JP4974061B2 - 放電ランプ保持機構 - Google Patents
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Description
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、ランプハウス100の中に、放電ランプ10、反射ミラー20およびランプホルダ5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の下方にランプホルダ5が設置され、それはホルダ固定台30に取り付けられている。反射ミラー20の中に口金4が装着された放電ランプ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、放電ランプ10を反射ミラー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、放電ランプ10に装着された口金4に対してランプホルダ5をネジ止めする。
前記放電ランプに装着された口金は、その底面により形成される口金側平坦部と、口金側仮固定機構及び口金側本固定機構とを有し、
前記ランプホルダは、その基端面により形成されるホルダ側平坦部と、ホルダ側仮固定機構及びホルダ側本固定機構とを有し、
前記口金側仮固定機構と前記ホルダ側仮固定機構とが、前記口金側平坦部と前記ホルダ側平坦部とが当接するよう仮固定されると共に、前記口金側本固定機構と前記ホルダ側本固定機構とが本固定される放電ランプ保持機構において、
前記ランプホルダは、灯具側ホルダ部と、その端部に前記ホルダ側本固定機構が設けられた、当該灯具側ホルダ部に対して独立に回転可能な状態で灯具側ホルダ部に連結された口金側ホルダ部と、前記灯具側ホルダ部と前記口金側ホルダ部とに接続された弾性体と、前記灯具側ホルダ部に対する前記口金側ホルダ部の回転が所定範囲以内となるよう制御する回転制御機構とを備えていることを特徴とする。
前記灯具側ホルダ部は、前記凹所の内面から突出する突起部を備え、
前記口金側ホルダ部は、前記胴部に形成された凹所を備え、
前記回転制御機構は、前記突起部と、前記胴部に形成された凹所とよりなることを特徴とする。
前記灯具側ホルダ部は、その幅が前記凹部に比べて小さい凸部が、灯具側ホルダ部の端部に形成され、
前記回転制御機構は、前記口金側ホルダ部に形成された凹部と前記灯具側ホルダ部に形成された凸部とよりなることを特徴とする。
さらに、本発明の放電ランプ保持機構においては、灯具側ホルダ部に対する口金側ホルダ部の回転を所定範囲内に制御する回転制御機構を備えているので、口金側ホルダ部の回転が所定距離になったときには口金側ホルダ部が灯具側ホルダに対して相対的に回転することができない状態になり、この状態において、口金側ホルダ部に固定されたホルダ側本固定機構が、口金側ホルダ部と独立に回転することができるようになるため、ランプホルダから放電ランプを確実に着脱することができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の上ホールド方式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、ランプホルダ5に取り付けられる。ここで、口金4を装着したランプ10とホルダ5を放電ランプ保持機構とし、ランプ10、反射ミラー20、ランプホルダ5を光源装置と称する。ランプホルダ5は、例えばネジ止めにより露光装置の保持台30に固定される。また、ランプホルダ5の下部にはピン31が設けられ、保持台30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。
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14を下方に、陽極13を上方に配置している。
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。反射ミラー20について、数値例を示すと、上側開口部21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。
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4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。
口金4は、全体として円筒状に形成され放電ランプ10の封止部12に装着される口金側基体部41と、口金側基体部41に連続して形成され、管軸に沿って伸びる柱状の口金側仮固定機構42とを備えている。口金側基体部41は、ランプ10の封止部12に装着される胴部411と、胴部411の先端側に連続して、胴部411よりも管軸に対し直交する方向の幅(以下、単に幅ともいう)が大きくなるよう鍔状に形成されたフランジ部412とを備えている。口金側基体部41と口金側仮固定機構42とは、物理的に一部材によって構成されており、例えば真鍮などの導電性部材により構成されている。
ランプホルダ5は、口金側基体部41と係合するための口金側ホルダ部51と、口金側ホルダ部51の上端側に取付けられ、口金側ホルダ部51の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構52と、口金側ホルダ部51の下端側に連結された灯具側ホルダ部53と、口金側ホルダ部51と灯具側ホルダ部53とにそれぞれ接続された弾性体54とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。ランプホルダ5は、図3に示すように、放電ランプ10の一対の電極に給電するための不図示の給電装置につながるリード線6が接続されている。
