表面処理装置、および、表面処理方法
【課題】被処理物の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させる。
【解決手段】表面処理装置１００は、第１および第２の紫外線照射処理室１０ａ，１０ｂを備える。第１および第２の紫外線照射処理室１０ａ，１０ｂ内には、それぞれ、複数の紫外線ランプ２０ａ，２０ｂが配置される。そして、第１の紫外線照射処理室１０ａ内で被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理が施された後、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内で被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理が施される。なお、紫外線ランプ２０ａ，２０ｂから放射される紫外線の強度は、互いに等しい。また、被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離と被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離とは、互いに等しい。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度よりも低い。
【解決手段】表面処理装置１００は、第１および第２の紫外線照射処理室１０ａ，１０ｂを備える。第１および第２の紫外線照射処理室１０ａ，１０ｂ内には、それぞれ、複数の紫外線ランプ２０ａ，２０ｂが配置される。そして、第１の紫外線照射処理室１０ａ内で被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理が施された後、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内で被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理が施される。なお、紫外線ランプ２０ａ，２０ｂから放射される紫外線の強度は、互いに等しい。また、被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離と被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離とは、互いに等しい。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度よりも低い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理装置、および、表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸素を含むガス中において、被処理物の表面に対して紫外線照射を行い、紫外線（ＵＶ；UltraViolet rays）およびオゾンの作用によって、表面処理を施す技術（ＵＶオゾン処理）が知られている（例えば、下記特許文献１〜６参照）。このＵＶオゾン処理は、被処理物の表面の親水化や、ドライ洗浄に利用される。
【０００３】
そして、従来、ＵＶオゾン処理の処理効率を向上させるための技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、処理室内に酸素ガスを導入し、処理室内の酸素濃度を高くして処理を行うことによって、大気雰囲気中での処理よりもオゾン濃度を増加させ、処理時間を短縮する紫外線処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２５３３７号公報
【特許文献２】特開昭６４−０７５５３９号公報
【特許文献３】特開２００６−０４３６４６号公報
【特許文献４】特開２０００−２３３１２９号公報
【特許文献５】特開平８−３３２３７１号公報
【特許文献６】特開２０００−２７３２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載された技術においても、処理効率の向上について、更なる改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、被処理物の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
表面処理装置であって、
被処理物の表面に対して紫外線照射処理を施すための紫外線照射処理室と、
酸素に照射することによってオゾンを発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであって、前記紫外線照射処理室内に配置され、前記被処理物の表面に紫外線照射を行うための前記紫外線ランプと、
前記紫外線照射処理室内に酸素を含むガスを供給する酸素供給部と、
前記紫外線照射処理の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記紫外線照射処理として、
前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第１の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が第１の照射強度である第１の条件下で、前記被処理物の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、
前記第１の紫外線照射処理の後に、前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第２の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、前記被処理物の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すように、前記制御を行う、
表面処理装置。
【０００９】
本願発明者は、被処理物の表面に対してＵＶオゾン処理を施すに際し、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的な場合と、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的な場合とが存在することを実験的に見出した。具体的には、本願発明者は、ＵＶオゾン処理によって被処理物の表面を親水化する処理において、処理前の被処理物の表面の親水性が比較的低い場合には、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的であり、処理前の被処理物の表面の親水性が比較的高い場合には、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的であることを実験的に見出した。ここで、紫外線の作用とは、狭義には、被処理物の表面における分子鎖を切断する作用を意味している。また、オゾンの作用とは、狭義には、被処理物の表面に酸素リッチな官能基（親水基）を生成したり、有機物を分解したりする作用を意味している。
【００１０】
適用例１の表面処理装置では、まず、上記第１の紫外線照射処理によって、被処理物の表面に紫外線よりもオゾンを作用させ、その後、上記第２の紫外線照射処理によって、被処理物の表面にオゾンよりも紫外線を作用させる。つまり、適用例１の表面処理装置では、まず、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的な場合に、被処理物の表面に対して上記第１の紫外線照射処理を施し、その後、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的な場合に、被処理物の表面に対して上記第２の紫外線照射処理を施すことができる。したがって、被処理物の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００１１】
なお、適用例１の表面処理装置において、上記第１の量は、被処理物の表面にオゾンを作用させる観点から、多いほど好ましい。一方、上記第２の量は、被処理物の表面にオゾンの作用が及ぶ程度の量であればよい。上記オゾンの量は、例えば、オゾン濃度センサによって、直接的に測定するようにしてもよいし、紫外線照射処理条件に基づいて、予め、シミュレーションによって求めるようにしてもよい。
【００１２】
また、適用例１の表面処理装置において、上記第１の照射強度は、被処理物の表面に紫外線の作用が及ぶ照射強度であればよい。一方、上記第２の照射強度は、被処理物の表面に紫外線を作用させる観点から、高いほど好ましい。上記照射強度は、例えば、照度計によって、直接的に測定するようにしてもよいし、紫外線照射処理条件に基づいて、予め、シミュレーションによって求めるようにしてもよい。
【００１３】
［適用例２］
適用例１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度と、前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離と、前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度は、前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度よりも低い、
表面処理装置。
【００１４】
紫外線照射処理室内に配置された紫外線ランプから放射される紫外線の強度が互いに等しく、紫外線照射処理室内における被処理物と紫外線ランプとの距離が互いに等しい場合（ケース１）、紫外線照射処理室内の酸素濃度が高いほど、オゾンの発生量は増加し、被処理物の表面におけるオゾンの量も多くなる。換言すれば、ケース１では、紫外線照射処理室内の酸素濃度が低いほど、オゾンの発生量は低下し、被処理物の表面におけるオゾンの量も少なくなる。一方、ケース１では、紫外線照射処理室内の酸素濃度が高いほど、酸素に吸収される紫外線のエネルギが増加するため、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度は低くなる。換言すれば、ケース１では、紫外線照射処理室内の酸素濃度が低いほど、酸素に吸収される紫外線のエネルギが減少するため、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度は高くなる。したがって、適用例２の表面処理装置によって、第１の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００１５】
［適用例３］
適用例１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度と、前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離と、前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度は、前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度よりも高い、
表面処理装置。
【００１６】
紫外線照射処理室内の酸素濃度が互いに等しく、紫外線照射処理室内における被処理物と紫外線ランプとの距離が互いに等しい場合（ケース２）、紫外線ランプから放射される紫外線の強度が低いほど、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度も低くなる。換言すれば、ケース２では、紫外線ランプから放射される紫外線の強度が高いほど、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度も高くなる。したがって、適用例３の表面処理装置によって、第１の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００１７】
［適用例４］
適用例１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度と、前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度と、前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離は、前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離よりも小さい、
表面処理装置。
【００１８】
紫外線照射処理室内に配置された紫外線ランプから放射される紫外線の強度が互いに等しく、紫外線照射処理室内の酸素濃度が互いに等しい場合（ケース３）、被処理物と紫外線ランプとの距離が大きいほど、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度が低くなる。換言すれば、ケース３では、被処理物と紫外線ランプとの距離が小さいほど、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度が高くなる。したがって、適用例４の表面処理装置によって、第１の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００１９】
［適用例５］
適用例１ないし４のいずれかに記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理は、前記被処理物の表面の親水化処理である、
表面処理装置。
【００２０】
［適用例６］
適用例５記載の表面処理装置であって、
前記制御部は、
前記被処理物の表面における水の接触角が所定の閾値よりも大きい場合に、前記接触角が前記閾値よりも小さくなるまで、前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施し、
前記接触角が前記閾値よりも小さくなった後に、前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施す、
表面処理装置。
【００２１】
適用例５，６の表面処理装置によって、上記親水化処理の処理効率を向上させることができる。なお、適用例６の表面処理装置において、被処理物の表面における水の接触角が、所定の閾値よりも大きいか小さいかは、被処理物の表面における水の接触角を、直接的に監視する必要はなく、例えば、処理条件および処理時間を用いて、間接的に監視するようにすればよい。また、上記所定の閾値は、例えば、被処理物の材質等に応じて、適宜、設定される。
【００２２】
［適用例７］
表面処理方法であって、
酸素に照射することによってオゾンを発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであって、被処理物の表面に紫外線照射を行うための前記紫外線ランプが配置された紫外線照射処理室内に、酸素を含むガスを供給する酸素供給工程と、
前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第１の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が第１の照射強度である第１の条件下で、前記被処理物の表面に対して第１の紫外線照射処理を施す第１の紫外線照射処理工程と、
前記第１の紫外線照射処理工程の後に、前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第２の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、前記被処理物の表面に対して第２の紫外線照射処理を施す第２の紫外線照射処理工程と、
を備える表面処理方法。
【００２３】
