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KR100431751B1 - Discharge lamp - Google Patents

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Publication number
KR100431751B1
KR100431751B1 KR10-2001-0014239A KR20010014239A KR100431751B1 KR 100431751 B1 KR100431751 B1 KR 100431751B1 KR 20010014239 A KR20010014239 A KR 20010014239A KR 100431751 B1 KR100431751 B1 KR 100431751B1
Authority
KR
South Korea
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discharge lamp
light emitting
emitting tube
cooling
mercury
Prior art date
Application number
KR10-2001-0014239A
Other languages
Korean (ko)
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KR20020074533A (en
Inventor
이쭈미세리짜와
히로시구라노
아끼요시후지모리
Original Assignee
주식회사 오-쿠 제작소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of KR100431751B1 publication Critical patent/KR100431751B1/en

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/12Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/18Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
    • H01J61/20Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent mercury vapour

Landscapes

  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 액정패널 등의 고밀도 전자부품의 노광 등에 사용하는 비교적 저전력이며 나아가 수명이 긴 수은증기 방전등을 제공하는 것으로서, 양단에 밀봉고정부(8, 9)를 갖는 발광관(1)에 집광용 반사경(21)를 사용할 때, 플랜지부(27) 및 장착부(28)를 갖는 방풍판(30)을 배치한다. 이 방풍판(30)에 의해 냉각용 통풍노즐(22)로부터의 통풍으로 발광관(1)의 전극, 즉 음극(2)이 과냉각되는 것을 방지한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a relatively low power and long life mercury vapor discharge lamp for use in exposure to high density electronic components such as liquid crystal panels, and is used for condensing on a light emitting tube 1 having sealing fixing parts 8 and 9 at both ends. When using the reflecting mirror 21, the windbreak plate 30 which has the flange part 27 and the mounting part 28 is arrange | positioned. The windshield 30 prevents the electrode of the light emitting tube 1, that is, the cathode 2, from being overcooled by the ventilation from the cooling vent nozzle 22.

Description

방전등{Discharge lamp}Discharge lamp

본 발명은 수은증기 방전등, 특히 노광장치 등에 사용되는 고조도, 또는 빛의 안정성이 뛰어난 쇼트아크형 방전등에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a mercury vapor discharge lamp, in particular a short arc type discharge lamp having excellent light stability or high stability used in an exposure apparatus.

일반적으로, 액정패널, 프린트 배선기판 및 반도체 집적회로(IC) 등의 제조공정에서 노광공정에는 감광수지로서 330nm∼470nm의 분광감도특성을 갖는 레지스터가 사용되고 있다. 이러한 레지스터의 노광용 자외선 광원에는 방전 램프가 사용되고 있다. 또한, 이러한 전자부품의 집적도는 매년 높아지고, 그에 따라 노광시의 해상도(분해능)의 요구도 높아지고 있다.In general, in the manufacturing process of liquid crystal panels, printed wiring boards, and semiconductor integrated circuits (ICs), a resist having a spectral sensitivity of 330 nm to 470 nm is used as the photosensitive resin. A discharge lamp is used for the ultraviolet light source for exposure of such a resistor. In addition, the integration degree of such electronic parts is increasing every year, and accordingly, the demand for resolution (resolution) during exposure is also increasing.

도 2에 전형적인 수은증기 방전등(이하, '방전등'이라고도 칭함)의 개략적 구성을 나타낸다. 방전 램프(20)는 발광관(1), 음극(2), 양극(3) 및 각각의 외부 리드선(6, 7)을 밀봉고정시킨 밀봉고정부(8, 9)를 갖는다. 외부 리드선(6, 7)과 양극(3) 및 음극(2) 사이는 각각 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta) 등의 금속박판(4, 5)에 의해 접속되어 있다. 또한, 이와 같은 방전 램프(20)에 동작전력을 공급하기 위하여, 각 밀봉고정부(8, 9)에는 구금(口金)부(10, 11)가 설치되어 있다.2 shows a schematic configuration of a typical mercury vapor discharge lamp (hereinafter also referred to as 'discharge lamp'). The discharge lamp 20 has the light emitting tube 1, the cathode 2, the anode 3, and the sealing fixing parts 8 and 9 which sealedly fixed each external lead wire 6 and 7. As shown in FIG. The external lead wires 6 and 7 and the positive electrode 3 and the negative electrode 2 are connected by metal thin plates 4 and 5 such as tungsten (W), molybdenum (Mo) and tantalum (Ta), respectively. In addition, in order to supply operating power to such a discharge lamp 20, the sealing parts 8 and 9 are provided with the detention parts 10 and 11, respectively.

또, 이러한 방전 램프(20)를 점등시키면, 도 2에 도시한 바와 같이, 각 발광관(1)의 양극(3)과 음극(2)의 선단 근방에 발광관(1) 중에서 가장 온도가 낮은 발광관 최냉부(12, 13)가 형성되는 것이 알려져 있다.In addition, when such a discharge lamp 20 is turned on, as shown in FIG. 2, the temperature of the light emitting tube 1 is the lowest in the vicinity of the distal ends of the anode 3 and the cathode 2 of each light emitting tube 1. It is known that the light emitting tube coldest parts 12 and 13 are formed.

이와 같은 방전 램프(20)를 이용해서 노출광을 형성시키는 상술한 바와 같이 전자부품의 해상도를 개선하고자 하는 요구에 대해, 쇼트아크형 방전등을 광원으로 하여 원추형 회전체 반사경(이하, '반사경'이라 칭함)과 조합함으로써 그 반사광을 효율 좋게 집광하고 있다. 이렇게 집광된 빛을 조명계 렌즈 또는 반사경으로 조사한다. 이에 따라 평광도가 높은 평행광 또는 투사광으로서 조사면에 조사한다. 그 일 예를 도 3에 나타낸다.In response to the above-mentioned demand for improving the resolution of electronic components using the discharge lamp 20 as described above, a short arc-type discharge lamp is used as a light source and a conical reflector reflector (hereinafter referred to as 'reflective mirror'). And the reflected light is efficiently collected. The collected light is irradiated with an illumination lens or a reflector. This irradiates the irradiation surface as parallel light or projection light with high flatness. An example thereof is shown in FIG. 3.

도 3의 예에 있어서는 방전 램프(20)와 이에 조합되는 반사경(21) 및 복수의 냉각용 통풍노즐(22, 23)을 갖는다. 이 반사경(21)은 방전 램프(20)의 음극(2) 측을 삽통하는 비방사 개구부(26)와, 양극(3) 측에 개방하는 방사개구부를 갖는다.In the example of FIG. 3, it has the discharge lamp 20, the reflecting mirror 21 combined with this, and some cooling ventilation nozzles 22 and 23. As shown in FIG. The reflecting mirror 21 has a non-radiative opening portion 26 through which the cathode 2 side of the discharge lamp 20 is inserted, and a radiation opening portion that opens to the anode 3 side.

