JPH11135021A

JPH11135021A - セラミック製放電ランプの製造方法

Info

Publication number: JPH11135021A
Application number: JP29888197A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ikeuchi; 満池内; Kazuyuki Mori; 和之森; Akishi Miyanaga; 晶司宮永
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】発光管内に存在する水分子の量が少なくて所
期のランプ特性を有するセラミック製放電ランプを、比
較的安価な設備によって確実に製造することができる方
法を提供することにある。【解決手段】端部に封着用管部12が形成された透光性
のセラミックスよりなる発光管材10ａおよび電極マウン
ト20の各々を、減圧下において加熱することにより脱ガ
ス処理する工程（Ａ）と、脱ガス処理された発光管材10
ａ内に、脱ガス処理された電極マウント20を配置し、発
光管材10ａの封着用管部12の内面に電極マウント20を固
着する工程（Ｂ）とを有し、工程（Ｂ）において、発光
管材10ａおよび電極マウント20の表面温度をｔ（℃）と
し、低湿度雰囲気の露点をｄｐ（℃）としたとき、下記
式（１）を満足することを特徴とする。式（１）ｔ≧２×（１００＋ｄｐ）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光管が透光性を
有するセラミックスよりなるセラミック製放電ランプを
製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液晶表示装置のバックライト用
光源や、紫外線処理装置の光源として、高圧または低圧
水銀放電ランプやメタルハライドランプなどの放電ラン
プが使用されている。かかる放電ランプにおいては、従
来、発光管として、シリカガラスよりなるものが用いら
れていたが、最近においては、アルミナ多結晶体、イッ
トリウム−アルミニウム−ガーネット多結晶体（以下、
「ＹＡＧ」と略称する。）、イットリア多結晶体などの
透光性を有するセラミックスよりなるものが使用され始
めている。このようなセラミックスよりなる発光管を有
する放電ランプすなわちセラミック製放電ランプは、従
来のシリカガラスよりなる発光管を有する放電ランプと
比較して、発光管の機械的強度および耐熱温度が高く、
発光管内に封入される特定の金属元素に対して優れた耐
蝕性を有する点で、有利である。

【０００３】しかしながら、このようなセラミック製放
電ランプにおいては、以下のような問題がある。シリカ
ガラス製の発光管を有する放電ランプの製造において
は、その発光管材に対して一旦真空脱ガス処理を行え
ば、その後、この発光管材が大気中に晒されることによ
ってその表面に例えば水分子が吸着しても、当該発光管
材に対して改めて約４００℃の真空加熱を行うことによ
ってその表面に吸着した水分子を除去することができ、
その結果、完成後の放電ランプの発光管内に取り込まれ
る水分子の量を少なくすることができる。然るに、ＹＡ
Ｇなどの透光性を有するセラミックスは、シリカガラス
に比較して、表面に吸着した水分子を除去しにくいもの
である。そのため、セラミックス製放電ランプの製造に
おいては、その発光管材に対して一旦真空脱ガス処理を
行った場合でも、その後、この発光管材が大気中に晒さ
れることによって、その表面に水分子が吸着したときに
は、４００℃程度の真空加熱では表面に吸着した水分子
を除去することはできないので、結局、発光管材に対し
て８００℃以上の高温で再度真空脱ガス処理を行うこと
が必要となる。そして、発光管の内面に吸着した水分子
が放電空間に放出されると、当該水分子によって、始動
電圧の上昇、発光管の黒化現象などが生じるため、所期
のランプ特性を有するセラミック製放電ランプを得るこ
とが困難となる。

【０００４】具体的には、放電ランプを製造する際にそ
の発光管内に取り込まれる水分子の量と、得られる放電
ランプのランプ特性との関係については、次のことが判
明している。（１）ランプの始動特性：水分子が発光管内に取り込ま
れると、ランプの始動電圧が上昇する。発光管内におけ
る濃度が、水素分子では約１０００ｐｐｍ、水分子では
数百ｐｐｍになると、当該放電ランプには、点灯時の始
動性に不具合が生じる。（２）発光管の黒化現象：水分子が発光管内に取り込ま
れると、当該放電ランプの点灯中において、水分子がア
ーク中で解離して電極物質であるタングステンと反応す
ることにより、タングステン酸化物（ＷＯ₂あるいはＷ
Ｏ₃）が生成され、このタングステン酸化物は蒸発して
発光管の内壁に付着する。そして、発光管の内壁に付着
したタングステン酸化物が水素分子によって還元される
ことにより、当該発光管の内壁においてタングステンと
水分子とが生成する。このような現象（いわゆるウォー
ターサイクル）によって電極物質が当該電極から発光管
の内壁に輸送されることにより、発光管の黒化現象が生
ずる。特に、メタルハライドランプにおいては、水素分
子によって気相中のタングステンの溶解度が増大するた
め、発光管の黒化現象が早期に生じやすい。

