專利名稱：高壓放電燈及其制造方法、以及光照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種高壓放電燈及其制造方法、以及具有該高壓放電燈的光照射裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，紫外線照射裝置被利用于例如粘接劑等的樹脂的硬化處理或印刷基板等的露光處理中，且作為紫外線照射裝置的紫外線光源使用例如高壓放電燈。
高壓放電燈至今已有各種類型被提出，例如在專利文獻(xiàn)1中，如
圖10所示，公開了以下的毛細(xì)管型高壓水銀燈80，其構(gòu)成為，在兩端封閉的玻璃管部81的內(nèi)部相對設(shè)置一對電極83，并且封入有水銀，頂端具有電極83的引線端子84氣密性地貫通封固部82，向軸向外側(cè)突出延伸設(shè)置。
高壓放電燈通常在燈點(diǎn)亮?xí)r被冷卻，但為了防止放電管的破損而想要得到充分的冷卻效果時(shí)，放電管的位于電極周圍的部分被過冷卻，由此，在放電管內(nèi)部的兩端部分處水銀不蒸發(fā)，不能得到充分的水銀蒸氣壓力，其結(jié)果是產(chǎn)生亮度降低的問題。
針對該問題，在上述毛細(xì)管型高壓水銀燈80中，在玻璃管部81的位于電極83周圍的部分上形成有作為過冷卻防止單元的中空層85。
而且，如圖11所示，設(shè)置有在與玻璃管部81的外周面之間形成冷卻水W的流路89的管狀的冷卻套管88，在燈點(diǎn)亮?xí)r冷卻水W沿玻璃管部81的壁面在軸向上流過流路89內(nèi)，從而被冷卻。盡管如此，由于具有中空層85，根據(jù)上述毛細(xì)管型高壓水銀燈80，玻璃管部81通過冷卻水W被直接冷卻，因而能夠得到充分的冷卻效果，并且，玻璃管部81的電極周圍的部分由于有中空層85而減弱冷卻效果，能夠防止過冷卻。
專利文獻(xiàn)l:日本專利第2617978號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，根據(jù)上述構(gòu)造，雖然能夠防止玻璃管部81的位于電極周圍的部分被過冷卻，但形成中空層85是較困難的，容易產(chǎn)生個(gè)體差，因而存在不能切實(shí)地得到穩(wěn)定輸出的問題。
并且，在燈點(diǎn)亮?xí)r，玻璃管部81破損的情況下，有玻璃管部81內(nèi)封入的水銀經(jīng)由例如冷卻水的流路89流出到外部的可能。
本發(fā)明為基于以上情況而成的，第一目的為提供能夠切實(shí)地在長時(shí)間內(nèi)得到穩(wěn)定的輸出的高壓放電燈。
本發(fā)明的第二目的為提供能夠切實(shí)地制造具有所期望的性能的高壓放電燈的制造方法。
本發(fā)明的第三目的為提供具有上述高壓放電燈，能夠切實(shí)地進(jìn)行所期望的光照射處理的光照射裝置。
本發(fā)明的高壓放電燈具有在兩端封閉的內(nèi)管的內(nèi)部相對設(shè)置一對電極并且至少封入有水銀而成的整體為棒狀的放電管；以及外管，在外管的內(nèi)部，放電管的外周面的至少一部分與外管的外周面以接觸狀態(tài)或者密合狀態(tài)配置。其特征在于，放電管的至少位于上述電極周圍的部分的外周面與外管的內(nèi)周面之間形成有延伸于整周的空隙。
在本說明書中，所謂"接觸狀態(tài)"可以是外管的內(nèi)周面(內(nèi)壁)與放電管的外周面(外壁)點(diǎn)接觸或者線接觸的狀態(tài)，也包括一部分為面接觸的狀態(tài)。并且，所謂"密合狀態(tài)"可以是外管的內(nèi)周面與放電管的外周面主要為面接觸的狀態(tài)，即放電管與外管兩者一體化的狀態(tài)。
本發(fā)明的高壓放電燈通過使用兩端具有擴(kuò)徑部的外管，或者使用直管狀外管，使用位于電極周圍的兩端部比中央部直徑小的放電管，能夠構(gòu)成為形成空隙。
本發(fā)明的高壓放電燈的制造方法的特征在于，具有如下工序在外管內(nèi)插入設(shè)置放電管的狀態(tài)下，通過加熱使放電管膨脹，在放電管的至少位于電極周圍的部分的外周面和外管的內(nèi)周面之間形成延伸于整周的空隙的狀態(tài)下，使放電管和外管密合。
