(57)【要約】発光管を密閉するステップの間、制御されていない大気に対して発光管を開いた状態に維持した、高輝度放電ランプのチップレス発光管とその製造方法。新規の発光管および方法により、制御された大気内でプロセスステップを実行する必要がなくなる。発光管内に密閉された充填ガスの圧力の制御は、発光管を密閉するステップの間、充填ガスの温度を制御することにより行われてよい。新規の発光管および方法により、充填ガス圧力を制御するためにポンプを使用する必要がなくなる。
2005522842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプの発光管の製造方法であって、
（ａ）管状開端部分を含む発光管本体を与えるステップと、
（ｂ）前記管状端部分が実質的に縦向きになるように、前記発光管本体を配置するステップと、
（ｃ）上側管状開端部分を介して導入された不活性ガスを前記本体の内部に流入させながら、下側管状開端部分に第１の電極リードアセンブリを配置するステップと、
（ｄ）（ｉ）前記下側管状端部分の一部分を加熱し、
（ｉｉ）前記下側開端部分に配置された前記アセンブリの部分の周りにある前記下側管状端部分の加熱された部分をピンチシールすることにより、
前記下側管状端部分を密閉し、前記発光管本体に対して前記第１の電極リードアセンブリの位置を固定するステップと、
（ｅ）前記上側管状端部分を介して前記発光管本体の内部にランプ充填材料を導入するステップと、
（ｆ）前記上側管状端部分を介して不活性充填ガスを前記発光管本体の内部に流入させ充填するステップと、
（ｇ）前記上側管状端部分に第２の電極リードアセンブリを配置するステップと、
（ｈ）（ｉ）前記発光管本体の内部と、前記上側管状端部分を介した前記発光管本体の周囲大気との間に連通状態を維持しながら、前記上側管状端部分の一部分を加熱し、
（ｉｉ）前記上側管状端部分に配置された前記アセンブリの部分の周りにある前記上側管状端部分の加熱された部分をピンチシールすることにより、
前記上側管状端部分を密閉し、前記発光管本体に対して前記第２の電極リードアセンブリの位置を固定するステップとを含み、
前記上側端部分の密閉は、前記発光管本体の内部を密閉するための最終的な密閉である方法。
【請求項２】
前記本体の内部が密閉されるときに前記発光管本体の周囲にある大気の温度に対して充填ガスの温度を修正することにより、充填ガスが周囲大気の温度に戻るとき充填ガスの圧力が周囲大気の圧力と異なるようにしながら、ほぼ大気圧で充填ガスの圧力を維持するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
充填ガスの温度は、充填ガスの圧力が周囲大気の温度で実質的に大気圧より低くなるように、前記発光管本体の内部が密閉されるときに十分に上昇される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記上側管状端部分を密閉するステップ中に前記上側管状端部分を加熱することにより、前記上側管状端部分をピンチシールする前に、周囲大気の温度に対して不活性充填ガスの温度を上昇させながら、前記管状端部分間の前記発光管本体の部分を加熱するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
不活性充填ガスは、発光管本体の周囲にある大気より重いことにより、前記上側端部分の密閉中、充填ガスと周囲大気との混合が減少する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記上側管状端部分を密閉するステップ中に前記上側管状端部分を加熱することにより、周囲大気の温度に対して不活性充填ガスの温度を上昇させ、それにより、前記上側管状端部分のピンチシールのステップ中に、前記発光管本体の内部から充填ガスを流出させながら、前記管状端部分間の前記発光管本体の部分を加熱するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ランプ充填材料は、１つ以上のメタルハライドを含み、充填ガスは、１つ以上の不活性ガスを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記発光管本体は、前記管状端部分の中間にある球状の発光チャンバを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記管状端部分の長さは、実質的に同じである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記上側端部分がピンチシールされたときに前記電極リードアセンブリが完全に充填ガスに浸漬するように、前記上側管状端部分に配置された前記電極リードアセンブリを超えた位置まで前記上側管状端部分の長さを延長させるステップをさらに含み、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記発光管本体の端部分の長さは、前記密閉された発光管の端部分の長さと実質的に等しい、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記発光管本体は、円筒状である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ランプ充填材料は、水銀を含み、充填ガスは、アルゴン、キセノン、クリプトン、またはそれらの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ランプ充填ガスは、アルゴンおよびキセノンを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
発光管が、ほぼ室温で大気圧より低い充填ガスを含む、高輝度放電ランプの発光管の製造方法であって、
充填ガスと周囲大気との間に連通状態を維持しながら、ほぼ大気圧で発光管本体の周囲にある制御されていない大気の温度に対して、前記発光管本体の内部の充填ガスの温度を上昇させるステップと、
充填ガスの温度が上昇されなくなったときに前記発光管の内部に密閉された充填ガスの圧力が大気圧より低くなるように、充填ガスの温度を上昇させながら、前記発光管本体を密閉するステップとを含む方法。
【請求項１６】
前記発光管が密閉され充填ガスの温度が上昇されなくなったときに所望の充填ガス圧力を獲得するために、充填ガスの上昇温度を制御するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
充填ガスの温度を上昇させるステップは、前記発光管本体の長手方向中心部分を加熱するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記本体の一方の管状端部分を密閉するステップと、
前記本体の他方の管状端部分を密閉することにより、前記密閉された端部分間に密閉された発光チャンバを形成するステップと、
前記チャンバを加熱することにより、前記他方の管状端部分を密閉するステップ中、前記チャンバ内の充填ガスの温度を上昇させるステップとを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記端部分は、ピンチシールされる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記端部分は、シュリンクシールされる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
