物層６や蛍光発光層７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
成または除去されるとともに、焼き付いて剥がれのない
金属酸化物層６と蛍光発光層７が形成される。

【００７２】つぎに、このベーキング工程の終わったバ
ルブ１の両端にエミッタを付着した放電電極３を有する
ガラスステム２、２を封止する。すなわちバルブ１およ
びステム２のの先端をバーナで加熱溶融して互いに融着
させ、封止部４を形成する。ここで、バルブ１の内面に
残留する金属酸化物層６も、層中の微粒子が完全に、ま
たはより一層溶融してガラス化し、上記のバルブ１のガ
ラスとともにフレア２ａと融着する。これにより、金属
酸化物層６は、封止部４において、バルブ１のガラスと
フレア２ａのガラスとに挟まれた状態となるとともに、
その一部がバルブ１のガラスとフレア２ａのガラスの中
に溶け込み拡散していく。

【００７３】その後、バルブ１を加熱しながらステム２
の排気管２ｂを介してバルブ１内を排気し、つぎに、希
ガスおよび水銀を排気管２ｂを通じ封入し、排気管２ｂ
が封切される。これを封止行程という。そして、このバ
ルブ１の両端封止部４、４間に口金８が取付けられてラ
ンプＬ１は完成する。

【００７４】このような蛍光ランプＬ１は、上記の封止
工程でバルブ１が軟化するほど高温に加熱される工程に
おいて、バルブ１の内面に塗布されている微粒子の金属
酸化物がガラス化して溶融するので、金属酸化物層６が
残留していても、クラックを生じることなく封止でき、
また封止した後リークするような問題がないことが分か
った。従来金属酸化物は完全に除去しなければならない
という、これまでの常識を覆す結果が得られた。

【００７５】金属酸化物層６の材料を種々変えて上記と
同様の蛍光ランプを製造することで、どのようなときに
良品が得られるかが分かる。本発明者が行った試験結果
を表１に示す。

【００７６】

【表１】上記の試験結果から、材料に依存するものの、金属酸化
物層６の膜厚が1.0μｍ程度に厚くなると良品率が低下
し、また、粒径が0.1μｍ程度に大きくなると良品率が
低下することがわかる。一方クラックやリークの生じた
不良品の封止部４の金属酸化物層６を観察してみると、
金属酸化物の微粒子がかなり残っており、ガラス化が進
んでいないことが判った。

【００７７】このことから、クラックやリークは封止部
４の金属酸化物層６をガラス化すれば防止できることが
理解できる。そして表１の結果と考え合わせると、粒径
が大きく、また膜厚が大きいほどガラス化が起こりにく
いことがわかる。

【００７８】さらに、材料によってもガラス化のしやす
さが違うことが予想できるが、表１の結果は、Ａｌ2Ｏ3
よりは、ＺｎＯとＴｉＯ2との混合物やＺｎＯ単体の方
がガラス化しやすいことを表している。実際、ＺｎＯ
は、蛍光ランプ用のソーダライムガラスと混ざることに
より融点が下がるというＡｌ2Ｏ3には見られない実験結
果が得られた。

【００７９】また、上記実施例で説明したＺｎＯとＴｉ
Ｏ2は、４００ｎｍ以下の紫外線を吸収するので、透明
導電性被膜５の紫外線劣化が抑制でき、その結果抵抗値
変化が小さく、ラピッドスタート形蛍光ランプ特有の黒
化による外観悪化が抑制できる。

【００８０】次に本発明の第２の実施例を説明する。図
４は、環形蛍光ランプＬ２の端部を部分的に破断して示
す断面正面図である。なお、図中の被膜または層の厚さ
は図１ないし３と同様、誇張してあり、実際の寸法比を
表してはいない。また、図４は図中図１ないし３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。

【００８１】この実施例の蛍光ランプＬ２は、環形のガ
ラスバルブ１の両端に放電電極３を備えたステム２が封
止されており、このバルブ１の内面には透明導電性被膜
５が形成されておらず、直接第１の実施例と同一の材料
の金属酸化物層６と蛍光発光層７が形成されている。環
形のガラスバルブ１には、その両端を架設する口金（図
示しない）が装着される。

