JPS6258108B2

JPS6258108B2 -

Info

Publication number: JPS6258108B2
Application number: JP12527477A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Ootsuka; Takeshi Suzuki; Yoshio Hirose
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-10-19
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1987-12-04
Also published as: JPS5458979A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は金属蒸気放電灯に関する。

近年、紫外線を利用した光化学反応、印刷イン
キの硬化等の技術が普及しつつあり、これに伴つ
て大出力、長尺の金属蒸気放電灯が使用されるよ
うになつてきた。ところで、このような長尺の金
属蒸気放電灯はアークが不安定でこれが発光管内
壁面に接触することがあり、このため発光管の石
英ガラスの失透または破損を生じる不具合があつ
た。このような不具合は電極間距離が800mm以上
の場合に生じる。また、最近では紫外線とその化
学的作用についての研究が進み、金属蒸気放電灯
の電極間単位長さ当りの入力が60W／cm以上の場
合には化学的作用がきわめて効率的になることが
見出されており、最近のこの種金属蒸気放電灯で
は電極間単位長さ当りの入力が60W／cm以上のも
のが多く製作されているが、このような場合には
特にアークが不安定になる傾向がある。さらに、
このような高出力のものでは発光管を強制空冷し
なければならないが、このようにするとさらにア
ークの不安定性を助長する。また、金属蒸気放電
灯では特性上の要求から始動ガスとしてアルゴン
とキセノンまたはアルゴンとクリプトンの混合ガ
スが使用されることが多いが、このような場合に
はキセノンまたはクリプトンとアルゴンの混合比
がアークの安定性に影響し、アークを確実に安定
させることが困難であつた。

本発明は以上の事情にもとづいてなされたもの
で、その目的とするところはアークの安定性を確
保し、このアークの発光管の壁内面に触れるよう
な不具合を防止できる金属蒸気放電灯を得ること
にある。

以下、本発明を図面に示す一実施例にしたがつ
て説明する。図中１は石英製の発光管である。そ
してこの発光管の両端部にはそれぞれ電極２，２
が設けられており、これらの電極２，２間の距離
は800mm以上の長尺のものであり、また電極間単
位長さ当りの入力は60W／cm以上となつている。
また、この発光管１の内径は50mm以下と比較的細
径に形成されている。そして、この発光管１内に
は発光物質として水銀あるいは必要に応じて金属
ハロゲン化物が封入され、また始動ガスとしてア
ルゴンとキセノン、またはアルゴンとクリプトン
の混合ガスが封入されている。そしてこの発光管
１は金属製の反射鏡３内に収容されており、この
反射鏡３の上部には冷却風通路４，４が形成さ
れ、この冷却風通路４，４より多数のノズル５…
…を介して冷却風が上記発光管１に向けて噴出さ
れるようになつている。そして、上記発光管１内
に封入されている始動ガスの圧力をPtorr、また
ランプ電圧をＶボルト、アルゴンに対するキセノ
ンまたはクリプトンの混合割合をＲ％とするとＰ・Ｖ≦190R＋19000 となるように設定されている。

以上の如く構成された本発明の一実施例は電極
２，２間の距離が800mm以上と長尺であり、また
電極間単位長さ当りの入力が60W／cm以上であ
り、かつ発光管１が強制空冷されているのでアー
クが不安定になりやすいが、始動ガスの封入圧
Ｐ、アルゴンに対するキセノンまたはクリプトン
の割合Ｒ％、およびランプ電圧Ｖとの関係が前述
の如く規制されているので、アークは安定する。
すなわち、本発明者の考察によると、上記一実施
例の如き長尺でかつこれに加えて強制空冷がなさ
れているものは、発光管の冷却が不均一となり、
このため発光管内で不均一なガス対流を生じ、こ
れによつてアークの安定性が乱されるものであ
る。ところで、このような発光管内のガス対流は
封入されている水銀蒸気の状態および熱運搬の大
きな始動ガスの状態に影響されるものである。そ
して水銀の蒸気の状態はランプ電圧に関係し、ま
たランプ電圧はアークの安定性自体に影響する。
そして、以上のような考察からアークの安定性は
始動ガスの封入圧、この始動ガスの混合割合、お
よびランプ電圧とに関連があるものとの知見にた
ち、下記の様な多数のランプを試作し、これらに
ついてアークの安定、不安定を測定した。

