JPWO2019039427A1 - 光源装置、露光装置、および光源装置の判定方法 - Google Patents

Abstract

プリント配線基板等の露光に用いる露光装置において、光源となる放電灯が純正品であるか否か、および、新品であるか中古品かを高精度、短時間かつ低コストで識別するための判定用回路を備えた光源装置を提供する。光源装置１００を、光源となる放電灯１１０と、判定用回路２００と、放電灯１１０および判定用回路２００が取り付けられたリフレクタ容器１５１とで構成する。そして、判定用回路２００を、放電灯１１０が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯２１０と、放電灯１１０が新品であるかどうかを判別するために白熱灯２１０に対して直列に接続されたヒューズ２２０とで構成する。

Description

本発明は、プリント配線基板等の露光に用いる露光装置において、光源となる放電灯が純正品であるか否か、および、新品であるか中古品かを検出するための判定用回路を備えた光源装置、その光源装置を用いた露光装置、および、光源装置の判定方法に関する。

従来、電子機器に部品を実装するために樹脂やガラスエポキシ材の基板上に銅等の金属で配線パターンを形成したプリント配線基板が用いられている。これらのプリント配線基板上への配線パターンの形成にはフォトエッチング技術が用いられている。フォトエッチングは、配線となる金属層が全面に形成された基板上全面に、感光性の薬剤であるフォトレジストを塗布し、これに配線パターンと同一のフォトマスクを通して露光装置からの照射光を照射することによって行う。

フォトレジストには、照射光によりフォトレジストの溶解性が低下するネガ型フォトレジストと、逆に照射光によりフォトレジストの溶解性が増大するポジ型フォトレジストがある。照射光により溶解性が相対的に増大したフォトレジスト部分を化学処理して取り除き、露出した金属層をエッチングにより除去するとフォトレジストが残った部分の下にある金属層だけが残り、フォトレジストを除去することで配線パターンが基板上に形成される。ポジ型、ネガ型いずれのフォトレジストに照射光を照射する場合でも、照射面全面に亘って均一な露光量を確保するために、均一な照度で一定の時間、安定した照射光の照射が必要である。

ところで、プリント配線基板の製造において、製造工程の効率化のために複数の回路が形成された１枚の大型プリント配線基板を製作し、基板完成後に個々の回路に分割することによって所望の電子機器に使用することが行われている。

このようなプリント配線基板の大型化に伴い、露光装置メーカーは光源である放電灯を大型化して高照度を得るか、または複数の低照度の小型の放電灯を用いた多灯の光源として必要な照度を確保しようとしている。例えば、８ｋＷの高圧放電灯の光源を１灯使用する代わりに２ｋＷの高圧放電灯の光源を４灯使用するなどである。低照度の放電灯は高照度の放電灯に比して、製造難易度や製造コストにおいて優位であり、多灯の光源を有する露光装置が多数販売されている。

しかしながら、このような光源の多灯化に伴って、均一な露光量の確保の必要性から複数の放電灯同士の均質性がより重要となってきている。そのため、露光装置の性能を安定させ、信頼性の高いプリント配線基板を製造するには、同一メーカーによって、同一材料、同一工法で製作された純正品の放電灯だけを使用することが必要となり、放電灯が純正品かどうか判定する装置および判定方法が必要となっている。

露光装置に限らず光学装置において、使用されている放電灯や光源を判定する方法はいくつか知られている（例えば、特許文献１から３参照。）。例えば、特許文献１に記載のランプ異常検出装置では、ハロゲンランプなどフィラメントを使用した白熱電球に所定の電圧を供給し、フィラメントが半切れ状態時の電流値と、フィラメントが正常時の電流値とを比較して異常のあるランプを検出するとしている。しかしながら、これでは、ランプの寿命は検出できても、ランプが純正品か否かを判定することは困難である。

また、例えば特許文献２では、白熱灯あるいは蛍光灯といった光源と並列に抵抗およびコンデンサーが接続された回路を接続し、この光源の両端に所定の電圧を供給した時の時定数（抵抗値と容量値の積）を測定して光源が白熱灯か蛍光灯かを検出するとしている。しかしながら、これでは、時定数の大きな違い（白熱灯と蛍光灯では時定数は大きく異なる。）は検出できても、同じ白熱灯間での純正品か否かを判定することは困難である。

さらに、例えば特許文献３では、同一白熱電球のバルブ内に封入された複数のフィラメントに紫外線を放射しつつ、それらフィラメント間の放電開始電圧を測定し、不良品を検出するとしている。しかしながら、これでは不良品は検出できても、ランプが純正品か否かを判定することは困難である。

特公平７−５２６７７号公報 特表２０１０−５２７５０４号公報 特開昭６２−４３０５９号公報

純正品の光源装置か、あるいは、他のメーカーによって製造された類似品の光源装置かを判定するためには特許文献１および３のように、光源が不良か否か、あるいは特許文献２のように異種の光源であるか否かを識別するよりも、さらに精度の高い判定装置が必要である。また、複数の光源の検査時間が露光装置の起動時間を大きく超えないことと、露光装置全体のコストを大きく増やさないことという課題も同時に解決する必要がある。

