JPH08153488A - ショートアーク型水銀ランプ - Google Patents
ショートアーク型水銀ランプInfo
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- JPH08153488A JPH08153488A JP6317745A JP31774594A JPH08153488A JP H08153488 A JPH08153488 A JP H08153488A JP 6317745 A JP6317745 A JP 6317745A JP 31774594 A JP31774594 A JP 31774594A JP H08153488 A JPH08153488 A JP H08153488A
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- mercury lamp
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70016—Production of exposure light, i.e. light sources by discharge lamps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J61/26—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering; Means for preventing blackening of the envelope
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
- H01J61/06—Main electrodes
- H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
- H01J61/0732—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the construction of the electrode
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- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
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- Discharge Lamp (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブ内の不純ガスが十分に捕捉除去され、
電極の溶融を抑え、従って、照度維持率が向上するショ
ートアーク型水銀ランプを提供することにある。 【構成】 バルブ１内に水銀と希ガスが封入され、該バ
ルブ１内に対設されそれぞれの内部リード棒４，５によ
って支持された陽極２と陰極３と、該内部リード棒４に
タンタル９が取り付けられたショートアーク型水銀ラン
プにおいて、前記タンタル９が取り付けられる内部リー
ド棒４の外径をＤ１、前記陽極２の外径をＤ２、前記陽
極２の先端からタンタル９のアーク側の端９ａまでの距
離をＬとするとき、条件（１）（Ｄ２／Ｄ１）≧１．３
及び条件（２）０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／Ｌ≦０．５
で規定される位置に前記タンタルが取り付けられたこと
を特徴とするショートアーク型水銀ランプ。
電極の溶融を抑え、従って、照度維持率が向上するショ
ートアーク型水銀ランプを提供することにある。 【構成】 バルブ１内に水銀と希ガスが封入され、該バ
ルブ１内に対設されそれぞれの内部リード棒４，５によ
って支持された陽極２と陰極３と、該内部リード棒４に
タンタル９が取り付けられたショートアーク型水銀ラン
プにおいて、前記タンタル９が取り付けられる内部リー
ド棒４の外径をＤ１、前記陽極２の外径をＤ２、前記陽
極２の先端からタンタル９のアーク側の端９ａまでの距
離をＬとするとき、条件（１）（Ｄ２／Ｄ１）≧１．３
及び条件（２）０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／Ｌ≦０．５
で規定される位置に前記タンタルが取り付けられたこと
を特徴とするショートアーク型水銀ランプ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置や液晶表示
装置などの製造プロセスにおける光源装置の光源に使用
されるショートアーク型水銀ランプに関するものであ
る。
装置などの製造プロセスにおける光源装置の光源に使用
されるショートアーク型水銀ランプに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ショートアーク型水銀ランプは、バルブ
内に対抗配置された一対の電極の先端距離が短く、点光
源に近いので、光学系と組み合わせることにより、集光
効率の高い露光装置の光源として利用されている。しか
し、ショートアーク型水銀ランプの電極は、点灯中高温
になるため、バルブ内に酸素や炭酸ガスなどの不純ガス
が混入していると、最も高温になる電極先端部に酸化物
や炭化物が生成され、蒸発が激しくなる。その結果、電
極から蒸発した物質がバルブ内面に付着してバルブが黒
化し、さらには、露光面での照度の劣化につながってい
た。また、電極の先端部が蒸発し変形することにより、
輝点のずれが生じていた。
内に対抗配置された一対の電極の先端距離が短く、点光
源に近いので、光学系と組み合わせることにより、集光
効率の高い露光装置の光源として利用されている。しか
し、ショートアーク型水銀ランプの電極は、点灯中高温
になるため、バルブ内に酸素や炭酸ガスなどの不純ガス
が混入していると、最も高温になる電極先端部に酸化物
や炭化物が生成され、蒸発が激しくなる。その結果、電
極から蒸発した物質がバルブ内面に付着してバルブが黒
化し、さらには、露光面での照度の劣化につながってい
た。また、電極の先端部が蒸発し変形することにより、
輝点のずれが生じていた。
【０００３】そこで、バルブ内の不純ガスを吸収して捕
捉するために、電極を支持する内部リード棒にゲッター
を取り付けることが従来より行われたいた。ゲッター効
果を奏する金属はいくつかあるが、現在ショートアーク
型水銀ランプに使用されている代表的な金属は、ジルコ
ニウムとタンタルである。その中でもタンタルは、ゲッ
