(57)【要約】【課題】発光管内に陰極と陽極とが対向配置さるとともに、該発光管内に水銀及び希ガスが封入されたショートアーク型水銀ランプにおいて、希ガスとしてクリプトンを封入した場合にも、アルゴン封入ランプと同等以上の初期放射照度が得られるとともに、所定時間経過後にも急激な放射照度の低下がなく、アルゴン封入ランプに比べて、きわめて仕様寿命の長いランプ構造を提供することである。【解決手段】前記陽極先端側のテーパー部の先端面の半径をｒ（ｍｍ）、前記陽極の電極軸心とテーパー面のなす角度をθ（°）、極間距離をｄ０（ｍｍ）としたとき、１−ｒ／（ｄｏ×ｔａｎθ）≧０．６６を満足することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内に陰極と陽極とが対向配置さるとともに、該発光管内に水銀及び希ガスが封入されたショートアーク型水銀ランプにおいて、
希ガスとして、クリプトンが封入され、
前記陽極は先端側にテーパー部が形成されてなるとともに、前記陽極の先端には平坦な先端面が形成されてなり、
前記陽極先端面の半径をｒ（ｍｍ）、
前記陽極の軸方向横断面において、電極軸心とテーパー面のなす角度をθ（°）、
前記陰極と前記陽極間の離間距離をｄ０（ｍｍ）としたとき、
１−ｒ／（ｄｏ×ｔａｎθ）≧０．６６を満足することを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ショートアーク型水銀ランプに関するものであり、特に、発光管内に水銀と希ガスが封入されたショートアーク型水銀ランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、半導体露光、ＬＣＤ露光用などの光源として、水銀と希ガスが封入されたショートアーク型水銀ランプが好適に使用されている。
特開２００３−２３４０８３号公報（特許文献１）には、かかるショートアーク型水銀ランプの一例が開示されていて、希ガスとして、アルゴン、クリプトン、キセノンをそれぞれ封入して構成したものが記載されている。
この文献によると、これらの希ガスをそれぞれ同じ圧力で封入したランプでは、同様の条件で点灯した場合、アルゴンを封入したものが最も高い放射照度が得られることが示唆されている。
このように希ガスの種類によって放射照度が変動する理由は、簡単に言えば、ガスの熱伝導率による違いからもたらされるものであって、熱伝導率が高い方が水銀アークを収縮させることができるため、アークが細くなり、これによって電流密度が高くなって、より高輝度な光源が得られる、というわけである。この熱伝導率は、アルゴン＞クリプトン＞キセノンの順に高く、従って、照射面の放射照度においてもこの順に高くなる。
【０００３】
図７のアークの模式図を参照して、アルゴンガスを封入したランプ（Ａ）のアークと、クリプトンガスを封入したランプ（Ｂ）に関して、アークの大きさを比較すると、アルゴンガスを封入したランプ（Ａ）においては、陰極から陽極の間において、アークは陽極に向かいやや広がるものの、その幅（直径）は、押さえられており、陽極の先端面の中心に収縮するようアークが絞られる。これに対しクリプトンを封入したランプ（Ｂ）では、陰極先端から形成されるアークは陽極に向かって連続的に広がって、陽極の先端面のほぼ全域で、より広い範囲でアークを受けることになる。
このような知見から、従来、ショートアーク型水銀ランプには、高い輝度を実現できるとしてアルゴンを封入することが一般的であった。
【０００４】
ところが、アルゴンを封入したショートアーク型水銀ランプ、とりわけ、アルゴンを静圧で０．２５ＭＰａ以上封入したランプにおいては、点灯時間が所定時間、例えば１５００時間を経過すると、放射照度維持率が急激に低下することがある。
本発明者らが、このランプの急激な放射照度の低下の原因について鋭意検証したところ、ランプ電流が１５０Ａ以下で点灯すると問題ないが、これが例えば１８０Ａ以上になると顕著に発生することが判明した。
そして、放射照度維持率の低下が生じたランプには、図８で示されるように、陽極の先端面に凹凸Ｘが形成されていることが確認された。この理由は、アルゴンガスによりアークが絞られることで、アークが陽極先端面において局所的に集中して電流密度が高くなり、先端面が過熱して熱応力が発生することで、変形したためである、と考察される。
