(57)【要約】【課題】放電管に外管が被嵌された高圧放電ランプの外周に水冷管が設けられた高圧放電ランプの両端に、保持ブロックが着脱自在に設けられてなる水冷式放電ランプユニットにおいて、保持ブロックを樹脂製としても、水冷管の端部から紫外光が放射されて保持ブロックの壁面を劣化させることのないようにした水冷式放電ランプユニットを提供することである。【解決手段】前記保持ブロックは樹脂製であって、該保持ブロックの壁面に対向する前記水冷管の端部には紫外光遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管の外周に外管が被嵌された高圧放電ランプと、該高圧放電ランプの外管の周囲を覆うように設けられた水冷管とを備え、該水冷管と高圧放電ランプの間に冷却水流路が形成されており、前記高圧放電ランプの両端に保持ブロックが着脱自在に設けられ、該保持ブロックを介して前記冷却水流路に冷却水が供給・排出される水冷式放電ランプユニットにおいて、
前記保持ブロックは樹脂製であって、該保持ブロックの壁面に対向する前記水冷管の端部には紫外光遮蔽部材が設けられていることを特徴とする水冷式放電ランプユニット。
【請求項２】
前記紫外光遮蔽部材は、前記水冷管の端部に被覆された紫外光遮蔽膜であることを特徴とする請求項１に記載の水冷式放電ランプユニット。
【請求項３】
前記紫外光遮蔽膜は、耐熱性セラミック塗料からなることを特徴とする請求項２に記載の水冷式放電ランプユニット。
【請求項４】
前記紫外光遮蔽部材は、前記水冷管の端部に対向配置されたリング状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の水冷式放電ランプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、塗料や樹脂の硬化処理のための光化学反応用装置や半導体、液晶基板を露光するための露光装置に用いられている水冷式放電ランプユニットに関するものであり、特に、放電管とこれが挿入される外管とからなる高圧放電ランプを間接水冷する水冷式放電ランプユニットに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクや塗料の乾燥、樹脂の硬化処理に対応する光化学反応用装置の紫外線照射光源や、半導体基板や液晶ディスプレイ用の液晶基板を露光する露光装置の紫外線照射光源としては、ロングアーク型の高圧放電ランプが用いられている。この種のランプにおいては、ランプ自体の破損防止のためや非処理物への熱的影響を回避するために水冷式の高圧放電ランプが用いられている。
このような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間接水冷ランプの高圧放電ランプ装置が特開２０１０−０６７４７４号公報（特許文献１）などで提案されている。
【０００３】
図５に該従来技術に係る水冷式放電ランプユニット１が示されている。同図において、高圧放電ランプ２は、全体が棒状の、例えば石英ガラスからなる放電管３と、この放電管３が内部に挿入配置された、例えば石英ガラスからなる外管４とにより構成されている。
前記放電管３は、その両端が封止され内部に、例えばタングステンからなる一対の電極５が対向配置されたものであり、各電極５は放電管３に形成されたロッド状の封止部６内に気密に埋設された、モリブデン等の金属箔７を介して、外部リード８に電気的に接続されており、該外部リード８は前記封止部６の外端より軸方向外方に突出して伸びている。
そして、この放電管３は、外管４内に接触状態ないしは密着状態に挿入されていて、その両端で保持ブロック９により一体化されて、高圧放電ランプ２を形成している。
また、前記放電管３内には、Ｈｇ、あるいは、Ｈｇと共にＦｅ，Ｔｌ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｉｎ及びそれらのハロゲン化物などが封入されており、これらがランプ点灯中に励起され光が放射される。
【０００４】
この水冷式放電ランプユニット１では、前記高圧放電ランプ２の外周には空隙を有してこれを被嵌するように円筒状の水冷管１０が設けられていて、この高圧放電ランプ２、具体的には外管４と、水冷管１０の間の空間には冷却水流路１１が形成されている。
そして前記高圧放電ランプ２の保持ブロック９、９にはそれぞれ冷却水流入管１２および冷却水流出管１３が取り付けられていて、これら冷却水流入管１２および冷却水流出管１３は前記水冷管１０内の冷却水流路１１に連通している。
高圧水銀ランプ２の点灯時において、冷却水Ｗが図示しないポンプ等の適宜の冷却水供給手段によって冷却水流入管１２に供給され、冷却水Ｗは、高圧放電ランプ２と水冷管１０との間に形成された冷却水流路１１内を、高圧放電ランプ２の壁面、具体的には外管４の外周面に沿って軸方向に流過して高圧放電ランプ２全体を間接的に冷却した後、冷却水流出管１３を介して排出されるものである。
【０００５】
