TWI442445B - Long arc discharge lamp and ultraviolet light irradiator with long arc discharge lamp - Google Patents

Description

長電弧型放電燈及具備長電弧型放電燈的紫外線照射器

本發明，是關於用以將使用於油墨或塗料之乾燥、樹脂之硬化處理的光化學反應用裝置的紫外線照射光源、或半導體基板、或是液晶顯示器用之液晶基板予以曝光時，作為曝光裝置之紫外線照射光源所採用的長電弧型放電燈。

此種紫外線照射用光源，為了避免放電燈在亮燈時造成過度的高溫狀態，一般周知有例如專利文獻1所揭示之方式般地，在放電燈的徑向周圍，配設具備有用以讓冷卻液循環於內部之流路的水冷套管，藉由讓冷卻液流通於該水冷套管之內部，一面冷卻放電燈，一面亮燈進行驅動者。

第11圖，是顯示具備以往之水冷套管之紫外線照射用光源之構成概略的斷面圖。紫外線照射用光源，為具備：放射紫外線的直管狀放電燈A，以及以包圍住放電燈A之徑向之方式所設置的水冷套管B。放電燈A，是從兩端的端子供給電力來亮燈，從發光管放射出熱線及紫外線。水冷套管B，為具有：將石英玻璃製的內管C以及外管D在端部封閉的雙重管形狀者，在接近於外管D的兩端附近，連接著：用以讓冷卻液流到該內側的給水口E、排水口F。符號GA、GB為突起部；符號H為吸收熱線之低融點 玻璃製的管狀過濾器；符號IA、IB為卡止凸部；符號JA、JB為管狀間隔物。

於第11圖所示之紫外線照射裝置中，從給水口E所導入的冷卻液通過內管C與內管D之間的空間再從排水口F排出，藉此使放電燈A的發光管在被冷卻的狀態下進行亮燈驅動。

但是，此種紫外線照射用光源中，當放電燈A之累積亮燈時間變長時，由於放電燈A的發光管蓄積紫外線應變造成機械性強度降低，故常常無法抵抗發光管在亮燈時的高壓狀態而造成破損。因此，發現到會產生：對於以往之紫外線照射用光源，由於放電燈在亮燈驅動時之發光管內的壓力比平常壓顯著增高，故當放電燈A的發光管破裂時，發光管的玻璃片會朝向配設在發光管周圍的水冷套管B飛散，受到該飛散之玻璃片的衝擊，會有水冷套管B破損的問題。

如此地，當受到飛散之發光管的碎片的影響，致使水冷套管B破損時，造成循環於水冷套管B之內部的冷卻液漏出到曝光裝置等之內部，裝設於曝光裝置之內部的精密機器，受到冷卻液浸滲產生造成損傷之問題。

於近年中，伴隨著為了提升半導體基板或液晶顯示器用之液晶基板等在製造程序時之處理效率而必須迅速地進行曝光處理，因此要求對於放電燈增高從發光管所放射的紫外線的放射強度。對於如此之要求，由於必須增加封入於發光管內，例如水銀等之發光物質的封入量，所以在放 電燈進行亮燈驅動時使發光管內成為過剩的高壓狀態，由於比以往更增加容易產生發光管破裂之情形，因此變成容易產生上述水冷套管破損之問題。

[專利文獻1]日本發明專利第3651094號

由以上問題，故本發明之目的，在於提供一種具備有即使放電燈在亮燈驅動時發光管破裂後，用以避免連冷卻套管也破損之構成的長電弧型放電燈及具備長電弧型放電燈的紫外線照射器。

本發明，對於具備：於發光部所形成的密閉空間內，一對電極相互間隔開而配置，並且封入有發光物質的發光管；以及在該發光管之徑向外側，沿著發光管的管軸抵接乃至於近接於上述發光部所配設的保護管之長電弧型放電燈，是於上述保護管之徑向外側，設置有碎片捕捉體為特徵。

再者，本發明之長電弧型放電燈，其中上述碎片捕捉體，是從上述保護管之與上述發光部抵接乃至於近接之處間隔開為特徵。

再者，本發明之長電弧型放電燈，其中上述保護管，在抵接乃至於近接於上述發光部之外表面所配置之外徑相 對地較小之小徑部的端部，連接有從上述發光管的外表面間隔開來配置之外徑相對地較大之大徑部，並且上述碎片捕捉體是被固定在該大徑部的外表面為特徵。

