JP2003086136A

JP2003086136A - 放電ランプアークチューブおよび同アークチューブの製造方法

Info

Publication number: JP2003086136A
Application number: JP2001271357A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukushiro; 毅史福代; Yoshitaka Oshima; 由隆大島; Shinichi Irisawa; 伸一入澤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: US6918808B2; JP3648184B2; US20030048078A1; DE10241398A1; DE10241398B4

Abstract

(57)【要約】【課題】ピンチシール部で箔浮きが生じない放電ラン
プアークチューブの提供。【解決手段】電極棒６とモリブデン箔７とリード線８
を直列に接続一体化した電極アッシーＡ，Ａ’のモリブ
デン箔７を含む領域がガラスによってピンチシールされ
て、発光物質等を封入した密閉ガラス球１２内に電極６
が対設された放電ランプアークチューブで、ピンチシー
ル部１３に封着されたモリブデン箔７の表面を、酸化と
還元からなるエッチング処理を施した微小凹凸粗面７ｃ
で構成し、モリブデン箔表面の微小凹凸内に石英ガラス
が隙間なく充填した形態となって、石英ガラスとモリブ
デン箔７との界面における密着性（機械的接合強度）が
向上し、箔浮きが抑制されて、アークチューブの寿命が
延びる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極が対設され発
光物質等が封入された密閉ガラス球をもつ放電ランプア
ークチューブおよび同アークチューブの製造方法に係わ
り、特に、電極棒とモリブデン箔とリード線を直列に接
続一体化した電極アッシーを石英ガラス管に挿入し、ガ
ラス管のモリブデン箔を含む領域をピンチシールした放
電ランプアークチューブおよび同アークチューブの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の放電ランプであり、絶縁性
ベース２の前方に突出する通電路でもあるリードサポー
ト３と、絶縁性ベース２の前面に固定された金属製把持
部材Ｓによって、アークチューブ５の前後端部が支持さ
れて絶縁性ベース２に一体化された構造となっている。

【０００３】そしてアークチューブ５は、前後一対のピ
ンチシール部５ｂ，５ｂ間に、電極棒６，６を対設しか
つ発光物質等を封入した密閉ガラス球５ａが形成された
構造となっている。ピンチシール部５ｂ内には、密閉ガ
ラス球５ａ内に突出する電極棒６とピンチシール部５ｂ
から導出するリード線８とを接続するモリブデン箔７が
封着されており、ピンチシール部５ｂにおける気密性が
確保されている。

【０００４】即ち、電極棒６としては、耐久性に優れた
タングステン製が最も望ましいが、タングステンはガラ
スと線膨張係数が大きく異なり、ガラスとのなじみも悪
く気密性に劣る。したがって、タングステン製電極棒６
に、線膨張係数がガラスに近く、ガラスと比較的なじみ
の良いモリブデン箔７を接続し、モリブデン箔７をピン
チシール部５ｂで封着することで、ピンチシール部５ｂ
における気密性を確保するようになっている。

【０００５】また、アークチューブ５には紫外線遮蔽用
シュラウドガラスＧが溶着一体化されて、ピンチシール
部５ｂから密閉ガラス球５ａにかけての領域がシュラウ
ドガラスＧで覆われて、アークチューブ５から発した光
の中で人体に有害な波長域の紫外線成分をカットすると
ともに、ピンチシール部５ｂから密閉ガラス球５ａにか
けての領域がシュラウドガラスＧで画成された密閉空間
に囲まれて、密閉ガラス球５ａが高温に保持されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のアーク
チューブでは、ピンチシール部５ｂに封着されているモ
リブデン箔７は、ガラスとなじみがよいとはいっても、
線膨張係数がガラスと全く同一と言うわけではない。そ
して、ランプの点灯と消灯時の温度差が大きく、モリブ
デン箔７とガラスの界面には、温度変化に伴って熱応力
が生じ、しかもアークチューブには、エンジンの震動や
自動車の走行に伴って生ずる振動も伝達される。このた
め、長期の使用で、モリブデン箔７とガラス材間に隙間
が形成され、即ち、密閉ガラス球内封止物質のリークに
つながる箔浮きが起こるという問題があった。

