特開 2025-25420 エキシマランプ、光照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025025420

(43)【公開日】2025-02-21

(54)【発明の名称】エキシマランプ、光照射装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 61/33 20060101AFI20250214BHJP

   H01J 65/00 20060101ALI20250214BHJP

   H01J 61/35 20060101ALI20250214BHJP

   H01J 61/50 20060101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

H01J61/33 F

H01J65/00 B

H01J61/35 F

H01J61/50 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023130163

(22)【出願日】2023-08-09

(71)【出願人】

【識別番号】000102212

【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 尚樹

(72)【発明者】

【氏名】笠木 邦雄

(72)【発明者】

【氏名】堀部 大輝

(72)【発明者】

【氏名】竹添 法隆

【テーマコード（参考）】

5C043

【Ｆターム（参考）】

5C043AA02

5C043BB01

5C043CC16

5C043CD05

5C043CD08

5C043CD12

5C043DD02

5C043DD03

5C043DD24

5C043DD31

5C043EA01

5C043EA14

(57)【要約】

【課題】より簡単に実施可能な構成で、発光管に生じる歪を低減し、より長期間にわたって使用可能なエキシマランプを提供する。
【解決手段】第一方向に延伸し、第一方向と直交する平面で切断した時の第一断面を見たときに、周方向において、管壁が最も厚い第一部分を有する、紫外光に対して透光性を示す発光管と、発光管の径方向において、発光管の管壁を介して対向する一対の電極と、発光管の管壁のうちの、少なくとも第一部分を含む、発光管内で発生した紫外光が取り出される光取り出し部と、光取り出し部とは異なる方向に向かって進行する紫外光を、光取り出し部側へと反射する反射部材とを備え、発光管は、第一断面を見たときに、管軸に対して、光取り出し部側の管壁と、光取り出し部とは反対側の管壁の形状が非対称である。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に延伸し、前記第一方向と直交する平面で切断した時の第一断面を見たときに、周方向において、管壁が最も厚い第一部分を有する、紫外光に対して透光性を示す発光管と、
前記発光管の径方向において、前記発光管の管壁を介して対向する一対の電極と、
前記発光管の管壁のうちの、少なくとも前記第一部分を含む、前記発光管内で発生した紫外光が取り出される光取り出し部と、
前記光取り出し部とは異なる方向に向かって進行する紫外光を、前記光取り出し部側へと反射する反射部材とを備え、
前記発光管は、前記第一断面を見たときに、管軸に対して、前記光取り出し部側の管壁と、前記光取り出し部とは反対側の管壁の形状が非対称であることを特徴とするエキシマランプ。

【請求項2】

前記発光管の前記第一断面の形状が矩形状を呈し、それぞれ異なる平面に沿う前記発光管の壁面のうちの一つの壁面に、前記光取り出し部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。

【請求項3】

前記光取り出し部は、壁面の厚さが略同一であることを特徴とする請求項２に記載のエキシマランプ。

【請求項4】

前記反射部材は、前記発光管の内壁面上に形成された反射膜であることを特徴とする請求項２に記載のエキシマランプ。

【請求項5】

前記光取り出し部は、前記第一断面を見たときの周方向に関し、中央部よりも前記反射膜の端部近傍が厚く形成されていることを特徴とする請求項４に記載のエキシマランプ。

【請求項6】

前記光取り出し部は、前記第一断面を見たときの周方向に関し、前記反射膜の端部近傍よりも中央部が厚く形成されていることを特徴とする請求項４に記載のエキシマランプ。

【請求項7】

前記発光管の前記第一断面の形状が円形状を呈することを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載のエキシマランプと、
前記発光管の前記光取り出し部とは反対側に位置する管壁に向かって突出し、先端部が当該管壁と近接するように配置された規制体とを備えることを特徴とする光照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エキシマランプ、及び光照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体や液晶パネルの製造や、空気清浄用のオゾンの生成に、紫外光が用いられている。紫外光を出射する光源として、例えば、下記特許文献１に記載されているようなエキシマランプが利用されている。下記特許文献１には、発光管から放射される紫外光を、効率よく照射対象物に照射するために、発光管の内壁面に反射膜を形成したエキシマランプが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５６３３３５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、半導体や液晶パネルの製造等に用いる産業用の光照射装置として、エキシマランプの高出力化が求められている。そこで、本発明者らは、上記特許文献１に記載の光照射装置に基づいて、エキシマランプの高出力化を検討したところ、以下のような課題が存在することを見出した。以下、図を参照しながら説明する。

