專利名稱：短弧型放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種短弧型放電燈，適用于半導(dǎo)體及液晶的制造領(lǐng)城等的曝光用光源 及放映機(jī)的背光源(back light)用光源。
背景技術(shù)：
短弧型放電燈由于對置地配置于發(fā)光管內(nèi)的一對電極的前端距離較短并且接近 于點(diǎn)光源，因而通過與光學(xué)系統(tǒng)組合而被利用為曝光裝置用的光源或是放映機(jī)的背光源用 的光源。專利文獻(xiàn)1及2公開了現(xiàn)有的短弧型放電燈。如專利文獻(xiàn)1所公開地，在氙短弧 燈中作為發(fā)光氣體的氙氣體、在水銀蒸汽短弧燈中作為緩沖氣體的氙氣體、氪氣體及氬氣 體的準(zhǔn)分子發(fā)光，會(huì)引起在石英玻璃制的放電容器內(nèi)面產(chǎn)生白濁的問題。該文獻(xiàn)中，作為此 種問題的對策，規(guī)定為距該放電容器的紫外線放射發(fā)散度最大的部分的內(nèi)面200μπι的范 圍的平均OH基濃度為7. 8 X IO24個(gè)/m3以上，且距該內(nèi)表面深度20 μ m的范圍的平均OH基 濃度為1. 5X IO25個(gè)/m3以上1. 2X IO26個(gè)/m3以下。如此地，在短弧型放電燈中，在放電容 器的內(nèi)面含有OH基的情形成為一般性的技術(shù)。另一方面，專利文獻(xiàn)2公開了以下情況，即，如果高濃度的OH基存在于極接近于發(fā) 光管的內(nèi)表面的區(qū)域，則在放電燈的點(diǎn)燈初期，隨著燈的起動(dòng)，發(fā)光管的溫度會(huì)變得很高， 因而會(huì)從發(fā)光管內(nèi)表面放出OH基，從發(fā)光管內(nèi)表面所放出的OH基成為H2O在發(fā)光管內(nèi)擴(kuò) 散。該文獻(xiàn)中，作為其對策，將距紫外線放射發(fā)散度最大的部分的內(nèi)面20 μ m的范圍的平均 OH基濃度規(guī)定為IOppm以上，190ppm以下。像這樣地在發(fā)光管中包含OH基，該OH基作為H2O在發(fā)光空間內(nèi)擴(kuò)散是公知的。并 且，在發(fā)光管內(nèi)擴(kuò)散的H2O,利用來自電弧的熱而被熱分解為氧與氫。通過發(fā)明人等的專心 研究，發(fā)現(xiàn)這樣生成于發(fā)光管內(nèi)的氫會(huì)降低照度的穩(wěn)定度。照度穩(wěn)定度是由于電弧搖晃導(dǎo) 致對光學(xué)系統(tǒng)的光的入射量及入射角度分布發(fā)生變化所產(chǎn)生。搖晃的周期隨著光學(xué)系統(tǒng)的 不同而不同，但產(chǎn)生在大約幾毫秒至幾秒之間照度變動(dòng)變大的所謂閃爍。該照度穩(wěn)定度的 降低，在圖像投影裝置中，會(huì)作為畫面的閃爍而成為問題，而在曝光裝置中，會(huì)引起曝光不 均勻的問題。專利文獻(xiàn)3公開了在發(fā)光管內(nèi)配置吸收被放出至發(fā)光管內(nèi)的氫的氫吸收器的情 形。圖11是表示該文獻(xiàn)所公開的放電燈的結(jié)構(gòu)的概略的說明圖。圖12表示圖11所示的 放電燈所具備的氫吸收器的剖面結(jié)構(gòu)。圖11所示的放電燈具備燈泡(bulb) 201、電極202，203、密封部204、金屬箔205。 206是石英筒，207是石英棒，210是氫吸收器。