JP2001319574A - 放電ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 大電力直流型放電ランプでも、製造時にＭｏ
金属箔が切断されず、発光管封止管の境界部の凹みを生
じることのなく、陽極の芯出しを可能とする。 【解決手段】 発光管１０開口部から、陽極２１と気
密封止用金属箔部２２と外部リード部３３とからなる陽
極構築体２０を、陽極構築体の外部リード部側から発光
管内に陽極構築体の陽極が発光管内に位置し、陽極構築
体の外部リード部を陽極側封止管１２内に配置するよう
に挿入する。真空または不活性雰囲気中において、陽極
構築体を陽極封止管内に溶着固定する。前記開口部に替
えて、前記陽極より小内径の陰極側封止管１３を発光管
に溶着する。陰極側封止管内に陰極３１と気密封止用金
属箔部３２と外部リード部とからなる陰極構築体３０を
陰極を発光管内に位置し、陰極構築体の陰極側封止管内
に配置するように挿入する。真空または不活性雰囲気中
において、陰極構築体を陰極封止管内に溶着固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶基板露光や半
導体露光用に使用される紫外線大面積露光用の放電ラン
プの製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】液晶基板露光用や半導体露光用に水銀ラン
プやキセノン水銀ランプが使用されている。近年、液晶
の大画面化の需要が高まり、その回路パターンを露光焼
き付けするためのランプも大出力、高輝度化が要求され
てきている。図１は従来の水銀ランプの構造の一例を示
す断面図である。石英ガラス製の発光管１０内に陽極２
１と陰極３１が対向配置されるように、陽極構築体２０
と陰極構築体３０が発光管１０に連設された陽極封止管
１２、陰極封止管１３内に気密に保持され、陽極構築体
２０と陰極構築体３０の、それぞれ陽極２１と陰極３１
の反対側の端部において、口金５０と給電線５１で結線
され、口金５０は接着剤５２で陽極封止管１２、陰極封
止管１３内と固定された構造となっている。

【０００３】陽極構築体２０全体の断面図を図９に示
す。陽極構築体２０は陽極２１の芯棒端部に集電円板６
１が接続され、Ｍｏ金属箔６６が集電円板６１の陽極２
１側の面に曲折された形で接続されている。ここで、集
電円板６１、６２とは、Ｍｏ金属箔からの電力をまとめ
電極に供給する円板状金属部材である。そして、Ｍｏ金
属箔６６は柱状の石英部材６５の側面に沿って複数枚等
間隔で配設されており、Ｍｏ金属箔６６は集電円板６２
に接続され、集電円板６２には外部リード部２３が接続
されている。そして、陽極２１の芯棒は石英部材６３を
貫通しており、外部リード部２３も石英部材６４を貫通
している。

【０００４】従来の放電ランプの製造方法は以下のとお
りである。図２および図３を用いて説明する。発光管１
０の両側に連設された陽極封止管１２、陰極封止管１３
に陽極構築体２０および陰極構築体３０をそれぞれ挿入
する。次に、両封止管端部を密閉し、密閉空間内を真
空、又は不活性ガス封入状態にする。図２の状態にし
て、図２の陽極側封着部分Ｂの領域を封止管外部からバ
ーナ加熱して真空気密封着する。そして、図３の状態に
して、図３の陰極側封着部分Ａを封止管外部からバーナ
加熱して真空気密封着する。そして、放電発光に必要な
封入物を封入する。最後に両封止管端部を切断除去して
外部リード２３、３３に給電線５１、５１を溶接し、接
着剤５２を用いて口金５０を取りつける。６３、６４は
石英部材である。

【０００５】一般に、上述のような高圧放電ランプは電
極構築体（陽極構築体２０および陰極構築体３０）の真
空気密と電流供給の部位である気密封止用金属箔部２
２、３２の直径が小さいほど耐圧力性、耐機械的強度に
おいて有利である。一方、耐電流供給特性は、電極構築
体の直径が大きいほど、集電円板６１、６２の直径が大
きいほど、電流供給用であり真空気密封着用であるＭｏ
金属箔６６が多く使用できるため有利である。電極構築
体の構造はこの両者の兼ね合いによって決定される。