【０００７】そこで発明者は、箔浮きを阻止するには、
ピンチシール部におけるモリブデン箔とガラス間の密着
性（機械的接合強度）を高めればよく、そのためには、
モリブデン箔の表面を微小凹凸形状の粗面とすればよい
のでは、と考えて、モリブデン箔を酸化処理した後に還
元処理することでその表面に微小凹凸形状の粗面を形成
し、この粗面化処理したモリブデン箔をピンチシール部
で封着したところ、箔浮きの抑制に有効であることが確
認されたので、本発明を提案するに至ったものである。

【０００８】本発明は前記した従来技術の問題点および
発明者の知見に基づいてなされたもので、その目的は、
ピンチシール部内で箔浮きの生じない放電ランプアーク
チューブを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に係る放電ランプアークチューブにおいて
は、電極棒とモリブデン箔とリード線を直列に接続一体
化した電極アッシーのモリブデン箔を含む領域がガラス
によってピンチシールされて、発光物質等を封入した密
閉ガラス球内に電極が対設された放電ランプアークチュ
ーブにおいて、前記ピンチシール部に封着されたモリブ
デン箔の表面を、酸化と還元からなるエッチング処理を
施した粗面で構成するようにした。

【００１０】また、請求項２に係る放電ランプアークチ
ューブの製造方法においては、電極棒とモリブデン箔と
リード線を直列に接続一体化した電極アッシーのモリブ
デン箔を含む領域をガラスによってピンチシールして、
電極が対設され発光物質等が封入された密閉ガラス球を
もつアークチューブを製造する放電ランプアークチュー
ブの製造方法において、前記電極アッシーを構成するモ
リブデン箔に、酸化と還元からなる表面粗面化エッチン
グ処理を施すように構成した。（作用）酸化処理したモリブデン箔の表面には酸化膜
（ＭｏＯ，ＭｏＯ_２，ＭｏＯ_３，Ｍｏ_４Ｏ_１１など）
が形成され、その表面には微小凹凸形状の粗面が形成さ
れる。さらに、これを還元処理することで酸化膜中の酸
素原子が除去されて、モリブデン箔の表面には、酸化処
理したモリブデン箔の表面に形成された微小凹凸形状よ
り深くかつ複雑な微小凹凸形状の粗面（エッチング処理
面）が形成される。このためピンチシール部では、モリ
ブデン箔表面の深くかつ複雑な微小凹凸内に石英ガラス
が隙間なく充填した形態となって、石英ガラスとモリブ
デン箔との界面における密着性、即ち機械的接合強度が
改善される。

【００１１】請求項３においては、請求項２に記載のア
ークチューブの製造方法において、前記モリブデン箔の
酸化処理温度を、３００℃〜５００℃の範囲内に設定す
るように構成した。（作用）モリブデン箔の酸化処理温度が３００℃未満で
は、モリブデン箔の表面に酸化膜が形成されるまでに長
時間がかかり、実用的でない。そして、温度が高い方が
酸化の進行が速く、酸化処理時間が短くなって望まし
い。さらに、酸化処理温度が高いと、酸化処理後のモリ
ブデン箔表面の微小凹凸の深さや複雑度が増し、酸化・
還元処理後のモリブデン箔表面の微小凹凸の深さや複雑
度も増すため、ガラスとモリブデン箔間の機械的接合強
度を上げる上では、酸化処理温度が高い方がよい。しか
し、５００℃を越えると、モリブデン箔が酸化され過ぎ
て脆弱（視覚的には表面が灰黒色）となって、電極棒と
の溶接性が低下したり、ピンチシール時に箔切れを起こ
すおそれがあるので、３００℃〜５００℃の範囲でモリ
ブデン箔を酸化処理することが望ましい。

【００１２】請求項４においては、請求項２または３に
記載のアークチューブの製造方法において、前記酸化処
理におけるモリブデン箔の酸素原子数濃度を、５０％〜
８０％の範囲内、好ましくは６０％〜７０％の範囲内に
設定するように構成した。（作用）酸化処理したモリブデン箔の酸素原子数濃度が
５０％未満では、モリブデン箔（酸化膜）表面の微小凹
凸形状が浅くかつ平坦で、還元処理後のモリブデン箔表
面に形成される微小凹凸も、石英ガラスとの機械的接合
強度を高めるに足りる深さおよび複雑さをもつ微小凹凸
が得られない。そして、還元処理後のモリブデン箔表面
の微小凹凸形状を深くかつ複雑にするには、還元処理前
の酸化処理したモリブデン箔表面の微小凹凸形状を深く
かつ複雑にすること、即ち、酸化処理したモリブデン箔
の酸素原子数濃度が高いほど望ましい。しかし、酸化処
理したモリブデン箔の酸素原子数濃度が８０％を越える
と、モリブデン箔中の酸素原子数過多で脆弱（視覚的に
は表面が灰黒色）となって、電極棒との溶接性が低下し
たり、ピンチシール時に箔切れを起こすおそれがある。
また、還元処理後のモリブデン箔の酸素原子数濃度も高
く、それだけモリブデン箔中に多く含まれる酸化原子が
ピンチシールの際に遊離して、密閉ガラス球内に酸素ガ
スとして封止されるおそれがあり、光束維持率や光色や
ランプ電圧に悪影響を与えるおそれがある。

