(57)【要約】  【課題】放電管のガラス壁が電極から蒸発した電極物質で黒化しないようにしながら、低コストで簡単に製造できる放電灯を提供する。  【解決手段】放電管（１）の両端付近に多孔質ガラス（２０）で閉鎖した電極空間（２２）を画定し、該電極空間内に電極（１３）を配置する。放電管内にはハロゲンガスを封入する。放電管の内壁にはアルミナ膜を施す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管の両端付近に多孔質ガラスで閉鎖した電極空間を画定し、該電極空間内に電極を配置した放電灯。
【請求項２】
前記放電管内にハロゲンガスが封入された請求項１に記載の放電灯。
【請求項３】
前記放電管の内壁にアルミナ膜を施した請求項１又は２に記載の放電灯。
【請求項４】
前記電極には六硼化ガドリニウム又は六硼化ランタンを用い、前記放電管内には塩化水素ガス又は沃化水素ガスを封入した請求項１、２又は３に記載の放電灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明用蛍光灯、殺菌灯、オゾン発生管、紫外線灯、バックライト管、ハロゲンエキシマランプ等の放電灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電灯においては、加熱された電極から蒸発した電極物質が放電管のガラス壁に触れると冷えて付着し（結露と同じ現象である。）、電極付近のガラス壁が黒くなって（黒化して）、比較的短時間で明るさが失われて、寿命が尽きるという問題があった。このような問題を解決するため、下記特許文献１では、図６に示したような放電灯を開示している。
この放電灯では、放電管1内に小さなノズル孔７を有するノズル部６を設け、このノズル部６内の電極空間５に電極１３を配置している。
【０００３】
このような放電灯を放電させると、電極１３からの蒸発した電極物質は、ノズル部６内の電極空間５内に閉じ込められる。電極物質が、ノズル孔７から出ようとすると、ノズル部６内壁に触れ温度が下がり、凝結してノズル部６内壁に付着する。このため、電極物質が放電管１の大部分を占め明るく発光している陽光柱部４にまで侵入することがない。したがって、この放電灯は、放電管１のガラス壁を広く黒化することがなく、長時間高効率で発光でき長寿命になる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３５８６８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１に開示された放電灯は、放電管１のガラス壁に電極１３からの蒸発した電極物質が付着して黒化することは防止できるが、放電管１内部に小さなノズル孔７を有するノズル部６を形成しなくてはならず、製造が難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、放電管のガラス壁が電極から蒸発した電極物質で黒化しないようにしながら、低コストで簡単に製造できる放電灯を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明の放電灯は、放電管の両端付近に多孔質ガラスで閉鎖した電極空間を画定し、該電極空間内に電極を配置した。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の放電灯において、前記放電管内にハロゲンガスを封入した。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明の放電灯において、前記放電管の内壁にアルミナ膜を施した。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３に係る発明の放電灯において、前記電極には六硼化ガドリニウム又は六硼化ランタンを用い、前記放電管内には塩化水素ガス又は沃化水素ガスを封入した。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、この放電灯を放電させると、電極から蒸発した電極物質は、放電管の両端付近に多孔質ガラスで閉鎖した電極空間内に閉じ込められ、陽光柱部が位置する放電管の発光部にまで侵入することが防止される。このため、この放電灯は、電極空間周囲のガラス壁が黒化するだけで、発光部周囲のガラス壁を黒化しないので、長時間高効率に発光することができる。しかも、従来のノズル部を形成したものに比べて、低コストで簡単に製造でき、製造の自動化も容易である。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、多孔質ガラスで閉鎖された電極空間内を放電に伴う発熱で高温にする事により、この電極空間内では、電極からの蒸発した電極物質がハロゲンガスと化合してハロゲン化物となり、このハロゲン化物がガラス壁に触れても該ガラス管壁に付着せず、対流によって電極付近に戻ってきたとき、電極物質とハロゲンガスに熱分解し、電極物質が再び電極に付着する。