JP3461756B2 - 発光管の封止装置及び封止方法 - Google Patents
発光管の封止装置及び封止方法Info
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- JP3461756B2 JP3461756B2 JP14602099A JP14602099A JP3461756B2 JP 3461756 B2 JP3461756 B2 JP 3461756B2 JP 14602099 A JP14602099 A JP 14602099A JP 14602099 A JP14602099 A JP 14602099A JP 3461756 B2 JP3461756 B2 JP 3461756B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックメタル
ハライドランプの発光管の封止装置及び封止方法に関す
る。特に、セラミックメタルハライドランプの発光管の
製造工程において、高品質、安定した品質の発光管が得
られ、歩留を向上でき、高いメンテナンス性を有する発
光管の封止装置及び封止方法に関するものである。
ハライドランプの発光管の封止装置及び封止方法に関す
る。特に、セラミックメタルハライドランプの発光管の
製造工程において、高品質、安定した品質の発光管が得
られ、歩留を向上でき、高いメンテナンス性を有する発
光管の封止装置及び封止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高演色性、省エネルギーを実現す
るために耐熱性の高いセラミック発光管を採用したメタ
ルハライドランプが開発されている。このようなセラミ
ックメタルハライドランプの開発に従って、製造プロセ
スの複雑化が進んでいる。
るために耐熱性の高いセラミック発光管を採用したメタ
ルハライドランプが開発されている。このようなセラミ
ックメタルハライドランプの開発に従って、製造プロセ
スの複雑化が進んでいる。
【０００３】以下に従来のセラミックメタルハライドラ
ンプの発光管の封止装置及び封止方法について説明す
る。
ンプの発光管の封止装置及び封止方法について説明す
る。
【０００４】図３に従来のセラミックメタルハライドラ
ンプの発光管の封止装置の概略を示す。
ンプの発光管の封止装置の概略を示す。
【０００５】図３において、１はセラミック製発光管で
ある。２は発光管１を保持し固定するホルダーである。
３は冷却ブロックで、内部に冷却液を循環させることで
ホルダー２を冷却する。５は、発光管１に挿入されてい
る電極棒１６が飛び出さないようにする電極棒ストッパ
ーである。１０は電気ヒータで、フリット１７を溶融し
て発光管１と電極棒１６を封止する。１１は、電気ヒー
タ１０からの熱が発光管１の中央部（発光部）に直接伝
わらないようにする熱遮断パネルである。１２は真空チ
ャンバーで、高真空域をつくるための小空間を提供する
とともに高純度アルゴンガスをセラミック発光管１の内
部に封入する環境を提供する。１３はグローブボックス
で、その内部領域全体に露点の低い空間を提供する。１
４はバルブで、真空チャンバー１２の内部を高真空状態
にするための高真空ポンプ（図示せず）と、真空チャン
バー１２内に高純度アルゴンガス封入のためのアルゴン
ガスボンベ（図示せず）とに、切替弁を介して接続され
ている。１５はバルブで、グローブボックス１３の内部
を露点の低い状態にする為に真空ポンプ（図示せず）及
びガス循環精製装置（図示せず）に接続されている。１
６は電極棒で、セラミック発光管１の両端の細管に挿入
される発光管１の部品である。１７はフリットで、加熱
することで溶融し、セラミック発光管１と電極棒１６を
封止する。
ある。２は発光管１を保持し固定するホルダーである。
３は冷却ブロックで、内部に冷却液を循環させることで
ホルダー２を冷却する。５は、発光管１に挿入されてい
る電極棒１６が飛び出さないようにする電極棒ストッパ
ーである。１０は電気ヒータで、フリット１７を溶融し
て発光管１と電極棒１６を封止する。１１は、電気ヒー
タ１０からの熱が発光管１の中央部（発光部）に直接伝
わらないようにする熱遮断パネルである。１２は真空チ
ャンバーで、高真空域をつくるための小空間を提供する
とともに高純度アルゴンガスをセラミック発光管１の内
