放電ランプ装置用アークチューブの製造方法
【課題】密閉ガラス球内の水分量をできるだけ低くできる放電ランプ装置用アークチューブの製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス管Wの第1の電極アッシー挿入部位をピンチシールする一次ピンチシール工程、ガラス管Wに所定の封入予定物を供給する封入物供給工程、ガラス管Wに第2の電極アッシーA’を挿入する第2の電極アッシー挿入工程、封入予定物が供給されたガラス管Wの第2の電極アッシー挿入部位をピンチシールする二次ピンチシール工程を備え、一次ピンチシール工程と二次ピンチシール工程間に、ガラス管Wの少なくとも球状膨出部ｗ２から二次ピンチシール予定領域までを加熱脱水処理する工程を設け、ガラス管Ｗおよび第2の電極アッシーA’の水分を除去した形態で二次ピンチシールする。密閉ガラス球12内の水分量が少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響が回避されたアークチューブを製造できる。
【解決手段】ガラス管Wの第1の電極アッシー挿入部位をピンチシールする一次ピンチシール工程、ガラス管Wに所定の封入予定物を供給する封入物供給工程、ガラス管Wに第2の電極アッシーA’を挿入する第2の電極アッシー挿入工程、封入予定物が供給されたガラス管Wの第2の電極アッシー挿入部位をピンチシールする二次ピンチシール工程を備え、一次ピンチシール工程と二次ピンチシール工程間に、ガラス管Wの少なくとも球状膨出部ｗ２から二次ピンチシール予定領域までを加熱脱水処理する工程を設け、ガラス管Ｗおよび第2の電極アッシーA’の水分を除去した形態で二次ピンチシールする。密閉ガラス球12内の水分量が少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響が回避されたアークチューブを製造できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極アッシーをガラス管の両端側からそれぞれ挿入し、ガラス管の電極アッシー挿入部位をそれぞれピンチシールすることで、ガラス管の中央に電極棒が対設され発光物質等が封入された密閉ガラス球を形成する放電ランプ装置用アークチューブの製造方法に係り、特に密閉ガラス球に封入物として水銀が封入されない放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の放電ランプ装置であり、アークチューブ５の前端部は絶縁性ベース１の前方に突出する一本のリードサポート２によって支持され、アークチューブ５の後端部はベース１の凹部１ａで支持され、さらにアークチューブ５の後端部寄りが絶縁性ベース１の前面に固定された金属製支持部材Ｓによって把持された構造となっている。
【０００３】
アークチューブ５から導出する前端側リード線８は、溶接によってリードサポート２に固定され、一方、後端側リード線８は、ベース１の凹部１ａに形成された底面壁１ｂを貫通し、底面壁１ｂに設けられている端子３に、溶接により固定されている。符号Ｇは、アークチューブ５から発した光の中で、人体に有害な波長域の紫外線成分をカットする円筒形状の紫外線遮蔽用グローブで、アークチューブ５に溶着一体化されている。
【０００４】
そして、アークチューブ５は、図６に示すように、前後一対のピンチシール部５ｂ，５ｂ間に、電極棒６，６を対設しかつ発光物質等（水銀や金属ハロゲン化物等）を封入した密閉ガラス球５ａが形成された構造となっている。ピンチシール部５ｂ内には、密閉ガラス球５ａ内に突出するタングステン製電極棒６とピンチシール部５ｂから導出するモリブデン製リード線８とをモリブデン箔７を介して接続一体化した電極アッシーＡ，Ａ’が封着されて、密閉ガラス球５ａにおける気密性が確保されている。なお、電極アッシーＡ，Ａ’のうちの少なくとも二次ピンチシールされる側の電極アッシーＡ’のリード線８には、図７に示すように、アークチューブ５を構成するガラス管の内径よりも大きい幅のＭ字形状の屈曲部８ａが長手方向途中に設けられており、後述する二次ピンチシール工程において、この屈曲部８ａがガラス管Ｗの内周面に圧接された形態となって、ガラス管の長手方向所定位置に電極アッシーＡ’が自己保持されるように構成されている。
【０００５】
このアークチューブ５の製造方法としては、まず図７（ａ）に示されるように、直線状延出部ｗ１の途中に球状膨出部ｗ２の形成されている円筒形ガラス管Ｗの下方の開口端側から、電極棒６とモリブデン箔７とリード線８を接続一体化した電極アッシーＡを挿入し、球状膨出部ｗ２の近傍位置ｑ１を一次ピンチシールする。次いで、図７（ｂ）に示されるように、上方の開口端側からガラス管Ｗ内に差し入れた水銀供給ノズルＮを介して、球状膨出部ｗ２に水銀を供給する。次いで、図７（ｃ）に示されるように、球状膨出部ｗ２に発光物質等のペレットＰ等を投入し、つづいて図７（ｄ）に示されるように、リード線８に屈曲部８ａを形成した第２の電極アッシーＡ’をガラス管Ｗ内に挿入し自己保持させる。つづいて、キセノンガスを供給しつつ、ガラス管Ｗの開口端部側をバーナを使って仮封止する。さらにガラス管Ｗの電極アッシーＡ’挿入部位を二次ピンチシールするとともに、ガラス管Ｗの仮封止側を所定位置で切断し、リード線８をガラス管Ｗから導出させる。
【０００６】
また、前記した従来のアークチューブの密閉ガラス球５ａには緩衝作用を営む水銀が封入されているが、水銀は環境有害物質であり、地球上の環境汚染をできるだけ減らそうとする社会のニーズに対して、密閉ガラス球５ａ内に水銀を含まない水銀フリーアークチューブの開発が盛んに行われている。そして、水銀フリーアークチューブを製造するには、例えば、図７に示す工程のうち、（ｃ）に示す工程で投入するぺレットＰに水銀に代わる緩衝用金属ハロゲン化物を付加するなどして、（ｂ）に示す水銀供給工程を省略した方法によって製造する。
【０００７】
また、水銀入りか否かを問わず、製造されたアークチューブの密閉ガラス球５ａ内の水分量が多いと、寿命低下につながるフリッカーが発生したり、起動電圧上昇やノイズ発生の原因ともなるので、アークチューブの製造過程でガラス管内部の水分はできるだけ除去されていることが望ましく、この対策が求められていた。
【０００８】
一方、下記特許文献３では、素管または未封止バルブの内部を真空状態か水分量が低い不活性ガスを流通させるとともに、バルブの外面を加熱離脱処理（加熱脱水処理）することで、密閉ガラス球の内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯＨ基量を１ｐｐｍ以下にするという高圧放電ランプが提案されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６５４９号
【特許文献２】特開２００４−１４２５９号
【特許文献３】特開２００３−２８２０２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献２に示す従来方法に使用されるガラス管Ｗや電極アッシーに予め特許文献３に示す加熱離脱処理（加熱脱水処理）を施しておいたとしても、これらは製造に使用されるまでの保管中に大気と接触してしまう。また、アークチューブの製造開始直前に、これらに加熱離脱処理（加熱脱水処理）を施したとしても、アークチューブの製造工程全体が大気と遮断された雰囲気下で行われるものではなく、製造工程の途中で必ず大気にさらされる。このため、加熱離脱処理（加熱脱水処理）により、一旦はガラス管Ｗや電極アッシー表面に付着している水分が除去されるものの、その後に、これらが大気と接触することで、再び表面に水分が付着し、この形態のまま二次ピンチシールされることで密閉ガラス球内に水分が残存してしまうので、密閉ガラス球内の水分量を低下させて、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響を回避するという第１の問題の実質的な解決は困難であった。
【００１１】
また、第２の電極アッシーＡ’のリード線８には、長手方向途中にＭ字形状の屈曲部８ａ（図８参照）が設けられており、この屈曲部８ａがガラス管Ｗの内周面に圧接された形態となって、直線状延出部ｗ1の長手方向所定位置に電極アッシーＡ’が自己保持されるように構成されているが、図７（ｄ）に示す第２の電極アッシー挿入工程において、ガラス管Ｗ内所定位置まで第２の電極アッシーＡ’を挿入する際に、リード線８の屈曲部８ａとガラス管Ｗが擦れ合って削れたガラス片やモリブデン片が球状膨出部ｗ2に落下し、密閉ガラス球５ａに混入し、フリッカーが発生したり光束維持率が低下するという第２の問題もあった。
