JPH0845479A - 金属蒸気放電ランプ - Google Patents
金属蒸気放電ランプInfo
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光管の大きさを最適に選ぶことにより、中
性カドミウムの共鳴線によるカドミウムイオン線の吸収
を減らして、且つ、長時間にわたって安定的に工業的に
用いるのに充分な強度の光を取り出せる金属蒸気放電ラ
ンプを提供する。 【構成】 カドミウムのイオンから放射される光を利用
するショートアークランプにおいて、保温構造を有する
発光管内に、１×１０-4ｇ／ｃｍ3 〜３×１０-3ｇ／ｃ
ｍ3 のカドミウムを封入し、該発光管には、波長２１０
ｎｍから２４０ｎｍまでの間の水平方向での最低透過率
が１２％以上である石英ガラスを用い、定常点灯時のラ
ンプへの電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半径を
ｒ（ｍｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入
力の範囲で、ｒの値を ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ に規定する。
性カドミウムの共鳴線によるカドミウムイオン線の吸収
を減らして、且つ、長時間にわたって安定的に工業的に
用いるのに充分な強度の光を取り出せる金属蒸気放電ラ
ンプを提供する。 【構成】 カドミウムのイオンから放射される光を利用
するショートアークランプにおいて、保温構造を有する
発光管内に、１×１０-4ｇ／ｃｍ3 〜３×１０-3ｇ／ｃ
ｍ3 のカドミウムを封入し、該発光管には、波長２１０
ｎｍから２４０ｎｍまでの間の水平方向での最低透過率
が１２％以上である石英ガラスを用い、定常点灯時のラ
ンプへの電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半径を
ｒ（ｍｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入
力の範囲で、ｒの値を ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ に規定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカドミウムのイオンの発
光を利用するカドミウム金属蒸気放電ランプ、特に紫外
線を利用する光学装置に適したカドミウム金属蒸気放電
ランプに関するものである。
光を利用するカドミウム金属蒸気放電ランプ、特に紫外
線を利用する光学装置に適したカドミウム金属蒸気放電
ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カドミウムを主発光物として用いるカド
ミウム金属蒸気放電ランプ（以下、単にカドミウムラン
プと呼ぶ）は、中性カドミウムの線スペクトル、例え
ば、２２８．８ｎｍなどの放射波長を利用するものがあ
る。近年、光化学産業分野、半導体デバイスの製造分野
などの進展に伴い、工業的に利用される光の波長は、次
第に短波長になっている。しかし、カドミウムからの放
射波長２２８．８ｎｍの共鳴線を利用するランプでは、
カドミウムの強い光を得るために動作時のカドミウム分
圧を高くすると、自己吸収現象を生じ充分な光強度が得
られず、また自己吸収現象を避けるために動作時のカド
ミウム分圧を下げると発光種の減少によりやはり工業的
に充分な光強度が得られないという矛盾に陥る。この矛
盾を解決する手段として、非常に高密度のカドミウムイ
オンの発光を利用するランプが研究されている。しかし
ながら、このランプといえどもカドミウムイオンの輝線
スペクトル、特に波長２１４．４ｎｍ、２１９．５ｎ
ｍ、２２６．５ｎｍ、２３１．２ｎｍ及び２３２．１ｎ
ｍなどは波長２２８．８ｎｍの中性カドミウムの共鳴線
に比較的近い領域に存在しているので、この共鳴線の強
い自己吸収の影響を受けてしまい、充分な光を取り出す
のが必ずしも容易でないという問題があった。
ミウム金属蒸気放電ランプ（以下、単にカドミウムラン
プと呼ぶ）は、中性カドミウムの線スペクトル、例え
ば、２２８．８ｎｍなどの放射波長を利用するものがあ
る。近年、光化学産業分野、半導体デバイスの製造分野
などの進展に伴い、工業的に利用される光の波長は、次
第に短波長になっている。しかし、カドミウムからの放
射波長２２８．８ｎｍの共鳴線を利用するランプでは、
カドミウムの強い光を得るために動作時のカドミウム分
圧を高くすると、自己吸収現象を生じ充分な光強度が得
られず、また自己吸収現象を避けるために動作時のカド
ミウム分圧を下げると発光種の減少によりやはり工業的
に充分な光強度が得られないという矛盾に陥る。この矛
盾を解決する手段として、非常に高密度のカドミウムイ
オンの発光を利用するランプが研究されている。しかし
ながら、このランプといえどもカドミウムイオンの輝線
スペクトル、特に波長２１４．４ｎｍ、２１９．５ｎ
ｍ、２２６．５ｎｍ、２３１．２ｎｍ及び２３２．１ｎ
ｍなどは波長２２８．８ｎｍの中性カドミウムの共鳴線
