特許 6750266 紫外線照射装置及び紫外線検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6750266

(24)【登録日】2020年8月17日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】紫外線照射装置及び紫外線検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/02 20060101AFI20200824BHJP

   G01J 1/00 20060101ALI20200824BHJP

   G01J 1/42 20060101ALI20200824BHJP

   G01J 1/58 20060101ALI20200824BHJP

【ＦＩ】

   G01J1/02 G

   G01J1/00 F

   G01J1/42 A

   G01J1/58

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-60527(P2016-60527)

(22)【出願日】2016年3月24日

(65)【公開番号】特開2017-173167(P2017-173167A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2018年9月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】日野 弘喜

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２４９５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６１４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−０４０１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−０５４６７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−２１６６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２９１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８２５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１２９８３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５０−０１５２７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６１−０４４３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１６９５８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５３３１１６８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ １／００− １／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピーク波長が２００ｎｍ以下の第１の光を放射する紫外線ランプと；
前記紫外線ランプから前記第１の光が照射される光透過部材と；
前記光透過部材に設けられ、前記第１の光によって励起され、波長が２００ｎｍを超える光を発する第１の蛍光体と；
前記光透過部材に設けられ、前記第１の蛍光体が発する光によって励起され、前記第１の蛍光体が発する光よりも波長が長い光を発する第２の蛍光体と；
前記第２の蛍光体が発した光を検出する第１の検出素子と；
を具備する紫外線照射装置。

【請求項2】

紫外線ランプから放射されたピーク波長が２００ｎｍ以下の光によって、光透過部材に設けられた第１の蛍光体を励起させることと；
前記光透過部材に設けられた第２の蛍光体を、前記第１の蛍光体が発する光によって励起させ、前記第２の蛍光体が発する、前記第１の蛍光体が発する光よりも波長が長い光を検出素子によって検出することと；
を有する、紫外線検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、紫外線照射装置及び紫外線検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、液晶基板等の製造工程は、紫外線ランプから放射された真空紫外線によって空気中にオゾンを発生させ、オゾンを用いて液晶基板等を洗浄する光洗浄工程を含むものがある。この種の光洗浄工程では、ピーク波長が１７２ｎｍの光を発するエキシマランプや、ピーク波長が１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの光をそれぞれ発する低圧水銀ランプ等の紫外線ランプを有する紫外線照射装置が用いられている。

【0003】

光洗浄工程では、オゾンの発生状態を適正に保つために、例えば、紫外線ランプから放射された真空紫外線の照度が管理されており、紫外線ランプが放射する真空紫外線の照度が検出されている。照度を測定する照度センサとしては、波長が２００ｎｍよりも長い光を検出する照度計が普及している。しかし、波長が２００ｎｍ以下となる真空紫外線を検出する場合には、真空紫外線専用の照度計が用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−６１４１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の真空紫外線専用の照度計は、紫外線ランプの表面からの距離が長くなった場合、真空紫外線の照度を適正に検出することが困難になる。このため、真空紫外線専用の照度計は、真空紫外線の照度を適正に検出するために、紫外線ランプの表面の近傍に設置されており、紫外線ランプによって発生するオゾンによって早期に劣化してしまう傾向がある。したがって、真空紫外線専用の照度計を用いた場合には、真空紫外線を検出する信頼性が乏しい。

【0006】

また、真空紫外線専用の照度計は、一般的な照度計に比べて高価であるので、多数の紫外線ランプを用いた場合に、紫外線ランプ毎に真空紫外線照度計をそれぞれ設置することで、紫外線照射装置の製造コストが増大してしまう。

【0007】

そこで、本発明は、波長が２００ｎｍ以下の光を検出する信頼性を高めることができる紫外線照射装置及び紫外線検出方法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】