냉각용 통풍노즐(22)은 방전 램프(20)의 음극(2)측의 밀봉고정부(8)측에 배치되고, 한편 냉각용 통풍노즐(23)은 양극(3) 측의 밀봉고정부(9)측에 배치되어 각각 대응부분을 냉각하도록 구성되어 있다.The cooling ventilation nozzle 22 is arranged on the sealing fixing part 8 side of the cathode 2 side of the discharge lamp 20, while the cooling ventilation nozzle 23 is a sealing fixing part on the positive electrode 3 side ( It is arranged on the 9) side, and each is comprised so that a corresponding part may cool.

이러한 구성을 갖는 노광용 수은증기 방전등에 있어서는 조사계의 렌즈 또는 반사경의 투과율, 또는 반사율의 특성으로부터 레지스터가 갖는 분광감도특성 중 주로 436nm, 414nm(이하 g, h선이라 칭한다.)을 중심으로 한 파장이 효율 좋게 조사면으로 조사된다.In the exposure mercury vapor discharge lamp having such a configuration, a wavelength mainly around 436 nm and 414 nm (hereinafter, referred to as g and h line) among the spectral sensitivity characteristics of the resistor is determined from the transmittance of the lens or reflector of the irradiation system or the reflectance characteristic. It is irradiated to the irradiation surface efficiently.

상술한 전자부품의 대형화에 따라 노광면적의 대형화 또는 해상도 향상을 위한 광평행도를 더욱 개선하기 위한 믹싱렌즈의 소형화 등에 의해 광원으로부터의 g선, h선 방사량의 증대가 요구되고 있다. 더욱이, 액정패널 등의 제조라인을 만들기 위해서는 막대한 설비투자가 필요하고, 그 자금의 회수를 위해 제품의 단위시간당 생산고를 나타내는 지표인 처리량(throughput)을 높이는 것도 요구된다. 그렇기 때문에, 노광광원에는 보다 높은 g선, h선의 방사량의 증대가 요구된다.Increasing the size of the above-described electronic components requires increasing the g-ray and h-ray radiation from the light source by increasing the exposure area or miniaturizing the mixing lens for further improving the optical parallelism for improving the resolution. Furthermore, in order to make a manufacturing line such as a liquid crystal panel, enormous equipment investment is required, and in order to recover the funds, it is also required to increase throughput, which is an index indicating output per unit time of a product. Therefore, the exposure light source is required to increase the radiation amount of higher g line and h line.

이에 대해 종래에는 광원인 방전 램프에 입력하는 전력을 증가시킴으로써 광원으로부터의 자외선 방사량을 증가시키든지, 그렇지 않으면 조명장치의 자외선 조사시에 있어서의 셔터 개폐시에 이것과 거의 동일하게 시기를 맞춰 광원으로의 입력 전력을 증가시키는 등의 방식이 채용되고 있었다. 이런 방식은 본질적으로는 대형전력화에 의한 자외선 방사량의 증가를 도모하기 위한 것으로서, 투입전력에 대한 광변환효율, 즉 발광효율의 개선에는 기여하지 않는다. 따라서, 에너지절약의 관점에서는 그다지 바람직한 방법이라고는 볼 수 없다. 더욱이, 광원램프 점등용 전원장치의 복잡화 및 대형화를 초래함과 동시에 광원용 램프의 수명을 단축시키게 된다.On the other hand, conventionally, the amount of ultraviolet radiation from the light source is increased by increasing the power input to the discharge lamp which is the light source, or the timing is almost the same as that at the time of opening / closing the shutter when the illumination device is irradiated with ultraviolet light. Increasing the input power of the system has been adopted. This method is essentially intended to increase the amount of ultraviolet radiation caused by large power generation, and does not contribute to the improvement of the light conversion efficiency, that is, the luminous efficiency with respect to the input power. Therefore, it is not a very preferable method from an energy saving viewpoint. Moreover, the complexity and size of the power supply device for turning on the light source lamp is caused, and the life of the light source lamp is shortened.

이러한 문제점을 개선하기 위한 방법으로서, 광원용 램프인 쇼트아크형 방전 램프(20)의 동작증기압력을 상승시킴으로써, g선, h선의 발광효율을 상승시킨다. 이에 의해, 투입전력을 증가시킬 필요없이 g선, h선의 방사량을 증가시키고, 노광조사면의 자외선 조도를 상승시키는 것이 제안되어 있다.As a method for improving this problem, the luminous efficiency of g-line and h-line is raised by increasing the operating steam pressure of the short arc type discharge lamp 20 which is a light source lamp. Thereby, it is proposed to increase the radiation amount of g line | wire and h line | wire, and to raise the ultraviolet-ray illumination of an exposure irradiation surface, without increasing input power.

이것은 동작중인 수은증기압을 상승시켜서, 많은 복수분자발광을 시켜서 수은휘선 이외에 이들 수은휘선근방의 발광을 생성시켜 자외선 파장역을 연속발광시키는 것이다. 수은증기압의 상승방법으로서는 방전 램프(20)의 발광관(1) 내에 밀봉주입하는 수은주입량을 발광관 1cc당 약 10㎎ 이상으로 하여 실현되고 있다. 또한, 이러한 수은주입량의 증가는 방전 램프(20)의 발광효율을 더욱 증가시키는 것도 알려져 있다.This increases the operating mercury vapor pressure, generates a large number of multi-molecules, and generates light in the vicinity of the mercury, in addition to the mercury, to continuously emit the ultraviolet wavelength range. As a method of increasing the mercury vapor pressure, the amount of mercury injection sealedly injected into the light emitting tube 1 of the discharge lamp 20 is about 10 mg or more per 1 cc of the light emitting tube. In addition, such an increase in the amount of mercury injection is also known to further increase the luminous efficiency of the discharge lamp (20).

그러나, 밀봉주입되는 수은의 증기압은 방전동작중인 발광관(1) 내의 발광관 최냉부(12, 13)의 온도에 의해 정해진다. 그래서 발광효율의 상승을 위해 밀봉주입되는 수은량을 증가시킨 경우에는, 이러한 밀봉주입된 수은량 전부가 충분히 증기화 하는 만큼의 발광관 최냉부(12, 13)의 온도를 상승시킬 필요가 있다.However, the vapor pressure of the mercury injected in sealing is determined by the temperature of the light emitting tube coldest part 12, 13 in the light emitting tube 1 during discharge operation. Therefore, when the amount of mercury injected sealingly is increased for the improvement of luminous efficiency, it is necessary to raise the temperature of the light emitting tube cold parts 12 and 13 as much as the amount of such sealing injection mercury fully vaporizes.

