(57)【要約】【課題】本発明は、エキシマ光の照射効率をより一層向上させたエキシマランプおよびエキシマ照射装置を提供する。【解決手段】同心に配された外部管と内部管との間に放電空間が形成された中空二重円筒管と、内部管内に配置された内部電極と、を有し、放電空間には放電ガスが封入されたエキシマランプ管と、エキシマランプ管を収納し、外部電極としての機能を果たすと共に照射窓を有するランプハウスと、内部電極と外部電極との間に高周波電圧を印加する電源装置と、を備えたエキシマ照射装置が、被照射体を搬送する搬送ラインの搬送方向に対して、エキシマランプ管の向きが垂直になるように配される。【選択図】　　　図３４
2004103564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部管と内部管との間に放電空間が形成された中空二重円筒管と、前記内部管内に配置された内部電極とを有するエキシマランプと、
前記外部管の外周面に係合する凹部を有し、当該凹部には前記エキシマランプの外部電極が備わったランプハウスと、
前記内部電極と前記外部電極との間に高周波電圧を印加する電源装置と、
を有することを特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエキシマ照射装置において、
前記凹部の中央付近には外部電極が備わっていない部分があること
を特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項３】
外部管と内部管とが同心に配され、前記外部管と前記内部管との間に放電空間が形成された中空二重円筒管と、
前記内部管内に配置された内部電極と、を有し、
前記放電空間には放電ガスが封入され、
高周波電圧を印加したとき前記放電ガスがエキシマ光を発する、
ことを特徴とするエキシマランプ管。
【請求項４】
請求項３に記載のエキシマランプ管において、
前記外部管の外周面の一部に、エキシマ光に耐性を有する絶縁材が配されている、
ことを特徴とするエキシマランプ管。
【請求項５】
外部管の内周面と内部管の外周面とが接合し、前記外部管と前記内部管との間に放電空間が形成された二重円筒管と、
前記内部管内に配置された内部電極と、を有し、
前記放電空間には放電ガスが封入され、
高周波電圧を印加したとき前記放電ガスがエキシマ光を発する、
ことを特徴とするエキシマランプ管。
【請求項６】
請求項５に記載のエキシマランプ管において、
前記外部管の外周面であって、前記外部管の内周面と前記内部管の外周面とが接合している箇所には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材が配されている、
ことを特徴とするエキシマランプ管。
【請求項７】
外部管と、
前記外部管の内部に配され、円筒管を軸方向に二分した半円筒形状の開口円管が平板部を介して前記外部管の管壁に接合されて形成された内部管と、
前記外部管と前記内部管との間に放電空間が形成された円筒管と、
前記内部管内に配置された内部電極と、を有し、
前記放電空間には放電ガスが封入され、
高周波電圧を印加したとき前記放電ガスがエキシマ光を発する、
ことを特徴とするエキシマランプ管。
【請求項８】
請求項７に記載のエキシマランプ管において、
前記外部管の外周面であって、前記外部管と前記内部管とが管壁を共有している箇所には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材が配されている、
ことを特徴とするエキシマランプ管。
【請求項９】
請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載のエキシマランプ管と、
前記エキシマランプ管を収納する収納穴を有し、前記エキシマランプ管に対して外部電極としての機能を果たすランプハウスと、
前記内部電極と前記外部電極との間に高周波電圧を印加する電源装置と、
を有するエキシマ照射装置において、
前記ランプハウスは、高周波電圧印加時に前記エキシマランプ管の発するエキシマ光を外部に放出する照射窓を有し、
前記照射窓は長方形又は長円形であって、その長手方向が前記エキシマランプ管の軸方向と一致している、
ことを特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のエキシマ照射装置において、
前記エキシマランプ管の外周面は、前記ランプハウスの外側面から出ていない、
ことを特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項１１】
請求項９に記載のエキシマ照射装置において、
前記エキシマランプ管の外周面は、前記ランプハウスの外側面から出ている、
ことを特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載のエキシマ照射装置において、
前記ランプハウスの前記収納穴には前記照射窓と反対側の位置に溝部が設けられている、
ことを特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２のいずれか一項に記載のエキシマ照射装置において、
前記ランプハウスは複数のエキシマランプ管を有している、
ことを特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のエキシマ照射装置において、
前記複数のエキシマランプ管は平行に配されている、
ことを特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載のエキシマ照射装置において、
前記複数のエキシマランプ管のうち隣り合うエキシマランプ管は向きが互い違いに配されている、
ことを特徴とするエキシマ照射装置。
【請求項１６】
請求項９乃至請求項１５のいずれか一項に記載のエキシマ照射装置と、
前記照射窓から発せられるエキシマ光が照射される被照射体を搬送する搬送ライン、
とを有するエキシマ照射ライン。
【請求項１７】
請求項１６に記載のエキシマ照射ラインにおいて、
前記エキシマランプ管の向きが前記搬送ラインの搬送方向に対して垂直になるように前記エキシマ照射装置が配されている、
ことを特徴とするエキシマ照射ライン。
【請求項１８】
請求項１６又は請求項１７に記載のエキシマ照射ラインにおいて、
前記被照射体が前記搬送ライン上を搬送されたときに、前記被照射体の被照射面のいずれの箇所でもエキシマ光の被照射量が均一になるように、前記エキシマ照射装置内でエキシマランプ管が配されている、
ことを特徴とするエキシマ照射ライン。
【請求項１９】
外部管の内周面と内部管の外周面とが接合し、前記外部管と前記内部管との間に放電空間が形成された二重円筒管と、
前記内部管内に配置された内部電極と、
前記外部管上に配置された外部電極と、を有し、
前記放電空間には放電ガスが封入され、
高周波電圧を印加したとき前記放電ガスがエキシマ光を発する、
ことを特徴とするエキシマランプ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のエキシマランプにおいて、
前記外部管と前記外部電極との間であって、前記外部管の内周面と前記内部管の外周面とが接合している箇所には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材が配されている、
ことを特徴とするエキシマランプ。
【請求項２１】
外部管と、
前記外部管の内部に配され、円筒管を軸方向に二分した半円筒形状の開口円管が平板部を介して前記外部管の管壁に接合されて形成された内部管と、
前記外部管と前記内部管との間に放電空間が形成された円筒管と、
前記内部管内に配置された内部電極と、
前記外部管上に配置された外部電極と、を有し、
前記放電空間には放電ガスが封入され、
高周波電圧を印加したとき前記放電ガスがエキシマ光を発する、
ことを特徴とするエキシマランプ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のエキシマランプにおいて、
前記外部管と前記外部電極との間であって、前記外部管と前記内部管とが管壁を共有している箇所には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材が配されている、
ことを特徴とするエキシマランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エキシマ照射装置、エキシマランプ管、エキシマ照射ライン及びエキシマランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エキシマ照射装置とは、エキシマ光を発生するエキシマランプを備え、発生したエキシマ光を被照射体に照射するための装置である。そして、従来から知られているエキシマランプとは、放電容器内にエキシマ分子を形成する放電用ガスを充填し、無声放電と呼ばれる誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成し、そのエキシマ分子から放射される単一波長の紫外光（以下「エキシマ光」という。）を照射するものである。
【０００３】
そうしたエキシマランプとしては、誘電体からなる放電容器と、その放電容器内に放電用ガスを充填した放電空間と、その放電空間内に配置された内部管と、放電容器上の外部電極と、内部管内の内部電極とから少なくとも構成されるものが知られている。こうした誘電体バリア放電を利用したエキシマランプを備えているエキシマ照射装置は、放電用ガスの種類に応じて、１７２ｎｍ、１９３ｎｍ、２０７ｎｍ、２２２ｎｍ、２４８ｎｍ等のエキシマ光を発生させることができる。
【０００４】
また、放電ランプをランプハウス内に格納した従来の光源装置は、ランプの前面を窓部材で被い、不活性ガスを導入している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】
特開平１１−２０４０８７号公報（段落番号２０、図１など）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたエキシマ照射装置に関しては、発生するエキシマ光を効率的に照射するための研究開発が種々行われている。例えば、（イ）エキシマランプが装着される容器内に窒素ガスを流し、エキシマランプから発生するエキシマ光が吸収されないように工夫することによって、エキシマ光の照射効率を改善したり、（ロ）エキシマランプが装着される容器のガラス窓やエキシマランプの放電容器を、透過性に優れた石英ガラス等の材質に変更してエキシマ光の透過性を高めることによって、エキシマ光の照射効率を改善したり、（ハ）エキシマランプが配置されている容器の背面側に反射板を設けることによって、照射効率を改善したりしているが、依然として、照射効率をより一層向上させることに対する要請がある。
【０００６】
本発明は、上述の要請に応えるべくなされたものであって、その目的は、エキシマ光の照射効率をより一層向上させたエキシマランプ及びエキシマ照射装置を提供することにある。
【０００７】
また、エキシマランプは自己が放出する熱及びエキシマ光によってエキシマランプを構成する石英ガラスを劣化させるという問題があった。
【０００８】
本発明は、エキシマ光の照射効率を向上させたエキシマランプ及びエキシマ照射装置、長寿命化を図ったエキシマランプ及びエキシマ照射装置を提供することを他の目的とする。
【０００９】
また、従来の中空二重円筒管形状のエキシマランプを水平に配置して使用したとき、内部管の上面にひび割れが生じて、エキシマランプの寿命が尽きる傾向にあった。エキシマランプの用途として、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）製造工程におけるドライ洗浄が挙げられるが、近年のＬＣＤの大型化に伴い、エキシマランプの長尺化の要請がある。従来の中空二重円筒管形状のエキシマランプでは自重による内部管の撓みによる内部応力の影響が無視できず、エキシマランプを長尺にすると寿命が短くなる傾向があった。
【００１０】
更に、従来のエキシマ照射装置では、ランプの冷却と保護のために、ランプの前面に窓を設けていたが、窓があることで、被照射体への照射量が低下していた。
【００１１】
更にまた、従来のエキシマランプでは照射面の側にも金網状の電極が配置されていたので、照射面の側の開口率が低下していた。
【００１２】
本発明は、長寿命化を図るとともに、照射効率の良いエキシマ照射装置、エキシマランプ管及びエキシマ照射ラインを提供することを更に他の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１４】
