JPH04345746A - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents
低圧水銀蒸気放電灯Info
- Publication number
- JPH04345746A JPH04345746A JP11773891A JP11773891A JPH04345746A JP H04345746 A JPH04345746 A JP H04345746A JP 11773891 A JP11773891 A JP 11773891A JP 11773891 A JP11773891 A JP 11773891A JP H04345746 A JPH04345746 A JP H04345746A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- arc tube
- side direction
- discharge lamp
- section
- 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
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Landscapes
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば紫外線化学反応
用の光源等に使用される低圧水銀蒸気放電灯に関する。
用の光源等に使用される低圧水銀蒸気放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】紫外線を透過する石英ガラス等からなる
円筒状の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、上記電極への通
電によりこの発光管内で放電を発生させ、水銀原子を電
離および励起させることにより、この水銀の共鳴線１８
５ｎｍおよび２５４ｎｍを主体とする紫外線を放射する
ようにした低圧水銀蒸気放電灯は、光化学反応装置等の
紫外線光源として使用されている。
円筒状の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、上記電極への通
電によりこの発光管内で放電を発生させ、水銀原子を電
離および励起させることにより、この水銀の共鳴線１８
５ｎｍおよび２５４ｎｍを主体とする紫外線を放射する
ようにした低圧水銀蒸気放電灯は、光化学反応装置等の
紫外線光源として使用されている。
【０００３】すなわち、上記低圧水銀蒸気放電灯は、例
えば光ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法によるＳｉ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ると
する半導体製造関連などにおいて欠くことのできない紫
外線光源であり、また水の浄化、滅菌処理や食品の殺菌
処理などにおいても短波長の紫外線を照射する光源とし
て広く普及している。ところで最近では、上記光化学処
理の高速処理化が要請されつつあり、低圧水銀蒸気放電
灯から放射される紫外線出力の向上が要求されている。
えば光ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法によるＳｉ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ると
する半導体製造関連などにおいて欠くことのできない紫
外線光源であり、また水の浄化、滅菌処理や食品の殺菌
処理などにおいても短波長の紫外線を照射する光源とし
て広く普及している。ところで最近では、上記光化学処
理の高速処理化が要請されつつあり、低圧水銀蒸気放電
灯から放射される紫外線出力の向上が要求されている。
【０００４】紫外線出力を向上させる手段として、発光
管の単位内表面積当りの入力を０．３Ｗ／ｃｍ２ 以上
の高負荷点灯させた上、発光管の断面形状を例えば略楕
円形若しくは略方形等の非円形形状に形成させて、内部
に封入した水銀蒸気層の光学的厚みを減少させ、その結
果水銀蒸気による紫外線の自己吸収を抑制することが考
えられている。
管の単位内表面積当りの入力を０．３Ｗ／ｃｍ２ 以上
の高負荷点灯させた上、発光管の断面形状を例えば略楕
円形若しくは略方形等の非円形形状に形成させて、内部
に封入した水銀蒸気層の光学的厚みを減少させ、その結
果水銀蒸気による紫外線の自己吸収を抑制することが考
えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に断面形状を例えば略楕円形若しくは略方形等の非円形
形状に形成させた発光管の電流密度を増大させていくと
、従来多用されていた円筒状の発光管に比べて、その発
光管の機械的強度が小さいため、発光管管璧の温度の上
昇等に伴って、発光管の破損が発生する不具合があった
。
