JP2007128826A - 蛍光体塗布方法及び発光管 - Google Patents
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Abstract
【課題】 螺旋形状のガラス管の内面に蛍光体を塗布するガラス管の蛍光体塗布方法であって、蛍光体懸濁液の塗布量の不均一性を抑制する。
【解決手段】 蛍光体塗布方法は、蛍光体懸濁液が注入されたガラス管１１を、開口部２４，２５が下方となる姿勢に保持した状態で、開口部２４，２５から蛍光体懸濁液２６を流出させる流出工程と、ガラス管１１を、開口部２４，２５が上方となるように再び反転させ、開口部２４，２５と反対側へと蛍光体懸濁液２６を流動させる反転工程と、ガラス管１１を開口部２４，２５が下方となる姿勢に保持した状態で、ガラス管１１内に残った蛍光体懸濁液２６を乾燥させる乾燥工程とを含む。
【選択図】 図３
【解決手段】 蛍光体塗布方法は、蛍光体懸濁液が注入されたガラス管１１を、開口部２４，２５が下方となる姿勢に保持した状態で、開口部２４，２５から蛍光体懸濁液２６を流出させる流出工程と、ガラス管１１を、開口部２４，２５が上方となるように再び反転させ、開口部２４，２５と反対側へと蛍光体懸濁液２６を流動させる反転工程と、ガラス管１１を開口部２４，２５が下方となる姿勢に保持した状態で、ガラス管１１内に残った蛍光体懸濁液２６を乾燥させる乾燥工程とを含む。
【選択図】 図３
Description
本発明は、蛍光体塗布方法及び発光管に関する。
蛍光ランプは、そのガラス管内面に蛍光体膜が形成されている。この蛍光体膜は、蛍光体懸濁液として塗布された後、焼成されることで形成される。
ところで、省エネルギー時代を迎え、一般電球を代替する種々の蛍光ランプの開発が進められている。最近では特に、小型化に有利である螺旋状のガラス管を有する螺旋状発光管の採用が検討されている。
ところで、省エネルギー時代を迎え、一般電球を代替する種々の蛍光ランプの開発が進められている。最近では特に、小型化に有利である螺旋状のガラス管を有する螺旋状発光管の採用が検討されている。
二重螺旋状のガラス管（特許文献１参照）は、ガラス管の中央に折り返し部を有し、この折り返し部から両端部方向へと旋回軸周りに旋回している形状である。このため、コンパクト性を保ちながら放電距離を長くでき発光量を増大させることが可能である。
このような二重螺旋状のガラス管への蛍光体塗布方法は、例えば（イ）蛍光体懸濁液をガラス管の開口部から内部に注入し、内面に塗布する、（ロ）開口部が下になる姿勢にガラス管を保持して、蛍光体懸濁液を開口部から流出・滴下させる、（ハ）ガラス管を乾燥させ蛍光体膜を形成する、という（イ）（ロ）（ハ）の工程を経て行われている。
このような二重螺旋状のガラス管への蛍光体塗布方法は、例えば（イ）蛍光体懸濁液をガラス管の開口部から内部に注入し、内面に塗布する、（ロ）開口部が下になる姿勢にガラス管を保持して、蛍光体懸濁液を開口部から流出・滴下させる、（ハ）ガラス管を乾燥させ蛍光体膜を形成する、という（イ）（ロ）（ハ）の工程を経て行われている。
ガラス管内面における蛍光体懸濁液の塗布量は均一であることが望ましい。塗布量が不均一すなわち蛍光体層の膜厚が所定厚さに均一に形成されていないと、蛍光体が薄い（塗布量が過少）部分においては、ガラス管内部で発生した紫外線の可視光への変換効率が不十分となり、その反面、蛍光体が厚い（塗布量が過多）の部分においては、形成された蛍光体膜に光が阻まれてガラス管外部に放出しにくくなり、光にむらが生じることとなるためである。
特開2004-186147号公報
特開2005-158467号公報
特開2003-173760号公報
特開2004-79362号公報
独国特許発明第860675号明細書
独国特許発明第871927号明細書
ところが、本願発明者らの検討によれば、上記（イ）（ロ）（ハ）工程を経て製造された二重螺旋状のガラス管内面の蛍光体懸濁液の塗布量は、次の二点において不均一となることがわかった。
（１）ガラス管全体における不均一性、すなわち、折り返し部に近づくにつれて塗布量が少なくなり、遠ざかるにつれて（開口部に近づくにつれて）塗布量が多くなる。
（１）ガラス管全体における不均一性、すなわち、折り返し部に近づくにつれて塗布量が少なくなり、遠ざかるにつれて（開口部に近づくにつれて）塗布量が多くなる。
（２）旋回部の横断面における不均一性、すなわち、旋回している旋回部の横断面における塗布量は、折り返し部側が少なくなり、反対の開口部側が多くなる。
このような塗布量の不均一性は、二重螺旋状のガラス管に限らず、一重螺旋状等の曲がりくねった形状のガラス管に共通の問題である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、螺旋形状のガラス管の内面に蛍光体を塗布するガラス管の蛍光体塗布方法であって、蛍光体懸濁液の塗布量の不均一性を抑制することが可能なガラス管の蛍光体塗布方法及びこの方法を用いて蛍光体膜が形成された発光管を提供することを目的とする。
