(57)【要約】【課題】  高輝度放電ランプの放電空間を略水平にして使用しても水銀溜内に気泡が侵入するおそれが少なくなる高輝度放電ランプ及び冷却効果の大きい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案する。【解決手段】  管体２１中間部の放電空間２２を挟み両端に対の放電電極２３Ｌ、２３Ｒを有する直管部分２１ｂ、２１ｂと、管体２１中間部の放電空間２２を略曲管状となした曲管部分２１ａとを有する高輝度放電ランプＭの曲管部分２１ａの軸心を通る面と、直管部分２１ｂ、２１ｂの軸心を通る面がなす角度を所定の角となるように傾斜させる形状とした高輝度放電ランプＭを得ると共に高輝度放電ランプＭの曲管部分２１ａを冷却用の水路となる略環状の溝の底に冷却水供給用の複数の孔を有するランプハウスに収納し、この複数の孔を介して曲管部分２１ａ及び直管部分２１ｂ、２１ｂを冷却するようになした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る。【選択図】  図１
2005166554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体中間部の放電空間を挟み両端に対の放電電極を有する直管部分と、該管体中間部の放電空間を略曲管状となした曲管部分とを有する高輝度放電ランプであって、
上記放電空間をなす略曲管状の上記曲管部分の軸心を通る面と、上記対の放電電極を有する直管部分との軸心を通る面がなす角度を所定の角となるように傾斜させる形状とした
ことを特徴とする高輝度放電ランプ。
【請求項２】
管体中間部の放電空間を挟み両端に対の放電電極を有する直管部分と、該管体中間部の放電空間を略曲管状となした曲管部分とを有する高輝度放電ランプであって、
上記高輝度放電ランプを収納し、冷却用の水路となる略環状の溝の底に冷却水供給用の複数の孔を有するランプハウス
を具備し、
上記高輝度放電ランプの上記曲管状の放電空間を有する曲管部分を上記ランプハウスの冷却用の水路となる略環状の溝に形成した上記複数の孔を介して冷却するようになした
ことを特徴とする高輝度放電ランプハウス。
【請求項３】
前記曲管部分の軸心を通る面と、前記直管部分の軸心を通る面がなす角度を所定角となるように傾斜させた形状とした
ことを特徴とする請求項2記載の高輝度放電ランプハウス。
【請求項４】
管体中間部の放電空間を挟み両端に対の放電電極を有する直管部分と、該管体中間部の放電空間を略曲管状となした曲管部分とを有し、該曲管部分の軸心を通る面と該直管部分の軸心を通る面がなす角度を所定の角となるように傾斜させてなる形状とした高輝度放電ランプと、
上記高輝度放電ランプを収納し、冷却用の水路となる略環状の溝を有するランプハウスと上記高輝度放電ランプの上記曲管状の放電空間を上記ランプハウスの冷却用の水路となる略環状の溝の形成した複数の上記孔を介して冷却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、
上記高輝度放電ランプハウス上に配設される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る補正フィルタと、
上記高輝度放電ランプハウスに固定される照射窓を有する照射リングと、
を具備し、
上記照射リング内に上記補正フィルタ、上記フェースプレートを配設して、上記高輝度放電ランプを有し上記基台と一体化された上記高輝度放電ランプハウスに上記照射リングを固定して該ランプハウス内の該高輝度放電ランプを冷却するようになした
ことを特徴とする高輝度放電ランプハウス収納装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高圧水銀ランプ等の曲管放電ランプによる高輝度放電ランプ、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改良に係り、特に冷却効果の大きい高輝度放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度放電ランプ（High  Intensity  Discharge  Lamp：以下ＨＩＤと記す）は一般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気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輝度放電ランプを超高圧化し、点灯時の圧力を２×１０７Ｐａ程度とし、ガラス管を逆Ｕ字状に形成した曲管放電ランプを特許文献１で提案している。
【０００５】
図９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、構造を簡単に説明すると高圧水銀ランプからな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字状に湾曲形成された石英ガラス管などよりなる管体２１を設け、管体２１の両端に例えばタングステン線よりなる棒状の放電電極２３Ｌ及び２３Ｒを、管体２１の両端部の管軸上に貫通配置させ、かつ気密に封着させている。
