(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面上に金属被膜が設けられたセラミック壁を有する放電容器を具えた高圧放電ランプの製造方法において、前記外表面に金属被膜が設けられたセラミック壁を有する放電容器を、予備ベークした成形品の壁の外表面上に、金属粉末と溶剤の混合物から成るペーストの被膜を被覆し、次いでこのように被覆した成形品を乾燥させた後に半透明になるまで焼結させることにより形成することを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
【請求項２】
外表面上に金属被膜が設けられたセラミック壁を有する放電容器を具えた高圧放電ランプであって、前記外表面上に金属被膜が設けられたセラミック壁を有する放電容器は請求項１に記載された製造方法で形成され、前記金属被膜は前記放電容器のセラミック壁上に焼結され且つ該セラミック壁と焼結結合されている金属層であることを特徴とする高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、外表面上に金属被膜が設けられたセラミック壁を有する放電容器が設けられた高圧放電ランプに関するものである。
本発明はこのような放電ランプの製造方法にも関するものである。
本明細書において、“セラミック壁”とは、例えば単結晶サファイヤ又は気密多結晶酸化アルミニウムのような半透明結晶金属酸化物から成る壁、又は半透明気密焼結多結晶ＡｌＮの壁を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
頭初に記載した種類の放電ランプはＥＰ−０００２８４８号から既知である。ランプ点弧を促進するために、既知のランプの放電容器の外表面には金属被膜の形態の導電性点弧細条が設けられている。この細条は放電容器の壁の外表面に、金属粒子と金属酸化物粒子の混合物の形で加熱により付着されている。放電容器の外表面の一部分の金属被膜は熱シールドとしても知られている。そのねらいはランプの熱平衡に好影響を及ぼすことにある。このような被膜はＥＰ−Ａ−０３４４４３３号から既知である。金属被膜は真空内で蒸着することができ、またペーストとして設け、後で硬化させることもできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうして得られた金属被膜はランプ寿命中に割れ目、亀裂、セラミック壁からの剥れのような欠陥をしばしば示すことを確かめた。点弧細条のこのような欠陥はその点弧促進作用に悪影響を与える。これらの欠陥が熱シールドとして作用する被膜に生じると、これらの欠陥はランプの熱平衡に不明確な変化を生起する。これは一般にランプの測光特性（発光効率、色温度、演色性）に不所望な変化をまねく。
本発明の目的は、上述した欠陥の発生を抑える手段を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、本発明は頭初に記載した種類の放電ランプにおいて、前記金属被膜はセラミック壁上に焼結させた金属層としたことを特徴とする。金属を直接セラミック壁上に被膜として焼結させると、良好な付着性を有しランプ寿命中に殆んど何の変化も受けない連続被膜が得られることが確かめられた。金属被膜に極めて好適な金属はＷであり、その理由はこの金属は良好な熱抵抗、良好な導電率、良好な焼結性のような多数の好ましい特性を併せ持つからである。Ｗの他に、Ｚｒ，Ｍｏ，Ｔａ及びＮｂも金属被膜用の金属として極めて好適である。
【０００５】
本発明ランプの製造においては、セラミック壁を有する放電容器を、予備ベークした成形品の壁の外表面上に、金属粉末及び溶剤から成るペーストの被膜を被覆し、次にこのように被覆した成形品を乾燥させた後に半透明になるまで焼結させることを特徴とする。ペーストには結合剤を含ませることもできる。
【０００６】
