(57)【要約】【課題】  簡単な装置構成により、均一な照度が得られ、かつ、種々の形状の照射対象範囲に対しても効率の良い紫外線を含む各種波長領域の光の照射が可能な誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置を提供すること。【解決手段】  放電ガスを封入した細長い管状の気密容器１内に、その中心軸方向に沿って延長配置された内部電極２と、前記管状の気密容器１の外周に設けられた外部電極３とからなり、前記内部電極が直列に接続された複数本の誘電体バリア放電ランプ１１、１２、…、１７と、これらの誘電体バリア放電ランプの前記直列に接続された内部電極と前記外部電極間に高周波駆動信号を供給する高周波電源１９、２０と、を備えた光照射装置。【選択図】  図２
2006134705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガスを封入した細長い管状の気密容器内に、その中心軸方向に沿って延長配置された内部電極と、前記管状の気密容器の外周に設けられた外部電極とからなり、前記内部電極が直列に接続された複数本の誘電体バリア放電ランプと、これらの誘電体バリア放電ランプの前記直列に接続された内部電極と前記外部電極間に高周波駆動信号を供給する高周波電源と、を備えたことを特徴とする誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置。
【請求項２】
前記高周波駆動信号は、前記直列に接続された内部電極の一端又は両端部から供給することを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置。
【請求項３】
前記複数本の誘電体バリア放電ランプは、それらのランプ長が光照射範囲の寸法に合わせて、異なる長さに選定されていることを特徴とする請求項１または２記載の誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置に関し、特に、光化学処理装置に適した光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
キセノンなどの希ガスあるいはキセノン又はクリプトンなどの希ガス及び塩素などの混合ガスを無声放電させて、固有の単色に近い放射を発生させるエキシマ放電ランプ、すなわち、誘電体バリア放電ランプは、高い紫外線照度が得られるため、光化学処理装置等の紫外線照射装置に用いられている。
【０００３】
このような誘電体バリア放電ランプの構造は、電極の一方を、エキシマ生成ガスを封入した細長い管状の気密容器内に、その中心軸方向に沿って延在する内部電極を封装し、他方の電極を管状の気密容器の外周に巻回された導体により外部電極として備えるものである（特許文献１参照）。
【０００４】
このような誘電体バリア放電ランプを用いた従来の紫外線照射装置は、図３に示すように、ほぼ同一のランプ長を有する複数本、例えば７本のエキシマランプ３１、３２、…、３７が、例えば破線で示すほぼ円形の照射対象範囲３８に対向してほぼ平行に配列されている。複数本のエキシマランプ３１、３２、…３７の内部電極３１−１、３２−１、…、３７−１には、それぞれ、インバータ４１、４２、…、４７が接続され、高周波パルスが供給される。
【特許文献１】特開２００２−３１９３７１号公報    第８−９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来の紫外線照射装置においては、複数本のエキシマランプのそれぞれに高周波電源としてのインバータを設けており、装置が大型化するばかりではなく、インバータそれぞれの特性の相違に基づき、複数本のエキシマランプの照度が均一にならないという欠点もあった。
【０００６】
さらに、従来の紫外線照射装置においては、複数本のエキシマランプのランプ長はほぼ同一であるため、照射対象範囲が長方形でなく、円形のような場合には、照射対象範囲外に紫外線が照射され、照射効率が悪いという欠点もあった。
【０００７】
したがって本発明はかかる従来の欠点を除去し、簡単な装置構成により、均一な照度が得られ、かつ、種々の形状の照射対象範囲に対しても効率の良い紫外線を含む各種波長領域の光の照射が可能な誘電体バリア放電ランプを用いた光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】
