JP4587130B2 - 高圧放電ランプおよびその製造方法並びに光照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、高圧放電ランプおよびその製造方法、並びに当該高圧放電ランプを具えた光照射装置に関する。

現在、例えば接着剤などの樹脂の硬化処理やプリント基板などの露光処理においては、紫外線照射装置が利用されており、かかる紫外線照射装置における紫外線光源としては、例えば高圧放電ランプが用いられている。
高圧放電ランプとしては、これまでに種々のタイプのものが提案されており、例えば特許文献１には、図１０に示すように、両端が封止されたガラス管部８１の内部に一対の電極８３が対向配置されていると共に水銀が封入されており、電極８３を先端に有するリード端子８４が封止部８２を気密に貫通して軸方向外方に突出して伸びるよう設けられた構成の毛細管型高圧水銀ランプ８０が開示されている。

高圧放電ランプは、通常、ランプ点灯時において冷却されるが、放電管の破損を防止するために十分な冷却効果を得ようとすると、放電管における電極の周囲に位置される部分が過冷却され、これにより、放電管の内部における両端部分で水銀が蒸発しなくなり十分な水銀蒸気圧が得られなくなる結果、照度が低下する、という問題が生じる。
このような問題に対して、上記毛細管型高圧水銀ランプ８０においては、ガラス管部８１における電極８３の周囲に位置される部分に、過冷却防止手段である中空層８５が形成されている。
そして、図１１に示すように、ガラス管部８１の外周面との間に冷却水Ｗの流路８９を形成する管状の冷却ジャケット８８が配置され、ランプ点灯時において、流路８９内を冷却水Ｗがガラス管部８１の壁面に沿って軸方向に流過されることにより冷却される。
然るに、中空層８５を具えていることにより、上記毛細管型高圧水銀ランプ８０によれば、ガラス管部８１は冷却水Ｗによって直接冷却されるため、十分な冷却効果を得ることができ、しかもガラス管部８１における電極の周囲の部分は中空層８５により冷却効果が弱められるため、過冷却を防止することができる、とされている。

特許第２６１７９７８号公報

しかしながら、上記のような構造によれば、ガラス管部８１の、電極の周囲に位置される部分が過冷却されることを防止することはできるものの、中空層８５を形成することが困難であるため、個体差が生じやく、安定した出力が得られるものを確実に得ることができない、という問題がある。
また、ランプ点灯中に、ガラス管部８１が破損した場合には、ガラス管部８１内に封入された水銀が例えば冷却水の流路８９を介して外部に流出してしまうおそれがある。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、第１の目的は、安定した出力を長時間の間にわたって確実に得ることのできる高圧放電ランプを提供することにある。
本発明の第２の目的は、所期の性能を有するものを確実に製造することのできる高圧放電ランプの製造方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、上記高圧放電ランプを具え、所期の光照射処理を確実に行うことのできる光照射装置を提供することにある。

本発明の高圧放電ランプは、両端が封止された内管の内部に、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てなる全体が棒状の放電管と、この放電管が内部に配置された外管とを具え、外管の内部において、放電管がその中央部における外周面の少なくとも一部が外管の中央部における内周面に接触状態ないしは密着状態で配置された二重管構造を有し、
放電管における、少なくとも前記電極の周囲に位置される両端部の外周面と外管の両端部の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成されていることを特徴とする。
本明細書において、『接触状態』とは、外管の内周面（内壁）と放電管の外周面（外壁）とが点接触または線接触する状態をいい、一部が面接触している状態も含む。また、『密着状態』とは、外管の内周面と放電管の外周面とが主として面接触した状態をいい、放電管および外管の両者が一体化されている状態をいう。

本発明の高圧放電ランプにおいては、外管として、両端部に拡径部を有するものを用いることにより、あるいは、外管として直管状のものを用い、放電管として、電極の周囲に位置される両端部が中央部より小径であるものを用いることにより、空隙が形成された構成とすることができる。

本発明の高圧放電ランプの製造方法は、外管内に放電管を挿入して配置した状態において、加熱することにより放電管を膨張させて、放電管における、少なくとも電極の周囲に位置される両端部の外周面と外管の両端部の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成された状態で、放電管の中央部における外周面と外管の中央部における内周面とを密着させる工程を有することを特徴とする。