【００１２】
本発明は前記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は密閉ガラス球内の水分量をできるだけ低くできる放電ランプ装置用アークチューブの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に係る放電ランプ装置用アークチューブの製造方法においては、長手方向途中に球状膨出部が形成されたガラス管の第１の電極アッシー挿入部位をピンチシールする一次ピンチシール工程と、
一次ピンチシールされたガラス管の開口端側から発光物質等の所定の封入予定物を球状膨出部内に供給する封入物供給工程と、
一次ピンチシールされたガラス管の開口端側から第２の電極アッシーを挿入する第２の電極アッシー挿入工程と、
球状膨出部に封入物が供給されたガラス管の第２の電極アッシー挿入部位をピンチシールする二次ピンチシール工程と、を備えた放電ランプ装置用アークチューブの製造方法であって、
前記一次ピンチシール工程と前記二次ピンチシール工程との間に、ガラス管の少なくとも球状膨出部から二次ピンチシール予定領域までを５００〜８００℃で加熱する加熱脱水処理工程を設けるように構成した。
【００１４】
（作用）一次ピンチシール工程を経たガラス管（一端側がピンチシールされたガラス管）は、加熱脱水処理工程を経ることで、ガラス管内の表面に付着している水分が除去された形態となる。即ち、二次ピンチシール工程では、ガラス管表面に付着している水分が除去された形態で、ガラス管の第２の電極アッシー挿入部位がピンチシールされる。
【００１５】
なお、ガラス管内に第２の電極アッシーが挿入されていると、水銀（液体）をガラス管内に供給できないため、水銀入りアークチューブを製造するには、水銀その他の発光物質等の封入予定物を球状膨出部内に供給する封入物供給工程後に、第２の電極アッシー挿入工程および二次ピンチシール工程を行う。一方、水銀フリーアークチューブを製造するには、水銀入りアークチューブを製造する場合と同様、封入物供給工程後に、第２の電極アッシー挿入工程および二次ピンチシール工程を行ってもよいが、ガラス管内に挿入されている第２の電極アッシー周りの隙間からペレット状の発光物質等（封入予定物）をガラス管内に供給できるので、第２の電極アッシー挿入工程後に、封入物供給工程および二次ピンチシール工程を行うことができる。
【００１６】
請求項２においては、請求項１に記載の放電ランプ装置アークチューブの製造方法において、前記第２の電極アッシー挿入工程に用いられる第２の電極アッシーには、予め加熱脱水処理を施すように構成した。
（作用）第２の電極アッシーには、予め真空加熱処理等の加熱脱水処理が施されており、二次ピンチシール工程では、第２の電極アッシー表面に付着している水分も除去された形態で、ガラス管の第２の電極アッシー挿入部位がピンチシールされる。アークチューブの製造工程開始前に、第２の電極アッシーに予め加熱脱水処理を施している場合は、全く加熱脱水処理を施していない第２の電極アッシーを用いる場合に比べて、水分除去の効果はあるが、特に、アークチューブの製造が開始される直前や第２の電極アッシー挿入工程直前に第２の電極アッシーに加熱脱水処理を施した場合は、二次ピンチシール工程までに第２の電極アッシー表面に水分が再付着するおそれがない。
【００１７】
請求項３においては、請求項１または２に記載の放電ランプ装置アークチューブの製造方法において、前記第２の電極アッシー構成部材であるモリブデン製リード線には、長手方向途中にガラス管の内径より大きい幅の屈曲部が形成されて、第２の電極アッシーをガラス管内所定位置に自己保持できるように構成されており、前記加熱脱水処理工程および前記封入物供給工程前に、ガラス管の開口端側を下方に向けた形態で前記第２の電極アッシー挿入工程を行うように構成した。
（作用）第２の電極アッシーに、ガラス管内の長手方向所定位置に自己保持される機能（第２の電極アッシー構成部材であるモリブデン製リード線の屈曲部がガラス管内周面に圧接保持される機能）をもたせることで、第２の電極アッシー挿入工程，加熱脱水処理工程，封入物供給工程および二次ピンチシール工程をスムーズに遂行できる。
【００１８】
また、第２の電極アッシーを挿入する工程では、上方に向けたガラス管の開口端から第２の電極アッシーを下向きに挿入すると、リード線の屈曲部とガラス管とが擦れ合って削れたガラス片やモリブデン片が球状膨出部に落下して、製造されたアークチューブの密閉ガラス球内に異物として残り、フリッカー現象（アークの立ち消え）発生の原因や光束維持率（光色および光束）低下の原因となるが、下方に向けたガラス管の開口端から第２の電極アッシーを上向きに挿入するので、リード線の屈曲部とガラス管が擦れ合ってガラス片やモリブデン片が削れたとしても、これらは自重でガラス管内を落下し下方の開口端から自然にガラス管外に排出される。
【００１９】
なお、ガラス管の開口端側を下方に向けた形態で第２の電極アッシー挿入工程を行った後に、封入物供給工程を行う場合には、第２の電極アッシー挿入工程で下方を向いていたガラス管の開口端を上方に向けるが、第２の電極アッシーはガラス管内に自己保持されているので、第２の電極アッシーが勝手にガラス管内を移動してしまうこともない。
【００２０】
また、第２の電極アッシーを挿入した状態で加熱脱水処理工程が行なわれるので、二次ピンチシール工程では、ガラス管の内表面に付着している水分が除去された形態であることは勿論、第２の電極アッシー表面に付着している水分も確実に除去された形態でガラス管の第２の電極アッシー挿入部位がピンチシールされる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る放電ランプ装置用アークチューブの製造方法によれば、ガラス管内の表面に付着している水分が除去された形態で二次ピンチシールが行われるので、密閉ガラス球内の水分量が少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響が回避されたアークチューブを製造できる。
【００２２】
請求項２によれば、第２の電極アッシー表面に付着している水分も除去された形態で、二次ピンチシールが行われるので、密閉ガラス球内の水分量が確実に少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響がより確実に回避されたアークチューブを製造できる。
【００２３】
請求項３によれば、第２の電極アッシー挿入工程で発生したガラス片やモリブデン片といった異物が球状膨出部内に残ることがないので、製造されたアークチューブの密閉ガラス球に異物が混入するという不具合が低減し、アークチューブを製造する上での歩留まりが向上する。
【００２４】
また、第２の電極アッシー表面に付着している水分も確実に除去された形態で二次ピンチシールが行なわれるので、密閉ガラス球内の水分量が一層少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生、起動電圧上昇やノイズ発生への影響が確実に回避されたアークチューブを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００２６】
図１〜図４は、本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明方法で製造された放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブの縦断面図、図２および図３は本発明方法の一実施例である同アークチューブの製造工程を示す工程説明図で、図２（ａ）は一次ピンチシール工程における仮ピンチシール工程の説明図、図２（ｂ）は一次ピンチシール工程における本ピンチシール工程の説明図、図２（ｃ）は第２の電極アッシー挿入工程の説明図、図２（ｄ）は加熱脱水処理工程の説明図、図３（ａ）は発光物質等の封入物供給工程の説明図、図３（ｂ）は発光物質等仮封入工程の説明図、図３（ｃ）は二次ピンチシール工程の説明図である。図４はガラス管内に挿入された第２の電極アッシー周りのペレット通過用の隙間を示す断面図（図３（ａ）に示す線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図）である。
【００２７】
これらの図において、アークチューブ１０の装着される放電ランプ装置は、図５に示す従来構造と同一であり、その説明は省略する。
【００２８】
