KR100404382B1

KR100404382B1 - 고휘도 광조사 장치

Info

Publication number: KR100404382B1
Application number: KR10-2000-0004450A
Authority: KR
Inventors: 아다찌노부오; 오쿠기야스히꼬
Original assignee: 주식회사 오-쿠 제작소
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 2000-01-29
Publication date: 2003-11-05
Also published as: DE10004133A1; DE10004133B4; US6294869B1; JP3439679B2; TW463203B; JP2000223078A; KR20000057833A

Abstract

본 발명은 유전체 배리어 방전 램프를 지지하는 지지 부재를 간소화 및 경량화하여 조립이나 교환을 용이하게 한 고휘도 광조사 장치를 제공하는 것이다. 동심상으로 배치된 광투과성 유전체 외관(11) 및 유전체 내관(12)과, 양단의 끝벽(13)에 의해 둘러싸이고, 희가스를 가득 채운 방전 공간(14)을 갖는 유전체 배리어 방전 램프(1)와, 광투과성 유전체 외관(11)의 표면에 형성된 광투과성 외측 전극(21) 및 유전체 내관(12)에 형성된 내측 전극과, 외측 전극(21) 및 내측 전극에 교류 전압을 인가하는 교류 전원을 구비하는 고휘도 광조사 장치에 있어서, 유전체 배리어 방전 램프(1)의 유전체 내관(12)에 삽입 관통된 유전체 내관(12)의 내경보다 작은 외경을 갖는 금속봉(3)과, 유전체 배리어 방전 램프(1)의 양단부를 봉하며, 금속봉을 삽입 관통시키는 구멍을 갖는 클램프 부재(4)를 구비하고, 클램프 부재(4)에 의해 유전체 배리어 방전 램프(1)의 양단부를 클램핑하도록 금속봉(3)에 의해 클램프 부재(4)를 지지하게끔 구성한 것이다.

Description

고휘도 광조사 장치{High Intensity Light Irradiation Apparatus}

본 발명은 고출력의 자외선을 방사하는 유전체 배리어 방전 램프를 사용한 고휘도 광조사 장치에 관한 것으로, 특히 지지 부재를 간소화 및 경량화하여 조립이나 교환이 용이하게끔 구성한 것이다.

유전체 배리어 방전 램프는 반도체 제조장치나 액정 제조장치의 자외선 경화수지의 경화, 배기가스 정화, 화합물 합성 등의 자외선 광원으로서 각종 분야에서 이용되고 있다.

종래의 고휘도 광조사 장치는 도 3에 한쪽 단부의 단면을 나타낸 바와 같이, 동심상으로 배치된 석영 글래스나 사파이어로 만든 자외선 투과성 유전체 외관(11) 및 유전체 내관(12)과, 양단의 끝벽(13)에 의해 둘러쌓이고, 희가스(아르곤, 크립톤, 크세논 등)를 가득 채운 방전 공간(14)을 갖는 유전체 배리어 방전 램프(1)와, 유전체 외관(11)의 표면에 형성된 그물모양 전극 또는 네사막 등의 광투과성 외측 전극(21)과, 유전체 내관(12)의 표면에 형성된 스파이럴(spiral) 형상의 내측 전극(22)과, 외측 전극(21)과 내측 전극(22) 사이에 교류 전압을 인가하는 교류 전원(미도시)에 의해 구성되어 있으며, 유전체관(11),(12) 층을 통해 방전 공간(14)으로 플라즈마를 방전시켜 고휘도의 자외선을 발생시키는 것이다.

이와 같은 종래의 유전체 배리어 방전 램프(1)를 사용한 고휘도 광조사 장치에서는 방전 램프(1)를 냉각하기 위해 유전체 내관(12)속으로 냉각수를 순환시키도록 구성되어 있다.

그리고, 방전 램프(1)에 냉각 수단을 형성하고, 광투과성 외측 전극(11) 및 내측 전극(12)을 갖는 방전 램프(1)를 지지하기 위해서, 지지 부재(9)를 구비하고 있다.

