JP2006235205A

JP2006235205A - 温度調整装置および温度調整方法

Info

Publication number: JP2006235205A
Application number: JP2005049078A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hirota; 浩之弘田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】外乱の影響を受けにくい温度調整方法および装置を提供する。
【解決手段】チラー５６から冷却部材５２を環流する冷媒の供給管５８に可変バルブ６６を設け、冷媒の流量を制御装置（ＰＩＤ）６４で制御する。また台部１９に温度センサ６２を設け、台部１９の温度を検出し制御装置６４へ入力する構成とすることで、チラー５６における冷媒の温度制御（第一次温調）の変動によって冷却部材５２の温度が変動すると、温度センサ６２が台部１９の温度変化として検出し、制御装置６４へデータとして送る。制御装置６４は入力された温度データから冷媒温度の変動を検出し、冷媒の温度が規定の値よりも低くなれば可変バルブ６６を作動させ、冷媒の流量を制御することで、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ台部１９の温度を一定に保つ（第二次温調）。これにより光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は温度調整装置および温度調整方法に関し、特に露光装置の光源に用いられる温度調整装置および温度調整方法に関する。

従来より、光源から発せられた光によって感光材料面に露光を行い画像を書き込む露光装置が種々提案されている。

このような露光装置は、複数の光源装置を備えており、複数の光源装置から射出される光を所定のパターンに変調し、光学部品を介して感光材料面に露光することによって画像を書き込むものである（例えば特許文献１を参照）。

各光源装置に配置された光源はハロゲンランプ、ＬＥＤ、レーザダイオードなど様々なものが用いられるが、何れも駆動される際に発熱を伴う。上記の露光装置では、複数の光源装置を駆動させる際に、各光源装置に配置された光源の発熱により、各光源から射出される光量や分光強度分布などが変動してしまう恐れがあり、温度変化を抑制しなければ安定した露光は行えない。

このため、各光源が設置された部位にラジエータを設置し、ラジエータに冷媒を供給して光源を冷却する必要がある。例えば光源を搭載する台を冷媒配管されたラジエータに設置し、あるいは光源を直接ラジエータに設置し、光源を冷却するなどの方法が考えられる。理想的には光源そのものを温度調節することが望ましいが、光源を直接温度調節することは難しいため、より光源の近傍において温度を調節することで、光量や分光強度分布などの光源の特性を一定に保持するのが実際である。

しかし、現状の冷却系においては冷媒供給元における冷媒の温度は一定範囲内に制御されてはいるが、光源部位では成り行き条件で冷媒の温度が変動する可能性がある。例えば図８に示すようにチラーの冷却能力自体が変動し、冷媒の温度が変動することが考えられるので、これに従って冷却箇所の温度も変動してしまう。

あるいは、冷媒供給元自身の温度変動以外にも冷媒がラジエータの冷却部に到達するまでの履歴による温度変動、ラジエータの周囲環境、ラジエータ冷却部から光源への熱伝導率のばらつき、光源部あるいは光源ユニットにおける発熱量の変動などの諸条件によって光源温度は変動してしまう。

また、複数のラジエータを使用している場合は図９に示すようにラジエータ間の能力差も存在するため、冷却箇所によって更に温度のばらつきが発生する。
特開２００２−３５１０８６号公報

本発明は上記事実を考慮し、外乱の影響を受けにくく安定した温度制御が行える温度調整装置および温度調整方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の温度調整装置は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、を備え、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量を調節する制御装置を備えたことを特徴とする。

上記構成の発明では、温度検出手段によって検出された冷媒の温度に応じて流量調節手段により冷却手段を通過する冷媒の流量を調節することで、冷媒の温度制御では補正しきれない温度変動を補正し、冷却手段の温度を一定に保つことができる。

請求項２に記載の温度調整装置は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた加熱手段と、前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、を備え、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の温度を調節する制御装置を備えたことを特徴とする。

上記構成の発明では、温度検出手段によって検出された冷媒の温度に応じて加熱手段により冷却手段を通過する冷媒の温度を調節することで、冷媒の温度制御では補正しきれない温度変動を補正し、冷却手段の温度を一定に保つことができる。

請求項３に記載の温度調整装置は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた加熱手段と、前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、を備え、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量と温度の一方または両方を調節することを特徴とする。

