JP2001325882A - 遮光膜付きランプとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い精度の配光特性を満たすことのできる遮
光膜付きランプと、簡便でかつ低コストで製造すること
のできる遮光膜付きランプの製造方法を得る。 【解決手段】 発光部１ａを有する発光管１を備えてい
る。発光部１ａの内部には一対の電極２が配置されてい
る。発光部１ａの両端部には、扁平形状の封止部１ｂが
それぞれ連接されている。発光管１は外管６に覆われて
いる。外管６に貼り付けられたグリーンシートに対し
て、レーザーを照射し、パターンニングする。レーザー
照射は遮光膜１２，１３，１９としてガラス基材表面に
残す部分と除去すべき部分との境界線上へ行う。レーザ
ー照射によってパターンニングした後、除去すべき部分
を治具によって削り取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遮光膜付きランプ
とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から遮光膜は、放電ランプやハロゲ
ン電球などに形成されている。以下放電ランプの例で説
明する。放電ランプはランプ電力３５Ｗ程度の低ワット
のものまで実用化が進み、小型で高効率であることから
自動車の前照灯や液晶プロジェクタのバックライト光源
等の用途向けに用いられている。

【０００３】自動車の前照灯や液晶プロジェクタのバッ
クライト用光源として放電ランプを用いる場合、反射鏡
と組み合わせて使用される。近年では、放電ランプから
放射される紫外線によって反射鏡が劣化するのを防止す
るために、紫外線をカットする石英を外管に用いたもの
が知られている。一般に、反射鏡と放電ランプとを組み
合わせて適正な配光を実現するためには、発光部分、す
なわちアークの位置が反射鏡に対して極めて高い精度で
規制されることが求められているが、放電ランプの発光
部分であるアークは、発光管の形状、圧力、および管電
圧・管電流等の要因の影響を受けるため、電球等のフィ
ラメントのように機械的に規制することが難しい。

【０００４】このため、外管に遮光膜を形成して、位置
規正の困難なアークの一部を光学的にカットすることに
より、正確な配光を得る方法が提案されている。この方
法では、配光はアークの位置ではなく遮光膜の位置の正
確さに依存することになるため、遮光膜を位置精度良く
被着することが求められている。

【０００５】従来のランプは、外管により囲まれた発光
管を有し、外部リード線が各電極から口金の接点まで延
び、口金には発光管の首状部が固定されており、一方の
外部リード線の電力供給線は外管の外部表面に沿って延
在している。そして、外管には、首状部近くで、電力供
給線から遠い側に刷毛やインクジェットを用い遮光膜が
塗布形成されている。また、この外管には、電極間の放
電経路の両端で電力供給線に面する側に帯状の遮光膜が
塗布形成されている（特表平９−５００４８９号公
報）。

【０００６】さらに別の従来例では、遮光膜は所定形状
にパターンニングされたグリーンシートを貼付け、それ
を焼成することにより形成している（特開平１１−２２
４６５０号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遮光膜
をこのような刷毛やインクジェットで形成する方式で
は、流動性のある材料を用いて遮光膜を塗布するため、
遮光膜の位置精度を厳密に制御するのが困難であるとい
う問題点があった。

【０００８】また、所定形状にパターンニングされたグ
リーンシートを貼り付ける方式では、遮光膜の位置精度
を向上させるためには、材料であるグリーンシートが高
精度でパターンニングされている必要があり、さらにグ
リーンシートを貼り付ける設備にも高精度が必要となる
ことから、製造コストがかかるという問題があった。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するた
め、遮光膜が形成されるべき位置に精度よく形成でき、
高い精度の配光特性を満たすことのできる遮光膜付きラ
ンプと、この遮光膜付きランプを簡便でかつ低コストで
製造することのできる遮光膜付きランプの製造方法を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
遮光膜付きランプの製造方法は、ガラスの基材の表面に
遮光膜を形成した遮光膜付きランプの製造方法であっ
て、前記遮光膜となる遮光膜材料をガラス基材の表面に
被着する工程と、前記遮光膜材料を所定形状にパターン
ニングする工程と、前記遮光膜材料のうち除去すべき部
分を除去する工程を含む構成を有する。

