KR101416786B1 - 광원 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 장치 비용의 상승을 가급적 억제하면서, 발광관 전체를 효과적으로 냉각시킨다. 발광관(1)과, 이 발광관(1)의 주위를 둘러싼 상태로 배치되어 발광관(1)을 냉각시키는 냉각용 부재 CM이 구비된 광원 장치에 있어서, 발광관(1)에, 전극용 리드선(3a)을 밀봉 상태로 장착하는 리드선 밀봉 장착부 RH가 구비되고, 상기 리드선 밀봉 장착부 RH를 냉각 대상으로 하는 냉각풍의 통풍 경로가 형성되고, 이 통풍 경로에 있어서의 상기 리드선 밀봉 장착부 RH의 상류 측에 상기 냉각용 부재 CM의 배치 개소가 위치하고, 또한 상기 리드선 밀봉 장착부 RH보다 상기 통풍 경로의 상류 측에 발광관(1)의 다른 부분이 위치하지 않도록 배치되어, 상기 냉각용 부재 CM에 의해 냉각된 상태의 냉각풍이 상기 리드선 밀봉 장착부 RH의 존재 위치를 통과하도록 구성되어 있다.

Description

광원 장치{LIGHT SOURCE DEVICE}

본 발명은, 발광관과, 이 발광관의 주위를 둘러싼 상태로 배치되어 상기 발광관을 냉각시키는 냉각용 부재가 구비된 광원 장치에 관한 것이다.

전술한 광원 장치는, 예를 들면 자외선 램프 등의 발광관으로부터 출사된 광을 각종 처리 대상물에 조사하여, 수지의 경화 등의 소정의 처리를 행하기 위한 장치이다.

이와 같은 광원 장치는 발광 동작 시에 발광관이 고온으로 되므로, 발광관의과도한 온도 상승을 억제할 수 있도록 냉각시키는 수단이 구비되어 있다.

이 냉각 수단의 구성으로서는, 예를 들면, 하기 특허 문헌 1에도 기재된 바와 같이, 발광관의 주위를 둘러싼 상태로 수냉 쟈켓 등의 냉각용 부재를 배치하는 것을 고려할 수 있다.

하기 특허 문헌 1의 수냉 쟈켓은, 발광관으로부터 출사된 광을 투과시키기 위해 석영으로 된 이중관에 의해 구성되며, 이 이중관의 내관과 외관 사이의 공간에 냉각수를 흐르게 하는 구성으로 하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허출원 공개번호 2004-39511호 공보

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 전술한 종래 구성에서는, 발광관 자체는 냉각용 부재의 냉각 작용에 의해 과도한 온도 상승을 방지할 수는 있지만, 발광관에 있어서의 전극용 리드선의 밀봉 개소의 온도 상승에 대한 억제 효과는 충분하지 않았다. 특히 최근의 램프 출력의 증대에 의해, 전극용 리드선의 밀봉 개소의 온도 상승으로 발광관이 손상되어, 발광관의 수명을 단축시킬 염려도 있다.

이 전극의 밀봉 개소를 적절하게 냉각시키기 위해서는, 전용 냉각 수단을 구비하면 되지만, 충분한 냉각 효과를 가지게 하려면, 그만큼 장치 비용의 상승을 초래하게 된다.

본 발명은, 전술한 실정을 감안하여 행해진 것으로서, 그 목적은, 장치 비용의 상승을 가급적 억제하면서, 발광관 전체를 효과적으로 냉각시키는 점에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 출원의 제1 발명은, 발광관과, 이 발광관의 주위를 둘러싼 상태로 배치되어 상기 발광관을 냉각시키는 냉각용 부재가 구비된 광원 장치에 있어서, 상기 발광관에, 전극용 리드선을 밀봉 상태로 장착하는 리드선 밀봉 장착부가 구비되고, 상기 리드선 밀봉 장착부를 냉각 대상으로 하는 냉각풍의 통풍 경로가 형성되고, 이 통풍 경로에 있어서의 상기 리드선 밀봉 장착부의 적어도 상류 측에 상기 냉각용 부재의 배치 개소가 위치하고, 또한 상기 리드선 밀봉 장착부보다 상기 통풍 경로의 상류 측에 상기 발광관의 다른 부분이 위치하지 않도록 배치되어, 상기 냉각용 부재에 의해 냉각된 상태의 냉각풍이 상기 리드선 밀봉 장착부의 존재 위치를 통과하도록 구성되어 있다.

