汞放电灯的制作方法

汞放电灯的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种即使在水平放置的情形下，也可以抑制阴极温度上升的汞放电灯。在具备有灯泡、设在灯泡内的阴极和阳极、以及充入灯泡内的汞和稀有气体的汞放电灯中，汞的填充量为10～50mg/cm3,以通过阴极、导电箔及阴极侧灯口的传热量为1.8～6.8W的方式构成。
【专利说明】
汞放电灯
技术领域
[0001] 本发明涉及一种利用汞放电时产生的汞蒸气获得可见光的汞放电灯，特别涉及一 种在阴极及阳极呈水平的姿势下而使用的汞放电灯。
【背景技术】
[0002] 从以前开始便采用汞放电灯作为纤维内窥镜用光源或在半导体装置的生产工序 中使用的曝光用光源。所述汞放电灯普遍为在阴极采用了钍钨材料的汞放电灯。
[0003] 不过，在阴极采用了钍钨材料的汞放电灯，会出现由于长时间点亮，而导致阴极前 端部融化的问题。因此，为了解决上述问题，提出了通过采用由高熔点金属粉和发射粉构成 的烧结体用作阴极前端部，由此来避免阴极前端部融化的技术方案（例如，参考专利文献 1) 〇
[0004] 根据专利文献1所述的汞放电灯，通过避免阴极前端部的融化，从而可保持较高的 光通维持率，此外直到所期望的点亮时间为止，还可防止辉点移动。
[0005] 【现有技术文献】
[0006] 【专利文献】
[0007] 【专利文献1】特开平8-77967号公报

【发明内容】

[0008] 发明要解决的问题：
[0009] 可是，关于所述将高熔点金属粉与发射粉构成的烧结体用作阴极前端部的汞放电 灯，安装汞放电灯的光照射装置在结构上对汞放电灯有水平放置的要求，即需要在将阳极 和阴极共同水平放置并使其相对的状态下使用。
[0010] 不过，使汞放电灯水平放置时，以从阴极前端部露出的上方部位为中心的斜上方， 会出现由于烧焦而导致变色（黑色）的现象。此外还得知在阴极发生变色的汞放电灯，射出 光的紫外线强度保持率发生变化，因而无法达到所期望的使用寿命。
[0011] 所述阴极的变色，推测一般是因为从应产生电弧放电的烧结体前端部向阴极的上 方侧电弧放电的辉点位置偏移所致。也就是说，由于水平放置导致电弧放电的辉点偏向阴 极前端部上方时，因辉点靠近基体（阴极本体），所以基体温度上升的同时，阴极整体的温度 也在上升。在这种状态下，因加速了烧结体中所含发射粉的蒸发，从而加速了灯泡内表面的 发黑，更进一步地导致烧结体的温度上升。此外，在这种情况下，烧结体的热电子放射性增 强，从烧结体前端以外也容易产生电弧放电从而更进一步导致辉点扩散。其结果是，如果将 所述灯在椭圆反射镜的第一焦点位置对齐辉点，在第二焦点位置聚集由灯所发出的光，那 么其效率则会降低。如上所述，由于电弧放电的辉点位置偏移而引起的阴极温度上升，会产 生汞放电灯的寿命缩短的问题。
[0012] 本发明正是鉴于上述情况，并基于此目的的同时，提供一种即使是在水平放置的 情况下也可以抑制阴极温度上升的汞放电灯。
[0013]解决问题的手段：
[0014] 为达到上述目的，本发明的汞放电灯，其特征在于，是具备有灯泡、设在灯泡内的 阴极及阳极、充入灯泡内的汞及稀有气体、从灯泡的两端分别朝向轴方向延伸的管座、以及 设在各管座前端并与阴极及阳极分别电连接的阴极侧灯口及阳极侧灯口，且阴极及阳极呈 水平的姿势而使用的汞放电灯，汞的填充量为10~50mg/cm 3,在管座内具有连接阴极与阴 极侧灯口的导电箱，通过阴极、导电箱及阴极侧灯口的传热量为1.8~6.8W。
[0015] 根据所述结构，即使是水平放置汞放电灯的情形下，阴极前端温度也被保持在阴 极和阳极之间能产生电弧放电的温度以上、且产生电弧放电后在阴极前端也不会出现由于 烧焦而变色(黑色）的温度(ll〇〇°C~1900°C)，因此，不会发生汞放电灯的寿命缩短的问题。
[0016] 此外，优选地，以向阴极侧灯口及阳极侧灯口供电120~250W而发光的方式构成。
[0017] 此外，优选地，导电箱的横截面面积为0.112~0.720mm2。
