JPH0778598A - 低圧水銀蒸気放電ランプ - Google Patents

低圧水銀蒸気放電ランプ

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JPH0778598A
JPH0778598A JP6193297A JP19329794A JPH0778598A JP H0778598 A JPH0778598 A JP H0778598A JP 6193297 A JP6193297 A JP 6193297A JP 19329794 A JP19329794 A JP 19329794A JP H0778598 A JPH0778598 A JP H0778598A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低圧水銀蒸気放電ランプの反射層の反射率を
改良する。 【構成】 低圧水銀蒸気放電ランプは、気密に密閉され
た、水銀と稀ガスの封入物を有する放電スペース(2)
を取囲む放電容器(1)を有する。この放電ランプは更
に、放電スペース(2)内に放電を維持するための手段
(3)を有する。放電容器(1)の放電スペース(2)
に面する表面(4)の一部(5)は、比較的大きな重量
比率の、0.25μmから0.8μmの直径の中央値を
有する大きな粒子と、比較的小さな重量比率の、0.0
1μmから0.02μmの直径の中央値を有する小さな
酸化アルミニウム粒子とを有する酸化アルミニウム粒子
の反射層(6)を有し、小さな粒子は大きな粒子の間に
分散されて存すると共に、全体にわたる粒子寸法分布の
中央値とすべての粒子一緒の比表面積の積は少なくとも
4×10-33 /kgである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気密に密閉された、水
銀と稀ガスの封入物を有する放電スペースを取囲む放電
容器を有する低圧水銀蒸気放電ランプであって、この放
電ランプは更に、放電スペース内に放電を維持するため
の手段を有すると共に、放電容器の放電スペースに面す
る表面の一部分が酸化アルミニウム粒子の反射層を有す
る低圧水銀蒸気放電ランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】複写に用いることのできるこのようなラ
ンプは、欧州特許第0,270,866号より既知であ
る。この既知のランプは、管状の放電容器を用いてい
る。この放電容器内に配設された互に向き合った位置の
第1と第2の電極は、放電スペース内に放電を維持する
ための手段を形成する。放電容器の内面には、該放電容
器の全長にわたって延在する反射層が設けられる。この
反射層は、放射線がそこを通って放電スペースより出る
窓が形成されるように、円周の一部を露出しておく。反
射層は放射線の損失及び望ましくない散逸を防ぎ、窓を
通って放電スペースより出る放射線の強さを増す。既知
のランプの反射層は、0.5〜1.0μmの平均寸法を
有する酸化アルミニウム粒子を有する。
【0003】それでも、既知のランプでは、放射線が反
射層で十分反射されないという事実のために多くの放射
線が失われる。このことはランプの発光効率に対する損
失である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冒頭に記載
した種類のランプに、簡単な方法で反射層の反射率の改
良すなわちランプの効率の増大を容易にする方策を供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、比較的大きな重量比率(proportion-a
l weight)の、島津製作所(SHIMADZU)の粒子
寸法ゲージで測った直径の中央値(median diameter )
が0.25μmから0.80μmの大きな粒子のほか
に、比較的小さな重量比率の、0.01μm,0.02
μmの直径の中央値を有する小さな酸化アルミニウム粒
子も有し、この小さい粒子は大きな粒子の間に分散され
て存すると共に、全体にわたる粒子寸法分布の中央値と
すべての粒子一緒の比表面積との積が少なくとも4×1
-33 /kgであることを特徴とする。
【0006】本発明は次のような認識に基いたものであ
る。すなわち、大きな粒子だけを有する反射層の大きな
粒子の表面では放射線の一部は反射されずに大きな粒子
の間の空所に入り、大きな粒子による繰返し反射の間に
前記の空所に吸収されるという認識に基いたものであ
る。小さな粒子は、ランプ内に発生された放射線の波長
よりも著しく小さな寸法を有するので、このタイプの粒
