高圧放電ランプ及びこれを用いた光照射装置
【課題】
本願の目的は、加熱による破損を防止すると共に、過冷却による水銀未蒸発を防止した高圧放電ランプ及び光照射装置を提供することにある。
【解決手段】
第１の発明に係る高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、該封止部の両端から突出する外部リードと、該外部リードに接続された給電線と、からなる高圧放電ランプにおいて、前記放電管の外周面の少なくとも一部が外管の内周面に接触状態で配置され、前記電極の径方向にある前記放電管と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、前記封止部の一方と外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
本願の目的は、加熱による破損を防止すると共に、過冷却による水銀未蒸発を防止した高圧放電ランプ及び光照射装置を提供することにある。
【解決手段】
第１の発明に係る高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、該封止部の両端から突出する外部リードと、該外部リードに接続された給電線と、からなる高圧放電ランプにおいて、前記放電管の外周面の少なくとも一部が外管の内周面に接触状態で配置され、前記電極の径方向にある前記放電管と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、前記封止部の一方と外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を照射するため高圧放電ランプと、これを水冷する光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接着剤などの樹脂の硬化処理やプリント基板の露光処理のような紫外線を用いる装置には、高圧放電ランプを用いた光照射装置がある。このような光照射装置として特許文献１に記載されるものがあった。
図９は、特許文献１に記載される従来の光照射装置９１のための説明図である。図９（ａ）は高圧放電ランプ９２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は高圧放電ランプ９２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＧ−Ｇ断面図である。
光照射装置９１は、後述する高圧放電ランプ９２を具えており、その長手方向に沿った外方に筒状のジャケット９３を配置したものである。
ジャケット９３は冷却水Ｌの流路として機能するため、小径の石英ガラス９３１と大径の石英ガラス９３２の間に流路が形成されるように小径の石英ガラス９３１と大径の石英ガラス９３２との管軸方向の両端を封止される。さらに、ジャケット９３に冷却水Ｌを供給・排出するため、ジャケット９３の両端には冷却水Ｌの供給路・排出路となる管状の接続管が接続される。
【０００３】
高圧放電ランプ９２は、放電容器として放電管を有する。放電管は発光管９２１と封止部９２２とからなる。
管状の石英ガラスからなる発光部９２１の内部９２６には、水銀などの発光金属と希ガスが封入される。発光部９２１の内部には、一対の電極９２３が放電管の中心軸に延在するように配置される。放電管の管軸方向の両端は、電極に電気的に接続される外部リード９２５が突出する封止部９２２が形成される。
【０００４】
高圧放電ランプ９２は、ジャケット９３の中心軸に延在するように配置される。封止部９２２の外周には、円環状の支持部材９４が配置される。これにより、高圧放電ランプ９２は、小径の石英ガラス９３１の内周面に支持される。
【０００５】
従来の高圧放電ランプ９２の外部リード９２５には図示しない電源が接続される。ランプ９２点灯時、給電された高圧放電ランプ９２は電極９２３間の放電による発熱によって高温となる。図９に示すように高圧放電ランプ９２の外方に配置されたジャケット９３の内部の流路に冷却水Ｌを流すことによって、高温になった高圧放電ランプ９２は冷却される。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１４８１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図９に示した光照射装置９１は、高圧放電ランプ９２の発光部９２１とジャケット９３との間に長手方向に伸びる隙間があるため、高圧放電ランプ９２が充分に冷却されない問題があった。このため、高圧放電ランプ９２の発光部９２１とジャケット９３とを接するように設けることが考えられる。
高圧放電ランプ９２は電極９２３間の放電により、放電管における電極９２３間の径方向にある部分は加熱されるが、放電管における電極９２３の径方向にある部分はそれほど加熱されない。このため、単に高圧放電ランプ９２とジャケット９３を接するように設けた場合、放電管における電極９２３間の径方向にある部分は充分に冷却されるが、放電管における電極９２３の径方向にある部分が過冷却される。この過冷却により、電極９２３の周辺に水銀が未蒸発のまま残ってしまい、高圧放電ランプ９２の照度低下を招く問題があった。
【０００８】
そこで、本願の目的は、加熱による破損を防止すると共に、過冷却による水銀未蒸発を防止した高圧放電ランプ及び光照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、該封止部の両端から突出する外部リードと、該外部リードに接続された給電線と、からなる高圧放電ランプにおいて、前記放電管の外周面の少なくとも一部が外管の内周面に接触状態で配置され、前記電極の径方向にある前記放電管と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、前記封止部の一方と外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明に係る高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、該封止部の両端から突出する外部リードと、該外部リードに接続された給電線と、からなる高圧放電ランプにおいて、前記放電管の外周面の少なくとも一部が外管の内周面に接触状態で配置され、前記電極の径方向にある前記放電管と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、前記封止部の一方の外周と外管の内周との間にベースを設け、前記ベースと前記封止部の一方との間に無機接着剤を設け、前記ベースと前記外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明に係る高圧放電ランプは、第１又は第２の発明に係る高圧放電ランプにおいて、前記封止部の他方側の給電線と外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【００１２】
第４の発明に係る高圧放電ランプは、第１又は第２の発明に係る高圧放電ランプにおいて、前記封止部の他方と外管との間にベースを設け、前記ベースと前記封止部の他方側の給電線との間に無機接着剤を設け、前記ベースと前記外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【００１３】
第５の発明に係る光照射装置は、第１〜４に係る高圧放電ランプを具備し、前記高圧放電ランプの外方にジャケットが配置され、前記高圧放電ランプに沿って反射鏡が配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明に係る高圧放電ランプは、上記特徴により、ランプ点灯時、放電管における電極間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管の破損を防止することができる。さらに、放電管における電極の径方向にある部分が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、放電管と外管の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。
【００１５】
第２の発明に係る高圧放電ランプは、上記特徴により、ランプ点灯時、放電管における電極間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管の破損を防止することができる。さらに、放電管における電極の径方向にある部分が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、放電管と外管の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。また、ベースを介することにより、封止部の一方と外管とを少量の無機接着剤で固定することができるので、無機接着剤を短時間で固定することができる。このため、無機接着剤を所望の位置に設けることができ、所望の接着強度を得ることができる。
【００１６】
第３の発明に係る高圧放電ランプは、上記特徴により、放電管の膨張を妨げることなく、封止部の他方からの外部リードの他方の抜けを防止することができる。
【００１７】
第４の発明に係る高圧放電ランプは、上記特徴により、放電管の膨張を妨げることなく、封止部の他方からの外部リードの他方の抜けを防止することができる。
【００１８】
第５の発明に係る光照射装置は、上記特徴により、高圧放電ランプから照射される紫外線を充分な照度でワークに照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る高圧放電ランプ２及び光照射装置１の第１の実施例を図１〜３を用いて説明する。
【００２０】
図１及び図２は本発明に係る光照射装置１の説明図である。図１は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、図２は図１の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿った断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。図２は、図１に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００２１】
本発明に係る光照射装置１は、後述する二重管構造を有する棒状の高圧放電ランプ２が光源として用いられる。高圧放電ランプ２の外方には、高圧放電ランプ２を中心軸に延在させるように円筒状のジャケット３が設けられる。これにより、図２に示すように高圧放電ランプ２の外周面とジャケット３の内周面の間に、周方向に伸びる流路３１が形成される。高圧放電ランプ２の外周面の周方向に伸びる流路３１は、高圧放電ランプ２を冷却するため、図１に示すように、高圧放電ランプ２の長手方向に沿って設けられる。ジャケット３は紫外線を透過する例えば石英ガラスからなる。
高圧放電ランプ２とジャケット３との間に形成された流路３１に冷却水Ｌを供給・排出するため、高圧放電ランプ２とジャケット３の両端には、内部に冷却水Ｌの流路４１５，４２５を有したＬ字状の流路形成部材４１，４２が配置される。
流路形成部材４１，４２は、大径の口締め部４１１，４２１と小径の口締め部４１２，４２２を有しており、各口締め部４１１，４１２，４２１，４２２にはＯリング４１３，４１４，４２３，４２４が設けられる。高圧放電ランプ２の長手方向において、ジャケット３は高圧放電ランプ２よりも短い。このため、高圧放電ランプ２とジャケット３の両端に配置された流路形成部材４１，４２は、大径の口締め部４１１，４２１のＯリング４１３，４２３を介してジャケット３の外周面を保持固定し、小径の口締め部４１２，４２２のＯリング４１４，４２４を介して高圧放電ランプ２の外周面を保持固定する。これにより、流路形成部材４１，４２の有する流路４１５，４２５は、高圧放電ランプ２とジャケット３との間に形成された流路３１に連続される。
【００２２】
光照射方向（図１及び図２において、高圧放電ランプ２からマスクＭに向かう方向）に対して高圧放電ランプ２の背面側には、図２に示すように、例えば高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿った断面が放物状の反射面５１を有する樋状の反射鏡５２が配置される。樋状の反射鏡５２は、その焦点を高圧放電ランプ２の中心軸に一致させ、高圧放電ランプ２の長手方向に沿うように配置される。反射鏡５２の反射面５１は、例えばチタニア及びシリカなどの異なる反射層を交互に蒸着させて形成した多層膜によって形成される。
【００２３】
光照射方向（図１及び図２において、高圧放電ランプ２からマスクＭに向かう方向）には、マスクステージ６に載置されたマスクＭが配置される。高圧放電ランプ２から照射された光及び反射面５１に反射された光はマスクＭを透って、ワークステージ７に載置された例えばレジスト等の感光剤が塗布された液晶パネルや半導体素子などのワークＷを照射する。
【００２４】
図３は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図である。図３（ａ）は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の一方の電極２３１側の一部拡大図である。（ｃ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＢ−Ｂ断面図であり、（ｄ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＣ−Ｃ断面図である。図３は、図１に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００２５】
本発明に係る高圧放電ランプ２は、棒状の放電管２１を覆うように棒状の外管２２が配置された二重管構造を有する。
放電管２１は、発光部２１１と発光部２１１の両端に設けられた封止部２１２とからなる。例えば石英ガラスからなる発光部２１１の内部２１４には、水銀などの発光金属と希ガスが封入され、長手方向の両端に一対の例えばタングステンからなる電極２３１，２３２が対向配置される。発光部２１１の長手方向の両端には、封止部２１２，２１３が設けられる。放電管２１の封止部２１２，２１３は、放電管２１の長手方向の両端から伸びる例えば石英ガラスのパイプ体を溶融状態にして内部を減圧することにより形成されたものであり、すなわちシュリンクシール法により形成されたものである。封止部２１２，２１３の内部には電極２３１，２３２と外部リード２５１，２５２とを電気的に接続する例えばモリブデンからなる箔２４１，２４２が埋設される。封止部２１２，２１３の端部から突出する外部リード２５１，２５２には給電線２６１，２６２が電気的に接続される。
【００２６】
外管２２は、その中央に円筒状の中央部２２１と、その両端部に中央部２２１に比して内径寸法の大きな円筒状の拡径部２２２，２２３とからなるパイプ状である。
外管２２は、その中央部２２１の内周面が放電管２１の外周面に接触状態になるように設けられる。外管２２の両端部にある拡径部２２２，２２３は電極２３１，２３２の径方向に設けられる。これにより、外管２２と電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１との間に周方向に伸びる空隙２７が形成され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。すなわち、放電管２１において、発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２（発光部２１１の内部２１４にある電極２３１，２３２の先端部から発光部２１１の端部まで）の外方に、過冷却防止部分２１７が周方向に伸びるように形成される。
外管２２の拡径部２２３の内周面と放電管２１の一方の封止部２１２の外周面との間には、無機接着剤２８１が設けられる。
【００２７】
外管２２は、その中央部２２１の内径寸法Ｒ１が放電管２１の発光部２１１の外径寸法と同等の大きさをもつ主パイプ体と、主パイプ体より内径寸法Ｒ２が大きい拡径部２２２，２２３形成用パイプ体とからなり、拡径部２２２，２２３形成用パイプ体が主パイプ体の中心軸に一致するようにその両端に接続されることにより形成される。
