WO1998032147A1 - Lampe a decharge, procede de fermeture etanche d'une lampe a decharge et dispositif de fermeture etanche pour lampe a decharge - Google Patents

Description

- 明細書

放電灯、 放電灯の封着方法及び放電灯封着装置 技術分野

本発明は、 透光性セラミ ックスなどからなる発光管内に発光物質を封入した 放電灯、 放電灯の封着方法及び放電灯封着装置に関する。 背景技術

従来、 この種の放電灯では、 透光性セラミ ックからなる発光管の開口に 1対 の電極を有する電極部材を気密に固着するとともに、 発光管内に水銀、 不活性 ガス、 金属ハロゲン化物等の発光物質を気密に封入している。 こうした放電灯 において、 発光管の開口を気密に封止する手段として、 電極部材と発光管の開 口との間隙にガラスフリ ッ トなどの封着ガラス材を溶融させて固着する手段が 知られている。

封着ガラス材を溶融するための熱源として、 赤外線を用いた技術が知られて いるが、 赤外線が封着ガラス材以外の発光管の部位に照射されると、 発光管内 に封入された発光物質が外部に飛散し、 放電灯として所望の特性が得られない 本発明は、 発光管の開口部を赤外線などで封入する際に、 発光管内の発光物 質の飛散を低減した放電灯、 その封着方法及び放電灯封着装置を提供すること を目的とする。 発明の開示

第 1の発明は、

発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上記開 口部を封止する放電灯封着装置において、

上記封着ガラス材を上記開口部の周辺部に載置した発光管を支持する支持治 具と、 - 上記封着ガラス材を溶融するように赤外線を照射する赤外線照射手段と、 を備え、

上記支持治具は、 上記発光管より も熱伝導率の大きい材料により形成したこ とを特徴とする。

第 1 の発明にかかる放電灯封着装置は、 発光管の開口部から発光物質を入れ 、 封着ガラス材を赤外線照射手段から発する赤外線の熱で溶融することにより 開口部を封止する。 このとき、 発光管の一端部は、 支持治具で支持される。 支 持治具は、 発光管の材料より熱伝導率の大きい材料、 たとえば、 A l 、 C uな どの金属材料から形成することにより、 発光管から支持治具へ熱が逃げやすく 、 よって、 発光管の温度上昇を抑制する。 これにより、 発光管内に封入する発 光物質がガス化して外部に逃げることを防止することができる。

また、 発光管から支持治具への熱伝導を促す好適な手段として、 支持治具の 温度を低くする冷却手段を設けることができる。

さ らに、 赤外線照射手段による赤外線の照射を封着ガラス材の周辺部に限定 する赤外線遮蔽部材を設けることにより、 封着ガラス材だけが溶融して開口部 を封着するとともに、 その際に発光管の他の部分への赤外線の照射を遮蔽する から、 発光管の温度上昇を招かない。

また、 赤外線遮蔽部材の好適な態様として、 支持治具を断熱部材を介して取 り付ける。 この構成により、 赤外線遮蔽部材の取付構造を簡単にする。 さらに 、 断熱部材が赤外線遮蔽部材から支持治具への伝熱量を低減する。 これにより 、 支持治具から発光管への伝熱量を減らし、 発光管の温度上昇を抑制する。 また、 第 2の発明は、 放電灯の封着方法に関して、

開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上記開口部を封 止する放電灯の封着方法において、

上記発光管の一端部を支持治具により支持する工程と、

上記開口部の周辺部に封着ガラス材を載置する工程と、 上記封着ガラス材に赤外線を照射して封着ガラス材を溶融して該開口部を封 止するとともに、 上記支持治具を冷却する工程と、

を備えたことを特徴とする。

第 2の発明は、 放電灯の封着方法に関して、 支持治具に発光管を支持した状 態にて、 発光管に載置した封着ガラス材を溶融する際に、 支持治具を冷却する 工程を施すことにより、 発光管から支持治具への伝熱を促し、 発光管の温度上 昇を抑制することができる。

第 3の発明は、

発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上記開 口部を封止する放電灯封着装置において、

上記発光管の一端部を支持する支持治具と、

上記発光管を気密状態に覆うように配置された導入管と、

赤外線照射手段と、 この赤外線照射手段から発する赤外線を、 上記開口部の 周辺部に載置された封着ガラス材を溶融するように所定の集光領域に集光する 加熱装置と、

を備え、

上記加熱装置は、 上記導入管の一端部を外部へ突出させる開口を備えたこと を特徴とする。

第 3の発明のように加熱装置に開口を設けることにより、 外部から加熱装置 内を監視することができるとともに、 開口から突出していない導入管の他端部 を切断すれば、 汚れが付着した導入管の位置を赤外線の集光領域に対して相対 的にずらすことができ、 導入管の交換を不要とする。

また、 加熱装置には、 上記封着ガラス材が溶融して開口部を封止する状態を 観察するための透明窓を設けることが好ましい。 これにより、 封着ガラス材が 溶融して確実に開口部を封止した状態を確認することができる。

さらに、 加熱装置の好適な態様として、 上記封着ガラス材が溶融して発光管 の内部に進入する量を観測する進入量検出手段と、 該進入量検出手段の検出信 号に基づいて所定以上の進入量を検出したときに赤外線照射手段による加熱を 停止する加熱制御手段を設けてもよい。 これにより、 封着ガラス材の進入量を 確実に検出することができるとともに、 封着状態を監視するための操作をなく し、 自動化を図ることができる。

第 4の発明は、

開口部を有する発光管と、

上記開口部から挿入され、 電極部を有する電極部材と、

上記発光管内に封入されたハロゲン化物と、

を備え、 上記電極部材に通電することでハロゲン化物を発光させる放電灯に おいて、

上記電極部材の外周部に膜層を備え、

該膜層は、

上記発光管内のハロゲン化物と接触する部分に、 上記ハロゲン化物に対する 耐食性に優れた耐ハロゲン材料を有する薄膜層と、

該薄膜層と上記電極部材の外周部との間に介在し、 薄膜層の熱膨張係数と上 記電極部材の熱膨張係数に対しその間の値の熱膨張係数をとるように形成され た緩衝層と、

を備えたことを特徴とする。

第 4の発明のように電極部材上に、 緩衝層及び薄膜層からなる膜層を形成し たものにおいて、 ハロゲン化物と接触する部分に、 耐ハロゲン性を有する薄膜 層が形成されているので、 ハロゲンからなる発光物質に対して耐腐食性を有し 、 耐久性に優れる。

また、 電極部材と薄膜層との間に緩衝層が介在しており、 緩衝層は、 電極部 材の材料の熱膨張係数と薄膜層の材料の熱膨張係数の間の値となっている。 こ のため、 放電灯が常温から放電灯の点灯温度にわたる熱サイクルに晒されても 、 それらの界面における熱応力が大きくならず、 電極部材から薄膜層の剥離を 防止する。 緩衝層の好適な態様として、 - 耐ハロゲン材料と上記電極部材の材料とを含有 する材料とすることができ、 さらに電極部材から薄膜層側に向けて、 耐ハロゲ ン材料の濃度を連続的に大きくする組成をとることができる。

第 5の発明は、

発光管の開口部に電極部材を揷入し、 該電極部材に通電することでハロゲン 化物を発光させる放電灯を製造する方法において、

上記電極部材を形成する工程と、

該電極部材の表面に耐ハロゲン化物を一部有する緩衝層を形成する工程と、 上記緩衝層の外周部に耐ハロゲン化物からなる薄膜層を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする。

薄膜層及び緩衝層を形成するための好適な方法として、 電極部材を耐ハロゲ ン化物からなる蒸気に晒すことにより、 ハロゲン化物を含有する緩衝層の濃度 を連続的に増加させることができ、 さらにその緩衝層の上に薄膜層を形成する ことができる。 なお、 耐ハロゲン化物としては、 W、 M o 、 Z r 、 R eなどの 金属またはその合金を用いることができる。

第 6の発明は、

発光物質を入れた中空室を有する大径部と、 該大径部に延設されかつ上記中 空室に連通した細管室を形成する小径部とを有する発光管と、

上記小径部の開口部に挿入される封止基部と、 該封止基部から上記中空室に 向けかつ上記小径部の内壁との間に間隙を有するように配置されたリ一 ド部と 、 該リード部の他端部に設けられた電極部と、 を有する電極部材と、

上記小径部の内壁と上記封止基部の外面との間に介在して発光管の外部と上 記中空室とを密封する封着ガラス材と、

を備えた放電灯において、

上記リー ド部の長さは、 少なく とも放電灯作動時に、 上記封着ガラス材の中 空室側に面する部分の温度を、 該封着ガラス材の軟化するガラス転移温度より も低い温度になるように設定したこと、 を特徴とする。 '

第 6の発明にかかる放電灯を構成する発光管は、 大径部と小径部とから構成 されている。 大径部は、 発光物質を入れている中空室を有し、 この中空室に小 径部の細管室を接続している。 また、 小径部の開口は、 電極部材の一端部の封 止基部で封着ガラス材を介して封着されている。 封着基部の一端部に設けられ たリード部が細管室を貫通し、 中空室まで延設されており、 その先端部に電極 部が設けられている。 こう した電極部材への通電によりアーク放電により発光 物質が揮発して、 放電発光が行なわれる。

上記放電灯の点灯作動時において、 放電発光により中空室内の温度が高くな り、 その熱エネルギは、 細管室を経て封着ガラス材にまで伝わる。 しかし、 リ ード部は、 放電灯作動時に、 封着ガラス材の中空室側に面する部分の温度をガ ラス転移温度より も低い温度とする長さに形成されている。 よって、 封着ガラ ス材の中空側に面する部分は、 発光物質の温度や液相状態や固相状態などにか かわらず、 ガラス転移温度以上になることがなく、 ガラス自体の劣化を生じる ことがない。

すなわち、 放電灯に組み込んだ封着ガラス材がガラス転移温度より高い温度 域になった場合にはその構成元素が抜け出て、 本来放電灯に期待するスぺク ト ルと別にその構成元素のスぺク トルが出現したり、 スぺク トルの強度が変わつ たり し、 放電灯特性に悪影響を及ぼすが、 本発明の放電灯は、 封着ガラス材が ガラス転移温度より低い温度に維持されるから、 このような現象は起きない。 第 7の発明は、

