專利名稱：長(zhǎng)弧型放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及長(zhǎng)弧型放電燈，尤其是涉及封入有水銀或水銀以外的金屬與鹵素，兩 端通過箔密封構(gòu)造封固的長(zhǎng)弧型放電燈。
背景技術(shù)：
一直以來，封入有水銀或水銀以外的金屬與鹵素的長(zhǎng)弧型放電燈、例如金屬鹵化 物燈作為放射紫外線的放電燈被廣泛地使用在例如樹脂、粘結(jié)劑、油墨、光致抗蝕劑的硬化 或干燥、熔融、或者軟化等各種處理的用途。這種長(zhǎng)弧型放電燈一般由石英玻璃構(gòu)成的發(fā)光管及其兩端的封固部構(gòu)成，具有在 該封固部?jī)?nèi)埋設(shè)有金屬箔，由鎢構(gòu)成的電極連接于該金屬箔的構(gòu)造。封固部的構(gòu)造有各種各樣，但公知有將板狀或扁平形狀的玻璃部件埋設(shè)于該封固 部?jī)?nèi)，利用該玻璃部件進(jìn)行封固的構(gòu)造。在該構(gòu)造中，電極的封固部側(cè)后端形成為扁平狀，并且在其后端側(cè)配設(shè)有板狀或 扁平玻璃部件，上述金屬箔與該電極的扁平部的上下面接合，在玻璃部件的上下面延伸，在 其后端與外部引線接合。在日本特開2006-134710號(hào)公報(bào)中公開了這種構(gòu)造的長(zhǎng)弧型放電燈，在該燈中， 在上述發(fā)光管的內(nèi)部封入有預(yù)定量的稀有氣體、鹵素、水銀、鐵，在點(diǎn)燈時(shí)主要可照射波長(zhǎng) 365nm附近的紫外線。并且，在該專利文獻(xiàn)中，記載了在電極的胴部形成小徑的部位，以防止鹵素在封固 部側(cè)凝固的發(fā)明?？墒?，在這種長(zhǎng)弧型放電燈中，如上所述，封固部附近距離電弧的距離變大，因而 與發(fā)光部相比較，溫度必定變低而鹵素不容易集聚。并且，這種燈一般動(dòng)作時(shí)的壓力比大氣 壓高，上述鹵素容易進(jìn)到封固部的內(nèi)部。封固部的鉬箔的溫度根據(jù)燈的設(shè)計(jì)或冷卻條件不同而有所不同，但至少為500°C 以上，成為鉬與鹵素的反應(yīng)進(jìn)行的狀況，密封部件的鉬構(gòu)成的金屬箔不久被鹵素侵蝕，鉬與 石英玻璃的緊密接觸的界面由于高壓會(huì)與玻璃剝離，而發(fā)生所謂“箔浮起”現(xiàn)象。并且，該 箔浮起進(jìn)一步發(fā)展的話，最終成為燈內(nèi)的封入物流出(泄漏)至外部的原因，而產(chǎn)生內(nèi)部的 水銀流出等不期望的現(xiàn)象。這種泄漏的原因主要是由于點(diǎn)燈時(shí)的工作壓強(qiáng)產(chǎn)生的。在這種長(zhǎng)弧型放電燈中， 對(duì)于發(fā)光長(zhǎng)為50cm以上的燈，燈輸入是80W/Cm以上，因此成為至少4kW以上的高輸入燈。 因此，點(diǎn)燈時(shí)封入物完全地蒸發(fā)而動(dòng)作，其工作壓強(qiáng)至少是Iatm以上，相當(dāng)于被稱為所謂 高壓放電燈的燈。在這些燈中在點(diǎn)燈中始終在封固部上施加該工作壓強(qiáng)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-134710號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種在發(fā)光管內(nèi)相對(duì)配置一對(duì)電極，該發(fā)光管在兩端利用箔密封構(gòu)造進(jìn)行封固，不會(huì)有封入于發(fā)光管內(nèi)的鹵素進(jìn)入封固部?jī)?nèi)而侵 蝕金屬箔，或由于該鹵素而發(fā)生箔浮起使得封入物流出至外部的長(zhǎng)弧型放電燈。