(57)【要約】【課題】発光管両端の封止管に導電性の保温膜を設け、両端部が封止管に巻回されて、電極とは電気的に独立したトリガーワイヤーを有する放電ランプにおいて、陰極側金属箔の箔浮きや剥離を防止すること。【解決手段】  トリガーワイヤーの陽極側の端部に電気的に接続された導電性の陽極側保温膜が、陽極側の封止管内の金属箔に対向する領域には存在しないようにしたことを特徴とする。具体的には、トリガーワイヤーと電気的に接続された陽極側保温膜が陽極側の封止管内の集電板より、発光管側の領域にのみ設けられていることを特徴とし、また、トリガーワイヤーの陽極側端部が、陽極側保温膜とは電気的に独立していることを特徴とする。【選択図】    図１
2010192351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に陽極と陰極が対向配置された発光管と、
該発光管の両端に連設された封止管と、
該封止管の内部に配置されて、前記陽極と前記陰極をそれぞれ支持する内部リードと、
該内部リードに接続された集電板と、
前記封止管の内部に配置されて、前記集電板に接続された金属箔と、
前記陽極側の封止管の外表面に設けられた導電性の陽極側保温膜と、
前記陰極側の封止管の外表面に設けられた導電性の陰極側保温膜と、
両端部が前記それぞれの封止管に巻回され、中間部が前記発光管の外表面に沿って配設され、前記陽極および前記陰極とは電気的に独立したトリガーワイヤーと、
を備えてなる放電ランプにおいて、
前記トリガーワイヤーの陽極側の端部に電気的に接続された陽極側保温膜が、陽極側の封止管内の金属箔に対向する領域には存在しないようにしたことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記トリガーワイヤーの陽極側の端部と電気的に接続された陽極側保温膜が、前記陽極側の封止管内の集電板より、前記発光管側の領域にのみ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記陽極側の封止管の外表面には、前記陽極側保温膜とは前記発光管の反対側の位置に第２の保温膜が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記トリガーワイヤーの陽極側の端部は、前記陽極側保温膜と電気的に独立していることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は放電ランプに関し、特に、半導体露光、ＬＣＤ露光用などの光源として利用される放電ランプに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体やＬＣＤの製造工程においては、基板に回路パターンを焼き付けるために紫外線が利用されており、この紫外線を発する光源としては、水銀が封入された発光管の内部に陽極と陰極が配置されて直流点灯される放電ランプが用いられている。
【０００３】
このような放電ランプを、図４、図５、図６を用いて説明する。
図４は、従来の放電ランプの説明図であり、図５は、その陽極側の拡大断面図、図６は、その陰極側の拡大断面図である。
放電ランプ１は、内部に水銀が封入された発光管１０内に陽極２１と陰極２２が対向して配置され、発光管１０の両端に封止管１１、１２が連設されている。
陽極２１と陰極２２はそれぞれ内部リード３１、３２で支持されており、それぞれの内部リード３１、３２には、封止管１１、１２の内部に配置された集電板４１、４２が接続されている。
また、封止管１１、１２の内部において、集電板４１、４２には金属箔５１、５２が接続されている。
【０００４】
陽極２１側の封止管１１の外表面には導電性の陽極側保温膜６１が設けられており、陰極側２２の封止管１２の外表面には導電性の陰極側保温膜６２が設けられている。
なお、該陰極側保温膜６２は封止管３２の外表面のみならず、発光管１０の陰極側外表面の一部に亘って設けられるのが通常である。
ランプ消灯後は、陽極に比べて陰極が早く冷却し温度が相対的に低くなるので、発光管１０の陰極２２側の部分が陽極２１側より早く冷却されて、発光管１０の陰極２１側の根元に水銀が溜まる傾向にあり、この陰極側保温膜６２は、このような水銀の凝縮を防ぐものである。
一方、陽極側保温膜６１は、安定点灯時に水銀蒸気が陽極２１側の封止管１１内に侵入し、これが凝縮することを防ぐためのものである。
【０００５】
