(57)【要約】【課題】細径化したガラス管バルブの軟化温度を低下させるとともにガラス管中のＮａ成分に起因する黒化を抑制することによって、光束および光束維持率を向上し、かつ、小形軽量化しても強度的にも強い蛍光ランプおよびこのランプを用いた照明器具を提供することを目的とする。【解決手段】両端をステム３，３で封着し内面に蛍光体被膜７を形成した後に非直線形状に曲成するとともに内部に水銀および希ガスを封入したガラス管バルブ１を備え、このガラス管バルブ１が、６５〜７５質量％のＳｉＯ２  、６〜１０質量％のＮａ２  Ｏ、０．５〜１．０質量％のＣａＯ、８〜１２質量％のＫ２  Ｏ（ただし、０≦ＣａＯ／Ｋ２  Ｏ≦０．４の範囲）、残部がその他の酸化物を含む組成を有し、軟化温度が６７５℃以下である蛍光ランプＬ１およびこの蛍光ランプＬ１を装着した照明器具９である。【選択図】  図１
2004213960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が電極を有するステムで閉塞され、内面に蛍光体被膜を形成した後に非直線形状に曲成するとともに内部に水銀および希ガスが封入されたガラス管バルブを備えた蛍光ランプにおいて、
上記ガラス管バルブは、６５〜７５質量％のＳｉＯ２  、６〜１０質量％のＮａ２  Ｏ、０．５〜１．０質量％のＣａＯ、８〜１２質量％のＫ２  Ｏ（ただし、０≦ＣａＯ／Ｋ２  Ｏ≦０．４の範囲）、残部が他の金属酸化物を含む組成を有し、かつ、実質的に鉛を含まないとともに軟化温度が６７５℃以下であることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
ガラス管バルブの組成が、０．５〜１．０質量％のＣｅＯ２  を含むことを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
ガラス管バルブの管外径が１５〜１８ｍｍ、肉厚が０．６〜１．０ｍｍで、かつ、管壁負荷が０．０５〜０．１３Ｗ／ｃｍ２  であ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】
ガラス管バルブを環形に曲成した外側部分の最大肉厚部と最小肉厚部とが、バルブを伸長した方向の２等分した別部位に在ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
ガラス管バルブ内に水銀がペレット状で封入されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
器具本体と；
器具本体に配設された請求項１ないし５のいずれか一記載の蛍光ランプと；
蛍光ランプへ電力を供給する高周波点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス管バルブの内面に蛍光体被膜を形成した後に曲成してなる環形蛍光ランプやコンパクト形あるいは電球形などの蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを用いた照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】蛍光ランプは、白熱電球に比べ高効率で省エネルギーであるところから照明用をはじめＯＡ機器用や表示用などの光源として多用されている。
【０００３】
この蛍光ランプは、ガラス管からなるバルブの内面に蛍光体被膜を形成し、このバルブ内に水銀とアルゴンガスなど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フィラメント電極などによりバルブ内に放電を生起させ、この放電により蛍光体被膜を発光させている。
【０００４】
上述したような蛍光ランプのうち、たとえば環形蛍光ランプの製造は、まず、直管状のガラス管バルブの内面に蛍光体を被着させて蛍光体被膜を形成した後、このガラス管バルブの両端に電極を有するステムを封着する。ついで、ガラス管バルブを加熱軟化して所定の環形に曲成する。つぎに、バルブ内を排気し所定の希ガスおよび水銀を封入した後、排気管を溶封することにより所望の環形蛍光ランプを得ている。
【０００５】
上記環形蛍光ランプのガラス管バルブは、当初、酸化鉛（ＰｂＯ）を２０〜３０質量％程度含む鉛系のガラスが採用されていたが、有害な鉛（Ｐｂ）成分は環境に影響を及ぼす虞があるため、従来は鉛を含まないソーダ石灰ガラスが用いられていた。このソーダ石灰ガラスは、通常、軟化温度が６９０℃程度であるとともに１５〜１７質量％程度のＮａ２  Ｏを含む組成である。
【０００６】
