(57)【要約】【課題】ロングアーク型のメタルハライドランプと、反射ミラーとを備え、該反射ミラーは、冷却風排気口に対応した位置に、長さ方向に反射面が形成されていない非反射領域を有し、前記メタルハライドランプは、前記反射ミラーの非反射領域に対応して、発光管の表面領域に帯状の反射膜が形成されてなる光照射装置において、発光管に熱膨張が生じても、発光管から排気口方向に向かう光を確実に反射膜によって反射して、光の有効利用ができる構造を提供するものである。【解決手段】前記メタルハライドランプの発光管の反射膜は、前記メタルハライドランプの管軸に垂直な面に沿った断面において、前記反射ミラーの非反射領域を見込む見込み角度範囲を超えて、形成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2013074222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロングアーク型のメタルハライドランプと、該メタルハライドランプの背後に配置された樋状の反射ミラーとを備え、該反射ミラーは、冷却風排気口に対応した位置に、長さ方向に反射面が形成されていない非反射領域を有し、
前記メタルハライドランプは、前記反射ミラーの非反射領域に対応して、発光管の表面領域に、発光長の全域にわたって帯状の反射膜が形成され、
前記メタルハライドランプの発光管の両端に取り付けられた口金を、ランプ支持具に支持することにより、前記メタルハライドランプと前記反射ミラーとが位置決めされる光照射装置において、
前記反射膜は、前記メタルハライドランプの管軸に垂直な面に沿った断面において、前記反射ミラーの非反射領域を見込む見込み角度範囲を超えて、形成されてい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】
この発明は光照射装置に関するものであり、特にロングアーク型メタルハライドランプを備えた光照射装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、印刷業界や電子工業界においては、インキや塗料の乾燥、樹脂の硬化処理に使用する光化学反応用装置の紫外線光源として、或いは、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のに使用する露光装置の紫外線光源として、ロングアーク型メタルハライドランプが使用されている。
【０００３】
図２を用いて従来の光照射装置に用いられるロングアーク型メタルハライドランプ１を説明する。
発光管２の両端部には封止部３が形成されており、発光管２内には一対の電極４、４が配置されている。
電極４の後端部４ａは、上下部が平坦面形状となるように切削加工されて、ほぼ角柱状となっている。
封止部３には、石英ガラス製の扁平状のスペーサガラス５が埋設され、該スペーサガラス５を挟むように、その上下面に一対の（２枚の）金属箔６ａ、６ｂが配置されていて、該金属箔６ａ、６ｂの後端には外部リード８が接続されている。
前記封止部３内には、ガラス製の保持用筒体７が配置されていて、前記電極４が該保持用筒体７に挿通されおり、これによって該電極４が支持されている。
そして、前記封止部３の後端には口金９が装着されていて、光照射装置に当該ランプ１が組み込まれる場合、この口金９が、図示しないランプ支持具に取り付けられるものである。
また、発光管２の上面には反射膜１０が形成されていて、発光管２上方に向かう光を反射して、下方の被照射物に照射するものである。
上記構成のメタルハライドランプでは、紫外線を良好に放射するために、発光管２内には、水銀、鉄、タリウム等の金属が封入されている。
【０００４】
このようなメタルハライドランプを用いた光照射装置の構造は、特開２００７−１５７５８３号公報（特許文献１）や、特許第２６６８８３２号公報（特許文献２）で公知であり、その構造が図３に示されている。
図３（Ａ）は、反射ミラーが開いた状態の説明図。
図３（Ｂ）は、反射ミラーが閉じた状態の説明図。
光照射装置２０は、このメタルハライドランプ１を取り囲む樋状の反射ミラー２１を備え、その内面には誘電体多層膜などからなる反射面２２を有している。
そして、前記反射ミラー２１は頂部開口２１ａと前面開口２１ｂとを有していて、開閉可能とされており、頂部開口２１ａは、冷却風排気口２３に対応して配置される。そして、処理物に紫外線を照射する定常点灯モード時には、図３（Ａ）に示されるように、前面開口２１ｂが開放されており、処理物の入れ替えなどの待機点灯モード時には、図３（Ｂ）に示されるように、反射ミラー２０が回動して前面開口２１ｂが閉じられる。なお、該待機点灯モードでは省電力の観点からランプへの入力電力が下げられている。
