(57)【要約】【課題】発光管の外面の管軸方向に沿って外部電極が一様に密接して管軸方向に沿ったエキシマ放電の分布が均一になる誘電体バリヤ放電ランプ装置およびこれを用いた紫外線照射装置を提供する。【解決手段】誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬは、気密容器１内にその軸方向に沿って封装された内部電極２および気密容器１内に封入されたエキシマ生成ガスを備えた発光管ＬＴの気密容器１の外面に添接され、内部電極２との協働によって発光管ＬＴ内に誘電体バリア放電を生起するように作用する外部電極ＯＥと、発光管ＬＴの両端の少なくとも一端にばね力を作用させて発光管ＬＴを支持することにより気密容器１および外部電極ＯＥを相互に圧接させる支持手段ＳＳ１、ＳＳ２とを具備している。【選択図】図３
2004281090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線透過性の材料からなる細長い管状の気密容器、気密容器内にその軸方向に沿って封装された内部電極および気密容器内に封入されたエキシマ生成ガスを備えた発光管と；
気密容器の外面に添接され、内部電極との協働によって発光管内に誘電体バリア放電を生起するように作用する外部電極と；
発光管の両端の少なくとも一端にばね力を作用させて発光管を支持することにより気密容器および外部電極を相互に圧接させる支持手段と；
を具備していることを特徴とする誘電体バリヤ放電ランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載の誘電体バリヤ放電ランプと；
誘電体バリヤ放電ランプを配設した紫外線照射装置本体と；
誘電体バリヤ放電ランプを点灯する高周波点灯回路と；
を具備していることを特徴とする紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体バリヤ放電ランプ装置およびこれを用いた紫外線照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キセノンなどの希ガスあるいはキセノンまたはクリプトンなどの希ガスおよ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ヤ放電ランプは、数多くの文献に記載されて従来から知られている。誘電体バリヤ放電は、いわゆる無声放電によりパルス状の電流が流れる。このパルス状の電流は、高速の電子流を持ち、かつ休止期間が多いため、キセノンなどの紫外線を出す物質を一時的に分子状態（エキシマ状態）に結合し、基底状態に戻るときに再吸収の少ない紫外線を効率よく放出する。
【０００３】
誘電体バリヤ放電ランプとして、細長い管状の気密容器を用いて誘電体バリヤ放電を行う誘電体バリヤ放電ランプが知られている（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、光透過性で、細長い管状で、誘電体バリヤ放電の第一の誘電体を兼ねた放電容器の外面に光透過性の外部電極と、内側に長さＬと直径Ｄの比Ｌ／Ｄが３０以上の金属棒または金属パイプからなる内側電極とを備えた構造も提案されている（特許文献２参照。）。
【０００５】
さらに、張力の作用化で内部電極を配設したり、内部電極に位置規制子すなわちアンカーを装着したりした構成とすることによって、内部電極の垂下を抑制した誘電体バリヤ放電ランプも本発明者らにより開発されている（特許文献３参照。）。特許文献３によれば、アンカーを導電性金属により構成することにより、アンカーが内部電極の一部としても作用するので、内外電極間の距離が小さくなり、始動性が向上する。
【０００６】
特許文献１ないし３に示されているような細長い気密容器、気密容器内の軸方向に延在する内部電極および密容器内に封入されたエキシマ生成ガスを備えた発光管を形成し、冷却機能を有するとともに気密容器の外面の一部が嵌合するように凹窪させた灯体に、上記発光管を圧接し、かつ、両者間に外部電極を介在させることにより、気密容器の外面に外部電極を密着させて管軸方向に沿って一様な誘電体バリア放電を生起させるとともに、発光管から発生する熱を速やかに放散させて発光効率を高い状態に維持することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１１１２３５号公報
【特許文献２】
特開平７−２７２６９２号公報
【特許文献３】
特開２００１−０８４９６６号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところが、細長い発光管の外面に対する外部電極の密接が発光管の管軸方向に沿って一様に得にくいことが分かった。そのため、エキシマ放電の管軸方向に沿った分布が不均一になるという不都合を生じる。特に発光管の全長が１０００ｍｍを超えるような長尺になると、その傾向が顕著になる。
【０００８】
調査の結果、外部電極が気密容器の管軸方向に沿って外面に対して一様に密接していないのが主な原因であることが分かった。
【０００９】
また、石英ガラスのような紫外線透過性の材料からなる細長い気密容器を真っ直ぐに形成するのが比較的困難で、気密容器の曲がりが発光管の外面に対する外部電極の密接が発光管の管軸方向に沿って一様に得にくい原因の一つをなしていることも分かった。
【００１０】
