JP5240144B2

JP5240144B2 - Super high pressure discharge lamp

Info

Publication number: JP5240144B2
Application number: JP2009217233A
Authority: JP
Inventors: 美智子諸岡; 信宏長町
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: JP2011065939A

Description

本発明は、ショートアーク型の超高圧放電ランプに関し、更に詳しくは例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス：登録商標）を使用したＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング：登録商標）などの投射型プロジェクタ装置のバックライトや、半導体素子製造用または液晶表示素子製造用の露光装置の光源として好適に用いることができる超高圧放電ランプに関する。 The present invention relates to a short arc type ultra-high pressure discharge lamp, and more particularly, for example, a backlight of a projection projector apparatus such as DLP (Digital Light Processing: registered trademark) using DMD (Digital Micromirror Device: registered trademark) The present invention relates to an ultrahigh pressure discharge lamp that can be suitably used as a light source of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element.

例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス：登録商標）を使用したＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング：登録商標）などの投射型プロジェクタ装置においては、矩形状のスクリーンに対して、均一でかつ十分な演色性をもった画像を投影させることが要求されており、このため、光源としては、点灯時の水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上となるショートアーク型の超高圧放電ランプが採用されている。
また、半導体素子製造用または液晶表示素子製造用の露光装置の光源としては、点灯時の水銀蒸気圧が例えば１００気圧以上となるショートアーク型の超高圧放電ランプが採用されている。
このような超高圧放電ランプは、例えば石英ガラスからなる発光管内に、一対の電極が例えば２ｍｍ以下の間隔で離間して互いに対向するよう配置されると共に、当該発光管内に水銀およびハロゲンが封入されて構成されている。ここで、発光管内にハロゲンが封入される主たる目的は、発光管内においてハロゲンサイクルを形成すると共に、これにより、電極物質であるタングステンが発光管の内壁に付着することを抑制するためである。このような超高圧放電ランプは、例えば、下記特許文献１乃至下記特許文献４等に記載されている。 For example, a projection projector apparatus such as DLP (Digital Light Processing: registered trademark) using DMD (Digital Micromirror Device: registered trademark) has uniform and sufficient color rendering on a rectangular screen. Therefore, it is required to project an image. For this reason, a short arc type ultra-high pressure discharge lamp in which the mercury vapor pressure during lighting is, for example, 150 atm or higher is employed as the light source.
Further, as a light source of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element, a short arc type ultrahigh pressure discharge lamp having a mercury vapor pressure of 100 atm or more at the time of lighting is employed.
Such an ultra-high pressure discharge lamp is, for example, disposed in an arc tube made of quartz glass so that a pair of electrodes are opposed to each other with an interval of, for example, 2 mm or less, and mercury and halogen are enclosed in the arc tube. Configured. Here, the main purpose of enclosing halogen in the arc tube is to form a halogen cycle in the arc tube and thereby prevent tungsten as an electrode material from adhering to the inner wall of the arc tube. Such an ultra-high pressure discharge lamp is described in, for example, Patent Document 1 to Patent Document 4 below.

しかしながら、このような超高圧放電ランプにおいては、電極間距離が極めて短く、ランプの始動時において大電流を投入することが必要であるため、ランプの始動時には、熱による電極の変形や、電極物質の蒸発による発光管の黒化が生じやすい、という問題がある。
このような問題に鑑み、特殊な構造の電極を用いることによって、ランプの始動時における電極の変形や発光管の黒化を改善する試みがなされている。 However, in such an ultra-high pressure discharge lamp, the distance between the electrodes is extremely short and it is necessary to input a large current at the time of starting the lamp. There is a problem that blackening of the arc tube is likely to occur due to evaporation.
In view of such a problem, an attempt has been made to improve the deformation of the electrode and the blackening of the arc tube at the time of starting the lamp by using an electrode having a special structure.

図６は、従来の超高圧放電ランプの一例における要部の構成を示す説明用断面図である。この超高圧放電ランプ８０は、交流電圧を印加することによって点灯駆動される交流点灯方式によるものであって、発光部１０１の両端にロッド状の封止部１０２が形成された、石英ガラスよりなる発光管１００を有する。
この発光管１００における発光部１０１内には、それぞれタングステンからなる一対の電極９０が互いに対向するよう配置されている。この電極９０の各々は、基端部分が発光管１００の封止部１０２に埋設されて保持された棒状の軸部９１を有し、この軸部９１の先端には、略円柱状の胴部９３を介して略円錐状の頭部９２が一体に形成されており、この頭部９２の先端には突起部９２Ａが形成されている。電極９０の軸部９１の基端には、発光管１００の封止部１０２に埋設された導電性金属箔（図示省略）が溶接されて接続され、この導電性金属箔には、発光管１００の封止部１０２の外端から突出する外部リード棒（図示省略）が接続されている。
また、図示の例では、胴部９３の周囲には、当該胴部９３にコイルが巻き付けられた状態で溶融されることによって一体的に形成されたコイル部９４が設けられている。 FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of a main part in an example of a conventional ultrahigh pressure discharge lamp. This ultra-high pressure discharge lamp 80 is based on an AC lighting system that is driven to be driven by applying an AC voltage, and is made of quartz glass in which rod-shaped sealing portions 102 are formed at both ends of the light emitting portion 101. It has an arc tube 100.
A pair of electrodes 90 each made of tungsten are disposed in the light emitting portion 101 of the arc tube 100 so as to face each other. Each of the electrodes 90 has a rod-shaped shaft portion 91 whose base end portion is embedded and held in the sealing portion 102 of the arc tube 100, and a substantially cylindrical body portion is provided at the tip of the shaft portion 91. A substantially conical head 92 is integrally formed through 93, and a protrusion 92 </ b> A is formed at the tip of the head 92. A conductive metal foil (not shown) embedded in the sealing portion 102 of the arc tube 100 is welded and connected to the proximal end of the shaft portion 91 of the electrode 90, and the arc tube 100 is connected to the conductive metal foil. An external lead bar (not shown) protruding from the outer end of the sealing portion 102 is connected.
In the illustrated example, a coil portion 94 that is integrally formed by being melted in a state where a coil is wound around the body portion 93 is provided around the body portion 93.

