CN105261547B - 长弧型放电灯及光照射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种长弧型放电灯及使用该长弧型放电灯的光照射装置，即使在频繁切换高电力与低电力来点亮放电灯的情况下，反射膜也不会剥离、剥落，可靠性较高，该长弧型放电灯通过在发光管内封入金属作为发光物质并在所述发光管的外表面形成带状的反射膜而形成。上述结构的特征在于，所述发光管的管壁的OH基含有量为50ppm～300ppm，所述反射膜的OH基含有量为100ppm以上。

Description

长弧型放电灯及光照射装置

技术领域

本发明涉及一种长弧型放电灯及光照射装置，特别是涉及在发光管外表面具有反射膜的长弧型放电灯及具备该长弧型放电灯的光照射装置。

背景技术

以往，在印刷行业、电子工业中，使用汞灯、金属卤化灯等长弧型放电灯作为油墨和涂料的干燥、树脂的硬化处理所使用的光化学反应用装置的紫外线光源或者使半导体基板和液晶显示器用的液晶基板曝光时所使用的曝光装置的紫外线光源。

根据图2对现有的光照射装置所使用的长弧型放电灯1进行说明。

在发光管2的两端部形成有密封部3，在发光管2内配置有一对电极4、4。

对电极4的后端部4a进行切削加工以使其上下部形成为平坦面形状，电极4的后端部4a形成为大致方柱状。

在密封部3埋设有石英玻璃制的扁平状的隔板玻璃5，以夹持该隔板玻璃5的方式在其上下面配置有一对(两片)金属箔6a、6b，在该金属箔6a、6b的后端连接有外部引线8。

在所述密封部3内配置有玻璃制的保持用筒体7，所述电极4插通于该保持用筒体7，由此支撑该电极4。

并且，在所述密封部3的后端安装有灯头9，在该灯1组装于光照射装置的情况下，该灯头9安装于未图示的灯支撑件。

另外，带状的反射膜10遍及发光长的整个区域形成于发光管2的外表面，反射朝向发光管2上方的光，照射下方的被照射物。

从耐热性的观点看，该反射膜10以二氧化硅颗粒为主体，并由氧化铝颗粒或者二氧化硅颗粒与氧化铝颗粒的混合物等构成，并在发光管2的外表面呈细长的带状地设置。

在上述结构的长弧型放电灯中，为了良好地放射紫外线，在发光管2内封入汞、铁、镓等金属。

在日本特开2008-130302号公报(专利文献1)、日本特开2012-198997号公报(专利文献2)中公开了使用这样的长弧型放电灯的光照射装置的结构，其结构如图3所示。

图3(A)是反射镜处于打开状态的说明图。

图3(B)是反射镜处于关闭状态的说明图。

光照射装置20具备围绕该金属卤化灯1的水槽状的反射镜21，在其内面具有由电介质多层膜等构成的反射面22。

并且，所述反射镜21具有顶部开口21a与前表面开口21b，并且能够开闭，顶部开口21a与冷却风排气口23对应配置。并且，在对处理物照射紫外线的稳定点亮模式时，如图3(A)所示，敞开前表面开口21b，在进行处理物的更换等的待机点亮模式时，如图3(B)所示，反射镜20转动使前表面开口21b关闭。此外，从节省电力的观点来考虑，在该待机点亮模式时，对灯的输入电力下降。

在图3(A)所示的稳定点亮时，冷却风从反射镜21的下方流入，通过灯1的周围并使其冷却，从顶部开口21a经由排气口23流出。

另外，即使在图3(B)所示的待机点亮模式时，以比额定电力低的低电力点亮，此时还因反射镜21的前表面开口21b关闭，该反射镜21被加热。为了保护构成该反射镜21的反射面22的电介质多层膜，需要使其冷却，维持通风而不停止冷却风。

