(57)【要約】【課題】  安定した出力が長時間の間にわたって確実に得られる毛細管型高圧水銀ランプ（以下、単に「ランプ」という。）および所期の光照射処理を確実に行うことができ、ランプを交換した場合にも、安定した性能が確実に得られる光照射装置の提供。【解決手段】  ランプは、両端が封止された、内径が軸方向に対して一定の棒状の放電管の内部に、一対の電極が対向配置されると共に水銀が封入されてなり、前記電極はロッド状であって、放電管の内部における両端部に形成される水銀溜まり部を規制する径方向に突出する堰部が形成されている。光照射装置は、上記ランプと、当該ランプから放射される光を反射する反射鏡とを具えてなる。【選択図】  図２
2008146926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が封止された、内径が軸方向に対して一定の棒状の放電管を具え、この放電管の内部に、一対の電極が対向配置されると共に水銀が封入されてなる毛細管型高圧水銀ランプにおいて、
前記電極はロッド状であって、放電管の内部における両端部に形成される水銀溜まり部を規制する径方向に突出する堰部が形成されていることを特徴とする毛細管型高圧水銀ランプ。
【請求項２】
堰部と放電管の内面との間の間隙が０．１５〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の毛細管型高圧水銀ランプ。
【請求項３】
前記電極の堰部は、軸方向外方に向かって外径寸法が大きくなるテーパー部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の毛細管型高圧水銀ランプ。
【請求項４】
電極は、水銀溜まり部内に位置される、堰部より軸方向外方側の電極根元部分の表面が、ロジウムまたはレニウムによりメッキされてなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の毛細管型高圧水銀ランプ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のずれかに記載の毛細管型高圧水銀ランプと、当該毛細管型高圧水銀ランプから放射される光を反射する反射鏡とを具えてなることを特徴とする光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毛細管型高圧水銀ランプおよび光照射装置に関し、具体的には、例えば紫外線照射装置の光源として用いられる毛細管型高圧水銀ランプおよび当該毛細管型高圧水銀ランプを具えた光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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のある種のものにおける紫外線光源としては、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が用いられている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
このようなキャピラリーランプにおいては、ランプ点灯中においても、未蒸発の水銀が存在するほどの多量な水銀が放電管内に封入されていること、および、ランプ点灯中に、未蒸発の水銀を溜めておく水銀溜まり部が形成されていることが必要とされる。この理由は、次に示すとおりである。
すなわち、一般に、キャピラリーランプは、放電管の管径が例えばφ２〜３ｍｍ程度と小径であるため、ランプ点灯時に封止部が過熱状態となって破損することを防止するために、電極先端部を封止部からある程度遠ざけた位置に配置することが必要とされるが、所定の発光長を確保して線状光源として構成するためには、電極間距離を変えずに放電管の長さを大きくせざるを得ない。しかし、単に、放電管の長さを大きくした構成のものであれば、電極間距離の大きさに対して放電管の内容積が大きくなるため、ランプ点灯中の放電管の内圧が低くなる結果、照度が低下する、という問題が生ずる。従って、放電空間のスペースを水銀で埋めることにより、ランプ点灯中の放電管の内圧が低下することを防止するために、ランプ点灯中においても、未蒸発の水銀が存在するほどの多量の水銀を封入することが必要とされる。
また、ランプ点灯中に、未蒸発の水銀が電極間の間の位置に存在している場合には、放電が当該水銀に飛んで放電管を変色させ、当該変色部分は放電管内の発光を吸収しやすいので、熱負荷が大きくなる結果、放電管に失透が生じやすく、照度が低下する、という問題が生ずる。従って、このような問題が生ずることを防止するため、水銀溜まり部を設けることにより電極間の間の位置に水銀が存在しない構成とすることが必要とされる。
【０００４】
