JP2005209398A - Dielectric barrier discharge lamp, and ultraviolet-ray irradiation device - Google Patents

Dielectric barrier discharge lamp, and ultraviolet-ray irradiation device Download PDF

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Kazuhiko Yoshikawa
和彦 吉川
Toshiya Suzuki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric barrier discharge lamp restrained from the generation of particles caused by the difference of thermal expansion, and provide an ultraviolet-ray irradiation device using the same. <P>SOLUTION: The dielectric barrier discharge lamp EXL comprises a slender tube-shaped airtight vessel 1 made of ultraviolet-ray transmissive material, an excimer generating gas sealed in the airtight vessel 1, a long inner electrode 2 arranged in the airtight vessel so as to generate the dielectric barrier discharge over whole axial direction, and an external electrode OE arranged on the outer face of the airtight vessel 1 with a gap of 0.05 to 1.0 mm along axial direction, acting so as to generate the dielectric barrier discharge in the airtight vessel 1 in cooperation with the inner electrode 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、誘電体バリア放電ランプおよびこれを用いた紫外線照射装置に関する。   The present invention relates to a dielectric barrier discharge lamp and an ultraviolet irradiation apparatus using the same.

キセノンなどの希ガスまたは希ガスのハロゲン化物などを無声放電すなわち誘電体バリア放電を行わせて、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ア放電ランプは、数多くの文献に記載されて従来から知られている。誘電体バリア放電においては、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)に結合させ、それが基底状態に戻るときに再吸収の少ない短波長紫外線を効率よく放出する。なお、キセノンの場合、172nmを中心波長とする半値幅の広い分子発光を行う。波長172nmの紫外線は、そのエネルギーが低圧水銀ランプから得られる波長185nmや254nmの紫外線より大きいとともに、分解したい有機化合物の結合エネルギーより大きい。このため、波長172nmの紫外線を照射することによって、上記有機化合物の結合を切断して分解して除去することができる。さらに、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を生成し、結合が切断された有機化合物が活性酸素と反応して、炭酸ガス(CO2)や水(H2O)などを生成させるので、有機化合物の除去が容易になる。したがって、誘電体バリア放電ランプは、紫外線光源として甚だ効果的である。   Excimer discharge lamps or dielectric barrier discharge lamps, which generate silent near-monochromatic radiation by causing silent discharge or dielectric barrier discharge of rare gases such as xenon or rare gas halides, are described in many literatures. It has been known for some time. In the dielectric barrier discharge, a pulsed current flows. This pulsed current has a high-speed electron flow and has a long rest period. Therefore, when a substance that emits ultraviolet rays, such as xenon, temporarily binds to the molecular state (excimer state) and returns to the ground state. Efficiently emits short wavelength ultraviolet rays with little reabsorption. In the case of xenon, molecular light emission having a wide half-value width with a center wavelength of 172 nm is performed. The ultraviolet light having a wavelength of 172 nm has a larger energy than the ultraviolet light having a wavelength of 185 nm or 254 nm obtained from a low-pressure mercury lamp, and is larger than the binding energy of the organic compound to be decomposed. For this reason, by irradiating with ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm, the bonds of the organic compound can be cut and decomposed and removed. Further, by performing ultraviolet irradiation with a wavelength of 172 nm in the atmosphere, oxygen in the atmosphere is decomposed to generate active oxygen, and the organic compound whose bond is broken reacts with the active oxygen to generate carbon dioxide (CO 2). And water (H 2 O) and the like are generated, so that the organic compound can be easily removed. Therefore, the dielectric barrier discharge lamp is extremely effective as an ultraviolet light source.

誘電体バリア放電ランプとして、細長い管状の気密容器を用いて誘電体バリア放電を行う誘電体バリア放電ランプが知られている(特許文献1参照。)。細長い誘電体バリア放電ランプを用いることによって大きな面積を有する被照射物に紫外線を照射することが可能になる。   As a dielectric barrier discharge lamp, a dielectric barrier discharge lamp that performs dielectric barrier discharge using an elongated tubular hermetic container is known (see Patent Document 1). By using an elongated dielectric barrier discharge lamp, it becomes possible to irradiate the irradiated object having a large area with ultraviolet rays.

また、光透過性で、しかも、細長い管状で、誘電体バリア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。)。細長い気密容器の管軸方向に沿って内部電極と外部電極とを配設することによって管軸方向に比較的均一な紫外線照度分布が得られる。   Further, it is a light transmissive and elongated tube, and a light transmissive external electrode is provided on the outer surface of the discharge vessel serving also as the first dielectric for dielectric barrier discharge, and the ratio L between the length L and the diameter D is provided on the inner side. A structure including an inner electrode made of a metal rod or metal pipe having / D of 30 or more has also been proposed (see Patent Document 2). By arranging the internal electrode and the external electrode along the tube axis direction of the elongated hermetic container, a relatively uniform ultraviolet illuminance distribution can be obtained in the tube axis direction.

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するようにした誘電体バリア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。)。このような内部電極を用いることにより、管軸方向の紫外線照度分布の均一性が改善される。また、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外部電極との間で効果的に誘電体バリア放電を生じる作用をするので、内外電極間の距離が小さくなり、始動性が向上する。   Further, there is a dielectric barrier discharge lamp that suppresses the drooping of the internal electrode by arranging the internal electrode by applying a tension or mounting the position regulator, that is, an anchor on the internal electrode. It has been developed by the present inventors (see Patent Document 3). By using such an internal electrode, the uniformity of the ultraviolet illuminance distribution in the tube axis direction is improved. According to Patent Document 3, since the anchor is made of a conductive metal, the anchor effectively acts as a part of the internal electrode to generate a dielectric barrier discharge with the external electrode. The distance between them is reduced, and the startability is improved.

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、両者間に箔状のアルミニウムからなる外部電極を介在させ、かつ、灯体と気密容器とで挟持することにより、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。   An arc tube having an elongated hermetic container as shown in Patent Documents 1 to 3, an internal electrode extending in the axial direction in the hermetic container, and an excimer-generating gas sealed in the hermetic container, and a cooling function The arc tube is recessed so that a part of the outer surface of the hermetic container fits, and the arc tube is pressed, and an external electrode made of foil-like aluminum is interposed therebetween, and By sandwiching between the lamp body and the hermetic container, the outer electrode is brought into close contact with the outer surface of the hermetic container to generate a uniform dielectric barrier discharge along the tube axis direction, and heat generated from the arc tube can be quickly generated. The light emission efficiency can be maintained in a high state by being diffused.

