JP4328143B2 - 高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置 - Google Patents

高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置に係わり、特に超高圧水銀ランプ等の複数の曲管放電ランプを用いて露光面上の絶対光量を増加させた高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高輝度放電ランプ(High Intensity Discharge Lamp:HID)は一般的には発光するアークが発光管の管壁温度によって、安定化される管壁負荷が3×10-4w.m-2以上である熱陰極放電ランプと定義されていて一般的には高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプを指している。
【0003】
高圧水銀ランプは点灯中の蒸気分圧が105Pa以上の水銀蒸気中の放電によって発光し、メタルハライドランプは金属蒸気とハロゲン化物の解離生成物との混合中の放電によって発光し、高圧ナトリウムランプは、点灯中の蒸気圧が104Pa程度のナトリウム蒸気中の放電によって発光している。
【0004】
本発明者は上述の高圧水銀灯を超高圧化し、点灯時の圧力を2×107Pa程度とし、ガラス管を逆U字状に形成した高輝度放電ランプを特許文献1で提案している。
【0005】
図16は特許文献1に開示された高輝度放電ランプを示すものであり、この構造を簡単に説明すると高圧水銀ランプから成る、高輝度放電ランプMは放電空間22を内部に形成する逆U字状に弯曲形成された石英管等より成る管体21を設け、この管体21の両端に例えばタングステン線より成る棒状の放電電極23L及び23Rを、管体21の両端部の管軸上に貫通配置させ、且つ気密的に封着させている。
【0006】
又、管体21の両端部には各端から所要の間隔を保持した位置に環状に縊れ部24L及び24Rを管体21自体に突設し、各縊れ部24L及び24Rからガラスの管体21の各端の封着部の間に水銀26L及び26Rを充填した水銀溜25L及び25Rを形成する。各電極23L及び23Rは、その内端が水銀26L及び26Rより突出するようになされ、各電極23L及び23Rの外端自体より成るリード、又はこの外端に連結されて成るリード27L及び27Rが管体21外に導出されている。
【0007】
又、高輝度放電ランプMの両端には、他部との電気的連結及び機械的補強に供する金属又は合成樹脂より成るベース28を設ける。このベース28には、管体21の両端部を夫々挿入する透孔29L及び29Rが穿設され、これら透孔29L及び29Rを通じて両電極23L及び23Rのリード27L及び27Rがベース28の例えば下端より導出される。また、透孔29L及び29R内には、接着剤30、例えばベース28が導電性である場合は絶縁性接着剤が充填されてベース28に管体21の機械的保持がなされる。
【0008】
上述の構成によると放電空間22を物理的に両端の水銀溜25L及び25Rより上方に配置したので水銀の蒸発凝縮の繰り返しにおいて、液化した水銀26L及び26Rが表面張力のみならず、その自重によって速やかに水銀溜25L及び25Rへと戻ることから、希ガスの取り込みを激減させることができ、これによって気泡の発生を効果的に減少させることができると共に、管体21が屈曲されていることによってベース28から両電極の端子導出をなし得ることから、外部回路との連結が簡便となると共に、ベース28によって管体21の両端部が機械的に一体化されることによって補強効果を生じ、管体21の破損事故が激減される。また、全体の小型コンパクト化もはかられる。更に、高圧水銀ランプが直線状である場合に比し、配光分布もとり易いという利点がある。
【0009】
また、上述の様な逆U字状の超高圧水銀ランプを用いて、陰極線管の蛍光体やシャドウマスク、印刷製版、プリント基板、ICリードフレーム等の露光或いは焼付光源として用いる場合は図17及び図18に示すように、高輝度放電ランプハウス収納装置が用いられる。この様な高輝度放電ランプハウス収納装置は本出願人が先に特許文献2として提案している。
【0010】
図17及び図18は上記特許文献2に提示した一形態例を示す平面図及び図17のA−A断面図を示すものである。
【0011】
図17及び図18において、31はランプハウス台であり、このランプハウスの4隅にピン孔31aを設けてガイドピンを嵌め込むことにより、基台に位置決めするようになっている。ランプハウス台31上には上面にネジ孔31bと、このネジ孔31bよりやや小さい径で同心状の窓孔31cがそれぞれ形成され、さらに右側面から内方に向って先端が円弧形のランプ収納部31dが形成されている。ランプ収納部31dは窓孔31cの下方に連続して配置されている。
【0012】
