JP2010027944A - 紫外線照射装置及び紫外線照射装置の点灯制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エキシマランプ1に設けられたICタグ1aに、該ランプの点灯時間の積算値である通算点灯時間、点灯履歴情報などの情報に加え、初期電圧規定値、初期周波数規定値、定常電圧規定値、定常周波数規定値等の該ランプに固有の電気的特性値を記録しておく。装置を起動する際、制御部4は、ICタグ1aから上記情報を読み取り、ランプの通算点灯時間と該ランプに固有の電気的特性値に基づき、初期点灯時にランプに印加する電圧、周波数などを設定してランプを初期点灯させる。初期点灯後、定常点灯に移行させ、ランプ1へ印加する電力の定電力制御を行なう。
【選択図】 図1
Description
エキシマランプは、例えばキセノンガスを発光物質とした波長172nmの真空紫外光を放射するものであり、洗浄能力において低圧水銀ランプよりすぐれている。
上述したエキシマランプは、使用寿命末期になると発光管を構成する石英ガラス等の劣化に伴って真空紫外線の放射強度が低下する。このため、新しいものと交換しなければならないが、エキシマランプの外観から使用寿命末期に達したか否かを判断することは通常は困難である。
そこで、個々のエキシマランプにICタグを設け、該ICタグにエキシマランプの通算点灯時間情報を記憶させ、通算点灯時間を管理するようにした装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
同図に示すように、紫外線照射装置は、内部に不活性ガスを循環させる金属製の筐体101を有する。筐体101の下方には光照射窓101aが設けられ、筐体101の側面には、不活性ガスを導入するためのガス導入口101b、不活性ガスを排出させるためのガス排出口101cが設けられている。
筐体101の内部には、管軸が平行となるよう並列して配置された複数本のエキシマランプ100が配置されている。エキシマランプ100に沿って、エキシマランプ100から放射される紫外線を被処理物方向へ反射する樋状の反射鏡102が、各エキシマランプ100に対応して設けられている。反射鏡102が設けられた各エキシマランプ100は、例えば内部を水冷パイプ104が循環するアルミニウム製の冷却ブロック103に固定されている。
各金属箔100eには、発光管100aの外方に突出する外部リード100gが接続され、外部リード100gには、高圧給電ケーブル120cが接続され、その端部に高圧給電端子120が設けられている。
筐体101には樹脂製のコネクタ110が取り付けられ、該コネクタ110内にアンテナ140が設けられている。また、高圧給電ケーブル120cの端部に高圧給電端子120が取り付けられ、高圧給電端子120の絶縁ホルダ内にICタグ13が設けられている。
上記コネクタ110に高圧給電端子120のプラグを差し込むことによって、内部電極100bと高周波点灯電源(図示せず)とが導通する。外部電極100cについては図示していないが、同様に高周波点灯電源と導通する。
なお、エキシマランプは、図12、図13に示した構造のもの以外に、例えば特許文献3に示されるように直方体タイプのもの、あるいは特許文献4に示されるように二重管タイプのもの等が知られており、このようなタイプのエキシマランプを用いることもできる。
エキシマランプ100はICタグ130を具備し、エキシマランプ100が取り付けられると、制御部21のICタグR/W部21bは、アンテナ21cを介してICタグ130から、ICタグ130の情報として例えば通算点灯時間を読み取る。CPU21aはその情報を記憶部21dに記憶させる。
そして、高周波点灯電源22でエキシマランプ100を点灯させている間、随時最新の点灯時間情報が記憶部21dに記憶されている通算点灯時間に加算される。
この通算点灯時間が使用寿命時間に到達すると、CPU21aは、高周波点灯電源22に対して点灯停止信号を送信し、エキシマランプ100を消灯する(特許文献1の段落0021、0022参照)
また、特許文献1には、ICタグ130に記憶されている照度特性情報を用いてエキシマランプ100を制御することも記載されている(特許文献1の段落0023参照)。
キセノン光源はそれぞれ明るさが異なるので、特許文献2に記載のものにおいては、事前に出荷規格値をICタグに記録させ、装置側がその出荷規格値を読み取って最適なランプ電流値を設定し、ランプ電源でキセノン光源を制御するようにしている(特許文献2の段落0030、0031、0032)
例えばエキシマランプは、石英ガラスのような誘電性を有するガラス部材を用いており、その厚みが製造ばらつきによって変動し、この内厚の変動によって初期点灯時に必要な投入電力が異なってくる。このため、確実にエキシマランプをランプ点灯させるため、エキシマランプの初期点灯時における投入電力を製造ばらつきにおける最も投入電力が必要なものに合わせており、製造ばらつきにおける最も投入電力が小さいものにとっては、過剰な投入電力となり、ランプ寿命を短くさせる結果となっていた。
すなわち、エキシマランプは、冷えた状態では点灯性が悪く、また点灯性はランプよってバラツキが大きい。このため、初期にランプを点灯する際には、すべてのランプが点灯できるように、過度に投入電力を入れて、強制的に点灯させる必要があった。このため、図15(a)に示すように、初期点灯時に過度な光が発光することになる。
しかし、エキシマランプはランプ点灯に高電圧と高周波を用いるものであり、特許文献2に記載されるキセノンランプのように電流を流して点灯させるものではない。また、本発明者の鋭意努力により解明したところ、エキシマランプは、ランプ点灯時間(通算点灯時間)の経過に伴って、その初期点灯に必要な電力が異なることが分かった。
すなわち、ランプ点灯の通算点灯時間が例えば200時間のエキシマランプの初期点灯に必要な電力と、ランプ点灯の通算点灯時間が例えば1000時間のエキシマランプの初期点灯に必要な電力とは異なることがわかった。
このため、エキシマランプが具備するICタグに、初期点灯させるための電力を設定しただけでは、通算点灯時間の異なるエキシマランプに応じた適切な電力で初期点灯させることができない。
本発明は上記した事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、ランプの通算点灯時間が異なったランプであっても適切な初期点灯電力で点灯させることができ、また、ICタグのデータを利用できなかったり、他の装置で使用されたランプが取り付けられた場合であっても、可能な範囲で適切な電力で初期点灯させることができる紫外線照射装置及び該装置の制御方法を提供することにある。
そして、装置を起動する際、ICタグから上記情報を読み取り、ランプの通算点灯時間と該ランプに固有の電気的特性値に基づき、初期点灯時にランプに印加する電圧、周波数などを設定してランプを点灯させる。
これにより、ランプのバラツキ、使用経過状態を考慮して、各ランプごとに適した初期点灯動作を行うことができる。このため、図15(b)に示すように過剰な光を抑制することができ、図15(a)に示すように初期点灯時に過度な光が発光することがない。
すなわち、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
(1)エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取り及びICタグへの情報の書き込みを行うICタグ読み取り/書き込み手段と、エキシマランプへ給電する点灯電源と、エキシマランプの点灯を制御する制御部を備え、ICタグを備えたエキシマランプが取り付けられる紫外線照射装置において、ICタグに、少なくとも、該ICタグを具備するエキシマランプの通算点灯時間と、該エキシマランプの固有の電気的特性を示す情報と、該紫外線照射装置における点灯実績の有無を示す情報を記録する。