適用例７の表面処理方法によって、適用例１の表面処理装置と同様に、ＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。なお、適用例７の表面処理方法においても、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。また、本発明は、その一部を省略したり、適宜、組み合わせたりして構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施例としての表面処理装置１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係、および、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、被処理物５０の表面における積算光量との関係を示す説明図である。
【図３】ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角とＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施例としての表面処理装置１００Ａの概略構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第３実施例としての表面処理装置１００Ｂの概略構成を示す説明図である。
【図６】本発明の第４実施例としての表面処理装置１００Ｃの概略構成を示す説明図である。
【図７】第１実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｄの概略構成および動作を示す説明図である。
【図８】第２実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｅの概略構成および動作を示す説明図である。
【図９】第３実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｆの概略構成および動作を示す説明図である。
【図１０】第４実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｇの概略構成および動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としての表面処理装置１００の概略構成を示す説明図である。この表面処理装置１００は、被処理物５０の表面に対してＵＶオゾン処理を施すための装置である。すなわち、表面処理装置１００は、酸素を含むガス中において、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行い、紫外線およびオゾンの作用によって、被処理物５０の表面を親水化するための装置である。このことは、後述する他の実施例の表面処理装置についても同様である。ここで、紫外線の作用とは、狭義には、被処理物５０の表面における分子鎖を切断する作用を意味している。また、オゾンの作用とは、狭義には、被処理物５０の表面に酸素リッチな官能基（親水基）を生成したり、有機物を分解したりする作用を意味している。
【００２６】
図示するように、第１実施例の表面処理装置１００は、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂと、を備えている。第１の紫外線照射処理室１０ａは、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施すための処理室である。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂは、第１の紫外線照射処理が施された被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すための処理室である。第１の紫外線照射処理、および、第２の紫外線照射処理については、後述する。
【００２７】
第１の紫外線照射処理室１０ａ内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０ａが配置されている。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０ｂが配置されている。紫外線ランプ２０ａ，２０ｂは、酸素に照射することによってオゾンおよび活性酸素原子を発生させる波長を有する紫外線を放射する。本実施例では、紫外線ランプ２０ａ，２０ｂとして、低圧水銀ランプを用いるものとした。低圧水銀ランプは、主要波長が約１８５（ｎｍ）および約２５４（ｎｍ）の紫外線を放射する。
【００２８】
そして、第１実施例の表面処理装置１００では、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に配置された紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に配置された紫外線ランプ２０ｂから放射される紫外線の強度Ｗｂとは、互いに等しいものとした。また、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２とは、互いに等しいものとした。
【００２９】
第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとは、仕切扉１２によって隔離されている。そして、第１の紫外線照射処理室１０ａ内には、配管３０ａを介して、酸素濃度が比較的高い、酸素と窒素との混合ガスが供給される。本実施例では、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度は１３（％）であるものとした。そして、第１の紫外線称照射処理開始時には、第１の紫外線照射処理室１０ａ内の酸素濃度は１３（％）となる。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂには、配管３０ｂを介して、酸素濃度が比較的低い、酸素と窒素との混合ガスが供給される。本実施例では、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度は８（％）であるものとした。そして、第２の紫外線照射処理開始時には、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内の酸素濃度は８（％）となる。上記各混合ガスは、酸素タンクと窒素タンクとを用意して、各タンクから供給される酸素と窒素とを所望の割合で混合するようにしてもよいし、各混合ガスが予め充填されたタンクを用意するようにしてもよい。第１の紫外線照射処理室１０ａ、および、第２の紫外線照射処理室１０ｂからの排気ガスは、それぞれ、図示しない排気系を介して排気される。
【００３０】
表面処理装置１００の動作は、制御ユニット４０によって制御される。制御ユニット４０は、まず、第１の紫外線照射処理室１０ａ内において、被処理物５０の表面に対して、第１の紫外線照射処理を施す。その後、制御ユニット４０は、仕切扉１２を開けて、第１の紫外線照射処理が施された被処理物５０を第２の紫外線照射処理室１０ｂに搬送し、仕切扉１２を閉じる。そして、制御ユニット４０は、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内において、被処理物５０の表面に対して、第２の紫外線照射処理を施す。制御ユニット４０は、［課題を解決するための手段］における制御部に相当する。
【００３１】
本実施例の表面処理装置１００が上述した構成を備えることとしたのは、以下に示す２つの実験結果に基づく。
【００３２】
＜実験１＞
実験１では、被処理物５０の表面に対してＵＶオゾン処理を施す際の紫外線照射処理室内に供給する混合ガス中の酸素濃度を変化させたときの、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値、および、被処理物５０の表面における積算光量を、実験によって求めた。なお、この実験１は、紫外線ランプから放射される紫外線の強度は一定であり、被処理物５０と紫外線ランプとの距離は一定であり、処理時間は一定である条件下で行った。また、この実験１は、表面における水の接触角が９０度以上の被処理物５０に対して行った。
【００３３】
図２は、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係、および、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、被処理物５０の表面における積算光量との関係を示す説明図である。紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係を実線で示した。また、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、被処理物５０の表面における積算光量との関係を破線で示した。
【００３４】
被処理物５０の表面における水の接触角の低下値は、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角とＵＶオゾン処理後の被処理物５０の表面における水の接触角との差である。そして、上述したように、この実験１において、紫外線ランプから放射される紫外線の強度は一定であり、被処理物５０と紫外線ランプとの距離は一定であり、処理時間は一定である。したがって、上記低下値は、単位時間当たりの被処理物５０の表面の親水化の度合い、すなわち、ＵＶオゾン処理の処理効率に対応する。また、積算光量は、被処理物５０の表面における紫外線の照射強度と照射時間との積である。そして、上述したように、この実験において、紫外線ランプから放射される紫外線の強度は一定であり、被処理物５０と紫外線ランプとの距離は一定であり、処理時間は一定である。したがって、上記積算光量は、被処理物５０の表面における紫外線の照射強度に対応する。
【００３５】
図２に示した実験１の実験結果から、以下のことが分かる。
（１）紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が高いほど、ＵＶオゾン処理の処理効率が高くなる。これは、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が高いほど、酸素への紫外線照射によるオゾンの発生量が増加し、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が多くなるためと考えられる。
（２）紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が低いほど、ＵＶオゾン処理の処理効率が低くなる。これは、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が低いほど、酸素への紫外線照射によるオゾンの発生量が減少し、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が少なくなるためと考えられる。
（３）紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が高いほど、被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度が低くなる。これは、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が高いほど、酸素に吸収される紫外線のエネルギが増加するためと考えられる。
（４）紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が低いほど、被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度が高くなる。これは、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が低いほど、酸素に吸収される紫外線のエネルギが減少するためと考えられる。
【００３６】
＜実験２＞
実験２では、被処理物５０の表面に対してＵＶオゾン処理を施す際の紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的高い場合（酸素濃度：１３（％））と比較的低い場合（酸素濃度：８（％））とについて、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角を変化させたときの、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値を、実験によって求めた。なお、この実験２も、先に説明した実験１と同様に、紫外線ランプから放射される紫外線の強度は一定であり、被処理物５０と紫外線ランプとの距離は一定であり、処理時間は一定である条件下で行った。また、この実験２は、表面における水の接触角が７０度以下の被処理物５０に対して行った。
【００３７】
図３は、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角と、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係を示す説明図である。紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的高い１３（％）の場合の上記関係を実線で示した。また、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的低い８（％）の場合の上記関係を破線で示した。
【００３８】
なお、先に説明した実験１の実験結果から分かるように、紫外線照射処理室に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的高い１３（％）の場合には、比較的低い８（％）の場合よりも、酸素への紫外線照射によるオゾンの発生量が多くなるため、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が多くなる（上記（１），（２）参照）。また、紫外線照射処理室に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的低い８（％）の場合には、比較的高い１３（％）の場合よりも、酸素吸収される紫外線のエネルギが少なくなるため、被処理物５０の表面における紫外線の照射強度が高くなる（上記（３），（４）参照）。
【００３９】
図３に示した実験２の実験結果から、以下のことが分かる。
（５）ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角が約２５度よりも大きい場合には、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的高い１３（％）の場合の方が、比較的低い８（％）の場合よりも、ＵＶオゾン処理の処理効率が高い。これは、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角が約２５度よりも大きい場合には、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的であるためと考えられる。
（６）ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角が約２５度よりも小さい場合には、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的低い８（％）の場合の方が、比較的高い１３（％）の場合よりも、ＵＶオゾン処理の処理効率が高い。これは、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角が約２５度よりも小さい場合には、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的であるためと考えられる。
【００４０】
