JP2006108069A - エキシマランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 １０００ｍｍを超す長尺のランプであっても、交換を簡単かつ安全に行うことができて、ランプハウス内やコンベア室内が汚染されることを回避できる信頼性の高いエキシマランプ装置を提供すること。
【解決手段】 ランプハウス内にエキシマランプが収納され、ランプからの紫外線を外部に照射するエキシマランプ装置であって、ランプハウス（１０）の内部に平行に並べられた複数の板状フレーム（１１０）と、略矩形箱型に成形され、底部にランプ収容部（１２５）が形成されたユニット（１２０）と、ランプ収容部に収容されたエキシマランプ（１２１）と、を具備し、前記ユニット（１２０）は、対向配置したフレーム（１１０，１１０）の間に挿入されると共に当該フレーム（１１０，１１０）により取出し可能に支持されていることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、エキシマランプ装置に関するものである。

例えば、特許文献１や特許文献２などで知られる、エキシマランプを搭載したエキシマランプ装置においては、エキシマランプから放射される２００ｎｍ以下１００ｎｍ以上の範囲の紫外光を被処理物の表面に照射して、発生したオゾンと透過した紫外光の相乗効果によって被処理物の表面の有機物等を分解飛散させて洗浄を行う。近時、被処理物である液晶表示装置のガラス基板の大型化につれて、エキシマランプ装置においては、大面積の処理を可能とするよう照射面積の増大化が強く要請されている。このため、搭載されるエキシマランプにおいては発光管の長尺化が進められ、エキシマランプが収容されるランプハウスにおいても内容積や重量が増大化してきている。

しかして、上述のエキシマランプ装置においては、次のような問題がある。
（１）エキシマランプは、発光管の長さが１０００ｍｍを超し、ランプの交換の作業が困難になってきている。すなわち、ランプが長いためたわみ易いことに加えて、寿命末期まで使用したエキシマランプは発光管のガラスが紫外光によって劣化しており、取り扱いを慎重に行わなければ、作業中の振動や衝撃で発光管が容易に破損してしまう可能性がある。しかも、特許文献１に記載のランプハウスは光取り出し窓ガラスの上でランプの交換作業を行っており、ランプの交換時に発光管が破損した場合、その破片などが窓ガラス上に落下してランプ収納室を汚染したり、ランプベース等の部材が窓ガラス上に落下した場合破損する等の問題があった。また、特許文献２に記載の光取り出し窓が具備されていないエキシマランプ装置では、基板を搬送するコンベア装置上にランプハウスを設置した状態で、ランプ交換を行っており、ランプの交換時に発光管が破損した場合、その破片などがコンベア室内を汚染してしまう等の問題があった。
（２）ランプハウスの筐体部分は、エキシマランプの熱的影響を受けるためにエキシマランプの点灯、消灯に対応して、熱膨張、収縮を繰り返すが、ランプハウス自体が大型化してきたため、熱膨張による伸びの絶対量が増し、係るランプハウスが搭載されたコンベア装置との接触部において摩擦が生じ、部材同士が摩れて粉が飛散することがあり、基板およびコンベア装置内を汚染することがある。
（３）特許文献１のように石英ガラス板よりなる光取り出し窓を具備した装置においては、ランプハウス内部に不活性ガスが導入、充填され、被処理室よりも高い状態に維持されることがあるが、上述したように装置が大型化して窓の面積が大きくなると、窓を構成するガラスが外方に湾曲して膨出した場合に、光取り出し窓の中心部が基板に極めて近くなり、窓の周縁部と中心部とで処理むらを生じたり、基板に接触したりすることがある。

特許文献２に記載のもののように、光取り出し窓が具備されていないエキシマランプ装置によれば、光取り出し窓の外方への膨出から生じる不具合問題を解消することが可能であるが、これにおいてもその他の問題は解決されない。
特開２００１−１６０３７６号公報 特開２００４−１１３９８４号公報

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、１０００ｍｍを超す長尺のランプであっても、交換を簡単かつ安全に行うことができて、ランプハウス内やコンベア室内が汚染されることを回避できる、信頼性の高いエキシマランプ装置を提供することである。
更に、ランプハウスの熱膨張を回避でき、ランプハウスとコンベア装置などとの間の摩擦で金属粉などが発生したり、浮遊したりすることがなく、被処理物や装置内部の汚染や破損、劣化を防止し、信頼性の向上を図ることが可能なエキシマランプ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るエキシマランプ装置は、ランプハウス内にエキシマランプが収納され、ランプからの紫外線を外部に照射するエキシマランプ装置であって、ランプハウスの内部に平行に並べられた複数の板状フレームと、略矩形箱型に成形され、ランプ収容部が形成されたユニットと、前記ランプ収容部に収容されたエキシマランプと、を具備し、前記ユニットは、対向配置したフレームの間に挿入されると共に当該フレームにより取出し可能に支持されていることを特徴とする。
また、前記ランプ収容部は、ユニットの底部に形成されていることを特徴とする。

