JP2010267525A - 蛍光体塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光管の各部位から発せられる照明光の明るさや色の差を小さくすることが可能な蛍光体塗布方法を提供する。
【解決手段】螺旋状の管部１９を備えた発光管１の内面に蛍光体を塗布する方法であって、螺旋の中心軸Ｃが水平になるように発光管１の向きを調整した状態で、発光管１の先端に形成される開口２１ａから、発光管１の内部に溶液状の蛍光体を所定量注入する注入工程と、注入工程における発光管１の姿勢を維持した状態で、発光管１を螺旋の中心軸Ｃ廻りに回転させながら発光管１内に熱風を送ることで、発光管１内を流れる蛍光体を乾燥させて発光管１の内面に定着させる乾燥工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、螺旋状の発光管の内面に蛍光体を塗布する蛍光体塗布方法に関する。

従来、放電路を構成する発光管を備え、発光管の内面に、放電により生じた紫外線を可視光に変換する蛍光体が塗布された蛍光ランプがある。

この種の蛍光ランプでは、発光効率の向上のために、発光管を螺旋状に形成して、単位体積当たりの放電路長を長くすることが行われている。

図６は、二重螺旋状の発光管４０に適用される従来の蛍光体の塗布方法を示し、図７は、螺旋状の管部５１と、この中央を通過する直線状の管部５３とを備えた発光管５０に適用される従来の蛍光体の塗布方法を示している。

図６に示す方法では、２つの開口４０ａ，４０ｂが形成された発光管４０の一端を下側にするとともに、発光管４０の螺旋中心軸Ｃが鉛直方向に延びるように、発光管４０の向きを調整した状態で、開口４０ａを液槽Ｓ内に貯留された溶液状の蛍光体Ｋの中に浸漬させるとともに、開口４０ｂに真空ポンプＰを接続する。そしてこの状態において、真空ポンプＰの作動により発光管４０内の圧力を下げることで、液槽Ｓ内の蛍光体Ｋを開口４０ａから発光管４０内に吸引する。そしてこの吸引と同時、或いは該吸引の完了後に、発光管４０内に熱風を送ることで、発光管４０内を流れる蛍光体Ｋを乾燥させて発光管４０の内面に定着させるようにしている。

また図７に示す方法では、（ａ）に示すように、開口５１ａ，５３ａが形成された発光管５０の一端を上側にするとともに、管部５１の螺旋中心軸Ｃが鉛直方向に延びるように、発光管５０の向きを調整した状態で、管部５３の先端の開口５３ａから発光管５０内へ溶液状の蛍光体Ｋを流し込む。そして、（ｂ）に示すように、開口５１ａ，５３ａが形成された発光管５０の一端が下側になるように、発光管５０を逆向きにすることで、蛍光体Ｋを発光管５０内に流通させる。そしてこの流通と同時、或いは該流通の完了後に、発光管５０内に熱風を送ることで、発光管５０内を流れる蛍光体Ｋを乾燥させて発光管５０の内面に定着させる。また、余剰の蛍光体Ｋは、発光管５０を逆向きにした際に、管部５１の先端の開口５１ａから排出させる。

また特許文献１には、二重螺旋状の発光管の製造方法が示されている。この方法によれば、発光管は、２つの開口が形成される一端側が、螺旋の軸廻りに旋回するように傾斜して設けられる。そして発光管に蛍光体を塗布する際には、一方の開口から蛍光体の流し込みを容易に行うべく、一方の開口が鉛直上方を向くように、発光管の向きが調整される。この状態は、所定量の蛍光体が発光管内部に流し込まれるまで維持され、この間、発光管に流し込まれた蛍光体は、その流入側と反対側の頂部に向かって流下していく。そして発光管内への蛍光体の流し込みが完了すると、発光管の螺旋中心を鉛直方向から所定角度傾斜させた状態で、発光管を螺旋中心廻りに回転させる。この結果、余剰の蛍光体が他方の開口から排出される。

また特許文献２には、平坦な渦巻き状の発光管の製造方法として、長筒状のガラス管内に溶液状の蛍光体を流し込んで、ガラス管の内面に蛍光体を塗布した後、ガラス管を平坦な渦巻き状に加工することが記載されている。