如圖12所示，氫吸收器210由金屬外皮213 和氫吸收材料214構(gòu)成，該金屬外皮213包括由鉭等金屬所構(gòu)成的有底圓筒211與蓋212， 該氫吸收材料214由密封于該金屬外皮213內(nèi)部的圓筒狀的釔所構(gòu)成，通過電阻焊接有底 圓筒211的凸緣部211A與蓋212，使得金屬外皮213的內(nèi)部被密封。如此，該氫吸收器210如該圖所示地，利用石英筒206而被固定于燈泡，通過將設(shè)于該石英筒206的石英棒207的另一端熔敷于燈泡201而被固定于燈泡201。燈泡201內(nèi) 的氫，經(jīng)由鉭等具有氫透射性的金屬外皮213而浸入至金屬外皮213的內(nèi)部，通過吸收材料 214被吸附。根據(jù)此文獻(xiàn)所記載的氫吸收器210，氫吸收材料214由于被密封在金屬外皮213的 內(nèi)部，因而能夠不與發(fā)光空間內(nèi)的其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)地吸附氫氣。然而，如上述地，將氫吸收器210安裝于燈泡201的結(jié)構(gòu)，會(huì)有氫吸收器210與燈 泡201的構(gòu)成成分二氧化硅發(fā)生反應(yīng)的情況，從而導(dǎo)致燈泡失透且照度降低，或引起燈泡破裂。鑒于上述，本發(fā)明人等為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，曾經(jīng)提案一種將由具有氫 透射性的中空容器與將氫吸附于該中空容器內(nèi)部的吸收材料所構(gòu)成的氫吸收器安裝于電 極軸的周圍的結(jié)構(gòu)。日本特愿2009-048066號為這一提案。圖8至圖10表示這一結(jié)構(gòu)。在圖8中，短弧型放電燈10具備發(fā)光管11與連接于 其兩端的密封管部12A、12B。在發(fā)光管11的內(nèi)部，互相面對面地配置有陰極2的主體部2B 與陽極3的主體部3B，并且在放電空間S中封入發(fā)光物質(zhì)。陰極2由軸部2A及比該軸部直徑還要大的主體部2B所構(gòu)成，另外，陽極3由軸部 3A及比該軸部直徑還要大的主體部3B所構(gòu)成。圖8的X部分表示在發(fā)光管11的放電空間S中安裝有氫吸收器的部位，該氫吸收 器被固定于陰極2的軸部2A。圖9是表示將圖8的短弧型放電燈的X部分予以擴(kuò)大的氫吸收器的安裝結(jié)構(gòu)的部 分說明圖，圖10是氫吸收器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。在圖10中，圖10㈧是從傾斜方向觀看氫吸收器的立體圖，圖10⑶是以圖10㈧ 所示的A-A線切剖氫吸收器的長邊方向剖視圖，圖10(C)是以圖10(A)所示的B-B線切剖 氫吸收器的徑向剖視圖。如圖所示地，氫吸收器30包括由可使氫透過的金屬所構(gòu)成的直管狀中空容器31， 及被密閉在該中空容器31內(nèi)部的吸附氫的吸收材料32。31A、31A是兩端密封部，構(gòu)成中空 容器31的直管構(gòu)件的兩端通過壓接加工或熔敷、焊接而被機(jī)密地密閉。由此，將中空容器 31內(nèi)的吸收材料32與放電空間隔離，防止其與放電空間內(nèi)的氣體直接地接觸，而且該吸收 材料32不會(huì)泄漏至中空容器31的外部。另外，中空容器31并不一定要在其兩端形成密封部，例如也可以是使用有底筒狀 的構(gòu)件而僅密封其一端側(cè)的結(jié)構(gòu)。