従来におけるキャピラリーランプの一構成例を示すと、例えば図８〜図１０に示すように、両端が封止された全体が棒状の放電管６１を具え、この放電管６１の内部に一対のロッド状の電極６５が対向配置されていると共に水銀６８が封入されており、電極６５が放電管６１の管軸に沿って封止部６２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とされている。７５は、電極６５が貫通する状態で設けられた略円筒状のベースであって、接着剤７６により放電管６１に固定されている。
放電管６１の、電極６５の先端部分の周囲に位置される部分には、縮径部６３が形成されており、これにより、放電管６１の内部における両端部分に水銀溜まり部７０が形成されている。
なお、図１０は、図９におけるＣ−Ｃ線切断部を管軸方向から見たときの断面図であるが、理解を容易にするために、ベース７５、接着剤（層）７６、水銀６８および電極６５の各々の端面にハッチングが付してある。
【０００５】
このようなキャピラリーランプ６０は、点灯させるに際して、予め、放電管６１内に封入された水銀６８が、放電管６１内の両端部に形成された水銀溜まり部７０に振り分けられ、これにより、放電管６１の縮径部６３の内周面と電極６５の外周面との間に界面Ｓが形成された状態で、水銀溜まり部７０内に配置される。
そして、図示しない電源から給電されることにより電極６５間で放電が生じ、これに伴って電極の先端部分が高温となって水銀がその界面Ｓから蒸発し、蒸発した水銀が発光金属として発光に寄与すると共に放電管６１内の内圧を高めて照度を向上させる。ランプ点灯中においては、電極の先端部分に対して封止部６２近傍の電極部分は温度が低いため、封入された水銀６８のうち蒸発するものは一部であり、ほとんどのものは未蒸発のまま水銀溜まり部７０に存在する状態である。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−３０１９５７号公報
【特許文献２】特開平１０−１４４２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、キャピラリーランプ６０を構成する放電管６１の管径は小さいため、放電管６１に縮径部６３を形成する絞り加工には、高い精度例えば縮径部６３の内径寸法の誤差が±５％以下（例えば必要とされる寸法１．１ｍｍに対して寸法誤差が±０．０５ｍｍの精度）であることが要求される。
しかしながら、例えば放電管６１は例えば石英ガラスからなるため、高い精度で加工することは困難であり、縮径部６３の内径の大きさがばらつきやすい。
一方、封入される水銀量は一定であるため、放電管６１の縮径部６３における内径の大きさにばらつきがあると、形成される水銀６８の界面Ｓの位置がばらつくことになり、得られるキャピラリーランプ６０の性能に個体差が生じやすい。
【０００８】
具体的には例えば、縮径部６３の内径が小さくなると、換言すれば電極６５と縮径部６３との間の距離が小さくなると、水銀６８の界面Ｓが電極６５の先端部分近傍の位置で形成されることとなり、水銀６８の蒸発量が増えて放電管６１の内圧が上昇し、その結果、ランプ電圧が上昇して照度が向上することとなる。
一方、縮径部６３の内径が大きくなると、換言すれば電極６５と縮径部６３との間の距離が大きくなると、水銀６８の界面Ｓが電極６５の先端部分から遠ざかった位置に形成されることとなり、水銀６８の蒸発量が少なくなって放電管６１の内圧が低下し、その結果、ランプ電圧が低下して照度が低下することとなる。
このように、放電管６１に形成される縮径部６３の内径寸法のばらつきが、キャピラリーランプ６０の照度をばらつかせることになるばかりか、ランプ点灯中に水銀溜まり部７０内に配置された未蒸発の水銀６８が水銀溜まり部７０から流出することがあり、放電が流出した未蒸発の水銀に飛び、放電管６１を変色、失透させて照度を低下させる、という問題がある。
【０００９】
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、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、しかも、個体差を生ずることなく一定の性能を有するものを確実に得ることのできる毛細管型高圧水銀ランプを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、上記毛細管型高圧水銀ランプを具え、所期の光照射処理を確実に行うことができ、ランプを交換した場合であっても、安定した性能を確実に得ることのできる光照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の毛細管型高圧水銀ランプは、両端が封止された、内径が軸方向に対して一定の棒状の放電管を具え、この放電管の内部に、一対の電極が対向配置されると共に水銀が封入されてなる毛細管型高圧水銀ランプにおいて、