[0018]此外，优选地，导电箱的横截面面积相对管座的横截面面积，为0.22~0.46%。
[0019] 此外，优选地，导电箱由钼、钨、或钽中的任意材料或其合金构成。
[0020] 此外，可具备有电连接导电箱和阴极侧灯口的平板形引线脚。此外，这种情况下， 优选地，导电箱的宽度与引线脚的宽度大致相同。
[0021] 此外，可具备有电连接导电箱和阴极侧灯口的圆柱形引线脚。此外，这种情况下， 优选地，阴极侧灯口具有有底的圆筒部，引线脚被收纳在圆筒部内，引线脚的圆周面与圆筒 部的内周面嵌合。此外，这种情况下，优选地，阴极侧灯口与引线脚通过金属膏或导电陶瓷 固定。
[0022] 此外，优选地，稀有气体是氙气、氩气、或氪气中的任意一种，亦或是将这些混合在 一起的气体，其填充压力在8~10个大气压的范围。
[0023 ]此外，优选地，阴极前端温度保持在1100 °C~1900 °C的范围内。
[0024]发明效果：
[0025] 如上所述，本发明中的汞放电灯即使在水平放置的情形下，也可以抑制阴极温度 上升。
【附图说明】
[0026] 图1是示出了本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的整体结构的说明图。
[0027] 图2是示出了本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的阴极及阳极的结构说明图。
[0028] 图3是说明从本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的阴极到灯口的示意性结构的 图。
[0029]图4是表示在本发明的实施方式所涉及的汞放电灯中，构成散热通道的部件的第1 模型的说明图。
[0030] 图5是表示在本发明的实施方式所涉及的汞放电灯中，构成散热通道的部件的第2 模型的说明图。
[0031] 图6是表示在本发明的实施方式所涉及的汞放电灯中，构成散热通道的部件的第3 模型的说明图。
[0032] 图7是表示本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的阴极前端温度的模拟结果的图 表。
[0033] 图8是表示本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的阴极前端温度的模拟结果的图 表。
[0034] 图9是表示本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的阴极前端温度的模拟结果的图 表。
[0035] 图10是表示本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的阴极前端温度的模拟结果的 图表。
[0036] 图11是表示本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的阴极前端温度的模拟结果的 图表。
[0037] 图12是表示本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的点亮时间与紫外线强度保持 率之间的关系图。
[0038] 图13是表示本发明的实施方式所涉及的汞放电灯的稀有气体的填充压力与阴极 前端(附近)的温度之间的关系图。
[0039] 图中：
[0040] 10汞放电灯
[0041] 11 灯泡
[0042] 12 阴极
[0043] 12a阴极本体
[0044] 12b烧结体
[0045] 13 阳极
[0046] 14、15 导电箱
[0047] 16 灯口
[0048] 16a引线脚
[0049] 16b 引线
【具体实施方式】
[0050]下面，结合附图对本发明的实施方式做进一步的详细说明。并且，图中相同或相应 的部位用相同的符号标记，其说明不再重复。
[0051]图1~图2是表示本发明的实施方式所涉及的汞放电灯10的示意性结构的说明图。 图1是本实施方式所涉及的汞放电灯10的整体结构的说明图，图2是本实施方式所涉及的汞 放电灯10的阴极12及阳极13的结构说明图。