上述したように環形蛍光ランプの製造に際して、ガラス管バルブを所定の環形に曲成するには、ソーダ石灰ガラスの軟化温度以上の温度に昇温させる必要がある。このガラス管バルブを加熱して曲成する際に、バルブ内面に形成されている蛍光体被膜が熱劣化することが知られている。この熱劣化は加熱温度が高いほど著しくなるため、軟化温度が鉛系のガラスより高いソーダ石灰ガラスは蛍光体被膜に対する影響が大きく、完成した蛍光ランプは光束維持率が低下し易いという課題傾向にある。
【０００７】
また、ソーダ石灰ガラスは、通常、１５〜１７質量％程度の比較的多量のＮａ成分を含んでいることから、このガラス中のＮａがガラス内に侵入してきた水銀と反応し、ガラス管バルブを黒褐色に着色させる原因となっている。また、バルブの内表面に析出したＮａ成分と水銀とが反応し、水銀化合物を生成して光束維持率低下の要因になることもある。
【０００８】
Ｎａ成分によるガラス管バルブの着色は、ガラス管バルブを加工する際の加熱温度が高かったり、加熱工程数が多いほど顕著に現れることが分っている。これは、ガラス管バルブの加熱工程によってＮａ成分がバルブ内表面に多く析出して蛍光体被膜中に侵入するためと考えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなことから、鉛（Ｐｂ）成分を実質的に含まないで軟化温度を低下させた組成のガラス管バルブを用いることにより、蛍光ランプの光束の低下を抑制することが求められている。また、蛍光ランプの光束維持率の点からは、着色の少ないＮａ成分の含有量が少ない組成のガラス管バルブが要求されている。
【００１０】
このような要望は環形蛍光ランプに限らず、ガラス管バルブの内面に蛍光体被膜を形成した後に、ガラス管を軟化温度以上にまで加熱し成形処理を必要とするＵ字形、Ｗ字形やＬ字形などをした非直線状のガラス管バルブからなる蛍光ランプ全般に対して求められている。
【００１１】
一方、Ｎａ成分と水銀との反応は、本来、放電によって紫外線を放射すべき水銀が水銀化合物に変化することでバルブ内の必要水銀量が低下し、水銀の枯渇による短寿命を生じる虞もある。したがって、環境問題を考慮して水銀量を減らさねばならないが、ソーダ石灰ガラスからなるガラス管バルブを用いる場合には、水銀が枯渇しないよう過剰の水銀を封入していた。
【００１２】
そこで、本願出願人は上記Ｎａ成分および水銀封入量の問題に対処し、ガラス管バルブを環状に曲成して形成した蛍光ランプにおいて、ガラス管バルブが１〜１１質量％のＮａ２  Ｏ、１〜１０質量％のＫ２  Ｏ、０〜３質量％のＬｉＯ２  、０．１〜０．５質量％のＳｂ２  Ｏ３  を含む組成を有し、かつ、実質的に鉛を含まないとともに軟化温度が６８５℃以下のガラスからなる蛍光ランプの発明を先に出願した。
【００１３】
この出願により、Ｎａ成分が析出し易い加熱工程を少なくしつつＮａ成分の析出量を最小限にして、ランプの初期光束および光束維持率を高めることができることを明らかにした。
【００１４】
また、ガラス管バルブの内容積に対してその水銀封入量を規制したので、上記Ｎａ成分の析出量と相俟って水銀消費量を抑制して、水銀封入量を少なくしても定格寿命まで所望の状態で蛍光ランプを点灯させることができた。（特許文献１参照。）
【００１５】
【特許文献１】
特開２００１−３１９６１９号公報
このように、特許文献１によれば、ガラス管バルブの軟化温度が下げられ作業性とランプ発光特性の向上および環境問題の改善がはかられるが、ガラス中のＮａ成分に起因する蛍光体の劣化により点灯中の光束の低下が大きいなどの点に不具合がみられた。
【００１６】
さらに、近時、ガラス管バルブを細径化し高効率、小形軽量化をはかるとともに１０ｋＨｚ以上の高周波電力で点灯させる環形の蛍光ランプが、照明器具を薄く小スペース化がはかれることから多用されつつある。このバルブの外径を１５〜１８ｍｍ程度に細径化したものは、その肉厚をランプ重量をできるだけ軽量化するために０．６〜１．０ｍｍ程度の薄肉とすることができるが、従来のソーダ石灰ガラスを用いてこの肉厚でガラス管バルブを形成したものは、環形などの曲成で加熱加工されるため強度的に弱くバルブが衝撃を受けたときに破損することがあった。
【００１７】
特に直管状のガラス管を約３６０度のほぼ円形に巻回して形成される環形バルブの場合など、形成された後の伸長したその外側部分の肉厚が、ガラスの温度差などに起因してばらつきが大きかったり、最大肉厚部と最小肉厚部とが近接して局部的に肉厚差が大きい部分を生じるなどして強度的に問題があった。
【００１８】