ター効果を生じる動作温度が７００〜１２００℃と言わ
れており比較的高温であること、また、蒸気圧が低いこ
とからバルブ内の温度が高温になる小型のショートアー
ク型水銀ランプのゲッターとして最良と考えられてい
た。
捉するために、電極を支持する内部リード棒にゲッター
を取り付けることが従来より行われたいた。ゲッター効
果を奏する金属はいくつかあるが、現在ショートアーク
型水銀ランプに使用されている代表的な金属は、ジルコ
ニウムとタンタルである。その中でもタンタルは、ゲッ
ター効果を生じる動作温度が７００〜１２００℃と言わ
れており比較的高温であること、また、蒸気圧が低いこ
とからバルブ内の温度が高温になる小型のショートアー
ク型水銀ランプのゲッターとして最良と考えられてい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
露光装置の小型化にともない、ショートアーク型水銀ラ
ンプも小型化の要求がでてきており、従来よりもさらに
小型のショートアーク型水銀ランプを開発する必要がで
てきた。このような要求を満たすように設計されたショ
ートアーク型水銀ランプでは、バルブ内の温度が更に高
くなりタンタルがゲッターとして作用する７００〜１２
００℃の温度範囲が、バルブ内にとれなくなった。
露光装置の小型化にともない、ショートアーク型水銀ラ
ンプも小型化の要求がでてきており、従来よりもさらに
小型のショートアーク型水銀ランプを開発する必要がで
てきた。このような要求を満たすように設計されたショ
ートアーク型水銀ランプでは、バルブ内の温度が更に高
くなりタンタルがゲッターとして作用する７００〜１２
００℃の温度範囲が、バルブ内にとれなくなった。
【０００５】この発明は、以上のような事情に基づいて
なされたものであって、その目的は、７００〜１２００
℃の温度範囲がバルブ内にとれなくなったショートアー
ク型水銀ランプにおいても、バルブ内の不純ガスが十分
捕捉され、なおかつ、電極の蒸発を抑え、従って、露光
面の照度維持率が向上するショートアーク型水銀ランプ
を提供することになる。
なされたものであって、その目的は、７００〜１２００
℃の温度範囲がバルブ内にとれなくなったショートアー
ク型水銀ランプにおいても、バルブ内の不純ガスが十分
捕捉され、なおかつ、電極の蒸発を抑え、従って、露光
面の照度維持率が向上するショートアーク型水銀ランプ
を提供することになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載のショートアーク型水銀ランプは、バ
ルブ内に水銀と希ガスが封入され、該バルブ内に対設さ
れそれぞれ内部リード棒によって支持された陽極及び陰
極と、該内部リード棒にタンタルが取り付けられたショ
ートアーク型水銀ランプにおいて、前記タンタルが取り
付けられる内部リード棒の外径をＤ１（ｍｍ）、前記タ
ンタルが取り付けられた内部リード棒に支持される陽極
もしくは陰極の外径をＤ２（ｍｍ）、前記陽極もしくは
陰極の先端から前記タンタルのアーク側の端までの距離
をＬ（ｍｍ）とするとき、下記の条件（１）および条件
（２）で規定される位置に前記タンタルが取り付けられ
たことを特徴とする。 条件（１） （Ｄ２／Ｄ１）≧１．３ 条件（２） ０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／Ｌ≦０．５
に、請求項１記載のショートアーク型水銀ランプは、バ
ルブ内に水銀と希ガスが封入され、該バルブ内に対設さ
れそれぞれ内部リード棒によって支持された陽極及び陰
極と、該内部リード棒にタンタルが取り付けられたショ
ートアーク型水銀ランプにおいて、前記タンタルが取り
付けられる内部リード棒の外径をＤ１（ｍｍ）、前記タ
ンタルが取り付けられた内部リード棒に支持される陽極
もしくは陰極の外径をＤ２（ｍｍ）、前記陽極もしくは
陰極の先端から前記タンタルのアーク側の端までの距離
をＬ（ｍｍ）とするとき、下記の条件（１）および条件
（２）で規定される位置に前記タンタルが取り付けられ
たことを特徴とする。 条件（１） （Ｄ２／Ｄ１）≧１．３ 条件（２） ０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／Ｌ≦０．５
【０００７】陽極及び陰極はトリエイテッドタングステ
ンまたはタングステンであり、陽極及び陰極を支持する
内部リード棒もトリエイテッドタングステンまたはタン
グステンである。希ガスとは、Ａｒ等を意味するもので
ある。陽極及び陰極の外径Ｄ２は内部リード棒の外径Ｄ
１より大きなものであり、陽極及び陰極と内部リード棒
とは段差がある。また、タンタルの取り付け場所は内部
リード棒に取り付けられており、その位置は、タンタル
のアーク側の端を基準にして、その内部リード棒によっ
て支持されている陽極あるいは陰極のアーク側の先端か
らその基準となる端までの距離をＬ、タンタルが取り付
けられた内部リード棒に支持される陽極及び陰極の外径
をＤ２、タンタルが取り付けられた内部リード棒の外径
をＤ１とした場合、上記条件（１）および条件（２）で
規定されるところである。
ンまたはタングステンであり、陽極及び陰極を支持する
内部リード棒もトリエイテッドタングステンまたはタン
グステンである。希ガスとは、Ａｒ等を意味するもので
ある。陽極及び陰極の外径Ｄ２は内部リード棒の外径Ｄ
１より大きなものであり、陽極及び陰極と内部リード棒
とは段差がある。また、タンタルの取り付け場所は内部
リード棒に取り付けられており、その位置は、タンタル
のアーク側の端を基準にして、その内部リード棒によっ
て支持されている陽極あるいは陰極のアーク側の先端か
らその基準となる端までの距離をＬ、タンタルが取り付
けられた内部リード棒に支持される陽極及び陰極の外径
をＤ２、タンタルが取り付けられた内部リード棒の外径
をＤ１とした場合、上記条件（１）および条件（２）で
規定されるところである。
【０００８】請求項２記載のショートアーク型水銀ラン
プは、請求項１に記載のショートアーク型水銀ランプに
おいて、特に、タンタルは、線状もしくはシート状であ
り、溶接あるいはかしめによって前記内部リード棒に固
定されていることを特徴とする。
プは、請求項１に記載のショートアーク型水銀ランプに
おいて、特に、タンタルは、線状もしくはシート状であ
り、溶接あるいはかしめによって前記内部リード棒に固
定されていることを特徴とする。
【０００９】タンタルが線状であるとは、ワイヤー状で
あるという意味であり、シート状であるとは、薄板状で