另外，中空容器31由可使氫透過而不易與水銀反應(yīng)的金屬所構(gòu)成，例如由鉭或鈮 所構(gòu)成。鉭及鈮可以是單體，也可以是與其它物質(zhì)的化合物。由這些物質(zhì)所構(gòu)成的中空容器31，可以有效率地使氫透過，并且尤其能夠防止吸 收材料32與水銀等放電介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，還可以除去發(fā)光管11內(nèi)所產(chǎn)生的氫等的不純氣體。 中空容器31例如是內(nèi)徑為3. 0mm，厚度為0. 1mm。被封入在中空容器31內(nèi)部的吸收材料32，是例如釔或鋯。所謂釔或鋯的物質(zhì)具有 優(yōu)異的氫的吸附力。釔或鋯可以是單體，也可以是與其它物質(zhì)的化合物。如圖9所示地，具有上述結(jié)構(gòu)的氫吸收器30以包圍電極軸部2A的側(cè)面的方式，互 相間隔地沿該軸部2A的圓周方向依次排列地被配置有多個(gè)，以與陰極2的軸線L平行的形態(tài)被固定于軸部2A的側(cè)面。這些氫吸收器30通過使兩個(gè)固定構(gòu)件4A及4B包圍各中空容 器31并使之卷繞于各中空容器31的外側(cè)，從而被固定于軸部2A的側(cè)面以使得其不會(huì)從軸 部2A掉落。利用上述結(jié)構(gòu)，可避免氫吸收器與發(fā)光管發(fā)生反應(yīng)這一現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，而且，能 夠充分發(fā)揮使在放電空間內(nèi)產(chǎn)生的氫通過中空容器31透射至內(nèi)部，并利用吸收材料32來 吸附氫這一原本的功能。然而，依照本發(fā)明人等其后的見解，基于該先前申請案的現(xiàn)有技術(shù)，氫吸收器30 由于其金屬制中空容器31以露出于放電空間S的狀態(tài)而配置，因而根據(jù)燈的結(jié)構(gòu)或點(diǎn)燈條 件等，在起動(dòng)時(shí)若對陰極2與陽極3施加起動(dòng)電壓，則在陽極3與氫吸收器30的中空容器 31之間會(huì)發(fā)生異常放電這一情形已被判明。若發(fā)生此種異常放電，則在中空容器31上會(huì)產(chǎn)生孔，而經(jīng)此孔，使得被封入放電 空間S的水銀等發(fā)光物質(zhì)會(huì)與吸收材料32進(jìn)行反應(yīng)，導(dǎo)致作為吸收材料32的本來功能的 氫吸附能力大幅地降低，而成為功能不全的情形。又，經(jīng)中空容器31上的孔，吸收材料32會(huì)飛散至放電空間S，并附著于燈泡，從而 弓丨起燈泡的光透射性降低，且放射光降低的問題。(專利文獻(xiàn)1)日本專利2891997號(專利文獻(xiàn)2)日本專利3591470號(專利文獻(xiàn)3)日本特公昭57-21835號

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種短弧型放電燈，將通過把吸附氫的吸收材 料封入具有氫透射性的中空容器內(nèi)而形成的氫吸收器設(shè)于發(fā)光管內(nèi)，其特征為將上述氫 吸收器安裝于電極軸，防止氫吸收器與發(fā)光管進(jìn)行反應(yīng)并且可吸附發(fā)光管的放電空間內(nèi)的 氫，并且，防止氫吸收器的中空容器與電極間的異常放電。