本發(fā)明的光照射裝置的特征在于，具有上述高壓放電燈，設(shè)有流路形成部件，該流路形成部件形成在燈點(diǎn)亮?xí)r冷卻該高壓放電燈的冷卻水沿外管的壁面流過的流路。
根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈，是在與放電管的至少位于電極周圍的部分之間形成延伸于整周的空隙的狀態(tài)下，以外管與放電管的外周面接觸或者密合的狀態(tài)設(shè)置的雙重管結(jié)構(gòu)，由此，在燈點(diǎn)亮?xí)r，通過例如使冷卻水沿外管的壁面流過，位于電極周圍的部分由于空隙(空氣層)的存在而減弱冷卻作用。因而，采用了放電管的與外管接觸或者密合的部分通過冷卻水被充分冷卻，能夠防止放電管的破損的構(gòu)成，并且切實(shí)地防止位于電極周圍的部分被過冷卻，不會(huì)產(chǎn)生由水銀未蒸發(fā)引起的亮度降低，因而，能夠切實(shí)地在長時(shí)間內(nèi)得到穩(wěn)定的輸出。并且，由于是雙重管結(jié)構(gòu)，因此在燈點(diǎn)亮?xí)r，即使在放電管破損 的情況下，也能夠防止水銀流到外部。
根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的制造方法，沒有必要采用例如在放電 管中形成中空層等的特殊加工，僅需構(gòu)成為雙重管結(jié)構(gòu)，并在預(yù)定位 置使外管和內(nèi)管之間形成空隙的狀態(tài)下使兩者通過加熱而密合即可， 因而能夠非常容易地制造具有所期望的性能的燈。
根據(jù)本發(fā)明的光照射裝置，由于具有上述高壓放電燈，能夠使高 壓放電燈放射出的紫外線以充分的亮度穩(wěn)定地照射被處理對象(工 件)，因而能夠切實(shí)地進(jìn)行所期望的紫外線照射處理。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈的一個(gè)例子 的構(gòu)成概要的說明用截面圖。
圖2是表示圖1所示的高壓放電燈的主要部分的放大截面圖。
圖3是用于說明圖1所示的高壓放電燈的制造方法的圖，(a)為 表示外管以及放電管的構(gòu)成的說明用截面圖，(b)為表示外管內(nèi)設(shè)置 有放電管的狀態(tài)的說明用截面圖，(c)為(b)的A-A線截面圖，(d) 為表示通過加熱處理使放電管的外周面與外管的內(nèi)周面密合的狀態(tài)的 與(c)相同的切斷部的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈的一個(gè)例子 的構(gòu)成概要的說明用截面圖。
圖5是表示圖4所示高壓放電燈的主要部分的放大截面圖。
圖6是表示本發(fā)明的光照射裝置的一個(gè)例子的構(gòu)成概要的說明用
截面圖。
圖7是圖6的B-B線截面圖。
圖8是表示本發(fā)明的高壓放電燈的其他結(jié)構(gòu)例的主要部分的截面圖。圖9是表示本發(fā)明的高壓放電燈的另一結(jié)構(gòu)例的主要部分的截面圖。
圖10是表示現(xiàn)有的高壓放電燈的一個(gè)例子的構(gòu)成概要的說明用 截面圖。
圖11是用于說明圖io所示的高壓放電燈的使用狀態(tài)的說明用截面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的高壓放電燈是由構(gòu)成放電管的內(nèi)管、以及外管構(gòu)成的雙 重管結(jié)構(gòu)，在放電管的位于電極周圍的部分的外周面和外管的內(nèi)周面 之間形成延伸于整周的空隙，由此形成過冷卻防止結(jié)構(gòu)。
第一實(shí)施方式
第一實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈構(gòu)成為通過采用特定結(jié)構(gòu)作為外 管，在放電管的電極周圍的部分的外周面和外管的內(nèi)周面之間形成延 伸于整周的空隙。以下，對該第一實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈的構(gòu)成 進(jìn)行具體說明。
圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈的一個(gè)例子
的構(gòu)成概要的說明用截面圖。圖2是表示圖1所示高壓放電燈的主要
部分的放大截面圖。
該高壓放電燈IO構(gòu)成為由以下兩部分構(gòu)成整體為棒狀的放電管 11，在兩端封固、由例如石英玻璃形成的直管狀的內(nèi)管12的內(nèi)部，分
別相對設(shè)置由例如鎢形成的一對棒狀的電極16，各電極16氣密性地埋 設(shè)于形成于內(nèi)管12上的桿狀的封固部13，通過由例如鉬形成的金屬箔 17，從封固部13的外端向軸向外側(cè)突出延伸，與外部引線18電連接； 以及設(shè)置于該放電管ll內(nèi)部，由例如石英玻璃形成的外管20。
放電管11的封固部13為例如通過使作為內(nèi)管12的構(gòu)成材料的管體的兩端部達(dá)到熔融狀態(tài)，并使其內(nèi)部減壓的壓縮封閉法形成，比放 電管11的中央部14 (相當(dāng)于發(fā)光區(qū)域的部分)的直徑小。
該高壓放電燈io構(gòu)成為例如稱為"毛細(xì)管燈"的毛細(xì)管型高壓水 銀燈，在放電管11的內(nèi)部封入例如lmg/cn^以上的水銀，并且封入適 量的氬氣等稀有氣體。然后，放射例如波長為350 450nm的紫外線。
外管20為在兩端部形成有比中央部21的內(nèi)徑尺寸大的擴(kuò)徑部22 的例如為管狀的物體，各擴(kuò)徑部22形成在放電管11的位于處于內(nèi)部 空間(放電空間)內(nèi)的電極部分的周圍的部分，換言之與該電極部分 的軸向長度相當(dāng)?shù)亩瞬坎糠?以下稱為"過冷卻防止部分15")所對 應(yīng)的位置上，因而，外管20在放電管11的過冷卻防止部分15的外周 面以及與該過冷卻防止部分15接續(xù)的封固部13的一部分的外周面和 外管20的內(nèi)周面之間形成有延伸于整周的空隙30的狀態(tài)下，被設(shè)置 成其中央部21的內(nèi)周面與放電管11的中央部14的外周面為例如接觸 狀態(tài)。
放電管11和外管20通過設(shè)置于外部引線18上的底座25由粘接 劑26固定，放電管11和外管20之間的空隙中形成有空氣層或者由適 當(dāng)?shù)臍怏w形成的氣體層。
空隙30的大小，亦即外管20的擴(kuò)徑部22的內(nèi)徑L2與放電管11 的過冷卻防止部分15的外徑Ll之間的差優(yōu)選為例如2mm以上，由此， 燈點(diǎn)亮?xí)r被冷卻的時(shí)候，放電管11的過冷卻防止部分15能夠切實(shí)地 防止過冷卻。
粘接劑26可以使用無機(jī)粘接劑或者有機(jī)粘接劑。特別地，無機(jī)粘 接劑(例如7 3ir，厶S (朝日化學(xué)工業(yè)(株)))能夠以較高的強(qiáng)度 固定。并且，通過僅在任意一邊的封固部上設(shè)置粘接劑，都能夠容許 放電管和外管之間的膨脹量的不同，能夠防止由于該膨脹量的不同引起破損。進(jìn)而，可以在任意一邊的封固部上使用無機(jī)粘接劑，并在另 一邊的封固部上使用有機(jī)粘接劑(例如硅粘接劑)。由于有機(jī)粘接劑 比無機(jī)粘接劑更有柔軟性，因此能夠在放電管膨脹的情況下由有機(jī)粘 接劑的柔軟性吸收。
該高壓放電燈10能夠按照以下方法制作。
首先，在例如圓筒狀的管體的內(nèi)部封入適量的水銀，并且將各個(gè)
桿狀的電極16和外部引線18通過金屬箔17電連接構(gòu)成的電極結(jié)構(gòu)體 從管體的兩側(cè)插入，使電極16相對設(shè)置，通過例如壓縮封閉法封固管 體的兩端部，從而制成放電管ll。