請求項１にかかるエキシマ照射装置は、外部管と内部管との間に放電空間が形成された中空二重円筒管と、内部管内に配置された内部電極とを有するエキシマランプと、外部管の外周面に係合する凹部を有し、凹部には前記エキシマランプの外部電極が備わったランプハウスと、内部電極と外部電極との間に高周波電圧を印加する電源装置と、を有することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、エキシマランプ管は外部電極を有していないので、エキシマランプを安価に製造することができる。また、照射面の側に外部電極が配置されていないので、照射面の開口率が低下することはなく、高い照射量を確保することができる。
【００１６】
請求項２にかかるエキシマ照射装置は、請求項１に記載のエキシマ照射装置において、凹部の中央付近に外部電極が備わっていない部分があること、を特徴とする。
【００１７】
凹部の中央付近は内部管を挟んで照射面の反対側に相当し、ここでの放電によって生じるエキシマ光は内部管が障害となって照射面から外部へ放出されることは少ない。この発明によって、凹部の中央付近の放電が生じないようにしても、照射面から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。
【００１８】
また、外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプを構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、この発明によって、エキシマランプ管の素材劣化の問題が生じない。
【００１９】
更に、この発明によって、照射面から放出されない（無駄な）放電を減少させることができ、その結果、外部電極と内部電極との間でのみ放電は生じ、発生したエキシマ光は照射面から放出されるので、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
【００２０】
請求項３にかかるエキシマランプ管（７１）は、外部管（３）と内部管（４）とが同心に配され、外部管（３）と内部管（４）との間に放電空間（６）が形成された中空二重円筒管と、内部管（４）内に配置された内部電極（５）と、を有し、放電空間（６）には放電ガス（６ａ）が封入され、高周波電圧を印加したとき放電ガス（６ａ）がエキシマ光を発する、ことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、エキシマランプ管（７１）は外部電極を有していないので、エキシマランプ管（７１）を安価に製造することができる。また、照射面の側に外部電極が配置されていないので、照射面の開口率が低下することはなく、高い照射量を確保することができる。
【００２２】
請求項４にかかるエキシマランプ管は、請求項３に記載のエキシマランプ管（７１）において、外部管（３）の外周面の一部に、エキシマ光に耐性を有する絶縁材（５４）が配されている、ことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、絶縁材（５４）が配置されている部分では放電が発生せず、発熱も生じない。
【００２４】
また、内部管（４）を挟んで照射面の反対側での放電によって生じるエキシマ光は内部管（４）が障害となって照射面から外部へ放出されることは少ない。この発明によって、内部管（４）を挟んで照射面の反対側に絶縁材（５４）を配して放電が生じないようにしても、照射面から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。むしろエキシマランプ管（７１）の有害な放電及び発熱を防げる。
【００２５】
更に、外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプ管（７１）を構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、この発明によれば、絶縁材（５４）によって放電が発生せず、外部へ放出されない熱及びエキシマ光が発生しない。その結果、エキシマランプ管（７１）の素材劣化の問題が生じない。
【００２６】
更にまた、この発明によれば、絶縁材（５４）があることで照射面から放出されない（無駄な）放電を減少させることができる。その結果、絶縁材（５４）が配置されていない部分と内部電極との間でのみ放電は生じ、発生したエキシマ光は照射面から放出される。よって、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
【００２７】
請求項５にかかるエキシマランプ管（８１）は、外部管（３）の内周面と内部管（４）の外周面とが接合し、外部管（３）と内部管（４）との間に放電空間（６）が形成された二重円筒管と、内部管（４）内に配置された内部電極（５）と、を有し、放電空間（６）には放電ガス（６ａ）が封入され、高周波電圧を印加したとき放電ガス（６ａ）がエキシマ光を発する、ことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、外部管（３）の内周面と内部管（４）の外周面とが接合している接合部（８２）で管壁が厚くなるので、内部管（４）の撓みによる内部応力に抗することができ、エキシマランプ管（８１）の長寿命化を図ることができる。
【００２９】
請求項６にかかるエキシマランプ管は、請求項５に記載のエキシマランプ管（８１）において、外部管（３）の外周面であって、外部管（３）の内周面と内部管（４）の外周面とが接合している箇所には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材（５４）が配されている、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項７にかかるエキシマランプ管（８３）は、外部管（３）と、外部管（３）の内部に配され、円筒管を軸方向に二分した半円筒形状の開口円管（８４）が平板部（８５）を介して外部管（３）の管壁に接合されて形成された内部管（８７）と、外部管（３）と内部管（８７）との間に放電空間（６）が形成された円筒管と、内部管（８７）内に配置された内部電極（５）と、を有し、放電空間（６）には放電ガス（６ａ）が封入され、高周波電圧を印加したとき放電ガス（６ａ）がエキシマ光を発する、ことを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、照射面を下方にしてエキシマランプ管（８３）を水平に配置したとき、内部管（８７）の平板部（８５）は垂直の向きに配されるので、断面２次モーメントが大きくなり、自重による内部管（８７）の撓みによる内部応力に抗することができる。
【００３２】
請求項８にかかるエキシマランプ管は、請求項７に記載のエキシマランプ管（８３）において、外部管（３）の外周面であって、外部管（３）と内部管（８７）とが管壁を共有している箇所（８６）には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材（５４）が配されている、ことを特徴とする。
【００３３】
請求項９にかかるエキシマ照射装置（９０）は、請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載のエキシマランプ管と、エキシマランプ管を収納する収納穴（９３）を有し、エキシマランプ管に対して外部電極としての機能を果たすランプハウス（９１）と、内部電極（５）と外部電極との間に高周波電圧を印加する電源装置（９２）と、を有するエキシマ照射装置（９０）において、ランプハウス（９１）は、高周波電圧印加時にエキシマランプ管の発するエキシマ光を外部に放出する照射窓（９４）を有し、照射窓（９４）は長方形又は長円形であって、その長手方向がエキシマランプ管の軸方向と一致している、ことを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、エキシマランプ管はランプハウス（９１）に収納されているので、ランプハウス（９１）の収納穴（９３）の内側面とエキシマランプ管との接触面積を大きく確保することができる。従って、放電によって生じる熱を効率よくランプハウス（９１）に伝えることができ、冷却効率がよい。また、照射窓（９４）の側に冷却ガスを流す必要がないので、ガラスカバーが必要なく、エキシマ光を効率よく照射できる。冷却ガスを流す設備が必要ないので装置の製造原価を低く抑えることできる。
【００３５】
請求項１０にかかるエキシマ照射装置（９０）は、請求項９に記載のエキシマ照射装置（９０）において、エキシマランプ管の外周面は、ランプハウス（９１）の外側面から出ていない、ことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、エキシマランプ管が収納穴（９３）に収納されたとき、エキシマランプ管の外周面はランプハウス（９１）の外側面から出ない配置となるので、照射窓（９４）の側にエキシマランプ管を保護するための保護用ガラスを設ける必要がない。その結果、エキシマ光を効率よく照射できるとともに、装置の製造原価を低く抑えることできる。
【００３７】
請求項１１にかかるエキシマ照射装置（９０）は、請求項９に記載のエキシマ照射装置（９０）において、エキシマランプ管の外周面は、ランプハウス（９１）の外側面から出ている、ことを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、エキシマランプ管が収納穴（９３）に収納されたとき、エキシマランプ管の外周面はランプハウス（９１）の外側面から出る配置となるので、エキシマランプ管を被照射体により近づけることができる。その結果、エキシマ光を効率よく照射できる。
【００３９】
請求項１２にかかるエキシマ照射装置（９０）は、請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載のエキシマ照射装置（９０）において、ランプハウス（９１）の収納穴（９３）には照射窓（９４）と反対側の位置に溝部（９５）が設けられている、ことを特徴とする。
【００４０】
請求項１３にかかるエキシマ照射装置（９０）は、請求項９乃至請求項１２のいずれか一項に記載のエキシマ照射装置（９０）において、ランプハウス（９１）は複数のエキシマランプ管を有している、ことを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、エキシマランプ管を複数並べることで、充分な照射量のエキシマ光を得ることができる。
【００４２】
請求項１４にかかるエキシマ照射装置（９０）は、請求項１３に記載のエキシマ照射装置（９０）において、複数のエキシマランプ管は平行に配されている、ことを特徴とする。
【００４３】
請求項１５にかかるエキシマ照射装置（９０）は、請求項１３又は請求項１４に記載のエキシマ照射装置（９０）において、隣り合うエキシマランプ管は向きが互い違いに配されている、ことを特徴とする。
【００４４】
エキシマランプ管の放出するエキシマ光の照射密度は長手方向で異なっている。この発明によれば、長手方向でエキシマ光の被照射量を均一にできる。
【００４５】
請求項１６にかかるエキシマ照射ライン（１２０）は、請求項９乃至請求項１５のいずれか一項に記載のエキシマ照射装置（９０）と、照射窓（９４）から発せられるエキシマ光が照射される被照射体（１２２）を搬送する搬送ライン（１２１）、とを有することを特徴とする。
【００４６】
請求項１７にかかるエキシマ照射ライン（１２０）は、請求項１６に記載のエキシマ照射ライン（１２０）において、エキシマランプ管の向きがエキシマ照射ライン（１２０）の搬送方向に対して垂直になるようにエキシマ照射装置（９０）が配されている、ことを特徴とする。
【００４７】
請求項１８にかかるエキシマ照射ライン（１２０）は、請求項１６又は請求項１７に記載のエキシマ照射ライン（１２０）において、被照射体（１２２）が搬送ライン（１２１）上を搬送されたときに、被照射体（１２２）の被照射面のいずれの箇所でもエキシマ光の被照射量が均一になるように、エキシマ照射装置（９０）内でエキシマランプ管が配されている、ことを特徴とする。
【００４８】
請求項１９にかかるエキシマランプ（１３１）は、外部管（３）の内周面と内部管（４）の外周面とが接合し、外部管（３）と内部管（４）との間に放電空間（６）が形成された二重円筒管と、内部管（４）内に配置された内部電極（５）と、外部管（３）上に配置された外部電極（６２）と、を有し、放電空間（６）には放電ガス（６ａ）が封入され、高周波電圧を印加したとき放電ガス（６ａ）がエキシマ光を発する、ことを特徴とする。
【００４９】
請求項２０にかかるエキシマランプ（１３２）は、請求項１９に記載のエキシマランプ（１３１）において、外部管（３）と外部電極（６２）との間であって、外部管（３）の内周面と内部管（４）の外周面とが接合している箇所には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材（５４）が配されている、ことを特徴とする。
