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JP7692778B2 - Discharge lamp and method of manufacturing electrode for discharge lamp - Google Patents
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Description

本発明は、露光装置等に利用される放電ランプに関し、特に、ショートアーク型放電ランプ及び放電ランプ用電極の製造方法に関する。 The present invention relates to a discharge lamp used in exposure devices and the like, and in particular to a short arc type discharge lamp and a method for manufacturing electrodes for discharge lamps.

大型のショートアーク型放電ランプでは、半導体、液晶製造の生産効率を向上させるため、大電力化が進んでいる。大電力化に伴って電極構造が大型になると、電極の重みで封止部に負担がかかり、ガラス部材が破損する恐れがある。その対策として、特許文献1に電極背面に凹部(穴)を形成して軽量化した中空状の電極が記載されている。 Large short-arc discharge lamps are becoming increasingly high-powered in order to improve the production efficiency of semiconductor and liquid crystal manufacturing. If the electrode structure becomes larger as the power increases, the weight of the electrode puts a strain on the sealing part, and there is a risk of the glass member being damaged. As a countermeasure, Patent Document 1 describes a hollow electrode that is lightweighted by forming a recess (hole) on the back of the electrode.

特開2008-305782号公報JP 2008-305782 A

しかしながら、凹部(穴)を形成することによって電極の体積が減少し、電極の熱容量が低下してしまい、過度な温度上昇により電極を構成するタングステンが蒸発して発光管の管壁に付着する黒化が発生し、寿命を低下させる可能性があった。 However, forming a recess (hole) reduces the volume of the electrode, lowering the electrode's heat capacity, and excessive temperature rise can cause the tungsten that makes up the electrode to evaporate and adhere to the wall of the light-emitting tube, resulting in blackening and a shortened lifespan.

したがって、本発明の目的は、軽量で黒化の可能性を抑えることができる放電ランプ及び放電ランプ用電極の製造方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to provide a discharge lamp and a method for manufacturing electrodes for a discharge lamp that are lightweight and have a reduced risk of blackening.

本発明は、放電管と、
放電管内に対向配置される一対の電極とを備え、
少なくとも一方の電極が、内部空間を有し、
内部空間に、内部空間を構成する電極素材よりも密度が低く、金属以外の無機物及び/又は有機物から成る伝熱体が設けられ、
伝熱体の沸点は、内部空間を構成する電極素材の沸点より低く、放電ランプが点灯している時に沸騰することを特徴とする放電ランプである。
本発明は、放電管と、
放電管内に対向配置される一対の電極とを備え、
少なくとも一方の電極が、内部空間を有し、
内部空間に、アルゴン、クリプトン、キセノンのうち少なくとも1種と、金属以外の無機物及び/又は有機物から成る伝熱体とが封入され、
伝熱体の沸点は、内部空間を構成する電極素材の沸点より低く、放電ランプが点灯している時に沸騰することを特徴とする放電ランプである。
また、本発明は、中心軸周りに凹部を形成した胴体部材と、胴体部材の凹部を覆う蓋部材とを成形し、胴体部材の凹部に、金属以外の無機物及び/又は有機物から成り、沸点が凹部を構成する電極素材の沸点より低く、放電ランプが点灯している時に沸騰する伝熱体を置き、
胴体部材もしくは胴体部材と接合する中間部材と、蓋部材を固相接合することを特徴とする放電ランプ用電極の製造方法である。
The present invention includes a discharge tube and
A pair of electrodes disposed opposite each other within the discharge tube,
At least one of the electrodes has an interior space;
A heat transfer body having a lower density than the electrode material constituting the internal space and made of an inorganic material and/or an organic material other than metal is provided in the internal space;
The boiling point of the heat conductor is lower than the boiling point of the electrode material constituting the internal space, and the discharge lamp is characterized in that it boils when the discharge lamp is turned on.
The present invention includes a discharge tube and
A pair of electrodes disposed opposite each other within the discharge tube,
At least one of the electrodes has an interior space;
At least one of argon, krypton, and xenon and a heat transfer body made of an inorganic material and/or an organic material other than metal are enclosed in the internal space,
The boiling point of the heat conductor is lower than the boiling point of the electrode material constituting the internal space, and the discharge lamp is characterized in that it boils when the discharge lamp is turned on.
The present invention also provides a method for producing a discharge lamp comprising the steps of: forming a body member having a recess around a central axis; and forming a cover member for covering the recess of the body member; and placing a heat transfer body in the recess of the body member, the heat transfer body being made of an inorganic material and/or an organic material other than metal, the heat transfer body having a boiling point lower than the boiling point of the electrode material constituting the recess , and boiling when the discharge lamp is turned on;
The method for manufacturing an electrode for a discharge lamp is characterized in that a body member or an intermediate member to be joined to the body member is solid-state joined to a lid member.

