(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密封止されたランプ容器と、当該ランプ容器の内面の一部に形成された蛍光体層とを有する蛍光ランプであって、
前記ランプ容器は、略球形をした球体部と円筒体部とを有する外管を備え、
前記蛍光体層は、前記球体部内面および当該球体部内面から円筒体部内面にかけて形成されていて、当該蛍光体層は、前記円筒体部に存する端部付近の厚みが当該端部に向かって滑らかに漸減していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記蛍光体層は、その端部付近において、前記ランプ容器内面となす角度が鋭角な斜面を創出するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記球体部と前記円筒体部とが、縦断面において２個の略円弧が連設されてなる略Ｓ字状をした接続部で接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプに関し、特に、ランプ容器内面に蛍光体層が形成されてなる蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内面に蛍光体層が形成されてなるランプ容器を有する蛍光ランプの一つに無電極蛍光ランプがある。当該無電極蛍光ランプは、文字通り電極を持たない蛍光ランプであり、電極が寿命を決定する主要素となる蛍光ランプと比較して長寿命であることから、近年注目されている。
【０００３】
このような無電極蛍光ランプの一例として、円筒状の凹部を有するランプ容器と、前記凹部に埋没する形で配された励起コイルとを有する構造のものがある。そして、当該励起コイルに高周波の交流電流を流すと、ランプ容器内に交流磁界が発生する。この交流磁界の発生によって、ランプ容器内で水銀原子と電子の衝突が起こり、水銀原子から紫外線が放出される。放出された紫外線がランプ容器の内面に塗布された蛍光体に当たって可視光が発生することとなる。
【０００４】
上記した無電極蛍光ランプのランプ容器の製造方法に関し、特に、蛍光体の塗布・乾燥工程および不要な蛍光体の除去工程について説明する。
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、従来技術における上記一連の工程を示す図である。
図５（ａ）〜（ｄ）に示す丸底フラスコ状をしたものは、ランプ容器１００（図６）の後述する外管１０２（図６）となる部分を有するガラス容器１０６である。なお、図５（ａ）〜（ｄ）中の各ガラス容器１０６は縦断面図で表している。
【０００５】
先ず、ガラス容器１０６を上に向けた状態で、注入ノズル１０８を用いて、ガラス容器１０６内に蛍光体粉末を含有する塗布液１１０を図５（ａ）に示す部位まで注入する[図５（ａ）]。
次に、ガラス容器１０６を矢印Ｄの向きに回転させながら倒立させて、ガラス容器１０６内から余分な塗布液１１０を流し出す[図５（ｂ）]。なお、ガラス容器１０６を回転させるのは、ガラス容器１０６内面に付着する塗布液１１０の厚みをできるだけ均一にするためである。
【０００６】
そして、倒立させたまま、ガラス容器１０６内に温風ノズル１１２を進入させて、ガラス容器１０６内面に付着した塗布液１１０を乾燥させる[図５（ｃ）]。倒立させたまま、乾燥させるのは、塗布液１１０がガラス容器１０６底部に溜まって、形成される蛍光体層の厚みが極端に不均一になるのを防止するためである。
【０００７】
