CN109962005A

CN109962005A - 放电灯

Info

Publication number: CN109962005A
Application number: CN201810906559.9A
Authority: CN
Inventors: 木村吉博
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2019-07-02
Also published as: JP2019114395A; TW201929029A

Abstract

本发明提高放电灯的照度。实施方式的放电灯包括发光管、及在发光管内引起放电的电极。在发光管内，封入有稀有气体、汞、汞以外的封入金属、卤元素及碘化镓。碘化镓的封入量以发光管内的容积比计为0.06mg/cc以上且0.10mg/cc以下。

Description

放电灯

技术领域

本发明的实施方式涉及一种放电灯(lamp)。

背景技术

例如在半导体的曝光工序或紫外线(Ultraviolet，UV)油墨(ink)或UV涂料的干燥工序、树脂的固化工序等中，为了借助紫外线来进行光化学反应，使用长弧(long arc)型放电灯来作为发出紫外线的光源。

此种长弧型放电灯有：在发光管的两端部设有电极，且例如在发光管的内部封入有稀有气体与汞的汞灯；或者除了汞以外，还封入有其他封入金属及卤元素等的金属卤化物灯(metal halide lamp)。封入金属例如根据被照射体所吸收的波长，而从铁、锡、镁、铊、铋等中选择。

作为关联技术的放电灯，已知有下述技术：在不需要365nm左右的短波长吸收，例如用于使油墨或涂料、粘合剂等固化的用途中使用的情况下，通过封入镓或铅的卤化物来作为封入金属，从而提高照度。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利第6011111号说明书

发明内容

[发明所要解决的问题]

在使用镓来作为所述封入金属的放电灯中，为了使油墨或涂料、粘合剂等适当地固化，理想的是进一步提高照度。

因此，本发明的目的在于提供一种能够提高照度的放电灯。

[解决问题的技术手段]

实施方式的放电灯包括：发光管；以及电极，在所述发光管内引起放电，在所述发光管内，封入有稀有气体、汞、所述汞以外的封入金属、卤元素及碘化镓，所述碘化镓的封入量以所述发光管内的容积比计为0.06mg/cc以上且0.10mg/cc以下。

[发明的效果]

根据本发明，能够提高放电灯的照度。

附图说明

图1是表示实施方式的放电灯的示意图。

图2是关于实施方式的放电灯，而表示碘化镓的封入量、与灯功率及照度的关系的图表。

图3是关于实施方式的放电灯，而表示碘化铅相对于碘化镓的重量比与照度的关系的图表。

[符号的说明]

1：光照射装置

3：安装部

4：保持构件

5：放电灯

6：发光管

6a：放电空间

7：电极

11：密封部

12：保温膜

13：灯头构件

14：连接线

L1～L4：线

具体实施方式

以下说明的实施方式的放电灯5具备发光管6与电极7。电极7在发光管6内引起放电。在发光管6内，封入有稀有气体、汞、汞以外的封入金属、卤元素及碘化镓。碘化镓的封入量以发光管6内的容积比计为0.06mg/cc以上且0.10mg/cc以下。

而且，以下说明的实施方式的放电灯5中的封入金属为碘化铅。碘化铅相对于碘化镓的重量比为0.03以上且0.25以下。

(实施方式)

以下，对于实施方式的长弧型放电灯(以下简称作“放电灯”)，参照附图来进行说明。图1是表示实施方式的放电灯的示意图。如图1所示，实施方式的放电灯5例如被安装于光照射装置1所具备的安装部3，实施方式的放电灯5例如被用于将照射光照射向油墨或涂料、粘合剂等被照射体。安装部3具有保持放电灯5的一对保持构件4，由一对保持构件4来保持放电灯5所具有的后述的一对灯头构件13。

(放电灯的结构)

本实施方式的放电灯5是长弧型单重管金属卤化物灯，是所谓的高亮度放电灯(High Intensity Discharge lamp，HID)。放电灯5发出峰值(peak)波长为400nm附近、例如405nm(400nm～410nm左右)或420nm(415nm～425nm左右)的光。如图1所示，放电灯5具备发光管6、灯头构件13及连接线14。