少なくとも一つの実施形態によれば、電極を軽量化することができ、且つ電極素材の蒸発による黒化を抑えることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果又はそれらと異質な効果であっても良い。 According to at least one embodiment, the electrode can be made lighter and blackening due to evaporation of the electrode material can be suppressed. Note that the effects described here are not necessarily limited to those described herein, and may be any of the effects described in this specification or effects different from those effects.

図1は、本発明を適用できるショートアーク型放電ランプを模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic diagram of a short arc type discharge lamp to which the present invention can be applied. 図2は、本発明の一実施形態の陽極の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an anode according to one embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態の変形例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modified example of an embodiment of the present invention.

図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図1は、一実施形態であるショートアーク型放電ランプを模式的に示した図である。ショートアーク型放電ランプ10は、パターン形成する露光装置の光源などに使用可能な放電ランプであり、透明な石英ガラス製の放電管(発光管)11を備える。放電管11には、陰極20、陽極30が所定間隔をもって対向配置される。 One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a short arc type discharge lamp according to one embodiment. The short arc type discharge lamp 10 is a discharge lamp that can be used as a light source for an exposure device that forms a pattern, and includes a discharge tube (light emitting tube) 11 made of transparent quartz glass. A cathode 20 and an anode 30 are arranged opposite each other with a predetermined distance between them in the discharge tube 11.

管球状の放電管11の両側には、対向するように石英ガラス製の封止管12a及び12bが放電管11と一体的に設けられており、封止管12a及び12bの両端は、口金13a及び13bによって塞がれている。封止管12a、12bの内部には、金属性の陰極20、陽極30を支持する導電性の電極支持棒14a、14bが配設され、金属リング(図示せず)、モリブデンなどの金属箔15a、15bを介して導電性のリード棒16a、16bにそれぞれ接続される。封止管12a、12bは、封止管12a、12b内に設けられるガラス管(図示せず)と溶着されており、これによって、水銀、および希ガスが封入された放電空間が封止される。放電ランプ10は、陽極30が上側、陰極20が下側となるように鉛直方向に沿って配置されている。 Quartz glass sealing tubes 12a and 12b are integrally provided on both sides of the bulb-shaped discharge tube 11 so as to face each other, and both ends of the sealing tubes 12a and 12b are sealed by bases 13a and 13b. Conductive electrode support rods 14a and 14b supporting metallic cathode 20 and anode 30 are provided inside the sealing tubes 12a and 12b, and are connected to conductive lead rods 16a and 16b via metal rings (not shown) and metal foils 15a and 15b such as molybdenum. The sealing tubes 12a and 12b are fused to glass tubes (not shown) provided inside the sealing tubes 12a and 12b, thereby sealing the discharge space containing mercury and rare gas. The discharge lamp 10 is arranged vertically so that the anode 30 is on the upper side and the cathode 20 is on the lower side.