さらに言えば、均一な露光量の確保という観点からすると、同一メーカーによる純正品の光源装置であっても、新品と中古品とを混在させて使用するのは好ましくない。このため、一度でも使用されたことのある中古品の光源装置であるか否かを判定できる光源装置が求められていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリント配線基板等の露光に用いる露光装置において、光源となる放電灯が純正品であるか否か、および、新品であるか中古品かを高精度、短時間かつ低コストで識別するための判定用回路を備えた光源装置およびその光源装置を用いた露光装置とその判定方法を提供することにある。

本発明の一局面によれば、
光源となる放電灯と、
判定用回路と、
前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
前記判定用回路は、前記放電灯が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯と、前記放電灯が新品であるかどうかを判別するために前記白熱灯に対して直列に接続されたヒューズとを有している光源装置が提供される。

また、本発明の他の局面によれば、
光源となる放電灯と、
判定用回路と、
前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
前記判定用回路は、前記放電灯が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯と、前記放電灯が新品であるかどうかを判別するために前記白熱灯に対して並列に接続されたヒューズとを有している光源装置が提供される。

さらに、本発明の他の局面によれば、
光源となる放電灯と、
判定用回路と、
前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
前記判定用回路は、前記放電灯が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯と、前記放電灯が新品であるかどうかを判別するために前記白熱灯に対して直列に接続されたダイオードとを有している光源装置が提供される。

また、本発明の他の局面によれば、
光源となる放電灯と、
判定用回路と、
前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
前記判定用回路は、前記放電灯が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯と、前記放電灯が新品であるかどうかを判別するために前記白熱灯に対して並列に接続されたダイオードとを有している光源装置が提供される。

また、本発明の他の局面によれば、
光源となる放電灯と、
判定用回路と、
前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
前記判定用回路は、気密された内部空間を有する封体容器と、前記内部空間に配設されたフィラメントと、前記内部空間に封入された腐食性気体とを有していることを特徴とする光源装置が提供される。

好適には、前記判定用回路は前記リフレクタ容器内に収容されている。

好適には、前記ヒューズは温度ヒューズである。

好適には、前記腐食性気体には酸素が含まれている。

また、本発明の他の局面によれば、
１つ以上の上記光源装置と、
前記光源装置を被照射物に向けて装着するフレームと、
前記判定用回路に電流を供給する定電流電源と、
前記定電流電源からの前記電流をオン・オフするスイッチと、
前記スイッチをオン・オフして前記判定用回路に所定の時間通電する制御部と、
通電中の前記判定用回路の両端電圧を少なくとも２回測定する測定部と、
１回目の測定時の前記両端電圧と２回目の測定時の前記両端電圧との差と、放電灯の正否を判定する所定の上限値および下限値の電圧範囲とを比較する比較部と、
前記比較部からの信号を受け、前記両端電圧の差が所定の電圧範囲内にある場合は検査対象放電灯が純正品であると判定し、前記両端電圧の差が所定の電圧範囲外である場合は検査対象放電灯が純正品ではないと判定する判定部と、
前記放電灯が純正品であるか否かを判定した後で、
前記判定用回路に電流を供給する中古判定用定電流電源と、
前記中古判定用定電流電源からの前記電流をオン・オフする中古判定用スイッチと、
前記中古判定用スイッチをオン・オフして前記判定用回路に通電する中古判定用制御部と、
通電中の前記判定用回路の両端電圧を測定する中古判定用測定部と、
測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にあるか否かで前記放電灯が中古品か否かを判定する中古判定部と、
判定結果を表示する表示部とを備える露光装置が提供される。

上記光源装置の前記判定用回路に所定の時間通電し、
通電中の前記判定用回路の両端電圧を少なくとも２回測定し、
１回目の測定時の前記両端電圧と２回目の測定時の前記両端電圧との差と、放電灯の正否を判定する所定の上限値および下限値の電圧範囲とを比較し、
前記両端電圧の差が所定の電圧範囲内にある場合は判定対象の前記放電灯が純正品であると判定し、前記両端電圧の差が所定の電圧範囲外である場合は判定対象の前記放電灯が純正品ではないと判定し、
さらに、前記放電灯が純正品であるか否かを判定した後で、
前記判定用回路に通電し、
通電中の前記判定用回路の両端電圧を測定し、
測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にある場合は判定対象の前記放電灯が新品であると判定し、所定の上限値および下限値の電圧範囲外である場合は判定対象の前記放電灯が中古品であると判定する
光源装置の判定方法。

本発明によれば、プリント配線基板等の露光に用いる露光装置において、光源となる放電灯が純正品であるか否か、および、新品であるか中古品かを高精度、短時間かつ低コストで識別するための判定用回路を備えた光源装置およびその光源装置を用いた露光装置とその判定方法を提供できた。

本発明が適用された露光機１０の一例を示す図である。 本発明が適用された露光装置５０の一例を示す図である。 本発明が適用された露光装置５０の一例を示す平面図である。 本発明が適用された光源装置１００の一例を示す断面図である。 放電灯１１０の一例を示す断面図である。 本発明が適用された判定装置５７の一例を示す図である。 本発明が適用された変形例１に係る光源装置１００の一例を示す断面図である。 本発明が適用された変形例２に係る光源装置１００の一例を示す断面図である。 本発明が適用された変形例３に係る光源装置１００の一例を示す断面図である。 本発明が適用された変形例４に係る光源装置１００の一例を示す断面図である。 判定用回路２００の配設位置に関する他の実施例を示す断面図である。 判定用回路２００の配設位置に関する他の実施例を示す断面図である。

