专利摘要:

公开号:WO1992002035A1
申请号:PCT/JP1991/000962
申请日:1991-07-18
公开日:1992-02-06
发明作者:Koichi Hayashi
申请人:Toto Ltd.;
IPC主号:H01J61-00
专利说明:
[0001] 明細書
[0002] 可変色ランプ
[0003] 技術分野
[0004] 本発明は、 翻光可能な可変色ラ ンプに関する。
[0005] 背景技術
[0006] 従来より、 光源の色を変えることについては、 発光色の異なるランプを複数並 ベておいて、 各ラ ンプへの通電を切り替えるものが知られている。
[0007] また、 放電灯の発生光の色度を連蜣的に変化させる装置としては、 特公昭 5 3 - 4 2 3 8 6号公報や特開昭 6 3 - 1 9 8 2 9 5号公報に開示されたものが知ら れている。 これらの装置では、 放電灯内に封入する発光材料として、 放電灯内の 電子エネルギに依存して発光色が変化する気体や蒸気を用い、 放電灯の通電パル スの波形を変化させるこ とによって発光色を変化させている。 例えば、 通電パル スの通電時間と休止時間との比を比較的大き くすると青色の発生光が得られ、 そ の比を比較的小さ くする と赤色の発生光が得られる。
[0008] しかし、 発光色の異なるランプを複数並べた方式では、 様々な色の光を発する ためにはそれぞれの色に応じた数に相当する多数のランブが必要となるので、 必 然的に装置が大型化する。 つまり、 設置場所の制約を受け一般家庭や店舗等の民 生用の照明装置としては不向きである。
[0009] また、 上記した発生光の色度を連続的に変化させる装置では、 例えば赤色の発 色光を得る際には通電バルスの休止時間を長くするので、 放電灯に投入される電 力が小さ くなり、 照明用光源として十分な輝度が得られない場合があるという問 題があった。
[0010] この発明は、 従来技術における上述の問題を解決するためになされたものであ り、 発生光の色度を変化させるこ とができる高輝度でコンパク トな 0 色ラ ンプ を提供するこ とを目的とする。 発明の開示
[0011] 上述の問題点を解決するためになされた本発明の可変色ランブは、 調光可能な可変色ランプであって、
[0012] 発生光の色度がそれぞれ異なる複数の発光管と、
[0013] 該複数の発光管の各々に入力する電力を制御する制御手段とを備える。
[0014] このため、 複数の発光管の各々に入力する電力を制御手段により制御して、 発 光管固有の発光色の光を各発光管から発光させランプと しての発光色の光を調色 する。
[0015] また、 発光色の異なるランプを複数個並べておいて各ランプへの通電を切り替 える従来のラ ンプに比べ、 ランプをコ ンパク ト にするこ とができる と ともに、 中 間色の光を容易に発することができる。 また、 発光管への電力供耠を休止するこ となく中間色の光を発するので、 中間色の光の輝度を高輝度とするこ とができる。
[0016] このように、 本発明の可変色ラ ンプによれば、 簡単な構成により、 低コス トに て広範囲の可変色制御を図ることができる。
[0017] この際、 制御手段を複数の発光管の相対出力を変化させる相対出力制御部を含 むよう構成したので、 各々の発光管の発する光量を変えることができる。 これに より、 各発光色の相対パワーに基づいて、 中間色を調色することができる。 つま り、 点灯方向における発光色を色度座標系の等色関数で示される通りに変化させ る こ とができ る。
[0018] また、 可変色ラ ンプであって、
[0019] 複数の発光管は、 青の波長域の光を強く発する第 1 の発光管と、 緑の波長域の 光を強く発する第 2の発光管と、 赤の波長域の光を強く発する第 3の発光管とを 含む可変色ランプとした。
[0020] つまり、 発光管固有の発光色を光の 3原色と したので、 調色範囲を拡大させる と ともに、 被照射物の色をあざやかに再現する。
[0021] 更に、 可変色ラ ンプであって、
[0022] 第 1 ないし第 3の発光管は放電管であり、
[0023] 第 1 の発光管は、 I n系の金属ハロゲン化物を 入した発光管であり、 第 2の発光管は、 T 1 系の金属ハロゲン化物を封入した発光管であり、 第 3の発光管は、 N a系の金属ハロゲン化物を封入した発光管である可変色ラ ンプと した。 そ して、 発光管固有の発光色を光の 3原色と したり、 或いは光の 3原色を得る ために封入する金属ハロゲン化物を規定した可変色ランプであって、
[0024] 第 1 ないし第 3の発光管は、 平行に隣接して設置されている可変色ランプと し た。
[0025] このように各発光管を平行に降接して配置した可変色ランプであつて、 第 1 ないし第 3の発光管は、 平行かつ 1列に隣接して設置されているともに、 第 1 の発光管が、 第 2 と第 3の発光管の間に配置されている可変色ランプとし た。 つまり、 1列に平行に ¾接して配置された 3本の発光管の内の真ん中の発光 管を、 T 1 系や N a系の金属ハロゲン化物に比べて餳光範囲が狭い I n系の金属 ハロゲン化物を封入した第 1 の発光管とした。
[0026] 更に、 各発光管を平行に »接して配置したり、 或いは各発光管をその配置顒を 規定して平行かつ 1列に隣接して配置した可変色ランプであって、
[0027] 複数の発光管が一体化されている可変色ラ ンプとした。 こう して、 各発光管か ら放射される熱の睇接する発光管どう しでの授受を可能とする。 この結果、 各発 光管の温度上昇を一律化して、 短時間の内に各発光管を安定した点灯状態とする ことができる。
[0028] また、 真ん中の発光管にはその両側の発光管から熱が与えられようにした。 こ のため、 I n系の金属ハロゲン化物を封入した真ん中の発光管はその両側の発光 管より他の発光管から熱が与えられる機会が增すので、 真ん中の発光管を高温に 保
[0029] これにより、 本発明の可変色ラ ンプによれば、 以下に説明するように、 各発光 管の翻光可能な範囲が拡大されるという利点がある。
[0030] 一本の発光管を組み込んだ高輝度放電ランプの钃光可能な範囲は 1 0 %程度で あり、 白熱灯やハロゲン ラ ンプなどに比べて翻光可能範囲が狭いが、 これは、 次 のような理由による。 高輝度放電ラ ンブにおいて光束を落とすために発光管への 入力を抑える と、 発光管内の温度が低下し、 これによつて発光管内の I n, T 1 , N a等の発光物質の蒸気分圧が変化する。 そして、 これらの蒸気分圧が所定の値 以下になるとランプが失灯してしま う。 発光管が 1本しかない従来の高輝度放電 ラ ンプでは、 失灯しないで讕光できる範囲は定格出力の約 9 0 %までとされてい た。
[0031] これに対して、 本発明の可変色ラ ンプでは、 各発光管をその側壁を共有して 1 列に平行に隣接して備えるので、 各発光管から放射される熱が他の発光管に管路 側壁を通して供給される。 従って、 一つの発光管への入力を低下させた時にも、 隣接する他の発光管から当該一つの発光管に熱が与えられる。 この結果、 発光管 がー本しか無い高輝度放電ランプにおいてその発光管への入力を低下させた場合 に比べて、 本発明の可変色ランプでは、 入力を低下させた一つの発光管はより高 温に保たれることになる。 このため、 入力の低下した当該一つの発光管内部の発 光物質の蒸気分圧が変化しないので失灯しにく く、 調光可能な範囲が拡大される なお、 一つの発光管への入力を低下させるときに、 他の二つの発光管への入力 を上昇させるようにすれば、 ランプ全体として入力を一定にしたまま当該一つの 発光管の温度低下を防止ことができ、 さらに低い入力レベルまで調光できる。
[0032] このように、 発光管の調光可能な範囲が拡大されて可変色ランブ全体の発生光 の色度もより広い範囲で変更できる利点がある。
[0033] 更に、 本発明の可変色ランプは、 1列に平行に隣接した 3本の発光管を備える に当たって、 真ん中の発光管内には調光範囲が比較的狭く青紫色に強い線スぺク トルの光を発する I n系の金属ハロゲン化物を封入し、 その両側の各発光管内に は調光範囲が比較的広く緑色に強い線スぺク トルの光を発する T 1系の金属ハロ ゲン化物又は調光範囲が比較的広く黄赤色に強い線スぺク トルの光を発する N a 系の金属ハロゲン化物の片方ずつをそれぞれ封入したので、 上記した調光可能な 範囲の拡大という効果に加え、 次のような利点がある。