また、前記ユニットは、光取り出し部が形成されたケース体を具備していることを特徴とする。
また、前記ユニットは、ケース体を介して、前記フレームに支持されていることを特徴とする。

また、前記フレームに冷却機構が具備されていることを特徴とする。
また、前記冷却機構は、フレーム本体に流路が形成され、当該流路内に冷却用の流体が流通されることにより構成されていることを特徴とする。
また、前記ユニットは、内部が中空であることを特徴とする。

また、ガスを供給するガス供給手段が具備されてなり、前記ガスは、前記ユニットの内部を流通して底面に穿設された噴出孔から噴出することを特徴とする。
また、前記噴出孔は、エキシマランプの最上部に対向する位置に設けられていることを特徴とする。
また、前記ユニットにランプの冷却機構が設けられていることを特徴とする。

また、前記フレームには底部にフランジ部が形成され、当該フランジ部の上面に凹所が形成されていることを特徴とする。

本発明においては、エキシマランプが固定されたユニットは、対向配置された板状のフレーム内に、取出し可能に載設されているので、ランプ交換する際は、エキシマランプをユニット毎にランプハウスの外部に取出して安全な場所において行うことができ、よって、ランプ交換時に発光管が割れて処理室内部が汚染されることを未然に防止することができる。
ユニットは、一対のフレームの間に配置されると共に、この一対のフレームによって支持されているので、ユニットは前後移動可能な状態であって、引き出しを容易に行え、したがって、ランプの交換作業を簡便に行うことができる。
そして、フレームの上部側面とユニット側面の間に隙間が設けられていることにより、フレームおよび／又はユニットが、ランプの点灯時の熱で膨張したとしても、両部材が擦れることを未然に防止でき、金属の粉などがランプハウス内や処理室内に飛散することを回避できる。
更に、ユニットの底部にランプ収納部を形成することで、ランプとワークの距離を比較的近づけて配置できるため、ランプから放射された光を減衰が少ない状態で、高効率にワークに照射することができる。

更に、ユニットにケース体を設けることで、万一ランプが破損した時もランプの破片が被処理室内に飛散することを回避できる。

そして、フレームに冷却機構が具備されていることにより、ランプハウスが熱膨張するのを抑制できる。
更に、冷却機構は、フレーム本体に流路が形成され、当該流路内に冷却用の流体が流通される冷却機構であるのがよい。
なお、複数のフレームの温度差を生じないようにすると、熱膨張の程度が均整化されて、ランプハウスにひずみが生じることを回避できる。
例えば、流路をフレーム毎に独立して形成し、フレーム毎に流体を導入する機構によれば、フレームを巡回することで冷却流体の温度が上昇するようなことがなく、複数のフレーム間で温度差を生じにくくなる。

そして、ユニットは内部が中空に形成されていることにより、内部が中実に形成されたものに比較し重量を大幅に減ずることができ、自重によるたわみの発生を低減することができる。
更に、ユニットの中空の内部に窒素などの不活性ガスを供給し、被処理物に向けて噴出させる構成とすることで、被処理物近傍において酸素分圧を低下させることでランプから放射された紫外光の吸収を低減させることができ、処理能力を高めることができる。
更に、噴出孔がランプの発光管を取り囲む部分に設けられると、発光管の周囲を窒素ガスが流過して、ランプを冷却することができる。

本願発明の第１の実施形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本願発明に係るエキシマランプ装置全体を一部断面で示す側面図であり、図２は、図１におけるランプハウスの分解構成図である。図３および図４はいずれも図１のランプハウス部分の断面図であり、図３はＡ−Ａ断面図、図４はＢ−Ｂ断面図である。また、図５はユニットとフレームの接触部分の断面を拡大して示す説明図であり、図６は給電接続部の構成の説明図である。
図１〜図４を参照して装置全体を説明する。図１に示すように、略矩形箱型のランプハウス１０の下方には処理室２０が形成されている。係る処理室２０内の下方にはコンベアなど不図示の搬送機構が具備されており、ガラス基板などのワークＷが搬送されてランプハウス１０からエキシマ光が照射され、所定の処理が施される。
ランプハウス１０は、側面を形成する枠体１１とその上部開口を覆うカバー１２と、枠体１１の下に配置されたベース１３とを具備しており、係るベース１３を介して処理室２０上に設置されている。なお、図１中の１１７は冷却流体流通用のチューブ、１１８は処理ガス供給用のチューブであり、いずれも後段で詳述する。
ランプハウスの下部は開放されており（図１、図４参照）エキシマランプ１２１の発光管が処理室２０の内部空間に臨むよう配置されている。
また、エキシマランプ１２１の上部には、図１で示すように一端１２１ａ側において電源部１３０が具備されており、図３のように電源部１３０はフレーム１１０の間に固定的に取り付けられている。

