JP2004281136A

JP2004281136A - 水銀蒸気放電灯の製造方法

Info

Publication number: JP2004281136A
Application number: JP2003068568A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Kurita; 貴好栗田; Yuji Takeda; 雄士武田; Masasane Takagi; 将実高木; Tomomasa Hirao; 智将平尾
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】水銀蒸気放電灯が安定した品質で生産できるようにする。
【解決手段】アマルガム材１３と金属部材１４を小型気密容器１１に封入し、この小型気密容器を発光気密容器１に挿入し、小型気密容器内のアマルガム材１３をヒータ４で加熱して小型気密容器内で水銀蒸気を放出させ、さらに小型気密容器内の金属部材を高温加熱し、金属部材によって小型気密容器を開放させて中の水銀蒸気を発光気密容器内に放出させ、この発光気密容器の封をして水銀蒸気放電灯を得る。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水銀蒸気放電灯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、水銀蒸気放電灯は、液晶バックライト用光源として使用されている。この水銀蒸気放電灯の従来の製造方法について説明する。
【０００３】
図３（ａ）に示すように、長尺のガラス管１の一端（図では下端）を封止し、当該ガラス管１の放電灯ガラス管の長さＬとなる位置に加熱してくびれ２を設けておく。そして矢印で示したように、このくびれ２の設けられたガラス管１の開口側の端部からアマルガム材のような水銀合金部材３を挿入してくびれ２の部分で受け止めさせる。
【０００４】
次に、図３（ｂ）に示すように、ヒータ４にガラス管１を挿入し、排気管５をガラス管１の開口端部に接続し、ガラス管１を加熱しながらガラス管１内を真空引きして真空状態にし、その中に希ガスを導入する。
【０００５】
続いて、図３（ｃ）に示すように、ヒータ６によってガラス管１を加熱するとともに高周波誘導加熱器７を用いて水銀合金部材３の部分を高周波誘導加熱して水銀合金部材３を溶融させて水銀蒸気を発生させ、その水銀蒸気をガラス管１のランプ容器１０となる側、つまり図３（ｃ）ではくびれ２から下側の部分の中に導入する。
【０００６】
この後、図３（ｄ）に示すように、ランプ容器１０の部分を切り離すために、バーナー８によってくびれ２の部分を加熱して、ガラス管１からランプ容器１０の部分をくびれ２において切り離し、同時のこのくびれ２側の端部を封止する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の水銀蒸気放電灯の製造方法によれば、図３（ｃ）に示した高周波誘導加熱器７による水銀合金部材３を加熱する際、水銀合金部材３と高周波誘導加熱器７の誘導コイルとの位置の微妙な変化によって水銀合金部材３の上昇温度がばらつくために、その水銀放出率が変化しやすく、得られた水銀蒸気放電灯間で封入水銀量が大きくばらつく問題点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、製造される水銀蒸気放電灯に封入する水銀蒸気量を安定させることができる水銀蒸気放電灯の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の水銀蒸気放電灯の製造方法は、アマルガム材を小型気密容器に封入するステップと、前記小型気密容器を発光気密容器に挿入するステップと、前記小型気密容器内のアマルガム材を加熱して水銀蒸気を放出させるステップと、前記小型気密容器を開放させて前記水銀蒸気を前記発光気密容器内に放出させるステップと、前記発光気密容器の封をするステップとを有するものである。
【００１０】
請求項１の発明の水銀蒸気放電灯の製造方法では、水銀蒸気源としてアマルガム材を用いることによって低温加熱でも水銀蒸気の放出率を高くし、小型気密容器内でアマルガム材から水銀蒸気を放出させた後、この小型気密容器を開放させその中から発光気密容器内に水銀蒸気を放出させることにより、水銀蒸気放電灯を安定した品質で製造する。
【００１１】