以上の２つの実験結果（上記（１）〜（６）参照）から、本願発明者は、被処理物５０の表面に対してＵＶオゾン処理を施すに際し、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的な場合と、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的な場合とが存在することを見出した。具体的には、本願発明者は、被処理物５０の表面における水の接触角が所定の閾値よりも大きい場合には、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的であり、被処理物５０の表面における水の接触角が所定の閾値よりも小さい場合には、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的であることを見出した。換言すれば、本願発明者は、被処理物５０の表面の親水性が比較的低い場合には、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的であり、被処理物５０の表面の親水性が比較的高い場合には、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的であることを見出した。なお、上記接触角についての所定の閾値は、被処理物の材質によって異なるため、被処理物に対して、実験２と同様の実験を行うことによって、上記所定の閾値を求めると良い。
【００４１】
そこで、本願発明者は、被処理物５０の表面における水の接触角が所定の閾値よりも大きい場合に、まず、第１の紫外線照射処理室１０ａにおいて、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が比較的多い第１の量であり、かつ、被処理物５０の表面における紫外線の照度が被処理物５０の表面に紫外線の作用が及ぶ第１の照度である第１の条件下で、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施すものとした。そして、第１の紫外線照射処理によって、被処理物５０の表面における水の接触角が所定の閾値よりも小さくなったときに、第２の紫外線照射処理室１０ｂにおいて、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が被処理物５０の表面にオゾンの作用が及ぶ第２の量であり、かつ、被処理物５０の表面における紫外線の照射強度が第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施すものとした。そして、第１実施例の表面処理装置１００では、被処理物５０の表面に対して、上述した第１および第２の紫外線照射処理を施すために、先に説明した構成を採用した。
【００４２】
以上説明した第１実施例の表面処理装置１００によれば、まず、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的な場合に、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、その後、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的な場合に、被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すことができる。したがって、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００４３】
Ｂ．第２実施例：
図４は、本発明の第２実施例としての表面処理装置１００Ａの概略構成を示す説明図である。第２実施例の表面処理装置１００Ａの構成は、第１実施例の表面処理装置１００の構成とほぼ同じである。そして、第２実施例の表面処理装置１００Ａは、以下の点で、第１実施例の表面処理装置１００と異なっている。すなわち、第２実施例の表面処理装置１００Ａは、第１実施例の表面処理装置１００における紫外線ランプ２０ｂの代わりに、紫外線ランプ２０Ａｂを備えている。そして、紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度は、紫外線ランプ２０ｂから放射される紫外線の強度よりも高い。また、第２実施例の表面処理装置１００Ａでは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度とが、互いに等しい。本実施例では、第１の紫外線照射処理室１０ａ、および、第２の紫外線照射処理室１０ｂに供給される混合ガス中の酸素濃度は１３（％）であるものとした。
【００４４】
第２実施例の表面処理装置１００Ａでは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度とは、互いに等しい。また、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０Ａｂとの距離Ｌ２とは、互いに等しい。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に配置された紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度Ｗｂは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に配置された紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａよりも高い。このため、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度よりも高くなる。したがって、第２実施例の表面処理装置１００Ａによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、第１の紫外線照射処理室１０ａにおいて、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室１０ｂにおいて、被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００４５】
以上説明した第２実施例の表面処理装置１００Ａによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００４６】
Ｃ．第３実施例：
図５は、本発明の第３実施例としての表面処理装置１００Ｂの概略構成を示す説明図である。第３実施例の表面処理装置１００Ｂの構成は、第１実施例の表面処理装置１００の構成とほぼ同じである。そして、第３実施例の表面処理装置１００Ｂは、以下の点で、第１実施例の表面処理装置１００と異なっている。すなわち、第３実施例の表面処理装置１００Ｂでは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度とが、互いに等しい。本実施例では、第１の紫外線照射処理室１０ａ、および、第２の紫外線照射処理室１０ｂに供給される混合ガス中の酸素濃度は１３（％）であるものとした。また、第３実施例の表面処理装置１００Ｂでは、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２が、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１よりも小さい。
【００４７】
第３実施例の表面処理装置１００Ｂでは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に配置された紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に配置された紫外線ランプ２０ｂから放射される紫外線の強度Ｗｂとは、互いに等しい。また、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度とは、互いに等しい。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における５０被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ１よりも小さい。このため、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度よりも高くなる。したがって、第３実施例の表面処理装置１００Ｂによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、第１の紫外線照射処理室１０ａにおいて、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室１０ｂにおいて、被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００４８】
以上説明した第３実施例の表面処理装置１００Ｂによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００４９】
Ｄ．第４実施例：
図６は、本発明の第４実施例としての表面処理装置１００Ｃの概略構成を示す説明図である。第４実施例の表面処理装置１００Ｃは、第１ないし第３実施例の表面処理装置１００，１００Ａ，１００Ｂの構成の一部を組み合わせたものであり、以下の点で、第１実施例の表面処理装置１００と異なっている。すなわち、表面処理装置１００Ｃは、第４実施例の表面処理装置１００Ｃは、第１実施例の表面処理装置１００における紫外線ランプ２０ｂの代わりに、紫外線ランプ２０Ａｂを備えている。そして、紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度は、紫外線ランプ２０ｂから放射される紫外線の強度よりも高い。また、第４実施例の表面処理装置１００Ｃでは、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２が、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１よりも小さい。
【００５０】
第４実施例の表面処理装置１００Ｃでは、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度よりも低い。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に配置された紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度Ｗｂは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に配置された紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａよりも高い。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ１よりも小さい。このため、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度よりも高くなる。したがって、第４実施例の表面処理装置１００Ｃによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、第１の紫外線照射処理室１０ａにおいて、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室１０ｂにおいて、被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００５１】
以上説明した第４実施例の表面処理装置１００Ｃによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００５２】
Ｅ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００５３】
Ｅ１．変形例１：
上記第１実施例では、表面処理装置１００は、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【００５４】
図７は、第１実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｄの概略構成および動作を示す説明図である。図示するように、表面処理装置１００Ｄは、１つの紫外線照射処理室１０しか備えていない。そして、紫外線照射処理室１０内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０が配置されている。また、紫外線照射処理室１０内には、配管３０を介して、酸素と窒素との混合ガスが供給される。表面処理装置１００Ｄの動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。
【００５５】
そして、表面処理装置１００Ｄでは、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内に供給する混合ガス中の酸素濃度を切り替えることによって、被処理物５０の表面に対して施す第１の紫外線照射処理と、第２の紫外線照射処理とを切り替える。すなわち、表面処理装置１００Ｄでは、制御ユニットは、まず、紫外線照射処理室１０内に、酸素濃度が１３（％）の上記混合ガスを供給して、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施す。その後、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内に、酸素濃度が８（％）の上記混合ガスを供給して、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施す。なお、第１および第２の紫外線照射処理中の、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度Ｗａ、および、被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離Ｌ１は、一定である。
【００５６】
以上説明した第１実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｄによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。また、第１実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｄによれば、１つの紫外線照射処理室１０しか備えないので、第１実施例の表面処理装置１００よりも、装置の小型化を図ることができる。
【００５７】
Ｅ２．変形例２：
上記第２実施例では、表面処理装置１００Ａは、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【００５８】
図８は、第２実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｅの概略構成および動作を示す説明図である。図示するように、表面処理装置１００Ｅは、１つの紫外線照射処理室１０しか備えていない。そして、紫外線照射処理室１０内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０が配置されている。また、紫外線照射処理室１０内には、配管３０を介して、酸素と窒素との混合ガスが供給される。表面処理装置１００Ｅの動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。
【００５９】
