JP2006179259A - ショートアーク型放電灯 - Google Patents

ショートアーク型放電灯 Download PDF

Info

Publication number
JP2006179259A
JP2006179259A JP2004370419A JP2004370419A JP2006179259A JP 2006179259 A JP2006179259 A JP 2006179259A JP 2004370419 A JP2004370419 A JP 2004370419A JP 2004370419 A JP2004370419 A JP 2004370419A JP 2006179259 A JP2006179259 A JP 2006179259A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lamp
sealing
arc tube
mpa
sealing glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004370419A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4358729B2 (ja
Inventor
Masahiko Kase
征彦 加瀬
Toshiyuki Sawa
俊行 澤
Hiroshi Kuwahata
宏 桑畑
Masahiro Kurano
正宏 倉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orc Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orc Manufacturing Co Ltd filed Critical Orc Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2004370419A priority Critical patent/JP4358729B2/ja
Priority to TW094140300A priority patent/TWI368929B/zh
Priority to KR1020050114637A priority patent/KR100914112B1/ko
Priority to CN2005101350338A priority patent/CN1794412B/zh
Publication of JP2006179259A publication Critical patent/JP2006179259A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4358729B2 publication Critical patent/JP4358729B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/12Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/30Vessels; Containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/30Vessels; Containers
    • H01J61/33Special shape of cross-section, e.g. for producing cool spot
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/84Lamps with discharge constricted by high pressure
    • H01J61/86Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/245Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases specially adapted for gas discharge tubes or lamps
    • H01J9/247Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases specially adapted for gas discharge tubes or lamps specially adapted for gas-discharge lamps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/26Sealing together parts of vessels
    • H01J9/265Sealing together parts of vessels specially adapted for gas-discharge tubes or lamps
    • H01J9/266Sealing together parts of vessels specially adapted for gas-discharge tubes or lamps specially adapted for gas-discharge lamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