【0008】

実施形態に係る紫外線照射装置は、第１のピーク波長が２００ｎｍ以下の第１の光を放射する紫外線ランプと、前記紫外線ランプから第１の光が照射される光透過部材と、前記光透過部材に設けられ、前記第１の光によって励起され、波長が２００ｎｍを超える光を発する第１の蛍光体と、前記第１の蛍光体から発せられた光を検出する第１の検出素子と、を具備する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、波長が２００ｎｍ以下の光を検出する信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態に係る紫外線照射装置を模式的に示す断面図である。

【図2】第１の実施形態に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。

【図3】第２の実施形態に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。

【図4】第３の実施形態に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。

【図5】第４の実施形態に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。

【図6】第４の実施形態の変形例に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下で説明する実施形態に係る紫外線照射装置は、紫外線ランプと、光透過部材としてのガラス板と、第１の蛍光体としての蛍光体層と、第１の検出素子と、を具備する。紫外線ランプは、第１のピーク波長が２００ｎｍ以下の第１の光を放射する。ガラス板は、紫外線ランプから第１の光が照射される。蛍光体層は、ガラス板に設けられている。蛍光体層は、第１の光によって励起され、波長が２００ｎｍを超える光を発する。第１の検出素子は、第１の蛍光体から発せられた光を検出する。

【0012】

また、以下で説明する実施形態に係る紫外線照射装置における紫外線ランプは、第２のピーク波長が２００ｎｍを超え、３８０ｎｍ以下の第２の光を放射する。第１の蛍光体としての第１の蛍光体層は、第２の光によって励起され、第２の光よりも波長が長い光を発する。第１の検出素子は、紫外線ランプから照射された第１の光及び第２の光によって第１の蛍光体層が発する光を検出する。この紫外線照射装置は、光学フィルタとしての波長カットフィルタと、第２の検出素子と、演算素子としての演算回路と、を更に具備する。波長カットフィルタは、紫外線ランプとガラス板との間に配置されている。波長カットフィルタは、紫外線ランプから照射された第２の光のみを透過する。第２の検出素子は、波長カットフィルタを透過した第２の光によって第１の蛍光体層が発する光を検出する。演算回路は、第１の検出素子と第２の検出素子とがそれぞれ検出した各検出値の差分を算出する。

【0013】

また、以下で説明する実施形態に係る紫外線照射装置は、第２の蛍光体としての第２の蛍光体層を更に具備する。第２の蛍光体層は、ガラス板に設けられている。第２の蛍光体層は、第１の蛍光体としての第１の蛍光体層が発する光によって励起され、第１の蛍光体層が発する光よりも波長が長い光を発する。第１の検出素子は、第２の蛍光体層が発した光を検出する。

【0014】

また、以下で説明する実施形態に係る紫外線検出方法は、紫外線ランプから放射されたピーク波長が２００ｎｍ以下の光によって、ガラス板に設けられた蛍光体層を励起させ、蛍光体層が発する、波長が２００ｎｍを超える光を検出する。

【0015】

（第１の実施形態）
以下、実施形態に係る紫外線照射装置について、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る紫外線照射装置を模式的に示す断面図である。図２は、第１の実施形態に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。図２以降では、説明の便宜上、図面上での上下の向きを図１と逆向きに示す。

【0016】

（紫外線照射装置の構成）
図１に示すように、第１の実施形態に係る紫外線照射装置１は、被照射体Ｗに真空紫外線を照射する紫外線ランプ１０と、紫外線ランプ１０が放射する真空紫外線を被照射体Ｗ側へ反射する反射面１１ａを有する反射板１１と、紫外線ランプ１０が放射する第１の光の照度を検出する照度検出部１２と、を備える。