【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曲管状に括れ（くびれ）部２４Ｌ及び２４Ｒを管体２１自体に突設し、各括れ部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。各放電電極２３Ｌ及び２３Ｒは、管体２１での内端が水銀２６Ｌ及び２６Ｒより突出するようになされ、各放電電極２３Ｌ及び２３Ｒの外端自体よりなるリード、又はこの外端に連結されてなるリード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なるベース２８を設ける。ベース２８には、管体２１の両端部をそれぞれ挿入する透孔２９Ｌ及び２９Ｒが穿設され、これら透孔２９Ｌ及び２９Ｒを通じて両放電電極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。又、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が機械的に保持される。
【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ともに、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。又、全体の小型コンパクト化もはかられる。更に、高輝度放電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】
又、上述のような逆Ｕ字状の高輝度放電ランプを用いて、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リードフレームなどの露光或いは焼付光源として用いる場合は図１０及び図１１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。このよう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１０及び図１１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１０のＡ−Ａ断面図を示すものである。
【００１１】
図１０及び図１１において、３１はランプハウス台であり、ランプハウス台の４隅にピン孔３１ａを設けてガイドピンをはめ込むことにより、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、更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内に略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９で詳述した例えば、高圧水銀ランプからな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９で説明したベース２８のソケットとなるフランジ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】
又、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は気密状態に保たれる。
【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ようになされていた。
【特許文献１】特公平６−３０２４０号公報、（３頁、第１図）
【特許文献２】特公平１−１４５７２号公報、（２頁、第３図、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
然しながら従来の、図９、図１０及び図１１で説明した略逆Ｕ字状に管体を形成した高輝度放電ランプでは、Ｘ，Ｙを水平面上の互いに直交する軸、Ｚをこれらと直交する垂直方向の軸とすると、放電空間部分の管体の２つの軸心を通る面と放電電極の対の軸心を通る面が略同一面となるように形成され、ＸＹ軸で形成される面と略平行となる水平に配設（図１０参照）される。
然し、高輝度放電ランプの放電空間を水平向きにして設置した場合、放電電極も水平向きとなり、高輝度放電ランプを曲管状にしても蒸発した水銀を水銀溜内への重力によって戻すことができなくなる不都合があった。
又、従来の高輝度放電ランプハウス収納装置における高輝度放電ランプの冷却は、冷却水を高輝度放電ランプＭの周囲を通過するように一方向に流して行うため、流入口付近の放電空間の管体はよく冷却されるものの冷却水が徐々に暖められ、流出口では温度上昇が大きくなるため、流出口付近の管体は冷却が不十分となる不都合があった。
【００１７】
本発明は、かかる点に鑑み、管体の冷却効果を十分確保できて、高輝度放電ランプの放電空間を略水平にして使用しても水銀溜内に気泡が侵入するおそれが少なくなると共に冷却効果の大きい高輝度放電ランプ及び高輝度放電ランプハウス並びに高輝度放電ランプハウス収納装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の高輝度放電ランプは、管体中間部の放電空間を挟み両端に対の放電電極を有する直管部分と、管体中間部の放電空間を略曲管状となした曲管部分とを有する高輝度放電ランプであって、放電空間をなす略曲管状の曲管部分の軸心を通る面と、対の放電電極を有する直管部分との軸心を通る面がなす角度を所定の角となるように傾斜させる形状としたことを特徴とする高輝度放電ランプとしたものである。
