JPH1027547A

JPH1027547A - 放電灯の封止装置

Info

Publication number: JPH1027547A
Application number: JP9072797A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yamada; 信幸山田; Koji Kida; 晃二喜田; Hiroaki Nagai; 宏明永井; Koichi Hayashi; 浩一林; Hirotaka Ishibashi; 弘孝石橋; Susumu Narita; 進成田
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】封止部のみを赤外線を用いて加熱でき、しか
も封着ガラス材の流し込む深さをコントロールできる封
止装置と方法が望まれている。【解決手段】操作ボックス１の上方に支持台４を介し
て設けられた加熱部５は、内部に赤外線ランプ６を設け
るとともに内面５ａが赤外線反射面とされ、更に赤外線
ランプ６からの光線の集光領域に石英製の導入管７を配
置している。この導入管７は、操作ボックス１を内外両
面から挟持する取り付け金具８，９を介して下方が操作
ボックス１内につながり、上端部は加熱部５に形成した
開口５ｂよりも上方に突出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は赤外線を利用した放
電灯の封止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタテレビジョン（ＰＴＶ）等
の光源として用いられるメタルハライドランプ等の高輝
度放電灯は、透光性セラミックス等からなる発光管内の
一端を電極付きキャップで閉塞した後、他端開口からア
マルガムやメタルハライド等の発光物質を入れ、この
後、他端開口を電極付きキャップで閉塞するようにして
いる。

【０００３】キャップの封止方法は、発光管の開口端と
キャップとの間にリング状の封着ガラス材をセットし、
加熱することで封着ガラス材を溶融し、開口とキャップ
との隙間に溶融した封着ガラス材を流し込むようにして
いる。

【０００４】そして、加熱手段としては、封着部をカー
ボンや窒化ボロンからなる筒状ヒータ内に挿入するとと
もに、このヒータを外側に配置した誘導コイルで加熱す
る高周波誘導加熱が一般的であったが、ヒータからの不
純ガスが発光管内に入り込む不利がある。

【０００５】そこで、光線を利用した封止装置として特
開昭５５−２４３２７号公報に開示されるものが提案さ
れている。この先行例は、密閉容器内に反射体を設け、
この反射体の中心に放電灯の封止部分を臨ませ、密閉容
器外からレーザ光を照射することで封着ガラスを溶融せ
しめるようにしたものである。

【０００６】また、放電灯の封止ではないが、放電灯の
封止に用いることも可能な、光線を利用した加熱装置と
して特開昭６０−２０２２８６号公報及び特開平１−１
６３５９４号公報に開示される先行例がある。特開昭６
０−２０２２８６号公報に開示される内容は、反射鏡で
囲まれる空間内にハロゲンランプ等を設け、また空間内
のランプからの光線の集光領域に炉心管を配置し、この
炉心管内に加熱すべき試料をセットするようにしたもの
である。特開平１−１６３５９４号公報に開示される内
容は、内面を反射面としたハウジング内を石英板で２つ
の室に仕切り、一方の室に赤外線ランプを、他方の室の
集光領域にホルダで保持された試料を臨ませるようにし
たものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術では
以下に上げる課題が残されている。特開昭６０−２０２
２８６号公報及び特開平１−１６３５９４号公報に開示
される技術をそのまま放電灯の封止に用いると、封止部
以外も加熱してしまい、発光物質が封着時にリークしや
すい。一方、レーザ光を利用した特開昭５５−２４３２
７号公報に開示される先行技術では、特定の箇所を加熱
することができるが、常に作業の危険性が伴う。

【０００８】

【課題を解決するための手段】安全にしかも放電灯の特
定の部分のみを加熱するという課題を解決するため本発
明に係る放電灯の封止装置は、内面を赤外線反射面とし
た加熱部内の集光領域に操作ボックスと連通する導入管
を臨ませ、この導入管内に操作ボックス内から支持治具
を挿抜可能とし、この支持治具で発光管の下部を保持し
た状態で導入管内に発光管を挿入し、発光管のキャップ
部にセットした封着ガラスを赤外線の熱で溶融せしめる
ようにした放電灯の封止装置において、前記導入管は前
記加熱部を貫通するとともにその先端部が加熱部に形成
した開口から突出可能な構成とした。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
封止装置の全体図、図２は同封止装置の要部拡大図、図
３は溶融ガラスの流れ込みについての説明図である。

