(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-23
(45)【発行日】2023-01-31
(54)【発明の名称】ショートアーク型フラッシュランプ
(51)【国際特許分類】
H01J 61/54 20060101AFI20230124BHJP
H01J 61/90 20060101ALI20230124BHJP
H01J 61/80 20060101ALI20230124BHJP
【ＦＩ】
H01J61/54 H
H01J61/90
H01J61/80
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018148246
(22)【出願日】2018-08-07
(65)【公開番号】P2020004691
(43)【公開日】2020-01-09
【審査請求日】2021-08-03
(31)【優先権主張番号】P 2018117846
(32)【優先日】2018-06-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】599117211
【氏名又は名称】株式会社ユメックス
(74)【代理人】
【識別番号】100092956
【弁理士】
【氏名又は名称】古谷 栄男
(74)【代理人】
【識別番号】100101018
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 正
(72)【発明者】
【氏名】小林 幹弘
(72)【発明者】
【氏名】藤田 和宣
【審査官】松平 佳巳
(56)【参考文献】
【文献】特表２００４－５０７０３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３５８６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２０４０３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１５１５０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２１９８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０２６４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１７０２０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ６１／５４
Ｈ０１Ｊ ６１／９０
Ｈ０１Ｊ ６１／８０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
封止された石英ガラス発光管、前記石英ガラス発光管に封入された希ガス、
前記石英ガラス発光管内部に対向して配置された陰極および陽極、
前記石英ガラス発光管外側の陰陽極間に張った始動用のトリガー線、
を備え、コンデンサに充電した電気エネルギーを、前記トリガー線に高電圧を印加して始動する紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプであって、
前記陰極と前記陽極との距離Ｌ（単位ｃｍ）、前記陰極と前記陽極を結ぶ線分から前記石英ガラス発光管の内面との距離Ｄ（単位ｃｍ）、前記希ガスのガス圧Ｐ（単位Ｐａ）、前記コンデンサに印加する主放電用電圧Ｖ（単位V)がそれぞれ下記条件を満たし、
０．３＜Ｄ＜２、
０．３＜Ｌ＜５、
２０，０００＜Ｐ＜２００，０００、
６００≦Ｖ＜３，０００、
かつ、
２０＜（（Ｐ・Ｌ・Ｄ）/Ｖ）＜２００であり、
前記コンデンサに充電する１パルスあたりのエネルギーは５０．４Ｊ以上であること、ること、
を特徴とするショートアーク型フラッシュランプ。
【請求項2】
請求項１の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプにおいて、さらに、０．５＜Ｄ＜１．５、
０．３＜Ｌ＜１．５、
４０，０００＜Ｐ＜１００，０００、
６００≦Ｖ＜１，５００、
であることを特徴とするショートアーク型フラッシュランプ。
【請求項3】
請求項１または請求項２の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプにおいて、前記コンデンサに充電するエネルギーは５０Ｊ以上であること、
