(57)【要約】【課題】照射装置においてマイクロ波のエネルギー量による影響が少ない安定な発光スペクトルを得る。【解決手段】風量制御機構６が、検出器５，５により検出されたエネルギー量に基づいて、送風機構４の風量を計算する。具体的には、エネルギー量が第１のエネルギー量であるときの風量を第１の風量とし、検出されたエネルギー量が第１のエネルギー量より小さい第２のエネルギー量であるときの風量を第２の風量としたときに、第１の風量＞第２の風量となるように、風量を計算する。次に、風量制御機構６が、送風機構４の風量が、計算された風量となるように送風機構４を制御する。【選択図】図１
2009032515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線を透過させる誘電体からなり、かつ、マイクロ波による放電で発光する物質が封入される管状のランプと、
マイクロ波を発生させるためのマグネトロンと、
このマグネトロンにより発生したマイクロ波を前記ランプに伝達する導波管と、
前記ランプと前記マグネトロンを冷却する送風機構と、
前記マイクロ波が第１のエネルギー量を有しているときの前記送風機構の風量を第１の風量とし、前記マイクロ波が前記第１のエネルギー量より小さい第２のエネルギー量を有しているときの前記送風機構の風量を第２の風量としたときに、前記第１の風量＞前記第２の風量であるようにする風量制御機構と
を具備することを特徴とする照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被照射物に紫外線を照射する照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、放電により紫外線を発光するランプとして、マイクロ波を供給する方式のランプが研究されている。
【０００３】
その中でも、鉄を封入したメタルハライドランプは、３６０〜３８０ｎｍの波長をもつ光線を発し、半導体や液晶パネルの製造に多く用いられている。
【０００４】
従来においては、ランプならびにマイクロ波を発生させるためのマグネトロンに風を供給することにより、ランプとマグネトロンを冷却していた。
【０００５】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】米国特許第４６３３１４０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、マグネトロンの経年変化やマグネトロンへ入力される電力の低下などに起因して、マイクロ波のエネルギー量が低下することがある。このとき、ランプへ供給される風の風量が一定のままだとランプが過冷却になり、封入された金属が凝結する。その結果、例えば、エネルギー量が最大のときの発光スペクトルが得られないことがある。マグネトロンへ入力される電力が低下する場合には、照射の途中でエネルギー量が低下するので、被照射物を均一に照射できないという問題も発生する。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マイクロ波のエネルギー量による影響が少ない安定な発光スペクトルを得ることができる照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る照射装置は、光線を透過させる誘電体からなり、かつ、マイクロ波による放電で発光する物質が封入される管状のランプと、マイクロ波を発生させるためのマグネトロンと、このマグネトロンにより発生したマイクロ波を前記ランプに伝達する導波管と、前記ランプと前記マグネトロンを冷却する送風機構と、前記マイクロ波が第１のエネルギー量を有しているときの前記送風機構の風量を第１の風量とし、前記マイクロ波が前記第１のエネルギー量より小さい第２のエネルギー量を有しているときの前記送風機構の風量を第２の風量としたときに、前記第１の風量＞前記第２の風量であるようにする風量制御機構とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第１の風量＞第２の風量としたことで、ランプの過冷却を防止でき、マイクロ波が第１のエネルギー量を有しているときの発光スペクトルを、理想的には、マイクロ波が第２のエネルギー量を有しているときに得ることができる。よって、マイクロ波のエネルギー量による影響が少ない安定な発光スペクトルを得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マイクロ波が第１のエネルギー量を有しているときの風量である第１の風量よりも、マイクロ波が第１のエネルギー量より小さい第２のエネルギー量を有しているときの風量である第２の風量の方が小さくなるように、つまり、第１の風量＞第２の風量としたことで、ランプの過冷却を防止でき、マイクロ波が第１のエネルギー量を有しているときの発光スペクトルを、理想的には、マイクロ波が第２のエネルギー量を有しているときに得ることができる。よって、マイクロ波のエネルギー量による影響が少ない安定な発光スペクトルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る照射装置の構成を示す図である。図１（ａ）は、照射装置の本体を正面側から見たときの内部の様子と本体以外の構成を示す図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡＡ’線矢視図である。