リード棒16a、16bは外部の電源部に接続され、金属部材、金属箔及び電極支持棒14a、14bを介して陰極20、陽極30の間に電圧が印加される。放電ランプ10に電力が供給されると、電極間でアーク放電が発生し、水銀による輝線(紫外光)が放射される。 The lead rods 16a and 16b are connected to an external power supply, and a voltage is applied between the cathode 20 and the anode 30 via the metal member, the metal foil, and the electrode support rods 14a and 14b. When power is supplied to the discharge lamp 10, an arc discharge occurs between the electrodes, and mercury emits bright lines (ultraviolet light).

なお、放電ランプ10の周囲には、回転楕円体である反射ミラー(集光ミラー)(図示せず)が配置されて照明装置が構成される。ランプ点灯時、放電ランプ10から放射された光は、反射ミラーで反射する。反射光は二次焦点に集光し、図示しない照明光学系などを介して照射対象物へ導かれる。例えば、照明装置が露光装置内に設けられている場合、基板の感光面に光が照射される。 The illumination device is configured by arranging a spheroidal reflecting mirror (light-collecting mirror) (not shown) around the discharge lamp 10. When the lamp is turned on, the light emitted from the discharge lamp 10 is reflected by the reflecting mirror. The reflected light is collected at a secondary focus and guided to an object to be illuminated via an illumination optical system (not shown). For example, if the illumination device is provided in an exposure device, the light is irradiated onto the photosensitive surface of a substrate.

図2は、図1に示す放電ランプの陽極30の拡大断面図である。以下の説明では、本発明を陽極に対して適用した例を説明するが、陰極20又は陰極20及び陽極30に対しても本発明を適用することができる。陽極30は、胴体部材31と蓋部材32を有する。蓋部材32に対して電極支持棒14bが嵌合されている。 Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the anode 30 of the discharge lamp shown in Figure 1. In the following explanation, an example in which the present invention is applied to the anode is described, but the present invention can also be applied to the cathode 20 or the cathode 20 and the anode 30. The anode 30 has a body member 31 and a cover member 32. The electrode support rod 14b is fitted into the cover member 32.

胴体部材31は、一端面が閉塞され、他端面が開放された筒状例えば円筒状のものである。すなわち、中心軸回りに凹部を有する。胴体部材31の開放端面に対して蓋部材32が拡散接合される。胴体部材31及び蓋部材32は、タングステン、モリブデンなどの金属又はこれらの合金からなる。凹部の開放端面が蓋部材32によって閉塞されることによって胴体部材31に密閉された内部空間Sが形成される。 The body member 31 is tubular, e.g., cylindrical, with one end face closed and the other end face open. In other words, it has a recess around the central axis. The lid member 32 is diffusion bonded to the open end face of the body member 31. The body member 31 and the lid member 32 are made of a metal such as tungsten or molybdenum, or an alloy of these. A sealed internal space S is formed in the body member 31 by closing the open end face of the recess with the lid member 32.

内部空間Sに対して、ここでは固体状の伝熱体33が設けられる。伝熱体33は、内部空間Sの30%~80%例えば約70%の体積とされる。伝熱体33は、内部空間Sを構成する胴体部材31及び蓋部材32の電極素材よりも密度が小さく、金属以外の無機物及び/又は有機物から成る。金属以外の無機物及び/又は有機物とは、例えば、酸化物、炭化物、塩類のいずれかあるいはこれらの組み合わせであり、又は樹脂系である。具体的には、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ケイ素、炭化カルシウム、フッ化マグネシウム(MgF )、フッ化カルシウム(CaF )、フッ素樹脂、シリコン樹脂などが伝熱体33の材質として挙げられる。以下、本実施形態では、伝熱体33にフッ化マグネシウムあるいはフッ化カルシウムを使用した場合を例に説明する。 In this embodiment, a solid heat transfer body 33 is provided in the internal space S. The heat transfer body 33 has a volume of 30% to 80%, for example, about 70%, of the internal space S. The heat transfer body 33 has a lower density than the electrode materials of the body member 31 and the cover member 32 that constitute the internal space S, and is made of inorganic and/or organic substances other than metals. The inorganic and/or organic substances other than metals are, for example, oxides, carbides, salts, or combinations of these, or resins. Specifically, tungsten oxide, bismuth oxide, silicon oxide, calcium carbide, magnesium fluoride (MgF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), fluororesin, silicon resin, and the like are examples of materials for the heat transfer body 33. In the following, in this embodiment, a case where magnesium fluoride or calcium fluoride is used for the heat transfer body 33 will be described as an example.

