JPH0582102A - 紫外線放射用放電灯 - Google Patents

紫外線放射用放電灯

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JPH0582102A
JPH0582102A JP24610291A JP24610291A JPH0582102A JP H0582102 A JPH0582102 A JP H0582102A JP 24610291 A JP24610291 A JP 24610291A JP 24610291 A JP24610291 A JP 24610291A JP H0582102 A JPH0582102 A JP H0582102A
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JP
Japan
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bulb
discharge lamp
ultraviolet radiation
ultraviolet
light
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JP24610291A
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English (en)
Inventor
Kenji Araki
建次 荒木
Tsutomu Kakiya
勉 垣谷
Akihiro Inoue
昭浩 井上
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】発光効率に優れた紫外線放射用放電灯を提供す
るものである。 【構成】透光性のバルブ1に紫外線を発する物質を封入
するとともに、この紫外線発光物質に電磁エネルギーを
供給して発光させる手段を備えた紫外線放射用放電灯に
おいて、上記電磁エネルギーを供給する手段は、バルブ
の外部に設けられ、高周波電力が供給される外部電極2
であることを特徴とする。 【作用】放電を発生させるための高周波電磁エネルギー
は、バルブの外部に設けた外部電極により供給するよう
にしたので、有電極形放電灯における内部電極を備える
ことによる電極損失が低減され、紫外線放射効率が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バルブから紫外線を発
するようにした紫外線放射用放電灯に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、紫外線を利用した化学処理技術が
急速に進みつつある。例えば、電子デバイスプロセスの
分野では、半導体の光洗浄、フォトレジスト、光アッシ
ング、光CVDなどに紫外線照射技術が用いられてお
り、また紫外線硬化樹脂や紫外線硬化インクなどは紫外
線を照射することにより硬化処理を行っている。このよ
うな紫外線照射技術分野で使用される紫外線光源は、従
来、水銀放電灯や鉄メタルハライドランプが使用されて
いる。
【0003】しかしながら、従来の紫外線光源は、発光
管バルブの両端にそれぞれ電極を封装し、これら電極間
の放電によりバルブ内に封入した紫外線発光金属を電離
および励起させて発光させるものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造のランプは、バルブ内に電極を配置したいわゆ
る有電極形放電灯であるため、電極の封止構造が複雑に
なり、電極封止部からのリークを防止するための格別な
工夫が必要となり、また電極が放電空間に露出している
ので電極が侵蝕される欠点があり、更には電極による損
失があるからランプ効率が低下するなど、種々の不具合
が生じる。また、上記従来の紫外線放射用放電灯は、発
光管内に発光金属または緩衝金属として水銀を封入して
ある。
【0005】例えば、上記鉄メタルハライドランプの場
合、波長350nm付近の紫外線を得るため、発光管内に
水銀と鉄のハロゲン化物を封入してある。鉄のハロゲン
化物は点灯中に電極と反応するなどの原因で少しずつ消
失してゆくため、必要量よりも過剰に封入されており、
過剰分は点灯時に最冷部に凝集されている。したがっ
て、ハロゲン化物の飽和蒸気圧は最冷部の温度で決ま
る。
【0006】一方、水銀の飽和蒸気圧はハロゲン化物に
比べてはるかに高いから、動作時の最冷部よりもはるか
に低い温度で全封入量の水銀が蒸発し尽くすように封入
