JP2007328985A - 蛍光ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ガラス管全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができ、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる蛍光ランプの製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス管１の内面に塗布した蛍光体液３を乾燥させる乾燥工程において、ガラス管１の長手方向の中心軸を回転軸としてガラス管１を回転させる際、ガラス管１を曲げ支持機構１６によって支持するとともに、重力方向に対して曲げてたわませる。
【選択図】図３

Description

本発明は、蛍光ランプの製造方法に関する。

図２３は、蛍光ランプ、例えばバックライト用の冷陰極型蛍光ランプの従来の製造方法の工程を示す図である。特に、図２３（ａ）〜（ｆ）はガラス管の内面に蛍光体液を塗布する塗布工程を、図２３（ｇ）は前記塗布工程においてガラス管の内面に塗布された蛍光体液を乾燥させる乾燥工程をそれぞれ示す。

まず、塗布工程においては、図２３（ａ）に示すように、直管状のガラス管１をガラス管保持装置２を用いてその長手方向の中心軸が重力方向ｘに略一致するように保持する。そして、ガラス管１をこの状態で維持して塗布作業へと進める。

塗布工程では、図２３（ｂ）に示すように、前記ガラス管１の下方に蛍光体液３が入ったタンク４を、前記ガラス管１の上方に蛍光体液吸引用の吸排出チャック５をそれぞれ設置する。

図２３（ｃ）に示すように、ガラス管１を前記状態のままでタンク４を上昇させ、ガラス管１の下端部を蛍光体液３に浸ける。一方、吸排出チャック５を下降させ、ガラス管１の上端に密封装着させる。その後、図２３（ｄ）に示すように、吸排出チャック５を介して蛍光体液３が液面センサ６の位置にくるまで吸い上げる。次に、図２３（ｅ）に示すように、吸排出チャック５を開放し、吸引された蛍光体液３を自重で排出する。その際、ガラス管１の内面には、蛍光体液３が付着している。

そして、図２３（ｆ）に示すように、蛍光体液３の排出後、タンク４を降下させ、吸排出チャック５を上昇させて、ガラス管１を移動できる状態にする。

次に、図２３（ｇ）に示すように、ガラス管１を乾燥工程に移す。乾燥工程では、ガラス管１をその長手方向の中心軸が重力方向に略一致するように保持しつつ、その中心軸を回転軸として回転させながら、所定の温度に調整された空気をガラス管１上端から送風ノズル７によって送り込み、内面に塗布された蛍光体液３を乾燥させる。

以上の工程により、ガラス管１の内面に蛍光体層を形成する。

ところで、従来の蛍光ランプの製造方法では、冷陰極型蛍光ランプの長尺化に伴い、乾燥工程において、回転による振動によって塗布した蛍光体液の厚みにむらが発生し、均一な膜厚の蛍光体層が得られにくいという問題があった。その結果として、乾燥後のガラス管１の下端部付近においてガラス管１の周方向で蛍光体層の膜厚に差ができる。これは、ガラス管１の上端部を把持しているため、ガラス管１自体の有する反りによってガラス管１の下端部が回転軸よりずれ、回転による遠心力によって引き起こされたものと考えられる。

このために、塗布した蛍光体液３を含むガラス管１の全重量を少なくして前記振動を抑えることも考えられるが、その分、蛍光体液３の塗布膜厚を薄くしなければならず、図２４に示すようなランプの輝度を最大化できる蛍光体層の膜厚（１８［μｍ］〜２５［μｍ］）を実現することができなくなるという問題が起こる。

そこで、前記振動を抑えるためにガラス管を保持するための別の保持装置を設ける方法が提案されている。つまり、この従来の方法では、ガラス管を回転させたときに発生する振動、すなわちガラス管の不安定な曲がりを前記別の保持装置によって略重力方向に真っ直ぐになるように矯正する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−０２３５１８号公報

このように別の保持装置を設ける方法によれば、回転による振動によってガラス管の周方向で蛍光体層の膜厚に差が生じるのを抑えることができるものの、冷陰極型蛍光ランプの長尺化に伴った別の問題が依然として解決できなかった。

つまり、通常、蛍光体液の乾燥をガラス管の上端部より順次行うため、ガラス管の下端部付近の蛍光体液が乾燥する前にガラス管から流れ落ちてしまい、ガラス管の上端側と下端側とで形成される蛍光体層の膜厚に差が生じることがわかった。