図8に示すように、回転ネジ部521において、例えばネジ締め回転方向が矢印Bの方向であるとし、ネジを緩めるための回転方向が矢印Aの方向であるとする。ランプホルダ5に対する口金4の本固定が完了した後に、放電ランプ10に対して外力が加わることにより、ホルダ側本固定機構52における回転螺子部521に対して矢印Aの方向の力が加わった場合を考える。
ところでこのネジを緩めようとする力(外力)Fは、質量Mと加速度aとの積(F=Ma)で定義されていることから、加速度aが小さい場合には、加速度aに比例して小さくなるという関係がある。そして、加速度aは速度vを時間tで微分したもの(dv/dt)であるから、加速度aは速度の変化量(dv)に影響を受ける。速度の変化量(dv)が小さくなった場合には、加速度aが小さくなるため、ネジを緩めようとする力を緩和することができると考えられる。
図11は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第2の実施形態を説明するための図である。図12は、口金側ホルダ部および灯具側ホルダ部の一部を拡大した斜視図である。図5に示すランプホルダと共通する箇所には図5と同一の符号を付しており説明は省略する。
ランプホルダ5は、口金側基体部41に係合するための口金側ホルダ部51と、口金側ホルダ部51の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部51の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構52と、口金側ホルダ部51の先端側に連結された灯具側ホルダ部53と、口金側ホルダ部51と灯具側ホルダ部53とにそれぞれ接続された弾性体54とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。
図13は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第3の実施形態を説明する図である。
ランプホルダ5は、口金側基体部41に係合するための口金側ホルダ部51と、口金側ホルダ部51の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部51の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構52と、口金側ホルダ部51の先端側に連結された灯具側ホルダ部53と、口金側ホルダ部51と灯具側ホルダ部53とにそれぞれ接続された弾性体64とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。
以下に、放電ランプとランプホルダとが、上記した放電ランプ保持機構と異なる方法により固定される上ホールド方式の放電ランプ保持機構について説明する。以下の第4〜第6の実施形態は、上ホールド方式の放電ランプ保持機構である。なお、以下においては、下ホールド方式の放電ランプ保持機構と共通する構成については共通の符号を付すことにより説明を省略する。
図14、15は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第4の実施形態の全体構成を説明する図である。放電ランプ10は、基本的構成は図2のものと同じであり、ランプホルダ5に固定される口金4が図14、15の紙面において上方側に位置された封止部12に装着されている。すなわち、放電ランプ10は、反射ミラー20に形成された開口22を通過して、ランプホルダ5(以下、単に「ホルダ」ともいう)に取付けられ、陽極13を鉛直方向上方側、陰極14を鉛直方向下方側にそれぞれ配置した状態で、図13、14の紙面の上方側に位置するランプホルダ5に吊り下げられている。
ランプホルダ5は、口金側基体部41と係合するための口金側ホルダ部51と、口金側ホルダ部51の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部51の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構52と、口金側ホルダ部51の先端側に連結された灯具側ホルダ部53と、口金側ホルダ部51と灯具側ホルダ部53とにそれぞれ接続された弾性体54とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。
口金側ホルダ部51は、突起部532が上記の凹所514Aに係合されることによって、灯具側ホルダ53に対して独立して回転することが規制される。本実施形態の放電ランプ保持機構においては、口金側ホルダ部51に設けられた凹所514Aと灯具側ホルダ部53に設けられた突起部532とを併せて回転制御機構とする。
図23に示すように、口金4が装着された放電ランプ10とランプホルダ5との本固定は、ホルダ側本固定機構52を胴部512に形成された目印512Bを視認できるまで手動で回転させ、ホルダ側本固定機構52と口金側本固定機構414とを螺合させることによって完了する。この本固定作業の際に、ホルダ側平坦面511Aに設けられた各々の突起部511Cが、それぞれ口金側平坦部413に設けられた各々の凹所415に挿入されることにより、ホルダ側本固定機構52を回転させると同時に口金4までもが回転することを防止することができる。
