KR20190029435A - 광원 장치, 그것을 구비하는 조사 장치, 및 광원 장치의 점등 방법 - Google Patents

광원 장치, 그것을 구비하는 조사 장치, 및 광원 장치의 점등 방법 Download PDF

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KR20190029435A
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Abstract

(과제) 방전등의 점등 개시시 혹은 소등시에 있어서의 리플렉터의 「균열」이 생길 가능성을 극소화할 수 있는 광원 장치를 제공한다.
(해결 수단) 광원 장치(100)를, 광원이 되는 방전등(110)과, 자신의 온도가 상승하면 저항값이 상승하고, 당해 온도가 저하하면 저항값이 저하하는 저항체(200)와, 방전등(110) 및 저항체(200)가 설치된 리플렉터 용기(151)로 구성한다. 그리고, 방전등(110)의 점등을 개시했을 때, 저항체(200)에, 방전등(110)의 온도 상승에 따라 리플렉터 용기(151)의 외면을 가열시킨다.

Description

광원 장치, 그것을 구비하는 조사 장치, 및 광원 장치의 점등 방법{LIGHT SOURCE, LIGHTING DEVICE AND METHOD OF LIGHTING THE SAME}
본 발명은, 예를 들면, 프린트 배선 기판 등의 노광에 이용하는 광을 발하는 광원 장치, 그 광원 장치를 이용한 조사 장치, 및 당해 광원 장치를 점등함과 더불어 소등하는 방법에 관한 것이다.
종래, 전자기기에 부품을 실장하기 위해서 수지나 유리 에폭시재의 기판 상에 구리 등의 금속으로 배선 패턴을 형성한 프린트 배선 기판이 이용되고 있다. 이들 프린트 배선 기판 상으로의 배선 패턴의 형성에는 포토 에칭 기술이 이용되고 있다. 포토 에칭은, 배선이 되는 금속층이 전체면에 형성된 기판 상 전체면에, 감광성의 약제인 포토레지스트를 도포하고, 이것에 배선 패턴과 동일한 포토마스크를 통해 노광 장치로부터의 조사광을 조사함으로써 행한다.
포토레지스트에는, 조사광에 의해 포토레지스트의 용해성이 저하하는 네가티브형 포토레지스트와, 반대로 조사광에 의해 포토레지스트의 용해성이 증대하는 포지티브형 포토레지스트가 있다. 조사광에 의해 용해성이 상대적으로 증대한 포토레지스트 부분을 화학 처리하여 제거하고, 노출된 금속층을 에칭에 의해 제거하면 포토레지스트가 남은 부분의 아래에 있는 금속층만이 남고, 포토레지스트를 제거함으로써 배선 패턴이 기판 상에 형성된다. 포지티브형, 네가티브형 중 어느 포토레지스트에 조사광을 조사하는 경우에도, 조사면 전체면에 걸쳐서 균일한 노광량을 확보하기 위해서, 균일한 조도로 일정한 시간, 안정된 조사광의 조사가 필요하다.
이와 같이, 예를 들면, 노광 장치로 대표되는 조사 장치에 광원으로서 사용되는 광원 장치에는, 방출하는 광의 조사각이나 조사 분포 등을 제어하는 기능이 필요하다. 이 때문에, 광원 장치는, 광원(예를 들면 방전등) 단체(團體)가 아니라, 이것에 광의 반사면을 갖는 리플렉터를 조합하여 구성되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).
일본국 특허 공개 2008-98086호 공보
그러나, 방전등과 같이, 발광중에 그것 자신이 고온이 되는 광원을 상술한 광원 장치에 사용하는 경우에는 문제가 발생할 우려가 있었다. 즉, 냉간 상태로부터 광원 장치의 방전등의 점등을 개시하면, 리플렉터의 내면(반사면)측의 표면 온도는, 당해 방전등으로부터의 방사열을 직접 받아 급격하게 상승한다. 그 한편, 리플렉터의 외면측의 표면 온도는 상기 내면측의 표면 온도에 비해 상승하는 것이 늦어져버린다.
특히, 리플렉터와 방전등을 소정의 위치에서 서로 유지하는 것을 목적으로 하여 리플렉터의 바닥부 외측에 베이스 부재(예를 들면 세라믹제)를 설치하고 있는 경우, 이 베이스 부재가 방열 부재의 역할을 발휘함으로써, 방전등의 점등 개시부터 소정의 기간 내에 있어서의, 리플렉터에 있어서의 바닥부 외측의 표면 온도와 리플렉터의 내면측의 표면 온도의 차가 더욱 커진다. 이 때문에, 리플렉터의 바닥부에 있어서의 내면측의 표면 온도와 외면측의 표면 온도 사이의 온도차에 의해서 리플렉터에 「균열」이 생길 우려가 있었다.
