JP2007258085A - ショートアーク形水銀ランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
フラッシュアップ点灯時に生じる熱歪を低減して気密容器の破損を防止したショートアーク形水銀ランプ装置を提供する。
【解決手段】
ショートアーク形水銀ランプ装置は、包囲部１ａおよび一対の封止部１ｂを備えた紫外線透過性の気密容器１、基端部が封着金属箔１ｃに接続し先端部が包囲部内に突出する陰極２Ｋ、基端部が封着金属箔１ｃに接続し先端部が包囲部内に突出して陰極に小間隔で離間対向する陽極２Ａ、水銀および希ガスを含む放電媒体、ならびに気密容器の点灯中低温になる部位の外面に形成された保温膜を備えたショートアーク形水銀ランプＳＨＬと、このランプを通常点灯時に相対的に小さな第１のランプ電力で点灯させておき、間欠的な増光点灯時に第２のランプ電力を第１のランプ電力に追加した相対的に大きなランプ電力で点灯させる点灯回路ＯＣとを具備している。
【選択図】
図１

Description

本発明は、紫外線照射装置の光源装置として好適なショートアーク形水銀ランプ装置に関する。

放電空間を包囲する包囲部およびこの包囲部の両端から延在する一対の封止部を有する紫外線透過性の気密容器と、前記気密容器に封装され管軸方向に沿って前記包囲部内に突出して小間隔で離間対向する陰極および陽極と、前記気密容器内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体とを具備したショートアーク形水銀ランプは既知である（例えば、特許文献１参照。）。この種のショートアーク形水銀ランプは、主として紫外線照射装置の光源として使用される。紫外線照射装置の性能向上のためには、この種の光源のランプ特性および信頼性を向上させる必要がある。

特開平０７−２２６１８７号公報

上記のショートアーク形水銀ランプを通常点灯時には相対的に小さいランプ電力で点灯し、間欠的に第１のランプ電力に第２のランプ電力を追加して相対的に大きなランプ電力で点灯させると、瞬時的に紫外線照度が増大する増光点灯（以下、便宜上「フラッシュアップ点灯」という。）を行うことができ、連続して一定のランプ電力で点灯する場合より紫外線照射能力が増大する。

そうして、フラッシュアップ点灯時には紫外線照度が高くなるので、このときにワークに対して紫外線照射を行うようにワークのインデックスを同期させるか、またはワークのインデックスを同期させてフラッシュアップ点灯に切り換えることにより、高い紫外線照度での照射を行うことができる。このため、ショートアーク形水銀ランプおよび点灯回路の大型化を抑制できるため、コストダウンを図ることができる。

ところが、従来のショートアーク形水銀ランプは、フラッシュアップ点灯を行うのに適した構造を備えていないことが分かった。すなわち、一般に第１のランプ電力は、アーク放電を維持できる程度に小さくするので、連続して一定の定格ランプ電力の場合より小さな値にする。また、フラッシュアップ時の第２のランプ電力は、上記定格ランプ電力より大きな値にする。このため、フラッシュアップ点灯時の電極温度が上昇して気密容器の熱歪が増大し、気密容器が破損しやすくなる。

本発明は、フラッシュアップ点灯時に生じる熱歪を低減して気密容器の破損を防止したショートアーク形水銀ランプ装置を提供することを目的とする。

本発明のショートアーク形水銀ランプ装置は、内部に放電空間を形成する包囲部およびこの包囲部の両端から一体的に延在し内部に封着金属箔が気密に埋設された一対の封止部を備えた紫外線透過性の気密容器、基端部が前記気密容器の封止部内に埋設された封着金属箔に接続し先端部が包囲部内に突出する陰極、基端部が前記気密容器の封止部内に埋設された封着金属箔に接続し先端部が包囲部内に突出して前記陰極に小間隔で離間対向する陽極、前記気密容器内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体、ならびに気密容器の点灯中低温になる部位の外面に形成された保温膜を備えたショートアーク形水銀ランプと；上記ショートアーク形水銀ランプを通常点灯時に相対的に小さな第１のランプ電力で点灯させておき、間欠的な増光点灯時に第２のランプ電力を第１のランプ電力に追加した相対的に大きなランプ電力で点灯させる点灯回路と；を具備していることを特徴としている。

