JP2007250346A - ショートアーク形水銀ランプ支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
周面の位置を簡単な構造で所定方向へ規制して紫外線照度の均整度を向上しやすくしたショートアーク形水銀ランプ支持装置を提供する。
【解決手段】
ショートアーク形水銀ランプ支持装置は、排気チップオフ部ｔが側面の一部に形成されていて放電空間を包囲する包囲部１ａおよび一対の封止部１ｂを有する紫外線透過性の気密容器１、陰極２Ｋおよび陽極２Ａ、水銀および希ガスを含む放電媒体、ならびに一対の封止部に配設された一対の口金３、４を備えたショートアーク形水銀ランプＳＨＬと、一対の口金３、４の少なくとも一方が装着されることによりショートアーク形水銀ランプを支持するランプソケットＬＳと、口金３およびランプソケットＬＳと協働してショートアーク形水銀ランプの周面の位置を所定方向に規制する位置規制手段ＰＣとを具備している。
【選択図】
図１

Description

本発明は、ショートアーク形水銀ランプを紫外線照射装置などの組込機器内の所定位置に支持するショートアーク形水銀ランプ支持装置に関する。

放電空間を包囲する包囲部およびこの包囲部の両端から延在する一対の封止部を有する紫外線透過性の気密容器と、前記気密容器に封装され管軸方向に沿って前記包囲部内に突出して離間対向する陰極および陽極と、前記気密容器内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体とを具備したショートアーク形水銀ランプは既知である（例えば、特許文献１参照。）。

ショートアーク形水銀ランプは、主として液晶／半導体分野において硬化／露光を目的とする紫外線照射装置の光源として使用されている。

従来、ショートアーク形水銀ランプを紫外線照射装置などの組込機器内の所定位置に支持するとともにランプに給電するために、以下の構造を採用している。すなわち、前記気密容器の一対の封止部にそれぞれ口金を装着し、陰極側の口金を機器内において上側から吊持している。なお、吊持の際のランプ取付方向は特段規制されていない。

また、特許文献１には記載されていないが、ショートアーク形水銀ランプの製造工程において、気密容器内を排気し、かつ水銀および希ガスからなる放電媒体を気密容器内に封入した跡として排気チップオフ部が包囲部の側面の一部に形成される。この排気チップオフ部は包囲部から突出しているために、その外面に保温膜が形成されてランプの最冷部とならないように配慮されている。

特開平１１−０９６９７２号公報

ところが、上記排気チップオフ部に形成された保温膜は遮光性であるために、気密容器の全周方向の配光特性が排気チップオフ部の影響を受けて非対称になり、排気チップオフ部の組込機器内における位置によっては紫外線照度の均整度が低下しやすいことが分かった。

本発明は、周面の位置を簡単な構造で所定方向へ規制して紫外線照度の均整度を向上しやすくしたショートアーク形水銀ランプ支持装置を提供することを目的とする。

本発明のショートアーク形水銀ランプ支持装置は、排気チップオフ部が側面の一部に形成されていて放電空間を包囲する包囲部およびこの包囲部の両端から延在する一対の封止部を有する紫外線透過性の気密容器、この包囲部内に突出するように一対の封止部に支持されて気密容器に封装され小間隔で離間対向する陰極および陽極、前記気密容器の包囲部内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体、ならびに一対の封止部に配設された一対の口金を備えたショートアーク形水銀ランプと；前記ショートアーク形水銀ランプの一対の口金の少なくとも一方が装着されることにより前記ショートアーク形水銀ランプを支持するランプソケットと；前記口金およびランプソケットと協働して前記ショートアーク形水銀ランプの周面の位置を所定方向に規制する位置規制手段と；を具備していることを特徴としている。

本発明によれば、口金およびランプソケットと協働して前記ショートアーク形水銀ランプの周面の位置を所定方向に規制する位置規制手段を具備することにより、排気チップオフ部の組込機器内における位置を簡単な構造で規制して紫外線照度の均整度を向上しやすくしたショートアーク形水銀ランプ支持装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明のショートアーク形水銀ランプ支持装置を実施するための第１の形態を示す正面図である。

本発明のショートアーク形水銀ランプ支持装置は、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬ、ランプソケットＬＳおよび位置規制手段ＰＣを具備している。

ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、気密容器１、陰極２Ｋ、陽極２Ａ、放電媒体および一対の口金３、４を具備した直流点灯形式のものである。

気密容器１は、少なくとも主要部が紫外線透過性であり、例えば石英ガラスなどから形成されている。そして、包囲部１ａおよび一対の封止部１ｂ、１ｂを備えている。

包囲部１ａの内部には放電空間が形成されている。また、包囲部１ａは、適宜の形状であることが許容されるが、例えば管軸方向に長い紡錘形状をなしている。さらに、包囲部１ａの側面の一部には排気チップオフ部ｔが突出し、図示を省略しているが排気チップオフ部ｔには白金、金などの塗布膜などから構成されていて遮光性の保温膜で被覆されている。

一対の封止部１ｂ、１ｂは、包囲部１ａの管軸方向の両端から管軸方向へそれぞれ延在しており、気密容器１を気密に封止するとともに、後述する陰極２Ｋおよび陽極２Ａを支持して、放電空間内に封装するのに寄与している。さらに詳述すれば、気密容器１が石英ガラスからなる場合、封止部１ｂは、その内部に例えば封着金属箔１ｃを気密に埋設している。なお、封着金属箔１ｃは、好ましくはモリブデン箔からなり、所要の電流容量を得るために、１枚または並列状態で複数枚、例えば２枚が電極の基端部に溶接される。

陰極２Ｋおよび陽極２Ａは、耐火性で導電性の金属、例えばタングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）またはタングステン−レニウム合金などからなる。また、上記陰極２Ｋおよび陽極２Ａは、小間隔すなわちショートアーク形式の放電がそれら電極間に生起するように包囲部１ａの内径より小さい電極間距離、例えば２ｍｍとなるようにそれぞれ先端が管軸上において離間対向して配置されている。

陰極２Ｋは、ランプ点灯中に流入するイオン電流が小さいので、既知のように相対的に小径である。そして、安定点灯中における陰極スポット位置の安定を図るために、既知のように先端部が先細に成形されている。さらに、所望により、陰極２Ａの先端部から適当な距離だけ後退した位置に、電子放射性物質をドープするなどして電子放射性を有する耐火性金属の細線を陰極軸部に巻装して形成したコイル部Ｃｋが配設されている。このコイル部Ｃｋを備えることにより、始動時にのみ陰極スポットが上記コイル部Ｃに形成され、適当な時間遅れの後に陰極２Ｋの先端部に転移するように構成することが可能になる。これによって陰極２Ｋの損耗を低減することができる。なお、陰極２Ｋおよびコイル部Ｃｋの構成金属としては、例えばトリア、アルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの電子放射性物質をドープした前記耐火性金属を用いることができる。

これに対して、陽極２Ａは、ランプ点灯中に流入する電子電流が大きいので、放熱を促進するために既知のように先端部を大径にして表面積が大きくなるように構成されている。

また、本発明のショートアーク形水銀放電ランプＳＨＬは、その陰極２Ｋが上側に位置し、陽極２Ａが陰極２Ｂの下側に位置する垂直状態で点灯される。

放電媒体は、水銀および希ガスを主体として構成されている。なお、水銀は、点灯時に蒸発して例えば数十気圧となるような超高圧水銀蒸気状態を呈する。希ガスは、例えばアルゴンガスからなり、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用する。

一対の口金３、４は、前記気密容器１の一対の封止部１ｂ、１ｂに配設されていて、少なくともその一方が後述するランプソケットＬＳに装着されることにより、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬを紫外線照射装置などの組込機器に取り付けられる。本形態においては、陰極２Ｋ側の口金３が後述するランプソケットＬＳに装着されるように構成されている。

口金３は、封止部保持部３ａおよびボルト構造リード体３ｂを含んで構成されている。封止部保持部３ａは、有底円筒状のカップ状をなしていて、その底部に通孔（図示しない。）を有している。そして、前記気密容器１の陰極２Ｋ側の封止部１ｂの端部に嵌合し、さらに無機接着剤により固定されている。ボルト構造リード体３ｂは、その先端が封止部１ｂ内の封着金属箔１ｃに接続し、中間部が封止部保持部３ａの底部に形成された上記通孔を貫通して外部へ突出している。

