発光管及びその製造方法
【課題】製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる発光管を提供する。
【解決手段】内部において発光が行われる発光部１２と、該発光部１２の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂとを有する第１セラミックチューブ１６Ａを具備し、該第１セラミックチューブ１６Ａの第１細管１４ａに第１電極１８ａが挿入封止され、第２細管１４ｂに第２電極１８ｂが挿入封止された第１発光管１０Ａにおいて、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめによって封止されている。
【解決手段】内部において発光が行われる発光部１２と、該発光部１２の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂとを有する第１セラミックチューブ１６Ａを具備し、該第１セラミックチューブ１６Ａの第１細管１４ａに第１電極１８ａが挿入封止され、第２細管１４ｂに第２電極１８ｂが挿入封止された第１発光管１０Ａにおいて、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめによって封止されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプ等の高輝度放電灯を含む発光管及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックメタルハライドランプは、高輝度放電灯用のセラミックチューブの内部に挿入された一対の電極で金属ハロゲン化物をイオン化し、これにより放電発光を得るものである。
【０００３】
この種のセラミックチューブは、それぞれ軸線が発光部に対向するように位置決めされて形成された一対の細管を有する。各細管にはそれぞれ電極挿入孔が設けられ、これら電極挿入孔を介して電極が挿入されるようになっている。セラミックチューブは、複数の部材を組み立てて作製したものや、単一の部材として一体的に作製したもの、２個の部材を接合して作製したもの等、各種のものが開示されている。
【０００４】
そして、例えばセラミックチューブに設けられた２本の細管のうち、一方の電極挿入孔に電極を挿入してフリットガラス等で封止した後、残る他方の電極挿入孔より発光物質を発光容器内に導入し、その後、該他方の電極挿入孔に電極を挿入してフリットガラス等で封止して発光管の組立を行うようにしている（例えば特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０２６２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７７０９２号公報
【特許文献３】特開２００９−１６３９７３号公報
【特許文献４】特開２００８−２６２７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来においては、発光管への組み立ての際、両側の電極をフリット封止する必要があるため、組立工数が多くなるという問題がある。セラミックチューブを作製した後に、２つの電極を対応する細管に挿通して封止することから、各細管の内径を電極の最大径（先端部の径）よりも大きくする必要がある。また、電極の位置決めは電極に棒状またはリング状のストッパを設置し、そのストッパをセラミックチューブの端部（各細管の端部）と接触させる形で行うため、セラミックチューブの細管の長さばらつきにより、電極の先端が発光部内面に突き出す量がばらつき、発光部内面との距離のばらつきが大きくなり、ランプの色ばらつきや寿命低下の原因となる。また、各々の電極をセラミックチューブの両端で位置決めするため、セラミックチューブの全長にばらつきがあると、２つの電極間の距離がばらつき、ランプ効率低下や色ばらつきの原因となる。また、細管と電極リードとの間にクリアランスがあるため、封止の際、ずれやすく、発光管の中心軸に対する電極位置が一定とならず、色ばらつきの原因となる。
【０００７】
上述したように、電極の先端部の径を細管の内径より大きくすることができないため、電極温度が高くなり易く、寿命低下の原因となる。一方、細管の内径を大きくすれば、電極先端部の径を大きくすることが可能であるが、その場合、電極と細管の内径との隙間が大きくなる。その結果、隙間に発光物質がたまりやすくなり、電極を封止している部分の腐食が発生し易くなる。また、発光物質の量が安定せず、発光管の中心軸に対する電極の位置が一定でなくなるため、色ばらつきの原因ともなる。そこで、隙間を小さくするために、細管の内径に合わせて電極の先端部以外の径も太くすると、電極と細管との間の熱膨張率差による熱応力が大きくなり、細管部にクラックが発生しやすくなる。また、電極の熱容量が大きくなるためランプ効率が低下する、という問題がある。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる発光管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］ 第１の本発明に係る発光管は、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管において、前記第１細管に前記第１電極が焼きばめによって封止されていることを特徴とする。
【００１０】
［２］ 第１の本発明において、前記第１電極のうち、前記第１細管に焼きばめられた部分の径が、０．１８ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
［３］ 第１の本発明において、前記第１電極の先端部の径が、０．２２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記第１細管の内径の１．２倍以上４倍以下であることを特徴とする。
【００１２】
［４］ 第１の本発明において、前記発光管は直流電源により点灯され、前記第１電極がカソード電極であり、前記第２電極がアノード電極であり、前記第１電極のうち、第１細管に封止された部分の径が、前記第２電極のうち、前記第２細管に封止された部分の径の０．２倍以上０．９倍以下であることを特徴とする。
【００１３】
［５］ 第１の本発明において、前記セラミックチューブは、後に第１細管となる第１小円筒部が一体に設けられた第１部材と、後に第２細管となる第２小円筒部が一体に設けられた第２部材と、前記第１電極とが組み立てられ、焼成されて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
［６］ 第１の本発明において、前記第１電極は、前記第１細管の端部に接触することで、前記発光部内での前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする。
【００１５】
［７］ 第１の本発明において、前記第１電極は、前記第１部材における前記発光部側の内面に接触することで、前記発光部内での前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする。
【００１６】
［８］ 第１の本発明において、前記第１部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有し、前記第２部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有することを特徴とする。
【００１７】
［９］ 第１の本発明において、前記第２部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有し、前記第１部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有することを特徴とする。
【００１８】
［１０］ 第１の本発明において、前記第１部材は、一方が第１開口とされた中空部を有する第１湾曲部と、該第１湾曲部のうち、前記第１開口と対向する部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有し、前記第２部材は、一方が第２開口とされた中空部を有する第２湾曲部と、該第２湾曲部のうち、前記第２開口と対向する部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有し、前記セラミックチューブは、前記第１部材と前記第２部材とが、前記第１開口と前記第２開口とが対向するようにして接合されて構成されていることを特徴とする。
【００１９】
［１１］ 第２の本発明に係る発光管の製造方法は、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管の製造方法において、第１セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第１細管となる第１小円筒部と該第１小円筒部に軸方向に形成された第１貫通孔とを有する第１部材を作製する第１部材作製工程と、第２セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第２細管となる第２小円筒部と該第２小円筒部に軸方向に形成された第２貫通孔とを有する第２部材を作製する第２部材作製工程と、前記第１部材、前記第２部材及び前記第１電極を組み立てて組立体を作製する組立工程と、前記組立体を本焼成して前記発光部、前記第１細管及び前記第２細管を有するセラミックチューブを作製すると共に、前記第１電極を前記第１細管に焼きばめにて封止するセラミックチューブ作製工程と、前記セラミックチューブの前記発光部内に前記第２細管を通じて発光物質を導入する工程と、前記第２細管に前記第２電極を挿入封止する電極封止工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
［１２］ 第２の本発明において、前記第１部材作製工程は、前記第１セラミック成形体を第１温度にて仮焼成して前記第１部材を作製し、前記第２部材作製工程は、前記第２セラミック成形体を前記第１温度よりも高い第２温度にて仮焼成して前記第２部材を作製し、前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第２温度よりも高い第３温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする。
【００２１】
［１３］ 第２の本発明において、前記第１電極は、先端部の径が前記第１貫通孔の径よりも小さく、後端部分に前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有し、前記組立工程は、前記第１部材と前記第２部材とが対向するようにして、前記第２部材、前記第１部材及び前記第１電極の順に組み立て、前記第１電極を、前記第１部材の前記第１貫通孔に、前記位置決め部が前記第１小円筒部の後端に接触するまで挿通することを特徴とする。
【００２２】
［１４］ 第２の本発明において、前記第１部材作製工程は、前記第１セラミック成形体を第１温度にて仮焼成して前記第１部材を作製し、前記第２部材作製工程は、前記第２セラミック成形体を前記第１温度よりも低い第２温度にて仮焼成して前記第２部材を作製し、前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第１温度よりも高い第３温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする。
【００２３】
［１５］ 第２の本発明において、前記第１電極は、先端部の径が前記第１貫通孔の径よりも大きく、先端部分に前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有し、前記組立工程は、前記第１部材と前記第２部材とが対向するようにして、前記第１部材、前記第１電極及び前記第２部材の順に組み立て、前記第１電極を、前記第１貫通孔に、前記位置決め部が前記第２部材と対向する端面に接触するまで挿通する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明に係る発光管及びその製造方法においては、一方の電極が焼きばめられているため、発光管の組立工程の簡略化が可能となる。電極を発光管の内面を使って位置決めすることができるため、電極が発光部に突き出す量が一定となり、先端と発光管の内面との距離が一定になる。また、細管と電極リードが密着するため、発光管の中心軸に対する電極位置のずれがなくなり、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上を図ることができる。電極の先端部の径を大きくすることができるため、寿命特性が改善される。一方、電極の焼きばめ部は細くできるため、熱応力によるクラックを防止できる。
【００２５】
このように、本発明に係る発光管及びその製造方法によれば、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態に係る発光管（第１発光管）の構成を示す断面図である。
【図２】図２Ａは第２セラミック仮焼成体、第１セラミック仮焼成体及び第１電極の順で組み立てて第１組立体を作製している状態を示す工程図であり、図２Ｂは第１組立体を本焼成して第１セラミックチューブとした状態を示す工程図である。
【図３】第１発光管を作製するための第１製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４Ａは第１セラミック成形体（又は第２セラミック成形体）を示す断面図であり、図４Ｂは第２セラミック成形体（又は第１セラミック成形体）を示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る発光管（第２発光管）の構成を示す断面図である。
【図６】図６Ａは第１セラミック仮焼成体、第１電極及び第２セラミック仮焼成体の順で組み立てて第２組立体を作製している状態を示す工程図であり、図６Ｂは第２組立体を本焼成して第２セラミックチューブとした状態を示す工程図である。
【図７】第２発光管を作製するための第２製造方法を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態に係る発光管（第３発光管）の構成を一部省略して示す断面図である。
【図９】図９Ａは第４の実施の形態に係る発光管（第４発光管）の構成部材である第１セラミック仮焼成体及び第２セラミック仮焼成体を示す断面図であり、図９Ｂは第４発光管の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａは第５の実施の形態に係る発光管（第５発光管）の構成部材である第１セラミック仮焼成体及び第２セラミック仮焼成体を示す断面図であり、図１０Ｂは第５発光管の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る発光管及びその製造方法の実施の形態例を図１〜図１０Ｂを参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
【００２８】
発光管は、高圧放電灯を含み、該高圧放電灯は、道路照明、店舗照明、自動車用ヘッドランプ、液晶プロジェクター等の各種の照明装置に適用可能である。また、発光管は、メタルハライドランプ用の発光管や高圧ナトリウムランプ用の発光管を含む。
【００２９】
先ず、第１の実施の形態に係る発光管（以下、第１発光管１０Ａと記す）は、図１に示すように、内部において発光が行われる円筒状の発光部１２と、該発光部１２の両側にそれぞれ一体に形成された円筒状の第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂとを有する第１セラミックチューブ１６Ａを具備する。第１セラミックチューブ１６Ａの第１細管１４ａには第１電極１８ａが挿入封止され、第２細管１４ｂには第２電極１８ｂが挿入封止されている。特に、この第１発光管１０Ａにおいては、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめによって封止されている。なお、第２電極１８ｂはガラスフリット等の封止材２０によって第２細管１４ｂに封止されている。
【００３０】
第１セラミックチューブ１６Ａは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１セラミック成形体２２ａを仮焼成した第１セラミック仮焼成体２４ａと、第２セラミック成形体２２ｂを仮焼成した第２セラミック仮焼成体２４ｂとを接合し、本焼成することによって構成されている。
【００３１】
図２Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａは、一方が開口２６とされた中空部２８を有する大円筒部３０と、該大円筒部３０のうち、開口２６と対向する部分（底部３２）に一体に設けられた第１小円筒部３４ａ（後に第１細管１４ａとなる部分）と、第１小円筒部３４ａの端部から大円筒部３０の内面まで貫通する第１貫通孔３６ａとを有する。第２セラミック仮焼成体２４ｂは、第１セラミック仮焼成体２４ａの大円筒部３０の開口２６を閉塞する円盤形状であって、端面が平坦面とされたプラグ部３８と、該プラグ部３８の中心部分に一体に設けられた第２小円筒部３４ｂ（後に第２細管１４ｂとなる部分）と、第２小円筒部３４ｂの端部からプラグ部３８の端面まで貫通する第２貫通孔３６ｂとを有する。なお、第１セラミック仮焼成体２４ａの大円筒部３０における底部３２の中空部２８側の内面は、プラグ部３８の端面に対応して平坦面とされている。
【００３２】
第１電極１８ａは、例えば図１に示すように、第１電極軸４０ａと、該第１電極軸４０ａの先端部に巻回された第１コイル４２ａと、第１電極軸４０ａの後端に接続された第１リード４４ａとを有する。第１リード４４ａには、第１細管１４ａ（第１小円筒部３４ａ）の端部に接触することで、発光部１２内での第１電極１８ａの先端位置を決める位置決め用の棒状又はリング状の第１ストッパ４６ａが固定されている。第１コイル４２ａの最大径が実質的には第１電極１８ａの先端部の径となり、第１コイル４２ａの先端位置から突き出た第１電極軸４０ａの先端が第１電極１８ａの先端位置となる。