【0005】

図９Ａは、従来のエキシマランプ１００の構成をＹ方向に見たときの模式的な図面である。図９Ｂは、図９Ａのエキシマランプ１００をＺ方向に見たときの模式的な図面である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、発光管１０１と、発光管１０１の外壁面１０１ａに対向するように設けられた一対の電極１０２と、発光管１０１の内壁面１０１ｂに設けられた反射膜１０３とを備える。

【0006】

以下の説明においては、図９Ａに示すように、エキシマランプ１００の発光管１０１が延伸する方向（管軸方向）をＸ方向、電極１０２が対向する方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。そして、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「－Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載され、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。

【0007】

発光管１０１は、紫外光に対して透過性を有する材料（例えば、シリカガラス）で構成されており、内側には発光ガスＧ１が封入された発光空間１０１ｃが形成されている。電極１０２は、図９Ｂに示すように、発光管１０１から放射された紫外光が発光管１０１の外側に取り出されるように網目状に形成されている。なお、図９Ｂには、＋Ｚ側の電極１０２のみが図示されているが、－Ｚ側の電極１０２は、＋Ｚ側の電極１０２と同じ形状である。

【0008】

エキシマランプ１００は、一対の電極１０２間に電圧を印加することで、発光空間１０１ｃ内で紫外光が発生し、電極１０２の網目から外側に向かって紫外光を出射する。出射する紫外光の波長に応じて発光空間１０１ｃ内に封入される発光ガスＧ１の種類や組み合わせが選択される。

【0009】

半導体や液晶パネルの製造等に用いられるような２００ｎｍ以下の紫外光は、発光管１０１の材料であるシリカガラスが有するＳｉとＯの結合を切断することができる。したがって、エキシマランプ１００を点灯させていると、発光空間１０１ｃから放射される紫外光によって、発光管１０１を構成するシリカガラスの結合が次々と切断されてＳｉとＯの結合角が変わり、歪が生じる。

【0010】

発光管１０１の光出射面１０４側（－Ｚ側）の管壁は、エキシマランプ１００を点灯させていると、常に発光空間１０１ｃから放射される紫外光に晒される。一方で、発光管１０１の光出射面１０４とは反対側（＋Ｚ側）の管壁は、発光管１０１から放射される紫外光が、内壁面１０１ｂに形成された反射膜１０３によって光出射面１０４側に向かうように反射されるため、ほとんど紫外光には曝されない。このような、－Ｚ側の管壁において、紫外光の照射による圧縮歪が生じ、構造が変化して管壁の体積が収縮する。一方、＋Ｚ側の管壁において、紫外光の照射による歪が生じないことによって、発光管全体で＋Ｚ側に向かって凸となるような変形が生じる。

【0011】

図１０は、紫外光によって変形したエキシマランプ１００をＹ方向に見たときの図面である。発光管１０１は、発光空間１０１ｃから放射される紫外光によって、上述したような変形が生じ、図１０に示すように、－Ｚ側の壁面の変形に伴って全体が＋Ｚ側に向かって凸となるように変形する。発光管１０１が変形してしまうと、位置によって光出射面１０４と照射領域との距離に差異が生じ、照射ムラができてしまう。なお、図１０のエキシマランプ１００は、変化がわかりやすいように、実際よりも変形が大きく表現されている。

【0012】

上記特許文献１は、発光管の変形による紫外光の照射ムラや、発光管１０１の破損を防止すべく、紫外光の照射による歪が生じることで、発光管の壁面が平坦に近づくように、予め湾曲させた発光管を備えたエキシマランプを開示している。