【００５０】
請求項２１にかかるエキシマランプ（１３３）は、外部管（３）と、外部管（３）の内部に配され、円筒管を軸方向に二分した半円筒形状の開口円管（８４）が平板部（８５）を介して外部管（３）の管壁に接合されて形成された内部管（８７）と、外部管（３）と内部管（８７）との間に放電空間（６）が形成された円筒管と、内部管（８７）内に配置された内部電極（５）と、外部管（３）上に配置された外部電極（６２）と、を有し、放電空間（６）には放電ガス（６ａ）が封入され、高周波電圧を印加したとき放電ガス（６ａ）がエキシマ光を発する、ことを特徴とする。
【００５１】
請求項２２にかかるエキシマランプ（１３４）は、請求項２１に記載のエキシマランプ（１３３）において、外部管（３）と外部電極（６２）との間であって、外部管（３）と内部管（８７）とが管壁を共有している箇所（８６）には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材（５４）が配されている、ことを特徴とする。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエキシマランプおよびエキシマ照射装置について図面を参照しつつ説明する。
【００５３】
（エキシマランプ）
図１は、本発明のエキシマランプの一例を示す正面図（ａ）および左側断面図（ｂ）であり、図２は、図１に示したエキシマランプ本体の内部構造の一例を示す正面図（ａ）およびＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【００５４】
本発明のエキシマランプ１は、図１および図２に示すように、エキシマ光を照射するためのランプ本体１ａを少なくとも有するものであり、必要に応じ、ランプ本体１ａを支持し且つランプ本体１ａへの通電を容易にするためのキャップ１ｂを備えている。
【００５５】
ランプ本体１ａは、外部管３および内部管４から構成され、それらの間に放電空間が形成された中空二重円筒管と、その外部管３上に配置された外部電極２と、その内部管４内に配置された内部電極５と、を備えている。一方、キャップ１ｂは、キャップ本体１１と、冷却ガスの循環に利用される円筒状の隔壁１１ａと、冷却ガスを流入するための入力継手１２と、内部電極５及び外部電極２に給電するための給電ケーブル１４、１４ａと、ランプ本体１ａを支持するための支持壁１１ｂと、エキシマランプ１をエキシマランプ照射装置に設置する際の孔１１ｃとを少なくとも備えている。このとき、隔壁１１ａと支持壁１１ｂとは、キャップ本体１ｂに一体化され、その隔壁１１ａは、ランプ本体１ａの長手方向の長さよりも若干短い。
【００５６】
なお、外部管３の外周面には、外部電極２を構成する複数の突起部１０２が巻き付いている領域からなる照射面２３を備え、その照射面２３から被照射体にエキシマ光が照射される。また、外部管３と内部管４とは、放電空間６を形成するために密閉され、その放電空間６には、放電用ガス６ａが所定の圧力で充填される。放電用ガス６ａは、キセノンガス、アルゴンガス又はクリプトンガスといった希ガス、或いは、キセノンガス、アルゴンガス又はクリプトンガスのうちのいずれか一つのガスとハロゲンガスとの混合ガスが好ましい。また、放電用ガス６ａの圧力は５ｋＰａから１００ｋＰａの範囲が好ましい。
【００５７】
外部管：外部管３は、内部管４と協働して中空二重円筒管を構成する。具体的には、図１に示すように、ランプ本体１ａの長手方向において、ランプ本体１ａの一方の先端１ｃが密閉され、他方が開口している円筒形状からなるものである。本発明のエキシマランプでは、１００〜２５００ｍｍ程度の長さで、１５〜５５ｍｍ程度の外径からなる外部管３が使用される。この外部管３においては、図１のランプ先端に現されているように、その先端１ｃを中央に向かって段差を有するように構成してもよく、その段差部分を保持部材（図示しない。）に差し込んで保持することができる。通常、外部管３は、そのような保持部材で保持されるので、本発明のエキシマランプの有効照射面２３の長手方向の長さは、外部管３の長さよりも５０ｍｍ程度短い長さとなっている。こうした外部管３は、両端が開放されたものであってもよく、特に限定されるものではないが、両端が開放された外部管３においては、その両端をシールして密閉する必要がある。
【００５８】
外部管３は、発生したエキシマ光が減衰しないように、透過性に優れていることが好ましく、その材質としては、合成石英管が好ましく用いられる。また、外部管３の厚さは、エキシマ光が外部管３を通過する際における透過率の低下を極力小さくするために薄くするとよく、その厚さは例えば１〜３ｍｍ程度であることが好ましい。この範囲の厚さからなる外部管３は、強度に優れる円筒管形状で通常構成されるので、後述する保護管２９との間に充填又は循環される冷却ガスの圧力や、後述する内部管４との間に充填される放電ガスの圧力にも十分耐えることができる。
【００５９】
なお、外部管３の内壁には蛍光体膜を形成してもよく、蛍光灯とすることもできる。
【００６０】
外部電極：外部電極２は、図３〜図５に示すように、略長方形の金属薄板部１０１と、その金属薄板部１０１の長尺両辺１０３’、１０３”（本願において、これらを峻別しないときには、１０３で表す。）から突出した複数の突起部１０２’、…、１０２”、…（本願において、これらを峻別しないときには、１０２で表す。）とからなっている。
【００６１】
金属薄板部１０１は、被照射体に向かい合わない側の外部管上に、その長手方向に沿って配置される。金属薄板部１０１をそのように配置することにより、被照射体に向かい合う側の外部管上からのエキシマ光の照射を遮ることがない。また、金属薄板部１０１の表面を鏡面にして反射板として作用させることもでき、被照射体への照射効率を向上させることができる。金属薄板部１０１が覆わない外部管３上の領域は、エキシマ光の有効照射面２３となり、その有効照射面２３から被照射体にエキシマ光が照射される。
【００６２】
外部管３の長手方向における金属薄板部１０１の長さは、図１に示すように、エキシマ光が被照射体に照射される有効照射面２３の長手方向の長さと同じ長さであることが好ましい。また、外部管３の円周方向における金属薄板部１０１の長さは、外部管３の外径に応じて任意に選択されるが、外部管３の円周方向における全周の３０％〜５０％の長さであることが好ましい。こうした寸法からなる金属薄板部１０１を有する外部電極２は、被照射体に向き合う側の外部管３から照射されるエキシマ光の照射効率をより向上させることができる。
【００６３】
なお、外部管３の長手方向における金属薄板部１０１の長さおよび外部管３の円周方向における金属薄板部１０１の長さは、上述した長さであることがより好ましいが、その範囲を外れた場合であっても実用上使用することは可能であることから、その長さは特に限定されない。また、金属薄板部１０１の厚さは、０．１〜１．０ｍｍ程度であることが好ましく、その範囲は、使用する板材の材質に応じて設定される。
【００６４】
なお、金属薄板部１０１の表面に多数の孔（貫通孔）を形成したものであってもよい。この孔はどのような形状のものでもよいが、好適には六角形または円形である。
【００６５】
突起部１０２は、金属薄板部１０１の長尺両辺１０３から突出した形態からなるものであり、外部管３に巻き付くように作用する。
【００６６】
具体的には、図３〜図５に示すように、金属薄板部１０１の一方の長尺辺１０３’から突出した突起部１０２’と、他方の長尺辺１０３”から突出した突起部１０２”とが、互い違いに配されている。こうした突起部１０２を外部管３に巻き付けてなる外部電極２は、被照射体に向き合う側の外部管上において、エキシマ光の照射を遮ることが少なく、高い照射効率を実現できる。
【００６７】
突起部１０２を互い違いに配してなる外部電極２においては、突起部１０２の幅が、０．２〜２ｍｍであり、突起部１０２の間隔が、突起部１０２の幅の２倍〜４倍であることが好ましい。また、突起部１０２の突出長さについては、特に限定されないが、外部管３に巻き付いて外部電極２として有効に作用する長さであることが好ましく、より具体的には、外部管３の円周方向における全周の５０％程度または４５〜６５％程度に設計することができる。なお、突起部１０２の厚さは、上述の金属薄板部１０１と同じ０．１〜１．０ｍｍ程度である。そうした寸法からなる外部電極２は、被照射体に向き合う側の外部管上からのエキシマ光の照射を遮ることが少なく、高い照射効率を実現できる。
【００６８】
上述した形態の金属薄板部１０１および突起部１０２を有する外部電極２は、外部管３への装着が極めて簡単であり、しかも、発生するエキシマ光の遮蔽を極力少なくすることができるという利点がある。さらに、突起部１０２の突出長さ、間隔、幅等の寸法を任意に設定することも容易なので、エキシマランプの大きさやエキシマランプの仕様に対応した外部電極２を容易に製造することができる。
【００６９】
外部管３に巻き付けられるように装着される上述の形態からなる外部電極２は、外部管３の外周面と同様な湾曲形状に加工し易い材質で製造されることが好ましく、具体的には、ステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金の平板が使用される。そうした外部電極２の選定にあっては、装着する際に要する変形が容易であるとともに、装着後は外部管３から容易に外れたりずれたりせずにしっかり固定できる弾性力を備えた材質または厚さであることが好ましい。なお、外部電極２に用いられる他の金属としては、銅、酸化銅、またはそれらの合金、酸化イットリウム、酸化イットリウムアルミニウム、その他の金属等の中から良好な金属導電性を有し、かつ、放電率が高く、弾性があるものから選定されてもよい。
【００７０】
次に、外部電極の他の形態について以下に説明する。
【００７１】
図６は、金属薄板部の形状に特徴がある外部電極の装着形態を示す断面形態図である。この場合においては、金属薄板部と外部管３との接触部分ができるだけ少なくなるように、予め矩形状に折り曲げた金属薄板部１０４を外部管３に配置する。矩形状としては、図６に示すように、ギザギザに折り曲げた形状とすることが好ましい。こうした装着形態からなる外部電極２は、矩形状の金属薄板部１０４の矩形先端のみが部分的に外部管３に接触するので、被照射体に向き合わない側、すなわち矩形状の金属薄板部１０４が配置された側でのエキシマ光の発生が起こり難くなり、被照射体に向かい合う側、すなわち突起部１０２が巻き付いている側で専らエキシマ光の発生が起こることになる。その結果、印加電力に対する照射効率を向上させることができると共に、放電強度が高くなる。なお、この形態においては、矩形状にして装着した後の金属薄板部１０４が、矩形状でない上述の金属薄板部１０１と同じ領域に配置されるようにその大きさや寸法が設定される。
【００７２】
図７は、金属薄板部と外部管との間にエキシマ光に耐性を有する材料を介在させた形態を示す断面形態図である。この場合においては、外部管３上にエキシマ光に耐性を有する材料１０５を設け、その上にさらに金属薄板部１０１を配置するので、金属薄板部１０１と外部管３とが接触しない。こうした形態とすることにより、金属薄板部１０１が配置された側、すなわち被照射体に向き合わない側におけるエキシマ光の発生が抑制され、その結果、エキシマ光の発生は、被照射体に向き合う側で主に起こり、放電効率が向上すると共に放電強度が高くなる。
【００７３】
介在させる材料１０５としては、少なくともエキシマ光に耐性を有する材料であることが必要である。例えば、セラミクス系材料、フッ素系樹脂、特にテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（フッ化エチレンプロピレン共重合樹脂、パーフロロエチレンプロペン共重合樹脂）、ポリテトラフルオロエチレンを好ましく挙げることができ、そうした材料１０５を外部管上または金属薄板部上にコーティングしたり、そうした材料１０５からなるシートまたはフィルムを単に挟んだり接着させたりして介在させることが好ましい。
【００７４】
また、かかる材料１０５は、エキシマ光の波長との関係から決定されるべきである。例えば、２２２ｎｍの波長に対しては上述のフッ素系樹脂、特にテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（フッ化エチレンプロピレン共重合樹脂、パーフロロエチレンプロペン共重合樹脂）、ポリテトラフルオロエチレンを好ましく、１７２ｎｍの波長にはより耐性を有するセラミクス系材料が好ましく用いられる。
【００７５】
