(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの内部電極をガラス管の内表面に配設し、他方の電極を前記ガラス管の内表面または外表面に配設し、前記内部電極を覆うように蛍光体層を配設するとともに前記蛍光体層に光取り出し用アパーチャを設け、前記ガラス管内に希ガスを封入し、誘電体バリア放電を利用する希ガス蛍光ランプにおいて、
前記ガラス管の一方の開放端部が、断面円状の閉塞体と低融点ガラスを利用した封止部により気密封止されてなり、
前記内部電極は、前記内部電極の一部を覆うことにより形成された導電部と連通し、該導電部は前記開放端部に配設された連絡部と連通し、前記封止部を介して前記ガラス管外表面の給電部に連通してなり、
前記内部電極、導電部、連絡部および給電部を、金属ペーストをガラス管の表面に塗布又は印刷により膜状に設けて形成したことを特徴とする希ガス蛍光ランプ。
【請求項２】
前記内部電極と前記給電部が前記ガラス管を挟んで略表裏の位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項３】
前記閉塞体の前記ガラス管内部に位置する側にテーパ部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項４】
前記閉塞体の前記ガラス管外部に位置する側にもテーパ部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項５】
前記閉塞体に、前記ガラス開放端部のガラス端面を受けるガラス端面受け部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項６】
前記ガラス管の長手軸に垂直な面の最大径をφＧとし、前記閉塞体の最大径をφＤとしたとき、φＧがφＤとほぼ同じ大きさ、φＤより大きくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項７】
前記閉塞体が排気管残部を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項８】
前記閉塞体の前記テーパ部に、低融点ガラス成形体を保持する突起部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項９】
前記閉塞体は、略円板状でおもて面並びにうら面を有し、前記ガラス管の一方の開放端部と、前記閉塞体の前記おもて面または前記うら面いずれとも当接可能であり、前記低融点ガラスにより気密封止されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の希ガス蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージリーダ等の情報機器における原稿照明用、あるいは、液晶パネルディスプレイのバックライト等に利用される希ガス蛍光ランプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ファクシミリ、複写機、イメージリーダ等の情報機器における原稿照明用、あるいは、液晶パネルディスプレイのバックライト等に利用される希ガス蛍光ランプにおいては、放電容器を形成するガラス管の外壁に長さ方向に延びる一対の帯状電極が対向して配設されてなる外部電極型の希ガス蛍光ランプが知られており、広く普及して使われている。
【０００３】
例えば、特開平３−２２５７４５号公報に上述したランプに関する技術思想が開示されている。またこの公報には、図１４に示す様なガラス管１０端面に封着ガラスを使用して閉塞体４０で密閉した溶着シール部２６０を設けて気密封止を行なう手段が開示されている。１６０、１６０’は外部電極である。一般に、外部電極型の希ガス蛍光ランプは、放電容器を介して電圧印加をするために、両電極には、高電圧を印加する必要があり、実際の使用においては、感電防止のために絶縁処理が施される。
【０００４】
特開平３−２２５７４５号公報に開示され、図１４に示す封着方法は、ガラス管と封着ガラスを溶着し気密封止する技術であって、必ずしもガラス管内表面に配設された内部電極を外部に導出し、かつ気密封止を行なうという技術思想ではなかった。
【０００５】
特開平３−８８２５８号公報には、放電容器の内表面に電極を設けた内部電極型希ガス蛍光ランプが提案されている。この公報に開示された技術思想では、設けられた電極を気密封止し外部に導通するために、直接ガラスを加熱溶着して行なう手段が開示されている。この公報における第４並びに第５図には、バルブ内壁面に透明電極を形成し、電極リードは少なくとも封着部が箔状に形成され、この箔状部分が封着により各々透明電極と密接封着構造により外部に導出することが示されている。これらの図から封着方法が、放電容器を構成するバルブを加熱変形させることによりなされたものであることは当業者であれば容易に想到される。
【０００６】
さらに、これらの図において、帯状電極としながらも実施例においては透明電極としか開示されておらず、電極リードがどのような材料であり、また肉薄の封着部においてどのような形態で透明電極と接合されているかについては開示されておらず明確ではない。