子だけを有する層は、大きな粒子だけを有する層よりは
良く反射しない。大きな粒子は、放射線の波長と同じオ
ーダーの寸法を有する。けれども比較的小さな重量比率
の小さな粒子が大きな粒子の間に分布された反射層で
は、大きな粒子間の空所は少なくとも部分的に小さな粒
子で満たされる。小さな粒子がない場合に大きな粒子間
の空所に消失する放射線は今では小さな粒子によって放
電スペースの方向に直接に反射される。したがって、大
きな粒子だけでなくて小さな粒子も有する反射層は、大
きな粒子だけを有する反射層よりも大きな反射率を有す
る。
【0007】反射層は、一方においては、小さな粒子が
あるために比較的大きな比表面積を有する。他方におい
ては、大きな粒子の比較的大きな重量比率を有する反射
層のために、粒子寸法分布の中央値は比較的大きい。本
発明者は、前記の積が少なくとも4.0×10-33
kgである組成で有利な結果を得た。
【0008】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの好適な
一実施態様では、反射層内の小さな粒子の比率は重量で
4%と40%の間にある。
【0009】小さい粒子の重量比率が4%よりも小さい
と、大きな粒子間の空所はまだ比較的僅かな粒子しか含
まず、このため放射線の大部分が依然としてこれ等の空
所内で失われる。反射層が40%よりも大きな小さい粒
子の重量比率を有すれば、小さな粒子が、さもなければ
大きな粒子が占めたであろう空間をも占めることにな
る。さもなければ大きな粒子にぶつかったであろう放射
線はこの場合多数の小さな粒子に当たり、放電スペース
に向って反射される機会が少なくなる。反射層の反射率
は、小さな粒子の比較的小さい重量比率で達せられるで
あろう反射率よりも小さい。
【0010】反射層は例えば静電被覆(electrostatic
coating )により設けることができる。
【0011】反射層が有機媒体中の懸濁より得られる場
合は、小さな粒子の重量比率は、略々15%以下である
のが好ましい。この場合この懸濁液は長期間容易に保つ
ことができることがわかった。水中の懸濁も、小さな粒
子の大きな重量比率の場合には長い貯蔵時間が可能とな
る。
【0012】非常に好ましい結果は、大きな粒子の直径
の中央値が0.4μmと0.6μmの間にある反射層で
達成された。
【0013】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの有利な
実施態様では、反射層の塗布量は5mg/cm2 以下で
ある。この値より低い塗布量を有する反射層はスプレー
によって放電容器上に容易に設けることができる。より
大きな塗布量に対しては、比較的高い粘度の懸濁液が必
要である。この高い粘度の懸濁液は、表面に施された懸
濁液が表面上を均等に流れることができないという危険
を含んでいる。代りに、例えば、反射層を次のようにす
ることによって設けることもできる。すなわち、懸濁液
を表面上に流させ、次いで、放電容器を、反射層が所望
の表面積にわたって拡がる迄、数回にわたって傾ける。
この方法で大きな塗布量を容易に実現することができ
る。
【0014】
【実施例】以下に本発明を図の実施例を参照して更に詳
しく説明する。図1の低圧水銀蒸気放電ランプは、気密
に密閉された、水銀と稀ガスの封入物を含む放電スペー
ス2を取囲む管状の放電容器1を有する。この放電ラン
プは、更に、放電スペース内に放電を維持するための手
段3を有する。この手段3は、放電容器の夫々の端部8
a,8bに配設された第1と第2の電極7a,7bで形
成される。電極7a,7bは接点ピン9a,9a′及び
9b,9b′に接続される。放電容器1の放電スペース
に面する表面4の一部分5は、酸化アルミニウム粒子の
反射層6を有する(図2も参照されたい)。この酸化ア
ルミニウム粒子は、直径の中央値が0.25から0.8
0μmの大きな酸化アルミニウム粒子の比較的大きな重
量比率すなわち95%と、直径の中央値が0.01から
0.02μmの小さな酸化アルミニウム粒子の比較的小
さな重量比率すなわち5%とを有する。
【0015】大きな粒子は、Baikowsky CR6酸化アル
ミニウム粉末より得られる。0.47μmの直径の中央
値が島津製作所(SHIMADZU)SA−CP3粒子
寸法ゲージで測定された。この目的で、重量で10%の
CR6を含む懸濁液が、Branson 1200タイプ超音波
クリーナ内で振動されることによって、10-2モル濃度
の酢酸内でチャージ安定化(charge−stabilized)され
た。BET測定に基く製造者のデータによれば、CR6
