放电灯制造技术

本发明专利技术涉及放电灯。其课题在于，构成组合了各种固体而不会对电极特性产生影响的电极。作为解决手段，在短弧型放电灯中，通过ＳＰＳ接合高熔点的金属部件（４０）和导热系数高的金属部件（５０）来构成阳极（３０）。通过对圆锥台形状的金属部件（４０）和圆柱形状的金属部件（５０）进行接合，沿着与电极轴（Ｘ）垂直的方向、即阳极截面径向形成接合面（Ｓ）。接合面（Ｓ）附近的晶粒的直径沿着接合面均匀，沿着接合面垂直方向大致均匀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在曝光装置等中使用的放电灯，尤其涉及短弧型放电灯等高输出放电 灯的电极结构。
技术介绍
短弧型放电灯将高亮度的光照射到基板等曝光对象物上。由于曝光对象物的大型 化，并且由于生产率的提高，要求放电灯的高输出化，随之要求额定消耗功率的增加。在进 行大功率化时，现有的电极结构会对电子发射、热放出、耐久性等产生影响。因此，要求组合 了结晶、种类等不同的金属的电极结构。例如，当增大额定功率时，阴极前端部中的电流密度较大，因此电极消耗剧烈，电 弧放电的辉点移动而成为不稳定的放电。因此，作为使电弧放电稳定的结构，公知有以下的 电极结构通过直流放电处理装置熔融阴极前端部，使前端部的结晶结构粗大化(参照专 利文献1)。此外，当增大额定功率时，在灯的电极间流过的电流量增加，电极温度上升。尤其 是，阳极前端部成为高温状态，随着时间经过，阳极前端部融熔、蒸发。其结果，由于不稳定 的电弧放电和阳极熔融造成的金属在管内表面附着等，发光效率降低，并且灯寿命由于电 极消耗而降低。为了防止这种过热造成的电极熔融，公知有以下的电极结构将相比金属的电极 主体导热系数高、熔点低的金属材料封入到主体内部空间中(参照专利文献2)。因此，在有 底的筒状的金属部件上焊接盖部件，形成设置了密闭空间的电极。专利文献1 日本特开2002-110083号公报专利文献2 日本特开2004-259644号公报即使改变电极表面附近的结晶结构、金属组成，也不能整体性地较大程度地改善 导热性、导电性、耐久性等电极特性。尤其是，在大输出型放电灯的情况下，不能期望热放出 特性的较大提高。但是，在组合相同种类、或者不同种类的部件来构成电极时，部件间的接 合状态会对耐久性、导热性等产生影响。例如，在通过电子束焊接等焊接来接合金属部件，从而构成电极的情况下，金属结 晶的直径沿着接合面增大，直径的大小变得不均勻。此外，结晶直径沿着电极轴方向的变化 变得不连续，在接合部分上出现结晶边界。因此，电极强度在接合部分处下降。此外，在结晶直径的大小等金属组织在接合面附近不均勻或者不连续的情况下， 沿着电极轴方向的热的传导特性在整个接合面上不均勻，不能很好地进行电极内部的热输 送。其结果，在电极内部产生局部的过热状态，从而加快电极消耗。由此，要求以不对电极特性产生不利影响的方式来组合多个部件构成电极。
技术实现思路
本专利技术的放电灯具有放电管、以及配置在放电管内的一对电极，构成为例如短弧型放电灯(尤其是大输出放电灯)。此外，放电灯的至少一个电极由固相接合了多个固体部件而形成的电极构成，至少一个固体部件由金属部件构成。例如，能够接合多个金属部件， 构成电极的固体部件的数量是任意的。此外，可以直接接合固体部件彼此，或者也可以在部 件之间夹设用于提高接合性能等的部件来进行接合(还能够将该夹设部件视作多个固体 部件)。在构成电极主体的多个固体部件中，包括有被电极支承棒支承的固体部件(以下 称作后端侧固体部件)、以及具有电极前端面的固体部件(以下称作前端侧固体部件)，通 过在后端侧固体部件和前端侧固体部件之间进行固相接合来形成电极。在固相接合中，使 固体部件间的接合面接触，一边加压加热一边接合固体部件彼此。在本专利技术中，形成金属部件的接合面的晶粒(以下称作接合面晶粒)的至少一部 分由于接合而变形。