再者，本發明之長電弧型放電燈，其中上述保護管是形成為直管狀，用以從該保護管的外表面讓上述碎片捕捉體間隔開的環狀間隔物，是被固定在該保護管的外表面為特徵。

又，本發明之長電弧型放電燈，對於具備：於發光部所形成的密閉空間內，一對電極相互間隔開而配置，並且封入有發光物質的發光管；以及在該發光管之徑向外側，沿著發光管的管軸抵接於上述發光部所配設的保護管之長電弧型放電燈，具有導電性的碎片捕捉體，是抵接於上述保護管之與上述發光部抵接之處的外表面而設置為特徵。

再者，本發明之長電弧型放電燈，其中上述碎片捕捉體是形成為網狀為特徵。

再者，本發明之長電弧型放電燈，其中上述碎片捕捉體是由含有鉻之不鏽鋼所形成為特徵。

又再者，本發明之紫外線照射器，將上述長電弧型放電燈，容納於具備有用以讓冷卻液循環之流路之冷卻套管的內部為特徵。

又再者，本發明之紫外線照射器，其中在上述碎片捕捉體與上述冷卻套管之間，用以支撐碎片捕捉體之複數個支撐體，是以相互間隔開並依序排列於碎片捕捉體的長邊方向之方式而配置為特徵。

又再者，本發明之紫外線照射器，其中上述碎片捕捉體，是及於上述保護管之探出於上述冷卻套管之流路內之處的全長而設置為特徵。

依據本發明之長電弧型放電燈，由於於保護管之徑向外側設有碎片捕捉體，故因發光管及保護管破損而飛散的碎片可藉由碎片捕捉體確實地捕捉，並藉由將該放電燈配置在冷卻套管的內部，由於可以防止碎片相對於冷卻套管發生激烈衝擊，所以可以解決所謂冷卻套管破損之問題。

而且，依據本發明之長電弧型放電燈，由於碎片捕捉體，是從保護管之抵接乃至於近接於發光管之發光部之處間隔開來配置，因此可期待具有以下的效果。

假設碎片捕捉體，是接觸在保護管之抵接乃至於近接於發光管之發光部之處的情形時。在此情形下，碎片捕捉體，由於吸收從發光部所放射的光，或是受到來自於保護管及發光管的熱傳導而成為高溫狀態。因此，隨著由於受到來自於成為高溫狀態之碎片捕捉體的熱傳導，而使保護管的溫度成為不均一，造成連抵接乃至於近接於保護管所配置之發光管之發光部的溫度也變得不均一之結果，恐對於放電燈的壽命給予不良影響之虞。

然而，碎片捕捉體，藉由從保護管之抵接乃至於近接於發光管之發光部之處間隔開來配置，由於保護管的溫度與發光管之發光部的溫度皆成為均一，所以可以確實地迴 避會對於放電燈之壽命給予不良影響之虞。

再者，上述保護管，由於在抵接乃至於近接於上述發光管之外表面所配置之外徑相對地較小之小徑部的端部，連續連接有：從上述發光管的外表面間隔開來配置之外徑相對地較大之大徑部，並且上述碎片捕捉體是被固定在該大徑部的外表面，因此碎片捕捉體在從保護管之外表面間隔開的狀態下，可以將碎片捕捉體容易地對保護管進行固定。

再者，上述保護管形成為直管狀，於該保護管的外表面，因為固定有：用以從該保護管的外表面讓上述碎片捕捉體間隔開的環狀間隔物，所以碎片捕捉體在從保護管之外表面間隔開的狀態下，可以將碎片捕捉體容易地對保護管進行固定。

又，具備有導電性之碎片捕捉體，為抵接設置於上述保護管之與上述發光部抵接之處的外表面之情形時，由於可以將保護管之設有碎片捕捉體之處的帶電予以均一，故可以防止黑色物質不均地附著於保護管的外表面。因此，可以將長電弧型放電燈之位於管軸方向的照度分布維持於一定。

再者，藉由將碎片捕捉體製成網狀，即使發光管與保護管的碎片及於大範圍地飛散，可以更確實地捕捉此等碎片。

再者，藉由碎片捕捉體是由含有鉻之不鏽鋼所構成，可以確實地迴避碎片捕捉體之金屬離子溶出至循環於冷卻 套管內的冷卻液中。

又再者，依據本發明之紫外線照射器，由於將上述長電弧型放電燈，容納於具備有用以讓冷卻液循環之流路之冷卻套管的內部，所以放電燈在亮燈驅動時，藉由讓冷卻液循環於冷卻套管內，中介抵接乃至於近接於發光部所配設的保護管可以冷卻發光管。

