专利名称：短弧型放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种短弧型放电灯，适用于半导体及液晶的制造领城等的曝光用光源 及放映机的背光源(back light)用光源。
背景技术：
短弧型放电灯由于对置地配置于发光管内的一对电极的前端距离较短并且接近 于点光源，因而通过与光学系统组合而被利用为曝光装置用的光源或是放映机的背光源用 的光源。专利文献1及2公开了现有的短弧型放电灯。如专利文献1所公开地，在氙短弧 灯中作为发光气体的氙气体、在水银蒸汽短弧灯中作为缓冲气体的氙气体、氪气体及氩气 体的准分子发光，会引起在石英玻璃制的放电容器内面产生白浊的问题。该文献中，作为此 种问题的对策，规定为距该放电容器的紫外线放射发散度最大的部分的内面200μπι的范 围的平均OH基浓度为7. 8 X IO24个/m3以上，且距该内表面深度20 μ m的范围的平均OH基 浓度为1. 5X IO25个/m3以上1. 2X IO26个/m3以下。如此地，在短弧型放电灯中，在放电容 器的内面含有OH基的情形成为一般性的技术。另一方面，专利文献2公开了以下情况，即，如果高浓度的OH基存在于极接近于发 光管的内表面的区域，则在放电灯的点灯初期，随着灯的起动，发光管的温度会变得很高， 因而会从发光管内表面放出OH基，从发光管内表面所放出的OH基成为H2O在发光管内扩 散。该文献中，作为其对策，将距紫外线放射发散度最大的部分的内面20 μ m的范围的平均 OH基浓度规定为IOppm以上，190ppm以下。像这样地在发光管中包含OH基，该OH基作为H2O在发光空间内扩散是公知的。并 且，在发光管内扩散的H2O,利用来自电弧的热而被热分解为氧与氢。通过发明人等的专心 研究，发现这样生成于发光管内的氢会降低照度的稳定度。照度稳定度是由于电弧摇晃导 致对光学系统的光的入射量及入射角度分布发生变化所产生。摇晃的周期随着光学系统的 不同而不同，但产生在大约几毫秒至几秒之间照度变动变大的所谓闪烁。该照度稳定度的 降低，在图像投影装置中，会作为画面的闪烁而成为问题，而在曝光装置中，会引起曝光不 均勻的问题。专利文献3公开了在发光管内配置吸收被放出至发光管内的氢的氢吸收器的情 形。图11是表示该文献所公开的放电灯的结构的概略的说明图。图12表示图11所示的 放电灯所具备的氢吸收器的剖面结构。图11所示的放电灯具备灯泡(bulb) 201、电极202，203、密封部204、金属箔205。 206是石英筒，207是石英棒，210是氢吸收器。如图12所示，氢吸收器210由金属外皮213 和氢吸收材料214构成，该金属外皮213包括由钽等金属所构成的有底圆筒211与盖212， 该氢吸收材料214由密封于该金属外皮213内部的圆筒状的钇所构成，通过电阻焊接有底 圆筒211的凸缘部211A与盖212，使得金属外皮213的内部被密封。如此，该氢吸收器210如该图所示地，利用石英筒206而被固定于灯泡，通过将设于该石英筒206的石英棒207的另一端熔敷于灯泡201而被固定于灯泡201。灯泡201内 的氢，经由钽等具有氢透射性的金属外皮213而浸入至金属外皮213的内部，通过吸收材料 214被吸附。根据此文献所记载的氢吸收器210，氢吸收材料214由于被密封在金属外皮213的 内部，因而能够不与发光空间内的其它物质发生反应地吸附氢气。然而，如上述地，将氢吸收器210安装于灯泡201的结构，会有氢吸收器210与灯 泡201的构成成分二氧化硅发生反应的情况，从而导致灯泡失透且照度降低，或引起灯泡破裂。鉴于上述，本发明人等为了解决上述现有技术的缺点，曾经提案一种将由具有氢 透射性的中空容器与将氢吸附于该中空容器内部的吸收材料所构成的氢吸收器安装于电 极轴的周围的结构。日本特愿2009-048066号为这一提案。图8至图10表示这一结构。在图8中，短弧型放电灯10具备发光管11与连接于 其两端的密封管部12A、12B。在发光管11的内部，互相面对面地配置有阴极2的主体部2B 与阳极3的主体部3B，并且在放电空间S中封入发光物质。