あるという意味である。そして、このようなタンタルを
内部リード棒に密着させながら巻き付け、その位置がず
れないように、スポット溶接や圧着によるかしめによっ
て、内部リード棒に固定する。
あるという意味であり、シート状であるとは、薄板状で
あるという意味である。そして、このようなタンタルを
内部リード棒に密着させながら巻き付け、その位置がず
れないように、スポット溶接や圧着によるかしめによっ
て、内部リード棒に固定する。
【００１０】請求項３記載のショートアーク型水銀ラン
プは、請求項１又は請求項２に記載のショートアーク型
水銀ランプにおいて、特に、それぞれの内部リード棒
は、それそれ支持している陽極及び陰極と一体に形成さ
れていることを特徴とする。
プは、請求項１又は請求項２に記載のショートアーク型
水銀ランプにおいて、特に、それぞれの内部リード棒
は、それそれ支持している陽極及び陰極と一体に形成さ
れていることを特徴とする。
【００１１】それぞれの内部リード棒が陽極及び陰極と
一体に形成されているとは、トリエイテッドタングステ
ンまたはタングステンよりなり１本の棒状の物体を削り
落として、陽極及び陰極になる部分と内部リード棒にな
る部分とを形成するという意味である。
一体に形成されているとは、トリエイテッドタングステ
ンまたはタングステンよりなり１本の棒状の物体を削り
落として、陽極及び陰極になる部分と内部リード棒にな
る部分とを形成するという意味である。
【００１２】
【作用】本発明の発明者は、従来、タンタルのゲッター
効果の限界とみられていた１３００℃以上の温度範囲に
おけるゲッター効果について調査した。その結果、１３
００〜１７００℃までの温度範囲でも、酸素や炭酸ガス
の不純ガスのゲッター作用は依然としてあることを見い
だした。
効果の限界とみられていた１３００℃以上の温度範囲に
おけるゲッター効果について調査した。その結果、１３
００〜１７００℃までの温度範囲でも、酸素や炭酸ガス
の不純ガスのゲッター作用は依然としてあることを見い
だした。
【００１３】請求項１に記載の構成において、条件
（１）（Ｄ２／Ｄ１）≧１．３とは、陽極もしくは陰極
の外径が内部リードの外径よりその比で１．３以上大き
いと規定している。つまり、このようにすることによ
り、陽極もしくは陰極先端の熱を内部リード棒まで伝わ
りにくくすることができる。つまり、内部リード棒は陽
極もしくは陰極の温度よりも低くなる。また、タンタル
は、この内部リード棒に取り付けられているので、陽極
もしくは陰極先端部に比べて温度の低い場所に取り付け
られることになる。そして、そのタンタルの取り付け場
所は、先の条件（１）に加え、陽極もしくは陰極の先端
からタンタルのアーク側の端までの距離をＬ、内部リー
ド棒の外径をＤ１、陽極もしくは陰極の外径をＤ２とし
たときそれぞれを条件（２）０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2
／Ｌ≦０．５と規定なる位置である。つまり、タンタル
を条件（１）と条件（２）で規定される位置の内部リー
ド棒に取り付けるこによって、その温度を１３００〜１
７００℃の範囲内にすることができる。従って、タンタ
ルがゲッター効果を発揮して、不純ガスである酸素や炭
酸ガスなどを捕捉して、除去することができ、なおか
つ、電極の蒸発を抑えることができる。
（１）（Ｄ２／Ｄ１）≧１．３とは、陽極もしくは陰極
の外径が内部リードの外径よりその比で１．３以上大き
いと規定している。つまり、このようにすることによ
り、陽極もしくは陰極先端の熱を内部リード棒まで伝わ
りにくくすることができる。つまり、内部リード棒は陽
極もしくは陰極の温度よりも低くなる。また、タンタル
は、この内部リード棒に取り付けられているので、陽極
もしくは陰極先端部に比べて温度の低い場所に取り付け
られることになる。そして、そのタンタルの取り付け場
所は、先の条件（１）に加え、陽極もしくは陰極の先端
からタンタルのアーク側の端までの距離をＬ、内部リー
ド棒の外径をＤ１、陽極もしくは陰極の外径をＤ２とし
たときそれぞれを条件（２）０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2
／Ｌ≦０．５と規定なる位置である。つまり、タンタル
を条件（１）と条件（２）で規定される位置の内部リー
ド棒に取り付けるこによって、その温度を１３００〜１
７００℃の範囲内にすることができる。従って、タンタ
ルがゲッター効果を発揮して、不純ガスである酸素や炭
酸ガスなどを捕捉して、除去することができ、なおか
つ、電極の蒸発を抑えることができる。
【００１４】請求項２に記載の構成において、タンタル
が線状もしくはシート状であるので、ランプの製造つま
り電極の組み立てが容易であり、また、取扱いも簡便に
なる。さらに、タンタルがこのような形状であれば、内
部リード棒に固定する際、内部リード棒に巻き付ける方
法が採用でき、比較的簡単に取り付けられる。また、固
定方法は、溶接やかしめであるので、タンタルを内部リ
ード棒に強固に固定し、その位置がずれることがない。
従って、タンタルの温度を１３００〜１７００℃の範囲
内に固定できる。
が線状もしくはシート状であるので、ランプの製造つま
り電極の組み立てが容易であり、また、取扱いも簡便に
なる。さらに、タンタルがこのような形状であれば、内
部リード棒に固定する際、内部リード棒に巻き付ける方
法が採用でき、比較的簡単に取り付けられる。また、固
定方法は、溶接やかしめであるので、タンタルを内部リ
ード棒に強固に固定し、その位置がずれることがない。
従って、タンタルの温度を１３００〜１７００℃の範囲
内に固定できる。
【００１５】請求項３に記載の構成において、内部リー
ド棒はそれぞれ支持している陽極と陰極に一体に形成さ
れているので、陽極および陰極にそれぞれ内部リード棒
をはめ込む場合と違って、電極と内部リード棒との空隙
がなくなり、不純ガスの残留という問題がなくなる。
ド棒はそれぞれ支持している陽極と陰極に一体に形成さ
れているので、陽極および陰極にそれぞれ内部リード棒
をはめ込む場合と違って、電極と内部リード棒との空隙
がなくなり、不純ガスの残留という問題がなくなる。
【００１６】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を具体的
に説明する。図１は、半導体露光装置などの光源装置に
組み込まれた本発明のショートアーク型水銀ランプの説
明図である。ショートアーク型水銀ランプＡのバルブ１