請求項２の発明の水銀蒸気放電灯の製造方法は、アマルガム材と金属部材を小型気密容器に封入するステップと、前記小型気密容器を発光気密容器に挿入するステップと、前記小型気密容器内のアマルガム材を加熱して水銀蒸気を放出させるステップと、前記小型気密容器内の金属部材を加熱し、前記金属部材によって前記小型気密容器を開放させて前記水銀蒸気を前記発光気密容器内に放出させるステップと、前記発光気密容器の封をするステップとを有するものである。
【００１２】
請求項２の発明の水銀蒸気放電灯の製造方法では、水銀蒸気源としてアマルガム材を用いることによって低温加熱でも水銀蒸気の放出率を高くし、小型気密容器内でアマルガム材から水銀蒸気を放出させた後、この小型気密容器を高温加熱することによって金属部材を高温にして小型気密容器を内側から開放させ、その中から発光気密容器内に水銀蒸気を放出させ、水銀蒸気放電灯を安定した品質で製造する。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の水銀蒸気放電灯の製造方法において、前記小型気密容器を開放させて前記水銀蒸気を前記発光気密容器内に放出させるステップの前に、前記発光気密容器を真空にするステップを有することを特徴とするものであり、これにより希ガスと水銀蒸気を発光気密容器内へ所要の濃度で封入する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の１つの実施の形態の水銀蒸気放電灯の製造方法を図示したものである。
【００１５】
（１）まず、図１（ａ）に示すように長尺のガラス管１の一端（図において下端）を封止し、このガラス管１のランプ容器１０になる長さＬの位置に第１のくびれ２１を設ける。そしてこの第１のくびれ２１を設けた位置まで開口端部から図２に示すガラス製カプセル１１を挿入する。さらに、第１のくびれ２１の位置からこのガラス製カプセル１１の長さＤ分だけ離れた位置においてもガラス管１に第２のくびれ２２を設ける。この第２のくびれ２２よりも上側に不純物蒸気を吸着除去するためのゲッター１２を挿入する。これらの第１、第２のくびれ２１，２２は該当部分をバーナーで加熱した後に内側に変形させることによって形成する。
【００１６】
図２に示すように、小型気密容器であるガラス製カプセル１１は、内部が真空であり、水銀蒸気源としてのアマルガム材１３と共に、屈曲させた金属部材１４が封装されたものである。金属部材１４としては、屈曲した棒体に代えて、リング状あるいはバネ性を有する金属部材を挿入しておくこともができる。このような金属部材を用いる場合、後述する高温加熱による熱膨張によってガラス製カプセル１１の内壁に圧力を加え、開放させることができる。
【００１７】
（２）次に、図１（ｂ）に示すように、ヒータ４にガラス管１を挿入し、排気管５をガラス管１の開口端部に接続し、ガラス管１を加熱しながらガラス管１内を真空引きして真空状態にし、その中に希ガスを導入する。このヒータ４による加熱により、ガラス管１内のガラス製カプセル１１も加熱され、その中でアマルガム材１３から水銀蒸気が放出される。この際、アマルガム材１３は水銀放出温度が低いため、ヒータ４の加熱によっても十分大量の水銀蒸気を放出する。
【００１８】
（３）続いて、図１（ｃ）に示すように、ヒータ６によってガラス管１を加熱するとともに高周波誘導加熱器７を用いてガラス製カプセル１１の入っている部分を高周波誘導加熱する。この高周波誘導加熱によりガラス製カプセル１１内の金属部材１４が高温度に加熱され、これによって、金属部材１４と接触しているガラス製カプセル１１の一部分が急激に温度上昇してその壁にクラックが入り、あるいはその接触部分が溶融して穴があき、そのクラック部分あるいは穴から中の水銀蒸気がカプセル１１外に放出される。この結果、ガラス管１のランプ容器１０と成る側、つまり図１（ｃ）では第１のくびれ２１から下側の部分の中に水銀蒸気が導入される。
【００１９】
なお、ガラス製カプセル１１の高温加熱には、高周波誘導加熱器７に代えて、レーザー加熱器を用いることもできる。
【００２０】
（４）この後、図１（ｄ）に示すように、ランプ容器１０の部分を切り離すために、バーナー８によって第１のくびれ２１の部分を加熱して、ガラス管１からランプ容器１０の部分を第１のくびれ２１において切り離し、同時のこの第１のくびれ２１側の端部を封止する。
【００２１】
【実施例】
本発明の水銀蒸気放電灯の製造方法の実施例を説明する。
【００２２】