つまり、例えば電極間距離1250mm、電極間単位
長さ当りの入力80W／cm、石英製発光管の内径24
mm、ランプ電圧1640Vを基本構成とし、キセノン
の混合割合75％のアルゴン―キセノン系ガスを
17torr、水銀および金属ハロゲン化物を封入した
強制冷却形の放電灯と、キセノンの混合割合を25
％としたアルゴン―キセノン系ガスを同様に封入
した放電灯を製作、実験したところ、前者（キセ
ノンの混合割合が75％のもの）は、1500時間点灯
中に、アーク不安定性を来たすことなく効率よく
紫外線を放射したのに対し、後者（キセノンの混
合割合が25％のもの）は、１時間程度の点灯でア
ークが不安定となり、点灯500時間においては、
作製した40個の放電灯全てに発光管の失透がみら
れ、内11個は、発光管の破損が生じた。

さらに本発明者らは、始動ガスの封入圧、始動
ガスの混合割合、およびランプ電圧を種々変化さ
せた放電灯を多数作製し、これについてアークの
安定、不安定を測定したところ第３図に示す如き
結果を得た。また同様にキセノンに代えてクリプ
トンを混合した始動ガスを封入した放電灯につい
ても上記の様な実験を行なつたところ第３図と同
様な結果を確認した。すなわち第３図において曲
線A₁〜A₅の左側の部分にあるランプ電圧と始動
ガス封入圧との組合せであればアークは安定し、
これ以外の範囲では不安定であつた。また、この
始動ガス中の組成すなわちアルゴンに対するキセ
ノンまたはクリプトンの混合割合Ｒ％を種々変え
て実験をおこなつたところ、アーク安定、不安定
の境界線は上記混合割合Ｒに対応して第３図の
A₁〜A₅の如く変化した。また、第３図で示され
た実験結果から、始動ガスの封入圧Ptorrとラン
プ電圧Ｖとの積（Ｐ・Ｖ）とアルゴンに対するキ
セノンまたはクリプトンの混合割合Ｒ％との間に
は第４図に示される関係があり、Ｐ・Ｖ≦190R＋19000 なる関係式で表わされることが判明した。したが
つてアークの安定を得るためにはＰ・Ｖ≦190R＋19000 を満足させれば確実にアークを安定させ得ること
が見出されたものである。

上述の如く本発明は内部に発光物質として水銀
または金属ハロゲン化物を、始動ガスとしてアル
ゴンとキセリンまたはアルゴンとクリプトンとの
混合ガスを封入した電極間距離800mm以上の発光
管を備え、電極間単位長さ当りの入力が60W／cm
以上でかつ上記発光管を強制空冷するものにおい
て、ランプ電圧をＶボルト、上記始動ガスの封入
圧をPtorr、アルゴンに対するキセノンまたはク
リプトンの混合割合をＲ％としたときＰ・Ｖ≦190R＋19000 であることを特徴とするものである。そして、こ
の条件さえ満足させれば確実にアークの安定が得
られるものであり、容易かつ確実に実施でき、高
品質の製品が得られる等その実用上の効果は大で
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は側面
図、第２図は第１図の―線に沿う断面図、第
３図はアルゴンの封入圧とランプ電圧の組合せと
アークの安定、不安定との関係を示すグラフ、第
４図は、第３図で示された実験結果から、始動ガ
スの封入圧とランプ電圧との積とアルゴンに対す
るキセノンまたはクリプトンの混合割合との関係
を示したグラフである。１……発光管、２……電極、４……冷却風通
路、５……ノズル。

Claims

【特許請求の範囲】１内部に発光物質として水銀または金属ハロゲ
ン化物を、始動ガスとしてアルゴンとキセノンま
たはアルゴンとクリプトンとの混合ガスを封入し
た電極間距離800mm以上の発光管を備え、電極間
単位長さ当りの入力が60W／cm以上でかつ上記発
光管を強制空冷するものにおいて、ランプ電圧を
Ｖボルト、上記始動ガスの封入圧をPtorr、アル
ゴンに対するキセノンまたはクリプトンの混合割
合をＲ％としたときＰ・Ｖ≦190R＋19000 であることを特徴とする金属蒸気放電灯。