(57)【要約】【課題】  直管形蛍光ランプを低温で長期間保存すると、初期点灯時にランプ中央部が暗くなってしまう。【解決手段】  ランプ管中央部９６を低温にし、ランプ管端部９７を高温にする。中央部９６が低温になれば、中央部９６に水銀を寄せ集めることができる。蛍光ランプを放置すればいずれは水銀は両ランプ管端部９７へ移動するが、水銀が完全に移動しきるまでは時間がかかり、その間に蛍光ランプが点灯されれば、中央部に暗部が発生しない。【選択図】        図５
2006032361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光ランプの製造方法において、ランプ製造工程の最後のエージング工程中又はエージング工程後にランプ管の中央部に水銀を集める工程を備えたことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
【請求項２】
上記中央部に水銀を集める工程は、ランプ管の端部を加熱する工程を備えた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。
【請求項３】
上記中央部に水銀を集める工程は、ランプ管の中央部を冷却する工程を備えた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。
【請求項４】
上記中央部に水銀を集める工程は、ランプ管の端部の温度をランプ管の中央部の温度より高くする工程を備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蛍光ランプの製造方法及びその包装構造に関するものである。特に、蛍光ランプの初期点灯時に中央部が暗くなることを防止する発明に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、従来の蛍光ランプの製造方法を示すフローチャート図である。
従来の直管形蛍光ランプは、既に知られた方法により製造される（Ｓ１０）。次に、エージング工程によりテストが行われ、初期不良のある蛍光ランプが取り除かれる（Ｓ２０）。最後に、良品となった蛍光ランプを包装する（Ｓ３０）。
【０００３】
図１３は、包装工程Ｓ３０により包装された蛍光ランプのパッケージを示す図である。
（ａ）に示すように、蛍光ランプの周囲を厚紙や段ボールで覆うもの、或いは、（ｂ）のように、周囲及び端部を覆うものが用いられている。
【特許文献１】特開平４−１０３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の直管形蛍光ランプは、約１０℃以下の低温で、例えば、１ヶ月以上の長期間点灯されることなく放置されると、初期点灯時に蛍光ランプの中央部が端部に比べて暗くなるという課題がある。この問題は、毎年冬季に発生することが多い。暗部の発生は、点灯後数分で解消する。この暗部の発生による悪影響はその後なく、ランプの短寿命化や電極周辺の黒化等の問題を引き起こすことはない。しかし、暗部の発生は、ユーザからの苦情を招いており、何等かの方法により解決しなければならない課題である。この課題は、物理的な意味を持つ現象であると考えられるが、従来、この課題について改善を試みた発表や論文は見当たらない。
【０００５】
近年は、環境保全のために水銀が削減され、蛍光ランプに封入される水銀の量が従来の１／２以下となっている。余分な水銀を入れておけば、ランプ中央部に暗部が発生しにくいことが分かっているが、環境問題のために、水銀量を減らさなければならず、この水銀量の低下が更に中央部に暗部を発生させてしまう原因となっている。
【０００６】
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、蛍光ランプの初期点灯時に中央部が暗くならない蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る蛍光ランプの製造方法は、蛍光ランプの製造方法において、ランプ製造工程の最後のエージング工程中又はエージング工程後にランプ管の中央部に水銀を集める工程を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係る蛍光ランプの製造方法は、上記中央部に水銀を集める工程は、ランプ管の端部を加熱する工程を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係る蛍光ランプの製造方法は、上記中央部に水銀を集める工程は、ランプ管の中央部を冷却する工程を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係る蛍光ランプの製造方法は、上記中央部に水銀を集める工程は、ランプ管の端部の温度をランプ管の中央部の温度より高くする工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、この発明によれば、蛍光ランプが低温で長期間貯蔵された場合でも、初期点灯時にランプ管の中央部が暗くなるという現象を防止することができる。
【００１２】
また、この発明によれば、中央部が暗くなってしまう時期が発生する期間を延ばすことができるので、長時間蛍光ランプを保存することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
