放电灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于曝光装置等的放电灯，尤其涉及在形成于电极内部的密闭空间中封入有传热体的电极结构。
【背景技术】
[0002]在放电灯中，公知有在电极内部形成密闭空间，封入有具有冷却功能的金属的电极(例如，参照专利文献I)。在此，是将由银等导热率高且熔点较低的金属构成的传热体封入到阳极内部。在电极温度因灯点亮而上升时，传热体熔融而液化。由此，在密闭空间内产生热对流，电极前端部的热被传导到相反侧的电极支承棒侧。
[0003]当要在电极内部形成密闭空间的情况下，准备形成有凹部的有底圆筒状主体部件和具有圆柱状突出部的盖部件，使盖部分的突出部嵌合于主体部件的凹部，使凹部端面与盖部件接合，由此形成密闭空间。作为接合方式，可以应用SPS等固相接合。
[0004]专利文献1:日本特开2012-221582号公报
【发明内容】
[0005]在使盖部件与主体部件接合时，在其接合部分处产生间隙。在灯点亮中，传热体进入该间隙时，随着灯的点亮/熄灭，传热体反复地凝固、熔融，则凝固、熔融导致的应力施加于接合部分，有可能在接合部产生裂纹乃至电极破损。
[0006]因此，在电极内部封入有传热体的电极中，需要抑制传热体对电极接合部分的伤害。
[0007]本发明的放电灯具有:放电管；以及配置在放电管内的一对电极，至少一个电极具有形成有凹部的部件(在此，称作主体部件)、以及形成有与所述凹部嵌合的突出部且与所述主体部件接合的部件(在此，称作盖部件)，在通过所述主体部件与所述盖部件的接合而在电极内部形成的筒状的密闭空间中，封入有传热体。
[0008]主体部件可以与电极前端面、电极前端部成为一体，也可以与电极前端部接合。凹部只要形成产生传热体的热对流的柱状空间即可，也可以形成为筒状。例如，在主体部件形成同轴的截面为圆状的内部空间。盖部件例如与电极支承棒接合。关于接合，例如可以应用固相接合。
[0009]在本发明中，密闭空间的盖部件侧后端部的径/直径小于所述密闭空间的中间部的径/直径。即，盖部件侧后端部的截面积尺寸小于密闭空间的中间部的截面积尺寸。其中，盖部件侧后端部表示盖部件突出部表面或其附近的位置。此外，中间部表示密闭空间的电极轴方向宽度的中间位置附近。
[0010]这样，在设置突出部而以覆盖凹部的方式使凹部端面与盖部件接合的电极结构中，通过在前端侧增大内部密闭空间的直径，传热体容易向下方流动，间隙附近的沉积得到抑制。其结果是，不会产生将要进入间隙的传热体的强烈流动，因与灯熄灭、点亮相伴进入到间隙的传热体的凝固、熔融而施加的应力下降，能够防止产生裂纹/电极破损。
[0011]如果考虑到有效地抑制传热体的沉积，则可以构成为，突出部的直径DT和与所述突出部相对的所述主体部件的后端部内径GS满足DT/GS多0.5，并且，所述主体部件的后端部内径DM和中间部内径DN满足DM/DN彡0.5。
[0012]密闭空间的空间形状可以是各种形状，可以构成为至少从中间部朝向后端部而变细。由于凹部侧面变得顺滑，使得传热体顺畅地流向下方。
[0013]例如，也可以构成为，密闭空间的直径从凹部底面侧前端部朝向后端部而变小。由于从前端部侧朝向后端部缩小直径，使得传热体的对流变得顺畅，沉积得到抑制。
[0014]关于主体部件的外径，可以沿电极轴方向大致固定，或者与内径相应地变化。例如，可以构成为主体部件的壁厚沿着电极轴方向大致固定。即使在灯点亮中，凹部的中间部、前端部附近侧面被传热体削蚀，也能够利用足够的壁厚而维持电极强度。
[0015]可以在密闭空间的后端部，沿着凹部内表面周向形成突起部。此外，通过使突出部为柱状，使突出部侧面与凹部侧面的间隙沿着电极轴方向大致固定，能够在灯熄灭后，在所述密闭空间的后端部附近，使传热体沿着凹部内表面周向凝固成环状。
[0016]根据本发明，在封入有传热体的电极中，即使在灯点亮中，也能够稳定地维持电极强度。
