(57)【要約】      （修正有）【課題】水銀または水銀合金を封入した蛍光ランプの、水銀または水銀合金の有無を、新たに検査工程時間を設けることなく自動検出する方法および装置を提供する。【解決手段】アマルガムを封入した細管のバルブの直管部の紫外線量を判定することで、アマルガムが所望個所に封入されているか否かが容易に判定できる。さらに、検査工程時間を新たに設けることなく短時間で確実にアマルガムの有無を検査することができる。【選択図】図１
2004281114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体層が形成されるとともに放電媒体および水銀または水銀合金が封入された蛍光ランプから照射された可視光線を受ける工程と；
可視光線を紫外線に変換する工程と；
測定紫外線量が所定量に達しているか否かを判定する工程と；
を具備していることを特徴とする水銀または水銀合金の検出方法。
【請求項２】
点灯している蛍光ランプからの可視光線を受ける装置と；
可視光線を紫外線に変換する装置と；
測定紫外線量が所定量に達しているか否かを判定出力する装置と；
を具備していることを特徴とする水銀または水銀合金検出装置。
【請求項３】
一端に電極および水銀合金がそれぞれ設けられた２本の直管バルブの他端を連結し屈曲した１本の放電路が形成された蛍光ランプ点灯後の水銀合金近傍の放電空間から照射された可視光線を受ける工程と；
可視光線を紫外線に変換する工程と；
測定紫外線量が所定量に達しているか否かを判定する工程と；
を具備していること特徴とする水銀または水銀合金検出方法。
【請求項４】
一端に電極および水銀合金がそれぞれ設けられた２本の直管バルブの他端を連結し屈曲した１本の放電路が形成された蛍光ランプ点灯後の水銀合金近傍の放電空間から照射される可視光線を受ける装置と；
可視光線を紫外線に変換する装置と；
測定紫外線量が所定量に達しているか否かを判定出力する装置と；
を具備していることを特徴とする水銀または水銀合金検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプに水銀または水銀合金が所定量封入されているか否かを検出する方法および検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、蛍光ランプなどの管球製品は発光管内に放電媒体として水銀が封入されている。しかし、製造工程中において、前記水銀の封入が成されなかったり、所定量未満しか封入されていなかったりした場合、管球製品は所望の光出力を得られなかったり、短寿命になるため、不良品として除外すべきである。このため点灯検査が行なわれているが、この点灯検査はいわば点灯するか否かを目視にて判定するものであったため、水銀量が所定量封入されているか否かを判定することは困難であった。
【０００３】
一方、近年普及してきたバルブ径が小さく放電路を折り曲げたり複数のバルブを連結したりして構成された管壁負荷の高いコンパクト蛍光ランプは、点灯中にランプが高温になりやすい。また密閉性の高い照明器具内で用いられる蛍光ランプはその周囲温度が高くなるため、最冷部が最適温度を超えてしまい、ランプ効率が低下してしまう。このように点灯中高温となる蛍光ランプの場合、細管内に水銀合金であるアマルガムを配置して水銀蒸気圧を適正な範囲内に制御することが知られている。
【０００４】
このような蛍光ランプの細管内に封入された粒径の小さいアマルガムの有無や位置を確認する方法としては、目視検査や、Ｘ線を利用して自動検査する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−５８５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１のようにＸ線を利用して管径の小さい細管内などに封入されたアマルガムの有無、位置の良否判定を自動検査するためには、Ｘ線照射装置および撮影装置などを要するため、大掛かりで高価な設備が必要であった。
【０００７】
特に管径が小さいバルブを複数本連結したり、複雑に屈曲した放電路を有する蛍光ランプにおいては、アマルガム検出の際に他の細管やバルブなどが邪魔とならないよう検査装置側で工夫するためには、検査装置を複雑化する必要がある。また、アマルガムの存在、位置の認識制度を高めようとすると比較的長い時間を要する。
【０００８】
