NL1010374C2

NL1010374C2 - High pressure discharge lamp cathode has a locally carbonized conical front end portion

Info

Publication number: NL1010374C2
Application number: NL1010374A
Authority: NL
Inventors: Masahiro Kurano; Akiyoshi Fujimori
Original assignee: Orc Manufacturing Co
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2000-04-26

Abstract

A high pressure discharge lamp cathode has a conical front end with a carbonized sloping portion and an untreated adjoining edge or tip. A high pressure discharge lamp electrode arrangement includes an electron emitter-doped refractory metal cathode which has the design described above. An Independent claim is also included for production of a high pressure discharge lamp electrode by: (a) applying a liquid containing a graphite-containing sintering medium onto a cathode and optionally also onto an anode, with exception of the edge region, and then drying; (b) preheat treating in vacuum to remove contaminants and then heating to the sintering temperature; (c) removing the sintered applied medium; and (d) heating the electrode in vacuum to a carbonizing temperature to achieve a desired carbonized layer depth.

Description

cc

Constructie van elektrode voor hogedruk ontla-dingslamp en werkwijze voor de vervaardiging daarvanConstruction of electrode for high-pressure discharge lamp and method for its manufacture

Gebied van de uitvinding 5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een elektrode voor een hogedruk ontladingslamp die gebruikt wordt bij het handhaven van een hoge invoer aan elektriciteit en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan. Meer in het bijzonder, heeft de uitvinding betrekking op een 10 constructie van een elektrode die eenvoudig ontworpen kan worden en die gebruikt kan worden over een lange tijdsperiode op een stabiele manier, en de werkwijze voor het vervaardigen daarvan.Field of the Invention The present invention relates to an electrode for a high-pressure discharge lamp used in maintaining a high input of electricity and a method for its manufacture. More specifically, the invention relates to a construction of an electrode that is simple to design and that can be used over a long period of time in a stable manner, and the method of manufacturing it.

Beschrijving van de stand der techniek 15 In het algemeen wordt, in het geval van het vormen van een patroon voor bedrading van een halfgeleider, een hoge invoer ontladingslamp, die een ultraviolette straal uitzendt, gebruikt als een lichtbron. Voor het toepassen van een dergelijke ontladingslamp op een te belichten 20 gebied, bijvoorbeeld, van een halfgeleiderwafel, of van een vloeibaar kristalpaneel, de afmeting waarvan vergroot is, en op een te belichten patroon, dat geminiaturiseerd is, is het bekend dat een flitslichtmanier gebruikt wordt, waarin lage invoer en hoge invoer alternatief herhaald worden en 25 belichting uitgevoerd wordt ten tijde van hoge invoer.Description of the Related Art Generally, in the case of forming a semiconductor wiring pattern, a high input discharge lamp emitting an ultraviolet ray is used as a light source. For applying such a discharge lamp to an area to be exposed, for example, of a semiconductor wafer, or of a liquid crystal panel, the size of which is enlarged, and to a pattern to be exposed, which is miniaturized, it is known to use a flash light manner in which low input and high input are alternatively repeated and exposure is performed at high input.

Tevens, is een kwikontladingslamp van het korte boogtype voorgesteld om toegepast te worden op een geminiaturiseerd te belichten patroon, die een grote elektrische stroom en een verminderde hoeveelheid kwik opgenomen in de 30 ontladingslamp gebruikt zodat een i-straal, die een kwiklu-minescente lijn is met een smalle halve bandbreedte, effectief uitgezonden wordt.Also, a short arc type mercury discharge lamp has been proposed to be applied to a miniaturized exposing cartridge, which uses a large electric current and a reduced amount of mercury contained in the discharge lamp so that an i-beam, which is a mercury-luminous line with a narrow half bandwidth, is effectively broadcast.

1 01 037 4 21 01 037 4 2

De constructie van de bekende ontladingslamp heeft echter de volgende nadelen:However, the construction of the known discharge lamp has the following disadvantages:

In het geval van de ontladingslamp in een flits-lichtmanier of dat de ontladingslamp een grote elektrische 5 stroom gebruikt, ondervindt de kathode ernstige beschadiging gedurende het verloop van de ontlading, waarbij de kathode aanzienlijk verbruikt wordt, en als gevolg van het verbruik van de kathode, wordt de buiswand van de ontladingslamp zwart. Wat ernstiger is, als gevolg van de 10 deformatie, is dat de afstand tussen de anode en de kathode verandert om daardoor de positie van de boogontlading te veranderen, waardoor deze onmogelijk gebruikt kan worden als ontladingslamp.In the case of the discharge lamp in a flash light manner or if the discharge lamp uses a large electric current, the cathode suffers severe damage during the course of the discharge, with the cathode being consumed significantly, and due to the consumption of the cathode , the tube wall of the discharge lamp turns black. More serious, due to the deformation, is that the distance between the anode and the cathode changes to thereby change the position of the arc discharge, making it impossible to use as a discharge lamp.

Verder, treden op de flitslichtmanier, als gevolg 15 van een aanzienlijke verandering in de boogsterkte ontladen tussen de kathode en de anode, actieve belichting op, en de onstabiele toestand van de boog kan slechts met moeilijkheid geregeld worden. Bovendien heeft de vermogensvoeding voor gebruik bij het regelen van de boog om stabiel te 20 zijn, een gecompliceerde en dure structuur.Furthermore, in the flash light way, due to a significant change in the arc strength discharging between the cathode and the anode, active exposure occurs, and the unstable state of the arc can only be controlled with difficulty. In addition, the power supply for use in controlling the arc to be stable has a complicated and expensive structure.

Een werkwijze is bekend uit de Duitse octrooiaanvrage 3723271.1, waarin een poreus membraan vervaardigd van, bijvoorbeeld, een carbide, bedekt is met een deel van de kathode met uitzondering voor het randgedeelte zodanig 25 dat de dikte van het membraan geleidelijk afneemt dichter bij het randgedeelte om het verbruik van de kathode te onderdrukken. Echter, vereist deze werkwijze die de werking van de behandeling van de kathode bij een voorgeschreven plaats en een stap van het losmaken van het geabsorbeerde 3 0 gas van de omhulling omvat, een grote inspanning en de werking daarvan is gecompliceerd.A method is known from German patent application 3723271.1, in which a porous membrane made of, for example, a carbide, is covered with a part of the cathode with the exception of the edge part such that the thickness of the membrane gradually decreases closer to the edge part. suppress the consumption of the cathode. However, this method involving the operation of the treatment of the cathode at a prescribed location and a step of detaching the absorbed gas from the envelope requires a great deal of effort and the operation thereof is complicated.

Verder is een werkwijze bekend uit de Japanse gepubliceerde octrooiaanvrage 4-137349, waarin een verstuiving van koolstofpoeder aangebracht wordt op de kathode om 35 een gecarboniseerd deel op de kathode te vormen. Echter daar de carbonisatie uitgevoerd wordt in de toestand waar de verspreiding van koolstofpoeder aangebracht wordt op het 1 01 03 7 4 3 oppervlak van de kathode om gebruikt te worden als de kathode in deze werkwijze, wordt het koolstof dat gevormd wordt op het oppervlak van de kathode verstrooid gedurende het verloop van het ontsteken van de ontladingslamp, en 5 heeft een nadelig effect. Onzuiverheden (bijvoorbeeld kalium en oxides op het oppervlak van het koolstof) bevat in het koolstof dat hecht op de kathode verkort de dienst-levensduur van de ontladingslamp.Furthermore, a method is known from Japanese published patent application 4-137349, in which an atomization of carbon powder is applied to the cathode to form a carbonized part on the cathode. However, since the carbonization is performed in the state where the dispersion of carbon powder is applied to the 1 01 03 7 4 3 surface of the cathode to be used as the cathode in this method, the carbon that is formed on the surface of the cathode scattered during the course of the ignition lamp ignition, and has an adverse effect. Impurities (e.g., potassium and oxides on the surface of the carbon) contained in the carbon that adheres to the cathode shortens the service life of the discharge lamp.

