JP2021150047A - フィラメントランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光管の形状や大きさによらず反射膜を形成でき、かつ、歩留まりが向上されたフィラメントランプの製造方法を提供する。【解決手段】 光に対して透過性を示す筒状の発光管を準備する工程（Ａ）と、前記発光管の壁面に、シリカを主たる成分とする粒状物を含む反射膜材料を塗布して被膜を形成する工程（Ｂ）と、前記被膜を乾燥させる工程（Ｃ）と、前記工程（Ｃ）の実施後、前記発光管の壁面の前記被膜を加熱して焼結させる工程（Ｄ）と、前記工程（Ｄ）の実施後、前記発光管の壁面で焼結された前記被膜の一部を、シリカの融点以上の温度で加熱する工程（Ｅ）とを含む。【選択図】 図９

Description

本発明は、フィラメントランプの製造方法に関し、特に加熱対象物に対して光を照射することで加熱するフィラメントランプの製造方法に関する。

従来、製造プロセスにおいて加熱対象物（以下、「ワーク」と称する。）の熱処理を行う装置の一つとして、発光管内にフィラメントを有するフィラメントランプを用いた加熱装置が知られている。当該加熱装置は、光を照射することで加熱する方式であるため、ワークを非接触で加熱することができる。また、フィラメントランプの熱源として一般的に用いられるタングステンは、熱容量が小さいため、放射の立ち上がりが早く、ワークを急速に加熱できるという特徴がある。

このようなフィラメントランプに関しては、フィラメントから放射される光が効率的にワークに照射されるように、発光管の壁面に反射膜が設けられたフィラメントランプや、ハロゲン電球が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２００８−０７８０６５号公報 特公昭５０−２７３１６号公報

発光管の壁面に反射膜を形成する方法としては、例えば、反射膜を形成する部分にだけ反射膜材料を塗布する方法や、反射膜を形成しない部分にはマスキングテープを張り付けて、発光管に反射膜材料を塗布する方法がある。

しかしながら、反射膜を形成する部分にだけ反射膜材料を塗布する方法では、反射膜を形成しない部分に誤って反射膜材料が付着してしまった場合、当該部分の反射膜材料だけを丁寧に拭き取る作業が必要となる。また、当該部分に反射膜材料が付着したまま焼結工程にまで進んでしまった場合は、切削等によって反射膜を除去する作業が必要となる。

意図しない部分に付着した反射膜材料を拭き取る場合、反射膜を形成する領域に塗布された反射膜材料に誤って触れてしまうと、部分的に膜厚や形状が異なる領域が形成されてしまう。したがって、このような反射面が形成された発光管では、部分的に反射率が異なったり、反射面がワークとは異なる方向に面したりしてしまうため、フィラメントランプが、フィラメントから放射された光をワークに対して均一に照射できなくなってしまう。

また、工具や研磨剤等を用いて発光管の壁面に形成された反射膜を削り取る場合、発光管を傷つけてしまうことがある。そうすると、発光管にできた傷によってフィラメントから放射される光が、意図しない方向に屈折されてしまうため、この場合も、フィラメントランプが、フィラメントから放射された光をワークに対して均一に照射できなくなってしまう。したがって、上述したような事態が発生した場合、発光管は、不良品となってしまう。

また、マスキングテープを用いる場合、マスキングテープを発光管から剥がす工程において、反射膜を形成する領域の被膜を一緒に引き剥がしてしまうことがある。この場合、被膜が欠落した部分は、反射膜が形成されないため、フィラメントランプが、フィラメントから放射された光をワークに対して均一に照射できなくなってしまう。したがって、発光管は、不良品となってしまう。

ここで、被膜が剥がれてしまった部分にだけ反射膜材料を塗布するということも考えられるが、先に塗布された被膜と後で塗布された被膜との間に不連続な境界ができてしまう。したがって、半導体ウェハの製造工程等に用いられるような高度な均一性が求められる用途においては、不良品となってしまう。

さらに、フィラメントランプは、ワークに応じて様々な形状や大きさのものが用いられる。このため、発光管の内部に刷毛やノズルを挿入することや、マスキングテープを貼り付けることが困難なほどの小さなフィラメントランプを製造する場合がある。このような場合は、上記方法によって、所定の位置に所定の形状で反射膜を形成することが難しい。

