JP3060461B2 - メタルハライドランプ - Google Patents
メタルハライドランプInfo
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- JP3060461B2 JP3060461B2 JP1147690A JP14769089A JP3060461B2 JP 3060461 B2 JP3060461 B2 JP 3060461B2 JP 1147690 A JP1147690 A JP 1147690A JP 14769089 A JP14769089 A JP 14769089A JP 3060461 B2 JP3060461 B2 JP 3060461B2
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- Japan
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- line
- metal halide
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- gallium
- halide lamp
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- Discharge Lamp (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、メタルハライドランプ、特に印刷等に用
いられるガリウムを封入したメタルハライドランプに関
するものである。
いられるガリウムを封入したメタルハライドランプに関
するものである。
従来、露光用光源として用いられるガリウムメタルハ
ライドランプは、主としてGa403nm線を利用している。
この種のランプは、主にGa403nm線付近に感光感度のあ
るインク等を用いた印刷用光源として用いられている。
ライドランプは、主としてGa403nm線を利用している。
この種のランプは、主にGa403nm線付近に感光感度のあ
るインク等を用いた印刷用光源として用いられている。
第４図は従来のメタルハライドランプの側面図、第５
図は従来例の分光分布を示す図である。第４図におい
て、石英よりなる発光管１の両端には、タングステンよ
り成る電極2,2aが、金属箔3,3aとともに厚漬封止して形
成され、内部には、水銀とハロゲン化ガリウム（封入物
７）及び始動用希ガスが封入されている。
図は従来例の分光分布を示す図である。第４図におい
て、石英よりなる発光管１の両端には、タングステンよ
り成る電極2,2aが、金属箔3,3aとともに厚漬封止して形
成され、内部には、水銀とハロゲン化ガリウム（封入物
７）及び始動用希ガスが封入されている。
このように構成されたランプは、印刷光源として要求
されるコンパクト性のため、通常発光管のみで点灯さ
れ、水銀ランプのように外管バルブ等を有していない。
従って、発光管の端部の封止部4,4aには、口金5,5a及び
外部導出線6,6aが設けられ、ランプは、この部分で保持
され、電気導入が行われる。
されるコンパクト性のため、通常発光管のみで点灯さ
れ、水銀ランプのように外管バルブ等を有していない。
従って、発光管の端部の封止部4,4aには、口金5,5a及び
外部導出線6,6aが設けられ、ランプは、この部分で保持
され、電気導入が行われる。
一方、近年の感光材料の多様化にともない、露光波長
も多様化してきており、そのためにそれぞれにあった発
光波長を有する各種のランプが必要とされ始めた。
も多様化してきており、そのためにそれぞれにあった発
光波長を有する各種のランプが必要とされ始めた。
すなわち、前記Ga403nm線とは別の365nm線付近に感度
を有する感光材の露光には、水銀を発光材料とした高圧
水銀ランプが用いられている。
を有する感光材の露光には、水銀を発光材料とした高圧
水銀ランプが用いられている。
しかしながら、前述したような感光材料多様化に伴っ
て、１つの露光装置により２種類（例えば403nmと365n
m）の感光材料を露光できるような光源が望まれてい
る。
て、１つの露光装置により２種類（例えば403nmと365n
m）の感光材料を露光できるような光源が望まれてい
る。
以上のように、従来例においては、１つの露光装置に
より、２種類の感光材料を露光しようとする場合、第５
図に示すように、従来のガリウム封入のメタルハライド
ランプは、わずかにHg365nm線を発光するが、通常この
量はGa403nm線に比して小さいという問題点がある。こ
れは、Hg365nm線の励起エネルギーが約8.9eVと、Ga403n
m線の励起エネルギー3eVと比較して高いことが原因であ
る。また、特公昭54−18512号公報に開示されているよ
うに、ガリウム、水銀以外にトリウムを添加してこれを
試みた例もあるが、実質的にトリウム添加による短寿命
化やトリウムを含まないものに比し出力が低い等の問題
点やトリウムが放射性物質であるための取扱い上の問題
