(57)【要約】【課題】  トリガ部材と電極間において発生する異常放電に起因する発光管の穴開きの発生を防止することができ、しかも、トリガ部材の変位や断線、ランプの回転などに由来する不具合の発生を防止できて放電ランプを確実に始動させることのできる新規なトリガ部材の配設構造が採用された放電ランプを提供すること。【解決手段】  石英ガラスよりなる、直管状の発光部の両端に封止部が形成された発光管の内部に、一対の電極が対向配置されると共に水銀が封入されており、トリガ部材が、発光管に近接した状態で、発光管の表面に沿って発光管の軸方向に伸びるよう配設されてなる放電ランプであって、トリガ部材は、剛性を有する棒材よりなり、発光管における封止部の各々の外周面上には、リング状部材が、少なくとも一方が封止部の外周面に沿って摺動可能とされた状態で、配設されており、当該リング状部材の各々にトリガ部材が固定されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスよりなる、直管状の発光部の両端に封止部が形成された発光管の内部に、一対の電極が対向配置されると共に水銀が封入されており、トリガ部材が、発光管に近接した状態で、発光管の表面に沿って発光管の軸方向に伸びるよう配設されてなる放電ランプであって、
前記トリガ部材は、剛性を有する棒材よりなり、
発光管における封止部の各々の外周面上には、リング状部材が、少なくとも一方が封止部の外周面に沿って摺動可能とされた状態で、配設されており、当該リング状部材の各々にトリガ部材が固定されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
封止部の端部にはベースが設けられており、トリガ部材の一方の端部が当該ベースに固定さ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、写真製版用の印刷用刷版（ＰＳ版）の露光処理に好適に用いられる紫外線を放射する放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば、写真製版の露光処理に用いられる光照射装置においては、水銀などの発光物質、および、照射する感光剤の感度にあわせて適宜にＧａＩ2 などの金属ハライドが封入された高圧水銀ランプなどの放電ランプが紫外線光源として使用されており、高圧水銀ランプが点灯されることによりステージ上に載置されたワークが露光されて処理される。
このような光照射装置のある種のものにおいては、例えば、高圧水銀ランプが点滅点灯、すなわち、ワークを入れ替えるに際して高圧水銀ランプが消灯される、いわゆる「シャッタレス」の構造が採用されている。ここに、高圧水銀ランプの代表的な点灯モードを示すと、例えば３０秒間の間連続的に点灯した後、３０秒間の間消灯する点灯動作が連続して行われる。
【０００３】
このように、高圧水銀ランプが点滅点灯して使用される場合において、ランプの始動性を改善して電極間の絶縁破壊（主点灯）を確実に行うために、発光管の外周面に沿ってトリガ部材を配置することが行われており、トリガ部材の配設方法としては、種々の方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図３は、従来における高圧水銀ランプの一例における構成を概略的に示す説明図であり、図４は、図３に示す高圧水銀ランプの要部を拡大して示す説明図である。
この高圧水銀ランプ４０におけるトリガ部材５０は、例えば線径が０．５ｍｍである鉄−ニッケル合金よりなる線材により構成されており、その一端部が不図示の始動用パルス発生回路の高圧側に接続された電極４５２と電気的に接続された状態で、発光管４１における直管状の発光部４２の表面に沿って、パルス発生回路の低圧側に接続された電極４５１の近傍位置にまで伸びるよう配設されている。なお、発光管４１は、例えば石英ガラスよりなり、電極４５１，４５２の間に形成された発光部４２、この発光部４２の両端部に形成された封止部４３、発光部４２と封止部４３との間に形成された縮径部４４とを備えており、縮径部４４が電極４５１、４５２の周囲に位置される状態とされている。
このトリガ部材５０は、その両端部が縮径部４４の近傍の外周面に密着状態で巻回されて設けられた係止用リング部材５２１，５２２によって係合され、これにより、トリガ部材５０が引っ張り状態（緊張状態）で発光管４１の発光部４２に近接した状態とされている。ここに、係止用リング部材５２１は、トリガ部材５０の回転防止およびトリガ部材５０の、発光管４１の発光部４２に対する近接配置を確実に行うことなどの理由から、数回例えば２回巻回された構成とされている。
【０００５】