本発明によれば、気密容器の点灯中低温になる部位の外面に形成された保温膜を備えたショートアーク形水銀ランプをフラッシュアップ点灯することにより、フラッシュアップ点灯時に生じる気密容器の熱歪が低減して気密容器の破損を抑制したショートアーク形水銀ランプ装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図１ないし図４は、本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第１の形態を示し、図１はショートアーク形水銀ランプ装置全体の正面図、図２は陰極を拡大して示す正面図および側面図、図３は陽極を拡大して示す正面図および側面図、図４はフラッシュアップ点灯を説明するランプ電力の波形図である。

本発明のショートアーク形水銀ランプ装置は、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬおよび点灯回路ＯＣを具備している。

まず、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬについて説明する。ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、気密容器１、陰極２Ｋ、陽極２Ａ、放電媒体、外部リード導体３、４および保温膜５、６を具備した直流点灯形式のものである。

気密容器１は、少なくとも主要部が紫外線透過性であり、例えば石英ガラスなどから形成されている。そして、包囲部１ａおよび一対の封止部１ｂ、１ｂを備えている。包囲部１ａの内部には放電空間が形成されている。

上記包囲部１ａは、適宜の形状であることが許容されるが、例えば管軸方向に長い紡錘形状をなしている。さらに、包囲部１ａの側面の一部に排気チップオフ部Ｅｘが形成されている。この排気チップオフ部Ｅｘは、包囲部１ａから外部へ臍状に突出していて、包囲部１ａの内部を排気し、かつ放電媒体を封入するために、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの製造時に予め溶着しておいた排気管を封じ切った後に形成される。

一対の封止部１ｂ、１ｂは、包囲部１ａの管軸方向の両端から管軸方向へ延在しており、気密容器１を気密に封止するとともに、後述する陰極２Ｋおよび陽極２Ａを支持して、放電空間１ｃ内に封装するのに寄与している。

さらに詳述すれば、気密容器１が石英ガラスからなる場合、封止部１ｂは、その内部に例えば封着金属箔１ｃを気密に埋設している。なお、封着金属箔１ｃは、好ましくはモリブデン箔からなり、所要の電流容量を得るために、１枚または並列状態で複数枚、例えば２枚が電極の基端部に溶接される。

陰極２Ｋおよび陽極２Ａは、耐火性で導電性の金属、例えばタングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）またはタングステン−レニウム合金などを主成分として形成されている。また、上記陰極２Ｋおよび陽極２Ａは、ショートアーク形式の放電がそれら電極間に生起するように包囲部１ａの内径より小さい電極間距離、例えば２ｍｍとなるようにそれぞれ先端が管軸上において離間対向して配置されている。

陰極２Ｋは、図２（ａ）および（ｂ）に示すように本形態の場合、陰極主部Ｋ１、中間部Ｋ２、基端部Ｋ３およびコイル部Ｃｋを備えて構成されている。陰極主部Ｋ１はランプ点灯中に流入するイオン電流が小さいので、既知のように相対的に小径である。そして、安定点灯中における陰極スポット位置の安定を図るために、既知のように先端部が先細に成形されている。中間部Ｋ２は軸部であり、先端に陰極主部Ｋ１を一体に支持している。基端部Ｋ３は扁平に研削されていて、封着金属箔１ｃに溶接しやすくなっている。

コイル部Ｃｋは、所望により付加される手段であり、陰極主部Ｋ１の先端から適当な距離だけ後退した位置において中間部Ｋ２に巻装されている。そして、電子放射性物質をドープするなどして電子放射性を有する耐火性金属、例えばトリウムタングステンの細線により形成されている。このコイル部Ｃｋを備えることにより、始動時にのみ陰極スポットが上記コイル部Ｃｋに形成され、適当な時間遅れの後に陰極主部Ｋ１端部に転移するように構成することが可能になる。これによって陰極２Ｋの損耗を低減することができる。なお、陰極主部Ｋ１およびコイル部Ｃｋの構成金属としては、例えばトリア、アルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの電子放射性物質をドープした前記耐火性金属を用いることができる。