アークチューブ１０は、直線状延出部ｗ1 の長手方向途中に球状膨出部ｗ2 が形成された円パイプ形状の石英ガラス管Ｗの球状膨出部ｗ2寄りがピンチシールされて、放電空間を形成する楕円体形状のチップレス密閉ガラス球１２の両端部に横断面矩形状のピンチシール部１３Ａ，１３Ａ’（一次ピンチシール部１３Ａ、二次ピンチシール部１３Ａ’）が形成された構造で、密閉ガラス球１２内には、放電電極を構成するタングステン製の電極棒６，６が対向配置されており、電極棒６，６はピンチシール部１３Ａ，１３Ａ’に封着されたモリブデン箔７に接続され、ピンチシール部１３Ａ，１３Ａ’の端部からはモリブデン箔７，７に接続されたモリブテン製リード線８，８が導出し、リード線８，８は非ピンチシール部である円パイプ形状部１４を挿通して外部に延びている。
【００２９】
このアークチューブ１０の外観構造については、図６に示す従来の水銀入りアークチューブ５と一見したところ変わるものではないが、密閉ガラス球１２内には、始動用希ガス，主発光用金属ハロゲン化物および水銀に代わる緩衝物質として作用する補助金属ハロゲン化物等（以下、発光物質等という）が封入されている。即ち、アークチューブ１０は、環境有害物質である水銀を封入した従来の水銀入りアークチューブとは異なり、水銀に代わる補助金属ハロゲン化物が封入されている、いわゆる水銀フリーアークチューブとして構成されており、密閉ガラス球１２内の封入物質の具体的な構成としては、例えば、特開平１１−２３８４８８号、特開平１１−３０７０４８号等において種々の提案がなされている。
【００３０】
また、アークチューブ１０は、図２，３に示す方法によって製造されることで、第１には、製造されたアークチューブの密閉ガラス球内の水分量が高いという、従来の製造方法における問題点が解消されている。また、第２には、従来の製造方法において問題となっていた密閉ガラス球１２内への異物（ガラス片やモリブデン片）の混入が全く見られないか、たとえ混入しているにしても、その混入量は非常に僅かな量に過ぎないので、フリッカーが発生したり、光束維持率が低下することがない。
【００３１】
以下、図１に示す水銀フリーアークチューブの製造工程を、図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００３２】
まず、直線状延出部ｗ1 の途中に球状膨出部ｗ2 の形成されたガラス管Ｗを予め製造しておく。そして、図２（ａ）に示されるように、ガラス管Ｗを垂直に保持し、ガラス管Ｗの下方の開口端側から、電極アッシーＡを挿入して所定位置に保持するとともに、ガラス管Ｗの上方開口端にフォーミングガス（窒素・水素混合ガス等）供給ノズル４０を差し込む。さらに、ガラス管Ｗの下端部をガス供給パイプ５０内に挿入する。
【００３３】
ノズル４０から供給されるフォーミングガスは、ピンチシール時のガラス管Ｗ内を正圧状態に保持し、かつ電極アッシーＡが酸化されるのを防止するためのものである。ガス供給パイプ５０から供給される不活性ガス（アルゴンガスまたは窒素ガス）は、ピンチシールの際、およびピンチシール後のリード線８が高温状態にある間、リード線８を不活性ガス雰囲気に保持して、リード線８の酸化を防止するものである。符号２２はガラス管把持部材である。
【００３４】
そして、図２（ａ）に示されるように、ノズル４０からフォーミングガスをガラス管Ｗ内に供給しつつ、さらに、パイプ５０から不活性ガスをガラス管Ｗの下端部に供給しつつ、直線状延出部ｗ1 における球状膨出部ｗ2 の近傍位置（モリブデン箔を含む位置）をバーナ２４ａで２１００℃に加熱し、ピンチャー２６ａでモリブデン箔７のリード線８接続側を仮ピンチシールする。
【００３５】
次に、仮ピンチシールが終わると、図２（ｂ）に示されるように、真空ポンプ（図示せず）によって、ガラス管Ｗ内を真空（４００Ｔｏｒｒ以下の圧力）に保持し、ピンチャー２６ｂでモリブデン箔７を含む未ピンチシール部をバーナ２４ｂで２１００℃に加熱し本ピンチシールする（一次ピンチシール工程）。なお、ガラス管Ｗ内に作用させる真空度は、４００Ｔｏｒｒ〜４×１０-3Ｔｏｒｒが望ましい。また、この本ピンチシール工程においても、ガラス管Ｗの下方開口部を不活性ガス（アルゴンガスまたは窒素ガス）雰囲気に保持することで、リード線８の酸化を防ぐことが望ましい。
【００３６】
次に、図２（ｃ）に示されるように、一次ピンチシール処理されたガラス管Ｗの上方開口部を下に向けた形態とし、電極棒６とモリブデン箔７とリード線８が接続一体化された第２の電極アッシーＡ’を、ガラス管Ｗの下方の開口端からガラス管Ｗ内に所定位置まで挿入する（第２の電極アッシー挿入工程）。
【００３７】
この第２の電極アッシーＡ’のリード線８には、長手方向途中にＭ字形状の屈曲部８ａ（図８参照）が設けられており、この屈曲部８ａがガラス管Ｗの内周面に圧接された形態となって、直線状延出部ｗ1の長手方向所定位置に電極アッシーＡ’が自己保持される。なお、この第２の電極アッシー挿入工程では、固定した下方の第２の電極アッシーＡ’に対してガラス管Ｗを上方から下方に移動させて、ガラス管Ｗ内所定位置まで第２の電極アッシーＡ’を挿入したり、第２の電極アッシーＡ’およびガラス管Ｗの双方を接近する方向に移動させて、ガラス管Ｗ内所定位置まで第２の電極アッシーＡ’を挿入するようにしてもよい。
【００３８】
この第２の電極アッシーＡ’を挿入する工程では、下方に向けたガラス管Ｗの開口端から電極アッシーＡ’を上向きに挿入するので、リード線８の屈曲部８ａとガラス管Ｗが擦れ合ってガラス片やモリブデン片が削れたとしても、これらは自重でガラス管Ｗ内を落下し開口端から自然にガラス管Ｗ外に排出される。即ち、従来の方法のように、リード線８の屈曲部８ａとガラス管Ｗが擦れ合って削れたガラス片やモリブデン片が球状膨出部ｗ2に残存してしまう（図７（ｄ）参照）、ということがない。
【００３９】
次に、図２（ｃ）に示す第２の電極アッシー挿入工程の後、図２（ｄ）に示すように、第２の電極アッシーＡ’を所定位置に挿入保持したガラス管Ｗの下方開口部（第２の電極アッシーＡ’を挿入したガラス管Ｗの開口端側）を上に向けた形態にして円筒状ヒータ６０内に配置し、二次ピンチシール予定領域を含む少なくとも球状膨出部ｗ２からチップオフ予定位置Ｐ１（後の発光物質等封止工程（図３（ｄ）参照）においてチップオフが予定されている位置Ｐ１）までの領域に対し、５００〜８００℃の加熱脱水処理を行う。具体的には、ガラス管Ｗの開口端部は、切替バルブＶを介して、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の高真空（１０−３Ｐａ以下）ポンプＰとＡｒガスボンベＢに接続されている。そして、ガラス管Ｗ内を一旦排気した後、ガラス管Ｗを加熱しつつ、切替バルブＶの管路切り替え調整により、Ａｒガスの充填・排気を数回繰り返すウオッシングを行い、最後にＡｒガスを充填した状態で円筒状ヒータ６０をＯＦＦし常温となるまで保持する（加熱脱水処理工程）。
【００４０】
これにより、ガラス管Ｗに付着している水分が除去されることは勿論、第２の電極アッシーＡ’に付着している水分も除去された形態となる。発明者の実験によれば、ガラス管Ｗおよび第２の電極アッシーＡ’の水分の除去には、１００℃以上の熱処理温度で可能であるが処理時間（サイクルタイム）を考慮すると、５００℃以上の熱処理温度が有効である。即ち、ガラス管Ｗや第２の電極アッシーＡ’の水分含有量を短時間で低くする（３ｐｐｍ以下にする）ためには、５００℃以上が望ましい。しかし、熱処理温度が８００℃以上では、電極アッシーＡ’の水分含有量が確実に３ｐｐｍ以下となるものの、第１に、モリブデン箔７の結晶粒子が成長（拡大）し、モリブデン箔７の表面粗さが平滑化され、石英ガラスとの密着性が低下し、密閉ガラス球１２内の封入物質のリークにつながる箔浮き（モリブデン箔７とガラス層間が剥がれる現象）が生じる。第２に、二次ピンチシール側の第２の電極アッシーＡ’のモリブデン製リード線８には、ガラス管Ｗの内周面に圧接して電極アッシーＡ’をガラス管Ｗ内所定位置に自己保持させるための屈曲部８ａが形成されているが、熱処理温度が８００℃以上では、このリード線８（屈曲部８ａ）の抗張力（ばね性）が低下し、二次ピンチシールに際してのリード線屈曲部８ａにおける自己保持機能が低下し、第２の電極アッシーＡ’をガラス管Ｗ内所定位置に保持しにくくなる。このため、電極アッシーＡ’の処理温度は５００〜８００℃の範囲であることが望ましい。
【００４１】
また、円筒状ヒータ６０は、ガラス管Ｗの球状膨出部ｗ２からチップオフ予定位置Ｐ１までの領域全体を均一にむらなく加熱できるという点で優れている。