【００１３】請求項５においては、請求項２〜４のいず
れかに記載の放電ランプアークチューブの製造方法にお
いて、前記石英ガラス管のピンチシール温度を、２００
０℃〜２３００℃の範囲となるように設定するように構
成した。（作用）一般に石英ガラス管をピンチするピンチシール
工程では、接近離反動作する一対のピンチャーを用いる
が、石英ガラス管のピンチシール温度が２０００℃以上
では、溶融ガラスの粘性が低下し、モリブデン箔表面の
微小凹凸内に溶融ガラスが確実に入り込んで、モリブデ
ン箔表面の微小凹凸内に石英ガラスが隙間なく充填した
形態となる。しかし、石英ガラス管のピンチシール温度
が２０００℃未満では、溶融ガラスの粘性が高いため、
モリブデン箔表面の微小凹凸内に溶融ガラスが確実に入
り込めず、溶融ガラスと微小凹凸間に隙間が形成される
おそれがある。一方、石英ガラス管のピンチシール温度
が２３００℃を越えると、バーナやピンチャーをそれだ
け耐熱性に優れた素材で形成する必要があり、石英ガラ
スを加熱する熱エネルギーもそれだけ多く必要となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１５】図１〜図７は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は本発明の一実施例である放電ランプアークチ
ューブの縦断面図、図２は同アークチューブのピンチシ
ール部の水平断面図、図３はモリブデン箔が酸化処理お
よび還元処理されてその表面形状が変化する様子を示す
図で、（ａ）は酸化処理前のモリブデン箔の断面図、
（ｂ）は酸化処理後のモリブデン箔の断面図、（ｃ）は
酸化処理後に還元処理したモリブデン箔の断面図、
（ｄ）はピンチシール部におけるモリブデン箔と石英ガ
ラス界面近傍の断面図である。図４はモリブデン箔の酸
化条件と酸素原子数濃度・外観の変化を表で示す図、図
５は図４の図表をグラフで示す図、図６はモリブデン箔
の処理条件と酸素原子数濃度とモリブデン箔表面の凹凸
形状および外観の変化を表で示す図、図７はアークチュ
ーブの製造工程説明図である。

【００１６】これらの図において、アークチューブ１０
を装着した放電ランプは、図８に示す従来構造と同一で
あり、その説明は省略する。

【００１７】アークチューブ１０は、直線状延出部ｗ_１
の長手方向途中に球状膨出部ｗ_２が形成された円パイ
プ形状の石英ガラス管Ｗの球状膨出部ｗ_２寄りがピン
チシールされて、放電空間を形成する楕円体形状のチッ
プレス密閉ガラス球１２の両端部に横断面矩形状のピン
チシール部１３（一次ピンチシール部１３Ａ、二次ピン
チシール部１３Ｂ）が形成された構造で、密閉ガラス球
１２内には、始動用希ガス，水銀及び金属ハロゲン化物
（以下、発光物質等という）が封入されている。また密
閉ガラス球１２内には、放電電極を構成するタングステ
ン製の電極棒６，６が対向配置されており、電極棒６，
６はピンチシール部１３に封着されたモリブデン箔７に
接続され、ピンチシール部１３の端部からはモリブデン
箔７に接続されたモリブテン製リード線８が導出し、後
端側リード線８は非ピンチシール部である円パイプ形状
部１４を挿通して外部に延びている。符号Ｇは、アーク
チューブ１０に溶着一体化された円筒形状の紫外線遮蔽
用シュラウドガラスで、アークチューブ１０から発した
光の中で人体に有害な波長域の紫外線成分がカットされ
る。また、シュラウドガラスＧとアークチューブ１０間
の密閉空間には、不活性ガスが１気圧以下で封入されて
密閉ガラス球１２が高温に保持されている。