特開２００４−２３４９０８号公報 特開平０５−０８９８３４号公報

ところで図６，７に示したように、発光管４０，５０の螺旋中心軸Ｃが鉛直方向に延びた状態で、溶液状の蛍光体Ｋを発光管４０，５０内へ流入させた際には、蛍光体Ｋが、その自重により、流入側と反対側の頂部に滞留する。この滞留が生じると、反対側の頂部の内面には、蛍光体Ｋが幾層も積層された状態で定着するようになり、蛍光体Ｋの膜厚が厚くなる。このため、発光管４０，５０の各位置では単位面積当たりの蛍光体の付着量に差が生じ、この結果、発光管４０，５０の各位置から発せられる照明光は、明るさや色において差を生じるものとなる。

また、特許文献１の方法では、発光管に流し込まれた蛍光体は、その流入側と反対側の頂部に向かって流下していくことから、蛍光体が流入側と反対側の頂部に滞留する。これにより、特許文献１の方法で製造された発光管は、図６，７の例と同様、各位置から発せられる照明光の明るさや色に差を有するものとなり得る。

また図７に示す方法や特許文献１の方法では、蛍光体の発光管内への流し込みを終了した後に、発光管の向きを変更する必要があるため、発光管を支持する装置の構造が複雑になる。

また特許文献２に開示された方法では、ガラス管を渦巻き状に屈曲させるために、ガラス管を加熱して軟化させる必要があるが、この際、ガラス管の内面に塗布した蛍光体が劣化することで、発光管が、所望の明るさに発光しなくなる虞れがある。

またガラス管の屈曲によりガラス管に膨張や収縮が生じることで、ガラス管の屈曲前に蛍光体の塗布を均一な膜厚で行っていたとしても、ガラス管の屈曲後において、蛍光体の膜厚が均一にならなくなる虞れがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光管の各部位から発せられる照明光の明るさや色の差を小さくすることが可能な蛍光体塗布方法を提供することである。

また、本発明のさらなる目的は、蛍光体の塗布時に使用される発光管の支持装置を、簡易な構造にすることのできる蛍光体塗布方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る蛍光体塗布方法は、螺旋状の管部を備えた発光管の内面に蛍光体を塗布する方法であって、前記螺旋の中心軸が水平になるように前記発光管の向きを調整した状態で、前記発光管の先端に形成される開口から、前記発光管の内部に溶液状の蛍光体を所定量注入する注入工程と、前記注入工程における前記発光管の姿勢を維持した状態で、前記発光管を前記螺旋の中心軸廻りに回転させながら前記発光管内に熱風を送ることで、前記発光管内を流れる蛍光体を乾燥させて前記発光管の内面に定着させる乾燥工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、螺旋中心軸が水平になる姿勢を保った状態で、発光管内に熱風を送りながら、発光管を螺旋中心軸廻りに回転させることで、蛍光体は、発光管内を奥へと向かいながら、自重により下側へ移動するように流れる。これにより、溶液状の蛍光体を発光管の内面全体に満遍なく沿わせることができるため、発光管の内面に溶液状の蛍光体を均一に付着させることができる。そしてこのように付着した蛍光体が熱風による乾燥で発光管内面に定着するため、発光管の内面に均一な膜厚の蛍光体層が形成される。この結果、発光管の各部位から発せられる光は、明るさや色において差のないものとなる。

また、蛍光体の注入から乾燥に至る工程で、発光管の姿勢を変更しなくてよいため、発光管を支持する装置を、簡易な構造とすることができる。

本発明の実施の形態１における発光管が取り付けられた蛍光ランプを示す正面図である。 本発明の実施の形態１における発光管を拡大して示す正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態２における発光管が取り付けられた蛍光ランプを示す正面図である。 本発明の実施の形態２における発光管を拡大して示す正面図である。 従来の蛍光体塗布方法を示す図である。 従来の蛍光体塗布方法を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態１における発光管１が取り付けられた蛍光ランプ３を示す正面図である。