このような塗布量の不均一性は、二重螺旋状のガラス管に限らず、一重螺旋状等の曲がりくねった形状のガラス管に共通の問題である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、螺旋形状のガラス管の内面に蛍光体を塗布するガラス管の蛍光体塗布方法であって、蛍光体懸濁液の塗布量の不均一性を抑制することが可能なガラス管の蛍光体塗布方法及びこの方法を用いて蛍光体膜が形成された発光管を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の蛍光体塗布方法は、開口部と旋回された旋回部とを有する螺旋形状のガラス管の内面に、蛍光体を塗布する蛍光体塗布方法であって、前記ガラス管内に蛍光体懸濁液を注入する注入工程と、前記注入工程の後に、前記ガラス管の開口部を下方となる姿勢に保持した状態で、前記開口部から蛍光体懸濁液を流出させる流出工程と、前記流出工程の後に、前記ガラス管の開口部が上方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を、前記開口部と反対方向へと流動させる反転工程と、前記反転工程の後に、再び前記ガラス管の開口部が下方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴としている。
また、本発明に係る請求項２に記載の蛍光体塗布方法は、請求項１に記載の蛍光体塗布方法であって、前記ガラス管は、一方の開口部が上方となる姿勢において他方の開口部も上方となり、前記一方の開口部が下方となる姿勢において前記他方の開口部も下方となる二重螺旋形状であることを特徴としている。
また、本発明に係る請求項３に記載の蛍光体塗布方法は、請求項１に記載の蛍光体塗布方法であって、前記ガラス管は、一方の開口部が上方となる姿勢において他方の開口部は下方となり、前記一方の開口部が下方となる姿勢において前記他方の開口部は上方となる一重螺旋形状であって、前記流出工程は、前記ガラス管の一方の開口部が下方となり他方の開口部が上方となる姿勢に保持した状態で、前記一方の開口部から蛍光体懸濁液を流出させ、前記反転工程は、再び前記ガラス管の一方の開口部が上方となり他方の開口部が下方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を、前記一方の開口部と反対方向へ流動させ、前記乾燥工程は、再び前記ガラス管の一方の開口部が下方となり他方の開口部が上方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を乾燥させることを特徴とする
本発明に係る発光管は、内面に蛍光体膜が形成され、縦巻の二重螺旋状のガラス管を備えた発光管であって、前記ガラス管は、管長手方向における略中央位置の折り返し部から一方の端部方向へと旋回軸回り旋回された第1旋回部と、前記折り返し部から他方の端部方向へと旋回軸回り旋回された第２旋回部とからなる旋回部を有し、前記第１および第２旋回部の横断面において、折り返し部側の部位と、前記折り返し側に向かい合う部位との蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であることを特徴としている。
また、本発明に係る請求項３に記載の蛍光体塗布方法は、請求項１に記載の蛍光体塗布方法であって、前記ガラス管は、一方の開口部が上方となる姿勢において他方の開口部は下方となり、前記一方の開口部が下方となる姿勢において前記他方の開口部は上方となる一重螺旋形状であって、前記流出工程は、前記ガラス管の一方の開口部が下方となり他方の開口部が上方となる姿勢に保持した状態で、前記一方の開口部から蛍光体懸濁液を流出させ、前記反転工程は、再び前記ガラス管の一方の開口部が上方となり他方の開口部が下方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を、前記一方の開口部と反対方向へ流動させ、前記乾燥工程は、再び前記ガラス管の一方の開口部が下方となり他方の開口部が上方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を乾燥させることを特徴とする
本発明に係る発光管は、内面に蛍光体膜が形成され、縦巻の二重螺旋状のガラス管を備えた発光管であって、前記ガラス管は、管長手方向における略中央位置の折り返し部から一方の端部方向へと旋回軸回り旋回された第1旋回部と、前記折り返し部から他方の端部方向へと旋回軸回り旋回された第２旋回部とからなる旋回部を有し、前記第１および第２旋回部の横断面において、折り返し部側の部位と、前記折り返し側に向かい合う部位との蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であることを特徴としている。
本発明に係る発光管は、外観視略円錐体形状のガラス管を、その管軸が略一平面内に収まるよう平坦に変形して得られた二重渦巻き状のガラス管を備えた発光管であって、前記ガラス管の内面には蛍光体膜が形成されると共に、前記ガラス管は、管長手方向における略中央位置の折り返し部から一方の端部方向へと渦巻き状に巻回された第１巻回部と、前記折り返し部から他方の端部方向へと渦巻き状に巻回された第２巻回部とからなる巻回部を有し、前記第１及び第２巻回部の横断面において、平面軸と直交する一方の方向側の部位と、前記一方の方向側の部位に向かい合う部位との蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であることを特徴としている。
また、本発明に係る発光管は、内面に蛍光体膜が形成され、縦巻の一重螺旋状のガラス管を備えた発光管であって、前記ガラス管は、旋回軸回りに旋回された旋回部を有し、前記旋回部の横断面において、ガラス管の中心を通り前記旋回軸と平行な一方の方向側の部位と、前記一方の方向側の部位に向かい合う部位との蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であることを特徴としている。
本発明に係る蛍光体塗布方法によれば、流出工程において一の開口部側に流れて偏った蛍光体懸濁液を、続く反転工程において、前記一の開口部側と反対方向へと流動させて戻すので、蛍光体懸濁液の塗布量の不均一を是正することが可能となる。