ランプ収納部31dの先端円弧部の中心には、馬蹄形状のランプ収納部31dを形成する円盤形の仕切り板32がネジ33により固定されている。これにより、ランプ収納部31d内にほぼ半円状の曲管収納部分が形成され、この端部においてランプ収納部31dとランプハウス台31の外側面との間に流路31e,31fがそれぞれ形成されている。
【0013】
一方逆U字状に形成した、図16で詳記した例えば、高圧水銀ランプから成る高輝度放電ランプMは馬蹄形状のランプ収納部31d内に配設され、図16で説明したベース28のソケットと成るフランジ28aをランプハウス台31にOリング34を介して、気密に螺着している。尚、35はフランジに螺着した端子、27L及び27Rは端子から引き出された高輝度放電ランプMのリードである。
【0014】
また、窓孔31cにはガラスからなるフェースプレート36が嵌め込まれており、このフェースプレート36の外縁部にはOリング37を挟んでリング38が設けられている。枠リング39をネジ孔31bにネジ込むことにより、リング38は下方に押されてOリング37を圧縮して、窓孔31cは気密状に保たれる。
【0015】
このような構成において、流路31fから冷却用の水を流入すると、水は高輝度放電ランプMの周囲を通過して流路31eから流出し、高輝度放電ランプMは水冷される。そして、リード27L及び27Rを電源に接続すると放電電極23L及び23R間に高電圧が加わり、管体内21内で放電が起こって逆U字状の高輝度放電ランプMが光源として発光する様に成されていた。
【0016】
【特許文献1】
特公平6−30240号公報(3頁、第1図)
【特許文献2】
特開平1−14572号(2頁、第3図、第4図)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
図16で説明した略逆U字状に形成した高輝度放電ランプによるとプリント基板、ICリードフレーム、陰極線管の蛍光体やシャドウマスク、印刷製版等の露光或いは焼付等の光源として用いる場合、露光面或いは焼付面の絶対光量の不足及び配光分布を考慮した時の照度分布の均一性調整が難しい課題を有していた。また、図17及び図18による高輝度放電ランプハウス(ランプハウス台31)と高輝度放電ランプハウス収納装置の従来構成よると、ランプハウス台31に形成したランプ収納部31dに配設した高輝度放電ランプMから窓孔31cに嵌着したフェースプレート36を介して、上方(図18で矢印A方向)へ放射される紫外光以外の例えば、図18で矢印C,D,E,Fで示す方向に放射され紫外光はランプ収納部31d内で吸収されて有効に利用することが出来ない課題があった。
また、高輝度放電ランプMの背面側に矢印Eの様に放射した熱エネルギーがランプ収納部31dの底面で反射されて、再び、高輝度放電ランプMに戻されて再度高輝度放電ランプMを加熱する為に特に超高圧水銀灯の様に電極温度が1600℃乃至1700℃に達する高輝度放電ランプMでは寿命を縮める等の課題を生じていた。
【0018】
本発明は叙上の課題を解消した高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置を提供しようとするものであり、発明が解決しようとする課題は露光面或いは焼付面での絶対光量を増大させると共に、照度分布の均一性調整が容易な高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置を得ようとするものである。更に高輝度放電ランプハウスから全方向に放射する紫外光を被露光体或は被焼付体の前面に有効に散乱させる様にして、被露光体或は被焼付体に到達する紫外光の強度を高める様に成した高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置を得ようとするものである。
【0019】
本発明が解決しようとする他の課題は高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置から放射される熱エネルギーを再度高輝度放電ランプに戻して再加熱しない様にすることで高輝度放電ランプ及び高輝度放電ランプハウス及並びに高輝度放電ランプハウス収納装置の寿命を延ばすことが可能な高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置を得ようとするものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
第1の本発明の高輝度放電ランプハウスは、第1の対の放電電極部間に方形管状の第1の放電空間部を形成した第1の管体から成る第1の高輝度放電ランプと、第2の対の放電電極部間に、上記第1の放電空間部の内側に配設した少なくとも1つのΩ型若しくは逆凸型の曲管状の第2の放電空間部を形成した第2の管体から成る第2の高輝度放電ランプと、上記第1及び第2の高輝度放電ランプが収納され、冷却用の水路と成る略馬蹄形状で溝状の通路と成されたランプ収納部を有する高輝度放電ランプハウスと、を具備し、上記第1及び第2の高輝度放電ランプの上記背面及び側面方向に放射される放射光を上記高輝度放電ランプハウスの反射面を介して前方に放射させて成るものである。