（実施例１）
（露光機１０の構成）
図１は、本発明が適用された実施例１に係る露光機１０を示す。露光機１０は、大略、露光装置５０と、インテグレータ１２と、凹面鏡１４と、照射面１６とで構成されている。

露光装置５０は、露光対象物Ｘの露光に適した波長を含む光を放射する。露光装置５０の詳細については、露光機１０の構成を説明した後で説明する。

インテグレータ１２は、露光装置５０からの光を受け入れる入射面１８、および、受け入れた光の均一性を高めたうえで当該光を出射する出射面２０を有している。入射面１８および出射面２０には、それぞれ、複数のフライアイレンズ２１が形成されている。

凹面鏡１４は、その内側に反射凹面２２を有している。この凹面鏡１４は、インテグレータ１２から出射された光を反射凹面２２で反射させて平行光にする。

照射面１６は、凹面鏡１４からの平行光を受ける光であり、当該平行光に対して略直交する向きに配置されている。この照射面１６には、露光対象物Ｘが載置される。露光対象物Ｘの表面には、例えば感光剤が塗布されている。凹面鏡１４からの平行光が露光対象物Ｘにおける所望の領域を照射することにより、露光対象物Ｘの表面に所望の回路パターン等が形成される。

（露光装置５０の構成）
図２は、本発明が適用された実施例１に係る露光装置５０を示す図である。また、図３は、露光装置５０の平面図である。露光装置５０は、複数の光源装置１００と、フレーム５２と、点灯回路５４と、スイッチ５５と、定電流電源５６と、判定装置５７と、中古判定用定電流電源７６と、中古判定用スイッチ７８とを備えている。なお、スイッチ５５と中古判定用スイッチ７８、および、定電流電源５６と中古判定用定電流電源７６は、それぞれ物理的に同じものが機能を共有するように設定してもよいし、それぞれ物理的に別のものを用意してもよい。

光源装置１００は、露光対象物Ｘの露光に適した波長を含む光を放射する。光源装置１００は、図４に示すように、大略、放電灯１１０と、リフレクタ１５０と、絶縁ベース１７０と、判定用回路２００とで構成されている。なお、リフレクタ１５０と絶縁ベース１７０とをまとめてリフレクタ容器１５１と記載することがある。

放電灯１１０は、図５に示すように、発光管部１１２と、当該発光管部１１２から延出する一対のシール部１１４とを有している。発光管部１１２および一対のシール部１１４は、石英ガラスで一体的に形成されている。さらに、発光管部１１２内にはシール部１１４によって密閉された内部空間１１６が形成されている。

放電灯１１０の各シール部１１４内には、埋設されたモリブデン製の箔１１８と、一端が箔１１８の一方端部に接続されているとともに他端が内部空間１１６内に配置されたタングステン製の一対の電極１２０と、一端が箔１１８の他方端部に接続されているとともに他端がシール部１１４から外部へ延出する一対のリード棒１２２とがそれぞれ設けられている。また、内部空間１１６には、所定量の水銀１２４およびハロゲン（例えば臭素）が封入されている。

放電灯１１０に設けられた一対のリード棒１２２に所定の高電圧を印加すると、発光管部１１２の内部空間１１６に設けられた一対の電極１２０間で開始したグロー放電がアーク放電に移行し、このアークによって蒸発および励起された水銀１２４によって光（主に紫外線）が放射される。

図４に戻って、本実施例にかかる光源装置１００では、一方のシール部１１４がリフレクタ１５０のシール部挿設孔１５６に挿設されている。なお、放電灯１１０は、交流点灯用でも直流点灯用でもよい。

リフレクタ１５０は、椀状の反射面１５２をその内側表面に有している。この反射面１５２は、リフレクタ１５０の内側に発光管部１１２が位置するように配置された放電灯１１０からの光の一部を反射させる。本実施例では、この反射面１５２は回転放物面で規定されている。また、放電灯１１０における発光点（概略、内部空間１１６における一対の電極１２０間に形成されたアークの中央位置）は当該回転放物面の焦点に一致している。これにより、放電灯１１０の発光点から放射され、反射面１５２で反射した後、リフレクタ１５０の開口１５４から出た光は、ほぼ平行光となる。もちろん、反射面１５２の形状はこれに限定されるものではなく、回転楕円面やその他の回転面、あるいは回転面以外の形状であってもよい。また、発光点を焦点に一致させることは必須ではなく、必要に応じて、発光点を焦点からずらしてもよい。

また、リフレクタ１５０における開口１５４とは反対側からは、底頸部１５５が突設されている。さらに、リフレクタ１５０の反射面１５２には、放電灯１１０にける一方のシール部１１４が挿設されるシール部挿設孔１５６が形成されている。このシール部挿設孔１５６は、反射面１５２の底から底頸部１５５の先端にかけて形成されている。

図１に示すように、放電灯１１０にリフレクタ１５０を組み合わせることにより、放電灯１１０から放射された光は、反射面１５２の中心軸ＣＬに沿って進む光を中心として所定の角度（開き角）をもった範囲でリフレクタ１５０の前方に進むようになる。