また、ランプ製造、検査工程において、従来に加えて新たな検査工程が必要になり、製造時間が増え、コストアップにつながることになる。
【０００９】
本発明は、Ｘ線を利用するものに比較して安価で簡便であり、特に管径が小さくコンパクトにまとめられた蛍光ランプの細管内に封入される水銀合金の検査に好適な水銀または水銀合金の検出方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の水銀または水銀合金検出方法は、内面に蛍光体層が形成されるとともに放電媒体および水銀または水銀合金が封入された蛍光ランプから照射された可視光線を受ける工程と；可視光線を紫外線に変換する工程と；測定紫外線量が所定量に達しているか否かを判定する工程と；を具備していることを特徴とするものである。
【００１１】
蛍光ランプから照射された可視光線を受ける工程において、可視光線を蛍光ランプのどの部分から受けるかは、ランプの構成や、測定方法により任意に決められる。また、点灯中の測定時期は、発光管内の水銀蒸気圧が一定となる前が好ましい。それは、水銀封入量が基準値よりも少ないランプであっても、最適水銀が封入されたランプであっても、安定点灯している蛍光ランプの光出力に特に変化が少ないからである。
【００１２】
また、通電検査やエージングなどのために従来から一般に行なわれている点灯装置と併せて行えば、新たな検査時間を設ける必要がない点で有利である。
【００１３】
蛍光ランプの発光原理は、始動の際電極が暖められることで、電極に塗布された電子放出物質から電子が放出され放電が始まる。この放電によって流れる電子が発光管内に封入された水銀原子と衝突し、その衝突のエネルギーを受けて発生した紫外線が発光管内壁に塗布された蛍光物質と反応し可視光線を照射する。したがって、蛍光ランプの点灯時の可視光線を受光し紫外線量を測定することで水銀または水銀合金の有無、適正封入量等を判定することができる。
【００１４】
発光管は、例えば石英ガラスバルブからなり、ガラスバルブの内面側に形成した蛍光体層、およびガラスバルブ内に封入した放電媒体を備えて構成されている。しかしながら、透光性放電容器は、石英ガラスのほか、透光性セラミックなどであってもよい。
【００１５】
発光管は、直管状ガラスバルブのほぼ中央部を加熱溶融し、屈曲するか、またはガラスバルブをモールド成形することによってＵ字状やコ字状に屈曲した形状であっても、ほぼ平行な２本の直線部の一端同士を吹き破りなどによって形成された連通管によって接続されたものや、スパイラル状に形成されたものであってもよい。なお、屈曲バルブはガラス製でなくてもよく、透光性気密容器を形成可能なセラミックスなどの材質で形成することが許容される。
【００１６】
放電媒体は、例えば希ガスとしてアルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスおよび水銀からなるものが一般的だが、本発明においてはこれに限定されない。
【００１７】
細管内に封入される水銀は、純水銀、純水銀と同等の水銀蒸気圧特性を有するような水銀ペレット、およびアマルガムの封入が可能である。例えば、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｈｇ、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｈｇなどにより構成される合金からなるアマルガムなどが挙げられる。
【００１８】
請求項１記載の水銀または水銀合金検出方法によれば、新たに検査時間を設けることなく点灯中の可視光線から紫外線量を測定することにより、水銀または水銀合金の有無、所望個所に封入されているか否かを速やかに判定することが可能となる。
【００１９】
請求項２記載の水銀合金検出装置は、蛍光ランプの点灯検査において、点灯中の測定所望部位からの可視光線を受ける装置と；可視光線を紫外線に変換する装置と；測定紫外線量が所定量に達しているか否かを判定出力する装置と；を具備していることを特徴とするものである。
【００２０】
可視光線を受ける手段としては、受光機能を有する受光部を有し、受光したデータを出力できる構成を有していれば特に限定されない。
【００２１】
なお、可視光線受光部で受けたデータは、通信ケーブルなどを介して紫外線変換装置に出力される。
【００２２】