前記電極はロッド状であって、放電管の内部における両端部に形成される水銀溜まり部を規制する径方向に突出する堰部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の毛細管型高圧水銀ランプにおいては、堰部と放電管の内面との間の間隙が０．１５〜０．５ｍｍとされていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の毛細管型高圧水銀ランプにおいては、前記電極の堰部は、軸方向外方に向かって外径寸法が大きくなるテーパー部を有する構成とすることができる。
【００１３】
さらにまた、本発明の毛細管型高圧水銀ランプにおいては、電極は、水銀溜まり部内に位置される、堰部より軸方向外方側の電極根元部分の表面が、ロジウムまたはレニウムによりメッキされてなるものであることが好ましい。
【００１４】
本発明の光照射装置は、上記毛細管型高圧水銀ランプと、当該毛細管型高圧水銀ランプから放射される光を反射する反射鏡とを具えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の毛細管型高圧水銀ランプによれば、水銀溜まり部を規制する堰部が電極に形成されていることにより、水銀の界面位置を電極先端部分との距離が一定となる状態で形成することができるので、ランプ点灯時における水銀の蒸発量を安定させることができる結果、ランプ電圧を安定させることができ、従って、所期の照度を安定して得ることができると共に、個体差を生ずることなく、一定の性能を有するものとして構成することができる。
また、未蒸発の水銀が水銀溜り部から流出することを防止することができるので、放電管の変色、失透を確実に防止することができ、従って、長い寿命を得ることができる。
【００１６】
また、下記（１）〜（３）のいずれかの構成またはこれらが組み合わされた構成とされていることにより、水銀を水銀溜まり部に振り分ける際に、水銀を水銀溜まり部に配置しやすくなると共に、ランプ点灯中において、未蒸発の水銀が水銀溜まり部から流出することを確実に防止することができるので、形成される水銀の界面位置の安定化を図ることができ、従って、上記効果を一層確実に得ることができる。
（１）堰部と放電管の内面との間の間隙が特定の大きさとされていること。
（２）電極の堰部が、軸方向外方に向かって外径寸法が大きくなるテーパー部を有すること。
（３）電極が、水銀溜まり部内に位置される、堰部より軸方向外方側の電極根元部分の表面が、ロジウムまたはレニウムによりメッキされてなるものであること。
【００１７】
上記毛細管型高圧水銀ランプを具えてなる本発明の光照射装置によれば、ランプそれ自体が個体差を生ずることなく、所期の照度を安定して得ることができるものであるので、所期の光照射処理を確実に行うことができると共に、ランプを交換した場合であっても、安定した性能が確実に発揮されて、光照射処理後のワークを品質のばらつきのないものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の毛細管型高圧水銀ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図、図２は、図１に示す毛細管型高圧水銀ランプの要部を示す拡大断面図、図３は、図２におけるＡ−Ａ線切断部を管軸方向から見たときの説明用断面図である。なお、図３においては、理解を容易にするために、ベース、接着剤（層）、水銀および電極の各々の端面にも、ハッチングが付してある。
この毛細管型高圧水銀ランプ（以下、「キャピラリーランプ１０」という。）は、両端が封止された、例えば石英ガラスからなる全体が棒状の放電管１１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２０が対向配置され、各電極２０が放電管１１の管軸上に延在するよう伸び、放電管１１に形成されたロッド状の封止部１２内に気密に埋設された例えばモリブデンからなる金属箔１５を介して封止部１２の外端より軸方向外方に突出して伸びる棒状の外部リード１６に電気的に接続されて、構成されている。
この実施例においては、放電管１１における封止部１２は、例えば、放電管１１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るが、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、あるいは電極の外周に加熱した中間ガラス（電極を構成するタングステンと放電管１１を構成する石英ガラスとの中間的な線膨張率を有するガラス材料）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り形成されていてもよく、すなわち、特に限定されるものではない。
図１乃至図３において、１８は、外部リード１６が貫通する状態で設けられた略円筒状のベースであって、接着剤１９により放電管１１に固定されている。
【００１９】
