JP5365213B2 - ショートアーク型放電ランプ - Google Patents

Description

本発明は、半導体や液晶の製造分野などの露光用光源に適用されるショートアーク型放電ランプに関する。

ショートアーク型放電ランプは、発光管内に対向配置された一対の電極の先端距離が短く、点光源に近いことから、光学系と組み合わせることにより集光効率の高い露光装置の光源として利用されている。
しかし、ショートアーク型放電ランプの電極は、点灯中に高温となるため、発光管内に不純ガスが混入していると、最も高温になる電極先端部に不純物化合物が生成し、電極の蒸発が激しくなる。不純ガスのうち特に酸素と炭酸ガスは、電極先端部に酸化物や炭化物といった不純物化合物を生成するため、電極の蒸発を生じさせ易いと考えられていた。
そして、電極の蒸発が激しくなると、電極から蒸発した物質が発光管内面に付着して発光管が黒化し、さらには、露光面における照度に悪影響を与え、また、電極の先端部が蒸発して変形することにより輝点のずれが生じる惧れがあった。

そこで、発光管内の不純ガスを吸収して捕捉するために、電極を支持する内部リード棒にゲッターを取り付けることが従来より行われていた。ゲッター効果を奏する金属はいくつかあるが、従来からショートアーク型放電ランプに使用されている代表的なものは、ジルコニウムとタンタルである。そのうちでもタンタルは、ゲッター効果を生じる動作温度が７００〜１２００℃と比較的高温であること、また、蒸気圧が低いことからバルブ内の温度が高温になる小型のショートアーク型放電ランプのゲッターとして最良と考えられていた。

特許文献１には、内部リード棒に不純物を捕捉するためのゲッターを取り付けた構成のショートアーク型放電ランプが開示される。図１８は、特許文献１に開示される従来のショートアーク型放電ランプの概略構成を示す図である。
同図に示すショートアーク型放電ランプは、略球状の発光管１３１を備え、当該発光管１３１内に陰極１３２と陽極１３３とがそれぞれ内部リード棒１３４に支持されて対向している。１３５は内部リード棒に接続された金属箔であり、１３６は排気チップである。タンタルであるタンタルワイヤー１３７は、内部リード棒１３４に巻き付けた後、スポット溶接で強固に固定されており、タンタルワイヤー１３７の温度は点灯時に１５００〜１７００℃である。

しかしながら、上記した従来のショートアーク型放電ランプにおいては、タンタルワイヤー１３７が内部リード棒１３４に取り付けられている構成であるため、以下のような実用的な面で問題になっていた。
すなわち、タンタルワイヤー１３７が発光管１３１内に露出していることによって、タンタルワイヤー１３７と、タンタルワイヤー１３７を備えた電極に対向する電極（陰極１３２）との間の不所望の位置にアークが形成され、アークが不安定になる場合があった。
このように、タンタルワイヤー１３７が発光管１３１内に露出して配置されていることにより、放電アークが不安定になるので、露光面における照度に悪影響を与えるという問題があった。

特開平８−１５３４８８号

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、放電アークを不安定にすることなく、発光管内の不純ガスを確実に捕捉することができるショートアーク型放電ランプを提供することである。

本発明者らは、鋭意検討したところ、発光管内に残留する水素ガスが、ショートアーク型放電ランプの照度安定性に与える影響が特に大きいことを見出した。そして、発光管内に残留する水素ガスを捕捉する一方で、上記した不所望の位置でのアーク形成を軽減することを追及したことにより、次に説明するような解決手段を採用した。

請求項１記載のショートアーク型放電ランプは、 発光管の内部に互いに対向して配置される本体部と当該本体部の基端側に連続する棒状の軸部とよりなる一対の電極と、前記発光管内に残留する水素ガスを吸収する水素ゲッターと、を備えたショートアーク型放電ランプにおいて、
前記水素ゲッターは、水素を透過させる物質からなる中空容器内に密閉され、前記軸部の基端部に有底穴が形成され、当該軸部の基端側の外周には集電板が配置され、
当該集電板の基端側にはガラス部材が隣接して配置され、
当該軸部に形成された有底穴と、当該集電板と、当該ガラス部材とに囲まれた空間の内部に前記中空容器で密閉された水素ゲッターが配置されている、というものである。

請求項２記載のショートアーク型放電ランプは、請求項１に記載のショートアーク型放電ランプにおいて、前記軸部の側面から前記有底穴に通じる流路が形成されている、というものである。

請求項３記載のショートアーク型放電ランプは、請求項１または請求項２記載のショートアーク型放電ランプにおいて、前記水素ゲッターがイットリウムまたはジルコニウムからなる、というものである。

