JPH06318449A - 放電ランプ - Google Patents
放電ランプInfo
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- JPH06318449A JPH06318449A JP5130103A JP13010393A JPH06318449A JP H06318449 A JPH06318449 A JP H06318449A JP 5130103 A JP5130103 A JP 5130103A JP 13010393 A JP13010393 A JP 13010393A JP H06318449 A JPH06318449 A JP H06318449A
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- arc
- cadmium
- discharge lamp
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70016—Production of exposure light, i.e. light sources by discharge lamps
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/18—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 励起状態のイオンより放出される共鳴線を利
用した短波長紫外線の出力が高い放電ランプを提供する
こと。 【構成】 電極間距離が１２ｍｍ以下の一対の電極を有
する、電極安定型のランプであって、主発光物質とし
て、動作時の分圧力Ｐが３×１０3 Ｐａ〜１．３×１０
5 Ｐａとなる量のカドミウムが封入され、ランプ電流Ｊ
L が下記の条件（イ）を満足する状態で点灯されること
を特徴とする。 条件（イ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １５．０ また、主発光物質として、動作時の分圧力Ｐが１×１０
3 Ｐａ〜０．３×１０5 Ｐａとなる量の亜鉛が封入さ
れ、ランプ電流ＪL が下記の条件（ロ）を満足する状態
で点灯されることを特徴とする。 条件（ロ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １６．９
用した短波長紫外線の出力が高い放電ランプを提供する
こと。 【構成】 電極間距離が１２ｍｍ以下の一対の電極を有
する、電極安定型のランプであって、主発光物質とし
て、動作時の分圧力Ｐが３×１０3 Ｐａ〜１．３×１０
5 Ｐａとなる量のカドミウムが封入され、ランプ電流Ｊ
L が下記の条件（イ）を満足する状態で点灯されること
を特徴とする。 条件（イ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １５．０ また、主発光物質として、動作時の分圧力Ｐが１×１０
3 Ｐａ〜０．３×１０5 Ｐａとなる量の亜鉛が封入さ
れ、ランプ電流ＪL が下記の条件（ロ）を満足する状態
で点灯されることを特徴とする。 条件（ロ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １６．９
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、励起状態のイオンから
放出される共鳴線による発光が得られる放電ランプに関
するものである。
放出される共鳴線による発光が得られる放電ランプに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、実用化されている通常の放電ラン
プにおいては、電極間に生ずるアーク中において、励起
状態にある原子またはイオンが他の励起状態または基底
状態に遷移するときに放出されるスペクトル線による発
光が利用されている。
プにおいては、電極間に生ずるアーク中において、励起
状態にある原子またはイオンが他の励起状態または基底
状態に遷移するときに放出されるスペクトル線による発
光が利用されている。
【０００３】このような発光スペクトル線の中で、励起
状態にある原子またはイオンが基底状態に遷移するとき
に放出されるスペクトル線である共鳴線は、一般に遷移
確率が大きいため、その放射係数が大きい。このため、
放射される共鳴線が短波長の紫外線であるランプは、高
い工業的な利用価値を有するものとなる。例えば、光化
学産業分野、半導体デバイスの製造分野などで、短波長
紫外線の出力の高いランプが期待されているが、このよ
うな要請に応えることができる可能性が十分にある。
状態にある原子またはイオンが基底状態に遷移するとき
に放出されるスペクトル線である共鳴線は、一般に遷移
確率が大きいため、その放射係数が大きい。このため、
放射される共鳴線が短波長の紫外線であるランプは、高
い工業的な利用価値を有するものとなる。例えば、光化
学産業分野、半導体デバイスの製造分野などで、短波長
紫外線の出力の高いランプが期待されているが、このよ
うな要請に応えることができる可能性が十分にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
放電ランプでは、アーク中において励起状態にある原子
またはイオンより放出された共鳴線は、同時に共存する
同種の基底状態にある原子またはイオンにより相当に高
い割合で吸収されるという、いわば自己吸収現象が不可
避的に生ずるため、目的とする共鳴線による放射光が大
きな放射強度でランプ外部へ放出されず、実際には利用
することができない、という問題がある。
放電ランプでは、アーク中において励起状態にある原子