また、このような放電ランプにおいては、通常、ブレークダウン電圧を下げるために、発光管１０の外表面に沿ってトリガーワイヤー７０が配設されている。該トリガーワイヤー７０の両端部７１、７２はそれぞれの封止管１１、１２に巻回され、中間部７３が発光管１０の外表面に沿って配設されている。
そして、このトリガーワイヤー７０は、陽極２１および陰極２２とは電気的に独立した状態とされている。
【０００６】
ここで、トリガーワイヤー７０を電気的に独立した理由は以下である。
トリガーワイヤー７０を陰極２２に電気的に接続された状態にすると、発光管１０を構成しているガラスに含まれるプラス電荷を帯びたアルカリ金属（例えば、Ｍｇ＋）が、発光管に沿ったトリガーワーヤ７０方向に誘引され、発光管１０の光放射領域に失透が生じ、放射光が減衰するという問題がある。
また、トリガーワイヤー７０を陽極２１に電気的に接続された状態にすると、トリガーワイヤー７０の陰極側の封止部１２に巻回された端部７２が陽極電位となり、陰極側の封止部１２を構成しているガラスに含まれるプラス電荷を帯びたアルカリ金属（例えば、Ｍｇ＋）が、斥力（反発力）によって、陰極側の封止部１２内に配置された金属箔５２方向に移動し、金属箔５２が剥がれるという問題がある。
これらの問題を解消するために、トリガーワイヤー７０は、陽極２１および陰極２２とは電気的に独立した構造をとっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０７９９７９
【特許文献２】特開２００１−２３６９２４
【０００８】
トリガーワイヤーに関する先行文献は、特許文献１に示す。
保温膜に関する先行文献は、特許文献２に示す。
【０００９】
しかして、上記先行技術文献は、それぞれトリガーワイヤーと、保温膜に関する発明であるがゆえに、特許文献１には保温膜に関する記載がなく、また特許文献２にはトリガーワイヤーに関する記載がないものの、これらを必要としないという意味ではなく、この種ランプにおいては両者を必要とするものである。この両者を備えた放電ランプとして図４に示すようなものが知られていて、その構造については上記した通りである。
図５に示すように、トリガーワイヤー７０の両端部７１、７２は封止管１１、１２に巻回されているので、その陽極側端部７１は陽極側保温膜６１と接触する構造になっていて、このためトリガーワイヤー７０の陽極側端部７１は、陽極側保温膜６１と電気的に接続された構造になっている。
一方で、同図に示すように、封止管１１に設けた陽極側保温膜６１は該封止管１１内の金属箔５１と、石英ガラス製の封止管１１を介して対向した状態になっている。
【００１０】
このような放電ランプでは、点灯中は金属箔５１を介して陽極２１に給電されるが、該金属箔５１と陽極側保温膜６１とは封止管１１を介して対向しているために、封止管１１が誘電体となり、陽極側保温膜６１がほぼ陽極電位となる。
そして、トリガーワイヤー７０は、陽極側保温膜６１と電気的に接続された構造になっているために、トリガーワイヤー７０も陽極側保温膜６１と同程度の陽極電位となる。
【００１１】
更に、図６に示すように、トリガーワイヤー７０の反対側の陰極側端部７２は、陰極側の封止管１２に固定されており、このトリガーワイヤー７０の陰極側端部７２が陽極電位となる。
その結果、図６に示したように、陰極側の封止部１２に埋設された金属箔５２の端部近傍に、陽極電位となっているトリガーワイヤー７０の端部７２が位置することになり、陰極側の封止部１２を構成しているガラスに含まれるプラス電荷を帯びたアルカリ金属（例えば、Ｍｇ＋）が、斥力（反発力）によって、金属箔５２方向に移動し、金属箔５２が浮き、最終的に剥離するという問題があった。
【００１２】
さらには、トリガーワイヤー７０の端部７２は、封止部１２に巻回された構造であるために、陰極側保温膜６２と接触して電気的に接続された構造になっており、陰極側保温膜６２も陽極電位となる。