充填ガスは不活性であり、周囲大気は空気である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
不活性充填ガスは、アルゴンを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記チャンバ内に密閉された充填ガスの圧力は、ほぼ室温で１／２大気圧より低い、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
充填ガス圧力は、約３０ｔｏｒｒから約３５０ｔｏｒｒの間のものである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記発光管本体を密閉するステップは、前記発光管の発光チャンバから延在する管を密閉するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記発光管本体は、単一の開端部を有する発光チャンバを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
前記発光管本体は、セラミック材料を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
前記発光管本体は、石英を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
前記発光管本体を密閉するステップは、前記本体の開端部分に１つ以上の電極リードアセンブリを配置するステップと、前記開端部に配置された１つ以上の電極リードアセンブリの周りにある端部分を密閉することにより、前記１つ以上の電極リードアセンブリの位置を固定し、前記発光管本体を密閉するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項３０】
ほぼ室温で大気圧より低い圧力を有する充填ガスを含む密閉された発光チャンバを有する発光管の製造方法であって、制御された大気において実行されるステップがなく、チャンバを機械的に排気することなく、ほぼ室温で大気圧より低い充填ガス圧力が得られる方法。
【請求項３１】
発光管の発光チャンバ内に密閉された充填ガスを有し、充填ガスの圧力がほぼ室温で１／２大気圧より低いものである高輝度放電ランプの発光管の製造方法であって、
前記チャンバ内の充填ガスの温度を上昇させ、温度が上昇した結果として、前記チャンバから充填ガスを流出させるステップと、
充填ガスの温度が上昇されなくなったときに前記チャンバ内に密閉された充填ガスの圧力が１／２大気圧より低くなるように、十分な充填ガスが前記チャンバから流出した後、前記チャンバを密閉するステップとを含む方法。
【請求項３２】
充填ガスは、前記発光管の管状開端部分を介して前記チャンバから流出する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記発光管は、１対の管状端部分を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記発光管は、単一の端部分を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記チャンバは、密閉された端部分の中間にあり、充填ガスは、開いた管を介して前記チャンバから流出する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
充填ガスは不活性であり、前記チャンバから制御されていない大気に流れる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
ほぼ室温での充填ガス圧力は、約３０ｔｏｒｒから約３５０ｔｏｒｒの間のものである、請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
前記発光管本体を密閉するステップは、前記本体の開端部分に１つ以上の電極リードアセンブリを配置するステップと、前記開端部に配置された１つ以上の電極リードアセンブリの周りにある端部分を密閉することにより、前記１つ以上の電極リードアセンブリの位置を固定し、前記発光管本体を密閉するステップを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３９】
ほぼ室温で１／２大気圧より低い圧力を有する充填ガスを含む密閉された発光チャンバを有する発光管の製造方法であって、
前記チャンバを機械的に排気するステップを用いずに、大気圧より低い充填ガス圧力が得られる方法。
【請求項４０】
１対のピンチシールされた端部分の中間にある密閉された発光チャンバと、前記チャンバ内に密閉された充填ガスを有する高輝度放電ランプのチップレス発光管の製造方法であって、
開端部分を介して充填ガスを前記チャンバの内部に流入させ充填するステップと、
前記チャンバが密閉されるまで、充填ガスと、前記端部分を介して前記発光管の周囲の大気との間の連通状態を維持しながら、前記開端部分をピンチシールすることにより、前記チャンバを密閉するステップとをさらに含む方法。
【請求項４１】
前記チャンバの流入、充填、および密閉ステップ中に前記管状開端部分が上向きに延在するように、前記発光管を配置するステップをさらに含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
充填ガスは、周囲大気より重い、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
充填ガスは不活性であり、前記発光管の周囲にある大気は空気である、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
充填ガスは、アルゴンまたはキセノンを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
充填ガスは不活性であり、前記発光管の周囲にある大気は空気である請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
前記発光管は石英を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
発光管の管状開端部分を介して不活性充填ガスを前記発光管に充填するステップと、その後、前記端部分にピンチシールを形成することにより前記発光管を密閉するステップとを含む、アーク放電ランプの発光管の製造方法であって、前記ピンチシールが形成されるまで、前記管状端部分を介して前記発光管の周囲にある大気に対して前記発光管の内部を開いた状態に維持するステップを含み、それにより、前記ピンチシールが形成されるとき、前記発光管の周囲にある大気を制御する必要がなくなる方法。
【請求項４８】
充填ガスで発光チャンバを充填するステップと、その後、前記チャンバを密閉するステップを含む発光管の製造方法であって、前記チャンバが密閉されるまで、前記チャンバ内の充填ガスと前記チャンバの周囲にある制御されていない大気との間の連通状態が維持される方法。
【請求項４９】