【0013】

しかしながら、紫外光の照射によって生じる歪の程度を正確に予測することは困難であり、発光管の製造過程において、所望の曲率で湾曲させるには、高度な加工技術が要求される。

【0014】

なお、上述した説明では、反射膜１０３が設けられたエキシマランプ１００に基づいて説明がなされているが、当然ながら、反射膜１０３が設けられていないエキシマランプにおいても、紫外光の照射による発光管１０１の変形は生じ得る。つまり、反射膜１０３を設けた場合と、設けていない場合とでは、発光管１０１に生じる変形のパターンが異なるが、いずれの場合においても発光管１０１にも紫外光の照射による変形は生じる。このため、反射膜１０３が設けられていないエキシマランプにおいても、照射ムラの課題は、同様に生じ得る。

【0015】

そして、上述した課題は、発光管１０１の外側に反射部材が設けられる場合や、冷却機構が設けられる場合等、それぞれの装置構成に応じて、発光管１０１の変形する方向や部分が異なってくるという事情も存在する。

【0016】

本発明は、上記課題に鑑み、より簡単に実施可能な構成で、発光管に生じる歪を低減し、より長期間にわたって使用可能なエキシマランプ、及び光照射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】

【0017】

本発明のエキシマランプは、
第一方向に延伸し、前記第一方向と直交する平面で切断した時の第一断面を見たときに、周方向において、管壁が最も厚い第一部分を有する、紫外光に対して透光性を示す発光管と、
前記発光管の径方向において、前記発光管の管壁を介して対向する一対の電極と、
前記発光管の管壁のうちの、少なくとも前記第一部分を含む、前記発光管内で発生した紫外光が取り出される光取り出し部と、
前記光取り出し部とは異なる方向に向かって進行する紫外光を、前記光取り出し部側へと反射する反射部材とを備え、
前記発光管は、前記第一断面を見たときに、管軸に対して、前記光取り出し部側の管壁と、前記光取り出し部とは反対側の管壁の形状が非対称であることを特徴とする。

【0018】

紫外光の照射によって生じる発光管の歪は、上述したように、シリカガラスが有するＳｉとＯの結合が切断されることで生じる。ところが、紫外光の照射によって切断されたＳｉとＯの結合は、シリカガラス中に含まれるＯＨ基による修復作用により、再結合することが知られている。また、このような修復作用は、シリカガラスの温度が高くなると、内部の原子移動が活発なほど顕著となる。つまり、発光管は、温度が高くなるほど、ＯＨ基による修復作用効果が顕著となり、ＳｉとＯの切断によって生じている歪が緩和される。

【0019】

一部に管壁が厚い領域が形成されている発光管は、管壁が厚い領域がなく、一様な厚さの発光管と比べて、蓄積される熱量が大きくなるため、保温効果が向上する。したがって、一部に管壁が厚い領域が形成されている発光管は、消灯後も発光管の高温状態がより長く維持されることとなり、上述した修復作用効果が長時間にわたって継続する。すなわち、当該構成の発光管は、従来構成の発光管に比べて、紫外光の照射によって歪が発生した場合であっても、歪が発生する前の状態に戻りやすい。

【0020】

例えば、エキシマランプの休止時間（ランプが消灯してから再び点灯するまでの時間）が比較的短く、発光管の温度が室温に戻る前に再点灯が繰り返される場合において、点滅動作を短時間で繰り返す場合に一部に管璧が厚い領域が形成されている発光管では、保温効果が継続されることで歪が発生しにくい。

【0021】

なお、より高い保温効果を得るために、発光管全体の管壁を厚くすることが考えられる。しかしながら、発光管全体の管壁を厚くすると、エキシマランプ自体の不必要に大型化してしまい、かつ、製造コストも増加するという問題が生じる。

【0022】

また、エキシマランプの反射部材側は、ワークとは反対側に位置することになるため、別途ヒータを設けること等が比較的容易であるが、エキシマランプの光取り出し部側は、ワークに向かう紫外光の進行を阻害や、ワークに対する熱的なダメージの懸念から別途ヒータ等を設けることが難しい。このため、発光管の光取り出し部側の壁面は、反射部材側の壁面に比べて、上述したような修復作用効果を促進させにくいという事情も存在する。