Samenvatting van de uitvinding 10 De onderhavige uitvinding is ontworpen teneinde de bovenbeschreven problemen op te lossen, en een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een constructie van elektrode voor een hoge ontladingslamp, die het verbruik en de beschadiging van de kathode kan onderdrukken 15 zelfs indien de ontladingslamp gebruikt wordt bij een grote stroomhoeveelheid, waardoor het ontsteken van de ontladingslamp gecontinueerd kan worden over een lange tijdsperiode in een stabiele toestand. Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze 2 0 voor het vervaardigen van een elektrode voor een ontladingslamp, die de kathode met eenvoud kan produceren, waarin het regeldeel van de voedingsbron vereenvoudigd kan worden en waarin een behandeling met koolstof uitgevoerd kan worden zonder een dienstlevensduur van de ontladings-2 5 lamp nadelig te beïnvloeden. Nog een verder doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een constructie van elektrode voor een hoge ontladingslamp die gebruikt kan worden voor een lange tijdsperiode door het onderwerpen van de anode aan carbonisering.Summary of the Invention The present invention is designed to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a construction of electrode for a high discharge lamp, which can suppress the consumption and damage of the cathode. even if the discharge lamp is used at a large amount of current, whereby the ignition of the discharge lamp can be continued over a long period of time in a stable state. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electrode for a discharge lamp, which can produce the cathode with simplicity, in which the control part of the power source can be simplified and in which a treatment with carbon can be carried out without adversely affecting the service life of the discharge lamp. Yet a further object of the present invention is to provide a high discharge lamp electrode construction that can be used for a long period of time by subjecting the anode to carbonization.

30 De onderhavige uitvinding die de bovengenoemde problemen oplost is een constructie van een elektrode voor een hogedruk ontladingslamp gebruikt bij het handhaven van een hoge elektriciteitsinvoer, welke ontladingslamp voorzien is van een buis opgebouwd uit een luminescentiebuis 35 met een gezwollen deel bij het midden daarvan, en een anode en een kathode geplaatst tegenover elkaar, waarbij de kathode opgebouwd is uit een metaal met een hoge smelt- 1010374 4 temperatuur gedoteerd met een elektronen emitterende substantie en met een taps toelopend deel naar de ontla-dingszijde, waarbij het hellende deel van het taps toelopende gedeelte onderworpen wordt aan carbonisering bij het 5 taps toelopende deel, en waarbij een niet behandeld deel gevormd wordt bij de rand van het taps toelopende deel aangrenzend aan het gecarboniseerde deel.The present invention which solves the above-mentioned problems is a construction of an electrode for a high-pressure discharge lamp used in maintaining a high electricity input, which discharge lamp comprises a tube composed of a luminescent tube 35 with a swollen part at the center thereof, and an anode and a cathode placed opposite each other, the cathode being constructed of a metal with a high melting temperature doped with an electron-emitting substance and with a tapered portion toward the discharge side, with the inclined portion of the tapered taper is subjected to carbonization at the tapered portion, and an untreated portion is formed at the edge of the tapered portion adjacent to the carbonized portion.

De kathode kan opgebouwd worden uit het taps toelopende deel en een cilindrisch deel dat daaraan grenst 10 en het gecarboniseerde deel wordt gevormd van het taps toelopende deel naar een voorgeschreven deel van het cilindrische deel.The cathode can be constructed from the tapered portion and a cylindrical portion adjacent thereto and the carbonized portion is formed from the tapered portion to a prescribed portion of the cylindrical portion.

Het is tevens voordelig dat de anode voorzien is van een niet behandeld deel aan de rand daarvan en een 15 gecarboniseerd deel gevormd door carbonisering aangrenzend aan het niet behandelde deel.It is also advantageous that the anode is provided with an untreated portion on its edge and a carbonized portion formed by carbonization adjacent the untreated portion.

Het gecarboniseerde deel kan een uniforme dikte hebben en/of kan gevormd zijn in het metaal.The carbonized portion may have a uniform thickness and / or may be formed in the metal.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking 2 0 op een werkwijze voor het vervaardigen van een elektrode voor een hogedruk ontladingslamp bevattende de volgende stappen: een eerste stap voor het aanbrengen van een aanbrengvloeistof bevattende een gesinterd medium met 25 daarin opgenomen grafiet op een kathode of zowel de kathode als anode voor een ontladingslamp bij de positie met uitzondering voor het randgedeelte en het drogen van het medium, een tweede stap voor het uitvoeren van een eerdere 30 warmtebehandeling van de aanbrengvloeistof in vacuüm bij een temperatuur geschikt voor het verwijderen van onzuiverheden opgenomen in de aanbrengvloeistof om de onzuiverheden te verwijderen, een derde stap voor het verwarmen van de aanbreng-35 vloeistof bij een temperatuur geschikt om de aanbrengvloeistof te sinteren in een inert gas om het sinterend medium op de elektrode te sinteren, 1 0 1 03 7 4 5 een vierde stap voor het verwijderen van het gesinterde aanbrengmedium, en een vijfde stap voor het verwarmen van de elektrode, waarvan het aanbrengmedium verwijderd is, in vacuüm bij 5 een carboniseringstemperatuur geschikt voor het verkrijgen van een geschikte diepte van de gecarboniseerde laag.The present invention also relates to a method of manufacturing an electrode for a high-pressure discharge lamp comprising the following steps: a first step for applying an application liquid containing a sintered medium with graphite contained therein to a cathode or both cathode as anode for a discharge lamp at the position except for the edge portion and drying the medium, a second step for performing a previous heat treatment of the application liquid in vacuum at a temperature suitable for removing impurities contained in the application liquid to remove the impurities, a third step of heating the application fluid at a temperature suitable for sintering the application fluid in an inert gas to sinter the sintering medium on the electrode, 1 0 1 03 7 4 5 a fourth step of removing the sintered application medium, and a fifth step of heating the electrode from which the application medium has been removed, in vacuo at a carbonization temperature suitable for obtaining an appropriate depth of the carbonized layer.

Korte beschrijving van de tekeningen Figuur IA is een vooraanzicht tonende de gehele constructie van de hogedruk ontladingslamp, figuur 1B is 10 een vooraanzicht waarin het elektrodedeel van de hogedruk ontladingslamp langwerpig is en een vooraanzicht gedeeltelijk in doorsnede van dezelfde; figuur 2 is een vergroot vooraanzicht tonende de elektrode deel van de hogedruk ontladingslamp volgens een 15 andere uitvoering; figuur 3 is een tekening tonende het principe van de elektrode deel van de hogedruk ontladingslamp volgens nog een verdere uitvoering; figuren 4A en B zijn een vooraanzicht tonende een 20 gehele constructie van de hogedruk ontladingslamp volgens een verdere uitvoering respectievelijk een vergroot vooraanzicht tonende de elektrode die daarvan deel uitmaakt; en figuur 5 is een tekening tonende het principe van de elektrode volgens een verdere uitvoering van de onderha-25 vige uitvinding; en figuur 6 is een grafiek tonende de coëfficiënt van variatie van de ontladingslamp.Brief Description of the Drawings Figure 1A is a front view showing the entire construction of the high pressure discharge lamp, Figure 1B is a front view in which the electrode portion of the high pressure discharge lamp is elongated and a front view partially in section of the same; Figure 2 is an enlarged front view showing the electrode portion of the high pressure discharge lamp according to another embodiment; Figure 3 is a drawing showing the principle of the electrode part of the high-pressure discharge lamp according to yet a further embodiment; Figures 4A and B are a front view showing an entire construction of the high-pressure discharge lamp according to a further embodiment and an enlarged front view showing the electrode which forms part thereof; and Figure 5 is a drawing showing the principle of the electrode according to a further embodiment of the present invention; and Figure 6 is a graph showing the coefficient of variation of the discharge lamp.

Beschrijving van de voorkeursuitvoering Eén uitvoering van de onderhavige uitvinding zal 30 nu beschreven worden onder verwijzing naar de tekeningen.Description of the Preferred Embodiment One embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.