추가로 말하면, 어느 정도의 시간 점등 상태가 계속되고 있던 상태(온간 상태)로부터 광원 장치의 방전등을 소등하는 경우도 동일한 문제가 있었다. 즉, 방전등을 소등한 직후에는, 당해 방전등으로부터의 여열에 의해서 리플렉터의 내면측의 표면 온도는 비교적 천천히 저하해간다. 이에 대해, 리플렉터의 외면측(특히, 베이스 부재가 설치되어 있는 리플렉터의 바닥부 외측)의 표면 온도는 급격하게 저하한다. 이 때문에, 방전등을 소등하는 경우에 있어서도 리플렉터에 「균열」이 생길 우려가 있었다.
본 발명은, 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 광원(방전등) 및 리플렉터 용기를 구비하는 광원 장치로서, 방전등의 점등 개시시 및 소등시에 있어서의 리플렉터의 「균열」이 생길 가능성을 극소화할 수 있는 광원 장치, 그것을 구비하는 조사 장치, 및 광원 장치를 점등함과 더불어 소등하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일국면에 따르면,
광원이 되는 방전등과,
자신의 온도가 상승하면 저항값이 상승하고, 상기 온도가 저하하면 상기 저항값이 저하하는 저항체와,
상기 방전등 및 상기 저항체가 설치된 리플렉터 용기를 구비하는 광원 장치로서,
상기 방전등의 점등을 개시했을 때, 상기 저항체는, 상기 방전등의 온도 상승에 따라 상기 리플렉터 용기의 가열을 서서히 저하시키는 것을 특징으로 하는 광원 장치가 제공된다.
또, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
광원이 되는 방전등과,
자신의 온도가 상승하면 저항값이 상승하고, 상기 온도가 저하하면 상기 저항값이 저하하는 저항체와,
상기 방전등 및 상기 저항체가 설치된 리플렉터 용기를 구비하는 광원 장치로서,
상기 방전등을 소등했을 때, 상기 저항체는, 상기 방전등의 온도 저하에 따라 상기 리플렉터 용기의 가열을 서서히 상승시키는 것을 특징으로 하는 광원 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 방전등은 주로 자외광을 방사하고, 상기 리플렉터 용기는, 상기 방전등으로부터 방사된 상기 자외광을 반사시키는 반사면을 갖고 있다.
바람직하게는, 상기 저항체는, 상기 리플렉터 용기 내에 수용되어 있다.
또한, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
적어도 1개의 상기 광원 장치와,
상기 저항체에 정전압을 공급하는 정전압 전원을 갖는 조사 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
적어도 1개의 상기 광원 장치와,
상기 저항체에 정전류를 공급하는 정전류 전원을 갖는 조사 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
적어도 1개의 광원 장치와,
상기 방전등의 점등 개시 단계에 있어서 상기 저항체에 정전압을 공급하는 정전압 전원과,
상기 방전등의 소등 단계에 있어서 상기 저항체에 정전류를 공급하는 정전류 전원을 갖는 조사 장치가 제공된다.
또, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
상기 광원 장치에 있어서의 상기 방전등의 점등을 개시하고 나서 소정의 기간, 상기 저항체에 정전압을 공급하는 광원 장치의 점등 방법이 제공된다.
또, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
상기 광원 장치에 있어서의 상기 방전등의 점등을 개시하고 나서 소정의 기간, 상기 저항체에 정전류를 공급하는 광원 장치의 점등 방법이 제공된다.
또, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
상기 광원 장치에 있어서의 상기 방전등을 소등하고 나서 소정의 기간, 상기 저항체에 정전압을 공급하는 광원 장치의 점등 방법이 제공된다.
또, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
상기 광원 장치에 있어서의 상기 방전등을 소등하고 나서 소정의 기간, 상기 저항체에 정전류를 공급하는 광원 장치의 점등 방법이 제공된다.
또, 본 발명의 다른 국면에 의하면,
상기 광원 장치에 있어서의 상기 방전등의 점등을 개시하고 나서 소정의 기간, 상기 저항체에 정전압을 공급하고,
상기 광원 장치에 있어서의 상기 방전등을 소등하고 나서 소정의 기간, 상기 저항체에 정전류를 공급하는 광원 장치의 점등 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 광원(방전등) 및 리플렉터 용기를 구비하는 광원 장치로서, 방전등의 점등 개시시 혹은 소등시에 있어서의 리플렉터의 「균열」이 생길 가능성을 극소화할 수 있는 광원 장치, 그것을 구비하는 조사 장치, 및 광원 장치를 점등함과 더불어 소등하는 방법을 제공할 수 있었다.