【0023】

上記構成とすることで、別途ヒータ等を設けることなく、必要最小限のサイズアップによって、発光管の光出射面側の壁面における修復作用効果を高めることができる。

【0024】

さらに、管壁の厚さが異なる場合、発光管に歪が生じた際に、それぞれ応力のかかり方が異なる。このため、管壁の厚さが急峻に変化する部分が存在すると、その境界部分がひび割れ等の起点となりやすい。

【0025】

したがって、従来よりも、発光管に生じる歪が低減され、より長期間にわたって使用可能なエキシマランプが実現される。

【0026】

上記構成によれば、発光管における歪による応力のかかり方が急峻に変化する部分が、緩和されるため、発光管の破損が生じにくくなる。

【0027】

上記エキシマランプは、
前記発光管の前記第一断面の形状が矩形状を呈し、それぞれ異なる平面に沿う前記発光管の壁面のうちの一つの壁面に、前記光取り出し部が形成されていても構わない。

【0028】

さらに、上記エキシマランプにおいて、
前記光取り出し部は、壁面の厚さが略同一であっても構わない。

【0029】

本明細書における「厚さが略同一」とは、第一断面において、管壁の平均の厚さに対する誤差が±３％以内であることをいう。

【0030】

上記構成によれば、光取り出し部全体の保温効果が向上されるため、紫外光がより多く照射される光取り出し部において、上記修復作用のより高い効果が得られる。

【0031】

また、上記エキシマランプにおいて、
前記反射部材は、前記発光管の内壁面上に形成された反射膜であっても構わない。

【0032】

さらに、上記エキシマランプにおいて、
前記光取り出し部は、前記第一断面を見たときの周方向に関し、中央部よりも前記反射膜の端部近傍が厚く形成されていても構わない。

【0033】

光取り出し部は、紫外光が照射されるために、歪がより顕著に発生するが、反射膜が形成されている領域は、発光管自体に照射される紫外光が少ないために、光取り出し部ほどの歪が生じない。歪が発生する領域は、管壁の形状変化が起こりやすい。これにより、反射膜の端部近傍は、歪が発生する領域と、歪が発生しにくい領域との境界となるため、局所的に強い応力がかかりやすく破損が生じやすい。

【0034】

そして、発光管の光取り出し部に相当する管壁に関し、反射膜の端部近傍が中央部より厚くなるように作製、又は加工されている場合、局所的に強い応力がかかりやすい領域において、上記修復作用のより高い効果が長時間にわたって得られる。このため、発光管の当該領域に生じる負荷をより低減することができる。

【0035】

例えば、第一断面が扁平形状であり、反射膜の端部近傍は、歪が発生する領域と、歪が発生しにくい領域との境界となるため、局所的により強い応力がかかりやすくなり、破損の発生起点になりやすい。特に、エキシマランプの出力が高い場合に歪量の差が生じやすく、境界部分での局所的な負荷が問題となりやすい。したがって、エキシマランプの出力が高く、歪が発生しやすい領域と、歪が発生しにくい領域との境界部の負荷に対して耐性を強化する観点からは、反射膜の端部近傍が中央部より厚くなるように形成されていることが望ましい。また、管璧が厚い領域が形成されることで、保温効果を高めることができる。

【0036】

また、上記構成の場合、光取り出し部に関し、管壁が最も薄い部分の厚みと、管壁が最も厚い部分の厚みとの差が、管壁が最も厚い部分の厚みを基準として３％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。

【0037】

また、上記エキシマランプにおいて、
前記光取り出し部は、前記第一断面を見たときの周方向に関し、前記反射膜の端部近傍よりも中央部が厚く形成されていても構わない。

【0038】

第一断面を見たときの周方向に関し、光取り出し部の中央部における管壁が、反射膜の端部近傍より厚くなるように作製、又は加工されている場合、発光管は、蓄積される熱量が多くなるため、光取り出し部の中央部の保温効果を高めることができ、かつ、光取り出し部の中央部がより高い温度に到達しやすくなる。つまり、上記構成の発光管は、相対的に歪が生じやすい部分において、上記修復作用のより高い効果が長時間にわたって得られる。このため、発光管全体の歪をより低減することができる。