【0021】
第2の本発明の高輝度放電ランプハウスは第1及び少なくとも第2の放電空間部を略逆U字状と成した高輝度放電ランプをランプ収納部の通路に配したものである。
【0022】
第3の本発明の高輝度放電ランプハウスは第1及び少なくとも第2の放電空間部を略方形状と成した高輝度放電ランプをランプ収納部の通路に配したものである。
【0023】
第4の本発明の高輝度放電ランプハウスは第2の放電空間内に少なくとも第3の対の放電電極と第3の放電空間部を形成した第3の管体から成る第3の少なくとも高輝度放電ランプをランプ収納部の通路に設けてなるものである。
【0024】
第5の本発明の高輝度放電ランプハウスは第1及び第2の放電空間部を有する第1及び第2の管体から成る第1及び少なくとも第2の高輝度放電ランプより放射される露光面或は焼付面上の照度域を同一で均一分布する様に成したものである。
【0025】
第6の本発明の高輝度放電ランプハウスは第1及び少なくとも第2の高輝度放電ランプをランプ収納部に収納した高輝度放電ランプハウスが馬蹄形状で溝状の通路となされたハウス収納部の中心から放射方向に複数に分割した扇形部を有し、複数の扇形部の放射方向に凹面鏡を形成してなるものである。
【0026】
第6の本発明の高輝度放電ランプハウス収納装置は第1の対の放電電極部間に曲管状の第1の放電空間部を形成した第1の管体から成る第1の高輝度放電ランプと、第1の対の放電電極部間の内側に配設した少なくとも1つの曲管状の第2の放電空間部と第2の対の放電電極部を形成した第2の管体から成る第2の高輝度放電ランプと、第1及び第2の高輝度放電ランプが収納され、冷却用の水路と成る略馬蹄形状で溝状の通路と成されたランプ収納部を有する高輝度放電ランプハウスと、高輝度放電ランプハウスを固定する基台と、輝度放射ランプハウス上に配設されたフェースプレートと、フェースプレート上に配設された補正フィルタと、ホルダベース上に配設された照射窓を有するホルダとホルダベースに固定されたソケットとを具備し、ホルダ内に補正フィルタ、フェースプレートを配設し、基台上に固定され、複数の高輝度放電ランプを有する高輝度放電ランプハウスをホルダに収納させ、第1及び第2の高輝度放電ランプの背面及び側面方向に放射される放射光は高輝度放電ランプハウスを介して前方に放射させたものである。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置として複数の超高圧水銀ランプを曲管状に形成した高輝度放電ランプを高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置に収納した構成を図1乃至図8を用いて詳記する。
【0028】
図1(A)(B)は本発明の1形態例を示す高輝度放電ランプハウスの正面図及び右側面図、図2(A)(B)は本発明の他の形態例を示す高輝度放電ランプハウスの正面図及び右側面図、図3(A)〜(D)は本発明の露光方法を説明する斜視図、図4乃至図8は本発明の更に他の形態例を示す高輝度放電ランプハウスの正面図及び右側面図である。
【0029】
以下、図1(A)(B)乃至図8に於いて、図16乃至図18との対応部分には同一符号を付して説明する。
【0030】
図1(A)(B)に於いて、第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2を構成する石英等の碍子より成る第1及び第2の管体5及び6はその平面形状が図1(A)に示す様に略逆U字状の底部(図1(A)では頂部)を折曲げ部を除いて直線状とした略方形状(以下方形状と記す)に形成される。
【0031】
即ち、方形状に形成した第1及び第2の管体5及び6の両端内には図16と同様にタングステン線より成る棒状の左右の放電電極23L及び23Rが設けられ、これら第1及び第2の管体5及び6の左右封止端から貫通立設されている。左右の放電電極23L及び23R近傍の第1及び第2の管体5及び6の内壁には縊れ部24L及び24Rが突出形成され、左右封止部と縊れ部24L及び24R間には水銀を挿入して水銀溜25L及び25Rが形成されている。
【0032】
第1及び第2の管体5及び6内の左右の放電電極23L及び23R部に対向する第1及び第2の管体部分は略直線状と成され、第1及び第2の放電空間部3及び4を形成する曲管部分は直線部とコーナ部でRをとったコ字状と成され、第1及び第2の管体5及び6は全体として方形状と成されている。
【0033】
第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2の管体5及び6の左右両端の第1及び第2の放電電極部1L,1R及び2L,2Rは第1及び第2の放電電極23L及び23Rを電気的な連結及び機械的に補強するために合成樹脂より成る円筒状ベースと成され、これら円筒状ベースは板状で略長方形状のベース28と一体に形成されている。
【0034】