【００１９】
このように構成したので本発明の高輝度放電ランプによれば、高輝度放電ランプの曲管部分の軸心を通る面と直管部分の軸心を通る面がなす角度を所定のものとして、対の放電電極を有する直管部分を上向きに傾斜して配することができるため水銀溜内に気泡が侵入するおそれが少なくなり露光面に照射する光源の大きさを自由に設定でき、輝度分布の均一な光源を得ることができる。
【００２０】
本発明の第１の高輝度放電ランプハウスは、管体中間部の放電空間を挟み両端に対の放電電極を有する直管部分と、管体中間部の放電空間を略曲管状となした曲管部分とを有する高輝度放電ランプであって、高輝度放電ランプを収納し、冷却用の水路となる略環状の溝の底に冷却水供給用の複数の孔を有するランプハウスを具備し、高輝度放電ランプの曲管状の放電空間を有する曲管部分をランプハウスの冷却用の水路となる略環状の溝に形成した複数の孔を介して冷却するようになしたものである。
本発明の第２の高輝度放電ランプハウスは、曲管部分の軸心を通る面と、直管部分の軸心を通る面がなす角度を所定角となるように傾斜させた形状としたものである。
【００２１】
このように構成したので本発明の高輝度放電ランプハウスによれば、高輝度放電ランプの冷却を、略曲管状の溝の底の貫通孔から冷却水を湧き出すようにして高輝度放電ランプの曲管部分の複数箇所を同時に冷水で冷却するので、全体として管体自体の温度ばらつきが抑えられ冷却効果を向上させることができる。
【００２２】
本発明の高輝度放電ランプハウス収納装置は、管体中間部の放電空間を挟み両端に対の放電電極を有する直管部分と、管体中間部の放電空間を略曲管状となした曲管部分とを有し、曲管部分の軸心を通る面と該直管部分の軸心を通る面がなす角度を所定の角となるように傾斜させてなる形状とした高輝度放電ランプと、記高輝度放電ランプを収納し、冷却用の水路となる略環状の溝を有するランプハウスと高輝度放電ランプの曲管状の放電空間をランプハウスの冷却用の水路となる略環状の溝の形成した複数の孔を介して冷却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高輝度放電ランプハウス上に配設されるフェースプレートと、フェースプレート上に配設される補正フィルタと高輝度放電ランプハウスに固定される照射窓を有する照射リングとを具備し、照射リング内に補正フィルタ、フェースプレートを配設して、高輝度放電ランプを有し基台と一体化された高輝度放電ランプハウスに照射リングを固定し該ランプハウス内の該輝度放電ランプを冷却するようになしたものである。
【００２３】
このように構成したので本発明の高輝度放電ランプハウス収納装置によれば、高輝度放電ランプの放電電極を上向きに配した状態で光を照射でき冷却効果が高められ、希望する配光分布をもった均一な照射面を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の高輝度放電ランプ及び高輝度放電ランプハウス並びに高輝度放電ランプハウス収納装置によれば、曲管状の放電空間で形成される面に対して放電電極は略垂直方向（Ｚ軸方向）に配することができるので、高輝度放電ランプが点灯中に水銀溜内の気泡の発生を効果的に回避することができ、又、高輝度放電ランプを効率的に冷却できるので長寿命な高輝度放電ランプを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の高輝度放電ランプ、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実施するための最良の形態の例を図１〜図８を参照して説明する。
【００２６】
本例の高輝度放電ランプは、対の放電電極の直管体の軸心を通る面と放電空間をなす略曲管状の少なくとも２つの管体の軸心を通る面がなす曲げ角度をθとしたとき、従来の図９に示す形状では放電電極を収納する対の直管体と放電空間をなす略曲管状の管体がθ≒１８０°ある（略同一面内に配される）のに対し、図８Ａ及びＢに示すように、θ≒９０°の角度（略直角）で形成されるものである。
以下では、この図１〜図８を説明するに図９〜図１１に対応する部分には同一の符号を付しその説明を省略する。
【００２７】
図１は、高輝度放電ランプの一例の高輝度放電ランプＭの形態を示す斜視図で、放電空間をなす管体の形状が略曲管状となしたもので、図１Ａは略方形状のもの、図１Ｂは略Ω形状のものである。以下では、高輝度放電ランプＭの形態の例として図１Ａに示す略方形状のもので説明する。然し、図１Ｂに示す略Ω形状のものでも、又、放電空間の主要部の軸心が略同一面に配されるものであれば、例えば、渦巻き形状や櫛歯形状のものであつてもよい。
【００２８】
高輝度放電ランプＭを構成する管体２１は、図１Ａに示すように、石英ガラスなどよりなる略曲管状で略方形状とした曲管部分２１ａと曲管部分の両端に接続された対の直管部分２１ｂで形成される。