【００１８】図１に示すアークチューブ１０の外観構造
については、図８に示す従来のアークチューブ５と見た
ところ変わるものではないが、ピンチシールされたモリ
ブデン箔７の表面には、後述する酸化処理と還元処理か
らなる表面粗面化エッチング処理を施すことで、図３
（ｃ），（ｄ）に示すように、深くかつ複雑な微小凹凸
形状の粗面７ｃが形成されている。このため、ピンチシ
ール部１３では、モリブデン箔７表面の深くかつ複雑な
微小凹凸内に石英ガラスが隙間なく充填した形態となっ
て、石英ガラスとモリブデン箔７との界面における密着
性、即ち機械的接合強度が向上し、ピンチシール部１３
における箔浮きが抑制されて、アークチューブの長寿命
が保証されている。

【００１９】即ち、モリブデン箔７は、まず酸化処理炉
に所定時間入れて酸化処理すると、図３（ｂ）に示すよ
うに、その表面に酸化膜（ＭｏＯ，ＭｏＯ_２，ＭｏＯ
_３，Ｍｏ_４Ｏ_１１など）７ａが形成される。酸化処理前
のモリブデン箔７の表面は、図３（ａ）に示すように平
坦であるが、酸化処理によりその表面（酸化膜７ａの表
面）には、微小凹凸形状の粗面７ｂが形成される（図３
（ｂ）参照）。次いで、この酸化処理したモリブデン箔
７を水素ガスを満たした還元処理炉に所定時間入れて還
元処理すると、酸化膜７ａ中の酸素原子が除去されて、
図３（ｃ）に示されるように、モリブデン箔７の表面に
は、酸化処理したモリブデン箔の表面（粗面７ｂ）に形
成された微小凹凸形状より深くかつ複雑な微小凹凸形状
の粗面（エッチング処理面）７ｃが形成される。

【００２０】このモリブデン箔７の表面にエッチング処
理面７ｃが形成されるメカニズムは、次のように推定で
きる。即ち、酸化処理した図３（ｂ）に示すモリブデン
箔７の表面（酸化膜７ａの表面）は、酸化処理前のモリ
ブデン箔７の表面の凹凸と同程度の凹凸しか形成されな
いが、さらに図３（ｃ）に示すように還元処理を行う
と、エッチング効果と、温度による酸化膜の昇華で、よ
り酸素と酸化膜が除去されて、より深く微小な凹凸がモ
リブデン箔７の表面に形成される。また、このとき、酸
化膜７ａにはＭｏＯ，ＭｏＯ_２，ＭｏＯ_３，Ｍｏ_４Ｏ
_１１などが混在して存在するため、還元処理によってモ
リブデン箔７からより複雑に酸素と酸化膜が除去され
て、モリブデン箔７の表面にはより深く微小な凹凸が形
成されることになる。

【００２１】図４，５は、発明者が行ったモリブデン箔
の酸化処理実験データをＳＥＭ−ＥＭＡＸにより観察・
分析することで得られた、酸化条件と酸素原子数濃度・
外観の変化との関係を示すもので、これらの図からわか
るように、酸素原子数濃度は、酸化処理温度と処理時間
にそれぞれ比例する。また、図６は、発明者が行ったモ
リブデン箔の酸化・還元処理実験データをＳＥＭ−ＥＭ
ＡＸにより観察・分析することで得られた、モリブデン
箔の酸化・還元処理条件と酸素原子数濃度とモリブデン
箔表面の凹凸形状および外観の変化との関係を示すもの
で、酸化・還元処理後のモリブデン箔表面の祖さ（微小
凹凸形状の深さ及び複雑さ）は、酸化処理温度と酸素原
子数濃度にそれぞれ比例する。そして、仕様６〜１０の
いずれの場合も、酸化処理後に還元処理することで，酸
素原子数濃度が酸化処理前の酸素原子数濃度（３３．４
２％）に戻る。酸化処理によるモリブデン箔中の酸素原
子数濃度が高いほど還元処理後の酸素原子数濃度も高
く、表面粗さ（微小凹凸の深さおよび複雑さ）も大とな
ることがわかる。

