JPS6338818B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はけい光ランプの製造工程中における
排気方法に関する。

通常けい光ランプはバルブの両端にステムを封
着したのちバルブ内を排気して所定圧の不活性ガ
スを封入し、しかるのち排気管を封止切りしてい
る。上記ステム封着後の排気方法として種々の手
段が開発されているが、排気作業時間の短縮化が
可能となることから、近時においてはフロー排気
方法が開発されている。このフロー排気方法につ
いて第１図の特性図にもとづき説明する。すなわ
ち第１図において(a)の段階はバルブ内を排気して
減圧する工程であり、たとえばバルブ内を
0.5torr程度まで減圧する。(b)の段階は上記減圧
されているバルブ内に封入ガスと同一の不活性ガ
スを注入しバルブ内をたとえば5torr程度まで昇
圧させる。(c)の段階は上記不活性ガスを上記
5torrの圧力を維持しつつ連続的に流す工程、つ
まり一方の排気管から不活性ガスを送入し他方の
排気管から排出することによりバルブ内のガス置
換を行うものであり、この間に電極に通電して電
極に付着されているバリウム、カルシウム、スト
ロンチユウムなどの炭酸塩の分解を行い、この分
解によつて発生されるCO₂などを除去する。(d)の
段階はバルブ内を目標とする封入圧（たとえば
2.5torr）より低い圧力、たとえば0.1torr程度ま
で排気減圧する。(e)はこの減圧されたバルブ内に
不活性ガスを注入して目標とする封入圧、つまり
2.5torrまで増圧する。

以上のような工程によつて排気が行われてお
り、たとえば内径32mmの40W形けい光ランプの場
合、上記排気に要する時間は約30秒である。

しかしながらこのような排気作業は可能な限り
短時間に完了することが望ましく、上記排気作業
時間の更に短縮化が望まれている。

しかして、本発明者らは上記第１図の排気工程
を検討したところ、Ｐ点とＱ点で示される谷の部
分が作業時間を長時間化する原因になつているの
ではないかと疑問をもつた。すなわち、(a)の段階
から(c)の段階に移行する間に、バルブ内を一旦
0.5torrまで減圧しているが、この減圧は(c)の工
程におけるフロー工程の不活性ガス純度を高める
ために行つているものであり、このためＰ点を境
とし減圧に要する時間と増圧に要する時間を費や
している。また(d)の段階から(e)の段階に至る際に
も、(e)の階階における封入ガスの純度およびガス
圧のばらつきを防止する目的で一旦0.1torr程度
まで減圧しているものであり、よつてＱ点の谷間
が生じ、減圧および増圧に要する時間を費やして
いるものである。しかしながら、このようなＰ
点、Ｑ点で示される谷の部分が解消されると、こ
れらに要する時間の省略が可能ではないかと思わ
れる。

本発明はこのような事情にもとづきなされたも
ので、排気作業に要する時間の短縮化を目的と
し、前記第１図のＰ点およびＱ点で示される谷の
部分を解消して上記目的を達成できるけい光ラン
プの排気方法を提供しようとするものである。

以下この発明の詳細を第２図以下の一実施例に
もとづき説明する。

第２図においてＡは減圧工程であり、バルブ内
を排気してこの到達圧力を最終封入圧力より高い
範囲で次のフロー工程Ｂの圧力（例えば１〜
10torr）と同じになるまで直線的に減圧する。そ
してＢのフロー工程はバルブの一方の排気管から
封入用ガスを注入しかつ他方の排気管から排気し
てバルブ内を上記最終封入圧力より高い圧力、た
とえば１〜10torrの圧力に保つ。これによりバル
ブ内に残留していた大気成分を封入用ガスと置換
する。そしてこの間に電極に通電して炭酸塩を分
解させ、いわゆるフラツシングを行う。Ｃはフロ
ー工程が終了したのち引き続いてバルブを減圧し
て所定の封入圧まで直線的に排気する工程であ
り、たとえば2.5torrの最終封入圧に到達させる。

大略上記のような工程を採用することが本発明
の特徴であり、第３図および第４図を参照してさ
らにその詳細について説明する。

第３図中１はけい光ランプのバルブであり、内
面にけい光体被膜２を形成してある。３，３は上
記バルブ１の両端開口に封着されたステムであ
り、炭酸塩を付着した電極４，４を装着してい
て、これら電極４，４をバルブ１内に互に対向し
て配置せしめている。５，５は排気管であり、バ
ルブ１の内部と外部とを連通させており、排気完
了後には封止切りされる。