上述した従来のこの種の誘電体バリア放電ランプを用いて紫外線照射を行う場合は、被照射物の大面積化に伴ってさらに長尺な誘電体バリア放電ランプが開発され、その有効長が1mを超えるものが用いられるようになった。
特開平11−111235号公報 特開平7−272692号公報 特開2001−084966号公報
When ultraviolet irradiation is performed using the above-described conventional dielectric barrier discharge lamp of this type, a longer dielectric barrier discharge lamp has been developed with an increase in the area of the irradiated object, and its effective length is 1 m. More than that has been used.
JP-A-11-111235 JP-A-7-272692 JP 2001-084966 A

ところが、誘電体バリア放電ランプのランプ長が500mm以下の場合のように短いのであれば上述したアルミニウム製の外部電極を灯体と気密容器とで挟持する構造でも問題がないが、ランプの有効長が例えば1mを超えるような長いものになると、以下に示す問題のあることが分かった。すなわち、誘電体バリア放電ランプの点滅に伴い各部に膨張、収縮の影響が生じる。誘電体バリア放電ランプの気密容器は、点灯時に約30〜百数十℃になる。一方、灯体は、冷媒による冷却のために温度上昇が抑制されている。気密容器の外面に密接している上記外部電極は、熱膨張率が大きいため、誘電体バリア放電ランプの点灯時には気密容器の温度上昇に伴って温度が上昇して膨張し、消灯時には灯体の温度につられて冷却されて収縮する。これに対して、気密容器は、石英ガラスなど比較的熱膨張率が小さい材料からなるので、点滅に伴う膨張、収縮が少ない。   However, if the dielectric barrier discharge lamp has a short lamp length of 500 mm or less, there is no problem with the structure in which the aluminum external electrode described above is sandwiched between the lamp body and the airtight container. It has been found that there are the following problems when the length is longer than 1 m, for example. In other words, each part is affected by expansion and contraction as the dielectric barrier discharge lamp blinks. The hermetic container of the dielectric barrier discharge lamp has a temperature of about 30 to several tens of degrees Celsius when turned on. On the other hand, the temperature rise of the lamp is suppressed due to cooling by the refrigerant. The external electrode, which is in close contact with the outer surface of the hermetic vessel, has a large coefficient of thermal expansion, so that when the dielectric barrier discharge lamp is turned on, the temperature increases as the temperature of the hermetic vessel rises and expands. It cools with temperature and shrinks. On the other hand, since the airtight container is made of a material having a relatively low coefficient of thermal expansion such as quartz glass, the expansion and contraction associated with blinking is small.

したがって、誘電体バリア放電ランプの点滅に伴って気密容器と外部電極との間に擦れが生じる。ランプ長が1mを超えると、両者間の位置ずれは1mm以上にもなる。そして、この擦れにより外部電極が削られて粒径0.1mm程度のパーティクルが発生しやすくなる。このようなパーティクルが発生すると、これが気密容器の表面に付着して黒色付着物を形成するために紫外線照度分布に影響したり、パーティクルが被照射物に落下して被照射物を汚損したりする。   Therefore, rubbing occurs between the hermetic container and the external electrode as the dielectric barrier discharge lamp blinks. When the lamp length exceeds 1 m, the positional deviation between the two becomes 1 mm or more. Then, the external electrode is scraped by this rubbing, and particles having a particle size of about 0.1 mm are likely to be generated. When such particles are generated, they adhere to the surface of the airtight container to form a black deposit, which affects the ultraviolet illuminance distribution, or the particles fall on the irradiated object and contaminate the irradiated object. .

本発明は、熱膨張差によるパーティクルの発生を抑制した誘電体バリア放電ランプ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。   An object of this invention is to provide the dielectric barrier discharge lamp which suppressed generation | occurrence | production of the particle by a thermal expansion difference, and an ultraviolet irradiation device using the same.

また、本発明は、気密容器と外部電極との間の離間距離を所定の範囲内に維持しやすくして長尺の気密容器に好適な誘電体バリア放電ランプおよびこれを用いた紫外線照射装置を提供することを他の目的とする。   In addition, the present invention provides a dielectric barrier discharge lamp suitable for a long hermetic container and an ultraviolet irradiation device using the same, by easily maintaining a separation distance between the hermetic container and the external electrode within a predetermined range. The other purpose is to provide.

請求項1の発明の誘電体バリア放電ランプは、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と;気密容器内に封入されたエキシマ生成ガスと;誘電体バリア放電が気密容器内にその管軸方向のほぼ全長にわたって生起するように配設された長い内部電極と;気密容器の外面にその管軸方向に沿って0.05〜1.0mmの間隙を形成しながら気密容器の外面に配設されるとともに、内部電極との協働によって気密容器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;を具備していることを特徴としている。     The dielectric barrier discharge lamp according to the first aspect of the present invention is an airtight container having an elongated tubular shape made of an ultraviolet light transmissive material; an excimer-generating gas sealed in the airtight container; and a dielectric barrier discharge in the airtight container. A long internal electrode arranged to occur over almost the entire length in the tube axis direction; and on the outer surface of the hermetic vessel while forming a gap of 0.05 to 1.0 mm along the tube axis direction on the outer surface of the hermetic vessel And an external electrode that acts to cause dielectric barrier discharge in the hermetic container by cooperating with the internal electrode.

本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。   In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.

<気密容器について> 気密容器は、紫外線透過性の材料からなり、細長い放電空間が内部に形成されている。例えば、細長い管の両端が封止されて内部に円柱状の放電空間が形成された構造とすることができる。また、2重の細長い管の両端を封止することによって内部に円筒状の細長い放電空間が形成された構造とすることもできる。紫外線透過性の材料としては、一般的に合成石英ガラスを用いて製作される。しかし、本発明においては、利用しようとする波長の紫外線に対して透過性を有していればどのような材料で構成してもよい。   <Regarding the Airtight Container> The airtight container is made of an ultraviolet light transmissive material, and has an elongated discharge space formed therein. For example, it can be set as the structure where the both ends of the elongate tube were sealed and the cylindrical discharge space was formed in the inside. Moreover, it can also be set as the structure where the cylindrical elongate discharge space was formed in the inside by sealing the both ends of a double elongate pipe | tube. Generally, synthetic quartz glass is used as a material that transmits ultraviolet rays. However, in the present invention, any material may be used as long as it is transparent to ultraviolet rays having a wavelength to be used.

