JP2017182928A - Discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、放電ランプに関する。 Embodiments described herein relate generally to a discharge lamp.
例えば、液晶パネル製造分野や印刷分野において、被照射物に紫外線を照射して露光、硬化、乾燥などの用途に用いられる光源としての放電ランプが開示されている。 For example, a discharge lamp is disclosed as a light source used in applications such as exposure, curing, and drying by irradiating an object with ultraviolet rays in the field of liquid crystal panel production and printing.
放電ランプは、暗所中に長時間放置されたとき、自然光の励起による初期電子の供給がなく、絶縁破壊に至るまでの時間が長くなったり、ランプの始動不良が生じたりする、いわゆる暗黒始動特性が悪化することが知られている。暗黒始動特性の改善を目的にランプ点灯前に補助光源を点灯したり、ランプの電極コイル部に仕事関数が低いエミッタ材を塗布したりする方法がある。しかしながら、補助光源を設置するスペースがない場合や、エミッタ材が飛散することにより発光管と反応してしまい、リークやエミッタとの反応部が高温となって、発光管黒化に繋がることが懸念される。 When a discharge lamp is left in a dark place for a long time, there is no supply of initial electrons due to excitation of natural light, so that the time until dielectric breakdown increases and the start failure of the lamp occurs, so-called dark start It is known that the characteristics deteriorate. For the purpose of improving the dark starting characteristics, there are methods of turning on the auxiliary light source before lighting the lamp and applying an emitter material having a low work function to the electrode coil portion of the lamp. However, there is a concern that when there is no space for installing the auxiliary light source or when the emitter material scatters, it reacts with the arc tube, and the reaction part with the leak or emitter becomes high temperature, leading to arc tube blackening. Is done.
本発明の実施形態は、始動不良を抑制する放電ランプを提供する。 Embodiments of the present invention provide a discharge lamp that suppresses starting failure.
本発明の実施形態によれば、放電ランプは、両端に一対の電極が対向して埋設された封止部を有し、前記封止部により内部が気密に封止された気密容器と、前記気密容器の内部に封入される水銀および希ガスと、前記一対の電極の前記気密容器と対向する側に設けられたリード線と、前記封止部の外面に、前記リード線と接続されて設けられた導電膜と、を有し、紫外線を放出する。 According to an embodiment of the present invention, the discharge lamp has a sealed portion in which a pair of electrodes are embedded oppositely at both ends, and an airtight container whose inside is hermetically sealed by the sealed portion; and Mercury and rare gas sealed inside the hermetic container, lead wires provided on the side of the pair of electrodes facing the hermetic container, and provided on the outer surface of the sealing portion connected to the lead wires And an ultraviolet ray is emitted.
本発明の実施形態によれば、始動不良を抑制する放電ランプを提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a discharge lamp that suppresses starting failure.
以下で説明する実施形態に係る両端に一対の電極が対向して埋設された封止部を有し、封止部により内部が気密に封止された気密容器と、気密容器の内部に封入される水銀および希ガスと、一対の電極の気密容器と対向する側に設けられたリード線と、封止部の外面に、リード線と接続されて設けられた導電膜と、を有し、紫外線を放出する。 An airtight container having a sealed portion in which a pair of electrodes are embedded opposite to each other at both ends according to the embodiment described below, and the inside is hermetically sealed by the sealed portion, and is enclosed in the inside of the airtight container Mercury and a rare gas, a lead wire provided on the side of the pair of electrodes facing the hermetic container, and a conductive film provided on the outer surface of the sealing portion so as to be connected to the lead wire. Release.
本実施形態によれば、始動不良を抑制することができる。 According to this embodiment, start-up failure can be suppressed.
また、以下で説明する実施形態に係る放電ランプにおいて、導電膜は、リード線と金属導体により接続される。 In the discharge lamp according to the embodiment described below, the conductive film is connected to the lead wire by a metal conductor.
本実施形態によれば、より確実に始動不良を抑制することができる。 According to the present embodiment, it is possible to more reliably suppress the starting failure.
また、以下で説明する実施形態に係る放電ランプにおいて、導電膜は、リード線まで延びて形成される。 In the discharge lamp according to the embodiment described below, the conductive film extends to the lead wire.
本実施形態によれば、より確実に始動不良を抑制することができる。 According to the present embodiment, it is possible to more reliably suppress the starting failure.
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態) (First embodiment)
図1は、第1の実施形態に係る放電ランプ1について、図1を用いて説明する。図1は、放電ランプ1を例示している。 FIG. 1 illustrates a discharge lamp 1 according to a first embodiment with reference to FIG. FIG. 1 illustrates a discharge lamp 1.