한편, 방전 램프(20)는 일반적으로 방전전류를 통전하기 위한 외부 리드선(6, 7) 또는 구금부(10, 11)의 접속점 근방에 있어서 방전 램프(20) 측의 양단부는 발광관(1) 내의 기밀상태를 유지하고, 나아가 전류를 통전시키기 위한 몰리브덴(Mo) 박판(4, 5)을 한장 또는 여러 장 사용한 몰리브덴(Mo) 박판 밀봉고정구조를 사용한다. 이러한 몰리브덴(Mo) 박판 밀봉고정구조에서, 발광관(1)의 반대측 방전 램프 단부측에는 외부 리드선(6, 7)으로서 W, Mo 또는 Ta 등의 고융점 금속의 봉 또는 파이프가 사용된다.On the other hand, the discharge lamp 20 generally has both ends of the discharge lamp 20 in the vicinity of the connection point of the external lead wires 6 and 7 or the detention parts 10 and 11 for energizing the discharge current. A molybdenum (Mo) thin plate sealing fixing structure using one or more pieces of molybdenum (Mo) thin plates 4 and 5 for maintaining an airtight state in the inside and further conducting an electric current is used. In such a molybdenum (Mo) thin plate sealing fixed structure, a rod or pipe of high melting point metal such as W, Mo, or Ta is used as the external lead wires 6 and 7 on the discharge lamp end side opposite to the light emitting tube 1.

이들 외부 리드선(6, 7)은 방전등 전극(2, 3)의 열손실분의 열전도, 발광관(1)의 관벽부하 열손실 및 방전전류의 통전에 의한 자기발열 등에 의해 그 온도가 상승하며 공기중의 산소와 반응하여 산화물을 생성한다.These external lead wires 6 and 7 have a high temperature due to heat conduction for the heat loss of the discharge lamp electrodes 2 and 3, heat loss of the pipe wall load of the light emitting tube 1, and self-heating by energization of the discharge current. Reacts with oxygen to produce oxides.

이 산화물은 열팽창에 의해 상술한 몰리브덴(Mo) 박판 밀봉부의 단부 유리에 크랙을 발생시킬 우려가 있다. 또한, 발광관(1)의 기밀상태를 파괴하기도 하고, 발광관(1) 자체가 파열하는 경우도 있다. 이에 대한 대책으로서, 방전 램프(20)를 동작시키는 경우에는, 방전 램프(20)의 단부에 냉각용 통풍노즐(22, 23)로부터 통풍을 제공하여 외부 리드선(6, 7)의 고융점 금속표면 온도를 300℃ 이하로 하고, 공기중 산소와의 반응을 방지시키고 있다.This oxide may generate a crack in the end glass of the above-mentioned molybdenum (Mo) thin plate sealing part by thermal expansion. Moreover, the airtight state of the light emitting tube 1 may be destroyed, and the light emitting tube 1 itself may burst. As a countermeasure, when the discharge lamp 20 is operated, air is supplied from the cooling ventilation nozzles 22 and 23 to the end of the discharge lamp 20 to provide high melting point metal surfaces of the external lead wires 6 and 7. The temperature is 300 degrees C or less, and the reaction with oxygen in air is prevented.

그러나, 방전 램프(20)의 단부냉각용 통풍은 방전 램프(20)의 단부냉각 뿐만 아니라 방전 램프 발광관(1)까지도 냉각시켜 버리게 된다. 예를 들면, 쇼트아크형 방전 램프(20)를 방사광의 집광을 목적으로 하여 조합해서 사용하는 반사경(21)의 제1촛점 근방에 배치장착한 경우에는 반사경(21)의 비방사측 개구부(26)에 방전 램프 발광관(1)의 한쪽이 접근하게 된다. 그렇기 때문에, 방전 램프 단부냉각용의 통풍은 방전 램프의 열대류와 합쳐짐으로써, 반사경(21)의 비방사측 개구부(26)와 방전 램프 발광관(1)의 한쪽의 간극부 단면적이 감소하기 때문에 통풍유속이 극단적으로 증가한다. 그리고, 방전 램프(20)의 발광관(1)의 한쪽이나 그에 연속되는 밀봉부의 냉각효율이 극단적으로 상승하여 발광관 최냉부(12, 13)를 형성해 버린다.However, the end cooling ventilation of the discharge lamp 20 cools not only the end cooling of the discharge lamp 20 but also the discharge lamp light emitting tube 1. For example, when the short arc-type discharge lamp 20 is placed and mounted near the first focal point of the reflecting mirror 21 used in combination for the purpose of collecting light, the non-radiating side opening 26 of the reflecting mirror 21 is provided. One side of the discharge lamp light emitting tube 1 approaches. Therefore, the ventilation for the end portion of the discharge lamp is combined with the tropical flow of the discharge lamp, so that the cross-sectional area of the gap between the non-radiative side opening portion 26 of the reflector 21 and the discharge lamp light emitting tube 1 decreases. The draft flow rate is extremely increased. Then, the cooling efficiency of one of the light emitting tubes 1 of the discharge lamp 20 or the sealing portion subsequent thereto is extremely increased, thereby forming the light emitting tube cooling parts 12 and 13.

더욱이, 발광관 최냉부(12, 13)의 온도는 발광관(1) 내에 밀봉주입한 수은을 증기화시키는 온도 이하로 냉각시켜 버리는 경우도 있다. 특히, 방전 램프(20)를 수직방향(25)으로 점등시키고 또 반사경(21)의 방사측 개구부를 상방으로 한 경우에 더욱 현저해진다.Moreover, the temperature of the light emitting tube lowest part 12, 13 may be cooled below the temperature which vaporizes the mercury sealed-injected in the light emitting tube 1 in some cases. In particular, it becomes more remarkable when the discharge lamp 20 is turned on in the vertical direction 25 and the radiation opening of the reflecting mirror 21 is upward.

또한, 이러한 방전 램프(20)의 발광관 최냉부(12, 13)의 온도를 상승시키는 방법으로서는, 발광관(1) 자체를 소형화함으로써 발광관 관벽부하를 증가시키는 수단이 있다. 그러나, 이 수단은 방전관(1)의 수명을 극단적으로 단축시켜 버린다.Further, as a method of raising the temperature of the light emitting tube coldest parts 12 and 13 of the discharge lamp 20, there is a means for increasing the light emitting tube tube load by miniaturizing the light emitting tube 1 itself. However, this means extremely shortens the life of the discharge tube 1.

또 다른 수단으로서는 미리 발광관 최냉부(12, 13)의 근방에 보온을 위한 막을 도포하는 방법이 있다. 그러나, 막 표면을 통과하는 열풍의 유속이 빠른 경우에는, 막 자체가 냉각되어 버려 보온효과를 기대하기 어렵다. 이것은 상술한 발광효율의 향상을 목적으로 하여 발광관(1) 내에 밀봉주입해야 할 수은양을 증가시킨 경우에 현저해진다. 예를 들어, 방전 램프(20)의 동작중에 밀봉주입한 수은의 전량을 증기화시킬 수 없거나, 방전 램프(20)의 동작중 주위온도의 변화나 공냉용 통풍의 풍량변화 등이 발생한 경우에는 방전 램프 발광관(1) 내의 열기압이 변동하게 된다.As another means, there is a method of applying a film for keeping warm in the vicinity of the light emitting tube coldest part 12, 13 beforehand. However, when the flow rate of the hot air passing through the membrane surface is fast, the membrane itself is cooled and it is difficult to expect the heat retention effect. This becomes remarkable when the amount of mercury to be sealed-injected in the light emitting tube 1 is increased for the purpose of improving the above-mentioned luminous efficiency. For example, when the total amount of the mercury injected sealed during the operation of the discharge lamp 20 cannot be vaporized, or when a change in the ambient temperature or a change in the air volume of the air cooling vent occurs during operation of the discharge lamp 20, the discharge is performed. The heat pressure in the lamp tube 1 is varied.