これにより、前記電極空間付近も黒化することもなくなり、寿命末期まで長時間高効率に発光することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、放電管がアルミナの保護膜でオゾンから守られるので、いっそう長寿命化が可能になる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、塩化水素ガス又は沃化水素ガスが赤外線スペクトルを発生するので、放電管内のガスが速く加熱され、短時間で安定した放電電流に達して安定な発光に至り、従来の紫外線ランプよりも省電力である。また、六硼化ガドリニウムの電極を用いたので、従来のタングステンの電極よりも塩化水素ガス又は沃化水素ガスに冒され難く、放電管内に塩化水素ガス又は沃化水素ガス封入しても、長寿命化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施例について説明する。図１〜図４は、本発明を一般の放電灯に適用した第１実施例を説明する図である。
【００１６】
この放電灯は、直線状の放電管１を有し、放電管１の両端付近に多孔質ガラス２０で閉鎖した電極空間２２を画定し、この電極空間２２内に電極１３を配置している。多孔質ガラス２０は、封入ガスが自由に通り抜けられる程度の多数の小孔を有するガラスである。多孔質ガラス２０の形状は、図２の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示したように、それぞれ円盤形、半球形、球形等の適宜形状としてもよい。多孔質ガラス２０は、接着剤等の適宜手段によって放電管１内に固定する。
【００１７】
これ以外は、従来の放電灯と全く同じである。すなわち、放電管１の両端部２４には端子２６が固定され、この端子２６と電極１３とが導体２８で接続されている。もちろん、放電管１は、直線状をしている必要はなく、図３の（Ａ）に正面図を、同（Ｂ）に側面図を示したようなＵ字形状の他、円環状等、適宜形状でもよい。
【００１８】
本実施例によれば、この放電灯を放電させると、電極１３からの蒸発した電極物質は、電極空間２２内に閉じ込められ、放電管１のガラス壁に触れると冷えて凝結してガラス壁に付着する。電極物質は、他孔質ガラス２０の小孔を通過しようとしても、小孔の内壁に触れると冷えて凝結して、小孔の内壁に付着し、陽光柱部４が形成される発光部にまで侵入することができない。しかし、電子およびイオンは多孔質ガラス２０を自在に通過して陽光柱部４に出入り可能で、高効率に発光し続ける事が出来る。このため、この放電灯は、電極空間２２周囲のガラス壁が黒くなるだけで、図４に示したように、陽光柱部４が形成される発光部周囲のガラス壁を黒化することがないので、長時間高効率に発光することができ長寿命となる。本実施例では、電極空間２２を極力短くして、陽光柱部４が形成される発光部ができるだけ黒化しないように、多孔質ガラス２２をできるだけ電極１３に近づけることが望ましい。
【００１９】
次に、図５に基づいて、本発明をハロゲンエキシマランプに適用した第２実施例について説明する。ハロゲンエキシマランプとは、放電管１内にハロゲンガスｈ及び不活性ガスを含む無水銀の混合ガスを封入した放電灯である。これ以外は、前記第１実施例と同じである。
【００２０】
本実施例の場合は、多孔質ガラス２０で画定された電極空間２２内を放電に伴う発熱を閉じこめて高温にする事により、この電極空間２２内でハロゲンサイクルを発生させている。ハロゲンサイクルとは、電極１３からの蒸発した電極物質がハロゲンガスと化合してハロゲン化物となり、このハロゲン化物が対流によって電極１３付近に戻ってきたとき、電極物質とハロゲンガスに熱分解し、電極物質が再び電極に付着することである。
【００２１】
通常、ハロゲンサイクルに使われる沃素I、臭素Br、塩素Clが、蒸発した電極物質Ｗと反応するためには、高い温度が必要とされる。たとえば臭素Brを使用したハロゲンランプの場合、消費電力１Ｗ当たり０．１ml以下の容積に入れなければ、ハロゲンサイクルを起こす管壁温度は望めない。一例を挙げると、ランプ内で蒸発した電極物質Ｗと臭素Brが反応して臭化物ＷBｒになるが、この臭化ＷBｒが対流により低温のガラス壁に接した時、そのガラス壁の温度が２５０℃以上有れば管壁に付着せず、そのまま又対流により電極１３付近に運ばれる。臭化物ＷＢｒの熱分解温度は電極物質Ｗの臭化温度より遙かに高いため、熱分解は電極１３周辺においてしか起こらず、熱分解した電極物質Ｗの大半は直ぐ近くに存在する電極１３の低温部に付着する。
【００２２】
