JP5471006B2 - 光照射装置 - Google Patents
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Description
近年、液晶表示基板やプリント基板の大面積化が進み、それに伴って露光装置においても光照射領域の拡大が望まれており、露光用光源も大型化が要求されている。
図5に、従来技術として、特許文献1に記載された光照射装置の構成を示す。
光源10として2灯のランプ1a,1b及び2枚の集光鏡2a,2bが使用される。集光鏡2a,2bは楕円集光鏡であり、各々の第2焦点fが一致するように配置される。なお、集光鏡2a,2bは、反射した出射する開口が上向きになるように配置される。
最近では、さらに広い領域を高い照度で照射するため、特許文献2のように、4灯のランプを備えた露光用光源も提案されている。
図7に示すように、4灯のランプ1a,1b,1c,1d(以下総称してランプ1と表記することもある)は、それぞれ図中点線で示す四角形の頂点に配置され、各ランプから放射される光を反射する4枚の集光鏡2a,2b,2c,2d(以下総称して集光鏡2と表記することもある)もまたその周りに配置される。
また、光源部10は、ランプ1と集光鏡2およびそのカバー30を支持するフレーム40、そしてそれら全体を支持するベースプレート50を備える。
ところが、複数灯のランプを使用する光照射装置は、上記したように、もともとより広い光照射領域を高い照度で照射することを目的に構成したものであるため、使用するランプは電力の大きい大型のランプであり、したがってその集光鏡も大きくなり、開口径は例えば1m程度になる。
そのため、4灯のランプを使用する光照射装置の、例えば図8に示すような光源部の大きさは、1辺が2m以上のものになる。
しかし、装置内部を行き来することは作業性が悪く、また交換する部品以外の部品を傷つけないように気をつけなくてはならず、作業自体も難しくなる。
そこで、保守作業を少しでも容易にするためには、光源部を光照射装置の内部から外に取り出して行うことが考えられるが、それには次のような問題がある。
図9は、4灯のランプを備えた光源部を光照射装置から引き出した状態を示す図である。同図において、ランプは2灯しか描かれていないが、図の奥にもう2灯ある。
しかし、このように構成した光源部10は大変に重くなる。例えば、集光鏡2は上記したようにガラス製であり、集光鏡だけでも4つ合わせて50kgを超える。これらに金属(アルミ)製のカバー30を取り付けた上に、全体がたわまないように支持するフレーム40とベースプレート50が必要である。
さらに、1辺が2m以上の光源部においてランプや集光鏡の交換作業を行う場合、2,3人の作業者が光源部の上に乗って作業することも考えられるので、フレームやベースプレートはそれに耐えうる構造を有さなければならない。
以上のような種々の条件を考慮すると、光源部全体の重量はおよそ1000kg(1トン)からそれ以上になる。1トンもの重量物を、光源部の1辺に相当する2mの長さで光照射装置内から引き出すことは、引き出し後のオーバーハングした光源部によるモーメント(図9中太い矢印で示す)も非常に大きくなり、これを支持する引き出し案内(ガイドレール)60の選定も含めて現実的ではない。
本発明は、上記の問題点に鑑み、4灯のランプを備える光照射装置において、ランプや集光鏡の交換などの光源部の保守が容易にできるような構造を提供することを目的とする。
4灯のランプと、上記ランプのそれぞれの周囲に設けられ各ランプからの光を反射する4つの反射鏡とを備え、上記4灯のランプが四角形の頂点になるように配置された光照射装置において、
上記四角形の第1の頂点に配置された第1のランプと該第1のランプからの光を反射する第1の反射鏡と、上記第1の頂点の隣の第2の頂点に配置された第2のランプと該第2のランプからの光を反射する第2の反射鏡とを一組とした第1の光源ユニットを水平な第1の方向に引き出す第1の引き出し案内と、
上記四角形の第3の頂点に配置された第3のランプと該第3のランプからの光を反射する第3の反射鏡と、上記第3の頂点の隣の第4の頂点に配置された第4のランプと該第4のランプからの光を反射する第4の反射鏡とを一組とした第2の光源ユニットを水平でありかつ上記第1の方向とは反対の第2の方向に引き出す第2の引き出し案内とを備えており、水平面において相反する方向に引き出す
ことを特徴とする光照射装置とする。
そして、上記反射鏡は楕円集光鏡であり、隣の集光鏡に面する90°方向の2ヶ所が切り欠かれていることを特徴とする光照射装置とする。
光源部をランプ2灯ずつの二組に分割するので、1つの組が支持する集光鏡は2枚となり、4枚を一組とする場合に比べて、集光鏡の重さは半分になる。集光鏡の重さが半分になると、その分フレームを細くでき、またベースプレートも薄くできる。
したがって、一体として引き出す2灯一組の重量は、4灯全体を引き出す場合の重量の半分より軽くなる。また、引き出す長さも半分になるので、オーバーハングの量も少なくなり、引き出し案内(ガイドレール)の選定もできるようになり、光源部を引き出す構造が可能となる。
また、2灯を一組として左右対称に引き出すので、両方引き出せば、一方の組が他方の組のカウンターウエイトとしてはたらき、光照射装置のバランスも崩れない。