周囲大気に対して前記チャンバ内に充填ガスの温度を上昇させることにより、前記チャンバの密閉中、前記チャンバから充填ガスを流出させるステップをさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記密閉された発光管内の充填ガスの圧力は、ほぼ室温で大気圧より低い、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
充填ガスは不活性であり、前記発光管の周囲にある大気は空気である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
充填ガスは、前記発光管の開端部分を介して前記発光チャンバ内に導入される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
充填ガスは、開いた充填管を介して前記発光チャンバ内に導入される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
充填ガスを含む密閉された発光チャンバを有するチップレス発光管の製造方法であって、
気体の大気にチップレスチャンバを配置するステップと、
前記発光管の開端部分を介して充填ガスを前記チャンバに流入させ充填するステップと、
前記発光管の周囲にある気体の大気との前記端部分を介した充填ガスの連通状態を維持しながら、前記端部分を密閉することにより、前記チャンバを密閉するステップとを含み、
充填ガスの組成は、前記発光管の周囲にある気体の大気の組成とは異なるものである方法。
【請求項５５】
気体の大気は空気であり、充填ガスは不活性である、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
気体の大気は非反応性であり、充填ガスは不活性である、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記チャンバを密閉するステップは、前記端部分をピンチシールするステップを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５８】
前記チャンバを密閉するステップは、前記端部分をシュリンクシールするステップを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５９】
前記発光管の開端部分は、実質的に上向きに延在し、充填ガスは、気体の大気より重い、請求項５４に記載の方法。
【請求項６０】
発光管の開端部分を介して発光管チャンバの内部にランプ充填ガスを導入するステップと、その後、前記端部分にシールを形成することにより、前記シールが形成されるまで、前記充填ガスと第１の大気との間に連通状態を維持しながら、前記第１の大気から前記発光管チャンバを密閉するステップとを含む、第１の大気における発光管の製造方法であって、前記発光管の周囲にある前記第１の大気の組成は、充填ガスの組成とは異なるものである方法。
【請求項６１】
充填ガスは非反応性であり、第１の大気は反応性である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
充填ガスは不活性であり、第１の大気は空気である、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
充填ガスは非反応性であり、第１の大気は非反応性である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
充填ガスは不活性である、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
第１の大気は不活性である、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記発光管は両口金形である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６７】
前記発光管は片口金形である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６８】
高輝度放電ランプの発光管の製造方法であって、
実質的な同じ長さの管状端部分の中間に球状の発光チャンバを含む石英発光管本体を提供するステップと、
一方端部分に電極リードアセンブリを密閉するステップと、
他方端部分を介して前記チャンバ内に、ランプ充填材料、水銀、および不活性充填ガスを導入するステップと、
他方端にある電極リードアセンブリを密閉することにより、前記チャンバを密閉するステップとを含む方法。
【請求項６９】
管状端部分の中間にある球状の発光チャンバを有する発光管本体を提供するステップと、各端部に電極リードアセンブリをピンチシールすることにより、前記発光チャンバを密閉するステップとを含む、高輝度放電ランプの発光管の製造方法であって、前記発光管が密閉された後、両端部分の端部を除去するステップを用いることなく、前記密閉された発光管の実質的に長さが等しい端部分が得られる方法。
【請求項７０】
前記端部分の長さは、各端部分を密閉するとき実質的に同一である、請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
実質的に同じ長さの管状開端部分の中間にある球状チャンバを含む発光管を形成できる石英発光管本体。
【請求項７２】
前記発光管本体の管状端部分の長さは、前記形勢された発光管の前記端部分の長さと実質的に同一である、請求項７１に記載の発光管本体。
【請求項７３】
前記チャンバの内部は、前記管状開端部分のみを介して前記本体の周囲にある大気に対して開いている、請求項７０に記載の発光管本体。
【請求項７４】
開いた管状端部分の中間にある球状の発光チャンバを含む発光管を形成できる石英発光管本体であって、各端部分は、前記端部分に密閉された電極リードアセンブリの少なくとも一部分を露出できる程度に短い長さのものである石英発光管本体。
【請求項７５】
前記端部分の長さは、実質的に同一である、請求項７４に記載の発光管本体。
【請求項７６】
（ａ）管状開端部分の中間にある発光管チャンバを含み、前記チャンバの内部は、前記端部分のみを介して大気に開いた状態である発光管本体を提供するステップと、
（ｂ）前記端部分の一方に第１の電極リードアセンブリを配置するステップと、
（ｃ）前記一方端部分に配置された前記第１の電極リードアセンブリの一部分の周りの端部分をピンチシールすることにより、前記発光管本体に対して前記アセンブリの位置を固定し、前記端部分と前記第１の電極リードアセンブリとの間に密閉を与えるステップと、
（ｄ）他方端部分を介して前記発光管チャンバ内に、固体ランプ充填材料、水銀、および不活性ガスを導入するステップと、
（ｅ）前記他方端部分に第２の電極リードアセンブリを配置するステップと、
（ｆ）前記他方端部分に配置された前記第２の電極リードアセンブリの一部分の周りに前記他方端部分をピンチシールすることにより、前記発光管本体に対して前記アセンブリの位置を固定し、前記チャンバが密閉されるまで前記他方端部分を介したチャンバ大気との連通状態を維持しながら、前記発光管チャンバを密閉するステップとを含む、発光管の製造方法。
【請求項７７】
（ａ）管状開端部分の中間にあり、前記端部分のみを介して発光管本体の外部に対して開いた球状発の光チャンバを含む発光管本体を提供するステップと、