請求項４記載のショートアーク型放電ランプは、請求項１ないし請求項３記載のショートアーク型放電ランプにおいて、前記水素ゲッターがイットリウム化合物またはジルコニウム化合物からなる、というものである。

請求項５記載のショートアーク型放電ランプは、請求項１ないし請求項４記載のショートアーク型放電ランプにおいて、前記中空容器がタンタル、モリブデンまたはニオブからなる、というものである。

請求項６記載のショートアーク型放電ランプは、請求項１ないし請求項５記載のショートアーク型放電ランプにおいて、前記中空容器がタンタル化合物、モリブデン化合物またはニオブ化合物からなる、というものである。

請求項１記載のショートアーク型放電ランプは、水素ゲッターが水素を透過させる物質
からなる中空容器内に密閉され、中空容器内に密閉された水素ゲッターが、軸部に形成さ
れた有底穴と、集電板と、ガラス部材とに囲まれた空間の内部に前記中空容器で密閉され
た水素ゲッターが配置されている。
このため、水素ゲッターが発光管内の空間に露出しないので、不所望の位置でのアーク形成が生じることがない。しかも、水素ゲッターは、水素を透過させる金属からなる中空容器内に密閉されているため、発光管内に封入された放電媒体と反応することがない。また発光管内に発生した酸素が中空容器により取り除かれるので、水素ゲッター表面に酸化膜を生成することがなく、水素の捕捉力が低下することがない。
また、中空容器が配置される空間を、軸部に形成された有底穴と、集電板と、ガラス部
材によって形成することにより、中空容器を配置する空間が拡張されるので、中空容器を
拡張して内部に密閉できる水素ゲッターの最大容量を増加することが出来る。これにより
、水素ゲッターの水素捕捉量を高めることができる。

請求項２記載のショートアーク型放電ランプは、前記軸部の側面から前記有底穴に通じる流路が形成されている。
このため、発光管内に残留する水素ガスが軸部の有底穴内に流入し易くなり、水素が水素ゲッターによって効率良く吸収される。

請求項３記載のショートアーク型放電ランプは、前記水素ゲッターがイットリウムまたはジルコニウムからなる。
これらの物質は水素の捕捉力に優れるため、発光管内に残留する水素ガスを効率良く捕捉することができる。

請求項４記載のショートアーク型放電ランプは、前記水素ゲッターがイットリウム化合物またはジルコニウム化合物からなる。
これらの物質は水素の捕捉力に優れるため、発光管内に残留する水素ガスを効率良く捕捉することができる。

請求項５記載のショートアーク型放電ランプは、前記中空容器がタンタル、モリブデンまたはニオブからなる。
これらの物質は水素の透過性に優れるため、発光管内に残留する水素ガスを中空容器内に効率よく流入させることができる。しかも、発光管内に発生した酸素が中空容器により取り除かれるので、水素ゲッター表面に酸化膜を生成することがなく、水素の捕捉力が低下することがない。

請求項６記載のショートアーク型放電ランプは、前記中空容器がタンタル化合物、モリブデン化合物またはニオブ化合物からなる。
これらの物質は水素の透過性に優れるため、発光管内に残留する水素ガスを中空容器内に効率よく流入させることができる。しかも、発光管内に発生した酸素が中空容器により取り除かれるので、水素ゲッター表面に酸化膜を生成することがなく、水素の捕捉力が低下することがない。

本発明のショートアーク型放電ランプの概略構成を示す。 本発明の第１の実施形態を説明する部分説明図を示す。 中空容器の長手方向の断面図を示す。 水素ゲッターを中空容器内に密閉する方法を示す。 本発明の第１の実施形態に係る他の形態を説明する部分説明図を示す。 本発明の第２の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第２の実施形態に係る他の形態を説明する部分説明図を示す。 本発明の第３の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第３の実施形態に係る他の形態を説明する部分説明図を示す。 本発明の第４の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第５の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第６の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第７の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第７の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第８の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第８の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 本発明の第９の実施形態を説明するための部分説明図を示す。 従来のショートアーク型放電ランプの概略構成を示す。