特開２００５−０６３８１７号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-063817 特開２００６−０７９９８６号公報JP 2006-079986 A 特開２０００−２３１９０３号公報JP 2000-231903 A 特開２００６−２７８９０７号公報JP 2006-278907 A

上記の超高圧放電ランプにおいて、コイル部９４は、主としてランプの始動時におけるグロー放電期間中に電極９０を加熱し、当該電極９０の温度上昇を促すことにより、グロー放電からアーク放電への移行を容易にするためものである。
しかしながら、このような超高圧放電ランプにおいては、電極９０にコイル部９４を設けられていても、グロー放電からアーク放電に移行せず、いわゆる立ち消えが生じる結果、確実に定常点灯することが困難である、という問題がある。 In the above ultra-high pressure discharge lamp, the coil portion 94 heats the electrode 90 mainly during the glow discharge period at the time of starting the lamp, and promotes the temperature rise of the electrode 90, thereby shifting the glow discharge to the arc discharge. To make it easier.
However, in such an ultra-high pressure discharge lamp, even if the coil portion 94 is provided on the electrode 90, it does not shift from glow discharge to arc discharge, and as a result of so-called extinction, it is difficult to ensure steady lighting reliably. There is a problem that there is.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ランプの始動時において、グロー放電からアーク放電にスムーズに移行し、いわゆる立ち消えが生じることがなくて確実に定常点灯することができる超高圧放電ランプを提供することにある。 The present invention has been made based on the circumstances as described above. The purpose of the present invention is to make a smooth transition from glow discharge to arc discharge at the time of starting the lamp, so that the so-called extinguishment does not occur and it is surely steady. An object of the present invention is to provide an ultra-high pressure discharge lamp that can be lit.

本発明の超高圧放電ランプは、発光部および当該発光部の両端に連設された封止部を有する発光管内に、それぞれ基端部分が前記封止部に埋設されて保持された棒状の軸部を有する一対の電極が互いに対向するよう配置されてなる超高圧放電ランプにおいて、
少なくとも一方の電極は、前記軸部より大きい径を有する頭部と、この頭部の後端面に一体に突出して伸びるよう形成され、その内周面が前記軸部から離間して当該軸部を包囲するよう設けられた筒部とを有してなり、当該筒部の内表面に溝が形成されていることを特徴とする。 The ultra-high pressure discharge lamp of the present invention is a rod-shaped shaft in which a base end portion is embedded and held in a light emitting tube having a light emitting portion and sealing portions connected to both ends of the light emitting portion. In an ultrahigh pressure discharge lamp in which a pair of electrodes having a portion are arranged to face each other,
At least one of the electrodes is formed so as to protrude integrally with a head having a larger diameter than the shaft portion and a rear end surface of the head portion, and an inner peripheral surface thereof is spaced apart from the shaft portion to And a cylindrical portion provided so as to surround it, and a groove is formed on the inner surface of the cylindrical portion.

本発明の超高圧放電ランプにおいては、前記筒部の溝が、当該筒部の軸方向に伸びるよう形成されていることが好ましい。
また、前記筒部の溝の幅が０．１〜４００μｍであることが好ましい。
また、前記軸部には、前記筒部の内表面に対向する部分の表面に溝が形成されていることが好ましく、この軸部の溝が、当該軸部の軸方向に伸びるよう形成されていることがより好ましい。 In the ultrahigh pressure discharge lamp of the present invention, it is preferable that the groove of the cylindrical portion is formed so as to extend in the axial direction of the cylindrical portion.
Moreover, it is preferable that the width | variety of the groove | channel of the said cylinder part is 0.1-400 micrometers.
Moreover, it is preferable that a groove is formed on a surface of a portion of the shaft portion that faces the inner surface of the cylindrical portion, and the groove of the shaft portion is formed to extend in the axial direction of the shaft portion. More preferably.

本発明の超高圧放電ランプによれば、電極における筒部の内表面に溝が形成されているため、ランプの始動時においては、この溝によって形成される突条部に電流が集中することにより、当該突条部が加熱されると共に、溝の側面間で生じるホロー効果によって、当該溝の側面が加熱される結果、突条部の温度が局所的に上昇して高温状態となるので、当該突条部にアークの起点が形成される。また、溝が軸方向に形成されることにより、筒部には、軸方向に沿って高温部分が形成されるため、筒部の後端側においてもアークの起点が形成される結果、アーク放電が筒部全体で生じやすくなる。従って、ランプの始動時において、グロー放電からアーク放電にスムーズに移行し、いわゆる立ち消えが生じることがなくて確実に定常点灯することができる。
また、軸部における筒部の内表面に対向する部分の表面に溝を形成することにより、筒部と同様に軸部も加熱されるため、筒部と軸部との温度差が小さくなり、これにより、筒部に生じた熱が軸部を介して放熱することが抑制されるので、筒部の高温状態が維持される結果、グロー放電からアーク放電に一層スムーズに移行させることができる。 According to the ultra high pressure discharge lamp of the present invention, since the groove is formed on the inner surface of the cylindrical portion of the electrode, when the lamp is started, current is concentrated on the protrusion formed by the groove. As a result of the fact that the ridges are heated and the side surfaces of the grooves are heated by the hollow effect generated between the side surfaces of the grooves, the temperature of the ridges locally rises to a high temperature state. An arc starting point is formed on the ridge. In addition, since the groove is formed in the axial direction, a high temperature portion is formed in the cylindrical portion along the axial direction, so that an arc starting point is also formed on the rear end side of the cylindrical portion. Is likely to occur in the entire cylindrical portion. Therefore, when the lamp is started, the glow discharge smoothly transitions to the arc discharge, and so-called “extinguishment” does not occur, so that steady lighting can be performed reliably.
Further, by forming a groove on the surface of the portion of the shaft portion that faces the inner surface of the tube portion, the shaft portion is also heated in the same manner as the tube portion, so the temperature difference between the tube portion and the shaft portion is reduced, As a result, the heat generated in the cylindrical portion is suppressed from radiating through the shaft portion, and as a result of maintaining the high temperature state of the cylindrical portion, the glow discharge can be more smoothly shifted to the arc discharge.

