JP3124444U - 放電ランプおよび光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 取り付けの安定性を向上させ、出射光の強度を安定させた放電ランプおよび該放電ランプを有する光源装置を提供する
【解決手段】
一端に固定用口金を有する放電ランプであって、前記固定用口金は、口金端部に設けられた位置決め用のフランジと、略円筒状の胴部とを少なくとも有しており、
前記胴部は、胴部側面に設けられた平面部と、胴部側面の少なくとも一部に設けられた凹部とを有しており、前記凹部は、前記固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入口内部空間に突出するように設けられた凸部に接触して押圧される位置に設けられていることを特徴とする放電ランプである。
【選択図】 図３

Description

本考案は、光を出射する放電ランプおよび該放電ランプを有する光源装置に関する。

従来より、塗料を硬化したり、半導体ウエハまたはガラス基板等の表面洗浄や表面改質等を行うために、放電ランプを用いて被処理対象物に光を出射することが行われてきた。
このような放電ランプを有する光源装置においては、例えば、特許文献１に記載されているように、放電ランプから出射された光を、楕円集光ミラーなどのミラーによって反射、集光した後、出射口に導光し、出射口に接続されている光ファイバ束などの導光手段（ライトガイド）によって外部に光照射している。

このような光源装置において、放電ランプは、以下に示すような方法で取り付けられている。すなわち、図１に示すように、光源装置のハウジング内において、ランプホルダー３がランプホルダー取付け板５に固定されており、このランプホルダー３内を貫通する挿入孔４に対して、先ず放電ランプ１の一端に設けられた略円筒状の固定用口金２が差し込まれる。このランプホルダー３の断面図を図２に示すが、図２に示すように、ランプホルダー３は、先端部にネジ山を設けたクランプネジ６とこれをねじ込むネジ穴７とを有しており、軸を中心にクランプネジ６を回転することにより、クランプネジ６の先端部がネジ穴７内に設けられたネジ山８と係合して、クランプネジ６がネジ穴７内にねじ込まれる。クランプネジ６のねじ込みにより、すり割り部９が締め付けられ、挿入孔４に差し込まれた固定用口金２が固定されて、放電ランプ１が取り付けられる。
特開２００３−５７８０３号公報

しかしながら、本考案者等が鋭意検討を行ったところ、上記放電ランプは、以下に示すような課題を有することが分かった。
すなわち、上記方法においては、クランプネジ６を、図２に示す段部１０までねじ込み、固定用口金２を十分固定することにより、放電ランプ１を取り付けているが、その構造上、クランプネジ６を段部１０までねじ込まなくても放電ランプ１を取り付けることができる。このため、放電ランプ１の交換時等において、クランプネジ６のねじ込みが足りず、固定用口金２が十分に固定されていない状態で放電ランプ１が取り付けられる場合があるが、この場合、放電ランプの光出射側（放電ランプ本体）が不安定になって、ぐらつくため、光出射時に光の焦点位置がずれてしまい、所望の出射強度を得ることができなくなる。

また、上記方法においては、固定用口金２のフランジ部がランプホルダー３に接触していない状態で固定されてしまう場合があり、この場合も光出射時に光の焦点位置が若干ずれてしまう。

さらに、放電ランプ１の固定用口金２が略円筒形状を有することから、クランプネジ６のねじ込みが不足すると、挿入孔４内で放電ランプ１が軸周りに回転し得ることになり、この場合も光の焦点位置が若干ずれてしまって所望の出射強度を得ることができなくなる。

本考案は、このような事情のもとで、取り付けの安定性を向上させ、出射光の強度を安定させた放電ランプおよび該放電ランプを有する光源装置を提供することを目的とするも
のである。

本考案者等が鋭意検討を重ねたところ、放電ランプの固定用口金が、口金端部に設けられた位置決め用のフランジと、略円筒状の胴部とを有しており、該胴部が、胴部側面に設けられた平面部と、胴部側面の少なくとも一部に設けられた凹部を有するとともに、前記固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入口内部空間に突出するように設けられた凸部に接触して押圧される位置に前記凹部を設けることにより、上記目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本考案を完成するに至ったものである。