阴极2由轴部2A及比该轴部直径还要大的主体部2B所构成，另外，阳极3由轴部 3A及比该轴部直径还要大的主体部3B所构成。图8的X部分表示在发光管11的放电空间S中安装有氢吸收器的部位，该氢吸收 器被固定于阴极2的轴部2A。图9是表示将图8的短弧型放电灯的X部分予以扩大的氢吸收器的安装结构的部 分说明图，图10是氢吸收器的详细结构图。在图10中，图10㈧是从倾斜方向观看氢吸收器的立体图，图10⑶是以图10㈧ 所示的A-A线切剖氢吸收器的长边方向剖视图，图10(C)是以图10(A)所示的B-B线切剖 氢吸收器的径向剖视图。如图所示地，氢吸收器30包括由可使氢透过的金属所构成的直管状中空容器31， 及被密闭在该中空容器31内部的吸附氢的吸收材料32。31A、31A是两端密封部，构成中空 容器31的直管构件的两端通过压接加工或熔敷、焊接而被机密地密闭。由此，将中空容器 31内的吸收材料32与放电空间隔离，防止其与放电空间内的气体直接地接触，而且该吸收 材料32不会泄漏至中空容器31的外部。另外，中空容器31并不一定要在其两端形成密封部，例如也可以是使用有底筒状 的构件而仅密封其一端侧的结构。另外，中空容器31由可使氢透过而不易与水银反应的金属所构成，例如由钽或铌 所构成。钽及铌可以是单体，也可以是与其它物质的化合物。由这些物质所构成的中空容器31，可以有效率地使氢透过，并且尤其能够防止吸 收材料32与水银等放电介质发生反应，还可以除去发光管11内所产生的氢等的不纯气体。 中空容器31例如是内径为3. 0mm，厚度为0. 1mm。被封入在中空容器31内部的吸收材料32，是例如钇或锆。所谓钇或锆的物质具有 优异的氢的吸附力。钇或锆可以是单体，也可以是与其它物质的化合物。如图9所示地，具有上述结构的氢吸收器30以包围电极轴部2A的侧面的方式，互 相间隔地沿该轴部2A的圆周方向依次排列地被配置有多个，以与阴极2的轴线L平行的形态被固定于轴部2A的侧面。这些氢吸收器30通过使两个固定构件4A及4B包围各中空容 器31并使之卷绕于各中空容器31的外侧，从而被固定于轴部2A的侧面以使得其不会从轴 部2A掉落。利用上述结构，可避免氢吸收器与发光管发生反应这一现有技术的缺点，而且，能 够充分发挥使在放电空间内产生的氢通过中空容器31透射至内部，并利用吸收材料32来 吸附氢这一原本的功能。然而，依照本发明人等其后的见解，基于该先前申请案的现有技术，氢吸收器30 由于其金属制中空容器31以露出于放电空间S的状态而配置，因而根据灯的结构或点灯条 件等，在起动时若对阴极2与阳极3施加起动电压，则在阳极3与氢吸收器30的中空容器 31之间会发生异常放电这一情形已被判明。若发生此种异常放电，则在中空容器31上会产生孔，而经此孔，使得被封入放电 空间S的水银等发光物质会与吸收材料32进行反应，导致作为吸收材料32的本来功能的 氢吸附能力大幅地降低，而成为功能不全的情形。又，经中空容器31上的孔，吸收材料32会飞散至放电空间S，并附着于灯泡，从而 弓丨起灯泡的光透射性降低，且放射光降低的问题。(专利文献1)日本专利2891997号(专利文献2)日本专利3591470号(专利文献3)日本特公昭57-21835号
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种短弧型放电灯，将通过把吸附氢的吸收材 料封入具有氢透射性的中空容器内而形成的氢吸收器设于发光管内，其特征为将上述氢 吸收器安装于电极轴，防止氢吸收器与发光管进行反应并且可吸附发光管的放电空间内的 氢，并且，防止氢吸收器的中空容器与电极间的异常放电。为了解决上述课题，本发明的短弧型放电灯，其特征在于上述氢吸收器以卷绕于 电极轴的方式被安装，以覆盖该氢吸收器的方式设置由高熔点材料所构成的罩体，在该罩 体上形成有连通该罩体的内部空间与发光管内的放电空间的连通口。另外，其特征在于上述罩体由覆盖氢吸收器的电极主体侧的前端壁、及连接于该 前端壁而覆盖上述氢吸收器的侧面的侧面壁所构成，其后方端被开放，该开放端构成上述 连通口。另外，其特征在于上述罩体由覆盖氢吸收器的电极主体侧的前端壁、连接于该前 端壁而覆盖上述氢吸收器的侧面的侧面壁、及连接于该侧面壁而覆盖与上述氢吸收器的电 极主体侧相反的一侧的后端壁所构成，上述连通口形成于上述前端壁及/或侧面壁及/或