本発明の光照射装置は、上記の高圧放電ランプを具備し、ランプ点灯時において当該高圧放電ランプを冷却する冷却水が外管の壁面に沿って流過される流路を形成する流路形成部材が設けられていることを特徴とする。

本発明の高圧放電ランプによれば、外管が、放電管における少なくとも電極の周囲に位置される部分との間に全周に伸びる空隙が形成された状態で、放電管の外周面に接触ないしは密着状態で配置された二重管構造とされていることにより、ランプ点灯時において、外管の壁面に沿って例えば冷却水を流過させることにより、電極の周囲に位置される部分は空隙（空気層）の存在によって冷却作用が弱められる。従って、放電管における外管と接触ないし密着する部分は冷却水によって十分に冷却されて放電管の破損を防止することができる構成でありながら、電極の周囲に位置される部分が過冷却されることを確実に防止して水銀の未蒸発に起因する照度低下を生ずることがなく、従って、安定した出力を長時間の間にわたって確実に得ることができる。
また、二重管構造であるので、ランプ点灯時に、万一、放電管が破損してしまった場合であっても、水銀が外部に流出することを防止することができる。

本発明の高圧放電ランプの製造方法によれば、例えば中空層を放電管に形成するなどの特殊な加工を必要とせず、二重管構造のものとして構成し、所定位置に外管と内管との間に空隙が形成される状態で両者を加熱により密着させればよいので、所期の性能を有するものを極めて容易に製造することができる。

本発明の光照射装置によれば、上記高圧放電ランプを具えていることにより、高圧放電ランプから放射される紫外線を十分な照度で安定して被処理対象物（ワーク）に照射することができるので、所期の紫外線照射処理を確実に行うことができる。

〔高圧放電ランプ〕
本発明の高圧放電ランプは、放電管を構成する内管と、外管とにより構成された二重管構造のものであって、放電管における電極の周囲に位置される部分の外周面と、外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成され、これにより、過冷却防止構造が形成されてなるものである。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る高圧放電ランプは、外管として特定の構成のものが用いられることにより、放電管における電極周囲の部分の外周面と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成された構成のものである。以下、この第１実施形態に係る高圧放電ランプの構成について具体的に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る高圧放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図であり、図２は、図１に示す高圧放電ランプの要部を示す拡大断面図である。
この高圧放電ランプ１０は、両端が封止された、例えば石英ガラスからなる直管状の内管１２の内部に、各々例えばタングステンからなる一対の棒状の電極１６が対向配置され、各電極１６が内管１２に形成されたロッド状の封止部１３に気密に埋設された例えばモリブデンからなる金属箔１７を介して封止部１３の外端より軸方向外方に突出して伸びる外部リード１８に電気的に接続されてなる、全体が棒状の放電管１１と、この放電管１１が内部に配置された、例えば石英ガラスからなる外管２０とにより構成されている。
放電管１１における封止部１３は、例えば、内管１２の構成材料であるパイプ体における両端部を溶融状態にして内部を減圧するシュリンクシール法により形成されたものであり、放電管１１の中央部１４（発光領域に相当する部分）より小径とされている。

この高圧放電ランプ１０は、例えば「キャピラリーランプ」と称される毛細管型高圧水銀ランプとして構成されており、放電管１１の内部には、例えば１ｍｇ／ｍｍ³ 以上の水銀が封入されると共にアルゴンガスなどの希ガスが適宜の量で封入されている。そして、例えば波長が３５０〜４５０ｎｍである紫外線を含む光を放射する。

外管２０は、両端部に中央部２１に比して内径寸法の大きい拡径部２２が形成された、例えばパイプ状のものであって、各拡径部２２は、放電管１１の、内部空間（放電空間）内に位置される電極部分の周囲に位置される部分、換言すれば当該電極部分の軸方向長さに相当する端部部分（以下、「過冷却防止部分１５」という。）に対応する位置に形成されており、従って、外管２０は、放電管１１における過冷却防止部分１５の外周面およびこの過冷却防止部分１５に連続する封止部１３の一部の外周面と、外管２０の内周面との間に全周に伸びる空隙３０が形成された状態において、中央部２１の内周面が放電管１１の中央部１４の外周面に例えば接触状態で設けられている。