部に封入する環境を提供する。１３はグローブボックス
で、その内部領域全体に露点の低い空間を提供する。１
４はバルブで、真空チャンバー１２の内部を高真空状態
にするための高真空ポンプ（図示せず）と、真空チャン
バー１２内に高純度アルゴンガス封入のためのアルゴン
ガスボンベ（図示せず）とに、切替弁を介して接続され
ている。１５はバルブで、グローブボックス１３の内部
を露点の低い状態にする為に真空ポンプ（図示せず）及
びガス循環精製装置（図示せず）に接続されている。１
６は電極棒で、セラミック発光管１の両端の細管に挿入
される発光管１の部品である。１７はフリットで、加熱
することで溶融し、セラミック発光管１と電極棒１６を
封止する。
【０００６】以上のように構成された従来の封止装置を
用いた発光管の封止方法について、以下に説明する。
用いた発光管の封止方法について、以下に説明する。
【０００７】まず、セラミック製発光管１の細管に電極
棒１６を挿入し、フリット１７を付着してホルダー２に
セットする。次に熱遮断パネル１１をかぶせる。次に、
冷却ブロック３を上方向に移動させ、チャンバー１２に
密着させ密閉小空間をつくる。その後、バルブ１４より
真空引きしてチャンバー１２内を高真空状態にしてい
く。設定された真空度になるとバルブ１４より高純度ア
ルゴンガスが封入され、その後に、電気ヒータ１０に通
電し、熱を発生させ、フリット１７を加熱し溶融させて
発光管１の片側の封止が完成する。発光管１内に沃化
物、水銀、高純度アルゴンガスを投入した後、反対側に
ついても同様に封止をする。以上により発光管が完成す
る。
棒１６を挿入し、フリット１７を付着してホルダー２に
セットする。次に熱遮断パネル１１をかぶせる。次に、
冷却ブロック３を上方向に移動させ、チャンバー１２に
密着させ密閉小空間をつくる。その後、バルブ１４より
真空引きしてチャンバー１２内を高真空状態にしてい
く。設定された真空度になるとバルブ１４より高純度ア
ルゴンガスが封入され、その後に、電気ヒータ１０に通
電し、熱を発生させ、フリット１７を加熱し溶融させて
発光管１の片側の封止が完成する。発光管１内に沃化
物、水銀、高純度アルゴンガスを投入した後、反対側に
ついても同様に封止をする。以上により発光管が完成す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成ではヒータの中央部と両端部では、熱容量の違
いから温度分布が異なる。従って、図３の封止装置のよ
うに一度に複数の発光管の封止作業を行なうと、個々の
発光管のフリットの溶け方に違いが発生し、品質にバラ
ツキを生じる要因となっていた。
来の構成ではヒータの中央部と両端部では、熱容量の違
いから温度分布が異なる。従って、図３の封止装置のよ
うに一度に複数の発光管の封止作業を行なうと、個々の
発光管のフリットの溶け方に違いが発生し、品質にバラ
ツキを生じる要因となっていた。
【０００９】また、セラミック発光管の細管部分よりも
電極棒部分の方が熱せられて、フリットガラスのヌレ性
がセラミック発光管の細管部分より電極棒の方が良くな
り、電極棒の不要な部分にフリットガラスが奪われて封
止しようとする部分のフリットガラスの量が不足し、封
止不良が出る可能性を有していた。
電極棒部分の方が熱せられて、フリットガラスのヌレ性
がセラミック発光管の細管部分より電極棒の方が良くな
り、電極棒の不要な部分にフリットガラスが奪われて封
止しようとする部分のフリットガラスの量が不足し、封
止不良が出る可能性を有していた。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、封止する発光管に対する加工温度のバラツキをなく
して、フリットの流れ込み量を均一にし、歩留を上げる
と共に、局所加熱の性質を活かして、電極部分に余分に
フリットが付かないようにすることで、封止不良の発生
を防止できる発光管の封止方法及び封止装置を提供する
ことを目的とする。
で、封止する発光管に対する加工温度のバラツキをなく
して、フリットの流れ込み量を均一にし、歩留を上げる
と共に、局所加熱の性質を活かして、電極部分に余分に
フリットが付かないようにすることで、封止不良の発生