【００８２】この実施例の蛍光ランプＬ２が第１の実施
例の蛍光ランプＬ１と相違する点は、上記のとおり、バ
ルブ１の形状と、透明導電性被膜５の有無、口金の構成
である。そして、この他に、蛍光ランプＬ２の製造方法
にの違いに起因して金属酸化物層６のミクロの状態が以
下に説明するように相違する。

【００８３】すなわち、蛍光ランプＬ２は、実施例１と
同様に、バルブ洗浄工程の後、透明導電性被膜５形成工
程を省いて、金属酸化物塗布工程、蛍光体塗布工程、端
部仮焼成工程、端部蛍光体除去工程、金属酸化物と蛍光
体の本焼成工程、ステム封止工程を経た後、環形に曲成
する工程を行う。この工程は、ステム封止工程の際に、
封止部４近傍が軟化状態にあるうちにこれを金型内に入
れ、封止最端部にバルブ１を治具で掴むための環状凹部
４ａを形成する。

【００８４】そして、この封止の終わったバルブ１は全
体を７００℃近くまで加熱して軟化させ、一方の封止部
４の環状凹部４ａを治具で掴んで円形のドラムに巻き付
けて環状に成形する。このベンディング工程では、バル
ブ１全体が軟化するような高い温度で加熱され、その熱
は上記金属酸化物層６の微粒子金属酸化物をも溶融して
ガラス化し、バルブ１の延びや曲成に合わせて延びたり
曲成したりする。なお、このときバルブ１内を加圧して
潰れないようにする。

【００８５】この後、排気工程、水銀や希ガス封入工程
がなされ、排気管封切り工程がなされ、口金を取り付け
られて蛍光ランプＬ２として完成する。

【００８６】この実施例の蛍光ランプＬ２の場合も、封
止部４における金属酸化物層６がガラス化し、封止部４
に金属酸化物層６が存在するにもかかわらず、クラック
やリークの問題なく、封止ができる。

【００８７】さらに、この蛍光ランプＬ２の場合、バル
ブ１内面全体にわたって金属酸化物層６がガラス化する
ので、金属酸化物層６がバルブ１の延びに追随でき、微
粒子がその粒子性を残すことにより、伸びることができ
ないで金属酸化物層６にひび割れが生じたりすることが
ない。また、金属酸化物層６中の微粒子が粒子性を維持
してバルブ１中に食い込む結果、バルブ１の強度が低下
するという欠点も低減できる。

【００８８】図５は本発明の他の実施例を示すコンパク
ト形蛍光ランプＬ３の一部破断正面図である。図中、第
１、第２の実施例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。

【００８９】この実施例の蛍光ランプＬ３のバルブ１は
鉛ガラスからなる直管状のガラス管１ａ、１ａの一端部
近傍の突出部１ｂ、１ｂを接合した接合部１ｃを有し、
他方の端部にはピンチシール部４、４が形成されてい
て、このシール４、４内には放電電極３を支持した一対
のリード線３ａが封着されている。そして、バルブ１の
内面には上記実施例と同一の材料を使用した金属酸化物
層６と蛍光発光層７が第１、第２の実施例と同様に重層
形成されている。

【００９０】このランプＬ３の製造は、直管状のガラス
管１ａ内に金属酸化物層６を形成するように塗布液を塗
布乾燥させ、引き続いて金属酸化物層６上に、蛍光体塗
布液を流し込んで蛍光発光層７を形成する。つぎにこの
バルブ端部の蛍光発光層７を焼成して上記実施例と同様
に管端部の封止予定部の蛍光発光層７を剥す。

【００９１】つぎに、このガラス管１ａの一端をバーナ
ーで焼き締めて閉塞する。つぎに閉塞されたこのガラス
管１ａを２本用意し、封止予定部と反対側の閉塞した端
部１ｂ近傍をバーナで加熱して軟化溶融させ、封止予定
部側から気体を吹き込んでこの溶融部を吹き破り、開口
した突出部１ｃを形成する。そして２本のガラス管１ａ
の開口した突出部１ｃを対峙させて溶融状態にあるうち
に両者を接合し、融着させて一方のガラス管１ａの封止
予定部から気体を吹き込むことによってこの接合部１ｄ
内に連通した連通孔を形成して略Ｈ字形をなすバルブ１
を得る。

