(57)【要約】【課題】高い発光効率を維持することができ、かつ屈曲部においてひび割れや剥れを抑制することができる蛍光ランプおよびその製造方法を提供する。【解決手段】直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工することにより、内側面と外側面の曲率半径の中心が略同一位置にあって管径が隣接する直管部の管径と略同一の屈曲部を形成し、直管部および屈曲部を介して１本の放電路が形成されるように両端部にそれぞれ電極が封装され、水銀を含む放電媒体が封入されたバルブと；このバルブの内面に形成され、屈曲部における蛍光体の付着量が直管部より少ない蛍光体層と；バルブの両端部に設けられた口金と；を具備している蛍光ランプ。【選択図】図１
2005078927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工することにより、内側面と外側面の曲率半径の中心が略同一位置にあって管径が隣接する直管部の管径と略同一の屈曲部を形成し、直管部および屈曲部を介して１本の放電路が形成されるように両端部にそれぞれ電極が封装され、水銀を含む放電媒体が封入されたバルブと；
前記バルブの内面に形成され、前記屈曲部における蛍光体の付着量が前記直管部より少ない蛍光体層と；
前記バルブの両端部に設けられた口金と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記屈曲部における蛍光体の単位面積当たりの付着量ｘが３．５〜５．５ｍｇ／ｃｍ２の範囲であり、前記直管部における蛍光体の単位面積当たりの付着量ｙが５．５〜８．０ｍｇ／ｃｍ２の範囲であることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記単位面積当たりの蛍光体の付着量ｘと前記単位面積当たりの蛍光体の付着量ｙとの比が、０．４０＜ｘ／ｙ＜０．７５の関係を満たすことを特徴とする請求項２記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記屈曲部形成予定部に形成された蛍光体の付着量が少ない部分のバルブの軸方向における長さＬと、その屈曲部形成予定部を曲げ加工した後の屈曲部内側面の曲率半径Ｒとの比が、０．５＜Ｌ／Ｒ＜５．０の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記バルブが、環状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
直管状バルブの内面に一様な厚さの第１の蛍光体層を形成する第１の蛍光体層形成工程と；
形成された第１の蛍光体層のうち直管状バルブの屈曲部形成予定部において蛍光体層を除去する蛍光体層除去工程と；
さらに直管状バルブの内面に一様な厚さの第２の蛍光体層を形成する第２の蛍光体層形成工程と；
これらの工程により形成された厚さの異なる蛍光体層のうち蛍光体の付着量の少ない前記屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工することにより屈曲部を形成する屈曲部形成工程と；
を具備することを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
【請求項７】
前記蛍光体層除去工程が、前記屈曲部形成予定部の蛍光体層をバルブの外部から加熱して蛍光体層のバインダーを焼却除去した後、前記屈曲部形成予定部の蛍光体を圧縮空気を吹き付けて除去することにより行われることを特徴とする請求項６記載の蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプおよびその製造方法に係り、特に、屈曲部における蛍光体の付着量が直管部より少ないことを特徴とする蛍光体層を具備する蛍光ランプおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般照明用蛍光ランプとして直管形、環形または片口金型の蛍光ランプが知られており、特に、近年の省エネルギー、省資源の要求に基づき、管外径が１５〜１８ｍｍであり、高周波点灯専用の細径環形蛍光ランプが開発され、商品化されている（特許文献１参照）。この細径環形蛍光ランプは、商品上「ＦＨＣ」という形名で識別されている。この細径環形蛍光ランプは、従来の環形蛍光ランプと環外径がほぼ同サイズでありながら管外径が細く、かつ同等以上の効率または明るさを確保することが可能であるので、省エネルギー、省資源のニーズを満足することができ、特に住居空間における視環境を快適にすることが可能である。
【０００３】
また、一本の直管状バルブを部分的に屈曲形成することで全ての直管部が同一平面内で略四角形を形成するように構成された蛍光ランプが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３０５５７６９号公報（第５−７頁、図３）
【特許文献２】特公平３−５９５４８号公報（第５欄、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の細径環形蛍光ランプは、直管バルブに保護膜および蛍光体層を形成した後、両端に電極を封装し、直管バルブ全体が軟化するように加熱して直管バルブを円環状に曲成して製造されるものであるので、蛍光体層の熱劣化により初期光束が低下しやすい。また、加熱工程によってバルブ中のアルカリ成分が析出し、蛍光体層と反応して経時的に劣化しやすく、光束維持率が低下しやすいという欠点を有している。
【０００５】
さらに、細径環形蛍光ランプは、直管バルブが長手方向に引き伸ばされながら極性されるため、直管バルブに形成された保護膜および蛍光体層が曲成時にひび割れを起こしやすく、保護膜および蛍光体層を厚膜化できないという問題がある。このため、蛍光体層の厚膜化による初期光束の向上や、保護膜の厚膜化による光束維持率の改善には限界があった。
【０００６】
この点、特許文献２の蛍光ランプは部分的に屈曲形成しているので、屈曲形成されていない直管部における蛍光体層の熱劣化が少ない。
【０００７】
しかし、特許文献２の蛍光ランプは、屈曲形成される部分が円環形蛍光ランプに比べて曲率半径が小さく、発光効率を高めるためにバルブ内面に形成した蛍光体層を厚くするとひび割れや剥れが起こりやすくなり、屈曲部にひび割れや剥れを起こさないように蛍光体層を薄くすると直管部での発光効率を高めることができず、直管部を設けた利点が失われてしまう。
【０００８】
