JP2016200425A - 紫外線照度測定装置および紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線受光部（紫外線照度センサー）の設置数を抑制し得る紫外線照度測定装置および紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】ワーク１０に紫外線を照射する紫外線ランプ１２０〜１２９の照度を測定するための紫外線照度測定装置１５０である。紫外線ランプ１２０〜１２９は、各紫外線ランプの長手方向に交差する方向に並置されている。紫外線照度測定部１５０は、紫外線受光部１６０と駆動部１７４と制御部１９０とを有する。紫外線受光部１６０は、前記長手方向に平行な方向に離間して配置され、紫外線ランプから照射される紫外線を受光する。駆動部１７４は、紫外線受光部１６０を、並置方向Ｊに沿って移動させる。制御部１９０は、駆動部１７４によって並置方向Ｊに沿って移動させられる紫外線受光部１６０に入射した紫外線に基づいて、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線照度測定装置および紫外線照射装置に関する。

紫外線ランプから照射される紫外線を利用して、ワークの表面処理を実施する技術が知られている。紫外線ランプは、使用に伴う劣化によって、照射される紫外線の照度（強度）が低下し、表面処理性能が悪化する。そのため、紫外線受光部（紫外線照度センサー）を配置し、紫外線の照度を測定しており（例えば、特許文献１参照。）、その測定値が、許容値を下回った場合、紫外線ランプは交換される。

特開２００４−９７９８６号公報

しかし、紫外線受光部は、紫外線ランプ毎に設けられているため、多数の紫外線ランプを使用する場合、紫外線受光部の数も膨大となる。そのため、紫外線受光部のメンテナンスや校正等の作業が煩雑になる問題や、紫外線の照射に基づく紫外線受光部の劣化防止および加熱防止のために紫外線受光部を退避させる駆動部が大型化する問題を生じる。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、紫外線受光部（紫外線照度センサー）の設置数を抑制し得る紫外線照度測定装置および紫外線照射装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）被処理物であるワークに紫外線を照射する複数の紫外線ランプの照度を測定するための紫外線照度測定装置であって、
前記複数の紫外線ランプは、各紫外線ランプの長手方向に交差する方向に並置されており、
前記紫外線照度測定部は、
前記長手方向に平行な方向に離間して配置され、紫外線ランプから照射される紫外線を受光する複数の紫外線受光部と、
前記複数の紫外線受光部を、前記並置方向に沿って移動させる駆動部と、
前記駆動部によって前記並置方向に沿って移動させられる前記複数の紫外線受光部に入射した紫外線に基づいて、前記複数の紫外線ランプの照度を測定する制御部と、
を有することを特徴とする紫外線照度測定装置。

（２）前記複数の紫外線ランプの照度は、前記複数の紫外線受光部に入射した紫外線の強度のピーク値に基づいて測定されることを特徴とする前記（１）に記載の紫外線照度測定装置。

（３）前記紫外線受光部の温度を測定するための温度センサーをさらに有し、
前記制御部は、前記紫外線受光部の温度に基づいて測定値を補正することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の紫外線照度測定装置。

（４）前記複数の紫外線ランプと前記複数の紫外線受光部との間の雰囲気の酸素濃度を測定するための酸素濃度計をさらに有し、
前記制御部は、前記酸素濃度に基づいて測定値を補正することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。

（５）前記照度の測定値の時系列データに基づいて、前記複数の紫外線ランプの寿命を予測する寿命予測部をさらに有することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。

（６）前記複数の紫外線受光部は、照度の測定前および測定後において、前記複数の紫外線ランプから離間した位置に配置され、
前記位置は、前記複数の紫外線受光部に対する、前記複数の紫外線ランプから照射される紫外線の影響が軽減されるように設定されていることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。

（７）前記複数の紫外線受光部の各々は、紫外線を可視光に変換するガラス部材を有し、
前記複数の紫外線受光部に入射した紫外線は、前記ガラス部材を透過することを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。

（８）前記複数の紫外線ランプは、エキシマランプであることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。

