JP2002008588A - 金属蒸気放電灯 - Google Patents
金属蒸気放電灯Info
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- JP2002008588A JP2002008588A JP2000190138A JP2000190138A JP2002008588A JP 2002008588 A JP2002008588 A JP 2002008588A JP 2000190138 A JP2000190138 A JP 2000190138A JP 2000190138 A JP2000190138 A JP 2000190138A JP 2002008588 A JP2002008588 A JP 2002008588A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主発光金属元素として鉄、ハロゲンとして沃
素が封入されている金属蒸気放電灯において、始動性能
を低下させることなく４５０〜５００ｎｍの発光強度を
増加させる 【解決手段】 発光管内容積あたりに換算した封入原子
数について、沃素を（Ｉ）、臭素を（Ｂｒ）とし、（Ｂ
ｒ）＋（Ｉ）を２×１０-7〜１４×１０-7（ｍｏｌ／ｃ
ｃ）とし、（Ｂｒ）：（Ｉ）で表される原子比を１０：
９０〜３０：７０の範囲とする。始動用希ガスとしてア
ルゴンガスを封入し、その分圧を５〜１０ｔｏｒｒとす
る。
素が封入されている金属蒸気放電灯において、始動性能
を低下させることなく４５０〜５００ｎｍの発光強度を
増加させる 【解決手段】 発光管内容積あたりに換算した封入原子
数について、沃素を（Ｉ）、臭素を（Ｂｒ）とし、（Ｂ
ｒ）＋（Ｉ）を２×１０-7〜１４×１０-7（ｍｏｌ／ｃ
ｃ）とし、（Ｂｒ）：（Ｉ）で表される原子比を１０：
９０〜３０：７０の範囲とする。始動用希ガスとしてア
ルゴンガスを封入し、その分圧を５〜１０ｔｏｒｒとす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば紫外線硬化
用ランプとして利用される、金属蒸気放電灯に関する。
用ランプとして利用される、金属蒸気放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、紫外線硬化用のランプとし
て、高圧水銀ランプ、鉄入り金属蒸気放電灯が用いられ
てきた。
て、高圧水銀ランプ、鉄入り金属蒸気放電灯が用いられ
てきた。
【０００３】鉄入り金属蒸気放電灯は、発光管に発光金
属として鉄が封入され、ハロゲンとして沃素が封入され
たものであるが、多様な感剤に対してその分光感度曲線
に適合できるように、さらに各種の金属が微量添加され
ている。例えば添加金属としてＳｎを添加することが米
国特許第３５９０３０７号公報に、Ｐｂを添加すること
が特開昭５５−１３３７４３号公報に記載されている。
属として鉄が封入され、ハロゲンとして沃素が封入され
たものであるが、多様な感剤に対してその分光感度曲線
に適合できるように、さらに各種の金属が微量添加され
ている。例えば添加金属としてＳｎを添加することが米
国特許第３５９０３０７号公報に、Ｐｂを添加すること
が特開昭５５−１３３７４３号公報に記載されている。
【０００４】鉄の沃化物が封入された上記ランプは高圧
水銀ランプに比べ３５０〜４５０ｎｍの発光が増強さ
れ、感剤によっては高圧水銀灯よりも好まれて用いられ
ている。しかしながら感剤の多様化が進むにつれランプ
の分光分布への要求も多様化し、鉄入り金属蒸気放電灯
においては３５０〜４５０ｎｍに加えさらに別の波長範
囲も併せて増強させたいという要望があった。例えば４
５０〜５００ｎｍの増強である。
水銀ランプに比べ３５０〜４５０ｎｍの発光が増強さ
れ、感剤によっては高圧水銀灯よりも好まれて用いられ
ている。しかしながら感剤の多様化が進むにつれランプ
の分光分布への要求も多様化し、鉄入り金属蒸気放電灯
においては３５０〜４５０ｎｍに加えさらに別の波長範
囲も併せて増強させたいという要望があった。例えば４
５０〜５００ｎｍの増強である。
【０００５】また近年紫外線強度増加の要求が強まるな
か、これに対しては発光長当たりのランプ入力値を大き
くすることで対応がなされてきたが、鉄入り金属蒸気放
電灯を高負荷で長時間点灯すると、鉄を含んだ薄膜が発
光管を形成している石英管の内側に形成され、発生した
光が膜で遮断されランプの発光強度が著しく低下すると
いう問題があった。
か、これに対しては発光長当たりのランプ入力値を大き
くすることで対応がなされてきたが、鉄入り金属蒸気放
電灯を高負荷で長時間点灯すると、鉄を含んだ薄膜が発