の比表面積は略々6m2 /gである。エス・ブルナウア
ー(S.Brunauer),ピー・エチ・エメット(P.H.Emmet
t)及びイー・テラー(E.Teller)によって開発された
BET測定の原理は「プリンシプルズ・オブ・コロイド
・アンド・サーフェス・ケミストリ(Principles of Co
lloid andSurface Chemistry )の第8.6−8.9章
にピー・シー・ヒーメンツ(P.C.Hiemenz )によって述
べられている。
【0016】小さな粒子は、Degussa で製造されたAlon
−Cから得られる。製造者より供給されたデータによれ
ば、直径の中央値は略々0.013μmで、比表面積は
略々100m2 /gである(やはりBET測定に基
く)。図1及び2の実際的な具現では、反射層6は、放
電容器の中心線に対して160°の開口角(angle of a
perture )φを有する窓10を露出したままにしてお
く。反射層6は3.3mg/cm2 の塗布量を有する。
それ故塗布量は5mg/cm2 以下である。
【0017】反射層6は、95:5の重量比のCR6と
Alon−Cタイプの酸化アルミニウムのほかに、沈澱防止
剤ブチルアセテート(butyl acetate )とエチルラクテ
ート(ethyl lactate )及び結合剤としてニトロセルロ
ーズを含む。懸濁液中のAlon−C粒子より成る、略々
0.10μmから略々0.15μmの直径を有するクラ
スターが、懸濁液内に存する。この懸濁液は、表面上を
流すことによって該表面上に与えられた。この間、懸濁
液を拡げるように、放電容器はその縦軸のまわりに枢動
された。代りに、例えば懸濁液を表面にスプレーしても
よい。
【0018】前記の実施例では、小さな粒子の重量比率
は4%と40%の間にある。とりわけて、この重量比率
は15%以下である。小さな粒子の重量比率が15%以
下である有機媒体中の懸濁は、比較的長期間安定を保
つ。懸濁は代りに水中でつくられ、例えば安定剤として
のDispexブランドのポリカルボン酸(polycarboxylic a
cid )、結合剤としてのPolyoxブランドのポリエチレン
オキシド(polyethyleneoxid )、及び流れ促進剤とし
てのAntarox ブラシドのノニールフェノキシポリエタノ
ール(nonylphenoxy polyethanol)を有する。このよう
な懸濁液は、小さな粒子の例えば45%の重量比率を有
する場合でも比較的長期間安定を保つ。
【0019】反射層内の大きな粒子の直径の中央値は
0.47μm、すなわち0.40μmと0.64μmの
間にある。
【0020】大きな粒子と小さな粒子一緒の全粒子寸法
分布の中央値は0.45μmである。これと、10.7
2 /gである比表面積との積は、すべての粒子一緒に
対して4×10-33 /kg以上である。この積はここ
では4.82×10-33 /kgである。
【0021】図示のランプの窓より出る185nmと2
54nmの波長の放射線は、反射層がCR6だけを含む
ランプのそれよりも略々4%高い強さを有する。図1と
2のランプは、例えば、ランプで発生された放射線を殺
菌の目的に使用する装置に用いるのに非常に適してい
る。
【0022】別の実施例では、ランプには、反射層を覆
うけい光層が設けられる。このけい光層は例えば、窓を
露出したままにする。この実施例では、窓は例えば20
°から90°の開口角を有する。このようなランプは複
写の目的に使うことができる。代りに、けい光層は、該
けい光層が窓も覆うように全周にわたって延在すること
もできる。鉛付活珪酸バリウム(BSP)のけい光層を
有するこのようなランプは、例えば日焼けランプとして
使われる。代りに、例えば、けい光層は二価ユーロピウ
ム付活バリウム・マグネシウム・アルミニュウム(Bari
um-mgnesium alminate) (BAM),三価テルビウム付
活セリウム・テルビウム・マグネシウム・アルミニュウ
ム(Cerium-terbium-mgnesium alminate) (CAT)及
び三価ユーロピウム付活酸化イットリウム(YOX)を
有してもよい。このランプは一般の照明目的に適してい
る。
【0023】図3では、図1及び/または図2の構成要
素に対応する構成要素はそれに100を加えた符号を有
する。この図に示した本発明のランプの実施例は、梨形
の石灰ガラスの包囲部分101と、フレア101cを介
して包囲部分101と連結された鉛ガラスの凹入部分1
01bとを有する透光性の放電容器101を有する。こ
の放電容器101は、水銀と稀ガスの封入物を含む放電
