JP3703815B2 - 塗膜層形成方法、ランプの製造方法及びランプの製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス管の内壁面に塗膜層を形成するための塗膜層形成方法、冷陰極放電灯等に代表される蛍光皮膜を備えたランプの製造方法、及び、ランプの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶表示装置等のバックライト用光源として、冷陰極放電灯（ＣＣＦＬ）が一般的に使用される。かかる放電灯は、内壁面の所定部位に蛍光皮膜が形成された細く長尺なガラス管の両端に電極マウントを備え、前記ガラス管内に不活性ガスと水銀蒸気とが封入されている。
【０００３】
従来、ガラス管の内壁面に蛍光皮膜を形成するにあたり、まず、成分として蛍光体を含む塗膜層が形成される。そして、塗膜層が焼成されることで、蛍光皮膜が形成される。前記塗膜層の形成においては、鉛直に保持されたガラス管の下端から塗布液を吸引する。次に、吸引を解除し、保持具によってガラス管の上端近傍を把持し、前記ガラス管を鉛直に保持する。そして、前記保持具を回転させることによって、ガラス管を管軸中心に回転させる。これにより、吸引された塗布液がガラス管の下端からスムーズかつ均等に排出させられ、ガラス管の内壁面に塗布液が付着させられる。さらに、ガラス管の回転を保ちつつ、その上端開口部から乾燥エアを吹き込み、付着した塗布液を乾燥させるといった方法が採られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４３２４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ガラス管が小さな反りを有する場合がある。この場合、上記技術では、図４に示すように、保持具２１によって保持されたガラス管２２は、上部ではほぼ鉛直に保持されているが、下部では、前記反りによって、上部の鉛直ラインから外れてしまう。例えば、同図に示すように、ガラス管２２下部の位置Ｄ、Ｅは、ガラス管２２の管軸に直交する断面において、同一断面上にある。これにもかかわらず、位置Ｄは、位置Ｅよりも上方に存在する。このように、ガラス管２２内壁面に上下差が生じてしまう。また、この状態からガラス管２２を半回転させると、位置Ｄが位置Ｄ´に、位置Ｅが位置Ｅ´になる。すなわち、位置Ｄ´と位置Ｅ´との上下関係は、位置Ｄと位置Ｅとの上下関係と同様であって、この上下関係は、ガラス管２２を回転させても解消されることがない。そして、前記のような上下差が存在すると、塗膜層の膜厚が上側では薄く、下側では厚くなってしまうおそれがある。従って、蛍光皮膜の膜厚に差が生じ、ひいては、放電灯の輝度が不均一になるという不具合を生じるおそれがある。
【０００６】
また、ガラス管２２は回転させられることにより、遠心力の働きでたわみを生じるおそれがある。さらに、保持具２１の精度によっても、ガラス管２２が鉛直方向に対して僅かに傾斜して保持されるおそれがある。これらたわみやガラス管２２の傾斜も、上述した上下差を生じさせる要因となる。従って、このような場合にも、塗膜層の膜厚や放電灯の輝度が不均一になるという不具合を生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、管内壁面に形成する塗膜層の膜厚のより一層の均一化を図ることのできる塗膜層形成方法、及び、輝度のより一層の均一化を図ることのできるランプの製造方法、及び、ランプの製造装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその効果】
以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。
【０００９】
手段１．ガラス管の内壁面に塗布液を付着させる付着工程と、前記ガラス管をその管軸を中心に回転させる回転工程と、前記ガラス管内の塗布液を乾燥させることで塗膜層を形成する乾燥工程とを備えた塗膜層の形成方法において、前記回転工程においては、前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した状態で回転させた後、さらに、前記ガラス管の管軸を鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させた状態で、該ガラス管を回転させることを特徴とする塗膜層の形成方法。
【００１０】
上記手段１によれば、付着工程において、ガラス管内壁面に塗布液が付着させられる。次に、回転工程において、前記塗布液の付着させられたガラス管が鉛直、または、ほぼ鉛直に保持された状態で、ガラス管はその管軸を中心に回転させられる。さらに、前記ガラス管は、その管軸が鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させられた状態で、その管軸を中心に回転させられる。この回転により、余剰の塗布液がガラス管下端からスムーズに排出されることとなる。そして、乾燥工程において、ガラス管内の塗布液が乾燥させられることで塗膜層が形成される。上述のように、前記回転工程において、ガラス管を鉛直方向に対して傾斜させることにより、ガラス管自体に反りや、保持精度によるガラス管の傾斜や、前記ガラス管の回転時に発生する遠心力によるガラス管のたわみ等が生じていても、ガラス管の傾斜回転時には、ガラス管の管軸に直交する同一断面内のガラス管内壁面の高さを回転角度ごとに変化させることができる。従って、付着させられた塗布液の垂れ落ち度合いの差により、ガラス管円周方向の塗膜層が不均一になってしまうおそれのあった従来技術と異なり、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを軽減することができる。すなわち、ガラス管の塗膜層の膜厚差の軽減を図ることができる。また、ガラス管保持の都合上、ガラス管上部の管軸が、下部の管軸と比較して、より鉛直に近いケースが圧倒的に多い。さらに、回転工程においては、塗布液は、上側から下側へと垂れ落ちて下端から排出されるようになっているため、塗布液の付着量はガラス管上部から順にほぼ決定づけられることとなる。このため、ガラス管上部の塗布層の膜厚は回転初期の影響を大きく受けやすい。この点、回転初期には、傾斜させることなく、鉛直状態が保持されることで、ガラス管上部におけるガラス管円周方向の塗膜層の膜厚を一層均一にすることができる。ひいては、ガラス管長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を図ることができる。
【００１１】
手段２．前記回転工程おいては、前記ガラス管の上端またはその近傍を把持し、回転初期には、前記ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直になるように保持することを特徴とする手段１に記載の塗膜層の形成方法。
【００１２】
上記手段２によれば、ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直に保持されることで、回転初期においてガラス管を傾斜させることなく、鉛直状態で回転させることの作用効果であるガラス管上部の円周方向の塗膜層の膜厚の均一化を一層確実なものとすることができる。ひいては、ガラス管長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を一層確実なものとすることができる。
【００１３】
手段３．前記付着工程においては、前記ガラス管内の所定範囲に塗布液を充填し、前記回転工程においては、前記充填された塗布液を排出しつつ、前記ガラス管を回転させることを特徴とする手段１または２に記載の塗膜層の形成方法。
【００１４】
