JP2007258085A - Short-arc mercury lamp device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線照射装置の光源装置として好適なショートアーク形水銀ランプ装置に関する。 The present invention relates to a short arc type mercury lamp device suitable as a light source device for an ultraviolet irradiation device.
放電空間を包囲する包囲部およびこの包囲部の両端から延在する一対の封止部を有する紫外線透過性の気密容器と、前記気密容器に封装され管軸方向に沿って前記包囲部内に突出して小間隔で離間対向する陰極および陽極と、前記気密容器内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体とを具備したショートアーク形水銀ランプは既知である(例えば、特許文献1参照。)。この種のショートアーク形水銀ランプは、主として紫外線照射装置の光源として使用される。紫外線照射装置の性能向上のためには、この種の光源のランプ特性および信頼性を向上させる必要がある。 An ultraviolet light permeable hermetic container having an encircling part surrounding the discharge space and a pair of sealing parts extending from both ends of the encircling part; and being sealed in the hermetic container and projecting into the enveloping part along the tube axis direction A short arc type mercury lamp is known which includes a cathode and an anode which are spaced apart from each other at a small interval, and a discharge medium containing mercury and a rare gas sealed in the hermetic container (see, for example, Patent Document 1). This type of short arc mercury lamp is mainly used as a light source of an ultraviolet irradiation device. In order to improve the performance of the ultraviolet irradiation device, it is necessary to improve the lamp characteristics and reliability of this type of light source.
上記のショートアーク形水銀ランプを通常点灯時には相対的に小さいランプ電力で点灯し、間欠的に第1のランプ電力に第2のランプ電力を追加して相対的に大きなランプ電力で点灯させると、瞬時的に紫外線照度が増大する増光点灯(以下、便宜上「フラッシュアップ点灯」という。)を行うことができ、連続して一定のランプ電力で点灯する場合より紫外線照射能力が増大する。 When the above short arc mercury lamp is normally lit, it is lit with relatively low lamp power. When the second lamp power is intermittently added to the first lamp power and lit with relatively large lamp power, Brightening lighting (hereinafter referred to as “flash-up lighting” for convenience) in which the ultraviolet illuminance increases instantaneously can be performed, and the ultraviolet irradiation ability is increased as compared with the case where lighting is continuously performed with a constant lamp power.
そうして、フラッシュアップ点灯時には紫外線照度が高くなるので、このときにワークに対して紫外線照射を行うようにワークのインデックスを同期させるか、またはワークのインデックスを同期させてフラッシュアップ点灯に切り換えることにより、高い紫外線照度での照射を行うことができる。このため、ショートアーク形水銀ランプおよび点灯回路の大型化を抑制できるため、コストダウンを図ることができる。 Then, since the UV illuminance increases when the flash is turned on, synchronize the workpiece index so that the workpiece is irradiated with ultraviolet rays, or synchronize the workpiece index and switch to flash-up lighting. Thus, irradiation with high ultraviolet illuminance can be performed. For this reason, since the enlargement of the short arc type mercury lamp and the lighting circuit can be suppressed, the cost can be reduced.
ところが、従来のショートアーク形水銀ランプは、フラッシュアップ点灯を行うのに適した構造を備えていないことが分かった。すなわち、一般に第1のランプ電力は、アーク放電を維持できる程度に小さくするので、連続して一定の定格ランプ電力の場合より小さな値にする。また、フラッシュアップ時の第2のランプ電力は、上記定格ランプ電力より大きな値にする。このため、フラッシュアップ点灯時の電極温度が上昇して気密容器の熱歪が増大し、気密容器が破損しやすくなる。 However, it has been found that conventional short arc mercury lamps do not have a structure suitable for performing flash-up lighting. That is, since the first lamp power is generally small enough to maintain arc discharge, the first lamp power is continuously set to a smaller value than the case of a constant rated lamp power. Further, the second lamp power at the time of flash-up is set to a value larger than the rated lamp power. For this reason, the electrode temperature at the time of flash-up lighting rises, the thermal distortion of the hermetic container increases, and the hermetic container is easily damaged.
本発明は、フラッシュアップ点灯時に生じる熱歪を低減して気密容器の破損を防止したショートアーク形水銀ランプ装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a short arc type mercury lamp apparatus that reduces thermal distortion generated during flash-up lighting and prevents damage to an airtight container.
本発明のショートアーク形水銀ランプ装置は、内部に放電空間を形成する包囲部およびこの包囲部の両端から一体的に延在し内部に封着金属箔が気密に埋設された一対の封止部を備えた紫外線透過性の気密容器、基端部が前記気密容器の封止部内に埋設された封着金属箔に接続し先端部が包囲部内に突出する陰極、基端部が前記気密容器の封止部内に埋設された封着金属箔に接続し先端部が包囲部内に突出して前記陰極に小間隔で離間対向する陽極、前記気密容器内に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体、ならびに気密容器の点灯中低温になる部位の外面に形成された保温膜を備えたショートアーク形水銀ランプと;上記ショートアーク形水銀ランプを通常点灯時に相対的に小さな第1のランプ電力で点灯させておき、間欠的な増光点灯時に第2のランプ電力を第1のランプ電力に追加した相対的に大きなランプ電力で点灯させる点灯回路と;を具備していることを特徴としている。 The short arc type mercury lamp apparatus of the present invention includes an enclosing portion that forms a discharge space therein and a pair of sealing portions that extend integrally from both ends of the enclosing portion and in which a sealing metal foil is hermetically embedded. An ultraviolet-permeable hermetic container having a base end connected to a sealing metal foil embedded in the sealing part of the hermetic container, a tip protruding into the enclosure, and a base end of the hermetic container An anode connected to a sealing metal foil embedded in the sealing portion and having a tip projecting into the surrounding portion and facing the cathode at a small interval, a discharge medium containing mercury and a rare gas sealed in the hermetic vessel, And a short arc type mercury lamp provided with a heat insulating film formed on the outer surface of the part that becomes low temperature during lighting of the airtight container; and the short arc type mercury lamp is lit with a relatively small first lamp power during normal lighting. Leave it intermittent It is characterized in that comprises a; a lighting circuit for lighting the second lamp power a relatively large lamp power added to the first lamp power during lighting.