また、気密容器は、その径が特段限定されるものではないが、紫外線出力を多くするには、その外径を12mm以上にするとよい。また、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すなわちランプの有効長に応じて任意所望の長さに設定することができる。しかし、本発明は、ランプの有効長が1m以上のものに対して特に効果的であり、例えば2m程度の長尺体とすることができる。   The diameter of the airtight container is not particularly limited, but the outer diameter is preferably 12 mm or more in order to increase the ultraviolet output. Further, the thickness can be set to 2 mm or less, preferably about 0.3 to 1 mm. On the other hand, the length of the airtight container is not limited at all, and can be set to any desired length according to the required ultraviolet irradiation length, that is, the effective length of the lamp. However, the present invention is particularly effective for a lamp having an effective length of 1 m or more, and can be a long body of about 2 m, for example.

さらに、気密容器は、真っ直ぐな直管であるのが好ましいが、多少湾曲していても差し支えない。実際上、細長い管を形成する際に多少の湾曲が生じやすく、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。なお、後述するようにスペーサを配設する場合、気密容器が上記のように円弧状に湾曲している場合、円弧の背の部分がスペーサに当接するように配置することにより、気密容器と外部電極との間の離間距離を所定範囲内に規制しやすくなる。なお、管の断面形状は、円形であれば製造コストが相対的に低くなるので好ましいが、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もできる。   Further, the airtight container is preferably a straight straight pipe, but may be slightly curved. In practice, a slight curve is likely to occur when the elongated tube is formed. For example, a maximum of approximately 1 mm or less can be formed with respect to a total length of approximately 1200 mm. However, this degree of bending is allowed as being almost straight. As will be described later, when the spacer is disposed, when the hermetic container is curved in an arc shape as described above, the rear part of the arc is disposed so as to abut against the spacer. It becomes easy to regulate the separation distance between the electrodes within a predetermined range. In addition, if the cross-sectional shape of the tube is circular, the manufacturing cost is relatively low, which is preferable. However, if necessary, a desired cross-sectional shape such as an ellipse or a quadrangle can be adopted.

さらにまた、気密容器を封止する前の段階において、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ことができる。この場合、排気管は、気密容器の一方の端部近傍であって、かつ、灯体から外部へ露出する部位の側面に接続することができる。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、気密容器が気密に封止される。排気を気密容器の一端側に形成した排気管を経由して排気すると、特に気密容器が1m以上のように長い場合、充分な排気をするのに多少時間が長くなる傾向がある。そこで、要すれば、気密容器の両端近傍に一対の排気管を形成して、同時に排気を行うように構成してもよい。したがって、この場合には、一対の排気チップオフ部が形成される。   Furthermore, the exhaust pipe can be connected to the hermetic container as a means for sealing the excimer generated gas after exhausting the inside of the hermetic container in the stage before sealing the hermetic container. In this case, the exhaust pipe can be connected to the side surface of the portion that is near one end of the airtight container and is exposed to the outside from the lamp body. After exhausting through the exhaust pipe, the excimer generated gas is sealed in the airtight container from the exhaust pipe, and the exhaust pipe is chipped off, thereby forming an exhaust tip-off portion, and the airtight container is hermetically sealed. . When exhaust is exhausted through an exhaust pipe formed at one end of the hermetic container, especially when the hermetic container is as long as 1 m or longer, there is a tendency that the time is somewhat longer for sufficient exhaust. Therefore, if necessary, a pair of exhaust pipes may be formed in the vicinity of both ends of the hermetic container, and exhaust may be performed simultaneously. Therefore, in this case, a pair of exhaust tip-off portions is formed.

<エキシマ生成ガスについて> エキシマ生成ガスとしては、キセノン(Xe)、クリプトン(Kr)、アルゴン(Ar)またはヘリウム(He)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ハロゲン化物、例えばXeCl、KrClなどを用いることができる。なお、希ガスハロゲン化物を封入する場合、希ガスとフッ素、塩素、臭素またはヨウ素などのハロゲンを封入して、気密容器の内部でハロゲン化物が生成さしれるようにてもよい。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、例えばネオン(Ne)などを混合することも場合によっては許容される。   <Excimer Production Gas> As the excimer production gas, one or a mixture of rare gases such as xenon (Xe), krypton (Kr), argon (Ar), or helium (He) or a rare gas halide such as XeCl is used. , KrCl, or the like can be used. When the rare gas halide is sealed, the rare gas and a halogen such as fluorine, chlorine, bromine, or iodine may be sealed so that the halide is generated inside the hermetic container. In addition to the excimer-generating gas, a gas that does not generate excimer, such as neon (Ne), may be mixed in some cases.

さらに、エキシマ生成ガスは、20000Pa以上の圧力で封入することができる。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していく。   Furthermore, the excimer production gas can be sealed at a pressure of 20000 Pa or more. As the pressure increases, the lamp efficiency improves and the UV output increases. However, the lamp efficiency tends to saturate as the pressure increases.

<内部電極について> 内部電極は、気密容器の外表面より内側に位置するように配設される。しかし、内部電極は、気密容器の内部に挿入されている態様に限定されるものではなく、例えば気密容器の内側において外部に配設された態様であってもよい。前者の態様の場合、内部電極は、放電空間内に露呈する。後者の態様の場合、例えば気密容器が2重管構造であり、内部電極は、気密容器の中心軸側に形成された筒状の壁面に沿って配設される。したがって、本発明において、内部電極とは、気密容器を外部から見た場合に相対的に気密容器の内側に配設される電極であることを意味する。   <Regarding Internal Electrode> The internal electrode is disposed so as to be located inside the outer surface of the airtight container. However, the internal electrode is not limited to a mode in which the internal electrode is inserted into the inside of the airtight container, and may be a mode in which the internal electrode is disposed outside, for example, inside the airtight container. In the case of the former mode, the internal electrode is exposed in the discharge space. In the latter case, for example, the airtight container has a double tube structure, and the internal electrode is disposed along a cylindrical wall surface formed on the central axis side of the airtight container. Therefore, in this invention, an internal electrode means that it is an electrode arrange | positioned relatively inside an airtight container, when an airtight container is seen from the outside.