外管２２の内部に放電管２１が挿入され、外管２２の中央部２２１の内周面は、放電管２１の外周面における電極２３１，２３２間の径方向にある部分が接触状態になる。また、外管２２の拡径部２２２，２２３の内方には、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１の過冷却防止部分２１７が配置される。これにより、過冷却防止部分２１７と拡径部２２２，２２３との間には周方向に伸びる空隙２７が形成される。
外管２２と放電管２１における一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２との間には、無機接着剤２８１が充填され、外管２２と放電管２１とを固定する。
【００２８】
なお、上記高圧放電ランプ２の一構成例を示すと、放電管２１の発光部２１１の内径寸法がφ３．４ｍｍ、放電管２１の発光部２１１の外径寸法がφ７．４ｍｍ、封止部２１２，２１３の外径寸法がφ６ｍｍ、放電管２１の全長が１５０ｍｍ、電極２３１，２３２間距離が１００ｍｍ、放電管２１の発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２部分の長さ３ｍｍ、水銀の封入量が４４ｍｇ／ｍｍ３であり、外管２２の中央部２２１の外径寸法がφ９．５ｍｍ、外管２２の中央部２２１の内径寸法Ｒ１がφ７．４ｍｍ、拡径部２２２，２２３と放電管２１の過冷却防止部分２１７との間の大きさが３．６ｍｍである。
ランプ２点灯時における高圧放電ランプ２の定格電圧が２０００Ｖ、定格電流が１．２５Ａであり、ランプ２電力が２５００Ｗである。
【００２９】
高圧放電ランプ２の給電線２６１，２６２には図示しない電源に接続される。高圧放電ランプ２は、図示しない電源から給電されると、電極２３１，２３２間で放電が起きて点灯する。
ランプ２点灯時、図示しない電源から給電された高圧放電ランプ２は、電極２３１，２３２間で放電が起きることによって点灯する。ランプ２点灯時、図１に示す一対の流路形成部材４１，４２には図示しないポンプが接続されており、図示しないポンプによって一方の流路形成部材４１の内部の流路４１５に冷却水Ｌが供給される。冷却水Ｌは、一方の流路形成部材４１の内部の流路４１５と連続した高圧放電ランプ２の外面とジャケット３の内面との間の流路３１に供給される。ジャケット３の流路３１を流れる冷却水Ｌは、ジャケット３の流路３１に連続した他方の流路形成部材４２の内部の流路４２５へ排出される。
【００３０】
高圧放電ランプ２の発光部２１１は、その内部の電極２３１，２３２間の放電によって加熱される。放電管２１の外周面は外管２２の中央部２２１の内周面に接触状態にあるため、加熱された発光部２１１の熱は外管２２に伝熱される。外管２２は、その外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、発光部２１１からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、放電管２１の発光部２１１の熱は、冷却水Ｌによって冷却される。これにより、放電管２１の発光部２１１における電極２３１，２３２間の径方向にある加熱される部分を充分に冷却することができ、放電管２１の発光部２１１の加熱による破損を防止することができる。
なお、放電管２１及び外管２２を各々例えば石英ガラスから形成すると、その表面に微細な凹凸を有するものである。このため、放電管２１の発光部２１１の外周面と外管２２の内周面との接触状態とは、放電管２１と外管２２との間に微小な隙間が点在している点接触又は線接触している状態である。高圧放電ランプは、ランプ点灯時の管壁負荷が１００Ｗ／ｃｍ２以上であって、放電管２１と外管２２との間の隙間が例えば最大で１００μｍ程度のものであっても、充分な冷却効果を得ることができる。
【００３１】
電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２との間に、周方向に伸びる空隙２７が形成されることにより、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。過冷却防止部分２１７は、その周方向にある空隙２７により外管２２への伝熱作用を弱められるので、冷却水Ｌによる過冷却を防止することができ、水銀の未蒸発による照度低下を防止できる。
【００３２】
ランプ２点灯時、放電管２１は電極２３１，２３２間の放電により加熱されているのに対して、外管２２は冷却水Ｌによって冷却されている。このため、放電管２１と外管２２を例えば石英ガラスのように同じ材質で形成しても、電極２３１，２３２間の加熱の影響が大きい放電管２１の膨張量は外管２２よりも大きい。例えば、外管２２と放電管２１との両端を強固に固定すると膨張量の差により、高圧放電ランプ２が破損する場合があった。
このため、本実施例に係る高圧放電ランプ２は一方の封止部２１２と一方の拡径部２２２との間に無機接着剤２８１を充填して固定しており、他方の封止部２１３の外周面には無機接着剤を充填せず固定しない。これにより、ランプ２点灯時に、放電管２１は他方の封止部２１３側に膨張することができ、放電管２１の膨張を許容できる。また、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張した状態において、電極２３１，２３２間の径方向にある外周面の部分と外管２２の内周面とが接触状態になるように外管２２を形成しておけば、膨張後の放電管２１を好適に冷却することができる。
【００３３】
高圧放電ランプ２の放電管２１の内部２１４の電極２３１，２３２間での放電によって、発光金属から紫外線が照射される。高圧放電ランプ２から照射される紫外線には、光照射方向に向かうものと反射面５１に向かうものがある。反射面５１に向かった紫外線は、反射面５１によって反射されることで、光照射方向に向かって照射される。このため、高圧放電ランプ２からの紫外線は結果的に光照射方向に照射される。光照射方向に向かって紫外線は、マスクＭを透ってワークステージ７に載置されたワークＷを照射することができる。
【００３４】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、内部に一対の電極２３１，２３２が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部２１１と発光部２１１の両端から伸びると共に箔２４１，２４２を埋設する封止部２１２，２１３とからなる放電管２１と、封止部２１２，２１３の両端から突出する外部リード２５１，２５２と、外部リード２５１，２５２に接続された給電線２６１，２６２と、からなる高圧放電ランプ２において、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことを特徴とする。
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管２１の破損を防止することができる。さらに、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２の径方向にある過冷却防止部分２１７が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことにより、放電管２１と外管２２の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。
【００３５】
本実施例に係る光照射装置１は、上述の高圧放電ランプ２を具備し、高圧放電ランプ２の外方にジャケット３が配置され、高圧放電ランプ２に沿って反射鏡５２が配置されたことを特徴とする。これにより、高圧放電ランプ２から照射される紫外線を充分な照度でワークＷを照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【００３６】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第１の実施例の別の実施例を図４を用いて説明する。
【００３７】
図４は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図である。図４（ａ）は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の一方の電極２３１側の一部拡大図であり、（ｃ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＤ−Ｄ断面図である。図４は、図３に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００３８】
図４に示す高圧放電ランプ２は、外管２２がその内径が軸方向に向かって均一な直管状のものである点で、図３と相違する。図４の説明として、図３との相違点について述べる。
【００３９】
放電管２１の発光部２１１の直管状の中央部２１１１と封止部２１２，２１３との間には、発光部２１１の中央部２１１１の外径寸法Ｒ４より封止部２１２，２１３の外径寸法Ｒ３が小さくなるように、縮径部２１１２が設けられる。放電管２１の内部に設けた電極２３１，２３２は、その径方向に放電管２１の縮径部２１１２が位置するように配置される。
外管２２は、放電管２１の発光部２１１の中央部２１１１の外径寸法Ｒ４と同等の内径寸法をもつ直管状であり、放電管２１の発光部２１１の中央部２１１１の外周面に設けられて接触状態になる。電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１の縮径部２１１２は外管２２と接触しないので、縮径部２１１２の外周面と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。すなわち、放電管２１において、発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２（発光部２１１の内部２１４にある電極２３１，２３２の先端部から発光部２１１の端部まで）の外方に、過冷却防止部分２１７が周方向に伸びるように形成される。
外管２２と放電管２１における一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２との間には、無機接着剤２８１が充填され、外管２２と放電管２１とを固定する。これにより、外管２２の内周面と放電管２１の一方の封止部２１２の外周面との間には、無機接着剤２８１が設けられる。
【００４０】
ランプ２点灯時、高圧放電ランプ２の発光部２１１は、その内部の電極２３１，２３２間の放電によって加熱される。放電管２１の外周面は外管２２の中央部２２１の内周面に接触状態にあるため、加熱された発光部２１１の熱は外管２２に伝熱される。外管２２は、その外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、発光部２１１からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、放電管２１の発光部２１１の熱は、冷却水Ｌによって冷却される。これにより、放電管２１の発光部２１１における電極２３１，２３２間の径方向にある加熱される部分を充分に冷却することができ、放電管２１の発光部２１１の加熱による破損を防止することができる。
【００４１】
電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２との間に、周方向に伸びる空隙２７が形成されることにより、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。過冷却防止部分２１７は、その周方向にある空隙２７により外管２２への伝熱作用を弱められるので、冷却水Ｌによる過冷却を防止することができ、水銀の未蒸発による照度低下を防止できる。
【００４２】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は一方の封止部２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を充填して固定しており、他方の封止部２１３の外周面には無機接着剤を充填せず固定しない。これにより、ランプ２点灯時に、放電管２１は他方の封止部２１３側に膨張することができ、放電管２１の膨張を許容できる。また、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張した状態において、電極２３１，２３２間の径方向にある外周面の部分と外管２２の内周面とが接触状態になるように外管２２を形成しておけば、膨張後の放電管２１を好適に冷却することができる。
【００４３】
高圧放電ランプ２の放電管２１の内部２１４の電極２３１，２３２間での放電によって、発光金属から紫外線が照射される。高圧放電ランプ２から照射される紫外線には、光照射方向に向かうものと反射面５１に向かうものがある。反射面５１に向かった紫外線は、反射面５１によって反射されることで、光照射方向に向かって照射される。このため、高圧放電ランプ２からの紫外線は結果的に光照射方向に照射される。光照射方向に向かって紫外線は、マスクＭを透ってワークステージ７に載置されたワークＷを照射することができる。
【００４４】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、内部に一対の電極２３１，２３２が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部２１１と発光部２１１の両端から伸びると共に箔２４１，２４２を埋設する封止部２１２，２１３とからなる放電管２１と、封止部２１２，２１３の両端から突出する外部リード２５１，２５２と、外部リード２５１，２５２に接続された給電線２６１，２６２と、からなる高圧放電ランプ２において、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことを特徴とする。
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管２１の破損を防止することができる。さらに、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２の径方向にある過冷却防止部分２１７が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことにより、放電管２１と外管２２の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。
【００４５】
本実施例に係る光照射装置１は、上述の高圧放電ランプ２を具備し、高圧放電ランプ２の外方にジャケット３が配置され、高圧放電ランプ２に沿って反射鏡５２が配置されたことを特徴とする。これにより、高圧放電ランプ２から照射される紫外線を充分な照度でワークＷを照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【００４６】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第１の実施例の別の実施例を図５を用いて説明する。
【００４７】
図５は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図ある。図５（ａ）は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の一方の電極２３１側の一部拡大図であり、（ｃ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＥ−Ｅ断面図である。図５は、図３に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００４８】
図５に示す高圧放電ランプ２は、一方の封止部２１２と外管２２とを無機接着剤２８２，２８３によって直接固定しない点で、図３と相違する。図５の説明として、図３との相違点について述べる。
【００４９】
