(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に光照射口が開口する筺体と、当該筐体の内部において当該筐体の開口端面と平行に延びるよう互いに離間して配設されて当該筐体の内部空間を分割する、各々複数の開口を有する少なくとも２枚以上の開口板と、当該筐体の内部における前記光照射口側に位置される一方の空間内において並列に配列された複数の棒状の希ガス蛍光ランプと、当該筐体内部における他方の空間内に配設された、前記各々の希ガス蛍光ランプに対応する複数の電源回路部を含む給電手段と、冷却風が前記一方の空間から他方の空間に流通されるよう当該筐体の内部に冷却風を送出する送風手段とを有する光源ユニットを具えてなり、
前記各々の開口板における開口の位置は、前記希ガス蛍光ランプの点灯時において、前記一方の空間に対面する一の開口板における開口を通過する光が、他の開口板の開口を通過して前記電源回路部に当たらない状態となるよう設定されていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記筐体の内部空間が互いに離間する２枚の開口板によって区画されて、前記希ガス蛍光ランプが配設される一方の空間および前記電源回路部が配設される他方の空間が形成されており、
前記２枚の開口板のうちの一方の開口板を、他方の開口板と一定間隔で離間した状態とする第１の位置と、他方の開口板と対接された状態とする第２の位置との間で、当該一方の開口板に垂直な方向に駆動する開口板駆動手段が更に設けられており、
当該開口板駆動手段は、前記一方の開口板を前記第２の位置に移動させることにより前記他方の開口板における開口の各々を当該一方の開口板によって遮蔽させて前記筐体の内部における一方の空間および他方の空間を空間的に隔離することを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記筐体の内部空間が互いに離間する２枚の開口板および一方の開口板に対接された状態で配置された補助開口板によって区画されて、前記希ガス蛍光ランプが配設される一方の空間および前記電源回路部が配設される他方の空間が形成されており、
前記補助開口板は、前記一方の開口板における複数の開口の形成パターンと同一の形成パターンで複数の開口が形成されてなり、
当該補助開口板を、当該補助開口板が配置される平面内において、当該補助開口板における各々の開口が前記一方の開口板における各々の開口と一致した状態とされる第１の位置と、前記一方の開口板における開口の各々が当該補助開口板によって遮蔽される第２の位置との間で、移動させる補助開口板駆動手段が更に設けられており、
当該補助開口板駆動手段は、前記補助開口板を前記第２の位置に移動させることにより前記筐体の内部における一方の空間および他方の空間を空間的に隔離することを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記筐体には、前記他方の空間と当該筐体の外部空間とを空間的に接続する冷却風流通用開口が形成されており、
当該筐体の内部には、当該冷却風流通用開口を開放する開位置と、当該冷却風流通用開口を遮蔽する閉位置との間で駆動可能とされたシャッターが更に設けられており、当該シャッターは、前記一方の空間と前記他方の空間とが空間的に隔離された状態において、前記開位置に移動されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記希ガス蛍光ランプの各々は、内部に放電空間が形成されたガラス管を具え、当該ガラス管の内表面に蛍光体層が設けられると共に当該蛍光体層が形成されていないことにより前記ガラス管の管軸に沿って延びるアパーチャが形成されており、当該アパーチャが前記筐体における光照射口方向を向く姿勢で配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
前記筐体における一方の空間内において、当該筐体の開口端面に対する離間距離が互いに異なる当該開口端面に平行な複数のランプ配置面の各々に、複数の希ガス蛍光ランプが当該複数の希ガス蛍光ランプの管軸が互いに平行に延びるよう等間隔毎に並設されており、一のランプ配置面に並ぶ希ガス蛍光ランプの各々は、他のランプ配置面に並ぶ希ガス蛍光ランプの各々に対して、管軸が希ガス蛍光ランプの並ぶ方向に相対的に変位した状態とされていることを特徴とする請求項５に記載の紫外線照射装置。
【請求項７】
希ガス蛍光ランプの各々は、前記ガラス管と、当該ガラス管が内部に配置された透光性を有する直管状の外管と、当該外管の両端開口の各々を塞ぐ蓋部材とにより構成された二重管構造を有するものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の紫外線照射装置。
【請求項８】
少なくとも１枚の開口板にヒータが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項９】
前記電源回路部は、前記筐体の光照射口と対向する壁に設けられた給電ポートを介して電源に電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項１０】
複数台の前記光源ユニットと、当該光源ユニットの各々に対応する複数の電源とを具えており、
前記光源ユニットの各々は、前記筐体における開口端面が同一の平面内に位置されると共に前記希ガス蛍光ランプの管軸が互いに平行に延びる姿勢で、縦横に並んで配置されていることを特徴とする請求項９に記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数の棒状の希ガス蛍光ランプを具えた紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線照射は、被照射物（以下、ワークともいう。）の表面改質、露光、成形、硬化、接着および洗浄などの光照射処理プロセスや、光照射試験等の様々な分野で使用されており、ワークに対する光照射処理プロセスによっては、今後、ワークの光照射面における紫外線の放射強度の更なる高出力化が求められる。また、紫外線照射装置における紫外線光源（例えば紫外線ランプ）の更なる長寿命化も求められる。
【０００３】
光照射処理プロセスとしては、例えば太陽電池モジュールへの紫外線照射処理プロセスなどが挙げられる。現在、太陽電池市場においては、太陽電池モジュールの長寿命化が要請されている。太陽電池モジュールの寿命には、例えば、Ｐ型半導体、Ｎ型半導体、電極からなる太陽電池セルをパネル内に封止する封止剤や、太陽電池セルや封止材を保護する保護シート（バックシート）等の有機材料の紫外線照射による劣化が影響を及ぼすことが知られており、太陽電池モジュールの寿命試験方法としては、太陽電池モジュールに対する紫外線照射試験が採用されている。このような紫外線照射試験としては、自然太陽光の紫外線照射量を考慮した擬似太陽光源（ランプ）を用いて光照射する方法が一般的である。
【０００４】
近年、太陽電池モジュールの寿命試験に要する時間の短縮化を実現するため、太陽電池モジュールの寿命加速試験方法の検討が進められている。具体的には、ワークである太陽電池モジュールの表面上の紫外線照度が、太陽光が照射される場合の紫外線照度より大きくなるよう、ワークの表面に紫外線を照射することが検討されており、このような要請に対応した、より高い照度でワークの光照射面に紫外線を照射することが可能な紫外線照射装置が望まれている。
【０００５】
紫外線を放出する紫外線光源としては、一般的に、キセノンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプなどの放電ランプが知られており、例えば太陽電池モジュールの寿命試験に用いられる擬似太陽光源としての紫外線光源としては、ショートアークキセノンランプやメタルハライドランプが用いられている。
【０００６】
このようなショートアークキセノンランプやメタルハライドランプを具えた紫外線照射装置によれば、一本あるいは少数本の放電ランプで、ワーク（例えば太陽電池モジュール）上にて比較的高い紫外線放射照度を得ることが可能となる。しかしながら、これらの放電ランプのランプ寿命は、例えば１５００時間〜２０００時間程度であり、太陽電池モジュールを長時間試験する際には、放電ランプの交換を頻繁に行う必要があるという問題がある。
【０００７】
このような問題に対して、ショートアークキセノンランプやメタルハライドランプなどに比して比較的長寿命である、例えば液晶表示装置の液晶パネルのバックライトとして使用される希ガス蛍光ランプを採用することが考えられ、このような希ガス蛍光ランプによれば、太陽電池モジュールを長時間試験する場合であっても、ランプの交換頻度が低くなることが期待される。
【０００８】
図１は、希ガス蛍光ランプがバックライト用光源として採用された液晶パネルの一構成例を概略的に示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