塗布液１１０が乾燥して、蛍光体層１１４が形成されると、ガラス容器１０６の円筒部１１６内面に形成された不要な蛍光体の除去を行なう。当該除去には、例えば、ゴムブレード１１８が用いられ、当該ゴムブレード１１８をガラス容器１０６の球状部１２０の少し手前まで挿入し（円筒部１１６を越えて球状部１２０まで挿入しない理由については後述する。）、当該ゴムブレード１１８を回転させることによって、当該円筒部１１６内面に形成された蛍光体層１１４を掻き取る[図５（ｄ）]。円筒部１１６の蛍光体層１１４を除去するのは、当該円筒部１１６において、後述する内管１０４を封着するのであるが、封着部となる円筒部１１６に蛍光体が残存していると、封着した際にクラックが生じたり、封着が不完全となってリークが発生してしまうからである。
【０００８】
上記したようにして、ガラス容器１０６内面の所定の範囲に蛍光体層が形成されると、図６に示すように、励起コイルの収納部となる内管１０４が挿入されて、位置決めされる。そして、内管１０４の管軸回りに当該内管１０４とガラス容器１０６とを同じ向きに同じ速さで回転させながら、内管１０４の開口部に対応するガラス容器１０６の円筒部１１６外周からバーナーで加熱して、内管１０４とガラス容器１０６とを融着（気密封止）させる。その後、破線で示すガラス容器部分を切断して、ランプ容器１００が作製される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したランプ容器１００における蛍光体層１１４の端部は、上述したようにゴムブレード１１８で除去されている関係上、図６のＥ部詳細に示すように、角張ってしまっている。そのため、当該角部分１２２において、局所的に蛍光体の脱落（欠け）が生じやすい。脱落した蛍光体のかけらは、無電極蛍光ランプが発光した場合に、影となって見え、品質上問題となる。
【００１０】
なお、ゴムブレード１１８を円筒部１１６を越えて球状部１２０まで挿入しないのは、以下の理由による。すなわち、そのようにして蛍光体層１１４を掻き取った場合には、円筒部１１６と球状部１２０をつなぐ円弧状の斜面部分１２４に、掻き取った蛍光体が粉末状で残存する。残存する蛍光体粉末が上記した封着工程において、封着部に混入すると、当該封着部にクラックやリークが発生するからである。
【００１１】
本発明は、上記した課題に鑑み、蛍光体層の端部付近での脱落が生じにくい蛍光ランプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る蛍光ランプは、気密封止されたランプ容器と、当該ランプ容器の内面の一部に形成された蛍光体層とを有する蛍光ランプであって、前記蛍光体層は、その端部付近の厚みが当該端部に向かって滑らかに漸減していることを特徴とする。
【００１３】
また、前記蛍光体層は、その端部付近において、前記ランプ容器内面となす角度が鋭角な斜面を創出するように形成されていることを特徴とする。
また、前記球体部と前記円筒体部とが、縦断面において２個の略円弧が連設されてなる略Ｓ字状をした接続部で接続されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、無電極蛍光ランプを例にして説明する。
図１は、実施の形態に係る、電磁誘導結合型放電（Ｈ放電）を利用した無電極蛍光ランプ（以下、単に「無電極ランプ」と言う。）１０の一部切り欠き縦断面図である。
【００１５】
無電極ランプ１０は、透光性ガラスからなり、気密封止されたランプ容器１２を有している。ランプ容器１２の内面の所定範囲には、蛍光体層１４が形成されており、当該ランプ容器１２内には、水銀とアルゴンやクリプトンなどの不活性ガスとが放電物質として封入されている。
ランプ容器１２は、略球形をした外管１６と、当該外管１６の気密封止部材であると共に後述するコア２４の収納部材となる内管１８とを有している。外管１６は内管１８と、参照符号１９で示す位置で封止されている。
【００１６】
内管１８は円筒状をした凹部２０を有しており、当該凹部２０に没入する形で、励起コイル２２が外周に巻回されたコア２４が設けられている。コア２４は、フェライトなどの磁性体からなる円筒形をしている。