另一方面，準(zhǔn)備具有與如此得到的放電管11的外徑尺寸相同大小 的內(nèi)徑尺寸，并且具有與放電管11的中央部14相當(dāng)?shù)拈L度(相當(dāng)于 發(fā)光區(qū)域的部分的長度)的圓筒狀的主管體，以及分別比主管體內(nèi)徑 尺寸大的兩個(gè)擴(kuò)徑部形成用管體，通過在主管體的兩端連接擴(kuò)徑部形 成用管體，在放電管11已配置于其內(nèi)部的狀態(tài)下，制作至少在與放電 管11的過冷卻防止部分15相對應(yīng)的部分上具有擴(kuò)徑部22的外管20。
接著，通過將放電管11嵌合于外管20的內(nèi)部，能夠得到上述構(gòu) 成的高壓放電燈10。
上述高壓放電燈IO的一個(gè)結(jié)構(gòu)例為放電管11的中央部14的內(nèi) 徑為巾3.4腿，放電管ll的中央部14的外徑為d)7. 4mm，封固部13的 外徑為d)6mm，放電管11的全長為150mm，電極間距離為100mm，位于 放電空間內(nèi)的電極部分的長度為3mm，水銀的封入量為44mg/cm3，外管 20的中央部21的外徑為4>9. 5mm，外管20的中央部21的內(nèi)徑為4> 7.4mm，擴(kuò)徑部22的長度為60mm，擴(kuò)徑部22的內(nèi)徑為cMlmm，放電管 的過冷卻防止部分與外管之間的空隙的大小為3.6mm。燈點(diǎn)亮?xí)r高壓放電燈10的額定電壓為2000V，額定電流為1.25A, 燈功率為2500W。
上述高壓放電燈10為例如燈點(diǎn)亮?xí)r的管壁負(fù)荷在100W/cm2以上的 高輸出的燈，燈點(diǎn)亮?xí)r通過例如冷卻水冷卻高壓放電燈10的整體。
然而，根據(jù)上述構(gòu)成的高壓放電燈10，外管20在與放電管11的 過冷卻防止部分15的外周面以及其接續(xù)的封固部13的外周面之間形 成有延伸于整周的空隙30的狀態(tài)下，與放電管11的中央部14的外周 面以接觸狀態(tài)配置的雙重管結(jié)構(gòu)，從而通過在燈點(diǎn)亮?xí)r使例如冷卻水 沿外管20的壁面流過，來冷卻高壓放電燈10，由此過冷卻防止部分 15由于存在空隙30 (空氣層)，冷卻作用被減弱。因而，放電管11 的與外管20相接觸的中央部通過冷卻水被充分冷卻，能夠防止放電管 ll的破損，并且過冷卻防止部分15能夠切實(shí)地防止過冷卻，其結(jié)果為 不會(huì)產(chǎn)生由水銀未蒸發(fā)引起的亮度降低，能夠在長時(shí)間內(nèi)切實(shí)地得到 穩(wěn)定的輸出。
在此，該高壓放電燈10中，放電管11的中央部14的外周面與外 管20的內(nèi)周面為接觸狀態(tài)(點(diǎn)接觸或者線接觸的狀態(tài))，并且由于由 例如石英玻璃形成的放電管11和外管20分別在其表面上具有細(xì)微的 凹凸，因此實(shí)際上，在放電管11和外管20之間散布有極微小的間隙， 但是即使在存在例如最大為lOOym左右的間隙的情況下，也能夠得到 充分的冷卻效果。
并且，由于是雙重管結(jié)構(gòu)，因此在燈點(diǎn)亮?xí)r，即使放電管ll破損 也能夠防止水銀流到外部。
該種形成有過冷卻防止結(jié)構(gòu)的高壓放電燈10沒有必要進(jìn)行例如 在放電管上形成中空層等的特殊加工，可以通過構(gòu)成為向在預(yù)定位置 上形成有擴(kuò)徑部22的外管20插入設(shè)置放電管11的雙重管結(jié)構(gòu)來制作，而且，加工在管軸方向上具有平均內(nèi)徑尺寸的管體來形成擴(kuò)徑部22能 夠容易地進(jìn)行，因此能夠容易且切實(shí)地制作具有所希望的性能的燈。
以上，對本發(fā)明的第一實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈的一個(gè)例子進(jìn) 行了說明，在本發(fā)明的高壓放電燈中，由于能夠得到更高的冷卻效率， 因此優(yōu)選放電管的中央部的外周面與外管的內(nèi)周面構(gòu)成為密合狀態(tài)。
亦即，由于放電管的中央部的外周面與外管的內(nèi)周面構(gòu)成為僅為 接觸狀態(tài)的情況下存在的極微小的間隙消失，能夠防止燈點(diǎn)亮?xí)r放電 管發(fā)出的熱傳遞被該間隙阻礙，由此，能夠得到更高的冷卻效率。