Zoals getoond in figuur IA, is een hogedruk ontladingslamp 1 van het korte boogtype opgebouwd uit een buis 2, een anode 3 en een kathode 6 geplaatst tegenover elkaar in de buis 2, klemmen 8 en 9 voorzien aan beide 35 einden van de buis 2. Hogedruk ontladingslampen toepasbaar bij de elektrodeconstructie volgens de onderhavige uitvinding zijn die die een hoog verbruik aan elektrisch vermogen 1010374 6 hebben gaande van 1000 W tot 7000 W. In deze uitvoering, heeft een hogedruk ontladingslamp 1 een elektrisch vermo-gensverbruik van ongeveer 1750 W.As shown in Figure 1A, a short arc high pressure discharge lamp 1 is composed of a tube 2, an anode 3 and a cathode 6 placed opposite each other in the tube 2, terminals 8 and 9 provided at both ends of the tube 2. High-pressure discharge lamps usable in the electrode construction of the present invention are those having a high consumption of electrical power 1010374 6 ranging from 1000 W to 7000 W. In this embodiment, a high-pressure discharge lamp 1 has an electrical power consumption of about 1750 W.

De buis 2 heeft een gezwollen deel bij het midden 5 daarvan, en is opgebouwd uit een luminescentiebuis 2a, en afdichtbuizen 2b en 2b die zich uitstrekken in de cilindrische vorm geplaatst op beide zijden van de luminescente buis 2a. In de buis 2, is een voorgeschreven hoeveelheid kwik opgenomen en, tegelijkertijd, een inert gas dat een 10 voorgeschreven druk bij normale temperatuur heeft is opgenomen. Tevens zijn in de luminescente buis 2a van de buis 2, de anode 3 en kathode 3 in de toestand geplaatst waar zij tegenover elkaar zijn op een constante afstand.The tube 2 has a swollen portion at its center 5, and is composed of a luminescent tube 2a, and sealing tubes 2b and 2b extending in the cylindrical shape placed on both sides of the luminescent tube 2a. In the tube 2, a prescribed amount of mercury is included and, at the same time, an inert gas having a prescribed pressure at normal temperature is included. Also, in the luminescent tube 2a of the tube 2, the anode 3 and cathode 3 are placed in the condition where they are opposite each other at a constant distance.

Zoals getoond in figuur 1B, is de kathode 6 15 vervaardigd van een metaal met een hoge smelttemperatuur, gerepresenteerd door wolfraam, en wordt gevormd door een taps toelopend deel 6a met een konische vorm, een cilindrisch deel 6b dat verbonden is met het taps toelopende deel 6a, en een gecarboniseerd deel 6c gevormd door het 20 carboniseren van het taps toelopende deel 6a met uitzondering van het randdeel daarvan. Een metaalfolie 5 is verbonden aan het cilindrische deel 6b via een ondersteuningsele-ment 7. De metaalfolie 5 is typisch vervaardigd van molyb-deen.As shown in Figure 1B, the cathode 6 is made of a high melting temperature metal, represented by tungsten, and is formed by a tapered portion 6a with a conical shape, a cylindrical portion 6b connected to the tapered portion 6a, and a carbonized portion 6c formed by carbonizing the tapered portion 6a with the exception of the rim portion thereof. A metal foil 5 is attached to the cylindrical portion 6b via a support member 7. The metal foil 5 is typically made of molybdenum.

25 De kathode 6 is eerder gedoteerd met een elektro- nenontladingssubstantie zoals thoriumdioxide. Irrelevant voor de diameter van het taps toelopende deel 6a, is het gecarboniseerde deel van de kathode in hoofdzaak gevormd met een constante dikte, en de gecarboniseerde laag is 30 gevormd van het oppervlak van de kathode naar het inwendige van de kathode. Alternatief, is de gecarboniseerde laag met een dikte van enkele microns tot verscheidene tientallen microns gevormd in de kathode.Cathode 6 has previously been doped with an electron discharge substance such as thorium dioxide. Irrelevant to the diameter of the tapered portion 6a, the carbonized portion of the cathode is substantially formed with a constant thickness, and the carbonized layer is formed from the surface of the cathode to the interior of the cathode. Alternatively, the carbonized layer having a thickness of a few microns to several tens of microns is formed in the cathode.

De lengte van het niet behandelde deel 6B hangt af 35 van het elektrische vermogen aangelegd op de elektrode en het niet behandelde deel 6B is een deel met extreme toenameThe length of the untreated part 6B depends on the electrical power applied to the electrode and the untreated part 6B is an extreme increase part

1 n 1 037 A1 n 1 037 A

7 in temperatuur als gevolg van de boogontlading opgewekt tussen de elektrodes.7 in temperature due to the arc discharge generated between the electrodes.

De term "carbonisering" die hierin gebruikt wordt betekent de behandeling waarin een hoeveelheid van het 5 koolstof op het metaaloppervlak van de elektrode of in het metaal van de elektrode verhoogd wordt, en is onderscheiden van de carbonisering beschreven in de stand der techniek waarin de bedekking van de gecarboniseerde laag uitsluitend verschaft wordt op het oppervlak van de elektrode. Met 10 betrekking tot de diepte en afmeting van de gecarboniseerde laag gevormd op en/of in de kathode, deze dienen niet speciaal beperkt te worden, zolang zij kunnen voorkomen dat de zuiverheden geabsorbeerd worden door of zich hechten aan het oppervlak van de kathode.The term "carbonization" used herein means the treatment in which an amount of the carbon on the metal surface of the electrode or in the metal of the electrode is increased, and is distinct from the carbonization described in the prior art in which the coating of the carbonized layer is provided only on the surface of the electrode. Regarding the depth and size of the carbonized layer formed on and / or in the cathode, these should not be particularly limited as long as they can prevent the purities from being absorbed by or adhering to the surface of the cathode.

15 Het gecarboniseerde deel 6c van de kathode wordt gevormd op een constante dikte ongeacht de diameter van het uitstekende deel 6a.The carbonized portion 6c of the cathode is formed at a constant thickness regardless of the diameter of the protruding portion 6a.

Hoewel de werkwijze voor het vormen van het gecarboniseerde deel 6c niet speciaal beperkend is, is 20 bijvoorbeeld de volgende werkwijze toepasbaar.Although the method of forming the carbonized portion 6c is not particularly limiting, for example, the following method is applicable.

(Eerste stap: aanbrengen en drogen van aanbrengme- dium)(First step: application and drying of application medium)

Een aanbrengmedium (vloeistof) met grafiet opgenomen in een sintermedium zoals alkalinewaterglas of keramiek 2 5 wordt aangebracht op het taps toelopende deel 6a met uitzondering van het niet behandelde deel 6B daarvan, en wordt vervolgens spontaan gedroogd. De voorkeur wordt gegeven aan het gebruiken van een waterglas met ongeveer 10 gew.% kaliumsilicaat als een sintermedium opgenomen in 30 water, maar anorganische substanties zoals keramiek kan gebruikt worden als het sintermedium. Het gebruik van kaliumsilicaat is effectief voor het uitscheiden van de vaste substantie die gesinterd is gedurende de later beschreven sinterbehandeling.An application medium (liquid) with graphite incorporated in a sintering medium such as alkaline water glass or ceramic 2 is applied to the tapered portion 6a with the exception of the untreated portion 6B thereof, and is then dried spontaneously. Preference is given to using a water glass with about 10 wt% potassium silicate as a sintering medium incorporated in water, but inorganic substances such as ceramic can be used as the sintering medium. The use of potassium silicate is effective for secreting the solid substance sintered during the sintering treatment described later.

35 (Tweede stap: voorverwarming van aanbrengvloei- stof) 1 0 1 03 7 4 835 (Second step: pre-heating of application liquid) 1 0 1 03 7 4 8

Daaropvolgend wordt de kathode 6 waaraan het spontaan gedroogde aanbrengmedium gehecht is verwarmd bij een temperatuur geschikt voor het afzonderen van onzuiverheden bevat in het aanbrengmedium (bijvoorbeeld bij onge-5 veer 800°C voor het ontgassen, in het geval van het gebruiken van het bovengenoemde waterglas bevattende ongeveer 10 gew.% kaliumsilicaat) over een periode van ongeveer 15 minuten in vacuüm, bijvoorbeeld, bij een gereduceerde druk van 5 x 10~s Torr. De warmteomstandigheden in deze stap 10 zoals een verwarmingstemperatuur, een verwarmingstempera-tuur, en een vacuümmaat, hangen af van de concentratie van het kaliumsilicaat indien aanwezig, de soort en de concentratie van het gebruikte sintermedium. De voorverwarming wordt uitgevoerd onder toestanden die geschikt zijn om 15 onzuiverheden uit het te gebruiken aanbrengmedium af te zonderen. In het algemeen, wordt de voorverwarming bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur van 600° tot 1000°C, gedurende 5 tot 30 minuten.Subsequently, the cathode 6 to which the spontaneously dried application medium is attached is heated at a temperature suitable for separating impurities contained in the application medium (for example at about 800 ° C for degassing, in case of using the above water glass containing about 10 wt% potassium silicate) over a period of about 15 minutes in a vacuum, for example, at a reduced pressure of 5 x 10 5 Torr. The heat conditions in this step 10, such as a heating temperature, a heating temperature, and a vacuum measure, depend on the concentration of the potassium silicate if present, the type and the concentration of the sinter medium used. The preheating is performed under conditions suitable for separating impurities from the application medium to be used. Generally, the preheating is preferably performed at a temperature of 600 ° to 1000 ° C for 5 to 30 minutes.