【０００５】
陽極の先端で変形が生じると、変形した部分にアークが集中して更に過熱され、陽極材料であるタングステンが蒸発して発光管に付着し、黒化が進む。このような一連の現象が、一定時間経過後、急速に進行することで、急激に放射照度が低下するものと考えられる。
このような現象は、アルゴン以外の、クリプトン、キセノンを封入したランプにおいては観測されていない。
すなわち、単にランプの寿命を延ばすことに主眼を置くと、アルゴンよりも熱伝導率が低い希ガスとして、例えばクリプトンを用いれば、この問題を解消することができる。
しかしながらその場合、先述したように、アルゴンのようにアークを細く絞ることができないので、照射面で高い放射照度が得られず、必要な初期放射照度が得られない、という別の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光管内に水銀及び希ガスが封入されたショートアーク型水銀ランプにおいて、希ガスとして、クリプトンを封入したものにおいても、アルゴンを封入した場合と同様の初期放射照度を得ながら、長時間点灯しても放射照度の急激な低下を抑制して、高水準の放射照度維持率を長期間にわたって確保することができる、ショートアーク型水銀ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明では、発光管内に陰極と陽極とが対向配置さるとともに、該発光管内に水銀及び希ガスが封入されたショートアーク型水銀ランプにおいて、希ガスとして、クリプトンが封入され、前記陽極の先端側にテーパー面が形成されてなるとともに、前記陽極の先端には平坦な先端面が形成されてなり、前記陽極先端面の半径をｒ（ｍｍ）、前記陽極の軸方向横断面において、電極軸心とテーパー面のなす角度をθ（°）、前記陰極と前記陽極間の離間距離をｄ０（ｍｍ）としたとき、１−ｒ／（ｄｏ×ｔａｎθ）≧０．６６を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、希ガスとしてクリプトンを封入したショートアーク型水銀ランプにおいては、クリプトンがアルゴンよりも熱伝導率が低いためにアークが広がり、高い電流密度を得ることができないものの、陽極の先端部形状及び陽極と陰極との極間の関係が、陽極先端面の半径をｒ（ｍｍ）、前記陽極の軸方向横断面において電極軸心とテーパー面とのなす角度をθ（°）、陰極と陽極間の離間距離をｄ０（ｍｍ）としたとき、１−ｒ／（ｄｏ×ｔａｎθ）≧０．６６を満足することで、アークを絞らずとも放射光の取り出し量を増大することができるようになり、初期放射照度をアルゴン封入のランプと同等以上に得ることができるようになる。
しかも、希ガスとしてクリプトンを封入することで、アルゴンを封入したショートアーク型水銀ランプと比較して、アークが絞られて電流密度が高くなるという作用が小さくなるので、このようなアークが絞られないという作用を利用して、陽極先端にアークが集中することを緩和して、陽極材料であるタングステンの蒸発を抑制し、放射照度が急激に低下することを防止することができるようになる。
このように、本発明によれば、希ガスとしてクリプトンを封入したことにより、アルゴンを封入したものと同等以上の高い初期放射照度を得ることができるとともに、陽極形状を所定の形状とすることにより放射照度維持率の急激な低下がなく、長い使用寿命のランプを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のショートアーク型水銀ランプの全体構造図。
【図２】陽極および陰極を表す部分拡大図。
【図３】陽極の先端部の径を小さくした形態を示す図。
【図４】陽極のテーパー角を大きくした形態を表す図。
【図５】電極形状及び封入ガスを変えて製作したランプ１〜ランプ９の初期放射            照度及び放射照度維持率の結果をまとめて示す表。
【図６】本発明ランプと比較例ランプの放射照度維持率を示すグラフ。