図８〜図１０は、外部電極のさらに他の態様の説明図である。この態様の外部電極２は、外部管３の約半周部分を覆う金属薄板部１０１と、その金属薄板部１０１の長尺方向の一端から突出して外部管３の円周方向に巻き付く帯状部１０６と、その帯状部１０６からすだれ状に延びた電極細線１０７とで構成されている。
【００７６】
帯状部１０６は、図８（ａ）に示すように、金属薄板部１０１の一端の片側から延びるように構成したり、図８（ｂ）に示すように、金属薄板部１０１の一端の両側から延びるように構成したりすることができる。この態様の外部電極２において、金属薄板部１０１は、その弾性の復元力により外部管３に固定される。金属薄板部１０１の外部管３への固定は、金属薄板部１０１を外部管３の直径よりも小さい直径となるように湾曲加工し、その後、金属薄板部１０１の両辺を広げるようにして外部管３に装着固定することにより行う。この際、外部管３の断面中心と、外部電極２の両辺１０３の端部とがなす照射面側の角度（以下、「開口角」と呼ぶ。）は、９０°〜１８０°の範囲となるように外部電極２が配置される。このとき開口角は、好適には１２０〜１６０°、より好適には１４０°であるとよい。開口角を９０°〜１８０°とすることにより、発生するエキシマ光を効率よく被照射体に照射することができる。また、開口角の設定範囲において、開口角が１８０°未満では、外部電極２が容易に外れてしまう場合がある。一方、開口角が９０°を越えてしまうと、照射効率が低下する。なお、この態様における外部電極２は、矩形状で弾性があり且つ導電性のある金属としての板材が用いられ、具体的には、厚さ０．１〜１．０ｍｍのステンレス鋼またはアルミニウムが用いられる。
【００７７】
図８に示す形態における外部電極２の厚さは、図３〜図７において説明した外部電極２の厚さと同じ厚さとすることができる。また、金属薄板部１０１の一端または両端から延びる帯状部１０６の長さは、金属薄板部１０１とその帯状部１０６とにより外部管３を一回りできる長さであることが好ましい。また、帯状部１０６からすだれ状に延びた電極細線１０７は、その幅が約１〜５ｍｍであり、その長さが有効照射面２３を覆う長さとなるように形成される。なお、図９は、外部管３に装着した形態を示すものであり、図１０は、すだれ状に延びた電極細線１０７を固定した態様を示す一例である。
【００７８】
なお、すだれ状の電極細線１０７が外部管上でばらけないように、ランプ先端部及びランプ後端部にてキャップ１１等により固定することが好ましい。
【００７９】
内部管：内部管４は、外部管３と協働して中空二重円筒管を構成する。具体的には、図１に示すように、ランプ本体１ａの長手方向において、ランプ本体１ａの一方の先端１ｃが密閉され、他方が開口している円筒形状からなるものである。この内部管４は、例えば外部管３に段差部分を設けた場合にあっては、その外部管３の段差部分の内壁寸法と同じ大きさの外形を有し、且つその外部管３に対して一定の間隔を保つように平行に配置されるように構成することができる。
【００８０】
内部管４の材質としては、誘電体である石英管を用いることが好ましい。
【００８１】
内部管４の内部には、エキシマランプ１を冷却する目的で、冷却ガス４ａを充填したり、冷却ガス４ａを循環することが好ましい。この場合における冷却ガス４ａとしては、例えば窒素ガス等の非活性なガスやアルゴンガス等の不活性ガス等を用いることができるが、経済性の点からは窒素ガスまたは冷却された空気が好適に用いられる。
【００８２】
内部管４の厚さは、例えば１〜３ｍｍ程度であることが好ましい。この範囲の厚さからなる内部管４は、強度に優れる円筒管形状で通常構成されるので、その中に充填又は循環される冷却ガスの圧力や、上述した外部管３との間に充填される放電ガスの圧力にも十分耐えることができる。
【００８３】
内部電極：内部電極５は、内部管４の中に設けられ、外部電極２との間に電圧が印加されてエキシマ光を発生させるために設けられる。
【００８４】
内部電極５の形状は、内部管４の内部に充填された窒素ガス４ａが通過しやすい形状、例えばメッシュ又は網目模様の円筒形状であることが好ましい。内部電極５の材質は、良好な金属導電性を有し且つ放電率が高くなるものが好ましく、上述した外部電極２で用いられる金属と同種の金属を用いることができる。
【００８５】
ランプ本体およびキャップ：ランプ本体１ａは、キャップ１ｂの隔壁１１ａと支持壁１１ｂとの間に挿入され、上述したキャップ本体１１に篏合される。そして、ランプ本体１ａの開口している一方がキャップ１ｂにより塞がれる。
【００８６】
キャップ１ｂに一体化されてなる隔壁１１ａは、内部電極４の内側に配置され、その先端は、図２に示すように、ランプ本体１ａの先端１ｃ近傍にまで延びている。こうした隔壁１１ａを設けることにより、内部管４の内部に充填する冷却ガス４ａを、内部管４の先端１ｃまで充填できるとともに、冷却ガス４ａを均一に循環させることができる。さらに、この隔壁１１ａにより内部管４の内部が第１空間部１５及び第２空間部１６に仕切られる。また、キャップ本体１１には、冷却ガス４ａを出力継手１３から流出するための流路１１ｆと、冷却ガス４ａを入力継手１２からランプ本体１ａ内へ流入するための流路１１ｇと、空間部１６と空間部１１ｅとを接続するための流路１１ｄとが形成されている。なお、空間部１６は、隔壁１１ａと内部管４との間をなし、空間部１１ｅは、ランプ本体１ａと支持壁１１ｂとの間をなしている。
【００８７】
入力継手１２と出力継手１３は、冷却ガス４ａを循環させるための冷却ガス循環装置等に接続される。冷却ガス４ａは、入力継手１２よりランプ本体１ａの内部に流入し、第１の空間部１５を通過して、先端１ｃまで流入した後、第２の空間部１６を循環し、流路１１ｄを通り、空間部１１ｅから外部へと放出される。なお、通常、このようなエキシマランプ１は、密閉された空間内に複数配置されて使用されるため、上述の空間部１１ｅから外部に放出した冷却ガス４ａは、密閉空間を循環後、流路１１ｆを通り、出力継手１３から流出することとなる。
【００８８】
以上のように構成されたエキシマランプ１は、図１１および図１２に示すように、給電ケーブル１４、１４ａに電源２０ｃを接続し、外部電極２及び内部電極５に電圧を印加すると、放電空間６に発生した多条の放電プラズマが放電ガスの原子を励起しエキシマ光が発生する。
【００８９】
なお、本発明の変形例として、放熱量が少ない場合には入力継手１２と出力継手１３を省いてもよい。
【００９０】
（エキシマ照射装置）
次に、上記エキシマランプ１を用いたエキシマ照射装置２０について詳細に説明する。
【００９１】
図１１は、エキシマ照射装置の一例を示す底面図であり、図１２はその側面図である。図示のように、エキシマ照射装置２０は、被照射体にエキシマ光を照射するためのエキシマランプ１を複数備える照射部２０ａと、各エキシマランプ１から放出される熱を冷却するための冷却ガス４ａをランプ本体１ａの内部及び外部（エキシマ照射装置２０の空間部２２。）に循環させるための冷却ガス循環装置２０ｂと、各エキシマランプ１に高周波電圧を印加するための電源２０ｃと、を備えている。
【００９２】
このエキシマ照射装置２０は、ケーシング２１により覆われた形態からなるものであり、そのケーシング内には被照射体と対向する側に空間部２２が形成され、その空間部２２には、そのケーシング２１の開口部位２２ａと所定の間隔となるようにエキシマランプ１が配設されている。その間隔は、被照射体上の照度分布が均一となるように、エキシマ照射装置２０と被照射体との距離をも勘案して随時設定される。また、空間部２２の開口部位２２ａには、必要に応じて空間部２２を密閉するための窓２４を設けることもでき、その窓２４としては、通常、光透過性のよい合成石英板が用いられる。
【００９３】
空間部２２の内壁２５を、鏡面加工されたステンレス鋼又はコーティングされたアルミニウム材で形成し、反射面２６として作用させることもできる。その反射面２６の表面形状については特に限定されない。
【００９４】
空間部２２の内壁２５の所定位置には、所定間隔に複数の孔２７、…、２７を設けてもよい。この孔２７は、エキシマランプ１を冷却するための冷却ガス４ａを流入または流出するためのものであり、エキシマランプ相互間の直上部またはエキシマランプ１の直上部であることが好ましい。
【００９５】
エキシマ照射装置２０は、冷却ガス循環装置２０ｂを備えている。この冷却ガス循環装置２０ｂは、内壁２５に設けられた孔２７及びエキシマランプ１の入力継手１２と出力継手１３とに接続し、空間部２２内およびエキシマランプ内に冷却ガス４ａを供給するための装置である。
【００９６】
冷却ガス４ａは、孔２７からランプ本体１ａに向かって吹き出し、さらに空間部２２内を循環することにより、発熱するエキシマランプ１を外側から冷却すると共に、エキシマランプ１の外部電極２の酸化を防止する。また、冷却ガス４ａは、流入継手１２からエキシマランプ１の内部管４内に流入することにより、発熱するエキシマランプ１を内部から冷却すると共に、エキシマランプ１の内部電極５の酸化を防止する。冷却ガス４ａとしては、窒素ガスを用いることが経済性及び安全性の点から好ましい。また、窒素ガスはエキシマ光の吸収が少ないという点からも好ましい。
【００９７】
エキシマ照射装置２０は、各エキシマランプ１、…、１に個別に対応した電源２０ｃ、…、２０ｃを備えている。この電源２０ｃは、エキシマランプ１の外部電極２と内部電極５とに接続された給電ケーブル１４、１４ａに接続され、エキシマランプ１に１ＭＨｚを超える高周波電圧を印加する。
【００９８】
（第２実施形態のエキシマランプ）
図１３および図１４は、本発明の第２実施形態に係るエキシマランプ２８の一例を示す説明図である。なお、図１３および図１４において、図１と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は以下においては省略する。
【００９９】
このエキシマランプ２８は、ランプ本体１ａの外周を覆うような保護管２９を備えたことに特徴がある。保護管２９は、円筒形状であり、エキシマランプの長手方向において、一端（ランプ本体１ａの先端１ｃ方向の端部）が密閉され、他端が開口している。開口している端部はキャップの支持壁１１ｂに支持され、密閉される。保護管２９は、透過性があり、合成石英管を用いることが好ましい。
【０１００】
図１４に示すように、隔壁１１ａ内の空間部１５、隔壁１１ａと内部管４との間の空間部１６、及び外部管３と保護管２９との間の空間部１７（ランプ本体１ａ及び保護管２９内）には、冷却ガス４ａが循環される。冷却ガス４ａは、入力継手１２よりランプ本体１ａの内部に流入し、隔壁１１ａに沿って空間部１５を循環した後、その隔壁１１ａと内部管４との間の空間部１６内を循環する。その後、キャップ本体１１に形成された流路１１ｄ及び空間部１１ｅを通過して、ランプ本体１ａと保護管２９との間に設けられた空間部１７を循環し、流路１１ｆを通り、出力継手１３から流出する。このように、空間部１７にも冷却ガス４ａを循環することにより、ランプ本体１ａが放出する熱を抑えるとともに、外部電極２の酸化を防ぐことができる。
【０１０１】
（第３及び第４実施形態のエキシマランプ）
図１５は、本発明の第３実施形態に係るエキシマランプ３５の一例を示す説明図であり、図１６は、本発明の第４実施形態に係るエキシマランプ３９の一例を示す説明図である。なお、図１５および図１６において、図１と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【０１０２】
これらの実施形態に係るエキシマランプは、長尺のエキシマランプにおいて、電圧の印加不足により放電空間で発生する放電プラズマにばらつきが生じるという問題を、外部電極２及び内部電極５の両端部近傍に１ＭＨｚを超える高周波電圧を印加することにより解決したものである。また、自重によりたわみが生じ、ランプ本体に変形や破壊が生じるという問題を、内部電極５の一部に接するように内部電極５の長手方向に沿って中空管を備えることにより解決したものである。
【０１０３】
図１５は、第３実施形態に係るエキシマランプ３５の断面構造図である。この実施形態のエキシマランプ３５は、第１実施形態のエキシマランプ１が片端部を支持するエキシマランプであるのに対し、両端部を支持するエキシマランプである点で異なる。なお、図中「Ｐ／Ｓ」とは、パワーサプライ（電源）を意味し、「Ｓ／Ｂ」とは、スタビライザ（安定器）を意味する。
【０１０４】
エキシマランプ３５は、外部管３６及び内部管３７の何れも両端部が開口してなるものであり、その外部管３６の外周面の一部を覆うように備えられた外部電極２と、内部管３７の内周面の一部と接するように設けられた内部電極５と、を備える。外部管３６と内部管３７との間の放電空間６は、支持部材３８、３８ａにより外部管３６及び内部管３７の両先端部がシールされ、密閉される。この放電空間６には、放電用ガス６ａが所定の圧力で充填される。また、支持部材３８、３８ａには、ランプ本体３５ａ内に冷却ガスを流出入するための流入路３８ｂ、流出路３８ｃがそれぞれ形成される。