胴体部材31及び蓋部材32の電極素材がタングステンの場合、密度が(19.25g/cm^3)である。フッ化マグネシウムの密度が(3.15g/cm^3)である。フッ化カルシウムの密度が(3.18g/cm^3)である。非金属のフッ化マグネシウム及びフッ化カルシウムは、電極素材のタングステンに比して密度が小さい。 When the electrode material of the body member 31 and the cover member 32 is tungsten, the density is (19.25 g/cm^3). The density of magnesium fluoride is (3.15 g/cm^3). The density of calcium fluoride is (3.18 g/cm^3). The non-metallic magnesium fluoride and calcium fluoride have a lower density than the electrode material tungsten.

したがって、金属以外から成る伝熱体33を封入した陽極30は、内部空間Sが金属によって占められている陽極と比較して軽量化することができる。放電ランプは、図1に示すように、片持ち梁構造のため、電極を軽量化することで封止管のクラックや電極支持棒の破損(折れ)を防止できる。また、内部空間Sに伝熱体33を封入しているので、従来のような中空電極と比較して熱容量が増加し、黒化の可能性を低減することができる。さらに、伝熱体33が伝熱機能を有することで、支持棒14b側へ熱を輸送でき、電極(陽極30)の先端部の温度低下に寄与する。 Therefore, the anode 30 in which the heat transfer body 33 made of a material other than metal is enclosed can be made lighter than an anode in which the internal space S is occupied by metal. As shown in FIG. 1, a discharge lamp has a cantilever structure, so by making the electrode lighter, it is possible to prevent cracks in the sealed tube and damage (breakage) of the electrode support rod. In addition, since the heat transfer body 33 is enclosed in the internal space S, the heat capacity is increased compared to a conventional hollow electrode, and the possibility of blackening can be reduced. Furthermore, since the heat transfer body 33 has a heat transfer function, it can transport heat to the support rod 14b side, contributing to a decrease in the temperature of the tip of the electrode (anode 30).

また、伝熱体33の沸点は、内部空間Sを構成する胴体部材31及び蓋部材32の電極素材の沸点より低く、放電ランプ10が点灯している時に沸騰するものである。胴体部材31及び蓋部材32の電極素材がタングステンの場合、融点が(約3410℃)であり、沸点が(約5555℃)である。フッ化マグネシウムの融点が(約1263℃)であり、沸点が(約2260℃)である。フッ化カルシウムの融点が(約1418℃)であり、沸点が(約2533℃)である。これらの無機化合物からなる伝熱体33の融点及び沸点は、電極素材より低い。すなわち、伝熱体33は、内部空間Sを構成する電極素材(タングステンやモリブデン)よりも沸点が低く、少なくとも放電ランプが点灯している時に沸騰する伝熱体である。点灯中に伝熱体が気化することによって、気化熱及び沸騰伝熱により、さらに電極の温度が低下する。 The boiling point of the heat transfer body 33 is lower than that of the electrode material of the body member 31 and the cover member 32 that constitute the internal space S, and boils when the discharge lamp 10 is lit. When the electrode material of the body member 31 and the cover member 32 is tungsten, the melting point is (approximately 3410°C) and the boiling point is (approximately 5555°C). The melting point of magnesium fluoride is (approximately 1263°C) and the boiling point is (approximately 2260°C). The melting point of calcium fluoride is (approximately 1418°C) and the boiling point is (approximately 2533°C). The melting point and boiling point of the heat transfer body 33 made of these inorganic compounds are lower than those of the electrode material. In other words, the heat transfer body 33 is a heat transfer body that has a lower boiling point than the electrode material (tungsten or molybdenum) that constitutes the internal space S, and boils at least when the discharge lamp is lit. When the heat transfer material evaporates during operation, the temperature of the electrodes drops further due to the heat of vaporization and boiling heat transfer.

