JPH10162776A - 金属蒸気放電灯用発光管 - Google Patents
金属蒸気放電灯用発光管Info
- Publication number
- JPH10162776A JPH10162776A JP31810396A JP31810396A JPH10162776A JP H10162776 A JPH10162776 A JP H10162776A JP 31810396 A JP31810396 A JP 31810396A JP 31810396 A JP31810396 A JP 31810396A JP H10162776 A JPH10162776 A JP H10162776A
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- Japan
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- tube
- light
- discharge lamp
- light transmissive
- light emitting
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】透光管の内壁面における腐食を抑えることで、
直線透過率の低下を抑制し、ランプ寿命の長い金属蒸気
放電灯用発光管を提供する。 【解決手段】金属蒸気放電灯用発光管を構成する透光管
を、気孔占有率が０．３％でかつ平均気孔径３．６μｍ
以下の透光性セラミックスにより形成する。
直線透過率の低下を抑制し、ランプ寿命の長い金属蒸気
放電灯用発光管を提供する。 【解決手段】金属蒸気放電灯用発光管を構成する透光管
を、気孔占有率が０．３％でかつ平均気孔径３．６μｍ
以下の透光性セラミックスにより形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キセノンランプ、
ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドラ
ンプ等の放電灯用発光管に関するものである。
ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドラ
ンプ等の放電灯用発光管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
道路やトンネルなどの照明等には高圧ナトリウムランプ
が、自動車などのライト類には高い発光効率を有するキ
セノンランプやハロゲンランプが、屋内外などの照明や
店舗などの一般照明、さらにはＯＨＰ用や液晶プロジェ
クタ用のバックライトなどには演色性に優れたメタルハ
ライドランプなどの放電灯が使用されている。
道路やトンネルなどの照明等には高圧ナトリウムランプ
が、自動車などのライト類には高い発光効率を有するキ
セノンランプやハロゲンランプが、屋内外などの照明や
店舗などの一般照明、さらにはＯＨＰ用や液晶プロジェ
クタ用のバックライトなどには演色性に優れたメタルハ
ライドランプなどの放電灯が使用されている。
【０００３】特にＯＨＰ用や液晶プロジェクタ用として
使用されているメタルハライドランプは、比較的明るい
室内で使用されるため、輝度を高めるために電極間のア
ーク長が短くなるように設計されているのであるが、使
用時には透光管の表面温度が１１００〜１３００℃にも
達することから、透光管を耐熱性に優れるとともに、高
い直線透過率を有する材質により形成することが要求さ
れており、このような材質としてアルミナセラミックス
（特開昭５９−１８４４５０号公報、特公昭６０−２２
６７０号公報参照）やイットリウム−アルミニウム−ガ
ーネット（以下、ＹＡＧと略称する）セラミックス（特
開昭６３−２６０８５６号公報、特開平４−２３３１５
４号公報参照）等の透光性セラミックスで形成すること
が検討されている。
使用されているメタルハライドランプは、比較的明るい
室内で使用されるため、輝度を高めるために電極間のア
ーク長が短くなるように設計されているのであるが、使
用時には透光管の表面温度が１１００〜１３００℃にも
達することから、透光管を耐熱性に優れるとともに、高
い直線透過率を有する材質により形成することが要求さ
れており、このような材質としてアルミナセラミックス
（特開昭５９−１８４４５０号公報、特公昭６０−２２
６７０号公報参照）やイットリウム−アルミニウム−ガ
ーネット（以下、ＹＡＧと略称する）セラミックス（特
開昭６３−２６０８５６号公報、特開平４−２３３１５
４号公報参照）等の透光性セラミックスで形成すること
が検討されている。
【０００４】また、これらの透光性セラミックス中には
若干の不純物が含まれているのであるが、その中でも特
にＭｇ、Ｃａ、Ｋ、Ｎａなどの周期律表１ａ，２ａ族元
素やＳｉが含まれていると発光材料である金属ハロゲン
化物と反応して透光管を大きく腐食させることが知られ
ていることから、これまで透光性セラミックスを高純度
化することにより腐食の進行を抑えてランプ寿命を延ば
すことが試みられていた。
若干の不純物が含まれているのであるが、その中でも特
にＭｇ、Ｃａ、Ｋ、Ｎａなどの周期律表１ａ，２ａ族元
素やＳｉが含まれていると発光材料である金属ハロゲン
化物と反応して透光管を大きく腐食させることが知られ
ていることから、これまで透光性セラミックスを高純度
化することにより腐食の進行を抑えてランプ寿命を延ば
すことが試みられていた。
【０００５】ところが、近年、透光管の材質として９
９．５％以上の純度を有する透光性セラミックスが使用
されるようになり、さらにランプ寿命を延ばすことは難
しいものであった。
９．５％以上の純度を有する透光性セラミックスが使用
されるようになり、さらにランプ寿命を延ばすことは難
しいものであった。