[0052 ]如图1所示，本实施方式的汞放电灯10是在水平放置的状态下被点亮的灯，具备有 灯泡11、阴极12及阳极13、萊及稀有气体(均未图不）、导电箱14、导电箱15、灯口 16。
[0053]灯泡11是一个发光空间的形成容器，例如由石英玻璃而形成。
[0054]阴极12及阳极13以彼此相对的状态被设在灯泡11内。阴极12是一个作为持续电弧 放电的电子排出口而发挥作用的构件，在本实施方式中，采用了将由高熔点金属粉和发射 粉构成的烧结体配置在可塑性强的高熔点金属筒部内而形成的烧结体阴极。另一方面，阳 极13是暴露于电弧放电并作为电子流入口而发挥作用的构件。因此温度会变得非常高，所 以本实施方式的阳极13采用了在高温下热蒸发小的金属钨。
[0055]汞作为发光的主要成分被充入灯泡11内。虽然填充量根据具体需增强汞光谱的哪 一个波长频带的发光强度而会有所不同，但是在本实施方式的汞放电灯10中，从阴极12的 前端温度的角度考虑，充入10~50mg/cm3的汞（稍后详述）。并且，通过相对减少填充量，可 放射例如在波长365nm中谱宽较窄的i线。
[0056] 稀有气体是为了辅助灯启动而充入灯泡11内的气体。在本实施方式的汞放电灯10 中，氙气以大致10个大气压被充入。并且，填充量一般根据启动性、灯的寿命特性、灯的光学 特性等而决定。作为所述稀有气体，除了氙以外，还可以使用氩、氪等气体。
[0057] 导电箱14、导电箱15是应从外部向阴极12及阳极13供电、并设在不属于灯泡11的 发光空间的管状部位内（即，管座内）、且长度为25mm、宽度为4mm、厚度为0.020~0.100mm左 右的薄板形构件。导电箱14电连接阴极侧灯口 16和阴极12,给阴极12供电。此外，导电箱15 电连接阳极侧的灯口 16和阳极13,给阳极13供电。并且，本实施方式的导电箱14和导电箱 15,由带有导电性的金属钼形成。
[0058] 灯口 16连接未图示的点亮电源、是给汞放电灯10的阴极12及阳极13供电的端子。 [0059]如图2所示，本实施方式的阴极12采用了由阴极本体12a与烧结体12b构成的烧结 体阴极。
[0060]阴极本体12a是由富有可塑性的高熔点金属(例如，钼、钨、钽、铌等）构成的构件， 前端部（阳极13侧的端部）以外的部位为圆柱形，且前端部朝向前端被形成为小直径的圆锥 台形。此外，阴极本体12a的前端部（以下简称为"阴极前端部"）形成为管状，其内部配置有 烧结体12b。
[0061 ]烧结体12b是将高熔点金属粉和具有良好的电子束辐射的发射粉按预订比例混 合，冲压成型为规定形状后烧结而成。作为高熔点金属粉，可采用钼、钨、镍等。此外，作为发 射粉，可采用碱土金属（Sr、Ba、Ca)或其化合物，或者采用碱土金属氧化物与其他金属(Zr、 Be)氧化物的复合氧化物。
[0062] 所述结构的本实施方式的汞放电灯10,采用高压汞灯用的照明电源，例如通过 7.5A的恒流控制而点亮。具体而言，如果照明电源所施加的电流，经由灯口 16及导电箱14、 导电箱15,供给阴极12及阳极13时，在灯泡11的发光空间内的电极两端被施加启动电压，电 极之间绝缘破坏，电弧拉长。随着所述电弧拉长，灯泡11的发光空间内的温度上升，在室温 下凝聚在灯泡11的管内壁的汞蒸发。已蒸发的汞在等离子区中与电子或离子冲突，汞被激 发或被电离。被激发的汞当返回基态或亚稳态时，放射出与所述能量相当的光。也就是说， 当在灯泡11的发光空间内形成电弧放电时，通过汞从激发态回到基态或亚稳态时的能量 差，可发出被称之为明线光谱的、被限制在一定波长内的强光。此外，从电弧放电的形成部 位，除了明线光谱以外，通过自由电子与离子的重新结合还可发出明线以外的连续光谱的 光。
[0063] 通过所述电弧放电而点亮时，优选地，阴极12采用功函数低、热电子放射低的能量 进行。至此，因本实施方式的阴极12为烧结体阴极，功函数为1.1~1.7eV左右，比以前采用 钍钨材料的阴极(功函数:2.63eV)要低。因此，与以前采用钍钨材料的阴极(工作温度：1600 ~2000°C)相比，工作温度要低（例如，1000~1250°C左右）。
