JPH1021875A - 高圧放電ランプ，照射装置，点灯装置および露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】電極構体の位置決め精度を向上させることがで
きる製造容易な高圧放電ランプ，照射装置，点灯装置お
よび露光装置を提供する。 【解決手段】バルブ１２と；バルブ内に封入される放電
媒体と；放電空間部内に位置するカソード１３ａ、アノ
ード１３ｂに電極軸１４ａ，１４ｂにより接続された電
極基部１４ｃ，１４ｄ、その背面側端部を閉じ他端を開
口させたガラス製閉塞筒体１６ａ，１６ｂ、その開口端
側を封止管部より外方へ突設した外部リード棒１７ａ，
１７ｂ、電極基部と外部リード棒導体とを電気的に接続
した金属箔、を有する電極構体１９ａ，１９ｂと；電極
基部、閉塞筒体及び外部リード棒の外面に金属箔を介し
て外嵌されて、これらを一体的に組み付け、一対のカソ
ード又はアノード同士が放電空間部内で対向するように
各封止管部内に挿入されて気密に封止するガラス製の保
持管２０ａ，２０ｂと；を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はランプ電流が例えば
５０Ａを超えるような大電流用の高圧水銀ランプ等の高
圧放電ランプ、並びにこのランプを具備する照射装置，
点灯装置および露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の直流式大電流用のショ
ートアーク型の高圧水銀放電ランプは、半導体製造や光
化学産業，映像分野等で多く使用されている。

【０００３】半導体製造分野では高圧または超高圧放電
ランプから放射される紫外線を半導体ウエハーに照射し
て電子回路等を露光している。

【０００４】そして、近年では、この種の高圧放電ラン
プの大電力化により露光時間の短縮を図ると共に、露光
面積の拡大を図ることが検討されており、しかも、露光
装置の小型化が求められている。

【０００５】このために、直流式大電流用の高圧水銀放
電ランプでは、従来から熱的に強い高融点金属箔を用い
てガラスバルブの封止部を封止する封着構造、いわゆる
箔封止構造が採用されている。

【０００６】図７はこの種の従来の直流式大電流用高圧
水銀放電ランプ１の縦断面図であり、このランプ１は例
えば回転楕円体状の放電空間部２ａとその両端から外側
方へそれぞれ延出する左右一対の円筒状の封止管部２
ｂ，２ｃとを石英ガラスにより一体に連成して外囲器で
あるバルブ２を形成している。

【０００７】バルブ２の放電空間部２ａ内では電極主体
部であるカソード３ａとアノード３ｂとを所定の間隔を
置いて同心状に対向配置し、これらアノード３ｂとカソ
ード３ａとに一体ないし一体的に固着されて電気的に接
続された左右一対の電極軸４ａ，４ｂの先端に、これよ
り大径で円盤状の電極基部６ａ，６ｂを突設し、電極軸
４ａ，４ｂの外周には、一対のガラス製保持管５ａ，５
ｂをそれぞれ外嵌し、各封止管部２ｂ，２ｃ内に挿入さ
れる。

【０００８】これら電極基部６ａ，６ｂの外周端部に
は、高融点金属よりなる複数枚の帯状モリブデン（Ｍ
ｏ）等の金属箔７ａ，７ｂを固着し、これら金属箔７
ａ，７ｂの各先端部はガラス製円筒状の各閉塞筒体８
ａ，８ｂの外周面上を軸方向外方へ延出して、外部リー
ド棒９ａ，９ｂの外周面に電気的に接続されている。各
外部リード棒９ａ，９ｂは各封止管部２ｂ，２ｃ内に挿
入される。各外部リード棒９ａ，９ｂの突出外端部には
外部リード線１１ａ，１１ｂが溶接等により接続されて
いる。各封止管部２ｂ，２ｃには口金１２ｂ，１２ｃが
外嵌固着され、一方の口金１２ｂの外端面には一方の外
部リード線１１ｂに電気的に接続された導電性のねじ棒
１３が突設されている。

【０００９】各閉塞筒体８ａ，８ｂ内には、その内周面
に高融点金属よりなるモリブデン（Ｍｏ）やタングステ
ン（Ｗ）製等のコイル１０ａ，１０ｂがその外周部が当
接するように挿入されている。

【００１０】そして、これらの挿入後、各封止管部２
ｂ，２ｃを通してバルブ２内を真空にし、または所定量
の不活性ガスを封入した状態で、バルブ２を旋盤により
保持して中心軸回りにゆっくり回転させながらバーナー
等により各封止管部２ｂ，２ｃを加熱し、徐々に軟化溶
融させる。これにより、封止管部２ｂ，２ｃの内面を、
各保持管５ａ，５ｂと各モリブデン箔６ａ，６ｂおよび
その閉塞筒体８ａ，８ｂの各外面にそれぞれ融着し、こ
の後、冷却により各封止管部２ｂ，２ｃを収縮させて気
密に封止している。この焼き締め時に閉塞筒体８ａ，８
ｂをその内部からコイル１０ａ，１０ｂにより支持して
いるので、閉塞筒体８ａ，８ｂが潰れる等の変形は防止
される。

