JPH09283080A - 紫外線照射用メタルハライドランプ - Google Patents
紫外線照射用メタルハライドランプInfo
- Publication number
- JPH09283080A JPH09283080A JP11978396A JP11978396A JPH09283080A JP H09283080 A JPH09283080 A JP H09283080A JP 11978396 A JP11978396 A JP 11978396A JP 11978396 A JP11978396 A JP 11978396A JP H09283080 A JPH09283080 A JP H09283080A
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- Japan
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- lamp
- curling
- metal halide
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- halide lamp
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メタルハライドランプは発光長を長くしてい
くとしばしば放電が不安定になるカーリングという現象
が生じ、ランプにカ−リングが発生すると、たとえ立ち
消えに至らなくとも、ア−クからの光出力が安定せず被
照射面の均斉が損なわれる。また長時間続く場合は、湾
曲したア−クにより発光管形成材である石英が溶融し、
発光管の密封が破れランプ不点となるという問題があっ
た。 【解決手段】ランプの発光長Ｌ（ｍｍ）を２０００ｍｍ
以上、２５００ｍｍ以下とし、始動用ガスとしてアルゴ
ンを用い、周囲温度が２０℃の状態における封入ガス圧
を｛０．０８Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）以上となるよう
にする。また、発光管外周近傍に電気的に絶縁された近
接導体を付設する。
くとしばしば放電が不安定になるカーリングという現象
が生じ、ランプにカ−リングが発生すると、たとえ立ち
消えに至らなくとも、ア−クからの光出力が安定せず被
照射面の均斉が損なわれる。また長時間続く場合は、湾
曲したア−クにより発光管形成材である石英が溶融し、
発光管の密封が破れランプ不点となるという問題があっ
た。 【解決手段】ランプの発光長Ｌ（ｍｍ）を２０００ｍｍ
以上、２５００ｍｍ以下とし、始動用ガスとしてアルゴ
ンを用い、周囲温度が２０℃の状態における封入ガス圧
を｛０．０８Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）以上となるよう
にする。また、発光管外周近傍に電気的に絶縁された近
接導体を付設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は紫外線応用に使用さ
れ、広幅な照射を安定して行うことを目的とする発光長
２０００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下の紫外線照射用メタ
ルハライドランプに関する。
れ、広幅な照射を安定して行うことを目的とする発光長
２０００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下の紫外線照射用メタ
ルハライドランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】メタルハライドランプは発光長をおよそ
１０００ｍｍを越えて長くしていくとしばしば放電が不
安定になることがある。この現象は発光長が長いほど頻
発し、一旦発生すると回復しにくい。このときのア−ク
放電の様子を図１に示す。図において１は発光管、２は
電極、３はアークである。実際の波の間隔は数十ｍｍ程
度であり、今後これをカ−リングと呼ぶ。カ−リングは
ア−クが発光管の全体あるいは一部に亘り波打って揺
れ、湾曲部は重力に反して浮上し発光管壁に沿う。この
為ランプ電極間の電流通路長は幾何的極間長より長くな
りランプ電圧上昇を生じる。この発生区間が大きい程電
圧上昇値も大きくランプの立ち消えを生じ易い。
１０００ｍｍを越えて長くしていくとしばしば放電が不
安定になることがある。この現象は発光長が長いほど頻
発し、一旦発生すると回復しにくい。このときのア−ク
放電の様子を図１に示す。図において１は発光管、２は
電極、３はアークである。実際の波の間隔は数十ｍｍ程
度であり、今後これをカ−リングと呼ぶ。カ−リングは
ア−クが発光管の全体あるいは一部に亘り波打って揺
れ、湾曲部は重力に反して浮上し発光管壁に沿う。この
為ランプ電極間の電流通路長は幾何的極間長より長くな
りランプ電圧上昇を生じる。この発生区間が大きい程電
圧上昇値も大きくランプの立ち消えを生じ易い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】紫外線照射用ランプと
