光源装置及び放電ランプ
【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（１０）を提供する。
【解決手段】
基準面（５４）を有するランプホルダー（５０）に挿入される、その一端に固定用口金（２０）を有する放電ランプである。この固定用口金は、円筒の外周に形成された第１の一対の切り欠け部（２１H）を有する第１胴部（２１）と、円筒の外周に形成された接合部を兼ねる第２の一対の切り欠け部（２３H）を有する第２胴部（２３）と、第１の一対の切り欠け部の間隔以下の直径であり、第１胴部と第２胴部との間に外周に沿って形成された溝部（２５）と、を備え、第１の一対の切り欠け部の間隔は第２の一対の切り欠け部の間隔以下であり、かつ第１胴部の直径は、第２胴部の直径以下であり、溝部の第１胴部側に形成された軸方向端面（２１B）が、基準面（５４）に接合して固定される。
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（１０）を提供する。
【解決手段】
基準面（５４）を有するランプホルダー（５０）に挿入される、その一端に固定用口金（２０）を有する放電ランプである。この固定用口金は、円筒の外周に形成された第１の一対の切り欠け部（２１H）を有する第１胴部（２１）と、円筒の外周に形成された接合部を兼ねる第２の一対の切り欠け部（２３H）を有する第２胴部（２３）と、第１の一対の切り欠け部の間隔以下の直径であり、第１胴部と第２胴部との間に外周に沿って形成された溝部（２５）と、を備え、第１の一対の切り欠け部の間隔は第２の一対の切り欠け部の間隔以下であり、かつ第１胴部の直径は、第２胴部の直径以下であり、溝部の第１胴部側に形成された軸方向端面（２１B）が、基準面（５４）に接合して固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を含む光を出射する光源装置及び該光源装置に用いられる放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
塗料を硬化、又は半導体ウエハもしくはガラス基板等の表面洗浄、周辺露光もしくは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紫外線を含む光を照射することが行われている。このような放電ランプを有する光源装置は、例えば、特許文献１に記載された発明では、放電ランプから照射された光を、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ー束などの導光手段（ライトガイド）によって外部に光照射している。
【０００３】
このような光源装置のハウジング内において、放電ランプの固定用口金は、楕円集光ミラーが周囲に設けられたランプホルダーに取り付けられる。放電ランプがランプホルダーの適正な位置に取り付けられると、放電ランプの輝点が楕円集光ミラーの第１焦点に合致するようになっている。そして、楕円集光ミラーの第２焦点の出射口に取り付けられた光ファイバー束が配置されるようになっている。このように構成することで、放電ランプの輝点より放射した光を効率よく、光ファイバー束の出射端へ導光することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録３１２４４４４号
【特許文献２】特開平１０−５５７１３号公報
【特許文献３】特開２００３−２９７２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、操作者が放電ランプを交換する際に、上記放電ランプの固定用口金をランプホルダーに十分に差し込まないまま、クランプネジを締め付けてしまうことがある。ランプホルダーに十分に差し込まない状態であっても、口金に電源を投入すれば放電ランプが点灯する。しかし、放電ランプの輝点が楕円集光ミラーの第１焦点にないために、光ファイバー束の出射端において照度が足りないことになる。操作者は、実際に光ファイバー束を使って半導体ウエハ又はガラス基板等の表面洗浄などを行うことができない時点で、不良原因を調べていくうちに放電ランプの固定用口金がランプホルダーに十分に差し込まれていないことに気づいていた。
【０００６】
さらに、放電ランプの輝点は、放電ランプの軸方向をＺ軸方向とするとＸ―Ｙ面においても変化する。放電ランプの固定用口金が略円筒形状を有することから、ランプホルダー内で放電ランプが軸周りに回転し得ることになる。すると、放電ランプの輝点の位置が第１焦点位置からずれてしまって所望の照度を得ることができなくなる場合がある。
【０００７】
そこで本発明は、操作者が、放電ランプの輝点の位置が楕円集光ミラーの第１焦点位置に来るように放電ランプを取り付けない限り、放電ランプをランプホルダーにクランプすることができないようにした放電ランプを備える光源装置及びこの光源装置に用いられる放電ランプを供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点による光源装置は、光出射口を備える光源装置であって、基準面と、内周に嵌め込み部が形成され第１位置から第２位置へ回転する回転部と、を有するランプホルダーと、円筒の外周に形成された第１の一対の切り欠け部を有する第１胴部と、円筒の外周に形成された前記嵌め込み部に接合する接合部を兼ねる第２の一対の切り欠け部を有する第２胴部と、第１の一対の切り欠け部の間隔以下の直径であり第１胴部と第２胴部との間に外周に沿って形成された溝部と、を含む固定用口金を有する放電ランプと、第１焦点および第２焦点を有し、第２焦点が光出射口と一致するように配置される放電ランプが放射する光を反射する楕円ミラーと、を備え、接合部が嵌め込み部に接合し固定用口金が回転する際に、接合部が回転部を回転させ、溝部の第１胴部側に形成された軸方向端面が基準面に接合して固定用口金がランプホルダーに固定されることにより、放電ランプの輝点が楕円ミラーの第１焦点に一致することを特徴とする。
【０００９】
第２の観点による光源装置は、第１の観点において、ランプホルダーが、放電ランプをクランプするクランプ手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
第３の観点による光源装置は、第１の観点または第２の観点において、ランプホルダーが、前記固定用口金の回転位置を保持するプランジャーを備えることを特徴とする。
【００１１】
第４の観点による光源装置は、第１の観点から第３の観点において、回転部の嵌め込み部には、平面が形成されることを特徴とする。
【００１２】
第５の観点による光源装置は、第１の観点から第４の観点において、回転部の外周面には、第１位置を示す第１マークと第２位置を示す第２マークとが設けられ、クランプ手段には、窓部が形成され、窓部は、第１マーク又は第２マークのいずれかを表示することを特徴とする。
【００１３】
第６の観点による放電ランプは、第１の観点の光源装置において、第１の一対の切り欠け部は、互いに正対した面により形成され、第２の一対の切り欠け部は、第１の一対の切り欠け部の面と同じ方向に、互いに正対した面により形成されることを特徴とする。
【００１４】
第７の観点による放電ランプは、第２の観点の光源装置において、回転部が第１位置にある状態では、固定用口金は前記クランプ手段によってクランプされず、回転部が第２位置にある状態では、固定用口金は前記クランプ手段によってクランプされることを特徴とする。
【００１５】
第８の観点による放電ランプは、第３の観点の光源装置において、固定用口金の第１胴部又は第２胴部にプランジャーが入り込む凹部が形成され、回転部が第２位置にある状態で、凹部はプランジャーを受け入れることを特徴とする。
【００１６】
第９の観点による放電ランプは、第４の観点の光源装置において、固定用口金の接合部は、少なくとも一部に平面を有し、接合部の平面が嵌め込み部の平面に接合することを特徴とする。
【００１７】
第１０の観点による放電ランプは、第５の観点の光源装置において、固定用口金が回転し、第２位置に位置することにより、窓部が第２マークを示すことを特徴とする。
【００１８】
第１１の観点による放電ランプは、第１の観点から第５の観点の光源装置において、固定用口金は、中心軸に開口を有し、放電ランプのステムが開口に挿入されて固定されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、放電ランプの輝点の位置が楕円集光ミラーの第１焦点位置に来るように放電ランプが取り付けた場合にだけ、放電ランプの固定用口金をランプホルダーに固定することができる。従って、照度不足の状態で放電ランプが点灯することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】固定用口金を備えた放電ランプの例を示す図である。