【００２２】そして、モリブデン箔の酸化処理温度は、
高い方が酸化の進行が速く、酸化処理時間が短くなって
望ましい。しかし、３００℃未満では、モリブデン箔の
表面に酸化膜が形成されるまでに長時間がかかり、実用
的でない。また、５００℃を越えると、酸化しすぎによ
り、視覚的にはモリブデン箔の表面が灰黒色化し、脆弱
となって、電極棒との溶接性が低下したり、ピンチシー
ル時に箔切れを起こすおそれがあるので、３００℃〜５
００℃の範囲でモリブデン箔を酸化処理することが望ま
しい。

【００２３】また、酸化処理したモリブデン箔の酸素原
子数濃度が５０％未満では、モリブデン箔７（酸化膜７
ａ）表面７ｂの微小凹凸形状が浅くかつ平坦で、還元処
理後のモリブデン箔表面７ｃに形成された微小凹凸も、
石英ガラスとの機械的接合強度を高めるに足りる深さお
よび複雑さには至らない。そして、酸化・還元処理した
モリブデン箔表面７ｃの微小凹凸形状を深くかつ複雑に
するには、酸化処理したモリブデン箔の酸素原子数濃度
が高い方がよい。しかし、酸化処理したモリブデン箔の
酸素原子数濃度が８０％を越えると、酸化しすぎによ
り、視覚的にはモリブデン箔の表面が灰黒色化し脆弱と
なって、電極棒との溶接性が低下したり、ピンチシール
時に箔切れを起こすおそれがある。また、還元処理した
としてもモリブデン箔の酸素原子数濃度は高く、それだ
けモリブデン箔に含まれる酸素原子がピンチシールの際
に遊離して、酸素が密閉ガラス球内に酸素ガスとして封
止されるおそれがあり、光束維持率や光色やランプ電圧
に悪影響を与えるおそれがある。したがって、酸化処理
におけるモリブデン箔の酸素原子数濃度は、５０％〜８
０％の範囲内、好ましくは６０％〜７０％の範囲内であ
ることが望ましい。

【００２４】なお、モリブデン箔表面の微小凹凸は、十
点平均粗さで１μｍ以上（基準長さ０．０８ｍｍ）であ
ることが望ましい。

【００２５】また、このエッチング処理面（酸化・還元
処理面）をもつモリブデン箔７を量産するには、帯状の
長いモリブデン箔を捲回したモリブデン箔スプールを巻
き解して、酸化処理炉および還元処理炉に順次通すこと
で、モリブデン箔スプール材の表面にエッチング処理を
行い、そして再び巻き取ることで、表面にエッチング処
理を施した帯状の長いモリブデン箔スプールが得られ
る。そして、エッチング処理済み帯状モリブデン箔スプ
ールを巻き解して所定長さに切断すれば、エッチング処
理面をもつ所定寸法のモリブデン箔７が得られる。そし
て、このエッチング処理面をもつモリブデン箔７に電極
棒６およびリード線８を直列に溶接して、電極アッシー
Ａ（Ａ’）として一体化する。

【００２６】また、一般にピンチシール工程では、石英
ガラス管をピンチする一対のピンチャーが用いられる
が、石英ガラス管のピンチシール温度が２０００℃以上
では、溶融ガラスの粘性が低下し、モリブデン箔表面の
微小凹凸内に溶融ガラスが確実に入り込んで、モリブデ
ン箔表面の微小凹凸内に石英ガラスが隙間なく充填した
形態となる。しかし、石英ガラス管のピンチシール温度
が２０００℃未満では、溶融ガラスの粘性が高いため、
モリブデン箔表面の微小凹凸内に溶融ガラスが確実に入
り込めず、溶融ガラスと微小凹凸間に隙間が形成される
おそれがある。一方、石英ガラス管のピンチシール温度
が２３００℃を越えると、バーナやピンチャーを耐熱性
に優れた素材で形成する必要があり、石英ガラスを加熱
するための熱エネルギーもそれだけ多く必要となる。し
たがって、石英ガラス管のピンチシール温度は、２００
０℃〜２３００℃の範囲であることが望ましい。

【００２７】また、モリブデン箔７は、イットリア（Ｙ
_２Ｏ_３）をドープしたモリブデンで構成されるととも
に、ガラス管のモリブデン箔７を含む領域を例えば２０
００〜２３００℃という高温度でピンチシールすること
で、再結晶化したモリブデン箔の再結晶粒子が微細化さ
れた構造となっている。そして、このピンチシール部１
３におけるモリブデン箔の再結晶粒子の微細化構造は、
点灯時と消灯時においてガラスとモリブデン箔の界面に
発生する熱応力を吸収して、箔浮きを阻止する上で有効
である。

