JP6232741B2 - 小型紫外線照射装置 - Google Patents

Description

この発明は紫外線照射装置に関するものであり、特に、エキシマ発光するエキシマランプを備えた小型紫外線照射装置に係わるものである。

従来から、放電容器に放電ガスを充填し、誘電体バリア放電によって該放電ガスをエキシマ発光させるエキシマランプが開発されており、物質表面の有機物除去、不要レジストの除去、ドライ精密洗浄等、多岐にわたって応用されている。
特開２０１１−１６５５４０号公報（特許文献１）には、このようなエキシマランプを備えた紫外線照射装置が記載されており、筐体内に、エキシマランプを複数配置した光源部と、当該エキシマランプに給電するための電装部（トランス）とが隔壁によって隔離されて設置された構造が示されている。
このような隔壁部は、光源部から放射される紫外光や、周囲の酸素が紫外光を受けて生成されるオゾンから、電装部を保護するために設けられているものである。
前記電装部には、エキシマランプを点灯する昇圧トランスのほか、当該トランスを冷却するための冷却手段として熱交換器や送風ファンが設けられている。

また、従来の紫外線照射装置は、例えば液晶基板のような大型のワークを対象としていたのに対し、近年ではその用途分野が拡大し、用途によっては、一方で、小型で簡便な紫外線照射装置も要望されるようになってきており、その開発が進められている。
例えば、特開２０１１−１８１５３５号公報（特許文献２）に記載の小型の紫外線照射装置は、筐体内が、隔壁によってエキシマランプが収容されるランプ収容室と、電装部を備える回路室とに隔離された構造が示されており、当該ランプ収容室にはガス供給管を介して不活性ガスよりなる洗浄用ガスが供給されている。

特許文献１及び特許文献２に記載される従来構造においては、光源部に対して電装部の収容場所は隔壁によって気密に隔離することが必要であった。これは光源部の周囲に微量の酸素が存在すると、その酸素がエキシマランプからの紫外光を受けてオゾンが発生して、このオゾンにより電装部が劣化する惧れがあるためである。また同様に、電装部の周囲にオゾンが発生しないように、光源部から放出される紫外線を常に遮光しておく必要があった。
しかしながら、このような気密構造とすることは、装置の構成や製造工程を煩雑化してしまう。例えば、光源部と電装部を電気的に接続する場合、各々の収容場所の気密性を確保しつつ配線する必要があり、その作業が煩雑で、かつその構造も複雑になる。

特開２０１１−１６５５４０号公報 特開２０１１−１８１５３５号公報

上記問題点に鑑みて、この発明が解決しようとする課題は、エキシマランプに対して電装体を気密に隔離することなく、ランプからの紫外線が電装体に照射されることを防止し、かつ、電装体を効率的に冷却するとともに、ランプから放出される紫外線によって発生するオゾンから電装体を保護できるようにして、従来よりも装置の小型化及び単純化が可能な内部構造を備えた小型紫外線照射装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明に係る小型紫外線照射装置は、筺体内部にエキシマランプと、該エキシマランプに給電する電装体とが配置され、前記筐体には光出射窓が形成されてなる小型紫外線照射装置において、前記筐体の一方の側壁に当接し、他方の側壁との間には連通路が形成されるように区画壁を設け、該区画壁によって前記筐体内を、電装体収納室とランプ収納室とに区画して、前記電装体収納室には前記電装体を収納し、前記ランプ収納室には前記エキシマランプを収納し、前記電装体収納室における前記区画壁が当接する側に吸気口を設け、前記ランプ収納室における前記給電線側に排気口を設けることにより、前記吸気口から冷却風を前記電装体収納室内に導入して前記電装体を冷却するとともに、前記ランプ収納室内で発生するオゾンを前記排気口から排出するようにしたことを特徴とする。

前記エキシマランプの周囲には、両端が開放されたガラス管が被嵌されていることを特徴とする。
また、前記光出射口に、ガラス窓が設けられていることを特徴とする。

この発明の小型紫外線照射装置によれば、筐体内が区画壁によって電装体収納室とランプ収納室とに区画され、これら収納室が前記区画壁の一方の端部で連通するようにし、電装体収納室の非連通側の端部に吸気口を設け、ランプ収納室の前記給電線側、即ち、連通路側に排気口を設けることにより、前記吸気口から冷却風を前記電装体収納室内に導入して前記電装体を冷却するとともに、前記ランプ収納室内で発生するオゾンを前記冷却風によって前記排気口から排出するようにでき、紫外線およびオゾンによる電装体の腐食を防止できるという効果を奏するものである。

