JP6086227B2 - エキシマ光照射装置 - Google Patents

Description

この発明は、紫外線照射処理に使用されるエキシマ光照射装置に関し、特に、紫外線反射膜が形成されたエキシマランプを用いるエキシマ光照射装置に係わるものである。

現在、例えば、液晶表示パネルのガラス基板を紫外線照射によって洗浄する工程等においては、波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を放射するエキシマランプを備えたエキシマ光照射装置が使用されている。
このようなエキシマ光照射装置に使用されるエキシマランプとしては、特開２０１０−８０３５１号公報（特許文献１）にも記載されているように、紫外線を効率よく放射するために、発光管内に紫外線反射膜が形成されたエキシマランプが多用されている。このようなランプにおいては、水平配置された長尺の発光管内の光出射側と反対の非光出射側の内面に、シリカ粒子を主体とした紫外線反射膜が形成されている。

図４（Ａ）（Ｂ）にその概略構造が示されており、エキシマランプ３０は、断面が扁平な矩形形状をなし、長尺な発光管３１を有し、その外面には透光性の外部電極３２、３２が設けられ、真空紫外線は光出射壁３４を経て出射されて被照射物（ワーク）Ｗに照射される。
ところで、この種のエキシマランプにおいては、紫外線の有効利用を図る観点から、光出射側とは反対側の非光出射壁３５の内面にはシリカ粒子などからなる紫外線反射膜３３が形成されている。

しかして、このような構造のエキシマランプ３０においては、発光管３１内で生成された紫外線は上方の非光出射壁３５内面の紫外線反射膜３３に反射されて下方の光出射壁３４から出射されるので、非光出射壁３５のガラスには紫外線が到達せず、一方、下方の光出射壁３４には直接出射光に反射光を加えた紫外線が照射・透過することになる。
このため、点灯時間が経過するに従って、下方の光出射壁３４、つまり発光管３１の光出射方向側の壁を構成するガラスに、真空紫外線が照射されることに起因して生ずる紫外線歪みが経時的に蓄積される。一方で、紫外線反射膜３３を形成した上方壁３５には紫外線が照射されることがないので、紫外線歪みが蓄積されることがない。
その結果、この紫外線歪みの影響によって、光出射方向側のガラスが主として長手方向に収縮して、発光管３１全体が、紫外線反射膜３３が形成された非光出射壁３５方向に向かって凸状に反ってしまうことがある。

このように、エキシマランプ（発光管）が上方に反ってしまうと、ワーク面上での光照射照度が不均一となり、均一な紫外線処理ができなくなり、当然のことながら処理後のワークに不具合を生じることになる。
上記特許文献１には、このような不具合を解消するために、エキシマランプの中央部にエキシマランプが上方へ反らないように機械的に移動を制限する移動規制体を設ける構造が提案されている。
これによれば、ランプホルダー４０、５０によって保持されたエキシマランプ３０の発光管３１の上面側（非光出射側）の中央部に当接するように移動規制体２０を設けて、発光管の経時的な形状変化を防止する構造とされている。
なお、この移動規制体２０は、通常は、ランプの寿命初期においては、例えば１ｍｍ程度の微小間隙をもって配置され、点灯時間の経過とともにランプが上方にある程度反ってきたときに、当該移動規制体２０と当接するようにされて、それ以上の反りを規制するという使われ方をするものであって、本願発明で、移動規制体が発光管に“当接する”とはこのような状況を意味するものである。

しかして、このようなエキシマ光照射装置においては、エキシマランプは長手方向の両方の端部でランプホルダーによって保持されており、一方の端部は固定されたホルダー、他方の端部はランプを着脱するための、開放機構が備わっている。
図５及び図６には、前記ランプを脱着する機構を備えたランプホルダーの一例が示されている。

ランプホルダー５０は、筺体に固定される門型の上部保持体６０と、ランプが載置される下部保持部７０とからなる。
下部保持部７０は、図６に示すように、上部保持部６０に対して回動自在であって、ランプ保持位置と退避位置とに進退自在である。
上部保持部６０には係合ピン６１が水平に突設され、下部保持部７０にはこれに係合する係合フック７１が設けられている。また、上部保持部６０にはランプ３０を下方に押圧するバネ部材６２が設けられ、一方、下部保持部７０にはランプ３０を図４（Ａ）の左方側、即ち、固定ランプホルダー４０側に押圧するバネ部材７２が設けられている。
図５、図６（Ａ）に示すように、ランプ３０が保持位置にあるときは、下部保持部７０の係合フック７１が上部保持部６０の係合ピン６１に係合していて、ランプ３０は、上部保持部６０のバネ部材６２により下部保持部７０側に下方に押圧され、該下部保持部７０のバネ部材７２によって図の左方側に押圧されて、所定位置に保持される。
図６（Ｂ）は、係合フック７１が係合ピン６１から外されて、下部保持部７０が回動して退避位置にある状態を示している。