【００４２】
その後、図３（ａ）に示すように、円筒状ヒータ６０から取り出したガラス管Ｗの上方の開口端側から球状膨出部ｗ2 に発光物質等のペレット（外径が約０．５ｍｍの球状物）Ｐを投入する（封入物供給工程）。
【００４３】
封入物供給工程では、第２の電極アッシーＡ’を挿入する工程で下方を向いていたガラス管Ｗの開口端を上方に向けることになるが、第２の電極アッシーＡ’はガラス管Ｗ内に自己保持されているので、第２の電極アッシーＡ’が勝手にガラス管内を移動してしまうことはない。
【００４４】
また、封入物供給工程において、ガラス管Ｗ（内径２ｍｍ）内の第２の電極アッシーＡ’の周りには、図４に示すように、封入予定物（発光物質等）のペレットＰが十分に通過できる大きさの隙間が存在するので、ガラス管Ｗ上方の開口端から投入された封入予定物（発光物質等）のペレットＰは第２の電極アッシーＡ’に妨げられることなくガラス管Ｗ内を自由落下して、球状膨出部ｗ2内に到達する。
【００４５】
そして、第２の電極アッシーＡ’の挿入位置を調整（一般には、数ｍｍほど挿入）した後、ガラス管Ｗ内を排気し、図３（ｂ）に示されるように、ガラス管Ｗ内にキセノンガスを供給しつつ、ガラス管Ｗの上方所定部位をチップオフすることで、ガラス管Ｗ内にリードワイヤ付電極アッシーＡ’を仮止めし、かつ発光物質等を封入する（発光物質等仮封入工程）。符号Ｗ3は、チップオフ部を示す。なお、第２の電極アッシーＡ’の挿入位置を僅かに移動させる調整に際しての第２の電極アッシーＡ’の移動量は、一般には、約数ｍｍと非常に短いので、第２の電極アッシーＡ’の移動調整の際に、リード線の屈曲部８ａとガラス管Ｗが擦れ合って削れるおそれはほとんどない。
【００４６】
発光物質等仮封入工程の後、図３（ｃ）に示すように、発光物質Ｐ等が気化しないように球状膨出部ｗ2 を液体窒素（ＬＮ2 ）で冷却しながら、直線状延出部ｗ1における球状膨出部ｗ2の近傍位置（モリブデン箔７を含む位置）をバーナー２４で２１００℃に加熱し、ピンチャー２６ｃで二次ピンチシールして、球状膨出部ｗ2を密封する（二次ピンチシール工程）ことで、一次ピンチシール部１３Ａと二次ピンチシール部１３Ａ’間に電極６，６が対設され発光物質等が封入されたチップレス密閉ガラス１２を形成したガラス管ができ上がる。そして最後に、ガラス管Ｗの端部を所定の長さだけ切断することにより、図１に示す水銀フリーアークチューブ１０が得られる。
【００４７】
この二次ピンチシール工程の際には、ガラス管Ｗ内に付着している水分が除去された形態で、さらには、第２の電極アッシーＡ’に付着している水分も除去された形態で、ピンチシールが行われるので、密閉ガラス球１２内の水分量は少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響が回避されることになる。
【００４８】
また、二次ピンチシール工程の際に、球状膨出部ｗ2内に異物（ガラス片やモリブデン片）が存在しないので、密閉ガラス球１２内に異物（ガラス片やモリブデン片）が混入されることはないし、密閉ガラス球１２内に異物（ガラス片やモリブデン片）が存在するにしても、非常に僅かであるため、フリッカーが発生したり光束維持率が低下する懸念は全くない。
【００４９】
なお、前記したアークチューブの製造工程の実施例では、加熱脱水処理工程（図２（ｄ））が、Ａｒガスによりウオッシングしつつ加熱するように構成されているが、Ａｒガス等の不活性ガスによるウオッシングをすることなく、５００〜８００℃で単に真空加熱処理する構成であってもよい。即ち、５００〜８００℃で単に真空加熱処理するだけでも、ガラス管Ｗおよび第２の電極アッシーＡ’の水分を十分に除去できる。
【００５０】
また、前記したアークチューブの製造工程の実施例では、第２の電極アッシー挿入工程（図２（ｃ））と発光物質等の封入物供給工程（図３（ａ））の間に加熱脱水処理工程（図２（ｄ））が設けられているが、一次ピンチシール工程（図２（ｂ））と第２の電極アッシー挿入工程（図２（ｃ））の間に、円筒状ヒータ６０を用いた図２（ｄ）に示すと同様の加熱脱水処理工程（但し、第２の電極アッシーＡ’はガラス管Ｗ内に挿入されていない）を設けるとともに、第２の電極アッシー挿入工程（図２（ｃ））に使用する第２の電極アッシーＡ’を、ガラス管Ｗに挿入する直前に真空熱処理（５００〜８００℃）によって脱水するようにしてもよい（第２の実施例方法）。
【００５１】
この第２の実施例方法（アークチューブの製造工程）においても、ガラス管Ｗは、一次ピンチシール後であって第２の電極アッシー挿入前に加熱脱水処理されることで、ガラス管Ｗ内の表面に付着している水分が除去された形態とされ、第２の電極アッシーＡ’についても、第２の電極アッシー挿入工程直前の真空熱処理によって、その表面に付着している水分が除去された形態となっている。したがって、二次ピンチシール工程では、ガラス管Ｗや第２の電極アッシーＡ’の水分が確実に除去された形態でピンチシールが行われるので、密閉ガラス球１２内の水分量は非常に少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響が確実に回避されることになる。
【００５２】
また、前記した実施例では、水銀フリーアークチューブの製造工程について説明したが、本発明は、水銀入りアークチューブの製造工程においても同様に適用できる。即ち、図６（ａ）の一次ピンチシール工程と図６（ｂ）の水銀供給工程の間に、円筒状ヒータ６０を用いた図２（ｄ）に示すと同様の加熱脱水処理工程を設けるようにすればよい。さらに、図６（ｄ）に示す二次ピンチシール工程に使用する第２の電極アッシーＡ’についても、ガラス管Ｗに挿入する直前に真空熱処理（５００〜８００℃）によって、その表面に付着している水分を除去するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例である放電ランプ装置用アークチューブの縦断面図である。
【図２】本発明方法の一実施例である同アークチューブの製造工程の前半を示す工程説明図で、（ａ）は一次ピンチシール工程における仮ピンチシール工程の説明図、（ｂ）は一次ピンチシール工程における本ピンチシール工程の説明図、（ｃ）は第２の電極アッシー挿入工程の説明図、（ｄ）は加熱脱水処理工程の説明図である。
【図３】本発明方法の一実施例である同アークチューブの製造工程の後半を示す工程説明図で、（ａ）は発光物質等の封入予定物供給工程の説明図、（ｂ）は発光物質等仮封止工程の説明図、（ｃ）は二次ピンチシール工程の説明図である。
【図４】ガラス管内に挿入された第２の電極アッシー周りの隙間を示す断面図（図３（ａ）に示す線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図）である。
【図５】従来の放電ランプ装置の縦断面図である。
【図６】従来のアークチューブの縦断面図である。
【図７】従来のアークチューブの製造工程説明図である。
【図８】第２の電極アッシーの側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ 一次ピンチシール側の電極アッシー
Ａ’ 二次ピンチシール側の電極アッシー
６ 電極棒
７ モリブデン箔
８ リード線
８ａ リード線のＭ型の屈曲部
Ｐ 発光物質等の封入予定物のペレット
Ｗ ガラス管
ｗ1 ガラス管の直線状延出部
ｗ2 ガラス管の球状膨出部
１０ 水銀フリーアークチューブ
１２ 密閉ガラス球
１３Ａ 一次ピンチシール部
１３Ａ’ 二次ピンチシール部
６０ 円筒状ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極アッシーをガラス管の両端側からそれぞれ挿入し、ガラス管の電極アッシー挿入部位をそれぞれピンチシールすることで、ガラス管の中央に電極棒が対設され発光物質等が封入された密閉ガラス球を形成する放電ランプ装置用アークチューブの製造方法に係り、特に密閉ガラス球に封入物として水銀が封入されない放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の放電ランプ装置であり、アークチューブ５の前端部は絶縁性ベース１の前方に突出する一本のリードサポート２によって支持され、アークチューブ５の後端部はベース１の凹部１ａで支持され、さらにアークチューブ５の後端部寄りが絶縁性ベース１の前面に固定された金属製支持部材Ｓによって把持された構造となっている。
【０００３】
