JP2003068203A - Discharge lamp and its manufacturing method - Google Patents

Discharge lamp and its manufacturing method

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正宏 倉野
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Akiyoshi Fujimori
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a durable discharge lamp which can be manufactured safely by sealing rare gas into a sealing bulb at precise pressure without applying temporary pressure to the sealing bulb to prevent bursting. SOLUTION: An auxiliary tank 20 is branched from a tip tube connected to a sealing bulb 10 of a discharge lamp 1. Mercury or metal halide, etc., is temporarily stored in this auxiliary tank 20. An exhaust system 14 connected to the tip tube 13 exhausts contaminant evaporated from the sealing bulb 10 by heating it with a heating system 21 into vacuum exhaust air. In the next step, mercury, etc., is moved into the sealing bulb 10 from the auxiliary tank 20 and rare gas is injected from a gas cylinder 15 and condensed into solid or liquid with a cooling measures 19 such as liquid nitrogen and finally the tip tube 13 is cut off to complete the discharge lamp 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は放電灯およびその製
造方法に関し、特に半導体デバイス(IC)、液晶表示
パネル(LCD)およびプリント基板(PCB)などの
製造工程における露光に使用される紫外線を出力する放
電灯およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp and a method for manufacturing the same, and in particular, it outputs ultraviolet rays used for exposure in the manufacturing process of semiconductor devices (ICs), liquid crystal display panels (LCDs), printed circuit boards (PCBs) and the like. Discharge lamp and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述した露光工程などに使用される紫外
線を発光する放電灯は、次のような工程により製造され
ることが知られている。先ず、封体(管状体)を成形加
工する。電極部(陽極および陰極)を組み立てる。組み
立てられた電極を封体の所定位置に固定する。封体をシ
ールして内部を気密にする。最後に、放電灯を発光させ
るための希ガスおよび水銀または金属ハロゲン化物など
の封入物を封体内部に所定圧力で封入する。
2. Description of the Related Art It is known that a discharge lamp that emits ultraviolet rays used in the above-described exposure process is manufactured by the following process. First, the sealing body (tubular body) is molded. Assemble the electrode parts (anode and cathode). The assembled electrode is fixed in place on the envelope. Seal the enclosure to make the inside airtight. Finally, a rare gas for causing the discharge lamp to emit light and a filling material such as mercury or a metal halide are sealed inside the sealing body at a predetermined pressure.

【0003】図4(A)〜(C)は、放電灯を製造する
従来の製造工程の主要部を示す説明図である。図4
(A)は、製造工程の初期段階における放電灯1を示
す。放電灯1の封体10には1対の電極(陽極および陰
極)11、12が対向して配置されると共に電極11の近傍に
封体10と連通するチップ管13が設けられている。このチ
ップ管13を介して外部から水銀または金属ハロゲン化物
などの封入物が封体10内に封入される。
FIGS. 4A to 4C are explanatory views showing a main part of a conventional manufacturing process for manufacturing a discharge lamp. Figure 4
(A) shows the discharge lamp 1 in the initial stage of the manufacturing process. The envelope 10 of the discharge lamp 1 is provided with a pair of electrodes (anode and cathode) 11 and 12 facing each other, and a chip tube 13 communicating with the envelope 10 is provided near the electrode 11. An encapsulant such as mercury or a metal halide is encapsulated in the encapsulant 10 from the outside through the tip tube 13.

【0004】次に、図4(B)に示すように、チップ管
13に排気装置14およびガスボンベ15をそれぞれスロット
ルバルブ(以下、単にバルブという)16、17および18を
介して接続する。最初に、バルブ16および18を開とし、
バルブ17を閉として、封体10内部を排気装置14により実
質的に真空状態にする。次に、バルブ16を閉とし、バル
ブ17、18を開として、ガスボンベ15から希ガスを封体10
内に封入する。さらに、図4(C)に示すように、封体
10を例えば液体窒素19内に浸して、封体10内部に封入さ
れた希ガスを固化または液化する。最後に、チップ管13
を、その根元で切り離して水銀および希ガスを封体10内
部に封止(シール)して、放電灯1が完成する。
Next, as shown in FIG.
An exhaust device 14 and a gas cylinder 15 are connected to 13 via throttle valves (hereinafter simply referred to as valves) 16, 17 and 18. First, open valves 16 and 18,
The valve 17 is closed and the inside of the sealing body 10 is made into a substantially vacuum state by the exhaust device 14. Next, the valve 16 is closed, the valves 17 and 18 are opened, and the rare gas from the gas cylinder 15 is sealed.
Enclose inside. Further, as shown in FIG.
The noble gas sealed inside the sealing body 10 is solidified or liquefied by immersing 10 in liquid nitrogen 19, for example. Finally, the tip tube 13
Is cut off at the root thereof to seal mercury inside the sealing body 10 with mercury and a rare gas, whereby the discharge lamp 1 is completed.