を防止できる発光管の封止方法及び封止装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は以下の構成とする。
めに本発明は以下の構成とする。
【００１２】すなわち、本発明の発光管の封止装置は、
セラミック製発光管を保持する保持部と、前記発光管を
その中心軸回りに回転させる回転部と、前記発光管の中
心部付近を冷却する冷却部と、前記発光管の細管を加熱
するためのレーザ光を照射する出射ユニットと、前記細
管を封止するためのフリットを溶融するためのレーザ光
を照射する出射ユニットとを有することを特徴とする。
セラミック製発光管を保持する保持部と、前記発光管を
その中心軸回りに回転させる回転部と、前記発光管の中
心部付近を冷却する冷却部と、前記発光管の細管を加熱
するためのレーザ光を照射する出射ユニットと、前記細
管を封止するためのフリットを溶融するためのレーザ光
を照射する出射ユニットとを有することを特徴とする。
【００１３】また、本発明の発光管の封止方法は、セラ
ミック製発光管の細管に電極棒を挿入し、フリットを付
着させた後、前記発光管をその中心軸回りに回転させな
がら、前記細管及び前記フリットにそれぞれレーザ光を
照射し加熱することにより前記フリットを溶融させ、前
記細管及び前記電極棒を前記フリットで封止することを
特徴とする。
ミック製発光管の細管に電極棒を挿入し、フリットを付
着させた後、前記発光管をその中心軸回りに回転させな
がら、前記細管及び前記フリットにそれぞれレーザ光を
照射し加熱することにより前記フリットを溶融させ、前
記細管及び前記電極棒を前記フリットで封止することを
特徴とする。
【００１４】上記の構成によれば、発光管１個毎に同じ
加工温度条件で、安定したレーザ光による封止が可能と
なり、封止する発光管に対する加工温度のバラツキがな
くなり、フリットの流れ込み量が均一になる。また、局
所加熱の性質を活かし、電極部分に余分なフリットが付
かないので封止不良をなくし、高品質、安定した品質、
歩留向上が望める。また、電気ヒータを使用しないの
で、従来必要であってその頻繁なメンテナンスが不要と
なり、高いメンテナンス性が確保できる。
加工温度条件で、安定したレーザ光による封止が可能と
なり、封止する発光管に対する加工温度のバラツキがな
くなり、フリットの流れ込み量が均一になる。また、局
所加熱の性質を活かし、電極部分に余分なフリットが付
かないので封止不良をなくし、高品質、安定した品質、
歩留向上が望める。また、電気ヒータを使用しないの
で、従来必要であってその頻繁なメンテナンスが不要と
なり、高いメンテナンス性が確保できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の一例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００１６】図１、図２において、１は封止しようとす
るセラミック製発光管、２は発光管１を保持するホルダ
ー、３は発光管１の中心部（発光部）を冷却するととも
に発光管１を回転させる冷却ユニット、４は冷却ユニッ
ト３を回転させるモータ、５は発光管１に挿入されてい
る電極棒が飛び出さないようにする電極棒ストッパーで
ある。６はレーザ光線、７ａ，７ｂ，７ｃはレーザ光線
６を出射する出射ユニットで、７ａはフリット溶融用、
７ｂ，７ｃは発光管１の細管加熱用である。８は光ファ
イバー、９はレーザ発振器である。レーザ発振器９から
の光エネルギーは、図示しない分岐装置で複数に分岐さ
れ、分岐された各光エネルギーは光ファイバー８を通じ
て出射ユニット７ａ，７ｂ，７ｃに伝送される。１２は
真空チャンバー、１２ａ，１２ｂはレーザ光線６を透過
する材料（例えばガラス）で構成されたレーザ光透過
窓、１３は真空グローブボックス、１４は真空チャンバ
ー１２に対する高真空引きと高純度アルゴンガス封入と
を行なうためのバルブであり、高真空ポンプと高純度ア
ルゴンガスボンベとに接続されている。１５は真空グロ
ーブボックス１３に対する真空引きとアルゴンガス封入
とを行なうためのバルブであり、真空ポンプとアルゴン
ガスボンベとに接続されている。１６は発光管１の構成
部品である電極棒、１７は封止するためのフリットであ
る。１８はＭｏ製のキャップである。
るセラミック製発光管、２は発光管１を保持するホルダ
ー、３は発光管１の中心部（発光部）を冷却するととも
