(57)【要約】【課題】蛍光体未塗布や膜厚ばらつき大を防止し、蛍光ランプの管端色差や発光特性ばらつきを防ぐ蛍光体皮膜の形成方法を得る。【解決手段】垂直にガラス管１を把持し、ガラス管１の下端開口部２を回動自在な球状栓体３により閉塞し、貯槽４の所定量の蛍光体懸濁液５をガラス管１の上端開口部からガラス管内に流し込んで塗布を行う。流入された蛍光体懸濁液５の上方表面の位置が、ガラス管１の下端開口部２から未塗布が生じる範囲を含む所定位置Ｌ２まで溜まるのに同期して球状栓体３を下方へ離間して蛍光体懸濁液５を排出後、ガラス管１に被着の蛍光体を乾燥・焼付けする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に上端開口部が、下方に下端開口部がそれぞれ位置するようガラス管を把持し、前記ガラス管の下端開口部を球状栓体により閉塞して上端開口部から所定量の蛍光体懸濁液を流入し、流入終了時期に同期して前記球状栓体を前記ガラス管の下端開口部から離間して蛍光体懸濁液を排出後、前記ガラス管に被着された蛍光体懸濁液を乾燥・焼付けることを特徴とする蛍光体被膜の形成方法。
【請求項２】
前記ガラス管内における流入終了時期の前記蛍光体懸濁液の液表面位置が前記ガラス管下端開口部から前記ガラス管の全長の１／２以下の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の蛍光体被膜の形成方法。
【請求項３】
前記球状栓体が回動自在に、コイル状弾性部材を有する支持部材に設けられているとともに、前記球状栓体は、前記コイル状弾性部材によって昇降自在に支持されていることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光体被膜の形成方法。
【請求項４】
前記ガラス管の全長が６００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１，２，３記載のいずれかに記載の蛍光体被膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプの蛍光体被膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蛍光ランプ用ガラス管に形成される蛍光体被膜について、管両端付近の蛍光体被膜の膜厚差あるいは塗布時に発生する未塗布部分等に起因する輝度むら、発光色むら、管端色差等を低減する手段としては、直管バルブを垂直に保持して、この内面に蛍光体混合液を上から流して塗布乾燥後、直管形バルブを上下反転して再度上から蛍光体混合液を流して塗布乾燥後、焼成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、Ｕ字管状蛍光ランプにおいては、Ｕ字形バルブの曲成部を上にして、両開口部を閉塞し、上方の曲成部の枝管から蛍光体懸濁液をＵ字形バルブが満杯になるまで注入後、両端開口部を開いて蛍光体懸濁液を流出させ、Ｕ字形バルブ内面の蛍光体を乾燥させる塗布手段、つまり、ガラス管内全体に蛍光体懸濁液を満杯にした後、液を除去し一挙にバルブ内面へ塗布することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２８００３１号公報
【特許文献２】
特開昭６１−９１８２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の蛍光ランプのガラス管への蛍光体被膜の形成方法において、例えば特許文献１に記載されたもののように、ガラス管を上・下反転させて塗布・乾燥を行う場合には、ガラス管支持アームを反転動作する装置、空間、作業時間が必要となり、塗布液使用量、乾燥時間等も倍増となり、塗布装置の大形化、生産効率の低下等の課題が生じる。また、ガラス管を複数同時に蛍光体塗布する場合には装置全体が一層大形化、複雑化し塗布方法の制御も容易でなくなる。
【０００６】