本発明の小型紫外線照射装置の分解斜視図。 本発明の実施例の側断面図（Ａ）およびそのＸ−Ｘ矢視図（Ｂ）。 図２（Ａ）のＹ−Ｙ矢視図。 他の実施例の分解斜視図。 図４の実施例における冷却風の作用説明図。 更に他の実施例で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ矢視図。 排気口の実施形態。

図１は、本発明の小型紫外線照射装置１の上壁を分解して表した斜視図であり、図２（Ａ）はその側断面図、図２（Ｂ）はそのＸ−Ｘ矢視図、図３は図２（Ａ）のＹ−Ｙ矢視図である。
本発明の小型紫外線照射装置１は、筐体２の内部に区画壁３が設けられ、該区画壁３の一端部（当接端部）３ａは、筐体２の一方の側壁２ａに当接し、他端部（開放端部）３ｂと他方の側壁２ｂとの間には連通路４が形成されている。前記筐体２はこの区画壁３により、電装体収納室５とランプ収納室６とに区画されている。
そして、電装体収納室５には電装体７が収納され、また、ランプ収納室６には長尺状の発光管８ａを有するエキシマランプ８が収納されている。このとき、前記区画壁３は、エキシマランプ８の発光管８ａの放電領域にまで全長に亘って延在している。
また、図１および図２（Ｂ）に示されるように、前記エキシマランプ８はランプ収納室６内において、ランプ保持具９によって支持されている。

そして、同じく図１、図２（Ｂ）に示すように、前記筐体２の上壁２ｃには、ランプ収納室６内のエキシマランプ８に対応して光出射口１０が形成されている。
また、図３に示すように、前記電装体収納室５の前記区画壁３が当接する側の側壁２ａには吸気口１１が設けられており、そして、前記ランプ収容室５側の側壁２ｃの連通路側４には、排気口１２が設けられている。
また、前記電装体収納室５の吸気口１１には送風手段１３が配置されていて、該送風手段１３によって電装体収納室５内に吸引された冷却風は、前記区画壁３と筐体２の側壁２ｂとの間に形成された連通路４を経てランプ収納室６内に流入し、排気口１２から排気される。
図３に示すように、電装体７からエキシマランプ８への配線１５は、前記連通路４を利用して敷設されている。

上記構成において、エキシマランプ８からの紫外線は、区画壁３によって遮光されて電装体７に照射されることはない。
一方、送風手段１３によって冷却風が吸気口１１から電装体収納室５内に吸引され、電装体７を冷却しつつ連通路４に流れる。この冷却風は前記連通路４からランプ収納室６側に向かい、この間に配線１５を冷却しつつ排気口１２から排気される。
このとき、エキシマランプ８の周囲では、雰囲気中の酸素に紫外線が作用してオゾンが生成されるが、前記連通路４から排気口１２に向かって冷却風が流れるので、この流れによってオゾンはランプ８周辺から排気口１２側に吸引され、ここから外部に排気されるので、電装室５内の電装体７にオゾンが作用してこれを劣化することがない。
また、吸気口１１と排気口１２とが、筐体２のほぼ反対側に離間して設けられるので、排気口１２から排気されたオゾンが吸気口１１に再び取り込まれて筐体２内に流入することもない。

図４に他の実施例が示されていて、この実施例では、ランプ収容室６に設けるエキシマランプ８の周囲は、両端が開放された別体の石英ガラス管１６で覆われている。このガラス管１６は、エキシマランプ８の発光管８ａの全体を被嵌するものであるが、特に、前記連通路４側の一端部は該ガラス管１６によって覆わずに露出するようにすることが好ましい。
その結果、図５に示すように、エキシマランプ８の発光管８ａの一端側は冷却風によって低温となるが、該発光管８ａの放電領域はガラス管１６で覆われているので、熱がこもって高温となる。これにより、ランプ８の発光管８ａの長手方向において温度分布が生じることになる。エキシマランプ８からの紫外線により、ガラス管１６の内部にはオゾンが生成されるが、この温度勾配に基づく熱対流によってオゾンが低温側に流れるため、冷却風の流路による吸引作用に加えて、この温度勾配による熱対流が作用して、オゾンの排気が更に効果的に行われるようになる。