【０００５】このような問題を解決するため、セラミッ
ク製放電ランプの製造においては、それぞれ脱ガス処理
された発光管材および電極マウントを、大気中に晒すこ
となく、水分濃度が極めて小さい環境下、例えばガス精
製機によって雰囲気の露点が−８０℃以下に制御された
グローブボックス内に搬入し、このグローブボックス内
において、発光管材および電極マウントの組立・封止工
程が行われる。しかしながら、グローブボックス内にお
ける雰囲気の露点を−８０℃以下に制御するためには、
ガス精製機として相当に高い能力を有するものが必要で
あり、ランプの製造設備のコストが高くなる、という問
題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
発光管内に存在する水分子の量が少なくて所期のランプ
特性を有するセラミック製放電ランプを、比較的安価な
設備によって確実に製造することができる方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、発光管材等の
脱ガス処理を行った後、発光管材等の表面温度を、雰囲
気の露点に関連して特定の温度に維持することにより、
発光管材等に対する水分子の吸着が抑制されることを見
いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
のセラミック製放電ランプの製造方法は、透光性のセラ
ミックスよりなる発光管を具えてなるセラミック製放電
ランプを製造する方法であって、端部に封着用管部が形
成された透光性のセラミックスよりなる発光管材および
電極マウントの各々を、減圧下において加熱することに
より脱ガス処理する工程（Ａ）と、低湿度雰囲気におい
て、前記脱ガス処理された発光管材内に、前記脱ガス処
理された電極マウントを配置し、当該発光管材の封着用
管部の内面に当該電極マウントを固着する工程（Ｂ）と
を有し、前記工程（Ｂ）において、前記発光管材および
前記電極マウントの表面温度をｔ（℃）とし、低湿度雰
囲気の露点をｄｐ（℃）としたとき、下記式（１）を満
足することを特徴とする。式（１）ｔ≧２×（１００＋ｄｐ）

【０００８】本発明のセラミック製放電ランプの製造方
法においては、前記工程（Ｂ）における低湿度雰囲気の
露点が−８０〜−４０℃であることが好ましい。

【０００９】また、本発明のセラミック製放電ランプの
製造方法においては、前記工程（Ｂ）の初期において、
発光管材および電極マウントの表面温度が、前記式
（１）により規定される温度の下限値より高い温度であ
り、当該発光管材および当該電極マウントの表面温度が
式（１）により規定される温度の下限値に低下するまで
に工程（Ｂ）を終了すればよい。

【００１０】

【作用】このような方法によれば、発光管材および封着
用材料の各々を脱ガス処理した後、低湿度雰囲気下にお
いて、発光管材および電極マウントの表面温度が当該低
湿度雰囲気の露点に関連して特定の温度に維持された状
態で、発光管材および電極マウントを組み立て、当該発
光管材の封着用管部に当該電極マウントを固着するた
め、発光管材および電極マウントに対する水分子の吸着
量が極めて小さい値に抑制される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミック製放電
ランプの製造方法について詳細に説明する。図１は、本
発明の製造方法によって得られるセラミック製放電ラン
プの一例における構成を示す説明用断面図である。この
セラミック製放電ランプにおいては、放電空間Ｓを囲繞
する大略球状の放電空間囲繞部１１の両端に封着用管部
１２が形成された、透光性を有するセラミックスよりな
る発光管１０が設けられている。この発光管１０内に
は、それぞれ電極２１を有し、当該電極２１が放電空間
囲繞部１１内において管軸に沿って互いに対向するよう
配置された電極マウント２０が配置されている。

【００１２】具体的には、電極マウント２０の各々にお
いては、先端部にタングステンよりなるコイルが巻き回
された、発光管１０の管軸方向に伸びるタングステンよ
りなる棒状の電極２１が設けられ、この電極２１の基端
部には、発光管１０における封着用管部１２の内径に適
合する外径を有するスリーブ部材２２が嵌合されてお
り、電極２１の基端には、電極２１と同方向に伸びる棒
状のリード部材２３が一体的に設けられている。電極マ
ウント２０のリード部材２３は、発光管１０における封
着用管部１２内に位置される内側部分２３ａとそれ以外
の外側部分２３ｂとが溶接等により一体的に接続されて
なり、リード部材２３における内側部分２３ａはニオブ
により構成され、リード部材２３における外側部分２３
ｂは、二重管でない、一重管の放電ランプを構成する場
合には、耐酸化性金属もしくは合金（例えばＰｔやＰｔ
−Ｉｒ合金）により構成されている。また、リード部材
２３における内側部分には、後述する製造方法におい
て、電極マウント２０の位置決めを行うための位置決め
用突起部２４が形成され、リード部材２３における外側
部分には、後述する封着用材料を保持するための保持用
鍔部２５が形成されている。この電極マウント２０にお
けるリード部材２３は、封着部材３０によって発光管１
０の封着用管部１２の内面に気密に封着されている。そ
して、発光管１０の放電空間囲繞部１１内には、放電用
ガスおよび必要な固体発光物質が封入されている。