そして、表面処理装置１００Ｅでは、制御ユニットは、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を切り替えることによって、被処理物５０の表面に対して施す第１の紫外線照射処理と、第２の紫外線照射処理とを切り替える。すなわち、表面処理装置１００Ｅでは、制御ユニットは、まず、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を、第２実施例の表面処理装置１００Ａにおける紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａと等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施す。その後、制御ユニットは、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を、第２実施例の表面処理装置１００Ａにおける紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度Ｗｂ（＞Ｗａ）と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施す。なお、第１および第２の紫外線照射処理中の、紫外線照射処理室１０内に供給される混合ガス中の酸素濃度（１３（％））、および、被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離Ｌ１は、一定である。
【００６０】
以上説明した第２実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｅによっても、第２実施例の表面処理装置１００Ａと同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。また、第２実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｅによれば、１つの紫外線照射処理室１０しか備えないので、第２実施例の表面処理装置１００Ａよりも、装置の小型化を図ることができる。
【００６１】
Ｅ３．変形例３：
上記第３実施例では、表面処理装置１００Ｂは、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【００６２】
図９は、第３実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｆの概略構成および動作を示す説明図である。図示するように、表面処理装置１００Ｆは、１つの紫外線照射処理室１０しか備えていない。そして、紫外線照射処理室１０内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０が配置されている。また、紫外線照射処理室１０内には、配管３０を介して、酸素と窒素との混合ガスが供給される。表面処理装置１００Ｆの動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。
【００６３】
そして、表面処理装置１００Ｆでは、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を切り替えることによって、被処理物５０の表面に対して施す第１の紫外線照射処理と、第２の紫外線照射処理とを切り替える。すなわち、表面処理装置１００Ｆでは、制御ユニットは、まず、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施す。その後、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２（＜Ｌ１）と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施す。なお、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離は、図示しない昇降装置を駆動して、被処理物５０および紫外線ランプ２０の少なくとも一方を昇降させることによって、切り替えることができる。また、第１および第２の紫外線照射処理中の、紫外線照射処理室１０内に供給される混合ガス中の酸素濃度（１３（％））、および、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度Ｗａは、一定である。
【００６４】
以上説明した第３実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｆによっても、第３実施例の表面処理装置１００Ｂと同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。また、第３実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｆによれば、１つの紫外線照射処理室１０しか備えないので、第３実施例の表面処理装置１００Ｂよりも、装置の小型化を図ることができる。
【００６５】
Ｅ４．変形例４：
上記第４実施例では、表面処理装置１００Ｃは、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【００６６】
図１０は、第４実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｇの概略構成および動作を示す説明図である。図示するように、表面処理装置１００Ｇは、１つの紫外線照射処理室１０しか備えていない。そして、紫外線照射処理室１０内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０が配置されている。また、紫外線照射処理室１０内には、配管３０を介して、酸素と窒素との混合ガスが供給される。表面処理装置１００Ｇの動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。
【００６７】
そして、表面処理装置１００Ｄでは、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内に供給する混合ガス中の酸素濃度と、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度と、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離とを切り替えることによって、被処理物５０の表面に対して施す第１の紫外線照射処理と、第２の紫外線照射処理とを切り替える。すなわち、表面処理装置１００Ｄでは、制御ユニットは、まず、紫外線照射処理室１０内に、酸素濃度が１３（％）の上記混合ガスを供給し、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を、第４実施例の表面処理装置１００Ｃにおける紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａと等しくし、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施す。その後、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内に、酸素濃度が８（％）の上記混合ガスを供給し、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を、第４実施例の表面処理装置１００Ｃにおける紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度Ｗｂ（＞Ｗａ）と等しくし、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２（＜Ｌ１）と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施す。なお、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離は、図示しない昇降装置を駆動して、被処理物５０および紫外線ランプ２０の少なくとも一方を昇降させることによって、切り替えることができる。
【００６８】
以上説明した第４実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｇによっても、第４実施例の表面処理装置１００Ｃと同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。また、第４実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｇによれば、１つの紫外線照射処理室１０しか備えないので、第４実施例の表面処理装置１００Ｃよりも、装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
Ｅ５．変形例５：
上記第４実施例では、表面処理装置１００Ｃは、第１実施例の表面処理装置１００の構成の一部と、第２実施例の表面処理装置１００Ａの構成の一部と、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの構成の一部とを組み合わせるものとしたが、本発明は、これに限られない。第１実施例の表面処理装置１００の構成の一部と、第２実施例の表面処理装置１００Ａの構成の一部と、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの構成の一部と、のうちの２つを組み合わせるものとしてもよい。このことは、上述した第４実施例の変形例の表面処理装置１００Ｇについても同様である。
【００７０】
Ｅ６．変形例６：
上記実施例では、紫外線ランプ２０ａ，２０ｂ，２０Ａｂとして、低圧水銀ランプを用いるものとしたが、本発明は、これに限られない。紫外線ランプ２０ａ，２０ｂ，２０Ａｂは、酸素に照射することによってオゾンおよび活性酸素原子を発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであればよい。したがって、紫外線ランプ２０ａ，２０ｂ，２０Ａｂとして、低圧水銀ランプの代わりに、例えば、キセノンエキシマランプを用いるようにしてもよい。
【００７１】
Ｅ７．変形例７：
例えば、上記第１実施例では、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度を１３（％）とし、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度を８（％）としたが、本発明は、これに限られない。紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度は、紫外線照射処理室内に配置された紫外線ランプから放射される紫外線の強度や、紫外線照射処理室内における被処理物５０と紫外線ランプとの距離を考慮して、被処理物５０の表面に対して、第１および第２の紫外線照射処理を施すことができる範囲内で、適宜、変更され得る。
【００７２】
Ｅ８．変形例８：
上記各実施例では、紫外線照射処理室内に供給される混合ガスとして、酸素と窒素との混合ガスを用いるものとしたが、本発明は、これに限られない。窒素の代わりに、ＵＶオゾン処理に影響を及ぼさない他のガス（例えば、アルゴン等の不活性ガス等）を用いるようにしてもよい。
【００７３】
Ｅ９．変形例９：
上記各実施例では、本発明の表面処理装置を、被処理物５０の表面に対して親水化処理を施す表面処理装置に適用したが、本発明は、これに限られない。本発明の表面処理装置を、被処理物５０の表面をドライ洗浄する表面処理装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１００，１００Ａ〜１００Ｇ…表面処理装置
１０…紫外線照射処理室
１０ａ…第１の紫外線照射処理室
１０ｂ…第２の紫外線照射処理室
１２…仕切扉
２０，２０ａ，２０ｂ，２０Ａｂ…紫外線ランプ
３０，３０ａ，３０ｂ…配管
４０…制御ユニット
５０…被処理物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理装置、および、表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸素を含むガス中において、被処理物の表面に対して紫外線照射を行い、紫外線（ＵＶ；UltraViolet rays）およびオゾンの作用によって、表面処理を施す技術（ＵＶオゾン処理）が知られている（例えば、下記特許文献１〜６参照）。このＵＶオゾン処理は、被処理物の表面の親水化や、ドライ洗浄に利用される。
【０００３】
そして、従来、ＵＶオゾン処理の処理効率を向上させるための技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、処理室内に酸素ガスを導入し、処理室内の酸素濃度を高くして処理を行うことによって、大気雰囲気中での処理よりもオゾン濃度を増加させ、処理時間を短縮する紫外線処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２５３３７号公報
【特許文献２】特開昭６４−０７５５３９号公報
【特許文献３】特開２００６−０４３６４６号公報
【特許文献４】特開２０００−２３３１２９号公報
【特許文献５】特開平８−３３２３７１号公報
【特許文献６】特開２０００−２７３２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載された技術においても、処理効率の向上について、更なる改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、被処理物の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
表面処理装置であって、
被処理物の表面に対して紫外線照射処理を施すための紫外線照射処理室と、
酸素に照射することによってオゾンを発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであって、前記紫外線照射処理室内に配置され、前記被処理物の表面に紫外線照射を行うための前記紫外線ランプと、
前記紫外線照射処理室内に酸素を含むガスを供給する酸素供給部と、
前記紫外線照射処理の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記紫外線照射処理として、
前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第１の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が第１の照射強度である第１の条件下で、前記被処理物の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、
前記第１の紫外線照射処理の後に、前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第２の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、前記被処理物の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すように、前記制御を行う、
表面処理装置。
【０００９】
本願発明者は、被処理物の表面に対してＵＶオゾン処理を施すに際し、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的な場合と、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的な場合とが存在することを実験的に見出した。具体的には、本願発明者は、ＵＶオゾン処理によって被処理物の表面を親水化する処理において、処理前の被処理物の表面の親水性が比較的低い場合には、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的であり、処理前の被処理物の表面の親水性が比較的高い場合には、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的であることを実験的に見出した。ここで、紫外線の作用とは、狭義には、被処理物の表面における分子鎖を切断する作用を意味している。また、オゾンの作用とは、狭義には、被処理物の表面に酸素リッチな官能基（親水基）を生成したり、有機物を分解したりする作用を意味している。