このような、ガラス管の上・下反転を行わずに、１回のみガラス管の上側から蛍光体液を流し込んで塗布を行うことは、ガラス管の全長が６００ｍｍ未満の比較的短尺サイズにおいては、蛍光体皮膜のばらつきが比較的に輝度ばらつきに大きな影響を与えない範囲であるのに対し、６００ｍｍ以上の長尺な管長のガラス管において流し込み塗布を１回のみした場合は、管端色差、輝度ばらつき、発光色むらが顕著になるという不都合を生じる。また、ガラス管の全長が６００ｍｍと長いので、ホルダの不都合でガラス管が傾いた場合には、ガラス管の下側部分に蛍光体未塗布部分が生じる欠点も生じてくる。
【０００７】
さらに、特許文献２に記載されたもののように、ガラス管下側開口部を平板状の如き栓体で閉塞して蛍光体液を満たした後、閉塞した栓全体を外してガラス管内面に一挙に蛍光体被膜を形成することも考えられるが、ガラス管長が長尺サイズであるので、ガラス管を満たすために必要な蛍光体量が膨大となり材料ロスが大きい。
【０００８】
本発明の蛍光体被膜の形成方法は、前記従来の欠点を解決し、簡単な塗布方法で材料利用率を向上させ膜厚ばらつきを抑制して輝度むら、発光色むら、管端色差等の不都合を除去するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の蛍光体被膜の形成方法は、上方に上端開口部が、下方に下端開口部がそれぞれ位置するようガラス管を把持し、前記ガラス管の下端開口部を球状栓体により閉塞して上端開口部から所定量の蛍光体懸濁液を流入し、流入終了時期に同期して前記球状栓体を前記ガラス管の下端開口部から離間して蛍光体懸濁液を排出後、前記ガラス管に被着された蛍光体懸濁液を乾燥・焼付ける構成を有する。
【００１０】
これにより、ほぼ垂直に把持したガラス管の下側部分、主として下端開口部からガラス管長の１／２以下の範囲内における蛍光体未塗布部分の発生や蛍光体膜薄化を防止することができる。バルブ内に蛍光体懸濁液を満杯にしている上記従来の蛍光体被膜の製造方法とは異なり、使用する蛍光体懸濁液の使用量が、膜薄化防止対象区域に見合う所定量（貯液量）で済むため、材料の利用率が向上する。
【００１１】
すなわち、蛍光体被膜の膜薄化が生じやすい部分は貯液の存在により被膜厚みが積層されて、ガラス管全長の範囲にわたって膜厚のばらつきの少ない蛍光体被膜が形成され、かつ未塗布部分も一切生じることなく蛍光材料の有効利用と、輝度むら、発光色むら、管端色差の抑制を容易に実現できる。特にガラス管下端開口部を閉塞する栓体が球状（ボール状）であるので、垂直に把持したガラス管が僅かに傾斜したり、或いはガラス管下端部の切断面が傾斜したりしていても、栓体とガラス管下端開口部との詰栓時の密着性を維持する作用が生じ、蛍光体懸濁液の漏れを一切生じることが無く、膜厚の安定化を実現できる。
【００１２】
逆にガラス下端開口部を閉塞する栓体が、板状や皿状の場合にはガラス管の僅かの傾きや切断面の傾斜があれば、ガラス管と栓体の密着性が低下して隙間から蛍光体懸濁液が漏れ、ガラス管内の所定域への液留めが遂行できず、蛍光体膜厚の薄い部分への膜厚補強が不可能となったり、未塗布部分を生じてしまう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１４】
本発明の一実施形態である蛍光体被膜の形成方法は、図１に示すように、上方に上端開口部が、下方に下端開口部がそれぞれ位置するようガラス管１を把持し、ガラス管１の下端開口部２を回動自在な球状（ボール状）栓体３により閉塞し、貯槽４の所定量の蛍光体懸濁液５をガラス管１の上端開口部からガラス管内にガラス管内面に沿って流れるよう流し込んで塗布を行う。塗布に際しては、流入されガラス管内に満たされていく蛍光体懸濁液５の上方表面の位置が、ガラス管１の下端開口部２から未塗布が生じる範囲を含む所定位置Ｌ２まで溜まるように蛍光体懸濁液５を流し込み、蛍光体懸濁液５の上方表面の位置が所定位置Ｌ２に達する（流入終了時期）のに同期して図２に示すように、球状栓体３を下方へ離間してガラス管１内に満たされた蛍光体懸濁液５を排出後、ガラス管１に被着の蛍光体を乾燥・焼付けで蛍光体被膜６を形成する。