すなわち、本考案は、
（１）一端に固定用口金を有する放電ランプであって、
前記固定用口金は、口金端部に設けられた位置決め用のフランジと、略円筒状の胴部とを少なくとも有しており、
前記胴部は、胴部側面に設けられた平面部と、胴部側面の少なくとも一部に設けられた凹部とを有しており、
前記凹部は、前記固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入孔内部空間に突出するように設けられた凸部に接触して押圧される位置に設けられていることを特徴とする放電ランプ、
（２）前記フランジは、固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入口部分でランプホルダーと接触して、挿入方向の口金固定位置を位置決めできるように設けられている上記（１）に記載の放電ランプ、
（３）前記胴部側面の平面部は、固定用口金をランプホルダーに挿入したときに挿入孔内壁と対向して、固定用口金の軸周りの回転を防止し得るように設けられている上記（１）または（２）に記載の放電ランプ、
（４）前記凹部と凸部の接触位置が、凹部最深部よりもフランジから遠い側に偏った位置である上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の放電ランプ、および
（５）一端に固定用口金を有する放電ランプと、
前記放電ランプから放射された光を反射するミラーと、
前記固定用口金を挿入し、固定するランプホルダーと、
前記放電ランプ、ミラーおよびランプホルダーを内部に格納するハウジングと、前記ミラーから反射された光を出射するために前記ハウジングの前面に設けら
れた出射口とを有する光源装置であって、
前記放電ランプが、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載されたものである
ことを特徴とする光源装置。
を提供するものである。

本考案によれば、取り付けの安定性を向上させ、出射光の強度を安定させた放電ランプおよび該放電ランプを有する光源装置を提供することができる。

本考案の放電ランプは、
一端に固定用口金を有し、
前記固定用口金は、口金端部に設けられた位置決め用のフランジと、略円筒状の胴部とを少なくとも有しており、
前記胴部は、胴部側面に設けられた平面部と、胴部側面の少なくとも一部に設けられた凹部とを有しており、
前記凹部は、前記固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入孔内部空間に突出するように設けられた凸部に接触して押圧される位置に設けられていることを特徴とす
る。

以下、本考案の放電ランプの実施形態を、図面に基づいて説明する。
図３は、本考案の放電ランプの構成を説明するための概略図である。図３において、放電ランプ１１は、一端に固定用口金１２を有し、該固定用口金１２は、口金端部に設けられた位置決め用のフランジ１６と、略円筒状の胴部１７とを有しており、上記胴部１７は、胴部側面に設けられた平面部１８と、該平面部の一部に設けられた凹部１９とを有している。

一方、上記放電ランプを取り付けるランプホルダーの一例を図８に示す。図８において、ランプホルダー１３は、内部にプランジャー１５を配置したプランジャー取付金具２１と、挿入孔１４とを有している。

本考案の放電ランプにおいて、位置決めフランジは、固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入口（挿入孔入口）部分でランプホルダーと接触して、挿入方向の口金固定位置を位置決めできるように設けられる。

このようなフランジとしては、図３に示すように、胴部１７との間に鍔部２０を形成し得るものを挙げることができ、フランジの形状としては、図３に示すような円形状のものの他、多角形状のものであってもよい。

図３に示すように、フランジ１６を固定用口金１２の光出射側に設けた場合は、
ランプホルダーに対して、図３に示す矢印方向に放電ランプを挿入する。この場合、ランプホルダーの形状が図８に示すようなものであれば、図８（ａ）にＡで示す方向から固定用口金１２を挿入することになる。

上述したように、位置決めフランジ１６は胴部１７との間に鍔部２０を形成しているので、固定用口金１２を図８に示すランプホルダー１３に挿入したときに、挿入口２２部分で鍔部２０とランプホルダー１３の側壁２３とが接触して、挿入方向の口金固定位置を位置決めすることが可能になる。