【００１３】発光管１０を構成するセラミックスとして
は、透光性アルミナ多結晶体、透光性イットリウム−ア
ルミニウム−ガーネット多結晶体、透光性イットリア多
結晶体を用いることができる。電極マウント２０におけ
るスリーブ部材２２を構成する材料としては、アルミナ
多結晶体、アルミナ−タングステンサーメット、シリカ
ガラス等を用いることができる。封着部材３０を構成す
る材料としては、アルミナ−シリカ−希土類酸化物系の
封着用材料、あるいはアルミナ−カルシア系の封着用材
料などを用いることができる。

【００１４】本発明においては、上記のようなセラミッ
ク製放電ランプを製造するために、例えば図２に示す構
成のグローブボックス装置が用いられる。図２におい
て、４０はグローブボックスであって、外部から作業を
行うための作業用グローブ４１が設けられている。ま
た、このグローブボックス４０には、当該グローブボッ
クス４０内を低湿度雰囲気にするための適宜のガス精製
機（図示省略）が接続されている。このようなガス精製
機としては、グローブボックス４０内の空気を不活性ガ
スに置換し、当該不活性ガスをモレキュラーシーブが配
置された処理タンクを介してグローブボックス４０内に
循環させる構成のものを用いることができる。５０は脱
ガス処理室であって、グローブボックス４０に開閉可能
に設けられた第１の隔壁４２を介して連設されており、
この脱ガス処理室５０には、真空ポンプ５１が接続され
ている。５５は封着処理室であって、グローブボックス
４０に開閉可能に設けられた第２の隔壁４３を介して連
設されており、この封着処理室５５には、封着処理室５
５内の空気を排出する排気手段５６と、封着処理室５５
内に、発光管１０内に封入される希ガスを供給するガス
供給手段５７とが接続されている。そして、このような
グローブボックス装置を用い、以下の工程（Ａ）および
工程（Ｂ）を経由して、図１に示す構成のセラミック製
放電ランプが製造される。

【００１５】〔工程（Ａ）〕この工程（Ａ）は、発光管
材、電極マウント、封着用材料および必要な固体発光物
質を加熱することにより脱ガス処理する工程である。先
ず、図３に示すように、放電空間囲繞部１１の両端に封
着用管部１２が形成された発光管材１０ａ（図３（イ）
に示す）と、電極２１、スリーブ部材２２およびリード
部材２３よりなる電極マウント２０（図３（ロ）に示
す）と、電極マウント２０におけるリード部材２３の外
径に適合する内径を有するリング状の封着用材料３０ａ
（図３（ハ）に示す）とを作製すると共に、必要な固体
発光物質を用意し、真空ポンプ５１により減圧された脱
ガス処理室５０内において、適宜の脱ガス処理用加熱手
段によって、発光管材１０ａ、電極マウント２０、封着
用材料３０ａおよび固体発光物質の各々を、減圧下にお
いて加熱することにより脱ガス処理する。以下、発光管
材１０ａ、電極マウント２０、封着用材料３０ａおよび
固体発光物質の各々の脱ガス処理の具体的な条件につい
て説明する。

【００１６】〔発光管材の予備脱ガス処理〕発光管材１
０ａとしては、予備脱ガス処理を行うことにより、当該
発光管材１０ａを構成する材料の内部に存在するガスが
除去されたものを用いることが好ましい。発光管材１０
ａの予備脱ガス処理は、１×１０^-3Ｐａ以下の圧力の環
境下において行うことが好ましい。１×１０^-3Ｐａを超
える圧力の環境下において予備脱ガス処理を行う場合に
は、予備脱ガス処理に使用する加熱用ヒーターを構成す
る材料（例えばタングステン、タンタル、モリブテン
等）、その酸化物あるいは炭化物や、真空排気装置から
の油分が、発光管材１０ａに付着することにより、当該
発光管材１０ａが汚染することがある。

【００１７】発光管材１０ａが透光性アルミナ多結晶体
により構成されている場合には、予備脱ガス処理におけ
る加熱温度は、１１００〜１５００℃であることが好ま
しく、加熱時間は、３０〜１２０分間であることが好ま
しい。加熱温度が１１００℃未満である場合には、十分
な脱ガス処理を行うためには相当に長い時間を要し、予
備脱ガス処理における時間的効率が低くなるため、好ま
しくない。一方、加熱温度が１５００℃を超える場合に
は、発光管材１０ａを構成するセラミックスの透光性が
低下するおそれがある。加熱時間が３０分間未満である
場合には、十分な予備脱ガス処理が行われないことがあ
る。一方、加熱時間が１２０分間を超える場合には、予
備脱ガス処理における時間的効率が低くなるため、好ま
しくない。