【００１１】しかる後に、放電空間部２ａ内に、その放
電空間部２ａに形成した図示しない排気細管から水銀等
の放電媒体を封入し、その後、この排気細管の根元部を
加熱溶融して切断すると同時に、気密に密閉する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の高圧水銀放電ランプ１では、カソード３ａと
アノード３ｂとに例えば５０Ａを超えるような直流の大
電流を通電するので、アノード３ｂには大きな熱容量が
必要とされる。

【００１３】このため、アノード３ｂの重量を増加させ
ているが、その重い重量のために、封止管部２ｂ，２ｃ
の旋盤回転封止時に、アノード３ｂに発生する遠心力が
増大する。

【００１４】その結果、アノード３ｂ、これに接続され
た電極軸４ｂ、電極基部６ｂおよび保持管５ｂを含む電
極構体全体がその遠心方向に引張られ、金属箔７ａ，７
ｂが切断される一方、所定位置から大きくずれる場合が
ある。

【００１５】電極構体が所定位置からずれた状態のまま
で封止管部２ｂ，２ｃを封止した場合に、例えば保持管
５ａ，５ｂの内端部が楕円球状の放電空間部２ａ側へ突
出するときにはこの楕円球状部２ａと円筒状封止管部２
ｂ，２ｃとの境界部に楔状凹部が発生する場合がある。
この場合はランプ点灯時の高圧力が楔状凹部に加圧され
て割れに至ることがある。

【００１６】また、保持管５ａ，５ｂが封止管部２ｂ，
２ｃ内の所定位置から外方へ引き込まれるようにずれた
ときには、楕円球状部２ａと円筒状の封止管部２ｂ，２
ｃとの境界部に凹部が形成され、この凹部にランプ点灯
中の発光金属が凝縮するような低い温度部分が生じ、所
定のランプ特性を得ることができなくなるという課題も
ある。

【００１７】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は封止管部内に挿入されて、
これを封止する電極構体の位置決め精度を向上させるこ
とができる製造容易な高圧放電ランプ，照射装置，点灯
装置および露光装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、放電
空間部およびその両端から外側方へそれぞれ延出する中
空状の封止管部をガラスにより一体に連成してなる外囲
器と；外囲器に封入される放電媒体と；放電空間部内に
位置する電極主体部に電極軸により電気的かつ機械的に
接続された、電極軸より大径の電極基部、この電極基部
の背面側に並設され、この背面側端部を閉じる一方、そ
の他端を開口させたガラス製の閉塞筒体、この閉塞筒体
の開口端側に並設されて、一端を封止管部の外端より外
方へ突出するように突設した外部導体、外部導体に電気
的に接続される外部リード線、保持管と閉塞筒体との間
にて軸方向に沿って配設され、電極基部と外部導体とを
電気的に接続した金属箔とを有する電極構体と；電極構
体の電極基部、閉塞筒体および外部導体の外面に金属箔
を介して外嵌されて、これらを一体的に組み付ける一
方、一対の電極主体部同士が放電空間部内で対向するよ
うに各封止管部内に挿入されて気密に封止するガラス製
の保持管と；を具備していることを特徴とする。

【００１９】本請求項によれば、一対の外部導体間にラ
ンプ電圧を印加することにより、各金属箔を介して各電
極主体部間にランプ電圧を印加し、外囲器の放電空間部
間で放電を発生させて発光させることができる。

【００２０】そして、電極主体部，電極軸，電極基部，
閉塞筒体，外部導体および金属箔とを有する電極構体
に、ガラス製の保持管を外嵌して一体的に組み付け、こ
れらの各取付位置を一旦固定してから、さらに、これを
外囲器の各封止管部内に挿入するので、電極構体の各構
成部品の位置決めを容易に行なうことができると共に、
これら電極構体の位置決め精度を容易に向上させること
ができる。そのために、各封止管部の封止後、電極構体
の位置ずれを修正する工程を省略することができるの
で、ランプ製造の容易性を向上させることができる。

【００２１】また、電極主体部の重量が熱容量を増大さ
せるために重い場合でも、封止管部の旋盤回転封止時に
電極構体に発生する遠心力を保持管により支持している
ので、金属箔の切断を防止することができるうえに、電
極構体の各構成部品の位置ずれを防止ないし低減するこ
とができる。

【００２２】その結果、電極構体の位置ずれにより外囲
器の放電空間部と封止管部とに楔状凹部が発生するのを
防止ないし低減することができるうえに、ランプ点灯中
の発光金属が凝縮するような低温凹部が生ずるのを防止
ないし低減することができ、ランプの信頼性を向上させ
ることができる。

【００２３】請求項２の発明は、電極主体部が保持管の
直径よりも小径に形成されていることを特徴とする。

【００２４】本請求項によれば、電極主体部が保持管よ
りも小径であるので、この電極主体部を有する電極構体
に保持管を容易に挿入することができ、これらの組付作
業性を向上させることができる。

