JP2000021349A - Electrode structure for high-pressure discharge lamp and manufacture thereof - Google Patents

Electrode structure for high-pressure discharge lamp and manufacture thereof

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JP2000021349A
JP2000021349A JP10223903A JP22390398A JP2000021349A JP 2000021349 A JP2000021349 A JP 2000021349A JP 10223903 A JP10223903 A JP 10223903A JP 22390398 A JP22390398 A JP 22390398A JP 2000021349 A JP2000021349 A JP 2000021349A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode structure, by which consumption and breakage of a negative electrode can be suppressed to a minimum even in use with heavy current, a discharge lamp can be used in a stable condition with a stabilized lighting action, processing work for formation of the negative electrode can be facilitated, a control part in a power source can be simplified, any deterioration in a discharge lamp life cannot be caused by a carburized part, and a long-time use can be accomplished with more stable lighting action by applying carburization to the positive electrode side structure, for a discharge lamp. SOLUTION: In a high-pressure discharge lamp 1 used while high input is maintained, a positive electrode 3 and a negative electrode 6 are arranged opposedly in an expanded arc tube 2a in the center or a bulb 2. In the electrode structure for the high-pressure discharge lamp 1, the negative electrode 6, which is formed by doping a high melting point metal with electron-radiative material, is provided with a taper part 6a with a tilting face toward the discharge side, and a non-processed part 6B is formed on the tip side of the taper part 6a, while a carburized part 6c is formed by applying carburization on the tilted face.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、高入力を維持し
て使用する高圧放電灯の電極およびその製造方法に係
り、特に、設計が容易で安定して長時間の点灯に耐える
高圧放電灯の電極構造およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode for a high-pressure discharge lamp used while maintaining a high input and a method for manufacturing the same, and more particularly to an electrode for a high-pressure discharge lamp which is easy to design and stably withstands long-time operation. The present invention relates to an electrode structure and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体の配線パターンを形成す
る際には、紫外線を照射する高入力の放電灯が光源とし
て使用されている。この放電灯は、半導体ウエハや液晶
パネル等の露光面積の大型化および、露光パターンの微
細化に対応するため、低入力と高入力とを交互に繰り返
して、高入力時に露光を行うフラッシュ点灯方式を採用
することで対応することが知られている。
2. Description of the Related Art In general, when forming a wiring pattern of a semiconductor, a high-input discharge lamp for irradiating ultraviolet rays is used as a light source. This discharge lamp is a flash lighting system that performs exposure at high input by alternately repeating low input and high input in order to respond to enlargement of the exposure area of semiconductor wafers and liquid crystal panels, etc., and miniaturization of the exposure pattern. It is known that this can be achieved by adopting.

【0003】また、他の構成として、露光パターンの微
細化に対応できるように、大電流を使用すると共に、放
電灯内に封入される水銀封入量を少なくして紫外線出力
中の水銀輝線の半値幅の狭いi線を効率的に放射させる
ようにした構成のショートアーク型水銀放電灯が提案さ
れている。
In another configuration, a large current is used so as to cope with miniaturization of an exposure pattern, and the amount of mercury sealed in a discharge lamp is reduced to reduce half of a mercury emission line during ultraviolet output. There has been proposed a short arc type mercury discharge lamp configured to efficiently emit an i-line having a small value width.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の放
電灯の構成では、以下のような問題点が存在していた。
すなわち、フラッシュ点灯方式または大電流を使用する
放電灯では、放電時に陰極が受けるダメージが大きく、
陰極の消耗が激しく、その消耗により放電灯の管壁が黒
化する問題点が起こった。さらに、その陰極の消耗によ
る変形により電極間の距離が変わることで、アーク放電
位置が変わってしまい放電灯として使用できなくなっ
た。
However, the configuration of the above-described conventional discharge lamp has the following problems.
In other words, in a discharge lamp using a flash lighting method or a large current, the cathode receives a large damage during discharge,
The cathode was consumed greatly, and the consumption caused a problem that the tube wall of the discharge lamp was blackened. Further, when the distance between the electrodes changes due to the deformation due to the consumption of the cathode, the position of the arc discharge changes, and it cannot be used as a discharge lamp.

【0005】また、フラッシュ点灯方式では、陰極およ
び陽極間に放電するアーク強度が大きく変化することに
より露光不良を起こしたり、そのアークの不安定な状態
を制御することが困難であった。さらに、フラッシュ点
灯方式では、アークを安定するように制御する電源装置
は複雑で高価となった。
Further, in the flash lighting method, it is difficult to cause an exposure failure due to a large change in the intensity of an arc discharged between a cathode and an anode and to control an unstable state of the arc. Further, in the flash lighting method, a power supply device for controlling the arc to be stable has become complicated and expensive.

【0006】また、陰極の先端側を除く部分に炭化物な
どの多孔質膜を先端に向かうにしたがって徐々に薄くな
るように被覆して陰極の消耗を抑える方法もドイツ特許
出願第3723271.1号明細書より知られている
が、陰極に処理する作業が特定の部位の作業であり、ま
た被覆物の吸着ガスを放出する工程等を含むために手間
がかかり処理作業が複雑であった。その上、最初の放電
開始の時に、炭化物を被覆した陰極の被覆物の部分から
異常放電する現象も観察され、異常放電が発生すると炭
化物の被覆物が直ちに溶融飛散して放電灯の内側ガラス
面などに付着する不都合が発生した。
[0006] Further, a method of suppressing the consumption of the cathode by coating a portion of the cathode other than the tip end side with a porous film such as a carbide so as to gradually become thinner toward the tip end to suppress the consumption of the cathode is described in German Patent Application No. 3723271.1. As is known from the literature, the work of treating the cathode is a work of a specific portion, and the work involves a step of releasing the adsorbed gas of the coating, which is troublesome and complicated. In addition, at the beginning of the first discharge, a phenomenon of abnormal discharge from the part of the coating of the cathode coated with carbide was also observed, and when abnormal discharge occurred, the carbide coating melted and scattered immediately and the inner glass surface of the discharge lamp Inconvenience of sticking to, for example, occurred.

【0007】さらに、陰極にカーボン粉末の分散液を塗
布して、陰極に炭化処理部を形成することが特開平4−
137349号公報より知られているが、カーボン粉末
の分散液を陰極表面に塗布した状態で炭化処理を行い陰
極として使用しているため、陰極表面にカーボンが形成
されてしまい、放電灯の点灯時にこのカーボンが飛散し
て悪影響を及ぼした。また陰極の表面に形成されるカー
ボンに不純物(例えば、カリウムや炭素表面の酸化物
等)が存在すると、その不純物が放電灯の寿命を短縮す
ることになった。
Further, a method of applying a carbon powder dispersion to a cathode to form a carbonized portion on the cathode has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
As is known from JP-A-137349, the carbon powder is used as a cathode by performing a carbonization process in a state where a dispersion of carbon powder is applied to the cathode surface, so that carbon is formed on the cathode surface, and when the discharge lamp is turned on. This carbon was scattered and had an adverse effect. Further, if impurities (for example, potassium or oxides on the carbon surface) exist in carbon formed on the surface of the cathode, the impurities shorten the life of the discharge lamp.

【0008】この発明は、前述の問題点を解決すべく創
案されたもので、大電流で使用しても陰極の消耗および
破損を最小限に抑え、また、放電灯の点灯動作を安定し
た状態で長時間使用でき、陰極の形成処理作業が簡単
で、かつ、電源装置の制御部分も簡素化でき、そして、
炭素を処理する部分も放電灯の寿命に悪影響を及ぼすこ
とがなく、さらに、陽極側の構成にも浸炭処理を施すこ
とでさらに安定した点灯動作で長時間の使用が可能な放
電灯の電極構造を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and minimizes the consumption and breakage of the cathode even when used with a large current, and stabilizes the lighting operation of the discharge lamp. It can be used for a long time, the process of forming the cathode is easy, and the control part of the power supply can be simplified.
The electrode part of the discharge lamp that can be used for a long time with a more stable lighting operation by applying carburizing treatment to the anode side structure without the carbon treatment part also affecting the life of the discharge lamp The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、この発明は、中央が膨出する発光管部を有するバル
ブと、前記発光管部内に対向して設置された陽極および
陰極とからなり、高入力を維持して使用する放電灯の電
極の構造において、前記陰極は高融点金属に電子放射性
物質をドーピングして形成されると共に、放電側に向っ
て傾斜面を有するテーパー部を備え、前記テーパー部の
傾斜面には、浸炭処理を施して浸炭部を形成し、前記浸
炭部に連続してそのテーパー部の先端に非処理部を形成
した高圧放電灯の電極構造として構成した。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a bulb having an arc tube part bulging at the center, and an anode and a cathode installed opposite to each other in the arc tube part. In the structure of an electrode of a discharge lamp used while maintaining a high input, the cathode is formed by doping an electron-emitting substance into a high melting point metal, and has a tapered portion having an inclined surface toward the discharge side. A carburized portion was formed on the inclined surface of the tapered portion to form a carburized portion, and the electrode structure of the high-pressure discharge lamp was formed such that a non-processed portion was formed at the tip of the tapered portion following the carburized portion.

【0010】また、前記陰極は、テーパー部に連続する
円柱部とから構成され、前記テーパー部から円柱部の所
定位置まで浸炭処理を施して浸炭部を形成する構成とし
ても良い。
[0010] Further, the cathode may be constituted by a cylindrical portion continuous with the tapered portion, and carburizing may be performed from the tapered portion to a predetermined position of the cylindrical portion to form a carburized portion.