また、本発明に係る発光管によれば、旋回部または巻回部の横断面において、従来は特に差が大きかった部位での蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であるため、各部分における膜厚が最適な範囲から逸脱することを抑制し、従来より発光効率を向上させることが可能となる。
また、本発明に係る発光管によれば、旋回部または巻回部の横断面において、従来は特に差が大きかった部位での蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であるため、各部分における膜厚が最適な範囲から逸脱することを抑制し、従来より発光効率を向上させることが可能となる。
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
１．二重螺旋状蛍光ランプ及び発光管の構成
図１は、本発明の第一の実施形態である二重螺旋状蛍光ランプ１（以下、「本発明品Ａ」という。）を示す一部切欠正面図である。
（実施の形態１）
１．二重螺旋状蛍光ランプ及び発光管の構成
図１は、本発明の第一の実施形態である二重螺旋状蛍光ランプ１（以下、「本発明品Ａ」という。）を示す一部切欠正面図である。
図１に示すように、二重螺旋状蛍光ランプ１は、二重螺旋状をした発光管２と、この発光管２を覆う外管バルブ３と、電子安定器４と、電子安定器４を収納するケース５と、Ｅ形の口金６とを備えている。二重螺旋状蛍光ランプ１は、一般電球１００Ｗの代替となる電球形蛍光ランプ２２Ｗ品種である。
発光管２は二重螺旋状、すなわちソフトクリーム状に高さを有するような縦巻に、一定の径を保って旋回された部分を有しており、先端の折り返し部（頂部）７には凸部７ａが形成され、一対の電極１４，１５（図２参照）が封着された両端部１２，１３は樹脂製の保持基板１０に保持・装着されている。
発光管２は二重螺旋状、すなわちソフトクリーム状に高さを有するような縦巻に、一定の径を保って旋回された部分を有しており、先端の折り返し部（頂部）７には凸部７ａが形成され、一対の電極１４，１５（図２参照）が封着された両端部１２，１３は樹脂製の保持基板１０に保持・装着されている。
この凸部７ａは、透明性のシリコーン樹脂からなる熱伝導性媒体８を介して外管バルブ３の頂部９と結合されている。このため、発光管２の発光時には、放熱性の良い凸部７ａが最冷点箇所となる。上記最冷点箇所の温度は高ランプ効率が得られる５５℃〜６５℃の範囲に設定されている。
外管バルブ３の内表面には、主成分が炭酸カルシウムの粉体からなる白色の拡散膜が塗布されている。
外管バルブ３の内表面には、主成分が炭酸カルシウムの粉体からなる白色の拡散膜が塗布されている。
電子安定器４は、シリーズインバータ方式であり、その回路効率は９１％である。
図２は、本実施の形態に係る二重螺旋状蛍光ランプ１の発光管２を示す一部切欠正面図であり、その横断面の形状がわかるようにガラス管１１の一部を切り欠いた状態で示している。
発光管２は、容囲器となるガラス管１１と、このガラス管の両端部１２，１３内に配設された一対の電極１４，１５とを備えている。
図２は、本実施の形態に係る二重螺旋状蛍光ランプ１の発光管２を示す一部切欠正面図であり、その横断面の形状がわかるようにガラス管１１の一部を切り欠いた状態で示している。
発光管２は、容囲器となるガラス管１１と、このガラス管の両端部１２，１３内に配設された一対の電極１４，１５とを備えている。
ガラス管１１は、二重螺旋状の旋回部１６を有する。この旋回部１６は、折り返し部７を起点として、旋回軸Ａの周りに一方の端部１２まで旋回する第１旋回部１６ａと、折り返し部７を起点として、旋回軸Ａの周りに他方の端部１３まで旋回する第２旋回部１６ｂとから構成される。
両旋回部１６ａ，１６ｂは、約６．５回旋回されている。
両旋回部１６ａ，１６ｂは、約６．５回旋回されている。
ここで、図２に示すように、ガラス管１１の旋回部１６を、頂上側の折り返し部７から下側の端部１２，１３へと順番に、１７ａから１７ｆと符号を付する。
電極１４，１５は、それぞれ一対のリード線１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂにより支持されている。
リード線１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂはビーズガラスマウント方式によりガラス管の端部１２，１３において圧潰封着によって気密封止されている。この圧潰封着によりガラス管１１の両端部１２，１３に圧潰封着部を備える。また、ガラス管の一方の端部１３には、排気管２１（発光管排気後に先端部封止）が封着されている。
電極１４，１５は、それぞれ一対のリード線１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂにより支持されている。
リード線１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂはビーズガラスマウント方式によりガラス管の端部１２，１３において圧潰封着によって気密封止されている。この圧潰封着によりガラス管１１の両端部１２，１３に圧潰封着部を備える。また、ガラス管の一方の端部１３には、排気管２１（発光管排気後に先端部封止）が封着されている。
ガラス管１１は、バリウム・ストロンチウムシリケイトガラス（軟化点６７５．２℃）の軟質ガラスであり、ガラス管１１内には、発光物質としての水銀が約５ｍｇと、緩衝用希ガスとしてアルゴンが常温時の圧力で約５００Ｐａ封入されている。