又再者，藉由在上述碎片捕捉體與上述冷卻套管之間，用以支撐碎片捕捉體之複數個支撐體，為相互間隔開並以依序排列於碎片捕捉體的長邊方向之方式而配置，即使碎片捕捉體的全長較長之情形時，由於可以防止碎片捕捉體向鉛直方向下方側撓曲，故可以防止碎片捕捉體接觸於冷卻套管。藉此，即使藉由捕捉放電燈破損時而飛散之發光管與保護管的碎片而致使碎片捕捉體受到衝擊，由於該衝擊在經過碎片捕捉體而不會對冷卻套管傳導，故可以確實地迴避冷卻套管發生破損。

又再者，碎片捕捉體，由於是及於上述保護管之探出於上述冷卻套管之流路內之處的全長而設置，故即使伴隨著發光管破裂而保護管也破裂之情形時，由於此等碎片藉由碎片捕捉體而確實地被捕捉，所以可以防止發光管與保護管的碎片流入到連接於冷卻套管之抽引機構等的機器內部。

第1圖，是本發明之長電弧型放電燈的構成概略之於 長邊方向的整體斷面圖。第2圖，是放大第1圖所示之長電弧型放電燈之一端側的部分放大斷面圖；第3圖，是說明本發明之紫外線照射器的構成概略之於長邊方向的整體斷面圖；第4圖，是冷卻套管之構成概略之於長邊方向的斷面圖。

如第1圖所示，長電弧型放電燈1(以下，亦僅稱為放電燈)，係使發光管10與保護管20其各別之中心軸一致地在發光管10的徑向外側配設有保護管20之雙重管構造，相對於保護管20設置有網狀的碎片捕捉體30。

發光管10，例如是由石英玻璃等之可透過紫外線的材料所構成者，具備有：具有密閉空間S的直管狀發光部11、及接續於該發光部11之兩端的棒狀封止部12、12。於發光部11的密閉空間S，由鎢所構成的一對電極13、13，為相互間隔開，在發光管10的管軸上相向而配置，並且封人有例如水銀等之發光物質與稀有氣體。於發光部11之密閉空間S內，以使水銀與稀有氣體，在密閉空間S內之水銀密度為0.002mg/mm³ 以上，並且於密閉空間S內之稀有氣體的壓力為0.1氣壓左右來封入。封止部12，係藉由由鉬所構成的金屬箔14、14以沿著發光管10的管軸延伸之方式來埋設，利用所謂收縮密封法來封止成氣密。金屬箔14，於前端側連接於電極13的基端部，並且於基端側連接於朝向封止部12的外側延伸出之外部導線15的前端部。

發光管10，係於發光部11的兩端部，形成有朝向封 止部12、12其外徑漸漸地縮小的斜錐部11A、11A，於該斜錐部11A、11A連接著封止部12、12。相向於該斜錐部11A，配置有一對電極13、13之各別電極。

保護管20，例如是由石英玻璃等之可透過紫外線的物質所構成者，具備有：外徑較小地形成之直管狀的小徑部21，以及連續地形成於該小徑部21的兩端，相較於小徑部21外徑相對較大之直管狀的大徑部22、22。小徑部21，於其管軸方向的兩端部，繞及於其全周地形成有：朝向大徑部22、22外徑漸漸地增大的斜錐部21A、21A，於此斜錐部21A、21A連接著大徑部22、22。如此地，於保護管20形成大徑部22，如後所述，是藉由將碎片捕捉體30固定於大徑部22，用以容易地將碎片捕捉體30從小徑部21間隔開來配置之緣故。

如此所構成的保護管20，於發光管10的徑向外側，小徑部21以抵接乃至近接於發光部11之狀態下，使斜錐部21A、21A相向於在發光部11所形成的斜錐部11A、11A，並且使大徑部22、22相向於封止部12、12來配置。藉此，使得在保護管20的斜錐部21A、21A與發光管10的斜錐部11A、11A之間，以及大徑部22、22與封止部12、12之間，分別及於周圍方向形成環狀的空隙。

藉由保護管20抵接乃至近接於發光部11，在讓冷卻液循環於安裝在後述之保護管20之徑向外側的冷卻套管的內部時，由於發光部11的熱可以經由保護管20的小徑部21而散熱至冷卻液中，所以可以效率良好地冷卻發光 部11。當考慮冷卻效率時，小徑部21與發光部11，以間隔至少在100 μm以下，較佳為50 μm以下之距離來間隔開為佳。

如此地，由於在保護管20的斜錐部21A、21A與發光管10的斜錐部11A、11A之間，藉由形成有如第2圖所示之環狀的空隙K，使得於發光部11面向電極13、13之徑向的斜錐部11A、11A不易被冷卻，因此可以防止起因於中介在電極13、13與斜錐部11A之間的空間區域SA蓄積未蒸發的水銀而造成來自發光部11所放射(輻射)的紫外線之放射強度降低之不良情形的產生。