【００９２】つぎに、このようにして製作したバルブ１
の封止予定部にフィラメントコイルからなる放電電極３
を継線したリード線３ａ、３ａを介在させ、封止予定部
をバーナで加熱し端部を溶融してピンチャで押圧するこ
とによってピンチシール部４を形成する。

【００９３】この封止工程においても上述した実施例と
同様に、バルブ１内面の金属酸化物層６の微粒子が溶融
し、部分的にガラスと混ざり合ったりして両者は融着
し、十分な信頼性をもって封止することができる。この
ため封止予定部の金属酸化物層６を無理に剥す必要はな
い。

【００９４】さらに閉塞端部１ｂ，１ｂと接合部１ｄに
おいても、バルブとともに金属酸化物層６の微粒子が溶
融し、バルブの変形に追随していくことができる。従っ
てバルブの延びを金属酸化物層６が抑え、その結果端部
１ｂ，１ｂの閉塞作業や接合加工が金属酸化物層６のた
めにできなくなるということがない。

【００９５】図６は本発明の第４の実施例に係るメタル
ハライドランプなどの高輝度放電ランプＬ４の一部破断
正面図である。高輝度放電ランプＬ４は、硬質ガラスか
らなる外管バルブ１２内に発光管１３が収容された二重
管構造を有している。発光管１３は外管バルブ１２に封
止したステム１４に支持されている。１５は封止部であ
る。この外管バルブ１２内は不活性ガス雰囲気か真空雰
囲気にしてある。また、上記発光管１３は石英ガラスか
らなる内管バルブ１６両端のピンチシール部１７、１７
に金属箔１８、１８を封止し、この金属箔１８、１８に
は放電電極１９、１９が接続されていて、内管バルブ１
６内には放電媒体として水銀、ハロゲン化金属、希ガス
が封入されている。そして、上記外管バルブ１２の内面
には第１ないし第３の実施例と同一の素材の金属酸化物
層２０が形成されている。

【００９６】上記構成の高輝度放電ランプは、通常の高
輝度放電ランプと同様の動作ならびに製造工程を経るの
で、多くの説明は省略するが、製造工程として唯一相違
する点は、金属酸化物層２０関係の工程である。

【００９７】このランプＬ４の製造は、まず、外管バル
ブ１２の内面に第１ないし第３の実施例と同様に微粒子
金属酸化物の塗布液を塗布乾燥して金属酸化物層２０を
形成する。次に、封止予定部にまで塗布されている金属
酸化物層２０を剥さない外管バルブ１２の開口部から上
記発光管１３を支持したステム１５を入れ、外管バルブ
１２の封止予定部を加熱溶融してステム１５と封止す
る。

【００９８】この封止作業の際の加熱によつて上述した
実施例と同様に、外管バルブ１２のガラスおよび内面側
の金属酸化物層２０中の微粒子金属酸化物が溶融し、部
分的にガラスと混ざり合ったりして両者は融着し、十分
な信頼性をもって封止することができる。このため封止
予定部の金属酸化物層６を無理に剥す必要はない。

【００９９】なお、本発明は上記実施例に限るものでは
なく、例えば実施例記載以外の蛍光ランプや高輝度放電
ランプまたは白熱電球であってもよく、そのバルブ形状
も実施例のものに限らず他の形状でもよく、３本以上の
複数単位のバルブを相互に接続して内部に放電路等の連
通路を形成するようにしてもよい。また、バルブの材質
も実施例記載のものに限らないで、鉛ガラス等の軟質ガ
ラスから硬質のガラスまで適用が可能である。

【０１００】また、金属酸化物として酸化亜鉛ＺｎＯや
酸化チタンに限るものではなく、ホウ素Ｂ、カルシウム
Ｃａ、鉛Ｐｂ、ヒ素Ａｓ、アンチモンＳｂ、ビスマスＢ
ｉ、銀Ａｇ、バナジウムＶ、ニオブＮｂ、チタンＴｉ、
ジルコニウムＺｒ、スカンジウムＳｃ、イットリウム
Ｙ、マグネシウムＭｇ、ストロンチウムＳｒ、ルビジウ
ムＲｂ、セシウムＣｓ、ランタンＬａ、ランタノイド等
の酸化物を１種ないし複数種混合したものでもよい。