また上記紫外線照射装置の制御部に、エキシマランプが該紫外線照射装置に取り付けられた際、上記ICタグ読み取り/書き込み手段によるICタグへのアクセスを実行することにより、ICタグから情報の読み取りICタグへの書き込みが可能であるか否か、情報の読み取りが可能で、かつ該紫外線照射装置における点灯実績が有るか否か、を判定する判定手段と、上記ICタグに格納された情報に基づき、初期点灯条件を設定する第1の設定手段と、上記ICタグに格納された情報に基づき、定常点灯条件を設定する第2の設定手段と、上記初期点灯条件及び定常点灯条件を、該エキシマランプの通算点灯時間に応じて更新する更新手段と、更新された上記初期点灯条件及び定常点灯条件を記憶する記憶手段を設ける。
さらに、上記紫外線照射装置の制御部に、上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績がないとき、上記第1の設定手段により設定された初期点灯条件に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、上記第2の設定手段により設定された定常点灯条件を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させ、
上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績があるとき、上記記憶手段に記憶された初期点灯条件に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、上記記憶手段に記憶された定常点灯条件を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させ、
上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りができないとき、予め定められた安全値である初期点灯条件により、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、予め定められた安全値である定常点灯条件を用いて、該エキシマランプを定常点灯に移行させる点灯制御手段を設ける。
(2)上記(1)において、第1の設定手段は、上記初期点灯条件として、上記ICタグに格納された初期電圧規定値、初期周波数規定値に基づき、初期電圧目標値及び初期点灯周波数目標値を設定し、上記第2の設定手段は、上記定常点灯条件として、上記ICタグに格納された定常電圧規定値及び定常周波数規定値に基づき、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を設定する。
上記更新手段は、上記初期電圧目標値、初期点灯周波数目標値、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を、該エキシマランプの通算点灯時間に応じて更新する。
上記記憶手段は、更新された上記初期電圧目標値、初期点灯周波数目標値、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を記憶する。
さらに、上記点灯制御手段は、上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績がないとき、第1の設定手段により設定された上記初期電圧目標値及び初期点灯周波数目標値に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、上記第2の設定手段により設定された定常電圧目標値及び定常周波数目標値を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させ、
上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績があるとき、上記記憶手段に記憶された初期電圧目標値、初期点灯周波数目標値に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、上記記憶手段に記憶された定常電圧目標値及び定常周波数目標値を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させ、上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りができないとき、予め定められた安全値である初期電圧安全値及び初期周波数安全値により、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、予め定められた安全値である定常電圧安全値及び定常周波数安全値を用いて、該エキシマランプを定常点灯に移行させる。
(3)エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取り/書き込み手段と、エキシマランプの点灯を制御する制御部を備えた紫外線照射装置の点灯制御方法において、 上記紫外線照射装置の制御部は、エキシマランプが該紫外線照射装置に取り付けられた際、上記エキシマランプがICタグを備え、該ICタグから情報の読み取り/書き込みが可能であるか否かを判別し、該エキシマランプのICタグから情報の読み取り/書き込みが可能であるとき、ICタグに格納された情報を取得し、ICタグから取得した情報に基づき、該エキシマランプの該紫外線照射装置における点灯実績の有無を判別し、上記判別結果に応じて次の(イ)〜(ハ)の工程を行う。
(イ)ICタグから情報の読み取りが可能であり、該紫外線照射装置における点灯実績がないとき、上記ICタグに格納された情報に基づき、初期点灯条件を設定し、該設定された初期点灯条件に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、
上記ICタグに格納された情報に基づき、定常点灯条件を設定し、初期点灯後、該設定された定常点灯条件を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させる、
(ロ)ICタグから情報の読み取りが可能であり、該紫外線照射装置における点灯実績があるとき、該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報及び/または上記ICタグに格納された情報に基づき、初期点灯条件を設定し、該設定された初期点灯条件に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、
該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報及び/または上記ICタグに格納された情報に基づき、定常点灯条件を設定し、初期点灯後、該設定された定常点灯条件を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させる、
(ハ)ICタグから情報の読み取りができないとき、予め定められた安全値である初期点灯条件を設定し、該安全値である該初期点灯条件により、該エキシマランプを初期点灯させ、
予め定められた安全値である定常点灯条件を設定し、初期点灯後、安全値である該定常点灯条件を用いて、該エキシマランプを定常点灯に移行させる。
(4)上記(3)の(イ)の工程において、ICタグから情報の読み取りが可能であり、該紫外線照射装置における点灯実績がなく、他の装置での点灯実績があるとき、ICタグに格納された通算点灯時間及び該エキシマランプの固有の電気的特性を示す情報を用いて、初期点灯条件を設定するとともに、定常点灯条件を設定する。
(5)上記(3)(4)の(イ)(ロ)の工程において、上記初期点灯条件として、上記ICタグに格納された初期電圧規定値、初期周波数規定値及び/または該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報に基づき、初期電圧目標値及び初期点灯周波数目標値を設定し、上記定常点灯条件として、上記ICタグに格納された定常電圧規定値、定常周波数規定値及び/または該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報に基づき、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を設定し、上記(ハ)の工程において、上記初期点灯条件として、安全値である初期電圧安全値及び初期周波数安全値を設定し、上記定常点灯条件として、予め定められた安全値である定常電圧安全値及び定常周波数安全値を設定する。