【００２５】請求項３の発明は、保持管が直胴円筒状に
形成されていることを特徴とする。

【００２６】本請求項によれば、保持管が直胴円筒状で
あるので、保持管を電極構体に容易に外嵌し得ると共
に、外囲器の封止管部内にも容易に挿入し得ることがで
き、これらの組付作業性を向上させることがとできる。

【００２７】請求項４の発明は、電極基部の軸方向長さ
がその半径以上であることを特徴とする。

【００２８】本請求項によれば、電極基部の軸方向長さ
を、その半径以上に形成して、電極基部が保持管に接す
る面積を拡大させているので、電極基部、ひいては電極
主体部を保持管により保持する保持力を増強させること
ができ、その保持の確実性を向上させることができる。
その結果、電極主体部の位置の精度を向上させることが
できる。

【００２９】請求項５の発明は、金属箔は、所定幅の帯
状に形成され、この帯状金属箔の複数枚を電極基部、閉
塞筒体の一部および外部導体の外周面に周方向にそれぞ
れ少なくとも一周以上巻き付けられ、保持管の両端より
外方へそれぞれ突出する各帯状金属箔の突出端部を保持
管の両端面側へ折り返していることを特徴とする。

【００３０】本請求項によれば、帯状金属箔の複数枚を
電極基部，閉塞筒体および外部導体の外周面に周方向に
少なくとも一周以上巻き付けるうえに、保持管の両端か
ら外方へ延出する金属箔の軸方向両端部を保持管の両端
側へ折り返しているので、この金属箔を保持管に固定す
るための固定力を増大させることができる。

【００３１】また、金属箔として１枚の大形の金属箔を
使用せずに、所定幅の帯状金属箔の複数枚を使用するの
で、既成の帯状金属箔を使用してコスト低減を図ること
ができる。

【００３２】請求項６の発明は、金属箔は、１枚の箔よ
りなり、保持管の両端より外方へそれぞれ突出する金属
箔の各突出端部を、保持管の両端面側へ折り返している
ことを特徴とする。

【００３３】請求項７の発明は、電極基部と閉塞筒体と
外部導体の各外径をほぼ同径に形成していることを特徴
とする。

【００３４】本請求項によれば、電極基部と閉塞筒体と
外部導体の各外径を、同径に形成しているので、これら
の外周に保持管を容易に外嵌することができるうえに、
保持管を直胴に形成することができるので、この保持管
を電極構体に外嵌してから外囲器の各封止管部内へ挿入
する際の挿入を容易に行なうことができ、組立性を向上
させることができる。

【００３５】請求項８の発明は、閉塞筒体は、その閉塞
端部の肉厚を胴部の肉厚よりも厚く形成していることを
特徴とする。

【００３６】本請求項によれば、閉塞筒体の閉塞端部の
肉厚を厚く形成しているので、その胴部の肉厚を厚くし
たり、閉塞筒体の内腔に支持用のコイルを内蔵する必要
がなく、材料の節約と部品数の削減を図ることができ
る。

【００３７】請求項９の発明は、放電媒体が水銀である
ことを特徴とする。

【００３８】請求項１０の発明は、請求項１ないし９の
いずれか一記載の高圧放電ランプと；この高圧放電ラン
プの一方またはアノード側の封止管部に装着されて、こ
のランプからの光を反射する反射鏡と；を具備している
ことを特徴とする。

【００３９】本請求項によれば、アノード側封止管部は
点灯時に高温に昇温するので、このアノード側封止管部
の発生熱を反射鏡を通して外部に効率的に放熱してラン
プ効率を向上させることができる。

【００４０】請求項１１の発明は、請求項１ないし９の
いずれか一記載の高圧放電ランプと；このランプの一対
の電極構体にランプ電力を給電して安定的に点灯させる
点灯回路と；を具備することを特徴とする。

【００４１】請求項１２の発明は、請求項１０記載の照
射装置と；この照射体からの光を被露光体に照射して露
光させる光学系と；を具備していることを特徴とする。

【００４２】請求項１３の発明は、放電ランプに電力を
給電して安定的に点灯させる点灯回路；を具備している
ことを特徴とする。

【００４３】したがって、請求項１１記載の点灯装置
と、請求項１２と１３記載の露光装置は、いずれも、請
求項１ないし９のいずれか一記載の高圧放電ランプを具
備しているので、これら請求項と同様の作用効果を奏す
ることができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図６に基づいて説明する。なお、図１〜図６中、同一
または相当部分には同一符号を付している。

【００４５】図１は本発明の第１の実施形態に係る高圧
水銀放電ランプの縦断面図、図２はその要部拡大図であ
り、これらの図において、直流点灯式で大電流用の高圧
水銀放電ランプ１１は、透光性石英ガラスにより、楕円
回転体状の放電空間部である本体部１２ａと、その長径
方向両端に連通して外側方に延出する直状円筒状の一対
の封止管部１２ｂ，１２ｃとを一体に連成して外囲器で
あるバルブ１２を形成している。バルブ１２内には適量
の水銀（Ｈｇ）と、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスが封入
される。

