(57)【要約】【課題】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直管状の放電管と、該放電管と同心状に設けられた外管とを具え、前記放電管がその外表面の少なくとも一部で前記外管の内表面に接触状態ないしは密着状態で配置されてなる高圧放電ランプにおいて、放電管の外管への挿通時に、特に、放電管の外表面に擦過傷をつけず、破損を防止する構造を提供することにある。【解決手段】前記放電管の外表面及び／又は前記外管の内表面に、２００〜４５０ｎｍの波長域のいずれかの光又は全ての光を透過する保護膜をコーティングしたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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直管状の放電管と、該放電管と同心状に設けられた外管とを具え、前記放電管がその外表面の少なくとも一部で前記外管の内表面に接触状態ないしは密着状態で配置されてなる高圧放電ランプにおいて、
前記放電管の外表面及び／又は前記外管の内表面に、２００〜４５０ｎｍの波長域のいずれかの光又は全ての光を透過する保護膜をコーティングしたことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記保護膜が、セラミックスにカーボン、炭化ケイ素、窒化ホウ素のいずれかの粒子を混入させたものからなることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高圧放電ランプに関するものであり、特に、放電管と外管とが接触状態ないしは密着状態に設けられ、外管の周囲から放電管を間接冷却する高圧放電ランプに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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、紫外線を照射する高圧放電ランプが用いられている。この種ランプでは、ランプ自体の破損防止のためや被処理物への熱的影響を回避するために、冷却されることが通常である。
本出願人は、この冷却を効率的かつ効果的に行うことができる構造をもつ高圧放電ランプとして、放電管の外周に外管を接触状態ないしは密着状態に設け、該外管の周囲を冷却することによって、放電管を間接的に冷却するものを提案している。
特開２００８−１４６９６２号公報がそれである。
【０００３】
図５に該従来技術が示されている。同図において、ランプ１は直管状の放電管２と、その外周に同心状に設けられた外管３とからなる。前記放電管２は直管状の内管２１と、その両端の封止部２２、２２とからなり、放電空間Ｓ内に対向配置された一対の電極２３、２３を有する。
前記放電管２は外管３内に挿通されており、その外表面は少なくとも一部で外管３の内表面に接触状態ないしは密着状態となるように配置されている。
【０００４】
上記構成のランプ１は、冷却管４によって隙間をもつように覆われており、その隙間は冷却媒体（水）通路５を形成している。そして、ランプ点灯時に該冷却媒体通路５に冷却媒体（水）を流すことにより、ランプ１の外管３を冷却し、間接的に放電管２を冷却するものである。
上記従来技術においては、放電管２が外管３に接触状態ないしは密着状態にされているために、外管３を介しての放電管２の冷却が効果的になされるものである。
【０００５】
このような構造のランプでは、放電管２と外管３とが近接するほど冷却効果が向上するが、一方で、放電管２を外管３内に挿入する作業が大変に難しくなり、特に、昨今は被処理物（基板）が大型化していて、これに伴いランプも長尺化してきており、一層その作業が困難なものとなっている。
本来的にランプを構成するガラス管には軸方向での均一性に問題があり、これが更に１ｍ〜３ｍと長尺化すると、その軸方向で波打ったような形状となることが避けられず、挿入時に放電管２と外管３との間で互いに擦れあい、表面に傷をつけるという不具合があった。
【０００６】
特に、放電管２側の擦過傷は深刻であって、該放電管２は放電空間Ｓ内での放電に直接さらされて極めて高温になり、かつ高圧となるために、その外表面に擦過傷ができると、熱応力によりしばしば破損に至るという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１４６９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、直管状の放電管が外管内に挿通され、該放電管は少なくともその一部が前記外管の内表面に接触状態ないしは密着状態で配置されている高圧放電ランプにおいて、放電管の外管への挿入作業時に両者間で擦れあっても擦過傷ができることのないような構造の高圧放電ランプを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明に係る高圧放電ランプは、放電管の外表面及び／又は外管の内表面に２００〜４５０ｎｍの波長域のいずれかの光又は全ての光を透過する保護膜をコーティングしたことを特徴とするものである。