また、ひび割れや剥れを防止するために無機材料からなる結着剤を混合する技術も知られているが、これも添加しすぎると発光効率が低下する問題があり、上記の課題を解決することはできなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、この課題を解決すべくなされたもので、高い発光効率を維持することができ、かつ屈曲部においてひび割れや剥れを抑制することができる蛍光ランプおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の蛍光ランプは、直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工することにより、内側面と外側面の曲率半径の中心が略同一位置にあって管径が隣接する直管部の管径と略同一の屈曲部を形成し、直管部および屈曲部を介して１本の放電路が形成されるように両端部にそれぞれ電極が封装され、水銀を含む放電媒体が封入されたバルブと；バルブの内面に形成され、屈曲部における蛍光体の付着量が直管部より少ない蛍光体層と；バルブの両端部に設けられた口金と；を具備していることを特徴とする。
【００１１】
バルブは、複数の直管部と、この直管部に挟まれて連通する屈曲部とから形成されており、この屈曲部は、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工することにより形成される。また、複数の直管状バルブを曲げ加工し、この端部同士を接続して形成されたものであってもよい。屈曲部は直管状バルブを単純に曲げ加工しただけのものの他、モールド成形により形成してもよい。
【００１２】
屈曲部はバルブの内側面と外側面の曲率半径の中心が略同一位置になるように形成され、この屈曲部の「曲率半径の中心が略同一位置」とは、屈曲部の内側面の曲率半径の中心点と外側面の曲率半径の中心点とが重なっているか、ややずれて位置していることを意味する。本発明の作用上では、各中心点の互いの離間長さが、曲率半径の１０％以内、より好ましくは５％以内であれば許容範囲内である。
【００１３】
屈曲部の管径は隣接する直管部の管径と略同一になるように形成される。屈曲部の管径は、環状バルブが形成する仮想の環状平面の中心点から同平面に沿って平行に放射する方向に直交するバルブ管断面における管径で定義され、管断面が真円形状ではなく、やや扁平している場合には、平均管径で定義される。ここで「略同一」とは、屈曲部の管径が直管部の管径の±１０％以内、好ましくは±５％以内であることを意味する。
【００１４】
直管状バルブの管長は特に限定されないが、ほぼ放電路長になるので、従来の細径環形蛍光ランプと同等の発光量を得ることを考慮して８００〜２５００ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００１５】
直管部の管内径は、１２〜３０ｍｍの範囲内のものを用いることができ、１２〜２０ｍｍの範囲内であることが好ましく、ランプ効率などのランプ特性や製造条件を考慮した管内径の最適範囲は１４〜１８ｍｍである。なお、屈曲部近傍の直管部は屈曲部の形成加工において若干管外径が変化して部分的に上記範囲から外れることが考えられるが、本発明の場合、直管部の大部分が上記範囲内であればよい。なお、直管部の肉厚は約０．８〜１．２ｍｍ程度とするのがよい。
【００１６】
本発明では、直管部の管外径を普及している蛍光ランプを含む３０ｍｍ以下としているが、蛍光ランプは一般的にその管径を小さくすればランプ効率が向上することが知られており、直管部の管外径が２０ｍｍ以下であることが、細径蛍光ランプと同等のランプ効率を達成することが可能となる点で好ましい。一方、直管部の管外径を１２ｍｍ未満とすると、屈曲部を有するガラスバルブとしての機械的強度を確保するのが困難となり、また同サイズの従来の環形蛍光ランプと同等の発光量が得られないので実用的ではない。
【００１７】
管外径が２９ｍｍである従来の環形蛍光ランプ（形名「ＦＣＬ」）のランプ効率を１０％以上向上させるためには、管外径を６５％以下に小さくする必要がある。すなわち、直管部の管外径は１８ｍｍ以下であればよい。この管外径であれば、蛍光ランプとしての薄形化も十分満足できる。また、発光量やランプ効率などの特性面を考慮すると、直管部の管外径は１４ｍｍ以上とするのが好ましい。
【００１８】
バルブは、直管部を２本以上有しており、また、直管部同士をつなぐ屈曲部は、直管部よりも１個少なくなるように形成されている。屈曲部は、直管部が略同一平面上に位置するように屈曲形成されている。
【００１９】
バルブは、複数の直管部が連なって１本の放電路を形成し、これは、屈曲部によって直管部の管内部が連結されており、両端部に封装された一対の電極によって形成されるものである。なお、直管部は、全てが同一の長さである必要はなく、１本のみまたは複数本の長さが異なっていてもよい。
【００２０】
蛍光体層は、バルブの内面に形成されており、蛍光体、その溶媒であるバインダーおよび結着剤などからなる蛍光体スラリーを塗布して形成されたものである。この蛍光体層は、屈曲部と直管部において蛍光体の付着量を変え、屈曲部においては蛍光体層のひび割れや剥れが生じないように付着量を少なくし、直管部においては充分な発光量を確保するために付着量を多くして厚膜化することで、蛍光ランプ全体として発光効率を高めるものである。
【００２１】
請求項２記載の蛍光ランプは、請求項１または２記載の蛍光ランプにおいて、屈曲部における単位面積当たりの蛍光体の付着量ｘが３．５〜５．５ｍｇ／ｃｍ２の範囲であり、直管部における単位面積当たりの蛍光体の付着量ｙが５．５〜８．０ｍｇ／ｃｍ２の範囲であることを特徴とする。
【００２２】
本発明は、直管部と屈曲部における蛍光体の付着量をそれぞれ具体的に規定したものであり、直管部においては蛍光体の発光ピークが７．０ｍｇ／ｃｍ２付近にあるため、発光量を極めて効率良く確保することができる。また、屈曲部においては蛍光体層のひび割れや剥れを効率的に抑制しつつ、発光量も確保するものである。
【００２３】
請求項３記載の蛍光ランプは、請求項１記載の蛍光ランプにおいて、屈曲部における蛍光体の付着量ｘと直管部における蛍光体の付着量ｙとの比が、０．４０＜ｘ／ｙ＜０．７５の関係を満たすことを特徴とする。
【００２４】
本発明は、屈曲部と直管部との蛍光体の付着量の好ましい比を規定したものであって、この蛍光体の付着量の関係を満たすことで、直管部と屈曲部との発光量の差を少なくすることができ、これによって、屈曲部が暗く直管部のみが発光しているように感じられることがなく、蛍光ランプ全体が繋がって発光しているように感じることができるものである。