도 1은 본 발명이 적용된 노광기(10)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용된 조사 장치(50)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용된 조사 장치(50)의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명이 적용된 광원 장치(100)의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 방전등(110)의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명이 적용된 정전압 공급 제어 장치(57)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 방전등(110)의 점등시에 정전압을 공급하는 경우에 있어서의, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도, 및, 저항체(200)의 유무에 따른 외면측의 표면 온도의 거동의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 방전등(110)의 소등시에 정전압을 공급하는 경우에 있어서의, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도, 및, 저항체(200)의 유무에 따른 외면측의 표면 온도의 거동의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9는 방전등(110)의 점등시에 정전류를 공급하는 경우에 있어서의, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도, 및, 저항체(200)의 유무에 따른 외면측의 표면 온도의 거동의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은 방전등(110)의 소등시에 정전류를 공급하는 경우에 있어서의, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도, 및, 저항체(200)의 유무에 따른 외면측의 표면 온도의 거동의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 11은 저항체(200)의 설치 위치에 관한 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 저항체(200)의 설치 위치에 관한 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 일례로서, 본 발명이 적용된 조사 장치(50)를 프린트 배선 기판 등의 노광을 행하는 노광기(10)에 이용한 경우에 대해서 설명한다. 물론, 조사 장치(50)는 노광기(10)뿐만 아니라, 다른 조명 용도에 사용할 수 있다. 또, 광원 장치(100)로부터 방사되는 광의 파장도 조명 용도에 따른 것이 선택된다.
(노광기(10)의 구성)
도 1은, 본 발명이 적용된 실시예 1에 따른 노광기(10)를 나타낸다. 노광기(10)는, 대략, 조사 장치(50)와, 인티그레이터(12)와, 오목면경(14)과, 조사면(16)으로 구성되어 있다.
조사 장치(50)는, 노광 대상물(X)의 노광에 적합한 파장을 포함하는 광을 방사한다. 조사 장치(50)의 상세한 사항에 대해서는, 노광기(10)의 구성을 설명한 후에 설명한다.
인티그레이터(12)는, 조사 장치(50)로부터의 광을 받아들이는 입사면(18), 및, 받아들인 광의 균일성을 높인 후에 당해 광을 출사하는 출사면(20)을 갖고 있다. 입사면(18) 및 출사면(20)에는, 각각, 복수의 플라이 아이 렌즈(21)가 형성되어 있다.
오목면경(14)은, 그 내측에 반사 요면(22)을 갖고 있다. 이 오목면경(14)은, 인티그레이터(12)로부터 출사된 광을 반사 요면(22)에서 반사시켜 평행광으로 한다.
조사면(16)은, 오목면경(14)으로부터의 평행광을 받는 광이며, 당해 평행광에 대해 대략 직교하는 방향으로 배치되어 있다. 이 조사면(16)에는, 노광 대상물(X)이 재치(載置)된다. 노광 대상물(X)의 표면에는, 예를 들면 감광제가 도포되어 있다. 오목면경(14)으로부터의 평행광이 노광 대상물(X)에 있어서의 원하는 영역을 조사함으로써, 노광 대상물(X)의 표면에 원하는 회로 패턴 등이 형성된다.
(조사 장치(50)의 구성)
도 2는, 본 발명이 적용된 실시예 1에 따른 조사 장치(50)를 나타내는 도면이다. 또, 도 3은, 조사 장치(50)의 평면도이다. 조사 장치(50)는, 복수의 광원 장치(100)와, 프레임(52)과, 점등 회로(54)와, 스위치(55)와, 정전압 전원(56)과, 정전압 공급 제어 장치(57)를 구비하고 있다.
광원 장치(100)는, 노광 대상물(X)의 노광에 적합한 파장의 자외광을 포함하는 광을 방사한다. 광원 장치(100)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 대략, 방전등(110)과, 리플렉터(150)와, 절연 베이스(170)와, 저항체(200)로 구성되어 있다. 또한, 리플렉터(150)와 절연 베이스(170)를 합쳐서 리플렉터 용기(151)라고 기재하는 경우가 있다.
방전등(110)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 발광관부(112)와, 당해 발광관부(112)로부터 연장되는 한 쌍의 시일부(114)를 갖고 있다. 발광관부(112) 및 한 쌍의 시일부(114)는, 석영 유리로 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 발광관부(112) 내에는 시일부(114)에 의해서 밀폐된 내부 공간(116)이 형성되어 있다.
방전등(110)의 각 시일부(114) 내에는, 매설된 몰리브덴제의 포일(118)과, 일단이 포일(118)의 한쪽 단부에 접속되어 있음과 더불어 타단이 내부 공간(116) 내에 배치된 텅스텐제의 한 쌍의 전극(120)과, 일단이 포일(118)의 다른쪽 단부에 접속되어 있음과 더불어 타단이 시일부(114)로부터 외부로 연장되는 한 쌍의 리드봉(122)이 각각 설치되어 있다. 또, 내부 공간(116)에는, 소정량의 수은(124) 및 할로겐(예를 들면 브롬)이 봉입되어 있다.
방전등(110)에 설치된 한 쌍의 리드봉(122)에 소정의 고전압을 인가하면, 발광관부(112)의 내부 공간(116)에 설치된 한 쌍의 전극(120) 사이에서 개시한 글로 방전이 아크 방전으로 이행하고, 이 아크에 의해서 증발 및 여기된 수은(124)에 의해서 광(주로 자외선)이 방사된다.
도 4로 되돌아와서, 본 실시예에 따른 광원 장치(100)에서는, 한쪽의 시일부(114)가 리플렉터(150)의 시일부 삽입 설치 구멍(156)에 삽입 설치되어 있다. 또한, 방전등(110)은, 교류 점등용이거나 직류 점등용이어도 된다.