本発明は、上記課題に対処するためになされたもので、細径化したガラス管バルブの内面に蛍光体被膜を形成した後に曲成する蛍光ランプにおいて、ガラス管バルブの軟化温度を低下させるとともに、ガラス管中のＮａ成分に起因する黒化を抑制することによって、光束および光束維持率を高めることができるとともに強度的にも強い蛍光ランプおよびこのランプを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載の蛍光ランプは、両端が電極を有するステムで閉塞され、内面に蛍光体被膜を形成した後に非直線形状に曲成するとともに内部に水銀および希ガスが封入されたガラス管バルブを備えた蛍光ランプにおいて、
上記ガラス管バルブは、６５〜７５質量％のＳｉＯ２  、６〜１０質量％のＮａ２  Ｏ、０．５〜１．０質量％のＣａＯ、８〜１２質量％のＫ２  Ｏ（ただし、０≦ＣａＯ／Ｋ２  Ｏ≦０．４の範囲）、残部がその他の酸化物を含む組成を有し、かつ、実質的に鉛を含まないとともに軟化温度が６７５℃以下であることを特徴としている。
【００２０】
上記ガラスを構成する組成のその他の酸化物としては、ＢａＯ、Ｂ２  Ｏ３  やＡｌ２  Ｏ３  などである。
【００２１】
また、上記ＣａＯとＫ２  Ｏとの比率ＣａＯ／Ｋ２  Ｏの好ましい範囲は、０．０４１７〜０．１２５であった。
【００２２】
本発明のＫ２  ＯおよびＮａ２  Ｏを融剤として用いたガラスは、軟化温度が低下し、本発明の組成比とすれば軟化温度を６７５℃以下と低下させることができる。また、ガラス中に含まれるＣａＯとＫ２  Ｏとの比率を規制することによって、バルブの熱伝導性を高めベンディング形状を安定化することができる。
【００２３】
このような軟化温度を呈するガラスをガラス管バルブに適用することによって、曲成時の加熱温度を低下させることができ、蛍光体被膜の熱劣化を抑えて、光束の低下を抑制できる。また、ガラス中のＮａ２  Ｏ量を１０質量％以下とすることで、ガラス中のＮａ成分に起因する着色を低減して寿命経過に伴う光束の低下を抑制することができる。
【００２４】
また、本発明のバルブに用いられるガラスは、ステム部を構成するガラスとしても要求される特性を満足するため、両者をバルブと同じガラスとしても差支えない。この両者を同一のガラスとした場合は、ステムの封着が容易になるとともにランプをリサイクルするに際しガラスの分別が不要となって、ガラス材料の再利用が容易になる。
【００２５】
なお、軟化温度とは、ガラスの粘度η＝１０７．６５ｄＰａ・ｓとなる温度である。
【００２６】
本発明の請求項２に記載の蛍光ランプは、ガラス管バルブの組成が、０．５〜１．０質量％のＣｅＯ２  を含むことを特徴としている。
【００２７】
ガラス管バルブを形成するガラス組成中に０．５〜１．０質量％のＣｅＯ２  を含有させることにより、バルブ外への紫外線の漏洩を防止できる。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の蛍光ランプは、ガラス管バルブの管外径が１５〜１８ｍｍ、肉厚が０．６〜１．０ｍｍで、かつ、管壁負荷が０．０５〜０．１３Ｗ／ｃｍ２  であることを特徴としている。
【００２９】
この発明は、たとえば既存の家庭用照明器具などに多用されている環形蛍光ランプＦＣＬ３０Ｗ形、ＦＣＬ３２Ｗ形やＦＣＬ４０Ｗ形などと代替される、新規に開発されたＦＨＣ１３形、ＦＨＣ２０形、ＦＨＣ２７形、ＦＨＣ３４形やＦＨＣ４１形などあるいはコンパクト形や電球形の蛍光ランプに用いられる小形化や細径化されたガラス管バルブに適用される。
【００３０】
ガラス管バルブの外径は、１５〜１８ｍｍと細径化されたもので、外径が１５ｍｍ未満となると、ガラス管バルブを環状などに曲成や折曲加工することが困難になる。また、外径が１８ｍｍ以下であれば、蛍光ランプとしての薄形化が十分満足できることが視覚的に確かめられた。
【００３１】
また、ガラス管バルブの肉厚は、従来の平均約１．０ｍｍが平均約０．８ｍｍと薄肉化された０．６〜１．０ｍｍでバルブの軽量化がはかれるとともに曲成も容易となる。この肉厚が０．６ｍｍ未満となると、曲成したとき外側部分の肉厚が薄過ぎて強度が低下し破損し易くなる。また、１．０ｍｍを超えると肉厚分布のばらつきが大きくなり、成形時の肉溜りの原因となる。
【００３２】
さらに、管壁負荷は、ガラス管バルブを細径化したため従来ランプより高い０．０５〜０．１３Ｗ／ｃｍ２  の範囲で、管壁負荷が０．０５Ｗ／ｃｍ２  未満であると、紫外線による蛍光体の劣化が少なく本発明を適用しても改善効果は小さい。また、０．１３Ｗ／ｃｍ２  を超えると、紫外線強度が高まるために本発明の効果が十分に得られない。
【００３３】