以上の説明から理解できるように、本発明において、内部電極は、気密容器の内部に、その管軸方向のほぼ全長すなわちランプの有効長の全体にわたって誘電体バリア放電を生起するように配設された長い電極であれば、その余はどのような構成であってもよい。例えば、コイル状、棒状、板状、メッシュ状など既知の種々の構成を任意所望により選択して使用することが許容される。内部電極を構成する材料は、特段限定されないが、例えばタングステン、モリブデンおよびニッケルなどの耐火性の金属を用いることができる。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。   As can be understood from the above description, in the present invention, the internal electrode is disposed inside the hermetic container so as to generate a dielectric barrier discharge over substantially the entire length in the tube axis direction, that is, the entire effective length of the lamp. As long as it is a long electrode, the remainder may have any configuration. For example, various known configurations such as a coil shape, a rod shape, a plate shape, and a mesh shape can be selected and used as desired. Although the material which comprises an internal electrode is not specifically limited, For example, refractory metals, such as tungsten, molybdenum, and nickel, can be used. Tungsten and nickel have a relatively small work function and are easy to emit electrons, so that they are effective in reducing the starting voltage.

次に、内部電極の好適な構成例について説明する。すなわち、この内部電極は、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た構成のメッシュ状をなしているとともに、気密容器の内部に挿入された状態で配設される構成を備えている。この内部電極を用いることにより、紫外線発生量を相対的に多くすることができる。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、具体的には例えばリング状(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に属する。   Next, a preferred configuration example of the internal electrode will be described. That is, the internal electrode has a mesh shape in which a large number of unit mesh portions are arranged in the axial direction of the hermetic container via gaps, and is disposed in a state of being inserted into the hermetic container. It is equipped with the structure. By using this internal electrode, the amount of ultraviolet rays generated can be relatively increased. Note that “a large number of unit mesh portions are in the form of meshes arranged with gaps in the axial direction of the airtight container” means that the unit mesh portions are close to the inner wall surface of the airtight container and are airtight. Although it is spatially separated from each other in the axial direction of the container, it refers to a state where it is electrically connected. In addition, the unit mesh part may be continuous with respect to the circumferential direction, or may be divided. Therefore, specifically, the unit mesh portion is allowed to have, for example, a ring shape (the former mode), a spiral shape or a coil shape (the latter mode), or a mesh shape. In the case of a mesh shape, it belongs to the former or the latter depending on the configuration of the mesh.

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。また、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。さらに、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。   When the unit mesh portion has a ring shape, a plurality of unit mesh portions are connected at a predetermined pitch by providing a connecting portion extending in the axial direction of the hermetic container, and conductively Can be connected. In addition, by configuring the connecting portion so as to extend along the central axis of the hermetic container, the internal electrode as a whole is a filament for a copying halogen bulb having a large number of ring anchors (corresponding to unit mesh portions). Thus, the manufacturing equipment can be diverted and the manufacturing becomes easy. However, if necessary, a configuration in which the central axis of the hermetic container is removed and the connecting portion is directly connected to the ring portion of the mesh-like portion may be employed. The connecting portion may be a single straight line, or may have a coil shape whose outer diameter is 20% or less with respect to the inner diameter of the airtight container. Furthermore, the connecting portion can be sealed in a state in which an appropriate value of tension, preferably 2 kg or more, acts in the direction of the central axis. In order to apply the tension, it is convenient to form the internal electrode in a coil shape. Even if it is not coiled, tension in the central axis direction can be applied to the connecting portion. Regardless of the shape of the connecting portion, it is easy to apply tension to the connecting portion by sealing the both ends of the connecting portion to both ends of the airtight container. However, if necessary, the connecting portion is sealed to only one side of the hermetic container at one end, and the other end is fixed to the sealing portion by an appropriate means such as an anchor wire at the other end of the hermetic container. It is also possible to apply tension to the.

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。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。さらに、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。   On the other hand, when the unit mesh portion has a spiral shape or a mesh shape, the spiral or mesh portion also functions as a connecting portion, so that many unit mesh portions are mechanically and conductively connected to each other. Link. However, the shape retention of the internal electrode can be further imparted by welding a connecting portion made of a single or a plurality of rod-like bodies to a spiral or mesh unit mesh portion. Alternatively, when a spiral or mesh unit mesh portion is formed using a winding frame instead of the connecting portion of the rod-shaped body, the shape retention is improved. Note that the winding frame may be either insulating or conductive. If any of the above-described configurations is adopted for the mesh-like portion, the shape of the internal electrode can be given stability and the handling thereof can be facilitated. Further, the internal electrode is configured such that a product P · P of a pitch P (m) with respect to the axial direction of the unit mesh portion and a pressure p (Pa) of the excimer generation gas described later is within a predetermined range. . Further, as will be described later, even when the sealing pressure of the excimer generation gas is increased to improve the lamp efficiency, the distance between the unit mesh portion and the inner wall surface of the hermetic container can be 3 mm or less. If the distance is 3 mm or less, the discharge sustaining voltage can be suppressed to 1000 V or less under certain conditions.

次に、気密容器の外部に配設される内部電極の構成例について説明する。すなわち、気密容器は2重管形状をなしている。内部電極は、気密容器の管軸側に形成された内側管部分の外壁面に配設される。また、内部電極は、筒状をなして上記外壁面に概ね当接する。内部電極の筒状部分は、導電性材料からなる板材やメッシュ材を用いて形成される。なお、外部電極は、気密容器の外側管部分の外壁面に配設される。したがって、内部電極と外部電極との間には、放電空間の他に内側の壁面と外側の壁面とが誘電体として直列的に介在する。   Next, a configuration example of the internal electrode disposed outside the airtight container will be described. That is, the airtight container has a double tube shape. The internal electrode is disposed on the outer wall surface of the inner tube portion formed on the tube axis side of the hermetic container. The internal electrode has a cylindrical shape and substantially abuts on the outer wall surface. The cylindrical portion of the internal electrode is formed using a plate material or a mesh material made of a conductive material. The external electrode is disposed on the outer wall surface of the outer tube portion of the airtight container. Therefore, in addition to the discharge space, the inner wall surface and the outer wall surface are interposed in series as a dielectric between the internal electrode and the external electrode.