を特徴とするショートアーク型フラッシュランプ。
【請求項4】
請求項１～請求項３のいずれかの紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプにおいて、主放電におけるピーク電流は３０００Ａ以上であること
を特徴とするショートアーク型フラッシュランプ。
【請求項5】
請求項１～請求項４のいずれかの紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプにおいて、電流半値幅は１００μ秒以下であること
を特徴とするショートアーク型フラッシュランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トリガーワイヤ方式の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプに関し、特に長寿命化に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、トリガープローブ方式のショートアーク型フラッシュランプが開示されている。トリガープローブは始動用電極であり、高電圧が印加されると予備放電がなされる。この状態で、コンデンサに蓄積したエネルギーを瞬間的に主電極間に供給することで、紫外光が放射される。
【0003】
上記トリガープローブ方式のショートアーク型フラッシュランプには、以下の2つの問題があった。石英ガラス発光管内に主電極以外に前記始動用電極を設ける必要があるので、製造工程が複雑となる。また、トリガープローブが主電極の間に位置しているので、高出力にするにはトリガープローブ先端の溶融を回避する必要がある。
【0004】
そこで、発明者は、封体に沿って設けたトリガーワイヤーによって前記予備発光をおこなうことができないかを検討した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2016-152183号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、トリガーワイヤで予備発光をすると、トリガーワイヤーに沿って予備放電をおこなうため、紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプでは、封体が白濁するおそれがある。かかる白濁はランプの寿命を低下させることとなる。
【0007】
本発明は、上記問題を解決し、長寿命のトリガーワイヤ方式の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュ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】
【0008】
１）本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプは、封止された石英ガラス発光管、前記石英ガラス発光管に封入された希ガス、前記石英ガラス発光管内部に対向して配置された陰極および陽極、前記石英ガラス発光管外側の陰陽極間に張った始動用のトリガー線を備え、コンデンサに充電した電気エネルギーを、前記トリガー線に高電圧を印加して始動する紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプであって、前記陰極と前記陽極との距離Ｌ（単位ｃｍ）、前記陰極と前記陽極を結ぶ線分から前記石英ガラス発光管の内面との距離Ｄ（単位ｃｍ）、前記希ガスのガス圧Ｐ（単位Ｐａ）、前記コンデンサに印加する主放電用電圧Ｖ（単位V)が、それぞれ、０．３＜Ｄ＜２、 ０．３＜Ｌ＜５、 ２０，０００＜Ｐ＜２００，０００、６００≦Ｖ＜３，０００、かつ、 ２０＜（（Ｐ・Ｌ・Ｄ）/Ｖ）＜２００、前記コンデンサに充電する１パルスあたりのエネルギーは５０．４Ｊ以上である。
【0009】
かかる条件があれば、高出力化したトリガーワイヤ方式の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプであっても、白濁がおきにくい。したがって、長寿命のトリガーワイヤ方式の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプを提供することができる。
【0010】
