JP2008262846A - Light irradiation device - Google Patents

Light irradiation device Download PDF

Info

Publication number
JP2008262846A
JP2008262846A JP2007105654A JP2007105654A JP2008262846A JP 2008262846 A JP2008262846 A JP 2008262846A JP 2007105654 A JP2007105654 A JP 2007105654A JP 2007105654 A JP2007105654 A JP 2007105654A JP 2008262846 A JP2008262846 A JP 2008262846A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
discharge lamp
light irradiation
tube
pressure discharge
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.)
Withdrawn
Application number
JP2007105654A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Mori
和之 森
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.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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 Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2007105654A priority Critical patent/JP2008262846A/en
Publication of JP2008262846A publication Critical patent/JP2008262846A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light irradiation device for uniformly cooling a high-pressure discharge lamp. <P>SOLUTION: The light irradiation device comprises a high-pressure discharge lamp, a jacket arranged outside the high-pressure discharge lamp, a reflecting mirror arranged along the high-pressure discharge lamp. The high-pressure discharge lamp is provided with a discharge tube and an outer tube arranged outside the discharge lamp, mercury and a pair of electrode opposed to each other are sealed inside the discharge tube, and gas with a thermal conductivity higher than air is sealed inside the outer tube. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、紫外線を照射するための光照射装置に関する。   The present invention relates to a light irradiation apparatus for irradiating ultraviolet rays.

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り、高圧放電ランプ92の管軸方向に沿った断面図である。
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ジャケット93を配置したものである。ジャケット93は、小径を有する円筒状の石英ガラス931と大径を有する円筒状の石英ガラス932とからなり、小径の石英ガラス931と大径の石英ガラス932の中心軸が一致するように構成される。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。
ジャケット93の中心軸に延在するように高圧放電ランプ92が配置されるため、高圧放電ランプ92は、その外周に円環状の支持部材94が配置され、小径の石英ガラス931の内周面に支持される。
中心軸に延在するように高圧放電ランプ92を配置したジャケット93は、その管軸方向の両端を塞ぐように一対のキャップ95,96が配置される。一方のキャップ95には、高圧放電ランプ92を冷却するための冷却風Gが通る通気口951が設けられる。また、他方のキャップ96には、高圧放電ランプ92を冷却した冷却風Gを排気する排気口961が設けられる。
An apparatus using ultraviolet rays such as a curing process of a resin such as an adhesive or an exposure process of a printed board includes a light irradiation apparatus using a high-pressure discharge lamp. There existed what was described in patent document 1 as such a light irradiation apparatus.
FIG. 9 is an explanatory diagram for the conventional light irradiation device 91 described in Patent Document 1, and is a cross-sectional view of the high-pressure discharge lamp 92 along the tube axis direction.
The light irradiation device 91 includes a high-pressure discharge lamp 92 which will be described later, and a jacket 93 is disposed outward along the longitudinal direction thereof. The jacket 93 includes a cylindrical quartz glass 931 having a small diameter and a cylindrical quartz glass 932 having a large diameter, and is configured such that the central axes of the small diameter quartz glass 931 and the large diameter quartz glass 932 coincide. The Since the jacket 93 functions as a flow path for the cooling water L, the small diameter quartz glass 931 and the large diameter quartz glass 932 are formed so that a flow path is formed between the small diameter quartz glass 931 and the large diameter quartz glass 932. Both ends in the tube axis direction are sealed. Further, in order to supply and discharge the cooling water L to and from the jacket 93, tubular connecting pipes that serve as supply and discharge paths for the cooling water L are connected to both ends of the jacket 93.
Since the high-pressure discharge lamp 92 is disposed so as to extend to the central axis of the jacket 93, an annular support member 94 is disposed on the outer periphery of the high-pressure discharge lamp 92, and the inner peripheral surface of the small-diameter quartz glass 931 is disposed. Supported.
The jacket 93 in which the high-pressure discharge lamp 92 is arranged so as to extend to the central axis is provided with a pair of caps 95 and 96 so as to close both ends in the tube axis direction. One cap 95 is provided with a vent 951 through which the cooling air G for cooling the high-pressure discharge lamp 92 passes. The other cap 96 is provided with an exhaust port 961 for exhausting the cooling air G that has cooled the high-pressure discharge lamp 92.

従来の光照射装置91に用いられる高圧放電ランプ92を図10に示す。図10は、従来の高圧放電ランプ92の説明図であり、放電管921の管軸方向に沿った断面図である。
管状の石英ガラスからなる放電管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。放電管921の内部926には、一対の電極923が放電管921の中心軸に延在するように配置される。放電管921の管軸方向の両端は、外部リード925が突出する封止部922が形成される。封止部922には金属箔924が埋設され、電極923と外部リード925を電気的に接続される。
A high-pressure discharge lamp 92 used in a conventional light irradiation device 91 is shown in FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional high-pressure discharge lamp 92 and is a cross-sectional view along the tube axis direction of the discharge tube 921.
A light emitting metal such as mercury and a rare gas are enclosed in an interior 926 of a discharge tube 921 made of tubular quartz glass. A pair of electrodes 923 are arranged in the interior 926 of the discharge tube 921 so as to extend to the central axis of the discharge tube 921. Sealing portions 922 from which the external leads 925 protrude are formed at both ends of the discharge tube 921 in the tube axis direction. A metal foil 924 is embedded in the sealing portion 922, and the electrode 923 and the external lead 925 are electrically connected.

従来の高圧放電ランプ91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。さらに、一方のキャップ95の通気口951から空気を冷却風Gとして送風することにより、ジャケット93の中心軸に延在するように配置された高圧放電ランプ92が冷却風Gによって冷却され、他方のキャップ96の排気口961から冷却風Gが排出される。   A power supply (not shown) is connected to the external lead 925 of the conventional high-pressure discharge lamp 91. When the lamp 92 is lit, the supplied high-pressure discharge lamp 92 becomes high temperature due to heat generated by the discharge between the electrodes 923. As shown in FIG. 9, the high-pressure discharge lamp 92 that has reached a high temperature is cooled by flowing cooling water L through a flow path inside a jacket 93 disposed outside the high-pressure discharge lamp 92. Further, by blowing air from the vent 951 of one cap 95 as the cooling air G, the high pressure discharge lamp 92 arranged to extend to the central axis of the jacket 93 is cooled by the cooling air G, and the other The cooling air G is discharged from the exhaust port 961 of the cap 96.

特開平06−267512号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-267512 特開平08−148121号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-148121

しかしながら、冷却風Gを一方のキャップ95の通気口951から他方のキャップ96の排気口961に流すと放電管921の外周面での冷却量が異なってしまう。すなわち、一方のキャップ95の通気口951からは冷却風Gが導入されるので、一方のキャップ95の通気口951の近くにある放電管921の外周面は、冷却量が大きい。これに対し、冷却風Gは高圧放電ランプ92の熱を奪って流れて他方のキャップ96から排気されるので、他方のエンドギャップ96の排気口961近くにある放電管921の外周面は冷却量が小さい。これにより、放電管921の外周面の温度分布が均一でないため、高圧放電ランプ91の一方の端部は過度に冷却され、封入された水銀などの発光金属が未蒸発となって照度低下を招くことがあった。また、高圧放電ランプ91の他方の端部は冷却が不十分になり、過熱によって破損することがあった。   However, if the cooling air G is allowed to flow from the vent 951 of one cap 95 to the exhaust port 961 of the other cap 96, the cooling amount on the outer peripheral surface of the discharge tube 921 will be different. That is, since the cooling air G is introduced from the vent hole 951 of one cap 95, the outer peripheral surface of the discharge tube 921 near the vent hole 951 of one cap 95 has a large amount of cooling. On the other hand, the cooling air G takes heat from the high-pressure discharge lamp 92 and is exhausted from the other cap 96, so that the outer peripheral surface of the discharge tube 921 near the exhaust port 961 of the other end gap 96 is cooled. Is small. Thereby, since the temperature distribution on the outer peripheral surface of the discharge tube 921 is not uniform, one end portion of the high-pressure discharge lamp 91 is excessively cooled, and the light emitting metal such as enclosed mercury is not evaporated, resulting in a decrease in illuminance. There was a thing. In addition, the other end of the high-pressure discharge lamp 91 is not sufficiently cooled and may be damaged by overheating.

