(57)【要約】      （修正有）【課題】発光管と、封止管と、前記発光管内に対向配置された一対の電極と、を備えたショートアーク型放電ランプにおいて、封止管内に配設する電極芯線保持体と電極芯線との組立作業、ひいては電極構造体の組立作業を簡便化して、作業効率を向上するとともに、対向電極の相対位置が正確に整合し、更には、点灯後の水銀の蒸発が早期に行われるようにした構造を提供する。【解決手段】電極を含む電極構造体１０が封止管内３で封止され、該電極構造体は、電極と、電極芯線と、金属製の電極芯線保持体１２と、該電極芯線保持体の後方の封止用ガラス体と、該封止用ガラス体の後端の後方集電板と、電極芯線保持体と後方集電板に接続された導電箔と、電極芯線保持体に巻回された緩衝箔と、電極芯線保持体と封止用ガラス体と後方集電板とを封止する副封止管１９とからなり、副封止管が封止管によって封止されていることを特徴とする。【選択図】図１
2015065128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光空間を構成するガラス製の発光管と、該発光管の両端に接続されたガラス製の封止管と、前記発光管内に対向配置された一対の電極と、を備えたショートアーク型放電ランプにおいて、
前記電極を含む電極構造体が前記封止管内で封止され、
前記電極構造体は、
電極と、
電極芯線と、
前記発光管内に露出し、集電機能を備える金属製の電極芯線保持体と、
該電極芯線保持体の後方の封止用ガラス体と、
該封止用ガラス体の後端の後方集電板と、
前記電極芯線保持体と前記後方集電板に接続された導電箔と、
前記電極芯線保持体の外周に巻回された緩衝箔と、
前記電極芯線保持体と前記封止用ガラス体と前記後方集電板とを封止する
副封止管と
からなり、
前記副封止管が前記封止管によって封止されている
ことを特徴とするショートアーク型放電ランプ。
【請求項２】
前記緩衝箔は、エンボス加工されて凹凸形状を有してなり、
前記副封止管の内周面と前記電極芯線保持体の外周面との間に前記緩衝箔の凹凸により間隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はショートアーク型放電ランプに関し、特に、封止管内に電極芯線保持体が用いられているショートアーク型放電ランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体基板や液晶ディスプレイ用の液晶基板を露光するのに使用される露光装置の紫外線光源として、水銀を封入したショートアーク型放電ランプが多用されている。
この種のショートアーク型放電ランプでは、特開２００７−１１５４９８号公報（引用文献１）に示されるような、封止管内で電極芯線を保持するためにガラス製の円筒状の電極芯線保持体が配置されていて、大型化する電極を保持する構造が採用されている。
【０００３】
図６に、かかる従来のショートアーク型放電ランプが示されている。
図６に示すように、このショートアーク型放電ランプ３１は、発光空間Ｓを囲繞する球形状の石英ガラス製の発光管３２と、この発光管３２の両端から外方に伸びるよう連設された封止管３３とにより構成されている。
前記発光管３２内には、陽極３４および陰極３５が互いに対向するよう配置されており、その各々は、封止管３３から発光管３２に管軸に沿って伸びる、例えばタングステンよりなる円柱状の電極芯線３６、３６の先端に固定されて支持されている。そして、前記発光管３２内には、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス若しくはこれらの混合物よりなる封入ガスおよび水銀などの発光物質が封入されている。
【０００４】
前記封止管３３内においては、発光管３２に接近した位置に、石英ガラスよりなる円筒状の電極芯線保持体３７が配設され、前記電極芯線３６はこの円筒状の電極芯線保持体３７を貫通して支持されている。
また、この電極芯線保持体３７の後方には石英ガラスよりなる封止用ガラス体３８が配置されている。
そして、この封止用ガラス体３８の前端面には、前記電極芯線保持体３７との間に挟まれるように、金属製の前方集電板４２が設けられている。
【０００５】