【００１０】
適用例１の表面処理装置では、まず、上記第１の紫外線照射処理によって、被処理物の表面に紫外線よりもオゾンを作用させ、その後、上記第２の紫外線照射処理によって、被処理物の表面にオゾンよりも紫外線を作用させる。つまり、適用例１の表面処理装置では、まず、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的な場合に、被処理物の表面に対して上記第１の紫外線照射処理を施し、その後、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的な場合に、被処理物の表面に対して上記第２の紫外線照射処理を施すことができる。したがって、被処理物の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００１１】
なお、適用例１の表面処理装置において、上記第１の量は、被処理物の表面にオゾンを作用させる観点から、多いほど好ましい。一方、上記第２の量は、被処理物の表面にオゾンの作用が及ぶ程度の量であればよい。上記オゾンの量は、例えば、オゾン濃度センサによって、直接的に測定するようにしてもよいし、紫外線照射処理条件に基づいて、予め、シミュレーションによって求めるようにしてもよい。
【００１２】
また、適用例１の表面処理装置において、上記第１の照射強度は、被処理物の表面に紫外線の作用が及ぶ照射強度であればよい。一方、上記第２の照射強度は、被処理物の表面に紫外線を作用させる観点から、高いほど好ましい。上記照射強度は、例えば、照度計によって、直接的に測定するようにしてもよいし、紫外線照射処理条件に基づいて、予め、シミュレーションによって求めるようにしてもよい。
【００１３】
［適用例２］
適用例１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度と、前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離と、前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度は、前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度よりも低い、
表面処理装置。
【００１４】
紫外線照射処理室内に配置された紫外線ランプから放射される紫外線の強度が互いに等しく、紫外線照射処理室内における被処理物と紫外線ランプとの距離が互いに等しい場合（ケース１）、紫外線照射処理室内の酸素濃度が高いほど、オゾンの発生量は増加し、被処理物の表面におけるオゾンの量も多くなる。換言すれば、ケース１では、紫外線照射処理室内の酸素濃度が低いほど、オゾンの発生量は低下し、被処理物の表面におけるオゾンの量も少なくなる。一方、ケース１では、紫外線照射処理室内の酸素濃度が高いほど、酸素に吸収される紫外線のエネルギが増加するため、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度は低くなる。換言すれば、ケース１では、紫外線照射処理室内の酸素濃度が低いほど、酸素に吸収される紫外線のエネルギが減少するため、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度は高くなる。したがって、適用例２の表面処理装置によって、第１の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００１５】
［適用例３］
適用例１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度と、前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離と、前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度は、前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度よりも高い、
表面処理装置。
【００１６】
紫外線照射処理室内の酸素濃度が互いに等しく、紫外線照射処理室内における被処理物と紫外線ランプとの距離が互いに等しい場合（ケース２）、紫外線ランプから放射される紫外線の強度が低いほど、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度も低くなる。換言すれば、ケース２では、紫外線ランプから放射される紫外線の強度が高いほど、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度も高くなる。したがって、適用例３の表面処理装置によって、第１の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００１７】
［適用例４］
適用例１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度と、前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度と、前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離は、前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離よりも小さい、
表面処理装置。
【００１８】
紫外線照射処理室内に配置された紫外線ランプから放射される紫外線の強度が互いに等しく、紫外線照射処理室内の酸素濃度が互いに等しい場合（ケース３）、被処理物と紫外線ランプとの距離が大きいほど、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度が低くなる。換言すれば、ケース３では、被処理物と紫外線ランプとの距離が小さいほど、被処理物の表面に照射される紫外線の照射強度が高くなる。したがって、適用例４の表面処理装置によって、第１の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室において、被処理物の表面に対して、上記第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００１９】
［適用例５］
適用例１ないし４のいずれかに記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理は、前記被処理物の表面の親水化処理である、
表面処理装置。
【００２０】
［適用例６］
適用例５記載の表面処理装置であって、
前記制御部は、
前記被処理物の表面における水の接触角が所定の閾値よりも大きい場合に、前記接触角が前記閾値よりも小さくなるまで、前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施し、
前記接触角が前記閾値よりも小さくなった後に、前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施す、
表面処理装置。
【００２１】
適用例５，６の表面処理装置によって、上記親水化処理の処理効率を向上させることができる。なお、適用例６の表面処理装置において、被処理物の表面における水の接触角が、所定の閾値よりも大きいか小さいかは、被処理物の表面における水の接触角を、直接的に監視する必要はなく、例えば、処理条件および処理時間を用いて、間接的に監視するようにすればよい。また、上記所定の閾値は、例えば、被処理物の材質等に応じて、適宜、設定される。
【００２２】
［適用例７］
表面処理方法であって、
酸素に照射することによってオゾンを発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであって、被処理物の表面に紫外線照射を行うための前記紫外線ランプが配置された紫外線照射処理室内に、酸素を含むガスを供給する酸素供給工程と、
前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第１の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が第１の照射強度である第１の条件下で、前記被処理物の表面に対して第１の紫外線照射処理を施す第１の紫外線照射処理工程と、
前記第１の紫外線照射処理工程の後に、前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第２の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、前記被処理物の表面に対して第２の紫外線照射処理を施す第２の紫外線照射処理工程と、
を備える表面処理方法。
【００２３】
適用例７の表面処理方法によって、適用例１の表面処理装置と同様に、ＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。なお、適用例７の表面処理方法においても、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。また、本発明は、その一部を省略したり、適宜、組み合わせたりして構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施例としての表面処理装置１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係、および、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、被処理物５０の表面における積算光量との関係を示す説明図である。
【図３】ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角とＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施例としての表面処理装置１００Ａの概略構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第３実施例としての表面処理装置１００Ｂの概略構成を示す説明図である。
【図６】本発明の第４実施例としての表面処理装置１００Ｃの概略構成を示す説明図である。
【図７】第１実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｄの概略構成および動作を示す説明図である。
【図８】第２実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｅの概略構成および動作を示す説明図である。
【図９】第３実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｆの概略構成および動作を示す説明図である。
【図１０】第４実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｇの概略構成および動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としての表面処理装置１００の概略構成を示す説明図である。この表面処理装置１００は、被処理物５０の表面に対してＵＶオゾン処理を施すための装置である。すなわち、表面処理装置１００は、酸素を含むガス中において、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行い、紫外線およびオゾンの作用によって、被処理物５０の表面を親水化するための装置である。このことは、後述する他の実施例の表面処理装置についても同様である。ここで、紫外線の作用とは、狭義には、被処理物５０の表面における分子鎖を切断する作用を意味している。また、オゾンの作用とは、狭義には、被処理物５０の表面に酸素リッチな官能基（親水基）を生成したり、有機物を分解したりする作用を意味している。
【００２６】
図示するように、第１実施例の表面処理装置１００は、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂと、を備えている。第１の紫外線照射処理室１０ａは、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施すための処理室である。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂは、第１の紫外線照射処理が施された被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すための処理室である。第１の紫外線照射処理、および、第２の紫外線照射処理については、後述する。
【００２７】
第１の紫外線照射処理室１０ａ内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０ａが配置されている。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０ｂが配置されている。紫外線ランプ２０ａ，２０ｂは、酸素に照射することによってオゾンおよび活性酸素原子を発生させる波長を有する紫外線を放射する。本実施例では、紫外線ランプ２０ａ，２０ｂとして、低圧水銀ランプを用いるものとした。低圧水銀ランプは、主要波長が約１８５（ｎｍ）および約２５４（ｎｍ）の紫外線を放射する。
【００２８】
そして、第１実施例の表面処理装置１００では、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に配置された紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に配置された紫外線ランプ２０ｂから放射される紫外線の強度Ｗｂとは、互いに等しいものとした。また、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２とは、互いに等しいものとした。
【００２９】
第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとは、仕切扉１２によって隔離されている。そして、第１の紫外線照射処理室１０ａ内には、配管３０ａを介して、酸素濃度が比較的高い、酸素と窒素との混合ガスが供給される。本実施例では、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度は１３（％）であるものとした。そして、第１の紫外線称照射処理開始時には、第１の紫外線照射処理室１０ａ内の酸素濃度は１３（％）となる。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂには、配管３０ｂを介して、酸素濃度が比較的低い、酸素と窒素との混合ガスが供給される。本実施例では、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度は８（％）であるものとした。そして、第２の紫外線照射処理開始時には、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内の酸素濃度は８（％）となる。上記各混合ガスは、酸素タンクと窒素タンクとを用意して、各タンクから供給される酸素と窒素とを所望の割合で混合するようにしてもよいし、各混合ガスが予め充填されたタンクを用意するようにしてもよい。第１の紫外線照射処理室１０ａ、および、第２の紫外線照射処理室１０ｂからの排気ガスは、それぞれ、図示しない排気系を介して排気される。
【００３０】