上記構成の発明では、温度検出手段によって検出された冷媒の温度に応じて流量調節手段と加熱手段とにより冷却手段を通過する冷媒の流量と温度を調節することで、冷媒の温度制御では補正しきれない温度変動を補正し、冷却手段の温度を一定に保つことができる。

請求項４に記載の温度調整装置は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、前記発熱部位を載置する台と冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記台または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、前記台または前記冷却手段または前記台と冷却手段の間に設けられた加熱手段と、を備え、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段により前記台または前記冷却手段の温度を調節する制御装置を備えたことを特徴とする。

上記構成の発明では、温度検出手段によって検出された冷媒の温度に応じて加熱手段により冷却手段の温度を調節することで、冷媒の温度制御では補正しきれない温度変動を補正し、冷却手段の温度を一定に保つことができる。

請求項５に記載の温度調整装置は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、前記発熱部位を載置する台と冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記台または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、前記台または前記冷却手段または前記台と冷却手段の間に設けられた第１加熱手段と、前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた第２加熱手段と、を備え、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量と温度の一方または両方を調節し、前記加熱手段により前記台または前記冷却手段の温度を調節する制御装置を備えたことを特徴とする。

上記構成の発明では、温度検出手段によって検出された冷媒の温度に応じて冷媒流路に設けられた流量調節手段と第２加熱手段と、さらに冷却部材に設けられた第１加熱手段とにより冷却手段を通過する冷媒の流量と温度を調節することで、冷媒の温度制御では補正しきれない温度変動を補正し、冷却手段の温度を一定に保つことができる。

請求項６に記載の温度調整装置は、前記発熱部位が露光用光源であることを特徴とする。

上記構成の発明では、冷媒の温度制御では補正しきれない温度変動を補正し、冷却手段の温度を一定に保つことができるので、露光用光源温度を一定に保つことができる。

請求項７に記載の温度調整装置は、前記露光用光源がレーザダイオードであることを特徴とする。

上記構成の発明では、冷媒の温度制御では補正しきれない温度変動を補正し、冷却手段の温度を一定に保つことができるので、温度変動に影響されやすいレーザダイオードの温度を一定に保つことができる。

請求項８に記載の温度調整方法は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、を用い、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量を調節する制御を行うことを特徴とする。

請求項９に記載の温度調整方法は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた加熱手段と、前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、を用い、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の温度を調節する制御を行うことを特徴とする
上記構成の発明では、温度検出手段によって検出された冷媒の温度に応じて加熱手段により冷却手段を通過する冷媒の温度を調節することで、冷媒の温度制御では補正しきれない温度変動を補正し、冷却手段の温度を一定に保つことができる。

請求項１０に記載の温度調整方法は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた加熱手段と、前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、を用い、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量と温度の一方または両方を調節することを特徴とする。

請求項１１に記載の温度調整方法は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、前記発熱部位を載置する台と冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記台または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、前記台または前記冷却手段または前記台と冷却手段の間に設けられた加熱手段と、を用い、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段により前記台または前記冷却手段の温度を調節する制御を行うことを特徴とする。

請求項１２に記載の温度調整方法は、冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、前記発熱部位を載置する台と冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、前記台または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、前記台または前記冷却手段または前記台と冷却手段の間に設けられた第１加熱手段と、前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた第２加熱手段と、を用い、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量と温度の一方または両方を調節し、前記加熱手段により前記台または前記冷却手段の温度を調節する制御を行うことを特徴とする。

請求項１３に記載の温度調整方法は、前記発熱部位が露光用光源であることを特徴とする。

請求項１４に記載の温度調整方法は、前記露光用光源がレーザダイオードであることを特徴とする。

本発明は上記構成としたので、外乱の影響を受けにくく安定した温度制御が行える温度調整装置および温度調整方法を提供することができた。

以下、本発明に係る冷却装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜装置の概要＞
図１には第１実施形態に係る光源用冷却装置５０が搭載された露光描画装置１０が示されている。