【００４６】バルブ本体部１２ａは、その内部に、図中
左右一対の電極主体部であるカソード１３ａとアノード
１３ｂとを所定の電極間距離を置いて対向させて内蔵
し、放電空間に形成している。

【００４７】カソード１３ａとアノード１３ｂは例えば
タングステン（Ｗ）等の高融点金属製であり、その各一
端を電極軸１４ａ，１４ｂに同心状に一体ないし一体的
に接続している。

【００４８】これら各電極軸１４ａ，１４ｂの先端は導
電金属製円筒状の電極基部１４ｃ，１４ｄに一体ないし
一体的に同心状に接続されている。これら電極基部１４
ｃ，１４ｄは電極軸１４ａ，１４ｂよりも大径に形成さ
れ、その軸方向長さは自身の半径以上に形成されてい
る。

【００４９】各電極基部１４ｃ，１４ｄの外側（背面
側）にはこれとほぼ同径で石英ガラス製の一対の閉塞筒
体１６ａ，１６ｂと一対の外部導体である外部リード棒
１７ａ，１７ｂとを外方からこの順に順次密着させて同
心状に並設している。

【００５０】各閉塞筒体１６ａ，１６ｂはその内端側を
閉じる一方、外端側を開口させたガラス製筒体よりな
り、図２に示すようにその閉口端部の肉厚ｔａを胴部肉
厚ｔｂよりも厚く形成している（ｔａ＞ｔｂ）。このた
めに、図７で示す従来のコイル１０ａ，１０ｂを省略す
ることができる。また各閉塞筒体１６ａ，１６ｂの開口
端にはこれと外径がほぼ同径の外部リード棒１７ａ，１
７ｂの内端部背面を密着させている。これら各外部リー
ド棒１７ａ，１７ｂの各突出外端部には外部リード線２
１ａ，２１ｂを溶接等により接続し、これら各接続部を
覆う一対の口金２２ａ，２２ｂは各封止管部１２ｂ，１
２ｃに外嵌固定される。一方の口金２２ｂの外端面には
一方の外部リード線２１ｂに接続されたねじ棒２３を同
心状に突設している。

【００５１】そして、図３にも示すように、各電極基部
１４ｃ，１４ｄ、閉塞筒体１６ａ，１６ｂ、外部リード
棒１７ａ，１７ｂの外周には、モリブデン製等の帯状金
属箔１８ａ，１８ｂを周方向に巻き付け、各外部リード
棒１７ａ，１７ｂを各電極基部１４ｃ，１４ｄにそれぞ
れ電気的に接続して電極構体１９ａ，１９ｂに構成して
いる。

【００５２】各帯状金属箔１８ａ，１８ｂは所定幅の例
えば３枚の帯状金属箔１８ａ1 ，１８ａ2 ，１８ａ3 、
１８ｂ1 ，１８ｂ2 ，１８ｂ3 を隣り合う端面同士を相
互に密着させて電極基部１４ｃ，１４ｄから各閉塞筒体
１６ａ，１６ｂ等の外周面に巻き付けている。これら帯
状金属箔１８ａ1 〜１８ａ3 、１８ｂ1 〜１８ｂ3 とし
ては既製の所定幅のリボン状モリブデン箔を使用するこ
とによりコスト低減を図ることができる。但し、これら
各３枚の金属箔１８ａ1 〜１８ａ3 、１８ｂ1〜１８ｂ3
を１枚箔のモリブデン箔にそれぞれ置換してももよ
く、これによれば、閉塞筒体１６ａ，１６ｂの外周に巻
き付ける回数も各１回で済む。同様に、閉塞筒体１６
ａ，１６ｂから外部リード棒１７ａ，１７ｂの外周面に
少なくとも一周以上巻き付ける。

【００５３】これら電極構体１９ａ，１９ｂの外周に
は、例えば石英ガラス製の円筒状の保持管２０ａ，２０
ｂをそれぞれ密に外嵌して、電極構体１９ａ，１９ｂの
各構成部品を一体的に組み付けている。

【００５４】図３に示すように、保持管２０の軸方向両
端から外方へ突出する各金属箔１８ａ1 と１８ａ3 、１
８ｂ1 と１８ｂ3 の各突出端部１８ｃ，１８ｄを図４に
示すように各保持管２０ａ，２０ｂの端面側へ拡開する
ように折り返して各保持管２０ａ，２０ｂに固定されて
いる。

【００５５】このように、各電極構体１９ａ，１９ｂの
外周に保持管２０ａ，２０ｂを密に外嵌した後、これを
バルブ１２の各封止管部１２ｂ，１２ｃ内に挿入し、各
外部リード棒１７ａ，１７ｂの突出外端部を外方へ突出
させた状態で焼き締めることにより各封止管部１２ｂ，
１２ｃを気密に封止する。