この液晶パネル２３のバックライト用光源は、複数本の棒状の希ガス蛍光ランプ１０が、一方が開口するランプハウス２０内において、互いに管軸が同一平面内に位置されて平行に延びる状態で並んで配置されて構成されている。各々の希ガス蛍光ランプ１０は、両端が封止されて内部に放電空間Ｓが形成された直管状のガラス管１１を具えている。このガラス管１１の外周面には、各々帯状の一対の外部電極１２が誘電体であるガラス管１１と当該ガラス管１１内の放電空間Ｓとが介在された状態で対向して配設されている。また、ガラス管１１の内周面には蛍光体層１３が設けられており、ガラス管１１の内部には、例えばキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスが封入されている。
各々の希ガス蛍光ランプ１０は、図示を省略した給電手段によって、一対の外部電極１２に高周波電圧が印加されることにより外部電極１２間に誘電体を介在させた誘電体バリア放電（以下、希ガス放電ともいう。）が放電空間Ｓ内で形成され、この希ガス放電により発生する紫外光（ガラス管１１内に封入された希ガスがキセノンガスである場合には、波長１７２ｎｍの紫外光）が蛍光体層１３に照射され、所定の波長の紫外線を含む光が放射される。そして、希ガス蛍光ランプ１０からの光は、直接的に、あるいは、ランプハウス２０の内面に設けられた拡散反射鏡２０Ａによって反射されてランプハウス２０の開口を覆うよう設けられた拡散部材２１に入射され、この拡散部材２１によって、拡散光として液晶パネル２３に照射される。
【０００９】
希ガス蛍光ランプの寿命は、約１００００時間以上であるので、上述したように、ショートアークキセノンランプやメタルハライドランプの寿命より圧倒的に長い。
従って、希ガス蛍光ランプを紫外線照射光源として用い、太陽電池モジュールの長期寿命試験のようなワークへの紫外線照射を長時間の間にわたって行う場合には、希ガス蛍光ランプのランプ交換頻度は、ショートアークキセノンランプやメタルハライドランプを使用する場合の交換頻度より低くなる。従って、このような紫外線照射条件の場合、ランプ寿命の観点においては、希ガス蛍光ランプは実用的な紫外線照射光源であるといえる。
【００１０】
しかしながら、希ガス蛍光ランプから放出される紫外線を含む光の強度は小さいため、紫外線照射光源として、ショートアークキセノンランプやメタルハライドランプに替えて希ガス蛍光ランプを使用する場合、ショートアークキセノンランプやメタルハライドランプを紫外線照射光源として使用する場合と比較してワーク上の紫外線照度が低いという問題がある。
【００１１】
このようなワーク上の紫外線照度が低いという問題への対応策としては、例えば、特許文献１に記載の希ガス蛍光ランプのように、外部電極に透光部を設け、当該透光部を通過する光を反射鏡により反射させて特定の光照射領域に照射させて、希ガス蛍光ランプから放出される光の利用効率を増加させることが考えられる。図２に特許文献１に記載の技術を利用して構成した紫外線照射光源の一例を示す。この紫外線照射光源においては、ランプハウス２０内における光照射方向に対して希ガス蛍光ランプ１０の背面側の位置に、凹面状の反射面２６Ａを有する反射鏡２６が各々の希ガス蛍光ランプ１０のそれぞれに設けられている。このような構成を採ることにより、希ガス蛍光ランプ１０がチャンバ２５内に配置されるワークＷと対面する側と反対側に放出される光も効率よくワークに照射されるので、ワークＷ上の照度を増加させることが可能となる。
【００１２】
しかしながら、図２に示す紫外線照射光源は、比較的狭い照射領域に光を効率的に照射するように構成されているので、ワークＷ上の希ガス蛍光ランプ１０の直下付近のみで照度が高くなり、ワークＷの光照射面において照度ムラが発生するという不具合が発生する。
【００１３】
このような不具合を克服するために、図３に示すように、各々希ガス放電を励起光とする複数本の外部電極型の希ガス蛍光ランプ１０を互いに管軸が同一平面内に位置された状態で並列に配列し、各希ガス蛍光ランプ１０間の間隔を小さくして実装密度を上げて構成を採用することが考えられる。このように構成することにより、希ガス蛍光ランプ１０の本数が多くなるので、個々の希ガス蛍光ランプ１０自体から放出される紫外線の強度は小さくてもワークＷの照射面全体の照度を増大させることが可能となり、更には、ワークＷの光照射面における照度ムラも比較的小さくすることが可能となる。
【００１４】
先に述べたように、希ガス蛍光ランプ１０における一対の外部電極１２には、高周波電圧が給電手段によって印加される。給電手段は、例えば、直流電源と、直流電源と電気的に接続されたインバータ回路と、インバータ回路と電気的に接続された昇圧トランスとからなり、直流電源から出力される直流電圧は、インバータ回路によって高周波交流電圧等の高周波電圧に変換された後、昇圧トランスによって昇圧されて希ガス蛍光ランプ１０における一対の外部電極１２に印加される。
ここで、インバータ回路を構成する回路基板や昇圧トランスといった電気部品は、インバータ基板上に装着されることが一般的である。そして、電気エネルギーの送電損失を小さくするために、インバータ基板は希ガス蛍光ランプの比較的近くに設置される。すなわち、希ガス蛍光ランプおよびインバータ基板は、同一の光源ユニット（筐体）内に配置されることが多い。
【００１５】
一方、上記したように、希ガス蛍光ランプの実装密度を上げて紫外線照射光源を構成した場合には、隣接するランプ同士の輻射熱により希ガス蛍光ランプ自体が高温になるので、例えば冷却風を送出するなどして希ガス蛍光ランプおよび当該希ガス蛍光ランプに対する給電手段の冷却が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平０９−３２５７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
而して、希ガス蛍光ランプの実装密度を上げて紫外線照射光源を構成する場合には、例えば、複数の希ガス蛍光ランプと各々の希ガス蛍光ランプに対応するインバータ基板を含む給電手段とを同一の筐体内に収容し、共通の送風手段よりの冷却風によって各々の希ガス蛍光ランプと給電手段とを冷却する構成とすることが考えられるが、このような構成とすると、希ガス蛍光ランプから放射される紫外線の影響によってインバータ基板等が劣化するという問題がある。一方、希ガス蛍光ランプから放射される紫外線が当たらないよう例えばインバータ基板を区画された空間内に収容し、当該空間の内部空間が冷却風流通用開口を介して希ガス蛍光ランプが配置される空間と空間的に連続するよう構成した場合には、希ガス蛍光ランプの冷却が不十分となるおそれがあり、希ガス蛍光ランプの冷却を考慮してインバータ基板が収容される空間を形成しようとすると、光源ユニット自体の構造が複雑化するという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであって、その目的は、希ガス蛍光ランプと電源回路部を高密度実装した構成のものにおいて、比較的コンパクトでありながら希ガス蛍光ランプを十分にかつ全体を均一に冷却することができ、給電手段が希ガス蛍光ランプから放出される紫外線を含む光や、ワークが設置される空間雰囲気の影響を受けない紫外線照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の紫外線照射装置は、一方に光照射口が開口する筺体と、当該筐体の内部において当該筐体の開口端面と平行に延びるよう互いに離間して配設されて当該筐体の内部空間を分割する、各々複数の開口を有する少なくとも２枚以上の開口板と、当該筐体の内部における前記光照射口側に位置される一方の空間内において並列に配列された複数の棒状の希ガス蛍光ランプと、当該筐体内部における他方の空間内に配設された、前記各々の希ガス蛍光ランプに対応する複数の電源回路部を含む給電手段と、冷却風が前記一方の空間から他方の空間に流通されるよう当該筐体の内部に冷却風を送出する送風手段とを有する光源ユニットを具えてなり、
前記各々の開口板における開口の位置は、前記希ガス蛍光ランプの点灯時において、前記一方の空間に対面する一の開口板における開口を通過する光が、他の開口板の開口を通過して前記電源回路部に当たらない状態となるよう設定されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の紫外線照射装置においては、前記筐体の内部空間が互いに離間する２枚の開口板によって区画されて、前記希ガス蛍光ランプが配設される一方の空間および前記電源回路部が配設される他方の空間が形成されており、
前記２枚の開口板のうちの一方の開口板を、他方の開口板と一定間隔で離間した状態とする第１の位置と、他方の開口板と対接された状態とする第２の位置との間で、当該一方の開口板に垂直な方向に駆動する開口板駆動手段が更に設けられており、