外管２２は、その中央に円筒状の中央部２２１と、その両端部に中央部２２１に比して内径寸法の大きな円筒状の拡径部２２２，２２３とからなるパイプ状である。
外管２２は、その中央部２２１の内周面が放電管２１の外周面に接触状態になるように設けられる。外管２２の両端部にある拡径部２２２，２２３は電極２３１，２３２の径方向に設けられる。これにより、外管２２と電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１との間に周方向に伸びる空隙２７が形成され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。すなわち、放電管２１において、発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２（発光部２１１の内部２１４にある電極２３１，２３２の先端部から発光部２１１の端部まで）の外方に、過冷却防止部分２１７が周方向に伸びるように形成される。
【００５０】
一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２の外周と外管２２の内周との間にセラミックスからなる円筒状のベース２８４を設けた。外管２２の中央部２２１側におけるベース２８４の端部に無機接着剤２８２が設けられ、一方の封止部２１２とベース２８４が固定される。一方の拡径部２２２の端部側におけるベース２８４の端部の外周に無機接着剤２８３が設けられ、外管２２とベース２８４が固定される。これにより、結果として、一方の封止部２１２と外管２２は、ベース２８４と無機接着剤２８２，２８３を介して固定される。
【００５１】
ランプ２点灯時、高圧放電ランプ２の発光部２１１は、その内部の電極２３１，２３２間の放電によって加熱される。放電管２１の外周面は外管２２の中央部２２１の内周面に接触状態にあるため、加熱された発光部２１１の熱は外管２２に伝熱される。外管２２は、その外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、発光部２１１からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、放電管２１の発光部２１１の熱は、冷却水Ｌによって冷却される。これにより、放電管２１の発光部２１１における電極２３１，２３２間の径方向にある加熱される部分を充分に冷却することができ、放電管２１の発光部２１１の加熱による破損を防止することができる。
【００５２】
電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２との間に、周方向に伸びる空隙２７が形成されることにより、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。過冷却防止部分２１７は、その周方向にある空隙２７により外管２２への伝熱作用を弱められるので、冷却水Ｌによる過冷却を防止することができ、水銀の未蒸発による照度低下を防止できる。
【００５３】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、一方の封止部２１２と外管２２は、ベース２８４と無機接着剤２８２，２８３を介して固定しており、他方の封止部２１３の外周面には無機接着剤を充填せず固定しない。これにより、ランプ２点灯時に、放電管２１は他方の封止部２１３側に膨張することができ、放電管２１の膨張を許容できる。また、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張した状態において、電極２３１，２３２間の径方向にある外周面の部分と外管２２の内周面とが接触状態になるように外管２２を形成しておけば、膨張後の放電管２１を好適に冷却することができる。
【００５４】
図３のように、一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２２２と外管２２との間に無機接着剤２８１を充填するためには、多量の無機接着剤２８１が必要である。多量の無機接着剤２８１を充填すると乾燥させるのに時間が掛かる。無機接着剤２８１は乾燥が完了するまで柔らかいので、所望の位置に無機接着剤２８１を充填しても、乾燥が完了するまでに無機接着剤２８１が変形してしまい、無機接着剤２８１を所望の位置に設けることができず、所望の接着強度が得られないことがある
このため、図５に示す本実施例における高圧放電ランプ２は、一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２と外管２２との間にベース２８４を設け、ベース２８４の両端部に無機接着剤２８２，２８３を設けることにより、ベース２８４と一方の封止部２１２とを固定する無機接着剤２８２は少量であり、ベース２８４と外管２２とを固定する無機接着剤２８３は少量であるので、無機接着剤２８２，２８３を短時間で乾燥することができ、無機接着剤２８２，２８３を所望の位置に設けることができ、所望の接着強度を得ることができる。
【００５５】
高圧放電ランプ２の放電管２１の内部２１４の電極２３１，２３２間での放電によって、発光金属から紫外線が照射される。高圧放電ランプ２から照射される紫外線には、光照射方向に向かうものと反射面５１に向かうものがある。反射面５１に向かった紫外線は、反射面５１によって反射されることで、光照射方向に向かって照射される。このため、高圧放電ランプ２からの紫外線は結果的に光照射方向に照射される。光照射方向に向かって紫外線は、マスクＭを透ってワークステージ７に載置されたワークＷを照射することができる。
【００５６】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、内部に一対の電極２３１，２３２が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部２１１と発光部２１１の両端から伸びると共に箔２４１，２４２を埋設する封止部２１２，２１３とからなる放電管２１と、封止部２１２，２１３の両端から突出する外部リード２５１，２５２と、外部リード２５１，２５２に接続された給電線２６１，２６２と、からなる高圧放電ランプ２において、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、封止部の一方２１２の外周と外管２２の内周との間にベース２８４を設け、ベース２８４と封止部の一方２１２との間に無機接着剤２８２を設け、ベース２８４と外管２２との間に無機接着剤２８３を設けたことを特徴とする。
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管２１の破損を防止することができる。さらに、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２の径方向にある過冷却防止部分２１７が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、封止部の一方２１２の外周と外管２２の内周との間にベース２８４を設け、ベース２８４と封止部の一方２１２との間に無機接着剤２８２を設け、ベース２８４と外管２２との間に無機接着剤２８３を設けたことにより、放電管２１と外管２２の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。また、ベース２８４を介することにより、封止部の一方２１２と外管２２とを少量の無機接着剤２８２，２８３で固定することができるので、無機接着剤２８２，２８３を短時間で固定することができる。このため、無機接着剤２８２，２８３を所望の位置に設けることができ、所望の接着強度を得ることができる。
【００５７】
本実施例に係る光照射装置１は、上述の高圧放電ランプ２を具備し、高圧放電ランプ２の外方にジャケット３が配置され、高圧放電ランプ２に沿って反射鏡５２が配置されたことを特徴とする。これにより、高圧放電ランプ２から照射される紫外線を充分な照度でワークＷを照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【００５８】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第１の実施例の別の実施例を図６を用いて説明する。
【００５９】
図６は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図であり、高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図である。図６は、図３に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００６０】
図６に示す高圧放電ランプ２は、他方の封止部２１３とその外方に設けられた他方の拡径部２２３との間に有機接着剤２９１を設けた点で、図３と相違する。図６の説明として、図３との相違点について述べる。
【００６１】
外管２２は、その中央に円筒状の中央部２２１と、その両端部に中央部２２１に比して内径寸法Ｒ１の大きな円筒状の拡径部２２２，２２３とからなるパイプ状である。
外管２２は、その中央部２２１の内周面が放電管２１の外周面に接触状態になるように設けられる。外管２２の両端部にある拡径部２２２，２２３は電極２３１，２３２の径方向に設けられる。これにより、外管２２と電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１との間に周方向に伸びる空隙２７が形成され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。すなわち、放電管２１において、発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２（発光部２１１の内部２１４にある電極２３１，２３２の先端部から発光部２１１の端部まで）の外方に、過冷却防止部分２１７が周方向に伸びるように形成される。
外管２２と放電管２１における一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２との間には、無機接着剤２８１が充填され、外管２２と放電管２１とを固定する。これにより、外管２２の内周面と放電管２１の一方の封止部２１２の外周面との間には、無機接着剤２８１が設けられる。
【００６２】
ランプ２点灯時の放電管２１の膨張量の許容は、図６に示すように、他方の外部リード２５２の外方にある他方の封止部２１３と他方の拡径部２２３との間に例えばシリコーン接着剤のような有機接着剤２９１を充填することにより実現してもかまわない。
【００６３】
ランプ２点灯時、高圧放電ランプ２の発光部２１１は、その内部の電極２３１，２３２間の放電によって加熱される。放電管２１の外周面は外管２２の中央部２２１の内周面に接触状態にあるため、加熱された発光部２１１の熱は外管２２に伝熱される。外管２２は、その外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、発光部２１１からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、放電管２１の発光部２１１の熱は、冷却水Ｌによって冷却される。これにより、放電管２１の発光部２１１における電極２３１，２３２間の径方向にある加熱される部分を充分に冷却することができ、放電管２１の発光部２１１の加熱による破損を防止することができる。
【００６４】
電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２との間に、周方向に伸びる空隙２７が形成されることにより、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。過冷却防止部分２１７は、その周方向にある空隙２７により外管２２への伝熱作用を弱められるので、冷却水Ｌによる過冷却を防止することができ、水銀の未蒸発による照度低下を防止できる。
【００６５】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、一方の封止部２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を充填して固定している。これに対し、他方の外部リード２５２の外方にある他方の封止部２１３と外管２２との間には、有機接着剤２９１が充填されている。シリコーン接着剤のような有機接着剤２９１は無機接着剤２８１に比べて、柔軟性を有している。このため、ランプ２点灯時、一方の封止部２１２と外管２２とが無機接着剤２８１で強固に固定されているので、放電管２１は他方の封止部２１３側に膨張し、放電管２１の膨張量は有機接着剤２９１の柔軟性により吸収することができる。また、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張した状態において、電極２３１，２３２間の径方向にある外周面の部分と外管２２の内周面とが接触状態になるように外管２２を形成しておけば、膨張後の放電管２１を好適に冷却することができる。
【００６６】
高圧放電ランプ２は、その封止部２１２，２１３に例えばモリブデンからなる箔２４１，２４２が埋設され、この箔２４１，２４２に外部リード２５１，２５２が例えば溶接により電気的に接続される。このため、封止部２１２，２１３には、外部リード２５１，２５２が一部埋設される。外部リード２５１，２５２は箔２４１，２４２に比して厚みの大きな棒状であるため、外部リード２５１，２５２の封止部２１２，２１３に埋設された部分と封止部２１２，２１３との間には、充分に密着されない部分がある。
封止部２１２，２１３の管軸方向の端部が大気にさらされる環境で使用される場合、外部リード２５１，２５２の外方にある充分に密着されていない部分から大気が進入することになる。
図３に示す高圧放電ランプ２の他方の封止部２１３側のように、他方の封止部２１３の外周面と外管２２の拡径部２２３との間に何も設けていないので、ランプ２点灯中、導電された他方の外部リード２５２は高温となる。このため、高温となった他方の外部リード２５２と箔２４２との溶接部分が進入した大気によって酸化され、破損する問題があった。
図６に示す高圧放電ランプ２のように、少なくとも一方の外部リード２５１と一方の箔２４１とが溶接された部分の外方にある一方の封止部２２２の外周面と外管２２の内周面との間に周方向に伸びる無機接着剤２８１が設けられる。また、少なくとも他方の外部リード２５２と他方の箔２４２とが溶接された部分の外方にある他方の封止部２２３の外周面と外管２２の内周面との間に周方向に伸びる有機接着剤２９１が設けられる。これらにより、封止部２２２，２２３において、外部リード２５１，２５２の電極２３１，２３２側の端部から箔２４１，２４２のその近傍にある給電線２６１，２６２側の端部までの外方に、過熱防止部分２１８が周方向に伸びるように形成される。すなわち、外部リード２５１，２５２と箔２４１，２４２との溶接部分の外方にある封止部２２２，２２３に過熱防止部分２１８が形成される。ランプ２点灯中、電極２３１，２３２周囲で発生した熱が封止部２２２，２２３に伝熱される。封止部２２２，２２３の外周面において、少なくとも過熱防止部分２１８の外周面に無機接着剤２８１及び有機接着剤２９１を設けたことにより、封止部の２２２，２２３の熱が無機接着剤２８１及び有機接着剤２９１を介して外管２２に伝熱される。外管２２はその外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、外部リード２５１，２５２からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、外部リード２５１，２５２の熱は冷却水Ｌによって冷却される。これにより、外部リード２５１，２５２と箔２４１，２４２とが溶接された部分を充分に冷却することができ、溶接部分の過熱による酸化を防止すると共に、酸化による破損を防止することができる。