【０００６】しかしながら、本件発明者らは鋭意研究を
重ねていたところ、同じ組成、同じ純度を持った透光性
セラミックスを同一条件で使用したとしても必ずしも同
じ特性が得られないことが判明し、点灯前後での透光管
の表面状態について観察したところ、透光性セラミック
スの内壁面に存在する気孔のエッジが放電や蒸気圧によ
って浸食を受けてその気孔径が拡大するために、透光管
の内壁面が凹凸面となり、その結果、入射した光がこの
凹凸面で乱反射されることから光の直線透過率が低下す
ることを見出したものである。
重ねていたところ、同じ組成、同じ純度を持った透光性
セラミックスを同一条件で使用したとしても必ずしも同
じ特性が得られないことが判明し、点灯前後での透光管
の表面状態について観察したところ、透光性セラミック
スの内壁面に存在する気孔のエッジが放電や蒸気圧によ
って浸食を受けてその気孔径が拡大するために、透光管
の内壁面が凹凸面となり、その結果、入射した光がこの
凹凸面で乱反射されることから光の直線透過率が低下す
ることを見出したものである。
【０００７】そして、透光管を構成する透光性セラミッ
クスの気孔径や気孔占有率がある一定値以上であると、
気孔の摩耗や浸食が激しいため、今日必要とされている
３０００時間点灯後の維持率（初期の直線透過率に対す
る３０００時間点灯後の直線透過率の割合）を７０％以
上とすることができないといった課題があった。
クスの気孔径や気孔占有率がある一定値以上であると、
気孔の摩耗や浸食が激しいため、今日必要とされている
３０００時間点灯後の維持率（初期の直線透過率に対す
る３０００時間点灯後の直線透過率の割合）を７０％以
上とすることができないといった課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、発光材料を封入してなる透光管の両端を、電
極を具備した閉塞体でもって封止してなる金属蒸気放電
灯用発光管において、上記透光管を、気孔占有率が０．
３％以下でかつ平均気孔径が３．６μｍ以下である透光
性セラミックスで形成したことを特徴とするものであ
る。
題に鑑み、発光材料を封入してなる透光管の両端を、電
極を具備した閉塞体でもって封止してなる金属蒸気放電
灯用発光管において、上記透光管を、気孔占有率が０．
３％以下でかつ平均気孔径が３．６μｍ以下である透光
性セラミックスで形成したことを特徴とするものであ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００１０】図１は本発明に係る金属蒸気放電灯用発光
管１（以下、放電灯用発光管と略称する）の一例である
メタルハライドランプを示す縦断面図であり、中央に曲
面状の突出部２ａを有する略円筒状をした透光管２の内
部に、金属ハロゲン化物からなる発光材料と希ガスを封
入してなり、上記透光管２の両端開口部２ｂ，２ｃをサ
ーメット材からなる閉塞体３によりガラス４でもって封
止してある。
管１（以下、放電灯用発光管と略称する）の一例である
メタルハライドランプを示す縦断面図であり、中央に曲
面状の突出部２ａを有する略円筒状をした透光管２の内
部に、金属ハロゲン化物からなる発光材料と希ガスを封
入してなり、上記透光管２の両端開口部２ｂ，２ｃをサ
ーメット材からなる閉塞体３によりガラス４でもって封
止してある。
【００１１】また、各閉塞体３の一方端には電極芯棒５
を埋設し、他方端には上記電極芯棒５と内部で接触しな
いようにリード芯棒６がそれぞれ埋設してあり、このリ
ード芯棒６に電圧を印加して電極５間で放電させること
により、透光管２の内部に封入した発光材料をガス化し
て発光させるようになっている。
を埋設し、他方端には上記電極芯棒５と内部で接触しな
いようにリード芯棒６がそれぞれ埋設してあり、このリ
ード芯棒６に電圧を印加して電極５間で放電させること
により、透光管２の内部に封入した発光材料をガス化し
て発光させるようになっている。
【００１２】ところで、上記透光管２を構成する材質と
しては、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5
Ｏ12）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリア（Ｙ
2 Ｏ3 ）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ3 ）、アルミ
ン酸バリウム（Ｂａ3 Ａｌ2Ｏ6 ）、ジルコン酸バリウ
ム（ＢａＺｒＯ3 ）、アルミン酸カルシウム（Ｃａ3Ａ
ｌ2 Ｏ6 ）、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ3 ）、
チタン酸マグネシウム（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）、ジルコニア
（ＺｒＯ2 ）、スピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）等の透光性
セラミックスを用いることができる。これらのセラミッ
クスは１３００℃程度の温度にも耐え得るものであるこ
とから透光管２の材質として使用することが可能であ
る。特にＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）などの立方晶の結晶
構造を有するセラミックスは、粒界面における光の複屈
折が少ないことからより高い直線透過率が得られ、透光
管２を構成するのに好適である。
しては、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5
Ｏ12）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリア（Ｙ