【図２】（ａ）は固定用口金２０の第１例を示した図であり、（ｂ）は固定用口金２０の第２例を示した図である。
【図３】（ａ）から（ｄ）は、固定用口金２０の外形形状を示したＺ軸方向から見た平面図である。
【図４】（ａ）は、ランプホルダー５０の斜視図であり、（ｂ）はクランプ部５４の一部のカットした斜視図である。
【図５】ランプホルダー５０の展開図である。
【図６】図５の反対側から見たランプホルダー５０の展開図である。
【図７】放電ランプ１０をランプホルダー５０に装着する動作を説明する図である。
【図８】第１胴部２１に凹部２７Ｃを有する固定用口金を説明する図である。
【図９】凹部２７を有しない固定用口金２０と回転リング５３の裏面を示す図である。
【図１０】出射口８１に光ファイバー束８３を備える光源装置１００の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜固定用口金を備える放電ランプの構造＞
以下、本発明の放電ランプの実施形態を説明する。
図１は、本発明の放電ランプの構成を説明するための概略図である。図１において、放電ランプ１０は、一端に固定用口金２０を有している。放電ランプ１０は、例えば水銀キセノンランプや、超高圧水銀ランプ等を挙げることができ、紫外線を含む光を照射する。本実施例では、放電ランプ１０としては、輝点が点光源となるショートアークランプが好ましい。例えば超高圧水銀ランプは、石英ガラスでバルブが形成され、タングステンで陽極及び陰極が形成される。また、ステムにはモリブデン導電箔が使用され、バルブ内には水銀、希ガスが充填されている。ランプ取り付け部分である固定用口金２０は、安定的に電源が供給される。
【００２２】
放電ランプ１０は、固定用口金２０を上にしてランプホルダー５０に挿入される。ランプホルダー５０は、ランプホルダー取り付け金具７０に取り付けられる。
【００２３】
＜固定用口金の構造＞
図２（ａ）は、固定用口金２０の第１例を示した図であり、（ｂ）は、固定用口金２０の第２例を示した図である。（ａ１）が第１例の斜視図であり、（ａ２）がＹ軸方向からみた第１例の平面図であり、（ａ３）がＸ軸方向からみた第１例の平面図である。同様に、（ｂ１）が第２例の斜視図であり、（ｂ２）がＹ軸方向からみた第２例の平面図であり、（ｂ３）がＸ軸方向からみた第２例の平面図である。この固定用口金２０が、後述するライプホルダー５０に差し込まれてクランプネジ５５（図１参照）で、ランプホルダー５０に固定される。
【００２４】
この固定用口金２０は、第１胴部２１と、第２胴部２３と、第１胴部２１と第２胴部２３との間に形成された円筒形溝部２５とを有する。固定用口金２０の中心軸に形成された開口２９に、放電ランプ１０のステムが挿入されステムと開口２９とがセラミック接着剤等で固定される。第１胴部２１は円筒形の形状で、平面状にカットされた切り欠け部（第１の一対の切り欠け部）２１Ｈが、固定用口金２０の軸対称に形成されている。
【００２５】
第２胴部２３は円筒形の形状で、平面状にカットされた接合部（第２の一対の切り欠け部）２３Ｈが、固定用口金２０の軸対称に形成されている。また、図２（ａ）に示すように第１例の第２胴部２３には、凹部２７である座ぐり２７Ａが形成される。図２（ｂ）に示すように第２例の第２胴部２３には、軸方向に伸びるスリット溝２７Ｂが形成される。
第１胴部２１と第２胴部２３との間には、軸方向の幅Ｌ２５の円筒形溝部２５が形成されている。このため、第１胴部２１と円筒形溝部２５とには、基準段差面２１Ｂ（第１胴部側の溝部側の軸方向端面）が形成され、第２胴部２３と円筒形溝部２５とには、挿入停止のストッパ面２３Ｅが形成される。また、円筒形溝部２５の軸方向の幅Ｌ２５は、後述するクランプ部５４との関係で規定されている。
【００２６】
図３は、固定用口金２０をＺ軸方向から見た平面図であり、第１胴部２１に形成された切り欠け部２１Ｈと第２胴部２３に形成された接合部２３Ｈとのそれぞれの形状を複数示した図である。第２胴部２３に形成された一対の接合部２３Ｈの距離Ｌ２３は、第１胴部２１に形成された一対の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１よりも大きい。
【００２７】
図３（ａ）に示す固定用口金２０は、図１及び図２で示した固定用口金２０と同じ形状である。第１胴部２１の円筒形の直径ＲＡ２１は、第２胴部２３の円筒形の直径ＲＡ２３よりも狭くなっている。円筒形溝部２５の直径ＲＡ２５は、第１胴部２１の円筒形の直径ＲＡ２１よりも狭くなっている。また、円筒形溝部２５の直径ＲＡ２５は、第１胴部２１に形成された一対の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１と同じ長さ又は狭くなっている。
【００２８】
ランプホルダー５０には一対の延長部５４Ｔがあり、その間隔Ｌ５４Ｓ（図４参照）は、一対の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１よりも大きく、一対の接合部２３Ｈの距離Ｌ２３よりも小さい。このため、放電ランプ１０がランプホルダー５０に挿入される際に、ランプホルダー５０のクランプ部５４の延長部５４Ｔに図２に示したストッパ面２３Ｅが当接し、放電ランプ１０が所定の挿入量以上に入らない。
【００２９】
図３（ｂ）に示す固定用口金２０は、第１胴部２１に形成された一対の切り欠け部２１ＨにＵ型溝部２１Ｃが形成されている。このように切り欠け部２１ＨにＵ型溝部２１Ｃが形成されていても機能的に問題がない。図示しないがＵ型溝部２１Ｃの代わりにＶ型溝部であってもよい。
【００３０】
図３（ｃ）に示す固定用口金２０は、第２胴部２３に形成された一対の接合部２３ＨにＵ型溝部２３Ｃが形成されている。このように接合部２３ＨにＵ型溝部２３Ｃが形成されていても、接合部２３Ｈがランプホルダー５０の回転リング５３（図４、図５参照）に接合し、回転リングを回転することができれば、Ｖ字型溝部（不図示）であってもよい。
【００３１】
図３（ｄ）に示す固定用口金２０は、第１胴部２１に形成された一対の切り欠け部２１Ｈに凹型溝部２１Ｄが形成されている。このような凹型溝部２１Ｄが形成されていても、全体として切り欠き部の役目をなしていれば問題ない。また、（ｄ）に示す固定用口金２０は、第２胴部２３に形成された一対の接合部２３Ｈにのこぎり歯２３Ｄが形成されている。このように接合部２３Ｈにのこぎり歯２３Ｄが形成されていても、接合部２３Ｈがランプホルダー５０の回転リング５３に接合し、回転リング５３を回転することができればよい。
【００３２】
＜ランプホルダーの構造＞
図４（ａ）は、ランプホルダー５０の斜視図であり、（ｂ）はその一部のカットした斜視図である。また、図５は、ランプホルダー５０の展開図である。図６は図５の反対側から見たランプホルダー５０の展開図である。
ランプホルダー５０は、ホルダーベース５１、回転リング受け台５２、回転リング５３、クランプ部５４、及びクランプネジ５５から構成される。回転リング５３を支える回転リング受け台５２とクランプ部５４とがホルダーベース５１に固定される。
【００３３】
回転リング受け台５２には、回転リング５３が所定の面で回転するための回転面５２Ａが形成され、回転面５２Ａには、ボールプランジャーＢＰ２（図７を参照）が挿入されるプランジャー用孔５２Ｂが形成される。このボールプランジャーＢＰ２により、回転リング５３が第１位置に保持されている。
【００３４】
回転リング５３の円形外周面には、突起ピン５３Ａが嵌め込まれて固定されている。この突起ピン５３Ａは２つの役目を有している。一つは、クランプネジ５５の回転を制御する役目である。もう一つは、回転リング５３、つまり放電ランプ１０が所定回転以上に回転しないように、ストッパピン５４Ｄと衝突する役目である。回転リング５３の下面には、回転リング受け台５２に取り付けられたボールプランジャーＢＰ２用の座ぐり５３Ｂ（図９参照）が形成されている。また、回転リング５３の内周面は、円周面と嵌め込み部である直線面５３Ｈとからなる。直線面５３Ｈは、固定用口金２０の第２胴部２３に形成された接合部２３Ｈと接合する。このため、一対の直線面５３Ｈの間隔は、一対の接合部２３Ｈの間隔よりも若干大きくなっている。このように、一対の直線面５３Ｈは、回転リング２３を回転させるためのものであるから、図３に示した第２胴部２３のＵ字溝部２３Ｃ又はＶ字溝部などが形成されていてもよい。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、回転リング５３の円形外周面には、さらに、青色マーク５３Ｍ１と赤色マーク５３Ｍ２とが形成されている。青色マーク５３Ｍ１と赤色マーク５３Ｍ２とは回転軸を中心として９０度ずれており、青色マーク５３Ｍ１は、突起ピン５３Ａの反対側に形成されている。青色マーク５３Ｍ１は、後述するように放電ランプ１０が装着されて９０度回転した状態であり、クランプネジ５５を締めることができることを意味している。従って、青色マーク以外にも、「閉」とか「ＯＫ」とかの刻印がなされていてもよい。赤色マーク５３Ｍ２は、その逆であるから、「開」とか「ＮＧ」とかの刻印がなされる。