【０１０５】
外部管３６は、長手方向において円筒形状である。この外部管３６は、透過性があり、合成石英管が好ましく用いられる。
【０１０６】
内部管３７も、長手方向において円筒形状である。また、内部管３７は、外部管３６の内部に一定の間隔を保つように平行に配置される。この内部管３７としては、誘電体である石英管が好ましく用いられる。
【０１０７】
内部管３７の空間部４５には冷却ガス４ａを循環する。冷却ガス４ａは、図中矢印で示すように、一方の支持部材３８に形成されている流入路３８ｂから流入し、ランプ本体３５ａの内部を通って、他方の支持部材３８ａに形成されている流出路３８ｃから流出する。
【０１０８】
個々のエキシマランプには、通常、一個の電源（Ｐ／Ｓ）から一個の安定器（Ｓ／Ｂ）を介して給電されるが、エキシマランプ３５が長尺である場合は、図１５〜図１７に示すように、外部電極２と内部電極５の一方の端部（図中右側の端部）と、他方の端部（図中左側の端部）とに、それぞれ安定器（Ｓ／Ｂ）を介して１ＭＨｚを超える高周波電圧を印加するように電源３５ｂを電気的に接続することが好ましい。
【０１０９】
図１６は、第４実施形態に係るエキシマランプ３９の断面構造図である。なお、図１６においても、図１及び図１５と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【０１１０】
このエキシマランプ３９は、第３実施形態において示したランプ本体３５ａの外周を覆うような保護管４０を備える。保護管４０は、筒形状であり、両端部が開口している。両端部は、支持部材３８、３８ａにより支持され、シール（密閉）される。保護管４０は、透過性があり、合成石英管が好ましく用いられる。また、内部電極５の内周面の一部には、内部電極５の長手方向に沿って噴射管４１が備えられている。その噴射管４１は、エキシマランプ３９の照射面２３と対向する内部電極５の内周面の一部（図１６においては内部電極５の内周面上部。）に設けられる。また、噴射管４１は中空管であり、その噴射管４１の一方の端部には冷却ガス循環装置が接続され、その噴射管４１の内部には冷却ガス４ａが流入する。また、噴射管４１には、所定間隔に複数の孔４１ａが設けられており、その孔４１ａから冷却ガス４ａが噴出する。孔４１ａの径は、冷却ガス４ａ全体の孔４１ａからほぼ均等に噴出されるように調整される。具体的には、孔４１ａの径は、冷却ガス４ａが流入する側に近ければ近いほど小さく設定される。
【０１１１】
このように、冷却ガス４ａをランプ本体３５ａの空間部４５及び保護管４０と外部電極２との間の空間部４６に循環させることにより、ランプ本体３５ａの冷却及び内部電極５と外部電極２の酸化防止をすることができる。
【０１１２】
外部管３６と保護管４０との間の空間部４２に冷却ガス４ａを循環する際には、冷却ガス４ａを流出入するための流入口及び流出口を、偏心させて設けるとよい。偏心させることにより、冷却ガス４ａが渦をまくように流出入するため、冷却ガス４ａが全体に行き渡り易い。
【０１１３】
冷却ガス４ａがランプ本体３５ａの内部を効率よく循環できるように、一方の支持部材３８には、冷却ガス４ａを入力継手１２から噴出管４１に流入するための流路４６ａと、冷却ガス４ａを保護管４０と外部管３６との間の空間部４２から出力継手１３を介して流出するための流路４６と、を設けることが好ましい。また、他方の支持部材３８ａには、内部管３７と空間部４２とを接続するための流路４６ｂを設けることが好ましい。冷却ガス４ａは入力継手１２より流入し、流入した冷却ガス４ａは、噴射管４１の孔４１ａから噴出し、流路４６ｂを通って空間部４２を循環する。循環後、支持部材３８に形成された流路４６を通り、出力継手１３を介して流出する。
【０１１４】
（第５実施形態のエキシマランプ）
図１７は、第５実施形態に係るエキシマランプ３９ａの断面構造図である。なお、図１７において、図１６と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【０１１５】
このエキシマランプ３９ａにおいては、一方の支持部材３８に、冷却ガス４ａを入力継手１２から噴出管４１に流入するための流路４６ａと、冷却ガス４ａを保護管４０と外部管３６との間の空間部４２から出力継手１３を介して流出するための流路４６と、内部管３７と空間部４２とを接続するための流路４６ｃと、が設けられている。また、他方の支持部材３８ｂには、新たに冷却ガス４ａを流入するための流入路４７が設けられている。
【０１１６】
冷却ガス４ａは入力継手１２より流入し、流入した冷却ガス４ａは、噴射管４１の孔４１ａから噴出し、流路４６ｃを通って空間部４２を循環する。一方、空間部４２には、新たな流入路４７からも冷却ガス４ａが流入される。冷却ガス４ａは空間部４２を循環した後、支持部材３８に形成された流路４６を通り、出力継手１３を介して流出する。
【０１１７】
以上、本発明のエキシマランプおよびエキシマ照射装置について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、実施の形態においては、内部電極５を中空形状としているが、特にこの形状に限られるわけではなく、棒状の電極を用いても構わない。また、使用する内部管、外部管、保護管、外部電極、内部電極、噴射管等の材質は、実施の形態に限定されることなく、種々の材質を使用してもよい。また、キャップに形成している隔壁１１ｂは、冷却ガス４ａが内部管４内を均一に循環するために設けたものであるが、なくても構わない。
【０１１８】
（第６実施形態のエキシマランプ）
図１８は、本発明の第６実施形態に係るエキシマランプ５０の一例を示す断面図である。なお、図１８において、図７と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は以下においては省略する。
【０１１９】
図７に示すエキシマランプの外部電極２は、その斜視図が図３に示されているように、金属薄板部１０１の両側に突起部１０２、１０２’、１０２”を有した形状である。外部電極２は、外部管３のほぼ全周に外部電極２が配置されている。図７に示すエキシマランプでは、突起部１０２、１０２’、１０２”が照射面２３を形成する。内部管を挟んで照射面の反対側には、外周面と外部電極（金属薄板部）の間にエキシマ光に耐性を有する材料１０５が配置されている。
【０１２０】
これに対して、図１８に示すエキシマランプ５０の外部電極２ａ，２ｂは略長方形状の金属薄板であって、照射面２３側に突起部を有していない。外部管３には、外部電極２ａ，２ｂが配置されていない面が、内部管４を挟んで反対の位置に２ヶ所ある。即ち、外部電極２ａ，２ｂは、内部管４を挟んで対照の位置に離れて配置されている。内部管４を挟んで照射面２３の反対側に、外部電極２ａ，２ｂが配置されていない面（開口面５１）がある。
【０１２１】
外部電極２ａ，２ｂの長手方向における長さは、エキシマ光が被照射体に照射される照射面２３の長手方向の長さと同じ長さであることが好ましいが、その範囲を外れた場合であっても実上使用することは可能であることから、その長さは特に限定されない。
【０１２２】
照射面２３の円周方向の長さは、外部管３の外径に応じて任意に選択されるが、内部管４の外径、外部電極２ａ，２ｂと内部電極５との相対する放電面の大きさ、要求される出力等との関係から、外部管３の円周方向における全周の２５％〜５０％の長さ、更に３０％〜５０％であることが好ましい。
【０１２３】
内部管４を挟んで照射面２３の反対側にある開口面５１の円周方向の長さも、外部管３の外径に応じて任意に選択されるが、外部管３の円周方向における全周の２．５％〜２５％の長さであることが好ましい。また、開口面５１の長さを、内部管４の外径、照射効率等との関係から決定することも可能であり、その場合は、発生したエキシマ光が照射面２３から放出されにくい部分を開口面５１とすべく内部管４の外径と等しくすることも好ましい。照射面２３及び開口面５１がこうした寸法となるように外部電極２ａ，２ｂの円周方向の長さが決定される。
【０１２４】
外部電極２ａ，２ｂの厚さは、０．１〜１．０ｍｍ程度であることが好ましく、その範囲は、使用する板材の材質に応じて設定される。具体的には、ステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金の平板が使用される。なお、外部電極２ａ，２ｂに用いられる他の金属としては、銅、酸化銅、またはそれらの合金、酸化イットリウム、酸化イットリウムアルミニウム、その他の金属等の中から良好な金属導電性を有し、かつ、放電率が高く、弾性があるものから選定されてもよい。
【０１２５】
この実施の形態では以下の効果を有する。
●　開口面５１側では放電が生じず、発熱も生じない。
●　内部管４を挟んで照射面２３の反対側での放電によって生じるエキシマ光は本来内部管４が障害となって照射面２３から外部へ放出されることは少ない。よって、内部管４を挟んで照射面２３の反対側に開口面５１を設けて放電が生じないようにしても、照射面２３から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。むしろエキシマランプ５０の有害な放電及び発熱を防げる。
●　外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプ５０を構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、開口面５１によって放電が発生せず、外部へ放出されない熱及びエキシマ光が発生しない。その結果、エキシマランプ５０の素材劣化の問題が生じない。
●　開口面５１があることで照射面２３から放出されない（無駄な）放電を減少させることができる。その結果、外部電極２ａ，２ｂと内部電極５とが相対する部分でのみ放電が生じ、発生したエキシマ光は照射面２３から放出される。よって、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
【０１２６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　図１９は、本発明の第６実施形態に係るエキシマランプの変形例５２を示す断面図である。図８及び図９で示した金属薄板部１０１において、照射面２３と内部管４を挟んで反対の側に開口面５１を設けた形態でもある。照射面２３の中央に外部電極となる電極細線１０７を１本配置している。この場合、外部電極となる電極細線１０７によって照射面２３が２個に分けられ、外部管３の外周面には外部電極が配置されていない面が３個となる。実質的に照射面２３の中央に位置する電極細線１０７と内部電極５との間で放電が生じ、しかも電極細線１０７は線幅が狭いのでエキシマ光の照射の障害とならず、照射効率の向上が可能となる。なお、外部電極は図８〜図１０に示すように電極細線１０７を複数本備えてもよい。
○　開口面５１の側には、エキシマランプの放熱に配慮しつつ、エキシマ光に耐性のある材料で遮蔽板を設けてもよい。開口面５１からのエキシマ光の照射によって、エキシマランプの設置場所付近で意図せぬ害の発生を防ぐためである。
【０１２７】
（第７実施形態のエキシマランプ）
図２０は、本発明の第７実施形態に係るエキシマランプ５３の一例を示す断面図である。なお、図２０において、図１８と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は以下においては省略する。
【０１２８】
図１８に示すエキシマランプ５０の外部電極２ａ，２ｂは２個あり、内部管４を挟んで反対の位置に離れて配置されている。その結果、外部管３には外部電極２ａ，２ｂが配置されていない面が、内部管４を挟んで対照の位置に、照射面２３と開口面５１として２ヶ所ある。
【０１２９】
これに対して、図２０に示すエキシマランプ５３の外部電極２の金属薄板は１個であり、分離していない。内部管４を挟んで照射面２３の反対側には開口面５１はなく、外部管３と外部電極２との間にエキシマ光に耐性を有する絶縁材５４が配置されている。
【０１３０】
絶縁材５４は、少なくともエキシマ光に耐性を有することが必要である。例えば、セラミクス系材料、フッ素系樹脂、特にテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（フッ化エチレンプロピレン共重合樹脂、パーフロロエチレンプロペン共重合樹脂）、ポリテトラフルオロエチレンを好ましく挙げることができ、そうした絶縁材５４を外部管３上または外部電極２上にコーティングしたり、そうした絶縁材５４からなるシートまたはフィルムを単に挟んだり接着させたりして介在させることが好ましい。
【０１３１】