【００２５】
請求項４記載の蛍光ランプは、請求項１乃至３のいずれか１項記載の蛍光ランプにおいて、屈曲部形成予定部に形成された蛍光体の付着量の少ない部分のバルブの軸方向における長さＬと、その屈曲部形成予定部を曲げ加工した後の屈曲部内側面の曲率半径Ｒとの比が、０．５＜Ｌ／Ｒ＜５．０の関係を満たすことを特徴とする。
【００２６】
本発明は、屈曲部形成予定部に形成された蛍光体の付着量の少ない蛍光体層のバルブの軸方向における長さと、その屈曲部形成予定部を曲げ加工した屈曲部の内側面の曲率半径との比を規定したものであって、屈曲部の曲げ加工の仕方により内側面の曲率半径は変化し、この曲率半径が小さい場合には、蛍光体の付着量の少ない蛍光体層の長さを短く、屈曲部の内側面の曲率半径が大きい場合には、蛍光体の付着量の少ない蛍光体層の長さを長くする必要がある。すなわち、本発明は、屈曲部形成予定部に形成される蛍光体層の長さが必要かつ充分な範囲で定められ、屈曲部における蛍光体層のひび割れや剥れを抑制するのに充分な長さを有し、かつ、不必要に直管部にまで蛍光体の付着量が少ない蛍光体層を形成することがないため、直管部における発光量を効率良く確保することができる。
【００２７】
請求項５記載の蛍光ランプは、請求項１乃至４のいずれか１項記載の蛍光ランプにおいて、バルブが環状となっていることを特徴とする。
【００２８】
本発明は、蛍光ランプのバルブが環状となっており、その形状は三角形、四角形等の直管部と屈曲部から構成される多角形状として形成することができる。
【００２９】
この環状バルブは、直管部を３本以上有しており、これら直管部同士をつなぐ屈曲部は、直管部よりも１個少なく、直管部が略同一平面状に位置するように屈曲して形成されている。この環状バルブは、両側に位置する直管部の屈曲部が繋がっていない端部に電極が封装され、この一対の端部が互いに対向するように形成されている。ここでいう「一対の端部が互いに対向する」とは、各バルブ端部を構成する直管部の管軸を同一軸線上に位置させて各バルブ端部の端面同士が互いに向き合うような形態のほか、端面同士が互いに正対して向き合っていないが各バルブ端部を構成する直管部の管軸同士が交わってなす角度が略９０°となるように端面同士が互い角度を有して対向しているものであってもよい。
【００３０】
環状バルブは、複数の直管部の配置関係の略中心を囲む１本の放電路を形成し、これは、屈曲部によって直管部の管内部が連結されており、両端部に封装された一対の電極によって１本の放電路が形成されるものである。なお、直管部は、全てが同一の長さである必要はなく、１本のみまたは複数本の長さが異なっていてもよい。管長が略同じの４本の直管部を３個の屈曲部で形成した場合には、バルブは、直管部によって略四角形状を形成する。
【００３１】
請求項６記載の蛍光ランプの製造方法は、直管状バルブの内面に一様な厚さの第１の蛍光体層を形成する第１の蛍光体層形成工程と；形成された第１の蛍光体層のうち直管状バルブの屈曲部形成予定部において蛍光体層を除去する蛍光体層除去工程と；さらに直管状バルブの内面に一様な厚さの第２の蛍光体層を形成する第２の蛍光体層形成工程と；これらの工程により形成された厚さの異なる蛍光体層のうち蛍光体の付着量の少ない前記屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工することにより、屈曲部を形成する屈曲部形成工程と；を具備することを特徴とする。
【００３２】
本発明は、直管部と屈曲部を有する蛍光ランプの製造方法において、直管状バルブの内面に形成する蛍光体の付着量を直管部では多く、屈曲部形成予定部では少なくし、これを曲げ加工することによって、直管部では充分な発光量を確保することができ、屈曲部では曲げ加工しても蛍光体層のひび割れや剥れが生じるのを抑制することができる蛍光ランプを製造するものである。
【００３３】
この蛍光体の付着量の相違は、一旦、直管状バルブ内面全体に蛍光体層を形成し、これを屈曲部形成予定部において除去することで付着量に差を設けておき、さらに直管状バルブ内面全体に蛍光体層を形成することで、直管部では２層の蛍光体層を積層し、屈曲部形成予定部では１層の蛍光体層を形成することで生じさせるものである。
【００３４】
請求項７記載の蛍光ランプの製造方法は、請求項６記載の蛍光ランプの製造方法において、蛍光体層除去工程が、屈曲部形成予定部の蛍光体層をバルブの外部から加熱して蛍光体層のバインダーを焼却除去した後、屈曲形成予定部の蛍光体を圧縮空気を吹き付けることで除去することを特徴とする。
【００３５】
本発明は、直管状バルブ内面の第１の蛍光体層を除去するために、直管状バルブの外部からの加熱と、内面への圧縮空気の吹き付けという簡便な操作により行うことができるものである。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１の蛍光ランプによれば、このように屈曲部を形成することによって、バルブの屈曲部の外観が直管部から連続した曲線を描いて構成されているように視認されるため、発光管の外観が向上し、点灯時に局部的に温度が低い部分が形成されないため、最冷部が形成されにくく、屈曲部に凝集水銀による黒化やしみなどが発生しにくくなるとともに、屈曲部における蛍光体の付着量が直管部よりも少ないため、加熱して曲げ加工する際に、屈曲部の蛍光体層がひび割れたり、剥がれ落ちることを抑制することができ、かつ、直管部における蛍光体の付着量が多いため、充分な発光量を確保することができるため、発光効率を高く維持することができる。
【００３７】
請求項２の蛍光ランプによれば、屈曲部の蛍光体の付着量が、蛍光体層のひび割れや剥れを抑制し、かつ発光量も確保することができる量であり、直管部の蛍光体の付着量が、発光効率のピーク付近の量であるため、請求項１に記載された発明の効果をより好ましく発揮することができる。
【００３８】
請求項３の蛍光ランプによれば、屈曲部の蛍光体の付着量と直管部の蛍光体の付着量とが一定の関係を有しており、直管部と屈曲部における発光量差が小さいため使用時の外観に優れたものとすることができる。
【００３９】
請求項４の蛍光ランプによれば、屈曲部における蛍光体の付着量の少ない部分の長さを適切な範囲、すなわち、不必要に直管部にまで形成することがなく、かつ、屈曲部における蛍光体層のひび割れや剥れを充分に抑制することができる範囲で形成することができるため、請求項１に記載された発明の効果を極めて好ましい状態で発揮することができる。
