短弧型放电灯制造技术

提供一种具备从钨的阴极对于电弧稳定地提供电子放出物质而可防止照度变动的阴极的短弧型放电灯。该短弧型放电灯在发光管的内部相对配置有一对阴极和阳极，其特征在于：上述阴极（２０）由含有电子放射物质的钨材料构成，并且具备：随着朝向前端而成为小径的锥部（２４）；形成于该锥部（２４）的前端侧的前端面（２５），以及从该前端面在该阴极的内部延伸的细孔（２６），该细孔（２６）在该前端面上横跨２个以上的钨结晶粒而形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于半导体或液晶的制造领域等的曝光用光源，或是放映机或 数字电影等的光源的短弧型放电灯。
技术介绍
封入有水银的短弧型放电灯的相对配置于发光管内的一对电极的前端距离短，接 近于点光源，因而通过与光学系统组合，可以用作聚光效率高的曝光装置的光源。并且，封 入氙(Xe)的短弧型放电灯在放映机等中被用作可视光的光源。近年来也用作数字电影用 光源。在这些短弧型放电灯中，一直以来公知在阴极中含有电子放射物质(以下，仅称 为发射体)。并且，作为具备含有发射体的阴极的灯，公知有设置了用于将发射体提供给阴极 的细孔的灯(专利文献1)。图1是表示短弧型放电灯1的整体图，图7是表示专利文献1的短弧型放电灯的 阴极的放大剖面图。在图1中，短弧型放电灯1的发光管10由玻璃构成，具备大致球状的发光部11与 两端的密封部12。在形成于发光管10内部的空间S中，相对配置有一对阴极20和阳极30。 阴极20及阳极30在前端的主体部嵌入有轴部22、32而构成。阴极20的材料，作为电子放 射物质是含有氧化钍的钨。如图7所示，阴极20具备前端的主体部21，而在主体部21的后端形成有用以嵌入 轴部22的嵌入孔23。在主体部21的前端，具有平坦的前端面25，而且在该前端面25上形 成有朝阴极的长边方向延伸的细孔26。被导入于该细孔26的内部的发射体利用该细孔26的内周面的表面扩散，从细孔 86被放出至外部，而被提供给电弧。专利文献1 日本特开平11-96965但是，近年来，随着灯的高输出化和大型化，产生了在短时间内曝光面的照度变动 率增大的问题。可以认为这可能是因为发射体从阴极侧面向前端的提供不足而导致的。本专利技术人等，为了解决此问题，制作了具有图7所示的阴极的短弧型放电灯，进行 了点灯试验。在专利文献1中，将预定的孔设于阴极前端部，从而增大发射体的表面扩散， 通过采用本构造，期待可消除发射体的供应不足。然而，该灯也会产生照度变动率的增大。 破坏该灯并分析了阴极，得知形成于阴极前端的细孔变没有了。进而在长边方向切断该阴 极主体部并加以研磨，经观察，发现有一个结晶粒堵住细孔的出口。另一方面，进行相同规 格的灯的点灯试验，在发生照度变动率的增大之前的状态下对阴极进行分析，虽然细孔正 在被堵住，但仍可观察到间隙。亦即，可以推测出，点灯时的阴极前端变成高温，因而由于热移动钨的结晶粒成长 而堵住细孔，无法供应发射体，因此电弧变得不稳定。
技术实现思路
综上所述，本专利技术的目的在于提供一种具备如下阴极的短弧型放电灯，防止设于 钨的阴极前端面的细孔的出口由于点灯而被堵塞，对于电弧稳定地提供电子放出物质而可 防止照度变动。本专利技术为了解决上述课题，提供一种短弧型放电灯，在发光管的内部相对配置有 一对阴极和阳极，其特征在于，上述阴极由含有电子放射物质的钨材料构成，并且具备随 着朝向前端而成为小径的锥部；形成于该锥部的前端侧的前端面；以及从该前端面在该阴 极的内部延伸的细孔，该细孔在该前端面上横跨2个以上的钨结晶粒而形成。并且，本专利技术的特征在于，在细孔的内表面设置有碳化钨的层。根据本专利技术，在阴极的前端面设置横跨2个以上的结晶的细孔，细孔不容易由于 结晶粒的成长被堵住，可将发射体稳定地提供给阴极前端部。并且，根据本专利技术，通过在细孔的内周面设置碳化层，可将作为氧化物的发射体还 原，而增加对于电弧的经由细孔的提供量。附图说明图1表示短弧型放电灯整体的概略结构。图2是表示本专利技术的第一实施方式的短弧型放电灯的阴极的部分说明图。图2(a) 是轴方向的剖面图，图2(b)是从前端向长边方向观察阴极时的图。图3是用以针对本专利技术的阴极的前端部进行说明的图。