アークチューブ５から導出する前端側リード線８は、溶接によってリードサポート２に固定され、一方、後端側リード線８は、ベース１の凹部１ａに形成された底面壁１ｂを貫通し、底面壁１ｂに設けられている端子３に、溶接により固定されている。符号Ｇは、アークチューブ５から発した光の中で、人体に有害な波長域の紫外線成分をカットする円筒形状の紫外線遮蔽用グローブで、アークチューブ５に溶着一体化されている。
【０００４】
そして、アークチューブ５は、図６に示すように、前後一対のピンチシール部５ｂ，５ｂ間に、電極棒６，６を対設しかつ発光物質等（水銀や金属ハロゲン化物等）を封入した密閉ガラス球５ａが形成された構造となっている。ピンチシール部５ｂ内には、密閉ガラス球５ａ内に突出するタングステン製電極棒６とピンチシール部５ｂから導出するモリブデン製リード線８とをモリブデン箔７を介して接続一体化した電極アッシーＡ，Ａ’が封着されて、密閉ガラス球５ａにおける気密性が確保されている。なお、電極アッシーＡ，Ａ’のうちの少なくとも二次ピンチシールされる側の電極アッシーＡ’のリード線８には、図７に示すように、アークチューブ５を構成するガラス管の内径よりも大きい幅のＭ字形状の屈曲部８ａが長手方向途中に設けられており、後述する二次ピンチシール工程において、この屈曲部８ａがガラス管Ｗの内周面に圧接された形態となって、ガラス管の長手方向所定位置に電極アッシーＡ’が自己保持されるように構成されている。
【０００５】
このアークチューブ５の製造方法としては、まず図７（ａ）に示されるように、直線状延出部ｗ１の途中に球状膨出部ｗ２の形成されている円筒形ガラス管Ｗの下方の開口端側から、電極棒６とモリブデン箔７とリード線８を接続一体化した電極アッシーＡを挿入し、球状膨出部ｗ２の近傍位置ｑ１を一次ピンチシールする。次いで、図７（ｂ）に示されるように、上方の開口端側からガラス管Ｗ内に差し入れた水銀供給ノズルＮを介して、球状膨出部ｗ２に水銀を供給する。次いで、図７（ｃ）に示されるように、球状膨出部ｗ２に発光物質等のペレットＰ等を投入し、つづいて図７（ｄ）に示されるように、リード線８に屈曲部８ａを形成した第２の電極アッシーＡ’をガラス管Ｗ内に挿入し自己保持させる。つづいて、キセノンガスを供給しつつ、ガラス管Ｗの開口端部側をバーナを使って仮封止する。さらにガラス管Ｗの電極アッシーＡ’挿入部位を二次ピンチシールするとともに、ガラス管Ｗの仮封止側を所定位置で切断し、リード線８をガラス管Ｗから導出させる。
【０００６】
また、前記した従来のアークチューブの密閉ガラス球５ａには緩衝作用を営む水銀が封入されているが、水銀は環境有害物質であり、地球上の環境汚染をできるだけ減らそうとする社会のニーズに対して、密閉ガラス球５ａ内に水銀を含まない水銀フリーアークチューブの開発が盛んに行われている。そして、水銀フリーアークチューブを製造するには、例えば、図７に示す工程のうち、（ｃ）に示す工程で投入するぺレットＰに水銀に代わる緩衝用金属ハロゲン化物を付加するなどして、（ｂ）に示す水銀供給工程を省略した方法によって製造する。
【０００７】
また、水銀入りか否かを問わず、製造されたアークチューブの密閉ガラス球５ａ内の水分量が多いと、寿命低下につながるフリッカーが発生したり、起動電圧上昇やノイズ発生の原因ともなるので、アークチューブの製造過程でガラス管内部の水分はできるだけ除去されていることが望ましく、この対策が求められていた。
【０００８】
一方、下記特許文献３では、素管または未封止バルブの内部を真空状態か水分量が低い不活性ガスを流通させるとともに、バルブの外面を加熱離脱処理（加熱脱水処理）することで、密閉ガラス球の内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯＨ基量を１ｐｐｍ以下にするという高圧放電ランプが提案されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６５４９号
【特許文献２】特開２００４−１４２５９号
【特許文献３】特開２００３−２８２０２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献２に示す従来方法に使用されるガラス管Ｗや電極アッシーに予め特許文献３に示す加熱離脱処理（加熱脱水処理）を施しておいたとしても、これらは製造に使用されるまでの保管中に大気と接触してしまう。また、アークチューブの製造開始直前に、これらに加熱離脱処理（加熱脱水処理）を施したとしても、アークチューブの製造工程全体が大気と遮断された雰囲気下で行われるものではなく、製造工程の途中で必ず大気にさらされる。このため、加熱離脱処理（加熱脱水処理）により、一旦はガラス管Ｗや電極アッシー表面に付着している水分が除去されるものの、その後に、これらが大気と接触することで、再び表面に水分が付着し、この形態のまま二次ピンチシールされることで密閉ガラス球内に水分が残存してしまうので、密閉ガラス球内の水分量を低下させて、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響を回避するという第１の問題の実質的な解決は困難であった。
【００１１】
また、第２の電極アッシーＡ’のリード線８には、長手方向途中にＭ字形状の屈曲部８ａ（図８参照）が設けられており、この屈曲部８ａがガラス管Ｗの内周面に圧接された形態となって、直線状延出部ｗ1の長手方向所定位置に電極アッシーＡ’が自己保持されるように構成されているが、図７（ｄ）に示す第２の電極アッシー挿入工程において、ガラス管Ｗ内所定位置まで第２の電極アッシーＡ’を挿入する際に、リード線８の屈曲部８ａとガラス管Ｗが擦れ合って削れたガラス片やモリブデン片が球状膨出部ｗ2に落下し、密閉ガラス球５ａに混入し、フリッカーが発生したり光束維持率が低下するという第２の問題もあった。
【００１２】
本発明は前記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は密閉ガラス球内の水分量をできるだけ低くできる放電ランプ装置用アークチューブの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に係る放電ランプ装置用アークチューブの製造方法においては、長手方向途中に球状膨出部が形成されたガラス管の第１の電極アッシー挿入部位をピンチシールする一次ピンチシール工程と、
一次ピンチシールされたガラス管の開口端側から発光物質等の所定の封入予定物を球状膨出部内に供給する封入物供給工程と、
一次ピンチシールされたガラス管の開口端側から第２の電極アッシーを挿入する第２の電極アッシー挿入工程と、
球状膨出部に封入物が供給されたガラス管の第２の電極アッシー挿入部位をピンチシールする二次ピンチシール工程と、を備えた放電ランプ装置用アークチューブの製造方法であって、
前記一次ピンチシール工程と前記二次ピンチシール工程との間に、ガラス管の少なくとも球状膨出部から二次ピンチシール予定領域までを５００〜８００℃で加熱する加熱脱水処理工程を設けるように構成した。
【００１４】
（作用）一次ピンチシール工程を経たガラス管（一端側がピンチシールされたガラス管）は、加熱脱水処理工程を経ることで、ガラス管内の表面に付着している水分が除去された形態となる。即ち、二次ピンチシール工程では、ガラス管表面に付着している水分が除去された形態で、ガラス管の第２の電極アッシー挿入部位がピンチシールされる。
【００１５】
なお、ガラス管内に第２の電極アッシーが挿入されていると、水銀（液体）をガラス管内に供給できないため、水銀入りアークチューブを製造するには、水銀その他の発光物質等の封入予定物を球状膨出部内に供給する封入物供給工程後に、第２の電極アッシー挿入工程および二次ピンチシール工程を行う。一方、水銀フリーアークチューブを製造するには、水銀入りアークチューブを製造する場合と同様、封入物供給工程後に、第２の電極アッシー挿入工程および二次ピンチシール工程を行ってもよいが、ガラス管内に挿入されている第２の電極アッシー周りの隙間からペレット状の発光物質等（封入予定物）をガラス管内に供給できるので、第２の電極アッシー挿入工程後に、封入物供給工程および二次ピンチシール工程を行うことができる。
【００１６】
請求項２においては、請求項１に記載の放電ランプ装置アークチューブの製造方法において、前記第２の電極アッシー挿入工程に用いられる第２の電極アッシーには、予め加熱脱水処理を施すように構成した。