本発明は、発光管の外面の管軸方向に沿って外部電極が一様に密接して管軸方向に沿ったエキシマ放電の分布が均一になる誘電体バリヤ放電ランプ装置およびこれを用いた紫外線照射装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置は、発光管の発光管の両端の少なくとも一端にばね力を作用させて発光管を支持することにより、発光管と気密容器の外面に着脱可能に添接された外部電極とを相互に圧接させる支持手段を具備していることにより特徴付けられている。
【００１２】
本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置は、発光管および外部電極を備えた誘電体バリヤ放電ランプと、外部電極を気密容器の外面に圧接させる支持手段とを具備している。
【００１３】
＜支持手段について＞    支持手段は、発光管の気密容器の両端を支持することにより、気密容器と、その外面に添設された外部電極とを、ばね力を作用させて相互に圧接させるための手段である。ばね力は、少なくとも気密容器の一端に、好適には両端に作用させるように構成される。ばね力を作用させるための具体的な手段は、特段限定されないが、例えばばねを介して気密容器を支持することができる。また、気密容器の支持する支持部と、この支持部と並列的にばね力を作用させるばね部とを備えた支持手段を用いることも許容される。
【００１４】
ばねを介して気密容器を支持する支持手段の場合、支持手段は、その固定部と気密容器との間にばねを介在させている。ばねは、板状、棒状などなしたばね材を種々の構造、形状に加工して用いることができる。ばね力を作用させる支持手段を気密容器の一端に配設しながら、気密容器の全長にわたりばね力を作用させて外部電極を気密容器の外面に圧接する場合、気密容器の一端をヒンジからなる支持手段で固定部に回動可能に取付け、他端をばね力を作用させる支持手段によって固定部に取付けることができる。
【００１５】
外部電極を気密容器の外面に圧接するために、固定部として気密容器の長手方向に沿って延在する剛性を備えた灯体を配設することができる。そうすれば、灯体に対して気密容器を押し付けることができ、そのときに灯体と気密容器の間に外部電極を挟持させることができるので、外部電極を気密容器の外面に密接させるのに都合がよい。このような態様においては、外部電極を柔軟な部材により形成することができ、紫外線反射性の高い部材を用いて比較的安価な外部電極を得やすくする。また、灯体に適当な冷却手段を配設することにより、外部電極を経由して気密容器の熱を取り除いて、紫外線放射効率を高い状態に保持するのに効果的である。冷却手段として冷却媒体、例えば水などを灯体の内部に通流させることができる。
【００１６】
＜外部電極について＞    外部電極は、誘電体バリヤ放電ランプの発光管に対してその気密容器の外面に着脱可能に添設される。そして、気密容器の内部に封装された内部電極との間に気密容器の壁面を誘電体とする誘電体バリア放電を気密容器の内部に生起させるように作用する。なお、外部電極は、発光管の気密容器の外面に対して、例えば発光管のみの交換などのために、着脱可能に構成するのが一般的である。しかしながら、要すれば、外部電極は、気密容器の外面に着脱不能に添設されているのであってもよい。
【００１７】
また、外部電極は、内部電極にほぼ正対するような管軸方向の長さを有している。これにより、発光管の管軸方向に沿って誘電体バリア放電を生起させることができる。なお、外部電極の管軸に直交する方向の幅は、一般的には気密容器の管軸を中心とする角度で約６０〜３００°程度の範囲内であるのがよい。したがって、外部電極が配設されないで発光管の気密容器が外部に露出される部分が約３００〜６０°の程度の範囲で形成されることになり、気密容器の壁面を透過した紫外線を上記露出部分から外部へ、しかも、発光管の管軸方向に沿った比較的長い距離にわたり、照射して種々の目的のために利用することができる。しかし、誘電体バリア放電によりなるべく多量の紫外線を放射させるとともに、放射された紫外線を好ましい角度で照射するために、外部電極の管軸に直交する方向の幅は、好適には約９０〜２４０°程度の範囲内であるのがよい。また、外部電極の着脱に対する高い容易性と支持手段によるばね力の作用下で気密容器の外面に対する強い圧接を得るためには、２４０°以下程度の範囲内であるのがよい。したがって、外部電極の着脱性と紫外線の放射性とをともに満足するためには、６０〜２４０°程度の範囲が最適である。
【００１８】
さらに、外部電極は、気密容器の外面に着脱可能に添設されるならば、薄くてフレキシブルな導電性の金属の箔、板または金属線などであってもよいし、肉厚の剛性体であってもよい。上記のいずれであっても、外部電極の気密容器に面する内面は、紫外線に対する反射率が高ければ、反射手段として作用するので、外部に取り出し得る紫外線量を多くするのに効果的である。紫外線反射率が高い材質としては、例えば高純度アルミニウムまたは銀などを用いることができる。外部電極が剛性体からなる場合、灯体としても機能するものを用いるこができる。
【００１９】
さらにまた、外部電極は、連続した面状またはメッシュ状のいずれの状態をなしていてもよい。なお、メッシュ状とは、多数の単位メッシュ部分が気密容器の軸方向にそれぞれ空隙を介して配設され、かつ、単位メッシュ部分が気密容器の内壁面に接近し、さらに気密容器の軸方向に互いに空間的に離間しているが、導電的に接続している状態をいう。また、単位メッシュ部分は、周方向に対して連続していてもよいし、分断していてもよい。したがって、この単位メッシュ部分は、具体的には例えば網目状などをなしていることが許容される。