放電管１１と外管２０は、外部リード１８に設けられたベース２５を介して接着剤２６により固定されており、放電管１１と外管２０との間の空隙には、空気層または適宜のガスによるガス層が形成されている。
空隙３０の大きさ、すなわち外管２０における拡径部２２の内径Ｌ２と放電管１１における過冷却防止部分１５の外径Ｌ１との差は、例えば２ｍｍ以上であることが好ましく、これにより、ランプ点灯時に冷却される際に、放電管１１の過冷却防止部分１５が過冷却されることを確実に防止することができる。

この高圧放電ランプ１０は、次のようにして作製することができる。
先ず、例えば円筒状のパイプ体の内部に、適宜の量の水銀を封入すると共に各々ロッド状の電極１６と外部リード１８とが金属箔１７を介して電気的に接続されてなる電極構造体をパイプ体の両側から挿入して電極１６を対向配置させた状態において、例えばシュリンクシール法によりパイプ体の両端部を封止することにより、放電管１１を作製する。
一方、このようにして得られた放電管１１の外径寸法と同等の大きさの内径寸法を有すると共に、放電管１１の中央部１４に相当する長さ（発光領域に相当する部分の長さ）を有する円筒状の主パイプ体、および、各々主パイプ体より内径寸法の大きい２つの拡径部形成用パイプ体を用意し、主パイプ体の両端に拡径部形成用パイプ体を接続することにより、放電管１１が内部に配置された状態において、少なくとも放電管１１における過冷却防止部分１５に対応する部分に拡径部２２を有する外管２０を作製する。
次いで、放電管１１を外管２０の内部に嵌合することにより、上記構成の高圧放電ランプ１０を得ることができる。

上記高圧放電ランプ１０の一構成例を示すと、放電管１１における中央部１４の内径がφ３．４ｍｍ、放電管１１における中央部の外径がφ７．４ｍｍ、封止部１３の外径がφ６ｍｍ、放電管１１の全長が１５０ｍｍ、電極間距離が１００ｍｍ、放電空間内に位置される電極部分の長さが３ｍｍ、水銀の封入量が４４ｍｇ／ｍｍ³ であり、外管２０の中央部２１における外径がφ９．５ｍｍ、外管２０の中央部の内径がφ７．４ｍｍ、拡径部２２の長さが６０ｍｍ、拡径部２２の内径がφ１１ｍｍ、放電管の過冷却防止部分と外管との間の空隙の大きさが３．６ｍｍである。
ランプ点灯時における高圧放電ランプ１０の定格電圧が２０００Ｖ、定格電流が１．２５Ａであり、ランプ電力が２５００Ｗである。

上記高圧放電ランプ１０は、例えばランプ点灯時の管壁負荷が１００Ｗ／ｃｍ² 以上の高出力のものであり、ランプ点灯時には、例えば、冷却水によって高圧放電ランプ１０全体が冷却される。
而して、上記構成の高圧放電ランプ１０によれば、外管２０が、放電管１１における過冷却防止部分１５の外周面およびこれに連続する封止部１３の外周面との間に全周に伸びる空隙３０が形成された状態で、放電管１１の中央部１４における外周面に接触状態で配置された二重管構造とされていることにより、ランプ点灯時において、外管２０の壁面に沿って例えば冷却水を流過させて高圧放電ランプ１０を冷却することにより、過冷却防止部分１５は空隙３０（空気層）の存在によって冷却作用が弱められる。従って、放電管１１の外管２０と接触する中央部は冷却水によって十分に冷却されて放電管１１の破損を防止することができる構成でありながら、過冷却防止部分１５が過冷却されることを確実に防止することができる結果、水銀の未蒸発に起因する照度低下を生ずることがなく、安定した出力を長時間の間にわたって確実に得ることができる。
ここに、この高圧放電ランプ１０においては、放電管１１の中央部１４における外周面と外管２０の内周面とが接触状態（点接触または線接触している状態）とされており、また、各々例えば石英ガラスからなる放電管１１および外管２０はその表面に微細な凹凸を有するものであるため、実際上、放電管１１と外管２０との間に極微小な隙間が点在しているが、例えば最大で１００μｍ程度の隙間が存在している場合であっても、十分な冷却効果を得ることができる。