また、かかる絶縁材５４は、エキシマ光の波長との関係から決定されるべきである。例えば、２２２ｎｍの波長のエキシマランプに対しては上述のフッ素系樹脂、特にテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（フッ化エチレンプロピレン共重合樹脂、パーフロロエチレンプロペン共重合樹脂）、ポリテトラフルオロエチレンを好ましく、１７２ｎｍの波長のエキシマランプにはより耐性を有するセラミクス系材料が好ましく用いられる。
【０１３２】
この実施の形態では以下の効果を有する。
●　絶縁材５４が配置された部分では放電が生じず、発熱も生じない。
●　絶縁材５４があるのでエキシマ光は照射面２３の反対側へ放出されることはない。よって、照射面２３の反対側にエキシマ光に耐性のある材料で遮蔽板を設ける必要はない。
●　内部管４を挟んで照射面２３の反対側での放電によって生じるエキシマ光は本来内部管４が障害となって照射面２３から外部へ放出されることは少ない。よって、内部管４を挟んで照射面２３の反対側に絶縁材５４を配して放電が生じないようにしても、照射面２３から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。むしろエキシマランプの有害な放電及び発熱を防げる。
●　外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプを構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、本実施の形態の場合絶縁材５４があることで放電が発生せず、外部へ放出されない熱及びエキシマ光が発生しない。その結果、エキシマランプ５３の素材劣化の問題が生じない。
●　絶縁材５４があることで照射面２３から放出されない（無駄な）放電を減少させることができる。その結果、絶縁材５４が配置されていない外部電極２の部分と内部電極５との間でのみ放電は生じ、発生したエキシマ光は照射面２３から放出される。よって、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
●　放電によって生じる熱は外部電極２を伝わって絶縁材５４の外側の外部電極部分５５で放熱される。従って、エキシマランプ５３の温度上昇を抑えることが可能となる。
【０１３３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　絶縁材５４の上の外部電極部分５５に放熱フィン等のヒートシンクを設けてもよい。この場合、放熱フィンによって外部への放熱効率が向上し、エキシマランプ５３の温度上昇を更に抑えることが可能となる。
○　絶縁材５４の上の外部電極部分５５にディンプル処理（エンボス処理）を施してもよい。この安価な処理によって外部電極部分５５の表面積が大きくなり、外部への放熱効率が向上し、エキシマランプ５３の温度上昇を更に抑えることが可能となる。
【０１３４】
（第８実施形態のエキシマランプ）
図２１は、本発明の第８実施形態に係るエキシマランプ５６の一例を示す断面図である。なお、図２１において、図１８と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は以下においては省略する。
【０１３５】
図１８に示すエキシマランプ５０の外部管３は略円筒形状であるのに対して、図２１に示すエキシマランプ５６の外部管３は内部管４を挟んで照射面２３の反対側に管壁の一部を共有する中空管５７が長手方向に沿って配置されている点で相違する。
【０１３６】
中空管５７は、温度上昇によって割れが生じないよう、外部管３と同じ材料で構成されることが好ましい。
【０１３７】
この実施の形態では以下の効果を有する。
●　内部管４を挟んで照射面２３の反対側には、中空管５７が配置され、外部電極がないので、放電が生じず、発熱も生じない。
●　内部管４を挟んで照射面２３の反対側での放電によって生じるエキシマ光は本来内部管４が障害となって照射面２３から外部へ放出されることは少ない。よって、内部管４を挟んで照射面２３の反対側に中空管５７を配して放電が生じないようにしても、照射面２３から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。むしろエキシマランプ５６の有害な放電及び発熱を防げる。
●　外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプを構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、中空管５７によって放電が発生せず、外部へ放出されない熱及びエキシマ光が発生しない。その結果、エキシマランプ５６の素材劣化の問題が生じない。
●　中空管５７があることで照射面２３から放出されない（無駄な）放電を減少させることができる。その結果、外部電極２ａ，２ｂと内部電極５との間でのみ放電は生じ、発生したエキシマ光は照射面２３から放出される。よって、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
●　放電によって生じる熱は、共有する管壁を熱伝導によって中空管５７に伝わり、中空管５７部分で放熱される。従って、エキシマランプ５６の温度上昇を抑えることが可能となる。
【０１３８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　中空管５７に冷却ガスを循環させる構成としてもよい。この場合、熱交換がさらに促進し、放電によるエキシマランプ５６の温度上昇をさらに抑えることができる。
○　外部管３と中空管５７との接続部分を肉厚にしてもよい。断面積が大きくなることでこの部分の強度が増すと共に、放電によって生じる熱が共有する管壁だけでなく、中空管５７の管壁全体に伝わり、放熱効果が高まる。
○　中空管５７を覆うように外部電極２を設けてもよい。この場合、中空管５７を覆うように配された外部電極２は内部電極５から離れた位置にあるので、中空管５７を挟んで放電が生じることはない。熱は共有する管壁を熱伝導によって伝わる他に外部電極２を伝わるので、中空管５７を覆う外部電極２によって外部への放熱効率が向上し、エキシマランプ５６の温度上昇を更に抑えることが可能となる。外部電極２を１個のものとできるので製造コストを抑えることが可能となる。
○　この場合、中空管５７を覆う外部電極２の内側面を鏡面に仕上げてもよい。電極間で生じたエキシマ光が外部電極２の内側面で反射して照射面から放出されるので、エキシマランプ５６の照射量（紫外光の放出量）は多くなる。
○　外部電極を図３〜図６、図８〜図１０に示す形状にしてもよい。無駄な放電をなくし、照射効率を向上させるという中空管の効果は外部管及び外部電極の形状に依存しないからである。
【０１３９】
（第９実施形態のエキシマランプ）
図２２は、本発明の第９実施形態に係るエキシマランプ５８の一例を示す断面図である。
【０１４０】
第９実施形態に係るエキシマランプ５８では、外部電極５９は、内部管４を挟んで照射面２３の反対側に、外部管３との間に、長手方向に沿って空隙６０を有している。
【０１４１】
この実施の形態では以下の効果を有する。
●　第８実施形態にかかるエキシマランプ５６と異なり、第９実施形態に係るエキシマランプ５８は中空管を有しないので、安価にエキシマランプ５８を製造することができる。
●　外部電極５９は内部電極５から離れた位置にあるので、条件によっては僅かに放電が生じることはあるが、実質的に実用となる放電は空隙６０を挟んで生じることはない。熱は外部管３の管壁を熱伝導によって伝わって空隙６０で放熱される他に、外部電極５９を伝わり、空隙６０を囲む外部電極５９で放熱される。その結果、外部への放熱効率が向上し、エキシマランプ５８の温度上昇を更に抑えることが可能となる。
●　内部管４を挟んで照射面２３の反対側での放電によって生じるエキシマ光は本来内部管４が障害となって照射面２３から外部へ放出されることは少ない。よって、内部管４を挟んで照射面２３の反対側に空隙６０を配して放電が生じないようにしても、照射面２３から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。むしろエキシマランプ５８の有害な放電及び発熱を防げる。
●　外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプを構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、空隙６０によって放電が発生せず、外部へ放出されない熱及びエキシマ光が発生しない。その結果、エキシマランプ５８の素材劣化の問題が生じない。
●　空隙６０があることで照射面２３から放出されない（無駄な）放電を減少させることができる。その結果、外部電極５９と内部電極５との間でのみ放電は生じ、発生したエキシマ光は照射面２３から放出される。よって、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
【０１４２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　空隙６０に冷却ガスを循環させる構成としてもよい。この場合、熱交換がさらに促進し、放電によるエキシマランプ５８の温度上昇をさらに抑えることができる。
○　外部電極５９の内側面を鏡面に仕上げてもよい。電極間で生じたエキシマ光が外部電極５９の内側面で反射して照射面から放出されるので、エキシマランプ５８の照射量（紫外光の放出量）は多くなる。
○　外部電極を図３〜図５、図８〜図１０に示す形状にしてもよい。突起部や電極細線を有していても、無駄な放電をなくし、照射効率を向上させるという空隙６０の効果は外部管及び外部電極の形状に依存しないからである。
【０１４３】
（第１０実施形態のエキシマランプ）
図２３は、本発明の第１０実施形態に係るエキシマランプ６１の一例を示す断面図である。なお、図２３において、図２０と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は以下においては省略する。
【０１４４】
第１０実施形態に係るエキシマランプ６１は、外部電極として導電性網状電極としての金属製網状電極６２が使われ、外部管３と網状電極６２との間に絶縁材５４が配されている点に特徴がある。
【０１４５】
図２４は、網状電極の一例を示す詳細図である。外部管３の外周面には光を透過する網状電極６２が設けられている。網状電極６２は図２４にその一部分を示すように、一枚の金属板に穿孔した構造で、金属板は厚さ０．２ｍｍのアルミニウムで、菱形の孔、すなわち網目が穿孔されており、残された幅０．２ｍｍの金属板の部分は金属網の素線群を形成しており、それぞれ斜めに交差している。
【０１４６】
この実施の形態では以下の効果を有する。
●　外部管３と網状電極６２の間に絶縁材５４が配置されている部分では放電が発生せず、発熱も生じない。
●　内部管４を挟んで照射面２３の反対側での放電によって生じるエキシマ光は本来内部管４が障害となって照射面２３から外部へ放出されることは少ない。よって、内部管４を挟んで照射面２３の反対側に絶縁材５４を配して放電が生じないようにしても、照射面２３から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。むしろエキシマランプの有害な放電及び発熱を防げる。
●　外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプを構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、絶縁材５４によって放電が発生せず、外部へ放出されない熱及びエキシマ光が発生しない。その結果、エキシマランプ６１の素材劣化の問題が生じない。
●　絶縁材５４があることで照射面２３から放出されない（無駄な）放電を減少させることができる。その結果、絶縁材５４が配置されていない外部電極の部分と内部電極との間でのみ放電は生じ、発生したエキシマ光は照射面から放出される。よって、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
【０１４７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　導電性網状電極として複数群の金属細線を編んだ構造の通常の網としてもよい。この場合、一枚の金属板に穿孔した構造の網状電極に比して安価に製作することができる。
○　導電性網状電極又は穿孔した金属板電極は照射面２３部分には配置されない構成としてもよい。また、導電性網状電極又は穿孔した金属板電極は、内部管４を挟んで照射面２３と反対側の絶縁材５４が配された部分に配置されない構成としてもよい。