【００１８】また、上記と同様の理由により、発光管材
１０ａが透光性イットリウム−アルミニウム−ガーネッ
ト多結晶体により構成されている場合には、予備脱ガス
処理における加熱温度は、１０００〜１４００℃である
ことが好ましく、加熱時間は、３０〜１２０分間である
ことが好ましい。また、発光管材１０ａが透光性イット
リア多結晶体により構成されている場合には、脱ガス処
理における加熱温度は、１３００〜１５００℃であるこ
とが好ましく、加熱時間は、３０〜１２０分間であるこ
とが好ましい。

【００１９】〔発光管の脱ガス処理〕発光管材１０ａの
脱ガス処理は、１×１０^-3Ｐａ以下の圧力の環境下にお
いて、８００℃以上の温度で１５〜１２０分間加熱する
ことにより行うことが好ましい。１×１０^-3Ｐａを超え
る圧力の環境下において脱ガス処理を行う場合には、脱
ガス処理に使用する加熱用ヒーターを構成する材料、そ
の酸化物あるいは炭化物や、真空排気装置からの油分
が、発光管材１０ａに付着することにより、当該発光管
材１０ａが汚染することがある。加熱温度が８００℃未
満である場合には、発光管材１０ａの表面に吸着した不
純ガスを十分に除去することができない。加熱時間が１
５分間未満である場合には、十分な脱ガス処理が行われ
ないことがある。一方、加熱時間が１２０分間を超える
場合には、予備脱ガス処理における時間的効率が低くな
るため、好ましくない。また、発光管材１０ａの脱ガス
処理においては、当該発光管材１０ａに紫外線を照射す
ることによって、吸着した水分子その他の不純ガス分子
を離脱することができる。このような方法は、発光管材
１０ａが透光性を有するため、発光管材１０ａ内に電極
マウント２０を配置した状態で、その両方の脱ガス処理
を同時に行う場合に有効である。

【００２０】〔電極マウントの脱ガス処理〕電極マウン
ト２０の脱ガス処理は、１×１０^-3Ｐａ以下の圧力の環
境下において、８００〜１１００℃の温度で１５〜１２
０分間加熱することにより行うことが好ましい。１×１
０^-3Ｐａを超える圧力の環境下において脱ガス処理を行
う場合には、リード部材２３の内側部分２３ａを構成す
るニオブが、無視することができない程度に酸化される
恐れがある。また、脱ガス処理に使用する加熱用ヒータ
ーを構成する材料、その酸化物あるいは炭化物が、電極
マウント２０に付着することがある。加熱温度が８００
℃未満である場合には、電極マウント２０の表面に吸着
した不純ガスを十分に除去することができない。一方、
加熱温度が１１００℃を超える場合には、リード部材２
３の内側部分２３ａに劣化が生じる恐れがある。また、
加熱時間が１５分間未満である場合には、十分な脱ガス
処理が行われないことがある。一方、加熱時間が１２０
分間を超える場合には、脱ガス処理における時間的効率
が低くなるため、好ましくない。

【００２１】〔封着用材料の脱ガス処理〕封着用材料３
０ａの脱ガス処理は、１×１０^-3Ｐａ以下の圧力の環境
下において１０００〜１２００℃以上の温度で１５〜１
２０分間加熱することにより行うことが好ましい。１×
１０^-3Ｐａを超える圧力の環境下において脱ガス処理を
行う場合には、脱ガス処理に使用する加熱用ヒーターを
構成する材料、その酸化物あるいは炭化物や、真空排気
装置からの油分が、封着用材料３０ａに付着することに
より、当該封着用材料３０ａが汚染することがある。加
熱温度が１０００℃未満である場合には、十分な脱ガス
処理を行うためには相当に長い時間を要し、脱ガス処理
における時間的効率が低くなるため、好ましくない。一
方、加熱温度が１２００℃を超える場合には、当該封着
用材料の焼結が進行するため、後述する工程（Ｂ）にお
ける封着用材料の脱ガス処理を十分に行うことが困難と
なることがある。また、加熱時間が１５分間未満である
場合には、十分な脱ガス処理が行われないことがある。
一方、加熱時間が１２０分間を超える場合には、脱ガス
処理における時間的効率が低くなるため、好ましくな
い。