に比較的近い領域に存在しているので、この共鳴線の強
い自己吸収の影響を受けてしまい、充分な光を取り出す
のが必ずしも容易でないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決するためになされたものであって、その目的
は、発光管の大きさを最適に選ぶことにより、中性カド
ミウムの共鳴線によるカドミウムイオン線の吸収を減ら
して、且つ、長時間にわたって安定的に工業的に用いる
のに充分な強度の光を取り出せる金属蒸気放電ランプを
提供することにある。
問題を解決するためになされたものであって、その目的
は、発光管の大きさを最適に選ぶことにより、中性カド
ミウムの共鳴線によるカドミウムイオン線の吸収を減ら
して、且つ、長時間にわたって安定的に工業的に用いる
のに充分な強度の光を取り出せる金属蒸気放電ランプを
提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、カドミ
ウムのイオンから放射される光を利用するショートアー
クランプにおいて、保温構造を有する発光管内に、１×
１０-4ｇ／ｃｍ3 〜３×１０-3ｇ／ｃｍ3 のカドミウム
を封入し、該発光管には、波長２１０ｎｍから２４０ｎ
ｍまでの間の水平方向での最低透過率が１２％以上であ
る石英ガラスを用い、定常点灯時のランプへの電気入力
をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半径をｒ（ｍｍ）とした
とき、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入力の範囲で、ｒの
値を ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ に規定することによって達成される。さらには、消灯時
の電極間距離ｄ（ｍｍ）を、 ２≦ｄ≦１２ に規定すると尚良い。
ウムのイオンから放射される光を利用するショートアー
クランプにおいて、保温構造を有する発光管内に、１×
１０-4ｇ／ｃｍ3 〜３×１０-3ｇ／ｃｍ3 のカドミウム
を封入し、該発光管には、波長２１０ｎｍから２４０ｎ
ｍまでの間の水平方向での最低透過率が１２％以上であ
る石英ガラスを用い、定常点灯時のランプへの電気入力
をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半径をｒ（ｍｍ）とした
とき、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入力の範囲で、ｒの
値を ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ に規定することによって達成される。さらには、消灯時
の電極間距離ｄ（ｍｍ）を、 ２≦ｄ≦１２ に規定すると尚良い。
【０００５】
【作用】本発明のカドミウム金属蒸気放電ランプは、主
として波長２１４．４ｎｍ、２１９．５ｎｍ、２２６．
５ｎｍ、２３１．２ｎｍ及び２３２．１ｎｍなどのカド
ミウムイオンからの発光線を利用しようとするショート
アークランプである。しかし、これらの波長のごく近傍
に波長２２８．７ｎｍの中性カドミウムの共鳴線が存在
する。この共鳴線による吸収の強さは、基底状態にある
中性カドミウムの密度分布に従う光学的吸収厚さに支配
される。カドミウムイオンからの発光は、ほとんどがア
ーク柱中心付近からのものである。この領域では励起状
態のカドミウム原子やカドミウムイオンは多数存在する
が、基底状態にある中性カドミウム原子は比較的少な
い。他方、アーク柱中心から離れた低温部では、励起状
態のカドミウム原子やカドミウムイオンはほとんど存在
せず、基底状態にある中性カドミウム原子が多く存在す
る。アーク柱中心付近で発生した光はアーク柱中心から
離れた低温部を通過するときに中性カドミウム原子の吸
収を受けることになる。つまり、この低温部の中性カド
ミウム原子密度をいかに下げるか、低温部をいかに少な
くするかということが、カドミウムイオンの発光を効率
よく利用する上で重要になる。
として波長２１４．４ｎｍ、２１９．５ｎｍ、２２６．
５ｎｍ、２３１．２ｎｍ及び２３２．１ｎｍなどのカド
ミウムイオンからの発光線を利用しようとするショート
アークランプである。しかし、これらの波長のごく近傍
に波長２２８．７ｎｍの中性カドミウムの共鳴線が存在
する。この共鳴線による吸収の強さは、基底状態にある
中性カドミウムの密度分布に従う光学的吸収厚さに支配
される。カドミウムイオンからの発光は、ほとんどがア
ーク柱中心付近からのものである。この領域では励起状
態のカドミウム原子やカドミウムイオンは多数存在する
が、基底状態にある中性カドミウム原子は比較的少な
い。他方、アーク柱中心から離れた低温部では、励起状
態のカドミウム原子やカドミウムイオンはほとんど存在
せず、基底状態にある中性カドミウム原子が多く存在す
る。アーク柱中心付近で発生した光はアーク柱中心から
離れた低温部を通過するときに中性カドミウム原子の吸
収を受けることになる。つまり、この低温部の中性カド
ミウム原子密度をいかに下げるか、低温部をいかに少な