図４に戻り、絶縁ベース１７０は、セラミック等の電気的絶縁体で形成されており、リフレクタ１５０の底頸部１５５およびシール部挿設孔１５６に挿設された放電灯１１０における一方のシール部１１４が挿入されるリフレクタ挿入穴１７２が形成されている。底頸部１５５およびシール部１１４がリフレクタ挿入穴１７２に挿入されることにより、絶縁ベース１７０がシール部挿設孔１５６を外側から覆うことになる。

また、絶縁ベース１７０には、上述したリフレクタ挿入穴１７２に連通する内側空間１７４が形成されており、さらに当該内側空間１７４と外側とを互いに連通して電源ケーブルＡが挿通される電源ケーブル挿通穴１７６が形成されている。

さらに、絶縁ベース１７０および放電灯１１０（本実施例の場合、さらに、判定用回路２００）は、電気絶縁性および高い熱伝導性を有する無機接着剤Ｃによって互いに固定されている。具体的に説明すると、絶縁ベース１７０のリフレクタ挿入穴１７２にリフレクタ１５０の底頸部１５５の端部、および、放電灯１１０の一方のシール部１１４を挿入し、さらに、絶縁ベース１７０の内側空間１７４に判定用回路２００や電源ケーブルＡを配置した状態で、当該内側空間１７４に無機接着剤Ｃが充填されている。

判定用回路２００は、本実施例の場合、白熱灯２１０と、ヒューズ２２０とを有している。ヒューズ２２０は白熱灯２１０に対して直列に接続された部品である。本実施例の場合、ヒューズ２２０の容量は、後述するように放電灯１１０が純正品であるか否かを判定するための定電流が流される際には断線せず、純正品判定の後、ヒューズ断線動作部６７によって当該定電流よりも大きな電流が流されたときに断線するように設定されている。なお、これに代えて、点灯中の放電灯１１０からの熱で断線するようなヒューズ２２０、つまり、「温度ヒューズ」を使用してもよい。

図３に戻り、フレーム５２は、複数の光源装置１００が装着される複数の凹所５８が形成された略直方体状の部材である。

図２に戻り、点灯回路５４は、フレーム５２に取り付けられた各光源装置１００の放電灯１１０に必要な電力を供給する回路である。また、定電流電源５６および中古判定用定電流電源７６は、各光源装置１００の判定用回路２００に直流の定電流を供給する電源であり、スイッチ５５および中古判定用スイッチ７８は判定用回路２００に供給する直流の定電流をオン・オフする。なお、判定用の定電流は交流であってもよい。

判定装置５７は、各光源装置１００（放電灯１１０）が純正品か否か、および、各光源装置１００（放電灯１１０）が新品かあるいは中古品かを判定するための装置であり、図６に示すように、大略、制御部６０と、測定部６２と、比較部６４と、判定部６６と、ヒューズ断線動作部６７と、中古判定用制御部６８と、中古判定用測定部７０と、中古判定部７２とを有している。なお、制御部６０と中古判定用制御部６８、測定部６２と中古判定用測定部７０、および、判定部６６と中古判定部７２は、それぞれ物理的に同じものが機能を共有するように設定してもよいし、それぞれ別のものを用意してもよい。

制御部６０は、スイッチ５５を操作して、定電流電源５６から判定用回路２００に供給される電流をオン・オフする機能を有する。

測定部６２は、判定用回路２００の両端電圧を測定する機能を有する。なお、本実施例の場合、測定部６２は、通電中の判定用回路２００の両端電圧を少なくとも２回測定するようになっている。

比較部６４は、測定部６２で測定された判定用回路２００の１回目の測定時の両端電圧と２回目の測定時の両端電圧との差と、放電灯１１０が純正品か否かを判定する所定の上限値および下限値の電圧範囲とを比較する機能を有する。比較部６４には予め所定の条件で測定された複数の純正品検出用の白熱灯の電圧分布範囲が記録されており、比較部６４は、上記比較した結果の信号を判定部６６に送信する。

判定部６６は、比較部６４から送信された結果の信号を受け、両端電圧の差が所定の電圧範囲内にある場合は検査対象の放電灯１１０が純正品であると判定し、逆に、両端電圧の差が所定の電圧範囲外である場合は検査対象の放電灯１１０が純正品ではないと判定する。

放電灯１１０が純正品か否かを判定部６６が判定した後、ヒューズ断線動作部６７が判定用回路２００に対して純正品判定用の定電流よりも大きな電流を流す。これにより、ヒューズ２２０が断線して判定用回路２００がオープンとなり、判定用回路２００の両端抵抗値は無限大になる。

中古判定用制御部６８は、ヒューズ断線動作部６７による動作の後、中古判定用スイッチ７８を操作して、中古判定用定電流電源７６から判定用回路２００に供給される電流をオン・オフする機能を有する。

中古判定用測定部７０は、通電中の判定用回路２００の両端電圧を測定する機能を有する。

中古判定部７２は、中古判定用測定部７０で測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にあるか否かで放電灯１１０が新品かあるいは中古品かを判定する機能を有する。すなわち、中古判定用測定部７０で測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にある場合、中古判定部７２は当該放電灯１１０が新品であると判定する。逆に、中古判定用測定部７０で測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲外にある場合、中古判定部７２は当該放電灯１１０が中古品であると判定する。