該種高壓放電燈能夠按照例如以下方法制作。
如圖3 (a)所示，與上述相同，制作放電管ll，并且準(zhǔn)備具有比 放電管11的外徑稍大的內(nèi)徑尺寸，并且具有與放電管11的中央部14 相當(dāng)?shù)拈L度的圓筒狀的主管體，以及分別比主管體內(nèi)徑尺寸大的兩個(gè) 擴(kuò)徑部形成用管體，通過在主管體的兩端連接擴(kuò)徑部形成用管體，在 放電管11已配置于其內(nèi)部的狀態(tài)下，制作至少在與放電管11的過冷 卻防止部分15相對應(yīng)的部分上具有擴(kuò)徑部22的外管20。
接著，如圖3 (b)所示，在外管20的內(nèi)部插入設(shè)置放電管11。 在該狀態(tài)下，如圖3 (c)所示，放電管11的中央部14的外周面和外 管20的內(nèi)周面之間為存在有微小的環(huán)狀空隙35的狀態(tài)。
并且，在放電管11設(shè)置于外管20內(nèi)的狀態(tài)下，通過例如電爐等 加熱，如圖3(d)所示，使放電管11的中央部14的外周面與外管20 的內(nèi)周面密合。亦即，放電管11的內(nèi)管12以及外管20均由例如石英 玻璃制作， 一般已知石英玻璃被加熱到例如125(TC左右的溫度的話， 變?yōu)樯晕⒕哂腥彳浶缘臓顟B(tài)。并且，由于放電管11內(nèi)封入有水銀，通 過加熱水銀蒸發(fā)、放電管11內(nèi)的壓力上升，因而放電管11膨脹至與外管20的內(nèi)壁相接觸的狀態(tài)，進(jìn)而，隨著放電管ll的膨脹，外管20 變形，由此，放電管11的中央部14的外周面與外管20的內(nèi)周面變?yōu)?密合狀態(tài)，放電管11與外管20兩者一體化。
加熱處理終了后，高壓放電燈被冷卻，但由于放電管ll封入有水 銀，因而放電管11的內(nèi)壓比大氣壓高，直到放電管11的溫度達(dá)到水 銀的蒸發(fā)停止的例如36(TC左右，石英玻璃變得十分堅(jiān)硬，因此即使高 壓放電燈被冷卻，放電管ll也不會(huì)收縮，維持放電管11與外管20的 密合狀態(tài)。
在以上的制造方法中，加熱保持時(shí)間根據(jù)外管20的內(nèi)徑和放電管 11的外徑的尺寸差(環(huán)狀空隙35的大小)設(shè)定，具體來說尺寸差越大 則加熱保持時(shí)間設(shè)定得越長。
例如內(nèi)管12的壁厚為2mm，外管20的壁厚為lmm，尺寸差為 O.lmm的情況下，設(shè)定為例如125(TC的溫度下，加熱保持時(shí)間為3.5 小時(shí)左右。
另外，加熱處理并不僅限于以電爐加熱的方法，也可以通過需要 較長時(shí)間的噴燒器加熱。
第二實(shí)施方式
該第二實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈為通過使用例如內(nèi)徑尺寸在軸 向均勻的直管狀物作為外管，并且使用位于電極的周圍的過冷卻防止 部分比中央部直徑小的棒狀物作為放電管，在放電管的至少過冷卻防 止部分的外周面和外管的內(nèi)周面之間形成延伸于整周的空隙。以下， 對該第二實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈的構(gòu)成進(jìn)行具體說明。
圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈的一個(gè)例子 的構(gòu)成概要的說明用截面圖。圖5是表示圖4所示高壓放電燈的主要部分的放大截面圖。在圖4和圖5中，為了方便，對與上述第一實(shí)施 方式相關(guān)的高壓放電燈相同的構(gòu)成部件標(biāo)以相同的符號(hào)，并且省略其 說明。
該高壓放電燈40構(gòu)成為，在位于處于放電空間內(nèi)的電極部分周圍