この露光描画装置１０は、いわゆるフラットベッド型の面露光方式のマルチビーム露光装置に構成したものであり、基台１１上の４本の脚部材１２Ａに支持されたプレート基体１２と、このプレート基体１２上に設けられた図中Ｙで示す送り方向（走査方向）に移動操作可能に装着された移動台座１５と、この移動台座１５上に設置され、例えばプリント基板（ＰＣＢ）、カラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）といったガラス基板の表面に感光材料を形成したもの等である感光材料２１を載置固定すると共に、図中Ｚで示す高さ方向の位置調整を行う移動ステージ１４と、一方向に延在したマルチビームをレーザ光として射出する光源ユニット１６と、このマルチビームを、所望の画像データに基づきマルチビームの位置に応じて空間変調し、マルチビームの波長領域に感度を有する感光材料に、この変調されたマルチビームを露光ビームとして照射する露光ヘッドユニット１８と、移動ステージ１４の移動に伴って露光ヘッドユニット１８の各露光ヘッド２６にそれぞれ供給する変調信号を画像データから生成する制御ユニット２０とを主に有して構成される。

この露光描画装置１０には、移動ステージ１４の上方に感光材料を露光するための露光ヘッドユニット１８が配置されており、この露光ヘッドユニット１８内に設置された各露光ヘッド２６には、光源ユニット１６からそれぞれ引き出されたバンドル状光ファイバ２８が接続される。

この露光描画装置１０には、プレート基体１２を跨ぐように門型フレーム２２が設けられ、その両面にそれぞれ一対の位置検出センサ２４が取り付けられる。この位置検出センサ２４は、移動ステージ１４の通過を検知したときの検出信号を制御ユニット２０に供給する。

この露光描画装置１０では、プレート基体１２の上面に、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド３０が設置される。この２本のガイド３０上には、スライダ３１を介して移動台座１５が往復移動可能に装着される。

この露光描画装置１０では、固定された露光ヘッドユニット１８に対して、移動台座１５上に移動ステージ１４を介して載置された被露光材料である感光材料（基板）２１を送り方向へ移動しながら、感光材料面に走査露光する。

また、移動台座１５上には、図示しないガイドレールを介して摺動操作板部材３８が配置され、リニア駆動機構４０によって、走査方向（移動ステージ１４の移動方向である矢印Ｙ方向）に直交する方向（矢印Ｘ方向）に精密に移動調整される。摺動操作板部材３８上には、走査方向（移動ステージ１４の移動方向である矢印Ｙ方向）に直交する方向（矢印Ｘ方向）に沿って、一対の楔形部材４４を平行に配置する。一対の楔形部材４４上には、三角形状の支持ブロック４８が配置され、支持ブロック４８の上側に設置される移動ステージ１４が移動台座１５と平行に支受されるように構成される。各支持ブロック４８は、楔形部材４４上を重力で滑り落ちないように図示しない支持部材によって支持される。そして、
制御ユニット２０によってリニア駆動機構４０を駆動制御して、摺動操作板部材３８と一体の各楔形部材４４を走査方向（移動ステージ１４の移動方向である矢印Ｙ方向）に直交する方向（矢印Ｘ方向）に精密に移動することで、各支持ブロック４８の露光面高さ（矢印Ｚ方向）を調整するように構成されている。

また、光源ユニット１６には、４つの光源装置１６Ａ〜１６Ｄが、上下方向にほぼ平行に２つずつ配置されている。図３に示すように、光源装置１６Ｂには、複数のＬＤチップを有する多数のレーザモジュール１１２が配列された光源部１７Ｂと、各レーザモジュール１１２に接続され、各レーザモジュール１１２から射出されたレーザ光を導光して射出するマルチモード光ファイバ１１３と、多数のマルチモード光ファイバ１１３が接続され、多数のマルチモード光ファイバから射出されたレーザ光を集束して射出するコネクタ部１１４と、各レーザモジュール１１２を駆動制御する駆動制御部１１５と、各レーザモジュール１１２と各駆動制御部１１５とを接続する配線１１６とを備えている。また、レーザモジュール１１２は、レーザ光の射出方向を同一にして２列の光源列１１２ａ，１１２ｂに分けられて配置されている。そして、光源列１１２ａ，１１２ｂはレーザ光の射出方向に対して前後に位置するように配置されている。また、コネクタ部１１４においてマルチモード光ファイバ１１３がバンドルされてバンドル状光ファイバ２８が形成されている。バンドル状光ファイバ２８はコネクタ部１１４から外部に取り出され、このバンドル状光ファイバ２８から、多数のマルチモード光ファイバ１１３から射出されたレーザ光を集束した集束光が射出される。