【0011】さらに、前記放電灯の陽極は、その先端に
非処理部を備え、前記非処理部から連続する位置に浸炭
処理を施した浸炭部を形成する構成にすると都合が良
い。
Further, it is convenient that the anode of the discharge lamp is provided with a non-treatment portion at the tip thereof and a carburized portion subjected to carburizing treatment is formed at a position continuous from the non-treatment portion.

【0012】そして、前記浸炭部は、その濃度分布を変
えて形成することや、電極の金属表面から内部に入り込
んだ位置に形成した構成としても良い。
The carburized portion may be formed by changing its concentration distribution, or may be formed at a position where the carburized portion enters the inside from the metal surface of the electrode.

【0013】なお、前記浸炭部は、電極の金属表面から
一定深さまで形成した脱炭部を介して形成することや、
また、電極がタングステンで形成されている場合に、浸
炭部をタングステンカーバイド(W2 C)で形成する構
成にすると都合が良い。
The carburized portion may be formed via a decarburized portion formed to a certain depth from the metal surface of the electrode,
When the electrode is formed of tungsten, it is convenient to form the carburized portion with tungsten carbide (W 2 C).

【0014】また、電極の製造方法では、中央が膨出す
る発光管部を有するバルブと、この発光管部内に対向し
て設置された陽極および陰極とからなり、高入力を維持
して使用する放電灯の電極の製造方法において、放電灯
の陰極あるいは陰極および陽極に焼結媒質に黒鉛を混入
した塗布媒体を塗布する処理部を形成すると共に、前記
処理部に連続する電極の先端に非処理部を形成して前記
処理部を乾燥させる第1工程と、真空中で前記塗布媒体
に対応してその塗布媒体の不純物を除去するための適正
温度で加熱して不純物を塗布媒体から除去する第2工程
と、前記塗布媒体に対応して焼結できる焼結温度で、か
つ不活性ガス中で加熱する第3工程と、前記電極に焼結
した塗布媒体を陰極あるいは陰極および陽極の両方の電
極の金属表面から剥離して除去する第4工程と、前記塗
布媒体が剥離除去された電極を真空中で、形成される浸
炭部の所望深さに対応する浸炭処理温度で加熱する第5
工程とから構成した。
In the method of manufacturing an electrode, a bulb having an arc tube part bulging at the center, and an anode and a cathode installed opposite to each other in the arc tube part are used while maintaining a high input. In a method for manufacturing an electrode of a discharge lamp, a processing section for applying a coating medium in which graphite is mixed into a sintering medium is formed on a cathode or a cathode and an anode of a discharge lamp, and a non-processing is performed on a tip of an electrode continuous with the processing section. A first step of forming a part and drying the processing part, and a step of removing the impurities from the application medium by heating at an appropriate temperature for removing the impurities of the application medium corresponding to the application medium in a vacuum. Two steps, a third step of heating in an inert gas at a sintering temperature capable of sintering corresponding to the coating medium, and applying the coating medium sintered on the electrode to a cathode or both a cathode and an anode From the metal surface Fifth heating in the fourth step and, carburizing temperature in which the coating medium is in a vacuum electrode, which is separated and removed, corresponding to the desired depth of carburization portion formed to be removed away
And the process.

【0015】さらに、前記第5工程は、前記塗布媒体が
剥離除去された電極を真空中で、形成される浸炭部の所
望深さに対応する浸炭処理温度で加熱することで、電極
の金属表面から一定深さまで炭素を取り除く脱炭処理を
行い、かつ、その脱炭処理により形成された脱炭部を介
して浸炭部を形成する構成としても良い。
Further, in the fifth step, the electrode from which the coating medium has been peeled off is heated in a vacuum at a carburizing treatment temperature corresponding to a desired depth of a carburized portion to be formed, thereby forming a metal surface of the electrode. It is also possible to perform a decarburization process for removing carbon to a certain depth from the surface, and to form a carburized portion through a decarburization portion formed by the decarburization process.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図面に基づいて説明する。図1(a)は、高圧放電灯の
全体の構成を示す正面図、(b)は、高圧放電灯の電極
部分を拡大して一部断面にした正面図、図2は、他の形
態を示す高圧放電灯の電極部分を拡大した正面図、図3
は、他の形態を示す高圧放電灯の陰極の構成を示す原理
図、図4(a)(b)は、他の形態を示す高圧放電灯の
全体の構成を示す正面図および、電極部分を拡大して一
部断面にした正面図、図5は、他の形態を示す陰極の構
成を示す原理図、図6は、放電灯の変動率を説明するグ
ラフ図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A is a front view showing the entire configuration of the high-pressure discharge lamp, FIG. 1B is a front view in which an electrode portion of the high-pressure discharge lamp is enlarged and partially sectioned, and FIG. FIG. 3 is an enlarged front view of the electrode portion of the high-pressure discharge lamp shown in FIG.
FIG. 4 is a principle view showing a configuration of a cathode of a high-pressure discharge lamp showing another embodiment. FIGS. 4A and 4B are front views showing an entire configuration of a high-pressure discharge lamp showing another embodiment, and electrode portions. FIG. 5 is a front view of an enlarged partial cross section, FIG. 5 is a principle diagram illustrating a configuration of a cathode showing another embodiment, and FIG. 6 is a graph illustrating a variation rate of a discharge lamp.

【0017】図1(a)に示すように、ショートアーク
型の高圧放電灯1は、バルブ2と、このバルブ2内に対
向して配置された陽極3および陰極6と、前記バルブ2
の両端側に設けた口金8、9などから構成されている。
本発明の電極構造において適用可能な高圧放電灯は一般
に、1000W〜7000Wの消費電力を使用する高圧
放電灯であり、この実施態様においては約1750Wの
消費電力の高圧放電灯を例示した。
As shown in FIG. 1A, a high pressure discharge lamp 1 of the short arc type comprises a bulb 2, an anode 3 and a cathode 6 which are disposed in the bulb 2 so as to face each other,
Are provided with bases 8, 9 and the like provided at both ends.
The high-pressure discharge lamp applicable in the electrode structure of the present invention is generally a high-pressure discharge lamp using power consumption of 1000 W to 7000 W. In this embodiment, a high-pressure discharge lamp with power consumption of about 1750 W has been exemplified.

【0018】前記バルブ2は、紫外線を透過可能な材
料、例えば石英ガラスで形成されその中央部が膨出する
ように形成された発光管部2aと、この発光管部2aの
両側に円管状に延びる封止管部2b,2bとから構成さ
れている。そして、前記バルブ2内には、所定量の水銀
が封入されると共に、常温で所定気圧の不活性ガスが封
入されている。また、前記バルブ2の発光管部2a内に
は、前記陽極3および陰極6が所定距離離間した状態で
対向して配置されている。
The bulb 2 is made of a material capable of transmitting ultraviolet rays, for example, quartz glass, and has a central portion formed by bulging an arc tube portion 2a, and a circular tube on both sides of the arc tube portion 2a. And an extending sealing tube portion 2b. A predetermined amount of mercury is sealed in the valve 2 and an inert gas having a predetermined pressure at room temperature is sealed. The anode 3 and the cathode 6 are arranged in the arc tube portion 2a of the bulb 2 so as to face each other with a predetermined distance therebetween.

【0019】図1(b)で示すように、前記陰極6は、
高融点金属、代表的にはタングステンで形成され、放電
側に向かって先細になっている円錐状に形成されたテー
パー部6aと、このテーパー部6aに連続する円柱部6
bと、前記テーパー部6aの先端を非処理部6Bとし、
この非処理部6Bに連続する部分に後述の通りに浸炭処
理を施して形成した浸炭部6cとから構成されている。
そして、前記円柱部6bには、支持部7を介して金属箔
5が接続されている。前記金属箔5は、代表的にはモリ
ブデン箔である。
As shown in FIG. 1B, the cathode 6
A conical tapered portion 6a formed of a high melting point metal, typically tungsten, tapering toward the discharge side, and a cylindrical portion 6 continuous with the tapered portion 6a.
b, the tip of the tapered portion 6a is a non-processing portion 6B,
The carburizing section 6c is formed by performing carburizing treatment on a portion continuous to the non-processing section 6B as described later.
The metal foil 5 is connected to the column 6b via a support 7. The metal foil 5 is typically a molybdenum foil.

【0020】なお、前記陰極6には、電子放射性物質と
して、例えば二酸化トリウムなどがあらかじめドーピン
グされている。また、前記陰極6の浸炭部6cは、その
テーパー部6aの直径の大きさに係わりなく、陰極表面
から陰極内部に、ほぼ一定の濃度分布で一定の厚みで形
成され、また、その浸炭部6cの深さが、陰極表面から
数ミクロンから数10ミクロンの範囲で陰極内部に向か
って形成されている。なお、前記浸炭部6cは、陰極6
がタングステンであれば、タングステンカーバイド(W
2 C)として構成される。
The cathode 6 is pre-doped with an electron-emitting substance, for example, thorium dioxide. The carburized portion 6c of the cathode 6 is formed from the cathode surface to the inside of the cathode with a substantially constant concentration distribution and a constant thickness regardless of the diameter of the tapered portion 6a. Is formed in the range from several microns to several tens of microns from the cathode surface toward the inside of the cathode. The carburized portion 6c is provided with the cathode 6
Is tungsten, tungsten carbide (W
2 C).