に断面形状を例えば略楕円形若しくは略方形等の非円形
形状に形成させた発光管の電流密度を増大させていくと
、従来多用されていた円筒状の発光管に比べて、その発
光管の機械的強度が小さいため、発光管管璧の温度の上
昇等に伴って、発光管の破損が発生する不具合があった
。
【０００６】本発明はこのような事情にもとづいてなさ
れたもので、その目的とするところは、紫外線強度の低
下を誘発することなく、発光管の断面形状を非円形形状
に形成させた場合に発生する発光管の破損を防止できる
低圧水銀蒸気放電灯を提供しようとするものである。
れたもので、その目的とするところは、紫外線強度の低
下を誘発することなく、発光管の断面形状を非円形形状
に形成させた場合に発生する発光管の破損を防止できる
低圧水銀蒸気放電灯を提供しようとするものである。
【０００７】［発明の構成］
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の低圧水銀蒸気放電灯は、ガラスよりなる発
光管の両端部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、単位内表面積当りの入力
が０．３Ｗ／ｃｍ２ 以上で点灯される低圧水銀蒸気放
電灯であって、発光管の発光部断面を略楕円形若しくは
略方形に形成すると共に、発光部断面の短辺方向のガラ
ス肉厚をＴ１、長辺方向のガラス肉厚をＴ２とした場合
、０．７ｍｍ≦Ｔ１≦２．０ｍｍ、かつ０．９ｍｍ≦Ｔ
２を満足することを特徴とするものである。
に、本発明の低圧水銀蒸気放電灯は、ガラスよりなる発
光管の両端部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、単位内表面積当りの入力
が０．３Ｗ／ｃｍ２ 以上で点灯される低圧水銀蒸気放
電灯であって、発光管の発光部断面を略楕円形若しくは
略方形に形成すると共に、発光部断面の短辺方向のガラ
ス肉厚をＴ１、長辺方向のガラス肉厚をＴ２とした場合
、０．７ｍｍ≦Ｔ１≦２．０ｍｍ、かつ０．９ｍｍ≦Ｔ
２を満足することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】本発明の低圧水銀蒸気放電灯によれば、紫外光
の実質的な照射方向である発光部断面の短辺方向のガラ
ス肉厚をＴ１とし、長辺方向のガラス肉厚をＴ２とした
場合、０．７ｍｍ≦Ｔ１≦２．０ｍｍ、かつ０．９ｍｍ
≦Ｔ２を満足させているため、実質的な紫外線強度の低
下を来す短辺方向のガラス肉厚を増加させることなく、
発光管の機械的強度を向上できるものである。
の実質的な照射方向である発光部断面の短辺方向のガラ
ス肉厚をＴ１とし、長辺方向のガラス肉厚をＴ２とした
場合、０．７ｍｍ≦Ｔ１≦２．０ｍｍ、かつ０．９ｍｍ
≦Ｔ２を満足させているため、実質的な紫外線強度の低
下を来す短辺方向のガラス肉厚を増加させることなく、
発光管の機械的強度を向上できるものである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明について、図面を用いて詳細に
説明する。
説明する。
【００１１】図１は、本件発明に係る低圧水銀蒸気放電
灯の一実施例を示す概略図であり、同図に図示するよう
に、略Ｕ字形に屈曲された発光管１の両端部には、ステ
ム２が封着されており、このステム２には、それぞれ陽
極３、熱陰極４が支持されている。各陽極３は熱陰極４
よりも放電空間の前方に配置されており、この陽極３は
円形コイルまたは円筒あるいは環状板により形成されて
いるとともに、熱陰極４はフィラメントコイルにより形
成されている。
灯の一実施例を示す概略図であり、同図に図示するよう
に、略Ｕ字形に屈曲された発光管１の両端部には、ステ
ム２が封着されており、このステム２には、それぞれ陽
極３、熱陰極４が支持されている。各陽極３は熱陰極４
よりも放電空間の前方に配置されており、この陽極３は
円形コイルまたは円筒あるいは環状板により形成されて
いるとともに、熱陰極４はフィラメントコイルにより形
成されている。
【００１２】ここで、上記のように発光管１の両端部に
陽極３および陰極４を各々封装すれば、放電電流を増大
させた場合に、陰極４は小形にして放熱による損失を低
減でき、また一方、陽極３は大形にして放熱を促進する
ことができる。
陽極３および陰極４を各々封装すれば、放電電流を増大
させた場合に、陰極４は小形にして放熱による損失を低
減でき、また一方、陽極３は大形にして放熱を促進する
ことができる。
【００１３】また、上記発光管１は断面が非円形、例え
ば図２に示すように略偏平四角な形状をなしており、短
辺Ｘと長辺Ｙとの比Ｘ／Ｙは０．２〜０．８程度に形成
されている。短辺Ｘと長辺Ｙとの比が０．２の場合には
、発光管内部に発生する放電が不均一になる虞があるた
め好ましくなく、また一方、０．８を越える場合には、
実質的な紫外線の照射方向の水銀上記の光学的厚みの低
下が少ないために、水銀による自己吸収が増えて好まし
くないものである。