為了解決上述課題，本發(fā)明的短弧型放電燈，其特征在于上述氫吸收器以卷繞于 電極軸的方式被安裝，以覆蓋該氫吸收器的方式設(shè)置由高熔點(diǎn)材料所構(gòu)成的罩體，在該罩 體上形成有連通該罩體的內(nèi)部空間與發(fā)光管內(nèi)的放電空間的連通口。另外，其特征在于上述罩體由覆蓋氫吸收器的電極主體側(cè)的前端壁、及連接于該 前端壁而覆蓋上述氫吸收器的側(cè)面的側(cè)面壁所構(gòu)成，其后方端被開放，該開放端構(gòu)成上述 連通口。另外，其特征在于上述罩體由覆蓋氫吸收器的電極主體側(cè)的前端壁、連接于該前 端壁而覆蓋上述氫吸收器的側(cè)面的側(cè)面壁、及連接于該側(cè)面壁而覆蓋與上述氫吸收器的電 極主體側(cè)相反的一側(cè)的后端壁所構(gòu)成，上述連通口形成于上述前端壁及/或側(cè)面壁及/或
后端壁。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的短弧型放電燈，由于安裝于電極軸的氫吸收器被由高熔點(diǎn)材料所成 的罩體所覆蓋，因而在放電燈的起動(dòng)時(shí)，即使在電極間施加高電壓，也不會(huì)在氫吸收器與電 極之間發(fā)生異常放電，結(jié)果，不會(huì)導(dǎo)致基于異常放電的氫吸收器的破損的情況。另外，由于在罩體上形成有連通放電空間與罩體的內(nèi)部空間的連通口，因而罩體內(nèi)的氫吸收器成為與放電空間內(nèi)的氣體相接觸的結(jié)構(gòu)，而能夠利用氫吸收器可靠地吸收存 在于放電空間的氫。另外，上述罩體由覆蓋氫吸收器的電極主體側(cè)的前端壁、及連接于前端壁而覆蓋 氫吸收器的側(cè)面的側(cè)面壁所構(gòu)成，因而氫吸收器成為覆蓋其與電極之間最容易產(chǎn)生異常放 電的部分的結(jié)構(gòu)，能夠可靠地防止異常放電，可靠地防止氫吸收器的破損。另外，上述罩體由覆蓋氫吸收器的電極主體側(cè)的前端壁、連接于該前端壁而覆蓋 氫吸收器的側(cè)面的側(cè)面壁、及連接于側(cè)面壁而覆蓋與氫吸收器的電極主體側(cè)相反的一側(cè)的 后端壁所構(gòu)成，因而能夠完全地覆蓋位于放電空間的氫吸收器，可靠地防止在氫吸收器與 電極之間發(fā)生異常放電的情形。


圖1是表示本發(fā)明的短弧型放電燈的氫吸收器的安裝結(jié)構(gòu)的局部剖視立體圖。圖2是圖1的剖視圖。圖3是其它實(shí)施例的剖視圖。圖4是其它實(shí)施例的剖視圖。圖5是其它實(shí)施例的剖視圖。圖6是其它實(shí)施例的說明圖。圖7是其它實(shí)施例的說明圖。圖8是顯示先前申請的現(xiàn)有技術(shù)的整體圖。圖9是圖8的主要部分的立體圖。圖10是圖9的氫吸收器的詳細(xì)圖。圖11是現(xiàn)有技術(shù)的局部剖視圖。圖12是圖11的主要部分的剖視圖。符號說明2,3 電極2A、3A:電極軸2B、3B:電極主體4A、4B:固定構(gòu)件30 氫吸收器31 中空容器50 罩體51 前端壁52 側(cè)面壁53: 后端壁7 連通 口
具體實(shí)施例方式圖1是表示被固定于電極2(圖8)的電極軸2A的氫吸收器30與罩體50的結(jié)構(gòu) 的局部剖視立體圖，圖2是其電極軸方向的剖視圖。