本発明によれば、気密容器の点灯中低温になる部位の外面に形成された保温膜を備えたショートアーク形水銀ランプをフラッシュアップ点灯することにより、フラッシュアップ点灯時に生じる気密容器の熱歪が低減して気密容器の破損を抑制したショートアーク形水銀ランプ装置を提供することができる。 According to the present invention, by flashing up a short arc type mercury lamp provided with a heat insulating film formed on the outer surface of a portion that becomes low temperature during lighting of the hermetic container, thermal distortion of the hermetic container that occurs at the time of flashing up lighting is achieved. It is possible to provide a short arc type mercury lamp device that is reduced to prevent damage to the hermetic container.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1ないし図4は、本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第1の形態を示し、図1はショートアーク形水銀ランプ装置全体の正面図、図2は陰極を拡大して示す正面図および側面図、図3は陽極を拡大して示す正面図および側面図、図4はフラッシュアップ点灯を説明するランプ電力の波形図である。 1 to 4 show a first embodiment for carrying out the short arc type mercury lamp apparatus of the present invention, FIG. 1 is a front view of the entire short arc type mercury lamp apparatus, and FIG. 2 is an enlarged view of a cathode. FIG. 3 is an enlarged front view and side view showing the anode, and FIG. 4 is a waveform diagram of lamp power for explaining the flash-up lighting.
本発明のショートアーク形水銀ランプ装置は、ショートアーク形水銀ランプSHLおよび点灯回路OCを具備している。 The short arc type mercury lamp apparatus of the present invention includes a short arc type mercury lamp SHL and a lighting circuit OC.
まず、ショートアーク形水銀ランプSHLについて説明する。ショートアーク形水銀ランプSHLは、気密容器1、陰極2K、陽極2A、放電媒体、外部リード導体3、4および保温膜5、6を具備した直流点灯形式のものである。
First, the short arc type mercury lamp SHL will be described. The short arc type mercury lamp SHL is of a direct current lighting type including an
気密容器1は、少なくとも主要部が紫外線透過性であり、例えば石英ガラスなどから形成されている。そして、包囲部1aおよび一対の封止部1b、1bを備えている。包囲部1aの内部には放電空間が形成されている。
The
上記包囲部1aは、適宜の形状であることが許容されるが、例えば管軸方向に長い紡錘形状をなしている。さらに、包囲部1aの側面の一部に排気チップオフ部Exが形成されている。この排気チップオフ部Exは、包囲部1aから外部へ臍状に突出していて、包囲部1aの内部を排気し、かつ放電媒体を封入するために、ショートアーク形水銀ランプSHLの製造時に予め溶着しておいた排気管を封じ切った後に形成される。
The surrounding
一対の封止部1b、1bは、包囲部1aの管軸方向の両端から管軸方向へ延在しており、気密容器1を気密に封止するとともに、後述する陰極2Kおよび陽極2Aを支持して、放電空間1c内に封装するのに寄与している。
The pair of sealing portions 1b and 1b extend from both ends of the surrounding
さらに詳述すれば、気密容器1が石英ガラスからなる場合、封止部1bは、その内部に例えば封着金属箔1cを気密に埋設している。なお、封着金属箔1cは、好ましくはモリブデン箔からなり、所要の電流容量を得るために、1枚または並列状態で複数枚、例えば2枚が電極の基端部に溶接される。
More specifically, when the
陰極2Kおよび陽極2Aは、耐火性で導電性の金属、例えばタングステン(W)、レニウム(Re)またはタングステン−レニウム合金などを主成分として形成されている。また、上記陰極2Kおよび陽極2Aは、ショートアーク形式の放電がそれら電極間に生起するように包囲部1aの内径より小さい電極間距離、例えば2mmとなるようにそれぞれ先端が管軸上において離間対向して配置されている。
The cathode 2K and the anode 2A are formed mainly of a refractory and conductive metal such as tungsten (W), rhenium (Re), or a tungsten-rhenium alloy. Further, the cathode 2K and the anode 2A are opposed to each other on the tube axis so that the distance between the electrodes is smaller than the inner diameter of the surrounding
陰極2Kは、図2(a)および(b)に示すように本形態の場合、陰極主部K1、中間部K2、基端部K3およびコイル部Ckを備えて構成されている。陰極主部K1はランプ点灯中に流入するイオン電流が小さいので、既知のように相対的に小径である。そして、安定点灯中における陰極スポット位置の安定を図るために、既知のように先端部が先細に成形されている。中間部K2は軸部であり、先端に陰極主部K1を一体に支持している。基端部K3は扁平に研削されていて、封着金属箔1cに溶接しやすくなっている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the cathode 2K includes a cathode main portion K1, an intermediate portion K2, a base end portion K3, and a coil portion Ck in this embodiment. The cathode main portion K1 has a relatively small diameter, as is well known, since the ion current flowing during the lamp operation is small. In order to stabilize the position of the cathode spot during stable lighting, the tip is tapered as is well known. The intermediate portion K2 is a shaft portion and integrally supports the cathode main portion K1 at the tip. The base end portion K3 is flatly ground and is easily welded to the sealing metal foil 1c.
