CN101021302A - 放电灯保持机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使大型化的灯，也可以容易安装的灯保持器。包括：一端安装有灯头的放电灯；及可以装卸地下吊着保持该放电灯的灯保持器，所述灯保持器具有：保持器侧暂时固定机构及保持器侧最终固定机构，所述放电灯的灯头具有：与保持器侧暂时固定机构扣合的灯侧暂时固定机构；及与保持器侧最终固定机构扣合的灯侧最终固定机构，通过将该放电灯的灯头插入灯保持器，并旋转灯头，使保持器侧暂时固定机构与灯侧暂时保持机构扣合，进行两者的暂时固定，而且，其后使保持器侧最终固定机构与灯侧最终固定机构动作，最终固定两者。

Description

放电灯保持机构

技术领域

本发明涉及一种放电灯保持机构，特别是涉及一种实体大型且大电流化，安装到保持器上的安装作业变得困难的放电灯的保持机构。

背景技术

近年来，在半导体或液晶的曝光、其他的微细加工领域中，使用短弧型水银灯作为光刻法用光源的曝光技术多被利用。

在光刻法用的曝光中，使用的是可以有效率地放射光刻胶具有感度的波长365nm(i线)的光的水银灯，而且，在液晶或印刷基板的曝光中，使用放射波长350nm～450nm的光的水银灯。水银灯中封入有水银作为发光物质，并且装入有氩、氪、氙等稀有气体作为启动用气体。

这种水银灯，例如如日本专利特开平9-213129号公报所示，与凹面反射镜组合，构成光学系统。

曝光装置有应当曝光的面积变大且处理时间(通过能力)变短的倾向。作为光源的水银灯也有通过使输入增加而使曝光量增加的倾向。

但是，灯输入的增大，使灯在实体上大型化，组装到反射镜的组装作业更为复杂化。

特别是，灯大型化时，无论从尺寸上、重量上来说，作业员很难保持灯。例如，如所述特开平9-213129号公报所示，在下吊着保持灯的构造的情况下，需要一边在灯下吊着的状态下保持灯，一边进行螺旋固定等的固定作业。进而，灯大型化时，反射镜也大型化。所述作业是将灯的灯头从反射镜的内侧空间放入，通过顶部开口，以位于顶部开口外部的保持机构加以固定。在该固定作业中，需要在反射镜的内侧空间保持灯的一端，同时在反射镜的顶部开口外侧进行螺旋固定等固定作业，这种情况下，在反射镜的内侧空间中，必须以单手保持灯，另外一手进行螺旋固定作业。灯大型化时，此作业会产生以单手保持等时，有时会使灯落下，伤到反射镜的问题。

进而，在放电灯与保持机构的固定作业中，必须形成切实的供电结构。这是由于如果供电导线或供电线的电连接不充分，则电流供给会变得不充分。

专利文献1：日本专利特开平9-213129号

发明内容

本发明要解决的课题在于提供一种即使是大型化的灯，也可以容易地安装的灯保持器。

为了解决所述课题，本发明的放电灯用保持机构，包括：一端安装有灯头的放电灯；及可以装卸地下吊着保持该放电灯的灯保持器，其特征在于：所述灯保持器具有：保持器侧暂时固定机构及保持器侧最终固定机构，所述放电灯的灯头具有：与保持器侧暂时固定机构扣合的灯侧暂时固定机构；及与保持器侧最终固定机构扣合的灯侧最终固定机构，通过将该放电灯的灯头插入灯保持器，并旋转灯头，使保持器侧暂时固定机构与灯侧暂时保持机构扣合，进行两者的暂时固定，而且，其后使保持器侧最终固定机构与灯侧最终固定机构动作，最终固定两者。

