JPS6217943A - 電球の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電球の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に電球は、複写機の露光用光源或いは定着用熱源、
その他照明用光源として広く用いられている。

従来の電球の製造方法の一例においては、第１０図に示
すように、例えば発光部Ｒと非発光部Ｎとが交互に配列
されてなるフィラメントＦの両端に内部リード棒１１．
１１を接続し、この内部リード棒１１、１１にモリブデ
ンなどの金属箔１２．１２の一端を接続し、この金属箔
１２．１２の他端に外部リード棒１３、１３を接続して
給電部材であるフィラメント組立体１を形成し、第１１
図に示すように、中央部に排気及び封入物質導入用の突
出管２１を設けてなる筒状ガラス管２を保持具３により
垂直に保持せしめ、このガラス管２の内部に、当該ガラ
ス管２の管軸に沿って伸びかつ外部リード棒１３．１３
がそれぞれガラス管２の端部２２，２２から突出した状
態になるようフィラメント組立体１を位置せしめる。

４は上方の外部リード棒１３を挟圧保持する保持具であ
り、５は下方の外部リード棒１３を支持する支持台であ
る。

この状態においてガラス管２の突出管２１から当該ガラ
ス管２の内部に窒素、アルゴンなどよりなる保護ガスを
、例えば０．５〜２７！／ｍｉｎの流量で流しながら、
ガラス管２の下方の端部２２をその外側からガスバーナ
などの加熱器６により加熱して溶融させ、この状態で第
１２図に示すように、当該端部２２の外壁面からピンチ
ャ−８０の押圧面で押圧して当該端部２２内に位置する
金属箔１２を端部２２のガラス部分で気密に溶着して一
方の封止部を形成する。次にこのようにして一端が封止
されたガラス管２を逆向きに保持させて上述と同様にし
て他方の封止部を形成する。そして突出管２１を介して
ガラス管２の内部の排気を行い、次にこの突出管２１を
介してガラス管２の内部に必要な封入物質の導入を行う
。その後突出管２１を加熱して気密に塞いで第１１図に
示すように電球を得る。２１Ａは突出管２１の残部であ
る突出部分を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような方法では、突出管２１を最終
的に気密に塞いで突出部分２１Ａをできるだけ短くなる
ように除去するとしても突出管２１の周辺のガラス部分
に何ら悪影響を与えずに突出部分２１Ａを完全に除去す
ることは相当に困難であり、実際には２〜５ｆｉ程度の
突出部分２１Ａが生してしまう。従って上述の方法によ
って得られる電球のガラス管２の外壁には突出管２１の
ガラス部分が原因となって突出部分２１Ａが必ず生じ、
このため電球の他の機器への取付は作業において突出部
分２１Ａが障害となって悪影響を及ぼす場合があり、例
えば複写機の定着用熱源として用いる場合には通常定着
ローラの内部に電球が取付けられ、定着ローラの側部に
設けられた電球挿入口を介して電球の取付け、取り外し
が行われるが、この電球挿入口の大きさは定着ローラの
熱逃散を防止するうえからできるだけ小さい方がよいが
、電球に突出部分２１Ａがあるため電球の管外径に突出
部分２１Ａの長さを加えた大きさの電球挿入口が必要と
され、定着ローラの熱逃散の防止という観点からは極め
て大きな欠点となっている。一方上述の方法によって得
られる電球を複写機の露光用光源として用いる場合には
、当該電球により所定の配光分布が得られることが必要
であるが、電球の外壁に突出部分２１Ａがあるため、こ
れにより光の方向が乱されて所定の配光分布が得られな
い場合があり大きな問題点となっている。そして突出管
２１の大部分は除去されて最終的に不要となるため、こ
の不要となるガラス部分の材料経費が無視できない程大
きく、これが製造コストを高くしている原因ともなって
いる。

〔発明の目的〕

本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、その目的は、ガラス管の外壁に排気或いは封入物質導
入用の突出管を設けることなく排気及び封入物質の導入
を行うことができて経済的に電球を製造することができ
、しかもガラス管の気密封止を容易にしかも確実に行う
ことができる電球の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明電球の製造方法は、発光部囲繞用管部及び封止部
用管部を有するガラス管を用い、このガラス管の封止部
用管部内に給電部材をその一部が当該封止部用管部から
突出するよう位置させ、前記ガラス管の封止部用管部を
加熱押圧して、その一部にガラス管の内外に連通ずる細
孔が残るよう前記給電部材を気密に溶着し、前記細孔を
介してガラス管内の排気及び封入物質の導入を行った後
当該細孔の周囲ガラスを振動的に微小変位するレーザー
光線により加熱して当該細孔を塞ぐ工程を含むことを特
徴とする。