次に、内部電極が石英ガラスからなる気密容器の内部に配設される場合の支持構造および給電構造について説明する。内部電極を気密容器内に封着するには、封着金属箔を用いた封着構造を採用することができる。すなわち、内部電極の端部を封着金属箔に溶接などにより接続して、内部電極を気密容器内に挿入してから、封着金属箔の上から石英ガラスをピンチシールする。そうすれば、気密容器の端部に封止部が形成されて内部電極が所定の位置に支持される。   Next, a description will be given of a support structure and a power feeding structure when the internal electrode is disposed inside an airtight container made of quartz glass. In order to seal the internal electrode in the airtight container, a sealing structure using a sealing metal foil can be employed. That is, the end of the internal electrode is connected to the sealing metal foil by welding or the like, the internal electrode is inserted into the hermetic container, and then the quartz glass is pinch-sealed from above the sealing metal foil. If it does so, a sealing part will be formed in the edge part of an airtight container, and an internal electrode will be supported by a predetermined position.

また、内部電極に給電するには、気密容器の封止部を貫通して外部へ導出した給電部を配設する。給電部は、内部電極に対して誘電体バリア放電に必要な電流を供給するための給電端を構成するものである。なお、所望により内部電極の複数箇所から同時並行的に給電するように、内端が内部電極の管軸方向に沿って分散した両端を含む複数箇所に接続し、外端が気密容器の外部へ導出された複数の給電部を備えることもできる。また、給電部は、内部電極が延長することによって内部電極と一体に形成されていてもよいし、別体として用意された部材を内部電極に溶接、加締めなどの手段によって接続してもよい。さらに、給電部は、線状、棒状、釦状およびピン状など多様な形状をなしていることが許容される。   Further, in order to supply power to the internal electrode, a power supply unit that passes through the sealing portion of the hermetic container and is led out to the outside is disposed. The power supply unit constitutes a power supply end for supplying a current necessary for dielectric barrier discharge to the internal electrode. If desired, the inner end is connected to a plurality of locations including both ends dispersed along the tube axis direction of the internal electrode, and the outer end is connected to the outside of the hermetic container so that power is supplied simultaneously from a plurality of locations of the internal electrode. A plurality of derived power feeding units may be provided. Further, the power feeding section may be formed integrally with the internal electrode by extending the internal electrode, or a member prepared as a separate member may be connected to the internal electrode by means such as welding or caulking. . Further, the power feeding unit is allowed to have various shapes such as a linear shape, a rod shape, a button shape, and a pin shape.

<外部電極について> 外部電極は、少なくともランプの有効長の部分において、気密容器の外面にその管軸方向に沿って0.05ないし1.0mm、好適には0.1〜0.9mm、より一層好適には0.5±0.3mm程度の間隙を形成しながら配設されているとともに、内部電極に対向していて、両電極の協働によって、少なくとも気密容器の一つの壁面を誘電体とする誘電体バリア放電を気密容器内に生起するように作用する。上記間隙は、気密容器のランプの有効長となる領域の全体にわたって形成されているものとする。ただし、後述するスペーサを用いる場合において、スペーサが導電性金属からなるために、外部電極としても作用するような場合には、後述するスペーサとの接触ないし上記範囲より小さな間隙を存して近接する部分は上記の条件から除外されるものとする。上記間隙が0.1〜0.5mmの範囲に限定される理由は次のとおりである。すなわち、間隙が0.1mm未満であっても外部電極との間の擦れは生じないが、気密容器の管軸方向に連続した間隙を形成することが困難になる。なぜなら、回避して製作することが困難な気密容器のわずかな曲がりのために、間隙が0.1mm未満になると、間隙の形成が困難になる。また、間隙が0.5mmを超えると、安定した誘電体バリア放電を生起させるのが困難になるとともに、誘電体バリア放電を生起させるには頗る高い電圧を印加する必要になる。このため、点灯回路や紫外線照射装置のコストアップを招く。なお、上記間隙は、空間により形成されているのが好ましいが、所望により気密容器の照射方向の表面における管軸方向に沿った紫外線照度分布に不所望な影響が生じない範囲内で絶縁体により形成されていることを許容する。   <Regarding External Electrode> The external electrode is 0.05 to 1.0 mm, preferably 0.1 to 0.9 mm along the tube axis direction on the outer surface of the airtight container at least in the effective length portion of the lamp. More preferably, it is arranged while forming a gap of about 0.5 ± 0.3 mm, is opposed to the internal electrode, and by cooperation of both electrodes, at least one wall surface of the hermetic container is made a dielectric. The dielectric barrier discharge is caused to occur in the hermetic container. It is assumed that the gap is formed over the entire region of the effective length of the lamp of the hermetic container. However, in the case where the spacer described later is used, since the spacer is made of a conductive metal, in the case of acting as an external electrode, contact with the spacer described later or close with a gap smaller than the above range. The part shall be excluded from the above conditions. The reason why the gap is limited to the range of 0.1 to 0.5 mm is as follows. That is, even if the gap is less than 0.1 mm, rubbing with the external electrode does not occur, but it becomes difficult to form a continuous gap in the tube axis direction of the hermetic container. This is because if the gap is less than 0.1 mm, it is difficult to form the gap because of the slight bending of the hermetic container that is difficult to avoid and manufacture. On the other hand, when the gap exceeds 0.5 mm, it is difficult to generate a stable dielectric barrier discharge, and it is necessary to apply a higher voltage to cause the dielectric barrier discharge. For this reason, the lighting circuit and the ultraviolet irradiation device are increased in cost. The gap is preferably formed by a space. However, if desired, the gap may be formed by an insulator within a range that does not undesirably affect the ultraviolet illuminance distribution along the tube axis direction on the surface in the irradiation direction of the hermetic container. It is allowed to be formed.