的過冷卻防止部分45，具有與比中央部44的外形尺寸L4小的外徑尺 寸L3的封固部43相接續(xù)、形成有向著軸向外側(cè)外徑尺寸變小的縮徑 部46的內(nèi)管42，除此之外，還有與上述第一實(shí)施方式相關(guān)的燈具有相 同構(gòu)成的放電管41，以及內(nèi)部設(shè)置有放電管41，內(nèi)徑尺寸為在管軸方 向上均勻的直管狀的外管50，放電管41的過冷卻防止部分45以及與 該過冷卻防止部分45接續(xù)的封固部43的外周面與外管50的內(nèi)周面之 間形成有延伸于整周的空隙30。
該種第二實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈能夠通過與上述第一實(shí)施方 式相關(guān)的高壓放電燈相同的方法制作。
根據(jù)上述構(gòu)成的高壓放電燈40，與第一實(shí)施方式相關(guān)的燈有相同 的效果，亦即通過在燈點(diǎn)亮?xí)r使例如冷卻水沿外管50的壁面流過，來 冷卻高壓放電燈40,從而過冷卻防止部分45由于空隙30 (空氣層) 的存在，冷卻作用被減弱，因而，采用了放電管41的與外管50接觸 或者密合的中央部44通過冷卻水被充分冷卻，能夠防止放電管41的 破損的構(gòu)成，并且過冷卻防止部分45能夠切實(shí)地防止過冷卻，其結(jié)果 為不會(huì)產(chǎn)生由水銀未蒸發(fā)引起的亮度降低，能夠在長時(shí)間內(nèi)切實(shí)地得 到穩(wěn)定的輸出。
并且，由于是雙重管結(jié)構(gòu)，因此在燈點(diǎn)亮?xí)r，即使放電管41破損 也能夠防止水銀流到外部。
進(jìn)而，由于將放電管41構(gòu)成為其過冷卻防止部分45比中央部44 直徑小的操作能夠更加容易地進(jìn)行，因而能夠容易且切實(shí)地制作具有所希望的性能的燈。
即使在該第二實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈40中，放電管41構(gòu)成
為其中央部44與外管50的內(nèi)周面以接觸狀態(tài)配置的話，能夠在燈點(diǎn) 亮?xí)r得到充分的冷卻效果，但通過放電管41構(gòu)成為其中央部44與外 管50的內(nèi)周面以密合狀態(tài)配置，能夠得到更高的冷卻效率。
光照射裝置
本發(fā)明的光照射裝置構(gòu)成為具有上述高壓放電燈，且設(shè)置有流路 形成部件，來區(qū)劃在燈點(diǎn)亮?xí)r冷卻燈的冷卻水沿外管的壁面流過的流 路。
圖6是表示本發(fā)明的光照射裝置的一個(gè)例子的構(gòu)成概要的說明用 截面圖。圖7是圖6的B-B線截面圖。
該光照射裝置具有例如上述第一實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈10 作為光源，以及冷卻機(jī)構(gòu)，該冷卻機(jī)構(gòu)由以下構(gòu)成圓筒狀的冷卻套 管60，其在內(nèi)部有高壓放電燈10穿過的狀態(tài)下，沿高壓放電燈10的 管軸延伸設(shè)置，作為形成冷卻水W流過與高壓放電燈10的外周面之間 的冷卻水流路65的流路形成部件；以及設(shè)置于高壓放電燈10和冷卻 套管60的兩端，內(nèi)部空間連通高壓放電燈10和冷卻套管60之間的冷 卻水流路65的冷卻水供給流路形成部件61以及冷卻水排出流路形成 部件62。
冷卻水供給流路形成部件61以及冷卻水排出流路形成部件62整 體是大致L字型的管狀，高壓放電燈10和冷卻套管60在以例如管軸 在水平方向上延伸的姿勢連接的狀態(tài)下，通過軸向內(nèi)側(cè)的封口部63例 如由0環(huán)(未圖示)保持固定冷卻套管60的外周面，并且通過軸向外 側(cè)的封口部64例如由0環(huán)(未圖示)保持固定高壓放電燈10的外周 面。冷卻套管60由能夠透過由高壓放電燈IO放射出的紫外線的材料， 例如石英玻璃構(gòu)成。