本発明の請求項４に記載の蛍光ランプは、ガラス管バルブを環形に曲成した外側部分の最大肉厚部と最小肉厚部とが、バルブを伸長した方向の２等分した別部位に在ることを特徴としている。
【００３４】
バルブ肉厚に差を設けることで、点灯開始直後のバルブ温度勾配を大きくできるため、水銀蒸気圧の安定化が促進され、光束の立ち上がりを改善することができる。
【００３５】
本発明の請求項５に記載の蛍光ランプは、ガラス管バルブ内に水銀がペレット状で封入されていることを特徴としている。
【００３６】
バルブ内に封入される水銀の形態は、液状水銀、アマルガムや板状体に水銀合金を形成したＧＥＭＥＤＩＳ（商品名）などが使用できるが、本発明は水銀（アマルガム）をペレット（粒）状とすることにより、バルブ内に水銀を確実に、ばらつき少なく一定量を封入することができ、水銀不足によるランプの短寿命発生や過剰による環境問題とコストアップを回避できる。
【００３７】
本発明の請求項６に記載の照明器具は、器具本体と、器具本体に配設された請求項１ないし５のいずれか一記載の蛍光ランプと、蛍光ランプへ電力を供給する高周波点灯回路とを具備していることを特徴としている。
【００３８】
上記請求項１ないし５のいずれか一記載のガラス管バルブを細径化した蛍光ランプを用いているので、器具の高さを薄くなど小形化できる。
【００３９】
器具本体は天井直付形、天井吊下形または壁面取付形であって、グローブ、セード、反射かさなどが取付けられるものであってもよく、蛍光ランプが露出するもの、制光板を備えたものであってもよい。
【００４０】
また、照明器具は器具本体に１本の蛍光ランプを取付けたものに限らず、たとえば同ランプ電力あるいはランプ電力の異なる複数の環形蛍光ランプを、照明器具に同心状に同一平面上あるいは高さを変えて配設されるように装着してもよい。
【００４１】
さらに、本発明は蛍光ランプとランプへ電力を供給する高周波点灯回路とが一体化された電球形蛍光ランプも照明器具の範疇として包含するものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は第１の実施の形態の非直線形状のたとえば環形蛍光ランプを示す一部断面平面図、図２は図１中のバルブの一端部を拡大して示す一部切欠縦断面図、図３は曲成時に伸長する円環形バルブの最外側のガラス肉厚の分布図である。なお、図中に示す物品の縦横寸法は実施の形態に記載のものと比例していない。（以下の図も同じ。）
図１はたとえば定格ランプ電力が２７Ｗ（２０〜４０Ｗ）のＦＨＣ２７形の環形蛍光ランプＬ１で、図中、１は後述する組成のガラスからなる円環形のガラス管バルブで、外径が約１６．５ｍｍ（１５．０〜１８．０ｍｍ）、肉厚が約０．８ｍｍ（０．６〜１．０ｍｍ）、環形の外径（差渡し）が約２９９ｍｍ、内径（差渡し）が約２６６ｍｍである。
【００４３】
このガラス管バルブ１の両端には、電極５を有する鉛ガラス管製のステム３，３（一方は図示しない。）を封着した封着部２，２が形成されている。また、ガラス管バルブ１の内面には蛍光体被膜７が被着形成されているとともに内部には放電維持媒体として水銀および希ガスが封入されていて、バルブ１内は閉塞状態にある。
【００４４】
また、バルブ１の両端の封着部２，２間を橋絡して、電極５，５に電気的に接続した４本の端子ピンを突設した口金８が取付けられている。
【００４５】
上記ガラス管バルブは、６５〜７５質量％のＳｉＯ２  、７〜１０質量％のＮａ２  Ｏ、０．５〜１．０質量％のＣａＯ、９〜１２質量％のＫ２  Ｏ（ただし、０≦ＣａＯ／Ｋ２  Ｏ≦０．４の範囲）、残部がその他の酸化物たとえばＢａＯ、Ｂ２  Ｏ３  などを含む組成で、かつ、実質的に鉛を含まない特性的には膨脹係数（３０〜３８０℃）が１０２．２（９１．９〜１１２．４）×１０−７／℃、軟化温度が６７５℃（６６０〜６９０℃）、作業温度９８９℃（９７４〜１００４℃）のガラスからなる。
【００４６】
また、上記ステム３は、外径が約８ｍｍ、肉厚が約１．０ｍｍで、一対のリード線４，４および鉛ガラス管製の外径が約５．５ｍｍ、肉厚が約０．９ｍｍの排気管６が貫通封止され、この排気管６は封着部２からバルブ１外に約５〜１０ｍｍ突出した箇所で溶封されている。
【００４７】
また、リード線４，４の先端部間にはコイル状フィラメントからなる電極５が継線してあり、リード線４，４の他端はバルブ１外へと導出され上記口金８の端子ピンと接続している。
【００４８】