【００１０】図中１は封止装置の操作ボックスであり、
この操作ボックス１の正面には腕を差し入れる操作グロ
ーブ２を取り付け、側面にはパスボックス３を設けてい
る。このパスボックス３には外部との間及び操作ボック
ス１との間を気密に閉じる扉を備え、操作ボックス１と
の間の扉を閉じた状態で外部との間の扉を開け、パスボ
ックス３内にランプ部材を入れ、次いで外部との間の扉
を閉じ操作ボックス１との間の扉を開け、操作グローブ
２でパスボックス３から操作ボックス１内にランプ部材
を取り入れる。

【００１１】また図２に示すように、操作ボックス１の
上方に支持台４を介して加熱部５を設けている。この加
熱部５は内部に赤外線ランプ６を設けるとともに内面５
ａが赤外線反射面とされ、更に赤外線ランプ６からの光
線の集光領域に石英製の導入管７を配置している。尚、
加熱部５の内面５ａは図示しない冷却装置によって冷却
される構成となっている。

【００１２】導入管７は、操作ボックス１を内外両面か
ら挟持する取り付け金具８，９を介して下方が操作ボッ
クス１内につながり、上端部は加熱部５に形成した開口
５ｂよりも上方に突出し、また前記取り付け金具８と導
入管７との間にはシール部材１０を介してナット１１で
締めつけ固定され、更に導入管７の外側には赤外線を反
射する筒状遮光部材１２を配置している。

【００１３】また、操作ボックス１内には導入管７内に
挿抜可能とされる支持治具１３を設けている。この支持
治具１３は上端に発光管１４の軸部１４ａを保持する穴
１３ａが形成され、支持治具１３で発光管１４を保持し
導入管７内に挿入した状態で、導入管７内は支持治具１
３のフランジ部に設けたＯリング１５によって気密にシ
ールされ、操作ボックス１には図１に示すように、酸素
濃度分析計１６及び水分計１７が付設されている。

【００１４】更に本発明の封止装置は減圧装置として、
ターボポンプＰ１，ロータリーポンプＰ２，ロータリー
ポンプＰ３及びロータリーポンプＰ４を備えている。タ
ーボポンプＰ１は高真空度（１０^-5〜１０^-7torr）を得
るためのポンプであり、ロータリーポンプＰ２はターボ
ポンプＰ１に直列に接続され、ターボポンプＰ１の始動
時の運転をスムーズに行うためのものである。また、ロ
ータリーポンプＰ３及びロータリーポンプＰ４は低真空
度（１０^-1torr程度）を得るためのポンプである。

【００１５】そして、ターボポンプＰ１はバルブＶ１を
備えた配管Ｌ１を介して前記導入管７内に連通し、この
配管Ｌ１にはバルブＶ２を備えた配管Ｌ２を介して前記
ロータリーポンプＰ３が接続され、またロータリーポン
プＰ４はバルブＶ３を備えた配管Ｌ３を介して操作ボッ
クス１に、バルブＶ４を備えた配管Ｌ４を介してパスボ
ックス３にそれぞれ接続している。

【００１６】また、操作ボックス１内にはバルブＶ５を
備えた配管Ｌ５を介してＡrボンべ１８からＡrガスが供
給され、同様にパスボックス３にはバルブＶ６を備えた
配管Ｌ６を介してＡrボンべ１８からＡrガスが供給され
る。

【００１７】尚、操作ボックス１内の圧力は圧力計Ｇ１
で、パスボックス３内の圧力は圧力計Ｇ２で、更に導入
管７内の圧力は配管Ｌ１に取り付けた圧力計Ｇ３，Ｇ４
で測定する。ここで、導入管７内の圧力を２つの圧力計
Ｇ３，Ｇ４で測定するのは、導入管７内の圧力は後述す
るように大きく変動するので、測定レンジを広げるため
である。