に発光管１を回転させる冷却ユニット、４は冷却ユニッ
ト３を回転させるモータ、５は発光管１に挿入されてい
る電極棒が飛び出さないようにする電極棒ストッパーで
ある。６はレーザ光線、７ａ，７ｂ，７ｃはレーザ光線
６を出射する出射ユニットで、７ａはフリット溶融用、
７ｂ，７ｃは発光管１の細管加熱用である。８は光ファ
イバー、９はレーザ発振器である。レーザ発振器９から
の光エネルギーは、図示しない分岐装置で複数に分岐さ
れ、分岐された各光エネルギーは光ファイバー８を通じ
て出射ユニット７ａ，７ｂ，７ｃに伝送される。１２は
真空チャンバー、１２ａ，１２ｂはレーザ光線６を透過
する材料（例えばガラス）で構成されたレーザ光透過
窓、１３は真空グローブボックス、１４は真空チャンバ
ー１２に対する高真空引きと高純度アルゴンガス封入と
を行なうためのバルブであり、高真空ポンプと高純度ア
ルゴンガスボンベとに接続されている。１５は真空グロ
ーブボックス１３に対する真空引きとアルゴンガス封入
とを行なうためのバルブであり、真空ポンプとアルゴン
ガスボンベとに接続されている。１６は発光管１の構成
部品である電極棒、１７は封止するためのフリットであ
る。１８はＭｏ製のキャップである。
【００１７】以上のように構成された本発明の封止装置
を用いた発光管の封止方法について、その動作を説明す
る。
を用いた発光管の封止方法について、その動作を説明す
る。
【００１８】まず、封止しようとするセラミック製発光
管１の一方の細管に電極棒１６を挿入し、フリット１７
を付着させて、発光管ホルダー２にセットする。その
際、発光管の細管部にＭｏ製キャップ１８をかぶせる。
電極棒ストッパー５が設置された真空チャンバー１２を
降ろし、密閉し、バルブ１４より高真空引きする。所定
の高真空に到達後、バルブ１４より高純度のアルゴンガ
スを封入し、モータ４を回転させ、発光管１を回転させ
る。次に、レーザ発振器９より発せられたレーザ光を光
ファイバー８を通して出射ユニット７ａ，７ｂ，７ｃに
伝送し、各対象物にレーザ光６を照射する。出射ユニッ
ト７ａからのレーザ光はフリットを溶融させ、出射ユニ
ット７ｂ，７ｃからのレーザ光は細管にかぶせたＭｏ製
キャップ１８を加熱する。レーザ光により溶融されたフ
リットは、レーザ光で加熱された細管部側に流動し、細
管及び電極棒１６を封止する。以上で片側の封止が完了
する。その後、発光管内に沃化物、水銀、高純度のアル
ゴンガスを投入し、反対側も同様に封止し、発光管が完
成する。
管１の一方の細管に電極棒１６を挿入し、フリット１７
を付着させて、発光管ホルダー２にセットする。その
際、発光管の細管部にＭｏ製キャップ１８をかぶせる。
電極棒ストッパー５が設置された真空チャンバー１２を
降ろし、密閉し、バルブ１４より高真空引きする。所定
の高真空に到達後、バルブ１４より高純度のアルゴンガ
スを封入し、モータ４を回転させ、発光管１を回転させ
る。次に、レーザ発振器９より発せられたレーザ光を光
ファイバー８を通して出射ユニット７ａ，７ｂ，７ｃに
伝送し、各対象物にレーザ光６を照射する。出射ユニッ
ト７ａからのレーザ光はフリットを溶融させ、出射ユニ
ット７ｂ，７ｃからのレーザ光は細管にかぶせたＭｏ製
キャップ１８を加熱する。レーザ光により溶融されたフ
リットは、レーザ光で加熱された細管部側に流動し、細
管及び電極棒１６を封止する。以上で片側の封止が完了
する。その後、発光管内に沃化物、水銀、高純度のアル
ゴンガスを投入し、反対側も同様に封止し、発光管が完
成する。
【００１９】以上の構成によれば、加熱源としてエネル
ギーを安定的に出力可能なレーザ光を利用して発光管１
個ごとに加熱を行なうので、各発光管の加熱を最適条件
で安定して行なうことができる。従って、製品品質が安
定化する。
ギーを安定的に出力可能なレーザ光を利用して発光管１
個ごとに加熱を行なうので、各発光管の加熱を最適条件
で安定して行なうことができる。従って、製品品質が安
定化する。
【００２０】また、レーザー光を使用することで、フリ
ット及び細管部のみを局所的に加熱することができ、従
来のように電極棒側にフリットが多量に付着するという
問題が解消され、良好な封止を行なうことができる。
ット及び細管部のみを局所的に加熱することができ、従
来のように電極棒側にフリットが多量に付着するという