上記手段３によれば、付着工程において、ガラス管内に塗布液を充填することで、所定範囲のガラス管内壁面に、塗布液を確実に付着させることができる。また、回転工程において、塗布液の排出により、ガラス管内に充填された塗布液の液面が下がった部分から、順に塗布液の付着量がほぼ決定づけられることとなる。該付着量が決定づけられる際に、カラス管が回転させられることで、一層確実な付着ムラの軽減を図ることができる。その結果、ガラス管の塗膜層の膜厚差の一層の軽減を図ることができる。
【００１５】
手段４．前記乾燥工程においては、前記ガラス管の回転を行いつつ、前記塗布液を乾燥させることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の塗布層の形成方法。
【００１６】
上記手段４によれば、乾燥工程において、ガラス管の回転が行われつつ、ガラス管内に付着した塗布液が乾燥させられることで塗布層を形成する。これにより、ガラス管の円周方向の乾燥ムラの低減を図ることができる。
【００１７】
手段５．前記回転工程における前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管自体の反りと、前記回転工程における前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれと、前記回転工程における前記ガラス管の傾斜回転時に発生する遠心力によるガラス管のたわみとに基づいて設定するようにしたことを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の塗布層の形成方法。
【００１８】
上記手段５によれば、回転工程において、ガラス管を傾斜させる要因であるガラス管自体の反りと、保持の際のガラス管上部の管軸のずれと、たわみとに基づき、所定の傾斜角度を適切に設定することにより、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを一層軽減することができる。その結果、ガラス管の塗膜層の膜厚差の一層の軽減を図ることができる。
【００１９】
手段６．前記回転工程における前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管上部を鉛直に保持した際の該ガラス管自体の反りによる前記ガラス管下部の湾曲部のうち最も大きい湾曲角度と、前記回転工程における前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれである保持角度と、前記回転工程における前記ガラス管の傾斜回転時に発生する遠心力によるガラス管のたわみによるたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定するようにしたことを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の塗布層の形成方法。
【００２０】
上記手段６によれば、回転工程における所定の傾斜角度を、湾曲角度と保持角度とたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定するようにした。このため、ガラス管傾斜回転時には、ガラス管の長手方向の全位置において、その管軸に直交する同一断面内のガラス管内壁面の上下差のある位置についても、その上下が交互に入れ替わることとなる。また、余剰に傾斜角度を大きくしないため、上下差が必要以上に大きすぎてしまうことがなく、傾斜をさせることによってかえって付着ムラが生じてしまうのを防止できる。従って、付着させられた塗布液の垂れ落ち度合いの差により、ガラス管円周方向の塗膜層が不均一になってしまうおそれのあった従来技術と異なり、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを軽減することができる。その結果、ガラス管の塗膜層の膜厚差の軽減を図ることができる。
【００２１】
手段７．手段１乃至６のいずれかに記載の塗膜層の形成方法によって蛍光皮膜を形成するランプの製造方法。
【００２２】
上記手段７のように、手段１乃至６のいずれかに記載の塗膜層の形成方法を用いてランプの蛍光皮膜を形成してもよい。これにより、皮膜の膜厚ムラが軽減され、ランプのより一層の輝度の均一化を図ることができる。
【００２３】
手段８．ガラス管内壁面に塗膜層を形成するための塗膜層形成装置を備えたランプの製造装置において、前記塗膜層形成装置は、ガラス管の内壁面に塗布液を付着させるための付着手段と、前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持するための保持手段と、前記ガラス管をその管軸を中心に回転させるための回転手段と、前記回転手段によって前記ガラス管を鉛直状態で回転させた後、該ガラス管を鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させるための傾動手段と、前記ガラス管内を乾燥させるための乾燥手段とを備えたことを特徴とするランプの製造装置。
【００２４】
手段８によれば、塗膜形成装置では、まず、付着手段によって、ガラス管の内壁面に塗布液が付着させられる。そして、保持手段によって、鉛直またはほぼ鉛直に保持されたガラス管に対して、回転手段によって、前記ガラス管がその管軸を中心に回転させられる。これにより、余剰の塗布液がガラス管下端からスムーズに排出される。次に、前記回転を保ちつつ、傾動手段によって、ガラス管が鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させられる。さらに、前記乾燥手段によって、塗布液が乾燥させられることで、ガラス管内壁面に塗布層が形成される。尚、前記乾燥の際にも、回転手段によってガラス管を回転させてもよいし、さらに、回転させつつ、傾動手段によってガラス管を傾斜させてもよい。これにより、ガラス管の円周方向の乾燥ムラの低減を図ることができる。また、ランプの製造装置では、前記塗膜形成装置によって、塗布層の形成されたガラス管を用いてランプが製造される。上述のように、前記傾動手段によって、ガラス管を鉛直方向に対して傾斜させることにより、ガラス管自体に反りや、保持精度に起因するガラス管の傾斜や、前記ガラス管の回転時の遠心力に起因するガラス管のたわみ等が生じていても、ガラス管の傾斜回転時には、ガラス管の管軸に直交する同一断面内のガラス管内壁面の高さを回転角度ごとに変化させることができる。従って、付着させられた塗布液の垂れ落ち度合いの差により、ガラス管円周方向の塗膜層が不均一になってしまうおそれのあった従来技術と異なり、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを軽減することができる。すなわち、ガラス管の塗膜層の膜厚差の軽減を図ることができる。また、ガラス管保持の都合上、ガラス管上部の管軸が、下部の管軸と比較して、より鉛直に近いケースが圧倒的に多い。さらに、ガラス管の回転中においては、塗布液は、上側から下側へと垂れ落ちて下端から排出されるようになっているため、塗布液の付着量はガラス管上部から順に決定づけられることとなる。このため、ガラス管上部の塗布層の膜厚は回転初期の影響を大きく受けやすい。この点、回転初期には、傾斜させることなく、鉛直状態が保持されることで、ガラス管上部におけるガラス管円周方向の塗膜層の膜厚を一層均一にすることができる。ひいては、ガラス管長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を図ることができる。その結果、最終的に得られるランプとしての輝度差の軽減を図ることができる。
【００２５】
手段９．前記保持手段は、前記ガラス管上端またはその近傍を把持し、前記ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直になるよう保持することを特徴とする手段８に記載のランプの製造装置。
【００２６】