【００３６】
クランプ部５４は、すり割り部５４Ａと円形のクランプ面５４Ｃとを備えている。すり割り部５４Ａは、クランプネジ５５が挿入される孔５４Ｂ及びネジ５４Ｆが設けられている。クランプ部５４は、ホルダーベース５１の３箇所のネジ孔５１Ｂで固定され、すり割り部５４Ａの一方は、固定されていない。このため、クランプネジ５５を締め付けると、すり割り部５４Ａが狭くなりクランプ面５４Ｃが第２胴部２３を締め付ける。また、クランプ部５４は、基準面５４Ｓを備えており、基準面５４Ｓは円形のクランプ面５４Ｃの内周より中心軸方向に伸びた延長部５４Ｔを備えている。一対の延長部５４Ｔの間隔Ｌ５４Ｓは、第１胴部２１の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１よりも大きく、第１胴部２１の円筒形の直径（ＲＡ２１＊２）よりも小さい。また、延長部５４Ｔの軸方向の幅Ｌ５４Ｔは、固定用口金２０の円筒形溝部２５の幅Ｌ２５よりも小さい。このため、固定用口金２０の円筒形溝部２５が延長部５４Ｔを貫通し、その延長部５４Ｔで固定用口金２０が回転することができる。
【００３７】
クランプ部５４の延長部５４Ｔの下面に、図２に示した固定用口金２０のストッパ面２３Ｅが当接する。このため、放電ランプ１０の固定用口金２０が所定の挿入量以上に入らないようになっている。この延長部５４Ｔの軸方向の幅Ｌ５４Ｔは、円筒形溝部２５の軸方向の幅Ｌ２５よりも若干小さくなっている。
【００３８】
このため、固定用口金２０をクランプ部５４に挿入し、固定用口金２０のストッパ面２３Ｅが延長部５４Ｔの下面に当接後、固定用口金２０が９０度回転することができる。また、９０度回転した後、放電ランプ１０を手放すと、放電ランプ１０がその自重で下がり、第１胴部２１の基準段差面２１Ｂとクランプ部５４の基準面５４Ｓとが接して、Ｚ軸方向の放電ランプ１０の輝点の位置が位置決めされる。
【００３９】
クランプ部５４には、さらに、ストッパピン５４Ｄが設けられ、回転リング５３の突起ピン５３Ａが所定以上回転しないように規制している。また、クランプ部５４の円形のクランプ面５４Ｃに、固定用口金２０が所定回転以上に回転しないように、ボールプランジャーＢＰ１（図７参照）が挿入されるプランジャー用孔５４Ｐが形成される。このクランプ部５４のプランジャー用孔５４ＰにボールプランジャーＢＰ１が取り付けられる。ボールプランジャーＢＰ１は、図２（ａ）に示す第２胴部２３の座ぐり２７Ａ又は図２（ｂ）に示すスリット溝２７Ｂに接触する。
【００４０】
また、図６に示すように、クランプ部５４には、プランジャー用孔５４Ｐの下側に窓部５４Ｗが形成されている。図６（ｂ）に示すように、操作者は窓部５４Ｗから青色マーク５３Ｍ１又は赤色マーク５３Ｍ２を確認することができる。放電ランプ１０を取り付けていない状態では、操作者は赤色マーク５３Ｍ２を窓部５４Ｗから見ることができる。一方、操作者が放電ランプ１０を取り付けて放電ランプ１０を９０度軸中心に回すと操作者は赤色マーク５３Ｍ２から青色マーク５３Ｍ１へ変わったことを窓部５４Ｗから見ることができる。
【００４１】
クランプネジ５５は、ハンドル部５５Ａとネジ部５５Ｂとから構成される。ハンドル部５５Ａとネジ部５５Ｂとの間には、回転制限リング５６が取り付けられる取り付け面５５Ｃが設けられている。ハンドル部５５Ａと回転制限リング５６との距離Ｌ５５は、クランプ部５４のすり割り部５４Ａの一方の幅Ｌ５４よりも若干大きくなっており、クランプネジ５５のネジ込む量を規定している。このため、操作者がクランプネジ５５を数回転させてクランプ部５４のすり割り部５４Ａの幅を狭くしたり緩めたりすることができる。なお、クランプネジ５５以外にも、クランプ部５４を締め付けることができる手段であれば、他の手段、例えばネジ付カムなどを使用しても良い。
【００４２】
回転制限リング５６は、２つの突起部５６Ａを有しており、２つの突起部５６Ａの間には回転リング５３の突起ピン５３Ａが入り込む間隙が形成される。２つの突起部５６Ａの間に突起ピン５３Ａがある状態では、クランプネジ５５を締めようとしても締めることができない。
【００４３】
＜放電ランプをランプホルダーに装着する手順＞
図７は、放電ランプ１０をランプホルダー５０に装着する手順を説明する図である。（ａ）〜（ｃ）において、ランプホルダー５０は断面図を示している。
【００４４】
図７（ａ）において、Ｚ軸の下方から放電ランプ１０の固定用口金２０を上にして、放電ランプ１０がランプホルダー５０に挿入される。このとき、操作者は、Ｘ軸方向に第１胴部２１に形成された切り欠け部２１Ｈを向けないと、ランプホルダー５０に挿入することができない。一対の延長部５４Ｔの間隔Ｌ５４Ｓは、第１胴部２１の円筒形の直径（ＲＡ２１＊２）よりも小さいからである。なお、回転リング５３は、ボールプランジャーＢＰ２と座ぐり５３Ｂとにより第１位置に保持されているため、ストッパ面２３Ｅが回転リング５３の下面に当たって、放電ランプ１０の固定用口金２０がクランプ部５４に挿入できなくなることがない。
【００４５】
第１胴部２１の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１は間隔Ｌ５４Ｓより狭いため、操作者は、固定用口金２０をクランプ部５４の延長部５４Ｔに挿入することができる。しかし、一対の接合部２３Ｈの距離Ｌ２３は、間隔Ｌ５４Ｓよりも広いため、ランプホルダー５０のクランプ部５４の延長部５４Ｔにストッパ面２３Ｅが当接し、操作者は、固定用口金２０を所定位置より上方に挿入することができない。
【００４６】
放電ランプ１０が一番上方まで挿入された状態が、図７（ｂ）に示されている。この状態では、回転リング５３の直線面５３Ｈと第２胴部２３に形成された接合部２３Ｈとが接合している。しかし直線面５３Ｈと接合部２３Ｈとの接合は、回転時に回転リング５３を回転させることができる程度の緩い接合でよい。そのため、図７（ｂ）に示す状態のまま、操作者が手を離すと、放電ランプ１０は自重により落ちてしまう。また、この状態で、操作者がクランプネジ５５を締めようとしても、回転制限リング５６の突起部５６Ａの間に回転リング５３の突起ピン５３Ａが入っているため、操作者はクランプネジ５５を締めることができない。そこで、操作者は、放電ランプ１０が一番上方まで挿入された状態で、放電ランプ１０を９０度軸中心に回す。すると、図７（ｃ）に示す状態となる。
【００４７】
放電ランプ１０を９０度軸中心に回すことで、切り欠け部２１ＨがＹ軸方向に向き、第１胴部２１の基準段差面２１Ｂがクランプ部５４に引っかかる状態になる。この状態で操作者が放電ランプ１０を離すと、放電ランプ１０の自重で、第１胴部２１の基準段差面２１Ｂとクランプ部５４の基準面５４Ｓとが接することになる。この基準面５４Ｓは、放電ランプ１０の輝点が、楕円ミラーの第１焦点Ｆ１に来るように設定されている。また、操作者が９０度回したことが認識できるように、クランプ部５４に取り付けられたプランジャーＢＰ１が、第２胴部２３に形成された凹部２７に入り込む。プランジャーＢＰ１が凹部２７に入り込むことで、放電ランプ１０が９０度回転した状態で保持される。放電ランプ１０が９０度軸中心に回転することで、Ｘ−Ｙ平面（Ｚ軸方向の回転方向）の位置も合わせることができる。
【００４８】
また、放電ランプ１０を９０度軸中心に回すことで、第２胴部２３に形成された接合部２３Ｈが回転リング５３の直線面５３Ｈと当接し、回転リング５３を９０度回転させる。すると、回転リング５３の突起ピン５３Ａも９０度回転している。回転制限リング５６の２つの突起部５６Ａの間には回転リング５３の突起ピン５３Ａがないため、操作者はクランプネジ５５を締めることができる。
【００４９】
以上説明したように、操作者は、放電ランプ１０をランプホルダー５０に装着する際には、放電ランプ１０をランプホルダー５０に一番上まで挿入して且つ回転させない限り、放電ランプ１０を取り付けることができない。つまり、放電ランプ１０を所望の位置とは異なった位置に取り付けることができない。従って、放電ランプ１０を取り付けることができれば、放電ランプ１０の輝点がちょうど第１焦点にあり、Ｘ―Ｙ面で発生する輝点の若干ずれも、Ｘ−Ｙ平面（Ｚ軸方向の回転方向）の位置も合わせることができる。従って、光源装置１００は、紫外線を含む光を安定して照射することができる。