进而，所述放电灯的灯头由导电性构件构成，通过与所述灯保持器最终固定，使灯头的端面与灯保持器的端面接触，形成电性供电机构。

进而，所述放电灯的灯头的端面配置为与该放电灯的长度方向大致垂直。

进而，所述放电灯的额定电流为50A以上。

发明的效果

本发明的放电灯保持机构，通过具有上述构成，只需将放电灯的灯头插入灯保持器(以下，也单称为“保持器”)的插入孔，旋转灯头，即可扣合设在该插入孔内部的保持器侧暂时固定机构和设在灯头上的灯侧暂时固定机构，即使手放开，灯也不会落下，成为灯下吊的状态。在该状态中，从反射镜的顶部外部使保持器与灯的最终固定机构动作，可以牢固地固定两者。

即，在灯的装卸作业中，不需要像以往那样一边以单手保持灯，一边以另外一手固定灯的困难。

另外，以导电性构件来形成灯头，灯头的上端面整体与保持器接触，可以形成电性供电机构。

附图说明

图1表示具有本发明的放电灯保持机构的光源装置。

图2表示本发明的放电灯。

图3表示具有本发明的放电灯保持机构的光源装置。

图4表示本发明的放电灯的灯头。

图5表示本发明的放电灯保持器。

图6表示本发明的放电灯保持器。

图7表示本发明的放电灯保持器与灯头的驱动原理。

图8表示本发明的放电灯保持器与灯头。

图9表示本发明的放电灯保持器与灯头。

图10表示本发明的放电灯保持器与灯头的驱动原理。

图11表示本发明的放电灯保持器与灯头的驱动原理。

具体实施方式

图1是表示安装在曝光装置的保持台50上的灯保持器30上安装有放电灯10，两者被固定的状态下的放电灯保持机构。

放电灯10(以下，也单称为“灯”)通过反射镜20的顶部开口，安装在灯保持器30上(以下，也单称为“保持器”)。在此，将灯10与保持器30作为放电灯保持机构，将灯10、反射镜20、保持器30称为光源装置。保持器30例如通过螺旋固定而固定在曝光装置的保持台50上。另外，在保持台50上，在从保持器30的轴中心偏离的位置上设有补助固定点51。保持器30也辅助性地固定在固定点51上。另外，反射镜30通过省略图示的机构固定在曝光装置等上。

图2是只表示放电灯10固定到灯保持器30前的状态的灯10，例如，在略微中央具有由石英玻璃构成的发光管部11，杆状的密封部12从其两端延伸而形成为一体。发光管部11为球形或是在管轴方向(图的上下方向)上细长延伸的纺锤形，其内部形成气密空间，封入有作为发光物质的水银或作为起动用气体的氙或氩。另外，在发光管部11的内部相对配置有阳极13与阴极14，其前端相互的间隔形成放电间隙。放电间隙也是电极间距离，例如，为5mm左右。在密封部12的前端安装有帽状的灯头40。另外，在图的下方的密封部的前端虽也安装有帽状的灯头，但是，在本发明中该灯头并非必须。

该灯10使任一电极位于上方，使另外一个电极位于下方地垂直配置，在该实施例中，使阴极位于下方，使阳极配置在上方。

回到图1，反射镜20例如是在玻璃基材的反射面上涂布多层膜的反射镜，整体为凹面状，可以良好地反射来自灯10的放射光。反射镜20多使用椭圆聚光镜，在该情况下，需要使放电灯10的电弧与反射镜20的第一焦点一致。该电弧一般形成在放电间隙间，因此设置灯以使放电间隙间的适当部位位于反射镜20的第一焦点。反射镜的方向虽表示为向下打开，但是也有向上(保持器侧)打开的反射镜。

灯10或反射镜20近年来逐渐大型化。如上所述，本发明的放电灯保持机构，在灯或反射镜大型化的情况下特别有用。

对于灯10，如表示数值例，则灯的功率的额定值为3KW～40KW，灯电流的额定值为50A～200A、发光管部11的最大外径(与电极延伸方向垂直的方向的直径)为50mm～250mm。另外，灯的重量为0.5kg～10kg。