特許文献2には、特許文献1のように冷却水を用いて、高圧放電ランプを冷却する光照射装置が記載されている。特許文献2は、冷却風Gを用いない点で特許文献1と相違する。特許文献2の光照射装置の問題点を、図7を用いて説明する。
特許文献2の光照射装置91は、高圧放電ランプ92の外周に設けたジャケット93を流れる冷却水によって冷却されるため、冷却風Gによる放電管921の外周面の温度分布の不均一は発生しない。しかし、放電管921の内部の発光金属の封入量を増やしたり、入力電力を増やすと、放電管921の発熱量が増加し、特許文献2の光照射装置91では充分に冷却することができない問題があった。そこで、放電管921の外径を大きくすることで、冷却される放電管921の外周面を大きくすることが考えられる。しかし、放電管921の外周面を大きくすると、ランプ92点灯時、放電管921内の電極923間のアーク径が大きくなり、線光源としての機能が低下することになる。
Patent Document 2 describes a light irradiation device that cools a high-pressure discharge lamp using cooling water as in Patent Document 1. Patent Document 2 is different from Patent Document 1 in that the cooling air G is not used. The problem of the light irradiation apparatus of patent document 2 is demonstrated using FIG.
Since the light irradiation device 91 of Patent Document 2 is cooled by cooling water flowing through a jacket 93 provided on the outer periphery of the high-pressure discharge lamp 92, the temperature distribution on the outer peripheral surface of the discharge tube 921 due to the cooling air G does not occur. . However, if the amount of light-emitting metal enclosed in the discharge tube 921 is increased or the input power is increased, the amount of heat generated in the discharge tube 921 increases, and the light irradiation device 91 of Patent Document 2 cannot be cooled sufficiently. was there. Therefore, it is conceivable to increase the outer peripheral surface of the discharge tube 921 to be cooled by increasing the outer diameter of the discharge tube 921. However, when the outer peripheral surface of the discharge tube 921 is enlarged, the arc diameter between the electrodes 923 in the discharge tube 921 increases when the lamp 92 is lit, and the function as a linear light source is reduced.

そこで、本願の目的は、高圧放電ランプを均一に冷却する光照射装置を提供することである。   Then, the objective of this application is providing the light irradiation apparatus which cools a high pressure discharge lamp uniformly.

第1の発明に係る光照射装置は、高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプの外方に配置したジャケットと、前記高圧放電ランプに沿って配置した反射鏡と、からなる光照射装置において、前記高圧放電ランプは放電管と該放電管の外方に配置された外管とを具え、前記放電管の内部には水銀と一対の対向された電極とが封入され、前記外管の内部には空気より熱伝導率の大きな気体が封入されたことを特徴とする。   A light irradiation apparatus according to a first aspect of the present invention is the light irradiation apparatus comprising a high pressure discharge lamp, a jacket disposed outside the high pressure discharge lamp, and a reflecting mirror disposed along the high pressure discharge lamp. The high-pressure discharge lamp includes a discharge tube and an outer tube disposed outside the discharge tube, and mercury and a pair of opposed electrodes are sealed inside the discharge tube, A gas having a higher thermal conductivity than air is enclosed.

第2の発明に係る光照射装置は、前記気体がヘリウムガス又は水素ガスであることを特徴とする第1の発明に記載の光照射装置である。   A light irradiation apparatus according to a second aspect of the present invention is the light irradiation apparatus according to the first aspect, wherein the gas is helium gas or hydrogen gas.

第3の発明に係る光照射装置は、前記放電管と前記外管との間にはそれぞれから突出すると共に電極と電気的に接続された内部リードが設けられ、内部リードに弾性部を設けたことを特徴とする第1の発明に記載の光照射装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the light irradiation apparatus according to the third aspect, wherein an internal lead that protrudes from each of the discharge tube and the outer tube and is electrically connected to the electrode is provided, and an elastic portion is provided on the internal lead. A light irradiation apparatus according to the first invention, characterized in that:

第4の発明に係る光照射装置は、前記放電管と前記外管との間にはそれぞれから突出する内部リードが設けられ、前記気体がヘリウムガス又はネオンガスを含み、前記気体に水素ガス又は窒素ガスが添加されたことを特徴とする第1の発明に記載の光照射装置である。   In the light irradiation apparatus according to a fourth aspect of the present invention, internal leads projecting from the discharge tube and the outer tube are respectively provided, the gas includes helium gas or neon gas, and the gas includes hydrogen gas or nitrogen. The light irradiation apparatus according to the first aspect, wherein a gas is added.

第5の発明に係る光照射装置は、前記気体がヘリウムガスを含み、前記外管がアルミノシリケートガラス,サファイア,アルミナ又はYAGからなることを特徴とする第1の発明に記載の光照射装置である。   The light irradiation apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the light irradiation apparatus according to the first aspect, wherein the gas contains helium gas and the outer tube is made of aluminosilicate glass, sapphire, alumina, or YAG. is there.

第1の発明に係る光照射装置は、高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプの外方に配置したジャケットと、前記高圧放電ランプに沿って配置した反射鏡と、からなる光照射装置において、前記高圧放電ランプは放電管と該放電管の外方に配置された外管とを具え、前記放電管の内部には水銀と一対の対向された電極とが封入され、前記外管の内部には空気より熱伝導率の大きな気体が封入されたことにより、ランプ点灯時、放電管に封入された一対の電極間の放電による発熱を、空気より熱伝導率の大きな気体によって外管へ良好に伝熱することができ、ジャケットの内部の流路を流れる冷却水によって外管を冷却することができる。このため、空気より熱伝導率の大きな気体により、放電管の内部の発熱を外管に速やかに伝熱することができるので、高圧放電ランプの発熱による破損を防止することができる。   A light irradiation apparatus according to a first aspect of the present invention is the light irradiation apparatus comprising a high pressure discharge lamp, a jacket disposed outside the high pressure discharge lamp, and a reflecting mirror disposed along the high pressure discharge lamp. The high-pressure discharge lamp includes a discharge tube and an outer tube disposed outside the discharge tube, and mercury and a pair of opposed electrodes are sealed inside the discharge tube, Since a gas with a higher thermal conductivity than air is enclosed, when the lamp is lit, heat generated by the discharge between the pair of electrodes enclosed in the discharge tube is well transferred to the outer tube by a gas with a higher thermal conductivity than air. The outer tube can be cooled by cooling water that can be heated and that flows through the flow path inside the jacket. For this reason, since the heat generated in the discharge tube can be quickly transferred to the outer tube by a gas having a higher thermal conductivity than air, the high-pressure discharge lamp can be prevented from being damaged due to heat generation.