本発明は、上記課題に鑑み、発光管の形状や大きさによらず反射膜を形成でき、かつ、歩留まりが向上されたフィラメントランプの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るフィラメントランプの製造方法は、
光に対して透過性を示す筒状の発光管を準備する工程（Ａ）と、
前記発光管の壁面に、シリカを主たる成分とする粒状物を含む反射膜材料を塗布して被膜を形成する工程（Ｂ）と、
前記被膜を乾燥させる工程（Ｃ）と、
前記工程（Ｃ）の実施後、前記発光管の壁面の前記被膜を加熱して焼結させる工程（Ｄ）と、
前記工程（Ｄ）の実施後、前記発光管の壁面で焼結された前記被膜の一部を、シリカの融点以上の温度で加熱する工程（Ｅ）とを含むことを特徴とする。

本明細書における光に対して「透過性を示す」とは、少なくとも、ワークの加熱に用いられる光である近赤外線の透過率が８０％以上であればよく、必ずしも可視光に対して高い透過率を有していなくてもよい。一般的には、近赤外線の波長帯域は、波長８００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の範囲とされており、可視光の波長帯域は、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲とされている。

また、ここでの「主たる成分」とは、反射膜材料に含まれる粒状物を構成する成分のうち、最も含有率が高い成分をいう。シリカを主たる成分とする粒状物を含む反射膜材料によって形成された被膜は、焼結されることで、粒状物が凝集した状態となる。なお、当該粒状物は、シリカを主たる成分とする一次粒子が凝集された二次粒子である。フィラメントから放射された光の波長と一次粒子の粒径との関係により、ワークの加熱に用いられる波長帯の光が反射膜によって反射される。

シリカの融点は、厳密には１７１０℃であるが、本発明においては、含有されている材料や処理環境等の影響を受けて若干の変動があることも考慮して、１６００℃〜１７５０℃程度の範囲は許容される。焼結されて反射膜となった被膜は、この温度以上の温度で加熱されると、被膜を構成する粒状物が溶融して徐々にガラス状に変化し、光に対して透過性を示すようになる。透過性を示すようになった被膜は、透光膜としてフィラメントから放射される光を取り出すための光出射窓となる。

したがって、上記製造方法によれば、焼結した反射膜の切削や、マスキングテープの貼り付け等を行うことなく、それぞれ形成したい部分にのみ反射膜と透光膜とを形成することができ、任意の形状の光出射窓を形成することができる。また、不要な部分に反射膜が形成されてしまった場合、切削等を行うことなく、光に対して透過性を示す透光膜へと変化させて処理することができる。

上述したように、シリカを主たる成分とする反射膜材料によって形成された反射膜は、シリカの融点以上の温度で加熱されることで、光に対して透過性を示す透光膜となる。反射膜材料は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）等が含まれていても構わない。これらが含まれている場合、工程（Ｅ）において加熱された発光管の壁面に形成された透光膜は、その内部に顕微鏡で確認される程度、場合によっては肉眼で視認できる程度の微小な粒子が確認される。

上記フィラメントランプの製造方法において、
前記工程（Ｂ）は、液状の前記反射膜材料を準備する工程（Ｂ１）を含み、
前記発光管を管軸が水平方向とは非平行となるように配置し、前記発光管の管軸方向に係る鉛直下方側の端部を前記反射膜材料に浸漬させ、鉛直上方側の端部から前記反射膜材料を吸い上げて、前記発光管の内壁面に前記反射膜材料を塗布する工程であっても構わない。

液状の反射膜材料とは、例えば、溶剤である酢酸ブチルに、シリカ等を分散させたコロイド溶液である。

上記製造方法によれば、発光管の管軸方向に見たときの周方向全体に、満遍なく反射膜材料を塗布することができる。また、外壁面に反射膜を形成しない場合は、管軸方向における端部のみを反射膜材料に浸漬させるだけでよいため、不必要に反射膜材料を塗布することなく、発光管の内壁面だけに満遍なく反射膜材料を塗布することができる。

