JP2005203208A - Manufacturing method of discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電ランプの製造方法に関し、特に、HID(High Intensity Discharge)ランプと称される高圧水銀ランプなどの放電ランプの放電空間内への被封入物の装填方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a discharge lamp, and more particularly, to a method for loading an object to be filled in a discharge space of a discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp called a high intensity discharge (HID) lamp.
HIDランプの中に封入されている、ハロゲンは、有機ハロゲンとして気体の状態でもしくはハロゲン化金属として固体の状態でランプ内に封入され(例えば、特許文献1、2参照)、固体で封入された場合は、初期の点灯中に気体となり、所望の機能を果たす状態となる。
封入するハロゲンの状態については、上述したように気体もしくは固体の選択が可能であるが、気体を選択した場合は、工場からの排出時に無害化しなければならず、除害装置の設置が必要となる。また、設備からの漏洩も考えられるので、漏洩検知装置などの付帯設備の費用がかさむ。また、ランプの特性上、被封入物をガス化出来ない場合もあり、固体での封入が増加している。
The halogen encapsulated in the HID lamp is encapsulated in the lamp in a gaseous state as an organic halogen or in a solid state as a metal halide (for example, see
As described above, the state of the halogen to be encapsulated can be selected from gas or solid. However, if gas is selected, it must be rendered harmless when discharged from the factory, and a detoxification device must be installed. Become. Moreover, since leakage from the equipment is also conceivable, the cost of incidental equipment such as a leak detection device is increased. In addition, due to the characteristics of the lamp, the object to be encapsulated may not be gasified, and the encapsulation in solid is increasing.
ハロゲン化金属を被封入物としてランプ内に封入する従来の放電ランプの製造方法を図3(a)〜図4(i)を参照して説明する。図3(a)に示される、球状の放電部1とその両側に設けられた管体部2a、2bを有する石英ガラス製のガラスバルブ100が、ランプ製造工程内に投入される。放電部1の内部は放電空間3となっており、また管体部2aの先端部(図の左側)は開放されており管体部2bの先端部(図の右側)はU字状に閉じられている。ガラスバルブ100はグローブボックス内に配置され、まず、図3(b)に示されるように、管体部2aの開放端側(図の左側)から電極組立体7が挿入される。電極組立体7は、図5に示されるように、モリブデンなどからなる金属板8の一端に外部リード9が取り付けられ、他端に内部リード10が取り付けられ、内部リード10の先端部に放電電極11が取り付けられたものである。図3(b)に示すように、電極組立体7は、放電電極11が放電空間3内に臨むように管体部2aに挿入される。この状態でグローブボックス内は真空に引かれ次いで減圧されたArで満たされる。ガラスバルブ内が減圧されたArで満たされた状態で、レーザビームを照射するなどして管体部2aの開放端を閉じてガラスバルブ100内にArを封入する〔図3(c)〕。
A conventional method for manufacturing a discharge lamp in which a metal halide is enclosed in a lamp as an object to be encapsulated will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 4 (i). A
続いて、ガラスバルブ100をグローブボックス外に取り出し、管体部2aの電極組立体7の挿入個所をバーナなどで加熱し管体部2aを縮径させて封止部4aを形成する〔図3(d)〕。次に、管体部2bの先端部を除去して管体部2bに開放端となる開口を形成する〔図4(e)〕。続いて、ガラスバルブ100を再びグローブボックス内に配置し、図4(f)に示されるように、管体部2bの開放端側より、臭化水銀(HgBr2)などからなるハロゲン化金属5と水銀などからなる発光物質6とを放電空間3内に導入する。そして、さらに電極組立体7を、その放電電極11が放電空間3内に臨むように、管体部2b内部に挿入する。
Subsequently, the
