JP2007287649A - 放電ランプ保持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型化した放電ランプであっても、容易に放電ランプを固定することができ、また、反射ミラー等に傷をつけずに電気的接続を実現できる放電ランプ保持機構を提供すること。
【解決手段】 少なくとも一方の端部に口金が装着された放電ランプと、この放電ランプを垂直方向に立てるように保持し、かつ着脱可能に保持するホルダからなる放電ランプ保持機構であって、
前記放電ランプの口金は導電性部材からなる口金側平坦部を有し、
前記ホルダは当該口金側平坦部と係合する導電性部材からなるホルダ側平坦部を有し、
前記放電ランプの口金を、前記ホルダ側平坦部と垂直な方向から押さえて、口金側仮固定機構とホルダ側仮固定機構を作動させて両者の仮固定を行い、その後、口金側本固定機構とホルダ側本固定機構を作動させて、両者を本固定することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放電ランプ保持機構に関し、特に、ホルダへの取り付け作業が困難な大型の放電ランプに対する放電ランプ保持機構に関する。

近年、半導体や液晶の露光、その他の微細加工の分野でフォトリソグラフィの光源としてショートアーク型放電ランプを用いた露光技術が利用されている。
フォトリソグラフィにおける光源は、フォトレジストが感度を有する波長３６５ｎｍ（ｉ線）の光を効率よく放射する放電ランプが適用され、また、液晶やプリント基板の露光では、波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの光を放射する放電ランプが適用される。放電ランプは発光物質として水銀が封入されるとともに、始動用ガスとしてアルゴン、キセノンなどの希ガスが封入される。

光源装置は、露光すべき面積が大きくなる一方で、処理時間(スループット)は短くなる傾向にあり、光源である放電ランプも、入力を増加させることで露光量を増加させる傾向にある。
しかし、ランプ入力の増大はランプを物理的に大型化させることになり、反射ミラーへの組み付ける作業が一段と煩雑化する。特に、ランプが大型化すると、寸法的にも重量的にも作業者への負担が増大することになる。

図１１は、このような放電ランプを使った光源装置を示す。
光源装置は、ランプハウス１００の中に、放電ランプ１０、反射ミラー２０およびホルダ３０を備えて構成される。反射ミラー２０は凹面形状で、上側開口部２１を上部に向けて設置され、反射ミラー２０の下側開口部２２の下方にホルダ３０が設置され、それはホルダ固定台３００に取り付けられている。反射ミラー２０の中に放電ランプ１０が垂直方向に立てるように取り付けられる。
放電ランプ１０を取り付けるには、反射ミラー２０の下側開口部２２からリード線１５を先に通し、その後、放電ランプ１０を挿入し、反射ミラー２０の内部空間において片手で保持しつつ、もう一方の片手で反射ミラー２０の外側でホルダ３０をネジ止めする。

このような構造の場合、反射ミラー２０の下側開口部２２からリード線１５を通す際に、反射ミラー２０に傷をつける恐れがある。また、上記ネジ止めは、片手で放電ランプ１０を保持しつつ、もう一方の片手で反射ミラー２０の外側で行わなければならないため、非常に煩雑である。特にランプが大型化した場合に、リード線１５が反射ミラー２０の内面に傷をつけないようにランプを脱着することは非常に困難な作業となり、以上に示した問題が顕著となる。
実公平７−１３１７１号公報

本発明は、大型化した放電ランプであっても、容易に放電ランプを固定することができ、また、反射ミラー等に傷をつけずに電気的接続を実現できる放電ランプ保持機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明に係る放電ランプ用保持機構は、少なくとも一方の端部に口金が装着された放電ランプと、この放電ランプを垂直方向に立てるように保持し、かつ着脱可能に保持するホルダからなる放電ランプ保持機構であって、前記放電ランプの口金は導電性部材からなる口金側平坦部を有し、前記ホルダは当該口金側平坦部と係合する導電性部材からなるホルダ側平坦部を有し、前記放電ランプの口金を、前記ホルダ側平坦部と垂直な方向から押さえて、口金側仮固定機構とホルダ側仮固定機構を作動させて両者の仮固定を行い、その後、口金側本固定機構とホルダ側本固定機構を作動させて、両者を本固定することを特徴とする。