これに対して、陽極２Ａは、図３（ａ）および（ｂ）に示すように本形態の場合、陽極主部Ａ１、中間部Ａ２および基端部Ａ３を備えて構成されている。陽極主部Ａ１はランプ点灯中に流入する電子電流が大きいので、放熱を促進するために既知のように大径にして表面積が大きくなるように構成されている。中間部Ａ２は軸部であり、先端に陽極主部Ａ１を一体に支持している。基端部Ａ３は扁平に研削されていて、封着金属箔１ｃに溶接しやすくなっている。

また、本発明のショートアーク形水銀放電ランプＳＨＬは、その陰極２Ｋが上側に位置し、陽極２Ａが陰極２Ｂの下側に位置する垂直状態で点灯される。本形態の場合、上記構成に加えて、気密容器１の温度分布のバランスを向上させるために、電極間距離Ｇの中心Ｐが包囲部１ａの管軸方向における長さの中心位置より陽極２Ａ側へ所定距離の範囲内で変位して位置するように構成されている。

放電媒体は、水銀および希ガスを主体として構成されている。なお、水銀は、点灯時に蒸発して例えば数十気圧となるような超高圧水銀蒸気状態を呈する。希ガスは、例えばアルゴンガスからなり、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用する。

外部リード導体３、４は、陰極２Ｋおよび陽極２Ａを点灯回路ＯＣに接続して受電するための接続手段であり、封着金属箔１ｃを介して陰極２Ｋおよび陽極２Ａに接続する。また、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬを紫外線照射装置の内部に装着する際に、取付手段として外部リード構体３、４を利用することができる。この場合、外部リード構体３、４は、図示を省略しているが、口金構造を採用することができる。この口金構造部分を所定の位置に定置されたランプソケット（図示しない。）に装着することでショートアーク形水銀ランプＳＨＬを紫外線照射装置などの組込み機器の内部に取り付けることができる。

保温膜５は白金や金などの塗布膜などからなり、図１に示すように陽極２Ａが配置される気密容器１の下部が低温にならないように気密容器１の外面に形成されている。さらに詳述すれば、保温膜５は図１に示すように陽極２Ａの先端部よりいくらか下の部位に対向する位置から下側の封止部１ｂの上部に至る気密容器１の外面に形成されている。

保温膜６は排気チップオフ部Ｅｘの外面に形成される。排気チップオフ部Ｅｘは、包囲部１ａから外部へ臍状に突出している。そのため、排気チップオフ部は、冷却されやすくて包囲部１ａの温度低下をもたらすので、保温膜６により排気チップオフ部Ｅｘを保温する。なお、上記保温膜６を白金、金などの塗付膜などによって形成することができる。

ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、上述した基幹的な構造に加えて、所望により陰極保温膜（図示しない。）を配設することができる。陰極保温膜は、陰極２Ｋに水銀が付着するのを防止するために陰極２Ｋを保温する手段である。そして、例えば主として陰極２Ｋ側の封止部の外面に形成された白金などの塗付膜からなる。なお、陰極２Ｋに水銀が付着すると、始動電圧過昇や点灯不良を生じやすくなる。

また、所望により、トリガーワイヤを配設することができる。トリガーワイヤは、始動時に電極近傍の電位傾度を大きくしてショートアーク形水銀ランプＳＨＬの始動性を良好にするための手段である。そして、例えば基端が陰極２Ｋ側の外部リード構体３に接続し、中間が包囲部１ａの外面に近接して延在し、先端が陽極２Ａ側の封止部１ｂの包囲部１ａに隣接する部位に巻き付けられる。

次に、点灯回路ＯＣについて説明する。点灯回路ＯＣは、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの陰極２Ｋと陽極２Ａとに対して、図４に示すように第１のランプ電力Ｗａおよび第２のランプ電力Ｗｂを交互に、かつ間欠的に供給する。

