JPS594817B2 - けい光ランプの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はけい光ランプの製造方法に係り、さらに詳細に
はけい光ランプの排気方法の改良に関するもので、その
目的とするところはけい光ランプに封入される水銀の量
の変動を小さくすること、および水銀蒸気による排気装
置周辺の環境汚染の防止にある。

けい光ランプの従来の排気工程は、第１図に平面図にて
示すようなものが知られている。

即ち、反時計方向に回転する複数個の排気ヘッド（図示
せず）を有する排気装置１に於いて、２のポジションで
パルプが排気管を介して排気系に接続される。

そして排気ヘッドが回転することにより、パルプ内の空
気の排出が開始され続いて加熱炉３に入る。

この加熱炉３の中でパルプは４００℃前後に加熱され、
パルプ内壁に塗着されているけい光体が包蔵している水
、０°、ＣＯ３等のガスが排出され、次に加熱炉３を出
たパルプは電極処理装置４．４′に入る。

こ＼でパルプ両端の電極フィラメントに通電して電極物
質たる炭酸塩を加熱して分解活性化する。

この間、電極物質より発生するＣ０２１ ＣＯ、０°等
のガスを短時間で排出することヲ目的として、５のポジ
ョンで少量の水銀粒をパルプ内底部に滴下して蒸気化し
、その拡散効果によりパルプのガス排出を促進して真空
度を高めた後、６のポジョンで再び適量の水銀粒を滴下
する。

次に前記電極処理装置４，４′に続いて配置された不活
性ガス封入装置１の位置で、パルプは排気系から隔離さ
れアルゴンガス等の不活性ガスが封入され、更にこれに
続いて配置された排気管封着装置８により排気管が封着
され、９のポジションで排気装置からパルプは取り出さ
れる。

しかるに、近年水銀による環境汚染が注目され始めてき
たが、この従来方法には根本的な欠点が包含されている
ことに気づいた。

即ち、電極処理装置の途中で水銀を滴下して蒸気化して
バルブ外に排出している為、最終的にけい光ランプに必
要な水銀の量の２〜４倍の水銀を必要とし、またパルプ
外に排出した水銀を排気系から７回収する作業や、前記
排気系から大気中に水銀蒸気が拡散することを防ぐトラ
ップ装置に膨大な費用が必要となる。

更に別の欠点として、バルブ外に蒸気化して排出される
水銀の量は、パルプの温度、水銀粒の表面積の大小、排
気時間や排気系の抵抗等の変化により変ること、バルブ
外に排出された水銀蒸気の一部は比較的温度の低い排気
管の内壁に凝結し、これが再び機械的振動等のショック
によりバルブ内に落下すること等の理由により、最終的
にパルプ内に残存する水銀の量は広い範囲に渡って変動
した。

そればかりか多量封入の場合はランプ点灯中、水銀凝集
層に起因する外観損ねや過少による早期点灯不能の原因
になっていた。

近時、これ等欠点を補う方法として、バルブ内の電極近
傍に水銀合金、水銀化合物とゲッター剤、或いは水銀を
封入したガラス等からなるカプセル等の水銀供給素子を
設け、排気工程終了後に前記素子を加熱して破壊しバル
ブ内に水銀を取り出す方法が実用化され始めた。

しかしこれ等の方法にも欠点があり、第１に電極近傍に
水銀供給素子を設ける為の材料費が嵩むこと、第２にこ
れ等素子を取り付けた電極は形状が複雑となり、けい光
ランプ組立工程の歩留りの低下を来たすこと、第３に排
気工程終了後水銀をバルブ内に放出する装置が必要なこ
と等、ランプの製造コストを著しく増大させることにな
った。

また別の欠点を説明すれば、これ等の排気工程に於いて
は、バルブ内の不純ガスの排出を促進する目的で従来の
水銀に代りアルゴン等の不活性ガスを封入して再び排気
する操作を何回か繰り返す手段を用いる必要があり、バ
ルブ内を高真空にならしめるにはそのために前記のアル
ゴン等不活性ガスの封入圧力を高める必要があり、封入
の際その高い圧力の噴流によりパルプ内壁のけい光体の
剥離が起り易く、外観を損なうなどの欠点があった。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、けい光ラ
ンプの製造コストを上昇させることなく、排気工程に於
ける水銀の取扱い量を減少し、余剰な水銀の排気装置周
辺への飛散を防止し、定量の水銀をランプ内に封入する
方法を提供するものである。

先づ、本発明の詳細な説明すると、電極物質の加熱分解
活性化処理をバルブ内のガス抜きを行なう排気工程の前
段部と後段部とに分割して行うことである。

すなわち、加熱炉内の前半でけい光体の包蔵するガスの
排出と一緒に電極物質たる炭酸塩の加熱分解の際に発生
するＣｏ ２ ａ Ｏ３，ＣＯ等のガスの大部分を排出
し、加熱炉を出た後は、はとんど酸化物になった電極物
質の表面を活性化状態にする為の再加熱を行なうことに
より、効率よく短時間でバルブ内のガスの排出を行ない
、更にパルプが加熱炉を出た後、冷却する際にけい光体
へのガスの再吸着を防ぐことによりバルブ内の真空度を
良好ならしめるようにしたものである。

