(57)【要約】【課題】被塗布物に蛍光体含有液の膜を均一に形成することができる蛍光体塗布装置を提供する。【解決手段】蛍光体塗布装置１は、蛍光体スラリを貯留するアッパータンク２を備えている。アッパータンク２の下部には、蛍光体スラリを吐出するためのノズル１６が取り付けられている。ノズル１６先端には、ノズル１６の吐出口１６ａを開閉するノズル弁１９が配設されている。ノズル弁１９は、ノズル弁支持シャフト２０により支持されている。ノズル弁支持シャフト２０には、ノズル１６内に位置した回転翼２１が形成されている。蛍光体スラリの吐出の際には、回転翼２１が回転する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口から蛍光体含有液を吐出するノズルと、
前記ノズルの吐出口から吐出された前記蛍光体含有液が螺旋状に流下しながら被塗布物に塗布されるように設けられた蛍光体含有液塗布機構と、
を具備することを特徴とする蛍光体塗布装置。
【請求項２】
前記蛍光体含有液塗布機構は、
前記ノズル内に配置された回転翼を備えた回転軸と、
前記回転軸を回転させる回転駆動源と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の蛍光体塗布装置。
【請求項３】
中央部の高さを縁部の高さよりも高くすることにより形成された斜面と、前記斜面に形成され、かつ前記縁部から前記中央部に向かう方向に対して傾いた溝とを有し、前記ノズルの吐出口を開閉するノズル弁をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の蛍光体塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体含有液を被塗布物に塗布するための蛍光体塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】蛍光ランプの製造においては、バルブの内壁面に蛍光体スラリを塗布する工程が存在する。このような工程は、蛍光体塗布装置を使用して行われる。現在、蛍光体塗布装置としては、様々なものが知られている。その一つにバルブの端部が上下方向に位置するようにバルブを配置した状態で、バルブの上部から下部に向けて蛍光体スラリをバルブに流し込んで、バルブの内壁面に蛍光体スラリを塗布するものがある。なお、このような装置は、蛍光体スラリをバルブ内に流し込むためのノズルを備えている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４３０２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、バルブを細管化させる傾向がある。しかしながら、上記装置でこのような細管化したバルブの内壁面に蛍光体スラリを塗布すると、蛍光体スラリの塗り残しが多くなってしまう。この塗り残しは、バルブの内壁面に例えばＡｌ２Ｏ３等からなる保護膜が形成されている場合に特に多くなる。これは、保護膜の表面には凹凸が存在しており、ノズルから吐出された蛍光体スラリが凸部を避けるように流れてしまうからである。
【０００５】
また、蛍光体スラリを塗布した直後であってもバルブ上部における蛍光体スラリの膜厚が下部における蛍光体スラリの膜厚よりも薄くなってしまう。これは、上部に塗布された蛍光体スラリが流れ落ち易いからである。
【０００６】
なお、蛍光体スラリの塗り残しは外観不良を引き起こす原因に繋がり、またバルブ端部間における蛍光体スラリの厚さの違いは明るさの均一性を低下させる原因に繋がるので、低減させることが好ましい。
【０００７】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものである。即ち、被塗布物に蛍光体含有液の膜を均一に形成することができる蛍光体塗布装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】請求項１記載の蛍光体塗布装置は、吐出口から蛍光体含有液を吐出するノズルと、ノズルの吐出口から吐出された蛍光体含有液が螺旋状に流下しながら被塗布物に塗布されるように設けられた蛍光体含有液塗布機構と、を具備することを特徴としている。蛍光体含有液塗布機構は、蛍光体含有液を螺旋状に流下させることができれば、どのようなものであってもよい。請求項１記載の蛍光体塗布装置は、蛍光体含有液塗布機構を備えるので、被塗布物に蛍光体含有液の膜を均一に形成することができる。