【0021】さらに、前記非処理部6Bは、電極に負荷
される電力量によりその非処理部6Bの形成長さが異な
り、電極間に発生するアーク放電による温度上昇が激し
い部分を示している。
Further, the length of the non-processed portion 6B varies depending on the amount of electric power applied to the electrodes, and the non-processed portion 6B shows a portion where the temperature rise is sharp due to arc discharge generated between the electrodes.

【0022】なお、本発明における浸炭処理とは、電極
の金属表面または金属内部に対して炭素量を増加させる
処理であって、従来技術に記載された電極の表面に単に
炭化物層被覆を設ける炭化処理と区別される。また、こ
れら陰極内部の浸炭部は、その形成される陰極表面から
の深さ、寸法については、陰極表面の不純物の付着防止
できる深さ、寸法であれば特に限定されるものではな
い。
The carburizing treatment in the present invention is a treatment for increasing the amount of carbon on the metal surface or inside the metal of the electrode, and is a method of simply providing a carbide layer coating on the surface of the electrode described in the prior art. Distinguished from processing. Further, the depth and size of the carburized portion inside the cathode from the surface of the formed cathode are not particularly limited as long as the depth and size can prevent the adhesion of impurities on the cathode surface.

【0023】浸炭部6cの形成手段としては、特に限定
されるものではないが、例えば、つぎのような方法が挙
げられる。 第1工程(塗布媒体の塗布及び乾燥工程) アルカリ系水硝子や、セラミックなどの焼結媒質中に黒
鉛を混入した塗布媒体を、テーパー部6aの非処理部6
Bを除く部分(処理部)に塗布した後、自然乾燥させ
る。焼結媒質として水溶液中に重量比で約10%の珪酸
カリウムが混在する水硝子を使用するのが好ましいが、
セラミック等の無機質を焼結媒質として使用してもよ
い。また、珪酸カリウムは、後述の焼結処理の際に焼結
された固形物を剥離・除去するのに効果的である。
The means for forming the carburized portion 6c is not particularly limited, but includes, for example, the following method. First Step (Step of Applying and Drying Coating Medium) A coating medium in which graphite is mixed in a sintering medium such as alkaline water glass or ceramic is mixed with the non-processed portion 6 of the tapered portion 6a.
After applying to the part (processing part) except B, it is air-dried. As a sintering medium, it is preferable to use water glass in which about 10% by weight of potassium silicate is mixed in an aqueous solution,
An inorganic material such as ceramic may be used as the sintering medium. Further, potassium silicate is effective for peeling and removing solids sintered during the sintering process described below.

【0024】第2工程(塗布媒体の予備加熱工程) つぎに、自然乾燥した塗布媒体が付着した陰極6を、そ
の塗布媒体の不純物が除去できる適正温度、(例えば前
記の約10重量%の珪酸カリウムを含む水硝子を使用す
る場合には脱ガス処理として800℃前後の温度)で1
5分程度真空中、例えば5×10-5Torrの減圧下で
加熱する。本発明における加熱条件、例えば加熱温度、
加熱時間、真空度は、水硝子中の珪酸カリウムが含まれ
る場合にはその濃度、使用される焼結媒質およびその濃
度等に依存するものであり、これらの塗布媒体に適正な
条件を用いて予備加熱処理を行い不純物を除去する。一
般には、600℃〜1000℃の温度で5〜30分間予
備加熱処理することが好ましい。
Second Step (Preliminary Heating Step of Coating Medium) Next, the cathode 6 to which the naturally dried coating medium is adhered is heated to an appropriate temperature at which impurities in the coating medium can be removed (for example, the above-mentioned about 10% by weight of silicate When using water glass containing potassium, degassing is performed at a temperature of about 800 ° C).
Heating is performed in a vacuum for about 5 minutes, for example, under a reduced pressure of 5 × 10 −5 Torr. Heating conditions in the present invention, for example, heating temperature,
The heating time and the degree of vacuum depend on the concentration of potassium silicate in the water glass, if contained, the sintering medium used and the concentration, etc., and use appropriate conditions for these coating media. Preliminary heat treatment is performed to remove impurities. Generally, it is preferable to perform a preliminary heat treatment at a temperature of 600 ° C. to 1000 ° C. for 5 to 30 minutes.

【0025】第3工程(焼結処理工程) そして、不純物が除去された塗布媒体の焼結温度、例え
ば1500〜1700℃の温度で、不活性ガス、例えば
アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)中で15〜60分
焼結処理を行う。上記の約10重量%の珪酸カリウムを
含む水硝子からなる塗布媒体の場合には約1600℃で
約30分程度加熱を行うことが好ましい。なお、この焼
結処理においても、焼結温度および焼結時間等の焼結条
件は、使用する塗布媒体に依存し、その塗布媒体に適す
る焼結温度および焼結時間で焼結処理を行う。
Third step (sintering treatment step) Then, at a sintering temperature of the coating medium from which impurities have been removed, for example, at a temperature of 1500 to 1700 ° C., in an inert gas such as argon (Ar) or xenon (Xe). For 15 to 60 minutes. In the case of a coating medium comprising water glass containing about 10% by weight of potassium silicate, it is preferable to perform heating at about 1600 ° C. for about 30 minutes. In this sintering process as well, sintering conditions such as the sintering temperature and the sintering time depend on the application medium to be used, and the sintering is performed at a sintering temperature and a sintering time suitable for the application medium.

【0026】第4工程(固形物の除去工程) このようにして、焼結処理を行うと陰極6上に形成され
た塗布媒体の被膜が完全に焼結して固形物となる。この
固形物を例えば、ピンセット等を用いて陰極6から完全
に剥離・除去する。この操作の際に陰極6の内部に炭素
がわずかに浸炭する。
Fourth Step (Step of Removing Solids) As described above, when the sintering process is performed, the coating of the coating medium formed on the cathode 6 is completely sintered to become a solid. The solid is completely peeled off and removed from the cathode 6 using, for example, tweezers. During this operation, carbon is slightly carburized inside the cathode 6.

【0027】第5工程(浸炭処理工程) 最後に、浸炭させる浸炭部6cの厚さに対応させ真空中
で加熱する。一般にこの浸炭処理は1800〜2300
℃の温度で15〜60分、1×10-4Torr以下減圧
条件下で行う。例えば前記の約1900℃で真空中で、
例えば5×10 -5Torrの減圧下で30分程度の浸炭
処理を行うのが好ましい。この浸炭処理により、炭素が
確実に陰極6の内部に拡散して浸炭して、均等な濃度分
布の浸炭部6cを形成し、または、陰極6の表面から内
部に約数ミクロン入った位置に浸炭部6cを形成すると
共に、表面の塗布媒体である水硝子を完全に除去するこ
とができる。
Fifth Step (Carburizing Step) Finally, a carburizing section 6c corresponding to the thickness of
Heat with. Generally, this carburizing treatment is 1800-2300
1x10 for 15-60 minutes at ℃-FourDecompression below Torr
Perform under conditions. For example, at about 1900 ° C. in a vacuum,
For example, 5 × 10 -FiveCarburizing for about 30 minutes under reduced pressure of Torr
Preferably, a treatment is performed. By this carburizing process, carbon is
It is surely diffused into the inside of the cathode 6 and carburized to obtain an even concentration
Form the carburized portion 6c of the cloth, or
When the carburized part 6c is formed at a position about a few microns in the part
In both cases, completely remove water glass, which is the coating medium on the surface.
Can be.

【0028】なお、浸炭処理を行う場合、加熱温度およ
び時間により浸炭部6cの濃度分布の厚みおよび深さを
制御できるため、その浸炭部6cは所望の濃度を所望の
深さに対してほぼ一定に制御でき、安定した浸炭処理が
容易に行うことが可能となる。
When the carburizing process is performed, the thickness and depth of the concentration distribution of the carburized portion 6c can be controlled by the heating temperature and time, so that the carburized portion 6c maintains the desired concentration substantially constant with respect to the desired depth. And stable carburizing treatment can be easily performed.

【0029】このようにして形成された浸炭部6cを有
する陰極6を使用して高圧放電灯1を1000W以上の
大電流、一般には1000Wないし7000Wの大電流
で使用すると放電により高温状態になった陰極6の内部
で生成したトリウム原子が、粒界に沿った拡散により表
面に単原子層を形成し、この単原子層が電気2重層を形
成して、陰極表面の不純物による高圧放電灯の寿命低下
をまねくことなく、陰極6表面の仕事関数を低下させる
ことができる。そして、浸炭部6cの位置では二酸化ト
リウムの還元が促進されると共に、トリウムの蒸発が抑
制される。
When the high-pressure discharge lamp 1 is used at a large current of 1000 W or more, generally 1000 W to 7000 W using the cathode 6 having the carburized portion 6 c formed as described above, a high temperature state is caused by the discharge. Thorium atoms generated inside the cathode 6 form a monoatomic layer on the surface by diffusion along the grain boundaries, and this monoatomic layer forms an electric double layer, and the life of the high pressure discharge lamp due to impurities on the cathode surface is reduced. The work function of the surface of the cathode 6 can be reduced without causing a decrease. Then, at the position of the carburized portion 6c, the reduction of thorium dioxide is promoted, and the evaporation of thorium is suppressed.

【0030】また、図2で示すように陰極6は、テーパ
ー部6aの位置に設けた浸炭部6cと、円柱部6bの位
置に連続して形成した浸炭部6dを備える構成とすると
都合が良い。このように円柱部6bに浸炭部6dを備え
ることで、安定度が向上すると共に、消耗の損失を最小
限に抑えて点灯を行うことができる。
As shown in FIG. 2, the cathode 6 is preferably provided with a carburized portion 6c provided at the position of the tapered portion 6a and a carburized portion 6d formed continuously at the position of the cylindrical portion 6b. . By providing the carburized portion 6d in the columnar portion 6b in this manner, stability can be improved, and lighting can be performed with a minimum loss of consumption.

