JP2016024848A - ダブルエンド型ショートアークランプおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光管および封止構造について高い耐圧強度が得られ、紫外線、特に波長が短い紫外線を高い強度で放射することができるダブルエンド型ショートアークランプおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】単結晶アルミナよりなる発光管１１内に配置され、それぞれ電極棒２１，２６に支持された陰極および陽極とを備え、希ガスが封入されたダブルエンド型ショートアークランプにおいて、前記発光管１１の少なくとも一端側に配置された、前記電極棒２１，２６が貫通して固定されたアルミナセラミックスよりなる封止部材１５，１６と、前記発光管１１の外周面に気密に固定されたコバール金属よりなる第１の管状部材４１，４６と、前記封止部材１５，１６の外周面に気密に固定されたコバール金属よりなる第２の管状部材４２，４７とを有し、前記第１の管状部材４１，４６と前記第２の管状部材４２，４７とが、互いに気密に溶接されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、単結晶アルミナよりなる発光管内に希ガスが封入されたダブルエンド型ショートアークランプおよびその製造方法に関する。

例えば半導体を製造する際の露光工程や、紫外線硬化性樹脂の硬化処理工程においては、発光管内に希ガスが封入された、真空紫外線を放射するショートアークフラッシュランプが用いられている。このショートアークフラッシュランプの発光管は、真空紫外線を透過する材料、例えば石英ガラスによって構成されている。
このようなショートアークフラッシュランプにおいては、良好な始動性が得られることが肝要である。このため、発光管内において一対の電極間に先端が位置するよう配置されたトリガー電極と、発光管内において一対の電極の一方に電気的に接続されたスパーカ電極とを備えてなるダブルエンド型ショートアークフラッシュランプが提案されている（特許文献１参照。）。

而して、最近においては、真空紫外線の放射強度がより高いショートアークフラッシュランプが求められている。ショートアークフラッシュランプにおいて、真空紫外線の放射強度を高める手段としては、発光管内に希ガスをより高い封入圧で封入することが考えられる。
しかしながら、石英ガラスよりなる発光管は、それ自体の耐圧強度や封止部の耐圧強度が高いものではない。そのため、発光管内に高い封入圧で希ガスを封入した場合には、ショートアークフラッシュランプの点灯時に、まれであるが、発光管が破損する、という問題がある。

従来、発光管の耐圧強度が高いショートアークフラッシュランプとしては、単結晶アルミナよりなる発光管を有するショートアークフラッシュランプが提案されている（特許文献２および特許文献３参照。）。
しかしながら、このようなショートアークフラッシュランプにおいて、複雑な封止構造を形成することが困難である。そのため、陽極および陰極以外にトリガー電極やスパーカ電極を設けることが困難である。従って、半導体を製造する際の露光工程や、紫外線硬化性樹脂の硬化処理工程に用いられるショートアークフラッシュランプとしては、実用上問題がある。

特開２０１２−９４３６２号公報 特開２００５−４４６３５号公報 特開２００６−１９６３３３号公報

そこで、本発明の目的は、発光管および封止構造について高い耐圧強度が得られ、紫外線、特に波長が短い紫外線を高い強度で放射することができるダブルエンド型ショートアークランプおよびその製造方法を提供することにある。

本発明のダブルエンド型ショートアークランプは、単結晶アルミナよりなる発光管と、この発光管内に配置された、それぞれ電極棒に支持された陰極および陽極とを備えてなり、前記発光管内に希ガスが封入されたダブルエンド型ショートアークランプにおいて、
前記発光管の少なくとも一端側に配置された、前記電極棒が貫通して固定されたアルミナセラミックスよりなる封止部材と、
前記発光管の外周面に気密に固定されたコバール金属よりなる第１の管状部材と、
前記封止部材の外周面に気密に固定されたコバール金属よりなる第２の管状部材とを有し、
前記第１の管状部材と前記第２の管状部材とが、互いに気密に溶接されていることを特徴とする。