(6)上記(5)の(イ)および(ロ)の工程において、前記初期電圧目標値及び初期点灯周波数目標値を、前記ICタグに格納された情報及び/または該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報に基づき次のように求める。
(a)該エキシマランプの通算点灯時間に対応する初期電圧補正値を求め、
(b)初期電圧補正値と、初期電圧規定値とを演算して初期電圧目標値を求め、
(c)求めた該初期電圧目標値に対応する初期点灯周波数補正値を求め、
該初期点灯周波数補正値と、初期周波数規定値とを演算して初期点灯周波数目標値を求める。
(7)上記(5)の(イ)および(ロ)の工程において、前記定常電圧目標値及び定常周波数目標値を、前記ICタグに格納された情報及び/または該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報に基づき、次のように求める。
(a)該エキシマランプの通算点灯時間に対応する定常点灯電圧補正値を求め、
(b)定常点灯電圧補正値と、定常電圧規定値とを演算して定常電圧目標値を求め、
(c)求めた該定常電圧目標値に対応する定常点灯周波数補正値を求め、
該定常点灯周波数補正値と、定常周波数規定値とを演算して定常周波数目標値を求める。
(8)上記(3)〜(7)において、ICタグから情報の読み取り及びICタグへの情報の書き込みが可能であるとき、前記制御部は、エキシマランプを消灯させたとき、該エキシマランプに設けられたICタグの通算点灯時間を更新するとともに該紫外線照射装置で使用実績があることを記録し、該紫外線照射装置に、上記エキシマランプを同定するための情報、および次回点灯させる際の、初期電圧目標値、初期点灯周波数目標値、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を記憶させる。
(1)ランプに設けられたICタグに記憶された、当該ランプのこれまでの通算点灯時間と、当該ランプ固有の電気的特性値に基づいて、ランプを点灯させているので、初期点灯時にランプに過剰に電力が投入されることを抑制され、ランプ寿命が短くなることを防ぐことができる。
また、ランプに過剰に電力が入力されないような安全な電気的特性値をあらかじめ設定しておき、ICタグから情報を読み取れない場合は、上記安全な電気的特性値に基づいてランプを点灯させることにより、例えばICタグを具備しないランプであっても、投入電力を制限してランプを点灯させることができ、ランプ寿命が短くなるのを防止できる。
(2)当該装置における点灯実績の有無を示すデータをICタグに記録しておくとともに、装置に取り付けられたランプの電気的な特性値を当該装置に記憶部に記憶しておくことにより、点灯時、ICタグの記録データから該ランプが当該装置において点灯実績があるか否かを判断し、点灯実績がある場合、当該装置の記憶部から当該ランプを初期点灯する際のデータを取得することができる。
このため、各ランプについて初期点灯する際の処理時間を短縮することができ、当該装置に取り付けられているランプ本数が多い場合でも、迅速に装置を立ち上げることができる。
本発明の紫外線照射装置10は、記録情報を非接触で入力することのできるICタグ1aを備えるエキシマランプ(以下ランプという)1と、高周波高電圧をランプ1に供給するための高周波点灯電源2と、高周波点灯電源2の出力側に設けられたトランス3と、ランプ1の点灯を制御する制御部4を備える。
制御部4は、ランプ1の点灯を制御する演算処理を実行する演算処理部(CPU)11と、記憶部13と、ICタグ1aとの間でデータの送受信を行うためのアンテナ14と、ICタグ1aとの間のデータの送受信を制御するICタグR/W部12と、A/D変換器16、D/A変換器17から構成される。A/D変換器16は高周波点灯電源2からの信号をデジタル信号に変換しCPU11に送出し、D/A変換器17はCPU11からのデジタル信号をアナログ信号に変換し、高周波点灯電源2に送出する。
記憶部13のROM13bには、通算点灯時間に応じてランプ1に供給する初期点灯時の電圧目標値や、初期周波数目標値等を設定するため電圧補正テーブルTvや周波数補正テーブルTf等が記録され、EEPROM13cには、初期点灯時の電圧目標値、初期周波数目標値、等の情報が記録される。
上記エキシマランプ1は、例えば、キセノンガスなどの放電ガスが封入されており、波長172nmの真空紫外光を出射する。ICタグ1aは、各ランプ毎に設けられており、通算点灯時間Ts等、当該ランプ固有のデータが記録される。
なお、これらのデータの格納箇所は適宜変更することができ、例えばROMを設けずに、全てのデータをEEPROMに格納してもよいし、その他の不揮発性メモリや磁気ディスクなどの記憶媒体に記憶しておき、実行時RAMに展開し、終了時に不揮発性メモリや記憶媒体に退避させるようにしてもよい。
・固有番号(シリアル番号):製造されたエキシマランプのそれぞれに個別に設定された番号。
・点灯履歴情報:点灯実績の有無の情報。
・装置情報:取りつけられ点灯させた装置の情報。
・初期電圧規定値Vfk:ランプ出荷前にあらかじめ定められ、ICタグに格納された、当該ランプに固有の点灯初期ランプ印加電圧値。
・初期周波数規定値Ffk:ランプ出荷前にあらかじめ定められ、ICタグに格納された、当該ランプに固有の点灯初期ランプ印加周波数。
・初期電圧目標値Vfm:電圧補正テーブルの補正値と、初期電圧規定値Vfkから演算される、当該ランプに実際に印加される点灯初期ランプ電圧値、あるいは初期電圧安全値Vfsにより定まるランプ印加電圧値。
・初期周波数目標値Ffm:周波数補正テーブルの補正値と、初期周波数規定値Ffkから演算される当該ランプに実際に印加される点灯初期ランプ周波数、あるいは初期周波数安全値Ffsにより定まるランプ印加周波数。
・定常周波数規定値Ftk:ランプ出荷前にあらかじめ定められ、ICタグに格納された、当該ランプに固有の定常点灯時のランプ印加周波数。
・定常電圧目標値Vtm:電圧補正テーブルの補正値と、定常電圧規定値Vtkから演算される当該ランプに実際に印加される定常点灯時のランプ印加電圧値、あるいは定常電圧安全値Vtsにより定まるランプ印加電圧値。以下では、点灯電圧ともいう。
・定常周波数目標値Ftm:周波数補正テーブルの補正値と、定常電圧目標値Vtmにより定まるランプ印加周波数、あるいは定常周波数安全値Ftsにより定まるランプ印加周波数。以下では、点灯周波数ともいう。
・初期周波数安全値Ffs:ランプの安全を考慮した初期点灯ランプ周波数(製造バラツキを考慮したときのランプ点灯初期に印加する周波数の内の最も低い値)
・定常電圧安全値Vts:ランプの安全を考慮した定常点灯時の印加電圧値(製造バラツキを考慮したときのランプ定常点灯時に印加する電圧の内の最も低い値)
・定常周波数安全値Fts:ランプの安全を考慮した定常点灯時の周波数(製造バラツキを考慮したときのランプ定常点灯時に印加する周波数の内の最も低い値)
・電圧補正テーブルTv:通算点灯時間と補正値の対応テーブル。
・周波数補正テーブルTf:ランプ印加電圧値と補正値の対応テーブル。
ランプ1に設けられたICタグ1aには、前述したように通算点灯時間Ts、固有番号(シリアル番号)、点灯履歴情報、装置情報、初期電圧規定値Vfk、初期周波数規定値Ffk、定常電圧規定値Vtk、定常周波数規定値Ftkが記録され、ICタグR/W部12は前述したようにアンテナ14を介して、上記ICタグ1aに記録された上記データを読み込み、ICタグデータとして記憶部13に記憶させる。
制御部4の判定手段4aは、ランプ1が紫外線照射装置に取り付けられた際、ICタグR/W部12によるICタグからの読み取り/書き込みが可能であるか否か、情報の読み取りが可能で、かつ該紫外線照射装置における点灯実績が有るか否か等を判定する。
ここで、紫外線照射装置に取り付けられるランプ1には以下の(a)〜(d)のケースが考えられ、判定手段4aは、装置に取り付けられているランプ1がどの種類のランプであるかを判定し、判定結果を点灯制御手段4eに渡す。
この場合は、ICタグ1aのデータでは利用できない場合であり、ICタグ1aのデータは利用できない。
また、ICタグからの読み取り/書き込みが可能である場合には、以下の場合がある。(b)使用されたことがない新品のランプ