【００５０】
＜変形例１＞
図２では、座ぐり２７Ａが第２胴部２３に形成され、スリット溝２７Ｂが第２胴部２３に形成されていた。
【００５１】
図８では、第１胴部２１に座ぐり２７Ａを形成した例を示す。
図８（ａ）に示すように、第２胴部２３には座ぐり２７Ａが形成されずに、第１胴部２１に座ぐり２７Ａが形成されている。（ｂ）に、変形例１のランプホルダー５０を示す。ランプホルダー５０のクランブ部５４−１には、基準面５４Ｓから上方に突き出たリブ部５４Ｑが形成されている。リブ部５４ＱにボールプランジャーＢＰ１が挿入されるプランジャー用孔５４Ｐが形成される。
【００５２】
図８（ｃ）に示すように、操作者は、放電ランプ１０が一番上方まで挿入された状態で、放電ランプ１０を９０度軸中心に回すと、クランプ部５４−１に取り付けられたプランジャーＢＰ１が、第１胴部２１に形成された座ぐり２７Ａに入り込む。
【００５３】
＜変形例２＞
図９は、凹部２７を有しない固定用口金２０を用いる変形例２である。この場合、クランプ部５４には、ボールプランジャーＢＰ１を設けない。その代わりに、回転リング５３の下面に、回転リング受け台５２に取り付けられたボールプランジャーＢＰ２用の座ぐり５３Ｃが形成されている。
【００５４】
回転リング５３の座ぐり５３Ｂは、放電ランプ１０を挿入する際に、回転リング５３を第１位置に保持する。一方、回転リング５３の座ぐり５３Ｃは、放電ランプ１０を軸中心に９０度回転させた第２位置に保持する。このように、放電ランプ１０は、凹部２７を有しない固定用口金２０を有していてもよい。
【００５５】
＜光源装置の構造＞
本発明による放電ランプを搭載した光源装置の実施例として、の光源装置１００について説明する。図１０は、出射口８１に光ファイバー束８３を備える光源装置１００の一例を示す。
【００５６】
光源装置１００は、一端に固定用口金２０を有する放電ランプ１０と、放電ランプ１０を取り付けるランプホルダー取り付け金具７０と、ハウジング７９とを備える。ランプホルダー取り付け金具７０は、反射する楕円ミラー７５を備えており、楕円ミラー７５は、下向きに配置する。放電ランプ１０は下側から取り付けられ、上述したように、固定用口金２０の第１胴部２１の基準段差面２１Ｂとクランプ部５４の基準面５４Ｓとが、自重でぶら下がるようになって接する。楕円ミラー７５の第１焦点Ｆ１で発光した放電ランプ１０の光の一部は、楕円ミラー７５で反射されて出射口８１に向かう。楕円ミラー７５の第２焦点Ｆ２は出射口８１にあるので、放電ランプ１０からの光は出射口８１に集光する。光ファイバー束は、第２焦点Ｆ２で集光した光を外部に出射することができる。導光手段として光ファイバー束８３以外に、レンズ又はミラーを使って光を導いても良い。
【００５７】
図１０に示すように、出射口８１に光ファイバー束８３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８３の他端からワークに照射することが好ましい。また、ランプホルダー取り付け金具７０は、開口数を変化させる不図示の絞り部などを備えている。ハウジング７９に放熱ファン８５を取り付けることが好ましく、放熱ファン８５を作動してハウジング７９内の空気を排気することにより、放電ランプ１０、楕円ミラー７５、電源７７等を冷却することが好ましい。
【００５８】
本発明による放電ランプによれば、操作者が放電ランプをランプホルダーの所定位置まで挿入して回転させない限り、放電ランプをランプホルダーにクランプすることができない。このため、このような固定用口金を有する放電ランプは誤った位置に取り付けられることがない。
【００５９】
なお、本実施形態では、固定用口金２０の第１胴部２１の基準段差面２１Ｂがクランプ部５４の基準面５４Ｓに、放電ランプ１０の自重で接している。しかし、放電ランプ１０を下からＺ軸方向にランプホルダー５０に挿入するのではなく、ランプホルダー取り付け金具７０を水平方向に配置し、放電ランプ１０をランプホルダー５０に水平方向に挿入してもよい。この場合には電磁石などの結合手段を用いて、放電ランプ１０の基準段差面２１Ｂがクランプ部５４の基準面５４Ｓに接するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０……放電ランプ
２０……固定用口金
２１……第１胴部 （２１Ｂ……基準段差面，２１Ｈ……切り欠け部）
２３……第２胴部 （２３Ｈ……接合部）
２５……円筒形溝部
２７……凹部 （２７Ａ……座ぐり， ２７Ｂ……スリット溝）
５０……ランプホルダー
５１……ホルダーベース
５２……回転リング受け台
５３……回転リング （５３Ａ……突起ピン、５３Ｂ……座ぐり、５３Ｃ……座ぐり、５３Ｈ……直線部、５３Ｍ……マーク）
５４……クランプ部 （５４Ａ……すり割り部，５４Ｔ……延長部）
５５……クランプネジ
５６……回転制限リング （５６Ａ……突起部）
７０……ランプホルダー取り付け金具
７５……楕円ミラー
７９……ハウジング
８１……出射口
８３……光ファイバー束
８５……放熱ファン
１００……光源装置
ＢＰ１、ＢＰ２……プランジャー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を含む光を出射する光源装置及び該光源装置に用いられる放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
塗料を硬化、又は半導体ウエハもしくはガラス基板等の表面洗浄、周辺露光もしくは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紫外線を含む光を照射することが行われている。このような放電ランプを有する光源装置は、例えば、特許文献１に記載された発明では、放電ランプから照射された光を、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ー束などの導光手段（ライトガイド）によって外部に光照射している。
【０００３】
このような光源装置のハウジング内において、放電ランプの固定用口金は、楕円集光ミラーが周囲に設けられたランプホルダーに取り付けられる。放電ランプがランプホルダーの適正な位置に取り付けられると、放電ランプの輝点が楕円集光ミラーの第１焦点に合致するようになっている。そして、楕円集光ミラーの第２焦点の出射口に取り付けられた光ファイバー束が配置されるようになっている。このように構成することで、放電ランプの輝点より放射した光を効率よく、光ファイバー束の出射端へ導光することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録３１２４４４４号
【特許文献２】特開平１０−５５７１３号公報
【特許文献３】特開２００３−２９７２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、操作者が放電ランプを交換する際に、上記放電ランプの固定用口金をランプホルダーに十分に差し込まないまま、クランプネジを締め付けてしまうことがある。ランプホルダーに十分に差し込まない状態であっても、口金に電源を投入すれば放電ランプが点灯する。しかし、放電ランプの輝点が楕円集光ミラーの第１焦点にないために、光ファイバー束の出射端において照度が足りないことになる。操作者は、実際に光ファイバー束を使って半導体ウエハ又はガラス基板等の表面洗浄などを行うことができない時点で、不良原因を調べていくうちに放電ランプの固定用口金がランプホルダーに十分に差し込まれていないことに気づいていた。
【０００６】
さらに、放電ランプの輝点は、放電ランプの軸方向をＺ軸方向とするとＸ―Ｙ面においても変化する。放電ランプの固定用口金が略円筒形状を有することから、ランプホルダー内で放電ランプが軸周りに回転し得ることになる。すると、放電ランプの輝点の位置が第１焦点位置からずれてしまって所望の照度を得ることができなくなる場合がある。
【０００７】
そこで本発明は、操作者が、放電ランプの輝点の位置が楕円集光ミラーの第１焦点位置に来るように放電ランプを取り付けない限り、放電ランプをランプホルダーにクランプすることができないようにした放電ランプを備える光源装置及びこの光源装置に用いられる放電ランプを供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点による光源装置は、光出射口を備える光源装置であって、基準面と、内周に嵌め込み部が形成され第１位置から第２位置へ回転する回転部と、を有するランプホルダーと、円筒の外周に形成された第１の一対の切り欠け部を有する第１胴部と、円筒の外周に形成された前記嵌め込み部に接合する接合部を兼ねる第２の一対の切り欠け部を有する第２胴部と、第１の一対の切り欠け部の間隔以下の直径であり第１胴部と第２胴部との間に外周に沿って形成された溝部と、を含む固定用口金を有する放電ランプと、第１焦点および第２焦点を有し、第２焦点が光出射口と一致するように配置される放電ランプが放射する光を反射する楕円ミラーと、を備え、接合部が嵌め込み部に接合し固定用口金が回転する際に、接合部が回転部を回転させ、溝部の第１胴部側に形成された軸方向端面が基準面に接合して固定用口金がランプホルダーに固定されることにより、放電ランプの輝点が楕円ミラーの第１焦点に一致することを特徴とする。