[0034] つまり、 調光範囲が比較的狭い I n系の金属ハロゲン化物を封入した真ん中の 発光管への入力を下げ、 調光範囲が比較的広い T I系の金属ハロゲン化物又は N a系の金属ハロゲン化物をそれぞれ封入した両側の発光管への入力を上げた場合、 真ん中の発光管がその両側の各発光管から熱が与えられて高温に保たれるので、 調光範囲の狭い発光物質を封入した真ん中の発光管の調光可能な範囲が拡大する という効果が顕著となる。
[0035] また、 可変色ランプであって、
[0036] 複数の発光管は透光性セラ ミ ックから作製されており、 該透光性セラ ミ ッ クは、
[0037] 99. 99 m 0 1 %以上の高純度アル ミナ微粉末を焼結した透光性アルミ ナで あり、
[0038] 該透光性アル ミナの結晶粒子の平均粒径が 1 以下で、 最大粒径が 2 zm以 下の可変色ラ ンプとした。
[0039] このため、 アルミナの純度が高いことに起因して粒界相をほとんど形成しない ので、 常温から放電時温度に亘つての機械的強度 (曲げ強度, ワイ ブル係数) が, M S 0等の焼結助剤とともに焼結して桔畕粒子を粗大化させた一般的な透光性セ ラ ミ ッ クの発光管に比べて改善される。 この結果、 本発明の可変色ラ ンブによれ ば、 各発光管の肉厚を薄肉化するこ とができる。 また、 薄肉化に付随して発光管 自体の熱容量が減少するので、 発光管の発光部全体を速やかに所定温度まで昇温 させて、 封入した放電用金属成分 (金属ハロゲン化物) が蒸発して飽和蒸気圧と なるまでの始動時間の短縮化を図ることができる。
[0040] また、 発光管と しては任意のものを遷択でき、 ランプ効率の高いメ タルハライ ド管、 高圧ナ ト リ ウム管、 蛍光管などの放電管を採用することも可能である。 なお、 日本工業規格 ( J I S Z 8 1 10 ) では、 単色の光源光の色名と波長 範囲との関係を次のように規定している。
[0041] 380~455 nm 青紫
[0042] 455〜485 nm 青
[0043] 485〜495 nm 青 il*
[0044] 495〜548 nm 緑
[0045] 548~573 nm 黄标
[0046] 57 S^584 nm
[0047] 584— 6 1 0 n m 黄赤
[0048] 6 1 0— 780 nm 赤
[0049] ただし、 この発明において、 「青の波長域の光」 とは 380 nm~495 nm の波長範囲の光を言い、 「緑の波長域の光」 とは 485 n m~573 n mの波長 範囲の光を、 「赤の波長域の光」 とは 573 n m〜780 n mの波良範囲の光を 言う。 図面の簡単な説明
[0050] 第 1図は、 本発明の第 1実施例における可変色ランプの縦断面図、
[0051] 第 2図は、 第 1実施例の可変色ラ ンプにおける発光管の相対出力と発光色との 関係を説明するための調色範囲を示す X y色度図、
[0052] 第 3図は、 第 1実施例の可変色ランプの電気的構成を示すプロック図、 第 4図は、 第 2実施例の可変色ランプに組み込まれる発光管 1 Mの斜視図、 第 5図は、 この発光管 1 Mの製造工程を説明するための工程図、
[0053] 第 6図は、 発光管 1 Mに代わる発光管 1 Nの斜視図、
[0054] 第 7図は、 発光管 1 Mを構成する透光性アルミナにおける粒径分布を表わすグ ラフ、
[0055] 第 8図は、 第 2実施例の可変色ランプの変形例における発光管 1 Lの斜視図、 第 9図は、 第 2実施例の可変色ランプの変形例における発光管 1 R及びその製 造に用いる合わせ型の斜視図、
[0056] 第 1 0図は、 第 2実施例の可変色ランブの変形例における発光管 1 Sの斜視図、 第 1 1図 ( a ), (b ) は、 発光管 1 R, 1 Sの製造工程について説明する際 に、 その代用として説明する発光管 1 Aの斜視図と Y平面断面図、
[0057] 第 1 2図は、 発光管 1 Aの製造工程を説明するための工程図、
[0058] 第 1 3図 ( a ) , ( b ) は、 発光管 1 Aの製造に用いる合わせ型の斜視図、 第 1 4図は、 発光管 1 Aの製造工程を説明するための説明図、
[0059] 第 1 5図は、 発光管 1 Aの製造工程を説明するための説明図である。 発明を実施するための最良の形態
[0060] 以下、 本発明の実施例について、 図面に基づき説明する。
[0061] 第 1図は本発明の第 1実施例に係る可変色ランプの縦断面図である。
[0062] 可変色ランプ 1は、 上部に反射鏡 1 7を有する外管 2内に、 第 1の発光管 3、 第 2の発光管 4及び第 3の発光管 5を、 支持体 1 5を介して備える。 この外管 2 は、 ケシガラス, 乳白ガラス, アク リ ル等の光散乱機能を有する透光材料から作 製されている。 そして、 上記各発光管 3 ~ 5の内部には、 発光色がそれぞれ異な る封入金属ハロゲン化物 (発光物質) が、 水銀及び始動用希ガスとともに封入さ れている。 また、 各発光管には一対の主電極 6及び 9, 7及び 1 0, 8及び 1 1 が、 モ リ ブデンはくを介してそれぞれ両端に封止されている。 更に、 各発光管の 下端には始動用補助電極 1 2, 1 3, 1 4が設けられている。 なお、 これら主電 槿及び始動用補助電極は、 ビン 1 6により後述の電力制御回路 2 0に接続される < 各発光管 3 ~ 5は、 石英ガラスから作製されており、 発光管の両端の各主電極 は、 タ ングステン等からなるコイ ル卷き電極である。 そして、 外管 2内には、 真 空又はガスが封入されている。
[0063] 第 1 の発光管 3は、 I n I 3 等の I n系の金属ハロゲン化物を水銀及び始動用 希ガスと ともに封入しており、 4 1 1 n m, 4 5 1 n m付近の波長域、 即ち青紫 色に強い線スぺク トルを有する。 第 2の発光管 4は、 T 1 I等の T 1 系の金属ハ ロゲン化物を水銀及び始動用希ガス とともに封入しており、 5 3 5 n m付近の波 長域、 即ち緑色に強い線スペク トルを有する。 第 3の発光管 5は、 N a l等の N a系の金属ハロゲン化物を水銀及び始動用希ガスとともに封入しており、 5 8 9 n m付近の波長域、 即ち黄赤色に強い線スベタ トルを有する。
[0064] 第 2図は、 発光管の相対出力と発光色との関係を锐明するための X y色度図で ある。 図において、 A点, B点, C点は、 それぞれ発光管 3〜5の発色点を示し ている。 可変色ラ ンプ 1 の発光色は、 色の加法則 (加法混色) に従って、 3つの 点 A, B , Cを頂点とする三角形の範囲において変更することが可能である。 例 えば、 第 2, 第 3の発光管 4 , 5の出力を第 1 の発光管 3の出力よりも大き く設 定するこ とによって、 可変色ランプ 1 からは D点に示す薄い黄緑色の発光色の光 が得られる。
[0065] 次に、 第 1 実施例の可変色ランプ 1 の電気的構成について、 そのプロ ッ ク図で ある第 3図を用いて説明する。 なお、 始動用補助電極は、 本発明の要旨に疽接関 係しないので図示が省略されている。
[0066] 電力制御回路 2 0は、 3本の発光管 3 ~ 5のそれぞれに対応する 3つの調光器 2 1, 2 2, 2 3 と 3つの安定器 2 4 , 2 5 , 2 6とを «えている。 光器 2 1 〜2 3は半導体位相制御回路であり、 各篱光器には交流電源 1 8が並列に接蜣さ れている。 なお、 各発光管 3〜5の定格電圧が異なる場合には、 各調光器に定格 電圧の異なる交流電源を接続するようにしてもよい。
[0067] 調色制御回路 30は、 入力部 31 と、 出力配分算定部 32と、 発光管出力算定 部 33と、 3つの調光信号出力部 34, 35, 36とを備えている。