第2の発明に係る光照射装置は、前記気体がヘリウムガス又は水素ガスであることにより、外管の内部に封入された気体が空気より熱伝導率が5倍以上も大きいので、放電管の内部の発熱を外管に速やかに伝熱することができ、高圧放電ランプの発熱による破損を防止することができる。   In the light irradiation apparatus according to the second invention, since the gas is helium gas or hydrogen gas, the gas enclosed in the outer tube has a thermal conductivity 5 times or more larger than that of air. The internal heat generation can be quickly transferred to the outer tube, and the high pressure discharge lamp can be prevented from being damaged by the heat generation.

第3の発明に係る光照射装置は、前記放電管と前記外管との間にはそれぞれから突出すると共に電極と電気的に接続された内部リードが設けられ、内部リードに弾性部を設けたことにより、ランプ点灯時、電極間の放電により放電管の膨張量と冷却水により冷却される外管の膨張量との差を弾性部で吸収することができる。したがって、高圧放電ランプの膨張量差による破損を防止することができる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the light irradiation apparatus according to the third aspect, wherein an internal lead that protrudes from each of the discharge tube and the outer tube and is electrically connected to the electrode is provided, and an elastic portion is provided on the internal lead. Thus, when the lamp is turned on, the difference between the expansion amount of the discharge tube and the expansion amount of the outer tube cooled by the cooling water due to the discharge between the electrodes can be absorbed by the elastic portion. Therefore, it is possible to prevent damage due to the difference in expansion amount of the high-pressure discharge lamp.

第4の発明に係る光照射装置は、前記放電管と前記外管との間にはそれぞれから突出する内部リードが設けられ、前記気体がヘリウムガス又はネオンガスを含み、前記気体に水素ガス又は窒素ガスが添加されたことにより、ランプ点灯時、電圧を印加された内部リードと接するとヘリウムガス又はネオンガスは電離することで電子を放出するが、放出された電子のエネルギーは分子である水素ガス又は窒素ガスで消滅できるので、外管の内部における内部リード間の放電を防止することができる。   In the light irradiation apparatus according to a fourth aspect of the present invention, internal leads projecting from the discharge tube and the outer tube are respectively provided, the gas includes helium gas or neon gas, and the gas includes hydrogen gas or nitrogen. When the lamp is turned on when the gas is added, the helium gas or neon gas releases electrons by ionizing when it comes into contact with the internal lead to which voltage is applied, but the energy of the emitted electrons is hydrogen gas or Since it can be extinguished by nitrogen gas, it is possible to prevent discharge between the inner leads inside the outer tube.

第5の発明に係る光照射装置は、前記気体がヘリウムガスを含み、前記外管がアルミノシリケートガラス,サファイア,アルミナ又はYAGからなることにより、ランプ点灯時のような外管が加熱されるとき、石英ガラスの二酸化ケイ素からなる網目構造に比して、酸化アルミニウムが添加されているアルミノシリケートガラスは、より緻密な網目構造となるのでヘリウムが流出することを防止できる。また、石英ガラスのようなガラス質に比して、サファイア,アルミナ又はYAGのような結晶質は結晶構造が拡大されないので、結晶質からなる外管からヘリウムが流出することを防止できる。   In the light irradiation apparatus according to a fifth aspect of the invention, when the gas contains helium gas and the outer tube is made of aluminosilicate glass, sapphire, alumina, or YAG, the outer tube is heated when the lamp is turned on. The aluminosilicate glass to which aluminum oxide is added has a denser network structure than the network structure of quartz glass made of silicon dioxide, so that helium can be prevented from flowing out. In addition, since the crystal structure of sapphire, alumina, or YAG is not enlarged compared to a glassy material such as quartz glass, helium can be prevented from flowing out of the outer tube made of the crystalline material.

本発明に係る光照射装置の第1の実施例を図1〜4を用いて説明する。   A light irradiation apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

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。   FIG.1 and FIG.2 is explanatory drawing of the light irradiation apparatus 1 which concerns on this invention. 1 is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2 shown in FIG. ). 2, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

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が配置される。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、冷却水Lが流れる流路31が高圧放電ランプ2の長手方向に沿って形成される。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。すなわち、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とL字状の流路形成部材41,42の流路415,425とが連続され、高圧放電ランプ2とジャケット3との間に形成される流路31への冷却水Lへの供給・排出を可能となる。
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。
In the light irradiation apparatus 1 according to the present invention, a rod-shaped high-pressure discharge lamp 2 having a double tube structure described later is used as a light source. A cylindrical jacket 3 is disposed outside the high-pressure discharge lamp 2 so as to extend the high-pressure discharge lamp 2 around the central axis. As a result, a flow path 31 through which the cooling water L flows is formed along the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2 between the outer peripheral surface of the high-pressure discharge lamp 2 and the inner peripheral surface of the jacket 3 as shown in FIG. The jacket 3 is made of, for example, quartz glass that transmits ultraviolet rays.
In order to supply and discharge the cooling water L to and from the flow path 31 formed between the high-pressure discharge lamp 2 and the jacket 3, the cooling water L flow paths 415 and 315 are provided at both ends of the high-pressure discharge lamp 2 and the jacket 3. L-shaped flow path forming members 41 and 42 having 425 are arranged. That is, the flow path 31 formed between the high pressure discharge lamp 2 and the jacket 3 and the flow paths 415 and 425 of the L-shaped flow path forming members 41 and 42 are continuous, and the high pressure discharge lamp 2 and the jacket 3 are connected. It becomes possible to supply and discharge the cooling water L to and from the flow path 31 formed between the two.
The flow path forming members 41, 42 have large-diameter mouth tightening portions 411, 421 and small-diameter mouth tightening portions 412, 422, and each of the mouth tightening portions 411, 412, 421, 422 has an O-ring 413, 414, 423, 424 are provided. The jacket 3 is shorter than the high-pressure discharge lamp 2 in the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2. For this reason, the flow path forming members 41 and 42 arranged at both ends of the high-pressure discharge lamp 2 and the jacket 3 hold the outer peripheral surface of the jacket 3 via the O-rings 413 and 423 of the large-diameter fastening portions 411 and 421. The outer peripheral surface of the high-pressure discharge lamp 2 is held and fixed via the O-rings 414 and 424 of the small-diameter fastening portions 412 and 422. Thereby, the flow paths 415 and 425 of the flow path forming members 41 and 42 are continued to the flow path 31 formed between the high-pressure discharge lamp 2 and the jacket 3.

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。   As shown in FIG. 2, for example, in the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2, the light irradiation direction (the direction from the high-pressure discharge lamp 2 toward the mask M in FIGS. 1 and 2) is on the back side of the high-pressure discharge lamp 2. On the other hand, a bowl-shaped reflecting mirror 52 having a reflecting surface 51 having a parabolic cross section along the vertical direction is arranged. The bowl-shaped reflecting mirror 52 is arranged so that its focal point coincides with the central axis of the high-pressure discharge lamp 2 and along the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2. The reflecting surface 51 of the reflecting mirror 52 is formed of a multilayer film formed by alternately depositing different reflecting layers such as titania and silica.

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。   In the light irradiation direction (in FIG. 1 and FIG. 2, the direction from the high-pressure discharge lamp 2 toward the mask M), the mask M placed on the mask stage 6 is arranged. The light emitted from the high-pressure discharge lamp 2 and the light reflected by the reflecting surface 51 pass through the mask M, and are placed on the work stage 7 and applied with a photosensitive agent such as a resist, such as a liquid crystal panel or a semiconductor element. The workpiece W is irradiated.