このようなハロゲンサイクルが生じると、放電管１のガラス壁が電極物質の付着で黒化することが防止される。特に、本実施例では、陽光柱部４が位置する発光部ばかりでなく、電極空間２２周囲のガラス壁が電極物質で黒化することも防止できる。これに対して、従来のハロゲンエキシマランプでは、ランプ全体のガラス管壁を高温にしなければならないが、これはランプ大きさと消費電力の問題で不可能であった。
【００２３】
なお、このハロゲンエキシマランプでは、より反応性の強い塩素Ｃｌ、を用いると、ガラス管壁がさらに低温でもハロゲンサイクルを起こす事が出来る。
【００２４】
以上のことから、このハロゲンエキシマランプにおいては電極空間２２を出来るだけ小さくする事が必要で、封入したハロゲンガスの種類により変わるが、概ね、消費電力１Ｗ当たり0.01〜1.0ｍlの範囲内が望まれる。
【００２５】
次に、本発明を紫外線ランプに適用した第３実施例について説明する。紫外線ランプは特に紫外線を多く発生させる放電管であり、その放電管には紫外線をよく透す石英ガラスが用いられる。例えば、水銀が持つ主波長の一つである184.9nmの紫外線を受けると酸素分子がオゾンになる。この非常に強いエネルギ−を持つ短波長の紫外線から石英ガラスを守るため、放電管の内部にはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の保護膜を形成する。
【００２６】
石英ガラス管内にアルミナの保護膜を形成する1例として、次のようにする。まず、水酸化アルミニウム５．２％、プロピオン酸１０．４％、アセチルアセトン４．１％、エチルアルコール及びイソプロピルアルコール７０．０％を含む保護膜生成溶液を作る。次に、上下が開放している石英ガラス管の下端を保護膜生成溶液に浸ける。次に、石英ガラス管の上端から真空ポンプで脱気し、保護膜生成溶液を上昇させる。規定面まで保護膜生成溶液を上昇させた後は、真空ポンプによる脱気を止めて、石英ガラス管の上端から空気を進入させ、保護膜生成溶液を降下させる。この際の、保護膜生成溶液の降下速度で保護膜の厚さが決まるので、その降下速度は必ず１０〜４０ｃｍ／秒の範囲にする。室温にて３０分乾燥させた後に、５００〜６００°Ｃの炉内で焼き付け、アルミナの保護膜を完成させる。
【００２７】
また、本実施例では、放電管内には従来のアルゴンＡｒガスと水銀Ｈｇガスを０．３％ほど封入する他に、塩化水素ＨＣｌガス又は沃化水素ＨＩガスを０．０１％〜０．１％ほど封入し、六硼化ガドリニウムＧｄＢ６又は六硼化ランタンＬａＢ６の電極を備える。これらのこと以外は、前記第１実施例と同じである。
【００２８】
本実施例によれば、放電管がアルミナの保護膜で短波長紫外線から守られるので、いっそうの長寿命化が図れる。
【００２９】
また、本実施例によれば、塩化水素ガス又は沃化水素ガスが赤外線スペクトルを発生するので、放電管内が速く加熱され、従来の紫外線ランプより短時間で安定した放電電流に達して安定な発光に至る。これにより、従来の紫外線ランプよりも省電力を実現できる。ただし、塩化水素ガス又は沃化水素ガスを入れすぎると、放電電圧が高くなって不経済である。速やかに所定の放電電流に達するようにするには、電極面積を従来の５０％〜７５％ほどに小さくし、放電管内圧を２５〜３５ｍｍＨｇと従来よりも低くすることが望ましい。
【００３０】
さらに、本実施例によれば、六硼化ガドリニウム又は六硼化ランタンの電極が従来のタングステンの電極よりも塩化水素ガス又は沃化水素ガスに冒され難いので、放電管内に塩化水素ガス又は沃化水素ガスを封入しながら、放電灯を長寿命化させることができる。
【００３１】
もちろん、本実施例は、紫外線ランプだけでなく、放電管一般に広く実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施例に係る放電灯を説明する図である。
【図２】前記放電灯に用いられる多孔質ガラスの形状を説明する図である。
【図３】前記放電灯に用いられる放電管の別の形状を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る放電灯の効果を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る放電灯を説明する図である。
【図６】放電管の黒化を防止した従来の放電灯を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      放電管
１３    電極
２０    多孔質ガラス
２２    電極空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008027802.tif 000005
【図４】
2008027802.tif 000006
【図５】
2008027802.tif 000007
【図６】
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