[0064] 并且，如上所述，本实施方式的汞放电灯10是假设在水平放置的状态下而点亮的。 所谓的"水平放置"并非是指将阴极12及阳极13处于上下位置关系，而是指将阴极12及阳极 13共同水平放置并使其处于相对向的状态。在这里的所谓"水平"，除了指与重力方向呈垂 直的方向以外，还包括从技术常识的角度判断可视为水平的方向。
[0065] 如上所述，在水平放置汞放电灯10的状态下使其点亮时，会出现电弧放电的辉点 偏向阴极前端部上方的问题。并且，如果一旦发生电弧放电的辉点位置偏移，会导致阴极12 的温度上升，从而有可能会缩短汞放电灯10的寿命。
[0066] 对于这一点，本专利发明人进行了深入研究。其结果是，虽然无法解释发生电弧放 电的辉点位置偏移的原因，但是有受到启发，即使发生电弧放电的辉点位置偏移，如果能够 抑制阴极12的温度上升，是否就可以避免给汞放电灯10的寿命造成不利影响呢。并且，本专 利发明人经过更进一步的反复深入研究得出，如果在汞放电灯10上设控制阴极12温度上升 的温度上升控制装置，由此便可通过点亮所述汞放电灯10来控制阴极12的温度上升。
[0067] 下面对依据所述本专利发明人的见解研究出的本实施方式的温度上升控制装置 做出详细说明。
[0068] 本实施方式的汞放电灯10的温度上升控制装置，是一种作为汞放电灯10的构成部 件来控制因点亮汞放电灯10所致的阴极12温度上升的装置，具体而言，通过由导电箱14及 与此连接的灯口 16构成将阴极12所产生的热量排出灯泡11外的散热通道，着眼于因这种结 构所引起的传热量，通过优化传热量来抑制阴极12的温度上升。
[0069] 所谓传热量是指从阴极12至灯口 16的散热通道中的总传热量Q(W)，是用下述式 (1)所示的参数。
[0070] Q(ff) =qA = -A · A · dT/dx · · · (1)
[0071] 在此，q(w/m2)是热通量，A(m2)是传热面积，λ是热导率，dT/dx是温度梯度。
[0072] 细节稍后会详述，在本实施方式中，根据式（1)算出从阴极12至灯口 16的散热通道 中的传热量，以使传热量为1.8~6.8W范围的方式，构成散热通道的构成部件(导电箱14、弓丨 线脚16a等）。
[0073] 并且，虽然通过温度上升控制装置使得阴极12温度相对降低，但阴极12的温度需 要在阴极12与阳极13之间能够产生电弧放电的温度以上、且即使在产生电弧放电后在阴极 12前端也不会发生由于烧焦而引起变色（黑色）的温度。也就是说，通过温度上升控制装置 被控制的阴极12前端的温度范围，具体而言，例如在1100~1900 °C的范围内，更优选在1230 ~1750°C范围内。
[0074] 图3是说明从汞放电灯10的阴极12至灯口 16的示意性结构的图。如图3所示，在本 实施方式的汞放电灯10中，导电箱14的一端部与阴极12的电极部位12c通过点焊连接(参考 图中A部），同时另一端部与包含在灯口 16内的引线脚16a的一端部通过点焊连接(参考图中 B部）。引线脚16a例如是由带有导电性的金属材料形成，引线脚16a的另一端部（即，与导电 箱14的连接端相反侧的端部)与包含在灯口 16内的引线16b通过点焊连接(参考图中C部）。 引线16b是由在一端部卷有镍箱等金属箱的金属绞线构成，与引线脚16a-样被包在灯口 16 内，卷有金属箱的一端部与引线脚16a通过点焊连接，同时另一端部与灯口 16的前端部位采 用银钎焊等连接(参考图中D部）。因此，在阴极12所产生的热量，从阴极12的电极部位12c通 过导电箱14、引线脚16a及引线16b传至灯口 16处，然后从灯口 16排出灯泡11外。
[0075] 在此，列举具体例对散热通道的散热效果进行说明。图4~图6分别表示本专利发 明人进行阴极前端温度模拟时所使用的散热通道的构成部件的3种模型的说明图。
[0076]图4所不的第1模型，具备有1至4片导电箱14(在图4中未图不）、以及长度为10mm、 直径为1.2mm的圆柱形引线脚16a。