【００４０】
請求項５の蛍光ランプによれば、バルブを環状にすることによって、一本のバルブで広い発光面積を有する蛍光ランプとすることができ、従来複数本の直環形蛍光ランプの装着が必要な大きさの照明器具に対して一本の蛍光ランプの装着で足りるので、結果としてランプの効率を向上することができる。
【００４１】
請求項６の蛍光ランプの製造方法によれば、第１の蛍光体層を形成した後、屈曲部形成予定部の蛍光体層のみを除去するため、その後に第２の蛍光体層を形成すると第１の蛍光体層が残っている直管部には蛍光体の付着量を多く、第１の蛍光体層が除去された屈曲部形成予定部には蛍光体の付着量を少なくした蛍光体層を形成することができ、請求項１乃至５に記載の蛍光ランプを容易に製造することができる。
【００４２】
請求項７の蛍光ランプの製造方法によれば、第１の蛍光体層の除去を、バルブの外部から加熱してバインダーを除去し、その後にバインダーが除去されて露出した蛍光体を圧縮空気で吹き飛ばすことによって屈曲部形成予定部の蛍光体層を容易に除去することができ、請求項１乃至５に記載の蛍光ランプをより容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の蛍光ランプの実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜図３は本発明の第１の実施の形態を示し、図１は蛍光ランプの正面図、図２は図１の蛍光ランプの製造に用いる直管状バルブの作成について説明する直管状バルブの軸方向に沿った断面図、図３は図１の蛍光ランプの製造工程を説明する概略図である。
【００４４】
図１において、１は蛍光ランプで、直線部が略正方形を形成する矩形状の環状ガラスバルブ２を有している。この環状ガラスバルブ２内にはアルゴン、ネオンまたはクリプトンなどの希ガスおよび水銀からなる放電媒体が封入される。本実施形態における希ガスはアルゴン（Ａｒ）ガスであり、封入圧力は約３２０Ｐａである。
【００４５】
環状ガラスバルブ２は、４本の直管部２ｂおよび３箇所の屈曲部２ｃを有しており、４本の直管部２ｂが略正方形の各辺を形成するように同一平面状に連接配置されている。このときのガラスバルブ２の１辺の長さは２００ｍｍ以上とするのが好ましく、本実施形態の場合、１辺の長さは約３００ｍｍである。直管部２ｂの管外径は１２〜３０ｍｍ、肉厚は０．８〜１．５ｍｍであることが好ましく、本実施形態の場合は管内径が約１４ｍｍ、肉厚が約１．２ｍｍである。
【００４６】
バルブ２は、ソーダライムガラスや鉛ガラスなどの軟質ガラスで形成されることが好ましいが、ほうケイ酸ガラスや石英ガラスなどの硬質ガラス製であってもよい。
【００４７】
ガラスバルブ２の内面には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）などの金属酸化物またはリン酸ストロンチウム（Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７）などのアルカリ土類金属リン酸塩の微粒子からなる保護膜３が形成されており、この微粒子としては平均粒径が１０ｎｍ〜１０μｍのものを用いることができ、１０〜１００ｎｍであることが好ましい。平均粒径が１０〜１００ｎｍの微粒子を用いた場合、屈曲部形成時に微粒子がガラスにめり込みにくく、また、バルブ２ａを曲成するときに微粒子がガラス表面と一緒に移動するためため、屈曲部におけるひび割れや剥れが生じるのを抑制することができる。  この保護膜３の内面には蛍光体層４が形成されており、光束維持率やバルブ加工時の膜剥がれなどの不具合が問題にならないようであれば、保護膜を介在させることなくバルブ２の内面に蛍光体層４を直接形成することもできるが、この不具合を有効に防止する観点から保護膜を設けることが好ましい。この保護膜の塗布量は、０．０１〜０．８ｍｇ／ｃｍ２であり、蛍光ランプ全体に渡って少なくとも０．１ｍｇ／ｃｍ２以上であることが好ましい。
【００４８】
蛍光体層４は、屈曲部形成前の直管状バルブ２の内面に塗布、形成されるものである。蛍光体層４を構成する蛍光体は、三波長発光形蛍光体、ハロ燐酸塩蛍光体など周知の蛍光体で構成することができ、発光効率の観点から三波長発光形蛍光体の使用が好ましい。三波長発光形の蛍光体としては、４５０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する青系蛍光体としてＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、５４０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する緑系蛍光体として（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ４、６１０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する赤系蛍光体としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋などを適用することができるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
本実施形態では、蛍光体層４は、三波長発光形で相関色温度５０００Ｋとなる蛍光体微粒子を、直管部においては５．５〜８．０ｍｇ／ｃｍ２の範囲内で、屈曲部においては３．５〜５．５ｍｇ／ｃｍ２の範囲内で塗布し、乾燥・焼成工程を経て形成される。なお、このときの膜厚は、直管部においては約１５〜３０μｍ、屈曲部においては約１０〜１５μｍである。本実施形態においては、蛍光体層の付着量が直管部では７．０ｍｇ／ｃｍ２、屈曲部では３．８ｍｇ／ｃｍ２である。
【００５０】
ガラスバルブ２の両端部２ｄは互いに近接配置されており、この両端部２ｄにはエミッタ物質が塗布されたトリプルコイルからなるフィラメント電極５，５がそれぞれ封装されている。一対の電極５，５は、図示しないフレアステムに封着された一対のリード線に支持され、このフレアステムが両端部２ｄに封着されることでフィラメント電極５，５はバルブ内に封装される。フレアステムには、排気用細管２ｆが取付けられており、この細管２ｆ内にアマルガム２ｇが収容されている。
【００５１】