くするかということが、カドミウムイオンの発光を効率
よく利用する上で重要になる。
【０００６】発明者らの実験によれば、１×１０-4ｇ／
ｃｍ3 〜３×１０-3ｇ／ｃｍ3 のカドミウムを封入し、
該発光管には、波長２１０ｎｍから２４０ｎｍまでの間
の水平方向（電極方向に対して垂直な方向）での最低透
過率が１２％以上である石英ガラスを用い、定常点灯時
のランプへの電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半
径をｒ（ｍｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷの電
気入力の範囲で、 ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ である発光管でもって点灯すれば、波長２２８．８ｎｍ
の中性カドミウムの共鳴線の影響をほとんど受けず、波
長２１４．４ｎｍ、２１９．５ｎｍ、２２６．５ｎｍ、
２３１．２ｎｍ及び２３２．１ｎｍなどのカドミウムイ
オンからの発光線を有効に利用できることを見出した。
しかしながら、ランプの発光管に、上記波長域に充分な
透過率を有しない材質を用いた場合には、当然のことな
がらランプからは充分な発光強度が得られない。
ｃｍ3 〜３×１０-3ｇ／ｃｍ3 のカドミウムを封入し、
該発光管には、波長２１０ｎｍから２４０ｎｍまでの間
の水平方向（電極方向に対して垂直な方向）での最低透
過率が１２％以上である石英ガラスを用い、定常点灯時
のランプへの電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半
径をｒ（ｍｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷの電
気入力の範囲で、 ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ である発光管でもって点灯すれば、波長２２８．８ｎｍ
の中性カドミウムの共鳴線の影響をほとんど受けず、波
長２１４．４ｎｍ、２１９．５ｎｍ、２２６．５ｎｍ、
２３１．２ｎｍ及び２３２．１ｎｍなどのカドミウムイ
オンからの発光線を有効に利用できることを見出した。
しかしながら、ランプの発光管に、上記波長域に充分な
透過率を有しない材質を用いた場合には、当然のことな
がらランプからは充分な発光強度が得られない。
【０００７】発明者らは、紫外線透過特性が様々に異な
る石英ガラスを検討した。その結果、定常点灯時のラン
プへの電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半径をｒ
（ｍｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入力
の範囲で、 ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ である最大内半径を持つ発光管でもって点灯し、その発
光管の波長２１０ｎｍから２４０ｎｍまでの間の水平方
向での最低透過率が、１２％以上であれば工業的に用い
るのに充分な強度の光をランプから安定的に取り出せる
ことを見出した。
る石英ガラスを検討した。その結果、定常点灯時のラン
プへの電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半径をｒ
（ｍｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入力
の範囲で、 ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ である最大内半径を持つ発光管でもって点灯し、その発
光管の波長２１０ｎｍから２４０ｎｍまでの間の水平方
向での最低透過率が、１２％以上であれば工業的に用い
るのに充分な強度の光をランプから安定的に取り出せる
ことを見出した。
【０００８】即ち、カドミウムの封入量を１×１０-4ｇ
／ｃｍ3 未満にした場合は、発光種の不足により、発光
管の大きさを工夫しても充分な発光強度が得らず、３×
１０-3ｇ／ｃｍ3 を越えて封入した場合は、中性カドミ
ウムの共鳴線の強い吸収の効果によって、やはり発光管
の大きさを工夫しても充分な発光強度が得られない。し
かし、カドミウム封入量を１×１０-4ｇ／ｃｍ3 〜３×
１０-3ｇ／ｃｍ3 にし、且つ、定常点灯時のランプへの
電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半径をｒ（ｍ
ｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入力の範
囲で、 ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ である最大内半径を持つ発光管でもって点灯すれば、波
長２２８．８ｎｍの中性カドミウムの共鳴線の影響をほ
とんど受けず、カドミウムイオンからの発光線を有効に
利用できる。
／ｃｍ3 未満にした場合は、発光種の不足により、発光