另外，对于反射镜20，如表示数值例，则前面开口为φ300mm～1000mm，灯延伸方向的深度为200mm～800mm。

图3是表示从与图1不同的方向来观察图1所示的光源装置的状态，切掉反射镜20的一部分来表现反射镜20的内部构造。

反射镜20的顶部开口21至少需要灯10的密封部12或灯头40可通过的大小。顶部开口21如果太大，灯10的放射光会从顶部开口21漏出，光的利用效率降低。

图4表示本发明的放电灯的灯头，特别是，安装在保持器30上的灯头40的放大构造。

灯头40由帽状的整体主体41；构成在该整体主体41的端部的终端部42；及从终端部42的中心延伸的突出部43构成。这些整体主体41、终端部42及突出部43是实体上由一构件所构成，例如由黄铜等的导电性构件所形成。

整体主体41是与由石英玻璃构成的密封部12的端部接续的部位。整体主体41为帽状，且覆盖密封部12地插入安装，通过与密封部12内部的供电机构电性连接，整体主体41本身成为供电路径的一部分。

终端部42形成通过与保持器面接触来形成与灯外部电性连接构造的终端面42a。另外，终端部42虽表示形成为比整体主体41更大径，但是，也可以为相同直径或小径。终端面42a形成为与放电灯的轴垂直的平面，使得与保持器的接触及电气路径的形成变得容易。在终端面42a上形成有后述的孔部42b。另外，在终端部42的侧面上形成有后述的螺旋机构42c。

突出部43相当于插入保持器内时的前端部分，由前端小径部43a、前端锥形部43b、及圆柱部43c构成。在圆柱部43c上形成有钓钩状的槽部44，该槽部44形成与保持器啮合的机构，将在后文叙述。

图5表示本发明的保持器30的放大构造。

保持器30由：棒状的中心主体31、位于其前端的旋转部32构成。中心主体31、旋转部32实体上由不同构件组合构成，例如，中心主体31为铜、黄铜等电阻低的材料，或在这些基材上涂布镍、银、金等电阻低、耐氧化、耐药品性的材料，旋转部32由不锈钢、镀镍的黄铜等耐磨损、耐氧化、耐药品性的材料等构成。

中心主体31由：用于插入灯头的前端部43的插入孔311、在已插入灯头时与灯头的终端面42a面接触的保持器侧接触部312、及构成在保持器侧接触部312的内部的旋转防止棒313构成。插入孔311是通过在中心主体31进行打孔加工而形成的部位，其内部形成有向插入孔311的内径方向突出并延伸的突起315。保持器侧接触部312也是通过切削加工中心主体31而形成的部位，是中心主体31的一部分。旋转防止棒313是在保持器侧接触部312上设置空洞，在其中通过弹簧316而配置，与中心主体31实体上为分别的构件。中心主体31在放电灯已被安装的情况下，作为将放电灯下吊着支撑的部位，另外，在安装时，变为具有实现暂时固定的功能的部位。进而，在灯头被安装后，也成为形成供电路径的一部分的部位。中心主体31例如由铜、黄铜等或在这些基材上涂布镍、银、金等材料等导电性构件形成。

旋转部32安装在中心主体31的前端，在灯头的装卸作业中，人以中心主体31为轴，手动加以旋转。在旋转部32的内壁形成有插入灯头时用来最终固定的螺旋机构321。为了手动的旋转动作容易进行，在旋转部32的外表面例如进行滚花加工。旋转部32是实现与灯头的最终固定的部位，例如由不锈钢、镀镍的黄铜等材料构成。另外，在中心主体31上形成有最终固定旋转部32与灯头40时表示旋转部32的位置的记号314。记号314是在中心主体31上设置的线状缺口，在线状中涂布颜色等，能以目视看到线即可。另外，如图8所示，在旋转部32上从旋转部32的下端向着上方设置不对螺旋机构321造成影响的缺口部322，使得可看到旋转部32的内部。另外，如图9所示，在中心主体31的侧面设有销317，在旋转部32的上端部设置L字状的槽323，销317与槽323扣合，也可以将旋转部32保持在上方。另外，在中心主体31的侧面与旋转部32的上端部设置螺纹牙，通过螺合，也可以将旋转部32保持在上方。