コイル部Ckは、所望により付加される手段であり、陰極主部K1の先端から適当な距離だけ後退した位置において中間部K2に巻装されている。そして、電子放射性物質をドープするなどして電子放射性を有する耐火性金属、例えばトリウムタングステンの細線により形成されている。このコイル部Ckを備えることにより、始動時にのみ陰極スポットが上記コイル部Ckに形成され、適当な時間遅れの後に陰極主部K1端部に転移するように構成することが可能になる。これによって陰極2Kの損耗を低減することができる。なお、陰極主部K1およびコイル部Ckの構成金属としては、例えばトリア、アルミナ、マグネシア、ジルコニアなどの電子放射性物質をドープした前記耐火性金属を用いることができる。 The coil portion Ck is a means added as desired, and is wound around the intermediate portion K2 at a position retracted by an appropriate distance from the tip of the cathode main portion K1. Then, it is formed of a fine wire of a refractory metal having electron emission properties, for example, thorium tungsten by doping an electron emission material. By providing this coil part Ck, it is possible to form a cathode spot on the coil part Ck only at the time of start-up and transfer to the end of the cathode main part K1 after an appropriate time delay. As a result, wear of the cathode 2K can be reduced. In addition, as a constituent metal of the cathode main part K1 and the coil part Ck, the said refractory metal doped with electron radioactive substances, such as a tria, an alumina, a magnesia, a zirconia, can be used, for example.
これに対して、陽極2Aは、図3(a)および(b)に示すように本形態の場合、陽極主部A1、中間部A2および基端部A3を備えて構成されている。陽極主部A1はランプ点灯中に流入する電子電流が大きいので、放熱を促進するために既知のように大径にして表面積が大きくなるように構成されている。中間部A2は軸部であり、先端に陽極主部A1を一体に支持している。基端部A3は扁平に研削されていて、封着金属箔1cに溶接しやすくなっている。 On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3B, the anode 2A includes an anode main part A1, an intermediate part A2, and a base end part A3 in the case of this embodiment. The anode main portion A1 is configured to have a large diameter and a large surface area as is well known in the art in order to promote heat dissipation since the electron current flowing during the lamp operation is large. The intermediate portion A2 is a shaft portion, and integrally supports the anode main portion A1 at the tip. The base end A3 is ground flat and is easily welded to the sealing metal foil 1c.
また、本発明のショートアーク形水銀放電ランプSHLは、その陰極2Kが上側に位置し、陽極2Aが陰極2Bの下側に位置する垂直状態で点灯される。本形態の場合、上記構成に加えて、気密容器1の温度分布のバランスを向上させるために、電極間距離Gの中心Pが包囲部1aの管軸方向における長さの中心位置より陽極2A側へ所定距離の範囲内で変位して位置するように構成されている。
Further, the short arc type mercury discharge lamp SHL of the present invention is lit in a vertical state in which the cathode 2K is positioned on the upper side and the anode 2A is positioned on the lower side of the cathode 2B. In the case of this embodiment, in addition to the above configuration, in order to improve the balance of the temperature distribution of the
放電媒体は、水銀および希ガスを主体として構成されている。なお、水銀は、点灯時に蒸発して例えば数十気圧となるような超高圧水銀蒸気状態を呈する。希ガスは、例えばアルゴンガスからなり、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用する。 The discharge medium is mainly composed of mercury and a rare gas. In addition, mercury exhibits an ultra-high pressure mercury vapor state that evaporates to, for example, several tens of atmospheres at the time of lighting. The rare gas is made of, for example, argon gas, and acts as a starting gas and a buffer gas.
外部リード導体3、4は、陰極2Kおよび陽極2Aを点灯回路OCに接続して受電するための接続手段であり、封着金属箔1cを介して陰極2Kおよび陽極2Aに接続する。また、ショートアーク形水銀ランプSHLを紫外線照射装置の内部に装着する際に、取付手段として外部リード構体3、4を利用することができる。この場合、外部リード構体3、4は、図示を省略しているが、口金構造を採用することができる。この口金構造部分を所定の位置に定置されたランプソケット(図示しない。)に装着することでショートアーク形水銀ランプSHLを紫外線照射装置などの組込み機器の内部に取り付けることができる。
The
保温膜5は白金や金などの塗布膜などからなり、図1に示すように陽極2Aが配置される気密容器1の下部が低温にならないように気密容器1の外面に形成されている。さらに詳述すれば、保温膜5は図1に示すように陽極2Aの先端部よりいくらか下の部位に対向する位置から下側の封止部1bの上部に至る気密容器1の外面に形成されている。
The
保温膜6は排気チップオフ部Exの外面に形成される。排気チップオフ部Exは、包囲部1aから外部へ臍状に突出している。そのため、排気チップオフ部は、冷却されやすくて包囲部1aの温度低下をもたらすので、保温膜6により排気チップオフ部Exを保温する。なお、上記保温膜6を白金、金などの塗付膜などによって形成することができる。
The heat insulating film 6 is formed on the outer surface of the exhaust tip off portion Ex. The exhaust tip-off portion Ex projects from the surrounding
ショートアーク形水銀ランプSHLは、上述した基幹的な構造に加えて、所望により陰極保温膜(図示しない。)を配設することができる。陰極保温膜は、陰極2Kに水銀が付着するのを防止するために陰極2Kを保温する手段である。そして、例えば主として陰極2K側の封止部の外面に形成された白金などの塗付膜からなる。なお、陰極2Kに水銀が付着すると、始動電圧過昇や点灯不良を生じやすくなる。 In addition to the basic structure described above, the short arc type mercury lamp SHL can be provided with a cathode heat insulating film (not shown) as desired. The cathode insulation film is a means for keeping the cathode 2K warm in order to prevent mercury from adhering to the cathode 2K. For example, it consists of a coating film such as platinum formed mainly on the outer surface of the sealing portion on the cathode 2K side. In addition, when mercury adheres to the cathode 2K, it becomes easy to cause an excessive start-up voltage and a lighting failure.