【０００６】放電動作電流が１００Ａ程度（３〜５ｋＷ
電力）までの陽極はφ２５ｍｍのタングステン電極が使
用される。その陽極部分の重さは約２５０ｇまでであ
る。しかし、放電動作電流が２００Ａ（１０ｋＷ電力）
の放電ランプになると、陽極はφ３０ｍｍであり、その
重量は５００ｇ程度にもなる。

【０００７】従来の製造方法を使用して上述の２００Ａ
の放電ランプを製造すると生じる不具合を図６、図7を
用いて説明する。従来は陽極２１を陽極封止管１２端部
から挿入していたため、陽極２１の最大径が挿通できる
内径を有する陽極封止管１２を発光管１０に連設させる
必要があった。図６に示したように陽極封止管１２を陽
極２１の最大径部分が挿通するような大径のものを用い
ると、陽極構築体２０の気密封止用金属箔部２２の外径
と当該陽極封止管１２の内径との差が大きいため、陽極
構築体２０は傾いた状態で回転させながら図６の陽極側
封着部分Ｂを陽極封止管１２外部からバーナ加熱するこ
とになる。そうすると、回転時に気密封止用金属箔部２
２に負荷がかかり、Ｍｏ金属箔６６が切断される、ある
いは陽極２１の管軸中心への位置出し精度がでないとい
う不具合が起きる。

【０００８】また、図７のごとく、陽極構築体２０の気
密封止用金属箔部２２の直径を陽極２１の最大直径と略
同一とし、陽極封止管１２の内径を陽極２１の最大径に
接近させれば、回転させながら図７の陽極側封着部分Ｂ
を陽極封止管１２外部からバーナ加熱しても、Ｍｏ金属
箔が切断されたりすることもなく、陽極２１の芯出しも
可能となる。しかし、陽極側封着部分Ｂを強力に加熱し
て真空気密封着工程を行うと、確実な真空気密封着が完
了される前に、発光管封止管境界部２５が先に凹み、商
品価値が低下する。また、陽極２１の芯出しができるま
でＢ部分を加熱したときにも、同じく発光管封止管境界
部２５が凹んでしまうという不具合が生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明における
目的は、陽極重量が大きい大電力の直流型放電ランプで
あっても、製造時にＭｏ金属箔が切断されることなく、
また発光管封止管の境界部の凹みを生じることのなく、
陽極の芯出しを可能とする放電ランプを製造方法を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的のために請求項
１に記載の発明は、発光管の両側に封止管が連設され、
発光管内に一対の陽極と陰極が配置された放電ランプの
製造方法であって、次の工程を有することを特徴とする
放電ランプの製造方法とするものである。工程１ 発光
管に陽極の最大径より大きい開口部を設け、該開口部か
ら、陽極と気密封止用金属箔部と外部リード部とからな
る陽極構築体を、陽極構築体の外部リード部側から発光
管内に陽極構築体の陽極が発光管内に位置し、陽極構築
体の外部リード部を陽極側封止管内に配置するように挿
入する第１工程。工程２ 真空または不活性雰囲気で、
陽極構築体を陽極封止管内に溶着固定する第２工程。工
程３ 前記開口部に替えて、前記陽極より小内径の陰極
側封止管を発光管に溶着する第３工程。工程４ 陰極側
封止管内に陰極と気密封止用金属箔部と外部リード部と
からなる陰極構築体を、陰極を発光管内に位置し陰極構
築体を陰極側封止管内に配置するように挿入する第４工
程。工程５ 真空または不活性雰囲気で、陰極構築体を
陰極封止管内に溶着固定する第５工程。