发光管6是由具有透光性的石英玻璃形成为圆筒状，在内部具有放电空间6a。作为发光管6，例如使用发光长度为500mm左右～2500mm左右者。在放电空间6a的内部，例如封入有作为稀有气体的氩气、高蒸气压的汞、汞以外的封入金属、卤元素，除了这些以外，还封入有碘化镓(GaI₃)作为镓的卤化物。作为汞以外的封入金属，封入有碘化铅(PbI₂)作为铅的卤化物。碘化铅起到提高碘化镓的发光的作用。发光管6中的碘化镓及碘化铅的封入量将后述。

如图1所示，在发光管6的放电空间6a的两端，设有一对电极7。虽未图示，但电极7具有电极轴与线圈(coil)。电极轴的一端部侧朝向放电空间6a侧，一端部设在放电空间6a内。电极轴的另一端部被熔接接合于后述的金属箔。线圈被卷绕在电极轴的一端部的外周面，且配置在放电空间6a内。电极轴及线圈是由以钨为主成分的金属材料所形成。

在发光管6的两端部，如图1所示，形成有对放电空间6a进行密封的密封部11。密封部11是通过发光管6的两端部受到热收缩(缩径)而密封的所谓的收缩密封(shrink seal)而形成的圆柱状收缩密封部。而且，在发光管6的两端部的外周面，从放电空间6a的两端跨及密封部11的外周面而设有保温膜12。保温膜12例如是由氧化锆(ZrO₂)等所形成的反射膜，对发光管6的放电空间6a的两端进行保温。

虽未图示，但在密封部11的内部嵌入有金属箔，电极轴的另一端部及金属箔、引线(导线)的一端部由石英玻璃予以密封。金属箔例如是由钼形成为矩形状。而且，在金属箔的另一端部，熔接接合有引线的一端部的外周面。

而且，接合于金属箔的引线的另一端部是从密封部11引出。而且，在密封部11的外周部，如图1所示，设有圆筒状的灯头构件13。灯头构件13通过粘合剂而接合于发光管6的密封部11。

连接线14被配置在发光管6的外部，且一端部连接于从密封部11引出的引线的另一端部。连接线14的一端部与引线的另一端部例如经由通过熔接所形成的连接部(未图示)而连接。并且，在将放电灯5安装于光照射装置1的安装部3时，通过设于安装部3的一对保持构件4来保持灯头构件13，并将连接线14连接于电源部(未图示)。

(发光管中的碘化镓及碘化铅的封入量)

图2是关于实施方式的放电灯5，而表示碘化镓的封入量、与灯功率及照度的关系的图表。在图2中，纵轴表示照度[mW/cm]，横轴表示灯功率[kW]。图2是对于封入在发光管6的放电空间6a内的碘化镓，变更放电空间6a的每1cc容积的封入量[mg/cc]时的测定结果。作为发光管6，使用外径为27.6mm、壁厚1.6mm(内径24.4mm)、发光长度(放电空间6a的长度)为2250mm者。在自然空气冷却的环境下，使放电灯5以18kW、22.5kW、27kW的灯功率(功耗)[kW]分别点亮。对于照度，是在距离放电灯5为1m的位置处，使用峰值灵敏度波长为400nm的奥克(ORC)制作所制造的照度计UV-M03A来测定。

如图2所示，碘化镓的封入量为0.107mg/cc时(图2中的线L1)且灯功率为18kW时的照度与碘化镓的封入量为0.088mg/cc时(图2中的线L2)大致等同，无法期待伴随封入量增加的照度上升。因此，在对放电灯5供给的电流密度低(灯功率小)的情况下，碘化镓的封入量达到0.10mg/cc便足够。

而且，碘化镓的封入量为0.044mg/cc时(图2中的线L4)且灯功率为27kW时的照度与碘化镓的封入量为0.064mg/cc时(图2中的线L3)相比，产生了17％的照度差，在对放电灯5供给的电流密度高(灯功率高)的情况下，通过将碘化镓的封入量设为0.06mg/cc以上，能够获得高照度。

