JP6660594B2 - 放電ランプ - Google Patents
放電ランプ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6660594B2 JP6660594B2 JP2016090273A JP2016090273A JP6660594B2 JP 6660594 B2 JP6660594 B2 JP 6660594B2 JP 2016090273 A JP2016090273 A JP 2016090273A JP 2016090273 A JP2016090273 A JP 2016090273A JP 6660594 B2 JP6660594 B2 JP 6660594B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge lamp
- discharge
- transmittance
- discharge vessel
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 27
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 9
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- PRPINYUDVPFIRX-UHFFFAOYSA-N 1-naphthaleneacetic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CC(=O)O)=CC=CC2=C1 PRPINYUDVPFIRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/30—Vessels; Containers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/16—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having helium, argon, neon, krypton, or xenon as the principle constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/30—Vessels; Containers
- H01J61/302—Vessels; Containers characterised by the material of the vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J7/00—Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J7/14—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J7/22—Tubulations therefor, e.g. for exhausting; Closures therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/07—Impurity concentration specified
- C03B2201/075—Hydroxyl ion (OH)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
- C03B2201/23—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine doped with hydroxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
Description
このような放電ランプでは、ランプ製造工程時において、放電容器内の不純ガスの排気及び発光ガスを導入するための排気管(チップ管)が当該放電容器に接続される。このチップ管は、発光ガスを導入した後に溶融封着しながら取り除かれ(チップオフ工程)、放電容器の周面にはチップ管の残部(以下、チップ部と称す)が残る。
放電容器を構成する石英ガラスには、この紫外線によって経時的に紫外線歪みが蓄積されていく。特に、排気管残部であるチップ部はその構造上、機械的強度が低く、かつ、歪みが蓄積されやすいため、経時的な紫外線歪みの蓄積によってもっとも破損しやすい部分である。
このように使用形態が多様化している現状に鑑みて、使用電力値の許容幅が広い放電ランプが望まれている。例えば、定格値から定格値の50%まで対応可能な放電ランプが求められている。このような放電ランプの設計は、上限の使用電力値に合わせて光出力や電極、封体の大きさ等が決定される。
詳述すると、高電力点灯する場合には封体温度が高くなり、材料内部の原子移動が活発になって、蓄積された歪みが緩和される方向に作用するが、低電力点灯する場合には、封体温度が比較的低くなることで上述の歪み緩和の作用が低下して、結果として材料内部に歪みのダメージが残りやすい。特に、チップ部での紫外線歪みの蓄積は、放電ランプの耐久性を弱め、放電容器の破損を引き起こす大きな要因の一つとなり、より適切な対応策が望まれている。
また、前記放電容器が溶融石英ガラスからなり、前記チップ部が合成石英ガラスからなることを特徴とする。
放電ランプ1は、溶融石英ガラスからなる放電容器2を構成する発光部3とその両端の封止部4、4とを備え、前記発光部3内には、一対の陽極5と陰極6が対向配置されている。
前記陽極5及び陰極6は、その芯線5a、6aがそれぞれ封止部4、4において封止されている。そして発光部3内には発光ガスとしてキセノンが封入されていて、電極5、6間の放電により励起されて、自然昼光の発光スペクトルの光が放射される。
石英ガラスは、基本単位であるSiO4四面体が連結されて、Si−O−Siの結合が連なり、網目状の三次元構造をとる非晶質体である。石英ガラス内に欠陥が介在していると、ガラスに吸収される光の波長帯に変化が生じる。この欠陥は、例えば、Si−O−Siの結合間で一部の酸素が欠乏した酸素欠乏欠陥や、酸素が過剰に存在することで生じる酸素過剰欠陥などを挙げることができる。これらの欠陥に伴う代表的な吸収波長を図7の表1に示す。
石英ガラスの紫外線歪みは、ガラスに吸収される紫外線の吸収度合に依存するものである。表1に記載の通り、主に300nm以下の波長帯において、光吸収が起こり、紫外線歪みを促進させるものと考えられる。