【００１５】
球状栓体３は、ＳＵＳ等の鋼球の金属製もしくは蛍光体懸濁液５と非反応性のプラスチック材各種もしくは非反応性で弾性を有する材料もしくはガラス球を用いてもよい。また、球状栓体３の最大径はガラス管１の内径に比し同等以上であれば密着性も良く液漏れも生じない。好ましくは僅かに径大の程度であれば密着性や駆動性の面でも充分に目的を果たすことができる。なお、球状栓体３には金属製またはプラスチック性の棒体８が挿入固定され、この棒体８に、球状栓体３を十分に支持できる強度の金属線よりなるコイル状弾性部材７を挿通し、これらを備えた棒体８は筒体９に回動自在および昇降自在に配置される。
【００１６】
これにより、ガラス管１への詰栓時において、球状栓体３がコイル状弾性部材７のばね作用により弾性力をもって下端開口部２に当接するので、当接圧力が緩和されてガラス管１の閉塞時の衝撃が抑制されガラス管１の端部クラックや破損も防止できる。
【００１７】
このように本発明の実施形態の蛍光体被膜の形成方法によれば、ガラス管１を保持するホルダの異常によるガラス管の傾きが、蛍光体塗布の際に存在しても、詰栓体が球状であるのでガラス管１の下端開口部と球状栓体３との密着性を維持する作用が生じ、蛍光体の未塗布や膜厚の大きなばらつきを防止することができる。又ガラス管が正常に垂直に把持されていても、寸度が長い場合においても蛍光体被膜の膜厚は管全長域Ｌ１にわたって均一性を向上できる。
【００１８】
以下、本発明の実施例について述べる。
【００１９】
管内径１８ｍｍ、管長８００ｍｍのガラス管１を垂直に把持し、ガラス管１の下端開口部２を直径２０ｍｍのステンレス製の球状栓体３により詰栓して閉塞した場合（イ）と、球状栓体３による閉塞のない場合（ロ）とに分けて、三波長域発光形蛍光ランプ用蛍光体懸濁液５をガラス管１上端開口部から流し込んで塗布する実験を行った。
【００２０】
上記（イ）においては、蛍光体懸濁液５の流し込みを終了する時点（上記Ｌ２位置）でのガラス管１内の液面位置を、ガラス管１の下端開口部から３００ｍｍとなるよう流し込んだ。
【００２１】
また、ガラス管１は、複数個を同時に塗布・乾燥・焼付けさせるために、複数のヘッドに設けたガラス管１を保持するホルダ（図示せず）により把持した量産装置を用いて実験に供した。
【００２２】
蛍光体はユーロピウム付活バリウム・マグネシウム・アルミネート蛍光体（青色域）、セリウム・テルビウム共付活アルミネート蛍光体（緑色域）、ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（赤色域）の三種類の適量を酢酸ブチル及び結着剤等とともに混合して蛍光体懸濁液５として用いた。
【００２３】
支持部材１０は、図１に示すように球状栓体３、コイル状弾性部材７、棒体８、これらを支持する筒体９からなり、球状栓体３は、ＳＵＳよりなる棒体８に回転自在に支持され、この棒体８には鋼線よりなる直径（外径）１３ｍｍ、巻きターン数２５、長さ５０ｍｍのコイル状弾性部材７が挿通されている。そして、この棒体８は筒状９に昇降自在に設けられている。
【００２４】
前記塗布実験を行って、上記（イ）および上記（ロ）によって得られた塗布済みガラス管の蛍光体被膜の確認を行ったところ、上記（ロ）はホルダの磨耗又は調節不足に起因するガラス管の僅かな傾斜や真直度不足による蛍光体未塗布、膜薄や膜厚ばらつきが約１％検出され、ランプ製造工程への移行前に、再度の塗布工程への再生が行われた。これに対し、上記（イ）は、ガラス管把持用のホルダが上記（ロ）と同じ異常品を用いても、蛍光体未塗布、膜薄、膜厚ばらつきは皆無であった。念のために、ガラス管１の下端開口部２を球状栓体３により詰栓して閉塞した本発明に係る蛍光体被膜塗布方法を用いた上記（イ）と、球状栓体３による閉塞のない比較品（ロ）を用いてガラス管をそれぞれ製作し、これらを略Ｕ字状の片口金蛍光ランプ３６Ｗ形として製作し特性を確認した。