中心主体31的外方(图的上方)虽省略图示，但供电线与中心主体的一部分连接。或者中心主体的一部分上连接有供电用的机构。

图6是在图5所示的保持器30上设置按压部33的图。

按压部33具有碟形弹簧331与记号332，安装在中心主体31与旋转部32之间。设有碟形弹簧331，该碟形弹簧331随着旋转部32的上下移动，按压力发挥作用。另外，在按压部33上形成有旋转部32与灯头40最终固定时，表示旋转部32的位置的记号332。记号332设有线状的缺口，在线状内涂布颜色者等，只要以目视可以看到线即可。另外，此处虽然表示使用碟形弹簧331，但是，也可以使用压缩弹簧。

图7是示意性地表示将灯头40(放电灯)安装到保持器30时的两机构的原理的图。(a)～(e)分别表示灯头与保持器的动作，随着从(a)向(e)进行，灯头安装到保持器上。反之，在将灯头从保持器上拆下时，变为从(e)至(a)的顺序。另外，保持器30表示的是截面图。

(a)表示灯头40被插入保持器30中之前的状态。

(b)表示灯头40已被插入保持器30中的状态。具体而言，灯头的突出部43进入中心主体31的插入孔311中。此时，突出部43可以比较容易地被引导进中心主体31的插入孔311。突出部43如上所述，前端小径部43a为小径，且前端锥形部43b构成为锥形。另外，突出部43的外径与插入孔311的内径大致相等，因此通过突出部43插入插入孔中，灯头40确定相对于保持器30的横方向(表示与放电灯的长度方向垂直的方向，为纸面中的横方向)的位置。另外，将突出部43插入插入孔311时，在插入孔43的内部存在有突起315，因此通过突出部43与突起315相碰，可以阻止进一步的进入。在该情况下，通过旋转灯头40，在突起315位于灯头的槽部44时，可以进一步插入插入孔311内。突出部43的插入，通过插入孔311内的突起315与槽部44的关系而停止，此时灯头40的终端面42a与保持器30的保持器侧接触部312的接触面312a面接触。另外，图中的突起315是从插入孔311的被省略的侧面延伸，本来应该省略截面图的构造，但是图中为了理解与槽部44的扣合，所以只表示了突起315。

(c)是表示灯头40暂时固定在保持器30上的状态。从(b)的状态开始，旋转灯头40，由此槽部44改变相对于突起315的行进方向。另外，利用图10来详细说明突起315与槽部44的关系。旋转灯头40后放开手，灯头40虽稍微落下，但是，槽部40的终点与突起315扣合，变成图中的状态。变为该状态时，即使手放开放电灯10，放电灯10也不会落下，由保持器30下吊着。

图8是表示灯头40被暂时固定在旋转部32上设置有缺口部322的保持器30上的状态。

根据本发明的保持器30的构造，旋转部32由于自重而位于下方，灯头40被插入时，与灯头40的终端部42a接触而被上举。因此，旋转部32与灯头40的终端面42a之间并无间隙。暂时固定是在保持器30内部将保持器30的突起315与灯头40的槽部44卡止而进行，操作员无法通过目视确认暂时固定是否完成。如果暂时固定失败，手离开灯10，则灯10有落下并破裂的危险。

因此，在旋转部32上设置不会对螺旋机构321造成影响的缺口部322，使得可从缺口部322看到保持器30与灯头40的接触部分。暂时固定结束时，保持器30的突起315与灯头40的槽部44卡止，放电灯10由保持器30下吊着，因此在保持器侧接触部312与终端面42a之间出现间隙。作业员从缺口部322看到该间隙，通过目视确认暂时固定结束后，将手离开灯10。

图9表示灯头40被暂时固定在设有卡止旋转部32的机构的保持器30上的状态。

这是用来通过目视来确认暂时固定结束的其他实施例。销317与槽323卡止，事先将旋转部32保持在上方，使得可以看到保持器侧接触部312与终端面42a。暂时固定结束后，将销317从槽323取出，使旋转部32可以旋转。

回到图7，(d)是表示开始将灯头40与保持器30最终固定的动作的状态。保持器30的旋转部32的内壁的一部分与分别形成在灯头的终端部42的侧部的螺旋机构(321、42c)相互扣合。设置在保持器30上的旋转防止销313插入设在灯头40的终端面42a的孔42b中。通过旋转部32的旋转，不用旋转灯头主体。