管の大きさを工夫しても充分な発光強度が得らず、３×
１０-3ｇ／ｃｍ3 を越えて封入した場合は、中性カドミ
ウムの共鳴線の強い吸収の効果によって、やはり発光管
の大きさを工夫しても充分な発光強度が得られない。し
かし、カドミウム封入量を１×１０-4ｇ／ｃｍ3 〜３×
１０-3ｇ／ｃｍ3 にし、且つ、定常点灯時のランプへの
電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大内半径をｒ（ｍ
ｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入力の範
囲で、 ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ である最大内半径を持つ発光管でもって点灯すれば、波
長２２８．８ｎｍの中性カドミウムの共鳴線の影響をほ
とんど受けず、カドミウムイオンからの発光線を有効に
利用できる。
【０００９】ところが、発光管の最大内半径が上記範囲
よりも小さければ点灯時の電極からのタングステンの飛
散により、短波長紫外域にあるカドミウムイオンの発光
は散乱、吸収され、激しい照度劣化を示す。また、発光
管の最大内半径が上記範囲を越えれば、中性カドミウム
の存在する低温部の領域が広がり、共鳴線の強い吸収に
よって、充分な発光強度が得られないというものであ
る。
よりも小さければ点灯時の電極からのタングステンの飛
散により、短波長紫外域にあるカドミウムイオンの発光
は散乱、吸収され、激しい照度劣化を示す。また、発光
管の最大内半径が上記範囲を越えれば、中性カドミウム
の存在する低温部の領域が広がり、共鳴線の強い吸収に
よって、充分な発光強度が得られないというものであ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
まず、図を用いて本発明で使用している用語の定義を行
う。発光管の最大内半径とは、発光管を、対向する一組
の電極方向に垂直な平面で発光管を切断した場合に現れ
る円の発光管内表面までの半径が最大になる平面で切断
したときの半径である。従って、図１に示すように発光
管１が大略球状をしていれば発光管の左右のほぼ中央に
なるが、図２に示す洋梨型であれば左右の中央からずれ
るし、図３のように円筒型であればその全域が発光管の
最大内半径になる。
まず、図を用いて本発明で使用している用語の定義を行
う。発光管の最大内半径とは、発光管を、対向する一組
の電極方向に垂直な平面で発光管を切断した場合に現れ
る円の発光管内表面までの半径が最大になる平面で切断
したときの半径である。従って、図１に示すように発光
管１が大略球状をしていれば発光管の左右のほぼ中央に
なるが、図２に示す洋梨型であれば左右の中央からずれ
るし、図３のように円筒型であればその全域が発光管の
最大内半径になる。
【００１１】（実験１）図１は本発明のカドミウムラン
プの第一実施例を示す説明用断面図である。１は石英ガ
ラス製発光管である。中央部は概略球状をしており、そ
の最大部分の内半径は２３ｍｍで、陽極２と陰極３とが
距離５ｍｍを隔てて互いに対向するよう配置されてい
る。つまり電極間距離ｄは５ｍｍである。陽極２と陰極
３の基端部はそれぞれ封止部６内に気密に封着された金
属箔５に接続され、各々の金属箔５は外部リード棒４に
接続されている。上記構造のランプに於いて、発光管１
の中には始動用希ガスとしてたとえばアルゴンが１００
ｋＰａ（２５℃基準）、金属カドミウムが１×１０-3ｇ
／ｃｍ3封入されているものを製作し消費電力２ｋＷで
点灯した。また、同様の構成で、発光管の最大部分の内
半径のみを変化させたものを製作し発光効率ηの比較を
行った。なお、この発光管の波長２１０ｎｍから２４０
ｎｍまでの間の水平方向での最低透過率は約１４％であ
る。
プの第一実施例を示す説明用断面図である。１は石英ガ
ラス製発光管である。中央部は概略球状をしており、そ
の最大部分の内半径は２３ｍｍで、陽極２と陰極３とが
距離５ｍｍを隔てて互いに対向するよう配置されてい
る。つまり電極間距離ｄは５ｍｍである。陽極２と陰極
３の基端部はそれぞれ封止部６内に気密に封着された金
属箔５に接続され、各々の金属箔５は外部リード棒４に
接続されている。上記構造のランプに於いて、発光管１
の中には始動用希ガスとしてたとえばアルゴンが１００
ｋＰａ（２５℃基準）、金属カドミウムが１×１０-3ｇ
／ｃｍ3封入されているものを製作し消費電力２ｋＷで
点灯した。また、同様の構成で、発光管の最大部分の内
半径のみを変化させたものを製作し発光効率ηの比較を
行った。なお、この発光管の波長２１０ｎｍから２４０
ｎｍまでの間の水平方向での最低透過率は約１４％であ
る。
【００１２】但し、ここでいうところの発光効率ηと
は、ランプへの入力電圧をＶ（単位ボルト）、入力電流
をＪ（単位アンペア）、波長λでの分光放射照度をＩ
（単位ワット）としたとき、Ｉについて波長２１０ｎｍ
から２４０ｎｍまでを定積分した値を４π倍し、ランプ
への電気入力Ｖ×Ｊで割った値を１００倍してパーセン
トで表示したものである。実験結果を図４に示す。
は、ランプへの入力電圧をＶ（単位ボルト）、入力電流