【課題】点灯時の内圧が2.0〜3.0MPaであるショートアーク型放電灯において、ランプの立ち上がり特性と、放射照度特性と、寿命特性を良好に満足しつつ、点灯時の破裂を防止する。
【解決手段】ショートアーク型放電灯の発光管1内の放電空間2に、陰極電極3と陽極電極4を配置する。放電空間内2に希ガスと水銀を封入する。発光管球面部の端からシール用ガラス部材7の先端までの寸法をL1(mm)とする。シール用ガラス部材7の径をD(mm)とする。ランプ動作時の内圧をP(MPa)とする。このとき、D<(−0.38×P+1.79)×L1+(−3.32×P+24.3)を満たすように、ランプの形状を決定する。さらに、発光管球面端X1からランプ内部面の2つの異なる曲率の交点X2までの範囲L2において、シールガラス6の厚さtを3.0mm≦t≦5.0mmとする。また、ランプ投入電力を、5〜25kWの範囲とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、ショートアーク型放電灯に関し、特に、半導体や液晶の製造の露光工程において光源として用いられ、投入電力が1kW以上であるショートアーク型放電灯に関する。
製造プロセスなどにおける露光工程において、光源として使用されているショートアーク型放電灯は、高照度化が要求されている。この種のショートアーク型放電灯(以下、単にランプと称する)は、一般に投入電力が1kW以上となり、点灯時の温度、内圧がかなり高いことが知られている。前述の高照度化を行うための一方法として、水銀、希ガスなどをより多く封入し、紫外域のランプ発光効率を向上させることが挙げられる。この場合、点灯時ランプ内圧が封入物量の増加に起因して増大するため、破裂の危険性がより大きくなるという問題が挙げられる。
以下に、ショートアークランプにおける破裂対策の従来技術の例を説明する。従来の1kW以上の大型放電管においてはランプ入力電力をバルブ内表面積で割った値である管壁負荷値をもとにしてバルブ部を設計すると、ランプ点灯中に大きな応力が発生しやすく、最悪の場合、応力値がガラス材料の破壊応力値を超え、バルブが破壊に至ることがあった。この対策として、特許文献1に開示された「ショートアーク型放電灯」の提案がある。発光管の球面部最大内径aと発光管球面部全長cとの比を、0.42<(a/c)<1.02の範囲とする。発光管の球面部最大内径aと球面部終端面外径bとの比を、1.82<(a/c)<3.44の範囲とする。ランプ電力W(W)と発光部球面部内表面積S(mm2)との比を、W/S<0.3の範囲とする。このようにすることで内圧などが作用する場合の応力分布をより均等化させることができ、長時間点灯しても破裂に至らないようにできる。
また、市場からの要求により、ショートアーク放電ランプの大型化が進んでいる。そのため、点灯時の動作圧力が2.0(MPa)、もしくはそれ以上必要となり、箔シール部の径や長さが大きくなっている。その結果、金属箔と、金属箔に内接するシール用石英部材との間に、箔の浮き上がり現象が起こるといった問題が新たに発生した。この問題の解決のために、特許文献2に開示された「ショートアーク放電ランプ」の提案がある。ランプ投入電力が4kW以上で、点灯時の動作圧力が2.0(MPa)以上となる直流ショートアーク放電ランプである。シール石英部材へ挿入される金属部材の挿入部分の長さを、シール石英部材の全長の約4割以上とする。これにより、箔シール部に配置された金属箔に内接するシール用石英部材との間に発生する箔の浮き上がり現象を防止する。さらに、箔シール部に発生するクラックと、ランプ封入気体の外気へのリークと、ランプの早期破裂も防止できる。
発光管に連設された封止管内で、電極支持棒を挿通孔のある保持部材(肉厚の中空石英ガラス製管状部材)で保持する構造の放電ランプがある。この構造では、保持部材とシールガラスの封着部である保持部材の両端部に、熱溶融後の冷却時に熱ひずみが生じる。そのため、ランプが長時間、高圧力で動作すると、亀裂が生じる恐れがある。その問題を解決するため、特許文献3に開示された「放電ランプ」の提案がある。保持部材が石英ガラス製である。管状部材の発光管側端部域の外径を、他端側の端部域の外径より大きくする。発光管側端部域の外周に、Mo製箔部材を配置する。これにより、長時間、高圧力で動作しても、電極支持棒の保持部材と封止管との溶着部分に亀裂が生じなくなる。破裂することのない安全な信頼性の高い放電ランプとなる。
陰極と陽極の電極芯棒が保持用筒体に挿通されて保持され、保持用筒体が発光管に続く側管の絞込み部において支持されているショートアークランプがある。この構造では、電極芯棒の保持用筒体とシールガラスとの溶着の際に、保持用筒体の端部のコーナ部において、小さな間隙の楔部が形成されてしまうことがある。点灯中の発光管内のガス圧力が極めて高いと、楔部を起点としてクラックが発生する。応力が繰り返し加わることによって、クラックが斜め方向に対し大きく成長し、ついにランプが破裂してしまうという問題が生じる。この問題解決のために、特許文献4に開示された「ショートアークランプ」の提案がある。保持用筒体と絞込み部の間に、金属層もしくはセラミック層からなる中間層を介在させる。また、中間層をモリブデン箔とし、モリブデン箔が保持用筒体の外周面に巻かれる構造とする。点灯中のガス圧力を高くしても、側管の絞込み部と電極芯棒保持用筒体の端部コーナ部において、クラックが発生することがなくなる。