【００２９】
管体２１の曲管部分２１ａは、図１Ａに示すように、略方形状となるようにするため長辺管１本と短辺管２本を４つの所定の曲率をもたせた曲管で繋いだような形状となされる。これにより、曲管部分２１ａは、長辺管と対向する部分が空いた略Ｃ字状となる。
【００３０】
更に、この略Ｃ字状の曲管部分２１ａの開口に、図１Ａに示すように、略平行（対）となるように配された２つの直管部分２１ｂ，２１ｂが所定の曲率をもつ別の曲管を介して一体化されるように形成する。
この一体化の際、図１Ａに示すように、対の直管部分２１ｂ，２１ｂの軸心を通る面と管体２１の放電空間２２となる曲管部分２１ａの軸心を通る面がなす曲げ角度θを略９０°の角度をなすように配される。又、対の直管部分２１ｂ，２１ｂの軸心間の距離が、図１Ａに示すように、曲管部分２１ａの軸心でみた長辺管部の寸法より小さく（狭く）なるようになされる。
ここで、管体２１の実際の成形加工は、パイプ状とされた石英ガラスを所定位置で加熱し、所望の曲率をもたせて曲げ加工して成形される。
【００３１】
このように、形成された管体２１の両端となる対の直管部分２１ｂ，２１ｂには、図１Ａに示すように従来の図９例と同様に、タングステン線よりなる棒状の放電電極２３Ｌ及び２３Ｒが貫通・立設され、対の直管部分２１ｂ，２１ｂの終端部で封着される。
そして、対の放電電極２３Ｌ及び２３Ｒの近傍の、管体２１の内壁には、図９と同様に括れ部２４Ｌ及び２４Ｒを突出形成する。そして、管体２１の対の封止部と括れ部２４Ｌ及び２４Ｒの間に水銀を注入して水銀溜２５Ｌ及び２５Ｒを形成する。このようにして、石英ガラス管による高輝度放電ランプＭの管体２１を形成する。
【００３２】
然し、この管体２１は、水銀が封入された石英ガラス管から電極が突設されたままの状態であり、取扱いが難しいため、図１Ａに示すように、補強が行われる。
【００３３】
補強は、図１Ａに示すように、管体２１の対の直管部分２１ｂ，２１ｂの封止部に、電気的絶縁及び機械的補強のための、絶縁性の合成樹脂よりなる円筒ベース４７が設けられ、更に、対の放電電極２３Ｌ及び２３Ｒの封止部を保持する円筒ベース４７が、図１Ａに示す厚板で略小判形に形成したベース２８ｂと一体にされる。
【００３４】
そして、放電電極２３Ｌ及び２３Ｒが設けられた直管部分２１ｂ，２１ｂは、図１Ａに示すように、円筒ベース４７とベース２８ｂに挿通、固定され、ベース２８ｂの下面から絶縁性の端子３５を介してリード２７Ｌ及び２７Ｒを導出する。
【００３５】
以上のように構成したので、本例の高輝度放電ランプＭによれば、図１Ａに示すように、放電空間２２をなす略曲管状の管体２１の少なくとも２つの軸心を通る曲管部分２１ｂの水平面と対の放電電極２３Ｌ及び２３Ｒの軸心を通る垂直面がなす曲げ角度θが略９０°となり、対の放電電極２３Ｌ及び２３Ｒを有する直管部分２１ｂ、２１ｂを略垂直に向くようにすると放電空間２２の曲管部分２１ａが略水平に配されるものとなる。
【００３６】
然しながら、本例の高輝度放電ランプＭでは、図１Ａに示すように、曲管部分２１ａを略水平とすると、表面張力の大きい水銀でも、曲管部分２１ａの管壁で凝縮した水銀の重力による自然落下は期待できないため、管体２１を傾斜させ凝縮した水銀粒が低い方に自重で移動するように設置する。
【００３７】
このとき、水銀溜内への気泡の侵入を効果的に回避するため、前掲の特許文献１に開示されているように、放電電極２７Ｌ及び２７Ｒを構成する直管部分２１ｂ，２１ｂの軸心を通る面の傾きを水平方向に対して略３０°より大きく、即ち垂直方向に対して略６０°より小さくすればよいことになる。
【００３８】
図８は、放電電極２３Ｌ及び２３Ｒを有する直管部分２１ｂ、２１ｂの軸心を通る面と、放電空間となる曲管部分２１ａの軸心を通る面が、曲げ角度θをもつ高輝度放電ランプＭの各形態を示し、図８Ａは曲げ角度θ≒90°とした管体２１の曲管部分２１ａを水平に置いた場合、図８Ｂは曲げ角度θ≒90°とした管体２１の放電空間２２をなす曲管部分２１ａの軸心を通る面と基準となる水平面がなす角ψ＝５°とし管体２１の直管部分２１ｂの軸心を通る面が基準となる鉛直面となす角をφ＝５°に傾斜させた場合、図８Ｃは曲げ角度θ≒１２０°とした管体２１の放電空間２２をなす曲管部分２１ａの軸心を通る面と基準となる水平面がなす角をψ＝５°とし、管体２１の直管部分２１ｂの軸心を通る面が基準となる鉛直面となす角をφ＝２５°に傾斜させた場合の側面図である。
【００３９】
この場合、特許文献１での放電電極２３Ｌ及び２３Ｒを有する直管部分２１ｂ、２１ｂの軸心の傾きを水平方向に対して略３０°より大きくする条件は、図８Ｂでは０°＜φ＜６０°である。図８Ａに示すように、放電電極２３Ｌ及び２３Ｒを有する直管部分２１ｂ、２１ｂが略垂直に置かれるとき、曲管部分２１ａが略水平となるため凝縮した水銀の水銀溜２５Ｌ及び２５Ｒへの戻り期待できない。然し、図８Ｂの実線で示すように、曲管部分２１ａを僅か、例えばψ≒５°程度傾斜させることで水銀の自重による水銀溜への戻りが行えるものとなる。そして、水銀溜２５Ｌ及び２５Ｒ内への気泡の侵入を回避できる最大の傾斜角φ≒６０°（図８Ｂの二点鎖線で示す）まで高輝度放電ランプＭを安定に点灯させることができる。