アマルガム２ｇは、バルブ内に封入されるものであり、配設位置は排気用細管２ｆに限らず、例えばフレアステムの溶着部分に固着させてもよい。アマルガムは、溶融、機械的保持などの手段によってこれらいずれかの位置に固定または収納される。また、アマルガムはバルブ内を移動可能に収容されていてもよく、例えば蛍光体層４が形成されているバルブ２の内面部分を移動可能に封入されていてもよい。
【００５２】
アマルガムは、水銀と合金を作る物質と水銀との合金であり、ペレット状、柱状、板状などどのような形状であってもよい。例えば、水銀の定量封入のために亜鉛−水銀などのアマルガムを封入してもよい。水銀蒸気圧制御用のアマルガムをバルブ内に配設すると、周囲温度が比較的高くなっても最適な状態で蛍光ランプが点灯される。なお、本実施形態のアマルガム２ｇは、ビスマス(Ｂｉ)−錫(Ｓｎ)−鉛(Ｐｂ)系の水銀蒸気圧制御用のアマルガムである。
【００５３】
直管部２ｂは、屈曲部２ｃを介して内部が連通されており、一対の電極５，５間に直管部２ｂが形成する略正方形の中心を囲むように１本の放電路が形成される。
【００５４】
一対の電極５，５は、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５にトリプルコイルを用いることが好ましい。電極５を支持するリードワイヤはボタンステム、ビードステム、ピンチシール部などによって封装支持されていてもよい。
【００５５】
屈曲部２ｃは、直管部２ｂとほぼ同様の略円管形状の断面形状を有している。屈曲部２ｃは、屈曲部２ｃの内側面と外側面との曲率半径の中心が略同一位置となるように形成されている。
【００５６】
ガラスバルブ２の一対の端部２ｄ，２ｄには口金６が両端部２ｄ，２ｄを跨ぐように被着されている。口金６は、一対の電極５，５と電気的に接続された４本のピンからなる給電部６ａを備えている。蛍光ランプ１は、ガラスバルブ２の直管部２ｂがなす略正方形状の対角線位置に屈曲部２ｃが３箇所形成され、残りの１箇所に口金６が設けられるように構成されている。ガラスバルブ２の両端部２ｄ，２ｄは、各端部２ｄ，２ｄを構成する直管部２ｂ，２ｂの管軸同士が交わってなす角度が９０°となるように端面同士が互いに角度を有して対向している。
【００５７】
口金６の４本のピンからなる給電部６ａは、ソケットなどの給電手段と接続する電気接続手段であるが、この電気接続手段は、バルブの両端部２ｄ，２ｄから離れた位置に設けられていてもよい。また、口金６は、ソケットなどの給電手段との機械的接続によって保持手段としての機能を発揮するような構成であってもよい。
【００５８】
バルブ２は、蛍光ランプの点灯時に最冷部が少なくとも１つの屈曲部に形成されるように構成されていてもよい。最冷部は、蛍光ランプ１の点灯時にバルブの最も温度の低い部位に形成されるものであり、屈曲部の形状を点灯時に温度上昇しにくいように形成すればよい。例えば、放電路から離れた空間を形成する構造や、表面積が他の部位よりも大きく放熱効果に優れた構造などである。
【００５９】
また、電極５，５の配設位置をバルブ端部２ｄから所定長さ以上離すことで、バルブ端部２ｄに最冷部を形成することも可能である。例えば、少なくとも一方の電極高さ（バルブ端部から電極配設位置までの長さ）を３０ｍｍ以上にすることで、最冷部をバルブ端部の所望箇所に形成することが可能となる。最冷部を所望の温度に制御することが可能であれば、周囲温度が高くても水銀蒸気圧制御用のアマルガムを使用することなく最適な水銀蒸気圧を確保することが可能となり、ランプ効率を一層向上させることが可能となる。
【００６０】
次に、本実施形態の蛍光ランプ１に使用されるガラスバルブ２の製造方法について説明する。
【００６１】
この製造方法においては、直管状バルブを加熱成形により屈曲部を形成するが、従来用いられていたバルブの内面に均一に蛍光体層が形成されている直管状バルブではなく、屈曲部形成予定部においては直管部よりも蛍光体の付着量が少ない蛍光体層が形成されている直管状バルブを用いて製造を行うものであり、これを用いて屈曲形成予定部を加熱することで屈曲させ本発明の蛍光ランプとするものである。
【００６２】
まず、蛍光体層の付着量が異なる直管状バルブの作成については図２を、この作成された直管状バルブを屈曲させ本発明の蛍光ランプとする工程については図３を参照しながら説明する。
【００６３】
最初に、従来と同様に直管状のガラスバルブを用意し、バルブ内面にアルミナを塗布乾燥させることにより、図２（ａ）に示すように保護膜３を形成し、次いで、保護膜３の上から蛍光体粒子およびバインダー成分を含むスラリーを流し塗布乾燥させることで、図２（ｂ）に示すように第１の蛍光体層を保護膜３の上に形成する。
【００６４】
従来の蛍光ランプの製造は、この段階で終了し、製造の容易さ、コスト、発光効率の安定化のため、直管状バルブの内面には保護膜および蛍光体層が一様の厚さで形成されていた。
【００６５】
本発明の蛍光ランプの製造方法では、直管状バルブの内面に形成された蛍光体層の厚さ（蛍光体の付着量）を直管部と屈曲形成予定部とで異なるものとするために、さらに、保護膜および蛍光体層が形成された直管状バルブの屈曲形成予定部２ｅを２５０〜４５０℃に加熱することにより、蛍光体層のバインダーを焼却除去し、さらに、バインダーが除去されたことにより露出した蛍光体をバルブの一端から約１０気圧の圧縮空気を吹き付けることにより保護膜３上から除去して、図２（ｃ）に示すように屈曲部形成予定部２ｅには保護膜のみ、直管部２ｂには保護膜３の上に蛍光体層が形成された状態として、これに、再度、バルブ内面に蛍光体層を塗布することで第２の蛍光体層を形成し、図２（ｄ）に示すように屈曲部形成予定部２ｅには第２の蛍光体層のみ、直管部２ｂには第１の蛍光体層および第２の蛍光体層が積層した蛍光体層４を形成するものである。
【００６６】
また、蛍光体層の一部を除去するためには、他に、管内部にブラシを挿入し、屈曲部形成予定部の蛍光体膜をこすって剥がし、洗浄することによる方法や蛍光体の溶剤としてポリビニルアルコールと重クロム酸との混合溶液を用いて蛍光体層を形成し、次いで、直管部にのみ紫外線を照射すると、紫外線照射部のみが固着するため、紫外線を照射していない屈曲形成予定部の蛍光体層を水で洗い流すことによって除去する方法などを挙げることができる。いずれの方法を用いても、屈曲形成予定部の蛍光体層は、直管部よりも第１の蛍光体層の付着量分だけ少なく、すなわち、第１の蛍光体層の厚さ分だけ薄く形成されることになる。
【００６７】
このようにして得られた直管状バルブ２ａを用い、両端部２ｄ，２ｄに排気管２ｆを備え、一対のリード線を導入するフレアステム（図示しない）を介して電極５，５をバルブ２ａ内に装着する。