於保護管20，用以各別封塞住形成於該管軸方向之兩端的開口地嵌入並固定有管底構件23、23。管底構件23，例如是由陶瓷等之絕緣材料所構成者，於徑向之中央部分所形成的貫通孔，插通有朝向封止部12的外側延伸出之外部導線15的一部分，並使其基端側之端面與外部導線15之基端側的端面以位在同一平面上之狀態下來固定外部導線15。

碎片捕捉體30，係形成為具有圓筒形狀的網狀，其中心軸是以位於發光管10、保護管20之各別的管軸上之方式來固定於保護管20。詳細而言，碎片捕捉體30，其相向於保護管20之小徑部21的部位是從小徑部21間隔開，並且其中心軸方向的兩端部30A、30A在抵接於保護管20之大徑部22、22的外表面的狀態下，利用環狀的彈性構件31被固定於保護管20。又，碎片捕捉體30，不僅考 慮發光部11亦考慮封止部12、12在破損時，相較於金屬箔14之基端部14A，以使碎片捕捉體30之長邊方向的端部30A、30A，被配置在更靠近位於保護管20之管軸方向的外端部為佳。

如此之碎片捕捉體30，例如是藉由含有鉻的不鏽鋼等之金屬所構成。藉由如此實施，可以防止構成碎片捕捉體30之金屬溶出到循環於後述之冷卻套管中的冷卻液中。

如此之放電燈，係將沒有圖示出的供電裝置連接於一對的外部導線15、15，例如藉由6A、420V、2500W的亮燈條件所亮燈驅動，對發光部11的外側放射出波長250－400nm的紫外線。此外，亦可為封入有碘化鐵等之長電弧金屬鹵化物燈，此情形時，可強化350－450nm的放射。

如第3圖所示，紫外線照射器3，是由：放電燈1、以及設置在放電燈1之徑向外側的冷卻套管40所構成，在保護管20的外周面與冷卻套管40的內周面之間，具備有用以讓冷卻液循環於保護管20之管軸方向的流路L。

冷卻套管40，如第4圖所示，是由：與發光管10及保護管20的管軸同軸方式所配置之直管狀的管狀構件41，以及斷面形成為L字狀，固定於管狀構件41之兩端的流路構成體42、42所構成。管狀構件41，是由可以透過從發光部11所放射之紫外線的物質所構成者，例如由石英玻璃所構成。流路構成體42，係具備有：固定於管狀構件41兩端的管狀構件固定部42A，以及固定於保護管20之大徑部22的端部，外徑比管狀構件固定部42A相對較 小的保護管固定部42B。管狀構件固定部42A、42A，是夾介O型環43分別被固定於管狀構件41的兩端。保護管固定部42B、42B，是夾介O型環43分別被固定於保護管20的大徑部22、22。

依據同圖所示之紫外線照射器3，管狀構件41之管軸方向的端部是被固定於管狀構件固定部42A，並且超過管狀構件41之兩端部而延伸的保護管20之管軸方向的端部是被固定於保護管固定部42B。如此地，冷卻套管40，是藉由管狀構件41以及被固定在其兩端的一對流路構成體42、42所隔絕，而形成用以使冷卻液循環的流路L，成為如圖中的箭頭所示地，從一方之流路構成體42所導入的冷卻液是沿著保護管20的外周面流動並在通過後，從另一方之流路構成體42被排出。作為冷卻液，例如，可使用比抵抗1~10M Ω．cm的純水。

於如此之紫外線照射器3中，利用連接於放電燈1的一對外部導線15、15的供電裝置(沒有圖示出)，對一對電極13、13之間施加高電壓，藉由在電極13、13之間產生放電，來亮燈驅動放電燈1。在將放電燈1亮燈驅動之後，從一方的流路構成體42將冷卻液導入於冷卻套管40的內部，並且藉由使冷卻液沿著保護管20之管軸方向並通過，中介保護管20而將發光部11予以冷卻。

對於如以上所述般之長電弧型放電燈，受到累積亮燈時間一長，於發光管10蓄積紫外線應變時，會有亮燈驅動時發光管10破裂並且同時使得保護管20破裂之情形。 於此情形時，依據本發明之放電燈，由於在保護管20之徑向外側配置有碎片捕捉體30，所以即使發光管10或是保護管20的碎片朝向第3圖所示之冷卻套管40的管狀構件41飛散，該碎片也會被碎片捕捉體30確實地捕捉，所以不會讓冷卻套管40之管狀構件41有破損之虞。因此，依據使用本發明之放電燈的紫外線照射器3，不必擔心循環在冷卻套管40內之流路L中的冷卻液會漏出，也不會對周邊機器給予不良之影響。

