JP2012174352A - Short arc type xenon lamp - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a short arc type xenon lamp which can radiate ultraviolet light having a wavelength of 200-225 nm with high intensity.SOLUTION: The short arc type xenon lamp has a luminous tube, and positive and negative electrodes arranged in the luminous tube to face each other. The luminous tube is filled with xenon having a pressure of 5 atm or higher, and mercury. The amount of mercury filling the luminous tube is 0.1-4.0 mg/cm, and a relation 0.6<M×L<32 is satisfied, when the amount of mercury filling the luminous tube is M (mg/cm) and the shortest distance between the tip of the negative electrode and the inner surface of the luminous tube is L (mm).

Description

本発明は、ショートアーク型キセノンランプに関するものである。   The present invention relates to a short arc type xenon lamp.

波長２００〜２２５ｎｍの紫外線は、いわゆる近紫外線のうち最も高いエネルギーを有し、また、酸素を含む雰囲気中で放射されたときにもオゾンが生成されにくいことから、半導体素子や液晶表示素子等の製造工程において使用される露光処理装置、検査装置等の光源や分光器の光源などの種々の分野において極めて有用な紫外線である。このため、波長２００〜２２５ｎｍの紫外線を高い強度で放射するランプの開発が望まれている。   Ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 225 nm have the highest energy among so-called near ultraviolet rays, and ozone is not easily generated even when radiated in an atmosphere containing oxygen. Ultraviolet rays are extremely useful in various fields such as a light source for an exposure processing apparatus and an inspection apparatus used in a manufacturing process, and a light source for a spectroscope. Therefore, development of a lamp that emits ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 225 nm with high intensity is desired.

そして、従来、波長２５０ｎｍ以下の紫外線を放射するランプとしては、発光管内にキセノンおび水銀が封入されてなるショートアーク型キセノンランプが知られている（特許文献１。）。
しかしながら、このようなショートアーク型キセノンランプは、波長２２５〜２５０ｎｍの紫外線の放射強度が高いものであるが、波長２００〜２２５ｎｍの紫外線の放射強度が十分に高いものではない。 Conventionally, as a lamp that emits ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm or less, a short arc type xenon lamp in which xenon and mercury are sealed in an arc tube is known (Patent Document 1).
However, such a short arc type xenon lamp has a high radiant intensity of ultraviolet rays having a wavelength of 225 to 250 nm, but is not sufficiently high in radiant intensity of ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 225 nm.

特開昭５４−８６９７９号公報JP 54-86979 A

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、波長２００〜２２５ｎｍの紫外線を高い強度で放射することができるショートアーク型キセノンランプを提供することにある。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a short arc type xenon lamp capable of emitting ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 225 nm with high intensity.

本発明のショートアーク型キセノンランプは、発光管と、この発光管内に互いに対向して配置された陽極および陰極とを有し、前記発光管内に５気圧以上のキセノンおよび水銀が封入されてなるショートアーク型キセノンランプにおいて、
前記発光管の内容積１ｃｍ3 当たりの前記水銀の封入量が０．１〜４．０ｍｇ／ｃｍ3 であり、当該水銀の封入量をＭ（ｍｇ／ｃｍ3 ）とし、前記陰極の先端と前記発光管の内表面との最短距離をＬ（ｍｍ）としたとき、０．６＜Ｍ×Ｌ＜３２を満足することを特徴とする。 The short arc type xenon lamp of the present invention has an arc tube and an anode and a cathode arranged opposite to each other in the arc tube, and the arc tube is short-circuited with xenon and mercury of 5 atm or more. In arc type xenon lamp,
The amount of the enclosed mercury per internal volume 1 cm 3 of the arc tube is 0.1~4.0mg / cm 3, the enclosed amount of the mercury and M (mg / cm 3), wherein a tip of the cathode When the shortest distance from the inner surface of the arc tube is L (mm), 0.6 <M × L <32 is satisfied.

本発明のショートアーク型キセノンランプにおいては、前記発光管における波長２００ｎｍの紫外線の透過率が、５００℃において５０％以上であることが好ましい。   In the short arc type xenon lamp of the present invention, it is preferable that the transmittance of ultraviolet light having a wavelength of 200 nm in the arc tube is 50% or more at 500 ° C.