このような露光描画装置１０では、図１に示すように、光源ユニット１６は、レーザ光をバンドル状光ファイバ２８から射出する。また、露光パターンに応じた画像データが制御ユニット２０に入力され、制御ユニット２０内のメモリに一旦記憶される。

感光材料２１を表面に吸着した移動ステージ１４は、露光面位置が露光ヘッドユニット１８に対して所定高さ（所定間隔）となるように昇降動作されて調整される。また移動ステージ１４は、図示しない駆動装置により、ガイド３０に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動される。移動ステージ１４が門型フレーム２２の下を通過する際に、門型フレーム２２に取り付けられた位置検出センサ２４により感光材料２１の先端が検出されると、メモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、制御ユニット２０によって制御信号（制御データ）が各露光ヘッド２６毎に生成される。

そして、この生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド２６毎に空間光変調素子（図示せず）のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。光源ユニット１６から空間光変調素子にレーザ光が照射されると、マイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、所要の露光ビームスポット位置に結像される。このようにして光源ユニット１６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料２１が露光処理される。

また、感光材料２１は、移動ステージ１４と共に一定速度で移動され、露光ヘッドユニット１８により走査され、各露光ヘッド２６毎に帯状の露光済み領域が形成される。露光ヘッドユニット１８による感光材料２１の走査が終了し、位置検出センサ２４で感光材料２１の後端が検出されると、移動ステージ１４は、図示しない駆動装置により、ガイド３０に沿って搬送方向最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド３０に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動される。
＜冷却装置の概要＞
次に、上記露光描画装置１０の光源ユニット１６に搭載された光源用冷却装置５０について説明する。

図２には本発明の第１実施形態に係る冷却装置が示されている。

図２に示すように光源装置１６Ａ〜１６Ｄは、レーザモジュールなどの光源が配列された光源部１７を備えており、光源部１７Ａ〜１７Ｄは台部１９に固定され、台部１９の下部には、それぞれ板状の冷却部材（ラジエータ）５２が配設されている。あるいは台部１９を設けず、光源部１７を冷却部材５２に直接設けてもよい。

光源用冷却装置５０は、冷媒を所定の温度に冷却するとともに循環供給するチラー５６を備えている。チラー５６には、冷媒を流す１本の供給管５８が連結され、この供給管５８は、冷却部材（ラジエータ）５２の内部を貫通し、冷媒を流しながら熱交換を行うことで冷却部材５２を冷却する。

冷却部材５２は供給管５８を環流する冷媒によって冷却され、光源部１７を冷却する。このとき、図８に示すようにチラー５６における冷媒の温度制御が行われている（第一次温調）が、チラー５６における温度制御は完全ではなく、冷媒温度は図８のように変動する。また冷却部材５２ごとの冷却能力もまた同一ではなく、図９のように冷却部材５２の間においても温度差が存在する。

このため冷却部材５２の冷却能力もまた変動し、結果として光源部１７の温度もまた変動してしまう。光源部１７を冷却することは熱による破損を防ぐことに加え、光源部１７の温度を一定に保ち光学性能を安定させる意味がある。

すなわち光源部１７にレーザダイオードなどを光源として用いた場合、レーザダイオードから射出されるレーザ光の波長は温度依存性があり、光源部１７の温度が変動すれば射出されるレーザ光の波長も変動してしまうため、安定した光学性能が発揮できなくなる。レーザダイオード以外にも白熱灯やハロゲンランプにおいても温度による影響があり、光学性能を安定させるためには光源部１７の安定した温度制御は不可欠なものとなる。

本願発明では図４のようにチラー５６における冷媒の温度変動Ｔ１を補正し、あるいは図５に示すような冷却部材５２間の冷却能力格差を解消し、冷却部材５２において安定した温度Ｔ２を維持することを目的としている。

すなわち本実施形態においては図２に示すようにチラー５６から冷却部材５２を環流する冷媒の供給管５８に可変バルブ６６を設け、冷媒の流量を制御装置（ＰＩＤ）６４で制御する。また台部１９に温度センサ６２を設け、台部１９の温度を検出し制御装置６４へ入力する構成となっている。