このように、バルブ端部から封止部にかけての部分において、非常に高い頻度で亀裂が発生する問題に対し、発光管の寸法を適切な値に設定することや、シール用石英部材への金属部材の挿入割合を適切な値に設定することや、発光管側端部域の寸法を適切な値に設定することや、電極芯棒の保持用筒体にモリブデン箔を利用することなどを、亀裂防止対策としている。
特開2003-151501号公報 特開2002-100321号公報 特許第3458756号公報 特許第3430887号公報
しかし、上記従来の亀裂防止対策技術には、以下のような問題がある。ランプ破裂に対する定性的回避は達成されても、ランプの内圧に対して、破裂に至るまでの機械的強度がどの程度余裕を有しているのかという定量的判断ができない。このことは、ランプの設計仕様がたびたび変化する環境の中で、ランプの破裂防止が必ずしも保証されるものではないことを示唆している。
例えば、破裂に直接関わっていると考えられる破裂領域の形状(ガラス部材の直径、バルブ端部から封止部の先端までの長さ、シールガラスの厚さ)を、ランプの立ち上がり特性等の問題も含め、経験則から問題がないと推測される寸法で設計し、点灯を試みたところ、ランプに封入する水銀量や、ランプのサイズによっては、予期せず破裂することがしばしば起こった。したがって、これらの従来技術に見られる破裂回避法においては、破裂に至る耐圧性が定性的であるため、ランプの仕様に対して柔軟な破裂防止ができないという問題が依然として存在する。このことより、ランプの内圧に対して、ランプ形状をどのようにすれば耐圧性が十分となるかを、定量的に判断する手段が必要とされる。
本発明の目的は、上記従来の問題を解決して、ショートアーク型放電灯において、破裂に直接関わるとされるバルブ端部から封止部にかけての形状を決定するガラス部材の径や、バルブ端部から封止部の先端までの間の寸法や、シールガラスの厚みを、内圧と関係付け、これらの関係を最適化することにより、ランプの立ち上がり特性や、放射照度や、寿命などの諸特性が良好に満足されながら、ランプ点灯時の高圧力動作において破裂の生じない安全な点灯を行えるようにすることである。
上記の課題を解決するために、本発明では、点灯時の内圧が2.0〜3.0MPaのショートアーク型放電灯を、発光管球面の端から封止部の先端までの寸法をL1(mm)とし、シール用ガラス部材の径をD(mm)とし、ランプ動作内圧をP(MPa)としたとき、D<(−0.38×P+1.79)×L1+(−3.32×P+24.3)を満たすように構成した。また、発光管球面端X1からランプ内部面の2つの異なる曲率の交点X2までの範囲L2において、シールガラスの厚さtを3.0mm≦t≦5.0mmとした。
このように構成したことにより、ショートアーク放電灯を、立ち上がり特性や照度特性や寿命特性を良好に満足しながら、長時間破裂することなく安全に点灯できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図1〜図9を参照しながら詳細に説明する。
本発明の実施例は、発光管球面の端から封止部の先端までの寸法をL1(mm)とし、シール用ガラス部材の径をD(mm)とし、ランプ動作内圧をP(MPa)としたとき、D<(−0.38×P+1.79)×L1+(−3.32×P+24.3)を満足し、発光管球面端X1からランプ内部面の2つの異なる曲率の交点X2までの範囲L2において、シールガラスの厚さtを3.0mm≦t≦5.0mmとした、点灯時の内圧が2.0〜3.0MPaであるショートアーク型放電灯である。
図1は、本発明の実施例におけるショートアーク型放電灯の概略図である。図2は、ショートアーク型放電灯の陰極電極側の部分拡大概略図である。図1と図2において、発光管1は、ショートアーク型放電灯のガラスバルブである。放電空間2は、水銀が封入された放電用の密閉空間である。陰極電極3は、負極側の放電電極である。陽極電極4は、正極側の放電電極である。電極支持棒5aは、陽極電極4を支持する導体である。電極支持棒5bは、陰極電極3を支持する導体である。シールガラス6は、発光管1を気密に封じるガラスである。シール用ガラス部材7は、電極支持棒とシールガラスとの間を封じて電極支持棒を保持するガラスである。シール用ガラス部材8は、電極支持棒とベースの間の部分を封じるガラスである。金属箔9は、電極支持棒とベースを電気的に接続する導体である。ベース10は、リード線と電極支持棒を、金属箔を介して電気的に接続するとともに、ショートアーク型放電灯を保持するための導体である。リード線11は、ショートアーク型放電灯に電流を流すための導体である。
発光管1内に、1対のタングステンなどの高融点金属からなる陰極電極3と陽極電極4が配置されている。陰極電極3と陽極電極4それぞれは、電極支持棒5aと電極支持棒5bによって支えられている。この電極支持棒5aと電極支持棒5bを、さらに保持する第1のシール用ガラス部材7と第2のシール用ガラス部材8が配置されている。電極支持棒5bからは金属箔9が伸びている。金属箔9が、シール用ガラス部材8とシールガラス6との間に配置されている。これらの部材で発光管1が封止されている。これにより、放電空間2と外気とが完全に隔離された状態で、外部からランプに通電することができる。
実施例1においては、特に必要な場合を除き、第1のシール用ガラス部材7を、単にシール用ガラス部材として説明する。また、図1において、陽極電極4側の金属箔9は、その断面形状のみを示してある。放電空間2には、希ガスと、可視から紫外域にかけて高い強度の発光スペクトルを有する水銀などが封入されている。それぞれの極性のリード線11に直流電流を印加すると、陽極電極4と陰極電極3との間にアーク放電が発生する。放電空間2の中で発生した光が、光透過性の発光管1の発光管球面部を透過して、所望の紫外線が放射される。点灯時の内圧は、内部温度と封入物の蒸気圧等の要因により、数MPaオーダーの圧力であると知られているため、発光管の素材として、厚さが3mm程度のシリカガラスが使用される場合が多い。