また、外部電極と気密容器との相互間を固定するために、ランプの有効長の部分から外れた端部側に位置している部分において、外部電極と気密容器との両端部を相互に固定することができる。この固定のために、外部電極の端部の一部が気密容器の外面に接触することが許容される。上記の接触によって誘電体バリア放電ランプの照射側の表面における管軸方向に沿った紫外線照度分布に対する影響が出たとしても、ランプの有効長以外の部分であるために、問題はない。   In addition, in order to fix the space between the external electrode and the hermetic container, the both ends of the external electrode and the hermetic container are fixed to each other at the portion located on the end side away from the effective length of the lamp. can do. For this fixing, a part of the end of the external electrode is allowed to contact the outer surface of the airtight container. Even if the above contact causes an influence on the ultraviolet illuminance distribution along the tube axis direction on the irradiation side surface of the dielectric barrier discharge lamp, there is no problem because it is a portion other than the effective length of the lamp.

さらに、外部電極は、上記のように離間して配設される関係で、剛性を備えた構成および可とう性を備えた構成のいずれであってもよい。剛性の場合、導電性金属からなる熱容量の大きなブロック状をなした外部電極を用いることができる。したがって、従来、灯体と称していた部材を、所望によりそのまま外部電極として用いることが可能である。この場合、従来用いていたアルミニウム製の薄板からなる外部電極を灯体と気密容器との間に挟持するような構造を採用する必要がなくなる。また、誘電体バリア放電が生起している領域の気密容器部分を冷却するために、外部電極に冷却手段を配設することができる。この場合、冷却手段は、どのような構成であってもよいが、冷媒が内部に通流する冷却パイプを外部電極に付設するのが好ましい。さらに、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、網目状、パンチング状、格子状などをなしていることをいう。   Furthermore, the external electrode may have either a rigid configuration or a flexible configuration in the relationship of being spaced apart as described above. In the case of rigidity, an external electrode made of a conductive metal and having a block shape with a large heat capacity can be used. Therefore, a member conventionally referred to as a lamp can be used as it is as an external electrode if desired. In this case, it is not necessary to adopt a structure in which the conventionally used external electrode made of a thin aluminum plate is sandwiched between the lamp body and the airtight container. Further, in order to cool the hermetic container portion in the region where the dielectric barrier discharge occurs, a cooling means can be disposed on the external electrode. In this case, the cooling means may have any configuration, but it is preferable that a cooling pipe through which the refrigerant flows is attached to the external electrode. Furthermore, the external electrode may be in a continuous planar state or mesh state. The mesh shape means a mesh shape, a punching shape, a lattice shape, or the like.

さらにまた、外部電極は、気密容器の外周の相当部分を包囲するように凹曲した曲面を備えていることが好ましい。外部電極の曲面は、気密容器外周の60〜300°程度、好適には90〜240°、最適には120〜180°の範囲内において包囲する角度範囲を選択することができる。したがって、外部電極が配設されないで気密容器が外部に露出される部分は、360°から包囲角度を差し引いた角度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。そうして、外部電極が気密容器の一部の角度範囲を包囲すると、外部電極が対向する領域にのみ誘電体バリア放電が生起し、気密容器の残余の領域は紫外線の透過窓として作用する。外部電極が気密容器を包囲する角度範囲が90〜240°程度の範囲内であると、誘電体バリア放電により、比較的多量の紫外線が放射されるとともに、放射された紫外線を好ましい角度で照射することができる。また、外部電極の包囲範囲が120〜180°の範囲内であると、上記に加えて外部電極と気密容器との間の組み立ておよび分解と外部電極の製作とが容易になる。なお、外部電極の上記曲面は、紫外線反射性であってもよいし、非反射性であってもよい。   Furthermore, it is preferable that the external electrode has a curved surface that is concave so as to surround a substantial portion of the outer periphery of the hermetic container. As the curved surface of the external electrode, it is possible to select an angle range that surrounds the outer periphery of the hermetic container within a range of about 60 to 300 °, preferably 90 to 240 °, and most preferably 120 to 180 °. Therefore, the portion where the hermetic container is exposed to the outside without the external electrode is formed in an angle range obtained by subtracting the surrounding angle from 360 °, and ultraviolet light transmitted through the wall surface of the hermetic container is exposed to the exposed portion. It can be used for various purposes by irradiating from outside to outside and over a relatively long distance along the tube axis direction of the arc tube. Thus, when the external electrode surrounds a part of the angular range of the hermetic container, dielectric barrier discharge occurs only in a region where the external electrode is opposed, and the remaining region of the hermetic container acts as an ultraviolet transmission window. When the angle range in which the external electrode surrounds the hermetic container is in the range of about 90 to 240 °, a relatively large amount of ultraviolet rays is emitted by the dielectric barrier discharge, and the emitted ultraviolet rays are irradiated at a preferable angle. be able to. Moreover, when the surrounding range of the external electrode is within a range of 120 to 180 °, in addition to the above, assembly and disassembly between the external electrode and the airtight container and manufacture of the external electrode are facilitated. The curved surface of the external electrode may be ultraviolet reflective or non-reflective.

さらにまた、外部電極は、気密容器に対して着脱可能な態様および着脱不能な態様のいずれであってもよい。そして、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。そうすれば、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。   Furthermore, the external electrode may be in either a mode that can be attached to or detached from the airtight container. The external electrode has a length in the tube axis direction so as to face the internal electrode. Then, dielectric barrier discharge can be caused along the tube axis direction of the arc tube.

<スペーサについて> スペーサは、少なくともランプの有効長の部分において気密容器との離間距離を気密容器の管軸方向に沿って所定範囲内に保持するために、所望により気密容器の中間部、好ましくは中央部に付設される。そして、導電性物質および絶縁物質のいずれでも形成することができる。導電性物質としてはステンレス鋼(SUS)が削られにくいので好適である。また、絶縁性物質としては、石英ガラス、セラミックスなどが削られにくいので好適である。スペーサが外部電極と気密容器との間の離間距離を所要に規制するために、スペーサは、例えば外部電極の気密容器側の曲面部に嵌合して取着される。しかし、スペーサが導電性物質から形成されている場合には、スペーサの管軸方向の幅サイズが3mm以下であるように形成すべきである。そうすれば、スペーサが外部電極に導電的に接続した状態で配設されていたとしても、スペーサの周囲に発生する強い誘電体バリア放電によって管軸方向の照度分布が不所望な程度に変化しないようになる。   <Regarding the spacer> The spacer is preferably an intermediate part of the hermetic container, preferably in order to keep the distance from the hermetic container within a predetermined range along the tube axis direction of the hermetic container at least in the effective length portion of the lamp. Attached to the center. And any of a conductive substance and an insulating substance can be formed. As the conductive material, stainless steel (SUS) is preferable because it is difficult to cut. Further, as the insulating material, quartz glass, ceramics, and the like are preferable because they are not easily cut. In order for the spacer to regulate the distance between the external electrode and the hermetic container as necessary, the spacer is fitted and attached to a curved surface portion of the outer electrode on the hermetic container side, for example. However, when the spacer is made of a conductive material, it should be formed so that the width size in the tube axis direction of the spacer is 3 mm or less. Then, even if the spacer is disposed in a state of being electrically connected to the external electrode, the illuminance distribution in the tube axis direction does not change undesirably due to the strong dielectric barrier discharge generated around the spacer. It becomes like this.

