CN111192815B - 长弧型放电灯 - Google Patents

Abstract

在具有透射紫外线的发光管且在该发光管内的两端具有一对电极的长弧型放电灯中，提供一种不改变现有设备，能够扩大灯的有效发光长度且寿命更长的长弧型放电灯。其特征在于，发光管通过将紫外线透射率不同的多个发光管部连接设置而成。另外，所述发光管由中央的第一发光管部和其两端的第二发光管部和第三发光管部组成，所述第二发光管部及第三发光管部的紫外线透射率比所述第一发光管部的紫外线透射率大。

Description

长弧型放电灯

技术领域

该发明涉及长弧型放电灯，特别是涉及对发光管加以改良的长弧型放电灯。

背景技术

过去，在印刷业界或电子工业界中，长弧型放电灯被用作在油墨、涂料的干燥、树脂的硬化处理中使用的光化学反应用装置的紫外线光源，或对半导体基板、液晶显示器用的液晶基板进行曝光所使用的曝光装置的紫外线光源。

例如，在日本特开2006－134710号公报(专利文献1)、日本特开2013－109992号公报(专利文献2)等中公开了其具体的结构。

图7中表示了这些现有技术的长弧型放电灯的结构。

在该图中，在长弧型放电灯1的发光管2的两端部形成有收缩密封而成的密封部3，在该发光管2内对向配置有一对电极4、4。

并且，为了良好地放射紫外线，在发光管2内封入有水银、铁、铊等金属。

近年来，虽然被照射物体(工件)大型化的趋势变得显著，但是在那种情况下，也提出有使过去的设备维持原样不作变更，通过加长灯的有效发光长度来应对的要求。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－134710号公报

专利文献2：日本特开2013－109992号公报

发明内容

发明所要解决的课题

该发明所要解决的课题是，在具有透射紫外线的发光管且在该发光管内的两端具有一对电极的长弧型放电灯中，提供一种不改变过去的设备而能够扩大灯的有效发光长度且寿命更长的长弧型放电灯。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明的长弧型放电灯的特征在于，所述发光管通过将紫外线透射率不同的多个发光管部连接设置而成。

其特征还在于，从所述发光管的中央侧向端部侧连接紫外线透射率依次变大的发光管部。

其特征还在于，所述发光管由中央的第一发光管部和其两端的第二发光管部及第三发光管部组成，所述第二发光管部及第三发光管部的紫外线透射率比所述第一发光管部的紫外线透射率大。

其特征还在于，所述发光管由中央的第一发光管部和连接于其两端且由和所述第一发光管部相同的材料制成的第二发光管部及第三发光管部组成，

所述第二发光管部及第三发光管部的壁厚比所述第一发光管部的壁厚薄。

发明效果

根据该发明的长弧型放电灯，所述发光管连接设置紫外线透射率不同的多个发光管部，使两端的第二发光管部及第三发光管部的紫外线透射率比中央的第一发光管部的紫外线透射率大，因此，在灯的轴方向的两端侧照度上升，从而产生灯的有效发光长度实质性地变长的效果。由此，能够对现有设备不施加大幅改造而应对大型化的工件。

另外，即使有因经年老化发光管的电极附近出现黑化、白浊的情况，也能够将在电极附近的照度降低的比例维持在标准值以上，能够维持更长时间的寿命。

附图说明

图1是本发明的长弧型放电灯的截面图。

图2是表示图1的灯的效果的照度分布。

图3是本发明的长弧型放电灯的其他实施例的截面图。

图4是表示图3的灯的效果的照度分布。

图5是本发明的长弧型放电灯的其他实施例的截面图。

图6是表示图5的灯的效果的照度分布。

图7是过去的长弧型放电灯的截面。

具体实施方式

在图1中表示了本发明的长弧型放电灯1的截面图，发光管2由中央的第一发光管部21和在其两端连接设置的第二发光管部22及第三发光管部23组成。这些第一发光管部21、第二发光管部22及第三发光管部23例如能够利用氢氧燃烧器加热熔化端部，在第一发光管部21的两端熔接第二发光管部22及第三发光管部23而连接设置一体化。

并且，该发光管2在两端部形成有收缩密封而成的密封部3，在该发光管2内对向配置有一对电极4、4，在该发光管2内封入有水银、铁、铊等金属，这些设置是和现有技术一样的。

在此，两端的第二发光管部22及第三发光管部23由紫外线透射率比中央的第一发光管部21的紫外线透射率大的材料构成。

发光管的例子表示如下。

灯全长：1730mm

电极间距离：1500mm

发光管部的材料和紫外线透射率(800℃下254nm的透射率)：

第一发光管部：GE214(GE制)