本明細書において“予備ベークした成形品”とは、半透明に焼結させることができる粉末混合物から加圧成形し、次いで粉末粒子間に初期焼結成長が生ずるようにベークした成形品を意味する。本発明方法によれば、半透明放電容器と、このように形成された放電容器の壁と金属被膜との間の焼結結合とを単一の焼結処理により実現することができる利点が得られる。
【０００７】
確かにＷをＡｌ２  Ｏ３  のベース表面上に焼結させることは文献に提案されている。文献には、Ａｌ２  Ｏ３  とＷとの間の良好な焼結結合を達成するには純粋Ａｌ２  Ｏ３  に３％から１０％までのＺｒＯ２  又はＺｒＯ２  及びＳｉＯ２  を添加することが不可欠である旨述べられている。半透明Ａｌ２  Ｏ３  を得るためには、一方では上述した量のこのような添加は全く好ましくなく、他方では満足な半透明のために必要とされる焼結Ａｌ２  Ｏ３  の密度を達成するためには焼結ドーパントとしてＭｇＯが不可欠であることが確かめられた。
【０００８】
本発明は既知のランプより丈夫で製造が容易なランプを提供する。放電容器の周囲に巻きつけられたワイヤ又は放電容器に沿って張られたワイヤの形態の別個の点弧アンテナが設けられた、実際に多く使用されているランプと比較して、本発明ランプは著しく丈夫であると共に製造が著しく簡単である。
本発明の上述した特徴及び他の特徴を、図面を参照して本発明の実施例につき更に詳しく説明する。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明高圧放電ランプの一実施例を示す。この放電ランプは高圧ナトリウムランプであり、セラミック壁３ａを有する放電容器３を具え、この放電容器３内には少なくともイオン化可能成分としてのＮａと希ガスが封入されている。この放電ランプには放電空間内に配置された主電極４，５が設けられ、ランプの動作状態においてこの主電極間に放電が生ずる。主電極４，５は、放電容器３の壁３ａを貫通しセラミック封止剤により放電容器３に気密に封止されたリードスルー部材４０，５０にそれぞれ連結される。ランプには外球１及びランプ口金２も設けられる。リードスルー部材４０はランプ口金２に内部接続された剛性給電導体６に、フレキシブル導体６′で連結される。リードスルー部材５０は、同じくランプ口金２に内部接続された剛性給電導体８に、補助導体７で電気的に且つ機械的に連結される。
【００１０】
セラミック壁上に焼結させた金属層１０の形態の金属被膜をセラミック壁３ａの外表面上に設ける。この金属層は点弧補助として作用し、ほぼ主電極４，５間に延在する。ランプが点灯してないとき、バイメタル素子１１が主電極４の近くで金属層１０に当接する。バイメタル素子１１はその他端を給電導体８に固定する。ランプが点灯すると、放電により発生した熱がバイメタル素子１１を湾曲させて金属層１０とバイメタル素子との間の接触を断つ。
【００１１】
上述したランプの有利な実施例では、セラミック放電容器は外表面上にＷの被膜が設けられた半透明の緻密焼結多結晶Ａｌ２  Ｏ３  から成る壁を具えるものとする。この放電容器は、以下に記載する有利な方法によりランプを製造する間に形成するのが好ましい。通常の如く、最大で１０００ｐｐｍのＭｇＯを有するＡｌ２  Ｏ３  の粉末混合物から出発して加圧成形により成形品を造り、次いでこれを空気中で１２００℃の温度で予備ベークする。
【００１２】
次に、こうして得られた成形品上にＷ粉末と溶剤の混合物から成るペーストを塗布して被膜を設ける。好適な溶剤はテルピネオールである。このペーストには更に結合剤、例えばエチルセルロースを含ませることができる。被膜を塗布するには多数の工業的に適用し得る方法、例えばペインティング，ライティング，タンポンプリンティング，インクジェットプリンティング，ディスペンシング，ローラコーティング等を使用することができる。
【００１３】
次に、このように被覆された成形品を乾燥させ、溶剤をほぼ完全に蒸発させる。テルピネオールを使用する場合には、１７５℃で約３０分間の加熱によりペースト中に最初に存在するテルピネオールの９５％以上を蒸発させることができる。ペースト中に結合剤が存在する場合には、次にこれを焼き払う。結合剤としてエチルセルロースを用いる場合には、７体積％のＨ２  及び９３体積％のＮ２  を含む乾燥雰囲気内での約３０分間の加熱が存在する結合剤のほぼ完全な焼き払い／燃焼を生ずることが確かめられた。