발광관(1) 내에 밀봉주입해야 할 수은의 주입량을 증가시킴으로써 발광효율을 상승시키는 것은 실용적이지 못하다.It is not practical to increase the luminous efficiency by increasing the amount of mercury to be sealedly injected into the light emitting tube 1.

상술한 바와 같이 광원의 방사량증대 요구에 대하여 종래의 기술은 투입전력의 증가, 파괴위험성, 수명단축 또는 발광효율의 저하 등, 적어도 한 가지의 단점이 있다.As described above, the conventional technique has at least one disadvantage, such as an increase in input power, a risk of breakdown, a reduction in lifetime, or a decrease in luminous efficiency.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 과제를 극복하거나 적어도 개선하는 방전등을 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a discharge lamp which overcomes or at least improves these prior art problems.

도 1은 본 발명에 따른 방전등의 바람직한 실시형태의 개략구성도.1 is a schematic configuration diagram of a preferred embodiment of a discharge lamp according to the present invention.

도 2는 전형적인 방전 램프의 개략구성도.2 is a schematic configuration diagram of a typical discharge lamp.

도 3은 도 2에 나타나는 방전 램프에 반사경을 조합한 개략구성도.3 is a schematic configuration diagram in which a reflector is combined with the discharge lamp shown in FIG. 2;

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

1 : 발광관1: light emitting tube

6, 7 : 외부 리드선6, 7: external lead wire

10, 11 : 구금부10, 11: detention

20 : 방전 램프20: discharge lamp

21 : 반사경21: reflector

22, 23 : 냉각용 통풍노즐22, 23: cooling vent nozzle

24 : 발광관 최냉부24: cold light tube coldest part

26 : 비방사 개구부26: non-radiative opening

27 : 플랜지부27: flange portion

28 : 장착부28: mounting portion

29 : 장착 통풍구29: mounting vents

30 : 방풍판30: windbreak plate

상술한 과제를 해결하고 또 상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 수은증기 방전등은 한쌍 이상의 전극을 대향배치한 수은 또는 수은과 다른 금속과의 혼합물을 밀봉주입하고 있다. 그 특징은 전극후방의 전원공급측에 1개 이상의 방풍판을 설치하여 전극후방의 전원공급측을 공냉용 냉각풍에 의한 과냉각으로부터 보호하는것이다.In order to solve the above problems and attain the above object, the mercury vapor discharge lamp of the present invention seal-injects mercury or a mixture of mercury and other metals in which at least one pair of electrodes are disposed. Its characteristic is that one or more windshields are provided on the power supply side of the electrode rear side to protect the power supply side of the electrode rear side from overcooling by the air cooling cooling wind.

또한, 방풍판은 방풍용 플랜지부와 수은증기 방전등에 장착하기 위한 장착부를 갖는다. 그리고, 이들 플랜지부의 최소직경(D)은 수은증기 방전등을 그 방사광을 집광하기 위하여 조합하여 사용하는 반사경인 반사경의 비방사측 개구부의 최대 직경(d)에 대해 D>d(단, D=d를 포함한다)의 관계가 되는 방풍판을 설치한다.The windbreak plate also has a windproof flange portion and a mounting portion for attaching to a mercury vapor discharge lamp. The minimum diameter D of these flanges is D> d for the maximum diameter d of the non-radiative side opening of the reflector, which is a reflector used by combining mercury vapor discharge lamps to condense the emitted light. We install windbreak board to be concerned.

또, 방풍판의 장착부에는 수은증기 방전등의 전극후방의 전원공급측의 밀봉고정부에 공냉용 냉각풍을 통풍시키기 위한 하나 이상의 통풍구가 설치되어 있다.In addition, at least one ventilation hole for ventilating the cooling air for cooling the air is installed at the mounting portion of the windshield in the sealing fixing part on the power supply side behind the electrode such as mercury vapor discharge.

이하 본 발명에 따른 방전등의 적절한 실시형태의 구성 및 동작을 도 1을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the discharge lamp according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 1은 본 발명에 따른 수은증기 방전등의 적절한 실시형태, 특히 구금부를 투시한 쇼트아크형 방전 램프의 개략적인 구성도를 나타낸다.1 shows a schematic configuration diagram of a preferred embodiment of a mercury vapor discharge lamp according to the present invention, in particular a short arc type discharge lamp through a detention section.

이 수은증기 방전등은 방전 램프(20) 및 반사경(21)으로 구성되고, 복수의 냉각용 통풍노즐(22, 23)과 함께 사용된다. 반사경(21)은 방전 램프(20)의 방사광을 집광하여 예를 들어, 노광하고자 하는 대상물로 강력한 평행광을 조사한다. 또, 냉각용 통풍노즐(22, 23)은 발광관(1)의 소정 부분을 냉각한다.This mercury vapor discharge lamp is composed of a discharge lamp 20 and a reflector 21, and is used together with a plurality of cooling ventilation nozzles 22 and 23. The reflector 21 collects the emitted light of the discharge lamp 20 and irradiates strong parallel light to an object to be exposed, for example. In addition, the cooling ventilation nozzles 22 and 23 cool a predetermined part of the light emitting tube 1.

상술한 바와 같이, 방전 램프(20)는 외부로부터의 전원공급수단으로서 외부 리드선(6, 7)을 가지며, 통상 이 외부 리드선(6, 7)에는 상술한 바와 같은 W, Mo, Ta 등의 고융점 금속이 사용된다. 방전등 전극(2, 3)의 열손실분의 열전도, 발광관의 관벽부하 열손실 및 방전전류의 통전에 의한 자기발열 등에 의해, 그 온도가 상승하고 공기중의 산소와 반응하여 산화물을 생성한다. 그래서, 이 산화물의 열팽창에 의해 밀봉고정부(8, 9)의 단부의 유리에 크랙을 발생시켜 발광관(1)의 기밀상태를 파괴하기도 하고, 발광관(1) 자체가 파괴되는 경우도 있다.As described above, the discharge lamp 20 has external lead wires 6 and 7 as a power supply means from the outside, and the external lead wires 6 and 7 usually have high W, Mo, Ta or the like as described above. Melting point metals are used. By the heat conduction of the heat loss of the discharge lamp electrodes 2 and 3, the heat loss of the tube wall load of the light emitting tube, and the self-heating by the energization of the discharge current, the temperature rises and reacts with oxygen in the air to produce oxides. Therefore, due to thermal expansion of the oxide, cracks may be generated in the glass at the ends of the sealing fixing parts 8 and 9 to destroy the airtight state of the light emitting tube 1, or the light emitting tube 1 itself may be destroyed. .