【0017】

本実施形態では、紫外線ランプ１０として低圧水銀ランプを用いた構成について説明する。紫外線ランプ１０は、低圧水銀ランプが用いられた場合、第１のピーク波長が２００ｎｍ以下である例えば１８５ｎｍの第１の光と、第２のピーク波長が２００ｎｍを超え、３８０ｎｍ以下である例えば２５４ｎｍの第２の光とをそれぞれ放射する。なお、紫外線ランプ１０としては、低圧水銀ランプに限定されるものではなく、例えば、第１のピーク波長が１７２ｎｍの光を放射するキセノンエキシマランプが用いられてもよく、第１のピーク波長が２００ｎｍ以下のＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザ・ダイオード）などの半導体発光素子が用いられてもよい。また、第１のピーク波長、第２のピーク波長はそれぞれ単一波長に限定されず、例えば第１のピーク波長として２００ｎｍ以下に複数のピークがあってもよい。

【0018】

照度検出部１２は、紫外線ランプ１０の表面である外周面から離間されて配置されており、反射板１１の反射面１１ａ側に固定されている。照度検出部１２は、紫外線ランプ１０の近傍に、紫外線ランプ１０が放射する第１及び第２の光を受光するように配置されていればよく、反射板１１と別体に配置されてもよい。

【0019】

被照射体Ｗは、例えば、液晶基板であり、例えば、ステージ１４上に載置されて、紫外線ランプ１０の紫外線が照射される。被照射体Ｗが載置されたステージ１４は、搬送機構（図示せず）によって直線状の紫外線ランプ１０の中心軸方向に直交する方向に搬送されることで、被照射体Ｗの被照射面全域にわたって、紫外線ランプ１０の紫外線が照射される。

【0020】

（照度検出部の構成）
図２に示すように、照度検出部１２は、紫外線ランプ１０の第１の光及び第２の光が照射される光透過部材としてのガラス板１５と、ガラス板１５に設けられた第１の蛍光体としての蛍光体層１６と、蛍光体層１６が発する光の照度を検出する第１の検出素子１７と、を有する。

【0021】

ガラス板１５は、反射板１１の反射面１１ａに支持されている。本実施形態では、光透過部材としてガラス板１５が用いられるが、光透過性を有する樹脂板が用いられてもよい。

【0022】

蛍光体層１６は、紫外線ランプ１０が放射する第１の光（１８５ｎｍ）によって励起され、波長が２００ｎｍを超える光として、例えば、ピーク波長が４５２ｎｍの光を発光する。蛍光体層１６は、例えば、青色蛍光体として用いられているＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕが、ガラス板１５上に塗布されることにより形成されている。蛍光体層１６は、ガラス板１５の両面の少なくとも一方の面に設けられており、例えば、ガラス板１５における紫外線ランプ１０に対向する側の面に設けられている。

【0023】

第１の検出素子１７は、図１に示すように、ガラス板１５の、紫外線ランプ１０と対向する位置に配置された取付け部１８内に設けられており、反射板１１の反射面１１ａの外側に、孔を介して固定されている。第１の検出素子１７は、ガラス板１５を介して、蛍光体層１６が発した光を受光する。第１の検出素子１７としては、波長が２００ｎｍ以上の光を検出する一般的なセンサが用いられている。本実施形態では、第１の検出素子として、蛍光体層１６が発する光のピーク波長（４５２ｎｍ）を検出するのに適した、すなわち、照度を検出する光のピーク感度波長が４５０ｎｍ程度であるセンサを用いることが好ましい。また、第１の検出素子１７は、例えば、紫外線ランプ１０の点灯を制御する点灯回路部（図示せず）に含まれる制御回路に接続されている。なお、第１の検出素子１７は、いわゆる照度計そのものであってもよいし、第１の検出素子１７として例えば受光ヘッドの機能のみを有する形態として構成され、受光ヘッドから図示しない光ファイバにより導光して図示しない受光素子へ導光される構成としてもよい。要するに、第１の検出素子１７によって検出する光のピーク感度波長が４５０ｎｍ程度であるセンサであればどのような形態を採ってもよい。

【0024】

紫外線ランプ１０から放射される真空紫外線は空気中で減衰する。このため、第１の光の検出精度を高める観点では、図１及び図２に示すように、紫外線ランプ１０の表面と第１の検出素子１７との間の距離ｄを可能な限り小さく設定することが好ましい。