量が決められる。このようなランプで、例えば調光した
い場合は、供給電力を下げて最冷部温度を引き下げ、蒸
気圧を低下させることにより発光量を下げる手段が採用
される。
【0007】しかし、この場合、水銀の飽和蒸気圧は高
いので水銀の蒸気圧は低下せず、ハロゲン化物の圧力の
みが大幅に低下する。この結果、蒸発金属の分圧比が変
化し、ハロゲン化物の発光強度が低くなり、全体の発光
色が変化してしまう不具合がある。
【0008】特に、鉄の励起準位は水銀よりも低いか
ら、これら水銀と鉄のハロゲン化物が充分蒸発している
間は水銀の発光が抑止されているが、60%程度まで調
光(減光)すると、ハロゲン化物はほとんど発光しなく
なり、水銀のみの発光となる。水銀の発光スペクトルは
主として185nmと254nmにピーク波長をもつので、
350nm付近の紫外線を得るための鉄メタルハライドラ
ンプとは、光色が異なってしまう欠点がある。本発明は
このような事情にもとづきなされたもので、その第1の
目的とするところは、発光効率に優れた紫外線放射用放
電灯を提供しようとするものである。また、本発明の第
2の目的は、調光しても光色が変化しない紫外線放射用
放電灯を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の1番目は、透光
性のバルブ内に紫外線を発する物質を封入するととも
に、この紫外線発光物質に電磁エネルギーを供給して発
光させる手段を備えた紫外線放射用放電灯において、上
記電磁エネルギーを供給する手段は、バルブの外部に設
けられ、高周波電力が供給される外部電極もしくは高周
波励起コイルであることを特徴とする。
【0010】本発明の2番目は、調光手段を有する紫外
線放射用放電灯においては、電磁エネルギーを供給する
手段をバルブの外部に設けられ、高周波電力が供給され
る外部電極もしくは高周波励起コイルとし、かつバルブ
内に緩衝金属として水銀を封入しないようにしたことを
特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の1番目によれば、放電を発生させるた
めの高周波電磁エネルギーは、バルブの外部に設けた外
部電極もしくは励起コイルにより供給するようにしたの
で、有電極形放電灯における内部電極を備えることによ
る不具合が解消され、特に電極損失が低減されるので、
紫外線放射効率が向上する。
【0012】また、本発明の2番目によれば、放電を発
生させるための高周波電磁エネルギーをバルブの外部に
設けた外部電極もしくは励起コイルにより供給するよう
にしたので水銀がなくても発光するようになり、調光す
る場合に水銀がないので光色の変化を防止することがで
きる。
【0013】
【実施例】以下本発明について、図1に示す紫外線放射
用外部電極放電灯に適用した第1の実施例にもとづき説
明する。
【0014】図1において、1は発光管バルブであり、
例えば合成石英などのような高融点ガラスやアルミナな
どのような透明セラミック材料により構成されている。
この発光管バルブ1は直管形をなしており、例えば内径
20mm、管長250mm程度に設定されている。
【0015】このバルブ1内には、高周波電力により放
電して紫外線を発する発光物質、例えば鉄のハロゲン化
物FeI2 と、クリプトンなどの始動用希ガスが封入さ
れている。
【0016】バルブ1の両端部には、チューブを取り巻
くようにして外部電極2、2が取着されている。これら
外部電極2、2は、厚さ1mm程度のニッケル板を円筒形
に成形し、この表面に銀メッキを施して形成され、バル
ブ1の端部に密着して被着してある。これら外部電極
2、2は、詳図しないが、調光機能を有する高周波発振
器10に接続されている。
【0017】また、バルブ1の両端部には始動用補助電
極3、3が設けられている。これら始動用補助電極3、
3は、ニッケル線に銀メッキを施して形成されており、
バルブ1の端部壁に外部から接触するように配置されて
いる。これら始動用補助電極3、3も高周波発振器10
に接続されており、ランプの始動時に10kVの始動電
圧を印加するようになっている。
【0018】バルブ1の両端部には、排気管4、4が突
出されており、これら排気管4、4はバルブ1内を排気
し、上記鉄ハロゲン化物およびクリプトンを封入したの
ち封止切りされる。本実施例の排気管4、4には、無機
接着剤を介してステアタイト製のランプホルダー5、5
が取り付けられており、ランプはこれらランプホルダー