上記手段９によれば、保持手段によって、ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直に保持されることで、回転初期においてガラス管を傾斜させることなく、鉛直状態で回転させることの作用効果であるガラス管上部の円周方向の塗膜層の膜厚の均一化を一層確実なものとすることができる。ひいては、ガラス管長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を一層確実なものとすることができる。その結果、最終的に得られるランプとしての輝度差の軽減を図ることができる。
【００２７】
手段１０．前記傾動手段による前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管自体の反りと、前記保持手段によって前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれと、前記回転手段によって前記ガラス管を回転させつつ、前記傾動手段によって該ガラス管を傾斜させた際に発生する遠心力によるガラス管のたわみとに基づいて設定するようにしたことを特徴とする手段８または９に記載のランプの製造装置。
【００２８】
上記手段１０によれば、傾動手段によって、ガラス管を傾斜させる要因であるガラス管自体の反りと、保持の際のガラス管上部の管軸のずれと、たわみとに基づき適切に設定された所定の傾斜角度にガラス管が傾斜させられる。このため、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを一層軽減することができる。すなわち、ガラス管の塗膜層の膜厚差の一層の軽減を図ることができる。従って、最終的に得られるランプとしての輝度差の軽減を図ることができる。
【００２９】
手段１１．前記傾動手段による前記所定の傾斜角度を、前記保持手段によって前記ガラス管上部を鉛直に保持した際の該ガラス管自体の反りによる前記ガラス管下部の湾曲部のうち最も大きい湾曲角度と、前記保持手段によって前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれである保持角度と、前記回転手段によって前記ガラス管を回転させつつ、前記傾動手段によって該ガラス管を傾斜させた際に発生する遠心力によるガラス管のたわみによるたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定するようにしたことを特徴とする手段８乃至１０のいずれかに記載のランプの製造装置。
【００３０】
上記手段１１によれば、傾動手段によって傾斜させられるガラス管の所定の傾斜角度が、湾曲角度と保持角度とたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定されるようにした。このため、ガラス管傾斜回転時には、ガラス管の長手方向の全位置において、その管軸に直交する同一断面内のガラス管内壁面の上下差のある位置についても、その上下が交互に入れ替わることとなる。また、余剰に傾斜角度を大きくしないため、上下差が必要以上に大きすぎてしまうことがなく、傾斜をさせることによってかえって付着ムラを生じさせてしまうのを防止できる。従って、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラをより確実に軽減することができ、ガラス管の塗膜層の膜厚差の一層の軽減を図ることができる。その結果、最終的に得られるランプとしての輝度差の軽減を図ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図２に示すように、本実施の形態におけるランプを構成する冷陰極放電灯１は、ガラス管よりなるバルブ部２と、バルブ部２の両端において封止状態で設けられた電極マウント３とを備えている。バルブ部２の内壁面には、蛍光皮膜４が設けられているとともに、バルブ部２内部には不活性ガスと水銀蒸気とが封入されている。バルブ部２は、かなり細長いものであり、例えば、外径が３ｍｍから４ｍｍ程度であって、長さが９００ｍｍから１３００ｍｍ程度に構成されている。もちろん、上記数値範囲を逸脱したものであってもよい。また、バルブ部２の原材料であるガラス管は、その細長さゆえ、反りを有する場合がある。
【００３２】
かかる冷陰極放電灯１は、所定の製造装置が用いられることにより、次のようにして製造される。すなわち、まず、ガラス管の内壁面の所定部位に、成分として蛍光体を含む塗膜層を形成する。そして、塗膜層を焼成することによって、蛍光皮膜４が形成される。蛍光皮膜４が形成されたガラス管の長手方向に沿った２カ所に縮径部をそれぞれ形成する。次に、ガラス管のうち一方の端部に電極マウント３を位置決めした上で封止する。続いて、他方の端部から別のマウント３及び水銀合金部材を挿入し、一方の縮径部に別のマウント３を仮止めし、さらに他方の縮径部（他方の端部側に位置する縮径部）に水銀合金部材を仮止めする。その後、ガラス管内を一旦脱気し、不活性ガスを導入し、さらに加熱によりガラス管内に水銀蒸気を放出せしめる。そして、前記仮止めされていた別のマウント３が封止され、バルブ部２が形成される。このように、一連の工程を経ることによって、前記冷陰極放電灯１が得られる。
【００３３】
さて、上記各種の工程のための各種装置からなる図示しない製造装置を用いて冷陰極放電灯１を得るに際し、塗膜層の形成が重要となってくる。塗膜層を形成する図示しない塗膜層形成装置は、ガラス管１１の内壁面に塗布液１２を付着させるための付着手段１４と、ガラス管１１を鉛直またはほぼ鉛直に保持するための保持手段１５と、ガラス管１１をその管軸を中心に回転させるための回転手段と、ガラス管１１を鉛直方向に対して傾斜させるための傾動手段１６と、ガラス管１１内を乾燥させるための乾燥手段１７とを備えている（図１（ａ）〜（ｄ）参照）。
【００３４】
かかる塗膜層形成装置によって、塗膜層は、ガラス管１１に塗布液１２を付着させるための付着工程と、前記塗布液１２の付着したガラス管１１を回転させる回転工程と、塗布液１２を乾燥させるための乾燥工程とを経て形成される。
【００３５】
ここで、各工程における作業手順、並びに、作用及び効果を説明する。
【００３６】
前記付着工程においては、図１（ａ）に示すように、ガラス管１１はほぼ鉛直に保持されている。また、塗布液１２の貯留された容器１３がガラス管１１の下方に用意される。そして、付着手段１４によって、該ガラス管１１の上端からエアが吸引されることで、ガラス管１１の下端から塗布液１２が吸い上げられる。塗布液１２が、ガラス管１１の所定高さまで充填された時点で、前記エアの吸引を解除させる。すると、塗布液１２が自然に流下し、ガラス管１１の下端から排出され始める。
【００３７】
前記回転工程においては、吸引解除と共に、図１（ｂ）に示すように、保持手段１５によって、ガラス管１１上端近傍を把持することで、ガラス管１１を鉛直に保持する。このとき、ガラス管１１上部の管軸が、該ガラス管１１の下部よりも、鉛直になるように保持することが好ましい。これと共に、図示しない回転手段によって、前記保持手段１５を回転させることでガラス管１１をその管軸を中心に回転させる。これにより、塗布液１２のスムーズな排出を促すことができる。
【００３８】
さらに、塗布液１２の液面がガラス管１１下部まで下降した時点で、図１（ｃ）に示すように、ガラス管１１を回転させたまま、傾動手段１６によって、保持手段１５を所定角度傾斜させる。これにより、前記ガラス管１１が鉛直方向に対して傾斜させられることとなる。前記所定角度についての詳細は、後述する。ガラス管１１に反りがあるような場合には、ガラス管１１上部を鉛直に保持しても、該ガラス管１１の下部において、その管軸は鉛直とはならない。この場合、当該下部の管軸に直交する断面において、同一断面上にあるにもかかわらず、ガラス管１１内壁面に上下差を生じる位置が存在する。ところが、ガラス管１１を傾斜させつつ回転させることで、前記上下差のある位置について、その上下が交互に入れ替わる。このため、塗布液１２のガラス管１１円周方向の付着ムラを軽減することができる。
【００３９】