后端壁。发明效果根据本发明的短弧型放电灯，由于安装于电极轴的氢吸收器被由高熔点材料所成 的罩体所覆盖，因而在放电灯的起动时，即使在电极间施加高电压，也不会在氢吸收器与电 极之间发生异常放电，结果，不会导致基于异常放电的氢吸收器的破损的情况。另外，由于在罩体上形成有连通放电空间与罩体的内部空间的连通口，因而罩体内的氢吸收器成为与放电空间内的气体相接触的结构，而能够利用氢吸收器可靠地吸收存 在于放电空间的氢。另外，上述罩体由覆盖氢吸收器的电极主体侧的前端壁、及连接于前端壁而覆盖 氢吸收器的侧面的侧面壁所构成，因而氢吸收器成为覆盖其与电极之间最容易产生异常放 电的部分的结构，能够可靠地防止异常放电，可靠地防止氢吸收器的破损。另外，上述罩体由覆盖氢吸收器的电极主体侧的前端壁、连接于该前端壁而覆盖 氢吸收器的侧面的侧面壁、及连接于侧面壁而覆盖与氢吸收器的电极主体侧相反的一侧的 后端壁所构成，因而能够完全地覆盖位于放电空间的氢吸收器，可靠地防止在氢吸收器与 电极之间发生异常放电的情形。
图1是表示本发明的短弧型放电灯的氢吸收器的安装结构的局部剖视立体图。图2是图1的剖视图。图3是其它实施例的剖视图。图4是其它实施例的剖视图。图5是其它实施例的剖视图。图6是其它实施例的说明图。图7是其它实施例的说明图。图8是显示先前申请的现有技术的整体图。图9是图8的主要部分的立体图。图10是图9的氢吸收器的详细图。图11是现有技术的局部剖视图。图12是图11的主要部分的剖视图。符号说明2,3 电极2A、3A:电极轴2B、3B:电极主体4A、4B:固定构件30 氢吸收器31 中空容器50 罩体51 前端壁52 侧面壁53: 后端壁7 连通 口
具体实施例方式图1是表示被固定于电极2(图8)的电极轴2A的氢吸收器30与罩体50的结构 的局部剖视立体图，图2是其电极轴方向的剖视图。
在图中，氢吸收器30是与上述的现有技术同样的结构，利用固定构件4A、4B被安 装于电极轴2A。另外，以覆盖该氢吸收器30的方式设有罩体50。该罩体50由钨、钼、钽等高熔点 材料所构成。该罩体50由覆盖氢吸收器30的电极主体侧的前端壁51、及连接于该前端壁51而 覆盖氢吸收器30的侧面的侧面壁52所构成，其后方端52A被开放。上述前端壁51的一部分通过焊接被接合于电极轴2A，使得罩体50成为被固定于 电极轴2A的状态。另外，该罩体50的开放后方端52A形成连通放电空间与罩体的内部空间的连通口 7。表示上述罩体50的一例如以下所述。罩体50的前端壁51呈直径6 40mm的圆盘状，其中心开设有电极轴2A所贯通 的孔。侧面壁52是圆筒体且具有超越氢吸收器30的中空容器31的后方端一侧的长度，并 在电极轴方向具有5 50mm的长度。另外，前端壁51与侧面壁52的厚度是0. 3 5mm。图3是罩体50的变形例。罩体50具有覆盖氢吸收器30的电极主体侧的前端壁51、连接于该前端壁51而覆 盖氢吸收器30的侧面的侧面壁52、及连接于该侧面壁52而覆盖与氢吸收器30的电极主体 方向相反的一侧的后端壁53，在该后端壁53与电极轴2A之间形成有间隙，该间隙构成连通 Π 7。另外，前端壁51的一部分通过焊接被接合于电极轴2Α，使得罩体50成为被固定于 电极轴2Α的状态。图4是罩体50的其它变形例。罩体50具有覆盖氢吸收器30的电极前端方向一侧的前端壁51、连接于该前端壁 51而覆盖氢吸收器30的侧面的侧面壁52、及连接于该侧面壁52而覆盖与氢吸收器30的 电极主体相反的一侧的后端壁53。另外，在上述前端壁51与电极轴2Α之间形成有间隙，该间隙构成连通口 7。另外，后端壁53的一部分通过焊接被接合于电极轴2Α，使得罩体50成为被固定于 轴部的状态。另外，在上述图3及图4所示的实施例中，说明了形成于罩体50的前端壁51或后 端壁53与电极轴2Α之间的间隙构成连通口 7这样的结构，但连通口 7并不被限定于此，也 可以在前端壁51或后端壁53形成开口以作为连通口。图5是罩体50的又一变形例。罩体50具有前端壁51、侧面壁52及后端壁53，这一点与上述图3、图4相同。另 外，在此例中，在侧面壁52上形成有多个开口而形成连通口 7、7。另外，在上述图3至图5中，说明了分别在后端壁53、前端壁51、侧面壁52上形成 有连通口 7的情形，但并不局限于此，设置成在这些壁的一个、或两个、或三个上都可以。S卩，在前端壁51及/或侧面壁52及/或后端壁53上形成连通口 7即可。图6是罩体50的另一变形例。