另一方面，除其以外的晶粒在接合前后实质上不变形。例如，接合面晶 粒在整个接合面(有助于接合的面)的范围内产生晶粒的变形或者晶界移动，晶粒的变形 成为有助于接合的变形。尤其是，在接合面不是超平滑面的情况下，容易形成较大的晶粒， 从而产生微小的间隙。另一方面，关于接合面晶粒以外的金属晶粒，在接合面附近，沿接合面垂直方向实 质上不产生起因于接合的变形。此处，所谓“实质上不产生”，是指不产生直接有助于接合的 晶粒变形(晶粒生成)、晶界移动，接合前的晶粒在接合后基本上不变形。通过这种固相接合，即将接合面晶粒用于直接接合，将除此以外的金属组织(晶 粒)用于不受接合影响的部件间接合，由此，接合后的金属部件的接合面附近的结晶直径 具有均勻的特性。即，金属部件的晶粒沿着金属部件的接合面大致均勻，并且，沿着接合面 垂直方向大致均勻。由此，在接合面附近，不会如电子束焊接等那样生成一次、二次再结晶造成的粗大 晶粒，并且不会产生粗大晶粒沿着接合面垂直方向形成为层状，而结晶直径等金属组织特 性不会在接合面方向以及接合面垂直方向产生不连续性变化。由此，对于接合面上的金属结晶组织，成为关于耐久性和导热性的二者的平衡好 的优异结构。在接合面上能够通过可靠的固相接合得到必要的强度，另一方面，关于热输 送、导电性方面，仅在接合面上结晶特性和其他金属组织不同。因此，其能力与一体结构的 电极相比不会显著下降。由此，在接合面附近导电性、导热性、耐久性稳定，因此不用担心导热性、耐久性等 局部降低，从而产生急剧的部分性电极消耗。由此，能够选择不同种类或者相同种类的固体 部件，在自由设计电极形状的同时进行接合，以提高导热性、电子发射特性、耐久性等，从而 能够得到具有优异特性的电极结构。此外，本专利技术的另一方面的放电灯用电极为配置在放电灯的放电管内，且由多个 固体部件构成的电极，所述多个固体部件包括包含电极前端面的前端侧固体部件和被电极 支承棒支承的后端侧固体部件，该放电灯用电极的特征在于，通过在前端侧固体部件和后 端侧固体部件之间对多个固体部件进行固相接合而形成，多个固体部件中的至少一个为金 属部件，形成金属部件的接合面的接合面晶粒的至少一部分由于接合而变形，关于接合面 晶粒以外的金属晶粒，在接合面附近，沿接合面垂直方向实质上不产生因接合造成的变形。另一方面，本专利技术的又一方面的放电灯、或者放电灯用电极能够具有在固相接合中使接合面倾斜化的电极。即，放电灯具有放电管、以及配置在放电管内的一对电极，其中 至少一个电极为由多个固体部件固相接合而形成的电极。 此外，多个固体部件中的至少一个为金属部件，金属部件的结晶直径沿着部件间 的接合面大致均勻，在金属部件的接合面附近，金属结晶、结晶组织沿着接合面垂直方向倾 斜化。“倾斜化”记载在例如以下的参考文献1、2中。参考文献1“特許流通支援+ ~ —卜” 15年度化学14軽金属基複合材料独立行政法人工業所有権·研修館1. 1. 1軽金属基複合材料O技術(7)傾斜化(http//www. ryutu. inpit. go. jp/chart/H15/kagakul4/l/l-l. pdf)参考文献2“傾斜機能材料 技術展開” m * 一出版、2009年9月22日発行 第1章傾斜機能材料O外観1. 3傾斜機能材料O基本概念、第5、6頁1. 6傾斜機能材料O展望第10頁如文献1、2所记载那样，所谓倾斜化，是指使组成、组织或除此以外的功能在其内 部连续性变化的状态。在本申请专利技术的情况下，表示金属结晶、即金属部件的结构关于自身 的特性、性质、功能，沿着接合面垂直方向连续性或阶段性变化的情况，是指在其接合面附 近发现了分布(倾斜)结构的情况。例如，作为一个具体特征，在使包括了金属部件的多个 固体部件固相接合时，结晶直径沿着从接合面离开的方向连续变化。