スペース102を取囲む。放電スペース102に面する
放電容器101の面104の一部105は反射層106
を有する。略々2.5mg/cm2 の塗布量を有するこ
の反射層は、重量比で9:1のCR6タイプとAlon−c
のアルミニウム粉末とを含む懸濁液中に浸漬することに
よって得られた。反射層内の小さな粒子の重量比率は4
%と40%の間にある。とりわけて、小さな粒子の重量
比率は15%以下である。
【0024】大きな粒子の直径の中央値は0.4μmと
0.6μmの間にある。この場合直径の中央値は0.4
7μmである。両粒子一緒の全粒子寸法分布の中央値は
0.43μmである。大きな粒子と小さな粒子を一緒に
した比表面積は15.4m2/gである。直径の中央値
と比表面積の積は6.6×10-3 3/kgで、したが
って4×10-3 3/kgよりも大きい。
【0025】図の変形実施例では、反射層はフレア10
1c迄延在している。代りに、反射層は、例えばボール
ミラーランプを形成するように放電容器101の包囲部
分101aの部分を覆ってもよい。
【0026】放電スペース102内に放電を維持するた
めの手段103は、ランプの放電容器101の凹入部分
101b内に入れられたコイル130で形成される。こ
のコイル130は、中に軟磁性体の心(図には見られ
ず)が入れられた合成樹脂のコイル成形体132のまわ
りの導電性のワイヤの巻線131をそなえる。代りに、
コイル130は、例えば空心でもよい。放電容器101
は、中に給電ユニット141が固定され且つエンジン形
ランプキャップ142を有するハウジング140に固定
される。給電ユニット141の入力端子はランプキャッ
プ142の接点に接続される。電流供給導体135a,
135bはコイル130の巻線131を給電ユニット1
41の出力端子に接続する。
【0027】反射層の反射率への粒子寸法の影響を調べ
るために、大きな粒子がCR6タイプの酸化アルミニウ
ム粉末より得られた図1及び2に示した本発明の実施例
に従った3個のランプ(C)と、大きな粒子がSM8タ
イプの酸化アルミニウム粉末より得られた5個のランプ
(E)がつくられた。後者の粉末タイプは、0.33μ
mの中央値を有する粒子寸法分布と略々10m2 /gの
比表面積を有する。
【0028】前記のランプ(C,E)の反射層は、CR
6またはSM8のほかにAlon−Cも含む。これ等の成分
が反射層内に存する重量比率は87:13である。更
に、反射層がCR6タイプの酸化アルミニウムより得ら
れた酸化アルミニウムだけを有する5個の参考ランプ
(B)がつくられた。別の参考ランプ(D)では、酸化
アルミニウム粒子はSM8タイプの酸化アルミニウムだ
けより得れた。更に、Alon−C粒子だけを有する反射層
を有する4個の参考ランプ(A)がつくられた。
【0029】AからE迄の各ランプの反射層は、放電容
器の中心線に対して110°の開口角で露出された窓を
残している。これ等のランプはけい光層を全く有してい
ない。下の表は、反射層を有しないランプと比較した前
述のランプ(AからE)の放射強度(%でのδI)の相
対値を示したものである。更に、塗布量(G)、小さな
粒子の百分率(P- )、大きな粒子の百分率(P+ )、
すべての粒子一緒の全粒子寸法分布の中央値(d50) 、
及び直径の中央値と比表面積の積 (10-3 3/kgで
のv)も示してある。
【0030】
【表1】
【0031】Alon−Cだけの反射層をそなえたランプ
(A)の放射強度は、反射層を有しないランプのそれよ
りも僅かに(7%)大きいだけである。CR6またはS
M8だけを有する反射層をそなえたランプ(B,D)の
放射強度は、反射層なしのランプのそれよりも夫々83
%及び77%大きい。したがって、事実上大きな粒子だ
けしか有しない後者のタイプの反射層は、事実上小さな
粒子だけを有する反射層よりも遙かに好適である。けれ
ども、相対放射強度の増加は、反射層が大きな粒子の比
較的大きな重量比率だけでなく更に小さな粒子の比較的
小さな重量比率を有するランプにおいて達成される。S
M8より得られた大きな粒子へのAlon−Cの添加は(ラ
ンプE)、CR6へのAlon−Cの添加によって得られた
もの(ランプC)にくらべて比較的大きな放射強度を生
じる。
【0032】大きな粒子がBaipowsky CR1酸化アルミ
ニウム粉末より得られた場合、Alon−Cの添加はやはり
相対放射強度に好ましい影響を有することが観察され
た。けれども、相対放射強度は、CR1の代りに同じ重
量比率のCR6を含む反射層のそれよりも小さい。CR
1粒子の直径の中央値は略々0.69μmである。その