また、上記フィラメントランプの製造方法において、
前記工程（Ｂ）は、前記発光管を前記管軸が鉛直方向と略平行となるように配置し、前記反射膜材料を吸い上げることで、前記発光管の内壁面に前記反射膜材料を塗布する工程であっても構わない。

ここでの「略平行」とは、管軸が鉛直方向に対して、−１０°〜＋１０°の範囲に含まれていることをいう。

上記製造方法によれば、発光管の壁面に塗布されたばかりの状態の被膜は、重力によって反射膜材料が鉛直下方側に流れるため、鉛直下方側に配置されていた発光管の端部側に向かうほど、被膜の膜厚が厚くなる。したがって、上記方法によって製造されたフィラメントランプは、反射膜と透光膜の径方向における厚さが管軸方向に沿って、一端部側から他端部側に向かって徐々に厚くなっていることが確認される。

さらに、上記フィラメントランプの製造方法において、
前記工程（Ｂ）は、前記反射膜材料を吸い上げた後、前記発光管の前記管軸を中心に回転させながら、吸い上げた前記反射膜材料を前記発光管から排出することで、前記発光管の内壁面に前記反射膜材料を塗布する工程であっても構わない。

上記製造方法によれば、発光管の管軸を鉛直方向に対して傾けて反射膜材料を吸い上げたとしても、発光管の周方向に関して、厚みの偏りが発生しないように被膜を形成することができる。管軸を傾ける角度は、設備環境に応じて設定され、反射膜材料を排出する際の回転速度は、反射膜材料の粘度等によって適宜選択される。

なお、発光管の管軸が鉛直方向と略平行に配置されている場合であっても、発光管を回転させながら吸い上げた反射膜材料を排出してもよく。この場合は、例えば、回転による遠心力を利用して、被膜の厚さを調整することができる。

上記フィラメントランプの製造方法において、
前記工程（Ｂ）は、液状の前記反射膜材料を準備する工程（Ｂ１）を含み、
前記発光管を前記反射膜材料に浸漬させて、前記発光管の壁面に前記反射膜材料を塗布する工程であっても構わない。

上記製造方法によれば、発光管の外壁面と内壁面に満遍なく反射膜材料を塗布することができる。また、上記製造方法は、発光管の外壁面に塗布された反射膜材料を両端部にわたって拭き取ることで、発光管の内壁面だけに満遍なく反射膜材料を塗布することができる。

さらに、上記製造方法は、発光管の管軸方向に係る端部に栓や蓋等を設けて浸漬させることで、発光管の外壁面だけに満遍なく反射膜材料を塗布することもできる。当該方法では、反射膜を形成する部分の被膜には触れないように、不要な被膜を拭き取るのではないため、フィラメントランプの出来栄えに影響するおそれがない。

上記フィラメントランプの製造方法において、
前記工程（Ｅ）は、前記被膜を前記発光管の管軸方向に係る一端部から他端部にわたって加熱する工程であっても構わない。

上記フィラメントランプの製造方法において、
前記工程（Ｅ）は、前記被膜をバーナーによって加熱する工程であっても構わない。

バーナーは、加熱用の炎を噴射する噴射口に供給するガスの量や空気の量等を調整することで、加熱対象領域や温度を調整することができる。上記製造方法によれば、発光管の壁面に塗布されて焼結された被膜を、任意の領域に任意の形状で光出射窓を形成することができる。

本発明の製造方法によれば、発光管の形状や大きさによらず反射膜を形成でき、かつ、歩留まりが向上されたフィラメントランプを製造することができる。

フィラメントランプの一実施形態の構成を模式的に示す側図面である。 図１Ａのフィラメントランプから反射膜と透光膜を取り除いた図面である。 図１ＡのフィラメントランプをＸ方向に見たときの断面図である。 図２の反射膜の拡大図である。 図２の透光膜の拡大図である。 発光管を準備した状態を示す図面である。 発光管がポンプに接続された状態を示す図面である。 ポンプによって反射膜材料が発光管内で吸い上げられている状態を示す図面である。 発光管の内壁面に反射膜材料の被膜が形成された状態を示す図面である。 反射膜材料を発光管から排出している状態を示す図面である。 発光管の壁面をバーナーで加熱している状態を示す図面である。 発光管全体を反射膜材料に浸漬させている状態を示す図面である。 反射膜材料から引き上げられた発光管の状態を示す図面である。 フィラメントランプの製造方法の別実施例を示す図面である。