また、所望により、トリガーワイヤを配設することができる。トリガーワイヤは、始動時に電極近傍の電位傾度を大きくしてショートアーク形水銀ランプSHLの始動性を良好にするための手段である。そして、例えば基端が陰極2K側の外部リード構体3に接続し、中間が包囲部1aの外面に近接して延在し、先端が陽極2A側の封止部1bの包囲部1aに隣接する部位に巻き付けられる。
Moreover, a trigger wire can be arrange | positioned if desired. The trigger wire is a means for increasing the potential gradient in the vicinity of the electrode at the time of starting to improve the startability of the short arc type mercury lamp SHL. For example, the base end is connected to the
次に、点灯回路OCについて説明する。点灯回路OCは、ショートアーク形水銀ランプSHLの陰極2Kと陽極2Aとに対して、図4に示すように第1のランプ電力Waおよび第2のランプ電力Wbを交互に、かつ間欠的に供給する。 Next, the lighting circuit OC will be described. The lighting circuit OC alternately and intermittently supplies the first lamp power Wa and the second lamp power Wb to the cathode 2K and the anode 2A of the short arc type mercury lamp SHL as shown in FIG. To do.
第1のランプ電力Waは、通常点灯時に供給され、相対的に小さな値である。一例で説明すれば、700Wとする。なお、通常点灯時は一般的には待機時間帯であり、紫外線照射を行うまでの待機時間中にアーク放電を維持するための期間である。本発明おいて、第1のランプ電力Waは、200〜10000Wの範囲内で設定することが可能である。 The first lamp power Wa is normally supplied and is a relatively small value. For example, 700 W is assumed. The normal lighting is generally a standby time zone, and is a period for maintaining arc discharge during the standby time until ultraviolet irradiation is performed. In the present invention, the first lamp power Wa can be set within a range of 200 to 10,000 W.
第2のランプ電力Wbは、フラッシュアップ点灯時に第1のランプ電力Waに追加して供給され、したがって第1および第2のランプ電力の和Wa+Wbは相対的に大きな値になる。一例で説明すれば、第2のランプ電力Wbを300Wとすると、第1および第2のランプ電力の和Wa+Wbは1000Wになる。すなわち、フラッシュアップ点灯時は一般的には紫外線照射時間帯であり、紫外線照射作業を行う時間中の紫外線出力を高めるために、高出力点灯を行うための期間である。本発明おいて、第2のランプ電力Wbは、第1のランプ電力Waより小さな値とされ、100〜5000Wの範囲内で設定することが可能である。 The second lamp power Wb is supplied in addition to the first lamp power Wa at the time of flash-up lighting. Therefore, the sum Wa + Wb of the first and second lamp power becomes a relatively large value. As an example, if the second lamp power Wb is 300 W, the sum Wa + Wb of the first and second lamp power is 1000 W. That is, the flash-up lighting is generally in the ultraviolet irradiation time zone, and is a period for performing high-power lighting in order to increase the ultraviolet output during the time of performing the ultraviolet irradiation work. In the present invention, the second lamp power Wb is smaller than the first lamp power Wa, and can be set within a range of 100 to 5000 W.
また、第1のランプ電力Waと第2のランプ電力Wbの比率Wa/Wb、通常点灯時間T1とフラッシュアップ点灯時間T2の時間比T1/T2および通常点灯時間T1とフラッシュアップ点灯時間T2は、紫外線照射の用途および作業の態様により異なるが、以下に一応の目安を示す。第1のランプ電力Waと第2のランプ電力Wbの比率Wa/Wbは、一般的には1.8〜4.0の範囲であり、好ましくは2.0〜3.0の範囲である。通常点灯時間T1とフラッシュアップ点灯時間T2の時間比T1/T2は、本発明において特段限定されないが、一般的には0.1〜10であり、好ましくは0.15〜7.0である。また、フラッシュアップ点灯時間T2は、一般的には0.1秒〜2分であり、好ましくは0.1〜10秒である。一実施例としては、通常点灯時間T1が2秒で、フラッシュアップ点灯時間T2が10秒である。他の実施例としては、通常点灯時間T1およびフラッシュアップ点灯時間T2共に2秒である。 Further, the ratio Wa / Wb between the first lamp power Wa and the second lamp power Wb, the time ratio T1 / T2 between the normal lighting time T1 and the flash-up lighting time T2, and the normal lighting time T1 and the flash-up lighting time T2 are: Although it depends on the application of ultraviolet irradiation and the mode of work, the following is a rough guide. The ratio Wa / Wb between the first lamp power Wa and the second lamp power Wb is generally in the range of 1.8 to 4.0, preferably in the range of 2.0 to 3.0. The time ratio T1 / T2 between the normal lighting time T1 and the flash-up lighting time T2 is not particularly limited in the present invention, but is generally 0.1 to 10, and preferably 0.15 to 7.0. The flash-up lighting time T2 is generally 0.1 second to 2 minutes, preferably 0.1 to 10 seconds. As an example, the normal lighting time T1 is 2 seconds and the flash-up lighting time T2 is 10 seconds. As another embodiment, both the normal lighting time T1 and the flash-up lighting time T2 are 2 seconds.