図3は本発明に係る光照射装置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の長手方向に対して垂直方向に沿った断面図((a)のB−B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。   FIG. 3 is an explanatory diagram of the high-pressure discharge lamp 2 used in the light irradiation apparatus according to the present invention. 3A is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2 shown in FIG. BB sectional view of FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

図1及び図2に示した本発明に係る光照射装置1に用いられる高圧放電ランプ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。
例えば石英ガラスからなる放電管21の内部213には、例えば水銀などの発光金属と希ガスが封入される。放電管21の長手方向の両端には、一対の例えばタングステンからなる電極23が対向配置され、第1の封止部211,212が設けられる。放電管21の第1の封止部211,212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。第1の封止部211,212の内部には電極23と内部リード251,252とを電気的に接続する例えばモリブデンからなる第1の箔241,242が埋設される。
放電管21の外方には、棒状の放電管21を中心軸に延在させるように棒状の外管22が配置される。外管22の内部28には、後述する空気より熱伝導率の大きな気体が封入され、外管22の長手方向の両端には第2の封止部221,222が形成される。この第2の封止部221,222には、第1の封止部211,212及び第2の封止部221,222から突出する内部リード251,252と、第2の封止部221,222から突出する外部リード271,272とを電気的に接続する例えばモリブデンからなる第2の箔261,262が埋設される。
The high-pressure discharge lamp 2 used in the light irradiation apparatus 1 according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 has a double tube structure in which a rod-shaped outer tube 22 is disposed so as to cover the rod-shaped discharge tube 21.
For example, a light emitting metal such as mercury and a rare gas are sealed in the inside 213 of the discharge tube 21 made of quartz glass. At both ends of the discharge tube 21 in the longitudinal direction, a pair of electrodes 23 made of, for example, tungsten are disposed opposite to each other, and first sealing portions 211 and 212 are provided. The first sealing portions 211 and 212 of the discharge tube 21 are formed by, for example, quartz glass pipes extending from both ends in the longitudinal direction of the discharge tube 21 in a molten state and decompressing the inside, that is, It is formed by the shrink seal method. First foils 241 and 242 made of, for example, molybdenum are embedded in the first sealing portions 211 and 212 to electrically connect the electrode 23 and the internal leads 251 and 252.
A rod-shaped outer tube 22 is disposed outside the discharge tube 21 so that the rod-shaped discharge tube 21 extends along the central axis. A gas having a higher thermal conductivity than air, which will be described later, is enclosed in the inside 28 of the outer tube 22, and second sealing portions 221 and 222 are formed at both ends in the longitudinal direction of the outer tube 22. The second sealing portions 221 and 222 include the first sealing portions 211 and 212, the internal leads 251 and 252 protruding from the second sealing portions 221 and 222, and the second sealing portions 221 and 221. Second foils 261 and 262 made of, for example, molybdenum are embedded to electrically connect external leads 271 and 272 protruding from 222.

放電管21の他方の第1の封止部212及び外管22の他方の第2の封止部222のそれぞれから突出する他方の内部リード252には例えばバネなどの弾性部253が設けられる。   The other internal lead 252 protruding from each of the other first sealing portion 212 of the discharge tube 21 and the other second sealing portion 222 of the outer tube 22 is provided with an elastic portion 253 such as a spring.

図4は水素(H),ヘリウム(He),ネオン(Ne),アルゴン(Ar)及び空気(air)の温度に対する熱伝導率を示すグラフである。図4のグラフは、横軸が温度(℃)を、縦軸が熱伝導率(W/(m・K))を示している。 FIG. 4 is a graph showing thermal conductivity with respect to temperatures of hydrogen (H 2 ), helium (He), neon (Ne), argon (Ar), and air (air). In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents temperature (° C.) and the vertical axis represents thermal conductivity (W / (m · K)).

空気より熱伝導率の大きな気体として、図4に示すように、水素(H),ヘリウム(He)又はネオン(Ne)が挙げられる。このため、外管22の内部28に形成される外管22の内面と放電管21の外面との間の空間281には、水素(H)ガス,ヘリウム(He)ガス又はネオン(Ne)ガスを含むことによって、空気より熱伝導率の大きな気体が封入される。
特に、ヘリウム(He)ガス又は水素(H)ガスは、空気より熱伝導率が5倍以上も大きい。このため、外管22の内面と放電管21の外面との間の空間281にヘリウム(He)ガス又は水素(H)ガスを封入することにより、放電管21の内部213の発熱を外管22に速やかに伝熱される。
As shown in FIG. 4, hydrogen (H 2 ), helium (He), or neon (Ne) is given as a gas having a higher thermal conductivity than air. Therefore, hydrogen (H 2 ) gas, helium (He) gas, or neon (Ne) is formed in the space 281 between the inner surface of the outer tube 22 and the outer surface of the discharge tube 21 formed in the inner portion 28 of the outer tube 22. By containing the gas, a gas having a higher thermal conductivity than air is enclosed.
In particular, helium (He) gas or hydrogen (H 2 ) gas has a thermal conductivity five times or more larger than air. For this reason, helium (He) gas or hydrogen (H 2 ) gas is sealed in a space 281 between the inner surface of the outer tube 22 and the outer surface of the discharge tube 21, so that the heat generated in the interior 213 of the discharge tube 21 is reduced. Heat is transferred to 22 promptly.

高圧放電ランプ2の第2の封止部221,222から突出する外部リード271,272には図示しない電源に接続され、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23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、ポンプによって図示しない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。
高圧放電ランプ2の放電管21の内部213の電極23間での放電によって、放電管21は加熱される。放電管21の熱は、放電管21の外面と外管22の内面との間の空間281に封入された空気より熱伝導率の大きな気体によって、外管22に伝熱される。外管22の外面を流れる冷却水Lによって、外管22は冷却される。結果として放電管21は冷却されるので、高圧放電ランプ2は破損することなく充分に冷却される。
The external leads 271 and 272 protruding from the second sealing portions 221 and 222 of the high pressure discharge lamp 2 are connected to a power source (not shown). When the lamp 2 is lit, the high pressure discharge lamp 2 fed from the power source (not shown) Lights when a discharge occurs between the two. When the lamp 2 is lit, a pump (not shown) is connected to the pair of flow path forming members 41 and 42 shown in FIG. 1, and the cooling water L is supplied to the flow path 415 inside one flow path forming member 41 (not shown) by the pump. Is supplied. The cooling water L is supplied to the flow path 31 between the outer surface of the high-pressure discharge lamp 2 and the inner surface of the jacket 3, which is continuous with the flow path 415 inside the one flow path forming member 41. The cooling water L flowing through the flow path 31 of the jacket 3 is discharged to the flow path 425 inside the other flow path forming member 42 that is continuous with the flow path 31 of the jacket 3.
The discharge tube 21 is heated by the discharge between the electrodes 23 inside the discharge tube 21 of the high-pressure discharge lamp 2. The heat of the discharge tube 21 is transferred to the outer tube 22 by a gas having a higher thermal conductivity than the air enclosed in the space 281 between the outer surface of the discharge tube 21 and the inner surface of the outer tube 22. The outer tube 22 is cooled by the cooling water L flowing on the outer surface of the outer tube 22. As a result, since the discharge tube 21 is cooled, the high-pressure discharge lamp 2 is sufficiently cooled without being damaged.