ば図２に示すように略偏平四角な形状をなしており、短
辺Ｘと長辺Ｙとの比Ｘ／Ｙは０．２〜０．８程度に形成
されている。短辺Ｘと長辺Ｙとの比が０．２の場合には
、発光管内部に発生する放電が不均一になる虞があるた
め好ましくなく、また一方、０．８を越える場合には、
実質的な紫外線の照射方向の水銀上記の光学的厚みの低
下が少ないために、水銀による自己吸収が増えて好まし
くないものである。
【００１４】尚、本実施例においては、短辺Ｘが１５ｍ
ｍ、長辺Ｙが３０ｍｍでこの発光管の断面積は約４．５
ｃｍ２ 程度とされている。
ｍ、長辺Ｙが３０ｍｍでこの発光管の断面積は約４．５
ｃｍ２ 程度とされている。
【００１５】この発光管１内部には、点灯中における蒸
気圧で０．５〜１３Ｐａの水銀と、常温状態の分圧で１
３〜２６７Ｐａのアルゴン等の希ガスを封入してある。
気圧で０．５〜１３Ｐａの水銀と、常温状態の分圧で１
３〜２６７Ｐａのアルゴン等の希ガスを封入してある。
【００１６】以上のように構成された低圧水銀蒸気放電
灯は点灯回路装置１０を介して交流電源に接続されてい
る。この点灯回路装置１０は例えば昇圧トランス１１お
よびヒータトランス１２を有し、上記昇圧トランス１１
はランプの陽極３に接続されているとともに、ヒータト
ランス１２はそれぞれ熱陰極４に接続されている。この
ため、熱陰極４は常に発熱して熱電子を放出するように
なっている。
灯は点灯回路装置１０を介して交流電源に接続されてい
る。この点灯回路装置１０は例えば昇圧トランス１１お
よびヒータトランス１２を有し、上記昇圧トランス１１
はランプの陽極３に接続されているとともに、ヒータト
ランス１２はそれぞれ熱陰極４に接続されている。この
ため、熱陰極４は常に発熱して熱電子を放出するように
なっている。
【００１７】前記点灯回路装置１０は、たとえば商用電
源を低圧水銀蒸気放電灯に対して入力電力が５００Ｗを
供給するようになっており、これにより、低圧水銀蒸気
放電灯は放電中７Ａの放電電流が流れ、単位内表面積当
りの入力が０．３Ｗ／ｃｍ２ 以上となるように設定し
てあり、この場合の発光管の管璧温度は、１００〜１５
０℃に達するものである。
源を低圧水銀蒸気放電灯に対して入力電力が５００Ｗを
供給するようになっており、これにより、低圧水銀蒸気
放電灯は放電中７Ａの放電電流が流れ、単位内表面積当
りの入力が０．３Ｗ／ｃｍ２ 以上となるように設定し
てあり、この場合の発光管の管璧温度は、１００〜１５
０℃に達するものである。
【００１８】ここで、発明者らは、以上のように構成さ
れた低圧水銀蒸気放電灯の発光管１を構成するガラス材
料を肉厚を発光管の短辺方向および長辺方向で種々変化
させて発光管の破損状況及び紫外線強度について実験し
たところ、図３に示す通りの結果が得られた。
れた低圧水銀蒸気放電灯の発光管１を構成するガラス材
料を肉厚を発光管の短辺方向および長辺方向で種々変化
させて発光管の破損状況及び紫外線強度について実験し
たところ、図３に示す通りの結果が得られた。
【００１９】同図中、「破損」と記してあるものは、点
灯中に発光管が破損したもの、あるいは、ガラス材料中
に微小なクラックが発生していたことを意味し、また、
「低下」と記してあるものは、円筒状のガラス材料で形
成した同一ランプ電力の低圧水銀蒸気放電灯と比較して
、放射紫外線強度が低減していることを意味する。
灯中に発光管が破損したもの、あるいは、ガラス材料中
に微小なクラックが発生していたことを意味し、また、
「低下」と記してあるものは、円筒状のガラス材料で形
成した同一ランプ電力の低圧水銀蒸気放電灯と比較して
、放射紫外線強度が低減していることを意味する。
【００２０】この実験結果より明らかなように、紫外光
の実質的な照射方向である発光部断面の短辺方向のガラ
ス肉厚（Ｔ１）が２．０ｍｍを越えると、ガラスの紫外
線吸収が増加し、放射紫外線強度が低下することになり
、また、長辺方向のガラス肉厚（Ｔ２）が０．９ｍｍ未
満になると、発光管の破損が多発することが判明した。 発光管の破損が長辺方向のガラス肉厚に依存する理
由については、不詳な点が多いが、発光管断面形状がこ
の短辺方向で大きく変化することに起因するものと考え
られる。
の実質的な照射方向である発光部断面の短辺方向のガラ
ス肉厚（Ｔ１）が２．０ｍｍを越えると、ガラスの紫外
線吸収が増加し、放射紫外線強度が低下することになり
、また、長辺方向のガラス肉厚（Ｔ２）が０．９ｍｍ未
満になると、発光管の破損が多発することが判明した。 発光管の破損が長辺方向のガラス肉厚に依存する理
由については、不詳な点が多いが、発光管断面形状がこ
の短辺方向で大きく変化することに起因するものと考え
られる。
【００２１】また、発光部断面の短辺方向のガラス肉厚
（Ｔ１）が０．７ｍｍ未満の場合にも、発光管の破損が
発生するが、これは、発光管断面形状を非円形にしたた
め、アークと管璧が近接することによる熱劣化に大きく
影響されるものと推察される。 以上より、発光部断