発光物質を入れた中空室を有する大径部と、 該大径部に延設された小径部と を有し、 透光性材料から形成された発光管と、

上記小径部の開口部から中空室にわたって配置され、 その先端の中空室側に 電極部を有する電極部材と、

を備え、

上記電極部材に通電することにより点灯作動させる放電灯において、 放電灯点灯作動時における中空室に面するほぼ全体の壁面の温度が上記透光 性材料の耐熱温度にほぼ等しくなるように上記大径部を形成したこと、

を特徴とする。

第 7の発明では、 発光管の大径部の形状として、 放電灯の点灯作動時におけ る中空室に面するほぼ全体の壁面の温度が透光性材料の耐熱温度とほぼ等しく なるように形成する。 これにより、 発光管の熱的劣化を防止することができる とともに、 中空室内のアーク温度を高めることができ、 発光効率を向上させる ことができる。

また、 発光管は、 熱伝導率が 0 . 9 c a l Z c m ' s ' ° K以上の透光性材 料から形成され、 上記大径部から小径部への伝熱により小径部の最冷部となる 箇所の温度を発光時に極力高くすることが好ましい。 このように発光管の熱伝 導率を大きくすることにより以下の効果を得ることができる。 すなわち、 放電 灯の電極部でアーク放電させると、 発光管内の温度が上昇する。 この熱は、 発 光管の大径部から小径部へ伝わり、 さらに小径部から電極部材へ伝わり、 電極 部材で放熱される。 このとき、 発光管の熱伝導率が大きいと、 大径部の熱は、 小径部へ素早く伝熱され、 小径部の温度が上がりやすくなる。 つま り、 小径部 の最冷部となる箇所に溜まっている発光物質は、 この温度上昇に寄与すること になり、 初期での発光効率を向上させることになる。 したがって、 トータルの 発光効率を高くできる。

第 8の発明では、 大径部に延設された小径部に、 大径部の熱伝導率より低い 熱伝導率の材料から形成された低伝熱部を設け、 該低伝熱部により大径部から 封着ガラス材への伝熱を低減するように構成したものである。 すなわち、 小径 部の一部に、 大径部より熱伝導率の低い低伝熱部を設けることにより、 大径部 から小径部を介して封着ガラス材へ伝わる伝熱を低減する。 低伝熱部は、 発光 管内の温度を高く しても、 封着ガラス材に伝わる温度を低減することから、 封 着ガラス材をガラス転移点を越えるような温度としにくい。 なお、 低伝熱部は 、 小径部の一部に形成するほか全部であってもよく、 また、 封着ガラス材の温 度の低減に寄与する箇所であれば、 その位置は特に限定されない。

第 9の発明は、

発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上記開 口部を封止する放電灯の封着方法において、

上記開口部の周辺部に封着ガラス材をセッ トする工程と、

上記封着ガラス材を溶融する工程と、

溶融した封着ガラス材を急冷することでアモルファス化して開口部を封着す る工程と、

を備えたことを特徴とする。

第 1 0の発明において、 発光管の開口部を封着ガラス材で封着する際に、 溶 融した封着ガラス材を急冷することにより、 固化した封着ガラス材をァモルフ ァス化する。 これにより、 放電灯の点灯作動時における熱サイクルに対して耐 久性を高めることができる。

第 9の発明は、 放電灯封着装置において、 発光管の外周部に配置され、 上記 封着ガラス材の周辺部だけに集光させ、 発光管の他の部分を遮光する赤外線遮 蔽部材を設けたものである。 赤外線遮蔽部材は、 封着ガラス材の周辺部だけを 加熱し、 発光管の他の部分を加熱して温度上昇を招かず、 発光管内に封入する 発光物質の飛散を防止することができる。

また、 支持治具で発光管の一端部を支持すると共に、 導入管内を気密状態に して発光管を封着する際に、 導入管内に不純物を吸着する吸着剤を配置するこ とにより、 導入管内に不純物があっても、 吸着剤が不純物を吸着させることに より、 発光管内に不具合の要因となる不純物の混入を防止できる。

さらに、 上記支持治具は、 発光管の一端部を支持した場合に、 電極部材を吊 り下げて支持する吊持治具を備えてもよく、 これにより封着ガラス材の溶融に 伴って上記発光管内に封止部材が落下することを防止することができる。 第 1 1 の発明は、

発光管の開口部に電極部を取り付けた電極部材を挿入し、 封着ガラス材に赤 外線を照射して該封着ガラス材を溶融することで上記開口部を封止する放電灯 の封着方法において、

上記開口部の周辺部に封着ガラス材をセッ トする工程と、

上記発光管内の圧力よりも外部圧力を高くする圧力差を生じるような雰囲気 とする工程と、

上記封着ガラス材を加熱溶融させ、 溶融した封着ガラス材を上記圧力差によ り電極部材と開口部の壁面との間に流し込む工程と、

を備えたことを特徴とする。

第 1 1 の発明において、 溶融した封着ガラス材は、 電極部材と発光管の開口 との間隙に進入する際に、 発光管の内外の圧力差を受けることから、 狭い間隙 であってもスムーズに進入することができる。 しかも、 その圧力差を調節する ことにより進入量の調節も容易である。

上記封着ガラス材の好適な態様として、 A 1 ₂ 0 ₃— S i 0 ₂の主原料に、 赤 外線の吸収率を高くする赤外線吸収剤を含有させる。 上記赤外線吸収剤として は、 C e 〇 ₂、 S m ₂ O 3 > H o ₂ 0 ₃、 D y ₂〇 ₃ 、 E r ₂〇 ₃ 、 N d ₂〇 ₃から 選択された少なく とも 1 または 2以上を含有させる。 このように、 ガラス環に 赤外線を吸収しやすい物質を混入することにより、 ガラス環に赤外線を集中さ せて温度を急激に上昇させ、 短時間に封着工程をすますことができる。 このよ うに加熱時間を短縮できることにより、 発光管内の温度上昇を抑制することが でき、 よって、 発光物質の外部への飛散を防止することができる。 なお、 赤外 線を吸収しやすい物質は、 ガラス環自体に混合させるほか、 塗料に混入してこ れをガラス環の表面に塗布してもよい。 図面の簡単な説明

図 1 は本発明の一実施の形態にかかる放電灯 1 0を示す断面図である。 図 2は図 1 の放電灯 1 0の要部を拡大して示す断面図である。

図 3は放電灯 1 0の点灯作動時における温度分布を説明する説明図である。 図 4は放電灯 1 0における各部の寸法を説明する説明図である。

図 5は放電灯 1 0の小径部 1 3内の温度分布を説明する説明図である。

図 6は他の実施の形態にかかる放電灯 1 0 Bを示す断面図である。

図 7は他の実施の形態にかかる放電灯 1 0 Bの点灯作動時における温度分布 を説明する説明図である。

図 8はさ らに他の実施の形態にかかる放電灯 1 0 Cの端部を示す断面図であ る。

図 9は発光管 1 1 の開口部 1 3 bを封着ガラス材 1 6 aで封着する工程を説 明する説明図である。

図 1 0は放電灯の電極部材 1 5 Dの一部を構成する封止基部 1 5 D aを示す 拡大断面図である。

図 1 1 は封止基部 1 5 D aの表面の拡大断面図である。

図 1 2は加熱炉 1 0 0を示す断面図である。

図 1 3は放電灯 1 0の封着する前の状態を示す断面図である。

図 1 4はガラス環 1 6 cの組成、 色、 及びその封着結果を示す図である。 図 1 5は発光管 1 1 の端部を封着するための放電灯封着装置 3 0を示す概略 構成図である。

図 1 6は図 1 5の放電灯封着装置 3 0の要部を示す拡大断面図である。

図 1 7は加熱装置 4 0を側方から見た概略構成図である。

図 1 8は加熱装置 4 0を上方から見た説明図である。

図 1 9は発光管 1 1 の他端開口を電極部材 1 5で封着する前の状態を示す断 面図である。

図 2 0は発光管 1 1 の開口部を封着した後の状態を示す断面図である。

図 2 1 は他の実施の形態にかかる赤外線遮蔽部材 6 1 Bを装着した導入管 5

1 Bの付近を示す断面図である。

図 2 2は別の実施の形態にかかる赤外線遮蔽部材 6 1 Cの周辺を示す断面図 である。 図 2 3はさらに別の実施の形態にかかる導入管 5 1 Dの付近を示す断面図で ある。

図 2 4はゲッタ一 7 2を収納した導入管 5 1 の付近を示す断面図である。 図 2 5は図 2 4の変形例を示す断面図である。

図 2 6は別の実施の形態にかかる支持治具 5 7 Fの周辺部を示す断面図であ る。

図 2 7は他の実施の形態にかかる支持治具 5 7 Gを示す概略構成図である。 図 2 8はさ らに他の実施の形態にかかる支持治具 5 7 J の周辺部を示す断面 図である。

図 2 9は他の実施の形態にかかる加熱装置 4 0 Kを示す断面図である。

図 3 0はさらに別の実施の形態にかかる加熱装置 4 0 Lを示す断面図である 図 3 1 は他の実施の形態にかかる放電灯 0 1 Fの端部の温度分布を説明する 説明図である。 発明を実施するための最良の形態

図 1 は本発明の一実施の形態にかかる放電灯 1 0 を示す断面図である。 図 1 において、 放電灯 1 0は、 発光管 1 1 と、 発光管 1 1 内に充填された発光物質 と、 電極部材 1 5 とを備えている。 発光管 1 1 は、 発光物質を充填した中空室

1 2 aを有する大径部 1 2 と、 大径部 1 2の両側からそれぞれ延設された小径 部 1 3 とを備えている。

上記大径部 1 2は、 ほぼ楕円球状であり、 その管壁の厚さが一定に形成され ている。 小径部 1 3は、 大径部 1 2の両端部にそれぞれ細管として連続して形 成されており、 その内側スペースが細管室 1 3 aになっている。 また、 小径部