[0077] 图35所示的第2模型，具备有1至2片导电箱14、以及具有与导电箱14大致相同的宽 度(即，宽度大致为4mm)、且长度为8_、厚度为1.2mm的平板形引线脚16a。
[0078] 图6所示的第3模型，具备有1至2片导电箱14、以及长度为15.5mm、直径为9.0mm的 圆柱形引线脚16a。引线脚16a的一端面形成有宽度为4.0mm、厚度为1.2mm、高度为2.0mm的 突出部。并且，引线脚16a的突出部与导电箱14连接的同时，引线脚16a的本体部（即，圆柱形 部位)通过导电性连接件16c(例如，银膏等金属膏、导电陶瓷等），嵌合在呈有底的圆筒形的 灯口 16内（即，引线脚16a的圆周面与灯口 16的内周面嵌合）。因此，第3模型的散热通道，不 具备引线16b，这一点与所述第1模型及第2模型不同。
[0079] 表1~表3示出了在图4~图6的第1模型、第2模型以及第3模型中，分别对导电箱14 的箱片结构(箱片的片数）以及箱片厚度进行变更，然后模拟阴极前端温度后的结果。表1示 出了第1模型中的阴极前端温度的模拟结果，表2示出了第2模型中的阴极前端温度的模拟 结果，表3示出了第3模型中的阴极前端温度的模拟结果。并且，各模拟中，因汞填充量影响 阴极前端温度，因此在10~50mg/cm 3范围内变更汞填充量，然后计算出阴极前端温度。
[0080] 并且，关于第1模型(箱片结构：1个箱片），根据上述公式（1)进行传热量模拟后，传 热量为1.8W。此外，按以下测量条件测出第1模型(箱片结构：1个箱片，汞含量：15mg/ cc)的 阴极前端温度为1655 °C。
[0081] (测量条件）
[0082]测量仪:辐射温度计TR_630(柯尼卡美能达株式会社）
[0083] 测量时间：刚灭灯之后 [0084] 测量距离：18cm [0085] ND滤镜:无
[0086] 放大镜：CLOSE-UP LENS No. 122
[0087] 发射率:0.39
[0088] 并且，通过模拟计算得知，阴极前端温度为1655Γ时的阴极12所需能量为27W。因 此，在表1~表3的各模拟中，示出了向阴极12输入27W能量时的阴极前端温度。此外，关于表 1~表3的传热量，以第1模型(箱片结构：1个箱片）的传热量(1.8W)为基准，其他模型以通过 各模型的阴极前端温度与第1模型的阴极前端温度之间的差来算出传热量。
[0089]

[0095] 表 3
[0096] 对比表1~表3中最上层的传热量数值可知，各模型中因引线16b的形状等、或散热 通道的结构不同，所以传热量的数值也不同。并且得知如果导电箱14的条件相同（如果箱片 横截面面积相同），那么第2模型的传热量比第1模型的传热量要大，第3模型的传热量比第2 模型的传热量要大。此外，还得知如果增加箱片厚度，或增加箱片的片数、增大箱片的横截 面面积，因传热量相应变大，在阴极12所产生的热量移动更多，所以阴极前端温度变得更 低。并且，在表1~表3所示的结构中，通过增加箱片厚度，或增加箱片的片数，导电箱14的横 截面面积调整在0.112~0.720mm 2的范围，由此传热量被调整在1.8~6.8W的范围。并且，还 得知在表1~表3所示的条件下，阴极前端温度全部在1100~1900Γ的范围内，表1~表3所 示结构（即，第1模型、第2模型及第3模型的结构)非常适合作为温度上升控制装置。并且，虽 然在一般情况下充入灯泡11内的汞含量越多，阴极前端温度就会变得越高，但是在表1~表 3所示条件下（即，传热量：1.8~6.8W)，因阴极前端温度全部进入1100~1900°C的温度范 围，可以说至少在10~50mg/cm 3范围内即使充入萊也不会有问题。
[0097]并且，如上所述，通过增加箱片厚度或增加箱片的片数、增大箱片的横截面面积， 可以有效降低阴极前端温度，不过如果过度增大箱片横截面面积，因形成导电箱14的钼和 形成灯泡11的玻璃的膨胀系数不同，会发生无法收纳在管座内的问题。因此，在本实施方式 中，导电箱的横截面面积，以相对管座的横截面面积（例如，49.5~78.5mm 2)为0.22~ 0.46%的方式构成。也就是说，如果导电箱的横截面面积相对管座的横截面面积低于 0.22%，则传热量低于1.8W，如果高于0.46%则会发生上述无法收纳到管座内的问题。