【００２０】
＜本発明の作用について＞    本発明においては、以上説明した構成を具備していることにより、気密容器の内部に封装された内部電極と、気密容器の外面に着脱可能に添設された外部電極との間に電圧、好適には高周波電圧を印加すると、気密容器の内部にエキシマ生成ガスのエキシマ放電が生起する。外部電極は、支持手段により気密容器の外面にばね力の作用下で圧接されているので、気密容器の外面と外部電極との間に空隙が形成されにくくなり、したがって気密容器の管軸方向に沿って均一なエキシマ放電が形成される。
【００２１】
＜気密容器について＞
紫外線透過性の材料からなる気密容器は、一般的には合成石英ガラスを用いて製作することができる。しかし、本発明は利用しようとする波長の真空紫外線に対して紫外線透過性であればどのような材料で構成してもよい。
【００２２】
気密容器は、紫外線出力を多くするには、外径を１２ｍｍ以上にするのがよい。また、放電開始電圧を低くするには内径を２５ｍｍ以下にするのがよい。さらに、肉厚を２ｍｍ以下、好適には０．３〜１ｍｍ程度にすることができる。これに対して、気密容器の長さは、全く制限されないのであって、所要の紫外線照射長さに応じて任意の長さ、たとえば１ｍ程度にすることができる。特に本発明によれば、支持手段により外部電極を気密容器の間軸方向に均一に圧接しやすくなるので、１ｍ以上の長さであってもよい。
【００２３】
気密容器の内部を排気してからエキシマ生成ガスを封入するための手段として、排気管を気密容器に接続するのが一般的である。本発明においては、排気管を接続する場合、気密容器のどの部分に接続してもよいが、側面に接続することにより、排気管の接続作業および排気・封入作業が容易になる。なお、排気管を介して排気したら、エキシマ生成ガスを排気管から気密容器内に封入し、排気管をチップオフすることにより、排気チップオフ部が形成される。
【００２４】
また、気密容器は、管状であれば真っ直ぐな直管だけでなく、多少湾曲していてもよい。実際上、細長い管を形成する際に多少の湾曲が形成されやすく、例えば全長約１２００ｍｍに対して最大１ｍｍ程度以下の湾曲が形成され得る。しかし、この程度の湾曲は、ほぼ直管であるとして許容されるし、また本発明によれが、外部電極を圧接させることが可能である。気密容器が上記のように湾曲している場合、円弧状に湾曲している場合、円弧の背の部分を外部電極に対向するように配置するのがよい。また、円弧の側面の部分を外部電極に対向するように配置してもよい。したがって、上記の中間の任意の角度範囲内で外部電極が対向するように両者の配置を管理することによって、外部電極の気密容器の外面に対する良好な圧接を得ることができる。なお、管の断面形状は、円形が一般的であるが、要すれば楕円形、四角形など所望の断面形状を採用することができる。
【００２５】
＜内部電極について＞
内部電極は、どのような構成であってもよい。例えば、多数の単位メッシュ部分が気密容器の軸方向にそれぞれ空隙を介して配設されたメッシュ状をなしていたり、既述の従来技術におけるような種々の構成の内部電極を任意所望により採用したりすることが許容される。しかし、内部電極がメッシュ状をなしていることにより、紫外線発生量を相対的に多くすることができるので、好適である。なお、「多数の単位メッシュ部分が気密容器の軸方向にそれぞれ空隙を介して配設されたメッシュ状をなしている」とは、単位メッシュ部分が気密容器の内壁面に接近し、かつ、気密容器の軸方向に互いに空間的に離間しているが、導電的に接続している状態をいう。なお、単位メッシュ部分は、周方向に対して連続していてもよいし、分断していてもよい。したがって、この単位メッシュ部分は、具体的にはたとえばリング状（前者の態様）、スパイラル状またはコイル状（後者の態様）、あるいは網目状などをなしていることが許容される。なお、網目状の場合には、その網目の構成によって前者または後者の属する。
【００２６】
単位メッシュ部分がリング状をなしている場合には、気密容器の軸方向に延在する連結部分を備えていることによって、多数の単位メッシュ部分を所定のピッチで連結し、かつ、導電的に接続することができる。なお、連結部分を気密容器の中心軸に沿って延在するように構成することにより、内部電極の全体が多数のリングアンカー（単位メッシュ部分に相当する。）を備えた複写用ハロゲン電球のフィラメントのような形態を呈し、製造設備を流用することができて製造が容易になる。しかし、要すれば、気密容器の中心軸を外してメッシュ状部分のリングの部分に連結部分を直接接続した構成を採用してもよい。なお、連結部分は、単線の直線状でもよいし、また外径が気密容器の内径に対して２０％以下のコイル状をなしていてもよい。また、連結部分を適当な値の張力、好適には２ｋｇ以上の張力が中心軸方向に作用している状態で封装することができる。張力を作用させるには、内部電極をコイル状に形成すると好都合である。コイル状でなくても、連結部分に中心軸方向の張力を作用させることができる。連結部分がどのような形状であっても、その両端側で気密容器の両端部に封着することにより、連結部分に張力を作用させやすくなる。しかし、要すれば、連結部分を気密容器の片側にのみその一端で封着し、他端を気密容器の他端側に適当な手段たとえばアンカーワイヤによって封止部に固定することにより、連結部分に張力を作用させることもできる。
【００２７】
