JP2002343306A - エキシマランプ及びエキシマ照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、第１の目的は、エキシマ光の照射
効率をより一層向上させたエキシマ照射装置を提供す
る。第２の目的は、長尺のエキシマランプ及びエキシマ
照射装置を提供する。 【解決手段】 誘電体である外部管３及び内部管４と、
前記外部管３と内部管４との間が密閉され放電空間６が
形成された中空二重円筒管と、内部電極５と、外部電極
２と、を備え、外部管３の外周面に照射面２３を有する
エキシマランプ１により、上記課題を解決する。このと
き、外部管３の外周を覆うように保護管２９を設けても
よく、更に、長尺のエキシマランプ３５、３９において
は、内部に中空管４１を備えるとよい。また、上記エキ
シマランプ１の照射面２３を被照射体と対向するように
複数配置して構成されるエキシマ照射装置２０としても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマランプ及
びエキシマ照射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にエキシマ照射装置とは、エキシマ
ランプを窒素ガスが充填されている容器内に配置し、被
照射体にエキシマ光を照射する装置である。エキシマラ
ンプとは、放電容器にエキシマ分子を形成する放電用ガ
スを充填し、無声放電と呼ばれる誘電体バリア放電によ
ってエキシマ分子を形成し、そのエキシマ分子から放射
される単一波長の紫外光（以下「エキシマ光」とい
う。）を照射するものである。

【０００３】また、エキシマランプの構造は、少なくと
も誘電体と放電空間と電極とから構成される。また、上
記記載の誘電体と放電空間と電極の配列が一定の条件を
満たせばどのような形状にすることも可能であるととも
に、電極が放電空間内に無いという特徴を持つ。こうし
た誘電体バリア放電を利用したエキシマランプを備えて
いる照射装置は、放電用ガスの種類に応じて、１７２ｎ
ｍ、１９３ｎｍ、２０７ｎｍ、２２２ｎｍ、２４８ｎｍ
等のエキシマ光を発生させることができる。

【０００４】また、近年においては、照射範囲の拡大に
おける照射装置の大型化等により、長尺のエキシマラン
プの需要が高まっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】こうしたエキシマ照射
装置においては、発生するエキシマ光を効率的に照射す
るための工夫が種々検討されている。例えば、上記に
示すようにエキシマランプが装着される容器内に窒素ガ
スを流し、エキシマランプから発生するエキシマ光が吸
収されないように工夫することによってエキシマ光の照
射効率を改善したり、エキシマランプが装着される容
器のガラス窓やエキシマランプの放電容器を、透過性に
優れた石英ガラス等の材質に変更することによってエキ
シマ光の透過性を高め、照射効率を改善したり、エキ
シマランプが配置されている容器の背面側に反射板を設
け、照射効率を改善している。

【０００６】また、長尺のエキシマランプは、長尺にな
るほど、放電領域が増えるとともに電圧を印加する電極
の面積も広くなる。その結果、電圧が電極全体に均等に
印加されず、結果として放電空間に発生する多条の放電
プラズマにばらつきを生じるという問題点がある。

【０００７】更に、ランプが長尺であればあるほど、ラ
ンプが自重によりたわみ、ランプに負担がかかり、ラン
プ本体が曲がってしまったり、破壊等がおこるという問
題点がある。

【０００８】そこで本発明の第１の目的は、エキシマ光
の照射効率をより一層向上させたエキシマランプ及びエ
キシマ照射装置を提供することである。また、第２の目
的は、長尺のエキシマランプ及びエキシマ照射装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。

【００１０】請求項１に記載のエキシマランプは、誘電
体としての外部管（３）と内部管（４）とを備え、前記
外部管と内部管との間が密閉され放電空間（６）が形成
された中空二重円筒管と、前記内部管の内部に配置され
た内部電極（５）と、前記外部管の外周面の一部を覆う
ように配置された外部電極（２）と、が、備えられてい
るエキシマランプであって、前記外部管の外周面は、外
部電極が配置されていない照射面（２３）を有している
ことを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、外部管の外周面の一部
を覆うように外部電極を配置することにより、外周面に
は、外部電極が配置されていない場所に照射面が形成さ
れるため、発生するエキシマ光の照射方向に一定の方向
性をもたせることができる。その結果、効率よく被照射
体にエキシマ光を照射することができる。

【００１２】請求項２の発明は、上記請求項１記載のエ
キシマランプが長尺である場合において、外部電極及び
内部電極の両端部近傍に電圧が印加されていることを特
徴とする。