【0031】また、図3で示すように、陰極6の浸炭部
6cは、先端側に向かうに従ってその炭素の濃度分布状
態が粗になるように構成しても良い。そのため、浸炭部
6cは、非処理部6Bとの境界部分が陰極内部で渾然一
体となるため、強度的にも優れ、電気抵抗や熱伝導率の
値も向上するためさらに安定した使用を可能とするもの
である。
As shown in FIG. 3, the carburized portion 6c of the cathode 6 may be configured such that the carbon concentration distribution becomes coarser toward the tip end. Therefore, the carburized portion 6c is excellent in strength because the boundary portion with the non-processed portion 6B is completely integrated inside the cathode, so that the strength and the electric resistance and the thermal conductivity are improved, so that more stable use is possible. Is what you do.

【0032】図3で示すような状態の浸炭部6cを形成
するためには、濃度の異なる黒鉛を混入した焼結媒質で
あるアルカリ系水硝子を塗布媒体として陰極6の先端を
除いた部分に塗布して、後は上記した方法により焼結作
業を繰り返し行うことで形成することができる。なお、
浸炭部6cの炭素の濃度分布を変える形態は、その浸炭
部6cが深さ方向に向かうにしたがって徐々に炭素の濃
度分布を粗になるように構成することや、金属表面側か
ら炭素の濃度分布が粗、密、粗となるように構成して構
わない。
In order to form the carburized portion 6c in a state as shown in FIG. 3, an alkaline water glass, which is a sintering medium mixed with graphite having different concentrations, is applied as a coating medium to a portion excluding the tip of the cathode 6. After the application, the sintering operation can be repeated by the above-described method to form the film. In addition,
The form in which the carbon concentration distribution of the carburized portion 6c is changed may be such that the carbon concentration distribution is gradually roughened as the carburized portion 6c goes in the depth direction, or the carbon concentration distribution may be changed from the metal surface side. May be configured to be coarse, dense, and coarse.

【0033】つぎに、この発明の実施の他の形態につい
て図4を参照して説明する。高圧放電灯10は、消費電
力が5キロワットのショートアーク型の水銀蒸気放電灯
を示すもので、この高圧放電灯10は、石英ガラスなど
の紫外線透過部材で形成され、かつ中央部に膨出する発
光管部12を形成すると共に、この発光管部12の両端
に封止管部16,16を一体に形成したバルブ17と、
前記発光管部12内に対向配置した陽極13および陰極
11等によって構成されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The high-pressure discharge lamp 10 is a short arc type mercury vapor discharge lamp consuming 5 kilowatts of power. The high-pressure discharge lamp 10 is formed of an ultraviolet transmitting member such as quartz glass and swells at the center. A bulb 17 having an arc tube portion 12 and sealing tube portions 16 integrally formed at both ends of the arc tube portion 12;
It comprises an anode 13 and a cathode 11 which are opposed to each other in the arc tube section 12.

【0034】封止管部16,16の各端部には口金1
8,18が設けてあって、この口金18,18と各電極
11,13の間は板厚が0.02mm程度の金属箔1
5、15としてモリブデン箔によって接続されている。
なお、バルブ17の内部には、水銀と、不活性ガスとし
て作用するキセノンガスまたはアルゴンガスが封入され
ている。
A cap 1 is provided at each end of each of the sealing tubes 16 and 16.
The metal foil 1 having a thickness of about 0.02 mm is provided between the bases 18 and the electrodes 11 and 13.
5 and 15 are connected by molybdenum foil.
The bulb 17 is filled with mercury and xenon gas or argon gas acting as an inert gas.

【0035】陽極13はタングステンで形成されてい
て、図4(b)に示すように先端部の平坦な端面19の
中心部に球面状の凹部20が設けられている。前記凹部
20は例えば、直径は10mm、凹部の深さ2mmに形
成されている。また、陽極13と陰極11間の距離は4
mmに構成されている。
The anode 13 is made of tungsten. As shown in FIG. 4B, a spherical concave portion 20 is provided at the center of a flat end surface 19 at the tip. The recess 20 is formed, for example, to have a diameter of 10 mm and a depth of 2 mm. The distance between the anode 13 and the cathode 11 is 4
mm.

【0036】そして、前記陽極13は、その側面部分に
浸炭処理された浸炭部13aを形成し、その浸炭部13
aの濃度分布が均等に形成されている。さらに、前記浸
炭部13aから連続する陽極13の先端側を非処理部1
3Bとしている。また、前記陰極11は、そのテーパー
部11aの非処理部11Bから連続する部分に浸炭部1
1cを形成している。前記浸炭部11c、13aの形成
方法は、図1と同様である。
The anode 13 has a carburized portion 13a formed on its side surface and a carburized portion 13a.
The density distribution of a is uniformly formed. Further, the leading end side of the anode 13 continuous from the carburized portion 13a is
3B. Further, the cathode 11 has a carburized portion 1 at a portion of the tapered portion 11a which is continuous from the non-processed portion 11B.
1c. The method of forming the carburized portions 11c and 13a is the same as in FIG.

【0037】なお、図1ないし図4の説明では、浸炭部
の形成位置は、電極の金属表面から内部側に連続して形
成する構成としているが、図5で示すように、浸炭部を
設ける位置は、金属表面から内側に入り込んだ位置に形
成する構成としても良い。すなわち、図5で示すよう
に、テーパー部26aの金属表面26Aから内側に距離
D入り込んだ位置に、浸炭部26cを形成し、陰極26
の先端に非処理部26Bを形成している。前記浸炭部2
6cは、浸炭処理を施して陰極26のテーパー部26a
の傾斜面に沿って形成され、金属表面26Aから内側に
距離D(例えば、3μm程度)入り込んだ内部位置に形
成するように構成されている。したがって、電極の金属
表面26Aの位置には浸炭部26cは露出していない状
態となっている。
In the description of FIGS. 1 to 4, the carburizing portion is formed continuously from the metal surface of the electrode to the inner side. However, as shown in FIG. 5, the carburizing portion is provided. The position may be configured such that it is formed at a position inward from the metal surface. That is, as shown in FIG. 5, a carburized portion 26c is formed at a position inward of the tapered portion 26a from the metal surface 26A by a distance D, and the cathode 26
The non-processed portion 26B is formed at the tip of. The carburized part 2
6c is a tapered portion 26a of the cathode 26 which is subjected to a carburizing process.
And is formed at an internal position where a distance D (for example, about 3 μm) enters inside from the metal surface 26A. Therefore, the carburized portion 26c is not exposed at the position of the metal surface 26A of the electrode.

【0038】そして、前記浸炭部26cの形成方法は、
前記した浸炭処理工程の加熱時間を所定時間より長く
し、かつ高温で処理することで形成することができるも
のであり(例えば、約2000℃で60分間)、他の条
件は変わらない。なお、図5では、陰極26のテーパー
部26aの位置に浸炭部26cを形成した例で示した
が、円柱部26b側で金属表面から内側に入り込んだ位
置に浸炭部(図示せず)が形成されることや、陰極およ
び陽極の両方の位置で金属表面から入り込んだ位置に浸
炭部(図示せず)を形成する構成としても構わない。
The method of forming the carburized portion 26c is as follows.
It can be formed by making the heating time in the above-mentioned carburizing step longer than a predetermined time and performing the treatment at a high temperature (for example, at about 2000 ° C. for 60 minutes), and other conditions remain unchanged. Although FIG. 5 shows an example in which the carburized portion 26c is formed at the position of the tapered portion 26a of the cathode 26, a carburized portion (not shown) is formed at a position where the carburized portion 26c enters the inside from the metal surface on the side of the cylindrical portion 26b. It is also possible to adopt a configuration in which a carburized portion (not shown) is formed at a position that enters from the metal surface at both the cathode and anode positions.

【0039】そして、図5で示す陰極26を構成する際
は、前記浸炭部26cが、その電極の金属表面から一定
深さまで表面脱炭処理により形成された脱炭部26eを
介して形成され、かつ、電極の材質がタングステンであ
る場合に、タングステンカーバイド(W2 C)の浸炭部
26cを形成する構成としても良い。前記脱炭部26e
は、図5で示すように、電極の金属表面から距離D(好
ましくは2μm〜5μmの範囲)の間に形成される。前
記脱炭部26eは、タングステン(W)から炭素(C)
を除去した表面脱炭処理により形成される構成としてい
る。そして、前記表面脱炭処理は、前記した浸炭処理工
程の加熱時間を所定時間より長くすることと、高温で処
理することで、浸炭部26であるタングステンカーバイ
ド(W2C)を構成する炭素(C)の存在位置が電極の
金属表面から内部に距離D入り込んだ位置に浸透し、距
離Dの範囲内では炭素(C)が存在しない状態となるこ
とで行うことが可能となる。なお、浸炭部26の濃度分
布は、均等、不均等どちらに形成しても構わない。
When forming the cathode 26 shown in FIG. 5, the carburized portion 26c is formed through a decarburized portion 26e formed by surface decarburization from the metal surface of the electrode to a certain depth, Further, when the material of the electrode is tungsten, the carburized portion 26c of tungsten carbide (W 2 C) may be formed. The decarburization unit 26e
Is formed at a distance D (preferably in the range of 2 μm to 5 μm) from the metal surface of the electrode, as shown in FIG. The decarburization section 26e is formed by converting tungsten (W) to carbon (C).
Is formed by a surface decarburization treatment from which the surface is removed. The surface decarburization treatment is performed by setting the heating time in the carburization treatment step to be longer than a predetermined time and performing the treatment at a high temperature, so that carbon (W 2 C) constituting the carburized portion 26 is formed of tungsten (W 2 C). This can be achieved by the presence of C) penetrating from the metal surface of the electrode to the position where the distance D has entered, and within the range of the distance D, carbon (C) does not exist. Note that the concentration distribution of the carburized portion 26 may be formed evenly or unevenly.