(Derde stap: sinterbehandeling) 20 De sinterbehandeling wordt uitgevoerd in een inerte gas) atmosfeer zoals argon (Ar) en xenon (Xe) , bijvoorbeeld bij een temperatuur van 1500° tot 1700°C gedurende 15 tot 60 minuten. In het geval van het bovengenoemde dat een inert gas is bij een zodanige temperatuur 2 5 dat deze een sintertemperatuur is voor het aanbrengmedium waaruit onzuiverheden die daarin bevat zijn verwijderd worden. In dit geval, wordt de warmtebehandeling uitgevoerd bij 1600°C gedurende ongeveer 30 minuten. De sintertemperatuur en de sinterperiode hangen af van het aanbrengmedium, 30 en de sintering wordt uitgevoerd onder de omstandigheden waar de sintertemperatuur en de sinterperiode geschikt zijn voor het te gebruiken aanbrengmedium.(Third step: sintering treatment) The sintering treatment is carried out in an inert gas atmosphere such as argon (Ar) and xenon (Xe), for example at a temperature of 1500 ° to 1700 ° C for 15 to 60 minutes. In the case of the above, it is an inert gas at a temperature such that it is a sintering temperature for the application medium from which impurities contained therein are removed. In this case, the heat treatment is performed at 1600 ° C for about 30 minutes. The sintering temperature and the sintering period depend on the application medium, and the sintering is performed under the conditions where the sintering temperature and the sintering period are suitable for the application medium to be used.

(Vierde stap: verwijdering van vaste stof)(Fourth step: solid removal)

Wanneer de sintering uitgevoerd wordt zoals boven 35 beschreven, wordt het membraan gevormd op de kathode volledig gesinterd om een vaste stof te zijn. De vaste stof wordt volledig afgepeld en verwijderd van de kathode 6, 1010374 9 bijvoorbeeld door middel van een pincet. In deze stap, wordt het koolstof een weinig gecarboniseerd in de kathode 6 .When the sintering is performed as described above, the membrane formed on the cathode is completely sintered to be a solid. The solid is completely peeled off and removed from the cathode 6, 1010374 9, for example, by means of tweezers. In this step, the carbon is slightly carbonized in the cathode 6.

(Vijfde stap: carbonisering) 5 Tot slot, overeenkomstig de dikte van de koolstof ondergedompelde laag die gecarboniseerd dient te worden, wordt de warmtebehandeling in vacuüm uitgevoerd. In dit geval, wordt de carbonisering uitgevoerd door het verwarmen van het aanbrengmedium bij een temperatuur van ongeveer 10 1900°C gedurende een periode van ongeveer 30 minuten. Deze carbonisering maakt dat het koolstof zich zeker verspreid in de kathode 6 om daardoor het gecarboniseerde deel 6c te vormen met een uniforme dikte en, tegelijkertijd, kan het waterglas dat het aanbrengmedium is voor het oppervlak 15 perfect verwijderd worden.(Fifth step: carbonization) 5 Finally, according to the thickness of the carbon-immersed layer to be carbonized, the heat treatment is performed in vacuum. In this case, the carbonization is performed by heating the application medium at a temperature of about 10,100 ° C for a period of about 30 minutes. This carbonization ensures that the carbon certainly spreads in the cathode 6 to thereby form the carbonized portion 6c with a uniform thickness and, at the same time, the water glass which is the application medium for the surface 15 can be perfectly removed.

In het uitvoeren van de carbonisering, daar de dikte van de gecarboniseerde laag geregeld kan worden door de verwarmingstemperatuur en de verwarmingsperiode, kan de dikte van de gecarboniseerde laag geregeld worden op een 20 gewenste dikte. Dienovereenkomstig kan de koolstofonderdompeling uitgevoerd worden op een stabiele manier.In carrying out the carbonization, since the thickness of the carbonized layer can be controlled by the heating temperature and the heating period, the thickness of the carbonized layer can be controlled to a desired thickness. Accordingly, the carbon immersion can be performed in a stable manner.

Dienovereenkomstig, wanneer de hogedruk ontla-dingslamp bevattende de kathode 6 met een koolstof ondergedompeld deel 6c gebruikt wordt bij een elektrische stroom 2 5 zo hoog als 1000 W of meer, verspreidt het thoriumatoom gevormd in de kathode 6 die op een hoge temperatuurstoe-stand is als gevolg van de ontlading zich langs de korrelgrens om een enkelatoomslaag te vormen op het oppervlak. Deze enkelatoomslaag vormt een elektrische dubbellaag, die 3 0 de werkfunctie van het oppervlak van de kathode 6 redu ceert. Verder, wordt bij de positie van het koolstof ondergedompelde deel 6c de reductie van thorium versneld en, tegelijkertijd, de destillatie van het thorium onderdrukt .Accordingly, when the high-pressure discharge lamp containing the cathode 6 with a carbon-immersed part 6c is used at an electric current 25 as high as 1000 W or more, the thorium atom formed in the cathode 6 is at a high temperature condition as a result of the discharge along the grain boundary to form a single atom layer on the surface. This single atom layer forms an electric bilayer, which reduces the working function of the surface of the cathode 6. Furthermore, at the position of the carbon-dipped portion 6c, the reduction of thorium is accelerated and, at the same time, the distillation of the thorium is suppressed.

3 5 Zoals getoond in figuur 2, is de kathode 6 bij voorkeur opgebouwd uit één gecarboniseerd deel 6c geplaatst bij het taps toelopende deel 6a en een ander gecarboniseerd 1 n 1 ni7/i 10 deel 6d geplaatst bij het cilindrische deel 6b aangrenzend gevormd. Zoals boven beschreven door het bezitten van het gecarboniseerde deel 6d op het cilindrische deel 6b, wordt de stabiliteit verbeterd en, tegelijkertijd, het verlies 5 als gevolg van het verbruik tot zo weinig als mogelijk onderdrukt.As shown in Figure 2, the cathode 6 is preferably composed of one carbonized portion 6c disposed at the tapered portion 6a and another carbonized 1n 1 ni7 / 10 portion 6d disposed adjacent the cylindrical portion 6b. As described above by having the carbonized portion 6d on the cylindrical portion 6b, the stability is improved and, at the same time, the loss 5 due to consumption is suppressed as little as possible.

Zoals getoond in figuur 3, wanneer het gecarboniseerde deel 6c gevormd is zodat de verdeling van het koolstof ruwer wordt naar het randdeel, zijn het gecarbo-10 niseerde deel 6c en de grens van het randdeel in volledige harmonie. In dit geval, excelleert de hogedruk ontladings-lamp in sterkte, is van een verbeterde elektrische weerstand en thermische conductiviteit en, kan aldus gebruikt worden met veel meer stabiliteit.As shown in Figure 3, when the carbonized portion 6c is formed so that the distribution of the carbon becomes rougher towards the edge portion, the carbonized portion 6c and the boundary of the edge portion are in complete harmony. In this case, the high pressure discharge lamp excels in strength, has improved electrical resistance and thermal conductivity, and thus can be used with much more stability.

15 Teneinde het gecarboniseerde deel 6c te vormen in de toestand zoals getoond in figuur 3 wordt een alkalinewa-terglas dat een sintermedium is met verschillende concentraties grafiet daarin aangebracht op de kathode 6 met uitzondering van het randgedeelte, en wordt het bovenbe-20 schreven sinterproces herhaald.In order to form the carbonized portion 6c in the state shown in Figure 3, an alkaline water glass which is a sintering medium with different concentrations of graphite therein is applied to the cathode 6 except for the edge portion, and the above described sintering process is repeated .

