JP6883258B2

JP6883258B2 - ロングアーク型放電ランプ

Info

Publication number: JP6883258B2
Application number: JP2017101396A
Authority: JP
Inventors: 賢志石田
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2037-05-23
Also published as: JP2018198118A

Description

この発明は、ロングアーク型放電ランプに関するものであり、特に、発光管に改良を加えたロングアーク型放電ランプに係わるものである。

従来、印刷業界や電子工業界においては、インキや塗料の乾燥、樹脂の硬化処理に使用する光化学反応用装置の紫外線光源として、或いは、半導体基板や液晶ディスプレイ用の液晶基板を露光するのに使用する露光装置の紫外線光源として、ロングアーク型放電ランプが使用されている。
例えば、特開２００６−１３４７１０号公報（特許文献１）や特開２０１３−１０９９９２号公報（特許文献２）などにその具体的構造が開示されている。

図３にこれら従来技術のロングアーク型放電ランプの構造が示されている。
同図において、ロングアーク型放電ランプ１の発光管２の両端部にはシュリンクシールされた封止部３が形成されており、この発光管２内には一対の電極４、４が対向配置されている。
そして、紫外線を良好に放射するために、発光管２内には、水銀、鉄、タリウム等の金属が封入されている。

ところで近時においては、被照射物（ワーク）が大型化する傾向が顕著であるが、その場合も、従来設備をそのまま変更することなく、ランプの有効発光長を長くすることで対応したい、という要請がなされている。

特開２００６−１３４７１０号公報特開２０１３−１０９９９２号公報

この発明が解決しようとする課題は、紫外線を透過する発光管と、該発光管内の両端に一対の電極を有するロングアーク型放電ランプにおいて、従来設備を変更することなしに、ランプの有効発光長を拡張できて、より長寿命のロングアーク型放電ランプを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係るロングアーク型放電ランプは、前記発光管は、紫外線透過率の異なる複数の発光管部を連設したものであることを特徴とする。
また、前記発光管は、中央の第１発光管部と、その両端の第２発光管部と第３発光管部からなり、前記第２発光管部および第３発光管部の紫外線透過率が、前記第１発光管部の紫外線透過率よりも大きいことを特徴とする。

この発明のロングアーク型放電ランプによれば、前記発光管は、紫外線透過率の異なる複数の発光管部を連設し、両端の第２発光管部および第３発光管部の紫外線透過率を、中央の第１発光管部の紫外線透過率よりも大きくしたので、ランプの軸方向の両端側において照度が上昇し、それにより、ランプの有効発光長が実質的に長くなるという効果を奏する。これにより、従来設備に大幅な改造を加えることなく、大型化するワークに対応できる。
また、経年劣化で発光管の電極近傍が黒化・白濁した場合であっても、電極近傍での照度低下の割合を規格値以上に維持でき、より長期間寿命を維持できる。

本発明のロングアーク型放電ランプの断面図。本発明の効果を表す照度分布。従来のロングアーク型放電ランプの断面。

図１には、本発明のロングアーク型放電ランプ１の断面図が示されていて、発光管２は、中央の第１発光管部２１と、その両端に連設された第２発光管部２および第３発光管部２３とからなる。これらの第１発光管部２１と第２発光管部２２および第３発光管部２３とは、例えば、酸水素バーナーにより加熱して端部を溶融し、第１発光管部２１の両端に第２発光管部２２および第３発光管部２３を融着することで連設一体化することができる。
そして、この発光管２は両端部にはシュリンクシールされた封止部３が形成されており、この発光管２内には一対の電極４、４が対向配置されていて、この発光管２内には、水銀、鉄、タリウム等の金属が封入されていることは従来と同様である。

ここで、両端の第２発光管部２２および第３発光管部２３の紫外線透過率は、中央の第１発光管部２１の紫外線透過率よりも大きな材料で構成されている。
発光管の具体的な一例を示すと以下の通りである。
ランプ全長：１７３０ｍｍ
電極間距離：１５００ｍｍ
第１発光管部の長さ：７００ｍｍ
第２発光管部の長さ：４００ｍｍ
第３発光管部の長さ：４００ｍｍ
発光管部の材料と紫外線透過率（８００℃における２５４ｎｍの透過率）：
第１発光管部：Ｆ３１０ガラス（信越石英製）透過率９２％
第２、３発光管部：ＧＥ２１４（ＧＥ製）透過率８５％
管径および肉厚：外径２３．８ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ

上記の発光管２内に封入物として水銀（Ｈｇ）３００ｍｇ、封入ガスとしてアルゴン（Ａｒ）５０００Ｐａを封入して、ランプ点灯電力２４ｋＷで点灯させて、照度を測定した。なお、照度はランプ中心から８０ｍｍの距離で測定。
ここで、比較例として、発光管の材料が全長に亘り、ＧＥ２１４ガラスで構成したものを用意した。
その結果が、図２に示されている。

比較例（点線）においては、中央部をピークとして両端において照度低下が生じているが、本発明（実線）においては、発光管の両側の端部領域において中央部より上昇していることが分かる。
ここで、両者の有効照射領域（有効発光長）を、中央部の照度を１として、その９０％まで照度低下した位置までの全長とすると、比較例においては６５２ｍｍ×２＝１３０４ｍｍであり、本発明においては６７５ｍｍ×２＝１３５０ｍｍとなる。つまり、有効発光長が４６ｍｍだけ長くなったことが分かる。

なお、上記実施例では、両側の第２発光管部２２と第３発光管部２３は、同じ長さで、同じ紫外線透過率のものとしたが、若干の変更は可能であり、長さおよび紫外線透過率を変えることもできる。ただし、両者の紫外線透過率は共に中央の第１発光管部２１の紫外線透過率よりも、大きなものとすることが肝要である。こうすることで、照度分布を任意のものに変えることができる。
また、中央の第１発光管部２１の両端には、第２発光管部２２と第３発光管部２３がひとつずつ連設されているものとしたが、これらを更に分割構成とすることもできる。その場合には、端部側に行くほど紫外線透過率を大きなものとすることが好ましい。

以上のように、紫外線を透過する発光管を、紫外線透過率の異なる複数の発光管部を連設して、中央の第１発光管部と、その両端の第２発光管部と第３発光管部から構成し、前記第２発光管部および第３発光管部の紫外線透過率が、前記第１発光管部の紫外線透過率よりも大きいものとしたので、発光管の中央部での照度よりも両端側での照度が上昇し、その結果、ランプの有効発光長が長くなるという効果を奏する。
そのため、従来の設備に大幅な改良を加えることなく、ワークの大型化に対応できるものである。

１ロングアーク型放電ランプ
２発光管
２１第１発光管部
２２第２発光管部
２３第３発光管部
３封止部
４電極

Claims

紫外線を透過する発光管と、該発光管内の両端に一対の電極を有するロングアーク型放電ランプにおいて、
前記発光管は、紫外線透過率の異なる複数の発光管部を連設したものであって、
当該発光管は、中央の第１発光管部と、その両端の第２発光管部と第３発光管部からなり、
前記第２発光管部および第３発光管部の紫外線透過率が、前記第１発光管部の紫外線透過率よりも大きいことを特徴とするロングアーク型放電ランプ。