本発明は、上記課題に鑑み、ガラス管全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができ、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、ガラス管の内面に塗布した蛍光体液を乾燥させる乾燥工程において、前記ガラス管の長手方向の中心軸を回転軸として前記ガラス管を回転させる際、前記ガラス管を曲げ支持機構によって支持するとともに、重力方向に対して曲げてたわませることを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記ガラス管を移動させながら乾燥させる場合であって、前記曲げ支持機構は、前記ガラス管に接触する曲げ支持部が前記ガラス管の移動方向に向かって連続的に伸びていることを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記曲げ支持機構は、前記ガラス管に接触する曲げ支持部が略Ｖ字状であり、前記ガラス管をその略Ｖ字状の狭角側で接触させて支持することを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記曲げ支持機構は、前記ガラス管に接触する曲げ支持部が前記ガラス管の回転に合わせて自由回転する複数の回転体であることを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記複数の回転体における外縁部同士の最小間隔が前記ガラス管の外径よりも小さいことを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記ガラス管を移動させながら乾燥させる場合であって、前記曲げ支持機構は、前記ガラス管に接触する曲げ支持部が前記ガラス管の移動方向に向かって延びるベルトを有し、前記ベルトが前記ガラス管に接触し、かつ前記ガラス管の回転速度と同期して動くことを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記ガラス管がたわんだ状態において、前記ガラス管の長手方向の中心軸の上端と下端とを結ぶ直線Ｎと、重力方向とが交わる角度Ｑは、０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲に規定したことを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記乾燥工程は、前記支持機構の上方または下方において前記ガラス管に接触する補助支持機構を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記補助支持機構は、前記ガラス管の前記補助支持部との接触部を乾燥させる際、前記ガラス管から離れることを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記ガラス管の長手方向の中心軸を回転軸とした回転数が６０［ｒｐｍ］以上であることを特徴とする。

また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記ガラス管の長さが７００［ｍｍ］以上であることを特徴とする。

本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、ガラス管全体において蛍光体層の膜厚のむらが発生するのを防止することができ、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について図面を用いながら説明する。図１は、本実施形態にかかる液晶バックライト用冷陰極型蛍光ランプの製造工程、特に、ガラス管の内面に蛍光体液を塗布する塗布工程と、ガラス管の内面に塗布された蛍光体液を乾燥させる乾燥工程との概略を示すものである。ここでは、塗布工程および乾燥工程を除く各製造工程が公知のものと同じであるので、その詳細な説明については省略する。なお、本実施の形態にかかる冷陰極型蛍光ランプの製造方法では、塗布工程の後、連続的に乾燥工程に移行するものである。

（塗布工程）
まず、蛍光体層を形成するガラス管１を準備する。ここで用いたガラス管１は、例えば、長さ１３００［ｍｍ］、外径３．０［ｍｍ］、内径２．０［ｍｍ］の直管状のガラス管である。

そして、図１（ａ）に示すように、ガラス管１をその長手方向の中心軸Ｐが重力方向ｘに略一致するようにした状態で、その上端部をコレットチャック９の下面に当接させて把持機構１０によって把持する。コレットチャック９は、ガラス管１の上端部に密封装着され、真空ポンプ（図示せず）及びコンプレッサ（図示せず）とに選択的に連通することができる吸排管１１に接続され、後述するようにガラス管１内に蛍光体液３を吸排出させることができる。

次に、図１（ｂ）に示すように蛍光体液３を入れたタンク１３の上方にガラス管１を前記状態のままで配置する。その後、図１（ｃ）に示すようにタンク１３を上昇させることによってガラス管１の下端部を蛍光体液３に浸す。蛍光体液３は、酢酸ブチルに蛍光体粉末、増粘材（例えば、ニトロセルロース）、結着材（例えば、ホウ酸・リン酸カルシウム・バリウム）等を添加し、調製されている。使用する蛍光体は、三波長域用で、赤、青、緑の３種類を用いている。具体的には、赤色にユーロピウム不活性酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃：Eｕ³⁺）を、緑色にセリウム・テルビウム不活リン酸ランタン（ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺、Ｔｂ³⁺）を、また青色にユーロピウム不活バリウムマグネシウムアルミネート（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺）をそれぞれ使用している。

その後に、図１（ｄ）に示すように、ガラス管１の上端開口部からコレットチャック９を通じて真空ポンプによって内部のガス（空気）を吸引してガラス管１内にタンク１３の蛍光体液３を液面センサ１４の位置まで吸い上げた後、図１（ｅ）に示すように前記ガラス管１の上端開口部からコレットチャック９を通じてコンプレッサによってガス（空気）を吹き込んでガラス管１内の余分な蛍光体液３の排出を行う。

次に、図１（ｆ）に示すようにタンク１３を下降させ、ガラス管１の内面に蛍光体液３が膜状に塗布した状態で、ガラス管１を乾燥工程へと移行させる。

（乾燥工程）
図２に乾燥工程の概要を示す。図２のＡ−Ａ´断面図を図３に、Ｂ−Ｂ´断面図を図４にそれぞれ示す。

図２〜図４に示すように、ガラス管１は、乾燥工程においても塗布工程と同じように、その上端部が把持機構１０によって把持されている。しかし、乾燥工程では塗布工程と異なり、ガラス管１はその下端部、例えば下端から１００［ｍｍ］離れた部分が曲げ支持機構１６によって支持されているとともに、重力方向ｘに対してガラス管１の移動方向をｙ方向（図２参照）とした場合のｘｙｚ直交座標系におけるｚ方向（図２の紙面において裏面から表面に向かう方向）に曲げられている。ここで、把持機構１０自体は、ガラス管１の長手方向の中心軸Ｐが重力方向ｘに略一致するように把持しているものの、ガラス管１はこの状態から曲げ支持機構１６によって重力方向ｘに対して曲げられてたわんでいるので、ガラス管１の長手方向の中心軸Ｐは、曲げ支持機構１６によって重力方向ｘに対して曲げられ、湾曲している。