次いで、再びグローブボックス内の真空引きと減圧Arの充填を行い、ガラスバルブ100内部を減圧Arで満たした後、酸・水素バーナなどを用いて管体部2bの端部をチップオフして管体部2bを閉じる〔図4(g)〕。続いて、グローブボックス外において管体部2bの電極組立体7の挿入個所をバーナなどで加熱し管体部2bを縮径させて封止部4bを形成する〔図4(h)〕。そして、不要となった管体部2a、2bを除去して外部リード9の端部を露出させる〔図4(i)〕。最後に、外部リードに口金を取り付けて、放電ランプの製造工程が完了する。
Next, evacuation of the glove box and filling with reduced pressure Ar are performed again, and the inside of the
高輝度放電ランプの製造に際しては、ランプ内に大気成分、水が残留することを嫌うため、上述したように、多くの作業がグローブボックス内で行われる。上述した製造工程では、電極組立体7を管体部へ挿入したり、ハロゲン化金属や水銀を放電空間へ導入したりする工程やArをガラスバルブ内部へ封止する工程などは、バルブ内部および被封入物を含む部材が、大気成分や水分を吸着しやすく、その後の工程でこれらを除去出来ない可能性が高いため、作業はグローブボックス内で行われている。このグローブボックスは、通常、Arなどの不活性ガスで満たされており、酸素や水分を除去できる精製装置を経由して内部のガスを循環させ、ボックス内のガス純度を常に維持できる構造となっている。
When manufacturing a high-intensity discharge lamp, as it is disliked that atmospheric components and water remain in the lamp, many operations are performed in the glove box as described above. In the manufacturing process described above, the step of inserting the
特に、最近需要の伸びが著しい、プロジェクター用光源の超高圧水銀ランプは、他のランプに比べ、酸素や水分を非常に嫌い、極限まで水分値を減らした状態での作業が必要となってくる。この極限まで、水分値を減らした状態では、静電気が非常に発生しやすく、ハロゲン化金属の1粒当たりの粒径や重量が小さくなればなるほど、扱いづらいものとなる。従来は、治具に付着したハロゲン化金属を、管壁に軽く接触させて、バルブ内壁に移動させた後、所定位置まで移動させる方法を取っていた。この場合、接触強度により、固体がつぶれて管壁に付着し、所定位置まで移動させることが出来ない場合や、一部が管壁に残留したままで、所定量のハロゲンを封入出来ないなどの不具合が発生した。再封入が可能な場合は、その工数が発生し、そのまま不良になってしまう場合は、そこまでの材料や工数が無駄になってしまう。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決することであって、その目的は、微小な被封入物を、管壁への残存なく、効率よく放電空間内に導入できる方法を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to provide a method capable of efficiently introducing a minute object to be sealed into a discharge space without remaining on the tube wall. It is to be.
上記目的を達成するため、本発明によれば、
(1)被封入物担持体に被封入物を把持させる工程と、
(2)被封入物を被封入物担持体を用いて放電空間を有するガラスバルブ内へ挿入する工程と、
(3)静電気を利用して被封入物を被封入物担持体側からガラスバルブ側へ移行させる工程と、
を備えることを特徴とする放電ランプの製造方法、が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention,
(1) a step of gripping the object to be encapsulated by the object to be encapsulated,
(2) a step of inserting an object to be enclosed into a glass bulb having a discharge space using an object to be encapsulated carrier;
(3) A step of moving the object to be sealed from the object to be sealed object side to the glass bulb side using static electricity;
A method for manufacturing a discharge lamp is provided.
そして、好ましくは、前記第(2)の工程に先立って前記ガラスバルブを電気的に中和(除電)しておき、前記第(3)の工程において前記ガラスバルブに帯電させる。また、好ましくは、上記の除電、帯電作業を電気的回路を用いて、若しくは、イオンを用いて行う。 Preferably, the glass bulb is electrically neutralized (static elimination) prior to the second step (2), and the glass bulb is charged in the third step (3). Preferably, the above-described static elimination and charging operations are performed using an electric circuit or using ions.