상기 지지 부재(9)는 지지할 방전 램프(1)보다 긴 로드(rod) 부재(91)와, 이 로드 부재(91)의 양단에서 돌출되며, 로드 부재(91)와 평행한 나사 구멍(93)을 갖는 2개의 돌출부(92)와, 이들 두 돌출부(92)의 나사 구멍(93)에 끼워넣어지는 부싱(bushing) 부재(94)와, 부싱 부재(94)에 삽입되고, 냉각수를 통과시키는 관통 구멍(96) 및 플랜지(97)를 갖는 슬라이딩 부재(95)에 의해 구성되어 있다.

이와 같은 지지 부재(9)에 의해 방전 램프(1)를 지지할 때에는 양측 돌출부(92)의 외측으로부터 부싱 부재(94)를 도중까지 끼워넣고, 내측으로부터 부싱 부재(94)의 관통 구멍에 슬라이딩 부재(95)를 삽입하여, 슬라이딩 부재(95)의 플랜지(97)에 형성된 실링용 패킹(sealing gaskets)(5)을 통해 슬라이딩 부재(95)에 의해 방전 램프(1)의 양단부를 양쪽에서 지지한다

그리고, 부싱 부재(94)를 더 끼워넣어, 플랜지(97)를 통해 슬라이딩 부재(95)를 내측으로 밀어내고 2개의 슬라이딩 부재(95)의 간격을 좁힘으로써, 방전 램프(1)를 양쪽에서 지지하는 강도를 조정한다. 이들 두 슬라이딩 부재(95)의 관통 구멍(96)을 거쳐 냉각수를 순환시키기 위해 급/배수 커플러(98)에 호스를 결합하고, 방전 램프(1)의 외측 전극(21) 및 내측 전극(22)을 교류 전원에 접속함으로써 조립을 완료한다.

긴 방전 램프(1)를 지지하는 지지 부재(9)는 동작중에 변형해서는 안되므로 기계적으로 견고하게 구성되어 있다. 그 때문에 지지 부재(9)는 커지게 되어 무거워지는 경향이 있었다.

그리고, 이와 같이 크고 무거운 지지 부재(9)에 의해 지지된 방전 램프(1)를 응용 장치에 설치할 경우 설계의 자유도가 제한되고, 또한 방전 램프(1)의 수명이 다했을 때 교환이 번거로운 문제가 있었다.

여기서, 본 발명의 고휘도 광조사 장치는 지지 부재를 간소화 및 경량화하여 조립이나 교환이 용이하게끔 하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 고휘도 광조사 장치의 제1 실시 형태를 나타낸 단부의 단면도,

도 2는 본 발명의 고휘도 광조사 장치의 제2 실시 형태를 나타낸 단부의 단면도,

도 3은 종래의 유전체 배리어 방전 램프를 지지부재로 지지한 상태의 일예를 나타낸 단부의 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 설명〉

1 : 유전체 배리어 방전 램프 3 : 금속봉

4 : 클램프 부재 5 : 실링용 패킹

6 : 너트 7 : 틈새

11 : 자외선 투과성 유전체 외관 12 : 유전체 내관

13 : 끝벽(end walls) 14 : 방전 공간

21 : 광투과성 외측 전극 22 : 내측 전극

이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

발명의 고휘도 광조사 장치는 동심상으로 배치된 광투과성 유전체 외관(11) 및 유전체 내관(12)과, 양단의 끝벽(13)으로 둘러쌓이고, 희가스를 가득 채운 방전 공간(14)을 갖는 유전체 배리어 방전 램프(1)와, 광투과성 유전체 외관(11)의 표면에 형성된 광투과성 외측 전극(21) 및 유전체 내관(12)에 형성된 내측 전극(22)과, 외측 전극(21) 및 내측 전극(22)에 교류 전압을 인가하는 교류 전원을 구비하는 고휘도 광조사 장치에 있어서, 유전체 배리어 방전 램프(1)의 유전체 내관(12)에 삽입 관통된 유전체 내관(12)의 내경보다 작은 외경을 갖는 금속봉(3)과, 유전체 배리어 방전 램프(1)의 양단부를 봉하고 금속봉(3)을 삽입관통시키는 구멍을 갖는 클램프 부재(4)를 구비하여, 클램프 부재(4)에 의해 유전체 배리어 방전 램프(1)의 양단부를 클램핑하게 금속봉(3)에 의해 클램프 부재(4)를 지지하게끔 구성한 것이다.