【０００９】
請求項２記載の蛍光体塗布装置は、蛍光体含有液塗布機構がノズル内に配置された回転翼を備えた回転軸と、回転軸を回転させる回転駆動源とを備えていることを特徴としている。回転翼の形状は、特に限定されない。回転翼の形状としては、例えば、平板状或いは湾曲した板状等が挙げられる。請求項２記載の蛍光体塗布装置は、回転軸を備えているので、簡単な構造で容易に被塗布物に蛍光体含有液を均一に塗布することができる。
【００１０】
請求項３記載の蛍光体塗布装置は、中央部の高さを縁部の高さよりも高くすることにより形成された斜面と、斜面に形成され、かつ縁部から中央部に向かう方向に対して傾いた溝とを有し、ノズルの吐出口を開閉するノズル弁をさらに備えていることを特徴としている。このような溝には、例えば螺旋状の溝或いは縁部から中央部に向かう方向に対して傾いた直線状の溝等が当てはまる。また、溝の深さ方向の形状は、特に限定されない。溝の深さ方向の形状としては、例えば凹状或いはＶ字状等が挙げられる。請求項３記載の蛍光体塗布装置は、ノズル弁を備えているので、ノズルから螺旋状の蛍光体含有液が吐出され易くなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る蛍光体塗布装置について説明する。図１〜図３は本実施の形態に係る蛍光体塗布装置の模式的な正面図、側面図、及び垂直断面図である。図４は本実施の形態に係るバルブの模式的な垂直断面図であり、図５は本実施の形態に係るノズル弁及びノズル弁支持シャフトの模式的な斜視図及び平面図である。
【００１２】
図１〜図３に示されるように、蛍光体塗布装置１は、例えば蛍光体及び水等から構成された蛍光体スラリ（蛍光体含有液）を貯留するアッパータンク２を備えている。アッパータンク２の背面側にはブラケット３が配設されており、アッパータンク２はブラケット３に固定されている。
【００１３】
ブラケット３の背面側には、ベース４が配設されている。また、ブラケット３の背面側には、ブラケット３をベース４に対して昇降させて、後述するノズル１６をバルブ１００（被塗布物）内に挿入或いはバルブ１００内から引き抜くための昇降機構５が配設されている。
【００１４】
昇降機構５は、ブラケット３の背面の取り付けられた２つのスライダ６、及び次に説明するカム９を受けるカム受け部材７を備えている。スライダ６は、ベース４の前面に取り付けられた上下方向に長い２本のレール８にそれぞれ係合されている。また、カム受け部材７には、切り欠き７ａが形成されており、切り欠き７ａにはカム９が係合されている。カム９には、クランク１０を介して蛍光体塗布装置１の前後方向に移動可能な駆動軸１１が取り付けられている。駆動軸１１が前方向に移動することにより、ブラケット３及びアッパータンク２がレール８に沿って下降し、後述するノズル１６が下降する。これにより、ノズル１６がバルブ１００内に挿入される。また、駆動軸１１が後方向に移動することにより、ブラケット３及びアッパータンク２がレール８に沿って上昇し、ノズル１６が上昇する。これにより、ノズル１６がバルブ１００内から引き抜かれる。
【００１５】
ベース４の上部には、後述するノズル弁支持シャフト２０（回転軸）を回転させるためのモータ１２（回転駆動源）が固定されている。モータ１２の回転軸には、上下方向に長いメインギヤ１３が取り付けられている。モータ１２が駆動することにより、メインギヤ１３が回転し、ノズル弁支持シャフト２０が回転する。
【００１６】
アッパータンク２の上面、下面、及び前面には、開口２ａ〜開口２ｄが形成されている。ここで、開口２ｂと開口２ｃとは、互いに対向するような位置に形成されている。開口２ａの縁部には、図示しない蛍光体スラリ供給源から蛍光体スラリをアッパータンク２に供給するための供給管１４が取り付けられている。
【００１７】
開口２ｄの縁部には、蛍光体スラリをアッパータンク２から排出するための排出管１５が取り付けられている。排出管１５を開口２ｄの縁部に取り付けることにより、余分な蛍光体スラリが排出管１５を介してアッパータンク２外に排出される。これにより、アッパータンク２内における蛍光体スラリの液面の高さが常に一定に保たれる。
【００１８】
開口２ｃの縁部には、蛍光体スラリを吐出するためのノズル１６が取り付けられている。ノズル１６の先端は、後述するノズル弁１９と嵌合するように外縁が内縁よりも突き出ている。なお、ノズル１６はバルブ１００内に挿入された状態で蛍光体スラリを吐出する。
【００１９】