このキャピラリーランプ１０における放電管１１の内部には、ランプ点灯中において、未蒸発のものが存在する量の水銀３１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。
【００２０】
電極２０には、封止部１２の軸方向内方側の端縁位置から離間した位置であって、先端から軸方向外方側に離間した位置において、その全周にわたって径方向外方に突出する鍔部分２１が形成されており、これにより、放電管１１の内部における両端部に形成される水銀溜まり部３０を規制する堰部２５が形成されている。
この電極２０は、棒状の電極形成材料を所定の形状に削り出すことにより形成することができ、鍔部分２１より軸方向内方側の部分が電極先端部分２２とされ、鍔部分２１より軸方向外方側の部分が電極根元部分２３とされる。
【００２１】
電極２０の鍔部分２１の外周面と放電管１１の内周面との間の離間距離Ｌ１は、例えば０．１５〜０．５ｍｍであることが好ましい。これにより、後述する実験例の結果からも明らかなように、水銀３１を振り分けるに際して、水銀３１を水銀溜り部３０内に配置しやすく、一旦水銀溜り部３０内に配置された水銀３１が水銀溜り部３０から出にくく、しかも、ランプ点灯中も、未蒸発の水銀３１が水銀溜まり部３０から流出することを防止できる構造とすることができ、水銀３１の界面Ｓの形成位置を安定させることができる。
【００２２】
また、電極２０は、水銀溜まり部３０内に位置される、堰部２５より軸方向外方側の電極根元部分２３の表面が、例えばロジウムまたはレニウムによりメッキされてなるものであることが好ましい。
メッキ部分（ロジウムまたはレニウム）は、電極２０の基材（タングステン）に比して水銀に対する濡れ性がよいので、振り分け工程において、一旦、水銀溜り部３０内に配置された電極根元部分２３に接する水銀３１は移動しにくくなると共に電極先端部分２２および電極２０の鍔部分２１は水銀が移動しやすくなるため、水銀３１を水銀溜り部３０内に配置しやすく、一旦水銀溜り部３０に配置された水銀３１が水銀溜り部３０から出にくく、しかも、ランプ点灯中も、未蒸発の水銀が水銀溜まり部３０から流出することを防止できる構造とすることができ、一層確実に、水銀３１の界面Ｓの形成位置を安定させることができる。
【００２３】
上記構成のキャピラリーランプ１０を点灯（使用）するに際しては、予め、放電管１１内に封入された水銀３１が、放電管１１内の両端部に形成された水銀溜まり部３０に振り分けられ、例えば電極２０の鍔部分２１と放電管１１の内周面との間で界面Ｓが形成された状態で配置される。
そして、図示しない電源から給電されることにより一対の電極２０の電極先端部分２２間で放電が生じ、電極先端部分２２が高温となることに伴って水銀３１がその界面Ｓから蒸発し、これにより、例えば波長３６５ｎｍの紫外光を含む光が放射される。
【００２４】
而して、上記構成のキャピラリーランプ１０によれば、水銀溜まり部３０を規制する堰部２５が電極２０に形成されていることにより、水銀３１の封入量が一定であれば、水銀３１の界面Ｓ位置が電極先端部分２２との距離が一定となる状態で形成することができるので、ランプ点灯中において、水銀の蒸発量を安定させることができる結果、ランプ電圧を安定させることができ、従って、所期の照度を安定して得ることができると共に、個体差を生ずることなく、一定の性能を有するものとして構成することができる。
また、未蒸発の水銀３１が水銀溜まり部３０から流出することを防止することができるので、放電管１１の変色、失透が生ずることを確実に防止することができ、従って、長い使用寿命を有するものとして構成すること、換言すれば、安定した出力が長期間の間にわたって確実に得られるものとして構成することができる。
また、電極形成材料であるタングステンは、放電管１１を構成する石英ガラスと比較して、加工しやすく、高精度例えば±１％以下の寸法誤差（例えば必要とされる寸法１．４ｍｍに対して±０．０１ｍｍの精度）で加工することができるので、水銀３１の界面Ｓを所望の位置に確実に形成することができると共に、所定の構造の水銀溜まり部３０を有するキャピラリーランプ１０を安定的に得ることができる。
【００２５】
以下、上記効果を確認するために行った実験例を示す。
〔ランプ作製例１〕
図１乃至図３に示す構成を参照して、電極の鍔部分の外径寸法の大きさを調整することにより電極の鍔部分の外周面と放電管の内周面との間の距離（Ｌ１）を下記表１に従って変更したキャピラリーランプ（以下、「ランプ１」〜「ランプ５」ともいう。）を作製した。これらのキャピラリーランプの基本的な仕様は、以下に示す通りである。
【００２６】
＜ランプ仕様＞
放電管（１１）：外径６ｍｍ，内径２ｍｍ，放電管の内容積３１４ｍｍ3 、
電極（２０）；電極先端部分および電極根元部分の外径０．５ｍｍ，長さ１７ｍｍ，堰部の形成位置が電極の先端面から１．３ｍｍ軸方向外方側の位置（封止部１２の軸方向内方側端縁位置から４．３ｍｍの位置），鍔部分の軸方向長さ（厚み）０．５ｍｍ，水銀溜まり部の内容積１３ｍｍ3 、電極間距離１００ｍｍ、