ランプハウス１０の内部には複数の厚肉の板状フレーム１１０（図２参照）が平行にかつ等間隔に並設されており、ランプハウス１０の内部はフレーム１１０によって細長い矩形に区画されている。図３，図４で示すように、隣接配置されたフレーム１１０，１１０の間に箱状のユニット１２０が配置される。なお図２中の１１５はフレーム冷却用の導管、１１６は押さえ部材であり、図３，図４中、フレーム１１０の肉厚部分に設けられたＦは前記導管１１５により形成された流路である。これらについては後段において説明する。

フレーム１１０は例えばアルミニウムよりなる。フレーム１１０はベース１３に固定されており、下部に幅方向に広がるフランジ部１１２が形成されて断面が逆Ｔ字状に成形されている（図３、図４参照）。ユニット１２０は、係るフレーム１１０のフランジ部１１２上に載置された状態で設置されている。
フレーム１１０はそのフランジ部１１２においてユニット１２０を支持するものであるが、側壁部１１１を有してある程度高さもって形成されることで、ランプハウス１０の機械的強度の増大を図ることができ、ランプハウスのたわみや歪みを生じ難いものにできる。

一方、ユニット１２０は例えばアルミニウムよりなる厚さ２〜８ｍｍ板材が組合されて構成されて内部が中空に形成されており、天板１２２上部にはユニット１２０取り出し用の把手１２３が設けられている。ユニット１２０内部を中空にすると軽量化が図られ、ランプハウス１０がたわみ難い構造になる。

図４において、ユニット１２０の幅Ｓ_１はフレーム１１０の間隙Ｓ_２よりも０．５〜５ｍｍ小さく形成されており、図５の拡大図で示すように、ユニット１２０とフレーム１１０との間には間隙ｄが形成されている。よって、エキシマランプ１２１が発熱してユニット１２０が熱膨張した場合も、フレーム１１０との間に十分な間隙が形成されているので、ユニット１２０とフレーム１１０との間で摩擦が生じたり歪が発生したりすることを防止できる。

また、フレーム１１０にはユニット１２０とフレーム１１０が擦れて金属粉などが発生した場合、それらを一時的に回収できるようにフランジ部１１２の上面に凹所１１３が設けられている。係る凹所１１３は、例えばフレーム１１０の長さ方向に伸びる長溝よりなり、これにより、金属粉などが発生した場合にもそれが直ちに飛散することが回避され、処理室やランプハウスの内部を清浄に維持することができる。

ユニット１２０は、図１においてランプハウス１０のカバー１２を取り外し、把手１２３を持ってユニット１２０の一端１２０ａ側を持ち上げ、電源部１３０から離反する方向に引き出すことで、ランプハウス１０から簡単に取り外すことができる。
したがって、エキシマランプ１２１の交換の際、ユニット１２０をエキシマランプ装置１００の外部に運び出して作業することができ、安全かつ作業性よく行え、仮に交換作業中にランプが破損したとしてもランプの破片によって処理室内やランプハウス内が汚染されるようなこともない。

以上のように本発明によれば、ユニット１２０がフレーム１１０上に載置されて支持された構造であるため、ユニット１２０がランプハウス１０より出し入れ自在になり、ユニット１２０をランプハウス１０の外部に容易に運び出すことができてランプの交換を安全かつ簡便に行うことができるようなる。
また、フレーム１１０の側壁部１１１により高さを高くすることで機械的強度を増大させることができ、たわみや歪みが生じにくいランプハウス１０を製作することができる。

続いて、図３および図６を参照して給電接続部の構成を説明する。図６は給電接続部の構成を説明する拡大図であり、前段で説明した構成については同符号で示し説明を省略している。
電源部１３０の下部には、個々のエキシマランプ１２１に対応するよう、板バネを屈曲して形成された給電端子１３１が突設されている。図６（ａ）に従い、ランプハウス１０から取り出したユニット１２０を再びランプハウス１０内に収納すると、ユニット１２０に設けられた給電突子１２４が、図６（ｂ）のように給電端子１３１を押圧して接触し、これにより電源部１３０とエキシマランプ１２１とが電気的に接続されるようになる。このような給電接続は図３で示すように各エキシマランプ１２１に設けられているが、上記のようにユニット１２０をランプハウス１０に収納する作業と同時に行われるため、作業は極めて簡単で給電接続も確実に行える。

このように、エキシマランプ１２１と電源部１３０との接続関係が、給電端子１３１が給電突子１２４との押圧状態によった接触のみで形成され、ユニット１２０の取り付けと同時に給電結合させることができるので、個々のエキシマランプ１２１で給電接続を構成することが不要で、ランプの交換作業を極めて簡便に行える。