高圧放電ランプ2の放電管21の内部213の電極23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。   Ultraviolet rays are irradiated from the light emitting metal by the discharge between the electrodes 23 inside the discharge tube 21 of the high pressure discharge lamp 2. The ultraviolet rays irradiated from the high-pressure discharge lamp 2 include those directed toward the light irradiation direction and those directed toward the reflecting surface 51. The ultraviolet rays directed toward the reflecting surface 51 are reflected by the reflecting surface 51 and are irradiated in the light irradiation direction. For this reason, the ultraviolet rays from the high-pressure discharge lamp 2 are consequently irradiated in the light irradiation direction. The ultraviolet rays can irradiate the work W placed on the work stage 7 through the mask M in the light irradiation direction.

放電管21は、放電管21の第1の封止部211,212及び外管22の第2の封止部221,222の間に設けられた内部リード251,252に支持されている。ランプ2点灯時、放電管21は電極23間の放電の影響で加熱量が大きいが、対して外管22は冷却水Lによって冷却されているため加熱量が小さい。このため、放電管21の加熱による膨張量が大きいのに対して外管22の加熱による膨張量が小さいので、放電管21が内部リード251,252を通じて外管22を押圧する。放電管21と外管22との膨張量の差が大きいとき、放電管21もしくは外管22が押圧によって破損されることがある。このため、他方の内部リード252に弾性部253を設けることにより、放電管21と外管22との膨張量の差を弾性部253によって吸収することができ、放電管21もしくは外管22の押圧による破損を防止することができる。
なお、弾性部253を設けるのは他方の内部リード252に限らず、一対の内部リード251,252のうち少なくとも一方に設ければ、放電管21もしくは外管22の押圧による破損を防止することができる。
The discharge tube 21 is supported by internal leads 251 and 252 provided between the first sealing portions 211 and 212 of the discharge tube 21 and the second sealing portions 221 and 222 of the outer tube 22. When the lamp 2 is lit, the discharge tube 21 has a large heating amount due to the influence of the discharge between the electrodes 23, whereas the outer tube 22 is cooled by the cooling water L and thus has a small heating amount. For this reason, since the expansion amount by heating of the discharge tube 21 is large while the expansion amount by heating of the outer tube 22 is small, the discharge tube 21 presses the outer tube 22 through the internal leads 251 and 252. When the difference in expansion amount between the discharge tube 21 and the outer tube 22 is large, the discharge tube 21 or the outer tube 22 may be damaged by pressing. For this reason, by providing the elastic portion 253 on the other internal lead 252, the difference in expansion between the discharge tube 21 and the outer tube 22 can be absorbed by the elastic portion 253, and the discharge tube 21 or the outer tube 22 is pressed. Can prevent damage.
The elastic portion 253 is not limited to the other internal lead 252 but can be prevented from being damaged by pressing the discharge tube 21 or the outer tube 22 if provided on at least one of the pair of internal leads 251 and 252. it can.

本発明に係る光照射装置1は、高圧放電ランプ2と、高圧放電ランプ2の外方に配置したジャケット3と、高圧放電ランプ2に沿って配置した反射鏡52と、からなる光照射装置1において、高圧放電ランプ2は放電管21と放電管21の外方に配置された外管22とを具え、放電管21の内部213には水銀と一対の対向された電極23とが封入され、外管22の内部28には空気より熱伝導率の大きな気体が封入されたことにより、ランプ2点灯時、放電管21に封入された一対の電極23間の放電による発熱を、空気より熱伝導率の大きな気体によって外管22へ良好に伝熱することができ、ジャケット3の内部の流路31を流れる冷却水によって外管22を冷却することができる。このため、空気より熱伝導率の大きな気体により、放電管21の内部213の発熱を外管22に速やかに伝熱することができるので、高圧放電ランプ2の発熱による破損を防止することができる。   A light irradiation apparatus 1 according to the present invention includes a high-pressure discharge lamp 2, a jacket 3 disposed outside the high-pressure discharge lamp 2, and a reflecting mirror 52 disposed along the high-pressure discharge lamp 2. , The high-pressure discharge lamp 2 includes a discharge tube 21 and an outer tube 22 arranged outside the discharge tube 21, and mercury and a pair of opposed electrodes 23 are enclosed in the inside 213 of the discharge tube 21, The inside 28 of the outer tube 22 is filled with a gas having a higher thermal conductivity than air, so that when the lamp 2 is lit, heat generated by the discharge between the pair of electrodes 23 sealed in the discharge tube 21 is conducted from the air. Heat can be favorably transferred to the outer tube 22 by the gas having a large rate, and the outer tube 22 can be cooled by the cooling water flowing through the flow path 31 inside the jacket 3. For this reason, since heat generated in the inner portion 213 of the discharge tube 21 can be quickly transferred to the outer tube 22 by a gas having a higher thermal conductivity than air, the high-pressure discharge lamp 2 can be prevented from being damaged due to heat generation. .

また、放電管21と外管22との間にはそれぞれから突出すると共に電極23と電気的に接続された内部リード252が設けられ、内部リード252に弾性部253を設けたことにより、ランプ1点灯時、電極23間の放電により放電管21の膨張量と冷却水Lにより冷却される外管22の膨張量との差を弾性部253で吸収することができる。したがって、高圧放電ランプ2の膨張量差による破損を防止することができる。   In addition, an internal lead 252 that protrudes from each of the discharge tube 21 and the outer tube 22 and is electrically connected to the electrode 23 is provided, and the elastic portion 253 is provided on the internal lead 252, whereby the lamp 1 At the time of lighting, the elastic portion 253 can absorb the difference between the expansion amount of the discharge tube 21 and the expansion amount of the outer tube 22 cooled by the cooling water L due to the discharge between the electrodes 23. Therefore, the high-pressure discharge lamp 2 can be prevented from being damaged due to the expansion amount difference.

特に、空気より熱伝導率の大きな気体は、ヘリウム(He)ガス又は水素(H)ガスであることにより、外管22の内部28に封入された気体が空気より熱伝導率が5倍以上も大きいので、放電管21の内部213の発熱を外管22に速やかに伝熱することができ、高圧放電ランプ2の発熱による破損を防止することができる。 In particular, the gas having a higher thermal conductivity than air is helium (He) gas or hydrogen (H 2 ) gas, so that the gas enclosed in the inside 28 of the outer tube 22 has a thermal conductivity of 5 times or more than that of air. Therefore, the heat generated in the inside 213 of the discharge tube 21 can be quickly transferred to the outer tube 22, and the high-pressure discharge lamp 2 can be prevented from being damaged due to heat generation.

なお、高圧放電ランプ2の数値例を挙げると、放電管21の内径R1がφ20mmで,放電管の外径R2がφ24mmで、電極間距離IDが300mmで、外管の内径R3がφ27mmで、外管の外径R4がφ30mmであり、高圧放電ランプ2の管壁負荷が250W/cmである。高圧放電ランプ2の数値はこれらに限定されるものではないが、管壁負荷が250W/cm以上になると、放電管21の管壁温度が900℃のような高温になるので、本発明に係る高圧放電ランプ2の構成により、放電管21を効果的に冷却することができ、発熱による破損を防止することができる。   As a numerical example of the high-pressure discharge lamp 2, the inner diameter R1 of the discharge tube 21 is 20 mm, the outer diameter R2 of the discharge tube is 24 mm, the inter-electrode distance ID is 300 mm, the inner diameter R3 of the outer tube is 27 mm, The outer diameter R4 of the outer tube is φ30 mm, and the tube wall load of the high-pressure discharge lamp 2 is 250 W / cm. The numerical value of the high-pressure discharge lamp 2 is not limited to these, but when the tube wall load is 250 W / cm or more, the tube wall temperature of the discharge tube 21 is as high as 900 ° C. With the configuration of the high-pressure discharge lamp 2, the discharge tube 21 can be effectively cooled, and damage due to heat generation can be prevented.