本発明のショートアーク型キセノンランプによれば、発光管の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量が特定の範囲にあり、しかも、この水銀の封入量と、陰極の先端と発光管の内表面との最短距離との積が特定の範囲にあるため、波長２００〜２２５ｎｍの紫外線を高い強度で放射することができる。 According to the short arc type xenon lamp of the present invention, the amount of mercury enclosed per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube is in a specific range, and the amount of mercury enclosed, the tip of the cathode, and the inner surface of the arc tube Since the product with the shortest distance is in a specific range, ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 225 nm can be emitted with high intensity.

本発明のショートアーク型キセノンランプの一例における構成を発光管を切断して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure in an example of the short arc type xenon lamp of this invention which cut | disconnected the arc tube. 実施例および比較例に係るショートアーク型キセノンランプにおける波長２００〜２５０ｎｍの分光放射照度曲線図である。It is a spectral irradiance curve figure with a wavelength of 200-250 nm in the short arc type | mold xenon lamp which concerns on an Example and a comparative example.

以下、本発明のショートアーク型キセノンランプの実施形態について詳細に説明する。 図１は、本発明のショートアーク型キセノンランプの一例における構成を発光管を切断して示す説明図である。このショートアーク型キセノンランプ（以下、単に「キセノンランプ」ともいう。）１の発光管１０は、内部に放電空間を形成する外形が略楕円球状の発光部１１と、この発光部１１の両端の各々に一体に連設された、管軸に沿って外方に伸びるロッド状の一方の封止部１２および他方の封止部１３とを有する。この発光管１０における発光部１１内には、基端部分が一方の封止部１２に埋設されて保持された、発光管１０の軸方向に伸びる断面円形の棒状の電極軸部２５を有する陽極２０と、基端部分が他方の封止部１３に埋設されて保持された、発光管１０の軸方向に伸びる断面円形の棒状の電極軸部３５を有する陰極３０とが互いに対向するよう配置されている。   Hereinafter, embodiments of the short arc type xenon lamp of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of an example of a short arc type xenon lamp according to the present invention by cutting a light emitting tube. The arc tube 10 of the short arc type xenon lamp (hereinafter also simply referred to as “xenon lamp”) 1 has a light emitting portion 11 having a substantially elliptical outer shape forming a discharge space therein, and both ends of the light emitting portion 11. Each has a rod-shaped sealing portion 12 and the other sealing portion 13 which are integrally connected to each other and extend outward along the tube axis. An anode having a rod-shaped electrode shaft portion 25 having a circular cross section extending in the axial direction of the arc tube 10, the base end portion of which is embedded and held in one sealing portion 12 in the light emitting portion 11 of the arc tube 10. 20 and a cathode 30 having a rod-shaped electrode shaft portion 35 having a circular cross section extending in the axial direction of the arc tube 10, the base end portion of which is embedded and held in the other sealing portion 13. ing.

発光管１０における一方の封止部１２の内部には、例えばモリブデンよりなる一方の金属箔１４が気密に埋設されている。一方の金属箔１４の一端には、陽極２０における電極軸部２５の基端が溶接されて電気的に接続され、当該一方の金属箔１４の他端には、一方の封止部１２の外端から外方に突出する陽極用外部リード１６が溶接されて電気的に接続されており、この陽極用外部リード１６は、一方の封止部１２の外端部分を覆うよう設けられた口金１８に電気的に接続されている。
また、発光管１０における他方の封止部１３の内部には、例えばモリブデンよりなる他方の金属箔１５が気密に埋設されている。他方の金属箔１５の一端には、陰極３０における電極軸部３５の基端が溶接されて電気的に接続され、当該他方の金属箔１５の他端には、他方の封止部１３の外端から外方に突出する陰極用外部リード１７が溶接されて電気的に接続されており、この陰極用外部リード１７は、他方の封止部１３の外端部分を覆うよう設けられた口金１９に電気的に接続されている。
そして、発光管１０の発光部１１内には、キセノンおよび水銀が封入されている。 One metal foil 14 made of, for example, molybdenum is hermetically embedded in one sealing portion 12 of the arc tube 10. The base end of the electrode shaft portion 25 of the anode 20 is welded and electrically connected to one end of the one metal foil 14, and the other end of the one metal foil 14 is connected to the outside of the one sealing portion 12. An anode external lead 16 protruding outward from the end is welded and electrically connected. The anode external lead 16 is a base 18 provided so as to cover the outer end portion of one sealing portion 12. Is electrically connected.
Further, the other metal foil 15 made of, for example, molybdenum is embedded in the inside of the other sealing portion 13 in the arc tube 10 in an airtight manner. The base end of the electrode shaft portion 35 of the cathode 30 is welded and electrically connected to one end of the other metal foil 15, and the other end of the other sealing portion 13 is connected to the other end of the other metal foil 15. A cathode external lead 17 projecting outward from the end is welded and electrically connected. The cathode external lead 17 is a base 19 provided so as to cover the outer end portion of the other sealing portion 13. Is electrically connected.
Xenon and mercury are enclosed in the light emitting portion 11 of the arc tube 10.

