(57)【要約】【課題】内部に一対の電極を有する発光管と、内部に金属箔が埋設されて封止部を形成する側管とを有するロングアーク型放電ランプにおいて、発光管と側管との溶着部に含まれるＯＨ基が点灯時に放電空間内に放出されることがないような構造および、その製造方法を提供することである。【解決手段】前記発光管が無水石英ガラスよりなり、該発光管と側管の溶着部が、電極と金属箔との接合位置より外端部側に位置していることを特徴とし、更には、前記発光管に端部管を形成して、該端部管と側管とを溶着することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極を有する発光管と、内部に金属箔が埋設されて封止部を形成する側管とを有するロングアーク型放電ランプにおいて、
前記発光管が無水石英ガラスよりなり、該発光管と側管の溶着部が、電極と金属箔との接合位置より外端部側に位置していることを特徴とするロングアーク型放電ランプ。
【請求項２】
前記発光管に端部管が形成され、該端部管と側管とが溶着されており、該端部管と側管とで封止部を形成することを特徴とする請求項１に記載のロングアーク型放電ランプ。
【請求項３】
前記金属箔は、スペーサガラスを介して複数枚設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロングアーク型放電ランプ。
【請求項４】
ロングアーク型放電ランプの製造方法であって、
発光管の端部を加熱し、加圧によって縮径して封止用の端部管を形成する工程と、
前記端部管に、側管を加熱溶着する工程と、
前記側管内に、前記端部管と前記側管の溶着部を金属箔と電極との接合部より外端部側に位置させて、金属箔を封止する工程とからなる、
ことを特徴とするロングアーク型放電ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロングアーク型放電ランプおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクや塗料の乾燥、樹脂の硬化処理に使用する光化学反応用装置の紫外線照射光源として、或いは、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する露光装置の紫外線照射光源として、ロングアーク型放電ランプが使用されている。
【０００３】
図４を用いてこの従来のロングアーク型放電ランプを説明する。
発光管１の両端部には封止部２が形成されており、発光管１内には一対の電極３、３が配置されている。
電極３の後端部３ａは、上下部が平坦面形状となるように切削加工されて、ほぼ角柱状となっている。
封止部２には、石英ガラス製の扁平状のスペーサガラス４が埋設され、該スペーサガラス４は前記電極３の後端部３ａと略同一の厚さを有していて、このスペーサガラス４を挟むように、その上下面に一対の（２枚の）金属箔５ａ、５ｂが配置されている。
また、封止部２には、発光管１側にガラス製の保持用筒体６が配置されていて、該保持用筒体６に電極３が挿通されおり、これによって該電極３が支持されている。
そして、金属箔５ａ、５ｂの後端には外部リード７が接続されている。
【０００４】
このようなロングアーク型放電ランプは、通常、図５に示すような方法で製造される。
以下に、製造方法を説明する。
図５（Ａ）
発光管１と側管２をガラス旋盤にセットする。
図５（Ｂ）
外径の大きな発光管１の端部１ａを酸水素バーナーＢで加熱することにより縮径し、その端部１ａを側管２とほぼ同じ径まで絞る。
図５（Ｃ）
発光管１の端部１ａおよび側管２の端部２ａを加熱して両者を溶着する。
図５（Ｄ）
側管２内に電極マウントＭを入れて、発光管１の内部を真空状態、または不活性ガスを減圧充填した状態として、側管２をバーナーＸで加熱し封止する。
【０００５】
以上の工程を経て製造されるロングアーク型放電ランプの要部構造が図６に示されている。
このような構造のロングアーク型放電ランプでは、以下のような問題があった。
先ず、図５（Ｂ）に示すように、発光管１を加熱して縮径するときに、酸水素バーナーＸで発光管１の端部１ａを加熱する。この際に、ＯＨ基が該発光管１の端部１ａに多量に混入する。
また、図５（Ｃ）に示すように、発光管１と側管２を溶着するとき、酸水素バーナーＸで発光管１の端部１ａと側管２の端部２ａを加熱する際に、それぞれの端部にＯＨ基が溶着部Ａに混入する。
つまり、上記、図５（Ｂ）と図５（Ｃ）に示す工程において、図５（Ｃ）に示す発光管１の端部１ａおよび側管２の端部２ａの溶着部Ａでは、その内表面にまで及んで多量のＯＨ基が存在することになる。
【０００６】