[0098] 此外，如上所述，因阴极前端温度受照明功率的影响，所以从照明功率的角度进行 了相同模拟。
[0099] 图7~图11是表示变更照明功率后，进行与上述相同模拟后的结果图。图7表示照 明功率为100W时的模拟结果的图表。图8表示照明功率为120W时的模拟结果的图表。图9表 示照明功率为150W时的模拟结果的图表。图10表示照明功率为200W时的模拟结果（即，表1 ~表3的结果）的图表。图11表示照明功率为250W时的模拟结果的图表。并且，在图7~图11 中，水平轴为传热量(W)，垂直轴为阴极前端温度（°C)。
[0100] 对比图7~图11所示可知，如果加大照明功率，阴极前端温度则会变高。此外，如上 所示，传热量越高，阴极前端温度就会越低，汞含量越高，阴极前端温度则会越高。并且，如 上所述，如果从汞放电灯10的寿命角度考虑优选阴极前端温度为1100~1900°C，可知在表1 ~表3所不的条件下（即，传热量为1.8~6.8W、萊含量为10~50mg/cm 3)，优选照明功率为 120 ~250W(图 8、图 11)。
[01 01 ]通过上述模拟结果，在本实施方式的汞放电灯10中，从阴极12至灯口 16为止的散 热通道的传热量以1.8~6.8W的方式构成，并充入10~50mg/cm3的汞。此外，规格是用120~ 250W的功率可以点亮。
[0102] 图12是表示汞放电灯10的点亮时间与紫外线强度保持率之间的关系图，表示当通 过7.5A的恒电流控制使汞放电灯10点亮时的射出光的紫外线强度保持率。图12的水平轴是 指点亮后的经过时间(h)，垂直轴是指射出光的紫外线强度保持率（％)。并且，在图12中，除 了本实施方式的汞放电灯10的紫外线强度保持率的变化（图中的实线）以外，为便于对比， 同时还示出了没有配备本实施方式的温度上升控制装置、且为传统结构的汞放电灯的紫外 线强度保持率的变化(图中的波浪线）。
[0103] 如图12所示，传统结构的汞放电灯，因不具备本实施方式的温度上升控制装置，所 以出现了阴极温度升高，射出光的紫外线强度保持率降低（即，寿命缩短）的问题。对此，本 实施方式的汞放电灯10因具备温度上升控制装置，所以能够控制阴极12的温度上升，经 4000h以上依然能保持高紫外线强度保持率(例如，80%以上）。
[0104] 如上所述，本实施方式的汞放电灯10通过在阴极12至灯口 16的散热通道下功夫， 以传热量为1.8~6.8W的方式构成，由此，以阴极前端温度在1100~1900°C范围内的方式构 成。因此，即使水平放置汞放电灯10的状态下使用，也不会影响汞放电灯10的寿命，并且一 直到超过4000h的超长点亮时间也可以将射出光的紫外线强度保持率保持在许可范围内。 此外，因以利用导电箱14或引线脚16a等灯泡11内的构成部件达到规定传热量的方式构成， 所以无需追加新的构成部件，汞放电灯10尺寸也不会增大，此外结构也不会变复杂。
[0105]以上是结合本实施方式以及实施例所做出的说明，但本发明并非局限于上述构 成，在本发明的技术性思想范围内可以进行各种变形。
[0106] 例如，本实施方式中，虽然以汞放电灯10在水平放置的状态下被使用做出了说明， 但是也可以是垂直放置汞放电灯10后使用。如果垂直放置汞放电灯10使用的话，因不会发 生电弧放电的辉点偏向阴极前端部上方的问题，所以汞放电灯10的使用寿命更长。
[0107] 此外，本实施方式中，虽然以阴极12为烧结体阴极做出了说明，不过即使是由例如 钍钨材料等单一材料构成的阴极，通过配备本实施方式中所说明的温度上升控制装置，也 可抑制其温度上升。
[0108] 此外，本实施方式中，虽然为通过在导电箱14和引线脚16a的结构上反复钻研，达 到调整传热量的目的的结构，但是并非局限于所述结构，例如也可以通过改变阴极本体12a 的外形对传热量进行调整。
[0109] 此外，本实施方式中，作为稀有气体，氙气以大约10个大气压被填充，但是并非局 限于所述结构。
