金属卤化物灯制造技术

一种金属卤化物灯，在紫外线穿透性的石英玻璃制的、具有气密性放电空间（１０）的气密容器（１１）内的轴向，将一对放电用的电极（１２１、１２２）相对配置。在放电空间（１０）内封入由足以维持电弧放电状态的量的惰性气体、水银和使适量紫外光发光的铁及卤素构成的封入物。每单位长度的灯输入功率为５０～１６０Ｗ／ｃｍ时，作为封入物的铁的封入量Ｍ（ｍｇ／ｃｃ）相对于放电空间（１０）的容积设定成０．００２≤Ｍ≤０．１５关系的数值。通过做成这种结构，可限制铁相对于每个放电空间（１０）容积的含量，由此来抑制水冷式金属卤化物灯电极附近的黑化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种照射紫外线而用于涂料硬化或功能性高分子膜的光反应等的、尤其适于水冷式的金属卤化物灯，更详细地说，涉及一种在使水冷式金属卤化物灯点亮时对电极附近的黑化予以抑制的技术。
技术介绍
日本特开平8-148121 (现有技术1)的在放电空间的两端密封安装有电极的紫外线照射灯，被保持在由内管和外管构成的双层管型水冷套内。在放电空间内，添加水银和惰性气体，并添加铁、锡、铊等金属卤化物中的至少一种。并且在1至io气压左右的水银蒸气中进行电弧放电，将金属化合物封入，实现宽幅的长波长区域的发光。 上述的专利文献1的技术，是一种电极间距离为1000mm以上的所谓长电弧的Fe(铁)系金属卤化物灯。这种金属卤化物灯，为了延长灯的寿命，需要进行冷却，故采用的是进行可靠冷却的水冷式。在水冷式的情况下，必须对灯的电极附近的放电空间的外表面涂敷保护膜以使得电极温度不会下降，但在灯点亮中，保护膜飞散，会弄脏水冷套，所以不能进行涂敷。 因此，封入的铁与作为电极主成分的钨产生合金化成为低熔点，与钨合金化的铁合金量越增加，点灯中的铁越容易侵蚀石英玻璃而产生黑化。发光波长越长，越要增加铁的封入量，因此，存在着发光波长长则黑化就更明显的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金属卤化物灯，其通过限制钨电极与被封入于放电空间的铁的量，即使在一边采用水冷式进行冷却一边使其点灯的环境下也能抑制电极附近的黑化。附图说明 图1是对本专利技术金属卤化物灯一实施形态进行说明用的基本结构图。 图2是图1主要部分的放大图。 图3是图1的Ia-Ib线剖视图。 图4是用来说明铁相对于钨的合金量状态与熔点温度的关系的说明图。 图5是用于说明铁的含有量对黑化频度、特定波长强度的影响的关系的说明图。 图6是对将本专利技术的金属卤化物灯用于具有水冷式冷却机构的紫外线照射装置时的实施例进行说明用的系统结构图。 图7是图6的IIb-IIb线剖视图。具体实施例方式下面，参照附图，详细说明实施本专利技术用的最佳形态。 图1 图3是用于说明本专利技术的金属卤化物灯的一实施形态的图，图1是基本结构图，图2是图1主要部分的放大图，图3是图1的Ia-Ib线剖视图。 在图1中，在具有紫外线穿透性的石英玻璃制的、形成有放电空间10的气密容器11的长度方向两端的内部，隔开间隔地配置有例如由钨材料形成的电极121、122。气密容器11由例如外径小为27. 5mm、壁厚m为2. 25mm、发光波长L为2000mm的单层管构成。 电极121、122分别通过内引线131、132焊接在钼箔141、142的一端上。未图示的外引线的一端焊接在钼箔141U42的另一端上。对气密容器11的内引线131U32至外引线一端的气密容器11进行加热，将钼箔141U42的一部分密封。 另外，钼箔141、142，只要是与形成气密容器11的石英玻璃的热膨胀率相近的材料即可，但作为适于此条件的材料，使用一般性的钼。 —端分别与钼箔141U42连接的外引线，在具有耐热性和绝缘性的例如陶瓷制的插头151U52的内部对其电气连接的供电用的导线161U62绝缘密封，并与未图示的电源电路连接。 在气密容器11内，作为封入物而封入有维持电弧放电用的惰性气体即足够量的氩气1. 3kPa，并封入水银和使得发出紫外线光用的金属即铁、碘化荥、锡。 作为用于使紫外线发光的金属，也可以以溴化汞来代替碘化汞，以铊来代替锡。也可封入铁和锡、铟、铋、铊、锰中的至少二种。 如图2所示，在电极121与122间的气密容器11的外表面，一体地形成顶端为尖塔或带有圆形形状的突起17。