【００３３】
特に、第１電極１８ａの先端部の径は、第１セラミック仮焼成体２４ａにおける第１貫通孔３６ａの内径よりもわずかに小とされ、第１細管１４ａの内径の１．２倍以上４倍以下である。この場合、０．２２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。また、第１電極１８ａのうち、第１細管１４ａに焼きばめられた部分の径、すなわち、第１リード４４ａの径は、０．１８ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、第１細管１４ａの内径よりやや大とされ、両者の境界に焼成収縮による圧着力が働くよう調整されている。また、第１リード４４ａの径は、第１電極１８ａの先端部の径よりも小さい。なお、第１ストッパ４６ａの長さ又は外径は第１貫通孔３６ａの内径よりも大とされ、第１細管１４ａの外径よりも小とされている。
【００３４】
一方、第２電極１８ｂは、第２電極軸４０ｂと、該第２電極軸４０ｂの先端部に巻回された第２コイル４２ｂと、第２電極軸４０ｂの後端に接続され、径が第２電極軸４０ｂの径よりも大とされた第２リード４４ｂとを有する。第２リード４４ｂには、第２細管１４ｂの端部に接触することで、発光部１２内での第２電極１８ｂの先端位置を決める位置決め用のリング状の第２ストッパ４６ｂが固定されている。第２コイル４２ｂの最大径が実質的に第２電極１８ｂの先端部の径であり、第２コイル４２ｂより突き出た第２電極軸４０ｂの先端が第２電極１８ｂの先端となる。
【００３５】
第２電極１８ｂの先端部の径は第２細管１４ｂの内径よりも小とされ、第２電極軸４０ｂの径は第２リード４４ｂの径よりも小とされている。また、第２ストッパ４６ｂの外径は第２細管１４ｂの内径よりも大とされ、第２細管１４ｂの外径よりも小とされている。すなわち、第２細管１４ｂの内径は、第１細管１４ａの内径よりも大とされている。
【００３６】
この第１発光管１０Ａは、交流方式及び直流方式のどちらでも使用でき、特に、直流方式で使用する場合は、アノード電極に比べ、カソード電極の温度が低くなるため、カソード電極の電極封着部の微小隙間に発光物質が侵入しやすく、また侵入した発光物質は、液化・固化して発光部に戻れないため、光束が低下するおそれがある。これを回避するためセラミックと電極の間に隙間が存在しない第１電極１８ａをカソード電極とすることが好ましい。また、アノード電極とカソード電極の温度差が大きいと色ムラの原因となるため、温度バランスをとるために、第１電極１８ａをカソード電極とし、第２電極１８ｂをアノード電極とし、第１リード４４ａの径が、第２リード４４ｂの径の０．２倍以上０．９倍以下とすることが好ましい。
【００３７】
ここで、第１発光管１０Ａを作製するための製造方法（第１製造方法）について、図３も参照しながら説明する。
【００３８】
図３のステップＳ１において、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１セラミック成形体２２ａと第２セラミック成形体２２ｂを作製する。具体的には、先ず、セラミック粉末、分散媒、ゲル化剤等を混合してゲルキャスト用のスラリー（成形スラリーと記す）を調製する。その後、成形スラリーを、第１セラミック成形体２２ａを成形するための第１鋳込み型内、並びに第２セラミック成形体２２ｂを成形するための第２鋳込み型内に注型した後、固化する。その後、第１鋳込み型及び第２鋳込み型を離型することで、第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを得る。
【００３９】
次に、ステップＳ２において、第１セラミック成形体２２ａを第１温度で仮焼成して、図２Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａを作製する。第１温度は、第１セラミック成形体２２ａの緻密化のレベルが低い温度、例えば７００℃〜１２００℃等を採用することができる。温度が低いと第１セラミック仮焼成体２４ａの強度が不足し、組み立ての際、破損しやすくなる。仮焼成は一般的には大気中で行われるため、仮焼成温度が高いとその後の焼成で緻密化することが難しくなるため、仮焼成の温度は上述の範囲が望ましい。
【００４０】
その後、ステップＳ３において、第２セラミック成形体２２ｂを第２温度で仮焼成して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製する。第２温度は、第２セラミック成形体２２ｂの緻密化のレベルが第１セラミック成形体２２ａの緻密化のレベルよりも高い温度、例えば第１温度より５０℃〜３００℃高い温度等を採用することができる。第１温度と第２温度の差が小さいと、両者の寸法差が小さく、組み立ての際のクリアランス不足により、キズやカケの原因となる。また、温度差が大きく、寸法差が大きいと両者が固定されるまでの収縮量が大きくなり、第１セラミック仮焼成体２４ａと第２セラミック仮焼成体２４ｂとの傾きが起きやすくなるため、上述の範囲が好ましい。
【００４１】
その後、ステップＳ４において、図２Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａ、第２セラミック仮焼成体２４ｂ及び第１電極１８ａを組み立てて第１組立体５０Ａを作製する。このとき、第１セラミック仮焼成体２４ａの開口２６を塞ぐように第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８を挿入し、さらに、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１電極１８ａを挿入することで第１組立体５０Ａを得る。
【００４２】
具体的には、第２セラミック仮焼成体２４ｂの第２小円筒部３４ｂが挿通する程度の貫通孔５２を有する治具５４を使い、治具５４の貫通孔５２に第２小円筒部３４ｂを挿通して、治具５４の上面５４ａに第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８を載置し、上方から第１セラミック仮焼成体２４ａの大円筒部３０で第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８を被覆するように治具５４上に第１セラミック仮焼成体２４ａを載置することで、第１セラミック仮焼成体２４ａの開口２６を塞ぐように第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８を挿入することができる。その後、第１電極１８ａを、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１小円筒部３４ａの後端から第１貫通孔３６ａに挿通する。このとき、第１ストッパ４６ａが第１小円筒部３４ａの後端に当接するまで第１電極１８ａを第１貫通孔３６ａに挿通する。これによって、第１組立体５０Ａが完成する。
【００４３】
その後、ステップＳ５において、治具５４に第１組立体５０Ａを載置した状態で、該第１組立体５０Ａを第３温度で本焼成して焼結体を得る。第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８は、単独で焼成した場合は焼成後の外径が、第１セラミック仮焼成体２４ａの開口２６の焼成後の内径より１〜９％大きくなるよう調整されているので、焼成収縮によって両者の境界面に圧着力が働く。また、第１電極１８ａの第１リード４４ａが第１細管１４ａの内径より、若干大きくなるよう調整されているので、焼成収縮によって両者の境界面に圧着力が働く。これらの作用により、図２Ｂに示すように、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１電極１８ａが第１細管１４ａに焼きばめにて封止された第１セラミックチューブ１６Ａを得る。第３温度は、第１組立体５０Ａの緻密化及び透光化を目的とした温度、例えば１７００℃〜１９００℃が挙げられる。この本焼成によって、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａの内径が例えば２０％〜４０％程度小さくなり、第１貫通孔３６ａに挿通されていた第１電極１８ａは第１細管１４ａに焼きばめ封止されることとなる。その結果、第１電極１８ａの先端部の径は、第１細管１４ａの内径よりも大きくなる。
【００４４】
また、この本焼成によって、第１組立体５０Ａが全体的に収縮するが、主に第１セラミック仮焼成体２４ａが大きく収縮し、第１小円筒部３４ａ（第１細管１４ａ）の軸線に沿った長さも短くなる。その結果、第１電極１８ａの先端部分が、発光部１２の第１細管１４ａ寄りの内面１２ａ（セラミック壁面）から離間し、該内面１２ａから第１電極１８ａの先端位置までの距離が第１電極１８ａの先端部分（第１コイル４２ａ）の軸方向の長さよりも大きくなる。この距離は焼成収縮量、つまり、成形体の相対密度によって変わるため、第１セラミックチューブ１６Ａを多数本作製する場合には、成形体の相対密度を一定にすることで、前記距離を第１セラミックチューブ１６Ａ間でほぼ一定にすることができる。
【００４５】
その後、ステップＳ６において、第１セラミックチューブ１６Ａの発光部１２内に第２細管１４ｂを通じて発光物質を導入する。すなわち、発光部１２内部に、アルゴン等の不活性なスタートガスに加えて、水銀及びメタルハライド添加物が導入される。なお、水銀は、必ずしも、導入する必要はない。
【００４６】
そして、ステップＳ７において、第２細管１４ｂに第２電極１８ｂを挿入封止する。具体的には、図１に示すように、第２細管１４ｂに第２電極１８ｂを封止材２０と共に挿入して第２電極１８ｂを封止する。このとき、第２ストッパ４６ｂが第２細管１４ｂの後端に当接するまで第２電極１８ｂを挿入する。その後、第２ストッパ４６ｂを被覆するように封止材２０を付着して第２電極１８ｂを気密封止する。この段階で、第１発光管１０Ａが完成する。
【００４７】
上述した第１発光管１０Ａ及びその第１製造方法においては、第１組立体５０Ａの本焼成を利用して、第１セラミックチューブ１６Ａの第１細管１４ａに、第１電極１８ａを焼きばめによって封止するようにしたので、第１電極１８ａを第１細管１４ａに封止材２０を使って封止する必要がなくなり、第１発光管１０Ａの組立工程の簡略化が可能となる。複数の第１セラミックチューブ１６Ａを作製する際に、成形体の相対密度を一定にすることで、第１電極１８ａの先端位置を、複数の第１セラミックチューブ１６Ａ間でほぼ一定にすることができる。また、第１細管１４ａと第１リード４４ａが密着しているため第１発光管１０Ａの中心軸に対する第１電極１８ａの位置が一定となる。これは、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上につながる。第１電極１８ａの先端部の径（第１コイル４２ａの径）を第１細管１４ａの内径よりも大きくすることができるため、第１コイル４２ａによる冷却効果を長時間持続させることが可能となり、寿命特性を改善することができる。特に、直流方式の発光管においてはカソード電極の寿命で発光管自体の寿命が決定されるが、第１電極１８ａをカソード電極とすることで、第１発光管１０Ａの寿命を長くすることができる。また、第１細管１４ａの内径を、第１電極１８ａの先端部の径に支配されることなく、細くすることができる。これにより、第１電極１８ａのうち、第１細管１４ａと接触する第１電極軸４０ａ及び第１リード４４ａの径を細くすることができるため、第１細管１４ａと第１電極１８ａとの熱膨張率差による熱応力の増大を防ぐことができる。これは、クラックの発生を防止できることにつながる。また、第１電極軸４０ａ及び第１リード４４ａの径を小さくすることができることから、第１電極１８ａの熱容量が小さくなり、第１電極１８ａによるランプ効率の低下を抑制することができる。
【００４８】
このように、第１発光管１０Ａ及びその第１製造方法によれば、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。
【００４９】
次に、第２の実施の形態に係る発光管（以下、第２発光管１０Ｂと記す）について、図５〜図７を参照しながら説明する。
【００５０】
第２発光管１０Ｂは、図５に示すように、上述した第１発光管１０Ａとほぼ同様に、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された第２セラミックチューブ１６Ｂを有するが、以下の点で異なる。なお、第２電極１８ｂはガラスフリット等の封止材２０によって第２細管１４ｂに封止されている。
【００５１】
すなわち、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａと第２セラミック仮焼成体２４ｂの構成が、第１発光管１０Ａの場合と逆の構成を有する。具体的には、第２セラミック仮焼成体２４ｂは、一方が開口２６とされた中空部２８を有する大円筒部３０と、該大円筒部３０のうち、開口２６と対向する底部３２に一体に設けられた第２小円筒部３４ｂと、第２小円筒部３４ｂの端部から大円筒部３０の内面まで貫通する第２貫通孔３６ｂとを有する。第１セラミック仮焼成体２４ａは、第２セラミック仮焼成体２４ｂの大円筒部３０の開口２６を閉塞する円盤形状のプラグ部３８と、該プラグ部３８の中心部分に一体に設けられた第１小円筒部３４ａと、第１小円筒部３４ａの端部からプラグ部３８の端面まで貫通する第１貫通孔３６ａとを有する。
【００５２】
第１電極１８ａは、第１電極軸４０ａと、該第１電極軸４０ａの先端部に巻回された第１コイル４２ａと、第１電極軸４０ａの側面の一部に固着された第１リード４４ａとを有する。そして、第１リード４４ａを、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１小円筒部３４ａの後端に向かって挿通することによって、第１電極軸４０ａの後端がプラグ部３８の端面３８ａに当接することとなる。つまり、第１電極軸４０ａの軸方向の長さを、複数の第２発光管１０Ｂ間で一定にすることで、第１電極軸４０ａの後端が第１電極１８ａの先端位置を位置決めするための位置決め部として機能することになる。
【００５３】
ここで、第２発光管１０Ｂを作製するための製造方法（第２製造方法）について、図７も参照しながら説明する。
【００５４】
先ず、図７のステップＳ１０１において、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１セラミック成形体２２ａと第２セラミック成形体２２ｂを作製する。なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂの参照符号は、括弧書きにて示す参照符号を参照されたい。具体的には、セラミック粉末、分散媒、ゲル化剤等を混合して成形スラリーを調製した後、成形スラリーを、第１鋳込み型及び第２鋳込み型に注型し、固化する。その後、第１鋳込み型及び第２鋳込み型を離型することで、第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを得る。
【００５５】
次に、ステップＳ１０２において、第１セラミック成形体２２ａを第２温度（例えば１２００℃）で仮焼成して第１セラミック仮焼成体２４ａを作製し、ステップＳ１０３において、第２セラミック成形体２２ｂを第１温度（例えば１０００℃）で仮焼成して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製する。
【００５６】
その後、ステップＳ１０４において、図６Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａ、第２セラミック仮焼成体２４ｂ及び第１電極１８ａを組み立てて第２組立体５０Ｂを作製する。このとき、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１電極１８ａを挿通し、さらに、第２セラミック仮焼成体２４ｂの開口２６を塞ぐように第１セラミック仮焼成体２４ａを挿入することで、第２組立体５０Ｂを得る。
【００５７】
具体的には、この場合も、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１小円筒部３４ａが挿通する程度の貫通孔５２を有する治具５４を使い、治具５４の貫通孔５２に第１小円筒部３４ａを挿通して、治具５４の上面５４ａに第１セラミック仮焼成体２４ａのプラグ部３８を載置する。その後、第１電極１８ａを、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１小円筒部３４ａの後端に向かって挿通する。このとき、第１電極軸４０ａの後端が第１セラミック仮焼成体２４ａの端面（プラグ部３８の端面３８ａ）に接触するまで、第１電極１８ａを第１貫通孔３６ａに挿通する。この段階で、第１電極１８ａの位置決めが完了する。そして、上方から第２セラミック仮焼成体２４ｂの大円筒部３０でプラグ部３８を被覆するように治具５４上に第２セラミック仮焼成体２４ｂを載置することで、第２セラミック仮焼成体２４ｂの開口２６を塞ぐように第１セラミック仮焼成体２４ａを挿入することができる。この段階で、第２組立体５０Ｂが完成する。
【００５８】
その後、ステップＳ１０５において、治具５４に第２組立体５０Ｂを載置した状態で、該第２組立体５０Ｂの緻密化及び透光化を目的として第３温度で本焼成して焼結体を得る。すなわち、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された第２セラミックチューブ１６Ｂを得る。このとき、第２組立体５０Ｂが全体的に収縮するが、第１セラミック仮焼成体２４ａに比べ、第２セラミック仮焼成体２４ｂが大きく収縮する。しかも、第１リード４４ａには、図２Ｂに示すような第１ストッパ４６ａが固定されていないため、第１電極軸４０ａの後端が第１セラミック仮焼成体２４ａのプラグ部３８の端面３８ａに当接した状態が維持され、第１電極軸４０ａの後端が、発光部１２の第１細管１４ａ寄りの内面１２ａ（セラミック壁面）に当接した状態となる。すなわち、第１電極軸４０ａの後端による第１電極１８ａの先端位置の位置決め状態は維持されることとなる。これは、複数の第２セラミックチューブ１６Ｂ間で成形体の相対密度にばらつきがあったとしても、第１セラミックチューブ１６Ａを作製する場合と違って、第１電極１８ａの先端から位置決め部までの距離が短いため、収縮量が小さくなり、影響を受けにくくなる。これは、第１電極１８ａの先端位置の安定化につながる。また、第１リード４４ａと第１細管１４ａが密着するため、第２発光管１０Ｂの中心軸に対する第１電極１８ａの位置が安定する。