【００１３】この発明によれば、電極の両端部から電圧
が印加されることにより、電圧が電極全体に均等に印加
されるので、結果として、放電空間に発生する放電プラ
ズマにばらつきが生じることなく、プラズマ光を発生さ
せることができる。

【００１４】請求項３の発明は、前記内部電極の内周面
の一部に接するように中空管（４１）を備えていること
を特徴とする。

【００１５】この発明によれば、自重により生じるラン
プ本体にかかる加重が、中空管を備えることにより分散
されるので、ランプの変形（たわみ等）や破壊を防ぐこ
とができる。

【００１６】請求項４の発明は、前記中空管には、孔
（４１ａ）が設けられていることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、内部管の空間部に冷却
ガスを循環できる。また、この孔の径は、好適には、中
空管内に冷却ガスを循環する場合に、それぞれの孔から
流出する噴出量が同じになるようにするとよい。そうす
ることにより、内部管の空間部に冷却ガスを均等に循環
することができる。

【００１８】請求項５及び請求項６の発明は、前記外部
電極の外周を覆うように保護管（２９）が備えられてい
ることを特徴とする。また、外部電極と保護管との間に
は、冷却ガスが循環していることを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、保護管によりランプ本
体を保護できるとともに、ランプ本体から発生する熱の
冷却及び外部電極の酸化防止を抑止できる。

【００２０】請求項７の発明は、請求項１に記載のエキ
シマランプにおいて、前記照射面（２３）は、前記外部
管（３）の断面中心と前記外部管の外周面の一部を覆う
外部電極（２）の両端部とがなす９０°〜１８０°の開
口角により形成されていることを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、９０°〜１８０°の範
囲内の開口角を有するように外部電極を配置することに
より照射面が形成され、そうした割合からなる外部電極
の両端部と前記外部管の断面中心と、がなす外部電極側
の角度が１８０°以上となり、外部管に容易に嵌着でき
る。こうした外部電極は、湾曲加工するのみで形成でき
るとともに、容易に外部管の外周面に定着（配置）する
ことができる。

【００２２】請求項８の発明は、請求項１〜３のいずれ
かに記載のエキシマランプが、空間部（２２）に二以上
備えられるエキシマ照射装置（２０）において、前記エ
キシマランプはその照射面を被照射体と対向するように
配置されていることを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、エキシマランプの照射
面を被照射体と対向するように配置することにより、発
生するエキシマ光を効率よく照射することができる。

【００２４】請求項９の発明は、前記エキシマランプが
備えられる空間部（２２）の内部には、冷却ガス（４
ａ）が循環していることを特徴とする。

【００２５】この発明によれば、エキシマランプ本体か
ら発生する熱を冷却することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明であるエキシマ照射
装置に係る実施の形態について詳細に説明する。する。
図１〜図５により、本発明の第１の実施形態に係るエキ
シマランプ及びエキシマ照射装置、図６、図７により、
エキシマランプの第２の実施形態を説明する。

【００２７】本実施形態のエキシマランプ及びエキシマ
照射装置は、エキシマランプの照射効率を改善するとい
う問題を、エキシマランプが有する外部管の外周面の一
部を覆うように外部電極を備えることにより、外周面に
は、外部電極と対向する位置に外部電極が配置されてい
ない照射面が形成されるため、発生するエキシマ光の照
射方向に一定の方向性をもたせることにより解決したも
のである。

【００２８】図１は本発明であるエキシマランプの構造
を示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は左側面図で
ある。図２はエキシマランプ本体の内部構造図、図３は
図２のＡ−Ａ断面図である。図示のように、エキシマラ
ンプ１は、エキシマ光を照射するためのランプ本体１ａ
と、ランプ本体１ａの支持及び通電を容易にするための
キャップ１ｂと、を備える。

【００２９】ランプ本体１ａは、外部管３と、その外部
管３の外周面の一部を覆うように備えられた外部電極２
と、その外部管３の内部に設けられた内部管４と、その
内部管４の内部に設けられた内部電極５と、を備える。
また、外部管３の外周面には、外部電極２が配置されて
いない照射面２３を備える。この照射面２３から、主と
して発生するエキシマ光を照射する。また、外部管３と
内部管４との間には、放電空間６を形成するために、外
部管３と内部管４とが密閉される。この放電空間６に
は、放電用ガス６ａが所定の圧力で充填される。