コア２４の内周側には、コア２４の過熱を防止するための放熱手段として、アルミ製ヒートシンク２６の円筒部２８が挿入されている。ヒートシンク２６は、前記円筒部２８に延設されたカップ状部３０を有しており、当該カップ状部３０が、合成樹脂製の回路ケース３２に固定されている。
【００１７】
回路ケース３２内には、励起コイル２２と接続され、当該励起コイル２２に高周波の交流電流を流すための高周波駆動回路３４が収納されている。
また、回路ケース３２には、一般の白熱電球と同規格の口金３６が取り付けられており、商用電源からの電力が当該口金３６を介して前記高周波駆動回路３４に供給される。
【００１８】
上記の構成からなる無電極ランプ１０において、高周波駆動回路３４から励起コイル２２に高周波の励磁電流を流すことで、ランプ容器１２内に封入された水銀を含む封入ガスが、主に参照符号３８で示す領域にプラズマ放電を形成し、このプラズマ（封入ガス）が２次コイルとして励起コイル２２と電気的に結合して、その放電状態が安定することとなる。当該放電によって、水銀から紫外線が放出され、放出された紫外線がランプ容器１２の内面に形成された蛍光体層１４の蛍光体に当たって可視光が発生する。
【００１９】
蛍光体層１４は、外管１６内面のほぼ全面に形成されており、蛍光体層１４の端部は外管１６の封止部１９の少し手前に在る。なお、外管１６の厚みが１ｍｍ前後なのに対し、蛍光体層１４のほぼ一様な厚み部分の平均厚みは２０μｍ前後である。したがって、説明の便宜上、図では蛍光体層１４の厚みを外管１６の厚みに対して誇張して描いている。
【００２０】
蛍光体層１４の端部付近の厚みは、図１のＡ部詳細に示すように、当該端部４０に向かって滑らかに漸減している。すなわち、蛍光体層１４の端部付近は、外管１６内面に対して鋭角な斜面を形成するように形成されている。換言すると、蛍光体層１４の端部は角張っていない。その結果、当該端部における蛍光体の脱落が生じにくく、蛍光体の脱落に起因して生じる既述した問題が発生しにくい。
【００２１】
以上のように構成された無電極ランプ１０の製造工程の一部について、図２、図３を参照しながら説明する。
図２に示す丸底フラスコ状をしたガラス容器４２は、前記外管１６となる部分を有するガラス容器である。ガラス容器４２は、円筒体部４４と球体部４６とからなる。
【００２２】
先ず、上記ガラス容器４２を上に向けた状態で、注入ノズル４８をガラス容器４２内に進入させ、当該注入ノズル４８から塗布液５０をガラス容器４２内に注入する（ａ）。塗布液５０は、ポリエチレンオキサイド（糊状をした高分子物質）を純水に溶かした水溶液に蛍光体粉末を混入させたものである。当該塗布液５０は、前記外管１６内面をコーティングするのに必要な分だけ注入し、多く入れすぎない。すなわち、ガラス容器４２の容積に比して少量を注入する。
【００２３】
次に、ガラス容器４２を矢印Ｂの向きに回転させながら徐々に倒立させる（ｂ）。回転させるのは、少量の塗布液をガラス容器４２内面全面に塗布すると共に、塗布液が筋状にガラス容器４２内面に残らないようにするためである。
完全に倒立させた後（ｃ）、しばらくしてからガラス容器４２の回転を停止させる（ｄ）。ガラス容器４２下方には、塗布液回収容器５２が設置されていて、これによってガラス容器４２からこぼれ出る塗布液が回収される。
【００２４】
続いて、塗布液の乾燥と塗布液の一部除去とを行なう。当該除去は、円筒体部４４に付着した塗布液の大部分について行なう。除去を行なう目的は、既述したように、外管２６を内管１８で封止する際に、クラックやリークが生じないようにするためである。
塗布液の乾燥と除去は、図３に示すように４工程（▲１▼〜▲４▼）で行われる。
【００２５】
ガラス容器４２は、４つの吹き出し口５４、５６、５８、６０を有する熱風ダクト６２の下方を倒立したまま移動する。ガラス容器４２は、各吹き出し口５４〜６０の真下で位置決めされる。ガラス容器４２は、各位置において、対応する吹き出し口から吹き出される約２００℃の熱風を所定時間（例えば、約４０秒）、その底部外側から受けるとともに、ガラス容器４２内で発生する水蒸気の吸引がなされる。また、工程▲１▼と工程▲３▼では、塗布液の洗浄除去も行なわれる。