【００４０】
然しながら、図１，図８Ａ及び図８Ｂに示すθ≒９０°である高輝度放電ランプＭでは、直管部分２１ｂ、２１ｂの部分を傾斜角φ≒６０°としても曲管部分２１ａの傾斜角ψ≒６０°（５°＜ψ＜６０°）であり、直管部分２１ｂ、２１ｂを限度まで傾けても、ランプの照射方向を水平方向（図８Ｂでは垂直状態）にすることはできない。そこで、曲げ角度θ≒１２０°とした管体２１の曲管部分２１ａの軸心を通る面を立ち上げて略垂直となるようにし、図８Ｃに示す様にランプの照射方向をより水平方向（図８Ｃでは垂直状態）に近くなるようにする事ができる。この場合、曲げ角度θを９０°＜θ＜１８０°とした高輝度放電ランプＭを選択可能である。
【００４１】
図８Ｃについて、詳記すると、同図で高輝度放電ランプＭの放電空間２２をなす曲管部分２１ａの軸心を通る水平面と直管部分２１ｂ、２１ｂの軸心を通る面がなす曲げ角度θを略１２０°としたものである。この場合、図８Ｃの二点鎖線で示すように、放電空間２２をなす曲管部分２１ａを、略水平となる例えばψ≒５°から略垂直となるψ≒９０°まで（５°＜ψ＜９０°）の傾斜において高輝度放電ランプＭを安定な点灯状態に維持できる。
【００４２】
そして、曲管部分２１ａと直管部分２１ｂ，２１ｂが略同一平面上に配される、従来の高輝度放電ランプＭが３０°＜ψ＜９０°で、水平面に近く（ψ≒５°）なるように設置できず、略真上方向への照射ができないのと比べ、より照射方向に対して自由度の大きい高輝度放電ランプＭが得られる。
【００４３】
即ち、θ≒９０°とした図８Ａ及び図８Ｂ例の高輝度放電ランプＭでは５°＜ψ＜６０°で、又θ≒１２０°とした図８Ｃ例の高輝度放電ランプＭでは５°＜ψ＜９０°で、曲管部分２１ａをより水平面に近くなるように設置できるので略真上方向への照射ができ、曲げ角度θを所望のものとした高輝度放電ランプＭとすることでより広範囲の照射角度に用いて好適な高輝度放電ランプＭが得られる。
【００４４】
このような高輝度放電ランプＭは、照射角度に応じて曲管部分２１ａを傾斜させて使用する。そして、本例の曲げ角度θ≒９０°の高輝度放電ランプＭでは、高輝度放電ランプＭを組み込んだランプハウス自体を軸に対して回動できるようにし傾斜させて所定の方向に向くように設置する様にしたが、初めから曲管部分２１ａと直管部分２１ｂ、２１ｂとの角度θを所望の方向となるような曲げ角度θをもって形成した管体２１を有する高輝度放電ランプＭとこれに合わせたランプハウスを作製して所定方向に向くように設置してもよい。
【００４５】
上述のように高輝度放電ランプＭの略曲管状の管体２１の形状や曲げ角度θは、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。
【００４６】
高輝度放電ランプハウスは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、高輝度放電ランプＭとランプハウス５０から構成される。ランプハウス５０は、図３，図４Ａおよび図４Ｂに示すように、金属の例えば直径１２５ｍｍ・厚さ６５ｍｍの円柱ブロック５０ａ-1の上部に外径１５５ｍｍ・内径１２５ｍｍ・厚さ１０ｍｍの円環５０ａ-2を一体に接合したフランジ５０ｋを設けたものである。そして、ランプハウス５０の円柱ブロック５０ａ-1上面の略中心位置に冷却水路の仕切りを構成する略５角形状突部５０ｂを残して、この５角形状突部５０ｂの周りに円柱ブロック５０ａ-1の底面方向に湾曲した略Ｃ字状溝５０ｃを形成する。
【００４７】
Ｃ字状溝５０ｃは、図４Ａの平面図に示すように、上述の高輝度放電ランプＭの略方形状の曲管部分２１ａに対応して形成されるものである。そして、図１Ａに示す高輝度放電ランプＭのベース２８ｂが設けられる部分と中央の５角形状突部５０ｂ部分を除く領域で、図４Ａの中央部の２点鎖線で示す加工中心線上の１１箇所で加工される。このときの加工は、ランプハウス５０の上面において所望の略摺鉢状の加工刃形をもつ工具を回転させながら上面から垂直下方に送り移動させることで略摺鉢状の凹面部５０ｓを形成し、上記の１１箇所を加工することで略Ｃ字状溝５０ｃが形成される。尚、略摺鉢状の凹面部５０ｓは、ランプハウス５０の上面の１．５ｍｍ下から１５ｍｍＲ程度の曲率で形成されるものである。
【００４８】
このように、ランプハウス５０に設けた１１個の凹面部５０ｓのうち、図４Ａ及び図４Ｂに示す高輝度放電ランプＭのベース２８ｂを設けるための、手前の２箇所を除く９箇所では、凹面部５０ｓの最も深い谷の部分から図４Ｂに示すように、ランプハウス５０の底面となる下方に向かって９つの貫通孔５０ｊ，５０ｊ，・・・・・を設ける。そして、出口となる底面に皿繰り加工を行う。この底面から凹面部５０ｓの谷に到る９つの貫通孔５０ｊ，５０ｊ，・・・・・は冷却水の流入路となる。
【００４９】
又、ランプハウス５０の上部のフランジ５０ｋに、図３，図４Ａ及び図４Ｂに示すように、Ｃ字状溝５０ｃの外側に円曲管状にシール用のＯリングを組み込むための溝５０ｍを設ける。そして、後述する照射リング５２を固定するための６つのネジ孔５０ｎ，５０ｎ，・・・・を略６０°間隔で設ける。更に、ランプハウス５０の底面には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、後述する基台５１を固定するための５つのネジ穴５０ｕ，５０ｕ，・・・を底面から上方に所定深さまで穿設する。
