(57)【要約】【課題】誘電体バリア放電ランプ長全体の照度のバラツキを抑えることのできる誘電体バリア放電ランプ装置を実現する。【解決手段】誘電体バリア放電ランプ１００は、紫外線透過性の材料からなる細長い管状をなす気密容器１１内に、エキシマ生成ガスを封入させ、気密容器１１内部の管軸方向の全域に内部電極１２を配置し、気密容器１１外部の半円周形状に外部電極１３を密着して配置して構成する。この誘電体バリア放電ランプを、不活性ガスの吸気口を設け、ランプハウス２４に収容する。誘電体バリア放電ランプから放射されるエキシマ光を照射する側の面に窓材２６を配置する。外部電極１３と一体形成した冷却用のフィン１９をランプ軸方向に形成し、フィン１９は送風を当てる吸入２９と通気孔３０を備えたカバー２８で覆う。フィン１９への風を加速させるため、ガイドフィン３２を配置した。【選択図】図１
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【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をなす気密容器内に、エキシマ生成ガスを封入させ、前記気密容器内部の管軸方向の全域に内部電極を配置し、前記気密容器外部の半円周形状に外部電極を密着して配置した誘電体バリア放電ランプと、
前記誘電体バリア放電ランプを収納することができ、かつ不活性ガスの吸気口を設けている気密性のよいランプハウスと、
前記ランプハウスに形成され、前記誘電体バリア放電ランプから放射されるエキシマ光を照射する側の面に配置される窓材と、
前記外部電極と一体形成した冷却用のフィンを覆い、該フィンに送風を当てる吸入口および排気口を設けたカバーと、
前記排気口側の前記フィンへの送風を加速させるため、前記カバーの排気口に配置したガイドフィンと、を具備した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】
前記ガイドフィンの開口面積は、前記フィン側を大きくし前記吸入口側に向けて漸次小さくした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装置。
【請求項３】
前記誘電体バリア放電ランプが複数の場合には、該誘電体バリア放電ランプの数に合った前記ガイドフィンを配置した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装置。
【請求項４】
前記誘電体バリア放電ランプが複数の場合には、複数の誘電体バリア放電ランプに共用の前記ガイドフィンを配置した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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶基板等をドライ洗浄する際に用いられる誘電体バリア放電ランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘電体バリア放電ランプ装置は、エキシマ生成ガスを封入した石英ガラス管からなるエキシマランプに高周波電圧を印加して同管内を放電させている。これにより、同管内のエキシマ生成ガスをエキシマ状態にして、エキシマ光を放射させるようにしている。誘電体バリア放電ランプは、ランプ温度を所定値以下に保つために冷やす必要があり、水冷では装置が複雑になることから、冷却フィンを用いた空冷方式が考えられている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００１−８４９６５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、誘電体バリア放電ランプではランプ温度を例えば１５０℃以下に保持する必要があることが、単なる冷却フィンによる空冷式では、所望の温度を維持できない。このため、冷却フィンに冷却ファンを併用することも考えられるが、装置の複雑化に加え、消費電力の増加と騒音対策の必要がある等の問題がある。
【０００４】
そこで、本件出願人が先に出願した特願２００７−２４０８６０号では、冷却フィンをランプハウス内に配置し、ランプハウスによるチムニ効果を利用することで冷却ファンの機能を持たせている。しかし、ランプハウス内に冷却フィンを配置した場合にも長尺の誘電体バリア放電ランプは、ランプハウスの送風吸気口と排気口付近では、ランプ表面温度が異なる状態が発生し、温度バラツキの影響による照度バラツキ問題が発生する、という問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、誘電体バリア放電ランプ長全体の照度のバラツキを抑えることのできる誘電体バリア放電ランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明の誘電体バリア放電ランプ装置は、紫外線透過性の材料からなる細長い管状をなす気密容器内に、エキシマ生成ガスを封入させ、前記気密容器内部の管軸方向の全域に内部電極を配置し、前記気密容