紫外線変換装置に入力された可視光線のデータは、紫外線変換装置に搭載された変換演算手段により紫外線量に変換される。変換された紫外線量は、通信ケーブルなどを介して判定出力装置に測定紫外線量として出力される。
【００２３】
判定出力装置は、大きく判定装置と出力装置に区分することができる。測定出力装置に入力されたデータは、判定装置の演算手段により、既に入力、記憶された基準データと測定されたデータと比較され、その差が許容範囲内かどうかを判定手段により判定し、その結果を出力装置に出力される。なお、判定装置の演算手段は、基準データと測定データを比較する他に、複数の測定データを比較判定するものも含まれる。また、判定結果の出力方法は、画像データとしてモニタに表示しても、不良ランプを検出すると、点灯などにより出力してもその方法は特に限定されない。
【００２４】
それぞれの装置は、それぞれが個別に構成されケーブルにより接続されているものであっても、全てが一体に形成されているものであっても構わない。
【００２５】
請求項２記載の水銀または水銀合金検出装置によれば、請求項１記載の発明と同様の作用を有することができる。
【００２６】
請求項３記載の水銀または水銀合金検出方法は、一端に電極および水銀合金がそれぞれ設けられた２本の直管バルブの他端を連結し屈曲した１本の放電路が形成された蛍光ランプ点灯後の水銀合金近傍の放電空間から照射された可視光線を受ける工程と；可視光線を紫外線に変換する工程と；測定紫外線量が所定量に達しているか否かを判定する工程と；を具備していること特徴とするものである。
【００２７】
点灯後とは、管内の蒸気圧が一定となり、光出力が最大になる前を意味する。水銀合金を封入するような蛍光ランプにおいては、点灯直後から光出力が最大となるまでの間、すなわち水銀合金は管内の蒸気圧が最大水銀蒸気圧となるまで水銀を放出しつづけている。特に、本発明のように水銀合金が電極近傍に封入された蛍光ランプにおいては、点灯とともに、電極の熱影響をうけ、比較的多くの水銀蒸気を速やかに放出することが可能である。したがって、水銀合金近傍の放電空間の紫外線量を測定することにより水銀合金の有無、所定個所に所望量封入されているか否かを速やかに判定することができる。
【００２８】
請求項３記載の水銀または水銀合金検出方法によれば、特に電極近傍に水銀合金が封入された蛍光ランプにおいて、点灯後水銀合金近傍から照射された可視光を紫外線量に変換させ、測定判定を行なっているので水銀または水銀合金の有無など、速やかに判定することができる。
【００２９】
請求項４記載の水銀または水銀合金検出装置は、一端に電極および水銀合金がそれぞれ設けられた２本の直管バルブの他端を連結し屈曲した１本の放電路が形成された蛍光ランプ点灯後の水銀合金近傍の放電空間から照射される可視光線を受ける装置と；可視光線を紫外線に変換する装置と；測定紫外線量が所定量に達しているか否かを判定出力する装置と；を具備していることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項４記載の水銀または水銀合金検出装置によれば、請求項３記載の発明と同様の作用を有することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は本実施の形態の水銀または水銀合金検出装置１０の概略構成図である。
【００３３】
本実施の形態の水銀合金検出装置１０は、蛍光ランプから照射された可視光線５０を受ける受光部１１ａを有する受光装置１１と、受光部１１ａで受けた可視光線５０を、ケーブル１２を介して接続された紫外線量変換装置１３に出力され、紫外線量変換装置１３内に内蔵された演算処理手段１３ａにより紫外線量に変換する紫外線量変換装置１３と、測定紫外線量と基準紫外線量を比較判定し、判定結果を出力する装置１４から構成されている。
【００３４】
次に本実施の形態の水銀または水銀合金検出装置１０により測定される被測定ランプを図２を参照して説明する。図２はコンパクト蛍光ランプ２０の概略側面図である。
【００３５】
コンパクト蛍光ランプ２０の発光管２１外径は１６〜１９ｍｍ、内径１５〜１８ｍｍの直線部２１ａが１１３０〜１１４０ｍｍの内面に図示しない蛍光体層が形成されている。一端を加熱により閉塞し、他端部をステム２１ｄによって封止した２本の発光管２１の閉塞部２１ｂ近傍において連結管２１ｃで連結し、１本の放電路を形成している。ステム２１ｄには細管２１ｅの内部空間と発光管２１の内部空間とを連通する連通孔２１ｃが形成され、ステム２１ｄにより一端が閉塞されている。それぞれの細管２１ｅ内には直径３ｍｍ程度のアマルガム３０が封入され、連通孔２１ｃを通じて発光管２１内に落下しないように落下防止手段２１ｇが形成されている。発光管２１のステム２１ｄ側に口金２２がシリコーン接着剤などによって固着されている。
