专利名称：短弧型放电灯的电极、该电极制造方法以及短弧型放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过照射紫外线在工件上形成预定图案的短弧型放电灯的电极以及该电极制造方法和短弧型放电灯。
背景技术：
一般，通过在作为工件的晶片上照射预定波长的紫外线并形成预定图案来制造半导体集成电路(IC)等的曝光设备使用短弧型放电灯作为光源。
使用这种短弧型放电灯，即使在紫外线中也能对工件有效地进行i线(中心波长为365nm)照射。并且，由于IC技术进步很快，因而IC制造用的设备投资很大，并且价格竞争非常激烈。因此，制造成本控制对IC制造商获得成功来说不可欠缺，并且对于作为IC制造工艺所用消耗品的短弧型放电灯而言，对延长使用寿命来降低成本的要求也很强烈。
并且，在技术方面，随着IC的高度集成化，对曝光时的分辨率要求也提高。并且，构成工件的大量晶片也存在大口径化，并且曝光面积也增大。或者鉴于用于实现高分辨率的光学系统的结构，要求增加从光源照射的紫外线放射量。
因此，常规上提出了照射光线稳定性高且寿命长的各种结构的短弧型放电灯及其电极。此外，为了实现短弧型放电灯的长寿命和高稳定性，通过改善电极形状和电极处理方法来降低电极消耗，以便能对照度维持率下降进行有效控制。这是一种公知技术。
例如，在短弧型放电灯的电极形状方面，在第11128/1964号日本专利待审公报中揭示了以照明中的温度下降(散热效果改善)为目标的热沉结构(表面积增加)。并且，在第2601435号专利公报中揭示了一种用于在电极表面形成由碳化钽和钨的混合物构成的多孔层的方法，并且在第2915368号专利公报中揭示了一种用于形成颗粒状钨烧结层的方法等。
而且，在JP-A-2001-135274中揭示了一种短弧型放电灯，在该短弧型放电灯中，把体积比为5％～40％的低分子量的稀有气体与高分子量的稀有气体进行混合，作为稀有气体，并把在这些稀有气体的正常温度时的压力设定为2个或以上大气压。
上述短弧型放电灯与封入稀有气体所用压力不到两个大气压的短弧型放电灯相比，放射辉度非常高。这种高放射辉度可显著产生消耗，其程度相当于可挖出阳极尖端部的程度。并且，随着灯的照明利用率的提高，由灯电流的增加所引起的消耗也很显著。因此，考虑到短弧型放电灯内的气体对流，最近还采用使电极的温度分布优化的电极形状设计。
而且，作为在短弧型放电灯的电极的制造时的处理方法，进行以除去电极表面的氧化膜层为目的的氢中的热处理(还原作用)，或者还有以消除电极内部的气体为目的的高真空中的热处理。特别是，高真空中的热处理影响了钨的再结晶(晶粒生长)的进行。因此，到目前为止，温度一直被设定为1600～2200℃。
然而，在常规短弧型放电灯的电极和短弧型放电灯方面还存在改善余地。也就是说，在常规短弧型放电灯及其电极中，在高真空中的热处理温度影响了以钨作为主成分的金属的再结晶(晶粒生长)的进行。因此，到目前为止，温度一直被设定为1600～2200℃。然而，由于特别是在电弧区域中作为辉度最高的位置(辉点)的阴极尖端部也已达到约2400～2700℃以上，因而在制造时，在热处理温度为1600～2200℃的情况下，促进了电极的消耗。
并且，在短弧型放电灯的照明时，如果阴极和阳极达到约2400～2700℃，则阴极和阳极的再结晶得到促进。这样，存在于晶体等之间间存在的杂质被放出，并且发光管内的黑化得到促进。
对于常规短弧型放电灯及其电极，由于阳极尖端部的结构形成为平坦形状或凸出形状，因而在高压力和高温的发光管内，从阴极放出的电子的碰撞会使阳极的消耗变得剧烈。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，本发明的目的是提供一种短弧型放电灯的电极及其制造方法和短弧型放电灯，其特征在于，即使在高压力和高温状态下也可对电极的消耗进行控制，并且该短弧型放电灯可对电极的再结晶进行控制，并在照度维持率方面表现出色。