は略卵型であり、バブル１内に陽極２と陰極３がそれぞ
れの内部リード棒４，５に支持されて対設されている。
６，７は内部リード棒４，５に接続された金属箔であ
り、８は排気チップである。タンタルであるタンタルワ
イヤー９は、内部リード棒４に巻き付けた後、スポット
溶接で強固に固定されており、タンタルワイヤー９の温
度は点灯時１５００〜１７００℃である。この実施例に
おいて、タンタルとして線状のタンタルワイヤーを用い
たが、シート状のタンタル薄板であっても良い。このシ
ョートアーク型水銀ランプＡはフラッシュ点灯で使用さ
れ、アイドリング中の電気特性は電圧４４Ｖ，電流１６
Ａ，消費電力７００Ｗ、フラッシュ点灯中の電気特性は
電圧４５Ｖ，電流２５Ａ，消費電力１０００Ｗである。
極間距離は２．９ｍｍ。バルブ内容積は１３．４ｃｃ。
水銀が４５．５ｍｇ／ｃｃ、希ガスとしてＡｒが２００
ｔｏｏｒ封入されている。
に説明する。図１は、半導体露光装置などの光源装置に
組み込まれた本発明のショートアーク型水銀ランプの説
明図である。ショートアーク型水銀ランプＡのバルブ１
は略卵型であり、バブル１内に陽極２と陰極３がそれぞ
れの内部リード棒４，５に支持されて対設されている。
６，７は内部リード棒４，５に接続された金属箔であ
り、８は排気チップである。タンタルであるタンタルワ
イヤー９は、内部リード棒４に巻き付けた後、スポット
溶接で強固に固定されており、タンタルワイヤー９の温
度は点灯時１５００〜１７００℃である。この実施例に
おいて、タンタルとして線状のタンタルワイヤーを用い
たが、シート状のタンタル薄板であっても良い。このシ
ョートアーク型水銀ランプＡはフラッシュ点灯で使用さ
れ、アイドリング中の電気特性は電圧４４Ｖ，電流１６
Ａ，消費電力７００Ｗ、フラッシュ点灯中の電気特性は
電圧４５Ｖ，電流２５Ａ，消費電力１０００Ｗである。
極間距離は２．９ｍｍ。バルブ内容積は１３．４ｃｃ。
水銀が４５．５ｍｇ／ｃｃ、希ガスとしてＡｒが２００
ｔｏｏｒ封入されている。
【００１７】次に、電極と内部リード棒とその内部リー
ド棒に取り付けられたタンタルについて説明する。図２
は、図１におけるショートアーク型水銀ランプの陽極と
それを支持する内部リード棒とその内部リード棒に取り
付けられたタンタルワイヤーのみを取り出した説明図で
ある。陽極２の形状は、外径Ｄ２が８ｍｍ，先端部の直
径が３ｍｍで約８５度の角度で円錐台状になっており、
長手方向の長さは１５ｍｍである。この陽極２はタング
ステンでできている。内部リード棒４の形状は、外径Ｄ
１が４ｍｍであり、タングステンでできており陽極２と
一体に形成されいる。つまり、内部リード４は陽極２と
同一物質よりなるものである。タンタルワイヤー９は、
前述したように内部リード棒４に強固に固定されいる。
そして、アーク側の陽極２の先端からアーク側のタンタ
ルワイヤー９の端９ａ（巻始めの端部）までの距離Ｌが
１５ｍｍである。つまり、上記Ｄ１，Ｄ２，Ｌの関係
は、条件（１）（Ｄ２／Ｄ１）≧１．３及び条件（２）
０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／Ｌ≦０．５を満足するよう
に設計されている。
ド棒に取り付けられたタンタルについて説明する。図２
は、図１におけるショートアーク型水銀ランプの陽極と
それを支持する内部リード棒とその内部リード棒に取り
付けられたタンタルワイヤーのみを取り出した説明図で
ある。陽極２の形状は、外径Ｄ２が８ｍｍ，先端部の直
径が３ｍｍで約８５度の角度で円錐台状になっており、
長手方向の長さは１５ｍｍである。この陽極２はタング
ステンでできている。内部リード棒４の形状は、外径Ｄ
１が４ｍｍであり、タングステンでできており陽極２と
一体に形成されいる。つまり、内部リード４は陽極２と
同一物質よりなるものである。タンタルワイヤー９は、
前述したように内部リード棒４に強固に固定されいる。
そして、アーク側の陽極２の先端からアーク側のタンタ
ルワイヤー９の端９ａ（巻始めの端部）までの距離Ｌが
１５ｍｍである。つまり、上記Ｄ１，Ｄ２，Ｌの関係
は、条件（１）（Ｄ２／Ｄ１）≧１．３及び条件（２）
０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／Ｌ≦０．５を満足するよう
に設計されている。
【００１８】＜実験１＞タンタルワイヤーの温度とゲッ
ター効果の関係を調べる実験を行った。図３は、点灯１
０００時間後の放射照度維持率（％）と取り付け位置を
変えてタンタルワイヤーの温度を変化させたときの実験
データーである。この実験に用いたランプは、図１に示
したショートアーク型水銀ランプＡと同様の構造であ
る。また、タンタルワイヤーの温度は陽極先端からタン
タルワイヤーのアーク側の端までの距離Ｌを変えて、そ
の端の温度をタンタルワイヤーの温度とした。
ター効果の関係を調べる実験を行った。図３は、点灯１
０００時間後の放射照度維持率（％）と取り付け位置を
変えてタンタルワイヤーの温度を変化させたときの実験
データーである。この実験に用いたランプは、図１に示
したショートアーク型水銀ランプＡと同様の構造であ
る。また、タンタルワイヤーの温度は陽極先端からタン
タルワイヤーのアーク側の端までの距離Ｌを変えて、そ
の端の温度をタンタルワイヤーの温度とした。
【００１９】図３より、タンタルワイヤーの温度が１３
００〜１７００℃の範囲内では、点灯１０００時間経過
しても、放射照度維持率が９５％以上であり、良好にバ
ルブ内の不純ガスである酸素や炭酸ガスをこのタンタル
ワイヤーが捕捉していることがわかる。しかし、タンタ
ルワイヤーの温度が１７００℃を越えると放射照度維持
率が急激に９５％以下になる。つまり、タンタルワイヤ
ーの温度を１３００〜１７００℃の範囲に規定すれば、
ゲッター効果が生じていることがわかる。
００〜１７００℃の範囲内では、点灯１０００時間経過
しても、放射照度維持率が９５％以上であり、良好にバ
ルブ内の不純ガスである酸素や炭酸ガスをこのタンタル
ワイヤーが捕捉していることがわかる。しかし、タンタ
ルワイヤーの温度が１７００℃を越えると放射照度維持
率が急激に９５％以下になる。つまり、タンタルワイヤ
ーの温度を１３００〜１７００℃の範囲に規定すれば、
ゲッター効果が生じていることがわかる。
【００２０】＜実験２＞タンタルワイヤーの温度にとも
なう経時的電極の蒸発関係を調べる実験を行った。その
結果を図４に示す。この実験では、電極の蒸発を電極間
距離の伸び（単位ｍｍ）で表した。この実験に用いた２