放電ランプの点灯時に陽極30の先端部の温度が非常に高温となる(例えば2000℃~2500℃)。伝熱体33がフッ化マグネシウム又はフッ化カルシウムの場合、点灯後に陽極30の温度上昇に伴って伝熱体33が固体から液体となり、さらに、沸騰する。沸点は、液体が気体に変化する温度であり、点灯状態では、伝熱体33が液体と気体の両方の状態で存在する。伝熱体33は、その沸点が、内部空間Sの最低温度よりも高く、内部空間Sの最高温度よりも低い伝熱体であり、内部空間S内において相転移を繰り返す。したがって、液体の対流と、気化熱と、沸騰伝熱の3つの伝熱方法により、陽極30の先端部で発生した熱を陽極30の電極支持棒14b側に輸送することによって陽極30の先端部の温度上昇を抑えることができ、陽極30のタングステンの蒸発を抑えることができる。 When the discharge lamp is turned on, the temperature of the tip of the anode 30 becomes very high (for example, 2000°C to 2500°C). If the heat conductor 33 is magnesium fluoride or calcium fluoride, the heat conductor 33 changes from a solid to a liquid as the temperature of the anode 30 rises after lighting, and then boils. The boiling point is the temperature at which a liquid changes to a gas, and in the lit state, the heat conductor 33 exists in both a liquid and a gas state. The heat conductor 33 is a heat conductor whose boiling point is higher than the minimum temperature of the internal space S and lower than the maximum temperature of the internal space S, and repeats phase transitions within the internal space S. Therefore, by using the three heat transfer methods of liquid convection, vaporization heat, and boiling heat transfer, the heat generated at the tip of the anode 30 can be transported to the electrode support rod 14b side of the anode 30, thereby suppressing the temperature rise at the tip of the anode 30 and suppressing the evaporation of tungsten from the anode 30.

図3は、本発明の陽極30の変形例(陽極30A)を示す。この陽極30Aは、内部空間Sの底面の中央付近が凸面状となるような凸状曲面34を有する。凸状曲面34は、蓋部材32側に向かって徐々にその突出高さが高くなっており、突起のような急激な変形で構成されていない。この凸状曲面34によって、伝熱体33の相変化時に生じる応力が緩和される。すなわち、底面に緩やかな凸状曲面34を形成することで、底面を局所的に変形させようとする力が緩和され、応力集中をさせないようにできる。特に、伝熱体33が沸騰すると内部空間Sの内圧は高くなるので、積極的に沸騰伝熱を利用する本発明にとっては、応力集中を避けることができる凸状曲面34は有利な構成となる。また、好ましくは、底面の全体が曲面を有し、中央付近が凸面状にするとよい。
FIG. 3 shows a modified example (anode 30A) of the anode 30 of the present invention. This anode 30A has a convex curved surface 34 in which the center of the bottom surface of the internal space S is convex. The convex curved surface 34 gradually increases in height toward the lid member 32 side, and is not configured with a sudden deformation like a protrusion. This convex curved surface 34 relieves the stress generated during the phase change of the heat transfer body 33. That is, by forming a gentle convex curved surface 34 on the bottom surface, the force that locally deforms the bottom surface is relieved, and stress concentration can be prevented. In particular, since the internal pressure of the internal space S increases when the heat transfer body 33 boils, the convex curved surface 34 that can avoid stress concentration is an advantageous configuration for the present invention that actively utilizes boiling heat transfer. In addition, it is preferable that the entire bottom surface has a curved surface and the center is convex.