【００５０】
ランプハウス５０の、高輝度放電ランプＭのベース２８ｂが設けられるＣ字状溝５０ｃには図２Ａにおける手前側に図３，図４Ｂに示すように、ベース２８ｂの形状と略相似形で僅かに大きな小判穴５０ｄをランプハウス５０の上面側から形成する。尚、この小判穴５０ｄの底面位置は、図２Ｂに示すように、高輝度放電ランプＭのベース２８ｂを載置したときに、高輝度放電ランプＭの曲管部分２１ａがＣ字状溝５０ｃ上において所定の高さとなるように形成される。
【００５１】
それから小判穴５０ｄの底部に、図４Ｂに示すように、端子３５とリード２７Ｌ及び２７Ｒが挿通できるように、より小さい小判形状の開口を設け、フランジ５０ｅを形成する。フランジ５０ｅの上面には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ベース２８ｂの下面と略相似形で小さい小判形状にＯリング用の溝５０ｇを設ける。
【００５２】
ランプハウス５０の小判穴５０ｄの長軸内壁に、図４Ａに示すように、向かい合わせに２つの矩形断面溝５０ｔ，５０ｔがランプハウス５０の底面に向って設けられる。この２つの矩形断面溝５０ｔ，５０ｔの下端は、フランジ５０ｅの上面からベース２８ｂの厚さだけ上の位置となるように穿設される。そして、２つの矩形断面溝５０ｔ，５０ｔの下端面に各１つのネジ穴５０ｈを設ける。
【００５３】
又、ランプハウス５０の外側壁からは、図２Ａ及び図２Ｂ，図３に示すように、小判穴５０ｄに向って孔５０ｐ，５０ｐが２本略平行に穿設され小判穴５０ｄに連通している。そして、ランプハウス５０の外側壁には孔５０ｐ，５０ｐの出口に２つの円筒管５０ｆ，５０ｆを、一端を埋設し他端を突出するように気密に固定する。これら円筒管５０ｆ，５０ｆが、冷却水の排水路となる。
【００５４】
このように形成されたランプハウス５０は、その上面に設けられた凹面部５０ｓの表面を鏡面仕上げしてからニッケル鍍金等を施して略Ｃ字状溝５０ｃに凹面鏡が形成される。
【００５５】
又、ランプハウス５０の小判穴５０ｄに設けられる仕切り板８は、図７の分解斜視図に示すように、平板状の耐熱性の金属又はプラスチックなどの板材で構成されている。この仕切り板８は、向い合わせの２つの矩形断面溝５０ｔ，５０ｔの中で、ガタを生じることのない幅と厚さとし、高さを溝５０ｔ，５０ｔの下面からランプハウス５０の上面までの寸法にする。そして、表裏面の長手方向に浅い溝を設け、平板の上面から下方に向かって固定用の座ぐり付の孔８ａを２つ設ける。
【００５６】
以下、高輝度放電ランプハウスの組み立て手順を図１，図２Ｂ，図７を参照して説明する。
高輝度放電ランプハウスは、図２Ｂに示すように、ランプハウス５０の小判穴５０ｄの底面の、フランジ５０ｅに設けた溝５０ｇに、図示しない小径のゴムなどの弾性部材よりなるＯリングが組み込まれる。そして、高輝度放電ランプＭを、図１Ａに示すようなリード２７Ｌ及び２７Ｒを下向きにした姿勢で、上方から小判穴５０ｄに入れてベース２８ｂをフランジ５０ｅ上に挿入する。
【００５７】
そして、図７に示すように、上方から仕切り板８をランプハウス５０の矩形断面溝５０ｔ，５０ｔに沿って落とし、高輝度放電ランプＭの対の放電電極２３Ｌ及び２３Ｒを有する直管部分２１ｂ、２１ｂの間に配設するように組み込む。それから、２つの固定用の座ぐり付の孔８ａ，８ａにネジを挿通して、仕切り板８とランプハウス５０を螺着し、高輝度放電ランプＭを水漏れなく気密に固定する。
【００５８】
このように構成された高輝度放電ランプハウスは、ランプハウス５０に設けられたＣ字状溝５０ｃが冷却水の流路となる。そして、Ｃ字状溝５０ｃを形成する凹面部５０ｓの最も深い谷に設けられた貫通孔５０ｊ，５０ｊ，・・・・・から新鮮な冷却水が供給されて高輝度放電ランプＭの曲管部分２１ａの複数箇所を同時に冷却する。これにより、特に大電力用の高輝度放電ランプＭでは、高温度となされた管壁が有効に冷却され、冷却のばらつきが低減され、より安定な大電力用の高輝度放電ランプＭを利用可能となる。
【００５９】
そして、Ｃ字状溝５０ｃの凹面部５０ｓ内に配設された高輝度放電ランプＭの管体２１の周りから凹面部５０ｓ側の高輝度放電ランプＭの背面に向って放射された紫外光は、凹面鏡の凹面部５０ｓで散乱して前方方向に照射させることができる。
【００６０】
尚、本例の高輝度放電ランプハウスは、高輝度放電ランプＭを１灯収納する例であるが、この代わりに複数の高輝度放電ランプＭを装着して、照度の向上、配光分布の均一化を図ることもできるものである。
又、冷却水路用の貫通孔５０ｊ，５０ｊ，・・・・については、簡便にはランプハウス５０のＣ字状溝５０ｃの凹面部５０ｓの谷から斜めに円柱ブロック５０ａ-1の側壁に向って貫通孔を設けて側壁に管継手を介して冷却水を供給してもよい。又、凹面部５０ｓの谷から斜め下方向に円柱ブロック５０ａ-1の中心に向って複数の穴を設け、一方、円柱ブロック５０ａ-1の略中心の裏面に大径の穴を設け、この大径の穴と複数の穴を連通して、大径の穴から冷却水を供給してもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。