また、二重管構造であるので、ランプ点灯時に、放電管１１が破損しても水銀が外部に流出することを防止することができる。
このような過冷却防止構造が形成された高圧放電ランプ１０は、例えば中空層を放電管に形成するなどの特殊な加工を必要とせず、所定位置に拡径部２２が形成された外管２０内に放電管１１を挿入して配置して二重管構造のものとして構成することにより作製することができ、しかも、管軸方向に対して均一な内径寸法を有するパイプ体を加工して拡径部２２を形成することは容易に行うことができるので、所期の性能を有するものを容易にかつ確実に作製することができる。

以上、本発明の第１実施形態に係る高圧放電ランプの一例について説明したが、本発明の高圧放電ランプにおいては、一層高い冷却効率を得ることができることから、放電管の中央部の外周面と外管の内周面とが密着状態とされた構成とされていることが好ましい。 すなわち、放電管の中央部の外周面と外管の内周面とが単に接触する状態とされている場合に存在する極微小な隙間をなくすことにより、ランプ点灯時における放電管からの熱の伝達が当該隙間によって阻害されることを防止することができ、これにより、一層高い冷却効率を得ることができる。

このような高圧放電ランプは、例えば次のようにして作製することができる。
図３（ａ）に示すように、上記と同様にして、放電管１１を作製すると共に、放電管１１の外径より若干大きい内径寸法を有すると共に、放電管１１の中央部１４に相当する長さを有する円筒状の主パイプ体と、各々、主パイプ体より内径寸法が大きい２つの拡径部形成用パイプ体とを用意し、主パイプ体の両端に拡径部形成用パイプ体を接続することにより、放電管１１が内部に配置された状態において少なくとも放電管１１における過冷却防止部分１５に対応する部分に拡径部２２を有する外管２０を作製する。

次いで、図３（ｂ）に示すように、外管２０の内部に放電管１１を挿入して配置する。この状態においては、図３（ｃ）に示すように放電管１１における中央部１４の外周面と、外管２０の内周面との間には微小な環状空隙３５が存在する状態である。
そして、放電管１１が外管２０内に配置された状態において、例えば電気炉等で加熱することにより、図３（ｄ）に示すように、放電管１１における中央部１４の外周面と、外管２０の内周面とを密着させる。すなわち、放電管１１における内管１２、および、外管２０は、いずれも例えば石英ガラス製のものであるが、一般に、石英ガラスは、例えば１２５０℃程度の温度で加熱されると、わずかに柔軟性を有する状態となることが知られている。そして、放電管１１内には、水銀が封入されていることから、加熱されることにより水銀が蒸発して放電管１１内の圧力が上昇するため、放電管１１が膨張して外管２０の内壁に接する状態となり、さらに、放電管１１の膨張に伴って外管２０が変形し、これにより、放電管１１の中央部１４における外周面と外管２０の内周面が密着状態となり、放電管１１および外管２０の両者が一体化される。
加熱処理が終了した後、高圧放電ランプは冷却されるが、放電管１１は水銀が封入されているので、放電管１１の内圧は大気圧よりも高く、放電管１１の温度が水銀の蒸発が収まる例えば３６０℃程度に至るまでには、石英ガラスは十分に硬くなっているので、高圧放電ランプが冷却されることによっても、放電管１１は収縮することはなく、放電管１１と外管２０との密着状態は維持される。

以上の製造方法において、加熱保持時間は、外管２０の内径と放電管１１の外径との寸法差（環状空隙３５の大きさ）に応じて設定され、具体的には、寸法差が大きくなるに従って加熱保持時間が長く設定される。
例えば内管１２の肉厚が２ｍｍ、外管２０の肉厚が１ｍｍである場合であって寸法差が０．１ｍｍである場合には、例えば１２５０℃の温度で、加熱保持時間が３．５時間程度に設定される。
なお、加熱処理は、電気炉による方法に限定されるものではなく、長時間の時間を要するもののバーナーによって加熱することによって行うこともできる。