当該開口板駆動手段は、前記一方の開口板を前記第２の位置に移動させることにより前記他方の開口板における開口の各々を当該一方の開口板によって遮蔽させて前記筐体の内部における一方の空間および他方の空間を空間的に隔離する構成とされていることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の紫外線照射装置においては、前記筐体の内部空間が互いに離間する２枚の開口板および一方の開口板に対接された状態で配置された補助開口板によって区画されて、前記希ガス蛍光ランプが配設される一方の空間および前記電源回路部が配設される他方の空間が形成されており、
前記補助開口板は、前記一方の開口板における複数の開口の形成パターンと同一の形成パターンで複数の開口が形成されてなり、
当該補助開口板を、当該補助開口板が配置される平面内において、当該補助開口板における各々の開口が前記一方の開口板における各々の開口と一致した状態とされる第１の位置と、前記一方の開口板における開口の各々が当該補助開口板によって遮蔽される第２の位置との間で、移動させる補助開口板駆動手段が更に設けられており、
当該補助開口板駆動手段は、前記補助開口板を前記第２の位置に移動させることにより前記筐体の内部における一方の空間および他方の空間を空間的に隔離する構成とされていることが好ましい。
【００２２】
さらにまた、本発明の紫外線照射装置においては、前記筐体には、前記他方の空間と当該筐体の外部空間とを空間的に接続する冷却風流通用開口が形成されており、
当該筐体の内部には、当該冷却風流通用開口を開放する開位置と、当該冷却風流通用開口を遮蔽する閉位置との間で駆動可能とされたシャッターが更に設けられており、当該シャッターは、前記一方の空間と前記他方の空間とが空間的に隔離された状態において、前記開位置に移動される構成とされていることが好ましい。
【００２３】
さらにまた、本発明の紫外線照射装置においては、前記希ガス蛍光ランプの各々は、内部に放電空間が形成されたガラス管を具え、当該ガラス管の内表面に蛍光体層が設けられると共に当該蛍光体層が形成されていないことにより前記ガラス管の管軸に沿って延びるアパーチャが形成されており、当該アパーチャが前記筐体における光照射口方向を向く姿勢で配置された構成とされていることが好ましい。
【００２４】
さらにまた、本発明の紫外線照射装置においては、前記筐体における一方の空間内において、当該筐体の開口端面に対する離間距離が互いに異なる当該開口端面に平行な複数のランプ配置面の各々に、複数の希ガス蛍光ランプが当該複数の希ガス蛍光ランプの管軸が互いに平行に延びるよう等間隔毎に並設されており、一のランプ配置面に並ぶ希ガス蛍光ランプの各々は、他のランプ配置面に並ぶ希ガス蛍光ランプの各々に対して、管軸が希ガス蛍光ランプの並ぶ方向に相対的に変位した状態とされた構成とされていることが好ましい。
【００２５】
さらにまた、本発明の紫外線照射装置においては、希ガス蛍光ランプの各々は、前記ガラス管と、当該ガラス管が内部に配置された透光性を有する直管状の外管と、当該外管の両端開口の各々を塞ぐ蓋部材とにより構成された二重管構造を有するものであることが好ましい。
【００２６】
さらにまた、本発明の紫外線照射装置においては、少なくとも１枚の開口板にヒータが設けられた構成とされていることが好ましい。
【００２７】
さらにまた、本発明の紫外線照射装置においては、前記電源回路部は、前記筐体の光照射口と対向する壁に設けられた給電ポートを介して電源に電気的に接続される構成とすることができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の紫外線照射装置においては、複数台の前記光源ユニットと、当該光源ユニットの各々に対応する複数の電源とを具えており、
前記光源ユニットの各々は、前記筐体における開口端面が同一の平面内に位置されると共に前記希ガス蛍光ランプの管軸が互いに平行に延びる姿勢で、縦横に並んで配置された構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の紫外線照射装置によれば、筐体の内部空間が少なくとも２枚以上の開口板によって区画されて希ガス蛍光ランプが配設される一方の空間と電源回路部が配設される他方の空間とが形成され、複数の希ガス蛍光ランプおよび当該希ガス蛍光ランプに対応する複数の電源回路部が共通の送風手段から送出される冷却風によって冷却される構成とされていることにより、他方の空間を一方の空間と完全に隔離することなしに、希ガス蛍光ランプからの光が直接的に照射されることが防止された構造とされているので、他方の空間内を冷却風が流通されることによる圧力損失の程度を低減することができ、従って、希ガス蛍光ランプの実装密度を比較的大きくした場合であっても、各々の希ガス蛍光ランプを十分にかつ比較的均一に冷却することが可能となり、しかも、一方の空間側に位置される一の開口板の開口を通過する、各々の希ガス蛍光ランプから放出される紫外線を含む光は、他の開口板によって遮光されて他方の空間内の電源回路部等に到達することが防止されるので、当該電源回路部が紫外線の影響で劣化するという不具合が生ずることを確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】希ガス蛍光ランプがバックライト用光源として採用された液晶パネルの一構成例を概略的に示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図２】希ガス蛍光ランプを用いた紫外線照射光源の一例における構成の概略を、希ガス蛍光ランプの配列方向における照度分布と共に示す説明図である。
【図３】希ガス蛍光ランプを用いた紫外線照射光源の他の例における構成の概略を、希ガス蛍光ランプの配列方向における照度分布と共に示す説明図である。
【図４−Ａ】本発明に係る紫外線照射装置の一例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図４−Ｂ】図４−ＡのＡ−Ａ線における部分断面図である。
【図５】本発明の紫外線照射装置における給電手段の一例における構成の概略を示すブロック図である。
【図６】図４−Ａに示す紫外線照射装置における冷却風の流れを示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図７】図４−Ａに示す紫外線照射装置における希ガス蛍光ランプからインバータ収容空間側に放射される光、および、希ガス蛍光ランプから放射された光がワークによって反射された反射光の光線追跡線を概略的に示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図８】本発明に係る紫外線照射装置の他の例における構成の概略を一部を拡大して示す、（ａ）が上部開口板と下部開口板とが離間した状態（シャッター閉状態）、（ｂ）が上部開口板と下部開口板とが接触した状態（シャッター開状態）をそれぞれ示す断面図である。
【図９】図８に示す紫外線照射装置において、上部開口板と下部開口板とが接触された状態を冷却風の流れと共に示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図１０】本発明に係る紫外線照射装置の他の例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図１１】図１０に示す紫外線照射装置において、（ａ）インバータ基板収容空間とランプ収容空間とが空間的に接続された状態、（ｂ）インバータ基板収容空間とランプ収容空間とが空間的に独立して分割された状態をそれぞれ示す断面図である。
【図１２】アパーチャを有する希ガス蛍光ランプが用いられた紫外線照射装置の構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図１３】本発明に係る紫外線照射装置のさらに他の例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図１４−Ａ】本発明に係る紫外線照射装置のさらに他の例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に沿った断面図である。
【図１４−Ｂ】図１４−ＡのＡ−Ａ線における拡大断面図である。
【図１４−Ｃ】図１４−ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１５−Ａ】本発明に係る紫外線照射装置のさらに他の例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
【図１５−Ｂ】図１５−ＡにおけるＢ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図４−Ａは、本発明に係る紫外線照射装置の一例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図、図４−Ｂは、図４−ＡのＡ−Ａ線における部分断面図である。