Vervolgens zal een andere uitvoering van de onderhavige uitvinding beschreven worden onder verwijzing naar figuur 5.Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to Figure 5.

Een hogedruk ontladingslamp 10 toont een kwikdamp 25 ontladingslamp van een korte boogtype waarvan het ver-bruiksvermogen 5 kW is. De hogedruk ontladingslamp 10 is vervaardigd van een ultraviolet doorlatend materiaal zoals kwartsglas, en is opgebouwd uit een buis 17 met een gezwollen deel 15 gevormd bij het midden daarvan en afdichtbuizen 30 16 en 16 geplaatst aan beide einden van het gezwollen deel 15, en een anode 13 en een kathode 11 geplaatst in de luminescentieruimte tegenover elkaar etcetera.A high pressure discharge lamp 10 shows a mercury vapor 25 short arc discharge lamp whose consumption power is 5 kW. The high-pressure discharge lamp 10 is made of an ultraviolet transmissive material such as quartz glass, and is composed of a tube 17 with a swollen portion 15 formed at its center and sealing tubes 30 16 and 16 disposed at both ends of the swollen portion 15, and an anode 13 and a cathode 11 placed in the luminescence space opposite each other, etc.

Klemmen 8 en 9 zijn geplaatst op de einden van de afdichtbuis 16 en 16, en een ruimte tussen de klemmen 8 of 35 9 en de polen 11 en 13 is verbonden met een molybdeenfolie (niet weergegeven) met een dikte van ongeveer 0,02 mm.Terminals 8 and 9 are placed on the ends of the sealing tube 16 and 16, and a space between terminals 8 or 35 9 and poles 11 and 13 is connected with a molybdenum foil (not shown) about 0.02 mm thick .

1 n1 0Q7 A1 n1 0Q7 A

1111

In de buis 17, zijn kwik en xenongas of argongas, de laatste werkende als een inert gas, opgenomen.In the tube 17, mercury and xenon gas or argon gas, the latter acting as an inert gas, are included.

De anode 13 is vervaardigd van wolfraam, en bij het centrum van het platte randgedeelte 14, is een sferi-5 sche concaviteit 20 geplaatst. Bijvoorbeeld heeft de concaviteit 20 een diameter van 10 mm, en de diepte van 2 mm. De afstand tussen de anode 13 en de kathode 11 is 4 mm.The anode 13 is made of tungsten, and a spherical concavity 20 is placed at the center of the flat edge portion 14. For example, the concavity 20 has a diameter of 10 mm, and the depth of 2 mm. The distance between the anode 13 and the cathode 11 is 4 mm.

Op het zijdeel van de anode 13, wordt een gecarbo-niseerd deel 13a, dat onderworpen is aan carbonisering, 10 gevormd zodanig dat de dikte daarvan uniform is. In het geval van de kathode 11, wordt een gecarboniseerd deel llc gevormd op het uitstekende deel 11a daarvan met uitzondering van het randdeel 11a. De werkwijze voor het vormen van het gecarboniseerde deel llc is weggelaten, daar deze 15 hetzelfde is als die beschreven in figuur 1.On the side portion of the anode 13, a carbonized portion 13a subjected to carbonization is formed such that the thickness thereof is uniform. In the case of the cathode 11, a carbonized portion 11c is formed on the protruding portion 11a thereof except for the edge portion 11a. The method of forming the carbonized portion 11c has been omitted, since it is the same as that described in Figure 1.

In de uitvoeringen getoond in de figuren 1 tot en met 4, wordt het gecarboniseerde deel gevormd op het oppervlak van het metaal van de kathode. Echter zoals is getoond in figuur 5 kan het gecarboniseerde deel in het 20 metaal zijn. Om meer nauwkeurig te zijn, zoals getoond in figuur 5, wordt een niet behandeld deel 2 6B gevormd bij de rand van het taps toelopende deel 2 6a, en een gecarboniseerd deel 26c gevormd bij het taps toelopende deel aangrenzend aan de rand. Het gecarboniseerde deel 26c dat 25 bovenbeschreven is wordt gevormd langs de helling van het taps toelopende deel 26a van de kathode 26 en in de helling op een afstand D (bijvoorbeeld ongeveer 3 μπι) . Dienovereenkomstig wordt het gecarboniseerde deel 26c niet blootgesteld op het oppervlak 26A van de elektrode.In the embodiments shown in Figures 1 to 4, the carbonized portion is formed on the surface of the metal of the cathode. However, as shown in Figure 5, the carbonized portion can be in the metal. To be more accurate, as shown in Figure 5, an untreated portion 26B is formed at the edge of the tapered portion 26a, and a carbonized portion 26c is formed at the tapered portion adjacent to the edge. The carbonized portion 26c described above is formed along the slope of the tapered portion 26a of the cathode 26 and in the slope at a distance D (e.g. about 3 µl). Accordingly, the carbonized portion 26c is not exposed on the surface 26A of the electrode.

30 In dit geval, kan het gecarboniseerde deel 26c gevormd worden door het uitvoeren van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding die eerder beschreven, is mits de gecarboniseerde behandeling uitgevoerd wordt bij een hogere temperatuur gedurende een langere periode (bijvoorbeeld bij 35 ongeveer 2000°C gedurende 60 minuten). In de uitvoering beschreven in figuur 5, wordt het gecarboniseerde deel 26c gevormd in het taps toelopende deel 2 6a van de kathode, 1 n 1 ΓΠ7 Λ 12 maar er dient begrepen te worden dat verscheidene uitvoeringen toepasbaar zijn waarin een gecarboniseerd deel tevens gevormd wordt in het cilindrische deel en/of waarin gecarboniseerde delen van anode en de kathode gevormd 5 worden in de metalen van de elektrodes.In this case, the carbonized portion 26c can be formed by performing the method of the present invention previously described, provided that the carbonized treatment is performed at a higher temperature for an extended period of time (eg, at about 2000 ° C for 60 minutes). In the embodiment described in Figure 5, the carbonized portion 26c is formed in the tapered portion 26a of the cathode, 1 n 1 ΓΠ7 Λ 12 but it is to be understood that various embodiments are applicable in which a carbonized portion is also formed in the cylindrical part and / or in which carbonized parts of the anode and the cathode are formed in the metals of the electrodes.

De lengte van het niet behandelde deel 26B hangt af van het aangelegde elektrische vermogen op de elektrode en het niet behandelde deel 6B is een deel met extreme toename in temperatuur als gevolg van de boogontlading 10 opgewekt tussen de elektrodes (in dit geval is de lengte ongeveer 4 mm).The length of the untreated part 26B depends on the applied electrical power to the electrode and the untreated part 6B is a part with extreme increase in temperature due to the arc discharge generated between the electrodes (in this case the length is approximately 4 mm).

VoorbeeldenExamples

De onderhavige uitvinding zal nu beschreven worden door verwijzing naar voorbeelden en vergelijkende voorbeel-15 den. Echter dient begrepen te worden dat de onderhavige uitvinding niet hiertoe beperkt is.The present invention will now be described by reference to Examples and Comparative Examples. However, it is to be understood that the present invention is not limited to this.