즉, 발광관의 전극용 리드선의 밀봉 개소인 상기 리드선 밀봉 장착부를 냉각풍의 통풍 경로 내에 위치시킴으로써 해당 개소를 냉각시킨다.

상기 리드선 밀봉 장착부를 냉각시키는 냉각풍은, 발광관에 대하여 보면, 발광관의 다른 부분(상기 리드선 밀봉 장착부 이외의 부분)이 상기 리드선 밀봉 장착부보다 통풍 경로 상류 측에 존재하지 않고, 고온으로 되는 광 출사 영역의 근방을 통과하여 냉각풍의 냉각 효과가 저하되는 것을 회피할 수 있다.

다만, 단지 상기 리드선 밀봉 장착부를 냉각풍의 통풍 경로에 위치시키는 것 만으로는, 반드시 충분한 냉각 효과를 얻는다고는 볼 수 없다. 또한, 이와 반대로 충분한 냉각 효과를 확보하기 위해 이 냉각풍의 온도를 저하시키는 수단을 별도로 구비하는 구성으로 하면 장치 비용의 상승을 초래하게 된다.

그래서, 상기 리드선 밀봉 장착부를 냉각시키는 냉각풍의 통풍 경로에 있어서의 상기 리드선 밀봉 장착부의 상류 측에, 발광관을 냉각시키는 냉각용 부재의 배치 개소가 위치하도록 구성한다.

즉, 발광관을 냉각시키는 냉각용 부재라 하더라도, 예를 들면 그 냉각용 부재가 수냉 등의 액체 냉각 방식이면 액체 냉각용 냉매의 배관 부분이나, 또는 발광관에 대해서 냉각 작용하는 부분의 끝주위 부근 등에서는, 발광관의 고온 부분으로부터도 이격되어 있고, 냉각풍에 대해서 냉각 효과를 가진다.

따라서, 발광관을 냉각시키기 위해 구비되어 있는 냉각용 부재를 이용하여, 상기 리드선 밀봉 장착부의 냉각을 위한 냉각풍을 냉각시켜서, 상기 리드선 밀봉 장착부에 대한 냉각 효과를 증대시키고 있다.

또한, 본 출원의 제2 발명은, 상기 제1 발명의 구성에 대하여, 상기 냉각풍은, 상기 발광관에 대해서는, 상기 발광관에 있어서의 상기 리드선 밀봉 장착부만을 냉각 대상으로 하도록 통풍 경로가 형성되어 있다.

즉, 발광관의 다른 부분(상기 리드선 밀봉 장착부 이외의 부분)이 상기 리드선 밀봉 장착부보다 통풍 경로 상류 측에 존재하지 않도록 하는 구성으로서는, 예를 들면, 발광관의 각 부 중에서 상기 리드선 밀봉 장착부가 가장 통풍 경로 상류 측에 위치하도록 배치하여, 냉각풍이 상기 리드선 밀봉 장착부 뿐만아니라 발광관에 있어서의 발광 영역의 냉각도 행하도록 구성할 수 있다. 그러나, 냉각풍에 의한 냉각 대상을 상기 리드선 밀봉 장착부로 한정함으로써, 냉각 부하를 경감시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 출원의 제3 발명은, 상기 제1 또는 제2 발명의 구성에 대하여, 상기 발광관은, 길이 방향의 양 단부(端部)에 한쌍으로 상기 리드선 밀봉 장착부가 구비된 직관(直管) 형상으로 형성되고, 상기 냉각용 부재는, 상기 발광관의 주위를 둘러싼 상태로 배치된 수냉 쟈켓에 의해 구성되며, 상기 수냉 쟈켓에 있어서의 상기 리드선 밀봉 장착부 부근의 부재에, 상기 냉각풍의 통풍 경로를 구성하는 통풍구멍이 형성되어 있다.

즉, 수냉 쟈켓을 구성하는 부재에 냉각풍의 통풍 경로로 되는 통풍 구멍을 형성하여, 이 통풍 구멍을 통과하는 냉각풍에 의해 리드선 밀봉 장착부를 냉각시킨다.

[발명의 효과]

상기 제1 발명에 의하면, 발광관을 냉각시키기 위해 구비되어 있는 냉각용 부재를 이용하여, 상기 리드선 밀봉 장착부의 냉각을 위한 냉각풍을 냉각시켜서, 상기 리드선 밀봉 장착부에 대한 냉각 효과를 증대시키고 있으므로, 장치 비용의 상승을 가급적 억제하면서, 발광관 전체를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 발명에 의하면, 냉각풍에 의한 냉각 대상을 상기 리드선 밀봉 장착부로 한정함으로써, 냉각 부하를 경감할 수 있고, 장치 비용의 상승을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 상기 제3 발명에 의하면, 수냉 쟈켓을 구성하는 부재에 통풍 구멍을 형성할 뿐인 간단한 구성으로, 리드선 밀봉 장착부를 정확하게 냉각시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광원 장치의 부분 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광원 장치의 주요부의 부분 단면도이다.

