TWI745630B - 長弧型放電燈 - Google Patents

Abstract

本發明的課題係提供於具有透射紫外線之發光管，與於該發光管內的兩端之一對電極的長弧型放電燈中，不變更先前設備，可擴張燈管的有效發光長度，且更長壽命的長弧型放電燈。 解決手段的特徵是發光管係連接設置紫外線透射率不同之複數發光管部者。又，特徵為前述發光管由中央的第1發光管部，與其兩端的第2發光管部與第3發光管部所成，前述第2發光管部及第3發光管部的紫外線透射率，大於前述第1發光管部的紫外線透射率。

Description

長弧型放電燈

本發明係關於長弧型放電燈，尤其是關於對發光管施加改良的長弧型放電燈。

先前，於印刷業界及電子工業界中，作為油墨及塗料的乾燥、樹脂的硬化處理所使用之光化學反應用裝置的紫外線光源，或者作為對半導體基板及液晶顯示器用的液晶基板進行曝光所使用之曝光裝置的紫外線光源，使用長弧型放電燈。 例如日本特開2006-134710號公報(專利文獻1)及日本特開2013-109992號公報(專利文獻2)等揭示其具體構造。

於圖7揭示該等先前技術的長弧型放電燈的構造。 於同圖中，於長弧型放電燈1之發光管2的兩端部，形成有被收縮密封的封止部3，於該發光管2內對向配置有一對電極4、4。 然後，為了良好放射紫外線，於發光管2內，封入水銀、鐵、鉈等的金屬。

然而，近來，被照射物(工件)明顯有大型化的傾向，但該狀況中，有欲維持先前設備不加以變更，增加燈管的有效發光長度以進行對應的要求。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2006-134710號公報 [專利文獻2] 日本特開2013-109992號公報

[發明所欲解決之課題]

本發明欲解決的課題，係提供於具有透射紫外線之發光管，與於該發光管內的兩端之一對電極的長弧型放電燈中，不變更先前設備，可擴張燈管的有效發光長度，且更長壽命的長弧型放電燈。 [用以解決課題之手段]

為了解決前述課題，本發明之長弧型放電燈的特徵，係前述發光管是連接設置紫外線透射率紫外線透射率不同之複數發光管部者。 又，特徵為從前述發光管的中央側朝向端部側，連接紫外線透射率較大的發光管部。 又，特徵為前述發光管，係由中央的第1發光管部，與其兩端的第2發光管部與第3發光管部所成，前述第2發光管部及第3發光管部的紫外線透射率，大於前述第1發光管部的紫外線透射率。 又，特徵為前述發光管，係由中央的第1發光管部，與連接於其兩端，且以與前述第1發光管部相同材料的第2發光管部與第3發光管部所成； 前述第2發光管部及第3發光管部的厚度，比前述第1發光管部的厚度薄。 [發明的效果]

依據本發明的長弧型放電燈，前述發光管係連接設置紫外線透射率紫外線透射率不同之複數發光管部，將兩端的第2發光管部及第3發光管部的紫外線透射率，設成大於中央的第1發光管部的紫外線透射率，所以，於燈管之軸方向的兩端側中照度上升，藉此，發揮燈管的有效發光長度實質上變長的效果。藉此，可不對先前設備施加大幅改造，對應大型化的工件。 又，即使在因為經年劣化導致發光管的電極附近黑化‧白濁的狀況中，也可將電極附近之照度降低的比例維持在規格值以上，可維持更長期間的壽命。

於圖1揭示本發明之長弧型放電燈1的剖面圖，發光管2係由中央的第1發光管部21，與連接設置於其兩端的第2發光管部22及第3發光管部23所成。該等第1發光管部21與第2發光管部22及第3發光管部23，係例如藉由氫氧燃燒器加熱而熔融端部，於第1發光管部21的兩端熔接第2發光管部22及第3發光管部23，藉此可連接設置一體化。 然後，該發光管2係於兩端部形成有被收縮密封的封止部3，於該發光管2內對向配置一對電極4、4，於該發光管2內，與先前相同，封入有水銀、鐵、鉈等的金屬。

在此，兩端的第2發光管部22及第3發光管部23的紫外線透射率，係以大於中央之第1發光管部21的紫外線透射率的材料所構成。 揭示發光管的範例的話，則如下所述。 燈管全長：1730mm 電極間距離：1500mm 發光管部的材料與紫外線透射率(800℃之254nm的透射率)： 第1發光管部：GE214(GE製) 厚度：1.5mm，透射率 85% 第2、3發光管部：SUPRASIL-F310玻璃(信越石英製) 厚度：1.5mm，透射率 92% 管徑：外徑23.8mm 第1發光管部的長度：L1(mm) 第2發光管部的長度：L2(mm) 第3發光管部的長度：L3(mm)