乾燥工程では、ガラス管１を上記した状態を維持しつつ、長手方向の中心軸Ｐを回転軸として回転させながら、ｙ方向に移動させつつ、ガラス管１の内面に付着した蛍光体液３を後述するＩＲヒータ１５、およびガラス管１の内部に吹き込まれる乾燥ガスによって乾燥させる。

ここでは、複数のガラス管１をそれぞれが上記した状態に維持されて、それぞれの長手方向が略同一方向になるように並置されている。そして、並置した方向を移動方向ｙとして移動する。

図２に示すように、ＩＲヒータ１５は、例えば１５ａ、１５ｂ、１５ｃの三つから構成されており、回転しながらｙ方向に移動するガラス管１の全体をむらなく加熱するためにｙ方向に進むに従って下がっていく階段状に配置されている。

すなわち、まずガラス管１の上端から１／３程度の長さの領域を上段のＩＲヒータ１５ａによって加熱し、その領域に塗布された蛍光体液３を乾燥させる。続いて、ガラス管１の上端から１／３ないし２／３程度の長さの領域を中段のＩＲヒータ１５ｂによって加熱し、その領域に塗布された蛍光体液を乾燥させる。最後に、ガラス管１の残部を下段のＩＲヒータ１５ｃによって加熱し、その領域に塗布された蛍光体液を乾燥させる。ただし、各ＩＲヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃの長さ（ガラス管１の移動方向の長さ）は例えば２００［ｍｍ］であり、ガラス管１がそれぞれの領域を等速度で移動する。また、ガラス管１は常に移動している必要はなく、ロット式に４、５本のガラス管を同時に移動させてもよい。

なお、ＩＲヒータ１５については、その形状等に限定はなく、階段状に配置したものと同じ効果を得ることができるのであれば、例えば斜めに帯状になっているものでもよいし、一つのＩＲヒータを上下に移動させたものでもよい。

そして、ガラス管１がこれら３つのＩＲヒータ１５を通過する全期間中、上記した乾燥ガスをガラス管１の内部に吹き込む。その乾燥ガスは、コレットチャック９からガラス管１内に直接送風される。また、乾燥ガスは、例えば所定温度の空気であり、その吹き込み量は２００［ｍｌ／ｍｉｎ］である。

このようにガラス管１内に乾燥ガスを吹き込みながら、ガラス管１を上から下へと階段状に配置したＩＲヒータ１５を通過させることにより、その内面に塗布した蛍光体液３を上側から下側へと順にむらなく乾燥させることができる。

次に、曲げ支持機構１６の詳細な構造について説明する。

曲げ支持機構１６は、図５に示すように、曲げ支持部１６aと脚部１６ｂとで構成されている。曲げ支持部１６ａはその長手方向がガラス管１の長手方向の中心軸Ｐと垂直に交わる直径６［ｍｍ］の略円筒形であり、乾燥工程の最初から最後までガラス管１と接触し続けられるよう、ガラス管１の移動方向ｙに向かって連続的に伸びている一本の棒状体となっている。これにより、前記したように複数のガラス管１をそれぞれの長手方向が略同一方向になるように並置し、並置した方向（移動方向ｙ）に連続的に移動させて乾燥作業を行うことができ、生産効率を高めることができる。また、曲げ支持部１６ａは、中心部材と中心部材の外表面を覆う周辺部材とで構成されている。中心部材には、例えば、直径が４［ｍｍ］の針金状のステンレスを用いているが、その他の素材として、ガラス管１に接触しても大きく変形することのない程度の強度を有するもの、例えば、鉄等を用いることもできる。周辺部材には、例えば、外径が６［ｍｍ］のシリコン樹脂製チューブを用いているが、その他の素材として蛍光体液３に含まれる酢酸ブチルによって溶解せず、かつガラス管１との接触により、ガラス管１を毀損させないもの、例えばナイロン６、テフロン（登録商標）樹脂等を用いることができる。また、曲げ支持部１６ａは、中心部材がなくてもガラス管１と接触することによって大きく変形することがなければ、それのみであってもよい。脚部１６ｂの部材には、例えば鉄やステンレス、またそれ以外にもガラス管１が曲げ支持部１６ａに接触しても変形しない程度の強度を有するものも用いることができる。

図４に示すように、曲げ支持部１６ａは、ガラス管１が重力方向ｘに略一致した状態から少しずつ曲げられるように、その両端に緩やかなカーブを有している。これにより、ガラス管１を曲げる際に発生する応力が急激にかかるのを軽減し、ガラス管１が毀損することを防止することができる。