この場合、点灯履歴情報が点灯実績無を示す場合であり、通算点灯時間Tsは0である。ICタグ1aに格納された初期電圧規定値Vfk、初期周波数規定値Ffk等のデータは利用可能である。
(c)当該紫外線照射装置では使用されていないが、点灯実績のあるランプ
この場合、点灯履歴情報が点灯実績有を示し、装置情報は、当該紫外線照射装置で使用されていないことを示している場合であり、通算点灯時間Tsは0以上である。
(d)当該紫外線照射装置で使用されていたランプ
この場合、点灯履歴情報が点灯実績有を示し、装置情報は、当該紫外線照射装置で使用されていたことを示す場合であり、通算点灯時間Tsは0以上である。なお、このケースの場合は、そのランプを前回使用したときのデータが当該紫外線照射装置内の記憶部13内に保存されており、ランプの固有番号で、読みだすことができる。
すなわち、第1の設定手段4bは、上記初期点灯条件として、通算点灯時間等により定まる電圧補正テーブル及び周波数補正テーブルの補正値とIC1aタグに記録された初期電圧規定値Vfk、初期周波数規定値Ffkに基づき、初期電圧目標値Vfm及び初期周波数目標値Ffmを設定する。
また、第2の設定手段4cは、上記定常点灯条件として、通算点灯時間等により定まる電圧補正テーブル及び周波数補正テーブルの補正値とICタグ1aに記録された定常電圧規定値Vtk及び定常周波数規定値Ftkに基づき、定常電圧目標値Vtm及び定常周波数目標値Ftmを設定する。
すなわち、更新手段4dは、上記初期電圧目標値Vfm、初期周波数目標値Ffm、定常点灯電圧目標値Vtm及び定常周波数目標値Ftmを、ランプ1の通算点灯時間Tsに応じて更新する。
また、積算タイマ4fはランプ1が点灯している時間を積算カウントし、上記更新手段4dは、所定の積算時間に達する毎に記憶部13に記憶された通算点灯時間を更新する。この更新された通算点灯時間Tsは、装置の動作を停止させるとき、ランプ1に設けられたICタグ1aに書き込まれる。
また、判定手段4aの判定結果が、ICタグ1aから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績があるとき(前記(d)のケース)、記憶手段13に記憶された初期点灯条件、すなわち初期電圧目標値Vfm及び初期点灯周波数目標値Ffmに基づき、ランプ1を初期点灯させ、初期点灯後、記憶手段13に記憶された定常点灯条件、すなわち定常電圧目標値Vtm及び定常周波数目標値Ftmを用いてランプ1を定常点灯に移行させる。
さらに、判定手段4aの判定結果が、ICタグ1aから情報の読み取りができないとき(前記(a)のケース)、予め定められた安全値である初期点灯条件、すなわち、初期電圧安全値Vfs及び初期周波数安全値Ffsを初期電圧目標値Vfm及び初期点灯周波数目標値Ffmとしてランプ1を初期点灯させ、初期点灯後、予め定められた安全値である定常点灯条件、すなわち、予め定められた安全値である定常電圧安全値Vts及び定常周波数安全値Ftsを定常電圧目標値Vtm及び定常周波数目標値Ftmとして、ランプ1を定常点灯に移行させる。
制御部4の点灯制御手段4eは、点灯ランプ1を初期点灯させる際、周波数が上記初期点灯周波数目標値Ffmで、電圧が上記初期電圧目標値Vfmの電圧をランプ1に印加し、初期点灯タイマ4gで設定される期間、ランプ1に初期点灯動作をさせる。なお、上記初期点灯周波数目標値Ffmは定常点灯時の周波数より高い70kHz程度である。
ランプ1の初期点灯後、点灯制御手段4eは、初期値として、周波数が上記定常周波数目標値Ftmで、電圧が定常電圧目標値Vtmの電圧をランプ1に印加し、定常点灯に移行させる。なお、定常点灯開始時の周波数は、周波数目標値Ftmは50kHz程度である。
すなわち、点灯制御手段4eは、高周波点灯電源2から送られてくる電圧、電流からランプに供給される電力を算出し、算出した電力が、予め設定された目標電力に一致するようなランプ電圧と周波数を演算する。このランプ電圧と周波数は、電圧指令、周波数指令として点灯電源2に送出される。
点灯電源2は、この電圧指令、周波数指令に応じてランプ1の駆動電圧、周波数を制御する。
これにより、ランプ1に供給される電力が目標電力に一致するように制御され、ランプ1は目標電力に応じた照度で点灯する。
なお、エキシマランプ1が出射する真空紫外光の照度は、種々の要因によって経時的に低下する。この照度低下を補正するために、後述するように、必要に応じて、ランプの定常点灯電圧をランプの通算点灯時間に応じて増加させるようにしてもよい。
また、消灯時には、消灯タイマ4hが動作し、消灯タイマ4hがタイムアップするまでの期間に後述するように消灯動作を行なう。
また、例えばICタグを具備しないランプ、あるいはICタグの読み取りに不具合を有するランプにおいては、電力が過剰に入力されないように、予め定められた安全値である投入電力を制限した初期点灯条件及び定常点灯条件により、ランプを点灯させているので、ICタグを具備しないランプであっても、ランプ寿命が短くなることがない。
また、当該紫外線照射装置の点灯実績を判定し、点灯実績がある場合は、装置内に保存されたデータを利用して、初期点灯、定常点灯をさせているので、装置起動時に再度演算する必要が無い。このため、初期点灯を速やかに行なうことができる。
図3は、図1、図2に示す紫外線照射装置における制御部の処理の概略を示すフローチャートである。また、図4〜図8は図3の各ステップS1〜S6の詳細を示したフローチャートである。
まず、図3により、図1、図2に示した紫外線照射装置における制御処理の概略を説明する。
紫外線照射装置が起動されると、初期データを取得する(ステップS1)。すなわち、ランプ1のICタグ1aからデータを読み込むとともに、必要に応じて記憶部13のROM13b、EEPROM13cなどからデータをRAM13aに転送する。
ついで、上記ICタグ1aから読み込んだデータなどに基づき、前述したように、ランプ1を初期点灯点灯させたのちに、定常点灯に移行させる(ステップS2)。
ランプ1が定常点灯に移行すると、以後、ランプの消灯信号がオンになるまで、ランプの点灯を維持するが、その際、ランプ1の積算点灯時間に応じて、上記記憶部13に格納された内部データを更新する(ステップS3)。
ランプ消灯信号がONになると、ランプの消灯動作を行い(ステップS4,S5)、消灯時のICタグのデータ更新を行ない、また、記憶部13のRAM13aに格納されているデータのEEPROM13cなどへの退避を行い(ステップS6)、処理を終了する。
図4、図5は、装置の起動からランプの定常点灯動作に移行するまでの処理を示している。
図4において、高周波点灯電源2が起動され(ステップS11)、制御部4を構成する各部(CPU11、ICタグR/W部12、制御部4、アンテナ14、記憶部13)が通電されて待機状態になる。このとき、記憶部13のROM13b、EEPROM13c等に記憶されたデータが、必要に応じてRAM13aに転送され、装置がイニシャライズされる(ステップS1)。これにより、制御部4は、RAM13aに格納されたデータを用いて処理を行なうことができるようになる。
なお、以下の説明においては、データがRAM13aに転送されている場合であっても、必要に応じて装置起動時に格納されていた場所でデータの格納場所を特定する場合がある。
ここで、ICタグ1aから読み込む情報としては、前述したように、通算点灯時間Ts、固有番号(シリアル番号)、点灯履歴情報、装置情報、初期電圧規定値Vfk、初期周波数規定値Ffk、定常電圧規定値Vtk、定常周波数規定値Ftk等である。
なお、図13に示したように同一装置において、複数のエキシマランプが設けられる場合もあるので、上記「装置情報」は、装置の情報に加え、該装置におけるエキシマランプが取付けられ位置を示す「チャンネル情報」を含む。「チャンネル情報」とは、例えば図13における装置では、エキシマランプが4本具備され、各エキシマランプが配置された位置を「チャンネル」と呼び、このチャンネルを右側から「チャンネル1」「チャンネル2」・・というように、各チャンネルを区別するための情報である。
ステップS14では、ICタグ1aに記録された「点灯履歴情報」からエキシマランプの点灯実績の有無(新/旧ランプビットを確認)を判断する。
ステップS14で、エキシマランプの点灯実績が無かったと判断したときにはステップS15に進み、エキシマランプの点灯実績が有ったと判断したときにはステップS16に進む。