これら第1及び第2の放電電極部1L,1R及び2L,2Rの円筒状ベースと長方形状のベース28を貫通したリード27L及び27Rは端子35を介して外部に導出されている。尚8は第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2を水冷するための水路管の仕切りとなる後述する高輝度放電ランプハウスの人型状突部50bを示す。
【0035】
即ち、図1(A)の高圧水銀ランプ(ダブルランプ、以下WLと記す)は第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2で構成され、高輝度放電ランプハウス50内に配され、第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2を構成する第1及び第2の管体5及び6は方形状と成され、略コ字状の第1及び第2の放電空間部3及び4と第1及び第2の放電電極23L,23Rを内蔵した直線管体部より構成され、これら直線管体部が埋込まれた第1及び第2の放電電極部1L,1R及び2L,2Rは第1の高圧水銀ランプM1の内側に第2の高圧水銀ランプM2が配される様にして、第1及び第2の管体3及び4は異なる大きさの同一形状と成している。
【0036】
また、図1で50は後述するランプハウスを示すもので溝状の通路51内にWLが配設される。
【0037】
図2(A)(B)は本発明の他の形態例を示す、高輝度放電ランプハウスであり、図1(A)(B)との相違点は第1及び第2の高圧水銀ランプの曲管部を形成する第1及び第2放電空間部3及び4部分の管体5及び6を図16と同様に逆U字状と成した以外は全く同一構成であるので同一部分には図1(A)(B)と同一符号を付して重複説明を省略する。
【0038】
図3(A)〜(D)は本発明のWLを、高輝度放電ランプハウス50の光源として用いた場合の露光方法或いは焼付方法を説明するための斜視図である。
【0039】
図3(D)は本発明の高輝度放電ランプハウス50内に有するWLを露光面10上に露光する場合の1形態例を示すものであり、パラボラ状の曲率を有する凹面鏡と成された反射板11を介して露光面10上に露光或いは焼付が行なわれる。この場合、図3(A)に示す様にWLの小さいコ字状管体で構成される第2の高圧水銀ランプM2で反射板11を介して露光面或いは焼付面10に投射される露光面或いは焼付面10a上の光量は露光面或いは焼付面10aに対し均一に分布する様に調整される。
【0040】
同様に、図3(B)に示すようにWLの大きいコ字状管体で構成される第1の高圧水銀ランプM1で反射板11を介して露光面或いは焼付面10に投射される露光面或いは焼付面10b上の光量は露光面或いは焼付面10bに対し均一に分布する様に調整される。
【0041】
従って、露光面或いは焼付面10上では図3(C)に示す様に第1の高圧水銀ランプM1と第2の高圧水銀ランプM2での均一に分布された露光面10a及び10bを合わせた露光用の光量と成るため、第1及び第2の点灯電力が1:1の割合であれば略2倍の光量が得られ、露光或いは焼付面10上の絶対光量の増加が図られると共に万一、一方の高圧水銀ランプが照度低下を起こしても照度分布全体としてみた時の影響を極めて小さく出来るため、露光装置や焼付装置用の光源に適したWLを有する高輝度放電ランプハウス50を得ることが出来る。
【0042】
図4(A)(B)乃至図8(A)(B)に示す、高輝度放電ランプハウス50は本発明の更に他の形態例を示すWL及び多段ランプ(マルチランプ:ML)を配設した、高輝度放電ランプハウス50を示すもので図1及び図2との対応部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
【0043】
図4(A)(B)は図2で示した、高輝度放電ランプハウス50内の第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2の第1及び第2の管体5及び6の形状をΩ型とし、第1及び第2の管体を略円状の第1及び第2の放電空間部3及び4と放電電極23L及び23Rを内蔵した直線部と成した場合である。
【0044】
図5(A)(B)の高輝度放電ランプハウス50は図1で示した第1及び第2の高圧水銀灯ランプM1及びM2の第1及び第2の管体5及び6の形状を逆凸型と成し、第1及び第2の放電空間部3及び4を略方形状と成したものであり、第1及び第2の放電電極部1L,1R及び2L,2R間を図1の場合に比べて狭める様に成した場合である。
【0045】
図6(A)(B)の高輝度放電ランプハウス50は図4(A)で説明した第2の高圧水銀ランプM2と図1(A)で説明した第1の高圧水銀ランプM1を組み合わせてWLを構成させた場合であり、図7(A)(B)では図5(A)で説明した第2の高圧水銀ランプM2と図1(A)で説明した第1の高圧水銀ランプM1を組合せてWLを構成させた場合を示す。
【0046】