本発明は、グローブボックス内では、無用なものと位置づけられてきた静電気を、積極的に利用し、微小な粒体であるハロゲン化金属をガラスバルブの放電空間内に導入する方法を提供するものである。本発明の静電気を利用したハロゲン化金属の導入方法によれば、ハロゲン化金属の管壁への付着による損失を抑えることができ、導入し直しの可能性を低減させることができるので、歩留まりを向上させることができると共に作業能率を向上させることができる。 The present invention provides a method for positively utilizing static electricity that has been regarded as useless in a glove box and introducing metal halide, which is a fine particle, into the discharge space of a glass bulb. It is. According to the method for introducing a metal halide using static electricity of the present invention, loss due to adhesion of the metal halide to the tube wall can be suppressed, and the possibility of reintroduction can be reduced. It can improve and work efficiency can be improved.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、被封入物であるハロゲン化金属の放電空間への導入方法に特徴があり、その他の工程は図3、図4を参照して説明した従来例と変わるところはないので、以下、ハロゲン化金属の放電空間への導入方法についてのみ説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態を示す工程順の断面図である。図1に示される各工程はグローブボックス内において行われる。図1(a)に示されるように、挿入治具13の先端部をハロゲン化金属5を収納するシャーレ12内に入れ、ハロゲン化金属5の粘着性を利用して、被封入物であるハロゲン化金属5を挿入治具13の先端部に付着させる。個々のハロゲン化金属5は、ランプ1本に封入される分量に計量されている。挿入治具13は、モリブデンからなる、断面形状が多角形ないし円形で、外径が管体部2a、2bの内径より細い棒状体である。この挿入治具13が帯電していると、1個のハロゲン化金属5の取り出しが困難になるので、この治具は除電しておくことが望ましい。また、真空中での高温熱処理がなされていることが望ましい。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is characterized by a method for introducing a metal halide to be sealed into the discharge space, and other processes are not different from the conventional example described with reference to FIGS. 3 and 4. Only the method for introducing metal halide into the discharge space will be described below.
FIG. 1 is a sectional view in order of steps showing a first embodiment of the present invention. Each step shown in FIG. 1 is performed in a glove box. As shown in FIG. 1 (a), the tip of the
図1(b)には、図4(e)に示される状態にまで加工が済んだガラスバルブ100が配置されている状態が示されている。ガラスバルブ100の放電部1には、ガラスバルブ100を帯電させるためのあるいは除電するための導電性ブラシ14が接触している。導電性ブラシ14はスイッチ15を介して接地され、あるいは電源に接続されるようになっている。図1(b)に示される状態では、導電性ブラシ14は接地されており、ガラスバルブ100は除電されている。その状態でハロゲン化金属5を保持した挿入治具13が管体部2b内に挿入される。
FIG. 1B shows a state in which the
挿入治具13が所定の位置まで挿入されたら、図1(c)に示されるように、スイッチ15を電源側に切り換えてガラスバルブ100を帯電させる。これにより、ハロゲン化金属5が、帯電したガラスバルブの静電気で挿入治具13から離れて、ガラスバルブに吸着される。ハロゲン化金属5がガラスバルブ100に吸着された後、スイッチ8を再び接地側に入れ、ガラスバルブを除電し、挿入治具13を管体部2bから引き抜く。このときハロゲン化金属5が放電空間3内にまで到達していない場合には、管体部2bに付着しているハロゲン化金属5を放電空間3内にまで移動させる〔図1(d)〕。
作業者の負担を軽くするために、ハロゲン化金属5のガラスバルブ100への移動やその管体部2bから放電部1への移動をCCDカメラで撮像できるようにしておき、画像処理によりそれらの移動を検知できるようにしておくことが望ましい。
また、スイッチ8の接地側への切り替えは、ハロゲン化金属がガラスバルブ内壁に移動したら直ちに実行することが望ましい。必要以上に帯電していると、グローブボックス内に残存している浮遊物をガラスバルブが吸着し、ランプ内に不純物が入る可能性が高くなるからである。
When the
In order to lighten the burden on the operator, the movement of the
Further, it is desirable that the
その後、図4(e)〜(i)に示す工程を実行してランプの製造工程が完了する。
従来方式によりハロゲン化金属を放電空間に導入した場合の不良率と本発明方式による場合との比較を表1に示す。また、良品100本製造時の1本当たりのハロゲン化金属導入所要時間を表2に示す。やり直しや手直しは所要時間内に含まれている。表1、表2から明らかなように、本発明によれば、不良率を低減することができると共に作業能率を向上させることができる。
Thereafter, the steps shown in FIGS. 4E to 4I are executed to complete the lamp manufacturing process.