蛍光ランプ３は、本体５と、本体５に取り付けられるグローブ７とを有している。

本体５は、口金９と、点灯装置１１と、カバー１３とを有している。

カバー１３は、カバー本体１５と、カバー本体１５に接合された仕切板１７とを有している。カバー本体１５は、軸方向の両端が開口する筒状を呈し、仕切板１７は、カバー本体１５の一端の内周面に接合されている。

口金９は、軸方向の一端がカバー本体１５の他端を被覆した状態で接着剤などにより固定されている。蛍光ランプ３は、口金９が図示しない照明器具のソケットに嵌合されることによって前記照明器具に装着される。

点灯装置１１は、高周波インバータを主体として構成されたものであって、カバー本体１５の内部に収容されており、口金９を介して前記照明器具の点灯回路から給電されるようになっている。

図２は、発光管１を拡大して示す正面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。

発光管１は、２つの開口２１ａ，２１ｂを一方側に備えたガラスバルブによって構成されたものであって、他方側の折り返し部１９ａから一方側へ二重螺旋状に延びる管部１９と、管部１９の両端の各々から管部１９の反対側（一方側）へ延びる管部２１とを備えている。

管部２１は、管部１９の螺旋中心軸Cと略平行な直線状に延びており、その先端に開口２１ａ，２１ｂが形成されている。管部２１の長さは、２５ｍｍ以下に設定されている。

発光管１の内面１ａ（すなわち管部１９及び管部２１の内面）には、図３に示すように、紫外線を可視光線に変換する蛍光体層２３が形成されている。

図１に示すように、発光管１が蛍光ランプ３に取り付けられた状態では、管部２１の先端は、仕切板１７を貫通して、カバー本体１５の内部に位置している。この状態において、管部２１の開口２１ａ，２１ｂは電極によって封止され、発光管１の内部には水銀と希ガスが封入される。そして上述の電極がカバー本体１５内の点灯装置１１に電気的に接続されることで、発光管１は、その内部に１つの連続した放電路を構成する。

また、グローブ７は透過性を有するガラスや合成樹脂などの材料により構成されたものであって、発光管１を覆うようにカバー本体１５に取り付けられる。

以上の構成を有する蛍光ランプ３は、口金９が照明器具のソケットに嵌合された状態で、点灯装置１１へ給電が行われると、点灯装置１１は、高周波電圧を出力して発光管１に装着された電極間に印加する。そして、この高周波電圧の印加が行われると、発光管１の放電路内で一定の放電が生じて、紫外線が発生する。そして、この紫外線が、発光管１の内面１ａに形成された蛍光体層２３により可視光に変換されることで、発光管１から可視光が発せられる。

次に、図３に示した蛍光体層２３を構成すべく、発光管１の内面１ａに蛍光体を塗布する方法について図２を参照して説明する。なお以下に説明する工程は、発光管１を、蛍光ランプ３への取り付けが可能な形状（すなわち図１，２に示した形状）に加工した後に行われるものである。

まず、発光管１を図示しない支持装置に取り付ける。この取り付けられた状態では、発光管１は、図２に示す如く管部１９の螺旋中心軸Ｃが水平に延びているとともに、支持装置によって螺旋中心軸Ｃ廻りに回転可能に支持されている。

次に、管部２１の先端の開口２１ａ，２１ｂのうち、いずれか一方の開口を液槽内に貯留された溶液状の蛍光体の中に浸漬させるとともに、他方の開口に真空ポンプを接続する。

次に、真空ポンプの作動により発光管１内の圧力を下げることで、液層内の蛍光体を一方の開口（開口２１ａ，２１ｂのいずれか一方）から発光管１内に所定量注入する。

次に、螺旋中心軸Ｃが水平になる姿勢を保った状態で、発光管１内に熱風を送りながら、支持装置に対する操作により発光管１を螺旋中心軸Ｃ廻りに回転させる。この結果、蛍光体は、真空ポンプの吸引により発光管１内を奥へと向かいながら、自重により下側へ移動するように流れる。

本実施の形態によれば、上述のように発光管１内を溶液状の蛍光体が流れることから、蛍光体は発光管１の内面１ａ全体に満遍なく沿うようになる。これにより、発光管１の内面１ａに溶液状の蛍光体を均一に付着させることができる。そしてこのように付着した蛍光体が熱風による乾燥で発光管１の内面１ａに定着するため、発光管１の内面１ａに均一な膜厚の蛍光体層２３が形成される。この結果、発光管１の各部位から発せられる光は、明るさや色において差のないものとなる。