特別是，對於發光部11的密閉空間S內封入著0.002mg/mm³ 以上的水銀，亮燈驅動時之密閉空間S內的壓力為2氣壓以上的長電弧型放電燈1，由發光部11內產生的放電電弧所放射之紫外線的放射強度較大而容易在發光部11蓄積紫外線應變，並且，密閉空間S在放電燈之亮燈驅動時會成為高壓狀態，由於發光管10成為容易破損的狀態，所以有必要設置本發明的碎片捕捉體30。

而且，本發明之長電弧型放電燈中，碎片捕捉體30，由於是以抵接並固定於保護管20之大徑部22，而不抵接於：抵接乃至近接於發光部11之保護管20的小徑部21之方式來配置，因此可以期待具有如下之效果。亦即，藉由碎片捕捉體30從保護管20之小徑部21間隔開，不會造成小徑部21與發光部11之溫度不均一，又，由於在小徑部21附近，循環於冷卻套管40內之冷卻液的流動不會成為不均一，所以可以迴避小徑部21與發光部11之溫度不均一。因此，對於本發明之長電弧型放電燈，可以確實 地迴避起因於小徑部21與發光部11之溫度不均一，所造成之保護管20與發光管10的破損。

其次，對於本發明之長電弧型放電燈之另一實施形態，以及有關本發明之紫外線照射器之另一實施形態，使用第5圖至第8圖來說明。第5圖，是用以說明本發明之長電弧型放電燈的另一實施形態之於長邊方向的斷面圖以及於徑向的斷面圖；第6圖，是用以說明本發明之長電弧型放電燈的另一實施形態之於長邊方向的斷面圖；第7圖及第8圖，是用以說明本發明之紫外線照射器的另一實施形態之於長邊方向的斷面圖。又，於第5圖至第8圖，對於與第1圖至第4圖共通之構成，標示以同一符號並省略說明。

第5圖所示之長電弧型放電燈5，是藉由：於發光管10之徑向外側，配置具有圓環狀之徑向斷面的直管狀保護管50，並且於保護管50之徑向外側配置具有圓筒形狀的網狀碎片捕捉體30所構成。於直管狀保護管50的外周面，固定著其徑向斷面形成為圓環狀的間隔物52。利用讓如此之間隔物52中介於碎片捕捉體30與保護管50之間，以使保護管50的外周面不接觸於碎片捕捉體30地，可以使碎片捕捉體30從保護管50間隔開來配置。

對於如此之第5圖所示之長電弧型放電燈5，可以期待與第1圖至第4圖所示者於實質上有相同效果。而且，藉由直管狀的保護管50與間隔物52併用，由於碎片捕捉體30可以從保護管50間隔開來配置，所以不需要如第1 圖至第4圖所示般地在保護管之管軸方向的兩端形成大徑部，由於可以容易地製造放電燈，故可以降低製造上所必須之成本。

於第6圖所示之長電弧型放電燈6，是與第5圖所示者相同，是藉由：於發光管10之徑向外側，配置具有圓環狀之徑向斷面的直管狀保護管50，並且於保護管50之徑向外側配置具有圓筒形狀的網狀碎片捕捉體60所構成。碎片捕捉體60，藉由相向於發光管10之封止部12之處陷沒下去，而及於圓周方向之整體形成朝向徑向內側延伸的環狀突起部61。如此地，藉由於碎片捕捉體60設置環狀突起部61，以使得碎片捕捉體60不接觸於保護管50的外周面地，可以使碎片捕捉體60從保護管50間隔開來配置。

對於如此之第6圖所示之長電弧型放電燈6，可以期待與第5圖所示者於實質上有相同效果。而且，藉由將直管狀的保護管50插入於事先已形成有環狀突起部61的圓筒狀碎片捕捉體60的內部之簡單的作業便得以製造放電燈6，由於不需要如第5圖所示地要使用如間隔物般之與碎片捕捉體在物理上之不同個體之構件，故可以更加地簡化在放電燈之製造上所必要的製程。