【0025】

（照度検出部による紫外線の検出）
図２に示すように、照度検出部１２では、紫外線ランプ１０から放射された第１の光（１８５ｎｍ）及び第２の光（２５４ｎｍ）のうち、第１の光（１８５ｎｍ）によって蛍光体層１６が励起され、蛍光体層１６が４５２ｎｍの光を発する。蛍光体層１６が発した４５２ｎｍの光は、ガラス板１５を透過し、第１の検出素子１７によって照度が検出される。このように、照度検出部１２の第１の検出素子１７は、紫外線ランプ１０が放射する第１の光（１８５ｎｍ）が、蛍光体層１６によって２００ｎｍを超える波長に変換された光の照度を検出する。すなわち、第１の検出素子１７は、紫外線ランプ１０の第１の光（１８５ｎｍ）の照度を、蛍光体層１６が発する光（４５２ｎｍ）の照度によって間接的に検出する。

【0026】

また、本実施形態において、紫外線ランプ１０から放射された波長が２５４ｎｍの第２の光は、ガラス板１５を透過するが、第２の光は蛍光体層１６を励起させず、また、第１の検出素子１７によって検出されない。なお、必要に応じて、ガラス板１５を透過した第２の光は、別の検出素子を用いて検出されてもよい。例えば、別の検出素子によって検出された第２の光の照度に基づいて、制御回路が、第１の検出素子１７が検出した第１の光の照度を補正する演算を行ってもよい。これにより、第１の光の検出値の精度を高めることが可能になる。

【0027】

（紫外線検出方法）
以上のように構成された紫外線照射装置１を用いた紫外線検出方法は、紫外線ランプ１０から放射された第１のピーク波長が２００ｎｍ以下の第１の光（１８５ｎｍ）によって、ガラス板１５に設けられた蛍光体層１６を励起させ、蛍光体層１６が発する、波長が２００ｎｍを超える光（４５２ｎｍ）を検出する。

【0028】

上述のように第１の実施形態の紫外線照射装置１は、第１のピーク波長が２００ｎｍ以下の第１の光が紫外線ランプ１０から照射されるガラス板１５と、ガラス板１５に設けられて第１の光によって励起され、波長が２００ｎｍを超える光を発する蛍光体層１６と、ガラス板１５から照射された光を検出する第１の検出素子１７と、を備える。これにより、波長が２００ｎｍを超える光を検出する普及型の第１の検出素子１７を用いて、第１の検出素子１７を紫外線ランプ１０の表面から離間して配置することが可能になると共に、紫外線ランプ１０が放射する２００ｎｍ以下である第１の光の照度を、ガラス板１５及び蛍光体層１６を介して検出することが可能になる。このため、オゾンによって第１の検出素子１７が劣化することが抑えられ、波長が２００ｎｍ以下の光を検出する信頼性を高めることができる。

【0029】

また、第１の実施形態によれば、波長が２００ｎｍを超える光を検出する一般的な第１の検出素子１７を用いて、波長が２００ｎｍ以下の光を検出することが可能になるので、紫外線照射装置１の照度検出部１２の製造コストを抑えることができる。

【0030】

以下、他の実施形態の紫外線照射装置について図面を参照して説明する。なお、他の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部材には、第１の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。

【0031】

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。第２の実施形態は、照度検出部の構成が第１の実施形態と異なる。

【0032】

（照度検出部の構成）
図３に示すように、第２の実施形態の紫外線照射装置２は、紫外線ランプ１０が放射する第１の光の照度を検出する照度検出部２２を備える。照度検出部２２は、上述した照度検出部１２と同様に、反射板１１の反射面１１ａに配置されている。照度検出部２２は、ガラス板１５と、ガラス板１５に設けられた第１の蛍光体としての第１の蛍光体層２５と、ガラス板１５に設けられた第２の蛍光体としての第２の蛍光体層２６と、第２の蛍光体層２６が発する光の照度を検出する第１の検出素子１７と、を有する。