この結果、金属箔５２に更に近づいた位置にある陰極側保温膜６２も陽極電位となるため、上記のプラス電荷のアルカリ金属（例えば、Ｍｇ＋）の斥力（反発力）による影響が、一層大きくなり、より金属箔５２方向に移動する傾向にある。そのため、金属箔５２の箔浮きや剥離が一層促進されるという不都合が生じている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明が解決しようとする課題は、陽極側封止管と陰極側封止管に導電性の保温膜が設けられ、陽極および陰極とは電気的に独立したトリガーワイヤーを備えてなる放電ランプにおいて、陰極側封止管内の金属箔の箔浮きや剥離を生じることのない放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、この発明に係る放電ランプは、トリガーワイヤーの端部に電気的に接続された陽極側保温膜が、陽極側の封止管内の金属箔に対向する領域には存在しないようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記トリガーワイヤー端部と電気的に接続された陽極側保温膜が、前記陽極側の封止管内の集電板より、前記発光管側の領域にのみ設けられていることを特徴とする。
【００１６】
更に、上記トリガーワイヤーと電気的に接続された陽極側保温膜とは前記発光管の反対側の位置に第２の保温膜が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
更にまた、前記トリガーワイヤーの陽極側の端部は、前記陽極側保温膜と電気的に独立していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、トリガーワイヤーの端部に電気的に接続された陽極側保温膜が、陽極側の封止管内の金属箔に対向する領域には存在しないので、該陽極側保温膜が陽極側封止管内の金属箔を介して陽極電位となることがなく、したがって、トリガーワイヤー自身の陰極側端部が陽極電位となることがなく、かつ、該陰極側端部に接続する陰極側保温膜も陽極電位になることがないので、ガラス内のアルカリ金属に対して斥力が作用することなく、陰極側封止管内の金属箔を箔浮きさせたり、剥離させたりすることがないという作用効果を奏するものである。
その結果、長時間ランプを点灯しても、封止管内の金属箔の箔浮きや箔剥がれが抑制され、封止管が破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の第１の実施例の陽極側の拡大断面図
【図２】第２の実施例の拡大断面図
【図３】第３の実施例の拡大断面図
【図４】従来の放電ランプ
【図５】図４の陽極側の拡大断面図
【図６】図４の陰極側の拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１の実施例＞
この発明の放電ランプの構造は、図４に示す従来の放電ランプとの対比において、陽極側保温膜６１を設ける位置だけが異なるものであり、異なる構造のみを図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の放電ランプであって、陽極側の拡大断面図である。
図１に示すように、導電性の陽極側保温膜６１ａは、陽極側の封止管１１の内部に配置された集電板４１より発光管１０側のみに形成されており、封止管１１内の金属箔５１に対向する領域には存在しないように形成されている。
そして、トリガーワイヤー７０の陽極側の端部７１は、陽極側保温膜６１ａが形成された部分の封止管１１に巻回されて固定されており、封止管１１の外表面に形成された陽極側保温膜６１ａと接触して電気的に接続されている。
この結果、陽極側保温膜６１ａと金属箔５１が、ガラス製の封止管１１を介して対向して配置されることがなく、ずれた位置関係になることにより、該陽極側保温膜６１ａの陽極電位を従来構造（図５）の場合の陽極電位より大幅に低く抑えることができ、トリガーワイヤー７０の陰極側の端部７２および陰極側保温膜６２の電位も同様に大幅に低く抑えることができるようになる。
【００２２】
その結果、陰極側の封止部１２を構成しているガラスに含まれるプラス電荷を帯びたアルカリ金属（例えば、Ｍｇ＋）への斥力（反発力）を弱めることができ、アルカリ金属（例えば、Ｍｇ＋）が陰極側の封止管１２内の金属箔５２方向に移動することが防げて、金属箔５２の浮きや剥がれを長時間に亘り抑えることができ、封止管の破損を防止できるものである。
なお、図１では、陽極側保温膜６１ａの端部と集電板４１の位置が略一致しているものが示されているが、保温膜６１ａの本来の保温機能が果たせるのであれば、必ずしも両端が一致している必要はない。
【００２３】
＜第２の実施例＞
図２は、他の実施例であり、陽極側の封止管１１の外表面には、トリガーワイヤー７０の端部７１に接続された陽極側保温膜６１ａとは離間した位置に第２の導電性の保温膜６１ｂが設けられている。この第２の保温膜６１ｂは、集電板４１にほぼ対向する位置から金属箔５１にかけて設けられていて、トリガーワイヤー７０には接続されていない。