この例における紫外線照射装置は、一方（図４−Ａにおいて下方）に光照射口５１Ａが開口する略直方体の箱型形状の筐体５１と、この筐体５１の内部における光照射口５１Ａ側の領域において、管軸が光照射口５１Ａの開口端面と平行な同一平面内に位置されると共に互いに平行に延びる状態で並列に配置された複数本の棒状の希ガス蛍光ランプ１０と、各々の希ガス蛍光ランプ１０に電力を供給する給電手段４０と、筐体５１の内部に冷却風を供給する送風手段とを有する光源ユニット５０を具えている。
【００３２】
この例における希ガス蛍光ランプ１０は、図１に示すものと同様の構成とされており、両端が封止されて内部に放電空間Ｓが形成された直管状のガラス管１１を具えている。このガラス管１１の外周面には、各々帯状の一対の外部電極１２が誘電体であるガラス管１１と当該ガラス管１１内の放電空間Ｓとが介在された状態で対向して配設されている。また、ガラス管１１の内周面には蛍光体層１３が設けられており、ガラス管１１の内部には、例えばキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスが封入されている（図５参照。）。
蛍光体層１３を構成する蛍光体物質としては、例えば、Ｃｅ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ，Ｌａ−Ｃｅ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏなどを例示することができる。
【００３３】
希ガス蛍光ランプ１０の本数は、ワークのサイズ、ワークの光照射面での放射照度に応じて適宜定められる。例えば、ワークが太陽電池モジュールであって、光照射面の放射照度が３〜５Ｓｕｎ（１Ｓｕｎは１００ｍＷ／ｃｍ2 ）で太陽電池モジュールの寿命試験を行う場合には、インバータ入力４０Ｗの希ガス蛍光ランプが１０〜３３本用いられる。
【００３４】
給電手段４０は、図５に示すように、例えば、直流電源４５と、この直流電源４５と電気的に接続されたインバータ回路４６と、このインバータ回路４６に電気的に接続された昇圧トランス４７とにより構成される。直流電源４５から出力される直流電圧は、インバータ回路４６によって高周波交流電圧等の高周波電圧に変換された後、昇圧トランス４７によって昇圧されて希ガス蛍光ランプ１０の一対の外部電極１２に印加される。
【００３５】
インバータ回路４６を構成する回路基板や、昇圧トランス４７といった電気部品が装着されたインバータ基板４１は、希ガス蛍光ランプ１０の各々に対応する複数のものが光源ユニット５０の筐体５１の内部に配置される。この理由は、できるだけインバータ基板４１を希ガス蛍光ランプ１０の比較的近くに設置することにより、電気エネルギーの送電損失の低減を図るためである。
具体的には、図４−Ａおよび図４−Ｂに示すように、インバータ基板４１は、平板状の支持板４２に取り付けられ、この支持板４２は、光源ユニット５０の筐体５１の内部において、希ガス蛍光ランプ１０のランプ配置面に垂直に延びる姿勢で、支持板保持手段４３によって保持される。この例においては、筐体５１を構成する、希ガス蛍光ランプ１０の管軸に沿って延びる一対の側壁５２Ａ側の領域の各々にそれぞれ２つの支持板４２が互いに平行に延びるよう所定の間隔で設けられており、各々の支持板４２に複数のインバータ基板４１が設けられる。
また、インバータ基板４１上の電気部品と直流電源４５とは、筐体５１を構成する上壁５３に設けられた給電ポート４４を介して電気的に接続される。
【００３６】
上記したように、例えばワークが太陽電池モジュールであって光照射面の放射照度が３〜５Ｓｕｎ（１Ｓｕｎは１００ｍＷ／ｃｍ2 ）での太陽電池モジュールの寿命試験に対応するため、希ガス蛍光ランプ１０の実装密度を比較的大きくした場合には、隣接する希ガス蛍光ランプ１０同士の輻射熱によるランプ自体の高温化を招き、希ガス蛍光ランプ１０の発光効率が低下するなどの不具合が発生する。このような不具合を抑制するため、この例における紫外線照射装置においては、光源ユニット５０に、送風手段６０を設け、当該送風手段６０から希ガス蛍光ランプ１０の各々に対して冷却風が送出される構成とされている。
【００３７】
送風手段は、例えば軸流ファン、クロスフローファン等から構成され、光源ユニット５０の筐体５１における上壁５３に取り付けられる。この例においては、送風手段が複数の軸流ファン６０により構成されており、上壁５３における各々の軸流ファン６０に対応する位置に設けられた開口５３Ａより空気を取り入れ、下方に向けて空気を冷却風として送出する。
【００３８】
この例における紫外線光源装置は、図６に示すように、インバータ基板４１、希ガス蛍光ランプ１０およびワークＷを共通の送風手段からの冷却風（白抜きの矢印で示す。）によって冷却する構造となっている。これにより、例えば、筐体５１の内部においてインバータ基板４１と希ガス蛍光ランプ１０とが空間的に分離された構成とされ、各々の希ガス蛍光ランプ１０およびインバータ基板４１に対して冷却風を送出するための別個の送風手段が設けられた構造のものと比べると、冷却風が流通される風路空間における圧力損失を小さくすることができるので、希ガス蛍光ランプ１０の実装密度を比較的大きくした場合であっても、各々の希ガス蛍光ランプ１０を十分にかつ比較的均一に冷却することが可能となる。よって、希ガス蛍光ランプ１０自体の寿命も短くならず、またワークＷの温度不均一化といった不具合が生ずることも抑制することができる。
【００３９】
而して、本実施例の紫外線光源装置は、光源ユニット５０の筐体５１の内部空間を、各々複数の開口を有する複数枚の開口板によって、インバータ基板４１が収容される空間であるインバータ基板収容空間Ｓ２と、希ガス蛍光ランプが収容される空間であるランプ収容空間Ｓ１とに分割された構成とされている。具体的には、図４−Ａおよび図４−Ｂに示すように、ランプ配置面に垂直な方向（図４−Ａにおいて上下方向）に一定間隔で離間した位置において互いに平行に配置された第１の開口板（以下、「上部開口板」という。）５５および第２の開口板（以下、「下部開口板」という。）５６の２枚の開口板によって筐体５１の内部空間が区画されてインバータ基板収容空間Ｓ２とランプ収容空間Ｓ１とが形成されている。
ここで、上部開口板５５に設けられた複数の開口５５Ａは、ランプ点灯時に下部開口板５６に設けられた開口５６Ａを通過して上部開口板５５へ到達する通過光が、当該上部開口板５５に設けられたいずれの開口５５Ａも通過せず、インバータ基板４１等に当たらないよう（上部開口板５５により遮光されるよう）形成されている。
【００４０】
光源ユニット５０を構成する筐体５１の内部における、各々のインバータ基板４１より上方領域に備えられた送風手段である軸流ファン６０の各々から送出される冷却風は、図６に示すように、インバータ基板収容空間Ｓ２を流過して各々のインバータ基板４１を冷却して上部開口板５５に衝突する。上部開口板５５に衝突した冷却風は、上部開口板５５に設けられた複数の開口５５Ａを介して下部開口板５６側へ供給される。このとき、上部開口板５５に設けられる複数の開口５５Ａの位置を略均一に分布させることにより、上部開口板５５の開口５５Ａの各々を通過する冷却風は略均一な風量分布の状態で下部開口板５６側へと供給される。更に、下部開口板５６に設けられた複数の開口５６Ａの位置を略均一に分布させることにより、上部開口板５５の複数の開口５５Ａの各々から送出される冷却風は、下部開口板５６に設けられた複数の開口５６Ａの各々を介して、各々の希ガス蛍光ランプ１０に対して略均一な風量分布で供給されて各々の希ガス蛍光ランプ１０を冷却し、その後、ワークＷの表面に供給されてワークＷを冷却する。
【００４１】
一方、図７に示すように、ランプ収容空間Ｓ１に収容されている各々の希ガス蛍光ランプ１０から放出される光のうち、下部開口板５６側に進行する光の一部は当該下部開口板５６に設けられた複数の開口５６Ａの各々を介して、上部開口板５５側へと進行する。しかしながら、上記したように、上部開口板５５の開口５５Ａの位置は、ランプ点灯時に下部開口板５６を通過して上部開口板５５へ到達する通過光が当該上部開口板５５に設けられた複数の開口５５Ａのいずれも通過せず、上部開口板５５により遮光されるように設定されているので、上部開口板５５側に進行した光が、インバータ基板４１に当たることが防止される。
【００４２】
以上のように、上記構成の紫外線照射装置によれば、上部開口板５５および下部開口板５６の２枚の開口板によって筐体５１の内部空間が区画されてインバータ基板収容空間Ｓ２とランプ収容空間Ｓ１とが形成され、複数の希ガス蛍光ランプ１０および当該希ガス蛍光ランプに対応する複数のインバータ基板４１が共通の送風手段から送出される冷却風によって冷却される構成とされていることにより、インバータ基板収容空間Ｓ２をランプ収容空間Ｓ１と完全に隔離することなしに、希ガス蛍光ランプ１０からの光が直接的に照射されることが防止された構造とされているので、インバータ基板収容空間Ｓ２での圧力損失を小さくできる。よって、希ガス蛍光ランプ１０の実装密度を比較的大きくすることに伴って隣接する希ガス蛍光ランプ１０間の空間における圧力損失が大きくなっても、各々の希ガス蛍光ランプ１０を十分にかつ比較的均一に冷却することが可能となり、従って、希ガス蛍光ランプ１０自体に所期の寿命が得られ、例えば太陽電池モジュールの長期寿命試験のようなワークＷへの紫外線照射を長時間の間にわたって行う場合などにおいては、希ガス蛍光ランプ１０のランプ交換頻度を低くすることができる。また、希ガス蛍光ランプ１０とインバータ基板４１との距離をより近づける事が可能となり、給電手段４０から希ガス蛍光ランプ１０への電気エネルギーの送電損失の更なる低減を図ることが可能となる。