口金４は、封止部保持部４ａおよび絶縁被覆リード線４ｂを含んで構成されている。封止部保持部４ａは、有底円筒状のカップ状をなしていて、その底部に通孔（図示しない。）を有している。そして、前記気密容器１の陽極２Ａ側の封止部１ｂの端部に嵌合し、無機接着剤により固定されている。絶縁被覆リード線４ｂは、その先端が封止部１ｂ内の封着金属箔１ｃに接続し、中間部が封止部保持部４ａの底部に形成された上記通孔を貫通して外部へ導出されている。なお、図１において絶縁被覆リード線４ｂは、その一部のみを残して残余の部分は切除した状態で示されている。

ランプソケットＬＳは、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬを支持する手段である。また、ランプ支持とともに給電機能を備えているのが好ましい。本形態において、ランプソケットＬＳは、カップ状ソケット本体５ａおよびナット５ｂを含んでいる。カップ状ソケット本体５ａは、前記口金３の封止部保持部３ａの少なくとも一部を内部に受容する。また、カップ状ソケット本体５ａの底部には後述するナット５ｂの脚部５ｂ１が挿通する通孔５ａ１が形成されている。ナット５ｂは、カップ状ソケット本体５ａを介してボルト構造リード体３ｂに螺合して前記ショートアーク形水銀ランプＳＨＬをランプソケットＬＳに固定する。

すなわち、上記ナット５ｂは、内部に雌ねじ溝が形成された脚部５ｂ１を備えた袋ナット構造を有している。そして、脚部５ｂ１をカップ状ソケット本体５ａの通孔５ａ１内に挿入した状態で前記口金３のボルト構造リード体３ｂに螺合して前記ショートアーク形水銀ランプＳＨＬを固定する。しかし、所望によりナット５ｂは、脚部５ｂ１を備えていない構造とし、またボルト構造リード体３ｂの先端がカップ状ソケット本体５ａの通孔５ａ１を貫通して外部へ突出するように構成して、上記ナット５ｂがカップ状ソケット本体５ａの外部においてボルト構造リード体３ｂに螺合するようにしてもよい。

前記位置規制手段ＰＣは、前記口金３の前記通孔を前記封止部保持部３ａの底部偏心位置に形成し、かつ前記ランプソケットＬＳの上記通孔を上記カップ状ソケット本体５ａの偏心位置に形成したことによって構成されている。そして、前記ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの周面が所定方向にあるときにのみ、前記口金３の封止部保持部３ａの底部に形成した偏心位置の通孔と、前記ランプソケットＬＳの記カップ状ソケット本体５ａの底部に形成した偏心位置の通孔５ａ１とが一致する。この状態のときに、前記口金３のボルト構造リード体３ｂとナット５ｂとが、前記ランプソケットＬＳの通孔５ａ１を介して螺合可能になり、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬをランプソケットＬＳに装着することが可能になる。

上記の結果、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの包囲部１ａの周面が所定方向に規制されるので、紫外線の照度分布の均整度が高くなるような向きにショートアーク形水銀ランプＳＨＬを支持することが可能になる。

なお、ランプソケットＬＳが点灯回路の負極に接続され、前記ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの口金４の絶縁被覆リード線４ｂが点灯回路の正極に接続されることで、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬを点灯することができる。また、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、点灯すると透光性気密容器１の内部に超高圧水銀蒸気放電が生起して主として波長３６５ｎｍの紫外線を発生する。

以下、図２および図３を参照して本発明を実施するための他の形態を説明する。各図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

図２は、本発明のショートアーク形水銀ランプ支持装置を実施するための第２の形態を示す正面図である。本形態は、位置規制手段ＰＣがショートアーク形水銀ランプＳＨＬの口金３に配設した突起３ｃとランプソケットＬＳに配設した通孔または凹部５ａ２とで構成されている。すなわち、突起３ｃは、口金３の封止部保持部４ａ上面の中心を避けた位置から突出して形成されている。通孔または凹部５ａ２は、ランプソケットＬＳのカップ状ソケット本体５ａの底部内面の中心を避けた位置に形成されている。なお、凹部５ａ２の場合には、カップ状ソケット本体５ａの凹部５ａ２に対向する位置にマークを付与して凹部５ａ２の位置を外部から視認可能にするのが好ましい。また、口金３のボルト構造リード体３ｂは、封止部保持部４ａ上面の中心位置に形成されている。ランプソケットＬＳのナット５ｂの脚部５ｂ１が挿通する通孔５ａ１は、カップ状ソケット本体５ａの中心位置に形成されている。