発光管１０は、発光部１１における波長２００ｎｍの紫外線の透過率が、５００℃において５０％以上のものであることが好ましい。このような発光管１０を構成する材料としては、合成石英ガラス、高純度シリカガラス、透光性アルミナなどを用いることができる。
発光管１０の具体的な寸法の一例を示すと、全長が２０ｃｍであり、発光部１１の軸方向の長さが２５ｍｍ、最大外径が２０ｍｍ、最大内径が１５ｍｍで、発光部１１の内容積が２．７ｃｍ3 である。 The arc tube 10 preferably has an ultraviolet ray transmittance of 200 nm in the light emitting portion 11 at 50 ° C. or more at 500 ° C. As a material constituting such an arc tube 10, synthetic quartz glass, high-purity silica glass, translucent alumina, or the like can be used.
An example of specific dimensions of the arc tube 10 is 20 cm in total length, the axial length of the light emitting part 11 is 25 mm, the maximum outer diameter is 20 mm, the maximum inner diameter is 15 mm, and the inner volume of the light emitting part 11 Is 2.7 cm 3 .

陽極２０は、電極軸部２５の先端に電極頭部２１が一体に形成されて構成されている。この例の陽極２０における電極頭部２１は、円柱状の胴部分２２と、この胴部分２２の先端に連続して形成された、先端に向かって小径となる円錐台状の先端部分２３と、胴部分２２の後端に連続して形成された、後端に向かって小径となる円錐台状の後端部分２４とにより構成されている。
陽極２０における電極頭部２１および電極軸部２５を構成する材料としては、タングステンを用いることができる。 The anode 20 is configured by integrally forming an electrode head 21 at the tip of an electrode shaft portion 25. The electrode head 21 in the anode 20 of this example includes a cylindrical body portion 22, a truncated cone-shaped front end portion 23 formed continuously from the front end of the body portion 22 and having a smaller diameter toward the front end, A rear end portion 24 having a truncated cone shape, which is formed continuously from the rear end of the body portion 22 and has a smaller diameter toward the rear end.
Tungsten can be used as a material constituting the electrode head portion 21 and the electrode shaft portion 25 in the anode 20.

陰極３０は、電極軸部３５の先端に、先端に向かって小径となる円錐状の電極頭部３１が一体に形成されて構成されている。
陰極３０における電極頭部３１および電極軸部３５を構成する材料としては、トリエーテッドタングステンを用いることができる。 The cathode 30 is configured by integrally forming a conical electrode head 31 having a small diameter toward the tip at the tip of the electrode shaft portion 35.
Triated tungsten can be used as a material constituting the electrode head portion 31 and the electrode shaft portion 35 in the cathode 30.

発光部１１内に封入されるキセノンは、その封入圧が２０℃で５気圧以上とされ、好ましくは１０〜３０気圧とされる。キセノンの封入圧が５気圧未満である場合には、アーク柱におけるキセノンの密度が低くなるため、キセノン−水銀エキシマの生成が少なくなると考えられ、所定の波長帯の連続スペクトルの放射量が少なくなる。   The xenon sealed in the light emitting unit 11 has a sealed pressure of 5 atm or higher at 20 ° C., preferably 10 to 30 atm. When the enclosed pressure of xenon is less than 5 atm, the density of xenon in the arc column is low, so it is considered that the generation of xenon-mercury excimer is reduced, and the radiation amount of the continuous spectrum in a predetermined wavelength band is reduced .