図１は、本発明のショートアーク型放電ランプの概略構成を示す。
本発明のショートアーク型放電ランプは、略球状に形成された発光管１を備える。発光管１の内部には、陰極２の本体部２１と陽極３の本体部３１とが、互いに向き合って配置されるとともに、発光物質が封入されている。
陰極２は、その先端側が、陽極３の本体部３１に向かうにつれて次第に縮径するテーパー部を有する本体部２１と、当該本体部２１の基端側に続く棒状の軸部２２とにより構成される。軸部２２の先端部が、本体部２１の基端側に形成された有底穴に嵌入されている。
陽極３は、その先端側に丸みが形成された本体部３１と、当該本体部３１の基端側に続く棒状の軸部３２とにより構成される。軸部３２の先端部が、本体部３１の基端側に形成された有底穴に嵌入されている。
陰極２および陽極３は、例えばタングステンよりなる各本体部２１、３１および各軸部２２、３２により構成される。
陰極２および陽極３は、各本体部２１、３１と各軸部２２、３２とが互いに別部材であっても良いし、各本体部と各軸部とが一体に形成されていても良い。
発光物質は希ガスであり、例えば、０．５ＭＰａ（室温）以上のキセノンガスが封入されている。また、キセノンガス、アルゴンガス、クリプトンのうちの何れか１種以上を０．０１〜1ＭＰａ（室温）封入しても良い。
また、1ｍｇ／ｃｃ以上の水銀が封入されたものでもよい。

次に、図１に示すショートアーク型放電ランプの封止部構造について説明する。便宜のため、陰極側の封止部構造のみについて説明するが、陽極側の封止部構造は陰極側の封止部構造と同一である。
軸部２２の基端部には、金属製の集電板４が設けられている。集電板４は、その中央に貫通穴４１を有する円板形状を有している。軸部２２の基端部は、集電板４における貫通穴４１に挿入された状態で集電板４の開口端に例えば溶接等により固定されている。なお、図１では軸部２２の基端面と集電板４の基端面とが同一平面に位置しているが、軸部２２が集電板４の基端面から伸び出すようにしても良い。
電極保持体５は、例えば石英ガラスよりなる筒状の部材であり、軸部２２を保持するものである。電極保持体５は、集電板４に隣接して配置される。軸部２２は、電極保持体５の中央に形成された貫通穴５１を貫通して配置される。
ガラス部材６は、例えば石英ガラスよりなる柱状の部材であり、集電板４に隣接して配置されている。ガラス部材６は、その基端側に外部リード棒７を保持するための有底穴６１が形成され、この有底穴６１に外部リード棒７の先端部が嵌入されて保持されている。
外部リード棒７は、例えばタングステンにより構成される棒状の部材であり、その先端部には、金属製の集電板８が設けられている。集電板８は、その中央に貫通穴８１を有する円板形状を有している。外部リード棒７は、その先端部が集電板８の貫通穴８１を貫通して、集電板８の先端面から伸び出すように配置され、例えば溶接などによって集電板８の開口端に固定されている。
外部リード棒保持体９は、例えば石英ガラスよりなる筒状の部材であり、集電板８に隣接して配置される。外部リード棒７は、外部リード棒保持体９の貫通穴９１を貫通して配置される。
ガラス部材６の側周面には、複数の金属箔１０が、互いに重なり合うことなく、封止管１１の管軸方向と平行に並んで配置される。各金属箔１０は、例えば、モリブデンなどの金属からなる。各金属箔１０は、例えば溶接などによって、その先端部が集電板４の側周面に電気的に接続されるとともにその基端部が集電板８の側集面に電気的に接続される。
封止管１１は、例えば石英ガラスによって直管状に形成され、その先端部が発光管１の端部に繋がっている。封止管１１とガラス部材６とは、封止管１１の外部からバーナーで加熱することにより、両者の間に金属箔１０を介在した状態で溶着されている。
集電板４の側周面部の封止管１１と金属箔１０または／および集電板４の間には空間が設けられている。
この理由はガラス部材である封止管１１と金属部材である集電板４との間における熱膨張率の違いに起因して起るガラス部材の破壊を避けるためである。本発明ではこの空間を水素の通路として利用している。

図２は、本発明のショートアーク型放電ランプの第１の実施形態を説明するための部分説明図を示す。以下では、便宜のため、水素ゲッターを陰極側の軸部に配置した構成について説明するが、水素ゲッターを陽極側の軸部に配置することもできる。
軸部２２は、基端側に有底穴２２１が形成されている。ガラス部材６は、軸部に形成された有底穴２２１を塞ぐように集電板４および軸部２２の近傍に配置される。水素ゲッター２５を密閉した中空容器２６が、軸部２２に形成された有底穴２２１に配置される。