【0033】

第１の蛍光体層２５は、紫外線ランプの第１の光（１８５ｎｍ）によって励起され、波長が２００ｎｍを超える光、例えばピーク波長が４５２ｎｍの光を発する。第１の蛍光体層２５は、例えば、青色蛍光体として用いられているＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕが、ガラス板１５における紫外線ランプ１０側の面上に塗布されることにより形成されている。

【0034】

第２の蛍光体層２６は、第１の蛍光体層２５が発する光（４５２ｎｍ）によって励起され、この光よりも波長が長い光、例えばピーク波長が５５０ｎｍの光を発する。第２の蛍光体層２６は、ガラス板１５における第１の検出素子１７側の面上に塗布されることにより形成されている。第２の実施形態では、第１の検出素子１７として、照度を検出する光のピーク感度波長が５５０ｎｍ程度である一般的なセンサ、例えばオムロン社製のＦ３ＵＶが用いられている。

【0035】

なお、第２の実施形態では、ガラス板１５の両面に第１の蛍光体２５及び第２の蛍光体層２６がそれぞれ設けられたが、ガラス板１５の一方の面に、第１の蛍光体層２５と第２の蛍光体層２６が積層されて設けられてもよい。この場合、紫外線ランプ１０側から第１の検出素子１７側に向かって、第１の蛍光体層２５、第２の蛍光体層２６の順に配置される。

【0036】

（照度検出部による紫外線の検出）
図３に示すように、照度検出部２２では、紫外線ランプ１０から放射された第１の光（１８５ｎｍ）及び第２の光（２５４ｎｍ）のうち、第１の光（１８５ｎｍ）によって第１の蛍光体層２５が励起され、第１の蛍光体層２５が４５２ｎｍの光を発する。第１の蛍光体層２５が発した４５２ｎｍの光は、ガラス板１５を透過し、この４２５ｎｍの光によって第２の蛍光体層２６が励起され、第２の蛍光体層２６が５５０ｎｍの光を発する。第２の蛍光体層２６が発した光は、第１の検出素子１７によって照度が検出される。このように、第１の検出素子１７は、紫外線ランプ１０が放射する第１の光（１８５ｎｍ）が、第１の蛍光体層２５及び第２の蛍光体層２６によって、２００ｎｍを超える波長に２段階に変換された光の照度を検出する。すなわち、第１の検出素子１７は、紫外線ランプ１０の第１の光（１８５ｎｍ）の照度を、第２の蛍光体層２６が発する光（５５０ｎｍ）の照度によって間接的に検出する。また、本実施形態においても、紫外線ランプ１０から放射された波長が２５４ｎｍの第２の光は、ガラス板１５を透過するが、第２の光により第１の蛍光体層２５及び第２の蛍光体層２６が励起されず、また、第１の検出素子１７によって検出されない。

【0037】

上述のように第２の実施形態の紫外線照射装置２は、第１の実施形態と同様に、波長が２００ｎｍを超える光を検出する一般的な第１の検出素子１７を用いて、第１の検出素子１７を紫外線ランプ１０の表面から離間して配置することが可能になると共に、紫外線ランプ１０が放射する２００ｎｍ以下である第１の光の照度を、ガラス板１５ならびに第１の蛍光体層２５及び第２の蛍光体層２６を介して検出することが可能になる。このため、オゾンによって第１の検出素子１７が劣化することが抑えられ、波長が２００ｎｍ以下の光を検出する信頼性を高めることができる。

【0038】

加えて、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に比べて、第１の検出素子１７によって検出する光の波長が５５０ｎｍに変換される。５５０ｎｍの光は人間の目の比視感度が高く、光を認識する能力が高いため、いわゆる光センサとしては５５０ｎｍの受光感度を高めたものが一般的である。そのため、一般的な第１の検出素子１７を用いることが可能になり、第１の検出素子１７の選択の自由度が高められるので、特に多数の紫外線ランプ１０を用いる場合等において製造コストの増大を抑制することができる。