（ｂ）前記管状開端部分の一方内に電極リードアセンブリを配置するステップと、
（ｃ）前記電極リードアセンブリを通して不活性ガスを流すステップと、
（ｄ）不活性ガスを流しながら、前記一方端部に配置された前記電極リードアセンブリの周りの前記管状端部分をピンチシールするステップと、
（ｅ）前記発光管本体の残りの管状開端部分を介して、前記チャンバの内部に固体ランプ充填材料を与えるステップと、
（ｆ）前記発光管本体の前記残りの管状開端部分を介して、前記チャンバの内部に水銀を与えるステップと、
（ｇ）前記残りの管状開端部分を介して前記チャンバ内に充填ガスを放出することにより、前記チャンバから他のすべてのガスを取り出すステップと、
（ｈ）前記残りの管状開端部分に第２の電極リードアセンブリを配置するステップと、
（ｉ）前記チャンバ内の充填ガスの温度を制御することにより、前記チャンバ内に密閉される充填ガスの密度を制御するステップと、
（ｊ）前記残りの管状開端部に配置された前記電極リードアセンブリの周りの前記残りの管状開端部分をピンチシールすることにより、前記チャンバを密閉するステップとを含む、チップレス発光管の製造方法。
【請求項７８】
前記チャンバ内に密閉された充填ガスの圧力は、ほぼ室温で大気圧より低い、請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
前記チャンバ内に密閉された充填ガスの圧力は、ほぼ室温で大気圧よい高い、請求項７７に記載の方法。
【請求項８０】
前記発光管本体は、前記残りの管状開端部分が上向きに延在するように配置され、充填ガスは、前記発光管の周囲にある大気より重い、請求項７７に記載の方法。
【請求項８１】
前記発光管本体は、前記残りの管状開端部分が下向きに延在するように配置され、充填ガスは、前記発光管の周囲にある大気より軽い、請求項７７に記載の方法。
【請求項８２】
発光管の管状開端部分を介して発光管チャンバの内部にランプ充填ガスを導入するステップと、その後、前記端部分にシールを形成することにより、周囲大気から前記発光管チャンバを密閉するステップとを含み、前記チャンバ内に密閉された充填ガスの圧力は、ほぼ室温で１／２大気圧より低いものである発光管の製造方法であって、充填ガスの圧力と、前記チャンバが密閉されたときに前記発光管の周囲にある大気の圧力との間に圧力差がない方法。
【請求項８３】
前記チャンバが密閉されたときに前記発光管本体の周囲にある大気圧は、実質的に大気圧である、請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
一端部で制御されていない大気に対して開いた状態の発光管本体の充填および密閉装置であって、
実質的に縦向きの主軸と、１つ以上の補助軸とを有する本体と、
前記主軸は、上端部で制御されていない大気に対して開いた状態であり、球状の発光管本体の管状開端部と係合するための下端部で、係合されたとき、前記主軸の下端部と発光管本体の管状端部との間に連通状態を密閉して確立するように適用されることと、
前記１つ以上の補助軸は、一端部で、制御されていない大気との連通状態を密閉し、前記主軸との係合時に発光管内の大気を選択的に制御できるように、長さの中間に前記主軸との連通状態を与えることと、
前記主軸と発光管が係合されたとき、電極リードアセンブリが前記発光管の球状チャンバ内に延在するように、前記主軸に発光管電極リードアセンブリを選択的に配置するための電極リードアセンブリホルダとを含む装置。
【請求項８５】
前記電極リードホルダにより配置された電極リードアセンブリを用いて前記主軸と発光管が係合されるとき、電極リードアセンブリの周りの発光管の管状開端部を選択的にピンチシールするためのシーラを含む、請求項８４に記載の装置。
【請求項８６】
前記主軸の長さは、前記主軸と係合される発光管の管状端部の長さと組み合わされたとき、前記主軸の上端部で制御されていない大気と発光管の制御された大気が実質的に混合しないことにより、前記主軸に配置された発光管リードアセンブリが混合された大気に露出しないようにすることができる長さである、請求項８４に記載の装置。
【請求項８７】
一端部で制御されていない大気に対して開いた状態の発光管本体の充填および密閉装置であって、
上端部で制御されていない大気に対して開いた状態であり、球状の発光管本体の管状開端部と係合するための下端部で、係合されたとき、通路の下端部と発光管本体の管状端部との間に連通状態を密閉して確立するように適用された通路と、
前記通路との係合時に発光管内に制御された大気を導入するための制御された大気の供給源と、
前記通路との係合時に発光管の球状チャンバ内に電極リードアセンブリが延在するように、前記通路内に発光管電極リードアセンブリを配置するための電極リードアセンブリホルダと、
発光管が前記通路と係合するとき、さらに、電極リードが前記通路に配置されたとき、電極リードアセンブリに発光管を選択的に密閉するためのピンチシーラとを含み、
電極リードアセンブリが前記ホルダにより発光管内に配置されたとき、さらに、発光管が前記ピンチシーラにより密閉されたとき、発光管が前記通路を介して制御されていない大気へ連通状態にあることにかかわらず、前記通路との係合時の発光管の大気は、前記供給源により制御できる装置。
【請求項８８】
完成したピンチシールの所望の長さと実質的に等しい長さの球状チャンバおよび管状端部分を有する発光管のピンチシール方法であって、
（ａ）第１の端部分を介して制御された大気を通しながら、前記第１の端部分に第１の電極リードアセンブリをピンチシールするステップと、
（ｂ）他方の管状端部分を介して前記球状チャンバ内に充填材料を挿入するステップと、
（ｃ）取り外し可能な通路の下端部内に第２の電極リードアセンブリを部分的に配置するステップと、
（ｄ）前記通路の状端部と制御されていない大気との間に連通状態を維持しながら、前記他方の管状端部分に取り外し可能な通路の下端部を密閉係合させ、前記第２の電極リードアセンブリは、前記球状チャンバ内に延在するステップと、
（ｅ）前記通路と前記他方の管状端部分を介して前記発光管内に十分な量の制御された大気を通して、前記発光管から制御されていない大気を実質的に取り除くステップと、
（ｆ）前記通路の上端部を制御されていない大気と連通状態に維持しながら、前記他方の管状端部分に前記第２の電極リードアセンブリをピンチシールするステップと、
（ｇ）通路を取り除くステップとを含み、
前記他方の端部分のピンチシール中に取り外し可能な通路があることにより、ピンチシールプロセス中に、前記発光管への制御されていない大気の流入が著しく低減される方法。
【請求項８９】
前記発光管の球状部分を加熱することにより、制御された大気を膨張させることにより、密閉プロセス中に発光管からの制御された大気の流出と、制御された大気の圧力より低い発光管の内圧とを確保する、請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
完成したピンチシールの所望の長さと実質的に等しい長さの球状チャンバおよび管状端部分を有する発光管のピンチシール方法であって、
（ａ）第１の端部分に第１の電極リードアセンブリをピンチシールするステップと、
（ｂ）他方の管状端部分を介して発光管内に充填材料を挿入するステップと、
（ｃ）取り外し可能な通路の下端部内に第２の電極リードアセンブリを部分的に配置するステップと、