器外部の半円周形状に外部電極を密着して配置した誘電体バリア放電ランプと、前記誘電体バリア放電ランプを収納することができ、かつ不活性ガスの吸気口を設けている気密性のよいランプハウスと、前記ランプハウスに形成され、前記誘電体バリア放電ランプから放射されるエキシマ光を照射する側の面に配置される窓材と、前記外部電極と一体形成した冷却用のフィンを覆い、該フィンに送風を当てる吸入口および排気口を設けたカバーと、前記排気口側の前記フィンへの送風を加速させるため、前記カバーの排気口に配置したガイドフィンと、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、外部電極に送風を当てる排気口にガイドフィンを設けたことにより、不必要な乱気流の発生を抑えることで、ランプ軸方向における温度バラツキを低減させより均一な照度を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。  
図１〜図３は、この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する第１の実施形態の概略的な構成について説明するための、図１は構成図、図２は図１の誘電体バリア放電ランプの構成図、図３は図１のｘ−ｘ’断面図である。
【０００９】
図１において、１００は、紫外線を放電発光する誘電体バリア放電ランプであり、紫外線透過性の材料から成る気密容器１１の内部に、キセノン、クリプトンのような希ガスから成るエキシマ生成ガスを封入し、気密容器１１の中心軸部に管軸方向の全域に渡って内部電極１２を設置し、気密容器１１の外面に半円周でかつほぼ全長に渡り外部電極１３を密着させた構成である。
【００１０】
図２を用い、誘電体バリア放電ランプ１００について説明する。気密容器１１は、例えば外径が１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、長さ１３００ｍｍの細長い円管状をし、その両端には封止部１４ａ，１４ｂを備えている。封止部１４ａ，１４ｂは、それぞれ内部にモリブデン箔１５ａ，１５ｂが埋設されたピンチシール構造である。
【００１１】
長い内部電極１２は、気密容器１１の内部に気密容器１１と同軸関係に配設されており、多数のアンカー１６および内部リード１７ａ，１７ｂからなる。内部電極１２は、線径０．２６ｍｍのタングステン線からなる金属細線を巻回してなる例えば外径１．２ｍｍのコイルを主体として構成されている。アンカー１６は、内部電極１２に例えば１５ｍｍ間隔の一定ピッチで多数配設している。内部リード１７ａ，１７ｂは、内部電極１２の両端を引き延ばして形成されている。そして、内部電極１２は、約２ｋｇの張力を作用させた状態で、気密容器１１の両端に形成された封止部１４ａ，１４ｂのモリブデン箔１５ａ，１５ｂの一端に内部リード１７ａ，１７ｂを溶接している。内部電極１２は、気密容器１１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。
【００１２】
さらに、１８は棒状をなした給電部であり、内端が封止部１４ａに埋設されたモリブデン箔１５ａに溶接され、基端が封止部１４ａから外部の管軸方向へ突出している。
【００１３】
再び図１において、外部電極１３は、例えばアルミニウム製であり、誘電体バリア放電ランプ１００に密着されている部分の反対側には、図３に示すように冷却用の複数のフィン１９が一体形成されている。つまり、外部電極１３は、フィン１９が形成された冷却ブロック２０とを兼用している。
【００１４】
フィン１９は、誘電体バリア放電ランプ１００で発生した熱を逃がし易くすることで、誘電体バリア放電ランプ１００が必要以上に上昇しないような役割を果たしている。フィン１９は、誘電体バリア放電ランプ１００の長手（ランプ軸）方向に沿う格好で形成される。
【００１５】
誘電体バリア放電ランプ１００は、Ｃ型クリップ２１を用い外部電極１３を密着させた状態に保持している。
【００１６】
ここで、図４〜図６を参照し、誘電体バリア放電ランプ１００の保持構造についてさらに説明する。図４は図１から保持に関連する部分を抜き書きした構成図、図５は図４のｙ−ｙ’断面図、図６は誘電体バリア放電ランプ１００を取り付ける前の状態の図４の一部分を拡大して示した斜視図である。
【００１７】
図４、図５に示すように、外部電極１３を兼用するアルミニウム製の冷却ブロック２０にて誘電体バリア放電ランプ１００の上部半周面を覆い、図６に示すように、冷却ブロック２０の内部両側に設けた切り溝６１にＣ型クリップ２１を嵌め込んで固定し、このＣ型クリップ２１にて誘電体バリア放電ランプ１００を弾性的に保持している。
【００１８】
図１、図３において、冷却ブロック２０の下側は、誘電体バリア放電ランプ１００を収納することができるとともに、不活性ガスの取入口２２を設けている気密性のよいランプハウス２４が形成される。不活性ガスとしては、例えば窒素を用いる。２３は窒素排出口である。誘電体バリア放電ランプ１００と対向するランプハウス２４には、誘電体バリア放電ランプ１００から放射される紫外線を照射する窓部２５が形成され、この窓部２５には、この窓部２５を覆うとともに、紫外線を透過させる窓材２６が配置されている。