【０００９】
第２の観点による光源装置は、第１の観点において、ランプホルダーが、放電ランプをクランプするクランプ手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
第３の観点による光源装置は、第１の観点または第２の観点において、ランプホルダーが、前記固定用口金の回転位置を保持するプランジャーを備えることを特徴とする。
【００１１】
第４の観点による光源装置は、第１の観点から第３の観点において、回転部の嵌め込み部には、平面が形成されることを特徴とする。
【００１２】
第５の観点による光源装置は、第１の観点から第４の観点において、回転部の外周面には、第１位置を示す第１マークと第２位置を示す第２マークとが設けられ、クランプ手段には、窓部が形成され、窓部は、第１マーク又は第２マークのいずれかを表示することを特徴とする。
【００１３】
第６の観点による放電ランプは、第１の観点の光源装置において、第１の一対の切り欠け部は、互いに正対した面により形成され、第２の一対の切り欠け部は、第１の一対の切り欠け部の面と同じ方向に、互いに正対した面により形成されることを特徴とする。
【００１４】
第７の観点による放電ランプは、第２の観点の光源装置において、回転部が第１位置にある状態では、固定用口金は前記クランプ手段によってクランプされず、回転部が第２位置にある状態では、固定用口金は前記クランプ手段によってクランプされることを特徴とする。
【００１５】
第８の観点による放電ランプは、第３の観点の光源装置において、固定用口金の第１胴部又は第２胴部にプランジャーが入り込む凹部が形成され、回転部が第２位置にある状態で、凹部はプランジャーを受け入れることを特徴とする。
【００１６】
第９の観点による放電ランプは、第４の観点の光源装置において、固定用口金の接合部は、少なくとも一部に平面を有し、接合部の平面が嵌め込み部の平面に接合することを特徴とする。
【００１７】
第１０の観点による放電ランプは、第５の観点の光源装置において、固定用口金が回転し、第２位置に位置することにより、窓部が第２マークを示すことを特徴とする。
【００１８】
第１１の観点による放電ランプは、第１の観点から第５の観点の光源装置において、固定用口金は、中心軸に開口を有し、放電ランプのステムが開口に挿入されて固定されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、放電ランプの輝点の位置が楕円集光ミラーの第１焦点位置に来るように放電ランプが取り付けた場合にだけ、放電ランプの固定用口金をランプホルダーに固定することができる。従って、照度不足の状態で放電ランプが点灯することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】固定用口金を備えた放電ランプの例を示す図である。
【図２】（ａ）は固定用口金２０の第１例を示した図であり、（ｂ）は固定用口金２０の第２例を示した図である。
【図３】（ａ）から（ｄ）は、固定用口金２０の外形形状を示したＺ軸方向から見た平面図である。
【図４】（ａ）は、ランプホルダー５０の斜視図であり、（ｂ）はクランプ部５４の一部のカットした斜視図である。
【図５】ランプホルダー５０の展開図である。
【図６】図５の反対側から見たランプホルダー５０の展開図である。
【図７】放電ランプ１０をランプホルダー５０に装着する動作を説明する図である。
【図８】第１胴部２１に凹部２７Ｃを有する固定用口金を説明する図である。
【図９】凹部２７を有しない固定用口金２０と回転リング５３の裏面を示す図である。
【図１０】出射口８１に光ファイバー束８３を備える光源装置１００の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜固定用口金を備える放電ランプの構造＞
以下、本発明の放電ランプの実施形態を説明する。
図１は、本発明の放電ランプの構成を説明するための概略図である。図１において、放電ランプ１０は、一端に固定用口金２０を有している。放電ランプ１０は、例えば水銀キセノンランプや、超高圧水銀ランプ等を挙げることができ、紫外線を含む光を照射する。本実施例では、放電ランプ１０としては、輝点が点光源となるショートアークランプが好ましい。例えば超高圧水銀ランプは、石英ガラスでバルブが形成され、タングステンで陽極及び陰極が形成される。また、ステムにはモリブデン導電箔が使用され、バルブ内には水銀、希ガスが充填されている。ランプ取り付け部分である固定用口金２０は、安定的に電源が供給される。
【００２２】
放電ランプ１０は、固定用口金２０を上にしてランプホルダー５０に挿入される。ランプホルダー５０は、ランプホルダー取り付け金具７０に取り付けられる。
【００２３】
＜固定用口金の構造＞
図２（ａ）は、固定用口金２０の第１例を示した図であり、（ｂ）は、固定用口金２０の第２例を示した図である。（ａ１）が第１例の斜視図であり、（ａ２）がＹ軸方向からみた第１例の平面図であり、（ａ３）がＸ軸方向からみた第１例の平面図である。同様に、（ｂ１）が第２例の斜視図であり、（ｂ２）がＹ軸方向からみた第２例の平面図であり、（ｂ３）がＸ軸方向からみた第２例の平面図である。この固定用口金２０が、後述するライプホルダー５０に差し込まれてクランプネジ５５（図１参照）で、ランプホルダー５０に固定される。
【００２４】
この固定用口金２０は、第１胴部２１と、第２胴部２３と、第１胴部２１と第２胴部２３との間に形成された円筒形溝部２５とを有する。固定用口金２０の中心軸に形成された開口２９に、放電ランプ１０のステムが挿入されステムと開口２９とがセラミック接着剤等で固定される。第１胴部２１は円筒形の形状で、平面状にカットされた切り欠け部（第１の一対の切り欠け部）２１Ｈが、固定用口金２０の軸対称に形成されている。
【００２５】
第２胴部２３は円筒形の形状で、平面状にカットされた接合部（第２の一対の切り欠け部）２３Ｈが、固定用口金２０の軸対称に形成されている。また、図２（ａ）に示すように第１例の第２胴部２３には、凹部２７である座ぐり２７Ａが形成される。図２（ｂ）に示すように第２例の第２胴部２３には、軸方向に伸びるスリット溝２７Ｂが形成される。
第１胴部２１と第２胴部２３との間には、軸方向の幅Ｌ２５の円筒形溝部２５が形成されている。このため、第１胴部２１と円筒形溝部２５とには、基準段差面２１Ｂ（第１胴部側の溝部側の軸方向端面）が形成され、第２胴部２３と円筒形溝部２５とには、挿入停止のストッパ面２３Ｅが形成される。また、円筒形溝部２５の軸方向の幅Ｌ２５は、後述するクランプ部５４との関係で規定されている。
【００２６】
図３は、固定用口金２０をＺ軸方向から見た平面図であり、第１胴部２１に形成された切り欠け部２１Ｈと第２胴部２３に形成された接合部２３Ｈとのそれぞれの形状を複数示した図である。第２胴部２３に形成された一対の接合部２３Ｈの距離Ｌ２３は、第１胴部２１に形成された一対の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１よりも大きい。
【００２７】
図３（ａ）に示す固定用口金２０は、図１及び図２で示した固定用口金２０と同じ形状である。第１胴部２１の円筒形の直径ＲＡ２１は、第２胴部２３の円筒形の直径ＲＡ２３よりも狭くなっている。円筒形溝部２５の直径ＲＡ２５は、第１胴部２１の円筒形の直径ＲＡ２１よりも狭くなっている。また、円筒形溝部２５の直径ＲＡ２５は、第１胴部２１に形成された一対の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１と同じ長さ又は狭くなっている。
【００２８】
ランプホルダー５０には一対の延長部５４Ｔがあり、その間隔Ｌ５４Ｓ（図４参照）は、一対の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１よりも大きく、一対の接合部２３Ｈの距離Ｌ２３よりも小さい。このため、放電ランプ１０がランプホルダー５０に挿入される際に、ランプホルダー５０のクランプ部５４の延長部５４Ｔに図２に示したストッパ面２３Ｅが当接し、放電ランプ１０が所定の挿入量以上に入らない。