図1に示したように、本実施形態に係る放電ランプ1は、気密容器10と、一対の放電電極20,20とを有する。
As shown in FIG. 1, the discharge lamp 1 according to the present embodiment includes an
本実施形態では、放電ランプ1として、高圧水銀ランプを用いた実施形態を例示している。 In the present embodiment, an embodiment using a high-pressure mercury lamp as the discharge lamp 1 is illustrated.
気密容器10は、直管状に形成され、内部に放電空間12を有する。また、気密容器10の両端には封止部16,16が形成されることで、放電空間12を気密に保つ。気密容器10は、紫外線を透過する材料で構成されており、例えば石英ガラスで構成される。気密容器は、外径が25mm、全長が1260mmである。
The
放電空間12は、一対の放電電極20,20より電力が印加されることで、放電空間12に封入された水銀14や希ガス(図示しない)が発光する。放電空間12は、例えば内径が22mm、発光長(放電電極20−20間の距離)が1100mmで構成される。
In the
水銀14は、放電空間12に封入され、放電ランプ1の外部より電力が印加されることで、例えば254nm、365nmの紫外線を放出する。また、水銀14は、放電ランプ1の外部より電力が印加されることで、放電の維持に寄与する。水銀16は、放電ランプ1に電力が供給されていないときは気密容器10内に大部分が液体として、一部が気体として存在する。水銀の封入量は、例えば0.5〜3.0(mg/cm3)である。
The
希ガスは、放電ランプ1の始動時に放電を促進させ、放電開始後に放電維持に寄与する。希ガスの封入圧力は、例えば、25(℃)において、1〜10(kPa)である。また、希ガスは、キセノン、アルゴン、ネオンのいずれか一種、または二種以上の混合ガスでよい。 The rare gas promotes discharge when starting the discharge lamp 1 and contributes to maintaining the discharge after the start of discharge. The enclosure pressure of the rare gas is, for example, 1 to 10 (kPa) at 25 (° C.). The rare gas may be any one of xenon, argon, neon, or a mixed gas of two or more.
封止部16,16は、放電空間12の両端に形成される。封止部16,16は、気密容器10と同じ石英ガラスで構成される。封止部16,16は、放電電極20,20を所望の位置に設けた後に、減圧下で図示しないガスバーナーなどの溶融手段により溶融して封止する、いわゆるシュリンクシールにより形成される。なお、封止部16,16には、気密容器10と異なる石英ガラスなどで構成されても良い。また、封止部16,16は、図示しないピンチャーなどの成形手段による、いわゆるピンチシールにより形成されてもよい。封止部16,16の長さは、例えば、75mmである。封止部16,16の外面には、導電膜60が形成されている。なお、導電膜60の詳細については後述する。
The sealing
一対の放電電極20,20は、放電ランプ1の外部より印加された電力を放電空間12に導入し、放電空間12にてアーク放電を生起する。一対の放電電極20,20は、一部が封止部16,16に埋設して設けられ、放電空間12の両端部に対向して設けられる。一対の放電電極20,20は、軸材22,22、コイル24,24、箔26,26、リード線28,28を有する。
The pair of
軸材22,22は、放電空間12に電力を印加する。軸材22,22は、一端が放電空間12に突出して構成されていて、他端が封止部16,16に埋設される。また、軸材22,22の放電空間12側に突出した一端にはコイル24,24が設けられる。また、軸材22,22は、他端で箔26,26と溶接により接続される。軸材22,22は、例えばタングステンにより構成される。
The
コイル24,24は、軸材22,22の一端側に設けられ、放電中の軸材22,22の先端から温度を放射することで、軸材22,22の温度上昇を抑制する。コイル24,24は、一端が軸材22,22の一端側、すなわち、放電空間12側に設けられ、他端が軸材22,22の他端側に設けられる。コイル24,24は、例えばタングステンにより構成される。
The
箔26,26は、封止部16,16に埋設され、封止されることにより、気密容器10を気密に保つ。箔26,26は、一端が軸材22,22の他端と溶接され、他端がリード線28,28の一端と溶接され、封止部16,16に埋設して設けられる。箔26,26は、例えばモリブデンにより構成される。
The
リード線28,28は、一部が封止部16,16に埋設され、気密容器10の内部とハーネス40,40とを電気的に接続する。リード線28,28は、一端が箔26,26と溶接され、他端がハーネス40,40と接続される。リード線28,28は、例えば、モリブデンにより構成される。
The
ベース30,30は気密容器10の封止部16,16、リード線28,28およびハーネス40,40の外周に設けられ、リード線28,28およびハーネス40,40の接続箇所が露出することを防ぐ。ベース30,30は、例えば、セラミックスで構成される。また、ベース30,30内には、気密容器10との嵌合をより強固とするため、例えばセメントで封止部16,16の一部と固着されてもよい。
The
ハーネス40,40は、気密容器10の内部に、図示しない電源回路と電気的に接続する。ハーネス40,40は、一端がリード線28,28の他端と接続され、他端が電源回路などと接続される。ハーネス40,40は、例えば軟銅線により構成される。なお、ハーネス40,40の他端には、電源回路との接続を容易にするため、図示しない端子が設けられてもよい。
The
このようにして設けられた放電ランプ1は、例えば、放電ランプ1に電力が供給されて点灯しているとき、図示しない送風機等により送られた冷却風により冷却される、いわゆる空冷方式である。なお、放電ランプ1は、放電ランプ1を包囲するように設けられた図示しない水冷ジャケットで覆われて、水冷ジャケット内部を流れる液体、具体的には水により冷却される、いわゆる水冷方式を採用してもよい。 The discharge lamp 1 provided in this way is, for example, a so-called air-cooling method in which when the discharge lamp 1 is supplied with electric power and is lit, it is cooled by cooling air sent by a blower (not shown) or the like. The discharge lamp 1 employs a so-called water cooling method in which the discharge lamp 1 is covered with a water cooling jacket (not shown) provided so as to surround the discharge lamp 1 and is cooled by a liquid flowing inside the water cooling jacket, specifically water. May be.