【０００７】
特開平３−８８２５８号公報の技術においては、放電容器であるバルブを加熱変形することによりバルブ内面に設けた透明電極と封着部が箔状に形成された電極リードを密接封着構造により気密封止するものであるが、バルブを加熱し必要以上に変形させるために、ランプの管径、幅、長さ方向について、必要以上に長くなったり、広がり過ぎたり、無駄な部分ができてしまう。特に昨今の情報機器用の原稿照明用光源には、よりコンパクト化の要求があることから、この公報の技術思想によりこの要求を満足するランプを実現することは難しかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術に見られる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガラス管の内表面に設けられた内部電極を、当該ガラス管が変形し大型化することなく封着されるとともに、感電防止用の絶縁が不要でコンパクトなランプを提供することにある。また封着を必要とする個所を極力小さく、かつ局所化することにより、安価な封着設備による短時間の加工を実現し、製造ラインにおいて比較的簡単な設備投資により封着が実現でき、安価なランプを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、少なくとも１つの内部電極をガラス管の内表面に配設し、他方の電極を前記ガラス管の内表面または外表面に配設し、前記内部電極を覆うように蛍光体層を配設するとともに前記蛍光体層に光取り出し用アパーチャを設け、前記ガラス管内に希ガスを封入し、誘電体バリア放電を利用する希ガス蛍光ランプにおいて、前記ガラス管の一方の開放端部が、断面円状の閉塞体と低融点ガラスを利用した封止部により気密封止されてなり、前記内部電極は、前記内部電極の一部を覆うことにより形成された導電部と連通し、該導電部は前記開放端部に配設された連絡部と連通し、前記封止部を介して前記ガラス管外表面の給電部に連通してなり、前記内部電極、導電部、連絡部および給電部を、金属ペーストをガラス管の表面に塗布又は印刷により膜状に設けて形成したことを特徴とする希ガス蛍光ランプにするものである。
【００１０】
ここで、内部電極は蛍光体層に覆われた部分を指し、導電部とはガラス管内部に配設され、封止部から内部電極までを連絡するものである。すなわち、内部電極が導電部としての機能を兼ね備えている。また、給電部とは封止部からハーネスまたは給電線を接続する給電線接続部までを連絡するものである。また連絡部とは、導電部と給電部といった、複数の異なる機能を有する各部を重ね合わせ、突き合わせ等による接合により連絡するための手段である。
開放端部とは、ガラス管の端面を含めた端部近傍領域を指す。
【００１１】
請求項２の発明は、前記内部電極と前記給電部が前記ガラス管を挟んで略表裏の位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、前記閉塞体の前記ガラス管内部に位置する側にテーパ部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１３】
請求項４の発明は、前記閉塞体の前記ガラス管外部に位置する側にもテーパ部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１４】
請求項５の発明は、前記閉塞体にガラス端面受け部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。ガラス端面受け部の一部は、少なくともガラス管の内径より大きく、ガラス管の長手軸に垂直な面と略平行な面である。
【００１５】
請求項６の発明は、前記ガラス管の長手軸に垂直な面の最大径をφＧとし、前記閉塞体の最大径をφＤとしたとき、φＧがφＤとほぼ同じ大きさか、φＤより大きくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１６】
請求項７の発明は、前記閉塞体が排気管残部を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１７】
請求項８の発明は、前記閉塞体の前記テーパ部に低融点ガラス成形体を保持する突起部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１８】
さらに、請求項９に記載の発明は、前記閉塞体は、略円板状でおもて面並びにうら面を有し、前記ガラス管の一方の開放端部と、前記閉塞体の前記おもて面または前記うら面いずれとも当接可能であり、前記低融点ガラスにより気密封止されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１９】
【作用】
次に、本発明において上記手段を講じたときの作用について説明する。
請求項１の発明においては、ガラス管の開放端部と断面円状の閉塞体が、低融点ガラスを利用した封止部により気密封止され、内部電極は、前記低融点ガラスが前記内部電極の一部を覆うことにより形成された導電部と連通し、該導電部は連絡部と連通し、前記封止部を介してガラス管外表面の給電部に連通してなることにより、内部電極と給電部が必ずしも同じ面内でなくても加熱封着が可能となる。
