JP2001102002A - ショートアーク放電ランプの点灯装置 - Google Patents
ショートアーク放電ランプの点灯装置Info
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Abstract
ェクタ用ランプが製造直後の初点灯である程度破裂する
現象を、始動時に流す電流を制御することで防止し、信
頼性の高いショートアーク放電ランプの点灯装置を得る
ことを課題とする。 【解決手段】 発光管の両端にエミッターとしての電子
放射物質を塗布しない電極を封止し、外管を用いずに発
光管のみで用いるショートアーク放電ランプの点灯装置
に関する。そして同放電ランプのランプ電力をP
L(W)、電極間のアーク長I(mm)、ランプの安定
時電流をIL(A)、同初期電流をIP(A)とした場
合、1/PL≦1.5×10-2のランプを始動するに当
たり、先ずIP≧1.4ILと規定する直流電流を流し、
次に、続いて流す電流IS(A)とした場合、IS<IL、
且つIS≦IP/2と規定する電流を3秒間以上流し、そ
の後安定点灯に移行するように構成してある。
Description
ランプの点灯装置の改良に関する。
源や半導体製造に用いるステッパ用光源等は、ランプ電
力に対するアーク長の比率が小さくランプ電圧が小さ
い。従って、電流を大きく採用したり、ランプ電圧を大
きくし電流を小さくして電極負担を小さくするために、
封入する水銀量を増やすことが行われている。
してのランプは、アーク長約3mm、2000W、内容
積16ml、点灯時の平均ガス温度を2000℃とし
て、動作圧力は2.5気圧程度であり、電極としての陰
極であっても、φ12mmの心棒を用いている。
のランプによると、ランプ製造後初めて点灯する場合、
数多くのランプの中には点灯後直ぐに破裂するものがあ
り、そのため出荷前に5分点灯し、さらに5分消灯する
動作を20回程度繰り返す等、スクリーニングを行って
いた。
ール部に埋設された陰極根元から放電を開始し、10秒
以上その場所から放電し、放電が安定してしまうため、
ランプのシール部において、石英ガラスが長時間陰極根
元による放電により、熱応力を受けて破裂することが判
明した。
トも小さくして、モバイル系のプロジェクタ光源として
用いるランプは、アーク長約1mm、120W、内容積
0.05ml、点灯時の平均ガス温度を2000℃とし
て、計算した場合、動作は約180気圧程度となるよう
に水銀を封入し、安定時のランプ電圧が80ボルト程度
となるように構成してある。従って安定時の電流は1.
5A程度である。
様に、数100本に1本は製造後の初点灯で破裂するも
のが発生した。原因としては、シール部に埋設された電
極根元から放電を開始し、長時間持続(10秒〜数10
秒間)するものがあり、両電極の先端へ移行しないで、
陰極となる側のシール部石英へ熱応力を掛け続けるため
破裂するものである。
のランプは主として産業用であり、紫外線を利用するた
めステッパ用光源のような値となり、小容量のランプは
プロジェクタ等において装置を軽くするためにバラスト
を小形軽量とすることを目的としている。
発光効率は変えずに光学的利用率を上げるためにアーク
長は短くせざるを得ない。
の約2倍とし、全光束が最大となるように構成してあ
る。同ランプは、放電を開始すると直ちに電極先端間同
士にアークが移行し、ステッパ用光源やプロジェクタ用
光源に見られるような現象は見受けられないことが確認
されている。
り、シール部根元より電子が出難いことや、放電路で初
期から電力消費をするため、電極先端温度が上昇しやす
いためである。
あって、産業用光源としてのステッパ用光源や、プロジ
ェクタ用ランプが製造直後の初点灯である程度破裂する
現象を、始動時に流す電流を制御することで防止し、信
頼性の高いショートアーク放電ランプの点灯装置を提供
することを目的とする。
解決するために次の構成とする。つまり発光管の両端に
エミッターとしての電子放電物質を塗布しない電極を封
止し、外管を用いず発光管のみで用いるショートアーク
放電ランプの点灯装置に関する。また同放電ランプのラ
ンプ電力をPL(W)、前記電極間のアーク長l(mm)、
ランプの安定時電流をIL(A)、同初期電流IP(A)とし
た場合、l/PL≦1.5×10-2のランプを始動させる
に当たり、まず、IP≧1.4ILと規定する直流電流を流
し、次に、続いて流す電流をIs(A)とした場合、Is
<IL、且つIs≦IP/2と規定する電流を3秒間以上
流し、その後安定点灯に移行させるように構成してあ
る。
プの点灯装置によると、ランプを点灯するに際して、始