〔作用〕

斯かる方法によれば、給電部材をガラス管の封止部用管
部内に気密に溶着するときにはその一部にガラス管の内
外に連通ずる細孔を残し、この細孔を利用して排気及び
封入物質の導入を行うため、排気或いは封入物質導入の
ための突出管を設けることなく排気及び封入物質の導入
を行うことができる。しかも細孔を塞ぐための加熱源と
して振動的に微小変位するレーザー光線を用いるため、
レーザー光線が細孔の周囲ガラスの１個所に集中するこ
とがなく、従ってレーザー光線を振動的に微小変位させ
ずに１個所に集中させて気密封止を行う場合に比して歪
の少ない気密封止を達成することができる。

〔実施例〕

以下図面によって本発明の一実施例について詳細に説明
する。以下の実施例は、例えば露光用光源或いは定着用
熱源として用いられる長尺なダブルエンドタイプ即ち両
端封止型の電球を製造する場合の一例である。

この実施例においては、第１図に示すように、中央を発
光部囲繞用管部とし両側部を封止部用管部とする、例え
ば長さ方向全体に亘って一様な断面形状の長尺な筒状ガ
ラス管７を用い、このガラス管７を、その一部にガス導
入管３１を設けた保持具３により垂直に保持せしめ、こ
のガラス管７に対し全体が当該ガラス管７の管軸に沿っ
て伸びかつ両端の外部リード棒１３．１３がそれぞれガ
ラス管７の封止部用管部７１Ａ、７１Ｂから突出すると
共に金属箔１２．１２がそれぞれ封止部用管部７１Ａ、
７１Ｂ内に位置するよう、給電部材例えば第８図に示し
た構成と同一の構成のフィラメント組立体１を位置せし
める。４は上方の外部リード棒１３を挟圧保持する保持
具であり、５は下方の外部リード棒１３を支持する支持
台である。この状態において、ガラス管７の上方の封止
部用管部７１Ｂの開口から当該ガラス管７の下方に向け
てガス導入管３１より窒素。

アルゴンなどよりなる保護ガスを例えば０．５〜２ｊ！
　／ｍｉｎの流量で流しながら、ガラス管７の下方の封
止部用管部７１Ａをその外側からガスバーナなどの加熱
器６により加熱して溶融させ、この状態で当該封止部用
管部７１への外壁面から、第２図に示すように、押圧面
の水平方向の幅りがガラス管７の外径りよりは小さいピ
ンチャー８１で封止部用管部７１への中央部を押圧する
ことにより、第３図に示すように、フィラメント組立体
１の金属箔１２の両側即ちピンチャ−８１の押圧面が当
接していない垂直方向に伸びる側部７３．７３において
、それぞれガラス管７の内部から封止部用管部７１Ａの
外方に貫通する細孔７４．７４が残るよう扁平な気密溶
着部分７２を形成する。次に第４図に示すように、ガラ
ス管７及びこれに一端が固定されたフィラメント組立体
１を逆向きにして、ガラス管７を保持具３により垂直に
保持せしめ、下方の外部リード棒１３を支持台５により
支持して、フィラメント組立体１が管軸に沿って垂直に
伸び、下方の金属箔１２が下方の封止部用管部７１Ｂ内
に位置しかつ外部リード棒１３が封止部用管部７１Ｂか
ら突出した状態にする。この状態において上方の封止部
用管部７１Ａに形成された細孔７４．７４の開口にそれ
ぞれガス導入管３１．３１を接続してガラス管７の下方
に向けて窒素、アルゴンなどよりなる保護ガスを例えば
０．５〜２１７ｍ１ｎの流量で流しながら、ガラス管７
の下方の封止部用管部７１Ｂをその外側からガスバーナ
などの加熱器６により加熱して溶融させ、この状態で当
該封止部用管部７１Ｂの外壁面から、第５図に示すよう
に、押圧面の水平方向の幅が例えばガラス管７の外径に
等しいかもしくはこれより大きいピンチャ−８２で封止
部用管部７１Ｂの全体を押圧して、当該封止部用管部７
１Ｂ内に位置する金属箔１２を封止部用管部７１Ｂのガ
ラス部分で気密に溶着すると共に当該ガラス部分全体を
気密に溶着して当該封止部用管部７１Ｂを完全に気密封
止する。