VOORBEELDEN 1 EN 2 EN VERGELIJKENDE VOORBEELDEN 1 TOT EN MET 3 (Productie van de elektrode) 2 0 Een rand van een cilindrische legering met een diameter van 6 mm en een lengte van 100 mm bevattende 98 gew.% wolfraam en 2 gew.% thoriumdioxide wordt in een kegel gesneden om een kathode te vormen. Op de kathode wordt een waterige koolstofdispersie aangebracht bevattende ongeveer 25 10 gew.% kaliumsilicaat bij de positie 3 mm van de rand tot 11 mm van de rand, en wordt spontaan gedroogd. Na het drogen, werd het aangebrachte deel voorverwarmd bij een temperatuur van 800°C bij een vacuümmaat van 5 x 10"5 Torr gedurende een periode van 15 minuten om ontgassing uit te 30 voeren van de waterige dispersie in vacuüm, waarna een sinterbehandeling uitgevoerd werd bij ongeveer 1600°C gedurende 30 minuten in een Ar atmosfeer. Deze sinterde en maakte de film die de kathode bedekt vast. De vaste stof werd volledig afgepeld van de kathode door middel van een 35 pincet. In deze behandeling, werd waargenomen dat de koolstof een weinig gecarboniseerd werd op het oppervlak van de kathode. De carbonisering werd verder uitgevoerd bij 1010374 13 een temperatuur van ongeveer 1900°C bij een vacuümmaat van 5 x 10'5 Torr gedurende een periode van 3 0 minuten om de carbonisering van de kathode van het oppervlak tot ongeveer 3 μτη diepte te garanderen. Dit maakte een kathode van 5 voorbeeld l met een gecarboniseerd deel.EXAMPLES 1 AND 2 AND COMPARATIVE EXAMPLES 1 TO 3 (Production of the electrode) 2 0 An edge of a cylindrical alloy with a diameter of 6 mm and a length of 100 mm containing 98 wt% tungsten and 2 wt% thorium dioxide is cut into a cone to form a cathode. An aqueous carbon dispersion containing about 10 wt.% Potassium silicate at the position 3 mm from the edge to 11 mm from the edge is applied to the cathode and dried spontaneously. After drying, the applied portion was preheated at a temperature of 800 ° C at a vacuum size of 5 x 10 5 Torr for a period of 15 minutes to degass the aqueous dispersion in vacuo and then a sintering treatment was performed at about 1600 ° C for 30 minutes in an Ar atmosphere This sintered and attached the film covering the cathode The solid was completely peeled from the cathode using tweezers In this treatment, the carbon was observed was slightly carbonized on the surface of the cathode The carbonization was further carried out at 1010374 13 at a temperature of about 1900 ° C at a vacuum of 5 x 105-5 Torr for a period of 30 minutes to allow the carbonation of the cathode guarantee the surface to about 3 μτη depth.This made a cathode of 5 example 1 with a carbonized part.

De kathode die niet behandeld was werd gebruikt als een kathode voor vergelijkend voorbeeld 1.The untreated cathode was used as a cathode for Comparative Example 1.

De onbehandelde kathode werd behandeld zoals beschreven in de Duitse octrooiaanvrage 3723271.1 om een 10 kathode voor vergelijkend voorbeeld 2 te produceren.The untreated cathode was treated as described in German patent application 3723271.1 to produce a cathode for comparative example 2.

De onbehandelde kathode werd behandeld zoals beschreven in de Japanse openbaargemaakte publicatie 4-137349 om een kathode voor vergelijkend voorbeeld 3 te produceren.The untreated cathode was treated as described in Japanese published publication 4-137349 to produce a cathode for Comparative Example 3.

15 (Vervaardiging van de anode)15 (Manufacture of the anode)

Voor voorbeeld 1 alsmede vergelijkende voorbeelden 1 tot en met 3, werd een anode van zuiver wolfraam gebruikt. In voorbeeld 2, werd de anode vervaardigd van zuiver wolfraam zoals boven beschreven gecarboniseerd zoals 20 het geval van de kathode.For example 1 as well as comparative examples 1 to 3, a pure tungsten anode was used. In Example 2, the anode made of pure tungsten as described above was carbonized as in the case of the cathode.

(Vervaardiging van de hogedruk ontladingslamp)(Manufacture of the high pressure discharge lamp)

De kathodes en anodes geproduceerd volgens voorbeelden 1 en 2 en vergelijkende voorbeelden 1 tot en met 3 werden geplaatst op de hogedruk ontladingslamp zoals 25 getoond in figuur 1 tegenover elkaar. De omstandigheden van werking van de hogedruk ontladingslampen die verkregen werden zoals boven beschreven werden als volgt onderzocht.The cathodes and anodes produced according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were placed on the high-pressure discharge lamp as shown in Figure 1 opposite each other. The operating conditions of the high pressure discharge lamps obtained as described above were examined as follows.

Ongeveer constant vermogen van 1750 W werd continu ingevoerd aan de hogedruk ontladingslamp om de levens-3 0 dienstduur van de lamp te onderzoeken, de variatie in de boogsterkte zoals getoond in figuur 6 en gedefinieerd in de volgende formule (1), de handhavingsverhouding van de horizontale ultraviolette belichting nemende de aanvankelijke ultravioletbelichting als 100%, en de handhavings-35 verhouding van de ultraviolette oriëntatie geïntegreerde waarde. De aangelegde elektrische stroom was ongeveer 70A. Variatie van de gemiddelde boogsterkte: 1010374 14Approximately constant power of 1750 W was continuously fed to the high pressure discharge lamp to investigate the lamp service life, the variation in arc strength as shown in Figure 6 and defined in the following formula (1), the maintenance ratio of the horizontal ultraviolet exposure taking the initial ultraviolet exposure as 100%, and the maintenance ratio of the ultraviolet orientation integrated value. The electric current applied was about 70A. Variation of the average arc strength: 1010374 14

Het licht ontladen uit de hogedruk lamp is in evenredigheid met de sterkte van de boog, en dit licht bevat verscheidene fluctuaties. De mate aan fluctuatie wordt veranderd en gevarieerd zoals getoond in figuur 6.The light discharged from the high-pressure lamp is proportional to the strength of the arc, and this light contains various fluctuations. The degree of fluctuation is changed and varied as shown in Figure 6.

5 Het gemiddelde van de boogsterkte wordt gedefinieerd als een "gemiddelde boogsterkte" en de variatie van de gemiddelde boogsterkte wordt berekend door de volgende formule (1) :5 The average of the arc strength is defined as an "average arc strength" and the variation of the average arc strength is calculated by the following formula (1):

Variatie van gemiddelde boogsterkte = b/a x 100 10 (%) waarin a een gemiddelde boogsterkte representeert, en b de maximale variatiebreedte van de boogsterkte representeert .Variation of average arc strength = b / a x 100 (%) where a represents an average arc strength, and b represents the maximum variation width of the arc strength.

De variatie van de gemiddelde boogsterkte is een 15 index tonende dat wanneer de waarde lager is, de ontla-dingslamp meer stabiel loopt.The variation of the average arc strength is an index showing that when the value is lower, the discharge lamp runs more stably.

De handhavingsverhouding van de horizontale ultraviolette belichting met betrekking tot en handhavingsverhouding van de ultraviolette oriëntatie geïntegreerde 20 waarde:The maintenance ratio of the horizontal ultraviolet illumination with respect to and maintenance ratio of the ultraviolet orientation integrated 20 value:

Een lamp wordt donkerder wanneer deze gebruikt wordt gedurende een langere tijdsperiode. Als de werkwijzen voor het kwantitatief bepalen van de verdonkeringsmaat, worden een handhavingsverhouding van horizontale ultravio-25 lette belichting ten opzichte van de aanvankelijke ultraviolette belichting en een handhavingsverhouding van de ultraviolette oriëntatie geïntegreerde waarde gebruikt.A lamp darkens when it is used for a longer period of time. As the methods for quantifying the darkening measure, a maintenance ratio of horizontal ultraviolet exposure to the initial ultraviolet exposure and a maintenance ratio of the ultraviolet orientation integrated value are used.

De handhavingsverhouding van horizontale ultraviolette belichting met betrekking tot de aanvankelijke 30 ultraviolette belichting is een index tonende de veroudering van een lamp zelf, en betekent dat de handhavingsverhouding van de belichting bepaalt hoe de lamp die gebruikt wordt een belichting handhaaft in de horizontale richting in vergelijking met die van de ongebruikte lamp. Een waarde 35 dichter bij 100% is beter.The maintenance ratio of horizontal ultraviolet exposure with respect to the initial ultraviolet exposure is an index showing the aging of a lamp itself, and means that the maintenance ratio of the exposure determines how the lamp used maintains an exposure in the horizontal direction compared to that of the unused lamp. A value 35 closer to 100% is better.

Lichten uitgezonden door de lamp zijn niet alleen in de horizontale richting, maar tevens in alle richtingen.Lights emitted by the lamp are not only in the horizontal direction, but also in all directions.