さらに、前記口金側平坦部は、放電ランプの長手方向の軸と垂直に形成されていることを特徴とする。

さらに、前記口金側仮固定機構は口金側平坦部に形成された突出部であり、ホルダ側仮固定機構は、ホルダ側平坦部に形成された挿入孔であることを特徴とする。

さらに、前記口金側本固定機構は口金側平坦部の側面に形成された口金側ネジ機構であり、前記ホルダ側本固定機構はホルダの回転部の内壁に形成されたホルダ側ネジ機構であることを特徴とする。

さらに、前記放電ランプは定格電流が５０Ａ以上であることを特徴とする。

この発明に係る放電ランプ保持機構は、口金側平坦部とホルダ側平坦部が垂直な方向から押さえて電気的給電がされている。このため、放電ランプへの給電をホルダに接する口金側平坦部より行うことができ、従来のように、リード線を用いる必要がないので、反射ミラーを傷つける恐れがない。また、口金側仮固定機構とホルダ側仮固定機構を動作させることで、放電ランプを手放しても保持できる（仮固定）ので、従来のように、片手でランプを保持しつつ、他方の片手でランプを固定させる困難を必要としない。

図１は、露光装置の保持台５０に取り付けられたホルダ３０に放電ランプ１０が装着され、両者が固定された状態の放電ランプ保持機構を示す。
放電ランプ１０（以下、単に「ランプ」ともいう）は、反射ミラー２０の下側開口部２２を通過して、ホルダ３０に取り付けられる。ここで、ランプ１０とホルダ３０を放電ランプ保持機構とし、ランプ１０、反射ミラー２０、ホルダ３０を光源装置と称する。ホルダ３０は、例えばネジ止めにより露光装置の保持台５０に固定される。また、ホルダ３０の下部にはピン５１が設けられ、保持台５０の側面に押し当てられている。なお、反射ミラー２０は、図示略の機構により露光装置などに固定される。

図２は、ホルダ３０に放電ランプ１０が固定される前の状態のランプ１０を示す図面であり、例えば、石英ガラスからなる発光管部１１を略中央に有し、その両端にロッド状の封止部１２が伸びるように一体的に形成される。発光管部１１は球形、あるいは管軸方向（図面の上下方向）に細長く伸びる紡錘形になっており、その内部は気密空間が形成されて、発光物質である水銀や始動用ガスであるキセノンやアルゴンが封入される。また、発光管部１１の内部には陽極１３と陰極１４が対向配置しており、その先端同士の間隔が放電ギャップとして形成される。放電ギャップは電極間距離でもあり、例えば、５ｍｍ程度となる。封止部１２の先端にはキャップ状の口金４０が装着する。なお、図における上方の封止部の先端にもキャップ状の口金４０が装着されるが、本発明では必須ではない。
このランプ１０は、何れかの電極を上方に、他方の電極を下方に位置させる垂直配置をしており、この実施例では陰極を下方に、陽極を上方に配置している。

図１に戻り、反射ミラー２０は、例えばガラス基材の反射面に多層膜をコーティングしたもので、全体が凹面形状でランプ１０からの放射光を良好に反射する。反射ミラー２０は楕円集光鏡が用いられることが多く、その場合は、放電ランプ１０のアークと、反射ミラー２０の第一焦点を一致させる必要がある。このアークは、一般に、放電ギャップ間に形成されるので、反射ミラー２０の第一焦点に放電ギャップが位置するようにランプを設置する。反射ミラー２０の向きは上に開のものを示したが、下（ホルダ側）に開のものもある。

ランプ１０や反射ミラー２０は、近年、大型化している。前述のとおり、この発明の放電ランプ保持機構は、ランプや反射ミラーが大型化した場合に、特に有用となる。
ランプ１０について、数値例を示すと、ランプ電力は定格値３ＫＷ〜４０ＫＷ、ランプ電流は定格値５０Ａ〜２００Ａ、発光管部１１の最大外径（電極の伸びる方向に垂直な方向の径）は５０ｍｍ〜２５０ｍｍである。また、ランプの重量は０．５ｋｇ〜１０ｋｇである。
また、反射ミラー２０について、数値例を示すと、前面開口はφ３００ｍｍ〜１０００ｍｍであり、ランプが伸びる方向の奥行きは２００ｍｍ〜８００ｍｍである。