発光管1の表面球面部の曲率N1と異なる曲率M2(陽極側は図1に記載のM1)を有するシールガラス6との交点を発光管球面部の端X1と定義する。このとき、発光管球面部の端X1から、シールガラス6とシール用ガラス部材7とによる封止部の先端までの長さをL1(頚部長L1)とし、シール用ガラス部材7の径をD(シール部内径D)とする。封止の際、発光管球面の端X1からシールガラス6とシール用ガラス部材7の封止部までは、バルブ端部から封止部側に近づくに従って管径が小さくなるようにする。このとき、ランプ内部の形状に関して、発光管1の内面球面部の曲率をN2、L1の領域内の発光管1内面に近接する面の曲率をM4(陽極側は図1に記載のM3)、L1の領域内のシールガラス部材7に近接する面の曲率をM6(陽極側は図1に記載のM5)とした場合、M4とM6の交点をX2、X1とX2までの寸法をL2と定義する。
上記のように構成された本発明の実施例におけるショートアーク型放電灯の細部の構造について説明する。発光管球面の端Xから、シールガラス6とシール用ガラス部材7とによる封止部の先端(ランプ中心部に近い側)までの距離であるL1と、シール用ガラス部材7の径であるDと、ランプ内圧力であるPについて、破裂に至るまでの定量的な関係を、実験により求めた。
実験では、発光管球面の端Xから、封止部の先端までの距離L1と、シール用ガラス部材7の径Dの値を、何種類かの組合せに設定したサンプルランプを用意し、破裂時の内圧を測定した。そして、これらの寸法と破裂圧力との関係を記録した。ランプ内の内圧を変化させる方法は、ランプ内に水を浸し、静水圧によってランプ内に圧力を加えることで実行した。試験に用いた実験装置系を、図3に示す。水13の入った水槽12に、水13が完全に入ったランプ14を浸し、ランプのチップ部を入り口として、加圧用ポンプ16から水圧を加える。加圧用ポンプ16の圧力は可変であり、6.0MPa/5minの昇圧速度にて試験を行った。
用いた試験サンプルランプの一覧を、図4に示す。投入電力が、5〜25kWのTypeA(5kW)〜TypeE(25kW)のランプを用いた。発光管の最大球径(O.D.)は、82〜205mmである。発光管球面の長軸方向の端から端までの全長(T.L.)は、95.7〜165mmである。発光管のガラスの厚さ(Thickness)は、2.5〜3.5mmである。封止部のシールガラス6の厚さ(Thickness)は、3.5〜5.0mmである。なお、それぞれのサンプルにおいて、発光管球面部の端X1から封止部の先端までの距離L1と、シール用ガラス部材7の径Dと、試験本数は、図5に示す通りである。テストケース1組につき、2本のサンプルを用いた。
シール用ガラス部材7の径Dの値を、20,25,30mmに設定し、発光管球面部の端X1から封止部の先端までの距離L1を、0,10,20,30,40mmに設定し、投入電力12kWであるCタイプランプについて、頚部長L1とシール部内径Dと破裂圧力との関係を求めた。図6は、シール用ガラス部材7の径Dの3種類について、頚部長L1(mm)と破裂圧力(MPa)との関係を示したグラフである。グラフのプロットから、シール部内径Dの値が小さくなるほど、また、ある長さまでは頚部長L1の値が大きくなるほど、ランプ破裂圧力の値が大きくなることが分かる。このグラフは、Cタイプのサンプルランプによる一例であるが、他のタイプのランプにおいても、この定性的な評価結果は同じであった。
2.0MPaと3.0MPaの内部圧力において、図4におけるA〜Eタイプのランプサンプルにおいて、破裂が起きたときの頚部長L1とシール部内径Dとの関係をまとめてグラフにしたところ、直線(一次関数)となった。この関係に基づき、直線の傾き(Dの増加量/L1の増加量)をaとし、直線グラフの切片をbとする。このグラフを、限界L1-D関係グラフとよぶことにする。A〜Eタイプのランプサンプルのaとbを表にまとめると、図7のようになる。破裂圧力2.0〜3.0MPaにおける頚部長L1とシール部内径Dの関係グラフ(限界L1-D関係グラフ)における切片と傾きの結果表である。この表から、それぞれの破裂圧力において、ランプの大きさに関わらず、限界L1-D関係グラフは、ほぼ同じ傾きと切片を有していることが明らかになった。
ランプ内圧力2.0〜3.0MPaにおいて、圧力の変化に対して、限界L1D関係グラフの傾きと切片が線形的に変化すると近似する。限界L1D関係グラフの傾きをaとし、その切片をbとし、ランプ内圧をPとする。傾きaの平均値と、切片bの平均値が、内圧に対し線型の関係を有すると考える(線形近似による内挿)。
傾きaの方程式は、
(2.0MPaにおけるaの平均値)=X×2.0(MPa)+Y
(3.0MPaにおけるaの平均値)=X×3.0(MPa)+Y
となる。切片bの方程式は、
(2.0MPaにおけるbの平均値)=X'×2.0(MPa)+Y'
(3.0MPaにおけるbの平均値)=X'×3.0(MPa)+Y'
となる。これらの方程式を解いて、X、Y、X'、Y'を求めることができる。
この結果、一般的な傾きaと切片bを、内圧Pで表すと、
a=−0.38×P+1.79
b=−3.32×P+24.3