【００４３】
また、上部開口板５５および下部開口板５６のそれぞれに設けられる複数の開口５５Ａ，５６Ａの位置を略均一に分布させた構成とされることにより、２枚の開口板により分流される冷却風が、各々の希ガス蛍光ランプ１０に対して略均一な風量分布（流速分布）で供給されて希ガス蛍光ランプ１０が全体的に冷却され、更に、熱交換により希ガス蛍光ランプ１０を冷却した冷却風が、例えば大面積のワークＷの光照射面に対して当該光照射面と略垂直な方向から吹き付けられるので、当該ワークＷの表面の温度分布のばらつきを低減するように当該ワークＷを冷却することが可能となり、この状態で、ワークＷに対する光照射が可能となる。
【００４４】
また、上部開口板５５に設けられた開口５５Ａの位置は、ランプ点灯時に下部開口板５６に設けられた開口５６Ａを通過して上部開口板５５へ到達する通過光が上部開口板５５に設けられた複数の開口５５Ａのいずれをも通過せず、上記通過光が上部開口板５５により遮光されるように設定されているので、各々の希ガス蛍光ランプ１０から放出される紫外線を含む光は上部開口板５５により遮光され、当該紫外線を含む光がインバータ基板収容空間Ｓ２内のインバータ基板４１等に到達することが確実に防止され、当該インバータ基板４１が紫外線の影響で劣化するという不具合が生じることを回避することができる。
【００４５】
また、各々の希ガス蛍光ランプ１０からワークＷに照射された紫外線を含む光の一部がワークＷの光照射面により反射されて下部開口板５６の開口５６Ａを通過したとしても、このワークＷからの反射光も上部開口板５５によって遮光することができるといった効果を得ることもできる。
【００４６】
なお、ランプ収容空間Ｓ１を区画する下部開口板５６のランプ側表面、筐体５１を構成する希ガス蛍光ランプ１０の管軸に沿って延びる一対の側壁５２Ａ、希ガス蛍光ランプ１０の管軸に垂直に延びる一対の側壁５２Ｂの表面であって下部開口板５６から光照射口５１Ａ側（下側）に位置する表面は、希ガス蛍光ランプ１０から放出される紫外線を含む光を反射するような表面であることが望ましい。ランプ収容空間Ｓ１を区画する内壁表面をこのような特性を有する表面にすることにより、希ガス蛍光ランプ１０から直接的にワークＷへ照射されない光の少なくとも一部が当該表面にて反射されてワークＷに照射される。すなわち、ワークＷに対する光照射において、希ガス蛍光ランプ１０から放出される紫外線を含む光の利用効率が向上する。
【００４７】
また、上記した例では、上部開口板５５と下部開口板５６の２枚の開口板により、インバータ基板収容空間Ｓ２とランプ収容空間Ｓ１とが分割されているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、３枚以上の開口板により、両空間を分割してもよい。
すなわち、インバータ基板収容空間Ｓ２とランプ収容空間Ｓ１とは、少なくとも２枚以上の開口板により分割される。そして、少なくとも２枚以上の開口板のうち、インバータ基板収容空間Ｓ２に対面する開口板に設けられた開口の位置は、ランプ点灯時にランプ収容空間Ｓ１に対面する開口板を通過してインバータ基板収容空間Ｓ２に対面する開口板へ到達する通過光が当該インバータ基板収容空間Ｓ２に対面する開口板に設けられた開口を通過せず、上記通過光がインバータ基板収容空間Ｓ２に対面する開口板により遮光されるように設定される。
【００４８】
本発明に係る紫外線光源装置においては、上部開口板５５と下部開口板５６の２枚の開口板により、インバータ基板収容空間Ｓ２とランプ収容空間Ｓ１とが分割された構成のものにおいて、上部開口板５５および下部開口板５６が互いに接触するように一方が他方に対して相対的に駆動可能とされた構成とされていること好ましい。
【００４９】
図８は、開口板の駆動機構の一例における構成の概略を示す断面図である。
この例においては、図８（ａ）に示すように、下部開口板５６は、その両端面（希ガス蛍光ランプ１０と対面する側の面に垂直な面）が光源ユニット５０の筐体５１における希ガス蛍光ランプ１０の管軸に沿って延びる一対の側壁５２Ａに固定されており（図８（ａ）において一点鎖線で囲まれた領域）、一方、上部開口板５５は、筐体５１における側壁５２Ａ，５２Ｂに対して固定されず、分離している。
【００５０】
上部開口板５５の駆動は、例えばソレノイドアクチュエータ６５からなる開口板駆動手段により行われる。図８（ａ）に示すように、ソレノイドアクチュエータ６５の本体６６は上部開口板５５のインバータ基板収容空間Ｓ２側の表面上に固定される。ここで、ソレノイドアクチュエータ６５の駆動部分であるシリンダ６７は、上部開口板５５に設けられたシリンダ用開口５５Ｂを貫通して下部開口板５６側に突出して、先端部が下部開口板５６と接続、固定される。すなわち、シリンダ６７は上部開口板５５とは独立に駆動可能となっている。ここに、ソレノイドアクチュエータ６５は、例えば、上部開口板５５の四隅の位置、および、上部開口板５５の、希ガス蛍光ランプ１０の管軸方向における両端縁部の中央位置の６箇所に設けられており（図１４−Ｃ参照。）、すべてのソレノイドアクチュエータ６５が互いに同期がとられた状態で動作される。
【００５１】
このような構成で、シリンダ６７が図８（ａ）において下方向に移動するようにソレノイドアクチュエータ６５を動作させる場合を考える。
上記したように、ソレノイドアクチュエータ６５のシリンダ６７は上部開口板５５とは独立に駆動可能であるが、先端部は下部開口板５６と接続、固定されている。よって、シリンダ６７は下部開口板５６とともに、ソレノイドアクチュエータ６５の本体６６内部側へ移動しようとする。しかしながら、下部開口板５６は筐体５１における側壁５２Ａに固定されているので、図８（ａ）の下方向には移動できない。よって、シリンダ６７の先端部の位置は固定された状態のまま、ソレノイドアクチュエータ６５の本体６６が図８（ａ）において下方向に移動することによって、シリンダ６７は本体６６内部側へ移動することになる。すなわち、ソレノイドアクチュエータ６５の本体６６は下部開口板５６側に向かって移動することになる。
ここで、上記したように、ソレノイドアクチュエータ６５の本体６６は上部開口板５５に固定されており、上部開口板５５は筐体５１における側壁５２Ａ，５２Ｂと分離しているので、シリンダ６７を図８（ａ）において下方向に移動するようにソレノイドアクチュエータ６５を動作させると、上部開口板５５は、ソレノイドアクチュエータ６５の本体６６とともに下部開口板５６側に向かって移動する。
【００５２】
なお、この例における上部開口板５５には、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、筐体５１における側壁５２Ａに形成された冷却風の一部を排気するための複数の冷却風流通用開口５４を開放する開位置と、冷却風流通用開口５４を遮蔽する閉位置との間で駆動可能とされたシャッター６３が固定されている。よって、ソレノイドアクチュエータ６５は、上部開口板５５と連動してシャッター６３を駆動することが可能となる。ここで、上部開口板５５が図８（ａ）の位置にある場合（下部開口板５６と一定間隔で離間した状態）にシャッター６３によって筐体５１における側壁５２Ａの各々の冷却風流通用開口５４が遮蔽され、上部開口板５５が図８（ｂ）の位置にある場合（上部開口板５５と下部開口板５６とが接触された状態）にシャッター６３による冷却風流通用開口５４の遮蔽が解除されるように構成することにより、ランプ収容空間Ｓ１とインバータ基板収容空間Ｓ２とが空間的に隔離された状態において、シャッター６３を開状態にすることが可能となる。
【００５３】
光照射処理プロセスによってはワークＷへの光照射を間欠的に実施し、ワークＷへの光照射を行わない場合にワークＷが設置される空間であるチャンバ２５内の雰囲気を変更する場合がある。例えば、上記雰囲気温度や湿度を変更したり、雰囲気中に特定の媒質を充填したりすることがある。
本実施例の紫外線光源装置においては、上記したように、例えば上部開口板５５が下部開口板５６と接触するように駆動することが可能なように構成されており、上部開口板５５に設けられた各々の開口５５Ａの位置は、ランプ点灯時に下部開口板５６に設けられた各々の開口５６Ａを通過して上部開口板５５へ到達する通過光が当該上部開口板５５に設けられた各々の開口５５Ａのいずれをも通過せず、上記通過光が上部開口板５５により遮光されるように設定されている。