次に図により本発明を説明すると、第２図は本発明の実
施例を示す排気装置の平面図であり、図中に第１図と同
一番号で示したものは従来の排気装置と全く同一のもの
であり、１０．１０’は加熱炉３の内部の前半、すなわ
ち排気工程の前段部に設置した第１の電極処理装置であ
る。

また４゜４′は加熱炉３の終端部よりバルブ内のガス抜
きが終了する排気工程の後段部に設置された従来と同様
の第２の電極処理装置である。

図に於いて、反時計方向に回転する複数個の排拭ヘッド
（図示せず）を有する排気装置１の２の位置に於いて、
パルプは一端に設ｉられた排気管を介して排気系に接続
される。

そして排気ヘッドが回転することによりバルブ内の空気
の排出が開始され続いてパルプは加熱炉３に入り、外部
からの強制加熱が開始されるが、同時に前記加熱炉３の
内部に設けられた第１の電極処理装置１０、１０’によ
りパルプ両端の電極フィラメントへの通電が始まり電極
物質の加熱分解が開始される。

但しこ＼で、電極物質の加熱分解の開始時期は実験によ
れば電極フィラメントの酸化を防ぐ為パルプ内の圧力が
４Ｔｏｒｒ以下に減圧された後であることが重要である
。

パルプの温度の上昇に従い、パルプ内壁に塗布されたけ
い光体が包蔵する水、０°、ＣＯ２等のガスがパルプ内
に放出され、電極からは炭酸塩等の電極物質の加熱分解
にともないＣＯ２ｍ Ｏ３，ＣＯ等のガスがパルプ内に
放出され、これ等のガスは排気管を通して排気系により
同時にパルプ外に排出される。

前記の第１の電極処理装置１０．１０’による電極処理
は、パルプ温度が約３００℃に上昇する迄には炭酸塩が
はソ酸化物に変りその目的を達するが、パルプの加熱は
継続され前記加熱炉３の出口付近では４００〜４５０℃
となる。

続いて前記加熱炉３に連なる第２の電極処理装置４，４
′にパルプが入ると、再び電極フィラメントへ通電され
電極物質の処理が行なわれる。

この処理は前記の第１の電極処理装置１０．１０’に於
いてはゾ酸化物に変った電極物質を加熱して表面を活性
化状態にするとともに、後述する不活性ガス封入工程迄
の間に電極が不純ガスを再吸着することを防ぐ目的で行
なわれる。

次に前記の第２の電極処理装置４，４′に連なって配置
された不活性ガス封入装置１の位置で、パルプは排気系
と遮断されて数Ｔｏｒｒの圧力のアルゴンガス等の不活
性ガスが封入され、封入される際の前記アルゴンガスの
噴流中を通して排気ヘッドに設けられた水銀滴下装置に
よりパルプ底部に数十■の水銀流が滴下される。

次に前記不活性ガス封入装置１に続いて配置された排気
管封着装置８により、パルプの排気管が封着され、続い
て９のポジションでパルプは排気装置１より取り出され
次の工程に送られる。

上記のような構成の実施例による排気工程と、従来方法
による排気工程を、それぞれパルプ内の真空度を追跡測
定して比較してみた。

第３図は排気工程に於けるパルプ内の真空度を示したも
ので、縦軸に真空度の相対値、横軸に排気工程の経過時
間をとったものである。

曲線Ａは縦来方法の場合で、イの位置からパルプ内の空
気及びけい光体のガスの排出が開始され、口の位置で電
極物質の分解活性化が始まると、電極物質からのＣＯ２
，Ｃ０１０°等のガスの放出により真空度は急激に悪く
なる。

そして排気を継続することにより、徐々に真空度は良く
なりハの位置で水銀がパルプ中に滴下されるとその蒸発
による拡散効果により急激に真空度は良くなる。

曲線Ｂは本発明による場合のパルプ内の真空度を示した
もので、イの位置からパルプ内の空気及びけい光体のガ
スの排出が開始され、ホの位置で第１の電極処理が開始
され、電極物質からのＣＯ２，Ｃ０，０２等のガスの放
出により真空度は一旦低下するが、これ等ガスはけい光
体から放出されるガスと一緒にパルプ外に排出され、徐
々に真空度は良くなる。

口の位置で再び電極処理が始まると若干真空度は低下す
るが従来方法に比べれば非常に小さく、真空度は直ちに
上昇し不活性ガスを封入する位置二に於いては従来方法
より良くなっており、パルプ中に残存する不純ガスが少
ないことを示している。

これはパルプ内のガス抜きが開始されるのとほぼ同時、
つまり排気工程の前段部に電極物質から放出される分解
ガスの大部分を排出させてしまうから、排気工程の後段
部以降は高真空度領域でガス抜きが続行されるため、排
気工程が終了するまでには極めて高い真空度となる。