【００６７】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、内部に一対の電極２３１，２３２が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部２１１と発光部２１１の両端から伸びると共に箔２４１，２４２を埋設する封止部２１２，２１３とからなる放電管２１と、封止部２１２，２１３の両端から突出する外部リード２５１，２５２と、外部リード２５１，２５２に接続された給電線２６１，２６２と、からなる高圧放電ランプ２において、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことを特徴とする。
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管２１の破損を防止することができる。さらに、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２の径方向にある過冷却防止部分２１７が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことにより、放電管２１と外管２２の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。
【００６８】
本実施例に係る光照射装置１は、上述の高圧放電ランプ２を具備し、高圧放電ランプ２の外方にジャケット３が配置され、高圧放電ランプ２に沿って反射鏡５２が配置されたことを特徴とする。これにより、高圧放電ランプ２から照射される紫外線を充分な照度でワークＷを照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【００６９】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第２の実施例を図７を用いて説明する。
【００７０】
図７は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図である。図７（ａ）は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＦ−Ｆ断面図である。図７は、図３に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００７１】
図７に示す高圧放電ランプ２は、他方の給電線２６２が外管２２に固定された点で、図３と相違する。図７の説明として、図３との相違点について述べる。
【００７２】
他方の給電線２６２の外周と外管２２の内周との間に無機接着剤２９２が設けられる。これにより、他方の給電線２６２と外管２２とが固定される。
【００７３】
図３〜６に示した高圧放電ランプ２は、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張すると、他方の封止部２１３の端部から突出する他方の外部リード２５２とこれに接続された他方の給電線２６２が、放電管２１の他方の封止部２１３方向に移動される。ランプ２消灯時、冷却された放電管２１が膨張前の状態に戻るとき、他方の給電線の自重などにより、他方の給電線２６２に引っ張られて他方の外部リード２５２に負荷がかかる場合がある。他方の外部リード２５２と他方の電極２３２とが他方の封止部２１３に埋設された他方の箔２４２により電気的に接続されていると、他方の外部リード２５２と他方の箔２４２との接続は弱い。このため、他方の外部リード２５２が他方の給電線２６２側に引っ張られると、他方の封止部２１３から他方の外部リード２５２が抜けてしまうという問題があった。
このため、図７に示すように、他方の給電線２６２の外周と外管２２の内周との間に無機接着剤２９２が設けられることにより、ランプ２点灯時に放電管２１が膨張しても、他方の給電線２６２は他方の外部リード２５２と無機接着剤２９２との間で撓むことになる。このため、他方の給電線２６２を外管２２に固定しても、ランプ２点灯時の放電管２１の膨張量を許容することができる。さらに、ランプ２消灯時に放電管２１が冷却されても、撓んだ他方の給電線２６２がランプ２点灯前の状態に戻るので、他方の外部リード２５２が他方の給電線２６２側に引っ張られることを防止することができる。
【００７４】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、封止部の他方２１３側の給電線２６２と外管２２との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。これにより、放電管２１の膨張を妨げることなく、他方の封止部２１３からの他方の外部リード２５２の抜けを防止することができる。
【００７５】
なお、他方の給電線２６２の外周と外管２２の内周との間に無機接着剤２９２を設けたことは、図３〜６の高圧放電ランプ２にいずれにおいても、他方の外部リード２５２の抜け防止として用いることができる。
【００７６】
また、図３〜図７の高圧放電ランプ２において、一方の外部リード２４１に一方の給電線２６１の自重による負荷が大きい場合、一方の給電線２６１の外周と外管２２の内周との間に無機接着剤２９２を設けることにより、負荷軽減を図ることができる。
【００７７】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第２の実施例の別の実施例を図８を用いて説明する。
【００７８】
図８は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図であり、高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図である。図８は、図５に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００７９】
図８に示す高圧放電ランプ２は、他方の封止部２１３の外周と外管２２の内周との間にベース２９３を設けた点で、図５と相違する。図８の説明として、図５との相違点について述べる。
【００８０】
他方の外部リード２５２の外方にある他方の封止部２１３の外周と外管２２の他方の拡径部２２３の内周との間にセラミックスからなる円筒状のベース２９３を設けた。ベース２９３の内周と他方の給電線２６２の外周との間に無機接着剤２９４を充填して固定した。さらに、他方の拡径部２２３の端部側におけるベース２９３の端部の外周に無機接着剤２９５が設けられ、外管２２とベース２９３が固定される。これにより、結果として、他方の給電線２６２と外管２２は、ベース２９３と無機接着剤２９５を介して固定される。これにより、ランプ２点灯時に放電管２１が膨張しても、他方の給電線２６２は他方の外部リード２５２と無機接着剤２９４との間で撓むことになる。このため、他方の給電線２６２を外管２２に固定しても、ランプ２点灯時の放電管２１の膨張量を許容することができる。さらに、ランプ２消灯時に放電管２１が冷却されても、撓んだ他方の給電線２６２がランプ２点灯前の状態に戻るので、他方の外部リード２５２が他方の給電線２６２側に引っ張られることを防止することができる。
【００８１】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、封止部の他方２１３と外管２２との間にベース２９３を設け、ベース２９３と封止部の他方２１３側の給電線２６２と間に無機接着剤２９４を設け、ベース２９３と外管２２との間に無機接着剤２９５を設けたことを特徴とする。これにより、放電管２１の膨張を妨げることなく、他方の封止部２１３からの他方の外部リード２５２の抜けを防止することができる。
【００８２】
図８に示す高圧放電ランプ２のように、少なくとも一方の外部リード２５１と一方の箔２４１とが溶接された部分の外方にある一方の封止部２２２の外周面と外管２２の内周面との間に周方向に伸びる無機接着剤２８２及びベース２８４が接するように設けられる。また、少なくとも他方の外部リード２５２と他方の箔２４２とが溶接された部分の外方にある他方の封止部２２３の外周面と外管２２の内周面との間に周方向に伸びるベース２９３が接するように設けられる。これらにより、封止部２２２，２２３において、外部リード２５１，２５２の電極２３１，２３２側の端部から箔２４１，２４２のその近傍にある給電線２６１，２６２側の端部までの外方に、過熱防止部分２１８が周方向に伸びるように形成される。すなわち、外部リード２５１，２５２と箔２４１，２４２との溶接部分の外方にある封止部２２２，２２３に過熱防止部分２１８が形成される。ランプ２点灯中、電極２３１，２３２周囲で発生した熱が封止部２２２，２２３に伝熱される。封止部２２２，２２３に外周面において、少なくとも過熱防止部分２１８の外周面に無機接着剤２８２及びベース２８４，２９３を接するように設けたことにより、封止部の２２２，２２３の熱が無機接着剤２８２及びベース２８４，２９３を介して外管２２に伝熱される。外管２２はその外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、外部リード２５１，２５２からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、外部リード２５１，２５２の熱は冷却水Ｌによって冷却される。これにより、外部リード２５１，２５２と箔２４１，２４２とが溶接された部分を充分に冷却することができ、溶接部分の過熱による酸化を防止すると共に、酸化による破損を防止することができる。
【００８３】
本発明に係る高圧放電ランプ２を例えば１０００時間のランプ２点灯中における溶接部分の酸化を防止するためには、溶接部分が３５０℃以下になるように設定することが好ましい。例えばベース２８４，２９３を設けない場合、溶接部分は約５００℃まで加熱される。
このため、ベース２８４，２９３を例えばムライト（酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる化合物）で形成すれば、大気より熱伝導性が良好であるため、過熱防止部分２１８の熱を外管２２に好適に伝熱することができる。これにより、溶着部分を約２５０℃にすることができ、溶接部分の酸化による破損を防止することができる。
【００８４】
ベース２８４，２９３の材質としては、大気より熱伝導性が良好のものが用いられ、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化アルミ（ＡｌＮ）のようなセラミックスが挙げられる。また、ベース２８４，２９３と給電線２６１，２６２との間に絶縁処理が施された場合、金属材料を用いることもできる。絶縁処理として、例えば給電線２６１，２６２に図示しない絶縁性の被覆材を設けることが挙げられる。また、絶縁処理として、ベース２８４，２９３を過熱防止部分２１８から封止部２２２，２２３の管軸方向の端部まで伸びるように設け、給電線２６１，２６２の径方向にはベース２８４，２９３を設けないことも挙げられる。
【００８５】
なお、他方の外部リード２５２の外方にある他方の封止部２１３の外周と外管２２の他方の拡径部２２３の内周との間にベース２９３を設け、他方の給電線２６２と外管２２とをベース２９３を介して固定することは、図３〜６の高圧放電ランプ２にいずれにおいても、他方の外部リード２５２の抜け防止として用いることができる。
【００８６】
また、図３〜８の高圧放電ランプ２において、一方の外部リード２４１に一方の給電線２６１の自重による負荷が大きい場合、一方の給電線２６１の外周と外管２２の内周との間にベース２９３（図５ではベース２８４を用いてかまわない）を設け、一方の給電線２６２と外管２２とをベース２９３（図５ではベース２８４を用いてかまわない）を介して固定することにより、負荷軽減を図ることができる。
【００８７】
なお、上述の高圧放電ランプ２は水銀と希ガスが封入されたものに限定されるものではなく、発光金属に水銀と共に金属ハロゲン化物（ヨウ化鉄）が封入され、希ガスとしてアルゴンが封入されたものであってもかまわない。
【００８８】
また、放電管２１の封止方法は、石英ガラスのパイプ体を溶融状態にして圧潰するピンチシール法により形成してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る光照射装置の説明図である。
【図２】本発明に係る光照射装置の説明図である。
【図３】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図４】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図５】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図６】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図７】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図８】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図９】従来に係る高圧放電ランプの説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 光照射装置
２ 高圧放電ランプ
２１ 放電管
２１１ 発光部
２１１１ 中央部
２１１２ 縮径部
２１２ 一方の封止部
２１３ 他方の封止部
２１４ 発光部の内部
２１５ 中央部
２１６ 縮径部
２１７ 過冷却防止部分
２１８ 過熱防止部分
２２ 外管
２２１ 中央部
２２２ 一方の拡径部
２２３ 他方の拡径部
２３１ 一方の電極
２３２ 他方の電極
２４１ 一方の箔
２４２ 他方の箔
２５１ 一方の外部リード
２５２ 他方の外部リード
２６１ 一方の給電線
２６２ 他方の給電線
２７ 空隙
２８１，２８２，２８３ 無機接着剤
２８４ ベース
２９１ 有機接着剤
２９２，２９４，２９５ 無機接着剤
２９３ ベース
３ ジャケット
３１ 流路
４１ 一方の流路形成部材
４１１ 大径の口締め部
４１２ 小径の口締め部
４１３ Ｏリング
４１４ Ｏリング
４１５ 流路
４２ 他方の流路形成部材
４２１ 大径の口締め部
４２２ 小径の口締め部
４２３ Ｏリング
４２４ Ｏリング
４２５ 流路
５１ 反射面
５２ 反射鏡
６ マスクステージ
７ ワークステージ
Ｒ１ 外管の中央部の内径寸法
Ｒ２ 外管の拡径部の内径寸法
Ｒ３ 放電管の発光部の外径寸法
Ｒ４ 放電管の封止部の外径寸法
Ｌ 冷却水
Ｍ マスク
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を照射するため高圧放電ランプと、これを水冷する光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接着剤などの樹脂の硬化処理やプリント基板の露光処理のような紫外線を用いる装置には、高圧放電ランプを用いた光照射装置がある。このような光照射装置として特許文献１に記載されるものがあった。
図９は、特許文献１に記載される従来の光照射装置９１のための説明図である。図９（ａ）は高圧放電ランプ９２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は高圧放電ランプ９２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＧ−Ｇ断面図である。
光照射装置９１は、後述する高圧放電ランプ９２を具えており、その長手方向に沿った外方に筒状のジャケット９３を配置したものである。
ジャケット９３は冷却水Ｌの流路として機能するため、小径の石英ガラス９３１と大径の石英ガラス９３２の間に流路が形成されるように小径の石英ガラス９３１と大径の石英ガラス９３２との管軸方向の両端を封止される。さらに、ジャケット９３に冷却水Ｌを供給・排出するため、ジャケット９３の両端には冷却水Ｌの供給路・排出路となる管状の接続管が接続される。
【０００３】
高圧放電ランプ９２は、放電容器として放電管を有する。放電管は発光管９２１と封止部９２２とからなる。
管状の石英ガラスからなる発光部９２１の内部９２６には、水銀などの発光金属と希ガスが封入される。発光部９２１の内部には、一対の電極９２３が放電管の中心軸に延在するように配置される。放電管の管軸方向の両端は、電極に電気的に接続される外部リード９２５が突出する封止部９２２が形成される。
【０００４】
