(57)【要約】【課題】ガラス容器内面に付着させた塗布液を乾燥させることにより蛍光体層を形成する工程を有する蛍光ランプの製造方法において、蛍光体層の厚みむらの発生を可能な限り防止すると共に、塗布液を効果的に乾燥させることにより当該乾燥工程の時間短縮を図ること。【解決手段】内面に蛍光体粉を含む塗布液が塗布され、塗布膜が形成された丸底フラスコ状をしたガラス容器４２の底部外面から１５０〜２５０℃の熱風を吹き付けると共に、前記塗布膜の乾燥に伴ってガラス容器４２内に発生する水蒸気を吸入筒５８によって吸引・除去する。これにより、塗布膜が乾燥・固化して蛍光体層が形成される。【選択図】　　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス容器内面に蛍光体層を形成する工程を有する蛍光ランプの製造方法であって、
前記ガラス容器内面に、蛍光体を含有する塗布液を付着させる第１の工程と、
前記ガラス容器外面から加熱することにより、前記塗布液を乾燥させる第２の工程と、
を有することを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程では、さらに、塗布液から発生する蒸気を、前記ガラス容器外部へ強制的に排出する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】
前記蒸気のガラス容器外部への排出は、当該蒸気を吸引することによってなされることを特徴とする請求項２記載の蛍光ランプの製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程における加熱は、熱風を前記ガラス容器外面に吹き付けることによってなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプの製造方法に関し、特に、ランプ容器内面に蛍光体層を形成する工程に関する。
【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・乾燥工程について説明する。
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）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）〜（ｃ）に示す、球状体部１２０と円筒部１１６とからなる丸底フラスコ状をしたものは、ランプ容器の一部となる部分を有するガラス容器１０６である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）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）］。
【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、当該温風ノズル１１２から吹き出される約８０℃の微風で、ガラス容器１０６内面に付着した塗布液（塗布膜）を強制乾燥させる［図５（ｃ）］。
上記の強制乾燥によって塗布液（塗布膜）が固化し、ガラス容器１０６内面に蛍光体層が形成されることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、生産効率の面から、上記乾燥工程は時間的にできるだけ短い方が好ましいことは言うまでもないが、上記した従来の方法では、時間短縮に限界がある。
すなわち、塗布液（塗布膜）の乾燥速度を上げるために、温風ノズルから噴き出す温風の流量を多くすればよいのであるが、流量を多くするということは、温風の流速が速くなることであり、そうすると、温風が直接当たる部分の塗布膜の膜厚が薄くなってしまい、形成される蛍光体層に全体的な厚みむらを生じてしまうからである。
【０００８】
一方、厚みむらを防止するため流量（流速）はそのままで、温風の温度を上げることが一見よさそうに思われる。しかしながら、こうすることにより、却って、乾燥に要する時間が長くなってしまう。温風の温度を上げると、先ず、塗布膜の表面に乾燥（固化）膜ができてしまい、当該乾燥膜が障害となって、ガラス容器内面側内部の水分が蒸発しにくくなるからである。
【０００９】
本発明は、上記した課題に鑑み、蛍光体層の厚みむらの発生を可能な限り防止すると共に、塗布液を効果的に乾燥させることにより当該乾燥工程の時間短縮を図ることが可能な蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【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の製造方法は、ガラス容器内面に蛍光体層を形成する工程を有する蛍光ランプの製造方法であって、前記ガラス容器内面に、蛍光体を含有する塗布液を付着させる第１の工程と、前記ガラス容器外面から加熱することにより、前記塗布液を乾燥させる第２の工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記第２の工程では、さらに、塗布液から発生する蒸気を、前記ガラス容器外部へ強制的に排出することを特徴とする。
さらに、前記蒸気のガラス容器外部への排出は、当該蒸気を吸引することによってなされることを特徴とする。
また、さらに、　前記第２の工程における加熱は、熱風を前記ガラス容器外面に吹き付けることによってなされることを特徴とする。
【００１２】
【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。
【００１３】
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。