図３は、図１に示す光源装置を、図１とは異なる方向から眺めた状態を示し、反射ミラー２０の一部を切り欠いて反射ミラー２０の内部構造を表現している。
反射ミラー２０は、大径の上側開口部２１と小径の下側開口部２２を有する。下側開口部２２は、ランプ１０の封止部１２あるいは口金４０が通過できるだけの大きさを少なくとも必要とする。下側開口部２２があまりに大きいと、ランプ１０の放射光が、下側開口部２２から漏れてしまい光の利用効率が低下する。

図４は本発明に係る放電ランプの口金、特に、ホルダ３０に装着される口金４０の拡大構造を示す。
口金４０は、キャップ状の全体ボディ４１と、この全体ボディ４１の端部に構成される口金側平坦部４２と、口金側平坦部４２の略中心から伸びる突出部４３から構成される。これら全体ボディ４１、口金側平坦部４２および突出部４３は物理的に一部材から構成され、例えば真鍮などの導電性部材からなる。

全体ボディ４１は、石英ガラスからなる封止部１２の端部に続く部位である。全体ボディ４１はキャップ状であって、封止部１２を被せるよう差し込んで装着するものであり、封止部１２内部の給電機構と電気的に接続することで全体ボディ４１自体が給電経路の一部となる。

口金側平坦部４２は、ホルダ３０と面接触することで放電ランプ外部と電気的接続構造を形成する口金側平坦面４２１を有する。口金側平坦面４２１は放電ランプ１０の軸と垂直な平面に形成されており、ホルダ３０と密接して接触して電気経路となる。また、口金側平坦部４２の側部には後述する口金側ネジ機構４２２が形成される。

突出部４３は、ホルダ内に差し込まれる際の先端部分であり、口金側嵌め合い部４３１、口金側回転防止部４３２および先端小径部４３３から構成される。嵌め合い部４３１は、断面円状であり、口金側平坦部４２に続いて形成されている。嵌め合い部４３１に続いて、嵌め合い部４３１より細径になっている回転防止部４３２が形成される。回転防止部４３２の断面は、例えば三角形から八角形の多角形状であり、図４では六角形になっている。回転防止部４３２に続いて、回転防止部４３２より細径になっている断面円状の先端小径部４３３が形成される。

図５は本発明に係るホルダ３０の拡大構造を示す。
ホルダ３０は、棒状の中心ボディ３１と、その先端に位置する回転部３２から構成される。中心ボディ３１は、例えば、銅、真鍮等の電気抵抗の低いものやそれらの基材にニッケル、銀、金等の電気抵抗が低く耐酸化、耐薬品性のものをコーティングしたものから構成される。回転部３２は、耐磨耗、耐酸化、耐薬品性を有する部材よりなり、例えば、ステンレス、ニッケルメッキされた真鍮等よりなる。中心ボディ３１は、軸部３３とホルダ側平坦部３４より構成され、上部のホルダ側平坦部３４は下部の軸部３３に比べて径方向に大きくなっている。

ホルダ側平坦部３４は、上表面は水平に加工され、ホルダ側上平坦面３４１を形成し、下表面も水平に加工され、ホルダ側下平坦面３４２を形成している。また、ホルダ側平坦部３４には、上平坦面３４１の中央を開口部とする挿入孔３４３が形成されている。挿入孔３４３は、嵌め合い用穴部３４３１と回転防止用穴部３４３２より構成されている。挿入孔３４３の開口部はＲ状に加工され、開口部に続いて断面円状の嵌め合い用穴部３４３１となっている。嵌め合い用穴部３４３１に続いて、嵌め合い用穴部３４３１より細径になっている回転防止用穴部３４３２が形成される。回転防止用穴部３４３２の断面は、図４で示した口金側回転防止部４３２に対応し、例えば三角形から八角形の多角形状であり、図５では六角形になっている。

軸部３３は、円柱状のもので、外周側面に回転部３２が下方に落ちることを防止する回転部留３３１が形成される。また、中心ボディ３１には、回転部３２と口金４０が本固定したときの、回転部３２の位置を示す目印３１４が形成される。目印３１４は、中心ボディ３１に線状の切り欠きを設けたもの、線状に色を塗布したものなど、目視で線がわかるものであればよい。また、軸部３３の下部３１５が図示略のホルダ固定台に取り付けられているので、ホルダ３０は光源装置に対して所定の位置に固定される。