蛍光ランプの初期点灯時にランプ管の中央部に暗部が発生しているランプを破壊し、余剰水銀がどこにあるかを確認した。余剰水銀は、ランプの種類を問わず、全て電極近傍にあった。主に、フレア上に存在していた。或いは、一部フローティングアノードにも余剰水銀が存在していた。余剰水銀は、このように電極付近に液状水銀（液状粒）として確認された。水銀は、最冷点に寄りやすい性質を持っている。蛍光ランプを１０℃以下の低温で保存すると、蛍光ランプの電極には金属があり冷えやすく、水銀が寄りやすい部分となり、この最冷点に水銀が集まる。
なお、上記ランプ管の中央部とは、ランプ管全長を３分割した中央の３分の１部分をいう。
【００１４】
図１は、蛍光ランプの初期点灯時にランプ管の中央部が暗くなるメカニズムを説明する図である。
図１（ａ）は、余剰水銀がランプ管内の任意の場所に存在している場合を示している。図では、ほぼ中央部にある場合を示している。ランプ管が低温で消灯されたまま放置されると、この余剰水銀から水銀が蒸発する。次に、（ｂ）に示すように、蒸発した水銀は、電極近傍の最冷部（最冷点）に凝集し、液化する。このため、ランプ端部においては、蒸気密度が小さくなり、ランプ管内の蒸気密度が不均一になる。そして、（ｃ）に示すように、蒸気密度を均一化するため、中央部から端部に向かって蒸発した水銀が拡散移動してくる。このような動作が繰り返されると、（ｄ）のように、中央部にあった余剰水銀が全て端部に移動する。
【００１５】
蛍光ランプは、低温の環境下で点灯されることなく長期間放置（低温消灯放置）されると、ランプ内に封入されている液状水銀が蒸発・凝集を繰り返し、最冷点となる電極近傍に集まる。そして、ランプ内水銀蒸気圧は、周囲温度に見合って低くなっていく。
【００１６】
図２は、蛍光ランプの初期点灯時のメカニズムを示す図である。
図２（ａ）に示すように、点灯初期の時点では、中央部の水銀蒸気圧が低く、端部の水銀蒸気圧が高い状態となっている。従って、中央部に暗部が発生する。点灯後、電極の温度は高温となり、電極近傍に集まっていた余剰水銀は、再び蒸発し始める。図２（ｂ）に示すように、蒸発した水銀は中央部へ拡散し、中央部の水銀蒸気圧が上昇し、暗部は消滅する。この暗部が消滅する時間は、長くても数分である。
【００１７】
以上のように、低温で消灯放置された蛍光ランプが点灯されると、高温となる電極の影響で凝集水銀が再蒸発し、ランプ端部の水銀蒸気密度は高く明るくなるが、中央部は低いままなので、中央暗部が発生する。この暗部は、単純に水銀蒸気不足によるものなので、電極近傍の水銀蒸気が拡散し、中央部の水銀蒸気圧が上昇するとともに、消滅する。
【００１８】
図３は、中央部に暗部が発生しているときの現象を示す図である。
横軸は波長を示している。縦軸は光の強度（相対強度）を示している。図３は、ランプ管中央部から発生される光を示している。中央部の暗部では、水銀過少のため水銀からの紫外線が少ないので蛍光体の発光が少なく、代わりに、より励起電圧の高いアルゴンガスの赤外域発光が確認される。アルゴンガスによる発光は、可視域発光がほとんどないため、結果として、中央部は暗く見える。しかし、水銀の拡散とともに、水銀原子密度が増え、水銀励起が増加するとともに、このアルゴンガス発光は減少し、中央暗部も消滅する。不純ガスである窒素（Ｎ2 ）等の発光は観察されない。図に示すように、点灯直後の蛍光体の発光は非常に弱いが、１０分間点灯した後の蛍光体の発光は、点灯直後に比べて、３倍から４倍になっている。一方、アルゴンの発光は点灯直後に見られるものであるが、１０分後にはアルゴンの発光は消滅してしまう。
【００１９】
図４は、中央部に生じた暗部発光の過度現象を示す図である。
横軸は点灯時間（分）を示している。縦軸は発光強度を示している。アルゴン（Ａｒ）による発光は、点灯後３分を過ぎるとほぼなくなる。一方、水銀（Ｈｇ）による発光及び蛍光体（Ｐｈｏｓ）による発光は、３分を過ぎるまで急上昇し、３分後から１０分後には緩やかに上昇する。図４に示す過度現象は、図２に示した水銀の拡散現象を表したものである。
【００２０】
図５は、この発明の製造方法により製造された直管形蛍光ランプを示す図である。
前述したように、中央部に暗部が発生するのは、余剰水銀がランプ管の両端部に集まったことによる。従って、ランプの製造工程において、できるだけランプ管の中央部に水銀を寄せ、両端部へ水銀が移動しきるまでの時間を長時間にする必要がある。或いは、ランプの中央部に水銀を寄せたまま両端部へ水銀が移動しないようにする必要がある。前述したように、水銀は温度の低い部分に集まりやすい性質を持っている。従って、製造工程の最後のエージング工程による点灯終了時に、点灯により活性化された状態となっている水銀をなるべく中央部に集めるようにすればよい。そのためには、中央部を端部より低い温度にすればよい。その方法としては、
（１）ランプ管の中央部を冷却する工程。
（２）ランプ管の両端部を加熱する工程。
のいずれかを又は両方を実施すればよい。両工程を実施する場合は、その順序は限定されない。
【００２１】
図６は、エージング工程Ｓ２０の後にランプ管の端部を加熱する工程Ｓ２５を加えたものである。
更に、図７は、エージング工程Ｓ２０の後にランプ管の中央部を冷却する工程Ｓ２６を加えたものである。