1 3の両端部には、 細管室 1 3 aを外部に開放する開口部 1 3 bが形成されて いる。

上記発光管 1 1 の材料としては、 アルミナ、 アルミナ一イ ッ トリア一ガーネ ッ ト、 石英ガラス等の透光性材料を用いることができる。 なお、 発光物質とし て、 D y I ₃ 、 C s I 、 T 1 、 N a I などを用いる場合には、 その反応性の高 いことを考慮して、 アルミナを主原料として用いることが好ましい。 こう した 発光管 1 1 を製造する方法として、 例えば、 アルミナを主原料としたスラリを 形成し、 これを錡込み成形により大径部 1 2及び小径部 1 3 ともに一体に形成 することができる。 このような铸込み成形により、 大径部 1 2 に連続した小径 部 1 3 を長く形成することも容易である。

図 2は図 1 の放電灯 1 0の要部を拡大して示す断面図である。 図 2 に示すよ うに、 発光管 1 1 の開口部 1 3 bには、 電極部材 1 5で封止されている。 電極 部材 1 5は、 開口部 1 3 に挿入される封止基部 1 5 a と、 この封止基部 1 5 aの端部から細管室 1 3 aを通り中空室 1 2 aまで設けられているリー ド部 1 5 b と、 このリード部 1 5 bの先端に設けられた電極部 1 5 c とを備えている 。 上記封止基部 1 5 aは、 外部リー ド線 （図示省略） に接続される端子を兼用 しており、 外部リー ド線に接続されることにより給電される。 また、 リー ド部 1 5 bは、 小径部 1 3の内壁面との間に所定間隙を隔てて、 細管室 1 3 aの中 心部を軸方向に貫通している。 また、 電極部 1 5 c は、 リード部 1 5 bの先端 部に接続されており、 コイル状に巻回されており、 対向する電極部 1 5 じ との 間で放電距離を隔てて放電する。

電極部材 1 5の各材料は、 以下のものを用いることができる。 すなわち、 封 止基部 1 5 a として、 N b、 R e等の金属、 N b— Z r等の合金、 金属— B系 、 金属一 C (N) 系、 金属一 S i 系等のサーメッ ト等の発光管 1 1 の材料と熱 膨張係数の近似する材料を用いることができる。 また、 リード部 1 5 b及び電 極部 1 5 c として、 高融点の W, M 0などを用いることができる。

また、 電極部材 1 5の封止基部 1 5 aは、 開口部 1 3 bの内壁面との間に封 着ガラス材 1 6 aを封入することにより、 発光管 1 1内と外部とを気密状態に 封着している。 封着ガラス材 1 6 aの材料としては、 S i O ₂ - A 1 ₂0₃— M g〇系、 A 1 ₂0₃— C a O— Y ₂0₃系、 Α 1 ₂0₃— S i 〇 ₂— D y ₂〇 ₃系な ど種々のものが発光管 1 1 の材料との熱膨張係数等の物性にあわせて利用でき る。

なお、 封着ガラス材 1 6 aにより封着する方法として、 以下の工程をとるこ とができる。 まず、 発光管 1 1 内に発光物質などを入れた後に、 発光管 1 1 の 開口部 1 3 bに電極部材 1 5 を挿入し、 さ らに開口部 1 3 bの端部に封着ガラ ス材 1 6 aを形成するガラス環 （図示省略） を載せ、 これらを A rガスの雰囲 気中に晒す。 そして、 ガラス環に赤外線を照射して加熱溶融させる。 そして、 溶融したガラス環は、 開口部 1 3 bの壁面と封止基部 1 5 a との間に進入して 固化する。 これにより、 発光管 1 1 の開口部 1 3 bの内壁面と封止基部 1 5 a との外周面との間が封着ガラス材 1 6 aで封着される。

次に、 放電灯 1 0の点灯作動及びその温度分布について説明する。 放電灯 1 0を水平位置に配置し、 放電灯 1 0の電極部材 1 5 , 1 5の間に通電すると、 電極部 1 5 c , 1 5 cの間にアーク放電が発生する。 これにより、 発光管 1 1 内に充填されている発光物質に放電エネルギが与えられる。 すなわち、 H gが アーク放電の早い段階から蒸発して発光管 1 1 内の蒸気圧を高め、 さらにこの 蒸気圧の上昇により D yなどの他の発光物質の発光条件が整えられる。 そして 、 D yなどがイオン状態になってアーク放電される。 このときのアークの形状 は、 ほぼ楕円状になっている。

このようなアークの形状により、 発光管 1 1 内の温度分布は図 3 に表わされ る。 図 3 に示すように、 温度分布は、 そのアークの中心部で約 5 0 0 0 Kであ り、 外周になるにしたがって低い温度になるほぼ楕円状となる。 こう した温度 分布において、 放電灯 1 0の発光効率を高めるためには、 発光管 1 1 内の温度 を全域にわたって高めることが好ましいが、 発光管 1 1や封着ガラス材 1 6 a の耐熱温度から制約される。 こう した条件下において、 発光管 1 1 の発光効率 を高めるために、 以下の構成がとられている。

図 4は放電灯 1 0 における各部の寸法を表わす図である。 図 4に示す発光管 1 1 において、 大径部 1 2の長さを L 1 、 小径部 1 3の長さを L 2、 大径部 1 2の内径を D 1 、 小径部 1 3の内径を D 2 とする。 また、 電極部材 1 5 におい て、 中空室 1 2 a内における電極部 1 5 c の位置つまり小径部 1 3 と大径部 1 2 との接続部から電極部 1 5 c までの長さを K 1 、 さらに接続部から封止基部 1 5 aの内端部までの長さを K 2、 封着ガラス材 1 6 aで封着されている長さ を K 3 とする。

( 1 ) 電極部材 1 5のうち長さ K 2は、 放電灯 1 0の点灯作動時に、 封着ガ ラス材 1 6 aのガラス先端部 1 6 bがガラス転移温度 T g以上の温度にならな い長さに設定されている。 上述したように、 放電灯 1 0の作動時における温度 分布は、 楕円状になっている。 さらに、 図 5 に示すように、 接続部の温度を最 冷部温度 T c s とすると、 小径部 1 3の細管室 1 3 aから開口部 1 3 bに向か うにしたがって温度 Tが低下する。 そして、 距離 K 0の位置で、 温度 Tは、 封 着ガラス材 1 6 aのガラス転移温度 T g と同じになり、 さらに低下し、 ガラス 先端部 1 6 bの位置でガラス転移温度 T gより Δ Τだけ低くなる。 すなわち、 封着ガラス材 1 6 aのガラス先端部 1 6 bの温度 Tがガラス転移温度 T g以下 になるように電極部材 1 5の長さ K 2は設定されている。

したがって、 放電灯 1 0の点灯作動時に、 封着ガラス材 1 6 aのガラス先端 部 1 6 bは、 ガラス転移温度 T g以上の温度にならず、 ガラス転移温度 T gよ り少なく とも Δ Τだけ低い温度に維持される。 よって、 封着ガラス材 1 6 aが ガラス転移温度 T g以上に晒されることがなく、 封着ガラス材 1 6 aを構成す る元素が抜け出て放電灯のスぺク トル成分に、 その元素のスぺク トル成分が含 まれるような放電灯 1 0の放電特性に悪影響を生じない。 なお、 電極部材 1 5 を長く した場合には、 小径部も長くなることから、 その機械的強度を高める必 要がある場合には、 小径部 1 3の太さを太くすることが好ましい。

( 2 ) 図 4に示すように、 大径部 1 2の両端部の形状は、 電極部 1 5 c の先 端を中心とした半球の曲面部 1 2 c とし、 この曲面部 1 2 c に連続した円筒部 1 2 dを形成し、 円筒部 1 2 dの直径を D 1 ( = 2 K 1 ) としている。 このよ うな形状としたのは、 以下の理由による。 アーク放電により電極部 1 -5 cの熱で、 発光管 1 1内の温度が上昇し、 その 温度分布は、 曲面部 1 2 c内で電極部 1 5 cの先端を中心としたほぼ半球状に なる。 ここで、 曲面部 1 2 c の壁面の温度が 1 2 5 0 °Cを越えると、 曲面部 1

2 c を構成するアルミナ自体が軟化し、 耐久性が低下する。 逆に、 曲面部 1 2 c内に低い温度の部分があると、 この低い部分における発光物質が液化したま まで未発光になり、 発光効率が低下する。

こう した現象を考慮して、 大径部 1 2の曲面部 1 2 c及び円筒部 1 2 dの形 状は、 アークの温度分布に合わせるとともに発光管 1 1 のアルミナの耐熱性の 限界である約 1 2 5 0 °Cとほぼ一致させた形状であり、 これによ り、 発光管 1

1 の熱的な劣化を防止して発光管 1 1 の寿命を上げるとともに、 温度の低い部 分をなく して発光効率を上昇させている。

さらに、 放電灯 1 0の点灯作動時に、 中空室 1 2 aの圧力が上昇し、 大径部

1 2 に大きな応力が加わる。 上述した発光管 1 1 の大径部 1 2の形状は、 曲面 部 1 2 c となっているので、 応力が分散して加わり、 局所的に応力が集中する 部分がなく、 よつて放電灯 1 0の耐久性を向上させることができる。

( 3 ) 図 6 は他の実施の形態にかかる放電灯 1 0 Bを示す断面図である。 放 電灯 1 0 Bは、 ラクビーボ一ル形状の大径部 1 2 Bを備えている。 大径部 1 2 Bをこのような形状にしたのは、 以下の理由による。 図 7 に示すように、 放電 灯 1 0 Bを水平方向に配置して点灯した場合において、 アークが上方へ湾曲し た形状になり、 これに対応した破線で示す温度分布となることがある。 このよ うな場合に、 大径部 1 2 Bの内壁面がアークの形状に合っていないと、 大径部 1 2 Bの内壁面に部分的な温度のムラを生じる。 そこで、 大径部 1 2 Bをァ一 ク放電に伴う温度分布に適合させたラクビーボール形状としたのである。