【０１０１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、微粒子金
属酸化物が少なくとも封止部においてガラス化している
ので、金属酸化物がその粒子性を低下し、例えばガラス
部材の延びにあわせて伸びるので、金属酸化物が残留し
ていても封止部のクラックの原因となったり、封止後の
リークの原因になったりする割合が低下する。このた
め、封止前に金属酸化物を除去しなくて済むか、または
除去するにしても簡略化できる。

【０１０２】請求項２記載の発明は主に蛍光ランプを包
含しているが、このランプも請求項１記載の発明と同様
の効果を奏する。

【０１０３】請求項３記載の発明は、主に高輝度放電ラ
ンプを包含しているが、このランプも、請求項１記載の
発明と同様の効果を奏する。

【０１０４】請求項４記載の発明によれば、２つの部材
の間に金属酸化物層が残留しているが、金属酸化物がガ
ラス化しているので請求項１ないし３のいずれか記載の
発明と同様の効果を奏する。

【０１０５】請求項５記載の発明によれば、封止部を形
成する２つの部材の少なくとも一方がガラス部材で形成
されているため、封止工程において前記ガラス部材は軟
化点以上に熱加工されるが、このときの熱により、自動
的に金属酸化物がガラス化し、２つの部材の境界にガラ
ス化した金属酸化物を有する金属酸化物層が残留する。
残留金属酸化物はガラス化しているので、請求項１ない
し３のいずれかの発明と同様の効果を奏する。

【０１０６】請求項６記載の発明によれば、封止部を形
成する２つの部材の少なくとも一方がガラス部材で形成
されているため、封止部において金属酸化物がガラス化
してガラス部材中に拡散していき、請求項４記載の発明
と同様の効果を奏する。

【０１０７】請求項７記載の発明によれば、封止部が透
光性気密容器の端部においてピンチシールされて形成さ
れているが、このような管球も請求項１記載の発明と同
様の効果を奏する。

【０１０８】請求項８記載の発明によれば、封止部にお
ける金属酸化物が、粒子性を有していないので、請求項
１ないし７のいずれかの発明と同様の効果を奏する。

【０１０９】請求項９に記載の管球は、金属酸化物層
が、封止部およびその近傍を除いて微粒子金属酸化物で
構成されている部分を有するが、封止部における金属酸
化物がガラス化して粒子性を失っているので、請求項１
記載の管球と同様の効果を有する。

【０１１０】請求項１０記載の発明によれば、蛍光発光
層が封止部を除いて形成されているので、蛍光発光層が
リークやクラックの原因とならない。また、封止部の蛍
光発光層を封止前に除去する作業は、金属酸化物と異な
り比較的容易になる効果を有する。

【０１１１】請求項１１記載の発明によれば、蛍光発光
層の全ての部分が金属酸化物層上に形成されているの
で、金属酸化物層の被着されている部分と被着されてい
ない部分との境界部分がない。したがって蛍光発光層が
均一に被着できる。境界部分があると、蛍光発光層被着
前の表面状態が境界を境として相違してくるので、蛍光
発光層の被着状態が均一になりにくい。

【０１１２】請求項１２記載の発明によれば、金属酸化
物層が少なくとも酸化亜鉛を構成成分の一つとしている
ので、ガラス化しやすい。

【０１１３】請求項１３記載の発明によれば、金属酸化
物層が平均一次粒子径０．１μｍ以下と小さく、また平
均膜厚０．５μｍ以下と薄いので、ガラス化しやすい。
粒子が０．１μｍを越えたり、膜厚が０．５μｍを越え
ると、ガラス化しにくくなり、封止部がクラックした
り、リークしたりする不良が発生しやすくなる。

【０１１４】請求項１４記載の発明によれば、ラピッド
スタート形蛍光ランプのように透明導電性被膜を有して
いるものであるが、このようなランプにも本発明は適用
でき、この場合、特に寿命中の透明導電性被膜の抵抗値
変化および水銀等の放電媒体との反応による変色が抑制
できる。さらに金属酸化物が酸化亜鉛ＺｎＯや酸化チタ
ンＴｉＯ2等のように紫外線吸収作用を持つ場合には、
紫外線による透明導電性被膜の劣化を抑制でき、外観を
長い間良好に維持できる。