[0068] また、 遠隔操作装置 40は、 色度設定部 42と、 ランプ出力設定部 43とを備 えている。 なお、 遠隔操作装置 40は、 指令を入力するためのキー群と、 ランプ の運転状態を表示するための表示部とを有している。
[0069] ランプの発光色や光束を変化させる場合には、 オペレータが遠隔操作装置 40 のキーを押すことによってラ ンプの色度と出力とを設定する。 色度は、 例えば X y色度座標系の座標値で入力する。 第 2図に示す D点の場合、 x y色度座標系に おける座標値は (0. 37, 0. 45) となる。 ランプの出力は、 例えば各色度 における ラ ン プの最大出力に対する相対出力 (パーセン ト) で入力する。 遠隔操 作装置 40の色度設定部 42とラ ンプ出力設定部 43とは、 それぞれキー入力さ れた値に応じて、 色度信号 S cとラ ンプ出力信号 S P とをそれぞれ発生し、 調色 制御回路 30の入力部 3 1に伝送する。
[0070] 色度信号 S cは入力部 31から出力配分算定部 32に与えられる。 出力配分算 定部 32は、 色度信号 S cで表わされる色度を実現するための 3本の発光管 3〜 5の全光束の相対値を、 色の加法則に従って決定する。
[0071] 発光管出力算定部 33は、 出力配分算定部 32で算出された各発光管の全光束 の相対値 (すなわち、 出力の相対値) と、 ラ ンプ出力信号 S Pとに基づいて、 各 発光管の出力レベルを算出する。 この際、 出力配分算定部 32で算定された相対 出力値がもっ とも大きな発光管の出力レベルを、 その発光管の定格出力と、 ラ ン プ出力信号 S pで表わされる相対出力 (パーセン ト) とを乗じたレベルに合わせ る。 例えば、 3本の発光管の出力の相対値が 0. 6 : 0. 4 : 1. 0であり、 ラ ンプ出力信号 S Pで表わされる相対出力が 70%である場合には、 各発光管の出 カレベルはそれぞれ 42 %、 28%、 70%と設定される。
[0072] 各発光管の出力レベルを示す信号は、 発光管出力算定部 33から 3つの調光信 号出力部 34〜36に与えられ、 調光信号出力部 34~36は、 調光器 21〜2 3を制御するための調光信号 (フ ュー ド信号) を発生する。 調光器 2 1〜23で は、 調光信号出力部 34〜36から与えられた調光信号によって各発光管に流れ る電流の導通位相角が制御される。 この結果、 各発光管に流れる電流が調整され- 各発光管の全光束が調整される。 なお、 各発光管の効率は電流に依存するので、 全光束は必ずしも給電量に比例しない。 そこで、 発光管出力算定部 3 3は、 発光 管の全光束と給電量との関係に応じて、 出力配分算定部 3 2で決定された各発光 管の全光束の比を保つように、 所定の較正曲線に従って、 頃光信号出力部 3 4 ~ 3 6に与える信号を補正している。
[0073] なお、 これらの発光管 3 ~ 5は、 ケシガラス, 乳白ガラス, アク リ ル等の光散 乱機能を有する透光材料よりなる外管 2内に収納したので、 発光管の配置上の位 置ずれ等に起因する各色の光束の混合不良は、 これらの材料のぽかし機能により 回避される。
[0074] 以上説明したように、 本第 1実施例の可変色ラ ンプ 1 によれば、 R G Bの 3原 色に近い発光色を有する 3本の発光管を用い、 各発光管の相対出力を変化させる こ とによって、 ラ ンブ発光色を X y色度図上における可視光のうちほとんどの範 囲の色に翻整することができる。 つまり、 各発光管の相対出力を痍整することよ つて、 点灯方向における発光色を色度座標系の等色 M数で示される通りに変化さ せるこ とができ る。 また、 各発光管の有する線スペク トルも光の 3原色に近いも のであるところから、 被照射物の色をあざやかに再現する という効果もある。 本発明の可変色ラ ンプ 1 に用いる複数の発光管 3 ~ 5 と しては、 上記第 1実施 例のメ タルハライ ドを封入したメ タルハライ ド管のほか、 白熱式のもの、 蛍光管 や高圧ナ ト リ ウム管、 ネオン管等の種々の放電式のものから任意のものが採用で きる。 例えば、 第 1実施例の第 3の発光管 5を、 金属ハロゲン化物と して N a I 等の N a系のものを封入してあるメ タルハライ ド管に代え、 赤色に強い線スぺク トルを有するネオン管を採用した場合、 より広い発色範囲をカバーすることがで きる。
[0075] さらにまた、 特定の波長域に強い線スぺク ト ルを有する発光管に代え、 連続ス ぺク トルを有する発光管を使用する こ とも可能である。
[0076] あるいはまた、 水銀、 ヨ ウ素、 希ガス等を封入した透光性のアルミ ナ製の発光 管において、 アル ミ ナに添加物を加えて、 特定の分光特性を得るようにしてもよ い。 例えば、 添加物として C r系のものを用いれば赤色域に、 C o系のものを用 いれば青色域に、 N iや Z n系のものを用いれば緑色域に線スぺク トルをえるこ とができる。 そして、 これらを発光管として使用することにより本発明を達成す ることができるのである。 なお、 上記各添加物を加えて特定の分光特性を得るに 当たっては、 透光性のアルミナの焼結時に上記各添加物の酸化物を固溶させて発 光管全体を着色したり、 アルミナ製発光管外周に上記各添加物の酸化物を固溶し た着色層を形成したりすればよい。
[0077] また、 発光管の数に関しては、 発色範囲が線状の範囲のみでよい場合はその数 を 2管としたり、 さらに広い範囲をカバーしたい場合は 4管以上とすることも任 意である。
[0078] 次に、 本発明に係る第 2実施例の可変色ランプについて説明する。 なお、 以下 の説明に当たっては、 上記した第 1実施例と同一の機能を果たす部材については その説明及びその部材に付された記号 (数値) の表記を適宜省略する。
[0079] 上記した第 1実施例では可変色ランプにおける 3本の発光管 3 ~ 5を独立して 外管内に収納したが、 第 2実施例では、 3本の発光管が平行かつ 1列に隣接して —体となった第 4図に示すような発光管 1 Mを外管内に収納する。
[0080] この発光管 1 Mは、 透光性のアルミナから作製されており、 第 4図に示すよう に、 一対の主電極が封止される放電空間を直線管路で形成する 3本の単管発光管 l m l , l m 2 , 1 m 3 を、 1列に平行に隣接させて一体とした多管状の発光管 である。 そして、 図中斜線で示す範囲に渡って、 隣接する単管発光管 l m l , 1 m 2 , 1 m3 の側壁を共有させている。
[0081] なお、 各単管発光管 1 m l , 1 m 2 , 1 m 3 の内径 (第 4図中における d ) は 約 4 . 0 m mであり、 その肉厚 (第 4図中における d 0 ) は約 0 . 2 m mである。 また、 各発光管内に一対の主電極を封止したときの主電極間距離は、 約 3 O m m である。
[0082] 次いで、 この発光管 1 Mの製造工程について、 第 5図の工程図を用いて説明す る。
[0083] まず、 発光管 1 Mの原料となるアルミナ微粉末の合成について説明する。
[0084] このアルミナ微粉末を合成するには、 熱分解すると純度 9 9 . 9 9 m o 1 %以 上のアルミナになるアルミ ニウム塩を、 その出発原料として用意する。 このよう な高純度のアル ミ ナ合成用のアル ミ ニゥム塩と しては、 アンモ-ゥム ミ sゥバン、 或いはアル ミ ニウム · アンモユウム * カーボナイ ト *ハイ ドロォキサイ ト (NH 4A 1 C 03 (OH) 2 ) 等を例示することができる。
[0085] こ う して用意したアル ミ ニウム塩を秤量し、 蒸留水及び分散剤を用いて一旦懸 a水溶液とし、 これを噴 s乾爆法により乾燥させる。 その後、 熟分解してアルミ ナ単独の微粉末を得る。 こ こで、 熱分解を行なうに当たっては、 大気中で 900 ~1 200 、 例えば、 1 050 で 2時間処理する。 つまり、 この噴 8乾燥及 び熱分解を経ることによ り、 平均粒径が 0. 2〜0. 3〃mで、 純度が 99. 9 9 m 0 1 %以上のアル ミ ナ微粉末が合成される。 なお、 合成されたアルミナ微粉 末は、 上記粒径のアルミ ナ微粉末が凝集してこの粒径より大きな 2次凝集体とし て得られる。
