JP6601128B2 - 光照射装置及び光照射方法 - Google Patents
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Description
例えば、液晶ディスプレイの製造プロセスでは、近年、光配向と呼ばれる光処理が多く採用されるようになってきている。光配向は、液晶ディスプレイ用の配向層や視野角補償フィルム用の配向層を得る際、配向層用の膜材に対して光照射することにより配向膜(配向層となる膜)を得る技術である。
このような光処理の分野では、ある定められた領域に光を照射しておき、光処理の対象物(以下、ワークという)をこの領域(以下、照射領域という)を通過するようにして搬送する構成が採用されることがある。上記光配向の分野でも、特許文献1に示すようにこの種の構成が採用された装置が使用される。
上述したような光照射装置は、照射領域において所定の照度で光照射がされていることを前提として所定の速度でワークを搬送して照射領域を通過させることで所定量の光エネルギーをワークに対して与える。したがって、照度が予定されている値から低下すると、光エネルギー量の低下に直結し、光処理不足となる。
しかしながら、ワークに対する光照射以外の期間に照射領域に照度センサを配置して光照射エネルギーの確認をしたとしても、実際のワークに対する光照射の際に十分なエネルギーが与えられていたことを保証するものではない。例えば、ワークに対する光照射中に何らかのトラブルが発生して光源の出力が低下し、不足した照度で光照射が行われた場合、その後、照度センサを配置してチェックするまでの間にそのトラブルが解消してしまう場合もあり得る(トラブルが不安定に発生する場合)。この場合、光量不足で処理をしていたのが把握されないままとなってしまう。さらにこの場合、チェック後に処理を再開すると、そのトラブルがまた発生して照度不足で処理をしてしまうこともあり、光量不足の処理をさらに行ってしまうことになる。
光照射器は、光源と、光源に電力を供給する点灯電源とを備えており、
搬送機構は、光照射された照射領域を通過することで対象物が受ける光量が所定の値となるように定められた設定通過速度で照射領域を通して対象物を搬送する機構であり、
この搬送機構には、対象物が照射領域を通過する際の光照射の強度又は量を測定する測定器が設けられており、
測定器が設けられた位置は、対象物におけるいずれか一点が照射領域に達して光照射を受け始めるタイミングと測定器が照射領域に達して光照射を受け始めるタイミングとが同じとなり、対象物におけるいずれか一点が照射領域から抜け出て光照射が解消されるタイミングと測定器が照射領域から抜け出て光照射が解消されるタイミングとが同じとなる位置であり、
コントローラは、記憶部と、点灯電源により光源に供給される電力を制御する点灯制御手段とを備えており、
記憶部は、対象物に対する光照射の強度又は量の基準値である光基準値を記憶しており、
点灯制御手段は、記憶部に記憶された光基準値と、測定器による測定値又は測定値に基づいて算出された算出値とを比較し、その差分が無くなるよう点灯電源に制御指令信号を送る手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、前記請求項1の構成において、前記光基準値は照度又は積算光量であり、
前記点灯制御手段は、前記光基準値と、前記測定器による測定の結果得られた照度又は積算光量とを比較し、その差分が無くなるよう前記点灯電源に制御指令信号を送る手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、前記請求項1又は2の構成において、前記照射領域は、搬送路に交差する方向に長いものであり、
前記光基準値は、前記照射領域の長さ方向である領域長さ方向において分布した光基準値分布として設定されて前記記憶部に記憶されており、
前記点灯制御手段は、前記測定器が前記強度又は量を測定した際の当該測定器の領域長さ方向における位置に従って光基準値分布から当該位置での光基準値を取得し、取得した光基準値との比較によって前記制御指令信号を送る手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、前記請求項1乃至3いずれかの構成において、前記コントローラは、所定の制御インターバルの光照射回数に亘って前記測定器の測定値を前記記憶部に記憶するものとなっており、