【0005】図5は、上述した放電灯1の従来の製造方
法を示すフローチャートである。すなわち、放電灯(封
体)10内に封入物を封入する(ステップS1)。封体10
を排気装置14に接続する(ステップS2)。封体10内部
を排気装置14で真空排気する(ステップS3)。(ここ
で、封体10内部には水銀などの封入物が封入されている
ので、この段階で封体10を加熱して汚れを取る(ステッ
プS4)ことが不可能である。)ガスボンベ15より希ガ
スを封体10の内部に封入する(ステップS5)。さら
に、液体窒素またはヘリウムで封体10内部の封入物を固
化する(ステップS6)。最後に、チップ管13を封体10
から切り離す(ステップS7)。
FIG. 5 is a flow chart showing a conventional method of manufacturing the above-described discharge lamp 1. That is, an enclosure is enclosed in the discharge lamp (enclosure) 10 (step S1). Envelope 10
Is connected to the exhaust device 14 (step S2). The inside of the envelope 10 is evacuated by the exhaust device 14 (step S3). (Here, since an enclosure such as mercury is enclosed inside the envelope 10, it is impossible to heat the envelope 10 to remove dirt at this stage (step S4).) From the gas cylinder 15 The rare gas is sealed inside the sealing body 10 (step S5). Further, the enclosed material inside the envelope 10 is solidified with liquid nitrogen or helium (step S6). Finally, insert the tip tube 13 into the envelope 10.
(Step S7).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の製造工程においては、希ガスや水銀などの封入物を封
入する工程は、放電管1の製造工程の最終段階であるの
で、製造開始時からの汚れやゲッタに吸着した不純ガス
は封体10の内部に蓄積される。また、水銀や金属ハロゲ
ン化物などの封入物を封入する際に一時的に放電灯1の
封体10の内部を大気に開放する。そのために、封体10の
内部に不純物が混入する。その結果、従来の方法で製造
された放電管1の長寿命化が困難であった。
However, in the above-described conventional manufacturing process, the process of enclosing the noble gas, mercury, or the like is the final stage of the manufacturing process of the discharge tube 1. The dirt and the impure gas adsorbed on the getter are accumulated inside the sealing body 10. In addition, the interior of the envelope 10 of the discharge lamp 1 is temporarily opened to the atmosphere when an enclosure such as mercury or metal halide is enclosed. Therefore, impurities are mixed into the inside of the envelope 10. As a result, it has been difficult to extend the life of the discharge tube 1 manufactured by the conventional method.

【0007】また、放電灯1の封体10に希ガスを大気圧
以上に封入する場合には、チップ管13を排気装置14に接
続して封体10内部を真空状態にし、その後に希ガスを大
気圧以上に封入した後に封体10の内部を大気圧以上に維
持したままで、排気路中のバルブを閉じ、このバルブよ
り排気装置14側の排気管部で切り離す。そして、封体10
を例えば液体ヘリウムに浸して封体10内部の希ガスを固
化または液化させてチップ管13を切り離して水銀や希ガ
スを封体10に封止する必要がある。しかし、これには一
時的に加圧する必要があるので、封体10の破裂の危険性
があり、作業の安全性に問題がある。また、排気経路中
のバルブは、高真空状態でその機能が得られる構造であ
るため、加圧状態に対して気密信頼性が乏しく、バルブ
からのリーク(漏洩)が発生し、正確に所望の圧力で希
ガスを封入できないという課題があった。
When the rare gas is sealed in the envelope 10 of the discharge lamp 1 at atmospheric pressure or higher, the tip tube 13 is connected to the exhaust device 14 to make the inside of the envelope 10 into a vacuum state, and then the rare gas is discharged. Is sealed at atmospheric pressure or higher, the valve in the exhaust passage is closed while the inside of the sealing body 10 is kept at atmospheric pressure or higher, and the exhaust pipe portion on the exhaust device 14 side is disconnected from this valve. And the envelope 10
For example, it is necessary to immerse the gas in liquid helium to solidify or liquefy the rare gas inside the sealing body 10 to separate the chip tube 13 and seal the sealing body 10 with mercury or a rare gas. However, since this requires a temporary pressurization, there is a risk of the envelope 10 rupturing, and there is a problem in work safety. Further, since the valve in the exhaust path has a structure capable of obtaining its function in a high vacuum state, the airtight reliability is poor with respect to the pressurized state, and leakage (leakage) from the valve occurs, so that the desired value can be obtained exactly. There was a problem that the rare gas could not be filled by pressure.