○　外部管３の外周面に接するように長手方向に沿って中空管５７が配置し、外部電極である網状電極６２は外部管２と中空管５７とを包んで配置されるようにしても良い。導電性網状電極又は穿孔した金属板電極は電極の断面積が小さいので、電極を熱伝導によって伝わる熱量は小さいが、中空管を配することで放熱効果が高まり、エキシマランプの温度上昇を抑えることが可能となる。このとき、中空管５７に冷却ガスを循環させれば、熱交換がさらに促進し、放電によるエキシマランプの温度上昇をさらに抑えることができる。
【０１４８】
（第２実施形態のエキシマ照射装置）
図２５は本発明の第２実施形態に係る実施形態に係るエキシマ照射装置７０の一例を示す断面図である。
【０１４９】
この実施形態に係るエキシマ照射装置７０で使用されるエキシマランプ管７１は、エキシマランプ自体には外部電極が備わっておらず、ランプハウス７４が外部電極７３を有している点に特徴がある。
【０１５０】
エキシマランプ管：図２６は、本発明の第２実施形態に係るエキシマ照射装置に使用されるエキシマランプ管の一例を示す正面図（ａ）およびＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。
【０１５１】
本発明のエキシマランプ管７１は、外部管３と内部管４とが同心に配され、外部管３と内部管４との間に放電空間６が形成された中空二重円筒管と、内部管４内に配置された内部電極５と、を有して構成されている。放電空間６には放電ガス６ａが封入され、電源装置７５によって高周波電圧が印加されたとき放電ガス６ａはエキシマ光を発する。ここで放電ガス６ａは、希ガス、或いは、希ガスとハロゲンガスとの混合ガスが好ましい。また、放電ガス６ａの圧力は５ｋＰａから１００ｋＰａの範囲が好ましい。
【０１５２】
エキシマ照射装置：エキシマ照射装置７０は、複数のエキシマランプ管７１と、外部管３の外周面に係合する複数の凹部７２を有し、凹部７２にはエキシマランプ管７１のための外部電極７３が備わったランプハウス７４と、内部電極５と外部電極７３との間に高周波電圧を印加する電源装置７５と、を備えている。複数の凹部７２は互いに平行になるように配されており、内側面は鏡面加工がされている。
【０１５３】
凹部７２にエキシマランプ管７１が係合すると、凹部７２に備わった外部電極７３とエキシマランプ管７１の有する内部電極５との間に電源装置７５によって高周波電圧が印加され、放電が生じる。
【０１５４】
この実施の形態では以下の効果を有する。
●　エキシマランプ管７１は外部電極を有していないので、エキシマランプ管７１を安価に製造することができる。
●　エキシマランプ管７１は照射面の側に外部電極が配置されていないので、照射面の開口率が低下することはなく、高い照射量を確保することができる。
●　凹部７２の内側面は鏡面加工がされているので、エキシマ光を効率よく外部へ照射することができる。
【０１５５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　ランプハウス７４を冷却する構成としてもよい。具体的には、ランプハウス７４内に冷却用流体流通路７６を設け、ランプハウス７４を冷却する構成とする。凹部７２に外部電極７３が備わっているので、ランプハウス７４（外部電極７３）とエキシマランプ管７１との接触面積を大きく確保することができ、冷却効率がよい。
○　凹部７２の中央付近には外部電極が備わっていない部分を設けるようにしてもよい。凹部７２の中央付近に溝部９５を設けるようにしてもよい。内部管４を挟んで照射面２３の反対側での放電によって生じるエキシマ光は本来内部管４が障害となって照射面２３から外部へ放出されることは少ない。よって、凹部７２の中央付近に外部電極が備わっていない部分、或いは、凹部７２の中央付近に溝部９５を設けて放電が生じないようにしても、照射面２３から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。
○　外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプを構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、外部電極が備わっていない部分があることで放電が発生せず、外部へ放出されない熱及びエキシマ光が発生しない。その結果、エキシマランプ管７１の素材劣化の問題が生じない。
○　外部電極が備わっていない部分があることで照射面２３から放出されない（無駄な）放電を減少させることができ、その結果、外部電極と内部電極５との間でのみ放電は生じ、発生したエキシマ光は照射面２３から放出されるので、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
○　エキシマランプ管７１の代わりに、導電性網状電極又は穿孔した金属板電極のいずれかで構成された外部電極を有した構成のエキシマランプとしてもよい。凹部７２に備わった外部電極７３とエキシマランプの導電性網状電極又は穿孔した金属板電極の外部電極とが接触する。凹部７２では外部電極７３及び導電性網状電極又は穿孔した金属板電極の外部電極と内部電極５の間で放電が生じる。エキシマランプの照射面側では導電性網状電極又は穿孔した金属板電極の外部電極と内部電極５の間で放電が生じる。
【０１５６】
（エキシマランプ管の変形例）
図２７に示すエキシマランプ管８１は、外部管３の内周面と内部管４の外周面とが接合部８２にて接合し、外部管３と内部管４との間に放電空間６が形成された二重円筒管と、内部管４内に配置された内部電極５と、を有し、放電空間６には放電ガス６ａが封入された構成を有している。図２６で示すような従来の中空二重円筒管形状のエキシマランプ管７１を水平に配置して使用したとき、内部管４の上側面にひび割れが生じて、エキシマランプ管７１の寿命が尽きることがあった。エキシマ照射装置の用途として、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）製造工程におけるドライ洗浄が挙げられるが、近年のＬＣＤの大型化に伴い、同時に照射される面積（特に照射幅）の大型化が望まれ、エキシマランプ管の長尺化の要請がある。ところが、長尺化したとき、従来の中空二重円筒管形状のエキシマランプ管７１では自重による内部管の撓みによる内部応力の影響が無視できず、長尺化にすると寿命が短くなる傾向があった。エキシマランプ管８１では外部管３の内周面と内部管４の外周面とが接合している接合部８２で管壁が厚くなるので、内部管４の撓みによる内部応力に抗することができ、エキシマランプ管８１の長寿命化を図ることができる。
【０１５７】
図２８に示すエキシマランプ管８３は、外部管３と、外部管３の内部に配され、円筒管を軸方向に二分した半円筒形状の開口円管８４が平板部８５を介して外部管３の管壁に接合されて形成された内部管８７と、外部管３と内部管８７との間に放電空間６が形成された円筒管と、内部管内に配置された内部電極５と、を有した構成で、放電空間６には放電ガス６ａが封入されている。照射面を下方にしてエキシマランプ管８３を水平に配置したとき、内部管８７の平板部８５は垂直の向きに配されるので、断面２次モーメントが大きくなり、自重による内部管８７の撓みによる内部応力に抗することができる。
【０１５８】
図２９に示す３種類のエキシマランプ管はいずれも照射面と反対側に、セラミクス系、フッ素系樹脂等のエキシマ光に耐性を有する絶縁材５４を配している。照射面と反対側におけるエキシマ光の発生が抑制され、その結果、エキシマ光の発生は、照射面側で主に起こり、放電効率が向上すると共に放電強度が高くなる。
【０１５９】
（第３実施形態のエキシマ照射装置）
以下、本発明の第３実施形態に係るエキシマ照射装置について図面を参照しつつ説明する。
【０１６０】
図３０は本発明の第３実施形態に係るエキシマ照射装置９０の一例を示す断面図である。
【０１６１】
図３０に示すように、エキシマ照射装置９０は、エキシマランプ管７１と、外部電極としての機能を果たすランプハウス９１と、エキシマランプ管７１の内部電極５とランプハウス９１との間に高周波電圧を印加する電源装置９２と、を有している。ランプハウス９１はアルミニウム又はステンレス等のエキシマ光に対して耐性を有する金属材料で作られ、収納穴９３を有しエキシマランプ管７１を収納している。また、ランプハウス９１は、エキシマランプ管７１の発するエキシマ光を外部に放出する照射窓９４を有している。底面から見たときランプハウス９１の照射窓９４は長方形又は長円形であって、その長手方向がエキシマランプ管７１の軸方向と一致している。電源装置９２はスタビライザ９２ａとパワーサプライ９２ｂとで構成されている。収納穴９３の内側面がエキシマランプ管７１の外部電極としての機能を果たす。また、収納穴９３の内側面は鏡面加工がされていて、エキシマ光を効率よく反射している。
【０１６２】
図３１にエキシマランプ管７１がランプハウス９１の収納穴９３に収納されたときの断面図を示す。エキシマランプ管７１が収納穴９３に収納されたとき、エキシマランプ管７１の外周面はランプハウス９１の外側面から出ない配置となっている（ｔ≧０）。
【０１６３】
この第３実施形態のエキシマ照射装置９０では上記第２実施形態のエキシマ照射装置の効果の他に以下の効果を有する。
●　エキシマランプ管７１はランプハウス９１に収納されているので、ランプハウス９１の収納穴９３の内側面とエキシマランプ管７１との接触面積を大きく確保することができる。従って、放電によって生じる熱を効率よくランプハウス９１に伝えることができ、冷却効率がよい。また、照射窓９４の側に冷却ガスを流す必要がないので、ガラスカバーが必要なく、エキシマ光を効率よく照射できる。冷却ガスを流す設備が必要ないので装置の製造原価を低く抑えることできる。
●　エキシマランプ管７１が収納穴９３に収納されたとき、エキシマランプ管７１の外周面はランプハウス９１の外側面から出ない配置となっているので、照射窓９４の側にエキシマランプ管７１を保護するための保護用ガラスを設ける必要がない。その結果、エキシマ光を効率よく照射できるとともに、装置の製造原価を低く抑えることできる。
【０１６４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　図３２に示すようにランプハウス９１の収納穴９３には照射窓９４と反対側の位置に溝部９５を設けた構成としてもよい。内部管４を挟んで照射窓９４の反対側での放電によって生じるエキシマ光は本来内部管４が障害となって照射窓９４から外部へ放出されることは少ない。よって、収納穴９３の照射窓９４と反対側の位置に溝部９５を設けて放電が生じないようにしても、照射窓９４から放出されるエキシマ光の照射量はほとんど変わらない。外部へ放出されない熱及びエキシマ光は、エキシマランプ管７１を構成する石英ガラス又は合成石英等の素材を劣化させるが、溝部９５があることで放電が発生せず、外部へ放出されない熱及びエキシマ光が発生しない。その結果、エキシマランプ管７１の素材劣化の問題が生じない。溝部９５があることで照射窓９４から放出されない（無駄な）放電を減少させることができ、その結果、収納穴９３の溝部９５以外の箇所の内側面と内部電極５との間でのみ放電は生じ、発生したエキシマ光は照射窓９４から放出されるので、印加電力に対する放電効率（照射効率）が向上し放電強度が高くなる。即ち、電力の効率的な消費が可能となる。
○　図３３にエキシマランプ管７１がランプハウス９１の収納穴９３に収納されたときの変形例の断面図を示す。エキシマランプ管７１が収納穴９３に収納されたとき、エキシマランプ管７１の外周面はランプハウス９１の外側面から出る配置となっている。エキシマランプ管７１を被照射体（図示省略）により近づけることができる。その結果、エキシマ光を効率よく照射できる。また、エキシマランプ管７１の外周面がランプハウス９１の外側面から出ているこの変形例において、照射窓９４と反対側の位置に溝部９５を設けた構成としてもよい（図示省略）。
○　第２実施形態に係るエキシマ照射装置と同様に、ランプハウス９１を冷却する構成としてもよい。具体的には、ランプハウス９１内に冷却用流体流通路７６を設け、ランプハウス９１を冷却する構成とする。ランプハウス９１の収納穴９３の内側面とエキシマランプ管７１との接触面積を大きく確保することができ、冷却効率がよい。
○　上記実施の形態ではエキシマランプ管７１を例に説明をしたが、これに限定されるわけではなく、エキシマランプ管８１や８３でもよく、更に、図２９に示すような照射面と反対側に絶縁材５４を配したエキシマランプ管であってもよい。
○　エキシマランプ管の代わりに、導電性網状電極又は穿孔した金属板電極のいずれかで構成された外部電極を有した構成のエキシマランプとしてもよい。収納穴９３の内側面とエキシマランプの外部電極とが接触する。収納穴９３では内側面及びエキシマランプの外部電極と内部電極５の間で放電が生じる。照射窓９４の側では外部電極と内部電極５の間で放電が生じる。