【００２９】
図３（ｂ）に示す固定用口金２０は、第１胴部２１に形成された一対の切り欠け部２１ＨにＵ型溝部２１Ｃが形成されている。このように切り欠け部２１ＨにＵ型溝部２１Ｃが形成されていても機能的に問題がない。図示しないがＵ型溝部２１Ｃの代わりにＶ型溝部であってもよい。
【００３０】
図３（ｃ）に示す固定用口金２０は、第２胴部２３に形成された一対の接合部２３ＨにＵ型溝部２３Ｃが形成されている。このように接合部２３ＨにＵ型溝部２３Ｃが形成されていても、接合部２３Ｈがランプホルダー５０の回転リング５３（図４、図５参照）に接合し、回転リングを回転することができれば、Ｖ字型溝部（不図示）であってもよい。
【００３１】
図３（ｄ）に示す固定用口金２０は、第１胴部２１に形成された一対の切り欠け部２１Ｈに凹型溝部２１Ｄが形成されている。このような凹型溝部２１Ｄが形成されていても、全体として切り欠き部の役目をなしていれば問題ない。また、（ｄ）に示す固定用口金２０は、第２胴部２３に形成された一対の接合部２３Ｈにのこぎり歯２３Ｄが形成されている。このように接合部２３Ｈにのこぎり歯２３Ｄが形成されていても、接合部２３Ｈがランプホルダー５０の回転リング５３に接合し、回転リング５３を回転することができればよい。
【００３２】
＜ランプホルダーの構造＞
図４（ａ）は、ランプホルダー５０の斜視図であり、（ｂ）はその一部のカットした斜視図である。また、図５は、ランプホルダー５０の展開図である。図６は図５の反対側から見たランプホルダー５０の展開図である。
ランプホルダー５０は、ホルダーベース５１、回転リング受け台５２、回転リング５３、クランプ部５４、及びクランプネジ５５から構成される。回転リング５３を支える回転リング受け台５２とクランプ部５４とがホルダーベース５１に固定される。
【００３３】
回転リング受け台５２には、回転リング５３が所定の面で回転するための回転面５２Ａが形成され、回転面５２Ａには、ボールプランジャーＢＰ２（図７を参照）が挿入されるプランジャー用孔５２Ｂが形成される。このボールプランジャーＢＰ２により、回転リング５３が第１位置に保持されている。
【００３４】
回転リング５３の円形外周面には、突起ピン５３Ａが嵌め込まれて固定されている。この突起ピン５３Ａは２つの役目を有している。一つは、クランプネジ５５の回転を制御する役目である。もう一つは、回転リング５３、つまり放電ランプ１０が所定回転以上に回転しないように、ストッパピン５４Ｄと衝突する役目である。回転リング５３の下面には、回転リング受け台５２に取り付けられたボールプランジャーＢＰ２用の座ぐり５３Ｂ（図９参照）が形成されている。また、回転リング５３の内周面は、円周面と嵌め込み部である直線面５３Ｈとからなる。直線面５３Ｈは、固定用口金２０の第２胴部２３に形成された接合部２３Ｈと接合する。このため、一対の直線面５３Ｈの間隔は、一対の接合部２３Ｈの間隔よりも若干大きくなっている。このように、一対の直線面５３Ｈは、回転リング２３を回転させるためのものであるから、図３に示した第２胴部２３のＵ字溝部２３Ｃ又はＶ字溝部などが形成されていてもよい。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、回転リング５３の円形外周面には、さらに、青色マーク５３Ｍ１と赤色マーク５３Ｍ２とが形成されている。青色マーク５３Ｍ１と赤色マーク５３Ｍ２とは回転軸を中心として９０度ずれており、青色マーク５３Ｍ１は、突起ピン５３Ａの反対側に形成されている。青色マーク５３Ｍ１は、後述するように放電ランプ１０が装着されて９０度回転した状態であり、クランプネジ５５を締めることができることを意味している。従って、青色マーク以外にも、「閉」とか「ＯＫ」とかの刻印がなされていてもよい。赤色マーク５３Ｍ２は、その逆であるから、「開」とか「ＮＧ」とかの刻印がなされる。
【００３６】
クランプ部５４は、すり割り部５４Ａと円形のクランプ面５４Ｃとを備えている。すり割り部５４Ａは、クランプネジ５５が挿入される孔５４Ｂ及びネジ５４Ｆが設けられている。クランプ部５４は、ホルダーベース５１の３箇所のネジ孔５１Ｂで固定され、すり割り部５４Ａの一方は、固定されていない。このため、クランプネジ５５を締め付けると、すり割り部５４Ａが狭くなりクランプ面５４Ｃが第２胴部２３を締め付ける。また、クランプ部５４は、基準面５４Ｓを備えており、基準面５４Ｓは円形のクランプ面５４Ｃの内周より中心軸方向に伸びた延長部５４Ｔを備えている。一対の延長部５４Ｔの間隔Ｌ５４Ｓは、第１胴部２１の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１よりも大きく、第１胴部２１の円筒形の直径（ＲＡ２１＊２）よりも小さい。また、延長部５４Ｔの軸方向の幅Ｌ５４Ｔは、固定用口金２０の円筒形溝部２５の幅Ｌ２５よりも小さい。このため、固定用口金２０の円筒形溝部２５が延長部５４Ｔを貫通し、その延長部５４Ｔで固定用口金２０が回転することができる。
【００３７】
クランプ部５４の延長部５４Ｔの下面に、図２に示した固定用口金２０のストッパ面２３Ｅが当接する。このため、放電ランプ１０の固定用口金２０が所定の挿入量以上に入らないようになっている。この延長部５４Ｔの軸方向の幅Ｌ５４Ｔは、円筒形溝部２５の軸方向の幅Ｌ２５よりも若干小さくなっている。
【００３８】
このため、固定用口金２０をクランプ部５４に挿入し、固定用口金２０のストッパ面２３Ｅが延長部５４Ｔの下面に当接後、固定用口金２０が９０度回転することができる。また、９０度回転した後、放電ランプ１０を手放すと、放電ランプ１０がその自重で下がり、第１胴部２１の基準段差面２１Ｂとクランプ部５４の基準面５４Ｓとが接して、Ｚ軸方向の放電ランプ１０の輝点の位置が位置決めされる。
【００３９】
クランプ部５４には、さらに、ストッパピン５４Ｄが設けられ、回転リング５３の突起ピン５３Ａが所定以上回転しないように規制している。また、クランプ部５４の円形のクランプ面５４Ｃに、固定用口金２０が所定回転以上に回転しないように、ボールプランジャーＢＰ１（図７参照）が挿入されるプランジャー用孔５４Ｐが形成される。このクランプ部５４のプランジャー用孔５４ＰにボールプランジャーＢＰ１が取り付けられる。ボールプランジャーＢＰ１は、図２（ａ）に示す第２胴部２３の座ぐり２７Ａ又は図２（ｂ）に示すスリット溝２７Ｂに接触する。
【００４０】
また、図６に示すように、クランプ部５４には、プランジャー用孔５４Ｐの下側に窓部５４Ｗが形成されている。図６（ｂ）に示すように、操作者は窓部５４Ｗから青色マーク５３Ｍ１又は赤色マーク５３Ｍ２を確認することができる。放電ランプ１０を取り付けていない状態では、操作者は赤色マーク５３Ｍ２を窓部５４Ｗから見ることができる。一方、操作者が放電ランプ１０を取り付けて放電ランプ１０を９０度軸中心に回すと操作者は赤色マーク５３Ｍ２から青色マーク５３Ｍ１へ変わったことを窓部５４Ｗから見ることができる。
【００４１】
クランプネジ５５は、ハンドル部５５Ａとネジ部５５Ｂとから構成される。ハンドル部５５Ａとネジ部５５Ｂとの間には、回転制限リング５６が取り付けられる取り付け面５５Ｃが設けられている。ハンドル部５５Ａと回転制限リング５６との距離Ｌ５５は、クランプ部５４のすり割り部５４Ａの一方の幅Ｌ５４よりも若干大きくなっており、クランプネジ５５のネジ込む量を規定している。このため、操作者がクランプネジ５５を数回転させてクランプ部５４のすり割り部５４Ａの幅を狭くしたり緩めたりすることができる。なお、クランプネジ５５以外にも、クランプ部５４を締め付けることができる手段であれば、他の手段、例えばネジ付カムなどを使用しても良い。
【００４２】
回転制限リング５６は、２つの突起部５６Ａを有しており、２つの突起部５６Ａの間には回転リング５３の突起ピン５３Ａが入り込む間隙が形成される。２つの突起部５６Ａの間に突起ピン５３Ａがある状態では、クランプネジ５５を締めようとしても締めることができない。
【００４３】
＜放電ランプをランプホルダーに装着する手順＞
図７は、放電ランプ１０をランプホルダー５０に装着する手順を説明する図である。（ａ）〜（ｃ）において、ランプホルダー５０は断面図を示している。
【００４４】
図７（ａ）において、Ｚ軸の下方から放電ランプ１０の固定用口金２０を上にして、放電ランプ１０がランプホルダー５０に挿入される。このとき、操作者は、Ｘ軸方向に第１胴部２１に形成された切り欠け部２１Ｈを向けないと、ランプホルダー５０に挿入することができない。一対の延長部５４Ｔの間隔Ｌ５４Ｓは、第１胴部２１の円筒形の直径（ＲＡ２１＊２）よりも小さいからである。なお、回転リング５３は、ボールプランジャーＢＰ２と座ぐり５３Ｂとにより第１位置に保持されているため、ストッパ面２３Ｅが回転リング５３の下面に当たって、放電ランプ１０の固定用口金２０がクランプ部５４に挿入できなくなることがない。