ステップS16では、同一装置での点灯実績があるかを判断し、同一装置での点灯実績が無い場合にはステップS17に進み、点灯実績がある場合にはステップS18に進む。 なお、ここでは、点灯実績の有無を、「点灯履歴情報」から判断したが、例えば「積算時間」や「装置情報」からも判断することができる。例えば「積算時間」で判断する場合、「積算時間」が0時間のとき点灯実績無し、「積算時間」が0時間以外のとき点灯実績となる。また、「装置情報」で判断する場合、「装置情報」の記憶が無かったとき点灯実績無し、「装置情報」の記憶が有ったとき点灯実績有りとなる。
さらに、制御部4は、ICタグ1aから読み取った「装置情報」が、エキシマランプ1に取付けられた紫外線照射装置の情報であるかを判断する。
ステップS16で、該制御部4を具備する紫外線照射装置における点灯実績が有るとともに「装置情報」が一致すると判断したときにはステップS18に進み、それ以外のときにはステップS17に進む。
(a)ICタグ1aからの読み取り/書き込みが可能でないランプが取り付けられた場合。
この場合は、ステップS13からステップS191にすすむ。ステップS191では、記憶部13(例えばROM13b)から初期電圧安全値Vfs、初期周波数安全値Ffs、定常電圧安全値Vts、定常周波数安全値Ftsを読み出す。
なお、エキシマランプ1は初期点灯時および定常点灯時、過剰な電力がランプに入力されると劣化する危険性があり、安全を考慮した初期電圧安全値Vfs、初期周波数安全値Ffs、定常電圧安全値Vts、定常周波数安全値Ftsが記憶部13(例えばROM13b)に格納されている。
ステップS19では、上記初期電圧安全値Vfs、初期周波数安全値Ffsを、それぞれ、初期電圧目標値Vfm、初期周波数目標値Ffmとして設定する。
次いで、ステップS192で、上記定常電圧安全値Vts、定常周波数安全値Ftsを定常電圧目標値Vtm、定常周波数目標値Ftmとして設定する。
この初期電圧目標値Vfm、初期周波数目標値Ffmは、定常電圧目標値Vtm、定常周波数目標値Ftm記憶部13(例えばRAM13a)に記憶される。
ステップS192の処理ののち、図5に進む。
この場合、ステップS13からステップS14、ステップS15に進む。ステップS15では、ICタグ1aから読みだした初期電圧規定値Vfk、初期周波数規定値Ffkを、それぞれ、初期電圧目標値Vfm、初期周波数目標値Ffmとして設定する。
ついで、ステップS151で、ICタグ1aから読みだした上記定常電圧規定値Vtk、定常周波数規定値Ftkを定常電圧目標値Vtm、定常周波数目標値Ftmとして設定する。
この初期電圧目標値Vfm、初期周波数目標値Ffm、定常電圧目標値Vtm、定常周波数目標値Ftmは記憶部13(例えばRAM13a)に記憶される。
エキシマランプ1は、紫外線照射装置10から取り外しが可能である。このため、ユーザの使い方によっては、Aという紫外線照射装置で使用したエキシマランプ1を取り外し、該エキシマランプ1をBという紫外線照射装置で使用することがある。
この場合、エキシマランプ1のICタグ1aには点灯実績はあるものの、Aの装置の点灯実績であって、Bの装置の点灯実績ではない。
この点を判断するために、エキシマランプ1のICタグ1aの「装置情報」には、直前の点灯実績のある装置の「装置情報」のみが記憶される。
すなわち、Aという紫外線照射装置で使用したエキシマランプ1のICタグ1aには、A装置で点灯されたときA装置の「装置情報」が記憶され、次にB装置で点灯されたとき「装置情報」にあったA装置の情報はB装置の情報に書き換えられる。
ステップS16では、点灯実績のあるエキシマランプ1が取付けられている紫外線照射装置において、ICタグ1aに記憶された「装置情報」に用いて、直前に同一装置での点灯の有無があるかを判断する。同一装置での点灯の有無がない場合には、ステップS17にすすむ。
前記図2に示す制御部4の第1の設定手段4b、第2の設定手段4cは、ICタグ1aから読み取った通算点灯時間Tsに対応する電圧値の補正値を、あらかじめ記憶部13(ROM13b)に記憶させた電圧補正テーブルから読み取る。図9に電圧補正テーブルTvの構成例を示す。
電圧補正テーブルTvは、同図に示すように、ランプの通算点灯時間(h)に対する電圧補正値を登録したテーブルであり、この補正値により通算点灯時間に応じて、初期電圧規定値及び定常電圧規定値を補正する。
すなわち、第1の設定手段4bは、上記電圧補正テーブルTvを参照し電圧補正値を得て、この電圧補正値とICタグ1aから読み取った初期電圧規定値Vfkとを演算して初期電圧目標値Vfmを求める。
周波数テーブルTfは、同図に示すように、電圧値(KV)に対する周波数補正値を登録したテーブルであり、この補正値により初期周波数規定値Ffk及び定常周波数規定値Ftkを補正する。
すなわち、第1の設定手段4bは、上記周波数テーブルTfを参照して、周波数補正値を得て、この周波数補正値と初期周波数規定値Ffkとを演算して初期周波数目標値Ffm を求める。
上記初期電圧目標値Vfm、初期周波数目標値Ffmは、ランプ1の初期点灯電力として設定され、記憶部13に記憶される。
続いて、演算して求めた初期電圧目標値Vfmk の「8.08」KVに対応する周波数の補正値を、あらかじめ記憶部13に記憶させた図10に示す周波数補正テーブルTfから読み取って、読み取った周波数補正値「1.05」とそのICタグ1aから読み取った初期周波数規定値Ffkの「50」KHzとを、50KHz×「1.05」=「52.5」KHzのように演算して、「初期点灯周波数目標値Ffm」を求める。求めた「初期電圧目標値Vfmk 」「8.08」KVと「52.5」KHzとを、記憶部13に、記憶させる。
ステップS171で、制御部4の第2の設定手段4cは、ICタグ1aから読み取った通算点灯時間Tsに対応する電圧補正値を、前記電圧補正テーブルTvから得て、この電圧補正値とICタグ1aから読み取った定常電圧規定値Vtkとを演算して、定常電圧目標値Vtmを求める。定常電圧目標値Vtm 続いて、第2の設定手段4cは演算して求めた定常電圧目標値Vtmに対応する周波数の補正値を、前記周波数補正テーブルTfから読み取り、その周波数補正値とICタグ1aから読み取った定常周波数規定値Ftkとを演算して定常周波数目標値Ftmを求める。求めた定常電圧目標値Vtmと定常周波数目標値Ftmとを、記憶部13に記憶させる。
後述するように、記憶部13には、前回点灯させたときのエキシマランプ1の固有番号(シリアル番号)と、前回の当該エキシマランプ1を初期点灯させたときの初期電圧目標値Vfm、初期周波数目標値Ffmが記憶されている。また、定常電圧目標値Vtm、定常周波数目標値Ftmで定常点灯を開始し、定常点灯に移行したのち、定常点灯終了時における点灯電圧値と点灯周波数値とが記憶されている。
そこで、ステップS18では、記憶部13(EEPROM13c)に記憶されている初期電圧目標値Vfm、初期周波数目標値Ffmを読み出して、記憶部13(RAM13a)に記憶させる。
なお、本発明は、ICタグ1aを具備するエキシマランプ1の制御に係わるものであり、ステップS13でのICタグのデータ読み込みができるもの、及びできないものとの切り分けを行い、データ読み込みができたものをそのデータに基づいて制御する点に特徴がある。
次に、図5により上記初期電圧目標値Vfmと初期周波数目標値Ffm、並びに、ICタグ1aから読み取った通算点灯時間を用いて、エキシマランプ1を初期点灯させ、その後通常点灯させる処理について説明する。
ステップS21,S22で、制御部4の点灯制御手段4eは、記憶部13に記憶させた上記初期電圧目標値Vfmと初期周波数目標値Ffmをエキシマランプ1を初期点灯するための目標値として設定する。
さらに、ステップS23で、点灯制御手段4eは初期点灯タイマ4gに初期点灯時間T0を設定する。
次にステップS24において、高周波点灯電源2に点灯信号を出力し、これと同時に、ステップS25で、目標値として設定した初期電圧目標値Vfmと初期周波数目標値Ffmを高周波点灯電源2に出力し、高周波点灯電源2は、上記電圧と周波数とに基づいて、エキシマランプ1の初期点灯を開始する。