高圧放電ランプ９２は、ジャケット９３の中心軸に延在するように配置される。封止部９２２の外周には、円環状の支持部材９４が配置される。これにより、高圧放電ランプ９２は、小径の石英ガラス９３１の内周面に支持される。
【０００５】
従来の高圧放電ランプ９２の外部リード９２５には図示しない電源が接続される。ランプ９２点灯時、給電された高圧放電ランプ９２は電極９２３間の放電による発熱によって高温となる。図９に示すように高圧放電ランプ９２の外方に配置されたジャケット９３の内部の流路に冷却水Ｌを流すことによって、高温になった高圧放電ランプ９２は冷却される。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１４８１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図９に示した光照射装置９１は、高圧放電ランプ９２の発光部９２１とジャケット９３との間に長手方向に伸びる隙間があるため、高圧放電ランプ９２が充分に冷却されない問題があった。このため、高圧放電ランプ９２の発光部９２１とジャケット９３とを接するように設けることが考えられる。
高圧放電ランプ９２は電極９２３間の放電により、放電管における電極９２３間の径方向にある部分は加熱されるが、放電管における電極９２３の径方向にある部分はそれほど加熱されない。このため、単に高圧放電ランプ９２とジャケット９３を接するように設けた場合、放電管における電極９２３間の径方向にある部分は充分に冷却されるが、放電管における電極９２３の径方向にある部分が過冷却される。この過冷却により、電極９２３の周辺に水銀が未蒸発のまま残ってしまい、高圧放電ランプ９２の照度低下を招く問題があった。
【０００８】
そこで、本願の目的は、加熱による破損を防止すると共に、過冷却による水銀未蒸発を防止した高圧放電ランプ及び光照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、該封止部の両端から突出する外部リードと、該外部リードに接続された給電線と、からなる高圧放電ランプにおいて、前記放電管の外周面の少なくとも一部が外管の内周面に接触状態で配置され、前記電極の径方向にある前記放電管と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、前記封止部の一方と外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明に係る高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、該封止部の両端から突出する外部リードと、該外部リードに接続された給電線と、からなる高圧放電ランプにおいて、前記放電管の外周面の少なくとも一部が外管の内周面に接触状態で配置され、前記電極の径方向にある前記放電管と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、前記封止部の一方の外周と外管の内周との間にベースを設け、前記ベースと前記封止部の一方との間に無機接着剤を設け、前記ベースと前記外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明に係る高圧放電ランプは、第１又は第２の発明に係る高圧放電ランプにおいて、前記封止部の他方側の給電線と外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【００１２】
第４の発明に係る高圧放電ランプは、第１又は第２の発明に係る高圧放電ランプにおいて、前記封止部の他方と外管との間にベースを設け、前記ベースと前記封止部の他方側の給電線との間に無機接着剤を設け、前記ベースと前記外管との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。
【００１３】
第５の発明に係る光照射装置は、第１〜４に係る高圧放電ランプを具備し、前記高圧放電ランプの外方にジャケットが配置され、前記高圧放電ランプに沿って反射鏡が配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明に係る高圧放電ランプは、上記特徴により、ランプ点灯時、放電管における電極間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管の破損を防止することができる。さらに、放電管における電極の径方向にある部分が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、放電管と外管の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。
【００１５】
第２の発明に係る高圧放電ランプは、上記特徴により、ランプ点灯時、放電管における電極間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管の破損を防止することができる。さらに、放電管における電極の径方向にある部分が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、放電管と外管の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。また、ベースを介することにより、封止部の一方と外管とを少量の無機接着剤で固定することができるので、無機接着剤を短時間で固定することができる。このため、無機接着剤を所望の位置に設けることができ、所望の接着強度を得ることができる。
【００１６】
第３の発明に係る高圧放電ランプは、上記特徴により、放電管の膨張を妨げることなく、封止部の他方からの外部リードの他方の抜けを防止することができる。
【００１７】
第４の発明に係る高圧放電ランプは、上記特徴により、放電管の膨張を妨げることなく、封止部の他方からの外部リードの他方の抜けを防止することができる。
【００１８】
第５の発明に係る光照射装置は、上記特徴により、高圧放電ランプから照射される紫外線を充分な照度でワークに照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る高圧放電ランプ２及び光照射装置１の第１の実施例を図１〜３を用いて説明する。
【００２０】
図１及び図２は本発明に係る光照射装置１の説明図である。図１は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、図２は図１の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿った断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。図２は、図１に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００２１】
本発明に係る光照射装置１は、後述する二重管構造を有する棒状の高圧放電ランプ２が光源として用いられる。高圧放電ランプ２の外方には、高圧放電ランプ２を中心軸に延在させるように円筒状のジャケット３が設けられる。これにより、図２に示すように高圧放電ランプ２の外周面とジャケット３の内周面の間に、周方向に伸びる流路３１が形成される。高圧放電ランプ２の外周面の周方向に伸びる流路３１は、高圧放電ランプ２を冷却するため、図１に示すように、高圧放電ランプ２の長手方向に沿って設けられる。ジャケット３は紫外線を透過する例えば石英ガラスからなる。
高圧放電ランプ２とジャケット３との間に形成された流路３１に冷却水Ｌを供給・排出するため、高圧放電ランプ２とジャケット３の両端には、内部に冷却水Ｌの流路４１５，４２５を有したＬ字状の流路形成部材４１，４２が配置される。
流路形成部材４１，４２は、大径の口締め部４１１，４２１と小径の口締め部４１２，４２２を有しており、各口締め部４１１，４１２，４２１，４２２にはＯリング４１３，４１４，４２３，４２４が設けられる。高圧放電ランプ２の長手方向において、ジャケット３は高圧放電ランプ２よりも短い。このため、高圧放電ランプ２とジャケット３の両端に配置された流路形成部材４１，４２は、大径の口締め部４１１，４２１のＯリング４１３，４２３を介してジャケット３の外周面を保持固定し、小径の口締め部４１２，４２２のＯリング４１４，４２４を介して高圧放電ランプ２の外周面を保持固定する。これにより、流路形成部材４１，４２の有する流路４１５，４２５は、高圧放電ランプ２とジャケット３との間に形成された流路３１に連続される。
【００２２】
光照射方向（図１及び図２において、高圧放電ランプ２からマスクＭに向かう方向）に対して高圧放電ランプ２の背面側には、図２に示すように、例えば高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿った断面が放物状の反射面５１を有する樋状の反射鏡５２が配置される。樋状の反射鏡５２は、その焦点を高圧放電ランプ２の中心軸に一致させ、高圧放電ランプ２の長手方向に沿うように配置される。反射鏡５２の反射面５１は、例えばチタニア及びシリカなどの異なる反射層を交互に蒸着させて形成した多層膜によって形成される。
【００２３】
光照射方向（図１及び図２において、高圧放電ランプ２からマスクＭに向かう方向）には、マスクステージ６に載置されたマスクＭが配置される。高圧放電ランプ２から照射された光及び反射面５１に反射された光はマスクＭを透って、ワークステージ７に載置された例えばレジスト等の感光剤が塗布された液晶パネルや半導体素子などのワークＷを照射する。
【００２４】
図３は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図である。図３（ａ）は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の一方の電極２３１側の一部拡大図である。（ｃ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＢ−Ｂ断面図であり、（ｄ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＣ−Ｃ断面図である。図３は、図１に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００２５】
本発明に係る高圧放電ランプ２は、棒状の放電管２１を覆うように棒状の外管２２が配置された二重管構造を有する。
放電管２１は、発光部２１１と発光部２１１の両端に設けられた封止部２１２とからなる。例えば石英ガラスからなる発光部２１１の内部２１４には、水銀などの発光金属と希ガスが封入され、長手方向の両端に一対の例えばタングステンからなる電極２３１，２３２が対向配置される。発光部２１１の長手方向の両端には、封止部２１２，２１３が設けられる。放電管２１の封止部２１２，２１３は、放電管２１の長手方向の両端から伸びる例えば石英ガラスのパイプ体を溶融状態にして内部を減圧することにより形成されたものであり、すなわちシュリンクシール法により形成されたものである。封止部２１２，２１３の内部には電極２３１，２３２と外部リード２５１，２５２とを電気的に接続する例えばモリブデンからなる箔２４１，２４２が埋設される。封止部２１２，２１３の端部から突出する外部リード２５１，２５２には給電線２６１，２６２が電気的に接続される。
【００２６】
外管２２は、その中央に円筒状の中央部２２１と、その両端部に中央部２２１に比して内径寸法の大きな円筒状の拡径部２２２，２２３とからなるパイプ状である。
外管２２は、その中央部２２１の内周面が放電管２１の外周面に接触状態になるように設けられる。外管２２の両端部にある拡径部２２２，２２３は電極２３１，２３２の径方向に設けられる。これにより、外管２２と電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１との間に周方向に伸びる空隙２７が形成され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。すなわち、放電管２１において、発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２（発光部２１１の内部２１４にある電極２３１，２３２の先端部から発光部２１１の端部まで）の外方に、過冷却防止部分２１７が周方向に伸びるように形成される。
外管２２の拡径部２２３の内周面と放電管２１の一方の封止部２１２の外周面との間には、無機接着剤２８１が設けられる。
【００２７】
外管２２は、その中央部２２１の内径寸法Ｒ１が放電管２１の発光部２１１の外径寸法と同等の大きさをもつ主パイプ体と、主パイプ体より内径寸法Ｒ２が大きい拡径部２２２，２２３形成用パイプ体とからなり、拡径部２２２，２２３形成用パイプ体が主パイプ体の中心軸に一致するようにその両端に接続されることにより形成される。
外管２２の内部に放電管２１が挿入され、外管２２の中央部２２１の内周面は、放電管２１の外周面における電極２３１，２３２間の径方向にある部分が接触状態になる。また、外管２２の拡径部２２２，２２３の内方には、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１の過冷却防止部分２１７が配置される。これにより、過冷却防止部分２１７と拡径部２２２，２２３との間には周方向に伸びる空隙２７が形成される。
外管２２と放電管２１における一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２との間には、無機接着剤２８１が充填され、外管２２と放電管２１とを固定する。
【００２８】
なお、上記高圧放電ランプ２の一構成例を示すと、放電管２１の発光部２１１の内径寸法がφ３．４ｍｍ、放電管２１の発光部２１１の外径寸法がφ７．４ｍｍ、封止部２１２，２１３の外径寸法がφ６ｍｍ、放電管２１の全長が１５０ｍｍ、電極２３１，２３２間距離が１００ｍｍ、放電管２１の発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２部分の長さ３ｍｍ、水銀の封入量が４４ｍｇ／ｍｍ３であり、外管２２の中央部２２１の外径寸法がφ９．５ｍｍ、外管２２の中央部２２１の内径寸法Ｒ１がφ７．４ｍｍ、拡径部２２２，２２３と放電管２１の過冷却防止部分２１７との間の大きさが３．６ｍｍである。
ランプ２点灯時における高圧放電ランプ２の定格電圧が２０００Ｖ、定格電流が１．２５Ａであり、ランプ２電力が２５００Ｗである。
【００２９】
高圧放電ランプ２の給電線２６１，２６２には図示しない電源に接続される。高圧放電ランプ２は、図示しない電源から給電されると、電極２３１，２３２間で放電が起きて点灯する。
ランプ２点灯時、図示しない電源から給電された高圧放電ランプ２は、電極２３１，２３２間で放電が起きることによって点灯する。ランプ２点灯時、図１に示す一対の流路形成部材４１，４２には図示しないポンプが接続されており、図示しないポンプによって一方の流路形成部材４１の内部の流路４１５に冷却水Ｌが供給される。冷却水Ｌは、一方の流路形成部材４１の内部の流路４１５と連続した高圧放電ランプ２の外面とジャケット３の内面との間の流路３１に供給される。ジャケット３の流路３１を流れる冷却水Ｌは、ジャケット３の流路３１に連続した他方の流路形成部材４２の内部の流路４２５へ排出される。
【００３０】
高圧放電ランプ２の発光部２１１は、その内部の電極２３１，２３２間の放電によって加熱される。放電管２１の外周面は外管２２の中央部２２１の内周面に接触状態にあるため、加熱された発光部２１１の熱は外管２２に伝熱される。外管２２は、その外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、発光部２１１からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、放電管２１の発光部２１１の熱は、冷却水Ｌによって冷却される。これにより、放電管２１の発光部２１１における電極２３１，２３２間の径方向にある加熱される部分を充分に冷却することができ、放電管２１の発光部２１１の加熱による破損を防止することができる。