光照射装置1に用いる高圧放電ランプ2が、図3に示す構成の場合、空気より熱伝導率の大きな気体としてヘリウム(He)ガス又はネオン(Ne)ガスを含む気体を外管22の内部28に封入すると、一対の内部リード251,252とヘリウム(He)ガス又はネオン(Ne)ガスが接する環境となる。このため、一対の内部リード251,252に電圧が印加されることによって、内部リード251,252に接するヘリウム(He)ガス又はネオン(Ne)ガスが電離され、一対の内部リード251,252間で放電が発生することがある。外管22の内部28で放電が起きると、放電管21の内部213に配置された電極23間での放電ができなくなる。
このため、窒素(N)ガスのような分子を外管22の内部28に封入することによって、ヘリウム(He)ガス又はネオン(Ne)ガスから電離された電子が窒素(N)ガスに衝突する。これにより、電子のエネルギーは、窒素(N)ガスのような分子を振動や回転などの運動に消費されて消滅する。従って、空気より熱伝導率の大きなヘリウム(He)ガス又はネオン(Ne)ガスを含む気体に、窒素(N)ガスを添加することにより、外管22の内部28における放電を防止することができる。
空気を構成する気体の約8割が窒素(N)ガスであるので、窒素(N)ガスの熱伝導率は空気とほぼ等しい。このため、外管22の内部28に窒素(N)ガスを封入しても、外管22の内部28に封入された気体は空気より熱伝導率が小さくなることはない。
なお、電子のエネルギーを消滅させる機能は分子によるものなので、水素(H)ガスが封入されてもかまわない。水素(H)ガスは空気より熱伝導性が大きいため、ヘリウム(He)ガス又はネオン(Ne)ガスに水素(H)ガスを添加しても空気より熱伝導性が小さくなることはない。
When the high-pressure discharge lamp 2 used in the light irradiation apparatus 1 has the configuration shown in FIG. 3, a gas containing helium (He) gas or neon (Ne) gas as a gas having a higher thermal conductivity than air is used as the inside 28 of the outer tube 22. When encapsulated, the pair of internal leads 251 and 252 comes into contact with helium (He) gas or neon (Ne) gas. For this reason, when a voltage is applied to the pair of internal leads 251 and 252, helium (He) gas or neon (Ne) gas in contact with the internal leads 251 and 252 is ionized, and the pair of internal leads 251 and 252 is electrically connected. Discharge may occur. When a discharge occurs in the inside 28 of the outer tube 22, it becomes impossible to discharge between the electrodes 23 arranged in the inside 213 of the discharge tube 21.
Therefore, by encapsulating molecules such as nitrogen (N 2 ) gas in the inside 28 of the outer tube 22, electrons ionized from helium (He) gas or neon (Ne) gas are converted into nitrogen (N 2 ) gas. collide. As a result, the energy of the electrons is consumed by the movement of vibration or rotation of molecules such as nitrogen (N 2 ) gas and disappears. Therefore, by adding nitrogen (N 2 ) gas to a gas containing helium (He) gas or neon (Ne) gas having a higher thermal conductivity than air, it is possible to prevent discharge in the inside 28 of the outer tube 22. it can.
Since about 80% of the gas constituting the air is nitrogen (N 2 ) gas, the thermal conductivity of the nitrogen (N 2 ) gas is almost equal to that of air. For this reason, even if nitrogen (N 2 ) gas is sealed in the inside 28 of the outer tube 22, the gas sealed in the inside 28 of the outer tube 22 does not have a lower thermal conductivity than air.
Since the function of extinguishing electron energy is based on molecules, hydrogen (H 2 ) gas may be enclosed. Since hydrogen (H 2 ) gas has a higher thermal conductivity than air, adding hydrogen (H 2 ) gas to helium (He) gas or neon (Ne) gas does not reduce the thermal conductivity compared to air. .

ランプ2点灯時、放電管21から伝熱された外管22は加熱されて膨張する。このとき、外管22が石英ガラスで形成されている場合、石英ガラスを構成する二酸化ケイ素(SiO)からなる網目構造の結合長が大きくなり、網目の隙間が大きくなる。外管22の内部28にヘリウム(He)ガスが封入されると、ヘリウム(He)原子は小さいので、膨張した二酸化ケイ素(SiO)からなる網目構造の隙間からヘリウム(He)原子が流出することがある。このため、外管22の加熱量やランプ1点灯経過時間によってはヘリウム(He)原子の流出量が多くなり、外管22の内部28に封入された気体の熱伝導率を著しく低下させ、放電管21の内部213の発熱を外管22に十分に伝熱できない場合があった。
例えばアルミノシリケートガラスからなる外管22は、二酸化ケイ素(SiO)に酸化アルミニウム(Al)が添加されて構成されている。外管22が加熱されて膨張するとき、アルミノシリケートガラスからなる外管22は酸化アルミニウム(Al)が添加されているので、石英ガラスからなる外管22に比して、網目構造がより緻密な網目構造になって、網目の隙間が狭くなる。このため、外管22をアルミノシリケートガラスで構成することにより、外管22が加熱されても、外管22からのヘリウム(He)原子の流出を防止することができる。
また、外管22をYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)又はAlを主成分とするサファイア(単結晶アルミナ)やアルミナ(多結晶アルミナ)からなる紫外線を透過する結晶質の部材で形成することにより、外管22に封入したヘリウムガスの流出を防止することができる。これは、石英ガラスのようなガラス質に対して、上記のような結晶質の外管22は、加熱されても結晶構造が拡大されないので、ヘリウム(He)が流出することを防止できる。
When the lamp 2 is lit, the outer tube 22 transferred from the discharge tube 21 is heated and expands. At this time, when the outer tube 22 is made of quartz glass, the bond length of the network structure made of silicon dioxide (SiO 2 ) constituting the quartz glass is increased, and the mesh gap is increased. When helium (He) gas is sealed in the inside 28 of the outer tube 22, helium (He) atoms are small, and therefore helium (He) atoms flow out from a gap in a network structure made of expanded silicon dioxide (SiO 2 ). Sometimes. For this reason, depending on the heating amount of the outer tube 22 and the lamp 1 lighting elapsed time, the outflow amount of helium (He) atoms increases, and the thermal conductivity of the gas enclosed in the inner portion 28 of the outer tube 22 is remarkably reduced. In some cases, the heat generated inside the tube 213 could not be sufficiently transferred to the outer tube 22.
For example, the outer tube 22 made of aluminosilicate glass is configured by adding aluminum oxide (Al 2 O 3 ) to silicon dioxide (SiO 2 ). When the outer tube 22 is heated and expands, the outer tube 22 made of aluminosilicate glass is added with aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and thus has a network structure compared to the outer tube 22 made of quartz glass. A finer mesh structure results in a narrower mesh space. Therefore, by configuring the outer tube 22 with aluminosilicate glass, helium (He) atoms can be prevented from flowing out of the outer tube 22 even when the outer tube 22 is heated.
Further, the outer tube 22 is formed of a crystalline member that transmits ultraviolet rays and is made of sapphire (single crystal alumina) or alumina (polycrystalline alumina) mainly composed of YAG (yttrium, aluminum, garnet) or Al 2 O 3. Thus, the outflow of helium gas sealed in the outer tube 22 can be prevented. This is because a crystalline structure of the crystalline outer tube 22 as described above is not expanded even when heated, as compared with a vitreous material such as quartz glass, so that helium (He) can be prevented from flowing out.