【００２８】次に、図１に示すチップレス密閉ガラス球
１２をもつアークチューブ１０の製造工程を、図７に基
づいて説明する。

【００２９】まず、直線状延出部ｗ1 の途中に球状膨出
部ｗ2 の形成されたガラス管Ｗを予め製造しておく。一
方、表面粗面化エッチング処理（酸化・還元処理）した
モリブデン箔（微小凹凸形状の粗面７ｃが表面に形成さ
れたモリブデン箔）７に電極棒６およびリード線８を溶
接一体化した電極アッシーＡ、Ａ’も予め用意してお
く。そして、図７（ａ）に示されるように、ガラス管Ｗ
を垂直に保持し、ガラス管Ｗの下方の開口端側から、電
極アッシーＡを挿入して所定位置に保持するとともに、
ガラス管Ｗの上方開口端に不活性ガス（アルゴンガスま
たは窒素ガス）供給ノズル４０を差し込む。さらに、ガ
ラス管Ｗの下端部を不活性ガス（アルゴンガスまたは窒
素ガス）供給パイプ５０内に挿入する。

【００３０】ノズル４０から供給される不活性ガスは、
ピンチシール時の電極アッシーＡが酸化されるのを防止
するためのものである。ガス供給パイプ５０から供給さ
れる不活性ガスは、ピンチシールの際、およびピンチシ
ール後のリード線８が高温状態にある間、リード線８を
不活性ガス雰囲気に保持して、リード線８の酸化を防止
するものである。なお図７（ａ）における符号４２，５
２は不活性ガスの充填されたガスボンベ、符号４４，５
４はガス圧調整器、符号２２はガラス管把持部材であ
る。

【００３１】そして、図７（ａ）に示されるように、ノ
ズル４０から不活性ガスをガラス管Ｗ内に供給しつつ、
さらに、パイプ５０から不活性ガスをガラス管Ｗの下端
部に供給しつつ、直線状延出部ｗ1 における球状膨出部
ｗ2 の近傍位置（モリブデン箔７を含む位置）をバーナ
２４ａで２１００℃に加熱し、ピンチャー２６ａでモリ
ブデン箔７のリード線８接続側を仮ピンチシールする。

【００３２】次に、仮ピンチシールが終わると、図７
（ｂ）に示されるように、真空ポンプ（図示せず）によ
って、ガラス管Ｗ内を真空（４００Ｔｏｒｒ以下の圧
力）に保持し、バーナ２４ｂで２１００℃に加熱し、ピ
ンチャー２６ｂでモリブデン箔７を含む未ピンチシール
部を本ピンチシールする。なお、ガラス管Ｗ内に作用さ
せる真空度は、４００Ｔｏｒｒ〜４×１０^-3Ｔｏｒｒが
望ましい。

【００３３】これにより、一次ピンチシール部１３Ａで
は、ガラス層１５が電極アッシーＡを構成する電極棒６
とモリブデン箔７とリード線８に密着した状態となる。
特に、本ピンチシールされた部位では、ガラス層が電極
棒６とモリブデン箔７に隙間なく密着して十分に馴染む
ため、ガラス層とモリブデン箔７（電極棒６）間が強固
に接合された形態となる。これにより、一次ピンチシー
ル部１３Ａにおけるモリブデン箔７と石英ガラスとは、
モリブデン箔７の粗面７ｃの微小凹凸内にガラスが隙間
なく充填された機械的接合強度の高い形態で接合一体化
される。

【００３４】なお、この本ピンチシール工程において
も、ガラス管Ｗの下方開口部を不活性ガス（アルゴンガ
スまたは窒素ガス）雰囲気に保持することで、リード線
８の酸化を防ぐことができる。次に、図７（ｃ）に示さ
れるように、ガラス管Ｗの上方の開口端側から、球状膨
出部ｗ2 に発光物質Ｐ等を投入する。さらに、表面粗面
化エッチング処理（酸化・還元処理）されたモリブデン
箔（微小凹凸形状の粗面７ｃが表面に形成されたモリブ
デン箔）７に電極棒６およびリード線８を溶接一体化し
た他の電極アッシーＡ’を挿入して所定位置に保持す
る。

