JPS6217942A - 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ば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０．５〜２Ｉｌ／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１３図に
示すように電球を得る。２１＾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２ＬＡを完全に除去す
ることは相当に困難であり、実際には２〜５ｆｌ程度の
突出部分２１Ａが生じてしまう。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。

そして電球の用途によっては、使用寿命を長くする観点
から、常温下における電球内部のガス圧を大きくするこ
とが望ましいとされる場合があり、このような場合にも
既述の如き問題を有さずに気密封止を容易に行うことが
できることが必要である。

〔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
、しかも常温下における電球内部のガス圧が大きな電球
を製造する場合にも気密封止を容易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、その外壁に排気或いは封入物
質導入用の突出管を有せず、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
行い、ガラス管内の封入物質を凝縮させて当該ガラス管
内をその外部の圧力以下とした状態において、前記細孔
の周囲ガラスを加熱して当該細孔を塞いで気密封止する
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。しかもガラス管内に導入された封
入物質を凝縮させて当該ガラス管内をその外部の圧力以
下とした状態において、細孔の周囲ガラスを加熱して当
該細孔を塞いで気密封止するので、加熱により細孔の周
囲ガラスが軟化したときには、この軟化したガラスがガ
ラス管内の負圧により細孔の空隙を埋めるように流動す
るようになり、″従って常温下においてはガラス管内の
圧力が大気圧以上となるような量の封入物質をガラス管
内に存在させた状態で、細孔の空隙を膨らませることな
く確実に塞ぐことができる。

〔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端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３工を設けた保持具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７１＾、　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０．５〜２４７
ｍ１ｎ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
７１Ａ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７１Ａ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．
５〜２ｊ！／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７１
Ｂ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
７１＾の気密溶着部分７２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
か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１
０７にそれぞれ連結され、角リング１０３は封止部用管
部７１Ａ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７
４．７４を介してガラス管７の内部の排気を行い、その
後必要とされる封入物質を通気孔１０７及び細孔７４．
７４を介してガラス管７の内部へ所定のガス圧となるよ
う導入する。そして例えばガラス管７を液体窒素中に浸
漬して極低温（約−１９５℃）雰囲気下に置き、これに
よりガラス管７内に導入されていたガス状の封入物質を
凝縮させて液状物もしくは固化物とし、当該ガラス管７
内の圧力をその外部の圧力以下とする。７５は封入物質
の凝縮物を示す。

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
のレーザー光線をビーム直径が約０．３〜５．０鶴程度
の小径ビームとなるよう光学系９０により集光し、そし
てこの小径ビームを一方の細孔７４の周囲ガラスに当て
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１．５〜５．０１１Ｗ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。

以上において、封入物質としては、例えばハロゲン、窒
素、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの不活性物質
、ハロゲン化金属などがあり、これらを単独で或いは適
当に組み合わせて用いる。

封入物質の封入量は、電球の具体的設計条件に基いて決
められるが、基本的には電球が常温下（例えば２５℃程
度の温度）に置かれたときの封体内の圧力が１気圧以上
となるような量とする。具体的設計の一例を挙げると、
消費電力が５００Ｗ、封体内径が１．Ｏｃｍ、封体の内
部空間の長さが３５．０印、発光長が３０．０ｃｍの電
球を製造する場合において、封入物質として、アルゴン
（２５℃にお番する分圧が２気圧）、クリプトン（２５
℃における分圧が１気圧）、ハロゲンガス（２５℃にお
ける分圧が１．８／７６０気圧）程度を用いる。このよ
うな設計の電球においては、２５℃の常温下に置かれた
ときの封体内の全圧力は約３気圧程度となる。

ガラス管７内に導入された封入物質を凝縮する処理にお
いては、上述のように液体窒素を用いてガラス管７内を
極低温下に置くのが簡単であり、しかも液体窒素は約−
１９５℃と温度が相当に低いので、通常用いられる封入
物質を凝縮させることが可能である。