（９）被処理物であるワークに紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
前記複数の紫外線ランプの照度を測定するための紫外線照度測定部と、を有し、
前記複数の紫外線ランプは、各紫外線ランプの長手方向に交差する方向に並置されており、
前記紫外線照度測定部は、
前記長手方向に平行な方向に離間して配置され、紫外線ランプから照射される紫外線を受光する複数の紫外線受光部と、
前記複数の紫外線受光部を、前記並置方向に沿って移動させる駆動部と、
前記駆動部によって前記並置方向に沿って移動させられる前記複数の紫外線受光部に入射した紫外線に基づいて、前記複数の紫外線ランプの照度を測定する制御部と、
を有することを特徴とする紫外線照射装置。

本発明によれば、紫外線受光部（紫外線照度センサー）を、紫外線ランプの並置方向に沿って移動させることによって、並置されている紫外線ランプの照度を順次測定することが可能である。また、紫外線受光部（紫外線照度センサー）は、紫外線ランプの長手方向に平行な方向に配置されているため、紫外線ランプの長手方向に関する照度分布も同時に測定することが可能である。つまり、少数の紫外線受光部（紫外線照度センサー）のみで全ての紫外線ランプの照度を測定することができる。したがって、紫外線受光部（紫外線照度センサー）の設置数を抑制し得る紫外線照度測定装置および紫外線照射装置を提供することが可能である。

本発明の実施の形態に係る紫外線照射装置を説明するための側面図である。 図１に示される紫外線照射部を説明するための側面図である。 図１に示される紫外線照射部を説明するための平面図である。 図１に示される紫外線照度測定部を説明するための側面図である。 図１に示される紫外線照度測定部を説明するための平面図である。 紫外線照度測定部に設けられる紫外線受光部の初期位置を説明するための側面図である。 紫外線照度測定部に設けられる制御装置を説明するためのブロック図である。 紫外線ランプの並置方向の照度測定結果を示しているグラフである。 紫外線ランプの幅方向の照度測定結果を示しているグラフである。 紫外線照度測定部による紫外線照度の測定方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の実施の形態に係る紫外線照射装置を説明するための側面図、図２および図３は、図１に示される紫外線照射部を説明するための側面図および平面図である。

図１に示される紫外線照射装置１００は、被処理物であるワーク１０に紫外線を照射することによって表面処理を実施するために使用され、紫外線照射部１１０および紫外線照度測定部（紫外線照度測定装置）１５０を有する。

ワーク１０は、例えば、半導体ウエハー、半導体ガラス基板、液晶基板、プラズマディスプレイ基板、プラスチック材、プラスチックフィルム、多層フィルムである。プラスチック材は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコン等である。プラスチックフィルムは、ポリエチレンフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルム等である。多層フィルムは、例えば、樹脂基材の表面に無機膜を設けて構成される。樹脂基材は、ＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレート、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等である。無機膜は、金属や金属酸化物の蒸着膜等から構成される。

表面処理は、例えば、ドライ洗浄処理、親水性処理、染色性処理、露光処理、静電気除去処理であり、ワーク１０の形状等を考慮し、バッチプロセスあるいは連続プロセスによって実行される。

紫外線照射部１１０は、図２に示されるように、紫外線ランプ１２０〜１２９、チャンバー１３０、ワーク搬送機構１３５および窒素供給装置１４０を有する。

紫外線ランプ１２０〜１２９は、断面円形状の二重管構造を有し、１７２ｎｍのエキシマ紫外線を照射するエキシマランプから構成される。放電ガスは、キセノン（Ｘｅ）である。エキシマランプは、単一波長（準単色光）を発生するため、紫外線へのエネルギー変換効率が良好であり、不必要な可視光や赤外光が少ないため、ワーク１０に対する熱によるダメージが抑制され、また、瞬時点灯や点灯点滅が可能であり、必要な時のみ利用でき、実質的なランプ寿命が長いため、好ましい。

紫外線ランプ１２０〜１２９は、ワーク１０に相対しかつワーク１０の搬送方向Ｄに沿って並置される。並置方向Ｊは、搬送方向Ｄと一致しており、図３に示されるように、紫外線ランプ１２０〜１２９の長手方向である幅方向Ｗと交差（直交）している。紫外線ランプ１２０〜１２９の幅方向Ｗの長さ、並置方向Ｊの長さ、並置方向Ｊの離間距離、設置数は、ワーク１０のサイズ、ワーク１０の搬送速度等を考慮し、適宜設定される。なお、紫外線ランプ１２０〜１２９の並置方向Ｊは、搬送方向Ｄと一致する形態に限定されない。