在圖中，氫吸收器30是與上述的現(xiàn)有技術(shù)同樣的結(jié)構(gòu)，利用固定構(gòu)件4A、4B被安 裝于電極軸2A。另外，以覆蓋該氫吸收器30的方式設(shè)有罩體50。該罩體50由鎢、鉬、鉭等高熔點(diǎn) 材料所構(gòu)成。該罩體50由覆蓋氫吸收器30的電極主體側(cè)的前端壁51、及連接于該前端壁51而 覆蓋氫吸收器30的側(cè)面的側(cè)面壁52所構(gòu)成，其后方端52A被開放。上述前端壁51的一部分通過焊接被接合于電極軸2A，使得罩體50成為被固定于 電極軸2A的狀態(tài)。另外，該罩體50的開放后方端52A形成連通放電空間與罩體的內(nèi)部空間的連通口 7。表示上述罩體50的一例如以下所述。罩體50的前端壁51呈直徑6 40mm的圓盤狀，其中心開設(shè)有電極軸2A所貫通 的孔。側(cè)面壁52是圓筒體且具有超越氫吸收器30的中空容器31的后方端一側(cè)的長度，并 在電極軸方向具有5 50mm的長度。另外，前端壁51與側(cè)面壁52的厚度是0. 3 5mm。圖3是罩體50的變形例。罩體50具有覆蓋氫吸收器30的電極主體側(cè)的前端壁51、連接于該前端壁51而覆 蓋氫吸收器30的側(cè)面的側(cè)面壁52、及連接于該側(cè)面壁52而覆蓋與氫吸收器30的電極主體 方向相反的一側(cè)的后端壁53，在該后端壁53與電極軸2A之間形成有間隙，該間隙構(gòu)成連通 Π 7。另外，前端壁51的一部分通過焊接被接合于電極軸2Α，使得罩體50成為被固定于 電極軸2Α的狀態(tài)。圖4是罩體50的其它變形例。罩體50具有覆蓋氫吸收器30的電極前端方向一側(cè)的前端壁51、連接于該前端壁 51而覆蓋氫吸收器30的側(cè)面的側(cè)面壁52、及連接于該側(cè)面壁52而覆蓋與氫吸收器30的 電極主體相反的一側(cè)的后端壁53。另外，在上述前端壁51與電極軸2Α之間形成有間隙，該間隙構(gòu)成連通口 7。另外，后端壁53的一部分通過焊接被接合于電極軸2Α，使得罩體50成為被固定于 軸部的狀態(tài)。另外，在上述圖3及圖4所示的實(shí)施例中，說明了形成于罩體50的前端壁51或后 端壁53與電極軸2Α之間的間隙構(gòu)成連通口 7這樣的結(jié)構(gòu)，但連通口 7并不被限定于此，也 可以在前端壁51或后端壁53形成開口以作為連通口。圖5是罩體50的又一變形例。罩體50具有前端壁51、側(cè)面壁52及后端壁53，這一點(diǎn)與上述圖3、圖4相同。另 外，在此例中，在側(cè)面壁52上形成有多個(gè)開口而形成連通口 7、7。另外，在上述圖3至圖5中，說明了分別在后端壁53、前端壁51、側(cè)面壁52上形成 有連通口 7的情形，但并不局限于此，設(shè)置成在這些壁的一個(gè)、或兩個(gè)、或三個(gè)上都可以。S卩，在前端壁51及/或側(cè)面壁52及/或后端壁53上形成連通口 7即可。圖6是罩體50的另一變形例。
罩體50具有前端壁51、側(cè)面壁52及后端壁53。在上述前端壁51及后端壁52、與電極軸2A之間分別形成有間隙，該間隙形成連通 Π 7、7。另外，在前端壁51的電極主體側(cè)及后端壁53的電極主體相反側(cè)，分別設(shè)有防止罩 體50的移動(dòng)的由螺旋彈簧等構(gòu)成的固定構(gòu)件9Α、9Β。另外，氫吸收器30的中空容器31的形狀并不限于如上述實(shí)施例那樣的直管狀，也 可以如圖7所示地，為中空環(huán)狀。該圖所示的中空容器31，如圖7(A)所示地，剖面為扁平四方形的中空環(huán)狀，如圖 7(B)、(C)所示地，以將其整體折彎成環(huán)狀并卷繞于電極軸2Α的方式被安裝。另外，雖未予圖示，環(huán)狀中空容器的剖面也可以為圓形等。