【００１１】

【作用】発光管に陽極の最大径より大きい開口部を設
け、該開口部から、陽極と気密封止用金属箔部と外部リ
ード部とからなる陽極構築体を、陽極構築体の外部リー
ド部側から発光管内に陽極構築体の陽極が発光管内に位
置し、陽極構築体の外部リード部を陽極側封止管内に配
置するように挿入するので、陽極封止管を陽極の最大径
に合わせて大きくする必要がなく、また、発光管封止管
の境界部の凹みを生じることのなく、陽極側の気密封止
用金属箔部を陽極封止管外部からの加熱で容易に気密封
止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る放電ランプの製造方
法によって製作される放電ランプは放電電流が１５０Ａ
〜２５０Ａの大電流大型放電ランプである。その製作方
法を図４、図５を用いて説明する。本発明において、発
光管に陽極の最大径よりも大きい開口部を設け、該開口
部から陽極構築体を挿入する場合、単に発光管に開口部
を設けてもよいが、陽極構築体の挿入用のガイドの役割
も果たすように、陽極の最大径より大きい内径を有する
陽極導入管を使用するのが都合が良い。そこで、以下で
は陽極導入管を使用する場合について説明する。

【００１３】＜第１工程＞図４（ａ）に示すように、発
光管１０に連設された陽極導入管４０から陽極構築体２
２を発光管１０内を通して陽極封止管１２内に配置し、
陽極導入管４０を加熱溶融して図４（ｂ）にように封止
する。あるいは、封止に替えて、陽極導入管４０の開放
端をバルブ等で塞いでおく。そして、チップ部１４から
排気して、真空または不活性ガスを封入する。

【００１４】陽極２１の最大径は例えば放電電流２００
Ａのものではφ３０ｍｍである。陽極構築体２０の気密
封止用金属箔部２２の外径は使用するＭｏ金属箔の幅と
枚数により変わるが、例えば幅１０ｍｍのＭｏ金属箔を
５枚使用する場合は、気密封止用金属箔部２２の外径は
約２１ｍｍ、幅１０ｍｍのＭｏ金属箔を６枚使用する場
合は、気密封止用金属箔部２２の外径は約２５ｍｍとな
る。上の例であれば、陽極導入管４０の内径は３０ｍｍ
以上となる。

【００１５】＜第２工程＞真空または不活性ガス雰囲気
において、陽極構築体２０の気密封止用金属箔部２２
を、陽極封止管１２の外部から陽極側封着部分Ｂをバー
ナ加熱することによって陽極構築体２０を気密封着す
る。このとき、陽極封止管１２の内径は、上の例であれ
ば、幅１０ｍｍのＭｏ金属箔を５枚使用する場合は、気
密封止用金属箔部２２の外径は約２１ｍｍであり、それ
より大きければよく、陽極の最大径に比べて小さくでき
る。幅１０ｍｍのＭｏ金属箔を６枚使用する場合は、気
密封止用金属箔部２２の外径は約２５ｍｍであり、それ
より大きければよく、陽極の最大径に比べて小さくでき
る。図８は図５のＳ−Ｓ’における気密封止用金属箔部
２２の断面図を示す。

【００１６】＜第３工程＞図４（ｂ）の、開口部である
陽極導入管４０を発光管１０の境界近傍で切断除去し、
その替りに陰極構築体３０の最大径に適合する内径を有
する別の石英ガラス管を発光管に溶着し、図５に示すよ
うに陰極封止管１３とする。陽極導入管４０に替えて陰
極封止管１３を溶着すると発光管・封止管境界部２５に
弱い熱歪みが残る。この段階では陰極封止管１３の端部
は開放されている。それは溶着部を歪計で測定すること
によって残留歪みとして確認される。しかし、ランプの
機械的強度に対しては全く問題のない大きさの残留歪み
である。