たとえば40Wけい光ランプの場合、バルブ１の
外径は38mm、バルブの全長1198mm（但しバルブの
内部空間有効長約1100mm）であり、排気管５，５
は内径3.3mm、長さ90mmが用いられている。

このようなバルブ１は、第４図に示されるよう
に、その排気管５，５を各々チヤツク１０，１０
で気密に保持し、その一方の排気管５はガス流量
を可変できるバルブ１１を介してアルゴンなどの
不活性ガス供給源１２に接続され、他方の排気管
５は真空ポンプ１３に接続される。この際バルブ
１は予め加熱されてチヤツク１０，１０に接続さ
れるか、もしくはチヤツク１０，１０に保持され
たのちに加熱される。この加熱温度は150℃以上
であり、好ましくは300〜450℃の範囲が良く、こ
れはバルブ１のガラスに付着および吸蔵されてい
る不純ガスの脱離を促すためである。このように
チヤツク１０，１０に保持された高温のバルブ１
は、真空ポンプ１３によつて直ちに排気され、第
２図Ａのように、フロー圧力に達するＤ点まで直
線的に減圧する。前記40Wけい光ランプの場合、
大気圧からフロー圧力としてのたとえば10torrま
で減圧するに要する時間は約５秒である。これは
一方の排気管５のみを通じて排気する場合であつ
て、両方の排気管５，５を介して同時に減圧すれ
ば第２図Ａの減圧に要する時間は約３秒に短縮さ
れる。

次にバルブ１１を開いて不活性ガス供給源１２
から一方の排気管５を通じてアルゴンガスを送り
込み、この際他方の排気管５は真空ポンプ１３で
排気してバルブ１内を10torrの圧力を保持する。
するとバルブ１内に送り込まれたアルゴンガス
は、バルブ１内に残留している大気を押し出して
大気と置換され、よつてバルブ１内はアルゴンガ
スで洗浄されることになる。

ここで重要なことはバルブ１内を高純度なアル
ゴンガスに迅速に置換することであり、従来のよ
うに一旦高真空に排気する代りに、もつと素早く
アルゴンガスを流し込むことによつてガス置換を
行うことができる。すなわち、第１図に示す従来
の場合、一旦Ｐ点の0.5torrまで減圧したのち(d)
の工程を経て(c)点までアルゴンガスを注入する
と、(c)工程のバルブ内圧力が5torrの場合には大
気成分の分圧は、0.5torrのままであり、しかも
(a)工程から(c)工程に至るまで（ａ工程＋ｂ工程）
に要する時間は約10秒を必要とする。これは、真
空引きにて減圧する場合、真空度が高まれば高ま
るほど、これよりもさらに減圧しようとすると、
真空度が低い状態から減圧する場合に比べて長時
間を要することが原因する。

これに比べて、第２図に示す本発明のものは、
Ｂ工程のバルブ内圧を10torrとして15／sec以
上の不活性ガスを注入すれば、前記40Wけい光ラ
ンプの場合は内容積がほぼ1.2程度であるので、
Ｄ点から２秒以内で大気成分の分圧を0.01torr以
下にすることができる。すなわち不活性ガスの注
入によつて大気成分が薄められるので、ガス流量
を増大してフロー排気すれば大気成分の希釈が促
され、短時間のうちに大気成分の分圧を低くする
ことができることになり、高純度なアルゴンガス
へのガス置換をきわめて迅速に行うことができる
ものであり、Ａ工程からＥ点までのガス置換に要
する時間を７秒に短縮することができる。