【００５９】
その後、ステップＳ１０６において、第２セラミックチューブ１６Ｂの発光部１２内に第２細管１４ｂを通じて発光物質を導入する。そして、ステップＳ１０７において、第２細管１４ｂに第２電極１８ｂを挿入し、封止材２０にて封止する。この段階で、第２発光管１０Ｂが完成する。
【００６０】
上述した第２発光管１０Ｂ及びその第２製造方法においては、第１発光管１０Ａの場合と同様に、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。特に、この第２発光管１０Ｂにおいては、第１電極１８ａを第１セラミック仮焼成体２４ａの内面（プラグ部３８の端面３８ａ）を使って位置決めすることができるため、第１電極１８ａの先端と第２発光管１０Ｂの内面との距離が一定になり、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上を図ることができる。
【００６１】
次に、第３の実施の形態に係る発光管（以下、第３発光管１０Ｃと記す）について図８を参照しながら説明する。
【００６２】
第３発光管１０Ｃは、図８に要部を示すように、上述した第２発光管１０Ｂとほぼ同様の第３セラミックチューブ１６Ｃを有するが、第１電極１８ａの構成が以下の点で異なる。
【００６３】
すなわち、第１電極１８ａは、軸方向の長さが第１細管の軸方向の長さよりも大とされた第１電極軸４０ａと、該第１電極軸４０ａのうち、第１コイル４２ａに近接する部分に固定され、長さ又は外径が第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａ（図６Ａ参照）の内径よりも大とされた棒状又はリング状の第１ストッパ４６ａとを有する。
【００６４】
そして、第３発光管１０Ｃの作製過程において、第１電極軸４０ａを、例えば図６Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１小円筒部３４ａの後端に向かって挿通することによって、第１ストッパ４６ａの後端が第１セラミック仮焼成体２４ａの端面（プラグ部３８の端面３８ａ）に当接することとなる。つまり、第１ストッパ４６ａの固定位置を、複数の第３発光管１０Ｃ間で一定にすることで、第１ストッパ４６ａの後端が第１電極１８ａの先端位置を位置決めするための位置決め部として機能することになる。
【００６５】
この第３発光管１０Ｃにおいても、図７と同様の第２発光管１０Ｂを作製するための第２製造方法にて作製することができる。また、この第３発光管１０Ｃにおいても、上述した第２発光管１０Ｂと同様の効果を奏する。特に、第１電極１８ａの軸線と第２電極１８ｂの軸線をほぼ一致させることができるため、発光効率をさらに向上させることができる。上記の説明は、第１電極軸４０ａを第１細管に焼きばめする構成としているが、第１電極軸４０ａの後方に第１リード４４ａを好ましくは同軸に連結し、第１リード４４ａの部分で焼きばめを行う構成とすると、第１電極軸４０ａと焼きばめ部の径をそれぞれ自由に選択できるため好ましい。
【００６６】
次に、第４の実施の形態に係る発光管（以下、第４発光管１０Ｄと記す）について図９を参照しながら説明する。
【００６７】
第４発光管１０Ｄは、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、上述した第１発光管１０Ａとほぼ同様に、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された第４セラミックチューブ１６Ｄを有するが、以下の点で異なる。なお、第２電極１８ｂはガラスフリット等の封止材２０によって第２細管１４ｂに封止されている。
【００６８】
すなわち、図９Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａは、一方が第１開口２６ａとされた第１中空部２８ａを有する第１湾曲部５６ａと、該第１湾曲部５６ａのうち、前記第１開口２６ａと対向する部分に一体に設けられた第１小円筒部３４ａと、第１小円筒部３４ａの端部から第１湾曲部５６ａの内面まで貫通する第１貫通孔３６ａとを有する。
【００６９】
第２セラミック仮焼成体２４ｂは、一方が第２開口２６ｂとされた第２中空部２８ｂを有する第２湾曲部５６ｂと、該第２湾曲部５６ｂのうち、第２開口２６ｂと対向する部分に一体に設けられた第２小円筒部３４ｂと、第２小円筒部３４ｂの端部から第２湾曲部５６ｂの内面まで貫通する第２貫通孔３６ｂとを有する。
【００７０】
第１電極１８ａは、軸方向の長さが第１貫通孔３６ａの軸方向の長さよりも大とされた第１電極軸４０ａと、該第１電極軸４０ａの先端部に巻回された第１コイル４２ａとを有する。第１電極軸４０ａには、第１小円筒部３４ａの端部に接触することで、発光部１２内での第１電極１８ａの先端位置を決める位置決め用のリング状の第１ストッパ４６ａが一体に形成されている。
【００７１】
この第４発光管１０Ｄにおいても、図３と同様の第１発光管１０Ａを作製するための第１製造方法にて作製することができる。この場合、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１開口２６ａ側の端面と第２セラミック仮焼成体２４ｂの第２開口２６ｂ側の端面を接合スラリーを用いて接合する。また、この第４発光管１０Ｄにおいても、上述した第１発光管１０Ａと同様の効果を奏する。
【００７２】
次に、第５の実施の形態に係る発光管（以下、第５発光管１０Ｅと記す）について図１０Ａ及び図１０Ｂを参照しながら説明する。
【００７３】
第５発光管１０Ｅは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、上述した第２発光管とほぼ同様に、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された第５セラミックチューブ１６Ｅを有するが、以下の点で異なる。なお、第２電極１８ｂはガラスフリット等の封止材２０によって第２細管１４ｂに封止されている。
【００７４】
すなわち、図１０Ａに示すように、第２セラミック仮焼成体２４ｂの大円筒部３０における底部３２は、接合される第１セラミック仮焼成体２４ａに向かって凹とされた湾曲形状とされ、それに応じて中空部２８側の内面も湾曲面となっている。第１セラミック仮焼成体２４ａにおけるプラグ部３８の端面３８ａは、第２セラミック仮焼成体２４ｂの湾曲面に対応して、接合される第２セラミック仮焼成体２４ｂに向かって凹とされた湾曲面とされている。
【００７５】
この第５発光管１０Ｅにおいても、図７と同様の第２発光管１０Ｂを作製するための第２製造方法にて作製することができる。また、この第５発光管１０Ｅにおいても、上述した第２発光管１０Ｂと同様の効果を奏する。
【００７６】
ここで、本実施の形態に係る製造方法に使用される材料等の好ましい態様について説明する。なお、上述した第１製造方法及び第２製造方法を一括していう場合は、単に「製造方法」と記し、上述した第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを一括していう場合は、単にセラミック成形体と記す。
【００７７】
（セラミック成形体）
上述した製造方法ではセラミック成形体を用意する。セラミック成形体の製法は従来各種の方法が公知であり、こうした方法を用いて容易に取得することができる。セラミック成形体の製法としては、例えば鋳込み型に無機粉末と有機化合物とを含む成形スラリーを鋳込み、有機化合物相互の化学反応、例えば分散媒とゲル化剤若しくはゲル化剤相互の化学反応により固化させた後、離型するゲルキャスト法により準備することができる。このような成形スラリーは、原料粉末のほか、分散媒、ゲル化剤を含み、粘性や固化反応調整のため分散剤、触媒を含んでいてもよい。以下、これらの各種成分について説明する。
【００７８】
（原料粉末）
セラミック成形体に含まれるセラミック粉末としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、ＹＡＧ及びこれらの２種以上の混合物を例示することができる。焼結性や特性改善のための焼結助剤としては、酸化マグネシウムが挙げられるが、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3及びＳｃ2Ｏ3が好ましいものとして挙げられる。
【００７９】
（分散媒）
分散媒としては、反応性の分散媒を用いることが好ましい。例えば、反応性官能基を有する有機分散媒を用いることが好ましい。反応性官能基を有する有機分散媒は、後述するゲル化剤と化学結合し、すなわち、成形スラリーを固化可能な液状物質であること、及び注型が容易な高流動性の成形スラリーを形成できる液状いずれかの物質であること、の２つの条件を満たすことが好ましい。ゲル化剤と化学結合し、成形スラリーを固化するためには、反応性官能基、すなわち、水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成し得る官能基を分子内に有していることが好ましい。
【００８０】
一方、注型が容易な高流動性のある成形スラリーを形成するには、可能な限り粘性の低い有機分散媒を用いることが好ましく、特に、温度２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。
【００８１】
また、多価アルコールや多塩基酸も成形スラリーを大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。
【００８２】
（ゲル化剤）
ゲル化剤は、分散媒に含まれる反応性官能基と反応して固化反応を引き起こすものであり、例えば国際公開第２００２／０８５５９０号パンフレットの２１頁〜２２頁９行目に記載されているが、以下を例示するものも用いることができる。
【００８３】
ゲル化剤の反応性官能基は、溝形状を維持しつつ接合を行うために、固化反応を引き起こした後、接合の際の荷重で変形しないだけの強度が得られるものが望ましい。こういった観点より、特に固化反応後の耐溶剤性の高く、加えて反応性分散材との反応性が高いイソシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、及び／又はイソチオシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）を有するゲル化剤を選択することが好ましい。
【００８４】
セラミック成形体を製造するための成形スラリーは、特開２００８−４４３４４号公報や、国際公開第２００２／０８５５９０号パンフレットに記載されている内容を例示できるが、例えば、以下のようにして調製することができる。まず、分散媒に原料粉末を分散させて成形スラリーとした後、ゲル化剤を添加するか、あるいは分散媒に原料粉末とゲル化剤とを同時に添加して分散して成形スラリーとすることができる。
【００８５】
（焼結体（セラミックチューブ）の作製）
次に、用意した２以上のセラミック成形体、又はセラミック成形体を大気中で仮焼成して得られたセラミック仮焼体を、第１電極と共に、上述した治具等を用いて組み立てて組立体又は接合体を作製する。その後、組立体又は接合体を焼成して焼結体を得る。焼結工程に先立って、組立体又は接合体を脱脂又は仮焼することができる。
【００８６】
（電極）
セラミックチューブに焼きばめ、又は封着する電極の材質は、各種公知なものを用いることができる。例えば、電極軸及びコイルはＷ（タングステン）、リードについてはＷ、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｒｕ（ルテニウム）等が融点、熱膨張の観点から好ましいものとして挙げられる。
【００８７】
（接合スラリー）
セラミック仮焼成体同士を接合して接合体を得る場合は、接合スラリーを用意する。接合スラリーは、化学反応により固化しない非自己硬化性のスラリーであることが好ましい。接合スラリーには、既に説明した成形スラリーに用いることのできる原料粉末、非反応性分散媒のほか、ポリビニルアセタール樹脂及びエチルセルロース等の各種バインダを用いることができる。また、適宜ＤＯＰ（フタル酸ビス（２−エチルヘキシル））等の分散剤や、混合時の粘性調節のためのアセトンやイソプロパノール等の有機溶剤も用いることができる。
【００８８】
接合スラリーは、原料粉末、溶媒、バインダをトリロールミル、ポットミル等を用いる通常のセラミックスペーストやスラリーの製造方法を用いて混合することにより得ることができる。分散剤や有機溶剤は適宜混合することができる。具体的には、ブチルカルビトール、酢酸ブチルカルビトール及びテルピネオール等を用いることができる。
【実施例】
【００８９】
［第１実施例］
実施例１及び２、比較例１に係る製造方法で作製した発光管のクラックの発生状況、発光部のリーク量を測定した。さらに、第１電極の先端位置のばらつき（セラミック壁面から第１電極の先端位置までの距離のばらつき）を確認した。
【００９０】
（実施例１）
図３に示す第１製造方法に基づいて、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。この場合、第１セラミックチューブ１６Ａの第１細管１４ａの内径を０．５ｍｍ、第２細管１２ｂの内径を０．８ｍｍとした。
【００９１】
先ず、第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂ（図４Ａ及び図４Ｂ参照）を作製するための成形スラリーを以下のようにして調製した。すなわち、原料粉末としてアルミナ粉末１００重量部及びマグネシア０．０２５重量部、分散媒として多塩基酸エステル３０重量部、ゲル化剤としてＭＤＩ樹脂４重量部、分散剤２重量部、触媒としてトリエチルアミン０．２重量部を混合して成形スラリーとした。
【００９２】
この成形スラリーを、アルミニウム合金製の第１鋳込み型及び第２鋳込み型に室温で注型後、室温で１時間放置し、固化してから離型した。さらに、室温、次いで温度９０℃のそれぞれの温度にて２時間放置して、それぞれ１０個の第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを得た。
【００９３】
その後、上述のようにして作製した第１セラミック成形体２２ａを大気中で温度１０００℃で仮焼成して第１セラミック仮焼成体２４ａを作製し、第２セラミック成形体２２ｂを大気中で温度１２００℃で仮焼して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製した。その後、図２Ａの治具５４を用いて、第２セラミック仮焼成体２４ｂ、第１セラミック仮焼成体２４ａ及び第１電極１８ａを順に組み立てて第１組立体５０Ａを作製した後、水素：窒素＝３：１の雰囲気中、温度１８００℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。第１電極１８ａの外径は第１細管１４ａの内径の１．０１〜１．０４倍となるよう、０．５０５〜０．５２ｍｍの範囲のものを使用した。また、電極先端の第１コイル４２ａの径はいずれも０．７ｍｍとした。この結果、第１組立体５０Ａから、発光部１２の外径１１ｍｍ、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂの軸方向の長さが１７ｍｍであって、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された焼結体（第１セラミックチューブ１６Ａ）を得た。その後、第２細管１４ｂ内に第２電極１８ｂをガラスフリットで封止して１０個の実施例１に係る発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。第２電極１８ｂの外径は第２細管１４ｂに引っかからずに入るよう、０．７２ｍｍのものを使用した。
【００９４】
得られた１０個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、１５０℃でもクラックが発生せず、第１電極１８ａ及び第２電極１８ｂのない同形状のセラミックチューブと同じレベルであった。さらに、これらの発光管につき、耐熱衝撃性評価のあと、Ｈｅリーク測定機にて発光部のリーク量を測定したところ、いずれも１×１０-8ａｔｍ・ｃｃ／秒以下であった。また、試作した１０個の発光管のセラミック壁面１２ａから第１電極１８ａの先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は０．１０ｍｍであった。また、第１電極１８ａの発光管の中心軸からのずれ量を測定したところ、いずれも０．０１ｍｍ以下であった。
【００９５】
（実施例２）
図７に示す第２製造方法に基づいて、図５に示す１０個の焼結体（第２セラミックチューブ１６Ｂ）を作製した。この場合も、第１細管１４ａの内径を第２細管１４ｂの内径よりも小さくした。
【００９６】
先ず、上述した実施例１と同様にして、それぞれ１０個の第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂ（図４Ａ及び図４Ｂ参照）を作製した。
【００９７】
その後、上述のようにして作製した第１セラミック成形体２２ａを大気中で温度１２００℃で仮焼成して第１セラミック仮焼成体２４ａを作製し、第２セラミック成形体２２ｂを大気中で温度１０００℃で仮焼して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製した。その後、図６Ａの治具５４を用いて、第１セラミック仮焼成体２４ａ、第１電極１８ａ及び第２セラミック仮焼成体２４ｂを順に組み立てて第２組立体５０Ｂを作製した後、水素：窒素＝３：１の雰囲気中、温度１８００℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。この結果、第２組立体５０Ｂから、発光部１２の外径１１ｍｍ、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂの軸方向の長さが１７ｍｍであって、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された焼結体（第２セラミックチューブ１６Ｂ）を得た。その後、第２細管１４ｂ内に第２電極１８ｂをガラスフリットで封止して１０個の実施例２に係る発光管（第２発光管１０Ｂ）を作製した。