（ｄ）前記他方の管状端部分に取り外し可能な通路の下端部を密閉係合させることにより、完成したピンチシールの所望の長さを超える位置まで前記端部分の有効長を延長し、前記他方の端部内に前記電極リードアセンブリを配置するステップと、
（ｅ）前記他方の管状端部分に前記第２の電極リードアセンブリをピンチシールするステップと、
（ｆ）通路を取り除くステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、高輝度放電（「ＨＩＤ」）ランプ、発光管、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
競技場、体育館、倉庫、駐車場施設などの屋内外の広い面積を照明するさいに、メタルハライドや水銀ランプなどのＨＩＤランプが広く使用されており、これは、ＨＩＤランプが、他の種類のランプと比較した場合、効率が比較的高く、サイズがコンパクトで、維持管理が簡単なためである。白色灯を製造するさい、このようなランプの効率性から、メタルハライドランプが好ましい場合が多い。
【０００３】
ＨＩＤランプは、外側ランプ封体内に支持された発光管を含む。発光管は、石英やセラミック材料などの光伝達性材料からなる概して管状の本体を含み、この本体は、ランプ充填材料および不活性充填ガスを含む密閉された発光チャンバを形成する。一般的に、ＨＩＤランプには、いくつかの種類の発光管本体がある。１つのタイプの発光管本体は、概して円筒状の発光管チャンバの直径を有する石英管から形成された「円筒状の」本体であり、チャンバは、管の端部分をピンチシールすることにより形成される。別のタイプの発光管本体は、直径がかなり小さな石英管から形成された「成形された」本体であり、球状の発光チャンバは、管の直径がかなり小さな２つの端部分間の内圧下で膨張させることにより形成される。前述したタイプの発光管本体は、「両口金形」発光管、すなわち、電極を１つずつ両端に密閉した状態で間隔を置いて設けた発光管を形成するさいに使用される。また、ＨＩＤランプの発光管は、球状チャンバの一端のみが密閉された「片口金形」発光管であってもよい。
【０００４】
発光管は、１対の間隔を置いて設けられた電極を含み、その間に、ランプの動作中、発光が確立される。両口金形発光管において、電極リードアセンブリは、発光管の各端部分において密閉される。電極リードアセンブリは、通常、タングステン電極、モリブデン箔、および外側モリブデンリードを含む。
【０００５】
円筒状本体または成形本体の発光管のいずれかのＨＩＤランプの両口金形発光管の製造において、発光チャンバの密閉は、電極リードアセンブリを発光管本体の各端部分に配置し、各端部分の一部分を加熱し、内部に配置された電極リードアセンブリの周りの加熱部分をシュリンクまたはピンチすることにより、発光管本体に対してアセンブリの位置を固定してシールを形成することにより行われる。加熱部分の温度は、通常、約２０００℃以上に達する。このような高温で、端部分内に位置する電極リードアセンブリの金属製構成部分は、工場の生産ラインの周りにある空気などの制御されていない大気にさらされると、高度に腐食を受けることになり、腐食により、ランプの性能が著しく劣化し、リードアセンブリの機械的故障が生じる可能性がでてくる。したがって、製造プロセス中にアセンブリの温度が上昇されたときに、制御されていない大気に電極リードアセンブリをさらさないようにすることが重要である。
【０００６】
本発明の文脈において、「制御されていない大気」とは、グローブボックスにおける大気などのように、大気の組成が厳密に制御されているもの以外の大気のことである。工場の生産ラインの周りの大気は、大気の温度、湿度、微粒子内容物などがある程度制御されている場合であっても、制御されていない大気であると見なす。
【０００７】
ＨＩＤランプの製造において、発光管本体の発光チャンバには、１つ以上のメタルハライドなどの固体ランプ充填材料が与えられる。この材料は、制御されていない大気にさらされると湿気汚染を受けて、ランプの性能が著しく劣化する。したがって、製造プロセスにおいて、固定ランプ充填材料が汚染大気にさらされないようにすることも重要である。
【０００８】
ＨＩＤランプの発光管を製造する公知の方法において、発光管本体は、石英などのさまざまな材料から形成される。その後、発光チャンバが形成されることになる本体の長手方向中心部付近で、充填／排気管が溶融される。排気管は、チャンバの内部と発光管本体の外部との間を連通する手段を与える。電極リードアセンブリが配置された後、発光管本体の端部分でピンチシールされる。ピンチシールプロセス中、充填／排気管を介して、非反応性ガスが導入されて、密閉プロセス中に電極リードアセンブリの金属製構成部品が加熱されたときに、それらの構成部品が空気にさらされないようにすることにより、金属製構成部品の腐食が防止される。本発明の文脈において、「非反応性の」ガスとは、例えば、電極リードアセンブリおよびランプ充填材料を含むランプ構成部品に対して非反応性であるガスのことである。
【０００９】
発光管本体の端部が密閉されると、充填／排気管を介してチャンバ内に固体充填材料と水銀が導入される。その後、所望の充填圧力でチャンバ内に不活性充填ガスが導入され、充填／排気管が溶融されて閉じられることにより、チャンバを密閉する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来技術の方法には、充填／排気管が取り付けられた後、溶融されて閉じられ、先端が取り去られた場所にチャンバ壁が不規則性を含むという重大な欠点を含むいくつかの欠点がある。このような不規則性により、チャンバの壁にコールドスポットが生じ、ランプの動作中、その場所にハロゲン化物が凝縮し、ハロゲン化物が凝縮することにより、ランプから放出される光の色の均一性に位置印影響を及ぼすことになる。また、チャンバの不規則性により、チャンバから放出される光が妨げられることもあり、凝縮したハロゲン化物が影を作り出して、光の制御および方向付けが困難になる。これは、光ファイバ、投影ディスプレイ、および自動車のヘッドランプなどの光学系において特に望ましくない。これらの欠点が及ぼす悪影響は、より小型の低ワット数ランプや、不規則性がチャンバ壁のより大きな部分を占める場合により大きなものになる。
【００１１】
溶融されて閉じられた充填／排気管を有する発光管のさらなる欠点が、保護シュラウド内または管状の外側封体内に取り付けられた発光管に当てはまる。溶融されて閉じられた充填／排気管の一部分は、発光管のチャンバ壁から半径方向に突出する。したがって、円筒状のシュラウドまたは管状の封体は、半径方向に突出する先端部を有する発光管を包むために、より大きな直径のものでなければならない。
【００１２】
従来技術において、溶接されて閉じられた充填／排気管を有する発光管の欠陥を回避するために、「チップレス（ｔｉｐｌｅｓｓ）」発光管の製造方法が開発されてきた。しかしながら、従来技術によるチップレス発光管の製造方法では、プロセスステップの少なくともいくつかの実行中、制御された環境を使用する必要がある。
【００１３】
一般的に、チップレス発光管の公知の製造方法は、発光管本体を提供するステップと、発光管本体の一端部分に電極リードアセンブリを配置して密閉するステップと、本体の残りの開端部分を介して本体の内部に固体ランプ充填材料および不活性充填ガスを導入するステップと、本体の残りの開端部分に別の電極リードアセンブリを配置して密閉することにより、密閉された発光チャンバを形成するステップとを含む。