第１のランプ電力Ｗａは、通常点灯時に供給され、相対的に小さな値である。一例で説明すれば、７００Ｗとする。なお、通常点灯時は一般的には待機時間帯であり、紫外線照射を行うまでの待機時間中にアーク放電を維持するための期間である。本発明おいて、第１のランプ電力Ｗａは、２００〜１００００Ｗの範囲内で設定することが可能である。

第２のランプ電力Ｗｂは、フラッシュアップ点灯時に第１のランプ電力Ｗａに追加して供給され、したがって第１および第２のランプ電力の和Ｗａ＋Ｗｂは相対的に大きな値になる。一例で説明すれば、第２のランプ電力Ｗｂを３００Ｗとすると、第１および第２のランプ電力の和Ｗａ＋Ｗｂは１０００Ｗになる。すなわち、フラッシュアップ点灯時は一般的には紫外線照射時間帯であり、紫外線照射作業を行う時間中の紫外線出力を高めるために、高出力点灯を行うための期間である。本発明おいて、第２のランプ電力Ｗｂは、第１のランプ電力Ｗａより小さな値とされ、１００〜５０００Ｗの範囲内で設定することが可能である。

また、第１のランプ電力Ｗａと第２のランプ電力Ｗｂの比率Ｗａ／Ｗｂ、通常点灯時間Ｔ１とフラッシュアップ点灯時間Ｔ２の時間比Ｔ１／Ｔ２および通常点灯時間Ｔ１とフラッシュアップ点灯時間Ｔ２は、紫外線照射の用途および作業の態様により異なるが、以下に一応の目安を示す。第１のランプ電力Ｗａと第２のランプ電力Ｗｂの比率Ｗａ／Ｗｂは、一般的には１．８〜４．０の範囲であり、好ましくは２．０〜３．０の範囲である。通常点灯時間Ｔ１とフラッシュアップ点灯時間Ｔ２の時間比Ｔ１／Ｔ２は、本発明において特段限定されないが、一般的には０．１〜１０であり、好ましくは０．１５〜７．０である。また、フラッシュアップ点灯時間Ｔ２は、一般的には０．１秒〜２分であり、好ましくは０．１〜１０秒である。一実施例としては、通常点灯時間Ｔ１が２秒で、フラッシュアップ点灯時間Ｔ２が１０秒である。他の実施例としては、通常点灯時間Ｔ１およびフラッシュアップ点灯時間Ｔ２共に２秒である。

さらに、点灯回路ＯＣの回路構成については、例えば定電力制御形など既知の回路構成を適宜採用することができる。

次に、本発明のショートアーク形水銀ランプ装置の動作について説明する。以上説明したショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、点灯すると透光性気密容器１の内部に超高圧水銀蒸気放電が生起して主として波長３６５ｎｍの紫外線を発生する。

また、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、点灯回路ＯＣにより図４に示すように間欠的にフラッシュアップ点灯が行われる。すなわち、点灯回路ＯＣから第１のランプ電力Ｗａが供給されている時間帯において、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは第１のランプ電力が投入されてアーク放電が持続しているが、その光出力は小さい。しかし、このときには光照射作業を行わないで待機状態とすれば、何ら差し支えない。次に、点灯回路ＯＣから供給されるランプ電力が切り換わって第１のランプ電力に第２のランプ電力Ｗｂが追加されて増加したランプ電力Ｗａ＋Ｗｂが供給されと、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは瞬時に増光点灯に移行する。その結果、紫外線出力が増大するので、光照射作業を行うのに都合がよくなる。

本発明においては、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの気密容器１の点灯中低温になる部位の外面に保温膜５、６を形成しているので、気密容器１の温度分布が良好なっているため、フラッシュアップした際に熱歪が生じるものの比較的小さくなり、気密容器１が破損しにくくなる。このため、フラッシュアップ点灯によりショートアーク形水銀ランプＳＨＬおよび点灯回路ＯＣの小形化を図るとともに、信頼性の高いショートアーク形水銀ランプ装置が得られる。