また、低融点ガラスを利用する個所を限定し、かつ低融点ガラスの使用量を極力少量に抑えることができ、ランプ全体ではなくランプの局所的な加熱封着が可能となり、良好な封止ができる。
【００２０】
請求項２の発明においては、前記内部電極と前記給電部が前記ガラス管を挟んで略表裏の位置にあり、前記開放端部に連絡部を配設し、導電部と給電部を最短で連絡することが可能となる。
【００２１】
請求項３の発明においては、前記閉塞体の前記ガラス管内部に位置する側にテーパ部を設けたことにより、製造工程において、閉塞体のプレス成形が容易となり、ガラス管に閉塞体が挿入される場合に当該テーパ部によりスムーズに挿入され、図２、図３及び図５に示されている通り、低融点ガラス１２０が加熱封着の際に、軟化した低融点ガラス１２０が閉塞体４０とガラス管１０の内表面全周にわたりスムーズに広がり、低融点ガラス１２０が閉塞体４０の外部へ大量にはみ出すことが無く、所定のランプ形状で封止が完成できる。
【００２２】
請求項４の発明においては、前記閉塞体４０の前記ガラス管１０外部に位置する側にもテーパ部４４を設けたことにより、製造工程において、閉塞体４０のプレス成形が容易となり、図８に示されている通り、加熱体２１０への閉塞体４０のセットが容易となる。そして、低融点ガラスをガラス管１０と閉塞体４０の隙間（図８（イ）の破線円部分）に配設し、加熱封着の際に、ガラス管１０の外部に低融点ガラスの一部が流出しても、ガラス管外部に位置する側にもテーパ部４４を設けたことにより、閉塞体４０と加熱体２１０との間に隙間を形成できるように加熱体２１０を加工でき、軟化した低融点ガラスが加熱体２１０と接触し、付着することで、封着が完了した後も加熱体２１０から閉塞体４０が取り外せない不具合がなく、ガラス管１０の外径または、閉塞体４０の外径をはみ出すことが無く、所定のランプ形状で封止が完成でき良好な封止作業が行なえる。
【００２３】
請求項５の発明においては、前記閉塞体にガラス端面受け部と前記テーパ部を設けたことにより、加熱封着の際に、テーパ部によってガラス管内にスムーズに閉塞体が挿入されて、ガラス管端面と閉塞体のガラス端面受け部が突き当たり、閉塞体の挿入深さを管理でき、製造が容易になる。
【００２４】
請求項６の発明においては、前記ガラス管の長手軸に垂直な面の最大径をφＧとし前記閉塞体の最大径をφＤとしたとき、φＧがφＤとほぼ等しいか、φＤより大きくしたことによって、図６に示す通り、給電端子を給電部より給電接続部を経て、ガラス管管ガラス管１０の管径より極力大きくならないように配設することができ、給電端子を経てハーネスまたは給電線を接続することができる。
【００２５】
請求項７の発明においては、前記閉塞体が排気管残部を有していることによって、例えば、図９に示す様に、ガラス管の他端部を簡便な熔断封止により形成でき、完成したランプの長さを短くできる。
【００２６】
請求項８の発明においては、前記閉塞体の前記テーパ部に突起部を設けたことによって、図１２に示す通り、あらかじめ成形した低融点ガラス成形品を当該突起部にセットすることで、均一かつ確実に低融点ガラスがガラス管の内周面の封止部側に供給され、良好なシールを行なうことができる。
【００２７】
請求項９の発明においては、前記閉塞体は、略円板状でおもて面並びにうら面を有し、前記ガラス管の一方の開放端部と前記閉塞体の前記おもて面または前記うら面がいずれも当接可能であり、前記低融点ガラスにより気密封止されることにより、閉塞体の構造が簡素となり、閉塞体が安価に製造できるとともに、低融点ガラスを用いてガラス管と溶着する際に、加熱体に形成されている凹部に閉塞体を容易にセットでき、ランプの生産性が良好となり、先の生産性が良好になることから安価なランプを実現できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の技術思想に関する形態について説明を行なう。図１は、請求項１、請求項３、請求項５並びに請求項６の発明に係る形態の一例を示すものである。図１において、ガラス管１０の内面には、一対の内部電極１５１、内部電極１５２が配設されている。一対の内部電極１５１、内部電極１５２は、蛍光体層１９０により覆われている。さらに、この一対の内部電極１５１、内部電極１５２は、導電部１３１並びに導電部１３２から第一連絡部１４１、第二連絡部１４２を経て給電部７１、給電部７２まで電気的に接続される。閉塞体４０には、テーパ部４２並びにガラス端面受け部４１が形成され、テーパ部４２側が開放端部３０（図中の点線楕円域）へ挿入され、低融点ガラス１２０によって封止部５０が形成される。
【００２９】
ここで、閉塞体４０の外径φＤは、ガラス管１０の外径φＧと同等か小さくなるようにする。後に説明する図２、図３、図６においても同様である。またここで、導電部１３１並びに導電部１３２は、低融点ガラス１２０によって覆われており、直接放電空間１７０と接触しない。次に開放端部３０とは別の開放端部側から排気が行なわれ、所定のガスが封入され、ランプが完成するが、（不図示の）ベルジャー内に複数本のランプをセットし、ベーキング、排気後、図１４に示すような閉塞体４０により封止してもよい。