【００１４】
第１の端部分の密閉プロセス中、第１の電極リードアセンブリの金属製の構成部品が酸化しないようにするために、他端部分を介して本体の内部に非反応性ガスを導入することにより、密閉プロセス中にリードアセンブリを通る非反応性ガスの流れが作り出される。これにより、密閉プロセス中、湿気を含んだ空気などの反応性大気に、金属製の構成部品がさらされないようにする。非反応性ガスは、一般的に、開端部分の端部にホースを取り付けたり、開端部分を介して本体の内部にプローブを挿入したりする従来の手段により、本体の内部に導入される。
【００１５】
本体の内部は、固体ランプ充填材料の導入前に開端部分を介して非反応性ガスで充填される。ランプ充填材料は、通常、乾燥した非反応性大気に格納されるため、汚染することなく本体の内部に導入されてよい。
【００１６】
第２の端部分の密閉プロセス中、第２の電極リードアセンブリの金属製の構成部品が酸化されないように、従来技術の教示によれば、発光管本体の内部は、発光管本体の内部に固体充填材料および水銀が導入され、残りの開端部分に第２の電極リードアセンブリが配置されると、制御されていない大気から隔離されなければならない。
【００１７】
従来技術の教示によれば、発光管の内部が制御されていない大気から隔離される方法は、（ｉ）１９９２年４月２８日に出願されたＨｅｉｄｅｒ等の米国特許第５，１０８，３３３号に教示されているグローブボックスのような制御された大気に発光管本体を配置すること、または（ｉｉ）１９９６年４月９日に出願されたＮａｇａｓａｗａ等の米国特許第５，５０５，６４８号に教示された必要なシールを与える真空システムに開端部を接続することのいずれかである。従来技術に示されているように、発光管本体の一端部分は、端部分内にアセンブリが配置されるとき、電極リードアセンブリ全体を包むことができるほど長いものでなければならない。発光管が隔離されると、発光管本体は、所望の圧力で不活性充填ガスで充填された後、端部分は、電極リードアセンブリの外側に対して溶融されて閉じられ、本体内にアセンブリ全体を包み込む。その後、発光管は、グローブボックスまたは真空システムから取り除かれてよく、第２の端部分は、シュリンクまたはピンチにより密閉され、その後、端部分の過剰部分が取り除かれて、電極リードアセンブリの外側リードを露出する。
【００１８】
従来技術の方法には、制御されていない大気から発光管本体を隔離する必要があるという重大な欠点がある。これは、一般的に、グローブボックスまたは真空システムを使用することが要求されてきた。このような方法は、複雑で自動化が困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点の多くを解消し、新規のＨＩＤランプ、発光管、および発光管の製造方法を提供することである。
本発明の別の目的は、制御された大気中でプロセスステップを実行する必要性がない、新規の発光管およびＨＩＤランプの発光管の製造方法を提供することである。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、発光管を最終的に密閉するステップの間、制御されていない大気に発光管が開いたままの状態の、新規の発光管およびＨＩＤランプのチップレス発光管の製造方法を提供することである。
【００２１】
本発明のさらなる別の目的は、発光管が密閉されるまで、空気などの制御されていない大気と不活性充填ガスとの連通状態が維持される、新規の発光管およびＨＩＤランプのチップレス発光管の製造方法を提供することである。
【００２２】
本発明のさらなる目的は、電極リードアセンブリの外側部分を露出するために、端部分の一部分を除去する必要がない、新規の発光管およびＨＩＤランプの発光管の製造方法を提供することである。
【００２３】
本発明のさらなる別の目的は、発光管本体の各端部分が完成した発光管の端部分の長さと実質的に同じである、新規の発光管およびＨＩＤランプの発光管の製造方法を提供することである。
【００２４】
本発明のさらなる目的は、発光管本体の端部分により形成された管状の開口部を延在するための新規の装置と、ＨＩＤランプの発光管の製造方法を提供することである。
【００２５】
ほぼ室温で大気圧より著しく低い最終充填ガス圧力、すなわち、５００ｔｏｒｒより低い圧力を得ることが望ましい場合が多い。約１／２大気圧より低い最終充填ガス圧力が一般的であり、約３０ｔｏｒｒ程度に低いものであってよい。メタルハライドランプでは、約１００ｔｏｒｒの充填圧力が一般的である。このような大気圧より低い最終圧力を得るために、従来技術では、発光管の内部を密閉する前に、発光管の内部を所望の圧力まで排気するための機械的手段が用いられ、すなわち、充填／排気管を溶融して閉じるか、チップレス発光管に残りの開端部分をシュリンクまたはピンチすることにより行われる。このような方法では、高価なポンプおよび／または真空システムを使用する必要があり、複雑であり、自動化が困難である。
【００２６】
Ｈｅｉｄｅｒ等の特許において、充填ガスを加熱し、グローブボックス内で開いた端部分を溶融して閉じた後、グローブボックスから発光管を取り除いて、残りのピンチされていない端部分をシュリンクまたはピンチシールすることにより、「わずかに」圧力が低い充填ガスが得られることが開示されている。Ｈｅｉｄｅｒ等の開示によれば、発光管を溶融して閉じる前に、１００℃だけ充填ガスの温度を上昇させて、充填ガスが冷えたとき、わずかに低い圧力を得る。充填ガスが大気圧で加熱されれば、１００℃の温度差により、発光管が密閉され冷却されたとき、５００ｔｏｒｒより大きな最終充填ガス圧力が得られる。Ｈｅｉｄｅｒ等の特許には、著しく大気圧より低い充填圧力、すなわち、５００ｔｏｒｒより低い圧力がこのプロセスにより獲得できたり、制御されていない大気に開いた状態のまま、充填ガス温度がグローブボックスの外側で制御できたりすることが開示されていない。
【００２７】
したがって、本発明のさらなる別の目的は、著しく大気圧より低い充填圧力を得るために発光管を機械的に排気する必要がない、新規の発光管およびＨＩＤランプの発光管の製造方法を提供することである。
【００２８】
本発明のさらなる別の目的は、制御されていない大気において発光管を密閉する前に、充填ガスの温度が制御される、新規の発光管およびＨＩＤランプの発光管の製造方法を提供することである。
【００２９】
本発明のさらなる別の目的は、密閉時に圧力差がない著しく大気圧より低い充填圧力を有する、新規の発光管およびＨＩＤランプの発光管の製造方法を提供することである。
【００３０】
本発明の上記および多数の他の目的および利点は、特許請求の範囲、添付の図面、および好適な実施形態の以下の詳細な記載を読むことにより、当業者に容易に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明により、一般的に、すべてのタイプおよびサイズのＨＩＤランプの発光管およびそのようなランプの製造方法における有用性が得られる。例示的目的のみにより、両口金形メタルハライドランプのチップレス石英成形本体発光管とともに、本発明のいくつかの態様について記載する。
【００３２】