ガラス管１１内面には、紫外線を可視光へと変換する蛍光体を含む蛍光体膜２２形成されている。この蛍光体としては、赤（Ｙ２Ｏ３:Ｅｕ３＋）、緑（ＬａＰＯ４:Ｃｅ３＋,Ｔｂ３＋）及び青（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７:Ｅｕ２＋）の各色を発光する蛍光体を混合した平均粒径約５μｍのものを用いている。
ガラス管１１内面には、紫外線を可視光へと変換する蛍光体を含む蛍光体膜２２形成されている。この蛍光体としては、赤（Ｙ２Ｏ３:Ｅｕ３＋）、緑（ＬａＰＯ４:Ｃｅ３＋,Ｔｂ３＋）及び青（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７:Ｅｕ２＋）の各色を発光する蛍光体を混合した平均粒径約５μｍのものを用いている。
次に、二重螺旋状蛍光ランプ１の各部材の具体的な寸法を記す。
二重螺旋状蛍光ランプ１のランプ全長Ｌ０は１３７ｍｍ、外管バルブ３の外径Ｌ１は６０ｍｍである。また、平面視したときの（旋回軸Ａ側から見たときの）ガラス管１１の環外径Ｌｂは４１．５ｍｍ、環内径は２４．５ｍｍであり、ガラス管１１の全長Ｌａは８８．８ｍｍである。旋回部１６での外径は８．５ｍｍ、内径は６．７ｍｍ、旋回部１６における隣接するガラス管１１の間隔は１．２ｍｍ、また、電極１４，１５間距離は７００ｍｍである。
２．ガラス管の蛍光体塗布方法
発光管２は、（Ａ）直管状のガラス管を二重螺旋状に形成する工程、（Ｂ）ガラス管内面に蛍光体を塗布し、蛍光体膜を形成する工程、（Ｃ）電極の封着、希ガス、水銀等の封入等の工程、を経て製造される。
二重螺旋状蛍光ランプ１のランプ全長Ｌ０は１３７ｍｍ、外管バルブ３の外径Ｌ１は６０ｍｍである。また、平面視したときの（旋回軸Ａ側から見たときの）ガラス管１１の環外径Ｌｂは４１．５ｍｍ、環内径は２４．５ｍｍであり、ガラス管１１の全長Ｌａは８８．８ｍｍである。旋回部１６での外径は８．５ｍｍ、内径は６．７ｍｍ、旋回部１６における隣接するガラス管１１の間隔は１．２ｍｍ、また、電極１４，１５間距離は７００ｍｍである。
２．ガラス管の蛍光体塗布方法
発光管２は、（Ａ）直管状のガラス管を二重螺旋状に形成する工程、（Ｂ）ガラス管内面に蛍光体を塗布し、蛍光体膜を形成する工程、（Ｃ）電極の封着、希ガス、水銀等の封入等の工程、を経て製造される。
以下では、（Ｂ）の工程について詳しく説明する。
図３（ａ）〜図３（ｅ）は、蛍光体塗布方法の全体的な流れを説明する図である。
本実施の形態に係る蛍光体塗布方法は、（１）注入工程（２）流出工程（３）反転工程（４）予備乾燥工程（５）本乾燥工程を含んでいる。
（１）注入工程
注入工程では、二重螺旋状に形成されたガラス管１１を、その開口部２４，２５が上方に位置し、折り返し部が下方に位置する姿勢に設置する。
図３（ａ）〜図３（ｅ）は、蛍光体塗布方法の全体的な流れを説明する図である。
本実施の形態に係る蛍光体塗布方法は、（１）注入工程（２）流出工程（３）反転工程（４）予備乾燥工程（５）本乾燥工程を含んでいる。
（１）注入工程
注入工程では、二重螺旋状に形成されたガラス管１１を、その開口部２４，２５が上方に位置し、折り返し部が下方に位置する姿勢に設置する。
そして、上方に位置した一方の開口部２４から、ガラス管１１内が満たされる程の量の蛍光体懸濁液２６を注入する[図３（ａ）]。
注入後、ガラス管１１の内面全体に蛍光体懸濁液２６を行き渡らせるために、ガラス管１１を軽く揺らす[図３（ｂ）]。
（２）流出工程
注入工程に続いて流出工程が行われる。本流出工程では、折り返し部が上方で開口部２４，２５が下方となるように、ガラス管１１を反転させる。
注入後、ガラス管１１の内面全体に蛍光体懸濁液２６を行き渡らせるために、ガラス管１１を軽く揺らす[図３（ｂ）]。
（２）流出工程
注入工程に続いて流出工程が行われる。本流出工程では、折り返し部が上方で開口部２４，２５が下方となるように、ガラス管１１を反転させる。
その上で、ガラス管１１を旋回軸Ａ周りに回転させて、余剰の蛍光体懸濁液２６を両開口部２４，２５からぽたぽたと滴下（流出）させる[図３（ｃ）]。
なお、ガラス管１１を回転させるのは、滴下の速度向上のためである。
この流出工程においては、重力により蛍光体懸濁液は全体的に下方に移動し、折り返し部７における塗布量は少なくなり、下方の開口部２４，２５に近づくにつれて塗布量が多くなるという偏りが生ずる。
なお、ガラス管１１を回転させるのは、滴下の速度向上のためである。
この流出工程においては、重力により蛍光体懸濁液は全体的に下方に移動し、折り返し部７における塗布量は少なくなり、下方の開口部２４，２５に近づくにつれて塗布量が多くなるという偏りが生ずる。
また、旋回部１６の横断面においても、折り返し部７側から開口部２４，２５側に蛍光体懸濁液がガラス管１１内面を伝って移動して、各横断面における偏りも生ずる。
（３）反転工程（反転流動工程）
流出工程に引き続いて、開口部２４，２５が上方となるようにガラス管１１を再び反転させ、開口部２４，２５と反対側の折り返し部７側へと、蛍光体懸濁液２６を流動させる。この流動させる時間は、５秒〜２０秒程度である。
（３）反転工程（反転流動工程）
流出工程に引き続いて、開口部２４，２５が上方となるようにガラス管１１を再び反転させ、開口部２４，２５と反対側の折り返し部７側へと、蛍光体懸濁液２６を流動させる。この流動させる時間は、５秒〜２０秒程度である。
この反転工程においては、下方の折り返し部７側へと蛍光体懸濁液の流れを戻すことができるので、流出工程において生じたガラス管１１全体での偏りを減らすことができる。
図４は、図３（ｄ）におけるガラス管１１のＣ部の拡大正面図である。図４に示すように、本反転工程の過程では旋回部１７ｆの横断面においても折り返し部７側へと蛍光体懸濁液の流れが戻るので、各横断面における塗布量の偏りも減らすことができる。