光管を形成している石英管の内側に形成され、発生した
光が膜で遮断されランプの発光強度が著しく低下すると
いう問題があった。
【０００６】そこで、これについての対策として、微量
の金属を添加する方法や、ハロゲンとして臭素を利用す
る方法（例えば特開平５−１３５７４０号公報参照）が
考えられている。
の金属を添加する方法や、ハロゲンとして臭素を利用す
る方法（例えば特開平５−１３５７４０号公報参照）が
考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハロゲ
ンとして臭素を封入すると、ランプの始動性に問題が生
じることが判った。この原因はランプが消灯した後、封
入されている臭素が完全に臭化金属あるいは臭化水銀の
形に戻ることが出来ず、一部臭素ガス（Ｂｒ2）として
存在するためと考えられる。すなわち、従来からハロゲ
ンとして主に利用されている沃素の場合、たとえ沃化金
属あるいは沃化水銀の形に還らずＩ2のままであって
も、室温（２５℃）の状態でＩ2は固体であるのに対し
Ｂｒ2は蒸気圧が高く、ランプ始動時において負性の臭
素ガスが発光管内を満たすことになることが始動性に難
をきたす原因と考えられる。
ンとして臭素を封入すると、ランプの始動性に問題が生
じることが判った。この原因はランプが消灯した後、封
入されている臭素が完全に臭化金属あるいは臭化水銀の
形に戻ることが出来ず、一部臭素ガス（Ｂｒ2）として
存在するためと考えられる。すなわち、従来からハロゲ
ンとして主に利用されている沃素の場合、たとえ沃化金
属あるいは沃化水銀の形に還らずＩ2のままであって
も、室温（２５℃）の状態でＩ2は固体であるのに対し
Ｂｒ2は蒸気圧が高く、ランプ始動時において負性の臭
素ガスが発光管内を満たすことになることが始動性に難
をきたす原因と考えられる。
【０００８】以上に鑑み、本願発明は、主発光金属元素
として鉄、ハロゲンとして沃素が封入されている金属蒸
気放電灯において、始動性能を低下させることなく４５
０〜５００ｎｍの発光強度を増加させることを目的とす
る。
として鉄、ハロゲンとして沃素が封入されている金属蒸
気放電灯において、始動性能を低下させることなく４５
０〜５００ｎｍの発光強度を増加させることを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願発明の金属蒸気放電
灯は、発光管内に緩衝ガス用の水銀、発光金属としての
鉄、ハロゲンとしての沃素と臭素、始動用の希ガスが少
なくとも封入され、発光管内容積あたりに換算した封入
原子数について、沃素を（Ｉ）、臭素を（Ｂｒ）と表す
とき、（Ｂｒ）＋（Ｉ）が２×１０-7〜１４×１０
-7（ｍｏｌ／ｃｃ）となっており、（Ｂｒ）：（Ｉ）で
表される原子比が１０：９０〜３０：７０の範囲にある
ことを特徴とするものである。
灯は、発光管内に緩衝ガス用の水銀、発光金属としての
鉄、ハロゲンとしての沃素と臭素、始動用の希ガスが少
なくとも封入され、発光管内容積あたりに換算した封入
原子数について、沃素を（Ｉ）、臭素を（Ｂｒ）と表す
とき、（Ｂｒ）＋（Ｉ）が２×１０-7〜１４×１０
-7（ｍｏｌ／ｃｃ）となっており、（Ｂｒ）：（Ｉ）で
表される原子比が１０：９０〜３０：７０の範囲にある
ことを特徴とするものである。
【００１０】本願発明者らは、従来封入ハロゲンとして
用いられてきた沃素の特定割合を臭素に換えることで上
記課題を解決できることを見出し、本願発明を成すに至
った。すなわち、封入沃素の総原子数の１０〜３０％の
範囲の量を臭素原子で置き換えることで３５０〜４００
ｎｍ及び４００〜４５０ｎｍの発光エネルギ−が２０〜
３０％程度、特に４５０〜５００ｎｍの発光強度が４０
〜７０％程度増加するのである。そして、置き換え率が
１０％未満の場合には強度増加が十分ではなく、置き換
え率が３０％を越える場合には、ランプの始動性能が著
しく低下する。この原因は臭素の封入比を高めたことで
ランプ始動時の発光管内の臭素ガスの蒸気圧が高くなっ
たのが原因と推定される。
用いられてきた沃素の特定割合を臭素に換えることで上
記課題を解決できることを見出し、本願発明を成すに至
った。すなわち、封入沃素の総原子数の１０〜３０％の
範囲の量を臭素原子で置き換えることで３５０〜４００
ｎｍ及び４００〜４５０ｎｍの発光エネルギ−が２０〜
３０％程度、特に４５０〜５００ｎｍの発光強度が４０
〜７０％程度増加するのである。そして、置き換え率が
１０％未満の場合には強度増加が十分ではなく、置き換
え率が３０％を越える場合には、ランプの始動性能が著
しく低下する。この原因は臭素の封入比を高めたことで
ランプ始動時の発光管内の臭素ガスの蒸気圧が高くなっ