壁厚1.5mm，透射率85％

第二、三发光管部：SUPRASIL-F310玻璃(信越石英制)

壁厚1.5mm，透射率92％

管径：外径23.8mm

第一发光管部长度：L1(mm)

第二发光管部长度：L2(mm)

第三发光管部长度：L3(mm)

表1.各发光管部长度

发光管	L1(mm)	L2(mm)	L3(mm)
				A	400	700	400
B	300	900	300
				C	200	1100	200

在上述的发光管2内作为封入物封入300mg水银(Hg)，作为封入气体封入5000Pa氩气(Ar)，以灯点亮功率24kW进行点亮来测定出照度。此外，照度以距灯中心80mm的距离测定。

此外，第一发光管部的GE214是熔融石英玻璃，第二及第三发光管部的SUPRASIL-F310玻璃是合成石英玻璃。

在设所述第一发光管部的透射率为T1，所述第二发光管部及第三发光管部透射率为T2时，T2/T1＝92÷85＝1.08。

在此，作为比较例,准备了发光管的材料全长均使用GE214玻璃构成的发光管。

其结果表示于图2。

在比较例(虚线)中，虽然发生了以中央部为峰在两端照度下降的情况，但在本发明(实线、单点划线及双点划线)中，可知照度在发光管的两侧的端部区域相比中央部上升。

在此，将两者的有效照射区域(有效发光长度)设为以中央部的照度为1，照度下降到其90％的位置为止的全长，在比较例中为652mm×2＝1304mm，在本发明中为675mm×2＝1350mm。即，可知有效发光长度变长了46mm。

另外，发光管A、发光管B及发光管C是改变了各发光管部长度的发光管。由此可知，通过调整发光管部长度，能够将照度分布改变为任意的情况。

此外，在上述实施例中，虽然两侧的第二发光管部22和第三发光管部23为相同的长度、相同紫外线透射率，但是可以有若干的变更，也可以改变长度及紫外线透射率。

但是，优选两者的紫外线透射率均比中央的第一发光管部21的紫外线透射率大。由此，能够将照度分布改变为任意的情况。

在图3中表示了本发明的长弧型放电灯的其他实施例。

在此，构成两端的第二发光管部22及第三发光管部23的材料虽然相同，但由壁厚比中央的第一发光管部21的壁厚薄的材料构成。

发光管的例子表示如下。

灯全长：1730mm

电极间距离：1500mm

发光管部的材料

第一、第二、第三发光管部：GE214

管径：外径23.8mm

第一发光管部的壁厚：1.5(mm)，紫外线透射率85％(800℃)

第二发光管部的壁厚：3.0(mm)，紫外线透射率77％(800℃)

第三发光管部的壁厚：1.5(mm)，紫外线透射率85％(800℃)

第一发光管部长度：L1＝400(mm)

第二发光管部长度：L2＝700(mm)

第三发光管部长度：L3＝400(mm)

此外，电极的配置、封入物等和现有技术相同。此时，在设所述第一发光管部的透射率为T1，所述第二发光管部及第三发光管部的透射率为T2时，T2/T1＝85÷75＝1.10。

结果示于图4。

在比较例(虚线)中，虽然出现了以中央部为峰在两端照度下降的情况，在本实施例(实线D)中，可知照度在发光管的两侧的端部区域相比中央部上升。

即，在发光管部使用相同材料的情况下，通过改变两端的发光管部的壁厚，也能够改变紫外线透射率，相比在发光管的中央部的照度，能够使在两端侧的照度上升。

如上，将紫外线透射率不同的多个发光管部连接设置，由中央的第一发光管部和其两端的第二发光管部和第三发光管部构成透射紫外线的发光管，使所述第二发光管部及第三发光管部的紫外线透射率比所述第一发光管部的紫外线透射率大，因此，相比在发光管的中央部的照度，在两端侧的照度上升，其结果，得到灯的有效发光长度变长的效果。

即，随着从发光管的中央朝向端部侧紫外线透射率变大，因此，相比在发光管的中央部的照度，在两端侧的照度上升，结果，产生灯的有效发光长度变长的效果。

以上是第一发光管部使用熔融石英玻璃(GE214)，第二发光管部及第三发光管部使用合成石英玻璃(F310)构成发光管的例子。

不限于此，第一发光管部及其两端的第二发光管部和第三发光管部也可以由熔融石英玻璃构成。在该情况下，第一发光管部的羟基浓度(OH基浓度)为30ppm以下，第二发光管部及第三发光管部的OH基浓度为100ppm以上300ppm以下，由此能够使第二发光管部及第三发光管部的紫外线透射率比第一发光管部的紫外线透射率大。具体而言，作为构成发光管部的材料，第一发光管部可以为HERALUX-E，第二发光管部及第三发光管部可以使用HERALUX(TM)。

