JP2005522842A - 高輝度放電ランプ、発光管、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
Claims (90)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 前記発光管本体は、円筒状である、請求項1に記載の方法。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 前記発光管本体は、石英を含む、請求項15に記載の方法。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 充填ガスは、周囲大気より重い、請求項41に記載の方法。
- 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。
- 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。
- 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。
- 前記発光管は石英を含む、請求項40に記載の方法。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 充填ガスは不活性である、請求項63に記載の方法。
- 第1の大気は不活性である、請求項64に記載の方法。
- 前記発光管は両口金形である、請求項60に記載の方法。
- 前記発光管は片口金形である、請求項60に記載の方法。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- (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。 - (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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
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