内部空間Sには、伝熱体33が存在しない空間があるので、この空間に不活性ガス(希ガス)を封入する。希ガスは、アルゴン、クリプトン、キセノンのいずれかである。これらの希ガスは、異なる熱伝導率を有する。熱伝導率の大小関係は、(キセノン<クリプトン<アルゴン)の関係がある。希ガスの熱伝導率に応じて、希ガスから電極支持棒14b側に伝わる熱量が変わるため、内部空間S内の温度も変わる。例えば、熱伝導率の高い希ガスであれば、多くの熱が電極支持棒14b側に伝わるため、内部空間S内の温度は抑えられる。内部空間S内の温度が低い状態で、熱伝導率の高い希ガスは伝熱体33からの熱が伝わりやすい。熱を奪われた伝熱体は、その分沸騰しにくくなる。すなわち、沸騰するまでの時間が長くなる。このように、伝熱体33が沸騰するまでの時間を短くしたい場合は熱伝導率の低い希ガスを封入し、沸騰するまでの時間を長くしたい場合は熱伝導率の高い希ガスを封入する。封入する希ガスの種類により、伝熱体33が沸騰するまでの時間を変化させることができる。 In the internal space S, there is a space where the heat transfer body 33 does not exist, so an inert gas (rare gas) is sealed in this space. The rare gas is either argon, krypton, or xenon. These rare gases have different thermal conductivities. The relationship between the thermal conductivities is (xenon < krypton < argon). Depending on the thermal conductivity of the rare gas, the amount of heat transferred from the rare gas to the electrode support rod 14b side changes, so the temperature in the internal space S also changes. For example, if the rare gas has a high thermal conductivity, a lot of heat is transferred to the electrode support rod 14b side, so the temperature in the internal space S is suppressed. When the temperature in the internal space S is low, the rare gas with a high thermal conductivity easily transfers heat from the heat transfer body 33. The heat transfer body from which heat has been removed becomes less likely to boil. In other words, it takes longer to boil. In this way, if you want to shorten the time it takes for the heat transfer body 33 to boil, you can fill it with a rare gas that has a low thermal conductivity, and if you want to lengthen the time it takes for the heat transfer body 33 to boil, you can fill it with a rare gas that has a high thermal conductivity. Depending on the type of rare gas filled in, you can change the time it takes for the heat transfer body 33 to boil.

例えば、点灯初期から早めに伝熱体33を沸騰させて陽極30、30Aの温度上昇を抑制したい場合は熱伝導率の低い希ガスを封入する。一方、伝熱体33の急な沸騰により内部空間Sの急な内圧上昇が生じると、陽極30、30Aを破損する可能性があるため、熱伝導率の高い希ガスを封入し、沸騰までの時間を長くするような調整がなされる。 For example, if it is desired to boil the heat transfer body 33 early on in the lighting process to suppress the temperature rise of the anodes 30 and 30A, a rare gas with low thermal conductivity is enclosed. On the other hand, if a sudden boiling of the heat transfer body 33 causes a sudden increase in the internal pressure of the internal space S, there is a possibility that the anodes 30 and 30A may be damaged, so a rare gas with high thermal conductivity is enclosed and adjustments are made to lengthen the time until boiling.

図2に示す陽極30の製造方法について説明する。タングステンなどからなる中心軸周りに凹部を形成した胴体部材31の開口側端面が研磨された接合面とされる。同様にタングステンなどからなる円板状の蓋部材32の下端面が研磨されて接合面とされる。 The manufacturing method of the anode 30 shown in Figure 2 will be described. The open end surface of the body member 31, which is made of tungsten or the like and has a recess formed around its central axis, is polished to form a joining surface. Similarly, the lower end surface of the disk-shaped cover member 32, which is made of tungsten or the like, is polished to form a joining surface.