これに比し、排気工程の後段部に第１回目の電極物質の
分解処理を行なう従来法においては、折角高めたバルブ
内真空度を排気工程後段部に大巾に低下させることにな
り、フラッシング排気を加え、排気を助勢しても、排気
工程の時間の制約から、最終真空度は上記実施例のもの
より低いものとなる。

また排気工程の後段部は、パルプが加熱炉３より出て急
冷され、脱ガスされたけい光体が不純ガスを再吸着し易
い状態となるが、本実施例は排気工程後段部における不
純ガスの放出は極めて少ないため、けい光体への不純ガ
スの再吸着も防止できる。

これによりランプの点灯開始電圧を低くすることが可能
で、更には点灯中のランプ黒化等の外観損ね、残存光束
率等の特性に好結果を与えることは云うまでもない。

上記した実施例による排気工程では、けい光ランプへの
水銀粒の滴下はパルプ内のガス排出中には一切性なわず
、つまり、用いられる水銀量は最終的にけい光ランプに
封入すべき量だけであり、また従来方法で行なっていた
電極処理途中での水銀蒸気の拡散効果によるガス排出操
作を一切性なう必要がない。

よって、排気工程に於いて必要な水銀量は従来方法の水
銀量の２５ないし５０％に減少すること、水銀蒸気を排
出することがないので排気系が水銀蒸気により汚染する
ことがなく、また排気系から大気中に水銀蒸気が拡散す
ることがない。

更にランプ中に封入される水銀は、従来のようにガスを
排出している状態で封入するのではなく、アルゴン等の
不活性ガスと同時に封入し、かつこの不活性ガスの噴流
中で封入されるので非常に容易に且つ確実にランプ中に
封入され、封入直後に排気管を封着してしまうのでラン
プの外に蒸発することがなく、従って従来方法に比べ一
定量の水銀を封入したランプを得ることが出来る。

このため封入水銀量の過不足によるランプ特性の損ねも
解消された。

次に、上記に説明した実施例の排気工程を、４０ワツト
けい光ランプに適用して製作し、従来方法の４０ワツト
けい光ランプと比較したところ、以下に述べるような効
果が確認された。

実施例により多量に製造されたランプよりランダムに１
００本押出し、ランプ中に封入されている水銀量を測定
したところ、平均値２２■に対して変動を示す標準偏差
は１．６であった。

従来方法により製作したランプに於いては、前記標準偏
差は６〜７であったので、著しく水銀量の変動を小さく
出来ることが認められた。

また一定期間実施例によりランプを製作した後、排気装
置の配管、真空ポンプ等の装置内部から回収された水銀
量は、従来方法の場合の４０〜５０分の１でアリ、装置
の水銀による汚染が著しく少ないことが確認された。

以上説明したように、本発明はパルプ内のガス抜きを行
なう排気工程の前段部と後段部とに分けて、電極に被着
された電極物質の加熱分解活性処理を行なうようにした
ものであるから、従来装置を大幅に変更せず、またラン
プの製造コストを増大させることなく、水銀量の変動が
少なく特性の良いけい光ランプが得られ、更に、水銀に
よる装置の汚染を軽減し作業環境の改善に寄与するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排気装置を説明する平面図、第２図は、
本発明方法を説明するための排気装置を示す平面図、第
３図は排気工程中のランプの真空度の推移を示す図面で
ある。 １は排気装置、２はパルプ取付ポジション、３は加熱炉
、４．４’及び１０、１０’は電極処理装置、５及び６
は水銀滴下ポジション、１は不活性ガス封入装置、８は
排気管封着装置、９はパルプ取出ポジション。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内表面に塗布されたけい光体と、内端部に設けられ
   た電極と、排気管とを有するけい光ランプ用パルプの内
   部のガス抜きを前記排気管を介して行なう排気工程、こ
   の排気工程終了後に所定圧の不活性ガスを前記パルプ内
   に封入する工程、および所定量の水銀を前記パルプ内に
   封入する工程、前記パルプ内に不活性ガスおよび水銀を
   封入後に前記排気管を封着する工程とから成り、前記排
   気工程の前段部と後段部とに分けて前記電極に被着され
   た電極物質の加熱分解活性処理を行なう電極処理工程を
   設けたことを特徴とするけい光ランプの製造方法。 ２ 排気工程の前段部における電極処理工程の開始は、
   パルプ内の圧力が４トール以下のときとし、排気工程の
   前段部における電極処理工程の終りは、パルプの温度が
   ３００℃を越えないところとし、 排気工程の後段部における電極処理工程は、パルプの温
   度が最高温度に加熱された時点より以降の時点から開始
   するようにし、 排気工程の後段部における電極処理工程を終えた後に初
   めて水銀をパルプ内に封入するようにし、かつ上記水銀
   の封入は不活性ガスの噴流中を通して行なうことを特徴
   とする第１項に記載のけい光ランプの製造方法。