して使用する本ランプにカ−リングが発生すると、たと
え立ち消えに至らなくとも、ア−クからの光出力が安定
せず被照射面の均斉が損なわれる。また長時間続く場合
は、湾曲したア−クにより発光管形成材である石英が溶
融し、発光管の密封が破れランプ不点となる場合があっ
た。
して使用する本ランプにカ−リングが発生すると、たと
え立ち消えに至らなくとも、ア−クからの光出力が安定
せず被照射面の均斉が損なわれる。また長時間続く場合
は、湾曲したア−クにより発光管形成材である石英が溶
融し、発光管の密封が破れランプ不点となる場合があっ
た。
【０００４】本発明は、一旦カ−リングが発生しようと
も、短時間で消滅し、安定した光出力を得るランプを供
給することにある。
も、短時間で消滅し、安定した光出力を得るランプを供
給することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】理論的にカ−リングの発
生機構を解明するのは難しいが、カ−リング発生時のラ
ンプを観察すると、ア−クは波打って揺れ、湾曲部は重
力に反して浮上することから、発光管内では不整なガス
対流が生じていると考えられる。この不整なガス対流の
主成分は水銀蒸気と始動用ガスと考えられる。したがっ
て発光管内に封入する水銀量及び始動用ガスの種類とそ
の封入圧力を変化させることは、この不整なガス対流に
何らかの影響を与えると予想される。
生機構を解明するのは難しいが、カ−リング発生時のラ
ンプを観察すると、ア−クは波打って揺れ、湾曲部は重
力に反して浮上することから、発光管内では不整なガス
対流が生じていると考えられる。この不整なガス対流の
主成分は水銀蒸気と始動用ガスと考えられる。したがっ
て発光管内に封入する水銀量及び始動用ガスの種類とそ
の封入圧力を変化させることは、この不整なガス対流に
何らかの影響を与えると予想される。
【０００６】本発明は主に始動用ガスに的を絞り、カ−
リング消滅に効果的に働く始動用ガスと封入圧力を調査
し、得られた結果の効果的範囲でランプを設計すること
で、一旦発生したカ−リングを短時間で消滅させ、安定
状態へ回復させることを期待したものである。具体的に
は、ランプの発光長Ｌ（ｍｍ）を２０００ｍｍ以上、２
５００ｍｍ以下とし、始動用ガスとしてアルゴンを用
い、周囲温度が２０℃の状態における封入ガス圧を
｛０．０８Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）以上となるように
する。また、発光管外周近傍に電気的に絶縁された近接
導体を付設する。
リング消滅に効果的に働く始動用ガスと封入圧力を調査
し、得られた結果の効果的範囲でランプを設計すること
で、一旦発生したカ−リングを短時間で消滅させ、安定
状態へ回復させることを期待したものである。具体的に
は、ランプの発光長Ｌ（ｍｍ）を２０００ｍｍ以上、２
５００ｍｍ以下とし、始動用ガスとしてアルゴンを用
い、周囲温度が２０℃の状態における封入ガス圧を
｛０．０８Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）以上となるように
する。また、発光管外周近傍に電気的に絶縁された近接
導体を付設する。
【０００７】
【発明の実施の形態】ランプの発光長Ｌ（ｍｍ）を２０
００ｍｍ以上、２５００ｍｍ以下とし、始動用ガスとし
てのアルゴンを、周囲温度が２０℃の状態で｛０．０８
Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）以上となるように封入する。
また、発光管外周近傍に電気的に絶縁された近接導体を
付設する。このようにすることにより、一旦カーリング
が発生しても、ランプを立ち消えに至らせないですみや
かに消滅させることができ、光出力を安定にすることが
できる。
００ｍｍ以上、２５００ｍｍ以下とし、始動用ガスとし
てのアルゴンを、周囲温度が２０℃の状態で｛０．０８
Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）以上となるように封入する。
また、発光管外周近傍に電気的に絶縁された近接導体を
付設する。このようにすることにより、一旦カーリング
が発生しても、ランプを立ち消えに至らせないですみや
かに消滅させることができ、光出力を安定にすることが
できる。
【０００８】
【実施例】本発明者は最初、発光長２２５０ｍｍのラン
プについて調査を行った。本ランプは金属ハロゲン化物
を封入するいわゆるメタルハライドランプであり、封入
水銀量は発光管内容積当たり０．３〜０．７ｍｇ／ｃｃ
を封入した。発光部を形成する石英管は内径２０ｍｍな
いし、２２ｍｍのものを使用した。また定常時のランプ
負荷は８０ｗ／ｃｍ以上である。
プについて調査を行った。本ランプは金属ハロゲン化物
を封入するいわゆるメタルハライドランプであり、封入
水銀量は発光管内容積当たり０．３〜０．７ｍｇ／ｃｃ