トリガ部材５０、具体的にはトリガ電極としても機能する係止用リング部材５２１，５２２を発光管４１の縮径部４４に密着させた状態とする理由は、以下に示す通りである。  高圧水銀ランプ４０が始動されるに際して、トリガ部材５０と、電極４５１，４５２および内部リード４６との間に高周波電圧が印加されると、誘電体である発光管４１を介して生起される、いわゆる誘電体バリア放電により生成される電子が種となって、主放電電極間で絶縁破壊が生じるが、主放電電極間における放電は、トリガ部材５０（係止用リング部材５２１，５２２）に誘引されて移行するためである。
また、高圧水銀ランプ４０が安定点灯状態から消灯された後、高圧放電ランプ４０が熱い状態（発光管４１の温度が高い状態）で再点灯される場合には、発光管４１内の水銀蒸気圧が高く絶縁破壊が起こりにくい状態であるので、トリガ部材５０が発光管４１に密着している必要があり、そのためには、係止用リング部材５２１，５２２を密着させておくことが必要となる。例えば、高圧水銀ランプ４０が冷めている場合は、約４ｋＶ程度のランプ始動電圧でランプを点灯させることができるのに対して、高圧水銀ランプ４０が熱い場合には、ランプを始動させるために、１０ｋＶ以上もの高いランプ始動電圧を印加する必要がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６７５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、トリガ部材５０の配置形態に由来して、次のような問題が生じることがあることが判明した。
主放電が生起された後においては、発光管の温度は例えば８００〜９００℃程度にまで達して発光管を構成する石英ガラスの絶縁性が低下するが、発光管が熱い状態のまま（冷却される前に）再点灯される場合には、図４に示すように、電極に対して非接続側に配置された係止用リング部材５２１がパルス発生回路の低圧側に接続された電極４５１の周囲に位置される箇所において発光管４１に密着していると、主放電の放電電流が電極４５１から発光管４１を通過して係止用リング部材５２１の中間リング部分５２１Ａに流れること（図４において、異常放電の経路に符号「Ｃ」を付してある）があり、この放電電流による熱によって発光管４１に穴があき、高圧水銀ランプ４０が不点灯になるという、問題が発生することがある。
【０００８】
また、トリガ部材５０が係止用リング部材５２１，５２２によって引っ張り状態で係合されているので、係合部５２１Ｂが千切れ易く（ワイヤーの断線）、また、トリガ部材５０の締め付け、すなわち、係止用リング部材５２１，５２２の発光管４１に対する巻きつけが緩い場合には、トリガ部材５０が軸方向に膨張して伸びて垂れるので、高圧水銀ランプ４０の始動性が悪くなる、という問題がある。
【０００９】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、トリガ部材と電極間において発生する異常放電に起因する発光管の穴開きの発生を防止することができ、しかも、トリガ部材の変位や断線、ランプの回転などに由来するトリガ部材の回転などの不具合の発生を防止できて放電ランプを確実に始動させることのできる新規なトリガ部材の配設構造が採用された放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放電ランプは、石英ガラスよりなる、直管状の発光部の両端に封止部が形成された発光管の内部に、一対の電極が対向配置されると共に水銀が封入されており、トリガ部材が、発光管に近接した状態で、発光管の表面に沿って発光管の軸方向に伸びるよう配設されてなる放電ランプであって、
前記トリガ部材は、剛性を有する棒材よりなり、
発光管における封止部の各々の外周面上には、リング状部材が、少なくとも一方が封止部の外周面に沿って摺動可能とされた状態で、配設されており、当該リング状部材の各々にトリガ部材が固定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の放電ランプにおいては、封止部の端部にはベースが設けられており、トリガ部材の一方の端部が当該ベースに固定された構成とされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の放電ランプによれば、トリガ部材が剛性を有する棒材により構成されると共にトリガ部材が封止部の各々に少なくとも一方が封止部の外周面に沿って摺動可能に設けられたリング状部材に固定されていることにより、ランプ点灯時および消灯時において生ずる、トリガ部材の発光管の軸方向に対する熱膨張、熱収縮による伸縮がリング状部材の変位（軸方向への移動）によって吸収されるので、トリガ部材を、発光部に対して近接した状態を確保した状態で、所定の位置に配設することができると共に、トリガ部材の熱膨張、熱収縮による発光管に対するストレスに起因して生ずる発光管の割れや、トリガ部材それ自体にかかるストレスに起因して生ずるトリガ部材の断線、という不具合が生ずることを防止することができ、従って、トリガ部材の所期の機能を確実に得ることができて放電ランプを確実に始動させることができる。