【００９８】
得られた１０個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、１５０℃でもクラックが発生せず、第１電極１８ａ及び第２電極１８ｂのない同形状のセラミックチューブと同じレベルであった。さらに、これらの発光管につき、耐熱衝撃性評価のあと、Ｈｅリーク測定機にて発光部のリーク量を測定したところ、いずれも１×１０-8ａｔｍ・ｃｃ／秒以下であった。また、試作した１０個の発光管のセラミック壁面１２ａから第１電極１８ａの先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は０．０５ｍｍであった。また、第１電極１８ａの発光管の中心軸との距離について設計値からのずれ量を測定したところ、いずれも０．０１ｍｍ以下であった。
【００９９】
（比較例１）
図３に示す第１製造方法に基づいて、図１に類似した１０個の発光管を作製した。この場合、第１細管１４ａの内径と第２細管１４ｂの内径を０．８ｍｍにした。
【０１００】
先ず、上述した実施例１と同様にして、それぞれ１０個の第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを作製した。
【０１０１】
その後、上述のようにして作製した第１セラミック成形体２２ａを大気中で温度１０００℃で仮焼成して第１セラミック仮焼成体２４ａを作製し、第２セラミック成形体２２ｂを大気中で温度１２００℃で仮焼して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製した。その後、図２Ａの治具５４を用いて、第１セラミック仮焼成体２４ａ及び第２セラミック仮焼成体２４ｂを順に組み立てて組立体を作製した後、水素：窒素＝３：１の雰囲気中、温度１８００℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。この結果、組立体から、発光部１２の外径１１ｍｍ、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂの軸方向の長さが１７ｍｍであって、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂにそれぞれ電極が挿入されていない焼結体（セラミックチューブ）を得た。その後、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂ内にそれぞれ第１電極１８ａ及び第２電極１８ｂをガラスフリットで封止して１０個の比較例１に係る発光管を作製した。
【０１０２】
得られた１０個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。しかし、水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、温度１５０℃で第１細管１４ａのフリット封止部によりクラックが発生した。さらに、これらの発光管について、耐熱衝撃性評価のあと、Ｈｅリーク測定機にてリーク量を測定したところ、１０個の焼結体のうち、２つの発光管でリークが発生した。また、試作した１０個の発光管のセラミック壁面１２ａから電極の先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は０．１０ｍｍであった。また、第１電極１８ａの発光管の中心軸からのずれ量を測定したところ、０．０３ｍｍ〜０．０４ｍｍであった。
【０１０３】
［第２実施例］
図３に示す第１製造方法で作製した発光管について、第１電極１８ａの第１リード４４ａ（焼きばめ部）の径を変化させた場合のクラックの発生状況、第１電極の先端の変形（倒れ）の発生状況を確認した。
【０１０４】
（実施例３）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの第１リード４４ａ（焼きばめ部）の径を０．１８ｍｍとした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１０５】
（実施例４）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの第１リード４４ａの径を０．５０ｍｍとした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１０６】
（参考例１）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの第１リード４４ａの径を０．１５ｍｍとした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１０７】
（参考例２）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの第１リード４４ａの径を０．６０ｍｍとした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１０８】
＜評価＞
評価は以下のように行った。
（第１細管のクラック発生数）
得られた各発光管において、第１細管にクラックが発生しているかどうかを検査し、参考例１、２、実施例３、４において、それぞれ１０個の発光管のうち、クラックが発生している個数を確認した。
【０１０９】
（電極先端の変形）
得られた各発光管において、第１電極の先端部の軸線が第１リード４４ａ（焼きばめられた部分）の軸線に対して倒れているかどうか、すなわち、電極先端が変形しているかどうかを検査し、参考例１、２、実施例３、４において、それぞれ１０個の発光管のうち、電極先端が変形している個数を確認した。
【０１１０】
（評価結果）
評価結果を表１に示す。
【表１】
【０１１１】
表１に示す結果から、第１電極１８ａの焼きばめ部の径として、０．１８〜１．５０ｍｍの範囲が好ましいことがわかる。これは、図７に示す第２製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
【０１１２】
［第３実施例］
図３に示す第１製造方法で作製した発光管について、第１電極１８ａの先端部の径の第１細管１４ａの内径に対する倍率を変化させた場合のランプの有効時間とランプ効率を確認した。
【０１１３】
（実施例５）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの先端部の径の第１細管１４ａの内径に対する倍率を１．２とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１１４】
（実施例６）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を４とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１１５】
（参考例３）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を１．１とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１１６】
（参考例４）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を５とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１１７】
＜評価＞
評価は以下のように行った。
（ランプの有効時間）
得られた各発光管に対して連続点灯試験を行って、点灯開始時点から明るさが点灯開始時の８０％に低下した時点までの時間（ランプとして機能する有効時間）を計測した。
【０１１８】
そして、実施例５の有効時間をｈ（時間）として、実施例６、参考例３、４の割合をみた。
【０１１９】
（ランプ効率）
ランプ効率は、実施例５のランプ効率を１００とした相対値にて示した。
【０１２０】
（評価結果）
評価結果を表２に示す。
【表２】
【０１２１】
表２に示す結果から、第１電極１８ａの先端部の径の第１細管１４ａの内径に対する倍率として、１．２〜４の範囲が好ましいことがわかる。これは、図７に示す第２製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
【０１２２】
［第４実施例］
図３に示す第１製造方法で作製した発光管（直流電源により点灯させるタイプ）について、第１電極１８ａのうち、第１細管１４ａに封止された部分の径の、第２電極１８ｂのうち、第２細管１４ｂに封止された部分の径に対する倍率（以下、第１電極１８ａの径の第２電極１８ｂの径に対する倍率という）を変化させた場合のカソード側（第１細管側）のクラックの発生状況とランプ効率を確認した。
【０１２３】
（実施例７）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの径の第２電極１８ｂの径に対する倍率を０．９とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１２４】
（実施例８）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を０．２とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１２５】
（参考例５）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を１．０とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１２６】
（参考例６）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を０．１とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１２７】
＜評価＞
評価は以下のように行った。
（カソード側のクラック発生数）
得られた各発光管において、カソード側（第１細管側）にクラックが発生しているかどうかを検査し、参考例５、６、実施例７、８において、それぞれ１０個の発光管のうち、クラックが発生している個数を確認した。
【０１２８】
（ランプ効率）
ランプ効率は、実施例７のランプ効率を１００とした相対値にて示した。
【０１２９】
（評価結果）
評価結果を表３に示す。
【表３】
【０１３０】
表３に示す結果から、第１電極１８ａの径の第２電極１８ｂの径に対する倍率として、０．２〜０．９の範囲が好ましいことがわかる。これは、図７に示す第２製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
【０１３１】
なお、本発明に係る発光管及びその製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０Ａ〜１０Ｅ…第１発光管〜第５発光管 １２…発光部
１４ａ…第１細管 １４ｂ…第２細管
１６Ａ〜１６Ｅ…第１セラミックチューブ〜第５セラミックチューブ
１８ａ…第１電極 １８ｂ…第２電極
２０…封止材 ２２ａ…第１セラミック成形体
２２ｂ…第２セラミック成形体 ２４ａ…第１セラミック仮焼成体
２４ｂ…第１セラミック仮焼成体 ３４ａ…第１小円筒部
３４ｂ…第２小円筒部 ３６ａ…第１貫通孔
３６ｂ…第２貫通孔 ３８…プラグ部
４０ａ…第１電極軸 ４２ａ…第１コイル
４４ａ…第１リード ４６ａ…第１ストッパ
４６ｂ…第２ストッパ ５０Ａ…第１組立体
５０Ｂ…第２組立体 ５６ａ…第１湾曲部
５６ｂ…第２湾曲部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプ等の高輝度放電灯を含む発光管及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックメタルハライドランプは、高輝度放電灯用のセラミックチューブの内部に挿入された一対の電極で金属ハロゲン化物をイオン化し、これにより放電発光を得るものである。
【０００３】
この種のセラミックチューブは、それぞれ軸線が発光部に対向するように位置決めされて形成された一対の細管を有する。各細管にはそれぞれ電極挿入孔が設けられ、これら電極挿入孔を介して電極が挿入されるようになっている。セラミックチューブは、複数の部材を組み立てて作製したものや、単一の部材として一体的に作製したもの、２個の部材を接合して作製したもの等、各種のものが開示されている。
【０００４】
そして、例えばセラミックチューブに設けられた２本の細管のうち、一方の電極挿入孔に電極を挿入してフリットガラス等で封止した後、残る他方の電極挿入孔より発光物質を発光容器内に導入し、その後、該他方の電極挿入孔に電極を挿入してフリットガラス等で封止して発光管の組立を行うようにしている（例えば特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０２６２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７７０９２号公報
【特許文献３】特開２００９−１６３９７３号公報
【特許文献４】特開２００８−２６２７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来においては、発光管への組み立ての際、両側の電極をフリット封止する必要があるため、組立工数が多くなるという問題がある。セラミックチューブを作製した後に、２つの電極を対応する細管に挿通して封止することから、各細管の内径を電極の最大径（先端部の径）よりも大きくする必要がある。また、電極の位置決めは電極に棒状またはリング状のストッパを設置し、そのストッパをセラミックチューブの端部（各細管の端部）と接触させる形で行うため、セラミックチューブの細管の長さばらつきにより、電極の先端が発光部内面に突き出す量がばらつき、発光部内面との距離のばらつきが大きくなり、ランプの色ばらつきや寿命低下の原因となる。また、各々の電極をセラミックチューブの両端で位置決めするため、セラミックチューブの全長にばらつきがあると、２つの電極間の距離がばらつき、ランプ効率低下や色ばらつきの原因となる。また、細管と電極リードとの間にクリアランスがあるため、封止の際、ずれやすく、発光管の中心軸に対する電極位置が一定とならず、色ばらつきの原因となる。
【０００７】
上述したように、電極の先端部の径を細管の内径より大きくすることができないため、電極温度が高くなり易く、寿命低下の原因となる。一方、細管の内径を大きくすれば、電極先端部の径を大きくすることが可能であるが、その場合、電極と細管の内径との隙間が大きくなる。その結果、隙間に発光物質がたまりやすくなり、電極を封止している部分の腐食が発生し易くなる。また、発光物質の量が安定せず、発光管の中心軸に対する電極の位置が一定でなくなるため、色ばらつきの原因ともなる。そこで、隙間を小さくするために、細管の内径に合わせて電極の先端部以外の径も太くすると、電極と細管との間の熱膨張率差による熱応力が大きくなり、細管部にクラックが発生しやすくなる。また、電極の熱容量が大きくなるためランプ効率が低下する、という問題がある。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる発光管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］ 第１の本発明に係る発光管は、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管において、前記第１細管に前記第１電極が焼きばめによって封止されていることを特徴とする。
【００１０】
［２］ 第１の本発明において、前記第１電極のうち、前記第１細管に焼きばめられた部分の径が、０．１８ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
［３］ 第１の本発明において、前記第１電極の先端部の径が、０．２２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記第１細管の内径の１．２倍以上４倍以下であることを特徴とする。
【００１２】
［４］ 第１の本発明において、前記発光管は直流電源により点灯され、前記第１電極がカソード電極であり、前記第２電極がアノード電極であり、前記第１電極のうち、第１細管に封止された部分の径が、前記第２電極のうち、前記第２細管に封止された部分の径の０．２倍以上０．９倍以下であることを特徴とする。
【００１３】
［５］ 第１の本発明において、前記セラミックチューブは、後に第１細管となる第１小円筒部が一体に設けられた第１部材と、後に第２細管となる第２小円筒部が一体に設けられた第２部材と、前記第１電極とが組み立てられ、焼成されて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
［６］ 第１の本発明において、前記第１電極は、前記第１細管の端部に接触することで、前記発光部内での前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする。
【００１５】
［７］ 第１の本発明において、前記第１電極は、前記第１部材における前記発光部側の内面に接触することで、前記発光部内での前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする。
【００１６】
［８］ 第１の本発明において、前記第１部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有し、前記第２部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有することを特徴とする。
【００１７】
［９］ 第１の本発明において、前記第２部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有し、前記第１部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有することを特徴とする。