( 4 ) 図 8はさ らに他の実施の形態にかかる放電灯 1 0 Cの端部を示す断面 図である。 放電灯 1 0 Cの発光管 1 1 Cは、 その熱伝導率が 0 . 1 1 c a 1 / c m . s · ° Κの透光性材料から形成され、 通常の Α 1 ₂ 0 ₃の熱伝導率 0 . 0 8 c a 1 / c m · s · ° Κより大きくなつている。 このような透光性材料の 原料としては、 例えば、 アルミニウム塩の熱分解法により得ることができる。 なお、 アルミニウム塩の熱分解法による A 1 ₂〇 ₃の製法については、 特開平 3— 1 7 44 5 4号に詳細に記載されているので、 ここでは省略する。 また、 電極部材 1 5 Cの封止基部 1 5 C aは、 発光管 1 1 Cの小径部 1 3 Cから伝わ つた熱を放熱しやすいように外部へ長く突出している。

このように発光管 1 1 Cの熱伝導率を大きくするとともに、 電極部材 1 5 C の封止基部 1 5 C aを長く突出させたのは、 以下の理由による。 放電灯 1 0 C の電極部 1 5 C cでアーク放電させると、 発光管 1 1 C内の温度が上昇する。 この熱は、 発光管 1 1 Cの大径部 1 2 Cから小径部 1 3 Cへ伝わり、 さらに小 径部 1 3 Cから電極部材 1 5 Cへ伝わり、 電極部材 1 5 Cで放熱される。 この とき、 発光管 1 1 Cの熱伝導率が大きいと、 大径部 1 2 Cの熱は、 小径部 1 3 Cへ素早く伝熱され、 最冷部を作りやすい小径部 1 3 Cの間隙の温度を上げる ことになる。 したがって、 最冷部に溜まり易い発光物質を発光に寄与させるこ とができ、 発光効率を高くできる。

表 1は熱伝導率の大きい放電灯 1 0 Cにおける発光試験の結果を示す。 ここ で、 放電灯 1 0 Cを試験した条件は、 以下の通りである。 発光管 1 1 Cの全長 を 5 O mmとし、 電極部 1 5 C cの距離を 1 4 mmに設定し、 発光物質として 、 D y l ₃— C s l を 8 5 : 1 5重量％を 4 mg、 T 1 を 4 mg N a I を 2. 5 mg用い、 封着ガラス材 1 6 aとして、 8 0 0 °Cで軟化するガラス転移温度 T gを有する D y 2 C ₃ _ S i C ₂ - A 1 ₂〇 ₃の結晶化ガラスを用いた。 そし て、 放電灯 1 0 Cの電極部材 1 5 Cを外部リード線を介して、 1 0 0 Vの一定 の安定化電源に接続した。 なお、 比較例として、 熱伝導率が 0. 0 8 c a 1 Z c m * s · ° Kのものを用いた。

表 1 における発光の効率は全光束 （ 1 m) 電力 （W) で評価している。 表 1から分かるように、 発光管 1 1 Cの熱伝導率を大きくすることにより、 発光 の効率が 8 8. 2から 9 4. 8へと向上した。 また、 色温度も目標としている 4 0 0 0 Kに近い値になり、 しかも、 太陽光を 1 0 0 とした相対的な評価値で ある平均演色性も目標値の 1 0 0に近い値になった。

( 5 ) 図 1 に示す発光管 1 1 の開口部 1 3 bを封着する封着工程の際に、 溶 融した封着ガラス材 1 6 aを急冷することによりアモルファス化させる。 封着 ガラス材 1 6 aは、 赤外線を照射することにより加熱溶融させ、 電極部材 1 5 の封止基部 1 5 a と小径部 1 3 とを封着する。 図 9は発光管 1 1 の開口部 1 3 bを封着ガラス材 1 6 aで封着する工程を説明するタイミングチャートである 。 図 9 に示すように、 常温から赤外線を照射して封着ガラス材 1 6 aの融点 （ M p ) まで加熱した後に、 ガラス転移温度 T gまで約 5秒で急冷する。 これに より、 封着ガラス材 1 6 aの少なく ともシールする部分が、 再結晶化すること なく、 アモルファス化する。 このように封着ガラス材 1 6 aをアモルファス化 することにより、 発光管 1 1 に点灯時における熱サイクルが加えられても、 封 着ガラス材 1 6 aの接着強度が低下せず、 封止力を維持できる。

図 1 0は放電灯の電極部材 1 5 Dの一部を構成する封止基部 1 5 D aを示す 拡大断面図、 図 1 1 は封止基部 1 5 D aの表面の拡大断面図である。 図 1 0 に 示すように、 封止基部 1 5 D aは、 N b— Z r合金から形成された円柱状部材 であり、 その一端部にリード部 1 5 D bを挿入固定するための挿入孔 1 5 D c が形成されている。 この封止基部 1 5 D aの外周部には、 膜層 1 5 D dが形成 されている。 図 1 1 に示すように、 膜層 1 5 D dは、 緩衝層 1 5 D e及び薄膜 層 1 5 D f を積層することにより形成されている。 薄膜層 1 5 D f は、 耐ハロ ゲン性を有する Wから形成されており、 その厚さが 2 mとなっている。 また 、 緩衝層 1 5 D eは、 封止基部 1 5 D aと薄膜層 1 5 D ί との接合に関して、 熱サイクル （常温から 1 0 0 0 °C) に対して耐久性を付与するものであり、 以 下の構成がとられている。 すなわち、 緩衝層 1 5 D eは、 その厚さが約 3 m であり、 封止基部 1 5 D aの中心に近い部分の組成が N b— Z r合金の組成に 近く、 薄膜層 1 5 D f に近い部分の組成が Wを多く含有しており、 つまり封止 基部 1 5 D aの中心から薄膜層 1 5 D f に向かうにしたがって Wの割合を連続 的に増加した組成となっている。

このような封止基部 1 5 D a上に、 緩衝層 1 5 D e及び薄膜層 1 5 D f を積 層した構成において、 封止基部 1 5 D aの最外層に、 耐ハロゲン性を有する薄 膜層 1 5 D f が形成されているので、 ハロゲンからなる発光物質に対して耐腐 食性を有し、 耐久性に優れる。

また、 緩衝層 1 5 D eは、 Wの濃度割合を連続的に増加した組成になってお り、 これにより、 内側が封止基部 1 5 D aの材料と熱膨張係数が近く、 外側が 薄膜層 1 5 D f の材料と熱膨張係数が近くなる。 このため、 放電灯 1 0 Dが常 温から 1 0 0 0 °Cまでの熱サイクルに晒されても、 それらの界面における応力 が小さくなり、 封止基部 1 5 D aから薄膜層 1 5 D f の剥離を防止する。

なお、 薄膜層 1 5 D f と緩衝層 1 5 D eの厚さは、 熱膨張係数を連続的にす ることが容易な厚さであることが好ましく、 例えば、 薄膜層 1 5 D f が 2 / m 以下、 緩衝層 1 5 D eが 3 πι以下である。 なお、 薄膜層 1 5 D ί と封着ガラ ス材 1 6 D f との接着強度を増すために、 封着ガラス材 1 6 D f には、 L a ₂ O ₃を添加することが好ましい。

次に、 封止基部 1 5 D aの表面に緩衝層 1 5 D e及び薄膜層 1 5 D f を形成 する薄膜形成工程について説明する。 この薄膜形成工程は、 図 1 2に示す加熱 炉 1 0 0 を用いて行なわれる。 図 1 2は加熱炉 1 0 0 を示す断面図である。 加 熱炉 1 0 0は、 密閉容器 1 0 2を収納するスペースを備えている。 密閉容器 1 0 2は、 蓋体 1 0 4により密閉状態に閉じられる。 密閉容器 1 0 2内の底部に は、 支持穴 1 0 6 aを複数形成した支持台 1 0 6が設置されている。 また、 密 閉容器 1 0 2の底部には、 薄膜層 1 5 D f 及び緩衝層 1 5 D eの形成材料とし てのタングステン粉末層 1 1 0が敷き詰められている。

この加熱炉 1 0 0を用いた薄膜形成工程について説明する。 蓋体 1 0 4を開 けて、 支持台 1 0 6の支持穴 1 0 6 aに、 支持ピン 1 0 8をそれぞれ挿入する とともに、 支持ピン 1 0 8の上部に、 封止基部 1 5 D aの挿入孔 1 5 D cを差 し込むことにより、 封止基部 1 5 D aを支持ピン 1 0 8を介して支持台 1 0 6 に支持する。 続いて、 密閉容器 1 0 2内の雰囲気を 1 0— ⁶ T o r rの真空度 になるまで図示しない真空ポンプにより吸引した後に、 加熱炉 1 0 0内の雰囲 気を 1 5 0 0 °C以上にし、 この温度で 2時間維持する加熱処理をする。 この加 熱処理により、 タングステン粉末層 1 1 0の W粉末の一部は蒸気となり、 封止 基部 1 5 D aの N b— Z r合金に含侵する。 その後、 加熱炉 1 0 0の雰囲気を 1 5 0 0 °Cから 1 4 0 0 °Cまで 6時間かけて徐冷することにより薄膜層 1 5 D f が形成される。

すなわち、 このような熱処理により、 封止基部 1 5 D aの表面に Wが拡散し た緩衝層 1 5 D eが形成され、 さらにこの薄膜層 1 5 D f に連続した W濃度の 薄膜層 1 5 D iが積層形成される。 このとき、 封止基部 1 5 D aの表面は、 揷 入孔 1 5 D cを含めて、 緩衝層 1 5 D e及び薄膜層 1 5 D ίが緻密に形成され る。

ここで、 封止基部 1 5 D aは、 1 0 0重量％の：^ 13単独でなく、 N b合金を 用いているのは、 以下の理由による。 1 0 0重量％の1^ 1 は、 1 4 0 0 °C以上 の高温の領域で再結晶を生じ、 封止基部 1 5 D aに用いた場合に、 その機械的 強度が低下する。 そこで、 封止基部 1 5 D aに N b— Z r合金を用いて、 1 4 0 0 °C以上で熱処理しても再結晶が生じないようにしている。

なお、 封止基部 1 5 D aを Wの蒸気雰囲気に晒す前処理として、 N bまたは N b— Z rの混合蒸気の雰囲気に封止基部 1 5 D aを晒してもよく、 これによ り、 封止基部 1 5 D aのN b— Z r と、 薄膜層 1 5 D f の Wとの密着性を高め ることができる。