【００１４】
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り、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、その放電状態が維持される。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、円筒状部４４と球状部４６とが連接された構成になっている。
【００１９】
先ず、上記ガラス容器４２を円筒状部４４が上方となる状態で、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内面に塗布膜を形成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。
【００２０】
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、少量の塗布液を球状部４６内面全面に塗布する（付着させる）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。なお、ガラス容器４２は、円筒状部４４が図示しないチャッキング手段によって把持される。当該チャッキング手段は、ガラス容器４２を矢印Ｂの向きに回転させることができると共に、ガラス容器４６を反転（倒立）させることができるものであり、例えば、工業用ロボットのアーム部分の機構を採用することにより実現されるものである。
【００２１】
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。
続いて、塗布液（塗布膜）の乾燥を行なう。
乾燥は、図３（ａ）に示すように、熱風ダクト５４の吹き出し口５６から真下に向かって吹き出される熱風によってなされる。吹き出し口５６は円形断面をしており、ガラス容器４２は、倒立姿勢を維持したまま、吹き出し口５６の真下で位置決めされる。すなわち、ガラス容器４２の中心軸と吹き出し口５６の軸心とが略一致する位置で、当該ガラス容器４２の位置決めがなされる。
【００２２】
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１５０〜２５０℃の熱風を所定時間（例えば、１６０〜１８０秒）、その底部外面から受けるとともに、塗布液の乾燥に伴ってガラス容器４２内部に発生する水蒸気の吸引がなされる。
水蒸気の吸引は、ガラス容器４２の下方からガラス容器４２内へと進入された吸入筒５８を介して行われる。当該吸入筒５８には、図外のブロワの吸引口に接続されたパイプ６０が取付けられており、当該ブロワの吸引力によって、ガラス容器４２内で発生する水蒸気を当該吸入筒５８から吸引するようになっている。なお、吸入筒５８から前記ブロワに至る途中のパイプ６０には、ミストセパレータ（不図示）が挿入されていて、水分が分離されるようになっている。
【００２３】
上記したように、本実施の形態では、ガラス容器４２外面に熱風を吹き付けて、当該外面から加熱することにより塗布液を乾燥するようにしているため、従来の方法のような風圧による膜厚の変化を全く問題にしなくてすむ。また、塗布液は、ガラス容器４２内面に接触している部分から乾燥（固化）し始め、ガラス容器４２内面とは反対側の空気と接触している側に向かって、徐々に水分が追い出される形となって乾燥が進行していく。したがって、加熱温度を従来の方法よりも上げることが可能となり、その分乾燥時間の短縮が図れるのである。
【００２４】
さらに、本実施の形態では、ガラス容器４２内で発生する水蒸気を吸引することによって、当該水蒸気をガラス容器４２外部へ強制的に排出することとしているため、これによっても乾燥が促進され、従来の方法よりも一層乾燥時間の短縮が図られることとなる。従来では、温風ノズルから噴き出される空気によって、ガラス容器４２内の水蒸気をガラス容器４２外へと追い出すようにしているため、上記した膜厚変化の問題のため、その流速（風速）を上げることができず、水蒸気の排気効果にも限度があるからである。
【００２５】
なお、最終的にガラス容器４２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。ガラス容器４２内面に塗布された塗布液は、ある程度乾燥するまでは自重によって下方へと流動し、その分、徐々に塗布膜の膜厚（蛍光体層の厚み）が減少していくからである。
【００２６】
当該乾燥速度は、例えば、吸入筒５８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５８は、主に球状部４６内で発生する水蒸気を吸引することによって、当該球状部４６内面の塗布液（塗布膜）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５８の吸入口（上部開口部）を球状部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。
【００２７】
なお、乾燥速度の調整は、熱風の温度や吸入筒５８の単位時間当たりの吸引量を調整することによっても可能であることは言うまでもない。
塗布液（塗布膜）が乾燥固化して、蛍光体層１４が形成されると、ガラス容器４２の円筒状部４４内面に形成された不要な蛍光体層の除去を行なう。円筒状部４４の蛍光体層１４を除去するのは、後述するように、当該円筒状部４４において内管１８を封着するのであるが、封着部となる円筒状部４４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。