２）本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプにおいては、さらに、０．５＜Ｄ＜１．５、 ０．３＜Ｌ＜１．５、 ４０，０００＜Ｐ＜１００，０００、 ６００≦Ｖ＜１，５００、である。
【0011】
かかる条件があれば、高出力化したトリガーワイヤ方式の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプであっても、白濁がおきにくい。したがって、長寿命のトリガーワイヤ方式の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプを提供することができる。
【0012】
削除
【0013】
３）本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプにおいては、主放電におけるピーク電流は３０００Ａ以上である。したがって、高出力化したトリガーワイヤ方式の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプであっても、白濁がおきにくい。
【0014】
４）本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプにおいては、電流半値幅は１００μ秒以下である。したがって、高出力化したトリガーワイヤ方式の紫外光を放射するショートアーク型フラッシュランプであっても、白濁がおきにくい。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプの外観図である。
【図2】ショートアーク型フラッシュランプ１の点灯用の回路図である。
【図3】ショートアーク型フラッシュランプ１における各種パラメータを示す図である。
【図4】実施例１～３についての電流・光波形を示す図である。
【図5】パラメータＤ、ＰＬ/Ｖを変化させた場合の、点灯性および白濁化の結果を示す図である。
【図7】充電電圧を変更した場合の条件を示す図である。
【図8】実施例５についての電流・光波形を示す図である。
【図9】実施例６についての電流・光波形を示す図である。
【図10】バルブ形状の異なるショートアーク型フラッシュランプの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
(１． ランプの構造)
図１に、本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプ１を示す。ショートアーク型フラッシュランプ１は、透明な石英ガラスからなる略楕円体形状のバルブ７、陰極３、陰極３に対向配置された陽極５、トリガーワイヤー９、口金１１を備えている。
図１に、本発明にかかるショートアーク型フラッシュランプ１を示す。ショートアーク型フラッシュランプ１は、透明な石英ガラスからなる略楕円体形状のバルブ７、陰極３、陰極３に対向配置された陽極５、トリガーワイヤー９、口金１１を備えている。
【0017】
バルブ７は、耐熱性が高く透明な石英ガラスから適時選択できるが、バルブ内部は高温のプラズマに曝されるので、耐熱性の高い、軟化温度の高い石英ガラスの使用が望ましい。バルブ７内には、不活性ガスとしてXeが所定の圧力で封入されている。
【0018】
陰極３および陽極５それぞれのリード棒はバルブ両端部で段継シール法にて真空気密に封止されている。
【0019】
陰極３、陽極５の先端形状は、先端が尖った円錐状である。これは主放電のプラズマアークが正確に電極中心に位置するようにするためである。また、先端角度は１３２度とした。これは大電流に耐えるためであり、９０度～１５０度程度の鈍角であってもよい。
【0020】
トリガーワイヤー９は、バルブ７とサイド管のつなぎ目を石英ガラス外側に密着するように張り渡し、固定されている。トリガーワイヤー９の材質は、酸化しにくく、耐熱性および導電性の高い金属線がこのましい。本実施形態においては、ニッケル線を採用したが、ニクロム線、カンタル線であってもよい。
【0021】
(２． 点灯メカニズム)
ショートアーク型フラッシュランプ１の点灯メカニズムについて説明する。ショートアーク型フラッシュランプ１は点灯装置に接続され、図２に示すようにランプ点灯回路９１とトリガー回路９３の２つの回路が構成される。
ショートアーク型フラッシュランプ１の点灯メカニズムについて説明する。ショートアーク型フラッシュランプ１は点灯装置に接続され、図２に示すようにランプ点灯回路９１とトリガー回路９３の２つの回路が構成される。
【0022】