【００１１】これにより、遮光膜を形成すべき位置に精
度よく形成することができるので、点灯中の配光特性を
良好にすることができる。さらに、遮光膜材料をガラス
基材表面に被着した後、パターンニングするため、ガラ
ス基材表面への被着作業に精度が必要でなくなることか
ら、従来必要であったガラス基材に対して遮光膜材料を
精度よく被着するための装置が不要にできコストが軽減
される。

【００１２】本発明の請求項７記載の遮光膜付きランプ
は請求項１〜６いずれかに記載の遮光膜付きランプの製
造方法により製造されたものである構成を有する。

【００１３】これにより、優れた配光特性を得ることが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態について説明する。

【００１５】本発明を、放電ランプの一種であるメタル
ハライドランプを例にとって説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施形態に係る自動車前
照灯用メタルハライドランプの正面図である。本図で
は、透明な部材の内部構造は実線で描いてある。図２
は、図１に示した放電ランプを、軸を含む平面で、長手
方向に断面した断面図である。図３は、図１のＩ−Ｉ線
での矢印方向から見た断面図である。

【００１７】図１，図２で示すように、本実施形態の放
電ランプは、発光部１ａを有する発光管１を備えてい
る。発光部１ａの内部には一対の電極２が配置されてお
り、さらに水銀と金属ハロゲン化物としてＳｃＩ₃，Ｎ
ａＩ、及び始動用希ガスとしてキセノンが封入されてい
る。また、この発光部１ａの両端部には、扁平形状の封
止部１ｂがそれぞれ連接されている。

【００１８】各封止部１ｂによって、電極２が発光部１
ａ内に位置するように封止されている。また、封止部１
ｂにおいて、電極２の一端部と、外部リード線３の一端
部とが金属箔４に接続され、この金属箔４は封止部１ｂ
に封止されている。図２に示すように、少なくとも一方
の封止部１ｂには、筒状の円筒部５が連接され、この円
筒部５を通って外部リード線３が導出されている。

【００１９】発光管１は、外管６内に設けられており、
外管６の端部は発光管１の封止部１ｂ及び円筒部５でそ
れぞれ封着されている。発光管１の円筒部５側の端部
は、ポリエーテルイミド等の樹脂で形成された口金７の
中央部に設けられた穴８内に挿入されている。発光管１
を封着した外管６は、金属で形成された保持体９に嵌め
込まれることにより、口金７に保持されている。

【００２０】このように、外管６は保持体９を介して口
金７に保持されており、一方の封止部１ｂから導出した
外部リード線３は、外管６の側部に沿って設けられた電
力供給線１０に接続されている。なお、電力供給線１０
はスリーブ１１で覆われている。

【００２１】図１，図３に示すように、外管６の外表面
には、電極２近傍に位置する領域内に二本の帯状の遮光
膜１２，１３が形成されている。これら遮光膜１２，１
３は、発光管の軸１４と平行にかつ互いに離れて形成さ
れている。

【００２２】図１，図３に示した点Ａは、発光部１ａ内
において対向する電極２の先端同士を結ぶ線の中心点で
ある。図３において、角度γは、遮光膜１２，１３のう
ち点Ａから遮光膜１２の端部１５に接する接線１５ａ
と、点Ａから、遮光膜１３の端部１６に接する接線１６
ａとがなす角度である。角度δは、遮光膜１２，１３の
うち点Ａから端部１７に接する接線１７ａと、点Ａから
遮光膜１３の端部１８に接する接線１８ａとがなす角度
である。

【００２３】また、本実施形態では、図１、図２に示す
ように、外管６の外表面の内、電力供給線１０に面して
いない領域で、かつ口金７側の封止部１ｂに対応する領
域内に遮光膜１９が形成されている。遮光膜１９は、図
１に示したように、点Ａを頂点としたとき、発光管１の
軸１４に対する垂線２０と角度αをなす位置から、垂線
２０と角度βをなす位置までの、電力供給線１０に面し
ていない側の外管６の外表面に延在している。

【００２４】これら本実施形態に示した角度α、β、
γ、δはその形成位置によって灯具から放射される配光
を制御していることから、それぞれの角度に高い位置精
度が求められることは言うまでもない。

【００２５】次に本発明に係る遮光膜形成方法を従来の
遮光膜形成方法と比較して説明する。

【００２６】従来の遮光膜形成方法として塗布方式（以
下、従来例Ａという）があげられる。これは遮光膜を刷
毛やインクジェットによって遮光膜の形状に遮光膜材料
を塗布して形成させる方法である。