水銀封入量：３００ｍｇ，アルゴンガスの封入量：１０ｋＰａ、
定格電流：１．４Ａ，定格電圧：２８００Ｖ，ランプ電力：４０００Ｗ
【００２７】
キャピラリーランプの一方の端部を手で握って保持し、一方の端部を固定して他方の端部が一方の端部を中心にして弧を描くように振る「振り分け動作」を、各キャピラリーランプについて必要に応じて繰り返し行い、放電管内に封入した水銀を他方の端部における水銀溜まり部に配置させる振り分け工程を行うに際しての、水銀の、「水銀溜まり部に対する入りやすさ」について評価を行った。結果を下記表１に示す。ここに、振り分け動作は実質的に同じ強さで行われるものとする。
また、一旦、水銀溜まり部内に配置された水銀の、「水銀溜まり部からの出にくさ」についても、併せて評価を行った。結果を下記表１に示す。
【００２８】
＜評価方法＞
（イ）「水銀溜まり部に対する入りやすさ」については、水銀を他方の水銀溜まり部内に配置させて当該水銀溜まり部内のスペースを埋めるために要する振り分け動作の回数が、１回ないしは２回である場合を「◎」、３回ないし５回である場合を「○」、６回ないし１０回である場合を「△」、１１回以上である場合を「×」として評価した。
（ロ）「水銀溜まり部からの出にくさ」については、上記振り分け動作と同様に放電管を振った場合であっても、水銀溜まり部に配置されている水銀が水銀溜まり部から流出しない場合を「○」、上記振り分け動作と同様にして放電管を振った場合に、２回以下の動作で、水銀が水銀溜まり部から流出する場合を「×」、上記振り分け動作と同様にして放電管を振った場合に、３回以上の動作で、水銀が水銀溜まり部から流出する場合を「△」として評価した。
そして、上記（イ）および（ロ）の評価に基づいて、実用上全く問題のないものとして構成されているものを「○」、それ以外のものを「×」として評価した。
【００２９】
【表１】
2008146926.tif 000003
【００３０】
以上の実験結果より、放電管の内周面との間の距離Ｌ１が０．１５〜０．５ｍｍとなるよう電極の鍔部分を形成することにより、水銀を水銀溜まり部へ配置しやすく、水銀が水銀溜まり部から流出することを防止することのできる構造とすることができ、水銀が水銀溜まり部内に配置されたときに形成される水銀の界面の位置を電極先端部分に対して安定的に形成することできることが確認された。
また、電極根元部分の表面にロジウムまたはレニウムによるメッキを施して同様の実験を行ったところ、同様の結果、すなわち電極の鍔部分の外周面と放電管の内周面との距離Ｌ１が０．１５〜０．５ｍｍとなるよう電極の鍔部分を形成することにより、所期の構造を有するものとすることができると共に、メッキを施していないものに比して一層確実に所期の効果が得られることが確認された。
【００３１】
〔比較用のランプの作製〕
図８〜図１０に示す構成を参照して、比較用のキャピラリーランプを作製した。この比較用のキャピラリーランプは、放電管に形成された縮径部により水銀溜まり部が形成されており、電極として棒状のものが用いられていることの他は、放電管の寸法およびその他の仕様は上記において作製したランプと同様のものである。この比較用のキャピラリーランプにおける縮径部の内径は１．１ｍｍ、電極の周面と放電管の縮径部との間の最接近距離は０．３ｍｍである。
【００３２】
上記本発明に係るキャピラリーランプ（電極の鍔部分の外周面と放電管の内周面との間の距離Ｌ１が０．３ｍｍであるランプ３）および上記比較用のキャピラリーランプをそれぞれ１０本ずつ作製し、これらのランプの光放射特性について調べたところ、本発明に係るキャピラリーランプにおいては、各ランプ間における照度（放射強度）のバラツキの程度が±２％の範囲内であり、所期の性能を有するものが安定的に得られることが確認された。この理由は、水銀を水銀溜まり部に配置しやすく、かつ、一旦水銀溜まり部に配置された水銀が流出しない構造とされていることにより、水銀の界面を安定した位置に形成することができたためであると考えられる。また、ランプ点灯時において水銀溜まり部からの水銀の流出が生じないものであることが確認された。
これに対して、比較用のキャピラリーランプにおいては、各ランプ間における照度（放射強度）のバラツキの程度が±１０％であり、個体差を有するものであった。しかも、ランプ点灯時において、水銀が水銀溜り部から流出しているものがあることが確認された。
【００３３】
以上、本発明の一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、電極は鍔部分を除く部分が軸方向に対して均一な外径を有するものである必要はなく、図４に示すように、電極根元部分２３の外径が電極先端部分２２の外径より大きい構成のものとすることができる。このような構成のキャピラリーランプにおいては、電極根元部分２３の外径は、電極２０の鍔部分２１の外周面と放電管１１の内周面との間の距離が所定の大きさが確保された状態において、電極先端部分２２の外径より大きく形成されていればよい。