ユニットとフレームは、例えば図７に示すような機構によりって位置決めされる。図７は、図４で示したランプハウス断面図におけるユニットとフレームの位置決め機構部分の拡大図である。図７（ａ）はユニットの長さ方向に垂直な断面図、図７（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。ユニット１２０の天板１２２の側面には幅方向に突出する案内ピン１２２ａが圧入等の手段で突設されており、この案内ピン１２２ａに嵌合する嵌合溝１１１ａがフレーム１１０の段部上面に形成されている。ランプハウスにユニット１２０を収容する際、フレーム１１０上においてユニット１２０を長さ方向にスライドさせると、案内ピン１２２ａが嵌合溝１１１ａに嵌合してユニット１２０とフレーム１１０の位置決めが行われ、これと同時に、ユニット１２０のランプハウス内における長さ方向の移動が規制される。ここでの位置決めにより、先に説明した給電端子と給電突子の電気的接続が得られ、エキシマランプの給電接合が確実に達成される。

エキシマランプは例えば、次のようにしてユニットに装着される。
図４で示すように各ユニット１２０の底面１２０ｃの略中央部には、例えば内方に凸出する断面半円状の溝が長さ方向に二ヶ所形成されており、それぞれランプ収容部１２５が設けられている。各ランプ収容部１２５には、一対の保持具１２６ａ，１２６ｂが、図８で示す拡大図のように突設されており、エキシマランプ１２１はこの保持具１２６ａ，１２６ｂによって支持されてユニット１２０に装着されている。なお、図８中の１２７は噴出孔、矢印は処理ガスの流れを示すものであり、いずれも後段で説明する。
ランプ保持具１２６ａ，１２６ｂは、例えばＵ字型に成形された線形バネよりなり、Ｕ字部分が互いに離反する方向に変形可能で、ランプを上方に挿入するのみでユニット１２０に装着可能であり、着脱が自在かつ容易なものとされている。このような保持具１２６ａ，１２６ｂは、ここでは不図示であるがエキシマランプ１２１の長さ方向においても数箇所設けられている。

図９はエキシマランプの構成を説明する断面図であり（ａ）管軸方向の断面図、（ｂ）管軸に垂直方向の断面図である。
エキシマランプ１２１は例えば、合成石英ガラスからなり内部にキセノンガスが封入された直管状の発光管１２１ｂを具備し、当該発光管１２１ｂ外表面上に半円筒状の外部電極１２１ｃが添設され、一方、発光管１２１ｂの内部にコイル状の内部電極１２１ｄが配設されて、構成されており、内部電極１２１ｄと外部電極１２１ｃの間に高周波電圧が印加されるものである。１２１ｅは、放電安定化のため具備された誘電体よりなる筒管であり、例えばガラス管である。この筒管１２１ｅの内部に内部電極１２１ｄが挿入されている。
内部電極１２１ｄの両端にはモリブデンからなる金属箔１２１ｆがそれぞれ接続されており、この金属箔１２１ｆが発光管１２１ｂの端部に形成されたピンチシール部１２１ｇに埋設されて、内部電極１２１ｄが発光管内において懸架され、同時に発光管１２１ｂが封止されている。金属箔１２１ｆの外端部には、外部リード棒１２１ｈが溶接されており、係る外部リード棒が発光管外部に取り出されている。なお、１２１ｉは、ガラス管１２１ｅの半径方向の移動を規制するため発光管１２１ｂの内壁から中心方向に突出形成した支柱である。
内部電極１２１ｄと外部電極１２１ｃ間に電圧が印加されると、発光管１２１ｂおよびガラス管１２１ｅを介して放電が発生し、放電空間内のキセノンが励起されて波長１７２ｎｍエキシマ光が生成され、発光管１２１ｂ外部に放射される。

上記構成に係るエキシマランプ１２１によれば、良好な放電特性が得られると共に、ランプ構成が比較的簡単で、更に長尺のランプも容易に作製することができる。
無論、エキシマランプ構成は上記構成に限定されるものではなく、適宜変更可能である。

上記エキシマランプ装置においては、フレームに冷却機構が具備されていてもよい。
例えば、図２で示すようにフレーム１１０の側壁部１１１の一側面には断面Ｕ字の貫通溝１１４が、フレーム１１０の長さ方向に２本形成される。貫通溝１１４の内部には、外形が略Ｕ字型をなす導管１１５が、折り返し部１１５ａがフレーム１１０外部に突出した状態で嵌め込まれ、その上に板状の押さえ部材１１６が添設されて一体に固定される。この導管１１５により、図３，図４などで示すような流路Ｆが各フレーム１１０に形成される。