さらに、点灯回路OCの回路構成については、例えば定電力制御形など既知の回路構成を適宜採用することができる。 Furthermore, as the circuit configuration of the lighting circuit OC, a known circuit configuration such as a constant power control type can be appropriately employed.
次に、本発明のショートアーク形水銀ランプ装置の動作について説明する。以上説明したショートアーク形水銀ランプSHLは、点灯すると透光性気密容器1の内部に超高圧水銀蒸気放電が生起して主として波長365nmの紫外線を発生する。
Next, the operation of the short arc type mercury lamp apparatus of the present invention will be described. When the short arc mercury lamp SHL described above is lit, an ultrahigh pressure mercury vapor discharge is generated inside the light-transmitting
また、ショートアーク形水銀ランプSHLは、点灯回路OCにより図4に示すように間欠的にフラッシュアップ点灯が行われる。すなわち、点灯回路OCから第1のランプ電力Waが供給されている時間帯において、ショートアーク形水銀ランプSHLは第1のランプ電力が投入されてアーク放電が持続しているが、その光出力は小さい。しかし、このときには光照射作業を行わないで待機状態とすれば、何ら差し支えない。次に、点灯回路OCから供給されるランプ電力が切り換わって第1のランプ電力に第2のランプ電力Wbが追加されて増加したランプ電力Wa+Wbが供給されと、ショートアーク形水銀ランプSHLは瞬時に増光点灯に移行する。その結果、紫外線出力が増大するので、光照射作業を行うのに都合がよくなる。 Further, the short arc mercury lamp SHL is intermittently flashed up by the lighting circuit OC as shown in FIG. That is, in the time zone in which the first lamp power Wa is supplied from the lighting circuit OC, the short arc type mercury lamp SHL is supplied with the first lamp power and the arc discharge is continued, but its light output is small. However, at this time, there is no problem if the light irradiation operation is not performed and a standby state is set. Next, when the lamp power supplied from the lighting circuit OC is switched, the second lamp power Wb is added to the first lamp power, and the increased lamp power Wa + Wb is supplied, the short arc type mercury lamp SHL instantaneously Shifts to brightening lighting. As a result, the ultraviolet output increases, which is convenient for performing the light irradiation operation.
本発明においては、ショートアーク形水銀ランプSHLの気密容器1の点灯中低温になる部位の外面に保温膜5、6を形成しているので、気密容器1の温度分布が良好なっているため、フラッシュアップした際に熱歪が生じるものの比較的小さくなり、気密容器1が破損しにくくなる。このため、フラッシュアップ点灯によりショートアーク形水銀ランプSHLおよび点灯回路OCの小形化を図るとともに、信頼性の高いショートアーク形水銀ランプ装置が得られる。
In the present invention, since the
以下、本発明を実施するためのその他の形態について説明する。 Hereinafter, other embodiments for carrying out the present invention will be described.
本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第2の形態は、次のとおりである。すなわち、第2の形態のショートアーク形水銀ランプSHLは、前記第1の形態における構成に加えて、図1に示すように陰極2Kの封着金属箔1cから延在する部分の長さをD1(mm)とし、陽極2Aの封着金属箔1cから延在する部分の長さをD2(mm)とし、通常点灯時の第1のランプ電力をWa(W)とし、フラッシュアップ点灯時に追加する第2の電力をWb(W)としたとき、
数式1:Wa/60<D1<(Wa+Wb)/5
数式2:Wa/50<D2<(Wa+Wb)/4
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。
The second embodiment for implementing the short arc type mercury lamp apparatus of the present invention is as follows. That is, in the short arc type mercury lamp SHL of the second mode, in addition to the configuration in the first mode, the length of the portion extending from the sealing metal foil 1c of the cathode 2K as shown in FIG. (Mm), the length of the portion extending from the sealing metal foil 1c of the anode 2A is D2 (mm), the first lamp power during normal lighting is Wa (W), and is added during flash-up lighting. When the second power is Wb (W),
Formula 1: Wa / 60 <D1 <(Wa + Wb) / 5
Formula 2: Wa / 50 <D2 <(Wa + Wb) / 4
Are configured to satisfy each of them simultaneously.
上記第2の形態は、ショートアーク形水銀ランプSHLの第1のランプ電力Waが200〜10000Wで、かつ第1のランプ電力Wbが100〜5000Wまでの範囲において適用すると好適である。なお、D1およびD2は、本形態および以下に説明する形態において、封着金属箔1cに重なって溶接されている部分を含まないものとする。 The second embodiment is preferably applied in the range where the first lamp power Wa of the short arc mercury lamp SHL is 200 to 10000 W and the first lamp power Wb is 100 to 5000 W. In addition, D1 and D2 shall not include the part welded so as to overlap the sealing metal foil 1c in the present embodiment and the embodiment described below.