【００２６】
図４は、塗布液の洗浄と水蒸気の吸引とを行なうための洗浄・吸引装置（全体については不図示）におけるヘッド部６４の断面図を示している。当該ヘッド部６４は、図外のポンプから送出される洗浄液を噴射するノズル６６と水蒸気を吸引する吸入する吸入筒６８とを有している。なお、洗浄液には、純水が用いられる。当該吸入筒６８には、図外のブロワの吸引口に接続されたパイプ７０が取付けられており、当該ブロワの吸引力によって、吸入筒６８から、ガラス容器４２内で発生する水蒸気を吸入するようになっている。
【００２７】
ノズル６６の先端は、下方に傾けられており、円筒体部４４の内面に対して角度αで純水を噴射するようになっている。角度αの範囲については、後述する。また、円筒体部４４内面における、純水を噴射する上下方向の位置は、円筒体部４４内面におけるできるだけ上方が好ましい。円筒体部４４を越えてその上方の斜面７２に噴射すると、純水が球体部４６内に跳ねて、当該球体部４６内面の蛍光体層にむらが生じる。一方、噴射位置が下方過ぎると、封止位置もその分下方にせざるを得なくなり、ランプ容器１２ひいては、無電極ランプ１０の全長が長くなってしまうからある。
【００２８】
図３に戻り、工程▲１▼では、ガラス容器４２が矢印Ｃの向きに回転されながら、上記したヘッド部６４のノズル６６から噴射される純水で塗布液が洗浄除去されると共に、吸入筒６８を介してガラス容器４２内で発生する水蒸気の吸入が行なわれる。当該洗浄工程は粗洗浄である。なお、後工程▲２▼、▲３▼、▲４▼が終了するまで、ガラス容器４２は、矢印Ｃの向きに回転される。
【００２９】
続く、工程▲２▼では、塗布液の乾燥のみが行われる。そのため、ガラス容器４２内では、吸入筒７４による水蒸気の吸引のみが実施される。吸入筒７４は、円筒形状をしていて、その下方端部がパイプ７６を介して、前記したブロワの吸引口に接続されてなるものである。
工程▲３▼では、ヘッド部７８を用いて、工程▲１▼と同様、洗浄と吸引とを行なう。当該洗浄工程が仕上げ洗浄となる。なお、ヘッド部７８は、工程▲１▼で用いるヘッド部６４と同様のものである。
【００３０】
最後の工程では、吸入筒８０で水蒸気を吸入しながら、塗布液の乾燥のみがおこなわれる。
なお、ガラス容器４２が通過する下方には、洗い流される塗布液を回収するための回収槽８２が設置されている。
以上説明した▲１▼〜▲４▼の工程を経ることによって、ガラス容器４２内の不要な塗布液が洗浄・除去されるとと共に、塗布液が乾燥され、上記した所望の範囲に蛍光体層が形成されることとなる。
【００３１】
上記▲１▼〜▲４▼の乾燥工程において、塗布液は、ガラス容器４２の底部側から円筒体部４２側へと徐々に固化していくと共に、固化していない液状の塗布液は若干量、ガラス容器４２内面を下方へと伝っていく（球体部４６から円筒体部４４へと伝っていく。）。このような状況において、液体（純水）で洗い流されることによって、蛍光体層の端部が形成されることから、当該端部は上述したような形状（図１：Ａ部詳細参照）となるのである。また、蛍光体の脱落を防止する観点から、蛍光体層１４の端部付近は、ガラス容器４２の円筒体部４４内面に対して、鋭角な斜面を形成するようにすることが好ましいので、上記した純水（洗浄液）の噴射角度α（図４）は９０度未満とすることが適切である。
【００３２】
なお、最終的にガラス容器４２の球体部４６内面に形成される蛍光体層の平均厚みは、塗布液の粘度と塗布液を乾燥させる際の乾燥速度とによって決まる。
すなわち、粘度が高いほど（塗布液の流動性が低いほど）・乾燥速度が速いほど、蛍光体層の厚みは厚くなり、一方、粘度が低いほど（塗布液の流動性が高いほど）・乾燥速度が遅いほど、蛍光体層の厚みは薄くなる。球体部４６内面に塗布された塗布液は、固化するまでは自重によって下方へと流動し、その分、徐々に塗布液の膜厚（蛍光体層の厚み）が減少していくからである。