次に、乾燥工程においては、図１（ｄ）に示すように、ガラス管１１の傾斜と回転とを保ったまま、乾燥手段１７によって、ガラス管１１上端の開口部からガラス管１１内部へと、乾燥エアが送風される。これにより、ガラス管１１内に付着させられた塗布液１２が乾燥させられ、塗膜層が形成される。
【００４０】
ここで、回転工程におけるガラス管１１傾斜回転時に、傾動手段１６によって、保持手段１５を傾斜させる傾斜角度の設定について説明する。
【００４１】
傾斜角度の設定においては、ガラス管１１が鉛直方向に対して傾斜してしまう要因を考慮する。まず、図３（ａ）に示すように、ガラス管１１が反りを有する場合において、ガラス管１１上部を鉛直に保持したときの該ガラス管１１下部の湾曲が挙げられる。該ガラス管１１下部の湾曲部のうち最も大きい湾曲角度を角度Ａ度とする。また、図３（ｂ）に示すように、保持手段１５の精度によって、ガラス管１１が保持位置において僅かに傾斜して保持される場合が挙げられる。この保持角度を角度Ｂ度とする。加えて、図３（ｃ）に示すように、ガラス管１１傾斜回転時に、ガラス管１１下部に遠心力によるたわみが生じる場合が挙げられる。該たわみ角度を角度Ｃ度とする。前記各要因の角度は微小なものではあるが、本図ではわかり易くするため、ガラス管１１を太く、角度を大きく表現した。
【００４２】
そして、各要因が相乗された状態を考慮し、前記全ての要因、ガラス管１１下部の湾曲角度と保持角度とたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍を傾斜角度Ｘ度として設定する。すなわち、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝Ｘとする。
【００４３】
以上詳述したように、鉛直方向に対して適切な傾斜角度を設けることにより、ガラス管１１傾斜回転時には、ガラス管１１の長手方向の全位置において、その管軸に直交する同一断面内のガラス管１１内壁面の高さが変化する。このため、前記上下差が存在したとしても、その上下が交互に入れ替わることとなる。また、余剰に傾斜角度を大きくしないため、上下差が必要以上に大きくならず、傾斜をさせることによる付着ムラを生じさせにくい。従って、付着させられた塗布液の垂れ落ち度合いの差により、ガラス管円周方向の塗膜層が不均一になってしまうおそれのあった従来技術と異なり、塗布液１２のガラス管１１円周方向の付着ムラを軽減することができる。すなわち、ガラス管１１の塗膜層の膜厚差の軽減を図ることができる。従って、最終的に得られる冷陰極放電灯１としての輝度差の軽減を図ることができる。
【００４４】
また、保持手段１５によってガラス管１１上部を保持する都合上、ガラス管１１上部は比較的鉛直に保持され、下部に行くに従い、湾曲によってガラス管１１管軸の傾斜が大きくなっていく。加えて、回転手段によって、ガラス管１１を回転させる際に生じるたわみについても、前記湾曲や保持角度によって本来のガラス管１１管軸から垂直方向に離れている下部ほど遠心力が働き、一層下部の傾斜を大きくさせることとなる。このため、ガラス管１１上部の管軸は、下部の管軸と比較して、より鉛直に近いケースが圧倒的に多いといえる。この点、本実施の形態では、ガラス管１１上部の塗布層の膜厚の決定に大きく影響のある塗布液１２の吸引解除直後は、傾斜させることなく、鉛直を保ったまま回転させることとしている。そのため、ガラス管１１上部においては、鉛直が保持されることで、ガラス管１１円周方向の塗膜層の膜厚を一層均一にすることができる。ひいては、ガラス管１１長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を図ることができる。
【００４５】
尚、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００４６】
（ａ）上記実施の形態では、付着工程において、塗布液１２をガラス管１１下端から吸引しているが、これに限定されるわけではなく、ガラス管１１上端から注入等してもよい。
【００４７】
（ｂ）また、ガラス管１１への塗布液１２の吸引を解除するまでは、必ずしもガラス管１１を鉛直に保持する必要はない。
【００４８】
（ｃ）上記実施の形態では、冷陰極放電灯１の蛍光皮膜４を形成する方法に具現化しているが、他のランプの蛍光皮膜を形成する場合に具現化することもできる。
【００４９】
（ｄ）上記実施の形態では、乾燥工程においても、ガラス管１１を傾斜させているが、必ずしも傾斜させる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】塗膜層を形成するための工程を説明するための図であって、（ａ）は付着工程を示す部分断面図であり、（ｂ）は回転工程におけるガラス管を鉛直に保持した状態を示す部分断面図であり、（ｃ）は回転工程におけるガラス管を傾斜させた状態を示す部分断面図であり、（ｄ）は乾燥工程を示す部分断面図である。
【図２】冷陰極放電灯の構成を示す部分断面図である。
【図３】ガラス管が傾斜させられる要因を説明するための図であって、（ａ）はガラス管自体の反りを示す断面図であり、（ｂ）は保持手段の精度による傾斜を示す断面図であり、（ｃ）は傾斜回転時のたわみを示す部分断面図である。
【図４】従来技術におけるガラス管の回転時の状態を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
１…冷陰極放電灯、２…バルブ、３…電極マウント、４…蛍光皮膜、１１…ガラス管、１２…塗布液、１３…容器、１４…付着手段、１５…保持手段、１６…傾動手段、１７…乾燥手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス管の内壁面に塗膜層を形成するための塗膜層形成方法、冷陰極放電灯等に代表される蛍光皮膜を備えたランプの製造方法、及び、ランプの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶表示装置等のバックライト用光源として、冷陰極放電灯（ＣＣＦＬ）が一般的に使用される。かかる放電灯は、内壁面の所定部位に蛍光皮膜が形成された細く長尺なガラス管の両端に電極マウントを備え、前記ガラス管内に不活性ガスと水銀蒸気とが封入されている。
【０００３】
従来、ガラス管の内壁面に蛍光皮膜を形成するにあたり、まず、成分として蛍光体を含む塗膜層が形成される。そして、塗膜層が焼成されることで、蛍光皮膜が形成される。前記塗膜層の形成においては、鉛直に保持されたガラス管の下端から塗布液を吸引する。次に、吸引を解除し、保持具によってガラス管の上端近傍を把持し、前記ガラス管を鉛直に保持する。そして、前記保持具を回転させることによって、ガラス管を管軸中心に回転させる。これにより、吸引された塗布液がガラス管の下端からスムーズかつ均等に排出させられ、ガラス管の内壁面に塗布液が付着させられる。さらに、ガラス管の回転を保ちつつ、その上端開口部から乾燥エアを吹き込み、付着した塗布液を乾燥させるといった方法が採られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４３２４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ガラス管が小さな反りを有する場合がある。この場合、上記技術では、図４に示すように、保持具２１によって保持されたガラス管２２は、上部ではほぼ鉛直に保持されているが、下部では、前記反りによって、上部の鉛直ラインから外れてしまう。例えば、同図に示すように、ガラス管２２下部の位置Ｄ、Ｅは、ガラス管２２の管軸に直交する断面において、同一断面上にある。これにもかかわらず、位置Ｄは、位置Ｅよりも上方に存在する。このように、ガラス管２２内壁面に上下差が生じてしまう。また、この状態からガラス管２２を半回転させると、位置Ｄが位置Ｄ´に、位置Ｅが位置Ｅ´になる。すなわち、位置Ｄ´と位置Ｅ´との上下関係は、位置Ｄと位置Ｅとの上下関係と同様であって、この上下関係は、ガラス管２２を回転させても解消されることがない。そして、前記のような上下差が存在すると、塗膜層の膜厚が上側では薄く、下側では厚くなってしまうおそれがある。従って、蛍光皮膜の膜厚に差が生じ、ひいては、放電灯の輝度が不均一になるという不具合を生じるおそれがある。