その結果、第２の保温膜６１ｂによって、発光管１０から内部リード３１周囲の空隙から集電板４１近傍にかけて侵入する水銀の凝縮をより効果的に防止することができる。
なお、その一実施形態を示すと、陽極側保温膜６１ａの端部と集電板４１の離間距離Ｌ１は２５ｍｍであり、陽極側保温膜６１ｂの端部と第２の保温膜４１の離間距離Ｌ２は５ｍｍである。
【００２４】
ところで、上記実施例２においては、第２の保温膜６１ｂも導電性材料からなるものを例示したが、当該第２の保温膜６１ｂは、必ずしも導電性材料からなるものである必要はなく、絶縁性のセラミック系材料からなるものであってもよい。この場合には、該第２の保温膜６１ｂは、導電性の陽極側保温膜６１ａと離間している必要はなく、互いに接触する位置関係に設けられていてもよい。
なお、該セラミック系材料からなる絶縁性保温膜は、保温機能においては導電性保温膜よりも劣るものであり、陽極側保温膜６１ａや陰極側保温膜６２を絶縁性材料から形成することは実用上問題があって採用できないが、保温効果を求める上で補助的な意味合いをもつ上記第２の保温膜６１ｂの材料としては採用できるものである。
【００２５】
＜第３の実施例＞
図３は、更に他の実施例であり、陽極側保温膜６１ａは、金属箔５１と対向する位置に設けられてはいるが、トリガーワイヤー７０の端部７１が位置する領域には設けられていない。従って、陽極側保温膜６１ａとトリガーワイヤー７０とは電気的に独立しているので、たとえ陽極側保温膜６１ａが陽極電位と近くなっても、トリガーワイヤー７０は陽極電位とはならず、図５に示す従来構造の場合と比較して、大幅に低く抑えることができる。
これにより、トリガーワイヤー７０の陰極側の端部７２および陰極側保温膜６２の電位も陽極電位となることがなく、従来技術より大幅に低く抑えることができるようになる。
こうすることにより、金属箔５２の浮きや剥がれを長時間に亘り抑えることができ、封止管が破損しないという効果は、上記実施例と同様である。
なお、その一実施形態を示すと、陽極側保温膜６１ａの端部とトリガーワイヤー７０の端部７１の離間距離Ｌ３は５ｍｍである。
【００２６】
なお、上記実施例における導電性の陽極側保温膜６１ａと陰極側保温膜６２の材質としては以下のものがある。
金を混入した天然樹脂を封止管及び発光管の一部に塗布し、これを焼成することにより、天然樹脂が蒸発して、封止管及び発光管の表面に、金化合物の保温膜ができるものであり、この膜を一般には水金膜と呼ぶ。また、金以外に、白金を用いる場合もある。
【００２７】
＜実験例＞
（ランプ仕様）
発光管：発光管部最大外径；約８０ｍｍ、内容積；２００ｃｃ、陰極側封止管部（シール部）外径；約２９ｍｍ
陰極（材質；エミッタ物質としてトリウムが含有されたトリエーテッドタングステン、全長（軸方向長さ）；  ２６  ｍｍ、胴部の直径；１５ｍｍ
陽極（材質；タングステン、全長（軸方向長さ）；  ３８ｍｍ、胴部の直径；２５ｍｍ
陰極と陽極との電極間距離；７．６ｍｍ
封入ガス：キセノンガス、封入ガス圧；１．２×１０５Ｐａ
水銀量：３０ｍｇ／ｃｃ
点灯電圧：８２V
点灯電流：６１A
入力電力：５ｋＷ
金属箔：材質；モリブデン、厚さ；４０μｍ、全長（軸方向長さ）；６０ｍｍ、幅（周方向長さ）；１０ｍｍ、枚数５枚
【００２８】
＜実験結果＞
この実験は、１０００時間点灯後の陰極側封止管の金属箔の箔剥がれを調べたもので、その結果は以下の通り。
【００２９】
【表１】
2010192351.tif 000003
【符号の説明】
【００３０】
１０        発光管
１１        陽極側封止管
１２        陰極側封止管
２１        陽極
２２        陰極
３１、３２  内部リード  
４１、４２  集電板
５１、５２  金属箔
６１ａ      陽極側保温膜
６１ｂ      第２の保温膜
６２        陰極側保温膜
７０        トリガーワイヤー
７１、７２  端部
【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】
2010192351.tif 000008
【図６】
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