【００１３】
照射装置は、光線を透過させる誘電体からなりかつ希ガスとメタルハライドが封入さた管状のランプ１と、マイクロ波を発生させるためのマグネトロン２，２と、マグネトロン２，２により発生したマイクロ波をランプ１に伝達する導波管３，３と、ランプ１とマグネトロン２，２に風を供給する送風機構４と、マイクロ波のエネルギー量を検出する検出器５，５と、送風機構４の風量を制御する風量制御機構６とを備える。
【００１４】
ランプ１は、電極を備えないいわゆる無電極ランプであり、その外径、有効な発光長はそれぞれ、例えば外径１０ｍｍ、発光長２４０ｍｍである。ランプ１に封入されるメタルハライドは、マイクロ波による放電で発光する物質であり、ここでは、水銀と鉄が主成分である。また、ランプ１の背面側に反射鏡７が設けられ、マイクロ波を送出するアンテナ８，８が各マグネトロン２，２に設けられている。
【００１５】
送風機構４からランプ１とマグネトロン２，２に向けて、風の通路（風路という）９が設けられている。送風機構４は、風量制御機構６に対しリード線などで接続され、風量制御機構６から送信される電気信号に応じた風量の風を発生させ、風路９に送り込むようになっている。
【００１６】
検出器５，５は、風量制御機構６に対しリード線などで接続され、検出したマイクロ波のエネルギー量を示す電気信号を風量制御機構６に送信するようになっている。
【００１７】
風量制御機構６は、コンピュータプログラムにより動作するコンピュータやこのコンピュータを集積化した集積回路により構成される。風量制御機構６は、マイクロ波のエネルギー量および風量を記憶するメモリ（図示せず）を備え、メモリに当初は最大のエネルギー量ならびにエネルギー量が最大のときに適した風量が記憶されている。また、風量制御機構６は、検出器５，５から送信される電気信号が示すエネルギー量、メモリに記憶したエネルギー量および風量に基づいて、送風機構４からランプ１などに供給すべき風の風量を計算し、メモリの記憶内容を更新し、計算した風量を示す電気信号を送風機構４に送信するようになっている。
【００１８】
次に、図２（ａ）のフローチャートを参照して、照射装置の動作を説明する。
【００１９】
まず、マグネトロン２，２にマイクロ波のエネルギー量が設定され、送風機構４に風量が設定される（Ｓ１）。例えば、エネルギー量の設定では、エネルギー量に応じた電力がマグネトロン２，２に入力される。マグネトロン２，２は、設定されたエネルギー量を有するマイクロ波を発生させ、アンテナ８，８がマイクロ波を導波管３，３内に送出する。導波管３，３は、マイクロ波をランプ１に伝達し、そのマイクロ波によりランプ１内で放電が生じる。その放電により、メタルハライドである水銀と鉄が紫外線を発光し、その紫外線が、ランプ１の前面側に位置する不図示の被照射物に照射される。
【００２０】
一方、風量の設定は、風量制御機構６が、メモリに記憶した風量を示す電気信号を送風機構４に送信することによりなされる。送風機構４は、送信された電気信号が示す風量の風を発生させる。発生した風は風路９を通り、ランプ１とマグネトロン２，２に供給され、これらランプ１などが冷却される。
【００２１】
次に、検出器５，５が、マイクロ波のエネルギー量を検出する（Ｓ２）。例えば、マグネトロン２，２の経年変化やマグネトロン２，２へ入力される電力の低下などによりマイクロ波のエネルギー量が低下するので、検出器５，５はそのエネルギー量を検出し、そのエネルギー量を示す電気信号を風量制御機構６に送信する。
【００２２】
次に、風量制御機構６が、その電気信号により示されたエネルギー量、メモリに記憶したエネルギー量および風量に基づいて、送風機構４からランプ１などに供給すべき風量を計算する（Ｓ３）。具体的には、エネルギー量が第１のエネルギー量であるときの風量を第１の風量とし、検出されたエネルギー量が第１のエネルギー量より小さい第２のエネルギー量であるときの風量を第２の風量としたときに、風量制御機構６は、第１の風量＞第２の風量となるように、風量を計算する。風量制御機構６は、例えば、電気信号により示されたエネルギー量とメモリに記憶したエネルギー量とにより、エネルギー量の変化の割合を計算し、その割合をメモリに記憶した風量に乗じるなどして風量を計算する。