紫外線ランプ１２０〜１２９は、エキシマランプから構成される形態に限定されず、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、紫外線レーザーを、適宜適用することも可能である。

チャンバー１３０は、逆凹面状であり、ワーク１０を覆い被さるように配置される。チャンバー１３０の内部には、紫外線ランプ１２０〜１２９が配置されており、ワーク１０の上方に位置決めされている。チャンバー１３０は、開放系であるが、チャンバー１３０の外部と内部とで、酸素の濃度が異なることを許容するように、構成されている。なお、チャンバー１３０は、必要に応じて、密閉（閉鎖）可能に構成することも可能である。

ワーク搬送機構１３５は、搬送ロールから構成され、ワーク１０が紫外線ランプ１２０〜１２９の下を移動するように設定される。ワーク搬送機構１３５は、上下方向Ｚに移動可能に構成されており、ワーク搬送機構１３５上のワーク１０と紫外線ランプ１２０〜１２９との間の距離Ｌ_Ｗを調整することが可能である。例えば、表面処理時における距離Ｌ_Ｗは、３ｍｍである。

ワーク搬送機構１３５は、搬送ロールから構成される形態に限定されず、例えば、ベルトコンベヤーを適用することも可能である。また、ワーク１０の形状に応じ、自走式の載置台（ステージ）を適用することも可能である。

窒素供給装置１４０は、チャンバー１３０の内部に窒素を供給するために使用される。これにより、紫外線ランプ１２０〜１２９から照射される紫外線を吸収する（減衰させる）酸素の濃度が減少するため、表面処理効率が向上する。

次に、紫外線照度測定部１５０を詳述する。

図４および図５は、図１に示される紫外線照度測定部を説明するための側面図および平面図、図６は、紫外線照度測定部に設けられる紫外線受光部の初期位置を説明するための側面図、図７は、紫外線照度測定部に設けられる制御装置を説明するためのブロック図、および、図８および図９は、紫外線ランプの並置方向および幅方向の照度測定結果を示しているグラフである。

紫外線照度測定部１５０は、紫外線ランプ１２０〜１２９から照射される紫外線の照度を測定するために使用される。測定値は、紫外線ランプ１２０〜１２９の稼働条件の調整や、紫外線ランプ１２０〜１２９の交換時期の決定に利用される。

例えば、紫外線ランプ１２０〜１２９は、使用に伴う劣化によって、照射する紫外線の照度（強度）が低下し、表面処理効率が悪化する。そのため、測定値を、紫外線ランプ１２０〜１２９の稼働条件にフィードバックし、ランプ入力を増加させることによって、また、測定値がフィードバックによって対処可能なレベルを超えた場合は、紫外線ランプ１２０〜１２９を交換することによって、照射する紫外線の照度（強度）を維持することが可能である。

紫外線照度測定部１５０は、図４に示されるように、紫外線受光部１６０〜１６６、測定部筐体１６８、光ファイバー１７０、アンプ部１７２、駆動部１７４、温度センサー１８０〜１８６、酸素濃度センサー１８８および制御装置１９０を有する。

紫外線受光部１６０〜１６６は、測定部筐体１６８に配置され、図５に示されるように、紫外線ランプ１２０〜１２９の長手方向である幅方向Ｗに平行な方向に離間して位置決めされている。幅方向Ｗに平行な方向に関する紫外線受光部１６０〜１６６の設置数は、紫外線ランプ１２０〜１２９の幅方向Ｗの長さ等を考慮し、適宜設定される。

紫外線受光部１６０〜１６６は、例えば、１７２ｎｍの紫外線を可視光に変換するガラス部材（波長変換ガラス部材）を有するセンサーヘッドである。紫外線受光部１６０〜１６６に入射した紫外線は、波長変換ガラス部材を透過するように構成される。

ガラス部材は、良好な耐熱性を有するため、紫外線の照射に基づく温度変化による熱劣化、例えば、紫外線ランプ１２０〜１２９直下の温度が６０〜７０度に達することによる熱劣化が抑制されるため、好ましい。波長変換ガラス部材は、例えば、蛍光ガラスである。蛍光ガラスは、紫外線から可視光への変換効率が良好であり、また、紫外線の長時間照射による性能の低下は少ない点で好ましい。