为了解决上述问题，根据本发明的短弧型放电灯的电极构成如下。也就是说，在把水银和稀有气体封入发光管内并加以使用的短弧型放电灯中，在由对向设置于上述发光管内的阴极和阳极组成的电极中，当在阴极或阳极的至少一方中，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用于该阴极或阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中对该电极进行热处理。
采用这种构成，即使照明时在电弧区域中作为辉度最高的位置(辉点)的阴极尖端部达到约2400～2700℃以上，也可将再结晶抑制到最小，因为在与照明中达到的温度对应的温度范围内对阴极或阳极中的至少一方进行了热处理。
并且，在上述短弧型放电灯的电极中，进行充足时间的上述热处理，以形成上述金属中的预定平均金属结晶粒径。采用这种构成，在照明中的高温时，采用短弧型放电灯的电极可使电极的平均金属结晶粒径稳定。此外，用于形成预定平均金属结晶粒径的充足时间是指当在由预备实验等所选的预定温度对由预定材料构成的电极进行热处理时，可在放电灯照明时使难以再结晶的稳定状态得以维持的时间。
并且，短弧型放电灯的电极制造方法构成如下电极由阴极和阳极构成，该阴极和阳极采用对置方式设置在把水银和稀有气体封入发光管内并加以使用的短弧型放电灯中的上述发光管内；当在该阴极或阳极的至少一方中，根据平均金属结晶粒径，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用于该阴极或阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中进行热处理。
采用这种构成，可将短弧型放电灯的电极制造方法构成为根据平均金属结晶粒径，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中对用作阴极和阳极的金属进行热处理。因此，可在制造时消除包含在用作阴极和阳极的金属中的杂质。
并且，作为根据本发明的短弧型放电灯，提出了以下构成。也就是说，一种短弧型放电灯设有内部封入水银和稀有气体的发光管，该短弧型放电灯的电极由采用对置方式设置在该发光管内的阴极和阳极组成，在该短弧型放电灯的该电极中，当在该阴极或阳极的至少一方中，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用于该阴极或阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中对该电极进行热处理。
采用这种构成，可在预定温度范围内，在真空中对阴极或阳极中的至少一方进行热处理，从而可在电弧放电和稀有气体的封入压力等的影响下，把阴极或阳极或两极的再结晶抑制到最小。
并且，在短弧型放电灯中，进行充分时间的热处理，以形成上述金属中的预定平均金属结晶粒径。采用这种构成，可使平均金属结晶粒径稳定，并可防止阴极或阳极因受热而发生再结晶，而且还可以最低消耗进行稳定光照射。
一种短弧型放电灯构成如下阴极和阳极采用对置方式设置在发光管内，并且在该发光管内封入水银和稀有气体；把体积比为5％～40％的低分子量的稀有气体与高分子量的稀有气体进行混合，作为上述稀有气体；把这些稀有气体的正常温度时的压力设定为2个或以上大气压；上述阳极在面向上述阴极的尖端部设有凹面；上述凹面形成为在连接阳极和阴极的中心线的周围形成的旋转面；当在上述阴极或上述阳极的至少一方中，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用作上述阴极或上述阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中进行热处理。