【附图说明】
[0017]图1是示意性示出第I实施方式的短弧型放电灯的俯视图。
[0018]图2是阳极的概略剖视图。
[0019]图3是第2实施方式的阳极的概略剖视图。
[0020]标号说明
[0021 ] 10放电灯，30阳极，32主体部件，33凹部，36盖部件，46突出部，50密闭空间，M传热体。
【具体实施方式】
[0022]下面，参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0023]图1是示意性示出第I实施方式的短弧型放电灯的平面图。
[0024]短弧型放电灯10是能够用于形成图案的曝光装置(未图示)的光源等的放电灯，具有透明石英玻璃制的放电管(发光管)12。在放电管12中，阴极20和阳极30隔开规定间隔而相对配置。
[0025]在放电管12的两侧，石英玻璃制的密封管13A、13B以相对的方式与放电管12 —体设置，密封管13A、13B的两端被灯头19A、19B封闭。放电灯10以阳极30为上侧、阴极20为下侧的方式沿着铅直方向配置。
[0026]在密封管13A、13B的内部，配设有金属制的支承阴极20、阳极30的导电性的电极支承棒17A、17B，经由金属环(未图示)、钼等的金属箔16A、16B与导电性的导棒15A、15B分别连接。密封管13A、13B与设置在密封管13A、13B内的玻璃管(未图示)熔接，由此，封入有水银和惰性气体的放电空间DS被密封。
[0027]导棒15A、15B与外部的电源部(未图示)连接，经由导棒15A、15B、金属箔16A、16B以及电极支承棒17A、17B在阴极20、阳极30之间施加电压。当向放电灯10供给电力时，在电极间产生电弧放电，放射水银亮线(紫外光)。
[0028]图2是阳极的概略剖视图。
[0029]阳极30由金属部件(以下，称作主体部件)32和与电极支承棒17B接合的金属部件(以下，称作盖部件)36构成。主体部件32是厚壁的有底筒状部件，其与圆锥台形的前端部34连成一体，以电极轴(灯轴)E为中心而形成有圆筒状凹部33，其中，前端部34具有沿着电极轴E的垂直方向的电极前端面34S。
[0030]盖部件36具有与凹部33嵌合的圆柱状突出部46，主体部件32的端面32T与盖部件36的突出部周围的端面36T接合，覆盖凹部33而进行密闭。由此，在阳极内部形成筒状的密闭空间50。以钨等为主成分的主体部件32和盖部件36为同轴配置，密闭空间50的空间区域以电极轴E为中心对称。
[0031]在此，内部形成有这样的密闭空间50的阳极30通过基于放电等离子体烧结(SPS)方式的固相接合而成形。突出部46的尺寸(直径)DT略小于凹部33的直径GS，在突出部46与凹部33之间，在凹部33的侧面50D与突出部侧面46J之间，在周向整体形成有微小的间隙CS。
[0032]在密闭空间50中封入有传热体M，该传热体M由熔点低于主体部件32、盖部件36的金属(银等)构成或者以其为主成分。在灯点亮中，电极前端部34被加热，因而传热体M熔融。主体部件32、盖部件36的熔点高于灯点亮中的密闭空间底面50B附近的温度(约1800 0C )。
[0033]熔融的传热体M在密闭空间50内进行对流，电极前端部34的热沿着电极轴E被传导到盖部件36侧。在本实施方式中，在传热体M几乎全部熔融时，传热体M基本占据密闭空间50内部，液面到达突出部表面/前端面46S。
[0034]在产生传热体M的对流时，电极前端部的热沿着电极轴E传导，前端部34的温度上升得到抑制。上升的传热体M沿着径向外侧向凹部侧面50D前进而流向电极前端侧下方。进而，在底面50B附近，沿电极轴E的方向流动而再次上升。通过这样的对流，在灯点亮中，阳极30被冷却。
[0035]基于传热体M的流动方向，在沿着电极轴E的方向将密闭空间50分成3个空间区域L1、L2、L3时，在区域LI中，主要为朝向电极轴E的方向(径向内侧)的流动，