また、発光部１１内に封入される水銀の封入量は、０．１〜４．０ｍｇ／ｃｍ3 とされ、好ましくは０．４〜３．５ｍｇ／ｃｍ3 である。水銀の封入量が０．１ｍｇ／ｃｍ3 未満である場合には、波長２００〜２２５ｎｍにおいて高い放射強度を有する紫外線を得ることが困難となる。一方、水銀の封入量が４．０ｍｇ／ｃｍ3 を超える場合には、波長２２５ｎｍを超える波長域において高い放射強度を有する紫外線を得ることが可能であるが、波長２００〜２２０ｎｍにおける放射強度が著しく低いものとなる。 Further, the amount of mercury enclosed in the light emitting unit 11 is 0.1 to 4.0 mg / cm 3, and preferably 0.4 to 3.5 mg / cm 3 . When the amount of mercury enclosed is less than 0.1 mg / cm 3 , it becomes difficult to obtain ultraviolet rays having high radiation intensity at a wavelength of 200 to 225 nm. On the other hand, when the amount of mercury enclosed exceeds 4.0 mg / cm 3 , it is possible to obtain ultraviolet rays having high radiation intensity in a wavelength region exceeding 225 nm, but the radiation intensity at a wavelength of 200 to 220 nm is remarkably high. It will be low.

本発明のキセノンランプ１においては、発光部１１内に封入される水銀の封入量をＭ（ｍｇ／ｃｍ3 ）とし、陰極３０の先端Ｐと発光管１１の内表面との最短距離をＬ（ｍｍ）としたとき、０．６＜Ｍ×Ｌ＜３２を満足するものである。
Ｍ×Ｌの値が０．６未満である場合には、水銀の密度が希薄になり、所定の波長帯における連続スペクトルの放射量が少なくなる。一方、Ｍ×Ｌの値が３２を超える場合には、水銀の共鳴線の吸収が強くなり、所定における波長帯の連続スペクトルの放射量が少なくなる。 In the xenon lamp 1 of the present invention, the amount of mercury enclosed in the light emitting section 11 is M (mg / cm 3 ), and the shortest distance between the tip P of the cathode 30 and the inner surface of the arc tube 11 is L ( mm), 0.6 <M × L <32 is satisfied.
When the value of M × L is less than 0.6, the density of mercury becomes dilute, and the continuous spectrum radiation amount in a predetermined wavelength band decreases. On the other hand, when the value of M × L exceeds 32, the absorption of mercury resonance lines becomes strong, and the radiation amount of the continuous spectrum in a predetermined wavelength band decreases.

このようなキセノンランプ１によれば、発光管１０の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量が特定の範囲にあり、しかも、この水銀の封入量と、陰極３０の先端Ｐと発光管１０の内表面との最短距離との積が特定の範囲にあるため、波長２００〜２２５ｎｍの紫外線を高い強度で放射することができる。
このような効果が奏されるのは、水銀が特定の範囲の封入量で封入されることにより、キセノン−水銀エキシマによる発光が得られると共に、水銀の封入量と、発光点を構成する陰極３０の先端と発光管１０の内表面との積を規定することにより、発光管１０内で発生したキセノン−水銀エキシマによる発光を効率よく外部に放射することができるためであると考えられる。 According to such a xenon lamp 1, the amount of mercury enclosed per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube 10 is in a specific range, and the amount of mercury enclosed, the tip P of the cathode 30, and the arc tube 10. Since the product of the shortest distance from the inner surface is in a specific range, ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 225 nm can be emitted with high intensity.
Such an effect is achieved because mercury is enclosed in a specific amount of filling so that light emission by xenon-mercury excimer can be obtained, and the amount of mercury enclosed and the cathode 30 constituting the light emitting point. This is probably because the emission of xenon-mercury excimer generated in the arc tube 10 can be efficiently emitted to the outside by defining the product of the tip of the tube and the inner surface of the arc tube 10.