この実施形態によれば、図２で示すように導管１１５の一方の開口において冷却用流体の供給口１１５ｂが、他方の開口において排出口１１５ｃが形成され、前図図１で示す冷却流体流通用チューブ１１７の一方が供給口１１５ｂに、他方のチューブ（１１７）が排出口１１５ｃに接続される。
導管１１５に冷却流体が供給されると、導管１１５内部に形成された流路Ｆを流体が流過し、フレーム１１０の熱を移送しながら巡り、これによりフレーム１１０が冷却される。流体は最終的に排出口１１５ｃよりランプハウス１０外部へ排出されるようになる。

なお、図３，図４のようにフレーム１１０，１１０・・が多数具備されている場合、各フレーム１１０，１１０・・の導管１１５，１１５・・を連通させて、冷却用流体が複数のフレーム１１０，１１０・・を巡回する構造としてもよいし、フレーム１１０，１１０・・毎に独立した冷却用流体の供給、排出手段を設けた構造としてもよい。フレーム毎に独立して流体を流す場合、この実施形態のように導管１１５をフレーム１１０の長さ方向に往復して形成すると、冷却流体の導出入部がフレーム１１０の片側に集約されるため、流体の導出入経路の構成を簡素化できて好適である。
流体を巡回させる場合は多数のフレーム１１０，１１０・・を通過するため流体自身が昇温し、次第に冷却能が低下することが予想されるため、フレーム１１０，１１０・・毎に独立した冷却経路を形成する方が好ましい。係る場合、フレーム１１０，１１０・・間で温度差が生じることを防止でき、したがって、フレーム１１０，１１０・・に熱膨張差が生じず、ランプハウス１０に歪が発生することを回避できる。

以上のように、フレーム１１０に冷却機構が具備されることにより、エキシマランプ１２１が発熱してユニット１２０が加熱されても、フレーム１１０が高温になるのを抑制でき、熱膨張を回避することができる。よって、ランプハウス１０に歪みが生じるのを防止することができ、ランプハウス１０と処理室２０との間の接合部において摩擦が生じることなく、金属粉などが発生することを防止することができる。更に、フレーム１１０を独立的に冷却する場合は、フレーム１１０間の熱膨張差を少なくすることで、ランプハウス１０の歪を効果的に解消することが可能になる。

エキシマランプ装置においては、窒素などの不活性ガスまたはワークに所定の処理を行うため、処理ガスを供給する手段を設けてもよい。
例えば、図１で示したガス供給用チューブ１１８からユニット１２０本体の中空内部にガスが導入される。ユニット１２０には、図８の断面図で示すように噴出孔１２７が形成されており、ユニット１２０内部に導入されたガスが、矢印で示すようにランプ収容部１２５の壁とエキシマランプ１２１の間隙をぬって下方の処理室に向けて噴射される。
この実施形態のように、噴出孔１２７がエキシマランプ１２１の発光管の最上部に対応する位置（図８参照）に形成されることで、エキシマランプ１２１の周囲をガスが流れるため、ガスがランプの冷却にも寄与されるようになり、特に好適である。このような噴出孔は、図１０で示すユニット底面側からみた平面図のように、ユニットの長さ方向にわたり均等に形成されるのが、処理ガス濃度を均一化できて好ましい。

以上において、処理ガスとして不活性ガスを用いる場合は、処理室内に搬送されたワーク近傍の酸素濃度を低下させることでエキシマランプ１２１から放射された紫外光の酸素による吸収を低減させ、よって、ワークに対しての高効率な光照射を可能とする。無論、その他にもワークの処理に応じて適宜処理ガスを選定できる。

図１１は、冷却手段を設けたユニットの説明図であり、１つのユニットを取り出して示す要部拡大断面図である。この図は、前図、図１におけるＢ−Ｂ断面に相当する。
同図に示すようにユニット１２０内部は中空に形成されており、その底面に形成されたランプ収容部１２５に対応する内面に、樋状に形成された導管保持部１２８が設けられている。そしてこの導管保持部１２８に冷却流体が流過する導管Ｐが載置されて、図示省略の取り付け部材により密着して固定されている。なお、冷却流体は例えば水などからなる。
このように、ユニット１２０に冷却手段を設けることにより、エキシマランプ１２１が冷却されてランプの効率を高めると共に、ユニット１２０本体の熱膨張が抑制され、装置全体に歪が生じることを効果的に抑制することができるようになる。

以上、本発明の第１の実施形態について説明したが、上記構成は一例であり、置換可能な構成について適宜変更可能であることはいうまでもない。
例えば、第１の実施形態では電源部をフレームに取り付けて装置に固定した（図３参照）が、係る電源部をユニット側に取り付けても構わない。係る場合、ランプ交換のときに、ランプをユニットに取り付ける作業と連続して、その場でランプと電源部の給電接続を済ませることが可能になり、給電接続を確実にできるため、高い信頼性を得ることができる。
また、電源部とランプとの間の給電接続構造については、板状端子と突子を用いた押圧による接続手段に限定されることなく、公知の給電接続構造を採用することができる。例えばオスメスコネクタや圧着端子等を用いてネジ止めするなど、その手段は適宜である。