【００３０】
ここで、給電部７１、給電部７２に外部より所定の高電圧を印加することにより、蛍光体層１９０が誘電体として機能し、誘電分極を起こし放電空間１７０が高電界となり、誘電体バリア放電が発生し、放電プラズマより紫外あるいは真空紫外光が放射され蛍光体層１９０に照射されると可視光に変換され、アパーチャよりガラス管１０外部へ効率よく可視光が放射されるものである。ここでは、蛍光体層１９０が誘電体として機能する旨を記したが、内部電極１５１、内部電極１５２と蛍光体層１９０の間に絶縁材の層を１層または複数層適宜入れてもよい。この絶縁材は、様々な材料が適用可能であるが、特に可視域での反射率が高い絶縁材料が好適である。
【００３１】
図２および図７は、請求項１、請求項２、請求項３並びに請求項６の発明に係る形態の一例を示すものである。図２において、閉塞体４０には、テーパ部４２が形成され、テーパ部４２側が開放端部３０へ挿入され、低融点ガラス１２０によって封止部５０が形成される。この形態においては、テーパ部４２によってガラス管１０の内径が多少ばらついても所定の加熱封着を行なうことができる。
【００３２】
図７は、図２のＡ−Ａ’の断面を示した図である。内部電極１５０と給電部７０は、ガラス管１０を挟んで略表裏の位置に配設されている。外部電極１６０との沿面距離の確保や、給電端子の形状が大きくなったり、小さくなったりすることにより内部電極１５０と給電部７０の間に多少のズレや断面の各幅の不均衡が生じる場合があるが、本発明の効果を損なうものではない。その他の詳細部の構成は図１と同じであり、ここでは省略する。
【００３３】
図３は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５並びに請求項６の発明に係る形態の一例を示すものである。図３においては、閉塞体４０にガラス管内部に位置する側とガラス管外部に位置する側にそれぞれテーパ部４３、４４が形成され、第一のテーパ部４３側がガラス管１０に挿入される。
【００３４】
図８にガラス管１０の封止方法について示す。第二のテーパ部４４側は、図８の（イ）に示す通り加熱体２１０にセットされ、所定の条件で加熱封着が行われる。ここで、低融点ガラスは、粉末状態のものをあらかじめ有機バインダと混練しペースト状態のものを閉塞体４０のガラス管１０側に所定の形状で塗布した後、有機バインダを焼成で焼き飛ばした状態の低融点ガラスと閉塞体または、後述するフリットリングを閉塞体４０のテーパ部にセットする。閉塞体４０やフリットリングのハンドリングはバキュームピンセット等により行なう。次に加熱体２１０を高周波加熱により昇温するか、加熱体２１０そのものに電流を流し、抵抗加熱により昇温させ封着を行なう。
【００３５】
この場合、第二テーパ部４４に合せて加熱体２１０側にもテーパを設けるために閉塞体４０と加熱体２１０の間に不所望な力が発生しても緩和されるので加熱体２１０と閉塞体４０に多少の膨張係数の差があったり、低融点ガラスが加熱体２１０に多少付着しても加熱封着終了後封着完了品を加熱体２１０より容易に取り外すことができる。その他の詳細部の構成は図１と同じであり、ここでは省略する。
【００３６】
図４並びに図５は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５の発明に係る別の一例を示すものである。図４においては、ガラス管１０の外径φＧよりも閉塞体４０の外径φＤを大きくする。その結果、ガラス端面受け部４１が大きく設計される。図５においては、ガラス管外部にさらに第二のテーパ部４４を設けることで、例えば図８の（ロ）に示した通り、ガラス管１０と加熱体２１０の間の隙間（図中破線円部分）に配設された低融点ガラスが、加熱封着の際に、ガラス管１０の外部に低融点ガラスの一部が流出しても、ガラス管１０外部に位置する側にもテーパ部４４を設けたことにより、閉塞体４０と加熱体２１０との間に隙間を形成できるように加熱体２１０を加工でき、軟化した低融点ガラスが加熱体２１０と接触し付着して封着が完了した後も加熱体２１０から閉塞体４０が取り外せないという不具合がなく、ガラス管１０の外径または、閉塞体４０の外径をはみ出すことが無く、所定のランプ形状で封止ができる。
【００３７】
また、加熱封着完成したランプを作業テーブルなどの水平な場所に仮置きしても、ガラス管表面と作業テーブル面との間に隙間ができることから、光取り出し用アパーチャ部に汚れが極力付着しないようにでき、出荷検査時の汚れ拭き取りなどの手作業が低減される。その他の詳細部の構成は図１と同じであり、ここでは省略する。
【００３８】
図６は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項５並びに請求項６の発明に係る形態の一例を示すものである。図６においては、閉塞体４０の外径φＤをガラス管１０の外径φＧに対して、ほぼ等しいか大きくする。
次に、内部電極１５０に連通する給電部７１と外部電極１６０に連通する給電部７２を設け、各々給電接続部８０、給電接続部８２を介して、ガラス管１０の管より極力大きくならない給電端子１１１、給電端子１１２が設けられる。さらにハーネスまたは給電線９０が給電端子１１１、給電端子１１２と給電線接続部１００で接続される。