回転部３２は中心ボディ３１の先端に取り付けられ、口金４０の脱着作業において、人間が中心ボディ３１を軸として回転部３２を手動で回転させる。回転部３２の内壁には口金４０が挿入した場合に本固定するためのホルダ側ネジ機構３２１が形成され、その下部は内底部３４２となる。また、回転部３２の外表面には手動による回転作動がやりやすいように、例えばローレット加工が施される。回転部３２は、口金４０との本固定を達成する部位である。

中心ボディ３１の外方（図における下方）は図示省略されているが、給電線が中心ボディ３１の一部に接続される。あるいは、中心ボディ３１の一部に給電のための機構が接続されたりする。なお、回転防止用穴部３４３２は挿入孔３４３に断面六角形の空洞を形成したものを示したが、前述の口金側回転防止部４３２と係合する形であればよい。また、図面では回転部留３３１は中心ボディ３１の一部になっているが、回転部３２を中心ボディ３１の所定の位置に入れた後に取り付けられる構造にするほうが経済的である。

図６は、図５に示すホルダ３０に、押圧部３５を設け、口金４０を挿入した図である。
押圧部３５は、サラバネ３５１と目印３５２を有し、中心ボディ３１と回転部３２の間に取り付けられる。回転部３２の上下移動に伴い、押圧力が働くようにサラバネ３５１が設けられる。また、押圧部３５には、回転部３２と口金４０が本固定したときの、回転部３２の位置を示す目印３５２が形成される。目印３５２は、線状の切り欠きを設けたもの、線状に色を塗布したものなど、目視で線がわかるものであればよい。なお、ここではサラバネ３５１を用いたものを示したが、圧着コイルバネを用いることもできる。

図７は、口金４０（放電ランプ）をホルダ３０に装着する時の両機構の原理を模式的に表したものである。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ口金とホルダの動きを表す。逆に、口金４０をホルダ３０から脱着させるときは、（ｃ）から（ａ）にいたる手順となる。なお、ホルダ３０は断面図を示す。
（ａ）は口金４０がホルダ３０の中に挿入される直前の状態を示す。
（ｂ）は口金４０がホルダ３０の中に挿入された状態を示す。具体的には、口金の突出部４３が中心ボディ３１の挿入孔３４３の中に挿入されている。（仮固定）
（ｃ）は口金４０とホルダ３０の本固定が完了した状態を示す。上記（ｂ）で示す仮固定状態からホルダ３０の回転部３２を回すことで、ネジ機構が働く。（本固定）

図７（ｂ）において、この装置の動きを説明すると、まず、口金４０に固定された放電ランプは、口金４０の突出部４３がホルダ３０の挿入孔３４３に挿入されるように、保持しながら垂直上方から下方に移動させられる。
この際、口金４０の先端小径部４３３と口金側回転防止部４３２の軸径は、ホルダ３０の嵌め合い用穴部３４３１の穴径より十分小さく加工されており、また、口金４０の先端小径部４３３の軸径は、ホルダ３０の回転防止用穴部３４３２の穴径より十分小さく加工されている。

口金側回転防止部４３２の断面形状と、回転防止用穴部３４３２の断面形状とが係合するように加工されている。口金側回転防止部４３２を、回転防止用穴部３４３２に挿入する際には、放電ランプを径方向に回転させて、口金側回転防止部４３２と回転防止用穴部３４３２の断面形状を合わせて挿入する。これより、放電ランプは回転方向に回らないようになる。

ここで、口金側回転防止部４３２と回転防止用穴部３４３２の隙間は、例えば０．１ｍｍ必要となる。その理由は、良好な挿入性、良好な回転防止性、良好な耐磨耗性が得られるためである。

口金側嵌め合い部４３１は、嵌め合い用穴部３４３１と嵌め合いの関係となるように加工されている。口金側嵌め合い部４３１と嵌め合い用穴部３４３１の嵌め合いは、断面円状で精度が高いものが好ましく、例えばその径の差は０．０１〜０．０５ｍｍ必要となる。その理由は、放電ランプを挿入した口金４０が径方向に動いて偏芯しないようにするためである。口金側嵌め合い部４３１と嵌め合い用穴部３４３１を密着して嵌め合わせると、放電ランプを挿入した口金４０が径方向に動かないようにして、放電ランプの水平方向の位置決めをすることができる。