本発明の超高圧放電ランプの一例における構成を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows the structure in an example of the ultrahigh pressure discharge lamp of this invention. 図１に示す超高圧放電ランプにおける電極の側面図である。It is a side view of the electrode in the ultra-high pressure discharge lamp shown in FIG. 図２に示す電極の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the electrode shown in FIG. 図２に示す電極を線分Ｐ−Ｐで切断してその一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the part which cut | disconnects the electrode shown in FIG. 2 by line segment PP. 図１に示す超高圧放電ランプにおける始動時の状態を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows the state at the time of starting in the ultra-high pressure discharge lamp shown in FIG. 従来の超高圧放電ランプの一例における要部の構成を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows the structure of the principal part in an example of the conventional ultrahigh pressure discharge lamp.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の超高圧放電ランプの一例における構成を示す説明用断面図であり、図２は、図１に示す超高圧放電ランプにおける電極の側面図、図３は、図２に示す電極の側面断面図、図４は、図２に示す電極を線分Ｐ−Ｐで切断してその一部を拡大して示す断面図である。
この超高圧放電ランプ１の発光管１０は、内部に放電空間Ｓを形成する外形が略球状の発光部１１と、この発光部１１の両端の各々に一体に連設された、管軸に沿って外方に伸びるロッド状の封止部１２とを有する。この発光管１０における発光部１１内には、それぞれ基端部分が封止部１２に埋設されて保持された棒状の軸部２３を有する全体がタングステンよりなる一対の電極２０が互いに対向するよう配置されている。
発光管１０における封止部１２の各々の内部には、モリブデンよりなる金属箔１３が、例えばシュリンクシールにより気密に埋設され、金属箔１３の各々の一端には、一対の電極２０における軸部２３の基端が溶接されて電気的に接続されており、一方、金属箔１３の各々の他端には、封止部１２の外端から外方に突出する外部リード１４が溶接されて電気的に接続されている。
この例における超高圧放電ランプ１は、一対の電極２０間に交流電圧を印加することによって点灯駆動される交流点灯方式によるものであり、電極２０の各々は、定常点灯時における熱的設計を容易にするため、互いに同一の構成のものとされている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the structure of an example of an ultrahigh pressure discharge lamp of the present invention, FIG. 2 is a side view of electrodes in the ultrahigh pressure discharge lamp shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. 4 is a side sectional view of the electrode, and FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a part of the electrode shown in FIG.
The arc tube 10 of the ultra-high pressure discharge lamp 1 has a light emitting part 11 having a substantially spherical outer shape that forms a discharge space S therein, and a tube axis integrally connected to both ends of the light emitting part 11. And a rod-shaped sealing portion 12 extending outward. Inside the light emitting portion 11 of the arc tube 10, a pair of electrodes 20 each having a rod-shaped shaft portion 23 whose base end portion is embedded and held in the sealing portion 12 are arranged so as to face each other. Has been.
A metal foil 13 made of molybdenum is embedded in each of the sealing portions 12 in the arc tube 10 in an airtight manner, for example, by a shrink seal, and at one end of each of the metal foils 13, shaft portions 23 of the pair of electrodes 20. The other end of each of the metal foils 13 is welded and electrically connected to the other end of each of the metal foils 13 by external leads 14 protruding outward from the outer end of the sealing portion 12. It is connected to the.
The ultra-high pressure discharge lamp 1 in this example is based on an AC lighting system that is driven to be driven by applying an AC voltage between a pair of electrodes 20, and each of the electrodes 20 can be easily designed thermally. Therefore, they have the same configuration.

発光管１０は石英ガラスより構成され、この発光管１０の発光部１１内には、例えば、水銀、希ガスおよびハロゲンガスが封入されている。
発光部１１内に封入される水銀は、必要な可視光波長、例えば波長３６０〜７８０ｎｍの放射光を得るためのものであり、点灯時に例えば１００気圧以上の高い水銀蒸気圧を確保するために、その封入量が例えば０．１０ｍｇ／ｍｍ³以上とされている。この水銀の封入量を増加することにより、点灯時に２００気圧以上、または３００気圧以上の高い水銀蒸気圧を得ることができ、プロジェクタ装置に適した光源を実現することができる。
発光部１１内に封入される希ガスは、点灯始動性を改善するためのものであり、その封入圧は、静圧で例えば１０〜２６ｋＰａである。また、希ガスとしては、アルゴンガスを好適に用いることができる。
発光部１１内に封入されるハロゲンは、発光部１１内においてハロゲンサイクルを形成すると共に、これにより、電極物質であるタングステンが発光部１１の内壁に付着することを抑制するためのものであり、水銀その他の金属との化合物の形態で封入される。ハロゲンの封入量は、例えば１×１０^-6〜１×１０^-2μｍｏｌ／ｍｍ³である。また、ハロゲンとしては、沃素、臭素、塩素などを用いることができる。
また、発光部１１内には、更に他の放電媒体としてハロゲン化金属を封入することもできる。 The arc tube 10 is made of quartz glass, and, for example, mercury, a rare gas, and a halogen gas are sealed in the light emitting portion 11 of the arc tube 10.
The mercury sealed in the light emitting unit 11 is for obtaining a radiated light having a necessary visible light wavelength, for example, a wavelength of 360 to 780 nm, and in order to ensure a high mercury vapor pressure of, for example, 100 atm. The enclosed amount is, for example, 0.10 mg / mm ³ or more. By increasing the amount of mercury enclosed, a high mercury vapor pressure of 200 atm or higher or 300 atm or higher can be obtained at the time of lighting, and a light source suitable for a projector device can be realized.
The rare gas enclosed in the light emitting unit 11 is for improving the lighting startability, and the enclosure pressure is, for example, 10 to 26 kPa as a static pressure. Moreover, argon gas can be used suitably as a noble gas.
The halogen encapsulated in the light emitting unit 11 forms a halogen cycle in the light emitting unit 11, thereby suppressing tungsten as an electrode material from adhering to the inner wall of the light emitting unit 11. Encapsulated in the form of a compound with mercury or other metals. The amount of halogen enclosed is, for example, 1 × 10 ⁻⁶ to 1 × 10 ⁻² μmol / mm ³ . As halogen, iodine, bromine, chlorine and the like can be used.
In addition, a metal halide can be enclosed in the light emitting unit 11 as another discharge medium.

電極２０においては、図２および図３に示すように、軸部２３が小径部分２３Ａの先端に大径部分２３Ｂが一体に形成されてなり、この軸部２３の大径部分２３Ｂの先端に頭部２１が一体に形成されている。この頭部２１は、先端に向かって小径となる略円錐台状の基台部分２１Ｂと、この基台部分２１Ｂの先端に一体に形成された、先端に向かって小径となる略円錐台状の突起部分２１Ａとにより構成されている。頭部２１の基台部分２１Ｂの後端は軸部２３の大径部分２３Ｂの先端の径より大きい径を有するものとされ、頭部２１の突起部分２１Ａの後端は基台部分２１Ｂの先端の径より小さい径を有するものとされている。
頭部２１の基台部分２１Ｂの後端には、当該基台部分２１Ｂの後端の径と実質的に同一の外径を有する円筒状の筒部２２が、軸部２３と離間した状態で、基台部分２１Ｂの後端から続いて一体に軸部２３の先端側の部分を包囲するよう形成されている。
この筒部２２の内表面には、図４に示すように、それぞれ筒部２２の軸方向（図４において紙面に垂直な方向）に沿って当該筒部２２の先端から後端まで伸びる、互いに対向する側面２４Ａ，２４Ｂを有する複数の溝２４が、当該筒部２２の周方向に等間隔で離間して並んだ状態で形成され、当該筒部２２の内表面に溝２４が形成されることによって隣接する溝２４の間に突条部２５が形成されている。
また、軸部２３における筒部２２に対向する部分の表面には、それぞれ軸部２３の軸方向（図４において紙面に垂直な方向）に沿って伸びる、互いに対向する側面２６Ａ，２６Ｂを有する複数の溝２６が、当該軸部２３の周方向に等間隔で離間して並んだ状態で形成されている。 In the electrode 20, as shown in FIGS. 2 and 3, the shaft portion 23 is integrally formed with the large diameter portion 23B at the tip of the small diameter portion 23A, and the head portion is formed at the tip of the large diameter portion 23B of the shaft portion 23. The part 21 is integrally formed. The head 21 has a substantially truncated cone-shaped base portion 21B having a small diameter toward the tip, and a substantially truncated cone-shaped portion integrally formed at the tip of the base portion 21B and having a small diameter toward the tip. It is comprised by the projection part 21A. The rear end of the base portion 21B of the head 21 has a diameter larger than the diameter of the tip of the large diameter portion 23B of the shaft portion 23, and the rear end of the protruding portion 21A of the head 21 is the tip of the base portion 21B. It has a diameter smaller than the diameter of.
At the rear end of the base portion 21B of the head 21, a cylindrical tube portion 22 having an outer diameter substantially the same as the diameter of the rear end of the base portion 21B is separated from the shaft portion 23. The base portion 21B is formed so as to continuously surround the tip portion of the shaft portion 23 from the rear end.
As shown in FIG. 4, the inner surface of the cylindrical portion 22 extends from the front end to the rear end of the cylindrical portion 22 along the axial direction of the cylindrical portion 22 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4). A plurality of grooves 24 having side surfaces 24A and 24B facing each other are formed in a state of being spaced apart at equal intervals in the circumferential direction of the cylindrical portion 22, and the grooves 24 are formed on the inner surface of the cylindrical portion 22. Thus, a protrusion 25 is formed between adjacent grooves 24.
Further, the surface of the portion of the shaft portion 23 facing the cylindrical portion 22 has a plurality of side surfaces 26A and 26B facing each other that extend along the axial direction of the shaft portion 23 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4). The grooves 26 are formed in a state of being spaced apart at equal intervals in the circumferential direction of the shaft portion 23.