1010374 151010374 15

De handhavingsverhouding van de belichting van lichten uitgestraald in alle richtingen wordt een handhavingsverhouding van de ultraviolette oriëntatie geïntegreerde waarde genoemd. Bijvoorbeeld, kunnen wanneer het spoelpunt 5 van de hogedruk ontladingslamp geplaatst is bij het eerste brandpunt van een elliptische spiegel, al de uitgezonden lichten verzameld worden (lichtverzameling of lichtinte-gratie genoemd). De handhavingsverhouding van de ultraviolette oriëntatie geïntegreerde waarde betekent de handha-10 vingsverhouding van belichting van lichten verzameld bij het tweede focusseringspunt. In dit geval, werd de golflengte van het ultraviolet bepaald om de handhavingsverhouding van ultraviolette oriëntatie geïntegreerde waarde te verkrijgen. Dit is beter wanneer de waarde dichter bij 100% 15 is.The maintenance ratio of the exposure of lights emitted in all directions is called an maintenance ratio of the ultraviolet orientation integrated value. For example, when the coil point 5 of the high pressure discharge lamp is placed at the first focus of an elliptical mirror, all the emitted lights can be collected (called light collection or integration of light). The maintenance ratio of the ultraviolet orientation integrated value means the maintenance ratio of illumination of lights collected at the second focus point. In this case, the wavelength of the ultraviolet was determined to obtain the maintenance ratio of ultraviolet orientation integrated value. This is better when the value is closer to 100% 15.

n 1 03 7 4 d ro U σ\ M 'Ü •η H ro ♦HO) W Γ-* «Η 0) fi η 1) Λ Ο Η σι β σι ι β #> Μ Ο Η II) Ο ·ί # *> V Ο Ο Λ 4) ιη ι m ο >> > b Ο t" ν r- t-~ Χ5 β Μn 1 03 7 4 d ro U σ \ M 'Ü • η H ro ♦ HO) W Γ- * «Η 0) fi η 1) Λ Ο Η σι β σι ι β #> Μ Ο Η II) Ο · ί # *> V Ο Ο Λ 4) ιη ι m ο >>> b Ο t "ν r- t- ~ Χ5 β Μ

4) W4) W

X Χ3 Ρ η •ο Ή •Η 4) Β Η Η 0) β r- 4J Λ <υ <s σ β σ ro β Λ5 β Ο iHCNDO^oV» <#> 4)0 ο t— <U LD I Ln ο >> > ΓΟ U Γ- C4 Γ~ Γ~ Χ5 β Η 4) β λ; τ) υ m f-H 4) ·Η4) Β <Η Ο V X) Ή σι β β β ο ο ω 4) ο ου> <*> 0)0 4) 4) Ο Α> 1/1 Ο >> Ο Ο <4* m r- γ-X Χ3 Ρ η • ο Ή • Η 4) Β Η Η 0) β r- 4J Λ <υ <s σ β σ ro β Λ5 β Ο iHCNDO ^ oV »<#> 4) 0 ο t— <U LD I Ln ο >>> ΓΟ U Γ- C4 Γ ~ Γ ~ Χ5 β Η 4) β λ; τ) υ m fH 4) Η4) Β <Η Ο VX) Ή σι β β β ο ο ω 4) ο ου> <*> 0) 0 4) 4) Ο Α> 1/1 Ο >> Ο Ο <4 * m r- γ-

X) XJX) XJ

Μ Μ 4) 4) β (Μ 4) 4) 4) m ία X) , XS ·Η -Η β 1-1 rH β β -Η 4) Ο Ο Β . _ —I <1> Λ Λ —, <υ χ> μ μ ο χ-ι Η η Vi m ra ο ο ^ ο υ υ m ου> ου> iö o 4J φ · Λ» ο ιη Η > Ο Ο Η Η σι 00Μ Μ 4) 4) β (Μ 4) 4) 4) m ία X), XS · Η -Η β 1-1 rH β β -Η 4) Ο Ο Β. _ —I <1> Λ Λ -, <υ χ> μ μ ο χ-ι Η η Vi m ra ο ο ^ ο υ υ υ m ου> ου> iö o 4J φ · Λ »ο ιη Η> Ο Ο Η 00 σι 00

XIXI

Μ 4) Μ Η 4) 4)Μ 4) Μ Η 4) 4)

W XJW XJ

XI -Η β γΗ β -Η 4) ο ε 4) Λ Λ β Ο 4-1 Μ ra β Ο ο , Ο ϋ 4J ιη Λ" Λ> Ο α) 41 «*> σ ο > Ο Ο Η Η σι οο β Α> β ra — ra „ > > β σ β σ β σ β Π -Η β — -β JJ *Η σ τι ,β ό β β β Ο β — •β σ β ο -η ο α1 Γβ β β Λ ΓΗ Λ - φ ή a β 4J β X) γΊ Vi 4) Λ 4J σ β 4) β > > β re a ® # β υ » ·β λ β > - σ η σ ν>XI -Η β γΗ β -Η 4) ο ε 4) Λ Λ β Ο 4-1 Μ ra β Ο ο, Ο ϋ 4J ιη Λ "Λ> Ο α) 41« *> σ ο> Ο Ο Η Η σι οο β Α> β ra - ra „>> β σ β σ β σ β Π -Η β - -β JJ * Η σ τι, β ό β β β Ο β - • β σ β ο -η ο α1 Γβ β β Λ ΓΗ Λ - φ ή a β 4J β X) γΊ Vi 4) Λ 4J σ β 4) β>> β re a ® # β υ »· β λ β> - σ η σ ν>

4) ra 4) β Λ β A4) ra 4) β Λ β A

X) X! γΗ 4) -β Χ> -β UX) X! γΗ 4) -β Χ> -β U

4) 4) ι -β > β > ·Η τι a ^ ο « ο a η Ο φ ίο ra ,β Ν ,β φ Ά X) β ·β XI -β X) Λ 4J ο 4; β β β β ιβ β ·β a a ο « > « <0>ΚΛΚΡ ιη4) 4) ι -β> β> · Η τι a ^ ο «ο a η Ο φ ίο ra, β Ν, β φ Ά X) β · β XI -β X) Λ 4J ο 4; β β β β ιβ β · β a a ο «>« <0> ΚΛΚΡ ιη

* η ι ηο7 /I* η ι ηο7 / I

1717

Zoals duidelijk uit tabel 1, bleken de hogedruk ontladingslampen onder gebruikmaking van de kathode die gecarboniseerd is volgens de onderhavige uitvinding een uitstekende dienstlevensduur te hebben in vergelijking met 5 die onder gebruikmaking van de conventionele kathodes. De elektrodes die gecarboniseerd zijn volgens de onderhavige uitvinding hebben aanzienlijk hogere handhavingsverhoudin-gen in vergelijking met de conventionele elektrodes, tonende dat de elektrodes volgens de onderhavige uitvinding 10 kunnen oplichten met stabiele belichting gedurende het verloop van de dienstlevensduur. In het bijzonder, bleken de effecten in het geval van het carboniseren van zowel de kathode als de anode volgens de onderhavige uitvinding, significant te zijn.As apparent from Table 1, the high pressure discharge lamps using the cathode carbonized according to the present invention were found to have excellent service life as compared to those using the conventional cathodes. The electrodes carbonized according to the present invention have significantly higher maintenance ratios compared to the conventional electrodes, showing that the electrodes according to the present invention can light up with stable exposure over the course of the service life. In particular, the effects in the case of carbonizing both the cathode and the anode of the present invention were found to be significant.

15 VOORBEELDEN 3 EN 4 EN VERGELIJKENDE VOORBEELDEN 4 TOT EN MET 615 EXAMPLES 3 AND 4 AND COMPARATIVE EXAMPLES 4 TO 6

Deze voorbeelden en vergelijkende voorbeelden hebben betrekking op de elektrodes voor de 5 kW ontladings-lamp van het korte boogtype getoond in figuur 4. De katho-20 des werden behandeld zoals in voorbeelden l en 2 en vergelijkende voorbeelden 1 tot en met 3, met uitzondering daarvan dat een kathode 98 gew.% wolfraam en 2 gew.% thoriumdioxide bevatte met een diameter van 12 mm en een lengte van 10 0 mm waarvan de rand gesneden was in een 2 5 kegel. Als een anode, werd een zuiver wolfraam met een concaaf deel met 10 mm in diameter en 2 mm diepte gebruikt. In voorbeelden 3 en vergelijkende voorbeelden 4 tot en met 6, werd de anode niet behandeld, maar in voorbeeld 4, werd de anode behandeld zoals in voorbeeld 2.These Examples and Comparative Examples relate to the electrodes for the 5 kW short arc discharge lamp shown in Figure 4. The cathodes were treated as in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 except a cathode containing 98 wt% tungsten and 2 wt% thorium dioxide with a diameter of 12 mm and a length of 10 mm, the edge of which was cut in a cone. As an anode, a pure tungsten with a concave portion of 10 mm in diameter and 2 mm depth was used. In Examples 3 and Comparative Examples 4 to 6, the anode was not treated, but in Example 4, the anode was treated as in Example 2.