面の短辺方向のガラス肉厚（Ｔ１）について０．７ｍｍ
≦Ｔ１≦２．０ｍｍ、長辺方向のガラス肉厚（Ｔ２）に
ついて０．９ｍｍ≦Ｔ２を満足させれば、紫外線強度の
低下を誘発することなく、発光管の機械的強度を向上で
きるものである。
（Ｔ１）が０．７ｍｍ未満の場合にも、発光管の破損が
発生するが、これは、発光管断面形状を非円形にしたた
め、アークと管璧が近接することによる熱劣化に大きく
影響されるものと推察される。 以上より、発光部断
面の短辺方向のガラス肉厚（Ｔ１）について０．７ｍｍ
≦Ｔ１≦２．０ｍｍ、長辺方向のガラス肉厚（Ｔ２）に
ついて０．９ｍｍ≦Ｔ２を満足させれば、紫外線強度の
低下を誘発することなく、発光管の機械的強度を向上で
きるものである。
【００２２】また、上記実施例においては、発光管の両
端部にそれぞれ陽極と陰極を封装したものについて説明
しているが、一対の電極を発光管の両端部に封装した発
光管についても、本実施例と同様な効果があることを確
認している。
端部にそれぞれ陽極と陰極を封装したものについて説明
しているが、一対の電極を発光管の両端部に封装した発
光管についても、本実施例と同様な効果があることを確
認している。
【００２３】さらにまた、上記実施例においては、発光
管がＵ字形状を呈するものについて詳述しているが、直
管形状の発光管の他、他の形状に発光管を形成しても良
い。
管がＵ字形状を呈するものについて詳述しているが、直
管形状の発光管の他、他の形状に発光管を形成しても良
い。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明によれば、
紫外光の実質的な照射方向である発光部断面の短辺方向
のガラス肉厚をＴ１とし、長辺方向のガラス肉厚をＴ２
とした場合、０．７ｍｍ≦Ｔ１≦２．０ｍｍ、かつ０．
９ｍｍ≦Ｔ２を満足させているため、紫外線強度の低下
を誘発することなく、発光管の機械的強度を向上できる
低圧水銀蒸気放電灯を提供できた。
紫外光の実質的な照射方向である発光部断面の短辺方向
のガラス肉厚をＴ１とし、長辺方向のガラス肉厚をＴ２
とした場合、０．７ｍｍ≦Ｔ１≦２．０ｍｍ、かつ０．
９ｍｍ≦Ｔ２を満足させているため、紫外線強度の低下
を誘発することなく、発光管の機械的強度を向上できる
低圧水銀蒸気放電灯を提供できた。
【図１】本発明に係る低圧水銀蒸気放電灯の一実施例を
示す概略図。
示す概略図。
【図２】図１に図示した低圧水銀蒸気放電灯の発光管断
面形状を示す概略図
面形状を示す概略図
【図３】発光管肉厚を短辺方向および長辺方向で種々変
化させた場合の実験結果。
化させた場合の実験結果。
１・・・・発光管 ２・・・・
ステム ３・・・陽極 ４・・・・陰極 １０・・
・点灯回路装置１１・・・昇圧トランス １
２・・・ヒータトランス
ステム ３・・・陽極 ４・・・・陰極 １０・・
・点灯回路装置１１・・・昇圧トランス １
２・・・ヒータトランス
Claims (1)
- 【請求項１】ガラスよりなる発光管の両端部に電極を封
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、単位内表面積当りの入力が０．３Ｗ／ｃｍ２ 以
上で点灯される低圧水銀蒸気放電灯であって、前記発光
管の発光部断面を略楕円形若しくは略方形に形成すると
共に、前記発光部断面の短辺方向のガラス肉厚をＴ１、
長辺方向のガラス肉厚をＴ２とした場合、０．７ｍｍ≦
Ｔ１≦２．０ｍｍ、かつ０．９ｍｍ≦Ｔ２を満足するこ
とを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11773891A JPH04345746A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11773891A JPH04345746A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04345746A true JPH04345746A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14719078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11773891A Pending JPH04345746A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 低圧水銀蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04345746A (ja) |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP11773891A patent/JPH04345746A/ja active Pending
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