JP4760946B2 - ショートアーク型放電ランプ - Google Patents

Description

この発明は、半導体や液晶などの製造工程における露光用光源や、映写機の光源などに適用されるショートアーク型放電ランプに関するものであり、特に、発光管内に水素ゲッターを有するショートアーク型放電ランプに係わる。

前記露光用光源としては、発光管内に水銀を封入したショートアーク型放電ランプが用いられている。該ショートアーク型放電ランプは、発光管内の一対の電極の先端距離（アークギャップ）が短くて点光源に近いことから、光学系と組み合わせて集光効率が高く露光用途として適しているからである。 また、キセノンを封入したショートアーク型放電ランプは、映写機などの画像投影装置において可視光光源として用いられている。

このようなショートアーク型放電ランプにおいては、点灯時に発光管に含まれるＯＨ基が該発光管内にＨ_２Ｏとして拡散されることが知られている。 この発光管内に拡散したＨ_２Ｏは、アークからの熱により酸素と水素とに分解し、この水素が照度安定度に悪影響を及ぼす。この照度安定度はアークが揺らぐことによって光学系への光の入射量や入射角度分布が変化することによって生じ、該照度安定度の低下は、露光装置にいては露光ムラという問題を引き起こし、画像投影装置においては画像のチラツキという問題を生じさせることになる。

ところで一方、放電ランプにおいて、発光管内に放出される水素ガスを吸着するために水素ゲッターを設けることが知られており、該水素ゲッターとして、水素透過性の材料からなる密閉中空容器内に水素を吸着するゲッター材を封入してなるものが知られている。このような水素ゲッターの例として、特開昭５０−８０６８３号公報がある。

図８にその構造が示されている。図８（ａ）において、放電ランプ１０の発光管１１の内部に一対の電極１２、１３が対向配置されており、発光管内には、水素ゲッター１４が発光管内壁に溶着により取り付けられている。 該水素ゲッター１４は、図８（ｂ）に示すように、タンタル等の金属からなる水素透過性の密閉中空容器１５と、その内部に封入された水素ガスを吸着するイットリウム等のゲッター材１６とからなる。

発光管１１内の水素ガスは、水素透過性の中空容器１５を透過してその内部に侵入し、内部のゲッター材１６によって吸着される。 この技術によれば、内部のゲッター材１６は中空容器１５内に密封されているために、発光空間内の他の物質と反応することなく、中空容器１５を透過してきた水素のみを吸着することができるという効果を奏する。

しかしながら、この従来技術においては、水素ゲッター１４は発光管１１の内壁に取り付けられる構造であるために、該水素ゲッター１４が発光管１１の構成成分であるシリカと反応してしまい、これが照度低下を招き、遂には発光管の破裂を引き起こす惧れがあるという問題があった。

特開昭５０−８０６８３号公報

この発明が解決しようとする課題は、水素透過性の中空容器内に水素を吸着するゲッター材を封入してなる水素ゲッターを発光管内に設けたショートアーク型放電ランプにおいて、前記水素ゲッターを電極軸に取り付けることにより、水素ゲッターが発光管と反応することを防止しつつ発光管内の水素を吸着でき、かつ、電極軸への取り付けを容易にしたショートアーク型放電ランプを提供せんとするものである。

上記課題を解決するために、この発明に係るショートアーク型放電ランプは、前記水素ゲッターが電極軸に巻き付けられるように設けられ、該水素ゲッターを構成する中空容器における前記電極軸に対向する内側面に波状の凹部が形成されていることを特徴とする。

ところで、本発明者等は先に、上記従来技術の欠点を解消すべく、水素透過性の中空容器とこの内部に水素を吸着するゲッター材とからなる水素ゲッターを電極軸の周りに巻き付けるように取り付ける構造を提案している。特願２００９−０４８０６６号がそれである。

図５および図６にその構造を示す。図５において、ショートアーク型放電ランプ１の発光管１０内には、一対の電極２、３が対向配置されている。該電極２、３は、それぞれ電極本体２Ａ、３Ａと電極軸２Ｂ、３Ｂとからなる。 一方の電極、図示の例では、陰極２の電極軸２Ｂに水素ゲッター４が巻き付けられるように取り付けられている。 図５に示す水素ゲッター４は断面円形の中空容器のものであるが、図６に示すような断面角状の中空容器であってもよい。

図７に示すように、前記水素ゲッター４は、水素透過性の細長い中空容器５とその内部に封入された水素を吸着するゲッター材６とからなる。なお、中空容器５はその両端封止部５ａ、５ｂによって密閉状に封止されている。 そして、この直管状の水素ゲッター４を湾曲させてリング状、もしくはコイル状に曲げ加工し、これを電極２の電極軸２Ｂに巻き付けるように取り付けるものである。

この構造によれば水素ゲッターを電極軸に取り付けるものであるので、上記従来技術の問題点であった水素ゲッターと発光管との反応を防止するとともに、発光管内に放出される水素ガスを効果的に吸着できるという効果を奏する。