たのが原因と推定される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、実施形態とともに本願発明
について更に説明する。
について更に説明する。
【００１２】図１は本願発明の１実施形態である金属蒸
気放電灯の構造を示す図である。本実施形態の金属蒸気
放電灯は、発光管１内の両端に電極２が設けられ、発光
管１の細径部にモリブデンホイル３と口金４が設けらた
構造となっている。発光管の材質としては、石英を用い
ることができる。
気放電灯の構造を示す図である。本実施形態の金属蒸気
放電灯は、発光管１内の両端に電極２が設けられ、発光
管１の細径部にモリブデンホイル３と口金４が設けらた
構造となっている。発光管の材質としては、石英を用い
ることができる。
【００１３】発光管内部には、緩衝ガス用の水銀と、主
発光金属となる鉄、ハロゲンとしての沃素と臭素とが封
入され、さらに始動用の希ガスが封入される。
発光金属となる鉄、ハロゲンとしての沃素と臭素とが封
入され、さらに始動用の希ガスが封入される。
【００１４】ハロゲンは、例えば、ＦｅＩ2、ＦｅＢ
ｒ2、ＨｇＩ2、ＨｇＢｒ2等のハロゲン化物の形で発光
管内に封入でき、水銀や鉄はハロゲン化物や金属単体と
して封入でき、これらが適宜組み合わされて所定の量と
比率になるように封入される。
ｒ2、ＨｇＩ2、ＨｇＢｒ2等のハロゲン化物の形で発光
管内に封入でき、水銀や鉄はハロゲン化物や金属単体と
して封入でき、これらが適宜組み合わされて所定の量と
比率になるように封入される。
【００１５】希ガスとしては、Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ａ
ｒ，Ｋｒ等を用いることができるが、点灯後徐々に光度
が上昇するタイプの放電灯の場合には、価格の点からも
Ａｒが好ましい。
ｒ，Ｋｒ等を用いることができるが、点灯後徐々に光度
が上昇するタイプの放電灯の場合には、価格の点からも
Ａｒが好ましい。
【００１６】また、分光特性を改良する場合には、発光
管内に分光改良用の添加金属（例えば、Ｍｇ，Ｂｉ，Ｔ
ａ，Ｃｄ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｐｂ等）が封入され、この場
合、発光管内容積あたりに換算した封入原子数につい
て、鉄を（Ｆｅ）、分光改良金属を（Ｍ）と表すとき、
（Ｍ）／（Ｆｅ）で表される封入比が０．３以下となる
ようにするのが好ましい。これは発光効率に特に優れた
鉄の主発光を効果的に維持する為である。
管内に分光改良用の添加金属（例えば、Ｍｇ，Ｂｉ，Ｔ
ａ，Ｃｄ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｐｂ等）が封入され、この場
合、発光管内容積あたりに換算した封入原子数につい
て、鉄を（Ｆｅ）、分光改良金属を（Ｍ）と表すとき、
（Ｍ）／（Ｆｅ）で表される封入比が０．３以下となる
ようにするのが好ましい。これは発光効率に特に優れた
鉄の主発光を効果的に維持する為である。
【００１７】特に、上記添加金属を用いる場合、鉛また
は錫を少なくとも一種用いるのが好ましく、どちらか一
方を用いるのが実用的である。
は錫を少なくとも一種用いるのが好ましく、どちらか一
方を用いるのが実用的である。
【００１８】沃素と臭素は、発光管内容積あたりに換算
した封入原子数について、沃素を（Ｉ）、臭素を（Ｂ
ｒ）と表すとき、（Ｂｒ）＋（Ｉ）が２×１０-7〜１４
×１０ -7（ｍｏｌ／ｃｃ）となり、（Ｂｒ）：（Ｉ）で
表される原子比が１０：９０〜３０：７０の範囲になる
ように、上記封入物の割合を適宜調整して封入するが、
これは添加金属の有無、希ガスの種類にはよらず同じで
あり、このような量と割合とすることで、特に４５０〜
５００ｎｍの発光強度を大きくでき、始動性能の低下も
抑制できる。
した封入原子数について、沃素を（Ｉ）、臭素を（Ｂ
ｒ）と表すとき、（Ｂｒ）＋（Ｉ）が２×１０-7〜１４
×１０ -7（ｍｏｌ／ｃｃ）となり、（Ｂｒ）：（Ｉ）で
表される原子比が１０：９０〜３０：７０の範囲になる
ように、上記封入物の割合を適宜調整して封入するが、
これは添加金属の有無、希ガスの種類にはよらず同じで
あり、このような量と割合とすることで、特に４５０〜
５００ｎｍの発光強度を大きくでき、始動性能の低下も
抑制できる。
【００１９】臭素の添加量を多くすると、始動性能が低
下する傾向が現れるが、臭素の割合が３０％以下である
場合には、臭素を添加しない場合（すなわち沃素のみ）
に比べてそれほど始動性能の低下はなく、また、実用上
無視できない程度の始動性能の低下が生じた場合にも、
３０％以下の添加量とした場合には、希ガスの封入圧力
を低下させることで、電極物質のスパッタリングによる