点があった。
より、２種類の感光材料を露光しようとする場合、第５
図に示すように、従来のガリウム封入のメタルハライド
ランプは、わずかにHg365nm線を発光するが、通常この
量はGa403nm線に比して小さいという問題点がある。こ
れは、Hg365nm線の励起エネルギーが約8.9eVと、Ga403n
m線の励起エネルギー3eVと比較して高いことが原因であ
る。また、特公昭54−18512号公報に開示されているよ
うに、ガリウム、水銀以外にトリウムを添加してこれを
試みた例もあるが、実質的にトリウム添加による短寿命
化やトリウムを含まないものに比し出力が低い等の問題
点やトリウムが放射性物質であるための取扱い上の問題
点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、365nm線と、403nm線の２つの波長に感光
感度を有する２種類の感光材料を１本のランプ、即ち１
台の露光装置で露光でき、設備の合理化を可能にするメ
タルハライドランプを得ることを目的とする。
されたもので、365nm線と、403nm線の２つの波長に感光
感度を有する２種類の感光材料を１本のランプ、即ち１
台の露光装置で露光でき、設備の合理化を可能にするメ
タルハライドランプを得ることを目的とする。
また、この発明は、Hg365nm線の強度の減少と、Hg365
nm線の強度むらの発生を防止することができるメタルハ
ライドランプを得ることを目的とする。
nm線の強度むらの発生を防止することができるメタルハ
ライドランプを得ることを目的とする。
さらに、この発明は、耐熱性能と発光性能における寿
命の長期化を可能にするメタルハライドランプを得るこ
とを目的とする。
命の長期化を可能にするメタルハライドランプを得るこ
とを目的とする。
このため、この発明においては、両端に電極を備えた
石英製発光管の内部にハロゲン化ガラウム及び水銀を封
入したメタルハライドランプにおいて、前記ガリウムと
水銀の単位放電空間内の量をそれぞれMGa（mg/cc）,MHg
（mg/cc）としたときのMGaとMHgの比の範囲を、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 とし、 電位傾度をＥ（V/cm）としたときのＥの範囲を、 Ｅ≧18 とし、 発光管の管壁負荷をω（W/cm2）としたときのωの範
囲を、 25≦ω＜35 とし、 発光管内部に存在するH2Oの量を、発光管の内部にガ
リウム、水銀、希ガスおよびハロゲンを封入する工程に
おいて、封入希ガス圧力の5ppm以下とすることにより、
上記目的を達成しようとするものである。
石英製発光管の内部にハロゲン化ガラウム及び水銀を封
入したメタルハライドランプにおいて、前記ガリウムと
水銀の単位放電空間内の量をそれぞれMGa（mg/cc）,MHg
（mg/cc）としたときのMGaとMHgの比の範囲を、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 とし、 電位傾度をＥ（V/cm）としたときのＥの範囲を、 Ｅ≧18 とし、 発光管の管壁負荷をω（W/cm2）としたときのωの範
囲を、 25≦ω＜35 とし、 発光管内部に存在するH2Oの量を、発光管の内部にガ
リウム、水銀、希ガスおよびハロゲンを封入する工程に
おいて、封入希ガス圧力の5ppm以下とすることにより、
上記目的を達成しようとするものである。
この発明のメタルハライドランプによれば、封入され
たGaおよびHgの単位放電空間内の量を、それぞれMGa（m
g/cc）,MHg（mg/cc）としたときのMGaとMHgの比を、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 の範囲としたので、Hg365nm線とGa403nm線の２つをほぼ
均一化して共存発光できる。
たGaおよびHgの単位放電空間内の量を、それぞれMGa（m
g/cc）,MHg（mg/cc）としたときのMGaとMHgの比を、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 の範囲としたので、Hg365nm線とGa403nm線の２つをほぼ
均一化して共存発光できる。
また、電位傾斜Ｅ（V/cm）を、 Ｅ≧18 としたので、Hg365nm線の強度の減少を抑制できる。
さらに、管壁負荷ω（W/cm2）を、 25≦ω＜35 としたので、ランプの耐熱性能と発光性能における寿命
を長くすることができる。
を長くすることができる。
また、発光管内部に存在するH2Oの量を、発光管の内
部にガリウム、水銀、希ガスおよびハロゲンを封入する
工程において、封入希ガス圧力の5ppm以下としたので、
Hg365nm線の強度むらの発生を防止することができる。
部にガリウム、水銀、希ガスおよびハロゲンを封入する
工程において、封入希ガス圧力の5ppm以下としたので、
Hg365nm線の強度むらの発生を防止することができる。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例であるためるハライドラ