このようにしてガス置換が終るとそのままフロ
ーを続行してバルブ１内をほぼ10torrに保ちつつ
電極４，４に付着した炭酸塩の活性化を行う。す
なわち電極４，４に通電すると炭酸塩が加熱分解
されるものであり、 RCO₃→RO＋CO₂ ……(1) の化学反応を生じる（Ｒはバリウム、カルシウ
ム、ストロンチウムなど）。上記左項から右項へ
の化学反応を迅速かつ確実に行わせるにはCO₂の
排除を迅やかに行うことであり、CO₂の分圧を下
げることが大切である。このために前記高純度な
ガス置換を行つているとともに、不活性ガスのフ
ローを継続しつつ上記フラツシングを行う。すな
わちフロー排気では洗浄な不活性ガスがCO₂を包
み込んで運び去るから電極４，４付近のCO₂の分
圧は極端に低くなり、(1)式の分解反応は極めて早
く進行する。なお0.6〜14^torr／secのガス流量で
あれば、フラツシングに要するＥからＦまでの時
間は約５秒間で分解が完了されることが確認され
ている。このようなフラツシングは第２図Ｆ点で
終り、次いでＧ点までの間に未だ管内に残留して
いる虞れのあるCO₂ガスを排出して薄めることに
よりアルゴンガスの純度を高めるため約２秒のフ
ローを行う。

引き続き、バルブ１内を所定封入圧力に圧力調
整を行う。この場合、図示しないが適当な減圧器
を用いてバルブ１内を所定の封入圧力、たとえば
2.5torrまで減圧すればよい。減圧器は種々の形
式のものがあるが、入口側圧力や流量に影響を受
けることなく設定された出口圧力を高精度に確保
できるものが用いられ、このようにすると所望の
封入圧力まで直線的に減圧することができるもの
である。よつてＣ工程に要する時間は５〜６秒と
なり、従来の第１図Ｑ点を経由する方法よりも短
時間化が可能となる。

このような本発明方法によると、排気に要する
総時間は20秒程度となるので、従来よりも10秒の
時間短縮が可能となるものである。

しかも本発明方法はランプ特性において第１図
に示した従来の方法と何ら遜色がない。すなわ
ち、第６図は点灯時間と全光束との関係を示す特
性図であり、また第７図は光束維持率を示す特性
図である。第６図および第７図において特性イお
よびロは第１図の従来方法によつて製造されたラ
ンプ、特性ハは第２図の本発明方法によつて製造
されたランプである。特性イ，ロの差は製造ばら
つきによる誤差を示し、本発明方法のランプは、
ばらつき誤差の範囲に収まり、全光束および光束
維持率とも従来と差がないことが判る。

なお上記実施例において、Ｂ工程として図示さ
れたフロー工程は10torrの圧力で行うようにした
が、第５図の変形例のように、最終封入圧力が
1torr以下の場合にはフロー工程B′は1torrの圧力
で行うようにしてもよく、要するにこのフロー工
程は最終封入圧力よりも高い圧力の範囲で行えば
よいものである。

以上詳述したこの発明は、従来においてフロー
工程前に予めフロー作業圧力よりも減圧させてい
た手段に代つて、フロー工程に入つた直後に強制
的なガス置換を行うようにしたので、このガス置
換の方が作業時間の短縮を可能にする。また従来
において封入圧に保つ以前に封入圧よりも低い圧
力に減圧していた手段に代つて本発明はフロー作
業のガス圧から直ちに封入圧力まで調圧するよう
にしたからこの段階においても作業時間の短縮を
可能にする。換言すれば第１図におけるＰ点およ
びＱ点の減圧をなくしたので、排気作業全体に費
やされる総時間が短縮され、作業効率の向上が可
能になる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排気作業を示す特性図、第２図
は本発明の一実施例の排気作業を示す特性図、第
３図はけい光ランプの封止前を示す一部断面した
側面図、第４図は排気装置を概略的に示す図、第
５図は本発明の変形例を示す特性図、第６図およ
び第７図はそれぞれ全光束および光束維持率につ
いて従来と本発明とを比較した特性図である。 １……バルブ、２……けい光体被膜、３，３…
…ステム、４，４……電極、５，５……排気管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内面にけい光体被膜を形成し両端に炭酸塩を
   付着した電極を配置するとともに両端を排気管を
   介して外部に導通させたバルブを、少なくとも一
   方の排気管を介してこのバルブ内を最終封入圧力
   より高い圧力まで直接的に減圧する工程と、この
   減圧工程に続いてバルブ内を上記最終封入圧力よ
   り高い圧力に保ちながら一方の排気管から封入用
   ガスを送り込んで他方の排気管から排出させるフ
   ロー工程と、このフロー工程中における前段のガ
   ス置換および後段のガス置換の間で前記電極に通
   電して炭酸塩の活性化を行うフラツシング工程
   と、上記フロー工程に続いてバルブ内を所定の封
   入圧まで直接的に減圧する工程とを具備したこと
   を特徴とするけい光ランプの排気方法。