つのランプは、タンタルワイヤーの温度がそれぞれ１５
００℃のものと２０００℃のものを用いた。タンタルワ
イヤーの温度が１５００℃のショートアーク型水銀ラン
プの場合（曲線ａ）、点灯後２０００時間経過しても、
電極間距離の伸びが０．２ｍｍ以下であり、電極の溶融
が抑えられていることがわかる。タンタルワイヤーの温
度が２０００℃のショートアーク型水銀ランプの場合
（曲線ｂ）、点灯後２０００時間経過すれば、電極間距
離の伸びが０．３ｍｍ以上になり、電極の蒸発が激しい
ことがわかる。つまり、この実験から明らかなように、
タンタルワイヤーの温度が１５００℃であり、その温度
が１３００〜１７００℃の範囲に入っているので、バル
ブ内の酸素や炭酸ガスの不純ガスがこのタンタルワイヤ
ーにより捕捉され、電極の蒸発を抑える効果があること
がわかる。
なう経時的電極の蒸発関係を調べる実験を行った。その
結果を図４に示す。この実験では、電極の蒸発を電極間
距離の伸び（単位ｍｍ）で表した。この実験に用いた２
つのランプは、タンタルワイヤーの温度がそれぞれ１５
００℃のものと２０００℃のものを用いた。タンタルワ
イヤーの温度が１５００℃のショートアーク型水銀ラン
プの場合（曲線ａ）、点灯後２０００時間経過しても、
電極間距離の伸びが０．２ｍｍ以下であり、電極の溶融
が抑えられていることがわかる。タンタルワイヤーの温
度が２０００℃のショートアーク型水銀ランプの場合
（曲線ｂ）、点灯後２０００時間経過すれば、電極間距
離の伸びが０．３ｍｍ以上になり、電極の蒸発が激しい
ことがわかる。つまり、この実験から明らかなように、
タンタルワイヤーの温度が１５００℃であり、その温度
が１３００〜１７００℃の範囲に入っているので、バル
ブ内の酸素や炭酸ガスの不純ガスがこのタンタルワイヤ
ーにより捕捉され、電極の蒸発を抑える効果があること
がわかる。
【００２１】＜実験３＞タンタルワイヤーの温度にとも
なう経時的放射照度維持率（％）の関係を調べる実験を
行った。その結果を図５に示す。この実験に用いた２つ
のランプは、実験２と同様の、タンタルワイヤーの温度
がそれぞれ１５００℃のものと２０００℃のものを用い
た。タンタルワイヤーの温度が１５００℃のショートア
ーク型水銀ランプの場合（曲線ａ１）、点灯後２０００
時間経過しても、点灯初期を１００％とした場合、放射
照度維持率が依然９０％以上であり、良好な放射照度を
維持していることがわかる。タンタルワイヤーの温度が
２０００℃のショートアーク型水銀ランプの場合（曲線
ｂ１）、点灯後２０００時間経過すれば、点灯初期を１
００％とした場合、放射照度維持率が９０％以下にな
り、早期に寿命末期状態になることががわかる。つま
り、この実験から明らかなように、タンタルワイヤーの
温度が１５００℃であり、その温度が１３００〜１７０
０℃の範囲に入っているので、バルブ内の酸素や炭酸ガ
スの不純ガスがこのタンタルワイヤーにより捕捉され、
電極の溶融を抑え、従って、このショートアーク型水銀
ランプを露光装置に組み込んだ場合、露光面の照度維持
率が向上する。
なう経時的放射照度維持率（％）の関係を調べる実験を
行った。その結果を図５に示す。この実験に用いた２つ
のランプは、実験２と同様の、タンタルワイヤーの温度
がそれぞれ１５００℃のものと２０００℃のものを用い
た。タンタルワイヤーの温度が１５００℃のショートア
ーク型水銀ランプの場合（曲線ａ１）、点灯後２０００
時間経過しても、点灯初期を１００％とした場合、放射
照度維持率が依然９０％以上であり、良好な放射照度を
維持していることがわかる。タンタルワイヤーの温度が
２０００℃のショートアーク型水銀ランプの場合（曲線
ｂ１）、点灯後２０００時間経過すれば、点灯初期を１
００％とした場合、放射照度維持率が９０％以下にな
り、早期に寿命末期状態になることががわかる。つま
り、この実験から明らかなように、タンタルワイヤーの
温度が１５００℃であり、その温度が１３００〜１７０
０℃の範囲に入っているので、バルブ内の酸素や炭酸ガ
スの不純ガスがこのタンタルワイヤーにより捕捉され、
電極の溶融を抑え、従って、このショートアーク型水銀
ランプを露光装置に組み込んだ場合、露光面の照度維持
率が向上する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のシ
ョートアーク型水銀ランプの構成によれば、内部リード
棒の外径Ｄ１と電極の外径Ｄ２を、条件（１）（Ｄ２／
Ｄ１）≧１．３と規定する。つまり、このようにするこ
とにより、陽極もしくは陰極先端の熱を内部リード棒ま
で伝わりにくくすることができ、内部リード棒は陽極も
しくは陰極の温度よりも低くなる。また、タンタルは、
この内部リード棒に取り付けられているので、陽極もし
くは陰極先端部に比べて温度の低い場所に取り付けられ
ることになる。そして、そのタンタルの取り付け場所
は、先の条件（１）に加え、陽極もしくは陰極の先端か
らタンタルのアーク側の端までの距離をＬ、内部リード
棒の外径をＤ１、陽極もしくは陰極の外径をＤ２とした
ときそれぞれを条件（２）０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／
Ｌ≦０．５と規定してなる位置である。つまり、タンタ
ルを条件（１）と条件（２）で規定される場所の内部リ
ード棒に取り付けるこによって、その温度を１３００〜
１７００℃の範囲内にすることができる。従って、タン
タルがゲッター効果を発揮して、不純ガスである酸素や
炭酸ガスなどを捕捉して、除去することができ、なおか
つ、電極の蒸発を抑えることができる。その結果、この
ショートアーク型水銀ランプを露光装置に組み込んだ場
合、露光面の照度維持率が向上する。
ョートアーク型水銀ランプの構成によれば、内部リード
棒の外径Ｄ１と電極の外径Ｄ２を、条件（１）（Ｄ２／
Ｄ１）≧１．３と規定する。つまり、このようにするこ
とにより、陽極もしくは陰極先端の熱を内部リード棒ま
で伝わりにくくすることができ、内部リード棒は陽極も
しくは陰極の温度よりも低くなる。また、タンタルは、
この内部リード棒に取り付けられているので、陽極もし
くは陰極先端部に比べて温度の低い場所に取り付けられ
ることになる。そして、そのタンタルの取り付け場所
は、先の条件（１）に加え、陽極もしくは陰極の先端か
らタンタルのアーク側の端までの距離をＬ、内部リード
棒の外径をＤ１、陽極もしくは陰極の外径をＤ２とした
ときそれぞれを条件（２）０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／
