説明

電球形ヒータ、電球形ヒータの製造方法

【課題】表面がフロスト加工された放射透過性のバルブ上に、膜厚を凹凸に変化させ、その膜厚を調整し形成させることにより、製造条件や膜材料を変えずに、容易に発光色をコントロールする。
【解決手段】石英ガラス製のバルブ12の表面にフロスト加工を施して形成されたフロスト19の深さを4μm超程度とする。フロスト19上に1層目としてSiOを主成分とする低屈折率膜21を、ディピング方式で塗布後に焼成して形成し、2層目にFeを主成分とする高屈折率膜22を、ディピング方式で塗布後に焼成して形成する。3層目以降交互に低屈折率膜21と高屈折率膜22を交互に複数層形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、放射透過性バルブ外面に光学フィルター膜を備えるハロゲン電球を用いた電球形ヒータ並びに電球形ヒータの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、放射透過性バルブ内部にタングステンフィラメントを収納したランプのバルブ外面に、複数の高屈折率膜および低屈折率膜を形成させたハロゲン電球ヒータは、可視光の波長域をカットし赤外線の波長域を選択的に透過させる、防眩効果を有する赤外線光源として用いられている。(例えば、特許文献1)
【特許文献1】特開平3−226959号公報(第2頁、図2)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記した特許文献1の技術は、通常、製造条件・膜材料を一定にし、同仕様のハロゲン電球ヒータに膜形成を行なった場合、発光色はほぼ同等なものになる。しかし、この種ヒータは用途により発光色を変更したいとの要望に簡単に答えることができなった。
【0004】
この発明の目的は、膜厚を凹凸に変化させ、その膜厚を調整し形成させることにより、製造条件や膜材料を変えずに、容易に発光色をコントロールする電球形ヒータ並びに電球形ヒータの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記した課題を解決するために、この発明の電球形ヒータは、放射透過性のバルブと該バルブ内に封装された耐火性金属の電気抵抗線により構成され、前記バルブ表面に、所定の深さのフロスト加工によりフロストを形成し、該フロスト上にSiOを含む低屈折率膜と金属酸化物を含む高屈折率膜を交互に複数層形成したものにあって、前記フロストの深さを、4μm以上または2μm〜4μmとしたことを特徴とする。
【0006】
また、放射透過性のバルブと該バルブの内部に封装された耐火性金属の電気抵抗線により構成され、前記バルブ表面にSiOを含む低屈折率膜と金属酸化物を含む高屈折率膜を交互に複数層形成したものにあって、交互に複数積層される前記低屈折率膜と前記高屈折率膜の膜圧を凹凸に変化させ、その全体の膜厚の最大値をDmax、最小値をDminとしたとき、0.05<Dmin/Dmax<1を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
この発明によれば、外面に低屈折率膜や高屈折率膜を複数層コーティングする際のチップ部周辺でのコーティング膜剥がれや光漏れを解消または低減できるとともに、点灯時の点灯色が黄色〜オレンジ色となることにより、演色性の非常に優れた電球形ヒータを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0009】
図1、図2は、この発明の第1の実施形態について説明するためのもので、図1はハロゲンランプの全体構成を示す構成図、図2は図1の要部の拡大図、図3は図2のさらに要部の拡大図である。
【0010】
図1、図2において、11はハロゲンランプであり、例えば食品保温用等のヒータとして多用される管型であり、放射透過性を有する石英ガラス製等のバルブ12を有する。バルブ12は、その内部に熱源の一例であるタングステンフィラメント13を同心状に収容している。このフィラメント13はバルブ12内にて軸方向に複数配設されたアンカー14…によりバルブ12に対する同心状が保持される。また、バルブ12内には、アルゴン等の不活性ガスとともに、所容量のハロゲンガスを封入し、その軸方向両端部を直径方向に圧潰するピンチシールにより矩形扁平状の一対の封止端部151,152を形成し、これら封止端部151,152内には矩形箔状のモリブデン箔161,162をそれぞれ埋設している。
【0011】
各モリブデン箔161,162は、その内端部に、一対のインナーリード線171,172を介してフィラメント13の軸方向両端を接続する一方、各外端部には、一対のアウターリード線181,182とをそれぞれ接続している。各アウターリード線181,182は、各封止端部151,152から気密に外部へ延出している。
【0012】
バルブ12の外表面には、例えばサンドブラスター(微粒の砂)を利用して微細な凹凸をつけるフロスト加工により4μmを越える程度のフロスト19が施される。
【0013】
図2のIIIに示す囲み部分をさらに拡大した図3に示すように、フロスト19上には、SiOを主成分とする低屈折率膜21を、この低屈折率膜21上に金属酸化物である例えばFeを主成分とする高屈折率膜22が形成される。以降、低屈折率膜21と高屈折率膜22を交互に複数層形成にする。
【0014】
この実施形態では、バルブ12表面に深さを4μm越えるフロスト19を形成するとともに、フロスト19上に低屈折率膜21と高屈折率膜22を交互に複数層形成することにより光干渉膜効果で眩しさを防止することができる。この場合、色度分布図のx座標で0.570±0.015、y座標で0.400±0.01の範囲を持つ演色性の優れた黄色(ローソク色に近似)の発光色を得ることができる。
【0015】
次に、この発明の第2の実施形態について説明する。この実施形態は、例えばサンドブラスターを利用したフロスト加工により2μm〜4μmのフロスト19が形成される。このフロスト上に上記実施形態と同様に、低屈折率膜21と高屈折率膜22を交互に複数層形成したものである。
【0016】
この実施形態では、バルブ12表面にフロスト19の深さを2μm〜4μmに形成することによって、フロスト19上に低屈折率膜21と高屈折率膜22を交互に複数層形成することにより光干渉膜効果で眩しさを防止することができる。この場合、色度分布図のx座標で0.595±0.015、y座標で0.385±0.01の範囲を持つ演色性の優れたオレンジ色〜黄色の発光色を得ることができる。
【0017】
ここで、図3を参照しながらバルブ12に形成されたフロスト19上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に複数層形成する、この発明の電球形ヒータの製造方法の一実施形態について説明する。
【0018】
先ず、サンドブラスターを用いてバルブ12の表面にフロスト19の深さが4μm(または2μm〜4μm)を越える程度の加工を施す。
【0019】
フロスト19の表面に1層目としてディピング方式でSiOを主成分とする低屈折率膜液をコーティングし、その後焼成して低屈折率膜21を形成する。
【0020】
次に、2層目としてFeを主成分とする高屈折率膜液を低屈折率膜21上にコーティングし、その後焼成して高屈折率膜22を形成する。
【0021】
3層目以降は同様に低屈折率膜21と高屈折率膜22とを交互にコーティング、焼成を繰り返して複数層形成する。
【0022】
以上の工程を経ることによって、深さが4μmを越える程度(または2μm〜4μm)のフロスト19上に、低屈折率膜21と高屈折率膜22を交互に複数層形成することができる。
【0023】
再び図3を参照し、この発明の第3の実施形態について説明する。この実施形態は、フロスト19上に交互に複数層に形成された低屈折率膜21と高屈折率膜22の最小の膜厚Dminと最大の膜厚Dmaxとし、Dmin/Dmaxを所望の値に調整するものである。Dmin/Dmaxは、0.05以下になると、Dmaxに位置する低屈折率膜21と高屈折率膜22の膜厚が大きくなり、それぞれの膨張率の差が原因と思われる低屈折率膜21の膜中に隙間ができ、膜剥がれの発生原因となる。
【0024】
このため、膜厚は0.05<Dmin/Dmax<1の範囲とする。この範囲内でDmin/Dmaxを調整すると、演色性の非常に優れた発光色のコントロールを図ることができる。以下このことについて図4、図5を参照して説明する。
【0025】
図4は、バルブ12の外表面にフロスト19を施し、低屈折率膜21と高屈折率膜22を交互に複数層とし、図3に示すように凹凸に膜厚を変化させ形成させた。このときフロスト19の深さを変えることにより、Dmin/Dmaxが異なるA,B,C3種類のランプとフロストなしで低屈折率膜21と高屈折率膜22を交互に複数層製作したものを比較した。
【0026】
これによれば、フロスト無しでは発光色が赤であるのに対して、フロストありの場合、Dmin/Dmaxの変化に伴い発光色も、黄色〜オレンジ色間を任意の色にコントロール可能となる。
【0027】
このことは、上記フロストの深さの異なる3種類のA,B,Cランプとフロスト無しのランプの色度分布を示す図5からも明らかなように、フロスト無しのランプは色度分布のx座標が0.643、y座標が0.351の赤色の発光色を示し、ランプA〜Cは色度分布図のxy座標の黄色の領域からオレンジ色の領域にあることがわかる。
【0028】
この結果からも分かるとおり、膜厚を変化させてDmin/Dmaxを調整することにより、発光色を黄色の領域からオレンジ色の領域に渡ってコントロールすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】この発明の第1の実施形態について説明するための構成図。
【図2】図1の要部を拡大して示した部分拡大図。
【図3】図2のIIIに示す部分をさらに拡大して示した部分拡大図。
【図4】この発明の第3の実施形態による発光色の変化について説明するための説明図。
【図5】この発明の第3の実施形態による色度分布について説明するための説明図。
【符号の説明】
【0030】
11 ハロゲンランプ
12 バルブ
13 フィラメント
14 アンカー
151,152 封止端部
161,162 モリブデン箔
171,172 インナーリード線
181,182 アウターリード線
19 フロスト
21 低屈折率膜
22 高屈折率膜