図４は、図３（ｄ）におけるガラス管１１のＣ部の拡大正面図である。図４に示すように、本反転工程の過程では旋回部１７ｆの横断面においても折り返し部７側へと蛍光体懸濁液の流れが戻るので、各横断面における塗布量の偏りも減らすことができる。
また、ガラス管１１の姿勢を変えるという簡単な構成であるため、量産に好適である。
なお、本反転工程において、ガラス管１１を、流出工程における回転方向と逆方向に回転すると、特に蛍光体懸濁液２６の流れを戻す効果が顕著に得られ好ましい。
（４）予備乾燥工程
反転工程に引き続いて、さらにガラス管１１を反転させる。そして、回転させながら、ガラス管１１に外部から温風を当てつつ、一方の開口部２４から常温の乾燥空気を吹き込み、蛍光体懸濁液２６を予備乾燥する[図３（ｅ）]。
なお、本反転工程において、ガラス管１１を、流出工程における回転方向と逆方向に回転すると、特に蛍光体懸濁液２６の流れを戻す効果が顕著に得られ好ましい。
（４）予備乾燥工程
反転工程に引き続いて、さらにガラス管１１を反転させる。そして、回転させながら、ガラス管１１に外部から温風を当てつつ、一方の開口部２４から常温の乾燥空気を吹き込み、蛍光体懸濁液２６を予備乾燥する[図３（ｅ）]。
なお、この本予備乾燥工程の途上で蛍光体懸濁液の流動性は次第に低下し、工程の半ばには略無くなる。本予備乾燥工程の前半においても、流出工程における流れ程激しくはないものの、蛍光体懸濁液は開口部２４，２５側に流れることとなる。
（５）本乾燥工程
ガラス管１１を乾燥炉内に移設し、一方の開口部２４から温風を吹き込むことにより、ガラス管１１の蛍光体懸濁液２６の本乾燥を行う[図３（ｆ）]。
３．比較試験
次に、本実施の形態に係る蛍光体塗布方法の効果を検証するために行った比較試験の結果について説明する。
（５）本乾燥工程
ガラス管１１を乾燥炉内に移設し、一方の開口部２４から温風を吹き込むことにより、ガラス管１１の蛍光体懸濁液２６の本乾燥を行う[図３（ｆ）]。
３．比較試験
次に、本実施の形態に係る蛍光体塗布方法の効果を検証するために行った比較試験の結果について説明する。
まず、蛍光体膜の塗布量の測定部位について説明する。
図５は、図２におけるガラス管１１のＢ部の拡大正面図である。旋回部１７ｆの横断面を４分割し、折り返し部７側の部分を領域Ｕ、領域Ｕと向かい合う開口部１２，１３側の部分を領域Ｄとし、領域Ｕにおける蛍光体膜の平均塗布量をＷｕ、領域Ｄにおける蛍光体膜の平均塗布量をＷｄとして測定を行った。図示しないが他の旋回部１７ａ〜１７ｅも同様である。
図５は、図２におけるガラス管１１のＢ部の拡大正面図である。旋回部１７ｆの横断面を４分割し、折り返し部７側の部分を領域Ｕ、領域Ｕと向かい合う開口部１２，１３側の部分を領域Ｄとし、領域Ｕにおける蛍光体膜の平均塗布量をＷｕ、領域Ｄにおける蛍光体膜の平均塗布量をＷｄとして測定を行った。図示しないが他の旋回部１７ａ〜１７ｅも同様である。
本比較試験は、実際の２０日間におけるランプ量産において、上述の（１）〜（５）の工程を経て形成された本発明品Ａのガラス管１１［蛍光体懸濁液２６の粘度４．６×１０ー３（Ｐａ・ｓ）］と、上述の（３）の反転工程を飛ばし、（２）の流出工程の後、直ちに（４）の予備乾燥工程を行ったガラス管（以下、「比較品Ａ」という。）とを、それぞれ焼成処理した中のサンプル６０個を測定することで行った。
図６は、サンプル６０個の塗布量の測定結果の表を示す図である。図面が煩雑になることを避けるため、全６０個ではなく一部の結果のみを示している。
「Ave.」は、全６０個の平均値を表し、「Max.」,「Min.」は、それぞれ全６０個中の最大値、最小値を表している。
図７は、図６の測定結果に基づいて作成した図である。
「Ave.」は、全６０個の平均値を表し、「Max.」,「Min.」は、それぞれ全６０個中の最大値、最小値を表している。
図７は、図６の測定結果に基づいて作成した図である。
図６，図７から明らかなように、本発明品Ａのガラス管１１は、全体での塗布量の偏りが比較品Ａと比べて抑制されている。
本発明品Ａのガラス管１１は、蛍光体膜の塗布量はＷｄとＷｕとで２倍以内の範囲に収まっている。この塗布量は形成された蛍光体層の膜厚と比例する関係にあるので、蛍光体膜厚も２倍以内の範囲となる。
本発明品Ａのガラス管１１は、蛍光体膜の塗布量はＷｄとＷｕとで２倍以内の範囲に収まっている。この塗布量は形成された蛍光体層の膜厚と比例する関係にあるので、蛍光体膜厚も２倍以内の範囲となる。
また、特に比較品Ａで差が大きかった旋回部１７ａ（旋回部１７ａは、旋回部１６の内、折り返し部７に最も近い部分である。）のＷｕと、旋回部１７ｆ（旋回部１７ｆは、旋回部１６の内、折り返し部７から最も遠い部分である。）のＷｄとの不均一が是正されている。
比較品Ａでは、旋回部１７ａのＷｕと旋回部１７ｄのＷｄの平均値の差は、20.6/6.5=3.2倍もの差がある。これに対して、本発明品Ａでは旋回部１７ａのＷｕと旋回部１７ｄのＷｄとは18.9/10.8=1.75倍の差になっており差が縮小されている。
比較品Ａでは、旋回部１７ａのＷｕと旋回部１７ｄのＷｄの平均値の差は、20.6/6.5=3.2倍もの差がある。これに対して、本発明品Ａでは旋回部１７ａのＷｕと旋回部１７ｄのＷｄとは18.9/10.8=1.75倍の差になっており差が縮小されている。
また、標準偏差σを見比べてわかるように、本発明品Ａのガラス管１１は、比較品Ａと比べて値が小さく、ロット間でのばらつきが少ない塗布量が実現できたことがわかる。
なお、比較品Ａに係るガラス管は頂上の折り返し部７での塗布量が特に薄くなりやすく、極端な場合では、折り返し部７が透けて内部が見えていた。