另外，也可以通过调整发光管部的钛或铈的浓度来改变紫外线透射率。

以上是在中央的第一发光管部21的两端分别连接设置一个第二发光管部22和第三发光管部23的结构的情况。不限于该情况，还能够使它们进一步成为分割构成。

在图5中表示了本发明的长弧型放电灯的其他实施例。

长弧型放电灯10的发光管2由中央的第一发光管部21、在其两端连接的第二发光管部22及第三发光管部23、在第二发光管部22的另一端连接的第四发光管部24、在第三发光管部23的另一端连接的第五发光管部25组成。“另一端”是与和第一发光管部21连接的一侧相反的一侧的端部。这些发光管部，例如可以利用氢氧燃烧器加热熔化端部并进行熔接而连接设置一体化。

在此，第一发光管部21、第四发光管部24及第五发光管部25由紫外线透射率比第二发光管部22及第三发光管部23的紫外线透射率大的材料构成。

发光管的例子表示如下。

灯全长：2830mm

电极间距离：2600mm

发光管部的材料和紫外线透射率(800℃下254nm的透射率)：

第一、第四、第五发光管部：SUPRASIL-F310玻璃

壁厚1.5mm，透射率92％

第二、三发光管部：GE214

壁厚1.5mm，透射率85％

管径：外径23.8mm

第一发光管部长度：L4＝400mm

第二发光管部长度：L5＝700mm

第三发光管部长度：L6＝400mm

第四发光管部长度：L7＝700mm

第五发光管部长度：L8＝400mm

此外，电极的配置、封入物等与现有技术相同。

结果，在图6中表示。

在本实施例(实线E)中，可知照度在发光管的两侧的端部区域和中央部同等地上升。

即，通过将紫外线透射率不同的多个发光管部连接，能够将照度分布改变为任意的情况。

在以上的实施例中，虽然表示了254nm的紫外线透射率的例子，除了该波长也可以采用例如313nm、365nm的紫外线透射率的值。

另外，也可以施加二氧化硅涂层等调整紫外线透射率，将紫外线透射率不同的发光管部连接而构成发光管。在该情况下，例如可以通过对配置在发光管的中央的发光管部施加涂料，在两侧的端部区域连接不施加涂料的发光管部来构成发光管。

如上，将紫外线透射率不同的多个发光管部连接设置而构成透射紫外线的发光管，所述发光管部的紫外线透射率不同，因此，能够将照度分布改变为任意的情况。

标号说明

1、10 长弧型放电灯

2 发光管

21 第一发光管部

22 第二发光管部

23 第三发光管部

24 第4发光管部

25 第5发光管部

3 密封部

4 电极

Claims (5)

1.一种长弧型放电灯，具有透射紫外线的发光管，并在所述发光管内的两端具有一对电极，其特征在于，

所述发光管通过将紫外线透射率不同的多个发光管部连接设置而成，

所述发光管由中央的第一发光管部和所述第一发光管部的两端的第二发光管部和第三发光管部组成，

所述第二发光管部及第三发光管部的紫外线透射率比所述第一发光管部的紫外线透射率大。

2.根据权利要求1所述的长弧型放电灯，其特征在于，

设所述第一发光管部的透射率为T1，所述第二发光管部及第三发光管部的透射率为T2时，T2/T1≥1.08。

3.根据权利要求1所述的长弧型放电灯，其特征在于，

所述第一发光管部由熔融石英玻璃构成，所述第二发光管部和所述第三发光管部由合成石英玻璃构成。

4.根据权利要求1所述的长弧型放电灯，其特征在于，

所述第一发光管部、所述第二发光管部和所述第三发光管部由熔融石英玻璃构成，

所述第一发光管部的OH基浓度为30ppm以下，

所述第二发光管部及第三发光管部的OH基浓度为100ppm以上300ppm以下。

5.根据权利要求1所述的长弧型放电灯，其特征在于，

所述发光管的第一发光管部、第二发光管部以及第三发光管部由相同的材料制成，

所述第二发光管部及第三发光管部的壁厚比所述第一发光管部的壁厚薄。

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