次に、 封着工程の処理時間を短縮する手段について説明する。 図 1 3は放電 灯 1 0の封着する前の状態を示す断面図である。 発光管 1 1 の開口部 1 3 bを 封着する封着ガラス材は、 ガラス環 1 6 c を加熱溶融することにより行なう。 このガラス環 1 6 c には、 赤外線を吸着しやすい物質が混入されている。 この ような物質としては、 C e 〇 ₂ (淡黄色） 、 S m₂〇 ₃ (肌色） 、 H o 0₃ (肌 色） 、 D y ₂0₃ (淡黄色） 、 E r ₂〇 ₃ (ピンク色） 、 N d ₂0₃ (青紫色） な どの希土類酸化物がある。 すなわち、 希土類酸化物を A 1 2 O 3 - S i O ₂系の ガラスに混入することにより、 有色のガラス環 1 6 c を作成する。

上記ガラス環 1 6 c を用いた封着工程の結果を図 1 4に示す。 図 1 4はガラ ス環 1 6 cの組成、 色、 及びその封着結果を示す。 ここで、 封着工程の条件と して、 ガラス環 1 6 c に赤外線を照射することにより、 集光温度が 1 5 0 0 °C で 3 0秒維持する条件を採用した。 また、 封着結果として、 ガラス環 1 6 じ が 溶融して発光管 1 1 と封止基部 1 5 a との間隙に流れ込む長さに基づいて判定 した。 なお、 比較例として、 Y ₂0₃を混入した例を示す。 従来、 封着するた めに約 1分間の加熱を必要としていたが、 これを約 3 0秒に短縮できた。 この ように、 ガラス環 1 6 c に赤外線を吸収しやすい物質を混入することにより、 ガラス環 1 6 c に赤外線を集中させて温度を急激に上昇させることができるこ とから、 短時間に封着工程を行なう ことができる。 このように加熱時間を短縮 できることにより、 発光管 1 1内の温度上昇を抑制することができ、 よって、 発光物質の外部への飛散を防止することができる。

なお、 赤外線を吸収しやすい物質は、 ガラス環 1 6 c 自体に混合させるほか 、 塗料に混入してこれをガラス環 1 6 cの表面に塗布してもよい。

図 3 1 は他の実施の形態にかかる放電灯 1 0 Fの構成及びその温度分布を説 明する説明図である。 放電灯 1 0 Fは、 大径部 1 2 Fと小径部 1 3 Fとを備え 、 小径部 1 3 Fの一部に、 大径部 1 2 Fより熱伝導率の低い材料で形成された 低伝熱部 1 3 F aが形成されている。 この低伝熱部 1 3 F aには、 電極部材 1 5の封止基部 1 5 aが封着ガラス材 1 6 aを介して支持されている。 この低伝 熱部 1 3 F aは、 大径部 1 2 Fに貼り合わせることにより、 または鎵込み成形 の際に異なった材料を流し込むことにより形成することができる。

小径部 1 3 Fに低伝熱部 1 3 F aを形成したのは、 以下の理由による。 大径 部 1 2 Fの透光性材料を大きな熱伝導率のものを用いれば、 上述したように大 径部 1 2 F内の最冷部温度 T c s の温度を高くでさ、 放電灯 1 0 Fの発光の効 率を向上させることができる。 しかし、 最冷部温度 T c s の温度上昇は、 封着 ガラス材 1 6 aのガラス先端部 1 6 bの温度上昇を招く ことになるが、 低伝熱 部 1 3 F aにより この課題を解決している。

すなわち、 図 3 1 の温度分布に示すように、 大径部 1 2 F及びこれに延設さ れた小径部 1 3 Fの一部の温度変化は、 曲線 T aで表わされ、 小径部 1 3 Fの 低伝熱部 1 3 F aの温度変化は、 曲線 T bで表わされ、 曲線 T aの温度勾配よ り大きい。 このため、 放電灯 1 0 Fの点灯作動時に、 最冷部温度 T c s が高く なっても、 曲線 T bの大きな温度勾配により、 封着ガラス材 1 6 aのガラス先 端部 1 6 bにおける温度がガラス転移温度 T gを下回らせることが容易となる 。 このように低伝熱部 1 3 F aは、 放電灯 1 0 F内の発光温度を高く しても、 封着ガラス材 1 6 aの温度を低減することができる。 なお、 大径部 1 2 Fの熱 は、 小径部 1 3 Fの細管室 1 3 a内も伝わるが、 この熱に伴う封着ガラス材 1 6 aのガラス先端部 1 6 bの温度を下げるために、 A 1 ₂〇 ₃等から形成した リ ング状の断熱部材 1 3 F bを介在させてもよい。

次に、 発光管 1 1 の端部を封着する工程について説明する。 図 1 5は発光管 1 1 の端部を封着するための放電灯封着装置 3 0を示す概略構成図、 図 1 6は 図 1 5の放電灯封着装置 3 0の要部を示す拡大断面図である。

放電灯封着装置 3 0は、 操作ボックス 3 1 と、 パスポックス 3 3 と、 加熱装 置 4 0 と、 導入機構 5 0 と、 吸排気機構 8 0 とを備えている。 操作ボックス 3 1 は、 その正面に腕を差し入れる操作グローブ 3 2， 3 2を 備えており、 操作グローブ 3 2， 3 2 を通じてその室内で気密状態にて作業が できるようになつている。 この操作ボックス 3 1 に隣接してパスボックス 3 3 が設置されている。 パスボックス 3 3 と操作ボックス 3 1 とは、 扉 3 l aを介 して連通しており、 操作グローブ 3 2， 3 2に手を入れてパスボックス 3 3内 に搬入されている各種部材を搬入などができるようになつている。 また、 パス ボックス 3 3 には、 外部に連通する扉 3 3 aが設けられており、 この扉 3 3 a を開けば外部から各種部材ゃ材料を搬入できるようになつている。

操作ボックス 3 1 の上方には、 図 1 6 に示すように、 支持板 5 2 を介して加 熱装置 4 0が配置されている。 加熱装置 4 0は、 加熱室 4 1 を形成する筐体部 4 2 と、 加熱室 4 1 に配置された赤外線ランプ 4 3 とを備えており、 加熱室 4 1 に面して赤外線反射作用を有する反射面 4 1 aが設けられている。 反射面 4 l aは、 赤外線ランプ 4 3からの赤外線を反射して、 集光領域に集光させるよ うに凹面鏡に形成されており、 溶射法やスパッタリ ング法などの方法を用いて 、 白金、 金、 ニッケルの金属を被覆することにより得られる。 なお、 反射面 4 1 aは、 図示しない冷却装置により冷却されるように構成されている。

また、 加熱装置 4 0の下方には、 導入機構 5 0が配置されている。 導入機構 5 0は、 操作ボックス 3 1から加熱室 4 1 内の集光領域に、 発光管 1 1 を気密 状態に晒すための機構である。 導入機構 5 0は、 石英ガラスなどから形成され た導入管 5 1 と、 操作ボックス 3 1 の上面に配置されかつ導入管 5 1 を支持し た上取付金具 5 3 と、 上取付金具 5 3 に螺着することで操作ポックス 3 1 の上 板 3 1 bを挟持する下取付金具 5 4 と、 上取付金具 5 3 と導入管 5 1 との間に 介在するシール部材 5 5 と、 このシール部材 5 5 により上取付金具 5 3 と導入 管 5 1 との間をシールするように締結されるナツ ト 5 8 とを備えている。

また、 下取付金具 5 4及び上取付金具 5 3には、 導入孔 5 6が貫通形成され ており、 この導入孔 5 6 に支持治具 5 7が挿脱可能になっている。 すなわち、 支持治具 5 7は、 下取付金具 5 4の下面に Oリ ング 5 9 を介して当接するフラ ンジ部 5 7 aと、 このフランジ部 5 7 aから立設された支持部 5 7 bとを備え ている。 支持部 5 7 bの上端部には、 支持穴 5 7 cが形成されており、 この支 持穴 5 7 cにより発光管 1 1の一端部を支持する。 この支持治具 5 7は、 導入 管 5 1内に進退自在に昇降するように形成されている。 なお、 支持治具 5 7を 昇降させる機構は、 手動式、 電動式、 空気圧式などの各種の構成をとることが できる。

また、 導入管 5 1の外周側には、 赤外線遮蔽部材 6 1が配設されている。 ご の赤外線遮蔽部材 6 1は、 赤外線を反射して発光管 1 1の上部以外に赤外線を 入射させないために P tから形成された筒体であり、 発光管 1 1の電極部材 1 5の高さよりやや低い位置まで設けられている。

図 1 7は加熱装置 40を側方から見た概略構成図、 図 1 8は加熱装置 4 0を 上方から見た説明図である。 図 1 7に示すように、 加熱装置 4 0の下側には、 X軸レール R 1及び Y軸レール R 2が配置されている。 X軸レール R 1及び Y 軸レール R 2は、 水平面上に直交するように配置され、 加熱装置 40を移動可 能に支持している。 これにより、 加熱装置 4 0は、 水平方向に任意の位置に移 動可能になっている。 また、 導入管 5 1内に配置された発光管 1 1の封止状態 を確認するための構成として、 図 1 8に示すように、 加熱装置 4 0の中央上部 に鏡 M rが配置されるとともに、 加熱装置 40の側部に透明窓 4 2 aが設けら れている。

さらに、 図 1 5に戻り、 放電灯封着装置 3 0には、 吸排気機構 8 0として、 ターボポンプ P l、 ロータリポンプ P 2 , P 3 , P 4を備えている。 ターボポ ンプ P 1は、 高真空度 （ 1 0 _⁵〜 1 0 ⁷ T o r r ) を得るためのポンプであ り、 口一タリポンプ P 2は、 ターボポンプ P 1 に直列に接続され、 タ一ポポン プ P 1の始動時の運転をスムーズに行なうためのものである。 また、 口一タリ ポンプ P 3 , P 4は、 低真空度 （ 1 0 i T o r r程度） を得るためのポンプ である。