突起17在气密容器11的周面方向至少有一个，但也可如图3所示那样形成多个。突起17在被安装的状态下至少要处于下侧的位置。在形成多个突起17的场合，突起17不必形成在同一圆周圈上，也可是偏离同一圆周圈的位置。此外，在气密容器11的长度方向上的至少一个部位形成突起17。在多个部位形成突起17时，也可以不在轴向的同一条线上。 突起17区别于将惰性气体等封入物封入在气密容器11内用的被称为尖端部分的排气管痕(排気管痕)。所设置的突起17离开气密容器11外周面的高度比排气管痕的高度高。另外，通过利用气密容器ll的密封部分，排气管痕不一定需要，可将其取消。 由于突起17的高度规定取决于与灯的水冷冷却机构的位置关系，因此不特别规定，但考虑到不应与冷却机构接触，不应影响到其他特性，最好是1 3mm左右。 通过在气密容器11表面形成突起17，当发生冷却机构与气密容器11接触的位置关系时，气密容器11通过突起17而与冷却机构接触。由此，能够抑制气密容器11局部被极端冷却的情况，可抑制容易集中于冷却部分的气密容器ll的水银集中。可抑制因水银集中所产生的蒸气压，可控制灯的电压下降，防止灯的照度下降。 这种结构的金属卤化物灯，当将灯电压2300V、灯电流10. 3A和电位梯度D 11. 5V/cm供给于电极121U22时，可发出在365nm附近具有高发光强度的紫外线。 图4是用来说明铁(Fe)相对于钨(W)的含量不同的合金状态与熔点温度之间关系的说明图。 也就是说，与铁成为合金前的W的熔点温度是341(TC，而FeW(W和Fe合金中Fe含量小)的熔点温度为1216t:，Fe2W(W和Fe合金中Fe含量大)的熔点温度为1016"，相对于钨单体的熔点温度为1/3左右。因此，当熔点温度变低时，则铁含量增加的合金化会发展，就会提早发生铁成分所引起的电极附近的黑化现象。 图5是对当每单位长度的灯输入功率为50 160W/cm时、使铁相对于放电空间容 积的封入量M(mg/cc)在0. 001 0. 2之间分5个阶段变化时的黑化和365nm附近紫外线 强度的实验结果进行说明用的说明图。 从图5中可知，铁的封入量M(mg/cc)为0. 001，虽然不发生黑化，但紫外光的强度 不符合标准。铁的封入量M(mg/cc)多到O. 16或0.2时，虽然紫外光的强度达到标准，但发 生了黑化。 铁的封入量M(mg/cc)分别为0. 002、0. 003、0. 15时，既不发生黑化，紫外光的强度 也符合标准。 因此，若将铁相对于放电空间容积的封入量M(mg/cc)设在0.2，则铁就积蓄在 灯冷却时灯的最冷部即电极周边而产生黑化。通过将相对于放电空间容积的铁的封入量 M(mg/cc)设在0. 15，就可防止黑化。 如图4所说明，相对于放电空间容积的铁的封入量M(mg/cc)越多，钨电极的铁的 合金量就增加。电极的熔点温度随之下降，就会发生点灯中在电极附近的气密容器ll内蒸 气化的铁侵蚀气密容器11而引起的黑化现象。 由此得知，限制铁的封入量M(mg/cc)，可防止气密容器11的电极121、122附近的 黑化现象，可确保所放射的紫外线的强度。 如此，当每单位长度的灯输入功率为50 160W/cm时，将铁相对于放电空间容积 的封入量做成0. 002《M《0. 15的关系，可抑制黑化。抑制黑化，换言之，就是抑制紫外线 强度的下降，就有助于延长灯的使用寿命。 图6、图7是对将本专利技术的金属卤化物灯用于具有水冷式冷却机构的紫外线照射 装置时的实施例进行说明用的示图，图6是系统结构图，图7是图61Ia-IIb线剖视图。 紫外线照射装置由金属卤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属卤化物灯，其特征在于，具有：由紫外线穿透性的材料形成具有气密性的放电空间的气密容器；封装在所述气密容器内、在所述放电空间相对配置的一对耐火性金属制的放电电极；以及由足以在所述放电空间维持电弧放电的量的惰性气体、水银和铁及卤素所构成的封入物，所述封入物的铁的封入量Ｍ（ｍｇ／ｃｃ）相对于所述放电空间的容积作成０．００２≤Ｍ≤０．１５的关系。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤冈纯，田内亮彦，
申请(专利权)人：哈利盛东芝照明公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]