(57)【要約】【課題】エキシマランプの端部とベース部材とが接触した場合であっても、エキシマランプが破損することを確実に防止することのできるエキシマランプ装置を提供することを目的とする。【解決手段】棒状のエキシマランプの端部が筒状のベース部材の内部に挿入され、当該ベース部材の開口端部において当該エキシマランプが微小変位可能に保持されてなるエキシマランプ装置において、前記ベース部材の内部に挿入される前記エキシマランプの端部に、衝撃緩衝部材が設けられた構成とされる。【選択図】図１
2018106805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のエキシマランプの端部が筒状のベース部材の内部に挿入され、当該ベース部材の開口端部において当該エキシマランプが微小変位可能に保持されてなるエキシマランプ装置であって、
前記ベース部材の内部に挿入される前記エキシマランプの端部に、衝撃緩衝部材が設けられていることを特徴とするエキシマランプ装置。
【請求項２】
前記エキシマランプは、発光管の内部における端部にゲッター配置領域が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ装置。
【請求項３】
前記エキシマランプは、前記ベース部材によって端部が保持された外套管の内部に挿通状態で配置されており、
前記ベース部材に形成されたガス導入部を介して、不活性ガスが当該エキシマランプと当該外套管との間に形成された空間に供給されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエキシマランプ装置。
【請求項４】
前記エキシマランプには、周方向における一部に光反射部が設けられており、
前記ベース部材には、エキシマランプ装置の回転方向位置規制部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエキシマランプ装置。
【請求項５】
前記衝撃緩衝部材は、前記エキシマランプの端部の外周面に設けられた弾性体膜よりなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエキシマランプ装置。                                                                                
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を照射することによる洗浄処理、アッシング処理、成膜処理等の表面処理を行うために用いられるエキシマランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エキシマランプは、真空紫外光を利用した被処理体の表面処理、例えば洗浄処理、アッシング処理および成膜処理などにおける光源として好適に用いられている。
エキシマランプを灯具に設置するに際しては、通常、発光管の端部にベースが取付けられる。ベースの取り付けは、例えば接着剤を用いて固定することが一般的であるが、ベースを、接着剤を用いることなく、機械的に取り付ける構造のものが知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
図５は、従来のエキシマランプ装置の一例における構成を概略的に示す、管軸に沿った断面図である。
このエキシマランプ装置は、エキシマランプ６０と、このエキシマランプ６０が内部に挿通状態で配置された、石英ガラスよりなる円筒状の外套管７５と、エキシマランプ６０の両端に取付けられた、有底筒状のセラミックス製のベース８０とを備えている。
各々のベース８０の開口端部には、金属部材８５が設けられており、エキシマランプ６０がその両端部において金属バネ８６を介してベース８０と固定されていると共に外套管７５がその両端部の各々が金属バネ８７を介してベース８０と固定されている。これにより、外套管７５の内部における所定の位置に、エキシマランプ６０の発光部６５が配置される。
【０００４】
エキシマランプ６０は、互いに同軸上に配置された内側管６２と外側管６３とを有し、内側管６２と外側管６３との間に放電空間Ｓが形成された発光管６１を備えている。内側管６２の内部には、コイル状の内部電極７０が設けられており、外側管６３の外周面には、網状の外部電極７１が設けられている。また、放電空間Ｓ内には、例えばキセノンガスなどの放電ガスが封入されている。
内部電極７０は、例えばシュリンクシール法による封止部内に気密に埋設された金属箔６６の一端部に接続されており、金属箔６６の他端部には、封止部の外部に導出された外部リード６７が接続されている。
【０００５】