本発明のダブルエンド型ショートアークランプにおいては、前記発光管の端面と、前記第２の管状部材の端面および前記封止部材の内面の少なくとも一方との間には、塑性変形可能な金属部材が配置されていることが好ましい。

本発明のダブルエンド型ショートアークランプの製造方法は、上記のダブルエンド型ショートアークランプを製造する方法であって、
前記発光管の外周面に、前記第１の管状部材が気密に固定されてなる発光管複合体と、前記陽極または前記陰極を有する前記電極棒が貫通して固定された前記封止部材の外周面に、前記第２の管状部材が気密に固定された電極構造体とを作製し、
前記電極構造体を、前記陽極または前記陰極が前記発光管内に位置するよう配置し、その後、前記第１の管状部材と前記第２の管状部材とを互いに気密に溶接することを特徴とする。

本発明のダブルエンド型ショートアークランプにおいては、高い強度の単結晶アルミナよりなる発光管の少なくとも一端側に、強度の高いアルミナセラミックスよりなる封止部材が配置されている。また、発光管の外周面に気密に固定された第１の管状部材と、封止部材の外周面に気密に固定された第２の管状部材とが、互いに気密に溶接されている。従って、本発明のダブルエンド型ショートアークランプによれば、発光管および封止構造について高い耐圧強度が得られる。
また、発光管を構成する単結晶アルミナは、波長が短い紫外線に対する透過性が高く、しかも、発光管内には発光ガスを高い圧力で封入することができる。そのため、紫外線、特に波長が短い紫外線を高い強度で放射することができる。
また、発光管の端面と、第２の管状部材の内端面および封止部材の内面の少なくとも一方との間に、塑性変形可能な金属部材が配置されることにより、ダブルエンド型ショートアークランプを製造する際に、発光管と第２の管状部材または封止部材とが接触することによって損傷することを防止することができる。

本発明に係るショートアークフラッシュランプの一例における発光管の内部の構成を示す説明用断面図である。 図１に示すショートアークフラッシュランプにおける両端部の構成を拡大して示す説明用断面図である。 発光管複合体の構成を示す説明用断面図である。 電極構造体の構成を示す説明用断面図である。 発光管複合体における第１の管状部材の内部に金属部材が配置された状態を示す説明用断面図である。 発光管複合体における発光管および第１の管状部材の内部に電極構造体が挿入された状態を示す説明用断面図である。 本発明に係るショートアークフラッシュランプの他の例における両端部の構成を拡大して示す説明用断面図である。 本発明に係るショートアークフラッシュランプの更に他の例における両端部の構成を拡大して示す説明用断面図である。

以下、本発明のダブルエンド型ショートアークランプについて、ショートアークフラッシュランプとして実施した場合を例に挙げて説明する。
図１は、本発明に係るショートアークフラッシュランプの一例における発光管の内部の構成を示す説明用断面図である。図２は、図１に示すショートアークフラッシュランプにおける両端部の構成を拡大して示す説明用断面図である。
このショートアークフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」ともいう。）１０は、円管状の発光管１１を有する。この発光管１１の一端（図１において右端）および他端（図１において左端）には、それぞれ円板状の封止部材１５，１６が、当該発光管１１の開口１２，１３に対向するよう配置されている。封止部材１５には、後述する電極棒２１およびリード棒３２，３３，３７が挿通される複数の貫通孔が形成されている。また、封止部材１６には、後述する電極棒２６が挿通される貫通孔が形成されている。そして、封止部材１５，１６および後述する複合金属管４０，４５によって、発光管１１の両端を封止する封止構造が構成されている。また、図１において、１９は、封止部材１６の厚み方向に貫通して伸びる排気管残部である。この排気管残部１９は、例えばコバール金属によって構成されている。

発光管１１を構成する材料としては、単結晶アルミナ、具体的には単結晶サファイアが用いられる。
封止部材１５，１６を構成する材料としては、多結晶セラミックスを用いることが好ましい。多結晶セラミックスとしては、線熱膨張係数が発光管１１を構成する単結晶アルミナと近似するもの、例えば４０×１０^-7〜９０×１０^-7Ｋ^-1のものを用いることが好ましい。好適な多結晶セラミックスとしては、４０質量％以上のアルミナを含有するアルミナ−シリカ系多結晶酸化物が挙げられる。