次に、このようにして一端が完全に気密封止されたガラ
ス管７の細孔７４．７４が形成されている封止部用管部
７１Ａを、第６図に示すように、細孔７４゜７４のそれ
ぞれにおいて少なくとも一部が外部がら透視できるよう
その途中まで覆った状態で排気及び封入物質導入用ヘッ
ド１００に気密に保持する。

１０１は通電用電極を兼ねるストッパー、１０２は通気
孔の外枠、１０３はゴム製の角リング、１０４，１０５
はスペーサー、１０６は圧縮金具であり、ガラス管７の
封止部用管部７１Ａにおいて、外部リード棒１３はスト
ッパー１０１内に挿入され、細孔７４．７４の開口は通
気孔１０７にそれぞれ連結され、角リング１０３は封止
部用管部７１への周囲全体に当接し圧縮金具１０６によ
りガラス管７の軸方向に圧縮されて通気孔１０７と外部
空間との気密を保持している。この状態で、エアポンプ
（図示せず）などにより通気孔１０７及びガラス管７の
細孔７４．７４を介してガラス管７の内部の排気を行い
、その後、例えばハロゲン、或いは窒素、アルゴン、ク
リプトン、キセノンなどの不活性物質、また或いは金属
物質などの封入物質を前記細孔７４　、７４を介してガ
ラス管７内に導入する。

そして次に、加熱源として例えば出力が１００〜５００
Ｗ程度の炭酸ガスレーザーなどのレーザー光線を発生す
るレーザー発振器９を用い、このレーザー発振器９より
のレーザー光線をその直径が約０．３〜５．０　ｍｌ程
度の小径ビームとなるよう光学系９０により集光し、そ
してこの小径ビームが、一方の細孔７４の周囲ガラスの
被加熱領域内を振動的に微小変位するよう、例えば平面
反射鏡９１を振動的に変位させながら、当該小径ビーム
を一方の細孔７４の周囲ガラスの被加熱領域内に当てて
加熱溶融し、当該細孔７４の少なくとも一部、例えば長
さが１．５〜５．０　＋ｎ程度の部分において空隙を完
全に塞ぎ、次いで他方の細孔７４の周囲ガラスを例えば
排気及び封入物質導入用ヘッド１００を１８０度回転さ
せることにより被照射位置にセットし、同様にして他方
の細孔７４の空隙を塞ぎ、これにより当該封止部用管部
７１Ａを最終的に完全に気密封止し、以て第７図に示す
ように電球を得る。

第６図において、９２はシャッター、９３はシャッター
駆動機構、９４は集光用レンズ、９５は平面反射鏡９１
を振動的に微小変位させるための駆動機構、９６はガラ
ス管７の排気及び封入物質導入用へンド１００に対する
位置を検出するための位置検出機構である。駆動機構９
５は、例えば電磁石または水晶発振器などによる電気的
振動もしくはカムを使用した機械的振動を生じさせる機
構などにより構成され、この駆動機構９５により平面反
射鏡９１の位置を高速で振動的に微小変位させることに
より、レーザー光線の小径ビームを、細孔７４の周囲ガ
ラスの被加熱領域内において振動的に微小変位させるこ
とができる。この振動的な微小変位においては、レーザ
ー光線の小径ビームを、細孔７４の周囲ガラスの被加熱
領域内において高速でむらなくかつ平均して移動させる
ことが好ましい。小径ビームの被加熱領域内における振
動的な微小変位の方向は特に限定されないが、例えば互
いに直交する縦方向と横方向における小径ビームの移動
速度をそれぞれ適宜選定することにより、多様な微小変
位を実現することができる。

以上において細孔７４の内径は例えば０．５〜１．２１
１程度とするのが好ましい。即ち細孔７４を塞ぐ作業性
の点からは細孔７４の内径は小さい程よいが、内径が０
．５　ｗ未満の場合には排気及び封入物質の導入に時間
がかかりすぎるため好ましくなく、逆に内径が大きい場
合には排気及び封入物質の導入に要する時間は短くなる
が細孔７４を塞ぐ作業が難しくなり場合によっては気密
封止ができない場合がある。