以下、本発明に係るフィラメントランプの実施形態とフィラメントランプの製造方法の各実施例について、適宜図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、実際の寸法比と図面上の寸法比とは必ずしも一致していない。

［フィラメントランプの構造］
図１Ａは、フィラメントランプ１の第一実施形態の構成を模式的に示す図面であり、図１Ｂは、図１Ａのフィラメントランプ１から反射膜１１と透光膜１２を取り除いた図面である。図２は、図１のフィラメントランプ１をＸ方向に見たときの断面図である。図１及び図２に示すように、フィラメントランプ１は、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスやハロゲンガスが封入される発光管１０と、発光管１０の内壁面１０ｂ上に形成された反射膜１１及び透光膜１２と、フィラメント１３と、フィラメント１３を発光管１０内で支持するサポーター１４を備える。

以下説明においては、発光管１０の管軸方向をＸ方向とし、フィラメントランプ１とワークＷ１が対向する方向をＺ方向、Ｘ方向とＺ方向に直交する方向をＹ方向として説明する。また、上述したように、本明細書では、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「−Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。

発光管１０は、光に対して透過性を有する材料で構成されており、Ｘ方向に向かって延伸する筒状を呈している。本実施形態における発光管１０は、図２に示すように、Ｘ方向に向かって見たときの断面形状が円形状を呈しているが、楕円形状や多角形状を呈するものであっても構わない。なお、ワークＷ１に対して効率よくフィラメント１３から放射された光を照射するために、当該形状は、壁面に形成された反射膜１１によって反射された光の進行を制御しやすい、円形状又は楕円形状であることが好ましい。

ここで、上述したように、本明細書における「光に対して透過性を有する」とは、少なくとも、近赤外線での光の透過率が８０％以上であればよく、可視光に対して高い透過率を有していなくても構わない。

反射膜１１は、図１Ａに示すように、発光管１０の内壁面１０ｂ上に、Ｘ方向に延伸するように形成されている。本実施形態における反射膜１１は、発光管１０の一端部から他端部にわたって形成されているが、Ｘ方向に関して、一部にのみ形成されていても構わない。

本実施形態において、反射膜１１が形成されている領域は、図２に示すように、管軸１０ａよりも＋Ｚ方向側の面に、管軸１０ａを中心として１８０°の角度範囲で形成されているが、任意の角度で形成されていてもよい。また、反射膜１１は、必ずしもＸ方向に見たときに、Ｚ軸に対して対称となっていなくても構わない。なお、反射膜１１は、Ｚ軸に対して対象であって、当該角度範囲が９０°以上２７０°以下であることが好ましい。

図３は、図２の反射膜１１の拡大図である。本実施形態の反射膜１１は、図３に示すように、シリカを主たる成分とする粒状物１１ｄが凝集されて形成されている。粒状物１１ｄは、シリカを主たる成分とする一次粒子が凝集された二次粒子である。近赤外線を効率よく反射させるために、近赤外線の波長帯域との関係から、一次粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上１．５μｍ以下であることが好ましい。

反射膜１１を形成する粒状物１１ｄの主たる成分は、シリカ（ＳｉＯ₂）であるが、その他の成分として、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）等を含んでいても構わない。

透光膜１２は、図１Ａ及び図２に示すように、発光管１０の内壁面１０ｂ上に、Ｘ方向に延伸するように、反射膜１１と一体的に形成されている。ここで、図２においては、反射膜１１と透光膜１２とは、発光管１０の管軸１０ａを中心とする径方向において重複しないように図示されているが、反射膜１１と透光膜１２は、径方向において重複していても構わない。

