JPH08376U - ショートアーク型水銀蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】発光管の黒化が抑制され、点灯寿命の長いショ
ートアーク型水銀蒸気放電灯を提供する。 【構成】発光管１の中央に位置する発光空間膨出部 11
を、その最大径部分11aがアーク中心Ｃより上側に変位
して上下非対称の略たまご型とするとともに、発光空間
膨出部 11 内で陰極３と対向して下側に配置された陽極
４の胴部外表面に熱放射層 41 を設け、発光管１の光の
有効利用範囲の黒化を防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体やプリント基板の焼き付けなどに好適に使用されるショート アーク型水銀蒸気放電灯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば半導体やプリント基板の焼き付けに紫外線が利用され、この紫外線を発 生する光源として、通常、ショートアーク型の超高圧水銀蒸気放電灯が使用され ている。かかる放電灯の石英ガラス製発光管は、中央の略球形をした発光空間膨 出部とその両側から伸びる封止管部からなり、発光空間膨出部内でタングステン 製の陰極と陽極が対向配置されている。そして、封止管部に埋設された金属箔が それぞれ陰極と陽極に接続されている。また、発光管内には、水銀と不活性ガス が所定量封入されるが、点灯時にきわめて高温になる陽極を発光管の下部に滞留 する水銀に接近せしめて水銀の蒸発を促進するため、陽極を下側にした垂直姿勢 で点灯される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、かかる目的で使用される放電灯の点灯寿命は、従来４００〜６００ 時間程度に設計されていたが、最近では１０００時間以上の点灯寿命が要求され ることがある。放電灯の点灯寿命が尽きる原因はいろいろあるが、主要なものは 次の２つの原因である。

【０００４】 先ず、電極のタングテンが蒸発し、発光空間膨出部の内壁に付着して黒化する ため、紫外線の透過量が減少して光の放射量が低下してしまうことがある。蒸発 したタングステンは上昇気流に乗って上昇し、発光空間膨出部の上部内壁から付 着して点灯時間の増加につれて徐々に発光空間膨出部の中央内壁に付着していく 。半導体の焼き付けなどにおいては、放電灯より放射される光のうち、実際に使 用されるのは、アーク中心から上側４０゜、下側３５゜程度の角度範囲から放射 する光のみである。つまり、アーク中心から上側４０゜以上の範囲が黒化しても あまり影響がないが、長時間点灯しているとこれより下の部分も黒化し、利用す る光の放射量が減少する。そして、利用する光の放射量が使用開始時の７０％程 度になると使用不能になる。

【０００６】 そして、点灯時間が６００時間程度経過すると主として以上の２つの現象が急 激に顕著になり、ショートアーク型水銀蒸気放電灯は１０００時間以上の点灯寿 命を得るのが非常に困難であった。

【０００７】 そこで本考案は、発光管の黒化が抑制され、点灯寿命の長いショートアーク型 水銀蒸気放電灯を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案のショートアーク型水銀蒸気放電灯は、その内部に陰極と陽極が対向 配置された発光空間膨出部と、この発光空間膨出部の両端からぞれぞれ伸びる封 止管部とより構成されるショートアーク型の水銀蒸気放電灯であって、前記発光 空間膨出部は、その最大径部分が前記陰極と前記陽極間に生じるアーク中心より 前記陰極側に変位してなり、当該発光空間膨出部の外観形状が前記陰極側と前記 陽極側で非対象の略たまご型であることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

かかるショートアーク型水銀蒸気放電灯において、発光空間膨出部は、最大径 部分がアーク中心より上側に変位して上下非対称の略たまご型をしているので、 上側の容積が大きい。つまり、黒化しても利用する光に影響を与えない発光空間 膨出部の上側内壁の表面積が広く、この部分から黒化するので、影響を与える発 光空間膨出部の中央部分が黒化するまでの時間を長くすることができる。

【００１０】

【実施例】

以下に図面に示す実施例に基づいて本考案を具体的に説明する。図１は、消費 電力が１ＫＷであり、半導体やプリント基板の焼き付けなどに使用されるショー トアーク型の超高圧水銀蒸気放電灯を示す。石英ガラス製の発光管１の中央が発 光空間膨出部 11 であり、その上下に封止管部 12, 12 が伸びている。そして、 発光空間膨出部 11 内には、タングステン製の陰極３と陽極４が対向して配置さ れており、電極間距離は２.９mm である。陰極３には点灯中に発生する不純ガス を吸収するためのゲッター 31 が巻き付けられている。封止管部 12 の端部には それぞれ口金５が取り付けられ、また、封止管部 12 内に板厚が０.０２mm 程度 のモリブデン箔からなる金属箔２が埋設されており、この金属箔２の端部が陰極 ３ないし陽極４に接続されている。そして、発光管１内に、点灯時に例えば４０ 気圧になる水銀と不活性ガスが封入され、陰極３を上側にした垂直姿勢で点灯さ れる。