を封入した。発光部を形成する石英管は内径２０ｍｍな
いし、２２ｍｍのものを使用した。また定常時のランプ
負荷は８０ｗ／ｃｍ以上である。
【０００９】まず始動用ガスとしてＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ、
Ｘｅを用い、封入圧力を変化させてランプの試作を行っ
た。その点灯試験においてカ−リングの発生状態を注意
深く観察し、始動用ガスの種類とその封入圧力の効果を
把握した。後に発光長２０００ｍｍと２５００ｍｍのラ
ンプを追加試作しさらに効果を確かめた。表１に我々が
試作を行った発光長２２５０ｍｍの始動用ガスの封入仕
様とカ−リングの発生結果を示す。この表の記号×は発
生したカ−リングが消滅しなかった場合、○はカ−リン
グは発生するが短時間で消滅した場合を示す。
Ｘｅを用い、封入圧力を変化させてランプの試作を行っ
た。その点灯試験においてカ−リングの発生状態を注意
深く観察し、始動用ガスの種類とその封入圧力の効果を
把握した。後に発光長２０００ｍｍと２５００ｍｍのラ
ンプを追加試作しさらに効果を確かめた。表１に我々が
試作を行った発光長２２５０ｍｍの始動用ガスの封入仕
様とカ−リングの発生結果を示す。この表の記号×は発
生したカ−リングが消滅しなかった場合、○はカ−リン
グは発生するが短時間で消滅した場合を示す。
【００１０】
【表１】 観察結果で判明したことであるがカ−リングの発生時期
はランプの始動時、負荷変動時など発光の過渡状態によ
く発生するが、短時間の発生であればその消滅を待って
実使用にあたれば紫外線照射装置に供されるランプとし
て問題ないと考えられる。今後は一旦発生したカ−リン
グが短時間で消滅する場合をカ−リング抑制と呼ぶ。結
果は封入ガスの種類はＡｒで封入圧力が６０ｔｏｒｒ以
上の場合にカ−リングの継続を抑制できた。しかしその
反面封入するＡｒの圧力が高い程、一旦カ−リングを生
じると発光長全体に亘って激しく揺れる為、それに伴う
ランプ電圧上昇も大きく、ランプが立ち消え易いことも
判った。
はランプの始動時、負荷変動時など発光の過渡状態によ
く発生するが、短時間の発生であればその消滅を待って
実使用にあたれば紫外線照射装置に供されるランプとし
て問題ないと考えられる。今後は一旦発生したカ−リン
グが短時間で消滅する場合をカ−リング抑制と呼ぶ。結
果は封入ガスの種類はＡｒで封入圧力が６０ｔｏｒｒ以
上の場合にカ−リングの継続を抑制できた。しかしその
反面封入するＡｒの圧力が高い程、一旦カ−リングを生
じると発光長全体に亘って激しく揺れる為、それに伴う
ランプ電圧上昇も大きく、ランプが立ち消え易いことも
判った。
【００１１】図２は発光長２２５０ｍｍで封入Ａｒ圧に
対して、カ−リング発生時立ち消えに到らないない安定
器の二次電圧を調査した結果である。記号の意味は、×
はカ−リングで立ち消えた場合、○は立ち消えずにカ−
リングが抑制された場合、△は立ち消えないがカ−リン
グが継続する場合である。すなわち封入Ａｒ圧がある値
未満ではカ−リングを抑制出来ないが、Ａｒ圧を徐々に
高めてやると抑制効果が現れる。万一発生するかもしれ
ないカ−リングによるランプ立ち消えは、安定器の二次
電圧を高くすればよい。
対して、カ−リング発生時立ち消えに到らないない安定
器の二次電圧を調査した結果である。記号の意味は、×
はカ−リングで立ち消えた場合、○は立ち消えずにカ−
リングが抑制された場合、△は立ち消えないがカ−リン
グが継続する場合である。すなわち封入Ａｒ圧がある値
未満ではカ−リングを抑制出来ないが、Ａｒ圧を徐々に
高めてやると抑制効果が現れる。万一発生するかもしれ
ないカ−リングによるランプ立ち消えは、安定器の二次
電圧を高くすればよい。
【００１２】次に発光長２０００ｍｍと２５００ｍｍの
ランプについて、始動用ガスにＡｒを用い封入圧力を変
化させた。表２、表３に封入圧力とカ−リングの発生結
果を示す。この場合も傾向は同じであったが最適な封入
圧力範囲は発光長で異なり、２０００ｍｍの場合は４０
ｔｏｒｒ以上、２５００ｍｍの場合は８０ｔｏｒｒ以上
であった。
ランプについて、始動用ガスにＡｒを用い封入圧力を変
化させた。表２、表３に封入圧力とカ−リングの発生結
果を示す。この場合も傾向は同じであったが最適な封入
圧力範囲は発光長で異なり、２０００ｍｍの場合は４０
ｔｏｒｒ以上、２５００ｍｍの場合は８０ｔｏｒｒ以上
であった。
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】 発光長に対するカ−リング抑制に有効なＡｒの封入圧力
範囲を図３に示す。横軸は発光長（ｍｍ）、縦軸は封入
Ａｒの圧力（ｔｏｒｒ）である。この図で斜線部はカ−
リング消滅に有効な範囲を示す。下限値は発光長に対し
て｛０．０８Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）と表される。Ｌ
は極間長（ｍｍ）である。
範囲を図３に示す。横軸は発光長（ｍｍ）、縦軸は封入
Ａｒの圧力（ｔｏｒｒ）である。この図で斜線部はカ−