次に、胴体部材31に形成されている凹部(内部空間S)に対して金属以外の無機物及び/又は有機物から成る伝熱体33が置かれる。
次いで、胴体部材31の開口端面に蓋部材32が重ねられて開口が閉じられる。そして、ブロックを介して胴体部材31と蓋部材32の上下を加圧電極によって挟み、所定の圧力をかけた状態で通電加熱する。この接合処理によって胴体部材31と蓋部材32が固相接合される。なお、胴体部材31と蓋部材32の間に中間部材を挿入してもよい。
次いで、固相接合された胴体部材31と蓋部材32のそれぞれを所定の切削線に沿って切削加工して最終的な電極形状とする。これにより、図2に示すような、内部空間Sに伝熱体33が封入された陽極30が形成される。なお、内部空間Sに不活性ガスを入れる場合、気体状態で入れてもよいし、液体窒素で固化させた状態で入れてもよい。
Next, a heat transfer body 33 made of an inorganic material and/or an organic material other than metal is placed in the recess (internal space S) formed in the body member 31 .
Next, the lid member 32 is placed on the open end face of the body member 31 to close the opening. Then, the top and bottom of the body member 31 and the lid member 32 are sandwiched between pressure electrodes via a block, and heated by applying an electric current while applying a predetermined pressure. This joining process results in a solid-state joining of the body member 31 and the lid member 32. An intermediate member may be inserted between the body member 31 and the lid member 32.
Next, the solid-phase-joined body member 31 and cover member 32 are each cut along a predetermined cutting line to form a final electrode shape. As a result, an anode 30 is formed in which a heat transfer body 33 is sealed in an internal space S, as shown in Fig. 2. When an inert gas is introduced into the internal space S, the inert gas may be introduced in a gaseous state or in a state solidified with liquid nitrogen.

以上、本技術の一実施の形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、本発明は、水銀を含まないショートアーク型キセノンランプや、ショートアーク型以外の放電ランプに対しても適用することができる。有機物系の伝熱体の場合、1kW以下の電力が投入される小型の放電ランプに対しても適用することができる。また、伝熱体は放電ランプが点灯している時に液体と気体の両方の状態で存在することが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。すなわち、溶融した伝熱体の対流による伝熱機能だけでも電極の温度を低下させることができる。また、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。 Although one embodiment of the present technology has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the present invention can be applied to a short-arc type xenon lamp that does not contain mercury, and a discharge lamp other than the short-arc type. In the case of an organic heat transfer material, the present invention can also be applied to a small discharge lamp to which a power of 1 kW or less is input. In addition, it is preferable that the heat transfer material exists in both a liquid and a gas state when the discharge lamp is turned on, but this is not necessarily the case. In other words, the temperature of the electrode can be reduced only by the heat transfer function due to convection of the molten heat transfer material. In addition, the configurations, methods, processes, shapes, materials, and values given in the above-mentioned embodiment are merely examples, and different configurations, methods, processes, shapes, materials, and values may be used as necessary.

10・・・放電ランプ、11・・・放電管、12a,12b・・・封止管、
13a,13b・・・口金、14a,14b・・・電極支持棒、20・・・陰極、
30・・・陽極、31・・・胴体部材、32・・・蓋部材、33・・・伝熱体、
S・・・内部空間
10: discharge lamp, 11: discharge tube, 12a, 12b: sealed tube,
13a, 13b... metal caps, 14a, 14b... electrode support rods, 20... cathode,
30: anode; 31: body member; 32: cover member; 33: heat transfer body;
S...Internal space

Claims (8)