即ち、図６に示すように、発光管１と側管２の溶着部Ａでは内表面にまでＯＨ基が含まれるとともに、その溶着部Ａを中心としてその両側の発光管１および側管２の外表面にＯＨ基が含まれた状態となる。そして、当該溶着部Ａは、その構造上、発光管１の放電空間Ｓに曝されることになる。
なお、その他の構造は、図４に示す従来例と同様であり、電極３がスペーサガラス４を介在させて金属箔５に接続され、該金属箔５の他端側には外部リード７が接続される。また、側管２の前方側、即ち、発光管１側にはガラス製の保持用筒体６が配置されており、電極３を支持している。
【０００７】
このように、従来のランプにおいては、特に、発光管１と側管２の溶着部Ａにおいて、ランプの内表面にまでＯＨ基が含まれてしまうことが避けられなかった。
そして、この溶着部Ａは発光管１の放電空間Ｓに曝されるために、ここに含有されるＯＨ基は、ランプ点灯時に発光管内部の放電空間Ｓに放出され、この放出されたＯＨ基は酸素と水素に分解される。酸素は発光管内の発光封入物であるメタルハライドと結合し酸化物を形成し、ハロゲンサイクルを阻害して、黒化が生じるという問題があった。
一方、同様に放電空間内で分解された水素は、始動電圧の上昇を引き起こすという問題があった。
上記のＯＨ基の放電空間内への放出は、当然のことながら、特にＯＨ基が放電空間にまで及んで含まれた部位、即ち、溶着部Ａで発生する。
【０００８】
このような問題が回避するために、従来のロングアーク型放電ランプでは、発光管と側管を接続した加工品（図５（Ｃ）に示す構造物）を、約１０００℃で１０時間程度の真空炉処理を行うことにより、ＯＨ基を除去するという面倒な作業工程が不可欠であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１０２２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、長時間の真空炉処理工程を行わなくても、発光管内の放電空間にＯＨ基が放出されることを十分に抑制でき、発光管が黒化することがなく、長時間にわたり、始動電圧の上昇を抑制できるロングアーク型放電ランプの構造およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、この発明では、前記発光管が無水石英ガラスよりなり、該発光管と側管の溶着部が、電極と金属箔との接合位置より外端部側に位置していることを特徴とする。
また、前記発光管に端部管が形成され、該端部管と側管とが溶着されており、該端部管と側管とで封止部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、封止部の封止時に、発光管と側管の溶着部に含まれるＯＨ基が放電空間内に放出されることがなく、発光管の黒化を防止できて、長時間にわたり始動電圧の上昇を抑制することができる。そのため、ＯＨ基を除去するためのランプ構造体の真空加熱処理といった面倒な作業を省くことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のロングアーク型放電ランプの要部断面図。
【図２】本発明のロングアーク型放電ランプの製造法の説明図。
【図３】本発明の効果を表すグラフ。
【図４】従来のロングアーク型放電ランプの全体図。
【図５】その製造法の説明図。
【図６】図４の要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本願発明のロングアーク型放電ランプの要部断面図である。
本発明における発光管１は無水石英ガラスであり、側管２は石英ガラスからなる。
なお、側管２も無水石英ガラスであってもよい。
この発光管１の端部には、端部管１０が形成されており、該端部管１０の端部１０ａと、前記側管２の端部２ａが溶着されている。そして、これら端部管１０と側管２とで封止部を構成する。
前記発光管１の端部管１０と、側管２の溶着部Ｂは、電極３と金属箔５との接合位置Ｙよりも後方、即ち外端部側に位置している。
その他の構造については、図３および図５の構造と同様である。
【００１５】
上記構成のロングアーク型放電ランプの製造方法を図２によって説明すると以下の通りである。
図２（Ａ）
発光管１の端部を酸水素バーナーＸにより加熱して、成型ローラー１１によって加圧して前記端部を縮径し、側管２とほぼ同径の端部管１０を成型する。
図２（Ｂ）
端部管１０の端部１０ａと、側管２の端部２ａをバーナーＸで加熱する。
図２（Ｃ）
端部管１０の端部１０ａと側管２の端部２ａを加熱しつつ、両者を溶着する。これにより、端部間１０と側管２とによって封止部が形成される。
図２（Ｄ）
側管２及び端部管１０からなる封止部内に電極マウントＭを挿入する。