【図７】アルゴンを封入したランプのアークの大きさと、クリプトンを封入した            ランプのアークの大きさを模式的に示した図。
【図８】従来技術のアルゴンを封入したショートアーク型水銀ランプの陽極先端            の変形形状を模式的に表した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明にかかるショートアーク型水銀ランプの全体を示す図である。
ショートアーク型水銀ランプ１は、例えば石英ガラス等の透光性材料より構成される発光管２を備え、該発光管２は、中央部に形成された膨出した形状を有する発光部３と、該発光部３の両端からそれぞれ外方向に伸びる円筒状の封止部４、４とを備えている。また封止部４、４の端部には口金５、５が接続されている。
そして、前記発光管２の内部には水銀及びクリプトンが封入されると共に、一対の陰極６と陽極７が対向配置されており、この陰極６と陽極７は、いずれもタングステンを主成分として構成され、発光部３の中央において所定距離だけ離間して対向配置されている。
【００１２】
水銀は、紫外線を放射するための発光物質であり、例えば０．８〜５．０（ｍｇ／ｃｍ３）の割合で封入される。
そして、本発明においては、封入される希ガスとして、クリプトン（Ｋｒ）が選択されていて、好ましくは０．２５Ｍｐａ（２．５ａｔｍ）以上封入される。
【００１３】
かかるショートアーク型水銀ランプより放射された光は、放射光を捉える凹面状の反射ミラーと共に光源装置として構成されることで、放射光を所定の光学系に向けて集光するものである。
ところで、図７を用いて説明したように、アルゴンを封入した従来のショートアーク型水銀ランプに対して、単に希ガスをクリプトンに置き換えた場合、アークは広がることになる。このため、上記したような光学系に組み込まれた場合、ランプからの光を反射ミラーで集光する際、ミラーの焦点位置に収束する放射量が低下することになり、理論的にはランプの効率が低下することになる。
【００１４】
しかしながら、本発明においては、陽極先端部の形状を所定の要件を満たす形状とすることで、従来、陽極によって遮光されて利用できなかった光を取り出すことを可能とし、クリプトンを封入ガスとしたことによりアークが広がった分の放射量低下を補填して、実質的に従来技術にかかるアルゴン封入のショートアーク型水銀ランプと遜色のない効率で放射光を利用できるようになる。
ところで、この種のショートアーク型水銀ランプでは、陰極の先端部の先端面は高い電流密度を得て、高輝度を得るために、陽極に比べて充分に小さな径のものが使用されており、また、先端のテーパー角も４０〜７０°と陽極に比べて小さくされている。このため、陰極形状を変更しても大幅な利用効率アップへの寄与は小さい。そこで、本発明では、陽極形状に着目して光の利用効率の向上を意図したものである。
以下、本発明にかかる陽極の形状について詳細に説明する。
【００１５】
図２は、ショートアーク型水銀ランプの陰極６及び陽極７を拡大して示した説明図である。このランプにおいては、陽極７は、その先端側にテーパー面７ｂが形成されるとともに、当該テーパー面７ｂの先端、即ち陽極７の先端には平坦な先端面７ａが形成されていて、当該先端面７ａが陰極６と対向配置されている。
しかして、前記一対の陰極６と陽極７の離間距離、すなわち極間距離ｄ０は、この種のショートアーク型水銀ランプにおいてはランプ入力などの仕様によって規定されていて、該極間距離ｄ０（ｍｍ）は同じ仕様のランプの場合、一定である。
このため、陽極７の寸法上変更可能な構成は、陽極先端面７ａの大きさ、つまり、半径ｒ（ｍｍ）と、軸方向横断面において、テーパー面（陽極先端における傾斜面）７ｂと電極軸心Ｌとのなす角度（以下、傾斜角度ともいう）θ（°）となるので、これらの条件を変更した場合に、クリプトンを封入したランプでの効率が良好となる陽極形状について検討することとした。なお、図２を参照してテーパー面７ｂの傾斜角度θを説明すると、電極軸心Ｌとテーパー面７ｂの稜線に沿った線分Ａとの交点をＯとしたとき、この交点Ｏを頂点として電極軸Ｌと線分Ａのなす角度である。
【００１６】