そして、バルブ１端部に封着された上記ステム３，３は同じ高さであっても、その高さ寸法が異なっていてもよい。すなわち、たとえば左右両方のステム３は、ステム管の高さ（封着部からステム管の頂部までの高さ。）が約１３ｍｍ、マウントハイト（封着部からフィラメント電極５までの高さ。）が約２２ｍｍである。また、両方の高さ寸法が異なっている場合は、たとえば図中、右方のステム３は、ステム管の高さが約２７ｍｍ、マウントハイトが約３７ｍｍで、図左方（図示しない。）のステム３は、ステム管の高さが約１３ｍｍ、マウントハイトが約２２ｍｍである。
【００４９】
また、上記蛍光体被膜７を形成する蛍光体は特に限定されるものではなく、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などを用いることができる。また、蛍光体被膜７の形成に先立ち上記バルブ１の内面に、たとえばアルミナＡｌ２  Ｏ３  微粒子からなる保護膜が形成してあってもよい。
【００５０】
また、このバルブ１内には放電維持媒体としての水銀が液状やアマルガムでペレット（粒）として直接に、あるいはアマルガムを板体に付設した水銀放出構体としてステムなどに取付けられ封入されている。また、希ガスはアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、キセノンＸｅや窒素Ｎなどを単独または混合、たとえばＡｒ７５容積％−Ｎｅ２５容積％を約３２０Ｐａ封入してある。
【００５１】
つぎに、この実施の形態の環形蛍光ランプＬ１の製造方法を説明する。まず、直管状のガラス管バルブ１の内面に、たとえば３波長形の希土類蛍光体を結着剤などとともに有機溶媒や水系溶媒に分散させた蛍光体懸濁液を塗布し、この塗布膜をたとえば５００〜６５０℃の温度で焼成することにより蛍光体被膜７を形成する。
【００５２】
ついで、この蛍光体被膜７を形成した直管状のガラス管バルブ１をこのガラスの軟化温度以上の６６０〜６９０℃に加熱して軟化させ、この軟化した状態のガラス管バルブ１をドラムなどに巻きつけ曲成することにより環形のバルブ１が得られる。
【００５３】
因みに、このガラス管バルブを巻回するに先立つバルブの加熱温度は、従来のソーダ石灰ガラスを用いた場合は約６７８〜７０８℃であり、また、前述の特許文献１に関わるバルブの場合は約６７０〜７００℃であった。
【００５４】
そして、この環形のガラス管バルブ１は、曲成加熱後約３００〜７００℃の状態にあるうちにバルブ１内を排気管６を介して排気する。このように曲成加熱の余熱を利用することによりバルブ１を再び加熱する必要がないので、ガラス管バルブ１から析出するＮａ成分の量を抑えることができる。
【００５５】
この排気工程を経て、希ガスおよび必要に応じ水銀が液状でもよいが水銀放出構体としてたとえばＺｎ−Ｈｇ合金を直径約０．５〜３ｍｍのペレット（粒）状としたものを１粒ないし複数粒封入した後（なお、予めステム３などに水銀を付設させておいた場合は不要。）、ステム３に設けてある排気管６を溶封する。
【００５６】
この後、バルブ１の両端部を橋絡して覆う合成樹脂製の口金８が取付けられ端子ピンにリード線４，…が接続されて環形蛍光ランプＬ１が完成する。
【００５７】
そして、上記環形に曲成後のガラス管バルブ１について、ランプを収容した包装箱を落下して破損を調べる強度試験を実施したところ、従来ランプ（ソーダ石灰ガラス製バルブ）の曲成前のバルブ１の肉厚が約１ｍｍに対し本発明ランプＬ１のバルブ１の肉厚が約０．８ｍｍと薄肉にしたが、本発明ランプＬ１の方が少々強度は低かったが有意差がでるほどではなく、また、実用上は全く問題がなかった。
【００５８】
この強度比較した各ランプについて、曲成時に伸長する円環形バルブの最外側のガラス肉厚を測定したところ図２に示すような分布であった。すなわち、図３は横軸に環形バルブの最外側を直線的に伸長した部位を示し（図において左側は固定チャックＣ１側、右側は移動チャックＣ２側）、縦軸は肉厚（ｍｍ）である。
【００５９】
通常、巻回は垂直状態で行われ、（ここでは便宜上，水平巻回に置換え説明する。）バルブ１の一端側は左側の固定チャックＣ１に把持され、他端側が円形ドラムＤに設けられた右側の移動チャックＣ２に把持されて、円形ドラムＤがＲ方向に回転しながらＳ方向に移動してバルブ１を環形に巻回成形する。（図２の下方は巻回されたバルブ１が直管状（長さが約９２ｃｍ）にあった部位と対比させたものである。）
この図２中、実線は本発明ランプＬ１、点線は従来ランプ（ソーダ石灰ガラス製バルブ）で、本発明ランプＬ１はバルブ１外側部分の肉厚が連続的に変化しているとともにその最大肉厚部Ｍｘと最小肉厚部Ｍｎとが、バルブ１を伸長した方向の２等分した別部位に在るのに対して、従来ランプは最大と最小肉厚部Ｍｎの位置が明確でなく、ランプによっては同一１／２領域に存在していた。
【００６０】