ランプ点灯回路９１は、直流高圧電源から所定の電圧が印加され、これによりコンデンサ９８にエネルギーが充電される。トリガー回路９３は、トリガーコイル９５によって、ランプ外側に封体に沿って張られたトリガーワイヤ９７に、高電圧を印加する。これにより、ショートアーク型フラッシュランプ１内部の封入ガスが絶縁破壊され、ショートアーク型フラッシュランプ１内部の電極間をトリガー線９７に沿ったスパークストリーマが発生する。ショートアーク型フラッシュランプ１内部で絶縁破壊が発生すると、コンデンサ９８に充電されたエネルギーがショートアーク型フラッシュランプ１に供給される。
【0023】
コンデンサ９８に充電されたエネルギーが供給されると主放電が開始され、時間経過とともに電子とイオンが増加する。これによりプラズマ流が大きく成長し、放電電流も急速に大きくなる。この時、ある条件のもとで電極も徐々に加熱され陰極先端からの熱電子の放出および光電効果による陰極先端からの電子の放出が始まり、ある時点でトリガー線９７に沿った発光管内壁近傍の湾曲した主放電は、電極先端間の真直ぐな主放電に移行する。
【0024】
ここで、前記プラズマ流の温度は、放電電流と相関があり、放電電流が３０００Ａを超えると、その分、プラズマ温度も上昇する。固体の石英ガラスは、ＳｉＯ２（ガス）、ＳｉＯ（ガス）、Ｏ（ガス）、Ｏ２（ガス）として蒸発し、蒸発した各種ガス種は、高温プラズマ域から抜け出ると直ちに再結合し、数μｍ径のＳｉＯ２微粒子を生成し、再度石英ガラス内壁に付着する。付着した多数のＳｉＯ２微粒子は、光を散乱する。また、高温プラズマは、ＳｉＯ２→Ｓｉ+Ｏ２ （２Ｏ）として石英ガラスを還元し、ＵＶ域の透過率を低下させる。これにより、ＵＶ放射強度が低下し、ＵＶ放電灯として短寿命となる。
【0025】
(３． パラメータＹ＝ＰＬＤ/Ｖについて)
発明者は、放電灯寸法（Ｄ）、電極間隔（Ｌ）、封入ガス圧（Ｐ）および充電電圧（Ｖ）を変数としたＹ＝（Ｐ・Ｌ・Ｄ）/Ｖについて、Ｙが一定範囲内であれば、上記問題を回避できるのではないかと考えた。理由は、以下の通りである。
発明者は、放電灯寸法（Ｄ）、電極間隔（Ｌ）、封入ガス圧（Ｐ）および充電電圧（Ｖ）を変数としたＹ＝（Ｐ・Ｌ・Ｄ）/Ｖについて、Ｙが一定範囲内であれば、上記問題を回避できるのではないかと考えた。理由は、以下の通りである。
【0026】
パラメータＰＬ/Ｖは、以下のような意義がある。パッシェンの法則によると、放電管内における放電開始電圧は、ガス圧Ｐ（Ｐａ）と電極間距離Ｌ（ｃｍ）との積PLが小さいほど低くなり、積PLが大きいほど高くなる。放電開始電圧が低くなると自然発火しやすくなり、一方、高くなると不点灯になりやすくなる。さらに、充電電圧が低いほど放電しにくく、高いほど放電しやすくなる。したがって、パラメータＰＬ/Ｖの値は、主放電の起こりやすさを示すパラメータとなる。
【0027】
また、トリガーワイヤー放電方式のフラッシュ型のショートアーク型フラッシュランプの距離Dは、点灯しやすさおよび封体の白濁に関係するパラメータである。なぜなら、トリガーワイヤー式のショートアーク型フラッシュランプの発光メカニズムは、既に述べたように、電気抵抗の小さいスパークストリーマ放電路、すなわちトリガーワイヤーに近接した電極側部と発光管外側に張ったトリガーワイヤー９７に沿った発光管内壁近傍の湾曲した主放電は、電極先端間の真直ぐな主放電に移行するからである。
【0028】
以下、両者の関係について説明する。
【0029】
(４． 実施例)
（実施例１）
外径１１ｍｍ、内径８ｍｍの有水合成石英ガラス管を酸水素バーナーで肉厚１．５ｍｍの短軸１１ｍｍ、長軸２０ｍｍ楕円体に膨らまし、バルブとした。陰極および陽極形状は、φ６ｍｍ長さ６ｍｍの円柱形であり、各先端は１３０度の角度で円錐形に切削加工をした。陽極物質は、２％酸化ランタンドープタングステンであり、陰極は、Ｂａ3ＷＯ6粉末とタングステン粉末を混合し、プレス成型後、２０００℃３時間、高温で焼結したプレス焼結電極である。
（実施例１）
外径１１ｍｍ、内径８ｍｍの有水合成石英ガラス管を酸水素バーナーで肉厚１．５ｍｍの短軸１１ｍｍ、長軸２０ｍｍ楕円体に膨らまし、バルブとした。陰極および陽極形状は、φ６ｍｍ長さ６ｍｍの円柱形であり、各先端は１３０度の角度で円錐形に切削加工をした。陽極物質は、２％酸化ランタンドープタングステンであり、陰極は、Ｂａ3ＷＯ6粉末とタングステン粉末を混合し、プレス成型後、２０００℃３時間、高温で焼結したプレス焼結電極である。