上記の構成とすることで、チラー５６における冷媒の温度制御（第一次温調）の変動によって冷却部材５２の温度が図４のＴ１のように変動すると、温度センサ６２が台部１９の温度変化として検出し、制御装置６４へデータとして送る。

制御装置６４は入力された温度データから冷媒温度の変動を検出し、冷媒の温度が規定の値よりも低くなれば可変バルブ６６を作動させ、冷媒の流量を制御する（この場合は減少させる）ことで、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ台部１９の温度を一定に保つ（第二次温調）。これにより光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

あるいは台部１９と冷却部材５２の間にヒータ７０を設けてもよい。このヒータ７０は制御装置６４にてＯＮ／ＯＦＦ制御（あるいはインバータ制御）され、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを温度センサ６２が検知すれば制御装置６４がヒータ７０を駆動することで台部１９あるいは冷却部材５２を加熱し、図４に矢印で示すように冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ、台部１９の温度を一定に保つ（第二次温調）。

これにより光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

あるいは上記ヒータ７０を台部１９の中や冷却部材５２の中に設けてもよく、可変バルブ６６とヒータ７０を併用しても単独で使用しても、あるいは場合に応じて使い分けてもよい。

また複数の冷却部材５２を使用している場合、チラー５６からの距離や装置内部の位置、光源部１７の配置などによって図５に示すように冷却部材５２ごとの冷却能力に格差が生じる。

この格差はチラー５６側の冷媒温度制御（第一次温調）では解消することができない。このため例えば２基のチラー５６であるＲ１とＲ２の冷却能力格差を、例えば制御装置６４がＲ２側に設けた可変バルブ６６を作動させることで、冷媒の流量を制御する（この場合は減少させる）。これにより、図５に矢印で示すようにＲ２の温度低下をＲ１と同様に制御する（第二次温調）。

これにより複数の冷却部材５２間の冷却能力格差を解消し、複数の光源部１７の温度を一様に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

図３には本発明の第２実施形態に係る冷却装置が示されている。

図３に示すように光源用冷却装置５０は、冷媒を所定の温度に冷却するとともに循環供給するチラー５６を備えている。チラー５６には、冷媒を流す１本の供給管５８が連結され、この供給管５８は、冷却部材（ラジエータ）５２の内部を貫通し、冷媒を流しながら熱交換を行うことで冷却部材５２を冷却する点は第１実施形態と同様である。図３のように台部１９を設けず、光源部１７を冷却部材５２に直接設けてもよい。

本実施形態においては図３に示すようにチラー５６から冷却部材５２を環流する冷媒の供給管５８にヒータ６８を設け、冷媒の温度を制御装置（ＰＩＤ）６４で制御する。また冷却部材５２に温度センサ６２を設け、台部１９の温度を検出し制御装置６４へ入力する構成となっている。

上記の構成とすることで、チラー５６における冷媒の温度制御（第一次温調）の変動によって冷却部材５２の温度が図４のＴ１のように変動すると、温度センサ６２が冷却部材５２の温度変化として検出し、制御装置６４へデータとして送る。

制御装置６４は入力された温度データから冷媒温度の変動を検出し、冷媒の温度が規定の値よりも低くなればヒータ６８を駆動し、冷媒を加熱して温度制御することで、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ冷却部材５２の温度を一定に保つ（第二次温調）。これにより光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

また冷却部材５２にヒータ７０を設けてもよい。このヒータ７０は制御装置６４にてＯＮ／ＯＦＦ制御（あるいはインバータ制御）され、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを温度センサ６２が検知すれば制御装置６４がヒータ７０を駆動することで冷却部材５２を加熱し、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ温度を一定に保つ（第二次温調）。これにより光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

あるいはヒータ６８とヒータ７０とを併用しても単独で使用しても、あるいは場合に応じて使い分けてもよい。

また第１実施形態と同様、図５に示すような複数の冷却部材５２間の冷却能力格差を解消し、複数の光源部１７の温度を一様に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

図６には本発明の第３実施形態に係る冷却装置が示されている。

図６に示すように、冷却部材５２には冷媒を循環供給する供給管５８が連結され、この供給管５８は、冷却部材５２の内部を貫通し、冷媒を流しながら熱交換を行うことで冷却部材５２を冷却する点は第１実施形態と同様である。図２のように台部１９を設け、光源部１７を台部１９に設けてもよい。