（露光装置５０の動作）
露光装置５０の電源スイッチ（図示せず）が投入されると、点灯回路５４はフレーム５２に取り付けられたすべての光源装置１００における放電灯１１０に電力を供給する。通常、放電灯１１０が完全に立ち上がるには数分を要する。

例えば、露光装置５０の電源スイッチ投入の直後に、判定装置５７における制御部６０がフレーム５２に取り付けられたいずれか１つの光源装置１００における判定用回路２００に接続されたスイッチ５５をオンにして、定電流電源５６から当該判定用回路２００に定電流を供給する。もちろん、判定装置５７が動作するタイミングはこれに限定されるものではない。

１回目にスイッチ５５をオンにした直後に測定部６２が判定用回路２００の両端電圧を測定し、その結果（１回目）を比較部６４に送る。次に、１回目の測定から所定時間後（例えば、１０秒後）に同じ判定用回路２００に対して再度定電流を供給し、測定部６２が判定用回路２００の両端電圧を測定し、その結果（２回目）を比較部６４に送る。

２回の両端電圧測定結果を受け取った比較部６４は、２回の測定電圧の差が予め記録されていた電圧差範囲内か否かの結果信号を判定部６６に送る。両端電圧の差が所定の電圧範囲内にある場合、判定部６６は検査対象の放電灯１１０が純正品であると判定し、逆に、両端電圧の差が所定の電圧範囲外である場合、判定部６６は検査対象の放電灯１１０が純正品ではないと判定する。

一般的に、白熱灯２１０は、それに含まれるフィラメントの特性上、電流を通電してからしばらく（数秒）の間は抵抗値が増加する傾向にある。このため、光源装置１００が純正品である場合、２回目に測定した判定用回路２００の両端電圧（例えば８．５Ｖ）は、１回目に測定した両端電圧（例えば２．０Ｖ）に比べて大きくなる。逆に、純正品でない場合は２回目の測定結果が１回目の測定結果と同一か殆ど同じになる。これにより、上述した判定方法で光源装置１００（放電灯１１０）が純正品か否かを判定できる。なお、上述した２回目の測定のタイミングでのみ両端電圧を測定することによって純正品か否かを判定してもよい。この場合、両端電圧の測定値が所定の電圧範囲内にあるか否かで純正品か否かを判定することになる。

１つ目の光源装置１００における純正品判定が完了した後、制御部６０は他の光源装置１００における判定用回路２００への定電流の供給を開始する。以降、上述した１つ目の場合と同様に純正品判定を行い、すべての光源装置１００の判定を終了するまで、あるいは所定の範囲の光源装置１００の検査を終了するまで同様の判定を繰り返す。

必要な純正品判定が完了した後、判定装置５７におけるヒューズ断線動作部６７は、判定用回路２００に対して純正品判定用の定電流よりも大きな電流（例えば、３０Ｖ，１．４Ａ）を流す。これにより、ヒューズ２２０が断線して判定用回路２００がオープンとなり、判定用回路２００の両端抵抗値は無限大になる。

然る後、判定装置５７における中古判定用制御部６８はいずれか１つの光源装置１００における判定用回路２００に接続された中古判定用スイッチ７８をオンにして、中古判定用定電流電源７６から当該判定用回路２００に定電流を供給する。中古判定用スイッチ７８をオンにした直後に中古判定用測定部７０が判定用回路２００の両端電圧を測定し、その結果を中古判定部７２に送る。

中古判定部７２は、測定電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にあるか否かで放電灯１１０が新品かあるいは中古品かを判定する。

本実施例の場合、中古判定用測定部７０で測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にある場合、中古判定部７２は当該放電灯１１０が新品であると判定する。逆に、中古判定用測定部７０で測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲外にある場合、中古判定部７２は当該放電灯１１０が中古品であると判定する。光源装置１００が純正品であり、かつ、１回でも使用されたことのあるもの（＝中古品）である場合、上述のように判定用回路２００におけるヒューズ２２０はヒューズ断線動作部６７によって既に断線されていることから、判定用回路２００はオープン（抵抗値＝無限大）状態になっている。このため、判定用回路２００の両端電圧は中古判定用定電流電源７６の最大電圧が印加されている。所定の上限値をこの「中古判定用定電流電源７６の最大電圧」よりも小さく設定しておくことにより、判定用回路２００がオープンとなった中古品を中古判定用測定部７０で判定できる。

ここまでは、露光装置５０に取り付けられたすべての光源装置１００に対して純正品判定を行った後で中古品判定を開始する例を説明したが、ひとつの光源装置１００に対して純正品判定および中古品判定を続けて行った後、他の光源装置１００に対しても純正品判定および中古品判定を続けて行うようにしてもよい。もちろん、複数の光源装置１００をひとまとめにして順に純正品判定を行い、然る後、順に中古品判定を行ってもよい。このことは、以下の変形例でも同じである。さらに、純正品判定を行った後、２０００時間程度使用した後で、中古品判定を行ってもよい。

（露光装置５０の特徴）
本実施例によれば、光源となる放電灯１１０が純正品であるか否か、および、新品かあるいは中古品かを高精度、短時間かつ低コストで識別するための判定用回路２００を備えた光源装置１００、および、当該光源装置１００を用いた露光装置５０とその判定方法を提供できた。