図３は、中空容器の長手方向の断面図を示す。
水素ゲッター２５は、中空容器２６内に密閉されている。中空容器２６の両端には、冷間圧接加工等によって気密に封止された封止部２６１が形成されている。
水素ゲッター２５は、例えばイットリウム、ジルコニウムである。イットリウムやジルコニウムは水素の吸蔵力が優れているため、効率良く水素を捕捉することができる。イットリウム、ジルコニウムは、単体であっても、他の物質との化合物であっても良い。
中空容器２６は、水素を透過させ、水銀と反応し難い金属からなり、例えば、タンタル、モリブデン、ニオブからなる。これらの物質により中空容器２６を構成することにより、水素を効率良く透過させると共に、水素ゲッターが放電媒体（特に水銀）と反応する惧れが無い。また、発光管内に発生した酸素が中空容器により取り除かれるので、水素ゲッター表面に酸化膜を生成することがなく、水素の捕捉力が低下することがない。

図４は、本発明にかかる水素ゲッターの封止方法についての説明用断面図である。
同図（ａ）に、管状体２６´およびこの一端を封止するための一対のローラーＲを示す。このローラーＲを矢印の方向が示すように上下から管状体２６´へ押し当てて力を加えることにより、同図（ｂ）に示すように、管状体２６´の端部は扁平に押し潰されて圧接により封じられる。ローラーＲはそのまま管状体２６´の端部が切断されるまで押し当てられる。このようにして管状体２６´の一端は封止され切断されて、同図（ｃ）に示すように、封止部２６１´が形成される。
一端が圧接により接合された、タンタル、モリブデンまたはニオブよりなる管状体２６´の内部には、棒状または粉体状のイットリウムよりなる水素ゲッター材料を所定量入れる。水素ゲッター材料を入れた後、一端側と同様にして他端側を封止するとともに管状体２６´の内部を真空（１０^−１Ｐａ程度)にし、または希ガスで満たし、中空容器２６を形成する。

図２、３を参照しながら、中空容器と軸部の仕様について説明する。
中空容器２６は、例えば内径が３．０ｍｍ、肉厚が０．１ｍｍであり、１ｇのイットリウムが密封されている。軸部２２は、外径８ｍｍ、有底穴２２１の穴径が６ｍｍ、有底穴２２１の全長が４０ｍｍである。

以上の本発明のショートアーク型放電ランプは、点灯時に発光管１の内壁などから水素が放出される。図２の矢印Ａは水素の流路を示す。同図の矢印Ａに示すように、発光管１の内壁から放出された水素は、電極保持体５と軸部２２との間、集電板４と電極保持体５との間、集電板４と封止管１１との間、集電板４とガラス部材６との間の隙間を通って、軸部２２に形成された有底穴２２１内に流入する。有底穴２２１内に流入した水素は、中空容器２６を透過して水素ゲッター２５に捕捉される。
また、本発明のショートアーク型放電ランプは、中空容器２６内に密閉された水素ゲッター２５が、軸部２２の基端側に形成された有底穴２２１内に配置されているため、水素ゲッター２５が発光管１内に露出することがない。したがって、不所望の位置にアークが形成されるといった不具合が生じることがない。
しかも、本発明のショートアーク型放電ランプの水素ゲッター２５は、中空容器２６内に密閉されているため、放電媒体（特に水銀）と反応することが無く、また、発光管内に発生した酸素が中空容器により取り除かれるので、水素ゲッター表面に酸化膜を生成することがなく、水素の捕捉力が低下する惧れが無い。

なお、図５は、上記の第１の実施形態とは集電板の形状のみが異なる実施形態を示す。同図に示す集電板４は貫通穴４２を有する。水素ガスは、同図のＡ´で示すように、主に集電板４の貫通穴４２を経由して軸部２２の有底穴２２１の内部に流入し、中空容器２６を透過して水素ゲッター２５によって捕捉される。

図６は、本発明のショートアーク型放電ランプの第２の実施形態を説明するための部分説明図を示す。同図において、図２と共通する構成には図２と同一符号を付すことにより説明を省略する。図６において、２１は本体部、２２は軸部、２２１は有底穴、２５は水素ゲッター、２６は中空容器、４は集電板、５は電極保持体、６はガラス部材、１０は金属箔である。
軸部２２の基端面には、有底穴２２１を覆うように蓋部材２３が固定されている。蓋部材２３は、例えばタンタル、モリブデン、ニオブのような水素を透過させる金属箔によって構成される。軸部２２は、有底穴２２１と蓋部材２３とによって閉じられた空間Ｓが形成されている。当該空間Ｓの内部には、水素ゲッター２５を密閉した中空容器２６が配置されている。
発光管１の内壁から放出された水素は、主に図６の矢印Ｂで示す流路に従って同図の空間Ｓ内に流入し、中空容器２６を透過して水素ゲッター２５によって捕捉される。即ち、同図の矢印Ｂに示すように、発光管１の内壁から放出された水素は、電極保持体５と軸部２２との間、集電板４と電極保持体５との間、集電板４と封止管１１との間、集電板４とガラス部材６との間の隙間および蓋部材２３を通って同図の空間Ｓ内に流入する。
第２の実施形態では、ショートアーク型放電ランプを製造する際において、中空容器２６を軸部２２の有底穴２２１内に確実に配置することができるので、作業性を向上させることができる。