Table 1 shows a comparison between the defect rate when the metal halide is introduced into the discharge space by the conventional method and the method according to the present invention. Table 2 shows the time required for introducing a metal halide per 100 good products. Redo and rework are included in the required time. As is apparent from Tables 1 and 2, according to the present invention, the defect rate can be reduced and the work efficiency can be improved.
図2は、本発明の第2の実施の形態を示す工程順の断面図である。本実施の形態においては、イオナイザ16が用いられるが、イオナイザ16本体はグローブボックス外に配置され、それから伸びるイオン導入管17a、17bの先端部がグローブボックス内に導かれている。
FIG. 2 is a cross-sectional view in order of steps showing a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
図2(a)、(b)に示される、ハロゲン化金属5を挿入治具13に付着して、管体部2b内に搬入するまでの工程は、図1(a)、(b)に示される第1の実施の形態の場合と同様である。この段階でガラスバルブ100は除電されている。挿入治具13が所定の位置まで挿入されたら、図2(c)に示されるように、イオナイザ16よりイオン導入管17aを介してイオンを吹き付けガラスバルブ100の放電部1付近を帯電させる。これにより、ハロゲン化金属5が、挿入治具13から離れてガラスバルブに吸着される。ハロゲン化金属5がガラスバルブ100に吸着された後、イオナイザ16よりイオン導入管17bを介してイオンを吹き付け、ガラスバルブの除電を行う。そして、挿入治具13を管体部2bから引き抜き、ハロゲン化金属5が放電空間3内にまで到達していない場合には、管体部2bに付着したハロゲン化金属5を放電空間3内にまで移動させる。
The steps from attaching the
以上好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えばガラスバルブの帯電・除電方法は実施の形態において示された方法に限定されず、一般的に用いられている帯電・除電方法はいずれも本発明において採用することができる。また、実施の形態では、挿入治具としてモリブデン製の棒状体を用いていたがタングステンなどの他の高融点金属の棒状体であってもよい。さらに、挿入治具としてスポイトなどの吸着機能を有するものであってもよい。 Although preferred embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and appropriate modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the charging / discharging method of the glass bulb is not limited to the method shown in the embodiment, and any charging / discharging method generally used can be adopted in the present invention. Further, in the embodiment, the rod-shaped body made of molybdenum is used as the insertion jig, but it may be a rod-shaped body of other refractory metal such as tungsten. Further, the insertion jig may have a suction function such as a dropper.
1 放電部
2a、2b 管体部
3 放電空間
4a、4b 封止部
5 ハロゲン化金属
6 発光物質
7 電極組立体
8 金属板
9 外部リード
10 内部リード
11 放電電極
12 シャーレ
13 挿入治具
14 導電性ブラシ
15 スイッチ
16 イオナイザ
17a、17b イオン導入管
100 ガラスバルブ
DESCRIPTION OF
Claims (15)
(2)被封入物を被封入物担持体を用いて放電空間を有するガラスバルブ内へ挿入する工程と、
(3)静電気を利用して被封入物を被封入物担持体側からガラスバルブ側へ移行させる工程と、
を備えることを特徴とする放電ランプの製造方法。 (1) a step of gripping the object to be encapsulated by the object to be encapsulated,
(2) a step of inserting an object to be enclosed into a glass bulb having a discharge space using an object to be encapsulated carrier;
(3) A step of moving the object to be sealed from the object to be sealed object side to the glass bulb side using static electricity;
A method for manufacturing a discharge lamp, comprising:
The method for manufacturing a discharge lamp according to claim 1, wherein the object to be encapsulated has an adsorption function for the object to be encapsulated.
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