そして、 夕一ボポンプ P 1は、 バルブ V 1を備えた配管 L 1を介して上記導 入管 5 1 内に連通している。 配管し 1 には、 バルブ V 2を備えた配管 L 2 を介 して上記口一タリポンプ P 3が接続されている。 また、 口一タリポンプ P 4に は、 バルブ V 3 を備えた配管 L 3を介して操作ボックス 3 1 に接続され、 さら にバルブ V 4を備えた配管 L 4を介してパスボックス 3 3 に接続されている。 なお、 操作ボックス 3 1 内の圧力は圧力計 G 1で、 パスボックス 3 3内の圧 力は圧力計 G 2で、 さらに導入管 5 1 内の圧力は配管 L 1 に取り付けた圧力計 G 3 , G 4で測定される。 ここで、 導入管 5 1 内の圧力を 2つの圧力計 G 3 , G 4で測定するのは、 導入管 5 1内の圧力は、 大きく変動するので、 測定レン ジを広げるためである。 さ らに、 操作ボックス 3 1 には、 酸素濃度分析計 3 7 及び水分計 3 8が付設されている。

一方、 操作ボックス 3 1 に隣接してガス循環精製装置 3 6が設けられている 。 このガス循環精製装置 3 6 には、 冷却装置 3 9が付設されている。 ガス循環 精製装置 3 6 と操作ボックス 3 1 とは、 バルブ V 7 a , V 7 bを備えた供給配 管し 7 とバルブ V 8 a , V 8 bを備えた戻り配管 L 8 とにより接続されている 。 供給配管 L 7 には、 その途中から分岐したバルブ V 9を備えた配管 L 9が上 記導入管 5 1 につながる配管 L 1 に接続されている。

そして、 ガス循環精製装置 3 6は、 供給配管 L 7 を介して操作ボックス 3 1 内に A rガスを供給するとともに、 供給された A rガスを戻り配管 L 8 を介し てガス循環精製装置 3 6内に取り入れ、 取り入れた A rガスから触媒反応にて 酸素を除去し、 操作ボックス 3 1内にて露点が一 7 0 °C以下及び残留酸素が 0 . 0 1 p p m以下になるようにして、 ランプ特性の低下を招かないようにして いる。

なお、 ガス循環精製装置 3 6 には、 バルブ V 1 を備えた配管 L 1 0及びバル ブ V I 1 を備えた配管 L I 1が接続され、 配管 L 1 0 を介してガス循環精製装 置 3 6内にアルコールを数滴供給することでガス循環精製装置 3 6内の残留酸 素を低減し、 また配管 L 1 1 を介して A rボンべ 3 5からモレキュラーチュー ブへ冷却媒体としての A r を供給する。 次に、 発光管 1 1 の封着工程について説明する。 まず、 図 1 5 に示すパスボ ックス 3 3 と操作ボックス 3 1 との間の扉 3 1 aを閉じて、 パスボックス 3 3 の外部に通じる扉 3 3 aを開く。 そして、 扉 3 3 aの開口を通じて、 外部から パスボックス 3 3 に、 各種の部材及び材料、 つまり、 水銀、 ヨウ化物などの発 光物質、 発光管 1 1 を搬入する。 ここで、 発光管 1 1 は、 一端開口に電極を取 り付けた電極部材 1 5で封止し、 他端を開状態にしておく。

続いて、 パスボックス 3 3 と外部との間の扉 3 3 aを閉じて、 バルブ V 4を 開き、 ロータリポンプ P 4にてパスボックス 3 3内を減圧し、 さ らにバルブ V 6 を開けてパスボックス 3 3内を A rガスで置換する。 続いて、 パスボックス 3 3 と操作ボックス 3 1 との間の扉 3 1 aを開け、 操作グローブ 3 2， 3 2で パスボックス 3 3 に搬入した各種部材を操作ボックス 3 1 内に取り入れる。 こ のとき、 操作ボックス 3 1 内を A rであらかじめ約 1気圧に設定する。 そして 、 パスボックス 3 3 と操作ボックス 3 1 との間の扉 3 1 aを閉じた状態にする 次に、 図 1 6 に示す導入機構 5 0の支持治具 5 7 を下降させた状態にて、 支 持治具 5 7の支持穴 5 7 c に、 発光管 1 1 の下端部でありかつ電極部材 1 5で 既に封止してある下部を差し込み、 発光管 1 1 を支持治具 5 7 の上部に起立状 態にて支持する。 その後、 発光管 1 1 の上方の端部開口から発光物質を秤量し て発光管 1 1 内に注入する。 さらに図 1 9 に示すように、 発光管 1 1 の他端開 口に電極付きの電極部材 1 5 を差し込み、 この状態にて、 発光管 1 1 の他端開 口と電極部材 1 5 との間に、 リ ング状のガラス環 1 6 c をセッ トする。

続いて、 支持治具 5 7 を上昇させて、 支持治具 5 7の上部に支持された発光 管 1 1 を導入管 5 1 内に挿入する （図 1 6の状態） 。 このとき、 ガラス環 1 6 c を赤外線の集光領域に合わせる。 集光領域へ位置合わせする操作は、 図 1 7 及び図 1 8に示すように、 上下方向に対して、 透明窓 4 2 aを通して見ながら 支持治具 5 7の位置を微調整するとともに、 水平方向に対して、 側方から鏡 M r を見ながら加熱装置 4 0 を X軸レール R 1及び Y軸レール R 2上で移動する ことにより行なう。 これにより、 封着ガラス材 1 6 aの上下位置を赤外線の集 光頜域に確実に合わせることができる。

この状態にて、 図 1 5 に示すバルブ V 2及びバルブ V 9 を閉じた状態にて、 バルブ V 1 を開けて、 夕一ボポンプ P 1 にて導入管 5 1内から A rガスを排気 し、 1 0― ¹〜 1 0— ⁷ T o r r まで脱気し、 そしてバルブ V 1及びバルブ V 2 を閉じてバルブ V 9 を開けて、 導入管 5 1 内が 3 0〜 3 0 0 T o r r程度にな るまで A rガスを供給する。

続いて、 赤外線ランプ 4 3を点灯して、 反射面 4 l aで赤外線を反射させる ことにより、 リ ング状のガラス環 1 6 c に集光してガラス環 1 6 c を溶融する 。 このとき、 発光管 1 1 の内部は、 未だ 3 0〜 3 0 0 丁 0 1" 1" に設定されてぉ り、 導入管 5 1 の外部が 5 0 0 T o r r程度になるまで A rガスを供給すると 、 両者の間に圧力差が生じ、 圧力差に起因して、 ガラス環 1 6 cが溶融して電 極部材 1 5 と発光管 1 1 との間隙に進入する。 そして、 溶融したガラスの進入 量を目視して、 所定の位置まで進入したとき加熱を停止する。 これにより、 発 光管 1 1 の開口と電極部材 1 5 との間が封着ガラス材 1 6 aを介して封止され る。 なお、 進入量については、 目視に限らず、 センサで自動的に観測するよう にしてもよい。

このような封着工程において、 上記導入管 5 1 の外周側に配置された赤外線 遮蔽部材 6 1 は、 封着ガラス材 1 6 aの周辺部だけを加熱し、 発光管 1 1 の他 の部分を加熱することなく、 よって発光管 1 1 の温度上昇を招かず、 発光管 1 1 内に封入する発光物質の飛散を防止することができる。

さらに、 溶融した封着ガラス材 1 6 aは、 電極部材 1 5 と発光管 1 1 の開口 との間隙に進入する際に、 発光管 1 1 の内外の圧力差を受けることから、 狭い 間隙であってもスムーズに進入することができる。 しかも、 その圧力差を調節 することにより進入量の調節も容易である。

また、 図 1 6及び図 1 8 に示すように、 加熱装置 4 0の上面部でありかつ導 入管 5 1 の上方に対応した位置に、 開口 4 0 aが形成されている。 この開口 4 0 aには、 導入管 5 1 の上部が突出している。 このように、 導入管 5 1 を開口 4 0 aより突出できる長さにすると、 導入管 5 1 の集光する部分に汚れが付着 した場合に、 導入管 5 1 の下端部を切断して導入管 5 1 の全長を短くすれば、 導入管 5 1 の汚れた位置を集光領域から外すことができ、 新たな導入管 5 1 と 交換する必要がない。

図 2 1 は他の実施の形態にかかる導入管 5 1 Bを示す断面図である。 図 2 1 に示すように、 導入管 5 1 Bの上端部は、 細管部 5 1 B aになっている。 導入 管 5 1 Bの上部に装着されるように赤外線遮蔽部材 6 1 Bが形成されている。 すなわち、 赤外線遮蔽部材 6 1 Bは、 上記細管部 5 1 B aに嵌合される細径部 6 1 B aが形成されている。 このような赤外線遮蔽部材 6 1 Bを用いて封着工 程を行なう と、 赤外線遮蔽部材 6 1 Bの細径部 6 1 B aは、 発光管 1 1 のガラ ス環 1 6 c に近接しているので、 赤外線により加熱される集光領域を発光管 1 1 の上端部の狭い範囲に限定する。 したがって、 発光管 1 1 の加熱を一層抑制 し、 発光管 1 1内の発光物質の飛散を防止できる。

図 2 2はさ らに他の実施の形態にかかる発光管 1 1 の上部を示す断面図であ る。 図 2 2に示すように、 発光管 1 1 の小径部 1 3 には、 赤外線遮蔽部材 6 1 Cが装着されている。 赤外線遮蔽部材 6 1 Cは、 大径部 1 2 を覆うように形成 された傘状部 6 1 C a と、 この傘状部 6 1 C aの上部に一体に形成された筒支 持部 6 1 C b とから構成されている。 上記筒支持部 6 1 C bは、 小径部 1 3 に 嵌合支持されている。 この赤外線遮蔽部材 6 1 Cを発光管 1 1 の上部に装着す るには、 筒支持部 6 1 C bを小径部 1 3 に嵌合させることにより行なう。 この 赤外線遮蔽部材 6 1 Cの傘状部 6 1 C aは、 大径部 1 2より大きくかつ大径部 1 2 を覆うように形成されているために、 大径部 1 2の大きさの異なる種々の 発光管 1 1 に装着することができるとともに、 発光管 1 1 の上部に直接取り付 けられているので、 きわめて狭い範囲だけに赤外線を照射させることができ、 これによりガラス環 1 6 c による溶着を確実に行なう ことができる。