電極２０を形成するタングステンとしては、その純度が４Ｎ以上のものを用いることが好ましい。電極物質として純度が４Ｎ以上のタングステンを用いることにより、電極２０における頭部２１や軸部２３から放電空間Ｓ内に放出される不純物の量を低減することができる。
また、電極２０は、例えば一本のタングステンよりなる棒材からレーザ加工、放電加工などによって切削する方法、電極の各部を別個に形成した後に、これらを溶接する方法によって形成することができる。 As tungsten for forming the electrode 20, it is preferable to use a tungsten having a purity of 4N or more. By using tungsten having a purity of 4N or more as the electrode material, the amount of impurities released into the discharge space S from the head portion 21 and the shaft portion 23 of the electrode 20 can be reduced.
The electrode 20 can be formed by, for example, a method of cutting a single bar made of tungsten by laser machining, electric discharge machining, or the like, or a method of welding the parts after forming each part of the electrode separately.

頭部２１の体積は、１〜１０ｍｍ³であることが好ましい。頭部２１の体積が過小である場合には、熱容量が小さいため、アークによる熱的負荷によって電極物質の溶融または蒸発が生じやすくなる。一方、頭部２１の体積が過大である場合には、頭部２１によって遮られる光の量が大きいため、光を高い効率で外部に放射することか困難となることがある。
また、頭部２１の後端の径（図示の例では基台部分２１Ｂの後端の径）は、例えば１．０〜３．０ｍｍである。 The volume of the head 21 is preferably 1 to 10 mm ³ . When the volume of the head 21 is too small, the heat capacity is small, so that the electrode material is likely to melt or evaporate due to the thermal load caused by the arc. On the other hand, if the volume of the head 21 is excessive, the amount of light blocked by the head 21 is large, and it may be difficult to radiate light to the outside with high efficiency.
The diameter of the rear end of the head 21 (in the illustrated example, the diameter of the rear end of the base portion 21B) is, for example, 1.0 to 3.0 mm.

筒部２２の全長は、０．３〜５ｍｍであることが好ましい。筒部２２の全長が過小である場合には、放電が軸部２３に達することにより、当該軸部２３が高い温度に加熱されることがあり、また、筒部２２に生じた熱が頭部２１を介して軸部２３に伝達されやすくなる。一方、筒部２２の全長が過大である場合には、発光管１０の内壁との距離が短いため、筒部２２の後端部分において放電が生じたときには、発光管１０に黒化などが生じることがある。 It is preferable that the full length of the cylinder part 22 is 0.3-5 mm. When the overall length of the tube portion 22 is too small, the discharge reaches the shaft portion 23, so that the shaft portion 23 may be heated to a high temperature, and the heat generated in the tube portion 22 is heated by the head. It becomes easy to be transmitted to the shaft part 23 via 21. On the other hand, when the total length of the tube portion 22 is excessive, the distance from the inner wall of the arc tube 10 is short, and therefore, when discharge occurs at the rear end portion of the tube portion 22, blackening or the like occurs in the arc tube 10. Sometimes.

軸部２３の径は、ランプの定格消費電電力や、電極２１を形成する電極物質と封止部１２を形成する石英ガラスとの熱膨張差などを勘案して設定されるが、軸部２３の先端の径（図示の例では大径部分２３Ｂの先端の径）は、頭部２１の後端の径の２０〜７０％であることが好ましい。軸部２３の先端の径がこの範囲にあれば、頭部２１から軸部２３への熱伝達が小さく、軸部２３の温度上昇を抑制することができる。
また、図示の例では、軸部２３の先端側が大径部分２３Ｂとされているが、このような構成によれば、一本の棒材からレーザ加工、放電加工などによって切削する方法によって電極２０を製造する場合において、当該棒材から切り出されて除去される部分が少ないため、電極２０の製造が容易となる、という利点がある。 The diameter of the shaft portion 23 is set in consideration of the rated power consumption of the lamp, the difference in thermal expansion between the electrode material forming the electrode 21 and the quartz glass forming the sealing portion 12, and the like. The tip diameter (in the illustrated example, the tip diameter of the large-diameter portion 23B) is preferably 20 to 70% of the diameter of the rear end of the head 21. If the diameter of the tip of the shaft portion 23 is within this range, heat transfer from the head portion 21 to the shaft portion 23 is small, and the temperature rise of the shaft portion 23 can be suppressed.
Further, in the illustrated example, the tip end side of the shaft portion 23 is the large diameter portion 23B. According to such a configuration, the electrode 20 is cut by a method of cutting a single bar material by laser machining, electric discharge machining, or the like. In manufacturing the electrode 20, since there are few parts cut out and removed from the bar, there is an advantage that the electrode 20 can be easily manufactured.

電極２０における筒部２２と軸部２３との離間距離ｋは、１０μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。この離間距離ｋが１０μｍ以上であれば、超高圧放電ランプ１の始動時に筒部２２が加熱されて高温状態となった場合でも、その熱が軸部２３に直接伝達されにくいため、軸部２３の温度上昇を抑制することができる。 The distance k between the cylindrical portion 22 and the shaft portion 23 in the electrode 20 is preferably 10 μm to 1 mm. If the separation distance k is 10 μm or more, even when the cylindrical portion 22 is heated to a high temperature state when the ultrahigh pressure discharge lamp 1 is started, the heat is hardly transmitted directly to the shaft portion 23. Temperature rise can be suppressed.