【００５６】この焼き締めは、まずバルブ本体部１２ａ
と封止管部１２ｂ，１２ｃ内を、これら封止管部１２
ｂ，１２ｃと各保持管２０ａ，２０ｂとの微小間隙を通
して、真空引きし、または所定量の不活性ガスを封入し
てから、このランプ１を旋盤により保持して中心軸回り
にゆっくり回転させながら、バーナー等の加熱手段によ
り各封止管部１２ｂ，１２ｃを加熱して徐々に軟化、溶
融させる。

【００５７】すると、各封止管部１２ｂ，１２ｃの内周
面が各保持管２０ａ，２０ｂの外周面に融着して固着さ
れると共に、各保持管２０ａ，２０ｂの内周面が電極構
体１９ａ，１９ｂの外面に融着して気密に封止される。

【００５８】この焼き締めの際、ガラス製の各閉塞筒体
１６ａ，１６ｂはその閉塞端部の肉厚ｔａを増厚してい
るので、各閉塞筒体１６ａ，１６ｂが内方へ押し潰され
るように変形するのを防止ないし低減することができ
る。また、保持管２０ａ，２０ｂが直胴円筒状であるの
で、直胴円筒状の封止管部１２ｂ，１２ｃ内に、電極構
体１９ａ，１９ｂに外嵌された保持管２０ａ，２０ｂを
容易に挿入することができ、組み付け性を向上させるこ
とができる。

【００５９】したがって、一対の外部リード棒１８間に
ランプ電圧を印加することにより、各金属箔１８ａ1 〜
１８ａ3 ，１８ｂ1 〜１８ｂ3 と電極基部１４ｃ，１４
ｄ、電極軸１４ａ，１４ｂを介してカソード１３ａとア
ノード１３ｂ間にランプ電圧を印加し、放電空間部１２
ａで放電を発生させて発光させることができる。

【００６０】そして、本実施形態では、カソード１３ａ
とアノード１３ｂ、電極軸１４ａ，１４ｂ，電極基部１
４ｃ，１４ｄ、閉塞筒体１６ａ，１６ｂ、外部リード棒
１７ａ，１７ｂおよび金属箔１８ａ1 〜１８ａ3 および
１８ｂ1 〜１８ｂ3 とを有する電極構体１９ａ，１９ｂ
に、ガラス製の保持管２０ａ，２０ｂを外嵌して一体的
に組み付け、これらの取付位置を一旦固定してから、さ
らに、これをバルブ１２の各封止管部１２ｂ，１２ｃ内
に挿入するので、電極構体１９ａ，１９ｂの各構成部品
の位置決めを容易に行なうことができると共に、これら
電極構体１９ａ，１９ｂの位置決め精度を容易に向上さ
せることができる。

【００６１】そのために、各封止管部１２ｂ，１２ｃの
封止後、電極構体１９ａ，１９ｂの位置ずれを修正する
工程を省略することができるので、ランプ製造の容易性
を向上させることができる。

【００６２】また、カソード１３ａ，アノード１３ｂの
重量が熱容量を増大させるために重い場合でも、封止管
部１２ｂ，１２ｃの旋盤回転封止時に電極構体１９ａ，
１９ｂに発生する遠心力を保持管２０ａ，２０ｂにより
支持しているので、金属箔１８ａ1 〜１８ａ3 ，１８ｂ
1 〜１８ｂ3 の切断やずれを防止することができるうえ
に、電極構体１９ａ，１９ｂの各構成部品の位置ずれを
防止ないし低減することができる。

【００６３】その結果、電極構体１９ａ，１９ｂの位置
ずれによりバルブ１２の放電空間部１２ａと封止管部１
２ｂ，１２ｃとに楔状凹部が発生するのを防止ないし低
減することができるうえに、ランプ点灯中の発光金属が
凝縮するような低温凹部が生ずるのを防止ないし低減す
ることができランプの信頼性を向上させることができ
る。

【００６４】また、カソード１３ａとアノード１３ｂが
保持管２０ａ，２０ｂよりも小径であるので、このカソ
ード１３ａとアノード１３ｂとを有する電極構体１９
ａ，１９ｂに保持管２０ａ，２０ｂを容易に挿入するこ
とができ、これらの組付作業性を向上させることができ
る。

【００６５】さらに、保持管２０ａ，２０ｂが直胴円筒
状であるので、保持管２０ａ，２０ｂを電極構体１９
ａ，１９ｂに容易に外嵌し得ると共に、バルブ１２の封
止管部１２ｂ，１２ｃ内にも容易に挿入し得ることがで
き、これらの組付作業性を向上させることがとできる。

【００６６】さらにまた、電極基部１４ｃ，１４ｄの軸
方向長さを、その半径以上に形成して、電極基部１４
ｃ，１４ｄが保持管２０ａ，２０ｂに接する面積を拡大
させているので、電極基部１４ｃ，１４ｄ、ひいてはカ
ソード１３ａとアノード１３ｂを保持管２０ａ，２０ｂ
により保持する保持力を増強させることができ、その保
持の確実性と、カソード１３ａとアノード１３ｂの位置
精度とを向上させることができる。