上述には示されていないが図1及び図2(A)(B)に示した第1及び第2の高圧水銀ランプM1又はM2と図4(A)(B)及び図5(A)(B)で説明した第1及び第2の高圧水銀ランプM1又はM2を適宜組合せてWLを構成させた高輝度放電ランプハウス50を得ることが出来る。
【0047】
図8(A)(B)は多段ランプ(ML)構成の高輝度放電ランプハウス50を示すもので図8(A)では図1で詳記したと同様の第1及び第2の管体5及び6から成る第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2に、更に第3の高圧水銀ランプM3を追加したものである。
【0048】
即ち、図8(A)(B)の高輝度放電ランプハウス50では第2の高圧水銀ランプM2の第2の放電電極部2L及び2R間には第3の放電空間部13を略方形状と成した第3の管体12及び第3の放電電極14L及び14Rを有する第3の高圧水銀ランプM3をベース28上に設けたものであり、この構成でも第3の高圧水銀ランプM3の露光面10上での光量分布は第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2と同一分布と成る様に形成する。勿論、3個以上の第3乃至第Nの高圧水銀ランプMnとすることも出来る。
【0049】
以下、本発明の高輝度放電ランプハウスのランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置の構成を図9乃至図12を用いて詳記する。図9は本発明のランプハウスの斜視図、図10(A)〜図10(C)は本発明のランプハウスの平面、側面及び底面図、図11は本発明の高輝度放電ランプハウス収納装置の分解斜視図、図12は本発明の高輝度ハウス収納装置の散乱光説明図である。
【0050】
図9及び図10は本発明の高輝度放電ランプハウスのランプハウスを示すものであり、従来の図17及び図18で詳記したランプハウス台31に対応するものである。
【0051】
このランプハウス50は図9及び図10A乃至図10Cに示す様に略円盤状の例えば、直径110mm×厚み20mmの寸法で金属により構成され、円盤50aの中心位置に水路の仕切板8(図1,2,4乃至8参照)を構成する人型状突部50bを残して逆U字状溝50cを形成すると共に円盤50aの中心50dから逆U字状溝50cの方向に放射状に220°の範囲内を7等分した扇形部50eを形成する。他の140°の範囲内には人型状突部50bの内周と逆U字状溝50cの外周に囲まれた左右半楕円形状部50f及び50gが形成されている。
【0052】
上述の複数の扇形部50e,50e‥‥及び左右半楕円形状部50f及び50gは逆U字状溝50cの外周部から人型状突部50bの外周部に向って図10(A)のD矢視断面図である図10(D)に示す様に7プラス2つの凹面部50hが形成される。
【0053】
又、左右半楕円形状部50f及び50gは逆U字状溝50cの扇形部50e,50e‥‥の外周部及び人型状突部50bの外周部から左右半楕円形状部50f及び50gの最外端の境界峰50jに向って曲面が形成される様に凹面部50kが形成されている。
【0054】
更に、円盤50aの中心50dから左右30mm程度の位置に幅20mm程度の第1及び第2の高圧水銀ランプM1又はM2との端子35及び35と後述する冷却水の水路となる左右通路50L及び50Rを円盤50aの外周から逆U字状溝50c方向に土手を切り開き、左右半楕円形状部50f及び50gに達する様に形成する。
【0055】
従って、逆U字状溝50cと人型状突部50d間には逆U字状に形成した第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2が配設可能で且つ、冷却用の水を通す通路となる馬蹄形状の逆U字状溝50cが形成される。
【0056】
複数の凹面部50hは図10(A)のD矢視断面図である図10(D)及び図2(B)に示されている様に円盤50aの上面から1.5mm下から15mmR程度の半径を有する曲率で凹面部50hを形成し、馬蹄形状の逆U字状溝50cを形成し、第1の高圧水銀ランプM1及び第2の高圧水銀ランプM2の放電空間部3及び4の曲率に沿って形成された凹面部50hの最も深い谷の部分には平坦部50mが形成される。この平坦部50mは図9及び図10(A)に示されている様に略楕円形状と成され、馬蹄形状の逆U字状溝50cの第1の高圧水銀ランプM1及び第2の高圧水銀ランプM2の放電部空間部3及び4と同一の曲率に沿って配列されている。
【0057】
また、50nは背面に形成したネジ孔であり、50pは位置出しピンを示す。
【0058】
上記した様なランプハウス50の円盤50aを全体として、表面にニッケル鍍金等を施して、少とも凹面部50h及び左右半楕円形状部50f及び50g並びに平坦部50mを鏡面とし、凹面部50h及び左右半楕円形状部50f及び50g部分等を凹面鏡と成して、馬蹄形状の逆U字状溝50cに配設する第1及び第2の高圧水銀ランプM1、M2から、背面(ランプハウス50側)に放射する紫外光を前面側に散乱させる反射鏡(板)と成されている。