【００１９】
誘電体バリア放電ランプ１００を放電点灯させると、ランプ軸に垂直な方向に被照射物を移送させることにより、窓材２６を透過して放出される紫外線が被照射物に照射され、紫外線による光洗浄を行うことができる。
【００２０】
ランプハウス２４の誘電体バリア放電ランプ１００の両端と対向する位置には、図７に示すように、ランプハウス２４内に封入された窒素がランプハウス２４内で満遍なく流れるようにするために、複数の貫通孔２７１が形成された板状のパンチングメタル２７が配置される。
【００２１】
すなわち、ランプハウス２４内の窒素の流れは、パンチングメタル２７により拡散されてランプハウス２４内を均一に拡散されながら排出口２３の方向に流れることになり、ランプハウス２４内の酸素濃度分布が不均一になり、誘電体バリア放電ランプ１００から出射した紫外線が窓材２６に到達するまでに減衰する度合がランプ軸方向で不均一になり、この結果として窓材２６から被照射物に出射する紫外線の照度分布が軸方向に不均一になることを防ぐことができる。
【００２２】
冷却ブロック２０の上側は、誘電体バリア放電ランプ１００のランプ軸方向に沿って、冷却構造部を形成するカバー２８が配置される。カバー２８の長手方向の一端は吸入口２９が形成され、他端は通気孔３０が形成された封止３１が形成される。通気孔３０と対向する冷却ブロック２０のフィン１９との間には、冷却ブロック２０側を吸気口３２１とし通気孔３０側を排気口３２２とし、排気口３２２に向けて開口面積が漸次狭くなる、図８にも示す形状のガイドフィン３２を配置する。カバー２８の外側には、ガイドフィン３２と通気孔３０に連通させた状態で筒状の排気筒３３を取り付ける。
【００２３】
なお、ガイドフィン３２の開口面積が狭い側に形成された鍔８１は、カバー２８の封止３１（図１参照）に取り付けるためのものである。カバー２８は封止３１に対し、ネジ止めやスポット溶接等の結合手段により取着される。この点は、排気筒３３のカバー２８への取り付けも同様にして取着されるものである。
【００２４】
誘電体バリア放電ランプ１００は、高周波点灯回路２００の高周波出力端の一方が給電線３４ａ、外部リード１８を経由して内部電極１２から接続され、他方が給電線３４ｂ、冷却ブロック２０と一体の外部電極１３に接続される。高周波点灯回路２００の電源が投入されると、高周波を発生して高周波出力が内部電極１２と対向している外部電極１３との間に印加されて、誘電体バリア放電が気密容器１１の内部に生起する。この誘電体バリア放電によってキセノンのエキシマにより１７２ｎｍを中心波長とする真空紫外光を放射する。真空紫外光は、気密容器１１の壁面を透過して外部へ導出されるので、これをそれぞれの目的に応じて利用することができる。
【００２５】
誘電体バリア放電ランプ１００が長時間点灯により発する熱に対しては、窒素フローによって一部を冷却する。同時に、熱伝導特性の良い外部電極１３を兼ねた冷却ブロック２０の上面側のフィン１９により、誘電体バリア放電ランプ１００からの熱を外気に放熱し冷却する。このときに、カバー２８の吸入口２９から取り込まれた外気は、カバー２８に収容された冷却ブロック２０のフィン１９を冷やしながら排気筒３３から排気される。
【００２６】
このとき、ガイドフィン３２は排気筒３３に向けて漸次開口面積が狭くなる形状となっていることから、ガイドフィン３２の近傍のフィン１９を通過する空気の流れが加速されることになる。冷却ブロック２０は、誘電体バリア放電ランプ１００のランプ軸方向に沿ってより平坦な温度特性を得ることができる。
【００２７】
図９は、誘電体バリア放電ランプ１００のランプ軸の吸気および排気側それに中央部におけるガイドフィン３２有無における照度変化の測定結果を示したものである。
【００２８】
図９に示すように、吸気側での照度は２５．５ｍｗ／ｃｍ２と変わりはなかった。しかし、中央部の照度は、ガイドフィン３２有の場合２６ｍｗ／ｃｍ２で、無の場合２５ｍｗ／ｃｍ２であり、排気側での照度は、ガイドフィン３２有の場合２５．８ｍｗ／ｃｍ２で、無の場合２４．０ｍｗ／ｃｍ２であった。
【００２９】
このように、ガイドフィン３２有の場合は、冷却ブロック２０の長手方向の温度のバラツキを抑えることで、誘電体バリア放電ランプ１００のランプ軸方向に対する照度の変化を抑えることが可能であることが判った。
【００３０】
この実施形態では、排気口側にガイドフィンを設けたことにより、不必要な乱気流の発生をなくすとともに、送風速度を加速させることができる。このため、排気口付近でのランプの冷却効果を向上させることができ、ランプ軸方向における温度バラツキに起因する照度の不均一性を抑えることが可能となる。
【００３１】
図１０は、この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する第２の実施形態の概略的な構成について説明するための構成図である。なお、上記した実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【００３２】