図24は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第5の実施形態の構成を説明する図である。図25は、口金側ホルダ部および灯具側ホルダ部の一部を拡大した斜視図である。図5に示すランプホルダと共通する箇所には図5と同一の符号を付しており説明は省略する。
ランプホルダ5は、口金側基体部41に係合するための口金側ホルダ部51と、口金側ホルダ部51の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部51の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構52と、口金側ホルダ部51の先端側に連結された灯具側ホルダ部53と、口金側ホルダ部51と灯具側ホルダ部53とにそれぞれ接続された弾性体54とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。
図26は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第6の実施形態の構成を説明する図である。ランプホルダ5は、口金側基体部41に係合するための口金側ホルダ部51と、口金側ホルダ部51の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部51の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構52と、口金側ホルダ部51の先端側に連結された灯具側ホルダ部53と、口金側ホルダ部51と灯具側ホルダ部53とにそれぞれ接続された弾性体64とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。
41 口金側基体部
413 口金側平坦部
414 口金側本固定機構
42 口金側仮固定機構
425 鉤状凹所
5 ランプホルダ
51 口金側ホルダ部
511 フランジ部
512 胴部
513 フランジ部
513A 凸部
513B 凹部
514 胴部
514A 凹所
515 胴部
52 ホルダ側本固定機構
521 回転螺子部
522 固定部
53 灯具側ホルダ部
531 凹所
533A 凸部
54 弾性体
55 ホルダ側仮固定機構
56 回転制御機構
64 弾性体
10 放電ランプ
20 反射ミラー
30 保持台
Claims (8)
- 端部に有底筒状の口金が装着された放電ランプと、この放電ランプを着脱することのできるよう保持する柱状のランプホルダとからなり、
前記放電ランプに装着された口金は、その端面により形成される口金側平坦部と、口金側仮固定機構及び口金側本固定機構とを有し、
前記ランプホルダは、その端面により形成されるホルダ側平坦部と、ホルダ側仮固定機構及びホルダ側本固定機構とを有し、
前記口金側仮固定機構と前記ホルダ側仮固定機構とが、前記口金側平坦部と前記ホルダ側平坦部とが当接するよう仮固定されると共に、前記口金側本固定機構と前記ホルダ側本固定機構とが本固定される放電ランプ保持機構において、
前記ランプホルダは、灯具側ホルダ部と、その端部に前記ホルダ側本固定機構が設けられた、当該灯具側ホルダ部に対して独立に回転可能な状態で灯具側ホルダ部に連結された口金側ホルダ部と、前記灯具側ホルダ部と前記口金側ホルダ部とに接続された弾性体と、前記灯具側ホルダ部に対する前記口金側ホルダ部の回転が所定範囲以内となるよう制御する回転制御機構とを備えていることを特徴とする放電ランプ保持機構。 - 前記口金側ホルダ部は、前記灯具側ホルダ部に形成された凹所に挿入される柱状の胴部を備え、
前記灯具側ホルダ部は、前記凹所の内面から突出する突起部を備え、
前記口金側ホルダ部は、前記胴部に形成された凹所を備え、
前記回転制御機構は、前記突起部と、前記胴部に形成された凹所とよりな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。 - 前記口金側ホルダ部は、凸部と凹部とが、口金側ホルダ部の端部の外表面の周方向に形成され、
前記灯具側ホルダ部は、その幅が前記凹部に比べて小さい凸部が、灯具側ホルダ部の端部に形成され、
前記回転制御機構は、前記口金側ホルダ部に形成された凹部と前記灯具側ホルダ部に形成された凸部とよりな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。 - 前記弾性体が、ねじりばね又は板ばね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。
- 前記口金側仮固定機構が、前記口金側平坦部から突出した柱状部であり、前記ホルダ側仮固定機構が、前記ホルダ側平坦部に形成された凹所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。
- 前記口金側本固定機構が、前記口金の外周面に形成された螺子部であり、前記ホルダ側本固定機構が、螺子部が内面に設けられた筒状の回転体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。
- 前記放電ランプは、当該放電ランプに対して鉛直方向下方側に位置する前記ランプホルダに対して垂直に固定され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。
- 前記放電ランプは、当該放電ランプに対して鉛直方向上方側に位置する前記ランプホルダに対して垂直に固定され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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