測定部筐体１６８は、ステンレススチール製の板状部材であり、紫外線ランプ１２０〜１２９の幅方向Ｗに沿って、延長している。

光ファイバー１７０は、波長変換ガラス部材によって紫外線から変換された可視光を、アンプ部１７２に供給するための導光部材であり、紫外線受光部１６０〜１６６とアンプ部１７２との間を接続している。

アンプ部１７２は、可視光を電圧に変換する受光素子を有するセンサー本体部であり、紫外線の照射に基づく温度変化による熱劣化を避けるため、紫外線照射部１１０のチャンバー１３０の外部に配置されている。したがって、光ファイバー１７０を経由した紫外線受光部１６０〜１６６からの可視光は、アンプ部１７２において電圧に変換される。

紫外線受光部１６０〜１６６、光ファイバー１７０およびアンプ部１７２は、全体として紫外線照度センサーを構成している。しかし、紫外線照度センサーは、この形態に限定されない。例えば、必要に応じて、紫外線から可視光の波長領域に感度のあるシリコン受光素子と、光学フィルタとを組み合わせた固体素子デバイス（紫外線照度センサー）を、測定部筐体１６８に直接配置することも可能である。

駆動部１７４は、エアシリンダ部１７６および単軸ロボット１７８を有し、紫外線受光部１６０〜１６６を上下方向Ｚおよび紫外線ランプ１２０〜１２９の並置方向Ｊに沿って移動させるために使用される（図４参照）。

エアシリンダ部１７６は、紫外線受光部１６０〜１６６が載置されている測定部筐体１６８を上下方向Ｚに駆動する往復動機構である。したがって、紫外線受光部１６０〜１６６と紫外線ランプ１２０〜１２９との間の距離Ｌ_Ｓを、調整することが可能である。

単軸ロボット１７８は、エアシリンダ部１７６を紫外線ランプ１２０〜１２９の並置方向Ｊに沿って移動させるリニアアクチュエーターであり、初期位置Ｐ_Ｓと測定終了位置Ｐ_Ｅの間を往復可能に構成されている（図４および図５参照）。また、単軸ロボット１７８は、図６に示されるように、紫外線照射部１１０のワーク搬送機構１３５に連結されており、ワーク搬送機構１３５の上下方向Ｚの移動に同伴される。必要に応じ、単軸ロボット１７８は、上下方向Ｚに独立して移動可能に構成することも可能である。

初期位置Ｐ_Ｓおよび測定終了位置Ｐ_Ｅは、照度の測定前および測定後における位置であり、紫外線の照射に基づく紫外線受光部１６０〜１６６の劣化が抑制されように設定されている。つまり、初期位置Ｐ_Ｓおよび測定終了位置Ｐ_Ｅは、紫外線ランプ１２０〜１２９の直下から離間している退避位置であり、紫外線ランプ１２０〜１２９から照射される紫外線の影響が軽減されている。

温度センサー１８０〜１８６は、熱電対から構成されており、紫外線受光部１６０〜１６６の近傍に配置され、紫外線受光部１６０〜１６６の温度を測定するために使用される。熱電対は、良好な耐熱性を有するため好ましい。測定値は、紫外線受光部１６０〜１６６の温度に基づく測定誤差を抑制する（紫外線ランプ１２０〜１２９の照度の測定値を補正する）ために利用される。温度センサー１８０〜１８６は、熱電対を利用する形態に限定されない。温度センサー１８０〜１８６の設置数は、紫外線受光部１６０〜１６６の設置数に一致させる形態に限定されず、適宜間引くことも可能である。

酸素濃度センサー１８８は、紫外線照射部１１０のチャンバー１３０の内部に配置され、紫外線ランプ１２０〜１２９と紫外線受光部１６０〜１６６との間の雰囲気の酸素濃度を測定するために使用される。測定値は、雰囲気の酸素濃度に基づく測定誤差を抑制する（紫外線ランプ１２０〜１２９の照度の測定値を補正する）ために利用される。酸素濃度の測定方法は、特に限定されず、例えば、ジルコニア式、磁気式、レーザー分光式、電極式を適宜適用することが可能である。

制御装置１９０は、例えば、コンピューターであり、図７に示されるように、インターフェース部１９２、制御部１９４、記憶部１９５、表示部１９７および入力部１９８を有する。