このような本発明ランプＬ１のバルブ１は、薄肉化により軽量化がはかれるとともに肉厚差による歪みの発生が従来よりも少なく、また、最大肉厚部Ｍｘと最小肉厚部Ｍｎとが２等分した別部位に在るとともに最小肉厚部Ｍｎが固定チャック側の電極５に近い部位に生じ、この部分が熱容量的に小さいところから温度が早く上昇し、水銀の拡散を促することからランプＬ１の光束立上がり特性が向上できた。
【００６１】
また、バルブ１外側の伸長した部分の最大肉厚部Ｍｘと最小肉厚部Ｍｎとの肉厚差が、本発明ランプが最小肉厚約０．６ｍｍ〜最大肉厚約１．０ｍｍであるのに対して、従来ランプは最小肉厚約０．７ｍｍ〜最大肉厚約１．３ｍｍと、その理由は明確ではないが本発明ランプの方が小さく収まっていた。
【００６２】
さらに、この環形蛍光ランプＬ１は、ガラス管バルブを細径化したため従来ランプより高い管壁負荷となる。たとえばこのＦＨＣ形のバルブ１の内表面積はＦＨＣ１３形では約１８１ｃｍ２  、ＦＨＣ２０形では約２８７ｃｍ２  、ＦＨＣ２７形では約３７２ｃｍ２  、ＦＨＣ３４形では約４７９ｃｍ２  、ＦＨＣ４１形では約６０４ｃｍ２  である。
【００６３】
この種ランプＬ１において、許容される管壁負荷は、０．０５〜０．１３Ｗ／ｃｍ２  の範囲で、管壁負荷が０．０５Ｗ／ｃｍ２  未満であると、紫外線量が少なく光束が低いため実用的でない。また、０．１３Ｗ／ｃｍ２  を超えると蛍光体の紫外線劣化が大きくなるなどの不具合がある。
【００６４】
上述したようにガラス管バルブ１の内面に蛍光体被膜７を形成した後にガラス管を曲成してなる環形のガラス管バルブ１は、６５〜７５質量％のＳｉＯ２  、７〜１０質量％のＮａ２  Ｏ、０．５〜１．０質量％のＣａＯ、９〜１２質量％のＫ２  Ｏ（ただし、０≦ＣａＯ／Ｋ２  Ｏ≦０．４の範囲）、残部がその他の酸化物を含む組成で、かつ、実質的に鉛を含まないとともに軟化温度が６７５℃以下であるガラスで構成されている。
【００６５】
上記Ｋ２  ＯおよびＮａ２  Ｏを融剤として用いたガラスは、実質的に鉛を含まないガラスで、軟化温度を従来のソーダ石灰ガラスに比べて約２０℃、また、特許文献１に記載のガラスに比べて約１０℃低下させることができた。
【００６６】
このように軟化点を低下させるとともにガラス管の肉厚を薄肉化して熱容量を小さくしたことによって、曲成加熱時の加工温度を下げることができるとともに加熱作業時間を短縮でき、この加熱温度の低下に基づいて蛍光体被膜７の熱劣化、すなわち光束の低下を抑制して軽量化することができる。
【００６７】
また、Ｎａ２  Ｏ量を１０質量％以下とすることによって、ガラスのＮａ成分に起因する着色を低減して、光束維持率の低下を抑制することができる。
【００６８】
上記組成としたガラスにおいて、ＳｉＯ２  はガラスの網目形成成分であり、その含有量は６５〜７５質量％で、その含有量が６５質量％未満であるとガラスの化学的耐久性などが低下し、また、７５質量％を超えるとガラスの溶融性や加工性が悪化する。
【００６９】
また、Ｋ２  ＯおよびＮａ２  Ｏは融剤として作用し、ガラスの溶融性の改善および上述したように軟化温度の低下に寄与する。特に、この発明では、軟化温度が高くなるＮａ２  Ｏ量を１０質量％以下とし、その分Ｋ２  Ｏを増やしたことにより軟化温度を６７５℃以下と低下させることができる。
【００７０】
また、このＫ２  ＯおよびＮａ２  Ｏはガラスの熱膨脹係数を調整する効果も示し、適正な熱膨脹係数を得るためにはその合計量を２０質量％以下とする。両者とも上限値を超えたり両者の合計量が２０質量％を超えると熱膨脹係数が高くなり過ぎる。
【００７１】
また、ＣａＯは、ガラスの耐久性の向上に寄与するが、０．５質量％未満ではガラス粘度が不安定となの加工温度の調整が難しくなる問題があり、また、１．０質量％を超えるとガラスに失透が生じ易くなる。
【００７２】
さらに、上記ＣａＯとＫ２  Ｏとの比率ＣａＯ／Ｋ２  Ｏを規制することによって、ガラス粘度と電気抵抗を適正にすることができる。この比率ＣａＯ／Ｋ２  Ｏが０．０２以下であると、曲成中のバルブが早く固まる傾向となり、曲成外観形状が悪くなり、また、比率が０．４を超えると曲成後のバルブに偏平などの不具合が多く生じる傾向がある。
【００７３】
以上、詳述したようなガラス組成で、軟化温度が６７５℃以下と低いガラス管バルブであるので、バルブとステムとの封着や曲成などの加熱工程での加工温度を下げることができ、たとえば曲成作業時のガラス管バルブを加熱する加熱炉の雰囲気温度を、従来のソーダ石灰ガラスの場合に比べ約５０℃、前述の特許文献１の場合に比べ約２０℃下げることができた。
【００７４】