その結果、上記（ロ）の異常ガラス管を用いたツイン蛍光ランプは、管端色差や光束差が大きく蛍光体未塗布品は全く商品価値もなく、実用上支障を生じた。これに対し、本発明に係る上記（イ）のものは、各種特性が正常であり改善効果が大であった。特に上記（イ）に用いた本発明に係る蛍光体被膜の形成方法は、管長が６００ｍｍ以上のガラス管の蛍光体未塗布に対しては、蛍光体を１回塗布だけで済ませるので材料利用効率が大となり、ガラス管多数を同時に把持して処理する多数のホルダのうち幾つかの過磨耗や調節不足の発生によるガラス管の真直度不足、僅かな傾斜が存在しても蛍光体塗布性能には一切の影響も生じることも無く、かつホルダの交換調節の頻度が少なくて済むなど、メンテナンス面でコストメリットも大きい。つまり、ガラス管の管長が６００ｍｍ以上の長尺タイプの場合に、ガラス管全長におよぶ蛍光体膜厚の均一な被膜を、蛍光体懸濁液の使用量を少なくして材料利用効率を高め、かつ塗布装置の大形化、塗布所要時間の増加等を必要とせずに実現できる効果が得られた。
【００２５】
前記、実験結果を踏まえ、ガラス管の管長や管径、蛍光体懸濁液のガラス管内における溜まる位置等の検討を行ったところ、管径の如何にかかわらずガラス管長が６００ｍｍ以上で、塗布時の蛍光体懸濁液の貯液限界位置をガラス管１の下端開口部からガラス管全長の１／２以下の範囲内に限定することにより、球状栓体３を用いた塗布方法によって、安定した膜厚の蛍光体被膜６が得られ、蛍光体の未塗布発生も防止することができた。又、比較のために、ガラス管１の下端開口部を閉塞する栓体として平板状もしくはカップ状の形状を検討したが、ガラス管１の僅かな傾き等により液漏れによる適切なガラス管１内での液溜めができず、蛍光体膜厚の均一化を十分に達成できなかった。
【００２６】
なお、本実施形態における蛍光体被膜の形成実験においては、球状栓体３が回転自在でかつコイル状弾性部材の昇降によるバネ性を用いて詰栓、開栓を行ったので、栓体当接によるガラス管下端の衝撃力が緩和されて、ガラス管の破損、クラックを生じることなく蛍光体被膜の形成が実施できた。また、ガラス管の管長が６００ｍｍ未満の短尺タイプの場合には、ガラス管の上側から蛍光体懸濁液を流し込んでそのままガラス管外へ液を流し出す塗布手段を用いても、ガラス管の蛍光体膜厚の差が大きくないので、ガラス管所定域への液溜めによる膜厚増のための設備や塗布方法を用いることは、コスト面や作業性を考えても利用効果は少ない。
【００２７】
なお、本発明の蛍光体被膜の形成方法においては、発明の実施の形態、実施例、図面等で説明した、定格、寸度、形状、材料等に限定されることなく、広く任意に適切性を選択して使用できるものである。また球状栓体は、少なくともガラス管と接触する面が球面又は略球面を呈しておれば、性能上前記説明と同等の効果を得るものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の蛍光体被膜の形成方法は、長尺なガラス管の蛍光体膜厚のばらつき、蛍光体未塗布等による蛍光ランプの管端色差、発光色ばらつき、光束ばらつき等を簡便な方法で防止することができ、かつ塗布用蛍光体懸濁液の利用率向上やガラス管把持用ホルダのメンテナンス面からみた効率向上など、実用上の改良効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である蛍光体被膜の形成方法を説明するための図
【図２】本発明の一実施形態である蛍光体被膜の形成方法を説明するための図
【符号の説明】
１  ガラス管
２  下端開口部
３  球状栓体
４  貯槽
５  蛍光体懸濁液
６  蛍光体被膜
７  コイル状弾性部材
８  棒体
９  筒体
【図１】
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【図２】
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