そして、電極３４、３５が取り付けられた電極芯線３６は、前記電極芯線保持体３７を貫通し、その後方端部側には前記前方集電板４２が固定されている。
一方、前記封止用ガラス体３８には、その前端面から軸方向に沿って伸びる有底孔３８ａと、後端面から伸びる有底孔３８ｂが形成されており、これらの有底孔３８ａ、３８ｂにはそれぞれ電極芯線３６と外部リード３９が挿入されている。この外部リード３９は封止部３３の後方に延出している。
前記封止用ガラス体３８の後端面には後方集電板４３が配置され、前記外部リード３９は、この後方集電板４３を貫通していて、該後方集電板４３は前記外部リード３９に固定されている。
【０００６】
前記封止用ガラス体３８の外周面には、モリブデンよりなる複数の帯状の金属箔４１が、当該封止用ガラス体３８の周方向に互いに離間して長手方向に伸びるように配置されており、該金属箔４１の各々の内端部は、前記前方集電板４２に接続されて電極芯線３６と電気的に接続されており、一方、前記金属箔４１の各々の外端部は、前記後方集電板４３に接続されて外部リード３９と電気的に接続されている。
これにより、前記電極芯線３６と外部リード３９とは、前方集電板４２、金属箔４１および後方集電板４３を介して電気的に接続される。
そして、封止用ガラス体３８の外周面は、金属箔４１を介して封止部３３の内面に気密に溶着されている。
なお、前記後方集電板４３の後方には、外部リード保持体４０が配置され、前記外部リード３９がこの外部リード保持体４０に挿通・支持されていて、該外部リード保持体４０の外周面は、封止部３３の内面に気密に溶着されている。
【０００７】
かかる従来技術においては、電極芯線３６を保持する円筒状の電極芯線保持体３７は、石英ガラス製であって、その内部を電極芯線３６が貫通しており、封止管３３による封止時には、該封止管３３と電極芯線保持体３７とが互いに溶着される構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１１５４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術においては、ガラス製の電極芯線保持体は、石英ガラスという材質の性質上、そもそも加工精度が悪く、このガラス製保持体に金属製の電極芯線を貫通させると、両者の間には不可避的に隙間が生じる。しかも、その隙間も軸方向で一定ではない。
こうしたことにより、電極芯線保持体と電極芯線との間に位置ずれが生じることがあり、電極の位置が不安定となり、対向電極間でその先端に位置ずれが生じて、精確な対向位置の確保が難しく、しかも、電極間距離が安定せずに個々のランプで変わってしまい、所望の性能が得られないという不具合がある。
【００１０】
更には、ガラス製電極芯線保持体と電極芯線との組立作業においても、両者の寸法精度の不一致を是正しつつ行わなくてはならず、多大な労力を要することになっていて、組立作業の自動化の妨げとなっている。
加えて、ガラス製電極芯線保持体と電極芯線とが融着しないように、電極芯線に緩衝箔を巻き付けて電極芯線保持体に挿入するといった複雑な作業を伴うという問題もあった。
また、電極芯線保持体はその先端が発光空間に露出するものであり、これがガラス製であることによって、ランプ点灯時になかなかその温度が上昇せず、消灯時に凝縮してそこに停留した水銀が蒸発し難く、早期の点灯が困難であるという不具合もある。
【００１１】
上記従来技術の問題点に鑑みて、この発明が解決しようとする課題は、発光空間を構成するガラス製の発光管と、該発光管の両端に接続されたガラス製の封止管と、前記発光管内に対向配置された一対の電極と、を備えたショートアーク型放電ランプにおいて、封止管内に配設する電極芯線保持体と電極芯線との組立作業、ひいては電極構造体の組立作業を簡便化して、作業効率を向上するとともに、対向電極の相対位置が精確に整合し、更には、点灯後の水銀の蒸発が早期に行われるようにしたショートアーク型放電ランプの構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、この発明に係るショートアーク型放電ランプでは、電極を含む電極構造体が封止管内で封止され、該電極構造体は、電極と、電極芯線と、発光管内に露出し、集電機能を備える金属製の電極芯線保持体と、該電極芯線保持体の後方の封止用ガラス体と、該封止用ガラス体の後端の後方集電板と、前記電極芯線保持体と前記後方集電板に接続された導電箔と、前記電極芯線保持体の外周に巻回された緩衝箔と、前記電極芯線保持体と前記封止用ガラス体と前記後方集電板とを封止する副封止管とからなり、前記副封止管が前記封止管によって封止されていることを特徴とする。