采用这种构成，在短弧型放电灯中，通过把体积比为5％～40％的低分子量的稀有气体与高分子量的稀有气体进行混合，可提高照度，其原因在于，较低分子量的稀有气体的热传导率比高分子量的稀有气体高。并且，当面对从阴极朝阳极凹面放射的电子时，短弧型放电灯可抑制消耗。
在短弧型放电灯中，上述高分子量的稀有气体合适的是氙、氪和氩中的至少一种或者这些气体的混合气体，并且上述低分子量的稀有气体合适的是氦和氖中的至少一种或者这些气体的混合气体。
并且，在上述短弧型放电灯中，当把阴极的尖端部设定为点电荷Q，把阳极尖端部中的电场强度设定为E，把电极间的距离设定为X，并把介电常数设定为ε0时，用公式E＝Q/(4πε0X2)来表示；上述旋转面的形成是为了使上述阳极的凹面内的电场强度E近似相等。
采用这种构成，短弧型放电灯可使接收来自阴极的电子的阳极凹面各点的电场强度近似，并可使该凹面的电流密度分散。
图1A是示意性示出根据本发明的短弧型放电灯的形状的侧视图，图1B是示意性示出短弧型放电灯的电极构成的局部分解侧视图，图1C是示出阳极的凹面构成的侧视图。
图2是示出根据本发明的短弧型放电灯的电极的平均金属结晶粒径和热处理温度的关系的图。
图3是示出根据本发明的短弧型放电灯的电极的平均金属结晶粒径和热处理温度的关系的图。
图4是示出根据本发明的短弧型放电灯的电极的平均金属结晶粒径和热处理温度的关系的图。
图5是示出根据本发明的短弧型放电灯的电极的平均金属结晶粒径和热处理温度的关系的图。
图6是示出根据本发明的短弧型放电灯的照度维持率和照明时间的关系的图。
图7是示出根据本发明的短弧型放电灯的照度维持率和照明时间的关系的图。
图8是示出根据本发明的短弧型放电灯的照度维持率和照明时间的关系的图。
图9是示出根据本发明的短弧型放电灯的照度维持率和照明时间的关系的图。
本发明的优选实施例以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行说明。
图1A是以断面形式示意性示出短弧型放电灯的形状的侧视图，图1B是示意性示出短弧型放电灯的电极构成的局部分解侧视图，图1C是示出阳极的凹面构成的侧视图。
如图1所示，短弧型放电灯20包括阴极2和阳极3，两者以对置方式设置在采用诸如石英玻璃那样的紫外线透过部件形成的发光管1内；内部铅棒4和5，其支撑该阴极2和阳极3中的各方；金属箔8和9，其与该内部铅棒4和5的后侧连接；以及外部铅棒10和11，其与该金属箔8和9的后侧连接；其中，内部铅棒4和5、金属箔8和9以及外部铅棒10和11的位置由发光管1的密封部6和7以及配帽(未示出)来密封。
并且，对于阴极2和阳极3，它们材料中的一方或双方可采用钨单质形成，也可采用钨合金形成。当该阴极2和阳极3中的至少一方采用钨合金形成时，可列举以下例子通过把预定量的钾粉末添加给钨粉末进行烧结而制造的材料；通过把预定量的钍粉末添加给钨进行烧结而制造的材料；或者通过把预定量的钾粉末和钍粉末添加给钨进行烧结而制造的材料。
并且，当把制造时真空中的热处理温度设定为T，并把各金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在高真空中对阴极2或阳极3中的至少一方进行热处理。在此，以设定为2300～2900℃为例，优选的是设定为2400～2900℃。根据短弧型放电灯20的构成，当阴极2或阳极3的热处理温度超过2300℃时，或者当超过2400℃时，可在照明中把再结晶抑制到最小。此外，在此，真空状态是在从133×10-3(Pa)～133×10-6(Pa)的范围内。
并且，可在上述温度范围对阴极2或阳极3中的至少一方的热处理时间作出合适选择和决定。此外，热处理时间优选地被设定为从5分钟到180分钟。当热处理时间未满5分钟时，即使热处理温度为2300℃～2900℃，如果接通短弧型放电灯20，则当前用于阴极2或阳极3的金属发生再结晶(晶粒生长)的可能性也很高。在该再结晶时放出的内含气体会促进发光管1内的黑化。而且，当热处理时间超过180分钟，并且热处理温度在2300℃～2900℃的范围内时，平均金属结晶粒径的稳定性和内含气体的去除都在该热处理温度时处于饱和状态。