以下、本発明を実施するためのその他の形態について説明する。

本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第２の形態は、次のとおりである。すなわち、第２の形態のショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、前記第１の形態における構成に加えて、図１に示すように陰極２Ｋの封着金属箔１ｃから延在する部分の長さをＤ１（mm）とし、陽極２Ａの封着金属箔１ｃから延在する部分の長さをＤ２（mm）とし、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａ（Ｗ）とし、フラッシュアップ点灯時に追加する第２の電力をＷｂ（Ｗ）としたとき、
数式１：Ｗａ／６０＜Ｄ１＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／５
数式２：Ｗａ／５０＜Ｄ２＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／４
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。

上記第２の形態は、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの第１のランプ電力Ｗａが２００〜１００００Ｗで、かつ第１のランプ電力Ｗｂが１００〜５０００Ｗまでの範囲において適用すると好適である。なお、Ｄ１およびＤ２は、本形態および以下に説明する形態において、封着金属箔１ｃに重なって溶接されている部分を含まないものとする。

上記数式１および２において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時の電極温度が過昇となり、封止部１ｂのガラスの熱歪が大きくなって気密容器１が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極２Ｋまたは２Ａが長くなりすぎるためにショートアーク形水銀ランプＳＨＬの大型化を招く。上記数式１および２の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極２Ｋおよび陽極２Ａの点灯中の温度が許容範囲内になって、電極２Ｋまたは２Ａの消耗が抑制され、気密容器１の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプＳＨＬが長寿命となるとともに、気密容器１の破損が防止される。

本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第３の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、図１において、前記第１の形態における構成に加えて、陰極２Ｋの封着金属箔１ｃから延在する部分の長さをＤ１（mm）とし、陽極の長さをＤ２（mm）とし、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａとし、フラッシュアップ点灯時に追加する第２の電力をＷｂとしたとき、
数式１：Ｗａ／６０＜Ｄ１＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／１２
数式２：Ｗａ／５０＜Ｄ２＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／１０
数式３：２００≦Ｗａ≦１０００
数式４：１００≦Ｗｂ≦５００
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。

上記数式１および２において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時の電極温度が過昇となり、封止部１ｂのガラスの熱歪が大きくなって気密容器１が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極２Ｋまたは２Ａが長くなりすぎるためにショートアーク形水銀ランプＳＨＬの大型化を招く。数式３および４に規定する比較的小さなランプ電力でフラッシュアップ点灯する場合において、上記数式１および２の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極２Ｋおよび陽極２Ａの点灯中の温度が許容範囲内になって、電極２Ｋまたは２Ａの消耗が抑制され、気密容器１の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプＳＨＬが長寿命となるとともに、気密容器１の破損が防止される。

したがって、第３の形態は、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの第１および第２のランプ電力Ｗａが数式３および４の範囲において使用されるような比較的小形のショートアーク形水銀ランプをフラッシュアップする場合の一般的に適用される範囲である。

本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第４の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、図１において、前記第１の形態における構成に加えて、陰極２Ｋの長さをＤ１（mm）とし、陽極２Ａの長さをＤ２（mm）とし、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａとし、フラッシュアップ点灯時に追加する第２の電力をＷｂとしたとき、
数式１：Ｗａ／７０＜Ｄ１＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／２０
数式２：Ｗａ／６５＜Ｄ２＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／１６
数式３：１０００≦Ｗａ≦４０００
数式４：５００≦Ｗｂ≦２０００
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。

上記数式１および２において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時の電極温度が過昇となり、封止部１ｂのガラスの熱歪が大きくなって気密容器１が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極２Ｋまたは２Ａが長くなりすぎるためにショートアーク形水銀ランプＳＨＬの大型化を招く。数式３および４に規定する中位のランプ電力でフラッシュアップ点灯する場合において、上記数式１および２の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極２Ｋおよび陽極２ＡＱの点灯中の温度が許容範囲内になって、電極２Ｋまたは２Ａの消耗が抑制され、気密容器１の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプＳＨＬが長寿命となるとともに、気密容器１の破損が防止される。

したがって、第４の形態は、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの第１および第２のランプ電力Ｗａが数式３および４の範囲において使用される中形のショートアーク形水銀ランプＳＨＬをフラッシュアップ点灯する場合の一般的に適用される範囲である。