この温度を低下できることによって、蛍光体被膜の熱劣化が抑制されるとともにガラス中のＮａ成分と水銀との反応によるガラスの着色も抑制できる。また、加工温度が下げられることは加熱炉などへのエネルギーを節減できる省エネルギーでもある。
【００７５】
また、本発明に関わる環形のガラス管バルブ１は、曲成時に最も伸長する最外側のガラス肉厚の変化が連続的でその肉厚差が小さく、極めて薄肉となる部分も発生しないのでバルブ１の強度が向上して破損を生じることが少ない。
【００７６】
そして、上記本発明に関わるＦＨＣ２７形の環形蛍光ランプＬ１は、従来の同形のランプに比べ、初期光束が１〜５％、１００時間および１０００時間点灯後の光束維持率が２〜３％向上したことを確認できた。
【００７７】
また、ガラス管バルブ１の薄肉化により重量をＦＨＣ２７用バルブでは、従来の１１０ｇを１０３ｇに、また、ＦＨＣ２０用バルブでは、従来の８３ｇを７０ｇと、従来バルブに比べ６〜１０％の重量の軽量化ができ省資源化がはかれた。
【００７８】
したがって、蛍光体被膜の熱劣化が抑制され光束が高められるとともにバルブ着色による光束維持率低下の改善がはかれた発光特性および外観ならびに軽量化してもバルブ強度の向上がはかれた環形蛍光ランプを提供できる。
【００７９】
なお、上記実施の形態ではＦＨＣ２７形の環形蛍光ランプＬ１について述べたが、本発明は他のＦＨＣ１３形、ＦＨＣ２０形、ＦＨＣ３４形やＦＨＣ４１形などの環形蛍光ランプに適用しても、同様の作用効果が得られる。
【００８０】
また、図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施の形態を示す非直線形の蛍光ランプの概略正面図で、図（ａ）は二重環形蛍光ランプＬ２、図（ｂ）はＵ字形状をしたコンパクト形蛍光ランプＬ３、図（ｃ）は電球形蛍光ランプＬ４である。なお、図中、図１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】
この図４（ａ）〜（ｃ）に示す蛍光ランプＬ２〜Ｌ４のバルブ１も、上記環形蛍光ランプＬ１を構成するガラス管バルブと同組成か許容組成範囲内のガラスで造られている。
【００８２】
図４（ａ）の二重環形蛍光ランプＬ２は、一端側に電極５を有するステム３を封着するとともに他端側を閉塞した長さの異なる第１、第２の２本の直管状のガラス管バルブ１，１ａを用意する。そして、この第１、第２のガラス管バルブ１，１ａを互いに環径を異ならせ曲成し、バルブ１，１ａを同一平面上に同心円状の二重状に位置させブリッジ１１によって連通接続して、１本の放電路が形成されるよう構成され、両ガラス管バルブ１，１ａの端部を覆って口金８が取着されている。
【００８３】
図４（ｂ）のコンパクト形蛍光ランプＬ３は、直管状のガラス管バルブ１の中央部が曲成されたＵ字形状をなし、バルブ１の両端のステム３，３との封着部２，２を覆って口金８が取着されている。
【００８４】
図４（ｃ）の電球形蛍光ランプＬ４は、直管状のガラス管バルブの中央部が曲成されたＵ字形状をなすバルブを、さらに中央部を曲成した鞍形をなすバルブ１形状をしていて、両端部を覆って口金８が取着されている。
【００８５】
そして、これら図４（ａ）〜（ｃ）に示す蛍光ランプＬ２〜Ｌ４も、直管状のガラス管バルブ１の状態で蛍光体被膜７が形成され、その後、曲成されたガラス管バルブ１，１ａであって、上記第１の実施の形態と同様に、ガラス管バルブ１，１ａの曲成温度を下げることができたので、蛍光体被膜７の熱劣化が抑制できるとともにバルブ１，１ａに着色の少ない光束および光束維持率の改善がはかれ、発光特性の向上した各種蛍光ランプＬ２〜Ｌ４を提供できる。
【００８６】
また、図５は本発明の照明器具９の実施の形態を示し、図中９１は外観が円形や四角形でかつ薄形に形成された照明器具本体をなす筐体で建物などへ吊下げや固定する取付具を有する。この本体９１内には電源接続機構やインバータ点灯回路からなる高周波点灯回路９２などが設けられ、この本体９１の下方にはランプホルダ９３，９３に支持された上記環形蛍光ランプＬ１が取付けられている。なお、９４はランプＬ１の端子ピンに接続したソケット、９５は本体９１の開口部に取着された光拡散板などからなる制光体である。
【００８７】
そして、上記環形蛍光ランプＬ１は、この照明器具９のランプホルダ９３，９３に装着支持させるとともにソケット９４を端子ピンに差込み接続し、電源接続機構や高周波点灯回路９２を介したとえば１０ｋＨｚ以上の高周波電力を印加して点灯させることができる。
【００８８】
