JP2009059645A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電ランプ点灯装置に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device.
気密な発光管内に放電媒体として希ガス、水銀と鉄及びヨウ化タリウムを封入し、発光管の管軸方向の両端に放電用電極を設置したメタルハライドランプは、鉄を含むことにより350nm〜400nm近辺に高い発光強度を持つ紫外線発光ができるので、紫外線硬化塗料の硬化や、近年市場用途の高い機能性高分子フィルムへの光反応のために使用する光源として有用なものである。 A metal halide lamp in which a rare gas, mercury, iron, and thallium iodide are sealed as a discharge medium in an airtight arc tube, and discharge electrodes are installed at both ends in the tube axis direction of the arc tube. Since it can emit ultraviolet light having a high light emission intensity, it is useful as a light source used for curing a UV curable coating and for photoreaction on a functional polymer film that has been recently marketed.
しかしながら、このようなメタルハライドランプは、点灯中に水銀とヨウ化タリウムの発光の分離、またランプ長によってはアーク揺れを起こしやすい問題点があった。 However, such a metal halide lamp has a problem in that light emission from mercury and thallium iodide is separated during lighting, and arc fluctuation is likely to occur depending on the lamp length.
このアーク揺れは、放電中のアークがまっすぐにならずランプ軸方向に対してうねり曲がる状態になる現象である。このアーク揺れが発生するとランプ電圧が変動し、また発光管温度の上昇により発光管に膨らみが発生する等の不具合が生じる。 This arc swing is a phenomenon in which the arc during discharge does not become straight but swells with respect to the lamp axis direction. When this arc sway occurs, the lamp voltage fluctuates, and the arc tube bulges due to a rise in arc tube temperature.
アーク揺れの発生要因としては音響共鳴が知られている。ランプは電源電圧の周波数により周期的な入力の増減が発生し、アークからランプ管壁に向かうプラズマ(水銀蒸気)による粗密波(入力増加時に密、減少時に粗)が発生する。同時に、ランプ管壁への進行波に対して、管壁で反射して戻る反射波が発生する。この2つの波が干渉することにより、時間的に圧力分布が変化しない定在波が発生する。このような定在波が発生すると、ランプ管内の圧力の不均一がアーク状態を不安定にし、アーク揺れ(曲り)を発生させる。
本発明は、上述の技術的課題に鑑みてなされたものであり、800mm以上の発光長のメタルハライドランプをアーク揺れを起こさずに安定して点灯させることができる放電ランプ点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above technical problem, and provides a discharge lamp lighting device capable of stably lighting a metal halide lamp having a light emission length of 800 mm or more without causing an arc fluctuation. Objective.
本発明は、気密な発光管内に放電媒体として希ガス、水銀及びヨウ化タリウムを封入し、前記発光管の管軸方向の両端に放電用電極を設置した、発光長800mm以上のメタルハライドランプと、前記メタルハライドランプの前記放電用電極に矩形波電圧、電流を給電する電子安定器とを備えた放電ランプ点灯装置を特徴とする。 The present invention includes a metal halide lamp having an emission length of 800 mm or more, in which a rare gas, mercury, and thallium iodide are sealed as a discharge medium in an airtight arc tube, and discharge electrodes are installed at both ends in the tube axis direction of the arc tube. A discharge lamp lighting device comprising an electronic ballast that supplies a rectangular wave voltage and current to the discharge electrode of the metal halide lamp.