【００２２】〔固体発光物質の脱ガス処理〕固体発光物
質の脱ガス処理は、当該固体発光物質がハロゲン化金属
である場合には、１×１０^-3Ｐａ以下の圧力の環境下に
おいて、当該ハロゲン化金属の飽和蒸気圧が１×１０^-3
〜１×１０^-5Ｐａとなる温度または３５０℃以下の温度
で、１５〜１２０分間加熱することにより行われること
が好ましい。１×１０^-3を超える圧力の環境下において
脱ガス処理を行う場合には、真空排気装置からの油分が
固体発光物質に付着することにより、当該固体発光物質
が汚染することがある。加熱温度が、ハロゲン化金属の
飽和蒸気圧が１×１０^-5Ｐａとなる温度未満である場合
には、十分な脱ガス処理が行われないことがある。一
方、加熱温度が、ハロゲン化金属の飽和蒸気圧が１×１
０^-3Ｐａとなる温度または３５０℃を超える場合には、
当該ハロゲン化金属の蒸発が著しくなったり、含有水が
酸化したりするため、好ましくない。また、加熱時間が
１５分間未満である場合には、十分な脱ガス処理が行わ
れないことがある。一方、加熱時間が１２０分間を超え
る場合には、脱ガス処理における時間的効率が低くなる
ため、好ましくない。

【００２３】〔工程（Ｂ）〕この工程（Ｂ）は、低湿度
雰囲気下において、上記工程（Ａ）によってそれぞれ脱
ガス処理された発光管材１０ａ、電極マウント２０、封
着用材料３０ａおよび固体発光物質を、大気中に晒すこ
となく、低湿度雰囲気下に搬入し、この低湿度雰囲気下
において、発光管材１０ａ、電極マウント２０および封
着用材料３０ａの組立・封止を行う工程である。具体的
には、脱ガス処理された発光管材１０ａ、電極マウント
２０、封着用材料３０ａおよび固体発光物質の各々は、
脱ガス処理室５０内から低湿度雰囲気のグローブボック
ス４０内に搬入され、このグローブボックス４０内にお
いて、図４（イ）に示すように、発光管材１０ａの一端
が上方を向いた状態で、当該発光管材１０ａの一端から
電極マウント２０を挿入し、当該給電マウント２０をそ
のリード部材２３における位置決め用突起部２４が発光
管材１０ａの封着用管部１２の一端面に当接するよう配
置すると共に、当該リード部材２３における保持用鍔部
２５に封着用材料３０ａを保持させることにより、発光
管材１０ａ、電極マウント２０および封着用材料３０ａ
の組立体を作製する。

【００２４】この組立体は、グローブボックス４０内か
らグローブボックス４０内と同様の低湿度雰囲気の封着
処理室５５内に搬入され、この封着処理室５５内におい
て、発光管材１０ａの封着用管部１２と電極マウント２
０のリード部材２３との封着処理が行われる。具体的に
説明すると、排気手段５６によって封着処理室５５内を
減圧した状態で、封着処理用加熱手段によって封着用材
料３０ａを加熱することにより、封着用材料３０ａの脱
ガス処理を行うと共に、図４（ロ）に示すように、当該
封着用材料３０ａをその表面張力によって略球状に変形
させる。その後、ガス供給手段５７によって、封着処理
室５５内に希ガスを供給すると共に、封着処理用加熱手
段によって封着用材料３０ａを作業点温度またはそれ以
上の温度に加熱することにより、当該封着用材料３０ａ
が、重力によって降下し、更に、発光管材１０ａの封着
用管部１２と電極マウント２０のリード部材２３との間
の間隙Ｋ内に進入する。このとき、発光管材１０ａの端
部を加熱し、当該発光管材１０ａの端部から希ガスが流
れ出すようにすることが好ましく、これにより、封着用
材料３０ａの溶融時に発生する不純ガスが発光管材１０
ａ内に導入されることを防止することができる。そし
て、封着処理室５５内のガス圧力を上昇させることによ
り、封着用材料３０ａが間隙Ｋ内に充填される。そし
て、この状態で、封着用材料３０ａを冷却することによ
り、図４（ハ）に示すように、当該封着用材料３０ａに
よって発光管材１０ａの封着用管部１２に電極マウント
２０のリード部材２３が気密に固着される。

【００２５】そして、発光管材１０ａ内に固体発光物質
を配置した後、上記と同様にして、発光管材１０ａの他
端側の封着用管部１２の内面に電極マウント２０のリー
ド部材２３を固着することにより、図１に示す構成のセ
ラミックス製放電ランプが製造される。

【００２６】本発明においては、上記の工程（Ｂ）は、
発光管材１０ａ、電極マウント２０、封着用材料３０ａ
および固体発光物質の各々の表面温度をｔ（℃）とし、
当該工程（Ｂ）における低湿度雰囲気の露点をｄｐ
（℃）としたとき、下記式（１）を満足する条件で行わ
れる。式（１）ｔ≧２×（１００＋ｄｐ）

【００２７】また、上記表面温度ｔが上記式（１）を満
足しない場合には、発光管材１０ａ、電極マウント２
０、封着用材料３０ａまたは固体発光物質に水分子が再
吸着し、得られるセラミック製放電ランプには、始動電
圧が上昇するなどの不具合が生じる。