【００１８】一方、操作ボックス１に隣接してガス循環
精製装置２０が設けられる。このガス循環精製装置２０
には冷却装置２１が付設され、ガス循環精製装置２０と
操作ボックス１とはバルブＶ７ａ及びバルブＶ７ｂを備
えた供給配管Ｌ７とバルブＶ８ａ及びバルブＶ８ｂを備
えた戻り配管Ｌ８とで接続され、供給配管Ｌ７の途中か
ら分岐したバルブＶ９を備えた配管Ｌ９は前記導入管７
内につながる配管Ｌ１に接続している。

【００１９】そして、ガス循環精製装置２０は供給配管
Ｌ７を介して操作ボックス１内にＡrガスを供給すると
ともに、供給されたＡrガスを戻り配管Ｌ８を介してガ
ス循環精製装置２０内取り入れ、取り入れたＡrガスか
ら触媒反応にて酸素を除去し、モレキュラーチューブに
て水分を除去し、操作ボックス１内にて露点が−７０℃
以下および残留酸素が０．０１ｐｐｍ以下になるように
し、ランプ特性の低下を招かないようにしている。

【００２０】尚、ガス循環精製装置２０にはバルブＶ１
０を備えた配管Ｌ１０及びバルブＶ１１を備えた配管Ｌ
１１が接続され、配管Ｌ１０を介してガス循環精製装置
２０内にアルコールを数滴供給することでガス循環精製
装置２０内の残存酸素を低減し、また配管Ｌ１１を介し
てＡrボンべ１８からモレキュラーチューブへ冷却媒体
としてのＡrガスを供給する。

【００２１】以上において、発光管１４の封止を行うに
は、予め、操作ボックス１内に水銀、ヨウ化物等の発光
物質、電極を取り付けたキャップ、一端開口がキャップ
で封止され他端が開状態の発光管をパスボックス３から
取り入れ、操作ボックス１内をＡrで約１気圧にしてお
く。

【００２２】パスボックス３から各種部材を操作ボック
ス１内に取り入れるには、先ずパスボックス３と操作ボ
ックス１との間の扉を閉じた状態で、外部から各種部材
をパスボックス３内に入れ、次いでボックス３と外部と
の間の扉を閉じた後、バルブＶ４を開とし、ロータリー
ポンプＰ４にてパスボックス３内を減圧し、更にバルブ
Ｖ６を開けてパスボックス３内をＡrガスで置換する。
この後、パスボックス３と操作ボックス１との間の扉を
開け、操作グローブ２で各種部材を操作ボックス１内に
取り入れる。

【００２３】以上の如くして、必要な部材を操作ボック
ス１内に取り入れたならば、支持治具１３の穴１３ａに
発光管の封止してある一端１４ａを差し込み、上方の他
端開口から発光物質を秤量して発光管内に注入し、更に
他端開口に電極付きのキャップ３１を差し込み、発光管
１４の他端開口とキャップ３１との間に封着ガラス材３
２を例えばリング状にセットする。

【００２４】この後、支持治具１３を上昇させて導入管
７内に発光管１４を挿入する。このとき挿入量を調整し
て封着ガラス材３２の位置が赤外線の集光領域に来るよ
うにする。

【００２５】次いで、バルブＶ２及びバルブＶ９を閉じ
た状態でバルブＶ１を開け、ターボポンプＰ１にて導入
管７内からＡrガスを排気して１０^-5〜１０^-7torrまで
脱気し、その後バルブＶ１及びバルブＶ２を閉じた状態
でバルブＶ９を開け、導入管７内が３０〜３００torr程
度になるまでＡrガスを供給する。

【００２６】ここで、赤外線で加熱するとリング状の封
着ガラス材が溶融し、図３に示すように溶融ガラス３２
ａが発光管１４の開口３３とキャップ３１との隙間３４
を塞ぐ。その後、導入管７内が５００torr程度になるま
でＡrガスを供給する。そしてこのとき発光管の内部は
未だ３０〜３００torr程度まで減圧されており、一方発
光管の外部は５００torr程度になっているので、両者の
間に圧力差が生じこの圧力差に起因して、溶融ガラス３
２ａが隙間３４の内部（図３において下方）に進入す
る。そこで、その進入量を目視し、所定の位置まで進入
したならば加熱を停止する。尚、進入量については目視
に限らず、センサで自動的に観測するようにしてもよ
い。