また、図４に示すように、フランジ１６を固定用口金１２の光出射側と反対側に設けてもよい。この場合は、ランプホルダーに対し、図４に示す矢印方向から放電ランプを挿入することになり、ランプホルダーが図８に示すようなものである場合は、図８（ａ）にＢで示す方向から固定用口金１２を挿入することになる。

図４に示すように、この場合も、位置決めフランジ１６は胴部１７との間に鍔部２０を形成しているので、固定用口金１２を図８に示すランプホルダー１３に挿入したときに、挿入口２２’部分で鍔部２０とランプホルダー１３の側壁２３’とが接触して、挿入方向の口金固定位置を位置決めすることが可能になる。

本考案の放電ランプにおいて、固定用口金の略円筒状の胴部側面に設けられた平面部は、固定用口金をランプホルダーに挿入したときに挿入孔内壁と対向して、固定用口金の軸周りの回転を防止し得るように設けられる。

すなわち、図３（または図４）に示す平面部１８は、図８（ｂ）に示す、ランプホルダーの挿入孔内壁に設けられた平面部１８’と対応する大きさおよび角度で設けられ、固定用口金１２を上記挿入孔１４内に挿入したときに、両平面部１８、１８’が接触してあるいは隙間を空けて対面することにより、固定用口金１２の軸周りの回転を規制することができる。固定用口金１２の軸周りの回転を規制することにより、口金１２の回転に伴う放
電ランプの放射光の焦点位置のずれを防止することができる。

なお、ランプホルダーの挿入孔内壁に設けられる平面部１８’は、図８（ｂ）に示すように、プランジャー取付金具２１の側壁の一部を挿入孔１４内に露出すること等により、形成することができる。

本考案の放電ランプにおいて、固定用口金を構成する胴部側面の少なくとも一部には、凹部が形成されている。

上記凹部は、胴部側面の平面部に設けられたものであることが好ましいが、胴部側面の曲面部に設けられたものであってもよい。上記凹部が胴部側面の平面部に設けられたものである場合、凹部の形状としては、図３および図４に示すように、放電ランプ１１の長手方向と垂直方向に設けられた直線状の溝でもよいし、図５に示すように、固定用口金の胴部１７の周囲に沿って外周面を１周するように設けた溝であってもよい。この場合、凹部１９を形成する溝の断面形状は、図３および図４に示すようにＶ字状であってもよいし、図６に示すようにＵ字状であってもよい。また、上記溝状のものの他、図７に示すように半球状のものであってもよい。上記凹部が、胴部側面の曲面部に設けられたものである場合、凹部の形状としては、図５に示すように、固定用口金の胴部１７の周囲に沿って外周面を１周するように設けた溝であることが好ましい。

上記固定用口金の胴部側面に設けられた凹部は、固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入孔内部空間に突出するように設けられた凸部に接触して押圧される位置に設けられる。

図８（ｂ）、（ｃ）に示すランプホルダー１３においては、プランジャー取付金具２１内に固定されたプランジャーのボール２４が、挿入口内部空間１４に突出して凸部を形成している。このランプホルダー１３に対して、図３に示す放電ランプ１１を挿入した場合、固定用口金１２の胴部側面に設けられた凹部１９は、ボール２４に接触する位置に予め設けられているので、図９に示すように、凹部１９がボール２４により押圧される。

上記押圧により、放電ランプ１１のぐらつきを防止することができる。また、固定用口金１２を上記接触位置まで挿入したときに、フランジ１６の鍔部２０がランプホルダー１３の側壁２３（または２３’）に接触するように予め位置決めしておけば、放電ランプ１１の挿入時に、フランジ１６の鍔部２０がランプホルダー１３の側壁２３（または２３’）に接触した状態で常に取り付けることができ、放電ランプ１１の取り付け後においても、上記ボール２４の押圧によって、フランジ１６とランプホルダー１３の接触状態を維持することができる。