上記数式1および2において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時の電極温度が過昇となり、封止部1bのガラスの熱歪が大きくなって気密容器1が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極2Kまたは2Aが長くなりすぎるためにショートアーク形水銀ランプSHLの大型化を招く。上記数式1および2の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極2Kおよび陽極2Aの点灯中の温度が許容範囲内になって、電極2Kまたは2Aの消耗が抑制され、気密容器1の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプSHLが長寿命となるとともに、気密容器1の破損が防止される。
In the
本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第3の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプSHLは、図1において、前記第1の形態における構成に加えて、陰極2Kの封着金属箔1cから延在する部分の長さをD1(mm)とし、陽極の長さをD2(mm)とし、通常点灯時の第1のランプ電力をWaとし、フラッシュアップ点灯時に追加する第2の電力をWbとしたとき、
数式1:Wa/60<D1<(Wa+Wb)/12
数式2:Wa/50<D2<(Wa+Wb)/10
数式3:200≦Wa≦1000
数式4:100≦Wb≦500
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。
A third mode for carrying out the short arc type mercury lamp apparatus of the present invention is as follows. That is, in the short arc type mercury lamp SHL of this embodiment, the length of the portion extending from the sealing metal foil 1c of the cathode 2K is D1 (mm) in addition to the configuration in the first embodiment in FIG. When the anode length is D2 (mm), the first lamp power during normal lighting is Wa, and the second power added during flash-up lighting is Wb,
Formula 1: Wa / 60 <D1 <(Wa + Wb) / 12
Formula 2: Wa / 50 <D2 <(Wa + Wb) / 10
Formula 3: 200 ≦ Wa ≦ 1000
Formula 4: 100 ≦ Wb ≦ 500
Are configured to satisfy each of them simultaneously.
上記数式1および2において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時の電極温度が過昇となり、封止部1bのガラスの熱歪が大きくなって気密容器1が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極2Kまたは2Aが長くなりすぎるためにショートアーク形水銀ランプSHLの大型化を招く。数式3および4に規定する比較的小さなランプ電力でフラッシュアップ点灯する場合において、上記数式1および2の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極2Kおよび陽極2Aの点灯中の温度が許容範囲内になって、電極2Kまたは2Aの消耗が抑制され、気密容器1の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプSHLが長寿命となるとともに、気密容器1の破損が防止される。
In the
したがって、第3の形態は、ショートアーク形水銀ランプSHLの第1および第2のランプ電力Waが数式3および4の範囲において使用されるような比較的小形のショートアーク形水銀ランプをフラッシュアップする場合の一般的に適用される範囲である。
Accordingly, the third embodiment flashes up a relatively small short arc mercury lamp in which the first and second lamp power Wa of the short arc mercury lamp SHL is used in the range of
本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第4の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプSHLは、図1において、前記第1の形態における構成に加えて、陰極2Kの長さをD1(mm)とし、陽極2Aの長さをD2(mm)とし、通常点灯時の第1のランプ電力をWaとし、フラッシュアップ点灯時に追加する第2の電力をWbとしたとき、
数式1:Wa/70<D1<(Wa+Wb)/20
数式2:Wa/65<D2<(Wa+Wb)/16
数式3:1000≦Wa≦4000
数式4:500≦Wb≦2000
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。
The 4th form for implementing the short arc type mercury lamp device of the present invention is as follows. That is, in the short arc type mercury lamp SHL of this embodiment, the length of the cathode 2K is set to D1 (mm) and the length of the anode 2A is set to D2 (mm) in addition to the configuration in the first embodiment in FIG. When the first lamp power during normal lighting is Wa and the second power added during flash-up lighting is Wb,
Formula 1: Wa / 70 <D1 <(Wa + Wb) / 20
Formula 2: Wa / 65 <D2 <(Wa + Wb) / 16
Formula 3: 1000 ≦ Wa ≦ 4000
Formula 4: 500 ≦ Wb ≦ 2000
Are configured to satisfy each of them simultaneously.
上記数式1および2において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時の電極温度が過昇となり、封止部1bのガラスの熱歪が大きくなって気密容器1が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極2Kまたは2Aが長くなりすぎるためにショートアーク形水銀ランプSHLの大型化を招く。数式3および4に規定する中位のランプ電力でフラッシュアップ点灯する場合において、上記数式1および2の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極2Kおよび陽極2AQの点灯中の温度が許容範囲内になって、電極2Kまたは2Aの消耗が抑制され、気密容器1の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプSHLが長寿命となるとともに、気密容器1の破損が防止される。
In the
したがって、第4の形態は、ショートアーク形水銀ランプSHLの第1および第2のランプ電力Waが数式3および4の範囲において使用される中形のショートアーク形水銀ランプSHLをフラッシュアップ点灯する場合の一般的に適用される範囲である。
Therefore, in the fourth embodiment, when the first and second lamp electric power Wa of the short arc type mercury lamp SHL is flashed up for the medium type short arc type mercury lamp SHL used in the range of
本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第5の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプSHLは、図1において、前記第1の形態における構成に加えて、陰極の長さをD1(mm)とし、陽極の長さをD2(mm)とし、通常点灯時の第1のランプ電力をWaとし、第2の電力をWbとしたとき、
数式1:Wa/120<D1<(Wa+Wb)/30
数式2:Wa/100<D2<(Wa+Wb)/25
数式3:4000≦Wa≦10000
数式4:2000≦Wb≦5000
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。
A fifth mode for carrying out the short arc type mercury lamp apparatus of the present invention is as follows. That is, in the short arc type mercury lamp SHL of this embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment in FIG. 1, the cathode length is D1 (mm), the anode length is D2 (mm), When the first lamp power during normal lighting is Wa and the second power is Wb,
Formula 1: Wa / 120 <D1 <(Wa + Wb) / 30
Formula 2: Wa / 100 <D2 <(Wa + Wb) / 25
Formula 3: 4000 ≦ Wa ≦ 10000
Formula 4: 2000 ≦ Wb ≦ 5000
Are configured to satisfy each of them simultaneously.