在短弧型放电灯20中，根据平均金属结晶粒径，在上述温度范围(2300℃≤T＜MP)内，在真空中对选作阴极2和阳极3的金属进行热处理。此外，用于形成预定平均金属结晶粒径的充足时间是指当在由预备实验等所选的预定温度对由所用金属构成的电极进行热处理时，可在放电灯照明时使难以再结晶的稳定状态得以维持的时间。
例如，可在上述温度范围内对阴极2或阳极3中的至少一方的热处理时间作出合适选择和决定，并且可根据构成阴极2或阳极3的金属种类和金属(钨或其合金)初期粒径作出合适选择。在此，热处理时间被设定为5分钟～180分钟的范围。当热处理时间未满5分钟时，即使热处理温度被设定为2300℃～2900℃的范围，如果接通短弧型放电灯20，则当前用于阴极2或阳极3的金属发生再结晶(晶粒生长)的可能性也很高。于是，在这种再结晶时放出的内含气体会促进发光管1内的黑化。而且，当热处理时间超过180分钟时，平均金属结晶粒径的稳定性和内含气体的去除都在该热处理温度时处于饱和状态。
并且，考虑到使用构成要处理的阴极2或阳极3的金属的预备数据(reserve data)(预备实验)，可确定阴极2或阳极3中的至少一方的热处理时间。
如下所述，该预备数据应具备图2或图5所示的有关构成阴极2或阳极3的金属与热处理温度和平均金属结晶粒径的关系的信息。此外，如果已知有关热处理时间的数值，则可构成更合适的阴极2或阳极3。利用该图2或图5的预备数据，可依靠在平均金属结晶粒径处于稳定状态的热处理温度(而且还可依靠热处理时间)来构成合适的阴极2或阳极3。
如图2或图5所示，如果制造时的真空中的热处理温度较高，并且热处理时间较长，则阴极2或阳极3的平均金属结晶粒径生长为稳定粒径。同时，在进行热处理时，放出材料中含有的内含气体。因此，当接通作为短弧型放电灯20的灯时，阴极2和阳极3不会发出不期望有的内含气体，从而可实现预定时间照明，并可保持预定的照度维持率。
另外，阴极2和阳极3的材料是通过列举钨(W)和把钾(K)搀入钨中所形成的材料、或者把钍(Th)搀入钨中所形成的材料、以及把钾和钍搀入钨中所形成的材料为例作了说明。然而，当然，也可向钨中搀入其他成分进行烧结或进行铸造和锻造。并且，在高真空中对阴极2或阳极3中的至少一方进行热处理，以使阴极2和阳极3处于稳定状态。
并且，如图1B和图1C所示，在短弧型放电灯20的发光管内，阴极2和阳极3之间的距离被设定为例如5.5mm，并且在面向阴极2的阳极3的预定位置形成凹面3A。当前形成在该阳极3内的凹面3A的形成是为了使与阴极2的尖端的距离可在该凹面3A的曲面内的各点P0、P1…为等距离X0、X1…。
而且，当把阴极2的尖端部设定为点电荷Q，把阳极3的尖端部中的电场强度设定为E，把电极间的距离设定为X，并把介电常数设定为ε0时，可用公式E＝Q/(4πε0X2)来表示。阳极3的凹面3A的曲面可形成为旋转面，以便可使上述阳极的凹面中各点的电场强度E近似相等。该凹面3A的旋转面可采用成为圆形一部分的形状，并可采用成为椭圆一部分的形状，还可采用成为抛物线一部分的形状。
这样，在阳极3的凹面3A中，当从阴极2发送电子时，由于电场强度E相等或近似相等，因而凹面3A的电流密度相等，从而可把阳极3的消耗抑制到最小。此外，当使电场强度E近似相等时，从阴极2到阳极3的凹面3A的距离X可处于相等状态。
并且，采用这种方式来混合稀有气体，即将水银和诸如氙、氩和氪那样的较高分子量的稀有气体和诸如氖或氦那样的较低分子量的稀有气体采用5～40％的体积比进行混合，并把该混合稀有气体包含在短弧型放电灯20的发光管1内。然后在常温用2个或以上大气压封入该混合稀有气体，从而有助于提高发光率和改善照度稳定性。表1示出了有关这种稀有气体的一例。
表1