本発明に係る光照射装置1の第2の実施例を図5及び図6を用いて説明する。   A second embodiment of the light irradiation apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図5は本発明に係る光照射装置1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5の光照射装置1に用いられる高圧放電ランプ2の説明図である。図6(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断面図((a)のC−C断面図)である。図5及び図6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。   FIG. 5 is an explanatory view of the light irradiation apparatus 1 according to the present invention, and is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2. FIG. 6 is an explanatory diagram of the high-pressure discharge lamp 2 used in the light irradiation device 1 of FIG. 6A is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2, and FIG. 6B is a cross-sectional view along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2 of FIG. CC sectional view). 5 and 6, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

図5及び図6に示す光照射装置1及びこれに用いられる高圧放電ランプ2は、内部リード及び第2の箔を設けずに、放電管21に外管22を封着した点で、図1及び図3に示す光照射装置1及びこれに用いられる高圧放電ランプ2と相違する。図5及び図6の説明として、図1及び図3の相違点について述べる。   The light irradiation device 1 and the high-pressure discharge lamp 2 used in the light irradiation device 1 shown in FIGS. 5 and 6 are the same as those shown in FIG. 1 in that the outer tube 22 is sealed to the discharge tube 21 without providing the internal lead and the second foil. 3 is different from the light irradiation device 1 shown in FIG. 3 and the high-pressure discharge lamp 2 used therein. As an explanation of FIGS. 5 and 6, differences between FIGS. 1 and 3 will be described.

図5に示した本発明に係る光照射装置1に用いられる高圧放電ランプ2は、図6に示すように、外管22を放電管21に封着させた二重管構造を有する。
放電管21の第1の封止部211,212には、電極23と外部リード271,272とを電気的に接続する第1の箔241,242が埋設される。放電管21の外方には、棒状の放電管21を中心軸に延在させるように棒状の外管22が配置される。外管22の内部28には、前述の空気より熱伝導率の大きな気体が封入される。外管22の管軸方向の両端は、例えばバーナーで加熱されることで、放電管21の第1の封止部211,212に溶着される。これにより、外管22の管軸方向の両端に放電管21に封着された第2の封止部261,262が形成される。
外管22の中心軸に延在するように配置された放電管21は、外管22の第2の封止部221,222が封着されることにより、外管に支持される。
The high pressure discharge lamp 2 used in the light irradiation apparatus 1 according to the present invention shown in FIG. 5 has a double tube structure in which an outer tube 22 is sealed to a discharge tube 21 as shown in FIG.
First foils 241 and 242 that electrically connect the electrode 23 and the external leads 271 and 272 are embedded in the first sealing portions 211 and 212 of the discharge tube 21. A rod-shaped outer tube 22 is disposed outside the discharge tube 21 so that the rod-shaped discharge tube 21 extends along the central axis. The inside 28 of the outer tube 22 is filled with a gas having a higher thermal conductivity than the air described above. Both ends of the outer tube 22 in the tube axis direction are welded to the first sealing portions 211 and 212 of the discharge tube 21 by being heated by, for example, a burner. As a result, second sealing portions 261 and 262 sealed to the discharge tube 21 are formed at both ends of the outer tube 22 in the tube axis direction.
The discharge tube 21 arranged to extend to the central axis of the outer tube 22 is supported by the outer tube by sealing the second sealing portions 221 and 222 of the outer tube 22.

本実施例に係る光照射装置1においても、第1の実施例に係る光照射装置1と同様の効果を有する。   The light irradiation apparatus 1 according to the present embodiment also has the same effect as the light irradiation apparatus 1 according to the first embodiment.

本発明に係る光照射装置1の第3の実施例を図7及び図8を用いて説明する。   A third embodiment of the light irradiation apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図7及び図8は本発明に係る光照射装置1の説明図である。図7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8は図7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5のD−D断面図)である。図7及び図8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。   7 and 8 are explanatory views of the light irradiation apparatus 1 according to the present invention. 7 is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the high-pressure discharge lamp 2 shown in FIG. ). 7 and 8, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

図7及び図8に示す光照射装置1は、複数本の高圧放電ランプ2を用いた点で図1及び図2に示す光照射装置1と相違する。図7及び図8の説明として、図1及び図2の相違点について述べる。   The light irradiation apparatus 1 shown in FIGS. 7 and 8 is different from the light irradiation apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 in that a plurality of high-pressure discharge lamps 2 are used. As an explanation of FIGS. 7 and 8, the differences between FIGS. 1 and 2 will be described.

本実施例におけるジャケット3は筐体8と光照射窓83とからなる。
箱状の例えばステンレスからなる筐体8に、複数(図7及び図8では3本)の高圧放電ランプ2を貫通するように配置する。筐体8を貫通する高圧放電ランプ2に対応するように、筐体8の外面にはOリング82を有する口締め部81が複数(図7及び図8では6つ)設けられる。口締め部81のOリング82は筐体8から突出した外管22の外周面を保持固定する。
筐体8の内部は冷却水Lが流れる空間85があり、この空間85に冷却水Lを供給・排出する流路86が連続するように設けられる。高圧放電ランプ2の電極23間に沿うように樋状の反射鏡52が、筐体8の内部に設けられる。樋状の反射鏡52は、図8に示すように、各高圧放電ランプ2に対して断面がV字状であり、隣接する反射鏡52と連接された断面が鋸状である。
The jacket 3 in this embodiment includes a housing 8 and a light irradiation window 83.
A plurality of (three in FIG. 7 and FIG. 8) high-pressure discharge lamps 2 are disposed in a box-shaped housing 8 made of stainless steel, for example. A plurality (six in FIG. 7 and FIG. 8) of mouth-tightening portions 81 having O-rings 82 are provided on the outer surface of the housing 8 so as to correspond to the high-pressure discharge lamp 2 penetrating the housing 8. The O-ring 82 of the mouthpiece 81 holds and fixes the outer peripheral surface of the outer tube 22 protruding from the housing 8.
Inside the housing 8 is a space 85 through which the cooling water L flows, and a flow path 86 for supplying and discharging the cooling water L is provided in the space 85 so as to be continuous. A bowl-shaped reflecting mirror 52 is provided inside the housing 8 so as to extend between the electrodes 23 of the high-pressure discharge lamp 2. As shown in FIG. 8, the bowl-shaped reflecting mirror 52 has a V-shaped section with respect to each high-pressure discharge lamp 2, and has a saw-shaped section connected to the adjacent reflecting mirror 52.

筐体8は、反射鏡52によって反射される反射光が出射される光出射方向の面が開口しており、この開口に紫外線を透過させる例えば石英ガラスからなる光照射窓83が配置される。光照射窓83を筐体8の開口において支持するため、筐体8に保持された支持体84を光照射窓83の四辺及び四隅に設けられる。   The housing 8 has an opening in the light emitting direction from which the reflected light reflected by the reflecting mirror 52 is emitted, and a light irradiation window 83 made of, for example, quartz glass that transmits ultraviolet rays is disposed in the opening. In order to support the light irradiation window 83 at the opening of the housing 8, support bodies 84 held by the housing 8 are provided at four sides and four corners of the light irradiation window 83.

本実施例に係る光照射装置1においても、第1の実施例に係る光照射装置1と同様の効果を有する。   The light irradiation apparatus 1 according to the present embodiment also has the same effect as the light irradiation apparatus 1 according to the first embodiment.

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。   The high-pressure discharge lamp 2 described above is not limited to the one in which mercury and a rare gas are enclosed, but a metal halide (iron iodide) is enclosed in the luminescent metal together with mercury, and argon is enclosed in the rare gas. It does not matter if it is

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。   The discharge tube 21 may be sealed by a pinch seal method in which a quartz glass pipe is melted and crushed.