図７に、この従来例によるランプの脱着の方法が、ランプホルダー５０のみを表示して示されている。
図７（Ａ）はランプ（不図示）を保持した位置を示し、下部保持部７０が上部保持部６０に対して保持位置にあり、その係合フック７１が上部保持部６０の係合ピン６１に係合している。
ランプの交換時には、図７（Ｂ）に示すように、下部保持部７０の係合フック７１側を若干上方に持ち上げて、係合フック７１を係合ピン６１から外す。
次いで、図７(Ｃ)（Ｄ）に示すように、下部保持部７１を回動させて退避位置に退避させる。これにより、ランプをホルダー５０から取り外すものである。
ランプの取り付け時には、これとは逆の工程によりホルダー５０により保持するものである。

ところで、上記従来技術によれば、ランプホルダーから取り外す際に、図７（Ｂ）に示すように、係合フック７１を係合ピン６１から外すために、下部ホルダー７０を若干持ち上げることが必要となる。
このとき、前記特許文献１のように、発光管に当接した移動規制体を有する装置においては、発光管に該移動規制体を支点にした局所的な応力が生じて、発光管が損傷してクラックが入ることがあり、遂には破損に至るという問題が生じている。
またこの現象は、ランプの取り付け時にも同様に発生する。

特開２０１０−８０３５１号公報

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光管の非光出射側の内面に紫外線反射膜を備えたエキシマランプが、ランプホルダーによって筐体に保持され、前記発光管の紫外線反射膜側への反りを制限する移動規制体が前記発光管の紫外線反射膜側の表面に当接して設けられてなるエキシマ光照射装置において、ランプ交換時に、発光管に当該移動規制体によって応力集中が発生することを回避して、該発光管の破損を防止できる構造を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明では、エキシマランプを保持する一対のランプホルダーのうち、少なくとも一方のランプホルダーは、筺体に固定された上部保持部と、該上部保持部に水平方向に回動自在に連結されて保持位置から退避可能な、前記エキシマランプが載置される下部保持部とからなり、前記上部保持部は、係合ピンが水平に突設されるとともに、前記下部保持部は、水平係止片と、該水平係止片に回動自在に設けられた係合フックを備え、前記下部保持部が保持位置にあるとき、前記水平係止片が前記係合ピンの上部に係止され、前記回動自在な係合フックが前記係合ピンに係合されることを特徴とする。
また、前記上部保持部には、前記エキシマランプを下方に押圧する弾性部材が設けられたことを特徴とする。
また、前記下部保持部には、前記エキシマランプを長手方向に沿って押圧する弾性部材が設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、ランプ交換時にエキシマランプをランプホルダーから脱着する際に、当該ランプが上方に移動する動作を伴うことなく、無理なく取り外すことができるようにして、移動規制体が当接している発光管に応力集中が起きることがなく、その破損を防止できるという効果を奏するものである。

本発明のエキシマ光照射装置のランプホルダー部の斜視図。 本発明のランプホルダーの動作説明斜視図。 本発明のランプホルダーの動作説明側面図。 従来のエキシマ光照射装置の側面図（Ａ）と横断面図（Ｂ）。 従来のランプホルダー部の斜視図。 従来のランプホルダーの動作説明斜視図。 従来のランプホルダーの動作説明側面図（Ａ）および正面図（Ｂ）。

図１、２に示すように、本発明のエキシマ光照射装置は、ランプホルダーの形状を除いては基本的に図４に示す従来のエキシマ光照射装置と同様な構造である。
即ち、エキシマランプ１は、その両端をランプホルダーによって水平状態に支持されていて、図１、２にはその一方のランプホルダー２のみが図示されている。
本発明のエキシマ光照射装置においても、図４に示したと同様に、長尺のエキシマランプ１の中間位置には、移動規制体が当接されていて、紫外線歪によるエキシマランプの上方への変形（反り）を防止している。
図２も参照して、ランプホルダー２は、門型の上部保持部３と、これに水平方向に回動自在に連結された下部保持部４とからなる。