またはイオンより放出された共鳴線は、同時に共存する
同種の基底状態にある原子またはイオンにより相当に高
い割合で吸収されるという、いわば自己吸収現象が不可
避的に生ずるため、目的とする共鳴線による放射光が大
きな放射強度でランプ外部へ放出されず、実際には利用
することができない、という問題がある。
【０００５】例えば、ショートアーク型の水銀ランプに
おいては、高温のアーク内に存在する励起状態にあるＨ
ｇにより放出された波長１８５ｎｍおよび波長２５４ｎ
ｍの共鳴線は、アーク周辺部における低温部分に存在す
る基底状態にあるＨｇにより吸収されるため、ランプか
ら外部へ放出される割合が極めて小さくなる。そして、
放電ランプにおいては、一般に、主発光物質の動作時の
分圧力を上げることによって、放出される光の強度を大
きくすることができるが、共鳴線については、自己吸収
現象を抑制した条件下でなければ放出することができ
ず、例えば、Ｈｇより放出される波長２５４ｎｍの共鳴
線は、１×１０-5Ｐａ程度の極めて低い圧力の水銀ラン
プによらなければ、工業的に利用できる程度の強度を得
ることは困難である。
おいては、高温のアーク内に存在する励起状態にあるＨ
ｇにより放出された波長１８５ｎｍおよび波長２５４ｎ
ｍの共鳴線は、アーク周辺部における低温部分に存在す
る基底状態にあるＨｇにより吸収されるため、ランプか
ら外部へ放出される割合が極めて小さくなる。そして、
放電ランプにおいては、一般に、主発光物質の動作時の
分圧力を上げることによって、放出される光の強度を大
きくすることができるが、共鳴線については、自己吸収
現象を抑制した条件下でなければ放出することができ
ず、例えば、Ｈｇより放出される波長２５４ｎｍの共鳴
線は、１×１０-5Ｐａ程度の極めて低い圧力の水銀ラン
プによらなければ、工業的に利用できる程度の強度を得
ることは困難である。
【０００６】以上のような理由から、短波長紫外線の出
力が高い中圧または高圧のランプとして実用できるもの
は提供されていない。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、励起状態のイ
オンより放出される共鳴線を利用した短波長紫外線の出
力が高い放電ランプを提供することにある。
力が高い中圧または高圧のランプとして実用できるもの
は提供されていない。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、励起状態のイ
オンより放出される共鳴線を利用した短波長紫外線の出
力が高い放電ランプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の放電ランプは、
電極間距離が１２ｍｍ以下である一対の電極を有する、
アークが電極によって安定化されるランプであって、主
発光物質として、動作時の分圧力が３×１０3 Ｐａ〜
１．３×１０5 Ｐａとなる量のカドミウムが封入され、
当該主発光物質の動作時の分圧力をＰ、ランプ電流をＪ
L としたときに、下記の条件（イ）が満足される状態で
点灯されることを特徴とする。 条件（イ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １５．０
電極間距離が１２ｍｍ以下である一対の電極を有する、
アークが電極によって安定化されるランプであって、主
発光物質として、動作時の分圧力が３×１０3 Ｐａ〜
１．３×１０5 Ｐａとなる量のカドミウムが封入され、
当該主発光物質の動作時の分圧力をＰ、ランプ電流をＪ
L としたときに、下記の条件（イ）が満足される状態で
点灯されることを特徴とする。 条件（イ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １５．０
【０００８】また、主発光物質として、動作時の分圧力
が１×１０3 Ｐａ〜０．３×１０5Ｐａとなる量の亜鉛
が封入され、当該主発光物質の動作時の分圧力をＰ、ラ
ンプ電流をＪL としたときに、下記の条件（ロ）が満足
される状態で点灯されることを特徴とする。 条件（ロ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １６．９
が１×１０3 Ｐａ〜０．３×１０5Ｐａとなる量の亜鉛
が封入され、当該主発光物質の動作時の分圧力をＰ、ラ
ンプ電流をＪL としたときに、下記の条件（ロ）が満足
される状態で点灯されることを特徴とする。 条件（ロ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １６．９
【０００９】
【作用】以上の構成によれば、電極間で発生保持される
アーク内の温度が十分に高いものとなるため、当該アー
ク内において主発光物質のカドミウムまたは亜鉛のイオ
ン化されるものの割合が大きく、カドミウムイオンＣｄ
+ または亜鉛イオンＺｎ+ の密度が高い状態となる。一
方、アーク周辺の温度が低いため、当該アーク周辺にお
いて主発光物質のカドミウムまたは亜鉛はほとんどイオ
ン化されず、カドミウムイオンＣｄ+ または亜鉛イオン
Ｚｎ+ の密度が低い状態となる。この結果、主発光物質
がカドミウムの場合には、アーク内のＣｄ+ より放出さ
れる波長２１４．４ｎｍの共鳴線が、大きな強度でラン
プ外部へ放出される。また、主発光物質が亜鉛の場合に
は、アーク内のＺｎ+ より放出される波長２０２．６ｎ
ｍの共鳴線が、大きな強度でランプ外部へ放出される。
アーク内の温度が十分に高いものとなるため、当該アー
ク内において主発光物質のカドミウムまたは亜鉛のイオ
ン化されるものの割合が大きく、カドミウムイオンＣｄ
+ または亜鉛イオンＺｎ+ の密度が高い状態となる。一
方、アーク周辺の温度が低いため、当該アーク周辺にお