【００１８】
［１０］ 第１の本発明において、前記第１部材は、一方が第１開口とされた中空部を有する第１湾曲部と、該第１湾曲部のうち、前記第１開口と対向する部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有し、前記第２部材は、一方が第２開口とされた中空部を有する第２湾曲部と、該第２湾曲部のうち、前記第２開口と対向する部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有し、前記セラミックチューブは、前記第１部材と前記第２部材とが、前記第１開口と前記第２開口とが対向するようにして接合されて構成されていることを特徴とする。
【００１９】
［１１］ 第２の本発明に係る発光管の製造方法は、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管の製造方法において、第１セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第１細管となる第１小円筒部と該第１小円筒部に軸方向に形成された第１貫通孔とを有する第１部材を作製する第１部材作製工程と、第２セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第２細管となる第２小円筒部と該第２小円筒部に軸方向に形成された第２貫通孔とを有する第２部材を作製する第２部材作製工程と、前記第１部材、前記第２部材及び前記第１電極を組み立てて組立体を作製する組立工程と、前記組立体を本焼成して前記発光部、前記第１細管及び前記第２細管を有するセラミックチューブを作製すると共に、前記第１電極を前記第１細管に焼きばめにて封止するセラミックチューブ作製工程と、前記セラミックチューブの前記発光部内に前記第２細管を通じて発光物質を導入する工程と、前記第２細管に前記第２電極を挿入封止する電極封止工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
［１２］ 第２の本発明において、前記第１部材作製工程は、前記第１セラミック成形体を第１温度にて仮焼成して前記第１部材を作製し、前記第２部材作製工程は、前記第２セラミック成形体を前記第１温度よりも高い第２温度にて仮焼成して前記第２部材を作製し、前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第２温度よりも高い第３温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする。
【００２１】
［１３］ 第２の本発明において、前記第１電極は、先端部の径が前記第１貫通孔の径よりも小さく、後端部分に前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有し、前記組立工程は、前記第１部材と前記第２部材とが対向するようにして、前記第２部材、前記第１部材及び前記第１電極の順に組み立て、前記第１電極を、前記第１部材の前記第１貫通孔に、前記位置決め部が前記第１小円筒部の後端に接触するまで挿通することを特徴とする。
【００２２】
［１４］ 第２の本発明において、前記第１部材作製工程は、前記第１セラミック成形体を第１温度にて仮焼成して前記第１部材を作製し、前記第２部材作製工程は、前記第２セラミック成形体を前記第１温度よりも低い第２温度にて仮焼成して前記第２部材を作製し、前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第１温度よりも高い第３温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする。
【００２３】
［１５］ 第２の本発明において、前記第１電極は、先端部の径が前記第１貫通孔の径よりも大きく、先端部分に前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有し、前記組立工程は、前記第１部材と前記第２部材とが対向するようにして、前記第１部材、前記第１電極及び前記第２部材の順に組み立て、前記第１電極を、前記第１貫通孔に、前記位置決め部が前記第２部材と対向する端面に接触するまで挿通する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明に係る発光管及びその製造方法においては、一方の電極が焼きばめられているため、発光管の組立工程の簡略化が可能となる。電極を発光管の内面を使って位置決めすることができるため、電極が発光部に突き出す量が一定となり、先端と発光管の内面との距離が一定になる。また、細管と電極リードが密着するため、発光管の中心軸に対する電極位置のずれがなくなり、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上を図ることができる。電極の先端部の径を大きくすることができるため、寿命特性が改善される。一方、電極の焼きばめ部は細くできるため、熱応力によるクラックを防止できる。
【００２５】
このように、本発明に係る発光管及びその製造方法によれば、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態に係る発光管（第１発光管）の構成を示す断面図である。
【図２】図２Ａは第２セラミック仮焼成体、第１セラミック仮焼成体及び第１電極の順で組み立てて第１組立体を作製している状態を示す工程図であり、図２Ｂは第１組立体を本焼成して第１セラミックチューブとした状態を示す工程図である。
【図３】第１発光管を作製するための第１製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４Ａは第１セラミック成形体（又は第２セラミック成形体）を示す断面図であり、図４Ｂは第２セラミック成形体（又は第１セラミック成形体）を示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る発光管（第２発光管）の構成を示す断面図である。
【図６】図６Ａは第１セラミック仮焼成体、第１電極及び第２セラミック仮焼成体の順で組み立てて第２組立体を作製している状態を示す工程図であり、図６Ｂは第２組立体を本焼成して第２セラミックチューブとした状態を示す工程図である。
【図７】第２発光管を作製するための第２製造方法を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態に係る発光管（第３発光管）の構成を一部省略して示す断面図である。
【図９】図９Ａは第４の実施の形態に係る発光管（第４発光管）の構成部材である第１セラミック仮焼成体及び第２セラミック仮焼成体を示す断面図であり、図９Ｂは第４発光管の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａは第５の実施の形態に係る発光管（第５発光管）の構成部材である第１セラミック仮焼成体及び第２セラミック仮焼成体を示す断面図であり、図１０Ｂは第５発光管の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る発光管及びその製造方法の実施の形態例を図１〜図１０Ｂを参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
【００２８】
発光管は、高圧放電灯を含み、該高圧放電灯は、道路照明、店舗照明、自動車用ヘッドランプ、液晶プロジェクター等の各種の照明装置に適用可能である。また、発光管は、メタルハライドランプ用の発光管や高圧ナトリウムランプ用の発光管を含む。
【００２９】
先ず、第１の実施の形態に係る発光管（以下、第１発光管１０Ａと記す）は、図１に示すように、内部において発光が行われる円筒状の発光部１２と、該発光部１２の両側にそれぞれ一体に形成された円筒状の第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂとを有する第１セラミックチューブ１６Ａを具備する。第１セラミックチューブ１６Ａの第１細管１４ａには第１電極１８ａが挿入封止され、第２細管１４ｂには第２電極１８ｂが挿入封止されている。特に、この第１発光管１０Ａにおいては、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめによって封止されている。なお、第２電極１８ｂはガラスフリット等の封止材２０によって第２細管１４ｂに封止されている。
【００３０】
第１セラミックチューブ１６Ａは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１セラミック成形体２２ａを仮焼成した第１セラミック仮焼成体２４ａと、第２セラミック成形体２２ｂを仮焼成した第２セラミック仮焼成体２４ｂとを接合し、本焼成することによって構成されている。
【００３１】
図２Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａは、一方が開口２６とされた中空部２８を有する大円筒部３０と、該大円筒部３０のうち、開口２６と対向する部分（底部３２）に一体に設けられた第１小円筒部３４ａ（後に第１細管１４ａとなる部分）と、第１小円筒部３４ａの端部から大円筒部３０の内面まで貫通する第１貫通孔３６ａとを有する。第２セラミック仮焼成体２４ｂは、第１セラミック仮焼成体２４ａの大円筒部３０の開口２６を閉塞する円盤形状であって、端面が平坦面とされたプラグ部３８と、該プラグ部３８の中心部分に一体に設けられた第２小円筒部３４ｂ（後に第２細管１４ｂとなる部分）と、第２小円筒部３４ｂの端部からプラグ部３８の端面まで貫通する第２貫通孔３６ｂとを有する。なお、第１セラミック仮焼成体２４ａの大円筒部３０における底部３２の中空部２８側の内面は、プラグ部３８の端面に対応して平坦面とされている。
【００３２】
第１電極１８ａは、例えば図１に示すように、第１電極軸４０ａと、該第１電極軸４０ａの先端部に巻回された第１コイル４２ａと、第１電極軸４０ａの後端に接続された第１リード４４ａとを有する。第１リード４４ａには、第１細管１４ａ（第１小円筒部３４ａ）の端部に接触することで、発光部１２内での第１電極１８ａの先端位置を決める位置決め用の棒状又はリング状の第１ストッパ４６ａが固定されている。第１コイル４２ａの最大径が実質的には第１電極１８ａの先端部の径となり、第１コイル４２ａの先端位置から突き出た第１電極軸４０ａの先端が第１電極１８ａの先端位置となる。
【００３３】
特に、第１電極１８ａの先端部の径は、第１セラミック仮焼成体２４ａにおける第１貫通孔３６ａの内径よりもわずかに小とされ、第１細管１４ａの内径の１．２倍以上４倍以下である。この場合、０．２２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。また、第１電極１８ａのうち、第１細管１４ａに焼きばめられた部分の径、すなわち、第１リード４４ａの径は、０．１８ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、第１細管１４ａの内径よりやや大とされ、両者の境界に焼成収縮による圧着力が働くよう調整されている。また、第１リード４４ａの径は、第１電極１８ａの先端部の径よりも小さい。なお、第１ストッパ４６ａの長さ又は外径は第１貫通孔３６ａの内径よりも大とされ、第１細管１４ａの外径よりも小とされている。
【００３４】
一方、第２電極１８ｂは、第２電極軸４０ｂと、該第２電極軸４０ｂの先端部に巻回された第２コイル４２ｂと、第２電極軸４０ｂの後端に接続され、径が第２電極軸４０ｂの径よりも大とされた第２リード４４ｂとを有する。第２リード４４ｂには、第２細管１４ｂの端部に接触することで、発光部１２内での第２電極１８ｂの先端位置を決める位置決め用のリング状の第２ストッパ４６ｂが固定されている。第２コイル４２ｂの最大径が実質的に第２電極１８ｂの先端部の径であり、第２コイル４２ｂより突き出た第２電極軸４０ｂの先端が第２電極１８ｂの先端となる。
【００３５】
第２電極１８ｂの先端部の径は第２細管１４ｂの内径よりも小とされ、第２電極軸４０ｂの径は第２リード４４ｂの径よりも小とされている。また、第２ストッパ４６ｂの外径は第２細管１４ｂの内径よりも大とされ、第２細管１４ｂの外径よりも小とされている。すなわち、第２細管１４ｂの内径は、第１細管１４ａの内径よりも大とされている。
【００３６】
この第１発光管１０Ａは、交流方式及び直流方式のどちらでも使用でき、特に、直流方式で使用する場合は、アノード電極に比べ、カソード電極の温度が低くなるため、カソード電極の電極封着部の微小隙間に発光物質が侵入しやすく、また侵入した発光物質は、液化・固化して発光部に戻れないため、光束が低下するおそれがある。これを回避するためセラミックと電極の間に隙間が存在しない第１電極１８ａをカソード電極とすることが好ましい。また、アノード電極とカソード電極の温度差が大きいと色ムラの原因となるため、温度バランスをとるために、第１電極１８ａをカソード電極とし、第２電極１８ｂをアノード電極とし、第１リード４４ａの径が、第２リード４４ｂの径の０．２倍以上０．９倍以下とすることが好ましい。
【００３７】
ここで、第１発光管１０Ａを作製するための製造方法（第１製造方法）について、図３も参照しながら説明する。
【００３８】
図３のステップＳ１において、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１セラミック成形体２２ａと第２セラミック成形体２２ｂを作製する。具体的には、先ず、セラミック粉末、分散媒、ゲル化剤等を混合してゲルキャスト用のスラリー（成形スラリーと記す）を調製する。その後、成形スラリーを、第１セラミック成形体２２ａを成形するための第１鋳込み型内、並びに第２セラミック成形体２２ｂを成形するための第２鋳込み型内に注型した後、固化する。その後、第１鋳込み型及び第２鋳込み型を離型することで、第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを得る。
【００３９】
次に、ステップＳ２において、第１セラミック成形体２２ａを第１温度で仮焼成して、図２Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａを作製する。第１温度は、第１セラミック成形体２２ａの緻密化のレベルが低い温度、例えば７００℃〜１２００℃等を採用することができる。温度が低いと第１セラミック仮焼成体２４ａの強度が不足し、組み立ての際、破損しやすくなる。仮焼成は一般的には大気中で行われるため、仮焼成温度が高いとその後の焼成で緻密化することが難しくなるため、仮焼成の温度は上述の範囲が望ましい。
【００４０】
その後、ステップＳ３において、第２セラミック成形体２２ｂを第２温度で仮焼成して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製する。第２温度は、第２セラミック成形体２２ｂの緻密化のレベルが第１セラミック成形体２２ａの緻密化のレベルよりも高い温度、例えば第１温度より５０℃〜３００℃高い温度等を採用することができる。第１温度と第２温度の差が小さいと、両者の寸法差が小さく、組み立ての際のクリアランス不足により、キズやカケの原因となる。また、温度差が大きく、寸法差が大きいと両者が固定されるまでの収縮量が大きくなり、第１セラミック仮焼成体２４ａと第２セラミック仮焼成体２４ｂとの傾きが起きやすくなるため、上述の範囲が好ましい。
【００４１】
その後、ステップＳ４において、図２Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａ、第２セラミック仮焼成体２４ｂ及び第１電極１８ａを組み立てて第１組立体５０Ａを作製する。このとき、第１セラミック仮焼成体２４ａの開口２６を塞ぐように第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８を挿入し、さらに、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１電極１８ａを挿入することで第１組立体５０Ａを得る。
【００４２】
具体的には、第２セラミック仮焼成体２４ｂの第２小円筒部３４ｂが挿通する程度の貫通孔５２を有する治具５４を使い、治具５４の貫通孔５２に第２小円筒部３４ｂを挿通して、治具５４の上面５４ａに第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８を載置し、上方から第１セラミック仮焼成体２４ａの大円筒部３０で第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８を被覆するように治具５４上に第１セラミック仮焼成体２４ａを載置することで、第１セラミック仮焼成体２４ａの開口２６を塞ぐように第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８を挿入することができる。その後、第１電極１８ａを、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１小円筒部３４ａの後端から第１貫通孔３６ａに挿通する。このとき、第１ストッパ４６ａが第１小円筒部３４ａの後端に当接するまで第１電極１８ａを第１貫通孔３６ａに挿通する。これによって、第１組立体５０Ａが完成する。
【００４３】
その後、ステップＳ５において、治具５４に第１組立体５０Ａを載置した状態で、該第１組立体５０Ａを第３温度で本焼成して焼結体を得る。第２セラミック仮焼成体２４ｂのプラグ部３８は、単独で焼成した場合は焼成後の外径が、第１セラミック仮焼成体２４ａの開口２６の焼成後の内径より１〜９％大きくなるよう調整されているので、焼成収縮によって両者の境界面に圧着力が働く。また、第１電極１８ａの第１リード４４ａが第１細管１４ａの内径より、若干大きくなるよう調整されているので、焼成収縮によって両者の境界面に圧着力が働く。これらの作用により、図２Ｂに示すように、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１電極１８ａが第１細管１４ａに焼きばめにて封止された第１セラミックチューブ１６Ａを得る。第３温度は、第１組立体５０Ａの緻密化及び透光化を目的とした温度、例えば１７００℃〜１９００℃が挙げられる。この本焼成によって、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａの内径が例えば２０％〜４０％程度小さくなり、第１貫通孔３６ａに挿通されていた第１電極１８ａは第１細管１４ａに焼きばめ封止されることとなる。その結果、第１電極１８ａの先端部の径は、第１細管１４ａの内径よりも大きくなる。
