放電燈、放電燈的制造方法以及放電燈用電極技術

目的在于，在將多個部件固相接合而成的電極中，形成提高接合強度的電極。通過固相接合以及切削加工，形成由前端側的金屬部件(20A)和后端側的金屬部件(20B)構成的陰極(20)。在切削加工時所形成的陰極(20)的錐形面(20Q)中跨越接合面(S1)而形成有槽部(R)，槽部(R)形成有微細槽(r)和通過激光照射得到的寬幅的槽。此時，以在金屬部件(20B)中產生劃痕而在金屬部件(20A)中不產生劃痕的方式，實施切削加工。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】放電燈、放電燈的制造方法以及放電燈用電極
本專利技術涉及在曝光裝置等中使用的放電燈，特別是涉及將多個金屬部件接合而成的電極的構造。
技術介紹
在短弧型放電燈中，將高亮度的光照射到基板等曝光對象物。由于曝光對象物的大型化，還為了提高生產量，要求放電燈的高輸出化，伴隨于此，要求額定消耗功率的增加。當實現大功率化時，在現有的基于單一金屬的電極構造中，電子放射、熱釋放、耐久性等受到影響。另外，由于電極的重量變重，電極支承棒等的負荷大。因此，提出了將多個金屬接合來構成電極的方案。例如，將由含有釷的釷鎢等構成的電極前端部與由純鎢等構成的后方主體部固相接合來構成電極(參照專利文獻1、2)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2011－154927號公報專利文獻2：日本特開2011－070823號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的問題在將不同的金屬固相接合來構成電極的情況下，由于熱膨脹率的差異等，伴隨著接合時的升溫、降溫而容易在接合面的外緣附近產生間隙。若電極在燈點亮時成為高溫，則有可能間隙擴大而導致電極破損。另外，即使在將相同的金屬部件固相接合而成的電極中，在接合面附近也會形成楔形的間隙。因而，在通過固相接合來形成的電極中，需要提高接合面附近的接合強度。用于解決問題的手段本專利技術的放電燈具備：放電管；以及一對電極，它們配置在放電管內，至少一個電極由將前端側部件和后端側部件固相接合而成的電極構成。前端側部件位于電極前端面側、即與另一個電極側靠近的位置處，后端側部件位于與電極支承棒靠近的位置處。而且，后端側部件的延展性比前端側部件高/大。前端側部件及后端側部件能夠由金屬部件構成。例如，能夠由釷鎢構前端側部件成，且能夠由延展性相對高的鉬來構成后端側部件。在本專利技術中，以跨越前端側部件與后端側部件之間的接合面的方式、即以接合面介于中間的方式，在電極側面形成槽部。其中，“電極側面”包含形成在電極前端側的錐形面以及主體部分的側面(外周面)的全部。為了提高接合強度而形成的槽部具有比毫米級的散熱用槽的間距、深度小的槽間距、槽深度。例如，能夠形成具有100μm以下的間距、深度的槽。通過形成這樣的微細的槽，使得延展性高的后端側部件的接合面外緣附近較深地變形。關于包含這樣的接合面的槽部，優選使后端側部件側面的表面粗糙度Ra為1.2μm以上。另外，優選使前端側部件側面的表面粗糙度Ra為0.7μm以下。此外，以使后端側部件側面的反射率比前端側部件側面的反射率小的方式形成槽部即可。通過滿足這樣的數值，能夠提高接合面強度。關于微細槽，通過形成比前端側部件粗糙的槽，能夠使楔附近變形。例如，優選在后端側部件側面以產生“劃痕”(溝槽或毛邊)的方式形成槽。即，優選以對局部進行刮削或剝掉的方式形成槽。另一方面，考慮到穩定的電弧放電，優選在槽部的前端側部件側面形成無劃痕的微細槽。另外，也可以構成為微細槽在后端側部件側面處的深度比在前端側部件側面深。在楔附近，后端側金屬部件表面容易變形。當通過切削加工來制造電極的情況下，優選在對電極進行固相接合后的切削加工中形成槽部。通過在使用了車床等的切削加工時同時形成槽部，使得制造工序不會變得復雜。在槽部中，能夠跨越接合面而形成間距及深度比微細槽大的寬幅槽。本專利技術的其他方式的放電燈的制造方法中，將前端側部件與延展性比前端側部件高的后端側部件固相接合，且對固相接合后的電極部件的側面進行切削加工，在該放電燈的制造方法中，在切削加工中，以跨越前端側部件與后端側部件之間的接合面的方式，在電極部件側面形成槽部。例如，在切削加工中，優選在后端側部件側面形成基于劃痕的微細槽。本專利技術的其他方式的放電燈用電極具備：前端側部件；以及后端側部件，其與前端側部件固相接合，跨越前端側部件與后端側部件之間的接合面而在電極側面形成了槽部。也可以將延展性相同的部件彼此固相接合。專利技術效果根據本專利技術，在將多個部件固相接合而成的電極中，能夠構成提高了接合強度的電極。