いて主発光物質のカドミウムまたは亜鉛はほとんどイオ
ン化されず、カドミウムイオンＣｄ+ または亜鉛イオン
Ｚｎ+ の密度が低い状態となる。この結果、主発光物質
がカドミウムの場合には、アーク内のＣｄ+ より放出さ
れる波長２１４．４ｎｍの共鳴線が、大きな強度でラン
プ外部へ放出される。また、主発光物質が亜鉛の場合に
は、アーク内のＺｎ+ より放出される波長２０２．６ｎ
ｍの共鳴線が、大きな強度でランプ外部へ放出される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の放電ランプの実施例について
説明する。図１は、本発明の放電ランプの一例を示す説
明用断面図である。この放電ランプにおいては、ガラス
製の発光管１の中央部に内部空間を区画する大略球状の
膨出部２が設けられ、発光管１の両端部に封止部３が設
けられている。また、内部空間内には、陰極４と陽極５
とが互いに対向するよう配置されており、陰極４および
陽極５の各々の基端部は、封止部３内に気密に封着され
た金属箔６に接続され、各々の金属箔６は、外部リード
棒７に接続されている。
説明する。図１は、本発明の放電ランプの一例を示す説
明用断面図である。この放電ランプにおいては、ガラス
製の発光管１の中央部に内部空間を区画する大略球状の
膨出部２が設けられ、発光管１の両端部に封止部３が設
けられている。また、内部空間内には、陰極４と陽極５
とが互いに対向するよう配置されており、陰極４および
陽極５の各々の基端部は、封止部３内に気密に封着され
た金属箔６に接続され、各々の金属箔６は、外部リード
棒７に接続されている。
【００１１】この放電ランプにおいては、陰極４と陽極
５との間の電極間距離Ｌは１２ｍｍ以下とされると共
に、膨出部２の電極方向とは垂直な面における最大内径
Ｄに対する電極間距離Ｌの比Ｌ／Ｄの値が例えば１未満
である、アークの状態が電極によって保持される電極安
定型のランプとして構成されている。
５との間の電極間距離Ｌは１２ｍｍ以下とされると共
に、膨出部２の電極方向とは垂直な面における最大内径
Ｄに対する電極間距離Ｌの比Ｌ／Ｄの値が例えば１未満
である、アークの状態が電極によって保持される電極安
定型のランプとして構成されている。
【００１２】膨出部２により区画された内部空間内に
は、主発光物質としてカドミウムまたは亜鉛が封入され
ている。主発光物質がカドミウムの場合には、ランプ電
流ＪL が下記の条件（イ）を満足した状態で点灯され、
この状態で、主発光物質の動作時の分圧力Ｐが３×１０
3 Ｐａ〜１．３×１０3 Ｐａとなる量とされている。 条件（イ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １５．０ また、主発光物質が亜鉛の場合には、ランプ電流ＪL が
下記の条件（ロ）を満足した状態で点灯され、この状態
で、主発光物質の動作時の分圧力Ｐが１×１０3 Ｐａ〜
０．３×１０3 Ｐａとなる量とされている。 条件（ロ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １６．９
は、主発光物質としてカドミウムまたは亜鉛が封入され
ている。主発光物質がカドミウムの場合には、ランプ電
流ＪL が下記の条件（イ）を満足した状態で点灯され、
この状態で、主発光物質の動作時の分圧力Ｐが３×１０
3 Ｐａ〜１．３×１０3 Ｐａとなる量とされている。 条件（イ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １５．０ また、主発光物質が亜鉛の場合には、ランプ電流ＪL が
下記の条件（ロ）を満足した状態で点灯され、この状態
で、主発光物質の動作時の分圧力Ｐが１×１０3 Ｐａ〜
０．３×１０3 Ｐａとなる量とされている。 条件（ロ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １６．９
【００１３】カドミウムまたは亜鉛は、ランプの製作時
に、カドミウム単体、ＣｄＩ2 などのハロゲン化カドミ
ウム若しくはこれらの混合物、または亜鉛単体、ハロゲ
ン化亜鉛若しくはこれらの混合物の形で封入される。ま
た、内部空間内には、必要に応じて、バッファガスとし
てアルゴン、クリプトンなどの希ガスや水銀などが封入
されていてもよい。
に、カドミウム単体、ＣｄＩ2 などのハロゲン化カドミ
ウム若しくはこれらの混合物、または亜鉛単体、ハロゲ
ン化亜鉛若しくはこれらの混合物の形で封入される。ま
た、内部空間内には、必要に応じて、バッファガスとし
てアルゴン、クリプトンなどの希ガスや水銀などが封入
されていてもよい。
【００１４】このような構成のランプでは、ランプ電流
ＪL が極めて大きい状態で点灯されるため、陰極４と陽
極５との間で発生保持されるアーク内の温度が十分に高
いものとなるため、当該アーク内において主発光物質の
カドミウムまたは亜鉛のイオン化されるものの割合が大
きく、カドミウムイオンＣｄ+ または亜鉛イオンＺｎ+
の密度が非常に高い状態となり、一方、アークが陰極４
と陽極５とにより保持されることにより、アーク周辺の
部分ではアーク内との温度差が大きいために、当該アー
ク周辺において主発光物質のカドミウムまたは亜鉛はほ
とんどイオン化されず、Ｃｄ+ またはＺｎ+ の密度が低
い状態となり、結局、自己吸収現象が生ずる割合が僅少
となるため、後述する実験例からも明らかなように、ア
ーク内のＣｄ+ またはＺｎ+ より放出される共鳴線が、
大きな強度でランプ外部へ放出される状態で点灯され
る。
ＪL が極めて大きい状態で点灯されるため、陰極４と陽
極５との間で発生保持されるアーク内の温度が十分に高
いものとなるため、当該アーク内において主発光物質の