【００３９】
この形態では、給電線接続部１００は、閉塞体４０側に設けられているが、閉塞体４０側と反対側や、給電端子１１１、給電端子１１２の端面部に設けることも可能である。その他の詳細部の構成は図１と同じであり、ここでは省略する。
【００４０】
図９、図１０は、請求項７の発明に係る形態の一例を示すものである。図９においては、図１と同様に一対の電極がガラス管１０内部に配設されている。閉塞体４０には、貫通孔が設けられ、排気管が挿入され、低融点ガラス１２１により閉塞体４０と封着される。排気管は、ガスの排気、ベーキング、ガス封入の後に封止される。図９には、その残部である排気管残部６０が示されている。低融点ガラス１２１は、低融点ガラス１２０と同じ材質でも良いが、結晶化はんだガラスが好適である。理由は、結晶化はんだガラスは、初回は低温で封止でき、再加熱した場合は、ガラス管１０と同程度かそれ以上の温度でなければ軟化しない特性を有する為である。ガラス管１０の他端部の有底部２５０は、バーナーなどにより熔断封止により形成する。その他の詳細部の構成は、図１と同じでありここでは省略する。
【００４１】
次に、図１０においては、ガラス管１０と略同径の別体のガラス管２３０を低融点ガラス１２０により突き合わせ封着かつ接続を行なう。当該別体のガラス管２３０は、あらかじめ一部を縮径しておき、排気完了後にこの縮径した個所でバーナー封止を行なう。そうして封止箇所に排気管残部６０が残る。突き合わせ封着かつ接続を行った後に別体のガラス管２３０の一部を縮径化してもよい。ここで別体のガラス管２３０の内表面に蛍光体や反射材を配設しておくと（図示せず）、ランプの端部での光量の落ち込みを改善でき好適である。ガラス管１０の他端部の有底部（図示せず）は、バーナーなどにより熔断封止により形成する。その他の詳細部の構成は、図１と同じでありここでは省略する。
【００４２】
図１３（イ）〜（ホ）は請求項９の実施の形態を閉塞体４０とガラス管１０との関係で示している。
閉塞体４０は略円板状で、表面並びに裏面を有し、いずれの面であってもガラス管１０の端部と当接可能なので、加熱体へ閉塞体をセットするときにスムーズに行える。図１３（イ）〜（ニ）は閉塞体のおもて面、うら面とも同一形状のものを示したが、おもて面とうら面が違う形状であっても、加熱体に形成された凹部に嵌合する形状、例えば、図１３（ホ）のような形状であればかまわない。
【００４３】
【実施例】
図１について具体的な実施例を説明する。ガラス管１０としては、外径φ８．０肉厚０．５５ｍｍ、外径φ９．８肉厚０．５５ｍｍの無鉛ガラス（商品名ＰＳ−９４  日本電気硝子製）を用いた。あらかじめ、このガラス管１０の外表面に所定の形状の給電部７１、給電部７２を銀ペーストを印刷により設ける。銀ペーストは、銀粉末と低融点ガラス成分、有機バインダー、溶剤を混練したものであり、本実施例では、低融点ガラス成分には、無鉛のものを採用した。このガラス管１０を所定の温度条件で焼成する。
【００４４】
次に、一対の内部電極１５１、内部電極１５２は、市販のディスペンサより銀ペーストを供給し、給電部７１、給電部７２との位置を確認して、ガラス管１０の内面に塗布して設けた。次に、塗布を終了したガラス管１０を所定の温度条件で焼成し、蛍光体スラリーを吸い上げる従来方式でガラス管１０の内面に塗布した。蛍光体としては、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂを使用したが、その他の希土類蛍光体を適用することも可能である。内面に蛍光体を塗布後、一対の内部電極１５１、内部電極１５２は、蛍光体により覆われる。
【００４５】
この蛍光体を所定の温度条件で焼成後、給電部７１、給電部７２が設けられたガラス管１０の開放端部３０のガラス端面並びに内面に付着した蛍光体層１９０の一部を全周にわたり取り除く。このとき、内部電極１５１、内部電極１５２の一部が露出するが、導電部１３１並びに導電部１３２として機能する。
【００４６】
次に、連絡部１４１、連絡部１４２は、給電部７１、給電部７２や内部電極１５１、内部電極１５２と同じ銀ペースト材料を端部に塗布し、局所的な加熱焼成が可能であり、コンパクトで消費電力のすくない焼成炉でこれらの接続部を形成できた。
【００４７】
一方、閉塞体４０は、ガラス管１０と同じ無鉛ガラスを粉砕してプレス成形することにより形成し、準備した。大きさは、外径φ８．０のガラス管に対しては、外径φ７．５の閉塞体、外径φ９．８のガラス管に対してはφ９．３の閉塞体の２種類で、テーパは、約３０°、厚みはテーパ部が３ｍｍ、全厚み５ｍｍとした。低融点ガラス１２０は、無鉛タイプのものを採用し、あらかじめ閉塞体４０の所定の個所に塗布し、３５０℃で仮焼成した。封止は、図８に示された方法により行なった。
【００４８】