リング消滅に有効な範囲を示す。下限値は発光長に対し
て｛０．０８Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）と表される。Ｌ
は極間長（ｍｍ）である。
【００１５】次に上述ランプの改良例を示す。封入Ａｒ
圧を図３の範囲に設定したのはカ−リング抑制の為であ
ったが、ランプ始動電圧に関しては本圧力範囲で封入す
ると、ランプ始動時のア−ク放電開始に、相当の高電圧
を電極間に印加する必要があった。発光長２２５０ｍｍ
のランプについて、始動用ガスとしてＡｒを用いたとき
の封入圧力とグロ−からア−ク放電への転移領域である
異常グロ−の最大電極間電圧値の関係を図４示す。図に
おいて実線は近接導体がない場合、破線は近接導体を付
設した場合をそれぞれ示す。この電圧値が低い程ア−ク
放電に転移し易いと考えられる。
圧を図３の範囲に設定したのはカ−リング抑制の為であ
ったが、ランプ始動電圧に関しては本圧力範囲で封入す
ると、ランプ始動時のア−ク放電開始に、相当の高電圧
を電極間に印加する必要があった。発光長２２５０ｍｍ
のランプについて、始動用ガスとしてＡｒを用いたとき
の封入圧力とグロ−からア−ク放電への転移領域である
異常グロ−の最大電極間電圧値の関係を図４示す。図に
おいて実線は近接導体がない場合、破線は近接導体を付
設した場合をそれぞれ示す。この電圧値が低い程ア−ク
放電に転移し易いと考えられる。
【００１６】図４から判るように封入Ａｒ圧が低いほど
ア−ク放電に移行し易く、高い程移行し難い。従ってカ
−リング発生の心配のない発光長２０００ｍｍ未満のラ
ンプは、４０ｔｏｒｒ未満で封入するのが普通である。
ところが、発光長２０００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下の
ランプはカ−リング対策上封入圧力を高くするので、ど
うしても放電開始電圧は高くなる。その為本ランプ点灯
用の安定器は、ランプ始動期に相応のパルス電圧を発生
する付加装置を必要とするが、同時に安定器本体もその
発生パルス電圧に耐える絶縁を施さなければならず、電
源製作費の点で経済的でない。そこで本ランプに近接導
体を付設しランプ始動時の放電開始電圧を幾分でも低下
させる方が有利である。
ア−ク放電に移行し易く、高い程移行し難い。従ってカ
−リング発生の心配のない発光長２０００ｍｍ未満のラ
ンプは、４０ｔｏｒｒ未満で封入するのが普通である。
ところが、発光長２０００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下の
ランプはカ−リング対策上封入圧力を高くするので、ど
うしても放電開始電圧は高くなる。その為本ランプ点灯
用の安定器は、ランプ始動期に相応のパルス電圧を発生
する付加装置を必要とするが、同時に安定器本体もその
発生パルス電圧に耐える絶縁を施さなければならず、電
源製作費の点で経済的でない。そこで本ランプに近接導
体を付設しランプ始動時の放電開始電圧を幾分でも低下
させる方が有利である。
【００１７】通常は発光管に添わせた金属線の片方の端
を一方の電極と同電位になるよう電気的に接続し、他端
はもう片方の電極近くで発光管壁を介して固定する。し
かし万一金属線が断線し垂れた場合、本ランプはいわゆ
る外管を有する構造でない為、周囲に接触し感電事故に
つながる危険性があった。図５に本ランプに近接導体４
を付設した例を示す。４′は近接導体の発光管巻回部分
を示す。本例は金属線を発光部石英の両端に巻き付け、
管に沿わせたものであり、適当な間隔で同種または異種
金属で巻いて縛っている。
を一方の電極と同電位になるよう電気的に接続し、他端
はもう片方の電極近くで発光管壁を介して固定する。し
かし万一金属線が断線し垂れた場合、本ランプはいわゆ
る外管を有する構造でない為、周囲に接触し感電事故に
つながる危険性があった。図５に本ランプに近接導体４
を付設した例を示す。４′は近接導体の発光管巻回部分
を示す。本例は金属線を発光部石英の両端に巻き付け、
管に沿わせたものであり、適当な間隔で同種または異種
金属で巻いて縛っている。
【００１８】この金属線はランプ電流路と電気的に絶縁
されているのが特徴で、万一の断線時においても安全で
ある。図４の近接導体有無の比較から判るように幾分ア
−ク放電への転移性が改良されている。
されているのが特徴で、万一の断線時においても安全で
ある。図４の近接導体有無の比較から判るように幾分ア
−ク放電への転移性が改良されている。
【００１９】
【発明の効果】発光長２０００ｍｍ以上２５００ｍｍ以
下の紫外線照射用メタルハライドランプであって、始動
用ガスとしてＡｒを用い、発光長Ｌ（ｍｍ）に対し
｛０．０８Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）以上で封入するこ
とで、一旦発生したカ−リングを、ランプを立ち消えに
至らせないようすみやかに消滅させ、ア−クからの光出
力を安定にするものである。
下の紫外線照射用メタルハライドランプであって、始動