5、5により機械的に支持されるようになっている。こ
のような構成の紫外線放射用外部電極形放電灯の作用を
説明する。
【0019】図示しいない電源スイッチを閉じると、外
部電極2、2間に、例えば13.56MHz、3kWの
高周波電力が供給されとともに、始動用補助電極3、3
に10kVの始動電圧が印加され、これにより発光管バ
ルブ1内に無電極グロー放電が発生する。このグロー放
電は、外部電極2、2間でアーク放電を誘起し、バルブ
1内でアーク放電を発生する。この放電によって発光管
バルブ1内の鉄ハロゲン化物が電離および励起されて紫
外線を発し、この紫外線はバルブ1を透過して外部に放
射される。そして、ランプが安定点灯に達すると、35
0nm付近の紫外線を放出する。なお、ランプが始動し終
えると始動用補助電極3、3に始動電圧を印加しなくな
る。
【0020】このような紫外線放射用外部電極形放電灯
は、バルブ1の外部に電極2、2を設置したので、電極
の封止構造が不要であり、封止対策が要らない。また、
電極2、2は直接アーク放電に晒されないから、浸蝕さ
れる心配がない。さらに、電極での電力損失も少なくな
り、電極効率が向上する。さらに、電極2、2がバルブ
1の外部に位置しているので、発光金属の鉄およびハロ
ゲンが電極と反応することがない。このようなことか
ら、紫外線放射効率が向上する。
【0021】また、本実施例の場合、調光することによ
りバルブ1内の蒸気圧を下げても、水銀を封入していな
いから水銀の発光による影響を受けず、鉄ハロゲン化物
の蒸気圧が変化するのみであるから、発光色の変化を生
じなくなる。なお、本発明は上記実施例に制約されるも
のではない。
【0022】つまり、上記実施例では、350nm付近の
紫外線を得るために鉄ハロゲン化物を用いたが、同じく
350nm付近の紫外線を得るには、ガリウムのハロゲン
化物を用いてもよい。
【0023】また、上記実施例では調光手段により紫外
線出力を制御するようにしたが、第1の発明はこれに限
らず、緩衝金属として水銀を用いたランプにも適用可能
である。
【0024】さらに、紫外線放射用放電灯は、要求され
る紫外線波長に応じて封入物質を選択する必要があり、
前記350nm付近の紫外線を得るためには鉄メタルハラ
イドランプやガリウムのハロゲン化物が好適するが、1
85nmと254nmの波長を欲する場合は水銀のみを封入
してもよい。
【0025】また、175nm、225nm、280nmの紫
外線領域に発光強度を欲する場合は、発光物質として、
キセノンが2%程度含まれるアルゴンとキセノンの混合
ガスを用いてもよい。そしてまた、上記実施例の場合、
発光管1に電力を供給する手段として、外部電極2、2
を用いたが、本発明は図2に示す高周波励起コイルを用
いてもよい。
【0026】すなわち、図2は紫外線放射用ソレノイド
電界式放電灯を示し、図中30はバルブであり、例えば
合成石英などのような高融点ガラスやアルミナなどのよ
うな透明セラミック材料により構成されている。
【0027】このバルブ30内には、プラズマによるア
−ク放電32によって紫外線を発する発光物質、例えば
鉄ハロゲン化物、ガリウムのハロゲン化物、水銀、アル
ゴンとキセノンの混合ガスなどであってもよい。
【0028】バルブ30の周囲には励起コイル40が配
置されている。励起コイル40は、高純度アルミニウ
ム、銅、銀、ニッケル線などからなり、バルブ40の周
囲に沿って複数タ−ン巻かれている。このような励起コ
イル40は高周波発振回路50に接続されており、この
高周波発振回路50から供給される高周波電力により高
周波電流が流されるようになっている。
【0029】このような構成の紫外線放射用ソレノイド
電界式放電灯は、励起コイル40に高周波発振回路50
から高周波電圧を供給すると、コイル40に高周波電流
が流れる。この高周波電流により、励起コイル40内に
はコイル軸方向O−Oに沿って磁界が発生し、これによ
りバルブ30内にプラズマによるドーナツ形のア−ク放
電32が発生する。この放電32によって紫外線放射物
質が電離および励起されて紫外線を発し、この紫外線は
バルブ30を透過して外部に放射される。
【0030】このような構成の紫外線放射用ソレノイド
電界式放電灯においても、従来の電極形放電灯に比べ
て、バルブ内部に電極を有しないことから、電極損失が
なくなるので紫外線出力を増すことができ、ランプ効率
が向上する。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明の1番目によ
