(57)【要約】【課題】誘電体バリア放電ランプ装置において、ピッチ短縮を可能にし、紫外線をより集中させる。【解決手段】支持材２は、３本の誘電体バリア放電ランプ１を橋渡しする。そして、溝２３に案内された固定材２４と支持材２とで誘電体バリア放電ランプ１が挟み込まれる。そして、固定材２４に形成されたネジ案内穴２４１に挿入されたボルト２５がネジ穴２２に螺合する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の気密容器、前記気密容器に封入したエキシマ生成ガス、前記気密容器の管軸に沿って延びる内部電極、前記気密容器の外表面上を該気密容器の長さ方向に延び且つ前記管軸回りを半周するように設けられた外部電極をそれぞれが備える複数の誘電体バリア放電ランプと、
前記複数の誘電体バリア放電ランプが並列に並べて配置されるランプ配列板を含むランプハウスと、
紫外線を透過可能に形成され、前記ランプハウスにおける前記ランプ配列板の反対側に設けられた窓部材と、
前記ランプ配列板に設けられ、前記長さ方向の２箇所に設けられ、前記外部電極が前記ランプ配列板に向いた状態の前記複数の誘電体バリア放電ランプを橋渡しするように用いられる一体の支持材と、
前記２箇所のそれぞれで前記誘電体バリア放電ランプごとに設けられ、前記誘電体バリア放電ランプを前記支持材とで挟む固定材と
を備えることを特徴とする誘電体バリア放電ランプ装置。
【請求項２】
管状の気密容器、前記気密容器に封入したエキシマ生成ガス、前記気密容器の管軸に沿って延びる内部電極、前記気密容器の外表面上を該気密容器の長さ方向に延び且つ前記管軸回りを半周するように設けられた外部電極とをそれぞれが備える複数の誘電体バリア放電ランプと、
導電性を有し且つ前記複数の誘電体バリア放電ランプが並列に並べて配置されるランプ配列板を含むランプハウスと、
紫外線を透過可能に形成され、前記ランプハウスにおける前記ランプ配列板の反対側に設けられた窓部材と、
導電性を有し且つ前記ランプ配列板に接触して設けられ、前記長さ方向の前記外部電極の範囲内の２箇所に設けられ、前記外部電極が前記ランプ配列板に向いた状態の前記複数の誘電体バリア放電ランプを橋渡しするように用いられる一体の支持材と、
導電性を有し且つ前記２箇所のそれぞれで誘電体バリア放電ランプごとに設けられ、前記支持材に接触した状態で、前記誘電体バリア放電ランプを当該支持材とで挟む固定材と
を備えることを特徴とする誘電体バリア放電ランプ装置。
【請求項３】
前記外部電極は、前記２箇所では前記管軸回りを１周するように設けられていることを特徴とする請求項２記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
【請求項４】
前記ランプ配列板が、前記窓部材の反対側へ移動できるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
【請求項５】
前記ランプ配列板が、前記長さ方向に延びる軸回りに且つ前記ランプハウスの外側へ回動できるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
【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ランプハウスに収納した誘電体バリア放電ランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来においては、液晶表示装置の基板などをドライ洗浄するため、誘電体バリア放電ランプ（適宜、放電ランプと略す）を使用した光洗浄装置が利用される。
【０００３】
この装置では、エキシマ生成ガスを封入した放電ランプに高周波電圧を印加し、管内で放電を生じさせる。すると、エキシマ生成ガスがエキシマ状態になり、波長１７２ｎｍの単位波長光を放射する。
【０００４】
この波長１７２ｎｍの紫外線照射を大気雰囲気中で行うことにより、大気中の酸素が分解して活性酸素が生じる。すると、結合を断たれた有機化合物がこの活性酸素と反応し、炭酸ガス（ＣＯ２）や水（Ｈ２Ｏ）が生じ、有機化合物の除去が容易になる。したがって、放電ランプは光洗浄装置に用いられるのである。
【０００５】
波長１７２ｎｍの紫外線は、酸素により大きく減衰するので、光洗浄装置では、ランプハウスへの酸素侵入を窓部材で防止する。また、ランプハウス内では、窒素パージや窒素フローを行うことで、酸素による紫外線減衰を防止する。また、減衰防止のため、紫外線照射は、至近距離（例えば、３ｍｍ以下）で行われる。