【0039】

（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。第３の実施形態は、上述の照度検出部１２のガラス板１５及び蛍光体層１６が紫外線ランプ１０に設けられた点が、第１の実施形態と異なる。

【0040】

（照度検出部の構成）
図４に示すように、第３の実施形態の紫外線照射装置３は、紫外線ランプ１０が放射する第１の光の照度を検出する照度検出部３２を備える。照度検出部３２は、紫外線ランプ１０に設けられたガラス板１５と、ガラス板１５に設けられた蛍光体層１６と、蛍光体層１６が発する光の照度を検出する第１の検出素子１７と、を有する。

【0041】

図４では、紫外線ランプ１０を構成するガラス製の放電容器の一部分がガラス板１５を兼ね、放電容器の一部に蛍光体層１６が設けられた構成として示したが、紫外線ランプ１０にガラス板１５が組み込まれた構成としてもよい。

【0042】

第１の検出素子１７は、例えば、図１に示す反射板１１の反射面１１ａに固定されている。また、第１の検出素子１７は、オゾンによる劣化を抑える観点で、図示しない別の光透過部材によって気密に封止された取付け部１８に配置される構成が好ましい。

【0043】

（照度検出部による紫外線の検出）
照度検出部３２は、図２に示す照度検出部１２と同様に、紫外線ランプ１０が放射する第１の光（１８５ｎｍ）及び第２の光（２５４ｎｍ）のうち、第１の光（１８５ｎｍ）によって蛍光体層１６が励起され、蛍光体層１６が４５２ｎｍの光を発する。蛍光体層１６が発した４５２ｎｍの光は、ガラス板１５を透過し、第１の検出素子１７によって照度が検出される。このように、照度検出部３２の第１の検出素子１７は、紫外線ランプ１０が放射する第１の光（１８５ｎｍ）が、蛍光体層１６によって２００ｎｍを超える波長に変換された光の照度を検出する。すなわち、第１の検出素子１７は、紫外線ランプ１０の第１の光（１８５ｎｍ）の照度を、蛍光体層１６が発する光（４５２ｎｍ）の照度によって間接的に検出する。

【0044】

上述したように第３の実施形態の紫外線照射装置３は、第１の実施形態と同様に、波長が２００ｎｍを超える光を検出する一般的な第１の検出素子１７を用いて、第１の検出素子１７を紫外線ランプ１０の表面から離間して配置することが可能になると共に、紫外線ランプ１０が放射する２００ｎｍ以下である第１の光の照度を、ガラス板１５を介して検出することが可能になる。このため、オゾンによって第１の検出素子１７が劣化することが抑えられ、波長が２００ｎｍ以下の光を検出する信頼性を高めることができる。

【0045】

加えて、第３の実施形態によれば、第１の検出素子１７のみを紫外線ランプ１０の外部に配置すればよく、紫外線照射装置３全体を小型化することが可能になる。

【0046】

なお、第３の実施形態は、第１の実施形態における照度検出部１２のガラス板１５及び蛍光体層１６が紫外線ランプ１０に組み込まれて構成されたが、上述した第２の実施形態における照度検出部２２のガラス板１５、第１の蛍光体層２５及び第２の蛍光体層２６が、紫外線ランプ１０に組み込まれてもよい。この構成の場合にも、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0047】

（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態に係る紫外線照射装置が有する照度検出部を模式的に示す断面図である。第４の実施形態は、照度検出部が第１及び第２の検出素子を有する点が、第１の実施形態と異なる。