なお、放電管２１及び外管２２を各々例えば石英ガラスから形成すると、その表面に微細な凹凸を有するものである。このため、放電管２１の発光部２１１の外周面と外管２２の内周面との接触状態とは、放電管２１と外管２２との間に微小な隙間が点在している点接触又は線接触している状態である。高圧放電ランプは、ランプ点灯時の管壁負荷が１００Ｗ／ｃｍ２以上であって、放電管２１と外管２２との間の隙間が例えば最大で１００μｍ程度のものであっても、充分な冷却効果を得ることができる。
【００３１】
電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２との間に、周方向に伸びる空隙２７が形成されることにより、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。過冷却防止部分２１７は、その周方向にある空隙２７により外管２２への伝熱作用を弱められるので、冷却水Ｌによる過冷却を防止することができ、水銀の未蒸発による照度低下を防止できる。
【００３２】
ランプ２点灯時、放電管２１は電極２３１，２３２間の放電により加熱されているのに対して、外管２２は冷却水Ｌによって冷却されている。このため、放電管２１と外管２２を例えば石英ガラスのように同じ材質で形成しても、電極２３１，２３２間の加熱の影響が大きい放電管２１の膨張量は外管２２よりも大きい。例えば、外管２２と放電管２１との両端を強固に固定すると膨張量の差により、高圧放電ランプ２が破損する場合があった。
このため、本実施例に係る高圧放電ランプ２は一方の封止部２１２と一方の拡径部２２２との間に無機接着剤２８１を充填して固定しており、他方の封止部２１３の外周面には無機接着剤を充填せず固定しない。これにより、ランプ２点灯時に、放電管２１は他方の封止部２１３側に膨張することができ、放電管２１の膨張を許容できる。また、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張した状態において、電極２３１，２３２間の径方向にある外周面の部分と外管２２の内周面とが接触状態になるように外管２２を形成しておけば、膨張後の放電管２１を好適に冷却することができる。
【００３３】
高圧放電ランプ２の放電管２１の内部２１４の電極２３１，２３２間での放電によって、発光金属から紫外線が照射される。高圧放電ランプ２から照射される紫外線には、光照射方向に向かうものと反射面５１に向かうものがある。反射面５１に向かった紫外線は、反射面５１によって反射されることで、光照射方向に向かって照射される。このため、高圧放電ランプ２からの紫外線は結果的に光照射方向に照射される。光照射方向に向かって紫外線は、マスクＭを透ってワークステージ７に載置されたワークＷを照射することができる。
【００３４】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、内部に一対の電極２３１，２３２が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部２１１と発光部２１１の両端から伸びると共に箔２４１，２４２を埋設する封止部２１２，２１３とからなる放電管２１と、封止部２１２，２１３の両端から突出する外部リード２５１，２５２と、外部リード２５１，２５２に接続された給電線２６１，２６２と、からなる高圧放電ランプ２において、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことを特徴とする。
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管２１の破損を防止することができる。さらに、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２の径方向にある過冷却防止部分２１７が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことにより、放電管２１と外管２２の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。
【００３５】
本実施例に係る光照射装置１は、上述の高圧放電ランプ２を具備し、高圧放電ランプ２の外方にジャケット３が配置され、高圧放電ランプ２に沿って反射鏡５２が配置されたことを特徴とする。これにより、高圧放電ランプ２から照射される紫外線を充分な照度でワークＷを照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【００３６】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第１の実施例の別の実施例を図４を用いて説明する。
【００３７】
図４は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図である。図４（ａ）は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の一方の電極２３１側の一部拡大図であり、（ｃ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＤ−Ｄ断面図である。図４は、図３に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００３８】
図４に示す高圧放電ランプ２は、外管２２がその内径が軸方向に向かって均一な直管状のものである点で、図３と相違する。図４の説明として、図３との相違点について述べる。
【００３９】
放電管２１の発光部２１１の直管状の中央部２１１１と封止部２１２，２１３との間には、発光部２１１の中央部２１１１の外径寸法Ｒ４より封止部２１２，２１３の外径寸法Ｒ３が小さくなるように、縮径部２１１２が設けられる。放電管２１の内部に設けた電極２３１，２３２は、その径方向に放電管２１の縮径部２１１２が位置するように配置される。
外管２２は、放電管２１の発光部２１１の中央部２１１１の外径寸法Ｒ４と同等の内径寸法をもつ直管状であり、放電管２１の発光部２１１の中央部２１１１の外周面に設けられて接触状態になる。電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１の縮径部２１１２は外管２２と接触しないので、縮径部２１１２の外周面と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。すなわち、放電管２１において、発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２（発光部２１１の内部２１４にある電極２３１，２３２の先端部から発光部２１１の端部まで）の外方に、過冷却防止部分２１７が周方向に伸びるように形成される。
外管２２と放電管２１における一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２との間には、無機接着剤２８１が充填され、外管２２と放電管２１とを固定する。これにより、外管２２の内周面と放電管２１の一方の封止部２１２の外周面との間には、無機接着剤２８１が設けられる。
【００４０】
ランプ２点灯時、高圧放電ランプ２の発光部２１１は、その内部の電極２３１，２３２間の放電によって加熱される。放電管２１の外周面は外管２２の中央部２２１の内周面に接触状態にあるため、加熱された発光部２１１の熱は外管２２に伝熱される。外管２２は、その外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、発光部２１１からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、放電管２１の発光部２１１の熱は、冷却水Ｌによって冷却される。これにより、放電管２１の発光部２１１における電極２３１，２３２間の径方向にある加熱される部分を充分に冷却することができ、放電管２１の発光部２１１の加熱による破損を防止することができる。
【００４１】
電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２との間に、周方向に伸びる空隙２７が形成されることにより、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。過冷却防止部分２１７は、その周方向にある空隙２７により外管２２への伝熱作用を弱められるので、冷却水Ｌによる過冷却を防止することができ、水銀の未蒸発による照度低下を防止できる。
【００４２】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は一方の封止部２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を充填して固定しており、他方の封止部２１３の外周面には無機接着剤を充填せず固定しない。これにより、ランプ２点灯時に、放電管２１は他方の封止部２１３側に膨張することができ、放電管２１の膨張を許容できる。また、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張した状態において、電極２３１，２３２間の径方向にある外周面の部分と外管２２の内周面とが接触状態になるように外管２２を形成しておけば、膨張後の放電管２１を好適に冷却することができる。
【００４３】
高圧放電ランプ２の放電管２１の内部２１４の電極２３１，２３２間での放電によって、発光金属から紫外線が照射される。高圧放電ランプ２から照射される紫外線には、光照射方向に向かうものと反射面５１に向かうものがある。反射面５１に向かった紫外線は、反射面５１によって反射されることで、光照射方向に向かって照射される。このため、高圧放電ランプ２からの紫外線は結果的に光照射方向に照射される。光照射方向に向かって紫外線は、マスクＭを透ってワークステージ７に載置されたワークＷを照射することができる。
【００４４】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、内部に一対の電極２３１，２３２が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部２１１と発光部２１１の両端から伸びると共に箔２４１，２４２を埋設する封止部２１２，２１３とからなる放電管２１と、封止部２１２，２１３の両端から突出する外部リード２５１，２５２と、外部リード２５１，２５２に接続された給電線２６１，２６２と、からなる高圧放電ランプ２において、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことを特徴とする。
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管２１の破損を防止することができる。さらに、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２の径方向にある過冷却防止部分２１７が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことにより、放電管２１と外管２２の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。
【００４５】
本実施例に係る光照射装置１は、上述の高圧放電ランプ２を具備し、高圧放電ランプ２の外方にジャケット３が配置され、高圧放電ランプ２に沿って反射鏡５２が配置されたことを特徴とする。これにより、高圧放電ランプ２から照射される紫外線を充分な照度でワークＷを照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【００４６】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第１の実施例の別の実施例を図５を用いて説明する。
【００４７】
図５は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図ある。図５（ａ）は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の一方の電極２３１側の一部拡大図であり、（ｃ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＥ−Ｅ断面図である。図５は、図３に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００４８】
図５に示す高圧放電ランプ２は、一方の封止部２１２と外管２２とを無機接着剤２８２，２８３によって直接固定しない点で、図３と相違する。図５の説明として、図３との相違点について述べる。
【００４９】
外管２２は、その中央に円筒状の中央部２２１と、その両端部に中央部２２１に比して内径寸法の大きな円筒状の拡径部２２２，２２３とからなるパイプ状である。
外管２２は、その中央部２２１の内周面が放電管２１の外周面に接触状態になるように設けられる。外管２２の両端部にある拡径部２２２，２２３は電極２３１，２３２の径方向に設けられる。これにより、外管２２と電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１との間に周方向に伸びる空隙２７が形成され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。すなわち、放電管２１において、発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２（発光部２１１の内部２１４にある電極２３１，２３２の先端部から発光部２１１の端部まで）の外方に、過冷却防止部分２１７が周方向に伸びるように形成される。
【００５０】
一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２の外周と外管２２の内周との間にセラミックスからなる円筒状のベース２８４を設けた。外管２２の中央部２２１側におけるベース２８４の端部に無機接着剤２８２が設けられ、一方の封止部２１２とベース２８４が固定される。一方の拡径部２２２の端部側におけるベース２８４の端部の外周に無機接着剤２８３が設けられ、外管２２とベース２８４が固定される。これにより、結果として、一方の封止部２１２と外管２２は、ベース２８４と無機接着剤２８２，２８３を介して固定される。
【００５１】
ランプ２点灯時、高圧放電ランプ２の発光部２１１は、その内部の電極２３１，２３２間の放電によって加熱される。放電管２１の外周面は外管２２の中央部２２１の内周面に接触状態にあるため、加熱された発光部２１１の熱は外管２２に伝熱される。外管２２は、その外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、発光部２１１からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、放電管２１の発光部２１１の熱は、冷却水Ｌによって冷却される。これにより、放電管２１の発光部２１１における電極２３１，２３２間の径方向にある加熱される部分を充分に冷却することができ、放電管２１の発光部２１１の加熱による破損を防止することができる。
【００５２】
電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２との間に、周方向に伸びる空隙２７が形成されることにより、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。過冷却防止部分２１７は、その周方向にある空隙２７により外管２２への伝熱作用を弱められるので、冷却水Ｌによる過冷却を防止することができ、水銀の未蒸発による照度低下を防止できる。
【００５３】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、一方の封止部２１２と外管２２は、ベース２８４と無機接着剤２８２，２８３を介して固定しており、他方の封止部２１３の外周面には無機接着剤を充填せず固定しない。これにより、ランプ２点灯時に、放電管２１は他方の封止部２１３側に膨張することができ、放電管２１の膨張を許容できる。また、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張した状態において、電極２３１，２３２間の径方向にある外周面の部分と外管２２の内周面とが接触状態になるように外管２２を形成しておけば、膨張後の放電管２１を好適に冷却することができる。