筒部２２に形成された溝２４の各々は、その幅が０．１〜４００μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１００μｍである。溝２４の幅が過小である場合には、グロー放電を起こすためのイオンが衝突する領域が狭くなるため、イオンが溝２４の側面２４Ａ，２４Ｂにほとんど衝突せず、ホロー効果が生じにくくなる。また、作製上困難である理由から、０．１μｍ以上が適当である。一方、溝２４の幅が過大である場合には、当該溝２４の側面２４Ａ，２４Ｂ間において、グロー放電時に空間中のイオン密度が小さくなるため、単位面積あたりの溝２４の側面２４Ａ，２４Ｂに衝突するイオン数の割合が減少し、ホロー効果が生じにくく、当該溝２４の側面２４Ａ，２４Ｂを高い温度に加熱することが困難となる。
また、筒部２２に形成された溝２４の各々の深さは、１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１〜１００μｍである。溝２４の深さが過小である場合には、溝２４の幅が過小である場合と同様の理由でホロー効果が生じにくくなる。一方、溝２４の深さが過大である場合では、溝２４の幅が過大である場合と同様の理由でホロー効果が生じにくくなる。
また、筒部２２に形成された突条部２５の各々は、その幅が、０．１〜４００μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１００μｍである。突条部２５の幅が過小である場合には、製作上困難である。一方、突条部２５の幅が過大である場合には、突条部２５の表面の熱が金属内部へ流出し、突条部２５表面の温度が下がるため、グロー放電からアーク放電に移行しにくくなる。
また、筒部２２に形成された溝２４の数は、筒部２２の寸法、溝２４の幅、突条部２５の幅などに応じて設定される。 Each of the grooves 24 formed in the cylindrical portion 22 preferably has a width of 0.1 to 400 μm, more preferably 0.1 to 100 μm. When the width of the groove 24 is too small, the region where ions for causing glow discharge collide becomes narrow, so that the ions hardly collide with the side surfaces 24A and 24B of the groove 24, and the hollow effect is hardly generated. Moreover, 0.1 μm or more is appropriate for the reason of difficulty in production. On the other hand, when the width of the groove 24 is excessive, the ion density in the space between the side surfaces 24A and 24B of the groove 24 is reduced during glow discharge, so that the side surfaces 24A and 24B of the groove 24 per unit area are reduced. The ratio of the number of ions that collide decreases, the hollow effect hardly occurs, and it becomes difficult to heat the side surfaces 24A and 24B of the groove 24 to a high temperature.
Moreover, it is preferable that each depth of the groove | channel 24 formed in the cylinder part 22 is 100 micrometers or less, More preferably, it is 0.1-100 micrometers. When the depth of the groove 24 is excessively small, the hollow effect is less likely to occur for the same reason as when the width of the groove 24 is excessively small. On the other hand, when the depth of the groove 24 is excessive, the hollow effect is less likely to occur for the same reason as when the width of the groove 24 is excessive.
Moreover, it is preferable that the width | variety of each protrusion 25 formed in the cylinder part 22 is 0.1-400 micrometers, More preferably, it is 0.1-100 micrometers. When the width of the protrusion 25 is too small, it is difficult to manufacture. On the other hand, when the width of the ridge portion 25 is excessive, the heat of the surface of the ridge portion 25 flows out into the metal and the temperature of the surface of the ridge portion 25 decreases, so that the glow discharge changes to the arc discharge. It becomes difficult.
Further, the number of grooves 24 formed in the cylindrical portion 22 is set according to the dimensions of the cylindrical portion 22, the width of the groove 24, the width of the protruding portion 25, and the like.

軸部２３に形成された溝２６の各々は、その幅が０．１〜４００μｍであることが好ましい。溝２６の幅が過小である場合には、溝２４の幅が過小である場合と同様の理由により、ホロー効果が生じにくくなり、また、作製上困難であるため、０．１μｍ以上が適当である。一方、溝２６の幅が過大である場合には、溝２４の幅が過大である場合と同様に、当該溝２６の側面２６Ａ，２６Ｂ間においてホロー効果が生じにくく、当該溝２６の側面２６Ａ，２６Ｂを高い温度に加熱することが困難となる。
また、軸部２３に形成された溝２６の各々の深さは、例えば０．１〜１００μｍである。
また、軸部２３に形成された溝２６の数は、軸部２３の寸法、溝２６の幅などに応じて設定される。 Each of the grooves 26 formed in the shaft portion 23 preferably has a width of 0.1 to 400 μm. When the width of the groove 26 is excessively small, the hollow effect is difficult to occur for the same reason as when the width of the groove 24 is excessively small. is there. On the other hand, when the width of the groove 26 is excessive, as in the case where the width of the groove 24 is excessive, the hollow effect is not easily generated between the side surfaces 26A and 26B of the groove 26, and the side surfaces 26A and 26A of the groove 26 are not generated. It becomes difficult to heat 26B to a high temperature.
Further, the depth of each of the grooves 26 formed in the shaft portion 23 is, for example, 0.1 to 100 μm.
Further, the number of the grooves 26 formed in the shaft portion 23 is set according to the dimension of the shaft portion 23, the width of the groove 26, and the like.

上記の超高圧放電ランプ１においては、例えば始動時に直流電流を供給し、その後、交流電流を供給する給電装置によって、以下のようにして点灯駆動される。
給電装置から電力が供給されると、電極２０間において絶縁破壊が生じ、陰極動作する電極２０の表面から水銀が蒸発して放電が開始され、例えば数十Ｖの水銀アークが形成され、この水銀アーク放電により、電極２０に付着した水銀が当該電極２０から熱を受けて蒸発が促される。ここで、水銀アーク放電においては、電極２０は熱電子が放出されるのに必要な温度に加熱されないため、電極２０の表面に付着した水銀の蒸発が完了すると、電極２０間に例えば数百Ｖのグロー放電が開始される。 In the above ultrahigh pressure discharge lamp 1, for example, a direct current is supplied at the time of starting, and thereafter, it is driven to light by a power supply device that supplies an alternating current as follows.
When power is supplied from the power supply device, dielectric breakdown occurs between the electrodes 20, mercury is evaporated from the surface of the electrode 20 that operates as a cathode, and discharge is started, for example, a mercury arc of several tens of volts is formed. Due to the arc discharge, mercury attached to the electrode 20 receives heat from the electrode 20 and promotes evaporation. Here, in the mercury arc discharge, the electrode 20 is not heated to a temperature necessary for emitting thermoelectrons. Therefore, when the evaporation of mercury attached to the surface of the electrode 20 is completed, for example, several hundred V is applied between the electrodes 20. The glow discharge starts.