（作用）第２の電極アッシーには、予め真空加熱処理等の加熱脱水処理が施されており、二次ピンチシール工程では、第２の電極アッシー表面に付着している水分も除去された形態で、ガラス管の第２の電極アッシー挿入部位がピンチシールされる。アークチューブの製造工程開始前に、第２の電極アッシーに予め加熱脱水処理を施している場合は、全く加熱脱水処理を施していない第２の電極アッシーを用いる場合に比べて、水分除去の効果はあるが、特に、アークチューブの製造が開始される直前や第２の電極アッシー挿入工程直前に第２の電極アッシーに加熱脱水処理を施した場合は、二次ピンチシール工程までに第２の電極アッシー表面に水分が再付着するおそれがない。
【００１７】
請求項３においては、請求項１または２に記載の放電ランプ装置アークチューブの製造方法において、前記第２の電極アッシー構成部材であるモリブデン製リード線には、長手方向途中にガラス管の内径より大きい幅の屈曲部が形成されて、第２の電極アッシーをガラス管内所定位置に自己保持できるように構成されており、前記加熱脱水処理工程および前記封入物供給工程前に、ガラス管の開口端側を下方に向けた形態で前記第２の電極アッシー挿入工程を行うように構成した。
（作用）第２の電極アッシーに、ガラス管内の長手方向所定位置に自己保持される機能（第２の電極アッシー構成部材であるモリブデン製リード線の屈曲部がガラス管内周面に圧接保持される機能）をもたせることで、第２の電極アッシー挿入工程，加熱脱水処理工程，封入物供給工程および二次ピンチシール工程をスムーズに遂行できる。
【００１８】
また、第２の電極アッシーを挿入する工程では、上方に向けたガラス管の開口端から第２の電極アッシーを下向きに挿入すると、リード線の屈曲部とガラス管とが擦れ合って削れたガラス片やモリブデン片が球状膨出部に落下して、製造されたアークチューブの密閉ガラス球内に異物として残り、フリッカー現象（アークの立ち消え）発生の原因や光束維持率（光色および光束）低下の原因となるが、下方に向けたガラス管の開口端から第２の電極アッシーを上向きに挿入するので、リード線の屈曲部とガラス管が擦れ合ってガラス片やモリブデン片が削れたとしても、これらは自重でガラス管内を落下し下方の開口端から自然にガラス管外に排出される。
【００１９】
なお、ガラス管の開口端側を下方に向けた形態で第２の電極アッシー挿入工程を行った後に、封入物供給工程を行う場合には、第２の電極アッシー挿入工程で下方を向いていたガラス管の開口端を上方に向けるが、第２の電極アッシーはガラス管内に自己保持されているので、第２の電極アッシーが勝手にガラス管内を移動してしまうこともない。
【００２０】
また、第２の電極アッシーを挿入した状態で加熱脱水処理工程が行なわれるので、二次ピンチシール工程では、ガラス管の内表面に付着している水分が除去された形態であることは勿論、第２の電極アッシー表面に付着している水分も確実に除去された形態でガラス管の第２の電極アッシー挿入部位がピンチシールされる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る放電ランプ装置用アークチューブの製造方法によれば、ガラス管内の表面に付着している水分が除去された形態で二次ピンチシールが行われるので、密閉ガラス球内の水分量が少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響が回避されたアークチューブを製造できる。
【００２２】
請求項２によれば、第２の電極アッシー表面に付着している水分も除去された形態で、二次ピンチシールが行われるので、密閉ガラス球内の水分量が確実に少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響がより確実に回避されたアークチューブを製造できる。
【００２３】
請求項３によれば、第２の電極アッシー挿入工程で発生したガラス片やモリブデン片といった異物が球状膨出部内に残ることがないので、製造されたアークチューブの密閉ガラス球に異物が混入するという不具合が低減し、アークチューブを製造する上での歩留まりが向上する。
【００２４】
また、第２の電極アッシー表面に付着している水分も確実に除去された形態で二次ピンチシールが行なわれるので、密閉ガラス球内の水分量が一層少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生、起動電圧上昇やノイズ発生への影響が確実に回避されたアークチューブを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００２６】
図１〜図４は、本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明方法で製造された放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブの縦断面図、図２および図３は本発明方法の一実施例である同アークチューブの製造工程を示す工程説明図で、図２（ａ）は一次ピンチシール工程における仮ピンチシール工程の説明図、図２（ｂ）は一次ピンチシール工程における本ピンチシール工程の説明図、図２（ｃ）は第２の電極アッシー挿入工程の説明図、図２（ｄ）は加熱脱水処理工程の説明図、図３（ａ）は発光物質等の封入物供給工程の説明図、図３（ｂ）は発光物質等仮封入工程の説明図、図３（ｃ）は二次ピンチシール工程の説明図である。図４はガラス管内に挿入された第２の電極アッシー周りのペレット通過用の隙間を示す断面図（図３（ａ）に示す線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図）である。
【００２７】
これらの図において、アークチューブ１０の装着される放電ランプ装置は、図５に示す従来構造と同一であり、その説明は省略する。
【００２８】
アークチューブ１０は、直線状延出部ｗ1 の長手方向途中に球状膨出部ｗ2 が形成された円パイプ形状の石英ガラス管Ｗの球状膨出部ｗ2寄りがピンチシールされて、放電空間を形成する楕円体形状のチップレス密閉ガラス球１２の両端部に横断面矩形状のピンチシール部１３Ａ，１３Ａ’（一次ピンチシール部１３Ａ、二次ピンチシール部１３Ａ’）が形成された構造で、密閉ガラス球１２内には、放電電極を構成するタングステン製の電極棒６，６が対向配置されており、電極棒６，６はピンチシール部１３Ａ，１３Ａ’に封着されたモリブデン箔７に接続され、ピンチシール部１３Ａ，１３Ａ’の端部からはモリブデン箔７，７に接続されたモリブテン製リード線８，８が導出し、リード線８，８は非ピンチシール部である円パイプ形状部１４を挿通して外部に延びている。
【００２９】
このアークチューブ１０の外観構造については、図６に示す従来の水銀入りアークチューブ５と一見したところ変わるものではないが、密閉ガラス球１２内には、始動用希ガス，主発光用金属ハロゲン化物および水銀に代わる緩衝物質として作用する補助金属ハロゲン化物等（以下、発光物質等という）が封入されている。即ち、アークチューブ１０は、環境有害物質である水銀を封入した従来の水銀入りアークチューブとは異なり、水銀に代わる補助金属ハロゲン化物が封入されている、いわゆる水銀フリーアークチューブとして構成されており、密閉ガラス球１２内の封入物質の具体的な構成としては、例えば、特開平１１−２３８４８８号、特開平１１−３０７０４８号等において種々の提案がなされている。
【００３０】
また、アークチューブ１０は、図２，３に示す方法によって製造されることで、第１には、製造されたアークチューブの密閉ガラス球内の水分量が高いという、従来の製造方法における問題点が解消されている。また、第２には、従来の製造方法において問題となっていた密閉ガラス球１２内への異物（ガラス片やモリブデン片）の混入が全く見られないか、たとえ混入しているにしても、その混入量は非常に僅かな量に過ぎないので、フリッカーが発生したり、光束維持率が低下することがない。
【００３１】
以下、図１に示す水銀フリーアークチューブの製造工程を、図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００３２】
まず、直線状延出部ｗ1 の途中に球状膨出部ｗ2 の形成されたガラス管Ｗを予め製造しておく。そして、図２（ａ）に示されるように、ガラス管Ｗを垂直に保持し、ガラス管Ｗの下方の開口端側から、電極アッシーＡを挿入して所定位置に保持するとともに、ガラス管Ｗの上方開口端にフォーミングガス（窒素・水素混合ガス等）供給ノズル４０を差し込む。さらに、ガラス管Ｗの下端部をガス供給パイプ５０内に挿入する。
【００３３】