【００５４】
図３のように、一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２２２と外管２２との間に無機接着剤２８１を充填するためには、多量の無機接着剤２８１が必要である。多量の無機接着剤２８１を充填すると乾燥させるのに時間が掛かる。無機接着剤２８１は乾燥が完了するまで柔らかいので、所望の位置に無機接着剤２８１を充填しても、乾燥が完了するまでに無機接着剤２８１が変形してしまい、無機接着剤２８１を所望の位置に設けることができず、所望の接着強度が得られないことがある
このため、図５に示す本実施例における高圧放電ランプ２は、一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２と外管２２との間にベース２８４を設け、ベース２８４の両端部に無機接着剤２８２，２８３を設けることにより、ベース２８４と一方の封止部２１２とを固定する無機接着剤２８２は少量であり、ベース２８４と外管２２とを固定する無機接着剤２８３は少量であるので、無機接着剤２８２，２８３を短時間で乾燥することができ、無機接着剤２８２，２８３を所望の位置に設けることができ、所望の接着強度を得ることができる。
【００５５】
高圧放電ランプ２の放電管２１の内部２１４の電極２３１，２３２間での放電によって、発光金属から紫外線が照射される。高圧放電ランプ２から照射される紫外線には、光照射方向に向かうものと反射面５１に向かうものがある。反射面５１に向かった紫外線は、反射面５１によって反射されることで、光照射方向に向かって照射される。このため、高圧放電ランプ２からの紫外線は結果的に光照射方向に照射される。光照射方向に向かって紫外線は、マスクＭを透ってワークステージ７に載置されたワークＷを照射することができる。
【００５６】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、内部に一対の電極２３１，２３２が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部２１１と発光部２１１の両端から伸びると共に箔２４１，２４２を埋設する封止部２１２，２１３とからなる放電管２１と、封止部２１２，２１３の両端から突出する外部リード２５１，２５２と、外部リード２５１，２５２に接続された給電線２６１，２６２と、からなる高圧放電ランプ２において、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、封止部の一方２１２の外周と外管２２の内周との間にベース２８４を設け、ベース２８４と封止部の一方２１２との間に無機接着剤２８２を設け、ベース２８４と外管２２との間に無機接着剤２８３を設けたことを特徴とする。
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管２１の破損を防止することができる。さらに、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２の径方向にある過冷却防止部分２１７が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、封止部の一方２１２の外周と外管２２の内周との間にベース２８４を設け、ベース２８４と封止部の一方２１２との間に無機接着剤２８２を設け、ベース２８４と外管２２との間に無機接着剤２８３を設けたことにより、放電管２１と外管２２の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。また、ベース２８４を介することにより、封止部の一方２１２と外管２２とを少量の無機接着剤２８２，２８３で固定することができるので、無機接着剤２８２，２８３を短時間で固定することができる。このため、無機接着剤２８２，２８３を所望の位置に設けることができ、所望の接着強度を得ることができる。
【００５７】
本実施例に係る光照射装置１は、上述の高圧放電ランプ２を具備し、高圧放電ランプ２の外方にジャケット３が配置され、高圧放電ランプ２に沿って反射鏡５２が配置されたことを特徴とする。これにより、高圧放電ランプ２から照射される紫外線を充分な照度でワークＷを照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【００５８】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第１の実施例の別の実施例を図６を用いて説明する。
【００５９】
図６は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図であり、高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図である。図６は、図３に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００６０】
図６に示す高圧放電ランプ２は、他方の封止部２１３とその外方に設けられた他方の拡径部２２３との間に有機接着剤２９１を設けた点で、図３と相違する。図６の説明として、図３との相違点について述べる。
【００６１】
外管２２は、その中央に円筒状の中央部２２１と、その両端部に中央部２２１に比して内径寸法Ｒ１の大きな円筒状の拡径部２２２，２２３とからなるパイプ状である。
外管２２は、その中央部２２１の内周面が放電管２１の外周面に接触状態になるように設けられる。外管２２の両端部にある拡径部２２２，２２３は電極２３１，２３２の径方向に設けられる。これにより、外管２２と電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１との間に周方向に伸びる空隙２７が形成され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。すなわち、放電管２１において、発光部２１１の内部２１４に位置される電極２３１，２３２（発光部２１１の内部２１４にある電極２３１，２３２の先端部から発光部２１１の端部まで）の外方に、過冷却防止部分２１７が周方向に伸びるように形成される。
外管２２と放電管２１における一方の外部リード２５１の外方にある一方の封止部２１２との間には、無機接着剤２８１が充填され、外管２２と放電管２１とを固定する。これにより、外管２２の内周面と放電管２１の一方の封止部２１２の外周面との間には、無機接着剤２８１が設けられる。
【００６２】
ランプ２点灯時の放電管２１の膨張量の許容は、図６に示すように、他方の外部リード２５２の外方にある他方の封止部２１３と他方の拡径部２２３との間に例えばシリコーン接着剤のような有機接着剤２９１を充填することにより実現してもかまわない。
【００６３】
ランプ２点灯時、高圧放電ランプ２の発光部２１１は、その内部の電極２３１，２３２間の放電によって加熱される。放電管２１の外周面は外管２２の中央部２２１の内周面に接触状態にあるため、加熱された発光部２１１の熱は外管２２に伝熱される。外管２２は、その外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、発光部２１１からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、放電管２１の発光部２１１の熱は、冷却水Ｌによって冷却される。これにより、放電管２１の発光部２１１における電極２３１，２３２間の径方向にある加熱される部分を充分に冷却することができ、放電管２１の発光部２１１の加熱による破損を防止することができる。
【００６４】
電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２との間に、周方向に伸びる空隙２７が形成されることにより、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１に過冷却防止部分２１７が形成される。過冷却防止部分２１７は、その周方向にある空隙２７により外管２２への伝熱作用を弱められるので、冷却水Ｌによる過冷却を防止することができ、水銀の未蒸発による照度低下を防止できる。
【００６５】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、一方の封止部２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を充填して固定している。これに対し、他方の外部リード２５２の外方にある他方の封止部２１３と外管２２との間には、有機接着剤２９１が充填されている。シリコーン接着剤のような有機接着剤２９１は無機接着剤２８１に比べて、柔軟性を有している。このため、ランプ２点灯時、一方の封止部２１２と外管２２とが無機接着剤２８１で強固に固定されているので、放電管２１は他方の封止部２１３側に膨張し、放電管２１の膨張量は有機接着剤２９１の柔軟性により吸収することができる。また、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張した状態において、電極２３１，２３２間の径方向にある外周面の部分と外管２２の内周面とが接触状態になるように外管２２を形成しておけば、膨張後の放電管２１を好適に冷却することができる。
【００６６】
高圧放電ランプ２は、その封止部２１２，２１３に例えばモリブデンからなる箔２４１，２４２が埋設され、この箔２４１，２４２に外部リード２５１，２５２が例えば溶接により電気的に接続される。このため、封止部２１２，２１３には、外部リード２５１，２５２が一部埋設される。外部リード２５１，２５２は箔２４１，２４２に比して厚みの大きな棒状であるため、外部リード２５１，２５２の封止部２１２，２１３に埋設された部分と封止部２１２，２１３との間には、充分に密着されない部分がある。
封止部２１２，２１３の管軸方向の端部が大気にさらされる環境で使用される場合、外部リード２５１，２５２の外方にある充分に密着されていない部分から大気が進入することになる。
図３に示す高圧放電ランプ２の他方の封止部２１３側のように、他方の封止部２１３の外周面と外管２２の拡径部２２３との間に何も設けていないので、ランプ２点灯中、導電された他方の外部リード２５２は高温となる。このため、高温となった他方の外部リード２５２と箔２４２との溶接部分が進入した大気によって酸化され、破損する問題があった。
図６に示す高圧放電ランプ２のように、少なくとも一方の外部リード２５１と一方の箔２４１とが溶接された部分の外方にある一方の封止部２２２の外周面と外管２２の内周面との間に周方向に伸びる無機接着剤２８１が設けられる。また、少なくとも他方の外部リード２５２と他方の箔２４２とが溶接された部分の外方にある他方の封止部２２３の外周面と外管２２の内周面との間に周方向に伸びる有機接着剤２９１が設けられる。これらにより、封止部２２２，２２３において、外部リード２５１，２５２の電極２３１，２３２側の端部から箔２４１，２４２のその近傍にある給電線２６１，２６２側の端部までの外方に、過熱防止部分２１８が周方向に伸びるように形成される。すなわち、外部リード２５１，２５２と箔２４１，２４２との溶接部分の外方にある封止部２２２，２２３に過熱防止部分２１８が形成される。ランプ２点灯中、電極２３１，２３２周囲で発生した熱が封止部２２２，２２３に伝熱される。封止部２２２，２２３の外周面において、少なくとも過熱防止部分２１８の外周面に無機接着剤２８１及び有機接着剤２９１を設けたことにより、封止部の２２２，２２３の熱が無機接着剤２８１及び有機接着剤２９１を介して外管２２に伝熱される。外管２２はその外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、外部リード２５１，２５２からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、外部リード２５１，２５２の熱は冷却水Ｌによって冷却される。これにより、外部リード２５１，２５２と箔２４１，２４２とが溶接された部分を充分に冷却することができ、溶接部分の過熱による酸化を防止すると共に、酸化による破損を防止することができる。
【００６７】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、内部に一対の電極２３１，２３２が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部２１１と発光部２１１の両端から伸びると共に箔２４１，２４２を埋設する封止部２１２，２１３とからなる放電管２１と、封止部２１２，２１３の両端から突出する外部リード２５１，２５２と、外部リード２５１，２５２に接続された給電線２６１，２６２と、からなる高圧放電ランプ２において、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置され、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管２２の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成され、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことを特徴とする。
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、放電管２１の外周面の少なくとも一部が外管２２の内周面に接触状態で配置されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２間の径方向にある部分を充分に冷却することができ、加熱による放電管２１の破損を防止することができる。さらに、電極２３１，２３２の径方向にある放電管２１と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙２７が形成されることにより、放電管２１における電極２３１，２３２の径方向にある過冷却防止部分２１７が過冷却されることを防止でき、水銀未蒸発による照度低下を防止することができる。その上、封止部の一方２１２と外管２２との間に無機接着剤２８１を設けたことにより、放電管２１と外管２２の膨張量の差を許容でき、膨張量の差による破損を防止することができる。
【００６８】
本実施例に係る光照射装置１は、上述の高圧放電ランプ２を具備し、高圧放電ランプ２の外方にジャケット３が配置され、高圧放電ランプ２に沿って反射鏡５２が配置されたことを特徴とする。これにより、高圧放電ランプ２から照射される紫外線を充分な照度でワークＷを照射することができ、所期の紫外線照射を確実に行なうことができる。
【００６９】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第２の実施例を図７を用いて説明する。
【００７０】
図７は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図である。図７（ａ）は高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の高圧放電ランプ２の長手方向に対して垂直方向に沿ったＦ−Ｆ断面図である。図７は、図３に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００７１】
図７に示す高圧放電ランプ２は、他方の給電線２６２が外管２２に固定された点で、図３と相違する。図７の説明として、図３との相違点について述べる。
【００７２】
他方の給電線２６２の外周と外管２２の内周との間に無機接着剤２９２が設けられる。これにより、他方の給電線２６２と外管２２とが固定される。
【００７３】
