ショートアーク型放電ランプ
【課題】封止部内に挿入溶着された内部封止体を有するショートアーク型放電ランプにおいて、前記内部封止体内の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において金属箔が剥離することを防止するために設けられた導電性部材が、当該位置で固定されて緩むことがなく、かつ位置ずれを起こすこともなくした構造を提供することである。
【解決手段】前記内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に箔状の導電性部材が円周状に配設されるとともに、該内部封止体の後方に延出されて陰極側外部リードに接続されていることを特徴とする。
【解決手段】前記内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に箔状の導電性部材が円周状に配設されるとともに、該内部封止体の後方に延出されて陰極側外部リードに接続されていることを特徴とする。
【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するものであり、特に、箔シール構造を有す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、半導体基板、液晶ディスプレイ用の液晶基板、プリント基板などを露光する露光装置の紫外線照射光源としては、金属箔を用いて電極に給電するショートアーク型放電ランプが用いられている。
この種の放電ランプにおいては、電極に大電流を流すために複数枚の金属箔を用いたものが知られており、また、その封止構造として内部封止体を有するものが知られている。例えば、特開２００５−２４３４８４号公報（特許文献１）がそれである。
一方で、金属箔とガラス部材との溶着は、ランプを構成するガラス材料中に含まれるアルカリ金属イオンや、製造工程中で不純物としてランプ内に持ち込まれるアルカリ金属が、点灯によって金属箔表面へ移動することによって、溶着・接合が切られて剥離してしまい、点灯圧によっては、封止ガラスが破壊されることがあることも知られている。そして、これを防止するために、金属箔と陰極側の電極軸との接続部近傍において封止部の外周に導電膜を塗布形成して、該導電膜と陰極側外部リードとをリード線によって電気的に接続して陰極と同電位にすることが、特開２０１０−１１８１６６号公報（特許文献２）などで知られている。
【０００３】
このような従来例を図３および図４を用いて説明する。
図３はショートアーク型放電ランプ１の全体の断面図であり、図４はその封止部近傍の拡大断面図である。
図３において、ショートアーク型放電ランプ１は発光管２を有し、該発光管２は発光部３とその両端に連設された封止部４からなり、前記発光部３内には陰極５と陽極６とが対向配置されている。
そして、各電極５、６は封止部４内に溶着された内部封止体１０を介して外部リード７、８に電気的に接続されている。
図４に示されるように、前記内部封止体１０は、円柱状ガラス部材１１を有し、その外周に複数枚の金属箔１２が配設されていて、該ガラス部材の前後に配置された陰極５の陰極軸５ａと、外部リード７とが該金属箔１２によって第１集電板１３と第２集電板１４を介して電気的に接続されている。
更に、前記第１集電板１３の前方と第２集電板１４の後方には、それぞれガラス製の電極軸保持体１５と外部リード保持体１６が配置されている。
そして、これらの外周には封止用ガラス管１７が被嵌されていて、金属箔１２を間に介在させて、前記ガラス部材１１および電極軸保持体１５、外部リード保持体１６に溶着されている。
この内部封止体１０が封止部４内に挿入配置されて、該封止部４と溶着されているものである。
【０００４】
そして、前記した金属箔１２がガラス部材から剥離することを防止する目的で、前記内部封止体１０の金属箔１２と電極軸５ａの接続部近傍、即ち、第１集電板１３の近傍において、前記封止部４の外周には導電膜１８が塗布形成されている。
この導電膜１８には、リード線１９が巻きつけられていて、該リード線１９は口金２０を介して陰極側外部リード７と接続されており、これにより、前記導電膜１８は陰極５と同電位に保たれている。
こうすることにより、特に金属箔１２と電極軸５ａの接続近傍での金属箔１２のガラス部材からの剥離を防止しようとしているものである。
【０００５】
しかしながら、上記のような構造では、前記リード線１９は封止部４の外周に巻きつけられるので、その固定はリード線１９にかけた張力によっているだけである。また、前記した内部封止体１０を有する構造においては、封止部４はランプの自重が集中して折れる不具合を避けるため、外周に窪みを形成せず、直管状の形状を保つ必要性がある。その場合、リード線１９の固定はその巻き付け位置が不安定になって初期の段階からずれやすく、更に点灯消灯により温度変化があると、リード線は固定時の弾性を失い、伸び縮みして緩み易くなり、その巻き付け位置も導電膜１８との接触を損なうということが生じる。
このリード線１９の緩みや位置ずれによって導電膜１８と陰極５とが同電位に保たれずに、その本来の機能を発揮できず、箔シール部の密着強度が低下してしまい封止部が破損してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４３４８４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１８１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、内部に一対の電極を有する発光部と、その両端に連設された封止部よりなる発光管を有し、前記封止部内に内部封止体が挿入溶着されてなるショートアーク型放電ランプにおいて、金属箔が剥離することを防止するために前記内部封止体内の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において設けられた導電性部材が、当該位置で固定されて緩むことがなく、かつ位置ずれを起こすこともなくした構造を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明では、円柱状ガラス部材の外周に金属箔が配設されるとともに、該ガラス部材の前後に配置された電極軸および外部リードが前記金属箔によって接続されていて、前記ガラス部材の外周には封止用ガラス管が被嵌され溶着されてなる内部封止体が、発光管の封止部内で溶着されてなるショートアーク型放電ランプにおいて、前記内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に箔状の導電性部材が円周状に配設されるとともに、該内部封止体の後方に延出されて陰極側外部リードに接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に箔状の導電性部材を配設し、発光管の封止部との間に該導電性部材を介在させて内部封止体を溶着する構造としたことにより、導電性部材が緩んだり位置ずれしたりすることがなく、金属箔の剥離が生じることを防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る放電ランプの陰極側部分の断面図。
【図２】図１の内部封止体部分の説明図。
【図３】従来技術の全体断面図。
【図４】図３の陰極側封止部の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１はこの発明の放電ランプの陰極側封止部構造を示し、図２はその内部封止体部分の説明図である。
図１において、発光管２の陰極側封止部４内には、内部封止体１０が配置され前記封止部４と溶着されている。
前記内部封止体１０の構造は、上記従来例のものと同様であって、ここでは簡単に説明する。
円柱状ガラス部材１１の前後に陰極５の電極軸５ａと、外部リード７が配置され、ガラス部材１１の外周に配設された複数の金属箔１２によって、それぞれ第１集電板１３と第２集電板１４を介して電気的に接続されている。そして、これらの外周には封止用ガラス管１７が被嵌されていて、金属箔１２を間に介在させて、前記ガラス部材１１および電極軸保持体１５、外部リード保持体１６に溶着されている。
なお、上記構造において、第１集電板１３、第２集電板１４、電極軸保持体１５および外部リード保持体１６は、電極軸５ａ、封止部４、円柱状ガラス部材１１などの直径や長さなどによっては、必ずしも必要ではない。これらを省いた場合には、電極軸５ａや外部リード７は封止用ガラス管１７や封止部４を絞り込んで保持し、金属箔１２は、電極軸５ａや外部リード７に直接接続するようにすればよい。
【００１２】
図２に示されるように、前記内部封止体１０の外周において、金属箔１２と陰極電極軸５ａとの接続部近傍には、箔状の導電性部材３０が円周状に巻きつけられていて、これが、該内部封止体１０の後方にまで延出し、前記外部リード７に接続されている。
これにより、箔状の導電性部材３０が陰極５と同電位に保たれている。
上記構成の内部封止体１０が、図１のように、発光管２の封止部４内に挿入配置されて、前記導電性部材３０を間に介在させて前記封止部４と溶着されているものである。
【００１３】
このような構造とすることにより、内部封止体１０の外周面において、金属箔１２と電極軸５ａと接続部分の外周に、導電性部材３０が設けられ、当該導電性部材３０と金属箔１２とが同電位であることから、ガラスに溶け込んだアルカリ金属イオン（Ｍ＋）が、導電性部材３０と金属箔１２とに引っ張られる結果、移動することを抑制でき、金属箔１２とガラス部材（封止用ガラス管１７）との界面にアルカリ金属イオンが堆積することを抑制でき、その結果、金属箔１２が剥離することによる封止部４の破損を防止することができる。
また、金属箔１２の前方側のガラス（電極軸保持体１５）にもアルカリ金属イオンが含まれており、当該アルカリ金属イオンが電位の低い陰極電極軸５ａおよび金属箔１２に向かって移動するものの、内部封止体１０の外周面において、金属箔１２の前方（第１の集電板１３の外周）側に導電性部材３０を設けることで、アルカリ金属イオンが金属箔１２に向かう前に、導電性部材３０側に引き寄せることができるので、金属箔１２周辺にアルカリ金属イオンが堆積していくことを抑制することができる。
【００１４】
前記導電性部材３０に使用する材料は、熱膨張係数低いものが好ましく、また、箔状の金属リボンの場合には、その端面から酸化が生じやすく、酸化すると体積が大きくなってしまうので、端面形状はナイフエッジ状であることが好ましい。
金属箔１２と電極軸５ａの接続部分での箔状の導電性部材３０の巻き付けターン数は、使用する箔の幅と設計上の必要面積によって決定される。
例えば、厚み１５μｍ×幅５ｍｍ程度のナイフエッジ形状のモリブデンリボン を、内部封止体１０を挟んで第１の集電板１３の外周から３〜４回巻きつけるように配置されている。
【００１５】
以上のように、本発明によれば、発光管の封止部内に内部封止体を有するショートアーク型放電ランプにおいて、前記内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に円周状に箔状の導電性部材を配設し、発光管の封止部との間に該導電性部材を介在させて内部封止体を溶着する構造としたことにより、該導電性部材が、当該位置で固定されて緩むことがなく、かつ位置ずれを起こすこともなくして、金属箔の剥離が防止されるものである。
【符号の説明】
【００１６】
１ ショートアーク型放電ランプ
２ 発光管
３ 発光部
４ 封止部
５ 陰極
５ａ （陰極）電極軸
６ 陽極
７、８ 外部リード
１０ 内部封止体
１１ 円柱状ガラス部材
１２ 金属箔
１３ 第１集電板
１４ 第２集電板
１５ 電極軸保持体
１６ 外部リード保持体
１７ 封止用ガラス管
３０ 導電性部材
【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するものであり、特に、箔シール構造を有す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、半導体基板、液晶ディスプレイ用の液晶基板、プリント基板などを露光する露光装置の紫外線照射光源としては、金属箔を用いて電極に給電するショートアーク型放電ランプが用いられている。
この種の放電ランプにおいては、電極に大電流を流すために複数枚の金属箔を用いたものが知られており、また、その封止構造として内部封止体を有するものが知られている。例えば、特開２００５−２４３４８４号公報（特許文献１）がそれである。
一方で、金属箔とガラス部材との溶着は、ランプを構成するガラス材料中に含まれるアルカリ金属イオンや、製造工程中で不純物としてランプ内に持ち込まれるアルカリ金属が、点灯によって金属箔表面へ移動することによって、溶着・接合が切られて剥離してしまい、点灯圧によっては、封止ガラスが破壊されることがあることも知られている。そして、これを防止するために、金属箔と陰極側の電極軸との接続部近傍において封止部の外周に導電膜を塗布形成して、該導電膜と陰極側外部リードとをリード線によって電気的に接続して陰極と同電位にすることが、特開２０１０−１１８１６６号公報（特許文献２）などで知られている。
【０００３】
このような従来例を図３および図４を用いて説明する。
図３はショートアーク型放電ランプ１の全体の断面図であり、図４はその封止部近傍の拡大断面図である。
図３において、ショートアーク型放電ランプ１は発光管２を有し、該発光管２は発光部３とその両端に連設された封止部４からなり、前記発光部３内には陰極５と陽極６とが対向配置されている。
そして、各電極５、６は封止部４内に溶着された内部封止体１０を介して外部リード７、８に電気的に接続されている。
図４に示されるように、前記内部封止体１０は、円柱状ガラス部材１１を有し、その外周に複数枚の金属箔１２が配設されていて、該ガラス部材の前後に配置された陰極５の陰極軸５ａと、外部リード７とが該金属箔１２によって第１集電板１３と第２集電板１４を介して電気的に接続されている。
更に、前記第１集電板１３の前方と第２集電板１４の後方には、それぞれガラス製の電極軸保持体１５と外部リード保持体１６が配置されている。
そして、これらの外周には封止用ガラス管１７が被嵌されていて、金属箔１２を間に介在させて、前記ガラス部材１１および電極軸保持体１５、外部リード保持体１６に溶着されている。
この内部封止体１０が封止部４内に挿入配置されて、該封止部４と溶着されているものである。
【０００４】
そして、前記した金属箔１２がガラス部材から剥離することを防止する目的で、前記内部封止体１０の金属箔１２と電極軸５ａの接続部近傍、即ち、第１集電板１３の近傍において、前記封止部４の外周には導電膜１８が塗布形成されている。
この導電膜１８には、リード線１９が巻きつけられていて、該リード線１９は口金２０を介して陰極側外部リード７と接続されており、これにより、前記導電膜１８は陰極５と同電位に保たれている。
こうすることにより、特に金属箔１２と電極軸５ａの接続近傍での金属箔１２のガラス部材からの剥離を防止しようとしているものである。
【０００５】
しかしながら、上記のような構造では、前記リード線１９は封止部４の外周に巻きつけられるので、その固定はリード線１９にかけた張力によっているだけである。また、前記した内部封止体１０を有する構造においては、封止部４はランプの自重が集中して折れる不具合を避けるため、外周に窪みを形成せず、直管状の形状を保つ必要性がある。その場合、リード線１９の固定はその巻き付け位置が不安定になって初期の段階からずれやすく、更に点灯消灯により温度変化があると、リード線は固定時の弾性を失い、伸び縮みして緩み易くなり、その巻き付け位置も導電膜１８との接触を損なうということが生じる。
このリード線１９の緩みや位置ずれによって導電膜１８と陰極５とが同電位に保たれずに、その本来の機能を発揮できず、箔シール部の密着強度が低下してしまい封止部が破損してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４３４８４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１８１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、内部に一対の電極を有する発光部と、その両端に連設された封止部よりなる発光管を有し、前記封止部内に内部封止体が挿入溶着されてなるショートアーク型放電ランプにおいて、金属箔が剥離することを防止するために前記内部封止体内の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において設けられた導電性部材が、当該位置で固定されて緩むことがなく、かつ位置ずれを起こすこともなくした構造を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明では、円柱状ガラス部材の外周に金属箔が配設されるとともに、該ガラス部材の前後に配置された電極軸および外部リードが前記金属箔によって接続されていて、前記ガラス部材の外周には封止用ガラス管が被嵌され溶着されてなる内部封止体が、発光管の封止部内で溶着されてなるショートアーク型放電ランプにおいて、前記内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に箔状の導電性部材が円周状に配設されるとともに、該内部封止体の後方に延出されて陰極側外部リードに接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に箔状の導電性部材を配設し、発光管の封止部との間に該導電性部材を介在させて内部封止体を溶着する構造としたことにより、導電性部材が緩んだり位置ずれしたりすることがなく、金属箔の剥離が生じることを防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る放電ランプの陰極側部分の断面図。
【図２】図１の内部封止体部分の説明図。
【図３】従来技術の全体断面図。
【図４】図３の陰極側封止部の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１はこの発明の放電ランプの陰極側封止部構造を示し、図２はその内部封止体部分の説明図である。
図１において、発光管２の陰極側封止部４内には、内部封止体１０が配置され前記封止部４と溶着されている。
前記内部封止体１０の構造は、上記従来例のものと同様であって、ここでは簡単に説明する。
円柱状ガラス部材１１の前後に陰極５の電極軸５ａと、外部リード７が配置され、ガラス部材１１の外周に配設された複数の金属箔１２によって、それぞれ第１集電板１３と第２集電板１４を介して電気的に接続されている。そして、これらの外周には封止用ガラス管１７が被嵌されていて、金属箔１２を間に介在させて、前記ガラス部材１１および電極軸保持体１５、外部リード保持体１６に溶着されている。
なお、上記構造において、第１集電板１３、第２集電板１４、電極軸保持体１５および外部リード保持体１６は、電極軸５ａ、封止部４、円柱状ガラス部材１１などの直径や長さなどによっては、必ずしも必要ではない。これらを省いた場合には、電極軸５ａや外部リード７は封止用ガラス管１７や封止部４を絞り込んで保持し、金属箔１２は、電極軸５ａや外部リード７に直接接続するようにすればよい。
【００１２】
図２に示されるように、前記内部封止体１０の外周において、金属箔１２と陰極電極軸５ａとの接続部近傍には、箔状の導電性部材３０が円周状に巻きつけられていて、これが、該内部封止体１０の後方にまで延出し、前記外部リード７に接続されている。
これにより、箔状の導電性部材３０が陰極５と同電位に保たれている。
上記構成の内部封止体１０が、図１のように、発光管２の封止部４内に挿入配置されて、前記導電性部材３０を間に介在させて前記封止部４と溶着されているものである。
【００１３】
このような構造とすることにより、内部封止体１０の外周面において、金属箔１２と電極軸５ａと接続部分の外周に、導電性部材３０が設けられ、当該導電性部材３０と金属箔１２とが同電位であることから、ガラスに溶け込んだアルカリ金属イオン（Ｍ＋）が、導電性部材３０と金属箔１２とに引っ張られる結果、移動することを抑制でき、金属箔１２とガラス部材（封止用ガラス管１７）との界面にアルカリ金属イオンが堆積することを抑制でき、その結果、金属箔１２が剥離することによる封止部４の破損を防止することができる。
また、金属箔１２の前方側のガラス（電極軸保持体１５）にもアルカリ金属イオンが含まれており、当該アルカリ金属イオンが電位の低い陰極電極軸５ａおよび金属箔１２に向かって移動するものの、内部封止体１０の外周面において、金属箔１２の前方（第１の集電板１３の外周）側に導電性部材３０を設けることで、アルカリ金属イオンが金属箔１２に向かう前に、導電性部材３０側に引き寄せることができるので、金属箔１２周辺にアルカリ金属イオンが堆積していくことを抑制することができる。
【００１４】
前記導電性部材３０に使用する材料は、熱膨張係数低いものが好ましく、また、箔状の金属リボンの場合には、その端面から酸化が生じやすく、酸化すると体積が大きくなってしまうので、端面形状はナイフエッジ状であることが好ましい。
金属箔１２と電極軸５ａの接続部分での箔状の導電性部材３０の巻き付けターン数は、使用する箔の幅と設計上の必要面積によって決定される。
例えば、厚み１５μｍ×幅５ｍｍ程度のナイフエッジ形状のモリブデンリボン を、内部封止体１０を挟んで第１の集電板１３の外周から３〜４回巻きつけるように配置されている。
【００１５】
以上のように、本発明によれば、発光管の封止部内に内部封止体を有するショートアーク型放電ランプにおいて、前記内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に円周状に箔状の導電性部材を配設し、発光管の封止部との間に該導電性部材を介在させて内部封止体を溶着する構造としたことにより、該導電性部材が、当該位置で固定されて緩むことがなく、かつ位置ずれを起こすこともなくして、金属箔の剥離が防止されるものである。
【符号の説明】
【００１６】
１ ショートアーク型放電ランプ
２ 発光管
３ 発光部
４ 封止部
５ 陰極
５ａ （陰極）電極軸
６ 陽極
７、８ 外部リード
１０ 内部封止体
１１ 円柱状ガラス部材
１２ 金属箔
１３ 第１集電板
１４ 第２集電板
１５ 電極軸保持体
１６ 外部リード保持体
１７ 封止用ガラス管
３０ 導電性部材
【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部と、その両端に連設された封止部よりなる発光管を有し、
前記封止部内に挿入溶着された内部封止体であって、該内部封止体は、円柱状ガラス部材の外周に金属箔が配設されるとともに、該ガラス部材の前後に配置された電極軸および外部リードが前記金属箔によって接続されていて、前記ガラス部材の外周には封止用ガラス管が被嵌されて溶着されてなり、
該内部封止体が前記封止部内で溶着されてなるショートアーク型放電ランプにおいて、
前記内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に箔状の導電性部材が円周状に配設されるとともに、該内部封止体の後方に延出されて陰極側外部リードに接続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１】
内部に一対の電極を有する発光部と、その両端に連設された封止部よりなる発光管を有し、
前記封止部内に挿入溶着された内部封止体であって、該内部封止体は、円柱状ガラス部材の外周に金属箔が配設されるとともに、該ガラス部材の前後に配置された電極軸および外部リードが前記金属箔によって接続されていて、前記ガラス部材の外周には封止用ガラス管が被嵌されて溶着されてなり、
該内部封止体が前記封止部内で溶着されてなるショートアーク型放電ランプにおいて、
前記内部封止体の金属箔と陰極の電極軸との接続部近傍において、該内部封止体の外周に箔状の導電性部材が円周状に配設されるとともに、該内部封止体の後方に延出されて陰極側外部リードに接続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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２０４２５３（Ｐ２０１２−２０４２５３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９５６４（Ｐ２０１１−６９５６４）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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