【0008】本発明は、従来技術の上述した課題を解決
するために考えられたものであって、製造開始時から蓄
積している放電灯の封体内の汚れを除去し、水銀や金属
ハロゲン化物の封入物を封体内に封入する際に、封体内
部を大気に開放する必要がなく、不純物の混入を阻止し
て長寿命の放電灯を提供することを目的とする。さら
に、封体内に希ガスを大気圧以上に封入する工程におい
て、封体を一時的にも加圧する必要がなく、封体の破裂
の危険がなくて安全に作業を行うことができ、正確に所
望の圧力で希ガスの封入が可能な放電管の製造方法を提
供することである。
The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it removes stains accumulated in the discharge lamp envelope from the start of manufacturing to remove mercury and metal halides. It is an object of the present invention to provide a long-life discharge lamp by preventing impurities from being mixed in without enclosing the inside of the sealed body to the atmosphere when sealing the sealed body in the sealed body. Furthermore, in the process of sealing the rare gas at atmospheric pressure or higher in the sealed body, it is not necessary to pressurize the sealed body even temporarily, and there is no risk of the sealed body being ruptured, and the work can be performed safely. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a discharge tube capable of enclosing a rare gas at a desired pressure.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の放電灯は、1対
の電極が設けられた封体にチップ管が接続され、排気装
置および希ガスなどのガスボンベが接続されて製造時に
真空排気および希ガスの封入を行うものであって、チッ
プ管に補助タンクを分岐して接続し、封体に封入される
水銀などの封入物を一時的に貯留するものである。
The discharge lamp of the present invention has a tip tube connected to a sealing body provided with a pair of electrodes, and an exhaust device and a gas cylinder of a rare gas or the like connected thereto so that the discharge lamp is evacuated during manufacture. A rare gas is sealed, and an auxiliary tank is branched and connected to the tip tube to temporarily store the sealed material such as mercury sealed in the sealing body.

【0010】また、本発明の放電灯の製造方法は、放電
灯の封体に切り離し可能なチップ管を介して封入物を封
入する放電灯の製造方法であって、チップ管に補助タン
クを接続し、この補助タンクに封入物を一旦封入した後
に、この封入物を補助タンクからチップ管を介して封体
に封入し、その後にチップ管および補助タンクを封体か
ら切り離す。本発明の好適な実施形態によると、チップ
管に排気装置およびガスボンベが接続され、封入物を封
体へ移動する前に封体および補助タンクを排気し、ガス
ボンベから希ガスを封入する。封体および補助タンクに
封入される希ガスの封入圧力は、大気圧未満である。チ
ップ管を封体から切り離す前に冷却して希ガスを固化ま
たは液化する。補助タンクに貯留された封入物の封体へ
の移動は、加熱処理後に行う。加熱処理は、排気処理と
同時に行う。
The method of manufacturing a discharge lamp according to the present invention is a method of manufacturing a discharge lamp in which a sealed body of the discharge lamp is filled with a filling material through a chip tube that can be separated, and an auxiliary tank is connected to the chip tube. Then, after once enclosing the enclosure in the auxiliary tank, the enclosure is encapsulated in the enclosure from the auxiliary tank through the tip tube, and then the tip tube and the auxiliary tank are separated from the enclosure. According to a preferred embodiment of the present invention, an exhaust device and a gas cylinder are connected to the tip tube, and the enclosure and the auxiliary tank are evacuated before moving the enclosure to the enclosure, and the rare gas is enclosed from the gas cylinder. The filling pressure of the rare gas filled in the envelope and the auxiliary tank is less than atmospheric pressure. Before separating the tip tube from the sealing body, it is cooled to solidify or liquefy the rare gas. The transfer of the enclosed material stored in the auxiliary tank to the sealed body is performed after the heat treatment. The heat treatment is performed simultaneously with the exhaust treatment.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明による放電灯および
その製造方法の好適な実施形態の構成および動作を、添
付図面を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration and operation of a preferred embodiment of a discharge lamp and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0012】図1(A)〜(E)は、本発明による放電
灯の製造方法の好適な実施形態の主要な製造工程を示す
工程図である。なお、説明の便宜上、上述した従来技術
の構成要素に対応する構成要素には同様の参照符号を使
用する。
1 (A) to 1 (E) are process diagrams showing main manufacturing steps of a preferred embodiment of the method for manufacturing a discharge lamp according to the present invention. It should be noted that, for convenience of explanation, the same reference numerals are used for the components corresponding to the components of the conventional art described above.