本発明の誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置は、放電ガスを封入した細長い管状の気密容器内に、その中心軸方向に沿って延長配置された内部電極と、前記管状の気密容器の外周に設けられた外部電極とからなり、前記内部電極が直列に接続された複数本の誘電体バリア放電ランプと、これらの誘電体バリア放電ランプの前記直列に接続された内部電極と前記外部電極間に高周波駆動信号を供給する高周波電源と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置においては、前記高周波駆動信号は、前記直列に接続された内部電極の端部から供給することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置においては、前記高周波駆動信号は、前記直列に接続された内部電極の両端部から供給することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置においては、前記複数本の誘電体バリア放電ランプは、それらのランプ長が光照射範囲の寸法に合わせて、異なる長さに選定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な装置構成により、均一な照度が得られ、かつ、種々の形状の照射対象範囲に対しても効率の良い紫外線を含む光の照射が可能な誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の光照射装置に用いられる誘電体バリア放電ランプの一例であるエキシマランプの構造を示す縦断面図である。
【００１５】
同図に示すように、エキシマランプ１０は、気密容器１、内部電極２、外部電極３および一対の導入線４−１、４−２から構成されている。
【００１６】
気密容器１は、紫外線透過性の材料からなり、細長い円筒状の中空部１ａおよびその両端に形成された封止部１ｂを備えている。封止部１ｂは、内部にモリブデン箔１ｂ１が埋設されたピンチシール構造となっている。
【００１７】
気密容器１の中空部１ａの内部には、エキシマ生成ガスが封入されている。
【００１８】
内部電極２は、連結部２ａ、多数の単位メッシュ部２ｂおよび両端直線部２ｃからなる。連結部２ａは、金属細線を巻回してなるコイルを主体として構成されている。単位メッシュ部２ｂは、連結部２ａに一定ピッチで多数配設したリング状部からなる。両端直線部２ｃは、連結部２ａの両端を引き伸ばして形成されている。
【００１９】
このような内部電極２は、約２ｋｇの張力を作用させた状態で、気密容器１の両端に形成された封止部１ｂ内のモリブデン箔１ｂ１の一端に両端直線部２ｃが溶接されている。内部電極２の連結部２ａは、所定の張力で気密容器１内に装架されている。
【００２０】
外部電極３は、気密容器１の外周面に金属線を一定のピッチで密接して巻回したコイル３ａからなっている。
【００２１】
一対の導入線４−１、４−２は、それらの一端部が気密容器１の両端に形成された封止部１ｂに埋設されたモリブデン箔１ｂ１に溶接され、他端が封止部１ｂから外部へ露出している。
【００２２】
図２は、本発明を上記エキシマランプを用いた紫外線照射装置に適用した実施形態を示す平面図である。異なるランプ長を有する複数本、例えば７本のエキシマランプ１１、１２、…、１７は、それぞれランプ長は異なるが、構造は実質的に図１に示したランプと同一の構造を備えている。これらのランプは、例えば破線で示すほぼ円形の照射対象範囲１８に対向してほぼ平行に配列されている。エキシマランプ１１、１２、…、１７はそれぞれエキシマ生成ガスを封入した細長い管状の気密容器１１−１、１２−１、…、１７−１内に、その中心軸方向に沿って延在する内部電極１１−２、１２−２、…、１７−２が設けられている。管状の気密容器１１−１、１２−１、…、１７−１の外周面には、それぞれ、外部電極１１−３、１２−３、…、１７−３が設けられている。
【００２３】
エキシマランプ１１、１２、…、１７は、それぞれ、紫外線の照射対象範囲１８の形状に対応した異なるランプ長を有している。図２においては、照射対象範囲１８はほぼ円形であるため、照射対象範囲１８の上端から中央部に向かってランプ長は徐々に長くなり、下端に向かって徐々に短くなる。なお、エキシマランプ１１、１２、…、１７は照射対象範囲１８に対して、その上方あるいは下方の少なくも一方に配置されている。
【００２４】
エキシマランプ１１、１２、…、１７は、それぞれの内部電極１１−２、１２−２、…、１７−２が直列に接続され、その両端に第１および第２のインバータ１９、２０が接続され、高周波パルスが供給される。すなわち、エキシマランプ１１の内部電極１１−２の第１の導入線（図１の４−１、以下同じ。）は第１のインバータ１９に接続され、この第１の導入線を介して高周波パルスがエキシマランプ１１に供給される。エキシマランプ１１の内部電極１１−２の第２の導入線（図１の４−２以下同じ。）は、隣接するエキシマランプ１２の内部電極１２−２の第２の導入線に接続される。また、エキシマランプ１２の内部電極１２−２の第１の導入線は、隣接するエキシマランプ１３の内部電極１３−２の第１の導入線に接続される。以下同様に、エキシマランプ１３、１４、…、１７の内部電極１３−２、１４−２、…、１７−２が相互に接続される。そして、エキシマランプ１７の内部電極１７−２の第２の導入線は、第２のインバータ２０に接続され、この第２の導入線を介して高周波パルスがエキシマランプ１１に供給される。