光源10として4灯のランプと、各ランプからの光を反射する4枚の反射鏡が使用される。なお、同図においては、2灯のランプ1a,1bと反射鏡2a,2bのみが示されているが、実際には、2灯のランプ1a,1bの図面奥側に、残りの2灯のランプ(第3ランプ1cと第4のランプ1d)と、それらの集光鏡2c,2dが取り付けられている。
4枚の反射鏡は楕円集光鏡であり、各々の第2焦点fが一致するように配置されている。また、集光鏡は、反射した光を出射する開口が上向きになるように、下側から支持する支持部材(不図示)により支持されている。
図1において、4灯のランプと集光鏡を備えた光源10からの光は、第1平面鏡3で折り返され、第2焦点位置に置かれたインテグレータレンズ4に入射する。
インテグレータレンズ4により光照射面8での照度分布が均一になるように調整された光は、シャッタ5を介し、第2平面鏡6で折り返され、コリメータレンズ7で中心光線が平行になって光照射面8に照射される。
図2は、本発明の光照射装置の光源部の斜視図である。なお、同図は、第1の光源ユニット11を、ガイドレール60に沿って引き出す途中の状態を示している。
このようにして、2灯一組の光源ユニットの重量は、4灯全体を引き出す場合に想定される光源部の重量の半分以下になる。実際には、光源ユニット上に作業者が乗ることも考慮しても400kg程度となる。4灯全体を一式として引き出す場合の重量が1トン以上なので、その半分の重量よりも軽い。
このように、光源ユニットも軽量化し、かつ引き出す長さも短かくなるので、光源ユニットが光照射装置に対してオーバーハングする量も少なくなり、ガイドレールに加わるモーメントも著しく減少する。この程度の重量と引き出し長さであれば、使用できるガイドレールは存在し、引き出し構造を設計製造することができる。
光照射装置には、光源ユニット取り出し口70が形成されており、光照射装置稼動時(ランプ点灯時)には、外装カバーが取り付けられている。そして両光源ユニット11,12が光照射装置の内部から引き出される際には、光源ユニット取り出し口70の部分の外装カバーが取外される。
なお、同図は、両光源ユニット11,12を図中左右方向に引き出しているが、手前奥方向に引き出すようにしても良い。光照射装置の周囲に確保できる空間に応じて、どちらの方向に引き出すか決めればよい。
このようにすれば、左右対称に光源ユニットを引き出すことになる。両光源ユニットの重量は基本的には等しいので、図中太い矢印で示すように、両方の光源ユニットを引き出した時、一方の光源ユニットが他方の光源ユニットのカウンターウエイトとしてはたらき、光照射装置のバランスも崩れない。
このようにして光源部を光照射装置の外に引き出せば、保守作業者は、光源ユニットの、装置に面する側以外の三方の周辺から手を伸ばして作業ができる。これにより、ランプや集光鏡の交換等の保守作業が容易に行える。
図4は、4灯のランプを長方形の頂点になるように配置した場合において、光源部を分割して引き出す方向を示す図である。図4(a)は、長方形の頂点になるように配置した4灯のランプを上から見た図であり、図4(b)と図4(c)は、図4(a)のようにランプを配置した光源部を二分割して引き出す方向を示す図である。
分割の方法は、図4(b)のように長辺の方向に二分割する方法と、図4(c)のように短辺の方向に二分割する方法が考えられるが、いずれでも良く、分割した光源ユニットを引き出す空間(スペース)が確保できる方向に分割すればよい。
ただし、引き出し案内(ガイドレール)にかかる負荷を少しでも少なくするためには、光照射装置に対する光源ユニットのオーバーハング量が少なくなる方向に引き出すようにすることが望ましい。
2,2a,2b,2c,2d 集光鏡
3 第1平面鏡
4 インテグレータレンズ
5 シャッタ
6 第2平面鏡
7 コリメータレンズ
8 光照射面
10 光源部
11 第1の光源ユニット
12 第2の光源ユニット
30 カバー
40 フレーム
50 ベースプレート
60 引き出し案内(ガイドレール)
70 光源ユニット取り出し口
f 集光鏡の第2焦点
L 光軸
S 切断面
Claims (2)
- 4灯のランプと、上記ランプのそれぞれの周囲に設けられ各ランプからの光を反射する4つの反射鏡とを備え、上記4灯のランプが四角形の頂点になるように配置された光照射装置において、
上記四角形の第1の頂点に配置された第1のランプと該第1のランプからの光を反射する第1の反射鏡と、上記第1の頂点の隣の第2の頂点に配置された第2のランプと該第2のランプからの光を反射する第2の反射鏡とを一組とした第1の光源ユニットを水平な第1の方向に引き出す第1の引き出し案内と、
上記四角形の第3の頂点に配置された第3のランプと該第3のランプからの光を反射する第3の反射鏡と、上記第3の頂点の隣の第4の頂点に配置された第4のランプと該第4のランプからの光を反射する第4の反射鏡とを一組とした第2の光源ユニットを水平でありかつ上記第1の方向とは反対の第2の方向に引き出す第2の引き出し案内とを備えており、水平面において相反する方向に引き出す
ことを特徴とする光照射装置。 - 上記反射鏡は楕円集光鏡であり、隣の集光鏡に面する90°方向の2ヶ所が切り欠かれていることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
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