【0039】

なお、エキシマランプは発光管内にキセノン（Ｘｅ）ガスを含む発光ガスが封入されており発光管内は負圧となっている。例えば、第一断面が扁平形状であり、負圧によって光取り出し部の中央部の応力が高くなりやすい（光取り出し部の中央部に負荷がかかりやすくなる）。エキシマランプの出力が高い場合は発光管内の負圧の程度は軽減されるが、エキシマランプの出力が低い場合は、光取出し部の中央部への負荷が比較的大きい。したがって、光取り出し部の中央部の負荷に対して耐性を強化する観点からは、光取り出し部の中央部における管璧が反射膜の端部近傍より厚くなるように形成されていることが望ましい。また、管璧が厚い領域が形成されることで、保温効果を高めることができる。

【0040】

また、上記構成の場合、光取り出し部に関し、管壁が最も薄い部分の厚みと、管壁が最も厚い部分の厚みとの差が、管壁が最も厚い部分の厚みを基準として３％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。

【0041】

さらに、上記構成によれば、発光管は、厚さの変化に伴う凹凸が形成されるため、紫外光照射による歪に起因した第一方向に対して湾曲する変形に対する強度が向上する。したがって、上記構成の発光管は、従来構成の発光管と比べて、紫外光の照射による変形が抑制される。

【0042】

上記エキシマランプは、
前記発光管の前記第一断面の形状が円形状を呈していても構わない。

【0043】

本発明の光照射装置は、
上記エキシマランプと、
前記発光管の前記光取り出し部と対向する管壁に近づくように突出し、先端部が前記管壁と近接するように配置された規制体とを備えることを特徴とする。

【0044】

本明細書において、「近接」とは、離間距離が２ｍｍ以下である場合を指す意図で用いられる。

【発明の効果】

【0045】

本発明によれば、より簡単に実施可能な構成で、発光管に生じる歪を低減し、より長期間にわたって使用可能なエキシマランプ、及び光照射装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】光照射装置の一実施形態をＹ方向に見たときの模式的な断面図である。

【図2】一実施形態におけるエキシマランプをＹ方向に見たときの模式的な断面図である。

【図3】一実施形態におけるエキシマランプをＺ方向に見たときの模式的な図面である。

【図4】一実施形態におけるエキシマランプをＸ方向に見たときの模式的な断面図である。

【図5】光照射装置の規制体周辺をＸ方向に見たときの拡大断面図である。

【図6】別実施形態におけるエキシマランプをＸ方向に見たときの模式的な断面図である。

【図7】別実施形態におけるエキシマランプをＸ方向に見たときの模式的な断面図である。

【図8A】別実施形態におけるエキシマランプをＹ方向に見たときの模式的な断面図である。

【図8B】図８ＡのエキシマランプをＸ方向に見たときの模式的な断面図である。

【図9A】従来のエキシマランプの構成をＹ方向に見たときの模式的な図面である。

【図9B】図９ＡのエキシマランプをＺ方向に見たときの模式的な図面である。

【図10】紫外光によって変形したエキシマランプをＹ方向に見たときの図面である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

以下、本発明のエキシマランプ及び光照射装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。

【0048】

図１は、光照射装置１の一実施形態をＹ方向に見たときの模式的な断面図である。図１に示すように、本実施形態の光照射装置１は、エキシマランプ２と、規制体３と、照射対象物Ｗ１を載置する搬送機構４とを備える。

【0049】

まず、エキシマランプ２の構成について説明する。図２は、一実施形態におけるエキシマランプ２をＹ方向に見たときの模式的な断面図である。図３は、一実施形態におけるエキシマランプ２をＺ方向に見たときの模式的な図面である。図４は、一実施形態におけるエキシマランプ２をＸ方向に見たときの模式的な断面図である。図２及び図４に示すように、エキシマランプ２は、発光管１０と、一対の電極（１１，１２）と、反射膜１３と、光取り出し部１４とを備える。