発光管端部の黒化等の問題を生じることなく、問題のな
い程度にまで始動性能の低下を抑えることが可能とな
る。この場合の圧力としては、例えば、発光管内温度２
５℃で５ｔｏｒｒ以上１０ｔｏｒｒ以下が良い。３０％
を越えて臭素を添加した場合には、希ガスの封入圧力を
下げるという方法を用いた場合、始動性能の低下を抑え
ることのできる圧力では、黒化等の別の問題が生じてし
まい、このような方法を採用できなくなる。
下する傾向が現れるが、臭素の割合が３０％以下である
場合には、臭素を添加しない場合（すなわち沃素のみ）
に比べてそれほど始動性能の低下はなく、また、実用上
無視できない程度の始動性能の低下が生じた場合にも、
３０％以下の添加量とした場合には、希ガスの封入圧力
を低下させることで、電極物質のスパッタリングによる
発光管端部の黒化等の問題を生じることなく、問題のな
い程度にまで始動性能の低下を抑えることが可能とな
る。この場合の圧力としては、例えば、発光管内温度２
５℃で５ｔｏｒｒ以上１０ｔｏｒｒ以下が良い。３０％
を越えて臭素を添加した場合には、希ガスの封入圧力を
下げるという方法を用いた場合、始動性能の低下を抑え
ることのできる圧力では、黒化等の別の問題が生じてし
まい、このような方法を採用できなくなる。
【００２０】上記のような量と割合の臭素を添加した場
合の始動性能の確保には、特に希ガスをアルゴンガスと
し、これを発光管内での分圧が、発光管内温度２５℃で
５ｔｏｒｒ以上１０ｔｏｒｒ以下となるように封入する
のが良く、このようにすることで、臭素封入による始動
性悪化分を効果的に相殺することが出来る。
合の始動性能の確保には、特に希ガスをアルゴンガスと
し、これを発光管内での分圧が、発光管内温度２５℃で
５ｔｏｒｒ以上１０ｔｏｒｒ以下となるように封入する
のが良く、このようにすることで、臭素封入による始動
性悪化分を効果的に相殺することが出来る。
【００２１】
【実施例】以下、試作した金属蒸気放電灯の特性につい
て説明する。試作した金属蒸気放電灯は、上記図１に示
したものと同じ構造を有するもので、石英製の発光管の
発光長が５００ｍｍ、発光管内径が２２ｍｍで、ランプ
電力が８ｋＷ、ランプ電圧が７５０Ｖ、ランプ電流が１
１．８Ａとなるように作製した。
て説明する。試作した金属蒸気放電灯は、上記図１に示
したものと同じ構造を有するもので、石英製の発光管の
発光長が５００ｍｍ、発光管内径が２２ｍｍで、ランプ
電力が８ｋＷ、ランプ電圧が７５０Ｖ、ランプ電流が１
１．８Ａとなるように作製した。
【００２２】（実施例１）（Ｆｅ）を６×１０-7（ｍｏ
ｌ／ｃｃ）、（Ｓｎ）を２×１０-7（ｍｏｌ／ｃｃ）、
（Ｉ）＋（Ｂｒ）を８×１０-7（ｍｏｌ／ｃｃ）とし、
（Ｂｒ）：（Ｉ）を０：１００〜１００：０の範囲で変
化させたランプを試作した。なお、水銀は２００ｍｇ封
入し、希ガスとしてはＡｒを用いた。
ｌ／ｃｃ）、（Ｓｎ）を２×１０-7（ｍｏｌ／ｃｃ）、
（Ｉ）＋（Ｂｒ）を８×１０-7（ｍｏｌ／ｃｃ）とし、
（Ｂｒ）：（Ｉ）を０：１００〜１００：０の範囲で変
化させたランプを試作した。なお、水銀は２００ｍｇ封
入し、希ガスとしてはＡｒを用いた。
【００２３】これらのランプの発光強度について３００
〜５００ｎｍの波長範囲を５０ｎｍごとに分け、各波長
区間の積算値において（Ｂｒ）：（Ｉ）＝０：１００の
ランプの値を基準にして相対表示したグラフを図２に示
す。
〜５００ｎｍの波長範囲を５０ｎｍごとに分け、各波長
区間の積算値において（Ｂｒ）：（Ｉ）＝０：１００の
ランプの値を基準にして相対表示したグラフを図２に示
す。
【００２４】同図から判るように、臭素の封入比の増加
に対し３００〜３５０ｎｍの区間の積分値は１００％か
ら８７％まで単調減少した。３５０〜４００ｎｍと４０
０〜４５０ｎｍの区間の積分値は（Ｂｒ）：（Ｉ）が３
０：７０〜１００：０で平坦であり、その相対強度比は
１１４〜１３３％であった。特に４５０〜５００ｎｍの
場合は違いが顕著に現れ、臭素比が僅かでもその効果は
大きく（Ｂｒ）比が１０％で相対エネルギ−比は１３０
％へ増加し、さらに（Ｂｒ）比を大きくしていくと緩や
かな増加率になりながらも（Ｂｒ）比が７５％で相対比
は２００％を越えた。このように波長区間４５０〜５０
０ｎｍの発光エネルギ−は臭素比が１０％以上であれば
ハロゲンとして沃素だけを使用した場合に対して１３０
％程度以上になることが判った。
に対し３００〜３５０ｎｍの区間の積分値は１００％か
ら８７％まで単調減少した。３５０〜４００ｎｍと４０
０〜４５０ｎｍの区間の積分値は（Ｂｒ）：（Ｉ）が３
０：７０〜１００：０で平坦であり、その相対強度比は
１１４〜１３３％であった。特に４５０〜５００ｎｍの