【００２５】
第１および第２のインバータ１９、２０は、ほぼ同一のパルス電圧をほぼ同一の周波数、同一の位相で発生し、この高圧側出力端をそれぞれエキシマランプ１１の内部電極１１−２の第１の導入線、エキシマランプ１７の内部電極１７−２の第２の導入線に供給する。第１および第２のインバータ１９、２０の低圧側出力端は、例えば接地され、図示しないが、例えばアルミブロックのような共通の接地導体を介してエキシマランプ１１、１２、…、１７の各外部電極１１−３、１２−３、…、１７−３に接続されている。すなわち、アルミブロックに形成された凹状の反射面内にエキシマランプ１１、１２、…、１７を収納し、各外部電極１１−３、１２−３、…、１７−３はこのアルミブロックに接続されている。
【００２６】
このように構成された紫外線照射装置においては、第１および第２のインバータ１９、２０から、駆動用の高周波パルスを、内部電極が直列接続されたエキシマランプ１１、１２、…、１７の内部電極の両端と外部電極間に供給することにより、エキシマランプ１１、１２、…、１７を同時に点灯駆動することができる。この場合、各エキシマランプ１１、１２、…、１７の内部電極の両端の導入線４−１、４−２間は、同電位であり、また、直列接続された内部電極の両端、すなわち、エキシマランプ１１の内部電極１１−２の第１の導入線（図１の４−１）とエキシマランプ１７の内部電極１１−２の第２の導入線（図１の４−２）との間には電位差がなく、それらの途中のどの位置においてもほぼ同電位に保持されるため、各エキシマランプ１１、１２、…、１７は均一な照度により点灯することができる。また、従来の並列給電の場合のように、エキシマランプ１１、１２、…、１７毎にインバータを設ける必要がないため、装置が小型化できるとともに、インバータ毎の特性の差に起因する照度のばらつきを防止することができる。さらにこの場合、異なるランプ長のエキシマランプ１１、１２、…、１７毎に異なる出力のインバータを設ける必要がなく、ランプ全体に要する電力のみ考慮すればよいため、インバータの設計も容易となる。
【００２７】
また、複数本のエキシマランプ１１、１２、…、１７を同時に点灯駆動するためのインバータは２個で済み、ランプの本数に比較して大幅に少なくできる。また、インバータを２個用いるため、エキシマランプ１１、１７の給電端である導入線４−１、４−２に流れる電流は１個の場合に比較して半減するため、これらの部分での温度上昇も半減することができる。
【００２８】
さらに、上記のように構成された紫外線照射装置においては、複数本のエキシマランプ１１、１２、…、１７はそれぞれランプ長が異なっていても、全体として１本のランプとして駆動点灯できるため、インバータの出力をランプ長に応じて調整する必要もなく、装置の構成を簡素化できる。したがって、複数本のエキシマランプ１１、１２、…、１７それぞれのランプ長を、所望の照射対象範囲にあわせることができる。したがって、紫外線照射を必要な範囲に限定することができ、効率的な照射が可能である。
【００２９】
なお、上記の実施形態においては、インバータを２個用いたが、いずれか１方のみでも動作させることができる。すなわち、１個のインバータを用いる場合、図示しないが、その高圧側出力を２分岐して、直列接続された内部電極の両端にそれぞれ供給すればよい。
【００３０】
また、本発明に使用するエキシマランプは、上記の実施形態に限られるものではなく、種々の形態の誘電体バリア放電ランプが使用できる。例えば、図２のエキシマランプ１０において、単位メッシュ部２ｂは、連結部２ａに一定ピッチで多数配設したリング状部から構成したが、連結部２ａを含めて内部電極全体をスパイラル状に構成したランプも使用可能である。また、誘電体バリア放電ランプの放電媒体としては、キセノン、クリプトンなどの希ガスあるいはこれらの混合ガス、あるいは、これらと水銀ガスとの混合ガス等、公知の媒体を用いることができる。
【００３１】
さらに、上記の実施形態においては、紫外線照射装置を例として説明したが、本発明はこれに限られることなく、紫外線以外の波長領域の光を照射する装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の光照射装置に用いられるエキシマランプの構造を示す縦断面図である。
【図２】図１のエキシマランプを用い、本発明を紫外線照射装置に適用した実施形態を示す概略平面図である。
【図３】従来の紫外線照射装置の構成を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…気密容器、２…内部電極、３…外部電極、４−１、４−２…導入線、１１、１２、…、１７…エキシマランプ、１１−２、１２−２、…、１７−２…内部電極、１８…照射対象範囲、１９…第１のインバータ、２０…第２のインバータ
【図１】
2006134705.tif 000003
【図２】
2006134705.tif 000004
【図３】
2006134705.tif 000005