【００２７】また、従来の別の方法として、貼付方式
（以下、従来例Ｂという）があげられる。これは遮光膜
を、あらかじめパターンニングされたグリーンシートを
ガラス基材表面の遮光膜を形成しようとする位置に貼り
付け焼成する方式である。

【００２８】ここで、グリーンシートとは、遮光膜材料
成分を含んだ、ガラス基材に貼り付け形成させるための
材料シートを示す。

【００２９】これに対して本発明に係る製造方法では、
遮光膜を形成しようとする範囲よりも大きなグリーンシ
ートを用い、ガラス基材すなわち外管６の遮光膜を形成
しようとする範囲を含んで貼り付けられた前述のグリー
ンシートに対して、ＣＯ₂またはＹＡＧレーザー（図示
せず）を照射し、パターンニングする。レーザー照射は
遮光膜１２，１３，１９としてガラス基材表面に残す部
分と除去すべき部分との境界線上へ行う。レーザー照射
によってパターンニングした後、除去すべき部分を金属
製の例えばナイフ状の治具等（図示せず）によって削り
取る。また、レーザーのスポット径を広くすればパター
ンニングと同時に遮光膜材料のうち除去すべき部分を削
り取ることができる。

【００３０】レーザーを使用することによってレーザー
のスポット径を細かくしたり太くしたりすることが可能
であるため、遮光膜１２，１３，１９の形成位置の精度
を良好にでき、また遮光膜１２，１３，１９のエッジの
形状をシャープに形成でき、これにより点灯中の配光特
性を良好にすることができる。

【００３１】これらの方式による遮光膜の形成位置比較
を表１〜表４に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】本発明品にかかる製造方法は、表１〜表４
から明らかなように遮光膜１２，１３，１９の形成位置
に関し、従来例Ａ，Ｂと比較してばらつきが少なく、非
常に良好な位置精度をもった遮光膜付きランプを得るこ
とができることを示している。

【００３７】なお、本発明は、遮光膜を必要とするラン
プであれば例えば、ハロゲン電球などにも適用でき同様
の効果を得ることができる。

【００３８】上記実施形態ではグリーンシートを用いた
例について説明したが、遮光膜１２，１３，１９をガラ
ス基材の表面に被着する工程として、刷毛やインクジェ
ットを用いる場合、ガラス基材の広い範囲に塗布した
後、レーザーでパターンニング加工しても同様の効果が
得られる。すなわち、従来例における刷毛やインクジェ
ットを用いた塗布方法は、遮光膜の形状（遮光膜を形成
しようとする範囲）に遮光膜材料を塗布するため精度を
得ることが非常に困難であったが、刷毛やインクジェッ
トを用いた場合でも、上述のとおり遮光膜を形成しよう
とする範囲を含むガラス基材表面の広い範囲に遮光膜材
料を塗布した後、レーザーでパターンニング加工（遮光
膜を形成しようとする範囲以外に塗布されている遮光膜
材料を除去する）して、遮光膜を形成しようとする範囲
に高精度な遮光膜を形成することができる。

【００３９】また、遮光膜１２，１３，１９を外管６の
外表面に設けたが、遮光膜１２，１３，１９を発光管１
の外表面及び外管６の内表面に設けた場合にも、同様の
効果を得ることができる。さらに外管６及び発光管１の
双方に設けてもよい。

【００４０】前記の例では遮光膜１２，１３，１９の形
成位置を制限しているが、本発明は遮光膜付きランプで
あればその遮光膜の形成位置を制限するものではない。
また、遮光膜１２，１３，１９のパターンニングをＣＯ
₂またはＹＡＧレーザーにより行っているが、レーザー
であればこれらに限定されるものではない。さらにパタ
ーンニングの方法もレーザーではなく、光照射で行って
も良い。

【００４１】光照射は４００ｎｍ以下の波長を主に照射
する光源を用いることにより、照射された部分を脆弱化
させた後、除去してパターンニングすることも可能であ
る。同様に、８００ｎｍ以上の波長を主に照射する光源
を用いパターンニングすることも可能である。