また、前記緩衝箔は、エンボス加工されて凹凸形状を有してなり、前記副封止管の内周面と前記電極芯線保持体の外周面との間に前記緩衝箔の凹凸により間隙が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、電極芯線保持体を金属製としたことにより、ガラス製のものと比較してその加工精度が飛躍的に向上し、同じ金属製である電極芯線との組立作業が非常に簡便化して、組立作業の自動化が図られることになり、更には、対向電極同志の正確な位置合わせが可能となるという効果を奏する。
また、電極芯線保持体がガラス製である場合と比べて点灯時に電極芯線から熱伝達が良好であって速やかに温度上昇するので、早期の水銀蒸発が実現でき、早期の安定点灯がもたらされる。
また、金属製電極芯線保持体を含めて電極構造体を構成したので、該電極構造体を封止管内に封止すればよく、ランプ組立作業の自動化が促進され、作業効率の一層の向上が図られる。
また、電極構造体における金属製電極芯線保持体の外周には、エンボス加工されて凹凸形状を有する緩衝箔を巻回したので、副封止管を加熱溶融して電極芯線保持体を封止しても、該副封止管と電極芯線保持体とが融着することがなく、金属製の電極芯線保持体が熱膨張しても緩衝箔の凹凸により吸収されるので、副封止管の損傷・破裂といった事故が生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例の封止前の状態の断面図
【図２】本発明の実施例の封止後の状態の断面図
【図３】本発明の電極構造体のみの断面図
【図４】図３のＸ部の拡大図
【図５】図４における緩衝箔のみの拡大図
【図６】従来のショートアーク型放電ランプの全体図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明にかかるショートアーク型放電ランプ１の封止前の状態を示す断面図であり、図２は封止後の状態を示す断面図である。
ショートアーク型放電ランプ１は発光管２と封止管３を有し、発光管２内の発光空間内に一対の陽極４と陰極５とが対向配置されている。
そして、本発明のショートアーク型放電ランプにおいては、電極４、５を含む電極構造体１０が形成されていて、該電極構造体１０が封止管３内に封止されているものである。
図３〜図５に電極構造体１０の詳細が示されていて、図３には、陽極４を含む電極構造体１０が示されている。他方の陰極５を含む電極構造体１０も同様な構造である。
【００１６】
以下、本明細書において、前端、前方とは、発光管２内の発光空間側を意味し、後端、後方とは、その反対側、即ち、ランプの外部側を意味する。
電極（陽極）４の電極芯線１１には、その後端部側に金属製の円筒状の電極芯線保持体１２が被嵌されている。換言すれば、電極芯線１１は、円筒状の電極芯線保持体１２を貫通している。そして、これら両者はロウ付け、カシメ止めなどにより互いに固定されている。
電極芯線保持体１２の後方には封止用ガラス体１３が配置され、その後端にはリング状の金属製の後方集電板１５が配置されていて、外部リード１４がこの後方集電板１５を貫通しており、その前方が前記封止用ガラス板１３に当接している。
後方集電板１５と外部リード１４とは、ロウ付け、カシメ止め等の手段により固定されている。
また、後方集電板１５の後方には、必要に応じて外部リード保持用円筒体１６が設けられる。
なお、前記電極芯線１１及び外部リード１４は、従来例として図６に示したように、封止用ガラス体１３の前後端に有底孔を形成して、それぞれの端部が挿入される構造としてもよい。
【００１７】
前記金属製の電極芯線保持体１２は集電機能も併せ有していて、該電極芯線保持体１２と後方集電板１５の間には、前記封止用ガラス体１３の外周に沿って複数の導電箔１７が設けられている。該導電箔１７は、前端部で電極芯線保持体１２に溶接され、後端部で後方集電板１５に溶接されている。