また、蛍光体の注入口として使用される開口２１ａ，２１ｂが、螺旋中心軸Ｃと略平行な直線状の管部２１の先端に設けられていることから、蛍光体を発光管１内に注入する際に、発光管１を傾斜させる必要がない。

また、発光管１の形状加工が行われた後に、発光管１の内面１ａへの蛍光体の塗布が行われることから、発光管１の加工時に生じる発光管１の軟化や膨張収縮によって、蛍光体が劣化したり、蛍光体の膜厚に変化が生じることがない。

また、蛍光体の注入から乾燥に至る工程で、発光管１の姿勢を変更しなくてよいため、発光管１を支持する装置を、簡易な構造とすることができる。

次に、本発明の実施の形態２について図４，５を参照して説明する。なお、以下では、実施の形態１と相違する点について説明し、共通する点については図４，５に同一の符号を付して説明を省略する。

図４は、本発明の実施の形態２における発光管３１が取り付けられた蛍光ランプ３３を示す正面図であり、図５は、実施の形態２における発光管３１を拡大して示す正面図である。

本実施の形態における発光管３１は、２つの開口３５ａ，３７ａを一方側に有するガラスバルブによって構成されたものであって、螺旋状を呈する管部３５と、直線状に延びる管部３７とを備えている。管部３７は、管部３５の他方側の端に続けて設けられており、当該他方側の端から一方側へ向けて、管部３５の螺旋の中心軸Ｃに沿って直線状に延びている。

開口３５ａ，３７ａのうち、一方の開口３５ａは、管部３５の先端に形成され、他方の開口３７ａは、管部３７の先端に形成されている。発光管３１の内面には、図３に示す発光管１の内面１ａと同様、紫外線を可視光線に変換する蛍光体層が形成される。

図４に示すように、発光管３１が蛍光ランプ３３に取り付けられた状態では、管部３５，３７の開口３５ａ，３７ａは電極によって封止されており、発光管３１の内部には水銀と希ガスとが封入される。そして、上述の電極がカバー本体１５内の点灯装置１１に電気的に接続されることで、発光管３１は、その内部に１つの連続した放電路を構成する。

以上の構成を有する蛍光ランプ３３は、実施の形態１と同様、口金９が照明器具のソケットに嵌合された状態で、点灯装置１１へ給電が行われると、発光管３１の放電路内で一定の放電が生じ、この放電により発生した紫外線を、発光管３１の内面に形成された蛍光体層が可視光に変換することで、発光管３１から可視光が発せられる。

次に、本実施の形態における蛍光体の塗布方法について図５を参照して説明する。なお以下に説明する工程は、発光管３１を蛍光ランプ３３への取り付けが可能な形状に加工した後に行われるものである。

まず、発光管３１を図示しない支持装置に取り付ける。この状態では、発光管３１は、図５に示す如く管部３５の螺旋中心軸Ｃが水平に延びるとともに、支持装置によって螺旋中心軸Ｃ廻りに回転可能に支持される。

次に、管部３７の先端の開口３７ａを液槽内に貯留された溶液状の蛍光体の中に浸漬させるとともに、管部３５の先端の開口３５ａに真空ポンプを接続する。

次に、真空ポンプの作動により発光管３１内の圧力を下げることで、液層内の蛍光体を開口３７ａから発光管３１内に所定量吸引する。

次に、螺旋の中心軸Ｃが水平になる姿勢を保った状態で、支持装置に対する操作により発光管３１を螺旋中心軸Ｃ廻りに回転させるとともに、発光管３１内に熱風を送る。この結果、蛍光体は、真空ポンプの吸引により発光管３１内を奥へと向かいながら、自重により下側へ移動するように流れる。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、上述のように発光管３１内を溶液状の蛍光体が流れることで、発光管３１の内面に溶液状の蛍光体を均一に付着させることができるため、発光管３１の内面に均一な膜厚の蛍光体層が形成される。これにより、発光管３１の各部位から発せられる光は、明るさや色において差のないものとなる。