すなわち、垂直方向から上部開口板５５または下部開口板５６を見たとき、上部開口板５５の開口５５Ａの位置と下部開口板５６の開口５６Ａの位置とは互いにずれているので、上部開口板５５と下部開口板５６とを接触させると、一方の開口板の開口は、他方の開口板により遮蔽されることとなる。
【００５４】
したがって、ワークＷへの光照射を停止後、上部開口板５５が下部開口板５６と接触するように駆動すると、図９に示すように、インバータ基板収容空間Ｓ２とランプ収容空間Ｓ１とは空間的に完全に隔離される。すなわち、インバータ基板収容空間Ｓ２はワークＷが収容されるチャンバ２５の内部空間とも空間的に隔離されるので、インバータ基板収容空間Ｓ２は、チャンバ２５内の雰囲気の影響を受けない。よって、インバータ基板収容空間Ｓ２とランプ収容空間Ｓ１とを含む光源ユニット５０とワークＷが設置されるチャンバ２５とを空間的に分離するために、例えば光源ユニット５０とチャンバ２５とを空間的に分離するための光透過性窓部材を設けずとも、インバータ基板収容空間Ｓ２とチャンバ２５の内部空間とを空間的に分割することが可能となる。
【００５５】
例えば、非光照射時、チャンバ２５内の雰囲気を高湿度とする場合においても、ランプ収容空間Ｓ１は高湿度となるものの、インバータ基板収容空間Ｓ２は高湿度とはならない。そのため、光照射を再開する場合、希ガス蛍光ランプ１０とインバータ基板４１上の回路構成部分（インバータ回路を構成する回路基板や昇圧トランスといった電気部品）において、不所望な絶縁破壊などの不具合が生じることを回避することができる。
【００５６】
また、例えば、ワークＷが大型の太陽電池モジュールである場合であっても、それに対応した大型の光透過性窓部材を設ける必要がないので、窓部材を支持するための大掛かりな支持構造も不要となり、紫外線光源装置としては構造がコンパクトになる。
【００５７】
ここで、上記したように、上部開口板５５と下部開口板５６との接触時にシャッター６３が開状態となるように上部開口板５５と連動してシャッター６３が駆動するよう構成されていることから、シャッター６３が開状態とされた状態で、軸流ファン６０によって冷却風を送出することにより、図９に示すように、冷却風（図９において白抜きの矢印で示す。）はインバータ基板４１を冷却した後、筐体５１における側壁５２Ａに設けられた複数の冷却風流通用開口５４より外部へと排出される。すなわち、上記構成により、インバータ基板収容空間Ｓ２のみを独立して冷却することが可能となる。
【００５８】
よって、ワークＷへの光照射停止後、例えばソレノイドアクチュエータ６５からなる開口板駆動手段により上部開口板５５を駆動して下部開口板５６に接触させることにより、インバータ基板収容空間Ｓ２とワークＷが設置されるチャンバ２５の内部空間とを空間的に隔離して上記インバータ基板収容空間Ｓ２をチャンバ２５内の雰囲気から独立させることが可能となるとともに、ランプ収容空間Ｓ１やチャンバ２５内の雰囲気に影響を与えることなく、光照射停止直後においても比較的高温状態にあるインバータ基板４１を個別に冷却することが可能となる。
【００５９】
なお、上記した例では、非光照射時にワークＷが設置されるチャンバ２５内に、例えば、特定の媒質を充填して、チャンバ２５内の雰囲気を変更する際、上部開口板５５と下部開口板５６とを接触させてインバータ基板収容空間Ｓ２とチャンバ２５の内部空間とを分割した。ここで、両開口板５５，５６に設けられた複数の開口５５Ａ，５６Ａの位置が互いにずれていることにより、上部開口板５５と下部開口板５６の接触時は、一方の開口板の開口が他方の開口板により遮蔽されることとなる。よって、上部開口板５５と下部開口板５６とを接触させることにより、インバータ基板収容空間Ｓ２はチャンバ２５から空間的に独立して分割される。ここで、非光照射時にインバータ基板収容空間Ｓ２をチャンバ２５の内部空間から空間的に独立して分割するには、他の構造を採用してもよい。
【００６０】
図１０は、本発明に係る紫外線照射装置の他の例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
この紫外線照射装置における光源ユニット５０においては、各々複数の開口５５Ａ，５６Ａ，５７Ａを有する上部開口板５５、下部開口板５６および補助開口板５７によって、筐体５１の内部空間がインバータ基板収容空間Ｓ２とランプ収容空間Ｓ１とに分割された構成とされている。
補助開口板５７は、例えば下部開口板５６における複数の開口５６Ａの形成パターンと同一の形成パターンで複数の開口５７Ａが形成されてなり、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、下部開口板５６の上部開口板５５側の表面上において、１次元方向（図１１（ａ）において矢印で示す方向、希ガス蛍光ランプ１０の配列方向）に移動可能に設けられている。具体的には、補助開口板５７が、補助開口板駆動機構７０によって、補助開口板５７における各々の開口５７Ａの位置と下部開口板５６の各々の開口５６Ａの位置が一致した状態とされる開位置と、下部開口板５６の各々の開口５６Ａを遮蔽した状態とされる閉位置との間で駆動される。
【００６１】
ワークＷに光照射する際は、チャンバ２５内には例えば特定の媒質が充填されないので、インバータ基板収容空間Ｓ２はチャンバ２５から空間的に独立して分割する必要はない。よって、補助開口板５７は、図１１（ａ）に示すように、補助開口板５７の各々の開口５７Ａが下部開口板５６の各々の開口５６Ａと一致するように、補助開口板駆動機構７０により位置決めされる。ここで、上部開口板５５に設けられた各々の開口５５Ａの位置は、ランプ点灯時に下部開口板５６および補助開口板５７設けられた開口５６Ａ，５７Ａを通過して上部開口板５５へ到達する通過光が当該上部開口板５５に設けられた各々の開口５５Ａのいずれをも通過せず、上記通過光が上部開口板５５により全て遮光されるように設定されている。
【００６２】
よって、先に述べた実施例と同様、軸流ファン６０からの冷却風は、各々の希ガス蛍光ランプ１０に対して、略均一な風量分布（流速分布）で供給され、すべての希ガス蛍光ランプ１０を全体的に冷却する。一方、ランプ収容空間Ｓ１に収容されている希ガス蛍光ランプ１０から放出される紫外線を含む光や、ワークＷによって反射されてインバータ基板収容空間Ｓ２側に進行する紫外線を含む光は、下部開口板５６の開口５６Ａおよび補助開口板５７の開口５７Ａを通過後、上部開口板５５により遮光されるため、当該紫外線を含む光がインバータ基板収容空間Ｓ２内のインバータ基板４１等に到達することがなく、当該インバータ基板４１が紫外線の影響で劣化するという不具合が生ずることを回避することができる。
【００６３】
一方、非光照射時にワークＷが設置されるチャンバ２５内に、例えば、特定の媒質を充填して、チャンバ２５内の雰囲気を変更する場合には、チャンバ２５内の雰囲気の影響をインバータ基板収容空間Ｓ２が受けないように、インバータ基板収容空間Ｓ２をチャンバ２５の内部空間から空間的に独立して分割させる必要がある。よって、補助開口板５７は、図１１（ｂ）に示すように、下部開口板５６の開口５６Ａが補助開口板５７で遮蔽することが可能なように、補助開口板駆動機構７０により位置決めされる。このように補助開口板５７を補助開口板駆動機構７０により位置決めすることにより、非光照射時にインバータ基板収容空間Ｓ２をチャンバ２５から空間的に独立して分割することが可能となる。
【００６４】
なお、上記した実施例のように、光源ユニット５０をチャンバ２５から空間的に分離した状態でインバータ基板収容空間Ｓ２を独立して冷却する場合は、筐体５１における側壁５２Ａに形成された冷却風流通用開口５４を遮蔽および開放するシャッター６３と当該シャッター６３を駆動するシャッター駆動機構７１を設け、このシャッター駆動機構７１によりシャッター６３を駆動して冷却風流通用開口５４を開放状態にすればよい。すなわち、補助開口板５７を駆動して下部開口板５６の開口５６Ａが補助開口板５７により遮蔽された状態で、シャッター駆動機構７１によりシャッター６３を駆動して筐体５１における側壁５２Ａの冷却風流通用開口５４を開放することにより、送風手段６０から送出される冷却風は、インバータ基板４１を冷却後、側壁５２Ａの冷却風流通用開口５４より外部へと排出される。すなわち、上記構成により、インバータ基板収容空間Ｓ２のみを独立して冷却することが可能となる。
【００６５】
上記の紫外線照射装置においては、希ガス蛍光ランプ１０として、図１に示す液晶パネルのバックライト光源を構成するものと同様に、蛍光体層１３がガラス管１１の内周面の全体に設けられた構成のものを用いている。このような希ガス蛍光ランプ１０においては、ガラス管１１内の希ガス放電より得られる紫外光によって励起された蛍光体層１３からの紫外線を含む光は、ガラス管１１のほぼ全表面から放出されるので、当該光の発光効率が良好である。よって、ランプ収容空間Ｓ１の内壁表面を希ガス蛍光ランプ１０から放出される紫外線を含む光を反射するような表面とすることにより、希ガス蛍光ランプ１０から直接的にワークＷに照射されない光の少なくとも一部が当該表面にて反射されてワークＷに照射され、ワークＷに光照射する場合の光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００６６】