【００６８】
直管状バルブ２ａは全長１２００ｍｍであり、図３（ａ）に示すように屈曲部形成予定部２ｅを３箇所有している。
【００６９】
まず、図３（ａ）に示すように、屈曲部形成予定部２ｅをガスバーナーＢで加熱軟化し、図３（ｂ）に示すように直管部２ｂ同士のなす角度が約９０°となるように曲げ加工を行った後、モールド成形などにより所定の形状に第１の屈曲部２ｃを形成する。その後、第１の屈曲部２ｃの隣の屈曲部形成予定部２ｅをガスバーナーＢで加熱軟化、曲げ加工およびモールド成形を行い、図３（ｃ）に示すように第２の屈曲部２ｃを形成する。最後に第２の屈曲部２ｃの隣の屈曲部形成予定部２ｅをガスバーナーＢで加熱軟化、曲げ加工およびモールド成形を行い、図３（ｄ）に示すように第３の屈曲部２ｃを形成し、排気管２ｆから排気を行い、水銀を封入してガラスバルブ２が完成する。
【００７０】
屈曲部２ｃは、曲げ加工により形成されるが、直管状バルブ２ａの屈曲部形成予定部２ｅ以外は過度に加熱する必要がないので、蛍光体層４を屈曲部２ｃの形成前に塗布しても蛍光体が熱的に劣化しにくく、光束維持率が大きく改善されるという利点を有している。
【００７１】
蛍光ランプ１は、以下の寸法とすることができる。従来の３０Ｗ形の環形蛍光ランプに相当するものは、ガラスバルブ２の全長が２２５ｍｍ、内側最大幅が１９２ｍｍ、管外径が１６ｍｍ、ガラスバルブ２の肉厚が１．０ｍｍに形成される。この蛍光ランプの定格ランプ電力は２０Ｗ、高出力特性のランプ電力２７Ｗで点灯される。従来の３２Ｗ形の環形蛍光ランプに相当するものは、ガラスバルブ２の全長が２９９ｍｍ、内側最大幅が２６７ｍｍ、管外径が１６ｍｍ、ガラスバルブ２の肉厚が１．０ｍｍに形成される。この蛍光ランプの定格ランプ電力は２７Ｗ、高出力特性のランプ電力３８Ｗで点灯される。従来の４０Ｗ形の環形蛍光ランプに相当するものは、ガラスバルブ２の全長が３７３ｍｍ、内側最大幅が３４１ｍｍ、管外径が１６ｍｍ、ガラスバルブ２の肉厚が１．０ｍｍに形成される。この蛍光ランプの定格ランプ電力は３４Ｗ、高出力特性のランプ電力４８Ｗで点灯される。
【００７２】
なお、蛍光ランプ１の環状バルブ２の内面に形成される保護膜３の膜厚は０．５μｍ以上とし、蛍光体層４はこの保護膜３上に形成され、バルブ内に封入される水銀の量は０．１５ｍｇ／Ｗ以下とするのが好ましい。
【００７３】
バルブ２内に封入された水銀は、蛍光ランプの点灯中に蛍光体微粒子やバルブから析出したアルカリ成分と反応して水銀化合物に変化したり、バルブ内へ打ち込まれることなどにより消耗され、水銀蒸気として使用される量が次第に減少していく。また、水銀消費量はランプ電力の大きさとほぼ比例する関係にある。このため、水銀はランプ電力に応じて寿命到達までにバルブ２内で消耗される量を考慮して多めにバルブ２内に封入されている。しかし、ランプ製造工程やランプ廃棄時における周囲環境への影響を考慮すると、封入水銀量はできるだけ少なくするのが望ましい。
【００７４】
保護膜３の膜厚が０．５μｍ以上であるとバルブ中のアルカリ成分と水銀との反応や、バルブ内へ水銀が打ち込まれる現象を抑制する効果が期待でき、ランプ点灯中の水銀の消費量が低減できる。本実施形態の蛍光ランプ１は、直管部２ｂが実質的に引き伸ばされないので、直管状バルブ２ａに形成される保護膜３の膜厚を０．５μｍ以上に大きくしても屈曲部形成工程によって直管部の保護膜にひび割れなどが生じるおそれがなく、保護膜３の機能を十分発揮させることができる。
【００７５】
また、保護膜３の膜厚を０．５μｍ以上とすれば、保護膜３の機能とともに直管部２ｂが軟化する程度まで直接加熱されないことと相俟って水銀消費量が大きく低減される。これにより、ランプ電力当たりの封入水銀量を０．１５ｍｇ／Ｗ以下としてもランプ定格寿命時間に至るまでは水銀が枯渇せずに点灯を継続することが可能であることが確認された。このように、保護膜３の膜厚を０．５μｍ以上とすることにより、ランプ電力当たりの封入水銀量を０．１５ｍｇ／Ｗ以下としても定格寿命を満足することが可能となる。
【００７６】
また、紫外線反射率の高い微粒子を保護膜３に用いることで、発光量を低下させることなく、蛍光体塗布量を３．０〜４．６ｍｇ／ｃｍ２程度に削減することも可能となる。これは、波長２５４ｎｍの紫外線の反射効果が高く、可視光の透過率が高い金属酸化物または金属リン酸塩の微粒子を主成分として保護膜３を形成することで得られる効果である。この微粒子としては、例えば、波長２５４ｎｍの紫外線の反射率が硫酸バリウムのそれに対して６０％以上であり、波長７８０ｎｍにおける反射率が硫酸バリウムのそれに対して６０％以下であるようなものがよい。具体的には、αアルミナ（α−Ａｌ２Ｏ３）、リン酸カルシウム（Ｃａ２Ｐ２Ｏ７）またはリン酸ストロンチウム（Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７）などが好適であるが、波長２５４ｎｍの紫外線の反射効果が高く、可視光の透過率が高いものであればこれに限らない。また、微粒子の平均粒径が１．０〜１０μｍであると、微粒子の表面積が小さくなり、水や水素ガスのような不純ガスの吸着レベルを低くなることで排気効率が向上するという効果もある。
【００７７】
保護膜３を構成する金属酸化物微粒子は、比表面積が８０ｍ２／ｇ以上であり、バルブ内の単位面積当たりの微粒子の塗布量が０．０１〜０．８ｍｇ／ｃｍ２であることが、蛍光体層の蛍光体微粒子とバルブ中のアルカリ成分との反応や、バルブの着色を防止するために好ましく、特に、管壁負荷が０．０５Ｗ／ｃｍ２以上で点灯する場合にその効果が顕著である。
【００７８】
管壁負荷とは、バルブ２の内表面積当たりのランプ入力電力を意味する。この管壁負荷の値が大きいほど発熱量が多く、点灯時の温度が高いほど蛍光体層の蛍光体微粒子とバルブ中のアルカリ成分とが反応して蛍光体層４が経時劣化しやすい。また、管壁負荷の値が大きいほど短波長紫外線の放射量が多くなるので、バルブのアルカリ成分が析出して水銀などと反応したり、バルブ内へ水銀が打ち込まれるなどによりバルブが着色しやすくなるので、可視光透過率が著しく低下する傾向にある。なお、ここでいう「バルブの内表面積」とは、バルブ全内表面積ではなく、放電路が形成される領域におけるバルブの内表面積をいう。
【００７９】
この保護膜が形成された蛍光ランプは、直管部が実質的に引き伸ばされることがないので、直管状バルブ２ａに形成された保護膜３の塗布量を多くしても屈曲部形成工程によって直管部２ｂの保護膜３にひび割れなどが生じるおそれがなく、保護膜３の機能を十分発揮させることができる。また、比表面積が８０ｍ２／ｇ以上であるので保護膜３は非常に緻密な構造となり、バルブ２から析出したアルカリ成分や水銀などが保護膜によってブロックされ、蛍光体層４の経時劣化やバルブ２の着色を効果的に抑制することが可能となる。