【０１６５】
（第４実施形態のエキシマ照射装置）
以下、本発明の第４実施形態に係るエキシマ照射装置について図面を参照しつつ説明する。
【０１６６】
図３４は本発明の第４実施形態に係るエキシマ照射装置９０を有するエキシマ照射ライン１２０の一例を示す外観略図である。エキシマ照射装置９０の部分は断面図として表している。
【０１６７】
図３４に示すように、エキシマ照射装置９０は複数のエキシマランプ管７１を平行に配した構成となっている。エキシマ照射装置９０の照射窓９４の近くに搬送ライン１２１が配置され、搬送ライン上１２１に被照射体１２２が搬送されている。被照射体１２２の搬送方向に対してエキシマランプ管７１が垂直になるようにエキシマ照射装置９０は配されている。
【０１６８】
第４実施形態のエキシマ照射装置は以下の効果を有する。
●　エキシマランプ管７１を複数並べることで、搬送ライン１２１を停止しなくても充分な照射量のエキシマ光を被照射体１２２に照射することが可能となる。その結果、生産性を向上させることができる。
【０１６９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　図３５に示すように隣り合うエキシマランプ管７１は向きが互い違いに配する構成としてもよい。エキシマランプ管７１の放出するエキシマ光の照射密度は長手方向で異なっている。向きを互い違いに配することで、被照射体１２２の被照射面のいずれの箇所でもエキシマ光の被照射量を均一にできる。
○　図３６に示すように、複数のエキシマランプ管７１のうちの幾本かは長さが異なるエキシマランプ管７１ａを配する構成としてもよい。照射量の少ない箇所に短いエキシマランプ管７１ａを配することで、被照射体の被照射面のいずれの箇所でもエキシマ光の被照射量を更に均一にできる。
【０１７０】
（第１１実施形態のエキシマランプ）
図３７は、本発明の第１１実施形態に係るエキシマランプの一例を示す断面図である。
【０１７１】
（ａ）は、外部管３の内周面と内部管４の外周面とが接合部８２にて接合し、外部管３と内部管４との間に放電空間６が形成された二重円筒管と、内部管４内に配置された内部電極５と、外部管３上に配置された網状電極６２と、を有し、放電空間６には放電ガス６ａが封入された構成のエキシマランプ１３１を示している。即ち、エキシマランプ管８１に網状電極６２を配した構成である。
【０１７２】
（ｂ）は、上記エキシマランプ１３１において、外部管３と網状電極６２との間であって、外部管３の内周面と内部管４の外周面とが接合している箇所には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材５４が配された構成のエキシマランプ１３２を示している。
【０１７３】
（ｃ）は、外部管３と、外部管３の内部に配され、円筒管を軸方向に二分した半円筒形状の開口円管８４が平板部８５を介して外部管３の管壁に接合されて形成された内部管８７と、外部管３と内部管８７との間に放電空間６が形成された円筒管と、内部管８７内に配置された内部電極５と、外部管３上に配置された網状電極６２と、を有し、放電空間６には放電ガス６ａが封入された構成のエキシマランプ１３３を示している。即ち、エキシマランプ管８３に網状電極６２を配した構成である。
【０１７４】
（ｄ）は、上記エキシマランプ１３３において、外部管３と網状電極６２との間であって、外部管３と内部管８７とが管壁を共有している箇所８６には、エキシマ光に耐性を有する絶縁材５４が配された構成のエキシマランプ１３４を示している。
【０１７５】
尚、上記エキシマランプ１３１，１３２，１３３，１３４において、放電ガス６ａは、希ガス、或いは、希ガスとハロゲンガスとの混合ガスが好ましい。また、放電ガス６ａの圧力は５ｋＰａから１００ｋＰａの範囲が好ましい。
【０１７６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
○　上記実施の形態を示す図３７では外部電極を導電性網状電極６２としているが、これに限定されるわけではなく、例えば、穿孔した金属板電極であってもよい。
【０１７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のエキシマランプおよびエキシマ照射装置によれば、被照射体に向き合う側の外部管上からのエキシマ光の照射を遮ることが少なく、高い照射効率を実現できると共に、外部電極を外部管上に巻き付けて構成できるので、外部電極の取り付けやエキシマランプの製造が容易である。さらに、両辺から突出した突起部が互い違いに配されているので、被照射体に向き合う側の外部管上におけるエキシマ光の発生バランスを高めることができ、高い照射効率を実現できる。
【０１７８】
また、本発明のエキシマランプおよびエキシマ照射装置によれば、金属薄板部側でのエキシマ光の発生を抑制することにより、被照射体に向き合わない側におけるエキシマ光の発生を抑制し、エキシマ光の発生を被照射体に向き合う側で主に起こし、その結果として、放電効率が向上すると共に放電強度を高くすることができる。
【０１７９】
更に、本発明のエキシマランプおよびエキシマ照射装置によれば、内部管を挟んで照射面と反対側に、外部電極を配さない開口面を有しているので、この開口面では照射面から放出されない無駄な放電が起きず、よって、放電効率の向上を図ることができる。
【０１８０】
更にまた、本発明のエキシマランプおよびエキシマ照射装置によれば、放電によって生じる熱は、外部電極を伝わって絶縁材の外側の外部電極部分で放熱される。従って、エキシマランプの温度上昇を抑えることが可能となる。
【０１８１】
更にまた、本発明のエキシマランプおよびエキシマ照射装置によれば、放電によって生じる熱は、共有する管壁を熱伝導によって中空管に伝わり、中空管部分で放熱される。従って、エキシマランプの温度上昇を抑えることが可能となる。中空管に冷却ガスを循環させれば、熱交換がさらに促進し、放電によるエキシマランプの温度上昇をさらに抑えることができる。
【０１８２】
更にまた、本発明のエキシマランプ管及びエキシマ照射装置によれば、照射面の側の金網状の電極が不要になるので、被照射体への効率の良い照射が可能となる。
【０１８３】
更にまた、本発明のエキシマランプ管、エキシマ照射装置及びエキシマランプによれば、エキシマランプを長尺化したとき、自重による内部管の撓みによる内部応力に抗することができ、エキシマランプの長寿命化を図ることができる。
【０１８４】
更にまた、本発明のエキシマ照射装置及びエキシマ照射ラインによれば、エキシマランプの冷却と保護のためのランプ前面の窓が不要になるので、被照射体への効率の良い照射が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエキシマランプの一例を示す正面図（ａ）および左側断面図（ｂ）である。
【図２】図１に示したエキシマランプ本体の内部構造の一例を示す正面図（ａ）およびＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図３】外部電極の装着形態を示す斜視図である。
【図４】外部電極の装着形態を示す底面図である。
【図５】外部電極の装着前の形態を示す平面図である。
【図６】外部電極の他の装着形態を示す断面図である。
【図７】金属薄板部と外部管との間にエキシマ光に耐性を有する材料を介在させた形態を示す断面図である。
【図８】外部電極のさらに他の態様を示す平面図である。
【図９】図８（ａ）に示す外部電極を外部管に装着した形態を示す斜視図である。
【図１０】図８（ａ）に示す外部電極の装着形態の一例を示す部分拡大図である。
【図１１】本発明のエキシマ照射装置の一例を示す底面図である。
【図１２】本発明のエキシマ照射装置の一例を示す側面図である。
【図１３】第２実施形態のエキシマランプの一例を示す正面図（ａ）およびＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。
【図１４】第２実施形態のエキシマランプにおける断面構造図である。
【図１５】第３実施形態のエキシマランプの一例を示す断面構造図である。
【図１６】第４実施形態のエキシマランプの一例を示す断面構造図である。
【図１７】第５実施形態のエキシマランプの一例を示す断面構造図である。
【図１８】第６実施形態に係るエキシマランプの一例を示す断面図である。
【図１９】第６実施形態に係るエキシマランプの変形例を示す断面図である。
【図２０】第７実施形態に係るエキシマランプの一例を示す断面図である。
【図２１】第８実施形態に係るエキシマランプの一例を示す断面図である。
【図２２】第９実施形態に係るエキシマランプの一例を示す断面図である。
【図２３】第１０実施形態に係るエキシマランプの一例を示す断面図である。
【図２４】第１０実施形態に係るエキシマランプの網状電極の一例を示す詳細図である。
【図２５】第２実施形態に係るエキシマ照射装置の一例を示す断面図である。
【図２６】第２実施形態に係るエキシマ照射装置に使用されるエキシマランプ管の一例を示す図である。
【図２７】第２実施形態に係るエキシマ照射装置に使用されるエキシマランプ管の変形例を示す図である。
【図２８】第２実施形態に係るエキシマ照射装置に使用されるエキシマランプ管の他の変形例を示す図である。
【図２９】第２実施形態に係るエキシマ照射装置に使用されるエキシマランプ管の他の変形例を示す図である。
【図３０】第３実施形態に係るエキシマ照射装置の一例を示す断面図である。
【図３１】エキシマランプ管がランプハウスの収納穴に収納されたときの断面図である。
【図３２】第３実施形態に係るエキシマ照射装置のランプハウスの収納穴の変形例を示す図である。
【図３３】エキシマランプ管がランプハウスの収納穴に収納されたときの変形例の断面図である。
【図３４】第４実施形態に係るエキシマ照射装置を有するエキシマ照射ラインの一例を示す外観略図である。
【図３５】第４実施形態に係るエキシマ照射装置の変形例に示す底面図である。
【図３６】第４実施形態に係るエキシマ照射装置の変形例に示す底面図である。
【図３７】第１１実施形態に係るエキシマランプの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２８、３５、３９、３９ａ　エキシマランプ
１ａ、３５ａ　ランプ本体
１ｂ　キャップ
１ｃ　先端
２　外部電極
３、３６　外部管
４、３７　内部管
４ａ　冷却ガス
５　内部電極
６　放電空間
６ａ　放電用ガス
１１ａ　隔壁
１１ｂ　支持壁
１１ｃ　孔
１１ｄ、１１ｆ、１１ｇ、４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ　流路
１１ｅ、１５、１６、１７、２２、４２、４５、４６　空間部
１２　入力継手
１３　出力継手
１４、１４ａ　給電ケーブル
２０　エキシマ照射装置
２０ａ　照射部
２０ｂ　冷却ガス循環装置
２０ｃ、３５ｂ　電源
２１　ケーシング
２２ａ　開口部位
２３　照射面
２４　窓
２５　内壁
２６　反射面
２７、４１ａ　孔
２９、４０　保護管
３８、３８ａ、３８ｂ　支持部材
３８ｃ　流出路
４１　噴出管
４７　流入路
１０１　金属薄板部
１０１ａ　矩形状の金属薄板部
１０２、１０２’、１０２”　突起部
１０３、１０３’、１０３”　辺
１０４　矩形状の金属薄板部
１０５　エキシマ光に耐性を有する材料
１０６　帯状部
１０７　電極細線
２ａ，２ｂ、５５、５９、７３　外部電極
５０、５２、５３、５６、５８、６１、７１　エキシマランプ
５１　開口面
５４　絶縁材
５７　中空管
６０　空隙
６２　網状電極
７０　エキシマ照射装置
７２　凹部
７４　ランプハウス
７５　電源装置
７６　冷却用流体流通路
７１，８１，８３　エキシマランプ管
８４　開口円管
８５　平板部
８７　内部管
９０　エキシマ照射装置
９１　ランプハウス
９２　電源装置
９３　収納穴
９４　照射窓
９５　溝部
１２０　エキシマ照射ライン
１２１　搬送ライン
１２２　被照射体
１３１，１３２，１３３，１３４　エキシマランプ
【図１】
2004103564.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004103564.tif 000008
【図７】
2004103564.tif 000009
【図８】
2004103564.tif 000010
【図９】
2004103564.tif 000011
【図１０】
2004103564.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2004103564.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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