[發明專利]短弧型放電燈

有效

• 申請號: 201010283491.7
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN102024662A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 安田幸夫;山田剛
• 申請（專利權）人: 優志旺電機株式會社
• 主分類號: H01J61/06
• 分類號: H01J61/06
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 謝麗娜;關兆輝

技術領域

本發明涉及一種短弧型放電燈(以下稱為“放電燈”)，尤其是涉及一種短弧型放電燈的陽極構造。

背景技術

現有的放電燈具備中央部鼓出的石英玻璃制發光管、以及在該發光管的鼓出部的內部相對配置的陽極與陰極。陽極在與陰極相對的前端具有平坦的前端面。陰極形成為與陽極相對的前端向著前端外徑逐漸變細的圓錐狀。當向該放電燈通電時，從陰極放出的電子與燈內的氣體沖撞而生成帶電粒子。該帶電粒子重復沖撞使得封入發光管內部的物質例如水銀成為等離子體狀態，而在兩極間形成電弧。

并且，周知的是，等離子體中的電子流過陽極側，與陽極的前端面沖撞。受到電子沖撞的陽極前端面是平坦的，因而陽極中央部的電場強度比周邊部強，電流被其強電場吸引而流進陽極中央部，陽極中央部變為高溫，并且被蒸發而消耗。

如此地，當陽極消耗時，蒸發的陽極構成物質附著于發光管的內壁，產生發光管的內壁面黑化的問題。并且，當發光管的內壁面的黑化進展，來自放電燈的放射束會降低，由于照射面上必需的放射照度不足，因而必須將放電燈更換為新的燈。

因此，一直以來都在研究在放電燈點燈時，通過抑制陽極的溫度上升，延遲陽極的消耗與發光管內壁面黑化的進展，來得到高放射照度維持率的對策。

在專利文獻1中公開了在陽極的除了前端部的側面上燒結由碳化鎢(WC)、碳化鉭(TaC)與鎢(W)構成的混合物以形成多孔質層的陽極。該專利文獻1中記載了該多孔質層與母材的密接性優異，因而能夠適當抑制陽極的溫度上升，能夠減少陽極的消耗與發光管的內壁面的黑化，可延長放電燈的壽命。

并且，在專利文獻2、3及4中，如圖7所示，與陰極90相對的陽極80的前端部設有凹部81。該凹部81形成為接近在接受從陰極90放出的電子之處所發生的電場強度。根據上述文獻，在陽極80表面的電流密度分布被分散，陽極80的消耗變少，發光管內壁面的黑化的進展被延遲，由此，可得到高放射照度維持率，可延長放電燈的壽命。

上述各專利文獻1～4中公開的技術均著眼于延長放電燈的壽命，即提高放射照度維持率。

專利文獻1日本專利第3598475號(日本特開平09-115479號公報)

專利文獻2日本專利第3136511號(日本特開平10-283988號公報)

專利文獻3日本專利第4054198號(日本特開2003-234083號公報)

專利文獻4日本專利第4132879號(日本特開2003-257365號公報)

然而，一般用于曝光裝置的放電燈的放射照度維持率必須較高，但除此之外也要求高放射亮度，即也要求高放射束。

并且，本發明人等在至今為止的燈所具有的高放射照度維持率的基礎上，對于提供高放射亮度亦即高放射束的放電燈進行研究，在本申請之前，作為日本特愿2009-154651號進行了專利申請。

該專利申請大致如下所述。通過在陽極前端面上設置由陽極內壁面、平坦的陽極內底面、及環狀角部構成的凹部，使得凹部的各點與陰極的電極間距離變化，在陽極中心軸位置與環狀角部位置的兩處得到電場強度的峰值，該陽極中心軸位置的電場強度的峰值可以起到維持放電燈的放射亮度的作用，另外環狀角部位置的電場強度的峰值吸引電子而提升該部分的電流密度，從而緩和陽極前端面上的一部分區域的局部性電流集中，從而起到抑制陽極的消耗的作用。

以下，基于圖1及圖2詳細地說明上述專利申請的內容。

圖1是表示放電燈的結構的概略剖視圖。

放電燈10具備由大約球狀地形成的發光部11及分別連續于發光部11的兩端的直管狀的封固部12A、12B構成的發光管。發光管例如由石英玻璃一體地形成。在封固部12A、12B上分別裝設具有圓筒形狀的供電用的燈頭13A、13B。

在形成于發光管的內部的放電空間S中，陰極2與陽極3互相相對配置在陽極中心軸L上，并且封入有發光物質。

作為發光物質，封入有氙氣、氬氣及氪氣的至少1種以上以及水銀。作為發光物質，也可以將上述稀有氣體及水銀僅封入一方。

陰極2，通過鎢等一體地形成有被保持于封固部12A且面向放電空間S的圓柱狀的胴部2A以及連續于胴部2A形成為向著前端外徑逐漸變細的圓錐狀的前端部2B。

陽極3，通過例如鎢一體地形成有圓柱狀胴部3A，以及分別連續于胴部3A的前端側與后端側形成的圓錐臺部3B、3C。在后端側的圓錐臺3C一體地連續有比胴部3A小徑的桿狀引線部(未圖示)，引線部被保持在封固部12B。