【０００５】
図３（Ａ）に示す定常点灯時には、反射ミラー２１の下方から冷却風が流されて、ランプ１の周囲を通過してこれを冷却し、頂部開口２１ａから排気口２３を介して流出する。
また、図３（Ｂ）に示す待機点灯モード時においても、ランプは定格電力よりも低い低電力で点灯されており、このとき反射ミラー２１の前面開口２１ｂが閉じられていることもあって、該反射ミラー２１が加熱されてしまう。この反射ミラー２１の反射面２２を構成する誘電体多層膜を保護するために、これを冷却する必要があり、冷却風は止められずに通風が維持される。
【０００６】
このような光照射装置２０においては、メタルハライドランプ１を装置に組み込む際には、ランプの口金９を、該光照射装置２０に備えられた図示しないランプ支持具に支持することにより、ランプ１と反射ミラー２１の相対的な位置決めが行われている。
ところで、ランプの封止部３に装着される口金９は、該封止部３に対して強固に固着されてはおらず、多少のがたつきを許す程度に緩く取り付けられている。
その理由としては、被処理物の大型化に応じて装置が大型化してきていて、それに伴いランプも長尺化してきており、昨今では、発光長５００ｍｍを超えるものも珍しくはなくなってきていて、このような長尺のランプにおいては、ランプ点灯時に発光管が高温となって熱膨張した場合、その熱膨張量が大きくその膨張分を口金部分で吸収する必要が出てきたためである。
そのため、口金９は、緩衝性のある部材によって封止部３に装着されており、緩衝性部材としては、例えば、ガラスウールや、発泡シリコーンなどが使用されている。
【０００７】
また、反射ミラー２１は、排気口２３に対応して長さ方向全長にわたって開口しているので、ランプから放射される光のうちこの開口部分に対向する発光管表面から放射された光は利用されることがない。つまり、ランプの出力を効率よくワークに照射することができないというという問題が潜在的にある。
【０００８】
そこで、このような問題を解消すべく、排気口に向かって放射される光を利用するといった目的で、該排気口に対応した発光管の外表面上に紫外線反射膜１０を形成することが行われている（特許文献１参照）。
ところで、図4に示されるように、反射ミラー２１には、排気口２３に対応した領域には反射面２２が設けられていない非反射領域Ｘが形成されている。そして、前記ランプ１に被覆した反射膜１０は、当該非反射領域に対応して一致した領域に形成されている。
つまり、前記ランプ１に被覆した反射膜１０は、ランプ１の発光管２の中心Ｏから、反射ミラー２１における反射面２２が形成されていない非反射領域Ｘを見込んだときの見込み角度αに相当する領域に形成されている。
この反射膜１０を備えることにより、発光管２から反射ミラー２１の非発光領域Ｘに向かう光は、発光管２の反射膜１０によって反射され、この反射光が発光管内部を通過して下方向（被照射物方向）に向かって出射されるので、上述した非発光領域を有する反射ミラー構造を備えた装置における不具合を解消して光出力のアップを図ろうとするものである。
【０００９】
ところで、このような光照射装置においては、メタルハライドランプは、点灯中にアークにより温度が上昇するため、発光管が熱膨張する。この発光管と口金との取り付け状態は、上述のように幾分遊びをもった状態であってランプの伸びを許容する構造であるために、熱膨張が生じると、発光管自身がねじれるように伸長して回転方向の移動が生じるようになる。特に長尺ランプの使用により、軸方向の膨張量が大きく、回転による移動量も大きなものとなってくる。
その結果、反射ミラーの反射面が形成されていない非反射領域の見込み角に一致するような幅で形成された発光管の反射膜は、その位置が回転方向にずれて、ランプからの放射光の一部が、反射ミラーの反射面と発光管の反射膜のいずれにも入射することができず、光出力の増大を見込んで形成された反射膜は、その機能を十分に発揮することができなくなるという問題が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１５７５８３号公報