【００３６】
次に、水銀または水銀検査方法を図３のコンパクト蛍光ランプ２０のバルブ製造工程を抜粋して説明する。
【００３７】
図３（ａ）に示すように、蛍光体層が内面に形成された長さが約１２０ｍｍ程度発光管２１内部と連通した細管２１ｅおよび電極２３を備えたフレアステム２１ｄが封着された直管状のガラスバルブを、細管２１ｅ側を上側に垂直に図示しない保持具により保持し、細管２１ｅ側端部から１１５ｍｍ程度離間した他端側の発光管２１外周壁をガスバーナー４０などで加熱溶融させそれぞれを閉塞させ切断する。なお、一端側に封着された細管２１ｅにはアマルガム落下防止手段２１ｇが形成されている。
【００３８】
次に図３（ｂ）のように２本の発光管２１の閉塞部２１ｂ近傍の直線部２１ａである連結予定部をガスバーナー４０などにより加熱し、細管２１ｅを介して吹き破り、連結管２１ｃを形成してそれぞれの発光管２１をつなぎ合わせる。
【００３９】
その後図３（ｃ）に示すように、一端に封着されたそれぞれの細管２１ｅ内にアマルガム３０を封入後排気、アルゴンなどの希ガスを封入し、ガスバーナー４０などにより細管２１ｅを加熱溶融し閉塞させる。
【００４０】
次に、発光管２１内の状態を安定させるためにエージング工程とともに水銀合金検査工程を行なう。図３（ｄ）のように検査中、近接配置されたそれぞれの発光管２１から放射される可視光線５０の影響を互いが受けないよう、それぞれの発光管２１間に遮蔽板１５を配置するとともに、受光部１１ａと発光管２１外側壁間が５ｍｍ程度離間するよう受光部１１ａを配置する。なお、本実施の形態においては、アマルガム３０が封入されたそれぞれの発光管２１に封着されたフィラメント電極２３からバルブ軸方向に３０ｍｍ程度離間した部分に受光部１１ａを配置している。
【００４１】
蛍光ランプ２０の点灯とともに蛍光ランプ２０から照射された可視光線５０を５秒間受光部１１ａで受ける。受光部１１ａで受けた可視光線５０のデータは、ケーブル１２を介して紫外線変換装置１３に出力される。紫外線変換装置１３に入力された紫外線データは、紫外線変換装置１３に内蔵された演算処理手段１３ａにより紫外線量に変換される。それぞれの測定紫外線量は、ケーブル１２を介して出力装置１４に送信される。送られたデータは、出力装置１４内に内蔵された既に入力された基準紫外線量と比較する演算処理手段１４ａにより、それぞれの測定紫外線量が既に設定された基準量との差が許容範囲内であれば良品と判断される。水銀合金検出工程すなわち、点灯から良品と判定されるまでの所要時間は、約１０秒である。なお、良品と判断されたランプは、引き続きエージング工程を経て、口金２２を取付けコンパクト蛍光ランプ２０が完成する。
【００４２】
本実施の水銀合金検出方法によれば、それぞれの発光管２１端部に封着されたアマルガム３０から、点灯とともに一定の水銀量を放出し、所望の可視光線５０を照射しているか否かを、アマルガム３０近傍の可視光線５０を測定することでアマルガム３０が所望個所に封入されているか否かを検査工程時間を新たに設けることなく短時間で確実に検査することができる。
【００４３】
次に第二の実施形態である水銀合金検出方法を図４を参照して説明する。なお、検査に使用するランプは第一の実施形態と同一のコンパクト蛍光ランプ２０を使用している。
【００４４】
図４に示すとおり、２本の発光管２１端部に封着された細管２１ｅ内にアマルガム３０が封入された蛍光ランプ２０の、それぞれの発光管２１の３点、電極２３のフィラメントからバルブ軸方向に３０ｍｍ程度離間した部分、閉塞された側の連結管２１ｃ近傍、発光管２１の中間部分にそれぞれ配置する。
【００４５】
本実施の検出方法は第一の実施形態と同様、点灯から５秒間発光管２１から照射される可視光線５０を受光部１１ａで受ける。その可視光線５０をケーブル１２を介して紫外線量に変換する。紫外線量に変換されたデータは、それぞれの発光管２１ごとの３点の紫外線を既に入力された３点の基準紫外線量と比較する。比較した値により、それぞれのアマルガム３０が所望個所に封入されていれば、図５（ａ）のように３点の紫外線量は、アマルガム３０に近い受光部１１ａの紫外線量から連結管２１ｃに向かい若干減少するものの、３点の紫外線量はほぼ同定であり、良品と判定され出力される。すなわち、電極２３近傍の細管２３ｅに封入されたアマルガム３０は、点灯直後放電とともに放出され、アマルガム３０が所定個所に封入されていることと判断できる。