をＪ（単位アンペア）、波長λでの分光放射照度をＩ
（単位ワット）としたとき、Ｉについて波長２１０ｎｍ
から２４０ｎｍまでを定積分した値を４π倍し、ランプ
への電気入力Ｖ×Ｊで割った値を１００倍してパーセン
トで表示したものである。実験結果を図４に示す。
【００１３】図４から明らかなように、ランプ内に存在
する金属カドミウムの密度が同じでも、発光管の最大部
分の内半径が７．４ｍｍ未満であれば、発光効率は、
０．８％未満になる。発光管の最大部分の内半径が４０
ｍｍを越えると、前述の共鳴線の吸収によりやはり発光
効率は、０．８％未満になる。このようなことから、発
光管の最大部分の内半径を、本発明の必須要件を満たす
様にすると、充分な発光効率が得られることが分かっ
た。なお、ランプへの電気入力を様々に変化させ、発光
管の最大部分の内半径と発光効率の関係を調べたとこ
ろ、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入力の範囲で図４と同
じ関係が得られた。この範囲からはずれる電気入力で
は、その入力により発光管の最大部分の内半径と発光効
率の関係が変化し、同一のグラフでは表すことができな
いことが分かった。
する金属カドミウムの密度が同じでも、発光管の最大部
分の内半径が７．４ｍｍ未満であれば、発光効率は、
０．８％未満になる。発光管の最大部分の内半径が４０
ｍｍを越えると、前述の共鳴線の吸収によりやはり発光
効率は、０．８％未満になる。このようなことから、発
光管の最大部分の内半径を、本発明の必須要件を満たす
様にすると、充分な発光効率が得られることが分かっ
た。なお、ランプへの電気入力を様々に変化させ、発光
管の最大部分の内半径と発光効率の関係を調べたとこ
ろ、０．５ｋＷから５ｋＷの電気入力の範囲で図４と同
じ関係が得られた。この範囲からはずれる電気入力で
は、その入力により発光管の最大部分の内半径と発光効
率の関係が変化し、同一のグラフでは表すことができな
いことが分かった。
【００１４】（実験２）さらに、（実験１）で用いたも
のと同じ構造のランプに対して寿命試験を行って、１５
００時間後の発光効率の維持率を調べた。実験結果を図
５に示す。図５は、上記のカドミウムランプの様々な電
気入力に対し、波長２１０ｎｍ〜２４０ｎｍの波長域の
放射光を測定し、１５００時間後の光強度の維持率が８
０％になる発光管の最大部分の内半径を記録したもので
ある。ここでいう維持率とは、初期点灯時の光強度を１
００としたときの１５００時間後の光強度の相対値であ
る。発明者らはこの実験から、図５のように維持率が８
０％になる発光管内半径と電気入力との間には、 ｒ（ｍｍ）＝６．０３＋２．７９×Ｗ（ｋＷ） なる関係があることを見出した。発光管内半径が上述の
式で決まるｒよりも大きな場合は、当然１５００時間後
の維持率も８０％より大きくなる。０．５ｋＷから５ｋ
Ｗの電気入力の範囲では、この関係が顕著に見られた
が、この範囲の外では明らかな関係は見られなかった。
のと同じ構造のランプに対して寿命試験を行って、１５
００時間後の発光効率の維持率を調べた。実験結果を図
５に示す。図５は、上記のカドミウムランプの様々な電
気入力に対し、波長２１０ｎｍ〜２４０ｎｍの波長域の
放射光を測定し、１５００時間後の光強度の維持率が８
０％になる発光管の最大部分の内半径を記録したもので
ある。ここでいう維持率とは、初期点灯時の光強度を１
００としたときの１５００時間後の光強度の相対値であ
る。発明者らはこの実験から、図５のように維持率が８
０％になる発光管内半径と電気入力との間には、 ｒ（ｍｍ）＝６．０３＋２．７９×Ｗ（ｋＷ） なる関係があることを見出した。発光管内半径が上述の
式で決まるｒよりも大きな場合は、当然１５００時間後
の維持率も８０％より大きくなる。０．５ｋＷから５ｋ
Ｗの電気入力の範囲では、この関係が顕著に見られた
が、この範囲の外では明らかな関係は見られなかった。
【００１５】（実験３）さらに、（実験２）で用いたも
のと同じ構造のランプで電極間距離ｄを変えたものを製
作し、電極間距離と発光効率の関係を調べた。実験結果
を図６に示す。図６は、上記のカドミウムランプの各々
に対して２ｋＷの電気入力とし、波長２１０ｎｍ〜２４
０ｎｍの波長域の放射光を測定し、電極間距離とその発
光効率を示したものである。この図においては、各電極
間距離の発光効率は、電極間距離７ｍｍの時の発光効率
を１００としたときの相対値で示してある。この図から
明らかなように、発光効率は電極間距離にあまり大きく
は依存しないが、電極間距離が２ｍｍ未満或いは１２ｍ
ｍを越えた場合は若干発光効率の低下が見られる。従っ
て、ランプ設計に用いる電極間距離は、２≦ｄ≦１２で
あることが望ましい。
のと同じ構造のランプで電極間距離ｄを変えたものを製
作し、電極間距離と発光効率の関係を調べた。実験結果
を図６に示す。図６は、上記のカドミウムランプの各々
に対して２ｋＷの電気入力とし、波長２１０ｎｍ〜２４
０ｎｍの波長域の放射光を測定し、電極間距離とその発
光効率を示したものである。この図においては、各電極
間距離の発光効率は、電極間距離７ｍｍの時の発光効率