2 Ｏ3 ）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ3 ）、アルミ
ン酸バリウム（Ｂａ3 Ａｌ2Ｏ6 ）、ジルコン酸バリウ
ム（ＢａＺｒＯ3 ）、アルミン酸カルシウム（Ｃａ3Ａ
ｌ2 Ｏ6 ）、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ3 ）、
チタン酸マグネシウム（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）、ジルコニア
（ＺｒＯ2 ）、スピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）等の透光性
セラミックスを用いることができる。これらのセラミッ
クスは１３００℃程度の温度にも耐え得るものであるこ
とから透光管２の材質として使用することが可能であ
る。特にＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）などの立方晶の結晶
構造を有するセラミックスは、粒界面における光の複屈
折が少ないことからより高い直線透過率が得られ、透光
管２を構成するのに好適である。
【００１３】また、本発明において透光管２を構成する
透光性セラミックスは、気孔占有率が０．３％以下でか
つ平均気孔径が３．６μｍ以下であることが重要であ
る。
透光性セラミックスは、気孔占有率が０．３％以下でか
つ平均気孔径が３．６μｍ以下であることが重要であ
る。
【００１４】即ち、前述したように本件発明者らは透光
性セラミックスの表面状態（透光管２の内壁面）とラン
プ寿命との関係について研究を重ねたところ、透光性セ
ラミックスの組成や純度だけでなく、セラミックス中に
存在する気孔も大きく影響することを見出したものであ
る。
性セラミックスの表面状態（透光管２の内壁面）とラン
プ寿命との関係について研究を重ねたところ、透光性セ
ラミックスの組成や純度だけでなく、セラミックス中に
存在する気孔も大きく影響することを見出したものであ
る。
【００１５】この理由としては、セラミックス中に気孔
が存在するとそのエッジに放電による電界が集中した
り、気孔のエッジにおける蒸気圧が上昇するために腐食
を受けて透光管２の内壁面が凹凸面となるため、入射し
た光がこの凹凸面で乱反射され、光の直線透過率が大き
く低下することからランプ寿命を延ばすことができなく
なるとともに、セラミックス中にこのような気孔が多数
存在すると腐食を受ける面積が大きくなるために、短期
間で直線透過率が低下して寿命となってしまうからであ
る。
が存在するとそのエッジに放電による電界が集中した
り、気孔のエッジにおける蒸気圧が上昇するために腐食
を受けて透光管２の内壁面が凹凸面となるため、入射し
た光がこの凹凸面で乱反射され、光の直線透過率が大き
く低下することからランプ寿命を延ばすことができなく
なるとともに、セラミックス中にこのような気孔が多数
存在すると腐食を受ける面積が大きくなるために、短期
間で直線透過率が低下して寿命となってしまうからであ
る。
【００１６】そして、透光性セラミックスの気孔占有率
が０．３％より大きかったり、平均気孔径が３．６μｍ
より大きいと、放電や蒸気圧に伴う腐食が激しいため
に、要求されている３０００時間点灯後の維持率を７０
％以上とすることができなくなるからである。
が０．３％より大きかったり、平均気孔径が３．６μｍ
より大きいと、放電や蒸気圧に伴う腐食が激しいため
に、要求されている３０００時間点灯後の維持率を７０
％以上とすることができなくなるからである。
【００１７】なお、３０００時間点灯後の維持率とは、
初期の直線透過率に対する３０００時間点灯後の直線透
過率の割合のことであり、この維持率は図２に示すよう
なスクリーン１１、投影レンズ１２、アバーチャ１３、
コンデンサーレンズ１４、及び放電灯用発光管１を一直
線状に配置し、放電灯用発光管１を点灯させた時のスク
リーンの中心照度を初期と３０００時間点灯後でそれぞ
れ測定し、これらの比から算出したものである。
初期の直線透過率に対する３０００時間点灯後の直線透
過率の割合のことであり、この維持率は図２に示すよう
なスクリーン１１、投影レンズ１２、アバーチャ１３、
コンデンサーレンズ１４、及び放電灯用発光管１を一直
線状に配置し、放電灯用発光管１を点灯させた時のスク
リーンの中心照度を初期と３０００時間点灯後でそれぞ
れ測定し、これらの比から算出したものである。
【００１８】また、透光性セラミックスの気孔占有率を
０．３％以下でかつ平均気孔径を３．６μｍ以下とする
ためには、主体をなすアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＹＡＧ
（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イ
ットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ
3 ）、アルミン酸バリウム（Ｂａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）、ジル
コン酸バリウム（ＢａＺｒＯ3 ）、アルミン酸カルシウ
ム（Ｃａ3 Ａｌ2 Ｏ6）、ジルコン酸カルシウム（Ｃａ
ＺｒＯ3 ）、チタン酸マグネシウム（Ｍｇ2 Ｔｉ
Ｏ4 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、スピネル（ＭｇＡｌ
2 Ｏ4 ）等の平均結晶粒子径を４０μｍ以下とすること
が好ましい。
０．３％以下でかつ平均気孔径を３．６μｍ以下とする
ためには、主体をなすアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＹＡＧ
（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イ
ットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ
3 ）、アルミン酸バリウム（Ｂａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）、ジル
コン酸バリウム（ＢａＺｒＯ3 ）、アルミン酸カルシウ
ム（Ｃａ3 Ａｌ2 Ｏ6）、ジルコン酸カルシウム（Ｃａ
ＺｒＯ3 ）、チタン酸マグネシウム（Ｍｇ2 Ｔｉ
Ｏ4 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、スピネル（ＭｇＡｌ
2 Ｏ4 ）等の平均結晶粒子径を４０μｍ以下とすること
が好ましい。
【００１９】即ち、主体をなす成分の平均結晶粒子径が
４０μｍより大きくなると、粒子径が大きくなり過ぎる
ために緻密化することが難しくなり、その結果、セラミ
ックスの気孔占有率及び平均気孔径を所定の範囲にする
ことができなくなるからである。ただし、主体をなす成
分の平均結晶粒子径を２μｍ未満とすることは製造上難
しく、また、アルミナのように六方晶の結晶構造を持つ
ものでは、粒子径が小さくなり過ぎると結晶と粒界との
境界における光の吸収や乱反射が多くなるために光の直
線透過率が低下する。
４０μｍより大きくなると、粒子径が大きくなり過ぎる
ために緻密化することが難しくなり、その結果、セラミ
ックスの気孔占有率及び平均気孔径を所定の範囲にする
ことができなくなるからである。ただし、主体をなす成
分の平均結晶粒子径を２μｍ未満とすることは製造上難
しく、また、アルミナのように六方晶の結晶構造を持つ
ものでは、粒子径が小さくなり過ぎると結晶と粒界との
境界における光の吸収や乱反射が多くなるために光の直
線透過率が低下する。
【００２０】その為、主体をなす成分の平均結晶粒子径
は２〜４０μｍとすることが望ましい。
は２〜４０μｍとすることが望ましい。
【００２１】さらに、ランプ寿命を高めるとともに、各
材料の持つ直線透過率を向上させるためにも透光管２を
構成する透光性セラミックスの純度は９９．５％以上、
好ましくは９９．８％以上、さらに望ましくは９９．９
％以上とすることが必要である。
材料の持つ直線透過率を向上させるためにも透光管２を
構成する透光性セラミックスの純度は９９．５％以上、
好ましくは９９．８％以上、さらに望ましくは９９．９
％以上とすることが必要である。
【００２２】このように、透光性セラミックスの純度を
高めることにより不純物量が少なくなることから、粒界
中に不純物が介在することによる光の散乱や吸収を防ぐ
ことができるため、直線透過率を向上させることができ
るからである。
高めることにより不純物量が少なくなることから、粒界
中に不純物が介在することによる光の散乱や吸収を防ぐ
ことができるため、直線透過率を向上させることができ
るからである。
【００２３】また、不純物がＭｇ、Ｃａ、Ｋ、Ｎａなど
の周期律表１ａ，２ａ族元素やＳｉであると、発光材料
である金属ハロゲン化物と激しく反応して腐食するので
あるが、不純物量が少なくなれば、透光管２の腐食を抑
えることができるため、ランプ寿命を延ばすことができ
る。
の周期律表１ａ，２ａ族元素やＳｉであると、発光材料
である金属ハロゲン化物と激しく反応して腐食するので
あるが、不純物量が少なくなれば、透光管２の腐食を抑
えることができるため、ランプ寿命を延ばすことができ
る。
【００２４】なお、発光材料である金属ハロゲン化物と
の反応による腐食をできるだけ防ぐためにもＭｇ、Ｃ
ａ、Ｋ、Ｎａなどの周期律表１ａ，２ａ族元素やＳｉな
どの不純物は合計で５００ｐｐｍ以下、さらに好ましく
は５０ｐｐｍ以下とすることが良い。
の反応による腐食をできるだけ防ぐためにもＭｇ、Ｃ
ａ、Ｋ、Ｎａなどの周期律表１ａ，２ａ族元素やＳｉな
どの不純物は合計で５００ｐｐｍ以下、さらに好ましく
は５０ｐｐｍ以下とすることが良い。
【００２５】一方、図１に示すような放電灯用発光管１
を製造するには、出発原料として純度が９９．８％以上
であるアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ
12）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリア（Ｙ2
Ｏ3 ）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ3 ）、アルミン
酸バリウム（Ｂａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）、ジルコン酸バリウム
（ＢａＺｒＯ3 ）、アルミン酸カルシウム（Ｃａ3 Ａｌ
2 Ｏ6 ）、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ3 ）、チ
タン酸マグネシウム（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）、ジルコニア
（ＺｒＯ2 ）、スピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）等のセラミ
ック粉末を用意する。
を製造するには、出発原料として純度が９９．８％以上
であるアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ
12）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリア（Ｙ2
Ｏ3 ）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ3 ）、アルミン