図８の支持体２２０は、ガラス管１０が閉塞体４０に対して、斜めになっていたりすることを防止するためのものである。加熱体２１０としては、カーボンのブロックを加工したカーボンヒータに１次側１００〜２００Ｖをステップダウントランスにより２次側で２Ｖから４Ｖに変換し、３００Ａから１０００Ａ程度の電流をカーボンヒータに供給して加熱するもので、電流値を制御することで封止温度を制御できる。本例では、□２００ｍｍのカーボンに７×７＝４９個まで一度にシールできるようにした。本シールは大気中で行なうことから、設備そのものが非常にコンパクトにすることができ、しかも安価に製作することができた。この設備を利用すると４９セットのシールが部材のセットから仕掛品の取り出しまで約１０分で良好な封止が行なうことができ、従来の低融点ガラスの封止に比較して大幅な時間短縮もできた。
【００４９】
次に、閉塞体４０を封止したガラス管１０の他端部は、一部を縮径加工した後、排気、ガス封入を行なった。封入ガスとしては、キセノンガスを１４．６ｋＰａ封入した。最後にバーナーにより封止を行ない管径の異なる２種類の本発明のランプが完成した。このランプの全長は、約３６０ｍｍであり、図１４に示す従来のランプと同じ長さで、同じ有効発光長を有するランプを実現できた。特に、閉塞体４０がガラス管１０の外径より小さくできたので、ランプ両端部に設けるポリカーボネート製のホルダーを従来技術よりも小型化することができた。
【００５０】
図１について具体的実施例を説明してきたが、外部電極１６０を設けた図２や図３についても同様である。例えば、外部電極１６０と給電部７０は、同じ銀ペーストを印刷で同時に形成することができる。また、図２の実施例では、閉塞体４０としては、、外径φ７．５、φ９．３の２種類で、テーパは約３０°、厚みはテーパ部が４ｍｍ、全厚み５ｍｍとした。この閉塞体４０に合せたカーボンヒータを設計、加工し、封止を行なったところ、低融点ガラスがカーボンヒータに付着することが少なく、図１と同様に良好な封止を行なうことができた。
【００５１】
次に、図３の実施例では、閉塞体４０としては、外径φ８．０のガラス管に対しては、外径φ７．５、外径φ９．３ガラス管に対してはφ１１．３の閉塞体の２種類で、第一のテーパ部４３は、約３５°、第二のテーパ部４４は、約２０°、厚みは第一のテーパ部４３が２ｍｍ、第二のテーパ部４４が３ｍｍで、全厚み５ｍｍとした。この閉塞体４０に合せたカーボンヒータを設計、加工し、封止を行なったところ、低融点ガラスがカーボンヒータに付着することが少なく、図１と同様に良好な封止を行なうことができた。ランプ完成品は、図１４に示すランプと同じ長さで、同じ有効発光長を有するランプを実現できた。特に、閉塞体４０がガラス管１０の外径より小さくできたので、ランプ両端部に設けるポリカーボネート製のホルダーを従来技術よりも小型化することができた。
【００５２】
次に、図４並び図５の具体的な実施例の説明を行なう。各部は、図１で説明されている点と同じであり異なる点のみを説明する。図４の実施例では、閉塞体４０としては、外径φ８．０のガラス管に対しては、外径φ９．０の閉塞体、外径φ９．８のガラス管に対してはφ１１．３の閉塞体の２種類で、テーパは、約３０°、厚みはテーパ部が３ｍｍ、全厚み５ｍｍとした。この閉塞体４０に合せたカーボンヒータを設計、加工し、封止を行なったところ、ガラス管１０の外径よりも閉塞体４０の外径が大きいことから、低融点ガラスがカーボンヒータに付着することが少なく、図１と同様に良好な封止を行なうことができた。
【００５３】
次に図５の例では、閉塞体４０としては、外径φ８．０のガラス管に対しては、外径φ９．０の閉塞体、外径φ９．８のガラス管に対してはφ１１．３の閉塞体の２種類で、第一のテーパ部４３は、約３０°、第二のテーパ部４４は、約５°、厚みは第一のテーパ部４３が３ｍｍ、第二のテーパ部４４が１ｍｍで、全厚み５ｍｍとした。この閉塞体４０に合せたカーボンヒータを設計、加工し、封止を行なったところ、図４と同様にガラス管１０の外径よりも閉塞体４０の外径が大きいことから低融点ガラスがカーボンヒータに付着することが少なく、図１と同様に良好な封止を行なうことができた。図４並び図５のランプ完成品は、図１４に示すランプと同じ長さで、同じ有効発光長を有するランプを実現できた。
【００５４】
次に、図６の実施例の説明を行なう。各部は、図１の実施例で説明されている点と同じであり異なる点のみを説明する。図６においては、閉塞体４０の大きさは、図１と同じで、外径φ８．０のガラス管に対しては、外径φ７．５の閉塞体、外径φ９．３のガラス管に対してはφ１１．３の閉塞体の２種類で、テーパは、約３０°、厚みはテーパ部が３ｍｍ、全厚み５ｍｍとした。この閉塞体４０に合せたカーボンヒータを設計、加工し、封止を行なったところ低融点ガラスがカーボンヒータに付着することが少なく、図１と同様に良好な封止を行なうことができた。
【００５５】
次に、給電接続部８０、給電接続部８２としては、導電性接着剤（ドータイト、藤倉化成製）により、給電端子１１１、給電端子１１２を給電部７１並びに給電部７２に接続したが、これ以外の手段、例えば、超音波半田なども適用できる。また、給電接続部は、極力厚みを薄く設けることが好適である。この例では、５０μｍ〜５００μｍ程度となる様にした。給電端子１１１、給電端子１１２としては、厚み０．１ｍｍのりん青銅片の加工品を用いた。さらに、ハーネスまたは給電線９０（シリコン線、耐圧ＤＣ６ｋＶ  クラベ製）を接続して、本発明のランプが完成する。ここで、ガラス管径がφ８の場合、給電端子１１１、給電端子１１２を含めた大きさがφ８．３であり、また、ガラス管径がφ９．８の場合、給電端子１１１、給電端子１１２を含めた大きさがφ１０．１であった。