【００４５】
第１胴部２１の切り欠け部２１Ｈの距離Ｌ２１は間隔Ｌ５４Ｓより狭いため、操作者は、固定用口金２０をクランプ部５４の延長部５４Ｔに挿入することができる。しかし、一対の接合部２３Ｈの距離Ｌ２３は、間隔Ｌ５４Ｓよりも広いため、ランプホルダー５０のクランプ部５４の延長部５４Ｔにストッパ面２３Ｅが当接し、操作者は、固定用口金２０を所定位置より上方に挿入することができない。
【００４６】
放電ランプ１０が一番上方まで挿入された状態が、図７（ｂ）に示されている。この状態では、回転リング５３の直線面５３Ｈと第２胴部２３に形成された接合部２３Ｈとが接合している。しかし直線面５３Ｈと接合部２３Ｈとの接合は、回転時に回転リング５３を回転させることができる程度の緩い接合でよい。そのため、図７（ｂ）に示す状態のまま、操作者が手を離すと、放電ランプ１０は自重により落ちてしまう。また、この状態で、操作者がクランプネジ５５を締めようとしても、回転制限リング５６の突起部５６Ａの間に回転リング５３の突起ピン５３Ａが入っているため、操作者はクランプネジ５５を締めることができない。そこで、操作者は、放電ランプ１０が一番上方まで挿入された状態で、放電ランプ１０を９０度軸中心に回す。すると、図７（ｃ）に示す状態となる。
【００４７】
放電ランプ１０を９０度軸中心に回すことで、切り欠け部２１ＨがＹ軸方向に向き、第１胴部２１の基準段差面２１Ｂがクランプ部５４に引っかかる状態になる。この状態で操作者が放電ランプ１０を離すと、放電ランプ１０の自重で、第１胴部２１の基準段差面２１Ｂとクランプ部５４の基準面５４Ｓとが接することになる。この基準面５４Ｓは、放電ランプ１０の輝点が、楕円ミラーの第１焦点Ｆ１に来るように設定されている。また、操作者が９０度回したことが認識できるように、クランプ部５４に取り付けられたプランジャーＢＰ１が、第２胴部２３に形成された凹部２７に入り込む。プランジャーＢＰ１が凹部２７に入り込むことで、放電ランプ１０が９０度回転した状態で保持される。放電ランプ１０が９０度軸中心に回転することで、Ｘ−Ｙ平面（Ｚ軸方向の回転方向）の位置も合わせることができる。
【００４８】
また、放電ランプ１０を９０度軸中心に回すことで、第２胴部２３に形成された接合部２３Ｈが回転リング５３の直線面５３Ｈと当接し、回転リング５３を９０度回転させる。すると、回転リング５３の突起ピン５３Ａも９０度回転している。回転制限リング５６の２つの突起部５６Ａの間には回転リング５３の突起ピン５３Ａがないため、操作者はクランプネジ５５を締めることができる。
【００４９】
以上説明したように、操作者は、放電ランプ１０をランプホルダー５０に装着する際には、放電ランプ１０をランプホルダー５０に一番上まで挿入して且つ回転させない限り、放電ランプ１０を取り付けることができない。つまり、放電ランプ１０を所望の位置とは異なった位置に取り付けることができない。従って、放電ランプ１０を取り付けることができれば、放電ランプ１０の輝点がちょうど第１焦点にあり、Ｘ―Ｙ面で発生する輝点の若干ずれも、Ｘ−Ｙ平面（Ｚ軸方向の回転方向）の位置も合わせることができる。従って、光源装置１００は、紫外線を含む光を安定して照射することができる。
【００５０】
＜変形例１＞
図２では、座ぐり２７Ａが第２胴部２３に形成され、スリット溝２７Ｂが第２胴部２３に形成されていた。
【００５１】
図８では、第１胴部２１に座ぐり２７Ａを形成した例を示す。
図８（ａ）に示すように、第２胴部２３には座ぐり２７Ａが形成されずに、第１胴部２１に座ぐり２７Ａが形成されている。（ｂ）に、変形例１のランプホルダー５０を示す。ランプホルダー５０のクランブ部５４−１には、基準面５４Ｓから上方に突き出たリブ部５４Ｑが形成されている。リブ部５４ＱにボールプランジャーＢＰ１が挿入されるプランジャー用孔５４Ｐが形成される。
【００５２】
図８（ｃ）に示すように、操作者は、放電ランプ１０が一番上方まで挿入された状態で、放電ランプ１０を９０度軸中心に回すと、クランプ部５４−１に取り付けられたプランジャーＢＰ１が、第１胴部２１に形成された座ぐり２７Ａに入り込む。
【００５３】
＜変形例２＞
図９は、凹部２７を有しない固定用口金２０を用いる変形例２である。この場合、クランプ部５４には、ボールプランジャーＢＰ１を設けない。その代わりに、回転リング５３の下面に、回転リング受け台５２に取り付けられたボールプランジャーＢＰ２用の座ぐり５３Ｃが形成されている。
【００５４】
回転リング５３の座ぐり５３Ｂは、放電ランプ１０を挿入する際に、回転リング５３を第１位置に保持する。一方、回転リング５３の座ぐり５３Ｃは、放電ランプ１０を軸中心に９０度回転させた第２位置に保持する。このように、放電ランプ１０は、凹部２７を有しない固定用口金２０を有していてもよい。
【００５５】
＜光源装置の構造＞
本発明による放電ランプを搭載した光源装置の実施例として、の光源装置１００について説明する。図１０は、出射口８１に光ファイバー束８３を備える光源装置１００の一例を示す。
【００５６】
光源装置１００は、一端に固定用口金２０を有する放電ランプ１０と、放電ランプ１０を取り付けるランプホルダー取り付け金具７０と、ハウジング７９とを備える。ランプホルダー取り付け金具７０は、反射する楕円ミラー７５を備えており、楕円ミラー７５は、下向きに配置する。放電ランプ１０は下側から取り付けられ、上述したように、固定用口金２０の第１胴部２１の基準段差面２１Ｂとクランプ部５４の基準面５４Ｓとが、自重でぶら下がるようになって接する。楕円ミラー７５の第１焦点Ｆ１で発光した放電ランプ１０の光の一部は、楕円ミラー７５で反射されて出射口８１に向かう。楕円ミラー７５の第２焦点Ｆ２は出射口８１にあるので、放電ランプ１０からの光は出射口８１に集光する。光ファイバー束は、第２焦点Ｆ２で集光した光を外部に出射することができる。導光手段として光ファイバー束８３以外に、レンズ又はミラーを使って光を導いても良い。
【００５７】
図１０に示すように、出射口８１に光ファイバー束８３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８３の他端からワークに照射することが好ましい。また、ランプホルダー取り付け金具７０は、開口数を変化させる不図示の絞り部などを備えている。ハウジング７９に放熱ファン８５を取り付けることが好ましく、放熱ファン８５を作動してハウジング７９内の空気を排気することにより、放電ランプ１０、楕円ミラー７５、電源７７等を冷却することが好ましい。
【００５８】
本発明による放電ランプによれば、操作者が放電ランプをランプホルダーの所定位置まで挿入して回転させない限り、放電ランプをランプホルダーにクランプすることができない。このため、このような固定用口金を有する放電ランプは誤った位置に取り付けられることがない。
【００５９】
なお、本実施形態では、固定用口金２０の第１胴部２１の基準段差面２１Ｂがクランプ部５４の基準面５４Ｓに、放電ランプ１０の自重で接している。しかし、放電ランプ１０を下からＺ軸方向にランプホルダー５０に挿入するのではなく、ランプホルダー取り付け金具７０を水平方向に配置し、放電ランプ１０をランプホルダー５０に水平方向に挿入してもよい。この場合には電磁石などの結合手段を用いて、放電ランプ１０の基準段差面２１Ｂがクランプ部５４の基準面５４Ｓに接するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０……放電ランプ
２０……固定用口金
２１……第１胴部 （２１Ｂ……基準段差面，２１Ｈ……切り欠け部）
２３……第２胴部 （２３Ｈ……接合部）
２５……円筒形溝部
２７……凹部 （２７Ａ……座ぐり， ２７Ｂ……スリット溝）
５０……ランプホルダー
５１……ホルダーベース
５２……回転リング受け台
５３……回転リング （５３Ａ……突起ピン、５３Ｂ……座ぐり、５３Ｃ……座ぐり、５３Ｈ……直線部、５３Ｍ……マーク）
５４……クランプ部 （５４Ａ……すり割り部，５４Ｔ……延長部）
５５……クランプネジ
５６……回転制限リング （５６Ａ……突起部）
７０……ランプホルダー取り付け金具
７５……楕円ミラー
７９……ハウジング
８１……出射口
８３……光ファイバー束
８５……放熱ファン
１００……光源装置
ＢＰ１、ＢＰ２……プランジャー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射口を備える光源装置であって、
基準面と、内周に嵌め込み部が形成され第１位置から第２位置へ回転する回転部と、を有するランプホルダーと、