グロー放電は、放電空間Ｓ内の希ガス、水銀および電極物質であるタングステンのイオンが、例えば数百Ｖの電圧によって加速されて陰極動作する電極に衝突してエネルギーを付与することによって行なわれ、図５（１）に示すように、グロー放電Ｇは、電極２０における頭部２１および筒部２２の表面全体を覆うよう形成される。グロー放電期間中においては、筒部２２の熱容量が小さいため、当該筒部２２が高温状態となるが、当該筒部２２は、その内周面が軸部２３から離間した状態であって頭部２１にのみ接続されているため、筒部２２に生じた熱は頭部２１に伝達され、これにより、頭部２１も高温状態となり、更に、その熱は軸部２３に伝達される。 The glow discharge is performed by applying energy by collision of ions of rare gas, mercury, and tungsten, which is an electrode material, in the discharge space S, which are accelerated by a voltage of, for example, several hundred volts and operate as a cathode, As shown in FIG. 5 (1), the glow discharge G is formed so as to cover the entire surface of the head portion 21 and the cylindrical portion 22 in the electrode 20. During the glow discharge period, the cylindrical portion 22 is in a high temperature state because the thermal capacity of the cylindrical portion 22 is small, but the cylindrical portion 22 is in a state where its inner peripheral surface is separated from the shaft portion 23 and the head Therefore, the heat generated in the cylindrical portion 22 is transmitted to the head portion 21, whereby the head portion 21 is also in a high temperature state, and the heat is further transmitted to the shaft portion 23.

電極２０の温度が熱電子を放出することが可能な温度に達すると、グロー放電から数十Ｖのランプ電圧を有するアーク放電に移行する。このアーク放電は、電極２０において熱電子の放出が可能な温度に達した箇所から局所的に開始する。而して、上記の超高圧放電ランプ１においては、電極２０における筒部２２の内表面に、複数の溝２４が形成されており、この溝２４によって形成された突条部２５には電流が集中するため、当該突条部２５が加熱されると共に、溝２４の側面２４Ａ，２４Ｂ間においてホロー効果が生ずることによって当該溝２４の側面２４Ａ，２４Ｂが加熱され、これにより、突条部２５が局所的に高温状態となる。ここで、ホロー効果とは、互いに対向する面の間において、一方の面から放出された電子が、他方の面に衝突して当該一方の面に向かって反射することにより、電子放出率を向上させる効果をいう。その結果、図５（２）において実線で示すように、アーク放電Ａは、初期においては筒部２２の突条部２５が位置する箇所から形成され、その後、対向する電極側との距離が小さくなるよう移行し、最終的には、図５（２）において破線で示すように、電極２０の先端の突起部分２１Ａから形成される。 When the temperature of the electrode 20 reaches a temperature at which thermionic electrons can be emitted, the glow discharge is changed to an arc discharge having a lamp voltage of several tens of volts. This arc discharge starts locally from the point where the electrode 20 reaches a temperature at which thermionic electrons can be emitted. Thus, in the ultra high pressure discharge lamp 1 described above, a plurality of grooves 24 are formed on the inner surface of the cylindrical portion 22 of the electrode 20, and current is applied to the protrusion 25 formed by the grooves 24. In order to concentrate, while the said ridge part 25 is heated, the side surface 24A, 24B of the said groove | channel 24 is heated by producing a hollow effect between the side surfaces 24A, 24B of the groove | channel 24, and, thereby, the ridge part 25 is formed. High temperature locally. Here, the hollow effect improves the electron emission rate by allowing electrons emitted from one surface to collide with the other surface and be reflected toward the other surface between the opposing surfaces. Refers to the effect of As a result, as indicated by a solid line in FIG. 5 (2), the arc discharge A is initially formed from a position where the protruding portion 25 of the cylindrical portion 22 is located, and thereafter the distance from the opposing electrode side is small. Finally, as shown by a broken line in FIG. 5 (2), it is formed from a protruding portion 21A at the tip of the electrode 20.

このような超高圧放電ランプ１によれば、電極２０における筒部２２の内表面に溝２４が形成されているため、ランプの始動時においては、この溝２４によって形成される突条部２５に電流が集中することにより、当該突条部２５が加熱されると共に、溝２４の側面２４Ａ，２４Ｂ間で生じるホロー効果によって、当該溝２４の側面２４Ａ，２４Ｂが加熱される結果、突条部２５の温度が局所的に上昇して高温状態となるので、当該突条部２５にアークの起点が形成される。また、溝２４が軸方向に形成されることにより、筒部２２には、軸方向に沿って高温部分が形成されるため、筒部２２の後端側においてもアークの起点が形成される結果、アーク放電が筒部全体で生じやすくなる。従って、ランプの始動時において、グロー放電からアーク放電にスムーズに移行し、いわゆる立ち消えが生じることがなくて確実に定常点灯することができる。
また、軸部２３における筒部２２の内表面に対向する部分の表面に溝２６が形成されているため、筒部２２と同様に軸部２３も加熱されるため、筒部２２と軸部２３との温度差が小さくなり、これにより、筒部２２に生じた熱が軸部２３を介して放熱することが抑制されるので、筒部２２の高温状態が維持される結果、グロー放電からアーク放電に一層スムーズに移行させることができる。
また、超高圧放電ランプ１の使用寿命の末期においては、筒部２２に形成された溝２４の周辺部分が、過熱により溶融して変形した状態となることがあるが、このような状態においては、軸部２３における筒部２２の内表面に対向する部分の表面に溝２６が形成されていることにより、ランプの始動確率を向上させることができる。 According to such an ultra-high pressure discharge lamp 1, since the groove 24 is formed on the inner surface of the cylindrical portion 22 of the electrode 20, at the time of starting the lamp, the protrusion 25 formed by the groove 24 When the current concentrates, the ridge portion 25 is heated and the side surfaces 24A and 24B of the groove 24 are heated by the hollow effect generated between the side surfaces 24A and 24B of the groove 24. Since the temperature of this region rises locally and becomes a high temperature state, the starting point of the arc is formed in the protrusion 25. Further, since the groove 24 is formed in the axial direction, a high temperature portion is formed in the cylindrical portion 22 along the axial direction, so that an arc starting point is also formed on the rear end side of the cylindrical portion 22. Arc discharge is likely to occur in the entire cylindrical portion. Therefore, when the lamp is started, the glow discharge smoothly transitions to the arc discharge, and so-called “extinguishment” does not occur, so that steady lighting can be performed reliably.
In addition, since the groove 26 is formed on the surface of the portion of the shaft portion 23 that faces the inner surface of the tube portion 22, the shaft portion 23 is also heated in the same manner as the tube portion 22. As a result, the heat generated in the cylindrical portion 22 is prevented from being dissipated through the shaft portion 23. As a result, the high temperature state of the cylindrical portion 22 is maintained. It is possible to shift to discharge more smoothly.
Further, at the end of the service life of the ultra-high pressure discharge lamp 1, the peripheral portion of the groove 24 formed in the cylindrical portion 22 may be melted and deformed due to overheating. In such a state, Since the groove 26 is formed on the surface of the portion of the shaft portion 23 that faces the inner surface of the cylindrical portion 22, it is possible to improve the starting probability of the lamp.