리플렉터(150)는, 볼(bowl) 형상의 반사면(152)을 그 내면에 갖고 있다. 이 반사면(152)은, 리플렉터(150)의 내측에 발광관부(112)가 위치하도록 배치된 방전등(110)으로부터의 광의 일부를 반사시킨다. 본 실시예에서는, 이 반사면(152)은 회전 포물면으로 규정되어 있다. 또, 방전등(110)에 있어서의 발광점(개략, 내부 공간(116)에 있어서의 한 쌍의 전극(120) 사이에 형성된 아크의 중앙 위치)은 당해 회전 포물면의 초점과 일치하고 있다. 이에 의해, 방전등(110)의 발광점으로부터 방사되어, 반사면(152)에서 반사한 후, 리플렉터(150)의 개구(154)로부터 나온 광은, 거의 평행광이 된다. 물론, 반사면(152)의 형상은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 회전 타원면이나 그 외의 회전면, 혹은 회전면 이외의 형상이어도 된다. 또, 발광점을 초점과 일치시키는 것은 필수가 아니며, 필요에 따라서, 발광점을 초점으로부터 어긋나게 해도 된다.
또, 리플렉터(150)에 있어서의 개구(154)와는 반대측으로부터는, 바닥 목부(155)가 돌출 설치되어 있다. 또한, 리플렉터(150)의 반사면(152)에는, 방전등(110)에 있어서의 한쪽의 시일부(114)가 삽입 설치되는 시일부 삽입 설치 구멍(156)이 형성되어 있다. 이 시일부 삽입 설치 구멍(156)은, 반사면(152)의 바닥에서부터 바닥 목부(155)의 선단에 걸쳐 형성되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 방전등(110)에 리플렉터(150)를 조합함으로써, 방전등(110)으로부터 방사된 광은, 반사면(152)의 중심축(CL)을 따라서 나아가는 광을 중심으로 하여 소정 각도(열림각)를 가진 범위에서 리플렉터(150)의 전방으로 나아가게 된다.
도 4로 되돌아와서, 절연 베이스(170)는, 세라믹 등의 전기적 절연체로 형성되어 있으며, 리플렉터(150)의 바닥 목부(155) 및 시일부 삽입 설치 구멍(156)에 삽입 설치된 방전등(110)에 있어서의 한쪽의 시일부(114)가 삽입되는 리플렉터 삽입 구멍(172)이 형성되어 있다. 바닥 목부(155) 및 시일부(114)가 리플렉터 삽입 구멍(172)에 삽입됨으로써, 절연 베이스(170)가 시일부 삽입 설치 구멍(156)을 외측으로부터 덮는 것이 된다.
또, 절연 베이스(170)에는, 상술한 리플렉터 삽입 구멍(172)에 연통하는 내측 공간(174)이 형성되어 있고, 또한 당해 내측 공간(174)과 외측을 서로 연통하여 전원 케이블(A)이 삽입 통과되는 전원 케이블 삽입 통과 구멍(176)이 형성되어 있다.
또한, 절연 베이스(170) 및 방전등(110)(본 실시예의 경우, 또한, 저항체(200))은, 전기 절연성 및 높은 열전도성을 갖는 무기 접착제(C)에 의해서 서로 고정되어 있다. 구체적으로 설명하면, 절연 베이스(170)의 리플렉터 삽입 구멍(172)에 리플렉터(150)의 바닥 목부(155)의 단부, 및, 방전등(110)의 한쪽의 시일부(114)를 삽입하고, 또한, 절연 베이스(170)의 내측 공간(174)에 저항체(200)나나 전원 케이블(A)을 배치한 상태로, 당해 내측 공간(174)에 무기 접착제(C)가 충전되어 있다.
저항체(200)는, 자신의 온도를 감지하여, 당해 온도가 상승하면 저항값이 상승하고, 한편, 당해 온도가 저하하면 저항값이 저하하는 특성을 갖고 있다. 구체적으로, 저항체(200)에는, PTC 서미스트 등이 사용된다. 또한, 저항체(200)를 설치하는 위치는, 도시하는 바와 같이, 리플렉터(150)의 바닥 목부(155)에 있어서의, 광원 장치(100)를 설치한 조사 장치(50)를 사용할 때에 상측이 되는 위치(도면 중 상측), 혹은 그 근방이 적합하다. 당해 위치는, 그 내면측의 온도가 매우 고온이 되기 쉽고, 외면측의 온도와의 차가 가장 커지기 쉬운 위치이기 때문이다.
도 3으로 되돌아와서, 프레임(52)은, 복수의 광원 장치(100)가 장착되는 복수의 오목한 부분(58)이 형성된 대략 직방체형상의 부재이다.
도 2로 되돌아와서, 점등 회로(54)는, 프레임(52)에 설치된 각 광원 장치(100)의 방전등(110)에 필요한 전력을 공급하는 회로이다. 또, 정전압 전원(56)은, 각 광원 장치(100)의 저항체(200)에 직류의 정전압을 공급하는 전원이며, 스위치(55)는 저항체(200)에 공급하는 직류의 정전압을 온·오프한다. 또한, 공급하는 정전압은 교류여도 된다.