図 2 3は他の実施の形態にかかる導入管 5 1 Dの上部付近を示す断面図であ る。 図 2 3に示すように、 導入管 5 1 D内には、 支持治具 5 7 D及び封止管 7 1が配置されている。 封止管 7 1は、 支持治具 5 7 Dの上部に載置されており 、 円筒部 7 l a と、 この円筒部 7 l aの上部開口を封止する吊持治具 7 l b と を備えている。 この吊持治具 7 l bの中央部は、 発光管 1 1 の開口部 1 3 bに 封止される電極部材 1 5の上部を吊り下げている。

支持治具 5 7 D及び封止管 7 1 を用いて封着作業を行なうには、 まず、 操作 ボックス 3 1 (図 1 5参照） 内にて、 支持治具 5 7 Dの支持穴 5 7 aに発光管 1 1 の一端部を装着する。 一方、 ガラス環 1 6 c を装着した電極部材 1 5 を吊 持治具 7 1 bに装着するとともに、 この吊持治具 7 1 bを円筒部 7 1 aの上部 開口に取り付ける。 その後に、 封止管 7 1 を支持治具 5 7 Dの上に載置する。 このとき、 電極部材 1 5の下部を発光管 1 1 の開口部 1 3 bに挿入する。 これ により、 電極部材 1 5は、 吊持治具 7 1 bにより吊り下げられた状態になる。 この状態にて、 電極部材 1 5を封止する封着工程を行なう。 このような支持治 具 5 7 D及び封止管 7 1 を用いることにより、 ガラス環 1 6 c の溶融に伴って 電極部材 1 5 を落ち込ませずに、 電極部材 1 5 を発光管 1 1 の開口部 1 3 bの 所定位置に確実に封着することができる。

図 2 4は他の実施の形態にかかる導入管 5 1 の上部を示す断面図である。 図 2 4に示すように、 導入管 5 1 の内側であって、 支持治具 5 7の上部外周部に ゲッタ一 7 2が配置されている。 このゲッター 7 2は、 導入管 5 1内の不純物 を吸着除去するものである。 したがって、 封着工程の際に、 外部から導入管 5 1内へ透過して混入した不純物がゲッ夕一 7 2により除去され、 発光管 1 1 内 への不純物の混入を防止することができる。

なお、 図 2 5 に示すように、 導入管 5 1 の外側にスペースを隔てて石英製の 外管 7 3 を配置し、 このスペースにゲッター 7 2 Bを設けてもよい。 これによ り、 外管 7 3が外部からの不純物の混入を防止する障壁となるとともに、 ゲッ 夕一 7 2 Bが不純物を吸着除去し、 一層、 発光管 1 1内への不純物の混入を防 止することができる。 次に、 封着工程の際に、 発-光管 1 1内の温度上昇を抑制することにより、 発 光管 1 1 内に封入した発光物質がガス化して外部に逃げることを防止する各種 の態様について説明する。

( 1 ) 図 1 6 に示す支持治具 5 7は、 A l 、 C uなどの金属材料で形成し、 A 1 ₂〇 ₃から形成された発光管 1 1 より、 その熱伝導率を大きくする。 この ような熱伝導率の差により、 封着工程の際に、 発光管 1 1から支持治具 5 7へ 熱が逃げやすく、 よって、 発光管 1 1の温度上昇を抑制する。

( 2 ) 図 2 6 に示すように、 支持治具 5 7 Fの下部には、 冷媒を流す冷却通 路 5 7 F aが形成されている。 この冷却通路 5 7 F aは、 支持治具 5 7 Fを冷 却することにより、 発光管 1 1から支持治具 5 7 Fへの伝熱を促し、 発光管 1

1 の温度の上昇を抑制する。

( 3 ) 図 2 7 は他の実施の形態にかかる支持治具 5 7 Gを示す断面図である 。 図 2 7 に示すように、 支持治具 5 7 Gの上部には、 断熱部材 7 3を介して赤 外線遮蔽部材 6 1 Gが装着されている。 断熱部材 7 3は、 支持治具 5 7 Gの上 面に載置されるリ ング状の鍔部 7 3 a と、 この鍔部 7 3 aから赤外線遮蔽部材 6 1 Gの内壁に嵌合する円筒部 7 3 b とを備え、 A 1 ₂0₃から一体に形成さ れている。 赤外線遮蔽部材 6 1 Gは、 赤外線ランプ 4 3の熱を受けて温度上昇 するが、 熱伝導率の小さい断熱部材 7 3 を赤外線遮蔽部材 6 1 Gと支持治具 5 7 Gとの間に介在させることにより、 赤外線遮蔽部材 6 1 Gから支持治具 5 7 Gへの伝熱を低減する。 これにより、 支持治具 5 7 Gから伝わる熱に起因する 発光管 1 1 の温度上昇を抑制する。 なお、 赤外線遮蔽部材 6 1 Gは、 P t など の赤外線吸収率の低い材料で形成することが好ましく、 これにより、 その温度 上昇を抑制することができる。 なお、 断熱部材 7 3 として、 長さの異なるもの を複数選択的に用いることにより、 赤外線遮蔽部材 6 1 Gを変更することなく 、 長さの異なる発光管 1 1 に対応することができる。

( 4 ) 図 2 8は支持治具 5 7 J の一部に赤外線の遮蔽作用を付与した構成を 示す断面図である。 図 2 8 に示すように、 支持治具 5 7 J は、 支持孔 5 7 J a を上部に有する支持基部 5 7 -J bと、 支持部 5 7 J c とを備えている。 支持部 5 7 J c は、 支持基部 5 7 J bの支持孔 5 7 J aに螺着される支持突部 5 7 J dと、 この支持突部 5 7 J dの上部に形成されかつ発光管 1 1 を支持する支持 凹所 5 7 J e とを備え、 これらが A 1 ₂〇 ₃から一体に形成されている。 支持 凹所 5 7 J eは、 下部で発光管 1 1 の下部を支持すると共に、 発光管 1 1 の上 部を除いた部分を覆うように形成されている。 また、 支持部 5 7 J cの外周部 には、 赤外線の反射率が高い材料 （例えば、 P t ) からなる赤外線反射部 6 1 Jが形成されている。

封着工程において、 赤外線が照射されると、 支持治具 5 7 J の支持部 5 7 J cは、 支持凹所 5 7 J e に支持された発光管 1 1 を覆っているから、 赤外線を 遮蔽し、 発光管 1 1 の温度上昇を抑制するとともに、 発光管 1 1 の上部のガラ ス環 1 6 c の周辺部だけを加熱する。 このとき、 赤外線反射部 6 1 J の熱は、 熱伝導率の大きい金属から形成された支持基部 5 7 J bへ多く伝わり、 熱伝導 率の小さい A 1 ₂〇 ₃から形成された支持部 5 7 J cへの伝熱が小さい。 した がって、 高温の支持部 5 7 J cで発光管 1 1が支持されないから、 発光管 1 1 の温度上昇を抑制することができる。

図 1 6 に示す加熱装置 4 0の加熱室 4 1 内に設けた赤外線ランプ 4 3 は、 導 入管 5 1 内の発光管 1 1 の一部を均一に加熱することができる配置であればよ く、 図 2 9及び図 3 0に示すような各種の形態を好適にとることができる。

( 1 ) 図 2 9 に示すように、 加熱装置 4 0 の加熱室 4 1 は、 横型であり 、 その表面に反射面 4 l K aが形成されている。 加熱室 4 1 K内における導入 管 5 1 の左右には、 ぞれぞれ赤外線ランプ 4 3 K， 4 3 Κが配置されている。 赤外線ランプ 4 3 Κ， 4 3 Κは、 導入管 5 1 を中心に左右対称に配置されてい る。 このように赤外線ランプ 4 3 Κ， 4 3 Κを導入管 5 1 の両側に配置するこ とによりガラス環 1 6 c の全周にわたって均一な赤外線の照射を受けることが できる。

( 2 ) 図 3 0 に示すように、 加熱装置 4 0 Lの加熱室 4 1 Lは、 縦型であり 、 その内面に反射面 4 1 L a-が形成されている。 加熱室 4 1 L内における導入 管 5 1 の上方には、 赤外線ランプ 4 3 Lが配置されている。 赤外線ランプ 4 3 Lは、 赤外線を、 直接及び反射面 4 1 L aを介して、 発光管 1 1 の上部に載置 されたガラス環 1 6 c を上方から均一に照射する。 したがって、 ガラス環 1 6 cの不均一な加熱不良に伴う封着の不具合を生じない。

( 3 ) 赤外線を照射するための加熱装置において、 封着するために特定の領 域に集光させるための手段としては、 上述した赤外線ランプからの光を反射面 で反射させる構成の他、 集光レンズなどを用いた手段であってもよい。

図 1 5及び図 1 6 において、 操作ボックス 3 1内に、 発光管 1 1や電極部材 1 5などを搬入したときに、 発光管 1 1 などの表面に付着した不純物を除去す るために、 以下の予備処理を施すことが好ましい。 すなわち、 発光管 1 1 など を操作ボックス 3 1 内に搬入した後に、 支持治具 5 7 の上部に発光管 1 1 を支 持し、 さ らに支持治具 5 7 を上昇させて、 導入管 5 1 内に発光管 1 1 を密封状 態にする。 次に、 赤外線遮蔽部材 6 1 を発光管 1 1 を被覆しない位置まで待避 させた状態にて、 赤外線ランプ 4 3への通電量を徐々に増大し、 導入管 5 1内 及び発光管 1 1 内の温度を上昇させる。 このように、 発光管 1 1及びその周辺 の雰囲気の温度を上昇させることにより、 発光管 1 1 の壁面や電極部材 1 5等 に付着している不純物をガス化して除去することができる。 なお、 予備処理は 、 同じ加熱装置 4 0 を用いて行なうほか、 加熱装置 4 0に隣接して設置した加 熱装置を用いてもよい。 この場合において、 別の加熱装置を設置した場合には 、 予備処理及び封着工程の一連の処理を連続して行なう ことができ、 生産性に 優れている。 産業上の利用可能性

本発明にかかる放電灯は、 その高輝度の性質からプロジェクシヨ ンテレビジ ョ ンなどの光源として利用することができる。

Claims

- 請求の範囲

1 . 発光管 の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで 上記開口部を封止する放電灯封着装置において、