そして、上記環形蛍光ランプＬ１を装着したこの照明器具９からは、光束および光束維持率の改善がはかれた高品質の光照射を行うことができるとともにランプＬ１を軽量化したことによりランプＬ１を保持するランプホルダ９３，９３の小形化や簡易化をはかることができる。
【００８９】
なお、本発明は上記実施の形態に限るものではない。たとえば非直線形状に曲成されたガラス管バルブ（蛍光ランプ）とは、実施の形態に示した円環形、二重円環形、Ｕ字形や鞍形に限らず、Ｗ字形やＬ字形などバルブが曲折や屈曲されたもので一部に直線部を有しているものも含まれる。
【００９０】
また、ガラス管バルブを形成するガラスの組成は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に示す組成に若干の他の組成物を添加することは差支えない。たとえば上記実施の形態に示す組成に、ＣｅＯ２  を０．５〜１．０質量％含有させることにより、３００ｎｍ以下の紫外線を吸収してバルブ外への紫外線放射量を低減できる。
【００９１】
また、ガラス管バルブの端部に封着される電極を備えたステムはフレアステム、ボタンステムやビードステム（この場合の封着部はピンチシールとなる。）を用いることができる。また、電極は、コイル状フィラメントにエミッタ物質が塗布された熱陰極形の電極が適用可能であるが、他の種類の電極であってもよい。なお、ランプを高出力点灯させる必要がある場合には、熱陰極形の電極にトリプルコイルを用いることが好ましい。
【００９２】
さらに、上記ステムの表面や排気管内表面をフロスト加工や蛍光体被膜を形成して凹凸面としておくことにより、排気管を通じバルブ内に封入される水銀の壁面への固着を防ぎ、バルブ内に確実に送り込んで所望の水銀蒸気圧を得たり、水銀封入の確認を容易にすることができる。
【００９３】
さらにまた、照明器具も上記実施の形態に限らず、種々の照明器具への適用が可能である。
【００９４】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、組成を限定し軟化温度を６７５℃以下としたガラス管バルブを用い環形などに曲成したので、蛍光体被膜の熱劣化および着色が低減でき、従来ランプに対し初期光束が１〜５％、１００時間および１０００時間点灯後の光束維持率が２〜３％高められた発光特性の向上がはかれた非直線形の蛍光ランプを提供できる。
【００９５】
請求項２に記載の発明によれば、バルブ外への紫外線の漏洩防止がはかれるとともに上記請求項１に記載と同様な効果を奏する蛍光ランプを提供できる。
【００９６】
請求項３に記載の発明によれば、ガラス管バルブの外径、肉厚および管壁負荷を限定することにより、バルブの小形軽量化がはかれるとともに上記請求項１に記載と同様な効果を奏する蛍光ランプを提供できる。
【００９７】
請求項４に記載の発明によれば、点灯直後からの光束立ち上がりを従来に比べて改善した蛍光ランプを提供できる。
【００９８】
請求項５に記載の発明によれば、水銀（アマルガム）をペレット（粒）状とすることにより、水銀不足によるランプの短寿命発生および過剰による環境問題やコストアップなどの回避がはかれるとともに上記請求項１に記載と同様な効果を奏する蛍光ランプを提供できる。
【００９９】
請求項６に記載の発明によれば、上記請求項１ないし５のいずれか一に記載の効果を奏する蛍光ランプを備え、器具の薄形化がはかれる照明器具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の非直線形状の環形蛍光ランプを示す一部断面平面図である。
【図２】図１中の環形蛍光ランプの一端部を拡大して示す一部切欠縦断面図である。
【図３】曲成時に伸長する円環形バルブの最外側のガラス肉厚の分布図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す非直線形の蛍光ランプの概略正面図である。
【図５】環形蛍光ランプを点灯する本発明の照明器具の実施の形態を示す断面正面図である。
【符号の説明】Ｌ１：蛍光ランプ（環形蛍光ランプ）、  Ｌ２：蛍光ランプ（二重環形蛍光ランプ）、  Ｌ３：蛍光ランプ（Ｕ字形蛍光ランプ）、  Ｌ４：蛍光ランプ（電球形蛍光ランプ）、  １：ガラス管バルブ、  ２：封着部、    ３：ステム、  ５：電極（コイル状フィラメント）、  ７：蛍光体被膜、  ９：照明器具、  ９１：照明器具本体、  ９２：高周波点灯回路、
【図１】
2004213960.tif 000003
【図２】
2004213960.tif 000004
【図３】
2004213960.tif 000005
【図４】
2004213960.tif 000006
【図５】
2004213960.tif 000007