【００２８】上記の工程（Ｂ）においては、その低湿度
雰囲気の露点ｄｐが、−８０〜−４０℃であることが好
ましい。この露点ｄｐが−８０℃未満である場合には、
当該露点ｄｐを維持するために、ガス精製機として相当
に高い能力を有するものを用いることが必要となり、こ
れにより、放電ランプの製造設備のコストが高くなるた
め、好ましくない。一方、露点ｄｐが−４０℃を超える
場合には、当該雰囲気に含まれる水分量が多いため、発
光管材１０ａ等に対する水分子の吸着量を抑制しにくく
なり、また、発光管材１０ａ、電極マウント２０、封着
用材料３０ａおよび固体発光物質の各々の表面温度ｔを
１２５℃より高い温度に維持することが必要となり、そ
の結果、水分子による固体発光物質の酸化が進行するた
め、好ましくない。

【００２９】また、上記の工程（Ｂ）においては、発光
管材１０ａ、電極マウント２０、封着用材料３０ａおよ
び固体発光物質の表面温度ｔが、上記式（１）の条件を
満足していれば、常に一定の温度に保たれている必要は
ない。すなわち、工程（Ｂ）の初期において、発光管材
１０ａ、電極マウント２０、封着用材料３０ａおよび固
体発光物質の表面温度ｔが、式（１）により規定される
温度の下限値より例えば４０Ｋ以上高い温度にある場合
には、発光管材１０ａ、電極マウント２０、封着用材料
３０ａおよび当該固体発光物質の表面温度ｔが式（１）
により規定される温度の下限値に低下するまでに工程
（Ｂ）を終了すればよい。このような方法によれば、発
光管材１０ａ、電極マウント２０、封着用材料３０ａお
よび固体発光物質の表面温度を制御する必要がなく、温
度制御のための特別な設備を設ける必要がないため、製
造設備のコストの上昇を回避することができる。

【００３０】上記のセラミック製放電ランプの製造方法
によれば、発光管材１０ａ、電極マウント２０、封着用
材料３０ａおよび固体発光物質の各々を脱ガス処理した
後、低湿度雰囲気下において、発光管材１０ａ、電極マ
ウント２０、封着用材料３０ａおよび固体発光物質の表
面温度が当該低湿度雰囲気の露点に関連して特定の温度
に維持された状態で、発光管材１０ａ、電極マウント２
０および封着用材料３０ａを組み立て、封着用材料３０
ａによって、発光管材１０ａの封着用管部１２の内面に
電極マウント２０のリード部材２３を固着すると共に、
当該発光管材１０ａの内部に固体発光物質を封入するた
め、発光管１０、電極マウント２０、封着用材料３０ａ
および固体発光物質の各々に対する水分子の吸着量を極
めて小さい値に抑制することができ、その結果、発光管
１０内に存在する水分子の量が少なくて所期のランプ特
性を有するセラミック製放電ランプを確実に製造するこ
とができる。

【００３１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は、上記の製造方法に限定されず、種々の
変更を加えることが可能である。例えば、発光管材、電
極マウントおよび封着用材料としては、図３に示すもの
に限られず、種々の構成のものを用いることができる。
また、グローブボックス装置としては、図２に示すもの
に限定されず、種々の構成の用いることができる。例え
ば、脱ガス処理室がグローブボックスに連接されている
必要はなく、独立して配置された脱ガス処理室内におい
て、発光管材等の脱ガス処理を行った後、これらを適宜
の密閉容器内に収納してグローブボックス内に搬入して
もよい。