而且，在此，短弧型放电灯20采用阳极3设置在上面的方式垂直设置，并且以3500W作为灯输入电功率来接通。当然，特别是，短弧型放电灯20的照明布置方式和灯输入电功率不限于此。
以下将对本发明的实施例进行说明。另外，本发明不限于本实施例。而且，作为预备实验，如图2或图5所示，在此准备了从试样1到试样4的数据。
作为预备实验方法，对试样1(钨)、试样2(把2个质量百分数的钍添加给钨)、试样3(把30ppm的钾添加给钨)和试样4(把2个质量百分数的钍和30ppm的钾添加给钨)(φ20×30mm)进行洗净(甲醇超声波洗净15分钟×2次)、氢处理(1000℃×30分钟)和高温真空处理。高温真空处理分别在1600℃、1900℃、2200℃、2500℃和2700℃进行加热持续15分钟、60分钟和180分钟。加热速度被设定为20℃/分钟。此外，真空度被设定在133×10-3(Pa)～133×10-6(Pa)的范围内。
并且，作为分析设备，使用了数字显微镜VH-6300(KEYENCE制)、扫描电子显微镜(SEM)DX-700(TOPCON制)、高温真空炉(DIAVAC LIMITED制)、以及金刚石切割器MC-122(MARUTO INSTRUMENT制)。
并且，对于高温真空处理后的各试样1～4，在使用金刚石切割器从中央切割30mm的横断面以及在直径方向上切割的纵断面中，使用SEM对横断面中的结晶粒径进行观察和测定。此外，采用在该横断面中任意选择的五个晶粒的平均值作为平均金属结晶粒径。
以下将对上述预备数据的一例进行说明。如图2所示，在试样1情况下，0.125或以上和0.185mm或以下的平均金属结晶粒径，或者最小值为0.13mm或以上的平均金属结晶粒径是合适的。这种0.125mm或以下的平均金属结晶粒径易于在照明中受热而发生再结晶。这就无法在保持预定照度维持率的同时，进行预定时间照明。并且，即使平均金属结晶粒径大到超过0.185mm，该平均金属结晶粒径也会接近饱和状态。此外，当平均金属结晶粒径为0.13mm或以上时，热处理温度为2400℃或以上，从而形成不会容易发生再结晶的状态。
而且，如图3所示，在试样2情况下，平均金属结晶粒径为0.035(或0.04)mm或以上和0.06mm或以下是合适的。这种0.035mm或以下的平均金属结晶粒径处于在照明中受热而容易发生再结晶的状态，从而无法在保持预定照度维持率的同时，进行预定时间照明。并且，当平均金属结晶粒径大到超过0.06mm时，该平均金属结晶粒径稳定受热并接近饱和状态。
并且，如图4所示，在试样3情况下，平均金属结晶粒径为0.145mm或以上和0.18mm或以下是合适的。这种0.145mm或以下的平均金属结晶粒径处于在照明中受热而容易发生再结晶的状态，从而无法在保持预定照度维持率的同时，进行预定时间照明。并且，当平均金属结晶粒径大到超过0.18mm时，该平均金属结晶粒径稳定受热并接近饱和状态。
并且，如图5所示，在试样4情况下，平均金属结晶粒径为0.09mm或以上和0.14mm或以下是合适的。这种0.09mm或以下的平均金属结晶粒径处于在照明中受热而容易发生再结晶的状态，从而无法在保持预定照度维持率的同时，进行预定时间照明。并且，当平均金属结晶粒径大到超过0.14mm时，该平均金属结晶粒径稳定受热并接近饱和状态。
以下是对短弧型放电灯的照度维持率所作的实验。此外，就电极而言，对阴极和阳极这两者或者阴极和阳极中的至少一方的照度维持率作了测定。
并且，作为第一实施例，短弧型放电灯是由45mg/cc的水银、作为封入的稀有气体的高分子量的Ar和以40％的体积比封入的低分子量的Ne这三者混合的稀有气体构成的。并且，阴极和阳极的距离被设定为5.5mm，并且以3500W的输入功率接通灯。此外，阴极采用试样4构成，阳极采用试样3构成，并在2300℃时，在真空中分别对该阴极和阳极进行热处理(在试样4中，把2个质量百分数的钍和30ppm的钾添加给钨，在试样3中，把30ppm的钾添加给钨)。并且，如图1C所示，阳极构成为把端面D1的直径设定为8mm，把球面状凹面的直径D2的直径设定为6mm，并把该凹面的深度设定为1mm。