在相對于光照射方向(圖6和圖7的下方向)的高壓放電燈10的 背面?zhèn)?，具有例如截面為拋物線狀的反射面71的導(dǎo)水管狀的反射鏡70 在其第一焦點(diǎn)與高壓放電燈10的中心(連接高壓放電燈10的一對電 極16的中心的直線) 一致的狀態(tài)下，沿高壓放電燈IO延伸設(shè)置，從 高壓放電燈10放射出來的光直接或者通過反射鏡70反射，成為平行 光，經(jīng)由保持于掩模臺(tái)75上的掩模M，照射到放置在工作臺(tái)76上、 涂布有例如抗蝕劑等感光劑的液晶板或者半導(dǎo)體元件等工件77上。其 中，反射面71由例如二氧化鈦以及二氧化硅等不同的反射層交替蒸發(fā) 形成的多層膜形成。
在上述光照射裝置中，在高壓水銀燈10點(diǎn)亮?xí)r，通過未圖示的適 當(dāng)?shù)睦鋮s水供給單元(泵)供給冷卻水W。其中，高壓放電燈10的冷 卻通過以例如5L (升)/min的流量循環(huán)冷卻水W來達(dá)成。
所供給的冷卻水W在高壓放電燈10和冷卻套管60之間形成的冷 卻水流路65內(nèi)，沿高壓放電燈10的壁面，具體來說是外管20的外周 面流過，冷卻高壓放電燈IO的整體后，經(jīng)由冷卻水排出流路形成部件 62排出。
然而，根據(jù)上述光照射裝置，在燈點(diǎn)亮?xí)r選擇性地冷卻高壓放電 燈10，亦即放電管11的過冷卻防止部分15由于空隙30 (空氣層)的 存在而減弱冷卻作用，并且與放電管11的外管20相接觸的中央部14 被冷卻水W充分冷卻，因而構(gòu)成為能夠防止放電管11的破損，并且過 冷卻防止部分15能夠切實(shí)地防止過冷卻，不會(huì)產(chǎn)生起因?yàn)樗y未蒸發(fā) 導(dǎo)致的亮度降低的問題，能夠在長時(shí)間內(nèi)切實(shí)地得到穩(wěn)定的輸出，因 而，能夠切實(shí)地進(jìn)行所期望的紫外線照射處理。并且，由于高壓放電燈IO為雙重管結(jié)構(gòu)，因而萬一在燈點(diǎn)亮?xí)r， 即使是放電管11破損的情況下，也能夠防止水銀經(jīng)由冷卻水W的循環(huán) 流路向外部流出，能夠防止光照射裝置的污染。
以上對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不僅限于上 述的實(shí)施方式，也可以加以各種變更。
例如，第一實(shí)施方式相關(guān)的高壓放電燈中，也可以構(gòu)成為外管的 擴(kuò)徑部在放電管的至少位于突出于內(nèi)部空間的電極部分的周圍的過冷 卻防止部分的外周面和外管的內(nèi)周面之間形成在整周延伸的空隙，例
如如圖8所示，也可以構(gòu)成為擴(kuò)徑部22形成為由位于比放電管11的 過冷卻防止部分15靠軸向內(nèi)側(cè)的部分向軸向外側(cè)延伸，在包括放電管 11的過冷卻防止部分15的外周面和外管20的內(nèi)周面之間的區(qū)域的部 分上形成在整周延伸的空隙30。
并且，外管的形狀并不特別限定，可以采用具有與放電管的外形 形狀對應(yīng)的內(nèi)形形狀，例如放電管的外形形狀為橢圓狀的情況下，外 管的內(nèi)形形狀被加工成(形成)可以內(nèi)包放電管的大小的橢圓狀，根 據(jù)上述方法，在內(nèi)部設(shè)置放電管的狀態(tài)下，使放電管的中央部的外周 面與外管的內(nèi)周面密合即可。
并且，本發(fā)明并不僅限于毛細(xì)管燈，也可以適用于在燈點(diǎn)亮?xí)r需 要冷卻的例如金鹵燈等的高輸出的高壓放電燈，在金鹵燈的情況下， 將例如碘化鐵等金屬鹵化物以及例如氬氣等的稀有氣體一起封入放電 管內(nèi)。
進(jìn)而，上述實(shí)施例相關(guān)的高壓放電燈的封固部也可以為通過使石 英玻璃的管體變?yōu)槿廴跔顟B(tài)后將其壓潰的壓縮封閉法形成，或者加熱 電極的外周，直接巻起中間玻璃(電極與石英玻璃的中間線膨脹率的級封閉法形成，亦即并非限定的。 另外，如圖9所示，根據(jù)封固方法不同，有時(shí)封固部13A并不在
垂直于高壓放電燈10的管軸方向的方向上縮小(也包括擴(kuò)大的情況)，
但是在該情況下，可以使用第一實(shí)施方式相關(guān)的構(gòu)成，亦即兩端部具