動直後に始動時電流より小さな電流とした時間帯を設け
ることによって、初期のランプの破裂を防止し信頼性の
高いランプを得ることができる。
て説明する。図1において、1は半導体製造に用いるス
テッパ用の1500Wの光源(発光管)であって、中央
部に膨部2があり、最大外径φ50mm、最大内径φ4
5mmとして構成してある。3は光源の一端のシール部
4に封止した陽極であって、タングステンからなり、中
央に向かってテーパ状に細く構成してある。また同陽極
3は最大径φ18mm部分の長さは20mmであり、放
電容器としての石英材に挿入するため、シール部4に埋
設させる部分は、φ8mmに削り加工して構成してあ
る。また石英に埋設された際に、石英にクラックが発生
しないように、陽極の埋設部に0.1mm厚のモリブデ
ン箔5を巻いて構成し、数枚のナイフエッジを設けたモ
リブデンリボンを介して、モリブデンリードと外部へ電
気的に接続するように構成してある。同構成においてア
ーク長は3mmである。
11が挿入してあり、光源の中央に向かって、約30度
となるような角度で絞り加工が施され、φ8mmの部分
の先端から長さ10mm程離れた位置よりφ1.2mm
のタングステンワイヤを密着して5ターン巻いてある。
放電容器内容積約62mlの中に始動補助ガスとしての
キセノンを約1気圧と、安定時のランプ電圧が25Vと
なるようにバッファガスとして水銀を封入してある。
流)を、安定時電流の約1.5倍の直流電流を5秒間流
し、その後安定時電流の約70%の直流電流を5秒間流
した後、略安定時電流に等しい直流電流を流すと、シー
ル部に埋設された陰極部分から例え放電開始をしたとし
ても始動時電流は最大5秒しか流れず、その後約1.4
倍の電流となり、1.4倍となった直後に電極先端同士
にアークが発生し、シール部石英に熱応力が掛かり難
い。そのため同様のランプと同バラストの組合わせにて
30セットを10分間ON、10分間OFFの点滅サイ
クルにて、1000回の試験をおこなったが何ら異常は
認められず良好な特性であった。
ンプ電力PLは1500W、初期電流IPは90A、始動
後に流す電流Isは40A、安定時電流ILは60Aと
して構成する。
て説明する。図2に示すランプ20(発光管)は、定格
120Wのランプであって、ランプ中央部に最大外径φ
9.4mm、最大内径φ5.0mmの放電空間、内容積
が約0.05mlとしてあり、アルゴンガス104Pa
と、平均ガス温度を2000℃として、安定時の内圧が
230気圧となるように水銀を約15mg封入し、さら
に寿命中に黒化進行することを防止するため微量の臭化
物を封入して構成してある。
0のシール部23に埋設してなる電極であって、同じ大
きさに構成してある。また両電極21,22は対向して
配置され、電極間距離は1.0mmとして構成してあ
る。また両電極はタングステンからなる芯棒径φ0.3
mmに、タングステンからなるφ0.22mmのコイル
24を二重巻きとし4ターン巻付けて構成してある。ま
た電極全長は9mmであり、シール部に埋設して構成し
てある長さは約4mmであり、溶接シロを約1.5mm
とし、幅1.5mm、長さ19mmのナイフエッジ付の
モリブデン箔25(厚さ20μm)と接続あり、さらに
モリブデン箔25の他端は、2mmの溶接シロをとっ
て、φ0.5mmのモリブデンリード26に接続し、さ
らに口金や金属端子へと接続して構成してある。このよ
うに構成したランプは電子安定器に接続し点灯すること
ができる。
の、定格ランプ電力は120W、安定時のランプ電圧は
約80Vに構成してある。また同ランプを始動時の初期
電流3Aの直流電流として3秒流し、その後1A,5秒
間矩形波400HZの電流とし、その後3Aの同周波数
の矩形波電流を流し、ランプ電圧の上昇に従って電流を
減少させ、安定時に1.5アンペアになるように構成
し、同装置100セットを15分間ON、15分間OF
Fの点滅サイクルで4000回試験したところ何等異常
は見られず、良好な寿命特性を示した。また図2に示す
上記した光源20は図3に示すように、ガラスミラー2
7に固着して構成してある。
は、ランプを始動させる場合の条件として、ランプ電力
PL(W)とアーク長l(mm)の関係をl/PL≦1.5×
10-2とする。また直流電流を流す条件して、ランプ安
定時電流をIL(A)、初期突入時の電流IP(A)としたと
き、IP≧1.4ILとする。さらに続いて流す電流をIs
(A)(二次電流)としたとき、Is<IL且つ、Is≦I
P/2を3秒間以上流す。
電流とした時間帯を設けると、初期のランプの破裂が発
