(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高融点金属で構成された本体部、
前記本体部の表面に設けられた多数の繊維状ナノ突起、
を備えたショートアーク放電ランプ用の陽極であって、 
前記高融点金属は、タングステンであり、
前記繊維状ナノ突起はタングステンで構成されており、その太さは数十nmであること、
を特徴とするショートアーク放電ランプ用の陽極。
【請求項２】
請求項１のショートアーク放電ランプ用の陽極において、
前記繊維状ナノ突起は、陽極の先端部近傍の側面に形成されていること、
を特徴とするショートアーク放電ランプ用の陽極。
【請求項３】
請求項１のショートアーク放電ランプ用の陽極において、
前記繊維状ナノ突起は、陽極の先端部を除く陽極側面に形成されていること、
を特徴とするショートアーク放電ランプ用の陽極。
【請求項４】
タングステンで構成された陽極本体の表面に太さは数十nmの繊維状ナノ突起を多数形成するショートアーク放電ランプ用の陽極の製造方法であって、
前記本体部の表面に、ヘリウムをプラズマ化してヘリウムイオンを照射することにより、ヘリウムバブルの自己成長を生じさせて、タングステンの繊維状ナノ突起を形成すること、
を特徴とするショートアーク放電ランプ用の陽極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はショートアーク放電ランプの陽極に関し、特にアーク流の流れを促進するとともに、放熱性を向上させる処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ショートアーク放電ランプの陽極は、点灯中に非常に高温になるため、通常、高融点金属であるタングステンが用いられ、陽極の温度を下げるために、各種の対策がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、陽極表面にタングステン粉末を焼結する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、表面にレーザー溝加工をした陽極が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平9-231946号公報
【特許文献２】特開2002-117806号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献1および特許文献2もいずれも、表面積を拡大することにより、放熱効果を高めようとするものであった。このため、表面に凹凸ができ、かえって、アーク流の流れを阻害するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、アーク流の流れを促進するとともに、放熱性の高いショートアーク放電ランプ用の陽極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極は、前記本体部の表面に設けられた多数の繊維状ナノ突起を有している。したがって、アーク流の流れを阻害することなく、放熱性がよいショートアーク放電ランプ用の陽極を提供することができる。
【０００９】
（２）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極においては、前記高融点金属はタングステンである。したがって、タングステンを用いた場合に、アーク流の流れを阻害することなく、放熱性がよいショートアーク放電ランプ用の陽極を提供することができる。
【００１０】
（３）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極においては、前記繊維状ナノ突起は、陽極の先端部近傍の側面に形成されている。したがって、アーク流よりも陽極の方が高温である領域において、陽極自身の熱放射に加えて、陽極からアーク流への熱移動が効率よくなり、陽極表面の冷却効果を増大させることができる。
【００１１】
（４）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極においては、前記繊維状ナノ突起は、陽極の先端部を除く陽極側面に形成されている。したがって、繊維状ナノ突起はアーク流の方が陽極よりも高温である領域においては、高温のアーク流に対して一種の防護壁として機能させることができる。
【００１２】
（５）本発明にかかるショートアーク放電ランプ用の陽極の製造方法においては、高融点金属で構成された本体部を準備し、前記本体部の表面にヘリウムイオンを照射することにより、表面に多数の繊維状ナノ突起を形成する。したがって、アーク流の流れを阻害することなく、放熱性がよいショートアーク放電ランプ用の陽極を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる陽極１の表面拡大面を示す図である。
【図２】プラズマ照射装置１０を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１.  第１実施形態
図１に、本発明にかかるショートアーク放電ランプの陽極１を示す。陽極１の本体はタングステンであり、その側面には、後述するプラズマ処理により、太さ数十nm、長さ1μm程度の長さの繊維状ナノ突起３が多数形成されている(図1拡大写真参照)。
【００１５】
陽極１について、電子ビームを用いて既知の熱負荷を与えその時の温度上昇により全放射率を計測した。その結果、黒色化したタングスタンの全放射率は通常のタングステンの４倍のほぼ1.0であった。すなわちすなわち完全黒体と同じ陽極が得られた。
【００１６】
また、繊維状に形成された細長いナノ突起により、実効的に、より大きな表面積を得ることができた。
【００１７】
発明者は、表面に形成される繊維状ナノ突起については、ショートアーク水銀ランプの陽極に採用した場合、以下のような効果も期待できると考えた。
【００１８】
陽極表面の表面粗さが小さいので、陽極に採用した場合、陽極表面のアーク流は速くなる。したがって、アーク流よりも陽極の方が高温である領域においては、陽極自身の熱放射に加えて、陽極からアーク流への熱移動が効率よくなり、陽極表面の冷却効果がさらに増大する。
【００１９】
また、繊維状ナノ突起は、従来の陽極表面よりも表面形態が繊細である。したがって、繊維状ナノ突起はアーク流の方が陽極よりも高温である領域においては、高温のアーク流に対して一種の防護壁として機能する。
【００２０】
これらは、特に、陽極アップで設置するショートアーク水銀ランプにおいて有意義である。
【００２１】
陽極１の製造方法について簡単に説明する。本実施形態においては、図２に示すようなプラズマ照射装置１０を採用した。
【００２２】
プラズマ照射装置１０は、熱陰極 １１（LaB6） と銅陽極１２の間でガス放電が行われ、10+18m-3を超える高密度のプラズマを発生させる。動作ガスは、ヘリウム(He)である。プラズマ照射装置１０は、ヘリウムをプラズマ化し、ヘリウムイオンを陽極表面に照射することより、陽極１の表面に繊維状ナノ突起を形成する。
【００２３】
繊維状ナノ突起が陽極表面にむらなく形成されるように、一定時間（例えば１時間程度）プラズマを照射すると、陽極の面を変更するようにすればよい。
【００２４】
本実施形態においては、電子密度が1018m-3、電子温度が5eV程度、入射イオンエネルギーを数十eV、照射温度を1000〜2000Kとした。これにより、ヘリウムバブルの自己成長が生じ、表面に1μm程度の長さの繊維状ナノ突起が形成される。形成のためのヘリウムイオン照射量は1025 個/m2 程度であり、タングステンの表面方位にはよらない。
【００２５】
なお、ヘリウムプラズマ照射の条件は、これに限定されるわけではない。
【００２６】
また、ヘリウムプラズマ照射以外で繊維状ナノ突起を形成するようにしてもよい。
【００２７】
２．他の実施形態
上記実施形態においては、陽極１の側面の全面に繊維状ナノ突起を形成したが、先端部近傍だけ、または陽極の先端部を除く陽極側面に形成するようにしてもよい。
【００２８】
また、放電ランプの陽極に適用した場合について説明したが、陰極にも適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・・・・陽極
３・・・・・・繊維状ナノ突起
【図１】
0006487720.tif 000002
【図２】
0006487720.tif 000003