これに対して、単位メッシュ部分がスパイラル状や網目状をなしている場合には、そのスパイラルや網目の部分が連結部分としても機能して、多数の単位メッシュ部分が互いに機械的および導電的に連結する。しかし、スパイラル状や網目状の単位メッシュ部分に単一または複数の棒状体からなる連結部分を溶接するなどによって、より一層内部電極の保形性を付与することができる。あるいは棒状体の連結部分に代えて巻枠を用いてスパイラル状や網目状の単位メッシュ部分を形成すると、保形性が良好になる。なお、巻枠は、絶縁性および導電性のいずれであってもよい。メッシュ状部分に対して、上述のいずれかの構成を採用すれば、内部電極の全体に形状の安定性を付与して、その取扱いを容易にすることができる。
【００２８】
また、内部電極は、その単位メッシュ部分の軸方向に対するピッチＰ（ｍ）が後述するエキシマ生成ガスの圧力ｐ（Ｐａ）との積ｐ・Ｐが所定の範囲に入っているように構成される。
【００２９】
さらに、本発明においては、後述するようにエキシマ生成ガスの封入圧を高くしてランプ効率を向上させる場合であっても、単位メッシュ部分と気密容器の内壁面との間の距離を３ｍｍ以下にすることができる。上記距離が３ｍｍ以下であれば、ある条件下で放電維持電圧を１０００Ｖ以下に抑えることができる。
【００３０】
さらに、内部電極を構成する材料は、特段限定されないが、たとえばタングステン、モリブデンおよびニッケルなどの耐火性の金属を用いればよいが、タングステンやニッケルは、仕事関数が相対的に小さく、電子放出しやすいから、始動電圧を低下させるのに効果的である。
【００３１】
さらにまた、内部電極を石英ガラスからなる気密容器の端部に封着するには、石英ガラスにコンパクトに封着する場合に多用されている封着金属箔を用いる封着構造を採用することができる。また、石英ガラスをピンチシールすることにより、封着金属箔を気密にシールすることができる。
【００３２】
＜エキシマ生成ガスについて＞
エキシマ生成ガスは、キセノン、クリプトン、アルゴンまたはヘリウムなどの希ガスの一種または複数種の混合あるいは希ガスおよびフッ素、塩素、臭素またはヨウ素などのハロゲンの混合ガスたとえばＸｅＣｌ、ＫｒＣｌなどを用いることができる。また、エキシマ生成ガスに加えてエキシマを生成しないガスたとえばネオンなどを混合して用いることもできる。
【００３３】
さらに、エキシマ生成ガスの圧力を２００００Ｐａ以上にすることができる。圧力が大きくなるに伴いランプ効率が向上して紫外線出力は増大する。ただし、ランプ効率は圧力の増加に対して飽和傾向を示す。
【００３４】
＜その他の構成について＞
本発明の必須構成要素ではないが、所望により以下の構成を選択的に付加することができる。
１  （ランプソケットについて）    誘電体バリヤ放電ランプへの通電を容易にするために、気密容器の両端に適当な形状および構造のランプソケットを装着することができる。そして、ランプソケットを介して支持手段により発光管を支持することができる。
２  （灯体について）    灯体は、支持手段に関して既述したように外部電極を気密容器との間に挟持するように配設される。
【００３５】
請求項２の発明の紫外線照射装置は、請求項１記載の誘電体バリヤ放電ランプ装置と；誘電体バリヤ放電ランプ装置を配設した紫外線照射装置本体と；誘電体バリヤ放電ランプ装置を点灯する高周波点灯回路と；を具備していることを特徴としている。
【００３６】
本発明において、「紫外線照射装置」とは、誘電体バリヤ放電ランプ装置から発生する紫外線を利用するあらゆる装置を意味する。たとえば、半導体ステッパー、光洗浄装置、光硬化装置および光乾燥装置などである。また、「紫外線照射装置本体」とは、紫外線照射装置から誘電体バリヤ放電ランプ装置および高周波発生手段を除外した残余の部分を意味する。
【００３７】
また、誘電体バリヤ放電ランプ装置は、必要に応じて１ないし複数本を使用することができる。
【００３８】
さらに、誘電体バリヤ放電ランプ装置を点灯するためには、高周波点灯回路を用いる。高周波点灯回路は、高周波発生手段を含み、高周波電圧を発生して誘電体バリヤ放電ランプ装置に、その点灯に必要な高周波電力を供給する。なお、「高周波」とは、１０ｋＨｚ以上の周波数をいう。しかし、好適には１００ｋＨｚ〜２ＭＨｚである。また、高周波点灯回路は、誘電体バリヤ放電ランプ装置の安定点灯時に１５００Ｖ程度以下、好適には７００〜１０００Ｖの高周波電圧を印加するのが好ましい。さらに、誘電体バリヤ放電ランプ装置の始動電圧は、２〜２．３ｋＶｐ−ｐであり、高周波点灯回路の二次開放電圧を始動電圧まで高めることにより容易に始動させることができる。この場合、高周波発生手段として並列インバータを主体として構成すると、高い昇圧比を容易に得ることができるので好適である。そして、高周波出力波形が正弦波なので、誘電体バリヤ放電ランプ装置を点灯する際にノイズ発生が少なくなる。しかし、要すれば、高周波発生手段とは別に始動用パルス電圧発生手段を併用することもできる。さらにまた、誘電体バリヤ放電ランプ装置と高周波点灯回路とは近接位置に配置するのが好ましいが、要すれば互いに離間した位置に配置することもできる。誘電体バリヤ放電ランプ装置は、一般の放電ランプと異なり限流手段を直列に接続する必要がない。しかし、ランプ電流を所定値に調節するために、適当な値のインピーダンスを直列に接続して点灯することは、必要に応じてなすことができる。また、誘電体バリヤ放電ランプ装置を高周波点灯回路に接続するに際して、外部電極を接地すると、ノイズ発生が少なくなる。