次に、本発明品Ａと比較品Ａに係るガラス管を用いて二重螺旋状のランプを製作し、初期光束と光束維持率を測定した。図８（ａ），図８（ｂ）にその結果を示す。
なお、比較品Ａに係るガラス管は頂上の折り返し部７での塗布量が特に薄くなりやすく、極端な場合では、折り返し部７が透けて内部が見えていた。
次に、本発明品Ａと比較品Ａに係るガラス管を用いて二重螺旋状のランプを製作し、初期光束と光束維持率を測定した。図８（ａ），図８（ｂ）にその結果を示す。
図８（ａ），図８（ｂ）から明らかなように、本発明品Ａのガラス管１１を用いたランプ１は、初期光束及び光束維持率を比較品Ａよりも向上することができた。
（実施の形態２）
本実施の形態は、発光管が二重渦巻き形の平面状の渦巻き形蛍光ランプの本発明を適用する例である。基本的には実施の形態１と同様であるので、異なる部分を中心に説明して共通部分の説明は省略する。
（実施の形態２）
本実施の形態は、発光管が二重渦巻き形の平面状の渦巻き形蛍光ランプの本発明を適用する例である。基本的には実施の形態１と同様であるので、異なる部分を中心に説明して共通部分の説明は省略する。
１．二重渦巻き形蛍光ランプ及び発光管の構成
図９は、本発明の第二の実施形態である二重渦巻き形蛍光ランプ３１（以下、「本発明品Ｂ」という。）を示す図であり、図９（ａ）は一部切欠分解平面図、図９（ｂ）は正面図である。
二重渦巻き形蛍光ランプ３１は管入力５０Ｗタイプであり、発光管３２を備えている。
図９は、本発明の第二の実施形態である二重渦巻き形蛍光ランプ３１（以下、「本発明品Ｂ」という。）を示す図であり、図９（ａ）は一部切欠分解平面図、図９（ｂ）は正面図である。
二重渦巻き形蛍光ランプ３１は管入力５０Ｗタイプであり、発光管３２を備えている。
二重渦巻き形をした発光管３２は、ガラス管３３とこのガラス管３３内の両端部３４，３５に設けられた電極３６，３７とを備えている。
ガラス管３３は、中央のＳ字状をした折り返し部３８と両端部３４，３５と渦巻き状に巻回された巻回部３９とからなる。
巻回部３９は、折り返し部３８から一方の端部３４まで巻回する第１巻回部３９ａと、折り返し部から他方の端部３５まで巻回する第２巻回部３９ｂを備える。
ガラス管３３は、中央のＳ字状をした折り返し部３８と両端部３４，３５と渦巻き状に巻回された巻回部３９とからなる。
巻回部３９は、折り返し部３８から一方の端部３４まで巻回する第１巻回部３９ａと、折り返し部から他方の端部３５まで巻回する第２巻回部３９ｂを備える。
図９（ｂ）に示すように、巻回部３９は、略一平面内に含まれている。ガラス管３３の管軸平面内に含まれているとも言い得る。
ガラス管３３内面には、蛍光体層４２が形成され、その内部には図示しない水銀及び希ガスが封入されている。
なお、端部３５には、排気管４３が封着されている。
ガラス管３３内面には、蛍光体層４２が形成され、その内部には図示しない水銀及び希ガスが封入されている。
なお、端部３５には、排気管４３が封着されている。
折り返し部３８は、点灯時に最冷点が形成される箇所であり、ランプ効率が最大となる最冷点温度（５５℃〜６５℃）になるようにその形状は設計されている。
電極３６，３７はそれぞれリード線４４ａ，４４ｂ、リード線４５ａ，４５ｂを有している。
リード線４４ａ，４４ｂ及びリード線４５ａ，４５ｂは、ガラス管３３内から外部に延出しており、口金４６，４７と電気的に接続される。
電極３６，３７はそれぞれリード線４４ａ，４４ｂ、リード線４５ａ，４５ｂを有している。
リード線４４ａ，４４ｂ及びリード線４５ａ，４５ｂは、ガラス管３３内から外部に延出しており、口金４６，４７と電気的に接続される。
なお、ランプ３１は、口金４６，４７を介して図示しない灯具に取り付けられ、この灯具に設けられた高周波専用の電子安定器により点灯される。
ここで、巻回部３９を、中央の折り返し部３８から端部側３４，３５へと順番に、４０ａから４０ｅと符号を付する。
２．発光管の製造工程の概略
図１０は、発光管を製造する工程の概略を説明するための図である。
ここで、巻回部３９を、中央の折り返し部３８から端部側３４，３５へと順番に、４０ａから４０ｅと符号を付する。
２．発光管の製造工程の概略
図１０は、発光管を製造する工程の概略を説明するための図である。
先ず、図１０（ａ）に示すように、直管状のガラス管５０を用意し、このガラス管５０を加熱により軟化させる。続いて、図示しない円錐状の形成治具の錐面に沿って巻き付け、両端部の不要な部分を切断により除去することにより、図１０（ｂ）に示すようなガラス管５１を形成する（準備する）。
このガラス管５１は、巻回方向から見た外観形状が略円錐体形状をしており、頂部には突出部５２が形成されている。
このガラス管５１は、巻回方向から見た外観形状が略円錐体形状をしており、頂部には突出部５２が形成されている。
その後、外観視円錐体形状をしたガラス管５１の内面に蛍光体懸濁液を塗布し、その後ガラス管５１を蛍光体膜を形成する焼成処理を行う。なお、次のガラス管５１への加熱（管壁温度は５００℃〜６５０℃に加熱される。）を焼成処理に利用しても構わない。
そして、上記ガラス管５１を再度加熱し、ガラス管２２を、ガラス管５１の管軸が略同一平面上に並ぶところまでその中心軸Ｆの方向に平坦に変形させる。
そして、上記ガラス管５１を再度加熱し、ガラス管２２を、ガラス管５１の管軸が略同一平面上に並ぶところまでその中心軸Ｆの方向に平坦に変形させる。
この後、平坦に変形されたガラス管３３の、その両端部に電極を封着する電極封着工程、内部に水銀及び緩衝ガスを封入する封入工程を経て発光管３２が製造される。