【0059】
上述の構成のランプハウス50を用いた高輝度放電ランプハウス収納装置の組み立て方法の1形態例を図11の分解斜視図を基に説明する。
【0060】
図11で上述の50はランプハウスであり、このランプハウス50の裏面に形成したネジ孔50nにフランジ51a付の基台51に穿ったネジ孔51bを介して螺着し、固定する。
【0061】
次に、ホルダ52の照射リング52aの照射窓52bを下から覆う様に第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2の光源像を補正する補正ファイル53を嵌着させ、更に所定のスペーサを介して透明な石英ガラス円盤53aよりなるフェースプレート54を照射リング52aに保持する。
【0062】
補正フィルタ53は石英ガラス円盤53aの表面に馬蹄形に形成した逆U字状部50c内の第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2に沿って複数の円形でドーム状の複数の凹部又は凸部53c,53c‥‥を形成し、凹部又は凸部53c,53c‥‥をマイクロ凹レンズ又はマイクロ凸レンズと成したものである。
【0063】
次に逆U字状に曲げられ、端子35の取り付けられた第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2をホルダ4のホルダベース52cに固定させる。
【0064】
即ち、ホルダベース52cに形成した端子挿通孔52d内に第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2の端子35を挿通固定する。又、ホルダベース52cにはランプハウス50に形成した左右通路50L及び50Rに連通する水路孔50e,50eが形成されている。
【0065】
ソケット55はホルダベース52cと対向して配設され、冷却水を流入及び排出させるジョイントパイプ55a,55aがホルダベース52cの水路孔52e及び52eと対向する位置に植立されると共に第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2の端子35が挿入突出される透孔55bが穿たれている。
【0066】
ホルダベース52cとソケット55とは適宜方法で一体に固定される。この様に、ホルダ52に補正フィルタ53及びフェースプレート54並びに第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2を組み込んでサブアッセンブリしたものを基台51に固定したランプハウス50に嵌着させる。
【0067】
即ち、ランプハウス50の馬蹄形状の逆U字状溝50c内に第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2が配設され、フェースプレート54がガラス円盤53aの外周に沿って水が漏れない様に気密に固着することで高輝度放電ランプハウス収納装置が組み立てられる。
【0068】
上述の本発明の高輝度放電ランプハウス収納装置のランプハウス50によれば図12に示す様に馬蹄形の逆U字状溝50cの凹面部50h内に配設された第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2周辺部から凹面部50h側の第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2の背面に向って放射された紫外光A,B,C,D,‥‥は凹面鏡の凹面部50hで散乱して前方のフェースプレート54及び補正フィルタ53を介して被露光体の露光面10に照射させることが出来るために、被露光体の露光面10に照射する紫外光の強度を高めることが可能となる。
【0069】
更に、第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2の背面方向に放射された紫外光は平坦部50mに照射されるため例えば、紫外光Gは凹面部50hと成されていない平坦部50mとされているために散乱して斜め前方向にG,Eの様に散乱し、第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2側に再反射して第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2を再加熱する様な弊害が除去される様に成る。即ち、熱エネルギーとして第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2自体を再び加熱することでの照射寿命を短くする弊害を除くことが出来る。
【0070】
尚、上述のランプハウス50では放射状に7つに分割した扇形部50eを形成した場合を説明したが、これらの分割数は適宜選択可能であり、又、逆U字状溝50cと人型状突部50b間を1つの凹面部として反射鏡を形成する様に成してもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0071】