附圖說明圖1是示意性地示出了第1實施方式的短弧型放電燈的俯視圖。圖2是陽極、陰極的概要側視圖。圖3是陰極的局部側視圖。圖4是對陰極中的金屬部件接合面附近進行了放大的圖。圖5是第2實施方式中的陰極的局部側視圖。圖6是示出了接合面附近的陰極的照片的圖。圖7是示出了圖6的放大照片的圖。圖8是示出了利用電子顯微鏡得到的接合面附近的照片的圖。具體實施方式以下，參照附圖，對本專利技術的實施方式進行說明。圖1是示意性地示出了第1實施方式的短弧型放電燈的俯視圖。短弧型放電燈10是能夠在進行圖案形成的曝光裝置(未圖示)的光源等中使用的放電燈，具備透明的石英玻璃制的放電管(發光管)12。在放電管12中，陰極20及陽極30隔開規定間隔而相對配置。在放電管12的兩側，石英玻璃制的密封管13A、13B以相對的方式與放電管12一體設置，密封管13A、13B的兩端被燈頭19A、19B封閉。這里，放電燈10以陽極30處于上側、陰極20處于下側的方式沿著鉛直方向配置。在密封管13A、13B的內部，配設有支承金屬性的陰極20及陽極30的導電性的電極支承棒17A、17B，電極支承棒17A、17B經由金屬環(未圖示)以及鉬這樣的金屬箔16A、16B分別與導電性的引線棒15A、15B連接。密封管13A、13B熔敷于設置在密封管13A、13B內的玻璃管(未圖示)，由此，封入有水銀及稀有氣體的放電空間DS被密封。引線棒15A、15B與外部的電源部(未圖示)連接，經由引線棒15A、15B、金屬箔16A、16B以及電極支承棒17A、17B在陰極20與陽極30之間施加電壓。當向放電燈10供電時，在電極之間產生電弧放電，放射水銀的亮線(紫外光)。圖2是陽極、陰極的概要側視圖。陰極20由具有與電極軸E垂直的電極前端面20S的金屬部件(前端側部件)20A、以及在其后方與金屬部件20A接合的金屬部件(后端側部件)20B構成。由電極支承棒17A支承的金屬部件20B由圓柱狀部分23B及圓錐臺形狀部分23A構成，圓錐臺形狀的金屬部件20A與金屬部件20B的圓錐臺形狀部分23A接合。陽極30由具有與電極軸E垂直的電極前端面30S的金屬部件(前端側部件)30A、以及與金屬部件30A接合的金屬部件(后端側部件)30B構成。金屬部件30A由圓錐臺形狀部分33A及圓柱狀部分33B構成，圓柱狀的金屬部件30B與金屬部件30A的圓柱狀部分33B接合。前端側的金屬部件20A由釷鎢等以鎢為主成分的合金、或純鎢(W)等高熔點金屬構成。另一方面，后端側的金屬部件20B由延展性比金屬部件20A高的金屬、或以該金屬為主成分的合金構成。這里，金屬部件20B由鉬(Mo)構成。陽極30的金屬部件30A、30B分別由純鎢(W)和鉬(Mo)構成。圖3是陰極的局部側視圖。圖4是對陰極中的金屬部件接合面附近進行了放大的圖。使用圖3、4，對形成在陰極側面的槽部進行說明。按照放電等離子燒結(SPS燒結)方式，固相接合將金屬粉體燒結而固形化后的、構成金屬部件20A、20B的原材料，然后，利用車床進行切削加工，由此制造出陰極20。通過切削加工，形成陰極20的錐形面(縮徑面)20Q。在切削加工中，沿著與電極軸E垂直的方向即周向對金屬部件20A、20B進行切削。這里，對接合面S1以±10°以下的角度α實施切削。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種放電燈，其特征在于，該放電燈具備：放電管；以及一對電極，它們配置在所述放電管內，至少一個電極是將前端側部件與延展性比所述前端側部件高的后端側部件固相接合而成的電極，跨越所述前端側部件與所述后端側部件之間的接合面而在電極側面形成了槽部。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.07.22 JP 2013-1516471.一種放電燈，其特征在于，該放電燈具備：放電管；以及一對電極，它們配置在所述放電管內，至少一個電極是將前端側部件與延展性比所述前端側部件高的后端側部件固相接合而成的電極，跨越所述前端側部件與所述后端側部件之間的接合面而在電極側面形成了槽部，在所述槽部的后端側部件側面形成了具有劃痕的微細槽。2.根據權利要求1所述的放電燈，其特征在于，所述微細槽在后端側部件側面中比在前端側部件側面中深。3.根據權利要求1所述的放電燈，其特征在于，在固相接合后的切削加工中形成所述槽部。4.根據權利要求1所述的放電燈，其特征在于，在所述槽部中，跨越接合面形成間距及深...

【專利技術屬性】
技術研發人員：細木裕介，早川壯則，芹澤和泉，小平宏，
申請(專利權)人：株式會社ORC制作所，
類型：發明
國別省市：日本;JP