カドミウムまたは亜鉛のイオン化されるものの割合が大
きく、カドミウムイオンＣｄ+ または亜鉛イオンＺｎ+
の密度が非常に高い状態となり、一方、アークが陰極４
と陽極５とにより保持されることにより、アーク周辺の
部分ではアーク内との温度差が大きいために、当該アー
ク周辺において主発光物質のカドミウムまたは亜鉛はほ
とんどイオン化されず、Ｃｄ+ またはＺｎ+ の密度が低
い状態となり、結局、自己吸収現象が生ずる割合が僅少
となるため、後述する実験例からも明らかなように、ア
ーク内のＣｄ+ またはＺｎ+ より放出される共鳴線が、
大きな強度でランプ外部へ放出される状態で点灯され
る。
【００１５】以上において、陰極４と陽極５との電極間
距離Ｌが１２ｍｍを超える場合には、アークの形状が大
きくなるため、集光鏡と組み合わせて使用されるときに
は、集光効率が低下するので好ましくない。
距離Ｌが１２ｍｍを超える場合には、アークの形状が大
きくなるため、集光鏡と組み合わせて使用されるときに
は、集光効率が低下するので好ましくない。
【００１６】また、主発光物質がカドミウムであるとき
には動作時の分圧力Ｐが１．３×１０5 Ｐａを超える場
合、または、主発光物質が亜鉛であるときには動作時の
分圧力Ｐが０．３×１０5 Ｐａを超える場合には、それ
ぞれカドミウム原子の波長２２８．８０ｎｍの共鳴線ま
たは亜鉛原子の波長２１３．８６ｎｍの共鳴線による吸
収が大きくなるため、目的とするカドミウムイオンまた
は亜鉛イオンによる発光線強度が低下してしまう。
には動作時の分圧力Ｐが１．３×１０5 Ｐａを超える場
合、または、主発光物質が亜鉛であるときには動作時の
分圧力Ｐが０．３×１０5 Ｐａを超える場合には、それ
ぞれカドミウム原子の波長２２８．８０ｎｍの共鳴線ま
たは亜鉛原子の波長２１３．８６ｎｍの共鳴線による吸
収が大きくなるため、目的とするカドミウムイオンまた
は亜鉛イオンによる発光線強度が低下してしまう。
【００１７】また、ランプ電流ＪL が小さくて、比ＪL
／Ｐ1/4 の値が０．７以下の場合には、アーク内の温度
を十分に高いものとすることが困難であるため、アーク
内のカドミウムまたは亜鉛が十分にイオン化されず、従
ってＣｄ+ またはＺｎ+ の密度が低く、しかも自己吸収
現象の生ずる割合が大きくなるため、外部に放射される
共鳴線の強度が小さくなる。
／Ｐ1/4 の値が０．７以下の場合には、アーク内の温度
を十分に高いものとすることが困難であるため、アーク
内のカドミウムまたは亜鉛が十分にイオン化されず、従
ってＣｄ+ またはＺｎ+ の密度が低く、しかも自己吸収
現象の生ずる割合が大きくなるため、外部に放射される
共鳴線の強度が小さくなる。
【００１８】一方、ランプ電流ＪL が大きくて、比ＪL
／Ｐ1/4 の値が、主発光物質がカドミウムのときには１
５．０以上、主発光物質が亜鉛のときには１６．９以上
の場合には、アーク周辺部の温度も高くなるため、アー
ク周辺のカドミウムまたは亜鉛がイオン化され、アーク
内のＣｄ+ またはＺｎ+ より放出された共鳴線は、アー
ク周辺の基底状態にあるＣｄ+ またはＺｎ+ により吸収
される割合が大きくなる。
／Ｐ1/4 の値が、主発光物質がカドミウムのときには１
５．０以上、主発光物質が亜鉛のときには１６．９以上
の場合には、アーク周辺部の温度も高くなるため、アー
ク周辺のカドミウムまたは亜鉛がイオン化され、アーク
内のＣｄ+ またはＺｎ+ より放出された共鳴線は、アー
ク周辺の基底状態にあるＣｄ+ またはＺｎ+ により吸収
される割合が大きくなる。
【００１９】以上のように、条件（イ）または条件
（ロ）を満足することにより、Ｃｄ+ またはＺｎ+ より
放出される共鳴線の強度が大きく、しかも投入電力に対
して効率の良いものとなる。
（ロ）を満足することにより、Ｃｄ+ またはＺｎ+ より
放出される共鳴線の強度が大きく、しかも投入電力に対
して効率の良いものとなる。
【００２０】本発明を実施するにあたっては、条件
（イ）または条件（ロ）が満足される状態を実現するた
め、アーク内の温度が好適な高温となるよう、当該放電
ランプを外套管内に挿入し、発光管１の周囲に空気層が
形成された状態で点灯されることが好ましい。これによ
り、例えば、発光管１の管壁の温度が１０００Ｋ〜１２
００Ｋ程度で、アーク中心の温度が９０００Ｋ〜１００
００Ｋ程度の安定化された状態を容易に得ることができ
る。
（イ）または条件（ロ）が満足される状態を実現するた
め、アーク内の温度が好適な高温となるよう、当該放電
ランプを外套管内に挿入し、発光管１の周囲に空気層が
形成された状態で点灯されることが好ましい。これによ
り、例えば、発光管１の管壁の温度が１０００Ｋ〜１２
００Ｋ程度で、アーク中心の温度が９０００Ｋ〜１００
００Ｋ程度の安定化された状態を容易に得ることができ
る。
【００２１】また、アークの状態を安定に維持するため
には、垂直点灯方式すなわち電極が上下に対向する状態
で点灯することが好ましい。
には、垂直点灯方式すなわち電極が上下に対向する状態
で点灯することが好ましい。
【００２２】〔実験例〕以下、本発明の具体的な実験例
について説明するが、本発明はこれらの実験例に示すラ
ンプに限定されるものではない。
について説明するが、本発明はこれらの実験例に示すラ
ンプに限定されるものではない。
【００２３】電極間距離Ｌを５ｍｍとし、容積が２２．
１ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、カドミウム単
体２８ｍｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔｍ）と
を封入して、放電ランプＡを作製した。
１ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、カドミウム単
体２８ｍｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔｍ）と
を封入して、放電ランプＡを作製した。
【００２４】この放電ランプＡを、外套管内において垂
直点灯方式により、ランプ電流ＪLが３４．０Ａとなる
条件で点灯させた。このときのカドミウムの動作時の分
圧力Ｐは０．８×１０5 Ｐａ、比ＪL ／Ｐ1/4 の値は
２．０であり、投入電力Ｑは６９３Ｗであった。放電ラ
ンプＡから放出される光について、波長２００〜２５０
ｎｍにおける分光強度分布を測定した。得られた測定チ
ャートを図２に示す。
直点灯方式により、ランプ電流ＪLが３４．０Ａとなる
条件で点灯させた。このときのカドミウムの動作時の分
圧力Ｐは０．８×１０5 Ｐａ、比ＪL ／Ｐ1/4 の値は
２．０であり、投入電力Ｑは６９３Ｗであった。放電ラ
ンプＡから放出される光について、波長２００〜２５０
ｎｍにおける分光強度分布を測定した。得られた測定チ
ャートを図２に示す。
【００２５】この測定チャートから明らかなように、カ
ドミウムイオンＣｄ+ より放出される波長２１４．４ｎ
ｍの共鳴線が非常に高い強度で放出されている。また、
通常の放電ランプにおいては上記の共鳴線が吸収線とし
て作用するためにランプ外部に放出されない波長２１
９．４６ｎｍのスペクトル線およびその他のスペクトル
線も、このランプにおいては相当に高い強度で放出され
ていることも明らかである。
ドミウムイオンＣｄ+ より放出される波長２１４．４ｎ
ｍの共鳴線が非常に高い強度で放出されている。また、
通常の放電ランプにおいては上記の共鳴線が吸収線とし
て作用するためにランプ外部に放出されない波長２１
９．４６ｎｍのスペクトル線およびその他のスペクトル
線も、このランプにおいては相当に高い強度で放出され
ていることも明らかである。
【００２６】上記の測定チャートから波長２１３ｎｍ〜
２２１ｎｍにおける光強度の積分値Φを求め、この積分
値Φと投入電力Ｑとの比（Φ／Ｑ）×１００を計算した
ところ、積分値Φは６２．９、比（Φ／Ｑ）×１００は
９．０８であった。
２２１ｎｍにおける光強度の積分値Φを求め、この積分
値Φと投入電力Ｑとの比（Φ／Ｑ）×１００を計算した
ところ、積分値Φは６２．９、比（Φ／Ｑ）×１００は
９．０８であった。
【００２７】電極間距離Ｌを５ｍｍとし、容積が２２．
１ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、カドミウム単
体２１ｍｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔｍ）と
を封入して、放電ランプＢを作製した。電極間距離Ｌを
５ｍｍとし、容積が２２．１ｃｍ3 の内部空間を有する
発光管内に、カドミウム単体１８ｍｇと、アルゴンガス
（封入時圧力３ａｔｍ）とを封入して、放電ランプＣを
作製した。電極間距離Ｌを５ｍｍとし、容積が２２．１
ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、カドミウム単体
１．４ｍｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔｍ）と
を封入して、放電ランプＤを作製した。
１ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、カドミウム単
体２１ｍｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔｍ）と
を封入して、放電ランプＢを作製した。電極間距離Ｌを
５ｍｍとし、容積が２２．１ｃｍ3 の内部空間を有する
発光管内に、カドミウム単体１８ｍｇと、アルゴンガス
（封入時圧力３ａｔｍ）とを封入して、放電ランプＣを
作製した。電極間距離Ｌを５ｍｍとし、容積が２２．１
ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、カドミウム単体
１．４ｍｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔｍ）と
を封入して、放電ランプＤを作製した。
【００２８】上記の放電ランプＢ〜Ｄを、外套管内にお
いて垂直点灯方式により、後記表１に示す条件に従って
点灯させ、各々のランプから放出される光について、波
長２００〜２５０ｎｍにおける分光強度分布を測定し、
得られた測定チャートから波長２１３ｎｍ〜２２１ｎｍ
における光強度の積分値Φを求め、この積分値Φと投入
電力Ｑとの比（Φ／Ｑ）×１００を計算した。結果を後
記表１に示す。
いて垂直点灯方式により、後記表１に示す条件に従って
点灯させ、各々のランプから放出される光について、波
長２００〜２５０ｎｍにおける分光強度分布を測定し、
得られた測定チャートから波長２１３ｎｍ〜２２１ｎｍ
における光強度の積分値Φを求め、この積分値Φと投入
電力Ｑとの比（Φ／Ｑ）×１００を計算した。結果を後
記表１に示す。
【００２９】電極間距離Ｌを５ｍｍとし、容積が２２．
１ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、カドミウム単
体０．２３ｍｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔ
ｍ）とを封入して、放電ランプＥを作製した。電極間距
離Ｌを５ｍｍとし、容積が２２．１ｃｍ3 の内部空間を
有する発光管内に、カドミウム単体３５ｍｇと、アルゴ
ンガス（封入時圧力３ａｔｍ）とを封入して、放電ラン
プＦを作製した。
１ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、カドミウム単
体０．２３ｍｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔ
ｍ）とを封入して、放電ランプＥを作製した。電極間距
離Ｌを５ｍｍとし、容積が２２．１ｃｍ3 の内部空間を
有する発光管内に、カドミウム単体３５ｍｇと、アルゴ
ンガス（封入時圧力３ａｔｍ）とを封入して、放電ラン
プＦを作製した。
【００３０】上記の放電ランプＥおよびＤを、外套管内
において垂直点灯方式により、後記表１に示す条件に従
って点灯させ、各々のランプから放出される光につい
て、波長２００〜２５０ｎｍにおける分光強度分布を測
定し、得られた測定チャートから波長２１３ｎｍ〜２２
１ｎｍにおける光強度の積分値Φを求め、この積分値Φ
と投入電力Ｑとの比（Φ／Ｑ）×１００を計算した。結
果を後記表１に示す。
において垂直点灯方式により、後記表１に示す条件に従
って点灯させ、各々のランプから放出される光につい
て、波長２００〜２５０ｎｍにおける分光強度分布を測
定し、得られた測定チャートから波長２１３ｎｍ〜２２
１ｎｍにおける光強度の積分値Φを求め、この積分値Φ
と投入電力Ｑとの比（Φ／Ｑ）×１００を計算した。結
果を後記表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、主発光物質の動
作時の分圧力Ｐおよび比ＪL ／Ｐ1/4 の値が条件を満た
すランプＡ〜ランプＤは、波長２１３〜２２１ｎｍの紫
外線の出力が高く、しかも投入電力に対する効率が良い
ものであった。
作時の分圧力Ｐおよび比ＪL ／Ｐ1/4 の値が条件を満た
すランプＡ〜ランプＤは、波長２１３〜２２１ｎｍの紫
外線の出力が高く、しかも投入電力に対する効率が良い
ものであった。
【００３３】電極間距離Ｌを５ｍｍとし、容積が２２．
１ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、亜鉛単体７ｍ
ｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔｍ）とを封入し
て、放電ランプＧを作製した。
１ｃｍ3 の内部空間を有する発光管内に、亜鉛単体７ｍ
ｇと、アルゴンガス（封入時圧力３ａｔｍ）とを封入し
て、放電ランプＧを作製した。
【００３４】この放電ランプＧを、外套管内において垂
直点灯方式により、ランプ電流ＪLが４１Ａとなる条件
で点灯させた。このときの亜鉛の動作時の分圧力Ｐは６
×１０4 Ｐａ、比ＪL ／Ｐ1/4 の値は２．６であり、投
入電力Ｑは５７５Ｗであった。放電ランプＧから放出さ
れる光について、波長２００〜２５０ｎｍにおける分光
強度分布を測定し、この測定チャートから波長２０１ｎ
ｍ〜２０８ｎｍにおける光強度の積分値Φを求め、この
積分値Φと投入電力Ｑとの比（Φ／Ｑ）×１００を計算
したところ、積分値Φは２８．５、比（Φ／Ｑ）×１０
０は５．０であった。
直点灯方式により、ランプ電流ＪLが４１Ａとなる条件
で点灯させた。このときの亜鉛の動作時の分圧力Ｐは６
×１０4 Ｐａ、比ＪL ／Ｐ1/4 の値は２．６であり、投
入電力Ｑは５７５Ｗであった。放電ランプＧから放出さ
れる光について、波長２００〜２５０ｎｍにおける分光
強度分布を測定し、この測定チャートから波長２０１ｎ
ｍ〜２０８ｎｍにおける光強度の積分値Φを求め、この
積分値Φと投入電力Ｑとの比（Φ／Ｑ）×１００を計算
したところ、積分値Φは２８．５、比（Φ／Ｑ）×１０
０は５．０であった。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、アーク内のイオンの密
度が高いため、当該イオンより放出される共鳴線はその
強度が高く、しかも、アーク周辺のイオンの密度が低い
ため、大きな強度でランプ外部へ放出されるので、短波
長紫外線の出力が高い放電ランプを提供することができ
る。
度が高いため、当該イオンより放出される共鳴線はその
強度が高く、しかも、アーク周辺のイオンの密度が低い
ため、大きな強度でランプ外部へ放出されるので、短波
長紫外線の出力が高い放電ランプを提供することができ
る。
【図１】本発明の放電ランプの一例を示す説明用断面図
である。
である。
【図２】実施例に係る放電ランプの波長２００〜２５０
ｎｍにおける分光強度分布を示すチャート図である。
ｎｍにおける分光強度分布を示すチャート図である。
１ 発光管 ２ 膨出部 ３ 封止部 ４ 陰極 ５ 陽極 ６ 金属箔 ７ 外部リード棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松野 博光 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 (72)発明者 安田 幸夫 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 (72)発明者 山口 明康 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 電極間距離が１２ｍｍ以下である一対の
電極を有する、アークが電極によって安定化されるラン
プであって、 主発光物質として、動作時の分圧力が３×１０3 Ｐａ〜
１．３×１０5 Ｐａとなる量のカドミウムが封入され、 当該主発光物質の動作時の分圧力をＰ、ランプ電流をＪ
L としたときに、下記の条件（イ）が満足される状態で
点灯されることを特徴とする放電ランプ。 条件（イ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １５．０ - 【請求項２】 電極間距離が１２ｍｍ以下である一対の