更には、上記実施形態では、処理ガスの噴出孔をランプの最上部に対応するよう設けた（図８参照）が、この例に限定されずそれより下側の位置に設けても良いし、ランプ収容部とランプ収容部の間に設けてもよい。
また、図８においては、エキシマランプとユニットは非接触した状態の例を示したが、無論、これに限定されることなく、ランプをユニット底面に接触させた状態で保持しても構わない。なお、ランプをユニットに密着させて保持した場合には、ユニットが多少振動した場合もランプの移動が規制されるため、不所望にランプが回動したり上下方向に振動したりすることが抑制されるようになる。
また、ランプの保持具についても、図８で示したものに限定されず適宜である。例えば、断面半円弧状に成形された支持部を有する板状の支持部材を用いてランプを下から支持し、ユニットにネジ止め固定してもよい。

なお、上述した第１の実施形態においては、ユニットはフレームのフランジ部上に載置されて支持された構造であったが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。
例えば図１２は、本発明の他の実施形態を説明する図であり、１つのユニットを取り出して示す要部拡大断面図である。なお、ここでは先に図１〜図１１で説明した構成と同構成については、同じ符号で示してその説明を省略する。
図１２において、ユニット１２０の天板１２２は、両側縁部が下方の箱状のユニット側面よりも外方に延在して突出しており、突出部１２２Ａ，１２２Ａが一対のフレーム１１０の側壁部１１１に設けられた段部１１１Ａ，１１１Ａ上に載置され、取り出し自在に支持されている。
このように、フレーム１１０に形成されるユニット１２０の支持部は、前述したフランジ部に限定されず、少なくとも一部にユニットが載置されていればよい。
なお、この例においては、フレームに設けられたフランジ部１１２はユニットの支持をしないため、フランジ部１１２をあえて設ける必要はないが、フランジ部を形成しておくとフレーム１１０とユニット１２０の摩擦によって金属粉などが発生した場合にそれらを一時的に回収できるようになるため、処理室やランプハウスの内部を清浄に維持することができる。

図１３は、本発明の更に異なる実施形態を説明する図であり、１つのユニットを取り出して示す要部拡大断面図である。なお、ここでも先に図１〜図１２で説明した構成と同構成については、同じ符号で示してその説明を省略する。
この実施形態においては、一対のフレーム１１０，１１０が、側面１１１Ｂ，１１１Ｂが下方に向かうに従って離間距離が狭くなるようにテーパー状に形成されている。そして、ユニット１２０は、側面１２０Ｂ，１２０Ｂが下方に向かって幅が小さくなるように形成されており、前記一対のフレーム１１０，１１０の間に嵌合することにより、着脱自在に支持されている。このように、ユニットと一対のフレームの側面をテーパー状とし、両者を嵌合させて支持しても、ユニットの取り出しを容易に行える。
なお、この例においても、フランジ部１１２をあえて設ける必要はないが、フランジ部１１２を形成しておくとフレーム１１０とユニット１２０の摩擦によって金属粉などが発生した場合にそれらを一時的に回収できるようになるため、処理室やランプハウスの内部を清浄に維持することができる。

続いて、本発明の更に異なる実施形態について説明する。図１４は更に異なる実施形態を説明する（ａ）側部からみた分解構成図、（ｂ）側面図である。図１５は、図１４の断面図、図１６は図１５中の１つのユニットを取り出して示す拡大図である。この実施形態は、上記第１の実施形態の基本構成にランプ収納部を覆うケース体を更に設けた例である。この実施形態におけるフレームとユニットの構造は、第１の実施形態と同様であり、ユニットをフレームの間に載置して構成する点で同様の作用効果を奏する。なお、以下の説明において、先に図１〜図１３で説明した構成と同構成については、同じ符号で示してその説明を省略する。
ケース体２００は、例えば、側板２０１ａと端板２０１ｂとよりなる枠部材２０１と、枠部材２０１の開口部を覆う窓部材２０２とを具備して構成される。枠部材２０１は、ユニット１２０の底面形状に合せて矩形形状に成形され、その上端がユニット１２０における天板１２２または底面に密着し、図示省略のネジ等によって締結されている。図１５、図１６で示すように枠部材２０１の下端部には、窓部材２０２取付用の支持部材２０１Ａが設けられており、この支持部材２０１Ａと枠部本体２０１の間に形成された係止溝Ｄに窓部材２０２の側縁部が嵌合する。

