(57)【要約】【課題】アーク揺れを発生しにくいメタルハライドランプを提供する。【解決手段】気密な発光管２内に放電媒体として希ガス、水銀及びヨウ化タリウムを封入し、発光管の管軸方向の両端に放電用電極３，４を設置したメタルハライドランプ１において、発光管の内径Ｄ、封入ガスのガス圧Ｐとするときに、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）の値を７５＜Ｐ×Ｄ＜２１２５にした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密な発光管内に放電媒体として希ガス、水銀及びヨウ化タリウムを封入し、前記発光管の管軸方向の両端に放電用電極を設置したメタルハライドランプにおいて、
前記発光管の内径Ｄ、前記封入ガスのガス圧Ｐとするときに、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）の値を７５＜Ｐ×Ｄ＜２１２５にしたことを特徴とするメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
気密な発光管内に放電媒体として希ガス、水銀及びヨウ化タリウムを封入し、発光管の管軸方向の両端に放電用電極を設置したメタルハライドランプは、３６５ｎｍ近辺に高い発光強度を持つ紫外線発光ができるので、紫外線硬化塗料の硬化や、近年市場用途の高い機能性高分子フィルムへの光反応のために使用する光源として有用なものである。
【０００３】
しかしながら、このようなメタルハライドランプは、点灯中に水銀とヨウ化タリウムの発光の分離、またランプ長によってはアーク揺れを起こしやすい問題点があった。
【０００４】
このアーク揺れは、放電中のアークがまっすぐにならずランプ軸方向に対してうねり曲がる状態になる現象である。このアーク揺れが発生するとランプ電圧が変動し、また発光管温度の上昇により発光管に膨らみが発生する等の不具合が生じる。
【０００５】
アーク揺れの発生要因としては音響共鳴が知られている。ランプは電源電圧の周波数により周期的な入力の増減が発生し、アークからランプ管壁に向かうプラズマ（水銀蒸気）による粗密波（入力増加時に密、減少時に粗）が発生する。同時に、ランプ管壁への進行波に対して、管壁で反射して戻る反射波が発生する。この２つの波が干渉することにより、時間的に圧力分布が変化しない定在波が発生する。このような定在波が発生すると、ランプ管内の圧力の不均一がアーク状態を不安定にし、アーク揺れ（曲り）を発生させる。
【特許文献１】特開平０６-２７５２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の技術的課題に鑑みてなされたものであり、アーク揺れが発生しにくいメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、気密な発光管内に放電媒体として希ガス、水銀及びヨウ化タリウムを封入し、前記発光管の管軸方向の両端に放電用電極を設置したメタルハライドランプにおいて、前記発光管の内径Ｄ、前記封入ガスのガス圧Ｐとするときに、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）の値を７５＜Ｐ×Ｄ＜２１２５にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のメタルハライドランプによれば、発光管の内径Ｄ、封入ガスのガス圧Ｐとの関係Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）を７５＜Ｐ×Ｄ＜２１２５とすることで、水銀の黒化による信頼性の低下がなく、かつ、水銀とヨウ化タリウムの拡散を容易にし、ランプの発光を安定に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１を用いて、本発明の１つの実施の形態のメタルハライドランプ１を示している。このメタルハライドランプ１は、紫外線透過性を有する石英製の発光管２の内部両端に、例えば、タングステン、ニッケル、モリブデン、タンタル等の耐火性金属、若しくはステンレス、チタン等の金属製の電極３，４を配置し、外部にソケット５，６それぞれを設けた構造である。
【００１０】
このメタルハライドランプ１の仕様の一例を示すと、ランプ発光長１０００ｍｍであり、印加するランプ電圧１２７５Ｖ、ランプ電流値１３．５Ａである。また、ヨウ化タリウムの封入量は０．０３２ｍｇ／ｃｃ、水銀１．６８ｍｇ／ｃｃである。そして希ガスのガス圧Ｐ（ｔｏｒｒ）は、発光管２の内径Ｄ（ｍｍ）との関係で、７５＜Ｐ×Ｄ＜２１２５（パスカル換算で、７５×１３３．３２０＜Ｐ×Ｄ＜２１２５×１３３．３２０）を満たす範囲の量だけを封入している。例えば、内径Ｄ＝１５ｍｍの場合、希ガスの封入圧Ｐ＝５ｔｏｒｒ（約６６７Ｐａ）以上とし、内径Ｄ＝３５ｍｍの場合でも、希ガスの封入圧Ｐ＝６０ｔｏｒｒ（約８０００Ｐａ）以下とするのが好ましい。また、内径Ｄ＝２５ｍｍの場合、希ガスの封入圧Ｐ＝１０ｔｏｒｒ（約１３３２Ｐａ）とするのが好適である。
【００１１】