【００４４】
また、この本焼成によって、第１組立体５０Ａが全体的に収縮するが、主に第１セラミック仮焼成体２４ａが大きく収縮し、第１小円筒部３４ａ（第１細管１４ａ）の軸線に沿った長さも短くなる。その結果、第１電極１８ａの先端部分が、発光部１２の第１細管１４ａ寄りの内面１２ａ（セラミック壁面）から離間し、該内面１２ａから第１電極１８ａの先端位置までの距離が第１電極１８ａの先端部分（第１コイル４２ａ）の軸方向の長さよりも大きくなる。この距離は焼成収縮量、つまり、成形体の相対密度によって変わるため、第１セラミックチューブ１６Ａを多数本作製する場合には、成形体の相対密度を一定にすることで、前記距離を第１セラミックチューブ１６Ａ間でほぼ一定にすることができる。
【００４５】
その後、ステップＳ６において、第１セラミックチューブ１６Ａの発光部１２内に第２細管１４ｂを通じて発光物質を導入する。すなわち、発光部１２内部に、アルゴン等の不活性なスタートガスに加えて、水銀及びメタルハライド添加物が導入される。なお、水銀は、必ずしも、導入する必要はない。
【００４６】
そして、ステップＳ７において、第２細管１４ｂに第２電極１８ｂを挿入封止する。具体的には、図１に示すように、第２細管１４ｂに第２電極１８ｂを封止材２０と共に挿入して第２電極１８ｂを封止する。このとき、第２ストッパ４６ｂが第２細管１４ｂの後端に当接するまで第２電極１８ｂを挿入する。その後、第２ストッパ４６ｂを被覆するように封止材２０を付着して第２電極１８ｂを気密封止する。この段階で、第１発光管１０Ａが完成する。
【００４７】
上述した第１発光管１０Ａ及びその第１製造方法においては、第１組立体５０Ａの本焼成を利用して、第１セラミックチューブ１６Ａの第１細管１４ａに、第１電極１８ａを焼きばめによって封止するようにしたので、第１電極１８ａを第１細管１４ａに封止材２０を使って封止する必要がなくなり、第１発光管１０Ａの組立工程の簡略化が可能となる。複数の第１セラミックチューブ１６Ａを作製する際に、成形体の相対密度を一定にすることで、第１電極１８ａの先端位置を、複数の第１セラミックチューブ１６Ａ間でほぼ一定にすることができる。また、第１細管１４ａと第１リード４４ａが密着しているため第１発光管１０Ａの中心軸に対する第１電極１８ａの位置が一定となる。これは、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上につながる。第１電極１８ａの先端部の径（第１コイル４２ａの径）を第１細管１４ａの内径よりも大きくすることができるため、第１コイル４２ａによる冷却効果を長時間持続させることが可能となり、寿命特性を改善することができる。特に、直流方式の発光管においてはカソード電極の寿命で発光管自体の寿命が決定されるが、第１電極１８ａをカソード電極とすることで、第１発光管１０Ａの寿命を長くすることができる。また、第１細管１４ａの内径を、第１電極１８ａの先端部の径に支配されることなく、細くすることができる。これにより、第１電極１８ａのうち、第１細管１４ａと接触する第１電極軸４０ａ及び第１リード４４ａの径を細くすることができるため、第１細管１４ａと第１電極１８ａとの熱膨張率差による熱応力の増大を防ぐことができる。これは、クラックの発生を防止できることにつながる。また、第１電極軸４０ａ及び第１リード４４ａの径を小さくすることができることから、第１電極１８ａの熱容量が小さくなり、第１電極１８ａによるランプ効率の低下を抑制することができる。
【００４８】
このように、第１発光管１０Ａ及びその第１製造方法によれば、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。
【００４９】
次に、第２の実施の形態に係る発光管（以下、第２発光管１０Ｂと記す）について、図５〜図７を参照しながら説明する。
【００５０】
第２発光管１０Ｂは、図５に示すように、上述した第１発光管１０Ａとほぼ同様に、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された第２セラミックチューブ１６Ｂを有するが、以下の点で異なる。なお、第２電極１８ｂはガラスフリット等の封止材２０によって第２細管１４ｂに封止されている。
【００５１】
すなわち、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａと第２セラミック仮焼成体２４ｂの構成が、第１発光管１０Ａの場合と逆の構成を有する。具体的には、第２セラミック仮焼成体２４ｂは、一方が開口２６とされた中空部２８を有する大円筒部３０と、該大円筒部３０のうち、開口２６と対向する底部３２に一体に設けられた第２小円筒部３４ｂと、第２小円筒部３４ｂの端部から大円筒部３０の内面まで貫通する第２貫通孔３６ｂとを有する。第１セラミック仮焼成体２４ａは、第２セラミック仮焼成体２４ｂの大円筒部３０の開口２６を閉塞する円盤形状のプラグ部３８と、該プラグ部３８の中心部分に一体に設けられた第１小円筒部３４ａと、第１小円筒部３４ａの端部からプラグ部３８の端面まで貫通する第１貫通孔３６ａとを有する。
【００５２】
第１電極１８ａは、第１電極軸４０ａと、該第１電極軸４０ａの先端部に巻回された第１コイル４２ａと、第１電極軸４０ａの側面の一部に固着された第１リード４４ａとを有する。そして、第１リード４４ａを、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１小円筒部３４ａの後端に向かって挿通することによって、第１電極軸４０ａの後端がプラグ部３８の端面３８ａに当接することとなる。つまり、第１電極軸４０ａの軸方向の長さを、複数の第２発光管１０Ｂ間で一定にすることで、第１電極軸４０ａの後端が第１電極１８ａの先端位置を位置決めするための位置決め部として機能することになる。
【００５３】
ここで、第２発光管１０Ｂを作製するための製造方法（第２製造方法）について、図７も参照しながら説明する。
【００５４】
先ず、図７のステップＳ１０１において、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１セラミック成形体２２ａと第２セラミック成形体２２ｂを作製する。なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂの参照符号は、括弧書きにて示す参照符号を参照されたい。具体的には、セラミック粉末、分散媒、ゲル化剤等を混合して成形スラリーを調製した後、成形スラリーを、第１鋳込み型及び第２鋳込み型に注型し、固化する。その後、第１鋳込み型及び第２鋳込み型を離型することで、第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを得る。
【００５５】
次に、ステップＳ１０２において、第１セラミック成形体２２ａを第２温度（例えば１２００℃）で仮焼成して第１セラミック仮焼成体２４ａを作製し、ステップＳ１０３において、第２セラミック成形体２２ｂを第１温度（例えば１０００℃）で仮焼成して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製する。
【００５６】
その後、ステップＳ１０４において、図６Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａ、第２セラミック仮焼成体２４ｂ及び第１電極１８ａを組み立てて第２組立体５０Ｂを作製する。このとき、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１電極１８ａを挿通し、さらに、第２セラミック仮焼成体２４ｂの開口２６を塞ぐように第１セラミック仮焼成体２４ａを挿入することで、第２組立体５０Ｂを得る。
【００５７】
具体的には、この場合も、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１小円筒部３４ａが挿通する程度の貫通孔５２を有する治具５４を使い、治具５４の貫通孔５２に第１小円筒部３４ａを挿通して、治具５４の上面５４ａに第１セラミック仮焼成体２４ａのプラグ部３８を載置する。その後、第１電極１８ａを、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１小円筒部３４ａの後端に向かって挿通する。このとき、第１電極軸４０ａの後端が第１セラミック仮焼成体２４ａの端面（プラグ部３８の端面３８ａ）に接触するまで、第１電極１８ａを第１貫通孔３６ａに挿通する。この段階で、第１電極１８ａの位置決めが完了する。そして、上方から第２セラミック仮焼成体２４ｂの大円筒部３０でプラグ部３８を被覆するように治具５４上に第２セラミック仮焼成体２４ｂを載置することで、第２セラミック仮焼成体２４ｂの開口２６を塞ぐように第１セラミック仮焼成体２４ａを挿入することができる。この段階で、第２組立体５０Ｂが完成する。
【００５８】
その後、ステップＳ１０５において、治具５４に第２組立体５０Ｂを載置した状態で、該第２組立体５０Ｂの緻密化及び透光化を目的として第３温度で本焼成して焼結体を得る。すなわち、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された第２セラミックチューブ１６Ｂを得る。このとき、第２組立体５０Ｂが全体的に収縮するが、第１セラミック仮焼成体２４ａに比べ、第２セラミック仮焼成体２４ｂが大きく収縮する。しかも、第１リード４４ａには、図２Ｂに示すような第１ストッパ４６ａが固定されていないため、第１電極軸４０ａの後端が第１セラミック仮焼成体２４ａのプラグ部３８の端面３８ａに当接した状態が維持され、第１電極軸４０ａの後端が、発光部１２の第１細管１４ａ寄りの内面１２ａ（セラミック壁面）に当接した状態となる。すなわち、第１電極軸４０ａの後端による第１電極１８ａの先端位置の位置決め状態は維持されることとなる。これは、複数の第２セラミックチューブ１６Ｂ間で成形体の相対密度にばらつきがあったとしても、第１セラミックチューブ１６Ａを作製する場合と違って、第１電極１８ａの先端から位置決め部までの距離が短いため、収縮量が小さくなり、影響を受けにくくなる。これは、第１電極１８ａの先端位置の安定化につながる。また、第１リード４４ａと第１細管１４ａが密着するため、第２発光管１０Ｂの中心軸に対する第１電極１８ａの位置が安定する。
【００５９】
その後、ステップＳ１０６において、第２セラミックチューブ１６Ｂの発光部１２内に第２細管１４ｂを通じて発光物質を導入する。そして、ステップＳ１０７において、第２細管１４ｂに第２電極１８ｂを挿入し、封止材２０にて封止する。この段階で、第２発光管１０Ｂが完成する。
【００６０】
上述した第２発光管１０Ｂ及びその第２製造方法においては、第１発光管１０Ａの場合と同様に、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。特に、この第２発光管１０Ｂにおいては、第１電極１８ａを第１セラミック仮焼成体２４ａの内面（プラグ部３８の端面３８ａ）を使って位置決めすることができるため、第１電極１８ａの先端と第２発光管１０Ｂの内面との距離が一定になり、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上を図ることができる。
【００６１】
次に、第３の実施の形態に係る発光管（以下、第３発光管１０Ｃと記す）について図８を参照しながら説明する。
【００６２】
第３発光管１０Ｃは、図８に要部を示すように、上述した第２発光管１０Ｂとほぼ同様の第３セラミックチューブ１６Ｃを有するが、第１電極１８ａの構成が以下の点で異なる。
【００６３】
すなわち、第１電極１８ａは、軸方向の長さが第１細管の軸方向の長さよりも大とされた第１電極軸４０ａと、該第１電極軸４０ａのうち、第１コイル４２ａに近接する部分に固定され、長さ又は外径が第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａ（図６Ａ参照）の内径よりも大とされた棒状又はリング状の第１ストッパ４６ａとを有する。
【００６４】
そして、第３発光管１０Ｃの作製過程において、第１電極軸４０ａを、例えば図６Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１貫通孔３６ａに第１小円筒部３４ａの後端に向かって挿通することによって、第１ストッパ４６ａの後端が第１セラミック仮焼成体２４ａの端面（プラグ部３８の端面３８ａ）に当接することとなる。つまり、第１ストッパ４６ａの固定位置を、複数の第３発光管１０Ｃ間で一定にすることで、第１ストッパ４６ａの後端が第１電極１８ａの先端位置を位置決めするための位置決め部として機能することになる。
【００６５】
この第３発光管１０Ｃにおいても、図７と同様の第２発光管１０Ｂを作製するための第２製造方法にて作製することができる。また、この第３発光管１０Ｃにおいても、上述した第２発光管１０Ｂと同様の効果を奏する。特に、第１電極１８ａの軸線と第２電極１８ｂの軸線をほぼ一致させることができるため、発光効率をさらに向上させることができる。上記の説明は、第１電極軸４０ａを第１細管に焼きばめする構成としているが、第１電極軸４０ａの後方に第１リード４４ａを好ましくは同軸に連結し、第１リード４４ａの部分で焼きばめを行う構成とすると、第１電極軸４０ａと焼きばめ部の径をそれぞれ自由に選択できるため好ましい。
【００６６】
次に、第４の実施の形態に係る発光管（以下、第４発光管１０Ｄと記す）について図９を参照しながら説明する。
【００６７】
第４発光管１０Ｄは、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、上述した第１発光管１０Ａとほぼ同様に、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された第４セラミックチューブ１６Ｄを有するが、以下の点で異なる。なお、第２電極１８ｂはガラスフリット等の封止材２０によって第２細管１４ｂに封止されている。
【００６８】
すなわち、図９Ａに示すように、第１セラミック仮焼成体２４ａは、一方が第１開口２６ａとされた第１中空部２８ａを有する第１湾曲部５６ａと、該第１湾曲部５６ａのうち、前記第１開口２６ａと対向する部分に一体に設けられた第１小円筒部３４ａと、第１小円筒部３４ａの端部から第１湾曲部５６ａの内面まで貫通する第１貫通孔３６ａとを有する。
【００６９】
第２セラミック仮焼成体２４ｂは、一方が第２開口２６ｂとされた第２中空部２８ｂを有する第２湾曲部５６ｂと、該第２湾曲部５６ｂのうち、第２開口２６ｂと対向する部分に一体に設けられた第２小円筒部３４ｂと、第２小円筒部３４ｂの端部から第２湾曲部５６ｂの内面まで貫通する第２貫通孔３６ｂとを有する。
【００７０】
第１電極１８ａは、軸方向の長さが第１貫通孔３６ａの軸方向の長さよりも大とされた第１電極軸４０ａと、該第１電極軸４０ａの先端部に巻回された第１コイル４２ａとを有する。第１電極軸４０ａには、第１小円筒部３４ａの端部に接触することで、発光部１２内での第１電極１８ａの先端位置を決める位置決め用のリング状の第１ストッパ４６ａが一体に形成されている。
【００７１】
この第４発光管１０Ｄにおいても、図３と同様の第１発光管１０Ａを作製するための第１製造方法にて作製することができる。この場合、第１セラミック仮焼成体２４ａの第１開口２６ａ側の端面と第２セラミック仮焼成体２４ｂの第２開口２６ｂ側の端面を接合スラリーを用いて接合する。また、この第４発光管１０Ｄにおいても、上述した第１発光管１０Ａと同様の効果を奏する。
【００７２】
次に、第５の実施の形態に係る発光管（以下、第５発光管１０Ｅと記す）について図１０Ａ及び図１０Ｂを参照しながら説明する。
【００７３】
第５発光管１０Ｅは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、上述した第２発光管とほぼ同様に、発光部１２、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂが一体化され、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された第５セラミックチューブ１６Ｅを有するが、以下の点で異なる。なお、第２電極１８ｂはガラスフリット等の封止材２０によって第２細管１４ｂに封止されている。
【００７４】
すなわち、図１０Ａに示すように、第２セラミック仮焼成体２４ｂの大円筒部３０における底部３２は、接合される第１セラミック仮焼成体２４ａに向かって凹とされた湾曲形状とされ、それに応じて中空部２８側の内面も湾曲面となっている。第１セラミック仮焼成体２４ａにおけるプラグ部３８の端面３８ａは、第２セラミック仮焼成体２４ｂの湾曲面に対応して、接合される第２セラミック仮焼成体２４ｂに向かって凹とされた湾曲面とされている。
【００７５】
この第５発光管１０Ｅにおいても、図７と同様の第２発光管１０Ｂを作製するための第２製造方法にて作製することができる。また、この第５発光管１０Ｅにおいても、上述した第２発光管１０Ｂと同様の効果を奏する。
【００７６】
ここで、本実施の形態に係る製造方法に使用される材料等の好ましい態様について説明する。なお、上述した第１製造方法及び第２製造方法を一括していう場合は、単に「製造方法」と記し、上述した第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを一括していう場合は、単にセラミック成形体と記す。
【００７７】
（セラミック成形体）
上述した製造方法ではセラミック成形体を用意する。セラミック成形体の製法は従来各種の方法が公知であり、こうした方法を用いて容易に取得することができる。セラミック成形体の製法としては、例えば鋳込み型に無機粉末と有機化合物とを含む成形スラリーを鋳込み、有機化合物相互の化学反応、例えば分散媒とゲル化剤若しくはゲル化剤相互の化学反応により固化させた後、離型するゲルキャスト法により準備することができる。このような成形スラリーは、原料粉末のほか、分散媒、ゲル化剤を含み、粘性や固化反応調整のため分散剤、触媒を含んでいてもよい。以下、これらの各種成分について説明する。