ここで、導電膜60について、図2を用いて更に詳しく説明する。図2は、電極20、封止部16とリード線28を拡大した模式図である。なお、図2では、電極20の位置を明確にするため、導電膜60については一部分についてのみ描画している。
Here, the
導電膜60の一端は、気密容器10の、電極20の軸材22と対向する位置の近傍に設けられる。また、導電膜60の他端は、封止部16の全体に渡って設けられる。なお、導電膜60の他端は、リード線28と電気的に接続されていることが望ましい。導電膜60がリード線28と電気的に接続されることで、暗黒始動特性による始動不良を抑制することができるためである。導電膜60は、例えば、酸化スズ(SnO)を塗布後、乾燥させることにより設けられる。なお、導電膜60は、気密容器10の両端を保温することで、封止部16,16と電極20との間に生じる僅かな隙間に入り込む可能性がある水銀液体などを昇温させて再び放電空間12へ戻す、いわゆる保温膜として作用してもよい。また、導電膜60は、酸化スズ(SnO)に限定されない。導電膜60は、例えば、酸化スズ(SnO)、白金(Pt)、金(Au)、酸化セシウム(CsO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化マグネシウム(MgO)のうちいずれか一種、または複数含まれていてもよい。
One end of the
ここで、導電膜60が設けられることによる始動不良の抑制のメカニズムについて、図3を用いて説明する。図3は、始動不良の抑制を説明するための模式図である。なお、図3では、放電のメカニズムを明確にするため、導電膜60については一部分についてのみ描画している。
Here, a mechanism for suppressing start-up failure due to the provision of the
放電ランプ1に図示しない電源回路から電力が供給されると、図3(a)に示すように、あるタイミングでは電極20の軸材22およびコイル24が正に帯電すると同時に、導電膜60も正に帯電する。導電膜60が正に帯電することで、図3(b)に示すように、放電容器10の内部は分極して負に帯電する。このとき、放電容器10内には、正に帯電した電極20と負に帯電した放電容器10とが存在するため、電極20と放電容器10との間で放電が生じ、この放電が放電容器10内を伝わって他方の電極20まで到達し、最終的に一方の電極20から他方の電極20まで放電が形成される。以上のことから、放電ランプ1の封止部16の外面に、リード線と接続されて設けられた導電膜60があることが望ましい。
When power is supplied to the discharge lamp 1 from a power supply circuit (not shown), the
以上の実施形態に基づいて説明したように、本実施形態によれば、放電ランプ1の封止部16の外面に、リード線28と接続されて設けられた導電膜60があることで、放電ランプ1の始動時に一方の電極20から他方の20まで放電が生じやすくなるため、始動不良を抑制できる放電ランプを提供することができる。
As described above based on the above embodiment, according to the present embodiment, the
また、上記実施形態で、放電ランプ1に設けられた導電膜60が、リード線28まで延びて設けられることで、放電ランプ1の始動時に導電膜60が分極する作用から一方の電極20と他方の電極20との間の放電が更に生じやすくなるため、始動不良を抑制することができる放電ランプを提供することができる。
Further, in the above embodiment, the
(第一の実施形態の変形例) (Modification of the first embodiment)
第1の実施形態の変形例を図4に示す。図4は、第1の実施形態の変形例を示す模式図である。 A modification of the first embodiment is shown in FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing a modification of the first embodiment.