突出部４３は、口金側平坦面４２１がホルダ側上平坦面３４１に当接するまで、挿入孔３４３に挿入される。口金側平坦面４２１とホルダ側上平坦面３４１は水平に加工されているので、口金側平坦部４２とホルダ側上平坦面３４１とが当接した面は傾くことがなく、放電ランプの重心が口金側平坦部４２の垂直上方にあれば、放電ランプを挿入した口金４０を中心ボディ３１に載置することができる。

口金側平坦面４２１とホルダ側上平坦面３４１とを当接して、放電ランプを挿着した口金４０を中心ボディ３１に載置することによって、口金側平坦部４２の高さ位置を決めることができる。そして、放電ランプの垂直方向の位置決めをすることができる。

以上のようにして、放電ランプに挿入された口金４０は、突出部４３を挿入孔３４３に、口金側平坦部４２とホルダ側上平坦面３４１とが当接するまで挿入するだけで、容易に位置決めをすることができる。すなわち、口金側嵌め合い部４３１と嵌め合い用穴部３４３１を嵌合させて水平方向の位置決めをし、口金側平坦部４２とホルダ側上平坦面３４１とを当接させて垂直方向の位置決めをする。さらに、口金側回転防止部４３２と回転防止用穴部３４３２を嵌合させて、放電ランプが径方向に回らないようにすることもできる。

この実施例では、「仮固定」は、ホルダ３０に対し、放電ランプの口金４０を挿入したことをいう。「口金側仮固定機構」は口金側平坦部４２に形成された突出部４３が相当し、「ホルダ側仮固定機構」は、ホルダ側平坦部３４に形成された挿入孔３４３が相当する。
仮固定では、放電ランプを手放しても保持できるので、従来のように、片手でランプを保持しつつ、他方の片手でランプを固定させる困難を必要としない。

なお、ここでは突出部４３はその中心が中心ボディ４１の軸に一致したものを示したが、中心ボディ４１の軸からずれた円筒の凸もしくは凹でもよい。

図７（ｃ）に示すように、放電ランプを中心ボディ３１に固定する必要がある。放電ランプは中心ボディ３１に載置するだけでは、光源装置がわずかに振動しただけで、放電ランプが倒れて割れるので非常に危険だからである。

放電ランプは、口金側ネジ機構４２２とホルダ側ネジ機構３２１を螺合させることにより、中心ボディ３１に固定される。口金側ネジ機構４２２は、ホルダ側ネジ機構３２１と嵌め合いの関係に加工され、口金側ネジ機構４２２は雄ネジ、ホルダ側ネジ機構３２１は雌ネジとなる。ネジはメートルネジ、台形ネジ、多条ネジ、右ネジ、左ネジなど状況に応じて適宜選択できる。回転部３２を径方向に回転させると、ホルダ側ネジ機構３２１と口金側ネジ機構４２２が螺合する。内底部３２２がホルダ側下平坦面３４２に達するまで、回転部３２を径方向に回転させて上昇させる。

内底部３２２がホルダ側下平坦面３４２に達すると、ホルダ側平坦部３４は、上からは口金側平坦面４２１がホルダ側上平坦面３４１を下方に押圧し、下からは内底部３４２がホルダ側下平坦面３４２を上方に押圧するので、上下方向から狭圧される。これより、口金４０を中心ボディ３１の上に載置した状態で固定することができるので、放電ランプが倒れることがなく、口金側平坦面４２１とホルダ側上平坦面３４１とが離れることなく密着できる。これにより本固定が完了する。また、ホルダ３０は、図１に示すピン５１が保持台５０の側面に押し当てられるため、回転部３２等を回転することによりホルダ３０がつれ回り、ホルダ３０のネジ止めが緩んで保持台５０から外れることが抑制される。なお、本固定の状態にある回転部３２の位置を示す目印３１４が見えるまで回転部３２を回転させることにより、作業者は本固定が完了したことを確認できる。

しかしながら、回転部３２と中心ボディ３１のように金属同士を螺合させて本固定させる場合、ネジが締まりきって初めて負荷がかかるため、作業者はネジが徐々に締まっているという感覚がつかめない。そこで、図６に示すように、回転部３２を締め付けたときに反発力が働くように押圧部３５を設け、サラバネ３５１が潰れることにより反発力を生じるようにさせることもできる。図６（ａ）の状態から回転部３２を回転させると、ネジ機構３２１が口金に螺合して回転部３２が上がり、図６（ｂ）の状態となる。回転部３２を押圧部３５に設けられた目印３５２が見えるまで上げると、サラバネ３５１が押し潰される。その反発力として負荷が生じ、作業者は回転部３２が締まったことを認識することができる。

