JPH03112046A - Ultraviolet irradiation unit - Google Patents

Ultraviolet irradiation unit

Info

Publication number
JPH03112046A
JPH03112046A JP25101689A JP25101689A JPH03112046A JP H03112046 A JPH03112046 A JP H03112046A JP 25101689 A JP25101689 A JP 25101689A JP 25101689 A JP25101689 A JP 25101689A JP H03112046 A JPH03112046 A JP H03112046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultraviolet
arc tube
cooling
lamp
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25101689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Araki
建次 荒木
Hiromoto Sasaki
博基 佐々木
Akihiro Yonezawa
米沢 昭弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP25101689A priority Critical patent/JPH03112046A/en
Publication of JPH03112046A publication Critical patent/JPH03112046A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 C発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、光化学反応用の光源等に使用される紫外線照
射装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION CObject of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an ultraviolet irradiation device used as a light source for photochemical reactions and the like.

(従来の技術) 紫外線光源を用いた光化学反応装置は種々の分野に採用
されており、例えば光CVD(Che+w1cal  
V apor  D eposition )法による
Sf薄膜の合成、レジストの光硬化および光アッシング
あるいは光洗浄等を始めとする半導体製造関連などにお
いて広く普及し、かつその応用分野の伸長も著しい。
(Prior Art) Photochemical reaction devices using ultraviolet light sources are used in various fields, such as photoCVD (Che+w1cal).
It is widely used in semiconductor manufacturing, including the synthesis of SF thin films by the V apor Deposition method, photo-curing of resists, photo-ashing, photo-cleaning, etc., and its application fields are rapidly expanding.

これらの分野においては、短波長紫外線を効率よく照射
する光源が望まれており、このため、低圧水銀紫外線放
電灯が好んで用いられている。
In these fields, a light source that efficiently irradiates short-wavelength ultraviolet light is desired, and for this reason, low-pressure mercury ultraviolet discharge lamps are preferably used.

この種の低圧水銀紫外線放電灯は、紫外線を透過する石
英ガラスなどからなる発光管の両端に電極を封装すると
ともに、この発光管内に水銀および希ガスを封入し、こ
の水銀主体の蒸気を低圧状態で放電させて水銀の共鳴線
254no+を始めとする短波長紫外線領域の光を効率
よく放射するランプとなっている。
This type of low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp has an arc tube made of quartz glass or the like that transmits ultraviolet rays, and electrodes are sealed at both ends of the arc tube, and mercury and a rare gas are sealed inside the arc tube, so that the mercury-based vapor is kept at a low pressure. The lamp efficiently emits light in the short wavelength ultraviolet region including the mercury resonance line 254no+ by discharging the lamp.

ところで、最近においてはこのような光源として用いら
れる紫外線照射装置自身に調光の要求が多くなってきた
Incidentally, in recent years, there has been an increasing demand for dimming of the ultraviolet irradiation device itself used as such a light source.

一般に放電ランプで調光を行おうとする場合はランプ電
流を増減させる方法が採用される。
Generally, when attempting to dim a discharge lamp, a method is adopted in which the lamp current is increased or decreased.

上記低圧水銀紫外線放電灯においても、ランプ電流を増
減させることにより調光することは不可能ではない。
Even in the above-mentioned low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp, it is not impossible to control the light by increasing or decreasing the lamp current.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記低圧水銀紫外線放電灯の場合は電流
密度を数A / c−と、比較的大きくしである。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the case of the above-mentioned low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp, the current density is relatively large, at several A/c-.

このため、ランプ電流を増やすと、電流密度がさらに増
大し、水銀の励起量が増えて基底状態の水銀原子密度が
低下し、これに伴い励起種である63P1の占有密度が
低下する。この結果、紫外線放射効率が大幅に低下し、
したがって充分な調光効果を得ることが困難になる。
Therefore, when the lamp current is increased, the current density further increases, the amount of mercury excitation increases, the ground state mercury atom density decreases, and the occupation density of 63P1, which is the excited species, decreases accordingly. As a result, the UV radiation efficiency is significantly reduced,
Therefore, it becomes difficult to obtain a sufficient dimming effect.

しかも、ランプ電流を絞ると立消えや放電が不安定にな
る等の弊害が発生し、逆にランプ電流を増すと上記紫外
線放射効率の大幅な低下を招くことに加えて、電極が過
熱されて発光管の早期黒化を発生する不具合もある。
Moreover, reducing the lamp current causes problems such as turning off and making the discharge unstable, while increasing the lamp current not only causes a significant drop in the ultraviolet radiation efficiency mentioned above, but also causes the electrodes to overheat and emit light. There is also a defect that causes early blackening of the tube.

