JP4101269B2 - 光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイス（ＩＣ）、液晶表示パネル（ＬＣＤ）、プリント配線基板（ＰＣＢ）などの製造工程において露光に使用されて紫外線を発生する放電ランプを備えた光源装置に関し、特に放電ランプごとに、各放電ランプの属性および設定仕様を表示するランプ・データ表示部を設け、この属性および設定仕様を読み取ることにより、放電ランプの使用状態および履歴を管理できるように構成した光源装置に関する。

図１８に示すように、従来の光源装置において使用する放電ランプは、ボール状の膨出部51および２つの封止管部52よりなる石英バルブ５と、膨出部51の中に対向配置された陽極53および陰極54と、これら陽極53および陰極54を支持するとともに通電を行う内部リード棒55と、外部リード棒56と、この内部リード棒55と外部リード棒56とをモリブデン箔57によって接続して気密に封止する封止管部52とにより構成され、さらに、封止管部52に口金１が固定されている。

従来の口金１は、図１９の縦断面図に示すように、一端面を円板状の当接面12で封じた大径の円筒状のベース部11と、円板状の当接面12の中央を貫通して同軸状に植設された小径の突出部13とにより構成され、大径のベース部11を封止管部52に接着剤58で接着し、小径の突出部13に外部リード棒56を挿通して銀蝋59で蝋付けしている。

凹面反射鏡を備えた光源装置に放電ランプを取り付ける際には、光源装置の平坦な当接面31を有する金属製の口金ホルダ３の孔32に、口金３の突出部13を挿し込んで放電ランプを保持させ、口金ホルダ３を介して通電している。

光源装置において、凹面反射鏡の前面で放電ランプの輝点位置が変わると、規定の光学的性能が得られなくなるので、輝点は凹面反射鏡の前面で常に一定の位置に設定しなければならない。そのために、放電ランプごとの輝点位置にバラツキがあると、放電ランプを交換するごとに、凹面反射鏡における輝点の位置を調整する必要があり、熟練を要する面倒な作業である。

そこで、放電ランプを交換しても輝点位置の再現性を保つために、従来の光源装置においては、口金ホルダ３の孔32に放電ランプの口金１の突出部13を挿し込んで、口金１の円板状の当接面12を口金ホルダ３に当接させることにより、輝点位置の再現性を確保している。

しかし、従来の光源装置においては、製造年月日、製造者名、製造場所、製造ライン、ランプ型式、品種番号、ロット番号、識別番号などの各放電ランプごとの固有の属性について管理していない。

また、光源装置に適合しないので使用できない型式の放電ランプを間違えて取り付けたり、純正放電ランプ以外の放電ランプ、特に光源装置が許容する設定仕様を無視した不正な放電ランプを点灯させた場合には、光源装置の寿命を短くしたり故障の原因ともなるだけでなく、放電ランプが破裂する原因にもなって光源装置に多大な被害を受けることがある。

直流点灯のショートアーク型放電ランプにおいては、光源装置に接続する極性（陰極と陽極）が定められている。極性を間違えて接続すると、陰極が著しく消耗して、寿命が著しく短くなるので、放電ランプの口金等に、極性を明確に表示して放電ランプの取付方向の注意を促したり、逆の極性に接続できないように端子の形状を陰極と陽極で異なるようにしている。

さらに、放電ランプごとの履歴管理、例えば、未使用の放電ランプか、途中まで使用した放電ランプであるのか、旧仕様の放電ランプか、最新仕様の放電ランプであるかなどの放電ランプごとの履歴管理は、ランプ使用者の記録に頼らざるを得なかった。

このように、放電ランプの使用者が、放電ランプごとの属性および設定仕様を認識するだけではなく、光源装置が放電ランプの属性および設定仕様を認識し、その履歴を管理する必要がある。特に、使用限度点灯時間および使用限度点滅回数を超過した放電ランプの点灯、または使用点灯時間をリセットして使用点灯時間が適切に管理されていない放電ランプの点灯は、部分的な異常な発熱などにより放電ランプが破裂することがあった。

放電ランプにおいては、放電ランプの品種ごとに定格ランプ電流、定格ランプ電圧、冷却条件、装置への取付方向、使用限度点灯時間および使用限度点滅回数など設定仕様が定められているが、従来の光源装置においては、放電ランプの管理はランプ使用者に頼らざるを得なかった。