ここで、希ガス蛍光ランプ１０としては、図１２に示すように、ガラス管１１の内表面の一部に蛍光体層１３が形成されていないことによりガラス管１１の管軸に沿って延びるアパーチャ１４が形成された構造のものを採用しもよい。このような構造の希ガス蛍光ランプ１０においては、ガラス管１１内の希ガス放電より得られる紫外光によって励起された蛍光体層１３からの紫外線を含む光は、主としてアパーチャ１４から放出される。すなわち、蛍光体層１３からの紫外線を含む光のうち、ガラス管１１内を進行してアパーチャ１４を通過する光や、ガラス管１１内を進行して蛍光体層１３自体に反射されてアパーチャ１４を通過する光が、アパーチャ１４から放出される。
【００６７】
このようなアパーチャ１４を有する希ガス蛍光ランプ１０から放出される紫外線を含む光の光量は、ガラス管１１の内周面全体に蛍光体層１３を設けた希ガス蛍光ランプから放出される紫外線を含む光の光量の７０％程度となる。これは、アパーチャ１４がない希ガス蛍光ランプ１０では利用できなかったガラス管１１の内表面側に蛍光体層１３から放出される紫外線を含む光の利用が可能となるものの、ガラス管１１の内面に塗布された蛍光体層１３全体の表面積が小さくなり、蛍光体層１３から放出される紫外線を含む光の光量が低下するためである。
【００６８】
しかしながら、アパーチャ１４を設けた希ガス蛍光ランプ１０から放出される紫外線を含む光の大部分はアパーチャ１４から放出される。よって、各々アパーチャ１４を有する複数の希ガス蛍光ランプ１０を、アパーチャ１４が筐体５１における光照射口５１Ａ方向を向く姿勢、すなわちワークＷの表面と対面する姿勢で、並列に並べて配置して紫外線照射光源を構成することにより、ワークＷの表面での放射照度を、ガラス管１１の内周面全体に蛍光体層１３を設けた希ガス蛍光ランプを用いたときのワークＷの表面での放射照度とほぼ同等にすることができる。
また、アパーチャ１４以外の部分から放出される紫外線を含む光の光量は著しく小さいので、ランプ収容空間Ｓ１を区画する内壁表面を希ガス蛍光ランプ１０から放出される紫外線を含む光を反射するような表面としなくてもよい。
なお、希ガス蛍光ランプ１０から直接下部開口板５６に照射されて下部開口板５６の開口５６Ａを通過する光は殆どないが、希ガス蛍光ランプ１０からワークＷに照射された紫外線を含む光の一部がワークＷにより反射されて下部開口板５６の開口５６Ａを通過することがあるので、本発明の紫外線照射装置においては、上記したような上部開口板５５は必須となる。
【００６９】
図１３は、本発明に係る紫外線照射装置のさらに他の例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図である。
この例の紫外線照射装置は、筐体５１の開口端面に対する離間距離の大きさが互いに異なる、すなわちワークＷの表面に対するレベル位置が互いに異なる複数のランプ配置面の各々において、複数の希ガス蛍光ランプ１０が当該複数の希ガス蛍光ランプ１０の管軸が互いに平行に延びるよう並列に配置された構成とされている。この例においては、例えば互いにレベル位置の異なる第１のランプ配置面Ｌ１および第２のランプ配置面Ｌ２の各々に、複数本の希ガス蛍光ランプ１０が例えば等間隔で並設されており、第１のランプ配置面Ｌ１に並ぶ第１の希ガス蛍光ランプ群Ｇ１は、第２のランプ配置面Ｌ２に並ぶ第２の希ガス蛍光ランプ群Ｇ２に対して、希ガス蛍光ランプ１０の並ぶ方向に相対的に変位した状態とされている。よって、第１の希ガス蛍光ランプ群Ｇ１に属する各希ガス蛍光ランプ１０のアパーチャ１４から放出される紫外線を含む光が、できるだけ第２の希ガス蛍光ランプ群Ｇ２に属する各希ガス蛍光ランプ１０に遮光されないように適宜設定されている。
このような構成とすることにより、紫外線照射光源を構成する希ガス蛍光ランプ１０の本数を増やすことができるので、ワークＷ上の照度を更に増大させることが可能となる。
【００７０】
ところで、本発明の紫外線照射装置においては、非光照射時にインバータ基板収容空間Ｓ２をチャンバ２５から空間的に独立して分割することが可能な構造となっている。一方、ランプ収容空間Ｓ１はチャンバ２５と空間的に接続されている。そのため、希ガス蛍光ランプ１０はチャンバ２５内の雰囲気と接触することになる。希ガス蛍光ランプ１０の外表面は、ガラス管１１、外部電極１２等により構成され、比較的外部雰囲気に対して安定である。しかしながら、例えば、チャンバ２５内の雰囲気が高湿度状態である場合、希ガス蛍光ランプ１０とインバータ基板４１上の回路構成部分（インバータ回路４６を構成する回路基板や昇圧トランス４７といった電気部品）との間の配線部分に結露が発生することがある。よって光照射を再開する場合、希ガス蛍光ランプ１０に入力する電力の大きさによっては、希ガス蛍光ランプ１０とインバータ基板４１上の回路構成部分とを結線する給電線部分（希ガス蛍光ランプ１０とインバータ基板４１上の回路構成部分との間の配線部分）や両者の電気的な接点部分において、不所望な絶縁破壊などの不具合が発生するおそれもある。
【００７１】
このような不具合発生の可能性を回避するためには、上記したように、ランプ収容空間Ｓ１とワークＷが設置されるチャンバ２５との間に、不図示の光透過性窓部材を設けることが考えられるが、ワークＷの大型化に対応して大型となる光透過性窓部材を使用する場合、窓部材を支持するための支持構造を大がかりとなる。
【００７２】
このような事情に鑑み、ランプ収容空間Ｓ１とチャンバ２５との間に大型の光透過性窓部材を設けることなく、希ガス蛍光ランプ１０や、希ガス蛍光ランプ１０とインバータ基板４１上の回路構成部分とを結線する給電線部分や、希ガス蛍光ランプ１０とインバータ基板４１上の回路構成部分との電気的な接点部分が、チャンバ２５内の雰囲気の影響を受けないようにするために、希ガス蛍光ランプを二重管構造にしてもよい。
【００７３】
図１４−Ａは、本発明に係る紫外線照射装置のさらに他の例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に沿った断面図、図１４−Ｂは、図１４−ＡのＡ−Ａ線における拡大断面図、図１４−Ｃは、図１４−ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。以下、この紫外線照射装置について、図８および図９に示す実施例を前提にして説明するが、便宜上、図１４−Ｃにおいては、１本の希ガス蛍光ランプのみを図示している。
この例の紫外線照射装置は、各々、棒状のガラス管１１と、このガラス管１１が内部に配置された外管１６とにより構成された二重管構造の複数の希ガス蛍光ランプ１０Ａを紫外線光源として備えている。外管１６は、ガラス管１１から放出される紫外線に対して透光性を有し、かつ、電気的な絶縁性を有する材料からなり、その両端が、耐熱性、電気的な絶縁性を有する材料からなる蓋部材１７によって封止されている。従って、ガラス管１１の全体が外管１６に覆われた構成とされている。
ガラス管１１における一対の外部電極１２は給電端子７５と接続され、この給電端子７５の一部は蓋部材１７を貫通して突出し、この突出部分が給電線７６Ａに接続される。ここで、蓋部材１７と外管１６、蓋部材１７と給電端子７５は、例えば、耐熱性および電気的な絶縁性に富む接着剤等により封止される。
【００７４】
一方、上記したように、この紫外線照射装置においては、一方（この例においては下方）に光照射口５１Ａが開口する略直方体の箱型形状の筐体５１の内部空間が各々複数の開口５５Ａ，５６Ａを有する上部開口板５５および下部開口板５６によって区画されてインバータ基板収容空間Ｓ２およびランプ収容空間Ｓ１が形成されている。ランプ収容空間Ｓ１においては、上記の希ガス蛍光ランプ１０Ａが当該複数の希ガス蛍光ランプ１０の管軸がワークＷの表面に平行な同一平面内に位置された状態で配置されている。そして、上部開口板５５および下部開口板５６の一方が他方に対してランプ配置面に垂直な方向に移動可能に設けられており、上部開口板５５と下部開口板５６とを接触させることにより、上部開口板５５および下部開口板５６の開口５５Ａ，５６Ａの各々が互いに遮蔽されてインバータ基板収容空間Ｓ２がランプ収容空間Ｓ１およびチャンバ２５の内部空間と空間的に独立して分割される構成とされている。
【００７５】
而して、この例の紫外線照射装置においては、図１４−Ａおよび図１４−Ｃに示すように、光源ユニット５０を構成する筐体５１の内部において、インバータ基板収容空間Ｓ２およびランプ収容空間Ｓ１の両方にまたがる領域に、インバータ基板収容空間Ｓ２およびランプ収容空間Ｓ１から空間的に独立した給電用空間Ｓ４が設けられている。
この給電用空間Ｓ４は、筐体５１における希ガス蛍光ランプ１０の管軸に垂直な方向に延びる一対の側壁５２Ｂのうちの一方の一部分と、各々当該一方の側壁５２Ｂに対して垂直に延びる互いに対向する平板状の一対の端壁部５８Ａと、当該端壁部５８Ａ間の領域の周囲を囲むよう設けられた断面形状がコの字型の周側壁部５８Ｂとにより包囲されて形成されており、周側壁部５８Ｂの一端側が下部開口板５６に対してランプ収容空間Ｓ１に突出しており、他端側が下部開口板５６に対してインバータ基板収容空間Ｓ２に突出している。