尚、波長域の下限値を170nmとした理由は、本願発明に係る放電ランプは発光ガスとしてキセノンガスが封入されたいわゆるキセノンランプであり、真空紫外域(波長200nm以下の光)の光は殆ど出力されないものの、波長172nmでピーク状の発光を有することから、光透過率の判断指標として含める意図である。
そして、本発明に係る放電容器は溶融石英ガラスからなり、また、チップ部に適用可能な部材は、各種の金属不純物が1ppm以下の石英ガラスであることが好ましく、このような超高純度の溶融石英ガラスを用いることが望ましい。各金属不純物が1ppm以下とすることにより、波長170から波長300nmの全波長域での透過率をより有効に高めることができる。仮に各金属不純物が1ppmを超えるガラス部材であると、当該不純物により深紫外の光が吸収されやすく、透過率を悪化させる主要因となりやすい。また、合成石英ガラスを用いることも可能である。
本実験では透過率の指標として172nmを選定している。172nmよりも長波長側の光はより透過される傾向を示すため、172nmの透過率の度合いを見ることで、紫外線の透過率とガラスに蓄積される紫外線歪みとの関係性を確認した。
これらの材質の内、材質A,Bが172nmの透過率が50%以上を示し、材質C,Dは透過率が10%以下と極めて低い。
実験条件は、エキシマランプを用いて、172nmの光を材質A〜Dに400時間照射して歪み応力の変化量を測定した。図5では、縦軸は、紫外線照射前と照射後の応力の比率(以下、相対歪み強度と称す)を示すものである。図に示すとおり、172nmの透過率が50%以上の物質(材質A,B)では、相対歪み強度は極めて低く、紫外線歪みの蓄積は認められなかった。これに対し、172nmの透過率が50%を下回る物質(材質C,D)では、透過率が悪化するに従って紫外線歪みの蓄積が大きいことが確認できた。尚、物質A〜Dのガラス材は、何れも172nmよりも長波長側の光はより透過される傾向を示しており、172nmの透過率が50%以上であれば、当然のことながら、そこから長波長側の光の透過率が50%を下回ることはない。
ロングアーク型放電ランプ10は長尺の放電容器11を備え、その内部に一対の電極12,12が対向配置されていて、放電容器11にはチップ部13が形成されているものである。
2 放電容器
3 発光部
4 封止部
5 陽極
5a 陽極芯線
6 陰極
6a 陰極芯線
8 チップ部
10 (ロングアーク型)放電ランプ
11 放電容器
12 電極
13 チップ部
Claims (2)
- 石英ガラス製の放電容器内に発光ガスとしてキセノンガスが封入され、一対の電極が対向配置されてなり、前記放電容器にはチップ部が設けられている放電ランプにおいて、
前記チップ部は、前記放電容器とは異なる組成のガラス部材で構成されており、前記チップ部を構成するガラス部材のみが、波長170nmから波長300nmの全波長域での透過率が放電容器の透過率よりも高い50%以上であることを特徴とする可視光を利用するための放電ランプ。 - 前記チップ部は、各種の金属不純物が1ppm以下に抑えられた石英ガラスが用いられることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016090273A JP6660594B2 (ja) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 放電ランプ |
US16/095,909 US10354856B2 (en) | 2016-04-28 | 2017-04-12 | Discharge lamp |
PCT/JP2017/014978 WO2017187987A1 (ja) | 2016-04-28 | 2017-04-12 | 放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016090273A JP6660594B2 (ja) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 放電ランプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017199595A JP2017199595A (ja) | 2017-11-02 |
JP6660594B2 true JP6660594B2 (ja) | 2020-03-11 |
Family
ID=60161509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016090273A Expired - Fee Related JP6660594B2 (ja) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 放電ランプ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10354856B2 (ja) |
JP (1) | JP6660594B2 (ja) |
WO (1) | WO2017187987A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP1679442S (ja) * | 2020-02-07 | 2021-02-15 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3858078A (en) * | 1973-07-09 | 1974-12-31 | Gte Sylvania Inc | Metal halide discharge lamp having an arched arc tube |
US4281267A (en) * | 1979-05-14 | 1981-07-28 | General Electric Company | High intensity discharge lamp with coating on arc discharge tube |
US4687453A (en) * | 1985-12-19 | 1987-08-18 | Gte Products Corporation | Method and apparatus for position orientation of a metal halide lamp base assembly |