とすることができる。したがって、傾きaと、切片bと、内圧Pと、シール用ガラス部材の径Dと、発光管球面の端から封止部の先端までの距離L1との関係式は、
D=a×L1+b
=(−0.38×P+1.79)×L1+(−3.32×P+24.3)
と表すことができる。
図8は、図7におけるDタイプのサンプルランプの頚部長L1とシール部内径Dの関係を、2.0MPaと3.0MPaにおいてプロットした代表的なグラフである。これによると、直線上にある点は、いずれも破裂する頚部長L1とシール部内径Dの値を示している点であると解釈できる。実際、実験によれば、頚部長L1とシール部内径Dの値が、これらの直線よりも下部にある領域に位置するランプでは、破裂に至らなかった。したがって、
D<(−0.38×P+1.79)×L1+(−3.32×P+24.3)
の範囲であれば、ランプは破裂しないといえる。ランプ投入電力が5〜25kWのランプに渡って、このことが確かめられたことにより、この範囲に入るすべてのランプに、この結果が適用できることは明らかである。
さらに、発光管球面端X1からランプ内部面の2つの異なる曲率の交点X2までの範囲L2におけるシールガラス6の厚さと破裂との間に、どのような関係があるかを調査するため、発光管球面の端X1から封止部の先端までの距離L1と、シール用ガラス部材7の径Dを一定にした際のシールガラス6の厚さと破裂圧力との関係を求めた。発光管球面の端X1から封止部の先端までの距離L1を30mmとし、シール用ガラス部材7の径Dを25mmとした時、シールガラス6の厚さを2.0〜6.0mmまで変化させた際の破裂傾向を、ランプ投入電力5〜25kWのサンプルランプ(A〜Eタイプ)に対し、前述の静水圧試験と同じ原理で試験した。
図9に、X1からX2までの範囲L2におけるシールガラス6の厚さに対する破裂圧力の関係を示す。このグラフにより、シールガラス6の厚さが3.0mm未満と5.0mmを越す範囲においては、破裂圧力が急激に下がる傾向が明らかになった。これは、L2の範囲にあるシールガラス6の厚さが3.0mm未満であると、シール用ガラス部材に溶着しているシールガラス6の厚さより薄いため、封止部先端部における機械的強度が低下し、破裂時のランプ内圧が低下すると説明できる。また、5.0mmを越す厚さにおいて破裂時のランプ内圧が低下するのは、シールガラス6の厚さが大きくなることで、逆にシール用ガラス部材に溶着しているシールガラス6の厚さより厚くなることで、封止部先端部、あるいは発光管との付け根において機械的強度が低下するためと考えられる。したがって、発光管球面端X1からX2の範囲L2において、シールガラス6の厚さをtとすると3.0mm≦t≦5.0mmの定量的範囲では最も破裂耐性が強いと考えられる。これらのことは、5〜25kW級のランプサイズに渡って確かめられたことにより、この範囲に入るすべてのランプに適用できることが明らかになった。
さらに、発光管球面の端X1から封止部の先端までの寸法をL1(mm)とし、シール用ガラス部材の径をD(mm)とし、ランプ動作内圧P(MPa)とした時、D<(−0.38×P+1.79)×L1+(−3.32×P+24.3)とし、この範囲において、発光管球面端X1からランプ内部面の2つの異なる曲率の交点X2までの範囲L2において、シールガラス6の厚さtを3.0mm≦t≦5.0mmとし、点灯時の内圧が2.0〜3.0MPaである5〜25kWのショートアーク型放電灯を設計し、実際に点灯を試みた。そして、ランプの立ち上がり特性と、照度特性と、寿命等の諸性能を評価した。その結果、長時間の点灯においても、安定したランプ特性を確認することができ、これらの特性項目において満足できる結果を得ることができた。
上記のように、本発明の実施例では、点灯時の内圧が2.0〜3.0MPaであるショートアーク型放電灯の形状を、発光管球面の端から封止部の先端までの寸法をL1(mm)とし、シール用ガラス部材の径をD(mm)とし、ランプ動作内圧P(MPa)として、D<(−0.38×P+1.79)×L1+(−3.32×P+24.3)を満たし、発光管球面端X1からランプ内部面の2つの異なる曲率の交点X2までの範囲L2において、シールガラスの厚さtを3.0mm≦t≦5.0mmとしたので、5〜25kWのショートアーク型放電灯であれば、ランプの立ち上がり特性と照度特性と寿命特性が良好であり、破裂しないようにできる。
本発明のショートアーク型放電灯は、半導体や液晶の製造の露光工程における1kW以上の光源として最適である。
本発明の実施例におけるショートアーク型放電灯の概念図である。 本発明の実施例におけるショートアーク型放電灯の発光管球面の端から封止部の先端までの部分拡大概略図である。 静水圧試験の実験系の概略図である。 試験に用いたサンプルランプのスペック表である。 サンプルランプにおける頚部長L1とシール部内径Dの寸法とサンプル本数の表である。 頚部長L1と破裂圧力とシール部内径Dとの関係を示すグラフである。 破裂圧力2.0〜3.0MPaにおける頚部長L1とシール部内径Dの関係グラフにおける切片と傾きの実験結果の表である。 電力入力16kWランプにおける破裂圧力2.0〜3.0MPaに対応する頚部長L1とシール部内径Dの関係を示すグラフである。 L2の範囲におけるシールガラスの厚さと破裂圧力との関係を示すグラフである。
符号の説明
1 発光管
2 放電空間
3 陰極電極
4 陽極電極
5 電極支持棒
6 シールガラス
7 第1のシール用ガラス部材
8 第2のシール用ガラス部材
9 金属箔
10 ベース
11 リード線
12 水槽
13 水
14 ランプ
15 チップ部
16 加圧ポンプ