【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射透過性のバルブと該バルブ内に封装された耐火性金属の電気抵抗線により構成され、前記バルブ表面に、所定の深さのフロスト加工によりフロストを形成し、該フロスト上にSiOを含む低屈折率膜と金属酸化物を含む高屈折率膜を交互に複数層形成したハロゲン電球ヒータにおいて、
前記フロストの深さを、4μm以上または2μm〜4μmとしたことを特徴とする電球形ヒータ。
【請求項2】
放射透過性のバルブと該バルブの内部に封装された耐火性金属の電気抵抗線により構成され、前記バルブ表面にSiOを含む低屈折率膜と金属酸化物を含む高屈折率膜を交互に複数層形成したハロゲン電球ヒータにおいて、
交互に複数積層される前記低屈折率膜と前記高屈折率膜の膜圧を凹凸に変化させ、その全体の膜厚の最大値をDmax、最小値をDminとしたとき、0.05<Dmin/Dmax<1を満たすことを特徴とする電球形ヒータ。
【請求項3】
放射透過性のバルブと該バルブ内に封装された耐火性金属の白熱フィラメントとで構成されている電球形ヒータの製造方法において、
前記放射透過性バルブ表面に、所定の深さのフロスト加工を施す工程と、
前記放射透過性バルブ表面にSiOを主成分とする低屈折率膜液をコーティング後に焼成して1層目の低屈折率膜を形成する工程と、
前記1層目上に、Feを主成分とする高屈折率膜液をコーティング後に焼成して2層目の高屈折率膜膜を形成する工程と、
3層目以降、前記低屈折率膜と高屈折率膜を交互に複数層繰り返して形成する工程とからなることを特徴とする電球形ヒータの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2006−100198(P2006−100198A)
【公開日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−287011(P2004−287011)
【出願日】平成16年9月30日(2004.9.30)
【出願人】(000111672)ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Fターム(参考)】