【００６１】
本例の高輝度放電ランプハウス収納装置は、図７に示すように、高輝度放電ランプＭが仕切り板８で固定された高輝度放電ランプハウスの上に補正フィルタ５３、フェースプレート５４が照射リング５２によりが取付けられ、高輝度放電ランプハウスの下に基台５１が取付けられたものである。
【００６２】
照射リング５２は、図５に示すような円環であり、図中の破線で示される断面のように、略矩形断面の円環の内側に略直角二等辺三角形断面の円環を配して一体に形成した形状で、円環の内側が光の照射窓５２ａを形成する。そして、照射リング５２の内側の上部に略４５°の傾斜面５２ｂを設け、下部に後述する補正フィルタ５３とフェースプレート５４を装着するための段差を設ける（図１１参照）。  照射リング５２の外側に円環の中心に対して略６０°間隔でネジ固定のための座ぐり付の６つの孔５２ｄ，５２ｄ，・・・・を穿設する。
【００６３】
補正フィルタ５３は、図７の分解斜視図に示すように、石英ガラスの円盤５３ａの表面に凹部又は凸部５３ｃ，５３ｃ，・・・・・をＣ字状溝５０ｃ内の高輝度放電ランプＭの曲管部分２１ａの形状に倣うように略方形状に配置形成したものである。円盤５３ａの表面の凹部又は凸部５３ｃ，５３ｃ，・・・・は、円形でドーム状に形成されてマイクロ凹レンズ又はマイクロ凸レンズとされ、これにより高輝度放電ランプＭの光源像を補正する。そして、補正フィルタ５３の下に、図７に示すように、石英ガラス円盤５３ａよりなるフェースプレート５４が配される。
【００６４】
基台５１は、図６に示すように、大きさを、例えば径１２５ｍｍ×厚さ３０ｍｍとした円盤５１ａから、弦月状の形状とする。そして、弦部の側壁面５１ｂから円盤５１ａの中心に向って略矩形状の高輝度放電ランプＭの端子３５とリード２７Ｌ及び２７Ｒの逃げ５０ｐを形成する。
【００６５】
又、基台５１の円盤５１ａに冷却水の流路５１ｃを設ける。流路５１ｃは、図６に示すように、円盤５１ａの上面ではＴ字状の溝５１ｃ-1，５１ｃ-2，５１ｃ-3からなり、３つのＴ字溝の縦棒部分の下端を一箇所に一致させて上・左右の３方向に設ける。そして、３つのＴ字の上の横棒部分の溝でランプハウス５０の底面に設けた９つの貫通孔５０ｊ，５０ｊ，・・・・・・・の皿繰りされた開口を覆うようにする。
【００６６】
更に、Ｔ字状の溝５１ｃ-1，５１ｃ-2，５１ｃ-3の下端の一致する箇所の溝底から基台５１の底面となる下の方向に、貫通しない穴５１ｄ-1を設ける。そして、穴５１ｄ-1に向って円盤５１ａの上面に平行に側面から穴５１ｄ-2を設け、穴５１ｄ-2に向って円盤５１ａの側壁面５１ｂから穴５１ｄ-3を設ける。それから、円盤５１ａの側面の穴５１ｄ-2の出口に止水の栓５１ｅをし、穴５１ｄ-3の出口となる側壁面５１ｂに円筒管５１ｆの一部を埋設・固定して冷却水の注入口とする。
【００６７】
又、基台５１の円盤５１ａの上面にＯリング用の溝５１ｇを、図６，図７に示すように、Ｔ字状の溝５１ｃ-1，５１ｃ-2，５１ｃ-3を囲むように設ける。そして、溝５１ｇの周りに、円盤５１ａの底面側に座ぐりをもつ５つの貫通孔５１ｈ，５１ｈ，・・・を設ける。更に、基台５１の下部に図示しない回動軸を設けて傾斜・固定できるようにする。
【００６８】
このような構成の高輝度放電ランプハウス収納装置は、図７の分解斜視図に示すように、先ず、ランプハウス５０に高輝度放電ランプＭが組み込まれ、高輝度放電ランプハウスが構成される。
【００６９】
次に、高輝度放電ランプハウスの上面の凹面反射鏡をなすＣ字状溝５０ｃの周りの溝５０ｍに、図示しない大径のＯリングを組み込む。そして、この状態で図７に示すように、上面にフェースプレート５４、この上に所定のスペーサを介して補正フィルタ５３を配設する。それから、図７に示すように、上から照射リング５２を被せ、照射リング５２の孔５２ｄとランプハウス５０のネジ孔５０ｎ，５０ｎ，・・・・をネジ等で螺着する。
【００７０】
最後に、基台５１の円盤５１ａの上面の溝５１ｇに図示しない所定寸法のＯリングを組み込み、上から高輝度放電ランプハウスの底面を載置し基台５１の貫通孔５１ｈ，５１ｈ，・・・を介してランプハウス５０のネジ穴５０ｕ，５０ｕ・・・にネジを螺着して、高輝度放電ランプハウス収納装置とする。この高輝度放電ランプハウス収納装置には、更に基台５１の円筒管５１ｆに給水配管を、ランプハウス５０の円筒管５０ｆ，５０ｆに排水配管を接続する。そして、リード２７Ｌ及び２７Ｒに給電配線を接続する。
【００７１】
本例の高輝度放電ランプ収納装置は、この高輝度放電ランプハウス収納装置自体に設けられた図示しない回動軸で、高輝度放電ランプＭの放電電極の直管部分２１ｂの方が低く、管体２１の放電空間２２の曲管部分２１ａが水平面に対し例えば略５°以上の傾斜をもち、曲管部分２１ａが所定方向に向くように設置する。
【００７２】
このように構成した高輝度放電ランプハウス収納装置によれば、先ず、基台５１の冷却水用の円筒管５１ｆに冷却水を注入する。これにより、冷却水は基台５１の円盤５１ａ内の管路となる穴５１ｄ-3，５１ｄ-2を経由して穴５１ｄ-1からＴ字状の溝５１ｃ-1，５１ｃ-2，５１ｃ-3に到り、この部分を水で満たす。このとき、Ｏリングで基台５１とランプハウス５０は気密にシールされているので水が漏れ出ることはない。