窓部材２０２は、図１４で示すように、２本のエキシマランプ１２１を覆う程度大きさであって、材質としては合成石英ガラスが好適する。このように窓部材２０２はエキシマランプ１２１の長さに適合するよう大きなものであるが、ワークＷの大きさに対して窓部材２０２の短手方向長さを小さく構成できる。

図１５で示すように、ランプ収容部１２５の下方にはランプの短手方向に延在するアーム状のランプ保持具１２６ｃがランプの長さ方向に数箇所設けられており、エキシマランプ１２１はこれによって下方から支持されて、ランプ収容部１２５内に収容される。

また、図１６で示すように、ユニット１２０のランプ収容部１２５及び底部には噴出孔１２７が設けられており、前図図１４のガス供給用チューブ１１８からユニット１２０内部に導入されたガスが、同図の矢印で示すように当該噴出孔１２７を通過してユニット１２０底面とケース体２００によって形成された空間Ｈ内又は外部空間（被処理室）に向かって排出される。ケース体２００で囲まれた空間Ｈに流入したガスは、枠部材２０１と窓部材２０２の嵌合部の間の間隙から洩出するか、図示省略した排気口より排出される。
処理ガスは、例えば不活性ガス（具体的には窒素ガス）であり、ケース体２００内部空間Ｈが不活性ガスで充填されることでエキシマランプ１２１から放射された光を効率よくワークに対して照射できるようになる。このようにしてケース体２００内部空間Ｈをガスで充填させる場合は、内部の圧力が外部（被処理室）雰囲気よりも高い状態に維持されることがあるが、上述したようにワークの面積に対して窓部材２０２の大きさを小さく構成できるため、ガラスが外方に湾曲して膨出することが回避され、窓部材２０２の最大たわみ量が小さくて、当該窓部材２０２とワークの間の距離を、窓部材２０２の全域にわたってほぼ一定となるよう支持することができる。よって、窓の周縁部と中心部とで処理むらを生じたり、窓部材２０２が基板に接触したりすることも回避できる。なお、窓部材２０２とワークとの距離は例えば０．５〜１０ｍｍ（好ましくは、３〜５ｍｍ）とされる。

図１７は、更に異なる実施形態を示す、ユニットの１つを拡大して示す断面図である。なお、先に図１〜図１６で説明した構成と同構成については、同じ符号で示してその説明を省略する。
この実施形態は、前図図１６で示したものに比較し、エキシマランプ１２１から放射された光を、紙面上において下方（窓部材２０２側）に向けて反射する反射ミラー２０３を、ランプ１２１に沿って取り付けた例である。反射ミラー２０３は例えば無垢のアルミニウム板を折曲形成したものであり、ランプ１２１の長手方向全長に亘って配置されている。
処理ガスの噴出孔１２７はランプ収容部１２５における頂部に対応する部分にのみ形成されており、ユニット１２０内部に導入された処理ガスがエキシマランプ１２１の外周に沿って流過すると共に、ケース体２００の内部空間Ｈ側に効率よく導入されるようになっている。更に、ケース体２００には、枠部材２０１に噴出孔２０４が数箇所形成されており、ケース体２００内部の空間Ｈを不活性ガスで充填し、内部の酸素濃度を減少させることができる。このように処理ガスとその流過経路の設定内容によってため、反射ミラー２０３を金属の無垢材料より構成した場合でも、ケース体２００内部の酸素濃度を低くすることができるため、紫外光照射に由来した金属部材の酸化現象を効果的に防止することができる。

図１８は、更に異なる実施形態を示す、ユニットの１つを拡大して示す断面図である。なお、先に図１〜図１７で説明した構成と同構成については、同じ符号で示してその説明を省略する。
この実施形態は、ユニット１２０の支持を、ケース体２００の枠部材２０１（詳しくは支持部材２０１Ａ）をフレーム１１０におけるフランジ部１１２上に載置して行った例である。このように本発明においては、ケース体２００を介してユニット１２０を支持してもよい。かかる場合は、フレームにおける冷却機構をケース体２００の側面にも拡大させることができる。

また、同図で示す実施形態においては、先に図１１で説明したユニットの冷却手段も備えている。すなわち、ランプ収容部１２５に対応する内面に、樋状に形成された導管保持部１２８が設けられ、かかる導管保持部１２８に冷却流体が流過する導管Ｐが載置されている。このように、ユニット１２０に冷却手段を設けることにより、エキシマランプ１２１が冷却されてランプの効率を高めると共に、ユニット１２０本体の熱膨張が抑制され、装置全体に歪が生じることを効果的に抑制できる。

以上、本発明の実施形態について種々説明したが、本願発明については上記構成に限定されることなく、適宜変更が可能であることはいうまでも無い。例えば、ケース体２００とユニット１２０の間の結合部構成についてはネジ等で締結して固定する形態に限定されることなく、間にシール材などを介在させて気密状態に連結、固定することも可能である。