Ｌ≦０．５と規定してなる位置である。つまり、タンタ
ルを条件（１）と条件（２）で規定される場所の内部リ
ード棒に取り付けるこによって、その温度を１３００〜
１７００℃の範囲内にすることができる。従って、タン
タルがゲッター効果を発揮して、不純ガスである酸素や
炭酸ガスなどを捕捉して、除去することができ、なおか
つ、電極の蒸発を抑えることができる。その結果、この
ショートアーク型水銀ランプを露光装置に組み込んだ場
合、露光面の照度維持率が向上する。
【００２３】請求項２に記載の構成のショートアーク型
水銀ランプにおいて、タンタルが線状もしくはシート状
であるので、ランプの製造つまり電極の組み立てが容易
であり、また、取扱いも簡便になる。さらに、タンタル
がこのような形状であれば、内部リード棒に固定する
際、内部リード棒に巻き付ける方法が採用でき、比較的
簡単に取り付けられる。また、固定方法は、溶接やかし
めであるので、タンタルを主成分とする金属を内部リー
ド棒に強固に固定し、その位置がずれることがない。従
って、タンタルを主成分とする金属の温度を１３００〜
１７００℃の範囲内に固定できる。
水銀ランプにおいて、タンタルが線状もしくはシート状
であるので、ランプの製造つまり電極の組み立てが容易
であり、また、取扱いも簡便になる。さらに、タンタル
がこのような形状であれば、内部リード棒に固定する
際、内部リード棒に巻き付ける方法が採用でき、比較的
簡単に取り付けられる。また、固定方法は、溶接やかし
めであるので、タンタルを主成分とする金属を内部リー
ド棒に強固に固定し、その位置がずれることがない。従
って、タンタルを主成分とする金属の温度を１３００〜
１７００℃の範囲内に固定できる。
【００２４】請求項３に記載の構成のショートアーク型
水銀ランプにおいて、内部リード棒はそれぞれ支持して
いる陽極と陰極に一体に形成されているので、陽極およ
び陰極にそれぞれ内部リード棒をはめ込む場合と違っ
て、電極と内部リード棒との空隙がなくなり、不純ガス
の残留という問題がなくなる。
水銀ランプにおいて、内部リード棒はそれぞれ支持して
いる陽極と陰極に一体に形成されているので、陽極およ
び陰極にそれぞれ内部リード棒をはめ込む場合と違っ
て、電極と内部リード棒との空隙がなくなり、不純ガス
の残留という問題がなくなる。
【図１】本発明のショートアーク型水銀ランプの説明図
である。
である。
【図２】図１におけるショートアーク型水銀ランプの陽
極とそれを支持する内部リード棒とその内部リード棒に
取り付けられたタンタルワイヤーのみを取り出した説明
図である。
極とそれを支持する内部リード棒とその内部リード棒に
取り付けられたタンタルワイヤーのみを取り出した説明
図である。
【図３】点灯１０００時間後の放射照度維持率と取り付
け位置を変えてタンタルワイヤーの温度を変化させたと
きの実験データーである。
け位置を変えてタンタルワイヤーの温度を変化させたと
きの実験データーである。
【図４】タンタルワイヤーの温度にともなう経時的電極
の溶融関係の実験データーである。
の溶融関係の実験データーである。
【図５】タンタルワイヤーの温度にともなう経時的放射
照度維持率の実験データーである。
照度維持率の実験データーである。
１ バルブ ２ 陽極 ３ 陰極 ４ 内部リード棒 ５ 内部リード棒 ６ 金属箔 ７ 金属箔 ８ 排気チップ ９ タンタルワイヤー ９ａ タンタルワイヤーのアーク側の端
Claims (3)
- 【請求項１】 バルブ内に水銀と希ガスが封入され、該
バルブ内に対設されそれぞれ内部リード棒によって支持
された陽極及び陰極と、該内部リード棒にタンタルが取
り付けられたショートアーク型水銀ランプにおいて、 前記タンタルが取り付けられる内部リード棒の外径をＤ
１（ｍｍ）、前記タンタルが取り付けられた内部リード
棒に支持される陽極もしくは陰極の外径をＤ２（ｍ
ｍ）、前記陽極もしくは陰極の先端から前記タンタルの
アーク側の端までの距離をＬ（ｍｍ）とするとき、下記
の条件（１）および条件（２）で規定される位置に前記
タンタルが取り付けられたことを特徴とするショートア
ーク型水銀ランプ。 条件（１） （Ｄ２／Ｄ１）≧１．３ 条件（２） ０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）2 ／Ｌ≦０．５ - 【請求項２】 前記タンタルは、線状もしくはシート状
であり、溶接あるいはかしめによって前記内部リード棒
に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のシ
ョートアーク型水銀ランプ。 - 【請求項３】 前記それぞれの内部リード棒は、それぞ
れ支持している陽極及び陰極と一体に形成されているこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のショート
アーク型水銀ランプ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06317745A JP3077538B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ショートアーク型水銀ランプ |
| TW085219287U TW317977U (en) | 1994-11-29 | 1995-11-11 | Mercury lamp of the short arc type having an electrode terminal with tantalum thereon |
| EP95118792A EP0715339B2 (en) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | Mercury lamp of the short arc type |
| US08/564,004 US5712530A (en) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | Mercury lamp of the short arc type having an electrode terminal with tantalum thereon |
| KR1019950044996A KR100374234B1 (ko) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | 쇼트아크형수은램프 |