ノズル４０から供給されるフォーミングガスは、ピンチシール時のガラス管Ｗ内を正圧状態に保持し、かつ電極アッシーＡが酸化されるのを防止するためのものである。ガス供給パイプ５０から供給される不活性ガス（アルゴンガスまたは窒素ガス）は、ピンチシールの際、およびピンチシール後のリード線８が高温状態にある間、リード線８を不活性ガス雰囲気に保持して、リード線８の酸化を防止するものである。符号２２はガラス管把持部材である。
【００３４】
そして、図２（ａ）に示されるように、ノズル４０からフォーミングガスをガラス管Ｗ内に供給しつつ、さらに、パイプ５０から不活性ガスをガラス管Ｗの下端部に供給しつつ、直線状延出部ｗ1 における球状膨出部ｗ2 の近傍位置（モリブデン箔を含む位置）をバーナ２４ａで２１００℃に加熱し、ピンチャー２６ａでモリブデン箔７のリード線８接続側を仮ピンチシールする。
【００３５】
次に、仮ピンチシールが終わると、図２（ｂ）に示されるように、真空ポンプ（図示せず）によって、ガラス管Ｗ内を真空（４００Ｔｏｒｒ以下の圧力）に保持し、ピンチャー２６ｂでモリブデン箔７を含む未ピンチシール部をバーナ２４ｂで２１００℃に加熱し本ピンチシールする（一次ピンチシール工程）。なお、ガラス管Ｗ内に作用させる真空度は、４００Ｔｏｒｒ〜４×１０-3Ｔｏｒｒが望ましい。また、この本ピンチシール工程においても、ガラス管Ｗの下方開口部を不活性ガス（アルゴンガスまたは窒素ガス）雰囲気に保持することで、リード線８の酸化を防ぐことが望ましい。
【００３６】
次に、図２（ｃ）に示されるように、一次ピンチシール処理されたガラス管Ｗの上方開口部を下に向けた形態とし、電極棒６とモリブデン箔７とリード線８が接続一体化された第２の電極アッシーＡ’を、ガラス管Ｗの下方の開口端からガラス管Ｗ内に所定位置まで挿入する（第２の電極アッシー挿入工程）。
【００３７】
この第２の電極アッシーＡ’のリード線８には、長手方向途中にＭ字形状の屈曲部８ａ（図８参照）が設けられており、この屈曲部８ａがガラス管Ｗの内周面に圧接された形態となって、直線状延出部ｗ1の長手方向所定位置に電極アッシーＡ’が自己保持される。なお、この第２の電極アッシー挿入工程では、固定した下方の第２の電極アッシーＡ’に対してガラス管Ｗを上方から下方に移動させて、ガラス管Ｗ内所定位置まで第２の電極アッシーＡ’を挿入したり、第２の電極アッシーＡ’およびガラス管Ｗの双方を接近する方向に移動させて、ガラス管Ｗ内所定位置まで第２の電極アッシーＡ’を挿入するようにしてもよい。
【００３８】
この第２の電極アッシーＡ’を挿入する工程では、下方に向けたガラス管Ｗの開口端から電極アッシーＡ’を上向きに挿入するので、リード線８の屈曲部８ａとガラス管Ｗが擦れ合ってガラス片やモリブデン片が削れたとしても、これらは自重でガラス管Ｗ内を落下し開口端から自然にガラス管Ｗ外に排出される。即ち、従来の方法のように、リード線８の屈曲部８ａとガラス管Ｗが擦れ合って削れたガラス片やモリブデン片が球状膨出部ｗ2に残存してしまう（図７（ｄ）参照）、ということがない。
【００３９】
次に、図２（ｃ）に示す第２の電極アッシー挿入工程の後、図２（ｄ）に示すように、第２の電極アッシーＡ’を所定位置に挿入保持したガラス管Ｗの下方開口部（第２の電極アッシーＡ’を挿入したガラス管Ｗの開口端側）を上に向けた形態にして円筒状ヒータ６０内に配置し、二次ピンチシール予定領域を含む少なくとも球状膨出部ｗ２からチップオフ予定位置Ｐ１（後の発光物質等封止工程（図３（ｄ）参照）においてチップオフが予定されている位置Ｐ１）までの領域に対し、５００〜８００℃の加熱脱水処理を行う。具体的には、ガラス管Ｗの開口端部は、切替バルブＶを介して、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の高真空（１０−３Ｐａ以下）ポンプＰとＡｒガスボンベＢに接続されている。そして、ガラス管Ｗ内を一旦排気した後、ガラス管Ｗを加熱しつつ、切替バルブＶの管路切り替え調整により、Ａｒガスの充填・排気を数回繰り返すウオッシングを行い、最後にＡｒガスを充填した状態で円筒状ヒータ６０をＯＦＦし常温となるまで保持する（加熱脱水処理工程）。
【００４０】
これにより、ガラス管Ｗに付着している水分が除去されることは勿論、第２の電極アッシーＡ’に付着している水分も除去された形態となる。発明者の実験によれば、ガラス管Ｗおよび第２の電極アッシーＡ’の水分の除去には、１００℃以上の熱処理温度で可能であるが処理時間（サイクルタイム）を考慮すると、５００℃以上の熱処理温度が有効である。即ち、ガラス管Ｗや第２の電極アッシーＡ’の水分含有量を短時間で低くする（３ｐｐｍ以下にする）ためには、５００℃以上が望ましい。しかし、熱処理温度が８００℃以上では、電極アッシーＡ’の水分含有量が確実に３ｐｐｍ以下となるものの、第１に、モリブデン箔７の結晶粒子が成長（拡大）し、モリブデン箔７の表面粗さが平滑化され、石英ガラスとの密着性が低下し、密閉ガラス球１２内の封入物質のリークにつながる箔浮き（モリブデン箔７とガラス層間が剥がれる現象）が生じる。第２に、二次ピンチシール側の第２の電極アッシーＡ’のモリブデン製リード線８には、ガラス管Ｗの内周面に圧接して電極アッシーＡ’をガラス管Ｗ内所定位置に自己保持させるための屈曲部８ａが形成されているが、熱処理温度が８００℃以上では、このリード線８（屈曲部８ａ）の抗張力（ばね性）が低下し、二次ピンチシールに際してのリード線屈曲部８ａにおける自己保持機能が低下し、第２の電極アッシーＡ’をガラス管Ｗ内所定位置に保持しにくくなる。このため、電極アッシーＡ’の処理温度は５００〜８００℃の範囲であることが望ましい。
【００４１】
また、円筒状ヒータ６０は、ガラス管Ｗの球状膨出部ｗ２からチップオフ予定位置Ｐ１までの領域全体を均一にむらなく加熱できるという点で優れている。
【００４２】
その後、図３（ａ）に示すように、円筒状ヒータ６０から取り出したガラス管Ｗの上方の開口端側から球状膨出部ｗ2 に発光物質等のペレット（外径が約０．５ｍｍの球状物）Ｐを投入する（封入物供給工程）。
【００４３】
封入物供給工程では、第２の電極アッシーＡ’を挿入する工程で下方を向いていたガラス管Ｗの開口端を上方に向けることになるが、第２の電極アッシーＡ’はガラス管Ｗ内に自己保持されているので、第２の電極アッシーＡ’が勝手にガラス管内を移動してしまうことはない。
【００４４】
また、封入物供給工程において、ガラス管Ｗ（内径２ｍｍ）内の第２の電極アッシーＡ’の周りには、図４に示すように、封入予定物（発光物質等）のペレットＰが十分に通過できる大きさの隙間が存在するので、ガラス管Ｗ上方の開口端から投入された封入予定物（発光物質等）のペレットＰは第２の電極アッシーＡ’に妨げられることなくガラス管Ｗ内を自由落下して、球状膨出部ｗ2内に到達する。
【００４５】
そして、第２の電極アッシーＡ’の挿入位置を調整（一般には、数ｍｍほど挿入）した後、ガラス管Ｗ内を排気し、図３（ｂ）に示されるように、ガラス管Ｗ内にキセノンガスを供給しつつ、ガラス管Ｗの上方所定部位をチップオフすることで、ガラス管Ｗ内にリードワイヤ付電極アッシーＡ’を仮止めし、かつ発光物質等を封入する（発光物質等仮封入工程）。符号Ｗ3は、チップオフ部を示す。なお、第２の電極アッシーＡ’の挿入位置を僅かに移動させる調整に際しての第２の電極アッシーＡ’の移動量は、一般には、約数ｍｍと非常に短いので、第２の電極アッシーＡ’の移動調整の際に、リード線の屈曲部８ａとガラス管Ｗが擦れ合って削れるおそれはほとんどない。
【００４６】
発光物質等仮封入工程の後、図３（ｃ）に示すように、発光物質Ｐ等が気化しないように球状膨出部ｗ2 を液体窒素（ＬＮ2 ）で冷却しながら、直線状延出部ｗ1における球状膨出部ｗ2の近傍位置（モリブデン箔７を含む位置）をバーナー２４で２１００℃に加熱し、ピンチャー２６ｃで二次ピンチシールして、球状膨出部ｗ2を密封する（二次ピンチシール工程）ことで、一次ピンチシール部１３Ａと二次ピンチシール部１３Ａ’間に電極６，６が対設され発光物質等が封入されたチップレス密閉ガラス１２を形成したガラス管ができ上がる。そして最後に、ガラス管Ｗの端部を所定の長さだけ切断することにより、図１に示す水銀フリーアークチューブ１０が得られる。
【００４７】
この二次ピンチシール工程の際には、ガラス管Ｗ内に付着している水分が除去された形態で、さらには、第２の電極アッシーＡ’に付着している水分も除去された形態で、ピンチシールが行われるので、密閉ガラス球１２内の水分量は少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響が回避されることになる。
【００４８】