【0050】

以下の説明においては、図２に示すように、エキシマランプ２が延伸する方向（管軸方向）をＸ方向（第一方向）、一対の電極（１１，１２）が対向する方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向（第二方向）とする。そして、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「－Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載され、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。

【0051】

発光管１０は、紫外光Ｌ１に対して透光性を有する材料（例えば、シリカガラス）で形成されており、図２に示すように、Ｘ方向に延伸し、ＹＺ平面で切断した時の断面（第一断面）を見たときに矩形状を呈する。また、発光管１０は、内側に発光ガスＧ１が封入される発光空間１０ｃが設けられている。

【0052】

本実施形態におけるエキシマランプ２は、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外光Ｌ１を出射するように、発光管１０の発光空間１０ｃ内に、キセノン（Ｘｅ）ガスを含む発光ガスＧ１が封入されている。なお、当該構成は単なる一例であって、発光管１０に封入する発光ガスＧ１の種類は、光照射装置１の使用目的、すなわち、出射させたい紫外光Ｌ１の波長に応じて任意に選択される。

【0053】

電極（１１，１２）は、発光管１０の外壁面１０ａ上にＺ方向において発光管１０を介して対向するように形成された、メッシュ状の金属膜であり、図示されない電源装置に接続されて、点灯に必要な電圧が印加される。電圧の印加方法は任意であるが、本実施形態においては、電極（１１，１２）間に、所望レベルのパルス状の電圧が、周期的に印加されることで、発光空間１０ｃ内において紫外光Ｌ１が発生する。

【0054】

電極（１１，１２）は、例えば、メッシュ状に編み込んだ金属線や、マスキングを施した発光管１０の外壁面１０ａ上に金属材料を蒸着させて形成した金属膜である。なお、反射膜１３が形成される管壁の外壁面１０ａ上に形成される電極１１は、メッシュ状である必要はなく、一部、又は全体にわたってベタ状の電極であっても構わない。

【0055】

また、電極（１１，１２）を構成する材料としては、例えば、金、銀、銅、白金等である。

【0056】

反射膜１３は、発光管１０の＋Ｚ側の管壁の内壁面１０ｂ、及びＹ方向において対向する管壁の内壁面１０ｂに形成されている。反射膜１３は、図４に示すように、発光空間１０ｃ内で発生し、光取り出し部１４とは異なる方向に向かって進行する紫外光Ｌ１が、光取り出し部１４側へと進行するように反射する。

【0057】

反射膜１３は、例えば、粒子状のシリカ（ＳｉＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等が含まれる懸濁液を塗布し、焼成することで形成された金属酸化膜を採用し得る。

【0058】

光取り出し部１４は、発光管１０の－Ｚ側の管壁によって構成される、発光空間１０ｃ内で発生した紫外光Ｌ１を、発光管１０の外側へと取り出すための発光管１０の一部分である。なお、本実施形態における光取り出し部１４は、図３に示すように、メッシュ状の電極１２が設けられている。したがって、発光管１０の発光空間１０ｃで発生した紫外光Ｌ１は、光取り出し部１４と、電極１２の網目とを介して、発光管１０の外側へと出射される。

【0059】

図４に示すように、光取り出し部１４は、内壁面１０ｂに反射膜１３が設けられた管壁よりも厚く、かつ、略同一の厚さで形成された管壁により構成されている。つまり、本実施形態における光取り出し部１４は、実質的に全体が管壁の最も厚い第一部分１４ａに相当する。光取り出し部１４の厚さと、光取り出し部１４以外の管壁の厚さとの差は、光取り出し部１４以外の管壁の厚みに対して、３％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。

【0060】

なお、本実施形態における発光管１０は、光取り出し部１４の厚さが３．０ｍｍ、光取り出し部１４以外の管壁の厚さが２．５ｍｍとなるように構成されている（すなわち、光取り出し部１４の厚さと光取り出し部１４以外の管壁の厚さの差が２０％となるように構成されている）。つまり、本実施形態における発光管１０は、管軸Ａｘから見て、光取り出し部１４側（－Ｚ側）の管壁と、光取り出し部１４とは反対側（＋Ｚ側）の管壁の形状とが非対称となるように構成されている。光取り出し部１４の管壁の厚さは、他の壁面より厚く形成されていれば、全体にわたって略同一でなくても構わない。