【００３９】
内部電極がメッシュ状をなす構成で、かつ、陽極であって、外部電極が陰極のときの誘電体バリヤ放電においては、内部電極の単位メッシュ部分の近傍からの紫外線放射が多く、隣接する単位メッシュ部分の中間からの紫外線放射が少なくなる。したがって、単位メッシュ部分のピッチが大きいと、気密容器の軸方向における紫外線照度の均整度が悪くなるとともに、紫外線照度も低下することが分かった。なお、内部電極および外部電極の位相が逆の場合には、上述のようにはならない。内部電極の単位メッシュ部分のピッチを４ｍｍ以下であれば、単位メッシュ部分の間の紫外線照度が低くなる谷間の部分がそれぞれの単位メッシュ部分によって生じる紫外線強度の強い領域により埋められるため、その結果気密容器の軸方向の紫外線照度の均整度が著しく向上するとともに、紫外線照度が向上する。
【００４０】
また、パルス点灯により強いアフターグロー発光が発生するので、紫外線照度向上に貢献する。
【００４１】
高周波点灯回路は、パルス電圧を出力するのであれば、その余の構成を問わないが、たとえば矩形波出力のインバータを用いることにより、矩形波のパルスを得ることができる。しかし、正弦波出力のインバータを用いて正弦波のパルスを得る構成であってもよい。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４３】
図１ないし図は、本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置における第１の実施の形態を示し、図１は一部切欠正面図および左右側面図、図２は発光管の正面図、図３は拡大要部中央断面正面図、図４は非給電端側のランプソケットおよび支持手段の拡大要部断面正面図、図５は図４のＶ−Ｖ´線に沿う断面図、図６は灯体の拡大縦断面図、図７は同じく右側面図である。各図において、誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬは、発光管ＬＴ、外部電極ＯＥ、給電端側のランプソケットＬＳ１、第１の支持手段ＳＳ１、非給電端側のランプソケットＬＳ２および第２の支持手段ＳＳ２を具備して構成されている。また、誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬは、灯体ＣＢと組み合わされて誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＵを構成している。なお、図中、ＳＴは、電圧側電源端子台である。以下、各構成要素について説明する。
【００４４】
＜発光管ＬＴについて＞    発光管ＬＴは、図２に示すように、気密容器１、内部電極２および一対の導入線３、４からなる。
【００４５】
気密容器１は、その全長が約１２００ｍｍで、紫外線透過性の材料からなり、細長い円筒状の中空部１ａおよび中空部１ａ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である。
【００４６】
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。
【００４７】
内部電極２は、連結部２ａ、多数の単位メッシュ部分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２ａを主体として構成されている。単位メッシュ部分２ｂは、連結部２ａに一定ピッチで多数配設したリング状部分からなる。両端直線部２ｃは、連結部２ａの両端を引き延ばして形成されている。そして、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のモリブデン箔１ｂ１の一端に両端直線部２ｃを溶接している。内部電極２の連結部２ａは、気密容器１内に装架された状態で張力の作用によって引き延ばされている。
【００４８】
一対の導入線３、４は、その内端が気密容器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、基端が封止部１ｂから外部へ露出している。ただし、導入線４は、非給電側となるので、気密容器１を封止後に外部露出部が切断されて短寸になっている。なお、必要に応じて耐熱性絶縁体を塗布して導入線４の切断後の露出部を隠蔽することができる。
【００４９】
＜外部電極ＯＥについて＞    外部電極ＯＥは、主として図３に示すように、電極主部１１、補強リング部１２およびパッキン１３を備えている。そして、電極主部１１は、横断面が約２２０°の開口角をなすように高純度アルミニウム板を成形してほぼ円弧状に湾曲した樋状体からなり、発光管ＬＴの気密容器１の内部電極２に対向する領域のほぼ全長にわたって、気密容器１の外面に嵌合されている。補強リング部１２は、導電性金属からなり、一端が電極主部１１の端部に上側から重なり、他端側が後述する給電端側のランプソケットＬＳ１の開口内に挿入されている。パッキン１３は、補強リング部１２と気密容器１の対面する外面との間に介在して、給電端側のランプソケットＬＳＩの内部に対して防水、防湿的にシールする。
【００５０】
＜給電端側のランプソケットＬＳ１について＞    給電端側のランプソケットＬＳ１は、主として図３に示すように、発光管ＬＴの内部電極２に対して給電を行う機能を有していて、ソケット筒体１４、締付リング部１５、ワイヤハーネス１６、絶縁ディスク１７および絶縁保護部１８からなる。ソケット筒体１４は、有底筒状をなしていて、発光管ＬＴの給電側の端部を包持する。そして、底部の中央に小さな開口を備えている。締付リング部１５は、ソケット筒体１４の開口部に導電的および機械的に固着され、外部電極ＯＥの補強リング部１２およびパッキン１３を介して発光管ＬＴの給電側の端部を締め付けてソケット筒体１４に固定する。