이에 대한 대책으로서, 구금부(10, 11)을 향해 냉각용 통풍노즐(22, 23)을 사용하여 역풍함으로써, 외부 리드선(6, 7)을 냉각시켜 그 표면온도를 300℃ 이하로 유지한다. 또, 이러한 냉각용 통풍노즐(22, 23)은, 예를 들어 1∼3 방향으로 배치함으로써 구금부(10, 11)을 가능한 한 균일하게 냉각한다.As a countermeasure against this, by backwinding using the cooling ventilation nozzles 22 and 23 toward the detent parts 10 and 11, the external lead wires 6 and 7 are cooled and the surface temperature is maintained at 300 degrees C or less. In addition, the cooling vent nozzles 22 and 23 are cooled in a uniform manner as much as possible by arranging them in 1 to 3 directions, for example.

더욱이, 수은증기 방전등의 투입전력에 따라, 발광관 최냉부(12, 13)에 대해 발광관(1)에 밀봉주입된 수은의 증기화에 방해가 되지 않는 범위 내에서, 구금부(10, 11)의 온도를 충분히 저하시키도록 조정된다. 이것은 수은증기 방전등을 장치의 램프하우스 등에 부착시키기 위한 구금부(10, 11)가 구조적으로 외부 리드선(6, 7)을 포장하는 형태로 접착되어 있기 때문에, 외부 리드선(6, 7)을 직접적으로 공냉용 통풍에 의해 냉각될 수 없게 한다. 그래서, 구금부(10, 11)에 대한 공냉용 통풍은 수은증기 방전등의 동작중에 발생하는 공기의 열대류량에 대해 10배 내지 수백배 정도가 필요하게 된다.Furthermore, according to the input power of the mercury vapor discharge lamp, the detention parts 10 and 11 within the range which does not prevent vaporization of mercury sealedly injected into the light emitting tube 1 with respect to the light emitting tube coldest parts 12 and 13. ) Is adjusted to sufficiently lower the temperature. This is because the detention parts 10 and 11 for attaching the mercury vapor discharge lamp to the lamphouse of the apparatus are structurally bonded in the form of wrapping the external lead wires 6 and 7, so that the external lead wires 6 and 7 are directly attached. It cannot be cooled by air cooling ventilation. Thus, air cooling for the detention section 10, 11 is required to be about 10 to several hundred times the amount of tropical air flow generated during the operation of the mercury vapor discharge and the like.

한편, 이들 방전 램프(20)는, 예를 들어 반사경(21)과 조합하여 사용하는 경우에는, 공기의 열대류에 의해 수은증기 방전등의 발광관 최냉부(24)가 형성된다. 또, 이에 추가하여, 구금부(10, 11)를 냉각용 통풍노즐(22, 23)을 사용해서 냉각시키는 경우에는, 구금부(10, 11)의 표면에 충돌한 냉각풍의 대부분은 열대류로서의 상승기류에 크게 지배되고, 반사경(21)의 하부의 비방사 개구부(26)와 방전 램프(20)의 사이에 생기는 간극부를 통과하게 된다.On the other hand, when these discharge lamps 20 are used in combination with, for example, the reflecting mirror 21, the cold light tube 24 of the light emitting tube 24 such as a mercury vapor discharge lamp is formed by the tropical flow of air. In addition, in the case where the prisoners 10 and 11 are cooled by using the cooling vent nozzles 22 and 23, most of the cooling winds impinging on the surfaces of the prisoners 10 and 11 are regarded as tropical flows. It is largely dominated by the rising airflow and passes through the gap portion generated between the non-radiative opening portion 26 of the lower portion of the reflecting mirror 21 and the discharge lamp 20.

이 간극부의 단면적은 그 상하의 단면적에 비교하여 현저히 적기 때문에, 이곳을 통과하는 냉각풍의 유속은 극단적으로 증가한다. 그 결과, 발광관 최냉부(24)의 온도를 더욱 저하시키게 되어 발광관(1)에 밀봉주입되어 있는 수은의 증기화를 방해하는 방향으로 된다.Since the cross-sectional area of this gap portion is remarkably small compared with the cross-sectional area of the upper and lower parts, the flow velocity of the cooling wind which passes through this place increases extremely. As a result, the temperature of the light emitting tube coldest part 24 is further reduced, and it becomes a direction which hinders vaporization of mercury sealedly injected into the light emitting tube 1.

여기서, 광원으로서의 수은증기 방전등의 방사량을 증가시키기 위하여, 발광관(1) 내에 밀봉주입하는 수은량을 증가시킨 경우에는, 발광관 최냉부(24)의 온도에 대한 수은의 포화증기압 이상으로 수은을 증기화시킬 수 없게 된다. 즉, 발광관(1) 내에 밀봉주입가능한 수은량에 상한이 존재하게 되어, 수은증기 방전등의 방사량 증가에 한계점이 생겨 버린다.Here, in order to increase the amount of radiation of the mercury vapor discharge lamp as the light source, when the amount of mercury injected into the light emitting tube 1 is increased, mercury is kept above the saturated vapor pressure of mercury with respect to the temperature of the coldest tube 24 of the light emitting tube. It cannot be vaporized. That is, an upper limit exists in the amount of mercury which can be sealedly injected into the light emitting tube 1, and a limit point arises in the increase in the amount of radiation such as mercury vapor discharge.

한편, 발광관(1) 내에 봉입되어 있는 수은의 증기화에 방해가 되지 않도록, 냉각용 통풍노즐(22)로부터의 냉각풍량을 저하시킨 경우에는 외부 리드선(6, 7)의 표면온도가 300℃를 초과함으로써 표면산화가 신속하게 진행되어 버린다.On the other hand, the surface temperature of the external lead wires 6 and 7 is 300 ° C. when the amount of cooling air from the cooling vent nozzle 22 is lowered so as not to interfere with vaporization of mercury encapsulated in the light emitting tube 1. By exceeding, surface oxidation advances rapidly.

특히, 3KW 이상의 대형 쇼트아크형 방전 램프에 있어서는, 발광관(1) 자체가 대형화하고 있다. 그래서, 발광관(1)의 표면적도 증가하여 냉각용 통풍의 유속 증가에 대해 발광관 최냉부(24)의 온도가 급격히 저하된다.In particular, in the large-short arc discharge lamp of 3KW or more, the light emitting tube 1 itself is enlarged. Therefore, the surface area of the light emitting tube 1 also increases, and the temperature of the light emitting tube outermost part 24 rapidly decreases with the increase in the flow rate of the cooling ventilation.