【００３５】リード線８には、長手方向途中にＷ字形状
の屈曲部８ｂが設けられており、この屈曲部８ｂがガラ
ス管Ｗの内周面に圧接された形態となって、直線状延出
部ｗ1の長手方向所定位置に電極アッシーＡ’を位置決
め保持することができる。

【００３６】そしてガラス管Ｗ内を排気した後、図７
（ｄ）に示されるように、ガラス管Ｗ内にキセノンガス
を供給しつつ、ガラス管Ｗの上方所定部位をチップオフ
することで、ガラス管Ｗ内に電極アッシーＡ’を仮止め
し、かつ発光物質等を封止する。符号Ｗ3は、チップオ
フ部を示す。

【００３７】その後、図７（ｅ）に示すように、発光物
質Ｐ等が気化しないように球状膨出部ｗ2 を液体窒素
（ＬＮ_２）で冷却しながら、直線状延出部ｗ1 における
球状膨出部ｗ2 の近傍位置（モリブデン箔を含む位置）
をバーナー２４で２１００℃に加熱し、ピンチャー２６
ｃで二次ピンチシールして、球状膨出部ｗ2 を密封する
ことで、電極６，６が対設され発光物質Ｐ等が封止され
たチップレス密閉ガラス球１２をもつアークチューブ１
０ができ上がる。

【００３８】なお、二次ピンチシール工程では、一次ピ
ンチシール工程の本ピンチシールのように、真空ポンプ
でガラス管Ｗ内を負圧にするまでもなく、ガラス管Ｗ内
に封止されているキセノンガスを液化させることにより
ガラス管Ｗ内は負圧（約４００Ｔｏｒｒ）に保持される
ので、二次ピンチシール１３Ｂ部におけるガラス層の電
極アッシーＡ’（電極棒６，モリブデン箔７，リード線
８）への密着度は優れたものとなっている。

【００３９】即ち、一次ピンチシール工程における本ピ
ンチシールの場合と同様、加熱されて軟化したガラス層
には、ピンチャー２６ｃの押圧力に加えて負圧も作用す
るため、ガラス層が電極棒６，モリブデン箔７，リード
線８に隙間なく密着して馴染み、ガラス層と電極棒６，
モリブデン箔７，リード線８間は強固に接合された形態
となる。特に、この二次ピンチシール部１３Ｂにおいて
も、下方の一次ピンチシール部１３Ａと同様、モリブデ
ン箔７と石英ガラスとが、モリブデン箔７の表面７ｃの
微小凹凸内にガラスが隙間なく充填された機械的接合強
度の高い形態で接合一体化される。そして最後に、ガラ
ス管の端部を所定の長さだけ切断することにより、図１
に示すアークチューブ１０が得られる。

【００４０】なお、実際には、アークチューブ１０にシ
ュラウドガラスＧを溶着して、シュラウドガラスＧとア
ークチューブ１０間に不活性ガスを封入する工程がある
が、このシュラウドガラス溶着・不活性ガス封入工程
は、図８に示すアークチューブを製造する過程で用いら
れているシュラウドガラス溶着・不活性ガス封入工程と
何ら変わるものではなく、またアークチューブ１０を製
造する工程には直接関係がないので、その説明は省略す
る。

【００４１】また、前記実施例では、一次ピンチシール
後、二次ピンチシールする前に、ガラス管をチップオフ
して発光物質等をガラス管内に封止するようになってい
るが、一次ピンチシール後にガラス管をチップオフする
ことなく、直接ピンチシールすることで、発光物質等を
封止するようにしてもよい。

【００４２】また、前記実施例では、モリブデン箔の表
面粗面化エッチング処理として、モリブデン箔を酸化処
理炉で酸化処理した後に還元処理炉で還元処理するよう
に構成されているが、酸素・水素バーナによってモリブ
デン箔を直接加熱し酸化と還元とを同時に行うように構
成してもよく、このようにすれば、モリブデン箔の表面
粗面化エッチング処理工程が短縮される。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る放電ランプアークチューブによれば、ピンチシ
ール部における石英ガラスとモリブデン箔との界面にお
ける密着性、即ち機械的接合強度が改善されて、ピンチ
シール部における箔浮きが確実に防止され、それだけア
ークチューブの高寿命化が達成される。