また、スペーサは、気密容器の位置を外部電極に対して所定に固定するために、気密容器の外周に嵌合してそれを保持する凹部を備えているのが好ましい。これを実現するために、スペーサは、板材の一部を切欠して気密容器が嵌合する凹部を形成したり、リボン状の金属部材を湾曲することによって気密容器が嵌合する凹部を形成したりした部材により構成することができる。前者の構成のスペーサの場合、外部電極の凹曲した曲面に直交する嵌合溝を形成して、当該嵌合溝にスペーサを取り付けることができる。また、後者の構成のスペーサの場合には、外部電極の凹曲した曲面に湾曲したスペーサを貼着することにより、スペーサを取り付けることができる。スペーサの気密容器に対面する部位は、気密容器の外面に接触するか、またはわずかな隙間を形成して離間するように構成されていることを許容する。   In addition, the spacer preferably includes a recess that fits and holds the outer periphery of the hermetic container in order to fix the position of the hermetic container to the external electrode. In order to achieve this, the spacer forms a recess in which the hermetic container is fitted by cutting out a part of the plate material, or by forming a recess in which the hermetic container is fitted by bending a ribbon-like metal member. It can be constituted by a member that has been lost. In the case of the spacer having the former configuration, a fitting groove perpendicular to the concave curved surface of the external electrode can be formed, and the spacer can be attached to the fitting groove. In the case of the spacer having the latter configuration, the spacer can be attached by sticking the curved spacer to the concave curved surface of the external electrode. The part of the spacer that faces the hermetic container is allowed to contact the outer surface of the hermetic container or to be spaced apart by forming a slight gap.

さらに、スペーサは、その配設数が特段限定されるものではないが、気密容器の位置を所要に規制できる範囲内でなるべく少数にすべきである。例えば、目安として500〜800mm程度の間隔で気密容器がスペーサによる保持を含めて外部電極に固定ないし保持されるように構成すれば、外部電極と気密容器との間の離間距離を所定範囲内に維持することが確実になる。   Furthermore, the number of spacers is not particularly limited, but should be as small as possible within a range where the position of the hermetic container can be regulated as required. For example, if the airtight container is fixed or held to the external electrode including the holding by the spacer at intervals of about 500 to 800 mm as a guideline, the separation distance between the external electrode and the airtight container is within a predetermined range. It is certain to maintain.

<本発明の作用について> 本発明においては、以上の構成を具備していることにより、ランプの点滅に伴って気密容器と外部電極との間に膨張、収縮が生じたとしても、少なくともランプの有効長の部分において両者間に擦れが発生しなくなる。このため、ランプの有効長が1mを超えていたとしても、外部電極が擦れたときに削れて微粒子のパーティクルとなって気密容器の外面に付着したり、落下して紫外線照射装置の透光窓や透光窓がない場合に被照射物に黒色付着物を生じたりするような問題の発生が回避される。     <Regarding the Action of the Present Invention> In the present invention, since the above-described configuration is provided, even if expansion or contraction occurs between the airtight container and the external electrode as the lamp blinks, at least the lamp No rubbing occurs between the effective length portions. For this reason, even if the effective length of the lamp exceeds 1 m, when the external electrode is rubbed, it is scraped to become fine particles and adheres to the outer surface of the hermetic container, or falls to transmit the transparent window of the ultraviolet irradiation device The occurrence of problems such as black deposits on the irradiated object when there is no transparent window is avoided.

また、気密容器と外部電極との間の離間距離が0.05〜1.0mmの範囲内に規制されているので、誘電体バリア放電を無理なく生起させることができる。したがって、点灯回路も構成が比較的簡単である。   Further, since the separation distance between the hermetic container and the external electrode is regulated within the range of 0.05 to 1.0 mm, dielectric barrier discharge can be caused without difficulty. Therefore, the lighting circuit is also relatively simple in configuration.

さらに、ランプの有効長が1mを超えていたとしても、気密容器の中間部と外部電極との間にスペーサを配設することによって、気密容器と外部電極との間を0.05〜1.0mmの範囲内において離間させることが容易になる。また、加えてスペーサの管軸方向の厚さを3mm以下にすることにより、たとえ導電性物質からなる場合であっても、管軸方向の照度分布の均整度を所要の程度に維持することができる。   Furthermore, even if the effective length of the lamp exceeds 1 m, by arranging a spacer between the intermediate part of the hermetic container and the external electrode, the space between the hermetic container and the external electrode is 0.05-1. It becomes easy to separate within the range of 0 mm. In addition, by setting the thickness of the spacer in the tube axis direction to 3 mm or less, the degree of illuminance distribution in the tube axis direction can be maintained at a required level even if it is made of a conductive material. it can.

請求項2の発明の紫外線照射装置は、請求項1記載の誘電体バリア放電ランプと;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;誘電体バリア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している。     An ultraviolet irradiation device according to a second aspect of the invention comprises: the dielectric barrier discharge lamp according to claim 1; an ultraviolet irradiation device main body provided with the dielectric barrier discharge lamp; a high-frequency lighting circuit for lighting the dielectric barrier discharge lamp; It is characterized by having;

本発明において、「紫外線照射装置」とは、誘電体バリア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。例えば、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ア放電ランプ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。   In the present invention, the “ultraviolet irradiation device” means any device that uses ultraviolet rays generated from a dielectric barrier discharge lamp device. For example, a semiconductor stepper, a photo-cleaning device, a photo-curing device, and a photo-drying device. The “ultraviolet irradiation device main body” means the remaining part of the ultraviolet irradiation device excluding the dielectric barrier discharge lamp unit and the high frequency generation means.