【００７８】
（原料粉末）
セラミック成形体に含まれるセラミック粉末としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、ＹＡＧ及びこれらの２種以上の混合物を例示することができる。焼結性や特性改善のための焼結助剤としては、酸化マグネシウムが挙げられるが、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3及びＳｃ2Ｏ3が好ましいものとして挙げられる。
【００７９】
（分散媒）
分散媒としては、反応性の分散媒を用いることが好ましい。例えば、反応性官能基を有する有機分散媒を用いることが好ましい。反応性官能基を有する有機分散媒は、後述するゲル化剤と化学結合し、すなわち、成形スラリーを固化可能な液状物質であること、及び注型が容易な高流動性の成形スラリーを形成できる液状いずれかの物質であること、の２つの条件を満たすことが好ましい。ゲル化剤と化学結合し、成形スラリーを固化するためには、反応性官能基、すなわち、水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成し得る官能基を分子内に有していることが好ましい。
【００８０】
一方、注型が容易な高流動性のある成形スラリーを形成するには、可能な限り粘性の低い有機分散媒を用いることが好ましく、特に、温度２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。
【００８１】
また、多価アルコールや多塩基酸も成形スラリーを大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。
【００８２】
（ゲル化剤）
ゲル化剤は、分散媒に含まれる反応性官能基と反応して固化反応を引き起こすものであり、例えば国際公開第２００２／０８５５９０号パンフレットの２１頁〜２２頁９行目に記載されているが、以下を例示するものも用いることができる。
【００８３】
ゲル化剤の反応性官能基は、溝形状を維持しつつ接合を行うために、固化反応を引き起こした後、接合の際の荷重で変形しないだけの強度が得られるものが望ましい。こういった観点より、特に固化反応後の耐溶剤性の高く、加えて反応性分散材との反応性が高いイソシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、及び／又はイソチオシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）を有するゲル化剤を選択することが好ましい。
【００８４】
セラミック成形体を製造するための成形スラリーは、特開２００８−４４３４４号公報や、国際公開第２００２／０８５５９０号パンフレットに記載されている内容を例示できるが、例えば、以下のようにして調製することができる。まず、分散媒に原料粉末を分散させて成形スラリーとした後、ゲル化剤を添加するか、あるいは分散媒に原料粉末とゲル化剤とを同時に添加して分散して成形スラリーとすることができる。
【００８５】
（焼結体（セラミックチューブ）の作製）
次に、用意した２以上のセラミック成形体、又はセラミック成形体を大気中で仮焼成して得られたセラミック仮焼体を、第１電極と共に、上述した治具等を用いて組み立てて組立体又は接合体を作製する。その後、組立体又は接合体を焼成して焼結体を得る。焼結工程に先立って、組立体又は接合体を脱脂又は仮焼することができる。
【００８６】
（電極）
セラミックチューブに焼きばめ、又は封着する電極の材質は、各種公知なものを用いることができる。例えば、電極軸及びコイルはＷ（タングステン）、リードについてはＷ、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｒｕ（ルテニウム）等が融点、熱膨張の観点から好ましいものとして挙げられる。
【００８７】
（接合スラリー）
セラミック仮焼成体同士を接合して接合体を得る場合は、接合スラリーを用意する。接合スラリーは、化学反応により固化しない非自己硬化性のスラリーであることが好ましい。接合スラリーには、既に説明した成形スラリーに用いることのできる原料粉末、非反応性分散媒のほか、ポリビニルアセタール樹脂及びエチルセルロース等の各種バインダを用いることができる。また、適宜ＤＯＰ（フタル酸ビス（２−エチルヘキシル））等の分散剤や、混合時の粘性調節のためのアセトンやイソプロパノール等の有機溶剤も用いることができる。
【００８８】
接合スラリーは、原料粉末、溶媒、バインダをトリロールミル、ポットミル等を用いる通常のセラミックスペーストやスラリーの製造方法を用いて混合することにより得ることができる。分散剤や有機溶剤は適宜混合することができる。具体的には、ブチルカルビトール、酢酸ブチルカルビトール及びテルピネオール等を用いることができる。
【実施例】
【００８９】
［第１実施例］
実施例１及び２、比較例１に係る製造方法で作製した発光管のクラックの発生状況、発光部のリーク量を測定した。さらに、第１電極の先端位置のばらつき（セラミック壁面から第１電極の先端位置までの距離のばらつき）を確認した。
【００９０】
（実施例１）
図３に示す第１製造方法に基づいて、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。この場合、第１セラミックチューブ１６Ａの第１細管１４ａの内径を０．５ｍｍ、第２細管１２ｂの内径を０．８ｍｍとした。
【００９１】
先ず、第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂ（図４Ａ及び図４Ｂ参照）を作製するための成形スラリーを以下のようにして調製した。すなわち、原料粉末としてアルミナ粉末１００重量部及びマグネシア０．０２５重量部、分散媒として多塩基酸エステル３０重量部、ゲル化剤としてＭＤＩ樹脂４重量部、分散剤２重量部、触媒としてトリエチルアミン０．２重量部を混合して成形スラリーとした。
【００９２】
この成形スラリーを、アルミニウム合金製の第１鋳込み型及び第２鋳込み型に室温で注型後、室温で１時間放置し、固化してから離型した。さらに、室温、次いで温度９０℃のそれぞれの温度にて２時間放置して、それぞれ１０個の第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを得た。
【００９３】
その後、上述のようにして作製した第１セラミック成形体２２ａを大気中で温度１０００℃で仮焼成して第１セラミック仮焼成体２４ａを作製し、第２セラミック成形体２２ｂを大気中で温度１２００℃で仮焼して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製した。その後、図２Ａの治具５４を用いて、第２セラミック仮焼成体２４ｂ、第１セラミック仮焼成体２４ａ及び第１電極１８ａを順に組み立てて第１組立体５０Ａを作製した後、水素：窒素＝３：１の雰囲気中、温度１８００℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。第１電極１８ａの外径は第１細管１４ａの内径の１．０１〜１．０４倍となるよう、０．５０５〜０．５２ｍｍの範囲のものを使用した。また、電極先端の第１コイル４２ａの径はいずれも０．７ｍｍとした。この結果、第１組立体５０Ａから、発光部１２の外径１１ｍｍ、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂの軸方向の長さが１７ｍｍであって、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された焼結体（第１セラミックチューブ１６Ａ）を得た。その後、第２細管１４ｂ内に第２電極１８ｂをガラスフリットで封止して１０個の実施例１に係る発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。第２電極１８ｂの外径は第２細管１４ｂに引っかからずに入るよう、０．７２ｍｍのものを使用した。
【００９４】
得られた１０個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、１５０℃でもクラックが発生せず、第１電極１８ａ及び第２電極１８ｂのない同形状のセラミックチューブと同じレベルであった。さらに、これらの発光管につき、耐熱衝撃性評価のあと、Ｈｅリーク測定機にて発光部のリーク量を測定したところ、いずれも１×１０-8ａｔｍ・ｃｃ／秒以下であった。また、試作した１０個の発光管のセラミック壁面１２ａから第１電極１８ａの先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は０．１０ｍｍであった。また、第１電極１８ａの発光管の中心軸からのずれ量を測定したところ、いずれも０．０１ｍｍ以下であった。
【００９５】
（実施例２）
図７に示す第２製造方法に基づいて、図５に示す１０個の焼結体（第２セラミックチューブ１６Ｂ）を作製した。この場合も、第１細管１４ａの内径を第２細管１４ｂの内径よりも小さくした。
【００９６】
先ず、上述した実施例１と同様にして、それぞれ１０個の第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂ（図４Ａ及び図４Ｂ参照）を作製した。
【００９７】
その後、上述のようにして作製した第１セラミック成形体２２ａを大気中で温度１２００℃で仮焼成して第１セラミック仮焼成体２４ａを作製し、第２セラミック成形体２２ｂを大気中で温度１０００℃で仮焼して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製した。その後、図６Ａの治具５４を用いて、第１セラミック仮焼成体２４ａ、第１電極１８ａ及び第２セラミック仮焼成体２４ｂを順に組み立てて第２組立体５０Ｂを作製した後、水素：窒素＝３：１の雰囲気中、温度１８００℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。この結果、第２組立体５０Ｂから、発光部１２の外径１１ｍｍ、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂの軸方向の長さが１７ｍｍであって、第１細管１４ａに第１電極１８ａが焼きばめにて封止された焼結体（第２セラミックチューブ１６Ｂ）を得た。その後、第２細管１４ｂ内に第２電極１８ｂをガラスフリットで封止して１０個の実施例２に係る発光管（第２発光管１０Ｂ）を作製した。
【００９８】
得られた１０個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、１５０℃でもクラックが発生せず、第１電極１８ａ及び第２電極１８ｂのない同形状のセラミックチューブと同じレベルであった。さらに、これらの発光管につき、耐熱衝撃性評価のあと、Ｈｅリーク測定機にて発光部のリーク量を測定したところ、いずれも１×１０-8ａｔｍ・ｃｃ／秒以下であった。また、試作した１０個の発光管のセラミック壁面１２ａから第１電極１８ａの先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は０．０５ｍｍであった。また、第１電極１８ａの発光管の中心軸との距離について設計値からのずれ量を測定したところ、いずれも０．０１ｍｍ以下であった。
【００９９】
（比較例１）
図３に示す第１製造方法に基づいて、図１に類似した１０個の発光管を作製した。この場合、第１細管１４ａの内径と第２細管１４ｂの内径を０．８ｍｍにした。
【０１００】
先ず、上述した実施例１と同様にして、それぞれ１０個の第１セラミック成形体２２ａ及び第２セラミック成形体２２ｂを作製した。
【０１０１】
その後、上述のようにして作製した第１セラミック成形体２２ａを大気中で温度１０００℃で仮焼成して第１セラミック仮焼成体２４ａを作製し、第２セラミック成形体２２ｂを大気中で温度１２００℃で仮焼して第２セラミック仮焼成体２４ｂを作製した。その後、図２Ａの治具５４を用いて、第１セラミック仮焼成体２４ａ及び第２セラミック仮焼成体２４ｂを順に組み立てて組立体を作製した後、水素：窒素＝３：１の雰囲気中、温度１８００℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。この結果、組立体から、発光部１２の外径１１ｍｍ、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂの軸方向の長さが１７ｍｍであって、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂにそれぞれ電極が挿入されていない焼結体（セラミックチューブ）を得た。その後、第１細管１４ａ及び第２細管１４ｂ内にそれぞれ第１電極１８ａ及び第２電極１８ｂをガラスフリットで封止して１０個の比較例１に係る発光管を作製した。
【０１０２】
得られた１０個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。しかし、水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、温度１５０℃で第１細管１４ａのフリット封止部によりクラックが発生した。さらに、これらの発光管について、耐熱衝撃性評価のあと、Ｈｅリーク測定機にてリーク量を測定したところ、１０個の焼結体のうち、２つの発光管でリークが発生した。また、試作した１０個の発光管のセラミック壁面１２ａから電極の先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は０．１０ｍｍであった。また、第１電極１８ａの発光管の中心軸からのずれ量を測定したところ、０．０３ｍｍ〜０．０４ｍｍであった。
【０１０３】
［第２実施例］
図３に示す第１製造方法で作製した発光管について、第１電極１８ａの第１リード４４ａ（焼きばめ部）の径を変化させた場合のクラックの発生状況、第１電極の先端の変形（倒れ）の発生状況を確認した。
【０１０４】
（実施例３）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの第１リード４４ａ（焼きばめ部）の径を０．１８ｍｍとした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１０５】
（実施例４）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの第１リード４４ａの径を０．５０ｍｍとした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１０６】
（参考例１）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの第１リード４４ａの径を０．１５ｍｍとした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１０７】
（参考例２）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの第１リード４４ａの径を０．６０ｍｍとした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１０８】
＜評価＞
評価は以下のように行った。
（第１細管のクラック発生数）
得られた各発光管において、第１細管にクラックが発生しているかどうかを検査し、参考例１、２、実施例３、４において、それぞれ１０個の発光管のうち、クラックが発生している個数を確認した。
【０１０９】
（電極先端の変形）
得られた各発光管において、第１電極の先端部の軸線が第１リード４４ａ（焼きばめられた部分）の軸線に対して倒れているかどうか、すなわち、電極先端が変形しているかどうかを検査し、参考例１、２、実施例３、４において、それぞれ１０個の発光管のうち、電極先端が変形している個数を確認した。
【０１１０】
（評価結果）
評価結果を表１に示す。
【表１】
【０１１１】
表１に示す結果から、第１電極１８ａの焼きばめ部の径として、０．１８〜１．５０ｍｍの範囲が好ましいことがわかる。これは、図７に示す第２製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
【０１１２】
［第３実施例］
図３に示す第１製造方法で作製した発光管について、第１電極１８ａの先端部の径の第１細管１４ａの内径に対する倍率を変化させた場合のランプの有効時間とランプ効率を確認した。
【０１１３】
（実施例５）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの先端部の径の第１細管１４ａの内径に対する倍率を１．２とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１１４】
（実施例６）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を４とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１１５】
（参考例３）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を１．１とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１１６】
（参考例４）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を５とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１１７】
＜評価＞
評価は以下のように行った。
（ランプの有効時間）
得られた各発光管に対して連続点灯試験を行って、点灯開始時点から明るさが点灯開始時の８０％に低下した時点までの時間（ランプとして機能する有効時間）を計測した。
【０１１８】
そして、実施例５の有効時間をｈ（時間）として、実施例６、参考例３、４の割合をみた。
【０１１９】
（ランプ効率）