【００３０】外部電極２は、所定の照射面２３を残し
て、外部管３の外部長手方向のほぼ全域に亘って配置さ
れる。外部電極２の形状は、外部管３の外周面と同様な
湾曲形状である。この外部電極２は、両端部間に有する
開口を広げるように両端部に力を加え、外部管３の外周
面に弾性の復元力により固定される。その際、外部管３
の断面中心と、外部電極２の両端部とがなす照射面側の
角度（以下、「開口角」と呼ぶ。）は、９０°〜１８０
°の範囲となるように外部電極２が配置される。このと
き開口角は、好適には１４０°であるとよい。開口角を
１４０°とすることにより、発生するエキシマ光を効率
よく被照射体に照射することができる。また、外部管３
に接する外部電極２の内壁面を鏡面加工とすることによ
りなお一層照射効率を向上することができる。また、開
口角の設定範囲において、開口角が１８０°未満では、
外部電極２が容易に外れてしまう場合がある。一方、開
口角が９０°を越えてしまうと、照射効率が低下する。
以上の理由から、開口角の設定範囲を９０°〜１８０°
の範囲としている。また、外部電極２は、矩形状で弾性
があり、かつ、導電性のある金属としての板材が用いら
れる。

【００３１】外部電極２に用いられる板材は、好適に
は、ステンレス鋼又はアルミニウムの平板が使用され
る。この平板は、湾曲加工して外部電極２とされる。ま
た、板材の板厚は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍのものが用
いられる。板厚の範囲は、使用する板材の性質に応じて
設計される。すなわち、板材を外部管３に外部電極２と
して、固定する際に要する変形が容易であるとともに、
装着後は、外部管３から容易に外れたり、ずれたりせず
にしっかり固定できる弾性力を備えた厚さであることが
好ましい。また、平板の表面にはフィンのような突起が
設けられていてもよい。この突起は、平板を曲げ加工し
て形成してもよいし、平板に突起となる導電性のある金
属としての板材等を新たに取り付けて形成してもよい。

【００３２】また、こうした板材としては、表面に多数
の孔２ａ、・・・（貫通孔）を備えたパンチングメタルを
用いることもできる。この孔２ａ、・・・はどのような形
状のものでもよいが、好適には、六角形もしくは円形で
あってもよい。この孔２ａ、・・・は外部電極２の面積に
対し２０〜６０％の範囲で開口率を有するように設けら
れる。開口率を上記範囲内とすることにより、発生する
エキシマ光を効率良く被照射体に反射できる。

【００３３】また、外部電極２に用いられる金属として
の板材は、アルミニウム合金、銅、酸化銅、またはそれ
らの合金、酸化イットリウム、酸化イットリウムアルミ
ニウム、その他の金属等の中から良好な金属導電性を有
し、かつ、放電率が高く、弾性があるものから選定され
てもよい。また、外部電極２は、網目状でもよい。

【００３４】また、外部電極２は、図３に示すように、
リフレクタ（反射板）として作用させることもできるの
で、照射効率をより一層向上させることができる。

【００３５】外部管３は、図中長手方向において、一方
（ランプ本体１ａの先端１ｃ）が密閉され、他方が開口
している円筒形状である。また、外部管の先端１ｃは、
内部に向かって段差を有している。外部管３は透過性が
あり、材質は、好適には誘電体としての石英管または合
成石英管を用いることが好ましい。また、外部管３は、
両端が開放したものでもよく、特に限定されるものでは
ない。仮に開放した管である場合にはその先端はシール
する必要がある。また、外部管３には蛍光体膜を形成し
てもよい。

【００３６】内部管４は、外部管３の形状と同様に、図
中長手方向において、一方（ランプ本体１ａの先端１
ｃ）が密閉され、他方が開口している円筒形状である。
内部管４は、外部管３の段差部分の内壁面と同じ大きさ
の外形を有し、外部管３に対して一定の間隔を保つよう
に平行に配置される。内部管４は透過性があり、材質
は、好適には誘電体としての石英管または合成石英管を
用いることが好ましい。また、内部管４の内部には、エ
キシマランプを冷却する目的で冷却ガス４ａが充填され
る（後記に説明するが、本発明では冷却ガス４ａを循環
している。）。この冷却ガス４は、エキシマ光の吸収の
少ない気体（窒素ガス等）が好適に用いられる。充填す
る冷却ガス４ａは窒素ガス以外の非活性なガス、例え
ば、アルゴンガス等の不活性ガスを用いてもよいが、経
済性の点からは窒素ガスが好適に用いられる。また、内
部管４には蛍光体膜を形成してもよい。