以上の実施例によれば、ガラス管７の封止部用管部７１
Ａに気密溶着部分７２を形成するときにその一部に細孔
７４．７４を設け、後にこの細孔７４．７４を介して排
気及び封入物質の導入を行うので、排気及び封入物質の
導入用の突出管を設けることなく排気及び封入物質の導
入を行うことができ、従ってガラス管７として最終的に
不要となって除去される部分を必要としないので、材料
経費の節減を図ることができ、この結果長さ、管外径及
び肉厚が同等の従来の電球に比して製造コストを約５％
程度小さくすることができ、極めて経済的に電球を製造
することができる。

そして細孔７４．７４の気密封止をレーザー光線を用い
て行ううえ、このレーザー光線は、光学系によって集光
された小径ビーム状であって、しかもこの小径ビームを
、細孔７４の周囲ガラスの被加熱領域内において振動的
に微小変位させながら当該周囲ガラスに当てるため、こ
のような小径ビームによればガスバーナーなどのような
炎の揺らぎ即ち不安定さが全くないうえ小さな出力で必
要な溶融エネルギーが得られ、従って特定の小さな領域
のみを正確にしかも簡単で迅速に溶融せしめることがで
きて効率的に気密封止を行うことができ、しかも小径ビ
ームが１個所に集中することがないので、仮に小径ビー
ムを振動的に微小変位させないで１個所に集中させて気
密封止を行う場合には当該個所の温度上昇が急激となる
ため歪が発生し易いところそのような歪の発生を小さく
抑制することができ、この結果細孔の気密封止部におけ
る早期クランクの発生を確実に防止することができ、細
孔の気密封止を極めて良好に行うことができる。

そしてガラス管７の外壁面には突出管に起因する突出部
分が全く生ずることがないので、電球の他の機器への取
付は作業において従来突出部分があるために問題となっ
ていた障害を除去することができ、例えば複写機の定着
ローラの内部に電球を取付ける場合に定着ローラの側部
の電球挿入口の大きさはガラス管７の外径程度にまで小
さくすることができて定着ローラの熱逃散の防止に大き
く貢献することができる。またガラス管７の外壁に突出
部分がないので配光分布が乱されることを防止すること
ができ、例えば複写機の露光用光源として用いる場合に
は確実に所要の配光分布を得ることが可能となる。

そして上述の方法によれば、細孔７４．７４の形成は、
ピンチャ−８１の押圧面の大きさ及び押圧時における押
圧面間の距離を定めることにより行うことができるので
、細孔７４．７４を形成するための他の特別な手段を必
要とせず極めて簡単に細孔７４．７４を形成することが
できる。

以上本発明を一実施例に基いて説明したが、本発明にお
いては上記実施例に限定されず適宜変更が可能である。

例えば、細孔を２個形成することは必ずしも必要ではな
く、例えば１個或いは３個以上でもよい。また例えば細
孔は、ガラス管の一方の端部を完全に気密封止した後、
他方の端部に形成するようにしてもよい。

そして２個以上の細孔をレーザー光線により塞ぐ場合に
おいては、上述の実施例のように１個づつ順に気密封止
してもよいし、或いは上述の実施例と同様のレーザー発
振器９及び光学系９０を細孔に対応する数だけ設けて全
ての細孔を同時に気密封止するようにしてもよい。また
或いは、光学系を適宜変更して１個のレーザー発振器９
のレーザー光線を２以上に分割し得るよう構成し、これ
ら分割されたレーザー光線の各々を上記の如く小径ビー
ム状とし、これらの小径ビームをそれぞれ細孔の周囲ガ
ラスに当てて全ての細孔を同時に気密封止するようにし
てもよく、この場合にはレーザー発振器を１台用いれば
よいので極めて経済的である。

また、細孔を形成するための具体的手段としては、上記
の例のほか、例えば別個のガラス製細管を用意し、この
ガラス製細管をガラス管の端部内において当該ガラス管
の内外に連通ずるよう位置させた状態で、ガラス製細管
の内部を塞ぐことのないようにガラス管の端部を気密に
溶着し、これによりガラス製細管による細孔を設けるよ
うにしてもよい。

そして本発明が適用できる電球の具体的構造は特に限定
されず、例えば、放電灯または白熱電球のいずれであっ
てもよいし、またシングルエンドタイプまたはダブルエ
ンドタイプのいずれであってもよいし、また或いは高圧
電球または低圧電球のいずれであってもよい。そして本
発明が適用できる電球の用途も特に限定されず、露光用
光源、定着用熱源、プロジェクタ−用光源などとして用
いられる電球を本発明によって製造することができる。