そして、図２において、陽極先端面７ａを底辺とし、電極軸心Ｌと線分Ａの交点Ｏを頂点として結ぶ二等辺三角形で表されるハッチングで示めされた領域（以下、仮想陽極先端領域という）Ｓに存在する放射光は、陽極本体の陰になって光のケラレが生じ、外部に放射されることがなく、実質的に利用することができない。換言すると、この仮想陽極先端領域Ｓを小さくすることで、アークから放射される放射光量を増大することができる。なお、同図ではこの領域Ｓを平面的に示したが、実際のランプにおいては、先端面７ａを底辺とし交点Ｏを頂点として、電極軸心Ｌを回転軸とした円錐体形状の領域である。
【００１７】
図２において、極間距離ｄ０を、線分Ａと電極軸心Ｌの交点Ｏで分割して表すと、陰極６の先端と交点Ｏの距離ｄと、陽極７の先端と交点Ｏとの距離ｄ１の和となる。この距離ｄ１（ｍｍ）は、陽極先端面７ａの半径ｒ（ｍｍ）の関数で表すことができ、ｄ１＝ｒ／ｔａｎθである。
ここで、陰極先端と交点Ｏの距離ｄは、光軸上の点Ｏから放射される光が陽極で遮光されずに、有効に利用できる立体角Ω＝２πｃｏｓθ以上を満足する仮想極間距離であり、実体的な極間距離ｄ０に対してこの仮想極間距離ｄが占める割合が大きいほど、理論上利用できる放射光が多くなる。
極間距離ｄ０は、ｄ０＝ｄ１＋ｄであるので、ｄ０＝ｒ／ｔａｎθ＋ｄとなる。ここで、陰極先端と交点Ｏの距離ｄが、極間距離ｄ０において占める割合（ｄ／ｄ０）を表すと次式で表される。
（式１）  ｄ／ｄ０＝１−ｒ／（ｄ０×ｔａｎθ）
但し、
ｒ：陽極先端面の半径（ｍｍ）
θ：陽極テーパー面の電極軸心に対する傾斜角度θ（°）
ｄ０：陰極と陽極の離間距離（極間距離）（ｍｍ）
ｄ：電極軸心上の点Ｏから放射される光が陽極で遮光されずに、利用できる
立体角Ω＝２πｃｏｓθ以上を満足する仮想極間距離（ｍｍ）
【００１８】
以上のように、極間距離（ｄ０）が一定であるとき、陽極先端面７ａの寸法（半径ｒ）と、テーパー面７ｂと電極軸心Ｌのなす角度（θ）を種々変更すると、図２における光軸上の点Ｏから放射される光が陽極７で遮光されずに有効に利用できる仮想極間距離ｄを導き出すことができる。
【００１９】
図３は、図２で示した陽極形状に対して、陽極先端面７ａの半径ｒ（ｍｍ）の大きさを変えることなく、電極軸心Ｌに対するよりテーパー面７ｂの角度θ１を大きくなるよう変更したものである（θ１＞θ）。
無論、この例においても光軸上の点Ｏから放射される光が陽極で遮光されずに、有効に利用できる立体角Ω＝２πｃｏｓθ１以上を満足する仮想極間距離ｄ（ｍｍ）は、ｄ＝ｄ０−（ｒ／ｔａｎθ１）となる。
図３に示す陽極構造と図２に示す陽極構造を比較すると明らかなように、テーパー面７ｂの電極軸心（Ｌ）に対する傾斜角度（θ１）が大きいほど、仮想陽極先端領域Ｓが小さくなり、仮想極間距離ｄ（ｍｍ）を大きな割合で形成することができる。
【００２０】
図４は、図２で示した陽極形状に対して、テーパー面７ｂの角度（θ）を変えることなく、陽極先端面７ａの半径ｒ１（ｍｍ）をより小さくなるよう変更したものである（ｒ１＜ｒ）。
無論、この例においても光軸上の点Ｏから放射される光が陽極で遮光されずに、有効に利用できる立体角Ω＝２πｃｏｓθ以上を満足する仮想極間ｄ（ｍｍ）はｄ＝ｄ０−（ｒ１／ｔａｎθ）となる。
図４と図２に示す陽極構造を比較すると明らかなように、陽極先端面７ａの半径ｒ１（ｍｍ）が小さいほど仮想陽極先端領域Ｓが小さくなって、仮想極間距離ｄ（ｍｍ）を大きな割合で形成することができる。
【００２１】
以上、図２〜図４で示した陽極の設計基準に基づいて、クリプトンを封入したショートアーク型水銀ランプに関し、従来技術にかかるアルゴンを封入したショートアーク型水銀ランプに対して１００％以上の初期放射照度が得られる、陽極先端面７ａの半径ｒ（ｍｍ）及びテーパー面７ｂと電極軸心のなす角度θ（°）の大きさ（範囲）について検証を行った。
なお、ｄ／ｄ０を大きくするためには上述したように、θを大きくすることと、ｒを小さくすることの２つの方法がある。つまり、θ＝９０°又はｒ＝０を満足した場合、理論上ｄ／ｄ０＝１となり最大となる。
しかしながら、実際のランプにおいてはｄ／ｄ０＝１となることはない。この理由は次の通りである。
【００２２】