上記封着ガラス材を上記開口部の周辺部に載置した発光管を支持する支持治 具と、

上記封着ガラス材を溶融するように赤外線を照射する赤外線照射手段と、 を備え、

上記支持治具は、 上記発光管より も熱伝導率の大きい材料により形成したこ とを特徴とする放電灯封着装置。

2 . 発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上 記開口部を封止する放電灯封着装置において、

上記封着ガラス材を上記開口部の周辺部に載置した発光管を支持する支持治 具と、

上記封着ガラス材を溶融するように赤外線を照射する赤外線照射手段と、 を備え、

上記支持治具を冷却することで、 上記発光管から上記支持治具への伝熱を促 す冷却手段を設けた放電灯封着装置。

3 . 請求項 1 または請求項 2の放電灯封着装置において、

上記赤外線照射手段による赤外線の照射を上記封着ガラス材の周辺部に限定 するように発光管を覆う赤外線遮蔽部材を備え、

該赤外線遮蔽部材は、 発光管に接触しない状態にて支持治具に装着した放電 灯封着装置。

4 . 請求項 3の放電灯封着装置において、 上記赤外線遮蔽部材と支持治具との間に、 該赤外線遮蔽部材より も熱伝導率 の小さい断熱部材を介在させた放電灯封着装置。

5 . 開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上記開口部 を封止する放電灯の封着方法において、

上記発光管の一端部を支持治具により支持する工程と、

上記開口部の周辺部に封着ガラス材を載置する工程と、

上記封着ガラス材に赤外線を照射して封着ガラス材を溶融して該開口部を封 止するとともに、 上記支持治具を冷却する工程と、

を備えたことを特徴とする放電灯の封着方法。

6 . 発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上 記開口部を封止する放電灯封着装置において、

上記発光管の一端部を支持する支持治具と、

上記発光管を気密状態に覆うように配置された導入管と、

赤外線照射手段と、 この赤外線照射手段から発する赤外線を、 上記開口部の 周辺部に載置された封着ガラス材を溶融するように所定の集光領域に集光する 加熱装置と、

を備え、

上記加熱装置は、 上記導入管の一端部を外部へ突出させる開口を備えたこと を特徴とする放電灯封着装置。

7 . 発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上 記開口部を封止する放電灯封着装置において、

上記発光管の一端部を支持する支持治具と、

上記発光管を気密状態に覆うように配置された導入管と、

赤外線照射手段と、 この赤外線照射手段から発する赤外線を、 発光管に載置 された封着ガラス材を溶融す-るように所定の集光領域に集光する加熱装置と、 を備え、

上記加熱装置は、 上記封着ガラス材が溶融して開口部を封止する状態を観察 するための透明窓を備えた放電灯封着装置。

8 . 発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで上 記開口部を封止する放電灯封着装置において、

上記発光管の一端部を支持する支持治具と，

上記発光管を気密状態に覆うように配置された導入管と、

赤外線照射手段と、 この赤外線照射手段から発する赤外線を、 発光管に載置 された封着ガラス材を溶融するように所定の集光領域に集光する加熱装置と、 を備え、

上記加熱装置は、

上記封着ガラス材が溶融して発光管の内部に進入する量を観測する進入量検 出手段と、 該進入量検出手段の検出信号に基づいて所定以上の進入量を検出し たときに赤外線照射手段による加熱を停止する加熱制御手段と、

を備えたことを特徴とする放電灯封着装置。

9 . 開口部を有する発光管と、

上記開口部から挿入され、 電極部を有する電極部材と、

上記発光管内に封入されたハロゲン化物と、

を備え、 上記電極部材に通電することでハロゲン化物を発光させる放電灯に おいて、

上記電極部材の外周部に膜層を備え、

該膜層は、

上記発光管内のハロゲン化物と接触する部分に、 上記ハロゲン化物に対する 耐食性に優れた耐ハロゲン材料を有する薄膜層と、 該薄膜層と上記電極部材の外周部との間に介在し、 薄膜層の熱膨張係数と上 記電極部材の熱膨張係数に対しその間の値の熱膨張係数をとるように形成され た緩衝層と、

を備えたことを特徴とする放電灯。

1 0 . 請求項 9の放電灯において、

上記緩衝層は、 上記耐ハロゲン材料と上記電極部材の材料とを含有するもの である放電灯。

1 1 . 請求項 1 0の放電灯において、

上記緩衝層は、 電極部材から薄膜層側に向けて、 上記耐ハロゲン材料の濃度 を連続的に大きく した放電灯。

1 2 . 発光管の開口部に電極部材を挿入し、 該電極部材に通電することでハ ロゲン化物を発光させる放電灯を製造する方法において、

上記電極部材を形成する工程と、

該電極部材の表面に耐ハロゲン化物を一部有する緩衝層を形成する工程と、 上記緩衝層の外周部に耐ハロゲン化物からなる薄膜層を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする放電灯の製造方法。

1 3 . 発光物質を入れた中空室を有する大径部と、 該大径部に延設されかつ 上記中空室に連通した細管室を形成する小径部とを有する発光管と、

上記小径部の開口部に挿入される封止基部と、 該封止基部から上記中空室に 向けかつ上記小径部の内壁との間に間隙を有するように配置されたリ一ド部と 、 該リード部の他端部に設けられた電極部と、 を有する電極部材と、

上記小径部の内壁と上記封止基部の外面との間に介在して発光管の外部と上 記中空室とを密封する封着ガラス材と、 を備えた放電灯において、 - 上記リード部の長さは、 少なく とも放電灯作動時に、 上記封着ガラス材の中 空室側に面する部分の温度を、 該封着ガラス材の軟化するガラス転移温度より も低い温度になるように設定したこと、

を特徴とする放電灯。

1 4. 発光物質を入れた中空室を有する大径部と、 該大径部に延設された小 径部とを有し、 透光性材料から形成された発光管と、

上記小径部の開口部から中空室にわたって配置され、 その先端の中空室側に 電極部を有する電極部材と、

を備え、

上記電極部材に通電してアーク放電を行なう ことにより点灯作動させる放電 灯において、

放電灯点灯作動時における中空室に面するほぼ全体の壁面の温度が上記透光 性材料の耐熱温度にほぼ等しくなるように上記大径部を形成したこと、 を特徴とする放電灯。

1 5. 発光物質を入れた中空室を有する大径部と、 該大径部に延設された小 径部とを有し、 透光性材料から形成された発光管と、

上記小径部の開口部から中空室にわたって配置され、 その先端の中空室側に 電極部を有する電極部材と、

を備え、

電極部材に通電してアーク放電を行なう ことにより点灯作動させる放電灯に おいて、

上記発光管は、 熱伝導率が 0. 9 c a l Z c m ' s ' ° K以上の透光性材料 から形成され、 上記小径部から電極部材への伝熱により小径部の冷却速度を大 きくするように形成したことを特徴とする放電灯。

1 6 . 発光物質を入れた中空室を有する大径部と、 該大径部に延設された小 径部とを有し、 透光性材料から形成された発光管と、

上記小径部の開口部から中空室にわたって配置され、 その先端の中空室側に 電極部を有し、 該開口部で封着ガラス材により封着支持された電極部材と、 を備え、

上記電極部材に通電してアーク放電を行なう ことにより点灯作動させる放電 灯において、

上記小径部は、 上記大径部の熱伝導率より低い熱伝導率の材料から形成され た低伝熱部を有し、 該低伝熱部により大径部から封着ガラス材への伝熱を低減 するように構成したことを特徴とする放電灯。

1 7 . 発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで 上記開口部を封止する放電灯の封着方法において、

上記開口部の周辺部に封着ガラス材をセッ トする工程と、

上記封着ガラス材を溶融する工程と、

溶融した封着ガラス材を急冷することでアモルファス化して開口部を封着す る工程と、

を備えた放電灯の封着方法。

1 8 . 発光管の開口部から発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで 上記開口部を封止する放電灯封着装置において、

上記発光管の一端部を支持する支持治具と、

上記発光管を気密状態に覆うように配置された導入管と、

赤外線照射手段と、 この赤外線照射手段から発する赤外線を、 発光管に載置 された封着ガラス材を溶融するように所定の集光領域に集光する加熱装置と、 を備えたことを特徴とする放電灯封着装置。

1 9 . 請求項 1 8の放電灯封着装置において、

上記発光管の外周部に配置され、 上記封着ガラス材の周辺部だけに集光させ 、 発光管の他の部分を遮光する赤外線遮蔽部材を備えた放電灯封着装置。

2 0 . 請求項 1 8の放電灯封着装置において、

上記発光管内に封入することが不適切な不純物を吸着する吸着剤を上記導入 管内に配置した放電灯封着装置。

2 1 . 請求項 1 8の放電灯封着装置において、

上記支持治具は、 赤外線照射手段による加熱時に、 上記発光管内に電極部材 が落下することを防止する吊持治具を備えている放電灯封着装置。

2 2 . 請求項 1 8の放電灯封着装置において、

気密状態の上記導入管内の雰囲気を調節する雰囲気調節手段を備えた放電灯 封着装置。

2 3 . 発光管の開口部に電極部を取り付けた電極部材を挿入し、 封着ガラス 材に赤外線を照射して該封着ガラス材を溶融することで上記開口部を封止する 放電灯の封着方法において、

上記開口部の周辺部に封着ガラス材をセッ トする工程と、

上記発光管内の圧力より も外部圧力を高くする圧力差を生じるような雰囲気 とする工程と、

上記封着ガラス材を加熱溶融させ、 溶融した封着ガラス材を上記圧力差によ り電極部材と開口部の壁面との間に流し込む工程と、

を備えた放電灯の封着方法。

24. 発光管の開口部から-発光物質を入れ、 封着ガラス材を溶融することで 上記開口部を封止する放電灯の封着方法において、

上記封着ガラス材は、 A 1 ₂0 a - S i 0₂の主原料に、 赤外線の吸収率を髙 くする赤外線吸収剤を含有させたことを特徴とする放電灯の封着方法。

2 5. 請求項 24の放電灯の封着方法において、

上記赤外線吸収剤は、 C e〇 ₂、 Sm₂〇 ₃ 、 H o ₂0₃、 D y ₂0₃、 E r ₂ 〇 ₃、 N d ₂0₃から選択された少なく とも 1または 2以上である放電灯の封着 方法。