【００１４】
乾燥及びベーキング後に、成形品を焼結させて半透明にする。これは、既知の如く湿り水素雰囲気内で約１９５０℃で約２時間加熱することにより行なう。半透明を得るためのＡｌ２  Ｏ３  の焼結と同時にＡｌ２  Ｏ３  と被膜のＷとの間の焼結が生ずる。
【００１５】
放電容器製造用の基礎材料に添加する焼結ドーパメントとしてのＭｇＯに加えて、約５００ｐｐｍまでの小量のＥｒ２  Ｏ３  ，Ｙ２  Ｏ３  及びＺｒＯ２  のような追加の添加物が実際上有用であることが確かめられた。半透明に達する焼結に必要な温度及び時間はこのような追加の添加物によりある程度影響を受ける。ＳｉＯ２  の使用は焼結製品に良好な半透明性が要求される場合には追加の添加物として好ましくないことが知られている。
【００１６】
上述した実施例では、通常のＡｌ２  Ｏ３  粉末の粒度分布に相当する０．２μｍ〜１μｍの粒度分布を有し平均値が０．４μｍであるＷ粉末を使用した。
【００１７】
上述した方法で製造した放電容器を検査したところ、Ａｌ２  Ｏ３  結晶は放電容器の被膜が存在する部分とセラミック壁の露出表面とでは異なる表面構造を有することが判明した。被膜部分の表面構造はＷ粒子の粒度及び気孔構造に匹敵する結晶の大きさ分布を有している。
【００１８】
４００Ｗの定格電力を有する高圧ナトリウムランプを、上述した方法により製造した放電管を用いる点を除いて慣例の方法で製造した。放電容器には９／４０のＮａ／Ｈｇ重量比の過剰Ｎａアマルガム及び室温で４０ＫＰａのＸｅを封入した。点弧細条は約０．５ｍｍの幅及び３０μｍ〜５０μｍの厚さを有し、３％以下の輝度低下を生ずるものとした。１００時間後の平均点弧電圧は２３５０Ｖであり、１０００時間後の平均点弧電圧は２４２５Ｖであった。比較のために、点弧補助部材として外部ルーズアンテナが設けられた放電容器を用いて製造した、同一の電力定格及び同一の封入物質のランプは１００時間後の平均点弧電圧が２４００Ｖであり、１０００時間後の平均点弧電圧が２６５０Ｖであった。
【００１９】
本発明ランプの他の実施例では、点弧細条を電気的に浮動配置する。この実施例の放電容器を図２に示し、図１のものと対応する素子には同一の符号を付してある。
【００２０】
この放電容器３には点弧細条１０が設けられ、この点弧細条にはその両端に、それぞれの主電極のレベルに横方向細条１１，１２が設けられている。各横方向細条１１，１２はほぼ閉じたリングを形成する。
【００２１】
上述した方法により製造した図２に示す放電管を使用し、その他は慣例の方法で高圧ナトリウムランプを製造した。第１の例では、放電容器内に９／４０のＮａ／Ｈｇ重量比の過剰量のナトリウムアマルガム及び室温で４０ＫＰａのＸｅを封入した４００Ｗの電力定格のランプを製造した。点弧細条は０．５ｍｍ幅にし、横方向細条も同じ幅にした。平均点弧電圧は２６２５Ｖであった。ＩＥＳ標準規格によれば、２８００Ｖの点弧電圧が許容される。
【００２２】
第２の例では、ランプの電力定格を７０Ｗにし、室温におけるＸｅの圧力を２６ＫＰａにした。この場合には点弧細条は０．１６ｍｍ幅にした。平均点弧電圧はＩＥＳ標準規格の１８００Ｖに対し１７３０Ｖであった。
【００２３】
発光効率は９６ｌｍ／Ｗであり、屈曲する点弧アンテナが設けられた同様のランプと比較して１．５％の損失であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明高圧放電ランプの一実施例を示す図である。
【図２】本発明高圧放電ランプの他の実施例の放電容器を示す図である。
【符号の説明】
１  外球
２  口金
３  放電容器
３ａ  セラミック壁
４，５  主電極
４０，５０  リードスルー
６，８  剛性給電導体
１０  金属被膜（点弧細条）
１１，１２  横方向細条
【図１】
0003566974.tif 000002
【図２】
0003566974.tif 000003