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公開番号2025070040
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023180070
出願日2023-10-19
発明の名称放電ランプ
出願人ウシオ電機株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類H01J 61/20 20060101AFI20250424BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】立ち上がり時間が短いランプを提供する。
【解決手段】放電ランプは、水銀が封入された発光管と、発光管の内側において第一方向に離間して互いに対向配置された第一電極及び第二電極と、前記第一電極に対して前記第二電極とは反対側に接続され、前記第一方向に沿うように延びる電極棒と、前記電極棒を支持する支持部と、を備え、第一方向を水平面に対し略直角をなす方向とし、第一電極が第二電極よりも下側になる状態で配置したとき、電極棒の外周の長さD1(mm)、前記支持部からの水銀の高さH1(mm)、及び発光管に封入された水銀の体積V1(mm³)は、(1)式を満たす。 D1×H1/V1 ≧ 0.079 (mm^-1) …(1)
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水銀が封入された発光管と、
前記発光管の内側において第一方向に離間して互いに対向配置された第一電極及び第二電極と、
前記第一電極に対して前記第二電極とは反対側に接続され、前記第一方向に沿うように延びる電極棒と、
前記電極棒を支持する支持部と、を備え、
前記第一方向を水平面に対し略直角をなす方向とし、前記第一電極が前記第二電極よりも下側になる状態で配置したとき、
前記電極棒の外周の長さＤ１（ｍｍ）、前記支持部からの前記水銀の高さＨ１（ｍｍ）、及び前記発光管に封入された前記水銀の体積Ｖ１（ｍｍ
3
）は、以下の（１）式を満たすことを特徴とする、放電ランプ。
Ｄ１×Ｈ１／Ｖ１ ≧ ０．０７９（ｍｍ
-1
） …（１）
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
上記放電ランプにおいて、
前記長さＤ１（ｍｍ）、前記水銀の高さＨ１（ｍｍ）、及び前記水銀の体積Ｖ１（ｍｍ
3
）は、更に以下の（２）式を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の放電ランプ。
Ｄ１×Ｈ１／Ｖ１ ≦ ０．２（ｍｍ
-1
） …（２）
【請求項３】
前記水銀の体積Ｖ１は、１４８０（ｍｍ
3
）以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記第一電極は、陰極であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の放電ランプ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管内に水銀が封入された放電ランプに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ等の製造工程において使用される露光装置等の光源に、発光物質として水銀を利用する放電ランプ（以下、単に「ランプ」という。）が用いられている。
【０００３】
上記ランプでは、発光管内に配置された一対の電極が互いに対向する方向を水平方向とした状態で点灯すると、発光管内における水銀の蒸気の対流によって、一対の電極間に発生するアークが不均一になりやすいという事情がある。このため、当該ランプは、前記一対の電極が互いに対向する方向を、水平面に対し直角をなす方向とした状態で点灯（以下、単に「垂直点灯」という。）されることが典型的である。
【０００４】
水銀の融点は低いため、ランプの点灯前では、水銀は発光管の下方で凝縮された液体状態にある。つまり、垂直点灯を行うために水平面に対して直角をなすように配置されたランプでは、水銀は一対の電極のうち下側に配置された電極に接続された電極棒と接触した状態で凝縮されている。
【０００５】
また、ランプの発光管には、ランプの始動の補助のための貴ガス（「希ガス」ともいう。）が封入される。この状態で、ランプの両端に位置する口金を介して電極間に高電圧が印加されると、電極間で絶縁破壊が生じる。電力を投入し続けることで、ランプはアーク放電に移行し、点灯する。ランプの点灯後は、アークの加熱により一対の電極が高温となり、主に電極棒を介して液体状態の水銀が加熱されて蒸発する。上記ランプでは、封入された水銀が蒸発することで、所望の光が安定して得られる。
【０００６】
近年、例えばフラットパネルディスプレイの製造工程に使用される露光装置では、ランプの交換に伴うダウンタイムの短縮や、ランニングコストの削減のため、より長寿命のランプが求められている。これに伴って、多くの場合にはランプの熱容量が大きくされることから、点灯時の水銀の蒸発に要する時間が長くなっている。すなわち、ランプの点灯のために電力の投入を開始した後、ランプから所望の光が得られるまでの時間（以下、便宜上、「立ち上がり時間」という。）が長くなっている。
【０００７】
しかし、露光装置において、ランプの立ち上がり時間はダウンタイムとなる。したがって、熱容量が大きくされて長寿命化が図られたランプに対しても、立ち上がり時間が短いことが要求されている。
【０００８】
そこで、本出願人は、ランプの立ち上がり時間を短くするために、ランプの点灯時に水銀に対して、効率的に熱を供給できるランプを開発している。例えば、特許文献１では、凝縮された水銀と接触する電極棒に対して、当該電極棒と接する熱伝導板が配置される。特許文献１は、当該熱伝導板を介して、点灯時に高温となる電極棒の熱を効率的に水銀に伝えることを提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００１－１５０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載のランプは、孔を有する熱伝導板に電極棒を通すことにより製造されるため、熱伝導板の孔の内径は電極棒の外径よりも大きくする必要がある。このように、電極棒と熱伝導板の間に隙間が生じると、電極棒からの熱が熱伝導板に伝わりにくくなる。このため、特許文献１のランプは、水銀の加熱に時間を要し、ランプの立ち上がり時間に改善の余地があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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