[0086] そして、 上記のように合成したアルミナ微粉末 (2次凝集体) に、 アク リル系 熱可塑性樹脂を主体とした有機バイ ンダーを配合し、 これを有機溶媒 (ベンゼン) を使ってブラスチッ ク (ナイ ロン) ボールミ ルにて約 24時間に亘つて湿式混合 し、 有機バイ ンダーとアル ミナ微粉末を十分に «らす。 さらに、 蒸留乾燥して溶 媒を取り除き、 所望粘度 (50,000~150,000 C P S ) のコ ンバウン ドを混練調製 する (工程 1 ) 。
[0087] なお、 上記有機バイ ンダーは、 アク リル系熱可塑性榭脂とパラフ ィ ンワ ッ クス とァタクティ ッ クポリ プロ ピレンとの混合物である。 そして、 アルミ ナ微粉末 1 008Γに対するこれら有機バイ ンダ一の配合 Sは、 総量で 2 5 8Γである。
[0088] 上記有機バイ ンダーにおける各成分は、 次のように配合されており、 各成分の 合計が上記有機パイ ンダ一の総量 ( 258Γ) となる。
[0089] アク リ ル系熱可塑性榭脂 20~23 sr (好まし くは 2 1. 5 g ) パラ フ ィ ンワ ッ クス 3 r以下 (好まし くは 2. 0 g )
[0090] ァタ クテ ィ ッ クポ リ プロ ピレン 2 g以下 (好まし くは 1. 5 g )
[0091] なお、 コ ンバウ ン ドの編製時の蒸留乾燥に当たっては、 1 30 で24時間蒸 留乾燥させ、 その後、 アルミナ製のロールミルを用いて加熱混練 ( 1 S 0て) を 行なつて所望の粘度のコ ンバウン ドを得る。
[0092] その後、 図示しない射出成形装置の金型におけるキャ ビティに上記コンパゥ ン ドを射出して、 第 4図に示すように 3本の円筒状管体 (発光管) が 1列に平行に 隣接して一体化された多管状の成形体 W0 を作製する (工程 2) 。 コ ンパウ ン ド の射出に際しては、 予め コンバウ ン ドが 130 ~ 200 'C (好ま し く は 1 80 'C ) に加熱されてから、 900~ 1800 k gr/c m2 の射出圧力で射出機のノ ズル から射出される。
[0093] そして、 所定の条件下で保圧状態を維持し ( 1 80~800 k g/c m2 の保 圧圧力を 0. 5~5秒間継続する) 、 その間に射出空間内でコンパウ ン ドを固化 させ、 成形体 W0 を形成する。 こう して得られる成形体 W0 は、 0. 99以上の 転写性 (成形体の寸法/金型の寸法) で形成されており、 0. 99以上の真円度 と 0. 99以上の収縮率 (径方向 Z軸方向) とを備える。 なお、 この成形体 W0 における各円筒状管体の内径は、 焼結時の体積収縮を見込んで設定されており、 成形段階で約 4. 85 mmで、 各円筒状管体の肉厚 (第 4図中における d 0 ) は、 焼結時の体積収縮と研削代を見込んで約 0. 3mmである。
[0094] 上記した射出成形工程 (工程 2) の実施後には、 得られた成形体 W0 を射出成 形装置の金型から離型する (工程 3) 。
[0095] 次に、 窒素雰囲気中で、 アクリル系熱可塑性樹脂等の有機バインダーが熱分解 して完全に炭化する温度まで加熱する初期熱処理を成形体 W0 に施し、 成形体 W 0 を脱脂する (工程 4) 。 この初期熱処理における具体的な加熟上限温度は、 使 用する熱処理^の能力や有機バインダ一の熱分解温度に応じて決定すればよく、 本実施例では室温 (20て) から 450でまで 72時間かけて昇温した。 その他 の処理条件は以下の通りである。 なお、 450 'Cまでの昇温の間は、 一定圧力を 維持した。
[0096] 処理圧力 l ~8 k grZc m2 (最適圧力 8 k g Z c m 2 )
[0097] 20°Cから 45 O'Cまで昇温させる時間 72時間以下
[0098] つま り、 初期熱処理を行なうこ とによって、 コ ンパウン ド調製時に配合された ァク リ ル系熱可塑性樹脂, 、'ラフ ィ ンワ ッ クス, ァタ クテ ィ ッ クポ リ プロ ピレン 等の有機バイ ンダーを熱分解して炭化させ、 成形体 W0 を脱脂する。
[0099] 次いで、 この初期熱処理を経た脱脂体 W0 に、 大気中で以下の条件に従った後 段熱処理を施し、 脱脂体 W0 を焼結する (工程 5) 。 こう して焼結体が得られる。 この際、 1 00てノ時間で昇温した。
[0100] 処理温度 1 200〜 1 300 'C (最適温度 1 235 )
[0101] 上記処理温度での保持時間 0〜4時間 (最適時間 2時間)
[0102] こ こで、 この後段熱処理における焼結を 1 200〜 1 30 O'Cの温度範囲で行 なうようにしたのは、 焼結後の密度を理論密度に対して 95%以上と して後工程 の熱間静水圧ブレスがかかるようにするとともに、 焼結体における粗大結晶の形 成を回避するためである。 つまり、 上記焼結を 1 200で以下で行なう と、 焼結 後の密度が理論密度に対して 95%を下回り熟間静水圧ブレスがかからず、 1 3 00て以上では焼結体における粗大結晶の形成頻度が增し ¾度上不利となるから である。
[0103] 上記初期熱処理及び後段熱処理を施して説脂後に焼結することによ り、 その体 稜収縮は焼結前の成形体の 82. 5 %となり、 焼結後の充塡率はほぽ 1 00 % (离密度 3. 976) となる。 また、 この後段齙処理の完了までに、 前記初期熱 処理時に変成した炭化物は焼結体から完全に燃焼除去される。
[0104] その後、 この焼結体に、 アルゴン雰囲気中、 或いは 20 v o 1 %以下の酸素を 含有するアルゴン棼囲気中で次の条件に基づく熟間静水圧ブレスを施す (工程 6) c この際、 200 'CZ時間で昇温した。 こうして、 工程 5を経た焼結体に透光性が 発現し、 透光性アル ミナからなる多管状の発光管 1 Mが得られる。
[0105] 処理温度 1 200~ 1 250て (最適温度 1 230て)
[0106] 処理圧力 1 000~2000 a t m (最逦圧力 1 000 a t m) 処理時間 1 ~ 4時間 (最適処理 2時間)
[0107] こ こで、 熱間静水圧ブレスを上記温度範囲と圧力範囲で行なうようにしたのは、 所望する高い透光性を得るとともに機械的強度を改善し、 熱間静水圧ブレスをか けている最中の破損を回避するためである。 つまり、 熟間静水圧ブレスを 1 20 0 未满或いは 1 000 a t m未満で行 う と透光性が発現するものの低い透光 性しか得られなかったり、 逆に 1 250 を超えると異常粒成長を促進させて機 械的強度や透光性の低下を招き、 2000 a t mを超える と焼結体中に存在する ポアや傷などが極めて微細であっても傷等が存在する箇所に応力集中が起こ りク ラ ッ クが発生したりするからである。 次に、 透光性アル ミナからなる多管状の発光管 1 Mの両端面をダイャモン ド研 削砥石によって研削する とともに、 この発光管 1 Mの内外表面を、 0. 5〃mの 粒径のダイヤモン ド砥粒を付着させたブラシにて、 肉厚が 0. 2mm以下となる よう研削研磨する (工程 7) 。 この表面研磨により、 発光管表面の凹凸等が除去 されて表面における光の散乱が回避され、 直線透過率が改善される。
[0108] この工程 7を経ると、 第 4図に示すように、 3本の単管発光管 1 ml , 1 m2 , 1 m3 が 1列に平行に隣接されて一体となり、 隣接する単管発光管どう しで図中 斜線で示す範囲に渡って側壁を共有した発光管 1 Mが作製される。 この発光管 1 Mは、 発光領域の内径 dが約 4. Omm (肉厚 : 約 0. 2mm) で、 全長が約 4 0 m mである。
[0109] そして、 主電極が取り付けられた発光管 1 Mは、 可変色ランプの外管内に組み 込まれて使用される。 可変色ランプに組み込むに当たっては、 各単管発光管 1 m 1 , 1 m2 , 1 m3 内に、 青紫色に強い線スペク トルの光を発する発光物質であ る I n系の金属ハロゲン化物や、 緑色に強い線スぺク トルの光を発する T 1系の 金属ハロゲン化物、 黄赤色に強い線スぺク トルの光を発する N a系の金属ハ口ゲ ン化物が、 各単管発光管に対応して個別に封入される。 例えば、 単管発光管 l m 1 内に I n系の金属ハロゲン化物が封入され、 単管発光管 1 m2 内に T 1系の金 属ハロゲン化物が封入され、 単管発光管 l m3 内に N a系の金属ハロゲン化物が 封入される。