酸バリウム（Ｂａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）、ジルコン酸バリウム
（ＢａＺｒＯ3 ）、アルミン酸カルシウム（Ｃａ3 Ａｌ
2 Ｏ6 ）、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ3 ）、チ
タン酸マグネシウム（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）、ジルコニア
（ＺｒＯ2 ）、スピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）等のセラミ
ック粉末を用意する。
【００２６】ただし、これらのセラミック粉末の平均粒
子径が１．０μｍより大きかったり、あるいはＢＥＴ比
表面積が５ｍ2 ／ｇ未満であるとセラミック粉体同士の
活性化を高めることができなかったり、異常粒成長を抑
制することができない。
子径が１．０μｍより大きかったり、あるいはＢＥＴ比
表面積が５ｍ2 ／ｇ未満であるとセラミック粉体同士の
活性化を高めることができなかったり、異常粒成長を抑
制することができない。
【００２７】その為、主体をなすセラミック粉末として
は平均粒子径が１．０μｍ以下、ＢＥＴ比表面積が５ｍ
2 ／ｇ以上のものを使用することが望ましい。
は平均粒子径が１．０μｍ以下、ＢＥＴ比表面積が５ｍ
2 ／ｇ以上のものを使用することが望ましい。
【００２８】そして、これらのセラミック粉末に溶媒、
結合剤を添加混練して泥漿を製作し、この泥漿を多孔質
の樹脂からなる成形型に圧力を加えながら充填して中央
に曲面状の突出部を有する略円筒状をした成形体を形成
する。この時、成形体の生密度は焼結時における粉体の
粒成長に影響を与えることから、セラミックスの気孔占
有率及び平均気孔径を所定の範囲とするためには成形体
の生密度を理論密度に対して５３％以上とすることが必
要である。
結合剤を添加混練して泥漿を製作し、この泥漿を多孔質
の樹脂からなる成形型に圧力を加えながら充填して中央
に曲面状の突出部を有する略円筒状をした成形体を形成
する。この時、成形体の生密度は焼結時における粉体の
粒成長に影響を与えることから、セラミックスの気孔占
有率及び平均気孔径を所定の範囲とするためには成形体
の生密度を理論密度に対して５３％以上とすることが必
要である。
【００２９】また、ここで成形型に樹脂を用いるのは、
型材として鋳込成形で一般的に使用されている石膏を用
いると、発光材料である金属ハロゲン化物と反応し易い
Ｎａ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｉ等の不純物の混入が多くな
るために透光管２の初期の直線透過率及びランプ寿命に
大きく影響を与えるからである。
型材として鋳込成形で一般的に使用されている石膏を用
いると、発光材料である金属ハロゲン化物と反応し易い
Ｎａ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｉ等の不純物の混入が多くな
るために透光管２の初期の直線透過率及びランプ寿命に
大きく影響を与えるからである。
【００３０】次に、得られた成形体を各セラミックスに
応じた雰囲気にて８００〜１４００℃の温度で２時間程
度仮焼することで結合剤の脱脂を施して保形強度をつけ
た仮焼体を形成し、さらに、各セラミックスを完全に焼
結させることができる温度にて仮焼体を焼成することに
より中央に曲面状の突出部２ａを有する略円筒状をした
透光管２を製作する。
応じた雰囲気にて８００〜１４００℃の温度で２時間程
度仮焼することで結合剤の脱脂を施して保形強度をつけ
た仮焼体を形成し、さらに、各セラミックスを完全に焼
結させることができる温度にて仮焼体を焼成することに
より中央に曲面状の突出部２ａを有する略円筒状をした
透光管２を製作する。
【００３１】ここで、各セラミックスに応じた雰囲気と
は、セラミックスがアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＹＡＧ
（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）、酸化イ
ッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ3 ）、アルミン酸バリウム（Ｂ
ａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒ
Ｏ3 ）、アルミン酸カルシウム（Ｃａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）、
ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ3 ）、チタン酸マグ
ネシウム（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）、ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ2 ）、スピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）等の酸化物の場合
には大気雰囲気中、水素雰囲気中、不活性ガス雰囲気
中、あるいは真空雰囲気中で処理すれば良く、セラミッ
クスが窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の場合には不活性ガ
ス雰囲気中や窒素雰囲気中で処理すれば良い。
は、セラミックスがアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ＹＡＧ