しかも、トリガ部材と発光管における低圧側の電極周囲部分、すなわちトリガ部材係止用のリング状部材の近傍部分とが密着していないことにより、当該部分においてトリガ部材および電極を対向電極として構成されるコンデンサとしての結合容量が小さくなってインピーダンスが大きくなるので、主放電の放電電流がトリガ部材に流れること、すなわち、異常放電が発生することがなく、発光管に穴があくことを確実に防止することができる。
【００１３】
また、トリガ部材が封止部の端部に設けられたベースに固定された構成とされていることにより、トリガ部材が熱膨張、熱収縮した場合であっても、トリガ部材を発光管の外壁に沿った所定の位置に配設された状態を確実に維持することができるので、トリガ部材の回転（ねじれ）が発生することによってランプの始動性が低下することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の放電ランプの一例における構成を概略的に示す説明図、図２は、図１に示す放電ランプの要部を拡大して示す説明図である。
この放電ランプ１０は、直管状の発光部１２の両端に連続して縮径部１４および封止部１３が管軸方向に対してこの順に形成された、例えば石英ガラスからなる発光管１１を備えてなり、この発光管１１の内部に、各々例えばタングステンからなる一対の電極１５１，１５２が対向配置されると共に、各電極１５１，１５２を先端に有するロッド状の内部リード１６が発光管１１の管軸に沿って伸びるよう配設されて封止部１３に気密に埋設された例えばモリブデンからなる金属箔（図示せず）を介して封止部１３の外端より軸方向外方に突出して伸びるロッド状の外部リード１７に電気的に接続されている。
なお、本明細書において、「発光部１２」とは、互いに対向する一対の電極１５１，１５２間に位置される、管軸方向に対して一様の管径を有し、管径が比較的大きい部分をいい、「縮径部１４」とは、発光部１２の両端に連続する、電極１５１，１５２の周囲に位置される部分であって、管軸方向外方に向かって外径寸法が小さくなる部分をいい、また、「封止部１３」は、縮径部１４の端部に連続して軸方向外方に伸びる部分であって発光管１１を構成する石英ガラスと図示しない金属箔とが気密にシールされている部分をいう。
【００１５】
封止部１３は、例えば、発光管１１の構成材料である、主パイプ体の両端部に、当該主パイプ体より細い管径のパイプ体が予め接続された、段部を有するパイプ複合体における両端部を溶融状態にして内部を減圧するシュリンクシール法により形成されており、発光管１１内に位置される電極１５１，１５２の周囲に位置される領域において、発光部１２より外形寸法が小さい封止部１３に連続するよう、管軸方向外方に向かって外径寸法が小さくなる縮径部１４が形成されている。
また、封止部１３においては、例えば、電極１５１，１５２に続く内部リード１６に石英ガラス製のビーズを外嵌して配置し、ビーズと発光管１１を構成する石英ガラスとを溶着させて気密にシールすることにより封止部１３の一部を構成するようにしてもよい。
各々の封止部１３の端部には、有底筒状のベース１９がその内部に充填された例えばセラミック系の接着剤１９Ａによって固着されて設けられている。
【００１６】
発光管１１の内部には、例えば１ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀が封入されていると共に必要に応じて適宜にＧａＩ2 などの金属ハライドが適宜の量で封入されている。
【００１７】
この放電ランプ１０においては、剛性および良好な耐熱性を有する金属製の棒材よりなるトリガ部材２０が、発光管１１に近接した状態で、発光管１１の表面に沿って軸方向に伸びるよう配置されている。
トリガ部材２０を構成する棒材としては、例えばステンレス鋼などを用いることができ、線径が例えばφ０．８〜１．６ｍｍであるものが好適である。線径がφ０．８ｍｍ未満である場合には、ランプ点灯時に熱膨張したときに垂下するなどの変形が生じやすくなる。一方、線径がφ１．６ｍｍを超える場合には、加工性が乏しくなって、トリガ部材２０を発光管１１に対して所定の状態で配置することが困難となる。
トリガ部材２０は、放電ランプ１０からの放射光を不可避的に遮光してしまうため、線径は変形が生じない範囲内において可及的に小さいものであることが好ましく、実用上は、例えば１〜１．２ｍｍ程度のものが好ましい。