図６に示す加熱する工程は、ランプの製造工程で両端部を加熱するベーシング工程を利用すればよく、特別な装置を必要としない。また、図７に示す中央部を冷却する工程Ｓ２６は、中央部への送風を行うことにより達成される。
また、図８は、エージング工程と中央部を冷却する工程を同時に行う工程を示している。
エージングは、ランプを所定時間点灯し続ける工程であるから、その点灯時間の間、ランプ中央部に送風を行い、中央部を冷却することが可能である。
【００２２】
図９は、ランプ管の端部の温度を中央部の温度より１０℃高くなるようにしたものと、端部の温度と中央部の温度を等しくしたものとを１０℃の大気中で放置したときの暗部が発生する時期を比較したものである。
端部と中央部の温度差が１０℃ある場合には、暗部は３ヶ月後に発生したが、端部と中央部の温度差が０℃のものは１ヶ月後に発生した。従って、端部を高温に加熱することにより、暗部の発生時期を３倍遅くすることができる。この発明は、中央部を低温に保つことにより、なるべく暗部の発生を防止するものである。中央部を低温にして中央部に水銀を集めたとしても、長時間放置されることにより、いずれは水銀は両端部へ移動するが、余剰水銀が中央部から端部に完全に移動し切り終わるまでの時間は、この発明の製造方法を適用することにより、３倍長くなることが分かった。例えば、従来のままでは、１ヶ月倉庫に放置すれば暗部を発生してしまうが、この発明によれば、３ヶ月近く寒い倉庫に放置されても大丈夫であるということを意味している。例えば、最も寒い１２月，１月，２月、つまり、一冬越しても暗部が発生しない蛍光ランプを提供することができる。冬を越せば暖かくなるため、初期点灯時に生ずる中央部の暗部は自然消滅してしまう。即ち、中央部の暗部は夏には発生しない。
【００２３】
図１０は、この発明の包装工程Ｓ３１に用いられる包装構造を示す図である。図１０において、９１は低温包装部、９２は高温包装部である。低温包装部９１には、開口された放熱部９３が設けられている。また、高温包装部９２には、断熱部９４又は保温材９５が設けられている。このような包装構造を取ることにより、蛍光ランプが低温の場所で貯蔵される場合に、中央部の温度がより低くなるとともに、両端部がより高温に保たれるようになる。
【００２４】
図１１は、複数の蛍光ランプが包装される包装構造を示す図である。
このように、複数の蛍光ランプがパッケージされる場合でも、低温包装部９１と高温包装部９２を設けることができる。
【００２５】
なお、本発明は、直管形だけでなく、環形、電球形の蛍光ランプにも適用することができる。
また、包装構造は、ランプ管の端部加熱工程及び／又は中央部冷却工程のない製造工程を経たものであっても、他の実施例と同様な効果が期待できる。
【００２６】
この発明の実施の形態に係る蛍光ランプの包装構造は、蛍光ランプが貯蔵される場合に、ランプ管の中央部の温度が低く保たれる低温包装部とをランプ管の端部の温度が高く保たれる高温包装部とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
上記低温包装部は、ランプ管の中央部の熱を外部に放出させる放熱部を備えたことを特徴とする。
【００２８】
上記高温包装部は、ランプ管の端部の熱の放出を防ぐ断熱部又は保温材を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ランプ管中央部が暗くなるメカニズムを説明する図である。
【図２】蛍光ランプの点灯初期状態を説明する図である。
【図３】ランプ管中央部に暗部が発生したときの現象を示す図である。
【図４】ランプ管中央部の暗部発光の過度現象を示す図である。
【図５】この発明のランプ製造方法によって製造された蛍光ランプを示す図である。
【図６】この発明の蛍光ランプの製造方法を示す図である。
【図７】この発明の蛍光ランプの製造方法を示す図である。
【図８】この発明の蛍光ランプの製造方法を示す図である。
【図９】この発明の蛍光ランプの製造方法の効果を示す図である。
【図１０】この発明の蛍光ランプの包装構造を示す図である。
【図１１】この発明の蛍光ランプの包装構造を示す図である。
【図１２】従来の蛍光ランプの製造方法を示す図である。
【図１３】従来の蛍光ランプの包装構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
９１  低温包装部、９２  高温包装部、９３  放熱部、９４  断熱部、９５  保温材、９６  中央部、９７  端部。
【図１】
2006032361.tif 000003
【図２】
2006032361.tif 000004
【図３】
2006032361.tif 000005
【図４】
2006032361.tif 000006
【図５】
2006032361.tif 000007
【図６】
2006032361.tif 000008
【図７】
2006032361.tif 000009
【図８】
2006032361.tif 000010
【図９】
2006032361.tif 000011
【図１０】
2006032361.tif 000012
【図１１】
2006032361.tif 000013
【図１２】
2006032361.tif 000014
【図１３】
2006032361.tif 000015