本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第５の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、図１において、前記第１の形態における構成に加えて、陰極の長さをＤ１（mm）とし、陽極の長さをＤ２（mm）とし、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａとし、第２の電力をＷｂとしたとき、
数式１：Ｗａ／１２０＜Ｄ１＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／３０
数式２：Ｗａ／１００＜Ｄ２＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／２５
数式３：４０００≦Ｗａ≦１００００
数式４：２０００≦Ｗｂ≦５０００
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。

上記数式１および２において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時の電極温度が過昇となり、封止部１ｂのガラスの熱歪が大きくなって気密容器１が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極２Ｋまたは２Ａが長くなりすぎるためにショートアーク形水銀ランプＳＨＬの大型化を招く。数式３および４に規定する大きなランプ電力でフラッシュアップ点灯する場合において、上記数式１および２の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極２Ｋ］および陽極２Ａの点灯中の温度が許容範囲内になって、電極２Ｋまたは２Ａの消耗が抑制され、気密容器１の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプＳＨＬが長寿命となるとともに、気密容器１の破損が防止される。

したがって、第５の形態は、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの第１および第２のランプ電力Ｗａが数式３および４の範囲において使用される大形のショートアーク形水銀ランプＳＨＬにおける場合の一般的に適用される範囲である。

本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第６の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、図１において、前記第１ないし第５のいずれか一の形態における構成に加えて、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａとし、第２の電力をＷｂとし、陰極２Ｋおよび陽極２Ａの溶接部断面積をＳ（mm^２）としたとき、
数式１：０．００１＜Ｓ／（Ｗａ＋Ｗｂ）＜０．４５
数式２：２００≦Ｗａ≦２０００
数式３：１００≦Ｗｂ≦１０００
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。

第６の形態においては、図１において、陰極２Ｋおよび陽極２Ａの基端部に溶接して１枚の封着金属箔１ｃを溶接するだけでなく、上記基端部を挟んで２枚の封着金属箔１ｃを基端部の両面から溶接してもよい。陰極２Ｋおよび陽極２Ａの溶接部断面積Ｓ（mm^２）を求めるには封着金属箔１ｃと封着金属箔１ｃとの接合面の勘軸方向のほぼ中央位置において断面積を測定するものとする。

上記数式１において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時に電極２Ｋまたは２Ａの封着金属箔１ｃとの溶接部の温度が過昇となり、気密容器１が破損しやすい。また、上限値以上になると、フラッシュアップ点灯時に電極２Ｋまたは２Ａと封着金属箔１ｃとの溶接部における封止部１ｂのガラスの熱歪が大きくなって気密容器１が破損しやすくなる。上記数式１の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極２Ｋおよび陽極２Ａの封着金属箔ｃとの溶接部における点灯中の温度が許容範囲内になって、電極２Ｋ、２Ａの消耗が抑制され、電極物質やその化合物が飛散して生じる気密容器１の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプＳＨＬが長寿命となるとともに、気密容器１の破損が防止される。

本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第７の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、図１において、前記第１ないし第６のいずれか一の形態における構成に加えて、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａとし、第２の電力をＷｂとし、陰極２Ｋの表面積をＳａ（mm^２）とし、陽極２Ａの表面積をＳｂ（mm^２）としたとき、
数式１：０．５＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／Ｓａ＜１０
数式２：０．０８＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／Ｓｂ＜５
数式３：２００≦Ｗａ≦２０００
数式４：１００≦Ｗｂ≦１０００
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。

第７の形態において、陰極２Ｋおよび陽極２Ａの表面積は電極全体の表面積をいう。

上記数式１および２において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時に電極温度が過昇となり、熱歪が大きくなって気密容器１が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極２Ｋまたは２Ａが大きくなってショートアーク形水銀ランプＳＨＬが大型化してしまう。上記数式１および２の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極２Ｋおよび陽極２Ａの温度が許容範囲内になって、電極２Ｋ、２Ａの消耗が抑制され、気密容器１の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプＳＨＬが長寿命となるとともに、気密容器１の破損が防止される。