発光管１１内には、陰極２０および陽極２５が、当該発光管１１の管軸方向に互いに離間して対向するよう配置されている。陰極２０は、発光管１１の管軸方向に伸びる電極棒２１の先端部に電気的に接続されて支持されている。この電極棒２１は、その基端部が外部に突出するよう封止部材１５の貫通孔に挿通されている。また、電極棒２１における封止部材１５の貫通孔内に位置する部分は、ロウ付けによって封止部材１５の貫通孔の内面に気密に固定されている。
陽極２５は、発光管１１の管軸方向に伸びる電極棒２６の先端部に電気的に接続されて支持されている。この電極棒２６は、その基端部が外部に突出するよう封止部材１６の貫通孔に挿通されている。また、電極棒２６における封止部材１６の貫通孔内に位置する部分は、ロウ付けによって封止部材１６の貫通孔の内面に気密に固定されている。
陰極２０と陽極２５との離間距離は、例えば１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍである。

また、発光管１１内には、２つのトリガー電極３０，３１が、それぞれの先端が陰極２０および陽極２５の間に位置するよう互いに離間して配置されている。トリガー電極３０，３１の各々は、発光管１１の管軸方向に伸びるリード棒３２，３３の先端部に電気的に接続されて支持されている。リード棒３２，３３は、それぞれの基端部が外部に突出するよう封止部材１５の貫通孔に挿通されている。また、リード棒３２，３３における封止部材１５の貫通孔内に位置する部分は、ロウ付けによって封止部材１５の貫通孔の内面に気密に固定されている。

また、発光管１１内には、放電を安定して生じさせるためのスパーカ電極３５が配置されている。このスパーカ電極３５は、アルミナよりなる絶縁性碍管３５ａと、この絶縁性碍管３５ａ内に挿入されて当該絶縁性碍管３５ａの一端から突出する、タングステンよりなる芯棒３５ｂとにより構成されている。絶縁性碍管３５ａは、ニッケルよりなる金属箔３６を介して陰極２０を支持する電極棒２１に接続されている。芯棒３５ｂは、発光管１１の管軸方向に伸びるリード棒３７の先端部に電気的に接続されている。リード棒３７は、封止部材１５を貫通して伸び、その基端部が外部に突出するよう設けられている。また、リード棒３７における封止部材１５を貫通する部分は、ロウ付けによって封止部材１５に気密に固定されている。

陽極２５を構成する材料としては、例えばタングステンなどの高融点金属材料を用いることが好ましい。
陰極２０を構成する材料としては、各種酸化物ドープタングステン、エミッター含浸タングステンなどのエミッターを含有する高融点金属を用いることが好ましい。
トリガー電極３０，３１を構成する材料としては、例えばタングステンなどの高融点金属を用いることが好ましい。
電極棒２１，２６およびリード棒３２，３３，３７を構成する材料としては、線熱膨張係数が封止部材１５，１６を構成する材料と近似する金属材料、例えばコバール金属を用いることが好ましい。
封止部材１５，１６と、電極棒２１，２６およびリード棒３２，３３，３７とをロウ付けするための金属ロウとしては、銀ロウ、銅ロウ、金ロウなどを用いることができる。

複合金属管４０，４５は、第１の管状部材４１，４６および第２の管状部材４２，４７により構成されている。第１の管状部材４１，４６および第２の管状部材４２，４７は、コバール金属により構成されている。図示の例では、第２の管状部材４２，４７は、発光管１１と同等の外径を有すると共に、封止部材１５，１６の外径より僅かに大きい内径を有する。また、第１の管状部材４１，４６は、発光管１１および第２の管状部材４２，４７の外径より僅かに大きい内径を有すると共に、第２の管状部材４２，４７より大きい全長を有する。そして、第２の管状部材４２，４７は、第１の管状部材４１，４６内に挿入されている。この状態で、第１の管状部材４１，４６および第２の管状部材４２，４７の外端部が互いに気密に溶接されている。

