放电灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及曝光装置等中利用的放电灯，特别是涉及在电极内部封入有传热体的电极。
【背景技术】
[0002]在放电灯中，伴随着高输出化，已知有一种电极，该电极在形成于电极内部的密闭空间中封入了具有冷却功能的金属(参照专利文献I)。其中，由银等热传导率高且熔点较低的金属构成的传热体被密封在阳极内部。在电极温度因灯点亮而上升时，传热体熔融而被液化。由此，在密闭空间中产生热对流，电极前端部的热向相反侧的电极支承棒方向被输送。
[0003]若灯点亮时传热体进行对流，则在电极内部的密闭空间内产生强烈的温差，从而有可能产生高温蠕变变形。为了防止该情况，以经过密闭空间的中心、即电极轴的方式配置沿着径向横截的板状的限制体，来防止传热体沿着周向转动(参照专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2004 - 006246号公报
[0007]专利文献2:日本特开2012 - 028168号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]设置了横截密闭空间的限制体时，将会阻碍想要在经过电极轴的中心部处上升的传热体的流动。这会使向电极前端侧的热输送能力降低，并无法抑制电极前端温度上升所导致的电极前端部的消耗。
[0010]因而，需要在不阻碍传热体的对流的情况下提高热输送能力。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本发明的放电灯具备: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:密闭空间，其封入有灯点亮时熔融而对流的传热体；以及中空状的整流体，其在密闭空间内沿着电极轴配置，且具有密闭空间底面侧开口部和密闭空间上表面侧开口部。由此，在密闭空间底面侧开口部与密闭空间上表面侧开口部之间形成传热体的流路。而且，整流体被配置成使电极轴经过流路。整流体例如具备管体，并被配置在形成于阳极内的密闭空间。其中，管体的截面包含圆形、多边形中的任意形状。
[0013]灯点亮时，在密闭空间底面附近中央部受热的传热体经过流路内而上升。而且，通过热对流，密闭空间上表面附近的传热体的大部分向设置在密闭空间内侧侧面与整流体的外表面之间的空间/间隙移动，并沿着电极轴下降。通过形成这样的流动，抑制沿着径向的流动的发生来促进热对流。
[0014]作为促进沿着电极轴的传热体的上升流的结构，例如能够使整流体的密闭空间底面侧开口部和密闭空间上表面侧开口部分别朝向密闭空间的底面和上表面。另外，为了充分地遮挡来自密闭空间径向的流动，还能够将整流体配置在中央部。例如，构成如下这样的整流体:整流体的密闭空间底面侧开口部位于比密闭空间的沿着电极轴的中心靠底面侧的位置，整流体的密闭空间上表面侧开口部位于比密闭空间的沿着电极轴的中心靠上表面侧的位置。
[0015]包含电极前端部在内的截面形状关于电极轴是对称的，密闭空间也可以同轴地配置。若考虑到传热体在电极前端部附近受热最多的情况，则还能够将整流体相对于密闭空间同轴地配置。这里“同轴地”是指密闭空间的轴经过与整流体的轴向垂直的截面的重心或其附近的状态。
[0016]考虑到防止热对流发生局部紊乱的情况，优选的是，使形成流路的内部空间区域及其外侧的空间区域关于垂直于电极轴的截面是对称的，且优选使整流体的外表面与密闭空间的侧面之间的沿着径向的距离在整个周向上是相等的。例如，能够设为圆筒状的内部空间，且对截面为圆形的整流体进行同轴配置。
[0017]另外，还能够将整流体配置在关于电极轴是对称的位置处，使得热对流顺畅。例如，通过将整流体配置成使整流体的沿着电极轴向的中心位置到达内部空间的电极轴向的中心位置，能够使密闭空间底面侧开口部与密闭空间的底面之间的沿着电极轴向的距离等于密闭空间上表面侧开口部与密闭空间的上表面之间的沿着电极轴向的距离。
[0018]考虑到整流体的沿着经向的配置位置影响到热对流的停滞发生的情况，只要将整流体配置成满足下式即可。
[0019]0.33 ^ Ll/a ^ 0.84
[0020]其中，LI表示从电极轴到整流体的距离，a表示密闭容器内侧的半径。通过满足这样的条件，高效地产生热对流。特别是，通过配置成满足以下的条件式，更进一步发挥热输送效果。
[0021]0.66 ^ Ll/a ^ 0.74
[0022]另一方面，在考虑到整流体的沿着电极轴向的位置的情况下，能够将整流体配置成满足下式。
[0023]0.50 ( L2/b ( 0.84
[0024]其中，L2表示整流体的长度，b表示密闭容器的轴向的长度。由此，发挥热输送效果O
[0025]考虑到使上升的传热体顺畅地下降时，能够使整流体在密闭空间上表面附近具有沿着密闭空间侧面的周向形成的流出口。另外，考虑到使正在上升的传热体的热向电极侧面转移，还能够对整流体沿着电极轴形成缝隙。
[0026]优选的是，传热体在灯熄灭后，以整流体的内侧区域的电极轴向高度比整流体的外侧区域低的状态而凝固。
[0027]发明效果
[0028]根据本发明，能够获得封入有提高了热输送能力的传热体的电极。
【附图说明】
[0029]图1是示意性地示出了第I实施方式的放电灯的俯视图。
[0030]图2是阳极的概要剖视图。
[0031]图3是整流体的立体图。
[0032]图4是示出了传热体的对流的图。
[0033]图5是传热体处于凝固的状态下的阳极的概要剖视图。
[0034]图6是第2实施方式中的整流体的立体图。
[0035]图7是第3实施方式中的整流体的立体图。
[0036]图8是第4实施方式中的整流体的立体图。
[0037]图9是示出了与Ll/a对应的电极前端温度及最大流速的变化的图表。
[0038]图10是示出了与L2/b对应的电极前端温度及最大流速的变化的图表。
【具体实施方式】
[0039]以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
[0040]图1是示意性地示出了第I实施方式的放电灯的俯视图。
[0041]短弧型放电灯10是能够在形成图案的曝光装置(未图示)的光源等中使用的放电灯，具备透明的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。
[0042]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。
[0043]放电灯10以阳极30处于上侧、阴极20处于下侧的方式沿着铅直方向配置。在密封管13A、13B的内部，配设有支承金属性的阴极20、阳极30的导电性的电极支承棒17A、17B，电极支承棒17A、17B经由金属环(未图示)、钼等金属箔16A、16B分别与导电性的引线棒15AU5B连接。
[0044]密封管13A、13B熔敷于设置在密封管13A、13B内的玻璃管(未图示)，由此，封入有水银及稀有气体的放电空间DS被密封。
[0045]引线棒15A、15B与外部的电源部(未图示)连接，经由引线棒15A、15B、金属箔16AU6B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提供电力时，在电极之间产生电弧放电，放射水银的亮线(紫外光)。
[0046]图2是阳极的概要的剖视图。图3是整流体的立体图。
[0047]如图2所示，阳极30由圆筒状主体部34和具有电极前端面30S的圆锥台状前端部32构成。主体部34是接合了安装有电极支承棒17B的密闭盖60的构造，除了密闭盖60以外的主体部和前端部由同一金属材料成型而成。
[0048]在主体部34的内部中央，相对于电极轴E同轴地形成有圆柱状的