본 발명에 있어서는 수은증기 방전등의 방사량을 증가시키기 위하여, 발광관(1)에 밀봉주입하는 수은량을 증가시킴으로써 발광효율을 증가시키는 경우에, 예를 들어 5KW 쇼트아크형 방전 램프(20)의 발광관(1)에 1cc당 40㎎의 수은을 주밀봉입한다. 이렇게 밀봉주입된 수은을 전량 증기화하는 데에 필요한 온도로서 발광관 최냉부(24)에 부여하는 냉각풍량은 수은증기 방전등의 동작중에 발생하는 열대류량의 배수 정도가 그 최냉부 온도의 한계점이라는 사실이 판명되었다. 또한, 이 열대류량의 약 3배가 되도록, 냉각용 통풍노즐(22, 23)로부터의 풍량을 설정한 경우의 외부 리드선(6, 7)의 표면온도를 측정한 결과, 약 570℃로 이 때의 구금부(10, 11)의 표면온도는 약 350℃이였다.In the present invention, in order to increase the emission amount of the mercury vapor discharge lamp, when the luminous efficiency is increased by increasing the amount of mercury injected into the light emitting tube 1, for example, light emission of the 5KW short arc type discharge lamp 20 40 mg of mercury per cc is sealed in the tube (1). The amount of cooling air that is applied to the cold tube 24 as the temperature required to vaporize the total amount of the mercury injected in the sealing is the fact that the drainage degree of the tropical flow generated during the operation of the mercury vapor discharge lamp is the limit of the coldest part temperature. It turned out. The surface temperature of the external lead wires 6 and 7 when the air flow rate from the cooling ventilation nozzles 22 and 23 was set to be about three times the amount of tropical air flow was measured. The surface temperature of the prisoners 10 and 11 was about 350 ° C.

이러한 이유로 발광관 최냉부(24)에 대해서는 열대류 배수 정도의 냉각용통풍으로 함과 동시에 구금부(10, 11)에 대해서는 발광관 최냉부(24)의 냉각용통풍에 관계없이 충분한 냉각을 부여하기 때문에, 수은증기 방전등의 전극후방 전원공급측에 방풍판(30)을 설치하여 해결하고 있다. 즉, 발광관 최냉부(24)인 전극후방 전원공급측을 구금냉각용 통풍에 의한 냉각으로부터 보호하는 것이 유효하다는 사실이 판명되었다.For this reason, the light emitting tube cooler 24 is provided with a cooling vent of about the amount of tropical flow, while the detention parts 10 and 11 are provided with sufficient cooling irrespective of the cooling vent of the light emitting tube cooler 24. In order to solve this problem, the windbreak plate 30 is provided on the power supply side behind the electrode of the mercury vapor discharge lamp. That is, it has been found that it is effective to protect the power supply side behind the electrode, which is the light emitting tube outermost part 24, from cooling by ventilating cooling ventilation.

또한, 방풍판(30)은 방풍용 플랜지부(27) 및 방전 램프(20)에 장착하여 부착하는 장착부(28)로 구성된다. 이에 따라, 방전 램프(20)와 방풍판(30)과의 위치관계를 정확하게 정할 수 있다.Moreover, the windbreak board 30 is comprised from the flange part 27 for windbreaks, and the mounting part 28 which attaches and attaches to the discharge lamp 20. As shown in FIG. Thus, the positional relationship between the discharge lamp 20 and the windbreak plate 30 can be accurately determined.

또한, 방풍판(30)의 플랜지부(27)의 최소직경(D)은 조합되는 반사경(21)의 비방사 개구부(26)의 최대직경(d)에 대해 D 〉 d의 관계가 되도록 함으로써, 구금부(10, 11)의 냉각용 통풍량에 관계없이 발광관 최냉부(24)의 과냉각을 방지할 수 있다. 더욱이, 방풍판(30)의 장착부(28)는 방전 램프(20)의 구금부(10, 11)에 장착하여 부착되는 경우에는 밀봉고정부(8, 9)에 슬리브를 씌우는 구조가 된다. 그렇기 때문에, 그 플랜지부(27)의 치수에도 기인하지만, 밀봉고정부(8, 9)를 보온함으로써 몰리브덴(Mo) 박판의 열에 의한 벗겨짐이나 크랙이 발생할 우려가 있다.Further, the minimum diameter D of the flange portion 27 of the windbreak plate 30 is detained by making the relationship D> d with respect to the maximum diameter d of the non-radiative opening portions 26 of the reflecting mirrors 21 to be combined. It is possible to prevent overcooling of the light emitting tube outermost part 24 irrespective of the cooling ventilation amount of the sections 10 and 11. Furthermore, when the mounting portion 28 of the windbreak plate 30 is attached to and attached to the detention portions 10, 11 of the discharge lamp 20, the sealing portion 8, 9 has a structure to cover the sleeve. Therefore, although it originates also in the dimension of the flange part 27, there exists a possibility that peeling and a crack by the heat of molybdenum (Mo) sheet may generate | occur | produce by heat-sealing the sealing fixing parts 8 and 9.

그런 이유로 장착부(28)에 대류하는 열기를 위쪽으로 배기시키기 위한 통풍구로서 장착부(28)에 1개 또는 복수 개의 개구, 즉 장착 통풍구(29)를 설치할 필요가 있다. 이 경우의 복수개 장착 통풍구(29)를 원주방향에서 등간격으로 설치함으로써 밀봉고정부(8, 9)를 가능한 한 균일하게 통풍시키는 것이 바람직하다.For this reason, it is necessary to provide one or a plurality of openings, i.e., the mounting vents 29, in the mounting portion 28 as vent holes for exhausting the heat convection to the mounting portion 28 upwards. In this case, it is preferable to ventilate the sealing fixing parts 8 and 9 as uniformly as possible by providing the plurality of mounting vents 29 at equal intervals in the circumferential direction.

더욱, 구체적인 예에 대해서는 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.More specific examples will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 쇼트아크형 방전 램프(20)와 반사경(21)을 조합하여 사용하는 경우의 개념도이다.1 is a conceptual diagram in the case where the shot arc type discharge lamp 20 and the reflector 21 are used in combination.

이 쇼트아크형 방전 램프(20)의 한쪽 구금부(11)에 플랜지부(27)과 장착부(28)로 구성되는 방풍판(30)이 장착되어 있다. 또, 장착부(28)에는 쇼트아크형 방전 램프(20)의 밀봉고정부(9)에 통풍하기 위한 장착 통풍구(29)를 갖는다.A windshield 30 composed of a flange portion 27 and a mounting portion 28 is attached to one of the depressed portions 11 of the short arc type discharge lamp 20. The mounting portion 28 also has a mounting vent 29 for ventilating the sealing fixing portion 9 of the short arc type discharge lamp 20.