上述したように、放電管１１内に封入される水銀３１のほとんどは放電管１１内の内容積を小さくして（デッドスペースを埋めて）内圧を上昇させるためのものであるので、このような構成のキャピラリーランプ１０によれば、電極根元部分２３の外径を電極先端部分２２の外径より大きくすることにより、上記のような効果を得ることができる構成のものでありながら、電極２０それ自体によって水銀溜まり部３０の容積を小さくすることができ、これにより封入する水銀量を少なくすることができる。
【００３４】
また、電極の堰部は、上記実施例のように、円板状の鍔部分によるものに限定されず、例えば図５に示すような構成とされていてもよい。
このキャピラリーランプにおいては、電極２０の堰部２５は、軸方向外方側に向かうに従って外径の大きさが大きくなるテーパー部２６を有する例えば円錐台状の突部２７により形成されている。
なお、このキャピラリーランプの封止部１２Ａは、例えば電極２０の外周に加熱した中間ガラス（電極２０の構成材料である例えばタングステンと、放電管１１を構成する例えば石英ガラスとの中間的な線膨張率を有するガラス材料）を直接巻きつけ、石英ガラスに溶着したグレーテッドシール方法で形成されたものであるが、封止方法は特に限定されるものではない。
【００３５】
このような構成のキャピラリーランプによれば、上記と同様の効果、すなわち、水銀溜まり部３０を規制する堰部２５が電極２０に形成されていることにより、水銀３１の界面Ｓ位置が電極先端部分２２との距離が一定となる状態で、例えば突部２７における軸方向外方側の端面位置に形成することができるので、ランプ点灯中において、水銀３１の蒸発量を安定させることができる結果、ランプ電圧を安定させることができ、従って、所期の照度を安定して得ることができると共に、個体差を生ずることがなく、一定の性能を有するものとして構成することができる。
また、テーパー部２６を有することにより、水銀３１を水銀溜まり部３０に振り分ける際に、テーパー部２６の傾斜面を利用して、一層、水銀３１を水銀溜まり部３０に配置しやすくなると共に、ランプ点灯中において、未蒸発の水銀３１が水銀溜まり部３０から流出することを確実に防止することができるので、形成される水銀３１の界面Ｓ位置の安定化を図ることができ、従って、上記効果を一層確実に得ることができる。
さらに、未蒸発の水銀３１が水銀溜り部３０から流出することを防止することができるので、放電管１１の変色、失透が生ずることを確実に防止することができ、従って、長い使用寿命を有するものとして構成すること、換言すれば、安定した出力が長期間の間にわたって確実に得られるものとして構成することができる。
【００３６】
＜光照射装置＞
本発明の光照射装置は、上記キャピラリーランプと、当該キャピラリーランプから放射される光を反射する反射鏡とを具えてなるものであって、例えば、ランプ点灯時においてキャピラリーランプを冷却する冷却水が放電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ものである。
【００３７】
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、上記キャピラリーランプ１０を光源として具えてなり、キャピラリーランプ１０が内部に挿通された状態でキャピラリーランプ１０の管軸に沿って伸びるよう設けられてキャピラリーランプ１０の外周面との間に冷却水Ｗが流過される冷却水流路４５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４０と、キャピラリーランプ１０および冷却ジャケット４０の両端に配置された、内部空間がキャピラリーランプ１０と冷却ジャケット４０との間の冷却水流路４５に連通する冷却水供給流路形成部材４１および冷却水排出流路形成部材４２とにより構成された冷却機構を有する。
【００３８】
冷却水供給流路形成部材４１および冷却水排出流路形成部材４２は全体が略Ｌ字型の管状であり、キャピラリーランプ１０および冷却ジャケット４０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４３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４０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４４によって例えばＯリング（図示せず）を介してキャピラリーランプ１０の外周面が保持固定されている。
冷却ジャケット４０は、キャピラリーランプ１０から放射される、例えば波長３６５ｎｍの光を含む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。
【００３９】