また、蛍光体の塗布が、発光管３１の形状加工後に行われることで、形状加工に起因して生じる蛍光体の劣化や膜厚の変化を防止することができる。

また、蛍光体の注入から乾燥に至る工程で、発光管３１の姿勢を変更しなくてよいため、発光管３１の支持装置を、簡易な構造とすることができる。

また、蛍光体の注入口として使用される開口３７ａが、螺旋中心軸Ｃと略平行な直線状（具体的には螺旋中心軸Ｃに沿った直線状）である管部３７の先端に設けられていることから、蛍光体を発光管３１内に注入するにあたって、発光管３１を傾斜させる必要がない。

本発明は、上述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲において種々改変することができる。

例えば、発光管１，３１内に溶液状の蛍光体を注入する際には、蛍光体の注入速度や発光管１，３１の回転速度を調整することで、真空ポンプを使用せずに、発光管１，３１の内部全体に蛍光体を行き届かせるようにしてもよい。

また、蛍光体が乾燥するスピードをコントロールするために、発光管１，３１内に送られる熱風の温度は任意の温度に調整され得る。

その他、本発明の好適な変形として、以下の構成が含まれる。

本発明の観点に係る発光管製造方法について、好ましくは、発光管には、螺旋状の管部に続けて形成され、螺旋の中心軸と略並行な直線状に延びる管部がさらに設けられ、開口は、直線状の管部の先端に設けられてもよい。

また好ましくは、螺旋状の管部は、二重螺旋状を呈し、直線状の管部は、二重螺旋状の管部における両端の各々から螺旋状の管部の反対側へ延びていてもよい。

また或いは、直線状の管部は、螺旋状の管部の一端に続いて設けられ、前記一端から螺旋の中心軸に沿って延びていてもよい。

また好ましくは、発光管は、当該発光管内部に放電を生じさせるための点灯装置を備えた蛍光ランプに取り付けられるものであって、蛍光体の注入工程及び乾燥工程は、発光管を蛍光ランプへの取り付けが可能な形状に加工した後に、実施されてもよい。

１，３１ 発光管
１ａ 内面
３，３３ 蛍光ランプ
５ 本体
７ グローブ
９ 口金
１１ 点灯装置
１３ カバー
１５ カバー本体
１７ 仕切板
１９，２１，３５，３７ 管部
１９ａ 折り返し部
２１ａ，２１ｂ，３５ａ，３７ａ 開口
２３ 蛍光体層

Claims (5)

1. 螺旋状の管部を備えた発光管の内面に蛍光体を塗布する方法であって、
   前記螺旋の中心軸が水平になるように前記発光管の向きを調整した状態で、前記発光管の先端に形成される開口から、前記発光管の内部に溶液状の蛍光体を所定量注入する注入工程と、
   前記注入工程における前記発光管の姿勢を維持した状態で、前記発光管を前記螺旋の中心軸廻りに回転させながら前記発光管内に熱風を送ることで、前記発光管内を流れる蛍光体を乾燥させて前記発光管の内面に定着させる乾燥工程と、
   を有することを特徴とする蛍光体塗布方法。
2. 前記発光管には、前記螺旋状の管部に続けて形成され、前記螺旋の中心軸と略並行な直線状に延びる管部がさらに設けられ、
   前記開口は、前記直線状の管部の先端に設けられることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体塗布方法。
3. 前記螺旋状の管部は、二重螺旋状を呈し、
   前記直線状の管部は、前記二重螺旋状の管部における両端の各々から前記螺旋状の管部の反対側へ延びることを特徴とする請求項２に記載の蛍光体塗布方法。
4. 前記直線状の管部は、前記螺旋状の管部の一端に続いて設けられ、前記一端から前記螺旋の中心軸に沿って延びることを特徴とする請求項２に記載の蛍光体塗布方法。
5. 前記発光管は、当該発光管内部に放電を生じさせるための点灯装置を備えた蛍光ランプに取り付けられるものであって、
   前記注入工程及び乾燥工程は、前記発光管を前記蛍光ランプへの取り付けが可能な形状に加工した後に、実施されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蛍光体塗布方法。

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