[0110] このように、 3本の発光管 3~5を独立して外管内に収納する代わりに、 3本 の単管発光管 l ml , 1 m2 , 1 m3 を 1列に平行に隣接させて一体にした多管 状の発光管 1 Mを外管内に収納した第 2実施例の可変色ランプによれば、 発光色 を色度座標系の等色関数で示される通りに変化させることができるといった上記 第 1実施例の効果に加え、 次のような効果を奏することができる。
[0111] 上記発光管 1 Mを組み込んだ可変色ランプでは、 この発光管 1 Mを構成する単 管発光管 l ml , 1 m2 , 1 m3 の側壁を共有させているので、 この共有した側 壁を隣接する単管発光管 1 ml , 1 m2 , 1 m3 間の熱伝達の媒体と して、 単管 発光管どう しの熱の授受が行なわれる。 この結果、 この可変色ラ ンプによれば、 各単管発光管 l ml , 1 m2 , 1 m 3 の管壁温度の温度上昇を一律化することが できるので、 短時間の内に発光管 1 Mを全体と して安定した点灯状態としてラ ン プ点灯時間を短縮化する ことができる。
[0112] つま り、 複数の発光管を隣接させることなく ただ単に えただけのランプでは, 主電極間で起きるアーク放電の開始の様子は各発光管ごとに一様ではなく、 ァー ク放電に基づく熟の発生の様子が一様ではない。 このため、 各発光管の管壁温度 が所定温度 (発光管内で放電用物質が蒸発して始和蒸気圧となる温度) まで昇温 する時間が各発光管ごとに異なるので、 発光管烟々が同時に安定した点灯状態に ならず、 複数の発光管が全体としても安定した点灯状態とはならない。
[0113] これに対して、 上記多管状の発光管 1 Μによれば、 側壁を通した熟の授受に基 づいて、 各単管発光管の管壁温度をできるだけ一律に所定温度まで上昇させるこ とができるので、 各単管発光管においてほぽ同時に発光が安定し、 短時間の内に 発光管 1 Μを全体と して安定した点灯状態としてランブ点灯時間を短縮化するこ と できるのである。
[0114] さらに、 発光管 1 Μを組み込んだ可変色ラ ンプは、 複数の単管発光管 l m l , 1 m 2 , 1 m 3 を、 隣接する単管発光管どう しで側壁を通した熱の授受ができる よう條ぇるので、 以下に説明するように、 各単管発光管の属光可能な範囲が拡大 されるという利点がある。
[0115] 発光管を組み込んだ高輝度放電ランブの翻光可能な範囲は 1 0 %程度であり、 白熱灯やハロゲンランプなどに比べて囔光可能範囲が著し く狭いことが知られて いる。 これは、 次のような理由による。 高輝度放電ラ ンプにおいて光束を落とす ために発光管への入力を抑えると、 発光管内の温度が低下し、 これによつて発光 管内の I n, T 1 , N a等の発光物質の蒸気分圧が変化する。 そして、 これらの 蒸気分圧が所定の値以下になるとラ ンブが失灯してしまう。 発光管が 1本しかな い従来の高輝度放電ランプでは、 失灯しないで鑭光できる範囲は定格出力のせい ぜぃ約 9 0 %程度であった。 3本の発光管を独立に外管内に収納した上記実施例 の可変色ラ ンプ 1 でも、 各発光管が独立が故に、 やはりその調光可能な範囲は約 9 0 %である。
[0116] これに対して、 3本の単管発光管を隣接させた発光管 1 Mでは、 各単管発光管 をその側壁を共有して平行に降接して備えるので、 各単管発光管から放射される 熱が他の単管発光管に側壁を通して供給される。 従って、 一つの単管発光管への 入力を低下させた時には、 隣接する他の単管発光管から当該一つの単管発光管に 熱が与えられる。 この結果、 発光管が一つしか無い高輝度放電灯においてその発 光管への入力を低下させた場合に比べて、 発光管 1 Mを組み込んだ可変色ランプ では、 入力を低下させた一つの単管発光管はより高温に保たれることになる。 こ のため、 入力の低下した当該一つの単管発光管内部の発光物質の蒸気分圧は変化 しないので失灯しにく く、 調光可能な範囲が拡大される。
[0117] なお、 一つの単管発光管への入力を低下させるときに、 他の二つの単管発光管 への入力を上昇させるようにすれば、 当該一つの単管発光管の温度低下を防止こ とができ、 さらに低い入力レベルまで調光できる。
[0118] このように、 発光管 1 Mを組み込んだ可変色ランプによれば、 発光管の調光可 能な範囲が拡大されてランブ全体の発生光の色度もより広い範囲で変更できる。 更に、 次のように、 金属ハロゲン化物の封入した単管発光管の配列を規定すれ ば、 上記したように調光可能な範囲を拡大できるという効果に加え、 次のような 利点がある。
[0119] つまり、 発光管 1 Mの各単管発光管のうち、 真ん中の単管発光管 l m2 内には T 1や N aに比べて調光範囲が狭く青紫色に強い線スぺク トルの光を発する発光 物質である I n系の金属ハロゲン化物を封入し、 単管発光管 1 ml 内には緑色に 強い線スぺク トルの光を発する T 1系の金属ハロゲン化物を、 単管発光管 1 m3 内には黄赤色に強い線スぺク トルの光を発する N a系の金属ハロゲン化物をそれ ぞれ封入する。 そして、 単管発光管 1 m2 への入力を下げ他の単管発光管への入 力を上げた場合、 I nを封入した真ん中の単管発光管 1 m2 がその両側の単管発 光管 1 ml , 1 m3 から熱が与えられて高温に保たれるので、 調光範囲の狭い I nを封入した単管発光管 1 m2 の調光可能な範囲が拡大するという効果が顕著と なる。 この場合、 第 8図に示す発光管 1 Nを発光管 1 Mに代えて使用しても同様 の効果を奏することができる。
[0120] なお、 この発光管 1 Mは、 以下に記すような物性を備える。
[0121] 可視光 (波長 380~760 nm) に対する直線透過率 : 70%以上
[0122] 500 n mの波長の光に対する直線透過率: 82% (肉厚: 0. 5mm) 結晶粒子の平均粒径 : 約 0. 7 zm (最大粒径約 1. 4 /m) 機械的強度 ( J I S R 1 60 1 )
[0123] 曲げ強度 S t
[0124] (室温) = 98 k ST / c m2
[0125] (900*C) = 8 1 k /c m2
[0126] ワイ ブル係数
[0127] (室温) = 9. 3
[0128] (900て) = 8. 1
[0129] 粒径や強度の測定には、 上記本実施例の発光管 1 Mの代替え品と して別途作製 した試料 (形状, 厚み等については J I S R 1 60 1に準ずる) を用いた。 な お、 試料の作製に当たっては、 上 3己した工程における猪条件に従った。
[0130] 粒径の算出は、 形状, 厚み等が J I S R 1 601に準ずるよう别途作製した 上 3己試料の表面をダイヤモン ド砥粒にてラ ッ プし、 更に溶 »した水酸化 リ ウム で粒界エッチングを施した後、 走査型電子頃微鏡により試料表面を観察し、 結畠 粒子の輪郭を画像解析することにより行なった。 なお、 画像解析に当たっては、 桔畕粒子を球体や多角形体と して仮定して、 その直径や頂点間钜離の最大値を粒 径算出に用いた。 結晶粒子を球体と仮定して算出した粒径の分布図を第 7図に示 す。
[0131] 直線透過率の測定については、 別途作製した上記試料を 0. 5mm厚と し両面 をラ ッ ブ仕上げした後、 ダブルビーム分光光度計により求めた。
[0132] なお、 透過型電子顕微鏡 (TEM) による組織観察の結果、 光の散乱源となる 粒界相や結晶粒子内部の空隙並びに格子欠陥等の存在は認められなかった。 また、 この発光管 1 Mが、 MgO等の焼結助剤とともに焼結して結晶粒子を粗 大化させた従来の透光性アルミナからではなく、 微小桔畕粒径を镟えるアルミナ から作製されているにも拘らず、 優れた透光性を有する根拠は、 次のように考え られる。