本実施形態においては図６に示すように冷却部材５２上に、複数に分割されたヒータ７０と、分割された各領域ごとに温度センサ６２を設け、冷却部材５２の温度を検出して図示しない制御装置６４へ入力し、冷却部材５２の温度に応じてヒータ７０のＯＮ／ＯＦＦを制御装置（ＰＩＤ）６４で制御する構成となっている。

上記の構成とすることで、チラー５６における冷媒の温度制御（第一次温調）の変動によって冷却部材５２の温度が図４のＴ１のように変動し、また冷却部材５２内の場所によって異なる（上流側は低温、下流側は高温etc）温度となるとき、温度センサ６２が冷却部材５２の各部分における温度変化として検出し、制御装置６４へ温度分布データとして送る。

制御装置６４は入力された温度分布データから冷却部材５２の場所毎の温度の変動を検出し、温度が規定の値よりも低い箇所があれば当該箇所のヒータ７０を駆動し、加熱して温度制御することで、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ冷却部材５２の温度を一定に保つ（第二次温調）。これにより光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

また供給管５８にヒータ６８を設けてもよい。このヒータ６８は制御装置６４にてＯＮ／ＯＦＦ制御（あるいはインバータ制御）され、冷媒の温度が下がりすぎたことを温度センサ６２が検知すれば制御装置６４がヒータ６８を駆動することで冷媒を加熱し、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ温度を一定に保つ（第二次温調）。これによりヒータ７０の加熱と併せて光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

さらに供給管５８に可変バルブ６６を設けてもよい。制御装置６４が入力された温度データから冷媒温度の変動を検出し、冷媒の温度が規定の値よりも低くなれば可変バルブ６６を作動させ、冷媒の流量を制御する（この場合は減少させる）ことで、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ台部１９の温度を一定に保つ（第二次温調）。これによりこれによりヒータ７０の加熱と併せて光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

図７には本発明の第４実施形態に係る冷却装置が示されている。

図７に示すように、冷却部材５２には冷媒を循環供給する供給管５８が連結され、この供給管５８は、冷却部材５２の内部を貫通し、冷媒を流しながら熱交換を行うことで冷却部材５２を冷却する点は第１実施形態と同様である。また図２のように台部１９を設け、光源部１７を台部１９に設けてもよい。

本実施形態においては図７に示すように冷却部材５２を複数の領域に分割し、供給管５８を分岐させ各領域ごとに通し、かつ分岐した供給管５８にはそれぞれ可変バルブ６６が設けられている。

また本実施形態では分割された各領域ごとに温度センサ６２を設け、冷却部材５２の温度を検出して図示しない制御装置６４へ入力し、冷却部材５２の温度に応じてヒータ７０のＯＮ／ＯＦＦ制御（あるいはインバータ制御）を制御装置（ＰＩＤ）６４で行う構成となっている。

上記の構成とすることで、チラー５６における冷媒の温度制御（第一次温調）の変動によって冷却部材５２の温度が図４のＴ１のように変動し、また冷却部材５２内の各領域によって異なる温度となるとき、温度センサ６２が冷却部材５２の各領域における温度変化として検出し、制御装置６４へ温度分布データとして送る。

制御装置６４は入力された温度分布データから冷却部材５２の各領域毎の温度の変動を検出し、温度が規定の値よりも低い箇所があれば当該領域に冷媒を環流させる供給管５８に設けられた可変バルブ６６を駆動し、冷媒の流量を調節することで、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ冷却部材５２の温度を一定に保つ（第二次温調）。これにより光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

また分岐した供給管５８にヒータ６８を設けてもよい。このヒータ６８は制御装置６４にてＯＮ／ＯＦＦ制御（あるいはインバータ制御）され、冷媒の温度が下がりすぎたことを温度センサ６２が検知すれば制御装置６４がヒータ６８を駆動することで冷媒を加熱し、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ温度を一定に保つ（第二次温調）。これにより可変バルブ６６と併せて光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

