(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ別々に熱処理されたヘッド部とステム部とからなる放電灯用電極であって、前記ステム部は再結晶温度以下の温度で熱処理されたことを特徴とする放電灯用電極。
【請求項２】
それぞれ別々に再結晶温度より高い温度で熱処理されたヘッド部と再結晶温度以下の温度で熱処理されたステム部とからなることを特徴とする放電灯用電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体、液晶、プリント配線などの露光に使用されるショートアーク型放電灯に関し、特に、折れにくく、長寿命な電極の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体、液晶、プリント配線などの露光に使用されるショートアーク型放電灯は年々高照度化が求められ、また入力電力の増加に伴い大型化している。そして、ショートアーク型放電灯の大型化により、使用する電極も大型化している。さらに、ショートアーク型放電灯は長寿命化も求められているが、長寿命化のためには電極を高温で熱処理する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電極を高温で熱処理すると、電極の素材の一つであるタングステンの再結晶化が進み、折れ強度が弱くなり、電極のステム部が折れやすくなるという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、折れにくく、長寿命な放電灯用電極およびそれを備えた放電灯を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の放電灯用電極は、それぞれ別々に熱処理されたヘッド部とステム部とからなることを特徴とする。この構成により、折れにくく、長寿命な放電灯用電極を提供することができる。
【０００６】
また、本発明の放電灯用電極の製造方法は、ヘッド部を熱処理する工程と、ステム部を熱処理する工程と、前記熱処理されたヘッド部およびステム部を組み立てる工程とを有することを特徴とする。この構成により、折れにくく、長寿命な放電灯用電極を製造することができる。
【０００７】
さらに、本発明の放電灯は、陰極ヘッド部と陰極ステム部とからなる陰極と、陽極ヘッド部と陽極ステム部とからなる陽極とを備えた放電灯であって、前記陰極または陽極の少なくとも一方は前記ヘッド部およびステム部が別々に熱処理された後、組み立てられたものであることを特徴とする。この構成により、折れにくく、長寿命な陰極または陽極を備えた放電灯を提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態のショートアーク型放電灯の内部構造を示す部分断面図である。
【０００９】
図１に示すように、この放電灯は、発光管１、第１口金７、および第２口金８を備えている。
【００１０】
発光管１は、略球状あるいは楕円球状に形成された発光部と、その両側に管状に形成された一対の封止部６とを有する。発光部の内部では陰極ヘッド部２と陽極ヘッド部３が対向している。陰極ヘッド部２の後方には陰極ステム部４が接続され、陽極ヘッド部３の後方には陽極ステム部５が接続されている。陰極ヘッド部２と陰極ステム部４により陰極が構成され、陽極ヘッド部３と陽極ステム部５により陽極が構成される。
【００１１】
一方の封止部６の外側には第１口金７が固定され、反対側の封止部６の外側には第２口金８が固定されている。そして、発光管１の内部（以下、発光管内部という）21には熱伝導率の高い希ガスが封入されている。
【００１２】
次に、図１を参照して、本実施の形態のショートアーク型放電灯の詳細仕様を説明する。発光管１は、例えば外径７０ｍｍのオゾンフリー石英管製である。陰極ヘッド部２は、例えば重量比約２％のトリウムを含むタングステン製であり、その径は約１０ｍｍである。そして、陽極ヘッド部３と対向する先端は鋭角に形成され、陽極ヘッド部３の先端部と約４．５ｍｍの間隔で対向する。陽極ヘッド部３は例えばタングステン製であり、その径は約２０ｍｍであり、陰極ヘッド部２と対向する先端は曲面を形成している。陰極ステム部４、陽極ステム部５は、それぞれ陰極ヘッド部２、陽極ヘッド部３と同一材料からなる。発光管内部21には３０ｍｇ／ｃｍ3の水銀と約５０ｋPaのアルゴンガスが封入されている。希ガスの種類および圧力は本発明の本質とは無関係であるが、１つの実施例として示した。
【００１３】
図２は本発明の実施の形態における陰極および陽極の製造工程を示す図である。図２（ａ）に示すように、陰極を製造する際には、陰極ヘッド部２と陰極ステム部４とを別々に熱処理した後、組み立てる。また、図２（ｂ）に示すように、陽極を製造する際には、陽極ヘッド部３と陽極ステム部５とを別々に熱処理した後、組み立てる。なお、ここでは陰極と陽極の双方について、それぞれのヘッド部とステム部を別々に熱処理したが、陰極または陽極の一方のみ別々に熱処理しても良い。
【００１４】
次に、熱処理の具体例、および電極ステム部の折れ強度実験の結果を説明する。まず、電極の熱処理温度による電極ステム部の折れ強度実験の結果を説明する。この実験では、電極へッド部とステム部とを組み上げた状態で熱処理を行い、ショートアーク型放電灯として製造した後にその落下試験を行い、電極ステム部の折れ強度を比較した。この実験結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
0004209586.tif 000002
【００１６】
この表１からも明らかなように、電極熱処理温度が１６００℃以下でないとタングステンの再結晶化により折れやすくなることが分かる。しかし、ショートアーク型放電灯の長寿命化のためには、より高温で電極を熱処理することが望ましく、１６００℃以下の熱処理では、長寿命化が難しい。
【００１７】
前述の実験から、折れやすい電極ステム部を１６００℃以下で熱処理し、電極へッド部の熱処理温度を変えた場合の、電極ステム部の折れ強度実験を行った。この実験では、電極へッド部とステム部を別々に熱処理した後にへッド部とステム部を組み立てた。そして、組立後の電極を用いてショートアーク型放電灯を製造した後にその落下試験を行い、電極ステム部の折れ強度を比較した。この実験結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
0004209586.tif 000003
【００１９】
この表２からも明らかなように、陽極または陰極の、ヘッド部とステム部を別々に熱処理した後にヘッド部とステム部を組み立てることにより、電極ステム部のタングステンの結晶化を抑えることができるので、電極ステム部が折れない。さらに、陽極また陰極のヘッド部とステム部を別々に熱処理するので、ショートアーク型放電灯の寿命に影響する電極ヘッド部は、より高温で熱処理できるので、長寿命化が実現できる。表２に示したランプの寿命評価結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
0004209586.tif 000004
【００２１】
この表３からも明らかなように、陽極または陰極の、へッド部とステム部を別々に熱処理した後にへッド部とステム部を組み立てることにより、電極ステム部のタングステンの再結晶化を抑えることができるので、電極ステム部が折れない。さらに、陽極または陰極の、へッド部とステム部を別々に熱処理するので、ショートアーク型放電灯の寿命に影響する電極ヘツド部は、より高温で熱処理できるので、長寿命化が実現できることが確認できた。
【００２２】
したがって、ショートアーク型放電灯において、陽極または陰極の、へッド部とステム部を別々に熱処理した後にへッド部とステム部を組み立てれば、陽極または陰極が折れにくく、長寿命なショートアーク型放電灯を提供できることが容易に理解できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、放電灯用電極のヘッド部とステム部とを別々に熱処理した後に組み立てることにより、折れにくく、長寿命な放電灯用電極、およびそれを備えた放電灯を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のショートアーク型放電灯の内部構造を示す部分断面図、
【図２】本発明の実施の形態における陰極および陽極の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１  発光管
２  陰極ヘッド部
３  陽極ヘッド部
４  陰極ステム部
５  陽極ステム部
【図１】
0004209586.tif 000005
【図２】
0004209586.tif 000006