【0048】

（照度検出部の構成）
図５に示すように、第４の実施形態の紫外線照射装置４は、紫外線ランプ１０が放射する第１の光の照度を検出する照度検出部４２を備える。照度検出部４２は、上述した照度検出部１２、２２と同様に、反射板１１の反射面１１ａに配置されている。照度検出部４２は、ガラス板１５と、ガラス板１５に設けられた蛍光体層３３と、紫外線ランプ１０から照射された第２の光のみを透過する光学フィルタとしての波長カットフィルタ３４と、を有する。また、照度検出部４２は、紫外線ランプ１０から照射された第１の光及び第２の光によって蛍光体層３３が発する光を検出する第１の検出素子としての第１の検出素子３５と、波長カットフィルタ３４を透過した第２の光によって蛍光体層３３が発する光を検出する第２の検出素子３６と、第１の検出素子３５が検出した検出値Ｅ１と第２の検出素子３６が検出した検出値Ｅ２との差分△Ｅを算出する演算素子としての演算回路３７と、を有する。

【0049】

波長カットフィルタ３４は、紫外線ランプ１０とガラス板１５との間に配置されている。波長カットフィルタ３４として、例えば、オゾンレス石英によって形成された平板が用いられる。波長カットフィルタ３４は、ガラス板１５と離間して配置されているが、ガラス板１５上の一部の領域に設けられてもよい。

【0050】

第１の検出素子３５は、ガラス板１５の、波長カットフィルタ３４に対向する領域以外の領域に対向して配置されている。第２の検出素子３６は、ガラス板１５を間に挟んで、波長カットフィルタ３４に対向して配置されている。第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６としては、波長が２００ｎｍ以上の光を検出する一般的なセンサが用いられている。第４の実施形態では、第１の検出素子３５及び２の検出素子３６として、照度を検出する光のピーク感度波長が５２５ｎｍ程度であるセンサを用いることが好ましい。

【0051】

紫外線ランプ１０から放射される真空紫外線が空気中で減衰するので、本実施形態においても、第１の光の検出精度を高める観点では、図５に示すように、紫外線ランプ１０の表面と第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６との間の各距離ｄを可能な限り小さく設定することが好ましい。また、第１の検出素子３５と第２の検出素子３６は、紫外線ランプ１０の表面と第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６との間の距離ｄが等しくなる位置にそれぞれ配置されており、第１の光の検出精度が高められている。

【0052】

蛍光体層３３は、第１の光（１８５ｎｍ）及び第２の光（２５４ｎｍ）によってそれぞれ励起され、第２の光よりも波長が長い光を発光する。蛍光体層３３は、例えば、緑色蛍光体として用いられているＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎが、ガラス板１５における第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６側の面上に塗布されることにより形成されている。蛍光体層３３は、波長が１５０ｎｍ程度から２８０ｎｍ程度の光によって励起され、ピーク波長が５２５ｎｍの光を発光する。なお、蛍光体層３３は、ガラス板１５における紫外線ランプ１０側の面上に設けられてもよい。

【0053】

演算回路３７は、例えば、紫外線ランプ１０の点灯を制御する点灯回路部（図示せず）に含まれる制御回路が用いられてもよい。第１の光及び第２の光によって蛍光体層３３が発光する光の照度は、第２の光のみによって蛍光体層３３が発光する光の照度よりも大きくなる。このため、第１の検出素子３５が検出した照度の検出値Ｅ１と、第２の検出素子３６が検出した照度の検出値Ｅ２は、Ｅ１＞Ｅ２を満たす。したがって、演算回路３７は、Ｅ１−Ｅ２＝△Ｅを算出することで、第１の光の照度を検出する。

【0054】

（照度検出部による紫外線の検出）
図５に示すように、照度検出部４２は、紫外線ランプ１０から放射された第１の光（１８５ｎｍ）及び第２の光（２５４ｎｍ）の両方によって蛍光体層３３が励起され、蛍光体層３３が５２５ｎｍの光を発する。ガラス板１５を透過し、第１の光及び第２の光によって蛍光体層３３が発した５２５ｎｍの光は、第１の検出素子３５によって照度である検出値Ｅ１が検出される。