[0133] まず第 1に、 焼結前のアルミナ中にごく僅か ( トータルで最大 0. 01 mo 1 %以下) しか不純物が含まれていないので、 不純物はアル ミ ナに総て固溶し、 ス ピネル相などの粒界相をほとんど形成しない。 このため、 光の散乱因子として作 用する粒界相による影響が排除されて、 可視光に対する直線透過率の向上をもた らすと考えられる。
[0134] 更に、 以下のように推察される。
[0135] 結晶粒子及び結晶子の断面がいずれも円形であると仮定すると、 直径 dの結晶 子が n個集まつて直径 Dの結晶粒子を構成する場合、 次の関係式①が成り立つ。 ① n = (D/d ) _ 2 (演算子 "はべき乗を表わす)
[0136] この関係式から算出される nの値は、 1個の結晶粒子の断面に含まれる結晶子 界面に換算できる。
[0137] 高純度のアルミナから得られた種々の透光性アルミナ (平均粒径: 0.72, 0.85, 0.99, 1.16, 1.35, 1.52 i m) についての格子定数を X線回折装置を用いて求め、 結晶子の直径 dと回折線の幅とを関係づける S c h e r r e rの式に従い (0 1 2 ) の回折ピークから上記各平均粒径の透光性アルミナの結晶子の直径 dを算出 レたところ、 結晶子の直径 dは結昌粒子の大きさに左右されることなく一定であ つた。 なお、 S c h e r r e rの式は、 ΓΡ. Gal lezot, "Catalysis, Science and Technology, vol.5 p221,Springer-Verlag (1984)" J や rp.Scherrer, "Gottinge r Nachrichen, 2, 98(1918)"」 に紹介されている。
[0138] 従って、 上記関係式①から、 結晶粒子の直径 D (平均粒径) が小さ くなるほど 1個の結晶粒子中における結晶子界面は少ないといえる。
[0139] 一般に、 光がセラ ミ ッ クのような多結晶体に入射された場合、 その散乱は屈折 率の不連続な面、 即ち原子配列の不連続な部分で起こると考えられている。 結晶 粒子中の結晶子界面は、 この原子配列の不連続な部分にほかならないので、 光の 散乱を引き起こす。 このため、 結晶粒子中における結晶子界面が少なければ少な いほど、 即ち結晶粒子の直径 Dが小さいほど、 光の散乱因子である結晶子界面に よる影響が小さくなり、 可視光に対する直線透過率の向上をもたらすと考えられ る。
[0140] 次に、 上記実施例の変形例について説明する。
[0141] 第 2実施例では、 3本の発光管が平行かつ 1列に隣接して一体となったものに ついて説明したが、 第 8図に示すように、 3本の発光管 (単管発光管) をその側 壁を互いに共有させて平行に隣接して一体化させ、 各発光管の隣接部に余肉を付 けた発光管 1 Lを、 外管内に収納してもよい。 この発光管 1 Lを可変色ランプに 組み込むに当たっては、 第 2実施例と同様に、 各発光管内に、 I n系の金属ハロ ゲン化物と、 T 1 系の金属ハロゲン化物と、 N a系の金属ハロゲン化物とを、 各 発光管に対応して個別に封入する。
[0142] そして、 この発光管 1 Lを可変色ラ ンプに用いれば、 第 2実施例における調光 可能な範囲の拡大やランプ点灯時間の短縮化といった効果に加え、 次のような効 果がある。 つまり、 発光管 1 Lの周囲に凹凸をなく し、 発光管全体の水平断面の 形状を、 丸みを帯びた三角形となるようにした。 このため、 周囲に くびれた部分 がなくなつて、 焼結時や点灯時に発生する熬応力による応力集中が起こりに くい, 従って、 熱応力による破壊が起きに くいという利点がある。 この結果、 可変色ラ ンプの寿命も長期化する。
[0143] また、 第 2実施例及び上記変形例では、 平行に «接して一体化させた各発光管 を直線管路からなるものとしたが、 第 9図, 第 1 0図に示すように、 U字状の管 路からなる 3本の発光管 (単管発光管) を平行に R接して一体化させた発光管 1 R , 1 Sを、 外管内に収納するよう構成するこ ともできる。
[0144] この発光管 1 R , 1 Sを可変色ランブに用いれば、 第 2実施例における翻光可 能な範囲の拡大ゃランブ点灯時間の短縮化といつた効果や上記変形例におけるに 加え、 次のような効果がある。 即ち、 発光管 1 R , 1 Sにおける発光の中心位置 (最も光束の大きい箇所) は、 湾曲都となる。 従って、 外管に収納した際には、 この発光の中心位置がラ ンプの先鏰側になるので、 可変色ラ ンプを、 その点灯方 向に対してコ ンパク ト とすることができる。
[0145] 次に上記発光管 1 R, 1 Sの製造方法について簡単に説明する。 この発光管 1 Rの作製には、 第 9図に示すような合わせ型が用いられる。 この合わせ型は、 上 下に分割される上型 5 0 と下型 5 1 と、 これら各型が接合されたときにその間に スライ ドして配置されるスライ ド型 5 2 とから構成される。 この各型には、 発光 管 1 Rの外形に相当するキャ ビテ ィを形成すぺく、 半円状の 3本の溝が中央に凸 条を残して接合した軌跡で形成されている。 また、 各管路の断面が多角^ (四角 形) の発光管 1 Sでは、 上記各型の溝の形状を角型と した合わせ型が用いられる。
[0146] そ して、 この合わせ型を用いて次のように両発光管は作製される。 その説明に 当たつては、 簡便化を図るため、 第 1 1図 ( a ), ( b ) に示すような単管の U 字状発光管 1 Aの作製工程について第 1 2図を用いて説明することとする。 なお、 この第 1 1図 (b) は、 第 1 1図 ( a) の Y平面断面図である。
[0147] まず、 第 2実施例と同様に噴霧乾燥法により合成された高純度 (99. 99m
[0148] O 1 %以上) のアル ミナ微粉末 ( &次凝集体) に、 アク リ ル系ェマルジ 3 ンとい つた有機バイ ンダーゃポ リアク リル酸ソーダ等の解 11剤並びにォクタノール等の 消泡剤を蒸留水とともに配合し、 これをブラスチック (ナイ ロン) ポール ミルに て約 24時間に亘つて湿式混合して過剰の凝集をほぐしつつ、 アルミナが上記溶 媒中に均一に存在するス ラ リーを調製する (工程 1 ) 。
[0149] なお、 アル ミナ微粉末に対する有機バイ ンダー等の配合比 (重量比) は、 アル ミ ナ微粉末 l O O gに対して、 次の通りである。
[0150] 有機バイ ンダー 3 g
[0151] 解屨剤 1 8Γ
[0152] 消泡剤 0. 1 gr
[0153] 蒸留水 55 g
[0154] 次に、 調製したス ラ リーから気泡を除去する (工程 2) 。 具体的には、 ボール ミルから取り出したスラ リーを真空デシケータ内の樹脂容器に入れ、 樹脂容器内 のス ラ リーをマグネ 、プ トス夕一ラ等を用いて攪拌しつつデシケータ内の空気を真 空ポンプにて数分間 (例えば約 5分間) 吸引する。
[0155] その後、 以下の工程を経て第 1 1図 (a) , ( b ) に示す成形体を、 第 1 3図 ( a) に示す合わせ型 60を用いて成形する。 発光管 1 Rの場合には、 上型 50 と下型 5 1とス ライ ド型 52とから構成される合わせ型を用いる。
[0156] この合わせ型 60は、 石育等の多孔質無機材料或いは石膏と同程度の機能を有 する細孔を具備する多孔質樹脂から形成された左右対象の型 61 a, 61 bを、 第 1 3図 ( a ) に示すように接合して構成され、 型 61 a, 61 bの接合面にス ラ リ一注入空間 63を形成する。
[0157] なお、 各型 6 1 a, 6 1 bは、 第 1 3図 ( b ) に示すように、 その接合面 65 a, 65 bに、 型下端側で湾曲した溝 (キヤ ビティ) 63 a, 63 bを備える。 この溝 63 a, 3 bは、 中央に接合面 65 a, 65 bより僅かに低い凸条 64 a, 6 4 bを残して形成されるに当たって、 先端に球状切り歯を備える図示しないェ ン ド ミ ルにて切削されたり、 造型時に予め型成形される。