外径４．０ｍｍ、内径３．０ｍｍの長尺のホウ珪酸ガラスをガラス管１として用い、一端を封止し、その封止端からＬ＝３００ｍｍの位置に第１のくびれ２１を設け、ガラス製カプセル１１を挿入した。
【００２３】
ガラス製カプセル１１は、ホウ珪酸ガラス製で、外径２．６ｍｍ、内径２．０ｍｍ、全長１５ｍｍのものであった。その内部にはアマルガム材１３と金属部材１４としての７．０ｍｍのニッケル棒を封入しておいた。アマルガム材１３は、Ｂｉ＋Ａｎ＋Ｈｇの合金であり、組成比は、Ｂｉ５１．８２：Ａｎ３９．５７：Ｈｇ１２．３８である。
【００２４】
次にガラス管１の第１のくびれ２１からＤ＝約２０ｍｍ離れた部分に第２のくびれ２２を設け、ゲッター１２を挿入した。
【００２５】
次に、図１（ｂ）のようにヒータ４にガラス管１を挿入し、排気管５をガラス管１の開口端部に接続し、ガラス管１を加熱しながらガラス管１内を真空引きして真空状態にし、希ガスとしてネオンとアルゴンの混合ガス（組成比：ネオン／アルゴン＝９０モル％／１０モル％）を６０Ｔｏｒｒの封入圧に封入した。
【００２６】
続いて、図１（ｃ）に示すように、ヒータ６によってガラス管１を加熱するとともに高周波誘導加熱器７を用いてガラス製カプセル１１の入っている部分を高周波誘導加熱した。この高周波誘導加熱によりガラス製カプセル１１内の金属部材１４が高温度に加熱され、金属部材１４と接触しているガラス製カプセル１１の一部分にクラックが入った。
【００２７】
この後、図１（ｄ）に示すように、バーナー８によって第１のくびれ２１の部分を加熱して、ガラス管１からランプ容器１０の部分を第１のくびれ２１において切り離し、同時のこの第１のくびれ２１側の端部を封止した。
【００２８】
以上の方法で、外径４．０ｍｍ、内径３．０ｍｍ、管長さ３００ｍｍのホウ珪酸ガラス製の水銀蒸気放電灯をそれぞれ１０本ずつ試作し、それぞれについてランプ内水銀封入量を比較した。さらに、水銀供給源に残存している水銀量を測定して水銀放出率を計算したところ、表１に示すように、本発明の実施例において水銀放出率が平均９８．７％と非常に高く安定していることが確認できた。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水銀蒸気源としてアマルガム材を用いることによって低温加熱でも水銀蒸気の放出率を高くでき、小型気密容器内でアマルガム材から水銀蒸気を放出させた後、この小型気密容器を開放させその中から発光気密容器内に水銀蒸気を放出させることにより、水銀蒸気放電灯を安定した品質で製造できる。
【００３１】
また、小型気密容器にアマルガム材と共に金属部材を封入しておくことで、この小型気密容器内で水銀蒸気を放出させた後、高温加熱することによって金属部材を高温にして小型気密容器を内側から開放させ、その中から発光気密容器内に水銀蒸気を放出させることができ、水銀蒸気放電灯を安定した品質で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態の水銀蒸気放電灯の製造方法の各工程を示す説明図。
【図２】上記実施の形態で用いるガラス製カプセルの断面図。
【図３】従来の水銀蒸気放電灯の製造方法の各工程を示す説明図。
【符号の説明】
１ガラス管
４ヒータ
７高周波誘導加熱器
１０ランプ容器
１１ガラス製カプセル
１３アマルガム材
１４金属部材

Claims

アマルガム材を小型気密容器に封入するステップと、
前記小型気密容器を発光気密容器に挿入するステップと、
前記小型気密容器内のアマルガム材を加熱して水銀蒸気を放出させるステップと、
前記小型気密容器を開放させて前記水銀蒸気を前記発光気密容器内に放出させるステップと、
前記発光気密容器の封をするステップとを有する水銀蒸気放電灯の製造方法。
アマルガム材と金属部材を小型気密容器に封入するステップと、
前記小型気密容器を発光気密容器に挿入するステップと、
前記小型気密容器内のアマルガム材を加熱して水銀蒸気を放出させるステップと、
前記小型気密容器内の金属部材を加熱し、前記金属部材によって前記小型気密容器を開放させて前記水銀蒸気を前記発光気密容器内に放出させるステップと、
前記発光気密容器の封をするステップとを有する水銀蒸気放電灯の製造方法。
前記小型気密容器を開放させて前記水銀蒸気を前記発光気密容器内に放出させるステップの前に、前記発光気密容器を真空にするステップを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の水銀蒸気放電灯の製造方法。