【００２７】図４乃至図８は別実施例を示すものであ
り、このうち図４に示す実施例にあっては、導入管７の
先端を小径部７ａとし、また筒状遮光部材１２について
も先端を小径部１２ａとし、特別の部材を用いなくと
も、遮光部材１２が所定位置に止る構造となっている。
このように、遮光部材１２を導入管７の外に設けること
で、発光管内に不純物が進入する確率が極めて少なくな
る。

【００２８】また、図５に示す実施例にあっては、遮光
部材１２を筒状とせずに、傘状にし、遮光部材１２を導
入管７外周に直接取り付けるようにしている。このよう
に、直接取り付けることで、極めて狭い範囲で赤外線の
照射を選択することができる。

【００２９】また、図６に示す実施例にあっては、石英
製導入管７の内側にゲッター３５を配置し、石英を透過
してくる不純物を吸着除去するようにしている。尚、ゲ
ッター３５を導入管７の内側に配置すると、発光管１４
内に不純物が入り込むおそれがあるときには、図７に示
すように導入管７の外側に石英管３６を設け、この石英
管３６と導入管７との間にゲッター３５を配置してもよ
い。

【００３０】また、図８に示す実施例にあっては、支持
治具１３上に石英管３８に載せたキャップ吊し治具３７
を設けている。このようにキャップ吊し治具３７でキャ
ップ３１を吊り下げた状態で加熱すれば、仮に発光管の
開口にキャップの先端が当接するような段部がなくても
キャップの進入深さを正確に設定することができる。

【００３１】尚、装置としては赤外線を利用したものに
限定されるが、圧力差を利用した本発明に係る封止方法
は、赤外線を利用したものに限定されない。

【００３２】

【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、赤
外線を利用した発光管の封止部の封止装置として、遮光
部材によって、封止部の近傍のみ加熱するようにしたの
で、安全な作業で、発光管内の発光物質のリークを伴う
ことなく封止を行うことができる。

【００３３】特に、導入管が加熱部を貫通して、その先
端部が加熱部に形成した開口から突出する構成とするこ
とで、外部から封止部の状況を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る封止装置の全体図

【図２】同封止装置の要部拡大図

【図３】溶融ガラスの流れ込みについての説明図

【図４】遮光部材の別実施例を示す拡大断面図

【図５】遮光部材の別実施例を示す拡大断面図

【図６】不純物のゲッターを配置した実施例を示す拡大
断面図

【図７】不純物のゲッターを配置した別実施例を示す拡
大断面図

【図８】キャップ吊し治具を備えた実施例を示す拡大断
面図

【符号の説明】

１…操作ボックス、２…操作グローブ、３…パスボック
ス、５…加熱部、５ａ…加熱部の内面、５ｂ…加熱部の
開口、６…赤外線ランプ、７…導入管、１２…遮光部
材、１３…支持治具、１４…発光管、１８…Ａrボン
べ、２０…ガス循環精製装置、３１…キャップ、３２…
封着ガラス材、３２ａ…溶融ガラス、３４…隙間、３５
…ゲッター、３７…キャップ吊し治具、Ｌ１〜Ｌ１１…
配管、Ｐ１〜Ｐ４…ポンプ、Ｖ１〜Ｖ１１…バルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永井宏明福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者林浩一福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者石橋弘孝福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者成田進福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面を赤外線反射面とした加熱部内の集
光領域に操作ボックスと連通する導入管を臨ませ、この
導入管内に操作ボックス内から支持治具を挿抜可能と
し、この支持治具で発光管の下部を保持した状態で導入
管内に発光管を挿入し、発光管のキャップ部にセットし
た封着ガラスを赤外線の熱で溶融せしめるようにした放
電灯の封止装置において、前記導入管は前記加熱部を貫
通するとともにその先端部が加熱部に形成した開口から
突出可能とされていることを特徴とする放電灯の封止装
置。