放電ランプの種別および使用時間を示すランプ・データ担持部をランプユニットに設け、このランプ・データを読み出すことによりランプユニットを管理することが下記特許文献１に提案されている。

下記特許文献１で提案されているランプ・データ担持部は、複数のヒューズを配列し、これら複数のヒューズを部分的に溶断することによりランプ・データを担持させるもので、出荷時に放電ランプの種別を表す部分的な溶断を行い、光源装置に取り付けたときに、放電ランプの種別を読み取る。

そして、光源装置において、読み取った放電ランプの種別より、寿命時間を判断し、使用時間が一定時間経過するごとにランプ・データ担持部のヒューズを順次に溶断させて、ヒューズの溶断の有無を電気的に検出することによりランプ・データ担持部に残存寿命時間を担持させている。

このランプ・データ担持部は、放電ランプを保持するランプユニットに取り付けられているので、ランプユニットから放電ランプを取り外して、別の放電ランプと交換されると、放電ランプのデータが連続しなくなる。

このようなランプ・ランプ・データ担持手段によると、光源装置に予め登録された仕様の放電ランプのみについて適用できるが、新たに開発された仕様の放電ランプは適用することができない。また、光源装置の設定を更新することもできないので、使用できる放電ランプが制限されるという問題がある。
特開２００４−６３６０号公報

そこで、本発明は、光源装置に取り付けた放電ランプが適合した放電ランプであるか否かを自動的に判断して、正しい放電ランプであれば、放電ランプの使用状態および使用履歴を管理することを目的として考えられたものである。

本発明の光源装置は、一端面を円板状の当接面で封じた大径の円筒状のベース部と、上記円板状の当接面の中央を貫通して同軸状に植設された小径の突出部とよりなる口金およびこの口金に放電ランプに係るランプ・データを表示したランプ・データ表示部を有する放電ランプと、この放電ランプの口金を保持して通電を行う口金ホルダを有する光源装置であって、上記口金ホルダに上記ランプ・データ表示部のデータを読み取る読取装置を設けたものである。

放電ランプとは分離不可能な口金に、放電ランプの属性（製造年月日、製造者名、製造場所、製造ライン、ランプ型式、品種番号、ロット番号、識別番号など）および設定仕様（定格電流、定格電圧、冷却条件、装置への取付方向）のランプ・データを表示し、放電ランプの取付時または交換時に光源装置においてランプ・データを読み取るように構成したので、放電ランプの使用者は、その放電ランプの出所を確認し、その光源装置に適合した放電ランプであることを確認することができる。

このように、放電ランプの取付時または交換時に、光源装置に適合した純正品であるか否かを確認でき、設定仕様どおり放電ランプが光源装置に間違いなく正しい状態で取り付けられていることを確認することができる。適正な放電ランプであっても取付状態が正しくない場合には、ランプ・データを読み取ることができないので、間違った状態の点灯を防ぐことができる。

また、光源装置の記憶装置に、放電ランプの品種ごとの使用限度点灯時間および使用限度点滅回数を格納しておき、光源装置において、格納された使用限度点灯時間および使用限度点滅回数を参照して使用点灯時間の管理ができる。したがって放電ランプの使用限度点灯時間および使用限度点滅回数を超えた点灯を防ぐことができる。

光源装置において、ランプ・データを読み取る読取装置を、放電ランプのランプ・データ表示部と外光を遮蔽して対向させることにより、ノイズ光の侵入を防いでランプ・データを正確に読み取ることができ、放電ランプから放射される紫外線が入射することがないので光学的読取手段を劣化させることはない。

光源装置の口金ホルダに読取装置を設けることにより、従来の光源装置と比較して、装置の構成を大幅に変更する必要がなく、大型化することもない。そのために、既存の装置を改造して読取装置を設けることが容易である。

本発明の実施形態について、図１〜図１５を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態を通じて同一部分は同一符号で表し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態は、放電ランプの口金１の円筒状のベース部11の側面にランプ・データ表示部２を設け、ランプ・データ表示部２に表示されたランプ・データ（放電ランプの属性および仕様）を光学的読取装置により読み取って、取り付けた放電ランプの属性および設定仕様を光源装置に取り込むように構成したものである。

図１に示すように、口金１の大径の円筒状のベース部11の側面に、放電ランプの属性および設定仕様を表示したランプ・データ表示部２を形成する。そして、図３に示すように、光源装置の口金ホルダ３の当接面31にあけた孔32に口金１の小径の突出部13を挿し込んで放電ランプを取り付けたとき、読取装置４と対向させるように構成されている。