[부호의 설명]

1: 발광관

CM: 냉각용 부재

RH: 리드선 밀봉 장착부

이하, 본 발명의 광원 장치의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시예의 광원 장치 UL은, 도 1의 부분 단면도에 나타낸 바와 같이, 발광 관(1)과, 발광관(1)을 냉각시키는 냉각용 부재 CM인 수냉 쟈켓(2)을 주요부로 하여 구성되어 있다.

그리고, 도 1에서는, 도면을 쉽게 볼 수 있도록 하기 위해, 발광관(1) 이외의 부분에 대해서는 단면시(斷面視)로 나타내며, 또한 더 세부에 있어서는 단면임을 나타내는 빗금에 의한 도시를 적절하게 생략하고 있다.

본 실시예의 발광관(1)은 자외선 램프이며, 전체적으로 봉형의 직관 형상으로 형성되고, 이것의 길이 방향의 양 단부에 있어서, 발광관(1) 내부의 방전용 전극(3)에 접속되는 전극용 리드선(3a)이 밀봉되고, 외부 전극으로서 인출되고 있다.

전극용 리드선(3a)의 밀봉 개소는 꼭지쇠(4)에 의해 보호되고, 발광관(1)의 길이 방향의 양 단부에 한쌍으로 구비되는 꼭지쇠(4)의 존재 개소가, 전극용 리드선(3a)을 밀봉 상태로 장착하는 리드선 밀봉 장착부 RH로 되어 있다.

수냉 쟈켓(2)은, 원통형의 내관(21)과, 마찬가지로 원통형이면서 내관(21)보다 직경이 큰 외관(22)과, 이들을 유지하기 위한 부재에 의해 구성되며, 발광관(1)의 주위를 둘러싼 상태로 배치되어 있다.

내관(21)과 외관(22)은 모두 석영으로 되어 있으며, 이들이 동일 축 상태로 배치되어, 내관(21)과 외관(22) 사이의 공간이 냉각수의 통로로 되어 있다.

내관(21)은 외관(22)보다 약간 길게 형성되어 있고, 동일 축 상태로 배치된 내관(21) 및 외관(22)의 길이 방향 양 단부가 실링용 링(23)에 끼워져서, 내관(21)과 외관(22) 사이의 간격을 일정하게 유지하고 있다.

실링용 링(23)에는 냉각수를 도입 또는 배출하기 위한 급배수 구멍(23a)이 구비되어 있고, 도 1에서는, 우측의 실링용 링(23)의 급배수 구멍(23a)에 급수 호스(24)를 접속하여 급수 측으로 하고, 또한, 좌측의 실링용 링(23)의 급배수 구멍(23a)에 배수 호스(25)를 접속하여 배수 측으로 하고 있다.

한쌍의 실링용 링(23)은, 각각 링형의 지지 부재(26)에 의해 유지되어 위치결정되고, 외관(22)과 실링용 링(23) 사이, 및, 내관(21)과 실링용 링(23) 및 지지 부재(26) 사이가 O링(오링)으로 실링되어 있다.

급수 호스(24)로부터 급수된 냉각수는, 실링용 링(23)의 내면 측과 내관(21)의 외면으로 형성되는 공간을 거쳐, 내관(21)과 외관(22) 사이의 공간에 흘러들고, 또한 반대 측(배수 측)의 실링용 링(23)의 내면과 내관(21)의 외면으로 형성되는 공간을 거쳐 배수 호스(25)로 배출된다.

발광관(1)은, 길이 방향 양 단부의 꼭지쇠(4)에 외측에서 결합하는 실질적으로 원판형의 홀더(11)에 의해 지지되어 있고, 홀더(11)는, 내관(21)의 길이 방향의 끝주위에 접하고, 또한 지지 부재(26)에 내측에 결합하는 상태로 위치 결정되어 있다.

이로써, 발광관(1)은, 내관(21) 내에 있어서 내관(21)과 실질적으로 동일 축 상태로 배치되고, 또한, 발광관(1)의 꼭지쇠(4)(즉, 리드선 밀봉 장착부 RH)가 지지 부재(26)의 존재 위치까지 들어가는 배치 상태로 되어 있다.