如上所述，在生产线上尽可能要求省电力化，在工作交换时等工作非处理期间(准备再点亮并维持放电灯的点亮状态)采用以充分低的电力点亮放电灯的待机点亮模式。

其结果是，放电灯在工作的处理期间与非处理期间的数十秒单位这样短的时间内处于大幅切换电力值地点亮的状态，在较短的周期内在高温状态与低温状态之间变化。

在此，如果例举稳定点亮时的电力与待机点亮(省电力点亮)时的电力的一例，则有效发光长度下的每单位长度的电力在稳定点亮时为280W/cm，待机点亮时为80W/cm。

这样一来，频繁切换高电力与低电力，并且该电力与以往相比高低差变大，从而在发光管与反射膜的界面热应力更显著，伴随放电灯的点亮时间的经过，会产生反射膜剥离这样不良情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-130302号公报

专利文献2：日本特开2012-198997号公报

发明内容

本发明鉴于上述现有技术的问题点，提供一种长弧型放电灯，在发光管内相对配置有一对电极并且封入有金属作为发光物质，以二氧化硅颗粒为主体的带状的反射膜遍及发光长度的整个区域地形成于所述发光管的外表面，在所述长弧型放电灯中，即使频繁切换高电力与低电力来点亮放电灯，反射膜也不会剥离、剥落，可靠性较高。

另外，其他课题提供一种光照射装置，该光照射装置使用所述长弧型放电灯，并具备水槽状的反射镜，在所述光照射装置中，通过反射膜来利用朝向反射镜的开口放射的光而不使其浪费，并且即使频繁切换高电力与低电力来点亮放电灯，反射膜也不会剥离、剥落，可靠性较高。

为了解决上述课题，本发明所涉及的长弧型放电灯的特征在于，发光管的管壁的OH基含有量为50ppm～300ppm，反射膜的OH基含有量为100ppm以上。

另外，本发明所涉及的光照射装置的特征在于，使用所述长弧型放电灯并具备水槽状的反射镜，该反射镜具有围绕该放电灯的反射面且与该放电灯的上部对应地具备开口。

根据本发明的长弧型放电灯，即使在高电力与低电力之间频繁地切换来点亮放电灯的情况下，由于反射膜与发光管双方含有OH基，因此在两构件的界面，OH基彼此发生脱水缩合反应而得到牢固的紧贴力，即使在严酷的点亮条件下，也不会发生膜剥落、龟裂，能够长时间的点亮。

而且，通过使发光管的OH基为50ppm以上，使与反射膜结合的OH基充分地存在而得到与反射膜的充分结合，并且，发光管的OH基为300ppm以下，从而不会使从发光管放出到放电空间的OH量过多，能够避免电极氧化这样的情况。

并且，由于反射膜的OH基含有量为100ppm以上，因此发光管与反射膜的OH基彼此的脱水缩合反应还有助于二氧化硅粒彼此的结合，反射膜自身变牢固而不易剥离。

另外，根据具备上述长弧型放电灯和水槽状的反射镜的光照射装置，能够提供一种光照射装置，维持镜开口的冷却结构且不浪费从放电灯朝向开口放射的光，能够有助于被照射面上的照度提高，而且，即使频繁切换高电力与低电力来点亮放电灯，反射膜也不会剥离、剥落，可靠性较高。

附图说明

图1是本发明的长弧型放电灯中的发光管的局部剖视图。

图2是现有的长弧型放电灯的剖视图。

图3是现有的光照射装置的整体剖视图。

具体实施方式

本发明中的长弧型放电灯的整体结构与图2所示相同，作为发光物质而封入发光管2内的金属例如是汞(Hg)、铁(Fe)、镓(Ga)等金属，也可以是混合其中一种或两种以上。