場合は違いが顕著に現れ、臭素比が僅かでもその効果は
大きく（Ｂｒ）比が１０％で相対エネルギ−比は１３０
％へ増加し、さらに（Ｂｒ）比を大きくしていくと緩や
かな増加率になりながらも（Ｂｒ）比が７５％で相対比
は２００％を越えた。このように波長区間４５０〜５０
０ｎｍの発光エネルギ−は臭素比が１０％以上であれば
ハロゲンとして沃素だけを使用した場合に対して１３０
％程度以上になることが判った。
【００２５】図５は沃素と臭素の封入比を変化させ、始
動用ガスとしてアルゴンガスを室温状態でそれぞれ５、
１０、１５ｔｏｒｒで封入したランプについて始動特性
を調べたものである。測定方法は空冷式の紫外線照射器
具にて一旦ランプを点灯してから消灯し、１０分間アフ
タ−冷却した後にランプの電極間に図６に示すような実
効値１０００Ｖの正弦波電圧を印加し、さらに半値幅約
８０（μＳ）のパルス波形を重畳させ、パルス波高値を
変化させてランプが放電破壊に至る値を測定した。以後
この値を始動電圧と呼ぶ。
動用ガスとしてアルゴンガスを室温状態でそれぞれ５、
１０、１５ｔｏｒｒで封入したランプについて始動特性
を調べたものである。測定方法は空冷式の紫外線照射器
具にて一旦ランプを点灯してから消灯し、１０分間アフ
タ−冷却した後にランプの電極間に図６に示すような実
効値１０００Ｖの正弦波電圧を印加し、さらに半値幅約
８０（μＳ）のパルス波形を重畳させ、パルス波高値を
変化させてランプが放電破壊に至る値を測定した。以後
この値を始動電圧と呼ぶ。
【００２６】図５から、臭素の封入比が増えると始動電
圧が上昇しているのが判る。しかしながら、アルゴン１
０ｔｏｒｒの場合の（Ｂｒ）：（Ｉ）＝３０：７０にお
いては、アルゴンガスが１５ｔｏｒｒ封入され、ハロゲ
ンとして沃素のみが使用されている従来ランプと同等の
始動電圧となっていることが分かる。すなわち従来の安
定器で本発明のランプを始動可能にするには、（Ｂｒ）
を総ハロゲンの３０％以下の封入比とし、封入アルゴン
圧が１０ｔｏｒｒ以下でなければならないことが判る。
圧が上昇しているのが判る。しかしながら、アルゴン１
０ｔｏｒｒの場合の（Ｂｒ）：（Ｉ）＝３０：７０にお
いては、アルゴンガスが１５ｔｏｒｒ封入され、ハロゲ
ンとして沃素のみが使用されている従来ランプと同等の
始動電圧となっていることが分かる。すなわち従来の安
定器で本発明のランプを始動可能にするには、（Ｂｒ）
を総ハロゲンの３０％以下の封入比とし、封入アルゴン
圧が１０ｔｏｒｒ以下でなければならないことが判る。
【００２７】ただしＡｒガス圧が低いほど始動電圧は低
くなるが５ｔｏｒｒ未満の場合ランプ始動時における電
極物質のスパッタリングが激しく、著しく発光管の端部
が黒化する。
くなるが５ｔｏｒｒ未満の場合ランプ始動時における電
極物質のスパッタリングが激しく、著しく発光管の端部
が黒化する。
【００２８】（実施例２）第２の実施例として第１の実
施例の錫についてこれを鉛に置き換えた場合を説明す
る。
施例の錫についてこれを鉛に置き換えた場合を説明す
る。
【００２９】図３はこのランプの発光強度について３０
０〜５００ｎｍの波長範囲を５０ｎｍごとに分け、各波
長区間の積算値について（Ｂｒ）：（Ｉ）＝０：１００
を基準にして相対表示したグラフである。図から判るよ
うに臭素の封入比の増加に対し３００〜３５０ｎｍの区
間の積分値は１００％から８８％まで単調減少した。３
５０〜４００ｎｍと４００〜４５０ｎｍの場合は（Ｂ
ｒ）：（Ｉ）が３０：７０〜１００：０で相対強度比は
１１３〜１３５％であった。特に４５０〜５００ｎｍの
場合は違いが顕著に現れ、臭素比が僅かでもその効果は
大きく（Ｂｒ）比が１０％で相対エネルギ−比は１３０
％へ増加し、さらに（Ｂｒ）比を大きくしていくと緩や
かな増加率になりながらも（Ｂｒ）比が７５％で相対比
は２００％になった。このように波長区間４５０〜５０
０ｎｍの発光エネルギ−は臭素比が１０％以上であれば
ハロゲンとして沃素だけを使用した場合に対して１３０
％以上になることが判った。
０〜５００ｎｍの波長範囲を５０ｎｍごとに分け、各波
長区間の積算値について（Ｂｒ）：（Ｉ）＝０：１００
を基準にして相対表示したグラフである。図から判るよ
うに臭素の封入比の増加に対し３００〜３５０ｎｍの区
間の積分値は１００％から８８％まで単調減少した。３
５０〜４００ｎｍと４００〜４５０ｎｍの場合は（Ｂ
ｒ）：（Ｉ）が３０：７０〜１００：０で相対強度比は
１１３〜１３５％であった。特に４５０〜５００ｎｍの
場合は違いが顕著に現れ、臭素比が僅かでもその効果は
大きく（Ｂｒ）比が１０％で相対エネルギ−比は１３０
％へ増加し、さらに（Ｂｒ）比を大きくしていくと緩や