インターフェース部１９２は、アンプ部１７２、駆動部１７４、酸素濃度センサー１８８および温度センサー１８０〜１８６との間で、データの送受信を実行するために使用される。アンプ部１７２からの入力データは、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度データである。酸素濃度センサー１８８からの入力データは、雰囲気の酸素濃度データである。温度センサー１８０〜１８６からのデータは、紫外線受光部１６０〜１６６の温度データである。駆動部１７４への出力データは、エアシリンダ部１７６および単軸ロボット１７８を駆動するための制御データである。

制御部１９４は、プログラムにしたがって各部の制御や各種の演算処理を実行するマイクロプロセッサー等から構成される制御回路を有し、紫外線照度測定部１５０全体を制御するために使用される。紫外線照度測定部１５０の各機能は、それに対応するプログラムを制御部１９４が実行することにより発揮される。

記憶部１９５は、各種プログラムおよび各種データを記憶するために使用され、ＲＯＭ（リードオンリーメモリー）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）、書き換え可能な不揮発性半導体メモリー（例えば、フラッシュメモリー）、ハードディスクドライブ装置等が適宜組み合わされて構成されている。例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムは、制御部１９４により必要に応じて読み出され、プログラムおよびプログラムの実行に必要なデータを一時記憶する作業領域としてＲＡＭを使用して、実行処理される。

記憶されているデータは、例えば、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度データ、紫外線受光部１６０〜１６６の温度データ、雰囲気の酸素濃度データ、紫外線受光部１６０〜１６６と紫外線ランプ１２０〜１２９との間の距離Ｌ_Ｓ（図４参照）である。

記憶されているプログラムは、例えば、紫外線照度算出プログラムおよび紫外線ランプ寿命予測プログラムである。紫外線照度算出プログラムは、駆動部制御モジュールおよび照度算出モジュールを有する。

駆動部制御モジュールは、紫外線受光部１６０〜１６６が紫外線ランプ１２０〜１２９の下方を並置方向Ｊに沿って移動するように、駆動部１７４（エアシリンダ部１７６および単軸ロボット１７８）を制御するために使用される。

照度算出モジュールは、並置方向Ｊに沿って移動させられる紫外線受光部１６０〜１６６に入射した紫外線に基づいて、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度を算出するために使用される。例えば、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度データ（電圧データ）に対してＡＤ変換等を実施して、照度測定値が算出される。そして、照度測定値を、紫外線受光部１６０〜１６６の温度データ、雰囲気の酸素濃度データ、および、紫外線受光部１６０〜１６６と紫外線ランプ１２０〜１２９との間の距離Ｌ_Ｓに基づいて、補正することにより、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度が算出される。

紫外線ランプ１２０〜１２９の照度は、紫外線受光部１６０〜１６６に入射した紫外線の強度のピーク値に基づいて測定されることが好ましい。この場合、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度が、高精度で測定される。

紫外線ランプ寿命予測プログラムは、紫外線ランプ１２０〜１２９の寿命を予測して、紫外線ランプ１２０〜１２９の交換時期を決定するために使用される寿命予測部である。紫外線ランプ１２０〜１２９の各寿命は、照度の測定値の時系列（経時）データに基づき、測定値が、フィードバックによって対処可能なレベル（許容値）を超えるか否かによって予測される。

例えば、紫外線ランプの照度値Ｐは、指数関数的に減少し、紫外線ランプの初期の照度値を「Ｐ０」、劣化率を「α」、動作時間を「ｔ」で表すと、式１（Ｐ＝Ｐ０・ｅｘｐ（−αｔ））を満たすこととなる。また、式１は、変換することにより、式２（ｌｎ（Ｐ／Ｐ０）＝−αｔ）が得られる。一方、紫外線ランプの初期の照度値Ｐ０は、測定可能であり、劣化率αは、照度の測定値の時系列（経時）データから算出することが可能である。したがって、紫外線ランプの照度値Ｐとして、許容値（例えばＰ０の７０％の値）を、式２に代入することによって、寿命（交換時期）に対応する動作時間ｔを算出（予測）することが可能である。つまり、紫外線ランプ１２０〜１２９の各寿命を確実かつ容易に予測することが可能である。

表示部１９７は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイあるいはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を有し、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面を利用し、情報を表示するために使用される。表示される情報は、例えば、紫外線照度算出プログラムによって得られる紫外線ランプ１２０〜１２９の照度測定データであり、図８および図９に示されるような、紫外線ランプの並置方向Ｊおよび幅方向Ｗの照度測定結果を示しているグラフの形態で表示される。