【００４４】請求項２に係る放電ランプアークチューブ
の製造方法によれば、ピンチシール部における石英ガラ
スとモリブデン箔との界面における密着性、即ち機械的
接合強度が改善されて、ピンチシール部における箔浮き
の生じない長寿命のアークチューブを提供できる。

【００４５】請求項３，４によれば、モリブデン箔の機
械的強度が確保されて、製造されるアークチューブの歩
留まりが向上する。

【００４６】請求項５によれば、ピンチシール部におけ
る石英ガラスがモリブデン箔表面の微小凹凸内に隙間な
く確実に充填した形態となって、石英ガラスとモリブデ
ン箔との界面における密着性、即ち機械的接合強度が向
上し、ピンチシール部における箔浮きが確実に防止さ
れ、それだけアークチューブの長寿命化が確実に達成さ
れる。

【００４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるアークチューブの縦断
面図である。

【図２】アークチューブのピンチシール部の水平断面図
である。

【図３】モリブデン箔が酸化処理および還元処理されて
その表面形状が変化する様子を示す図で、（ａ）は酸化
処理前のモリブデン箔の断面図、（ｂ）は酸化処理後の
モリブデン箔の断面図、（ｃ）は酸化処理後に還元処理
したモリブデン箔の断面図、（ｄ）はピンチシール部に
おけるモリブデン箔と石英ガラス界面近傍の断面図であ
る。

【図４】モリブデン箔の酸化条件と酸素原子数濃度・外
観の変化を表で示す図である。

【図５】図４の図表をグラフで示す図である。

【図６】モリブデン箔の処理条件と酸素原子数濃度とモ
リブデン箔表面の凹凸形状および外観の変化を表で示す
図である。

【図７】アークチューブの製造工程説明図で、（ａ）は
一次ピンチシール（仮ピンチシール）工程説明図、
（ｂ）は一次ピンチシール（本ピンチシール）工程説明
図、（ｃ）は発光物質等の投入工程説明図、（ｄ）はチ
ップオフ工程説明図、（ｅ）はチップオフ工程説明図で
ある。

【図８】従来の放電ランプの断面図である。

【符号の説明】

６電極棒７モリブデン箔７ａ酸化膜７ｂ酸化処理したモリブデン箔表面の微小凹凸粗面７ｃ酸化・還元処理したモリブデン箔表面の微小凹凸
粗面８リード線１０アークチューブ１２チップレス密閉ガラス球１３ピンチシール部１３Ａ一次ピンチシール部１３Ｂ二次ピンチシール部Ｗアークチューブ用ガラス管ｗ1 ガラス管の直線状延出部ｗ2 ガラス管の球状膨出部Ａ，Ａ’ 電極アッシー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者入澤伸一静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内Ｆターム(参考） 5C012 LL01 LL05 5C043 AA14 CC02 CD03 DD18 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極棒とモリブデン箔とリード線を直列
に接続一体化した電極アッシーのモリブデン箔を含む領
域がガラスによってピンチシールされて、発光物質等を
封入した密閉ガラス球内に電極が対設された放電ランプ
アークチューブにおいて、前記ピンチシール部に封着さ
れたモリブデン箔の表面が、酸化と還元からなるエッチ
ング処理を施した粗面で構成されたことを特徴とする放
電ランプアークチューブ。
【請求項２】電極棒とモリブデン箔とリード線を直列
に接続一体化した電極アッシーのモリブデン箔を含む領
域をガラスによってピンチシールして、電極が対設され
発光物質等が封入された密閉ガラス球をもつアークチュ
ーブを製造する放電ランプアークチューブの製造方法に
おいて、前記電極アッシーを構成するモリブデン箔に、
酸化処理と還元処理する表面粗面化エッチング処理を施
したことを特徴とする放電ランプアークチューブの製造
方法。
【請求項３】前記モリブデン箔の酸化処理温度が、３
００℃〜５００℃の範囲内に設定されたことを特徴とす
る請求項２記載の放電ランプアークチューブの製造方
法。
【請求項４】前記酸化処理におけるモリブデン箔の酸
素原子数濃度（モリブデン箔表面における酸素原子が占
める割合）が、５０％〜８０％の範囲内、好ましくは６
０％〜７０％の範囲内に設定されたことを特徴とする請
求項２または３に記載の放電ランプアークチューブの製
造方法。
【請求項５】前記石英ガラス管のピンチシール温度
が、２０００℃〜２３００℃の範囲となるように設定さ
れたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の
放電ランプアークチューブの製造方法。