また、ステップS24と同時に、ステップS26において、ステップS23で設定した初期点灯タイマ4gのカウントダウン(減算)を開始する。さらに、ステップS2でランプの点灯時間を積算するため点灯積算タイマ4fのカウントを開始する。
ステップS28で、初期点灯タイマ4gがタイムアップするのを待つ。この間、目標値として設定した初期電圧目標値Vfmと初期周波数目標値Ffmが、高周波点灯電源2に出力され、高周波点灯電源2は、この電圧、周波数でエキシマランプ1を点灯させ続ける。初期点灯時間T0が経過すると、ステップS29に進む。
そして、ステップS292で、定常電圧目標値Vtmと定常周波数目標値Ftm を高周波点灯電源2に出力し、高周波点灯電源2は、エキシマランプ1の電力コントロールを開始する。
点灯制御手段4eは、定常点灯開始後、上記高周波点灯電源2から送られてくる電圧、電流からランプに供給される電力を算出し、算出した電力(上記電圧、電流の積に力率COSφを乗じた値)が、予め設定された目標電力に一致するような周波数を求め、周波数指令として点灯電源2に送出する。
また、定常点灯開始時には、上記定常電圧目標値Vtmに対応した電圧がランプ1に印加されるように制御されるが、後述するように、ランプの通算点灯時間が増大するに従い、ランプに印加される電圧を増大させる。
点灯電源2は、この電圧指令、周波数指令に応じてランプ1の駆動電圧、周波数を制御する。これにより、ランプ1に供給される電力が目標電力に一致するように制御され、ランプ1は目標電力に応じた照度で点灯する。
なお、以下では、定常点灯中において、ランプに印加される電圧、周波数をそれぞれ「点灯電圧」、「点灯周波数」という。
点灯後、消灯までの定常点灯中において、図2に示す更新手段4dは、点灯積算タイマ4fのカウント値に応じて、ランプの通算点灯時間Tsを更新するとともに、上述したように定常点灯時にランプに印加される点灯電圧の更新を行い、通算点灯時間Tsに応じてランプの点灯電圧を増大させる。
また、ランプの点灯中、ランプの通算点灯時間Tsに応じて、記憶部13に格納されている初期電圧目標値Vfmと初期周波数目標値Ffm、定常電圧目標値Vtm(点灯電圧)と定常周波数目標値Ftmを更新し、次の点灯開始時に、この更新された電圧、周波数で、当該ランプを初期点灯、定常点灯させる。
図6において、ステップS31で、ランプ1が通常点灯中であるかを図示しない光センサで確認し、点灯中であればステップS311に進み、点灯中でなければ処理を終了する。ステップS311において、点灯積算タイマ4f(図2参照)でカウントした時間が所定時間経過したか確認し、所定時間経過したらステップS32に進む。
ステップS32で、経過した所定時間を、記憶部13に記憶させた通算点灯時間に加算して更新する。例えば、数値を用いて説明すると、上記「所定時間」を1時間とし、記憶部13に記憶された通算点灯時間が199時間であるとする。ステップS311で、積算タイマ4fで1時間経過したことを確認したら、ステップS32で199時間に1時間加算して通算点灯時間を200時間とする。
通算点灯時間Tsが更新されると、図9に示した電圧補正値テーブルTvの補正値が更新されている可能性がある。
例えば、電圧補正値テーブルTvを参照して、更新された通算点灯時間における電圧補正値が、先に電圧補正値テーブルTvを参照したときの電圧補正値(例えば図4のステップS17(又はS171)又はS18(又はS181)において参照したときの電圧補正値)と異なるか否かを調べる。
例えば数値を用いて説明すると、通算点灯時間が199時間であって、所定時間が1時間であるとき、通算点灯時間199時間に所定時間1時間が加算されて200時間になる。この場合、図9に示すテーブルでは、通算点灯時間199時間の補正値も通算点灯時間200時間の補正値も同じ「1.005」であるので、補正値の更新はない。また、さらに時間が経過し、通算点灯時間が201時間になると、補正値は「1.010」になるので、補正値の更新ありとなり、点灯電圧を更新する必要がある。
通算点灯時間が加算された結果、電圧値の補正値が更新されていなかったら、ステップS41に進み、更新されていたら、ステップS331に進む。
また、点灯電圧の更新がある場合には、ステップS331に進む。
ステップS331で、更新された補正値と、記憶部13に記憶されている当該ランプの初期電圧規定値Vfkとで演算し、その演算結果により、記憶部13に記憶された初期電圧目標値Vfmを更新する。
この初期電圧規定値Vfkは、当該ランプを次に点灯させる際、記憶部13から読み出され、初期電圧目標値Vfmとして設定される(図4のステップS18)。
同様に、ステップS331において、更新された電圧補正値と、記憶部13に記憶されている当該ランプの定常電圧規定値Vtkとで演算して、そのときの通算点灯時間に応じた点灯電圧を得て、これを新たな点灯電圧とする。
数値例を用いて説明すると、定常電圧規定値Vfkが7KVで、「加算された積算時間」が「201時間」であったときの対応する補正値「1.010」であり、7KV×1.010=7.07KVを演算によって求め、この7.07KVを、更新された点灯電圧として、記憶部13に記憶させる。
例えば、上記7.07KVを、更新された点灯電圧とした場合、点灯電圧値は、7.07KV(「電圧規定値」7KV×「補正値」1.010)に変更され、高周波点灯電源2に新たな点灯電圧値として7.07KVが出力される。
点灯電圧値が更新されると、図10に示す周波数補正テーブルTfの周波数補正値が更新されている可能性がある。
このため、ステップS36で、更新された点灯電圧値に対応する周波数補正値を、図10に示す周波数補正テーブルTfから読み取り、この周波数補正値が、先に周波数補正テーブルTfを参照したときの周波数補正値(例えば図4のステップS17(又はS171)又はS18(又はS181)において参照したときの周波数補正値)と異なるか否かを調べる。
そして、点灯電圧値が更新された結果、周波数値の補正値が更新されていなかったら、ステップS41に進み、更新されていたらステップS37に進む。
ステップS37では、更新された周波数の補正値と、記憶部13に記憶されている当該ランプの定常周波数規定値Ftkとで演算し、その演算して求めた定常周波数目標値Ftmを、ステップS371で、記憶部13に記憶させる。
この定常周波数目標値Ftmは、当該ランプを次に点灯させる際、記憶部13から読み出され、定常周波数目標値Ftmとして設定される(図4のステップS18)。
ステップS41で、ランプ消灯信号を確認し、ランプ消灯信号が出力されていないとき(ONのとき)は、ランプ点灯中なので、ステップS311に戻って、上記処理を繰り返す。消灯信号が出力されると(OFF=Yes)、処理を終了し、次に説明する消灯処理を行なう。
エキシマランプは、一対の電極間に、例えば石英ガラスのような誘電性を有する放電容器を介して、その放電容器の内部の発光ガスを励起させてエキシマ発光を行なっている。 エキシマランプが未使用のものの場合、エキシマ発光を行なう初期点灯時に、放電容器には、電極を介して例えば8KVのような高電圧が印加される。
図11(a)に示すように、高電圧を印加された放電容器1bは、誘電性を有するので分極し、その表面に電荷が現れ、この電荷を用いてエキシマ発光が行なわれる。
エキシマランプにおいては、高周波も入力されていることから、放電容器1bの分極は、入力された高周波によって変化する。具体的には、分極が解消されたり、分極が逆転したりする。
エキシマランプの一方の電極は、図11(b)に示すように高周波の山部分のときに高電位が印加されるが、高周波の谷部分のときには、他方の電極と同じように接地された状態(0KV)であり、放電容器の分極は解消される。
また、他の点灯方式の場合、一方の電極と他方の電極に印加される電圧の高低は逆転するので、例えば一方の電極側が高電位のときの放電容器の分極は、他方の電極側が高電位のときの放電容器の分極からみると逆転している。放電容器の分極は、定常点灯時においても起きている。
この問題は、ランプ消灯後においても放電容器が分極することに原因があると考えられる。以下にその原因の推測を示す。