入力部１９８は、キーボードとマウス等のポインティングデバイスとを有し、例えば、各種設定、各種指示（入力）を行うために使用される。

次に、照度測定値の補正方法を詳述する。

紫外線受光部１６０〜１６６のガラス部材（波長変換ガラス部材）は、温度上昇によって蛍光強度が低下し、紫外線から可視光への変換効率が低下する特性を有する。また、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度を測定している途中において、紫外線受光部１６０〜１６６の温度が変化する虞がある。したがって、基準とする温度と、照度測定時における紫外線受光部１６０〜１６６の温度との差分に基づいて、照度測定値を補正する必要がある。

紫外線は、伝搬することにより減衰するため、紫外線ランプ１２０〜１２９から紫外線が照射される被照射物までの距離によって、被照射物に対して実際に照射される紫外線の照度（強度）が変化する。したがって、照度測定時における紫外線ランプ１２０〜１２９と紫外線受光部１６０〜１６６との間の距離Ｌ_Ｓと、表面処理時における紫外線ランプ１２０〜１２９とワーク１０と間の距離Ｌ_Ｗとの差分に基づいて、照度測定値を補正する必要がある。

紫外線の減衰は、酸素濃度が上昇することによって大きくなる。したがって、照度測定時における酸素濃度と表面処理時における酸素濃度との差分に基づいて、照度測定値を補正する必要がある。

以上のことから、照度測定値に対し、紫外線受光部温度、距離Ｌ_Ｓおよび酸素濃度に関する補正項を追加して得られる照度変換式（［照度］＝［照度測定値］＋α×［紫外線受光部温度］＋β×［距離Ｌ_Ｓ］^２＋γ×［酸素濃度］）によって、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度を算出した。

補正係数は以下の手順で算出される。

紫外線受光部温度、距離Ｌ_Ｓおよび酸素濃度を、２０〜７０℃、２〜１０ｍｍおよび０．０１〜０．２％の範囲で変化させ、波長変換ガラスを利用して照度を測定した。測定に使用された紫外線ランプの電圧は、紫外線受光部温度、距離Ｌ_Ｓおよび酸素濃度が、２０℃、３ｍｍおよび０．１％である基準条件下において、紫外線積算光量計（浜松ホトニクス製紫外線積算光量計Ｃ９５３６）による測定値（以下、リファレンスと称する。）が１００ｍＷ／ｃｍ^２になるように調整されている。

次に、紫外線ランプの電圧を変化させ、リファレンスを調整した状態で、紫外線受光部温度、距離Ｌ_Ｓおよび酸素濃度を同様に変化させ、波長変換ガラスを利用して照度を測定することを繰り返して実施した。リファレンスの調整範囲は、２０〜１４０ｍＷ／ｃｍ^２である。

そして、リファレンスを目的変数とし、照度測定値、紫外線受光部温度、距離Ｌ_Ｓおよび酸素濃度の４つを説明変数とする重回帰分析を行い、各回帰係数を求めた。このとき、原点を通る回帰直線することで定数項は「０」としている。

その結果、温度補正係数α、距離補正係数βおよび酸素濃度係数γとして、「＋０．１３６」、「−０．２３４」および「−５．３１０」が算出された。つまり、照度変換式（［照度］＝１．０００×［照度測定値ｍＷ／ｃｍ^２］＋０．１３６×［紫外線受光部温度℃］−０．２３４［距離Ｌ_Ｓｍｍ］^２−５．３１０×［酸素濃度％］）が得られた。なお、回帰式の決定係数Ｒ２＝０．９５であり、十分な相関と線形性が得られている。

照度の測定値は、紫外線受光部温度、距離Ｌ_Ｓおよび酸素濃度に基づいて補正する形態に限定されず、必要に応じ、適宜簡略化（省略）することも可能である。例えば、紫外線受光部温度のみに基づいて補正したり、酸素濃度のみに基づいて補正したり、紫外線受光部温度および酸素濃度のみに基づいて補正したり、することも可能である。

次に、紫外線照度測定の手順を説明する。

図１０は、紫外線照度測定部による紫外線照度の測定方法を説明するためのフローチャートである。図１０により示されるアルゴリズムは、紫外線照度測定部１５０の制御装置１９０の記憶部１９５に、紫外線照度算出プログラム（駆動部制御モジュールおよび照度算出モジュール）および紫外線ランプ寿命予測プログラムとして記憶されており、制御装置１９０の制御部１９４によって実行される。