【0040】また、前記非処理部26Bは、電極に負荷
される電力量によりその非処理部26Bの形成長さが異
なり、電極間で発生するアーク放電に伴う電極の温度上
昇が著しい部分を示している(ちなみに、この場合は約
4mmである)。
The length of the non-processed portion 26B varies depending on the amount of electric power applied to the electrode, and the temperature of the electrode significantly increases due to arc discharge generated between the electrodes. (By the way, it is about 4 mm in this case).

【0041】[0041]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

【0042】実施例1〜2および比較例1〜3 (電極の作製)直径6mm、長さ100mmのタングス
テン98重量%と二酸化トリウム2重量%から成る円柱
の先端部を円錐状に切削加工して陰極を作製した。この
陰極の先端から約3mm、塗布寸法約8mmの部分に約
10重量%の珪酸カリウムを含有するカーボン粉末の水
分散液を塗布し、風乾した。風乾後、塗布部分を5×1
-5Torrの真空度で800℃で15分間予備加熱処
理を行い、カーボン粉末の水分散液の真空脱ガスを行
い、Arガス雰囲気下で約1600℃で30分間の焼結
処理を行った。この操作により陰極に被覆した被覆物が
焼結固化した。この固形物をピンセットにより完全に剥
離除去した。この際に炭素が陰極のトリウム−タングス
テン表面からわずかに浸炭しているのが観察される。さ
らに、5×10-5Torrの真空度で約1900℃で約
30分程度、浸炭処理を行って陰極表面から内部へ約3
ミクロンの位置から炭素を確実に浸炭処理させて浸炭部
を形成させた実施例1の陰極を作製した。
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 (Preparation of electrodes) The tip of a cylinder having a diameter of 6 mm and a length of 100 mm and comprising 98% by weight of tungsten and 2% by weight of thorium dioxide was cut into a conical shape. A cathode was prepared. An aqueous dispersion of carbon powder containing about 10% by weight of potassium silicate was applied to a portion of about 3 mm from the tip of the cathode and about 8 mm in coating size, and air-dried. After air drying, apply 5x1
Preliminary heat treatment was performed at 800 ° C. for 15 minutes at a vacuum degree of 0 −5 Torr, vacuum degassing of an aqueous dispersion of carbon powder was performed, and sintering was performed at about 1600 ° C. for 30 minutes in an Ar gas atmosphere. . By this operation, the coating applied to the cathode was sintered and solidified. This solid was completely peeled off with tweezers. At this time, it is observed that carbon slightly carburized from the thorium-tungsten surface of the cathode. Further, carburizing is performed at about 1900 ° C. for about 30 minutes at a degree of vacuum of 5 × 10 −5 Torr, and about 3 minutes from the cathode surface to the inside.
The cathode of Example 1 in which carbon was surely carburized from the micron position to form a carburized portion was produced.

【0043】上記陰極に浸炭素処理を施さない陰極をそ
のまま比較例1の陰極として使用した。上記の未処理の
陰極にドイツ特許出願第3723271.1号に記載の
通りの処理を行い比較例2の陰極とした。上記の未処理
の電極に特開平4−137349号公報に記載の通りの
処理を行い比較例3の陰極とした。
The cathode which was not subjected to the carburizing treatment was used as the cathode of Comparative Example 1 as it was. The untreated cathode was treated as described in German Patent Application No. 3723271.1 to obtain a cathode of Comparative Example 2. The untreated electrode was treated as described in JP-A-4-137349 to obtain a cathode of Comparative Example 3.

【0044】(陽極の作製)実施例1及び比較例1〜3
については、純タングステンの陽極を使用した。また、
実施例2では上記の純タングステンの陽極に実施例1の
陰極と同様に浸炭処理を行った陽極を使用した。
(Preparation of Anode) Example 1 and Comparative Examples 1 to 3
For, a pure tungsten anode was used. Also,
In Example 2, an anode obtained by performing carburizing treatment on the pure tungsten anode in the same manner as the cathode of Example 1 was used.

【0045】(高圧放電灯の作製)上述の通りにして作
製した実施例1及び2及び比較例1〜3の陰極及び陽極
を図1に示す高圧放電灯内に対向して配置し、以下の通
りに動作状態を調査した。放電灯に1750Wの略一定
の電力を連続して入力して、使用寿命、図6に示す通り
下記式(1)で定義される平均アーク強度の変動率、ま
た、初期の紫外線照度を100%としたときの水平照度
維持率や、あるいは紫外線配光積算値の紫外線照度維持
率等について調査した。この際の電流は約70Aであっ
た。結果を表1に示す。
(Preparation of High Pressure Discharge Lamp) The cathodes and anodes of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 prepared as described above were arranged in the high pressure discharge lamp shown in FIG. The operating condition was investigated as follows. A substantially constant power of 1750 W is continuously input to the discharge lamp, and the service life, the variation rate of the average arc intensity defined by the following equation (1) as shown in FIG. 6, and the initial ultraviolet illuminance are 100%. Then, the horizontal illuminance maintenance rate or the ultraviolet illuminance maintenance rate of the integrated value of ultraviolet light distribution was investigated. The current at this time was about 70A. Table 1 shows the results.

【0046】なお、前記した平均アーク強度の変動率に
ついては、その基準などを以下に説明する。すなわち、
高圧放電灯から照射される光は、アーク強度の強弱に比
例し、またこの光は常にある程度のゆらぎが含まれてい
る。このゆらぎの具合は図6に示す通り変化、変動して
いる。このアーク強度の平均値を「平均アーク強度」と
して、平均アーク強度の変動率を次式に従って求めた。 平均アーク強度の変動率=b/a×100[%] (1) ただし、aは平均アーク強度を示し、bはアーク強度の
最大変動幅を示す。この平均アーク強度の変動率は、数
値が少ないほど放電灯が安定して動作していることを示
す指標である。
The criterion of the variation rate of the average arc intensity will be described below. That is,
The light emitted from the high-pressure discharge lamp is proportional to the intensity of the arc intensity, and this light always contains some fluctuation. The degree of the fluctuation changes and fluctuates as shown in FIG. The average value of the arc intensity was defined as “average arc intensity”, and the variation rate of the average arc intensity was determined according to the following equation. Average arc intensity fluctuation rate = b / a × 100 [%] (1) where a represents the average arc intensity and b represents the maximum fluctuation width of the arc intensity. The fluctuation rate of the average arc intensity is an index indicating that the smaller the numerical value, the more stable the discharge lamp is operating.

【0047】また、初期の紫外線照度に対する水平照度
維持率および紫外線配光積算値の紫外線照度維持率につ
いて以下に説明する。一般にランプは、その使用時間が
長くなるに従って暗くなるが、この暗くなる程度または
具合を定量化する方法として初期の紫外線照度に対する
水平照度維持率および紫外線配光積算値の紫外線照度維
持率が用いられている。
The horizontal illuminance maintenance ratio with respect to the initial ultraviolet illuminance and the ultraviolet illuminance maintenance ratio of the integrated ultraviolet light distribution value will be described below. Generally, a lamp becomes darker as its use time becomes longer.However, as a method of quantifying the degree or degree of this darkness, a horizontal illuminance maintenance ratio with respect to an initial ultraviolet illuminance and an ultraviolet illuminance maintenance ratio of an integrated ultraviolet light distribution value are used. ing.

【0048】初期の紫外線照度に対する水平照度維持率
は、ランプ単体の照度の劣化を示す指標であり、水平方
向の照度が未使用のランプと比較してどの程度維持して
いるかを計測した照度の維持率を意味し、数値が100
%に近いほど良好である。
The horizontal illuminance maintenance ratio with respect to the initial ultraviolet illuminance is an index indicating the deterioration of the illuminance of the lamp alone. The illuminance obtained by measuring how much the illuminance in the horizontal direction is maintained as compared with an unused lamp is measured. 100% means maintenance rate
%, The better.