ランプ点灯後において、入力していた高電圧と高周波をすぐさま0にしてしまうと、放電容器の表面の電荷は解消される。しかしながら、高電圧と高周波とを0にする直前が6KVであったときには、放電容器自身の分極は6KVのときのものが維持されてしまう。 エキシマランプに入力される高電圧や高周波は、放電容器が分極した状態を考慮していない。このため、放電容器が分極した状態で、エキシマランプに高電圧と高周波とを入力すると、放電容器の分極状態の影響を受けて、ランプ入力が過剰であったり、不十分であったりして、ランプの不点灯・過剰入力が起きてしまったと考えられる。
そこで、本発明者は、ランプ消灯時に、定電力制御時における電圧値よりも低い電圧を入力し、さらに定電力制御時における周波数値よりも高い周波数値を入力すれば、放電容器の分極状態を抑制することができ、次回のランプ点灯時における不備を解消できる知見を得た。
ステップS501で、消灯信号が入力されると制御部4の点灯制御手段4eは、あらかじめ記憶部13に記憶させた点灯電圧値からの減算値αを読み出す。そして、記憶部13に記憶されている点灯電圧と上記減算値αを演算し、その演算結果を消灯電圧値として記憶部13に記憶させ、この消灯電圧値を目標値として設定する。
ステップS502で、点灯制御手段4eは、あらかじめ記憶部13に記憶させた点灯周波数値の加算値βを読み出し、記憶部13に記憶されている点灯周波数値と上記加算値+βを演算して、その演算結果を消灯周波数値として記憶部13に記憶させ、この消灯周波数値を目標値として設定する。
ステップS503で、点灯制御手段4eはあらかじめ記憶部13に記憶させた消灯時間T1を読み出し、この消灯時間T1を消灯タイマ4h(図2参照)に設定する。
ステップS52で、点灯制御手段4eは目標値として設定した「点灯電圧値−α」を高周波点灯電源2に出力し、また、同時にステップS53で、「点灯周波数+β」を高周波点灯電源2に出力する。
高周波電源2は消灯電圧である「点灯電圧値−α」と消灯周波数である「点灯周波数+β」に基づいて、エキシマランプ1の消灯動作を開始する。
エキシマランプ1に入力される消灯電圧は、点灯電圧よりαだけ低い消灯電圧であり、エキシマランプ1は、エキシマ発光が停止される。
ステップS55で、「消灯時間T1」の間、目標値として設定した消灯電圧値と消灯周波数を高周波点灯電源2に出力し、エキシマランプ1を点灯させ続け、消灯時間T1が経過し、消灯タイマ4hがタイムアップすると、ステップS56に進む。また、タイムアップと同時に、消灯タイマ4hの動作を終了させる。
ステップS56で、制御部4の点灯制御手段4eは、高周波点灯電源2からエキシマランプ1への出力を終了させ、高周波点灯電源をオフにする。
ステップS62で、制御部4の更新手段4dは、記憶部13に記憶させた通算点灯時間Tsを、ICタグ1aに記録する。また、装置情報として、エキシマランプが取付けられた「装置の情報」と、エキシマランプを複数本具備する装置においては、そのエキシマランプが取付けられたチャンネル情報とがICタグ1aに記録される。
また、必要に応じてICタグ1aの「点灯履歴情報」の新/旧フラグビットをONにし、点灯実績が有ったことを記憶させる。
ステップS67で、記憶部13のRAM13aに記憶されているエキシマランプ1の「固有番号(シリアル番号)」と、エキシマランプ1の通算点灯時間に応じて更新された該エキシマランプ1を初期点灯させるときの「初期電圧目標値Vfm」と「初期周波数目標値Ffm」、及び、該エキシマランプ1を定電力制御していたときの最後の「点灯電圧値」と「点灯周波数」(消灯点灯直前の「点灯電圧値」と「点灯周波数値」)と、「通算点灯時間」とを記憶部13のEEPROM13cに記憶させ、制御部4の電源をOFFする。
また、電力制御を行なうには、周波数値を制御する以外に、ランプに印加する電圧のデューティ比を制御してもよい。すなわち、本発明におけるランプ点灯の制御のパラメータとしては、「電圧値」と「周波数値」に加え、「電流値」と「電圧のデューティ比」等を制御するようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、電圧値の「補正パラメータ」(図9)及び周波数値の「補正パラメータ」(図10)は、初期点灯時及び定常点灯時のいずれも共通のものを用いたが、別々の補正パラメータを用いてもかまわない。すなわち、初期点灯時における「補正パラメータA」と、定常点灯時における「補正パラメータB」と分けてもよい。
1a ICタグ
2 点灯電源
3 トランス
4 制御部
4a 判定手段
4b 第1の設定手段
4c 第2の設定手段
4d 更新手段
4e 点灯制御手段
4f 積算タイマ
4g 初期点灯タイマ
4h 消灯タイマ
10 紫外線照射装置
11 CPU
12 ICタグR/W部
13 記憶部
13a メモリ(RAM)
13b メモリ(ROM)
13c メモリ(EEPROM)
14 アンテナ
16 A/D変換器
17 D/A変換器
Claims (8)
- エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取り及びICタグへの情報の書き込みを行うICタグ読み取り/書き込み手段と、
エキシマランプへ給電する点灯電源と、エキシマランプの点灯を制御する制御部を備え、ICタグを備えたエキシマランプが取り付けられる紫外線照射装置であって、
上記ICタグには、少なくとも、該ICタグを具備するエキシマランプの通算点灯時間と、該エキシマランプの固有の電気的特性を示す情報と、該紫外線照射装置における点灯実績の有無を示す情報が記録され、
上記紫外線照射装置の制御部は、
エキシマランプが該紫外線照射装置に取り付けられた際、上記ICタグ読み取り/書き込み手段によるICタグへのアクセスを実行することにより、ICタグから情報の読み取りICタグへの書き込みが可能であるか否か、情報の読み取りが可能で、かつ該紫外線照射装置における点灯実績が有るか否か、を判定する判定手段と、
上記ICタグに格納された情報に基づき、初期点灯条件を設定する第1の設定手段と、 上記ICタグに格納された情報に基づき、定常点灯条件を設定する第2の設定手段と、 上記初期点灯条件及び定常点灯条件を、該エキシマランプの通算点灯時間に応じて更新する更新手段と、更新された上記初期点灯条件及び定常点灯条件を記憶する記憶手段と、 上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績がないとき、上記第1の設定手段により設定された初期点灯条件に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、上記第2の設定手段により設定された定常点灯条件を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させ、
上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績があるとき、上記記憶手段に記憶された初期点灯条件に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、上記記憶手段に記憶された定常点灯条件を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させ、
上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りができないとき、予め定められた安全値である初期点灯条件により、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、予め定められた安全値である定常点灯条件を用いて、該エキシマランプを定常点灯に移行させる点灯制御手段を備えている
ことを特徴とする紫外線照射装置。 - 上記ICタグに記憶されたエキシマランプの固有の電気的特性を示す情報には、少なくとも、該エキシマランプを点灯させるに適した初期電圧規定値、初期周波数規定値、定常電圧規定値及び定常周波数規定値が含まれ、
上記第1の設定手段は、上記初期点灯条件として、上記ICタグに格納された初期電圧規定値、初期周波数規定値に基づき、初期電圧目標値及び初期点灯周波数目標値を設定し、
上記第2の設定手段は、上記定常点灯条件として、上記ICタグに格納された定常電圧規定値及び定常周波数規定値に基づき、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を設定し、