上記数式1および2において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時の電極温度が過昇となり、封止部1bのガラスの熱歪が大きくなって気密容器1が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極2Kまたは2Aが長くなりすぎるためにショートアーク形水銀ランプSHLの大型化を招く。数式3および4に規定する大きなランプ電力でフラッシュアップ点灯する場合において、上記数式1および2の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極2K]および陽極2Aの点灯中の温度が許容範囲内になって、電極2Kまたは2Aの消耗が抑制され、気密容器1の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプSHLが長寿命となるとともに、気密容器1の破損が防止される。
In the
したがって、第5の形態は、ショートアーク形水銀ランプSHLの第1および第2のランプ電力Waが数式3および4の範囲において使用される大形のショートアーク形水銀ランプSHLにおける場合の一般的に適用される範囲である。
Therefore, the fifth embodiment is generally used in the case of a large short arc type mercury lamp SHL in which the first and second lamp powers Wa of the short arc type mercury lamp SHL are used in the ranges of the
本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第6の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプSHLは、図1において、前記第1ないし第5のいずれか一の形態における構成に加えて、通常点灯時の第1のランプ電力をWaとし、第2の電力をWbとし、陰極2Kおよび陽極2Aの溶接部断面積をS(mm2)としたとき、
数式1:0.001<S/(Wa+Wb)<0.45
数式2:200≦Wa≦2000
数式3:100≦Wb≦1000
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。
A sixth mode for carrying out the short arc type mercury lamp apparatus of the present invention is as follows. That is, the short arc type mercury lamp SHL of this embodiment has a first lamp power Wa during normal lighting in addition to the configuration in any one of the first to fifth embodiments in FIG. When the electric power of Wb is Wb and the cross-sectional area of the welded portion of the cathode 2K and the anode 2A is S (mm 2 ),
Formula 1: 0.001 <S / (Wa + Wb) <0.45
Formula 2: 200 ≦ Wa ≦ 2000
Formula 3: 100 ≦ Wb ≦ 1000
Are configured to satisfy each of them simultaneously.
第6の形態においては、図1において、陰極2Kおよび陽極2Aの基端部に溶接して1枚の封着金属箔1cを溶接するだけでなく、上記基端部を挟んで2枚の封着金属箔1cを基端部の両面から溶接してもよい。陰極2Kおよび陽極2Aの溶接部断面積S(mm2)を求めるには封着金属箔1cと封着金属箔1cとの接合面の勘軸方向のほぼ中央位置において断面積を測定するものとする。 In the sixth embodiment, in FIG. 1, not only welding one sealing metal foil 1c by welding to the base end portions of the cathode 2K and the anode 2A, but also sealing two sheets across the base end portion. You may weld the metal foil 1c from both surfaces of a base end part. In order to obtain the weld cross-sectional area S (mm 2 ) of the cathode 2K and the anode 2A, the cross-sectional area is measured at a substantially central position in the direction of the axis of the joint between the sealing metal foil 1c and the sealing metal foil 1c. To do.
上記数式1において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時に電極2Kまたは2Aの封着金属箔1cとの溶接部の温度が過昇となり、気密容器1が破損しやすい。また、上限値以上になると、フラッシュアップ点灯時に電極2Kまたは2Aと封着金属箔1cとの溶接部における封止部1bのガラスの熱歪が大きくなって気密容器1が破損しやすくなる。上記数式1の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極2Kおよび陽極2Aの封着金属箔cとの溶接部における点灯中の温度が許容範囲内になって、電極2K、2Aの消耗が抑制され、電極物質やその化合物が飛散して生じる気密容器1の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプSHLが長寿命となるとともに、気密容器1の破損が防止される。
In the above
本発明のショートアーク形水銀ランプ装置を実施するための第7の形態は、次のとおりである。すなわち、本形態のショートアーク形水銀ランプSHLは、図1において、前記第1ないし第6のいずれか一の形態における構成に加えて、通常点灯時の第1のランプ電力をWaとし、第2の電力をWbとし、陰極2Kの表面積をSa(mm2)とし、陽極2Aの表面積をSb(mm2)としたとき、
数式1:0.5<(Wa+Wb)/Sa<10
数式2:0.08<(Wa+Wb)/Sb<5
数式3:200≦Wa≦2000
数式4:100≦Wb≦1000
を、それぞれ同時に満足するように構成されている。
A seventh embodiment for implementing the short arc type mercury lamp apparatus of the present invention is as follows. That is, the short arc type mercury lamp SHL of the present embodiment has a first lamp power Wa during normal lighting in addition to the configuration in any one of the first to sixth forms in FIG. Power of Wb, the surface area of the cathode 2K is Sa (mm 2 ), and the surface area of the anode 2A is Sb (mm 2 ),
Formula 1: 0.5 <(Wa + Wb) / Sa <10
Formula 2: 0.08 <(Wa + Wb) / Sb <5
Formula 3: 200 ≦ Wa ≦ 2000
Formula 4: 100 ≦ Wb ≦ 1000
Are configured to satisfy each of them simultaneously.
第7の形態において、陰極2Kおよび陽極2Aの表面積は電極全体の表面積をいう。 In the seventh embodiment, the surface areas of the cathode 2K and the anode 2A refer to the entire surface area of the electrode.