図４は、図２の透光膜１２の拡大図である。透光膜１２は、主たる成分がシリカ（ＳｉＯ₂）である反射膜１１の材料と同じ材料で形成されており、粒状物１１ｄの凝集ではなく、ガラスのような状態で形成され、光に対して透過性を示す。透光膜１２を形成する反射膜材料には、シリカ以外の材料も含まれるため、図４に示すように、透光膜１２は、内部に顕微鏡で確認される程度、場合によっては肉眼で視認できる程度の微小な粒子１２ｂが確認される。

フィラメント１３は、発光管１０内において、Ｘ方向に沿って延伸するように配置される。フィラメント１３は、その両端の、金属箔と外部リードからなる給電部１５から電力が供給されると光を放射する。フィラメント１３から−Ｚ方向側（ワークＷ１側）に放射された光は、そのままワークＷ１に向かって進行し、＋Ｚ方向側（ワークＷ１とは反対側）に向かって進行する光は、反射膜１１によって反射されて、−Ｚ方向側に向かって進行する。

フィラメント１３の材料は、例えば、タングステンやカンタル、ニクロム、カーボン等を採用し得る。

サポーター１４は、図２に示すように、Ｘ方向に向かって見たときの形状が螺旋形状を呈し、管軸１０ａと軸が揃うように中央部でフィラメント１３を保持することで、外周部を反射膜１１や透光膜１２に接触させて、フィラメント１３の軸が管軸１０ａから大きくずれないように固定する。なお、サポーター１４は、当該形状に限定されず、フィラメントランプ１がサポーター１４を備えていなくても構わない。

次に、発光管１０の内壁面１０ｂ上に反射膜１１と透光膜１２を形成する方法について、適宜図面を参照して説明する。以下の説明は、あくまでフィラメントランプ１を製造する方法の一例であり、上述のフィラメントランプ１は、以下の方法で製造されたものには限定されない。

［製造方法の第一実施例］
図５は、発光管１０を準備した状態を示す図面である。まずは、光に対して透過性を示す筒状の発光管１０が準備される（ステップＳ１）。このステップＳ１が、工程（Ａ）に対応する。

図６は、発光管１０がポンプ６０に接続された状態を示す図面である。図６に示すように、ステップＳ１で準備された発光管１０の鉛直上方側に配置される端部１０ｐが吸引用のポンプ６０と接続される（ステップＳ２）。

図７は、ポンプ６０によって反射膜材料７１が吸い上げられている状態を示す図面である。まずは、図７に示す容器７０に入れられた液状の反射膜材料７１が準備される（ステップＳ３）。このステップＳ３が、工程（Ｂ１）に対応する。

液状の反射膜材料７１は、溶剤である酢酸ブチルに、シリカを主たる成分とする一次粒子を分散させたコロイド溶液である。この一次粒子は、シリカが８０％、アルミナが１０％、その他が１０％の割合で含まれており、溶剤である酢酸ブチルに分散されている。

図７に示すように、ポンプ６０に接続された発光管１０は、鉛直下方側に配置される端部１０ｑが容器７０内の反射膜材料７１に浸漬され、ポンプ６０によって、反射膜材料７１を端部１０ｐに向かって吸い上げる。発光管１０の内側は、吸い上げられた反射膜材料７１によって充填される（ステップＳ４）。

図７に示すように、第一実施例のステップＳ４は、発光管１０の管軸１０ａが鉛直方向に対して平行となるように配置されて実施されているが、管軸１０ａが鉛直方向に対して傾けられていても構わない。

図８Ａは、発光管１０の内壁面１０ｂに反射膜材料７１の被膜１１ｐが形成された状態を示す図面である。図８Ａに示すように、ポンプ６０の動作が停止すると、ステップＳ４において発光管１０の内側で吸い上げられた反射膜材料７１が、容器７０へと流れ落ち、発光管１０の内壁面１０ｂには、反射膜材料７１が塗布されて被膜１１ｐが形成される（ステップＳ５）。ステップＳ３からステップＳ５が、工程（Ｂ）に対応する。

なお、ステップＳ５の後、反射膜材料７１から引き上げられた発光管１０の端部１０ｑ側周辺は、外壁面１０ｃにも反射膜材料７１が付着することになる。このため、発光管１０の端部１０ｑ側の外壁面１０ｃに付着した反射膜材料７１は、反射膜材料７１から引き上げられた直後に、布等で拭き取ってもよい。

