放电灯及该放电灯使用的电极制造技术

一种放电灯及该放电灯使用的电极，实现放电灯的高输出化及长寿命化。放电灯的至少一个电极具备：具有密闭空间的主体；配置于所述密闭空间的传热体；限制所述传热体的对流的限制体。将所述密闭空间的底面的基准位置P0与所述限制体的叶片的最低位置P1的间隔设为第一间隔B1(mm)。将所述叶片的最低位置P1与所述叶片的最高位置P2的间隔设为第二间隔L1(mm)。将所述叶片的最高位置P2与所述传热体的界面位置P3的间隔设为第三间隔H1(mm)。将供所述至少一个电极的中心轴通过的剖面中的由所述最低位置P1与所述传热体的上表面夹着的传热体的填充区域的面积设为传热体的上部面积S1(mm2)。此时，满足下述(1)～(3)式，3≤B1≤15

【技术实现步骤摘要】
放电灯及该放电灯使用的电极


[0001]本专利技术涉及放电灯及该放电灯使用的电极。

技术介绍

[0002]以往，半导体元件、液晶显示元件等的制造工序使用的曝光装置使用放电灯，特别是短弧型的放电灯作为光源。该放电灯在发光管内将阳极及阴极沿轴向相对配置，并在该发光管内封入有汞等发光物质。
[0003]在这样的放电灯中，在点亮时作用于电极的热负载高，因此有时会产生以阳极的过热等为起因的电极材料的蒸发。如果该蒸发物附着于发光管的内壁，则放电灯会发生所谓黑化，产生发光管的透光率下降的问题。
[0004]为了解决该问题，提出了具有在阳极内部的密闭空间内封入有传热体的构造的放电灯。传热体在灯点亮状态下熔融，根据阳极整体的温度分布而在密闭空间内对流。该传热体的对流将阳极的前端(最接近阴极的端)的热量向后端(最远离阴极的端)传递，由此，阳极前端的温度下降，能抑制电极材料的蒸发量。
[0005]专利文献1及专利文献2记载了在密闭空间内设置对传热体的周向的对流进行限制的限制体。通过将限制体设置在密闭空间内，防止以传热体的周向的对流为起因的电极前端的开孔。
[0006]【在先技术文献】
[0007]【专利文献】
[0008]【专利文献1】日本特开2012
‑
028168号公报
[0009]【专利文献2】日本特开2017
‑
016761号公报