上記数式1および2において、下限値以下になると、フラッシュアップ点灯時に電極温度が過昇となり、熱歪が大きくなって気密容器1が破損しやすくなる。また、上限値以上になると、電極2Kまたは2Aが大きくなってショートアーク形水銀ランプSHLが大型化してしまう。上記数式1および2の範囲内であれば、フラッシュアップ点灯を行っても陰極2Kおよび陽極2Aの温度が許容範囲内になって、電極2K、2Aの消耗が抑制され、気密容器1の黒化が防止されてショートアーク形水銀ランプSHLが長寿命となるとともに、気密容器1の破損が防止される。
In the
1…気密容器、1a…包囲部、1b…封止部、1c…封着金属箔、2K…陰極、2A…陽極、3、4…外部リード構体、5、6…保温膜、Ck…コイル部、Ex…排気チップオフ部、OC…点灯回路、SHL…ショートアーク形水銀ランプ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記ショートアーク形水銀ランプを通常点灯時に相対的に小さな第1のランプ電力で点灯させておき、間欠的な増光点灯時に第2のランプ電力を第1のランプ電力に追加した相対的に大きなランプ電力で点灯させる点灯回路と;
を具備していることを特徴とするショートアーク形水銀ランプ装置。 An ultraviolet permeable hermetic container having a surrounding portion that forms a discharge space therein and a pair of sealing portions that extend integrally from both ends of the surrounding portion and in which a sealing metal foil is hermetically embedded; A sealed metal foil having an end connected to a sealed metal foil embedded in the sealed portion of the hermetic container and a distal end projecting into the enclosure, and a proximal end embedded in the sealed portion of the hermetic container An anode whose front end protrudes into the enclosure and is opposed to the cathode at a small interval, a discharge medium containing mercury and a rare gas sealed in the hermetic vessel, and a portion that becomes a low temperature during lighting of the hermetic vessel A short arc mercury lamp with a heat insulating film formed on the outer surface;
A relatively large lamp in which the short arc mercury lamp is lit with a relatively small first lamp power during normal lighting, and a second lamp power is added to the first lamp power during intermittent bright lighting. A lighting circuit for lighting with electric power;
A short arc type mercury lamp device comprising:
数式1:Wa/60<D1<(Wa+Wb)/5
数式2:Wa/50<D2<(Wa+Wb)/4
を、それぞれ同時に満足することを特徴とする請求項1記載のショートアーク形水銀ランプ装置。 In the short arc type mercury lamp, the length of the portion extending from the sealing metal foil of the cathode is D1 (mm), the length of the portion extending from the sealing metal foil of the anode is D2 (mm), When the first lamp power during normal lighting is set to Wa (W) and the second power added during bright lighting is set to Wb (W),
Formula 1: Wa / 60 <D1 <(Wa + Wb) / 5
Formula 2: Wa / 50 <D2 <(Wa + Wb) / 4
The short arc type mercury lamp apparatus according to claim 1, wherein both are satisfied simultaneously.
数式1:Wa/60<D1<(Wa+Wb)/12
数式2:Wa/50<D2<(Wa+Wb)/10
数式3:200≦Wa≦1000
数式4:100≦Wb≦500
を、それぞれ同時に満足することを特徴とする請求項1記載のショートアーク形水銀ランプ装置。 In the short arc type mercury lamp, the length of the cathode is D1 (mm), the length of the anode is D2 (mm), the first lamp power during normal lighting is Wa, and the second lamp is added during bright lighting. When the power of is Wb,
Formula 1: Wa / 60 <D1 <(Wa + Wb) / 12
Formula 2: Wa / 50 <D2 <(Wa + Wb) / 10
Formula 3: 200 ≦ Wa ≦ 1000
Formula 4: 100 ≦ Wb ≦ 500
The short arc type mercury lamp apparatus according to claim 1, wherein both are satisfied simultaneously.
数式1:Wa/70<D1<(Wa+Wb)/20
数式2:Wa/65<D2<(Wa+Wb)/16
数式3:1000≦Wa≦4000
数式4:500≦Wb≦2000
を、それぞれ同時に満足することを特徴とする請求項1記載のショートアーク形水銀ランプ装置。 In the short arc type mercury lamp, the length of the cathode is D1 (mm), the length of the anode is D2 (mm), the first lamp power during normal lighting is Wa, and the second lamp is added during bright lighting. When the power of is Wb,
Formula 1: Wa / 70 <D1 <(Wa + Wb) / 20
Formula 2: Wa / 65 <D2 <(Wa + Wb) / 16
Formula 3: 1000 ≦ Wa ≦ 4000
Formula 4: 500 ≦ Wb ≦ 2000
The short arc type mercury lamp apparatus according to claim 1, wherein both are satisfied simultaneously.
数式1:Wa/120<D1<(Wa+Wb)/30
数式2:Wa/100<D2<(Wa+Wb)/25
数式3:4000≦Wa≦10000
数式4:2000≦Wb≦5000
を、それぞれ同時に満足することを特徴とする請求項1記載のショートアーク形水銀ランプ装置。 In the short arc type mercury lamp, the length of the cathode is D1 (mm), the length of the anode is D2 (mm), the first lamp power during normal lighting is Wa, and the second lamp is added during bright lighting. When the power of is Wb,
Formula 1: Wa / 120 <D1 <(Wa + Wb) / 30
Formula 2: Wa / 100 <D2 <(Wa + Wb) / 25
Formula 3: 4000 ≦ Wa ≦ 10000
Formula 4: 2000 ≦ Wb ≦ 5000
The short arc type mercury lamp apparatus according to claim 1, wherein both are satisfied simultaneously.
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- 2006-03-24 JP JP2006083343A patent/JP2007258085A/en not_active Abandoned
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