【００１７】＜第４工程＞図５に示すように、陰極構築
体３０を陰極封止管１３内に挿入配置して陰極封止管１
３の端部を封止する。あるいは、封止に替えて、陽極導
入管４０の開放端をバルブ等で塞いでおく。そして、チ
ップ部１４から排気して、真空または不活性ガスを封入
する。

【００１８】＜第５工程＞図５において、真空または不
活性ガス雰囲気において、陰極構築体３０の気密封止用
金属箔部３２を、陰極封止管１３の外部から陰極側封着
部分Ａをバーナ加熱することによって気密封着する。そ
して、チップ部１４から排気して、放電に必要な封入物
を封入する。そして、陽極構築体２０、陰極構築体３０
の外部リード部２３、３３に給電線５１、５１を溶接
し、接着剤５２、５２で口金５０、５０を取付けて放電
ランプを完成する。

【００１９】

【発明の効果】本発明により、発光管に陽極の最大径よ
り大きい開口部を設け、該開口部から、陽極と気密封止
用金属箔部と外部リード部とからなる陽極構築体を、陽
極構築体の外部リード部側から発光管内に陽極構築体の
陽極が発光管内に位置し、陽極構築体の外部リード部を
陽極側封止管内に配置するように挿入するので、陽極封
止管を陽極の最大径に合わせて大きくする必要がなく、
また、発光管封止管の境界部の凹みを生じることのな
く、陽極側の気密封止用金属箔部を陽極封止管外部から
の加熱で容易に気密封止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の放電ランプの断面図を示す。

【図２】 従来の放電ランプの製造工程の一部を示す。

【図３】 従来の放電ランプの製造工程の一部を示す。

【図４】 本発明の放電ランプの製造工程の一部を示
す。

【図５】 本発明の放電ランプの製造工程の一部を示
す。

【図６】 従来の放電ランプの製造工程における不具合
を示す。

【図７】 従来の放電ランプの製造工程における不具合
を示す。

【図８】 気密封止用金属箔部の断面図を示す。

【図９】 電極構築体（陽極構築体）の断面図を示す。

【符号の説明】

１０ 発光管 ２０ 陽極構築体 ２１ 陽極 ２２ 気密封止用金属箔部 ２３ 外部リード部 １２ 陽極封止管 ４０ 陽極導入管 １４ チップ部 ３０ 陰極構築体 ３１ 陰極 ３２ 気密封止用金属箔部 ３３ 外部リード部 １３ 陰極封止管 ２５ 発光管・封止管境界部 ５０ 口金 ５１ 給電線 ５２ 接着剤 ６１ 集電円板 ６２ 集電円板 ６３ 石英部材 ６４ 石英部材 ６５ 石英部材 ６６ Ｍｏ金属箔 Ａ 陰極側封着部分 Ｂ 陽極側封着部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光管の両側に封止管が連設され、発光
   管内に一対の陽極と陰極が配置された放電ランプの製造
   方法であって、次の工程を有することを特徴とする放電
   ランプの製造方法。工程１ 発光管に陽極の最大径より
   大きい開口部を設け、該開口部から、陽極と気密封止用
   金属箔部と外部リード部とからなる陽極構築体を、陽極
   構築体の外部リード部側から発光管内に陽極構築体の陽
   極が発光管内に位置し、陽極構築体の外部リード部を陽
   極側封止管内に配置するように挿入する第１工程。工程
   ２ 真空または不活性雰囲気において、陽極構築体を陽
   極封止管内に溶着固定する第２工程。工程３ 前記開口
   部に替えて、前記陽極より小内径の陰極側封止管を発光
   管に溶着する第３工程。工程４ 陰極側封止管内に陰極
   と気密封止用金属箔部と外部リード部とからなる陰極構
   築体を、陰極を発光管内に位置し陰極構築体を陰極側封
   止管内に配置するように挿入する第４工程。工程５ 真
   空または不活性雰囲気において、陰極構築体を陰極封止
   管内に溶着固定する第５工程。