そうして、突起３ｃが通孔または凹部５ａ２に嵌合するように位置合わせをして口金３をランプソケットＬＳに挿入してボルト構造リード体３ｂにナット５ｂを螺合すれば、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、所定の周面位置に規制されて装着される。

図３は、本発明のショートアーク形水銀ランプ支持装置を実施するための第３の形態を示す正面図である。本形態は、位置規制手段ＰＣがショートアーク形水銀ランプＳＨＬの口金３に配設した凹部３ｄとランプソケットＬＳに配設した突起５ａ３とで構成されている。すなわち、凹部３ｄは、口金３の封止部保持部４ａ上面の中心を避けた位置に形成されている。突起５ａ３は、ランプソケットＬＳのカップ状ソケット本体５ａの底部内面の中心を避けた位置に形成されている。なお、カップ状ソケット本体５ａの突起５ａ３に対向する位置にマークを付与して突起５ａ３の位置を外部から視認可能にするのが好ましい。また、口金３のボルト構造リード体３ｂは、封止部保持部４ａ上面の中心位置に形成されている。ランプソケットＬＳのナット５ｂの脚部５ｂ１が挿通する通孔５ａ１は、カップ状ソケット本体５ａの中心位置に形成されている。

そうして、凹部３ｄが突起５ａ３に嵌合するように位置合わせをして口金３をランプソケットＬＳに挿入し、ナット５ｂを螺合すれば、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、所定の周面位置に規制されて装着される。

本発明のショートアーク形水銀ランプを実施するための第１の形態を示す正面図 本発明のショートアーク形水銀ランプを実施するための第２の形態を示す正面図 本発明のショートアーク形水銀ランプを実施するための第３の形態を示す正面図

符号の説明

１…気密容器、１ａ…包囲部、１ｂ…封止部、１ｃ…封着金属箔、２Ｋ…陰極、２Ａ…陽極、３、４…口金、３ａ、４ａ…封止部保持部、３ｂ…ボルト構造体、４ｂ…絶縁被覆リード線、５ａ…カップ状ソケット本体、５ａ１…通孔、５ｂ…ナット、５ｂ１…脚部、Ｃｋ…コイル部、ＬＳ…ランプソケット、ＳＨＬ…ショートアーク形水銀ランプ、ｔ…排気チップオフ部

Claims (2)

1. 排気チップオフ部が側面の一部に形成されていて放電空間を包囲する包囲部およびこの包囲部の両端から延在する一対の封止部を有する紫外線透過性の気密容器、この包囲部内に突出するように一対の封止部に支持されて気密容器に封装され小間隔で離間対向する陰極および陽極、前記気密容器の包囲部内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体、ならびに一対の封止部に配設され上記陰極および陽極に接続した一対の口金を備えたショートアーク形水銀ランプと；
   前記ショートアーク形水銀ランプの一対の口金の少なくとも一方が装着されることにより前記ショートアーク形水銀ランプを支持するランプソケットと；
   前記口金およびランプソケットと協働して前記ショートアーク形水銀ランプの周面の位置を所定方向に規制する位置規制手段と；
   を具備していることを特徴とするショートアーク形水銀ランプ支持装置。
2. 前記ショートアーク形水銀ランプの少なくとも一方の口金は、前記気密容器の封止部に嵌合された有底円筒状の封止部保持部および上記封止部保持部の底部に形成した通孔を貫通して外部へ突出したボルト構造リード体を含み；
   前記ランプソケットは、前記口金の上記封止部保持部が嵌合するとともに通孔を備えたカップ状ソケット本体および上記カップ状ソケット本体を介してボルト構造リード体に螺合して前記ショートアーク形水銀ランプをランプソケットに固定するナットを含み；
   前記位置規制手段は、前記口金の上記通孔を上記封止部保持部の底部偏心位置に形成し、かつ前記ランプソケットの上記通孔を上記カップ状ソケット本体の偏心位置に形成して、前記ショートアーク形水銀ランプの周面が所定方向にあるときにのみ上記ナットが上記カップ状ソケット本体の上記通孔を介して前記口金の前記ボルト構造リード体に螺合できるように構成されている；
   ことを特徴とする請求項１記載のショートアーク形水銀ランプ支持装置。

Images