【００３７】また、外部管３及び内部管４の厚さは、エ
キシマ光が外部管３及び内部管４を通過する際の透過率
が低下するのを極力小さくするために薄くするとよい。
外部管３及び内部管４は強度に優れる円筒管形状である
ので、そこに充填される冷却ガス又は放電ガス圧にも十
分耐えることができる。また、外部管３及び内部管４を
薄くすることにより、発生するエキシマ光が外部管３及
び／又は内部管４を通過する際に生じる透過率の低下を
極力小さくすることができる。

【００３８】内部電極５は、円筒形状で導電性のある金
属である。内部電極５は、内部管４の内部に充填された
窒素ガス４ａが通過しやすい形状、例えば、表面がメッ
シュ又は網目形状の電極であることが好ましい。金属
は、上述の外部電極で用いられる金属と同種の金属を用
いることができ、良好な金属導電性を有し、かつ、放電
率が高くなるものが好適に選定される。

【００３９】一方、キャップ１ｂは、キャップ本体１１
と、円筒状の隔壁１１ａと、冷却ガスを流入するための
入力継手１２と、冷却ガスを流出するための出力継手１
３と、内部電極５及び外部電極２と電気的に接続するた
めの接続ケーブル１４、１４ａと、エキシマランプ本体
１ａを支持するための支持壁１１ｂと、エキシマランプ
１をエキシマランプ照射装置に設置する際の孔１１ｃ、
・・・と、を備えている。上記隔壁１１ａと支持壁１１
ｂとは、キャップ本体と一体に形成されている。また、
隔壁１１ａは、エキシマランプ本体１ａの長手方向の長
さよりも若干短い。

【００４０】エキシマランプ本体１ａは、キャップ１ｂ
の隔壁１１ａと支持壁１１ｂとの間に挿入し、上記キャ
ップ本体１１と篏合し、エキシマランプ本体１ａの開口
している一方がキャップ１ｂにより塞がれる。また、隔
壁１１ａは、エキシマランプ本体１ａの内部電極４の内
部に配置される。この隔壁１１ａの先端は、エキシマラ
ンプ本体１ａの先端１ｃ近傍に配置される。また、この
隔壁１１ａにより内部管４の内部が第１及び第２の空間
部（１５及び１６）に仕切られる。また、キャップ本体
１１には、冷却ガス４ａを出力継手１３から流出するた
めの流路１１ｆと、冷却ガス４ａを入力継手１２からラ
ンプ本体１ａ内へ流入するための流路１１ｇと、空間部
１６と空間部１１ｅとを接続するための流路１１ｄと、
が形成されている。なお、空間部１６は、隔壁１１ａと
内部管４との間をなし、空間部１１ｅは、ランプ本体１
ａと支持壁１１ｂとの間をなしている。また、この入力
継手１２と出力継手１３は、冷却ガス４ａを循環するた
めの冷却ガス循環装置等に接続される。冷却ガス４ａ
は、上記入力継手１２よりランプ本体１ａの内部に流入
し、第１の空間部１５を通過して、先端１ｃまで流入し
た後、第２の空間部１６を循環し、流路１１ｄを通り、
空間部１１ｅから外部へと放出される。また、通常、こ
のようなエキシマランプ１は、密閉された空間内に複数
配置され使用されるため、上記空間部１１ｅから外部に
放出した冷却ガス４ａは密閉空間を循環後、流路１１ｆ
を通り、出力継手１３から流出する。

【００４１】以上のように構成されたエキシマランプ１
は、図１〜図３に示すように、接続ケーブル１４、１４
ａに電源が接続され、内部及び外部電極（２及び５）に
電圧が印加されると、放電空間６に発生した多条の放電
プラズマが放電ガスの原子を励起しエキシマ光が発光す
る。発光したエキシマ光は、外部電極２の内壁面により
反射され、主に照射面２３から放出される。また、内部
電極５の内部に隔壁１１ａを設けることにより、内部管
４の内部に充填する冷却ガス４ａが、内部管４の先端１
ｃまで充填できるとともに、冷却ガス４ａを均一に循環
させることができる。また、内部管４又は／及び外部管
３の内壁に蛍光体膜を形成し、蛍光灯として照射しても
よい。