為了解決上述課題，在本發(fā)明的長(zhǎng)弧型放電燈中，其特征在于，電位梯度為8V/cm 以下，燈輸入電力為80W/Cm以上，發(fā)光長(zhǎng)為50cm以上，封入物是水銀或水銀以外的金屬與 鹵素的組合，放射波長(zhǎng)450nm以下的光，點(diǎn)燈時(shí)的工作壓強(qiáng)成為負(fù)壓。并且，進(jìn)而優(yōu)選其特征在于， 電位梯度為8V/cm以下，點(diǎn)燈時(shí)的工作壓強(qiáng)為50kPa 以下，另外其特征在于，上述箔密封構(gòu)造為兩片箔。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，雖對(duì)于長(zhǎng)弧型放電燈是高輸入，但點(diǎn)燈時(shí)的工作壓強(qiáng)成為不足Iatm 的負(fù)壓，因而發(fā)光管內(nèi)的封入物，尤其是鹵素不會(huì)侵入至封固部?jī)?nèi)，因此能夠獲得不會(huì)腐蝕 金屬箔，不會(huì)發(fā)生箔浮起、或封入物流出至外部的效果。其結(jié)果是能夠延長(zhǎng)燈的壽命?？墒?，為了使工作壓強(qiáng)成為負(fù)壓，必須將水銀等的封入量設(shè)定得較少，由此電位梯 度(電壓)被抑制得較低，電流增加。若該燈電流增加，則為了增加鉬箔的電流容量必須增 加箔的厚度，或增加寬度。并且，作為增加電流容量的方法，也有增加鉬箔的片數(shù)的方法。然而，增加鉬箔的 片數(shù)的方法增加鉬箔與電極的焊接部位，在鉬箔之間也必須放進(jìn)玻璃部件，而形成于電極 周圍的微小空間會(huì)變大，使得鹵素容易侵入至該空間，容易導(dǎo)致箔浮起。因此，兩片箔以上 的構(gòu)造主要使用在未封入鹵素的氙燈或短弧的超高壓水銀燈，在放入了鹵素的燈中通常以 1片鉬箔來進(jìn)行封固。對(duì)此，在本發(fā)明中，如上所述，發(fā)光管內(nèi)部在點(diǎn)燈時(shí)也是負(fù)壓，從與通常的高壓放 電燈相比不容易在封固部產(chǎn)生箔浮起的優(yōu)越性出發(fā)，可采用兩片箔以上的構(gòu)造，可準(zhǔn)確地 應(yīng)對(duì)電流容量的增加。
圖1是本發(fā)明的長(zhǎng)弧型放電燈的整體圖。圖2是圖1的局部剖面圖。圖3是供作實(shí)驗(yàn)的各種燈。圖4是表示圖3的各種燈的照度維持率的圖表。符號(hào)說明1 長(zhǎng)弧型放電燈2 發(fā)光管3 封固部4 電極4a:扁平的電極后端5 金屬箔6:玻璃部件7:外部引線具體實(shí)施方式
圖1表示本發(fā)明的長(zhǎng)弧型放電燈，而圖2是其主要部分的放大圖。在圖中，長(zhǎng)弧型 放電燈1在由石英玻璃構(gòu)成的發(fā)光管2的兩端具備封固部3，在該發(fā)光管2內(nèi)隔著所定距離 例如500mm相對(duì)配置有一對(duì)電極4、4。在該實(shí)施例中，上述電極4的非發(fā)光空間側(cè)的后端4a形成為扁平形狀，在其后方 端配設(shè)有配合該電極后端4a的形狀形成為扁平形狀的石英玻璃部件6。在封固部3內(nèi)，通過焊接等接合于上述電極4的扁平后端4a的上下面的兩片金屬 箔5、5沿著玻璃部件6的上下面延伸，在其后方端連接有外部引線7。該外部引線7突出于 發(fā)光管2的外部，與未圖示的供電線連接。