【００３２】また、本発明においては、両端封止型のセ
ラミック製放電ランプに限られず、一端封止型のセラミ
ック製放電ランプを製造することも可能である。本発明
の製造方法によって得られる一端封止型のセラミック製
放電ランプの一例を図５に示す。このセラミック製放電
ランプにおいては、大略球状の放電空間囲繞部１１の一
端に封着用管部１２が形成された発光管１０が設けら
れ、この発光管１０内には、放電空間囲繞部１１内にお
いて管軸と垂直な方向に沿って互いに対向するよう配置
された一対の電極２１を有する電極マウント２０が配置
されている。この電極マウント２０の電極２１の各々に
は、発光管１０の封着用管部１２から放電空間囲繞部１
１に向かって互いに管軸方向に沿って並ぶよう、棒状の
内部リード部材２６が接続され、これらの内部リード棒
２６の基端部には、それぞれ内部リード棒２６の外径に
適合する内径の２つの貫通孔を有するスリーブ部材２２
が嵌合されており、内部リード部材２６の各々の基端に
は、内部リード部材２６と同方向に伸びる棒状の外部リ
ード部材２７が一体的に設けられている。この外部リー
ド部材２７は、発光管１０における封着用管部１２内に
位置される内側部分２７ａとそれ以外の外側部分２７ｂ
とが溶接等により一体的に接続されてなり、外部リード
部材２７における内側部分２７ａはニオブにより構成さ
れ、外部リード部材２７における外側部分２７ｂは、例
えば白金等の耐酸化性金属若しくは合金により構成され
ている。そして、この電極マウント２０の外部リード部
材２７における内側部分２７ａと外側部分２７ｂとの接
続部を含む個所が、封着部材３０によって発光管１０の
封着用管部１２の内面に気密に封着されている。本発明
によれば、このような一端封止型のセラミック製放電ラ
ンプを、前述の両端封止型のセラミック製放電ランプの
製造方法に準じて、製造することができる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００３４】〈実施例１〉下記の条件に従って、図３に
示す構成の発光管材、電極マウントおよび封着用材料を
作製すると共に、固体発光物質を用意した。〔発光管材（１０ａ）〕材質：透光性アルミナ多結晶体，放電空間囲繞部の外
径：５．０ｍｍ，放電空間囲繞部の内容積：０．０５ｃ
ｍ³ 〔電極マウント（２０）〕電極（２１）：タングステン製，コイルの材質；タング
ステン，スリーブ部材（２２）：多結晶アルミナ製，リード部材（２３）：内側部分（２３ａ）の材質；ニオ
ブ，外側部分（２３ｂ）の材質；２０％イリジウム−８
０％白金合金〔封着用材料（３０ａ）〕材質：Ｄｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂（Ｄｙ
₂Ｏ₃：Ａｌ₂Ｏ₃：ＳｉＯ ₂が重量比で６１：１７：
２２のもの）〔固体発光物質〕水銀−セシウム合金：１．０ｍｇ，ヨ
ウ化水銀０．３ｍｇ，ヨウ化セシウム１０モルおよびヨ
ウ化ガドリニウム１モルの混合物３．６ｍｇ

【００３５】工程（Ａ）：図２に示すグローブボックス
装置における脱ガス処理室内において、上記の発光管
材、電極マウント、封着用材料および固体発光物質（ヨ
ウ化セシウムおよびヨウ化ガドリニウムの混合物）に対
して下記の条件により脱ガス処理を行った。〔発光管材（１０ａ）〕雰囲気圧力：２×１０^-4Ｐａ，加熱温度１０００℃，加
熱時間１２０分間〔電極マウント（２０）〕雰囲気圧力：２×１０^-4Ｐａ，加熱温度１０００℃，加
熱時間１２０分間〔封着用材料（３０ａ）〕雰囲気圧力：２×１０^-4Ｐａ，加熱温度１０００℃，加
熱時間１２０分間〔固体発光物質〕雰囲気圧力：１×１０^-4Ｐａ，加熱温度３５０℃，加熱
時間１５分間

【００３６】工程（Ｂ）：このようにして脱ガス処理さ
れた発光管材、電極マウント、封着用材料および固体発
光物質の各々を、露点が−７０℃に設定されたアルゴン
ガス雰囲気のグローブボックス内に搬入し、発光管材、
電極マウント、封着用材料および固体発光物質の各々の
表面温度を６４℃に維持しながら、図４（イ）に示す構
成に従って組み立てた。この組立体をグローブボックス
内と同様の低湿度雰囲気の封着処理室内に搬入した後、
排気手段によって封着処理室内を減圧することにより、
組立体の脱ガス処理を行いながら、封着処理用加熱手段
によって、封着用材料をその表面張力によって略球状に
変形した状態になるまで加熱し、その後、ガス供給手段
によって、封着処理室内にアルゴンガスを供給すると共
に、封着処理用加熱手段によって封着用材料を約１６０
０℃に加熱することにより、当該封着用材料を発光管材
の封着用管部と電極マウントのリード部材との間の間隙
内に進入させ、更に、封着処理室内のガス圧力を上昇さ
せることにより、封着用材料を間隙内に充填した。そし
て、この状態で、封着用材料を作業点温度から歪点温度
（８４０℃）以下の温度に４０秒間で冷却することによ
り、当該封着用材料によって発光管材の封着用管部に電
極マウントのリード部材を固着した。

【００３７】そして、発光管材内に固体発光物質を配置
した後、上記と同様にして、発光管材の他端側の封着用
管部の内面に電極マウントのリード部材を固着すること
により、電極間距離が６ｍｍで、発光管内にアルゴンガ
ス（封入圧１３３ｋＰａ）および固体発光物質が封入さ
れたセラミック製放電ランプを製造した。これらのセラ
ミック製放電ランプを約２０ｋＨｚの高周波電力により
点灯させたところ、ランプ電流が０．４Ａ、ランプ電圧
が５０Ｖ、ランプ入力が約２０Ｗであった。

【００３８】〈実施例２〜６および比較例１〜２〉工程
（Ｂ）において、下記表１に従ってグローブボックス内
の雰囲気の露点ｄｐを設定すると共に、発光管材、電極
マウント、封着用材料および固体発光物質の各々の表面
温度ｔを下記表１に示す温度に維持したこと以外は、実
施例１と同様にしてセラミック製放電ランプを製造し
た。