【００２３】
例えば、マグネトロン２，２の経年変化などにより低下したエネルギー量が、検出器５，５で検出されたなら、ここではメモリに記憶された風量より小さい風量が計算される。そして、風量制御機構６は、メモリに記憶したエネルギー量および風量を、電気信号により示されたエネルギー量および計算した風量に置き換える。
【００２４】
次に、風量制御機構６が、送風機構４の風量が、計算された風量に等しくなるように送風機構４を制御する（Ｓ４）。具体的には、風量制御機構６は、計算された風量を示す電気信号を送風機構４に送信し、送風機構４は、送信された電気信号が示す風量の風を発生させる。
【００２５】
例えば、マグネトロン２，２の経年変化などにより低下したエネルギー量が検出されたなら、マグネトロン２，２とランプ１への風量が低下する。これにより、マグネトロン２，２とランプ１の過冷却が防止される。
【００２６】
このステップＳ４の後、制御はステップＳ２に戻るので、風量はエネルギー量の変化に追従する。
【００２７】
したがって本実施の形態によれば、第１の風量＞第２の風量としたことで、ランプの過冷却を防止でき、マイクロ波が第１のエネルギー量を有しているときの発光スペクトルを、理想的には、マイクロ波が第２のエネルギー量を有しているときにも得られるようにすることができる。よって、マイクロ波のエネルギー量による影響が少ない安定な発光スペクトルを得ることができる。
【００２８】
図２（ｂ）は、ランプから発光する紫外線の発光スペクトルの特性を示すＲ値を条件を変えて示す表である。
【００２９】
Ｒ値は、紫外線の発光スペクトルにおける３８０ｎｍでのピーク値を３６５ｎｍでのピーク値で除した値である。
【００３０】
鉄、水銀がそれぞれ発光する紫外線は、３８０ｎｍ、３６５ｎｍの波長でピークを呈する。また、ランプを過冷却すると、水銀より鉄の方がより凝結し、これにより、３８０ｎｍでのピーク値およびＲ値が低下する。よって、Ｒ値により、過冷却および発光スペクトルの安定性の程度を知ることができるのである。
【００３１】
本実施の形態の照射装置で、マイクロ波のエネルギー量を最大（１００％）にしたときのＲ値は、０．５である。
【００３２】
比較例として使用した照射装置は、送風機構４により供給される風の風量を一定とするものであり、その他については本実施の形態の照射装置と同様である。
【００３３】
比較例の照射装置で、マイクロ波のエネルギー量を最大（１００％）にしたときのＲ値は、０．５である。
【００３４】
比較例の照射装置で、エネルギー量を７０％にしたときのＲ値は、０．２４であるのに対し、本実施の形態の照射装置で、エネルギー量を７０％にしたときのＲ値は、０．４８である。
【００３５】
また、比較例の照射装置で、エネルギー量を４０％にしたときのＲ値は、０．０５であるのに対し、本実施の形態の照射装置で、エネルギー量を４０％にしたときのＲ値は、０．４０である。
【００３６】
このように、本実施の形態の照射装置によれば、過冷却および発光スペクトルの変化の程度が小さくなり、マイクロ波のエネルギー量による影響が少ない安定な発光スペクトルを得ることができるのである。
【００３７】
なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、他の態様で実施してもよい。
【００３８】
例えば、本実施の形態では、検出器５，５がマイクロ波のエネルギー量を直接的に検出したが、マグネトロン２，２への入力電力の検出や使用期間の累積値の計算を行い、その結果によりマイクロ波のエネルギー量を間接的に検出してもよい。また、照射後の被照射物の状態などに基づいて、マイクロ波のエネルギー量がどの程度なのかを経験的に知るようにしてもよい。また、ランプの表面温度の変化を検出し、これに基づいて風量を制御してもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、風量制御機構６が、風量を計算し送風機構４を制御したが、照射装置でない装置が風量を計算し送風機構４を制御してもよい。また、計算を人為的に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態に係る照射装置の構成を示す図である。
【図２】照射装置の動作を示すフローチャート、ならびに、Ｒ値を条件を変えて示す表を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ランプ
２  マグネトロン
３  導波管
４  送風機構
５  検出器
６  風量制御機構
７  反射鏡
８  アンテナ
９  風路
【図１】
2009032515.tif 000003
【図２】
2009032515.tif 000004