光照射方向（図６および図７において下方向）に対してキャピラリーランプ１０の背面側には、例えば断面が放物状の反射面５１を有する樋状の反射鏡５０が、その第１焦点がキャピラリーランプ１０の中心（キャピラリーランプ１０における一対の電極２０の中心を結ぶ直線）と一致する状態で、キャピラリーランプ１０に沿って伸びるよう配置されており、キャピラリーランプ１０から放射される光が冷却水Ｗおよび冷却ジャケット４０を透過して直接的にあるいは反射鏡５０により反射されて平行光とされてマスクステージ５５に保持されたマスクＭを介して、ワークステージ５６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５７に照射される。
反射鏡５０の反射面５１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。
【００４０】
上記光照射装置においては、キャピラリーランプ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、キャピラリーランプ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、キャピラリーランプ１０と冷却ジャケット４０との間に形成された冷却水流路４５内を、キャピラリーランプ１０の壁面、具体的には放電管１１の外周面に沿って軸方向に流過されてキャピラリーランプ１０全体を冷却した後、冷却水排出流路形成部材４２を介して排出される。
【００４１】
而して、上記光照射装置によれば、キャピラリーランプ１０が、ランプそれ自体が個体差を生ずることなく、所期の照度（放射強度）を安定して得ることができるものとして構成されているので、所期の光照射処理を確実に行うことができると共に、キャピラリーランプ１０を交換した場合であっても、安定した性能が確実に発揮されて、光照射処理後のワーク５７を品質のばらつきのないものとすることができる。
【００４２】
本発明の光照射装置においては、本発明に係るキャピラリーランプを具備した構成であれば、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、キャピラリー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、キャピラリー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。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のキャピラリー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２】図１に示すキャピラリーランプの要部を示す拡大断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線切断部を管軸方向から見たときの説明用断面図である。
【図４】本発明のキャピラリーランプの他の例における構成の概略を示す説明用断面図である。
【図５】本発明のキャピラリーランプの更に他の例における構成の概略を示す説明用断面図である。
【図６】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７】図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】従来のキャピラリー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９】図８に示すキャピラリーランプの要部を示す拡大断面図である。
【図１０】図９におけるＣ−Ｃ線切断部を管軸方向から見たときの説明用断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  キャピラリーランプ
１１  放電管
１２  封止部
１２Ａ  封止部
１５  金属箔
１６  外部リード
１８  ベース
１９  接着剤
２０  電極
２１  鍔部分
２２  電極先端部分
２３  電極根元部分
２５  堰部
２６  テーパー部
２７  突部
３０  水銀溜まり部
３１  水銀
Ｓ  水銀の界面
４０  冷却ジャケット
４１  冷却水供給流路形成部材
４２  冷却水排出流路形成部材
４３，４４  口締め部
４５  冷却水流路
Ｗ  冷却水
５０  反射鏡
５１  反射面
５５  マスクステージ
Ｍ  マスク
５６  ワークステージ
５７  ワーク
６０  キャピラリーランプ
６１  放電管
６２  封止部
６３  縮径部
６５  電極
６８  水銀
７０  水銀溜まり部
７５  ベース
７６  接着剤
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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