정전압 공급 제어 장치(57)는, 각 광원 장치(100)의 저항체(200)에 대한 정전압의 공급을 제어(온·오프)하기 위한 장치이며, 도 6에 나타낸 바와 같이, 대략, 제어부(60)와, 타이머(62)를 갖고 있다.
제어부(60)는, 스위치(55)를 조작하여, 정전압 전원(56)으로부터 저항체(200)에 공급되는 전압을 온·오프하는 기능을 갖는다.
타이머(62)는, 제어부(60)가 스위치(55)를 온으로 하고 나서 소정의 시간이 경과한 후, 제어부(60)에 대해 소정의 시간이 경과한 것을 알리는 기능을 갖는다.
(조사 장치(50)의 동작)
조사 장치(50)의 전원 스위치(도시하지 않음)가 투입되면, 점등 회로(54)는 프레임(52)에 설치된 모든 광원 장치(100)에 있어서의 방전등(110)에 전력을 공급한다. 통상, 방전등(110)이 완전하게 기동하려면 수 분을 필요로 한다.
조사 장치(50)의 전원 스위치 투입 직후에, 정전압 공급 제어 장치(57)에 있어서의 제어부(60)도, 각 광원 장치(100)에 있어서의 저항체(200)에 접속된 스위치(55)를 온으로 하여, 정전압 전원(56)으로부터 당해 저항체(200)에 정전압을 공급한다. 물론, 정전압 공급 제어 장치(57)가 동작하는 타이밍은 이것으로 한정되는 것이 아니며, 점등 회로(54)가 각 방전등(110)에 대해 전력을 공급하는 것과 동시여도 되고, 각 방전등(110)에 대한 급전 개시보다 먼저여도, 나중이어도 된다.
정전압 공급 제어 장치(57)가 각 광원 장치(100)에 있어서의 저항체(200)에 정전압의 공급을 개시해도, 방전등(110)의 발광 개시 직후에서는 당해 방전등(110)으로부터 방사되는 열량이 적다는 점에서, 저항체(200) 자신의 온도는 실온 정도로 낮다. 이 때문에, 저항체(200)의 저항값은 작다는 점에서, 정전압이 공급되고 있는 저항체(200)에는 비교적 많은 전류가 흐른다. 이와 같이 많은 전류가 흐름으로써, 저항체(200)의 온도가 급격하게 상승해가므로, 리플렉터(150), 특히 바닥 목부(155)의 외면측의 표면 온도가 상승한다.
방전등(110)이 점등하고 나서 잠시 후에, 당해 방전등(110)으로부터 방사되는 열량이 많아져, 리플렉터(150)의 내면(반사면(152))측의 표면 온도가 급격하게 상승한다. 이 방전등(110)으로부터의 열에 의해 저항체(200) 자신의 온도가 더욱 상승해간다. 그러면, 저항체(200)의 저항값도 상승해간다. 저항체(200)의 저항값이 상승해가면, 정전압이 공급되고 있는 저항체(200)를 흐르는 전류는 적어져, 저항체(200) 자신으로부터 발하는 열량은 저하해간다.
저항체(200) 자신의 온도가 충분히 높아지고, 당해 저항체(200)를 흐르는 전류가 적어지게 될 때까지 필요로 하는 시간(점등시 타이머 시간)이 정전압 공급 제어 장치(57)에 있어서의 타이머(62)에 미리 설정되어 있어, 소정의 타이밍에서 당해 타이머(62)가 제어부(60)에 대해 소정의 시간이 경과한 것을 알린다. 타이머(62)로부터의 알림을 받은 제어부(60)는, 스위치(55)를 오프로 하여 저항체(200)에 대한 정전압의 공급을 정지한다.
정전압 공급 제어 장치(57)가 상기와 같이 동작함으로써, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도, 및, 저항체(200)의 유무에 따른 외면측의 표면 온도는, 도 7에 나타낸 거동이 된다.
리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도는, 방전등(110)의 점등 개시 직후부터, 당해 방전등(110)으로부터의 열을 받아 급격하게 상승한다.
한편, 리플렉터(150)의 외면측의 표면 온도는, 저항체(200)를 설치하지 않는 경우, 내면측의 표면 온도에 비해 상당히 천천히 상승한다. 그러면, 내면측의 표면 온도가 거의 다 상승한 무렵에, 저항체(200)를 설치하지 않는 경우에 있어서의 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도는 아직 낮은 상태로 되어 있다. 이 때문에, 내면측의 표면 온도와 외면측의 표면 온도의 차가 커져버리는 점에서, 리플렉터(150)에 「균열」이 생길 우려가 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 광원 장치(100)의 경우에는 저항체(200)를 구비하고 있으며, 방전등(110)으로의 급전과 아울러 당해 저항체(200)에도 정전압이 공급된다는 점에서, 리플렉터(150)의 외면측의 표면 온도도 빨리 상승한다. 이에 의해, 내면측의 표면 온도와 외면측의 표면 온도의 차가 커지는 것을 회피할 수 있게 되어, 리플렉터(150)에 「균열」이 생길 가능성을 극소화할 수 있다.