【０００６】
窓部材は、主として波長１７２ｎｍの紫外線を透過可能な合成石英ガラスであり、高価であるから、小さい方がよい。そのため、複数の放電ランプを用いる場合は、間隔（以下、「ピッチ」という）を短くすることで、並び方向の狭い範囲に紫外線を集中させる。すると、小さい窓部材でも多くの紫外線を照射することができる。
【０００７】
図９は、複数の放電ランプ１を並べた様子を示す。放電ランプ１は、全てにソケット９が被せられて固定される。
【０００８】
図９に示すように、ソケット９間には、少なからず隙間が生じるので、ピッチ短縮が困難である。また、ソケット９では、ある程度の肉厚が必要なので、これもピッチ短縮を困難にする要因になる。また、ソケット９は、その内側で放電が生じ、これが照度を低下させることがある。
【０００９】
また、図９に示す外部電極１６は、放電ランプ１に高周波電圧を印加する際の低圧側の給電部であり、外部電極１６は、図示しないランプハウス（フレームグランド）に導通している必要がある。例えば、両者はリード線などで接続される。そのため、構造が複雑になり、メンテナンス性が悪いという問題が生じる。さらには、特許文献１に開示された放電ランプの着脱方法では、放電ランプが軸の延長線上を移動してランプハウスから引き抜かれ、ここで放電ランプがメンテナンスされ、それが終わると、今度は逆方向に移動してランプハウスに挿入される。
【００１０】
ところで、近年では、被照射物である基板の大型化などにともない、放電ランプの長尺化が進んでいるため、この方法では、その軸の延長線上に広い空間（便宜的に「横空間」という）が必要であり、製造ラインが大規模になってしまう。
【００１１】
また、この方法では、放電ランプをその端部の１箇所で支持しているので、放電ランプは自重で撓む可能性が高い。
【００１２】
また、この方法では、放電ランプがその軸に垂直な方向に対して剥き出しになっているので、放電ランプが他の部材と衝突して破損する可能性が高い。
【特許文献１】特許３５９１３９３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、第１の目的は、誘電体バリア放電ランプ装置において、ピッチ短縮を可能にし、紫外線をより集中させることである。
【００１４】
また、第２の目的は、誘電体バリア放電ランプ装置において、外部電極への給電のための構造を簡素化し、メンテナンス性を向上させることである。
【００１５】
また、第３の目的は、誘電体バリア放電ランプ装置において、放電ランプの軸の延長線上の空間が着脱のために必要でないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、第１の本発明に係る誘電体バリア放電ランプ装置は、管状の気密容器、前記気密容器に封入したエキシマ生成ガス、前記気密容器の管軸に沿って延びる内部電極、前記気密容器の外表面上を該気密容器の長さ方向に延び且つ前記管軸回りを半周するように設けられた外部電極をそれぞれが備える複数の誘電体バリア放電ランプと、前記複数の誘電体バリア放電ランプが並列に並べて配置されるランプ配列板を含むランプハウスと、紫外線を透過可能に形成され、前記ランプハウスにおける前記ランプ配列板の反対側に設けられた窓部材と、前記ランプ配列板に設けられ、前記長さ方向の２箇所に設けられ、前記外部電極が前記ランプ配列板に向いた状態の前記複数の誘電体バリア放電ランプを橋渡しするように用いられる一体の支持材と、前記２箇所のそれぞれで前記誘電体バリア放電ランプごとに設けられ、前記誘電体バリア放電ランプを前記支持材とで挟む固定材とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第１の本発明によれば、複数の誘電体バリア放電ランプを一体の支持材で橋渡しし、支持材と固定材とで誘電体バリア放電ランプを個々に挟むようにしたので、ソケットで生じたようなピッチ短縮を困難にする要因がなく、よって、ピッチ短縮が可能になる。
【００１８】
第２の本発明に係る誘電体バリア放電ランプ装置は、管状の気密容器、前記気密容器に封入したエキシマ生成ガス、前記気密容器の管軸に沿って延びる内部電極、前記気密容器の外表面上を該気密容器の長さ方向に延び且つ前記管軸回りを半周するように設けられた外部電極とをそれぞれが備える複数の誘電体バリア放電ランプと、導電性を有し且つ前記複数の誘電体バリア放電ランプが並列に並べて配置されるランプ配列板を含むランプハウスと、紫外線を透過可能に形成され、前記ランプハウスにおける前記ランプ配列板の反対側に設けられた窓部材と、導電性を有し且つ前記ランプ配列板に接触して設けられ、前記長さ方向の前記外部電極の範囲内の２箇所に設けられ、前記外部電極が前記ランプ配列板に向いた状態の前記複数の誘電体バリア放電ランプを橋渡しするように用いられる一体の支持材と、導電性を有し且つ前記２箇所のそれぞれで誘電体バリア放電ランプごとに設けられ、前記支持材に接触した状態で、前記誘電体バリア放電ランプを当該支持材とで挟む固定材とを備えることを特徴とする。
【００１９】
第２の本発明によれば、ランプ配列板、支持材および固定材に導電性をもたせ、ランプ配列板に支持材を接触させ、その支持材を外部電極の範囲内の２箇所に設け、固定材を支持材に接触させたので、外部電極がランプ配列板に導通し、ランプ配列板に給電すれば、自ずと外部電極への給電がなされる。また、両者をリード線などで接続しなくてよく、構造が簡素化し、メンテナンス性が向上する。
【００２０】
第３の本発明に係る誘電体バリア放電ランプ装置は、第２の本発明において、前記外部電極は、前記２箇所では前記管軸回りを１周するように設けられていることを特徴とする。
【００２１】
第３の本発明によれば、外部電極は、支持材と固定材とで挟まれる部分では、気密容器の管軸回りを１周するように設けたので、外部電極と支持材の間の抵抗値および電圧降下が小さくなり、安定した電力供給が可能となる。
【００２２】
第４の本発明に係る誘電体バリア放電ランプ装置は、第１ないし第３のいずれかの本発明において、前記ランプ配列板が、前記窓部材の反対側へ移動できるように構成されたことを特徴とする。
【００２３】
第４の本発明によれば、ランプ配列板を窓部材の反対側へ移動できるようにしたので、着脱のために横空間を設ける必要がなくなる。
【００２４】
第５の本発明に係る誘電体バリア放電ランプ装置は、第１ないし第３のいずれかの本発明において、前記ランプ配列板が、前記長さ方向に延びる軸回りに且つ前記ランプハウスの外側へ回動できるように構成されたことを特徴とする。
【００２５】
第５の本発明によれば、ランプ配列板を気密容器の長さ方向に延びる軸回りに且つランプハウスの外側へ回動できるようにしたので、着脱のために横空間を設ける必要がなくなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数の誘電体バリア放電ランプを一体の支持材で橋渡しし、支持材と固定材とで誘電体バリア放電ランプを個々に挟むようにしたので、ピッチ短縮が可能になり、紫外線をより集中させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る誘電体バリア放電ランプ装置の分解図である。複数の誘電体バリア放電ランプ１は、支持材２を介してランプ配列板３に取り付けられる。これにより、複数の誘電体バリア放電ランプ１がランプ配列板３において並列に並ぶ配置となっている。誘電体バリア放電ランプ１の長さ方向（以下、単に長さ方向）の２箇所に支持材２が設けられる。支持材２とランプ配列板３は導電性を有し、互いに接触し且つ導通している。本実施の形態では、基本的に誘電体バリア放電ランプ１の数が３の場合を例示している。
【００２９】
ランプ配列板３は、ここでは、ランプハウス４の１面を構成する板（天板という）である。ランプハウス４はいわゆるフレームグランドである。したがい、窓部材５以外の部材が互いに導通している。つまり、ランプ配列板３と他の部材が導電性を有し、互いに接触し且つ導通している。
【００３０】
窓部材５は、取り付け部５１に取り付けられ、これにより、ランプハウス４におけるランプ配列板３の反対側に配置される。窓部材５としては、波長１７２ｎｍの紫外線を透過可能な合成石英ガラスが用いられることが多い。
【００３１】
ランプハウス４の側板に穴部６が形成され、ランプ配列板３に足部７が設けられる。足部７が穴部６に挿入されることで、ランプ配列板３がランプハウス４の一部となる。
【００３２】
誘電体バリア放電ランプ１をメンテナンスするときは、作業者がランプ配列板３を窓部材５の反対側へ移動させる。これにより、誘電体バリア放電ランプ１がランプハウス４から現れ、メンテナンスが可能となる。
【００３３】
なお、ランプ配列板３が所定の位置まで移動したときに、その位置で固定されるような仕組みを設けるのが好ましい。ランプ配列板３の脱落や落下を防止できるからである。