ここで、曲げ支持機構１６には、次のようなものもある。すなわち、複数のガラス管１を１セットにし、ロット式に移動させる場合、上述したようにガラス管１を曲げる際に発生する応力が急激にかかるのを軽減し、それに起因してガラス管１が毀損するのを防止する手段として、図６に示すようなものがある。図６は、図４に準じたＢ−Ｂ´断面図である。図６に示すように、例えばガラス管１を４本セットでロット式に平行移動させ、曲げ支持機構の両端の押し出し部１６ｃがガラス管１側（ｚ方向）へ前後に移動することで、ガラス管１を急激に曲げることなく、上記の曲げ支持部１６ａが緩やかなカーブを有している場合と同様の効果を有することができる。具体的に、押し出し部１６ｃを移動させるスピードをコントロールすることにより、ガラス管１の材質や寸法が変更され、機械的強度が変わっても自在に対応することができる。

また、曲げ支持部１６ａの長手方向に垂直な断面の形状は円形や多角形等限定されることはないが、ガラス管１と接触する面積が小さければ小さいほど、ガラス管１から曲げ支持部１６ａへの熱放散を小さくすることができ、ガラス管１の局部的な温度低下によって発生する蛍光体層の膜厚のむら（以下、「ホルダーマーキング」という）を防止することができる。

以上のような本発明の第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法を用いると、乾燥工程においてガラス管１を回転させる際、ガラス管１を曲げ支持機構１６によって重力方向ｘに対して曲げてたわませるので、乾燥後において、ガラス管１の上端側と下端側とで蛍光体膜の膜厚に差が生じるのを防止することができる。すなわち、ガラス管１を曲げずに真っ直ぐな状態で回転させる場合、ガラス管１の下端部付近に付着した蛍光体液３の乾燥は、乾燥工程の終盤に行われるために、ガラス管１の上端側の蛍光体液を乾燥させている間に、下端側の蛍光体液３の一部がガラス管１の外部に流出し、その分だけ形成される蛍光体膜が薄くなってしまう。これに対して、上記したとおり、ガラス管１を重力方向ｘに対して曲げ、かつガラス管１の上端と下端の間にたわみを有していると、下端部付近の蛍光体液の一部がガラス管１の外部に流出し難くなり、ガラス管１の上端側と下端側とで蛍光体層の膜厚を均一にすることができる。

もちろん、乾燥工程においてガラス管１を回転させる際、ガラス管１を曲げ支持機構１６によって支持しているので、ガラス管１に発生している振動を抑制することができ、その振動に起因してガラス管１の下端部付近であって、かつガラス管１の周方向に発生する蛍光体層の膜厚のむらを防止することもできる。

よって、本発明の第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法によれば、ガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができ、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる。このことは、特に、ガラス管１の長尺化に伴い顕著に得られることができる。これは、ガラス管１が長尺であれば長尺であるほど、乾燥工程における回転時に振動が大きくなり、またガラス管１の上端部と下端部との乾燥のタイミング差が大きくなるからである。具体的には、ガラス管１の長さが７００［ｍｍ］以上のものに適用することにより上記した作用効果が顕著に現れた。

なお、通常、ガラス管１の内径は１．４［ｍｍ］〜４．０［ｍｍ］の範囲内に、その肉厚は０．３［ｍｍ］〜０．７［ｍｍ］の範囲内に設定されている。

ここで、ガラス管１がたわんだ状態において、ガラス管１の長手方向の中心軸Ｐの上端と下端とを結ぶ直線Ｎ（図７参照）と、重力方向ｘとが交わる角度Ｑ（図７参照）を０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲に規定することが好ましいことがわかった。以下、その理由について説明する。

まず、発明者らは、上記した本発明の第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法における乾燥工程において、角度Ｑを０［°］〜１５［°］の範囲で種々変化させて蛍光体層を形成したときの膜厚の状態を確認した。

なお、ガラス管１は、長さ１３００［ｍｍ］、外径３．０［ｍｍ］、内径２．０［ｍｍ］、の直管状のものを用いた。

また、膜厚の状態は、透視台を使用して目視によって確認した。その評価として、ガラス管１全体において膜厚にむらが目視では実質的に観察されなかった場合を「実質的に無し」、膜厚のむら自体は目視でわずかに観察されるものの、実使用上問題にならない程度の場合を「ほぼ無し」、膜厚のむらが観察されるものの、使用用途によっては実使用上問題にならない程度の場合を「わずかに有り」、膜厚のむらが観察され、使用用途によっても実使用上問題になる程度の場合を「有り」とした。

さらに、参考のために、曲げ支持機構１６を使用していない点を除いて本発明の第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同じ方法を用いて形成した蛍光体層の膜厚の状態を確認した。その結果を表１に併せて示す。

表１に示すとおり、角度Ｑが０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲内において膜厚のむらが「ほぼ無し」か「実質的に無し」となった。特に０．０３［°］以上２．５０「°」未満の範囲では、透視台を使用した目視では、ガラス管１全体において蛍光体層の膜厚のむらは実質的に確認されなかった。

一方、角度Ｑが０．０２［°］未満の範囲内にある場合、蛍光体層の膜厚のむらが観察されるものの、それらは使用用途によっては実使用上問題にならない程度であった。また、角度Ｑが１５．００「°」以上の場合も、蛍光体層の膜厚のむらが観察されるものの、それらは使用用途によっては実使用上問題にならない程度であった。