なお、図７は、上記の第２の実施形態とは蓋部材のみが異なる実施形態を示す。同図に示す蓋部材２３は、貫通穴２３１を有する。水素ガスは、同図のＢ´に示すように、蓋部材２３の貫通穴２３１を経由して軸部２２の有底穴２２１の内部に流入する。
ここで、蓋部材２３はタンタル、モリブデン、ニオブのように高い水素透過性を有する必要性はなく、例えばセラミックスでもよい。また、蓋部材２３の貫通穴２３１の形状は特に指定されるものではなく、製造作業時等において軸部２２の有底穴２２１から中空容器２６が抜け出ることを回避できるものであればよい。

図８は、本発明のショートアーク型放電ランプの第３の実施形態を説明するための部分説明図を示す。同図において、図２と共通する構成には図２と同一符号を付すことにより説明を省略する。図８において、２１は本体部、２２は軸部、２２１は有底穴、２５は水素ゲッター、２６は中空容器、５は電極保持体、６はガラス部材、１０は金属箔である。
集電板４６は、先端側の面の中央部分に、軸部２２の基端部を挿入するための有底穴４６１が形成されている。軸部２２は、基端部が有底穴４６１に挿入された状態で、例えば溶接などにより集電板４に一体的に固定されている。集電板４６は、タンタル、モリブデン、ニオブといった水素を透過させる金属によって構成される。水素ゲッター２５は、軸部２２に形成された有底穴２２１と集電板４６とによって閉じられた空間Ｓの内部に配置される。
発光管１の内壁から放出された水素は、主に図８の矢印Ｃで示す流路に従って同図の空間Ｓ内に流入し、中空容器２６を透過して水素ゲッター２５によって捕捉される。即ち、発光管内に放出された水素は、軸部２２と電極保持体５との間の隙間から導入されると共に、集電板４６を透過して図８の空間Ｓ内に流入する。
この第３の実施形態では、集電板４６を蓋部材として用いることによって中空容器２６を軸部２２の有底穴２２１内に確実に配置することができる。
しかも、第３の実施形態では、集電板４６が水素を透過させる金属によって構成されるので、図８の矢印Ｃで示すように、水素が通過する流路の全長を短くすることができる。したがって、水素ゲッター２５が配置された空間Ｓ内に効率良く水素を流入させることができるので、水素を効率良く捕捉することができる。

図９は、上記の第３の実施形態とは集電板のみが異なる実施形態を示す。同図の集電板４６は貫通穴４６２を有する。水素ガスは、同図のＣ´に示すように、集電板４６の貫通穴４６２を経由して軸部２２の有底穴２２１の内部に流入する。
ここで、集電板４６の材料はタングステンのように水素を透過しないものでもよい。また、集電板４６の貫通穴４６２の形状は特に指定されるものではなく、製造作業時等において軸部２２の有底穴２２１から中空容器２６が抜け出ることを回避できるものであればよい。

図１０は、本発明のショートアーク型放電ランプの第４の実施形態を説明するための部分説明図を示す。同図において、図２と共通する構成には図２と同一符号を付すことにより説明を省略する。図１０において、２１は本体部、２２は軸部、２２１は有底穴、２５は水素ゲッター、２６は中空容器、４は集電板、５は電極保持体、６はガラス部材、１０は金属箔である。
軸部２２は、軸部２２の外周面から有底穴２２１へと通じる流路２２７が形成されている。流路２２２は、軸部２２の中心軸に直交する方向に伸び、軸部２２の側面に開通することにより流入口２２７ａが形成されている。
発光管１の内壁から放出された水素は、主に図１０の矢印Ｄで示す流路に従って軸部２２における有底穴２２１内に流入し、中空容器２６を透過して水素ゲッター２５によって捕捉される。即ち、発光管内に放出された水素は、軸部２２と電極保持体５との間の隙間から導入され、大部分が流路２２７を通って有底穴２２１内に流入する。
この第４の実施形態では、有底穴２２１に通じる流路２２７を設けたことにより、水素が通過する流路の全長を第１ないし第３の実施形態よりも格段に短くすることができる。したがって、水素ゲッター２５が配置された有底穴２２１内に効率良く水素を流入させることができるので、水素を効率良く捕捉することができる。