【００７３】
次に、Ｔ字状の溝５１ｃを満たした水は、図３，図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ランプハウス５０の底面で皿繰り加工された９つの貫通孔５０ｊ，５０ｊ，・・・・の中を上昇して凹面部５０ｓの最も深い谷の部分の９箇所から湧き上がり、Ｃ字状溝５０ｃを冷却水で満たす。そして、高輝度放電ランプＭの放電空間２２の周りの曲管部分２１ａを冷却し、冷却後の水は、仕切り板８の両側で対の放電電極２３Ｌ及び２３Ｒに沿って下降し、小判穴５０ｄの内側面に設けた孔５０ｐ，５０ｐを経由して円筒管５０ｆ，５０ｆから排出される。
【００７４】
このとき、図２Ｂに示すように、ランプハウス５０とフェースプレート５４は、溝５０ｍに配設されるＯリングによって気密にシールされているので、シール部で水が漏れ出ることはない。又、ランプハウス５０と高輝度放電ランプＭのベース２８ｂは、ランプハウス５０の小判穴５０ｄのフランジ５０ｅ上面の溝５０ｇに配設されるＯリングで気密にシールされているので、シール部で水が漏れ出ることはない。
【００７５】
このように組み込まれた高輝度放電ランプＭのリード２７Ｌ及び２７Ｒに高電圧を印加して、管体２１の周りの冷却水で冷却しながら点灯した状態では、放電空間２２は物理的に両端の水銀溜２５Ｌ及び２５Ｒより上方に配置され、又放電電極２３Ｌ及び２３Ｒが上方向に向く。従って、水銀の蒸発凝縮の繰返しにおいて、液化した水銀２６Ｌ及び２６Ｒが表面張力と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。そして、高輝度放電ランプＭを安定して点灯し続けることができる。
【００７６】
このとき、点灯中の管体２１の周りを凹面部５０ｓの最も深い谷に設けた孔から湧き出すようにした冷却水により、管体２１を複数箇所で同時に冷却するので、冷却水を一方向に流す場合の流入口と流出口の水温差よりも小さくなり、管体２１自体の温度のバラツキを抑えることができ冷却効果が改善される。
【００７７】
尚、本例では、冷却水を基台５１の１つの円筒管５１ｆから注入し、ランプハウス５０に設けた２つの円筒管５０ｆ，５０ｆから排水するものとして説明したが、代わりに基台５１の円筒管５１ｆを２つにして、注水量を多くしても冷却効果を改善することができる。
【００７８】
又、本例の高輝度放電ランプハウス収納装置は、高輝度放電ランプＭをランプハウス５０に対し真下に落とし込んで装着したものを、光照射の方向に傾斜させて設置するようにしたが、この代わりに、高輝度放電ランプＭを所望の照射方向となるように斜めに装着してもよく、この場合、ランプハウスに設けられる貫通孔や小判穴等は底面に対して傾斜するように加工される。
【００７９】
又、本発明は、上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明高輝度放電ランプの実施の形態の例を示し、管体の曲管形状がＡは略方形の斜視図、Ｂは略Ω形状の斜視図である。
【図２】本発明高輝度放電ランプハウスの実施の形態の例を示し、Ａは平面図、Ｂは断面Ｓ−Ｓによる一部断面正面図である。
【図３】図２を構成するランプハウスの形態の例を示す斜視図である。
【図４】図３のランプハウスの、Ａは平面図、Ｂは一部断面正面図である。
【図５】本発明高輝度放電ランプハウス収納装置を構成する照射リングの形態の例を示す斜視図である。
【図６】本発明高輝度放電ランプハウス収納装置を構成する基台の形態の例を示す斜視図である。
【図７】本発明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８】本発明高輝度放電ランプの直管部分の軸心を通る面と曲管部分の軸心を通る面が、曲げ角度θを      もつ各形態を示した側面図である。
【図９】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１０】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１１】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】
【００８１】
２１・・・・管体、２１ａ・・・・直管部分、２１ｂ・・・・曲管部分、２２・・・・放電空間、２３Ｌ，２３Ｒ・・・・放電電極、５０・・・・ランプハウス、５０ｃ・・・・曲管状の溝、Ｍ・・・・高輝度放電ランプ
【図１】
2005166554.tif 000003
【図２】
2005166554.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005166554.tif 000008
【図７】
2005166554.tif 000009
【図８】
2005166554.tif 000010
【図９】
2005166554.tif 000011
【図１０】
2005166554.tif 000012
【図１１】
2005166554.tif 000013