このように角度Ｑが０．０２［°］未満の範囲内の場合において膜厚のむらがわずかに見られたのは、乾燥工程において、回転しているガラス管１と曲げ支持機構１６との接触がやや不安定となり、回転中のガラス管１の振動の抑制が充分でなかったためと考えられる。すなわち、通常、ガラス管１はもともと曲がりを有しており、蛍光体液３を塗布する前にその曲がりを矯正する工程で真っ直ぐに矯正する。しかし、矯正後のガラス管１であっても、変位測定器によりガラス管１の両端間の曲がりを測定すると最大０．３５［ｍｍ］程度の曲がりを有している。したがって、ガラス管１の長さを考慮すると、角度Ｑが０．０２［°］より小さい場合、その回転角度によってはガラス管１の有している曲がりよりも曲げ支持機構１６によって曲げる角度が小さくなる場合があり、ガラス管１と曲げ支持機構１６との接触が不安定になったと考えられる。

逆に、角度Ｑが１５．００［°］以上の範囲の場合において膜厚のむらがわずかに見られたのは、ガラス管１の下端部付近に塗布された蛍光体液３が流出しにくくなり、逆にガラス管１の下端部付近の蛍光体層の膜厚が厚くなったためである。また、角度Ｑが１５．００［°］以上の範囲の場合、ガラス管１がその曲げによる応力により毀損するおそれがある。

このように、角度Ｑを０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲内に規定することにより、ガラス管１の曲げ度合いを適正化することができ、ガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを一層防止することができる。

また、ガラス管１の下端から曲げ支持機構１６とガラス管１との接触する位置までの長さＬは、７００［ｍｍ］以下に規定することが好ましい。Ｌが７００［ｍｍ］より長くなると、ガラス管１の曲げ支持機構１６と接触する部分より下部で振動が発生し、均一な蛍光体層の形成ができなくなるおそれがあるからである。なお、Ｌが７００［ｍｍ］より長い場合であっても、本発明の第５の実施形態で後述する補助支持機構を曲げ支持機構１６の下方に設けた場合には、ガラス管１の曲げ支持機構１６との接触部分より下部で起こる振動を抑制することができる。

また、ガラス管１の回転数を、６０［ｒｐｍ］以上に規定することが好ましいことがわかった。回転数が６０［ｒｐｍ］より少ない場合、ガラス管１の周方向の位置によって蛍光体液３の乾燥状態が異なり、形成される蛍光体層の膜厚にむらが発生してしまうおそれがある。一方、ガラス管１の回転数を１５００［ｒｐｍ］よりも多くした場合には、ガラス管１にガラス管１の回転によってかかる負荷が大きくなり、ガラス管１が毀損するおそれがある。そのため、ガラス管１の回転数は、１５００［ｒｐｍ］以下であることが好ましい。

また、本実施形態では、ガラス管１をその長手方向の中心軸Ｐが重力方向ｘに略一致するようにした状態で把持しているが、これは、把持機構１０の把持する部分の重力方向の長さやガラス管１の把持の精度によって、ガラス管１の長手方向の中心軸Ｐが重力方向ｘに対して角度が付いた状態で把持している場合がある。この場合においてもガラス管１の管軸Ｐが重力方向ｘに対して約３［°］程度の角度で把持されていれば、上記の作用効果を有する。

なお、ガラス管１は製造直後の状態から曲がったものがあり、均一な膜厚の蛍光体層の形成のためには、通常、蛍光体液３を塗布する前にその曲がりを矯正する工程が必要となる。しかし、蛍光体液３の乾燥工程において、曲がったガラス管１を回転させつつ、曲げ支持機構１６によりさらに曲げながら蛍光体液３の乾燥を行った場合には、回転によってガラス管１の曲がる方向が変化するため、曲がりを矯正する工程を経ることなく、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法の乾燥工程の概略を図８に示す。図８のＣ−Ｃ´断面図を図９に、Ｄ−Ｄ´断面図を図１０にそれぞれ示す。

第２の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法は、乾燥工程で用いる曲げ支持機構１７を除いて第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同様である。よって、曲げ支持機構１７について詳細に説明し、それ以外については省略する。

図１１に示すように、曲げ支持機構１７は、ガラス管１と接触する略Ｖ字状の曲げ支持部１７ａとその曲げ支持部１７ａを支える脚部１７ｂから構成されている。つまり、曲げ支持機構１７は、曲げ支持部１７ａが略Ｖ字状である点を除いては、前記曲げ支持機構１６と同じ構成を有している。したがって、この曲げ支持機構１７において、その素材、形状等は上記した曲げ支持部１７ａが略Ｖ字状である点を除いて第１の実施形態で列挙したものを適用することができる。この曲げ支持部１７ａは、図８〜図１０に示すように、ガラス管１を略Ｖ字状の狭角側で接触させて支持する。その結果、ガラス管１は、重力方向ｘに対してｚ方向に曲げられたわむ。ただし、この場合、上記した第１の実施形態のように、固定した曲げ支持機構１６によってガラス管１を曲げつつ移動させることができない。よって、曲げ支持機構１７は、ガラス管１の曲がりを維持しながら、ガラス管１と同じ速度でガラス管１の移動方向ｙに平行移動する必要がある。よって、曲げ支持機構１７は、図１０上のｚ方向とｙ方向に可動式の構造になっている。