【００４２】次に、上記エキシマランプを用いた照射装
置について詳細に説明する。

【００４３】図４にエキシマ照射装置の一例を示す底面
図、図５に側面図を示す。図示のように、エキシマ照射
装置２０は、被照射体にエキシマ光を照射するためのエ
キシマランプ１、・・・を備える照射部２０ａと、エキ
シマランプ１、・・・から放出される熱を冷却するため
の冷却ガスをエキシマランプ本体１ａの内部及び外部
（エキシマ照射装置２０の空間部２２）に循環させるた
めの冷却ガス循環装置２０ｂと、エキシマランプ１に高
周波電圧を印加するための電源２０ｃと、を備えてい
る。

【００４４】このエキシマ照射装置２０は、ケーシング
２１を備える。ケーシング２１の所定位置には底面から
所定高さを備えた照射部２０ａとしての空間部２２を設
けている。この空間部２２には、４本のエキシマランプ
１、１、１、１を備える。エキシマランプ１は、エキシ
マ光が照射面２３から照射されるため、この照射面２３
を被照射体と対向するように配置する。また、エキシマ
ランプ１、・・・が配置される間隔は、被照射体上の照
度分布が均一となるように配置される。また、空間部２
２の開口２２ａには、空間部２２を密閉するための窓２
４を備える。窓２４は、通常、光透過性のよい合成石英
板が用いられる。

【００４５】空間部２２の内壁面２５は、エキシマラン
プ１により照射するエキシマ光を被照射体に効率よく照
射するための反射面２６を備える。通常、反射面２６
は、エキシマランプ１の外部電極２に設けられた複数の
孔２ａ、・・・から漏れるエキシマ光を反射して、被照
射体の方向へと反射させる。また、反射面２６は、通
常、鏡面加工されたステンレス鋼又はコーティングされ
たアルミニウム材が用いられる。また、反射面２６の表
面形状は、エキシマ光を照射面側に反射できる形状であ
ればよく、図示のような平らな表面形状に限定されな
い。また、空間部２２の反射面２６の所定位置には、所
定間隔に複数の孔２７、・・・、２７が設けられる。こ
の孔２７はエキシマランプ１を冷却するための冷却ガス
を流入または流出するための孔である。この孔２７は、
エキシマランプ相互間の直上部またはエキシマランプ１
の直上部であることが好ましい。

【００４６】また、エキシマ照射装置２０には、冷却ガ
ス循環装置２０ｂを備えている。この冷却ガス循環装置
２０ｂは、冷却ガス４ａを供給することができる。この
冷却ガス循環装置２０ｂは、上記空間部２２の反射面２
６に設けられた孔２７及びエキシマランプ１の入力継手
１２と出力継手１３とに接続する。前記の場合、冷却ガ
スは、孔２７から上記冷却ガスがエキシマランプ本体１
ａに吹き付けられ、又は空間部２２内を循環させること
により、発熱するエキシマランプ１を外側から冷却する
ことができるとともに、エキシマランプ１の外部電極２
の酸化を防止できる。また後記の場合、冷却ガスは、流
入継手１２より流入し、エキシマランプ１の内部管４に
充填することにより、発熱するエキシマランプ１を内部
から冷却することができるとともに、エキシマランプ１
の内部電極５の酸化を防止できる。冷却ガス４ａの好適
な例としては、窒素ガスを用いることが、経済性及び安
全性の点から好ましい。また、窒素ガスはエキシマ光の
吸収が少ないという点からも好ましい。

【００４７】また、エキシマ照射装置２０には、電源２
０ｃ、・・・を備える。この電源２０ｃは、エキシマラ
ンプ１の外部電極２と内部電極５とに接続された接続ケ
ーブル１４、１４ａに接続されており、エキシマランプ
１に所定の高周波電圧を印加するために備えられる。

【００４８】このように、エキシマランプ１の外周面の
一部に外部電極２を設け、照射方向に一定の方向性をも
たせることにより、発生するエキシマ光を効率よく被照
射体に照射することができる。従来のように発生するエ
キシマ光に方向性をもたないエキシマランプ１を配置し
たエキシマ照射装置の照射部から照射されるエキシマ光
と、本発明のように発生するエキシマ光に方向性をもた
せたエキシマランプ１を配置したエキシマ照射装置２０
の照射部２０ａから照射されるエキシマ光と、の照射効
率を比較すると、測定した結果により、本発明のエキシ
マ照射装置２０の方が、２０％程度照射効率は良くな
る。