於前述之發光管2內作為封入物封入水銀(Hg)300mg，作為封入氣體封入氬(Ar)5000Pa，以燈管點燈電力24kW點燈，測定照度。再者，照度係以從燈管中心80mm的距離測定。 再者，第1發光管部的GE214係熔融石英玻璃，第2及第3發光管部的SUPRASIL-F310玻璃係合成石英玻璃。 將前述第1發光管部的透射率設為T1，將前述第2發光管部及第3發光管部的透射率設為T2時，成為T2/T1= 92÷85=1.08。 在此，作為比較例，準備發光管的材料涵蓋全長，以GE214玻璃構成者。 並於圖2揭示其結果。

於比較例(點線)中，以中央部作為尖峰，於兩端中發生照度降低，但是，於本發明(實線、一點鏈線及二點鏈線)中，可知於發光管之兩側的端部區域中中央部更加上升。 在此，將兩者的有效照射區域(有效發光長度)，設為中央部的照度設為1，到照度降低至其90%為止的位置為止的全長時，於比較例中為652mm×2=1304mm，於本發明中為675mm×2=1350mm。亦即，可有效發光長度變長46mm。 又，發光管A、發光管B、及發光管C係改變各發光管部之長度的發光管。據此，可知藉由調整發光管部的長度，將照度分布改變成任意照度分布。

再者，在前述實施例中，兩側的第2發光管部22與第3發光管部23係設為相同長度，相同紫外線透射率者，但可進行些許的變更，也可改變長度及紫外線透射率。 但是，兩者的紫外線透射率都設為大於中央之第1發光管部21的紫外線透射率者為佳。如此一來，可將照度分布改變成任意照度分布。

於圖3揭示本發明之長弧型放電燈的其他實施例。 在此，構成兩端的第2發光管部22及第3發光管部23的材料相同，但是，以厚度比中央之第1發光管部21的厚度薄的材料構成。 揭示發光管的範例的話，則如下所述。 燈管全長：1730mm 電極間距離：1500mm 發光管部的材料 第1、第2、第3發光管部：GE214 管徑：外徑23.8mm 第1發光管部的厚度：1.5(mm)，紫外線透射率85% (800℃) 第2發光管部的厚度：3.0(mm)，紫外線透射率77% (800℃) 第3發光管部的厚度：1.5(mm)，紫外線透射率85% (800℃) 第1發光管部的長度：L1=400(mm) 第2發光管部的長度：L2=700(mm) 第3發光管部的長度：L3=400(mm) 再者，電極的配置、封入物等與先前相同。此時，將前述第1發光管部的透射率設為T1，將前述第2發光管部及第3發光管部的透射率設為T2時，成為T2/T1=85÷75 =1.10。 並於圖4揭示結果。

於比較例(點線)中，以中央部作為尖峰，於兩端中發生照度降低，但是，於本實施例(實線D)中，可知於發光管之兩側的端部區域中中央部更加上升。 亦即，發光管部使用相同材料的狀況中，即使藉由改變兩端之發光管部的厚度，也可改變紫外線透射率，相較於發光管的中央部的照度，可使兩端側的照度上升。

如上所述，將透射紫外線的發光管，連接設置紫外線透射率不同的複數發光管部，由中央的第1發光管部，與其兩端的第2發光管部與第3發光管部所構成，前述第2發光管部及第3發光管部的紫外線透射率，設為大於前述第1發光管部的紫外線透射率，所以，相較於發光管的中央部的照度，兩端側的照度上升，結果，發揮燈管的有效發光長度變長的效果。 亦即，從發光管的中央越往端部側，將紫外線透射率設為越大者，所以，相較於發光管的中央部的照度，兩端側的照度會上升，結果，發揮燈管的有效發光長度變長的效果。

以上是將第1發光管部設為熔融石英玻璃(GE214)，將第2發光管部及第3發光管部設為合成石英玻璃(F310)來構成發光管的範例 並不限於此，第1發光管部、及其兩端的第2發光管部與第3發光管部，係藉由熔融石英玻璃所構成亦可。此時，藉由第1發光管部的羥基濃度(OH基濃度)設為30ppm以下，第2發光管部及第3發光管部的OH基濃度設為100ppm以上300ppm以下，可將第2發光管部及第3發光管部的紫外線透射率，設為大於第1發光管部的紫外線透射率。具體來說，作為構成發光管部的材料，第1發光管部使用HERALUX-E，第2發光管部及第3發光管部，可使用HERALUX(TM)。 又，藉由調整發光管部之鈦或鈰的濃度，變更紫外線透射率亦可。