【0013】図1(A)に示すように、本発明の放電灯
においては、放電灯1を構成する封体10にチップ管13の
みならずこのチップ管13の途中に分岐して補助タンク20
が接続され、封体10および補助タンク20がチップ管13を
介して連通することを特徴としている。また、このチッ
プ管13には、後述するように、排気装置14およびガスボ
ンベ15が接続可能である。封体10内には予め1対の電極
(陽極および陰極)11、12が所定間隔で対向配置されて
いる。この封体10は、例えば外径が約70mmの石英ガ
ラス製である。一方、チップ管13は、例えば外径が約1
0mmの石英ガラス製である。これら封体10およびチッ
プ管13の材料は、用途に応じて他の材料製であってもよ
い。このチップ管13から補助タンク20内に水銀または金
属ハロゲン化物が封入されて一時的に貯留される。
As shown in FIG. 1 (A), in the discharge lamp of the present invention, not only the tip tube 13 but also the tip tube 13 of the envelope 10 constituting the discharge lamp 1 is branched in the middle of the tip tube 13 and the auxiliary tank 20 is provided.
Are connected, and the sealing body 10 and the auxiliary tank 20 communicate with each other through the tip tube 13. Further, an exhaust device 14 and a gas cylinder 15 can be connected to the tip tube 13 as described later. In the envelope 10, a pair of electrodes (anode and cathode) 11 and 12 are arranged in advance so as to face each other at a predetermined interval. The envelope 10 is made of, for example, quartz glass having an outer diameter of about 70 mm. On the other hand, the tip tube 13 has, for example, an outer diameter of about 1
It is made of 0 mm quartz glass. The materials of the envelope 10 and the tip tube 13 may be made of other materials depending on the application. Mercury or metal halide is sealed from the tip tube 13 into the auxiliary tank 20 and temporarily stored.

【0014】次に、図1(B)に示すように、チップ管
13の一端(上端)にバルブ18を介し、さらにそれぞれバ
ルブ16、17を介して排気装置14およびガスボンベ15が接
続される。先ず、バルブ16、18を開とし、バルブ17を閉
として封体10および補助タンク20を真空排気する。同時
に、図1(C)に示すように封体10を加熱装置21により
加熱する。この加熱処理により、製造開始時から封体10
内部に蓄積された汚染および封入物を補助タンク20に封
入する際に大気開放したことによる封体10内部の汚染を
除去する。なお、封体10を加熱装置21で加熱しても補助
タンク20内に貯留されている封入物が蒸発したり飛散す
ることはない。
Next, as shown in FIG. 1B, a tip tube
An exhaust device 14 and a gas cylinder 15 are connected to one end (upper end) of 13 via a valve 18, and further via valves 16 and 17, respectively. First, the valves 16 and 18 are opened, the valve 17 is closed, and the sealing body 10 and the auxiliary tank 20 are evacuated. At the same time, the sealing body 10 is heated by the heating device 21 as shown in FIG. By this heat treatment, the envelope 10
The contamination accumulated inside and the contamination inside the sealing body 10 due to opening to the atmosphere when sealing the enclosed material in the auxiliary tank 20 are removed. Even if the sealing body 10 is heated by the heating device 21, the enclosed material stored in the auxiliary tank 20 does not evaporate or scatter.

【0015】次に、この加熱装置21による封体10の加熱
を停止し、封体10を室温まで冷却させる。そして、上述
した真空排気が終了すると、バルブ16を閉とし、バルブ
17、18を開として、希ガスを封体10の内部に封入する。
この希ガスの封入圧力P0は、完成したときの放電灯封
体10内の希ガス封入圧力P1、補助タンク20の体積V1、
封体10の体積V2およびチップ管13の体積V3などから計
算により求める。なお、使用する補助タンク20の体積V
1は、封体10の体積V2およびチップ管13の体積V3と、
完成したときの放電灯封体10内の希ガス封入圧力P1を
考慮して希ガスの封入圧力P0が大気圧未満になるよう
に選択する。
Next, the heating of the envelope 10 by the heating device 21 is stopped and the envelope 10 is cooled to room temperature. Then, when the above-described vacuum exhaust is completed, the valve 16 is closed and the valve is closed.
Opening 17 and 18, the rare gas is sealed inside the sealing body 10.
The filling pressure P0 of the rare gas is the filling pressure P1 of the rare gas in the discharge lamp envelope 10 when completed, the volume V1 of the auxiliary tank 20,
It is calculated from the volume V2 of the envelope 10 and the volume V3 of the tip tube 13. The volume V of the auxiliary tank 20 used
1 is the volume V2 of the envelope 10 and the volume V3 of the tip tube 13,
Considering the rare gas filling pressure P1 in the discharge lamp envelope 10 when completed, the rare gas filling pressure P0 is selected to be less than the atmospheric pressure.

【0016】次に、図1(C)に示すように、チップ管1
3のa位置で排気装置14から切り離して、図1(D)に示
すように封止する。この切り離しは、従来技術により、
例えば酸水素バーナーで溶融することにより封止する。
その後、図1(E)に示すように、補助タンク20に貯留
した封入物を、例えば転がすなどの方法により封体10内
に封入し、封体10を液体窒素または液体ヘリウムに浸し
て封体10内部の希ガスを固化または液化させる。最後
に、補助タンク20および封体10に存在していた希ガスが
固化または液化して平衡状態となった時点で、チップ管
13のb位置付近で封体10と補助タンク20を切り離す。放
電灯1の封体10が室温に回復すれば、封体10内への封入
物の封入と所定封入圧力の希ガスの封入が完了する。
Next, as shown in FIG. 1C, the tip tube 1
It is separated from the exhaust device 14 at the position a in FIG. 3 and is sealed as shown in FIG. This disconnection is
For example, it is sealed by melting with an oxyhydrogen burner.
After that, as shown in FIG. 1 (E), the sealed material stored in the auxiliary tank 20 is sealed in the sealing body 10 by a method such as rolling, and the sealing body 10 is immersed in liquid nitrogen or liquid helium to seal the sealing body. 10 The noble gas inside is solidified or liquefied. Finally, when the noble gas existing in the auxiliary tank 20 and the envelope 10 is solidified or liquefied to reach an equilibrium state, the tip tube
Separate the envelope 10 and the auxiliary tank 20 near the position b of 13. When the envelope 10 of the discharge lamp 1 is restored to room temperature, the enclosure of the enclosure and the enclosure of the rare gas having a predetermined enclosure pressure are completed.

【0017】このように、排気装置14による排気後にガ
スボンベ15から希ガスを封体10に封入する際に、封体10
を一時的にも加圧することがないので、封体10が破裂す
る危険を排除でき、作業の安定性が確保できる。また、
チップ管13のバルブからのリークもなく、正確に所望の
圧力で希ガスの封入が可能である。
As described above, when the rare gas is filled into the sealing body 10 from the gas cylinder 15 after the exhausting by the exhaust device 14,
Since the pressure is not applied even temporarily, it is possible to eliminate the risk of the envelope 10 bursting and ensure the stability of the work. Also,
No rare gas leaks from the valve of the tip tube 13, and the rare gas can be accurately filled at a desired pressure.

【0018】図2は、上述した本発明による放電灯の好
適な実施形態の製造工程を示すフローチャートである。
先ず、放電灯の封体10にチップ管13を介して接続された
補助タンク20に、封入物を封入する(ステップA1)。
次いで、チップ管13の一端に排気装置14を接続し(ステ
ップA2)、封体10および補助タンク20内を真空にする
(ステップA3)。封体10を加熱装置21に入れて汚染を
除去する(ステップA4)。加熱装置21から封体10を取
り出し(ステップA5)、ガスボンベ15から希ガスを封
体10および補助タンク20に封入する(ステップA6)。
次に、封体10および補助タンク20を排気装置14から切り
離す(ステップA7)。補助タンク20内の封入物を封体
10に移し(ステップA8)、封体10を液体窒素またはヘ
リウムで封体10内の封入物を固化する(ステップA
9)。最後に、チップ管13を封体10から切り離し、放電
灯1を完成する(ステップA10)。
FIG. 2 is a flow chart showing the manufacturing process of the preferred embodiment of the above-described discharge lamp according to the present invention.
First, an encapsulant is enclosed in the auxiliary tank 20 connected to the envelope 10 of the discharge lamp via the tip tube 13 (step A1).
Next, the exhaust device 14 is connected to one end of the tip tube 13 (step A2), and the inside of the sealing body 10 and the auxiliary tank 20 is evacuated (step A3). The envelope 10 is put in the heating device 21 to remove contamination (step A4). The envelope 10 is taken out from the heating device 21 (step A5), and the rare gas is enclosed in the envelope 10 and the auxiliary tank 20 from the gas cylinder 15 (step A6).
Next, the envelope 10 and the auxiliary tank 20 are separated from the exhaust device 14 (step A7). Enclose the enclosure in the auxiliary tank 20
10 (step A8), and the enclosure 10 is solidified with liquid nitrogen or helium (step A8).
9). Finally, the tip tube 13 is separated from the sealing body 10 to complete the discharge lamp 1 (step A10).