第１の管状部材４１，４６の内端部には、発光管１１の一端部および他端部が挿入されている。そして、第１の管状部材４１，４６の内端部の内周面は、ロウ付けによって発光管１１の一端部および他端部の外周面に気密に固定されている。発光管１１と第１の管状部材４１，４６とをロウ付けするための金属ロウとしては、銀ロウ、銅ロウ、金ロウなどを用いることができる。
第２の管状部材４２，４７の外端部には、封止部材１５，１６が当該第２の管状部材４２，４７の軸方向に垂直な面に沿って配置されている。そして、第２の管状部材４２，４７の外端部の内周面は、ロウ付けによって封止部材１５，１６の外周面に気密に固定されている。封止部材１５，１６と、第２の管状部材４２，４７とをロウ付けするための金属ロウとしては、銀ロウ、銅ロウ、金ロウなどを用いることができる。

発光管１１の一端面および他端面と、第２の管状部材４２，４７の内端面との間には、塑性変形可能な金属材料よりなるリング状の金属部材４３，４８が配置されている。金属部材４３，４８を構成する金属材料としては、ガス放出がないまたは少ないものを用いることが好ましく、その具体例としては、無酸素銅が挙げられる。

発光管１１内には、発光ガスとして希ガスが封入されている。希ガスとしては、キセノンガス、クリプトンガス、アルゴンガス、またはこれらの混合ガスなどを用いることができる。また、発光管１１内には、希ガスと共に、窒素ガス、炭酸ガス、酸素ガスなどの他のガスが封入されていてもよい。
発光ガスの封入圧は、例えば０．０１ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜３ＭＰａであり、特に好ましくは０．１〜２ＭＰａである。発光ガスの封入圧が過小である場合には、高出力の紫外線を出射することが困難となる。一方、発光ガスの封入圧が過大である場合には、フラッシュランプ１０が点灯しにくくなるため好ましくない。

上記のフラッシュランプ１０の具体的な仕様の一例を挙げると、以下の通りである。
発光管１１は、単結晶アルミナよりなり、全長が８０ｍｍ、外径が１９ｍｍ、内径が１６ｍｍ（肉厚が１．５ｍｍ）である。
封止部材１５，１６は、アルミナ−シリカ系多結晶酸化物よりなり、外径が１７．７５ｍｍ、厚みが４ｍｍである。
陽極２５は、タングステンよりなり、胴部の外径が４ｍｍ、長さが５ｍｍである。陰極２０は、バリウム系酸化物含浸タングステンよりなり、胴部の外径が４ｍｍ、長さが５ｍｍである。陰極２０と陽極２５との離間距離は３ｍｍである。
トリガー電極３０，３１は、タングステンよりなり、外径が０．５ｍｍである。一方のトリガー電極３０と陽極２５との離間距離は１ｍｍ、他方のトリガー電極３１と陰極２０との離間距離は０．５ｍｍである。
スパーカ電極３５の絶縁性碍管３５ａは、アルミナよりなり、外径が１ｍｍ、長さが３ｍｍである。スパーカ電極３５の芯棒３５ｂは、タングステンよりなり、外径が０．４ｍｍ、長さが７ｍｍである。
電極棒２１，２６は、コバール金属よりなり、外径が２ｍｍである。
リード棒３２，３３，３７は，コバール金属よりなり、外径が１ｍｍである。
第１の管状部材４１，４６は、コバール金属よりなり、全長が２０ｍｍ、外径が２０ｍｍ、内径が１９ｍｍ（肉厚が０．５ｍｍ）である。
第２の管状部材４２，４７は、コバール金属よりなり、全長が１４ｍｍ、外径が１８．７５ｍｍ、内径が１７．７５ｍｍ（肉厚が０．５ｍｍ）である。
発光管１１内に封入された発光ガスは、クリプトンガスであり、その封入圧は１ＭＰａである。
定格入力電力は、５０Ｗである。