以上是於中央之第1發光管部21的兩端，連接設置各1個第2發光管部22與第3發光管部23的狀況。不限於該狀況，也可設為進而分割該等的構造。 於圖5揭示本發明之長弧型放電燈的其他實施例。 長弧型放電燈10的發光管2係由中央的第1發光管部21、連接設置於其兩端的第2發光管部22及第3發光管部23、連接於第2發光管部22之另一端的第4發光管部24、連接於第3發光管部23之另一端的第5發光管部25所成。「另一端」係指與第1發光管部21連接之側相反側的端部。該等發光管部係例如藉由氫氧燃燒器加熱而熔融、熔接端部，藉此連接設置一體化。

在此，第1發光管部21、第4發光管部24及第5發光管部25的紫外線透射率，係以大於第2發光管部22及第2發光管部23的紫外線透射率的材料所構成。 揭示發光管的範例的話，則如下所述。 燈管全長：2830mm 電極間距離：2600mm 發光管部的材料與紫外線透射率(800℃之254nm的透射率)： 第1、第4、第5發光管部：SUPRASIL-F310玻璃 厚度：1.5mm，透射率 92% 第2、第3發光管部：GE214 厚度：1.5mm，透射率 85% 管徑：外徑23.8mm 第1發光管部的長度：L4=400mm 第2發光管部的長度：L5=700mm 第3發光管部的長度：L6=400mm 第4發光管部的長度：L7=700mm 第5發光管部的長度：L8=400mm 再者，電極的配置、封入物等與先前相同。 並於圖6揭示其結果。

本實施例(實線E)中，可知於發光管之兩側的端部區域中，與中央部同等地上升。 亦即，可藉由連接紫外線透射率不同的複數發光管部，將照度分布改變成任意照度分布。

於以上的實施例中，已揭示254nm之紫外線透射率的範例，除了該波長以外，採用例如313nm及365nm之紫外線透射率之值亦可。 又，施加氧化矽被覆以調整紫外線透射率，連接紫外線透射率不同的發光管部，構成發光管亦可。此時，例如可藉由對配置於發光管之中央的發光管部施加塗層，於兩側的端部區域連接不施加塗層的發光管部，構成發光管。

如上所述，連接設置紫外線透射率不同的複數發光管部以構成透射紫外線的發光管，作為前述發光管部的紫外線透射率不同者，所以，可將照度分布改變成任意照度分布。

1、10:長弧型放電燈 2:發光管 21:第1發光管部 22:第2發光管部 23:第3發光管部 24:第4發光管部 25:第5發光管部 3:封止部 4:電極

[圖1] 本發明之長弧型放電燈的剖面圖。 [圖2] 表示圖1的燈管之效果的照度分布。 [圖3] 本發明之長弧型放電燈的其他實施例的剖面圖。 [圖4] 表示圖3的燈管之效果的照度分布。 [圖5] 本發明之長弧型放電燈的其他實施例的剖面圖。 [圖6] 表示圖5的燈管之效果的照度分布。 [圖7] 先前之長弧型放電燈的剖面。

1:長弧型放電燈

2:發光管

3:封止部

4:電極

21:第1發光管部

22:第2發光管部

23:第3發光管部

Claims (5)

1. 一種長弧型放電燈，係具有透射紫外線之發光管，與於前述發光管內的兩端之一對電極，其特徵為：前述發光管，係由中央的第1發光管部，與前述第1發光管部之兩端的第2發光管部與第3發光管部所成；前述第2發光管部及第3發光管部的紫外線透射率，大於前述第1發光管部的紫外線透射率。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之長弧型放電燈，其中，將前述第1發光管部的透射率設為T1，將前述第2發光管部及第3發光管部的透射率設為T2時，T2/T1≧1.08。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之長弧型放電燈，其中，前述第1發光管部以熔融石英玻璃構成，前述第2發光管部與前述第3發光管部以合成石英玻璃構成。
4. 如申請專利範圍第1項所記載之長弧型放電燈，其中，前述第1發光管部、及前述第2發光管部與前述第3發光管部，係藉由熔融石英玻璃所構成；前述第1發光管部的OH基濃度為30ppm以下； 前述第2發光管部及第3發光管部的OH基濃度為100ppm以上300ppm以下。
5. 如申請專利範圍第1項所記載之長弧型放電燈，其中，前述發光管，係由中央的第1發光管部，與連接於前述第1發光管部之兩端，且以與前述第1發光管部相同材料所成的第2發光管部與第3發光管部所組成；前述第2發光管部及第3發光管部的厚度，比前述第1發光管部的厚度薄。

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