技术实现思路

[0010]【专利技术的概要】
[0011]【专利技术要解决的课题】r/>[0012]最近，市场要求放电灯的进一步高输出化及长寿命化。当使放电灯为高输出化时，作用于电极的热负载增加，因此需要设计能长时间耐受热负载的电极。本专利技术的课题在于提供一种实现高输出化及长寿命化的放电灯、该放电灯使用的电极。
[0013]【用于解决课题的方案】
[0014]本专利技术者为了研究将放电灯以高输出使用时的电极的热负载，使用辐射温度计测定了点亮时的电极表面的温度分布。测定的结果是，发现了存在电极前端的温度大的放电灯和电极表面的局部的温度变动幅度大的放电灯。温度变动是指在短时间(例如，1分钟)之中温度变动的情况。电极前端的温度大的状态或者在电极内表面中温度变动幅度大的状态持续长时间时，由于高温蠕变变形而产生突起从电极前端的内表面突出那样的变形。其结果是，在电极前端开孔，导致传热体的漏出。这样的话，电极的排热性失去，因此放电灯成为短寿命。
[0015]本专利技术者考虑到这样的电极前端的温度上升或温度变动幅度的扩大使传热体的对流量或传热体的紊流化产生问题。并且，为了解决该问题，认为在密闭空间中，不仅配置对传热体的对流进行限制的限制体，而且包含限制体及传热体的电极的尺寸设计重要，提出了以下的放电灯，详情在后文叙述。
[0016]本专利技术的放电灯在内部具有沿轴向相对配置的一对电极，其中，
[0017]所述一对电极中的至少一个电极具备：
[0018]主体，具有密闭空间；
[0019]传热体，在所述密闭空间内，熔点比构成所述主体的材料低；
[0020]限制体，在所述密闭空间内，由熔点比所述传热体高的材料构成，限制所述传热体的对流；及
[0021]气体空间，在所述密闭空间内，与所述传热体相接，
[0022]所述限制体包括至少一张叶片，该叶片沿着所述轴向及与所述轴向正交的径向延伸，
[0023]以所述至少一个电极的前端成为下方且后端成为上方的方式配置，将所述密闭空间的底面的所述轴向的最低位置设为基准位置P0、将最接近所述底面的所述叶片的端部位置设为所述叶片的最低位置P1、将最远离所述底面的所述叶片的端部位置设为所述叶片的最高位置P2、将所述传热体与所述气体空间之间的界面的所述轴向的位置设为界面位置P3时，
[0024]所述基准位置P0与所述最低位置P1之间的在所述轴向上的间隔即第一间隔B1(mm)、所述最低位置P1与所述最高位置P2之间的在所述轴向上的间隔即第二间隔L1(mm)、所述最高位置P2与所述界面位置P3之间的在所述轴向上的间隔即第三间隔H1(mm)、及包含作为所述轴向的轴的剖面中的由所述最低位置P1与所述界面夹着的传热体的填充区域即传热体的上部面积S1(mm2)满足以下的(1)～(3)式。
[0025]3≤B1≤15
…
(1)
[0026]0.0≤H1/L1≤1.0
…
(2)
[0027]S1≥40
…
(3)
[0028]这样进行了尺寸设计的电极具有传热体的充分的对流量。因此，容易使电极前端的温度下降。而且，由于能抑制传热体的紊流化，因此电极表面的局部的温度变动幅度减小。其结果是，能抑制高温蠕变变形引起的电极前端的开孔。由此，能够实现放电灯的高输出化及长寿命化。
[0029]所述放电灯可以具备三张以上的所述叶片。能够抑制限制体的倾斜，抑制传热体的紊流。
[0030]所述密闭空间的底面可以包含曲面。能够抑制传热体的对流的停滞或紊流。
[0031]将所述主体的外径设为D1、将所述密闭空间的外径设为D2时，可以满足以下的(4)式。能够使电极前端的温度下降，并减小温度变动幅度。
[0032]0.45
×
D1+1.5≤D2≤0.55
×
D1+1.5
…
(4)
[0033]本专利技术的使用于放电灯的电极具备：
[0034]主体，具有密闭空间；
[0035]传热体，在所述密闭空间内，熔点比构成所述主体的材料低；
[0036]限制体，在所述密闭空间内，由熔点比所述传热体高的材料构成，限制所述传热体的对流；及
[0037]气体空间，在所述密闭空间内，与所述传热体相接，
[0038]所述限制体包括至少一张叶片，该叶片沿着所述轴向及与所述轴向正交的径向延伸，
[0039]以所述至少一个电极的前端成为下方且后端成为上方的方式配置，将所述密闭空间的底面的所述轴向的最低位置设为基准位置P0、将最接近所述底面的所述叶片的端部位置设为所述叶片的最低位置P1、将最远离所述底面的所述叶片的端部位置设为所述叶片的最高位置P2、将所述传热体与所述气体空间之间的界面的所述轴向的位置设为界面位置P3时，
[0040]所述基准位置P0与所述最低位置P1之间的在所述轴向上的间隔即第一间隔B1(mm)、所述最低位置P1与所述最高位置P2之间的在所述轴向上的间隔即第二间隔L1(mm)、所述最高位置P2与所述界面位置P3之间的在所述轴向上的间隔即第三间隔H1(mm)、及包含作为所述轴向的轴的剖面中的由所述最低位置P1与所述界面夹着的传热体的填充区域即传热体的上部面积S1(mm2)满足以下的(1)～(3)式。
[0041]3≤B1≤15
…
(1)
[0042]0.0≤H1/L1≤1.0
…
(2)
[0043]S1≥40
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放电灯，在内部具有沿轴向相对配置的一对电极，其特征在于，所述一对电极中的至少一个电极具备：主体，具有密闭空间；传热体，在所述密闭空间内，熔点比构成所述主体的材料低；限制体，在所述密闭空间内，由熔点比所述传热体高的材料构成，限制所述传热体的对流；及气体空间，在所述密闭空间内，与所述传热体相接，所述限制体包括至少一张叶片，该叶片沿着所述轴向及与所述轴向正交的径向延伸，以所述至少一个电极的前端成为下方且后端成为上方的方式配置，将所述密闭空间的底面的所述轴向的最低位置设为基准位置P0、将最接近所述底面的所述叶片的端部位置设为所述叶片的最低位置P1、将最远离所述底面的所述叶片的端部位置设为所述叶片的最高位置P2、将所述传热体与所述气体空间之间的界面的所述轴向的位置设为界面位置P3时，所述基准位置P0与所述最低位置P1之间的在所述轴向上的间隔即第一间隔B1(mm)、所述最低位置P1与所述最高位置P2之间的在所述轴向上的间隔即第二间隔L1(mm)、所述最高位置P2与所述界面位置P3之间的在所述轴向上的间隔即第三间隔H1(mm)、及包含作为所述轴向的轴的剖面中的由所述最低位置P1与所述界面夹着的传热体的填充区域即所述传热体的上部面积S1(mm2)满足以下的(1)～(3)式，3≤B1≤15
…
(1)0.0≤H1/L1≤1.0
…
(2)S1≥40
…
(3)。2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，所述放电灯具备三张以上的所述叶片。3.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，所述密闭空间的所述底面包含曲面。4.根据权利要求1～3中任一项所述的放电灯，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：池喜匡，幸贵史，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：