【0061】

さらに、図４に示すように、光取り出し部１４のＹ方向における両端部、すなわち、反射膜１３の端部１３ａ近傍においては、発光管１０の管壁の厚さが徐々に変化する、変位領域１０ｐ（一点鎖線で囲まれた部分）が形成されている。

【0062】

図５は、光照射装置１の規制体３周辺をＸ方向に見たときの拡大断面図である。図５に示すように、規制体３は、発光管１０に近づくように突出している。そして、先端部にローラ３ａが設けられており、ローラ３ａが＋Ｚ側の管壁と近接するように配置されている。ローラ３ａは、図１０に示すような歪が生じた場合に、発光管１０と接触して、より歪が大きくなることを規制し、発光管１０の破損を抑制する。

【0063】

本実施形態の光照射装置１において、規制体３は、一つの光照射装置１において、複数の規制体３が設けられていてもよく、ローラ３ａが設けられた先端部が二股、又は三股以上になっていても構わない。当該構成によれば、歪が生じたエキシマランプ２において、複数の点によって支持される。したがって、当該構成の光照射装置１は、一点で支持される場合と比較して、発光管１０に加わる力が分散するため、発光管１０の破損が抑制される。

【0064】

上記構成の光照射装置１が備えるエキシマランプ２によれば、紫外光Ｌ１の照射量が比較的多い、光取り出し部１４の保温効果を高めることができる。つまり、上記構成の発光管１０は、相対的に歪が生じやすい部分において、上述したような修復作用の効果が相対的に高められる構成であるため、発光管全体の歪をより低減することができる。

【0065】

［別実施形態］
以下、別実施形態につき説明する。

【0066】

〈１〉 図６は、別実施形態におけるエキシマランプ２をＸ方向に見たときの模式的な断面図である。図６に示すように、エキシマランプ２の光取り出し部１４は、第一断面を見たときの周方向に関し、中央部よりも反射膜１３の端部１３ａ近傍が厚く形成されていても構わない。つまり、第一部分１４ａが、－Ｚ側の壁面のうちの、Ｙ方向に係る両端部にそれぞれ形成されていても構わない。また、図６に示すように、発光管１０の管壁の厚さが徐々に変化する、変位領域１０ｐが形成されている。

【0067】

発光管１０の光取り出し部１４に相当する管壁に関し、反射膜１３の端部１３ａ近傍が中央部より厚くなるように作製、又は加工されている場合、局所的に強い応力がかかりやすい領域において、上記修復作用のより高い効果が長時間にわたって得られる。このため、発光管１０の当該領域に生じる負荷をより低減することができる。

【0068】

図７は、図６とは別の、別実施形態におけるエキシマランプ２をＸ方向に見たときの模式的な断面図である。図７に示すように、エキシマランプ２の光取り出し部１４は、第一断面を見たときの周方向に関し、反射膜１３の端部１３ａ近傍よりも中央部が厚く形成されていても構わない。また、図７に示すように、発光管１０の管壁の厚さが徐々に変化する、変位領域１０ｐが形成されている。

【0069】

第一断面を見たときの周方向に関し、光取り出し部の中央部における管壁が、反射膜１３の端部１３ａ近傍より厚くなるように作製、又は加工されている場合、発光管１０は、紫外光Ｌ１の照射量が比較的多い、光取り出し部１４の中央部の保温効果を高めることができ、かつ、光取り出し部１４の中央部がより高い温度に到達しやすくなる。つまり、上記構成の発光管１０は、相対的に歪が生じやすい部分において、上記修復作用のより高い効果が長時間にわたって得られる。このため、発光管１０全体の歪をより低減することができる。

【0070】

光取り出し部１４に関し、管壁が最も薄い部分の厚みと、管壁が最も厚い部分の厚みとの差が、管壁が最も厚い部分の厚みを基準として３％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。