（変形例１）
上述の実施例における光源装置１００の判定用回路２００では、ヒューズ２２０が白熱灯２１０に対して直列に接続されていたが、図７に示すように、当該ヒューズ２２０を白熱灯２１０に対して並列に接続してもよい。

この場合、光源装置１００の正規品判定は以下のようになる。すなわち、制御部６０がスイッチ５５を操作して定電流電源５６から判定用回路２００に給電させた後、測定部６２が判定用回路２００の両端電圧を測定する。このとき、正規品であれば、主にヒューズ２２０に電流が流れることから、両端電圧は十分に小さく（例えば、０．４Ｖ程度）なる。

然る後、ヒューズ断線動作部６７を動作させて、判定用回路２００（主にヒューズ）に対して大きな電流および電圧（例えば、３０Ｖ，１．４Ａ）を流す。これにより、ヒューズ２２０が断線して判定用回路２００は実質的に白熱灯２１０のみとなる。もちろん、上述した実施例１と同様に点灯中の放電灯１１０からの熱でヒューズ２２０を断線させてもよい。

次に、制御部６０により、再度、スイッチ５５をオンにして、定電流電源５６から当該判定用回路２００に定電流を供給する。１回目にスイッチ５５をオンにした直後に測定部６２が判定用回路２００の両端電圧を測定し、その結果（１回目）を比較部６４に送る。次に、１回目の測定から所定時間後（例えば、１０秒後）に同じ判定用回路２００に対して再度定電流を供給し、測定部６２が判定用回路２００の両端電圧を測定し、その結果（２回目）を比較部６４に送る。

２回の両端電圧測定結果を受け取った比較部６４は、２回の測定電圧の差が予め記録されていた電圧差範囲内か否かの結果信号を判定部６６に送る。両端電圧の差が所定の電圧範囲内にある場合、判定部６６は検査対象の放電灯１１０が純正品であると判定し、逆に、両端電圧の差が所定の電圧範囲外である場合、判定部６６は検査対象の放電灯１１０が純正品ではないと判定する。なお、判定用の定電流は直流でも交流でもよい。また、上述した２回目の測定のタイミングでのみ両端電圧を測定することによって純正品か否かを判定してもよい。この場合、両端電圧の測定値が所定の電圧範囲内にあるか否かで純正品か否かを判定することになる。

中古品判定は以下のようになる。すなわち、中古判定用制御部６８により、中古判定用スイッチ７８をオンにして、中古判定用定電流電源７６から当該判定用回路２００に定電流を供給する。１回目に中古判定用スイッチ７８をオンにした直後に中古判定用測定部７０が判定用回路２００の両端電圧を測定し、その結果（１回目）を中古判定用比較部７１に送る。次に、１回目の測定から所定時間後（例えば、１０秒後）に同じ判定用回路２００に対して再度定電流を供給し、中古判定用測定部７０が判定用回路２００の両端電圧を測定し、その結果（２回目）を中古判定用比較部７１に送る。

２回の両端電圧測定結果を受け取った中古判定用比較部７１は、２回の測定電圧の差が予め記録されていた電圧差範囲内か否かの結果信号を中古判定部７２に送る。両端電圧の差が所定の電圧範囲内にある場合、中古判定部７２は検査対象の放電灯１１０が中古品であると判定し、逆に、両端電圧の差が所定の電圧範囲外である場合、中古判定部７２は検査対象の放電灯１１０が新品であると判定する。この理由は、実施例１における純正品判定の際に説明したものと同じである。

光源装置１００が純正品の新品である場合、上述のように判定用回路２００におけるヒューズ２２０は白熱灯２１０に対して並列に接続されていることから、判定用回路２００の両端電圧は何回測定してもほぼゼロになる。これにより、１回目と２回目の両端電圧の測定値の差が所定の電圧範囲外（ほぼ同じ＝差はゼロ）となることから、判定用回路２００が実質的に白熱灯２１０のみになった中古品を中古判定用測定部７０で判定できる。なお、判定用の定電流は直流でも交流でもよい。また、上述した２回目の測定のタイミングでのみ両端電圧を測定することによって新品か中古品かを判定してもよい。この場合、両端電圧の測定値が所定の電圧範囲内（ほぼゼロ）であるか否かで新品か中古品かを判定することになる。

（変形例２）
上述の実施例における光源装置１００の判定用回路２００は、白熱灯２１０およびヒューズ２２０で構成されていたが、図８に示すように、ヒューズ２２０に代えて、ダイオード２３０を白熱灯２１０に対して直列に接続してもよい。

この場合、光源装置１００の正規品判定は実施例１と同じ（ただし、定電流電源５６から判定用回路２００に流す電流は、ダイオード２３０の順方向の直流である点に注意）であるから、実施例１の正規品判定の手順を援用して説明を省略する。

次に、この変形例２では、実施例１におけるヒューズ断線動作部６７に代えて、逆電圧印加部８０が用いられる。この逆電圧印加部８０は、ダイオード２３０が破損する程度の逆方向電圧（直流）を当該ダイオード２３０（判定用回路２００）に対して印加する機能を有する。光源装置１００の正規品判定を完了した後、この逆電圧印加部８０を作動させてダイオード２３０を逆方向電圧で破損させる。これにより、ダイオード２３０が内部でショートをおこしてその機能を失い、判定用回路２００は白熱灯２１０のみで構成されたのと同じになる。