【００４９】以上のように構成されたエキシマ照射装置
２０は、図５に示すように、各エキシマランプ１、・・
・の接続ケーブル１４・・・、１４ａ・・・に電源が接
続されると、内部及び外部電極（２及び５）に電圧が印
加され、放電空間６に発生した多条の放電プラズマが放
電ガスの原子を励起しエキシマ光が発光する。発光した
エキシマ光は、外部電極２の内壁面により反射され、主
に照射面２３から放出される。照射面２３から照射され
たエキシマ光は照射部２３より被照射体に照射される。
また、照射面２３から漏れたエキシマ光は空間部２２の
内壁面２５に設けられた反射面２６で反射し、照射部２
３より被照射体に照射される。

【００５０】また、空間部２２及びエキシマランプ１の
内部管４の内部に冷却ガス４ａを充填することにより、
発生する熱を冷却するとともに、外部及び内部電極（２
及び５）の酸化を防止できる。更に、酸素等の気体と比
較して、エキシマ光の吸収の少ない気体（窒素等）を冷
却ガスに利用することにより、発生するエキシマ光を効
率良く被照射体に照射できる。

【００５１】図６、図７により、本発明の第２の実施形
態に係るのエキシマランプを説明する。なお、図６、図
７において、図１と共通する部分には同一符号を付し、
それらの説明は省略する。

【００５２】図６は本実施形態のエキシマランプの全体
構造を示し、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は左側面
図である。図７はランプ本体のＢ−Ｂ断面図である。

【００５３】このエキシマランプ２８は、第１の実施形
態において示したランプ本体１ａの外周を覆うような保
護管２９を備える。保護管２９は、円筒形状であり、図
中長手方向において、一方（ランプ本体１ａの先端１ｃ
方向）が密閉され、他方が開口している。開口している
端部はキャップの支持壁１１ｂに支持され、密閉され
る。保護管２９は、透過性があり、材質は、好適には石
英管または合成石英管を用いることが好ましい。

【００５４】また、図７に示すように、隔壁１１ａ内の
空間部１５、隔壁１１ａと内部管４との間の空間部１
６、及び外部管３と保護管２９との間の空間部１７（ラ
ンプ本体１ａ及び保護管２９内）には、冷却ガス４ａが
循環される。冷却ガス４ａは入力継手１２よりランプ本
体１ａの内部に流入し、隔壁１１ａに沿って、空間部１
５を循環した後、その隔壁１１ａと内部管４との間の空
間部１６内を循環する。その後、キャップ本体１１に形
成された流路１１ｄ及び空間部１１ｅを通過して、ラン
プ本体１ａと保護管２９との間に設けられた空間部１７
を循環し、流路１１ｆを通り、出力継手１３から流出す
る。このように、空間部１７にも冷却ガス４ａを循環す
ることにより、ランプ本体１ａが放出する熱を抑えると
ともに、外部電極２の酸化を防ぐことができる。

【００５５】図８により、本発明の第３の実施形態に係
るエキシマランプ、図９により、本発明の第４の実施形
態に係るエキシマランプを説明する。

【００５６】本実施形態に係るエキシマランプは、長尺
ランプにおいて、電圧の印加不足により放電空間で発生
する放電プラズマにばらつきが生じるという問題を、外
部電極及び内部電極の両端部近傍に電圧を印加すること
により解決したものである。また、自重によりたわみが
生じ、ランプ本体に変形・破壊が生じるという問題を、
内部電極の一部に接するように内部電極長手方向に沿っ
て中空管を備えることにより解決したものである。

【００５７】図８は第３の実施形態であるエキシマラン
プの断面構造図である。なお、図８において、図１と共
通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略す
る。本実施形態のエキシマランプは第１の実施形態のエ
キシマランプが片端部を支持するエキシマランプである
のに対し、両端部を支持するエキシマランプである点で
異なる。なお、図中「Ｐ／Ｓ」とは、パワーサプライ
（電源）を意味し、「Ｓ／Ｂ」とは、スタビライザ（安
定器）を意味する。

【００５８】エキシマランプ３５は、両端部が開口した
外部管３６及び内部管３７と、その外部管３６の外周面
の一部を覆うように備えられた外部電極２と、内部管３
７の内周面の一部と接するように設けられた内部電極５
と、を備える。外部管３６と内部管３７との間の放電空
間６は、支持部材３８、３８ａにより外部管３６及び内
部管３７の両先端部がシールされ、密閉される。この放
電空間６には、放電用ガス６ａが所定の圧力で充填され
る。また、支持部材３８、３８ａには、ランプ本体３５
ａ内に冷却ガスを流出入するための流入路３８ｂ、流出
路３８ｃがそれぞれ形成される。