本願発明者らの検討によれば、平坦に変形されたガラス管３３に蛍光体懸濁液を塗布すると、注入した蛍光体懸濁液が速やかに滴下させることが困難であり、ガラス管３３内に局所的な蛍光体溜まりが形成される問題が発生することが確認されている。
本願発明者らの検討によれば、平坦に変形されたガラス管３３に蛍光体懸濁液を塗布すると、注入した蛍光体懸濁液が速やかに滴下させることが困難であり、ガラス管３３内に局所的な蛍光体溜まりが形成される問題が発生することが確認されている。
このため、本実施の形態では、図１０（ｂ）に示すように平坦に変形する前の二重螺旋状としてのガラス管５１に蛍光体懸濁液を塗布している。
なお、ガラス管５１の旋回部５３は、平坦に変形されたガラス管３３の巻回部３９に相当する。
３．ガラス管の蛍光体塗布方法
図１１（ａ）〜図１１（ｆ）は、蛍光体塗布方法の全体的な流れを説明する図であり、実施の形態１における図３に対応している。
なお、ガラス管５１の旋回部５３は、平坦に変形されたガラス管３３の巻回部３９に相当する。
３．ガラス管の蛍光体塗布方法
図１１（ａ）〜図１１（ｆ）は、蛍光体塗布方法の全体的な流れを説明する図であり、実施の形態１における図３に対応している。
蛍光体塗布方法は、（１）注入工程（２）流出工程（３）反転工程（４）予備乾燥工程（５）本乾燥工程を含んでいる。
（１）注入工程
注入工程では、二重螺旋体としてのガラス管５１を、その開口部５４，５５が上方に位置し、折り返し部５２が下方に位置する姿勢に設置する。
（１）注入工程
注入工程では、二重螺旋体としてのガラス管５１を、その開口部５４，５５が上方に位置し、折り返し部５２が下方に位置する姿勢に設置する。
そして、上方に位置した一方の開口部５４から、ガラス管５１内が満たされる程の量の蛍光体懸濁液５７を注入する[図１１（ａ）]。
注入後、ガラス管１１の内面全体に蛍光体懸濁液２６を行き渡らせるために、ガラス管１１を軽く揺らす[図１１（ｂ）]。
（２）流出工程
次いで折り返し部５２が上方で開口部５４，５５が下方となるように、ガラス管５１を垂直方向に対して約８度傾けながら軸Ｆ周りに回転させて、管内に残った余剰の蛍光体懸濁液５７を両開口部５４，５５から滴下（流出）させる[図１１（ｃ）]。
注入後、ガラス管１１の内面全体に蛍光体懸濁液２６を行き渡らせるために、ガラス管１１を軽く揺らす[図１１（ｂ）]。
（２）流出工程
次いで折り返し部５２が上方で開口部５４，５５が下方となるように、ガラス管５１を垂直方向に対して約８度傾けながら軸Ｆ周りに回転させて、管内に残った余剰の蛍光体懸濁液５７を両開口部５４，５５から滴下（流出）させる[図１１（ｃ）]。
（３）反転工程
流出工程に引き続いて、開口部５４，５５が上方となるように再びガラス管５１を反転させ、開口部５４，５５と反対側の折り返し部５２側へと、蛍光体懸濁液５７を流動させる。
この反転工程においては、下方の折り返し部５２側へと蛍光体懸濁液５７が流れるので、流出工程におけるガラス管１１内の蛍光体懸濁液５７の偏りを減らすことができる。
流出工程に引き続いて、開口部５４，５５が上方となるように再びガラス管５１を反転させ、開口部５４，５５と反対側の折り返し部５２側へと、蛍光体懸濁液５７を流動させる。
この反転工程においては、下方の折り返し部５２側へと蛍光体懸濁液５７が流れるので、流出工程におけるガラス管１１内の蛍光体懸濁液５７の偏りを減らすことができる。
（４）予備乾燥工程
反転工程に引き続いて、さらにガラス管５１を反転させる。そして、回転させながら、ガラス管５１に外部から温風を当てつつ、一方の開口部２４から常温の乾燥空気を吹き込み、蛍光体懸濁液５７を予備乾燥する[図１１（ｅ）]。
この予備乾燥により、蛍光体懸濁液の流動性は次第に低下し、工程の半ばに略無くなる。
反転工程に引き続いて、さらにガラス管５１を反転させる。そして、回転させながら、ガラス管５１に外部から温風を当てつつ、一方の開口部２４から常温の乾燥空気を吹き込み、蛍光体懸濁液５７を予備乾燥する[図１１（ｅ）]。
この予備乾燥により、蛍光体懸濁液の流動性は次第に低下し、工程の半ばに略無くなる。
（５）本乾燥工程
ガラス管５１を乾燥炉内に移設し、一方の開口部５４から温風を吹き込むことにより、ガラス管５１内の蛍光体懸濁液５７の本乾燥を行う[図１１（ｆ）]。
４．比較試験
次に、本実施の形態に係る蛍光体塗布方法の効果を検証するために行った比較試験の結果について説明する。
ガラス管５１を乾燥炉内に移設し、一方の開口部５４から温風を吹き込むことにより、ガラス管５１内の蛍光体懸濁液５７の本乾燥を行う[図１１（ｆ）]。
４．比較試験
次に、本実施の形態に係る蛍光体塗布方法の効果を検証するために行った比較試験の結果について説明する。
本比較試験は、実施の形態１と同様、上述の（１）〜（５）の工程を経て平坦に変形された後の本発明品Ｂのガラス管３３と、上述の（３）の反転工程を経ていないガラス管（以下、「比較品Ｂ」という。）とを評価対象とした。
図１２から図１４は、それぞれ図６から図８に相当する図である。
図１２，図１３から明らかなように、本発明品Ｂの巻回部４０ａ〜４０ｅの各横断面におけるＷｕとＷｄの差は、比較品Ｂと比べて格段に小さくなっている。
図１２から図１４は、それぞれ図６から図８に相当する図である。
図１２，図１３から明らかなように、本発明品Ｂの巻回部４０ａ〜４０ｅの各横断面におけるＷｕとＷｄの差は、比較品Ｂと比べて格段に小さくなっている。
また、発光管３２全体としての蛍光体塗布量の差も、比較品Ｂと比べて縮小しており、最も多い部位と最も少ない部位での差が２倍以内の範囲に収まっている。特に比較品Ｂで差が大きかった巻回部４０ａ（巻回部４０ａは、折り返し部５２に最も近い部分である。）のＷｕ（円錐体であったときの頂上側）と、巻回部４０ｅ（巻回部４０ｅは、折り返し部５２から最も遠い部分である。）のＷｄ（頂上側と反対側）との不均一が是正されている。