【００１８】
各々の封止部１３の外周面上には、金属よりなるリング状部材が少なくとも一方が軸方向に摺動可能とされた状態で設けられており、このリング状部材の各々にトリガ部材２０が固定されている。ここに、リング状部材を構成する金属としては、例えばニッケル、ステンレス鋼等が好適であり、このような材質のものにより構成されていることにより、トリガ部材２０と電極１５１，１５２との間で発光管１１の壁を介して生起される誘電体バリア放電に寄与することができる。
【００１９】
この実施例における放電ランプ１０においては、リング状部材は、例えば短冊状に切断された金属板の両端部が溶接等により結合されてなるものにより構成されており、例えば高周波電源よりなるランプ点灯用電源３０における始動用パルス発生回路（図示せず）の低圧側に接続された電極１５１が配置される一端側のリング状部材（以下、「低圧側のリング状部材」ともいう。）２５Ａが封止部１３に対して嵌合するよう保持されて軸方向に摺動可能とされていると共に、始動用パルス発生回路（図示せず）の高圧側に接続された電極１５２が配置される他端側のリング状部材（以下、「高圧側のリング状部材」ともいう。）２５Ｂが封止部１３に対して固定されている。
そして、トリガ部材２０は、その一端が低圧側のリング状部材２５Ａの内周面に例えば溶接により固定されていると共に、高圧側のリング状部材２５Ｂの内周面に例えば溶接により固定された状態で、他端が外部リード１７の外周に例えば巻回された導電線２１に結合された状態でベース１９内に充填された接着剤１９Ａにより固定されている。なお、トリガ部材２０の一端の電気的接続は、便宜上図示を省略しているが、低圧側のリング状部材２５Ａに、他端が外部リード１７の外周に例えば巻回された導電線の一端が例えば溶接されて結合されることにより、達成される。
【００２０】
また、封止部１３に取り付けられるベース１９が導電性を有する材料により構成される場合には、ランプ始動時に印加される電圧がベース１９に漏電することがあるため、低圧側のリング状部材２５Ａは、ベース１９に対する絶縁性が確保されるよう所定距離離間して配置されるのが好ましい。
【００２１】
上記放電ランプ１０の一構成例を示すと、発光管１１における発光部１２の外径がφ２０．５ｍｍ、発光部１２の内径がφ１７．５ｍｍ、封止部１３の外径が約φ１０ｍｍ、縮径部１４および封止部１３を除く発光管１１の放電空間部分の全長（電極間距離）が１５５ｍｍ、トリガ部材２０の直径がφ１ｍｍ、リング状部材２５Ａ，２５Ｂの内径が１１ｍｍ、発光管１１の縮径部１４とトリガ部材２０との間の、電極中心軸に対して垂直な方向の離間距離（空隙Ｋの大きさ）が１〜２ｍｍである。
水銀の封入量は２ｍｇ／ｍｍ3 （ランプ点灯時における水銀蒸気圧が約１気圧）であり、ランプ点灯時における定格電圧が２３０Ｖ、定格電流が１４Ａ、ランプ電力が３ｋＷである。
【００２２】
上記放電ランプ１０は、一端が外部リード１７に接続されてベース１９の周壁を介して導出された給電線１８によってランプ点灯用電源３０に接続されており、適正な大きさに制御された点灯電力がランプ点灯用電源３０によって供給されることにより高周波電圧がトリガ部材２０に印加され、これにより、トリガ部材２０と、電極１５１，１５２および内部リード１６との間に、誘電体である発光管１１の壁（石英ガラス）を介して誘電体バリア放電が生起され当該発光管１１に沿って放電が成長し、電極１５１，１５２間に主放電が生じ、放電ランプ１０が点灯される。
【００２３】
而して、上記放電ランプ１０が例えば写真製版用の印刷用刷版（ＰＳ版）の露光処理などに用いられる場合には、例えば２０秒〜２分間の時間の間連続点灯する点灯動作が、ワークの交換が完了するまでの間例えば１０〜３０秒間の時間の間消灯される（スイッチオフ状態とされる）休止期間を有する状態で、間欠的に行われるよう、用いられるが、継続（連続）して使用される場合には、放電ランプ１０が消灯された後（休止期間中）においても、発光管１１の温度が十分に低下せずに、発光管１１の温度が熱く石英ガラスの絶縁性が低下した状態のままで再点灯されることとなる。
【００２４】
然るに、トリガ部材２０が発光管１１における電極１５１，１５２の周囲に位置される部分（縮径部１４）の外周面に密着しない状態（空隙Ｋを有する状態）でリング状部材２５Ａ，２５Ｂに固定されて配設されていることにより、上記構成の放電ランプ１０によれば、トリガ部材２０またはリング状部材２５Ａと低圧側の電極１５１とを対向電極として構成される一つのコンデンサとしての静電容量、すなわち、電極１５１と発光管１１の内周面との間の空隙に係る静電容量，発光管１１を構成する石英ガラスの静電容量および発光管１１の外周面とトリガ部材２０との間の空隙Ｋに係る静電容量の結合容量が、図３および図４に示すような発光管４１に密着状態で設けられた係止用リング部材５２１によってトリガ部材５０が配設された構成のものより小さくなるので、発光管１１の温度が熱く石英ガラスの絶縁性が低下した状態のままで再点灯される場合であっても、主放電の放電電流がトリガ部材２０に流れること、すなわち、トリガ部材２０と低圧側の電極１５１との間で異常放電が生ずることがなく、発光管１１の、低圧側の電極１５１の近傍において穴開きの発生を防止することができる。特に、点灯時の水銀蒸気圧が１気圧（０．１ＭＰａ）以上となるよう２ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀が封入されており、放電ランプ１０を点灯させるに際して、１０ｋＶ以上のランプ始動電圧を印加することが必要となる場合に、極めて有用である。
しかも、トリガ部材２０が剛性を有する棒材により構成されると共にトリガ部材２０が封止部１３の外周面に沿って摺動可能に設けられた低圧側のリング状部材２５Ａおよび封止部１３に固定された高圧側のリング状部材２５Ｂの各々に固定されていることにより、ランプ点灯時および消灯時において生ずる、トリガ部材２０の発光管１１の軸方向に対する熱膨張、熱収縮による伸縮が低圧側のリング状部材２５Ａの変位（軸方向への移動）によって吸収されるので、トリガ部材２０を、発光部１２に近接した状態を確保した状態で、所定の位置に配設することができると共に、トリガ部材２０の熱膨張、熱収縮による発光管１１に対するストレスに起因して生ずる発光管１１の割れや、トリガ部材２０それ自体にかかるストレスに起因して生ずるトリガ部材２０の断線、という不具合が生ずることを防止することができ、従って、トリガ部材２０の所期の機能を確実に得ることができて放電ランプ１０を確実に始動させることができると共に、ランプ始動性を、トリガ部材が発光管に密着されたトリガ部材配設構造のものに比して大幅に低下させることがなく、放電ランプ１０を例えば１０秒間以内の時間の間に確実に再点灯することができる。
【００２５】
更に、トリガ部材２０の、高圧側のリング状部材２５Ｂに固定される他端が、ベース１９の内部に埋設されて固定されていることにより、トリガ部材２０が熱膨張、熱収縮した場合であっても、トリガ部材２０を発光管１１の外壁に沿った所定の位置に配設された状態を確実に維持することができるので、トリガ部材２０の回転（ねじれ）等が発生することによって放電ランプ１０の始動性が低下することを防止することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、リング状部材は、封止部の外周面における周方向の全周にわたって伸びる円環状のものである必要はなく、例えば「Ｃ字型」のものであってもよい。このような形状のものの場合には、リング状部材それ自体のバネ弾性により封止部に嵌合されるよう配設される。
また、上記実施例においては、高圧側のリング状部材が固定された構成とされているが、両方のリング状部材が封止部の外周面に沿って摺動可能に設けられていてもよい。
さらに、トリガ部材はリング状部材の外周面位置において固定されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の放電ランプの一例における構成を概略的に示す説明図である。
【図２】図１に示す放電ランプの要部を拡大して示す説明図である。
【図３】従来における放電ランプの一例における構成を概略的に示す説明図である。
【図４】図３に示す放電ランプの要部を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  放電ランプ
１１  発光管
１２  発光部
１３  封止部
１４  縮径部
１５１，１５２  電極
１６  内部リード
１７  外部リード
１８  給電線
１９  ベース
１９Ａ  接着剤
２０  トリガ部材
２１  導電線
２５Ａ，２５Ｂ  リング状部材
３０  ランプ点灯用電源
４０  放電ランプ
４１  発光管
４２  発光部
４３  封止部
４４  縮径部
４５１，４５２  電極
４６  内部リード
５０  トリガ部材
５２１，５２２  係止用リング部材
５２１Ａ，５２２Ａ  中間リング部分
５２１Ｂ  係合部
Ｋ  空隙
Ｃ  異常放電の経路
【図１】
2009123543.tif 000003
【図２】
2009123543.tif 000004
【図３】
2009123543.tif 000005
【図４】
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