放電管と、
前記放電管内に対向配置される一対の電極とを備え、
少なくとも一方の電極が、内部空間を有し、
前記内部空間に、前記内部空間を構成する電極素材よりも密度が低く、金属以外の無機物及び/又は有機物から成る伝熱体が設けられ
前記伝熱体の沸点は、前記内部空間を構成する電極素材の沸点より低く、放電ランプが点灯している時に沸騰することを特徴とする放電ランプ。
A discharge tube;
A pair of electrodes disposed opposite each other within the discharge tube,
At least one of the electrodes has an interior space;
A heat transfer body having a lower density than the electrode material constituting the internal space and made of an inorganic material and/or an organic material other than metal is provided in the internal space ;
A discharge lamp characterized in that the boiling point of the heat transfer body is lower than the boiling point of the electrode material constituting the internal space, and the heat transfer body boils when the discharge lamp is turned on .
前記伝熱体は、放電ランプが点灯している時に、気体と液体の両方の状態で存在することを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。 2. The discharge lamp according to claim 1 , wherein the heat conductor exists in both a gaseous and liquid state when the discharge lamp is turned on. 前記伝熱体は、酸化物、炭化物、塩類のいずれかあるいはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項1又は2に記載の放電ランプ。 3. The discharge lamp according to claim 1 , wherein the heat conductor is any one of an oxide, a carbide, and a salt, or a combination of these. 前記伝熱体は、フッ化マグネシウム或いはフッ化カルシウムであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の放電ランプ。 4. The discharge lamp according to claim 1 , wherein the heat conductor is made of magnesium fluoride or calcium fluoride. 前記内部空間の底面は曲面を有し、前記曲面の中央付近が凸面状であることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の放電ランプ。 5. The discharge lamp according to claim 1 , wherein the bottom surface of the internal space has a curved surface, and a central portion of the curved surface is convex. 前記底面の全体が曲面に形成され、前記曲面の中央付近が凸面状であることを特徴とする請求項に記載の放電ランプ。 6. The discharge lamp according to claim 5 , wherein the entire bottom surface is curved, and the central portion of the curved surface is convex. 放電管と、
前記放電管内に対向配置される一対の電極とを備え、
少なくとも一方の電極が、内部空間を有し、
前記内部空間に、アルゴン、クリプトン、キセノンのうち少なくとも1種と、金属以外の無機物及び/又は有機物から成る伝熱体とが封入され
前記伝熱体の沸点は、前記内部空間を構成する電極素材の沸点より低く、放電ランプが点灯している時に沸騰することを特徴とする放電ランプ。
A discharge tube;
A pair of electrodes disposed opposite each other within the discharge tube,
At least one of the electrodes has an interior space;
The internal space is filled with at least one of argon, krypton, and xenon, and a heat transfer body made of an inorganic material and/or an organic material other than metal ,
A discharge lamp characterized in that the boiling point of the heat transfer body is lower than the boiling point of the electrode material constituting the internal space, and the heat transfer body boils when the discharge lamp is turned on .
中心軸周りに凹部を形成した胴体部材と、前記胴体部材の凹部を覆う蓋部材とを成形し、前記胴体部材の凹部に、金属以外の無機物及び/又は有機物から成り、沸点が前記凹部を構成する電極素材の沸点より低く、放電ランプが点灯している時に沸騰する伝熱体を置き、
前記胴体部材もしくは前記胴体部材と接合する中間部材と、前記蓋部材を固相接合することを特徴とする放電ランプ用電極の製造方法。
a body member having a recess formed around a central axis and a cover member for covering the recess of the body member, and a heat transfer body made of an inorganic material and/or an organic material other than metal, having a boiling point lower than the boiling point of the electrode material constituting the recess , and boiling when the discharge lamp is turned on, is placed in the recess of the body member;
A method of manufacturing an electrode for a discharge lamp, comprising solid-state bonding the body member or an intermediate member to be bonded to the body member and the lid member.
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JP2012133994A (en) 2010-12-21 2012-07-12 Orc Manufacturing Co Ltd Discharge lamp
JP2016058376A (en) 2014-09-04 2016-04-21 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company High intensity discharge lamp assembly and method
JP2016115644A (en) 2014-12-18 2016-06-23 ウシオ電機株式会社 Short arc type discharge lamp
JP2020098774A (en) 2018-12-04 2020-06-25 オスラム ゲーエムベーハーOSRAM GmbH Electrodes for gas discharge lamps and gas discharge lamps

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012133994A (en) 2010-12-21 2012-07-12 Orc Manufacturing Co Ltd Discharge lamp
JP2016058376A (en) 2014-09-04 2016-04-21 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company High intensity discharge lamp assembly and method
JP2016115644A (en) 2014-12-18 2016-06-23 ウシオ電機株式会社 Short arc type discharge lamp
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