在上述發(fā)光管2內(nèi)，封入有預(yù)定的稀有氣體、鹵素、水銀、鐵，在該例中，在點(diǎn)燈時(shí)， 例如主要放射波長(zhǎng)365nm附近的紫外線。另外，封入物并不限于上述，只要是A 水銀或水銀以外的金屬+B:鹵素的全組合 即可。作為這些組合的例子如下所示?！?Hg(水銀)+ (1(碘)、Br(溴))· Zn (鋅)+ (I、Br)· Zn+Fel2 (碘化鐵)· Hg+Fel2 金屬 α (Bi(鉍)、Sb(銻))+ (I、Br)這些發(fā)光物質(zhì)以使得燈的電位梯度成為8V/cm以下的方式封入。并且，作為用以提升啟動(dòng)性的稀有氣體，例如封入有氙。還有，由電極間距離決定的發(fā)光長(zhǎng)是500mm以上，燈輸入電力是80W/cm以上。封入上述發(fā)光物質(zhì)的燈主要放射波長(zhǎng)340 450nm的紫外線，作為其用途，例如用 于樹脂、粘結(jié)劑、油墨、光致抗蝕劑的硬化或干燥、熔融、或者軟化等各種處理。對(duì)于實(shí)施例表示于以下。圖3表示供作實(shí)驗(yàn)的各種長(zhǎng)弧型放電燈，各燈是發(fā)光管的形狀、尺寸、封固部構(gòu) 造、發(fā)光長(zhǎng)等相同，但封入物與點(diǎn)燈時(shí)的電壓、工作壓強(qiáng)不相同的燈。實(shí)施例1所示的燈是使用中央部分的內(nèi)徑為22mm、內(nèi)容積為400cm3的發(fā)光管，以 水銀130mg、碘化水銀IOmg及氙氣體的封入壓為8kPa的方式進(jìn)行封入，以IOOOmm的電極間 距離配置電極4的放電燈，額定功率為16000W，燈電壓為795V。實(shí)施例2所示的燈是使用中央部分的內(nèi)徑、內(nèi)容積與實(shí)施例1的燈相同的發(fā)光管， 以水銀73mg、碘化水銀2mg及氙氣體的封入壓為4kPa的方式進(jìn)行封入，與實(shí)施例1相同額 定功率為16000W的燈，但燈電壓是585V?，F(xiàn)有例所示的燈是使用中央部分的內(nèi)徑、內(nèi)容積與實(shí)施例1的燈相同的發(fā)光管， 以水銀825mg、碘化水銀2mg及氙氣體的封入壓為4kPa的方式進(jìn)行封入，與實(shí)施例1相同額 定功率為16000W的燈，但燈電壓是1357V。并且，上述現(xiàn)有例的燈的電位梯度為13.6(V/cm)，與此相對(duì)，在本發(fā)明的實(shí)施例1 的燈中電位梯度為7. 95 (V/cm)，在實(shí)施例2的燈中為5. 85 (V/cm)，較小。與此有關(guān)地驗(yàn)證各燈的工作壓強(qiáng)時(shí)，以“氣體的狀態(tài)方程式”:P = nRT/V來求出燈內(nèi)部的平均氣體溫度為2000K時(shí)的水銀、碘、及氙的各壓力，將其合計(jì)以求得工作壓強(qiáng)，其 中P 工作壓強(qiáng)、η 摩爾數(shù)、R 氣體常數(shù)、T 絕對(duì)溫度=平均氣體溫度、V 燈內(nèi)容積。 這樣求得的工作壓強(qiáng)在現(xiàn)有例中為1.90(atm)，與此相對(duì)，本發(fā)明的實(shí)施例1為 0. 81 (atm)，在實(shí)施例2為0. 41 (atm)，可知在本發(fā)明的任一燈中燈內(nèi)部在點(diǎn)燈狀態(tài)都成為負(fù)壓。圖4是進(jìn)行上述各燈的壽命點(diǎn)燈試驗(yàn)，對(duì)于照度維持率進(jìn)行標(biāo)示的圖表?？v軸是 相對(duì)于初始照度的照度維持率(％ )，橫軸是點(diǎn)燈經(jīng)過時(shí)間。