前記点灯制御手段は、制御インターバルの光照射回数での前記測定器の測定値の平均値又は各測定値に基づいて算出された前記算出値の平均値と前記光基準値とを比較し、その差分が無くなるように前記制御指令信号を送る手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項5記載の発明は、前記請求項1乃至4いずれかの構成において、前記光源は複数設けられていて、各光源のそれぞれに前記点灯電源が設けられているか又は前記点灯電源は各光源に対する供給電力を独立して制御可能となっており、
各光源は、分離している照射領域にそれぞれ光照射するものであって、照射領域間の領域は実質的に照度がゼロとなる領域であり、
前記記憶部には、各照射領域について光基準値が設定されて記憶されており、
前記測定器は、各照射領域についてそれぞれ光照射の強度又は量を測定することが可能となっており、
前記点灯制御手段は、各照射領域について得られた測定値又は当該測定値に基づいて算出された算出値と、当該照射領域について設定された光基準値とを比較して当該光照射領域に光照射する光源の点灯電源に前記制御指令信号を送る手段であるという構成を有する。
領域を通過させることで各対象物に光を照射する方法であり、
光照射器は、光源と、光源に電力を供給する点灯電源とを備えており、
設定通過速度は、対象物が受ける光量が所定の値となるように定められた速度であり、
照射領域における光照射の強度又は量の基準値である光基準値を記憶部に記憶する記憶ステップと、
対象物が照射領域を通過する際の光照射の強度又は量を測定器で測定する測定ステップと、
記憶ステップで記憶された光基準値と、測定ステップで測定された測定値又は測定値に基づいて算出された算出値とを比較し、その差分が無くなるよう点灯電源に制御指令信号を送る点灯制御ステップと
を備えており、
測定ステップにおいて、測定器が設けられた位置は、対象物におけるいずれか一点が照射領域に達して光照射を受け始めるタイミングと測定器が照射領域に達して光照射を受け始めるタイミングとが同じとなり、対象物におけるいずれか一点が照射領域から抜け出て光照射が解消されるタイミングと測定器が照射領域から抜け出て光照射が解消されるタイミングとが同じとなる位置であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項7記載の発明は、前記請求項6の構成において、前記光基準値は照度又は積算光量であり、
前記点灯制御ステップは、前記光基準値と、前記測定器による測定の結果得られた照度又は積算光量とを比較し、その差分が無くなるよう点灯電源に制御指令信号を送るステップであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項8記載の発明は、前記請求項6又は7の構成において、前記照射領域は、前記対象物を搬送する方向に交差する方向に長いものであり、
前記記憶ステップは、前記照射領域の長さ方向である領域長さ方向において分布した光基準値分布として設定された光基準値を前記記憶部に記憶するステップであり、
前記点灯制御ステップは、前記測定器が前記強度又は量を測定した際の当該測定器の領域長さ方向における位置に従って光基準値分布から当該位置での光基準値を取得し、取得した光基準値との比較によって前記制御指令信号を送るステップであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項9記載の発明は、前記請求項6乃至8いずれかの構成において、前記測定ステップは、所定の制御インターバルの光照射回数に亘って前記測定器により光照射の強度又は量を測定するステップであり、
前記点灯制御ステップは、制御インターバルの光照射回数での前記測定器の測定値の平均値又は各測定値に基づいて算出された前記算出値の平均値と前記光基準値とを比較し、その差分が無くなるように前記制御指令信号を送るステップであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項10記載の発明は、前記請求項6乃至9いずれかの構成において、前記光源は複数設けられていて、各光源のそれぞれに前記点灯電源が設けられているか又は前記点灯電源は各光源に対する供給電力を独立して制御可能となっており、
各光源は、分離している照射領域にそれぞれ光照射するものであって、照射領域間の領域は実質的に照度がゼロとなる領域であり、
前記記憶ステップは、各照射領域について設定された光基準値を前記記憶部に記憶するステップであり、
前記測定ステップは、各照射領域についてそれぞれ光照射の強度又は量を測定するステップであり、
前記点灯制御ステップは、前記測定ステップにおいて各照射領域について得られた測定値又は当該測定値に基づいて算出された算出値と、当該照射領域について設定された光基準値とを比較して当該光照射領域に光照射する光源の点灯電源に前記制御指令信号を送るステップであるという構成を有する。