以上のような本発明の第２の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法によれば、同じく第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同様にガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができ、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる。特に、ガラス管１を、曲げ支持部１７ａの略Ｖ字状の狭角側で接触させて支持するので、ガラス管１が移動方向ｙにぶれることがなくなり、ガラス管１の安定性が向上する。また、ガラス管１の長さが７００［ｍｍ］以上である場合に上記した作用効果が顕著に現れる。また、角度Ｑを０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲に規定することにより、ガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを一層防止することができる。さらに、ガラス管１の回転数を６０［ｒｐｍ］以上に規定することにより、ガラス管１の周方向の位置によって蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法の乾燥工程の概略を図１２に示す。図１２のＥ−Ｅ´断面図を図１３に、Ｆ−Ｆ´断面図を図１４にそれぞれ示す。第３の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法は、乾燥工程で用いる曲げ支持機構１８を除いて第２の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同様である。よって、曲げ支持機構１８について詳細に説明し、それ以外については省略する。

図１５に示すように、曲げ支持機構１８は、ガラス管１の回転に合わせて逆方向に自由回転する複数の回転体からなる曲げ支持部１８ａと、曲げ支持部１８ａを支える脚部１８ｂとで構成されている。具体的に、曲げ支持部１８ａは、例えば、鉄やステンレス等で形成された円盤状の回転体であり、少なくともガラス管１と接触する部分がシリコン樹脂等でコーティングされている。これは、接触するガラス管１の外面を損傷させないためである。脚部１８ｂは、回転体である曲げ支持部１８ａがガラス管１の回転方向とは逆方向に回転できるようにその回転軸を支えている点を除いては、第２の実施形態と同じ構成を有している。ガラス管１は、図１２〜図１４に示すように、この曲げ支持部１８ａ、すなわち２つの回転体に挟まれるようにして接触し支持されるとともに、重力方向ｘに対してｚ方向に曲げられている。なお、複数の回転体におけるそれぞれの外縁部同士の最小間隔はガラス管１の外径よりも小さくなっている。例えば、第１の実施形態と同様に外径３．０［ｍｍ］のガラス管１を用いた場合には、それぞれの回転体における外縁部同士の最小間隔は、３．０［ｍｍ］より短ければよい。図１３に示すように、ガラス管１を重力方向ｘに対してｚ方向に曲げた際、ガラス管１のその曲げの力に反発する力によってガラス管１が複数の回転体の間をすり抜けることを防止するためである。

以上のような本発明の第３の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法によれば、同じく第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同様にガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができ、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる。特に、曲げ支持部１８ａをガラス管１の回転に合わせて自由に回転する回転体にすることにより、回転するガラス管１と曲げ支持部１８ａとの間で起こる摩擦を低減させることができ、ホルダーマーキングを防止することで、より均一な蛍光体膜を形成することができる。また、ガラス管１の長さが７００［ｍｍ］以上である場合に上記した作用効果が顕著に現れる。また、角度Ｑを０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲に規定することにより、ガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを一層防止することができる。また、ガラス管１の回転数を６０［ｒｐｍ］以上に規定することにより、ガラス管１の周方向の位置によって蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができる。

なお、図１２〜図１５では、曲げ支持部１８ａの回転体の数が２つであるが、その数に限定はなく、例えば３つまたは４つの回転体であってもよく、その場合、回転時のガラス管１の安定性をさらに高めることができる。

＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法の乾燥工程の概略を図１６に示す。図１６のＧ−Ｇ´断面図を図１７に、Ｈ−Ｈ´断面図を図１８にそれぞれ示す。第４の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法は、乾燥工程で用いる曲げ支持機構１９を除いて第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同様である。よって、曲げ支持機構１９について詳細に説明し、それ以外については省略する。

図１９に示すように、曲げ支持機構１９は、外面側がガラス管１に直接接触し、ガラス管１の回転に合わせて自由に動く回転式のベルト１９ａと、このベルト１９ａを支持するローラー１９ｂと、ベルト１９ａの内方に位置し、ベルト１９ａの不要なたわみを抑え、ガラス管１とベルト１９ａとを確実に接触させるためのガイド１９ｃと、これらローラー１９ｂ、およびガイド１９ｃを保持する筐体１９ｄとで構成されている。

ベルト１９ａは、上記したようにフリーな状態になっており、ガラス管１に合わせて自由に動くが、これに限らず、ガラス管１の回転速度に同期していれば、強制的に動かしてもよい。なお、ベルト１９ａの材質には、例えばシリコンゴム等の酢酸ブチルによって溶解しないものであればよい。また、ベルト１９ａは、乾燥工程におけるガラス管１の移動方向ｙに伸びており、複数の並置されたガラス管１と同時に接触している。

ローラー１９ｂは、上記したようにベルト１９ａを支持するための機能を果たすものであるので、その機能を達するものであればその個数、形状、配置位置等は特に限定されるものではない。