(e)是表示灯头40与保持器30的最终固定结束的状态。通过从所述(c)所示的暂时固定状态开始，旋转保持器30的旋转部32，螺旋构造起作用，保持器侧接触部312的接触面312与灯头40的终端面42a相互推挤的力变强，两者切实地被固定(最终固定)。另外，保持器30也通过补助性地固定在图1所示的固定点51上，由此防止由于旋转部32等的旋转，保持器30随着旋转，保持器30的螺旋固定松弛，从保持台50脱离。另外，通过旋转旋转部32直到可以看到表示处于最终固定状态的旋转部32的位置的记号314，操作员可以确认最终固定完成。

但是，像旋转部32与中心主体31这样使金属彼此螺合而进行最终固定时，由于螺钉拧紧才开始有负荷施加，作业员无法掌握螺钉逐渐锁紧的感觉。因此，可以如图6所示，设置按压部33，使得在锁紧旋转部32时，反作用力作用，通过碟形弹簧331的塌陷而产生反作用力。从图6(a)的状态开始旋转旋转部32时，螺旋机构321与灯头螺合，旋转部32下降，变成图6(b)的状态。将旋转部32下降至可以看到设在按压部33上的记号332为止时，碟形弹簧331被压塌陷。作为其反作用力而产生负荷，操作员可以确认旋转部32已经拧紧。

图10是与图7相同的状态，表示从别的角度观察的状态。具体来说，相对于图7是从正横向所观察的状态，图10是表示从斜上方所观察的状态。与图7相同，保持器30表示半剖开的截面构造。图7(a)～(e)的状态与图10(a)～(e)的状态分别直接对应。

图11示意性地表示使形成在保持器上的突起315与形成在灯头上的槽部44的啮合的机构。

(a)表示图7(a)及图10(a)的状态中的槽部44与突起315的位置关系。由于灯头40未插入保持器30中，因此突起315与槽部44未扣合。箭头表示灯头40移动的方向，根据灯头40的移动，槽部44也向箭头方向移动。

(b)表示槽部44的壁44a与突起315相碰，无法将灯头40进一步向上方移动的状态。该状态相当于图7(b)及图10(b)，使灯头向旋转方向(图的箭头方向)移动。

(c)表示槽部44的壁44b与突起315相碰，无法将灯头40进一步向旋转方向移动的状态。该状态相当于图7(b)与(c)及图10(b)与(c)的中间状态。

(d)表示放手使放电灯落下，槽部44的壁44c与突起315相碰的状态。箭头方向表示放电灯的落下方向。槽部44的壁44c与突起315相碰，因而放电灯10不会落下。即，放电灯(灯头40)与保持器30达到暂时固定。该状态相当于图7(d)。

(e)表示通过旋转保持器30的旋转部32，保持器30与灯头40最终固定的状态。如上所述，在旋转部32的内壁具有螺旋机构321，在灯头的终端部42的外面具有螺旋机构42c，因此通过两螺旋机构的啮合，两者被牢固地固定。随着旋转部32的旋转，灯头30相对地上升。

如上所述，本发明的放电灯保持机构只需在保持器内插入放电灯的灯头并使其旋转，首先，进行暂时固定达到放电灯不会落下的程度，接着，在该状态下，放掉放电灯，只需转动保持器，可以进行最终固定。

因此，不需要像以往那样，需要一边以单手保持放电灯，一边以另外一手进行安装作业，不需要例如进行螺旋固定这样的繁杂作业，可极为安全地进行安装作业。这在放电灯大型化的情况下，特别有用。

在此，在所述实施例中，“保持器侧暂时固定机构”是设置在中心主体31的插入孔311内的突起315，“保持器侧最终固定机构”相当于设在旋转部32上的螺旋机构321。另外，“灯侧暂时固定机构”是设在突出部43上的槽部44，“灯侧最终固定机构”相当于形成在灯头的终端部42的侧部上的螺旋机构42c。另外，螺纹可以根据状况适当选择公制螺纹、梯型螺纹、多线螺纹、右旋螺纹、左旋螺纹等。