본 발명의 광원 장치 UL는, 전술한 구성에 의해 발광관(1)을 냉각시키고, 또한 발광관(1)의 리드선 밀봉 장착부 RH[꼭지쇠(4)의 존재 개소]를 냉각시키는 수단도 구비하고 있으며, 이 리드선 밀봉 장착부 RH의 냉각을 위하여, 발광관(1)을 냉 각시키기 위한 장치 구성의 일부를 이용하고 있다.

이하에서, 수냉 쟈켓(2)의 길이 방향 단부(端部) 부근을 확대하여 부분 단면도로서 나타낸 도 2에 따라 설명한다.

도 2는, 도 1에 있어서의 우측 단부(급수 측의 단부)를 나타낸 것이며, 반대 측의 좌측 단부(배수 측의 단부)의 구성도 동일한 구성으로 대칭으로 구성되어 있다.

그리고, 이 도 2에 있어서도, 도 1과 마찬가지로, 발광관(1) 이외의 부분에 대하여 단면시로 나타내고, 또한 더 세부에 있어서는 단면임을 나타내는 빗금의 도시는 적절하게 생략하고 있다.

리드선 밀봉 장착부 RH의 냉각은, 리드선 밀봉 장착부 RH를 냉각 대상으로 하는 냉각풍의 통풍 경로를 형성함으로써 행한다.

보다 구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 링형의 지지 부재(26)의 일단부에, 측면(26b)으로부터 내면(26a)으로 관통하는 다수의 가는 구멍(26c)을 형성하고, 이 다수의 가는 구멍(26c)의 존재 위치의 반대 측의 단부에 내면(26a)으로부터 측면(26b)으로 관통하는 관통 구멍(26d)을 형성하여, 가는 구멍(26c) 및 관통 구멍(26d)으로 이루어지는 통풍 구멍으로 냉각풍의 통풍 경로를 구성하고 있다.

이 통풍 구멍[가는 구멍(26c) 및 관통 구멍(26d)]과 리드선 밀봉 장착부 RH의 위치 관계는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 발광관(1)의 길이 방향과 직교하는 면 상에 나란한 위치 관계로 되고, 수냉 쟈켓(2)에 있어서의 리드선 밀봉 장착부 RH에 가장 가까운 부재[지지 부재(26)]에 상기 통풍 구멍을 형성하고 있다.

관통 구멍(26d)에는, 흡기 펌프 또는 클린 룸의 흡기 배관 등의 흡기 수단으로부터의 호스(12)가 접속되어 있다.

지지 부재(26)의 일측은, 호스(12)로부터 흡기될 때, 가는 구멍(26c)으로부터 관통 구멍(26d)에 도달하는 통풍 경로가 양호한 효율로 형성되도록, 정풍판(整風板)(13)을 구비하여 유지 부재(26)의 내면(26a) 측의 공간을 폐색하고 있다.

실링용 링(23) 및 지지 부재(26)는, 둘 다 열 전도가 양호한 금속으로 형성되어 서로 접하고 있고, 급수 호스(24)로부터의 냉각수의 공급에 의해 냉각되어 비교적 저온으로 되어 있다.

그러므로, 호스(12)로부터 흡기되면, 지지 부재(26)의 가는 구멍(26c)에 빨려 들여간 공기는 가는 구멍(26c)을 통과하는 동안에 가는 구멍(26c)의 벽면과의 상호 작용에 의해 냉각되고, 꼭지쇠(4)의 존재 개소(리드선 밀봉 장착부 RH)를 통과하여 관통 구멍(26d)에 도달하여 배출된다.

이와 같이 형성되는 통풍 경로에 있어서, 리드선 밀봉 장착부 RH의 상류 측에 냉각용 부재 CM[보다 구체적으로는, 냉각용 부재 CM인 수냉 쟈켓(2)의 일부를 구성하여, 내관(21) 및 외관(22)의 길이 방향 단부를 유지하는 지지 부재(26)]의 배치 개소가 위치하고, 또한, 리드선 밀봉 장착부 RH보다 통풍 경로의 상류 측에 발광관(1)의 다른 부분이 위치하지 않도록 배치됨으로써, 지지 부재(26)의 가는 구멍(26c)을 통과하여 냉각된 상태의 냉각풍이 리드선 밀봉 장착부 RH의 존재 위치를 통과하여, 양호한 효율로 리드선 밀봉 장착부 RH를 냉각시킨다.