【００８０】
環形蛍光ランプは、直管状バルブに蛍光体層を形成した後、バルブ全体を加熱軟化させて円環状ドラムに曲き付けることで円環状に曲成して形成されているので、この曲成時にバルブ全体が若干引き伸ばされ、あらかじめ形成されていた蛍光体層がひび割れや引き剥がれが生じるおそれがあった。このため、環形蛍光ランプは、蛍光体層の膜厚を所定値以上に大きくすることが困難である。このことが環形蛍光ランプの発光量を向上させることを困難にしている要因の一つであった。
【００８１】
これに対し、本実施形態の蛍光ランプ１は、直管部２ｂが実質的に引き伸ばされることがないので、直管状バルブ２ａに形成された蛍光体層４の膜厚を大きくしても屈曲部形成工程によって蛍光体層４にひび割れや引き剥がれが生じるおそれがない。
【００８２】
本実施形態の蛍光ランプ１は、直管部２ｂの管外径が１２〜２０ｍｍであり、管内面に照射される紫外線量が多くなる傾向があるので、蛍光体微粒子の塗布量を直管部においては５．５〜８．０ｍｇ／ｃｍ２としている。塗布量が５．５ｍｇ／ｃｍ２未満であると、発光量を向上させる効果が少なく、紫外線の透過量が多くなる可能性があるためである。発光量向上の効果は、蛍光体微粒子の塗布量を６．５〜７．５ｍｇ／ｃｍ２とすると著しい効果が得られる。また、蛍光体微粒子の塗布量が８．０ｍｇ／ｃｍ２を超えると蛍光体層４の膜厚を大きくしたことによる発光量向上の効果は顕著に現れない。
【００８３】
このように、本実施の形態では、蛍光体層４を構成する蛍光体微粒子の塗布量が６．０〜７．０ｍｇ／ｃｍ２であるので、直管部２ｂの蛍光体層４にひび割れや引き剥がれを生じさせることなく、発光量を向上させることができる。
【００８４】
また、蛍光体微粒子の塗布量を屈曲部においては３．５〜５．５ｍｇ／ｃｍ２としている。塗布量が、３．５ｍｇ／ｃｍ２未満であると、充分な発光量を得ることができないことから、発光効率が低下してしまうことに加え、直管部との発光量の差が大きくなり直管部のみが発光しているように見えるため、外観上も問題がある。また、塗布量が５．５ｍｇ／ｃｍ２を超えると屈曲部を形成する際に、蛍光体層にひび割れや剥れが生じてしまう。
【００８５】
次に、本実施形態の作用について説明する。蛍光ランプ１は、口金６から高周波電力が入力され、バルブ２内の低圧水銀蒸気放電により点灯する。蛍光ランプ１は、ランプ入力電力が２０Ｗ以上、ランプ電流は２００ｍＡ以上、管壁負荷が０．０５Ｗ／ｃｍ２以上、ランプ効率が５０１ｍ／Ｗ以上となるように点灯される。また、直管部２ｂの断面積当たりのランプ電流であるランプ電流密度は、７５ｍＡ／ｃｍ２以上である。本実施形態の場合には、ランプ入力電力は５０Ｗ、ランプ電流は３８０ｍＡ、ランプ効率は９０１ｍ／Ｗである。
【００８６】
蛍光ランプ１の点灯時には、バルブ２の温度は約８０℃に上昇するが、細管２ｆ内にはビスマス(Ｂｉ)−錫(Ｓｎ)−鉛(Ｐｂ)系のアマルガムが収容されているので、このアマルガムの水銀蒸気圧特性によってバルブ内蒸気圧が適正値に制御され、高いランプ効率で点灯することが可能となる。
【００８７】
なお、本実施形態の場合には、ガラスバルブ２が１本の直管状バルブ２ａを局部的に曲成することで形成したが、ガラスバルブ２はＬ字状に曲成された２本のバルブの端部同士をつないで１個の屈曲部を形成してガラスバルブ２を構成しても構わない。
【００８８】
ところで、ガラスバルブ２は、実質的に鉛成分を含まず、酸化ナトリウムの含有量が１．０質量％以下であり、軟化温度が７２０℃以下のものを使用することができる。ここで、「鉛成分を実質的に含まない」とは、不純物程度であれば含まれていてもよいことを意味し、好ましくは０．１質量％以下をいう。最も好ましいのは、全く鉛成分を含有していないガラスであることはいうまでもない。酸化ナトリウムの含有量が０．１質量％以下とは、酸化ナトリウムがガラスに含有されていない場合も含まれるものとする。また、酸化ナトリウムの含有量が０．１質量％以下と規定したのは、前記数値を上回るとガラスバルブ２の内面に析出するナトリウム成分によって蛍光ランプ１の発光量に影響するからである。実質的に鉛を含まない組成で、酸化ナトリウムの含有量が１．０質量％以下とし、軟化温度が７２０℃以下のガラスとしては、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏの含有量とＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯおよびＳｒＯの含有量とを調整して得ることができる。ここで、軟化温度とは、ガラスの粘度η＝１０７．６５ｄＰａ・ｓとなる温度である。
【００８９】
ガラスバルブ２に酸化ナトリウムが０．１質量％を超えると点灯中にアルカリ成分としてナトリウムがガラスバルブ２内面に多く析出する。このナトリウムがガラスバルブ２の内面に析出すると、ナトリウムとガラスバルブ２内に封入された水銀蒸気とが反応して、ガラスバルブ２が着色して可視光透過率を低下したり、ナトリウムが蛍光体層４の蛍光体物質と反応して蛍光体物質が劣化し、可視光の出力が低下するという問題を引き起こす。特に、従来のソーダライムガラスは、酸化ナトリウムを１５〜１７質量％含有しているため、可視光の出力が低下が著しい。
【００９０】
そこで、酸化ナトリウムの含有率が０．１質量％以下で軟化温度が７２０℃以下、例えば６９２℃のガラスからなる直管状バルブ２ａに蛍光体を塗布し、その後に屈曲部を形成すると、バルブ内面に析出するナトリウムが極めて少なくなり、ナトリウムの反応による可視発光量の低下が抑制される。また、軟化温度が７２０℃以下であるので、屈曲部形成時の加熱温度が低く抑えられ、周辺の蛍光体の熱劣化が少なくなり、発光量が向上する。
【００９１】
図４は、本発明の第２の実施形態である蛍光ランプを示す正面図である。本実施形態は、口金６が略四角形状の一辺の略中央に位置している点を除いて、第１の実施形態と同一である。
【００９２】
図５は、本発明の第３の実施形態である蛍光ランプを示す正面図である。本実施形態は、図４に示す第２の実施形態の蛍光ランプを最適化したものであり、屈曲部２ｃおよび口金６の構成を除いて第２の実施形態と同一である。
【００９３】