第一実施例において、端部１０ｑ側の外壁面１０ｃに付着した反射膜材料７１を拭き取る作業は、誤って内壁面１０ｂ側に形成された被膜１１ｐに触れてしまうおそれがないため、フィラメントランプ１の歩留まりに影響しない。

図８Ｂは、反射膜材料７１を発光管１０から排出させている状態を示す図面である。ステップＳ５は、管軸１０ａを中心として発光管１０を破線で示す矢印のように回転させながら吸い上げた反射膜材料７１を排出しても構わない。特に、図８Ｂに示すように、発光管１０の管軸１０ａが鉛直方向及び水平方向に対して傾けられている場合、被膜１１ｐの厚みの均一性を確保する観点から、管軸１０ａを中心として発光管１０を破線で示す矢印のように回転させながら、吸い上げた反射膜材料７１を発光管１０から排出することが好ましい。発光管１０を回転させる方向は任意であり、図８Ｂにおいて破線の矢印で示す方向は、単なる一例である。

また、反射膜材料７１を排出する際の発光管１０の回転速度は、発光管１０の管軸１０ａの傾きや、反射膜材料７１の粘度等によって適宜選択されるが、例えば、上述したような反射膜材料７１であって、発光管１０の管軸１０ａが、鉛直方向に対して４５°傾いている場合、回転速度は４πｒａｄ／ｓ程度に設定される。

なお、図８Ａに示すように、発光管１０の管軸１０ａが鉛直方向と平行に配置されている場合においても、発光管１０を回転させながら吸い上げた反射膜材料７１を排出しても構わない。

ステップＳ５によって内壁面１０ｂに反射膜材料７１が塗布された発光管１０は、２５℃で２０分程度の間、窒素雰囲気中において乾燥される（ステップＳ６）。このステップＳ６が、工程（Ｃ）に対応する。ここでの「窒素雰囲気中」とは、窒素ガスの含有率が９９％以上の処理空間をいう。乾燥は大気雰囲気中で行ってもよいが、大気に含まれる不純ガスがランプ内に導入されることを防止する観点から、窒素雰囲気中で行うことが好ましい。

ステップＳ６の実施後、発光管１０は、１０００℃で約１時間が焼成され、被膜１１ｐが焼結されて内壁面１０ｂ上に反射膜１１が形成される（ステップＳ７）。このステップＳ７が、工程（Ｄ）に対応する。

図９は、発光管１０の壁面をバーナー９０で加熱している状態を示す図面である。図９に示すように、バーナー９０が矢印の方向に移動しながら、焼結されて反射膜１１となった被膜１１ｐの一部を、発光管１０の外壁面１０ｃを介してシリカの融点以上の約２０００℃で加熱する（ステップＳ８）。このステップＳ８が、工程（Ｅ）に対応する。

第一実施例のステップＳ８では、被膜１１ｐ（反射膜１１）をＸ方向に係る一端部から他端部にわたって加熱するが、バーナー９０で加熱して光出射窓１２ａを形成する領域は、Ｘ方向において一部であってもよく、光出射窓１２ａの形状も任意である。また、被膜１１ｐは、図９に示すように、発光管１０の壁面を介して加熱されてもよく、外壁面１０ｃに反射膜１１が形成されている場合等は、直接加熱しても構わない。

また、第一実施例のステップＳ８は、バーナー９０を用いて加熱しているが、光出射窓１２ａを形成する領域を必要な温度で加熱処理できるものであれば、バーナー９０以外の加熱手段によって処理を行っても構わない。例えば、ハロゲンランプからの放射光を集光して、局所的に被膜１１ｐの一部を加熱しても構わない。また、レーザー光により、局所的に被膜１１ｐの一部を加熱しても構わない。

さらには、当該加熱手段は、加熱処理しない部分に遮熱する部材等を配置し、シリカの融点以上の温度となる炉に発光管１０を投入して処理する方法でも構わない。バーナー９０は、例えば、酸水素バーナー等を採用し得るが、シリカの融点温度以上に加熱できるバーナーであれば、市販されているガスバーナー等を用いても構わない。