希ガスの封入量が少ない場合、水銀の黒化が顕著に発生し信頼性が低くなるが、Ｐ×Ｄを７５以上にすることで希ガスを黒化の影響が出ない程度にまで封入でき、この点での信頼性を維持できる。また、水銀とヨウ化タリウムの拡散を容易にし、アーク揺れを起こさず、ランプの発光を安定に維持することができる。他方、希ガスの封入量をＰ×Ｄが２１２５を超えるまでに大きくすると、ランプの始動・再始動特性が悪化し、また、分離発光が顕著に現れるようになる。そのため、希ガスの封入量を、そのガス圧Ｐとランプ管径Ｄとが７５＜Ｐ×Ｄ＜２１２５の範囲になるように調整することで、黒化による信頼性の低下がなく、分離発光が発生せず、始動・再始動特性にも優れたメタルハライドランプを得ることができる。
【実施例】
【００１２】
以下に、Ｐ×Ｄの最適範囲を決定した際の実験結果を示す。
〔実施例１〕
【００１３】
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実施例１では、上表の通り、ランプ長８５０ｍｍ、ランプ内径２５ｍｍのメタルハライドランプに対して、アルゴンガスを２．５ｔｏｒｒ（約３３３Ｐａ）、５ｔｏｒｒ（約６６７Ｐａ）、１０ｔｏｒｒ（約１３３３Ｐａ）、３０ｔｏｒｒ（約４０００Ｐａ）、４０ｔｏｒｒ（約５３２８Ｐａ）、６０ｔｏｒｒ（約８０００Ｐａ）、８０ｔｏｒｒ（約１０６５６Ｐａ）、９０ｔｏｒｒ（約１１９８８Ｐａ）それぞれのガス圧になるように封入し、発光試験を行った。
【００１４】
この結果として、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が６２．５のメタルハライドランプの場合には黒化が顕著に見られ、信頼性が低いと判定された。また、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２２５０のメタルハライドランプの場合には、黒化は認められなかったが、分離発光が起こり、また始動・再始動の動作特性も悪化しており、ランプ特性は全体として不良と判定された。
【００１５】
これらに対して、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が１２５〜２０００の各メタルハライドランプの場合には分離発光がなく、始動・再始動の動作特性も良く、黒化も見られない良好なランプ特性を示すことが確認できた。
〔実施例２〕
【００１６】
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実施例２では、上表の通り、ランプ長１０００ｍｍ、ランプ内径２５ｍｍのメタルハライドランプに対して、アルゴンガスを２．５ｔｏｒｒ（約３３３Ｐａ）、５ｔｏｒｒ（約６６７Ｐａ）、１０ｔｏｒｒ（約１３３３Ｐａ）、３０ｔｏｒｒ（約４０００Ｐａ）、４０ｔｏｒｒ（約５３２８Ｐａ）、６０ｔｏｒｒ（約８０００Ｐａ）、８０ｔｏｒｒ（約１０６５６Ｐａ）、９０ｔｏｒｒ（約１１９８８Ｐａ）それぞれのガス圧になるように封入し、発光試験を行った。
【００１７】
この結果として、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が６２．５のメタルハライドランプの場合には黒化が顕著に見られ、信頼性が低いと判定された。また、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２２５０のメタルハライドランプの場合には、黒化は認められなかったが、分離発光が起こり、また始動・再始動の動作特性も顕著に悪化し、ランプ特性は全体として不良と判定された。
【００１８】
これらに対して、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が１２５〜１５００の各メタルハライドランプの場合には分離発光がなく、始動・再始動の動作特性も良く、黒化も見られない良好なランプ特性を示すことが確認できた。加えて、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２０００のメタルハライドランプの場合には、始動・再始動特性に若干の低下が認められたが、分離発光は起こらず、また黒化も認められなかったので、ランプ特性は全体として良と判定された。
〔実施例３〕
【００１９】
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実施例３では、上表の通り、ランプ長１０００ｍｍ、ランプ内径２５ｍｍのメタルハライドランプに対して、キセノンガスを２．５ｔｏｒｒ（約３３３Ｐａ）、５ｔｏｒｒ（約６６７Ｐａ）、１０ｔｏｒｒ（約１３３３Ｐａ）、３０ｔｏｒｒ（約４０００Ｐａ）、４０ｔｏｒｒ（約５３２８Ｐａ）、６０ｔｏｒｒ（約８０００Ｐａ）、８０ｔｏｒｒ（約１０６５６Ｐａ）、９０ｔｏｒｒ（約１１９８８Ｐａ）それぞれのガス圧になるように封入し、発光試験を行った。
【００２０】