ランプ完成品は、図１４に示すランプと同じ長さで、同じ有効発光長を有するランプを実現できた。
【００５６】
次に、図９の実施例の説明を行なう。各部は図１の実施例で説明されている点と同じであり異なる点のみを説明する。閉塞体４０は、ガラス管１０と同じ無鉛ガラスを粉砕してプレス成形することにより形成し、準備した。大きさは、外径φ７．５、φ９．３の２種類で、テーパは、約３０°、厚みはテーパ部が３ｍｍ、全厚み５ｍｍとした。さらに排気管挿入用にφ３．２の孔を設け、外径φ３の排気管を挿入し、低融点ガラス１２１で封止接続した。低融点ガラス１２１としては、結晶化はんだガラスを使用した。
【００５７】
この場合は、孔は貫通孔とし、孔の一部を排気管の外径より細くなるようにして、途中で止まるようにしてもよいし、孔を排気管が挿入されない程度の径にして、排気管端部と閉塞体４０を突き合わせ接続してもよい。閉塞体４０と排気管が接続されたものをカーボンヒータにセットしてガラス管１０との封止を行なった。ガラス管１０の他端部の有底部２５０は、バーナーなどにより熔断封止により形成した。
【００５８】
図１４に示す従来型のランプは、他端部には、ガラス管の一部を縮径した部分を設けて排気することによりランプを完成させているが、ランプ全長がホルダーを含めて３７０ｍｍであったのに対して、本発明のランプ完成品は、全長３６５ｍｍで、同じ有効発光長を有するランプを実現できた。特に、閉塞体４０がガラス管１０の外径より小さくできたことにより、ランプ両端部に設けるポリカーボネート製のホルダーを従来技術よりも小型化することができた。
【００５９】
図１０の実施例の説明を行なう。各部は、図１の実施例で説明されている点と同じであり、異なる点のみを説明する。別体のガラス管２３０としては、図１でガラス管１０に使用したものと同じ外径φ８肉厚０．５５ｍｍ、外径φ９．８肉厚０．５５ｍｍの無鉛ガラスであり、あらかじめ一部を縮径したものを用いた。ここで、別体のガラス管２３０の封止側端部とガラス管１０の封止側端部には、あらかじめ低融点ガラス１２０を設けておいた。
【００６０】
次に、別体のガラス管２３０とガラス管１０を突き合わせリングヒータにより封止部の全周を局所的に加熱封着を完成させた。ガラス管１０の他端部の有底部２５０は、バーナーなどにより熔断封止により形成した。上述した通り、図１４の従来技術のランプの全長が３７０ｍｍであったのに対して、本発明のランプ完成品は全長３６７ｍｍで、同じ有効発光長を有するランプを実現できた。特に、閉塞体４０がガラス管１０の外径より小さくできたので、ランプ両端部に設けるポリカーボネート製のホルダーを従来技術と同等にすることができた。
【００６１】
図１１の実施例の説明を行なう。各部は、図１、図２並びに図３の実施例で説明されている点と同じであり異なる点のみを説明する。この実施例では、図１２の（イ）（ロ）に示す様な突起部４５を設けて、（ハ）に示す低融点ガラス製のフリットリング２４０を（ニ）に示す様な形で突起部４５を閉塞体４０のテーパ部に設けて当該突起部４５にフリットリング２４０を乗せる。この突起部４５は、（イ）のようにテーパ部４２の全周に設けても良いし、（ロ）のように部分的に設けても良い。図１２の（ニ）は（イ）、（ロ）の断面図であるが、（ニ）に示す状態でカーボンヒータにセットすることでガラス管１０との加熱封着を行なった。
【００６２】
このようにして、あらかじめ成形した低融点ガラス成形品を当該突起部４５にセットすることで、均一かつ確実に低融点ガラスがガラス管の内周面の封止部側に供給され、良好なシールを行なうことができた。ランプ完成品は、図１４に示すランプと同じ長さで、同じ有効発光長を有するランプを実現できた。特に、閉塞体４０がガラス管１０の外径より小さくできたので、ランプ両端部に設けるポリカーボネート製のホルダーを従来技術よりも小型化することができた。
【００６３】
以上、本発明の実施例について具体例を説明してきた。本発明は、これらの実施例にとどまるものではない。ここに述べてきた実施例のそれぞれの組み合わせにおいても本発明の効果が認められる。特に種々の材料に無鉛品を使用したが、これは、環境への影響を配慮したものである。したがって、基本的にはガラス管１０としても鉛ガラス、ほう珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、アルミノ珪酸ガラスなどを適用するこも可能である。内部電極としても、銀ペースト以外、カーボンペースト、銀−パラジウム、金、金ーパラジウム、白金、白金ーパラジウムなどのペーストを利用することもでき、ＩＴＯやネサ膜も可能である。また、閉塞体についても同様のガラス材料を適用できる。これは、低融点ガラスについても同様である。また、蛍光体層１９０についても、例えば、反射材層よりなる基層に蛍光物質が表層として形成されてなる複合蛍光体層も好適である。ここに、反射材層を形成する物質としては、例えばα−アルミナ、γ−アルミナ、酸化チタン、ピロリン酸カルシウム、シリカ、硫酸バリウムなどを挙げることができる。