ガイド１９ｃは、上記した機能を果たすものであれば、その形状等は特に限定されるものではない。なお、ガイド１９ｃの材質には、例えば鉄やステンレス等ベルト１９ａを介してガラス管１を支持するに当たり、変形せず十分に支持できるものであればよい。ガイド１９ｃは、例えばベルト１９ａの長さが短く、硬質で変形しにくいものであれば、ベルト１９ａ自体でガラス管１を支持することができるので、特に設ける必要はない。しかし、例えばベルト１９ａの長さが長かったり、その材質が軟質なもので、ベルト１９ａ自体でガラス管１を十分に支持することができない場合は、必要になる。

筐体１９ｄは、ガラス管１側が開口し、ガラス管１の移動方向ｙに沿って延びる溝部１９ｅを有し、この溝部１９ｅで挟むようにしてローラー１９ｂ、およびガイド１９ｃを保持する。

ガラス管１は、図１６〜図１８に示すように、特にベルト１９ａに直接接触して曲げ支持機構１９全体によって支持されるとともに、重力方向ｘに対してｚ方向に曲げられている。

以上のような本発明の第４の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法によれば、同じく第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同様にガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができ、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる。特に、曲げ支持機構１９のベルト１９ａがガラス管１の回転速度と同期して動くので、ガラス管１と曲げ支持機構１９との間の摩擦を低減し、ホルダーマーキングを防止することができ、より均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる。さらに、前記第１の実施形態と同様に、ガラス管１を曲げ支持機構１９に接触させたままｙ方向に移動させることができ、工程時間を短縮することができる。また、ガラス管１の長さが７００［ｍｍ］以上である場合に上記した作用効果が顕著に現れる。また、角度Ｑを０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲に規定することにより、ガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを一層防止することができる。また、ガラス管１の回転数を６０［ｒｐｍ］以上に規定することにより、ガラス管１の周方向の位置によって蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができる。

＜第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法の乾燥工程の概略を図２０に示す。図２０のＩ−Ｉ´断面図を図２１に、Ｊ−Ｊ´断面図を図２２にそれぞれ示す。第５の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法は、曲げ支持機構２１、補助支持機構２２およびヒータ２０を除いて第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同様である。よって、曲げ支持機構２１、補助支持機構２２およびヒータ２０について詳細に説明し、それ以外については省略する。

本実施形態に係る蛍光ランプの製造方法の乾燥工程は図２０〜図２２においてそれぞれ（ａ）、（ｂ）の順序で進行する。

曲げ支持機構２１は、図６に示す第１の実施形態に係る曲げ支持機構１６の押し出し部１６ｃと同じ構成を有している。さらに、本実施形態では、図２０〜図２２に示すように、曲げ支持機構２１に加えて補助支持機構２２が設けられている。この補助支持機構２２の構成自体は、曲げ支持機構２１と同じ構成を有している。しかし、曲げ支持機構２１はガラス管１に接触し、主としてガラス管１を押圧することによって重力方向ｘに対してｚ方向に曲げているものであるのに対して、補助支持機構２２はガラス管１のうち、把持機構１０と曲げ支持機構２１との間に位置する部分の側面に接触し、かつ曲げ支持機構２１によって曲げられたガラス管１の曲げ部分の曲率Ｒを大きくするためのものである。なお、補助支持機構２２は、ガラス管１を曲げるのに際して曲げ支持機構２１の補助的な役割を有しており、ガラス管１に接触したことにより、ガラス管１と曲げ支持機構２１とが離間するようなことはない。

ＩＲヒータ２０は、図２０および図２１に示すように重力方向ｘ（図２０および図２１の紙面において上下方向）に移動する可動式であり、ガラス管１を乾燥させる所定の位置に移動して固定した後、ＩＲヒータ２０が上から下へと移動することにより、ガラス管１に塗布された蛍光体液３を上から下の順に乾燥させる。

ガラス管１は、曲げ支持機構２１に接触し支持されるとともに、重力方向ｘに対してｚ方向に曲げられ、かつ補助支持機構２２により、その曲げ部分の曲率半径Ｒを大きくした状態でＩＲヒータ２０により乾燥される。

以上のような本発明の第５の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法によれば、同じく第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法と同様にガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができ、均一な膜厚の蛍光体層を形成することができる。特に、補助支持機構２２を設けているので、曲げ支持機構２１がガラス管１を曲げる際、ガラス管１に加わる応力が局所的にかかるのを防止することができ、その結果、ガラス管１がその曲げによって毀損するのを防止することができる。また、ガラス管１の長さが７００［ｍｍ］以上である場合に上記した作用効果が顕著に現れる。また、角度Ｑを０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲に規定することにより、ガラス管１全体において蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを一層防止することができる。また、ガラス管１の回転数を６０［ｒｐｍ］以上に規定することにより、ガラス管１の周方向の位置によって蛍光体層の膜厚にむらが発生するのを防止することができる。

なお、補助支持機構２２の重力方向ｘの位置は特に限定されるものではなく、上記した作用効果を達成する範囲内で適宜設定される。よって、曲げ支持機構２１がガラス管１の下端部の中でも上方に位置する場合、補助支持機構２２は、曲げ支持機構２１の下方に位置していてもよい。