예를 들어, 5KW 쇼트아크형 방전 램프(20)에 발광관(1)의 1cc당 50㎎의 수은을 밀봉주입하고, 음극(2)이 하부가 되도록 수직으로 하여 방전전압 55V, 방전전류 91A로 동작시켰다. 이 쇼트아크형 방전 램프(20)는 방사측 개구부의 직경이 310㎜, 비방사측 개구부(26)의 직경(d)은 95㎜인 반사경(21)의 제1촛점에 음극(2)의 선단을 거의 일치시켜 배치한다. 또한, 음극(2)측의 구금부(11)에는 직경(D) = 120㎜의 플랜지부(27)과 장착부(28)로 이루어진 방풍판(30)이 장착 고정되어 있다. 이 방풍판(30)의 장착부(28)에는 장착 통풍구(29)로서 직경 5㎜의 개구가 4군데, 원주방향으로 등간격 형성되어 있다. 이 구금부(11)을 향해 두 방향의 냉각용 통풍노즐(22)에서 최대로 매분 약 3 입방미터를 송풍할 수 있는 송풍기를 접속하여 댐퍼에 의해 연속적으로 가변가능하도록 구성한다.For example, 50 mg of mercury per 1 cc of the light emitting tube 1 is sealedly injected into the 5 KW short arc type discharge lamp 20, and the discharge voltage is 55 V and the discharge current is 91 A with the cathode 2 vertically lowered. It worked. The short arc type discharge lamp 20 has the tip of the cathode 2 at the first focal point of the reflector 21 whose diameter of the radiation opening is 310 mm and the diameter d of the non-radiation opening 26 is 95 mm. Almost matched. Moreover, the windshield plate 30 which consists of the flange part 27 and the mounting part 28 of diameter (D) = 120 mm is fixed to the detent part 11 by the side of the cathode 2. In the mounting portion 28 of the windshield 30, four openings having a diameter of 5 mm are formed as the mounting ventilation holes 29, and are formed at equal intervals in the circumferential direction. It is configured to be continuously variable by a damper by connecting a blower capable of blowing up to about 3 cubic meters per minute from the cooling vent nozzle 22 for cooling in two directions toward the detent part 11.

다음으로 5KW 쇼트아크형 방전 램프(20) 점등시키고, 방전전압(V)이 안정된 시점에서 방전전압(V)을 측정한 결과 방전전압(V) = 55.4V였다. 냉각용 통풍노즐(22)로부터의 송풍량을 매분 약 0∼3 입방미터의 사이에서 서서히 가변시킨다. 이 때의 방전전압(V)의 변화를 [표 1]에 나타내었다. 단, 방전 램프(20)의 점등용 전원장치는 방전전류가 140A를 초과하지 않는 범위에서 방전전압(V)의 값에 관계없이 5KW를 일정하게 입력할 수 있는 정전력 제어방식의 전원장치를 사용하였다.Next, the 5KW short arc type discharge lamp 20 was turned on and the discharge voltage V was measured when the discharge voltage V was stabilized. As a result, the discharge voltage V was 55.4V. The amount of blown air from the cooling ventilation nozzle 22 is gradually varied between about 0 and 3 cubic meters per minute. The change of the discharge voltage (V) at this time is shown in [Table 1]. However, the power supply device for the lighting of the discharge lamp 20 uses a power supply device of the constant power control method that can input 5KW constant regardless of the value of the discharge voltage (V) within the range that the discharge current does not exceed 140A. It was.

[표 1]TABLE 1

송풍량(㎥/분)Blowing amount (㎥ / min) 00 0.90.9 1.451.45 1.851.85 2.402.40 3.23.2 방전전압(V)Discharge voltage (V) 55.455.4 55.455.4 55.455.4 55.355.3 55.255.2 55.255.2

구금부(11)로의 냉각용 통풍량에 대해, 방전전압(V)의 변화는 극소하다는 사실을 알았다. 또한, 송풍량을 매분 3.2 입방미터 부여한 경우의 외부 리드선(7)의 표면온도는 240℃였고, 이때의 구금부(11)의 표면온도는 120℃였다.It has been found that the change in the discharge voltage V is minimal with respect to the ventilation amount for cooling to the prison 11. In addition, the surface temperature of the external lead wire 7 in the case of giving 3.2 cubic meters of airflow per minute was 240 degreeC, and the surface temperature of the detention part 11 at this time was 120 degreeC.

다음으로, 상술한 수은증기 방전등에서 방풍판(30) 만을 제거하고 마찬가지로 구금부(11)로의 냉각용 통풍량을 매분 0∼3 입방미터까지 가변시킨 경우의 방전전압(V)의 변화를 측정하였다. 단, 이 경우 송풍량을 설정한 후에 방전전압(V)이 충분히 안정되는 시간을 고려하여 측정하였다. 이 측정 결과를 [표 2]에 나타내었다.Next, the change of the discharge voltage (V) was measured when only the windbreak plate 30 was removed from the mercury vapor discharge lamp mentioned above, and the ventilation amount for cooling to the detention part 11 was changed to 0-3 cubic meters per minute. In this case, however, the measurement was made in consideration of the time when the discharge voltage V was sufficiently stabilized after the air flow amount was set. The measurement results are shown in [Table 2].

[표 2]TABLE 2

송풍량(㎥/분)Blowing amount (㎥ / min) 00 0.90.9 1.501.50 1.901.90 2.502.50 3.23.2 방전전압(V)Discharge voltage (V) 55.455.4 55.255.2 52.052.0 47.047.0 42.042.0 36.036.0

[표 2]에서 송풍량의 증가에 따라 방전전압(V)이 저하되고 있다는 것을 알았다. 이는 방전 램프(20)의 발광관 최냉부(24)의 온도가 송풍량의 증가에 따라 저하되고 있고 증기화하고 있는 수은이 포화증기압에 평형하는 양만큼 응축한 것을 나타내고 있다. 또한, 방전전압(V)이 거의 변화를 나타내지 않는 송풍량, 즉 매분 0.9 입방미터의 송풍량으로 한 경우의 외부 리드선(7)의 표면온도는 572℃이며, 이 때의 구금부(11)의 표면온도는 353℃였다.In Table 2, it was found that the discharge voltage (V) was lowered with the increase of the blowing amount. This indicates that the temperature of the light emitting tube coldest part 24 of the discharge lamp 20 is lowered with the increase in the blowing amount, and the mercury vaporizing has condensed by an amount equal to the saturated vapor pressure. In addition, the surface temperature of the external lead wire 7 in the case where the discharge voltage V shows almost no change, that is, the airflow amount of 0.9 cubic meters per minute is 572 ° C, and the surface temperature of the detention section 11 at this time. Was 353 ° C.

다음으로 방풍판(30)의 플랜지부(27)의 직경(D)을 반사경(21)의 비방사 개구부(26)의 직경(d)에 일치시켜 동일한 측정을 행한 결과를 [표 3]에 나타내었다.Next, the result of having made the same measurement by making the diameter D of the flange part 27 of the windshield 30 correspond to the diameter d of the non-radiative opening part 26 of the reflector 21 is shown in [Table 3]. .

[표 3]TABLE 3

송풍량(㎥/분)Blowing amount (㎥ / min) 00 0.90.9 1.501.50 1.901.90 2.502.50 3.23.2 방전전압(V)Discharge voltage (V) 55.455.4 55.455.4 55.355.3 55.255.2 55.055.0 55.055.0

[표 3]으로 명백히 알 수 있는 바와 같이, 냉각용 송풍량에 대해 방전전압(V)의 변화는 거의 없다.As apparent from Table 3, there is almost no change in the discharge voltage V with respect to the cooling blow amount.