このとき、電極マウントＭの位置は、端部管１０と側管２の溶着部Ｂが、電極３と金属箔５との接合位置Ｙより後方、即ち外端部側に位置するようになる。
この状態で、発光管１内部を真空状態、または不活性ガスを減圧充填した状態として、側管２および端部管１０をバーナーＸで加熱し封止する。
【００１６】
図１に示すように、上記のように製造されたロングアーク型放電ランプにおいては、端部管１０と側管２との溶着部Ｂは、電極３と金属箔５との接合位置Ｙよりも後方、即ち後端部側に位置している。
なお、図１において、その他の構造は、前記図３及び図５に示される構造と同様である。
【００１７】
このような構造を有するランプにおいては、端部管１０の端部１０ａと側管２の端部２ａの溶着部Ｂにおいて多量のＯＨ基が含まれ、該ＯＨ基は端部管１０の内表面および側管２の内表面にまで及んで含まれる。
しかしながら、この溶着部Ｂは電極３と金属箔５の接合位置Ｙよりも後方に存在するので、金属箔５が封止される部位に相当し、封止時に十分に加熱溶融されて当該部位は密閉され、発光管１の放電空間Ｓと連通することがない。このため、当該部位からＯＨ基が放電空間Ｓ内に放出されることがない。
なお、上記溶着部Ｂを中心とした両側の表面にもＯＨ基が含有されるが、この部位は、その外表面であって、これが放電空間Ｓに放出されることはない。
【００１８】
本発明のロングアーク型放電ランプの一例を示すと以下の通り。
＜本発明ランプ仕様＞
発光管：無水石英ガラス（含有ＯＨ量５ｐｐｍ）
内径２２ｍｍ、外径２６ｍｍ
電極間距離：２５０ｍｍ
投入電力：７ｋＷ
電極材質：トリエーテッドタングステン
封入物：
水銀：２７０ｍｇ
沃化水銀：９ｍｇ
鉄：１．５ｍｇ
沃化タリウム：１．５ｍｇ
沃化ビスマス：３．０ｍｇ
アルゴンガス：３０Ｔｏｒｒ
【００１９】
以下に、本発明の効果を示す実験例を示す。
ランプ電圧：５００Ｖ、ランプ電流：１４Ａであり、電源に搭載されているイグナイターの上限電圧は５ｋV。
＜従来品１＞
図５（Ｃ）に示すような、発光管と側管を接続した構造物を、１０００℃で１０時間の真空炉処理したランプ。
＜従来品２＞
図５（Ｃ）に示すような、発光管と側管を接続した構造物を、真空処理しなかったランプ。
＜本発明品＞
図１に示すような、発光管の端部管と側管とを溶着したものを、真空処理しなかったランプ。
【００２０】
図４に示されるように、従来品１においては、１４００時間経過しても始動電圧は当初の２ｋＶから２．４ｋＶに変化した程度であり、始動電圧の変化はほぼなかった。
従来品２においては、真空炉処理を行わなかったので、１０００時間で始動電圧が５ｋＶまで上昇し、点灯困難な状態となった。
本発明品においては、１４００時間経過しても始動電圧は当初の２ｋＶから２．６ｋＶに変化した程度であり、始動電圧の変化は殆どなく、従来品１とほぼ同等であった。
つまり、発光管と側管を接続した構造物を、真空炉処理を行わなくとも、始動電圧の上昇は、許容範囲に十分に収まるものであった。
また、１４００時間経過しても発光管の黒化は見られなかった。
【００２１】
また、発光管１の肉厚を、側管２の肉厚より大きくすることにより、端部管１０を加熱して封止する際に、バーナーで加熱された端部管１０の外表面部分に混入したＯＨ基がランプ内部に拡散する時間をより長くして、発光管の黒化を遅らせ、点灯電圧の上昇をさらに長時間抑制し、長寿命のランプとなる。
【００２２】
以上のように、本発明のロングアーク型放電ランプにおいては、発光管と側管との溶着部が、電極と金属箔との接合位置より外端部側に位置するようにしたので、発光管が黒化することがなく、しかも、長時間にわたり始動電圧の上昇を抑制できる。
また、従来のような発光管と側管を溶着した構造物を真空炉処理するという面倒な処理が必要なくなる。
【符号の説明】
【００２３】
１            発光管
２            側管
３            電極
４            スペーサガラス
５（ａ、ｂ）  金属箔
６            保持用筒体
７            外部リード
１０          端部管
Ｓ            放電空間
Ｘ            酸水素バーナー
Ｂ            溶着部
Ｙ            電極と金属箔の接合位置
【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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【図６】
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