以上のようにレーザー光線を用いて当該細孔７４゜７４
を塞ぐ場合においては、細孔７４．７４の内径は例えば
０．５〜１．２ｆｌ程度とするのが好ましい。即ち細孔
７４．７４を塞ぐ作業性の点からは細孔７４．７４の内
径は小さい程よいが、内径が０．５Ｈ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大きなビーム径のレーザ
ー光線を作りにくいことから内径が１．２鶴を越える場
合には細孔７４　、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り、結局レーザー
光線を用いて細孔７４．７４を塞ぐ場合においては、細
孔７４．７４の内径を０．５〜１．２鶴の範囲内とする
のが最適である。

以上の実施例によれば、ガラス管７の封止部用管部７１
＾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。

しかもガラス管７内に導入された封入物質を凝縮させて
当該ガラス管７内をその外部の圧力以下とした状態にお
いて、細孔７４．７４の周囲ガラスを加熱して当該細孔
７，１　、７４を塞いで気密封止するので、加熱により
細孔７４．７４の周囲ガラスが軟化したときには、この
軟化したガラスがガラス管７内の負圧により細孔７４，
７４の空隙を埋めるように流動するようになり、従って
常温下においてはガラス管７内の圧力が大気圧以上とな
るような量の封入物質をガラス管７内に存在させた状態
で、細孔７４．７４の空隙を膨らませることなく確実に
塞ぐことができ、この結果ガラス管７の外部を特に高圧
雰囲気とすることなく通常の圧力雰囲気例えば大気圧程
度の圧力雰囲気としながら、容易にかつ確実に細孔７４
．７４の気密封止を達成することができる。

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１　
〕 は、ビンチャー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。

そしてこの例においては、レーザー光線を用いて細孔７
４．７４の気密封止を行うため、レーザー光線にはガス
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
いうえ照射スポットが小さい割には高エネルギーを有す
るので、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、従って細孔７４　、７４
の気密封止を正確な位置で迅速に行うことができ、作業
性が著しく向上する。

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の及び光学系９ｏ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、ガラス管２００内の封入物質を凝縮させ
て当該ガラス管２００内をその外部の圧力以下とした状
態において、前記細孔２０３，２０３．２０３の周囲ガ
ラスをそれぞれ加熱して当該細孔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、排気及び封
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、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
、しかもガラス管内に導入された封入物質を凝縮させて
当該ガラス管内をその外部の圧力以下とした状態におい
て、細孔の周囲ガラスを加熱して当該細孔を塞いで気密
封止するので、加熱により細孔の周囲ガラスが軟化した
ときには、この軟化したガラスがガラス管内の負圧によ
り細孔の空隙を埋めるように流動するようになり、従っ
て常温下においてはガラス管内の圧力が大気圧以上とな
るような量の封入物質をガラス管内に存在させた状態で
、細孔の空隙を膨らませることなく確実に塞ぐことがで
き、この結果ガラス管の外部を特に高圧雰囲気とするこ
となく通常の圧力雰囲気例えば大気圧程度の圧力雰囲気
としながら、容易にかつ確実に細孔の気密封止を達成す
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　　　　　　２１Ａ・・・突出部分２・・
・筒状ガラス管　　　２２・・・端部６・・・加熱器　
　　　　　８０・・・ピンチャー７・・・ガラス管　　
　　　３Ｉ・・・ガス導入管７１Ａ、７１Ｂ・・・封止
部用管部 ８１．８２・・・ピンチャ−７２・・・気密溶着部分７
３・・・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　　　　　　
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 ３００・・・排気及び封入物質導入用ヘッドｐｔ図　　
　　学２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）その外壁に排気或いは封入物質導入用の突出管を有
   せず、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い、ガラス管内の封入物質
   を凝縮させて当該ガラス管内をその外部の圧力以下とし
   た状態において、前記細孔の周囲ガラスを加熱して当該
   細孔を塞いで気密封止する工程を含むことを特徴とする
   電球の製造方法。 ２）細孔の周囲ガラスをレーザー光線により加熱して当
   該細孔を塞ぐ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。