【００１１】 ここで、発光管１の発光空間膨出部 11 は、その最大径部分11a がアーク中心 Ｃよりも上側に位置している。つまり、通常の発光空間膨出部は球形ないし楕円 球形であって上下対称であるが、本考案の発光空間膨出部 11 は焦点間距離の異 なる２個の半楕円球形を繋げたものであり、上下非対称であって上側が大きな略 たまご型をしている。ここで、アークから放射される光を有効に利用するのは、 アーク中心Ｃから上側４０゜、下側３５゜（図１に示す有効利用範囲）を透過す る光である。従って、この有効利用範囲よりも上側の発光空間膨出部 11 の内表 面が大きくなっている。もっとも、最大径部分11a の位置をアーク中心Ｃから大 きく離して有効利用範囲より上側の内表面をあまり大きくすると、点灯中にその 部分の石英ガラスが十分に高温にならず、石英ガラスに接触した水銀蒸気が凝縮 するので、これを避けなければならない。このため、最大径部分11a は、発光空 間膨出部 11 の上下方向の長さを１：２ないし２：３に按分する位置に設けるの が好ましい。

【００１２】 次に、陽極４は、先端が台形でそれに続く胴部からなるが、この胴部の表面に 熱放射層 41 が形成されている。この熱放射層 41 は、タンタルカーバイドやジ ルコニウムカーバイト、ハーフニウムカーバイドなどの金属炭化物をペースト状 にして数十μm 程度の厚さに塗布し、焼き付けたものである。これらの金属炭化 物は、耐熱温度が高く、かつ熱放射特性が大きいので、陽極４の熱が熱放射層 4 1 からよく放射する。

【００１３】 なお、必要に応じて、上側に位置して高温になる陰極３側の封止管部 12 の外 表面に導電層６が設けられ、この導電層６は接続線 61 によって陰極３と電気的 に接続される。これによって、導電層６が陰極３と電気的に接続されて同電位に なり、封止管部 12 を構成する石英ガラスと金属箔２の電界強度が実質上零とな るので、石英ガラス中の不純物の金属陽イオンが金属箔２の方向に移動しなくな る。従って、金属箔２が酸化されにくくなって箔浮き現象が防止され、封止管部 12 のクラック発生に起因する放電灯の爆発事故を防止することができる。

【００１４】 しかして、かかる構成の放電灯を点灯すると、陰極３から蒸発したタングステ ンが上昇気流に乗って発光空間膨出部 11 上部の内表面に付着し、黒化するが、 点灯時間が増加すると黒化部分が徐々に下側に降りてくる。しかし、有効利用範 囲より上側の内表面が広いので、この部分が黒化するのに時間がかかり、有効利 用範囲は１０００時間以上点灯しても黒化しない。因に、発光空間膨出部 11 の 上下方向の長さを１：２に按分する位置に最大径部分11a を設けて発光空間膨出 部 11 の上半分の内表面を約１０％大きくした場合、点灯時間が１５００時間で 有効範囲を透過する光量の減衰量が７０％になり、点灯寿命が尽きた。

【００１５】 そして、陽極４の熱が陽極４の胴部外表面に形成された熱放射層 41 からよく 放射し、過熱されないので、点灯時間が１５００時間経過してもほとんど溶損せ ず、陽極４の状態は良好であった。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のショートアーク型水銀蒸気放電灯は、放電灯の 点灯寿命が尽きる主要な原因である発光管の有効利用範囲の黒化を防止するよう にしたので、点灯寿命が飛躍的に延長して１０００時間以上の点灯寿命を達成す ることができ、半導体やプリント基板の焼き付けなどの光源として好適に使用で きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の正面図である。

【符号の説明】

１ 発光管 １１ 発光空
間膨出部 １２ 封止管部 ２ 金属
箔 ３ 陰極 ４ 陽極 ４１ 熱放射層 ５ 口金 ６ 導電層 Ｃ アーク
中心

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】その内部に陰極と陽極が対向配置された発
   光空間膨出部と、この発光空間膨出部の両端からぞれぞ
   れ伸びる封止管部とより構成されるショートアーク型の
   水銀蒸気放電灯であって、 前記発光空間膨出部は、その最大径部分が前記陰極と前
   記陽極間に生じるアーク中心より前記陰極側に変位して
   なり、当該発光空間膨出部の外観形状が前記陰極側と前
   記陽極側で非対象の略たまご型えあることを特徴とする
   ショートアーク型水銀蒸気放電灯。