【００６４】
蛍光物質層の材質としては、希土類蛍光体やハロリン酸系の蛍光体などの公知の蛍光体物質を用いることができ、例えば特に赤色の可視光を得るためにはＹ２０３：Ｅｕ、（ＹＧｄ）ＢＯ３：Ｅｕなどを、緑色の可視光を得るためにはＬａＰＯ４：Ｃｅ，  Ｔｂ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂなどを、青色の可視光を得るためには（ＳｒＣａＢａ）５（ＰＯ４）３，Ｃｌ：Ｅｕ、３（ＢａＭｇＥｕ）Ｏ・８  ＡｌＯ３などを挙げることができる。さらに封入ガスとしても、キセノン以外にヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンや金属蒸気として水銀なども可能である。
【００６５】
【発明の効果】
次に、本発明の効果について説明する。本発明により、低融点ガラスを利用する量を少量に抑えることでき、かつガラス管の開放端部と閉塞体が、低融点ガラスを利用した封止部により良好に気密封止しされ、内部電極は導電部と連絡部が前記封止部を介して内部電極とは異なる面上の給電部に連通することが可能となり、局所的な加熱封着により、安価で簡便な設備により封止を行なうことができる。結果として、封止部が小型で、品質、信頼性の高い、かつ安価なランプを提供することが可能となる。
【００６６】
また、連絡部を極力小さく、部分的、かつ少量の部材で形成することが可能となり、材料の低減ができるランプが可能となる。さらにランプホルダーの小型化が可能となり、アパーチャ部のランプ管面を最適距離まで原稿面に近づけることができ、少ないランプ電力で原稿面を均一に明るく照明することができるランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１の形態を示す図面である。
【図２】本発明の別の形態を示す図面である。
【図３】本発明の別の形態を示す図面である。
【図４】本発明の別の形態を示す図面である。
【図５】本発明の別の形態を示す図面である。
【図６】本発明の別の形態を示す図面である。
【図７】本発明の図２の断面図である。
【図８】本発明の実施例を示す図面である。
【図９】本発明の実施例を示す図面である。
【図１０】本発明の実施例を示す図面である。
【図１１】本発明の実施例を示す図面である。
【図１２】本発明の実施例を示す図面である。
【図１３】本発明の実施例を示す図面である。
【図１４】従来技術を示す図面である。
【符号の説明】
１０            ガラス管
２０            アパーチャ部
３０            開放端部
４０            閉塞体
４１            ガラス端面受け部
４２            テーパ部
４３            第一のテーパ部
４４            第二のテーパ部
４５        突起部
５０            封止部
６０        排気管残部
７０            給電部
７１            給電部
７２            給電部
８０            給電接続部
８１            給電接続部
８２            給電接続部
９０            ハーネスまたは給電線
１００        給電線接続部
１１０        給電端子
１１１        給電端子
１１２        給電端子
１２０        低融点ガラス
１２１        低融点ガラス
１３０        導電部
１３１        導電部
１３２        導電部
１４０        連絡部
１４１        連絡部
１４２        連絡部
１５０        内部電極
１５１        内部電極
１５２        内部電極
１６０        外部電極
１７０        放電空間
１８０        絶縁材
１９０        蛍光体層
２００        加熱封着
２１０        加熱体
２２０        支持体
２３０      別体のガラス管
２４０      フリットリング
２５０      有底部
２６０    溶着シール部
【図１】
0003622630.tif 000002
【図２】
0003622630.tif 000003
【図３】
0003622630.tif 000004
【図４】
0003622630.tif 000005
【図５】
0003622630.tif 000006
【図６】
0003622630.tif 000007
【図７】
0003622630.tif 000008
【図８】
0003622630.tif 000009
【図９】
0003622630.tif 000010
【図１０】
0003622630.tif 000011
【図１１】
0003622630.tif 000012
【図１２】
0003622630.tif 000013
【図１３】
0003622630.tif 000014
【図１４】
0003622630.tif 000015