【００６７】そして、帯状金属箔１８ａ1 〜１８ａ3 ，
１８ｂ1 〜１８ｂ3 の複数枚を電極基部１４ｃ，１４
ｄ、閉塞筒体の一部１６ａ，１６ｂおよび外部リード棒
１７ａ，１７ｂの外周面に周方向に巻き付けるうえに、
保持管２０ａ，２０ｂの両端から外方へ延出する金属箔
１８ａ1 〜１８ａ3 ，１８ｂ1 〜１８ｂ3 の軸方向両端
部１８ｃ，１８ｄを保持管２０ａ，２０ｂの両端側へ折
り返しているので、保持管２０ａ，２０ｂを固定するた
めの固定力を増大させることができる。

【００６８】また、金属箔１８ａ，１８ｂとして１枚の
大形の金属箔を使用せずに、所定幅の帯状金属箔の複数
枚１８ａ1 〜１８ａ3 ，１８ｂ1 〜１８ｂ3 を使用する
ので、既成の帯状金属箔を使用してコスト低減を図るこ
とができる。

【００６９】しかし、金属箔１８ａ，１８ｂとして１枚
箔の金属箔を使用してもよく、この場合には、これを電
極基部１４ｃ，１４ｄ、閉塞筒体１６ａ，１６ｂおよび
外部リード棒１７ａ，１７ｂの外周に巻き付ける作業が
各１回で済むので、その作業性を、複数枚の金属箔を巻
き付ける場合に比して向上させることができるうえに、
保持管２０ａ，２０ｂの両端から外方へ突出する金属箔
の各突出端部を保持管の両端側へ折り返すので、この１
枚箔の金属箔を保持管２０ａ，２０ｂに固定するための
固定力を増強させることができる。

【００７０】さらに、電極基部１４ｃ，１４ｄと閉塞筒
体１６ａ，１６ｂと外部リード棒１７ａ，１７ｂの各外
径を、ほぼ同径に形成しているので、これらの外周に保
持管２０ａ，２０ｂを容易に外嵌することができるうえ
に、保持管２０ａ，２０ｂを直胴に形成することができ
るので、この保持管２０ａ，２０ｂを電極構体１９ａ，
１９ｂに外嵌してからバルブ１２の各封止管部１２ｂ，
１２ｃ内へ容易に挿入することができ、組立性を向上さ
せることができる。

【００７１】また、閉塞筒体１６ａ，１６ｂの閉塞端部
の肉厚ｔａを厚く形成しているので、その胴部の肉厚ｔ
ｂを厚くしたり、閉塞筒体１６ａ，１６ｂの内腔に、図
７で示す従来の支持用のコイル１０ａ，１０ｂを内蔵す
る必要がなく、材料の節約と部品数の削減とを共に図る
ことができる。

【００７２】さらに、金属箔１８ａ1 〜１８ａ3 ，１８
ｂ1 〜１８ｂ3 を、封止管部１２ｂ，１２ｃのガラスと
近似の熱膨張係数を有するモリブデンにより形成してい
るので、焼き締め時等で封止管部１２ｂ，１２ｃに発生
する熱応力を低減するとを共に、気密性を向上させるこ
とができる。なお、上記実施例では、各金属箔１８ａ，
１８ｂを各３枚ずつ使用する場合について説明したが、
各４枚以上でもよく、５〜７枚が好ましい。

【００７３】図５は本発明の第２の実施形態に係る照射
装置３１であり、これは上記高圧水銀放電ランプ１１を
椀状の反射鏡３２の縮径内底部上に同心状に取り付けて
いる。

【００７４】反射鏡３２はガラスまたは金属により椀状
に形成され、その焦点位置を有する回転曲面の内面に、
多層干渉膜のダイクロイックミラー膜３２ａを形成し、
赤外線を反射鏡３２ａの背面側へ透過させる一方、紫外
線可視光を投光口３２ｂ側へ反射させるようになってい
る。

【００７５】反射鏡３２は椀状底部のほぼ中心軸部に、
孔３２ｃを厚さ方向に貫通するように穿設している。こ
の孔３２ｃには上記高圧水銀放電ランプ１１のアノード
側を装着している。これにより、ランプ１は、そのラン
プ軸を反射鏡２２の光軸に一致させた状態で反射鏡２２
に固定される。孔３２ｃより外方へ突出する一方の口金
２２ｂのねじ棒２３と、他方の口金２２ａを貫通して外
方へ延出する外部リード線２１ａに電気的に接続される
リード線が点灯回路３５に電気的に接続される。

【００７６】一方の外部リード棒１７ａに電気的に接続
された一方の外部リード線２１ａは反射鏡３２の導入孔
３４を貫通して背面側に導かれ、点灯回路３５の一方の
出力端に接続される。この点灯回路３５の他方の出力端
には口金２２ｂに電気的に接続される。これにより、点
灯回路３５から所要の直流電力がカソード１３ａとアノ
ード１３ｂとに安定的に供給され、直流点灯される。