このエキシマランプ装置において、外套管７５とエキシマランプ６０との間の空間内は、例えばＮ2 ガスなどの不活性ガスが、ベース８０に設けられたガス流通口８１を介して封入されて、所定の酸素濃度に維持される。
【０００６】
このエキシマランプ装置においては、内部電極７０と外部電極７１との間に電圧を印加すると、キセノンガスが封入されている放電空間において、キセノンガスがエキシマ放電し、エキシマ分子の生成、解離により波長１７２ｎｍのエキシマ光が発生する。発光部６５から放射されたエキシマ光は、所定の酸素濃度となっている外套管７５と発光部６５との間の空間を減衰することなく透過し、外套管７５を介して外部に放射される。
【０００７】
而して、上記のエキシマランプ装置は、エキシマ光照射装置における筐体に吊り下げられたランプホルダによって外套管７５が保持されることにより、エキシマ光照射装置に対して取外し可能に取り付けられ、必要に応じて交換されて使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−００４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えばエキシマランプ装置を輸送する際には、外套管とベースが緩衝材によって保持された状態で、梱包箱に包装されて輸送される。前述のように、外套管７５は、金属バネ８７を介してベース８０によって保持されており、また、エキシマランプ６０は、金属バネ８６を介してベース８０によって保持されている。すなわち、意図的ではないが、エキシマランプ６０とベース８０には、固定状態で僅かな遊びが形成されることとなる。従って、例えばエキシマランプ装置の輸送時において、エキシマランプ装置に振動や衝撃が加わると、金属バネ８６，８７が弾性的に変形することによってベース８０が傾動する。その結果、エキシマランプ６０の端部がベース８０の内壁に衝突してエキシマランプ６０の端部がカケたり、破損したりする、というおそれがあった。
【００１０】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、エキシマランプの端部とベース部材とが接触した場合であっても、エキシマランプが破損することを確実に防止することのできるエキシマランプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のエキシマランプ装置は、棒状のエキシマランプの端部が筒状のベース部材の内部に挿入され、当該ベース部材の開口端部において当該エキシマランプが微小変位可能に保持されてなるエキシマランプ装置であって、
前記ベース部材の内部に挿入される前記エキシマランプの端部に、衝撃緩衝部材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のエキシマランプ装置においては、前記エキシマランプは、発光管の内部における端部にゲッター配置領域が形成された構成のものとすることができる。
【００１３】
また、本発明のエキシマランプ装置においては、前記エキシマランプは、前記ベース部材によって端部が保持された外套管の内部に挿通状態で配置されており、
前記ベース部材に形成されたガス導入部を介して、不活性ガスが当該エキシマランプと当該外套管との間に形成された空間に供給される構成とすることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明のエキシマランプ装置においては、前記エキシマランプには、周方向における一部に光反射部が設けられており、
前記ベース部材には、エキシマランプ装置の回転方向位置規制部が形成された構成とされていることが好ましい。
【００１５】
さらにまた、本発明のエキシマランプ装置においては、前記衝撃緩衝部材は、前記エキシマランプの端部の外周面に設けられた弾性体膜により構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のエキシマランプ装置によれば、例えば、エキシマランプ装置の取付・交換作業時や輸送搬送時において、エキシマランプ装置に振動や衝撃が作用してエキシマランプの端部がベース部材の内壁に接触した場合であっても、その衝撃が衝撃緩衝部材によって吸収、緩和されるので、エキシマランプの端部が破損することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のエキシマランプ装置の一例における構成を概略的に示す管軸に沿った断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すエキシマランプ装置の一端側の端部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】図１に示すエキシマランプ装置の回転方向位置が回転方向位置規制板によって規制された状態を示す斜視図である。