図１を参照して、まず、陽極先端のテーパー面７ｂの傾斜角度θに関しては、θが７０°以上となると、発光部２内の陽極７からの対流は、水平方向への流れが主流となり、発光部２の上方に向かうことができなくなる。このため、蒸発したタングステンがバルブ（発光部）２の中央部に付着しやすくなり、放射照度維持率が悪くなる。
次に、陽極先端面７ａの半径ｒ（ｍｍ）の大きさは、陽極先端面７ａの電流密度が１０（Ａ／ｍｍ２）以上となった場合、電極の溶けが発生しやすく、やはりこれが発光部２に付着し、放射照度維持率が悪くなることが経験的に知られている。
このような理由から、半径ｒ及びテーパー面の傾斜角度θに関しては、この種のショートアーク型水銀ランプに適用可能な範囲を逸脱しないような上限範囲として、適宜に選択する必要がある。
従って、本発明者らは、上記経験的に定められた陽極の数値範囲を超えることなく、可能な範囲でパラメータを変更し、高い初期放射照度が得られる形状について検証実験を行った。
【００２３】
以下、検証実験に用いたランプの仕様を示す。
＜ランプ仕様（１）＞
発光管    材質：石英ガラス
陽極      材質：タングステン、最大径部直径：φ４０ｍｍ
極間距離：８．５ｍｍ
入力電力：７．５ｋＷ
ランプ電流：２００Ａ
水銀密度：２．４ｍｇ／ｃｃ
希ガス    ガス種：アルゴン（Ａｒ）又はクリプトン（Ｋｒ）
封入圧力（静圧換算）：０．４６ＭＰａ（４．５ａｔｍ）
【００２４】
上記の仕様として、希ガスの種類、陽極先端面の半径ｒ（ｍｍ）及び陽極先端のテーパー部の傾斜角度θを変えて、ランプ１〜ランプ９を作製した。
ランプ１〜ランプ５は、いずれもアルゴンガスを封入したショートアーク型水銀ランプである。
ランプ１は従来技術にかかるランプであり、陽極先端面の半径ｒは６ｍｍ、先端のテーパー部の傾斜角度θは６０°である。
このランプ１に関して上述した（式１）を適用してｄ／ｄ０を算出したところ０．５９であった。
【００２５】
以下、同様にして、ランプ２〜５について、ｒ（ｍｍ）、θ（°）を変化させて、ｄ／ｄ０、即ち、１−ｒ／（ｄｏ×ｔａｎθ）を変化させたランプを作製し、それぞれの初期放射照度および放射照度維持率を検証した結果がそれぞれ図５に示されている。
図５においては、ランプ２〜５の初期放射照度は、ランプ１のものを基準（１００）とした相対値で示されている。その結果を見ると、ランプ５を除いて初期放射照度はランプ１と同等もしくはそれ以上であって、これらランプ２〜４について初期放射照度は問題がない。
しかしながら、放射照度維持率を見ると、ランプ１〜５のいずれも、所定時間経過後に放射照度の急低下が発生し、長い使用寿命を得ることができなかった。
【００２６】
次いで、図５中のランプ６〜９は、本発明が対象とする、希ガスとしてクリプトンを封入したショートアーク型水銀ランプである。これらのランプ６〜９について以下検証する。
ランプ６の陽極形状は、従来技術のアルゴン封入のランプ１と同一であって、即ち、陽極先端面７ａの半径ｒ＝６ｍｍ、先端テーパー面７ｂの傾斜角度θ＝６０°であり、このランプ６では、ｄ／ｄ０は、ランプ１と同じ０．５９である。
ランプ７、８は、陽極先端のテーパー面の傾斜角度θ＝６０°であって、ランプ１と同等であるが、先端面の半径ｒがそれぞれ異なり、ランプ７ではｒ＝３．５ｍｍ、ランプ８ではｒ＝５ｍｍである。これらランプにおけるｄ／ｄ０は、それぞれ０．７６と０．６６である。
ランプ９は、先端面の半径ｒ＝６ｍｍとランプ１と同等であるが、テーパー面の傾斜角度θ＝６５°としたものであり、このランプ９の場合、ｄ／ｄ０は０．６７となる。
【００２７】
＜初期放射照度＞
ランプ６は、クリプトンを用いたために初期放射照度がランプ１よりも低下してしまい、同一の放射量を得ることができなかった。つまり、陽極形状が同一のランプでは、クリプトンを封入したランプは、アルゴンを封入したランプとの比較で十分な初期照度が得られないことが実証されている。
ランプ７は、ｄ／ｄ０＝０．７６であって、先に述べたように、理論上、利用できる光の量がランプ１やランプ６に比べて大きくなることになる。実際にその結果をみると、このランプ７の初期放射照度は相対値で１０３となり、ランプ１を上回る放射照度が得られた。
ランプ８においても、初期放射照度は相対値で１００であり、ランプ１と同等の放射照度を得ることができた。