本発明のショートアーク形水銀ランプを実施するための第１の形態の全体を示す正面図 同じく陰極を拡大して示す正面図および側面図 同じく陽極を拡大して示す正面図および側面図 同じくフラッシュアップ点灯を説明するランプ電力の波形図

符号の説明

１…気密容器、１ａ…包囲部、１ｂ…封止部、１ｃ…封着金属箔、２Ｋ…陰極、２Ａ…陽極、３、４…外部リード構体、５、６…保温膜、Ｃｋ…コイル部、Ｅｘ…排気チップオフ部、ＯＣ…点灯回路、ＳＨＬ…ショートアーク形水銀ランプ

Claims (5)

1. 内部に放電空間を形成する包囲部およびこの包囲部の両端から一体的に延在し内部に封着金属箔が気密に埋設された一対の封止部を備えた紫外線透過性の気密容器、基端部が前記気密容器の封止部内に埋設された封着金属箔に接続し先端部が包囲部内に突出する陰極、基端部が前記気密容器の封止部内に埋設された封着金属箔に接続し先端部が包囲部内に突出して前記陰極に小間隔で離間対向する陽極、前記気密容器内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体、ならびに気密容器の点灯中低温になる部位の外面に形成された保温膜を備えたショートアーク形水銀ランプと；
   上記ショートアーク形水銀ランプを通常点灯時に相対的に小さな第１のランプ電力で点灯させておき、間欠的な増光点灯時に第２のランプ電力を第１のランプ電力に追加した相対的に大きなランプ電力で点灯させる点灯回路と；
   を具備していることを特徴とするショートアーク形水銀ランプ装置。
2. 前記ショートアーク形水銀ランプは、陰極の封着金属箔から延在する部分の長さをＤ１（mm）とし、陽極の封着金属箔から延在する部分の長さをＤ２（mm）とし、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａ（Ｗ）とし、増光点灯時に追加する第２の電力をＷｂ（Ｗ）としたとき、
   数式１：Ｗａ／６０＜Ｄ１＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／５
   数式２：Ｗａ／５０＜Ｄ２＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／４
   を、それぞれ同時に満足することを特徴とする請求項１記載のショートアーク形水銀ランプ装置。
3. 前記ショートアーク形水銀ランプは、陰極の長さをＤ１（mm）とし、陽極の長さをＤ２（mm）とし、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａとし、増光点灯時に追加する第２の電力をＷｂとしたとき、
   数式１：Ｗａ／６０＜Ｄ１＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／１２
   数式２：Ｗａ／５０＜Ｄ２＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／１０
   数式３：２００≦Ｗａ≦１０００
   数式４：１００≦Ｗｂ≦５００
   を、それぞれ同時に満足することを特徴とする請求項１記載のショートアーク形水銀ランプ装置。
4. 前記ショートアーク形水銀ランプは、陰極の長さをＤ１（mm）とし、陽極の長さをＤ２（mm）とし、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａとし、増光点灯時に追加する第２の電力をＷｂとしたとき、
   数式１：Ｗａ／７０＜Ｄ１＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／２０
   数式２：Ｗａ／６５＜Ｄ２＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／１６
   数式３：１０００≦Ｗａ≦４０００
   数式４：５００≦Ｗｂ≦２０００
   を、それぞれ同時に満足することを特徴とする請求項１記載のショートアーク形水銀ランプ装置。
5. 前記ショートアーク形水銀ランプは、陰極の長さをＤ１（mm）とし、陽極の長さをＤ２（mm）とし、通常点灯時の第１のランプ電力をＷａとし、増光点灯時に追加する第２の電力をＷｂとしたとき、
   数式１：Ｗａ／１２０＜Ｄ１＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／３０
   数式２：Ｗａ／１００＜Ｄ２＜（Ｗａ＋Ｗｂ）／２５
   数式３：４０００≦Ｗａ≦１００００
   数式４：２０００≦Ｗｂ≦５０００
   を、それぞれ同時に満足することを特徴とする請求項１記載のショートアーク形水銀ランプ装置。

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