ガラスバルブ２の１辺の長さは３００ｍｍであって、蛍光ランプ１のランプ電流は３００ｍＡでランプ電力は約４０Ｗである。なお、インバータ装置の調整により、ランプ電流は３８０ｍＡ、ランプ電力を約５０Ｗとして高出力点灯させることも可能である。
【００９４】
なお、蛍光ランプ１のランプ電流が３００ｍＡの場合、ガラスバルブ２の１辺の長さが２２５ｍｍのときはランプ電力は約３０Ｗ、３７５ｍｍのときはランプ電力は約５０Ｗ、４５０ｍｍのときはランプ電力は約６０Ｗで点灯することが可能である。また、一辺の長さを５００ｍｍとしてランプ電流を３８０ｍＡとすると、オフィス等に施工されているグリッド天井用の照明装置への使用に最適な高照度、高効率の蛍光ランプとすることが可能である。
【００９５】
口金６は、互いの管軸がほぼ同一線上に位置するように対向配置された両端部２ｄ，２ｄの間に掛け渡されており、略四角形状のバルブ２の一辺の略中央に位置している。口金６は円筒状の樹脂中空体からなり、その表面には給電部である口金ピン６ａが４本突設されている。口金ピン６ａは、バルブ２がなす平面に対して約４５°傾いてバルブ２中心側を向いて突設されている。
【００９６】
口金６は、バルブ端部２ｄ，２ｄの管軸を中心として約±４５°回動するように回動規制手段とともにバルブ端部２ｄ，２ｄに取付けられている。この回動規制手段は、ある回動角を超えると口金６側とバルブ端部２ｄ，２ｄ側とが相対的に干渉して回動できなくなるように口金６の内側面とバルブ端部２ｄ，２ｄの外面との所定位置に突部をそれぞれ設けることなどによって実現することができるが、回動規制手段はこれに限らない。口金６が所定角度を超えて回動可能に構成されていると、口金ピン６ａと電極５とを接続するアウターリード線が張力によって変形し、口金６内部でアウターリード線同士が接触して短絡するおそれがあるため、所定回動角度以下で回動するように規制する必要がある。
【００９７】
図６および図７は、屈曲部形成予定部に形成された蛍光体の付着量の少ない部分のバルブの軸方向における長さＬと、その屈曲部形成予定部を曲げ加工した屈曲部の内側面の曲率半径Ｒとの関係を示した図である。図６は図４の蛍光ランプ、図７は図５の蛍光ランプに対応するもので、屈曲部の曲率半径がそれぞれ異なっている。
【００９８】
図６（ａ）に示したように、曲げ加工する前の直管状バルブ２の屈曲部形成予定部２ｅには、斜線で表した蛍光体の付着量が少ない蛍光体層が形成されており、この蛍光体層のバルブの軸方向における長さをＬとする。
【００９９】
これを曲げ加工することにより図６（ｂ）で表される屈曲部２ｃが形成されるが、このとき、屈曲部２ｃの内側面の曲率半径Ｒ１と外側面の曲率半径Ｒ２の中心は略同一位置になるように形成されており、屈曲部２ｃの内側面は、環状バルブが形成する仮想の環状平面の中心部に対向する面を意味し、屈曲部２ｃの外側面は、屈曲部において内側面から管軸を中心として１８０°反対側に位置する面（環状バルブが形成する環状平面の中心部から同平面に沿って平行に放射する方向を向いた面）を意味する。
【０１００】
内側面の曲率半径Ｒは、内側面と環状バルブ２が形成する仮想の環状平面とが直交する位置に形成される曲線によって定義され、簡易的には環状バルブ２が形成する仮想の環状平面の直交方向から環状バルブを観察したときに屈曲部に形成される内郭線の曲率半径でそれぞれ定義することが可能である。なお、曲率半径Ｒ１の最適範囲は１３〜３０ｍｍ、好ましくは１５〜２５ｍｍであり、本実施形態における曲率半径Ｒ１は２０ｍｍである。
【０１０１】
また、このように定義されるＲとＬの関係は、０．５＜Ｌ／Ｒ＜５．０の範囲であることが好ましく、図６では蛍光体の付着量が少ない蛍光体層が直管部２ｂの領域まで形成されており、屈曲部２ｃにおいて、蛍光体層のひび割れや剥れが生じるのを充分に抑制することができる。これとは逆に、蛍光体の付着量が少ない蛍光体層が直管部の手前、屈曲部の領域のみで形成されている場合、直管部は全て蛍光体の付着量が多いため発光効率が極めて良好である。Ｌが短いため、Ｌ／Ｒが０．５以下となると、屈曲部における蛍光体層のひび割れや剥れが生じるのを充分に抑制することができず、Ｌが長いため、Ｌ／Ｒが５．０以上となると、屈曲部における蛍光体層のひび割れや剥れが生じるのは抑制することができるが、直管部において蛍光体の付着量が少ない領域が多くなるため蛍光ランプの発光効率が低下してしまう。
【０１０２】
図７は図６よりも曲率半径の大きな屈曲部を有する場合について示したものである。
【０１０３】
曲率半径Ｒ１が大きくなると、屈曲部として曲げ加工されるバルブの範囲も長くなり、それに伴い斜線で示した蛍光体の付着量が少ない蛍光体層の長さＬもある程度の長さが必要となる。しかし、このように曲率半径が変わった場合でも、０．５＜Ｌ／Ｒ１＜５．０の関係を満たしていれば、屈曲部におけるひび割れや剥れの抑制と、直管部における発光量の確保とを両立することができる。
【０１０４】
以上は、略四角形状の環状蛍光ランプについて説明したが、本発明は直管部と屈曲部を有する蛍光ランプ、例えば、直管状バルブを屈曲することによってＬ字形、Ｕ字形等に形成する蛍光ランプであれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１の実施形態の蛍光ランプの平面図である。
【図２】直管状バルブの作成について説明するバルブの断面図である。
【図３】図１の蛍光ランプの製造工程を説明する概略図である。
【図４】本発明の第２の実施形態である蛍光ランプを示す平面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態である蛍光ランプを示す平面図である。
【図６】図４の蛍光ランプの曲げ加工前後の屈曲部を示した図である。
【図７】図５の蛍光ランプの曲げ加工前後の屈曲部を示した図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１…蛍光ランプ、２…ガラスバルブ、２ａ…直管状バルブ、２ｂ…直管部、２ｃ…屈曲部、２ｄ…端部、２ｅ…屈曲形成予定部、３…保護膜、４…蛍光体層、５…電極、６…口金
【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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【図６】
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【図７】
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