以上のように、本発明によれば、１０００ｍｍを超す長尺のランプであっても、交換を簡単かつ安全に行うことができると共に、装置全体で発生する歪を抑制できるようになり、ランプハウス内やコンベア室内が汚染されることを効果的に回避することができるようになる。

本願発明に係るエキシマランプ装置を一部断面で示す側面図である 図１におけるランプハウスの分解構成図である。 図１のランプハウス部分の断面図でありＡ−Ａ断面図である。 図１のランプハウス部分の断面図でありＢ−Ｂ断面図である。 ユニットとフレームの接触部分を拡大して示す断面図である。 給電接続部の構成を説明する拡大図である。 ユニット上部に設けられた係合機構を説明する拡大図である。 ランプが保持された状態を示す拡大断面図である。 エキシマランプの構成を説明するエキシマランプの構成を説明する（ａ）管軸方向の断面図、（ｂ）管軸に垂直方向の断面図である。 ユニット底面の平面図である。 ユニット冷却手段を説明する要部断面図である。 本発明の他の実施形態を説明する図であり、１つのユニットを取り出して示す要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態を説明する図であり、１つのユニットを取り出して示す要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態を説明する（ａ）側部からみた分解構成図、（ｂ）側面図である。 図１４の断面図である。 図１５中の１つのユニットを取り出して示す拡大図である。 更に異なる実施形態を示す、ユニットの１つを拡大して示す断面図である。 更に異なる実施形態を示す、ユニットの１つを拡大して示す断面図である。

符号の説明

１００ エキシマランプ装置
１０ ランプハウス
１１ 枠体
１２ カバー
１３ ベース
２０ 処理室
１１０ フレーム
１１１ 側壁部
１１１ａ 嵌合溝
１１１Ａ フレーム段部
１１１Ｂ フレーム側面
１１２ フランジ部
１１３ 凹所
１１４ 貫通溝
１１５ 導管
１１５ａ 折り返し部
１１５ｂ 供給口
１１５ｃ 排出口
１１６ 押さえ部材
１１７ 冷却流体流通用チューブ
１１８ ガス供給用チューブ
１２０ ユニット
１２０ａ 一端
１２０Ｂ ユニット側面
１２１ エキシマランプ
１２１ａ 一端
１２１ｂ 発光管
１２１ｃ 外部電極
１２１ｄ 内部電極
１２１ｅ ガラス管
１２２ 天板
１２２Ａ 突出部
１２２ａ 案内ピン
１２３ 把手
１２４ 給電突子
１２５ ランプ収容部
１２６ａ，１２６ｂ 保持具
１２７ 噴出孔
１２８ 保持部
１３０ 電源部
１３１ 給電端子
２００ ケース体
２０１ 枠部材
２０１Ａ 支持部材
２０２ 窓部材
Ｆ 流路
Ｄ 溝
Ｈ ケース体内部空間
Ｐ 導管

Claims (11)

1. ランプハウス内にエキシマランプが収納され、ランプからの紫外線を外部に照射するエキシマランプ装置であって、
   ランプハウスの内部に平行に並べられた複数の板状フレームと、
   略矩形箱型に成形され、ランプ収容部が形成されたユニットと、
   前記ランプ収容部に収容されたエキシマランプと、を具備し、
   前記ユニットは、対向配置したフレームの間に挿入されると共に当該フレームにより取出し可能に支持されていることを特徴とするエキシマランプ装置。
2. 前記ランプ収容部は、ユニットの底部に形成されていることを特徴とする請求項１記載のエキシマランプ装置。
3. 前記ユニットは、光取り出し部が形成されたケース体を具備していることを特徴とする請求項１記載のエキシマランプ装置。
4. 前記ユニットは、ケース体を介して、前記フレームに支持されていることを特徴とする請求項３記載のエキシマランプ装置。
5. 前記フレームに冷却機構が具備されていることを特徴とする請求項１記載のエキシマランプ装置。
6. 前記冷却機構は、フレーム本体に流路が形成され、当該流路内に冷却用の流体が流通されることにより構成されていることを特徴とする請求項５記載のエキシマランプ装置。
7. 前記ユニットは、内部が中空であることを特徴とする請求項１記載のエキシマランプ装置。
8. ガスを供給するガス供給手段が具備されてなり、
   前記ガスは、前記ユニットの内部を流通して底面に穿設された噴出孔から噴出することを特徴とする請求項７記載のエキシマランプ装置。
9. 前記噴出孔は、エキシマランプの最上部に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項８記載のエキシマランプ装置。
10. 前記ユニットにランプの冷却機構が設けられていることを特徴とする請求項７記載のエキシマランプ装置
11. 前記フレームには底部にフランジ部が形成され、
    当該フランジ部の上面に凹所が形成されていることを特徴とする請求項１記載のエキシマランプ装置。
    

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