在放电灯5的实际使用时，多为管理为固定的照度来使用，会进行使灯功率逐渐上升的控制，以使放电灯5在每个点亮累积时间下降的照度成为固定的照度。因此，放电灯5的寿命判定是通过对放电灯5供给的灯功率到达额定灯功率来判定。此时，若照度低，则初始的灯功率变高，到达额定灯功率为止的时间变短，因此无法长时间使用。

此处，若对碘化镓的封入量为0.044mg/cc时(图2中的线L4)与0.064mg/cc时(图2中的线L3)进行比较，则在0.044mg/cc时(图2中的线L4)，灯功率低的18kW时的照度低，灯功率越上升，照度差越增加。因此，在碘化镓的封入量为0.044mg/cc时(图2中的线L4)，为了将照度保持为固定，灯功率将快速上升，放电灯5的实际使用时间变短。因而，为了延长放电灯5的使用时间，优选碘化镓的封入量为0.06mg/cc以上。因此，优选的是，碘化镓的封入量以发光管6内的容积比计为0.06mg/cc以上且0.10mg/cc以下。

图3是关于实施方式的放电灯5，而表示碘化铅相对于碘化镓的重量比与照度的关系的图表。图3中，纵轴表示照度[mW/cm]，横轴表示碘化铅相对于碘化镓的重量比。图3是对封入至发光管6的放电空间6a内的碘化铅相对于碘化镓的重量比[PbI₂/GaI₃]进行变更时的测定结果。作为发光管6，使用外径为27.6mm、发光长度(放电空间6a的长度)为2250mm者。在自然空气冷却的环境下，使放电灯5以18kW的灯功率(功耗)点亮。关于照度，是在距离放电灯5为1m的位置处，使用峰值灵敏度波长为400nm的奥克(ORC)制作所制造的照度计UV-M03A来测定。

碘化铅的封入量是基于碘化铅相对于碘化镓的重量比而设定。如图3所示，分别测定碘化铅相对于碘化镓的重量比为0.01、0.03、0.25、0.50、1.00时的照度。当碘化铅相对于碘化镓的重量比为0.01时，照度变低。而且，当碘化铅相对于碘化镓的重量比超过0.25时，存在照度下降的倾向，因此重量比超过0.25将造成碘化铅的过剩封入。因此，作为碘化铅的封入量，碘化铅相对于碘化镓的重量比优选为0.03以上且0.25以下。通过在此重量比的范围内封入碘化铅，从而可伴随碘化铅封入量的增加而提高照度，作为一例，可获得超过40mW/cm的照度。

如上所述，实施方式的放电灯5中，封入发光管6内的碘化镓以发光管6内的容积比计为0.06mg/cc以上且0.10mg/cc以下。由此，能够提高放电灯5的照度，并且能够抑制放电灯5的使用时间变短。其结果，放电灯5能够使例如对波长为405nm左右或420nm左右的光进行吸收的油墨或涂料、粘合剂等适当地固化。

而且，实施方式的放电灯5在发光管6内封入有碘化铅，碘化铅相对于碘化镓的重量比为0.03以上且0.25以下。由此，能够伴随碘化铅封入量的增加而提高照度，能够使用适当封入量的碘化铅来提高照度。

对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式仅为例示，并不意图限定本发明的范围。实施方式能够以其他的各种方式来实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。实施方式或其变形包含在本发明的范围或主旨内，同样地，包含在权利要求所记载的发明及其均等的范围内。

Claims

1.一种放电灯，包括：

发光管；以及

电极，在所述发光管内引起放电，

在所述发光管内，封入有稀有气体、汞、所述汞以外的封入金属、卤元素及碘化镓，

所述碘化镓的封入量以所述发光管内的容积比计为0.06mg/cc以上且0.10mg/cc以下。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其中，

所述封入金属为碘化铅，

所述碘化铅相对于所述碘化镓的重量比为0.03以上且0.25以下。