【００４６】
しかし、不良品と判断された蛍光ランプ２０、例えば所定個所にアマルガム３０が封入された発光管２１Ａと、所望個所すなわち細管２１ｅから発光管２１内に落下している発光管２１Ｂからなる蛍光ランプ２０の紫外線量は、図５（ｂ）に示すような結果となる。発光管２１Ａは３点の紫外線量がほぼ一定であるのに対し、発光管２１Ｂは、連結管２１ｃ近傍の紫外線量が多く、細管２１ｅに向かうにしたがって紫外線量が減少する結果となっている。それぞれの発光管２１Ｂの３点の基準紫外線量それぞれの許容範囲から外れるため不良品と判定され、出力装置１４される。この測定結果からは、発光管２１Ｂの可視光線５０から、発光管閉塞部２１ｂ側の紫外線量が多く検出されていることから、発光管２１閉塞部２１ｂ側にアマルガム３０が落下していることと判断できる。
【００４７】
図５（ｃ）は、細管２１ｅ内にアマルガム３０が封入された発光管２１Ａと、アマルガム３０が封入されていない発光管２１Ｂからなる蛍光ランプ２０である。発光管２１Ｂの３点の紫外線量は、図５（ｂ）の発光管２１Ｂとほぼ同じように連結管２１ｃ近傍の紫外線は細管２１ｅに向かうにしたがい減少しており、発光管２１Ｂの３点の基準紫外線量それぞれの許容範囲から外れているため、不良品と判定され、出力装置１４される。判定結果出力装置１４に出力された測定結果から、（ｂ）の測定結果と同じような曲線を描いているものの、その相対的な紫外線量が少ないため、（ｂ）と同様の結果すなわち、アマルガム３０が落下しているものとは判断されず、アマルガム３０が封入されていないものと判定できる。これは。発光管２１Ｂの紫外線量が極端に少なく発光管２１Ｂの閉塞部２１ｂ側近傍で検出された紫外線量は、発光管２１Ａに封入されたアマルガム３０から放出された水銀蒸気が放電により連結管２１ｃを介して検出されたものと推測される。
【００４８】
本実施形態である検出装置１０を使用した検査方法によれば、アマルガム３０が所望個所に封入されているか否かを、可視光線５０から紫外線量を瞬時に測定することができる。さらに、第一の検査方法の作用に加えて、複数の受光部１１ａにより紫外線量を判定することで、発光管２１内のどの部分にアマルガム３０が封入されているかを判定することも可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１記載の水銀合金検出方法によれば、既に存在する製造工程における点灯中の可視光線を紫外線量に変換させ、紫外線量を測定することにより、水銀または水銀合金の有無、所望個所に封入されているか否かを速やかに判定することが可能となる。
【００５０】
請求項２記載の水銀合金検出装置によれば、請求項１記載の発明と同様の作用を有する水銀合金検出装置を提供することができる。
【００５１】
請求項３記載の水銀または水銀合金検出方法によれば、特に電極近傍に水銀合金が封入された蛍光ランプにおいて、点灯後水銀合金近傍から照射された可視光を紫外線量に変換させ、測定判定を行なっているので水銀または水銀合金の有無など、速やかに判定することができる。
【００５２】
請求項４記載の水銀または水銀合金検出装置によれば、請求項３記載の発明と同様の作用を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の水銀合金検出装置の概略図。
【図２】図２はコンパクト蛍光ランプの概略図。
【図３】コンパクト蛍光ランプの水銀合金検査工程図。
【図４】第二の実施形態の水銀合金検出装置の概略図。
【図５】それぞれの紫外線量を測定した結果を表すグラフ。
【符号の説明】
１０…水銀合金検出装置、１１…受光装置、１１ａ…受光部、１２…ケーブル、
１３…紫外線量変換装置、１４…判定結果出力装置、２０…蛍光ランプ、
２１…発光管、３０…アマルガム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004281114.tif 000006
【図５】
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