問題が解消され、良好な封止を行なうことができる。
【００２１】また、共通する１つのレーザ発振器９から
複数の出射ユニット７ａ，７ｂ，７ｃへ光エネルギーを
供給することにより、装置が簡略化でき、また装置コス
トの低減が可能になる。
複数の出射ユニット７ａ，７ｂ，７ｃへ光エネルギーを
供給することにより、装置が簡略化でき、また装置コス
トの低減が可能になる。
【００２２】また、レーザ発振器９から出射ユニット７
ａ，７ｂ，７ｃへの光エネルギーの伝送を光ファイバー
６を使用して行なうことで、装置設計が容易になるとと
もに、光エネルギーの損失を少なくすることができる。
ａ，７ｂ，７ｃへの光エネルギーの伝送を光ファイバー
６を使用して行なうことで、装置設計が容易になるとと
もに、光エネルギーの損失を少なくすることができる。
【００２３】また、レーザ発振器９をグローブボックス
１３の外に配置することで、レーザ発振器９のメンテナ
ンス性が向上する。
１３の外に配置することで、レーザ発振器９のメンテナ
ンス性が向上する。
【００２４】また、レーザー加熱中に発光管を回転させ
ることで温度分布が均一となり、高品質の封止が可能に
なる。
ることで温度分布が均一となり、高品質の封止が可能に
なる。
【００２５】また、細管部にＭｏ製キャップ１８をかぶ
せ、キャップ１８にレーザー光を照射することで、レー
ザーエネルギーが良好に吸収され、また、細管部を所望
する温度分布に加熱することができる。キャップ１８の
形状は、細管の形状や照射するレーザー光のエネルギー
や照射位置、必要な温度分布などを考慮して決定するこ
とができる。
せ、キャップ１８にレーザー光を照射することで、レー
ザーエネルギーが良好に吸収され、また、細管部を所望
する温度分布に加熱することができる。キャップ１８の
形状は、細管の形状や照射するレーザー光のエネルギー
や照射位置、必要な温度分布などを考慮して決定するこ
とができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、製品ご
との品質のばらつきが少なく、良好に封止された高品質
の発光管を得ることができる。
との品質のばらつきが少なく、良好に封止された高品質
の発光管を得ることができる。
【図１】本発明の発光管の封止方法を実施するための封
止装置の一例の内部構造の概略を示した断面図
止装置の一例の内部構造の概略を示した断面図
【図２】図１の封止装置の主要部分を拡大して示した模
式図
式図
【図３】従来の封止装置の概略を示した図であり、
（Ａ）は内部構造を示した一部切欠正面図、（Ｂ）は
（Ａ）のＩ−Ｉ線での矢印方向から見た一部切欠側面図
（Ａ）は内部構造を示した一部切欠正面図、（Ｂ）は
（Ａ）のＩ−Ｉ線での矢印方向から見た一部切欠側面図
１…セラミック製発光管
２…発光管保持ホルダー
３…冷却ユニット
４…モータ
５…電極棒ストッパー
６…レーザ光
７ａ，７ｂ，７ｃ…出射ユニット
８…光ファイバー
９…レーザ発振器
１０…電気ヒータ
１１…熱遮断パネル
１２…真空チャンバー
１３…グローブボックス
１４…バルブ
１５…バルブ口
１６…電極棒
１７…フリット
１８…キャップ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開2000−231879（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−312751（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−54470（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−77477（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−83796（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 9/40
H01J 9/32
H01J 61/36
Claims (9)
- 【請求項１】 セラミック製発光管を保持する保持部
と、前記発光管をその中心軸回りに回転させる回転部
と、前記発光管の細管を加熱するためのレーザ光を照射
する出射ユニットと、前記細管を封止するためのフリッ