紫外線ランプ１２０〜１２９から照射される紫外線によるワーク１０の表面処理が終了すると（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、紫外線照射部１１０のワーク搬送機構１３５は、降下する（ステップＳ０２）。これにより、ワーク搬送機構１３５に連結されている紫外線照度測定部１５０の駆動部１７４（エアシリンダ部１７６および単軸ロボット１７８）は、同伴して降下する。なお、チャンバー１３０内の酸素濃度は、例えば、０．１〜１％程度となるように、窒素供給装置１４０によって調整されている。

紫外線受光部１６０〜１６６が配置された測定部筐体１６８が、エアシリンダ部１７６によって駆動され、上昇する（ステップＳ０３）。この際、紫外線受光部１６０〜１６６と紫外線ランプ１２０〜１２９との間の距離Ｌ_Ｓが、表面処理時におけるワーク１０と紫外線ランプ１２０〜１２９との間の距離Ｌ_Ｗと一致するように、エアシリンダ部１７６が制御される。

エアシリンダ部１７６が、単軸ロボット１７８によって駆動され、紫外線受光部１６０〜１６６が載置されている測定部筐体１６８を同伴し、並置方向Ｊに初期位置Ｐ_Ｓから測定終了位置Ｐ_Ｅに向かって移動を開始する（ステップＳ０４）。移動速度は、例えば、２ｍ／ｍｉｎである。

紫外線受光部１６０〜１６６は、並置されている紫外線ランプ１２０〜１２９の照度を順次測定する（ステップＳ０５）。この際、紫外線受光部１６０〜１６６は、幅方向Ｗにも配置されているため（図５）、幅方向Ｗに関する照度分布も同時に測定する。また、雰囲気の酸素濃度および紫外線受光部１６０〜１６６の温度が、酸素濃度センサー１８８および温度センサー１８０〜１８６によって、同時に測定される。

紫外線受光部１６０〜１６６が全ての紫外線ランプ１２０〜１２９の真下を通過し、測定終了位置Ｐ_Ｅに到達（移動が完了）すると、照度測定は終了する（ステップＳ０６：ＹＥＳ）。

測定された照度データ（照度測定値）、紫外線受光部１６０〜１６６の温度データ、紫外線受光部１６０〜１６６と紫外線ランプ１２０〜１２９との間の距離Ｌ_Ｓ、雰囲気の酸素濃度データを、照度変換式に適用し、紫外線ランプ１２０〜１２９の照度が算出される（ステップＳ０７）。

そして、エアシリンダ部１７６が、単軸ロボット１７８によって駆動され、紫外線受光部１６０〜１６６が載置されている測定部筐体１６８を同伴し、測定終了位置Ｐ_Ｅから初期位置Ｐ_Ｓに向かって移動する（逆行する）（ステップＳ０８）。

紫外線受光部１６０〜１６６が配置された測定部筐体１６８が、エアシリンダ部１７６によって駆動され、降下する（ステップＳ０９）。そして、次の表面処理に備えるため、紫外線照射部１１０のワーク搬送機構１３５が、上昇する（ステップＳ１０）。

以上のように、本実施の形態においては、紫外線受光部（紫外線照度センサー）を、紫外線ランプの並置方向に沿って移動させることによって、並置されている紫外線ランプの照度を順次測定することが可能である。また、紫外線受光部（紫外線照度センサー）は、紫外線ランプの長手方向に平行な方向に配置されているため、紫外線ランプの長手方向に関する照度分布も同時に測定することが可能である。つまり、少数の紫外線受光部（紫外線照度センサー）のみで全ての紫外線ランプの照度を測定することができる。したがって、紫外線受光部（紫外線照度センサー）の設置数を抑制し得る紫外線照度測定装置および紫外線照射装置を提供することが可能である。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、ワークおよび表面処理温度を一定に保つため、紫外線照射部に温度調整機構を配置することも可能である。また、紫外線ランプから照射される紫外線による紫外線受光部に対する影響を軽減するため、紫外線を遮断する可動式シールドを、初期位置および測定終了位置に配置することも可能である。