第7圖所示之紫外線照射器7，是在網狀的碎片捕捉體30與冷卻套管40的管狀構件41之間，設有徑向斷面形成為圓環狀的複數個支撐體32，用來防止碎片捕捉體30之中心軸方向的中央朝向鉛直方向撓彎。複數個支撐體 32，是以：其內周面為抵接於圓筒狀之碎片捕捉體30之外周面的狀態下，相互間隔開並於碎片捕捉體30的長邊方向依序排列之方式而被配置。各支撐體32，其外周面可以是抵接於冷卻套管40之管狀構件41的內周面，或者其外周面也可以是從管狀構件41的內周面間隔開，重點是，以中介在碎片捕捉體30與管狀構件41之間之方式來配置即可。

亦即，複數個支撐體32，沒有必要一定得安裝於碎片捕捉體30，也可以固定於冷卻套管40之管狀構件41的內周面。

對於第7圖所示之紫外線照射器7，可以期待與第1圖至第4圖所示者於實質上有相同效果。而且，依據第7圖所示之形態，碎片捕捉體30之長邊方向的各端部30A、30A是被固定在保護管20之大徑部22的各端部，而且，即使碎片捕捉體30之長邊方向的尺寸全長較大之情形時，由於可以防止碎片捕捉體30向鉛直方向下方側撓彎，故不會有碎片捕捉體30抵接到冷卻套管之管狀構件41的內周面之憂慮。藉由如此之構成，即使是當因捕捉放電燈1破損時所飛散之發光管10及保護管20的碎片而使得碎片捕捉體30受到衝擊時，由於該衝擊不會經由碎片捕捉體30而對冷卻套管40之管狀構件41傳導，所以可以確實地迴避冷卻套管40發生破損。

第8圖所示之紫外線照射器8，其構成是具有與第1圖至第4圖所示者相同構成之發光管10、保護管20、碎 片捕捉體30、以及冷卻套管40，且具有圓筒形狀之網狀碎片捕捉體30是固定在一對的流路構成體42、42。各流路構成體42，在靠近保護管20之大徑部22之外端部的內壁面，具備有與大徑部22平行延伸的圓筒狀保持部42C。於保持部42C，適合於碎片捕捉體30之端部30A、30A之厚度之尺寸大小的環狀溝部，為及於保持部42C之圓周方向之整體而形成。圓筒狀之碎片捕捉體30，是藉由將該端部30A、30A對保持部42C、42C嵌入，而固定於流路構成體42、42。

第8圖所示之紫外線照射器8，可以期待與第3圖所示者於實質上有相同效果。而且，可以期待如其次之效果。亦即，如同圖所示之碎片捕捉體30，是嵌入於：以突出於由管狀構件41、流路構成體42、42所區隔成之流路L內之方式而延伸的保持部42C；並且對應探出於流路L內之保護管20之管軸方向之全長，設置有碎片捕捉體30。由於此故，放電燈1在亮燈驅動時伴隨著發光管10破裂即使保護管20破裂之情形時，藉由碎片捕捉體30可以確實地捕捉要朝向連接於流路構成體42之前端的泵浦等之冷卻液循環機構飛散的碎片，故可以確實地防止碎片進入冷卻液循環機構。

如前所述，在考慮到要使保護管之20(50)的溫度，與發光管10之發光部11的溫度均一之情形時，使長電弧型放電燈之碎片捕捉體30，以從抵接乃至於近接於保護管20(50)之發光部11之處間隔開來為佳。

另一方面，如以下說明之方式，對於同時使用冷卻套管之長電弧型放電燈，當由於冷卻媒體中所含有的金屬不純物附著在暴露於冷卻媒體中之保護管的外表面，藉由該不純物而使得從燈所放射出的光被吸收，恐怕會產生位於被處理物之被照射面上之放射照度下降之不良情形。在考慮解除如此之不良情形時，如後述之方式，則以使碎片捕捉體抵接於保護管的外表面為佳。

是否讓碎片捕捉體抵接於保護管之外表面，可以因應長電弧型放電燈的用途與目的做適當選擇。

第9圖，是用以說明本發明之長電弧型放電燈之另一實施形態於長邊方向的整體斷面圖。對於第9圖，為了避免說明重複，故對於與第5圖共通的構成，標示與第5圖相同的符號。

第9圖所示的長電弧型之放電燈9，是藉由使發光管10，以及具備有大致與發光部11之外徑相等內徑的圓筒狀保護管50配置於同軸上而成為二重管構造。保護管50，係抵接於發光部11之外表面而配置。

於保護管50，具有圓筒形狀之網狀的碎片捕捉體30，是藉由環狀的彈性構件31抵接並被配置於保護管50的外表面。碎片捕捉體30，並不必要及於保護管50之全長來配置，可如後述地，只要抵接在：抵接於保護管50之發光部11之該處的外表面即可。