【図５】従来のエキシマランプ装置の一例における構成を概略的に示す、管軸に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のエキシマランプ装置の一例における構成を概略的に示す管軸に沿った断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
このエキシマランプ装置は、外套管２８の内部に挿通状態で配置された棒状のエキシマランプ１０と、このエキシマランプ１０の両端の各々に取付けられた、外套管２８およびエキシマランプ１０を保持固定する全体が略有底円筒状のベース部材３０ａ，３０ｂとを備えている。
【００１９】
エキシマランプ１０は、互いに同軸上に配置された内側管１２と外側管１３とを有し、内側管１２と外側管１３との間に円筒状の放電空間Ｓが形成された二重管構造の発光管１１を備えている。内側管１２は、一端が外側管１３の一端より軸方向内方側に位置され、他端側部分が外側管１３の他端より軸方向外方に突出する状態で配置されている。内側管１２の一端は閉塞されており、内側管１２の他端側部分には、例えば箔シール構造による封止部１５が形成されている。外側管１３の一端は、気密に封止されており、外側管１３の他端は内側管１２における封止部１５の外周面に気密に接合されている。
発光管１１は、当該発光管１１内において放出されるエキシマ光に対して透過性を有する誘電体材料により構成されている。発光管１１を構成する誘電体材料としては、例えば合成石英ガラスなどを用いることができる。
放電空間Ｓ内には、エキシマ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが封入されている。放電用ガスとしては、例えばキセノンガス、アルゴンと塩素との混合ガスなどを用いることができる。
【００２０】
内側管１２の内部には、例えばコイル状の内部電極２０が内側管１２の管軸に沿って延びるよう配置されている。内部電極２０は、封止部１５に気密に埋設された金属箔１６を介して外部リード１７に電気的に接続されている。また、外側管１３の外周面には、例えば網状の外部電極２１が密接して設けられている。内部電極２０は、高周波電源（図示せず）に接続されており、外部リード１７および金属箔１６を介して高周波高電圧が供給される。
【００２１】
このエキシマランプ１０においては、発光管１１の内部における端部にゲッター配置領域が形成されている。具体的には、放電空間Ｓの両端部の各々において、一対のゲッター隔離板１８が軸方向に互いに離間して設けられており、一対のゲッター隔離板１８間にゲッター（図示せず）が収容されるゲッター室Ｇが形成されている。
【００２２】
また、このエキシマランプ１０においては、周方向における一部に光反射部が設けられている。この例においては、発光管１１の外周面において、例えば断面半円形の樋状の反射板２３が軸方向に沿って延びるよう設けられており、これにより光反射部が構成されている。
【００２３】
外套管２８は、発光管１１内において放出されるエキシマ光に対して透過性を有する材料、例えば合成石英ガラスにより構成されている。
【００２４】
各々のベース部材３０ａ，３０ｂは、有底円筒状のセラミックベース３１と、このセラミックベース３１の開口端部に設けられた金属ベース３５とにより構成されている。
【００２５】
エキシマランプ１０の一端側のベース部材３０ａには、セラミックベース３１の底壁に、エキシマランプ１０と外套管２８との間に形成された空間に不活性ガスを供給するためのガス導入用開口３１ａが形成されている。ガス導入用開口３１ａには、図示しない不活性ガス供給手段に接続されるカプラ４１が設けられており、これによりガス導入部が形成されている。
また、エキシマランプ１０の他端側のベース部材３０ｂには、セラミックベース３１の底壁に貫通孔が形成されており、この貫通孔を介して、エキシマランプ１０に対する給電用のリード線４０が外部に導出されている。
【００２６】
金属ベース３５は、大径部３６と、この大径部３６に段部を介して連続する小径部３７とを有し、小径部３７がセラミックベース３１の開口端部に嵌入され、セラミックベース３１にねじ止めされて固定されている。金属ベース３５の大径部３６は、外套管２８の外径より大きい内径を有しており、内壁に外套管２８の端部における外周面に接触して当該外套管２８を支持する金属製の弾性体３８が設けられている。また、金属ベース３５の小径部３６は、エキシマランプ１０の外径より大きい内径を有し、内壁にエキシマランプ１０の外周面に接触して当該エキシマランプ１０を支持する金属製の弾性体３９が設けられている。
【００２７】