図4では、導電膜60が金属導体70によりリード線28と接続される例を示す。金属導体70は、導電膜60とリード線28とを電気的に接続する。金属導体70は、例えば、
FIG. 4 shows an example in which the
ニッケルやモリブデンにより形成される。導電膜60とリード線28とを金属導体70により接続することで、導電膜60をリード線28まで延びて形成されるときに比べて安定して電気的接続が行える効果がある。
It is made of nickel or molybdenum. By connecting the
以上の実施形態に基づいて説明したように、本実施形態によれば、放電ランプ1の封止部16の外面に、金属導体70を用いてリード線28と接続されて設けられた導電膜60があることで、放電ランプ1の始動時に一方の電極20から他方の20まで放電が生じやすくなるため、始動不良を抑制できる放電ランプを提供することができる。
As described based on the above embodiment, according to this embodiment, the
また、上記実施形態で、放電ランプ1に設けられた導電膜60が、金属導体70によりリード線28と接続されることで、より安定して電気的な接続が確保できるため、始動不良を抑制することができる放電ランプを提供することができる。
Further, in the above embodiment, since the
ここで、放電ランプ1において、導電膜60有無、導電膜60のリード線28との接続有無による始動電圧(V)の差について検討を行った。評価条件は以下のとおりである。なお、始動電圧(V)は、ランプを1日暗所放置して、松定プレシジョン製高圧電源HSX-3R5を用い、絶縁破壊電圧を測定することで評価した。
Here, in the discharge lamp 1, the difference in the starting voltage (V) depending on the presence / absence of the
放電ランプ1(共通):内径=23mm、放電空間の長さ=1100mm、放電ランプ1の全体長さ=1260mm、ランプ始動電圧=600V、ランプ電流=10A、ランプ電力=16kW。
導電膜60(比較例2、実施例1、実施例2):酸化スズ(SnO)。
実施例1:導電膜60をリード線28と接続させるよう、リード線28まで延びて形成した。
実施例2:導電膜60とリード線28とを接続するように、金属導体70を設けた。
比較灯数:各10本。
Discharge lamp 1 (common): inner diameter = 23 mm, discharge space length = 1100 mm, overall length of the discharge lamp = 1260 mm, lamp starting voltage = 600 V, lamp current = 10 A, lamp power = 16 kW.
Conductive film 60 (Comparative Example 2, Example 1, Example 2): Tin oxide (SnO).
Example 1 The
Example 2: A
Number of comparison lamps: 10 each.
結果を図5に示す。図5から明らかであるとおり、比較例1、2と比べて、実施例1、2のときに始動電圧の平均値が200(V)低下した。すなわち、比較例1、2と比べて、実施例1、2では、始動電圧(V)を200(V)下げることができたため、比較例1、2と比べて始動不良を抑制することが判明した。 The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 5, compared with Comparative Examples 1 and 2, the average value of the starting voltage decreased by 200 (V) in Examples 1 and 2. In other words, compared to Comparative Examples 1 and 2, in Examples 1 and 2, the starting voltage (V) could be lowered by 200 (V), so it was found that starting failure was suppressed compared to Comparative Examples 1 and 2. did.
なお、上記実施形態で、放電ランプ1は、いわゆる高圧水銀ランプの構成であったが、水銀と希ガスの他に、メタルハライドを封入した、いわゆるメタルハライドランプであってもよい。 In the above embodiment, the discharge lamp 1 has a so-called high-pressure mercury lamp configuration, but may be a so-called metal halide lamp in which metal halide is sealed in addition to mercury and a rare gas.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…放電ランプ、
10…気密容器、
12…放電空間、
14…封止部、
16…第1の封入物、
18…第2の封入物、
20…電極、
22…軸材、
24…コイル、
26…箔、
28…リード線
30…ベース、
40…ハーネス、
60…導電膜、
70…金属導体。
1 ... discharge lamp,
10 ... an airtight container,
12 ... discharge space,
14 ... sealing part,
16 ... first inclusion,
18 ... second inclusion,
20 ... Electrode,
22 ... shaft material,
24 ... Coil,
26 ... foil,
28 ...
40 ... Harness,
60 ... conductive film,
70: Metal conductor.
Claims (3)
前記気密容器の内部に封入される水銀および希ガスと;
前記一対の電極の前記気密容器と対向する側に設けられたリード線と;
前記封止部の外面に、前記リード線と接続されて設けられた導電膜と;
を有し、紫外線を放出する放電ランプ。 An airtight container having a sealing portion in which a pair of electrodes are embedded oppositely at both ends, and the inside is hermetically sealed by the sealing portion;
Mercury and a rare gas sealed in the hermetic container;
A lead wire provided on a side of the pair of electrodes facing the hermetic container;
A conductive film provided on the outer surface of the sealing portion and connected to the lead wire;
A discharge lamp that emits ultraviolet rays.
The discharge lamp according to claim 1, wherein the conductive film is connected to the lead wire by a metal conductor.
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