したがって、低圧水銀紫外線放電灯を用いた紫外線照射
装置において充分な差をもって調光するには、従来技術
では不充分であった。
Therefore, the conventional techniques are insufficient for controlling the light with a sufficient difference in an ultraviolet irradiation device using a low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp.

本発明は上記の問題点を解消すべくなされたもので、紫
外線放射効率の低下や、立消え、黒化等の不具合がなく
て、簡単に調光することができる紫外線照射装置を提供
しようとするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide an ultraviolet irradiation device that can be easily adjusted without causing problems such as a decrease in ultraviolet radiation efficiency, fading, or blackening. It is something.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、発光管の一部を冷却装置に接続し、この冷却
装置によって発光管の一部を強制冷却することにより発
光管の最冷却温度を制御し、同一ランプ電圧においてこ
の最冷部の温度が高い場合と低い場合とでそれぞれ異な
る値の紫外線出力を発生させるようにしたことを特徴と
する。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention connects a part of the arc tube to a cooling device, and cools the arc tube to its maximum temperature by forcibly cooling the part of the arc tube with the cooling device. The lamp is characterized in that the temperature is controlled so that, at the same lamp voltage, different values of ultraviolet light output are generated depending on whether the temperature of the coldest part is high or low.

(作用) 本発明者らは、低圧水銀紫外線放電灯において発光管内
径、希ガス圧力、電流密度等の諸条件を変えた場合、同
一のランプ電圧において(但し、ランプ力率は若干変わ
る)2つの異なる紫外線出力が得られることを見い出だ
した。例えば、第4出力がA点の場合と、B点の場合が
ある。したがって、これを利用すればランプ電圧やラン
プ電流を変えることなく調光が可能になる。
(Function) The present inventors have found that when various conditions such as the inner diameter of the arc tube, rare gas pressure, and current density are changed in a low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp, at the same lamp voltage (however, the lamp power factor changes slightly). It has been found that two different ultraviolet outputs can be obtained. For example, there are cases where the fourth output is at point A and cases where the fourth output is at point B. Therefore, if this is used, dimming can be performed without changing the lamp voltage or lamp current.

そこで、本発明においては、冷却装置を用いて発光管の
最冷却温度を制御したので、最冷却温度を高くしたり、
低くしたりして発光管の内部圧力を異ならせことができ
、これにより紫外線出力をA点と、B点とに使い分ける
ようにすることができる。
Therefore, in the present invention, since the lowest cooling temperature of the arc tube is controlled using a cooling device, the lowest cooling temperature can be increased,
The internal pressure of the arc tube can be made different by lowering the pressure, thereby making it possible to use the ultraviolet light output at point A and point B.

(実施例) 以下本発明について、第1図に示す第1の実施例にもと
づき説明する。
(Example) The present invention will be described below based on a first example shown in FIG.

図において1は低圧水銀紫外線放電灯であり、この放電
灯1は紫外線透過率の高い石英ガラスからなる放電容器
すなわち発光管2により構成されている。この発光管2
はU字形をなしており、この発光管2の両端部にはステ
ム3.3が気密に溶着されている。これらステム3.3
にはそれぞれ陽極4と陰極5が給電線6.7を介して取
り付けられている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp, and the discharge lamp 1 is composed of a discharge vessel or arc tube 2 made of quartz glass with high ultraviolet transmittance. This luminous tube 2
is U-shaped, and a stem 3.3 is hermetically welded to both ends of the arc tube 2. These stems 3.3
An anode 4 and a cathode 5 are respectively attached via power supply lines 6.7.

この発光管1には、所定量の水銀またはアマルガムと、
始動用のアルゴンガスが封入されている。
This arc tube 1 contains a predetermined amount of mercury or amalgam,
It is filled with argon gas for starting.

このような低圧水銀紫外線放電灯1は、それぞては、一
方のステム2の陽極4と他方のステム2の陰極5とで放
電する時と、他方のステム2の陽極4と一方のステム2
の陰極5とで放電する時とを交互に繰り返して放電が継
続される。
Such a low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp 1 is configured such that when discharging the anode 4 of one stem 2 and the cathode 5 of the other stem 2, and when discharging between the anode 4 of the other stem 2 and the cathode 5 of the other stem 2, respectively.
The discharge is continued by alternately repeating the discharge with the cathode 5.