【０００６】
また、ガラス管２２は回転させられることにより、遠心力の働きでたわみを生じるおそれがある。さらに、保持具２１の精度によっても、ガラス管２２が鉛直方向に対して僅かに傾斜して保持されるおそれがある。これらたわみやガラス管２２の傾斜も、上述した上下差を生じさせる要因となる。従って、このような場合にも、塗膜層の膜厚や放電灯の輝度が不均一になるという不具合を生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、管内壁面に形成する塗膜層の膜厚のより一層の均一化を図ることのできる塗膜層形成方法、及び、輝度のより一層の均一化を図ることのできるランプの製造方法、及び、ランプの製造装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその効果】
以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。
【０００９】
手段１．ガラス管の内壁面に塗布液を付着させる付着工程と、前記ガラス管をその管軸を中心に回転させる回転工程と、前記ガラス管内の塗布液を乾燥させることで塗膜層を形成する乾燥工程とを備えた塗膜層の形成方法において、前記回転工程においては、前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した状態で回転させた後、さらに、前記ガラス管の管軸を鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させた状態で、該ガラス管を回転させることを特徴とする塗膜層の形成方法。
【００１０】
上記手段１によれば、付着工程において、ガラス管内壁面に塗布液が付着させられる。次に、回転工程において、前記塗布液の付着させられたガラス管が鉛直、または、ほぼ鉛直に保持された状態で、ガラス管はその管軸を中心に回転させられる。さらに、前記ガラス管は、その管軸が鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させられた状態で、その管軸を中心に回転させられる。この回転により、余剰の塗布液がガラス管下端からスムーズに排出されることとなる。そして、乾燥工程において、ガラス管内の塗布液が乾燥させられることで塗膜層が形成される。上述のように、前記回転工程において、ガラス管を鉛直方向に対して傾斜させることにより、ガラス管自体に反りや、保持精度によるガラス管の傾斜や、前記ガラス管の回転時に発生する遠心力によるガラス管のたわみ等が生じていても、ガラス管の傾斜回転時には、ガラス管の管軸に直交する同一断面内のガラス管内壁面の高さを回転角度ごとに変化させることができる。従って、付着させられた塗布液の垂れ落ち度合いの差により、ガラス管円周方向の塗膜層が不均一になってしまうおそれのあった従来技術と異なり、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを軽減することができる。すなわち、ガラス管の塗膜層の膜厚差の軽減を図ることができる。また、ガラス管保持の都合上、ガラス管上部の管軸が、下部の管軸と比較して、より鉛直に近いケースが圧倒的に多い。さらに、回転工程においては、塗布液は、上側から下側へと垂れ落ちて下端から排出されるようになっているため、塗布液の付着量はガラス管上部から順にほぼ決定づけられることとなる。このため、ガラス管上部の塗布層の膜厚は回転初期の影響を大きく受けやすい。この点、回転初期には、傾斜させることなく、鉛直状態が保持されることで、ガラス管上部におけるガラス管円周方向の塗膜層の膜厚を一層均一にすることができる。ひいては、ガラス管長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を図ることができる。
【００１１】
手段２．前記回転工程おいては、前記ガラス管の上端またはその近傍を把持し、回転初期には、前記ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直になるように保持することを特徴とする手段１に記載の塗膜層の形成方法。
【００１２】
上記手段２によれば、ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直に保持されることで、回転初期においてガラス管を傾斜させることなく、鉛直状態で回転させることの作用効果であるガラス管上部の円周方向の塗膜層の膜厚の均一化を一層確実なものとすることができる。ひいては、ガラス管長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を一層確実なものとすることができる。
【００１３】
手段３．前記付着工程においては、前記ガラス管内の所定範囲に塗布液を充填し、前記回転工程においては、前記充填された塗布液を排出しつつ、前記ガラス管を回転させることを特徴とする手段１または２に記載の塗膜層の形成方法。
【００１４】
上記手段３によれば、付着工程において、ガラス管内に塗布液を充填することで、所定範囲のガラス管内壁面に、塗布液を確実に付着させることができる。また、回転工程において、塗布液の排出により、ガラス管内に充填された塗布液の液面が下がった部分から、順に塗布液の付着量がほぼ決定づけられることとなる。該付着量が決定づけられる際に、カラス管が回転させられることで、一層確実な付着ムラの軽減を図ることができる。その結果、ガラス管の塗膜層の膜厚差の一層の軽減を図ることができる。
【００１５】
手段４．前記乾燥工程においては、前記ガラス管の回転を行いつつ、前記塗布液を乾燥させることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の塗布層の形成方法。
【００１６】
上記手段４によれば、乾燥工程において、ガラス管の回転が行われつつ、ガラス管内に付着した塗布液が乾燥させられることで塗布層を形成する。これにより、ガラス管の円周方向の乾燥ムラの低減を図ることができる。
【００１７】
手段５．前記回転工程における前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管自体の反りと、前記回転工程における前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれと、前記回転工程における前記ガラス管の傾斜回転時に発生する遠心力によるガラス管のたわみとに基づいて設定するようにしたことを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の塗布層の形成方法。
【００１８】
上記手段５によれば、回転工程において、ガラス管を傾斜させる要因であるガラス管自体の反りと、保持の際のガラス管上部の管軸のずれと、たわみとに基づき、所定の傾斜角度を適切に設定することにより、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを一層軽減することができる。その結果、ガラス管の塗膜層の膜厚差の一層の軽減を図ることができる。
【００１９】
手段６．前記回転工程における前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管上部を鉛直に保持した際の該ガラス管自体の反りによる前記ガラス管下部の湾曲部のうち最も大きい湾曲角度と、前記回転工程における前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれである保持角度と、前記回転工程における前記ガラス管の傾斜回転時に発生する遠心力によるガラス管のたわみによるたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定するようにしたことを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の塗布層の形成方法。