本発明の放電ランプ点灯装置によれば、発光長800mm以上のメタルハライドランプに電子安定器にて矩形波電圧、電流を給電することで、時間軸における入力電圧、電流の変動を均一にさせることができ、ランプの発光を安定に維持することができる。 According to the discharge lamp lighting device of the present invention, by supplying a rectangular wave voltage and current to a metal halide lamp having a light emission length of 800 mm or more with an electronic ballast, fluctuations in input voltage and current on the time axis can be made uniform. The light emission of the lamp can be maintained stably.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1を用いて、本発明の1つの実施の形態の放電ランプ点灯装置を説明する。52は紫外線(UV)放電ランプであるメタルハライドランプであり、紫外線透過性を有する石英製の発光管520の内部に例えば、タングステン、モリブデン、タンタルなどの耐火性金属、あるいはステンレス、チタンなどの金属製の電極521,522が配置され、外部にソケット523,524がそれぞれ設けられた構造である。メタルハライドランプ52の仕様の一例を示すと、外管径27.5mm、肉厚1.5mm、発光長Lが1000mm、ランプ電圧1100V、ランプ電流値11.0Aである。尚、本発明では、発光管520の発光長LがL≧800mmのものが採用できる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A discharge lamp lighting device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 52 is a metal halide lamp which is an ultraviolet (UV) discharge lamp, and is made of, for example, a refractory metal such as tungsten, molybdenum and tantalum, or a metal such as stainless steel and titanium inside a
発光管520の内部には、アルゴン(Ar)ガス圧10Torr(約13.3322Pa)の希ガス、水銀1.68mg/cc以下、ヨウ化タリウム(TlI)0.012mg/cc以下を封入してある。ヨウ化タリウムは、波長352nm、365nm、378nm付近に、特に波長352nm、378nm付近に大きな発光ピークを有する。
The
タリウム(Tl)は、352nm、365nm、378nmの波長領域内に強い輝線スペクトルを持ち、水銀の発光強度を減少させる効果を持ち、そのため、313nmの水銀発光を抑制し、340〜400nmの波長領域の発光を相対的に多くした紫外線を発光させることできる。よって、本実施の形態のメタルハライドランプ52を液晶パネル製造において紫外線を照射して紫外線反応材料を重合させ配向膜をガラス板上に形成する工程に利用すると、液晶パネルの特性に大きく影響を及ぼす波長領域340nm以下の紫外線の照射を低減できる。
Thallium (Tl) has a strong emission line spectrum in the wavelength region of 352 nm, 365 nm, and 378 nm, and has the effect of reducing the emission intensity of mercury. Therefore, it suppresses the mercury emission of 313 nm and has a wavelength range of 340 to 400 nm. Ultraviolet light having relatively increased light emission can be emitted. Therefore, when the
本実施の形態の放電ランプ点灯装置における点灯回路54は、交流電源541とこの交流電源541の電圧、電流を安定した矩形波にしてメタルハライドランプ52の両端電極521,522に印加する電子安定器542にて構成されている。つまり、メタルハライドランプ52の両端のソケット523,524を給電側ソケット531,532それぞれに装着し、電子安定器542からこの給電側ソケット531,532に給電することでメタルハライドランプ52を放電点灯させる。
The
電子安定器542の詳しい構成を図2に示してある。電子安定器542は、交流電源541に対する電源入力端子61、サージ電圧を抑制する入力フィルタ62、交流を整流する全波整流器63、整流電流に対する低周波数フィルタ64、所定電圧の直流に直流−直流変換するDC/DCコンバータ65、極性を切替える極性切替器66、出力電流に対する出力フィルタ67、そしてイグナイタ68を備え、ランプ接続用の出力端子HV1,HV2がイグナイタ68に接続してある。また、冷却ファン69が備えられている。
A detailed configuration of the
他方、電子安定器542の電子制御するために、制御用電源71、DC/DCコンバータ65、極性切替器66、冷却ファン69を制御するためのアナログ制御回路72、マイコン制御回路73、操作パネル回路74が備えられている。さらにマイコン制御回路73は入出力信号用コネクタ75と接続されている。
On the other hand, in order to electronically control the
本実施の形態の放電ランプ点灯装置にあっては、この電子安定器542にて交流電源541の交流を所定周波数の矩形波電圧、矩形波電流に変換してメタルハライドランプ52の両端の放電用電極521,522に給電することでこれを放電点灯させる。
In the discharge lamp lighting device of the present embodiment, the
本実施の形態の放電ランプ点灯装置によれば、上記のようにして電子安定器542にて矩形波電圧、電流を800mm以上の発光長のメタルハライドランプ52に給電することで、時間軸における入力電圧、電流の変動を均一にさせることができ、メタルハライドランプ52の発光を安定に維持することができる。
According to the discharge lamp lighting device of the present embodiment, as described above, the
外管径φ27.5mm、肉厚1.5mm、発光長Lが800mmの発光管の内部に、アルゴン(Ar)ガス圧10Torr(約13.3322Pa)の希ガス、水銀1.68mg/cc以下、ヨウ化タリウム(TlI)0.012mg/cc以下を封入したメタルハライドランプに対して、電子安定器にて周波数100Hzの矩形波電圧、電流を印加させて点灯したが、アーク揺れのない安定した点灯を維持することができた。図3(a)は始動時無負荷ランプ電圧波形を示し、図3(b)は点灯直後のランプ電流波形を示している。また、図4は点灯中のランプ電流波形を示しているが、これにより、点灯中は安定したランプ電流が得られていることが分かる。 In an arc tube having an outer tube diameter of 27.5 mm, a wall thickness of 1.5 mm, and a light emission length L of 800 mm, an argon (Ar) gas pressure of 10 Torr (about 13.3322 Pa), a rare gas, mercury of 1.68 mg / cc or less, A metal halide lamp containing 0.012 mg / cc or less of thallium iodide (TlI) was lit by applying a rectangular wave voltage and current with a frequency of 100 Hz with an electronic ballast, but stable lighting without arc fluctuation was achieved. Could be maintained. FIG. 3A shows a no-load lamp voltage waveform at start-up, and FIG. 3B shows a lamp current waveform immediately after lighting. FIG. 4 shows a lamp current waveform during lighting, which shows that a stable lamp current is obtained during lighting.