表面処理装置１００の動作は、制御ユニット４０によって制御される。制御ユニット４０は、まず、第１の紫外線照射処理室１０ａ内において、被処理物５０の表面に対して、第１の紫外線照射処理を施す。その後、制御ユニット４０は、仕切扉１２を開けて、第１の紫外線照射処理が施された被処理物５０を第２の紫外線照射処理室１０ｂに搬送し、仕切扉１２を閉じる。そして、制御ユニット４０は、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内において、被処理物５０の表面に対して、第２の紫外線照射処理を施す。制御ユニット４０は、［課題を解決するための手段］における制御部に相当する。
【００３１】
本実施例の表面処理装置１００が上述した構成を備えることとしたのは、以下に示す２つの実験結果に基づく。
【００３２】
＜実験１＞
実験１では、被処理物５０の表面に対してＵＶオゾン処理を施す際の紫外線照射処理室内に供給する混合ガス中の酸素濃度を変化させたときの、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値、および、被処理物５０の表面における積算光量を、実験によって求めた。なお、この実験１は、紫外線ランプから放射される紫外線の強度は一定であり、被処理物５０と紫外線ランプとの距離は一定であり、処理時間は一定である条件下で行った。また、この実験１は、表面における水の接触角が９０度以上の被処理物５０に対して行った。
【００３３】
図２は、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係、および、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、被処理物５０の表面における積算光量との関係を示す説明図である。紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係を実線で示した。また、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、被処理物５０の表面における積算光量との関係を破線で示した。
【００３４】
被処理物５０の表面における水の接触角の低下値は、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角とＵＶオゾン処理後の被処理物５０の表面における水の接触角との差である。そして、上述したように、この実験１において、紫外線ランプから放射される紫外線の強度は一定であり、被処理物５０と紫外線ランプとの距離は一定であり、処理時間は一定である。したがって、上記低下値は、単位時間当たりの被処理物５０の表面の親水化の度合い、すなわち、ＵＶオゾン処理の処理効率に対応する。また、積算光量は、被処理物５０の表面における紫外線の照射強度と照射時間との積である。そして、上述したように、この実験において、紫外線ランプから放射される紫外線の強度は一定であり、被処理物５０と紫外線ランプとの距離は一定であり、処理時間は一定である。したがって、上記積算光量は、被処理物５０の表面における紫外線の照射強度に対応する。
【００３５】
図２に示した実験１の実験結果から、以下のことが分かる。
（１）紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が高いほど、ＵＶオゾン処理の処理効率が高くなる。これは、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が高いほど、酸素への紫外線照射によるオゾンの発生量が増加し、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が多くなるためと考えられる。
（２）紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が低いほど、ＵＶオゾン処理の処理効率が低くなる。これは、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が低いほど、酸素への紫外線照射によるオゾンの発生量が減少し、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が少なくなるためと考えられる。
（３）紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が高いほど、被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度が低くなる。これは、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が高いほど、酸素に吸収される紫外線のエネルギが増加するためと考えられる。
（４）紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が低いほど、被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度が高くなる。これは、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が低いほど、酸素に吸収される紫外線のエネルギが減少するためと考えられる。
【００３６】
＜実験２＞
実験２では、被処理物５０の表面に対してＵＶオゾン処理を施す際の紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的高い場合（酸素濃度：１３（％））と比較的低い場合（酸素濃度：８（％））とについて、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角を変化させたときの、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値を、実験によって求めた。なお、この実験２も、先に説明した実験１と同様に、紫外線ランプから放射される紫外線の強度は一定であり、被処理物５０と紫外線ランプとの距離は一定であり、処理時間は一定である条件下で行った。また、この実験２は、表面における水の接触角が７０度以下の被処理物５０に対して行った。
【００３７】
図３は、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角と、ＵＶオゾン処理による被処理物５０の表面における水の接触角の低下値との関係を示す説明図である。紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的高い１３（％）の場合の上記関係を実線で示した。また、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的低い８（％）の場合の上記関係を破線で示した。
【００３８】
なお、先に説明した実験１の実験結果から分かるように、紫外線照射処理室に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的高い１３（％）の場合には、比較的低い８（％）の場合よりも、酸素への紫外線照射によるオゾンの発生量が多くなるため、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が多くなる（上記（１），（２）参照）。また、紫外線照射処理室に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的低い８（％）の場合には、比較的高い１３（％）の場合よりも、酸素吸収される紫外線のエネルギが少なくなるため、被処理物５０の表面における紫外線の照射強度が高くなる（上記（３），（４）参照）。
【００３９】
図３に示した実験２の実験結果から、以下のことが分かる。
（５）ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角が約２５度よりも大きい場合には、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的高い１３（％）の場合の方が、比較的低い８（％）の場合よりも、ＵＶオゾン処理の処理効率が高い。これは、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角が約２５度よりも大きい場合には、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的であるためと考えられる。
（６）ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角が約２５度よりも小さい場合には、紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度が比較的低い８（％）の場合の方が、比較的高い１３（％）の場合よりも、ＵＶオゾン処理の処理効率が高い。これは、ＵＶオゾン処理前の被処理物５０の表面における水の接触角が約２５度よりも小さい場合には、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的であるためと考えられる。
【００４０】
以上の２つの実験結果（上記（１）〜（６）参照）から、本願発明者は、被処理物５０の表面に対してＵＶオゾン処理を施すに際し、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的な場合と、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的な場合とが存在することを見出した。具体的には、本願発明者は、被処理物５０の表面における水の接触角が所定の閾値よりも大きい場合には、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的であり、被処理物５０の表面における水の接触角が所定の閾値よりも小さい場合には、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的であることを見出した。換言すれば、本願発明者は、被処理物５０の表面の親水性が比較的低い場合には、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的であり、被処理物５０の表面の親水性が比較的高い場合には、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的であることを見出した。なお、上記接触角についての所定の閾値は、被処理物の材質によって異なるため、被処理物に対して、実験２と同様の実験を行うことによって、上記所定の閾値を求めると良い。
【００４１】
そこで、本願発明者は、被処理物５０の表面における水の接触角が所定の閾値よりも大きい場合に、まず、第１の紫外線照射処理室１０ａにおいて、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が比較的多い第１の量であり、かつ、被処理物５０の表面における紫外線の照度が被処理物５０の表面に紫外線の作用が及ぶ第１の照度である第１の条件下で、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施すものとした。そして、第１の紫外線照射処理によって、被処理物５０の表面における水の接触角が所定の閾値よりも小さくなったときに、第２の紫外線照射処理室１０ｂにおいて、被処理物５０の表面におけるオゾンの量が被処理物５０の表面にオゾンの作用が及ぶ第２の量であり、かつ、被処理物５０の表面における紫外線の照射強度が第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施すものとした。そして、第１実施例の表面処理装置１００では、被処理物５０の表面に対して、上述した第１および第２の紫外線照射処理を施すために、先に説明した構成を採用した。
【００４２】
以上説明した第１実施例の表面処理装置１００によれば、まず、紫外線の作用よりもオゾンの作用の方が処理効率の向上に効果的な場合に、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、その後、オゾンの作用よりも紫外線の作用の方が処理効率の向上に効果的な場合に、被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すことができる。したがって、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００４３】
Ｂ．第２実施例：
図４は、本発明の第２実施例としての表面処理装置１００Ａの概略構成を示す説明図である。第２実施例の表面処理装置１００Ａの構成は、第１実施例の表面処理装置１００の構成とほぼ同じである。そして、第２実施例の表面処理装置１００Ａは、以下の点で、第１実施例の表面処理装置１００と異なっている。すなわち、第２実施例の表面処理装置１００Ａは、第１実施例の表面処理装置１００における紫外線ランプ２０ｂの代わりに、紫外線ランプ２０Ａｂを備えている。そして、紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度は、紫外線ランプ２０ｂから放射される紫外線の強度よりも高い。また、第２実施例の表面処理装置１００Ａでは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度とが、互いに等しい。本実施例では、第１の紫外線照射処理室１０ａ、および、第２の紫外線照射処理室１０ｂに供給される混合ガス中の酸素濃度は１３（％）であるものとした。
【００４４】
第２実施例の表面処理装置１００Ａでは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度とは、互いに等しい。また、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０Ａｂとの距離Ｌ２とは、互いに等しい。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に配置された紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度Ｗｂは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に配置された紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａよりも高い。このため、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度よりも高くなる。したがって、第２実施例の表面処理装置１００Ａによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、第１の紫外線照射処理室１０ａにおいて、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室１０ｂにおいて、被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００４５】
以上説明した第２実施例の表面処理装置１００Ａによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００４６】
Ｃ．第３実施例：
図５は、本発明の第３実施例としての表面処理装置１００Ｂの概略構成を示す説明図である。第３実施例の表面処理装置１００Ｂの構成は、第１実施例の表面処理装置１００の構成とほぼ同じである。そして、第３実施例の表面処理装置１００Ｂは、以下の点で、第１実施例の表面処理装置１００と異なっている。すなわち、第３実施例の表面処理装置１００Ｂでは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度とが、互いに等しい。本実施例では、第１の紫外線照射処理室１０ａ、および、第２の紫外線照射処理室１０ｂに供給される混合ガス中の酸素濃度は１３（％）であるものとした。また、第３実施例の表面処理装置１００Ｂでは、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２が、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１よりも小さい。