另外，灯头40由导电性构件构成，只需最终固定到保持器30上，就可以同时进行电结合。但是，灯头40并不限定于导电性构件，也可以由陶瓷等绝缘构件构成。在该情况下，需要在灯头40的突出部43的前端面上设置电接点，设为在保持器30的中心主体31的插入孔311的内部能进行电接触的构造。

灯头40的终端部42的终端面42a与放电灯的长度方向垂直地形成。这是由于只需将放电灯向上方顶住，就可以与保持器形成牢固的接触关系。

本发明的放电灯保持机构，适用于放电灯的额定电流为50A以上的灯，特别是70A以上、以重量表示为0.5Kg以上，特别是1.0Kg以上的大型灯。这是由于额定电流为50A以上(特别是70A以上)、重量为0.5Kg以上(特别是1.0Kg以上)的尺寸时，一边以单手保持灯，一边以另外一手固定灯与保持器的作业变得困难。

在将放电灯10从保持器30上拆下的情况下，将所述安装步骤反向进行即可。即，首先，通过转动保持器30的旋转部32，从最终固定变为暂时固定的状态。

接着，将放电灯10轻轻上举(在保持器30中，向顶住方向动作)，从图7(e)的状态变为(d)的状态。从该状态开始，将灯头40(放电灯)向转动方向旋转，变为图10(b)的状态，之后，拉下放电灯10，从保持器上卸下。

对于图4、图5、图7、图10、图11的构造，如表示其中一例时，灯头40的外径为40mm、突出部43的突出长度为20mm、外径为10mm、保持器30的旋转部32的外径为45mm、槽部44的宽度为2mm左右。突起315例如由不锈钢等构成，插入插入孔311的内壁面而形成。突起315与槽部44如实施例所示，可以只设置一组，也可以在突出部43的圆周方向上设置多组。

另外，本发明的放电灯保持机构并仅不限于图4、图5、图7、图10、图11所示构造，具体的构造可以采用种种的构造。具体而言，只要是将灯的灯头插入保持器，通过使保持器旋转，则即使手放开灯，也可以达成下吊的状态(暂时固定)，之后，将灯头与保持器牢固地固定(最终固定)的构造，即可以适用。例如，槽部44并不需要像实施例所示，为大致钓钩状，只要可以达到本发明的作用与效果，也可以采用其他的构造。

如上所述，本发明的放电灯保持机构只需在保持器内插入放电灯的灯头并将其旋转，首先，进行暂时固定达到放电灯不会落下的程度，接着，在该状态下，手放开放电灯，只需移动保持器，就可以进行最终固定。因此，不需要像以往那样，需要一边以单手保持放电灯，一边以另外一手进行安装作业，不需要例如进行螺钉固定这样的繁杂作业，可极为安全地进行安装作业。这在放电灯大型化的情况下，特别有用。

Claims (4)

1.一种放电灯保持机构，包括：一端安装有灯头的放电灯；及可以装卸地下吊着保持该放电灯的灯保持器，其特征在于：

所述灯保持器具有：保持器侧暂时固定机构及保持器侧最终固定机构，

所述放电灯的灯头具有：与保持器侧暂时固定机构扣合的灯侧暂时固定机构；及与保持器侧最终固定机构扣合的灯侧最终固定机构，

通过将该放电灯的灯头插入灯保持器，并旋转灯头，使保持器侧暂时固定机构与灯侧暂时保持机构扣合，进行两者的暂时固定，而且，其后使保持器侧最终固定机构与灯侧最终固定机构动作，最终固定两者。

2.根据权利要求1所述的放电灯保持机构，其特征在于：

所述放电灯的灯头由导电性构件构成，通过与所述灯保持器最终固定，使灯头的端面与灯保持器的端面接触，形成电性供电机构。

3.根据权利要求2所述的放电灯保持机构，其特征在于：

所述放电灯的灯头的端面形成为与该放电灯的长度方向垂直。

4.根据权利要求1所述的放电灯保持机构，其特征在于：

所述放电灯的额定电流为50A以上。

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