有擴(kuò)徑部22的外管20，通過將外管20的擴(kuò)徑部22的內(nèi)徑L6設(shè)為比 封固部13的最大外徑L5大，在放電管11的過冷卻防止部分15的外 周面和外管20的內(nèi)周面之間形成延伸于整周的空隙30，由此能夠形成 所期望的過冷卻防止結(jié)構(gòu)。
并且，本發(fā)明的光照射裝置只要是構(gòu)成為具有本發(fā)明相關(guān)的高壓 放電燈，以及在燈點(diǎn)亮?xí)r冷卻高壓放電燈的冷卻水形成的冷卻機(jī)構(gòu)， 并不特別限定其他構(gòu)成部件的具體的構(gòu)成。
例如，反射鏡可以選擇具有適應(yīng)處理目的的所需的光學(xué)特性，具 體來說即以平行光照射工件的功能，或者聚光照射工件的功能，可以 使用例如具有截面為橢圓狀的反射面的導(dǎo)水管狀的反射鏡。該情況下， 高壓放電燈配置在其中心和反射鏡的第一焦點(diǎn)一致的位置上，從而由 高壓放電燈發(fā)出的光聚光于反射鏡的第二焦點(diǎn)的位置。
權(quán)利要求
1. 一種高壓放電燈，其特征在于，具有在兩端封閉的內(nèi)管的內(nèi)部相對設(shè)置一對電極并且至少封入有水銀而成的整體為棒狀的放電管；以及外管，在外管的內(nèi)部，放電管的外周面的至少一部分與外管的外周面以接觸狀態(tài)或者密合狀態(tài)配置，放電管的至少位于上述電極周圍的部分的外周面與外管的內(nèi)周面之間形成有延伸于整周的空隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓放電燈，其特征在于，外管的兩端具有擴(kuò)徑部，通過該擴(kuò)徑部形成空隙。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，外管為直管狀，放電管的位于電極周圍的兩端部比中央部的直徑小，由此形成空隙。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，上述放電管和上述外管通過粘接劑固定。
5. —種高壓放電燈的制造方法，其特征在于，具有如下工序在外管內(nèi)插入設(shè)置放電管的狀態(tài)下，通過加熱使放電管膨脹，在放電管的至少位于電極周圍的部分的外周面和外管的內(nèi)周面之間形成延伸于整周的空隙的狀態(tài)下，使放電管和外管密合。
6. —種光照射裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1 權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的高壓放電燈，設(shè)有流路形成部件，該流路形成部件形成燈點(diǎn)亮?xí)r冷卻該高壓放電燈的冷卻水沿外管的壁面流過的流路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠在長時(shí)間內(nèi)切實(shí)地得到穩(wěn)定的輸出的高壓放電燈以及能夠切實(shí)地得到該種燈的制造方法和能夠切實(shí)地實(shí)行所期望的光照射處理的光照射裝置。高壓放電燈是由在兩端封閉的棒狀內(nèi)管的內(nèi)部相對設(shè)置一對電極并且至少封入有水銀而成的放電管以及外管構(gòu)成的雙重管結(jié)構(gòu)，在外管的內(nèi)部，放電管的外周面的至少一部分與外管的外周面以接觸狀態(tài)或者密合狀態(tài)配置，且放電管的至少位于上述電極周圍的部分的外周面與外管的內(nèi)周面之間形成有延伸于整周的空隙。上述高壓放電燈可以通過具有在外管內(nèi)插入設(shè)置放電管的狀態(tài)下，通過加熱使放電管膨脹，使放電管和外管密合的工序的方法得到。光照射裝置具有上述高壓放電燈。
文檔編號(hào)H01J61/34GK101533753SQ20081008387
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者大久保啟介, 森和之, 田川幸治 申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社