ランプ効率は、実施例５のランプ効率を１００とした相対値にて示した。
【０１２０】
（評価結果）
評価結果を表２に示す。
【表２】
【０１２１】
表２に示す結果から、第１電極１８ａの先端部の径の第１細管１４ａの内径に対する倍率として、１．２〜４の範囲が好ましいことがわかる。これは、図７に示す第２製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
【０１２２】
［第４実施例］
図３に示す第１製造方法で作製した発光管（直流電源により点灯させるタイプ）について、第１電極１８ａのうち、第１細管１４ａに封止された部分の径の、第２電極１８ｂのうち、第２細管１４ｂに封止された部分の径に対する倍率（以下、第１電極１８ａの径の第２電極１８ｂの径に対する倍率という）を変化させた場合のカソード側（第１細管側）のクラックの発生状況とランプ効率を確認した。
【０１２３】
（実施例７）
図３に示す第１製造方法に基づいて、第１電極１８ａの径の第２電極１８ｂの径に対する倍率を０．９とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１２４】
（実施例８）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を０．２とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１２５】
（参考例５）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を１．０とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１２６】
（参考例６）
図３に示す第１製造方法に基づいて、上述の倍率を０．１とした点以外は、上述した実施例１と同様にして、図１に示す１０個の発光管（第１発光管１０Ａ）を作製した。
【０１２７】
＜評価＞
評価は以下のように行った。
（カソード側のクラック発生数）
得られた各発光管において、カソード側（第１細管側）にクラックが発生しているかどうかを検査し、参考例５、６、実施例７、８において、それぞれ１０個の発光管のうち、クラックが発生している個数を確認した。
【０１２８】
（ランプ効率）
ランプ効率は、実施例７のランプ効率を１００とした相対値にて示した。
【０１２９】
（評価結果）
評価結果を表３に示す。
【表３】
【０１３０】
表３に示す結果から、第１電極１８ａの径の第２電極１８ｂの径に対する倍率として、０．２〜０．９の範囲が好ましいことがわかる。これは、図７に示す第２製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
【０１３１】
なお、本発明に係る発光管及びその製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０Ａ〜１０Ｅ…第１発光管〜第５発光管 １２…発光部
１４ａ…第１細管 １４ｂ…第２細管
１６Ａ〜１６Ｅ…第１セラミックチューブ〜第５セラミックチューブ
１８ａ…第１電極 １８ｂ…第２電極
２０…封止材 ２２ａ…第１セラミック成形体
２２ｂ…第２セラミック成形体 ２４ａ…第１セラミック仮焼成体
２４ｂ…第１セラミック仮焼成体 ３４ａ…第１小円筒部
３４ｂ…第２小円筒部 ３６ａ…第１貫通孔
３６ｂ…第２貫通孔 ３８…プラグ部
４０ａ…第１電極軸 ４２ａ…第１コイル
４４ａ…第１リード ４６ａ…第１ストッパ
４６ｂ…第２ストッパ ５０Ａ…第１組立体
５０Ｂ…第２組立体 ５６ａ…第１湾曲部
５６ｂ…第２湾曲部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管において、
前記第１細管に前記第１電極が焼きばめによって封止されていることを特徴とする発光管。
【請求項２】
請求項１記載の発光管において、
前記第１電極のうち、前記第１細管に焼きばめられた部分の径が、０．１８ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする発光管。
【請求項３】
請求項１記載の発光管において、
前記第１電極の先端部の径が、０．２２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記第１細管の内径の１．２倍以上４倍以下であることを特徴とする発光管。
【請求項４】
請求項１記載の発光管において、前記発光管は直流電源により点灯され、
前記第１電極がカソード電極、前記第２電極がアノード電極であり、前記第１電極のうち、第１細管に封止された部分の径が、前記第２電極のうち、前記第２細管に封止された部分の径の０．２倍以上０．９倍以下であることを特徴とする発光管
【請求項５】
請求項１記載の発光管において、
前記セラミックチューブは、後に第１細管となる第１小円筒部が一体に設けられた第１部材と、後に第２細管となる第２小円筒部が一体に設けられた第２部材と、前記第１電極とが組み立てられ、焼成されて構成されていることを特徴とする発光管。
【請求項６】
請求項５記載の発光管において、
前記第１電極は、前記第１細管の端部に接触することで、前記発光部内での前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする発光管。
【請求項７】
請求項５記載の発光管において、
前記第１電極は、前記第１部材における前記発光部側の内面に接触することで、前記発光部内での前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする発光管。
【請求項８】
請求項５記載の発光管において、
前記第１部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有し、
前記第２部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有することを特徴とする発光管。
【請求項９】
請求項５記載の発光管において、
前記第２部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有し、
前記第１部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有することを特徴とする発光管。
【請求項１０】
請求項５記載の発光管において、
前記第１部材は、一方が第１開口とされた中空部を有する第１湾曲部と、該第１湾曲部のうち、前記第１開口と対向する部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有し、
前記第２部材は、一方が第２開口とされた中空部を有する第２湾曲部と、該第２湾曲部のうち、前記第２開口と対向する部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有し、
前記セラミックチューブは、前記第１部材と前記第２部材とが、前記第１開口と前記第２開口とが対向するようにして接合されて構成されていることを特徴とする発光管。
【請求項１１】
内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管の製造方法において、
第１セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第１細管となる第１小円筒部と該第１小円筒部に軸方向に形成された第１貫通孔とを有する第１部材を作製する第１部材作製工程と、
第２セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第２細管となる第２小円筒部と該第２小円筒部に軸方向に形成された第２貫通孔とを有する第２部材を作製する第２部材作製工程と、
前記第１部材、前記第２部材及び前記第１電極を組み立てて組立体を作製する組立工程と、
前記組立体を本焼成して前記発光部、前記第１細管及び前記第２細管を有するセラミックチューブを作製すると共に、前記第１電極を前記第１細管に焼きばめにて封止するセラミックチューブ作製工程と、
前記セラミックチューブの前記発光部内に前記第２細管を通じて発光物質を導入する工程と、
前記第２細管に前記第２電極を挿入封止する電極封止工程とを有することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の発光管の製造方法において、
前記第１部材作製工程は、前記第１セラミック成形体を第１温度にて仮焼成して前記第１部材を作製し、
前記第２部材作製工程は、前記第２セラミック成形体を前記第１温度よりも高い第２温度にて仮焼成して前記第２部材を作製し、
前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第２温度よりも高い第３温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の発光管の製造方法において、
前記第１電極は、先端部の径が前記第１貫通孔の径よりも小さく、後端部分に前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有し、
前記組立工程は、
前記第１部材と前記第２部材とが対向するようにして、前記第２部材、前記第１部材及び前記第１電極の順に組み立て、
前記第１電極を、前記第１部材の前記第１貫通孔に、前記位置決め部が前記第１小円筒部の後端に接触するまで挿通することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の発光管の製造方法において、
前記第１部材作製工程は、前記第１セラミック成形体を第１温度にて仮焼成して前記第１部材を作製し、
前記第２部材作製工程は、前記第２セラミック成形体を前記第１温度よりも低い第２温度にて仮焼成して前記第２部材を作製し、
前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第１温度よりも高い第３温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の発光管の製造方法において、
前記第１電極は、先端部の径が前記第１貫通孔の径よりも大きく、先端部分に前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有し、
前記組立工程は、
前記第１部材と前記第２部材とが対向するようにして、前記第１部材、前記第１電極及び前記第２部材の順に組み立て、
前記第１電極を、前記第１貫通孔に、前記位置決め部が前記第２部材と対向する端面に接触するまで挿通する工程を有することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１】
内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管において、
前記第１細管に前記第１電極が焼きばめによって封止されていることを特徴とする発光管。
【請求項２】
請求項１記載の発光管において、
前記第１電極のうち、前記第１細管に焼きばめられた部分の径が、０．１８ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする発光管。
【請求項３】
請求項１記載の発光管において、
前記第１電極の先端部の径が、０．２２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記第１細管の内径の１．２倍以上４倍以下であることを特徴とする発光管。
【請求項４】
請求項１記載の発光管において、前記発光管は直流電源により点灯され、
前記第１電極がカソード電極、前記第２電極がアノード電極であり、前記第１電極のうち、第１細管に封止された部分の径が、前記第２電極のうち、前記第２細管に封止された部分の径の０．２倍以上０．９倍以下であることを特徴とする発光管
【請求項５】
請求項１記載の発光管において、
前記セラミックチューブは、後に第１細管となる第１小円筒部が一体に設けられた第１部材と、後に第２細管となる第２小円筒部が一体に設けられた第２部材と、前記第１電極とが組み立てられ、焼成されて構成されていることを特徴とする発光管。
【請求項６】
請求項５記載の発光管において、
前記第１電極は、前記第１細管の端部に接触することで、前記発光部内での前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする発光管。
【請求項７】
請求項５記載の発光管において、
前記第１電極は、前記第１部材における前記発光部側の内面に接触することで、前記発光部内での前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする発光管。
【請求項８】
請求項５記載の発光管において、
前記第１部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有し、
前記第２部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有することを特徴とする発光管。
【請求項９】
請求項５記載の発光管において、
前記第２部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有し、
前記第１部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有することを特徴とする発光管。
【請求項１０】
請求項５記載の発光管において、
前記第１部材は、一方が第１開口とされた中空部を有する第１湾曲部と、該第１湾曲部のうち、前記第１開口と対向する部分に一体に設けられた前記第１小円筒部とを有し、
前記第２部材は、一方が第２開口とされた中空部を有する第２湾曲部と、該第２湾曲部のうち、前記第２開口と対向する部分に一体に設けられた前記第２小円筒部とを有し、
前記セラミックチューブは、前記第１部材と前記第２部材とが、前記第１開口と前記第２開口とが対向するようにして接合されて構成されていることを特徴とする発光管。
【請求項１１】
内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第１細管及び第２細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第１細管に第１電極が挿入封止され、前記第２細管に第２電極が挿入封止された発光管の製造方法において、
第１セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第１細管となる第１小円筒部と該第１小円筒部に軸方向に形成された第１貫通孔とを有する第１部材を作製する第１部材作製工程と、
第２セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第２細管となる第２小円筒部と該第２小円筒部に軸方向に形成された第２貫通孔とを有する第２部材を作製する第２部材作製工程と、
前記第１部材、前記第２部材及び前記第１電極を組み立てて組立体を作製する組立工程と、
前記組立体を本焼成して前記発光部、前記第１細管及び前記第２細管を有するセラミックチューブを作製すると共に、前記第１電極を前記第１細管に焼きばめにて封止するセラミックチューブ作製工程と、
前記セラミックチューブの前記発光部内に前記第２細管を通じて発光物質を導入する工程と、
前記第２細管に前記第２電極を挿入封止する電極封止工程とを有することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の発光管の製造方法において、
前記第１部材作製工程は、前記第１セラミック成形体を第１温度にて仮焼成して前記第１部材を作製し、
前記第２部材作製工程は、前記第２セラミック成形体を前記第１温度よりも高い第２温度にて仮焼成して前記第２部材を作製し、
前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第２温度よりも高い第３温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の発光管の製造方法において、
前記第１電極は、先端部の径が前記第１貫通孔の径よりも小さく、後端部分に前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有し、
前記組立工程は、
前記第１部材と前記第２部材とが対向するようにして、前記第２部材、前記第１部材及び前記第１電極の順に組み立て、
前記第１電極を、前記第１部材の前記第１貫通孔に、前記位置決め部が前記第１小円筒部の後端に接触するまで挿通することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の発光管の製造方法において、
前記第１部材作製工程は、前記第１セラミック成形体を第１温度にて仮焼成して前記第１部材を作製し、
前記第２部材作製工程は、前記第２セラミック成形体を前記第１温度よりも低い第２温度にて仮焼成して前記第２部材を作製し、
前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第１温度よりも高い第３温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の発光管の製造方法において、
前記第１電極は、先端部の径が前記第１貫通孔の径よりも大きく、先端部分に前記第１電極の先端位置を決める位置決め部を有し、
前記組立工程は、
前記第１部材と前記第２部材とが対向するようにして、前記第１部材、前記第１電極及び前記第２部材の順に組み立て、
前記第１電極を、前記第１貫通孔に、前記位置決め部が前記第２部材と対向する端面に接触するまで挿通する工程を有することを特徴とする発光管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１１９１２９（Ｐ２０１２−１１９１２９Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６６６５８（Ｐ２０１０−２６６６５８）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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