ここで、本実施の形態で蛍光体スラリが塗布されるバルブについて説明する。バルブは、内径が約１５．５ｍｍ、外径が約１７．５ｍｍのものである。図４に示されるようにバルブ１００の内壁面には、バルブ１００とバルブ１００内に封入される水銀との反応を抑制するための保護膜が形成されている。本実施の形態では、保護膜としてＡｌ２Ｏ３膜１０１がバルブ１００の内壁面に形成されている。なお、Ａｌ２Ｏ３膜１０１に限らず、その他の酸化物膜も保護膜として使用することができる。このような酸化物膜としては、例えばＳｉＯ２膜等が挙げられる。
【００２０】
バルブ１００は移動可能なバルブ支持部材１７により支持される。バルブ支持部材１７には、蛍光体スラリの塗布時にバルブ１００を振動させる振動機構１８が取り付けられている。蛍光体スラリの塗布時にバルブ１００を振動させることにより、蛍光体スラリの塗り残しを低減させることができる。
【００２１】
ノズル１６の先端には、ノズル１６の吐出口１６ａを開閉するためのノズル弁１９が配設されている。ノズル弁１９は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）から形成されている。なお、ＰＴＦＥに限らず、その他の物質でノズル弁１９を形成してもよい。
【００２２】
ノズル弁１９は、ノズル弁１９とバルブ１００の内壁面との間隔が約１ｍｍ以上になるような大きさに形成されている。ノズル弁１９とバルブ１００の内壁面との間隔が約１ｍｍ以上としたのは、１ｍｍを下回ると、ノズル弁１９がＡｌ２Ｏ３膜１０１に接触してしまうことがあり、Ａｌ２Ｏ３膜１０１の表面に均一に蛍光体スラリ膜を形成することができないことがあるからである。
【００２３】
ノズル弁１９は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように略円錐台状に形成されている。ノズル弁１９を円錐台状に形成することにより、中央部１９ａの高さが縁部１９ｂの高さより高くなり、中央部１９ａから縁部１９ｂに向けて下るような斜面１９ｃが形成される。これにより、ノズル１６から蛍光体スラリが吐出される際に、蛍光体スラリが斜面１９ｃに沿って斜め下方に吐出される。
【００２４】
ノズル弁１９は、ノズル弁１９の底面と斜面１９ｃとで挟まれる角度が約５０°以上９０°未満になるように形成されている。ここで、ノズル弁１９の底面と斜面１９ｃとで挟まれる角度は、蛍光体スラリの粘度に合わせて選定することが好ましい。なお、ノズル弁１９をノズル弁１９の底面と斜面１９ｃとの角度が９０°になるように形成してもよい。
【００２５】
ノズル弁１９の斜面１９ｃには、縁部１９ｂから中央部１９ａに向かう方向に対して傾いた溝１９ｄが複数形成されている。本実施の形態では、ノズル弁１９の斜面１９ｃに螺旋状の溝１９ｄが形成されている。溝１９ｄは、凹状に形成されている。また、溝１９ｄの方向は、後述するノズル弁支持シャフト２０の回転方向に合わせて形成されている。即ち、ノズル弁支持シャフト２０を右に回転させる場合には右回りに溝１９ｄを形成し、ノズル弁支持シャフト２０を左に回転させる場合には左回りに溝１９ｄを形成する。本実施の形態では、ノズル弁支持シャフト２０ａ，２０ｃは右に回転し、ノズル弁支持シャフト２０ｂ，２０ｄは左に回転するので、ノズル弁支持シャフト２０ａ，２０ｃに支持されたノズル弁１９には右回りの溝１９ｄが形成され、ノズル弁支持シャフト２０ｂ，２０ｄに支持されたノズル弁１９には左回りの溝１９ｄが形成されている。
【００２６】
ノズル弁１９の中央部１９ａには溝１９ｅが形成されており、溝１９ｅにはノズル弁１９を支持するノズル弁支持シャフト２０が挿入されている。ノズル弁支持シャフト２０ａ〜２０ｄは、開口２ｂ，２ｃを介してアッパータンク２をそれぞれ貫通している。
【００２７】
ノズル弁支持シャフト２０には、ノズル弁支持シャフト２０を中心としてノズル１６内の蛍光体スラリを回転させるための複数枚の回転翼２１が形成されている。本実施の形態では、４枚の回転翼２１がノズル弁支持シャフト２０ａ〜２０ｄのそれぞれに形成されている。回転翼２１はノズル１６の内部に位置している。このような位置に回転翼２１を位置させることにより、回転翼２１が回転するとノズル１６内の蛍光体スラリが回転される。また、回転翼２１は、平板状に形成されている。回転翼２１を平板状に形成することにより、回転翼２１を容易に形成することができる。
【００２８】