【００５１】
ワイヤハーネス１６は、発光管ＬＴから導出されている導入線３と、後述する取付・端子装置２３との間を電気的に接続している。絶縁ディスク１７は、中央に比較的小さな開口を有するセラミックス円盤からなり、ソケット筒体１４の底部から上記開口を経由して導入されるワイヤハーネス１６をソケット筒体１４から絶縁的に保護する。絶縁保護部１８は、セラミックス筒状体からなり、ソケット筒体１４内に導入されるワイヤハーネス１６を内部に挿通することにより、固定しながら絶縁的に保持する。
【００５２】
＜第１の支持手段ＳＳ１について＞    第１の支持手段ＳＳ１は、主として図３に示すように、ばね力を介して給電端側のランプソケットＬＳ１を支持している。そして、絶縁継ぎ手１９、板ばね２０、第１のアーム２１、第２のアーム２２、取付・端子装置２３およびからなる。
【００５３】
絶縁継ぎ手１９は、その一端が第２のアーム２２の先端に固定され、他端から結合板１９ａが突出している。なお、結合板１９ａは、第２のアーム２２に対して絶縁されている。
【００５４】
板ばね２０は、全体としてＬ字状をなしていて、中間部に湾曲したばね力付与部２０ａが形成されている。また、板ばね２０の一端は、絶縁継ぎ手１９および第２のアーム２２を介して給電端側のランプソケットＬＳ１のソケット筒体１４に絶縁的に接続している。さらに、板ばね２０の他端は、取付・端子装置２３に固定されている。
【００５５】
第１のアーム２１は、その基端がソケット筒体１４の後端部に溶接されており、給電端側のランプソケットＬＳ１の絶縁保護部１８をソケット筒体１４に固定している。
【００５６】
第２のアーム２２は、主として図２に示すように、その基端が給電端側のランプソケットＬＳ１のソケット筒体１４の前端部に溶接されている。
【００５７】
取付・端子装置２３は、ソケット筒体１５から離間した位置においてソケット筒体１５に結合しているとともに、発光管ＬＴおよび外部電極ＯＥを給電側のランプソケットＬＳ１および第１の支持手段ＳＳ１を介してばね力を付与して固定するためにも機能する。そして、取付・端子金具２３ａ、ボルト・ナット２３ｂおよび取付ねじ２３ｃを備えている。取付・端子金具２３ａは、その一端がボルト・ナット２３ｂにより板ばね２０およびワイヤハーネス１６に接続している。また、他端が取付ねじ２３ｃにより電圧側電源端子台Ｔに例えば図示のように垂下状態で取付けられる。ボルト・ナット２３ｂは、給電端側のランプソケットＬＳ１を介して誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬの給電端を支持するとともに、端子金具としても機能するもので、その板面が誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬとほぼ平行に延在している。ボルト・ナット２３ｂは、ワイヤハーネス１６の他端を取付・端子金具２３ａに板ばね２０と一緒に機械的および電気的に接続している。
【００５８】
＜非給電端側のランプソケットＬＳ２について＞    非給電端側のランプソケットＬＳ２は、主として図４に示すように、概略給電端のランプソケットＬＳ１に構造が類似しているが、内部電極２に対する給電は行われないで、かつ、外部電極ＯＥを接地するように構成されていて、ソケット筒体３０、締付リング部３１および絶縁ディスク３２からなる。
【００５９】
ソケット筒体３０は、有底筒状をなしていて、発光管ＬＴの非給電側の端部を包持する。
【００６０】
締付リング部３１は、図５に示すように、２つ割り構造になっていて、一対の締付けねじ３１ａをねじ込むことによって、外部電極の補強リング部およびパッキン（いずれも図示しない。）をソケット筒体３０の開口部に導電的および機械的に接続するとともに、発光管ＬＴの非給電側の端部を締め付けて防水、防湿的にソケット筒体３０に固定する。
【００６１】
絶縁ディスク３２は、ソケット筒体３０の底部内面に配設され、発光管ＬＴの内部電極２に接続する導入線４を接地されるソケット筒体３０から絶縁的に保護する。
【００６２】
＜第２の支持手段ＳＳ２について＞    第２の支持手段ＳＳ２は、主として図４に示すように、ばね力を介して給電端側のランプソケットＬＳ２を支持している。そして、取付・端子装置３５、板ばね３６およびアーム３７からなる。
【００６３】
取付・端子装置３５は、取付・端子金具３５ａ、ねじ３５ｂおよび取付ねじ３５ｃを備えている。取付・端子金具３５ａは、非給電端側のランプソケットＬＳ２を介して誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬの外部電極ＯＥを図示しない接地電源端子台に電気的に接続すると同時に、誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬの非給電端を支持するもので、その板面が誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬとほぼ平行に延在している。ねじ３５ｂは、板ばね３６を取付・端子金具３５ａの一端に接続する。取付ねじ３５ｃは、取付・端子金具３５ａの他端を図示しない接地電源端子台に機械的および電気的に取付ける。