【００４７】
第３実施例の表面処理装置１００Ｂでは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に配置された紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に配置された紫外線ランプ２０ｂから放射される紫外線の強度Ｗｂとは、互いに等しい。また、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度と、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度とは、互いに等しい。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における５０被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ１よりも小さい。このため、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度よりも高くなる。したがって、第３実施例の表面処理装置１００Ｂによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、第１の紫外線照射処理室１０ａにおいて、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室１０ｂにおいて、被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００４８】
以上説明した第３実施例の表面処理装置１００Ｂによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００４９】
Ｄ．第４実施例：
図６は、本発明の第４実施例としての表面処理装置１００Ｃの概略構成を示す説明図である。第４実施例の表面処理装置１００Ｃは、第１ないし第３実施例の表面処理装置１００，１００Ａ，１００Ｂの構成の一部を組み合わせたものであり、以下の点で、第１実施例の表面処理装置１００と異なっている。すなわち、表面処理装置１００Ｃは、第４実施例の表面処理装置１００Ｃは、第１実施例の表面処理装置１００における紫外線ランプ２０ｂの代わりに、紫外線ランプ２０Ａｂを備えている。そして、紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度は、紫外線ランプ２０ｂから放射される紫外線の強度よりも高い。また、第４実施例の表面処理装置１００Ｃでは、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２が、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１よりも小さい。
【００５０】
第４実施例の表面処理装置１００Ｃでは、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度よりも低い。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に配置された紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度Ｗｂは、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に配置された紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａよりも高い。また、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ１よりも小さい。このため、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度は、第１の紫外線照射処理室１０ａ内において被処理物５０の表面に照射される紫外線の照射強度よりも高くなる。したがって、第４実施例の表面処理装置１００Ｃによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、第１の紫外線照射処理室１０ａにおいて、被処理物５０の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、その後、第２の紫外線照射処理室１０ｂにおいて、被処理物５０の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すことができる。
【００５１】
以上説明した第４実施例の表面処理装置１００Ｃによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。
【００５２】
Ｅ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００５３】
Ｅ１．変形例１：
上記第１実施例では、表面処理装置１００は、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【００５４】
図７は、第１実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｄの概略構成および動作を示す説明図である。図示するように、表面処理装置１００Ｄは、１つの紫外線照射処理室１０しか備えていない。そして、紫外線照射処理室１０内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０が配置されている。また、紫外線照射処理室１０内には、配管３０を介して、酸素と窒素との混合ガスが供給される。表面処理装置１００Ｄの動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。
【００５５】
そして、表面処理装置１００Ｄでは、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内に供給する混合ガス中の酸素濃度を切り替えることによって、被処理物５０の表面に対して施す第１の紫外線照射処理と、第２の紫外線照射処理とを切り替える。すなわち、表面処理装置１００Ｄでは、制御ユニットは、まず、紫外線照射処理室１０内に、酸素濃度が１３（％）の上記混合ガスを供給して、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施す。その後、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内に、酸素濃度が８（％）の上記混合ガスを供給して、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施す。なお、第１および第２の紫外線照射処理中の、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度Ｗａ、および、被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離Ｌ１は、一定である。
【００５６】
以上説明した第１実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｄによっても、第１実施例の表面処理装置１００と同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。また、第１実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｄによれば、１つの紫外線照射処理室１０しか備えないので、第１実施例の表面処理装置１００よりも、装置の小型化を図ることができる。
【００５７】
Ｅ２．変形例２：
上記第２実施例では、表面処理装置１００Ａは、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【００５８】
図８は、第２実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｅの概略構成および動作を示す説明図である。図示するように、表面処理装置１００Ｅは、１つの紫外線照射処理室１０しか備えていない。そして、紫外線照射処理室１０内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０が配置されている。また、紫外線照射処理室１０内には、配管３０を介して、酸素と窒素との混合ガスが供給される。表面処理装置１００Ｅの動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。
【００５９】
そして、表面処理装置１００Ｅでは、制御ユニットは、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を切り替えることによって、被処理物５０の表面に対して施す第１の紫外線照射処理と、第２の紫外線照射処理とを切り替える。すなわち、表面処理装置１００Ｅでは、制御ユニットは、まず、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を、第２実施例の表面処理装置１００Ａにおける紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａと等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施す。その後、制御ユニットは、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を、第２実施例の表面処理装置１００Ａにおける紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度Ｗｂ（＞Ｗａ）と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施す。なお、第１および第２の紫外線照射処理中の、紫外線照射処理室１０内に供給される混合ガス中の酸素濃度（１３（％））、および、被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離Ｌ１は、一定である。
【００６０】
以上説明した第２実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｅによっても、第２実施例の表面処理装置１００Ａと同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。また、第２実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｅによれば、１つの紫外線照射処理室１０しか備えないので、第２実施例の表面処理装置１００Ａよりも、装置の小型化を図ることができる。
【００６１】
Ｅ３．変形例３：
上記第３実施例では、表面処理装置１００Ｂは、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【００６２】
図９は、第３実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｆの概略構成および動作を示す説明図である。図示するように、表面処理装置１００Ｆは、１つの紫外線照射処理室１０しか備えていない。そして、紫外線照射処理室１０内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０が配置されている。また、紫外線照射処理室１０内には、配管３０を介して、酸素と窒素との混合ガスが供給される。表面処理装置１００Ｆの動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。
【００６３】
そして、表面処理装置１００Ｆでは、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を切り替えることによって、被処理物５０の表面に対して施す第１の紫外線照射処理と、第２の紫外線照射処理とを切り替える。すなわち、表面処理装置１００Ｆでは、制御ユニットは、まず、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施す。その後、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２（＜Ｌ１）と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施す。なお、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離は、図示しない昇降装置を駆動して、被処理物５０および紫外線ランプ２０の少なくとも一方を昇降させることによって、切り替えることができる。また、第１および第２の紫外線照射処理中の、紫外線照射処理室１０内に供給される混合ガス中の酸素濃度（１３（％））、および、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度Ｗａは、一定である。
【００６４】
以上説明した第３実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｆによっても、第３実施例の表面処理装置１００Ｂと同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。また、第３実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｆによれば、１つの紫外線照射処理室１０しか備えないので、第３実施例の表面処理装置１００Ｂよりも、装置の小型化を図ることができる。
【００６５】
Ｅ４．変形例４：
上記第４実施例では、表面処理装置１００Ｃは、第１の紫外線照射処理室１０ａと、第２の紫外線照射処理室１０ｂとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【００６６】
図１０は、第４実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｇの概略構成および動作を示す説明図である。図示するように、表面処理装置１００Ｇは、１つの紫外線照射処理室１０しか備えていない。そして、紫外線照射処理室１０内には、被処理物５０の表面に対して紫外線照射を行うための複数の紫外線ランプ２０が配置されている。また、紫外線照射処理室１０内には、配管３０を介して、酸素と窒素との混合ガスが供給される。表面処理装置１００Ｇの動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。
【００６７】