并且，如表2所示，对高真空中的热处理温度(℃)、阳极尖端部的凹面、封入气体的种类、大气压、以及Ne的体积比都作了规定，以构成短弧型放电灯。
并且，如图6所示，对照度维持率和照明时间(750小时)作了测定。照度维持率的测量方式为使用设置在用作IC曝光设备的曝光区域的位置上的照度计，对来自短弧型放电灯的i线(中心波长为365nm)的紫外线的初期中的照度及其照度稳定性进行测定。此外，就照度稳定性而言，可以说，接近于“0”的数值是稳定性高的数值。
表2
评价结果表明，与标准灯A比起来，在阳极尖端部设有凹面的灯A4～A6与在阳极尖端部不设有凹面的灯A1～A3相比，在封入气体压力上的照度和照度稳定性相同。而且，如图6所示，灯A4～A6与灯A1～A3相比，照度维持率提高约10％。
而且，在第二实施例的标准灯B中，阴极和阳极的热处理温度被设定为2100℃。并且，在灯B1～B6中，把高真空中的热处理温度设定为2300℃、2500℃和2700℃，对阴极和阳极中的任一方进行热处理，以便构成在阳极中不设凹面的短弧型放电灯。此外，在灯B1～B3中，在高真空中，在2300℃、2500℃和2700℃时，仅对阴极进行热处理，并且在灯B4～B6中，在高真空中，在2300℃、2500℃和2700℃时，仅对阳极进行热处理。并且，表3中没有的短弧型放电灯的其他构成(水银封入量等)与上述构成相同。
表3
评价结果表明，灯B1～B6与标准灯B相比，照度和照度稳定性相同。而且，如图7所示，灯B1～B3与标准灯B相比，照度维持率提高约3～5％。并且，如图8所示，灯B4～B6与标准灯B相比，照度维持率提高约2～3％。
如图9所示，作为灯C的表4所示构成的灯的照度维持率是从第一实施例和第二实施例的结果测定。此外，表4中没有的短弧型放电灯的其他构成(水银封入量等)与上述构成相同。
表4
如图9所示，与标准灯B相比，确认照度维持率提高约16％。
此外，尽管在本实施例中，图6或图9所示的电极的热处理时间被确定为60分钟，然而该热处理时间不限于此。并且，试样4用于阴极，试样3用于阳极。然而，通过备齐预备数据，可将适用范围扩大到使用其他试样或其他钨合金作为试样。
采用上述构成，可获得本发明的以下优良效果。
(1)由于可在从2300℃或2400℃到所用金属的熔点的温度范围内在制造时的真空中对短弧型放电灯的电极进行热处理，因此，当用于短弧型放电灯时，即使电极在照明时处于高温状态，也可把再结晶和消耗抑制到最小，并可在预定时间内保持预定照度维持率。
(2)在短弧型放电灯的电极中，在制造时的真空中进行充足时间的热处理，以形成所用金属中的预定平均金属结晶粒径。因此，可制造一种短弧型放电灯，该短弧型放电灯通过根据表示真空中的热处理温度、平均金属结晶粒径和金属成分的预备实验得到的数据，可在短弧型放电灯的高封入压力的环境中把电极的消耗和再结晶抑制到最小。
(3)在短弧型放电灯中，可在从2300℃或2400℃到所用金属的熔点的温度范围内在制造时的真空中对阴极或阳极中的任一方进行热处理，并可在阳极内设置凹面，从而能在预定时间内保持预定的照度维持率。此外，通过在预定温度范围内对阴极和阳极两者进行热处理，可保持更高的照度维持率。
(4)对于在2个或以上大气压的高压力状态下封入的稀有气体而言，短弧型放电灯按照预定比率使用高分子量和低分子量的稀有气体。因此，可使发光效率提高，可使照度稳定性良好，并可提高照度维持率。此外，通过在阳极中设置凹面，并使由该凹面接收的电解强度近似相等，可对电极的消耗进行控制，而且可使发光管效率进一步提高，可使照度稳定性良好，并可提高照度维持率。
权利要求