【0030】
両電極にφ２ｍｍのタングステン芯線を圧入して接合し、芯線とサイド管端部とを、ＧＥ製Ｎｏ．１ガラスで段継接合した。
【0031】
この時の、電極間距離Ｌは０．９７ｃｍであり、放電灯寸法Ｄは０．９５ｃｍである。封入ガスは、Ｘｅであり、封入圧は、５９９９５Ｐａである。本実施例では、充電電圧１０００Ｖの条件でＹ＝５５．３である。
【0032】
図４Ａに、実施例１の１０００Ｖ―２８０μＦ点灯に対する電流・光波形を示す。図４の縦軸は電流値(kA)を、横軸は経過時間を表わす。同図によると、電流と光出力はほぼ同時に立ち上がり、約５μｓで光波形の段差が現れ（この時点における電流は約２０００Ａ）、その後、約３μｓで再び急速に立ち上がっている。管壁に沿った放電は、約１３００Ａであり、１０００Ｖ－２８０μＦ－１Ｈｚ―１万ショットの長期点灯でもまったく白濁は生じなかった。
【0033】
このように、放電電流の立ち上がりとほぼ同時に２５４ｎｍ光の出力値は立ち上り、放電電流がピーク値に至る時間の間で、トリガー線に沿って湾曲したプラズマが両電極先端に真直ぐなプラズマとして移行すると、立ち上がり中の光出力波形に段差が生じ、数μ秒の時間の後、再び光出力は増大し始めている。かかる光出力波形は、低い強度で段差が生ずることが好ましく、この例では3000A以下で良い特性を有するといえる。
【0034】
（実施例２）
電極間距離Ｌを２倍（２．０６ｃｍ）とした以外は、実施例１と同じである。本実施例では、充電電圧１０００Ｖの条件でＹ＝１１７．４である。
電極間距離Ｌを２倍（２．０６ｃｍ）とした以外は、実施例１と同じである。本実施例では、充電電圧１０００Ｖの条件でＹ＝１１７．４である。
【0035】
図４Ｂに電流・光波形を示す。電流と光波形の立ち上がりから約１７μｓで８７００Ａに達して、光波形の段差が生じ、その後約８μｓで再び急速に立ち上がった。この光波形の変化に対する電流は、約７μｓ後に３０００Ａに達しているが、光波形の段差が生じる１７μｓまでの時間は１０μｓの短時間であり、石英ガラスが蒸発する温度に加熱されない。１０００Ｖ－２８０μＦ－１Ｈｚ―１万ショットの長期点灯でもまったく白濁は生じなかった。
【0036】
このように、放電電流の立ち上がりとほぼ同時に２５４ｎｍ光の出力値は立ち上り、放電電流がピーク値に至る時間の間で、トリガー線に沿って湾曲したプラズマが両電極先端に真直ぐなプラズマとして移行すると、立ち上がり中の光出力波形に段差が生じ、数μ秒の時間の後、再び光出力は増大し始めていることがわかる。
【0037】
（実施例３）
電極間距離Ｌをさらに大きく（３．０２ｃｍ）し、封入圧Ｐをさらに大きくし（７３３２７Ｐａ）とした以外は、実施例１と同じである。
電極間距離Ｌをさらに大きく（３．０２ｃｍ）し、封入圧Ｐをさらに大きくし（７３３２７Ｐａ）とした以外は、実施例１と同じである。
【0038】
本実施例では、充電電圧１０００Ｖの条件でＹ＝２１０．４である。この場合、図４Ｃに示すように、光波形は、立ち上りからピークに至るまで段差は生ぜず、なだらかな曲線を描いている。電流は、立ち上がりから５μｓ後に３０００Ａに達し、次第に増加して、約１万Ａのピーク電流を経て下降に転じ約４０μｓ後に３０００Ａ以下となることがわかる。また、電流値が９２００Ａとなるまで約２０μｓの間、管壁に沿った放電が生じていることが分かる。１０００Ｖ－２８０μＦ－１Ｈｚの点灯テストでは、約５０００ショットで白濁が生じた。
【0039】
このように、放電電流の立ち上がりからピークに至るまでに、プラズマが管壁から両電極先端に移行しない場合、発光強度は、段差は生ぜず、上に凸のなだらかな曲線形状となる。
【0040】
本実施形態における測定方法について説明する。本実施形態においては、ＰＥＭ社製ロゴスキー電流測定器（ＲＣＴi/3000/2.5/300）を用いて、放電電流波形を測定した。また、ソーラボ社製光センサーＤＥＴ１０Ａに朝日分光社製の２５４ｎｍの光を通すバンドパスフィルターを取り付けて、光波形を測定した。なお、光波形の受光強度は任意の位置と絞り取り込み光による相対的な出力値を採用すればよい。
【0041】
なお、計測時には、放電回路中に逆電流を阻止する半導体を挿入した。これにより、放電電流波形は上に凸のなだらかな曲線となる。一方、２５４ｎｍ光波形は、管壁に沿う湾曲した放電と電極先端間の真直ぐな放電で特有な波形形状となる。
【0042】
（実施例４）