図13は本発明の高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置の照度分布の測定方法を示す模式的な原理図であり、図13で50は反射鏡を構成する図9で説明したランプハウス、WLは少なくとも第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2からなる光源である。
【0072】
光源WLから所定距離Sまでを露光用の照射面とすると、この位置に受光板47の受光素子46が来る様に配置する。受光板47の前段に置かれた全面を黒色塗料で塗布した遮光板44にマトリックス状に形成した複数の透孔45(図13では9個)を通して通過した光を受光する様に同じくマトリックス状に配列した複数のフォトダイオード等の受光素子46が受光板47上に配設されている。実際には受光板47と遮光板44は重ねられている。
【0073】
上述の構成で光源WLから出射した光はランプハウス50で反射された光を含めて遮光板44の透孔45を通過して受光素子46の受光面に照射される。この様なマトリックス状に配列した受光素子46の個々の本発明のWLと従来のシングルのWLの照射面での照度分布測定結果を図14及び図15によって説明する。
【0074】
14(A)(B)(C)(D)は従来の1本の高圧水銀ランプを用いた場合の夫々の露光面での紫外線強度分布特性図及び紫外線強度比分布特性図、図15は本発明の2本の高圧水銀ランプを用いた場合のWLの紫外線強度分布特性図及び紫外線強度比分布特性図である。図14(A)(B)は図2に示した逆U字状の第1の高圧水銀ランプM1の1本(外側)のみを用いた場合の直射成分の照射分布を示すものであり、図13で示す光源と受光板47までの距離S=900mmで照射面である受光板47の大きさは600mm×600mmであって、高圧水銀ランプM1のアーク長は180mm、ランプ入力8kwを用いた場合を示すもので中心を0としてX及びY軸をマトリックス状に36等分して図14(A)(C)は紫外線強度分布(mw/cm2)を図14(B)(D)は紫外線強度比分布で中心部を100%とし、各分割単位ブロックの輝度を%表示したものであり、測定結果を下記表1及び表2に示す。
【0075】
【表1】
Figure 0004328143
【表2】
Figure 0004328143
【0076】
図14(C)(D)に本発明の図2に示した逆U字状の第2の高圧水銀ランプM2の1本(内側)のみを用いた場合の直射成分の照射分布を示すもので第1の高圧水銀ランプM1と比べてアーク長120mmと成した以外、図14(A)(B)と同一条件で測定したもので測定結果を表3及び表4に示す。
【0077】
【表3】
Figure 0004328143
【表4】
Figure 0004328143
【0078】
図15(A)(B)は本発明の図2に示した第1及び第2の高圧水銀ランプM1及びM2の2本を用いた場合のランプハウス50の反射成分を含む総合照射分布を示すものであり、第1の高圧水銀ランプM1及び第2の高圧水銀ランプM2は図14(A)(B)(C)(D)と同一仕様であり(アーク長180+120)、測定結果を表5及び表6に示す。
【0079】
【表5】
Figure 0004328143
【表6】
Figure 0004328143
【0080】
本発明は上述の総合照射分布特性図からも明らかな様にWL或いはMLは大幅に絶対照度の増大が図られ、照度面での均一性が改善され均一な露光可能なWL或いはMLが得られていることが解る。
【0081】
【発明の効果】
本発明の高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置に依ると、プリント基板やICリードフレーム、CRTのシャドウマスク等の露光光源に用いる場合の露光面の絶対光量を増加させると共に照度分布の均一性調整が容易なものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高輝度放電ランプハウスの1形態例を示す正面及び側面図である。
【図2】本発明の高輝度放電ランプハウスの他の形態例を示す正面及び側面図である。
【図3】本発明の高輝度放電ランプハウスを用いた露光方法の説明図である。
【図4】本発明の高輝度放電ランプハウスの更に他の形態例(I)を示す正面及び側面図である。
【図5】本発明の高輝度放電ランプの更に他の形態例(II)を示す正面及び側面図である。
【図6】本発明の高輝度放電ランプハウスの更に他の形態例(III)を示す正面及び側面図である。
【図7】本発明の高輝度放電ランプハウスの更に他の形態例(IV)を示す正面及び側面図である。
【図8】本発明の高輝度放電ランプハウスの更に他の形態例(V)を示す正面及び側面図である
【図9】本発明の高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置に用いるランプハウスの斜視図である。