이 냉각풍은 발광관(1)의 리드선 밀봉 장착부 RH 만을 냉각 대상으로 하도록 통풍 경로가 형성되어 있고, 국소적인 공간에서의 통풍이므로, 상기 흡기 수단의 흡기 능력으로서는 그다지 우수한 능력을 요구하지 않는다.

또한, 리드선 밀봉 장착부 RH에 냉각풍을 공급하는 것에 대해서는, 리드선 밀봉 장착부 RH에 냉각풍을 분사시켜서 냉각시키는 구성도 고려할 수 있지만, 이와 같은 구성에서는, 광을 조사하는 대상물 등으로부터 비산되어 부유하는 미소한 먼지를 주위의 공간에 흩뿌리게 된다. 이는, 광원 장치 UL이 클린 룸 등의 먼지의 비산이 특히 문제로 되는 환경 하에서는, 가능한 회피할 필요가 있다.

그래서, 전술한 바와 같이, 리드선 밀봉 장착부 RH를 냉각시키는 냉각풍을 상기 흡기 수단에 의한 흡기에 의해 형성하여, 전술한 미소한 먼지도 포함하여 흡인함으로써, 광원 장치 UL의 주위 공간에의 미소한 먼지의 비산을 방지하고 있다.

[다른 실시예]

이하, 본 발명의 다른 실시예를 열기(列記)한다.

(1) 상기 실시예에서는, 리드선 밀봉 장착부 RH를 냉각시키는 냉각풍은 발광관(1) 내의 리드선 밀봉 장착부 RH 만을 냉각 대상으로 하도록 통풍 경로가 형성되어 있는 경우를 예시하고 있지만, 이 냉각풍의 통풍 경로에 있어서, 리드선 밀봉 장착부 RH의 하류 측에 발광관(1)의 광(자외선) 출사 영역을 위치시키고, 그 부분도 병행하여 냉각 대상으로 할 수도 있다.

(2) 상기 실시예에서는, 냉각 대상인 리드선 밀봉 장착부 RH의 통풍 경로 상류 측에 냉각용 부재 CM의 배치 개소를 위치시킴에 있어서, 지지 부재(26)의 가는 구멍(26c)을 통풍 경로로서 구성하는 경우를 예시하고 있지만, 예를 들면 지지 부 재(26) 내의 통풍 경로를 나선형으로 형성하여, 냉각용 부재 CM 내에서 보다 긴 통풍 경로를 형성하여, 냉각풍에 대한 냉각 효과를 더욱 향상시킬 수도 있다.

(3) 상기 실시예에서는, 발광관(1)으로서 자외선 램프를 예시하고 있지만, 자외선 이외의 각종 파장을 가지는 발광관(1)에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.

본 출원은, 2007년 4월 25일 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원번호 2007-115416)에 기초한 것이며, 그 전체적인 내용은 참조로서 본 발명에 원용된다.

Claims (3)

1. 발광관과, 상기 발광관의 주위를 둘러싼 상태로 배치되어 상기 발광관을 냉각시키는 냉각용 부재를 구비한 광원 장치로서,

   상기 발광관에 전극용 리드선을 밀봉 상태로 장착하는 리드선 밀봉 장착부가 구비되고,

   상기 리드선 밀봉 장착부를 냉각 대상으로 하는 냉각풍의 통풍 경로가 형성되고,

   상기 통풍 경로에 있어서의 상기 리드선 밀봉 장착부의 적어도 상류 측에 상기 냉각용 부재가 배치되고, 또한 상기 리드선 밀봉 장착부보다 상기 통풍 경로의 상류 측에 상기 발광관의 상기 리드선 밀봉 장착부 이외의 다른 부분이 위치하지 않도록 배치되어, 상기 냉각용 부재에 형성된 관통 구멍으로 이루어지는 통풍 구멍에 의해 냉각된 상태의 냉각풍이 상기 리드선 밀봉 장착부의 존재 위치를 통과하도록 구성되어 있고,

   또한 상기 냉각풍은, 상기 발광관에 대해서는, 상기 발광관에 있어서의 상기 리드선 밀봉 장착부만을 냉각 대상으로 하도록 통풍 경로가 형성되는, 광원 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 발광관은, 길이 방향의 양 단부에 한쌍으로 상기 리드선 밀봉 장착부가 구비된 직관(直管) 형상으로 형성되고,

   상기 냉각용 부재는, 상기 발광관의 주위를 둘러싼 상태로 배치된 수냉 쟈켓에 의해 구성되는, 광원 장치.

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