また、補助支持機構２２は一つに限らず複数設けてもよい。ただし、その際、複数の補助支持機構２２の素材やガラス管１との接触面積の大きさによっては、補助支持機構２２からガラス管１への熱放散が大きくなり、ガラス管１の補助支持機構２２との接触部分においてホルダーマーキングが発生するおそれがある。このホルダーマーキングを確実に回避するためには、ガラス管１のＩＲヒータで加熱している部分と補助支持機構２２を接触させず、ガラス管１から補助支持機構２２への熱放散を防止することが必要である。よって、ガラス管１の補助支持機構２２との接触部分をＩＲヒータ２０で加熱する際、補助支持機構２２がガラス管１から離れる可動式にすることで、ガラス管１から補助支持機構２２への熱放散を抑制し、ホルダーマーキングを防止することができる。

なお、この場合、ＩＲヒータ２０が第１の実施形態と同様に階段状に設置されたものである場合には、補助支持機構２２はガラス管１に接触又は非接触しながらガラス管１の移動方向に平行移動する。

本発明は、蛍光ランプの製造方法に広く適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法のうち塗布工程を説明するための図 同じく蛍光ランプの製造方法のうち乾燥工程を説明するための図 図２のＡ−Ａ´断面図 図２のＢ−Ｂ´断面図 本発明の第１の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法に用いる曲げ支持機構の斜視図 同じく蛍光ランプの製造方法の変形例を説明するための図 角度Ｑを説明するための図 本発明の第２の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法のうち乾燥工程を説明するための図 図８のＣ−Ｃ´断面図 図８のＤ−Ｄ´断面図 本発明の第２の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法に用いる曲げ支持機構の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法のうち乾燥工程を説明するための図 図１２のＥ−Ｅ´断面図 図１２のＦ−Ｆ´断面図 本発明の第３の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法に用いる曲げ支持機構の斜視図 本発明の第４の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法のうち乾燥工程を説明するための図 図１６のＧ−Ｇ´断面図 図１６のＨ−Ｈ´断面図 本発明の第４の実施形態に係る製造方法に用いる曲げ支持機構の斜視図 本発明の第５の実施形態に係る蛍光ランプの製造方法のうち乾燥工程を説明するための図 図２０のＩ−Ｉ´断面図 図２０のＪ−Ｊ´断面図 従来の蛍光ランプの製造工程を説明するための図 蛍光体層の膜厚によるランプの輝度の変化を示す図

符号の説明

１ ガラス管
３ 蛍光体液
１６、１７、１８、１９、２１ 曲げ支持機構
１６ａ、１７ａ、１８ａ 曲げ支持部
１９ａ ベルト
１９ｂ ローラー
２２ 補助支持機構

Claims (11)

1. ガラス管の内面に塗布した蛍光体液を乾燥させる乾燥工程において、前記ガラス管の長手方向の中心軸を回転軸として前記ガラス管を回転させる際、前記ガラス管を曲げ支持機構によって支持するとともに、重力方向に対して曲げてたわませることを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
2. 前記ガラス管を移動させながら乾燥させる場合であって、前記曲げ支持機構は、前記ガラス管に接触する曲げ支持部が前記ガラス管の移動方向に向かって連続的に伸びていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプの製造方法。
3. 前記曲げ支持機構は、前記ガラス管に接触する曲げ支持部が略Ｖ字状であり、前記ガラス管をその略Ｖ字状の狭角側で接触させて支持することを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプの製造方法。
4. 前記曲げ支持機構は、前記ガラス管に接触する曲げ支持部が前記ガラス管の回転に合わせて自由回転する複数の回転体であることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプの製造方法。
5. 前記複数の回転体における外縁部同士の最小間隔が前記ガラス管の外径よりも小さいことを特徴とする請求項４記載の蛍光ランプの製造方法。
6. 前記ガラス管を移動させながら乾燥させる場合であって、前記曲げ支持機構は、前記ガラス管に接触する曲げ支持部が前記ガラス管の移動方向に向かって延びるベルトを有し、前記ベルトが前記ガラス管に接触し、かつ前記ガラス管の回転速度と同期して動くことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプの製造方法。
7. 前記ガラス管がたわんだ状態において、前記ガラス管の長手方向の中心軸の上端と下端とを結ぶ直線Ｎと、重力方向とが交わる角度Ｑは、０．０２［°］以上１５．００［°］未満の範囲に規定したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蛍光ランプの製造方法。
8. 前記乾燥工程は、前記支持機構の上方または下方において前記ガラス管に接触する補助支持機構を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蛍光ランプの製造方法。
9. 前記補助支持機構は、前記ガラス管の前記補助支持部との接触部を乾燥させる際、前記ガラス管から離れることを特徴とする請求項８記載の蛍光ランプの製造方法。
10. 前記ガラス管の長手方向の中心軸を回転軸とした回転数が６０［ｒｐｍ］以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の蛍光ランプの製造方法。
11. 前記ガラス管の長さが７００［ｍｍ］以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蛍光ランプの製造方法。

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