(57)【要約】 【課題】   高圧放電ランプの製造工程において、ハロゲン化金属を歩留まりよくかつ能率的にガラスバルブ内に導入できるようにする。【解決手段】  挿入治具１３の先端部に所定量に計量されたハロゲン化金属５を取り出す〔（ａ）〕。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。ガラスバルブ１００が除電された状態でハロゲン化金属５を保持した挿入治具１３を管体部２ｂ内に挿入する〔（ｂ）〕。挿入治具１３が所定の位置まで挿入されたら、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、静電力を利用してハロゲン化金属５を、ガラスバルブ側へ移動させる〔（ｃ）〕。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、ハロゲン化金属５を放電空間３内にまで移動させる〔（ｄ）〕。【選択図】  図１
2005203208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（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。
【請求項２】
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ことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項３】
前記被封入物を前記ガラスバルブ側へ移行させた後、前記ガラスバルブを除電することを特徴とする請求項２に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項４】
前記ガラスバルブへの帯電または前記ガラスバルブからの除電を電気的回路を用いて行うことを特徴とする請求項２または３に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項５】
前記ガラスバルブへの帯電または前記ガラスバルブからの除電をスイッチを介して接地または電源に接続された導電性接触体を前記ガラスバルブに接触させて行うことを特徴とする請求項２または３に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項６】
前記ガラスバルブへの帯電または前記ガラスバルブからの除電をイオンを利用して行うことを特徴とする請求項２または３に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項７】
前記ガラスバルブへの帯電または前記ガラスバルブからの除電を、イオナイザから導出されたイオンを吹き付けて行うことを特徴とする請求項２または３に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項８】
前記ガラスバルブへの帯電は、前記ガラスバルブの放電部に対して行われることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の放電ランプの製造方法。
【請求項９】
前記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た後、前記被封入物を当該放電ランプの放電空間内へ移動させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の放電ランプの製造方法。
【請求項１０】
前記被封入物の移動状態を画像処理装置にて検知することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の放電ランプの製造方法。
【請求項１１】
前記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た後、前記被封入物を当該放電ランプの放電空間内へ移動させることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の放電ランプの製造方法。
【請求項１２】
前記被封入物担持体が金属製の棒状体であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の放電ランプの製造方法。
【請求項１３】
前記第（１）の工程に先立って前記被封入物担持体が除電されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の放電ランプの製造方法。
【請求項１４】
前記第（１）の工程では、被封入物の粘着性を利用して該被封入物を被封入物担持体に把持させることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の放電ランプの製造方法。
【請求項１５】
前記被封入物担持体は、前記被封入物に対する吸着機能を有していることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の放電ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）〕。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【特許文献１】特開平０２−１４８５６１号公報
【特許文献２】特開平０３−０４０３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
【表１】
2005203208.tif 000003
【００１７】
【表２】
2005203208.tif 000004
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す工程順の断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す工程順の断面図。
【図３】従来例の工程順の断面図（その１）。
【図４】従来例の工程順の断面図（その２）。
【図５】電極組立体の平面図。
【符号の説明】
【００２２】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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