ところで、このような水冷式放電ランプユニット１における放電ランプ２および水冷管１０に取り付けられる保持ブロック９には、主にステンレス材が用いられていた。しかしながら、保持ブロック９にステンレス部材を用いるとランプユニット１全体の重量が重くなり、また、保持ブロック９は放電ランプ２の端部に設けられるために、水冷管１０、外管４、放電管３に負荷が掛かりやすく、少しのミスでこれらが破損してしまうという不具合があり、そのためランプ交換の作業に支障をきたしているという問題があった。
【０００６】
そこでランプ交換の容易性、ランプへの負荷低減、コストダウンの面から、保持ブロックの部材に樹脂製の素材を用いることが有用と考えられた。
しかしながら保持ブロックの部材に樹脂製の素材を用いたところ、保持ブロック内部が削られてしまうという問題が発生した。また、冷却管の端部周辺において保持ブロックの劣化や消耗が著しいことが知見された。
【０００７】
冷却管の端部周辺での保持ブロックの劣化について図６に示す。
水冷管１０は、保持ブロック９に対してＯリング１５によって水密状態で着脱自在に取り付けられ、その端部１０ａは、保持ブロック９の壁面９ａに対向するように配置されている。
高圧放電ランプ２から照射された紫外光のうち一部の紫外光は、放電管３、外管４、水冷管１０のそれぞれの管壁の内部を伝わって管端部から照射される。
図６（Ａ）に示すように、このうち、水冷管１０の端部１０ａは保持ブロック９の壁面９ａと対向していることから、その壁面内部を伝わってきた紫外光が前記端部１０ａから放射されると、該壁面９ａに照射されることになる。
この紫外光により保持ブロック９の壁面９ａは劣化していき、水冷管１０内を流れる冷却水Ｗの作用もあって少しずつ削り取られていって、図６（Ｂ）に示すように、遂には部分的に剥離したり離脱したりしていく。
部分的な剥離や離脱が生じると、図６（Ｃ）に示すように、水冷管１０の管軸方向の抑制力が失われるようになり、冷却水Ｗによって水冷管１０が流れ方向に動き、最悪の場合、Ｏリング１５から外れることがあり、その水密性が失われて冷却水が漏洩してしまう、という問題が生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−０６７４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、放電管に外管が被嵌された高圧放電ランプの外周に水冷管が設けられた高圧放電ランプの両端に、保持ブロックが着脱自在に設けられてなる水冷式放電ランプユニットにおいて、前記水冷管の端部からの紫外光が保持ブロックの壁面に照射されることを防止して、該保持ブロックを樹脂製としても、該保持ブロックの壁面が紫外光で劣化するがことなく、水冷管に対して確実に装着されて水漏れを発生させることないような構造の水冷式放電ランプユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る水冷式放電ランプユニットは、前記保持ブロックを樹脂製とし、該保持ブロックの壁面に対向する前記水冷管の端部に紫外光遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。
また、前記紫外光遮蔽部材は、前記水冷管の端部に被覆された紫外光遮蔽膜であることを特徴とする。
また、前記紫外光遮蔽膜は、耐熱性セラミック塗料からなることを特徴とする。
また、前記紫外光遮蔽部材は、前記水冷管の端部に対向配置されたリング状部材からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の水冷式放電ランプユニットによれば、水冷管の端部に設けられた紫外光遮蔽部材によって、水冷管の管壁内部を伝わってその端部に向かう紫外光は、水冷管の端部から放射されることがなく、或いは放射されても前記端部に対向配置された前記紫外光遮蔽部材によって反射されて、紫外光が保持ブロックの壁面に照射されることが防止される。それにより、樹脂製保持ブロックが紫外光によって劣化することがなく、壁面が削り取られるような事態に至らず、水冷管と保持ブロックとの装着が確実に維持されて水漏れを生じることがなく、樹脂製の保持ブロックの実現を図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の水冷式放電ランプユニットの部分断面図。
【図２】図１のＡ部の拡大図。
【図３】図２の更なる部分拡大図。
【図４】本発明の他の実施例の部分拡大図。
【図５】従来例の断面図。
【図６】従来例の不具合の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の水冷式放電ランプユニットの部分断面図であり、図２は図１のＡ部の拡大断面図である。
本発明の水冷式放電ランプユニット１は、全体的な基本構造は前記図５に示す従来例と同様である。以下相違点を中心に説明する。
高圧放電ランプ２は、放電管３と、その外周に被嵌された外管４とからなり、その端部には、樹脂製の保持ブロック９が装着されている。より具体的には、前記外管３の端部が保持ブロック９に挿入され、Ｏリング等のシール材１７によって水密状態で保持される。