また、ランプ９においても、その初期放射照度は相対値で１００であり、ランプ１のものと同じ初期放射照度が得られることが判明した。
以上により、ランプ７〜９においては、いずれも従来技術によるランプ１と同等以上の初期放射照度が得られることが分かる。
【００２８】
＜放射照度維持率＞
次いで、放射照度維持率を検証したところ、クリプトンを封入したランプ６〜９においては、いずれも、１５００時間経過後においても放射照度の急激な低下が見られず、放射照度維持率は、アルゴン封入のランプ１〜５との比較において、長時間に及んで高水準が維持されて、長い使用寿命が得られることが判明した。
【００２９】
以上の結果を総合的に判断すると、希ガスとしてクリプトンを封入したショートアーク型水銀ランプにおいて、ｄ／ｄ０（即ち、１−ｒ／（ｄｏ×ｔａｎθ））の値が、０．６６以上である場合に、同じ封入圧でアルゴンを封入したショートアーク型水銀ランプと初期放射照度が同程度以上であり、かつ、放射照度維持率が長時間に及んで高水準に維持されることが分かる。
【００３０】
以下、一実施例について説明する。
＜ランプ仕様（２）＞
発光管    材質：石英ガラス
陽極      材質：タングステン
形状寸法：最大径部直径：φ３５ｍｍ、先端面半径（ｒ）：４．４ｍｍ
電極間距離（ｄ０）：７．５ｍｍ
入力電力：６．５ｋＷ
ランプ電流：２１５Ａ
水銀密度：１．８ｍｇ／ｃｃ
希ガス    ガス種：クリプトン（Ｋｒ）
封入圧力（静圧換算）：０．３６ＭＰａ（３．５ａｔｍ）
テーパー面傾斜角度（θ）：６０°
以上の仕様で作製した実施例のショートアーク型水銀ランプでは、ｄ／ｄｏ（即ち、１−ｒ／（ｄｏ×ｔａｎθ））の値は、０．６６である。
このランプの初期放射照度及び放射照度維持率を測定した。
【００３１】
比較例ランプとして、上記仕様（２）の実施例ランプにおける封入希ガスを、クリプトンからアルゴンに変えたランプを作製し、同じ点灯条件で点灯して、初期放射照度及び放射照度維持率を測定した。
【００３２】
上記実施例ランプと比較例ランプの放射照度を測定した結果が図６に表されている。
比較例のアルゴンガスを封入したショートアーク型水銀ランプ（図中△印）では、点灯時間が１５００時間を経過すると放射照度が初期放射照度の３０％近くにまで急激に低下した。
一方、本発明の実施例のクリプトンガスを封入したショートアーク型水銀ランプ（図中■印）では、比較例ランプと同等の初期放射照度が得られるとともに、点灯時間が３０００時間を経過しても、初期放射照度に対して７０％以上の高い放射照度を維持することができた。
【００３３】
以上説明したように、ショートアーク型水銀ランプにおいて、希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）を封入し、陽極形状として、実際の極間距離（ｄ０）に対して仮想極間距離（ｄ）が占める割合（ｄ／ｄ０、即ち、１−ｒ／ｄｏ×ｔａｎθ））を０．６６以上とすることにより、アルゴン封入ランプと同等以上の初期放射照度が得られるとともに、点灯時間が３０００時間を経過しても、急激な照度低下を招くことなく、初期放射照度に対して７０％以上の高い放射照度が維持されて、従来技術と比較して２倍以上の長い使用寿命が得られるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１      ショートアーク型水銀ランプ
２      発光管
３      発光部
４      封止部
５      口金
６      陰極
７      陽極
７ａ    先端面
７ｂ    テーパー部
ｒ      先端面の半径
θ      テーパー部の傾斜角度
ｄ      極間距離
ｄ０    仮想極間距離
Ｓ      仮想陽極先端領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014017134.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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