この結果として、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が６２．５のメタルハライドランプの場合には黒化が顕著に見られ、信頼性が低いと判定された。また、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２２５０のメタルハライドランプの場合には、黒化は認められなかったが、分離発光が起こり、また始動・再始動の動作特性も顕著に悪化し、ランプ特性は全体として不良と判定された。
【００２１】
これらに対して、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が１２５〜１５００の各メタルハライドランプの場合には分離発光がなく、始動・再始動の動作特性も良く、黒化も見られない良好なランプ特性を示すことが確認できた。加えて、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２０００のメタルハライドランプの場合には、始動・再始動特性に若干の低下が認められたが、分離発光は起こらず、また黒化も認められなかったので、ランプ特性は全体として良と判定された。
〔実施例４〕
【００２２】
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実施例４では、上表の通り、ランプ長１８００ｍｍ、ランプ内径２５ｍｍのメタルハライドランプに対して、アルゴンガスを２．５ｔｏｒｒ（約３３３Ｐａ）、５ｔｏｒｒ（約６６７Ｐａ）、１０ｔｏｒｒ（約１３３３Ｐａ）、３０ｔｏｒｒ（約４０００Ｐａ）、４０ｔｏｒｒ（約５３２８Ｐａ）、７５ｔｏｒｒ（約１００００Ｐａ）、８５ｔｏｒｒ（約１１３３２Ｐａ）、９０ｔｏｒｒ（約１１９８８Ｐａ）それぞれのガス圧になるように封入し、発光試験を行った。
【００２３】
この結果として、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が６２．５のメタルハライドランプの場合には黒化が顕著に見られ、信頼性が低いと判定された。また、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２２５０のメタルハライドランプの場合には、黒化は認められなかったが、分離発光が起こり、また始動・再始動の動作特性も顕著に悪化し、ランプ特性は全体として不良と判定された。
【００２４】
これらに対して、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が１２５〜１８７５の各メタルハライドランプの場合には分離発光がなく、始動・再始動の動作特性も良く、黒化も見られない良好なランプ特性を示すことが確認できた。加えて、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２１２５のメタルハライドランプの場合には、始動・再始動特性に若干の低下が認められたが、分離発光は起こらず、また黒化も認められなかったので、ランプ特性は全体として良と判定された。
〔実施例５〕
【００２５】
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実施例５では、上表の通り、ランプ長２０００ｍｍ、ランプ内径２５ｍｍのメタルハライドランプに対して、アルゴンガスを２．５ｔｏｒｒ（約３３３Ｐａ）、５ｔｏｒｒ（約６６７Ｐａ）、１０ｔｏｒｒ（約１３３３Ｐａ）、３０ｔｏｒｒ（約４０００Ｐａ）、４０ｔｏｒｒ（約５３２８Ｐａ）、７５ｔｏｒｒ（約１００００Ｐａ）、８５ｔｏｒｒ（約１１３３２Ｐａ）、９０ｔｏｒｒ（約１１９８８Ｐａ）それぞれのガス圧になるように封入し、発光試験を行った。
【００２６】
この結果として、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が６２．５のメタルハライドランプの場合には黒化が顕著に見られ、信頼性が低いと判定された。また、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２２５０のメタルハライドランプの場合には、黒化は認められなかったが、分離発光が起こり、また始動・再始動の動作特性も顕著に悪化し、ランプ特性は全体として不良と判定された。
【００２７】
これらに対して、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が１２５〜１８７５の各メタルハライドランプの場合には分離発光がなく、始動・再始動の動作特性も良く、黒化も見られない良好なランプ特性を示すことが確認できた。加えて、Ｐ×Ｄ（ｍｍ×ｔｏｒｒ）が２１２５のメタルハライドランプの場合には、始動・再始動特性に若干の低下が認められたが、分離発光は起こらず、また黒化も認められなかったので、ランプ特性は全体として良と判定された。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の１つの実施の形態のメタルハライドランプの正面図。
【符号の説明】
【００２９】
１…メタルハライドランプ
２…発光管
３，４…電極
５，６…ソケット
【図１】
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