生することがない。これが、例えば点灯初期に始動時電
流を流した直後に、安定時電流と略同じ電流を流した場
合は、シール部から放電するものもあり破裂の発生原因
となることが確認されている。また初期電流IPが安定
時電流ILの1.4倍未満の電流値であると、ランプは
始動しない現象がおこり実施できない。また続いて流す
電流Isが安定時電流ILより大きく、且つ初期電流の
IP/2の電流値を超えると、アークが電極先端に移行
しないだけでなく、初期スパッタが発生する。さらにそ
の電流を流す時間が3秒未満であると、その後電極の先
端へアークが移行せず、陰極コイルから放電してスパッ
タが発生し、早期に黒化するものが発生することが確認
されている。なお、この時間は3秒乃至10秒であるの
が実用的である。
期電流より小さな電流とした時間帯を設けることによっ
て、初期のランプの破裂を防止し信頼性の高いランプを
得ることができ、産業用光源としてのステッパ用光源
や、プロジェクタ用ランプとして利用価値が大きい特別
な効果がある。
装置に用いるランプの側面図。
装置に用いる他のランプの側面図。
着したときの側面図。
Claims (1)
- 【請求項1】発光管の両端にエミッターとしての電子放
電物質を塗布しない電極を封止し、外管を用いず発光管
のみで用いるショートアーク放電ランプの点灯装置にお
いて、該放電ランプのランプ電力をPL(W)、前記電極
間のアーク長l(mm)、ランプの安定時電流をI
L(A)、同初期電流IP(A)とした場合、l/PL≦1.5
×10-2のランプを始動させるに当たり、まず、IP≧
1.4ILと規定する直流電流を流し、次に、続いて流す電
流をIs(A)とした場合、Is<IL、且つIs≦IP/
2と規定する電流を3秒間以上流し、その後安定点灯に
移行させることを特徴とするショートアーク放電ランプ
の点灯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27849299A JP3738880B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | ショートアーク放電ランプの点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27849299A JP3738880B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | ショートアーク放電ランプの点灯装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001102002A true JP2001102002A (ja) | 2001-04-13 |
JP3738880B2 JP3738880B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=17598084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27849299A Expired - Fee Related JP3738880B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | ショートアーク放電ランプの点灯装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3738880B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005056692A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Ushio Inc | ショートアーク型水銀蒸気放電ランプ |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP27849299A patent/JP3738880B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005056692A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Ushio Inc | ショートアーク型水銀蒸気放電ランプ |
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JP3738880B2 (ja) | 2006-01-25 |
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