【０１１５】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
ないし請求項１４のいずれかの発明と同様の効果を有す
る照明装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すラピッドスタート
形蛍光ランプの一部拡大断面を有する正面図である。

【図２】図１の蛍光ランプの端部の一部破断正面図であ
る。

【図３】第１の実施例の蛍光ランプを用いた照明器具の
正面図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す環形蛍光ランプの
一部（ガラスバルブの端部近傍）を破断して示す正面図
である。

【図５】本発明の第３の実施例を示すコンパクト形蛍光
ランプの一部正面図である。

【図６】本発明の第４の実施例の高輝度放電ランプの一
部を破断し拡大して示す正面図である。

【図７】従来の蛍光ランプの一部を破断して示す正面図
である。

【符号の説明】

Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：蛍光ランプ（管球）、Ｌ４：高輝
度放電ランプ（管球）Ｄ：照明器具、１、１２：バルブ、１ｂ：
閉塞端部１ｄ：接合部、２、１４：ステム、３：放電
電極４、１５：封止部、５：透明導電性被膜、６、
２０：金属酸化物層７：蛍光発光層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｊ 61/34 Ａ 61/36 ＡＢ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】封止部を有する透光性気密容器と；この透
光性気密容器に設けられた発光手段と；上記透光性気密
容器の内側に直接または間接に形成され、少なくとも封
止部においてガラス化した金属酸化物層と；を具備して
いることを特徴とする管球。
【請求項２】ガラスバルブと；このガラスバルブととも
に透光性気密容器を形成し、ガラスバルブの両端部の封
止部において封止された放電電極を有するマウントと；
上記ガラスバルブの内側に直接または間接に形成され、
少なくとも封止部においてガラス化した金属酸化物層
と；この金属酸化物層上に形成された蛍光発光層と；上
記透光性気密容器内に封入され、蛍光発光層を励起する
放電媒体と；を具備していることを特徴とする管球。
【請求項３】内部に放電媒体が封入されているとともに
放電電極を対向して設けた発光管と；この発光管を収容
し、封止部を有する透光性気密容器と；この透光性気密
容器の内側に直接または間接に形成され、少なくとも封
止部においてガラス化した金属酸化物層と；を具備して
いることを特徴とする管球。
【請求項４】封止部は、２つの部材の接合部で形成され
ており、２つの部材の接合部にガラス化した金属酸化物
を有する金属酸化物層が介在していることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれか一記載の管球。
【請求項５】封止部を形成する２つの部材の少なくとも
一方がガラス部材で形成されており、ガラス化した金属
酸化物は、少なくとも封止部の前記ガラス部材側に存在
していることを特徴とする請求項４記載の管球。
【請求項６】封止部を形成する２つの部材の少なくとも
一方がガラス部材で形成されており、封止部において金
属酸化物は、ガラス部材中に拡散していることを特徴と
する請求項４または５記載の管球。
【請求項７】封止部は、透光性気密容器の端部がピンチ
シールされて形成されていることを特徴とする請求項１
記載の管球。
【請求項８】封止部において金属酸化物は、粒子性を有
していないことを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
か一記載の管球。
【請求項９】金属酸化物層は、封止部およびその近傍を
除いて、微粒子金属酸化物で構成されている部分を有す
ることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一記載
の管球。
【請求項１０】蛍光発光層は、封止部を除いて形成され
ていることを特徴とする請求項２記載の管球。
【請求項１１】蛍光発光層は、全ての部分が金属酸化物
層上に形成されていることを特徴とする請求項１０記載
の管球。
【請求項１２】金属酸化物層は、少なくとも酸化亜鉛を
構成成分の一つとしていることを特徴とする請求項１な
いし請求項１１のいずれか一記載の管球。
【請求項１３】微粒子金属酸化物は、平均一次粒子径が
０．１μｍ以下、膜厚が０．５μｍ以下であることを特
徴とする請求項９記載の管球。
【請求項１４】透光性気密容器内面と金属酸化物層の間
に、透明導電性被膜が形成されていることを特徴とする
請求項１ないし請求項１３のいずれか一記載の管球。
【請求項１５】装置本体と；この装置本体に装着した請
求項１ないし請求項１４のいずれか一記載の管球と；こ
の管球を安定点灯させる点灯回路と；を具備しているこ
とを特徴とする照明装置。