다음에, 방전등(110)을 소등할 때에 대해서 설명한다. 점등 회로(54)로부터의 방전등(110)으로의 급전을 정지하면, 정전압 공급 제어 장치(57)에 있어서의 제어부(60)가 각 광원 장치(100)에 있어서의 저항체(200)에 접속된 스위치(55)를 온으로 하여, 정전압 전원(56)으로부터 당해 저항체(200)에 정전압을 공급한다. 정전압 공급 제어 장치(57)가 동작하는 타이밍은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 조사 장치(50)에 대해 사용자가 방전등(110)의 소등을 지시했을 때, 먼저 정전압 공급 제어 장치(57)에 있어서의 제어부(60)가 각 광원 장치(100)에 있어서의 저항체(200)로의 정전압의 공급을 개시하고, 그 후, 점등 회로(54)로부터의 방전등(110)으로의 급전을 정지하는 순번이어도 된다.
방전등(110)이 소등하면, 당해 방전등(110)으로부터 방사되는 열량은 저하해간다. 이 때, 방전등(110)으로부터의 여열을 받는다는 점에서, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도는 완만하게 저하해간다. 그러나, 리플렉터(150)의 외면측은 방전등(110)으로부터의 여열을 받기 어렵다는 점에서, 당해 외측면의 표면 온도는 급격하게 저하해간다.
한편, 정전압 공급 제어 장치(57)가 각 광원 장치(100)에 있어서의 저항체(200)에 정전압의 공급을 개시했을 때, 점등하고 있던 방전등(110)으로부터의 열에 의해서 저항체(200) 자신의 온도는 높아져 있다. 이 때문에, 저항체(200)의 저항값은 크게 되어 있으며, 정전압이 공급되는 저항체(200)에 흐르는 전류가 적다는 점에서, 저항체(200)로부터 발하는 열량은 적다.
그러나, 방전등(110)으로부터의 열을 받기 어려워진 저항체(200) 자신의 온도가 저하해가면, 저항체(200)의 저항값은 작아져가, 정전압이 공급되는 저항체(200)에 흐르는 전류가 많아져간다는 점에서, 저항체(200)로부터 발하는 열량도 많아져간다.
리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도가 충분히 낮아지고, 당해 리플렉터(150)의 외측면의 표면 온도를 저항체(200)로부터의 열에 의해서 상승시킬 필요가 없어질 때까지 필요로 하는 시간(소등시 타이머 시간)이 정전압 공급 제어 장치(57)에 있어서의 타이머(62)에 미리 설정되어 있으며, 소정의 타이밍에서 당해 타이머(62)가 제어부(60)에 대해 소정의 시간이 경과한 것을 알린다. 타이머(62)로부터의 알림을 받은 제어부(60)는, 스위치(55)를 오프로 하여 저항체(200)에 대한 정전압의 공급을 정지한다.
정전압 공급 제어 장치(57)가 상기와 같이 동작함으로써, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도, 및, 저항체(200)의 유무에 따른 외면측의 표면 온도는, 도 8에 나타낸 거동이 된다.
리플렉터(150)의 내면측은 방전등(110)을 소등해도 당해 방전등(110)으로부터의 여열을 받는다는 점에서, 당해 내면측의 표면 온도는 완만하게 저하해간다.
한편, 리플렉터(150)의 외면측은 방전등(110)으로부터의 여열을 받기 어렵다는 점에서, 당해 외면의 표면 온도는, 저항체(200)를 설치하지 않는 경우, 내측면의 표면 온도에 비해 급격하게 저하한다. 그러면 내면측의 표면 온도는 거의 저하하지 않음에도 불구하고, 외측면의 표면 온도가 꽤 낮은 상태가 된다. 이 때문에, 내면측의 표면 온도와 외면측의 표면 온도의 차가 커져버린다는 점에서, 리플렉터(150)에 「균열」이 생길 우려가 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 광원 장치(100)의 경우에는 저항체(200)를 구비하고 있으며, 방전등(110)의 소등과 아울러 당해 저항체(200)에 정전압이 공급된다는 점에서, 저항체(200)로부터의 열에 의해서 리플렉터(150)의 외면측이 뜨거워져, 당해 외면측의 표면 온도의 저하가 완만하게 된다. 이에 의해, 내면측의 표면 온도와 외면측의 표면 온도의 차가 커지는 것을 회피할 수 있게 되어, 리플렉터(150)에 「균열」이 생길 가능성을 극소화할 수 있다.
(조사 장치(50)의 특징)
본 실시예에 의하면, 방전등(110) 및 리플렉터 용기(151)를 구비하는 광원 장치(100)로서, 방전등(110)의 점등 개시시 혹은 소등시에 있어서의 리플렉터(150)의 「균열」이 생길 가능성을 극소화할 수 있는 광원 장치(100), 그것을 구비하는 조사 장치(50), 및 광원 장치(100)를 점등함과 더불어 소등하는 방법을 제공할 수 있었다.
(변형예 1)
상술한 실시예 1에 있어서, 조사 장치(50)에는 정전압 전원(56) 및 정전압 공급 제어 장치(57)가 구비되어 있었는데, 이를 대신해, 정전류 전원(70) 및 정전류 공급 제어 장치(72)를 설치해도 된다.
정전류 전원(70)은, 각 광원 장치(100)의 저항체(200)에 직류의 정전류를 공급하는 전원이다. 또한, 공급하는 정전류는 교류여도 된다.
또, 정전류 공급 제어 장치(72)는, 각 광원 장치(100)의 저항체(200)에 대한 정전류의 공급을 제어(온·오프)하기 위한 장치이며, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 대략, 제어부(60)와 타이머(62)를 갖고 있다.
저항체(200)에 정전류를 공급하는 경우에 있어서의 조사 장치(50)의 동작도, 상술한 실시예 1에 있어서의 조사 장치(50)의 동작과 기본적으로 동일하다. 정전류 공급 제어 장치(72)가 동작함으로써, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도, 및, 저항체(200)의 유무에 따른 외면측의 표면 온도는, 도 9에 나타낸 거동이 된다.
저항체(200)에 정전류를 공급하는 경우에는, 정전압의 경우에 비해, 공급 개시 직후에 있어서의 저항체(200) 자신의 온도 상승이 늦다. 그러나, 저항체(200) 자신의 온도가 상승하기 시작하면, 저항체(200)의 저항값이 상승하여, 이것에 수반해 공급 전압도 상승해간다. 저항체(200)의 저항값의 상승과 공급 전압의 상승이 상승(相乘) 효과를 만들어냄으로써, 저항체(200) 자신의 온도는 시간의 경과와 함께 가속해간다.
이 결과, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도와 외면측의 표면 온도의 차가 커지는 것을 회피할 수 있어, 리플렉터(150)에 「균열」이 생길 가능성을 극소화할 수 있다.
또, 방전등(110)을 소등할 때에 대해서도 실시예 1과 동일하며, 정전류 공급 제어 장치(72)가 동작함으로써, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도, 및, 저항체(200)의 유무에 따른 외면측의 표면 온도는, 도 10에 나타낸 거동이 된다.
방전등(110)의 소등 단계에서는, 당해 방전등(110)으로부터의 열에 의해서 저항체(200) 자신의 온도가 높아져 있다는 점에서, 저항체(200)에 정전류를 공급하는 경우, 공급 개시 직후에 있어서의 공급 전압이 높다. 이로 인해, 저항체(200) 자신의 발열량이 많아진다는 점에서, 리플렉터(150)의 외면측의 표면 온도가 방전등(110)의 소등 직후부터 급격하게 저하하는 것을 방지할 수 있어, 정전압을 공급하는 경우보다 리플렉터(150)의 내외면의 표면 온도차를 작게 할 수 있다.
이 결과, 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도와 외면측의 표면 온도의 차가 커지는 것을 회피할 수 있어, 리플렉터(150)에 「균열」이 생길 가능성을 극소화할 수 있다.
(변형예 2)
또한, 조사 장치(50)에, 정전압 전원(56) 및 정전류 전원(70), 그리고, 정전압 공급 제어 장치(57) 및 정전류 공급 제어 장치(72)를 설치하도록 해도 된다. 지금까지 기술한 바와 같이, 방전등(110)의 점등 개시 단계에서는, 저항체(200)에 정전압을 공급하는 것이 리플렉터(150)의 내외면의 표면 온도차를 작게 할 수 있다. 또, 방전등(110)의 소등 단계에서는, 저항체(200)에 정전류를 공급하는 것이 리플렉터(150)의 내외면의 표면 온도차를 작게 할 수 있다.
따라서, 방전등(110)의 점등 개시 단계에서는, 정전압 전원(56) 및 정전압 공급 제어 장치(57)를 동작시키고, 방전등(110)의 소등 단계에서는, 정전류 전원(70) 및 정전류 공급 제어 장치(72)를 동작시킴으로써, 점등·소등의 양 단계에 있어서 리플렉터(150)의 내면측의 표면 온도와 외면측의 표면 온도의 차가 커지는 것을 회피할 수 있어, 리플렉터(150)에 「균열」이 생길 가능성을 가장 저하시킬 수 있다. 물론, 방전등(110)의 점등 개시 단계에서는, 정전류 전원(70) 및 정전류 공급 제어 장치(72)를 동작시키고, 방전등(110)의 소등 단계에서는, 정전압 전원(56) 및 정전압 공급 제어 장치(57)을 동작시켜도 된다.
(변형예 3)
상술한 실시예 1에 있어서, 정전압 공급 제어 장치(57)는 방전등(110)의 점등시 및 소등시 양쪽에서 동작하도록 되어 있지만, 이를 대신해, 방전등(110)의 점등시 및 소등시 중 어느 한쪽만으로 동작하도록 해도 된다. 물론, 변형예 1과 같이, 저항체(200)에 정전류를 공급하는 경우도 마찬가지이다.
(변형예 4)
상술한 실시예 1에 있어서, 정전압 공급 제어 장치(57)의 제어부(60)는 타이머(62)로부터의 통지에 의해서 스위치(55)를 오프로 하고 있었는데, 이 타이머(62) 대신에, 예를 들면, 리플렉터(150)의 내면측의 온도, 혹은, 외면측의 온도를 측정하는 측정부를 정전압 공급 제어 장치(57)에 설치하고, 리플렉터(150)의 내면측의 온도, 혹은, 외면측의 온도가 소정의 온도가 된 것을 검지한 측정부로부터의 통지에 의해, 제어부(60)가 스위치(55)를 오프로 하도록 해도 된다. 물론, 변형예 1과 같이, 저항체(200)에 정전류를 공급하는 경우도 마찬가지이다.
(변형예 5)
상술한 실시예·변형예에서는, 저항체(200)는 리플렉터 용기(151) 내에 수용되어 있지만, 저항체(200)의 설치 위치는 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 리플렉터 용기(151)의 외부 측방에 설치해도 되고(도 11), 리플렉터(150)의 외측(배면측)에 설치해도 된다(도 12). 이 경우에도, 상술한 바와 같이, 저항체(200)를 설치하는 위치는, 광원 장치(100)를 설치한 조사 장치(50)를 사용할 때에 상측이 되는 위치가 적합하다.
이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니라, 특허 청구범위에 의해서 나타나며, 특허 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
10:노광기
12:인티그레이터
14:오목면경
16:조사면
50:조사 장치
52:프레임
54:점등 회로
55:스위치
56:정전압 전원
57:정전압 공급 제어 장치
58:오목한 부분,
60:제어부
62:타이머
70:정전류 전원
72:정전류 공급 제어 장치
100:광원 장치
110:방전등
112:발광관부
114:시일부
116:내부 공간
118:포일
120:전극
122:리드봉
124:수은
150:리플렉터
151:리플렉터 용기
152:반사면
154:개구
155:바닥 목부
156:시일부 삽입 설치 구멍
170:절연 베이스
172:리플렉터 삽입 구멍
174:내측 공간
176:전원 케이블 삽입 통과 구멍
200:저항체

Claims (12)

  1. 광원이 되는 방전등과,
    자신의 온도가 상승하면 저항값이 상승하고, 상기 온도가 저하하면 상기 저항값이 저하하는 저항체와,
    상기 방전등 및 상기 저항체가 설치된 리플렉터 용기를 구비하는 광원 장치로서,
    상기 방전등의 점등을 개시했을 때, 상기 저항체는, 상기 방전등의 온도 상승에 따라 상기 리플렉터 용기의 외면을 가열하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  2. 광원이 되는 방전등과,
    자신의 온도가 상승하면 저항값이 상승하고, 상기 온도가 저하하면 상기 저항값이 저하하는 저항체와,
    상기 방전등 및 상기 저항체가 설치된 리플렉터 용기를 구비하는 광원 장치로서,
    상기 방전등을 소등했을 때, 상기 저항체는, 상기 방전등의 온도 저하에 따라 상기 리플렉터 용기의 외면을 가열하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전등은 주로 자외광을 방사하고, 상기 리플렉터 용기는, 상기 방전등으로부터 방사된 상기 자외광을 반사시키는 반사면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 저항체는, 상기 리플렉터 용기 내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  5. 적어도 1개의, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치와,
    상기 저항체에 정전압을 공급하는 정전압 전원을 갖는 조사 장치.
  6. 적어도 1개의, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치와,
    상기 저항체에 정전류를 공급하는 정전류 전원을 갖는 조사 장치.
  7. 적어도 1개의, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치와,
    상기 방전등의 점등 개시 단계에 있어서 상기 저항체에 정전압을 공급하는 정전압 전원과,
    상기 방전등의 소등 단계에 있어서 상기 저항체에 정전류를 공급하는 정전류 전원을 갖는 조사 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치에 있어서의 상기 방전등의 점등을 개시하고 나서 소정 기간, 상기 저항체에 정전압을 공급하는 광원 장치의 점등 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치에 있어서의 상기 방전등의 점등을 개시하고 나서 소정 기간, 상기 저항체에 정전류를 공급하는 광원 장치의 점등 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치에 있어서의 상기 방전등을 소등하고 나서 소정 기간, 상기 저항체에 정전압을 공급하는 광원 장치의 점등 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치에 있어서의 상기 방전등을 소등하고 나서 소정 기간, 상기 저항체에 정전류를 공급하는 광원 장치의 점등 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치에 있어서의 상기 방전등의 점등을 개시하고 나서 소정 기간, 상기 저항체에 정전압을 공급하고,
    상기 광원 장치에 있어서의 상기 방전등을 소등하고 나서 소정 기간, 상기 저항체에 정전류를 공급하는 광원 장치의 점등 방법.
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