另外，反射膜10以二氧化硅颗粒为主体构成，优选的是，构成为含有二氧化硅颗粒的比例超过50％。

如图1(A)所示，构成反射膜10的二氧化硅颗粒含有OH基。作为使其含有OH基的方法，例如能够适当采用通过沉淀法、凝胶法、溶胶凝胶法等湿法来制造二氧化硅的方法。当然，即使在通过干法制造的二氧化硅中，例如也能够通过将二氧化硅类的醇盐溶液作为粘合剂来形成具有OH基的反射膜。微颗粒的形状及直径如果作为反射层发挥功能则无特别指定，但由于微颗粒膜的反射的机构在各个微颗粒的表面进行反射，因此优选尽可能致密且微颗粒层较多。例如，优选的是，二氧化硅微颗粒的形状为球状、扁平状等形状，其平均颗粒直径为0.1～10μm左右。

另外，也使构成发光管2的石英玻璃含有OH基。例如使用酸氢火焰使石英粉熔融的制法(火焰熔融石英)或以使真空管(bulb)暴露于大气中的状态加热至高温的制法，从而含有OH基。

这样一来，如图1(B)所示，通过使发光管2含有OH基，使该发光管2的OH基与构成反射膜10的二氧化硅微颗粒的OH基发生脱水缩合反应，能够提高反射膜10对发光管2的紧贴性。

发光管2的OH基含有量优选为50～300ppm。如果为50ppm以下，则能够结合的OH基变少，反射膜10的紧贴强度降低。另外，如果超过300ppm，则从发光管2放出到放电空间的OH量变多，发生放电空间内的钨电极的氧化，促进熔融。由此，钨附着于发光管而引起照度降低。

反射膜10的OH基的含有量较多为好，这能够提高其与发光管2的结合力，提高微颗粒彼此的结合力。

综上所述，根据本发明的长弧型放电灯，通过使反射膜与发光管双方含有OH基，在界面，OH基彼此发生脱水缩合反应，从而得到更牢固的紧贴力。

进行了证实本发明的效果的实验。

<实验例>

使用OH基含有量不同的反射膜及发光管，制作如下长弧型汞灯：发光长度(一对电极间距离)为250mm，发光管的内径为22mm，外径为26mm，在各发光管内封入了封入量为58mg的汞、2.5mg的碘化汞、1kPa的氩。作为反射膜材料，将含有鳞片形状的二氧化硅微颗粒的浆料沿灯长度方向涂敷宽度10mm的反射膜并干燥10小时来成膜。

使这些灯以每隔30秒使每1cm弧长的输入在80W与280W之间交替变化的方式使输入变化的点亮模式下，合计点亮1000h，来观察反射膜的外观。

在下表示出结果。

从上述表可知，在发光管及反射膜的OH基较少的情况下，结合力较弱，在伴随高输入且输入变化的严酷的点亮条件下，反射膜剥落。另一方面，在含有OH基较多的情况下，即使在严酷的点亮条件下，也不易发生反射膜的剥落。

此外，在比较例3中，未发生膜剥落，但发光管所含有的OH基的量过多，发生了发光管的失透，引起明显的照度降低。

标号说明

1 长弧型放电灯

2 发光管

3 密封部

4 电极

5 隔板玻璃

6a、6b 金属箔

7 保持用筒体

8 外部引线

9 灯头

10 反射膜

20 光照射装置

21 反射镜

21a 顶部开口

21b 前表面开口

22 反射面

23 冷却风排气口

Claims (2)

1.一种长弧型放电灯，在长形的石英玻璃制的发光管内相对配置有一对电极并且封入有金属作为发光物质，以二氧化硅颗粒为主体的带状的反射膜遍及发光长度的整个区域地形成于所述发光管的外表面，

所述长弧型放电灯的特征在于，

所述发光管的管壁的OH基含有量为50ppm～300ppm，

所述反射膜的OH基含有量为100ppm以上。

2.一种光照射装置，其特征在于，包括：

权利要求1所述的长弧型放电灯；以及

水槽状的反射镜，具有围绕该长弧型放电灯的反射面，并且与该长弧型放电灯的上部对应地具备开口。