上記の超高圧放電ランプ１について具体的な仕様を示すと、発光管１０においては、発光部１１の最大外径が１２ｍｍ、発光部１１の内容積が１２０ｍｍ³であり、電極２０においては、頭部２１の後端（図示の例では基台部分２１Ｂの後端）の径ａが２ｍｍ、筒部２２の肉厚ｂが０．２ｍｍ、筒部２２の内径ｃが１．６ｍｍ、軸部２３の小径部分２３Ａの径ｅが０．５ｍｍ、軸部２３の大径部分２３Ｂの径ｄが１．２ｍｍ、電極２０の全長ｆが１０ｍｍであり、筒部２２と軸部２３との離間距離ｋが０．２ｍｍである。また、電極間距離が１．２ｍｍ、定格電圧が８５Ｖ、定格電力が３００Ｗである。 The specific specifications of the ultra-high pressure discharge lamp 1 are as follows. In the arc tube 10, the maximum outer diameter of the light emitting portion 11 is 12 mm, the internal volume of the light emitting portion 11 is 120 mm ³ , and the electrode 20 has a head. The diameter a of the rear end of the portion 21 (the rear end of the base portion 21B in the illustrated example) is 2 mm, the thickness b of the cylindrical portion 22 is 0.2 mm, the inner diameter c of the cylindrical portion 22 is 1.6 mm, and the shaft portion 23 The diameter e of the small-diameter portion 23A is 0.5 mm, the diameter d of the large-diameter portion 23B of the shaft portion 23 is 1.2 mm, the total length f of the electrode 20 is 10 mm, and the separation distance k between the cylindrical portion 22 and the shaft portion 23 is k. Is 0.2 mm. The distance between the electrodes is 1.2 mm, the rated voltage is 85 V, and the rated power is 300 W.

このような超高圧放電ランプ１においては、発光管１０における発光部１１内に例えば０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀が封入されることにより、点灯中に発光部１１内の水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上となり、このような超高圧放電ランプ１は、例えばプロジェクタ装置の光源として好適である。また、プロジェクタ装置においては、装置全体の小型化が図られる一方、高い光量が要求されることから、発光管１０における発光部１１内の熱的条件は極めて厳しいものであり、例えばランプの管壁負荷値は０．８〜３．０Ｗ／ｍｍ²、より具体的な一例を挙げると２．１Ｗ／ｍｍ²である。
このような高い水銀蒸気圧や管壁負荷値を有することにより、プロジェクタ装置の光源として用いられる場合に演色性の良好な放射光を得ることができる。
また、上記の超高圧放電ランプ１においては、発光管１０における発光部１１内に例えば０．１０ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀が封入されることにより、点灯中に発光部１１内の水銀蒸気圧が例えば１００気圧以上となる。このような超高圧放電ランプ１は、半導体素子製造用または液晶表示素子製造用の露光装置における光源として、極めて有用である。 In such an ultra-high pressure discharge lamp 1, for example, 0.15 mg / mm ³ or more of mercury is enclosed in the light emitting portion 11 of the arc tube 10, so that the mercury vapor pressure in the light emitting portion 11 is, for example, during lighting. The super-high pressure discharge lamp 1 having a pressure of 150 atm or higher is suitable as a light source for a projector device, for example. Further, in the projector apparatus, the entire apparatus is downsized, and a high light amount is required. Therefore, the thermal conditions in the light emitting portion 11 of the arc tube 10 are extremely severe. For example, the lamp tube wall load value 0.8~3.0W / mm ^2, a more specific example and 2.1 W / mm ^2.
By having such a high mercury vapor pressure and tube wall load value, it is possible to obtain radiant light with good color rendering when used as a light source of a projector apparatus.
Further, in the ultra high pressure discharge lamp 1 described above, mercury of, for example, 0.10 mg / mm ³ or more is enclosed in the light emitting part 11 of the arc tube 10 so that the mercury vapor pressure in the light emitting part 11 is increased during lighting. For example, it becomes 100 atmospheres or more. Such an ultra-high pressure discharge lamp 1 is extremely useful as a light source in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element.

本発明の超高圧放電ランプにおいては、上記の実施の形態に限られず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば筒部の内表面に形成された溝は、筒部の軸方向に対して平行に形成されている必要はなく、筒部の軸方向に対して斜め方向に伸びるよう形成されていてもよく、らせん状に形成されていてもよい。
また、本発明の超高圧放電ランプは、一対の電極間に直流電圧を印加することによって点灯駆動される直流点灯方式によるものであってもよい。
このような直流点灯方式による超高圧放電ランプにおいては、陽極として動作する電極としては、図２〜４に示す電極以外の適宜のものを用いることができる。 The super high pressure discharge lamp of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the groove formed on the inner surface of the cylindrical portion does not need to be formed in parallel to the axial direction of the cylindrical portion, and may be formed to extend obliquely with respect to the axial direction of the cylindrical portion. Alternatively, it may be formed in a spiral shape.
Moreover, the ultra high pressure discharge lamp of the present invention may be based on a direct current lighting system that is driven to light by applying a direct current voltage between a pair of electrodes.
In such an ultra-high pressure discharge lamp using a direct current lighting system, an appropriate electrode other than the electrodes shown in FIGS.