[0158] 次に、 この合わせ型 6 0のス ラ リ ー注入空間 6 3内に、 工程 2にて気泡除去後 のス ラ リーを注入し、 所定時間放匱する (工程 3 ) 。 ス ラ リーの注入に当たって は、 第 1 4図に示すように、 合わせ型 6 0の上面に設置した円筒体 6 7にスラ リ 一を流し込む。 なお、 円筒体 6 7には、 スラ リ ー注入空間 6 3の容積以上のス ラ リーが注入される。 また、 円简体 6 7下面と合わせ型 6 0の上面とは、 円简体 6 7下端に粘土 6 9を管状に配直することにより、 シールされている。 粘土に替え てゴムを用いてもよい。
[0159] こう してス ラ リー注入空間 6 3内に注入されたスラ リーにおける溶媒成分 (こ こでは、 蒸留水) は、 上記したようにスラ リー注入後に所定時間放置される間に、 多孔質の各型 6 1 a , 6 1 bの孔に毛細管現象により吸引され型内に吸収される。 このため、 ス ラ リー注入空間 6 3の壁面には、 有機バイ ンダー等によって桔合さ れたアル ミ ナ粉末が壁面の表面に沿って均等に着肉され、 第 1 5図に示すように、 アルミナ層 S Aが形成される。
[0160] このス ラ リ ー注入後の放置時間は、 上記アル ミナ層 S Aの厚さ、 即ち成形体の 内径を決定する。 このため、 形成されたアルミ ナ層 S Aの内径等が所定の値にな るよう、 上記放置時間が予め実驗等により定められている。 また、 この放置時間 及び型の大き さの設定に当たっては、 焼結時の体穣収縮等も見込んで決定される。 この場合における放置時間は、 アル ミナ層 S Aの内径が約 4 . 8 2 m m、 充塡率 が約 5 8 %となるよう設定されており、 3分以下とする。 なお、 アル ミ ナ眉 S A の外径はス ラ リー注入空間 6 3によって定まり、 約 5 . 5 4 m mである。
[0161] なお、 放置する間に亘つて各型外側を負圧に維持し、 スラ リー中の溶媒成分を 型外に強制的に吸引するような構成にしてもよい。 このようにすれば、 放置時間 を短縮するこ とや、 スラ リー内の気泡を型を通して直接除去したり、 吸引を強く することによ り充填率をさらに上げることができる。
[0162] そして、 所定時間放置後に、 円筒体 6 7内部及びアル ミ ナ層 S Aの内側に残存 するス ラ リーを排泥する (工程 4 ) 。 その後、 合わせ型 6 0を分割して第 1 1図 ( a ), ( b ) に示す形状の発光管 1 Aの成形体を離型し、 成形体から溶媒が完 全に抜けるまで成形体を乾燥させる (工程 5) 。
[0163] 次に、 この成形体に大気中で 1 200~ 1 300 'Cの所定焼結温度、 例えば約 1235てで 4時間程度の熱処理を施すことにより、 成形体を焼結する (工程 6) , この際、 1 00 °cz時間で昇温した。 こう して焼結するこ とにより、 その体積収 縮は焼結前の成形体の約 83 %となり、 所望の寸法を得る。 この時、 充填率はほ ぼ 1 00% (嵩密度 3. 976) となる。
[0164] なお、 焼結を 1 200 ~ 1 300ての温度範囲で行なう ようにしたのは、 焼結 後の密度を理論密度に対して 95%以上として後工程の熱間静水圧プレスがかか るようにする とともに、 焼結体における粗大結晶の形成を回避するためである。 つまり、 上記焼結を 1200て以下で行なう と、 焼結後の密度が理論密度に対し て 95%を下回り熱間静水圧プレスがかからず、 1300 'C以上では焼結体にお ける粗大結晶の形成頻度が増し強度上不利となるからである。
[0165] その後、 この焼結体に、 アルゴン棼囲気中で、 或いは 20 V o 1 %以下の酸素 を含有するァルゴン棼囲気中で次の条件に基づく熱間静水圧ブレスを施す (工程 7) 。 この際、 200て/時間で昇温した。 こう して、 工程 6を経た焼結体に所 望の透光性が発現し、 透光性アル ミ ナの発光管 1 Aとなる。 この熱間静水圧プレ スを施すに当たっては、 焼結体をサフ アイャビーズ (粒径 2 mm) 及びチタンス ポンジに埋設して行なつた。
[0166] 処理温度 1 200~ 1 250 'C (最適温度 1 230で)
[0167] 処理圧力 1 000~2000 a t m (最適圧力 1000 a t m) 処理時間 1 ~ 4時間 (最適処理 2時間)
[0168] ここで、 熱間静水圧プレスを上記温度範囲と圧力範囲で行なうようにしたのは、 所望する高い透光性を得ると ともに機械的強度を改善し、 熱間静水圧プレスをか けている最中の破損を回避するためである。 つまり、 熱間静水圧プレスを 120 0 °C未満或いは 1 000 a t m未満で行なう と透光性が発現するものの低い透光 性しか得られなかったり、 逆に 125 O'Cを超えろと異常粒成長を促進させて機 械的強度や透光性の低下を招き、 2000 a t mを超える と焼結体中に存在する ポアや傷などが極めて微細であっても傷等が存在する箇所に応力集中が起こ りク ラ ッ クが発生したりするからである。 作製された発光管 1 Aは、 内径が約 4. 0mmであり、 肉厚が約 0. 3mmで あり、 また開口部から屈曲部までの高さが約 20mmである。 つまり、 管路長は 約 40mmである。 なお、 透過型電子顕微鏡 (T EM) による組織観察の結果、 粒界には、 光の散乱源となる粒界相の生成や原子レベルの空隙並びに格子欠陥等 の存在は認められなかった。
[0169] こ う して得られたアル ミ ナ発光管 1 Aの内外表面を、 粒径 0. 5 mのダイヤ モ ン ド砥粒を付着させたブラ シにて、 肉厚が 0. 2 mm以下となるよう研削研磨 する (工程 8 ) 。 この表面処理により、 発光管表面の凹凸等が除去されて表面に おける光の散乱が回避され、 透通率が改善される。 0. 05mm程度までの肉厚 に研削研磨しても、 使用上差し支えない。
[0170] なお、 こう して作製された発光管 1 A、 即ち発光管 1 R, 1 Sは、 上記した第 2実施例における発光管 1 Mと同程度の直線透過率や結晶粒子の平均粒径を傭え、 発光管 1 Mの約 80 %程度の機械的強度を傲える。 産業上の利用可能性
[0171] 以上詳述した本発明の可変色ランブは、 室内外における照明用ランブゃ店舗等 における陳列品の照射ラ ンブといつた民生用のランブのほか、 ネ オンサイ ン用の ラ ンプと して有用である。
权利要求:
Claims請求の範囲
1 . 調光可能な可変色ラ ンプであって、
発生光の色度がそれぞれ異なる複数の発光管と、
該複数の発光管の各々に入力する電力を制御する制御手段と
を備えることを特徵とする可変色ラ ンプ。
2 . 請求項 1記載の可変色ラ ンプであって、
前記制御手段は、 前記複数の発光管の相対出力を変化させる相対出力制御部を 含む可変色ランプ。
3 . 請求項 1又は 2記載の可変色ラ ンプであって、
前記複数の発光管は、 青の波長域の光を強く発する第 1の発光管と、 緑の波長 域の光を強く発する第 2の発光管と、 赤の波長域の光を強く発する第 3の発光管 とを含む可変色ラ ンプ。
4 . 請求項 3記載の可変色ランプであって、
前記第 1ないし第 3の発光管は放電管であり、
前記第 1の発光管は、 I n系の金属ハロゲン化物を封入した発光管であり、 前記第 2の発光管は、 T 1系の金属ハロゲン化物を封入した発光管であり、 前記第 3の発光管は、 N a系の金属ハロゲン化物を封入した発光管である可変 色ラ ンプ。
5 . 請求項 3又は 4記載の可変色ラ ンプであって、
前記第 1ないし第 3の発光管は、 平行に隣接して設置されている可変色ランプ。
6 . 請求項 5記載の可変色ラ ンプであって、
前記第 1ないし第 3の発光管は、 平行かつ 1列に隣接して設置されているとも に、
前記第 1の発光管が、 前記第 2と第 3の発光管の間に配置されている可変色ラ ンプ。
7 . 請求項 5又は請求項 6記載の可変色ラ ンプであって、
前記複数の発光管が一体化されている可変色ランプ。
8 . 請求項 7記載の可変色ラ ンプであって、 前記複数の発光管は、 透光性セラ ミ ッ クから作製されており、 該透光性セラ ミ ッ クは、