そして、前記高圧放電ランプ２には水冷管１０が被嵌され、それらの間には冷却水流路１１が形成されている。該水冷管１０の端部が前記保持ブロック９に挿入され、Ｏリング等のシール材１５により水密状態で保持されている。
【００１４】
前記保持ブロック９には冷却水流出管１３が連結され、前記冷却水流路１１と連通している。なお、同図には図示しないが、反対側の他端部においては、保持ブロック（９）に冷却水流入管（１２）が連結されている。
この構造により、冷却水流入管（１２）からの冷却水が冷却水流路１１を流れて、冷却水流出管１３から流出するが、その間に、外管４を介して放電管３を間接的に冷却する。
【００１５】
なお、前記保持ブロック９に用いられる素材としては、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール），ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＰＳ（ポニフェニレンサルファイド），ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン），ＰＯＭ（ポリアセタール）などを主体とした、比較的、耐熱性の高い樹脂が好ましい。さらに、これらの樹脂にガラス繊維やカーボン繊維を混合した複合材料も好ましい。
図２に詳細に示すように、前記水冷管１０の端部１０ａは、保持ブロック９の壁面９ａに対向して配置されることにより、保持ブロック９の位置決めがされている。
そして、前記水冷管１０の端部１０ａには、紫外光遮蔽部材２０が設けられている。
この実施例では、該紫外光遮蔽部材２０は耐熱性セラミック塗料等からなる遮光膜２１から形成されている。
即ち、水冷管１０の端部１０ａに耐熱性セラミック塗料を塗布・焼結させたものであって、これには耐ＵＶ性、冷却水に対する耐腐食性、を有する素材が好ましく、例えばシリカ、アルミナ、チタニアなどを主成分とした素材が採用できる。また金属蒸着による遮光膜の形成も有用である。
【００１６】
上記構成によって、図３に示すように、水冷管１０の端部１０ａから照射される紫外光を遮蔽することができる。これにより、ランプから放射された紫外光が水冷管１０の管壁内部を伝わって端部１０ａから照射されても、紫外光遮蔽部材２０によって反射ないし吸収させることで紫外光を遮蔽し、保持ブロック９の突き当て壁面９ａとその周囲に照射されることがなく、その劣化および消耗を防ぐことができる。
なお、上記実施例においては、水冷管１０の端面に限られず、その管壁の端部近傍の内外面に及んで紫外光遮蔽膜２１が塗布されているものを示したが、水冷管１０の端面のみに塗布するものであってもよい。
ただ、図３に示すような管壁の内外面に及んで遮光膜２１を形成したものでは、管壁端面から放射される紫外光のみならず、その近傍から放射される紫外光も遮断することができてより効果的である。
【００１７】
図４に紫外光遮蔽部材２０の他の実施例が示されていて、水冷管１０の端部１０ａと、保持ブロック９の壁面９ａとの間にリング状部材２２を設けたものである。
この実施例の場合も、水冷管１０の端部１０ａから放射された紫外光は、これに対向配置されたリング状部材２２によって反射されて、保持ブロック９の壁面９ａに照射されることがない。
なお、このリング状部材２２としては、耐ＵＶ性、冷却水に対する耐腐食性、に優れた部材が好ましく、例えばステンレスなどの金属材料や、ステアタイトなどのセラミック材料が適している。
【００１８】
なお、紫外光を遮蔽する手段として、上記以外に、水冷管１０の端部１０ａのガラス表面をフロスト加工して光を散乱させる手段、また、水冷管１０の端部１０ａに紫外光カットの石英ガラス部材を設ける、といった手段を用いるものであってもよい。
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る水冷式放電ランプユニットによれば、水冷管の端部に紫外光遮蔽部材を設けたことによって、水冷管の管壁内を伝わって端部から放射される紫外光を、保持ブロックの壁面に照射させることがないので、樹脂製の保持ブロックを採用しても、その壁面が紫外光により劣化することがなく、水冷管と保持ブロックとの水密状態での装着が維持されて、水漏れ等の不測の事故を防止でき、保持ブロックの樹脂化を有効に達成できるものである。
【符号の説明】
【００２０】
１        水冷式放電ランプユニット
２        高圧放電ランプ
３        放電管
４        外管
９        保持ブロック
９ａ      壁面
１０      水冷管
１０ａ    端部
１１      冷却水流路
１５      Ｏリング
２０      紫外光遮蔽部材
２１      紫外光遮蔽膜
２２      リング状部材
Ｗ        冷却水
【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】
2012243832.tif 000007
【図６】
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