そして、前記保護膜が、セラミックスにカーボン、炭化ケイ素、窒化ホウ素のいずれかの粒子を混入させたものからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、放電管の外表面及び／又は外管の内表面に保護膜を形成したことにより、放電管を外管に挿入する際に両者が擦れあっても、保護膜に擦過傷ができるだけで、放電管あるいは外管自体には傷ができないので、これら、特に放電管が熱応力により破損することがないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る高圧放電ランプの断面図であって、（Ａ）は全体断面図、        （Ｂ）はそのＸ部の拡大断面図。
【図２】本発明の更に拡大した部分断面図。
【図３】本発明の保護膜（シリカ）の光透過特性図。
【図４】本発明の保護膜（チタニア）の光透過特性図。
【図５】従来例の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１（Ａ）はこの発明の高圧放電ランプの断面図であり、図１（Ｂ）はそのＸ部の拡大断面図である。
図１（Ａ）に示すこの発明の高圧放電ランプ１は、直管状の放電管２と、該放電管２が嵌挿された外管３とからなり、前記放電管２は、その外表面の少なくとも一部が外管３の内表面に接触状態もしくは密着状態となるように配置されている。
なお、ここで、「接触状態」とは、放電管の外表面と外管の内表面とが点接触または線接触している状態をいい、一部が面接触している状態も含む。また、「密着状態」とは、その両者が主として面接触している状態をいう。
上記放電管２の外径と外管３の内径との寸法関係は、両者ができるだけ接触ないし密着状態になるようにすることと、一方で、放電管２の外管３内への挿通作業性の両方の観点から選択され、平均的な両者の間隙は、例えば１００μｍ程度である。
【００１３】
上記放電管２は、内管２１とその両端の封止部２２、２２からなり、その放電空間Ｓ内には、一対の電極２３、２３が対向配置されている。該電極２３は封止部２２内で金属箔２４に接続され、更に該金属箔２４には外部リード２５が接続されている。
なお、その他の構成については、図５において同一の符号が示す構成と同様である。
【００１４】
そして、図１（Ｂ）で明らかなように、前記放電管２の外表面及び外管３の内表面にはそれぞれ保護膜７及び８がコーティングされている。
該保護膜７、８としては、石英ガラスからなる放電管２や外管３に結合しない状態でコーティングできる材料が用いられる。たとえば、シリカ（ＳｉＯ２）、多結晶アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、ハフニア（ＨｆＯ２）、マグネシア（ＭｇＯ）、チタニア（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などのセラミックスの単層膜や、これらの多層膜を用いることができる。
また、セラミックス以外にも、ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ：ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ）も用いることができる。
【００１５】
また、本発明の高圧放電ランプは、その用途によって保護膜７、８に要求される透過波長域が異なり、本発明での保護膜には２００〜４５０ｍｍの波長域のいずれかの光又はその全ての光を透過するものが用いられる。
この波長域は、用途によって決定され、例えば、半導体レジスト露光後のハードニング処理のような紫外線を用いる場合には、２００〜３５０ｎｍの波長域が透過されるような透過膜が用いられる。
一方で、液晶封止工程のような接着剤を可視光で硬化させる用途においては、３４０〜４５０ｎｍの波長域を透過させる保護膜が用いられる。
そして、透過する波長域は、用いられる保護膜材料によって決まり、上述した材料は２００〜４５０ｎｍの波長域のいずれかの光又はすべての光を透過する特性を有する。
【００１６】
図２及び図３には、保護膜として用いられる材料の一例として、シリカ（図２）およびチタニア（図３）の光透過特性が示されていて、図２のシリカの場合、１８０ｎｍ以上の波長域の光が透過され、図３のチタニアの場合、２８０ｎｍ以上の波長域の光が透過される。