【0019】次に、放電灯1の封体10の加熱処理によ
り、製造開始時から蓄積された汚染および封入物を補助
タンク20に封入する際に大気開放したことによる封体10
内の汚染を放電灯1の製造工程の最終段階である放電灯
1への水銀および希ガス封入工程で除去した場合の寿命
試験の結果を、図3を参照して説明する。この実験にお
いては、放電灯1の封体10内への水銀および希ガス封入
工程で放電灯の封体全体を加熱処理した場合と、この加
熱処理を行わなかった場合の2種類のショートアーク型
放電灯を製造して、放電灯の寿命を比較した。この比較
試験を行うショートアーク型放電灯において、封体10
は、外径が70mm、その内容積V2が170ccの石
英管製である。陰極12は、重量比約2%のトリウムを含
むタングステン製であり、外径が約10mm、陽極11と
対向する先端部は鋭角に形成され、陽極11とこの先端部
の間隔は約4.5mmである。また、補助タンク20は、
内容積V1が508ccであり、約30mg/ccの水
銀を封入して貯留した。また、チップ管13の内容積V3
は、2ccである。
Next, by heating the envelope 10 of the discharge lamp 1, contamination and accumulated substances accumulated from the start of the manufacturing process are sealed in the auxiliary tank 20, and the envelope 10 is opened to the atmosphere.
With reference to FIG. 3, the result of the life test in the case where the contamination in the interior is removed in the step of filling the discharge lamp 1 with mercury and a rare gas, which is the final stage of the manufacturing process of the discharge lamp 1, will be described with reference to FIG. In this experiment, two types of short arc type were used, one in which the entire sealing body of the discharge lamp was heat-treated and the other in which the heating treatment was not performed in the step of filling mercury and rare gas into the sealing body 10 of the discharge lamp 1. Discharge lamps were manufactured and the life of the discharge lamps was compared. In the short arc type discharge lamp for this comparison test, the envelope 10
Is a quartz tube having an outer diameter of 70 mm and an internal volume V2 of 170 cc. The cathode 12 is made of tungsten containing about 2% by weight of thorium, has an outer diameter of about 10 mm, and the tip end facing the anode 11 is formed at an acute angle, and the distance between the anode 11 and this tip end is about 4.5 mm. Is. In addition, the auxiliary tank 20
The internal volume V1 was 508 cc, and about 30 mg / cc of mercury was enclosed and stored. Also, the inner volume of the tip tube 13 is V3
Is 2 cc.

【0020】チップ管13の一端に排気装置14を接続し、
封体10への水銀および希ガスの封入を開始する。封体10
内の真空度が0.1Pa以下であることを確認した後
に、真空排気中に約1100℃の高温で約13時間の加
熱処理を行う。封体10を室温まで冷却した後に、排気装
置14を停止すると同時にガスボンベ15から封体10および
補助タンク20に48kPaのアルゴンガスを封入し、チ
ップ管13をa位置で封止切断する。その後に、補助タン
ク20内に貯留されている水銀を封体10内に移動する。そ
して、封体10を液体ヘリウムの槽に浸して十分に冷却
し、補助タンク20内に封入されているアルゴンガスを含
めて封体10内を液化する。なお、この際に補助タンク20
内の圧力が十分に減圧されていることを、テスラーコイ
ルを使用してグロー放電状態で目視確認し、チップ管13
をb位置で切り離す。封体10を室温に回復させること
で、封体10内には、190kPaのアルゴンガスが封入
された。
An exhaust device 14 is connected to one end of the tip tube 13,
Encapsulation of mercury and rare gas into the envelope 10 is started. Envelope 10
After confirming that the degree of vacuum inside is 0.1 Pa or less, heat treatment is performed during evacuation at a high temperature of about 1100 ° C. for about 13 hours. After cooling the envelope 10 to room temperature, the exhaust device 14 is stopped, and at the same time, the envelope 10 and the auxiliary tank 20 are filled with 48 kPa of argon gas from the gas cylinder 15 and the tip tube 13 is sealed and cut at the position a. After that, the mercury stored in the auxiliary tank 20 is moved into the sealing body 10. Then, the sealing body 10 is dipped in a liquid helium tank to be sufficiently cooled, and the inside of the sealing body 10 is liquefied including the argon gas sealed in the auxiliary tank 20. At this time, the auxiliary tank 20
Use a Tesler coil to visually confirm that the internal pressure has been sufficiently reduced in a glow discharge state.
Is cut off at position b. By returning the envelope 10 to room temperature, 190 kPa of argon gas was enclosed in the envelope 10.