また、請求項3又は8記載の発明によれば、上記効果に加え、光基準値が照射領域の長さ方向の分布として設定、記憶されており、この方向での測定器の測定時の位置に従って取得した光基準値に基づいてずれ量を求めるので、キメ細かくより精度の高い電力制御が行える。
また、請求項4又は9記載の発明によれば、上記効果に加え、所定の制御インターバルの回数における平均を取ってから光基準値と比較するので、イレギュラーな要因で誤って制御を実行してしまうことがない。
また、請求項5又は10記載の発明によれば、上記効果に加え、複数の光源について各々離間した照射領域に光照射する構成とされ、各照射領域についての測定値とそれぞれの光基準値とを比較して制御指令信号を対応する光源の点灯電源に出力するので、所定の強度又は量で光照射するための電力制御が容易である。
図1〜図3は、実施形態の光照射装置の概略図であり、図1は斜視概略図、図2は正面概略図、図3は側面概略図である。図1〜図3に示す光照射装置は、設定された有効照射領域に光を照射する光照射器1と、対象物Wが上側に保持されるステージ2と、有効照射領域を通過する状態で設定された搬送路に沿って対象物Wを搬送する搬送機構3と、装置の各部を制御するコントローラ7とを備えている。この実施形態では、光照射は光処理のために行われる。以下、対象物Wをワークと言い換える。
単に「照射領域」と言った場合、光が照射されている領域を広く意味する場合と、光を照射すべき領域として設定された領域の二つの意味がある。「有効照射領域」は、ワークWに対する光処理として有効な照度で光が照射される領域として予め設定された領域という意味であり、後者の意味である。この実施形態では、照射面において有効照射領域外に照射される光は実質的には無く、有効照射領域は広い意味の照射領域と一致している。したがって区別する必要はないが、以下の説明において、「照射領域」は有効照射領域(設定領域)の意味で用いられている。
照射領域は、この実施形態では、長方形の領域として設定されている。便宜上、長方形の長尺方向をY方向と呼び、短尺方向をX方向とする。搬送路は、照射領域を通過するように設定されているが、この実施形態では、搬送路の向きはX方向に一致している。すなわち、照射領域と搬送路とは交差(Y方向では直交)している。
尚、この実施形態では、ワークWは方形の板状の部材となっているが、後述するようにステージ2は上下方向の回転軸の周りに回転可能であるので、回転によってワークWの幅の大きさは変動する。したがって、最も幅が広くなった場合でも、ワークWの幅よりも照射領域のY方向の長さの方が長くなるように照射領域の大きさが設定されている。
光源11は、点灯電源110を備えている。点灯電源110は、適宜の電力を光源11に供給して安定的に光出力させる電源回路を含んでいる。
ミラー12もY方向に長いものであり、いわゆる樋状ミラーである。ミラー12の反射面のX方向での断面形状は、楕円円弧又は放物線となっている。
尚、ステージ2は、不図示のアライメント機構を備えている。アライメント機構は、ワークWに設けられた不図示のマークを読み取ってワークWの位置や姿勢を微調整する機構である。
実施形態において、処理時用照度計6はステージ2に取り付けられており、この結果、ステージ2と一体に移動可能となっている。具体的に説明すると、この実施形態では、処理時用照度計6はステージ2の側面21に取り付けられている。前述したように、ステージ2は平面視が方形の台状の部材である。方形の一辺の方向がX方向に向けている状態を定常姿勢とすると、この実施形態では、定常姿勢のステージ2のX方向に沿った側面21に固定されている。
図1に示すように、光測定ユニット8は、搬送機構3上に搭載されており、通常は、X方向の一方の側の端部に設定されたスタンバイ位置に待機している。スタンバイ位置は、例えばロード位置の外側(照射領域から遠い側)に設定されている。
偏光測定器85は、照射領域に照射される偏光光の向きを監視するための測定器である。偏光測定器85は、受光素子と、受光素子の入射側に配置された検光子と、検光子を光軸(この例では上下方向)の周りに回転させる回転機構等を備えた測定器である。検光子は、一種の偏光素子であり、ある特定の方向の直線偏光光を選択的に通過させる板状の光学部品である。
検光子は、板面が光軸に垂直に配置され、回転方向により回転させられる。照射領域には、光照射器1内の偏光素子14により偏光された偏光光が照射されている。この偏光光の偏光軸の向きをチェックする場合、照射領域内に偏光測定器85を位置させ、検光子を回転させる。検光子の回転により、受光素子の出力は周期的に変化する。出力が最も高くなった際の回転角度は、照射されている偏光光の偏光軸の向きを示している。
コントローラ7は、搬送機構3の動作を制御する他、図3に示すように光源11の点灯電源110も制御している。そして、処理時用照度計6はコントローラ7に接続されており、処理時用照度計6の測定信号は、コントローラ7に入力されるようになっている。
コントローラ7には、装置の各部の制御のための設定情報やシーケンスプログラム713等を記憶した記憶部71と、シーケンスプログラム713等を実行するプロセッサ72等を備えている。記憶部71やプロセッサ72は、いわゆるPLC(Programmable Logic Controller)の要素として備えられている。また、後述するように、記憶部71やプロセッサ72は、光源11の点灯電源110を制御する点灯制御手段を備えている。
光基準値は、光照射処理を適切に行うための照度若しくは積算光量による基準値である。図4(2)に示すように、照射領域を通過することでワークWが受ける光エネルギーの全量は、照度と照射時間の積、即ち以下の式で表される。
すなわち、ワークWに対して適切な光照射処理を行うためには、照度計が測定した照度か、搬送機構3が持つワークWの速度データ(照射時間)を考慮した積算光量を制御する必要がある。この照度若しくは積算光量による基準値を光基準値とする。
尚、一時ファイル711は、所定のサンプリング周期で処理時用照度計6の出力(照度測定値)を記録したファイルである。
また、記憶部71には、各ワークWに対する処理履歴を記録した履歴データファイル712が記憶されている。履歴データファイル712は、各ワークWに対して付与されているID(ワークID)毎に処理履歴を記録したもので、処理履歴には、当該ワークWを処理した際の光量も含まれる。
この実施形態の装置は、板状のワークWを枚葉処理するものであるが、以下の説明では、あるまとまった数(1ロット)のワークWに対する処理の部分を単位として説明する。ロットの処理を始める際、光源11の点灯電源110は、所定の初期値電力を光源11に供給して光源11を点灯させている。この場合の所定の初期値電力とは、基準光量が得られる照度を達成するものとして設定された電力値の場合もあるし、前回のロットの処理の際に制御された最後の電力値の場合もある。
シーケンスコントローラ7は、ステージ2がロード位置に戻ったことを不図示のリミットスイッチ等で確認した後、積算光量算出を行う。即ち、一時ファイル711から照度測定値を読み出し、設定通過速度に基づいて積算光量を算出する。算出された積算光量は、当該ワークWのワークIDとともに履歴データファイル712に記録される。
1ロットのワークWは、AGV(Auto Guided Vehicle)のようなロット搬送機構3により不図示のロボットの位置まで予め搬送される。光照射器1は、光源11を初期値電力の条件で点灯させている。この状態でシーケンスプログラムが動作し、一つずつワークWに対して光照射が行われる。処理の回数が制御インターバルに達したら、シーケンスプログラムは、照度値、若しくは算出された積算光量の平均値に基づいて光源11の電力制御を行う。このような処理をロットの最後のワークWまで行うと、当該ロットの処理は終了であり、さらに次のロットのワークWを同様に繰り返す。
また、補助移動機構4は、ワークWに対するより偏光光照射の均一化等の目的で適宜使用される。即ち、特開2015−4896号公報に開示されているように、複数の偏光素子を並べて偏光素子ユニットにおいて各偏光素子14の境界部分の直下の位置では偏光光が弱くなり易い。この影響をキャンセルするため、往路搬送の後、反転位置で補助移動機構4を動作させ、往路とは異なるY方向の位置を通って復路搬送がされるようにする。この他、複数の光源がY方向に沿って並べて配置されている場合も照度分布が不均一になり易いので、往路と復路とでY方向で異なる位置を通るようにして積算光量を均一化させる。
この際、実施形態の装置では、処理時用照度計6がステージ2に取り付けられていてステージ2と一体に移動するので、ワークWが光照射される状況に近い状況で照度が測定される。このため、電力制御の精度が高くなる。尚、この実施形態では、処理時用照度計6は照射領域を通過する位置に取り付けられており、その点ではワークWと全く同じ状況で照度を測定するものであるといえる。
さらに、この実施形態では、照度から積算光量を算出して基準光量として比較する際、所定の制御インターバルの回数における平均を取ってから基準光量と比較するので、例えば瞬間的なランプ電圧変動による照度変動など、イレギュラーな要因をもとに制御を実行してしまうことがない。即ち、たった1回の処理で光量低下が確認されただけでは、光源11の劣化のような経時的な要因での光量低下とは判断できない場合があるからである。
このようなことを避けるには、光量不足が何回か続いた場合に初めて電力制御を行うことが好ましい。つまり、経時的な要因で光量不足が生じたか否かを判断する期間(処理回数)が、制御インターバルということである。但し、上記のようなイレギュラーな要因は発生しないと判断される場合、特に制御インターバルは採用せず、1回でも光量不足が生じたら電力制御を行うようにする場合もあり得る。
第二の実施形態の光照射装置も、コントローラ7を備え、光源11の供給電力制御を行う点で第一の実施形態と同様であるが、第二の実施形態では、照射領域の長さ方向(Y方向)において異なる位置で照度が測定できるようになっており、光基準値も、Y方向において分布した値として設定されたものとなっている。
第二の実施形態においても、光基準値は、照度であっても良いし積算光量であっても良い。以下の説明では、例示的に光基準値は積算光量であるとするが、ただし、積算光量の算出過程では照度を用いているので照度についても言及する。即ち、積算光量である光基準値(基準積算光量)は、Y方向(照射領域長さ方向)に分布した値、すなわち光基準値分布として設定されている。これは照度分布でもよいし、積算光量分布でもよい。「分布した値」とは、Y方向の少なくとも二つの異なる箇所について当該箇所で達成されるべき値として設定されているという意味である。
図7に示すような光基準値は、通常、新品の正常な光源11を光照射器1に搭載した状態で光照射テストをすることで取得される。第二の実施形態の装置においても光測定ユニット8が設けられており、光測定ユニット8内のマスター照度計84は、この目的で使用され得る。
そして、ステージ2を所定の退避位置に退避させた状態で、搬送機構3及び補助移動機構4を動作させて光測定ユニット8内のマスター照度計84を照射領域内の所定位置に位置させる。例えば照射領域の中央に、マスター照度計84を位置させる。この状態で照度を測定し、基準照度となっているかチェックする。基準照度となっていなければ、基準照度になるように光源11への供給電力を調整し、基準照度に十分に一致させる。基準照度になるように調整した最終的な供給電力の値は、初期値電力として同様に記憶部71に記憶される。
尚、得られた照度分布において平均値を算出し、平均値において基準光量が得られるように初期値電力を微調整することがある。上記の例ではマスター照度計84を照射領域の中央に配置した状態で基準照度になるように光源11への供給電力を調整したが、照射領域の中央は照度が最も高い場合が多いので、他の箇所では、基準光量よりも少ない光量ということになる。それでもその差異は十分に小さいので問題はないが、照度分布の平均値において基準光量となるように設定しておいた方が好ましいという考えもある。この場合は、照射領域の中央で測定した照度と照射領域内の照度の平均値とのずれの分だけ初期値電力を高くする。
図8に示すように、θ移動機構5はθ方向の移動量(回転角度)をコントローラ7に出力するθ出力部51を備えている。θ出力部51は、基準方向に対するステージ2の回転角度をコントローラ7に出力するものであり、ここでは基準方向はX方向となっている。また、補助移動機構4は、Y方向のステージ2の移動量(移動距離)を出力するY方向出力部44を備えている。Y方向出力部44は、Y方向の特定の位置を原点として一方の側を+、他方の側を−とした座標でY方向の位置が特定できるようにY方向の移動量を出力するものである。θ出力部51やY方向出力部44は、装置の稼働中、ステージ2の回転角度やY方向位置を常時コントローラ7に入力する。
図9に示すように、第二の実施形態におけるシーケンスプログラムも、各回の処理において処理時用照度計6からの出力を積算して積算光量を算出する。この際、第二の実施形態では、θ出力部51やY方向出力部44から出力された情報に従い、処理時用照度計6のY方向位置を特定する。図10は、この点について示したものであり、θ出力部51及びY方向出力部44からの情報による処理時用照度計6のY方向の位置の特定について示した平面概略図である。
そして、第一の実施形態と同様に、制御インターバルの回数に達した際、積算光量の平均値を算出する。そして、当該Y方向位置での基準光量を基準光量分布から取得し、測定された光量の平均値と比較する。そして、その差が無くなるように制御指令信号を光源11の点灯電源110に出力する。尚、制御インターバルの回数に達する前にθ移動機構5又は及び補助移動機構4が動作してY方向位置が変更された場合、シーケンスプログラムは、処理回数のカウントをゼロにリセットする。
第二の実施形態によれば、光基準値がY方向の分布として設定、記憶されており、処理時用照度計6の測定時のY方向位置情報がコントローラ7に入力されて当該Y方向位置情報に従って特定、取得した光基準値に基づいてずれ量を求めるので、キメ細かくより精度の高い電力制御が行える。
図11は、第三の実施形態の光照射装置の正面概略図である。図11に示すように、第三の実施形態の光照射装置は、光照射器1を複数備えている点で上述した各実施形態と異なっている。そして、各光照射器1の構造や配置、及び各光照射装置が備える光源11の制御が最適化されている。
具体的に説明すると、第三の実施形態の装置において、複数の光照射器1は、複数の離間した照射領域を形成するものとなっている。図11は、第三の実施形態におけるX方向での照度分布が併せて示されている。図11に示すように、「離間した照射領域」とは、照射領域が重なっていないという意味であり、照度が実質的にゼロである領域を挟んで並んでいるという意味である。実質的にゼロとは、例えば照度がワークの光処理に影響を及ぼさない照度である。照度が実質的にゼロになる領域を挟んで照射領域が並ぶように、各光照射器1におけるミラー12やランプハウス13の寸法形状が選定され、各光照射器1の離間距離が選定される。
また、記憶部71には、光照射器1ごとに光基準値が記憶されている。ここでも光基準値としては照度又は積算光量が採用し得るが、一例として積算光量であるとする。即ち、各光照射器1について基準となる光量の値が設定されており、この値が記憶部71に記憶されている。
図12には、各照射領域における積算光量を算出する部分が示されている。処理時用照度計6の出力は、サンプリング周期毎の照度データであり、サンプリングの時刻情報と当該時刻における照度のデータが対応づけられて一時ファイル711に記録されている。照度の計測開始は、処理時用照度計6が照射領域に達するタイミングよりも十分に前のタイミング(例えばステージ2がロード位置にある状態)で開示されるようになっている。従って、最初の時刻の照度測定値は常にゼロである。
そして、照度測定値の加算をゼロからスタートして継続するとともに、次に照度測定値が実質的にゼロを超えた値となった場合、領域カウンタに2を代入する。照度測定値の加算を継続し、その後に照度測定値がゼロになった際、同様にその時点での照度の加算値を領域2の積算光量の算出値として別のメモリ変数に一時的に格納する。その後、照度の加算値をゼロにリセットする。そして、照度測定値の加算をゼロからスタートして継続し、次に照度測定値が実質的にゼロを超えた場合、領域カウンタに3を代入し、同様の処理を繰り返す。この例では、光照射器1の数は3個なので、領域3での積算光量が算出できたら、積算光量算出の部分のシーケンスは終了である。
即ち、図11に示すように、往路の搬送の向きの順に照射領域を領域1、領域2、領域3とし、対応する光照射器を光照射器1a、光照射器1b、光照射器1cとする。シーケンスプログラムは、領域1について算出された積算光量を光照射器1aの基準光量と比較し、その差異を無くすように制御指令信号を光照射器1aの点灯電源110に出力する。また、シーケンスプログラムは、領域2について算出された積算光量を光照射器1bの基準光量と比較し、その差異を無くすように制御指令信号を光照射器Bの点灯電源110に出力する。さらに、領域3について算出された積算光量を光照射器1cの基準光量と比較し、その差異を無くすように制御指令信号を照射器Bの点灯電源110に出力する。
図14(1)には、平面視で方形のステージ2において一つの角部を挟んで隣り合う二つの側面のそれぞれに処理時用照度計6が取り付けられた例が示されている。また、図14(2)に示す第三の実施形態では、平面視で方形のステージ2の四つの側面のそれぞれに処理時用照度計6が取り付けられた例が示されている。
図14(3)に示す例では、(2)の例と同様に四つの側面に処理時用照度計6が取り付けられているが、Y方向に延びる二つの辺に位置する側面に取り付けられた処理時用照度計6がY方向においてずれた位置となっている。
また、得られた積算光量分布のばらつきが限度以上に大きい場合、即ち最大値と最小値の差が大きい場合、処理の均一性が限度以上に低下しているとして当該ワークWについて不良の履歴を記録することもできる。不良となった場合、光源11の交換といった適宜の処置が取られる。
まず、図15(1)には、X方向に沿ったステージ2の向かい合う二辺に位置する側面にそれぞれに処理時用照度計6が取り付けられている。この場合も、Y方向での照度分布、積算光量分布の測定ができ、特に、棒状の光源11の両端における黒化等に起因した照度低下を監視することができる。
また、図15(2)には、Y方向に沿ったステージ2の一辺に位置する側面に複数の照度計6が取り付けられている。この場合も、Y方向での照度分布、積算光量分布の測定ができる。そして、補助移動機構4やθ移動機構5を適宜使用することで、測定位置を適宜変更することが可能である。
また、図15(3)には、X方向に沿ったステージ2の一辺に位置する側面に複数の照度計6が取り付けられた例が示されている。この場合、当該辺がX方向に沿ったままで固定であると、第一の実施形態と実質的に同じで複数とする意義はないが、図15(3)に破線で示すようにθ方向に回転させる機構を備えていれば、Y方向の複数箇所での照度、積算光量測定が行えることになる。
また、照度計の出力をワークWの上面の全面積で積分し、ワークが受ける面内全エネルギーを測定値としても良い。この場合、光基準値についてもワークWの上面の面積(既知)で積分した値とされる。
この他、処理時用照度計6として分光放射照度を測定する測定器(分光器)が使用されることもあり得る。
尚、上記各実施形態の光照射装置は、光配向用偏光光照射装置であったが、本願発明は、他の光照射装置としても構成することができる。例えば、光硬化性樹脂の硬化等の光処理のためにワークWに光を照射する装置として構成することができる。
尚、照射領域は、Y方向が長尺方向である長方形としたが、これは必須の条件ではなく、X方向(搬送方向)が長尺方向である長方形でも良く、正方形であっても良い。
11 光源
110 点灯電源
12 ミラー
13 ランプハウス
14 偏光素子
2 ステージ
3 搬送機構
31 リニアガイド
32 固定子
33 X方向移動台
4 補助移動機構
5 θ移動機構
6 処理時用照度計
7 コントローラ
711 一時ファイル
712 履歴データファイル
713 シーケンスプログラム
73 点灯制御手段
732 信号出力部
74 搬送制御部
75 Y方向制御部
76 θ移動制御部
8 光測定ユニット
84 マスター照度計
85 偏光測定器
W ワーク
Claims (10)
- 照射領域に光を照射する光照射器と、照射領域を通過する形で設定された搬送路に沿って対象物を搬送させる搬送機構と、コントローラとを備えた光照射装置であって、
光照射器は、光源と、光源に電力を供給する点灯電源とを備えており、
搬送機構は、光照射された照射領域を通過することで対象物が受ける光量が所定の値となるように定められた設定通過速度で照射領域を通して対象物を搬送する機構であり、
この搬送機構には、対象物が照射領域を通過する際の光照射の強度又は量を測定する測定器が設けられており、
測定器が設けられた位置は、対象物におけるいずれか一点が照射領域に達して光照射を受け始めるタイミングと測定器が照射領域に達して光照射を受け始めるタイミングとが同じとなり、対象物におけるいずれか一点が照射領域から抜け出て光照射が解消されるタイミングと測定器が照射領域から抜け出て光照射が解消されるタイミングとが同じとなる位置であり、
コントローラは、記憶部と、点灯電源により光源に供給される電力を制御する点灯制御手段とを備えており、
記憶部は、対象物に対する光照射の強度又は量の基準値である光基準値を記憶しており、
点灯制御手段は、記憶部に記憶された光基準値と、測定器による測定値又は測定値に基づいて算出された算出値とを比較し、その差分が無くなるよう点灯電源に制御指令信号を送る手段であることを特徴とする光照射装置。 - 前記光基準値は照度又は積算光量であり、
前記点灯制御手段は、前記光基準値と、前記測定器による測定の結果得られた照度又は積算光量とを比較し、その差分が無くなるよう前記点灯電源に制御指令信号を送る手段であることを特徴とする請求項1記載の光照射装置。 - 前記照射領域は、搬送路に交差する方向に長いものであり、
前記光基準値は、前記照射領域の長さ方向である領域長さ方向において分布した光基準値分布として設定されて前記記憶部に記憶されており、
前記点灯制御手段は、前記測定器が前記強度又は量を測定した際の当該測定器の領域長さ方向における位置に従って光基準値分布から当該位置での光基準値を取得し、取得した光基準値との比較によって前記制御指令信号を送る手段であることを特徴とする請求項1又は2記載の光照射装置。 - 前記コントローラは、所定の制御インターバルの光照射回数に亘って前記測定器の測定値を前記記憶部に記憶するものとなっており、
前記点灯制御手段は、制御インターバルの光照射回数での前記測定器の測定値の平均値又は各測定値に基づいて算出された前記算出値の平均値と前記光基準値とを比較し、その差分が無くなるように前記制御指令信号を送る手段であることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の光照射装置。 - 前記光源は複数設けられていて、各光源のそれぞれに前記点灯電源が設けられているか又は前記点灯電源は各光源に対する供給電力を独立して制御可能となっており、
各光源は、分離している照射領域にそれぞれ光照射するものであって、照射領域間の領域は実質的に照度がゼロとなる領域であり、
前記記憶部には、各照射領域について光基準値が設定されて記憶されており、
前記測定器は、各照射領域についてそれぞれ光照射の強度又は量を測定することが可能となっており、
前記点灯制御手段は、各照射領域について得られた測定値又は当該測定値に基づいて算出された算出値と、当該照射領域について設定された光基準値とを比較して当該光照射領域に光照射する光源の点灯電源に前記制御指令信号を送る手段であることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の光照射装置。 - 照射領域に光照射器により光が照射された状態で、搬送機構により対象物を照射領域に
順次搬送し設定通過速度で照射領域を通過させることで各対象物に光を照射する方法であり、
光照射器は、光源と、光源に電力を供給する点灯電源とを備えており、
設定通過速度は、対象物が受ける光量が所定の値となるように定められた速度であり、
照射領域における光照射の強度又は量の基準値である光基準値を記憶部に記憶する記憶ステップと、
対象物が照射領域を通過する際の光照射の強度又は量を測定器で測定する測定ステップと、
記憶ステップで記憶された光基準値と、測定ステップで測定された測定値又は測定値に基づいて算出された算出値とを比較し、その差分が無くなるよう点灯電源に制御指令信号を送る点灯制御ステップと
を備えており、
測定ステップにおいて、測定器が設けられた位置は、対象物におけるいずれか一点が照射領域に達して光照射を受け始めるタイミングと測定器が照射領域に達して光照射を受け始めるタイミングとが同じとなり、対象物におけるいずれか一点が照射領域から抜け出て光照射が解消されるタイミングと測定器が照射領域から抜け出て光照射が解消されるタイミングとが同じとなる位置であることを特徴とする光照射方法。 - 前記光基準値は照度又は積算光量であり、
前記点灯制御ステップは、前記光基準値と、前記測定器による測定の結果得られた照度又は積算光量とを比較し、その差分が無くなるよう点灯電源に制御指令信号を送るステップであることを特徴とする請求項6記載の光照射方法。 - 前記照射領域は、前記対象物を搬送する方向に交差する方向に長いものであり、
前記記憶ステップは、前記照射領域の長さ方向である領域長さ方向において分布した光基準値分布として設定された光基準値を前記記憶部に記憶するステップであり、
前記点灯制御ステップは、前記測定器が前記強度又は量を測定した際の当該測定器の領域長さ方向における位置に従って光基準値分布から当該位置での光基準値を取得し、取得した光基準値との比較によって前記制御指令信号を送るステップであることを特徴とする請求項6又は7記載の光照射方法。 - 前記測定ステップは、所定の制御インターバルの光照射回数に亘って前記測定器により光照射の強度又は量を測定するステップであり、
前記点灯制御ステップは、制御インターバルの光照射回数での前記測定器の測定値の平均値又は各測定値に基づいて算出された前記算出値の平均値と前記光基準値とを比較し、その差分が無くなるように前記制御指令信号を送るステップであることを特徴とする請求項6乃至8いずれかに記載の光照射方法。 - 前記光源は複数設けられていて、各光源のそれぞれに前記点灯電源が設けられているか又は前記点灯電源は各光源に対する供給電力を独立して制御可能となっており、
各光源は、分離している照射領域にそれぞれ光照射するものであって、照射領域間の領域は実質的に照度がゼロとなる領域であり、
前記記憶ステップは、各照射領域について設定された光基準値を前記記憶部に記憶するステップであり、
前記測定ステップは、各照射領域についてそれぞれ光照射の強度又は量を測定するステップであり、
前記点灯制御ステップは、前記測定ステップにおいて各照射領域について得られた測定値又は当該測定値に基づいて算出された算出値と、当該照射領域について設定された光基準値とを比較して当該光照射領域に光照射する光源の点灯電源に前記制御指令信号を送るステップであることを特徴とする請求項6乃至9いずれかに記載の光照射方法。
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