以下、本発明のキセノンランプの具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the xenon lamp of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

〈実施例１〉
図１に示す構成に従い、下記の仕様を有するキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＡ１」とする。
発光管（１０）は、合成石英ガラス製で、全長が２０ｃｍであり、発光部（１１）の軸方向の長さが２５ｍｍ、最大外径が２０ｍｍ（発光部の肉厚が２ｍｍ）で、発光部（１１）の内容積が２．７ｃｍ3 であり、発光部（１１）における波長２００ｎｍの紫外線の透過率が、５００℃において９０％のものである。
陽極（２０）は、タングステン製で、陰極（３０）は、トリエーテッドタングステン製である。
陽極（２０）と陰極（３０）との離間距離は２．１ｍｍ、陰極（３０）の先端（Ｐ）と発光管（１０）の内表面との最短距離（以下、「最短距離Ｌ」という。）は７．３ｍｍである。
また、発光管（１０）の発光部（１１）内には、２０℃で２０気圧のキセノンおよび発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの封入量が０．１ｍｇ／ｃｍ3 （Ｍ×Ｌ＝０．７）となる水銀が封入されている。ランプの入力電力は１５０Ｗである。 <Example 1>
A xenon lamp having the following specifications was manufactured according to the configuration shown in FIG. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp A1”.
The arc tube (10) is made of synthetic quartz glass, has a total length of 20 cm, the light emitting portion (11) has an axial length of 25 mm, a maximum outer diameter of 20 mm (the thickness of the light emitting portion is 2 mm), and emits light. The internal volume of the part (11) is 2.7 cm 3 , and the transmittance of ultraviolet light having a wavelength of 200 nm in the light emitting part (11) is 90% at 500 ° C.
The anode (20) is made of tungsten, and the cathode (30) is made of triated tungsten.
The distance between the anode (20) and the cathode (30) is 2.1 mm, and the shortest distance between the tip (P) of the cathode (30) and the inner surface of the arc tube (10) (hereinafter referred to as “shortest distance L”). ) Is 7.3 mm.
In addition, in the light emitting part (11) of the arc tube (10), the sealed amount per 1 cm 3 of xenon and the arc tube (10) at 20 atm and 20 atm is 0.1 mg / cm 3 (M × L = 0.7) mercury is enclosed. The input power of the lamp is 150W.

〈実施例２〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から０．８ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝５．８）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＡ２」とする。 <Example 2>
Example 1 except that the amount of mercury enclosed per cm 3 inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 0.8 mg / cm 3 (M × L = 5.8). A xenon lamp with similar specifications was produced. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp A2.”

〈実施例３〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から１．６ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝１１．７）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＡ３」とする。 <Example 3>
Example 1 except that the amount of mercury enclosed per cm 3 inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 1.6 mg / cm 3 (M × L = 11.7). A xenon lamp with similar specifications was produced. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp A3”.

〈実施例４〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から２．４ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝１７．５）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＡ４」とする。 <Example 4>
Example 1 except that the amount of mercury enclosed per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 2.4 mg / cm 3 (M × L = 17.5). A xenon lamp with similar specifications was produced. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp A4”.

〈実施例５〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から４．３ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝３１．４）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＡ５」とする。 <Example 5>
Example 1 except that the amount of mercury enclosed per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 4.3 mg / cm 3 (M × L = 31.4). A xenon lamp with similar specifications was produced. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp A5”.

〈実施例６〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から１．６ｍｇ／ｃｍ3 に変更し（Ｍ×Ｌ＝１１．７）、キセノンの封入圧を２０気圧から５気圧に変更したこと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＡ６」とする。 <Example 6>
The sealed amount of mercury per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 1.6 mg / cm 3 (M × L = 11.7), and the sealed pressure of xenon was 20 atm. A xenon lamp having the same specifications as in Example 1 was produced except that the pressure was changed from 5 to 5 atm. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp A6”.