【0049】また、ランプから放射される光は水平方向
だけでなく全方位に放射されている。この全方位に放射
される照度の維持率を配光積算値の照度維持率といい、
配光積算値の照度維持率は、例えば、楕円回転体形反射
鏡の第1 焦点上へ高圧放電灯の発光点を配置した場合す
べての放射された光を集めることができ(集光または配
光積算という)、この第2焦点上へ集光された照度維持
率を意味する。この実施例においては紫外線の波長を計
測し紫外線配光積算値の紫外線照度維持率を示した。こ
れは、数値が100%に近いほど良好であることを意味
している。
The light emitted from the lamp is emitted not only in the horizontal direction but also in all directions. The maintenance rate of the illuminance radiated in all directions is called the illuminance maintenance rate of the light distribution integrated value.
The illuminance maintenance rate of the integrated light distribution value can be determined, for example, by arranging the light emitting point of the high-pressure discharge lamp on the first focal point of the ellipsoidal rotating mirror so that all emitted light can be collected (condensing or light distribution). (Referred to as integration) means the illuminance maintenance ratio converged on the second focal point. In this example, the wavelength of the ultraviolet light was measured, and the ultraviolet light illuminance maintenance ratio of the integrated value of the ultraviolet light distribution was shown. This means that the closer the value is to 100%, the better.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】表1から明らかなとおり、本発明による浸
炭処理を施した陰極を使用した高圧放電灯は、未処理の
陰極や従来技術に記載された方法で処理された陰極を使
用した場合と比較して使用寿命が格段に優れていること
がわかった。また本発明による処理を行った電極は、未
処理の陰極や従来技術により処理された陰極と比較して
水平照度維持率が格段に高く、使用寿命期間中には安定
した照度で点灯することが可能であることがわかる。特
に、陰極と陽極との両方に本発明による浸炭処理をした
場合その効果が際立っている。
As is evident from Table 1, the high pressure discharge lamp using the carburized cathode according to the present invention was compared with the untreated cathode or the cathode treated by the method described in the prior art. It was found that the service life was much better. In addition, the electrode treated according to the present invention has a significantly higher horizontal illuminance maintenance ratio than an untreated cathode or a cathode treated according to the prior art, and can be lit at a stable illuminance during a service life period. It turns out that it is possible. In particular, when the carburizing treatment according to the present invention is applied to both the cathode and the anode, the effect is remarkable.

【0052】実施例3〜4および比較例4〜6 これらの実施例および比較例は、図4に示す5キロワッ
トのショートアーク型放電灯の電極を示す。直径12m
m、長さ100mmのタングステン98重量%と二酸化
トリウム2重量%から成る円柱の先端部を円錐状に切削
加工した陰極を使用する以外は実施例1〜2および比較
例1〜3と同様にして陰極を処理した。また、陽極とし
て凹部の直径10mm、凹部の深さ2mmの純タングス
テンを使用し、実施例3および比較例4〜6は未処理の
まま使用し、実施例4においては、実施例2と同様に浸
炭処理を行ったものを使用した。
Examples 3 to 4 and Comparative Examples 4 to 6 These examples and comparative examples show the electrodes of the 5 kilowatt short arc discharge lamp shown in FIG. 12m diameter
m, 100 mm in length, in the same manner as in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3, except that a cathode made by cutting the tip of a cylinder made of 98% by weight of tungsten and 2% by weight of thorium dioxide into a cone is used. The cathode was treated. In addition, pure tungsten having a diameter of the concave portion of 10 mm and a depth of the concave portion of 2 mm was used as the anode, and Example 3 and Comparative Examples 4 to 6 were used without treatment. In Example 4, as in Example 2, A carburized one was used.

【0053】上述の通りにして作製した実施例3及び4
及び比較例4〜6の陰極及び陽極を図4に示す高圧放電
灯内に4mmの距離で対向して配置し、約40mg/c
cの水銀を封入し、放電電流を100Aとして、実施例
1〜2および比較例1〜3と同様にして動作状態を調査
したところ、実施例1〜2および比較例1〜3と同様な
結果が得られた。ただし、陰極のみ本発明による浸炭処
理をおこなった場合(実施例3)、陰極と陽極との両方
に本発明による浸炭処理をおこなった場合(実施例
4)、未処理の場合(比較例4)、上記ドイツ特許出願
に記載による方法による処理を行った場合(比較例
5)、上記日本特許公報に記載による方法による処理を
行った場合(比較例6)の使用寿命は、各々750時間
(実施例3)、1,000時間(実施例4)、250時
間(比較例4)、400時間(比較例5)、400時間
(比較例6)であった。
Examples 3 and 4 produced as described above
And the cathodes and anodes of Comparative Examples 4 to 6 were placed facing each other at a distance of 4 mm in the high-pressure discharge lamp shown in FIG.
c, mercury was charged, and the discharge current was set to 100 A. The operation state was examined in the same manner as in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, and the same results as in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained. was gotten. However, when the carburizing treatment according to the present invention was performed only on the cathode (Example 3), when the carburizing treatment according to the present invention was performed on both the cathode and the anode (Example 4), and when the carburizing treatment was not performed (Comparative Example 4) When the treatment according to the method described in the above-mentioned German patent application was performed (Comparative Example 5), and when the treatment according to the method described in the Japanese Patent Publication (Comparative Example 6) was performed, the service life was 750 hours (implemented). Example 3), 1,000 hours (Example 4), 250 hours (Comparative Example 4), 400 hours (Comparative Example 5), and 400 hours (Comparative Example 6).

【0054】実施例5〜6および比較例7〜9 これらの実施例および比較例は、図5に示す構成で17
50ワットのショートアーク型放電灯の電極を示す。直
径12mm、長さ100mmのタングステン98重量%
と二酸化トリウム2重量%から成る円柱の先端部を円錐
状に切削加工した陰極を使用し、図5で示すように、電
極の金属表面から深さ方向に距離D(3μm)の脱炭部
26eを介してタングステンカーバイド(W2 C)の浸
炭部26cを形成した。そして、前記浸炭部26cの形
成方法は、前記した浸炭処理工程の加熱時間を所定時間
より長くし、かつ高温で処理することで形成することが
できるものであり(例えば、約2000℃で60分
間)、他の条件は実施例1〜2と同様にして処理した。
また、比較例としては、それぞれのショートアーク型放
電灯を表1で示す、比較例1〜3と同様にして処理し
た。
Examples 5 to 6 and Comparative Examples 7 to 9 These examples and comparative examples have the structure shown in FIG.
1 shows the electrodes of a 50 watt short arc discharge lamp. 98% by weight tungsten with a diameter of 12mm and a length of 100mm
And a 2% by weight thorium dioxide column having a conical cut end, and a decarburizing section 26e having a distance D (3 μm) in the depth direction from the metal surface of the electrode as shown in FIG. , A carburized portion 26c of tungsten carbide (W 2 C) was formed. The method of forming the carburized portion 26c can be formed by making the heating time in the carburizing process longer than a predetermined time and performing the treatment at a high temperature (for example, at about 2000 ° C. for 60 minutes). ) And other conditions were the same as in Examples 1 and 2.
As a comparative example, each short arc discharge lamp was treated in the same manner as in Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 1.

【0055】上述の通りにして作製した実施例5〜6お
よび比較例7〜9の陰極及び陽極を図1(a)に示す構
成として、高圧放電灯内に4mmの距離で対向して配置
し、約40mg/ccの水銀を封入し、放電電流を10
0Aとして、実施例1〜2および比較例1〜3と同様に
して動作状態を調査したところ、本発明による浸炭処理
を施した陰極を使用した高圧放電灯は、未処理の陰極や
従来技術に記載された方法で処理された陰極を使用した
場合と比較して使用寿命が格段に優れていることがわか
った。また本発明による処理を行った電極は、未処理の
陰極や従来技術により処理された陰極と比較して水平照
度維持率および紫外線照度維持率が格段に高く、使用寿
命期間中には安定した照度で点灯することが可能である
ことがわかる。特に、陰極と陽極との両方に本発明によ
る浸炭処理をした場合その効果が際立っている。さら
に、陰極または陰極および陽極の構成(図面では陰極の
み示す)が、その電極の金属表面から脱炭部26eを介
して内部に入り込んだ位置にタングステンカーバイド
(W2 C)の浸炭部26cを形成する構成とすること
で、電極材料としての金属表面の不純物の残留防止を確
実にするという利点があるなど、表2で示す結果が得ら
れた。
The cathodes and anodes of Examples 5 to 6 and Comparative Examples 7 to 9 produced as described above were arranged in a high-pressure discharge lamp so as to face each other at a distance of 4 mm as shown in FIG. , About 40 mg / cc of mercury and discharge current of 10
As 0A, the operating state was investigated in the same manner as in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3, and the high-pressure discharge lamp using the carburized cathode according to the present invention was untreated cathode or conventional art. The service life was found to be much better than when using a cathode treated in the manner described. Also, the electrode treated according to the present invention has a significantly higher horizontal illuminance maintenance ratio and ultraviolet illuminance maintenance ratio than an untreated cathode or a cathode treated according to the prior art, and has a stable illuminance during the service life. It turns out that it is possible to light up with. In particular, when the carburizing treatment according to the present invention is applied to both the cathode and the anode, the effect is remarkable. Further, the structure of the cathode or the cathode and the anode (only the cathode is shown in the drawing) forms a carburized portion 26c of tungsten carbide (W 2 C) at a position where it enters from the metal surface of the electrode via the decarburized portion 26e. With such a configuration, the results shown in Table 2 were obtained, such as an advantage that the prevention of impurities remaining on the metal surface as an electrode material was ensured.

【0056】[0056]

【表2】 [Table 2]

【0057】これらの結果より明らかなとおり、本発明
による浸炭および表面脱炭処理を施した陰極を使用した
高圧放電灯は、使用寿命が格段に優れており、また使用
寿命中には安定した照度で点灯することが可能であるこ
とがわかる。特に、陰極と陽極との両方に本発明による
浸炭および表面脱炭処理をした場合その効果が際立って
いることが分かる。
As is evident from these results, the high-pressure discharge lamp using the carburized and surface-decarburized cathode according to the present invention has a remarkably excellent service life and a stable illuminance during the service life. It turns out that it is possible to light up with. In particular, when both the cathode and the anode are subjected to the carburizing and surface decarburizing treatments according to the present invention, the effect is remarkable.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明は次の優れた
効果を発揮する。高圧放電灯の陰極の先端の非処理部
と、この非処理部から連続する位置に、浸炭処理を施し
たことにより、大電流を維持してその放電灯を点灯させ
ると、陰極の消耗や破損を最小限に防止できると共に、
安定した変動率(アーク安定度)で長時間にわたり使用
することが可能となる。
As described above, the present invention exhibits the following excellent effects. Carburizing is applied to the non-processed part at the tip of the cathode of the high-pressure discharge lamp and the position continuous from this non-processed part, so that when the discharge lamp is turned on while maintaining a large current, the cathode is worn or damaged. Can be minimized,
It can be used for a long time at a stable fluctuation rate (arc stability).