【００４２】この場合、遮光膜材料の除去を金属製のナ
イフ形状の治具により削り取っているが、この方法に限
定されるものではない。

【００４３】また、粘着性物質を貼り付け、除去するこ
とによっても同様の効果を得ることができる。この際、
上述のように特定の波長の光の照射を行い遮光膜材料の
うち除去する部分を脆弱化させておけば除去し易くな
る。

【００４４】また、気体を吹き付けることによっても同
様に除去すべき遮光膜材料の部分の除去を行うことがで
きる。この時、この吹き付ける気体が遮光膜材料と化学
反応し変質させる効果を有する気体であれば、より効果
的である。また、遮光膜材料の除去は液体を接触させる
ことによっても可能である。この時、この液体が遮光膜
材料と化学反応し変質させる効果を有する液体であれ
ば、より効果的である。

【００４５】遮光膜の除去前に熱処理を施すことも有効
である。熱処理により除去すべき遮光膜材料の部分を変
質させることができ、効果的な遮光膜の除去が可能とな
る。

【００４６】さらに除去前に紫外線、赤外線を遮光膜に
照射させることも好ましい。これによって遮光膜材料を
変質させることができ、効果的な遮光膜材料の除去が可
能となるためである。また、紫外線、赤外線の照射手段
がランプ本体を点灯させる手段であれば好適である。

【００４７】なお、上述のように遮光膜材料の除去すべ
き部分を光照射する方法を採用する場合、遮光膜材料と
してこれら紫外線および赤外線に対して弱い（脆弱化が
可能な）材料を適宜選定する必要がある。

【００４８】また、本実施形態ではパターンニングする
工程と除去する工程を別個に行っているが両工程を同時
に行っても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の遮光膜付
きランプの製造方法は、遮光膜を形成すべき位置に精度
よく形成することができるので、点灯中の配光特性を良
好にすることができる。さらに、遮光膜材料をガラス基
材表面に被着した後、パターンニングするため、ガラス
基材表面への被着作業に精度が必要でなくなることか
ら、従来必要であったガラス基材に対して遮光膜材料を
精度よく被着するための装置が不要にできコストを軽減
することができる。また、本発明の遮光膜付きランプの
製造方法によって、優れた配光特性を有する遮光膜付き
ランプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である前照灯用メタルハラ
イドランプの正面図

【図２】同じく断面図

【図３】図１に示す本発明の一実施形態の遮光膜付きラ
ンプのＩ−Ｉ線における断面図

【符号の説明】

１ 発光管 １ａ 発光部 １ｂ 封止部 ２ 電極 ３ 外部リード線 ６ 外管 ７ 口金 １０ 電力供給線 １２，１３，１９ 遮光膜 １４ 発光管の軸 １５，１６，１７，１８ 遮光膜の端部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスの基材の表面に遮光膜を形成した
   遮光膜付きランプの製造方法であって、前記遮光膜とな
   る遮光膜材料をガラス基材の表面に被着する工程と、前
   記遮光膜材料を所定形状にパターンニングする工程と、
   前記遮光膜材料のうち除去すべき部分を除去する工程を
   含むことを特徴とした遮光膜付きランプの製造方法。
2. 【請求項２】 前記遮光膜材料を前記ガラス基材の表面
   に被着する工程は、刷毛を用いて塗布形成するものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の遮光膜付きランプの
   製造方法。
3. 【請求項３】 前記遮光膜材料を前記ガラス基材の表面
   に被着する工程は、インクジェットを用いて塗布形成す
   るものであることを特徴とする請求項１記載の遮光膜付
   きランプの製造方法。
4. 【請求項４】 前記遮光膜材料を前記ガラス基材の表面
   に被着する工程は、グリーンシートを貼り付けることに
   よるものであることを特徴とする請求項１記載の遮光膜
   付きランプの製造方法。
5. 【請求項５】 前記遮光膜材料を所定形状にパターンニ
   ングする工程は、レーザーによって行うものであること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の遮光膜付
   きランプの製造方法。
6. 【請求項６】 前記遮光膜材料を所定形状にパターンニ
   ングする工程は、４００ｎｍ以下または８００ｎｍ以上
   の波長を主に放射する光源からの光照射によって行うも
   のであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の遮光膜付きランプの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の遮光膜
   付きランプの製造方法によって製造された遮光膜付きラ
   ンプ。