본 발명의 고휘도 광조사 장치는 도 1에 한쪽 단부의 단면을 나타낸 바와 같이, 동심상으로 배치된 석영 글래스 등의 자외선 투과성 유전체 외관(11) 및 유전체 내관(12)과, 양단의 끝벽(13)에 의해 둘러싸이고, 희가스(아르곤, 크립톤, 크세논 등)를 가득 채운 방전 공간(14)을 갖는 유전체 배리어 방전 램프(1)와, 이 유전체 외관(11)의 표면에 형성된 그물모양 전극 또는 네사막 등의 광투과성 외측 전극(21)과, 유전체 내관(12)의 표면에 형성된 내측 전극과, 외측 전극(21)과 내측 전극 사이에 교류 전압을 인가하는 교류 전원(미도시)과, 방전 램프 지지부재에 의해 구성된다.

(제1 실시형태)

방전 램프(1)를 지지하는 지지부재는 도 1에 한쪽 단부의 단면을 나타낸 바와 같이, 방전 램프(1)의 유전체 내관(12)안으로 삽입 관통되며, 유전체 내관(12)의 내경보다 작은 외경을 갖는 내측 전극을 겸한 금속봉(3)과, 방전 램프(1)의 양단부를 클램핑하고, 금속봉(3)을 삽입 관통하는 관통 구멍을 갖는 클램프 부재(4)에 의해 구성된다.

금속봉(3)은 양단부에 너트(6)를 끼워넣는 나사를 가지며, 축심을 따라 단부로부터 도중까지 형성된 관통 구멍(31)과, 이 관통 구멍(31)을 거쳐 냉각수를 순환시키기 위해, 간격을 두고 방사방향으로 형성된 관통 구멍(31)으로 통하는 구멍(32),(33)과, 관통 구멍(31)의 단부를 봉하는 볼트(34)를 구비하고 있다.

클램프 부재(4)는 금속봉(3)을 삽입 관통하는 관통 구멍(41)과, 급/배수 커플러(42)를 삽입하는 방사방향으로 개구된 한 개의 구멍(43)을 갖고 있다. 또한, 절연 캡(8)은 단부를 보호하기 위한 것이다.

이어, 금속봉(3) 및 클램프 부재(4)를 사용하여 방전 램프(1)의 지지 부재를 조립하는 수순을 설명하면 다음과 같다.

방전 램프(1)의 유전체 내관(12)속으로 금속봉(3)을 삽입 관통시키며, 방전 램프(1)의 양단에 실링용 패킹(5)을 통해 금속봉(3)에 클램프 부재(4)를 결합하고, 워셔(61)를 통해 금속봉(3)에 너트(6)를 끼워넣어, 방전 램프(1)의 양단에 클램프 부재(4)를 고정한다.

양 커플러(42)에 냉각수를 순환시키는 호스를 결합하고, 방전 램프(1)의 외측 전극(21) 및 금속봉(3)을 교류 전원에 접속함으로써 조립을 완료한다.

한쪽 커플러(42)로부터 유입된 냉각수는 금속봉(3)의 구멍(32)을 통해 관통공(31)내로 들어가며, 구멍(33)에서 나와 금속봉(3)과 유전체 내관(12) 사이의 틈새(7)를 흘러 유전체 내관(12)을 냉각한다. 그리고, 냉각수는 반대측 구멍(33)으로부터 금속봉(3)의 관통 구멍(31)내로 흘러들어가며, 구멍(32)에서 나와 반대측 커플러(42)를 거쳐 배수된다.