図１は、石英管から形成された従来技術の発光管本体を示す。発光管本体１０は、管状開端部分１４、１６の中間にある球状発光チャンバ１２を含む。発光管本体１０は、任意の適切な従来の方法を用いて形成されてよい。
【００３３】
２０００年６月１９日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された「Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｂｕｒｎｉｎｇ  ＨＩＤ  Ｌａｍｐｓ  Ａｎｄ  Ａｒｃ  Ｔｕｂｅｓ」という発明の名称のＬａｍｏｕｒｉ等による同時係属中の米国特許出願第０９／５９７，５４７号に記載された方法で、成形本体発光管が製造されてよい。図２ａ〜ｅは、石英管（図２ａ）から発光管を形成するこのようなステップを示し、まず、旋盤に管を装填して管を加熱し（図２ｂ）、管の軸運動により加熱された管をギャザリングし（図２ｃ）、型に対してギャザリングした管を内圧で膨張させ（図２ｄ）、所望の形状の発光管本体（図２ｅ）を獲得する。発光管本体の厚みは、ギャザリングプロセスにおいて蓄積された石英の量により調節されてよく、発光管本体の形状は、型の形状により決定される。
【００３４】
図３ａおよび図３ｂに示すように、管状開端部分１４内に、第１の電極リードアセンブリ１８が配置され、端部分１４は、従来のピンチシールプロセスを用いて密閉される。ピンチシールプロセス中、端部分１４の一部分が加熱されて石英を軟化させた後、軟化部分は、ピンチシール２０を形成する従来のピンチ顎（図示せず）を用いて、内部に配置された電極リードアセンブリ１８の部分の周りに押圧される。ピンチシール２０は、発光管本体１０に対してアセンブリ１８の位置を固定し、チャンバ１２の内部と、端部分１４を介した本体１０の外部との間に密閉シールを与える。
【００３５】
電極リードアセンブリ１８は、図４に示すように、タングステン電極２２と、モリブデン箔２４と、モリブデン外側リード２６とを含むいくつかの金属製の構成部品を含む従来のリードアセンブリであってよい。ピンチシールプロセス中、石英が軟化されると、金属構成部品の温度は、２０００℃以上の高温に達することがある。このような高温において、金属製の構成部品は、空気などの反応性の大気中にある湿気にさらされると、腐食を高度に受けやすくなる。このような腐食を防ぐために、残りの管状開端部分１６を介してチャンバ１２内に不活性ガスが導入され、ピンチシールプロセス中にリードアセンブリ１８の先に流れる。ガスは、例えば、図３ａに示すようなプローグ２８を挿入したり、開端部分１６にホース（図示せず）を接続したりする任意の従来の手段により導入されてよい。ガスは、窒素やアルゴンやそれらの混合物などの任意の不活性ガスであってよい。
【００３６】
次のステップは、残りの開端部分１６を介してチャンバ１２内に材料を導入することにより、所望の充填材料を発光管本体に与えることである。ＡＰＬ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．製のランプ充填ペレットのピンタイプのディスペンサのような任意の従来の手段により、残りの開端部分１６を介してチャンバ１２内に、固体ランプ充填材料３０が導入されてよい。必要に応じて、任意の従来の手段により、端部分１６を介してチャンバ１２内に水銀３１が導入されてもよい。図５は、チャンバ１２内にランプ充填ペレット３０および水銀３１を有する発光管本体１０を示す。
【００３７】
プロセスの残りのステップは、最終充填ガスをチャンバに流し充填すること、残りの開端部分に第２の電極リードアセンブリを配置すること、残りの開端部分を密閉することを含む。第１の端部分のピンチシールに関して記載したように、高温での腐食性の大気に、電極リードアセンブリの金属製構成部品を露出しないようにすることが重要である。
【００３８】
従来技術の方法では、（ｉ）発光管本体をグローブボックスに配置すること、または（ｉｉ）発光管本体の開端部を真空システムに接続した後、最終充填ガスで発光管本体の内部を充填し、第２の電極リードアセンブリを配置することのいずれかにより、構成部品と制御されていない大気とを隔離する必要性が教示されている。図６に示すように、開端部分１６は、不活性大気を含むチャンバ１２の内部を隔離するための最終充填圧力が得られると、リードアセンブリ３２の外側で開端部分１６が溶融されて閉じられてよい。したがって、従来技術により、発光管本体の内部にある不活性大気において構成部品を隔離することにより、端部分１６のピンチシール中、リードアセンブリの金属製構成部品の腐食が防止される。
【００３９】
図５および図７に示すように、発光体本体１０を開端部分１６が上向きに延在するように配向させ、発光管本体内に十分な不活性ガスを維持するために、充填ガスと空気の相対重量に依存することにより、グローブボックスまたは真空システムを使用して、発光管の内部と制御されていない大気とを隔離することが不要になることが分かった。最終不活性充填ガスは、適切な従来のプローブ３４を挿入することにより、チャンバ１２の内部に導入されてよい。充填ガスは、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトン、またはそれらの組み合わせなどの任意の不活性ガスであってよい。本発明の好適な実施形態において、充填ガスは、アルゴンとクリプトンの混合物を含む。アルゴンとクリプトンの混合物は空気より重く、発光管本体１０が実質的に縦向きに維持されているかぎり、本体内部に維持される傾向をもつため、発光管の周囲にある制御されていない大気のより軽い汚染空気の流入が防止される。
【００４０】
発光管本体１０の内部は、端部分１６の先端部３８まで充填ガスが流され充填されるため、他のすべてのガスが取り除かれる。発光体本体への流入および充填が終わると、プローブ３４は取り除かれてよく、図７に示すように、端部分１６内に第２の電極リードアセンブリ３２が配置される。端部分１６の先端部３８付近の発光管本体の周囲にある制御されていない大気と充填ガスが混合しても、端部分１６内の充填ガス柱にリードアセンブリ３２が浸漬した状態が維持されるように、端部分１６は、リードアセンブリ３２より十分に上方の位置まで延在しなければならない。
【００４１】
図７および図８に示すように、第２の端部分１６は、従来のピンチシールプロセスにより密閉されてよい。端部分１６の一部分が加熱されて石英を軟化した後、軟化部分は、ピンチシール３６を形成する従来のピンチ顎（図示せず）を用いて、内部に配置された電極リードアセンブリ３２の部分の周りに押圧される。ピンチシール３６は、発光管本体１０に対してアセンブリ３２の位置を固定し、チャンバ１２の内部と、端部分１６を介した本体１０の外部との間に密閉シールを与える。別の実施形態において、端部分は、シュリンクシールプロセスにより密閉されてよい。
【００４２】
図８にさらに示すように、この時点で、チャンバ１２は、発光管本体１０の外部から密閉される。その後、電極リードアセンブリ３２の外側リード４２を露出するように、端部分１６の過剰部分が除去されてよい。
【００４３】
図９および図１０は、本発明の別の実施形態を示す。発光管本体５０は、チャンバ５２が開端部分５４、５６の中間にあるように形成されてよい。端部分５４、５６の長さは、実質的に同じであってよい。好適な実施形態において、発光管本体５０の端部分５４、５６の長さは、実質的に、完成した発光管の端部分の長さであってよいため、チャンバが密閉された後に第２の端部分の過剰部分を切り取るステップが省略されてよい。しかしながら、第２の端部分のピンチシールプロセス中に、第２の端部分５６内に位置する第２の電極リードアセンブリ５８が充填ガスに完全に浸漬されるように、十分に長い充填ガス柱を与えることは、依然として必要である。