また、図１０に示すように、プランジャー取付金具２１は、ネジ４０と、これをねじ込むネジ穴とを有していてもよい。図１０に示すように、ネジ４０の先端は略平面状になっていることが好ましく、軸を中心にネジ４０を回転することにより、ネジ４０の側面に設けられたネジ山とネジ穴内に設けられたネジ山４１とが係合して、ネジ４０がねじ込まれるが、このとき口金１２がネジ４０の先端により押圧されて、口金１２をより安定して取り付けることが可能になる。また、図１０に示すように、ネジ４０はバネ４２を有していてもよく、バネ４２の弾性力によりネジ４０のゆるみを防止することができる。

上記ネジ穴は、ランプホルダー側面に設けられていてもよく、この場合も、ネジ穴にネジ４０をねじ込むことにより、口金１２がネジ４０の先端によって押圧されて、口金１２をより安定して取り付けることが可能になる。

図１１に示すように、ネジ４０はプランジャー機構内部のボール２４を押圧し得るように設けられていてもよく、この場合、軸を中心にネジ４０を回転することにより、ネジ４０の側面に設けられたネジ山とプランジャー機構内部側面に設けられたネジ山４１とが係合してネジ４０がねじ込まれ、ネジ４０の先端４０’によってボール２４が押圧される。ボール２４は、バネ４３の弾性力に加えてネジ４０の先端４０’によっても押圧されるため、口金１２がボール２４によってより強い力で押圧されることになり、このため、口金１２をより安定して取り付けることが可能になる。また、ネジ４０がバネ４２を有していてもよい点については、上記と同様である。

なお、プランジャーとプランジャー取付金具は、それぞれ独立したものを組み合わせて用いてもよいが、図１１に示すように、内部にプランジャー機構を有するプランジャー取付金具２１を用いてもよい。

放電ランプの口金が、プランジャーやネジによって押圧される位置の数や面積に特に制限はなく、放電ランプを安定して取り付け得るように適宜選択すればよい。

上記固定用口金胴部の側面に設けられた凹部と挿入孔内部空間に突出する凸部の接触位置は、凹部最深部よりもフランジから遠い側に偏った位置であることが好ましい。

放電ランプの固定用口金１２を、図８に示すランプホルダーの挿入孔１４に挿入したときの、ランプホルダー内部の断面図を図１２に示すが、図１２に示すように、この例では、固定用口金１２の胴部側面に設けられた凹部１９と、挿入孔内部空間に突出して凹部１９を押圧する凸部（ボール）２４とが、凹部最深部よりもフランジから遠い側に偏った位置で接触している。この場合、接触位置に働く押圧力Ｐは、図の下方向（固定用口金１２の挿入方向）の押圧力Ｐ_１と図の左方向の押圧力Ｐ_２の合力とみなすことができ、押圧力Ｐ_１およびＰ_２によって、一旦挿入孔１４内に挿入した固定用口金１２を、挿入方向に押し付けつつ、接触位置の挿入孔内壁と対向する挿入孔内壁にも押し付けるので、放電ランプのぐらつき防止が容易になり、また、フランジ１６とランプホルダー１３の接触状態を維持することが容易になり、より安定した取り付けが可能となる。

本考案の放電ランプとしては、メタルハライドランプや、水銀ランプ等を挙げることができ、特にショートアークランプであることが好ましい。

次に、本考案の光源装置について説明する。
本考案の光源装置は、一端に固定用口金を有する放電ランプと、
前記放電ランプから放射された光を反射するミラーと、
前記固定用口金を挿入し、固定するランプホルダーと、
前記放電ランプ、ミラーおよびランプホルダーを内部に格納するハウジングと、前記ミラーから反射された光を出射するために前記ハウジングの前面に設けら
れた出射口とを有する光源装置であって、
前記放電ランプが、本考案の放電ランプであることを特徴とする。

このような光源装置の一例を図１３に示す。
図１３に示すように、光源装置２５のハウジング２７内には、一端に固定用口金２を有する放電ランプ１１が取り付けられている。放電ランプ１１の発光部が、断面が楕円形である集光用のミラー２６の第１焦点Ｆ_１に配置され、放電ランプ１１から放射された光がミラー２６で反射されて、第２焦点Ｆ_２で集光する。第２焦点Ｆ_２には、予め出射口２８が設けられており、第２焦点Ｆ_２で集光した光を外部に出射することができる。