【図10】本発明の高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置に用いるランプハウスの平面、側面及び底面図である。
【図11】本発明の高輝度放電ランプハウス収納装置の分解斜視図である。
【図12】本発明の高輝度放電ランプハウス収納装置の散乱光説明図である。
【図13】本発明の高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置に用いる照度分布測定方法を説明するための斜視図である。
【図14】従来の1本の高圧水銀ランプを用いた高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置の露光面での夫々の照度分布特性図である。
【図15】本発明の高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置に2本の高圧水銀ランを用いた高輝度放電ランプハウス及び高輝度放電ランプハウス収納装置の露光面での総合照射分布特性図である。
【図16】従来の高輝度放電ランプの構成を示す側断面図である。
【図17】従来の高輝度放電ランプハウス収納装置の平面図である。
【図18】従来の高輝度放電ランプハウス収納装置の側断面図である。
【符号の説明】
M,M1,M2,M3‥‥高圧水銀ランプ、WL‥‥ダブルランプ、ML‥‥マルチランプ、1L,1R,2L,2R‥‥第1及び第2の放電電極部、3,4‥‥第1及び第2の放電空間部、5,6‥‥第1及び第2の管体、10,10a,10b‥‥露光面、28‥‥ベース、35‥‥端子、47‥‥受光板、50‥‥ランプハウス、51‥‥基台、52‥‥ホルダ、53‥‥補正フィルタ、54‥‥フェースプレート、55‥‥ソケット

Claims (5)

  1. 第1の対の放電電極部間に方形管状の第1の放電空間部を形成した第1の管体から成る第1の高輝度放電ランプと、
    第2の対の放電電極部間に、上記第1の放電空間部の内側に配設した少なくとも1つのΩ型若しくは逆凸型の曲管状の第2の放電空間部を形成した第2の管体から成る第2の高輝度放電ランプと、
    上記第1及び第2の高輝度放電ランプが収納され、冷却用の水路と成る略馬蹄形状で溝状の通路と成されたランプ収納部を有する高輝度放電ランプハウスと、を具備し、
    上記第1及び第2の高輝度放電ランプの上記背面及び側面方向に放射される放射光を上記高輝度放電ランプハウスの反射面を介して前方に放射させて成ることを特徴とする高輝度放電ランプハウス。
  2. 前記第2の放電空間の内側に少なくとも第3の対の放電電極と第3の放電空間部を形成した第3の管体から成る第3の高輝度放電ランプを前記ランプ収納部の前記通路に設けて成ることを特徴とする請求項記載の高輝度放電ランプハウス。
  3. 前記第1及び第2の放電空間部を有する第1及び第2の管体から成る前記第1及び少なくとも第2の前記高輝度放電ランプより放射される露光面或は焼付面上の照度域を同一で均一分布する様に成したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の高輝度放電ランプハウス。
  4. 前記第1及び少なくとも第2の前記高輝度放電ランプを前記ランプ収納部に収納した前記高輝度放電ランプハウスは前記馬蹄形状で溝状の通路となされたランプ収納部の中心から放射方向に複数に分割した扇形部を有し、該複数の扇形部の放射方向に凹面鏡を形成してなることを特徴とする請求項1乃至請求項記載のいずれか1項記載の高輝度放電ランプハウス。
  5. 第1の対の放電電極部間に方形管状の第1の放電空間部を形成した第1の管体から成る第1の高輝度放電ランプと、
    第2の対の放電電極部間に、上記第1の放電空間部の内側に配設した少なくとも1つのΩ型若しくは逆凸型の曲管状の第2の放電空間部を形成した第2の管体から成る第2の高輝度放電ランプと、
    上記第1及び第2の高輝度放電ランプが収納され、冷却用の水路と成る略馬蹄形状で溝状の通路と成されたランプ収納部を有する高輝度放電ランプハウスと、
    上記高輝度放電ランプハウスを固定する基台と、
    上記高輝度放射ランプハウス上に配設されたフェースプレートと、
    上記フェースプレート上に配設された補正フィルタと、
    ホルダベース上に配設された照射窓を有するホルダと、
    上記ホルダベースに固定されたソケットと、
    を具備し
    上記ホルダ内に上記補正フィルタ、上記フェースプレートを配設し、上記基台上に固定され、複数の高輝度放電ランプを有する高輝度放電ランプハウスを該ホルダに収納させ、上記第1及び第2の高輝度放電ランプの上記背面及び側面方向に放射される放射光を上記高輝度放電ランプハウスを介して前方に放射させるように成したことを特徴とする高輝度放電ランプハウス収納装置。
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