上部保持部３は、天板部３ａと、その両端の脚部３ｂ、３ｃとからなり、前記天板部３ａは、図示しない筺体に固定される。一方の脚部３ｂには係合ピン３ｄが水平に突設されていて、他方の脚部３ｃには、後述する下部保持部４が回動自在に連結されている。そして、両脚部３ｂ、３ｃにはランプを下方に押圧する板状のバネ部材３ｅ、３ｆが設けられている。
勿論、このバネ部材３ｅ、３ｆは天板部３ａに設けられるものであってもよい。
一方、下部保持部４は、ランプを載置する載置部４ａと、これに立設された係止部４ｂと、連結部４ｃとからなる。そして、該下部保持部４にはランプを他方のランプホルダー側に押圧する板状のバネ部材４ｄが設けられている。

図３にも示されるように、前記下部保持部４の係止部４ｂには、水平係止片４ｅと、これに垂直方向に回動自在に枢着された係合フック４ｆが設けられている。この水平係止片４ｅは、図１、図２（Ａ）、図３（Ａ）に示すように、保持位置にあるとき、前記上部保持部３の係合ピン３ｄの上部に当接して係止される。
そしてこの位置で、係合フック４ｆを回動して係合ピン３ｄに係合し、下部保持部４を保持位置に維持する。
このようにして、下部保持部４は、係合ピン３ｄと水平係止片４ｅによって下方への動きが規制され、係合フック４ｆと係合ピン３ｄとの係合によって、退避位置への回動が規制されて、下部保持部４が保持位置に維持されて、ランプ１の保持がなされる。

ランプの取り外し時には、図１、図２（Ａ）の保持状態から、図３（Ａ）に示すように、係合フック４を回動して係合ピン３ｄから外し、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）に示すように、下部保持部４を回動して退避位置に退ける。これにより、ランプ１は、ランプホルダー２から外すことができ、図示しない左方のランプホルダーから外して取り外すことができる。
また、ランプの取り付けは上記と逆の動作によって行なわれる。
上記のように、ランプのランプホルダーへの脱着の間、当該ランプは上方への動作を伴うことがない。

なお、他方のランプホルダーに関しては、単にランプをその長手方向から挿入して保持できるものであればよく、特に、ランプホルダー自体が図１のような開放可能である必要はない。しかしながら、部品の共通化などの理由から、同じ構造のランプホルダーとしてもよい。

以上説明したように、本発明では、エキシマランプの発光管のほぼ中央部に当接して移動規制体を設け、紫外線歪みによる発光管の反りを規制するようにしたエキシマ光照射装置において、ランプホルダーからランプを取り外すとき、ランプホルダーを保持位置から退避位置に回動する際に、上方への動作を伴うことがないので、これに保持されたランプにも上方への動作がなく、移動規制体によるランプの発光管への応力集中が起こることがないので、発光管の破損を防止できるものである。

１ エキシマランプ
２ ランプホルダー
３ 上部保持部
３ａ 天板部
３ｂ、３ｃ 脚部
３ｄ 係合ピン
３ｅ、３ｆ バネ部材
４ 下部保持部
４ａ 載置部
４ｂ 係止部
４ｃ 連結部
４ｄ バネ部材
４ｅ 水平係止片
４ｆ 係合フック

Claims (3)

1. 発光管の非光出射側の内面に紫外線反射膜を備えたエキシマランプが、一対のランプホルダーによって筐体に保持され、
   前記発光管の紫外線反射膜側への反りを制限する移動規制体が前記発光管の紫外線反射膜側の外面に設けられ、
   てなるエキシマ光照射装置において、
   前記一対のランプホルダーのうち、少なくとも一方のランプホルダーは、前記筺体に固定された上部保持部と、該上部保持部に水平方向に回動自在に連結されて保持位置から退避可能な、前記エキシマランプが載置される下部保持部とからなり、
   前記上部保持部は、係合ピンが水平に突設されるとともに、
   前記下部保持部は、水平部分のみからなる水平係止片と、該水平係止片に回動自在に設けられた係合フックを備え、
   前記下部保持部が保持位置にあるとき、前記水平係止片が前記係合ピンの上部に係止され、前記回動自在な係合フックが前記係合ピンに係合される
   ことを特徴とするエキシマ光照射装置。
   
2. 前記上部保持部には、前記エキシマランプを下方に押圧するバネ部材が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のエキシマ光照射装置。
3. 前記下部保持部には、前記エキシマランプを長手方向に沿って押圧するバネ部材が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエキシマ光照射装置。
   
   
   

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