（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）、酸化イ
ッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ3 ）、アルミン酸バリウム（Ｂ
ａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒ
Ｏ3 ）、アルミン酸カルシウム（Ｃａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）、
ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ3 ）、チタン酸マグ
ネシウム（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）、ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ2 ）、スピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）等の酸化物の場合
には大気雰囲気中、水素雰囲気中、不活性ガス雰囲気
中、あるいは真空雰囲気中で処理すれば良く、セラミッ
クスが窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の場合には不活性ガ
ス雰囲気中や窒素雰囲気中で処理すれば良い。
【００３２】また、各セラミックスを完全に焼結させる
ことができる温度として、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）に対
しては１５００〜１８００℃で、ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ
12）に対しては１８００〜１９００℃で、イットリア
（Ｙ2 Ｏ3 ）に対しては１８０００〜２０００℃で、酸
化イッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ3 ）に対しては１５００〜
１９００℃で、アルミン酸バリウム（Ｂａ3 Ａｌ
2 Ｏ6 ）に対しては１３００〜１５００℃で、ジルコン
酸バリウム（ＢａＺｒＯ3 ）に対しては１２００〜１６
００℃で、アルミン酸カルシウム（Ｃａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）
に対しては１３００〜１６００℃で、ジルコン酸カルシ
ウム（ＣａＺｒＯ3 ）に対しては１３００〜１６００℃
で、チタン酸マグネシウム（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）に対して
は１２００〜１６００℃で、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）に
対しては１４００〜１７００℃で、スピネル（ＭｇＡｌ
2 Ｏ4 ）に対しては１８００〜１９００℃で、窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）に対しては１６００〜２１００℃の
温度でそれぞれ焼成することにより、透光管２を構成す
る透光性セラミックスの気孔占有率を０．３％以下でか
つ平均気孔径を３．６μｍ以下とすることができる。
ことができる温度として、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）に対
しては１５００〜１８００℃で、ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ
12）に対しては１８００〜１９００℃で、イットリア
（Ｙ2 Ｏ3 ）に対しては１８０００〜２０００℃で、酸
化イッテルビウム（Ｙｂ2 Ｏ3 ）に対しては１５００〜
１９００℃で、アルミン酸バリウム（Ｂａ3 Ａｌ
2 Ｏ6 ）に対しては１３００〜１５００℃で、ジルコン
酸バリウム（ＢａＺｒＯ3 ）に対しては１２００〜１６
００℃で、アルミン酸カルシウム（Ｃａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ）
に対しては１３００〜１６００℃で、ジルコン酸カルシ
ウム（ＣａＺｒＯ3 ）に対しては１３００〜１６００℃
で、チタン酸マグネシウム（Ｍｇ2 ＴｉＯ4 ）に対して
は１２００〜１６００℃で、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）に
対しては１４００〜１７００℃で、スピネル（ＭｇＡｌ
2 Ｏ4 ）に対しては１８００〜１９００℃で、窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）に対しては１６００〜２１００℃の
温度でそれぞれ焼成することにより、透光管２を構成す
る透光性セラミックスの気孔占有率を０．３％以下でか
つ平均気孔径を３．６μｍ以下とすることができる。
【００３３】そして、得られた透光管２の内外壁面を鏡
面状態に研磨し、下端開口部２ｃに電極芯棒５とリード
芯棒６をそれぞれ埋設してなるＡｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ系、Ａ
ｌ2Ｏ3 −Ｗ系、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12−Ｍｏ系、Ｙ3 Ａｌ5
Ｏ12−Ｗ系のサーメット材からなる閉塞体３を挿入して
ガラスでもって封止したあと、発光材料と希ガスを封入
し、透光管２の上方開口部２ｂに前記と同様の電極芯棒
５とリード芯棒６をそれぞれ埋設した閉塞体３をガラス
を介して封止することで本発明に係る放電灯用発光管１
を得ることができる。
面状態に研磨し、下端開口部２ｃに電極芯棒５とリード