表示する放電ランプに係るランプ・データには、放電ランプごとの属性と放電ランプの設定仕様に分類することができる。放電ランプごとの属性は、製造年月日、放電ランプの製造者名、製造場所、製造ライン、放電ランプの型式、品種番号、ロット番号、識別番号などであり、そのうちの１つまたは複数の組み合せから成る。放電ランプの設定仕様は、定格ランプ電流、定格ランプ電圧、冷却条件、装置への取付方向などの光源装置において放電ランプを使用するための条件であり、そのうちの１つまたは複数の組み合わせから成る。

放電ランプのランプ・データ表示部２の表示内容は、文字、記号、符号、図形、模様などのいずれかまたは、それらの組み合せにより表示される。図２に示すバーコード、２次元コードの他に、文字（符号）または製造会社のマークなどの図形で表示される。

ランプ・データは、光の反射率の相違、正反射部分および乱反射部分の組み合わせにより表示される。このデータ表示部２の形成方法には、切削、彫刻、刻印、蝕刻の他に、レーザ光線の照射などによって形成することができる。また、図３の断面図に示すように、円筒状のベース部11の側面に予め凹部を形成しておき、この凹部にランプ・データを表示させたプレートを嵌め込んで取り付けてもよいのである。

なお、このように口金にランプ・データ表示部２を形成することにより、従来の放電ランプと外形が同じであるから、読取装置４を有しない光源装置に取り付けて点灯させることができる。

図３の縦断面図（Ａ）および横断面図（Ｂ）に示すように、口金にランプ・データ表示部２を形成した放電ランプを光源装置に取り付けたとき、光源装置の光学的読取装置４がランプ・データ表示部２に対向させる。読取装置４には、放電ランプから放射される光などの外光を遮断するように配置されたＬＥＤなどの光源およびＣＣＤなどの画像認識手段を備えており、ランプ・データ表示部２の表示内容を光学的に読み取って光源装置のランプ・データ記憶装置に格納するものである。読取装置が外光を遮断するように構成することにより、光ノイズを防げるので読取装置はランプ・データを正確に認識できる。また、放電ランプの強力な紫外線による読取装置の劣化を防ぐことができる。

次に、図４のフローチャートにより、取り付けられた放電ランプが、光源装置に適合したものか否かを判断し、点灯の可否および光源装置に設定するランプ・データの更新の要否を判断する過程を説明する。

光源装置のランプ・データ記憶装置（Ａ）には、予め、光源装置に適合した放電ランプ（互換性ランプを含む）のランプ・データ（属性および設定仕様）が格納され、さらに現在使用中の放電ランプの使用履歴が格納されている。

作業者が放電ランプを光源装置に取り付けたとき（Ｂ）、または、光源装置の電源が投入されて放電ランプが点灯待機状態となると、読取装置４を動作させて、ランプ・データ表示部２のランプ・データを光学的に読み取って（Ｃ）、情報処理部（Ｄ）に入力する。

情報処理部（Ｄ）においては、読み取った放電ランプの属性および設定仕様と光源装置に予め格納されている適合放電ランプの属性および設定仕様との照合を行い、取り付けられた放電ランプの点灯の可否を判断する。さらに、適合した放電ランプであっても、使用履歴を参照して、使用限度点灯時間および使用限度点滅回数を超過しているか否かを判断する。また、使用を終えた放電ランプを取り外す際には、その放電ランプを属性とともに使用不可放電ランプとしてランプ・データ記憶装置に記録する。

新たに開発した放電ランプのランプ・データを設定する場合には、新しい放電ランプが光源装置に取り付けられた際に、新しい放電ランプのランプ・データ表示部２を基にして光源装置のランプ・データ記憶装置に適合な放電ランプとしてランプ・データを追加登録または更新登録する。新しい放電ランプの登録は、誤りを防ぐために予め知らされたパスワードを併用することが好ましい。

光源装置に取り付けられた放電ランプが適正であって点灯可能と判断（Ｅ）した場合には、光源装置は、放電ランプの点灯を許容させる状態になる。しかし、光源装置に取り付けられた放電ランプが点灯を許容できない不適合なものと判断した場合や、使用履歴より使用限度点灯時間および使用限度点滅回数に達している場合には、強制的に点灯を許容しない状態とするか、警報を発生させる。