この実施形態は、複数の誘電体バリア放電ランプ１００を用いた場合であり、共通の冷却ブロック２０に複数の外部電極１３を一体的に形成し、誘電体バリア放電ランプ１００それぞれの内部電極１２との間に誘電体バリア放電をさせるものである。
【００３３】
そして、各誘電体バリア放電ランプ１００と対向する位置に形成されるカバー２８の通気口３０側には、ガイドフィン３２を配置している。それぞれのガイドフィン３２は、対応する誘電体バリア放電ランプ１００のランプ軸方向における温度バラツキに起因する照度の不均一性を抑えることができる。
【００３４】
この実施形態では、２本の誘電体バリア放電ランプ１００を例に挙げたが、３本以上であっても、同様の効果を得ることができる。
【００３５】
図１１、図１２は、この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する第３の実施形態の概略的な構成について説明するための、図１１は構成図、図１２は図１１の要部について説明するための斜視図である。上記した第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【００３６】
この実施形態は、複数の誘電体バリア放電ランプ１００を用い、共通の冷却ブロック２０に複数の外部電極１３を形成し、誘電体バリア放電ランプ１００それぞれの内部電極１２との間に誘電体バリア放電をさせるものである。さらに、各誘電体バリア放電ランプ１００と対向する位置に形成されるカバー２８の通気口３０側には、ガイドフィン３２Ａを配置している。
【００３７】
ガイドフィン３２Ａは、複数の誘電体バリア放電ランプ１００にそれぞれ対向するフィン１９に、共通に対向するような楕円形状の吸気口３２Ａ１とし、開口面積を漸次狭くした排気口３２Ａ２としている。排気口３２Ａ２は、カバー２８の通気口３０、さらに排気筒３３に連通するようにしている。排気口３２Ａ２は必ずしも楕円とする必要はなく、円形でも構わない。通気口３０および排気筒３３は、排気口３２Ａ２に合うような形状とする。
【００３８】
この実施形態でのガイドフィン３２Ａでも、対応する誘電体バリア放電ランプ１００に対してランプ軸方向における温度バラツキに起因する照度の不均一性を抑えることができる。この場合、ガイドフィン３２Ａを複数の誘電体バリア放電ランプ１００に対して共用化できることから、部品点数やこれを取り付ける作業工数の削減に寄与する。
【００３９】
なお、この実施形態では２本の誘電体バリア放電ランプ１００を例として挙げたが、３本以上であっても、共用のガイドフィンで同様の効果を得ることができる。誘電体バリア放電ランプ１００の数が増えた場合は、何本かを共用化したガイドフィンとしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する第１の実施形態の概略的な構成について説明するための構成図。
【図２】図１の誘電体バリア放電ランプの構成図。
【図３】図１のｘ−ｘ’断面図。
【図４】図１の誘電体バリア放電ランプの保持に関連する部分を抜き書きした構成図。
【図５】図４のｙ−ｙ’断面図。
【図６】誘電体バリア放電ランプを取り付け前の状態の図４の一部分を拡大して示した斜視図。
【図７】図１に用いられる一部品の斜視図。
【図８】図１要部の斜視図。
【図９】この発明の効果について説明するための説明図。
【図１０】この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する第２の実施形態の概略的な構成について説明するための構成図。
【図１１】この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する第３の実施形態の概略的な構成について説明するための構成図。
【図１２】図１１の要部について説明するための斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１００  誘電体バリア放電ランプ
１１  気密容器
１２  内部電極
１３  外部電極
１８  給電部
１９  フィン
２０  冷却ブロック
２１  Ｃ型クリップ
２２  取入口
２３  排出口
２４  ランプハウス
２５  窓部
２６  窓材
２８  カバー
２９  吸入口
３０  通気口
３１  封止
３２，３２Ａ  ガイドフィン
３２１，３２Ａ１  吸気口
３２２，３２Ａ２  排気口
３３  排気筒
【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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【図１０】
2009199860.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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