【００４４】
本発明の一実施形態において、充填ガス柱は、直径が端部分の外径と実質的に同じ細長い軸を形成する機械的手段と開端部分とを連通させることにより、端部分の長さより長く延在してよい。図１１ａおよび図１１ｂに示す実施形態において、流入充填ブロック６０が主軸６２を形成し、主軸６２は、電極リードアセンブリ５８を配置するステップと、最終充填ガスを本体５０に流入させ／充填するステップと、端部分５６をピンチシールするステップの実行中に、発光管本体５０の開端部分５６と連通する。
【００４５】
ブロック６０は、主軸６２を形成するとともに、主軸６２と周囲大気との間を連通させる１つ以上の補助軸６４を形成する。端部分５６の開端部は、端部分５６により形成された管状の開口部と主軸６２とを連通させるように、ブロック６０に対して配置されてよい。図１１ａに示すように、従来のプローブ６６をチャンバ５２に挿入することにより、発光管チャンバ５２の内部と開端部分５６に最終充填ガスが流入され充填されてよい。
【００４６】
発光管本体５０に最終充填ガスが流入され充填されると、プローブ６６が取り除かれてよい。この時点で、充填ガスは、端部分５６および主軸６２を充填し、充填ガスと周囲大気との相対重量の結果として、主軸６２内に留まる傾向をもつ。その後、図１１ｂに示すように、従来のアセンブリホルダ６８を用いて、端部分５６および主軸６２内に電極リードアセンブリ５８が配置されてよい。充填ガスが主軸６２の頂上まで充填されると、電極リードアセンブリ５８は、充填ガスに完全に浸漬して、ピンチシールプロセス中の腐食が防止される。電極リードアセンブリ５８が配置されると、端部分５６は、従来のピンチシールプロセスを用いてピンチシールされてよい。別の実施形態において、端部分５６は、シュリンクシールプロセスにより密閉されてよい。
【００４７】
多くの応用において、ほぼ室温で大気圧より著しく低い充填ガス圧力、例えば、５００ｔｏｒｒより低い圧力を有する発光管を提供することが望まれる。１／２大気圧より低く、３０ｔｏｒｒ程度にまで低い充填ガス圧力を有する発光管が一般的である。このような大気圧より低い充填ガス圧力を得るために、従来技術の方法では、真空ポンプなどの機械的システムを使用して、充填ガス圧力を制御した後、端部分を溶融して閉じ、その後、端部分をピンチまたはシュリンクシールして、チャンバを最終的に密閉する。このような機械的システムは高価なものであり、このようなシステムを用いるプロセスステップの自動化は困難である。
【００４８】
本発明の一態様において、発光管に著しく大気圧より低い充填ガス圧力を与えることで、このような機械的システムの使用が不要になる。上側端部分１６、５６を密閉するための最終ピンチシールプロセス中、チャンバ１２、５２の内部と、発光管本体１０、５０の周囲にある制御されていない大気との間の連通が維持される。したがって、充填ガスと周囲大気の圧力は同じであり、充填ガスは、周囲大気の温度に対する充填ガスの温度に反応して拡張収縮するものであってよい。ほぼ室温で著しく大気圧より低い充填ガス圧力を得るために、発光管チャンバが加熱されることにより、ピンチシールプロセス中に充填ガスの温度を上昇させ、それにより、チャンバが密閉されたときに、チャンバ内の充填ガスの密度が低減される。密閉プロセス中に大気間の連通が維持されるため、チャンバが密閉されたときの充填ガスの圧力は、周囲大気の圧力に等しくなる。工場の生産エリアの制御されていない大気において、圧力は、ほぼ大気圧に等しく、充填ガスの温度を上昇させると、発光管から開端部分を介して充填ガスが流出し、発光管の端部でのガスの混合による汚染が防止される。発光管と充填ガスが室温まで下がると、チャンバの固定された容積にある充填ガスの圧力が低減され、チャンバが密閉されたときに充填ガスの温度を制御することにより、ほぼ室温での充填ガスの最終圧力が制御されてよい。
【００４９】
好適な実施形態において、バーナー７０が、ピンチシールプロセス中に発光管本体５０の球状チャンバ５２に直接熱を与え、チャンバ５２内の充填ガスの温度を制御する。バーナー７０の強さ、ひいては、充填ガスに与える熱量は、完成した発光管の所望の充填ガス圧力に応じて制御されてよい。
【００５０】
この代わりとして、本発明の別の態様において、充填ガスは、チャンバが密閉されたときに冷却されて、ほぼ室温で大気圧を超える充填ガス圧力を得てよい。例えば、冷却プロセス中に充填ガスを発光管内に導入し続けることにより、汚染の防止には注意を払わなければならない。
【００５１】
本発明の好適な実施形態について記載してきたが、上述した実施形態は、例示的目的のみのものであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定されるものであり、本発明の記載を読むことにより当業者には全範囲の同等物、多数の変形および修正が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】球状発光チャンバを有する発光管本体の断面図である。
【図２ａ】図１に示す発光管本体を形成するための従来技術のプロセスステップを示す図である。
【図２ｂ】図１に示す発光管本体を形成するための従来技術のプロセスステップを示す図である。
【図２ｃ】図１に示す発光管本体を形成するための従来技術のプロセスステップを示す図である。
【図２ｄ】図１に示す発光管本体を形成するための従来技術のプロセスステップを示す図である。
【図２ｅ】図１に示す発光管本体を形成するための従来技術のプロセスステップを示す図である。
【図３ａ】ピンチシールプロセス中に不活性ガスを本体の内部に流しながら、発光管本体の端部分を加熱するステップを示す図である。
【図３ｂ】一端に電極リードアセンブリピンチを有する発光管本体の断面図である。
【図４】電極リードアセンブリを示す略図である。
【図５】固体ランプ充填材料および水銀をチャンバの内部に導入するステップを示す図である。
【図６】電極リードアセンブリを超えた位置で先端部分が取り除かれた細長い端部分を有する従来技術の発光管本体の断面図である。
【図７】本体の内部を周囲大気に開いた状態を維持しながら、発光管本体の上端部分を加熱するステップを示す図である。
【図８】本発明の一方法により製造された発光管の断面図である。
【図９】本発明による発光管本体の一実施形態の断面図である。
【図１０】図９に示す発光管本体から製造された発光管の断面図である。
【図１１ａ】本発明による、最終充填ガスを発光管本体に流入し充填するステップを示す図である。
【図１１ｂ】本発明による、電極リードアセンブリを配置し、発光管の第２の端部分をピンチシールするステップを示す図である。
【図１】
2005522842.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
2005522842.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【国際調査報告】
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