【0059】また、浸炭処理の位置を陰極のテーパー部
および円柱部に設けることでさらに安定した変動率で長
時間にわたり使用することが可能となる。そして、陽極
側にも浸炭処理を施すことで、大電流の動作においても
安定した変動率で長時間使用することがさらに有効とな
る。
Further, by providing the carburizing position at the tapered portion and the cylindrical portion of the cathode, it is possible to use the device for a long time at a more stable fluctuation rate. Further, by performing carburizing on the anode side, it becomes more effective to use for a long time at a stable fluctuation rate even in the operation of a large current.

【0060】そして、浸炭処理を施した浸炭部は、電極
の金属表面から連続あるいは距離を開けて形成される濃
度分布を一定あるいは変えてほぼ一定の厚みおよび深さ
で形成することが簡単にできるため、浸炭処理の制御お
よび調整作業が容易に行うことが可能である。
The carburized portion subjected to the carburizing process can be easily formed with a substantially constant thickness and depth by changing or changing the concentration distribution formed continuously or at a distance from the metal surface of the electrode. Therefore, it is possible to easily control and adjust the carburizing process.

【0061】また、陰極または陰極および陽極に形成す
る浸炭部は、その電極の金属表面から内部に入り込んだ
位置に形成する構成とすることで、電極材料としての金
属表面の不純物の残留防止を確実にするという利点があ
る。そして、電極に形成された浸炭部であるタングステ
ンカーバイド(W2 C)は、脱炭部を介してその電極の
金属表面から内部に入り込んだ位置に形成されること
で、放電灯内面の黒化を最小限で抑制できると共に、長
時間の安定した点灯状態を実現することが可能となる。
The carburized portion formed on the cathode or the cathode and the anode is formed at a position in which the carburized portion enters the inside from the metal surface of the electrode, thereby ensuring that the impurities on the metal surface as the electrode material are prevented from remaining. There is an advantage that. Tungsten carbide (W 2 C), which is a carburized portion formed on the electrode, is formed at a position where the tungsten carbide (W 2 C) enters the inside from the metal surface of the electrode via the decarburized portion, thereby blackening the inner surface of the discharge lamp. Can be minimized, and a stable lighting state for a long time can be realized.

【0062】さらに、陰極または陰極および陽極に浸炭
部を形成する場合、塗布溶媒を使用し、一旦焼結させた
後に、その焼結した塗布溶媒を完全に剥離・除去して浸
炭処理あるいは、浸炭処理ならびに表面脱炭処理を行う
ことで、電極表面の不純物による電極の消耗や破損を最
小限に抑え、かつ、変動率を少なくした安定した状態で
長時間使用することができる高圧放電灯の製造を可能と
する。
Further, when a carburized portion is formed on the cathode or the cathode and the anode, a coating solvent is used, and after sintering once, the sintered coating solvent is completely peeled off and removed to carry out carburizing treatment or carburizing. Manufacture of high-pressure discharge lamps that can be used for a long time in a stable state with low fluctuation rate by minimizing electrode wear and damage due to impurities on the electrode surface by performing treatment and surface decarburization treatment Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)(b)は、この発明の第1の実施の形態
を示す放電灯の正面図および電極を拡大して一部断面に
した正面図である。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) are a front view of a discharge lamp showing a first embodiment of the present invention and a front view in which electrodes are partially enlarged in section.

【図2】この発明の他の実施の形態を示す電極部分を拡
大して一部断面にした正面図である。
FIG. 2 is an enlarged front view of a part of an electrode portion showing another embodiment of the present invention.

【図3】この発明の他の実施の形態を示す陰極の構成を
示す原理図である。
FIG. 3 is a principle diagram showing a configuration of a cathode showing another embodiment of the present invention.

【図4】(a)(b)は、この発明の他の実施の形態を
示す放電灯の正面図および電極を拡大して一部断面にし
た正面図である。
4 (a) and 4 (b) are a front view of a discharge lamp showing another embodiment of the present invention and a front view in which electrodes are partially enlarged in section.

【図5】この発明の他の実施の形態を示す陰極の構成を
示す原理図である。
FIG. 5 is a principle diagram showing a configuration of a cathode showing another embodiment of the present invention.

【図6】この発明の高圧放電灯の変動率を説明するグラ
フ図である。
FIG. 6 is a graph illustrating a variation rate of the high-pressure discharge lamp according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高圧放電灯 2 バルブ 2a 発光管部 2b 封止管部 3 陽極 4 支持部 5 金属箔 6 陰極 6B 非処理部 6a テーパー部 6b 円柱部 6c 浸炭部 6d 浸炭部 7 支持部 8 口金 9 口金 10 高圧放電灯 11 陰極 11B 非処理部 11a テーパー部 11b 円柱部 11c 浸炭部 12 発光管部 13 陽極 13a 浸炭部 13B 非処理部 15 金属箔 16 封止管部 17 バルブ 18 口金 19 端面 20 凹部 26 陰極 26A 金属表面 26B 非処理部 26a テーパー部 26b 円柱部 26c 浸炭部 26e 脱炭部 D 金属表面から浸炭部までの距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High pressure discharge lamp 2 Bulb 2a Emitting tube part 2b Sealing tube part 3 Anode 4 Support part 5 Metal foil 6 Cathode 6B Non-processing part 6a Tapered part 6b Column part 6c Carburizing part 6d Carburizing part 7 Supporting part 8 Base 9 Base 10 High pressure Discharge lamp 11 Cathode 11B Non-processed portion 11a Tapered portion 11b Column portion 11c Carburized portion 12 Arc tube portion 13 Anode 13a Carburized portion 13B Non-processed portion 15 Metal foil 16 Sealed tube portion 17 Valve 18 Cap 19 End face 20 Concave portion 26 Cathode 26A Metal Surface 26B Non-treated part 26a Taper part 26b Column part 26c Carburized part 26e Decarburized part D Distance from metal surface to carburized part

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年4月13日(1999.4.1
3)
[Submission date] April 13, 1999 (1999.4.1
3)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、この発明は、中央が膨出する発光管部を有するバル
ブと、前記発光管部内に対向して設置された陽極および
陰極とからなり、高入力を維持して使用する放電灯の電
極の構造において、前記陰極は高融点金属に電子放射性
物質をドーピングして形成されると共に、放電側に向
って傾斜面を有するテーパー部を備え、前記テーパー部
の傾斜面には、浸炭処理を施して浸炭部を形成し、前記
浸炭部に連続してそのテーパー部の先端に非処理部を形
成し、前記浸炭部は、電極の金属表面に表面脱炭処理す
ることで形成した脱炭部を介して金属表面から内部に入
り込んだ位置に形成した高圧放電灯の電極構造として構
成した。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a bulb having an arc tube part bulging at the center, and an anode and a cathode installed opposite to each other in the arc tube part. becomes, in the structure of the electrodes of the discharge lamp to be used while maintaining the high input, the cathode while being formed by doping electron emitting material with high melting point metal, inclined plane I toward or <br/> the discharge side includes a tapered portion having the inclined surface of the tapered portion is subjected to a carburizing process to form a carburized part, the untreated portion is formed in the tip of the tapered portion continuously to the carburizing portion, the carburized portion Is to decarburize the metal surface of the electrode.
From the metal surface through the decarburized part formed by
It was configured as an electrode structure of a high pressure discharge lamp formed at the inserted position .

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0010】また、中央が膨出する発光管部を有するバ
ルブと、前記発光管部内に対向して設置された陽極およ
び陰極とからなり、高入力を維持して使用する放電灯の
電極の構造において、前記陰極は高融点金属に電子放射
性物質をドーピングして形成されると共に、放電側に向
かって傾斜面を有するテーパー部を備え、前記テーパー
部の傾斜面には、浸炭処理を施して浸炭部を形成し、前
記浸炭部に連続してそのテーパー部の先端に非処理部を
形成し、前記浸炭部は、電極の金属表面から一定深さま
で形成した脱炭部を介して形成した高圧放電灯の電極構
造として構成した。
[0010] A bar having an arc tube part whose center swells.
And an anode and an anode disposed opposite to each other in the arc tube section.
And a cathode, which are used to maintain a high input.
In the electrode structure, the cathode emits electrons to the refractory metal
Is formed by doping a conductive material and
The tapered portion having a sloped surface,
Carbide treatment is applied to the inclined surface of the part to form a carburized part.
An unprocessed part is added to the tip of the tapered part following the carburized part.
The carburized part is formed at a certain depth from the metal surface of the electrode.
Structure of high pressure discharge lamp formed through decarburization section formed by
It was constructed as a structure.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0011】さらに、前記陰極は、前記テーパー部に連
続する円柱部とから構成され、前記テーパー部から円柱
部の所定位置まで浸炭処理を施して浸炭部を形成する構
成としても良い。
Further, the cathode is connected to the tapered portion.
And a cylindrical portion extending from the tapered portion.
Carburizing treatment to a predetermined position of the carburized part to form a carburized part
It is good.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0012】そして、前記陽極は、その先端に非処理部
を備え、前記非処理部から連続する位置に浸炭処理を施
した浸炭部を形成する構成にすると都合が良い。
The anode has a non-processing portion at its tip.
Provided with a carburizing treatment at a position continuous from the non-treatment part.
It is convenient to adopt a configuration in which a carburized portion is formed.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0013】なお、前記浸炭部は、その濃度分布を変え
て形成することや、また、電極がタングステンで形成さ
れている場合に、浸炭部をタングステンカーバイド(W
2 C)で形成する構成にすると都合が良い。
The carburized part changes its concentration distribution.
When the electrode is formed of tungsten, the carburized portion is formed of tungsten carbide (W).
It is convenient to adopt a configuration formed by 2C).