1.一种短弧型放电灯的电极，该短弧型放电灯设有内部封入水银和稀有气体的发光管，该电极由采用对置方式设置在该发光管内的阴极和阳极组成；其特征在于，当在该阴极或阳极的至少一方中，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用于该阴极或阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中对该电极进行热处理。
2.根据权利要求1所述的短弧型放电灯的电极，其特征在于，进行充足时间的上述热处理，以形成上述金属中的预定平均金属结晶粒径。
3.一种短弧型放电灯的电极制造方法，该短弧型放电灯把水银和稀有气体封入发光管内并加以使用，该电极由采用对置方式布置在该发光管内的阴极和阳极构成；其特征在于，当在该阴极或阳极的至少一方中，根据平均金属结晶粒径，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用于该阴极或阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中进行热处理。
4.一种短弧型放电灯，该短弧型放电灯将阴极和阳极采用对置方式布置在发光管内，并在该发光管内封入水银和稀有气体；其特征在于，当在该阴极或阳极的至少一方中，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用于该阴极或阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中进行热处理。
5.根据权利要求4所述的短弧型放电灯，其特征在于，进行充足时间的上述热处理，以形成上述金属中的预定平均金属结晶粒径。
6.一种短弧型放电灯，该短弧型放电灯将阴极和阳极采用对置方式布置在发光管内，并在上述发光管内封入水银和稀有气体；其特征在于，把体积比为5％～40％的低分子量的稀有气体与高分子量的稀有气体进行混合，作为上述稀有气体，把这些稀有气体的常温时的压力设定为2个或以上大气压；上述阳极在与上述阴极相对的尖端部设有凹面，该凹面形成为在连接阳极和阴极的中心线的周围形成的旋转面；当在该阴极或阳极的至少一方中，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用于该阴极或阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中进行热处理。
7.根据权利要求6所述的短弧型放电灯，其特征在于，上述高分子量的稀有气体是氙、氪和氩中的至少一种或者这些气体的混合气体；并且上述低分子量的稀有气体是氦和氖中的至少一种或者这些气体的混合气体。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的短弧型放电灯，其特征在于，当把阳极的尖端部设定为点电荷Q，把阳极的尖端部中的电场强度设定为E，把电极间的距离设定为X，并把介电常数设定为ε0时，用公式E＝Q/(4πε0X2)来表示；上述旋转面的形成是为了使上述阳极的凹面内的电场强度E近似相等。
全文摘要
本发明的目的是提供一种短弧型放电灯的电极，其中，即使在高压力或高温下，也可对电极的消耗进行控制，并且该短弧型放电灯可对电极的再结晶进行控制，并在照度维持率方面表现出色。本发明提供了一种短弧型放电灯的电极，该短弧型放电灯设有内部封入水银和稀有气体的发光管，该电极由采用对置方式设置在该发光管内的阴极和阳极组成；其特征在于，当在该阴极或阳极的至少一方中，把制造时的真空中的热处理温度设定为T，并把用于该阴极或阳极的金属的熔点设定为MP时，在2300℃≤T＜MP的温度范围内，在真空中对该电极进行热处理。
文档编号H01J61/16GK1437216SQ0310210
公开日2003年8月20日 申请日期2003年1月30日 优先权日2002年2月7日
发明者仓野正宏, 李松姬, 芹泽和泉, 藤森昭芳 申请人:株式会社Orc制作所