かな増加率になりながらも（Ｂｒ）比が７５％で相対比
は２００％になった。このように波長区間４５０〜５０
０ｎｍの発光エネルギ−は臭素比が１０％以上であれば
ハロゲンとして沃素だけを使用した場合に対して１３０
％以上になることが判った。
【００３０】またランプの始動電圧に関してアルゴンス
の封入圧力を変えた場合も第１の実施例と同様の結果で
あった。
の封入圧力を変えた場合も第１の実施例と同様の結果で
あった。
【００３１】（実施例３）第３の実施例は第１の実施例
において鉛や錫などの添加金属は封入しないでその分鉄
を増量して封入した場合である。
において鉛や錫などの添加金属は封入しないでその分鉄
を増量して封入した場合である。
【００３２】図４はこのランプの発光強度について３０
１〜５００ｎｍの波長範囲を５０ｎｍごとに分け、各波
長区間の積算値について（Ｂｒ）：（Ｉ）＝０：１００
を基準にして相対表示したグラフである。図から判るよ
うに臭素の封入比の増加に対し３００〜３５０ｎｍの区
間の積分値は１００から８５％まで単調減少した。３５
０〜４００ｎｍと４００〜４５０ｎｍの場合は（Ｂ
ｒ）：（Ｉ）が３０：７０〜１００：０で相対強度比は
１３０％近辺であった。特に４５０〜５００ｎｍの場合
は違いが顕著に現れ、臭素比が僅かでもその効果は大き
く（Ｂｒ）比が１０％で相対エネルギ−比は１３０％へ
増加し、さらに（Ｂｒ）比を大きくしていくと緩やかな
増加率になりながらも（Ｂｒ）比が７５％で相対比は２
００％になった。このように波長区間４５０〜５００ｎ
ｍの発光エネルギ−は臭素比が１０％以上であればハロ
ゲンとして沃素だけを使用した場合に対して１３０％以
上になることが判った。
１〜５００ｎｍの波長範囲を５０ｎｍごとに分け、各波
長区間の積算値について（Ｂｒ）：（Ｉ）＝０：１００
を基準にして相対表示したグラフである。図から判るよ
うに臭素の封入比の増加に対し３００〜３５０ｎｍの区
間の積分値は１００から８５％まで単調減少した。３５
０〜４００ｎｍと４００〜４５０ｎｍの場合は（Ｂ
ｒ）：（Ｉ）が３０：７０〜１００：０で相対強度比は
１３０％近辺であった。特に４５０〜５００ｎｍの場合
は違いが顕著に現れ、臭素比が僅かでもその効果は大き
く（Ｂｒ）比が１０％で相対エネルギ−比は１３０％へ
増加し、さらに（Ｂｒ）比を大きくしていくと緩やかな
増加率になりながらも（Ｂｒ）比が７５％で相対比は２
００％になった。このように波長区間４５０〜５００ｎ
ｍの発光エネルギ−は臭素比が１０％以上であればハロ
ゲンとして沃素だけを使用した場合に対して１３０％以
上になることが判った。
【００３３】またランプの始動電圧に関してアルゴンガ
スの封入圧力を変えた場合も第１の実施例と同様の結果
であった。
スの封入圧力を変えた場合も第１の実施例と同様の結果
であった。
【００３４】すなわち主発光金属として鉄を利用してい
る鉄入りメタルハライドランプの発光強度に関して添加
金属を錫または鉛とした場合、あるいは添加しない場
合、換言すれば少なくとも主発光金属として封入した鉄
が封入全金属数の原子比で７０％以上を占めている場合
において、（Ｂｒ）：（Ｉ）の比が１０：９０〜３０：
７０の範囲であれば４５０〜５００ｎｍの相対強度比は
１３０〜１８０％、（Ｂｒ）：（Ｉ）＝３０：７０〜１
００：０の範囲では１７０〜２００％の極めて大きな改
善が認められた。
る鉄入りメタルハライドランプの発光強度に関して添加
金属を錫または鉛とした場合、あるいは添加しない場
合、換言すれば少なくとも主発光金属として封入した鉄
が封入全金属数の原子比で７０％以上を占めている場合
において、（Ｂｒ）：（Ｉ）の比が１０：９０〜３０：
７０の範囲であれば４５０〜５００ｎｍの相対強度比は
１３０〜１８０％、（Ｂｒ）：（Ｉ）＝３０：７０〜１
００：０の範囲では１７０〜２００％の極めて大きな改
善が認められた。
【００３５】始動電圧については上述のような添加金属
の変化では、ランプ始動時の臭素ガス（Ｂｒ2）の圧力
に違いがないためであろうと推定されるのであるがほと
んど同じような始動電圧の変化傾向を示した。すなわち
臭素の封入比率が大きくなるほど始動電圧は上昇する
が、（Ｂｒ）：（Ｉ）が１０：９０〜３０：７０の範囲
でランプ製作時に始動用希ガスとして５〜１０ｔｏｒｒ
のアルゴンを封入すれば、従来ランプのハロゲンとして
沃素のみを、始動用ガスとしてアルゴンを１５ｔｏｒｒ
で封入したランプと同程度の始動電圧を有するランプが
出来た。
の変化では、ランプ始動時の臭素ガス（Ｂｒ2）の圧力
に違いがないためであろうと推定されるのであるがほと
んど同じような始動電圧の変化傾向を示した。すなわち
臭素の封入比率が大きくなるほど始動電圧は上昇する
が、（Ｂｒ）：（Ｉ）が１０：９０〜３０：７０の範囲