電極間距離Ｌを実施例１よりも小さくし（０．３２ｃｍ）した以外は、実施例１と同じである。この場合、極間が短いので、管壁に沿った放電がほぼ生じず、短時間でまっすぐな放電となるので、白濁の問題はほぼない。しかしながら、極間が短い分だけ、ピーク電流値が高くなるので、充電電圧が高いと電極先端が溶解するおそれがある。実施例４の場合、充電電圧が１０００Vだと、Ｙ＝１８．２となり、電極先端が溶解した。充電電圧が８００Vだと、Ｙ＝２２．８と、６００Vだと、Ｙ＝３０．４となり、いずれの場合も電極先端の溶解は生じなかった。
電極間距離Ｌを実施例１よりも小さくし（０．３２ｃｍ）した以外は、実施例１と同じである。この場合、極間が短いので、管壁に沿った放電がほぼ生じず、短時間でまっすぐな放電となるので、白濁の問題はほぼない。しかしながら、極間が短い分だけ、ピーク電流値が高くなるので、充電電圧が高いと電極先端が溶解するおそれがある。実施例４の場合、充電電圧が１０００Vだと、Ｙ＝１８．２となり、電極先端が溶解した。充電電圧が８００Vだと、Ｙ＝２２．８と、６００Vだと、Ｙ＝３０．４となり、いずれの場合も電極先端の溶解は生じなかった。
【0043】
(５．パラメータＰＬＤ/Ｖについて ）
発明者は、放電灯寸法ＤおよびパラメータＰＬ/Ｖとの透明性と点灯性に関する相関関係について、有効範囲を調べるために追加実験を行った。
発明者は、放電灯寸法ＤおよびパラメータＰＬ/Ｖとの透明性と点灯性に関する相関関係について、有効範囲を調べるために追加実験を行った。
【0044】
【0045】
図６において、透明性が８０％以上、自然発火無し、かつ不点灯無しを○、透明性が６０～８０％、自然発火がほとんどなし、かつ不点灯ほとんどなしを△、透明性が６０％以下、自然発火があり、かつ不点灯がありを×とした。
【0046】
自然発火とはトリガーに高電圧を印加することなしに、コンデンサ充電で放電灯が自然と放電することをいう。
【0047】
発光管内壁の白濁が進行すると光が散乱され、フォトセンサーの光量が低下する。
【0048】
透明性は、ライフ後光量／初期光量×100（％）で測定すればよい。本実施形態においては、200Wで点灯させて電力量2ｋWhで1万ショット点灯させた場合の、ライフ後光量を測定した。
【0049】
図６から、横軸のパラメータＰＬ/Ｖは大きくなると、縦軸の放電灯寸法Ｄは小さくならないと点灯性と白濁防止の双方を満足するようにならないことが分かる。また、縦軸の放電灯寸法Ｄが大きくなると横軸のパラメータＰＬ/Ｖは小さくならないと、点灯性と白濁防止の双方を満足するようにならないことが分かる。したがって、放電灯寸法ＤとパラメータＰＬ/Ｖの積Ｙが一定範囲内であれば、上記相反する要求を満足することが分かる。この例では２０＜Ｙ＜２００である。
【0050】
本実施形態においては、パラメータＰＬ/Ｖの組み合わせとしては、Ｐ＝１００，０００Ｐａ、Ｌ＝０．５ｃｍ、Ｐ＝７０，０００Ｐａ、Ｌ＝１．０ｃｍ，Ｐ＝４０，０００Ｐａ，Ｌ＝１．５ｃｍの3種類について、充電電圧Ｖを任意に可変した点灯実験を実施した。
【0051】
たとえば、図５において、ＰＬ／Ｖ＝１００、Ｄ＝０．３の場合、Ｙ＝３０となり、常時プラズマが管壁に接近して放電し白濁してしまった。また、ＰＬ／Ｖ＝２０、Ｄ＝１の場合、Ｙ＝２０となり、頻繁に自然発火してしまった。ＰＬ／Ｖ＝６０、Ｄ＝１の場合、Ｙ＝６０となり、短時間で電極先端放電に移行し、透明性・点灯性とも良好であった。ＰＬ／Ｖ＝１６０、Ｄ＝１の場合、Ｙ＝１６０となり、透明性８０％以上で良好であったが、希に不点灯となった。ＰＬ／Ｖ＝１００、Ｄ＝２の場合、Ｙ＝２００となり、頻繁に不点灯となった。ＰＬ／Ｖ＝２０、Ｄ＝２．８の場合、Ｙ＝５６となり、頻繁に自然発火した。
【0052】
すなわち、パラメータＹの範囲のみでは、透明性・点灯性の双方を満足する条件とはならない。発明者は、各パラメータＤ、Ｐ、Ｌ、Ｖの範囲についても適切な範囲があると考えた。
【0053】
封入ガス圧Ｐ（Ｐａ）は、２０，０００＜Ｐ＜２００，０００（Ｐａ）が好ましく、より好ましいのは、４０，０００＜Ｐ＜１００，０００である。封入ガス圧Ｐが２０，０００Ｐａ以下の圧力の場合、トリガーによる高電圧印加をしなくともコンデンサへの充電のみで放電（自然発火）するようになり、また封入ガス圧Ｐが２００，０００Ｐａ以上になるとトリガーによる高電圧印加しても点灯しなくなるからである。
【0054】