30 De kathode en de anode elk verkregen in voorbeel den 3 en 4 en vergelijkende voorbeelden 4 tot en met 6 werden geplaatst in de hogedruk ontladingslamp getoond in figuur 5 tegenover elkaar op een afstand van 4 mm, en ongeveer 4 0 mg/cc kwik werd opgenomen in de lamp, en de 35 ontladingsstroom was 100 A. De omstandigheden van het werken van de lamp werden onderzocht zoals in voorbeelden 1 en 2 en vergelijkende voorbeelden 1 tot en met 3, waarbij 1010374 18 de resultaten als in deze voorbeelden en vergelijkende voorbeelden verkregen werden. Dienstlevensduren waren 750 uur voor voorbeeld 3 waarin uitsluitende de kathode gecar-boniseerd was, 1000 uur voor voorbeeld 4 waarin beide 5 elektrodes gecarboniseerd waren, 250 uur voor vergelijkend voorbeeld 4 waarin geen behandeling plaatsvond, 400 uur voor vergelijkend voorbeeld 5 waarin de kathode behandeld werd volgens de bovengenoemde Duitse octrooiaanvrage, en 400 uur voor vergelijkend voorbeeld 6 waarin de kathode 10 behandeld werd volgens de bovengenoemde Japanse octrooiaanvrage .The cathode and the anode each obtained in Examples 3 and 4 and Comparative Examples 4 to 6 were placed in the high pressure discharge lamp shown in Figure 5 opposite each other at a distance of 4 mm, and about 40 mg / cc of mercury was incorporated into the lamp, and the discharge current was 100 A. The lamp operating conditions were examined as in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, with 1010374 showing the results as in these Examples and Comparative Examples were obtained. Service lifetimes were 750 hours for Example 3 in which the cathode was carbonized only, 1000 hours for Example 4 in which both 5 electrodes were carbonized, 250 hours for Comparative Example 4 in which no treatment was performed, 400 hours in Comparative Example 5 in which the cathode was treated according to the above-mentioned German patent application, and 400 hours for comparative example 6 in which the cathode 10 was treated according to the above-mentioned Japanese patent application.

Zoals duidelijk uit deze resultaten, bleken de hogedruk ontladingslampen onder gebruikmaking van de kathode die gecarboniseerd was volgens de onderhavige 15 uitvinding uitstekende dienstlevensduren te bezitten en op te lichten met stabiele belichting gedurende het verloop van de dienstlevensduur. In het bijzonder, waren de effecten in het geval waar beide elektrodes gecarboniseerd waren aanmerkelijk.As apparent from these results, the high-pressure discharge lamps using the cathode carbonized according to the present invention have been found to have excellent service lives and to illuminate with stable illumination over the service life. In particular, the effects in the case where both electrodes were carbonized were significant.

20 Zoals eerder beschreven, heeft de onderhavige uitvinding de volgende voordelige effecten:As previously described, the present invention has the following beneficial effects:

Door carbonisering van een kathode van een hogedruk ontladingslamp met uitzondering van het randgedeelte, wanneer de ontladingslamp ingeschakeld kan worden terwijl 25 een grote hoeveelheid elektrische stroom gehandhaafd wordt, kan het verbruik en de beschadiging van de elektrode onderdrukt worden tot zo weinig als mogelijk. Verder kan de ontladingslamp gebruikt worden over een lange tijdsperiode met een stabiele variatieverhouding (boogstabiliteit).By carbonizing a cathode of a high-pressure discharge lamp with the exception of the edge portion, when the discharge lamp can be turned on while a large amount of electric current is maintained, the consumption and damage of the electrode can be suppressed to as little as possible. Furthermore, the discharge lamp can be used over a long period of time with a stable variation ratio (arc stability).

30 Wanneer gecarboniseerd deel verschaft wordt op het uitstekende deel en het cilindrische deel van de kathode, kan de ontladingslamp gebruikt worden gedurende een langere tijdsperiode met meer stabiele variatieverhouding. Aanvullend, wanneer de kathode onderworpen wordt aan carbonise-35 ring, kan de ontladingslamp gebruikt worden gedurende een lange tijdsperiode met een stabiele variatieverhoudingWhen carbonized portion is provided on the protruding portion and the cylindrical portion of the cathode, the discharge lamp can be used for a longer period of time with more stable variation ratio. Additionally, when the cathode is subjected to carbonization-35 ring, the discharge lamp can be used for a long period of time with a stable variation ratio

1 n 1 09 7 A1 n 1 09 7 A

19 zelfs wanneer deze loopt bij een grote hoeveelheid elektrische stroom.19 even when running with a large amount of electric current.

Daar de gecarboniseerde laag eenvoudig gevormd kan worden met een constante dikte, kan het regelen van de 5 carbonisering en de besturing daarvan eenvoudig uitgevoerd worden.Since the carbonized layer can be easily formed with a constant thickness, the control of the carbonization and its control can be easily carried out.

Bovendien, in het geval waar een koolstof ondergedompeld deel gevormd wordt op ten minste één van de kathode en anode, door het gebruikmaken van een aanbrengmedium dat 10 gesinterd wordt, het verwijderen van het aanbrengmedium, en het vervolgens uitvoeren van de carbonisering, kan een hogedruk ontladingslamp geproduceerd worden, waarin het verbruik en de beschadiging van de elektrode onderdrukt wordt tot zo weinig als mogelijk, en die gebruikt kan 15 worden gedurende een lange tijdsperiode met een stabiele variatieverhouding.In addition, in the case where a carbon immersed portion is formed on at least one of the cathode and anode, by using an application medium that is sintered, removing the application medium, and then performing the carbonization, a high pressure discharge lamp, in which the consumption and damage of the electrode is suppressed to as little as possible, and which can be used for a long period of time with a stable variation ratio.

10103741010374

Claims

1. Construction of an electrode for a high-pressure discharge lamp used in maintaining a high electricity input, the discharge lamp comprising a tube constructed from a luminescent tube with a swollen portion at the center thereof, and an anode and a cathode placed opposite one another, the cathode being constructed of a high melting temperature metal doped with an electron-emitting substance and having a tapered portion toward the discharge side, the sloped portion of the tapered portion being subjected to carburization at the tapered portion, and an untreated portion is formed at the edge of the tapered portion adjacent to the carburized portion.

The electrode construction of claim 1, wherein the cathode is composed of the tapered portion and a cylindrical portion adjacent thereto, and the carburized portion is formed from the tapered portion to a prescribed portion of the cylindrical portion.

Construction of the electrode according to claim 1 or 2, wherein the anode is provided with an untreated part at the edge thereof and a carburized part formed by carburizing adjacent to the untreated part.

Construction of the electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness of the carbonized part is uniform.

Construction of the electrode according to any one of claims 1 to 4, wherein the carbonated part is formed in the metals of the electrode.

A method of manufacturing an electrode for a high-pressure discharge lamp comprising the following steps: 1 0 1 037 4 a first step for applying an application fluid containing a sintered medium containing graphite to a cathode or both the cathode and anode for a discharge lamp at the position with the exception of the edge portion and the drying of the medium, a second step of performing a previous heat treatment of the application liquid in vacuum at a temperature suitable for removing impurities contained in the application liquid to remove the impurities, a third step of heating the application liquid at a temperature suitable for sintering the application liquid in an inert gas to sinter the sintering medium 15 on the electrode, a fourth step of removing the sintered application medium , and a fifth step of heating the electrode, of which the a application medium is removed, in vacuo at a carbonization temperature suitable for obtaining an appropriate depth of the carbonized layer. I010374