＜第２実施形態＞
この第２実施形態に係る高圧放電ランプは、外管として、例えば内径寸法が軸方向に対して均一な直管状のものが用いられると共に、放電管として、電極の周囲に位置される過冷却防止部分が中央部より小径である棒状のものが用いられることにより、放電管における、少なくとも過冷却防止部分の外周面と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成された構成のものである。以下、この第２実施形態に係る高圧放電ランプの構成について具体的に説明する。

図４は、本発明の第２実施形態に係る高圧放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図であり、図５は、図４に示す高圧放電ランプの要部を示す拡大断面図である。図４および図５において、上記第１実施形態に係る高圧放電ランプと同一の構成部材については、便宜上、同一の符号が付してあると共に説明を省略する。
この高圧放電ランプ４０は、放電空間内に位置される電極部分の周囲に位置される過冷却防止部分４５に、中央部４４の外形寸法Ｌ４より小さい外径寸法Ｌ３の封止部４３に連続する、軸方向外方に向かって外径寸法が小さくなる縮径部４６が形成された内管４２を具えてなるものであることの他は、上記第１実施形態に係るものと同一の構成を有する放電管４１と、この放電管４１が内部に配置された、内径寸法が管軸方向に対して均一な直管状の外管５０とにより構成されており、放電管４１の過冷却防止部分４５およびこの過冷却防止部分４５に連続する封止部４３の外周面と、外管５０の内周面との間に全周に伸びる空隙３０が形成されている。

このような第２実施形態に係る高圧放電ランプは、上記第１実施形態に係る高圧放電ランプと同様の方法により作製することができる。

上記構成の高圧放電ランプ４０によれば、第１実施形態に係るものと同一の効果、すなわち、ランプ点灯時において、外管５０の壁面に沿って例えば冷却水を流過させて高圧放電ランプ４０を冷却することにより、過冷却防止部分４５は空隙３０（空気層）の存在によって冷却作用が弱められるので、放電管４１の外管５０と接触ないしは密着する中央部４４は冷却水によって十分に冷却されて放電管４１の破損を防止することができる構成でありながら、過冷却防止部分４５が過冷却されることを確実に防止することができる結果、水銀の未蒸発に起因する照度低下を生ずることがなく、安定した出力を長時間の間にわたって確実に得ることができる。
また、二重管構造であるので、ランプ点灯時に、放電管４１が破損しても水銀が外部に流出することを防止することができる。
さらに、放電管４１をその過冷却防止部分４５を中央部４４より小径のものとして構成することは容易に行うことができるので、所期の性能を有するものを容易にかつ確実に作製することができる。
この第２実施形態に係る高圧放電ランプ４０においても、放電管４１がその中央部４４が外管５０の内周面に接触状態で配置された構成とされていれば、ランプ点灯時における十分な冷却効果を得ることができるが、放電管４１がその中央部４４が外管５０の内周面に密着状態で配置された構成とされていることにより、一層高い冷却効率を得ることができる。

〔光照射装置〕
本発明の光照射装置は、上記高圧放電ランプを具備し、ランプ点灯時においてランプを冷却する冷却水が外管の壁面に沿って流過される流路を区画する流路形成部材が設けられた構成のものである。

図６は、本発明の光照射装置の一例における構成の概略を示す説明用断面図であり、図７は、図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。
この光照射装置は、例えば上記第１実施形態に係る高圧放電ランプ１０を光源として具えてなり、高圧放電ランプ１０が内部に挿通された状態で高圧放電ランプ１０の管軸に沿って伸びるよう設けられて高圧放電ランプ１０の外周面との間に冷却水Ｗが流過される冷却水流路６５を形成する流路形成部材である円筒状の冷却ジャケット６０と、高圧放電ランプ１０および冷却ジャケット６０の両端に配置された、内部空間が高圧放電ランプ１０と冷却ジャケット６０との間の冷却水流路６５に連通する冷却水供給流路形成部材６１および冷却水排出流路形成部材６２とにより構成された冷却機構を有する。

冷却水供給流路形成部材６１および冷却水排出流路形成部材６２は全体が略Ｌ字型の管状であり、高圧放電ランプ１０および冷却ジャケット６０が、例えば管軸が水平方向に伸びる姿勢で接続された状態で、軸方向内方側の口締め部６３によって例えばＯリング（図示せず）を介して冷却ジャケット６０の外周面が保持固定されていると共に軸方向外方側の口締め部６４によって例えばＯリング（図示せず）を介して高圧放電ランプ１０の外周面が保持固定されている。
冷却ジャケット６０は、高圧放電ランプ１０から放射される紫外線を透過する材料、例えば石英ガラスにより構成されている。