そして、表面処理装置１００Ｄでは、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内に供給する混合ガス中の酸素濃度と、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度と、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離とを切り替えることによって、被処理物５０の表面に対して施す第１の紫外線照射処理と、第２の紫外線照射処理とを切り替える。すなわち、表面処理装置１００Ｄでは、制御ユニットは、まず、紫外線照射処理室１０内に、酸素濃度が１３（％）の上記混合ガスを供給し、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を、第４実施例の表面処理装置１００Ｃにおける紫外線ランプ２０ａから放射される紫外線の強度Ｗａと等しくし、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの第１の紫外線照射処理室１０ａ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ａとの距離Ｌ１と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第１の紫外線照射処理）を施す。その後、制御ユニットは、紫外線照射処理室１０内に、酸素濃度が８（％）の上記混合ガスを供給し、紫外線ランプ２０から放射される紫外線の強度を、第４実施例の表面処理装置１００Ｃにおける紫外線ランプ２０Ａｂから放射される紫外線の強度Ｗｂ（＞Ｗａ）と等しくし、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離を、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの第２の紫外線照射処理室１０ｂ内における被処理物５０と紫外線ランプ２０ｂとの距離Ｌ２（＜Ｌ１）と等しくして、被処理物５０の表面に対して紫外線照射処理（第２の紫外線照射処理）を施す。なお、紫外線照射処理室１０内における被処理物５０と紫外線ランプ２０との距離は、図示しない昇降装置を駆動して、被処理物５０および紫外線ランプ２０の少なくとも一方を昇降させることによって、切り替えることができる。
【００６８】
以上説明した第４実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｇによっても、第４実施例の表面処理装置１００Ｃと同様に、被処理物５０の表面に対するＵＶオゾン処理の処理効率を向上させることができる。また、第４実施例の変形例としての表面処理装置１００Ｇによれば、１つの紫外線照射処理室１０しか備えないので、第４実施例の表面処理装置１００Ｃよりも、装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
Ｅ５．変形例５：
上記第４実施例では、表面処理装置１００Ｃは、第１実施例の表面処理装置１００の構成の一部と、第２実施例の表面処理装置１００Ａの構成の一部と、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの構成の一部とを組み合わせるものとしたが、本発明は、これに限られない。第１実施例の表面処理装置１００の構成の一部と、第２実施例の表面処理装置１００Ａの構成の一部と、第３実施例の表面処理装置１００Ｂの構成の一部と、のうちの２つを組み合わせるものとしてもよい。このことは、上述した第４実施例の変形例の表面処理装置１００Ｇについても同様である。
【００７０】
Ｅ６．変形例６：
上記実施例では、紫外線ランプ２０ａ，２０ｂ，２０Ａｂとして、低圧水銀ランプを用いるものとしたが、本発明は、これに限られない。紫外線ランプ２０ａ，２０ｂ，２０Ａｂは、酸素に照射することによってオゾンおよび活性酸素原子を発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであればよい。したがって、紫外線ランプ２０ａ，２０ｂ，２０Ａｂとして、低圧水銀ランプの代わりに、例えば、キセノンエキシマランプを用いるようにしてもよい。
【００７１】
Ｅ７．変形例７：
例えば、上記第１実施例では、第１の紫外線照射処理室１０ａ内に供給される混合ガス中の酸素濃度を１３（％）とし、第２の紫外線照射処理室１０ｂ内に供給される混合ガス中の酸素濃度を８（％）としたが、本発明は、これに限られない。紫外線照射処理室内に供給される混合ガス中の酸素濃度は、紫外線照射処理室内に配置された紫外線ランプから放射される紫外線の強度や、紫外線照射処理室内における被処理物５０と紫外線ランプとの距離を考慮して、被処理物５０の表面に対して、第１および第２の紫外線照射処理を施すことができる範囲内で、適宜、変更され得る。
【００７２】
Ｅ８．変形例８：
上記各実施例では、紫外線照射処理室内に供給される混合ガスとして、酸素と窒素との混合ガスを用いるものとしたが、本発明は、これに限られない。窒素の代わりに、ＵＶオゾン処理に影響を及ぼさない他のガス（例えば、アルゴン等の不活性ガス等）を用いるようにしてもよい。
【００７３】
Ｅ９．変形例９：
上記各実施例では、本発明の表面処理装置を、被処理物５０の表面に対して親水化処理を施す表面処理装置に適用したが、本発明は、これに限られない。本発明の表面処理装置を、被処理物５０の表面をドライ洗浄する表面処理装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１００，１００Ａ〜１００Ｇ…表面処理装置
１０…紫外線照射処理室
１０ａ…第１の紫外線照射処理室
１０ｂ…第２の紫外線照射処理室
１２…仕切扉
２０，２０ａ，２０ｂ，２０Ａｂ…紫外線ランプ
３０，３０ａ，３０ｂ…配管
４０…制御ユニット
５０…被処理物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面処理装置であって、
被処理物の表面に対して紫外線照射処理を施すための紫外線照射処理室と、
酸素に照射することによってオゾンを発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであって、前記紫外線照射処理室内に配置され、前記被処理物の表面に紫外線照射を行うための前記紫外線ランプと、
前記紫外線照射処理室内に酸素を含むガスを供給する酸素供給部と、
前記紫外線照射処理の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記紫外線照射処理として、
前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第１の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が第１の照射強度である第１の条件下で、前記被処理物の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、
前記第１の紫外線照射処理の後に、前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第２の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、前記被処理物の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すように、前記制御を行う、
表面処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度と、前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離と、前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度は、前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度よりも低い、
表面処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度と、前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離と、前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度は、前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度よりも高い、
表面処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度と、前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度と、前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離は、前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離よりも小さい、
表面処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理は、前記被処理物の表面の親水化処理である、
表面処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の表面処理装置であって、
前記制御部は、
前記被処理物の表面における水の接触角が所定の閾値よりも大きい場合に、前記接触角が前記閾値よりも小さくなるまで、前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施し、
前記接触角が前記閾値よりも小さくなった後に、前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施す、
表面処理装置。
【請求項７】
表面処理方法であって、
酸素に照射することによってオゾンを発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであって、被処理物の表面に紫外線照射を行うための前記紫外線ランプが配置された紫外線照射処理室内に、酸素を含むガスを供給する酸素供給工程と、
前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第１の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が第１の照射強度である第１の条件下で、前記被処理物の表面に対して第１の紫外線照射処理を施す第１の紫外線照射処理工程と、
前記第１の紫外線照射処理工程の後に、前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第２の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、前記被処理物の表面に対して第２の紫外線照射処理を施す第２の紫外線照射処理工程と、
を備える表面処理方法。
【請求項１】
表面処理装置であって、
被処理物の表面に対して紫外線照射処理を施すための紫外線照射処理室と、
酸素に照射することによってオゾンを発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであって、前記紫外線照射処理室内に配置され、前記被処理物の表面に紫外線照射を行うための前記紫外線ランプと、
前記紫外線照射処理室内に酸素を含むガスを供給する酸素供給部と、
前記紫外線照射処理の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記紫外線照射処理として、
前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第１の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が第１の照射強度である第１の条件下で、前記被処理物の表面に対して第１の紫外線照射処理を施し、
前記第１の紫外線照射処理の後に、前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第２の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、前記被処理物の表面に対して第２の紫外線照射処理を施すように、前記制御を行う、
表面処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度と、前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離と、前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度は、前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度よりも低い、
表面処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度と、前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離と、前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度は、前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度よりも高い、
表面処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理室は、
前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施すための第１の紫外線照射処理室と、
前記第１の紫外線照射が施された前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施すための第２の紫外線照射処理室と、を含み、
前記第１の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度と、前記第２の紫外線照射処理室内に配置された前記紫外線ランプから放射される前記紫外線の強度とは、互いに等しく、
前記第１の紫外線照射処理室内の酸素濃度と、前記第２の紫外線照射処理室内の酸素濃度とは、互いに等しく、
前記第２の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離は、前記第１の紫外線照射処理室内における前記被処理物と前記紫外線ランプとの距離よりも小さい、
表面処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の表面処理装置であって、
前記紫外線照射処理は、前記被処理物の表面の親水化処理である、
表面処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の表面処理装置であって、
前記制御部は、
前記被処理物の表面における水の接触角が所定の閾値よりも大きい場合に、前記接触角が前記閾値よりも小さくなるまで、前記被処理物の表面に対して前記第１の紫外線照射処理を施し、
前記接触角が前記閾値よりも小さくなった後に、前記被処理物の表面に対して前記第２の紫外線照射処理を施す、
表面処理装置。
【請求項７】
表面処理方法であって、
酸素に照射することによってオゾンを発生させる波長を有する紫外線を放射する紫外線ランプであって、被処理物の表面に紫外線照射を行うための前記紫外線ランプが配置された紫外線照射処理室内に、酸素を含むガスを供給する酸素供給工程と、
前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第１の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が第１の照射強度である第１の条件下で、前記被処理物の表面に対して第１の紫外線照射処理を施す第１の紫外線照射処理工程と、
前記第１の紫外線照射処理工程の後に、前記被処理物の表面における前記オゾンの量が第２の量であり、かつ、前記被処理物の表面に照射される前記紫外線の照射強度が前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度である第２の条件下で、前記被処理物の表面に対して第２の紫外線照射処理を施す第２の紫外線照射処理工程と、
を備える表面処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１１０８１４（Ｐ２０１２−１１０８１４Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０８２４（Ｐ２０１０−２６０８２４）
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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