このように光源装置１００が正規品である場合、逆電圧印加部８０が作動した後の判定用回路２００は白熱灯２１０のみで構成されたのと同じになることから、変形例２に係る光源装置１００の中古品判定は上述した変形例１で説明したものと基本的に同じ方法で行う。なお、中古判定用定電流電源７６から当該判定用回路２００に供給する直流の定電流は、正常な場合のダイオード２３０の逆方向に流す必要がある。

（変形例３）
また、図９に示すように、ダイオード２３０を白熱灯２１０に対して並列に接続してもよい。この場合、光源装置１００の正規品判定は実施例１と同じ（ただし、定電流電源５６から判定用回路２００に流す電流は、ダイオード２３０の逆方向の直流である点に注意）であるから、実施例１の正規品判定の手順を援用して説明を省略する。

光源装置１００が正規品であることを確認した後、逆電圧印加部８０によってダイオード２３０に大きな逆方向電圧（直流）が印加され、ダイオード２３０が内部でショートをおこしてその機能を失い、判定用回路２００はショート状態になる。

然る後、判定装置５７における中古判定用制御部６８は、中古判定用スイッチ７８をオンにして、中古判定用定電流電源７６から当該判定用回路２００に定電流を供給する（ただし、中古判定用定電流電源７６から判定用回路２００に流す電流は、ダイオード２３０の逆方向の直流である点に注意）。中古判定用スイッチ７８をオンにした直後に中古判定用測定部７０が判定用回路２００の両端電圧を測定し、その結果を中古判定部７２に送る。

中古判定部７２は、測定電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にあるか否かで放電灯１１０が新品かあるいは中古品かを判定する。本実施例の場合、中古判定用測定部７０で測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にある場合、中古判定部７２は当該放電灯１１０が新品であると判定する。逆に、中古判定用測定部７０で測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲外にある場合、中古判定部７２は当該放電灯１１０が中古品であると判定する。

光源装置１００が純正品である場合、上述のように判定用回路２００におけるダイオード２３０は逆電圧印加部８０によって既にショート状態になっていることから、判定用回路２００はショート（抵抗値がかなり小さい）状態になっている。このため、中古品の場合、判定用回路２００の両端電圧は１Ｖ以下になっている。万一、光源装置１００が新品の場合、ダイオード２３０はその機能を失っていないことから逆方向に電流は流れないので、電流は白熱灯２１０のみを流れる。つまり、判定用回路２００は白熱灯２１０のみと同じ状態になっていることから、判定用回路２００の両端電圧は１Ｖよりも大きくなる（例えば、２．０Ｖから８．５Ｖ）。これにより、光源装置１００の中古判定を行うことができる。

（変形例４）
さらに、図１０に示すように、気密された内部空間２４０を有する封体容器２４２と、内部空間２４０に配設されたフィラメント２４４と、内部空間２４０に封入された腐食性気体２４６とで判定用回路２００を構成してもよい。腐食性気体２４６は、酸素を含む空気が入手性等の点で好適であるが、過剰な量のハロゲン（例えば、フッ素・塩素・ヨウ素・臭素）を封入してもよい。

一般的な白熱灯の封体容器内にはフィラメントを腐食（燃焼）させる腐食性気体は封入されておらず、フィラメントが焼き切れるのを防止する適正量のハロゲンが封入されているのに対して、この変形例４で使用されている判定用回路２００は一般的な白熱灯に近い構成を有しているが、封体容器２４２の内部空間２４０に腐食性気体２４６が封入されている点が異なっている。

このため、フィラメント２４４に通電すると、フィラメント２４４は、所定の時間は一般的な白熱灯と同様の抵抗値挙動を示し、当該所定の時間が経過すると、腐食性気体２４６によってフィラメント２４４は焼き切れるようになっている。フィラメント２４４が焼き切れると、本変形例４の判定用回路２００はオープン（抵抗値＝無限大）状態になる。

したがって、フィラメント２４４が焼き切れるまでの間に行う光源装置１００の正規品判定の方法は実施例１と同じであるから、実施例１の正規品判定の手順を援用して説明を省略する。

次に、この変形例４では、上述したヒューズ断線動作部６７や逆電圧印加部８０といった意図的に断線を起こしたり、ダイオード２３０を破損させたりする機能は必須ではない。正規品判定において、制御部６０がスイッチ５５をオンにして、定電流電源５６から判定用回路２００に定電流を供給し続けて所定の時間が経過すると、上述のようにフィラメント２４４が焼き切れて判定用回路２００がオープン（抵抗値＝無限大）状態になるからである。

このようにフィラメント２４４が焼き切れた後、光源装置１００の中古品判定を行うが、この中古品判定の方法も実施例１と同じであるから、上述した実施例１の中古品判定の手順を援用して説明を省略する。