〈実験例〉
図１〜図４に示す構成に従い、下記の仕様を有する交流点灯型のランプ（Ｌ１）〜ランプ（Ｌ１５）を作製した。また、以下の仕様において、電極の筒部に形成された溝および突条部の寸法並びに軸部に形成された溝の寸法を除き、全てのランプに共通の仕様である。
・発光管（１０）は、石英ガラス製で、発光部の内容積が１２０ｍｍ³である。
・電極間距離は１．２ｍｍである。
・発光管（１０）内には、水銀、希ガスおよびハロゲンとして臭素が封入され、水銀封入量は０．１５ｍｇ／ｍｍ³、ハロゲン封入量は５×１０^-4μｍｏｌ／ｍｍ³である。
・電極（２０）は、純度が９９．９９％のタングステン製で、頭部（２１）の後端の径ａが２ｍｍ、頭部（２１）の体積が０．９ｍｍ³、筒部（２２）の肉厚ｂが０．２ｍｍ、筒部（２２）と軸部（２３）との離間距離ｋが０．２ｍｍ、筒部（２２）の内径ｃが１．６ｍｍ（内周の長さが５．０２４ｍｍ）、軸部（２３）の小径部分（２３Ａ）の径ｅが０．５ｍｍ、軸部（２３）の大径部分（２３Ｂ）の径ｄが１．２ｍｍ（外周の長さが３．７６８ｍｍ）、電極（２０）の全長ｆが１０ｍｍであり、筒部（２２）の内表面には、下記表１に示す寸法および数の溝（２４）が筒部（２２）の軸方向に沿って伸びるよう形成され、軸部（２３）における筒部（２２）の内表面に対向する部分の表面には、下記表１に示す寸法および数の溝（２６）が軸部（２３）の軸方向に沿って伸びるよう形成されている。
・定格電圧が８５Ｖ、定格電力が３００Ｗである。 <Experimental example>
AC lighting type lamps (L1) to (L15) having the following specifications were manufactured according to the configuration shown in FIGS. In the following specifications, the specifications are common to all lamps except for the dimensions of the grooves and protrusions formed in the cylindrical portion of the electrode and the dimensions of the grooves formed in the shaft portion.
The arc tube (10) is made of quartz glass, and the inner volume of the light emitting part is 120 mm ³ .
-The distance between electrodes is 1.2 mm.
In the arc tube (10), bromine is enclosed as mercury, rare gas, and halogen, and the amount of mercury enclosed is 0.15 mg / mm ³ and the amount of halogen enclosed is 5 × 10 ⁻⁴ μmol / mm ³ .
The electrode (20) is made of tungsten having a purity of 99.99%, the diameter a of the rear end of the head (21) is 2 mm, the volume of the head (21) is 0.9 mm ³ , and the cylinder (22) The wall thickness b is 0.2 mm, the separation distance k between the cylindrical portion (22) and the shaft portion (23) is 0.2 mm, the inner diameter c of the cylindrical portion (22) is 1.6 mm (the length of the inner circumference is 5). .024 mm), the diameter e of the small-diameter portion (23A) of the shaft portion (23) is 0.5 mm, the diameter d of the large-diameter portion (23B) of the shaft portion (23) is 1.2 mm (the length of the outer periphery is 3. 768 mm), and the total length f of the electrode (20) is 10 mm. On the inner surface of the cylindrical portion (22), there are grooves (24) having dimensions and numbers shown in Table 1 below along the axial direction of the cylindrical portion (22). In the surface of the portion of the shaft portion (23) facing the inner surface of the cylindrical portion (22), the grooves (26) having the dimensions and numbers shown in Table 1 below are formed. It is formed so as to extend along the axial direction of the shaft portion (23).
-The rated voltage is 85V and the rated power is 300W.

各ランプについて、以下のようにして始動性試験を行った。
各ランプを５分間点灯させた後、当該ランプを冷却ファンによって冷却しながら５分間消灯させた。この操作を１００回繰り返し、１００回の点灯操作中、一度も立ち消えすることなく１００回とも定常点灯に至ったものを◎、グロー放電からアーク放電に移行する際に瞬間的な立ち消えが１回以上発生したが、１００回とも定常点灯に至ったものを○、１回以上立ち消えが発生して定常点灯に至らなかったものを×として評価した。
結果を下記表１に示す。 Each lamp was subjected to a startability test as follows.
After each lamp was turned on for 5 minutes, the lamp was turned off for 5 minutes while being cooled by a cooling fan. This operation is repeated 100 times, and during 100 lighting operations, those that have reached steady lighting at least 100 times without disappearing once, when the transition from glow discharge to arc discharge, the instantaneous extinction is one or more times Although it occurred, it was evaluated as “◯” when 100 times led to steady lighting, and “×” when it disappeared once or more and did not reach steady lighting.
The results are shown in Table 1 below.

表１の結果から、筒部の内表面に形成された溝の幅が４００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下であるランプによれば、グロー放電からアーク放電にスムーズに移行し、確実に定常点灯されることが確認された。
これに対して、筒部の内表面に形成された溝の幅が５００μｍのランプにおいては、グロー放電からアーク放電に移行せず、立ち消えが生じて定常点灯することができないことがあった。 From the results shown in Table 1, according to the lamp in which the width of the groove formed on the inner surface of the cylindrical portion is 400 μm or less, preferably 100 μm or less, the glow discharge smoothly transitions to the arc discharge, and steady lighting is ensured. It was confirmed.
On the other hand, in a lamp having a groove width of 500 μm formed on the inner surface of the cylindrical portion, there is a case where the glow discharge does not shift to the arc discharge, and the lamp is extinguished and cannot be steadily lit.

１超高圧放電ランプ
１０発光管
１１発光部
１２封止部
１３金属箔
１４外部リード
２０電極
２１頭部
２１Ａ突起部分
２１Ｂ基台部分
２２筒部
２３軸部
２３Ａ小径部分
２３Ｂ大径部分
２４溝
２４Ａ，２４Ｂ側面
２５突条部
２６溝
２６Ａ，２６Ｂ側面
８０超高圧放電ランプ
９０電極
９１軸部
９２頭部
９２Ａ突起部
９３胴部
９４コイル部
１００発光管
１０１発光部
１０２封止部
Ｓ放電空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Super high pressure discharge lamp 10 Light emission tube 11 Light emission part 12 Sealing part 13 Metal foil 14 External lead 20 Electrode 21 Head part 21A Projection part 21B Base part 22 Tube part 23 Shaft part 23A Small diameter part 23B Large diameter part 24 Groove 24A, 24B Side surface 25 Projection portion 26 Groove 26A, 26B Side surface 80 Super high pressure discharge lamp 90 Electrode 91 Shaft portion 92 Head portion 92A Protrusion portion 93 Body portion 94 Coil portion 100 Light emitting tube 101 Light emitting portion 102 Sealing portion S Discharge space

Claims

A pair of electrodes each having a rod-shaped shaft portion in which a base end portion is embedded and held in a light emitting tube having a light emitting portion and a sealing portion continuously provided at both ends of the light emitting portion are opposed to each other. In the ultra-high pressure discharge lamp arranged to
At least one of the electrodes is formed so as to protrude integrally with a head having a larger diameter than the shaft portion and a rear end surface of the head portion, and an inner peripheral surface thereof is spaced apart from the shaft portion to An ultra-high pressure discharge lamp comprising a cylindrical portion provided so as to be surrounded, and having a groove formed on an inner surface of the cylindrical portion.

The ultra high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the groove of the cylindrical portion is formed to extend in an axial direction of the cylindrical portion.

The ultra high pressure discharge lamp according to claim 2, wherein a width of the groove of the cylindrical portion is 0.1 to 400 µm.

The ultra high pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 3, wherein a groove is formed in a surface of a portion of the shaft portion facing an inner surface of the cylindrical portion.

The ultra high pressure discharge lamp according to claim 4, wherein the groove of the shaft portion is formed to extend in an axial direction of the shaft portion.