該安裝至電極軸的方法，也可以是，將細(xì)長的中空容器線圈狀地卷繞于電極軸。S卩，氫吸收器30的中空容器31的形狀及其安裝于電極軸的方法可采用各種形態(tài)。另外，為了使蓋體50的表面不會(huì)成為異常放電的放電起點(diǎn)，包含于罩體的氧化釷 或鑭系的氧化物的含有量在以下，優(yōu)選為0. 1W%。另外，圖3至圖6所示的罩體50，是具有前端壁51、側(cè)面壁52及后端壁53的結(jié)構(gòu)， 因而氫吸收器30的中空容器31成為位于罩體內(nèi)的狀態(tài)，依據(jù)中空容器31與罩體50的尺 寸關(guān)系，并不一定成為將中空容器30通過固定構(gòu)件4A、4B而固定在電極軸2A的結(jié)構(gòu)。另外，圖示了由電極主體與比其直徑還要小的電極軸構(gòu)成電極這一結(jié)構(gòu)，但并不 局限于此，為相同直徑也可以。另外，表示了在陰極軸上安裝氫吸收器的結(jié)構(gòu)，但也可以安裝于陽極軸。如以上所述地，本發(fā)明的短弧型放電燈，將由密閉中空容器及被封入其中的吸收 材料所構(gòu)成的氫吸收器安裝于電極軸，并以覆蓋該氫吸收器的方式設(shè)置罩體，因而在該氫 吸收器的中空容器與電極間不會(huì)產(chǎn)生異常放電，不會(huì)使中空容器破損，從而實(shí)現(xiàn)保證其安 全的效果。
權(quán)利要求
一種短弧型放電燈，具備形成放電空間的發(fā)光管，該發(fā)光管內(nèi)配置有由電極主體與被連設(shè)于該電極主體的電極軸所構(gòu)成的一對電極，在上述發(fā)光管內(nèi)，設(shè)有將吸附氫的吸收材料封入由氫透射性材料構(gòu)成的密閉中空容器內(nèi)而形成的氫吸收器，其特征為上述氫吸收器安裝于上述電極軸，該氫吸收器被由高熔點(diǎn)材料所構(gòu)成的罩體覆蓋，在該罩體上形成有連通該罩體的內(nèi)部空間與上述放電空間的連通口。
2.如權(quán)利要求1所述的短弧型放電燈，其特征為上述罩體由覆蓋上述氫吸收器的電極主體側(cè)的前端壁、及連接于該前端壁而覆蓋上述 氫吸收器的側(cè)面的側(cè)面壁所構(gòu)成，其后方端被開放，該開放端構(gòu)成上述連通口。
3.如權(quán)利要求1所述的短弧型放電燈，其特征為上述罩體由覆蓋上述氫吸收器的電極主體側(cè)的前端壁、連接于該前端壁而覆蓋上述氫 吸收器的側(cè)面的側(cè)面壁、及連接于該側(cè)面壁而覆蓋與上述氫吸收器的電極主體側(cè)相反的一 側(cè)的后端壁所構(gòu)成，上述連通口形成于上述前端壁及/或側(cè)面壁及/或后端壁。
全文摘要
一種短弧型放電燈，在其發(fā)光管內(nèi)，具有由具備氫透射性的密閉中空容器及將吸附氫的吸收材料封入該中空容器內(nèi)部所成的氫吸收器，提供將上述氫吸收器安裝于電極軸，而且防止該氫吸收器與電極間的異常放電的結(jié)構(gòu)。其特征在于以覆蓋構(gòu)成氫吸收器的中空容器的方式，設(shè)置由高熔點(diǎn)材料所構(gòu)成的罩體，在該罩體上形成連通罩體內(nèi)部空間與放電空間的連通口。
文檔編號H01J61/00GK101944471SQ20101020279
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者宗豐, 松島竹夫 申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社