【００２０】
上記手段６によれば、回転工程における所定の傾斜角度を、湾曲角度と保持角度とたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定するようにした。このため、ガラス管傾斜回転時には、ガラス管の長手方向の全位置において、その管軸に直交する同一断面内のガラス管内壁面の上下差のある位置についても、その上下が交互に入れ替わることとなる。また、余剰に傾斜角度を大きくしないため、上下差が必要以上に大きすぎてしまうことがなく、傾斜をさせることによってかえって付着ムラが生じてしまうのを防止できる。従って、付着させられた塗布液の垂れ落ち度合いの差により、ガラス管円周方向の塗膜層が不均一になってしまうおそれのあった従来技術と異なり、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを軽減することができる。その結果、ガラス管の塗膜層の膜厚差の軽減を図ることができる。
【００２１】
手段７．手段１乃至６のいずれかに記載の塗膜層の形成方法によって蛍光皮膜を形成するランプの製造方法。
【００２２】
上記手段７のように、手段１乃至６のいずれかに記載の塗膜層の形成方法を用いてランプの蛍光皮膜を形成してもよい。これにより、皮膜の膜厚ムラが軽減され、ランプのより一層の輝度の均一化を図ることができる。
【００２３】
手段８．ガラス管内壁面に塗膜層を形成するための塗膜層形成装置を備えたランプの製造装置において、前記塗膜層形成装置は、ガラス管の内壁面に塗布液を付着させるための付着手段と、前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持するための保持手段と、前記ガラス管をその管軸を中心に回転させるための回転手段と、前記回転手段によって前記ガラス管を鉛直状態で回転させた後、該ガラス管を鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させるための傾動手段と、前記ガラス管内を乾燥させるための乾燥手段とを備えたことを特徴とするランプの製造装置。
【００２４】
手段８によれば、塗膜形成装置では、まず、付着手段によって、ガラス管の内壁面に塗布液が付着させられる。そして、保持手段によって、鉛直またはほぼ鉛直に保持されたガラス管に対して、回転手段によって、前記ガラス管がその管軸を中心に回転させられる。これにより、余剰の塗布液がガラス管下端からスムーズに排出される。次に、前記回転を保ちつつ、傾動手段によって、ガラス管が鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させられる。さらに、前記乾燥手段によって、塗布液が乾燥させられることで、ガラス管内壁面に塗布層が形成される。尚、前記乾燥の際にも、回転手段によってガラス管を回転させてもよいし、さらに、回転させつつ、傾動手段によってガラス管を傾斜させてもよい。これにより、ガラス管の円周方向の乾燥ムラの低減を図ることができる。また、ランプの製造装置では、前記塗膜形成装置によって、塗布層の形成されたガラス管を用いてランプが製造される。上述のように、前記傾動手段によって、ガラス管を鉛直方向に対して傾斜させることにより、ガラス管自体に反りや、保持精度に起因するガラス管の傾斜や、前記ガラス管の回転時の遠心力に起因するガラス管のたわみ等が生じていても、ガラス管の傾斜回転時には、ガラス管の管軸に直交する同一断面内のガラス管内壁面の高さを回転角度ごとに変化させることができる。従って、付着させられた塗布液の垂れ落ち度合いの差により、ガラス管円周方向の塗膜層が不均一になってしまうおそれのあった従来技術と異なり、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを軽減することができる。すなわち、ガラス管の塗膜層の膜厚差の軽減を図ることができる。また、ガラス管保持の都合上、ガラス管上部の管軸が、下部の管軸と比較して、より鉛直に近いケースが圧倒的に多い。さらに、ガラス管の回転中においては、塗布液は、上側から下側へと垂れ落ちて下端から排出されるようになっているため、塗布液の付着量はガラス管上部から順に決定づけられることとなる。このため、ガラス管上部の塗布層の膜厚は回転初期の影響を大きく受けやすい。この点、回転初期には、傾斜させることなく、鉛直状態が保持されることで、ガラス管上部におけるガラス管円周方向の塗膜層の膜厚を一層均一にすることができる。ひいては、ガラス管長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を図ることができる。その結果、最終的に得られるランプとしての輝度差の軽減を図ることができる。
【００２５】
手段９．前記保持手段は、前記ガラス管上端またはその近傍を把持し、前記ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直になるよう保持することを特徴とする手段８に記載のランプの製造装置。
【００２６】
上記手段９によれば、保持手段によって、ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直に保持されることで、回転初期においてガラス管を傾斜させることなく、鉛直状態で回転させることの作用効果であるガラス管上部の円周方向の塗膜層の膜厚の均一化を一層確実なものとすることができる。ひいては、ガラス管長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を一層確実なものとすることができる。その結果、最終的に得られるランプとしての輝度差の軽減を図ることができる。
【００２７】
手段１０．前記傾動手段による前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管自体の反りと、前記保持手段によって前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれと、前記回転手段によって前記ガラス管を回転させつつ、前記傾動手段によって該ガラス管を傾斜させた際に発生する遠心力によるガラス管のたわみとに基づいて設定するようにしたことを特徴とする手段８または９に記載のランプの製造装置。
【００２８】
上記手段１０によれば、傾動手段によって、ガラス管を傾斜させる要因であるガラス管自体の反りと、保持の際のガラス管上部の管軸のずれと、たわみとに基づき適切に設定された所定の傾斜角度にガラス管が傾斜させられる。このため、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラを一層軽減することができる。すなわち、ガラス管の塗膜層の膜厚差の一層の軽減を図ることができる。従って、最終的に得られるランプとしての輝度差の軽減を図ることができる。
【００２９】
手段１１．前記傾動手段による前記所定の傾斜角度を、前記保持手段によって前記ガラス管上部を鉛直に保持した際の該ガラス管自体の反りによる前記ガラス管下部の湾曲部のうち最も大きい湾曲角度と、前記保持手段によって前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれである保持角度と、前記回転手段によって前記ガラス管を回転させつつ、前記傾動手段によって該ガラス管を傾斜させた際に発生する遠心力によるガラス管のたわみによるたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定するようにしたことを特徴とする手段８乃至１０のいずれかに記載のランプの製造装置。
【００３０】