しかして、この発明は、上記先願の水素ゲッターの電極軸への取り付けに係わる改良に関するものであり、該水素ゲッターの曲げ加工作業を一層容易にして、加工時に中空容器がつぶれたりや破損したりすることがない構造を提供せんとするものであって、上述の構成を有するものである。

水素ゲッターを電極軸に巻き付けるように取り付けるためには、直管状の中空容器をリング状、もしくはコイル状に形成する曲げ加工が必要であるが、この発明においては、水素ゲッターの中空容器における前記電極軸に対向する内表面に波状の凹部が形成されているので、前記曲げ加工時に中空容器が局部的に折れ曲がってつぶれたり、亀裂が入ったりすることがなく、円滑な曲げ加工作業ができるという効果を奏する。
つまり、直管状の中空容器の一面に波状の凹部を形成していくと、中空容器は必然的に湾曲してゆき、最終的にはつぶれや亀裂が生じることなく、リング状、もしくはコイル状に成形されていくという効果を奏するものである。

本発明に係るショートアーク型放電ランプの水素ゲッターの説明図 他の実施例の説明図 更に他の実施例の説明図 本発明の水素ゲッターの曲げ加工説明図 先行出願に係る説明図 先行出願の他の実施例 先行出願に係る直管状の水素ゲッター 従来技術の説明図

図１は本発明に係るショートアーク型放電ランプにおける水素ゲッターを示し、図１（ａ）はその斜視図、図１（ｂ）はその上面図である。図に示すように、水素ゲッター４は、タンタル等の金属からなる水素透過性の密閉中空容器５と、その内部に封入された水素ガスを吸着するイットリウム等のゲッター材６とからなり、前記中空容器５は断面円形形状であって、全体がリング状に成形されている。この例ではその両端５ａ、５ｂは若干の間隙を残す程度に離れた形状に成形されている。
そして、この中空容器５における電極軸２Ｂに対向する表面、即ち、内側面には波状の凹部８が形成されていて、電極軸２Ｂに巻き付けられるようにこの面を内側にして全体が湾曲形成されている。

図２は他の実施例を示し、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）はその上面図である。
前記水素ゲッター４は、電極軸の周囲を１周以上に巻き付けるように、中空容器５の両端５ａ、５ｂが互いに重なるようにコイル状に成形してもよい。この場合、コイル状の重なり程度は、図示のように、両端５ａ、５ｂが重なる程度であってもよいし、更には、電極軸の周囲を1周以上に亘って巻き付け、何重かに重なるようなコイル状であってもよい。

また、水素ゲッター４の中空容器５の断面形状は円形に限られず任意の断面形状を採用でき、図３には、その断面形状が角形のものを示す。

上記中空容器５の内側面の波状の凹部８は種々の方法で形成できるが、図４にその一例を示す。
図４（ａ）に示すように、治具１１の円形状の内部空間１２内に、外周に凸状の歯１４を有するホイール１３が回転可能に設けられていて、直管状の水素ゲッター４は該治具１１の開口１５に挿入される。
図４（ｂ）に示すように、水素ゲッター４は回転するホイール１３の歯１４と噛み合うように引き込まれ、この歯１４によって内表面に波状の凹部８が形成されつつ、内部空間１２の壁面に沿うようにして全体が湾曲されていく。
そして、図４（ｃ）に示すように、最終的には全体がリング状に湾曲し、内表面に波状の凹部８が形成された水素ゲッター４が成形される。
成形された水素ゲッター４は、紙面に垂直方向に取り出される。

なお、図２に示すようなコイル状に成形するときは、治具１１の内部空間１２内で水素ゲッター４は紙面に垂直方向に少しずつずれるように移送され、端部が重なるように湾曲成形されていくものである。
もちろん、水素ゲッター４の成形はこの成形方法に限らず、種々の成形方法がとられることはいうまでもない。

以上説明したように、本発明に係るショートアーク型放電ランプは、密閉中空容器と、これに封入されたゲッター材とからなる水素ゲッターの内側面に波状の凹部を形成してあるので、これを電極軸に取り付けるように湾曲形状に曲げ加工する際に、中空容器が変形してつぶれたり、あるいは亀裂が入るといったことがなく、内部のゲッター材が漏れ出たり、あるいは発光管内のガスが直接中空容器内に侵入したりすることがない。

１ ショートアーク型放電ランプ ２、３ 電極 ２ａ、２ｂ 電極軸 ４ 水素ゲッター ５ 中空容器 ６ ゲッター材 ８ 波状の凹部

Claims (4)

1. 電極本体とこれに連設される電極軸とよりなる一対の電極が発光管内に対向配置され、該発光管内には、水素透過性材料からなる密閉中空容器内に水素を吸着するゲッター材を封入してなる水素ゲッターが設けられているショートアーク型放電ランプにおいて、 前記水素ゲッターを構成する中空容器における前記電極軸に対向する内側面に波状の凹部が形成されており、該水素ゲッターを前記電極軸に巻き付けるように取り付けてなることを特徴とするショートアーク型放電ランプ。
2. 前記水素ゲッターの中空容器は断面円形であることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
3. 前記水素ゲッターの中空容器は断面角形であることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
4. 前記水素ゲッターは電極軸の周囲を１周以上に亘って巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。

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