ンプの側面図、第２図はMGa/MHgによる365nm線と403nm
線の強度比の変化データを示す特性曲線図、第３図はこ
の実施例のランプの1000時間点灯後の分光分布を示す図
である。
ンプの側面図、第２図はMGa/MHgによる365nm線と403nm
線の強度比の変化データを示す特性曲線図、第３図はこ
の実施例のランプの1000時間点灯後の分光分布を示す図
である。
第１図において、前記従来例におけると同一または相
当構成要素には同一符号を付し、それらの重複説明は省
略する。
当構成要素には同一符号を付し、それらの重複説明は省
略する。
次に、この発明の命題であるメタルハライドランプ内
のガリウムと水銀のそれぞれの単位放電空間内の量の比
の値限定およびその範囲設定について、第１図ないし第
３図を用いて説明する。
のガリウムと水銀のそれぞれの単位放電空間内の量の比
の値限定およびその範囲設定について、第１図ないし第
３図を用いて説明する。
発明者が種々検討した結果、この命題に対するパラメ
ータおよび適当な範囲は、放電空間内、すなわち、電極
間に存在する空間Ｖ＝πD2l/4、ここで、Ｄは発光管内
径、ｌは電極間距離である）にある水銀及びガリウムの
励起原子密度の比をとれば充分であることが判明した。
ータおよび適当な範囲は、放電空間内、すなわち、電極
間に存在する空間Ｖ＝πD2l/4、ここで、Ｄは発光管内
径、ｌは電極間距離である）にある水銀及びガリウムの
励起原子密度の比をとれば充分であることが判明した。
すなわち、発光管内のガリウムと水銀の量を、それぞ
れmGa,mHg（mg）とすると、 MGa＝mGa/V、MHg＝mHg/V ただし、Ｖ＝πD2l/4 とし、比MGa/MHgの値を種々与えた第１図に示すメタル
ハライドランプを各20本試作した。そしてHg365nm線:P
365およびGa403nm線:P403のそれぞれの比を測定したと
ころ、第２図のような結果が得られた。第２図の横軸は
MGa/MHg（mg/cc/mg/cc）、縦軸はP365/P403である。な
お、上記２本の線の強度は1nmの分解能の分光器により
測定されたスペクトルの輝線部分の積分値で表わされて
いる。
れmGa,mHg（mg）とすると、 MGa＝mGa/V、MHg＝mHg/V ただし、Ｖ＝πD2l/4 とし、比MGa/MHgの値を種々与えた第１図に示すメタル
ハライドランプを各20本試作した。そしてHg365nm線:P
365およびGa403nm線:P403のそれぞれの比を測定したと
ころ、第２図のような結果が得られた。第２図の横軸は
MGa/MHg（mg/cc/mg/cc）、縦軸はP365/P403である。な
お、上記２本の線の強度は1nmの分解能の分光器により
測定されたスペクトルの輝線部分の積分値で表わされて
いる。
発明者らの検討によれば、Hg365nm線,Ga403nm線を同
時に発生させるメタルハライドランプのP365とP403のパ
ワーの比は、 P365/P403≧0.35 であれば、同時に露光可能であることが判明した。すな
わち、第２図Ｙよりこのパワー比を与えたMGa/MHgの比
は、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 であれば良いことがわかった。
時に発生させるメタルハライドランプのP365とP403のパ
ワーの比は、 P365/P403≧0.35 であれば、同時に露光可能であることが判明した。すな
わち、第２図Ｙよりこのパワー比を与えたMGa/MHgの比
は、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 であれば良いことがわかった。
次に、電位傾度Ｅ（V/cm）の範囲限定について説明す
る。
る。
発明者らの検討によれば、上記の比率を維持しつつ電
位傾度Ｅ（V/cm）（すなわち、ランプ電位VL/電極間距
離ｌ）を、 Ｅ≧18V/cm としないと、寿命中、Hg365nm線の強度が減少すること
を見い出した。これは、理由は定かではないが、ハロゲ
ン比ガリウムの電位傾度への寄与が大きくなると、電位
傾度自体が変化してしまい、特性への影響を与えるため
と推察される。
位傾度Ｅ（V/cm）（すなわち、ランプ電位VL/電極間距
離ｌ）を、 Ｅ≧18V/cm としないと、寿命中、Hg365nm線の強度が減少すること
を見い出した。これは、理由は定かではないが、ハロゲ
ン比ガリウムの電位傾度への寄与が大きくなると、電位
傾度自体が変化してしまい、特性への影響を与えるため
と推察される。
次に、管壁負荷ωの限定範囲について説明する。
管壁負荷ω（W/cm2）（すなわち、WL/πDl）を、 25≦ω≦35W/cm2 の範囲に限定しないと。寿命を全うできないことをつき
とめた。ωが35（W/cm2）以上であると、封止部が熱的
にもたないこと、ωが25W/cm2以下になると、Hg365nm線
が発光しなくなることが限定の理由である。