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果，各燈隨著點(diǎn)燈時(shí)間的經(jīng)過，在相同的點(diǎn)燈時(shí)間大致同樣地降低了照 度。然而，首先，現(xiàn)有例的燈在點(diǎn)燈時(shí)間4500小時(shí)附近從封固部產(chǎn)生泄漏，但實(shí)施例1、2是 在其后降低照度的同時(shí)維持點(diǎn)燈。尤其是實(shí)施例2超過8000小時(shí)還維持點(diǎn)燈?？梢匝芯?出在實(shí)施例2的燈中，點(diǎn)燈時(shí)的燈的內(nèi)壓更低，因而箔浮起的發(fā)展變遲。并且，在泄漏時(shí)與 泄漏大致同時(shí)地有大氣流進(jìn)燈內(nèi)部，無法點(diǎn)燈，幾乎未發(fā)現(xiàn)封入物向外部的流出。這些是起因于封入鹵素的燈的點(diǎn)燈時(shí)的工作壓強(qiáng)的問題，與有無水銀無關(guān)，即使 放進(jìn)鹵素與金屬時(shí)也可看到同樣的傾向。如上所述，即使在具有相同發(fā)光管形狀、封固部構(gòu)造的燈中，相對(duì)于發(fā)光管內(nèi)的工 作壓強(qiáng)為大氣壓以上的現(xiàn)有燈，在工作壓強(qiáng)成為小于大氣壓的負(fù)壓的本發(fā)明的燈中，能夠 長(zhǎng)時(shí)間地抑制封入物質(zhì)在封固部的泄漏的產(chǎn)生，能夠得到大幅度的長(zhǎng)壽命化。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)弧型放電燈，在發(fā)光管內(nèi)相對(duì)配置有一對(duì)電極，該發(fā)光管在兩端利用箔密封 構(gòu)造進(jìn)行封固，其特征在于，電位梯度為8V/Cm以下，燈輸入電力為80W/Cm以上，發(fā)光長(zhǎng)為50cm以上，封入物是水 銀或水銀以外的金屬與鹵素的組合，放射波長(zhǎng)450nm以下的光，點(diǎn)燈時(shí)的工作壓強(qiáng)為負(fù)壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)弧型放電燈，其特征在于，上述點(diǎn)燈時(shí)的工作壓強(qiáng)為50kPa 以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)弧型放電燈，其特征在于，上述箔密封構(gòu)造為兩片箔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種長(zhǎng)弧型放電燈，在發(fā)光管內(nèi)相對(duì)配置有一對(duì)電極，該發(fā)光管在兩端利用箔密封構(gòu)造進(jìn)行封固，阻止封入物質(zhì)侵入至封固部，防止金屬箔的腐蝕，抑制來自封固部的封入物質(zhì)的泄漏。其特征在于，燈的電位梯度為8V/cm以下，燈輸入電力為80W/cm以上，發(fā)光長(zhǎng)為50cm以上，封入物是水銀或水銀以外的金屬與鹵素的組合，放射波長(zhǎng)450nm以下的光，點(diǎn)燈時(shí)的工作壓強(qiáng)成為負(fù)壓。
文檔編號(hào)H01J61/36GK102034673SQ201010299428
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者森和之 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社