【００６４】
板ばね３６は、全体としてＬ字状をなしていて、中間部に湾曲したばね力付与部３６ａが形成されている。板ばね３６の一端は、アーム３７を介して非給電端側のランプソケットＬＳ２のソケット筒体３０に接続している。板ばね３６の他端は、端子ねじ３５ｂにより取付・端子金具３５ａに固定されている。アーム３７は、その基端がソケット筒体３０の前端部に溶接されている。
【００６５】
アーム３７は、基端がソケット筒体３０に溶接され、先端が板ばね３６に接続している。
【００６６】
＜誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＵについて＞    誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＵは、誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬと灯体ＣＢとが組み合わされることによって構成されている。
【００６７】
灯体ＣＢは、図６および図７に示すように、発光管ＬＴに沿って細長くて、下面に気密容器１の約半分が埋設される程度の断面半円形の凹窪部４０が形成されているとともに、内部に中空な冷却媒体流通路４１が形成されている。冷却媒体流通路４１は、灯体ＣＢの一端側に配設された流入口４１ａから流入して、他端側に配設された流出口（図示しない。）から流出するように構成されている。また、灯体ＣＢは、その長さが発光管ＬＴの有効発光長に対向する長さを有している。
【００６８】
＜動作について＞    誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬは、その上半部が誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＵの灯体ＣＢの凹窪部４０内に埋設された状態で第１および第２の支持手段ＳＳ１、ＳＳ２によって電圧側電源端子台ＳＴと図示を省略している接地側電源端子台とにばね力を介して取付けられる。したがって、外部電極ＯＥは、灯体ＣＢの凹窪部４０の内面と気密容器１の外面との間に強く挟持されるために、外部電極ＯＥは管軸方向の全体にわたって気密容器１の主として上半部の外面に一様に圧接される。その結果、気密容器１の内部に管軸方向に沿って一様な誘電体バリア放電が発生するので、誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬから得られる紫外線強度の均整度が誘電体バリヤ放電ランプ装置ＥＸＬの全長にわたって向上する。
【００６９】
以下、図８および図９を参照して本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置の他の実施の形態について説明する。なお、各図において、図１ないし図７と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００７０】
図８は、本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置における第２の実施の形態を示す概念的断面図である。本実施の形態は、気密容器１が僅かに湾曲している場合に好適な一構成である。なお、図は、その理解を容易にするために、湾曲を誇張している。
【００７１】
すなわち、気密容器１が図中実線で示すように僅かに弓なりに湾曲している場合に、その円弧の背であるところの湾曲の外面側が灯体ＣＢに当接するように管理して誘電体バリア放電ランプ装置ＥＸＬを製作している。
【００７２】
そうして、誘電体バリア放電ランプ装置ＥＸＬの両端を灯体ＣＢ側へ押し付けて装着すれば、気密容器の湾曲が弾性的に変形する。したがって、誘電体バリア放電ランプ装置ＥＸＬは、その全長にわたり図中点線で示されているように真っ直ぐに矯正されるとともに、外部電極が気密容器１の外面に圧接されるので、管軸方向の有効発光部の全長にわたって紫外線発生の均整度が向上する。
【００７３】
図９は、本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置における第３の実施の形態を示す概念的底面図である。本実施の形態は、気密容器１が僅かに湾曲している場合に好適な他の構成である。なお、図は、図の理解を容易にするために、湾曲を誇張している。
【００７４】
すなわち、気密容器１が図中実線で示されるように僅かに弓なりに湾曲している場合に、その円弧の部分を横向きにして、灯体ＣＢに当接するように管理して誘電体バリア放電ランプ装置ＥＸＬを製作している。
【００７５】
そうして、誘電体バリア放電ランプ装置ＥＸＬの両端を灯体ＣＢ側へ押し付けて装着すれば、誘電体バリア放電ランプ装置ＥＸＬは、その全長にわたり灯体ＣＢに対して真っ直ぐの状態で外部電極が気密容器１の外面に圧接されるので、管軸方向の有効発光部の全長にわたって紫外線発生の均整度が向上する。
【００７６】
図１０ないし図１２は、本発明の紫外線照射装置の一実施の形態としての紫外線洗浄装置を示し、図１０は正面断面図、図１１は底面図、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ´線に沿う断面図である。各図において、図１ないし図７と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。紫外線照射装置ＵＶＷは、紫外線照射装置本体５１、点灯回路５２および複数の誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＵを具備している。