[0110] 图13是表示汞放电灯10中的稀有气体的填充压力与电弧放电的温度之间的关系 图。是表示在强调点亮365nm波段的情况下时、作为稀有气体的氙气的填充压力与电弧放电 的温度之间的关系。并且，图13的水平轴是氙气的填充压力(单位:atm)，垂直轴是电弧放电 的温度(单位:°C)。
[0111] 如图13所示，氙气的填充压力越高，电弧放电的温度就会变得越低。因此，为了使 阴极前端温度在1100~1900°C的范围内，调整本实施方式的传热量的同时，还可以调整氙 气的填充压力。并且，一般情况下，考虑到灯的启动性能，稀有气体的填充压力至少在2个大 气压以上，更具体一点的话，优选3个大气压至15个大气压。并且，更进一步优选6个大气压 ~12个大气压。填充压力如果低于3个大气压，那么在阳极与阴极之间所形成的电弧形状会 膨大，电弧从前端部向基底部较宽的区域扩展。其结果是阴极前端部以外的部位也变成高 温因而不优选。填充压力如果高于15个大气压，因充入稀有气体的灯泡的强度原因，在点亮 时灯泡破裂的可能性会增大，因而不优选。
[0112] 此外，本次公开的实施方式，在各方面做出了例示，但应理解，本发明不仅仅限于 所述实施方式。本发明的范围并非局限于上述说明，其旨在包含根据权利要求书所示、与权 利要求书范围均等的意图，以及其范围内所包括的所有变形。
【主权项】
1. 一种汞放电灯，其特征在于，在具备有灯泡、设在所述灯泡内的阴极及阳极、充入所 述灯泡内的汞及稀有气体、从所述灯泡的两端分别朝向轴方向延伸的管座、以及设在所述 各管座的前端并与所述阴极及阳极分别电连接的阴极侧灯口及阳极侧灯口，且所述阴极及 所述阳极呈水平的姿势而使用的汞放电灯中， 所述萊的填充量为10~50mg/cm3， 在所述管座内具有连接所述阴极与所述阴极侧灯口的导电箱， 通过所述阴极、所述导电箱以及所述阴极侧灯口的传热量为1.8~6.8W。2. 根据权利要求1所述的汞放电灯，其特征在于，所述汞放电灯以向所述阴极侧灯口以 及所述阳极侧灯口供电120~250W而发光的方式构成。3. 根据权利要求1或2所述的汞放电灯，其特征在于，所述导电箱的横截面面积为0.112 ~0·720mm2〇4. 根据权利要求1~3中任意一项权利要求所述的汞放电灯，其特征在于，所述导电箱 的横截面面积，相对所述管座的横截面面积为0.22~0.46%。5. 根据权利要求1~4中任意一项权利要求所述的汞放电灯，其特征在于，所述导电箱 由钼、钨、或钽中的任意材料或其合金构成。6. 根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的汞放电灯，其特征在于，所述汞放电 灯具备有电连接所述导电箱和所述阴极侧灯口的平板形引线脚。7. 根据权利要求6所述的汞放电灯，其特征在于，所述导电箱的宽度与所述引线脚的宽 度大致相同。8. 根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的汞放电灯，其特征在于，所述汞放电 灯具备有电连接所述导电箱和所述阴极侧灯口的圆柱形引线脚。9. 根据权利要求8所述的汞放电灯，其特征在于，所述阴极侧灯口具有有底的圆筒部， 所述引线脚收纳在所述圆筒部内，所述引线脚的圆周面与所述圆筒部的内周面嵌合。10. 根据权利要求9所述的汞放电灯，其特征在于，所述阴极侧灯口与所述引线脚，通过 金属膏或导电陶瓷被固定。11. 根据权利要求1~10中任意一项权利要求所述的汞放电灯，其特征在于，所述稀有 气体是氙气、氩气、或氪气中的任意一种，亦或是将这些混合在一起的气体，其填充压力为3 ~15个大气压的范围。12. 根据权利要求1~11中任意一项权利要求所述的汞放电灯，其特征在于，所述阴极 的前端温度，保持在11 〇〇 °C~1900 °C的范围内。
【文档编号】H01J61/52GK106024576SQ201610178382
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】矢島聡
【申请人】豪雅冠得股份有限公司