あるいは冷却部材５２にヒータ７０を設けてもよい。このヒータ７０は制御装置６４にてＯＮ／ＯＦＦ制御（あるいはインバータ制御）され、冷却部材５２の温度が下がりすぎたことを温度センサ６２が検知すれば制御装置６４がヒータ７０を駆動することで冷却部材５２を加熱し、冷却部材５２の温度が下がりすぎることを防ぎ温度を一定に保つ（第二次温調）。これにより可変バルブ６６による冷媒の流量調節と併せて光源部１７の温度を一定に保つことができるので、光学性能を一定に維持することができる。

なお、上記各実施形態では、冷却部材によって複数の光源部１７を冷却したが、この構成に限定するものではなく、複数の発熱部材を冷却する冷却装置として用いてもよい。発熱部材としては、例えば、制御基板やモータなどが挙げられる。これにより、複数の発熱部材をほぼ均一かつ均等に冷却することができる。

本発明に係る露光装置を示す斜視図である。本発明の第１形態に係る光源ユニットを示す図である。本発明の第２形態に係る光源ユニットを示す図である。本発明に係る冷媒温度の変動を示す図である。本発明に係る冷却ユニット間の能力差補正を示す図である。本発明の第３形態に係る光源ユニットを示す図である。本発明の第４形態に係る光源ユニットを示す図である。従来の冷媒温度の変動を示す図である。従来の冷却ユニット間の能力差を示す図である。

符号の説明

１０露光描画装置
１６光源ユニット
１７光源部
１８露光ヘッドユニット
１９台部
５０光源用冷却装置（冷却装置）
５２冷却部材
５４パイプ
５６チラー（冷媒供給手段）
５８供給管
６２温度センサ
６６可変バルブ
６８ヒータ
７０ヒータ

Claims

冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、
前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
を備え、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量を調節する制御装置を備えたことを特徴とする温度調整装置。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた加熱手段と、
前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
を備え、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の温度を調節する制御装置を備えたことを特徴とする温度調整装置。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、
前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた加熱手段と、
前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
を備え、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量と温度の一方または両方を調節することを特徴とする温度調整装置。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、
前記発熱部位を載置する台と
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記台または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
前記台または前記冷却手段または前記台と冷却手段の間に設けられた加熱手段と、
を備え、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段により前記台または前記冷却手段の温度を調節する制御装置を備えたことを特徴とする温度調整装置。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整装置であって、
前記発熱部位を載置する台と
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記台または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
前記台または前記冷却手段または前記台と冷却手段の間に設けられた第１加熱手段と、
前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、
前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた第２加熱手段と、
を備え、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて
前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量と温度の一方または両方を調節し、
前記加熱手段により前記台または前記冷却手段の温度を調節する制御装置を備えたことを特徴とする温度調整装置。
前記発熱部位が露光用光源であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の温度調整装置。
前記露光用光源がレーザダイオードであることを特徴とする請求項６に記載の温度調整装置。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、
前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
を用い、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量を調節する制御を行うことを特徴とする温度調整方法。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた加熱手段と、
前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
を用い、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の温度を調節する制御を行うことを特徴とする温度調整方法。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、
前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた加熱手段と、
前記発熱部位または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
を用い、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量と温度の一方または両方を調節することを特徴とする温度調整方法。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、
前記発熱部位を載置する台と
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記台または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
前記台または前記冷却手段または前記台と冷却手段の間に設けられた加熱手段と、
を用い、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記加熱手段により前記台または前記冷却手段の温度を調節する制御を行うことを特徴とする温度調整方法。
冷却を要する発熱部位の温度を調整する温度調整方法であって、
前記発熱部位を載置する台と
冷媒流路に冷媒を環流して前記発熱部位を冷却する冷却手段と、
前記台または前記冷却手段に設けられた温度検出手段と、
前記台または前記冷却手段または前記台と冷却手段の間に設けられた第１加熱手段と、
前記冷却手段への冷媒流路に設けられた流量調節手段と、
前記冷却手段より上流側の前記冷媒流路に設けられた第２加熱手段と、
を用い、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて
前記流量調節手段により前記冷却手段を通過する前記冷媒の流量と温度の一方または両方を調節し、
前記加熱手段により前記台または前記冷却手段の温度を調節する制御を行うことを特徴とする温度調整方法。
前記発熱部位が露光用光源であることを特徴とする請求項８乃至請求項１２の何れかに記載の温度調整方法。
前記露光用光源がレーザダイオードであることを特徴とする請求項１３に記載の温度調整方法。