【００３９】

【表１】

【００４０】実施例１〜７および比較例１〜７により得
られたセラミック製放電ランプについて、始動電圧を測
定した。結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】表１の結果から明らかなように、実施例１
〜６に係る放電ランプは、始動電圧がいずれも６００Ｖ
以下であるのに対し、比較例１〜２に係る放電ランプ
は、始動電圧がいずれも８００Ｖ以上であり、本発明の
製造方法によれば、始動電圧が十分に低いセラミック製
放電ランプが得られることが理解される。

【００４３】

【発明の効果】本発明のセラミック製放電ランフの製造
方法によれば、発光管材および封着用材料の各々を脱ガ
ス処理した後、低湿度雰囲気下において、発光管材およ
び電極マウントの表面温度が当該低湿度雰囲気の露点に
関連して特定の温度に維持された状態で、発光管材およ
び電極マウントを組み立て、当該発光管材の封着用管部
に当該電極マウントを固着するため、発光管材および電
極マウントの各々に対する水分子の吸着量を極めて小さ
い値に抑制することができ、その結果、発光管内に存在
する水分子の量が少なくて所期のランプ特性を有するセ
ラミック製放電ランプを確実に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法によって得られるセラミック
製放電ランプの一例における構成を示す説明用断面図で
ある。

【図２】本発明の製造方法に用いられるグローブボック
ス装置の一例における構成の概略を示す説明図である。

【図３】本発明の製造方法に用いられる発光管材、電極
マウントおよび封着用材料の構成を示す説明図である。

【図４】本発明の製造方法の工程の一例を示す説明図で
ある。

【図５】本発明の製造方法によって得られるセラミック
製放電ランプの他の例における構成を示す説明用断面図
である。

【符号の説明】

１０発光管１０ａ発光管材１１放電空間囲繞部１２封着用管部２０電極マウント２１電極２２スリーブ部材２３リード部材２３ａ内側部分２３ｂ外側部分２４位置決め用突起部２５保持用鍔部２６内部リード部材２７外部リード部材２７ａ内側部分２７ｂ外側部分３０封着部材３０ａ封着用材料４０グローブボックス４１作業用グローブ４２第１の隔壁４３第２の隔壁５０脱ガス処理室５１真空ポンプ５５封着処理室５６排気手段５７ガス供給手段

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年６月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】〈実施例１〉下記の条件に従って、図３
に示す構成の発光管材、電極マウントおよび封着用材料
を作製すると共に、固体発光物質を用意した。〔発光管材（１０ａ）〕材質：透光性アルミナ多結晶体，放電空間囲繞部の外
径：５．０ｍｍ，放電空間囲繞部の内容積：０．０５ｃ
ｍ³ 〔電極マウント（２０）〕電極（２１）：タングステン製，コイルの材質；タング
ステン，スリーブ部材（２２）：多結晶アルミナ製，リード部材（２３）：内側部分（２３ａ）の材質；ニオ
ブ，外側部分（２３ｂ）の材質；白金合金〔封着用材料（３０ａ）〕材質：Ｄｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂ 〔固体発光物質〕水銀−セシウム合金：１．０ｍｇ，ヨウ化水銀０．３ｍ
ｇ，ヨウ化セシウム１０モルおよびヨウ化ガドリニウム
１モルの混合物３．６ｍｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性のセラミックスよりなる発光管を
具えてなるセラミック製放電ランプを製造する方法であ
って、端部に封着用管部が形成された透光性のセラミックスよ
りなる発光管材および電極マウントの各々を、減圧下に
おいて加熱することにより脱ガス処理する工程（Ａ）
と、低湿度雰囲気において、前記脱ガス処理された発光管材
内に、前記脱ガス処理された電極マウントを配置し、当
該発光管材の封着用管部の内面に当該電極マウントを固
着する工程（Ｂ）とを有し、前記工程（Ｂ）において、前記発光管材および前記電極
マウントの表面温度をｔ（℃）とし、低湿度雰囲気の露
点をｄｐ（℃）としたとき、下記式（１）を満足するこ
とを特徴とするセラミック製放電ランプの製造方法。式（１）ｔ≧２×（１００＋ｄｐ）
【請求項２】工程（Ｂ）における低湿度雰囲気の露点
が−８０〜−４０℃であることを特徴とする請求項１に
記載のセラミック製放電ランプの製造方法。
【請求項３】工程（Ｂ）の初期において、発光管材お
よび電極マウントの表面温度が、式（１）により規定さ
れる温度の下限値より高い温度であり、当該発光管材お
よび当該電極マウントの表面温度が式（１）により規定
される温度の下限値に低下するまでに工程（Ｂ）を終了
することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
セラミック製放電ランプの製造方法。