電極を有する、アークが電極によって安定化されるラン
プであって、 主発光物質として、動作時の分圧力が１×１０3 Ｐａ〜
０．３×１０5 Ｐａとなる量の亜鉛が封入され、 当該主発光物質の動作時の分圧力をＰ、ランプ電流をＪ
L としたときに、下記の条件（ロ）が満足される状態で
点灯されることを特徴とする放電ランプ。 条件（ロ） ０．７ ＜ ＪL ／Ｐ1/4 ＜ １６．９
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5130103A JP2775694B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 放電ランプ |
| KR1019940005202A KR100292020B1 (ko) | 1993-05-07 | 1994-03-16 | 방전램프 |
| US08/237,906 US5481159A (en) | 1993-05-07 | 1994-05-04 | Metal vapor discharge lamp |
| DE69409154T DE69409154T2 (de) | 1993-05-07 | 1994-05-05 | Entladungslampe |
| EP94107078A EP0623945B1 (en) | 1993-05-07 | 1994-05-05 | Discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5130103A JP2775694B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318449A true JPH06318449A (ja) | 1994-11-15 |
| JP2775694B2 JP2775694B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=15026023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5130103A Expired - Fee Related JP2775694B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 放電ランプ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0623945B1 (ja) |
| JP (1) | JP2775694B2 (ja) |
| KR (1) | KR100292020B1 (ja) |
| DE (1) | DE69409154T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008516379A (ja) * | 2004-10-04 | 2008-05-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 無水銀組成物およびそれを組み入れた放射源 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5627430A (en) * | 1994-06-29 | 1997-05-06 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp having a cathode with a sintered tip insert |
| JP3077538B2 (ja) * | 1994-11-29 | 2000-08-14 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型水銀ランプ |
| JPH08195186A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-07-30 | Ushio Inc | ショートアーク型カドミウム希ガス放電ランプ |
| KR100379873B1 (ko) * | 1995-07-11 | 2003-08-21 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 막질개량방법 |
| US6084351A (en) * | 1996-09-06 | 2000-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Metal halide lamp and temperature control system therefor |
| DE19714009A1 (de) * | 1997-04-04 | 1998-10-08 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Gleichstrombogenlampe |
| DE19714008A1 (de) * | 1997-04-04 | 1998-10-08 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Gleichstrombogenlampe |
| EP1150337A1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-10-31 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Mercury-free metal halide lamp and a vehicle lighting apparatus using the lamp |