上記のフラッシュランプ１０は、例えば以下のようにして製造することができる。
先ず、図３に示す構成の発光管複合体１１Ａを作製する。この発光管複合体１１Ａは、発光管１１と、発光管１１の一端部および他端部に挿入された第１の管状部材４１，４６とにより構成されている。第１の管状部材４１，４６は、発光管１１の一端部および他端部の外周面にロウ付けによって気密に固定されている。
発光管１１と第１の管状部材４１，４６とのロウ付けを行う具体的な方法としては、下記の（１）または（２）の方法が挙げられる。
（１）発光管１１におけるロウ付けされる部分に対して、例えばＭｏ−Ｍｎ法によってメタライズ処理を施し、その後、発光管１１内に第１の管状部材４１，４６を挿入し、発光管１１および第１の管状部材４１，４６を金属ロウによってロウ付けする方法。
（２）発光管１１内に第１の管状部材４１，４６を挿入し、活性金属法により、発光管１１および第１の管状部材４１，４６を金属ロウによってロウ付けする方法。

また、図４に示す構成の一対の電極構造体２０Ａ、２５Ａを作製する。
一方の電極構造体２０Ａは、第２の管状部材４２と、第２管状部材４２内に配置されてロウ付けによって固定された、４つの貫通孔を有する封止部材１５と、封止部材１５の貫通孔に挿通されてロウ付けによって固定された電極棒２１およびリード棒３２，３３，３７とを有する。電極棒２１の先端には陽極（図示省略）が固定されている。リード棒３２，３３，の先端には、トリガー電極（図示省略）が固定されている。リード棒３７の先端には、スパーカ電極（図示省略）の芯棒が固定され、このスパーカ電極の絶縁碍管には、金属箔を介して電極棒２１に接続されている。
他方の電極構造体２５Ａは、第２の管状部材４７と、第２の管状部材４７内に配置されてロウ付けによって固定された、貫通孔を有する封止部材１６と、封止部材１６の貫通孔に挿通されてロウ付けによって固定された電極棒２６とを有する。電極棒２６の先端には陰極（図示省略）が固定されている。また、封止部材１６には、例えばコバール金属よりなる排気管１９ａが当該封止部材１６の厚み方向に貫通して伸びるよう設けられている。 封止部材１５，１６と電極棒２１，２６およびリード棒３２，３３，３７および第２の管状部材４２，４７とのロウ付け、並びに封止部材１５，１６と第２の管状部材４２，４７とのロウ付けを行う具体的な方法としては、発光管１１と第１の管状部材４１，４６とのロウ付けと同様の方法を用いることができる。

次いで、図５に示すように、発光管複合体１１Ａにおける第１の管状部材４１，４６内に、リング状の金属部材４３，４８を発光管１１の端面に接するよう配置する。その後、図６に示すように、管状部材４１，４６内に、電極構造体２０Ａ、２５Ａにおける第２の管状部材４２，４７を、その端面が金属部材４３，４８に接するよう挿入する。これにより、陰極２０、陽極２５、トリガー電極３０，３１およびスパーカ電極３５の各々が、発光管１１内における所定の位置に配置される。そして、第１の管状部材４１，４６の外端部と第２の管状部材４２，４７との外端部とを気密に溶接することにより、図２に示す構成の複合金属管４０，４５を形成する。
第１の管状部材４１，４６と第２の管状部材４２，４７とを溶接する方法としては、ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接法、レーザ溶接法などを用いることが好ましい。
その後、排気管１９ａを介して、発光管１１内のガスを排気すると共に、当該発光管１１内に発光ガスを導入する。そして、排気管１９ａを封止することによって、図１および図２に示すフラッシュランプ１０が得られる。

上記のフラッシュランプ１０においては、高い強度（例えば引張強度が３００ＭＰａ以上）の単結晶アルミナよりなる発光管１１の両端側に、強度の高いアルミナセラミックスよりなる封止部材１５，１６が配置されている。また、発光管１１の外周面にロウ付けによって気密に固定された第１の管状部材４１，４６と、封止部材１５，１６の外周面にロウ付けによって気密に固定された第２の管状部材４２，４７とが、互いに気密に溶接されている。従って、上記のフラッシュランプ１０によれば、発光管１１および封止構造について高い耐圧強度が得られる。
また、発光管１１を構成する単結晶アルミナは、波長が短い紫外線に対する透過性が高く、しかも、発光管１１内には発光ガスを高い圧力で封入することができる。そのため、紫外線、特に波長が短い紫外線を高い強度で放射することができる。