또한, 방풍판(30)의 플랜지부(27)의 직경(D)를, D = 80㎜로 함으로써, 반사경(21)의 비방사 개구부(26)의 직경(d)보다 15㎜작게 한 방풍판(30)을 장착, 부착하여 동일한 측정을 행한 결과를 [표 4]에 나타내었다.Moreover, the windbreak plate 30 which made 15 mm smaller than the diameter d of the non-radiative opening part 26 of the reflecting mirror 21 by making diameter = D of the flange part 27 of the windshield plate 30 into D = 80mm. ), And the result of having made the same measurement by the attachment and attachment is shown in [Table 4].

[표 4]TABLE 4

송풍량(㎥/분)Blowing amount (㎥ / min) 00 0.90.9 1.501.50 1.951.95 2.452.45 3.23.2 방전전압(V)Discharge voltage (V) 55.455.4 55.355.3 53.053.0 50.050.0 48.548.5 46.046.0

[표 4]로 명백히 알 수 있는 바와 같이, 냉각용 통풍량의 증가에 따라 방전전압(V)는 저하하였다.As apparent from Table 4, the discharge voltage V decreased with the increase of the cooling ventilation amount.

이상, 본 발명에 따른 수은증기 방전등의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지로부터 벗어나는 일 없이 각종 다양한 변형이나 변경이 가능하다는 것은 당업자에게는 용이하게 이해할 수 있는 것이다.In the above, preferred embodiment of the mercury vapor discharge lamp etc. which concerns on this invention was described in detail. However, the present invention is not limited to these specific embodiments, and it can be easily understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the gist of the present invention.

상술한 설명으로 명백히 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 수은증기 방전등에 의하면, 광원의 방사량 증대에 대응하여 방전 램프의 구금부와 반사경 사이에 방풍판을 설치하고 있다. 그로 인해 투입전력을 증가하는 일없이 발광효율을 향상시키기 위해 발광관 내에 밀봉주입하는 수은량을 증가시키는 경우에 발광관 최냉부의 온도를 밀봉주입한 수은 전량을 확실하게 증기화하는 포화증기압 이상의 온도로 설정하는 것과, 방전 램프의 외부 리드선의 표면온도를 300℃ 이하로 유지하기 위해 구금부(10, 11)에 충분한 냉각용 통풍량을 부여하는 것의 양립을 가능케 하고 있다.As apparent from the above description, according to the mercury vapor discharge lamp according to the present invention, a windshield is provided between the detention portion of the discharge lamp and the reflecting mirror in response to the increase in the radiation amount of the light source. Therefore, when the amount of mercury injected in the light emitting tube is increased in order to improve the luminous efficiency without increasing the input power, the temperature of the coldest part of the light emitting tube at a temperature higher than the saturated steam pressure that reliably vaporizes the total amount of mercury injected in the light emitting tube. It is possible to make both setting and giving sufficient cooling ventilation amount to the detention parts 10 and 11 for maintaining the surface temperature of the external lead wire of a discharge lamp below 300 degreeC.

그 결과, 방전 램프으로의 투입전력을 증가하는 일없이 파괴에 대해 안전하고 나아가 수명이 길며 안정적인 발광효율을 갖는 수은증기 방전등을 얻을 수 있게 된다. 그렇기 때문에, 특히 액정패널 등의 고휘도 노광장치 등에 응용하는 경우에 실용적으로 현저한 효과를 얻을 수 있다.As a result, a mercury vapor discharge lamp can be obtained which is safe against destruction and further has a long lifetime and stable luminous efficiency without increasing the input power to the discharge lamp. Therefore, a practically remarkable effect can be obtained especially when it is applied to high brightness exposure apparatuses, such as a liquid crystal panel.

Claims (5)

한쌍의 전극이 대향 배치되고 수은 또는 수은 및 다른 금속의 혼합물이 봉입되고 점등동작시키면 가장 온도가 낮은 발광관 최냉부가 생기는 발광관과, 상기 발광관을 밀봉고정시키는 밀봉고정부를 통해서 상기 전극에 방전전류를 통전시키는 외부 리드선에 결합된 구금부를 갖는 수은증기 방전 램프와;When a pair of electrodes are disposed to face each other and a mixture of mercury or mercury and other metals is sealed and turned on, a discharge tube is discharged through a light emitting tube having a coldest tube having the lowest temperature, and a sealing fixing part for sealing and fixing the light tube. A mercury vapor discharge lamp having a detent portion coupled to an external lead wire for conducting current; 방사 개구부와 비방사 개구부를 갖고 상기 비방사 개구부가 상기 방전 램프의 밀봉고정부측에 배치된 반사경과;A reflecting mirror having a radiating opening portion and a non-radiating opening portion and the non-radiating opening portion disposed on the sealing fixing side of the discharge lamp; 적어도 하나의 상기 구금부에 냉각풍을 불어서 냉각하는 냉각용 통풍노즐을 갖고;A cooling vent nozzle for cooling by blowing a cooling wind to at least one of said caps; 상기 구금부와 발광관 최냉부의 사이에서 상기 냉각풍의 통풍을 방해하는 방풍판을 설치하여, 상기 발광관 최냉부를 냉각풍에 의한 과냉각으로부터 보호하는 것을 특징으로 하는 방전등.A discharge lamp comprising a wind shield that prevents ventilation of the cooling wind from between the detention portion and the light emitting tube cooler, and protects the light emitting tube coolest portion from overcooling by cooling wind. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방풍판은 방풍용 플랜지부와, 상기 구금부에 장착부착하는 장착부를 갖는 것을 특징으로 하는 방전등.The windshield includes a windproof flange portion and a mounting portion for attaching and attaching to the detention portion. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 방풍판의 플랜지부의 최소직경(D)이 상기 수은증기 방전 램프에 그 방사광을 집광하기 위하여 조합하여 사용하는 상기 반사경의 비방사 개구부의 최대 직경(d)에 대해 D>d 관계로 이루어진 방풍판으로 하는 것을 특징으로 하는 방전등.The windshield plate has a minimum diameter (D) of the flange portion of the windshield plate having a D> d relationship with respect to the maximum diameter (d) of the non-radiative opening portion of the reflector used in combination to condense the emitted light to the mercury vapor discharge lamp. Discharge lamp characterized in that. 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 방풍판의 장착부에는 상기 수은증기 방전 램프의 상기 전극의 후방 전원공급측의 밀봉고정부에 공냉용 냉각풍을 통풍시키기 위해 적어도 1개의 통풍구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방전등.And at least one ventilation hole is formed in a mounting portion of the windshield to allow air for cooling air to be cooled in a sealing fixing part on the rear power supply side of the electrode of the mercury vapor discharge lamp. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 장착부의 통풍구는 원주방향에 등간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방전등.The vent of the mounting portion is discharge lamp, characterized in that formed at equal intervals in the circumferential direction.
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