でランプ製作時に始動用希ガスとして５〜１０ｔｏｒｒ
のアルゴンを封入すれば、従来ランプのハロゲンとして
沃素のみを、始動用ガスとしてアルゴンを１５ｔｏｒｒ
で封入したランプと同程度の始動電圧を有するランプが
出来た。
【００３６】また始動性については（Ｂｒ）：（Ｉ）の
封入比だけでなく（Ｂｒ）＋（Ｉ）のハロゲン和も影響
すると考えられる。発明者は図１の構造のランプに適量
の水銀（２００ｍｇ前後）、始動用ガスにアルゴンを１
０ｔｏｒｒ、（Ｂｒ）：（Ｉ）を３０：７０に固定した
状態で（Ｆｅ）を（Ｂｒ）＋（Ｉ）と同量封入した場合
と、適量の水銀（２００ｍｇ前後）、アルゴン１５ｔｏ
ｒｒ、（Ｆｅ）と（Ｉ）を同量封入した場合において、
（Ｂｒ）＋（Ｉ）のハロゲン和を２×１０-7、８×１０
-7、１４×１０-7 （ｍｏｌ／ｃｃ）と変化させ始動電
圧を調査した結果を図７に示す。
封入比だけでなく（Ｂｒ）＋（Ｉ）のハロゲン和も影響
すると考えられる。発明者は図１の構造のランプに適量
の水銀（２００ｍｇ前後）、始動用ガスにアルゴンを１
０ｔｏｒｒ、（Ｂｒ）：（Ｉ）を３０：７０に固定した
状態で（Ｆｅ）を（Ｂｒ）＋（Ｉ）と同量封入した場合
と、適量の水銀（２００ｍｇ前後）、アルゴン１５ｔｏ
ｒｒ、（Ｆｅ）と（Ｉ）を同量封入した場合において、
（Ｂｒ）＋（Ｉ）のハロゲン和を２×１０-7、８×１０
-7、１４×１０-7 （ｍｏｌ／ｃｃ）と変化させ始動電
圧を調査した結果を図７に示す。
【００３７】横軸は（Ｂｒ）＋（Ｉ）、縦軸は始動電圧
を示す。図から判るようにこの範囲のハロゲン和では両
者はほぼ同程度の始動電圧であった。
を示す。図から判るようにこの範囲のハロゲン和では両
者はほぼ同程度の始動電圧であった。
【００３８】結局、（Ｂｒ）＋（Ｉ）のハロゲン和が２
×１０-7〜１４×１０-7（ｍｏｌ／ｃｃ）の範囲で、
（Ｂｒ）：（Ｉ）が１０：９０〜３０：７０の範囲なら
ば、ランプ製作時において始動用希ガスとして５〜１０
ｔｏｒｒのアルゴンを封入するならば従来ランプ並の始
動性を有するランプとなり、従来安定器でも始動可能で
ある。
×１０-7〜１４×１０-7（ｍｏｌ／ｃｃ）の範囲で、
（Ｂｒ）：（Ｉ）が１０：９０〜３０：７０の範囲なら
ば、ランプ製作時において始動用希ガスとして５〜１０
ｔｏｒｒのアルゴンを封入するならば従来ランプ並の始
動性を有するランプとなり、従来安定器でも始動可能で
ある。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、３５０〜５００ｎｍの
範囲の発光エネルギ−が増強され、なおかつ従来の安定
器で始動可能なランプを提供できる。
範囲の発光エネルギ−が増強され、なおかつ従来の安定
器で始動可能なランプを提供できる。
【図１】 金属蒸気放電灯の構造を示す断面図。
【図２】 封入ハロゲンである沃素と臭素の封入比を変
化させた場合の発光強度の変化を示すグラフである。
化させた場合の発光強度の変化を示すグラフである。
【図３】 封入ハロゲンである沃素と臭素の封入比を変
化させた場合の発光強度の変化を示すグラフである。
化させた場合の発光強度の変化を示すグラフである。
【図４】 封入ハロゲンである沃素と臭素の封入比を変
化させた場合の発光強度の変化を示すグラフで封入金属
が鉄のみの場合である。
化させた場合の発光強度の変化を示すグラフで封入金属
が鉄のみの場合である。
【図５】 封入アルゴンガス圧５、１０、１５ｔｏｒｒ
において、沃素と臭素の封入比を変化させた場合の始動
電圧を示す図である。
において、沃素と臭素の封入比を変化させた場合の始動
電圧を示す図である。
【図６】 ランプの電極間に印加した始動電圧波形を示
す図である。
す図である。
【図７】 ハロゲン和を変化せた場合の始動電圧を示す
図である。
図である。
１・・・発光管 ２・・・電極 ３・・・モリブデンホイル ４・・・口金
Claims (3)
- 【請求項１】 発光管内に緩衝ガス用の水銀、発光金属
としての鉄、ハロゲンとしての沃素と臭素、始動用の希
ガスが少なくとも封入され、 発光管内容積あたりに換算した封入原子数について、沃
素を（Ｉ）、臭素を（Ｂｒ）と表すとき、（Ｂｒ）＋
（Ｉ）が２×１０-7〜１４×１０-7（ｍｏｌ／ｃｃ）と
なっており、（Ｂｒ）：（Ｉ）で表される原子比が１
０：９０〜３０：７０の範囲にあることを特徴とする金
属蒸気放電灯。 - 【請求項２】 発光管内に鉛または錫の少なくとも一種
が封入され、発光管内容積あたりに換算した封入原子数
について、鉛を（Ｐｂ）、錫を（Ｓｎ）、鉄を（Ｆｅ）
と表すとき、（（Ｐｂ）＋（Ｓｎ））／（Ｆｅ）で表さ
れる封入比が０．３以下となっていることを特徴とする