〈実施例７〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から１．６ｍｇ／ｃｍ3 に変更し、最短距離Ｌを７．３ｍｍから５ｍｍに変更した（Ｍ×Ｌ＝８．０）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。ここで、最短距離Ｌの変更は、発光管として、発光部の軸方向の長さが１８ｍｍ、最大外径が１４ｍｍのものを用いることにより行った。このキセノンランプを「キセノンランプＡ７」とする。 <Example 7>
The amount of mercury enclosed per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 1.6 mg / cm 3 , and the shortest distance L was changed from 7.3 mm to 5 mm (M × L = 8.0) A xenon lamp having the same specifications as in Example 1 was produced. Here, the shortest distance L was changed by using a light emitting tube having a light emitting portion with an axial length of 18 mm and a maximum outer diameter of 14 mm. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp A7”.

〈実施例８〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から１．６ｍｇ／ｃｍ3 に変更し、最短距離Ｌを７．３ｍｍから１０ｍｍに変更した（Ｍ×Ｌ＝１６．０）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。ここで、最短距離Ｌの変更は、発光管として、発光部の軸方向の長さが３０ｍｍ、最大外径が２４ｍｍのものを用いることにより行った。このキセノンランプを「キセノンランプＡ８」とする。 <Example 8>
The amount of mercury enclosed per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 1.6 mg / cm 3 , and the shortest distance L was changed from 7.3 mm to 10 mm (M × L = 16.0) A xenon lamp having the same specifications as in Example 1 was manufactured. Here, the shortest distance L was changed by using a light emitting tube having a light emitting portion with an axial length of 30 mm and a maximum outer diameter of 24 mm. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp A8”.

〈比較例１〉
水銀を封入しなかったこと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＢ１」とする。 <Comparative example 1>
A xenon lamp having the same specifications as in Example 1 was produced except that mercury was not enclosed. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp B1”.

〈比較例２〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から０．０８ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝０．５８）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＢ２」とする。 <Comparative example 2>
Example 1 except that the amount of mercury enclosed per cm 3 inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 0.08 mg / cm 3 (M × L = 0.58). A xenon lamp with similar specifications was produced. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp B2.”

〈比較例３〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から７．１ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝５１．８）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＢ３」とする。 <Comparative Example 3>
Except that the amount of enclosed mercury per internal volume 1 cm 3 of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 7.1mg / cm 3 (M × L = 51.8), as in Example 1 A xenon lamp with similar specifications was produced. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp B3”.

〈比較例４〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から８．０ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝５８．４）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＢ４」とする。 <Comparative example 4>
Example 1 except that the amount of mercury enclosed per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 8.0 mg / cm 3 (M × L = 58.4). A xenon lamp with similar specifications was produced. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp B4”.

〈比較例５〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から１５．７ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝１１４．６）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＢ５」とする。 <Comparative Example 5>
Except that the amount of enclosed mercury per internal volume 1 cm 3 of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 15.7mg / cm 3 (M × L = 114.6), as in Example 1 A xenon lamp with similar specifications was produced. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp B5”.

〈比較例６〉
最短距離Ｌを７．３ｍｍから５ｍｍに変更した（Ｍ×Ｌ＝０．５）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。ここで、最短距離Ｌの変更は、発光管として、発光部の軸方向の長さが１８ｍｍ、最大外径が１４ｍｍのものを用いることにより行った。このキセノンランプを「キセノンランプＢ６」とする。 <Comparative Example 6>
A xenon lamp having the same specifications as in Example 1 was produced except that the shortest distance L was changed from 7.3 mm to 5 mm (M × L = 0.5). Here, the shortest distance L was changed by using a light emitting tube having a light emitting portion with an axial length of 18 mm and a maximum outer diameter of 14 mm. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp B6”.

〈比較例７〉
最短距離Ｌを７．３ｍｍから１０ｍｍに変更し、発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から４．３ｍｇ／ｃｍ3 に変更した（Ｍ×Ｌ＝４７．３）こと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。ここで、最短距離Ｌの変更は、発光管として、発光部の軸方向の長さが３０ｍｍ、最大外径が２４ｍｍのものを用いることにより行った。このキセノンランプを「キセノンランプＢ７」とする。 <Comparative Example 7>
The shortest distance L was changed from 7.3 mm to 10 mm, and the amount of mercury enclosed per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 4.3 mg / cm 3 (M × L = 47.3) A xenon lamp having the same specifications as in Example 1 was produced. Here, the shortest distance L was changed by using a light emitting tube having a light emitting portion with an axial length of 30 mm and a maximum outer diameter of 24 mm. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp B7”.