光照射方向（図６および図７において下方向）に対して高圧放電ランプ１０の背面側には、例えば断面が放物状の反射面７１を有する樋状の反射鏡７０が、その第１焦点が高圧放電ランプ１０の中心（高圧放電ランプ１０における一対の電極１６の中心を結ぶ直線）と一致する状態で、高圧放電ランプ１０に沿って伸びるよう配置されており、高圧放電ランプ１０から放射される光が直接的にあるいは反射鏡７０により反射されて平行光とされてマスクステージ７５に保持されたマスクＭを介してワークステージ７６上に載置された、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７７に照射される。ここに、反射面７１は、例えばチタニアおよ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ている。

上記光照射装置においては、高圧水銀ランプ１０の点灯時において、冷却水Ｗが図示しない適宜の冷却水供給手段（ポンプ）によって供給される。ここに、高圧放電ランプ１０の冷却は、冷却水Ｗを例えば５Ｌ（リットル）／ｍｉｎの流量で循環させることによって達成される。
供給される冷却水Ｗは、高圧放電ランプ１０と冷却ジャケット６０との間に形成された冷却水流路６５内を、高圧放電ランプ１０の壁面、具体的には外管２０の外周面に沿って軸方向に流過されて高圧放電ランプ１０全体を冷却した後、冷却水排出流路形成部材６２を介して排出される。
而して、上記光照射装置によれば、ランプ点灯時において、高圧放電ランプ１０が選択的に冷却される、すなわち放電管１１における過冷却防止部分１５は空隙３０（空気層）の存在によって冷却作用が弱められると共に、放電管１１の外管２０と接触する中央部１４は冷却水Ｗによって十分に冷却されるので、放電管１１の破損を防止することができる構成でありながら、過冷却防止部分１５が過冷却されることを確実に防止して水銀の未蒸発に起因する照度低下を生ずることがなく、安定した出力を長時間の間にわたって確実に得ることができ、従って、所期の紫外線照射処理を確実に行うことができる。
また、高圧放電ランプ１０が二重管構造であるので、万一、ランプ点灯時に、放電管１１が破損してしまった場合であっても、水銀が冷却水Ｗの循環流路を介して外部に流出することを防止することができ、光照射装置が汚染することを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、第１実施形態に係る高圧放電ランプにおいては、外管の拡径部は、放電管の、少なくとも内部空間内に突出する電極部分の周囲に位置される過冷却防止部分の外周面と外管の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成されるよう構成されていればよく、例えば図８に示すように、拡径部２２を、放電管１１の過冷却防止部分１５より軸方向内方側の位置される部分から軸方向外方に伸びるよう、形成し、放電管１１の過冷却防止部分１５の外周面と外管２０の内周面との間の領域を含む部分に全周に伸びる空隙３０が形成される構成とされていてもよい。
また、外管の形状は特に限定されるものではなく、放電管の外形形状に応じた内形形状を有するものが用いられ、例えば放電管の外形形状が楕円状の場合には、外管の内形形状が放電管を内包可能な大きさの楕円状に加工（形成）され、上述した方法により、内部に放電管を配置した状態において、放電管の中央部における外周面と外管の内周面とを密着させればよい。

また、本発明は、キャピラリーランプに限定されるものではなく、ランプ点灯時において冷却が必要とされる、例えばメタルハライドランプなどの高出力の高圧放電ランプに適用することができ、メタルハライドランプの場合には、例えばヨウ化鉄などの金属ハロゲン化物および例えばアルゴンガスなどの希ガスが水銀と共に放電管内に封入される。
さらに、上記実施例に係る高圧放電ランプにおける封止部は、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るものや、電極の外周に加熱した中間ガラス（電極と石英ガラスの中間的な線膨張率のガラス）を直接巻きつけ、石英ガラスに溶着して封止するグレーテッドシール法によるものであってもよく、すなわち限定されるものではない。
なお、図９に示すように、封止方法によっては、封止部１３Ａが高圧放電ランプ１０の管軸方向に対して垂直方向に縮小されない場合（拡大される場合も含む）があるが、この場合には、第１実施形態に係る構成、すなわち外管２０として両端部に拡径部２２を有するものを用いればよく、外管２２の拡径部２２の内径Ｌ６を封止部１３Ａの最大外径Ｌ５より大きくすることにより、放電管１１の過冷却防止部分１５の外周面と外管２０の内周面との間に全周に伸びる空隙３０が形成され、これにより、所期の過冷却防止構造を形成することができる。