以上のように構成することにより、取り付けた放電ランプの設定仕様（定格電流、定格電圧、冷却条件、装置への取付方向など）を光源装置により自動的に正確に認識できるので、取付け間違いを防止できる。また、光源装置においても、間違った仕様の放電ランプを点灯させることを防止できる。

放電ランプの仕様履歴を管理しているので、使用限度点灯時間および使用限度点滅回数に達した場合には、使用者はその放電ランプの使用限度点灯時間および使用限度点滅回数を認識することができ、寿命を過ぎた放電ランプの点灯を防止することができる。

放電ランプの属性を光源装置により自動的に認識できるので、使用者は、その放電ランプの出所を認識し、その光源装置が適合した放電ランプ（純正品）であることを認識することができる。

（第２実施形態）
本発明の光源装置の第２実施形態は、図５の縦断面図に示すように、放電ランプの口金の円筒状のベース部11の下方にランプ・データ表示部２を設け、このランプ・データ表示部２のデータを読み取る読取装置４を口金ホルダ３の当接面31の側方に設けたものである。このように読取装置４を口金ホルダ３と一体化することにより、光源装置の構造を簡略化することができる。

（第３実施形態）
本発明の光源装置の第３実施形態は、図６の縦断面図に示すように、放電ランプの口金の円板状の当接面12にランプ・データ表示部２を設け、光源装置の口金ホルダ３の当接面31に形成した凹部33に、放電ランプのランプ・データ表示部２のデータを読み取る読取装置４を遮光空間を介して設けたものである。このように構成すると、口金ホルダ３の大きさに変化がなく、装置を小型化することができる。

（第４実施形態）
本発明の光源装置の第４実施形態は、図７の縦断面図に示すように、放電ランプの口金の小径の突出部１３の先端面にランプ・データ表示部２を設け、このランプ・データ表示部２のランプ・データを読み取る読取装置４を口金ホルダ３にあけた孔32の底面に設けたものである。このように構成すると、口金ホルダ３の大きさに変化がなく、装置の小型化することができる。

（第５実施形態）
本発明の光源装置の第５実施形態は、図８の側面図（Ａ）および底面図（Ｂ）に示すように、放電ランプの口金１の円板状の当接面12に位置決め用の凸部121を形成し、この凸部121の先端面にランプ・データ表示部２を設ける。図９の縦断面図に示すように、光源装置の口金ホルダ３の当接面31に放電ランプの位置決め用の凸部121が嵌合す凹部311を形成し、この凹部311の底面にランプ・データを読み取る読取装置４を設けたものである。

このように構成すると、放電ランプを光源装置に取り付ける際に位置決めすることができ、かつ、放電ランプのランプ・データ表示部２と光源装置の読取装置４とを正確に対向させることができる。

（第６実施形態）
本発明の光源装置の第６実施形態は、図１０の側面図（Ａ）および底面図（Ｂ）に示すように、放電ランプの口金１の円板状の当接面12に位置決め用の凸部121を形成し、この凸部121の先端に凹部122を形成し、この凹部122の底面にランプ・データ表示部２を設ける。図１１の縦断面図に示すように、第５実施形態と同様に光源装置の口金ホルダ３の当接面31に放電ランプの位置決め用の凸部121が嵌合する凹部311を形成し、この凹部311の底面にランプ・データを読み取る読取装置４を設けたものである。

このように構成すると、放電ランプを光源装置に取り付ける際に位置決めすることができ、かつ、放電ランプのランプ・データ表示部２と光源装置の読取装置４とを正確に対向させることができる。さらに、凹部122の底面にランプ・データ表示部２を設けているので、ランプ・データ表示部２が保護され、口金ホルダ３の当接面31などに接しても、表示に傷がつくことはないのである。

（第７実施形態）
本発明の光源装置の第７実施形態は、図１２の側面図（Ａ）および底面図（Ｂ）に示すように、放電ランプの口金１の円板状の当接面12に位置決め用の凹部123を形成し、この凹部123の底面にランプ・データ表示部２を設ける。図１３の縦断面図に示すように、光源装置の口金ホルダ３の当接面31に放電ランプの位置決め用の凹部123に嵌合する凸部312を形成し、この凸部312に凹部313を形成し、凹部313の底面にランプ・データを読み取る読取装置４を設けたものである。