Claims (3)

  1. 発光管内の放電空間に陰極と陽極を配置し、前記放電空間内に希ガスと水銀を封入し、点灯時のランプ内圧力が2.0MPa〜3.0MPaとなるショートアーク型放電灯において、前記発光管球面の端から前記発光管をシール用ガラス部材で封止した封止部の先端までの長軸方向の間隔をL1(mm)とし、前記シール用ガラス部材の径をD(mm)とし、点灯時のランプ内圧力をP(MPa)として、D<(−0.38×P+1.79)×L1+(−3.32×P+24.3)の関係を満足するように、前記封止部付近を構成したことを特徴とするショートアーク型放電灯。
  2. 発光管球面端X1からランプ内部面の2つの異なる曲率の交点X2までの範囲L2において、前記シール用ガラス部材を封着するシールガラスの厚さtを3.0mm≦t≦5.0mmとしたことを特徴とする請求項1記載のショートアーク型放電灯。
  3. ランプ投入電力が5〜25kWであることを特徴とする請求項2記載のショートアーク型放電灯。
JP2004370419A 2004-12-22 2004-12-22 ショートアーク型放電灯 Active JP4358729B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004370419A JP4358729B2 (ja) 2004-12-22 2004-12-22 ショートアーク型放電灯
TW094140300A TWI368929B (en) 2004-12-22 2005-11-16 Short-arc discharge lamp
KR1020050114637A KR100914112B1 (ko) 2004-12-22 2005-11-29 쇼트아크형 방전등
CN2005101350338A CN1794412B (zh) 2004-12-22 2005-12-21 短弧光型放电灯