碎片捕捉體30，例如是由含有鉻之不鏽鋼等之金屬所構成，並具有導電性。藉由含有鉻之不鏽鋼等金屬所構成 時，不會有構成碎片捕捉體30之金屬溶到循環於冷卻套管的冷卻液中之虞。

第10圖，是說明具備有第9圖所示之長電弧型放電燈之紫外線照射器之概略，於長邊方向的整體斷面圖。於第10圖中，為了避免說明重複，故對於與第3、4圖共通之構成，標示與第3、4圖相同的符號。

第10圖所示之紫外線照射器，係具備有：與第4圖所示之冷卻套管相同構成之冷卻套管40。第10圖所示之紫外線照射器，其管狀構件41之管軸方向的端部，是被固定在管狀構件固定部42A，並且超過管狀構件41之兩端部而延伸的保護管50之管軸方向的端部，是被固定在保護管固定部42B。如此地，冷卻套管40，係形成：藉由管狀構件41以及被固定在其兩端的一對流路構成體42、42所分隔出之用以循環冷卻液的流路L，如圖中的箭頭所示，由一方之流路構成體42所導入的冷卻液是沿著保護管50的外周面，並在通過之後從另一方的流路構成體42排出。作為冷卻液者，例如，使用比抵抗1~10M Ω．cm的純水。

第9圖所示之長電弧型放電燈，即使保護管20與發光管10破裂同時一起破裂之情形時，由於在保護管20之徑向外側配置著碎片捕捉體30，因此就算發光管10或是保護管20的碎片朝向冷卻套管40之管狀構件41飛散，藉由碎片捕捉體30可以確實地捕捉該碎片，而不會有冷卻套管40之管狀構件41破損之虞。

而且，第9圖所示之長電弧型放電燈，藉由具有導電性之碎片捕捉體30抵接並配置於保護管50的外表面，由於可以確實地防止冷卻媒體中所含有的金屬不純物局部地附著於保護管50的外表面，所以可以使位於被處理體之被照射面的放射照度均一。其詳細，於以下說明之。

長電弧型放電燈在亮燈時，被認為在電極13、13之間產生放電使得發光金屬被分解等而在發光部11的內部形成電漿，受到電漿中的電子朝向發光部11彈飛，造成發光部11帶電。

於保護管50，由於發光部11與保護管50在中介微小間隙的狀態下為點接觸或是線接觸，因此被認為於長邊方向的帶電量不能成為均一。此乃因為在發光部11與保護管50相接觸之處，朝向保護管50的帶電量會較少，而在發光部11與保護管50之間具有間隙之處，朝向保護管50的帶電量較多之故。

當藉由一併使用具有此種冷卻套管之長電弧型放電燈時，於冷卻媒體中所含有的金屬不純物離子(例如，自來水中所含有的金屬離子)，會被吸引至帶電之保護管50的外表面，形成黑色的金屬不純物附著於保護管50的外表面。

如上所述地，長電弧型放電燈之保護管50的帶電量在不均一的狀態下使冷卻媒體流經冷卻套管內時，受到金屬不純物優先地附著在保護管50之外表面內帶電量較多之處，隨著亮燈時間的經過，造成多量的黑色金屬不純物 局部性地附著於保護管50的外表面。

因此，認為是：由於從發光部11所射出的光被附著在保護管50上的金屬不純物所吸收，使得位於被處理體之被照射面之放射照度分布的均一性受到損害。

本發明之長電弧型放電燈，如前所述，由於具有導電性的碎片捕捉體30為抵接並被配置於保護管50的外表面，所以在保護管50之與碎片捕捉體30抵接的區域中，可以均一化朝向保護管50的帶電量。因此，本發明之長電弧型放電燈，由於可使金屬不純物對保護管50的外表面遍及地堆積，所以位於被處理體之被照射面的放射照度不會局部性地降低，可以將位於該被照射面的放射照度分布予以均一化。