ステップＳ８により、被膜１１ｐを構成する主たる成分がシリカである粒状物１１ｄ（図３参照）が溶融し、ガラス状に変化する。これにより、光に対して透過性を示す透光膜１２が形成され、発光管１０の内側で放射された光を外側に取り出すための光出射窓１２ａが形成される。

内壁面１０ｂに反射膜１１と透光膜１２が形成された発光管１０は、内側にフィラメント１３が挿入され、不活性ガスが封入されて、管軸方向に係る両端部がピンチシールによって封止処理される。以上の工程を経て、図１Ａに示すような、フィラメントランプ１が製造される。

上述した方法によれば、反射膜１１の切削や、マスキングテープの貼り付け等を行うことなく、発光管１０の内壁面１０ｂの所定の領域に、反射膜１１と透光膜１２とを形成することができる。また、万が一、不要な部分に形成されてしまった反射膜１１は、バーナー９０で加熱すればよく、切削等を行うことなく、光に対して透過性を示す透光膜１２となるように処理することができる。

なお、上述したように、反射膜材料７１には、シリカの融点温度の加熱で透過性を示すように変化しないアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等のシリカ以外の物質が含まれる。したがって、図４に示すように、透光膜１２は、内部に顕微鏡で確認される程度、場合によっては肉眼で視認できる程度の微小な粒子１２ｂが確認される。

また、図面には表されていないが、上述したように、ステップＳ２からステップＳ５において、鉛直下方側に配置されていた発光管１０の端部１０ｑ側に向かうほど、被膜１１ｐの膜厚が厚くなる。したがって、上記方法によって製造されたフィラメントランプ１は、反射膜１１と光出射窓１２ａの径方向における厚さがＸ方向に沿って、一端部側から他端部側に向かって徐々に厚くなっていることが確認される。

ここで、被膜１１ｐの膜厚は、発光管１０の大きさや濡れ性、反射膜材料７１の粘度によっても異なる。構成の一例としては、全長が５００ｍｍの発光管１０において、図８Ａに示す、端部１０ｐ周辺の被膜１１ｐの膜厚が約７０μｍ、端部１０ｑ周辺の膜厚が約１００μｍである。

［製造方法の第二実施例］
本発明のフィラメントランプ１の製造方法の第二実施例につき、第一実施例とは異なる箇所を中心に説明する。

図１０は、発光管１０全体を反射膜材料７１に浸漬させている状態を示す図面である。図１０に示すように、第二実施例では、ステップＳ１によって準備された発光管１０は、ポンプ６０に接続されることなく、そのまま液状の反射膜材料７１が入った容器７０に全体が浸漬される（ステップＳ９）。

第二実施例における反射膜材料７１は、第一実施例のステップＳ３で準備される反射膜材料７１と同じものとしたが、主たる成分がシリカであれば、溶剤が酢酸ブチル以外であってもよく、また、アルミナ等を含んでいなくても構わない。

図１１は、反射膜材料７１から引き上げられた発光管１０の状態を示す図面である。図１１に示すように、ステップＳ９の後、発光管１０が反射膜材料７１の中から引き上げられると、発光管１０の内壁面１０ｂと外壁面１０ｃそれぞれに、反射膜材料７１が塗布されて被膜１１ｐが形成される（ステップＳ１０）。第二実施例においては、ステップＳ９とステップＳ１０が、工程（Ｂ）に対応する。

当該方法によれば、発光管１０の内壁面１０ｂと外壁面１０ｃに対して、一度に満遍なく被膜１１ｐを形成することができる。第二実施例の方法を用いて、発光管１０の内壁面１０ｂのみに被膜１１ｐを形成する場合は、ステップＳ９において発光管１０を反射膜材料７１から引き上げた後、外壁面１０ｃに付着した反射膜材料７１を布等によって全部拭き取ることで実現される。

また、発光管１０の外壁面１０ｃのみに被膜１１ｐを形成する場合は、ステップＳ９において発光管１０を反射膜材料７１に浸漬させる前に、発光管１０の端部１０ｑに栓や蓋等を取り付けて、発光管１０の内側に反射膜材料７１が侵入することを防ぐことで実現される。