とめた。ωが35（W/cm2）以上であると、封止部が熱的
にもたないこと、ωが25W/cm2以下になると、Hg365nm線
が発光しなくなることが限定の理由である。
次に、発光管の内部にガリウム、水銀、希ガスおよび
ハロゲンを封入する工程における発光管の水分について
説明する。
ハロゲンを封入する工程における発光管の水分について
説明する。
この工程において発光管内部に存在する水分（H2O）
の量は、同工程における封入希ガス圧力に対して5ppm以
下に抑えないと、Hg365nm線の強度むらが発生すること
も分かった。これはH2Oが、 H2O→H+＋OH- 2H+＋2e-→H2 により水素が生成し、この水素H2がH2→Ｈ＋Ｈに解離す
るときのエネルギーと、Hg365nm線の励起エネルギーが
ほぼ同じため、H2の解離にエネルギーが費やされてしま
う可能性が大きいためと考えられるが、封入希ガス圧力
に対して水分（H2O）が5ppm以下では、ほとんど実質的
な問題は起きなった。
の量は、同工程における封入希ガス圧力に対して5ppm以
下に抑えないと、Hg365nm線の強度むらが発生すること
も分かった。これはH2Oが、 H2O→H+＋OH- 2H+＋2e-→H2 により水素が生成し、この水素H2がH2→Ｈ＋Ｈに解離す
るときのエネルギーと、Hg365nm線の励起エネルギーが
ほぼ同じため、H2の解離にエネルギーが費やされてしま
う可能性が大きいためと考えられるが、封入希ガス圧力
に対して水分（H2O）が5ppm以下では、ほとんど実質的
な問題は起きなった。
次に、第１図に示す発光管での上記条件による実験
と、その結果を説明する。
と、その結果を説明する。
内径23mm、アーク長170cmの第１図に示す発光管内にG
a1mg,Hg300mgを封入し、希ガスとハロゲンを加えてラン
プとした。
a1mg,Hg300mgを封入し、希ガスとハロゲンを加えてラン
プとした。
ここで、MGa＝0.0142,MHg＝4.247 であり、MGa/MHg＝3.3×10-3となり、1.3×10-3≦MGa/M
Hg≦7.5×10-3の範囲を満足する。ランプ電力3500W,ラ
ンプ電圧350Vで点灯するようにすると、 ω＝28.5W/cm2 Ｅ＝20.6V/cm2 であり、ω,Eの前記条件を満足する。また、発光管製造
後のランプのガス分析を行った結果、H2Oの量は2ppmで
あった。
Hg≦7.5×10-3の範囲を満足する。ランプ電力3500W,ラ
ンプ電圧350Vで点灯するようにすると、 ω＝28.5W/cm2 Ｅ＝20.6V/cm2 であり、ω,Eの前記条件を満足する。また、発光管製造
後のランプのガス分析を行った結果、H2Oの量は2ppmで
あった。
本ランプのP365/P403は約0.57であり、このランプを1
000時間点灯しても、この比はほとんど変化しなかっ
た。第３図にこの1000時間点灯後の分光分布を示した。
000時間点灯しても、この比はほとんど変化しなかっ
た。第３図にこの1000時間点灯後の分光分布を示した。
以上説明したように、この実施例では、両端の電極を
備えた石英発光管の内部にハロゲン化ガリウム及び水銀
を封入したメタルハライドランプにおいて、前記ガリウ
ムと水銀の単位放電空間内の量を、それぞれMGa（mg/c
c）,MHg（mg/cc）とし、MGa/MHgを、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 の範囲Ｙ（第２図）にすれば、Hg365nm線とGa403nm線の
共存発光するメタルハライドランプが得られることが判
明した。
備えた石英発光管の内部にハロゲン化ガリウム及び水銀
を封入したメタルハライドランプにおいて、前記ガリウ
ムと水銀の単位放電空間内の量を、それぞれMGa（mg/c
c）,MHg（mg/cc）とし、MGa/MHgを、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 の範囲Ｙ（第２図）にすれば、Hg365nm線とGa403nm線の
共存発光するメタルハライドランプが得られることが判
明した。
また、寿命及び働程中の安定性に対して電位傾度E,管
壁負荷ωを、 Ｅ≧18V/cm とし、ωの範囲を、 25≦ω≦35 W/cm2 とすることにより、露光光源としての安定性が確保でき
ることが判明した。
壁負荷ωを、 Ｅ≧18V/cm とし、ωの範囲を、 25≦ω≦35 W/cm2 とすることにより、露光光源としての安定性が確保でき
ることが判明した。
さらに、発光管の内部にガリウム、水銀、希ガスおよ
びハロゲンを封入する工程における発光管内部に存在す
る水分（H2O）の量を封入希ガス圧力に対して5ppm以下
とすることにより、特性ばらつきの少ないガリウム入り
メタルハライドランプが得られることが判明した。
びハロゲンを封入する工程における発光管内部に存在す
る水分（H2O）の量を封入希ガス圧力に対して5ppm以下
とすることにより、特性ばらつきの少ないガリウム入り
メタルハライドランプが得られることが判明した。