在本专利技术中，分别通过对独立准备的固体状部件进行固相接合，成为在接合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯，其特征在于，所述放电灯具有：放电管；以及一对电极，它们配置在所述放电管内，其中至少一个电极为由多个固体部件固相接合而形成的电极，所述多个固体部件中的至少一个为金属部件，形成所述金属部件的接合面的接合面晶粒的至少一部分由于接合而变形，关于所述接合面晶粒以外的金属晶粒，在接合面附近，沿着接合面垂直方向实质上不产生由于接合造成的变形。

【技术特征摘要】
JP 2009-9-24 2009-219224;JP 2010-3-10 2010-052991;1.一种放电灯，其特征在于，所述放电灯具有 放电管；以及一对电极，它们配置在所述放电管内，其中至少一个电极为由多个固体部件固相接合而形成的电极，所述多个固体部件中的至少一个为金属部件，形成所述金属部件的接合面的接合面晶粒的至少一部分由于接合而变形， 关于所述接合面晶粒以外的金属晶粒，在接合面附近，沿着接合面垂直方向实质上不 产生由于接合造成的变形。2.一种放电灯，其特征在于，所述放电灯具有 放电管；以及一对电极，它们配置在所述放电管内，其中至少一个电极为由多个固体部件固相接合而形成的电极，所述多个固体部件中的至少一个为金属部件，接合后的所述金属部件的接合面附近的结晶直径沿着所述金属部件的接合面大致均 勻，并且，沿着接合面垂直方向大致均勻。3.一种放电灯，其特征在于，所述放电灯具有 放电管；以及一对电极，它们配置在所述放电管内，其中至少一个电极为由多个固体部件固相接合而形成的电极，所述多个固体部件中的至少一个为金属部件，所述金属部件的结晶直径沿着部件间的接合面大致均勻，在所述金属部件的所述接合面附近，金属结晶沿着接合面垂直方向倾斜化。4.根据权利要求3所述的放电灯，其特征在于，在所述金属部件的所述接合面附近，金 属结晶直径沿着接合面垂直方向连续变化。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的放电灯，其特征在于，在将所述金属部件的 沿着接合面的面积设为S01，将所述金属部件的填充部分的沿着电极轴垂直方向的截面积 设为S02时，满足S02 > SOlo6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的放电灯，其特征在于， 所述金属部件隔着夹设固体部件与其他固体部件接合，所述夹设固体部件比待接合的固体部件软。7.根据权利要求6所述的放电灯，其特征在于，所述夹设固体部件为包含钼、钽、钒、 铌、钛、金、钼、铼中的至少任意一种的金属部件。8.根据权利要求7所述的放电灯，其特征在于，所述夹设固体部件为包含钨的金属部件。9.根据权利要求1至4中的任意一项所述的放电灯，其特征在于，所述多个固体部件具 有凹状金属部件、以及被导电性的电极支承棒支承的后端侧固体部件，通过对所述凹状金 属部件和所述后端侧固体部件进行接合而在所述电极内形成密闭空间，所述凹状金属部件的接合面相比于所述后端侧固体部件的与所述电极支承棒的接合 前端部更靠近灯中心侧。10.根据权利要求9所述的放电灯，其特征在于，在所述密闭空间中封入了在灯点亮时熔融的亮灯时熔融金属，所述凹状金属部件的接合面相比于所述亮灯时熔融金属的凝固范围更靠近电极支承 棒侧。11.根据权利要求1至4中的任意一项所述的放电灯，其特征在于，所述电极具有直径 不同的多个板状固体部件，沿着电极轴方向接合所...

【专利技术属性】
技术研发人员：芹泽和泉，金井信夫，小平宏，早川壮则，松木睦美，酒井规行，前岛慎，
申请(专利权)人：株式会社ORC制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]