【0071】

〈２〉 上述した各実施形態では、第一断面の形状がいずれも矩形状を呈する発光管１０を備えた構成が説明されたが、発光管１０の第一断面における形状は、矩形状でなくてもよく、例えば、円形状や、長円状、楕円状、多角形状等、いずれの構成であっても構わない。

【0072】

図８Ａは、別実施形態におけるエキシマランプ２をＹ方向に見たときの模式的な断面図であって、図８Ｂは、図８Ａのエキシマランプ２をＸ方向に見たときの断面図である。なお、図８Ａにおいては、エキシマランプ２の形状を図示する都合上、反射部材８１が取り除かれた状態が図示されている。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、エキシマランプ２は、外管８０ａと内管８０ｂからなる発光管８０を備え、一方の電極１１が、内管８０ｂの内壁面に、他方の電極１２が、外管８０ａの外壁面に設けられることで、一対の電極（１１，１２）が発光管に相当する外管８０ａの径方向において対向している、二重管形状とも称される型のランプであっても構わない。

【0073】

図８Ｂに示すように、本実施形態におけるエキシマランプ２は、外管８０ａが備える外壁面８０ｃと、内壁面８０ｄが偏心している。なお、図８Ｂにおいては、説明のために、外管８０ａの外壁面８０ｃと内壁面８０ｄとが極端に偏心した状態が図示されている。

【0074】

図８Ｂに示すように、本実施形態におけるエキシマランプ２は、外管８０ａの＋Ｚ側に近接配置された反射部材８１が配置されている。反射部材８１は、外管８０ａと内管８０ｂとの間の空間で発生し、＋Ｚ側へと進行する紫外光Ｌ１を－Ｚ側へと反射する反射面８１ａを備える。反射部材８１は、例えば、アルミニウム製の板や、ＰＴＦＥ製の板を折り曲げて作製した部材である。なお、反射部材８１は、図５に示す規制体３を挿通させるための穴が設けられていても構わない。

【0075】

当該形状においては、外管８０ａの管壁が最も厚い部分を含む、反射部材８１が配置されていない、－Ｚ側の壁面が、光取り出し部１４を構成している。なお、当該構成における第一部分１４ａは、管軸から見て－Ｚ側に位置する壁面である。

【0076】

本実施形態においては、外管８０ａの外壁面８０ｃと内壁面８０ｄとを偏心させることで管壁の厚さが変化するように、すなわち、外管８０ａ全体が変位領域となるように構成されているが、管壁の厚さを変化させる構成は、当該構成に限られない。外管８０ａは、例えば、外壁面８０ｃと内壁面８０ｄとが同心円上となるように外管８０ａを作成した後で、外壁面８０ｃを研磨、切削、変形、又は同一の材料を追加的に盛ることで厚さが変化するように構成されていても構わない。

【0077】

〈３〉 上述した光照射装置１及びエキシマランプ２が備える構成は、あくまで一例であり、本発明は、図示された各構成に限定されない。

【符号の説明】

【0078】

１ ： 光照射装置
２ ： エキシマランプ
３ ： 規制体
３ａ ： ローラ
４ ： 搬送機構
１０ ： 発光管
１０ａ ： 外壁面
１０ｂ ： 内壁面
１０ｃ ： 発光空間
１０ｄ ： 境界
１０ｐ ： 変位領域
１１，１２ ： 電極
１３ ： 反射膜
１３ａ ： 端部
１４ ： 光取り出し部
１４ａ ： 第一部分
８０ ： 発光管
８０ａ ： 外管
８０ｂ ： 内管
８０ｃ ： 外壁面
８０ｄ ： 内壁面
８１ ： 反射部材
８１ａ ： 反射面
１００ ： エキシマランプ
１０１ ： 発光管
１０１ａ ： 外壁面
１０１ｂ ： 内壁面
１０１ｃ ： 発光空間
１０２ ： 電極
１０３ ： 反射膜
１０４ ： 光出射面
Ａｘ ： 管軸
Ｇ１ ： 発光ガス
Ｌ１ ： 紫外光
Ｗ１ ： 照射対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10】