を１００としたときの相対値で示してある。この図から
明らかなように、発光効率は電極間距離にあまり大きく
は依存しないが、電極間距離が２ｍｍ未満或いは１２ｍ
ｍを越えた場合は若干発光効率の低下が見られる。従っ
て、ランプ設計に用いる電極間距離は、２≦ｄ≦１２で
あることが望ましい。
【００１６】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、発光
管の大きさを最適に選ぶことにより、中性カドミウムの
共鳴線によるカドミウムイオンの発光線の吸収を減らし
て、且つ、長時間にわたって安定的に工業的に用いるの
に充分な強度の光を取り出せるランプが提供できる。こ
のことによって、近年の光化学産業、半導体デバイスの
製造などの分野からの要求に応えることができる。
管の大きさを最適に選ぶことにより、中性カドミウムの
共鳴線によるカドミウムイオンの発光線の吸収を減らし
て、且つ、長時間にわたって安定的に工業的に用いるの
に充分な強度の光を取り出せるランプが提供できる。こ
のことによって、近年の光化学産業、半導体デバイスの
製造などの分野からの要求に応えることができる。
【図１】金属蒸気放電ランプにおける最大内半径の説明
図である。
図である。
【図２】他の金属蒸気放電ランプにおける最大内半径の
説明図である。
説明図である。
【図３】他の金属蒸気放電ランプにおける最大内半径の
説明図である。
説明図である。
【図４】発光効率と最大内半径との関係を示すデータの
説明図である。
説明図である。
【図５】最大内半径と電気入力との関係を示すデータの
説明図である。
説明図である。
【図６】ｄ＝７ｍｍを基準とした発光効率と電極間距離
との関係を示すデータの説明図である。
との関係を示すデータの説明図である。
１ 発光管 ２ 陽極 ３ 陰極 ４ 外部リード棒 ５ 金属箔 ６ 封止部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 龍志 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 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 平本 立躬 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】 カドミウムのイオンから放射される紫外
線を利用するショートアークランプであって、保温構造
を有する発光管内に、１×１０-4ｇ／ｃｍ3〜３×１０
-3ｇ／ｃｍ3 のカドミウムを封入し、該発光管には、波
長２１０ｎｍから２４０ｎｍまでの間の水平方向での最
低透過率が１２％以上である石英ガラスを用い、定常点
灯時のランプへの電気入力をＷ（ｋＷ）、発光管の最大
内半径をｒ（ｍｍ）としたとき、０．５ｋＷから５ｋＷ
の電気入力の範囲で、ｒの値を ６．０３＋２．７９Ｗ≦ｒ≦４０ に規定してなることを特徴とする金属蒸気放電ランプ。 - 【請求項２】消灯時の電極間距離ｄ（ｍｍ）が、 ２≦ｄ≦１２ であることを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電
ランプ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196206A JPH0845479A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 金属蒸気放電ランプ |
| EP95111539A EP0696816A3 (en) | 1994-07-29 | 1995-07-21 | Emission device with a cadmium lamp |
| KR1019950021889A KR960005743A (ko) | 1994-07-29 | 1995-07-24 | 카드뮴램프 발광장치 |
| US08/506,829 US5589735A (en) | 1994-07-29 | 1995-07-25 | Emission device with a cadmium lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196206A JPH0845479A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 金属蒸気放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845479A true JPH0845479A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16353969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6196206A Pending JPH0845479A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 金属蒸気放電ランプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5589735A (ja) |