第二実施例においては、図１１に示すように、発光管１０全体が反射膜材料７１に浸漬されて被膜１１ｐを形成しているが、必ずしも、発光管１０全体が反射膜材料７１に浸漬されなくても構わない。例えば、発光管１０の端部１０ｐを装置に装着し、装置に反射膜材料７１が付着しない位置まで発光管１０が浸漬されてもよい。

［別実施例］
以下、別実施例につき説明する。

〈１〉 図１２は、フィラメントランプ１の製造方法の別実施例を示す図面である。図１２に示すように、反射膜材料７１が発光管１０の端部１０ｐから流し込まれ、端部１０ｑに向かって通流されることで、発光管１０の内壁面１０ｂに塗布されても構わない。

〈２〉 本発明のフィラメントランプ１の製造方法は、ステップＳ３を含まなくても構わない。例えば、反射膜材料７１が、溶剤で分散されていない粉末状の材料であって、発光管１０の壁面に吹付けるようにして塗布するものである場合は、ステップＳ３を行わなくてもよい。

１ ： フィラメントランプ
１０ ： 発光管
１０ａ ： 管軸
１０ｂ ： 内壁面
１０ｃ ： 外壁面
１０ｐ，１０ｑ ： 端部
１１ ： 反射膜
１１ｄ ： 粒状物
１１ｐ ： 被膜
１２ ： 透光膜
１２ａ ： 光出射窓
１２ｂ ： 粒子
１３ ： フィラメント
１４ ： サポーター
１５ ： 給電部
６０ ： ポンプ
７０ ： 容器
７１ ： 反射膜材料
９０ ： バーナー
Ｗ１ ： ワーク

Claims (7)

1. 光に対して透過性を示す筒状の発光管を準備する工程（Ａ）と、
   前記発光管の壁面に、シリカを主たる成分とする粒状物を含む反射膜材料を塗布して被膜を形成する工程（Ｂ）と、
   前記被膜を乾燥させる工程（Ｃ）と、
   前記工程（Ｃ）の実施後、前記発光管の壁面の前記被膜を加熱して焼結させる工程（Ｄ）と、
   前記工程（Ｄ）の実施後、前記発光管の壁面で焼結された前記被膜の一部を、シリカの融点以上の温度で加熱する工程（Ｅ）とを含むことを特徴とするフィラメントランプの製造方法。
2. 前記工程（Ｂ）は、液状の前記反射膜材料を準備する工程（Ｂ１）を含み、
   前記発光管を管軸が水平方向とは非平行となるように配置し、前記発光管の管軸方向に係る鉛直下方側の端部を前記反射膜材料に浸漬させ、鉛直上方側の端部から前記反射膜材料を吸い上げて、前記発光管の内壁面に前記反射膜材料を塗布することを特徴とする請求項１に記載のフィラメントランプの製造方法。
3. 前記工程（Ｂ）は、前記発光管を前記管軸が鉛直方向と略平行となるように配置し、前記反射膜材料を吸い上げることで、前記発光管の内壁面に前記反射膜材料を塗布することを特徴とする請求項２に記載のフィラメントランプの製造方法。
4. 前記工程（Ｂ）は、前記反射膜材料を吸い上げた後、前記発光管の前記管軸を中心に回転させながら吸い上げた前記反射膜材料を前記発光管から排出することで、前記発光管の内壁面に前記反射膜材料を塗布することを特徴とする請求項２又は３に記載のフィラメントランプの製造方法。
5. 前記工程（Ｂ）は、液状の前記反射膜材料を準備する工程（Ｂ１）を含み、
   前記発光管を前記反射膜材料に浸漬させて、前記発光管の壁面に前記反射膜材料を塗布することを特徴とする請求項１に記載のフィラメントランプの製造方法。
6. 前記工程（Ｅ）は、前記被膜を前記発光管の管軸方向に係る一端部から他端部にわたって加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィラメントランプの製造方法。
7. 前記工程（Ｅ）は、前記被膜をバーナーによって加熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィラメントランプの製造方法。

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