図１４から明らかなように、本発明品Ｂの発光管３２を用いたランプ３１は、初期光束及び光束維持率を比較品Ｂよりも向上することができた。
＜その他＞
（１）本発明に係るガラス管の蛍光体塗布方法は、上述の各実施の形態で説明した形状のガラス管に限られない。例えば、旋回軸を中心に一方向へと旋回された一重螺旋状のガラス管にも適用することができる。
＜その他＞
（１）本発明に係るガラス管の蛍光体塗布方法は、上述の各実施の形態で説明した形状のガラス管に限られない。例えば、旋回軸を中心に一方向へと旋回された一重螺旋状のガラス管にも適用することができる。
（２）本発明のガラス管は開口部が２個であったが、開口部が１個または３個以上のガラス管にも本発明を適用することが可能である。
本発明に係るガラス管の蛍光体塗布方法は、蛍光体懸濁液の塗布量の不均一性を抑制することが可能となり有用である。
１ 二重螺旋状蛍光ランプ
２，３２ 発光管
７，３８，５２ 折り返し部
１１，３３ ガラス管
１２，１３ 端部
１６，５３ 旋回部
１６ａ 第１巻回部
１６ｂ 第２巻回部
２４，２５，５４，５５ 開口部
２６，５７ 蛍光体懸濁液
３１ 二重渦巻き形蛍光ランプ
３９ 巻回部
３９ａ 第１巻回部
３９ｂ 第２巻回部
５１ ガラス管（二重螺旋体）
２，３２ 発光管
７，３８，５２ 折り返し部
１１，３３ ガラス管
１２，１３ 端部
１６，５３ 旋回部
１６ａ 第１巻回部
１６ｂ 第２巻回部
２４，２５，５４，５５ 開口部
２６，５７ 蛍光体懸濁液
３１ 二重渦巻き形蛍光ランプ
３９ 巻回部
３９ａ 第１巻回部
３９ｂ 第２巻回部
５１ ガラス管（二重螺旋体）
Claims (6)
- 開口部と旋回された旋回部とを有する螺旋形状のガラス管の内面に、蛍光体を塗布する蛍光体塗布方法であって、
前記ガラス管内に蛍光体懸濁液を注入する注入工程と、
前記注入工程の後に、前記ガラス管の開口部を下方となる姿勢に保持した状態で、前記開口部から蛍光体懸濁液を流出させる流出工程と、
前記流出工程の後に、前記ガラス管の開口部が上方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を、前記開口部と反対方向へと流動させる反転工程と、
前記反転工程の後に、再び前記ガラス管の開口部が下方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を乾燥させる乾燥工程と
を含むことを特徴とする蛍光体塗布方法。 - 前記ガラス管は、一方の開口部が上方となる姿勢において他方の開口部も上方となり、前記一方の開口部が下方となる姿勢において前記他方の開口部も下方となる二重螺旋形状であること
を特徴とする請求項１に記載の蛍光体塗布方法。 - 前記ガラス管は、一方の開口部が上方となる姿勢において他方の開口部は下方となり、前記一方の開口部が下方となる姿勢において前記他方の開口部は上方となる一重螺旋形状であって、
前記流出工程は、前記ガラス管の一方の開口部が下方となり他方の開口部が上方となる姿勢に保持した状態で、前記一方の開口部から蛍光体懸濁液を流出させ、
前記反転工程は、再び前記ガラス管の一方の開口部が上方となり他方の開口部が下方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を、前記一方の開口部と反対方向へ流動させ、
前記乾燥工程は、再び前記ガラス管の一方の開口部が下方となり他方の開口部が上方となる姿勢に保持した状態で、前記ガラス管内に残った蛍光体懸濁液を乾燥させる
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光体塗布方法。 - 内面に蛍光体膜が形成され、縦巻の二重螺旋状のガラス管を備えた発光管であって、
前記ガラス管は、
管長手方向における略中央位置の折り返し部から一方の端部方向へと旋回軸回り旋回された第1旋回部と、
前記折り返し部から他方の端部方向へと旋回軸回り旋回された第２旋回部とからなる旋回部を有し、
前記第１および第２旋回部の横断面において、折り返し部側の部位と、前記折り返し側に向かい合う部位との蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であること
を特徴とする発光管。 - 外観視略円錐体形状のガラス管を、その管軸が略一平面内に収まるよう平坦に変形して得られた二重渦巻き状のガラス管を備えた発光管であって、
前記ガラス管の内面には蛍光体膜が形成されると共に、
前記ガラス管は、管長手方向における略中央位置の折り返し部から一方の端部方向へと渦巻き状に巻回された第１巻回部と、
前記折り返し部から他方の端部方向へと渦巻き状に巻回された第２巻回部とからなる巻回部を有し、
前記第１及び第２巻回部の横断面において、平面軸と直交する一方の方向側の部位と、
前記一方の方向側の部位に向かい合う部位との蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であること
を特徴とする発光管。 - 内面に蛍光体膜が形成され、縦巻の一重螺旋状のガラス管を備えた発光管であって、
前記ガラス管は、旋回軸回りに旋回された旋回部を有し、
前記旋回部の横断面において、ガラス管の中心を通り前記旋回軸と平行な一方の方向側の部位と、前記一方の方向側の部位に向かい合う部位との蛍光体膜厚の差が２倍以内の範囲であること
を特徴とする発光管。
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