【００５９】外部管３６は、図中長手方向において、円
筒形状である。この外部管３６は、透過性があり、材質
は、好適には誘電体としての石英管または合成石英管を
用いることが好ましい。

【００６０】内部管３７は、外部管３６の形状と同様
に、図中長手方向において、円筒形状である。また、内
部管３７は、外部管３６の内部に一定の間隔を保つよう
に平行に配置される。この内部管３７は、透過性があ
り、材質は、好適には誘電体としての石英管または合成
石英管を用いることが好ましい。

【００６１】また、内部管３７の空間部４５には冷却ガ
ス４ａが循環する。冷却ガス４ａは、図中矢印で示すよ
うに、一方の支持部材３８に形成されている流入路３８
ｂから流入し、ランプ本体３５ａの内部を通って、他方
の支持部材３８ａに形成されている流出路３８ｃから流
出する。

【００６２】エキシマランプ３５が長尺である場合は、
図示のように、外部電極２と内部電極５の一方の端部
（図中右側の端部）と、他方の端部（図中左側の端部）
と、に、それぞれ電圧を印加するように電源３５ｂを電
気的に接続する。

【００６３】図９は第４の実施形態であるエキシマラン
プの断面構造図である。なお、図９において、図１及び
図８と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明
は省略する。

【００６４】このエキシマランプ３９は、第３の実施形
態において示したランプ本体３５ａの外周を覆うような
保護管４０を備える。保護管４０は、円筒形状であり、
両端部が開口している。両端部は支持部材３８、３８ａ
により支持され、両端部がシール（密閉）される。保護
管４０は、透過性があり、材質は、好適には石英管また
は合成石英管を用いることが好ましい。また、内部電極
５の内周面の一部には内部電極５長手方向に沿って、噴
射管４１が備えられる。噴射管４１は、エキシマランプ
３９の照射面２３と対向する内部電極５の内周面の一部
（図中内部電極５の内周面上部）に設けられる。また、
噴射管４１は、中空管であり、一方の端部には、冷却ガ
ス循環装置が接続され、噴射管４１の内部には、冷却ガ
ス４ａが流入する。また、噴射管４１は、所定間隔に複
数の孔４１ａ、４１ａ・・・が備えられ、その孔４１ａか
ら冷却ガス４ａが噴出される。孔４１ａの径は、冷却ガ
ス４ａ全体の孔４１ａからほぼ均等に噴出されるように
調整される。具体的には、孔４１ａの径は、冷却ガス４
ａが流入する側に近ければ近いほど小さく設定される。

【００６５】このように冷却ガス４ａをランプ本体３５
ａの空間部４５及び保護管４０と外部電極２との間の空
間部４６に循環することにより、ランプ本体３５ａの冷
却及び内部電極５と外部電極２の酸化防止をすることが
できる。

【００６６】また、外部管３６と保護管４０との間の空
間部４２に冷却ガス４ａを循環する際には、冷却ガス４
ａを流出入するための流入口及び流出口を、偏心させて
設けるとよい。偏心させることにより、冷却ガス４ａが
渦をまくように流出入するため、冷却ガス４ａが全体に
行き渡り易い。

【００６７】また、冷却ガス４ａがランプ本体３５ａの
内部を効率よく循環するように、一方の支持部材３８に
は、冷却ガス４ａを入力継手１２から噴出管４１に流入
するための流路４６ａと、冷却ガス４ａを保護管４０と
外部管３６との間の空間部４２から出力継手１３を介し
て流出するための流路４６と、を備える。また、他方の
支持部材３８ａには、内部管３７と空間部４２とを接続
するための流路４６ｂを備える。冷却ガス４ａは、入力
継手１２より流入する。流入した冷却ガス４ａは、噴射
管４１の孔４１ａから噴出し、流路４６ｂを通って、空
間部４２を循環する。循環後、支持部材３８に形成され
た流路４６を通り、出力継手１３を介して流出する。

【００６８】図１０は第５の実施形態であるエキシマラ
ンプの断面構造図である。なお、図１０において、図９
と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省
略する。

【００６９】このエキシマランプ３９ａは、一方の支持
部材３８には、冷却ガス４ａを入力継手１２から噴出管
４１に流入するための流路４６ａと、冷却ガス４ａを保
護管４０と外部管３６との間の空間部４２から出力継手
１３を介して流出するための流路４６と、内部管３７と
空間部４２とを接続するための流路４６ｃと、を備え
る。また、他方の支持部材３８ｂには、新たに冷却ガス
４ａを流入するための流入路４７を備える。