以上の実施例では、筐体２内を区画壁３によって同一平面内で電装体収容室５とランプ収容室６に区画しているが、図６（Ａ）（Ｂ）に示す他の実施例では、上下方向に区画する構成としている。
即ち、区画壁３は、筐体２内に水平に設けられていて、その下方を電装体収容室５とし、上方をランプ収容室６としているものである。この場合も、区画壁３の開放端部３ｂと筐体２の側壁２ｂとの間に連通路４が形成されており、一方、排気口１２は筐体２の上壁２ｃに形成されている。
そして、エキシマランプ８は前記区画壁３上にランプ保持具９を介して支持されている。
また、この実施例においては、筐体２の上壁２ｃに光出射口１０が形成されていて、当該光出射口１０には石英ガラス製の窓部材１７が嵌め込まれている。

なお、上記いずれの実施例においても、吸気口１１は、筺体２の側壁２ａに形成するものとしたが、上壁２ｃに形成してもよいし、排気口１２は上壁２ｃ若しくは側壁２ｄのいずれかに形成してよいし、更には、光出射口１０も、上壁２ｃではなく側壁２ｄに形成するものであってもよい。
また、図６の実施例以外の実施例においても、光出射口１０に別体の石英ガラス製の窓部材を嵌め合わせることも可能である。
更には、送風手段１３を吸気口１１に設けるものとしたが、排気口１２側に吸引手段を設けて筐体２内に冷却風を導入する構造としてもよい。

図７に吸気口１１、排気口１２の形状の具体例がいくつか示されている。
図７（Ａ）には単一の開口、（Ｂ）には複数の縦長の開口、（Ｃ）には複数の小さな丸開口の例が示されている。勿論、形状はこれに限られない。

以上のように、本発明の小型紫外線照射装置では、筐体内を区画壁によって電装体収容室とランプ収容室とに区画し、該区画壁の一端において筺体との間に連通路を形成したことにより、エキシマランプからの紫外線が電装体に照射されることがなく、また、吸気口から電装体収容室に導入された冷却風が、電装体を冷却した後に、前記連通路からランプ収容室側に流れ、該ランプ収納室における前記給電線側に設けた排気口から流出するので、ランプ収容室内でランプ周辺に生じるオゾンをこの冷却風によって排気口から排出するので、電装体にオゾンが作用することがない。
更に、ランプにガラス管を被嵌させたことにより、該ガラス管内に温度勾配が形成され、前記冷却風による吸引作用に加えて、この温度勾配による熱対流作用が作用して、ランプ周辺のオゾンを効果的に排気口から排気させることができる。
このように、筐体内を、区画壁により、吸気口―電装体収容室―連通路―ランプ収容室―排気口という通風経路を構成したので、コンパクトで構造の簡単な小型紫外線照射装置を実現することができた。

１ 小型紫外線照射装置
２ 筐体
２ａ、２ｂ、２ｄ 側壁
２ｃ 上壁
３ 区画壁
３ａ 当接端部
３ｂ 開放端部
４ 連通路
５ 電装体収容室
６ ランプ収容室
７ 電装体
８ エキシマランプ
８ａ 発光管
９ 保持具
１０ 光出射口
１１ 吸気口
１２ 排気口
１３ 送風手段
１５ 配線
１６ ガラス管
１７ 窓部材

Claims (3)

1. 筺体内部にエキシマランプと、該エキシマランプに給電する電装体とが配置され、前記筐体には光出射口が形成されてなる小型紫外線照射装置において、
   前記筐体の一方の側壁に当接し、他方の側壁との間には連通路が形成されるように紫外線を遮光する区画壁を設け、
   該区画壁によって前記筐体内を、電装体収納室とランプ収納室とに区画して、前記電装体収納室内の前記電装体と前記ランプ収納室内の前記エキシマランプとを、前記連通路を経て給電線で接続し、
   前記電装体収納室における前記連通路からみて前記区画壁が当接する側に吸気口を設け、前記ランプ収納室における前記連通路側に排気口を設け、
   前記吸気口から冷却風を前記電装体収納室内に導入して前記電装体を冷却するとともに、前記ランプ収納室内で発生するオゾンを前記排気口から排出するようにしたことを特徴とする小型紫外線照射装置。
   
2. 前記エキシマランプの周囲には、両端が開放されたガラス管が被嵌されていることを特徴とする請求項１に記載の小型紫外線照射装置。
3. 前記光出射口に、ガラス窓が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の小型紫外線照射装置。
   
   
   

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