以上説明したように、この発明のメタルハライドラン
プによれば、Hg365nm線とGa403nm線の二つの感光感度を
有する２種類の感光材料を一本のランプ、すなわち１台
の露光装置で露光できるので、設備の合理化が可能とな
る。
プによれば、Hg365nm線とGa403nm線の二つの感光感度を
有する２種類の感光材料を一本のランプ、すなわち１台
の露光装置で露光できるので、設備の合理化が可能とな
る。
また、この発明のメタルハライドランプによれば、Hg
365nm線の強度の減少と、Hg365nm線の強度むらの発生を
防止できる。
365nm線の強度の減少と、Hg365nm線の強度むらの発生を
防止できる。
さらに、この発明のメタルハイドライドランプによれ
ば、耐熱性能と発光性能における寿命の長期化が可能と
なる。
ば、耐熱性能と発光性能における寿命の長期化が可能と
なる。
第１図はこの発明の一実施例であるメタルハライドラン
プの側面図、第２図はMGa/MHgの比によるHg365nm線とGa
403nm線の強度比の変化のデータを示す図、第３図は実
施例のランプの1000時間点灯後の分光分布を示す図、第
４図は従来のメタルハライドランプの側面図、第５図は
従来のメタルハライドランプの分光分布を示す図であ
る。 １……発光管 2,2a……電極 3,3a……金属箔 ７……封入物 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
プの側面図、第２図はMGa/MHgの比によるHg365nm線とGa
403nm線の強度比の変化のデータを示す図、第３図は実
施例のランプの1000時間点灯後の分光分布を示す図、第
４図は従来のメタルハライドランプの側面図、第５図は
従来のメタルハライドランプの分光分布を示す図であ
る。 １……発光管 2,2a……電極 3,3a……金属箔 ７……封入物 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/88 H01J 61/20
Claims (1)
- 【請求項１】両端に電極を備えた石英製発光管の内部に
ハロゲン化ガリウム及び水銀を封入したメタルハライド
ランプにおいて、前記ガリウムと水銀の単位放電空間内
の量をそれぞれMGa（mg/cc）,MHg（mg/cc）としたとき
のMGaとMHgの比の範囲を、 1.3×10-3≦MGa/MHg≦7.5×10-3 とし、 電位傾度をＥ（V/cm）としたときのＥの範囲を、 Ｅ≧18 とし、 発光管の管壁負荷をω（W/cm2）としたときのωの範囲
を 25≦ω＜35 とし、 発光管内部に存在するH2Oの量を、発光管の内部にガリ
ウム、水銀、希ガスおよびハロゲンを封入する工程にお
いて、封入希ガス圧力の5ppm以下とすることを特徴とす
るメタルハライドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1147690A JP3060461B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1147690A JP3060461B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | メタルハライドランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315148A JPH0315148A (ja) | 1991-01-23 |
| JP3060461B2 true JP3060461B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=15436076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1147690A Expired - Lifetime JP3060461B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3060461B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6011111B2 (ja) * | 2012-07-27 | 2016-10-19 | 岩崎電気株式会社 | ロングアーク型メタルハライドランプ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS535934B2 (ja) * | 1972-12-08 | 1978-03-03 |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1147690A patent/JP3060461B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0315148A (ja) | 1991-01-23 |
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