罩体50具有前端壁51、侧面壁52及后端壁53。在上述前端壁51及后端壁52、与电极轴2A之间分别形成有间隙，该间隙形成连通 Π 7、7。另外，在前端壁51的电极主体侧及后端壁53的电极主体相反侧，分别设有防止罩 体50的移动的由螺旋弹簧等构成的固定构件9Α、9Β。另外，氢吸收器30的中空容器31的形状并不限于如上述实施例那样的直管状，也 可以如图7所示地，为中空环状。该图所示的中空容器31，如图7(A)所示地，剖面为扁平四方形的中空环状，如图 7(B)、(C)所示地，以将其整体折弯成环状并卷绕于电极轴2Α的方式被安装。另外，虽未予图示，环状中空容器的剖面也可以为圆形等。该安装至电极轴的方法，也可以是，将细长的中空容器线圈状地卷绕于电极轴。S卩，氢吸收器30的中空容器31的形状及其安装于电极轴的方法可采用各种形态。另外，为了使盖体50的表面不会成为异常放电的放电起点，包含于罩体的氧化钍 或镧系的氧化物的含有量在以下，优选为0. 1W%。另外，图3至图6所示的罩体50，是具有前端壁51、侧面壁52及后端壁53的结构， 因而氢吸收器30的中空容器31成为位于罩体内的状态，依据中空容器31与罩体50的尺 寸关系，并不一定成为将中空容器30通过固定构件4A、4B而固定在电极轴2A的结构。另外，图示了由电极主体与比其直径还要小的电极轴构成电极这一结构，但并不 局限于此，为相同直径也可以。另外，表示了在阴极轴上安装氢吸收器的结构，但也可以安装于阳极轴。如以上所述地，本发明的短弧型放电灯，将由密闭中空容器及被封入其中的吸收 材料所构成的氢吸收器安装于电极轴，并以覆盖该氢吸收器的方式设置罩体，因而在该氢 吸收器的中空容器与电极间不会产生异常放电，不会使中空容器破损，从而实现保证其安 全的效果。
权利要求
一种短弧型放电灯，具备形成放电空间的发光管，该发光管内配置有由电极主体与被连设于该电极主体的电极轴所构成的一对电极，在上述发光管内，设有将吸附氢的吸收材料封入由氢透射性材料构成的密闭中空容器内而形成的氢吸收器，其特征为上述氢吸收器安装于上述电极轴，该氢吸收器被由高熔点材料所构成的罩体覆盖，在该罩体上形成有连通该罩体的内部空间与上述放电空间的连通口。
2.如权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征为上述罩体由覆盖上述氢吸收器的电极主体侧的前端壁、及连接于该前端壁而覆盖上述 氢吸收器的侧面的侧面壁所构成，其后方端被开放，该开放端构成上述连通口。
3.如权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征为上述罩体由覆盖上述氢吸收器的电极主体侧的前端壁、连接于该前端壁而覆盖上述氢 吸收器的侧面的侧面壁、及连接于该侧面壁而覆盖与上述氢吸收器的电极主体侧相反的一 侧的后端壁所构成，上述连通口形成于上述前端壁及/或侧面壁及/或后端壁。
全文摘要
一种短弧型放电灯，在其发光管内，具有由具备氢透射性的密闭中空容器及将吸附氢的吸收材料封入该中空容器内部所成的氢吸收器，提供将上述氢吸收器安装于电极轴，而且防止该氢吸收器与电极间的异常放电的结构。其特征在于以覆盖构成氢吸收器的中空容器的方式，设置由高熔点材料所构成的罩体，在该罩体上形成连通罩体内部空间与放电空间的连通口。
文档编号H01J61/00GK101944471SQ20101020279
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月11日 优先权日2009年7月2日
发明者宗丰, 松岛竹夫 申请人:优志旺电机株式会社