芯棒６をそれぞれ埋設してなるＡｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ系、Ａ
ｌ2Ｏ3 −Ｗ系、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12−Ｍｏ系、Ｙ3 Ａｌ5
Ｏ12−Ｗ系のサーメット材からなる閉塞体３を挿入して
ガラスでもって封止したあと、発光材料と希ガスを封入
し、透光管２の上方開口部２ｂに前記と同様の電極芯棒
５とリード芯棒６をそれぞれ埋設した閉塞体３をガラス
を介して封止することで本発明に係る放電灯用発光管１
を得ることができる。
【００３４】
【実施例】ここで、気孔占有率、平均気孔径の異なるＹ
ＡＧセラミックスからなる透光管２を備えた放電灯用発
光管１を試作し、ランプ寿命について試験を行った。
ＡＧセラミックスからなる透光管２を備えた放電灯用発
光管１を試作し、ランプ寿命について試験を行った。
【００３５】まず、透光管２を製作するために、ポット
ミルにイオン交換水と分散剤を投入し、これらに高純度
アルミナボールを加えて分散剤を均一に分散させたあ
と、平均粒子径０．８μｍ、ＢＥＴ比表面積５ｍ2 ／ｇ
の純度９９．９５％を有するＹＡＧ粉末を投入して６時
間程度混合粉砕する。その後、高純度アルミナボールを
取り除いた泥漿を多孔質の樹脂成形型に圧力を加えなが
ら充填したあと、成形型を取り外すことにより中央に曲
面状の突出部２ａを有する略円筒状の成形体を形成し
た。そして、この成形体を８０℃の温度で乾燥させたあ
と、８００〜１４００℃の温度で２時間程仮焼して仮焼
体を形成し、さらにこの仮焼体を真空炉に入れ、焼成温
度１７００〜１８５０℃、真空度１０-4〜１０-7ｔｏｒ
ｒの雰囲気下で数時間本焼成することにより、中央に曲
面状の突出部２ａを有する略円筒状の透光管２を製作し
た。
ミルにイオン交換水と分散剤を投入し、これらに高純度
アルミナボールを加えて分散剤を均一に分散させたあ
と、平均粒子径０．８μｍ、ＢＥＴ比表面積５ｍ2 ／ｇ
の純度９９．９５％を有するＹＡＧ粉末を投入して６時
間程度混合粉砕する。その後、高純度アルミナボールを
取り除いた泥漿を多孔質の樹脂成形型に圧力を加えなが
ら充填したあと、成形型を取り外すことにより中央に曲
面状の突出部２ａを有する略円筒状の成形体を形成し
た。そして、この成形体を８０℃の温度で乾燥させたあ
と、８００〜１４００℃の温度で２時間程仮焼して仮焼
体を形成し、さらにこの仮焼体を真空炉に入れ、焼成温
度１７００〜１８５０℃、真空度１０-4〜１０-7ｔｏｒ
ｒの雰囲気下で数時間本焼成することにより、中央に曲
面状の突出部２ａを有する略円筒状の透光管２を製作し
た。
【００３６】次に、透光管２の内外壁面を研磨加工によ
り鏡面とし、透光管２の下端開口部２ｃにモリブデン
（Ｍｏ）からなる電極芯棒５とリード芯棒６をそれぞれ
埋設したＡｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ系サーメット材からなる閉塞
体３を挿入してガラス４で封止し、透光管２の内部に発
光材料としてＳｃＩ3 −ＮａＩと希ガスを封入したあ
と、透光管２の上端開口部２ｂにモリブデン（Ｍｏ）か
らなる電極芯棒５とリード芯棒６をそれぞれ埋設したＡ
ｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ系サーメット材からなる閉塞体３をガラ
ス４で封止することで図１に示す放電灯用発光管１を製
作した。
り鏡面とし、透光管２の下端開口部２ｃにモリブデン
（Ｍｏ）からなる電極芯棒５とリード芯棒６をそれぞれ
埋設したＡｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ系サーメット材からなる閉塞
体３を挿入してガラス４で封止し、透光管２の内部に発
光材料としてＳｃＩ3 −ＮａＩと希ガスを封入したあ
と、透光管２の上端開口部２ｂにモリブデン（Ｍｏ）か
らなる電極芯棒５とリード芯棒６をそれぞれ埋設したＡ
ｌ2 Ｏ3 −Ｍｏ系サーメット材からなる閉塞体３をガラ
ス４で封止することで図１に示す放電灯用発光管１を製
作した。
【００３７】そして、図２に示したランプ特性の評価装
置を用いて３０００時間点灯後の維持率を測定した。な
お、透光性セラミックスの気孔占有率及び平均気孔径の
測定は、透光管２の内壁面の１０点を画像解析装置（ル
ーゼックス）により２００倍に拡大し、総面積２．２５
×１０5 μｍ2 の平均値として求めた。
置を用いて３０００時間点灯後の維持率を測定した。な
お、透光性セラミックスの気孔占有率及び平均気孔径の
測定は、透光管２の内壁面の１０点を画像解析装置（ル
ーゼックス）により２００倍に拡大し、総面積２．２５
×１０5 μｍ2 の平均値として求めた。
【００３８】それぞれの結果は表１に示す通りである。
【００３９】
【表１】
【００４０】この結果、いずれのＹＡＧセラミックスも
初期に比べて気孔径が拡大しており、初期の気孔率が
０．３％より大きく、平均気孔径が３．６μｍより大き
いものは全て維持率が７０％未満であったが、本発明の
ように気孔率が０．３％以下でかつ平均気孔径が３．６
μｍ以下のものは３０００時間の使用後においても直線
透過率の維持率を７０％以上とすることができた。
初期に比べて気孔径が拡大しており、初期の気孔率が
０．３％より大きく、平均気孔径が３．６μｍより大き
いものは全て維持率が７０％未満であったが、本発明の
ように気孔率が０．３％以下でかつ平均気孔径が３．６
μｍ以下のものは３０００時間の使用後においても直線
透過率の維持率を７０％以上とすることができた。
【００４１】このように本発明に係る放電灯用発光管１
を用いれば、透光管２の直線透過率の低下が少ないこと
から長期間にわたって使用できることが判る。