9 9 . 9 9 m 0 1 %以上の高純度アルミナ微粉末を焼結した透光性アルミ ナで あり、
該透光性アル ミ ナの結晶粒子の平均粒径が 1 m以下で、 最大粒径が 2 m以 下である可変色ランプ。
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同族专利:
公开号 | 公开日
CA2066604A1|1992-01-19|
EP0494310A1|1992-07-15|
EP0494310A4|1992-11-19|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
JPS5318876U|1976-07-28|1978-02-17|||
JPS54154413A|1978-05-08|1979-12-05|Ngk Spark Plug Co|Alphaaalumina sintered body production|
JPS5857066U|1981-10-14|1983-04-18|||
JPS6367315B2|1983-02-21|1988-12-23|Tokyo Shibaura Electric Co||
JPS6122553A|1984-03-24|1986-01-31|Matsushita Electric Works Ltd|Flat type fluorescent lamp|
JPS6149367A|1984-08-17|1986-03-11|Matsushita Electric Works Ltd|Variable color discahrge lamp|
JPS6266556A|1985-09-13|1987-03-26|Philips Nv|High pressure mercury vapor discharge lamp|
JPS62188158A|1986-02-14|1987-08-17|Matsushita Electric Works Ltd|Fluorescent lamp|
JPS63242964A|1987-03-31|1988-10-07|Ngk Insulators Ltd|Alumina ceramics and manufacture|
JPH02132750A|1988-11-11|1990-05-22|Kyocera Corp|High pressure discharge lamp|EP0574993A1|1992-06-15|1993-12-22|Matsushita Electric Works, Ltd.|Luminaire of variable color temperature|
DE4312744A1|1993-04-20|1994-12-22|Kuemmerling Andreas|Strangförmige Mehrkammerglasprofile|BE433124A|||||
US1932509A|1930-03-01|1933-10-31|Connecticut Telephone & Elec|Gas lamp|
DE613361C|1932-04-24|1935-05-17|Philips Nv|Anordnung von mindestens zwei in verschiedenen Leuchtfarben aufleuchtenden, schraubenfoermig gewundenen Leuchtroehren|
JPS52144174A|1976-05-25|1977-12-01|Mitsubishi Electric Corp|Composite illumination|
JPH0512299B2|1984-02-24|1993-02-17|Tokuyama Soda Kk||
JPH01155793A|1987-12-11|1989-06-19|Seiko Epson Corp|Projection type color display device|
JPH02255563A|1989-03-30|1990-10-16|Taimei Kagaku Kogyo Kk|Alumina sintered body for tool|JPH0676961A|1992-08-26|1994-03-18|Matsushita Electric Works Ltd|可変色照明装置|
EP1610593B2|1999-11-18|2020-02-19|Signify North America Corporation|Generation of white light with Light Emitting Diodes having different spectrum|
DE10145648B4|2001-09-15|2006-08-24|Arccure Technologies Gmbh|Bestrahlungsvorrichtung mit veränderlichem Spektrum|
EP1585168A4|2003-09-22|2006-07-05|Matsushita Electric Ind Co Ltd|Metal halide lamp|
DE102004051395A1|2004-10-21|2006-04-27|Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH|Hocheffizienter stabiler Oxinitrid-Leuchtstoff|
CN1809242B|2005-01-19|2011-01-12|杨东亮|彩色光源的数字合成方法及其控制系统|
US7520633B2|2005-04-01|2009-04-21|Cepia, Llc|Lighting and display apparatus|
US7825822B2|2005-04-01|2010-11-02|Cepia, Llc|System and method for extracting and conveying modulated AC signal information|
WO2007000723A2|2005-06-29|2007-01-04|Philips Intellectual Property & Standards Gmbh|Low-pressure discharge lamp comprising molecular radiator and additive|
US8282986B2|2006-05-18|2012-10-09|Osram Sylvania, Inc.|Method of applying phosphor coatings|
ES2289957B1|2007-02-07|2008-12-01|Universidad Complutense De Madrid|Fuente de iluminacion con emision reducida de longitudes de onda corta para la proteccion de ojos.|
法律状态:
1992-02-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CA JP KR US |
1992-02-06| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT NL |
1992-03-12| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 2066604 Country of ref document: CA |
1992-03-16| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991913076 Country of ref document: EP |
1992-07-15| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991913076 Country of ref document: EP |
1997-02-01| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1991913076 Country of ref document: EP |
优先权:
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