図１１は、本発明のショートアーク型放電ランプの第５の実施形態を説明するための部分説明図を示す。同図において、図２と共通する構成には図２と同一符号を付すことにより説明を省略する。図１１において、２１は本体部、２２は軸部、２２１は有底穴、２５は水素ゲッター、２６は中空容器、４は集電板、５は電極保持体、６はガラス部材、１０は金属箔である。
軸部２２は、軸部２２の外周面から有底穴２２１へと通じる流路２２８が形成されている。流路２２８は、軸部２２の中心軸と平行に伸びて有底穴２２１に通じる軸方向流路２２８ａと、当該軸方向流路２２８ａに連続して軸部２２の中心軸と直交する方向に伸びる径方向流路２２８ｂとで構成され、当該径方向流路２２８ｂが軸部２２の側面に開通することによりガス流入口２２８ｃが形成されている。
発光管１の内壁から放出された水素は、主に図１１の矢印Ｅで示す流路に従って軸部２２の有底穴２２１内に流入し、中空容器２６を透過して水素ゲッター２５によって捕捉される。即ち、発光管内に放出された水素は、大部分が流路２２８を通って有底穴２２１内に流入する。
この第５の実施形態では、有底穴２２１に通じる流路２２８を設けたことにより、発光管内に放出された水素が通過する流路の全長を上記した何れの実施形態よりも短くすることができる。したがって、水素ゲッター２５が配置された有底穴２２１内に効率良く水素を流入させることができるので、水素を効率良く捕捉することができる。

図１２は、本発明のショートアーク型放電ランプの第６の実施形態を説明するための部分説明図を示す。同図において、図２と共通する構成には図２と同一符号を付すことにより説明を省略する。図１２において、２１は本体部、２２は軸部、２２１は有底穴、２５は水素ゲッター、２６は中空容器、４は集電板、５は電極保持体、１０は金属箔である。
軸部２２は、集電板４に形成された貫通穴４１を貫通すると共に集電板４の基端面から突き出した状態で、貫通穴４１の開口端に溶接等により一体的に固定される。軸部２２は、集電板４の基端面から突き出した突出部２２９を備えている。ガラス部材６９は、軸部２２の基端部を挿入するための有底穴６９１が先端側に形成されている。軸部２２は、突出部２２９がガラス部材６９の有底穴６９１に挿入されている。水素ゲッター２５は、軸部２２の基端部に形成された有底穴２２１の内部に配置されている。
発光管１の内壁から放出された水素は、主に図１２の矢印Ｆで示す流路に従って軸部２２の有底穴２２１内に流入し、中空容器２６を透過して水素ゲッター２５によって捕捉される。

図１３は、本発明のショートアーク型放電ランプの第７の実施形態を説明するための部分説明図を示す。同図において、図２と共通する構成には図２と同一符号を付すことにより説明を省略する。図１３において、２１は本体部、２２は軸部、２２１は有底穴、２５は水素ゲッター、２６は中空容器、４は集電板、５は電極保持体、１０は金属箔である。
また、図１４（ａ）および（ｂ）は第７の実施形態における中空容器の特徴を説明するための部分説明図であり（ｃ）は、第８、第９の実施形態に用いられる中空容器の図である。

図１４（ｂ）に示す中空容器２６は、長手方向にわたって同じ外径を有する管状体２６´の端部を圧接により接合した場合のものである。このような金属製の管状体２６´の端部を圧接などにより接合すると、封止部２６１は圧延されて角部２６５を形成し、管状体２６´の外径ｂよりも外方に突出することとなる。つまり、この中空容器２６の圧接されていないもとの管状体の形状を維持している部分を胴部２６２とし、その長手方向に直交する方向の長さを幅とすると、圧接されることにより端部の最大幅ｂは最大幅ａへと延伸されてしまう。
有底穴２２１内に中空容器２６を収納するためには、封止部２６１の最大幅ａを有底穴２２１の内径よりも小さくする必要がある。そのためには、図１４（ｂ）示した中空容器２６では、端部が圧延されることを考慮して、もともと管状体の胴部の最大幅ｂが小さいものを用いなければならない。したがって、水素ゲッターが有低穴２２１内の空間に占める充填率としては低いものである。