を用いれば、透光管２の直線透過率の低下が少ないこと
から長期間にわたって使用できることが判る。
【００４２】なお、本発明の実施例では透光管２にＹＡ
Ｇセラミックスを用いた例を示したが、他の透光性セラ
ミックスにおいても気孔率０．３％以下でかつ平均気孔
径３．６μｍ以下であれば同様の傾向が見られた。
Ｇセラミックスを用いた例を示したが、他の透光性セラ
ミックスにおいても気孔率０．３％以下でかつ平均気孔
径３．６μｍ以下であれば同様の傾向が見られた。
【００４３】また、本発明の実施例ではメタルハライド
ランプとしての例を示したが、これ以外にナトリウムラ
ンプ、水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプと
しても使用できることは言うまでもない。
ランプとしての例を示したが、これ以外にナトリウムラ
ンプ、水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプと
しても使用できることは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、金属蒸
気放電灯用発光管を構成する透光管を、気孔占有率が
０．３％、平均気孔径３．６μｍ以下の透光性セラミッ
クスにより形成したことから、透光管の内壁面の腐食を
抑えることができるため、直線透過率の低下が少なく、
ランプ寿命の長い放電灯用発光管を提供することができ
る。
気放電灯用発光管を構成する透光管を、気孔占有率が
０．３％、平均気孔径３．６μｍ以下の透光性セラミッ
クスにより形成したことから、透光管の内壁面の腐食を
抑えることができるため、直線透過率の低下が少なく、
ランプ寿命の長い放電灯用発光管を提供することができ
る。
【図１】本発明に係る金属蒸気放電灯用発光管を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】ランプ特性を評価するための測定装置を示す概
略図である。
略図である。
１・・・金属蒸気放電灯用発光管、 ２・・・透光管、
３・・・閉塞体、４・・・ガラス、 ５・・・電極芯
棒、 ６・・・リード芯棒
３・・・閉塞体、４・・・ガラス、 ５・・・電極芯
棒、 ６・・・リード芯棒
Claims (1)
- 【請求項１】発光材料を封入してなる透光管の両端を、
電極を具備した閉塞体でもって封止してなる金属蒸気放
電灯用発光管において、上記透光管を気孔占有率が０．
３％以下でかつ平均気孔径が３．６μｍ以下である透光
性セラミックスにより形成したことを特徴とする金属蒸
気放電灯用発光管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31810396A JP3517066B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 金属蒸気放電灯用発光管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31810396A JP3517066B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 金属蒸気放電灯用発光管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10162776A true JPH10162776A (ja) | 1998-06-19 |
| JP3517066B2 JP3517066B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=18095530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31810396A Expired - Fee Related JP3517066B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 金属蒸気放電灯用発光管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3517066B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7691765B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-04-06 | Fujifilm Corporation | Translucent material and manufacturing method of the same |
-
1996
- 1996-11-28 JP JP31810396A patent/JP3517066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7691765B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-04-06 | Fujifilm Corporation | Translucent material and manufacturing method of the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3517066B2 (ja) | 2004-04-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040113 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040122 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |