放電ランプ
【課題】 放電ランプの箔シール部へのアルカリ金属イオンの侵入を抑制し、ランプ寿命期間に亘って金属箔とガラスの密着性を確保できて、発光管の耐圧強度をいっそう高くできる放電ランプを提供すること。
【解決手段】 発光管部に一対の電極を備え、電極を支持する電極棒が封止管部内に配置されたガラス製の筒体に支持されると共に、この封止管部に金属箔と柱状のガラス部材とを備えた箔シール構造を備え、当該封止管部の外周面上に導電性部材が形成されてなる放電ランプにおいて、前記導電性部材を陰極側電極と電気的に接続するとともに、前記ガラス製の筒体の発光管部側の一端面にそって電極棒に電気的に接続されたアルカリ金属誘引部材を配置する。アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデン及びタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなるのが好ましく、板状体又は層状に形成するのが良い。
【解決手段】 発光管部に一対の電極を備え、電極を支持する電極棒が封止管部内に配置されたガラス製の筒体に支持されると共に、この封止管部に金属箔と柱状のガラス部材とを備えた箔シール構造を備え、当該封止管部の外周面上に導電性部材が形成されてなる放電ランプにおいて、前記導電性部材を陰極側電極と電気的に接続するとともに、前記ガラス製の筒体の発光管部側の一端面にそって電極棒に電気的に接続されたアルカリ金属誘引部材を配置する。アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデン及びタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなるのが好ましく、板状体又は層状に形成するのが良い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶や半導体、プリント基板などの露光装置の光源に用いられる放電ランプに関し、特に、封止管部が金属箔によって封止された箔シール構造を有する放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
放電ランプの給電構造として、電極が封止管部の内部に気密に埋設された金属箔に接続され、金属箔の他端に外部リードが接続されて導通をとるものが知られている。
図７は、このような箔シール構造を備えたショートアーク型の放電ランプ（以下、「放電ランプ」という。）の一例である。放電ランプは、発光管部６１と、この発光管部６１の両端から外方に伸びるよう設けられた封止管部６２とにより構成されたガラス製の発光管６０における発光管部６１内に、陰極６３および陽極６４が互いに対向して配置されている。
陰極６３、この陰極６３が先端に設けられた陰極側軸部６３１を具えてなる陰極マウントと、陽極６４、この陽極６４が先端に設けられた陽極側軸部６４１を具えてなる陽極マウントとは、それぞれ封止管部６２に挿入され、シール部において気密に溶着されて保持される。
陰極６３、陽極６４のマウント構造は、それぞれの軸部６３１、６４１が挿通されたガラス製筒体６５およびこのガラス製筒体６５の外方位置に設けられたガラス部材６６を有し、ガラス部材６６が封止管部６２の内部において気密に溶着されて構成されている。
このガラス部材６６の外周面には、各々、当該ガラス部材６６の軸方向に伸びる帯状の、例えばモリブデンからなる複数枚の金属箔６７が、周方向に互いに離間して配置され、これらの金属箔６７の各々の一端部６７Ａが、ガラス部材６６の内端面に配置された金属板６８を介して、電極軸部６３１，６４１に電気的に接続されると共に、当該金属箔６７の各々の他端部が、金属板６９を介してガラス部材６６の外端部から外方に突出して伸びる外部リード棒７０に電気的に接続されている。
【０００３】
箔シール構造の封止部（以下、簡単に「箔シール部」ともいう。）を有する放電ランプは、金属箔６７周囲に配置されたガラスの部材（６２，６６）と、当該金属箔６７との間の密着強度が、放電空間内に封入されるガスの膨張に対する耐圧性能を決める上で重要な役割を果たしている。
しかしながら、このようなガラスと金属箔６７との結合は、化学的な機構によるものであり、アルカリ金属が侵入することによって切断されることが一般に知られている。
【０００４】
この耐圧性低下を引き起こす原因となるアルカリ金属は、電極部材やガラス部材の表面や内部に不純物として存在しており、不可避なコンタミネーションとして、放電空間内に侵入する性質がある。従って、図７で示した放電ランプにおいて、電極軸部（６３１，６４１）の周囲に配置されるガラス製の筒体６５は、封止管部６２内に電極軸部６３１，６４１を安定的に保持するという役割を担うと同時に、放電空間中で対流しているアルカリ金属を封止管部６２に直接的に流入することを回避する上で、有用の構成となっている。仮に、ガラス製の筒体６５がなく、金属板６８が放電空間に露出している場合には、バルブ内表面を移動してきたアルカリ金属が直接的に金属箔６７の先端部に流れ込むため、早期に金属箔６７が汚染されて気密性を失ってしまう。
【０００５】
ところで、放電空間内に浸入したアルカリ金属は、ガラス内に溶け込むという性質を備えている。このため、ランプ内を対流した後、ガラス中に溶け込んだアルカリ金属は、容易にイオン化して電気的に陰極と同電位の場所へと誘引されて堆積する。而して、ガラス中のアルカリ金属イオンの幾らかが、陰極側の電極棒と金属箔の間に介在する集電用円板や金属箔の周囲に到達すると、箔シール部の近傍においてガラスと金属箔との結合を切断する事態に至る。
この結果、金属箔とガラス部材との間の結合が切断された場合には、箔シール部の密着強度が低下して、放電ランプの耐圧性を低下させ、封止管部の破損が引き起されることになる。
【０００６】
このような問題に対し、アルカリ金属イオンの箔シール部への侵入を防ぐ方法として、導電性部材、例えば導電膜や導電性ワイヤ（線材）を発光管の外周面に配置して、陰極側電位と同電位にすることにより、アルカリ金属イオンを分散させる方法が知られている（特許文献１等）。
【０００７】
この従来技術を、図８を参照して説明する。
図８は、陰極側の封止管部における絞込み部の近傍を拡大して示す図である。
封止管部６２における絞込み部６２Ａ近傍の外周面、具体的には、金属箔６７の先端部６７Ａと集電用の金属板６８の接続部の近傍に、導電性部材としての導電膜７１を形成する。この導電膜７１に例えばリード線Ｗを接続し、これを陰極６３側の外部リード棒（不図示）等に対して電気的に接続すると、導電膜７１が形成されている部分においては、６３陰極と同電位をもつことになるので、アルカリ金属イオンの正の電荷は導電膜７１の電界と金属箔６７および集電用金属板６８の電界の間で移動が困難になり、金属箔６７の周囲にアルカリ金属イオン（Ｍ＋）が近付くことが防止される。
このような導電膜７１は、より高い効果を得るために、金属箔６７の先端部６７Ａよりもわずかに発光管部６１（電極６３）側に移動した位置から、少なくともこの金属箔６７の先端部６７Ａと集電用金属板６８の接合部領域の、同図において破線で囲んだ部分を覆うように形成される。
以上のような技術を採用することで、ガラスに溶け込んだアルカリ金属イオン（Ｍ＋）を分散して捕獲することができ、金属箔６７近傍に集中して堆積することを防止することができる。
【０００８】
【特許文献１】特公平４−４０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような技術を採用しても、集電用金属板６８と導電膜７１とは同電位であり、アルカリ金属（Ｍ＋）のうち幾らかは集電用金属板６８や金属箔６７に向かって移動し、箔シール部に到達して堆積する。
そして、点灯時間が経過するに従って、金属箔６７とガラスとの結合が切断され、ついには金属箔６７が剥れると、箔浮きを生じることにつながる。
このように従来の技術においては、金属箔とガラスの密着性を十分に確保することができず、その結果、発光管の耐圧強度を高く維持することができない。
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、放電ランプの箔シール部へのアルカリ金属イオンの侵入を抑制し、ランプ寿命期間に亘って金属箔とガラスの密着性を確保できて、発光管の耐圧強度をいっそう高くできる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】
そこで、本発明は、発光管部およびこれに続く封止管部よりなるガラス製の発光管と、
発光管部の内部に配置された、陰極および陽極からなる一対の電極と、
前記陰極を先端に有する電極棒と、
この電極棒の外周と前記封止管部の内周との間に配置されたガラス製の筒体と、
このガラス製の筒体の外端面に沿って配置され、電極棒の外方の端部が接続された金属板と、
この金属板の外方において、前記封止管部の内部に配置された柱状のガラス部材と、
このガラス部材における、前記封止管部の外端側に面する他端側に配置された外部リード棒と、
前記ガラス部材の外周に沿って伸び、その一端部が前記金属板に接続され、その他端部が前記外部リード棒に電気的に接続されるとともに、封止管部の内部に埋設された金属箔と、
前記発光管の外周面上において、前記金属箔の発光管側の先端部近傍から後方に向かって形成された導電性部材とを有する放電ランプにおいて、
前記導電性部材を陰極側電極と電気的に接続するとともに、
前記ガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、陰極側電極棒に電気的に接続されたアルカリ金属誘引部材を配置した
ことを特徴とする。
また、前記ガラス製筒体を複数備え、この複数のガラス製筒体を、前記封止管部の内部に長さ方向に並べて配置し、
前記複数のガラス製筒体のうち、少なくとも一つのガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、前記アルカリ金属誘引部材を配置した構成とするのがよい。
また、前記ガラス製筒体を複数備え、この複数のガラス製筒体を、前記封止管部の内部に長さ方向に並べて配置し、前記複数のガラス製筒体のうち、前記金属板に当接して配置されたガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、前記アルカリ金属誘引部材を配置した構成とするのがよい。
ここに、アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデンおよびタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなる板状体により形成されているのがよい。
また、アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデンおよびタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなる層により形成されているのがよい。
以上において、アルカリ金属誘引部材は、発光管の長さ方向において前記導電性部材よりも発光管部側に配置されているのが良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放電ランプの箔シール部へのアルカリ金属イオンの侵入を抑制することができ、ランプ寿命期間に亘って金属箔とガラスの密着性を確保できて、発光管の耐圧強度をいっそう高くすることができる放電ランプを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の放電ランプの実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係るショートアーク型の放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この放電ランプにおいて、発光管１０は、石英ガラスにより形成され、放電空間Ｓを囲繞する略楕円球形の発光管部１１と、この発光管部１１の両端から外方に伸びるよう連設された筒状の封止管部１２とにより構成されており、当該発光管部１１に続く封止管部１２の発光管部１１に接近した個所に、封止管部１２の一部が縮径された状態の絞り込み部１２ａが形成されている。
【００１３】
発光管１０の発光管部１１内には、それぞれタングステンよりなる陽極１３および陰極１４からなる一対の電極が互いに対向するよう配置されており、その各々は、その外方における端部が第１の金属板２１に固定されて封止管部１２から発光管部１１に向かうように管軸に沿って伸びる円柱状の電極棒１５の先端に固定されて支持されている。電極棒１５は例えばタングステンよりなり、その外方における端部が第１の金属板２１に当接した状態（あるいは貫通した状態でもよい）で溶接等の適宜の手段によって固定され、当該金属板２１に電気的に接続されている。また、発光管１０の発光管部１１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。封入ガスの圧力は、封入時において例えば０．１〜１０ａｔｍであり、水銀の封入量は、例えば発光管１０における放電空間Ｓの内容積当たりの重量で１〜７０ｍｇ／ｃｃである。
【００１４】
封止管部１２の内部には、略円柱状の封止用ガラス部材１７が配置されている。封止用ガラス部材１７には、その外端面から軸方向に沿って伸びる有底孔１７ａが中心軸上に形成されており、この有底孔１７ａには、その内径に適合する外径の外部リード棒１８が挿入されている。
【００１５】
この封止用ガラス部材１７の外周面には、モリブデンよりなる複数の帯状の金属箔２０が、当該封止用ガラス部材１７の周方向に互いに離間した状態で、当該封止用ガラス部材１７の内端から外端に向かって伸びるように配置され、封止用ガラス部材１７の外周面が金属箔２０を介して封止管部１２の内面に気密に溶着されることによって、当該金属箔２０が封止管部１２内に埋設されている。
【００１６】
金属箔２０の各々の先端部２０ａは、封止用ガラス部材１７の内端面に沿って配置された第１の金属板２１を介して電極棒１５に電気的に接続されている。そして、一方の、金属箔２０の各々の外端部２０ｂは、外部リード棒１８に接続されると共に封止用ガラス部材１７の外端面に沿って配置された第２の集電用金属板２２に接続されている。これにより、電極棒１５と外部リード棒１８とは、電極棒１５、第１の金属板２１、金属箔２０、第２の金属板２２、外部リード棒１８の順に電気的に接続された構造となっている。
【００１７】
封止管部１２の外端側の近傍においては、第２の金属板２２の外端面にそって、石英ガラスよりなる外部リード棒保持用のガラス製筒体１９が、当該外部リード棒１８が挿通された状態で配置されており、この外部リード棒保持用のガラス製筒体１９の外周面は、封止管部１２の内周面に気密に溶着されている。
なお、図１に示す放電ランプにおいては、外部リード棒保持用ガラス製筒体１９と封止管部１２との構成上の相違が明瞭となるよう境界部分について実線で示し、区別しているが、実際の放電ランプでは、ガラス同士が溶着することにより一体化された状態になっている。
【００１８】
図１または図２で示すように、陰極１４側の封止管部１２の外面には、当該封止管部１２内部に埋設された金属箔２０の先端部２０ａの近傍を取り囲むように、導電性を有する部材が膜状に形成されている。このような導電性を有する膜（以下、導電膜２３という。）は、具体的には金、白金等の金属と樹脂とを混練、混合した懸濁液を油脂等で薄め、発光管１０（発光管部１１および封止管部１２）の所定の位置に塗付し、乾燥後、高温で焼成することにより形成したものであり、厚さが０．０１〜５０μｍである膜として形成されたものである。
【００１９】
この導電膜２３は、例えば、模式的に示すリード線Ｗ１によって外部リード棒１８に電気的に接続されており、放電ランプの動作中は電気的にマイナスの極性を帯びることになる。このような構成を標準的に備えることにより、石英ガラス中に存在するアルカリ金属イオンを発光管１０の外表面においてトラップし、アルカリ金属イオンが電極棒１５、第１の金属板２１、金属箔２０のマイナスの極性に誘引されて、これらの部材の近傍に集約されることを抑制する。
【００２０】
本実施形態に係る放電ランプにおいては、陰極側に位置されたガラス製筒体１６の前端面に沿って、アルカリ金属誘引部材２５が配置されている。
アルカリ金属誘引部材２５は、図２に示すように、電極棒１５の軸に対して垂直な面方向に広がる円板状（ディスク状）の金属板よりなり、その中心部に形成された孔の内部に電極棒１５が挿通された状態で、電極棒１５に対して溶接等の手段で電気的に接続されている。
【００２１】
ここで、図２に示すように、封止管部１２およびガラス製筒体１６により構成されるガラスについて、導電膜２３の発光管側先端部近傍をａ、アルカリ金属誘引部材２５の外周部の近傍をｂ、中心孔の近傍をｃ、電極棒１５と金属板２１の接合部の近傍をｄ、金属箔２０の発光管側先端部の近傍をｅ、導電膜２３の後端部近傍をｆとすると、符号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆにより囲まれる略筒状の部分においては、アルカリ金属誘引部材２５が金属箔２０の周辺に形成された電界を包み込むように新たな電界を形成することにより、導電膜２３、アルカリ金属誘引部材２５、電極棒１５、金属板２１および金属箔２０の全てが、実質的に陰極（１４）と同電位となるため、この領域における電位差が小さくなり、この内部に存在するアルカリ金属イオンＭ＋は移動することができなくなる。
【００２２】
この結果、金属箔２０と第１の金属板２１との接合部近傍に向かって移動するアルカリ金属イオンＭ＋を十分に減ずることができ、箔シール部分においてアルカリ金属イオンＭ＋が堆積することを抑制し、金属箔２０とガラス部材（１２、１７）の間の結合が切断されることを効果的に回避することができる。
従って、箔剥れの発生を抑制でき、封止管部１２における耐圧強度を長期に亘って高い状態に維持することができるようになる。
【００２３】
アルカリ金属誘引部材２５を構成する材質としては、金属であればタングステン、モリブデン、タンタルなどを好適に使用することができる。また、発光管の内部に水銀を備えていない放電ランプであれば、この他に例えば白金なども使用可能である。
【００２４】
図３は本発明の他の実施形態を説明する、ショートアーク型の放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図、図４は図３においてガラス製筒体の近傍を拡大して示す説明図である。これらの図において、先に図１，２で説明した構成については同符号で示して、詳細な説明については省略する。
発光管１０の発光管部１１内には、陽極１３および陰極１４が対向配置されている。その各々は、その外方における端部が、第１の金属板２１に固定されて封止管部１２から発光管部１１に向かうように管軸に沿って伸びる円柱状の電極棒１５の先端に固定されて支持されている。この実施形態において、電極棒１５は、外方における端部が第１の金属板２１に貫通した状態（あるいは、当接した状態でもよい）で溶接等の適宜の手段によって金属板２１に固定され、電極棒１５の外方端部は封止用ガラス部材１７の前方の端面に形成された有底穴１７ｂ内に挿入されている。
また、発光管１０の発光管部１１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。封入ガスの圧力は上記実施形態と同様である。
【００２５】
この実施形態係る放電ランプは、ガラス製筒体１６が、第１のガラス製筒体１６ａと第２のガラス製筒体１６ｂとからなる複数の筒体により構成されている。これら複数のガラス筒体１６ａ，１６ｂはその長さ方向に並んで封止管部１２の内部に配置され、その外周部分が封止管部１２の内周部分に溶着されて構成されている。
そして、この第１と第２のガラス製筒体１６ａ，１６ｂに挟まれるように、陰極１４側の電極棒１５と電気的に接続されたアルカリ金属誘引部材２５が、封止管部１２内に配置されている。
【００２６】
図４は、アルカリ金属誘引部材２５の近傍を拡大して示す図である。同図のように封止管部１２およびガラス製筒体１６により構成されるガラスについて、導電膜２３の発光管側先端部近傍をａ’、アルカリ金属誘引部材２５の外周部の近傍をｂ’、中心孔の近傍をｃ’、電極棒１５と金属板２１の接合部の近傍をｄ’、金属箔２０の発光管側先端部の近傍をｅ’、導電膜２３の後端部近傍をｆ’とした場合には、ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’，ｆ’により囲まれる略筒状の部分においては、アルカリ金属誘引部材２５が金属箔２０の周辺に形成された電界を包み込むように新たな電界を形成することによって、導電膜２３、アルカリ金属誘引部材２５、電極棒１５、金属板２１および金属箔２０の全てが、実質的に陰極（１４）と同電位となって、この領域においては電位の高低差をほとんど有さなくなり、内部に存在するアルカリ金属イオンＭ＋は移動することができなくなる。
とりわけ、この実施形態によれば、アルカリ金属誘引部材２５が、第１、第２のガラス製筒体１６ａ，１６ｂの間に介在するため、双方のガラス内に存在するアルカリ金属イオンを誘引することができ、金属箔２０側に移動可能なアルカリ金属イオンＭ＋を減らすことができる。また、図１，２で示した実施形態に係るものよりも、導電膜２３の先端部（ａ’）およびアルカリ金属誘引部材２５（ｂ’，Ｃ’）と、金属箔２０の発光管側先端部の近傍（ｅ’）の離間距離を比較的小さくできるため、ガラス内部における電界を密に形成することができ、アルカリ金属イオンＭ＋の移動をいっそう抑制することができる。
この結果、金属箔２０先端部に蓄積されるアルカリ金属イオンＭ＋を十分減らすことができ、箔剥れの発生やこれに起因して生じる封止管部１２のリークを確実に抑制することができる。
【００２７】
ここで、上記放電ランプに関して具体的数値例を挙げると、発光管（１０）の全長が、４５０ｍｍであり、発光管部（１１）の長さが１６２ｍｍ、発光管部（１１）の最大外径が１２４ｍｍ、最大内径が１１３ｍｍである。電極（１３，１４）間距離は、１０ｍｍである。封止管部（１２）の外径は、２９ｍｍであり、内径は２３ｍｍである。電極は、陽極（１３）は例えば径２９ｍｍであり、陰極（１４）は２０ｍｍであって、電極棒（１５）の径は陽極側が８ｍｍ、陰極側が６ｍｍである。
アルカリ金属誘引部材（２５）は、例えば、円板の厚みが０．０１５〜５ｍｍであり、好ましくは０．０３〜０．１５ｍｍである。
【００２８】
無論、このようなアルカリ金属誘引部材（２５）は、上記の板厚のものに限定されるものではなく、適宜設定可能である。ただし、これを金属で構成する場合には、石英ガラスに対して熱膨張差を有しているため、熱膨張したときの変形量の差異を吸収できるような寸法または構造とする必要がある。
また、アルカリ金属誘引部材（２５）における面方向の大きさは、導電膜（２３）との間の最短距離が小さいことが、ガラス内の電界を均一化してアルカリ金属イオンの流れを止めるという機能を発揮する上で好ましい。従って、その外径（外縁部）は、熱膨張が生じた場合でも封止管部を破損しないような範囲で、可及的に大きい方が好ましい。
更に、アルカリ金属誘引部材（２５）がガラス製筒体（１６）とほぼ同径となるよう半径方向に広がることにより、当該ガラス製筒体（１６）内においてアルカリ金属イオンＭ＋の軸方向における移動が妨げられるため、すなわち、アルカリ金属イオンＭ＋が箔シール部側に侵入する経路が実質的に封止管部１２の肉厚部分に制限されるため、箔シール部分近傍に誘引される絶対数を、確実に減らすことができるようになる。
なお、このようなアルカリ金属誘引部材は、ガラス（１６）と密着していることは必須ではないが、誘引されたアルカリ金属イオンがガラスに接触することで電荷を中和し、周辺の電位の上昇を防ぐ機能を発揮させるとした観点から、密着していている方がより望ましい。
【００２９】
また、図３，４で示した放電ランプのように、ガラス製筒体（１６）として複数のものが並べて配置されている場合には、電界を密に形成するためにもアルカリ金属誘引部材（２５）は、金属板（２１）に当接したガラス製筒体（１６）の発光管部（１１）側の端面に沿って設けられるのが好ましい。無論、全てのガラス製筒体（１６）前端面に沿って設けても構わない。
【００３０】
以上においては、アルカリ金属誘引部材として、金属よりなる円形板状（ディスク状）の形態のもので説明したが、アルカリ金属誘引部材の形態としては、このようなものに限定されず、種々変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、図５（ａ）のように金属線を編んだメッシュで構成しても良いし、図５（ｂ）のようにワイヤをほぼ同一面上に螺旋状に巻いて円盤状に成形したものでも良い。なお、このような形態においては、電界の染み出しを防ぐ意味で線同士の間隔はできるだけ小さく密な状態であることが望ましい。更に、図５（ｃ）のように円板の内径部分と外径部分を板の伸びる方向に対して垂直に折り曲げて縁部を備えた構造としてもよい。このような折り返し部分を内径側に備えてたものにおいては、電極棒に対して大きな接触面積を得ることができてより好ましい。
要は、封止管部外表面に形成された導電膜および金属板と共に、ガラス製筒体ならびに封止管部を構成するためのガラスを包みこむような形状を備えていればよい。
なお本発明において、板状の部材とは、自己成形性を維持してほぼ同一面方向に広がる形状を有するものであればよく、面が全領域でつながっていることは必須でない。上記したようなメッシュ状のものでも良いし線材を同一面上に巻回して形成したものでもよい。
【００３１】
また、ディスク状のアルカリ金属誘引部材においては、電気的に接続が確保できさえすれば単に電極棒を挿通するのみでも良いが、アルカリ金属誘引部材の中心部に中間部材を介したり、アルカリ金属誘引部材と電極棒とを、溶接、半田あるいはロウ付けなど適宜の接続手段によって接続することがより好ましい。
【００３２】
また、本発明においてアルカリ金属誘引部材は、電界に対して変化を生じさせることができれば、上記実施形態のような板状体に限定されず、金属の層のようなものであっても可能である。
例えば、図６は、本発明の他の実施形態に係る電極マウントの構成図である。同図において先に図１〜図５の説明で述べた構成については同じ符号を用いて説明し、その詳細については省略する。
図６に示す実施形態において、電極棒１５の周囲には、長さ方向に第１と第２のガラス製筒体１６ａ，１６ｂが並んで配置され、ガラス製筒体１６が構成される。
これらガラス製筒体１６ａ，１６ｂのうち、金属板２１に当接している側、すなわち第２のガラス製筒体１６ｂにおける、電極側に位置された端面上に、金属層２６が形成されると共に、この金属層２６が陰極１４側電極棒に電気的に接続されることによってアルカリ金属誘引部材を構成する。
このような実施形態にかかる放電ランプによれば、第１ガラス製筒体１６ａと第２の１６ｂとの間に、電極棒１５に電気的に接続された金属層２６を備えているため、この金属層２６が、放電ランプの金属箔（不図示）の周辺に形成された電界を包み込むように新たな電界を形成し、上記実施形態と同様、第２のガラス製筒体１６ｂの周囲に、第１の金属板２１、金属層２６および封止管部の外側に位置される導電膜（不図示）のすべての部材が、電極棒１５と実質的に同電位になるため、第１の金属板２１と金属箔（不図示）との間における電場強度を小さくすることができ、ガラス製筒体１６ｂや封止管部１２を構成する周囲のガラスの中に存在するアルカリ金属イオンＭ＋の移動を、効果的に防止することができる。
【００３３】
なおここで、本実施形態にかかる金属層２６を形成する場合には、ガラス製筒体１６ｂの断面上に、例えば蒸着方法や化学気相法などの手段を採用することができる。また、白金と樹脂とを混練、混合した懸濁液を油脂等で薄め塗付、焼成することにより、形成してもよい。また、金属製の箔をガラス製筒体の端面の形状に成形して、一方と他方のガラス製筒体１６ａ，１６ｂで挟むようにして構成しても良い。
更には、金属の層と、金属の板やワイヤなど適宜の部材とを組み合わせ、アルカリ金属誘引部材を構成することも可能である。
【００３４】
なお、ここではガラス製筒体として複数の筒体を並べて構成した例で説明したが、単一のもので構成されたものであっても構わない。その際は当然、ガラス製筒体における電極先端側に位置された端面上に導電膜が形成されることになる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について種々説明をしたが、本発明は上記内容に限定されず、適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、図３〜図６ではガラス製筒体を２つの部材で構成した例を説明したが、それ以上、例えば３つの部材で構成しても構わない。更には、アルカリ金属誘引部材を配置する位置は、例えば全てのガラス製筒体の端面であってもかまわない。ただし、少なくとも金属板に当接したガラス製筒体における電極先端側に位置された端面にそって配置されるのが好ましい。
【００３６】
〔実施例〕
図３および図４に示す構成に従って、本発明に係るショートアーク型の放電ランプを作製した。以下、この放電ランプを「ランプＡ」という。このランプＡの具体的な構成および仕様は以下に示すとおりである。
発光管（１０）：発光管部最大外径；約１２４ｍｍ、内容積；１０００ｃｃ、陰極側封止管部（シール部）外径；約２９ｍｍ
陰極（１４）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）； ４０ ｍｍ、胴部の直径；２０ｍｍ
陰極（１４）と陽極（１３）との電極間距離；１０ｍｍ
陰極側電極棒（１５）：材質；トリエーテッドタングステントリタン、直径；６ｍｍ
封入ガス：キセノンガス、封入ガス圧；０．９０×１０５Ｐａ
水銀量：３０ｍｇ／ｃｃ
入力電力：１２ｋＷ
封止用ガラス部材：材質；石英ガラス、陰極側直径；２３ｍｍ
金属箔（２０）：材質；モリブデン、厚さ；４０μｍ、全長（軸方向長さ）；５５ｍｍ、幅（周方向長さ）；１０ｍｍ、枚数５枚
第１のガラス製筒体（１６ａ）：材質；石英ガラス、全長（軸方向長さ）；１５ｍｍ
第２のガラス製筒体（１６ｂ）：材質；石英ガラス、全長（軸方向長さ）；１３ｍｍ
アルカリ金属誘引部材（２５）（ディスク状）：材質；モリブデン、厚さ（軸方向長さ）；０．０１５ｍｍ、内径６ｍｍ、外径２３ｍｍ
アルカリ金属誘引部材（２５）を第１と第２のガラス製筒体（１６ａ，１６ｂ）の間に配置した状態で、第１と第２のガラス製筒体（１６ａ，１６ｂ）の側面部分を封止管部（１２）内周面に溶着して固定した。
このようにして、本発明にかかるランプＡを製作した。
【００３７】
〔比較例〕
ガラス製筒体を一体的に構成してアルカリ金属誘引部材を用いなかったことを除いて、上記実施例の仕様と同様に「ランプＢ」を製作した。
なおガラス製筒体の全長（軸方向長さ）は、２６ｍｍであった。
【００３８】
上記ランプＡおよびランプＢを用いて、以下の実験を行った。
〔実験例〕
以上により作製されたランプＡおよびランプＢを電力１２０００Ｗの点灯条件下で点灯させ、点灯時における金属箔の浮きの有無および箔浮きがある場合には箔浮き量（軸方向の長さ）を調べた。なお箔浮き量は、金属箔における、初期のガラスと箔の密着部のバルブ側端部から、点灯後に剥離した箔軸上における距離で示した。複数枚で箔浮き（箔剥がれ）が発生している場合は、その最も箔浮き量が大きいものを代表値として採用した。
その実験例の結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
本実施例に係るランプＡにおいては、２０００時間点灯後も箔浮きが発生することなく金属箔とガラスとの密着性が良好に維持できることが判明した。一方、本発明に係るアルカリ金属誘引部材を用いなかったランプＢにおいては、点灯後５００時間後の観測において箔浮きが認められ、点灯時間の増大と共にその量（軸方向長さ）が増すことが確認された。
上記実験例の結果から明らかなように、本発明によれば従来技術に比較して箔浮きの発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態にかかる箔シール構造を備えたショートアーク型の放電ランプを示す間軸方向断面図である。
【図２】図１の放電ランプの絞り込み部近傍を拡大して示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる箔シール構造を備えたショートアーク型の放電ランプを示す間軸方向断面図である。
【図４】図３の放電ランプの絞り込み部近傍を拡大して示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかるアルカリ金属誘引部材の説明用斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかる陰極側マウントを取り出して示す説明用斜視図である
【図７】従来技術にかかる箔シール構造を備えたショートアーク型の放電ランプの一例を示す間軸方向断面図である。
【図８】従来技術にかかる図７の放電ランプの変形例であり、放電ランプの絞り込み部近傍を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 発光管
１１ 発光管部
１２ 封止管部
１２ａ 絞り込み部
１３ 陽極
１４ 陰極
１５ 電極棒
１６ ガラス製筒体
１６ａ 第１のガラス製筒体
１６ｂ 第２のガラス製筒体
１７ 封止用ガラス部材
１７ａ 有底孔
１７ｂ 有底孔
１８ 外部リード棒
１９ ガラス製筒体
２０ 金属箔
２０ａ 先端部
２１ 第１の金属板
２２ 第２の金属板
２３ 導電膜
２５ アルカリ金属誘引部材
２６ 金属層
Ｓ 放電空間
Ｗ１ リード線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶や半導体、プリント基板などの露光装置の光源に用いられる放電ランプに関し、特に、封止管部が金属箔によって封止された箔シール構造を有する放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
放電ランプの給電構造として、電極が封止管部の内部に気密に埋設された金属箔に接続され、金属箔の他端に外部リードが接続されて導通をとるものが知られている。
図７は、このような箔シール構造を備えたショートアーク型の放電ランプ（以下、「放電ランプ」という。）の一例である。放電ランプは、発光管部６１と、この発光管部６１の両端から外方に伸びるよう設けられた封止管部６２とにより構成されたガラス製の発光管６０における発光管部６１内に、陰極６３および陽極６４が互いに対向して配置されている。
陰極６３、この陰極６３が先端に設けられた陰極側軸部６３１を具えてなる陰極マウントと、陽極６４、この陽極６４が先端に設けられた陽極側軸部６４１を具えてなる陽極マウントとは、それぞれ封止管部６２に挿入され、シール部において気密に溶着されて保持される。
陰極６３、陽極６４のマウント構造は、それぞれの軸部６３１、６４１が挿通されたガラス製筒体６５およびこのガラス製筒体６５の外方位置に設けられたガラス部材６６を有し、ガラス部材６６が封止管部６２の内部において気密に溶着されて構成されている。
このガラス部材６６の外周面には、各々、当該ガラス部材６６の軸方向に伸びる帯状の、例えばモリブデンからなる複数枚の金属箔６７が、周方向に互いに離間して配置され、これらの金属箔６７の各々の一端部６７Ａが、ガラス部材６６の内端面に配置された金属板６８を介して、電極軸部６３１，６４１に電気的に接続されると共に、当該金属箔６７の各々の他端部が、金属板６９を介してガラス部材６６の外端部から外方に突出して伸びる外部リード棒７０に電気的に接続されている。
【０００３】
箔シール構造の封止部（以下、簡単に「箔シール部」ともいう。）を有する放電ランプは、金属箔６７周囲に配置されたガラスの部材（６２，６６）と、当該金属箔６７との間の密着強度が、放電空間内に封入されるガスの膨張に対する耐圧性能を決める上で重要な役割を果たしている。
しかしながら、このようなガラスと金属箔６７との結合は、化学的な機構によるものであり、アルカリ金属が侵入することによって切断されることが一般に知られている。
【０００４】
この耐圧性低下を引き起こす原因となるアルカリ金属は、電極部材やガラス部材の表面や内部に不純物として存在しており、不可避なコンタミネーションとして、放電空間内に侵入する性質がある。従って、図７で示した放電ランプにおいて、電極軸部（６３１，６４１）の周囲に配置されるガラス製の筒体６５は、封止管部６２内に電極軸部６３１，６４１を安定的に保持するという役割を担うと同時に、放電空間中で対流しているアルカリ金属を封止管部６２に直接的に流入することを回避する上で、有用の構成となっている。仮に、ガラス製の筒体６５がなく、金属板６８が放電空間に露出している場合には、バルブ内表面を移動してきたアルカリ金属が直接的に金属箔６７の先端部に流れ込むため、早期に金属箔６７が汚染されて気密性を失ってしまう。
【０００５】
ところで、放電空間内に浸入したアルカリ金属は、ガラス内に溶け込むという性質を備えている。このため、ランプ内を対流した後、ガラス中に溶け込んだアルカリ金属は、容易にイオン化して電気的に陰極と同電位の場所へと誘引されて堆積する。而して、ガラス中のアルカリ金属イオンの幾らかが、陰極側の電極棒と金属箔の間に介在する集電用円板や金属箔の周囲に到達すると、箔シール部の近傍においてガラスと金属箔との結合を切断する事態に至る。
この結果、金属箔とガラス部材との間の結合が切断された場合には、箔シール部の密着強度が低下して、放電ランプの耐圧性を低下させ、封止管部の破損が引き起されることになる。
【０００６】
このような問題に対し、アルカリ金属イオンの箔シール部への侵入を防ぐ方法として、導電性部材、例えば導電膜や導電性ワイヤ（線材）を発光管の外周面に配置して、陰極側電位と同電位にすることにより、アルカリ金属イオンを分散させる方法が知られている（特許文献１等）。
【０００７】
この従来技術を、図８を参照して説明する。
図８は、陰極側の封止管部における絞込み部の近傍を拡大して示す図である。
封止管部６２における絞込み部６２Ａ近傍の外周面、具体的には、金属箔６７の先端部６７Ａと集電用の金属板６８の接続部の近傍に、導電性部材としての導電膜７１を形成する。この導電膜７１に例えばリード線Ｗを接続し、これを陰極６３側の外部リード棒（不図示）等に対して電気的に接続すると、導電膜７１が形成されている部分においては、６３陰極と同電位をもつことになるので、アルカリ金属イオンの正の電荷は導電膜７１の電界と金属箔６７および集電用金属板６８の電界の間で移動が困難になり、金属箔６７の周囲にアルカリ金属イオン（Ｍ＋）が近付くことが防止される。
このような導電膜７１は、より高い効果を得るために、金属箔６７の先端部６７Ａよりもわずかに発光管部６１（電極６３）側に移動した位置から、少なくともこの金属箔６７の先端部６７Ａと集電用金属板６８の接合部領域の、同図において破線で囲んだ部分を覆うように形成される。
以上のような技術を採用することで、ガラスに溶け込んだアルカリ金属イオン（Ｍ＋）を分散して捕獲することができ、金属箔６７近傍に集中して堆積することを防止することができる。
【０００８】
【特許文献１】特公平４−４０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような技術を採用しても、集電用金属板６８と導電膜７１とは同電位であり、アルカリ金属（Ｍ＋）のうち幾らかは集電用金属板６８や金属箔６７に向かって移動し、箔シール部に到達して堆積する。
そして、点灯時間が経過するに従って、金属箔６７とガラスとの結合が切断され、ついには金属箔６７が剥れると、箔浮きを生じることにつながる。
このように従来の技術においては、金属箔とガラスの密着性を十分に確保することができず、その結果、発光管の耐圧強度を高く維持することができない。
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、放電ランプの箔シール部へのアルカリ金属イオンの侵入を抑制し、ランプ寿命期間に亘って金属箔とガラスの密着性を確保できて、発光管の耐圧強度をいっそう高くできる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】
そこで、本発明は、発光管部およびこれに続く封止管部よりなるガラス製の発光管と、
発光管部の内部に配置された、陰極および陽極からなる一対の電極と、
前記陰極を先端に有する電極棒と、
この電極棒の外周と前記封止管部の内周との間に配置されたガラス製の筒体と、
このガラス製の筒体の外端面に沿って配置され、電極棒の外方の端部が接続された金属板と、
この金属板の外方において、前記封止管部の内部に配置された柱状のガラス部材と、
このガラス部材における、前記封止管部の外端側に面する他端側に配置された外部リード棒と、
前記ガラス部材の外周に沿って伸び、その一端部が前記金属板に接続され、その他端部が前記外部リード棒に電気的に接続されるとともに、封止管部の内部に埋設された金属箔と、
前記発光管の外周面上において、前記金属箔の発光管側の先端部近傍から後方に向かって形成された導電性部材とを有する放電ランプにおいて、
前記導電性部材を陰極側電極と電気的に接続するとともに、
前記ガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、陰極側電極棒に電気的に接続されたアルカリ金属誘引部材を配置した
ことを特徴とする。
また、前記ガラス製筒体を複数備え、この複数のガラス製筒体を、前記封止管部の内部に長さ方向に並べて配置し、
前記複数のガラス製筒体のうち、少なくとも一つのガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、前記アルカリ金属誘引部材を配置した構成とするのがよい。
また、前記ガラス製筒体を複数備え、この複数のガラス製筒体を、前記封止管部の内部に長さ方向に並べて配置し、前記複数のガラス製筒体のうち、前記金属板に当接して配置されたガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、前記アルカリ金属誘引部材を配置した構成とするのがよい。
ここに、アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデンおよびタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなる板状体により形成されているのがよい。
また、アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデンおよびタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなる層により形成されているのがよい。
以上において、アルカリ金属誘引部材は、発光管の長さ方向において前記導電性部材よりも発光管部側に配置されているのが良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放電ランプの箔シール部へのアルカリ金属イオンの侵入を抑制することができ、ランプ寿命期間に亘って金属箔とガラスの密着性を確保できて、発光管の耐圧強度をいっそう高くすることができる放電ランプを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の放電ランプの実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係るショートアーク型の放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この放電ランプにおいて、発光管１０は、石英ガラスにより形成され、放電空間Ｓを囲繞する略楕円球形の発光管部１１と、この発光管部１１の両端から外方に伸びるよう連設された筒状の封止管部１２とにより構成されており、当該発光管部１１に続く封止管部１２の発光管部１１に接近した個所に、封止管部１２の一部が縮径された状態の絞り込み部１２ａが形成されている。
【００１３】
発光管１０の発光管部１１内には、それぞれタングステンよりなる陽極１３および陰極１４からなる一対の電極が互いに対向するよう配置されており、その各々は、その外方における端部が第１の金属板２１に固定されて封止管部１２から発光管部１１に向かうように管軸に沿って伸びる円柱状の電極棒１５の先端に固定されて支持されている。電極棒１５は例えばタングステンよりなり、その外方における端部が第１の金属板２１に当接した状態（あるいは貫通した状態でもよい）で溶接等の適宜の手段によって固定され、当該金属板２１に電気的に接続されている。また、発光管１０の発光管部１１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。封入ガスの圧力は、封入時において例えば０．１〜１０ａｔｍであり、水銀の封入量は、例えば発光管１０における放電空間Ｓの内容積当たりの重量で１〜７０ｍｇ／ｃｃである。
【００１４】
封止管部１２の内部には、略円柱状の封止用ガラス部材１７が配置されている。封止用ガラス部材１７には、その外端面から軸方向に沿って伸びる有底孔１７ａが中心軸上に形成されており、この有底孔１７ａには、その内径に適合する外径の外部リード棒１８が挿入されている。
【００１５】
この封止用ガラス部材１７の外周面には、モリブデンよりなる複数の帯状の金属箔２０が、当該封止用ガラス部材１７の周方向に互いに離間した状態で、当該封止用ガラス部材１７の内端から外端に向かって伸びるように配置され、封止用ガラス部材１７の外周面が金属箔２０を介して封止管部１２の内面に気密に溶着されることによって、当該金属箔２０が封止管部１２内に埋設されている。
【００１６】
金属箔２０の各々の先端部２０ａは、封止用ガラス部材１７の内端面に沿って配置された第１の金属板２１を介して電極棒１５に電気的に接続されている。そして、一方の、金属箔２０の各々の外端部２０ｂは、外部リード棒１８に接続されると共に封止用ガラス部材１７の外端面に沿って配置された第２の集電用金属板２２に接続されている。これにより、電極棒１５と外部リード棒１８とは、電極棒１５、第１の金属板２１、金属箔２０、第２の金属板２２、外部リード棒１８の順に電気的に接続された構造となっている。
【００１７】
封止管部１２の外端側の近傍においては、第２の金属板２２の外端面にそって、石英ガラスよりなる外部リード棒保持用のガラス製筒体１９が、当該外部リード棒１８が挿通された状態で配置されており、この外部リード棒保持用のガラス製筒体１９の外周面は、封止管部１２の内周面に気密に溶着されている。
なお、図１に示す放電ランプにおいては、外部リード棒保持用ガラス製筒体１９と封止管部１２との構成上の相違が明瞭となるよう境界部分について実線で示し、区別しているが、実際の放電ランプでは、ガラス同士が溶着することにより一体化された状態になっている。
【００１８】
図１または図２で示すように、陰極１４側の封止管部１２の外面には、当該封止管部１２内部に埋設された金属箔２０の先端部２０ａの近傍を取り囲むように、導電性を有する部材が膜状に形成されている。このような導電性を有する膜（以下、導電膜２３という。）は、具体的には金、白金等の金属と樹脂とを混練、混合した懸濁液を油脂等で薄め、発光管１０（発光管部１１および封止管部１２）の所定の位置に塗付し、乾燥後、高温で焼成することにより形成したものであり、厚さが０．０１〜５０μｍである膜として形成されたものである。
【００１９】
この導電膜２３は、例えば、模式的に示すリード線Ｗ１によって外部リード棒１８に電気的に接続されており、放電ランプの動作中は電気的にマイナスの極性を帯びることになる。このような構成を標準的に備えることにより、石英ガラス中に存在するアルカリ金属イオンを発光管１０の外表面においてトラップし、アルカリ金属イオンが電極棒１５、第１の金属板２１、金属箔２０のマイナスの極性に誘引されて、これらの部材の近傍に集約されることを抑制する。
【００２０】
本実施形態に係る放電ランプにおいては、陰極側に位置されたガラス製筒体１６の前端面に沿って、アルカリ金属誘引部材２５が配置されている。
アルカリ金属誘引部材２５は、図２に示すように、電極棒１５の軸に対して垂直な面方向に広がる円板状（ディスク状）の金属板よりなり、その中心部に形成された孔の内部に電極棒１５が挿通された状態で、電極棒１５に対して溶接等の手段で電気的に接続されている。
【００２１】
ここで、図２に示すように、封止管部１２およびガラス製筒体１６により構成されるガラスについて、導電膜２３の発光管側先端部近傍をａ、アルカリ金属誘引部材２５の外周部の近傍をｂ、中心孔の近傍をｃ、電極棒１５と金属板２１の接合部の近傍をｄ、金属箔２０の発光管側先端部の近傍をｅ、導電膜２３の後端部近傍をｆとすると、符号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆにより囲まれる略筒状の部分においては、アルカリ金属誘引部材２５が金属箔２０の周辺に形成された電界を包み込むように新たな電界を形成することにより、導電膜２３、アルカリ金属誘引部材２５、電極棒１５、金属板２１および金属箔２０の全てが、実質的に陰極（１４）と同電位となるため、この領域における電位差が小さくなり、この内部に存在するアルカリ金属イオンＭ＋は移動することができなくなる。
【００２２】
この結果、金属箔２０と第１の金属板２１との接合部近傍に向かって移動するアルカリ金属イオンＭ＋を十分に減ずることができ、箔シール部分においてアルカリ金属イオンＭ＋が堆積することを抑制し、金属箔２０とガラス部材（１２、１７）の間の結合が切断されることを効果的に回避することができる。
従って、箔剥れの発生を抑制でき、封止管部１２における耐圧強度を長期に亘って高い状態に維持することができるようになる。
【００２３】
アルカリ金属誘引部材２５を構成する材質としては、金属であればタングステン、モリブデン、タンタルなどを好適に使用することができる。また、発光管の内部に水銀を備えていない放電ランプであれば、この他に例えば白金なども使用可能である。
【００２４】
図３は本発明の他の実施形態を説明する、ショートアーク型の放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図、図４は図３においてガラス製筒体の近傍を拡大して示す説明図である。これらの図において、先に図１，２で説明した構成については同符号で示して、詳細な説明については省略する。
発光管１０の発光管部１１内には、陽極１３および陰極１４が対向配置されている。その各々は、その外方における端部が、第１の金属板２１に固定されて封止管部１２から発光管部１１に向かうように管軸に沿って伸びる円柱状の電極棒１５の先端に固定されて支持されている。この実施形態において、電極棒１５は、外方における端部が第１の金属板２１に貫通した状態（あるいは、当接した状態でもよい）で溶接等の適宜の手段によって金属板２１に固定され、電極棒１５の外方端部は封止用ガラス部材１７の前方の端面に形成された有底穴１７ｂ内に挿入されている。
また、発光管１０の発光管部１１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。封入ガスの圧力は上記実施形態と同様である。
【００２５】
この実施形態係る放電ランプは、ガラス製筒体１６が、第１のガラス製筒体１６ａと第２のガラス製筒体１６ｂとからなる複数の筒体により構成されている。これら複数のガラス筒体１６ａ，１６ｂはその長さ方向に並んで封止管部１２の内部に配置され、その外周部分が封止管部１２の内周部分に溶着されて構成されている。
そして、この第１と第２のガラス製筒体１６ａ，１６ｂに挟まれるように、陰極１４側の電極棒１５と電気的に接続されたアルカリ金属誘引部材２５が、封止管部１２内に配置されている。
【００２６】
図４は、アルカリ金属誘引部材２５の近傍を拡大して示す図である。同図のように封止管部１２およびガラス製筒体１６により構成されるガラスについて、導電膜２３の発光管側先端部近傍をａ’、アルカリ金属誘引部材２５の外周部の近傍をｂ’、中心孔の近傍をｃ’、電極棒１５と金属板２１の接合部の近傍をｄ’、金属箔２０の発光管側先端部の近傍をｅ’、導電膜２３の後端部近傍をｆ’とした場合には、ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’，ｆ’により囲まれる略筒状の部分においては、アルカリ金属誘引部材２５が金属箔２０の周辺に形成された電界を包み込むように新たな電界を形成することによって、導電膜２３、アルカリ金属誘引部材２５、電極棒１５、金属板２１および金属箔２０の全てが、実質的に陰極（１４）と同電位となって、この領域においては電位の高低差をほとんど有さなくなり、内部に存在するアルカリ金属イオンＭ＋は移動することができなくなる。
とりわけ、この実施形態によれば、アルカリ金属誘引部材２５が、第１、第２のガラス製筒体１６ａ，１６ｂの間に介在するため、双方のガラス内に存在するアルカリ金属イオンを誘引することができ、金属箔２０側に移動可能なアルカリ金属イオンＭ＋を減らすことができる。また、図１，２で示した実施形態に係るものよりも、導電膜２３の先端部（ａ’）およびアルカリ金属誘引部材２５（ｂ’，Ｃ’）と、金属箔２０の発光管側先端部の近傍（ｅ’）の離間距離を比較的小さくできるため、ガラス内部における電界を密に形成することができ、アルカリ金属イオンＭ＋の移動をいっそう抑制することができる。
この結果、金属箔２０先端部に蓄積されるアルカリ金属イオンＭ＋を十分減らすことができ、箔剥れの発生やこれに起因して生じる封止管部１２のリークを確実に抑制することができる。
【００２７】
ここで、上記放電ランプに関して具体的数値例を挙げると、発光管（１０）の全長が、４５０ｍｍであり、発光管部（１１）の長さが１６２ｍｍ、発光管部（１１）の最大外径が１２４ｍｍ、最大内径が１１３ｍｍである。電極（１３，１４）間距離は、１０ｍｍである。封止管部（１２）の外径は、２９ｍｍであり、内径は２３ｍｍである。電極は、陽極（１３）は例えば径２９ｍｍであり、陰極（１４）は２０ｍｍであって、電極棒（１５）の径は陽極側が８ｍｍ、陰極側が６ｍｍである。
アルカリ金属誘引部材（２５）は、例えば、円板の厚みが０．０１５〜５ｍｍであり、好ましくは０．０３〜０．１５ｍｍである。
【００２８】
無論、このようなアルカリ金属誘引部材（２５）は、上記の板厚のものに限定されるものではなく、適宜設定可能である。ただし、これを金属で構成する場合には、石英ガラスに対して熱膨張差を有しているため、熱膨張したときの変形量の差異を吸収できるような寸法または構造とする必要がある。
また、アルカリ金属誘引部材（２５）における面方向の大きさは、導電膜（２３）との間の最短距離が小さいことが、ガラス内の電界を均一化してアルカリ金属イオンの流れを止めるという機能を発揮する上で好ましい。従って、その外径（外縁部）は、熱膨張が生じた場合でも封止管部を破損しないような範囲で、可及的に大きい方が好ましい。
更に、アルカリ金属誘引部材（２５）がガラス製筒体（１６）とほぼ同径となるよう半径方向に広がることにより、当該ガラス製筒体（１６）内においてアルカリ金属イオンＭ＋の軸方向における移動が妨げられるため、すなわち、アルカリ金属イオンＭ＋が箔シール部側に侵入する経路が実質的に封止管部１２の肉厚部分に制限されるため、箔シール部分近傍に誘引される絶対数を、確実に減らすことができるようになる。
なお、このようなアルカリ金属誘引部材は、ガラス（１６）と密着していることは必須ではないが、誘引されたアルカリ金属イオンがガラスに接触することで電荷を中和し、周辺の電位の上昇を防ぐ機能を発揮させるとした観点から、密着していている方がより望ましい。
【００２９】
また、図３，４で示した放電ランプのように、ガラス製筒体（１６）として複数のものが並べて配置されている場合には、電界を密に形成するためにもアルカリ金属誘引部材（２５）は、金属板（２１）に当接したガラス製筒体（１６）の発光管部（１１）側の端面に沿って設けられるのが好ましい。無論、全てのガラス製筒体（１６）前端面に沿って設けても構わない。
【００３０】
以上においては、アルカリ金属誘引部材として、金属よりなる円形板状（ディスク状）の形態のもので説明したが、アルカリ金属誘引部材の形態としては、このようなものに限定されず、種々変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、図５（ａ）のように金属線を編んだメッシュで構成しても良いし、図５（ｂ）のようにワイヤをほぼ同一面上に螺旋状に巻いて円盤状に成形したものでも良い。なお、このような形態においては、電界の染み出しを防ぐ意味で線同士の間隔はできるだけ小さく密な状態であることが望ましい。更に、図５（ｃ）のように円板の内径部分と外径部分を板の伸びる方向に対して垂直に折り曲げて縁部を備えた構造としてもよい。このような折り返し部分を内径側に備えてたものにおいては、電極棒に対して大きな接触面積を得ることができてより好ましい。
要は、封止管部外表面に形成された導電膜および金属板と共に、ガラス製筒体ならびに封止管部を構成するためのガラスを包みこむような形状を備えていればよい。
なお本発明において、板状の部材とは、自己成形性を維持してほぼ同一面方向に広がる形状を有するものであればよく、面が全領域でつながっていることは必須でない。上記したようなメッシュ状のものでも良いし線材を同一面上に巻回して形成したものでもよい。
【００３１】
また、ディスク状のアルカリ金属誘引部材においては、電気的に接続が確保できさえすれば単に電極棒を挿通するのみでも良いが、アルカリ金属誘引部材の中心部に中間部材を介したり、アルカリ金属誘引部材と電極棒とを、溶接、半田あるいはロウ付けなど適宜の接続手段によって接続することがより好ましい。
【００３２】
また、本発明においてアルカリ金属誘引部材は、電界に対して変化を生じさせることができれば、上記実施形態のような板状体に限定されず、金属の層のようなものであっても可能である。
例えば、図６は、本発明の他の実施形態に係る電極マウントの構成図である。同図において先に図１〜図５の説明で述べた構成については同じ符号を用いて説明し、その詳細については省略する。
図６に示す実施形態において、電極棒１５の周囲には、長さ方向に第１と第２のガラス製筒体１６ａ，１６ｂが並んで配置され、ガラス製筒体１６が構成される。
これらガラス製筒体１６ａ，１６ｂのうち、金属板２１に当接している側、すなわち第２のガラス製筒体１６ｂにおける、電極側に位置された端面上に、金属層２６が形成されると共に、この金属層２６が陰極１４側電極棒に電気的に接続されることによってアルカリ金属誘引部材を構成する。
このような実施形態にかかる放電ランプによれば、第１ガラス製筒体１６ａと第２の１６ｂとの間に、電極棒１５に電気的に接続された金属層２６を備えているため、この金属層２６が、放電ランプの金属箔（不図示）の周辺に形成された電界を包み込むように新たな電界を形成し、上記実施形態と同様、第２のガラス製筒体１６ｂの周囲に、第１の金属板２１、金属層２６および封止管部の外側に位置される導電膜（不図示）のすべての部材が、電極棒１５と実質的に同電位になるため、第１の金属板２１と金属箔（不図示）との間における電場強度を小さくすることができ、ガラス製筒体１６ｂや封止管部１２を構成する周囲のガラスの中に存在するアルカリ金属イオンＭ＋の移動を、効果的に防止することができる。
【００３３】
なおここで、本実施形態にかかる金属層２６を形成する場合には、ガラス製筒体１６ｂの断面上に、例えば蒸着方法や化学気相法などの手段を採用することができる。また、白金と樹脂とを混練、混合した懸濁液を油脂等で薄め塗付、焼成することにより、形成してもよい。また、金属製の箔をガラス製筒体の端面の形状に成形して、一方と他方のガラス製筒体１６ａ，１６ｂで挟むようにして構成しても良い。
更には、金属の層と、金属の板やワイヤなど適宜の部材とを組み合わせ、アルカリ金属誘引部材を構成することも可能である。
【００３４】
なお、ここではガラス製筒体として複数の筒体を並べて構成した例で説明したが、単一のもので構成されたものであっても構わない。その際は当然、ガラス製筒体における電極先端側に位置された端面上に導電膜が形成されることになる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について種々説明をしたが、本発明は上記内容に限定されず、適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、図３〜図６ではガラス製筒体を２つの部材で構成した例を説明したが、それ以上、例えば３つの部材で構成しても構わない。更には、アルカリ金属誘引部材を配置する位置は、例えば全てのガラス製筒体の端面であってもかまわない。ただし、少なくとも金属板に当接したガラス製筒体における電極先端側に位置された端面にそって配置されるのが好ましい。
【００３６】
〔実施例〕
図３および図４に示す構成に従って、本発明に係るショートアーク型の放電ランプを作製した。以下、この放電ランプを「ランプＡ」という。このランプＡの具体的な構成および仕様は以下に示すとおりである。
発光管（１０）：発光管部最大外径；約１２４ｍｍ、内容積；１０００ｃｃ、陰極側封止管部（シール部）外径；約２９ｍｍ
陰極（１４）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）； ４０ ｍｍ、胴部の直径；２０ｍｍ
陰極（１４）と陽極（１３）との電極間距離；１０ｍｍ
陰極側電極棒（１５）：材質；トリエーテッドタングステントリタン、直径；６ｍｍ
封入ガス：キセノンガス、封入ガス圧；０．９０×１０５Ｐａ
水銀量：３０ｍｇ／ｃｃ
入力電力：１２ｋＷ
封止用ガラス部材：材質；石英ガラス、陰極側直径；２３ｍｍ
金属箔（２０）：材質；モリブデン、厚さ；４０μｍ、全長（軸方向長さ）；５５ｍｍ、幅（周方向長さ）；１０ｍｍ、枚数５枚
第１のガラス製筒体（１６ａ）：材質；石英ガラス、全長（軸方向長さ）；１５ｍｍ
第２のガラス製筒体（１６ｂ）：材質；石英ガラス、全長（軸方向長さ）；１３ｍｍ
アルカリ金属誘引部材（２５）（ディスク状）：材質；モリブデン、厚さ（軸方向長さ）；０．０１５ｍｍ、内径６ｍｍ、外径２３ｍｍ
アルカリ金属誘引部材（２５）を第１と第２のガラス製筒体（１６ａ，１６ｂ）の間に配置した状態で、第１と第２のガラス製筒体（１６ａ，１６ｂ）の側面部分を封止管部（１２）内周面に溶着して固定した。
このようにして、本発明にかかるランプＡを製作した。
【００３７】
〔比較例〕
ガラス製筒体を一体的に構成してアルカリ金属誘引部材を用いなかったことを除いて、上記実施例の仕様と同様に「ランプＢ」を製作した。
なおガラス製筒体の全長（軸方向長さ）は、２６ｍｍであった。
【００３８】
上記ランプＡおよびランプＢを用いて、以下の実験を行った。
〔実験例〕
以上により作製されたランプＡおよびランプＢを電力１２０００Ｗの点灯条件下で点灯させ、点灯時における金属箔の浮きの有無および箔浮きがある場合には箔浮き量（軸方向の長さ）を調べた。なお箔浮き量は、金属箔における、初期のガラスと箔の密着部のバルブ側端部から、点灯後に剥離した箔軸上における距離で示した。複数枚で箔浮き（箔剥がれ）が発生している場合は、その最も箔浮き量が大きいものを代表値として採用した。
その実験例の結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
本実施例に係るランプＡにおいては、２０００時間点灯後も箔浮きが発生することなく金属箔とガラスとの密着性が良好に維持できることが判明した。一方、本発明に係るアルカリ金属誘引部材を用いなかったランプＢにおいては、点灯後５００時間後の観測において箔浮きが認められ、点灯時間の増大と共にその量（軸方向長さ）が増すことが確認された。
上記実験例の結果から明らかなように、本発明によれば従来技術に比較して箔浮きの発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態にかかる箔シール構造を備えたショートアーク型の放電ランプを示す間軸方向断面図である。
【図２】図１の放電ランプの絞り込み部近傍を拡大して示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる箔シール構造を備えたショートアーク型の放電ランプを示す間軸方向断面図である。
【図４】図３の放電ランプの絞り込み部近傍を拡大して示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかるアルカリ金属誘引部材の説明用斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかる陰極側マウントを取り出して示す説明用斜視図である
【図７】従来技術にかかる箔シール構造を備えたショートアーク型の放電ランプの一例を示す間軸方向断面図である。
【図８】従来技術にかかる図７の放電ランプの変形例であり、放電ランプの絞り込み部近傍を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 発光管
１１ 発光管部
１２ 封止管部
１２ａ 絞り込み部
１３ 陽極
１４ 陰極
１５ 電極棒
１６ ガラス製筒体
１６ａ 第１のガラス製筒体
１６ｂ 第２のガラス製筒体
１７ 封止用ガラス部材
１７ａ 有底孔
１７ｂ 有底孔
１８ 外部リード棒
１９ ガラス製筒体
２０ 金属箔
２０ａ 先端部
２１ 第１の金属板
２２ 第２の金属板
２３ 導電膜
２５ アルカリ金属誘引部材
２６ 金属層
Ｓ 放電空間
Ｗ１ リード線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管部およびこれに続く封止管部よりなるガラス製の発光管と、
発光管部の内部に配置された、陰極および陽極からなる一対の電極と、
前記陰極を先端に有する電極棒と、
この電極棒の外周と前記封止管部の内周との間に配置されたガラス製の筒体と、
このガラス製の筒体の外端面に沿って配置され、電極棒の外方の端部が接続された金属板と、
この金属板の外方において、前記封止管部の内部に配置された柱状のガラス部材と、
このガラス部材における、前記封止管部の外端側に面する他端側に配置された外部リード棒と、
前記ガラス部材の外周に沿って伸び、その一端部が前記金属板に接続され、その他端部が前記外部リード棒に電気的に接続されるとともに、封止管部の内部に埋設された金属箔と、
前記発光管の外周面上において、前記金属箔の発光管側の先端部近傍から後方に向かって形成された導電性部材とを有する放電ランプにおいて、
前記導電性部材を陰極側電極と電気的に接続するとともに、
前記ガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、陰極側電極棒に電気的に接続されたアルカリ金属誘引部材を配置した
ことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記ガラス製筒体を複数備え、この複数のガラス製筒体を、前記封止管部の内部に長さ方向に並べて配置し、
前記複数のガラス製筒体のうち、少なくとも一つのガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、前記アルカリ金属誘引部材を配置した
ことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記ガラス製筒体を複数備え、この複数のガラス製筒体を、前記封止管部の内部に長さ方向に並べて配置し、
前記複数のガラス製筒体のうち、前記金属板に当接して配置されたガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、前記アルカリ金属誘引部材を配置した
ことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデンおよびタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなる板状体により形成されていることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデンおよびタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなる層により形成されていることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記アルカリ金属誘引部材は、発光管の長さ方向において前記導電性部材よりも発光管部側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項１】
発光管部およびこれに続く封止管部よりなるガラス製の発光管と、
発光管部の内部に配置された、陰極および陽極からなる一対の電極と、
前記陰極を先端に有する電極棒と、
この電極棒の外周と前記封止管部の内周との間に配置されたガラス製の筒体と、
このガラス製の筒体の外端面に沿って配置され、電極棒の外方の端部が接続された金属板と、
この金属板の外方において、前記封止管部の内部に配置された柱状のガラス部材と、
このガラス部材における、前記封止管部の外端側に面する他端側に配置された外部リード棒と、
前記ガラス部材の外周に沿って伸び、その一端部が前記金属板に接続され、その他端部が前記外部リード棒に電気的に接続されるとともに、封止管部の内部に埋設された金属箔と、
前記発光管の外周面上において、前記金属箔の発光管側の先端部近傍から後方に向かって形成された導電性部材とを有する放電ランプにおいて、
前記導電性部材を陰極側電極と電気的に接続するとともに、
前記ガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、陰極側電極棒に電気的に接続されたアルカリ金属誘引部材を配置した
ことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記ガラス製筒体を複数備え、この複数のガラス製筒体を、前記封止管部の内部に長さ方向に並べて配置し、
前記複数のガラス製筒体のうち、少なくとも一つのガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、前記アルカリ金属誘引部材を配置した
ことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記ガラス製筒体を複数備え、この複数のガラス製筒体を、前記封止管部の内部に長さ方向に並べて配置し、
前記複数のガラス製筒体のうち、前記金属板に当接して配置されたガラス製筒体の発光管部側の一端面にそって、前記アルカリ金属誘引部材を配置した
ことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデンおよびタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなる板状体により形成されていることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記アルカリ金属誘引部材は、タングステン、モリブデンおよびタンタルから選ばれた少なくとも１種よりなる層により形成されていることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記アルカリ金属誘引部材は、発光管の長さ方向において前記導電性部材よりも発光管部側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１１８１６６（Ｐ２０１０−１１８１６６Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８８６３４（Ｐ２００８−２８８６３４）
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【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２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【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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