【００７７】このように構成された照射装置３１によれ
ば、ランプ１の点灯時高温に昇温するアノード１３ｂ側
の封止管部１２ｃの温度を反射鏡３２を介して外部に放
熱してランプ効率を向上させることができる。

【００７８】図６は本発明の第３の実施形態に係る露光
装置４１の構成の一例を示している。この露光装置４１
は図３で示す照射装置３１と、この照射装置３１から照
射される紫外線等の光を被照射体の半導体ウエハ４２に
照射し、この半導体ウエハ４２の電子回路を露光させる
光学系４３と、この光学系４３と照射装置３１とを収容
する筺体４４とを有する。

【００７９】したがって、この実施形態によっても第１
の実施形態に係る高圧水銀放電ランプ１１を光源として
使用しているので、そのランプのコスト低減を図ること
ができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
一対の外部導体間にランプ電圧を印加することにより、
各金属箔を介して各電極主体部間にランプ電圧を印加
し、外囲器の放電空間部間で放電を発生させて発光させ
ることができる。

【００８１】そして、電極主体部，電極軸，電極基部，
閉塞筒体，外部導体および金属箔とを有する電極構体
に、ガラス製の保持管を外嵌して一体的に組み付け、こ
れらの各取付位置を一旦固定してから、さらに、これを
外囲器の各封止管部内に挿入するので、電極構体の各構
成部品の位置決めを容易に行なうことができると共に、
これら電極構体の位置決め精度を容易に向上させること
ができる。そのために、各封止管部の封止後、電極構体
の位置ずれを修正する工程を省略することができるの
で、ランプ製造の容易性を向上させることができる。

【００８２】また、電極主体部の重量が熱容量を増大さ
せるために重い場合でも、封止管部の旋盤回転封止時に
電極構体に発生する遠心力を保持管により支持している
ので、金属箔の切断を防止することができるうえに、電
極構体の各構成部品の位置ずれを防止ないし低減するこ
とができる。

【００８３】その結果、電極構体の位置ずれにより外囲
器の放電空間部と封止管部とに楔状凹部が発生するのを
防止ないし低減することができるうえに、ランプ点灯中
の発光金属が凝縮するような低温凹部が生ずるのを防止
ないし低減することができ、ランプの信頼性を向上させ
ることができる。

【００８４】請求項２の発明によれば、電極主体部が保
持管よりも小径であるので、この電極主体部を有する電
極構体に保持管を容易に挿入することができ、これらの
組付作業性を向上させることができる。

【００８５】請求項３の発明によれば、保持管が直胴円
筒状であるので、保持管を電極構体に容易に外嵌し得る
と共に、外囲器の封止管部内にも容易に挿入し得ること
ができ、これらの組付作業性を向上させることがとでき
る。

【００８６】請求項４の発明によれば、電極基部の軸方
向長さを、その半径以上に形成して、電極基部が保持管
に接する面積を拡大させているので、電極基部、ひいて
は電極主体部を保持管により保持する保持力を増強させ
ることができ、その保持の確実性を向上させることがで
きる。その結果、電極主体部の位置精度を向上させるこ
とができる。

【００８７】請求項５の発明によれば、帯状金属箔の複
数枚を電極基部，閉塞筒体の一部および外部導体の外周
面に周方向に少なくとも一周以上巻き付けるうえに、保
持管の両端から外方へ延出する金属箔の軸方向両端部を
保持管の両端側へ折り返しているので、この金属箔を保
持管に固定するための固定力を増大させることができ
る。

【００８８】また、金属箔として１枚の大形の金属箔を
使用せずに、所定幅の帯状金属箔の複数枚を使用するの
で、既成の帯状金属箔を使用してコスト低減を図ること
ができる。

【００８９】請求項６の発明によれば、金属箔が１枚箔
よりなるので、これを電極基部，閉塞筒体の一部および
外部導体の外周に巻き付ける作業の作業性を、複数枚の
金属箔を巻き付ける場合に比して向上させることかでき
るうえに、保持管の両端から外方へ突出する金属箔の各
突出端部を保持管の両端側へ折り返すので、金属箔を保
持管に固定するための固定力を増強させることができ
る。

【００９０】請求項７の発明によれば、電極基部と閉塞
筒体と外部導体の各外径を、同径に形成しているので、
これらの外周に保持管を容易に外嵌することができるう
えに、保持管を直胴に形成することができるので、この
保持管を電極構体に外嵌してから外囲器の各封止管部内
へ挿入の際の挿入を容易に行なうことができ、組立性を
向上させることができる。

【００９１】請求項８の発明によれば、閉塞筒体の閉塞
端部の肉厚を厚く形成しているので、その胴部の肉厚を
厚くしたり、閉塞筒体の内腔に支持用のコイルを内蔵す
る必要がなく、材料の節約と部品数の削減とを図ること
ができる。