そして、図３にその詳細が示されているように、電極芯線保持体１２の外周には、緩衝箔１８が巻回されている。この緩衝箔１８は、電極芯線保持体１２の外周に1回り以上巻きつけられて、重ね合わせ部分で溶接により電極芯線保持体１２に固定される。
このとき、図４に示されるように、前記緩衝箔１８は、前記導電箔１７の上から電極芯線保持体１２に巻回される。そして、図５に示すように、前記緩衝箔１８には、エンボス加工により凹凸１８ａ、１８ｂが形成されている。
この緩衝箔１８の凹凸１８ａ、１８ｂによって、前記副封止管１９の内周面と前記電極芯線保持体１２の外周面との間には間隙が形成される。
【００１８】
そして、図３に示すように、電極芯線保持体１２、封止用ガラス体１３および後方集電板１５、更には外部リード保持体１６を含んで、石英ガラスよりなる副封止管１９が被嵌されて、加熱溶融されて封止されている。
このとき、金属製の電極芯線保持体１２には緩衝箔１８が巻回されているので、電極芯線保持体１２にガラス製の副封止管１９が溶着してしまうことがなく、副封止管１９が破損するという事故が防止される。
また、緩衝箔が凹凸を有し、副封止管１７と金属製電極芯線保持体１２との間に微小間隙を有するので、点灯時に電極芯線保持体１２が膨張しても、この間隙に吸収されるので、副封止管１２更には封止管３を損傷したり破損したりすることがない。
このようにして、電極４を含み、電極芯線１１、金属製の電極芯線保持体１２、封止用ガラス体１３、後方集電板１５および、必要に応じて外部リード保持体１６などを副封止管１９により封止した電極構造体１０が形成される。
【００１９】
そして、図１に示すように、この電極構造体１０を封止管３内に配置して、該封止管１０を加熱溶融して封止管１０と副封止管１９とを溶着する。図２に示すように、こうして電極構造体１０が封止管３内に封着されたショートアーク型放電ランプ１が完成する。
このとき、電極構造体１０の金属製の電極芯線保持体１２の前端面は、発光管２の発光空間に露出して配置されることになる。
【００２０】
以上説明したように、本発明では、発光管と、封止管と、前記発光管内に対向配置された一対の電極とを備えたショートアーク型放電ランプにおいて、封止管内に配置される電極芯線保持体を金属製とし、該電極芯線保持体を含んで電極構造体を作成し、該電極構造体の副封止管を前記封止管に溶着封止する構成としたので、電極芯線保持体の寸法精度が容易にかつ精確に得られて、電極芯線との組立作業が簡便化し、これを含んだ電極構造体とすることによりランプの自動組み立てが可能となり、その上、対向電極の正確な位置決めでき、作業効率の向上、作業コストの削減に大きく寄与することができる。
また、発光空間に露出する電極芯線保持体を金属製としたことにより、点灯した際の電極からの熱伝達が速く、早期に温度上昇して、消灯時に凝縮して滞留している水銀を早期に蒸発させて早期の安定点灯が得られる。
また、金属製電極芯線保持体の外周と、副封止管の間に緩衝箔を介在させたので、副封止管の溶着時に電極芯線保持体に溶着してしまうことがない。
更には、この緩衝箔にはエンボス加工により凹凸が形成されているので、副封止管と電極芯線保持体の間に間隙が形成され、点灯時に金属製の電極芯線保持体が熱膨張しても、この間隙で吸収されて副封止管が破損されることもない。
【符号の説明】
【００２１】
１      ショートアーク型放電ランプ
２      発光管
３      封止管
４      陽極
５      陰極
１０    電極構造体
１１    電極芯線
１２    金属製電極芯線保持体
１３    封止用ガラス体
１４    外部リード
１５    後方集電板
１７    導電箔
１８    緩衝箔
１９    副封止管
【図１】
2015065128.tif 000003
【図２】
2015065128.tif 000004
【図３】
2015065128.tif 000005
【図４】
2015065128.tif 000006
【図５】
2015065128.tif 000007
【図６】
2015065128.tif 000008