ノズル弁支持シャフト２０の上部には、ノズル弁支持シャフト２０を回転させるためのギヤ２２が取り付けられている。ギヤ２２ａ〜２２ｄは隣り合うギヤと噛み合っている。ここで、メインギヤ１３とギヤ２２ａとはアイドルギヤ２３を介して噛み合っており、モータ１２が駆動することにより、メインギヤ１３、アイドルギヤ２３、ギヤ２２ａ〜２２ｄが回転し、ノズル弁支持シャフト２０ａ〜２０ｄが回転する。
【００２９】
ギヤ２２の上方には、ノズル１６から蛍光体スラリを吐出させるためのエアシリンダ２４が配設されている。エアシリンダ２４の作動でエアシリンダ２４のロッド２４ａが伸長することにより、ギヤ２２が下方に向けて押され、アッパータンク２に対してノズル弁支持シャフト２０が下降する。これにより、ノズル弁１９が開かれ、ノズル１６から蛍光体スラリが吐出される。
【００３０】
ギヤ２２とアッパータンク２との間には、ノズル１６からの蛍光体スラリの吐出を停止するためのバネ２５がそれぞれ配設されている。ギヤ２２とアッパータンク２との間にバネ２５を配設することにより、ロッド２４ａでギヤ２２が押されている状態においてエアシリンダ２４の作動でロッド２４ａが縮退することにより、バネ２５の弾性力でギヤ２２が上方に向けて押され、アッパータンク２に対してノズル弁支持シャフト２０が上昇する。これにより、ノズル弁１９が閉じられ、ノズル１６からの蛍光体スラリの吐出が停止される。
【００３１】
以下、蛍光体塗布装置１による蛍光体スラリの塗布について説明する。図６は本実施の形態に係る蛍光体塗布装置１の作動状態を模式的に示した図である。
【００３２】
まず、バルブ支持部材１７により４本のバルブ１００を支持する。次いで、バルブ支持部材１７が移動し、バルブ１００がノズル１６の下方にそれぞれ位置する。バルブ１００がノズル１６の下方に位置した後、駆動軸１１が前方に移動し、アッパータンク２等が下降する。これにより、ノズル１６がバルブ１００内に挿入される。
【００３３】
ノズル１６がバルブ１００内に挿入された後、モータ１２の駆動によりメインギヤ１３が回転して、ノズル弁支持シャフト２０が回転する。また、これとともにエアシリンダ２４の作動によりロッド２４ａが伸長して、ノズル弁支持シャフト２０が下降する。これにより、図６（ａ）に示されるように回転翼２１が回転しながらノズル弁１９が開かれ、ノズル１６から回転された蛍光体スラリが吐出される。なお、ノズル１６から蛍光体スラリが吐出されている間、振動機構１８の作動によりバルブ１００は振動している。吐出された蛍光体スラリは、Ａｌ２Ｏ３膜１０１の表面に到達し、Ａｌ２Ｏ３膜１０１の表面に蛍光体スラリ膜１０２が形成される。ここで、ノズル１６から蛍光体スラリが吐出されると、ノズル１６先端とＡｌ２Ｏ３膜１０１との間に蛍光体スラリの液膜１０３が形成されることがある。
【００３４】
所定時間経過後、回転翼２１が回転した状態で、駆動軸１１が後方に移動して、アッパータンク２等が上昇する。また、これとともにエアシリンダ２４の作動によりロッド２４ａが縮退して、ノズル弁１９がノズル１６に対して上昇する。これにより、図６（ｂ）に示されるようにノズル弁１９が閉じられながらノズル１６がバルブ１００内から引き抜かれる。
【００３５】
最後に、バルブ１００の径方向に形成された液膜１０３を図示しない液膜引き落とし手段により破裂させずに引き落とし、バルブ１００内から液膜１０３を取り除く。これで、蛍光体塗布装置１を使用した蛍光体スラリの塗布が終了する。
【００３６】
なお、蛍光体スラリ膜１０２が形成されたバルブ１００は、直ちに、図示しない蛍光体乾燥装置に搬送され、蛍光体スラリ膜１０２の乾燥が行われる。これにより、バルブ１００内に蛍光体膜が形成される。蛍光体乾燥装置としては、例えばバルブ１００上部からホットエアを供給するものが挙げられる。
【００３７】
本実施の形態では、回転されている蛍光体スラリをノズル１６から吐出しているので、Ａｌ２Ｏ３膜１０１の表面に蛍光体スラリ膜１０２を均一に形成することができる。即ち、回転されている蛍光体スラリをノズル１６から吐出すると、蛍光体スラリは螺旋状にＡｌ２Ｏ３膜１０１の表面を流れていく。このような蛍光体スラリの流れを作り出すと、Ａｌ２Ｏ３膜１０１の表面に凸部が存在した場合であっても、蛍光体スラリが凸部を乗り越えるので、蛍光体スラリの塗り残しが低減される。また、蛍光体スラリが螺旋状に流れていくので、蛍光体スラリが上下方向に流れていく場合に比べてＡｌ２Ｏ３膜１０１の表面に塗布された蛍光体スラリが流れ落ち難い。それ故、Ａｌ２Ｏ３膜１０１の表面に蛍光体スラリ膜１０２を均一に形成することができる。