トを溶融するためのレーザ光を照射する出射ユニットと
を有することを特徴とする発光管の封止装置。 - 【請求項２】 前記各出射ユニットは、共通するレーザ
発振器により光エネルギーが供給される請求項１に記載
の発光管の封止装置。 - 【請求項３】 光エネルギーを複数に分岐する分岐ユニ
ットを有し、前記分岐ユニットにより分岐された光エネ
ルギーを光ファイバーで前記各出射ユニットに伝送する
請求項１又は２に記載の発光管の封止装置。 - 【請求項４】 内部を所定の真空状態及び不活性ガス充
満状態に維持できるグローブボックス内に、少なくとも
前記保持部及び前記各出射ユニットが配置されている請
求項１〜３のいずれかに記載の発光管の封止装置。 - 【請求項５】 前記保持部は、内部を所定の高真空状態
及び高純度不活性ガス充満状態に維持できるチャンバー
内に配置され、前記各出射ユニットは前記チャンバー外
に設置され、前記各出射ユニットからのレーザ光は前記
チャンバーに設けられたレーザ光透過窓を介して前記チ
ャンバー内に導入される請求項１〜４のいずれかに記載
の発光管の封止装置。 - 【請求項６】 前記発光管の中心部付近を冷却する冷却
部を有する請求項１〜５のいずれかに記載の発光管の封
止装置。 - 【請求項７】 セラミック製発光管の細管に電極棒を挿
入し、フリットを付着させた後、前記発光管をその中心
軸回りに回転させながら、前記細管及び前記フリットに
それぞれレーザ光を照射し加熱することにより前記フリ
ットを溶融させ、前記細管及び前記電極棒を前記フリッ
トで封止することを特徴とする発光管の封止方法。 - 【請求項８】 前記細管に、Ｍｏを材料とし、所定の熱
分布になるような形状に加工されたキャップ部品を装着
し、前記キャップ部品にレーザ光を照射して前記細管を
加熱する請求項７に記載の発光管の封止方法。 - 【請求項９】 前記レーザ光を照射して加熱する際、前
記発光管の中心部付近を冷却する請求項７又は８に記載
の発光管の封止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14602099A JP3461756B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 発光管の封止装置及び封止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14602099A JP3461756B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 発光管の封止装置及び封止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340118A JP2000340118A (ja) | 2000-12-08 |
| JP3461756B2 true JP3461756B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=15398292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14602099A Expired - Fee Related JP3461756B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 発光管の封止装置及び封止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3461756B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN102347184A (zh) * | 2010-08-03 | 2012-02-08 | 上海米开罗那机电技术有限公司 | 陶瓷金卤灯激光封接技术 |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP14602099A patent/JP3461756B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000340118A (ja) | 2000-12-08 |
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