由以上所述，碎片捕捉體30，由於可將位於抵接於保護管50之發光部11區域的帶電量予以均一化，所以只要對保護管50之該區域進行設置即可。

1‧‧‧長電弧型放電燈

3‧‧‧紫外線照射器

10‧‧‧發光管

11‧‧‧發光部

12‧‧‧封止部

13‧‧‧電極

14‧‧‧金屬箔

15‧‧‧外部導線

20‧‧‧保護管

21‧‧‧小徑部

22‧‧‧大徑部

23‧‧‧管底構件

30‧‧‧碎片捕捉體

31‧‧‧彈性構件

32‧‧‧支撐體

40‧‧‧冷卻套管

41‧‧‧管狀構件

42‧‧‧流路構成體

5‧‧‧長電弧型放電燈

50‧‧‧保護管

52‧‧‧間隔物

6‧‧‧長電弧型放電燈

60‧‧‧碎片捕捉體

61‧‧‧環狀突起部

第1圖(A)是本發明之長電弧型放電燈的構成概略之於長邊方向的整體斷面圖；第1圖(B)是於徑向的斷面圖。

第2圖是放大第1圖所示之長電弧型放電燈之一端側的部分放大斷面圖。

第3圖是用以說明本發明之紫外線照射器的構成概略，於長邊方向的整體斷面圖。

第4圖是冷卻套管的構成概略之於長邊方向的斷面圖。

第5圖(A)是用以說明本發明之長電弧型放電燈之另一實施形態之於長邊方向的斷面圖；第5圖(B)是於徑向的斷面圖。

第6圖是用以說明本發明之長電弧型放電燈的另一實施形態之於長邊方向的斷面圖。

第7圖是用以說明本發明之紫外線照射器的另一實施形態之於長邊方向的斷面圖。

第8圖是用以說明本發明之紫外線照射器的另一實施形態之於長邊方向的斷面圖。

第9圖(A)是是用以說明本發明之長電弧型放電燈的另一實施形態之於長邊方向的整體斷面圖：第9圖(B)是於徑向的斷面圖。

第10圖是說明具備有第9圖所示之長電弧型放電燈之紫外線照射器之概略，於長邊方向的整體斷面圖。

第11圖是以往之具備水冷套管之紫外線照射用光源之構成概略的斷面圖。

1‧‧‧長電弧型放電燈

10‧‧‧發光管

11‧‧‧發光部

11A‧‧‧斜錐部

12‧‧‧封止部

13‧‧‧電極

14‧‧‧金屬箔

14A‧‧‧基端部

15‧‧‧外部導線

20‧‧‧保護管

21‧‧‧小徑部

21A‧‧‧斜錐部

22‧‧‧大徑部

23‧‧‧管底構件

30‧‧‧碎片捕捉體

30A‧‧‧兩端部

31‧‧‧彈性構件

Claims (8)

1. 一種長電弧型放電燈，係具備：於發光部所形成的密閉空間內，一對電極相互間隔開而配置，並且封入有發光物質的發光管；以及在該發光管之徑向外側，沿著發光管的管軸抵接於上述發光部所配設的保護管之長電弧型放電燈，其特徵為：於上述保護管之徑向外側，設置有具有導電性的碎片捕捉體，其是抵接於上述保護管之與上述發光部抵接之處的外表面。
2. 一種長電弧型放電燈，係具備：於發光部所形成的密閉空間內，一對電極相互間隔開而配置，並且封入有發光物質的發光管；以及在該發光管之徑向外側，沿著發光管的管軸抵接乃至於近接於上述發光部所配設的保護管之長電弧型放電燈，其特徵為：於上述保護管之徑向外側，設置有碎片捕捉體，上述保護管，在抵接乃至於近接於上述發光部之外表面所配置之外徑相對地較小之小徑部的端部，連接有：從上述發光管的外表面間隔開來配置之外徑相對地較大之大徑部，並且上述碎片捕捉體是被固定在該大徑部的外表面。
3. 一種長電弧型放電燈，係具備：於發光部所形成的密閉空間內，一對電極相互間隔開而配置，並且封入有發光物質的發光管；以及在該發光管之徑向外側，沿著發光管的管軸抵接乃至於近接於上述發光部所配設的保護管之 長電弧型放電燈，其特徵為：於上述保護管之徑向外側，設置有碎片捕捉體，上述保護管是形成為直管狀，用以從該保護管的外表面讓上述碎片捕捉體間隔開的環狀間隔物，是被固定在該保護管的外表面。
4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所記載的長電弧型放電燈，其中上述碎片捕捉體是形成為網狀。
5. 如申請專利範圍第1至3項任一項所記載的長電弧型放電燈，其中上述碎片捕捉體是由含有鉻之不鏽鋼所形成。
6. 一種紫外線照射器，其特徵為：將申請專利範圍第1至5項中之任一項所記載的長電弧型放電燈，容納於具備有用以讓冷卻液循環之流路之冷卻套管的內部。
7. 如申請專利範圍第6項所記載的紫外線照射器，其中在上述碎片捕捉體與上述冷卻套管之間，用以支撐碎片捕捉體之複數個支撐體，是以相互間隔開並依序排列於碎片捕捉體的長邊方向之方式而配置。
8. 如申請專利範圍第6項所記載的紫外線照射器，其中上述碎片捕捉體，是及於上述保護管之探出於上述冷卻套管之流路內之處的全長而設置。