このように、口金側平坦面４２１はホルダ側上平坦面３４１に密着しているので、中心ボディ３１に電気を流すことにより、口金４０に導通し、放電ランプに電力を加えることができる。大型の放電ランプには、例えば５０〜２５０Ａの電流を流す必要があり、放電ランプとホルダ３０とが、口金側平坦面４２１とホルダ側上平坦面３４１の面接触で接続しているので、効率よく通電することができる。もし点接触など接触面積が小さければ、十分な電流を流すことができず、放電ランプが必要とする十分な電力を供給することができない。
また、口金側ネジ機構４２２とホルダ側ネジ機構３２１が螺合して、口金側平坦面４２１は、ホルダ側上平坦面３４１方向に押圧する力が常に働き、離れることなく密着しているので、電気的接触不良が発生しない。

放電ランプをホルダ３０から取り外す場合は、上記装着手順を逆に行えばよい。すなわち、まず、ホルダ３０の回転部３２を回すことで、本固定から仮固定の状態にする。次に、放電ランプをホルダ３０から抜き取る。

この実施例では、「本固定」は、回転部３２を回転させて口金側ネジ機構４２２とホルダ側ネジ機構３２１を螺合させることをいう。「口金側本固定機構」は口金側平坦部４２の側面に形成された口金側ネジ機構４２２が相当し、「ホルダ側本固定機構」はホルダ３０の回転部３２の内壁に形成されたホルダ側ネジ機構３２１が相当する。
本固定では、口金側平坦部４２とホルダ側平坦部３４が垂直な方向から押さえて電気的給電するため、放電ランプ１０への給電をホルダ３０に接する口金側平坦部４２より行うことができ、従来のように、リード線を用いる必要がないので、反射ミラーを傷つける恐れがない。

本発明の放電ランプ保持構造は、放電ランプの定格電流が５０Ａ以上のランプ、特に７０Ａ以上の大型ランプに適している。定格電流が５０Ａ以上、特に７０Ａ以上のサイズにおいて、反射ミラー２０への放電ランプ１０の挿入作業、口金４０とホルダ３０の電気的接続、および口金４０との固定作業が難しくなるからである。
なお、口金４０とホルダ３０との位置合わせの精度は、ＪＩＳ０４０１−１（１９９８）、ＪＩＳ０４０１−１（１９９８）から選択することができる。一例を挙げると、穴Ｈ７、Ｈ８、軸ｅ７、ｅ８、ｆ６、ｆ７、ｇ６、ｈ６、ｈ７などの穴と軸の組み合わせとなる。

図４、図５、図７の構造について、一例を示すと、口金４０の長さは５０ｍｍ、外径は４０mm、突出部４３の突出長は２０ｍｍ、外径は１０ｍｍ、ホルダ３０の回転部３２の外径は、４５ｍｍである。中心ボディ３１の挿入孔３４３の内壁面は、例えばステンレス鋼やセラミックスに施すことができる。挿入孔３４３の内壁面は、電気を流す経路ではないため、挿入・脱着のために耐摩耗性に優れ、耐薬品性を重視した材料とすればよい。

図８、図９、図１０は本発明に係る放電ランプの口金４０、ホルダ３０の他の実施例である。図４、５、６に示す実施例において本固定としてネジ機構を示したが、この実施例ではフック機構を示す。具体的には、口金側平坦部４２、回転部３２、および、ホルダ側ネジ機構３２１が異なり、それ以外は基本的に同一である。

図８は本発明に係る放電ランプの口金４０、特に、ホルダ３０に装着される口金４０の拡大構造を示す。
口金側平坦部４２は、全体ボディ４１より径方向に大きくなっており、その側部は口金側フック部４２３となる。口金側フック部４２３は口金側平坦面４２１に続いて、口金側平坦面４２１に垂直に形成される。さらに、口金側フック部４２３の上部はテーパー状に加工され、全体ボディ４１へと続く。