【0021】このようにして製造されたショートアーク
型放電灯を、3000Wの一定入力電力で点灯した。図
3に示す寿命試験結果おいて、Aは水銀および希ガス封
入工程での加熱処理を行った本発明による放電灯の照度
特性を示し、Bは加熱処理を行わなかった放電灯の照度
特性を示す。図3から明らかなように、加熱処理により
照度維持率が約10%改善される。これは、封体10への
水銀および希ガス封入工程において、封体内を真空排気
しながら封体10全体を加熱処理することに基づき、封体
10内に付着している汚染物質が効率よく封体10の外部に
排気されるからである。これにより、到達真空度が良く
なり、封体10内に残存する酸素、水分などの不純物が略
完全に除去され、放電灯1の点灯中に電極酸化などを防
止することにより長寿命化できる。
The short arc type discharge lamp thus manufactured was lit with a constant input power of 3000W. In the result of the life test shown in FIG. 3, A shows the illuminance characteristic of the discharge lamp according to the present invention which was subjected to the heat treatment in the step of filling mercury and rare gas, and B shows the illuminance characteristic of the discharge lamp which was not subjected to the heat treatment. Show. As is clear from FIG. 3, the heat treatment improves the illuminance maintenance rate by about 10%. This is because, in the step of filling mercury and rare gas into the sealing body 10, the entire sealing body 10 is heat-treated while the inside of the sealing body is evacuated to vacuum.
This is because the contaminants adhering to the inside of 10 are efficiently exhausted to the outside of the sealing body 10. As a result, the ultimate vacuum is improved, impurities such as oxygen and water remaining in the sealing body 10 are almost completely removed, and electrode oxidation or the like is prevented during the lighting of the discharge lamp 1, so that the life can be extended.

【0022】以上、本発明による放電灯およびその製造
方法の好適な実施形態の構成および動作を詳述した。し
かし、この実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、
何ら本発明を限定するものではない。例えば封体10内に
封入される水銀およびアルゴンガスなどは、他の封入物
であってもよいのである。
The configuration and operation of the preferred embodiment of the discharge lamp and the manufacturing method thereof according to the present invention have been described above in detail. However, this embodiment is merely an example of the present invention,
It does not limit the present invention in any way. For example, the mercury and the argon gas sealed in the sealing body 10 may be other sealed substances.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明による放電灯およびその製造方法によると、次のよう
な実用上の顕著な効果を奏することができる。すなわ
ち、チップ管を介して放電管の封体とは別に補助タンク
を設け、封体に移すまで水銀などを貯留することによ
り、封体を排気中に加熱処理して汚染物質を除去して水
銀および希ガスの封入を可能にし、放電灯を長寿命化す
る。
As can be understood from the above description, the discharge lamp and the method for manufacturing the same according to the present invention can bring about the following remarkable practical effects. That is, an auxiliary tank is provided separately from the discharge tube sealing body via the tip tube, and mercury or the like is stored until it is transferred to the sealing body. It also enables the filling of rare gas and extends the life of the discharge lamp.

【0024】また、封体内に大気圧以上の希ガスを封入
する際に、放電灯の封体を一時的にも加圧することがな
いので、放電灯の封体が破裂する危険を排除でき、作業
の安全性が確保できる。さらに、放電灯を一時的にも加
圧することがないので、チップ管に接続されるバルブか
らのリークが生じず、放電灯の封体内に所望圧力の希ガ
スを正確に封入することが可能である。
Further, when the rare gas at atmospheric pressure or higher is filled in the sealed body, the sealed body of the discharge lamp is not temporarily pressurized, so that the risk of the sealed body of the discharge lamp exploding can be eliminated. Work safety can be secured. Furthermore, since the discharge lamp is not pressurized even temporarily, no leak occurs from the bulb connected to the tip tube, and it is possible to accurately fill the rare gas at the desired pressure in the discharge lamp enclosure. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による放電灯の製造方法の好適な実施形
態を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a preferred embodiment of a method for manufacturing a discharge lamp according to the present invention.

【図2】本発明による放電灯の製造方法の好適な実施形
態を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a preferred embodiment of a method for manufacturing a discharge lamp according to the present invention.

【図3】本発明により製造方法で加熱処理された放電灯
と、加熱処理のない放電灯の寿命比較結果を示す特性曲
線図である。
FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing a result of life comparison between a discharge lamp heat-treated by a manufacturing method according to the present invention and a discharge lamp not heat-treated.

【図4】従来の放電灯の製造方法を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a method of manufacturing a conventional discharge lamp.