図３〜６に示した高圧放電ランプ２は、ランプ２点灯時、放電管２１が他方の封止部２１３側に膨張すると、他方の封止部２１３の端部から突出する他方の外部リード２５２とこれに接続された他方の給電線２６２が、放電管２１の他方の封止部２１３方向に移動される。ランプ２消灯時、冷却された放電管２１が膨張前の状態に戻るとき、他方の給電線の自重などにより、他方の給電線２６２に引っ張られて他方の外部リード２５２に負荷がかかる場合がある。他方の外部リード２５２と他方の電極２３２とが他方の封止部２１３に埋設された他方の箔２４２により電気的に接続されていると、他方の外部リード２５２と他方の箔２４２との接続は弱い。このため、他方の外部リード２５２が他方の給電線２６２側に引っ張られると、他方の封止部２１３から他方の外部リード２５２が抜けてしまうという問題があった。
このため、図７に示すように、他方の給電線２６２の外周と外管２２の内周との間に無機接着剤２９２が設けられることにより、ランプ２点灯時に放電管２１が膨張しても、他方の給電線２６２は他方の外部リード２５２と無機接着剤２９２との間で撓むことになる。このため、他方の給電線２６２を外管２２に固定しても、ランプ２点灯時の放電管２１の膨張量を許容することができる。さらに、ランプ２消灯時に放電管２１が冷却されても、撓んだ他方の給電線２６２がランプ２点灯前の状態に戻るので、他方の外部リード２５２が他方の給電線２６２側に引っ張られることを防止することができる。
【００７４】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、封止部の他方２１３側の給電線２６２と外管２２との間に無機接着剤を設けたことを特徴とする。これにより、放電管２１の膨張を妨げることなく、他方の封止部２１３からの他方の外部リード２５２の抜けを防止することができる。
【００７５】
なお、他方の給電線２６２の外周と外管２２の内周との間に無機接着剤２９２を設けたことは、図３〜６の高圧放電ランプ２にいずれにおいても、他方の外部リード２５２の抜け防止として用いることができる。
【００７６】
また、図３〜図７の高圧放電ランプ２において、一方の外部リード２４１に一方の給電線２６１の自重による負荷が大きい場合、一方の給電線２６１の外周と外管２２の内周との間に無機接着剤２９２を設けることにより、負荷軽減を図ることができる。
【００７７】
本発明に係る高圧放電ランプ２の第２の実施例の別の実施例を図８を用いて説明する。
【００７８】
図８は図１及び図２に示した光照射装置１に用いられる高圧放電ランプ２の説明図であり、高圧放電ランプ２の長手方向に沿った断面図である。図８は、図５に示したものと同じものには同一の符号が付されている。
【００７９】
図８に示す高圧放電ランプ２は、他方の封止部２１３の外周と外管２２の内周との間にベース２９３を設けた点で、図５と相違する。図８の説明として、図５との相違点について述べる。
【００８０】
他方の外部リード２５２の外方にある他方の封止部２１３の外周と外管２２の他方の拡径部２２３の内周との間にセラミックスからなる円筒状のベース２９３を設けた。ベース２９３の内周と他方の給電線２６２の外周との間に無機接着剤２９４を充填して固定した。さらに、他方の拡径部２２３の端部側におけるベース２９３の端部の外周に無機接着剤２９５が設けられ、外管２２とベース２９３が固定される。これにより、結果として、他方の給電線２６２と外管２２は、ベース２９３と無機接着剤２９５を介して固定される。これにより、ランプ２点灯時に放電管２１が膨張しても、他方の給電線２６２は他方の外部リード２５２と無機接着剤２９４との間で撓むことになる。このため、他方の給電線２６２を外管２２に固定しても、ランプ２点灯時の放電管２１の膨張量を許容することができる。さらに、ランプ２消灯時に放電管２１が冷却されても、撓んだ他方の給電線２６２がランプ２点灯前の状態に戻るので、他方の外部リード２５２が他方の給電線２６２側に引っ張られることを防止することができる。
【００８１】
本実施例に係る高圧放電ランプ２は、封止部の他方２１３と外管２２との間にベース２９３を設け、ベース２９３と封止部の他方２１３側の給電線２６２と間に無機接着剤２９４を設け、ベース２９３と外管２２との間に無機接着剤２９５を設けたことを特徴とする。これにより、放電管２１の膨張を妨げることなく、他方の封止部２１３からの他方の外部リード２５２の抜けを防止することができる。
【００８２】
図８に示す高圧放電ランプ２のように、少なくとも一方の外部リード２５１と一方の箔２４１とが溶接された部分の外方にある一方の封止部２２２の外周面と外管２２の内周面との間に周方向に伸びる無機接着剤２８２及びベース２８４が接するように設けられる。また、少なくとも他方の外部リード２５２と他方の箔２４２とが溶接された部分の外方にある他方の封止部２２３の外周面と外管２２の内周面との間に周方向に伸びるベース２９３が接するように設けられる。これらにより、封止部２２２，２２３において、外部リード２５１，２５２の電極２３１，２３２側の端部から箔２４１，２４２のその近傍にある給電線２６１，２６２側の端部までの外方に、過熱防止部分２１８が周方向に伸びるように形成される。すなわち、外部リード２５１，２５２と箔２４１，２４２との溶接部分の外方にある封止部２２２，２２３に過熱防止部分２１８が形成される。ランプ２点灯中、電極２３１，２３２周囲で発生した熱が封止部２２２，２２３に伝熱される。封止部２２２，２２３に外周面において、少なくとも過熱防止部分２１８の外周面に無機接着剤２８２及びベース２８４，２９３を接するように設けたことにより、封止部の２２２，２２３の熱が無機接着剤２８２及びベース２８４，２９３を介して外管２２に伝熱される。外管２２はその外方の流路３１に冷却水Ｌが流れることにより、外部リード２５１，２５２からの熱を冷却水Ｌに伝熱する。結果として、外部リード２５１，２５２の熱は冷却水Ｌによって冷却される。これにより、外部リード２５１，２５２と箔２４１，２４２とが溶接された部分を充分に冷却することができ、溶接部分の過熱による酸化を防止すると共に、酸化による破損を防止することができる。
【００８３】
本発明に係る高圧放電ランプ２を例えば１０００時間のランプ２点灯中における溶接部分の酸化を防止するためには、溶接部分が３５０℃以下になるように設定することが好ましい。例えばベース２８４，２９３を設けない場合、溶接部分は約５００℃まで加熱される。
このため、ベース２８４，２９３を例えばムライト（酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる化合物）で形成すれば、大気より熱伝導性が良好であるため、過熱防止部分２１８の熱を外管２２に好適に伝熱することができる。これにより、溶着部分を約２５０℃にすることができ、溶接部分の酸化による破損を防止することができる。
【００８４】
ベース２８４，２９３の材質としては、大気より熱伝導性が良好のものが用いられ、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化アルミ（ＡｌＮ）のようなセラミックスが挙げられる。また、ベース２８４，２９３と給電線２６１，２６２との間に絶縁処理が施された場合、金属材料を用いることもできる。絶縁処理として、例えば給電線２６１，２６２に図示しない絶縁性の被覆材を設けることが挙げられる。また、絶縁処理として、ベース２８４，２９３を過熱防止部分２１８から封止部２２２，２２３の管軸方向の端部まで伸びるように設け、給電線２６１，２６２の径方向にはベース２８４，２９３を設けないことも挙げられる。
【００８５】
なお、他方の外部リード２５２の外方にある他方の封止部２１３の外周と外管２２の他方の拡径部２２３の内周との間にベース２９３を設け、他方の給電線２６２と外管２２とをベース２９３を介して固定することは、図３〜６の高圧放電ランプ２にいずれにおいても、他方の外部リード２５２の抜け防止として用いることができる。
【００８６】
また、図３〜８の高圧放電ランプ２において、一方の外部リード２４１に一方の給電線２６１の自重による負荷が大きい場合、一方の給電線２６１の外周と外管２２の内周との間にベース２９３（図５ではベース２８４を用いてかまわない）を設け、一方の給電線２６２と外管２２とをベース２９３（図５ではベース２８４を用いてかまわない）を介して固定することにより、負荷軽減を図ることができる。
【００８７】
なお、上述の高圧放電ランプ２は水銀と希ガスが封入されたものに限定されるものではなく、発光金属に水銀と共に金属ハロゲン化物（ヨウ化鉄）が封入され、希ガスとしてアルゴンが封入されたものであってもかまわない。
【００８８】
また、放電管２１の封止方法は、石英ガラスのパイプ体を溶融状態にして圧潰するピンチシール法により形成してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る光照射装置の説明図である。
【図２】本発明に係る光照射装置の説明図である。
【図３】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図４】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図５】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図６】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図７】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図８】本発明に係る高圧放電ランプの説明図である。
【図９】従来に係る高圧放電ランプの説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 光照射装置
２ 高圧放電ランプ
２１ 放電管
２１１ 発光部
２１１１ 中央部
２１１２ 縮径部
２１２ 一方の封止部
２１３ 他方の封止部
２１４ 発光部の内部
２１５ 中央部
２１６ 縮径部
２１７ 過冷却防止部分
２１８ 過熱防止部分
２２ 外管
２２１ 中央部
２２２ 一方の拡径部
２２３ 他方の拡径部
２３１ 一方の電極
２３２ 他方の電極
２４１ 一方の箔
２４２ 他方の箔
２５１ 一方の外部リード
２５２ 他方の外部リード
２６１ 一方の給電線
２６２ 他方の給電線
２７ 空隙
２８１，２８２，２８３ 無機接着剤
２８４ ベース
２９１ 有機接着剤
２９２，２９４，２９５ 無機接着剤
２９３ ベース
３ ジャケット
３１ 流路
４１ 一方の流路形成部材
４１１ 大径の口締め部
４１２ 小径の口締め部
４１３ Ｏリング
４１４ Ｏリング
４１５ 流路
４２ 他方の流路形成部材
４２１ 大径の口締め部
４２２ 小径の口締め部
４２３ Ｏリング
４２４ Ｏリング
４２５ 流路
５１ 反射面
５２ 反射鏡
６ マスクステージ
７ ワークステージ
Ｒ１ 外管の中央部の内径寸法
Ｒ２ 外管の拡径部の内径寸法
Ｒ３ 放電管の発光部の外径寸法
Ｒ４ 放電管の封止部の外径寸法
Ｌ 冷却水
Ｍ マスク
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、
該封止部の両端から突出する外部リードと、
該外部リードに接続された給電線と、
からなる高圧放電ランプにおいて、
外管が前記放電管を覆うように設けられ、
前記発光部の外周面の少なくとも一部が前記外管の内周面に接触状態で配置され、
前記電極の径方向にある前記放電管と前記外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、
前記封止部の一方と前記外管との間に無機接着剤を設けた
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、
該封止部の両端から突出する外部リードと、
該外部リードに接続された給電線と、
からなる高圧放電ランプにおいて、
外管が前記放電管を覆うように設けられ、
前記発光部の外周面の少なくとも一部が前記外管の内周面に接触状態で配置され、
前記電極の径方向にある前記放電管と前記外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、
前記封止部の一方の外周と外管の内周との間にベースを設け、
前記ベースと前記封止部の一方との間に無機接着剤を設け、
前記ベースと前記外管との間に無機接着剤を設けた
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記封止部の他方側の給電線と外管との間に無機接着剤を設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記封止部の他方と外管との間にベースを設け、
前記ベースと前記封止部の他方側の給電線との間に無機接着剤を設け、
前記ベースと前記外管との間に無機接着剤を設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の高圧放電ランプを具備し、
ランプ点灯時において前記高圧放電ランプを冷却する冷却水が前記外管の外周面に沿って流れる流路を形成するジャケットが前記外管の外方に配置された
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項１】
内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、
該封止部の両端から突出する外部リードと、
該外部リードに接続された給電線と、
からなる高圧放電ランプにおいて、
外管が前記放電管を覆うように設けられ、
前記発光部の外周面の少なくとも一部が前記外管の内周面に接触状態で配置され、
前記電極の径方向にある前記放電管と前記外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、
前記封止部の一方と前記外管との間に無機接着剤を設けた
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
内部に一対の電極が対向配置されると共に少なくとも水銀が封入される発光部と該発光部の両端から伸びると共に箔を埋設する封止部とからなる放電管と、
該封止部の両端から突出する外部リードと、
該外部リードに接続された給電線と、
からなる高圧放電ランプにおいて、
外管が前記放電管を覆うように設けられ、
前記発光部の外周面の少なくとも一部が前記外管の内周面に接触状態で配置され、
前記電極の径方向にある前記放電管と前記外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、
前記封止部の一方の外周と外管の内周との間にベースを設け、
前記ベースと前記封止部の一方との間に無機接着剤を設け、
前記ベースと前記外管との間に無機接着剤を設けた
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記封止部の他方側の給電線と外管との間に無機接着剤を設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記封止部の他方と外管との間にベースを設け、
前記ベースと前記封止部の他方側の給電線との間に無機接着剤を設け、
前記ベースと前記外管との間に無機接着剤を設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の高圧放電ランプを具備し、
ランプ点灯時において前記高圧放電ランプを冷却する冷却水が前記外管の外周面に沿って流れる流路を形成するジャケットが前記外管の外方に配置された
ことを特徴とする光照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−３０５７５４（Ｐ２００８−３０５７５４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５３９６９（Ｐ２００７−１５３９６９）
【出願日】平成１９年６月１１日（２００７．６．１１）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１１日（２００７．６．１１）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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