（変形例５）
上述した実施例・変形例では、判定用回路２００はリフレクタ容器１５１内に収容されているが、判定用回路２００の配設位置はこれに限定されるものではなく、例えば、リフレクタ容器１５１の外部側方に配設してもよいし（図１１）、リフレクタ１５０の外側（背面側）に配設してもよい（図１２）。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０…露光機、１２…インテグレータ、１４…凹面鏡、１６…照射面
５０…露光装置、５２…フレーム、５４…点灯回路、５５…スイッチ、５６…定電流電源、５７…判定装置、５８…凹所、６０…制御部、６２…測定部、６４…比較部、６６…判定部、６７…ヒューズ断線動作部、６８…中古判定用制御部、７０…中古判定用測定部、７１…中古判定用比較部、７２…中古判定部、７６…中古判定用定電流電源、７８…中古判定用スイッチ
８０…逆電圧印加部
１００…光源装置
１１０…放電灯、１１２…発光管部、１１４…シール部、１１６…内部空間、１１８…箔、１２０…電極、１２２…リード棒、１２４…水銀
１５０…リフレクタ、１５１…リフレクタ容器、１５２…反射面、１５４…開口、１５５…底頸部、１５６…シール部挿設孔
１７０…絶縁ベース、１７２…リフレクタ挿入穴、１７４…内側空間、１７６…電源ケーブル挿通穴
２００…判定用回路
２１０…白熱灯
２２０…ヒューズ
２３０…ダイオード
２４０…内部空間、２４２…封体容器、２４４…フィラメント、２４６…腐食性気体

Claims (10)

1. 光源となる放電灯と、
   判定用回路と、
   前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
   前記判定用回路は、前記放電灯が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯と、前記放電灯が新品であるかどうかを判別するために前記白熱灯に対して直列に接続されたヒューズとを有している光源装置。
2. 光源となる放電灯と、
   判定用回路と、
   前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
   前記判定用回路は、前記放電灯が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯と、前記放電灯が新品であるかどうかを判別するために前記白熱灯に対して並列に接続されたヒューズとを有している光源装置。
3. 光源となる放電灯と、
   判定用回路と、
   前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
   前記判定用回路は、前記放電灯が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯と、前記放電灯が新品であるかどうかを判別するために前記白熱灯に対して直列に接続されたダイオードとを有している光源装置。
4. 光源となる放電灯と、
   判定用回路と、
   前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
   前記判定用回路は、前記放電灯が純正品であるかどうかを検出するための白熱灯と、前記放電灯が新品であるかどうかを判別するために前記白熱灯に対して並列に接続されたダイオードとを有している光源装置。
5. 光源となる放電灯と、
   判定用回路と、
   前記放電灯および前記判定用回路が取り付けられたリフレクタ容器とを備える光源装置であって、
   前記判定用回路は、気密された内部空間を有する封体容器と、前記内部空間に配設されたフィラメントと、前記内部空間に封入された腐食性気体とを有していることを特徴とする光源装置。
6. 前記判定用回路は前記リフレクタ容器内に収容されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光源装置。
7. 前記ヒューズは温度ヒューズであることを特徴とする、請求項１または２に記載の光源装置。
8. 前記腐食性気体には酸素が含まれていることを特徴とする、請求項５に記載の光源装置。
9. 請求項１に記載の光源装置と、
   前記光源装置を被照射物に向けて装着するフレームと、
   前記判定用回路に電流を供給する定電流電源と、
   前記定電流電源からの前記電流をオン・オフするスイッチと、
   前記スイッチをオン・オフして前記判定用回路に所定の時間通電する制御部と、
   通電中の前記判定用回路の両端電圧を少なくとも２回測定する測定部と、
   １回目の測定時の前記両端電圧と２回目の測定時の前記両端電圧との差と、放電灯の正否を判定する所定の上限値および下限値の電圧範囲とを比較する比較部と、
   前記比較部からの信号を受け、前記両端電圧の差が所定の電圧範囲内にある場合は検査対象放電灯が純正品であると判定し、前記両端電圧の差が所定の電圧範囲外である場合は検査対象放電灯が純正品ではないと判定する判定部と、
   前記放電灯が純正品であるか否かを判定した後で、
   前記判定用回路に電流を供給する中古判定用定電流電源と、
   前記中古判定用定電流電源からの前記電流をオン・オフする中古判定用スイッチと、
   前記中古判定用スイッチをオン・オフして前記判定用回路に通電する中古判定用制御部と、
   通電中の前記判定用回路の両端電圧を測定する中古判定用測定部と、
   測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にあるか否かで前記放電灯が新品であるか中古品かを判定する中古判定部とを備える露光装置。
10. 請求項１に記載の光源装置の前記判定用回路に所定の時間通電し、
    通電中の前記判定用回路の両端電圧を少なくとも２回測定し、
    １回目の測定時の前記両端電圧と２回目の測定時の前記両端電圧との差と、放電灯の正否を判定する所定の上限値および下限値の電圧範囲とを比較し、
    前記両端電圧の差が所定の電圧範囲内にある場合は判定対象の前記放電灯が純正品であると判定し、前記両端電圧の差が所定の電圧範囲外である場合は判定対象の前記放電灯が純正品ではないと判定し、
    さらに、前記放電灯が純正品であるか否かを判定した後で、
    前記判定用回路に通電し、
    通電中の前記判定用回路の両端電圧を測定し、
    測定した両端電圧が所定の上限値および下限値の電圧範囲内にある場合は判定対象の前記放電灯が新品であると判定し、所定の上限値および下限値の電圧範囲外である場合は判定対象の前記放電灯が中古品であると判定する
    光源装置の判定方法。

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