〈比較例８〉
発光管（１０）の内容積１ｃｍ3 当たりの水銀の封入量を０．１ｍｇ／ｃｍ3 から１．６ｍｇ／ｃｍ3 に変更し（Ｍ×Ｌ＝１１．７）、キセノンの封入圧を２０気圧から１気圧に変更したこと以外は、実施例１と同様の仕様のキセノンランプを作製した。このキセノンランプを「キセノンランプＢ８」とする。 <Comparative Example 8>
The sealed amount of mercury per 1 cm 3 of the inner volume of the arc tube (10) was changed from 0.1 mg / cm 3 to 1.6 mg / cm 3 (M × L = 11.7), and the sealed pressure of xenon was 20 atm. A xenon lamp having the same specifications as in Example 1 was produced except that the pressure was changed from 1 to 1 atm. This xenon lamp is referred to as “xenon lamp B8”.

〔キセノンランプの評価〕
（１）分光放射照度の測定：
実施例２に係るキセノンランプ（Ａ２）、比較例１に係るキセノンランプ（Ｂ１）、比較例２に係るキセノンランプ（Ｂ２）および比較例４に係るキセノンランプ（Ｂ４）の各々を、窒素ガス雰囲気下において１５０Ｗのランプ入力で点灯させ、発光管における発光部の外表面から１１ｃｍ離間した位置における波長２００〜２５０ｎｍの分光放射照度を測定した。結果を図２に示す。 [Evaluation of xenon lamp]
(1) Measurement of spectral irradiance:
Each of the xenon lamp (A2) according to Example 2, the xenon lamp (B1) according to Comparative Example 1, the xenon lamp (B2) according to Comparative Example 2, and the xenon lamp (B4) according to Comparative Example 4 is placed in a nitrogen gas atmosphere. Below, the lamp was turned on with a 150 W lamp input, and the spectral irradiance at a wavelength of 200 to 250 nm was measured at a position 11 cm away from the outer surface of the light emitting portion in the arc tube. The results are shown in FIG.

図２において、横軸はキセノンランプの放射光の波長、縦軸は分光放射照度を示し、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２およびＢ４は、キセノンランプ（Ａ２）、キセノンランプ（Ｂ１）、キセノンランプ（Ｂ２）およびキセノンランプ（Ｂ４）の各々による放射光の分光放射照度曲線を示す。
図２の結果から明らかなように、実施例２に係るキセノンランプ（Ａ２）によれば、波長２００〜２２５ｎｍにおいて放射照度の高い紫外線が得られることが理解される。
これに対して比較例１〜２に係るキセノンランプ（Ｂ１）およびキセノンランプ（Ｂ２）による紫外線は、波長２００〜２２５ｎｍにおける放射照度が低いものであった。
また、比較例４に係るキセノンランプ（Ｂ４）による紫外線は、波長２２５〜２５０ｎｍにおける放射照度が高いものであるが、波長２００〜２２０ｎｍにおける放射照度が著しく低いものであった。これは、高い封入量の水銀が封入されていることにより、波長２００〜２２０ｎｍにおいて自己吸収が生じたためであると考えられる。 In FIG. 2, the horizontal axis indicates the wavelength of the emitted light of the xenon lamp, the vertical axis indicates the spectral irradiance, and A2, B1, B2, and B4 are the xenon lamp (A2), xenon lamp (B1), and xenon lamp (B2). And the spectral irradiance curve of the emitted light by each of a xenon lamp (B4) is shown.
As is clear from the results of FIG. 2, it is understood that the xenon lamp (A2) according to Example 2 can obtain ultraviolet rays having high irradiance at a wavelength of 200 to 225 nm.
On the other hand, the ultraviolet rays from the xenon lamp (B1) and the xenon lamp (B2) according to Comparative Examples 1 and 2 had low irradiance at a wavelength of 200 to 225 nm.
Moreover, although the ultraviolet-ray by the xenon lamp (B4) which concerns on the comparative example 4 has a high irradiance in wavelength 225-250 nm, its irradiance in wavelength 200-220 nm was remarkably low. This is thought to be because self-absorption occurred at a wavelength of 200 to 220 nm due to the encapsulation of a high amount of mercury.