また、本発明に係る手段、方法およびプログラムは、専用のハードウェア回路によっても実現することも可能である。また、プログラムによって本発明を実現する場合、プログラムは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリーやＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供したり、記録媒体によらず、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供したりすることも可能である。この場合、プログラムは、通常、磁気ディスク装置等の記憶装置に送信されて記憶される。また、プログラムは、単独のアプリケーションソフトウェアとして提供したり、一機能として別のソフトウェアに組み込んで提供したりすることも可能である。

１０ ワーク、
１００ 紫外線照射装置、
１１０ 紫外線照射部、
１２０〜１２９ 紫外線ランプ、
１３０ チャンバー、
１３５ ワーク搬送機構、
１４０ 窒素供給装置、
１５０ 紫外線照度測定部（紫外線照度測定装置）、
１６０〜１６６ 紫外線受光部、
１６８ 測定部筐体、
１７０ 光ファイバー、
１７２ アンプ部、
１７４ 駆動部、
１７６ エアシリンダ部、
１７８ 単軸ロボット、
１８０〜１８６ 温度センサー、
１８８ 酸素濃度センサー、
１９０ 制御装置（コンピューター）、
１９２ インターフェース部、
１９４ 制御部、
１９５ 記憶部、
１９７ 表示部、
１９８ 入力部、
Ｐ_Ｓ 初期位置、
Ｐ_Ｅ 測定終了位置、
Ｄ 搬送方向、
Ｊ 並置方向、
Ｌ_Ｗ，Ｌ_Ｓ 距離、
Ｗ 幅方向（紫外線ランプの長手方向）、
Ｚ 上下方向。

Claims (9)

1. 被処理物であるワークに紫外線を照射する複数の紫外線ランプの照度を測定するための紫外線照度測定装置であって、
   前記複数の紫外線ランプは、各紫外線ランプの長手方向に交差する方向に並置されており、
   前記紫外線照度測定部は、
   前記長手方向に平行な方向に離間して配置され、紫外線ランプから照射される紫外線を受光する複数の紫外線受光部と、
   前記複数の紫外線受光部を、前記並置方向に沿って移動させる駆動部と、
   前記駆動部によって前記並置方向に沿って移動させられる前記複数の紫外線受光部に入射した紫外線に基づいて、前記複数の紫外線ランプの照度を測定する制御部と、
   を有することを特徴とする紫外線照度測定装置。
2. 前記複数の紫外線ランプの照度は、前記複数の紫外線受光部に入射した紫外線の強度のピーク値に基づいて測定されることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照度測定装置。
3. 前記紫外線受光部の温度を測定するための温度センサーをさらに有し、
   前記制御部は、前記紫外線受光部の温度に基づいて測定値を補正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の紫外線照度測定装置。
4. 前記複数の紫外線ランプと前記複数の紫外線受光部との間の雰囲気の酸素濃度を測定するための酸素濃度計をさらに有し、
   前記制御部は、前記酸素濃度に基づいて測定値を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。
5. 前記照度の測定値の時系列データに基づいて、前記複数の紫外線ランプの寿命を予測する寿命予測部をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。
6. 前記複数の紫外線受光部は、照度の測定前および測定後において、前記複数の紫外線ランプから離間した位置に配置され、
   前記位置は、前記複数の紫外線受光部に対する、前記複数の紫外線ランプから照射される紫外線の影響が軽減されるように設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。
7. 前記複数の紫外線受光部の各々は、紫外線を可視光に変換するガラス部材を有し、
   前記複数の紫外線受光部に入射した紫外線は、前記ガラス部材を透過することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。
8. 前記複数の紫外線ランプは、エキシマランプであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の紫外線照度測定装置。
9. 被処理物であるワークに紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
   前記複数の紫外線ランプの照度を測定するための紫外線照度測定部と、を有し、
   前記複数の紫外線ランプは、各紫外線ランプの長手方向に交差する方向に並置されており、
   前記紫外線照度測定部は、
   前記長手方向に平行な方向に離間して配置され、紫外線ランプから照射される紫外線を受光する複数の紫外線受光部と、
   前記複数の紫外線受光部を、前記並置方向に沿って移動させる駆動部と、
   前記駆動部によって前記並置方向に沿って移動させられる前記複数の紫外線受光部に入射した紫外線に基づいて、前記複数の紫外線ランプの照度を測定する制御部と、
   を有することを特徴とする紫外線照射装置。