円筒の外周に形成された第１の一対の切り欠け部を有する第１胴部と、円筒の外周に形成された前記嵌め込み部に接合する接合部を兼ねる第２の一対の切り欠け部を有する第２胴部と、前記第１の一対の切り欠け部の間隔以下の直径であり前記第１胴部と前記第２胴部との間に外周に沿って形成された溝部と、を含む固定用口金を有する放電ランプと、
第１焦点および第２焦点を有し、前記第２焦点が前記光出射口と一致するように配置される前記放電ランプが放射する光を反射する楕円ミラーと、
を備え、
前記接合部が前記嵌め込み部に接合し前記固定用口金が回転する際に、前記接合部が前記回転部を回転させ、前記溝部の前記第１胴部側に形成された軸方向端面が前記基準面に接合して前記固定用口金が前記ランプホルダーに固定されることにより、前記放電ランプの輝点が前記楕円ミラーの前記第１焦点に一致することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記ランプホルダーが、前記放電ランプをクランプするクランプ手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記ランプホルダーが、前記固定用口金の回転位置を保持するプランジャーを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記回転部の嵌め込み部には、平面が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記回転部の外周面には、前記第１位置を示す第１マークと前記第２位置を示す第２マークとが設けられ、
前記クランプ手段には、窓部が形成され、
前記窓部は、前記第１マーク又は前記第２マークのいずれかを表示することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の一対の切り欠け部は、互いに正対した面により形成され、
前記第２の一対の切り欠け部は、前記第１の一対の切り欠け部の面と同じ方向に、互いに正対した面により形成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項７】
前記回転部が前記第１位置にある状態では、前記固定用口金は前記クランプ手段によってクランプされず、前記回転部が前記第２位置にある状態では、前記固定用口金は前記クランプ手段によってクランプされることを特徴とする請求項２に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項８】
前記固定用口金の前記第１胴部又は前記第２胴部に前記プランジャーが入り込む凹部が形成され、
前記回転部が前記第２位置にある状態で、前記凹部は前記プランジャーを受け入れることを特徴とする請求項３に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項９】
前記固定用口金の接合部は、少なくとも一部に平面を有し、
前記接合部の平面が前記嵌め込み部の平面に接合することを特徴とする請求項４に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項１０】
前記固定用口金が回転し、前記第２位置に位置することにより、前記窓部が第２マークを示すことを特徴とする請求項５に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項１１】
前記固定用口金は、中心軸に開口を有し、
前記放電ランプのステムが前記開口に挿入されて固定されている請求項１から請求項５いずれか一項に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項１】
光出射口を備える光源装置であって、
基準面と、内周に嵌め込み部が形成され第１位置から第２位置へ回転する回転部と、を有するランプホルダーと、
円筒の外周に形成された第１の一対の切り欠け部を有する第１胴部と、円筒の外周に形成された前記嵌め込み部に接合する接合部を兼ねる第２の一対の切り欠け部を有する第２胴部と、前記第１の一対の切り欠け部の間隔以下の直径であり前記第１胴部と前記第２胴部との間に外周に沿って形成された溝部と、を含む固定用口金を有する放電ランプと、
第１焦点および第２焦点を有し、前記第２焦点が前記光出射口と一致するように配置される前記放電ランプが放射する光を反射する楕円ミラーと、
を備え、
前記接合部が前記嵌め込み部に接合し前記固定用口金が回転する際に、前記接合部が前記回転部を回転させ、前記溝部の前記第１胴部側に形成された軸方向端面が前記基準面に接合して前記固定用口金が前記ランプホルダーに固定されることにより、前記放電ランプの輝点が前記楕円ミラーの前記第１焦点に一致することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記ランプホルダーが、前記放電ランプをクランプするクランプ手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記ランプホルダーが、前記固定用口金の回転位置を保持するプランジャーを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記回転部の嵌め込み部には、平面が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記回転部の外周面には、前記第１位置を示す第１マークと前記第２位置を示す第２マークとが設けられ、
前記クランプ手段には、窓部が形成され、
前記窓部は、前記第１マーク又は前記第２マークのいずれかを表示することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の一対の切り欠け部は、互いに正対した面により形成され、
前記第２の一対の切り欠け部は、前記第１の一対の切り欠け部の面と同じ方向に、互いに正対した面により形成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項７】
前記回転部が前記第１位置にある状態では、前記固定用口金は前記クランプ手段によってクランプされず、前記回転部が前記第２位置にある状態では、前記固定用口金は前記クランプ手段によってクランプされることを特徴とする請求項２に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項８】
前記固定用口金の前記第１胴部又は前記第２胴部に前記プランジャーが入り込む凹部が形成され、
前記回転部が前記第２位置にある状態で、前記凹部は前記プランジャーを受け入れることを特徴とする請求項３に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項９】
前記固定用口金の接合部は、少なくとも一部に平面を有し、
前記接合部の平面が前記嵌め込み部の平面に接合することを特徴とする請求項４に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項１０】
前記固定用口金が回転し、前記第２位置に位置することにより、前記窓部が第２マークを示すことを特徴とする請求項５に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【請求項１１】
前記固定用口金は、中心軸に開口を有し、
前記放電ランプのステムが前記開口に挿入されて固定されている請求項１から請求項５いずれか一項に記載の光源装置に用いられる放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１９９０７４（Ｐ２０１０−１９９０７４Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６０４９８（Ｐ２０１０−６０４９８）
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【分割の表示】特願２００９−７８６３３（Ｐ２００９−７８６３３）の分割
【原出願日】平成１９年３月２０日（２００７．３．２０）
【出願人】（５９２０３２４３０）ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【分割の表示】特願２００９−７８６３３（Ｐ２００９−７８６３３）の分割
【原出願日】平成１９年３月２０日（２００７．３．２０）
【出願人】（５９２０３２４３０）ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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