エキシマランプ保持用の弾性体３９および外套管保持用の弾性体３８としては、例えば板バネ（シールドフィンガー）やコイルバネなどを用いることができる。
弾性体３８，３９の材質としては、例えばベリリウム、コバルト、ニッケル、鉄、銅より選ばれた金属またはその合金などを用いることができる。
ここに、セラミックベース３１の内周面とエキシマランプ１０の外周面との間の隙間の大きさは、各々の弾性体３８，３９が通常の状態にあるときに、例えば０．５〜３．０ｍｍである。
【００２８】
上記のエキシマランプ装置においては、エキシマランプ１０の一端側部分および他端側部分の各々がベース部材３０ａ，３０ｂの内部に挿入（圧入）され、エキシマランプ１０がベース部材３０ａ，３０ｂの開口端部において径方向に微小変位可能に保持されている。すなわち、上記のエキシマランプ装置においては、ベース部材３０ａ，３０ｂに設けられた弾性体３９が、エキシマランプ１０を中心軸方向に向かって押圧する状態で、エキシマランプ１０の端部における外周面に外部電極２１を介して弾性接触しており、従って、弾性体３９が弾性的に変形することによって、エキシマランプ１０の端部が径方向に微小変位し得るようになっている。
また、弾性体３９が外部電極２１と接触されることにより、外部電極２１を金属ベース３５に導通させて金属ベース３５から外部電極２１に電気的接続をとることができる。従って、金属ベース３５を接地し、上述したように、エキシマランプ１０における外部リード１７に高周波高電圧を供給すれば、内部電極２０と外部電極２１との間に電位差が発生する。
【００２９】
上記のエキシマランプ装置は、例えばベース部材３０ａ，３０ｂがエキシマ光照射装置における筐体に設けられたソケットに挿入されることによってエキシマ光照射装置に取付けられるが、上記のエキシマランプ装置においては、ベース部材に、当該エキシマランプ装置の回転方向位置規制部が形成されていることが好ましい。このような構成とされていることにより、エキシマランプ装置１０をエキシマ光照射装置に対して適正な姿勢で取付けることができ、例えばエキシマランプ装置１０の取付け時において、エキシマランプ１０の端部がベース部材の内部に接触して当該エキシマランプ１０が破損するおそれを少なくすることができる。
【００３０】
この例においては、図３に示すように、例えばエキシマランプ１０の一端側のベース部材３０ａにおけるセラミックベース３１の外端部に、例えば柱状のストッパ部３２が形成されるよう軸方向に延びる切り欠き部３３が形成されており、これにより、回転方向位置規制部が形成されている。すなわち、この例においては、図４に示すように、エキシマ光照射装置における筐体に固定される薄板状の回転方向規制板５０に形成された開口部５１に、ストッパ部３２が挿入されることにより、エキシマランプ装置の回転方向位置が規制される。
回転方向位置規制部は、エキシマランプ装置の回転方向位置が規制されるよう構成されていれば、上記構成のものに限定されるものではない。また、回転方向規制部は、他端側のベース部材３０ｂに形成されていてもよく、一端側のベース部材３０ａおよび他端側のベース部材３０ｂの両方に形成されていてもよい。
【００３１】
而して、上記のエキシマランプ装置においては、ベース部材３０ａ，３０ｂの内部に挿入されるエキシマランプ１０の端部に、衝撃緩衝部材２５が設けられた構成とされている。
衝撃緩衝部材２５は、エキシマランプ１０の外端位置から、少なくとも発光管１１の外径寸法程度の距離だけ内方側の位置までの領域に設けられていればよく、図示した例のように、エキシマランプ１０の外周面のみに設けられた構成とされていても、エキシマランプの端部全体を覆うよう設けられた構成とされていてもよい。
衝撃緩衝部材２５は、例えばエキシマランプ１０の端部の外周面に設けられた弾性体膜により構成することができる。具体的には、例えば平面状の弾性シートを発光管１１の端部における外周面に巻きつけること、または、例えば円筒状の弾性シート（チューブ）を発光管１１の端部にかぶせて熱収縮させること、もしくは、複数枚の短冊状の弾性シートを重ねたものを発光管１１の端部に密着させて設けることなどによって構成することができる。
【００３２】
衝撃緩衝部材２５を構成する材料としては、１５０℃以上の耐熱性を有する、例えば、シリコンの熱収縮チューブや、ＰＴＦＥやＰＦＡといったフッ素樹脂などを例示することができる。ＰＴＦＥやＰＦＡなどのフッ素樹脂であれば、耐紫外線性が良好であるため、紫外線の照射を受ける環境下であっても使用可能である。
また、ゲッター室Ｇやゲッター隔離板１８によって紫外線が遮られる構成とされることにより、フッ素樹脂以外の樹脂でも衝撃緩衝部材２５として使用できる。
衝撃緩衝部材２５の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、０．２〜１．０ｍｍである。