| DE69501615T DE69501615T3 (de) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | Quecksilberlampe vom Kurzbogentyp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06317745A JP3077538B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ショートアーク型水銀ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08153488A true JPH08153488A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3077538B2 JP3077538B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=18091568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06317745A Expired - Lifetime JP3077538B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ショートアーク型水銀ランプ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5712530A (ja) |
| EP (1) | EP0715339B2 (ja) |
| JP (1) | JP3077538B2 (ja) |
| KR (1) | KR100374234B1 (ja) |
| DE (1) | DE69501615T3 (ja) |
| TW (1) | TW317977U (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001126659A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh | 水銀短アーク灯 |
| KR100490579B1 (ko) * | 1997-02-07 | 2005-08-17 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 숏아크형수은램프 |
| DE102009056173A1 (de) | 2008-12-03 | 2010-08-05 | Ushio Denki K.K. | Entladungslampe vom Kurzbogentyp |
| JP2010205491A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| JP2010251234A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| KR101027283B1 (ko) * | 2008-09-10 | 2011-04-06 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 방전 램프 |
| JP2011100588A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3158972B2 (ja) * | 1995-06-26 | 2001-04-23 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型水銀ランプ及びその点灯方法 |
| JP3298453B2 (ja) * | 1997-03-18 | 2002-07-02 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
| DE19714009A1 (de) * | 1997-04-04 | 1998-10-08 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Gleichstrombogenlampe |
| DE19714008A1 (de) * | 1997-04-04 | 1998-10-08 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Gleichstrombogenlampe |
| CN1169190C (zh) * | 1999-11-11 | 2004-09-29 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 高压放电灯 |
| DE20005764U1 (de) | 2000-03-30 | 2000-06-08 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Kurzbogenlampe |
| JP2010010022A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Ushio Inc | 放電ランプ |
| JP4760964B2 (ja) * | 2009-07-02 | 2011-08-31 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2714687A (en) * | 1950-08-02 | 1955-08-02 | Gen Electric | High pressure mercury vapor electric discharge lamps |
| US3517248A (en) * | 1967-10-23 | 1970-06-23 | Us Navy | Pressure control of electrode position in gas tube |
| US3621322A (en) * | 1968-09-12 | 1971-11-16 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | High-pressure compact arc lamp with electrodes containing tantalum carbide |
| DE3716485C1 (de) * | 1987-05-16 | 1988-11-24 | Heraeus Gmbh W C | Xenon-Kurzbogen-Entladungslampe |