図９は本発明に係るホルダ３０の拡大構造を示す。
ホルダ３０は中心ボディ３１と回転部３２よりなる。中心ボディ３１は、軸部３３とホルダ側平坦部３４より構成され、上部のホルダ側平坦部３４は下部の軸部３３に比べて径方向に大きくなっている。
中心ボディ３１の上部はホルダ側平坦部３４であり、回転部３２と係合している。また、ホルダ側平坦部３４の上端面はホルダ側上平坦面３４１である。ホルダ側上平坦面３４１にはホルダ側フック部３４４と係止ピン３４５が設けられる。ホルダ側フック部は細長い小片からなり、一方の端部は押圧部３４４２であり、他方の端部は制止部３４４３である。ホルダ側フック部３４４の中央にはヒンジ３４４１が設けられ、押圧部３４４２および制止部３４４３はヒンジ３４４１を軸として回転できるように構成されている。また、押圧部３４４２の内側面にはフックテーパ部３４４４が設けられる。また、係止ピン３４５は、ホルダ側上平坦面３４１から突出するように設けられている。
回転部３２には、上方に突出するように制御片３２２が伸びている。制御片３２２の内側面は内側中央が突出するようにテーパー状に加工されている。制御片３２２の内側面の一方の面を開状面３２２１、他方の面を閉状面３２２２とする。また、ホルダ側フック部３４４の外側面が制御片３２２の内側面に接している。

図１０は、口金４０をホルダ３０に装着する時の両機構の原理を模式的に表したものである。（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ口金とホルダの動きを表す。また、口金をホルダから脱着させるときは、（ｃ）から（ａ）にいたる手順となる。
（ａ）は口金４０がホルダ３０の中に挿入される直前の状態を示す。フック機構は開いた状態である。
（ｂ）は口金４０がホルダ３０の中に挿入された状態を示す。具体的には、口金の突出部が中心ボディ３１の挿入孔の中に挿入されている。フック機構は開いた状態である。（仮固定）
（ｃ）は口金４０とホルダ３０の本固定が完了した状態を示す。上記（ｂ）で示す仮固定状態からホルダ３０の回転部３２を回すことで、フック機構が働く。（本固定）

図１０（ｂ）において、ホルダ側フック部３４４の制止部３４４３の外側面は、制御片３２２の開状面３２２１に接し、制止部３４４３の内側面は、係止ピン３４５に接している。このようにホルダ側フック部３４４の回転を抑えることによって、ホルダフック部３２２が時計回りに回転して制止部３４４３がホルダ側上平坦面３４１の内側に入り込むことがない。したがって、放電ランプ１０の挿入を妨げることがない。このようなフック機構の状態を「開の状態」とする。また、ホルダ３０に放電ランプ１０の口金４０を挿入した図１０（ｂ）の状態が、フック機構における「仮固定」となる。

図１０（ｃ）に示すように、図１０（ｂ）に示す仮固定の状態から、回転部３２を反時計回りに回すと、制御片３２２の内側面が、ホルダ側フック部３４４の外側面に接しながら、制止部３４４３から押圧部３４４２にスライドする。そしてホルダ側フック部３４４の押圧部３４４２の外側面は、制御片３２２の閉状面３２２２に接する。このように押圧部３４４２が制御片３２２から内方に力が作用する。フックテーパ部３４４４は口金側フック部４２３に係合するように加工されているため、ホルダ側フック部３４４は口金４０を押す。また、フックテーパ部３４４４により、口金４０を斜めに押すことになり、ホルダ側フック部３４４は口金４０を径方向内側に押し付けるだけではなく、口金４０をホルダ側上平坦面３４１に押し付ける力が働く。このようなフック機構の状態を「閉の状態」とし、これにより本固定が完了する。

これより、口金側平坦面４２１は、ホルダ側上平坦面３４１方向に押圧する力が常に働き、口金４０を中心ボディ３１の上に載置した状態で固定することができる。また、口金側平坦面４２１はホルダ側上平坦面３４１に密着しているので、中心ボディ３１に電気を流すことにより、口金４０に導通し、放電ランプ１０に電力を加えることができる。

放電ランプ１０をホルダ３０から取り外す場合は、上記装着手順を逆に行えばよい。すなわち、回転部３２を時計周りに回転させ、制御片３２２の内側面が、ホルダ側フック部３４４の外側面に接しながら、押圧部３４４２から制止部３４４３にスライドする。フックテーパ部３４４４は外側に向かって移動し、フック機構は開の状態に戻る。
なお、フック機構では、ネジ機構と異なり、口金４０が回転しても本固定動作を妨げないので、口金側回転防止部４３２およびホルダ側回転防止部３４３２を設けなくてもよい。