上記更新手段は、上記初期電圧目標値、初期点灯周波数目標値、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を、該エキシマランプの通算点灯時間に応じて更新し、
上記記憶手段は、更新された上記初期電圧目標値、初期点灯周波数目標値、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を記憶し、
上記点灯制御手段は、
上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績がないとき、第1の設定手段により設定された上記初期電圧目標値及び初期点灯周波数目標値に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、上記第2の設定手段により設定された定常電圧目標値及び定常周波数目標値を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させ、
上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りが可能で、該紫外線照射装置における点灯実績があるとき、上記記憶手段に記憶された初期電圧目標値、初期点灯周波数目標値に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、上記記憶手段に記憶された定常電圧目標値及び定常周波数目標値を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させ、
上記判定手段の判定結果が、ICタグから情報の読み取りができないとき、予め定められた安全値である初期電圧安全値及び初期周波数安全値により、該エキシマランプを初期点灯させ、初期点灯後、予め定められた安全値である定常電圧安全値及び定常周波数安全値を用いて、該エキシマランプを定常点灯に移行させる
ことを特徴とする請求項1に記載の紫外線照射装置。 - エキシマランプに設けられたICタグからの情報の読み取り/書き込み手段と、エキシマランプの点灯を制御する制御部を備えた紫外線照射装置の点灯制御方法であって、
上記ICタグには、少なくとも、該ICタグを具備するエキシマランプの通算点灯時間と、該エキシマランプの固有の電気的特性を示す情報と、該紫外線照射装置における点灯実績の有無が記録され、
上記紫外線照射装置の制御部は、
エキシマランプが該紫外線照射装置に取り付けられた際、上記エキシマランプがICタグを備え、該ICタグから情報の読み取り/書き込みが可能であるか否かを判別し、
該エキシマランプのICタグから情報の読み取り/書き込みが可能であるとき、ICタグに格納された情報を取得し、
ICタグから取得した情報に基づき、該エキシマランプの該紫外線照射装置における点灯実績の有無を判別し、
上記判別結果に応じて次の(イ)〜(ハ)の工程を行う
(イ)ICタグから情報の読み取りが可能であり、該紫外線照射装置における点灯実績がないとき、上記ICタグに格納された情報に基づき、初期点灯条件を設定し、該設定された初期点灯条件に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、
上記ICタグに格納された情報に基づき、定常点灯条件を設定し、初期点灯後、該設定された定常点灯条件を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させる、
(ロ)ICタグから情報の読み取りが可能であり、該紫外線照射装置における点灯実績があるとき、該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報及び/または上記ICタグに格納された情報に基づき、初期点灯条件を設定し、該設定された初期点灯条件に基づき、該エキシマランプを初期点灯させ、
該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報及び/または上記ICタグに格納された情報に基づき、定常点灯条件を設定し、初期点灯後、該設定された定常点灯条件を用いて該エキシマランプを定常点灯に移行させる、
(ハ)ICタグから情報の読み取りができないとき、予め定められた安全値である初期点灯条件を設定し、該安全値である該初期点灯条件により、該エキシマランプを初期点灯させ、
予め定められた安全値である定常点灯条件を設定し、初期点灯後、安全値である該定常点灯条件を用いて、該エキシマランプを定常点灯に移行させる、
ことを特徴とする紫外線照射装置の点灯制御方法。 - 上記(イ)の工程において、ICタグから情報の読み取りが可能であり、該紫外線照射装置における点灯実績がなく、他の装置での点灯実績があるとき、
ICタグに格納された通算点灯時間及び該エキシマランプの固有の電気的特性を示す情報を用いて、初期点灯条件を設定するとともに、定常点灯条件を設定する
ことを特徴とする請求項3に記載の紫外線照射装置の点灯制御方法。 - 上記ICタグに格納されたエキシマランプの固有の電気的特性を示す情報には、少なくとも、該エキシマランプを点灯させるに適した初期電圧規定値、初期周波数規定値、定常電圧規定値及び定常周波数規定値が含まれ、
上記(イ)(ロ)の工程において、上記初期点灯条件として、上記ICタグに格納された初期電圧規定値、初期周波数規定値及び/または該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報に基づき、初期電圧目標値及び初期点灯周波数目標値を設定し、 上記定常点灯条件として、上記ICタグに格納された定常電圧規定値、定常周波数規定値及び/または該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報に基づき、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を設定し、
上記(ハ)の工程において、上記初期点灯条件として、安全値である初期電圧安全値及び初期周波数安全値を設定し、
上記定常点灯条件として、予め定められた安全値である定常電圧安全値及び定常周波数安全値を設定する
ことを特徴とする請求項3または請求項4記載の紫外線照射装置の点灯制御方法。 - 前記(イ)および(ロ)の工程において、前記初期電圧目標値及び初期点灯周波数目標値を、前記ICタグに格納された情報及び/または該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報に基づき次のように求める
(a)該エキシマランプの通算点灯時間に対応する初期電圧補正値を求め、
(b)初期電圧補正値と、初期電圧規定値とを演算して初期電圧目標値を求め、
(c)求めた該初期電圧目標値に対応する初期点灯周波数補正値を求め、
該初期点灯周波数補正値と、初期周波数規定値とを演算して初期点灯周波数目標値を求める
ことを特徴とする請求項5記載の紫外線照射装置の点灯制御方法。 - 前記(イ)および(ロ)の工程において、前記定常電圧目標値及び定常周波数目標値を、前記ICタグに格納された情報及び/または該紫外線照射装置に格納された該エキシマランプに関する情報に基づき、次のように求める
(a)該エキシマランプの通算点灯時間に対応する定常点灯電圧補正値を求め、
(b)定常点灯電圧補正値と、定常電圧規定値とを演算して定常電圧目標値を求め、
(c)求めた該定常電圧目標値に対応する定常点灯周波数補正値を求め、
該定常点灯周波数補正値と、定常周波数規定値とを演算して定常周波数目標値を求める
ことを特徴とする請求項5記載の紫外線照射装置の点灯制御方法。 - ICタグから情報の読み取り及びICタグへの情報の書き込みが可能であるとき、
前記制御部は、エキシマランプを消灯させたとき、該エキシマランプに設けられたICタグの通算点灯時間を更新するとともに該紫外線照射装置で使用実績があることを記録し、
該紫外線照射装置に、上記エキシマランプを同定するための情報、および次回点灯させる際の、初期電圧目標値、初期点灯周波数目標値、定常電圧目標値及び定常周波数目標値を記憶させる
ことを特徴とする請求項3,4,5,6または請求項7記載の紫外線照射装置の点灯制御方法。
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