図１４（ａ）に示す中空容器２６は、中空容器２６を形成するための管状体２６´の両端部をあらかじめ縮径して形成しておくことで、圧接などにより封止しても、封止部が胴部２６２の最大幅ｃより突出することのない最大幅ｅである縮径封止部２６３を形成することが出来る。これにより、胴部２６２の最大幅ｃを有底穴２２１の寸法に合せて最大化することができるので、中空容器２６に密閉できる水素ゲッターの最大容量が増加し、水素捕捉量を高めることが出来る。
なお、このような縮径封止部は、前述のように両端に設ける場合のみならず、一端のみに設ける場合であっても容器内の容量を増加することができる。
また、図１４（ｃ）に示す中空容器２６は、図１４（ａ）に示したものと同様に、先端側の一端のみがあらかじめ縮径された縮径端部２６３´を封止して形成された縮径封止部２６３になっており、先端側の縮径封止部２６３の最大幅ｅが、中空容器２６の胴部２６２の最大幅ｃよりも小さくなっている。また、基端側の端部には、端部２６１´を圧接により接合した封止部２６１が形成されており、この基端側の封止部２６１の角部２６５が突出して、最大幅ｆが中空容器の胴部２６２の最大幅ｃよりも大きくなっている。そのかわり、この図１６に示した中空容器２６は、図１４（ａ）に示した中空容器２６に比して、基端側端部を縮径していない分だけ内容量が増えている。この図１４（ｃ）の中空容器２６の配置方法については後述する。

上記構成によれば、端部が縮径された管状体を用いて中空容器を形成することにより、封止部の最大幅を中空容器の胴部の最大幅よりも突出させず、中空容器の胴部の幅を有底穴の内部において可能な限り拡張することができるので、有底穴内に密閉する体積あたりの水素ゲッター充填率が向上し、水素捕捉量を高めることが出来る。

図１５は、本発明のショートアーク型放電ランプの第８の実施形態を説明するための部分説明図を示す。図１５（ａ）は図１４（ａ）に示した中空容器２６を用いた場合の例であり、図１５（ｂ）は、図１４（ｃ）に示した中空容器２６を用いた場合の例である。同図において、図２と共通する構成には図２と同一符号を付すことにより説明を省略する。図１５（ａ）において、２１は本体部、２２は軸部、２２１は有底穴、２５は水素ゲッター、２６は中空容器、４は集電板、５は電極保持体、１０は金属箔である。軸部２２の基端側には、ガラス部材６９が隣接して配置されている。
ガラス部材６９の側周面には、複数の金属箔１０が、互いに重なり合うことなくランプ管軸方向と平行に並んで配置される。各金属箔１０は、例えば溶接などによって、その先端部が集電板４の側周面に電気的に接続されるとともにその基端部が集電板８の側周面に電気的に接続される。
ガラス部材６９には、その先端部に中空容器２６を収納するための有底穴６９２が形成されている。この有底穴６９２の内径Ｄは、内径が軸部２２に形成された有底穴２２１の内径ｄよりも大きいものである。

このように、ガラス部材６９は軸部２２よりも径の大きい部材であるから、中空容器２６を収納するために軸部２２に形成した有底穴２２１よりも径の大きい有底穴６９２を形成することが出来る。すなわち、この有底穴６９２により形成された空間内には、軸部２２の内径よりも幅の大きい中空容器を配することができる。これにより、密閉できる水素ゲッターの最大容量が増加し、水素捕捉量を高めることが出来る。
また、図１５（ｂ）に示した例は、図１５（ａ）と中空容器２６のみが相違する場合のものである。この場合においてはガラス部材６９に形成した有底穴６９２の空間を利用して、図１４（ｃ）に示した中空容器を配置している点で有利である。

図１６には、第８の実施形態において、軸部の有底穴を覆うように蓋部材を設けた場合の部分説明図を示す。蓋部材２３は、軸部２２の有底穴２２１および有底穴２２１から突出する中空容器２６を覆うように中央が下方に突出した凸部と、凸部に形成された水素を流通するための孔を備えている。蓋部材２３は、例えばタンタル、モリブデン、ニオブのような水素を透過させる金属箔によって構成される。
これにより、中空容器２６はショートアーク型放電ランプを製造する際において、中空容器２６を軸部２２の有底穴２２１に確実に配置することができるので、作業性を向上させることができる。