【００１７】
次いで、保護膜７、８の形成方法を述べる。ここでは、該保護膜がシリカの場合について記述する。
放電管２（内管２１）の外表面及び外管３の内表面に、シリカアルコキシドをディッピングによりコーティングする。これを大気中で６００℃以上の温度で焼成して、有機物を蒸発させる。これにより、焼成されたシリカが保護膜としてコーティングされる。こうして形成される保護膜の厚さは、例えば１μｍ程度である。
放電管２の外表面及び外管３の内表面に保護膜７、８が形成された状態で、外管３の内部に放電管２が挿通される。このとき、外管２の内表面と放電管３の外表面とが部分的に接触して擦れあうが、両者は直接ではなく保護膜７、８を介して擦れあうことになる。
そして、該保護膜７、８はガラスの表面に結合しているわけではなく、被膜されるようにコーティングされているだけなので、擦れあいよる力が掛かってもガラス表面から保護膜が部分的に剥がれることで、その力を吸収し、放電管２や外管３自体の表面に傷がつくことを防止できる。
このように、外管３の内部に放電管２が挿通されることで、両者は保護膜７、８を介して接触状態ないし密着状態を構成する。
【００１８】
また、上記においては、保護膜がシリカからなる例について説明したが、保護膜がセラミックスであればシリカと同様にディッピング→焼成によってコーティングさせることができる。
【００１９】
一方、保護膜がＤＬＣである場合は、放電管２の外表面及び外管３の内表面に、ＣＶＤ法やＰＶＤ法のような蒸着法によってコーティングすることができる。この場合でも、ガラス表面とＤＬＣは結合しておらず、剥がれることができるので、放電管の挿通時に擦れあいが生じても、ＤＬＣが剥がれてその力を吸収することができ、放電管及び外管の表面に傷がつくことを防止できる。
【００２０】
次いで、他の実施例について図４に基づいて説明する。同図においては放電管２（内管２１）とその保護膜８が開示されている。
保護膜８としてセラミックスを用いる場合、該セラミックスに、カーボン、炭化ケイ素、窒化ホウ素などの粒子１０を混入させたものが示されている。この粒子１０の中心粒径としては、例えば０．１μｍであり、放電管２と外管３の隙間、例えば１００μｍ、に比べて極めて小さなものとなっている。
【００２１】
上記粒子１０がカーボンのグラファイト構造の場合、また窒化ホウ素のｈ−ＢＮの結晶構造の場合には、これらグラファイト構造や結晶構造における層と層とは容易に剥がれることができる。このため、外管３の内部に放電管２が挿通されるとき、擦れあう力が掛かっても、保護膜８中の粒子１０自体の層と層とが容易に剥がれることでその擦れあう力を一層吸収しやすくなり、放電管２に擦過傷がつくことをより効果的に防止できる。
【００２２】
また、粒子１０が、カーボンのダイヤモンド構造の場合や、炭素ケイ素の場合や、窒化ホウ素のｃ−ＢＮの結晶構造のときであっても、放電管に傷がつくことを防止できる。
この場合は、外管３の内部に放電管２が挿通される際に、保護膜８中の粒子１０が回転することで擦れあう力を吸収して、放電管２にその力が掛かることを抑制し、傷がつくことを防止できるものである。
【００２３】
上記の粒子１０を含む保護膜７、８は、先の実施例で説明したシリカアルコキシドに、上記の粒子１０を混入させ、これをディッピングによってコーティングし、焼成することで形成される。
【００２４】
ところで、上記実施例の説明では、放電管２と外管３の両者に保護膜７、８をコーティングするものとして説明したが、必ずしもその必要はなく、放電管２の外表面か外管３の内表面のいずれかに形成するものであってもよい。
すなわち、保護膜は、放電管２の外表面及び／又は外管３の内表面にコーティングしたものであればよい。
【００２５】
以上のように、本発明の高圧放電ランプでは、放電管の外表面及び／又は前記外管の内表面に、２００〜４５０ｎｍの波長域のいずれかの光又は全ての光を透過する保護膜をコーティングしたことにより、放電管を外管内に挿通する際に、保護膜が擦りあわされることになり、該保護膜に傷がついたり、一部脱落したりすることで、放電管に擦過傷がつくことがなく、放電管が破損することを防止できるものである。
【符号の説明】
【００２６】
１        高圧放電ランプ
２        放電管
２１      内管
２２      封止部
３        外管
４        冷却管
７、８    保護膜
Ｓ        放電空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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