| EP (1) | EP0696816A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0845479A (ja) |
| KR (1) | KR960005743A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN1149628C (zh) * | 1997-04-25 | 2004-05-12 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 高压气体放电灯 |
| US8754576B2 (en) | 2012-09-28 | 2014-06-17 | Elwha Llc | Low pressure lamp using non-mercury materials |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2659833A (en) * | 1949-11-09 | 1953-11-17 | Hanovia Chemical & Mfg Co | Ultraviolet vapor electric discharge device |
| US3758805A (en) * | 1971-10-27 | 1973-09-11 | Us Navy | A high intensity light source |
| JPS5510757A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Ushio Inc | Short arc type cadmium rare gas discharge lamp |
| NL184713C (nl) * | 1978-12-28 | 1989-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | Metaaldampontladingslamp. |
| JPS55102168A (en) * | 1979-01-29 | 1980-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | High pressure metal vapor discharge lamp |
| JPS55163760A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-20 | Mitsubishi Electric Corp | High pressure metallic gas discharge lamp |
| US4387319A (en) * | 1981-03-30 | 1983-06-07 | General Electric Company | Metal halide lamp containing ScI3 with added cadmium or zinc |
| EP0543169B2 (en) * | 1991-11-21 | 1998-08-19 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Metallic vapour discharge lamp |
| 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 |
| JP2977696B2 (ja) * | 1993-03-17 | 1999-11-15 | ウシオ電機株式会社 | 金属蒸気放電ランプを用いた光源装置 |
| DE69402641T2 (de) * | 1993-08-03 | 1997-08-21 | Ushiodenki K K | Cadmiumentladungslampe |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP6196206A patent/JPH0845479A/ja active Pending
-
1995
- 1995-07-21 EP EP95111539A patent/EP0696816A3/en not_active Withdrawn
- 1995-07-24 KR KR1019950021889A patent/KR960005743A/ko not_active Application Discontinuation
- 1995-07-25 US US08/506,829 patent/US5589735A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5589735A (en) | 1996-12-31 |
| EP0696816A2 (en) | 1996-02-14 |
| EP0696816A3 (en) | 1998-02-04 |
| KR960005743A (ko) | 1996-02-23 |
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