【図5】従来の放電灯の製造工程を示すフローチャート
である。
FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing process of a conventional discharge lamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放電灯 10 封体 11、12 電極 13 チップ管 14 排気装置 15 ガスボンベ 16〜18 バルブ 19 冷却装置(液体窒素) 20 補助タンク 21 加熱装置 1 discharge lamp 10 envelope 11, 12 electrodes 13 tip tube 14 Exhaust device 15 gas cylinder 16-18 valves 19 Cooling device (liquid nitrogen) 20 Auxiliary tank 21 heating device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹澤 和泉 長野県茅野市玉川4896番地 株式会社オー ク製作所諏訪工場内 (72)発明者 藤森 昭芳 長野県茅野市玉川4896番地 株式会社オー ク製作所諏訪工場内 Fターム(参考) 5C012 PP01 PP08    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Izumi Serizawa             4896 Tamagawa, Chino City, Nagano Prefecture             Ku Factory Suwa Factory (72) Inventor Akiyoshi Fujimori             4896 Tamagawa, Chino City, Nagano Prefecture             Ku Factory Suwa Factory F-term (reference) 5C012 PP01 PP08

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1対の電極が設けられた封体にチップ管
が接続され、排気装置および希ガスなどのガスボンベに
接続されて製造時に真空排気および希ガスの封入を行う
放電灯において、 前記チップ管に補助タンクを分岐して接続し、前記封体
に封入される水銀などの封入物を一時的に貯留すること
を特徴とする放電灯。
1. A discharge lamp in which a tip tube is connected to a sealed body provided with a pair of electrodes, and which is connected to an exhaust device and a gas cylinder of a rare gas to evacuate and fill the rare gas during manufacturing. A discharge lamp, characterized in that an auxiliary tank is branched and connected to a tip tube to temporarily store an enclosure such as mercury enclosed in the enclosure.
【請求項2】 放電灯の封体に切り離し可能なチップ管
を介して封入物を封入する放電灯の製造方法において、 前記チップ管に補助タンクを接続し、該補助タンクに前
記封入物を一旦封入した後に、該封入物を前記補助タン
クから前記チップ管を介して前記封体に封入し、その後
に前記チップ管および前記補助タンクを前記封体から切
り離すことを特徴とする放電灯の製造方法。
2. A method of manufacturing a discharge lamp in which an enclosure is sealed in a casing of a discharge lamp via a separable tip tube, wherein an auxiliary tank is connected to the tip tube, and the enclosure is temporarily filled with the enclosure. After encapsulating, the encapsulant is encapsulated in the encapsulant from the auxiliary tank via the chip tube, and then the chip tube and the auxiliary tank are separated from the encapsulant. .
【請求項3】 前記チップ管には、排気装置およびガス
ボンベが接続され、前記封入物を前記封体へ移動する前
に前記封体および前記補助タンクを排気し、前記ガスボ
ンベから希ガスを封入することを特徴とする請求項2に
記載の放電灯の製造方法。
3. An exhaust device and a gas cylinder are connected to the tip tube, and the sealing body and the auxiliary tank are evacuated before moving the sealing material to the sealing body to seal a rare gas from the gas cylinder. The method according to claim 2, wherein the discharge lamp is manufactured.
【請求項4】 前記封体および前記補助タンクに封入さ
れる前記希ガスの封入圧力は、大気圧未満であることを
特徴とする請求項2または3に記載の放電灯の製造方
法。
4. The method of manufacturing a discharge lamp according to claim 2, wherein a filling pressure of the rare gas filled in the sealing body and the auxiliary tank is less than atmospheric pressure.
【請求項5】 前記チップ管を前記封体から切り離す前
に前記封体を冷却して前記希ガスを固化または液化する
ことを特徴とする請求項2、3または4に記載の放電灯
の製造方法。
5. The manufacturing of a discharge lamp according to claim 2, wherein the noble gas is solidified or liquefied by cooling the sealing body before separating the tip tube from the sealing body. Method.
【請求項6】 前記補助タンクに貯留された前記封入物
の前記封体への移動は、加熱処理後に行うことを特徴と
する請求項2ないし5の何れかに記載の放電灯の製造方
法。
6. The method of manufacturing a discharge lamp according to claim 2, wherein the enclosed material stored in the auxiliary tank is moved to the envelope after the heat treatment.
【請求項7】 前記加熱処理は、前記排気処理と同時に
行うことを特徴とする請求項6に記載の放電灯の製造方
法。
7. The method of manufacturing a discharge lamp according to claim 6, wherein the heat treatment is performed simultaneously with the exhaust treatment.
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