（２）積算放射照度の測定：
実施例１〜８に係るキセノンランプ（Ａ１）〜キセノンランプ（Ａ８）および比較例１〜８に係るキセノンランプ（Ｂ１）〜キセノンランプ（Ｂ８）の各々を、窒素ガス雰囲気下において１５０Ｗのランプ入力で点灯させ、発光管における発光部の外表面から１１ｃｍ離間した位置における波長２００〜２２０ｎｍの積算放射照度を測定し、実施例３に係るキセノンランプ（Ａ３）の積算放射照度の値を１００としたときの相対値を求めた。結果を下記表１に示す。 (2) Measurement of integrated irradiance:
Each of the xenon lamps (A1) to xenon lamps (A8) according to Examples 1 to 8 and the xenon lamps (B1) to xenon lamps (B8) according to Comparative Examples 1 to 8 has a lamp input of 150 W in a nitrogen gas atmosphere. The integrated irradiance at a wavelength of 200 to 220 nm at a position 11 cm away from the outer surface of the light emitting part in the arc tube was measured, and the integrated irradiance value of the xenon lamp (A3) according to Example 3 was set to 100. When relative value was calculated. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2012174352
Figure 2012174352

表１の結果から明らかなように、実施例１〜８に係るキセノンランプ（Ａ１）〜キセノンランプ（Ａ８）によれば、波長２００〜２２０ｎｍにおける放射照度が高い紫外線が得られることが確認された。   As is clear from the results in Table 1, it was confirmed that the xenon lamps (A1) to xenon lamps (A8) according to Examples 1 to 8 can obtain ultraviolet rays having high irradiance at wavelengths of 200 to 220 nm. .

１ キセノンランプ
１０ 発光管
１１ 発光部
１２ 一方の封止部
１３ 他方の封止部
１４ 一方の金属箔
１５ 他方の金属箔
１６ 陽極用外部リード
１７ 陰極用外部リード
１８，１９ 口金
２０ 陽極
２１ 電極頭部
２２ 胴部分
２３ 先端部分
２４ 後端部分
２５ 電極軸部
３０ 陰極
３１ 電極頭部
３５ 電極軸部
Ｐ 陰極の先端 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Xenon lamp 10 Light emission tube 11 Light emission part 12 One sealing part 13 The other sealing part 14 One metal foil 15 The other metal foil 16 External lead for anodes 17 External lead for cathodes 18, 19 Base 20 Anode 21 Electrode head Part 22 body part 23 tip part 24 rear end part 25 electrode shaft part 30 cathode 31 electrode head part 35 electrode shaft part P tip of cathode

Claims (2)

発光管と、この発光管内に互いに対向して配置された陽極および陰極とを有し、前記発光管内に５気圧以上のキセノンおよび水銀が封入されてなるショートアーク型キセノンランプにおいて、
前記発光管の内容積１ｃｍ3 当たりの前記水銀の封入量が０．１〜４．０ｍｇ／ｃｍ3 であり、当該水銀の封入量をＭ（ｍｇ／ｃｍ3 ）とし、前記陰極の先端と前記発光管の内表面との最短距離をＬ（ｍｍ）としたとき、０．６＜Ｍ×Ｌ＜３２を満足することを特徴とするショートアーク型キセノンランプ。 In a short arc type xenon lamp having an arc tube, and an anode and a cathode arranged opposite to each other in the arc tube, wherein xenon and mercury of 5 atm or more are enclosed in the arc tube.
The amount of the enclosed mercury per internal volume 1 cm 3 of the arc tube is 0.1~4.0mg / cm 3, the enclosed amount of the mercury and M (mg / cm 3), wherein a tip of the cathode A short arc type xenon lamp characterized by satisfying 0.6 <M × L <32 when the shortest distance from the inner surface of the arc tube is L (mm). 前記発光管における波長２００ｎｍの紫外線の透過率が、５００℃において５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型キセノンランプ。   2. The short arc type xenon lamp according to claim 1, wherein a transmittance of ultraviolet light having a wavelength of 200 nm in the arc tube is 50% or more at 500 ° C. 3.
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