| JP2003130801A (ja) * | 2001-10-22 | 2003-05-08 | Ushio Inc | 蛍光体の検査方法および装置 |
| CN1774788A (zh) * | 2003-04-16 | 2006-05-17 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 高压金属卤化物放电灯 |
| KR101160595B1 (ko) * | 2004-10-20 | 2012-06-28 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 고압 가스 방전 램프 |
| US7847484B2 (en) * | 2004-12-20 | 2010-12-07 | General Electric Company | Mercury-free and sodium-free compositions and radiation source incorporating same |
| GB0922076D0 (en) * | 2009-12-17 | 2010-02-03 | Ceravision Ltd | Lamp |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB600495A (en) * | 1945-09-24 | 1948-04-09 | Gen Electric Co Ltd | Improvements in and relating to high pressure metal vapour electric discharge lamps |
| US3259777A (en) * | 1961-05-09 | 1966-07-05 | Gen Electric | Metal halide vapor discharge lamp with near molten tip electrodes |
| US3706000A (en) * | 1970-05-11 | 1972-12-12 | Westinghouse Electric Corp | Current-rated short-arc lamp for light projection apparatus |
| NL184550C (nl) * | 1982-12-01 | 1989-08-16 | Philips Nv | Gasontladingslamp. |
| JPS622443A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Ushio Inc | フオトリソグラフイ |
| JP3020397B2 (ja) * | 1992-11-20 | 2000-03-15 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型カドミウム希ガス放電ランプおよびこれを搭載した投影露光装置 |
| EP0641015B1 (en) * | 1993-08-03 | 1997-04-16 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Cadmium discharge lamp |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5130103A patent/JP2775694B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-16 KR KR1019940005202A patent/KR100292020B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-05-04 US US08/237,906 patent/US5481159A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-05-05 EP EP94107078A patent/EP0623945B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-05-05 DE DE69409154T patent/DE69409154T2/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008516379A (ja) * | 2004-10-04 | 2008-05-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 無水銀組成物およびそれを組み入れた放射源 |
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|---|---|
| DE69409154T2 (de) | 1998-08-20 |
| EP0623945A2 (en) | 1994-11-09 |
| EP0623945A3 (en) | 1995-10-18 |
| EP0623945B1 (en) | 1998-03-25 |
| JP2775694B2 (ja) | 1998-07-16 |
| KR100292020B1 (ko) | 2001-06-01 |
| KR940027636A (ko) | 1994-12-10 |
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| DE69409154D1 (de) | 1998-04-30 |
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