このような放電は、水銀主体の蒸気が低圧状態で放電す
るもので、これにより水銀の共鳴線254nmを始めと
する短波長紫外線領域の光が放射される。
In such a discharge, mercury-based vapor is discharged under a low pressure state, and light in the short wavelength ultraviolet region including the mercury resonance line of 254 nm is emitted.

上記放電灯1の端部には冷却装置1oが取り付けられて
いる。
A cooling device 1o is attached to the end of the discharge lamp 1.

冷却装置10は、例えば上記放電灯1の端部を包囲する
金属製の冷却ブロック11を備え、この冷却ブロック1
1内には冷却水が流通されるウォ゛−タジャケット12
を形成しである。
The cooling device 10 includes, for example, a metal cooling block 11 that surrounds the end of the discharge lamp 1.
1 has a water jacket 12 through which cooling water flows.
It is formed.

このウォータジャケット12はパイプ13を介して可変
速ポンプ14および熱交換器15に接続されており、可
変速ポンプ14および熱交換器15は冷却水タンク16
に通じている。
This water jacket 12 is connected to a variable speed pump 14 and a heat exchanger 15 via a pipe 13, and the variable speed pump 14 and heat exchanger 15 are connected to a cooling water tank 16.
is familiar with

可変速ポンプ14を運転すると、冷却水タンク16から
冷却水がバイブ13を介してウォータジャケット12に
送られ、ウォータジャケット12の冷却水は熱交換器1
5から冷却水タンク16に戻されるようになっている。
When the variable speed pump 14 is operated, cooling water is sent from the cooling water tank 16 to the water jacket 12 via the vibrator 13, and the cooling water in the water jacket 12 is sent to the heat exchanger 1.
5 and is returned to the cooling water tank 16.

このような冷却装置10は、可変速ポンプ14を所定流
量で運転すると冷却水がそれに見合った量で上記ウォー
タジャケット12に流される。このため低圧水銀紫外線
放電灯1の端部が冷却ブロック11とで熱交換されるか
ら強制冷却される。
In such a cooling device 10, when the variable speed pump 14 is operated at a predetermined flow rate, a corresponding amount of cooling water is flowed into the water jacket 12. Therefore, the end of the low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp 1 exchanges heat with the cooling block 11, so that it is forcedly cooled.

そして、可変速ポンプ14の運転速度を制御して冷却水
の流量を少なくした場合、ウォータジャケット12の冷
却水流】も少ないので低圧水銀紫外線放電灯1の端部を
強制冷却する性能が低い。
When the operating speed of the variable speed pump 14 is controlled to reduce the flow rate of cooling water, the flow of cooling water in the water jacket 12 is also small, so the performance for forcedly cooling the end of the low pressure mercury ultraviolet discharge lamp 1 is low.

したがって、この場合は低圧水銀紫外線放電灯1の端部
の最冷部温度は比較的高く、点灯中の水銀蒸気圧は相対
的に高い状態で点灯がなされる。
Therefore, in this case, the temperature of the coldest part at the end of the low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp 1 is relatively high, and the lamp is lit with a relatively high mercury vapor pressure during lighting.

この場合は、第4図の特性でA点で示すように、紫外線
出力が大きな点灯がなされる。
In this case, as shown by point A in the characteristics of FIG. 4, lighting is performed with a large ultraviolet output.

また、可変速ポンプ14の運転速度を制御して冷却水の
流量を多くした場合、ウォータジャケット12の冷却水
流ユも多くなり、低圧水銀紫外線放電灯1の端部を強制
冷却する性能が高くなるので、この場合は低圧水銀紫外
線放電灯1の端部の最冷部温度を比較的低くし、点灯中
の水銀蒸気圧を低い状態にして点灯がなされる。
Furthermore, when the operating speed of the variable speed pump 14 is controlled to increase the flow rate of cooling water, the flow rate of cooling water in the water jacket 12 also increases, and the performance for forcedly cooling the end of the low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp 1 increases. Therefore, in this case, the temperature of the coldest part at the end of the low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp 1 is made relatively low, and the mercury vapor pressure during lighting is kept low, and lighting is performed.

このため調光が可能になる。This allows for dimming.