請求項１記載の金属蒸気放電灯。 - 【請求項３】 始動用希ガスとしてアルゴンガスが封入
され、該アルゴンガスの発光管内での分圧が５〜１０ｔ
ｏｒｒとなっていることを特徴とする請求項１または２
記載の金属蒸気放電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190138A JP4411749B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 金属蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190138A JP4411749B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 金属蒸気放電灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002008588A true JP2002008588A (ja) | 2002-01-11 |
| JP4411749B2 JP4411749B2 (ja) | 2010-02-10 |
Family
ID=18689653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000190138A Expired - Fee Related JP4411749B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 金属蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4411749B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012093664A1 (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-12 | 岩崎電気株式会社 | メタルハライドランプ |
| JP2015149254A (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-20 | 岩崎電気株式会社 | マイクロ波無電極ランプ及びこれを使用した光照射装置 |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000190138A patent/JP4411749B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012093664A1 (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-12 | 岩崎電気株式会社 | メタルハライドランプ |
| JP2012142240A (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Iwasaki Electric Co Ltd | メタルハライドランプ |
| CN102859641A (zh) * | 2011-01-06 | 2013-01-02 | 岩崎电气株式会社 | 金属卤化物灯 |
| KR101233734B1 (ko) | 2011-01-06 | 2013-02-18 | 이와사키 덴끼 가부시키가이샤 | 메탈 할라이드 램프 |
| TWI401725B (zh) * | 2011-01-06 | 2013-07-11 | Iwasaki Electric Co Ltd | Metal halide lamp and method for manufacturing the same |
| DE112012000416T5 (de) | 2011-01-06 | 2013-10-10 | Iwasaki Electric Co., Ltd. | Metallhalogenidlampe |
| US8749138B2 (en) | 2011-01-06 | 2014-06-10 | Iwasaki Electric Co., Ltd. | Metal halide lamp |
| JP2015149254A (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-20 | 岩崎電気株式会社 | マイクロ波無電極ランプ及びこれを使用した光照射装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4411749B2 (ja) | 2010-02-10 |
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