【００３８】
本実施の形態では、ノズル弁１９を閉じながらノズル１６を引き上げているので、蛍光体スラリ膜１０２の膜厚変化を抑制することができる。即ち、上記したようにノズル１６から蛍光体スラリを吐出すると、ノズル１６先端とＡｌ２Ｏ３膜１０１との間に蛍光体スラリの液膜１０３が形成されることがある。ここで、この液膜１０３が破裂してしまうと、破裂したものが蛍光体スラリ膜１０２に付着し、蛍光体スラリ膜１０２の膜厚が変化してしまうので、液膜１０３を破裂させずにノズル１６から液膜１０３を切り離すことが望まれる。本実施の形態では、ノズル弁１９を閉じながらノズル１６を引き上げるので、蛍光体スラリが吐出されている状態でノズル１６が引き上げられる。これにより、液膜１０３が破裂し難くなり、ノズル１６から液膜１０３を破裂させずに切り離すことができる。それ故、蛍光体スラリ膜１０２の膜厚変化を抑制することができる。
【００３９】
本実施の形態では、ノズル弁１９の斜面１９ｃに螺旋状の溝１９ｄを形成しているので、ノズル１６から蛍光体スラリが螺旋状に吐出され易くなる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。上記実施の形態では、バルブ１００の内壁面にＡｌ２Ｏ３膜１０１が形成されているが、Ａｌ２Ｏ３膜１０１が形成されていない場合であっても、蛍光体塗布装置１によればバルブ１０１の内壁面に蛍光体スラリ膜１０２を均一に形成することができる。
【００４１】
上記実施の形態では、蛍光体含有液塗布機構をノズル弁支持シャフト２０側に設けた場合について説明しているが、蛍光体含有液塗布機構をノズル１６側に設けて、ノズル１６自体を回転させてもよい。このような構成を採った場合であっても、ノズル１６内の蛍光体スラリを回転させることができる。また、バルブ１００が回転するようにバルブ支持部材１７側に蛍光体含有液塗布機構が設けられていてもよい。
【００４２】
上記実施の形態では、ノズル弁支持シャフト２０ａ、２０ｃを右に回転させ、ノズル弁支持シャフト２０ｂ、２０ｄを左に回転させているが、タイミングベルトによりノズル弁支持シャフト２０ａ〜２０ｄを一方向に回転させてもよい。
【００４３】
上記実施の形態では、ノズル弁１９の斜面１９ｃに溝１９ｄを形成しているが、溝１９ｄは斜面１９ｃに形成されていなくともよい。また、ノズル弁支持シャフト２０にこのような溝を形成してもよい。溝の方向は、ノズル弁支持シャフト２０の回転方向に合わせて形成される。即ち、ノズル弁支持シャフト２０を右に回転させる場合には右回りに溝を形成し、ノズル弁支持シャフトを左に回転させる場合には左回りに溝を形成する。
【００４４】
【発明の効果】以上、詳説したように請求項１記載の蛍光体塗布装置によれば、被塗布物に蛍光体含有液の膜を均一に形成することができる。
【００４５】
請求項２記載の蛍光体塗布装置によれば、簡単な構造で容易に被塗布物に蛍光体含有液を均一に塗布することができる。
【００４６】
請求項３記載の蛍光体塗布装置によれば、ノズルから螺旋状の蛍光体含有液が吐出され易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施の形態に係る蛍光体塗布装置の模式的な正面図である。
【図２】図２は実施の形態に係る蛍光体塗布装置の模式的な側面図である。
【図３】図３は実施の形態に係る蛍光体塗布装置の模式的な垂直断面図である。
【図４】図４は実施の形態に係るバルブの模式的な垂直断面図である。
【図５】図５（ａ）は実施の形態に係るノズル弁及びノズル弁支持シャフトの模式的な斜視図であり、及び図５（ｂ）は実施の形態に係るノズル弁及びノズル弁支持シャフトの模式的な平面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は実施の形態に係る蛍光体塗布装置の作動状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１…蛍光体塗布装置、１６…ノズル、１６ａ…吐出口、１９…ノズル弁、１９ｄ…溝、２０…ノズル弁支持シャフト、２１…回転翼。
【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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【図６】
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