图4(a)及图4(b)是用以说明本专利技术的阴极的前端部上设置的细孔的位置的示意 图。图5是本专利技术的短弧灯的实验结果。图6表示本专利技术的第二实施方式的短弧型放电灯的阴极的局部说明图。图7表示现有的短弧型放电灯的阴极的剖面图。具体实施例方式图1表示本专利技术的短弧型放电灯的概略结构。本专利技术的短弧型放电灯的发光管10具备位于中央的大致球状地形成的发光部 11和位于两端的柱状的密封部12。在发光管10的内部，互相相对地配置有阴极20的主体 部21与阳极3的主体部31，而且封入有发光物质。阴极20由在其前端侧具有随着朝向阳极30的主体部31逐渐地缩径的锥部的主 体部21、以及连续于该主体部21的基端侧的棒状的轴部22构成。轴部22的前端部嵌入在 形成于主体部21的基端侧的有底孔。阳极30由其前端侧形成有圆形的主体部31、以及连续于该主体部31的基端侧的 棒状的轴部32构成。轴部32的前端部嵌入在形成于主体部31的基端侧的有底孔。并且，阴极20及阳极30由互相不同体的部件构成各主体部21、31与各轴部22、 32，但主体部与轴部也可以由一个部件一体地形成。阴极20及阳极30的材料使用钨。在该钨材料中含有电子放射物质。作为电子放射4物质，可适当使用氧化钍(Th02)、氧化钇(Y203)，或作为镧系的氧化物的氧化镧(La203)、氧 化铈(Ce203、或是Ce02)、氧化钆(Gd203)、氧化镝(Dy203)、氧化钐(Sm203)、或是氧化钕(Nd203) 等，例如若为氧化钍，则钨中含有2wt %左右的量。若含有这些电子放射物质，则电极的工作 函数会降低，具有使得电子放出变容易的效果。并且，阴极前端会接触到电弧，因而密度低的钨的导热差而变为高温，会消耗前 端。因此作为用于阴极的钨材料，密度为18g/cc以上，优选为19g/cc以上。封入的主发光物质是水银，而封入量是例如lmg/cc以上。封入水银时，并且，进而 除此之外作为辅助气体封入稀有气体，例如也可以将氙气、氩气、氪气中的任何一种以上封 入0.01 IMPa (室温)。并且，所封入的主发光物质是稀有气体，例如封入有0. 5MPa(室温)以上的氙气。在两端的各密封部12，埋设有与电极的轴部电连接的省略了图示的钼箔，形成气 密密封构造。由密封部12的外端突出有与上述的钼箔电连接的外部引线13，省略了图示的 供电装置连接于该外部引线13而进行电流供应。并且，密封构造并不限于如上所述，如果是主要封入了氙的放映机用的放电灯时， 不使用箔，而通过与发光管所使用的玻璃的热膨胀系数不同的对搭接玻璃，直接密封有电 极轴部。图2是表示本专利技术的第一实施方式的短弧型放电灯的阴极的图，图2(a)是沿着长 边方向切断阴极的主体部的剖面图，图2(b)是在长边方向观看该阴极主体的前端时的图。阴极20的主体部21是比轴部22大径的大致圆柱状，随着朝前端变成小直径的锥 部24。锥部24的更前端侧是例如由平面形成的前端面25，而在该图的情况下，主体部21 形成为圆锥台状。锥部24的锥角是40 90°，例如为60°。细孔26在前端面25具有开口端，沿着阴极20的长边方向而形成。前端面25的 直径(以下也称为前端直径)，是小0.4 小3mm，例如为小1. 2mm。细孔26的内径(以下 也称为孔径)，是小0. 08 小1mm，例如为小0. 1mm。一般，细孔26的形状是剖面圆形状的 容易制作，但剖面为矩形状也可以。细孔的直径过大时会减少前端面的面积，会使得电流密度上升，阴极前端的温度 上升导致容易变形，或者促进钨的结晶粒成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短弧型放电灯，在发光管的内部相对配置有一对阴极和阳极，其特征在于，上述阴极由含有电子放射物质的钨材料构成，并且具备：随着朝向前端而成为小径的锥部；形成于该锥部的前端侧的前端面；以及从该前端面在该阴极的内部延伸的细孔，该细孔在该前端面上横跨２个以上的钨结晶粒而形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：影林由郎，松岛竹夫，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]