また、発光管１１の一端面および他端面と、第２の管状部材４２，４７の内端面との間には、塑性変形可能な金属部材４３，４８が配置されている。そのため、フラッシュランプ１０を製造する際に、発光管１１と第２の管状部材４２，４７とが接触することによって損傷することを防止することができる。また、発光管１１が第２の管状部材４２，４７や封止部材１５，１６に接していないため、点灯によって発光管１１に生じた熱が第２の管状部材４２，４７や封止部材１５，１６に伝導することを抑制することができる。その結果、封止部材１５，１６と電極棒２１，２６およびリード棒３２，３３，３７とを気密に固定する金属ロウに、熱劣化が生じることを抑制することができる。
また、金属部材４３，４８の厚みを調整することによって、陰極２０および陽極２５の位置合わせ作業を容易に行うことができる。
また、金属部材４３，４８を構成する材料として、ガス放出のないまたは少ない材料を用いることにより、発光管１１内に不純ガスが混入することを防止または抑制することができる。
また、金属部材４３，４８はガスケットとして機能するため、第１の管状部材４１，４６と第２の管状部材４２，４７とを溶接することによって発生したガスが、発光管１１内に混入することを防止または抑制することができる。

図７は、本発明に係るショートアークフラッシュランプの他の例における両端部の構成を拡大して示す説明用断面図である。
このフラッシュランプ１０において、封止部材１５，１６は、複合金属管４０，４１における第１の管状部材４１，４６の外径と同等の外径を有する。また、複合金属管４０，４１における第２の管状部材４２，４７は、第１の管状部材４１，４６および封止部材１５，１６の外径より僅かに大きい内径を有する。そして、第１の管状部材４１，４６の外端部が、第２の管状部材４２，４７の内端部に挿入されている。この状態で、第１の管状部材４１，４６の外端部と第２の管状部材４２，４７の内端部とが互いに気密に溶接されている。
また、発光管１１の一端面および他端面と、封止部材１５，１６内面との間には、塑性変形可能な金属材料よりなるリング状の金属部材４３，４８が配置されている。

第１の管状部材４１，４６の内端部には、発光管１１の一端部および他端部が挿入されている。そして、第１の管状部材４１，４６の内端部の内周面は、ロウ付けによって発光管１１の一端部および他端部の外周面に気密に固定されている。
第２の管状部材４２，４７の外端部には、封止部材１５，１６が当該第２の管状部材４２，４７の軸方向に垂直な面に沿って配置されている。そして、第２の管状部材４２，４７の外端部の内周面は、ロウ付けによって封止部材１５，１６の外周面に気密に固定されている。
図７に示すフラッシュランプにおけるその他の構成は、図１および図２に示すフラッシュランプ１０と同様である。

上記のフラッシュランプ１０においては、高い強度の単結晶アルミナよりなる発光管１１の両端側に、強度の高いアルミナセラミックスよりなる封止部材１５，１６が配置されている。また、発光管１１の外周面にロウ付けによって気密に固定された第１の管状部材４１，４６と、封止部材１５，１６の外周面にロウ付けによって気密に固定された第２の管状部材４２，４７とが、互いに気密に溶接されている。従って、上記のフラッシュランプ１０によれば、発光管１１および封止構造について高い耐圧強度が得られる。
また、発光管１１を構成する単結晶アルミナは、波長が短い紫外線に対する透過性が高く、しかも、発光管１１内には発光ガスを高い圧力で封入することができるため、紫外線、特に波長が短い紫外線を高い強度で放射することができる。

また、発光管１１の一端面および他端面と、封止部材１５，１６の内面との間には、塑性変形可能な金属部材４３，４８が配置されている。そのため、フラッシュランプ１０を製造する際に、発光管１１と封止部材１５，１６とが接触することによって損傷することを防止することができる。また、発光管１１が第２の管状部材４２，４７や封止部材１５，１６に接していないため、点灯によって発光管１１に生じた熱が第２の管状部材４２，４７や封止部材１５，１６に伝導することを抑制することができる。その結果、封止部材１５，１６と電極棒２１，２６およびリード棒３２，３３，３７とを気密に固定する金属ロウに、熱劣化が生じることを抑制することができる。
また、金属部材４３，４８の厚みを調整することによって、陰極２０および陽極２５の位置合わせ作業を容易に行うことができる。
また、金属部材４３，４８を構成する材料として、ガス放出のないまたは少ない材料を用いることにより、発光管１１内に不純ガスが混入することを防止または抑制することができる。
また、金属部材４３，４８はガスケットとして機能するため、第１の管状部材４１，４６と第２の管状部材４２，４７とを溶接することによって発生したガスが、発光管１１内に混入することを防止または抑制することができる。

図８は、本発明に係るショートアークフラッシュランプの更に他の例における両端部の構成を拡大して示す説明用断面図である。このフラッシュランプ１０において、複合金属管４０，４１における第１の管状部材４１，４６は、外側管部４１ａ，４６ａ内に、当該外側管部４１ａ，４６ａの内径より小さい外径の内側管部４１ｂ，４６ｂが配置された二重管構造を有する。外側管部４１ａ，４６ａの外端部と内側管部４１ｂ，４６ｂの外端部とは、屈曲部４１ｃ，４６ｃを介して一体に連結されている。内側管部４１ｂ，４６ｂは、発光管１１の外径より僅かに大きい内径を有する。
封止部材１５，１６は、第１の管状部材４１，４６における外側管部４１ａ，４６ａの外径と同等の外径を有する。また、複合金属管４０，４１における第２の管状部材４２，４７は、第１の管状部材４１，４６における外側管部４１ａ，４６ａおよび封止部材１５，１６の外径より僅かに大きい内径を有する。そして、第１の管状部材４１，４６が、第２の管状部材４２，４７の内端部に挿入されている。この状態で、第１の管状部材４１，４６における外側管部４１ａ，４６ａと第２の管状部材４２，４７の内端部とが互いに気密に溶接されている。また、発光管１１の一端面および他端面と、封止部材１５，１６内面との間には、塑性変形可能な金属材料よりなるリング状の金属部材４３，４８が配置されている。

第１の管状部材４１，４６における内側管部４１ｂ，４６ｂには、発光管１１の一端部および他端部が挿入されている。そして、第１の管状部材４１，４６における内側管部４１ｂ，４６ｂの内周面は、ロウ付けによって発光管１１の一端部および他端部の外周面に気密に固定されている。
第２の管状部材４２，４７の外端部には、封止部材１５，１６が当該第２の管状部材４２，４７の軸方向に垂直な面に沿って配置されている。そして、第２の管状部材４２，４７の外端部の内周面は、ロウ付けによって封止部材１５，１６の外周面に気密に固定されている。
図８に示すフラッシュランプにおけるその他の構成は、図１および図２に示すフラッシュランプ１０と同様である。

上記のフラッシュランプ１０においては、高い強度の単結晶アルミナよりなる発光管１１の両端側に、強度の高いアルミナセラミックスよりなる封止部材１５，１６が配置されている。また、発光管１１の外周面にロウ付けによって気密に固定された第１の管状部材４１，４６と、封止部材１５，１６の外周面にロウ付けによって気密に固定された第２の管状部材４２，４７とが、互いに気密に溶接されている。従って、上記のフラッシュランプ１０によれば、発光管１１および封止構造について高い耐圧強度が得られる。
また、発光管１１を構成する単結晶アルミナは、波長が短い紫外線に対する透過性が高く、しかも、発光管１１内には発光ガスを高い圧力で封入することができるため、紫外線、特に波長が短い紫外線を高い強度で放射することができる。

また、発光管１１の一端面および他端面と、封止部材１５，１６の内面との間には、塑性変形可能な金属部材４３，４８が配置されている。そのため、フラッシュランプ１０を製造する際に、発光管１１と封止部材１５，１６とが接触することによって損傷することを防止することができる。また、発光管１１が第２の管状部材４２，４７や封止部材１５，１６に接していないため、点灯によって発光管１１に生じた熱が第２の管状部材４２，４７や封止部材１５，１６に伝導することを抑制することができる。その結果、封止部材１５，１６と電極棒２１，２６およびリード棒３２，３３，３７とを気密に固定する金属ロウに、熱劣化が生じることを抑制することができる。
また、金属部材４３，４８の厚みを調整することによって、陰極２０および陽極２５の位置合わせ作業を容易に行うことができる。
また、金属部材４３，４８を構成する材料として、ガス放出のないまたは少ない材料を用いることにより、発光管１１内に不純ガスが混入することを防止または抑制することができる。
また、金属部材４３，４８はガスケットとして機能するため、第１の管状部材４１，４６と第２の管状部材４２，４７とを溶接することによって発生したガスが、発光管１１内に混入することを防止または抑制することができる。

本発明のダブルエンド型ショートアークランプは、上記の実施の形態に限定されず、以下のように、種々の変更を加えることができる。
（１）アルミナセラミックスよりなる封止部材は、発光管の一端側のみに配置されていてもよく、発光管の他端側には、金属よりなる封止部材が配置されていてもよい。
（２）本発明のダブルエンド型ショートアークランプは、フラッシュランプに限定されず、その他のショートアークランプとして構成されていてもよい。

１０ ショートアークフラッシュランプ
１１ 発光管
１１Ａ 発光管複合体
１２，１３ 開口
１５，１６ 封止部材
１９ 排気管残部
１９ａ 排気管
２０ 陰極
２０Ａ 電極構造体
２１ 電極棒
２５ 陽極
２５Ａ 電極構造体
２６ 電極棒
３０，３１ トリガー電極
３２，３３ リード棒
３５ スパーカ電極
３５ａ 絶縁性碍管
３５ｂ 芯棒
３６ 金属箔
３７ リード棒
４０ 複合金属管
４１ 第１の管状部材
４１ａ 外側管部
４１ｂ 内側管部
４１ｃ 屈曲部
４２ 第２の管状部材
４３ 金属部材
４５ 複合金属管
４６ 第１の管状部材
４６ａ 外側管部
４６ｂ 内側管部
４６ｃ 屈曲部
４７ 第２の管状部材
４８ 金属部材

Claims (3)

1. 単結晶アルミナよりなる発光管と、この発光管内に配置された、それぞれ電極棒に支持された陽極および陰極とを備えてなり、前記発光管内に希ガスが封入されたダブルエンド型ショートアークランプにおいて、
   前記発光管の少なくとも一端側に配置された、前記電極棒が貫通して固定されたアルミナセラミックスよりなる封止部材と、
   前記発光管の外周面に気密に固定されたコバール金属よりなる第１の管状部材と、
   前記封止部材の外周面に気密に固定されたコバール金属よりなる第２の管状部材とを有し、
   前記第１の管状部材と前記第２の管状部材とが、互いに気密に溶接されていることを特徴とするダブルエンド型ショートアークランプ。
2. 前記発光管の端面と、前記第２の管状部材の端面および前記封止部材の内面の少なくとも一方との間には、塑性変形可能な金属部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のダブルエンド型ショートアークランプ。
3. 請求項１に記載のダブルエンド型ショートアークランプを製造する方法であって、
   前記発光管の外周面に、前記第１の管状部材が気密に固定されてなる発光管複合体と、前記陽極または前記陰極を有する前記電極棒が貫通して固定された前記封止部材の外周面に、前記第２の管状部材が気密に固定された電極構造体とを作製し、
   前記電極構造体を、前記陽極または前記陰極が前記発光管内に位置するよう配置し、その後、前記第１の管状部材と前記第２の管状部材とを互いに気密に溶接することを特徴とするダブルエンド型ショートアークランプの製造方法。

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