【特許文献２】特許２６６８８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、ロングアーク型のメタルハライドランプと、その背後に配置された樋状の反射ミラーとを備え、該反射ミラーは、冷却風排気口に対応した位置に、長さ方向に反射面が形成されていない非反射領域を有し、前記メタルハライドランプは、前記反射ミラーの非反射領域に対応して、発光管の表面領域に、発光長の全域にわたって帯状の反射膜が形成されてなり、前記メタルハライドランプの発光管の両端に取り付けられた口金を、ランプ支持具に支持することにより前記メタルハライドランプと前記反射ミラーとが位置決めされる光照射装置において、ランプ点灯により発光管に熱膨張が生じても、発光管から排気口方向に向かう光を確実に反射膜によって反射して、光の有効利用ができる構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、この発明に係る光照射装置は、メタルハライドランプの発光管に形成する反射膜は、前記メタルハライドランプの管軸に垂直な面に沿った断面において、前記反射ミラーの非反射領域を見込む見込み角度範囲を超えて、形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の光照射装置によれば、メタルハライドランプの反射膜が反射ミラーの非反射領域の見込み角度以上に形成されているので、点灯時の熱膨張によって発光管が口金内で回転方向に捻じれることがあっても、反射膜が反射ミラーの非反射領域から外れてしまうことがなく、発光管からの光に対する反射漏れがなく、全ての光を的確に反射して、被照射物方向に戻すことができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の光照射装置の要部断面図。
【図２】従来のロングアーク型メタルハライドランプの断面図。
【図３】従来の光照射装置の全体断面図。
【図４】図３の部分詳細図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図1は、本発明の光照射装置の要部断面図であって、メタルハライドランプ１の発光管２の外表面に形成された反射膜１０は、反射ミラー２１における反射面２２が形成されていない領域Ｘを超えるように、設けられている。
つまり、ランプの管軸に垂直な面に沿った断面において、発光管２の中心Ｏから非反射領域Ｘを見込んだ見込み角度αと、発光管２の反射膜１０を見込んだ見込み角度βとを比較したとき、角度βが角度αより大きく（β＞α）なるように、前記反射膜１０が形成されている。
なお、反射ミラー２１における非反射領域Ｘとは、必ずしも反射面２２が形成された領域以外の部分ということではなく、他部材の影響で該反射面２２が反射機能を果たせなくなっている領域も含めた領域のことを意味する。
【００１６】
上記ロングアーク型メタルハライドランプの一仕様を示すと以下のようである。
発光長：１１００ｍｍ、発光管外径：２６ｍｍ、発光管内径：２２ｍｍ
定格電力：１８ｋＷ、ランプ入力電力：１６０Ｗ／ｃｍ
封入物：水銀  １．０μｍｏｌ／ｃｃ、鉄  ０．２μｍｏｌ／ｃｃ、
ヨウ素  ０．４μｍｏｌ／ｃｃ
反射ミラー：非反射領域の見込み角度（α）  ８０°
反射膜：形成領域の見込み角度（β）  １００°、材質  シリカ粒子
【００１７】
上記構成のロングアーク型メタルハライドランプは、図３に示す従来例と同様に、光照射装置内に組み込まれたとき、発光管２の反射膜１０が光出射側と反対側、つまり、冷却風排気口２３に対向するように配設される。
こうすることによって、本発明のメタルハライドランプが組み込まれた光照射装置においては、ランプの温度の変化に伴い、発光管に伸縮が生じて回転方向の移動が生じた場合でも、発光管上の反射膜が形成される領域が、反射ミラーの非反射領域の見込み角よりも大きいので、当該発光管のずれ量を吸収できて、光の反射特性を損なうことがない。
なお、反射膜により、反射ミラーの反射面が若干だけ陰になるが、その部分に出射されるはずの光は、反射膜によって反射されることになるので、まったく影響はない。
【符号の説明】
【００１８】
１          ロングアーク型メタルハライドランプ
２          発光管
３          封止部
４          電極
５          スペーサガラス
６ａ、６ｂ  金属箔
７          保持用筒体
８          外部リード
９          口金
１０        反射膜
２０        光照射装置
２１        反射ミラー
２１ａ      頂部開口
２１ｂ      前面開口
２２        反射面
２３        冷却風排気口
Ｘ          非反射領域
α          非反射領域の見込み角度
β          反射膜の見込み角度
【図１】
2013074222.tif 000003
【図２】
2013074222.tif 000004
【図３】
2013074222.tif 000005
【図４】
2013074222.tif 000006