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0058[Correction target item name] 0058

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0058】[0058]

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明は次の優れた
効果を発揮する。高圧放電灯の陰極の先端に非処理部
と、この非処理部から連続する位置に、脱炭部を介して
浸炭処理を施したことにより、大電流を維持してその放
電灯を点灯させると、陰極の消耗や破損を最小限に防止
できると共に、安定した変動率(アーク安定度)で長時
間にわたり使用することが可能となる。
As described above, the present invention exhibits the following excellent effects. A high-current discharge lamp that maintains a large current by performing a carburizing treatment through a decarburizing unit at a non-treatment part at the tip of the cathode of the high-pressure discharge lamp and a position continuous from the non-treatment part. By turning on, it is possible to prevent the consumption and breakage of the cathode to a minimum, and to use the cathode for a long time at a stable fluctuation rate (arc stability).

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0059[Correction target item name] 0059

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0059】また、脱炭部を介して浸炭処理の位置を陰
極のテーパー部および円柱部に設けることでさらに安定
した変動率で長時間にわたり使用することが可能とな
る。そして、陽極側にも浸炭処理を施すことで、大電流
の動作においても安定した変動率で長時間使用すること
がさらに有効となる。
Further, by providing the position of the carburizing treatment on the tapered portion and the cylindrical portion of the cathode via the decarburizing portion, it can be used for a long time at a more stable fluctuation rate. Further, by performing carburizing on the anode side, it becomes more effective to use for a long time at a stable fluctuation rate even in the operation of a large current.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0060[Correction target item name] 0060

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0060】そして、脱炭部を介して浸炭処理を施した
浸炭部は、電極の金属表面から連続あるいは距離を開け
て形成される濃度分布を一定あるいは変えてほぼ一定の
厚みおよび深さで形成することが簡単にできるため、浸
炭処理の制御および調整作業が容易に行うことが可能で
ある。さらに、浸炭部の濃度分布を変えた場合は、非処
理部との境界線が渾然一体となるため、強度的にも優
れ、電気抵抗や熱伝導率の値も向上するため安定した使
用を可能とする。
The carburized portion subjected to the carburizing treatment via the decarburized portion is formed to have a substantially constant thickness and depth by changing or changing the concentration distribution formed continuously or at a distance from the metal surface of the electrode. Therefore, the control and adjustment of the carburizing process can be easily performed. Furthermore, if the concentration distribution of the carburized part is changed,
Because the boundary with the department is completely integrated,
To improve the electrical resistance and thermal conductivity,
To be used.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中央が膨出する発光管部を有するバルブ
と、前記発光管部内に対向して設置された陽極および陰
極とからなり、高入力を維持して使用する放電灯の電極
の構造において、 前記陰極は高融点金属に電子放射性物質をドーピングし
て形成されると共に、放電側に向って傾斜面を有するテ
ーパー部を備え、前記テーパー部の傾斜面には、浸炭処
理を施して浸炭部を形成し、前記浸炭部に連続してその
テーパー部の先端に非処理部を形成したことを特徴とす
る高圧放電灯の電極構造。
An electrode structure of a discharge lamp comprising a bulb having an arc tube part bulging at the center, and an anode and a cathode disposed opposite to each other in said arc tube part and used while maintaining a high input. In the above, the cathode is formed by doping an electron-emitting substance into a high melting point metal, and has a tapered portion having an inclined surface toward the discharge side, and the inclined surface of the tapered portion is subjected to a carburizing treatment to be carburized. A high-pressure discharge lamp electrode structure, wherein a non-processed portion is formed at a tip of a tapered portion of the electrode portion, the portion being formed continuously with the carburized portion.
【請求項2】前記陰極は、テーパー部に連続する円柱部
とから構成され、前記テーパー部から円柱部の所定位置
まで浸炭処理を施して浸炭部を形成した請求項1に記載
の高圧放電灯の電極構造。
2. The high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the cathode is formed of a cylindrical portion continuous with the tapered portion, and a carburizing process is performed from the tapered portion to a predetermined position of the cylindrical portion to form a carburized portion. Electrode structure.
【請求項3】前記放電灯の陽極は、その先端に非処理部
を備え、前記非処理部から連続する位置に浸炭処理を施
した浸炭部を形成したことを特徴とする請求項1または
2に記載の高圧放電灯の電極構造。
3. The anode of the discharge lamp according to claim 1, wherein a non-treatment portion is provided at a tip of the discharge lamp, and a carburizing portion subjected to carburizing treatment is formed at a position continuous from the non-treatment portion. 2. The electrode structure of the high-pressure discharge lamp according to 1.
【請求項4】前記浸炭部は、その濃度分布を変えて形成
した請求項1、2または3に記載の高圧放電灯の電極構
造。
4. The electrode structure for a high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein said carburized portion is formed by changing its concentration distribution.
【請求項5】前記浸炭部は、電極の金属表面から内部に
入り込んだ位置に形成した請求項1ないし4のいずれか
一項に記載の高圧放電灯の電極構造。
5. The electrode structure for a high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the carburized portion is formed at a position where the carburized portion enters from the metal surface of the electrode.
【請求項6】前記浸炭部は、電極の金属表面から一定深
さまで形成した脱炭部を介して形成する請求項5に記載
の高圧放電灯の電極構造。
6. The electrode structure for a high pressure discharge lamp according to claim 5, wherein said carburized portion is formed through a decarburized portion formed to a certain depth from the metal surface of the electrode.
【請求項7】前記浸炭部は、電極がタングステンである
場合において、タングステンカーバイド(W2 C)であ
る請求項1ないし6のいずれか一項に記載の高圧放電灯
の電極構造。
7. The electrode structure for a high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the carburized portion is made of tungsten carbide (W 2 C) when the electrode is made of tungsten.
【請求項8】中央が膨出する発光管部を有するバルブ
と、この発光管部内に対向して設置された陽極および陰
極とからなり、高入力を維持して使用する放電灯の電極
の製造方法において、 放電灯の陰極あるいは陰極および陽極に焼結媒質に黒鉛
を混入した塗布媒体を塗布する処理部を形成すると共
に、前記処理部に連続する電極の先端に非処理部を形成
して前記処理部を乾燥させる第1工程と、 真空中で前記塗布媒体に対応してその塗布媒体の不純物
を除去するための適正温度で加熱して不純物を塗布媒体
から除去する第2工程と、 前記塗布媒体に対応して焼結できる焼結温度で、かつ不
活性ガス中で加熱する第3工程と、 前記電極に焼結した塗布媒体を陰極あるいは陰極および
陽極の両方の電極の金属表面から剥離して除去する第4
工程と、 前記塗布媒体が剥離除去された電極を真空中で、形成さ
れる浸炭部の所望深さに対応する浸炭処理温度で加熱す
る第5工程とからなることを特徴とする高圧放電灯の電
極製造方法。
8. A method for manufacturing a discharge lamp electrode comprising a bulb having a luminous tube part bulging at the center, and an anode and a cathode installed in the luminous tube part so as to face each other. In the method, a processing section for applying a coating medium in which graphite is mixed into a sintering medium is formed on a cathode or a cathode and an anode of a discharge lamp, and a non-processing section is formed at a tip of an electrode continuous with the processing section. A first step of drying the processing unit, a second step of heating the coating medium in a vacuum at an appropriate temperature to remove impurities from the coating medium corresponding to the coating medium, and removing the impurities from the coating medium; A third step of heating in an inert gas at a sintering temperature capable of sintering corresponding to the medium, and peeling the coating medium sintered on the electrode from the metal surface of the cathode or both the cathode and the anode. 4th to remove
And a fifth step of heating the electrode from which the coating medium has been peeled and removed in a vacuum at a carburizing temperature corresponding to a desired depth of the carburized portion to be formed. Electrode manufacturing method.
【請求項9】前記第5工程は、前記塗布媒体が剥離除去
された電極を真空中で、形成される浸炭部の所望深さに
対応する浸炭処理温度で加熱することで、電極の金属表
面から一定深さまで炭素を取り除く表面脱炭処理を行
い、かつ、その表面脱炭処理により形成された脱炭部を
介して浸炭部を形成することを特徴とする請求項8に記
載の高圧放電灯の電極製造方法。
9. The method according to claim 5, wherein the step of heating the electrode, from which the coating medium has been peeled off, in a vacuum at a carburizing temperature corresponding to a desired depth of the carburized portion to be formed. 9. The high-pressure discharge lamp according to claim 8, wherein a surface decarburization process for removing carbon from the surface to a certain depth is performed, and a carburized portion is formed through a decarburization portion formed by the surface decarburization process. Electrode manufacturing method.
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