また、本発明の光照射装置においては、本発明に係る高圧放電ランプを具備し、ランプ点灯時において高圧放電ランプを冷却する冷却水による冷却機構を備えた構成であれば、その他の構成部材の具体的な構成は特に限定されるものではない。
例えば、反射鏡は、処理目的に応じた所望の光の特性、具体的には平行光としてワークに照射する機能、あるいは集光してワークに照射する機能が得られるよう、選択され、例えば断面が楕円状の反射面を有する樋状のものが用いることができる。この場合には、高圧放電ランプがその中心が反射鏡の第１焦点と一致する位置に配置されることにより、高圧放電ランプからの光が反射鏡の第２焦点の位置で集光される。

本発明の第１実施形態に係る高圧放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。 図１に示す高圧放電ランプの要部を示す拡大断面図である。 図１に示す高圧放電ランプの製造方法を説明するための図であって、（ａ）外管および放電管の構成を示す説明用断面図、（ｂ）外管内に放電管が配置された状態を示す説明用断面図、（ｃ）（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｄ）加熱処理されることにより放電管の外周面と外管の内周面とが密着された状態を示す（ｃ）と同一の切断部の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る高圧放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。 図４に示す高圧放電ランプの要部を示す拡大断面図である。 本発明の光照射装置の一例における構成の概略を示す説明用断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の高圧放電ランプの他の構成例における要部を示す断面図である。 本発明の高圧放電ランプの更に他の構成例における要部を示す断面図である。 従来の高圧放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。 図１０に示す高圧放電ランプの使用状態を説明するための説明用断面図である。

符号の説明

１０，４０ 高圧放電ランプ
１１，４１ 放電管
１２，４２ 内管
１３，１３Ａ，４３ 封止部
１４，４４ 中央部
１５，４５ 過冷却防止部分
１６ 電極
１７ 金属箔
１８ 外部リード
２０，５０ 外管
２１ 中央部
２２ 拡径部
２５ ベース
２６ 接着剤
３０ 空隙
３５ 環状空隙
４６ 縮径部
６０ 冷却ジャケット
６１ 冷却水供給流路形成部材
６２ 冷却水排出流路形成部材
６３，６４ 口締め部
６５ 冷却水流路
Ｗ 冷却水
７０ 反射鏡
７１ 反射面
７５ マスクステージ
Ｍ マスク
７６ ワークステージ
７７ ワーク
８０ 高圧放電ランプ
８１ ガラス管部
８２ 封止部
８３ 電極
８４ リード端子
８５ 中空層
８８ 冷却ジャケット
８９ 流路

Claims (5)

1. 両端が封止された内管の内部に、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てなる全体が棒状の放電管と、この放電管が内部に配置された外管とを具え、外管の内部において、放電管がその中央部における外周面の少なくとも一部が外管の中央部における内周面に接触状態ないしは密着状態で配置された二重管構造を有し、
   放電管における、少なくとも前記電極の周囲に位置される両端部の外周面と外管の両端部の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 外管は両端部に拡径部を有し、この拡径部により空隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
3. 外管が直管状であり、
   放電管は、電極の周囲に位置される両端部が中央部より小径であるものであり、これにより空隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
4. 外管内に放電管を挿入して配置した状態において、加熱することにより放電管を膨張させて、放電管における、少なくとも電極の周囲に位置される両端部の外周面と外管の両端部の内周面との間に全周に伸びる空隙が形成された状態で、放電管の中央部における外周面と外管の中央部における内周面とを密着させる工程を有することを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
5. 請求項１〜請求項３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当該高圧放電ランプを冷却する冷却水が外管の壁面に沿って流過される流路を形成する流路形成部材が設けられていることを特徴とする光照射装置。