유전체 내관(12) 속에는 금속봉(3)이 존재하므로, 틈새(7)의 단면적이 좁아지게 되어 냉각수의 유속이 빨라지기 때문에, 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 방전 램프(1)의 유전체 내관(12) 표면에 내측 전극을 형성하지 않더라도 냉각수의 도전성에 의해 금속봉(3)으로 통전하면 되는 것이다.

(제2 실시형태)

제2 실시 형태에서 방전 램프(1)를 지지하는 지지 부재는 도 2에 단부의 단면을 나타낸 바와 같이, 방전 램프(1)의 유전체 내관(12) 속에 삽입 관통되며, 유전체 내관(12)의 내경보다 작은 외경을 갖는 내측 전극을 겸한 금속봉(3)과, 방전 램프(1)의 양단부를 클램핑하는 클램프 부재(4)에 의해 구성시킨다.

금속봉(3)은 단부에 너트(6)를 끼워넣는 나사를 가지고 있으며, 클램프 부재(4)는 금속봉(3)을 삽입 관통하는 관통 구멍(41)과, 급·배수 커플러(42)를 삽입하는 방사 방향으로 개구된 한 개의 구멍(43)과, 금속봉(3)과 동심상의 금속봉(3) 외경보다 큰 내경의 개구(44)를 갖고 있다.

조립시에는 방전 램프(1)속으로 금속봉(3)을 삽입 관통시키며, 방전 램프(1)의 양단에 실링용 패킹(5)을 통해 금속봉(3)에 클램프 부재(4)를 결합하고, 워셔(61)를 통해 금속봉(3)에 너트(6)를 끼워넣어, 방전 램프(1)의 양단에 클램프 부재(4)를 고정한다.

커플러(42)로부터 유입된 냉각수는 금속봉(3)과 클램프 부재(4)와의 개구(44)를 거쳐 틈새(7)를 통과해 유전체 내관(12)을 냉각시킨다. 그리고, 반대측금속봉(3)과 클램프 부재(4)와의 개구(44) 및 커플러(42)를 거쳐 배수된다.

유전체 내관(12) 속에는 금속봉(3)이 존재하므로, 유전체 내관(12)과 금속봉(3) 사이의 틈새(7)의 단면적이 좁아져서 냉각수의 유속이 빨라지게 되기 때문에 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

이상의 실시 형태에 기초한 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명의 고휘도 광조사 장치에 따르면, 유전체 배리어 방전 램프를 냉각시키면서 지지하는 지지 부재의 부품수가 적어서, 지지 부재를 간소화 및 경량화할 수 있고 조립이나 교환이 매우 용이하다.

Claims

동심상으로 배치된 광투과성 유전체 외관 및 유전체 내관과, 양단의 끝벽에 의해 둘러쌓이고, 희가스를 가득 채운 방전 공간을 갖는 유전체 배리어 방전 램프와,

상기 광투과성 유전체 외관의 표면에 형성된 광투과성 외측 전극 및 유전체 내관에 형성된 내측 전극과,

상기 외측 전극 및 내측 전극에 교류 전압을 인가하는 교류 전원을 구비하는 고휘도 광조사 장치에 있어서,

상기 유전체 배리어 방전 램프의 유전체 내관에 삽입 관통되는 유전체 내관의 내경보다 작은 외경을 갖는 금속봉과,

상기 유전체 배리어 방전 램프의 양단부를 봉하고, 상기 금속봉을 삽입 관통시키는 구멍을 갖는 클램프 부재를 구비하며,

상기 클램프 부재에 의해 상기 유전체 배리어 방전 램프의 양단부를 클램핑하도록 상기 금속봉에 의해 상기 클램프 부재를 지지하는 것을 특징으로 하는 고휘도 광조사 장치.
제1항에 있어서, 유전체 배리어 방전 램프의 유전체 내관과 금속봉 사이의 틈새를 냉각수의 유로(流路)로 한 것을 특징으로 하는 고휘도 광조사 장치.
제2항에 있어서, 클램프 부재에 냉각수를 급·배수시키기 위해 개구를 형성한 것을 특징으로 하는 고휘도 광조사 장치.