【００７０】冷却ガス４ａは、入力継手１２より流入す
る。流入した冷却ガス４ａは、噴射管４１の孔４１ａか
ら噴出し、流路４６ｃを通って、空間部４２を循環す
る。一方、新たに流入路４７からも、空間部４２に冷却
ガス４ａを流入する。冷却ガス４ａは空間部４２を循環
後、支持部材３８に形成された流路４６を通り、出力継
手１３を介して流出する。

【００７１】本発明は以上の実施形態に限定されること
なく、種々の形態にて実施してよい。例えば、実施の形
態においては、内部電極５を中空形状としているが、特
にこの形状に限られるわけではなく、棒状の電極を用い
ても構わない。また、使用する内部管、外部管、保護
管、外部電極、内部電極、噴射管等の材質は、実施の形
態に限定されることなく、種々の材質を使用してもよ
い。また、キャップに形成している隔壁１１ｂは冷却ガ
ス４ａが内部管４内を均一に循環するために設けたもの
であるが、なくても構わない。更に、本実施形態におい
て使用する外部電極２は、図１１に示すように、先に説
明したパンチングメタルを使用してもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、外部管の外周面の一部を覆うように外部電極を配置
することにより、外周面の一部が照射面として作用し、
発生するエキシマ光の照射方向に一定の方向性をもたせ
られるとともに、外部電極自体がリフレクタ（反射板）
としても作用するので、発生するエキシマ光の照射効率
を向上することができる。

【００７３】また、長尺のエキシマランプにあっては、
本発明によれば、放電空間で発生する放電プラズマにば
らつきが生じない。更に、ランプの自重による変形・破
壊を抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明であるエキシマランプの（ａ）平面図、
（ｂ）左側面図である。

【図２】エキシマランプ本体の内部構造である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】エキシマ照射装置の一例を示す底面図である。

【図５】エキシマ照射装置の一例を示す側面図である。

【図６】エキシマランプの第２の実施形態の（ａ）平面
図、（ｂ）左側面図である。

【図７】図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】エキシマランプの第３の実施形態の断面構造図
である。

【図９】エキシマランプの第４の実施形態の断面構造図
である。

【図１０】エキシマランプの第５の実施形態の断面構造
図である。

【図１１】本発明であるエキシマランプの外部電極の他
の実施例である。

【符号の説明】

１ エキシマランプ ２ 外部電極 ３ 外部管 ４ 内部管 ４ａ 冷却ガス ５ 内部電極 ６ 放電空間 １１ａ 隔壁 ２０ エキシマ照射装置 ２２ 空間部 ２３ 照射面 ２７、４１ａ 孔 ２９ 保護管 ４１ 中空管

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体としての外部管と内部管とを備
   え、前記外部管と内部管との間が密閉され放電空間が形
   成された中空二重円筒管と、 前記内部管の内部に配置された内部電極と、 前記外部管の外周面の一部を覆うように配置された外部
   電極と、 が、備えられているエキシマランプであって、 前記外部管の外周面は、外部電極が配置されていない照
   射面を有していることを特徴とするエキシマランプ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエキシマランプが長尺で
   ある場合において、 前記外部電極及び内部電極の両端部近傍に電圧が印加さ
   れていることを特徴とするエキシマランプ。
3. 【請求項３】 前記内部電極の内周面の一部に接するよ
   うに中空管を備えていることを特徴とする請求項２に記
   載のエキシマランプ。
4. 【請求項４】 前記中空管には、孔が設けられているこ
   とを特徴とする請求項３に記載のエキシマランプ。
5. 【請求項５】 前記外部電極の外周を覆うように保護管
   が備えられていることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れかに記載のエキシマランプ。
6. 【請求項６】 前記外部管と保護管との間には、冷却ガ
   スが循環していることを特徴とする請求項５に記載のエ
   キシマランプ。
7. 【請求項７】 前記照射面は、前記外部管の断面中心
   と、前記外部管の外周面の一部を覆う外部電極の両端部
   とがなす９０°〜１８０°の開口角により形成されてい
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のエ
   キシマランプ。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載のエキシ
   マランプが、空間部に二以上備えられるエキシマ照射装
   置において、 前記エキシマランプは、その照射面を被照射体と対向す
   るように配置されていることを特徴とするエキシマ照射
   装置。
9. 【請求項９】 前記エキシマランプが備えられる空間部
   の内部には、冷却ガスが循環していることを特徴とする
   請求項８に記載のエキシマ照射装置。