【００７６】
そして、図１４−Ａに示すように、希ガス蛍光ランプ１０Ａはその管軸方向における一端が周側壁部５８Ｂを気密に貫通して給電用空間Ｓ４の内部に突出する状態で設けられている。ここで、周側壁部５８Ｂと希ガス蛍光ランプ１０Ａの外管１６は、図示を省略した公知のシール構造（例えば、Ｏリングを使用））によりシールされる。また、希ガス蛍光ランプ１０Ａの管軸方向における他端は、筐体５１における給電用空間Ｓ４の一部を形成する側壁５２Ｂと対向する他方の側壁に固定されたランプ支持手段７８によって支持されている。
【００７７】
また、インバータ基板収容空間Ｓ２側に位置する一方の端壁部５８Ａには、当該端壁部５８Ａと気密にシールされた電力導入端子７７が設けられる。この電力導入端子７７の一端は、希ガス蛍光ランプ１０Ａにおける蓋部材１７を貫通して突出した給電端子７５と一端が接続された給電線７６Ａの他端と接続されている。また、電力導入端子７７の他端は、給電線７６Ｂによってインバータ基板４１の回路要素と接続されている。
【００７８】
以上のように構成することにより、希ガス蛍光ランプ１０Ａにおける一対の外部電極１２と接続されその一部が蓋部材１７から突出している給電端子７５はインバータ基板収容空間Ｓ２およびランプ収容空間Ｓ１から空間的に独立した給電用空間Ｓ４内に露出し、この給電端子７５と接続される給電線７６Ａは、給電用空間Ｓ４を経由し、インバータ基板収容空間Ｓ２側に位置する一方の端壁部５８Ａに設けられた電力導入端子７７および給電線７６Ｂを介してインバータ基板４１の回路要素と接続される。
【００７９】
よって、希ガス蛍光ランプ１０Ａとインバータ基板４１上の回路構成部分（インバータ回路４６を構成する回路基板や昇圧トランス４７といった電気部品）との間の配線部分は、ランプ収容空間Ｓ１とチャンバ２５との間に光透過性窓部材を設けずとも、チャンバ２５内の雰囲気から空間的に独立して分離される。そのため、例えば、チャンバ２５内の雰囲気が高湿度状態であったとしても、上記配線部分は高湿度に晒されることはなくなり、当該配線部分における結露の発生が抑制される。よって、光照射を再開時において、希ガス蛍光ランプ１０Ａとインバータ基板４１上の回路構成部分との間の配線部分（給電線部分）や両者の電気的な接点部分において、不所望な絶縁破壊などの不具合が発生することが抑制される。
【００８０】
上記の構成は、図８および図９に示す実施例に係る構成のもののみに適用されるものではなく、図１０に示す実施例に係る構成のものにおいても適用することができる。このような構成のものにおいても、給電用空間Ｓ４は、光源ユニット５０を構成する筐体５１の内部において、インバータ基板収容空間Ｓ２およびランプ収容空間Ｓ１の両方にまたがる領域において、インバータ基板収容空間Ｓ２およびランプ収容空間Ｓ１から空間的に独立した状態で形成される。なお、希ガス蛍光ランプ、給電用空間等の構成自体は、上記したものと同様であるので説明を省略する。
【００８１】
なお、図１４−Ａおよび図１４−Ｃに示すように、下部開口板５６の外周面部は、筐体５１における希ガス蛍光ランプ１０Ａの管軸に沿って延びる一対の側壁５２Ａおよび希ガス蛍光ランプ１０Ａの管軸に直交して延びる一対の側壁５２Ｂ、並びに、給電用空間Ｓ４を形成する周側壁部５８Ｂと接触、固定されている。一方、上部開口板５５は、ソレノイドアクチュエータ６５により上下方向に駆動されるので、下部開口板５６より一回り小さく構成されており、その外周面部は、筐体５１における希ガス蛍光ランプ１０Ａの管軸に沿って延びる一対の側壁５２Ａおよび希ガス蛍光ランプの管軸に直交して延びる一対の側壁５２Ｂ、並びに、給電用空間Ｓ４を形成する周側壁部５８Ｂのいずれとも接触しない。
【００８２】
ここで、光照射プロセス条件によっては、非光照射時、インバータ基板収容空間Ｓ２をチャンバ２５から空間的に独立して分割した後、チャンバ２５内の雰囲気を低温（例えば、マイナス数十度）にする場合がある。この場合、インバータ基板収容空間Ｓ２の内部は室温雰囲気であるので、上部開口板５５の表面が結露する場合がある。これを回避するために、図１４−Ｃに示すように、上部開口板５５における周縁部近傍にヒータ８０を埋設し、チャンバ２５内の雰囲気を低温にする際、ヒータ８０を動作させて結露を回避するようにしてもよい。なお、ヒータ８０を埋設する位置は、必ずしも上部開口板５５における周縁部近傍に限定されるものではなく、必要に応じて、周縁部近傍以外にも設けてもよい。また、上部開口板５５だけではなく、下部開口板５６にヒータ８０を設けるようにしてもよい。
【００８３】
ところで、光照射するワークＷが大型であって、上記の一の光源ユニット５０の光照射領域よりワークＷの被光照射面が大きい場合には、例えば、複数台の上記の光源ユニット５０を並べて光照射可能面積（光照射領域）を増大させることにより、大型のワークＷの光照射に対応することができる。
【００８４】
図１５−Ａは、本発明に係る紫外線照射装置のさらに他の例における構成の概略を示す、希ガス蛍光ランプの管軸に沿った断面図、図１５−Ｂは、図１５−ＡにおけるＢ方向矢視図である。
この例の紫外線照射装置においては、各々の光源ユニット５０における希ガス放電ランプ１０の管軸が同一平面内に位置されると共に互いに平行に延びる姿勢で、ワークＷの大きさに対応して縦横に並べられた状態で、ユニットホルダ８５によって保持された複数台の光源ユニット５０を具えている。
隣接する光源ユニット５０間の間隔は、各光源ユニット５０の筐体５１における側壁５２Ａに設けられている冷却風流通用開口５４から冷却風が外部へ放出可能であって、ワークＷ上の放射照度のむらができるだけ小さくなるように構成される。
【００８５】
ここで、各光源ユニット５０の筐体５１における冷却風流通用開口５４が設けられていない側壁（希ガス蛍光ランプの管軸に垂直に延びる一対の側壁）５２Ｂ側については、図１５−Ｂに示すように、隣接する光源ユニット５０間の間隔を設けず、各光源ユニット５０の当該側壁５２Ｂ同士を接触させてもよい。
なお、この例の紫外線照射装置においては、給電ポート４４が光源ユニット５０の上壁５３側に設けられているので、図示を省略した直流電源と光源ユニット５０の内部に設けられるインバータ基板４１とを結線する給電線の位置を考慮することなく、複数の光源ユニット５０を並べることが可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１０，１０Ａ  希ガス蛍光ランプ
１１  ガラス管
１２  外部電極
１３  蛍光体層
１４  アパーチャ
１６  外管
１７  蓋部材
２０  ランプハウス
２０Ａ  拡散反射鏡
２１  拡散部材
２３  液晶パネル
２５  チャンバ
２６  反射鏡
２６Ａ  反射面
４０  給電手段
４１  インバータ基板
４２  支持板
４３  支持板保持手段
４４  給電ポート
４５  直流電源
４６  インバータ回路
４７  昇圧トランス
５０  光源ユニット
５１  筐体
５１Ａ  光照射口
５２Ａ，５２Ｂ  側壁
５３  上壁
５３Ａ  開口
５４  冷却風流通用開口
５５  上部開口板（第１の開口板）
５５Ａ  開口
５５Ｂ  シリンダ用開口
５６  下部開口板（第２の開口板）
５６Ａ  開口
５７  補助開口板
５７Ａ  開口
５８Ａ  端壁部
５８Ｂ  周側壁部
６０  軸流ファン（送風手段）
６３  シャッター
６５  ソレノイドアクチュエータ
６６  本体
６７  シリンダ
７０  補助開口板駆動機構
７１  シャッター駆動機構
７５  給電端子
７６Ａ，７６Ｂ  給電線
７７  電力導入端子
７８  ランプ支持手段
８０  ヒータ
８５  ユニットホルダ
Ｓ  放電空間
Ｓ１  ランプ収容空間
Ｓ２  インバータ基板収容空間
Ｓ４  給電用空間
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−Ａ】
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【図４−Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４−Ａ】
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【図１４−Ｂ】
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【図１４−Ｃ】
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【図１５−Ａ】
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【図１５−Ｂ】
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