【００３４】
図２は、誘電体バリア放電ランプ１の内部を概略的に示す図である。
【００３５】
図２に示すように、管状の気密容器１１にエキシマ生成ガス１２として、キセノン、クリプトン、アルゴンなどの希ガスが封入される。気密容器１１は、紫外線を透過可能な材料からなる。気密容器１１には、石英ガラスを用いることが多い。気密容器１１の両端の封止部には金属箔１３が封止される。気密容器１１の管軸に沿って延びる内部電極１４の各端部が金属箔１３に接続される。内部電極１４は、例えば、細径のタングステンをコイル状に巻いたものである。リード線１５の一端が金属箔１３とともに封止され、残る部分が外部に引き出される。また、例えば、気密容器１１の内表面に導電アンカーなる部材（不図示）が配置される。
【００３６】
図３は、支持材２とその周囲を拡大した図である。
【００３７】
支持材２は、ＳＵＳ（ステンレス）やＡＬ（アルミニウム）などの導電材料で一体に形成される。支持材２には、長円の穴部２１とネジ穴２２と溝２３が形成される。これらは、各誘電体バリア放電ランプ１について１づつ形成される。
【００３８】
気密容器１１の外表面上には、外部電極１６が密着する。外部電極１６は、気密容器１１の長さ方向に延び且つ管軸回りを半周するように設けられる。
【００３９】
外部電極１６がランプ配列板３（不図示）に向いた状態で、各誘電体バリア放電ランプ１が穴部２１に挿入される。穴部２１は長穴で、ここでの挿入が容易になっている。
【００４０】
こうして支持材２は、３本の誘電体バリア放電ランプ１を橋渡しする。そして、溝２３に案内された固定材２４と支持材２とで誘電体バリア放電ランプ１が挟み込まれる。そして、固定材２４に形成されたネジ案内穴２４１に挿入されたボルト２５がネジ穴２２に螺合する。ネジ案内穴２４１は長穴になっていて、ボルト２５をネジ穴２２に螺合したまま、誘電体バリア放電ランプ１を着脱できるようになっている。
【００４１】
固定材２４は、ＳＵＳ（ステンレス）やＡＬ（アルミニウム）などの導電材料で形成される。固定材２４と支持材２は、上記のように互いに接触し且つ導通している。
【００４２】
また、支持材２は、上述のように長さ方向の２箇所に設けたが、予め外部電極１６が位置することとなる範囲内に設けたので、支持材２と外部電極１６が互いに接触し且つ導通している。なお、図３から分かるように、ここでは、その接触面積は小さいが、支持材２が両者に接触しているので、支持材２と外部電極１６の間の抵抗値および電圧降下が小さく、安定した電力供給が可能となる。
【００４３】
図４（ａ）は、本実施の形態の誘電体バリア放電ランプ装置により得られる照度の分布を示す図である。この照度を得る際には、内部電極１４と外部電極１６の間に高周波高電圧を印加する。これにより、エキシマ生成ガス１２がエキシマ状態になり、紫外線が放射される。図４（ａ）は、この紫外線により得られる照度の分布を示す。
【００４４】
ここでは、照射対象を想定した中心Ｃｔからある方向（＋方向）に３０ｍｍ離れた地点と、中心Ｃｔから逆方向（−方向）に３０ｍｍ離れた地点との間を照射範囲として設定した。そして、照射範囲に正対するように３本の誘電体バリア放電ランプ１を支持材２と固定材２４により配置した。ピッチは２０ｍｍというように短くできたので、照射範囲では、最大で６０ｍＷ／ｃｍ２という高い照度が得られた。
【００４５】
図４（ｂ）は、従来の誘電体バリア放電ランプ装置により得られる照度の分布を示す図である。図４（ａ）のときと同じ照射範囲に正対するように誘電体バリア放電ランプを従来の方法で配置し、同様に紫外線を放射させたのであるが、ピッチが３４ｍｍと長くなってしまうので、照射範囲では、最大でも４０ｍＷ／ｃｍ２という低い照度しか得られなかった。
【００４６】
したがって、本実施の形態に係る誘電体バリア放電ランプ装置によれば、複数の誘電体バリア放電ランプ１を一体の支持材２で橋渡しし、支持材２と固定材２４とで誘電体バリア放電ランプ１を個々に挟むようにしたので、ソケットで生じたようなピッチ短縮を困難にする要因、つまり、ソケットではある程度の肉厚が必要であることやソケット間の隙間といった要因がなく、よって、ピッチ短縮が可能になる。ピッチ短縮が可能なので、紫外線をより集中させることができる。また、ソケットの内側での生じるような放電がないのでそれに起因する照度低下を防止できる。
【００４７】
また、上述のように外部電極１６は、支持材２、固定材２４を介して、ランプハウス４（フレームグランド）に導通する。よって、例えば、ランプハウス４を構成するランプ配列板３と外部電極１６の間にリード線を接続しなくても、ランプ配列板３などに給電すれば、自ずと外部電極１６への給電がなされる。また、リード線が不要なので、誘電体バリア放電ランプ１を容易に外すことができる。よって、外部電極１６への給電のための構造を簡素化し、メンテナンス性を向上させることができる。
【００４８】
また、上述のように、ランプ配列板３がランプハウス４から窓部材５の反対側へ外れるので、誘電体バリア放電ランプ１の軸の延長線上の空間を着脱のために設ける必要がないという効果が得られる。
【００４９】
また、誘電体バリア放電ランプ１をランプ配列板３に寝かせるように配置し、誘電体バリア放電ランプ１の長さ方向の２箇所で支持したので、誘電体バリア放電ランプ１が自重で撓むのを防止できる。また、ランプ配列板３が障壁となって、誘電体バリア放電ランプ１と他の部材とが衝突する可能性を少なくでき、よって、誘電体バリア放電ランプ１の破損を防止することができる。
【００５０】
（第１変形例）
図５（ａ）は、本実施の形態の第１変形例に係る誘電体バリア放電ランプ装置の特徴を示す図である。この第１変形例では、外部電極１６は、符号１６１で示すように、支持材２が配置された箇所では、気密容器１１の管軸回りを１周するように設けられている。これにより、支持材２と外部電極１６の接触面積を大きくすることができる。よって、両者間の抵抗値および電圧降下を小さくでき、安定した電力供給が可能となる。
【００５１】
なお、図５（ｂ）に示すように、支持材２と外部電極１６をリード線１６２で接続することによっても、同様に電力供給を安定化することができる。また、これを図５（ａ）に示す変形例に用いてもよい。
【００５２】
（第２変形例）
図１では、ランプ配列板３がランプハウス４の天板となっている例を説明したが、図６に示すように、ランプ配列板３が天板３１の一部を構成し、且つ、窓部材５の反対側へ移動できるようにしてもよい。この第２変形例によっても、着脱のために横空間を設ける必要がなくなる。
【００５３】
（第３変形例）
また、図７に示すようにランプハウス４の天板であるランプ配列板３や、図８に示すようにランプハウス４の天板の一部を構成するランプ配列板３が、気密容器１１の長さ方向に延びる軸３２回りに且つランプハウス４の外側へ回動するようしてもよい。この第３変形例によっても、着脱のために横空間を設ける必要がなくなる。
【００５４】
なお、この第２、３変形例でも同様に、ランプ配列板３が所定の位置まで移動したときに、その位置で固定されるような仕組みを設け、脱落や落下を防止するのが好ましい。
【００５５】
また、この第２、３変形例でも同様に、誘電体バリア放電ランプ１を長さ方向の２箇所で支持したので、誘電体バリア放電ランプ１の撓みを防止できる。また、ランプ配列板３が障壁となって、誘電体バリア放電ランプ１と他の部材とが衝突する可能性を少なくでき、誘電体バリア放電ランプ１の破損を防止することができる
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘電体バリア放電ランプ装置の分解図である。
【図２】誘電体バリア放電ランプ１の内部を概略的に示す図である。
【図３】支持材２とその周囲を拡大した図である。
【図４】図４（ａ）は、本実施の形態により得られる照度の分布を示す図であり、図４（ｂ）は、従来において得られる照度の分布を示す図である。
【図５】第１変形例の特徴を示す図である。
【図６】第２変形例の特徴を示す図である。
【図７】第３変形例の特徴を示す図であり、ランプ配列板３がランプハウス４の天板であるときのものである。
【図８】第３変形例の特徴を示す図であり、ランプ配列板３３がランプハウス４の天板の一部を構成するときのものである。
【図９】従来において複数の放電ランプを並べた様子を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  誘電体バリア放電ランプ（放電ランプ）
２  支持材
３  ランプ配列板
４  ランプハウス
５  窓部材
１１  気密容器
１２  エキシマ生成ガス
１４  内部電極
１６  外部電極
２４  固定材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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