用ガスとしてＡｒを用い、発光長Ｌ（ｍｍ）に対し
｛０．０８Ｌ−１２０｝（ｔｏｒｒ）以上で封入するこ
とで、一旦発生したカ−リングを、ランプを立ち消えに
至らせないようすみやかに消滅させ、ア−クからの光出
力を安定にするものである。
【００２０】また本明細書で述べたカ−リング抑制対策
をとったことで生じるランプ始動時のグロ−からア−ク
放電への転移難を安全性を損なわないで軽減したもので
ある。
をとったことで生じるランプ始動時のグロ−からア−ク
放電への転移難を安全性を損なわないで軽減したもので
ある。
【図１】カーリング発生時のアーク放電の様子を示した
図
図
【図２】封入アルゴン圧および安定器二次電圧とランプ
立ち消えの関係を示した図
立ち消えの関係を示した図
【図３】カーリング抑制に有効なアルゴンの封入圧力範
囲を示した図
囲を示した図
【図４】アルゴン封入圧力と異常グローの最大極間電圧
値の関係を示した図
値の関係を示した図
【図５】近接導体を付設したランプの一実施例を示した
図
図
１ 発光管 ２ 電極 ３ アーク ４ 近接導体 ４′近接導体の発光管巻回部分
Claims (2)
- 【請求項１】 ランプの発光長Ｌ（ｍｍ）が２０００ｍ
ｍ以上、２５００ｍｍ以下のメタルハライドランプであ
って、始動用ガスとしてアルゴンを用い、周囲温度が２
０℃の状態における封入ガス圧を、｛０．０８Ｌ−１２
０｝（ｔｏｒｒ）以上としたことを特徴とする紫外線照
射用メタルハライドランプ。 - 【請求項２】 ランプ電流路と電気的に絶縁された近接
導体をランプの発光管外周近傍に付設したことを特徴と
する請求項１記載の紫外線照射用メタルハライドラン
プ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11978396A JPH09283080A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 紫外線照射用メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11978396A JPH09283080A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 紫外線照射用メタルハライドランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283080A true JPH09283080A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14770119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11978396A Withdrawn JPH09283080A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 紫外線照射用メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283080A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009059645A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Harison Toshiba Lighting Corp | 放電ランプ点灯装置 |
| JP2009076396A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Harison Toshiba Lighting Corp | メタルハライドランプ |
| JP2011076724A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Ushio Inc | ロングアーク型放電ランプ |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP11978396A patent/JPH09283080A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009059645A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Harison Toshiba Lighting Corp | 放電ランプ点灯装置 |
| JP2009076396A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Harison Toshiba Lighting Corp | メタルハライドランプ |
| JP2011076724A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Ushio Inc | ロングアーク型放電ランプ |
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