図１７は、本発明のショートアーク型放電ランプの第９の実施形態を説明するための部分説明図を示す。図１７（ａ）は、図１４（ａ）に示した中空容器２６を用いた場合の例であり、図１７（ｂ）は、図１４（ｃ）に示した中空容器２６を示した場合の例である。同図において、図２と共通する構成には図２と同一符号を付すことにより説明を省略する。図１７（ａ）において、２１は本体部、２２は軸部、２２１は有底穴、２５は水素ゲッター、２６は中空容器、４は集電板、５は電極保持体、１０は金属箔、６はガラス部材である。
また、図１７に示す中空容器２６は、図１６に示したものと同様の中空容器であるから説明を省略する。
軸部２２の基端部には、その外周を覆うように金属製の集電板４０が設けられている。この集電板４０は図２に示した集電板４よりも管軸方向の厚みが大きいものである。集電板４０には、その中央に貫通穴４１を有する円板形状を有している。軸部２２の基端部は、集電板４における貫通穴４１に挿入された状態で、その基端面が集電板４０の先端面４３と基端面４４との間に位置するよう、例えば溶接等により接合されて保持されている。集電板４０の基端側にはガラス部材６が隣接して配置されている。すると、軸部２２の基端面と集電板４の基端面４４とのあいだに空間が形成される。
例えばこの空間に、中空容器２６の封止部２６１の突出した角部２６５を収容することにより、中空容器２６の基端側端部を縮径せずとも、軸部２２の有底穴２２１の内径ｄに合せて中空容器の内容量を最大化できる。これにより、中空容器２６に密閉できる水素ゲッターの量が増加し、水素捕捉量を高めることができる。

このように、中空容器２６が配置される空間を、軸部２２に形成された有底穴２２１と、集電板４０と、ガラス部材６によって形成することにより、中空容器を配置する空間が拡張されるので、中空容器を拡張して内部に密閉できる水素ゲッターの最大容量を増加することが出来る。これにより、水素ゲッターの水素捕捉量を高めることができる。
なお、ガラス部材６の先端側には、さらに中空容器を配置する空間を拡張するための有底穴を設けても良い。
また、ガラス部材６と集電板４０との間には、両部材が溶着してクラックが発生することを防ぐために金属箔を配置してもよい。金属箔は、例えばモリブデンよりなる、厚みが１０〜５０μｍのシート状の箔である。このような薄い箔がガラス部材６と集電板４０との間に介在していたとしても中空容器２６を配置する空間が軸部２２の有底穴２２１と、集電板４０と、ガラス部材６によって形成されていることに変わりは無く、空間が狭められることもない。
また、図１７（ｂ）に示した例は、図１７（ａ）と中空容器２６のみが相違する場合のものである。この場合においては集電板４０内の空間を利用して、図１４（ｃ）に示した中空容器を配置している点で有利である。

１ 発光管
２ 陰極
２１ 本体部
２２ 軸部
２２１ 有底穴
３ 陽極
３１ 本体部
３２ 軸部
４ 集電板
４１ 貫通穴
４６ 集電板
４６１ 有底穴
５ 電極保持体
５１ 貫通穴
６ ガラス部材
６１ 有底穴
６９ ガラス部材
６９１ 有底穴
６９２ 有底穴
７ 外部リード棒
８ 集電板
８１ 貫通穴
９ 外部リード棒保持体
９１ 貫通穴
１０ 金属箔
２５ 水素ゲッター
２６ 中空容器
２６１ 封止部
２６２ 胴部
２６３ 縮径封止部
２６４ 拡径封止部
２６５ 角部
２３ 蓋部材
２２７ 流路
２２８ 流路
１３１ 発光管
１３２ 陰極
１３３ 陽極
１３４ 内部リード棒
１３５ 金属箔
１３６ 排気チップ
１３７ タンタルワイヤー

Claims (6)

1. 発光管の内部に互いに対向して配置される本体部と当該本体部の基端側に連続する棒状の軸部とよりなる一対の電極と、前記発光管内に残留する水素ガスを吸収する水素ゲッターと、を備えたショートアーク型放電ランプにおいて、
   前記水素ゲッターは、水素を透過させる物質からなる中空容器内に密閉され、
   前記軸部の基端部に有底穴が形成され、当該軸部の基端側の外周には集電板が配置され、当該集電板の基端側にはガラス部材が隣接して配置され、
   当該軸部に形成された有底穴と、当該集電板と、当該ガラス部材とに囲まれた空間の内部に前記中空容器で密閉された水素ゲッターが配置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。
2. 前記軸部には、前記軸部の側面から前記有底穴に通じる流路が形成さ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。
3. 前記水素ゲッターが、イットリウムまたはジルコニウムからなることを特徴とする請求項１または２請求項記載のショートアーク型放電ランプ。
4. 前記水素ゲッターが、イットリウム化合物またはジルコニウム化合物からなることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載のショートアーク型放電ランプ。
5. 前記中空容器が、タンタル、モリブデンまたはニオブからなることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載のショートアーク型放電ランプ。
6. 前記中空容器が、タンタル化合物、モリブデン化合物またはニオブ化合物からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５記載のショートアーク型放電ランプ。

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