第１２図及び第１３図は本発明の他の実施例を示す説明
図であって、この例の電球は例えばプロジェクタ−用と
して用いられるものである。図において、２００はガラ
ス管、２０１はプラナ−型と称されるフィラメント組立
体、２０２は金属箔、２０３は細孔であり、この例にお
いては、金属箔２０２，２０２の両側にそれぞれ細孔２
０３，２０３を形成し、さらに金属箔２０２．２０２間
にも細孔２０３を形成した構成であり、気密溶着部分２
０４をその途中まで覆った状態で排気及び封入物質導入
用ヘッド３００に気密に保持し、排気及び封入物質の導
入を行った後、細孔２０３、２０３　、２０３の周囲ガ
ラスをそれぞれ振動的に微小変位するレーザー光線によ
り加熱して当該細孔２０３．２０３，２０３を塞いで気
密封止し、以てプロジェクタ−用の電球を得る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、給電部材をガラス
管の封止部用管部内に気密に溶着するときにはその一部
にガラス管の内外に連通ずる細孔を残し、この細孔を利
用して排気及び封入物質の導入を行うため、排気或いは
封入物質導入のための突出管を設けることなく排気及び
封入物質の導入を行うことができ、従って経済的に電球
を製造することができ、また従来突出管に起因する突出
部分があるために問題となっていた障害を除去すること
ができ、しかも細孔を塞ぐための加熱源として振動的に
微小変位するレーザー光線を用いるため、レーザー光線
が１個所に集中することがなく、従ってレーザー光線を
１個所に集中させて気密封止を行う場合に比して歪の発
生が少ない気密封止を達成することができ、この結果細
孔の気密封止部における早期クランクの発生を確実に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示す説明図、第
７図は本発明の方法によって得られる電球の説明図、第
８図は本発明の他の実施例を示す説明図、第９図は本発
明によって得られる電球の他の例を示す説明図、第１０
図はフィラメント組立体の一例を示す説明図、第１１図
及び第１２図は従来の電球の製造方法を示す説明図、第
１３図は従来の°　方法によって得られる電球の一例を
示す説明用断面図である。 Ｆ・・・フィラメント　　　１２・・・金属箔１３・・
・外部リード棒　　　１・・・フィラメント組立体２１
・・・突出管　　　　　　２１＾・・・突出部分２・・
・筒状ガラス管　　　２２・・・端部６・・・加熱器　
　　　　　８０・・・ピンチャ−７・・・ガラス管　　
　　　３１・・・ガス導入管７１Ａ、　７１Ｂ・・・封
止部用管部 ８Ｌ８２・・・ピンチャ−７２・・・気密溶着部分７３
・・・側部　　　　　　　７４・・・細孔１００・・・
排気及び封入物質導入用ヘッド１０１・・・ストッパー
　　　１０２・・・外枠１０３・・・角リング　　　　
１０６・・・圧縮金具１０７・・・通気孔　　　　　９
・・・レーザー発振器９０・・・光学系　　　　　　９
１・・・平面反射鏡９２・・・シャッター　　　　９３
・・・シャッター駆動機構９４・・・集光用レンズ　　
　９５・・・駆動機構９６・・・位置検出機構 ２００・・・ガラス管 ２０１・・・フィラメント組立体 ２０２・・・金属箔　　　　　２０３・・・細孔２０４
・・・気密溶着部分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）発光部囲繞用管部及び封止部用管部を有するガラス
   管を用い、このガラス管の封止部用管部内に給電部材を
   その一部が当該封止部用管部から突出するよう位置させ
   、前記ガラス管の封止部用管部を加熱押圧して、その一
   部にガラス管の内外に連通する細孔が残るよう前記給電
   部材を気密に溶着し、前記細孔を介してガラス管内の排
   気及び封入物質の導入を行った後当該細孔の周囲ガラス
   を振動的に微小変位するレーザー光線により加熱して当
   該細孔を塞ぐ工程を含むことを特徴とする電球の製造方
   法。 ２）レーザー光線は、光学系によって集光された小径ビ
   ーム状であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の電球の製造方法。 ３）平面反射鏡を有する光学系を用い、この平面反射鏡
   を振動的に変位させることにより、振動的に微小変位す
   るレーザー光線を得ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電球の製造方法。