比表面積は略々3m2 /gである。
【0033】相対放射強度への小さな粒子の重量比率の
影響を確かめるために、CR6だけを含む反射層をそな
えた9個のランプ、重量比率で95:5の酸化アルミニ
ウム粉末CR6とAlon−Cの反射層をそなえた9個のラ
ンプ、重量比率が90:10の9個のランプ、及び重量
比率が85:15の9個のランプがつくられた。これ等
の36個のランプの反射層は略々3.3mg/cm2
塗布量を有し、夫々放電容器の中心線に対して160°
の開口角で窓が露出されたままである。さらにこれ等の
ランプは、反射層と窓を覆い且つ3.1mg/cm2
塗布量を有する鉛付活珪酸バリウム(BSP)のけい光
層を有する。9個のランプの各グループに対して平均放
射強度が測定された。前述の重量比率に対して、反射層
内の小さな粒子の重量比率に略々比例して平均値が増加
することが見出された。さらに詳しくいえば、反射層内
の酸化アルミニウム粉末が重量でG- % のAlon−Cを
含んだランプの放射強度の平均値は、反射層がAlon−C
を含まないランプのそれよりも略々0.3G- %大きい
ことが見出された。
【0034】図3に示した本発明のランプの実施例のル
ーメン出力が、略々2.5mg/cm2 の塗布量を有す
る反射層をCR6タイプの酸化アルミニウム粉末だけを
含む懸濁液中への浸漬によっ設けた本発明によらないラ
ンプのそれと比較された。本発明によらないランプの発
光効率は70.01 lm/Wである。本発明のランプは4
%高い72.8 lm/Wの発光効率を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のランプの第1実施例の一部断面側面図
である。
【図2】図1のII−IIにおける断面図である。
【図3】本発明のランプの第2実施例の一部断面側面図
である。
【符号の説明】
1,101 放電容器 2,102 放電スペース 3,103 放電維持手段 4,104 放電容器の表面 6,106 反射層 7a,7b 電極 101b 凹入部分 130 コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハネス ペトルス マリア バーテン オランダ国 4702 エルセー ローゼンダ ール ツワーンホッフストラート 2

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気密に密閉された、水銀と稀ガスの封入
    物を有する放電スペース(2,201)を取囲む放電容
    器(1,101)を有する低圧水銀蒸気放電ランプであ
    って、この放電ランプは更に、放電スペース(2,10
    2)内に放電を維持するための手段(3,103)を有
    すると共に、放電容器(1,101)の放電スペース
    (2,102)に面する表面(4,104)の一部分
    (5,105)が酸化アルミニウム粒子の反射層(6,
    106)を有する低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、酸
    化アルミニウム粒子は、比較的大きな重量比率の、0.
    25μmから0.80μmの直径の中央値を有する大き
    な粒子と、比較的小さな重量比率の、0.01μmから
    0.02μmの直径の中央値を有する小さな酸化アルミ
    ニウム粒子とを有し、この小さな粒子は大きな粒子の間
    に分散されて存すると共に、全体にわたる粒子寸法分布
    の中央値とすべての粒子一緒の比表面積の積が少なくと
    も4×10-33 /kgであることを特徴とする低圧水
    銀蒸気放電ランプ。
  2. 【請求項2】 反射層(6,106)内の小さな粒子の
    比率は重量で4%と40%の間にある請求項1記載の低
    圧水銀蒸気放電ランプ。
  3. 【請求項3】 反射層(6,106)内の小さな粒子の
    重量比率は略々15%以下である請求項2記載の低圧水
    銀蒸気放電ランプ。
  4. 【請求項4】 大きな粒子の直径の中央値は0.4μm
    と0.6μmの間にある請求項1乃至3の何れか1項記
    載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
  5. 【請求項5】 反射層(6,106)の塗布量は5mg
    /cm2 以下である請求項1乃至4の何れか1項記載の
    低圧水銀蒸気放電ランプ。
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