【0055】

一方、照度検出部４２において、波長カットフィルタ３４が配置された箇所では、紫外線ランプ１０から放射された第１の光（１８５ｎｍ）及び第２の光（２５４ｎｍ）のうち、第１の光が波長カットフィルタ３４によって遮断され、第２の光（２５４ｎｍ）のみが波長カットフィルタ３４を透過する。波長カットフィルタ３４を透過した第２の光（２５４ｎｍ）は、蛍光体層３３を励起させ、蛍光体層３３が５２５ｎｍの光を発する。ガラス板１５を透過し、第２の光（２５４ｎｍ）のみによって蛍光体層３３が発光した５２５ｎｍの光は、第２の検出素子３６によって照度である検出値Ｅ２が検出される。

【0056】

演算回路３７は、第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６の各検出値Ｅ１、Ｅ２の差分△Ｅを算出する。これにより、照度検出部４２は、紫外線ランプ１０の第１の光（１８５ｎｍ）の照度を、差分△Ｅによって間接的に検出する。

【0057】

上述のように第４の実施形態の紫外線照射装置４は、第１ないし第３の実施形態と同様に、波長が２００ｎｍを超える光を検出する一般的な第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６を用いて、第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６を紫外線ランプ１０の表面から離間して配置することが可能になると共に、紫外線ランプ１０が放射する２００ｎｍ以下である第１の光の照度を検出することが可能になる。このため、オゾンによって第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６が劣化することが抑えられ、波長が２００ｎｍ以下の光を検出する信頼性を高めることができる。

【0058】

加えて、第４の実施形態によれば、第１の実施形態に比べて、第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６によって検出する光の波長が更に長い波長（５２５ｎｍ）に変換される。５２５ｎｍの光は、５５０ｎｍの光ほどではないが、人間の目の比視感度が高く、光を認識する能力が高いため、いわゆる光センサとしては５２５ｎｍの受光感度を高めたものも一般的である。そのため、一般的な第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６を用いることが可能になり、第１の検出素子３５及び第２の検出素子３６の選択の自由度が高められるので、特に多数の紫外線ランプ１０を用いる場合等において製造コストの増大を抑制することができる。

【0059】

なお、蛍光体層３３は、単一の層として形成されたが、第１の光及び第２の光によって励起され、第２の光よりも波長が長い光を発する蛍光体層であれば、複数種類の蛍光体層が積層されてもよい。

【0060】

また、第４の実施形態において、第３の実施形態の構成が適用されてもよい。すなわち、図６に示すように、照度検出部５２は、紫外線ランプ１０から放射された第１の光（１８５ｎｍ）及び第２の光（２５４ｎｍ）の両方によって蛍光体層３３が励起され、蛍光体層３３が発した５２５ｎｍの光が第１の検出素子３５によって検出され、波長カットフィルタ３４を透過し、第２の光（２５４ｎｍ）のみによって蛍光体層３３が発光した５２５ｎｍの光が第２の検出素子３６によって検出されるように構成されてもよい。

【0061】

なお、上述した第１ないし第４の実施形態では、真空紫外線の照度を検出する照度検出部１２、２２、３２、４２、５２を備えて構成されたが、照度センサの代わりに光量センサを用いた光量検出部として構成されてもよく、本実施形態と同様の効果が得られる。

【0062】

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0063】

１、２、３、４、５ 紫外線照射装置
１０ 紫外線ランプ
１１ 反射板
１２、２２、３２、４２、５２ 照度検出部
１５ ガラス板（光透過部材）
１６、３３ 蛍光体層（第１の蛍光体）
１７ 第１の検出素子
２５ 第１の蛍光体層（第１の蛍光体）
２６ 第２の蛍光体層（第２の蛍光体）
３４ 波長カットフィルタ（光学フィルタ）
３５ 第１の検出素子
３６ 第２の検出素子
３７ 演算回路（演算素子）
Ｗ 被照射体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】