この場合は、第4図の特性でB点で示すように、紫外線
出力が小さい点灯となる そして、上記紫外線出力が大きな場合(A点)と、紫外
線出力が小さい場合(B点)とは、どちらもランプ電圧
は同じであり、したがってランプ電流の変動がないので
、紫外線放射効率を大幅に低下させることはなく、立消
えや放電の不安定さ、あるいは発光管の早期黒化などが
防止される。
In this case, as shown by point B in the characteristics of Fig. 4, the ultraviolet output is small, and the case where the ultraviolet output is large (point A) and the case where the ultraviolet output is small (point B) are as follows. Since the lamp voltage is the same in both cases, and therefore there is no variation in lamp current, there is no significant reduction in UV radiation efficiency, preventing fading, unstable discharge, or premature blackening of the arc tube. .

なお、発光管2の内径が25■、発光長が107501
瓜、定格人力500WのU字形低圧水銀紫外線放電灯で
は、水銀を100 a+g、アルゴンガスをQ、3to
rr封入して、最冷部の温度を50℃にした場合に第4
図のA点の紫外線出力が得られ、また最冷部の温度を3
0℃にした場合に第4図のB点の紫外線出力が得られ、
これらはいづれもランプ電圧が80Vであった。
In addition, the inner diameter of the arc tube 2 is 25 cm, and the luminous length is 107501 cm.
In a U-shaped low-pressure mercury ultraviolet discharge lamp with a rated human power of 500 W, mercury is 100 a + g, argon gas is Q, 3 to
rr sealed and the temperature of the coldest part is 50℃, the fourth
The ultraviolet output at point A in the figure can be obtained, and the temperature at the coldest part can be reduced by 3.
When the temperature is 0°C, the ultraviolet output at point B in Figure 4 is obtained,
The lamp voltage for each of these was 80V.

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

すなわち、ランプの構造はU字形に限らず、かつ両端に
陽極と陰極をそれぞれ備えて交互点灯するものには制約
されない。
That is, the structure of the lamp is not limited to the U-shape, and is not limited to having an anode and a cathode at both ends and lighting alternately.

そして、冷却装置にあっても、第2図に示す第2の実施
例のように、モータ20で変速機21を介してファン2
2を駆動し、このファン22により冷媒を冷却して冷却
ブロック23を冷却するようにしてもよく、また第3図
に示す第3の実施例のように冷却ブロック30を水道水
配管31に接続し、流量調整弁32で流量を制御するこ
とで冷却性能を変更してもよい。
Even in the case of a cooling device, as in the second embodiment shown in FIG.
2 may be driven, and the cooling block 23 may be cooled by cooling the refrigerant by the fan 22. Alternatively, the cooling block 30 may be connected to the tap water pipe 31 as in the third embodiment shown in FIG. However, the cooling performance may be changed by controlling the flow rate with the flow rate adjustment valve 32.