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004370419A JP4358729B2 (ja) 2004-12-22 2004-12-22 ショートアーク型放電灯

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006179259A true JP2006179259A (ja) 2006-07-06
JP4358729B2 JP4358729B2 (ja) 2009-11-04

Family

ID=36733161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004370419A Active JP4358729B2 (ja) 2004-12-22 2004-12-22 ショートアーク型放電灯

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4358729B2 (ja)
KR (1) KR100914112B1 (ja)
CN (1) CN1794412B (ja)
TW (1) TWI368929B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009543309A (ja) * 2006-07-13 2009-12-03 オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 高圧放電ランプ
JP2012119228A (ja) * 2010-12-02 2012-06-21 Koito Mfg Co Ltd 車輌用放電灯
JP2013073750A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Iwasaki Electric Co Ltd ショートアーク型放電ランプ

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008269975A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Orc Mfg Co Ltd ランプおよび光源装置
JP5720756B2 (ja) * 2013-10-28 2015-05-20 ウシオ電機株式会社 ダブルエンド型ショートアークフラッシュランプ
DE102014016601A1 (de) * 2014-11-11 2016-05-12 Schott Ag Bauteil mit Bauteilverstärkung und Durchführung
CN106783522A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 张念祖 一种高使用寿命的短弧汞氙灯
JP7175228B2 (ja) * 2019-03-27 2022-11-18 株式会社オーク製作所 放電ランプおよびその製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2734007B2 (ja) * 1988-10-07 1998-03-30 ソニー株式会社 研磨装置および研磨方法
JPH03151501A (ja) * 1989-11-07 1991-06-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン翼冷却穴の検査方法
JP3430887B2 (ja) * 1997-10-31 2003-07-28 ウシオ電機株式会社 ショートアークランプ
JP3458756B2 (ja) * 1999-03-29 2003-10-20 ウシオ電機株式会社 放電ランプ
US6713957B2 (en) * 2001-09-13 2004-03-30 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Super-high pressure discharge lamp of the short arc type

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009543309A (ja) * 2006-07-13 2009-12-03 オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 高圧放電ランプ
US8212479B2 (en) 2006-07-13 2012-07-03 Osram Ag High-pressure discharge lamp with improved intensity distribution
JP2012119228A (ja) * 2010-12-02 2012-06-21 Koito Mfg Co Ltd 車輌用放電灯
JP2013073750A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Iwasaki Electric Co Ltd ショートアーク型放電ランプ

Also Published As

Publication number Publication date
TWI368929B (en) 2012-07-21
JP4358729B2 (ja) 2009-11-04
CN1794412B (zh) 2010-06-23
KR20060071865A (ko) 2006-06-27
KR100914112B1 (ko) 2009-08-27
TW200625382A (en) 2006-07-16
CN1794412A (zh) 2006-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100822583B1 (ko) 고압 방전 램프
KR100914112B1 (ko) 쇼트아크형 방전등
US7671536B2 (en) Arc tube for discharge lamp device
JP2005100958A (ja) メタルハライドランプ及びその点灯方法
KR102190649B1 (ko) 방전 램프
US6815893B2 (en) Metal halide lamp having a long lifespan
JP4373356B2 (ja) ショートアーク型放電灯
JP5800189B2 (ja) ショートアーク型放電ランプ
JP3399763B2 (ja) 液晶バックライト用セラミック製高圧水銀放電ランプ
JP2005339999A (ja) メタルハライドランプ
US8018157B2 (en) Lamp with a base at one end
JP2009238671A (ja) ショートアーク型放電ランプ
JP2009004155A (ja) メタルハライドランプ
JP2009135005A (ja) 超高圧放電ランプ
JP2006172809A (ja) ショートアーク型水銀ランプ
JP4134927B2 (ja) エキシマランプ
KR20160037056A (ko) 자외선 램프
JP3898490B2 (ja) ショートアーク型放電灯
JP2019046562A (ja) 放電ランプ
JP5800190B2 (ja) ショートアーク型放電ランプ
JP2008052964A (ja) メタルハライドランプ
JP2009163973A (ja) メタルハライドランプおよびそれを用いた照明装置
JP4606850B2 (ja) メタルハライドランプ
JP6770970B2 (ja) 高輝度放電ランプの設計方法
EP2209133A2 (en) High pressure mercury lamp

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070712

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090626

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090804

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090806

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4358729

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130814

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250