【００２８】
当該除去には、例えば、ゴムブレード６２が用いられ、当該ゴムブレード６２をガラス容器４２の球状部４６の少し手前まで挿入し（円筒状部４４を越えて球状部４６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６２を回転させることによって、当該円筒状部４４内面に形成された蛍光体層１４を掻き取る［図３（ｂ）］。なお、回転するゴムブレードの代わりに、回転ブラシを用いることとしてもよい。
【００２９】
すなわち、ゴムブレードや回転ブラシなどの回転掻き取り手段を、倒立姿勢のガラス容器４２下方から、当該ガラス容器４２の軸心に回転軸の軸心を合致させた状態で円筒状部４４に進入させて、回転させることにより、円筒状部４４内面に形成された蛍光体層１４を掻き取るのである。このとき、回転掻き取り手段の進入方向端部（掻き取り部の端部：ゴムブレード６２であれば、図３に示す長方形をしたゴムブレード６２の上方側短辺部）の進入位置を、円筒状部４４を越えない球状部４６の直前の位置に留めることは、上記した通りである。
【００３０】
以上のようにして、ガラス容器４２内面の所定の範囲に蛍光体層が形成されると、図４に示すように、励起コイルの収納部となる内管１８が挿入されて、位置決めされる。そして、内管１８の管軸回りに当該内管１８とガラス容器４２とを同じ向きに同じ速さで回転させながら、内管１８の開口部に対応するガラス容器４２の円筒状部４４外周からバーナーで加熱して、内管１８とガラス容器４２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１２が作製される。
【００３１】
なお、前記蛍光体層の除去工程において、ゴムブレード６２を円筒状部４４を越えて球状部４６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１４を掻き取った場合には、円筒状部４６下端付近の斜面部分６４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。
【００３２】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることもできる。
（１）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。
（２）上記実施の形態では、ガラス容器内の水蒸気を吸入筒で吸引することにより排除したが、これに限らず、ガラス容器内に空気を吹き込むことによりガラス容器内から水蒸気を追い出して排除するようにしても構わない。すなわち、前記吸入筒を空気の吹き出し用に使用するのである。ただし、吹き出される空気の風速は、塗布膜の問題となる程の膜厚変化が生じない程度の速さに設定する必要があることは言うまでもない。
（３）また、上記実施の形態では、ガラス容器の開口部を下方に向けた倒立の姿勢で、ガラス容器内面に付着させた塗布液の乾燥を行なったが、倒立させる必要のない場合には、開口部が上方を向いた姿勢で塗布液の乾燥を実施しても構わない。この場合、言うまでもなく、熱風はガラス容器の下方から当該ガラス容器底部外面に向かって吹き付けることとなる。上記の姿勢をとることによって、ガラス容器内で発生した水蒸気は上昇して自然にガラス容器外部へと流出することとなり、水蒸気がガラス容器内部に滞留してしまうことを防止できる。その結果、倒立のまま水蒸気の強制排除手段を備えない場合よりも、塗布液の乾燥の促進が図られることとなる。
（４）上記実施の形態は、塗布液を乾燥させるのに、ガラス容器外面に熱風を吹き付けることとしたが、熱源はこれに限らない。例えば、ニクロム線ヒータをガラス容器の球状体部の外部近傍に設けるようにしてもよい。
（５）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、ガラス容器内面に蛍光体を含む塗布液を塗布して塗布膜を形成し、当該塗布膜を加熱による強制乾燥によって固化させることによって、蛍光体層を形成する工程を有する、蛍光ランプの製造方法に適用できるのである。また、ガラス容器は、上記した丸底フラスコ状のものに限定されない。円筒状（直管状）やＵ字管状のガラス容器にも適用可能である。
【００３３】
【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の製造方法によれば、ガラス容器外面から加熱されて、ガラス容器内面に付着された塗布液が乾燥し、蛍光体層が形成される。したがって、従来のように、付着した塗布液に風を直接あてる方法に起因する蛍光体層の厚みむらをなくすことができると共に、付着した塗布液をガラス容器内面に接触している側から乾燥・固化させることができるので、加熱温度を従来よりも高くすることが可能となり、その結果、乾燥工程の時間短縮が図られることとなる。
【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】上記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。
【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。
【符号の説明】
１０　　無電極蛍光ランプ
１４　　蛍光体層
４２　　ガラス容器
５０　　塗布液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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