【００３３】
当該乾燥速度は、例えば、吸入筒のガラス容器４２に対する進入量によって調整することができる。吸入筒は、主に球体部４６内で発生する水蒸気を吸引することによって、当該球体４６内面の塗布液の乾燥を促進する目的で設けられているのであるが、吸入筒の吸入口（上部開口部）を球体部４６に近づけるほど（奥深く進入させるほど）、当該吸入筒の吸込み量に占める前記水蒸気の割合が高くなり、乾燥が促進される一方、吸入口をガラス容器４２の開口部付近に近づけるほど（ガラス容器４２に対する進入が浅いほど）、吸入筒が外気（ガラス容器４２外部の空気）を吸込む率が高くなって、吸入筒の吸込み量に占める水蒸気の割合が低くなり、乾燥が鈍化するからである。
【００３４】
塗布液がほとんど未乾燥の状態で、塗布液の洗浄と乾燥を同時におこなう上記工程▲１▼においては、以下の理由から、吸入筒をあまりガラス容器４２の奥まで進入させることができない。吸入筒を奥深く進入させると、当該吸入筒によって吸込まれる外気がもたらす上方に向かう気流によって、洗浄液が球体部４６内部に巻き上げられて球体部４６内面に落下し、塗布された塗布液に厚みむらができてしまうからである。
【００３５】
したがって、工程▲１▼においては、吸入筒をガラス容器４２の奥深くまで進入させている工程▲２▼（あるいは、工程▲４▼）と比較して、塗布液の乾燥速度が遅くなる。
そこで、最終的に得る蛍光体層の厚みを厚くさせるために、工程▲１▼も工程▲２▼と同様に水蒸気の吸引のみとし、吸入筒をガラス容器４２の奥深くまで進入させるようにしてもよい。あるいは、工程▲１▼を廃止し、工程▲２▼の実行時間を工程▲１▼の実行時間に加算したものとしても構わない。
【００３６】
また、上記実施の形態では、蛍光体を混入する液体にポリエチレンオキサイドの水溶液を用いたが、これに限らず、酢酸ブチルを用いてもよい。すなわち、酢酸ブチルに蛍光体粉末を混入したものを塗布液としても構わない。なお、この場合の洗浄液には酢酸ブチルを用いることとなる。
本発明が適用される蛍光ランプは、上記した無電極蛍光ランプに限定されない。要は、気密封止されたランプ容器を有し、その内面の一部に蛍光体層が形成されてなる（すなわち、蛍光体層の端部が存在する）蛍光ランプであれば適用できるのである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る蛍光ランプによれば、ランプ容器の内面の一部に形成された蛍光体層の端部付近の厚みが当該端部に向かって滑らかに漸減しているので、当該端部が角張っている従来の蛍光ランプにおいて生じるような蛍光体の脱落が発生しにくい。その結果、脱落した蛍光体がランプ発光時に影となって見えるといったような、蛍光体の脱落に起因して生じる問題が発生しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る無電極蛍光ランプ全体の概略構成を示す図である。
【図２】上記無電極蛍光ランプの製造工程の一部を示す図である。
【図３】上記無電極蛍光ランプの製造工程の一部を示す図である。
【図４】図３に示す製造工程において用いられる洗浄・吸引装置のヘッド部を主に示す図である。
【図５】従来技術に係る無電極蛍光ランプの製造工程の一部を示す状態である。
【図６】従来技術に係る無電極蛍光ランプの製造過程におけるランプ容器の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１２    ランプ容器
１４    蛍光体層
【図１】
0003715597.tif 000002
【図２】
0003715597.tif 000003
【図３】
0003715597.tif 000004
【図４】
0003715597.tif 000005
【図５】
0003715597.tif 000006
【図６】
0003715597.tif 000007