上記手段１１によれば、傾動手段によって傾斜させられるガラス管の所定の傾斜角度が、湾曲角度と保持角度とたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定されるようにした。このため、ガラス管傾斜回転時には、ガラス管の長手方向の全位置において、その管軸に直交する同一断面内のガラス管内壁面の上下差のある位置についても、その上下が交互に入れ替わることとなる。また、余剰に傾斜角度を大きくしないため、上下差が必要以上に大きすぎてしまうことがなく、傾斜をさせることによってかえって付着ムラを生じさせてしまうのを防止できる。従って、塗布液のガラス管円周方向の付着ムラをより確実に軽減することができ、ガラス管の塗膜層の膜厚差の一層の軽減を図ることができる。その結果、最終的に得られるランプとしての輝度差の軽減を図ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図２に示すように、本実施の形態におけるランプを構成する冷陰極放電灯１は、ガラス管よりなるバルブ部２と、バルブ部２の両端において封止状態で設けられた電極マウント３とを備えている。バルブ部２の内壁面には、蛍光皮膜４が設けられているとともに、バルブ部２内部には不活性ガスと水銀蒸気とが封入されている。バルブ部２は、かなり細長いものであり、例えば、外径が３ｍｍから４ｍｍ程度であって、長さが９００ｍｍから１３００ｍｍ程度に構成されている。もちろん、上記数値範囲を逸脱したものであってもよい。また、バルブ部２の原材料であるガラス管は、その細長さゆえ、反りを有する場合がある。
【００３２】
かかる冷陰極放電灯１は、所定の製造装置が用いられることにより、次のようにして製造される。すなわち、まず、ガラス管の内壁面の所定部位に、成分として蛍光体を含む塗膜層を形成する。そして、塗膜層を焼成することによって、蛍光皮膜４が形成される。蛍光皮膜４が形成されたガラス管の長手方向に沿った２カ所に縮径部をそれぞれ形成する。次に、ガラス管のうち一方の端部に電極マウント３を位置決めした上で封止する。続いて、他方の端部から別のマウント３及び水銀合金部材を挿入し、一方の縮径部に別のマウント３を仮止めし、さらに他方の縮径部（他方の端部側に位置する縮径部）に水銀合金部材を仮止めする。その後、ガラス管内を一旦脱気し、不活性ガスを導入し、さらに加熱によりガラス管内に水銀蒸気を放出せしめる。そして、前記仮止めされていた別のマウント３が封止され、バルブ部２が形成される。このように、一連の工程を経ることによって、前記冷陰極放電灯１が得られる。
【００３３】
さて、上記各種の工程のための各種装置からなる図示しない製造装置を用いて冷陰極放電灯１を得るに際し、塗膜層の形成が重要となってくる。塗膜層を形成する図示しない塗膜層形成装置は、ガラス管１１の内壁面に塗布液１２を付着させるための付着手段１４と、ガラス管１１を鉛直またはほぼ鉛直に保持するための保持手段１５と、ガラス管１１をその管軸を中心に回転させるための回転手段と、ガラス管１１を鉛直方向に対して傾斜させるための傾動手段１６と、ガラス管１１内を乾燥させるための乾燥手段１７とを備えている（図１（ａ）〜（ｄ）参照）。
【００３４】
かかる塗膜層形成装置によって、塗膜層は、ガラス管１１に塗布液１２を付着させるための付着工程と、前記塗布液１２の付着したガラス管１１を回転させる回転工程と、塗布液１２を乾燥させるための乾燥工程とを経て形成される。
【００３５】
ここで、各工程における作業手順、並びに、作用及び効果を説明する。
【００３６】
前記付着工程においては、図１（ａ）に示すように、ガラス管１１はほぼ鉛直に保持されている。また、塗布液１２の貯留された容器１３がガラス管１１の下方に用意される。そして、付着手段１４によって、該ガラス管１１の上端からエアが吸引されることで、ガラス管１１の下端から塗布液１２が吸い上げられる。塗布液１２が、ガラス管１１の所定高さまで充填された時点で、前記エアの吸引を解除させる。すると、塗布液１２が自然に流下し、ガラス管１１の下端から排出され始める。
【００３７】
前記回転工程においては、吸引解除と共に、図１（ｂ）に示すように、保持手段１５によって、ガラス管１１上端近傍を把持することで、ガラス管１１を鉛直に保持する。このとき、ガラス管１１上部の管軸が、該ガラス管１１の下部よりも、鉛直になるように保持することが好ましい。これと共に、図示しない回転手段によって、前記保持手段１５を回転させることでガラス管１１をその管軸を中心に回転させる。これにより、塗布液１２のスムーズな排出を促すことができる。
【００３８】
さらに、塗布液１２の液面がガラス管１１下部まで下降した時点で、図１（ｃ）に示すように、ガラス管１１を回転させたまま、傾動手段１６によって、保持手段１５を所定角度傾斜させる。これにより、前記ガラス管１１が鉛直方向に対して傾斜させられることとなる。前記所定角度についての詳細は、後述する。ガラス管１１に反りがあるような場合には、ガラス管１１上部を鉛直に保持しても、該ガラス管１１の下部において、その管軸は鉛直とはならない。この場合、当該下部の管軸に直交する断面において、同一断面上にあるにもかかわらず、ガラス管１１内壁面に上下差を生じる位置が存在する。ところが、ガラス管１１を傾斜させつつ回転させることで、前記上下差のある位置について、その上下が交互に入れ替わる。このため、塗布液１２のガラス管１１円周方向の付着ムラを軽減することができる。
【００３９】
次に、乾燥工程においては、図１（ｄ）に示すように、ガラス管１１の傾斜と回転とを保ったまま、乾燥手段１７によって、ガラス管１１上端の開口部からガラス管１１内部へと、乾燥エアが送風される。これにより、ガラス管１１内に付着させられた塗布液１２が乾燥させられ、塗膜層が形成される。
【００４０】
ここで、回転工程におけるガラス管１１傾斜回転時に、傾動手段１６によって、保持手段１５を傾斜させる傾斜角度の設定について説明する。
【００４１】
傾斜角度の設定においては、ガラス管１１が鉛直方向に対して傾斜してしまう要因を考慮する。まず、図３（ａ）に示すように、ガラス管１１が反りを有する場合において、ガラス管１１上部を鉛直に保持したときの該ガラス管１１下部の湾曲が挙げられる。該ガラス管１１下部の湾曲部のうち最も大きい湾曲角度を角度Ａ度とする。また、図３（ｂ）に示すように、保持手段１５の精度によって、ガラス管１１が保持位置において僅かに傾斜して保持される場合が挙げられる。この保持角度を角度Ｂ度とする。加えて、図３（ｃ）に示すように、ガラス管１１傾斜回転時に、ガラス管１１下部に遠心力によるたわみが生じる場合が挙げられる。該たわみ角度を角度Ｃ度とする。前記各要因の角度は微小なものではあるが、本図ではわかり易くするため、ガラス管１１を太く、角度を大きく表現した。
【００４２】
そして、各要因が相乗された状態を考慮し、前記全ての要因、ガラス管１１下部の湾曲角度と保持角度とたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍を傾斜角度Ｘ度として設定する。すなわち、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝Ｘとする。
【００４３】
以上詳述したように、鉛直方向に対して適切な傾斜角度を設けることにより、ガラス管１１傾斜回転時には、ガラス管１１の長手方向の全位置において、その管軸に直交する同一断面内のガラス管１１内壁面の高さが変化する。このため、前記上下差が存在したとしても、その上下が交互に入れ替わることとなる。また、余剰に傾斜角度を大きくしないため、上下差が必要以上に大きくならず、傾斜をさせることによる付着ムラを生じさせにくい。従って、付着させられた塗布液の垂れ落ち度合いの差により、ガラス管円周方向の塗膜層が不均一になってしまうおそれのあった従来技術と異なり、塗布液１２のガラス管１１円周方向の付着ムラを軽減することができる。すなわち、ガラス管１１の塗膜層の膜厚差の軽減を図ることができる。従って、最終的に得られる冷陰極放電灯１としての輝度差の軽減を図ることができる。
【００４４】