【００７７】
紫外線照射装置本体５１は、全体として箱状をなし、内部が上下に紫外線照射室５１ａと電源室５１ｂとに区分されている。紫外線照射室５１ａと電源室５１ｂとは、一端が蝶番５１ｃによって開閉可能に構成されている。
【００７８】
紫外線照射室５１ａには、後述するように複数の誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＵが並列配置されている。また、紫外線照射室５１ａは、ワークの洗浄装置の搬送手段の上部に固定的に配設されるとともに、下面が開放されていて、下面の下を通過するワーク（図示しない。）に紫外線を照射するようになっている。なお、図１１において、斜線を施した部位は、紫外線有効照射領域を示している。
【００７９】
電源室５１ｂは、その内部に点灯回路５２および図示を省略している制御回路を収納しており、蝶番５１ｃを回動中心として図１０において上方へ回動可能になっている。なお、５１ｂ１は、電源室５１ｂの回動時に把持するためのハンドル、５１ｂ２は、紫外線照射装置本体５１または電源室５１ｂを運搬する際のハンドル、５１ｂ３は電源配線のプロテクタである。
【００８０】
点灯回路５２は、電源室５１ｂ内に収納され、電源配線のプロテクタ５１ｂ３を経由して電源室５１ｂ内に導入された電源を変換して高周波電圧を発生して、複数の誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＸのそれぞれの誘電体バリヤ放電ランプ装置に給電する。
【００８１】
複数の誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＸは、紫外線照射室５１ａ内に互いに隣接状態で配置されている。しかし、製造の容易のため、およびメンテナンスのために、所要の誘電体バリヤ放電ランプ装置ユニットＥＸごとに着脱可能になっている。
【００８２】
また、灯体ＣＢの冷却媒体流通路に冷却水を通流させるために、その流入口には冷却水を供給するための配管を結合し、流出口には排水のための配管を結合している。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、気密容器内にその軸方向に沿って封装された内部電極および気密容器内に封入されたエキシマ生成ガスを備えた発光管の気密容器の外面に添接され、内部電極との協働によって発光管内に誘電体バリア放電を生起するように作用する外部電極と、発光管の両端の少なくとも一端にばね力を作用させて発光管を支持することにより気密容器および外部電極を相互に圧接させる支持手段とを具備していることにより、発光管の外面の管軸方向に沿って外部電極が一様に密接して管軸方向に沿ったエキシマ放電の分布が均一になる誘電体バリヤ放電ランプ装置を提供することができる。
【００８４】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の誘電体バリヤ放電ランプと、これを配設した紫外線照射装置本体と、高周波点灯回路とを具備していることにより、請求項１の効果を有する紫外線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置における第１の実施の形態を示す一部切欠正面図および左右側面図
【図２】同じく発光管の正面図
【図３】同じく拡大要部中央断面正面図
【図４】同じく非給電端側のランプソケットおよび支持手段の拡大要部断面正面図
【図５】同じく図４のＶ−Ｖ´線に沿う断面図
【図６】同じく灯体の拡大縦断面図
【図７】同じく右側面図
【図８】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置における第２の実施の形態を示す概念的断面図
【図９】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置における第３の実施の形態を示す概念的底面図
【図１０】本発明の紫外線照射装置の一実施の形態としての紫外線洗浄装置を示す正面断面図
【図１１】同じく底面図
【図１２】同じく図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ´線に沿う断面図
【符号の説明】
１…気密容器、３…導入線、１２…補強リング部、１３…パッキン、１４…ソケット筒体、１５…締付リング部、１６…ワイヤハーネス、１７…絶縁ディスク、１８…絶縁保護部、１９…絶縁継ぎ手、２０…板ばね、２１…第１のアーム、２２…第２のアーム、２３…取付・端子装置、２３ａ…取付・端子金具、２３ｂ…ボルトナット、２３ｃ…取付ねじ、ＣＢ…灯体、ＬＳ１…給電側のランプソケット、ＬＴ…発光管、ＯＥ…外部電極、ＳＳ１…第１の支持手段、Ｔ…電圧側電源端子台
【図１】
2004281090.tif 000003
【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】
2004281090.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004281090.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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