本発明に係る光照射装置の説明図である。It is explanatory drawing of the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光照射装置の説明図である。It is explanatory drawing of the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光照射装置に用いられる高圧放電ランプの説明図である。It is explanatory drawing of the high pressure discharge lamp used for the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 各気体の温度に対する熱伝導率についての説明図である。It is explanatory drawing about the heat conductivity with respect to the temperature of each gas. 本発明に係る光照射装置の説明図である。It is explanatory drawing of the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光照射装置に用いられる高圧放電ランプの説明図である。It is explanatory drawing of the high pressure discharge lamp used for the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光照射装置の説明図である。It is explanatory drawing of the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光照射装置の説明図である。It is explanatory drawing of the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 従来に係る光照射装置の説明図である。It is explanatory drawing of the light irradiation apparatus which concerns on the past. 従来に係る光照射装置の説明図である。It is explanatory drawing of the light irradiation apparatus which concerns on the past.

符号の説明Explanation of symbols

1 光照射装置
2 高圧放電ランプ
21 放電管
211 一方の第1の封止部
212 他方の第1の封止部
213 放電管の内部
22 外管
221 一方の第2の封止部
222 他方の第2の封止部
23 電極
241 一方の第1の箔
242 他方の第1の箔
251 一方の内部リード
252 他方の内部リード
253 弾性部
261 一方の第2の箔
262 他方の第2の箔
271 一方の外部リード
272 他方の外部リード
28 外管の内部
281 空間
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
8 筐体
81 口締め部
82 Oリング
83 光照射窓
84 支持体
85 空間
86 流路
R1 放電管の内径
R2 放電管の外径
R3 外管の内径
R4 外管の外径
ID 電極間距離
L 冷却水
M マスク
W ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light irradiation apparatus 2 High pressure discharge lamp 21 Discharge tube 211 One first sealing part 212 The other first sealing part 213 The inside 22 of the discharge tube The outer tube 221 One second sealing part 222 The other second sealing part Two sealing portions 23 Electrodes 241 One first foil 242 The other first foil 251 One internal lead 252 The other internal lead 253 Elastic portion 261 One second foil 262 The other second foil 271 One One outer lead 272 The other outer lead 28 The inner part 281 of the outer tube 3 The jacket 31 The channel 41 The one channel forming member 411 The large-diameter mouth-clamping part 412 The small-diameter mouth-clamping part 413 The other channel forming member 421 The large-diameter mouth-clamping portion 422 The small-diameter mouth-clamping portion 423 O-ring 424 O-ring 425 Channel 51 Reflecting surface 52 Reflecting mirror 6 Mask stage 7 G 8 Case 81 Clamping portion 82 O-ring 83 Light irradiation window 84 Support body 85 Space 86 Flow path R1 Discharge tube inner diameter R2 Discharge tube outer diameter R3 Outer tube inner diameter R4 Outer tube outer diameter ID Distance between electrodes L Cooling water M Mask W Workpiece

Claims (5)

高圧放電ランプと、
前記高圧放電ランプの外方に配置したジャケットと、
前記高圧放電ランプに沿って配置した反射鏡と、
からなる光照射装置において、
前記高圧放電ランプは放電管と該放電管の外方に配置された外管とを具え、
前記放電管の内部には水銀と一対の対向された電極とが封入され、
前記外管の内部には空気より熱伝導率の大きな気体が封入された
ことを特徴とする光照射装置。
A high pressure discharge lamp,
A jacket disposed outside the high-pressure discharge lamp;
A reflector disposed along the high-pressure discharge lamp;
In the light irradiation apparatus consisting of
The high-pressure discharge lamp comprises a discharge tube and an outer tube disposed outside the discharge tube,
Inside the discharge tube is sealed mercury and a pair of opposed electrodes,
A light irradiation apparatus characterized in that a gas having a higher thermal conductivity than air is enclosed in the outer tube.
前記気体がヘリウムガス又は水素ガスである
ことを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the gas is helium gas or hydrogen gas.
前記放電管と前記外管との間にはそれぞれから突出する内部リードが設けられ、
内部リードに弾性部を設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
Between the discharge tube and the outer tube are provided internal leads protruding from each,
The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the internal lead is provided with an elastic portion.
前記放電管と前記外管との間にはそれぞれから突出すると共に電極と電気的に接続された内部リードが設けられ、
前記気体がヘリウムガス又はネオンガスを含み、
前記気体に水素ガス又は窒素ガスが添加された
ことを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
Between the discharge tube and the outer tube are provided internal leads that protrude from each and electrically connected to the electrodes,
The gas includes helium gas or neon gas;
The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein hydrogen gas or nitrogen gas is added to the gas.
前記気体がヘリウムガスを含み、
前記外管がアルミノシリケートガラス,サファイア,アルミナ又はYAGからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
The gas includes helium gas;
The light irradiation device according to claim 1, wherein the outer tube is made of aluminosilicate glass, sapphire, alumina, or YAG.
JP2007105654A 2007-04-13 2007-04-13 Light irradiation device Withdrawn JP2008262846A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007105654A JP2008262846A (en) 2007-04-13 2007-04-13 Light irradiation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007105654A JP2008262846A (en) 2007-04-13 2007-04-13 Light irradiation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008262846A true JP2008262846A (en) 2008-10-30

Family

ID=39985148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007105654A Withdrawn JP2008262846A (en) 2007-04-13 2007-04-13 Light irradiation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008262846A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017181358A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 スガ試験機株式会社 Weather resistance test machine
JP2019522343A (en) * 2017-02-22 2019-08-08 イ,ウジュー Integrated lamp unit and liquid circulation type double tube lamp provided with the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017181358A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 スガ試験機株式会社 Weather resistance test machine
JP2019522343A (en) * 2017-02-22 2019-08-08 イ,ウジュー Integrated lamp unit and liquid circulation type double tube lamp provided with the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4947370B2 (en) UV light source device
TWI383424B (en) High pressure discharge lamp and high pressure discharge lamp device
JP2008530765A (en) Lamp holder for dielectric barrier discharge lamp
US20150035429A1 (en) Excimer lamp
JP2016037416A (en) Ultraviolet irradiation type ozone generator
JP6693331B2 (en) Ozone generator
JP2013541816A (en) Excimer light source
JP2007088116A (en) Ultraviolet light irradiation device and optical cleaning equipment
JP4587130B2 (en) High pressure discharge lamp, manufacturing method thereof, and light irradiation device
CN106252194A (en) Excimer lamp
JP2008262846A (en) Light irradiation device
JP5186823B2 (en) High pressure discharge lamp and light irradiation device using high pressure discharge lamp
JP2006324012A (en) Flash discharge lamp
JP2009283226A (en) Metal halide lamp
JP2009211870A (en) Light source for ultraviolet ray irradiation
JP2009283227A (en) Metal halide lamp
JP4622240B2 (en) Flash lamp light emitting device
JP7459673B2 (en) UV irradiation device
JP2009238471A (en) Excimer lamp
JPH09274893A (en) Dielectric barrier discharge lamp
JP5130793B2 (en) High pressure discharge lamp and light irradiation device using the same
JP2006185656A (en) Dielectric barrier discharge lamp and ultraviolet-ray irradiation device
JP2006236756A (en) Short-arc type discharge lamp
JP2008077909A (en) Dielectrics barrier discharge lamp device and ultraviolet irradiation device
CN112447493A (en) Discharge lamp and ultraviolet irradiation device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100706