また、二次ピンチシール工程の際に、球状膨出部ｗ2内に異物（ガラス片やモリブデン片）が存在しないので、密閉ガラス球１２内に異物（ガラス片やモリブデン片）が混入されることはないし、密閉ガラス球１２内に異物（ガラス片やモリブデン片）が存在するにしても、非常に僅かであるため、フリッカーが発生したり光束維持率が低下する懸念は全くない。
【００４９】
なお、前記したアークチューブの製造工程の実施例では、加熱脱水処理工程（図２（ｄ））が、Ａｒガスによりウオッシングしつつ加熱するように構成されているが、Ａｒガス等の不活性ガスによるウオッシングをすることなく、５００〜８００℃で単に真空加熱処理する構成であってもよい。即ち、５００〜８００℃で単に真空加熱処理するだけでも、ガラス管Ｗおよび第２の電極アッシーＡ’の水分を十分に除去できる。
【００５０】
また、前記したアークチューブの製造工程の実施例では、第２の電極アッシー挿入工程（図２（ｃ））と発光物質等の封入物供給工程（図３（ａ））の間に加熱脱水処理工程（図２（ｄ））が設けられているが、一次ピンチシール工程（図２（ｂ））と第２の電極アッシー挿入工程（図２（ｃ））の間に、円筒状ヒータ６０を用いた図２（ｄ）に示すと同様の加熱脱水処理工程（但し、第２の電極アッシーＡ’はガラス管Ｗ内に挿入されていない）を設けるとともに、第２の電極アッシー挿入工程（図２（ｃ））に使用する第２の電極アッシーＡ’を、ガラス管Ｗに挿入する直前に真空熱処理（５００〜８００℃）によって脱水するようにしてもよい（第２の実施例方法）。
【００５１】
この第２の実施例方法（アークチューブの製造工程）においても、ガラス管Ｗは、一次ピンチシール後であって第２の電極アッシー挿入前に加熱脱水処理されることで、ガラス管Ｗ内の表面に付着している水分が除去された形態とされ、第２の電極アッシーＡ’についても、第２の電極アッシー挿入工程直前の真空熱処理によって、その表面に付着している水分が除去された形態となっている。したがって、二次ピンチシール工程では、ガラス管Ｗや第２の電極アッシーＡ’の水分が確実に除去された形態でピンチシールが行われるので、密閉ガラス球１２内の水分量は非常に少なく、寿命低下につながるフリッカーの発生，起動電圧上昇やノイズ発生への影響が確実に回避されることになる。
【００５２】
また、前記した実施例では、水銀フリーアークチューブの製造工程について説明したが、本発明は、水銀入りアークチューブの製造工程においても同様に適用できる。即ち、図６（ａ）の一次ピンチシール工程と図６（ｂ）の水銀供給工程の間に、円筒状ヒータ６０を用いた図２（ｄ）に示すと同様の加熱脱水処理工程を設けるようにすればよい。さらに、図６（ｄ）に示す二次ピンチシール工程に使用する第２の電極アッシーＡ’についても、ガラス管Ｗに挿入する直前に真空熱処理（５００〜８００℃）によって、その表面に付着している水分を除去するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例である放電ランプ装置用アークチューブの縦断面図である。
【図２】本発明方法の一実施例である同アークチューブの製造工程の前半を示す工程説明図で、（ａ）は一次ピンチシール工程における仮ピンチシール工程の説明図、（ｂ）は一次ピンチシール工程における本ピンチシール工程の説明図、（ｃ）は第２の電極アッシー挿入工程の説明図、（ｄ）は加熱脱水処理工程の説明図である。
【図３】本発明方法の一実施例である同アークチューブの製造工程の後半を示す工程説明図で、（ａ）は発光物質等の封入予定物供給工程の説明図、（ｂ）は発光物質等仮封止工程の説明図、（ｃ）は二次ピンチシール工程の説明図である。
【図４】ガラス管内に挿入された第２の電極アッシー周りの隙間を示す断面図（図３（ａ）に示す線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図）である。
【図５】従来の放電ランプ装置の縦断面図である。
【図６】従来のアークチューブの縦断面図である。
【図７】従来のアークチューブの製造工程説明図である。
【図８】第２の電極アッシーの側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ 一次ピンチシール側の電極アッシー
Ａ’ 二次ピンチシール側の電極アッシー
６ 電極棒
７ モリブデン箔
８ リード線
８ａ リード線のＭ型の屈曲部
Ｐ 発光物質等の封入予定物のペレット
Ｗ ガラス管
ｗ1 ガラス管の直線状延出部
ｗ2 ガラス管の球状膨出部
１０ 水銀フリーアークチューブ
１２ 密閉ガラス球
１３Ａ 一次ピンチシール部
１３Ａ’ 二次ピンチシール部
６０ 円筒状ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向途中に球状膨出部が形成されたガラス管の第１の電極アッシー挿入部位をピンチシールする一次ピンチシール工程と、
一次ピンチシールされたガラス管の開口端側から発光物質等の所定の封入予定物を球状膨出部内に供給する封入物供給工程と、
一次ピンチシールされたガラス管の開口端側から第２の電極アッシーを挿入する第２の電極アッシー挿入工程と、
球状膨出部に封入物が供給されたガラス管の第２の電極アッシー挿入部位をピンチシールする二次ピンチシール工程と、を備えた放電ランプ装置用アークチューブの製造方法であって、
前記一次ピンチシール工程と前記二次ピンチシール工程との間に、ガラス管の少なくとも球状膨出部から二次ピンチシール予定領域までを５００〜８００℃で加熱する加熱脱水処理工程を設けたことを特徴とする放電ランプ装置用アークチューブの製造方法。
【請求項２】
前記第２の電極アッシー挿入工程に用いられる第２の電極アッシーは、予め加熱脱水処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ装置用アークチューブの製造方法。
【請求項３】
前記第２の電極アッシー構成部材であるモリブデン製リード線は、長手方向途中にガラス管の内径より大きい幅の屈曲部が形成されて、第２の電極アッシーをガラス管内所定位置に自己保持できるように構成されており、前記加熱脱水処理工程および前記封入物供給工程前に、ガラス管の開口端側を下方に向けた形態で前記第２の電極アッシー挿入工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放電ランプ装置用アークチューブの製造方法。
【請求項１】
長手方向途中に球状膨出部が形成されたガラス管の第１の電極アッシー挿入部位をピンチシールする一次ピンチシール工程と、
一次ピンチシールされたガラス管の開口端側から発光物質等の所定の封入予定物を球状膨出部内に供給する封入物供給工程と、
一次ピンチシールされたガラス管の開口端側から第２の電極アッシーを挿入する第２の電極アッシー挿入工程と、
球状膨出部に封入物が供給されたガラス管の第２の電極アッシー挿入部位をピンチシールする二次ピンチシール工程と、を備えた放電ランプ装置用アークチューブの製造方法であって、
前記一次ピンチシール工程と前記二次ピンチシール工程との間に、ガラス管の少なくとも球状膨出部から二次ピンチシール予定領域までを５００〜８００℃で加熱する加熱脱水処理工程を設けたことを特徴とする放電ランプ装置用アークチューブの製造方法。
【請求項２】
前記第２の電極アッシー挿入工程に用いられる第２の電極アッシーは、予め加熱脱水処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ装置用アークチューブの製造方法。
【請求項３】
前記第２の電極アッシー構成部材であるモリブデン製リード線は、長手方向途中にガラス管の内径より大きい幅の屈曲部が形成されて、第２の電極アッシーをガラス管内所定位置に自己保持できるように構成されており、前記加熱脱水処理工程および前記封入物供給工程前に、ガラス管の開口端側を下方に向けた形態で前記第２の電極アッシー挿入工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放電ランプ装置用アークチューブの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１８８６９１（Ｐ２００７−１８８６９１Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４３２８（Ｐ２００６−４３２８）
【出願日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
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