この実施例では、「本固定」は、回転部３２を回転させてフック機構を働かせることをいう。「口金側本固定機構」は口金側平坦部４２の側面に形成された口金側フック部４２３に相当し、「ホルダ側本固定機構」はホルダ３０のホルダ側平坦部３４に形成されたホルダ側フック部４２３に相当する。
本固定では、口金側平坦部４２とホルダ側平坦部３４が垂直な方向から押さえて電気的給電をするため、放電ランプ１０への給電をホルダ３０に接する口金側平坦部４２より行うことができ、従来のように、リード線を用いる必要がないので、反射ミラーを傷つける恐れがない。

図４〜７に示す第１の実施例と、図８〜１０に示す第２の実施例は、ともに以下の効果を有する。口金側平坦部４２とホルダ側平坦部３４が垂直な方向から押さえて電気的給電がされている。このため、放電ランプ１０への給電をホルダ３０に接する口金側平坦部４２より行うことができ、従来のように、リード線を用いる必要がないので、反射ミラーを傷つける恐れがない。また、口金側仮固定機構とホルダ側仮固定機構を動作させることで、放電ランプ１０を手放しても保持できる（仮固定）ので、従来のように、片手でランプを保持しつつ、他方の片手でランプを固定させる困難が生じない。

本発明に係る放電ランプ保持機構を有する光源装置を示す。 本発明に係る放電ランプを示す。 本発明に係る放電ランプ保持機構を有する光源装置を示す。 本発明に係る放電ランプの口金を示す。 本発明に係るホルダを示す。 本発明に係るホルダと口金を示す。 本発明に係るホルダと口金の駆動原理を示す。 本発明に係る放電ランプの口金を示す。 本発明に係るホルダを示す。 本発明に係るホルダと口金の駆動原理を示す。 従来に係る放電ランプ保持機構を有する光源装置を示す。

符号の説明

１０ 放電ランプ
１１ 発光管部
１２ 封止部
１３ 陽極
１４ 陰極
１５ リード線
２０ 反射ミラー
２１ 上側開口部
２２ 下側開口部
１００ ランプハウス
２００ ホルダ固定台
３０ ホルダ
３１ 中心ボディ
３２ 回転部
３２１ ホルダ側ネジ機構
３２２ 制御片
３２２１ 開状面
３２２２ 閉状面
３３ 軸部
３４ ホルダ側平坦部
３３１ 回転部留
３４１ ホルダ側上平坦面
３４２ ホルダ側下平坦面
３４３ 挿入孔
３４４ ホルダ側フック部
３４３１ ホルダ側嵌め合い部
３４３２ ホルダ側回転防止部
３４４１ ヒンジ
３４４２ 押圧部
３４４３ 制止部
３４４４ フックテーパ部
４０ 口金
４１ 全体ボディ
４２ 口金側平坦部
４２１ 口金側平坦面
４２２ 口金側ネジ機構
４２３ 口金側フック部
４３１ 口金側嵌め合い部
４３２ 口金側回転防止部
４３３ 先端小径部

Claims (5)

1. 少なくとも一方の端部に口金が装着された放電ランプと、この放電ランプを垂直方向に立てるように、かつ着脱可能に保持するホルダからなる放電ランプ保持機構であって、
   前記放電ランプの口金は導電性部材からなる口金側平坦部を有し、
   前記ホルダは当該口金側平坦部と係合する導電性部材からなるホルダ側平坦部を有し、
   前記放電ランプの口金を、前記ホルダ側平坦部と垂直な方向から押さえて、口金側仮固定機構とホルダ側仮固定機構を作動させて両者の仮固定を行い、その後、口金側本固定機構とホルダ側本固定機構を作動させて、両者を本固定することを特徴とする放電ランプ保持機構。
2. 前記口金側平坦部は、放電ランプの長手方向の軸と垂直に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ保持機構。
3. 前記口金側仮固定機構は口金側平坦部に形成された突出部であり、前記ホルダ側仮固定機構は、ホルダ側平坦部に形成された挿入孔であることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ保持機構。
4. 前記口金側本固定機構は口金側平坦部の側面に形成された口金側ネジ機構であり、前記ホルダ側本固定機構はホルダの回転部の内壁に形成されたホルダ側ネジ機構であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。
5. 前記放電ランプは定格電流が５０Ａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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