また、コンデンサへの充電電圧Ｖは、３００＜Ｖ＜３，０００（Ｖ）が好ましく、より好ましいのは５００＜Ｖ＜１，５００である。充電電圧Ｖが３００Ｖ以下の電圧の場合、封入圧力が２０，０００Ｐａほどの低圧力でも点灯しにくくなり、また充電電圧Ｖが３，０００Ｖ以上の電圧の場合、繰り返し点灯による陰極加熱で、自然発火するようになるからである。
【0055】
電極間距離Ｌ（ｃｍ）は、０．３＜Ｌ＜５（ｃｍ）が好ましく、より好ましいのは、０．３＜Ｌ＜１．５である。電極間距離Ｌが０．３ｃｍ以下の場合、封入ガス圧Ｐが２００，０００Ｐａほどの高圧力封入でも自然発火するようになり、また電極間距離Ｌが５ｃｍ以上になると主放電が管壁に沿って成長し電極間の真直ぐな放電に移行しなくなるからである。
【0056】
また、放電灯寸法Ｄは、０．３＜Ｄ＜２（ｃｍ）が好ましく、より好ましいのは、０．５＜Ｄ＜１．５である。放電灯寸法Ｄが０．３ｃｍ以下の場合、管壁が電極に接近しすぎており、主放電が電極間に移行しても、管壁が高温のプラズマに曝され白濁してしまう。一方、放電灯寸法Ｄが２ｃｍ以上の場合、電極と管壁が離れすぎて、点灯しなくなってしまうからである。
【0057】
以上述べたように、各パラメータＤ、Ｐ、Ｌ、ＶおよびパラメータＹが、上記の範囲であれば、主放電が両電極側部よりスパークストリーマ放電路を通って湾曲したプラズマ形状で始まる。湾曲したままプラズマが成長するとともに放電電流も増大すると、このプラズマが両電極先端部からの真直ぐなプラズマ形状に移行する。なお、かかる移行は、間接的に放電電流波形と２５４ｎｍ発光波形を同時に測定すればよい。
【0058】
発明者は、石英ガラス近傍のプラズマ電流が約３０００Ａを超え、３０００Ａ以上の高温プラズマに曝される時間が２０μ秒以上になると石英ガラスの蒸発が激しくなり、蒸発したＳｉ+Ｏ，ＳｉＯ2により、バルブが白濁すると考えた。上記Ｙの値が上記範囲内であれば、前記移行が３０００Ａに達してから２０μ秒以内に起こり、その結果、放電灯が長寿命となる。
【0059】
(６．他の実施例)
発明者は、さらに、キャパシタの容量、充電電圧を変更した実験を行った。
発明者は、さらに、キャパシタの容量、充電電圧を変更した実験を行った。
【0060】
まず、実施例１～３について、充電電圧を変更した場合について実験した。結果を図７Ａに示す。このように、充電電圧を変えてもＹが範囲内であれば問題ないことが分かる。
【0061】
さらに、キャパシタの容量を変更した実験を行った。結果を図７Ｂに示す。実施例５は、電極間距離Ｌは１．１４ｃｍ、放電灯寸法Ｄは０．８７ｃｍ。封入ガスは、Ｘｅであり、封入圧は、７３３２７Ｐａ、キャパシタ容量４２０μFとし、充電電圧は６００，８００、１０００（Ｖ）である。この場合、充電電圧１０００Ｖなら、Ｙ＝７２．７、充電電圧８００Ｖなら、Ｙ＝９０．９、充電電圧６００Ｖなら、Ｙ＝１２１．２となる。
【0062】
図８に実施例５の計測結果を示す。このように、管壁に沿った放電は、３０００Ａ以下で、プラズマが管壁に接している時間が短いので、寿命が長い。
【0063】
実施例６は、実施例５と、電極間距離Ｌが若干異なる（１．１７ｃｍ）。この場合、充電電圧１０００Ｖなら、Ｙ＝７４．６、充電電圧８００Ｖなら、Ｙ＝９３．３、充電電圧６００Ｖなら、Ｙ＝１２４．４となる。
【0064】
いずれの場合も、１Ｈｚ―１万ショットの長期点灯でもまったく白濁は生じなかった。また点灯性も問題なかった。
【0065】
図９に実施例６の計測結果を示す。このように、プラズマが管壁に接している時間が短いので、寿命が長い。
【0066】
このように、キャパシタの容量は、あまり影響がないことがわかる。
【0067】
本実施形態においては、楕円体形状のバルブを採用した場合について説明したが、バブル形状は、これに限定されず、たとえば図１０のようにバブルの最も膨らんだ部分が直線の管状であってもよく、あるいはより大きな径の曲線で構成されたものであってもよい。
【0068】
また、ガスの種類については、キセノンを採用した場合について説明したが、その他の不活性ガスであってもよい。
【符号の説明】
【0069】
１・・・・・・・・ショートアーク型フラッシュランプ
３・・・・・・・・陰極
５・・・・・・・・陽極
７・・・・・・・・バルブ
９・・・・・・・・トリガーワイヤー
３・・・・・・・・陰極
５・・・・・・・・陽極
７・・・・・・・・バルブ
９・・・・・・・・トリガーワイヤー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】