【００９２】請求項１０の発明によれば、アノード側は
点灯時に高温に昇温するので、このアノード側封止管部
の発生熱を反射鏡を通して外部に効率的に放熱してラン
プ効率を向上させることができる。

【００９３】請求項１１記載の点灯装置と、請求項１２
と１３記載の露光装置は、いずれも、請求項１ないし９
のいずれか一記載の高圧放電ランプを具備しているの
で、これら請求項と同様の作用効果を奏することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る高圧水銀放電ラ
ンプの縦断面図。

【図２】図１の要部の拡大図。

【図３】図１で示す電極構体に保持管を外嵌した状態の
要部縦断面図。

【図４】図３の左側面図。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る照射装置の縦断
面図。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る露光装置の全体
構成図。

【図７】従来の直流式大電流用の高圧水銀放電ランプの
縦断面図。

【符号の説明】

１１ 高圧水銀放電ランプ １２ バルブ（外囲器） １２ａ バルブの本体部（放電空間部） １２ｂ，１２ｃ バルブの封止管部 １３ａ カソード １３ｂ アノード １４ａ，１４ｂ 一対の電極軸 １４ｃ，１４ｄ 一対の電極基部 １６ａ，１６ｂ 一対の閉塞筒体 １７ａ，１７ｂ 一対の外部リード棒 １８ａ1 〜１８ａ3 ，１８ｂ1 〜１８ｂ3 金属箔 １９ａ，１９ｂ 電極構体 ２０ａ，２０ｂ 一対の保持管 ３１ 照射装置 ３２ 反射鏡 ３５ 点灯回路 ４１ 露光装置 ４２ 半導体ウエハ ４３ 光学系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若山 哲郎 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 川鶴 滋久 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電空間部およびその両端から外側方へ
   それぞれ延出する中空状の封止管部をガラスにより一体
   に連成してなる外囲器と；外囲器内に封入される放電媒
   体と；放電空間部内に位置する電極主体部に電極軸によ
   り電気的かつ機械的に接続された、電極軸より大径の電
   極基部、この電極基部の背面側に並設され、この背面側
   端部を閉じる一方、その他端を開口させたガラス製の閉
   塞筒体、この閉塞筒体の開口端側に並設されて、一端を
   封止管部の外端より外方へ突出するように突設した外部
   導体、外部導体に電気的に接続される外部リード線、保
   持管と閉塞筒体との間にて軸方向に沿って配設され、電
   極基部と外部導体とを電気的に接続した金属箔とを有す
   る電極構体と；電極構体の電極基部、閉塞筒体および外
   部導体の外面に金属箔を介して外嵌されて、これらを一
   体的に組み付ける一方、一対の電極主体部同士が放電空
   間部内で対向するように各封止管部内に挿入されて気密
   に封止するガラス製の保持管と；を具備していることを
   特徴とする高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】 電極主体部が保持管の直径よりも小径に
   形成されていることを特徴とする請求項１記載の高圧放
   電ランプ。
3. 【請求項３】 保持管が直胴円筒状に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ラン
   プ。
4. 【請求項４】 電極基部の軸方向長さがその半径以上で
   あることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ランプ。
5. 【請求項５】 金属箔は、所定幅の帯状に形成され、こ
   の帯状金属箔の複数枚を電極基部、閉塞筒体の一部およ
   び外部導体の外周面に周方向にそれぞれ少なくとも一周
   以上巻き付けられ、保持管の両端より外方へそれぞれ突
   出する各帯状金属箔の突出端部を保持管の両端面側へ折
   り返していることを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れか一記載の高圧放電ランプ。
6. 【請求項６】 金属箔は、１枚の箔よりなり、保持管の
   両端より外方へそれぞれ突出する金属箔の各突出端部
   を、保持管の両端面側へ折り返していることを特徴とす
   る請求項１ないし４のいずれか一記載の高圧放電ラン
   プ。
7. 【請求項７】 電極基部と閉塞筒体と外部導体の各外径
   をほぼ同径に形成していることを特徴とする請求項１な
   いし６のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
8. 【請求項８】 閉塞筒体は、その閉塞端部の肉厚を胴部
   の肉厚よりも厚く形成していることを特徴とする請求項
   ７記載の高圧放電ランプ。
9. 【請求項９】 放電媒体が少なくとも水銀を含むことを
   特徴とする請求項１ないし８のいずれか一記載の高圧放
   電ランプ。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれか一記載の
    高圧放電ランプと；この高圧放電ランプの一方またはア
    ノード側に装着されて、このランプからの光を反射する
    反射鏡と；を具備していることを特徴とする照射装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし８のいずれか一記載の
    高圧放電ランプと；このランプの一対の電極構体にラン
    プ電力を給電して安定的に点灯させる点灯回路と；を具
    備することを特徴とする点灯装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の照射装置と；この照
    射体からの光を被照射体に照射して露光させる光学系
    と；を具備していることを特徴とする露光装置。
13. 【請求項１３】 放電ランプに電力を給電して安定的に
    点灯させる点灯回路；を具備していることを特徴とする
    請求項１２記載の露光装置。