[比較例1]
実施例1と同様に、外管径27.5mm、肉厚1.5mm、発光長Lが800mmの発光管の内部にHg、Fe、Sn、HgI2を封入し、Arガス圧10Torr(約13.3322Pa)のメタルハライドランプに対して、チョークコイル安定器にて周波数50Hzの正弦波電圧、電流を印加させて点灯したが、アーク揺れが発生し、安定した点灯が得られなかった。
[Comparative Example 1]
As in Example 1, Hg, Fe, Sn, and HgI 2 were sealed inside an arc tube having an outer tube diameter of 27.5 mm, a wall thickness of 1.5 mm, and a light emission length L of 800 mm, and an Ar gas pressure of 10 Torr (about 13 Torr). .3322 Pa) metal halide lamp was lit by applying a sine wave voltage and current with a frequency of 50 Hz with a choke coil ballast, but arcing occurred and stable lighting could not be obtained.
外管径φ27.5mm、肉厚1.6mm、発光長Lが1300mmの発光管の内部に、アルゴン(Ar)ガス圧10Torr(約13.3322Pa)の希ガス、水銀1.68mg/cc以下、ヨウ化タリウム(TlI)0.032mg/cc以下を封入したメタルハライドランプに対して、電子安定器にて周波数100Hzの矩形波電圧、電流を印加させて点灯したが、アーク揺れのない安定した点灯を維持することができた。図5は、図4は点灯中のランプ電流波形を示しているが、これにより、点灯中は安定したランプ電流が得られていることが分かる。 In an arc tube having an outer tube diameter of 27.5 mm, a wall thickness of 1.6 mm, and a light emission length L of 1300 mm, an argon (Ar) gas pressure of 10 Torr (about 13.3322 Pa), a rare gas, mercury of 1.68 mg / cc or less, A metal halide lamp containing 0.032 mg / cc or less of thallium iodide (TlI) was lit by applying a rectangular wave voltage and current with a frequency of 100 Hz with an electronic ballast, but stable lighting without arc fluctuation Could be maintained. FIG. 5 shows the lamp current waveform during lighting, which shows that a stable lamp current is obtained during lighting.
[比較例2]
実施例2と同様のメタルハライドランプに対して、チョークコイル安定器にて周波数50Hzの正弦波電圧、電流を印加させて点灯したが、アーク揺れが発生し、安定した点灯が得られなかった。
[Comparative Example 2]
The same metal halide lamp as in Example 2 was lit by applying a sine wave voltage and current of 50 Hz with a choke coil ballast, but arcing occurred and stable lighting could not be obtained.
52…メタルハライドランプ
520…発光管
521,522…電極
523,524…ソケット
54…点灯回路
541…交流電源
542…電子安定器
52 ...
Claims (1)
前記メタルハライドランプの前記放電用電極に矩形波電圧、電流を給電する電子安定器とを備えたことを特徴とする放電ランプ点灯装置。 A metal halide lamp having a light emission length of 800 mm or more, in which a rare gas, mercury and thallium iodide are sealed as a discharge medium in an airtight arc tube, and discharge electrodes are installed at both ends in the tube axis direction of the arc tube;
A discharge lamp lighting device comprising: an electronic ballast that supplies a rectangular wave voltage and current to the discharge electrode of the metal halide lamp.
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