US5055740A (en) * | 1987-02-25 | 1991-10-08 | Venture Lighting Interntional, Inc. | Horizontal burning metal halide lamp |
JP3252513B2 (ja) | 1993-01-29 | 2002-02-04 | ウシオ電機株式会社 | 誘電体バリヤ放電ランプ |
US6857926B1 (en) * | 2000-06-19 | 2005-02-22 | Advanced Lighting Technologies, Inc. | Method of making arc tubes |
JP2003201125A (ja) | 2001-12-28 | 2003-07-15 | Asahi Glass Co Ltd | 合成石英ガラスおよびその製造方法 |
JP2005310455A (ja) | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Iwasaki Electric Co Ltd | 紫外線ランプ |
JP4929457B2 (ja) | 2006-07-28 | 2012-05-09 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | シリカガラス材料 |
JP5365826B2 (ja) | 2007-02-01 | 2013-12-11 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプ |
JP3142251U (ja) | 2008-03-27 | 2008-06-05 | 岩崎電気株式会社 | フラッシュランプ |
JP5741603B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2015-07-01 | ウシオ電機株式会社 | エキシマランプ |
US10453669B2 (en) * | 2016-09-16 | 2019-10-22 | Rgf Environmental Group, Inc. | Electrodeless gas discharge lamps and methods of making the same |
-
2016
- 2016-04-28 JP JP2016090273A patent/JP6660594B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-04-12 US US16/095,909 patent/US10354856B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2017-04-12 WO PCT/JP2017/014978 patent/WO2017187987A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017199595A (ja) | 2017-11-02 |
US20190172698A1 (en) | 2019-06-06 |
WO2017187987A1 (ja) | 2017-11-02 |
US10354856B2 (en) | 2019-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101050783B1 (ko) | 수은 비함유 금속 할로겐화 고압 방전 램프 | |
JP4749797B2 (ja) | エキシマランプ | |
HUT67977A (en) | Uv absorbing lamp glass used for lamp envelopes and decreased uv emitting lamp | |
JP3727079B2 (ja) | ランプ | |
JP6660594B2 (ja) | 放電ランプ | |
JP2891997B1 (ja) | 紫外線ランプ | |
JP5784138B2 (ja) | ランプ組み立てのためのガラス物品 | |
JP5800189B2 (ja) | ショートアーク型放電ランプ | |
JP3591470B2 (ja) | 放電ランプ | |
JP3678212B2 (ja) | 超高圧水銀ランプ | |
KR20060073953A (ko) | 알루미늄 산화물 및 세륨 산화물을 포함하는 전기 램프 | |
JP2021051937A (ja) | バリア放電ランプおよび紫外線照射ユニット | |
JP2014209451A (ja) | 紫外線ランプ | |
JP4294533B2 (ja) | エキシマランプ用ガラス、エキシマランプ用放電容器及びエキシマランプ | |
JP4203651B2 (ja) | 無電極放電灯及び無電極放電灯光源装置 | |
JP5825130B2 (ja) | セラミックメタルハライドランプ | |
TWI474370B (zh) | Ultraviolet radiation method and metal halogen lamp | |
JP2018037277A (ja) | レーザ駆動ランプ | |
JP4082178B2 (ja) | セラミックメタルハライドランプ | |
JP2011210557A (ja) | メタルハライドランプ | |
TWI497559B (zh) | Ultraviolet discharge lamp | |
JPS60148043A (ja) | 金属蒸気放電灯 | |
JP2005310455A (ja) | 紫外線ランプ | |
JP6645363B2 (ja) | 放電ランプ | |
JP2023066627A (ja) | エキシマランプ及び紫外光照射装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200108 |
|
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: 20200110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200123 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6660594 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |