JP6821964B2 - 光照射装置、光配向装置、制御装置、および光照射装置の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、光照射装置、光配向装置、制御装置、および光照射装置の運転方法に関する。

光照射装置の一種である光配向装置においてロングアーク放電ランプが光源として採用されている理由は、大面積で均一に高い照度が得られるからである。しかし、ロングアーク放電ランプからは広い範囲の波長の光が出ているので、光配向装置では、偏光素子に通す波長帯を制限し不所望な波長はカットしなければならない。このため、例えば特許文献１では、波長選択フィルタが用いられてロングアーク放電ランプから出ている光の波長帯が制限されている。

特開２０１４−１７４２８６号公報

しかし、一般に、照射に適切な波長は被照射物の材料ごとに異なっている。例えば光配向装置における被照射物である配向膜においても、材料ごとに適切な波長は異なり、現在も様々な配向膜の材料開発が行われている。このような状況のため、光配向装置のユーザである液晶パネル製造業者には、様々な材料に対応するために光配向に用いる波長をその都度選択したいといったニーズが存在する。
これに対しては、光源の種類が固定されて、波長選択フィルタのみを取り換えることで透過波長が選択される方式も考えられるが、ランプの種類によっては短波長のピークが強いとか、長波長側のピークが強いなどの特性があり、ランプとフィルタの適切な組み合わせが個別に存在するので、選択が誤っていると光源の効率良い利用が損なわれる。

より具体的には、現状で光配向装置用として期待されている光源は、波長２５４ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍの３種類の発光ピークのいずれかを含む光源である。しかし、この３波長の全てにおいてピーク照度の高いロングアーク放電ランプは現実には存在せず、所望の波長に応じて、大きく分けて水銀ランプもしくはメタルハライドランプのいずれかが選択されることになる。また、波長選択フィルタも、所望の波長ごとに適したものが選択されるのみならず、場合によってはランプの種類にも応じた選択が必要とされる。

また、光配向装置では偏光板が用いられるが、この偏光板についても、光源の波長に応じた選択が必要とされる場合がある。波長選択フィルタも偏光板も、光の成分の一部を選択的に透過させるという点で光学フィルタの一種である。
更に、適切な光学フィルタが選択されるだけでなく、ランプの種類と光学フィルタの種類との組み合わせに応じた最適な条件での光照射装置の運転も求められる場合がある。例えば、所望の積算光量が得られるようにピーク照度に応じた電力で運転される場合もあるし、水銀ランプとメタルハライドランプでは封入物が異なるので、封入物の未蒸発などが生じると放射される光の分光特性が変化してしまうので冷却条件の変更が求められる場合もある。

また、近年は液晶パネルの大型化により照射面積が拡大しており、光照射装置では、生産性向上などのために複数の放電ランプからなる放電ランプ群を光源として用いる必要性も出てきている。光照射装置における光源は、灯具と呼ばれる筺体の内部にロングアーク放電ランプと波長選択フィルタが搭載された構成を有するのが一般的であり、放電ランプ群が光源として用いられる場合には、灯具も複数備えられる。
このため、作業者は、灯具毎にランプと光学フィルタとの組み合わせが最適であるか確かめる必要がある。もちろん、実際のランプやフィルタに作業者が視覚で確認できるように表示を付すことは容易であるが、これらは灯具の内部に収納されてしまうので、いちいち灯具を開けて確認する作業は、作業者にとって負担が大きい。
以上の状況を鑑みて、本発明では、複数波長の光照射を装置１台で効率良く兼用することが容易な光照射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る光照射装置の一態様は、複数種類の放電ランプのうちから選択された放電ランプが搭載され、その搭載された放電ランプからの光を放出するランプ部と、光が有する成分の一部を透過させる光学フィルタであって、複数種類の光学フィルタのうちから選択された光学フィルタが搭載され、その搭載された光学フィルタを、前記ランプ部から放出された光に作用させるフィルタ部と、前記フィルタ部の光学フィルタを透過した光を被照射物に照射する照射部と、前記ランプ部に搭載された放電ランプの種類を検出するランプ検出器と、前記フィルタ部に搭載された光学フィルタの種類を検出するフィルタ検出器と、前記ランプ検出器によって検出された放電ランプの種類と前記フィルタ検出器によって検出された光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件で本光照射装置を運転させる運転制御部とを備える。
このような光照射装置によれば、放電ランプの種類と光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件での運転が運転制御部による制御で実現するので、複数波長それぞれで効率のよい光照射を、作業者に煩わしい作業をさせることなく実現することができる。

また、前記光照射装置において、前記光学フィルタが、光の波長成分の一部を透過させるものであり、前記運転制御部が、前記光学フィルタを透過した光で前記組み合わせに応じた積算光量を実現するように本光照射装置を制御してもよい。
このような光照射装置によれば、所望の積算光量が得られる運転条件での運転が容易に実現される。
また、前記光照射装置において、前記光学フィルタが、光の波長成分の一部を透過させる第１フィルタと、その第１フィルタを透過した光の偏光成分の一部を透過させる第２フィルタとを有するものであり、前記運転制御部が、前記組み合わせに応じて警告を通知するものであってもよい。
このような光照射装置によれば、光学フィルタと放電ランプとの組み合わせが不適切であることに起因した故障などが容易に回避される。

また、前記光照射装置において、前記ランプ部を冷却する冷却器を備え、前記運転制御部が、前記組み合わせに応じた冷却条件で前記冷却器を運転させるものであってもよい。
このような光照射装置によれば、上述した封入物の相違などに応じた適切な冷却条件での運転が容易に実現し、放射光の分光特性が安定する。
また、前記光照射装置において、前記運転制御部が、前記組み合わせに応じた照射条件で前記被照射物を照射するように前記ランプ部および前記照射部の少なくとも一方を運転させるものであってもよい。
このような光照射装置によれば、例えば所望の積算光量などが容易に実現される。

上記課題を解決するために、本発明に係る光配向装置の一態様は、複数種類の放電ランプのうちから選択された放電ランプが搭載され、その搭載された放電ランプからの光を放出するランプ部と、光が有する波長成分の一部を透過させる波長フィルタであって、複数種類の波長フィルタのうちから選択された波長フィルタが搭載され、その搭載された波長フィルタを、前記ランプ部から放出された光に作用させる波長フィルタ部と、光が有する偏光成分の一部を透過させる偏光板であって、複数種類の偏光板のうちから選択された偏光板が搭載され、その搭載された偏光板を、前記波長フィルタ部を透過した光に作用させる偏光部と、前記偏光の偏光板を透過した偏光光を被照射物に照射する照射部と、前記ランプ部に搭載された放電ランプの種類を検出する第１検出器と、前記波長フィルタ部に搭載された波長フィルタおよび前記偏光部に搭載された偏光板のうち少なくとも一方いついて種類を検出する第２検出器と、前記第１検出器によって検出された放電ランプの種類と前記第２検出器によって検出された種類との組み合わせに応じた運転条件で本光配向装置を運転させる運転制御部とを備える。
このような光配向装置によれば、放電ランプの種類と光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件での運転が運転制御部による制御で実現するので、複数波長それぞれで効率のよい光照射を、作業者に煩わしい作業をさせることなく実現することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置の一態様は、複数種類の放電ランプのうちから選択された放電ランプが搭載され、その搭載された放電ランプからの光を放出するランプ部と、光が有する成分の一部を透過させる光学フィルタであって、複数種類の光学フィルタのうちから選択された光学フィルタが搭載され、その搭載された光学フィルタを、前記ランプ部から放出された光に作用させるフィルタ部と、前記フィルタ部の光学フィルタを透過した光を被照射物に照射する照射部とを備えた光照射装置のランプ部に搭載された放電ランプの種類を取得し、前記フィルタ部に搭載された光学フィルタの種類を取得し、前記放電ランプの種類と前記光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件で、前記光照射装置を運転させる。
このような制御装置によれば、放電ランプの種類と光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件での運転が容易に実現する。

更に、上記課題を解決するために、本発明に係る運転方法の一態様は、複数種類の放電ランプのうちから選択された放電ランプが搭載され、その搭載された放電ランプからの光を放出するランプ部と、光が有する成分の一部を透過させる光学フィルタであって、複数種類の光学フィルタのうちから選択された光学フィルタが搭載され、その搭載された光学フィルタを、前記ランプ部から放出された光に作用させるフィルタ部と、前記フィルタ部の光学フィルタを透過した光を被照射物に照射する照射部とを備えた光照射装置のランプ部に搭載された放電ランプの種類を検出するランプ検出過程と、前記フィルタ部に搭載された光学フィルタの種類を検出するフィルタ検出過程と、前記ランプ検出過程で検出された放電ランプの種類と前記フィルタ検出過程で検出された光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件で前記光照射装置を運転させる運転過程とを経る。
このような運転方法によれば、放電ランプの種類と光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件での運転が容易に実現する。

本発明によれば、複数波長の光照射を装置１台で効率良く兼用することが容易である。

本発明の光照射装置および光配向装置の一実施形態に相当する偏光光照射装置を示す概略構成図である。 灯具の長手方向に直交する方向の断面図である。 偏光光照射装置の機能構造を表した機能ブロック図である。 ランプの検知構成の具体例を示す図である。 フィルタユニットの検知構成の具体例を示す図である。 遮光ブロックの取り付けパターンの検出例を示す図である。 ランプおよびフィルタの種類と積算光量との対応関係が設定されるパラメータ設定画面を示す図である。 パラメータ設定画面で設定された対応の例を示す図である。 投入電力と駆動周波数との対応関係が設定されるインバータ設定画面を示す図である。 インバータ設定画面で設定された設定例を示す図である。 制御部による設定の手順の前段部分を示すシーケンス図である。 制御部による設定の手順の中段部分を示すシーケンス図である。 制御部による設定の手順の後段部分を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の光照射装置および光配向装置の一実施形態に相当する偏光光照射装置１００を示す概略構成図である。
偏光光照射装置１００は、光源部１０と、ワークＷを搬送する搬送部２０とを備える。ここで、ワークＷは、例えば光配向膜が形成された矩形状の基板であり、本発明にいう被照射物の一例に相当する。
偏光光照射装置１００は、光源部１０から偏光光（偏光した光）を照射しながら、搬送部２０によってワークＷを直線移動させ、ワークＷの光配向膜に上記偏光光を照射して光配向処理を行う。この搬送部２０が、本発明にいう照射部の一例に相当する。なお、本実施形態では、搬送部２０がワークＷを移動させながら光を照射するが、本発明にいう照射部は、被照射物を停止させて光を照射するものであってもよい。

光源部１０は、一例として２つの灯具３０を備えており、各灯具３０は、線状の光源であるランプ１１と、ランプ１１の光を反射するミラー１２とを備える。また、各灯具３０は、光出射側に配置されたフィルタユニット１３および偏光素子ユニット１９も備える。さらに、各灯具３０は、ランプ１１、ミラー１２、フィルタユニット１３、および偏光素子ユニット１９を収容するランプハウス１４を備える。
各灯具３０は、ワークＷの搬送路が延在する方向である搬送方向に直交する方向にランプ１１の長手方向を一致させた状態で設置されている。本明細書では、ワークＷの搬送方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する水平方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向とする。
各灯具３０は、エアーシリンダを内蔵してＺ方向に伸縮自在な支持柱３５によって支持されており、例えばメンテナンスの際に、支持柱３５の伸縮によって各灯具３０は上下移動する。
なお、図１では、灯具３０が２灯備えられているが、本発明の光照射装置や光配向装置では１灯だけ備えられてもよく、あるいは３灯以上備えられてもよい。灯具の数は、光配向処理に必要な光量やタクトタイム等に応じて決定される。

本実施形態ではランプ１１として長尺状のいわゆるロングアーク放電ランプが採用されている。そして、そのランプ１１の発光部が、ワークＷの搬送方向に直交する方向の幅に対応する長さを有する。このランプ１１は、更に具体的には、オゾンを含んだ高圧水銀ランプや、オゾン無しの高圧水銀ランプや、水銀に他の金属とハロゲンとを加えたメタルハライドランプや、水銀以外の金属とハロゲンとが封入されたメタルハライドランプ等の放電ランプであり、封入発光種に応じて波長２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光を放射する。
なお、光源としては、ショートアーク放電ランプや長さの短いロングアーク放電ランプが採用されてもよい。
光配向膜の材料としては、波長２５４ｎｍの光で配向されるもの、波長３１３ｎｍの光で配向されるもの、波長３６５ｎｍの光で配向されるものなどが知られており、光源（ランプ１１）の種類は必要とされる波長に応じて適宜選択され、光源が交換される。

ミラー１２は、ランプ１１からの放射光を所定の方向に反射するものであり、その断面が楕円形または放物線状の樋状集光鏡である。ミラー１２は、その長手方向がランプ１１の長手方向と一致するように配置されている。
ランプハウス１４は、その底面に、ランプ１１からの放射光およびミラー１２による反射光が通過する光出射口を有する。
フィルタユニット１３は波長選択フィルタを有しランプハウス１４の光出射口に取り付けられている。このフィルタユニット１３は、当該光出射口を通過する光の波長を選択する。このフィルタユニット１３は、光源の種類に応じて選択されて交換されるものである。
偏光素子ユニット１９は偏光板を有しランプハウス１４の光出射口に取り付けられている。この偏光素子ユニット１９は、当該光出射口を通過する光の偏光を選択する。

搬送部２０は、ワークＷが載置されるステージ２１を備える。ステージ２１は、真空吸着等の方法によりワークＷを吸着保持可能な平板状のステージである。なお、本実施形態では、一例としてステージ２１およびワークＷを矩形状としているが、ステージ２１およびワークＷの形状はこれに限定されるものではなく、任意の形状が採用され得る。また、搬送部２０は、ワークＷを平板状のステージで吸着保持する構成に限定されるものではなく、複数のピンによってワークＷを吸着保持する構成であってもよい。

搬送部２０は、ステージ２１をＸ方向に移動するためのＸ方向駆動機構２２を備える。Ｘ方向駆動機構２２は、例えばリニアモータ駆動機構であり、Ｘ方向に沿って延びる２本のガイド２２Ａと、２本のガイド２２Ａの間に配置されたマグネット板２２Ｂと、コイルモジュール２２Ｃとを備える。２本のガイド２２Ａとマグネット板２２Ｂは、不図示の設置台の上面に配置されている。マグネット板２２Ｂは、隣り合う磁極の極性を交互に変えてＸ方向に等間隔で並べられた複数のマグネットにより構成されている。また、コイルモジュール２２Ｃは、ステージ２１の裏面の中央部に、マグネット板２２Ｂと対向するように取り付けられている。
このように、ステージ２１は、搬送軸であるガイド２２Ａに沿ってＸ方向に往復移動可能に構成されている。なお、Ｘ方向駆動機構２２の構成は、図１に示す構成に限定されるものではなく、ステージ２１をＸ方向に移動可能な構成であれば任意の構成が採用され得る。例えば、Ｘ方向駆動機構２２としては、ボールねじが用いられた機構も採用され得る。

さらに、搬送部２０は、ステージ２１をθ方向（Ｚ軸回り）に回転可能な回転制御部を構成するθ移動機構２４を備えていてもよい。本実施形態では、ステージ２１は、固定ベース２５上に可動部２６がθ方向に回転可能に取り付けられた二段構造となっており、θ移動機構２４は、可動部２６のθ方向の回転角度を調整可能である。
ステージ２１の移動経路は、光源部１０の真下を通るように設計されている。搬送部２０は、ワークＷを光源部１０による偏光光の照射領域に搬送し、且つその照射領域を通過させるように構成されている。また、搬送部２０は、ワークＷが照射領域を完全に通過した後、当該ワークＷを折り返し、再び当該照射領域を通過させるように構成されていてもよい。

ステージ２１上の、ワークＷが吸着保持される領域に隣接した箇所には照度計２７が配備されており、光源部１０による偏光光の照度がこの照度計２７によって測定される。照度の測定値は、光源部１０の発光制御などに利用される。この照度計２７は、測定する光の波長に対応した種類の照度計２７が選択されて搭載される。
搬送部２０は、ワークＷを保持するステージ２１の他に、偏光測定器が搭載された測定用ステージ（図示省略）を有しており、この測定用ステージは、偏光光照射装置１００のメンテナンス時などに、ワークＷを保持するステージ２１に替えてＸ方向駆動機構２２上に配備され、Ｘ方向駆動機構２２によって駆動されることで偏光光の照射領域を通過する。そして、照射領域の通過時に、偏光光の偏光方向や消光比が測定される。偏光方向や消光比の測定値は、偏光素子ユニット１９の設置位置の調整などに用いられる。この測定用ステージに搭載される偏光測定器は交換可能で、測定する光の波長に対応した種類の偏光測定器が選択されて搭載される。

次に、灯具３０の具体的構成について説明する。
図２は、灯具３０の長手方向に直交する方向の断面図である。なお、図２において、ランプの点灯装置などの構成については図示を省略している。
上述したように、ミラー１２は、断面が楕円形または放物線状の樋状集光鏡であり、ランプ１１からの放射光を光出射口１４ａの方向に反射する。ミラー１２は、その長手方向がランプ１１の長手方向と一致するように配置されている。また、ランプ１１及びミラー１２は、隔壁１５により囲まれたランプ部となっており、隔壁１５の外側をランプハウス１４が覆っている。このランプ部が、本発明にいうランプ部の一例に相当する。

さらに、ランプハウス１４内において、ランプ部の上部には、水冷式の冷却機（ラジエータ）１６と送風機（ブロア）１７とが設置されている。ブロア１７は、ランプ１１点灯時にランプ１１やミラー１２などを冷却するための冷却風を図２の上方側に向けて送り出す。ブロア１７から送り出された冷却風は、隔壁１５とランプハウス１４との間に形成された隙間（通風路）１８を通り、ミラー１２の光出射側から導入されてランプ１１や反射ミラー１２を冷却する。ランプ１１やミラー１２を冷却して高い温度になった冷却風は、ミラー１２上部に形成された開口（冷却風通風孔）１２ａを通過して、ラジエータ１６によって冷却され、再びブロア１７により送り出される。冷却機（ラジエータ）１６と送風機（ブロア）１７とを併せたものが、本発明にいう冷却器の一例に相当する。
ランプハウス１４の底部には、ランプ部からワークＷに向かって照射される光が通過する光出射口１４ａが形成されており、この光出射口１４ａにフィルタユニット１３と偏光素子ユニット１９が取り付けられている。

フィルタユニット１３は、ランプ１１の長手方向に沿って並んだ複数の波長選択フィルタ１３ａと、それら複数の波長選択フィルタ１３ａを一体に保持したフレーム１３ｂとを備えている。フレーム１３ｂにより一体化された構造によりフィルタユニット１３はランプハウス１４に対して簡便に交換可能となっている。
偏光素子ユニット１９は、ランプ１１の長手方向に沿って並んだ複数の偏光板１９ａと、それら複数の偏光板１９ａを一体に保持したフレーム１９ｂと、フィルタユニット１３を偏光素子ユニット１９のフレーム１９ｂに対して所定の間隔を空けて保持した保持ブロック１９ｃとを備えている。

フィルタユニット１３は、偏光素子ユニット１９のランプ部側に配備されており、これにより偏光素子ユニット１９には、フィルタユニット１３によって選択された波長領域の光が入射することになる。
偏光素子ユニット１９は、光源の種類に応じて交換される場合もあるが、本実施形態では、根源の種類に関わらず同一の偏光素子ユニット１９が用いられるものとする。
フィルタユニット１３が、本発明にいうフィルタ部の一例に相当するとともに、本発明にいう波長フィルタ部の一例に相当する。また、偏光素子ユニット１９が本発明にいう偏光部の一例に相当する。

波長選択フィルタ１３ａとしては、例えば、反射防止膜（ＡＲコート）が形成された石英板などが用いられている。ＡＲコートの材質や厚さなどが適宜選択されることで波長選択フィルタ１３ａは、特定波長よりも短い波長の光を透過するローパスフィルタや、特定波長よりも長い波長の光を透過するハイパスフィルタや、特定の上下限を有する波長領域の光を透過するバンドパスフィルタとして機能する。
フィルタユニット１３が適宜交換されることで波長選択フィルタ１３ａが選択されて、例えば上述した波長２５４ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍの各光のうち、光配向膜の材料に適した光を含んだ波長領域の光がフィルタユニット１３によって選択されることになる。

偏光板１９ａは、例えば、ワイヤーグリッド型偏光板であり、１つの偏光素子ユニット１９に備えられた各偏光板１９ａは、それぞれ透過軸が同一方向を向くように配置されている。本実施形態では、偏光板１９ａとして、上述した波長２５４ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍの各光に対して共通のものが用いられるが、偏光板１９ａは、放射光の波長に応じた材質や構造などを有し、その波長の光を選択的に透過する波長選択フィルタ１３ａと組み合わせて選択され交換されるものであってもよい。
図示は省略されているが、灯具３０は複数箇所で上下に分離可能な構造となっている。フィルタユニット１３やランプ１１の交換時には、灯具３０が支持柱３５の収縮によって下降し、交換対象を搭載した下部を残して上部のみが支持柱３５の伸長によって上昇する。これにより、交換対象のフィルタユニット１３やランプ１１が露出し、上方からの作業で交換可能となる。

このような偏光光照射装置１００の運転には各部の駆動や制御が必要となる。偏光光照射装置１００の駆動系や制御系を含めた機能構造について以下説明する。
図３は、偏光光照射装置１００の機能構造を表した機能ブロック図である。
偏光光照射装置１００には、上述したように、複数の灯具３０を有する光源部１０やステージ２１が備えられ、灯具３０にはランプ１１、フィルタユニット１３、偏光素子ユニット１９、送風機（ブロア）１７が備えられている。また、偏光光照射装置１００には、上記で図示が省略された偏光測定器５３も備えられている。

偏光光照射装置１００には、光源部１０の駆動系として、ランプ１１を駆動する電源５１と、ブロア１７を駆動するインバータ５２が備えられている。また、ステージ２１の駆動系は上述したＸ方向駆動機構２２およびθ移動機構２４であるが、ステージ２１の制御系として偏光光照射装置１００にはステージ制御部５４も備えられている。ステージ制御部５４は、ユーザによって設定された搬送速度でステージ２１を移動させる。
また、偏光光照射装置１００には、偏光光照射装置１００全体を制御する制御部６０と、制御部６０における制御に必要な情報を記憶する記憶部７０も備えられている。

この偏光光照射装置１００では、交換可能なランプ１１、フィルタユニット１３、および偏光測定器５３のそれぞれに、その交換されたランプ１１を識別する印となるランプ識別器１１１、交換されたフィルタユニット１３を識別する印となるフィルタ識別器１３１、および交換された偏光測定器５３を識別する印となる偏光測定器識別器５３１が組み込まれている。
また、ランプ識別器１１１によってランプ１１の種類を検知するランプ種類検知器４１と、フィルタ識別器１３１によって波長選択フィルタの種類を検知するフィルタ種類検知器４３が備えられており、ランプ１１が接続されていることを検知する接続検知器４２も備えられている。
偏光測定器５３の偏光測定器識別器５３１は、例えば、コネクタに組み込まれたジャンパー線からなり、ジャンパー線の接続パターンで偏光測定器５３の種類が表されている。

ここで、ランプ１１の検知構成、およびフィルタユニット１３の検知構成について具体例を説明する。
図４は、ランプ１１の検知構成の具体例を示す図である。
ランプ１１は、放電管１１２と給電線１１３を有し、給電線１１３の末端は給電プラグ１１４となっている。給電プラグ１１４が給電ソケット５１１に差し込まれることによってランプ１１に電力が供給される。接続検知器４２としては、例えば給電ソケット５１１に差し込まれた給電プラグ１１４によって物理的に押されるスイッチなどが用いられる。接続検知器４２は、給電プラグ１１４の差し忘れなどを確実に検知できる接触式の手段が望ましい。

ランプ識別器１１１としては例えばＲＦＩＤタグが給電プラグ１１４に繋げて取り付けられており、ランプ種類検知器４１としては、例えばＲＦＩＤリーダが用いられる。給電プラグ１１４が給電ソケット５１１に差し込まれることによってランプ識別器１１１はランプ種類検知器４１に対面する。ランプ識別器１１１およびランプ種類検知器４１は、多少の位置ズレが生じていても種類を検知できる非接触式の手段が望ましく、ＲＦＩＤ以外の電波式の手段や、光学式の手段であってもよい。

ランプ識別器１１１としてのＲＦＩＤタグには、ランプの種類を判定するための情報として、例えばランプ識別番号が記憶されている。そして、例えばランプ識別番号が１〜３の場合はオゾン有りの水銀ランプを表し、ランプ識別番号が４〜６の場合は水銀ランプのうち短波長側をカットしたオゾンレスタイプのものを表し、ランプ識別番号が７の場合はメタルハライドランプを表す、などというようにランプ識別番号にランプの種類が割り当てられるものとする。ランプ種類検知器４１であるＲＦＩＤリーダによってランプ識別器１１１のＲＦＩＤタグからランプ識別番号が読み出されることにより、ランプ１１の種類が検知される。

図５は、フィルタユニット１３の検知構成の具体例を示す図である。
図５には、ランプハウス１４の端部が開放された状態の灯具３０が示されていて、ランプハウス１４内にはフィルタユニット１３の端部が見えている。フィルタユニット１３のフレーム１３ｂの端部にはフィルタ識別器１３１が取り付けられている。
本実施形態では、フィルタ識別器１３１は、遮光ブロック１３３が２ヶ所取り付け可能なブロック保持バー１３２と、そのブロック保持バー１３２に取り付けられる遮光ブロック１３３とで形成されている。フィルタユニット１３がランプハウス１４内に固定されたときに各遮光ブロック１３３と対面する２箇所それぞれに、フィルタ種類検知器４３として反射型の光学センサが設けられている。なお、フィルタ種類検知器４３としては、反射型の光学センサに限らず、透過型や光学以外の形式のセンサであってもよいが、多少の位置ズレが生じていても種類を検知できる非接触式の手段が望ましい。

フィルタユニット１３のフィルタ識別器１３１に遮光ブロック１３３が取り付けられている場合、フィルタ種類検知器４３である光学センサは、遮光ブロック１３３によって反射された光を検知してオフ状態となる。２箇所のフィルタ種類検知器４３それぞれによる遮光ブロック１３３の検知により、ブロック保持バー１３２上の２箇所に対する遮光ブロック１３３の取り付けパターンが確認される。そして、遮光ブロック１３３の取り付けパターンとフィルタの種類とが予め対応付けられていることで、フィルタの種類が検出されることになる。

図６は、遮光ブロック１３３の取り付けパターンの検出例を示す図である。
ランプハウス１４内に配備されたフィルタユニット１３には遮光ブロック１３３が最大２箇所に取り付けられており、各遮光ブロック１３３と対面する２箇所にフィルタ種類検知器４３の光学センサが設けられている。２箇所に設けられたフィルタ種類検知器４３の光学センサを区別するためここでは「センサＡ」「センサＢ」と称する。
また、本実施形態では、遮光ブロック１３３の取り付けパターンと対応付けられるフィルタの種類としては、波長２５４ｎｍの光による照射を目的としてこの波長以下の短波長をカットする２５４フィルタと、波長３６５ｎｍの光による照射を目的としてこの波長以下の短波長をカットする３６５フィルタと、およびフィルタが形成されていないただの石英基板との３種類が用いられるものとする。

図６（Ａ）には、センサＢと対面する箇所に遮光ブロック１３３が取り付けられ、センサＡと対面する箇所には遮光ブロック１３３が存在しない取り付けパターンが示されている。この取り付けパターンに対応して、センサＡはオン状態、センサＢはオフ状態となる。この取り付けパターンは、例えば２５４フィルタに対応付けられる。
図６（Ｂ）には、センサＡと対面する箇所に遮光ブロック１３３が取り付けられ、センサＢと対面する箇所には遮光ブロック１３３が存在しない取り付けパターンが示されている。この取り付けパターンに対応して、センサＡはオフ状態、センサＢはオン状態となる。この取り付けパターンは、例えば３６５フィルタに対応付けられる。
図６（Ｃ）には、２箇所の双方に遮光ブロック１３３が取り付けられた取り付けパターンが示されている。この取り付けパターンに対応して、センサＡとセンサＢの両方がオフ状態となる。この取り付けパターンは、例えば石英基板に対応付けられる。
このように、遮光ブロック１３３の取り付けパターンによってフィルタの種類が検知される。

このような具体的な検知構成により 図３に示す偏光光照射装置１００ではランプ１１の接続および種類とフィルタユニット１３の種類が検知される。
図３に示す偏光光照射装置１００には、偏光光照射装置１００全体の制御系として制御部６０が備えられている。この制御部６０は、具体的には、例えばプログマラブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）であり、本発明にいう運転制御部の一例に相当する。
制御部６０は、ランプ判定部６１、フィルタ判定部６２、点灯条件設定部６３、冷却条件設定部６４、測定器判定部６５を有し、ランプ判定部６１は、ランプ種類検知器４１と接続検知器４２によって検知された情報から、ランプ１１の種類や接続状態を判定する。フィルタ判定部６２は、フィルタ種類検知器４３によって検知された情報から、フィルタユニット１３におけるフィルタの種類を判定する。測定器判定部６５は、偏光測定器識別器５３１のジャンパー線パターンから偏光測定器５３の種類を判定する。

偏光光照射装置１００には、表示部８０として例えばタッチパネルが備えられており、この表示部８０には、ランプ判定部６１およびフィルタ判定部６２による判定結果が表示される。即ち、表示部８０には、２つの灯具３０それぞれの情報を表示する光源情報表示部８１，８２が設けられていて、各光源情報表示部８１，８２は、ランプ判定部６１によって判定されたランプの種類を表示するランプ種表示欄８１ａ，８２ａと、フィルタ判定部６２によって判定されたフィルタの種類を表示するフィルタ種表示欄８１ｂ，８２ｂを有している。また、表示部８０には、アラーム表示部８３も設けられており、ランプ１１の未接続などの際に警告メッセージが表示される。
偏光光照射装置１００には、記憶部７０として例えばＡＴＡカードが備えられており、記憶部７０には、ランプ種別情報７１、フィルタ種別情報７２、点灯条件情報７３、冷却条件情報７４、積算光量管理情報７５が記憶される。このうち、ランプ種別情報７１およびフィルタ種別情報７２は、ランプ判定部６１およびフィルタ判定部６２により判定されて表示部８０の光源情報表示部８１，８２に表示される情報と同じ情報である。

制御部６０の点灯条件設定部６３は、ランプ判定部６１およびフィルタ判定部６２による判定結果に基づいてランプ１１の点灯条件として積算光量および投入電力を設定する。ランプ１１およびフィルタの種類と積算光量および投入電力との対応関係が記憶部７０に積算光量管理情報７５として記憶されており、点灯条件設定部６３は、このランプ１１およびフィルタの種類を積算光量管理情報７５と参照して積算光量および投入電力を得る。
制御部６０の冷却条件設定部６４は、投入電力の設定値に基づいて、ブロア１７による冷却条件としてインバータ５２の駆動周波数を設定する。投入電力と駆動周波数との対応関係も記憶部７０に積算光量管理情報７５の一部として記憶されており、冷却条件設定部６４は、投入電力の設定値を積算光量管理情報７５と参照して駆動周波数を得る。
このように設定された情報は、記憶部７０に、点灯条件情報７３、冷却条件情報７４として記憶される。

ここで、積算光量管理情報７５として予め設定される情報、およびその情報の設定方法について説明する。本実施形態では、これらの設定は、表示部８０であるタッチパネルに表示される設定画面の操作によって実行される。
図７は、ランプ１１およびフィルタの種類と積算光量との対応関係が設定されるパラメータ設定画面を示す図である。
パラメータ設定画面９０は複数のページで構成されており、パラメータ設定画面９０にはページを変更する変更ボタン９５，９６が設けられている。そして、パラメータ設定画面９０の各ページには、例えば３つの対応設定欄９１が設けられている。そして、各対応設定欄９１は、ランプ入力欄９２とフィルタ入力欄９３と積算光量入力欄９４を有している。ランプ入力欄９２にはランプの種類が入力され、フィルタ入力欄９３にはフィルタの種類が入力され、積算光量入力欄９４には積算光量の値が入力される。そして、１つの対応設定欄９１に入力されたランプの種類とフィルタの種類と積算光量の値が互いに対応付けられて記憶部７０に記憶される。なお、ランプの種類とフィルタの種類との組合せとして適当でないものについては、この例では積算光量入力欄９４に「設定無し」が入力されるものとする。

図８は、パラメータ設定画面で設定された対応の例を示す図である。
図８には、３種類のランプと３種類のフィルタが組み合わされた９個の組合せが例示されていて、これら９個の組合せが対応表１５０の形式で記憶部７０に記憶されているものとする。
対応表１５０中の９個の組合せのうち、例えば組合せＮｏ．２の行に記載されたオゾン有りの水銀ランプと３６５フィルタとの組合せについては、設定積算光量が「設定無し」となっている。オゾン有りの水銀ランプが光源として用いられる場合は、通常は２５４ｎｍの光が照射光として用いられるので、２５４ｎｍの光をカットする３６５フィルタとの組合せは適当ではなく、選択ミスの可能性があるからである。
同様に、例えば組合せＮｏ．４の行と、組合せＮｏ．７の行に記載された組合せについても、選択ミスの可能性がある組合せなので設定積算光量が「設定無し」となっている。

図９は、投入電力と駆動周波数との対応関係が設定されるインバータ設定画面を示す図である。
インバータ設定画面１６０も複数のページで構成されており、図９にはメインページが示されている。
このメインページには、投入電力に対するインバータの駆動周波数を設定するサブページを呼び出すインバータ設定ボタン１６１が、ランプの各種類に対応付けて設けられている。このインバータ設定ボタン１６１が操作されることで、ランプの種類毎のサブページが表示され、そのサブページ上でインバータの駆動周波数が設定されることとなる。
また、インバータ設定画面１６０には、ページを変更する変更ボタン１６２，１６３や、メインページに復帰するメインボタン１６４も設けられている。

図１０は、インバータ設定画面１６０で設定された設定例を示す図である。
図１０には、投入電力と駆動周波数との対応関係を表した対応表１７１，１７２，１７３が示されている。
図１０（Ａ）に示す対応表１７１は、オゾン有りの水銀ランプについて設定された対応関係を表している。この対応表１７１が表す対応関係は階段関数であり、投入電力が１００Ｗ／ｃｍ未満の間はインバータはオフ状態で、投入電力が１００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は１０Ｈｚに上がる。また、投入電力が２００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は２０Ｈｚに上がり、投入電力が３００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は３０Ｈｚに上がる。

図１０（Ｂ）に示す対応表１７２は、オゾン無しの水銀ランプについて設定された対応関係を表している。この対応表１７２が表す対応関係も階段関数であり、投入電力が１００Ｗ／ｃｍ未満の間はインバータはオフ状態で、投入電力が１００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は１５Ｈｚに上がる。また、投入電力が２００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は２５Ｈｚに上がり、投入電力が３００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は３５Ｈｚに上がる。

図１０（Ｃ）に示す対応表１７３は、メタルハライドランプについて設定された対応関係を表している。この対応表１７３が表す対応関係も階段関数であり、投入電力が１００Ｗ／ｃｍ未満の間はインバータはオフ状態で、投入電力が１００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は２０Ｈｚに上がる。また、投入電力が２００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は４０Ｈｚに上がり、投入電力が３００Ｗ／ｃｍに達するとインバータの駆動周波数は６０Ｈｚに上がる。
このような階段関数で表された対応関係に従って、投入電力から駆動周波数が得られることとなる。

次に、制御部６０による点灯条件や冷却条件の設定手順について、シーケンス図を参照しながら詳述する。
図１１〜図１３は、制御部６０による設定の手順を示すシーケンス図であり、図１１には手順の前段部分が示され、図１２には手順の中段部分が示され、図１３には手順の後段部分が示されている。
制御部６０によって偏光光照射装置１００の電源がオンとなると、制御部６０には記憶部７０から図８や図１０に例示したような設定情報が読み出される（図１１のステップＳ１０１）。

次に、制御部６０のランプ判定部６１が、接続検知器４２によりランプの有無を確認する（ステップＳ１０２）。ここで、ランプ無しという検知結果が得られた場合には、制御部６０はランプ無しアラームを発生させ、表示部８０のアラーム表示部８３を介して作業者にランプ無しアラームが通知される（ステップＳ１０３）。
ランプ無しアラームを受けて作業者は、上述したように灯具を昇降させて灯具のカバーを開く、このとき制御部６０ではカバーの開放を検知してカバー開アラームをアラーム表示部８３に表示させる（ステップＳ１０４）。作業者は、灯具にランプを搭載してカバーを閉める。これにより、カバー開アラームとランプ無しアラームがリセットされる（ステップＳ１０５）。
その後、制御部６０のランプ判定部６１は、接続検知器４２によりランプの有無を再度確認し、ランプ有りという検知結果を得る（ステップＳ１０６）。ランプがはじめから搭載されていた場合にはこのステップＳ１０６から手順が開始される。

次に、制御部６０のランプ判定部６１は、ランプ種類検知器４１によりランプ識別器１１１からランプの識別情報として上述したランプ識別番号を読み出す（ステップＳ１０７）。ここで、ランプ識別器１１１が破損していたり、ランプ識別器１１１のついていないタイプのランプが搭載されていたりした場合には、不定情報が得られたり、返信が得られなかったりするので、制御部６０は、ランプ情報読み取り失敗処理を開始する（ステップＳ１０８）。
ランプ情報読み取り失敗処理が開始されると、制御部６０は表示部８０にランプ種別読取失敗ウィンドウを表示させ、作業者（オペレータ）の操作によってランプの種類が選択される（ステップＳ１０９）。このように選択されたランプの種類は、制御部６０によって、現在搭載されているランプの種類として管理される（ステップＳ１１０）。

一方、制御部６０のランプ判定部６１が、接続検知器４２によりランプの有無を確認して、ランプ有りという検知結果を得（図２のステップＳ１１１）、更に、ランプ判定部６１が、ランプ種類検知器４１によりランプ識別器１１１からランプ識別番号を読み出すことができた場合（ステップＳ１１２）には、そのランプ識別番号が表しているランプの種類が、制御部６０によって、現在搭載されているランプの種類として管理される（ステップＳ１１３）。
このようにランプの種類が確定すると、次に、制御部６０のフィルタ判定部６２が、フィルタ種類検知器４３によりフィルタの種類を検知する（ステップＳ１１４）。そして、制御部６０は、ランプの種類とフィルタの種類との組合せを、図１１のステップＳ１０１で読み出した設定情報と比較する（ステップＳ１１５）。比較の結果、ランプの種類とフィルタの種類との組合せが、積算光量が設定されている組合せと不一致であった場合には、表示部８０のアラーム表示部８３に種別不一致アラームが表示される（ステップＳ１１６）。

種別不一致アラームを見た作業者は、表示部８０の光源情報表示部８１，８２に表示されているランプの種類とフィルタの種類を確認し、積算光量が設定されている組合せとなるようにランプやフィルタの入れ替えを行う（ステップＳ１１７）。
このように、ランプの種類とフィルタの種類との組合せが設定情報と不一致の場合に警告が発せられることで作業者のミスが回避される。
入れ替え作業後、再び制御部６０のフィルタ判定部６２が、フィルタ種類検知器４３によりフィルタの種類を検知し、制御部６０は、ランプの種類とフィルタの種類との組合せを設定情報と比較する（ステップＳ１１８）。
比較の結果、ランプの種類とフィルタの種類との組合せが、積算光量が設定されている組合せと一致した場合には、表示部８０に、種別が一致し点灯可能な状態になったことが表示され、種別不一致アラームのリセット処理が行われる（ステップＳ１１９）。

その後、作業者が、投入電力の設定を指示する操作を行うと、制御部６０の点灯条件設定部６３は、ランプの種類とフィルタの種類との組合せに基づいて図８に示すような対応表１５０から積算光量を得、その積算光量と搬送速度からランプの照度を得、その照度をランプの種類毎の出力曲線に当てはめて、投入電力を算出する。点灯条件設定部６３は、そのように算出した投入電力を記憶部７０に点灯条件情報７３として記憶させる（ステップＳ１２０）。
このように、ランプの種類とフィルタの種類との組合せに基づいて運転条件が決定されることにより、偏光光照射装置１００は複数波長のいずれでも安全に運転されることになる。

次に、作業者が表示部８０のタッチパネルを操作して点灯指令を発行すると、制御部６０は、点灯条件情報７３が示す投入電力を電源５１に指示し点灯指令を与える（図１３のステップＳ１２１）。電源５１は、指示された投入電力を出力に反映させるとともにランプ（の点灯回路）に点灯指令を与え、ランプが点灯して点灯完了が制御部６０に通知される（ステップＳ１２２）。
制御部６０は、図１０に示す対応表が表す階段関数に投入電力を当てはめてインバータの駆動周波数を得、その駆動周波数をインバータ５２に設定する。そしてインバータ５２は、設定された周波数で駆動を開始して、駆動の完了を制御部６０に通知する（ステップＳ１２３）。
ランプの点灯完了とインバータの駆動完了の通知を受けた制御部６０は、表示部８０を介して作業者に点灯完了を通知する（ステップＳ１２４）。
最後に制御部６０は、各種の設定パラメータを記憶部７０に書込み、設定パラメータの書込みが正常に完了すると記憶部７０から制御部６０に完了の通知が送られる。
このような手順で偏光光照射装置１００の運転条件が設定され、運転が実行される。

１００…偏光光照射装置、Ｗ…ワーク、１０…光源部、１１…ランプ、１１１…ランプ識別器、４１…ランプ種類検知器、１３…フィルタユニット、１３１…フィルタ識別器、４３…フィルタ種類検知器、１６…冷却機（ラジエータ）、１７…送風機（ブロア）、１９…偏光素子ユニット、２０…搬送部、２１…ステージ、２２…Ｘ方向駆動機構、５１…電源、５２…インバータ、６０…制御部、６３…点灯条件設定部、６４…冷却条件設定部、７０…記憶部、８０…表示部

Claims (8)

1. 複数種類の放電ランプのうちから選択された放電ランプが搭載され、その搭載された放電ランプからの光を放出するランプ部と、
   光が有する波長成分と偏光成分の少なくとも一方について成分の一部を透過させる光学フィルタであって、複数種類の光学フィルタのうちから選択された光学フィルタが搭載され、その搭載された光学フィルタを、前記ランプ部から放出された光に作用させるフィルタ部と、
   前記フィルタ部の光学フィルタを透過した光を被照射物に照射する照射部と、
   前記ランプ部に搭載された放電ランプの種類を検出するランプ検出器と、
   前記フィルタ部に搭載された光学フィルタの種類を検出するフィルタ検出器と、
   前記ランプ検出器によって検出された放電ランプの種類と前記フィルタ検出器によって検出された光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件で本光照射装置を運転させる運転制御部とを備えたことを特徴とする光照射装置。
2. 前記光学フィルタが、光の波長成分の一部を透過させるものであり、
   前記運転制御部が、前記光学フィルタを透過した光で前記組み合わせに応じた積算光量を実現するように本光照射装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記光学フィルタが、光の波長成分の一部を透過させる第１フィルタと、その第１フィルタを透過した光の偏光成分の一部を透過させる第２フィルタとを有するものであり、 前記運転制御部が、前記組み合わせに応じて警告を通知するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射装置。
4. 前記ランプ部を冷却する冷却器を備え、
   前記運転制御部が、前記組み合わせに応じた冷却条件で前記冷却器を運転させるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光照射装置。
5. 前記運転制御部が、前記組み合わせに応じた照射条件で前記被照射物を照射するように
   前記ランプ部および前記照射部の少なくとも一方を運転させるものであることを特徴とす
   る請求項１から４のいずれか１項に記載の光照射装置。
6. 複数種類の放電ランプのうちから選択された放電ランプが搭載され、その搭載された放電ランプからの光を放出するランプ部と、
   光が有する波長成分の一部を透過させる波長フィルタであって、複数種類の波長フィルタのうちから選択された波長フィルタが搭載され、その搭載された波長フィルタを、前記ランプ部から放出された光に作用させる波長フィルタ部と、
   光が有する偏光成分の一部を透過させる偏光板であって、複数種類の偏光板のうちから選択された偏光板が搭載され、その搭載された偏光板を、前記波長フィルタ部を透過した光に作用させる偏光部と、
   前記偏光板を透過した光を被照射物に照射する照射部と、
   前記ランプ部に搭載された放電ランプの種類を検出する第１検出器と、
   前記波長フィルタ部に搭載された波長フィルタおよび前記偏光部に搭載された偏光板のうち少なくとも一方いついて種類を検出する第２検出器と、
   前記第１検出器によって検出された放電ランプの種類と前記第２検出器によって検出された種類との組み合わせに応じた運転条件で本光配向装置を運転させる運転制御部とを備えたことを特徴とする光配向装置。
7. 複数種類の放電ランプのうちから選択された放電ランプが搭載され、その搭載された放電ランプからの光を放出するランプ部と、光が有する波長成分と偏光成分の少なくとも一方について成分の一部を透過させる光学フィルタであって、複数種類の光学フィルタのうちから選択された光学フィルタが搭載され、その搭載された光学フィルタを、前記ランプ部から放出された光に作用させるフィルタ部と、前記フィルタ部の光学フィルタを透過した光を被照射物に照射する照射部とを備えた光照射装置のランプ部に搭載された放電ランプの種類を取得し、
   前記フィルタ部に搭載された光学フィルタの種類を取得し、
   前記放電ランプの種類と前記光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件で、前記光照射装置を運転させることを特徴とする制御装置。
8. 複数種類の放電ランプのうちから選択された放電ランプが搭載され、その搭載された放電ランプからの光を放出するランプ部と、光が有する波長成分と偏光成分の少なくとも一方について成分の一部を透過させる光学フィルタであって、複数種類の光学フィルタのうちから選択された光学フィルタが搭載され、その搭載された光学フィルタを、前記ランプ部から放出された光に作用させるフィルタ部と、前記フィルタ部の光学フィルタを透過した光を被照射物に照射する照射部とを備えた光照射装置のランプ部に搭載された放電ランプの種類を検出するランプ検出過程と、
   前記フィルタ部に搭載された光学フィルタの種類を検出するフィルタ検出過程と、
   前記ランプ検出過程で検出された放電ランプの種類と前記フィルタ検出過程で検出された光学フィルタの種類との組み合わせに応じた運転条件で前記光照射装置を運転させる運転過程とを経ることを特徴とする光照射装置の運転方法。

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