また、保持手段１５によってガラス管１１上部を保持する都合上、ガラス管１１上部は比較的鉛直に保持され、下部に行くに従い、湾曲によってガラス管１１管軸の傾斜が大きくなっていく。加えて、回転手段によって、ガラス管１１を回転させる際に生じるたわみについても、前記湾曲や保持角度によって本来のガラス管１１管軸から垂直方向に離れている下部ほど遠心力が働き、一層下部の傾斜を大きくさせることとなる。このため、ガラス管１１上部の管軸は、下部の管軸と比較して、より鉛直に近いケースが圧倒的に多いといえる。この点、本実施の形態では、ガラス管１１上部の塗布層の膜厚の決定に大きく影響のある塗布液１２の吸引解除直後は、傾斜させることなく、鉛直を保ったまま回転させることとしている。そのため、ガラス管１１上部においては、鉛直が保持されることで、ガラス管１１円周方向の塗膜層の膜厚を一層均一にすることができる。ひいては、ガラス管１１長手方向全体における塗膜層の膜厚の均一化を図ることができる。
【００４５】
尚、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００４６】
（ａ）上記実施の形態では、付着工程において、塗布液１２をガラス管１１下端から吸引しているが、これに限定されるわけではなく、ガラス管１１上端から注入等してもよい。
【００４７】
（ｂ）また、ガラス管１１への塗布液１２の吸引を解除するまでは、必ずしもガラス管１１を鉛直に保持する必要はない。
【００４８】
（ｃ）上記実施の形態では、冷陰極放電灯１の蛍光皮膜４を形成する方法に具現化しているが、他のランプの蛍光皮膜を形成する場合に具現化することもできる。
【００４９】
（ｄ）上記実施の形態では、乾燥工程においても、ガラス管１１を傾斜させているが、必ずしも傾斜させる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】塗膜層を形成するための工程を説明するための図であって、（ａ）は付着工程を示す部分断面図であり、（ｂ）は回転工程におけるガラス管を鉛直に保持した状態を示す部分断面図であり、（ｃ）は回転工程におけるガラス管を傾斜させた状態を示す部分断面図であり、（ｄ）は乾燥工程を示す部分断面図である。
【図２】冷陰極放電灯の構成を示す部分断面図である。
【図３】ガラス管が傾斜させられる要因を説明するための図であって、（ａ）はガラス管自体の反りを示す断面図であり、（ｂ）は保持手段の精度による傾斜を示す断面図であり、（ｃ）は傾斜回転時のたわみを示す部分断面図である。
【図４】従来技術におけるガラス管の回転時の状態を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
１…冷陰極放電灯、２…バルブ、３…電極マウント、４…蛍光皮膜、１１…ガラス管、１２…塗布液、１３…容器、１４…付着手段、１５…保持手段、１６…傾動手段、１７…乾燥手段。
Claims (11)
- ガラス管の内壁面に塗布液を付着させる付着工程と、
前記ガラス管をその管軸を中心に回転させる回転工程と、
前記ガラス管内の塗布液を乾燥させることで塗膜層を形成する乾燥工程とを備えた塗膜層の形成方法において、
前記回転工程においては、
前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した状態で回転を開始させた後、
さらに、前記ガラス管の管軸を鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させた状態で、該ガラス管を回転させることを特徴とする塗膜層の形成方法。 - 前記回転工程おいては、前記ガラス管の上端またはその近傍を把持し、回転初期には、前記ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直になるように保持することを特徴とする請求項１に記載の塗膜層の形成方法。
- 前記付着工程においては、前記ガラス管内の所定範囲に塗布液を充填し、
前記回転工程においては、前記充填された塗布液を排出しつつ、前記ガラス管を回転させることを特徴とする請求項１または２に記載の塗膜層の形成方法。 - 前記乾燥工程においては、前記ガラス管の回転を行いつつ、前記塗布液を乾燥させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗布層の形成方法。
- 前記回転工程における前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管自体の反りと、
前記回転工程における前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれと、
前記回転工程における前記ガラス管の傾斜回転時に発生する遠心力によるガラス管のたわみとに基づいて設定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の塗布層の形成方法。 - 前記回転工程における前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管上部を鉛直に保持した際の該ガラス管自体の反りによる前記ガラス管下部の湾曲部のうち最も大きい湾曲角度と、
前記回転工程における前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれである保持角度と、
前記回転工程における前記ガラス管の傾斜回転時に発生する遠心力によるガラス管のたわみによるたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の塗布層の形成方法。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載の塗膜層の形成方法によって蛍光皮膜を形成するランプの製造方法。
- ガラス管内壁面に塗膜層を形成するための塗膜層形成装置を備えたランプの製造装置において、
前記塗膜層形成装置は、
ガラス管の内壁面に塗布液を付着させるための付着手段と、
前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持するための保持手段と、
前記ガラス管をその管軸を中心に回転させるための回転手段と、
前記回転手段によって前記ガラス管を鉛直状態で回転させた後、該ガラス管を鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させるための傾動手段と、
前記ガラス管内を乾燥させるための乾燥手段とを備えたことを特徴とするランプの製造装置。 - 前記保持手段は、前記ガラス管上端またはその近傍を把持し、前記ガラス管上部が鉛直またはほぼ鉛直になるよう保持することを特徴とする請求項８に記載のランプの製造装置。
- 前記傾動手段による前記所定の傾斜角度を、前記ガラス管自体の反りと、
前記保持手段によって前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれと、
前記回転手段によって前記ガラス管を回転させつつ、前記傾動手段によって該ガラス管を傾斜させた際に発生する遠心力によるガラス管のたわみとに基づいて設定するようにしたことを特徴とする請求項８または９に記載のランプの製造装置。 - 前記傾動手段による前記所定の傾斜角度を、前記保持手段によって前記ガラス管上部を鉛直に保持した際の該ガラス管自体の反りによる前記ガラス管下部の湾曲部のうち最も大きい湾曲角度と、
前記保持手段によって前記ガラス管を鉛直またはほぼ鉛直に保持した際の、鉛直方向に対する該ガラス管上部の管軸のずれである保持角度と、
前記回転手段によって前記ガラス管を回転させつつ、前記傾動手段によって該ガラス管を傾斜させた際に発生する遠心力によるガラス管のたわみによるたわみ角度とを合計した角度、または、該合計した角度を超えた近傍に設定するようにしたことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のランプの製造装置。
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