【００３３】
而して、上記構成のエキシマランプ装置によれば、例えば、エキシマランプ装置の取付・交換作業時や輸送搬送時において、エキシマランプ装置に振動や衝撃が作用してエキシマランプ１０の端部がベース部材３０ａ，３０ｂの内壁に接触した場合であっても、その衝撃が衝撃緩衝部材２５によって吸収、緩和されるので、エキシマランプ１０の端部が破損することを確実に防止することができる。
実際に、図１乃至図４に示す構成に従って、本発明に係るエキシマランプ装置と、衝撃緩衝部材を設けないことの他は本発明に係るエキシマランプ装置と同一の仕様の比較用のエキシマランプ装置を作製し、落下衝撃試験をＪＩＳ  Ｚ  ０２０２−１９９４に準拠して行ったところ、比較用のエキシマランプ装置は、発光管の端部が破損したのに対して、本発明に係るエキシマランプ装置では、発光管の端部が破損しないことが確認された。ここに、エキシマランプ（１０）は、発光管（１１）の全長が２５００ｍｍ（ベース部材（３０ａ，３０ｂ）に対する挿入長さがリード線側１３０ｍｍ、ガス導入用開口側１２５ｍｍ）であるものである。エキシマランプ装置において、セラミックベース（３１）の内周面とエキシマランプ（１０）の外周面との間の隙間の大きさは、各々の弾性体（３８，３９）が通常の状態にあるときに、１．６ｍｍである。また、本発明に係るエキシマランプ装置において、衝撃緩衝部材としては、厚みが０．４ｍｍ、長さがリード線側１５ｍｍ、ガス導入用開口側３０ｍｍであるＰＦＡチューブを用いた。
【００３４】
また、エキシマランプ１０が放電空間Ｓの内部における端部にゲッター室Ｇを備えた構成のものである場合には、エキシマランプ１０が弾性体３９によって支持される位置からエキシマランプ１０の外端までの長さが大きくなるため、エキシマランプ装置に作用する振動や衝撃によって、エキシマランプ１０の端部がベース部材３０ａ，３０ｂの内壁に接触するおそれが高くなる。然るに、上記ランプ保持構造を有する上記のエキシマランプ装置によれば、エキシマランプ１０の端部が破損することを確実に防止することができる。
【００３５】
また、上記のエキシマランプ装置においては、弾性体３９がエキシマランプ１０の端部における外周面に外部電極２１を介して弾性接触することによって、エキシマランプ１０がベース部材３０ａ，３０ｂに機械的に保持されている。このため、例えば窒素ガスなどの不活性ガスを、ベース部材を介して、エキシマランプ１０と外套管２８との間の空間に供給することができる。
【００３６】
以上、本発明のエキシマランプの一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、本発明のエキシマランプは、上記のようないわゆる二重管構造のものに限定されるものではない。例えば、両端が端面によって閉じられた断面矩形状の扁平な中空長尺状の発光管を備えており、発光管の外面に一対の外部電極が対向配置されてなるエキシマランプであってもよい。また、断面矩形状の扁平な中空長尺状の発光管の端部が封止部材によって閉塞された構成のエキシマランプであってもよい。
また、ベース部材は、全体が円筒状のものに限定されず、その断面形状が例えば三角形や四角形などの多角形のものであってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０    エキシマランプ
１１    発光管
１２    内側管
１３    外側管
１５    封止部
１６    金属箔
１７    外部リード
１８    ゲッター隔離板
２０    内部電極
２１    外部電極
２３    反射板
２５    衝撃緩衝部材
２８    外套管
３０ａ  ベース部材
３０ｂ  ベース部材
３１    セラミックベース
３１ａ  ガス導入用開口
３２    ストッパ部
３３    切り欠き部
３５    金属ベース
３６    大径部
３７    小径部
３８    弾性体
３９    弾性体
４０    リード線
４１    カプラ
５０    回転方向規制板
５１    開口部
６０    エキシマランプ
６１    発光管
６２    内側管
６３    外側管
６５    発光部
６６    金属箔
６７    外部リード
７０    内部電極
７１    外部電極
７５    外套管
８０    ベース
８１    ガス流通口
８５    金属部材
８６    金属バネ
８７    金属バネ
Ｇ    ゲッター室
Ｓ    放電空間
【図１】
2018106805.tif 000003
【図２】
2018106805.tif 000004
【図３】
2018106805.tif 000005
【図４】
2018106805.tif 000006
【図５】
2018106805.tif 000007