もちろん、高温で点灯させる時は同等冷却せず、低温度
で点灯させる時のみ冷却装置を使用するようにしてもよ
い。
Of course, it is also possible to use the cooling device only when lighting at low temperatures, without using equivalent cooling when lighting at high temperatures.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によると、冷却装置を用いて
発光管の最冷部温度を制御し、最冷部温度を高くしたり
、低くしたりして発光管の内部圧力を異ならせことがで
き、これによりランプ電圧を変えることなく紫外線出力
を2通りに使い分けることができる。このため調光が可
能になる。そして、紫外線出力が大きな場合と、紫外線
出力が小さい場合とは、どちらもランプ電圧が同じであ
り、したがってランプ電流の変動がないので、紫外線放
射効率を大幅に低下させることはなく、立消えや放電の
不安定さ、あるいは発光管の早期黒化などが防止される
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the temperature of the coldest part of the arc tube is controlled using a cooling device, and the internal pressure of the arc tube is adjusted by increasing or decreasing the temperature of the coldest part. This allows the UV output to be used in two ways without changing the lamp voltage. This allows for dimming. When the UV output is high and when the UV output is low, the lamp voltage is the same, so there is no fluctuation in the lamp current, so the UV radiation efficiency will not be significantly reduced, and there will be no fading or discharge. instability or early blackening of the arc tube.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例を示す紫外線照射装置の
構成図、第2図は本発明の第2の実施例を示す紫外線照
射装置の構成図、第3図は本発明の第3の実施例を示す
紫外線照射装置の構成図、第4図は紫外線出力とランプ
電圧との関係を示す特性図である。 1・・・低圧水銀紫外線放電灯、2・・・発光管、3・
・・ステム、4・・・陽極、5・・・陰極、10・・・
冷却装置、11・・・冷却ブロック、12・・・ウォー
タジャケット、14・・・可変速ポンプ。
FIG. 1 is a configuration diagram of an ultraviolet irradiation device showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of an ultraviolet irradiation device showing a second embodiment of the invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the ultraviolet irradiation device according to the third embodiment, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the ultraviolet output and the lamp voltage. 1...Low pressure mercury ultraviolet discharge lamp, 2...Earth tube, 3.
... Stem, 4... Anode, 5... Cathode, 10...
Cooling device, 11... Cooling block, 12... Water jacket, 14... Variable speed pump.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 電極を封装するとともに水銀および希ガスを封入した発
光管を光源とする紫外線照射装置において、 上記発光管の一部を冷却装置に接続し、この冷却装置に
よって発光管の一部を強制冷却することにより発光管の
最冷部温度を制御し、同一ランプ電圧においてこの最冷
部の温度が高い場合と低い場合とでそれぞれ異なる値の
紫外線出力を発生させるようにしたことを特徴とする紫
外線照射装置。
[Scope of Claims] In an ultraviolet irradiation device that uses an arc tube as a light source in which electrodes are sealed and mercury and rare gases are sealed, a portion of the arc tube is connected to a cooling device, and the cooling device cools the arc tube. The temperature of the coldest part of the arc tube is controlled by forced cooling, and different values of ultraviolet output are generated when the temperature of this coldest part is high and low at the same lamp voltage. Characteristic ultraviolet irradiation device.
JP25101689A 1989-09-27 1989-09-27 Ultraviolet irradiation unit Pending JPH03112046A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25101689A JPH03112046A (en) 1989-09-27 1989-09-27 Ultraviolet irradiation unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25101689A JPH03112046A (en) 1989-09-27 1989-09-27 Ultraviolet irradiation unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03112046A true JPH03112046A (en) 1991-05-13

Family

ID=17216380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25101689A Pending JPH03112046A (en) 1989-09-27 1989-09-27 Ultraviolet irradiation unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03112046A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1178510A1 (en) * 2000-08-04 2002-02-06 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Lamp unit for a projector and a process for the light control thereof
JP2013103183A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Seiko Epson Corp Irradiation device
JP2023095053A (en) * 2021-12-24 2023-07-06 東芝ライテック株式会社 Low pressure UV lamp unit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1178510A1 (en) * 2000-08-04 2002-02-06 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Lamp unit for a projector and a process for the light control thereof
US6759793B2 (en) 2000-08-04 2004-07-06 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Lamp unit for a projector and a process for the light control thereof
JP2013103183A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Seiko Epson Corp Irradiation device
JP2023095053A (en) * 2021-12-24 2023-07-06 東芝ライテック株式会社 Low pressure UV lamp unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3078523B2 (en) Visible light generation method
JPH0660848A (en) DC operated alkali metal vapor arc discharge lamp
JPH03112046A (en) Ultraviolet irradiation unit
US7245075B2 (en) Dimmable metal halide HID lamp with good color consistency
JPWO2003030210A1 (en) High pressure discharge lamp, high pressure discharge lamp lighting device, and automotive headlamp device
KR20010024584A (en) Anhydrous silver halide lamp
US2687486A (en) Gaseous discharge lamp
JP3267153B2 (en) Metal vapor discharge lamp
US20060226783A1 (en) Krypton metal halide lamps
JPS6079663A (en) High output low pressure mercury lamp
JPS6297298A (en) Non-electrode discharge lamp apparatus
JPS62281249A (en) Superoutput bactericidal lamp
JP2000294199A (en) High pressure mercury lamp and high pressure mercury lamp light emitting device
JPH04301356A (en) High pressure sodium lamp
RU2151442C1 (en) Working medium of glow-discharge lamp
JP3110627B2 (en) Metal halide lamp
JP2006093007A (en) Mercury-free metal halide lamp
JPS6264044A (en) Bulb-shaped fluorescent lamp
JP2000090880A (en) Metal halide lamp
JPH01194260A (en) Discharge lamp for plant growth
JP2007109508A (en) Flash lamp lighting device
JPH06283137A (en) Pulse lighting type rare gas discharge lamp device
JPH03108248A (en) Metal halide lamp
JPH0750152A (en) Short arc type cadmium / rare gas discharge lamp
JPH0311055B2 (en)