ると、放電を発生させるための高周波電磁エネルギー
は、バルブの外部に設けた外部電極もしくは励起コイル
により供給するので、有電極形放電灯における内部電極
を備えることによる不具合が解消されて電極損失が低減
されるから、効率が良くなり、紫外線放射効率が向上す
る。
【0032】また、本発明の2番目によれば、放電を発
生させるための高周波電磁エネルギーをバルブの外部に
設けた外部電極もしくは励起コイルにより供給するよう
にしたので水銀がなくても発光するようになり、よって
調光する場合に水銀がないので光色の変化を防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す紫外線放射用外部
電極形用放電灯の構成を示す断面。
【図2】本発明の第2の実施例を示す紫外線照射用ソレ
ノイド電界式放電灯の断面図。
【符号の説明】
1、30…バルブ、2…外部電極、3…始動用電極、1
0…高周波発振器、40…励起コイル、50…高周波発
振回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性のバルブ内に紫外線を発する物質
    を封入するとともに、この紫外線発光物質に電磁エネル
    ギーを供給して発光させる手段を備えた紫外線放射用放
    電灯において、 上記電磁エネルギーを供給する手段は、バルブの外部に
    設けられて高周波電力を供給する外部電極であることを
    特徴とする紫外線放射用放電灯。
  2. 【請求項2】 透光性のバルブ内に紫外線を発する物質
    を封入するとともに、この紫外線発光物質に電磁エネル
    ギーを供給して発光させる手段を備えた紫外線放射用放
    電灯において、 上記電磁エネルギーを供給する手段は、バルブを取り巻
    くようにして配置した高周波励起コイルであることを特
    徴とする紫外線放射用放電灯。
  3. 【請求項3】 上記バルブに封入された紫外線を発する
    物質は、アルゴンとキセノンの混合ガスであることを特
    徴とする請求項1または請求項2に記載の紫外線放射用
    放電灯
  4. 【請求項4】 上記バルブに封入された紫外線を発する
    物質は、鉄またはガリウムのハロゲン化物であり、水銀
    を封入しないことを特徴とする請求項1または請求項2
    に記載の紫外線放射用放電灯。
JP24610291A 1991-09-25 1991-09-25 紫外線放射用放電灯 Pending JPH0582102A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392181B1 (ko) * 2000-12-18 2003-07-22 주식회사 엘에스텍 방전램프와 이를 채용한 백라이트 유니트
KR100392180B1 (ko) * 2000-11-03 2003-07-22 주식회사 엘에스텍 형광램프와 이를 채용한 백라이트 유니트
JP2006507626A (ja) * 2002-03-22 2006-03-02 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド ランプ、ランプの製造方法及びランプを備えた液晶表示装置
US7321871B2 (en) 1998-09-11 2008-01-22 Financial Engines, Inc. Enhancing utility and diversifying model risk in a portfolio optimization framework

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KR100392180B1 (ko) * 2000-11-03 2003-07-22 주식회사 엘에스텍 형광램프와 이를 채용한 백라이트 유니트
KR100392181B1 (ko) * 2000-12-18 2003-07-22 주식회사 엘에스텍 방전램프와 이를 채용한 백라이트 유니트
JP2006507626A (ja) * 2002-03-22 2006-03-02 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド ランプ、ランプの製造方法及びランプを備えた液晶表示装置

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