図１３に示すように、出射口２８に光ファイバー束２９の一端を接続し、光ファイバー
で導かれた光を上記光ファイバー束２９の他端からワークに照射することが好ましい。

また、図１３に示すように、ハウジング２７の一部に排口３０とファン３１を取り付けることが好ましく、ファン３１を作動してハウジング２７内の空気を排気することにより、放電ランプ１１、ミラー２６、電源３２等を冷却することが好ましい。

本考案によれば、取り付けの安定性を向上させ、出射光の強度を安定させた放電ランプおよび該放電ランプを有する光源装置を提供することができる。

従来の放電ランプを光源装置へ取り付ける方法を説明するための概略図である。 従来の放電ランプを光源装置へ取り付ける方法を説明するための概略図である。 本考案の放電ランプの１例を示す図である。 本考案の放電ランプの１例を示す図である。 本考案の放電ランプの１例を示す図である。 本考案の放電ランプの１例を示す図である。 本考案の放電ランプの１例を示す図である。 本考案の放電ランプを取り付けるランプホルダーの１例を示す図である。 本考案の放電ランプをランプホルダーへ取り付けた例を示す図である。 本考案の放電ランプをランプホルダーへ取り付けた例を示す図である。 本考案の放電ランプをランプホルダーへ取り付けた例を示す図である。 放電ランプ取り付け時におけるランプホルダー内部の断面図である。 本考案の光源装置の１例を示す図である。

符号の説明

１、１１ 放電ランプ
２、１２ 固定用口金
３、１３ ランプホルダー
４、１４ 挿入孔
５ ランプホルダー取付板
６ クランプネジ
７ ネジ穴
８ ネジ山
９ すり割り部
１０ 段部
１５ プランジャー
１６ フランジ
１７ 胴部
１８、１８’平面部
１９ 凹部
２０ 鍔部
２１ プランジャー取付金具
２２、２２’挿入口
２３、２３’側壁
２４ ボール
２５ 光源装置
２６ ミラー
２７ ハウジング
２８ 出射口
２９ 光ファイバーバンドル
３０ 排気口
３１ ファン
３２ 電源
４０ ネジ
４０’ ネジ先端
４１ ネジ山
４２、４３ バネ

Claims (5)

1. 一端に固定用口金を有する放電ランプであって、
   前記固定用口金は、口金端部に設けられた位置決め用のフランジと、略円筒状の胴部とを少なくとも有しており、
   前記胴部は、胴部側面に設けられた平面部と、胴部側面の少なくとも一部に設けられた凹部とを有しており、
   前記凹部は、前記固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入孔内部空間に突出するように設けられた凸部に接触して押圧される位置に設けられていることを特徴とする放電ランプ。
2. 前記フランジは、固定用口金をランプホルダーに挿入したときに、挿入口部分でランプホルダーと接触して、挿入方向の口金固定位置を位置決めできるように設けられている請求項１に記載の放電ランプ。
3. 前記胴部側面の平面部は、固定用口金をランプホルダーに挿入したときに挿入孔内壁と対向して、固定用口金の軸周りの回転を防止し得るように設けられている請求項１または２に記載の放電ランプ。
4. 前記凹部と凸部の接触位置が、凹部最深部よりもフランジから遠い側に偏った位置である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の放電ランプ。
5. 一端に固定用口金を有する放電ランプと、
   前記放電ランプから放射された光を反射するミラーと、
   前記固定用口金を挿入し、固定するランプホルダーと、
   前記放電ランプ、ミラーおよびランプホルダーを内部に格納するハウジングと、前記ミラーから反射された光を出射するために前記ハウジングの前面に設けら
   れた出射口とを有する光源装置であって、
   前記放電ランプが、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載されたものであることを特徴とする光源装置。

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