このように構成すると、第６実施形態と同様に放電ランプを光源装置に取り付ける際に位置決めすることができ、かつ、放電ランプのランプ・データ表示部２と光源装置の読取装置４とを正確に対向させることができる。さらに、凹部123の底面にランプ・データ表示部２を設けているので、ランプ・データ表示部２が保護され、口金ホルダの当接面などに接しても、表示に傷がつくことはないのである。

（第８実施形態）
本発明の光源装置の第８実施形態は、図１４の側面図（Ａ）および底面図（Ｂ）に示すように、放電ランプの口金１の円筒状のベース部11の側面の下部に予め位置決め用の平坦面111を形成しておき、この平坦面111にランプ・データ表示部２を設ける。図１５の縦断面図（Ａ）および底面図（Ｂ）に示すように、光源装置の口金ホルダ３に、放電ランプの位置決め用の平坦面111に当接するブロック34を口金ホルダ３と一体に形成し、このブロック34に形成した凹部341にランプ・データを読み取る読取装置４を設けたものである。

（第９実施形態）
本発明の光源装置の第９実施形態は、図１６の側面図（Ａ）および底面図（Ｂ）に示すように、放電ランプの口金１の突出部13の一部の側面に位置決め用の平坦面131を形成し、この平坦面131にランプ・データ表示部２を設ける。図１７の縦断面図（Ａ）および横断面図（Ｂ）に示すように、光源装置の口金ホルダ３の孔32には、その内周面を膨出させて位置決め用の平坦面321を形成し、この孔32に放電ランプ口金の突出部13を嵌合させて位置決めを行う。

口金ホルダ３の孔32の平坦面321には横方向に凹部322が形成され、この凹部322にランプ・データを読み取る読取装置４を設けて、口金１の突出部13のランプ・データ表示部２と対向させたものである。

本発明の第１実施形態におけるランプ・データ表示部を有する口金を示す図である。 本発明の第１実施形態におけるランプ・データの記載例を示す図である。 本発明の第１実施形態におけるランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 本発明の第１実施形態における光源装置が、放電ランプの点灯可否および光源装置に設定・更新の要否を判断する流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態におけるランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 本発明の第３実施形態におけるランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 本発明の第４実施形態におけるランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 本発明の第５実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を設けた口金を示す図である。 本発明の第５実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 本発明の第６実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金を示す図である。 本発明の第６実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 本発明の第７実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金を示す図である。 本発明の第７実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 本発明の第８実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金を示す図である。 本発明の第８実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 本発明の第９実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金を示す図である。 本発明の第９実施形態における位置決め部にランプ・データ表示部を有する口金が読取装置を有する口金ホルダに保持された状態を示す部分断面図である。 従来の口金を有する放電ランプの一例を示す図である。 従来の放電ランプの口金を光源装置の口金ホルダに保持させた状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 口金
11 円筒状のベース部
12 円板状の当接面
13 突出部
２ ランプ・データ表示部
３ 口金ホルダ
31 当接面
４ 読取装置

Claims (3)

1. 一端面を円板状の当接面で封じた大径の円筒状のベース部と、上記円板状の当接面の中央を貫通して同軸状に植設された小径の突出部と前記ベース部または突出部に設けられた口金側位置決め部とよりなる口金と、前記口金側位置決め部に放電ランプに係るランプ・データを表示したランプ・データ表示部を有する放電ランプと、該放電ランプの口金を保持して通電を行う口金ホルダを有する光源装置であって、前記口金ホルダにホルダ側位置決め部を設け、該ホルダ側位置決め部の凹部の底部に上記ランプ・データ表示部のデータを読み取る読取装置を設け、該読取装置は、放電ランプの口金を口金ホルダに取り付けたとき、前記口金側位置決め部と前記ホルダ側位置決め部とで位置決めして前記凹部により外光を遮蔽してランプ・データを読み取ることを特徴とする光源装置。
2. 放電ランプに係るランプ・データは、製造年月日、製造者名、製造場所、製造ライン、放電ランプ型式、品種番号、ロット番号、識別番号などの放電ランプの属性と、定格放電電流、定格電圧、冷却条件、装置への取付方向、使用限度時間などの設定仕様であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 放電ランプに係るランプ・データの表示は、光学的に読み取り可能なバーコード、２次元コード、文字、記号、符号、図形、模様の何れか、またはそれらの組合せであることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。

Images