| KR920000942B1 (ko) * | 1988-06-23 | 1992-01-31 | 도오시바 라이텍크 가부시기가이샤 | 쇼트아크 방전등 |
| JPH0289760U (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-17 | ||
| JPH03121652A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-23 | Sharp Corp | 密着型イメージセンサー |
| US5083059A (en) * | 1990-12-31 | 1992-01-21 | Welch Allyn, Inc. | Electrode for metal halide discharge lamp |
| DE4119031C1 (en) * | 1991-06-10 | 1992-12-10 | Heraeus Instruments Gmbh, 6450 Hanau, De | Discharge lamp contg. inert and doping gases - has getter in thermal contact with one electrode for rapid heating for increased ignition ability |
| JPH0582086A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-04-02 | Toshiba Lighting & Technol Corp | メタルハライドランプ |
| DE4229317A1 (de) * | 1992-09-02 | 1994-03-03 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Hochdruckentladungslampe |
| JP2775694B2 (ja) * | 1993-05-07 | 1998-07-16 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプ |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP06317745A patent/JP3077538B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-11-11 TW TW085219287U patent/TW317977U/zh unknown
- 1995-11-29 US US08/564,004 patent/US5712530A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-29 EP EP95118792A patent/EP0715339B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-29 KR KR1019950044996A patent/KR100374234B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-11-29 DE DE69501615T patent/DE69501615T3/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100490579B1 (ko) * | 1997-02-07 | 2005-08-17 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 숏아크형수은램프 |
| JP2001126659A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh | 水銀短アーク灯 |
| KR100634643B1 (ko) * | 1999-10-25 | 2006-10-16 | 파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하 | 수은 쇼트-아크 램프 |
| KR101027283B1 (ko) * | 2008-09-10 | 2011-04-06 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 방전 램프 |
| DE102009056173A1 (de) | 2008-12-03 | 2010-08-05 | Ushio Denki K.K. | Entladungslampe vom Kurzbogentyp |
| JP2010205491A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| JP2010251234A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| JP2011100588A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| KR101237591B1 (ko) * | 2009-11-05 | 2013-02-26 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 쇼트 아크형 방전 램프 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100374234B1 (ko) | 2003-05-09 |
| DE69501615T2 (de) | 1998-05-28 |
| US5712530A (en) | 1998-01-27 |
| KR960019473A (ko) | 1996-06-17 |
| DE69501615D1 (de) | 1998-03-19 |
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| EP0715339A3 (ja) | 1996-06-19 |
| DE69501615T3 (de) | 2004-04-01 |
| TW317977U (en) | 1997-10-11 |
| EP0715339B2 (en) | 2003-07-30 |
| EP0715339A2 (en) | 1996-06-05 |
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