また、誘電体バリア放電ランプは、必要に応じて1ないし複数本を使用することができる。   Further, one or more dielectric barrier discharge lamps can be used as necessary.

さらに、誘電体バリア放電ランプ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ア放電ランプに、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の安定点灯時に3000V程度以下、好適には1000〜2500Vの高周波電圧を印加するのが好ましい。さらに、誘電体バリア放電ランプの始動電圧は、2〜6.0kVp-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とともに、誘電体バリア放電ランプの外部電極と内部電極との間の静電容量が、例えば外部電極の圧接状態が変化することにより、変化しても高周波出力に影響しないため、高周波点灯回路の設計が容易になるので好適である。そして、高周波出力波形が正弦波なので、誘電体バリア放電ランプ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、高周波点灯回路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、誘電体バリア放電ランプ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。誘電体バリア放電ランプは、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、誘電体バリア放電ランプ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。   Furthermore, a high frequency lighting circuit is used to light the dielectric barrier discharge lamp. The high-frequency lighting circuit includes high-frequency generating means, generates a high-frequency voltage, and supplies high-frequency power necessary for the lighting to the dielectric barrier discharge lamp. “High frequency” refers to a frequency of 10 kHz or more. However, it is preferably 100 kHz to 2 MHz. The high-frequency lighting circuit preferably applies a high-frequency voltage of about 3000 V or less, preferably 1000 to 2500 V, when the dielectric barrier discharge lamp is stably lit. Furthermore, the starting voltage of the dielectric barrier discharge lamp is 2 to 6.0 kVp-p, and can be easily started by increasing the secondary open-circuit voltage of the high-frequency lighting circuit to the starting voltage. In this case, when a parallel inverter is mainly used as the high-frequency generating means, a high step-up ratio can be easily obtained, and the capacitance between the external electrode and the internal electrode of the dielectric barrier discharge lamp is, for example, the pressure contact state of the external electrode. Since the change does not affect the high frequency output even if it changes, it is preferable because the design of the high frequency lighting circuit becomes easy. Since the high frequency output waveform is a sine wave, noise generation is reduced when the dielectric barrier discharge lamp is turned on. However, if necessary, a starting pulse voltage generating means can be used together with the high-frequency lighting circuit. Furthermore, the dielectric barrier discharge lamp and the high-frequency lighting circuit are preferably disposed at close positions, but can be disposed at positions separated from each other if necessary. Unlike a general discharge lamp, a dielectric barrier discharge lamp does not require a current limiting means to be connected in series. However, in order to adjust the lamp current to a predetermined value, lighting with an appropriate value of impedance connected in series can be performed as necessary. In addition, when the dielectric barrier discharge lamp is connected to the high frequency lighting circuit, if the external electrode is grounded, noise generation is reduced.

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、例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。   If the high frequency lighting circuit outputs a pulse voltage, the remaining configuration is not limited. For example, a rectangular wave pulse can be obtained by using a rectangular wave output inverter. However, the configuration may be such that a sine wave pulse is obtained using an inverter having a sine wave output.

そうして、本発明においては、誘電体バリア放電ランプからの外部電極と気密容器との擦れによる黒色付着物の発生を回避できるので、被照射物と誘電体バリア放電ランプとの間に合成石英ガラスからなる投光窓を配設する必要がないので、投光窓による紫外線の損失がなくなり、かつ、被照射物に対する照射距離が短くできるので、紫外線照度を高くできるとともに、コストダウンを実現することができる。   Thus, in the present invention, generation of black deposits due to friction between the external electrode and the airtight container from the dielectric barrier discharge lamp can be avoided, so that the synthetic quartz is interposed between the irradiated object and the dielectric barrier discharge lamp. Since there is no need to install a light projection window made of glass, there is no loss of ultraviolet light due to the light projection window, and the irradiation distance to the irradiated object can be shortened, so that the ultraviolet illumination can be increased and the cost can be reduced. be able to.

請求項1の発明によれば、外部電極と気密容器とが0.05〜1.0mmの範囲内で離間していることにより、ランプの点滅に伴うパーティクルの発生が抑制されるので、黒色付着物が気密容器や被照射物などに付着しないようにした誘電体バリヤ放電ランプを提供することができる。     According to the first aspect of the present invention, since the external electrode and the airtight container are separated within a range of 0.05 to 1.0 mm, the generation of particles accompanying the blinking of the lamp is suppressed. It is possible to provide a dielectric barrier discharge lamp in which a kimono is prevented from adhering to an airtight container or an irradiated object.

請求項2の発明によれば、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。     According to invention of Claim 2, the ultraviolet irradiation device which has the effect of Claim 1 can be provided.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1ないし図5は、本発明の誘電体バリア放電ランプを実施するための第1の形態を示し、図1は誘電体バリア放電ランプの全体を管軸方向に縮尺するとともに外部電極を断面して高周波点灯回路と一緒に示す正面図、図2は発光管の一部切欠正面図、図3は発光管の支持部および給電部を示す一部切欠要部断面拡大正面図、図4はスペーサおよび吸気手段を示す拡大要部正面断面図、図5は同じく側面断面図である。本形態において、誘電体バリア放電ランプEXLは、発光管LT、外部電極OE、スペーサSおよび吸気手段AAからなり、高周波点灯回路HFIから付勢される。     FIGS. 1 to 5 show a first embodiment for implementing a dielectric barrier discharge lamp according to the present invention. FIG. 1 shows the entire dielectric barrier discharge lamp scaled in the tube axis direction and a sectional view of an external electrode. FIG. 2 is a partially cutaway front view of the arc tube, FIG. 3 is a partially cutaway enlarged front view of the notched main portion showing the support portion and the power feeding portion of the arc tube, and FIG. 4 is a spacer. And FIG. 5 is a side sectional view of the enlarged main portion showing the intake means. In this embodiment, the dielectric barrier discharge lamp EXL includes the arc tube LT, the external electrode OE, the spacer S, and the intake means AA, and is energized from the high frequency lighting circuit HFI.

<発光管LT> 発光管LTは、気密容器1、放電媒体および長い内部電極2を備え、両端に給電部3A、3Bおよび支持部5を有している。   <Luminescent tube LT> The arc tube LT includes an airtight container 1, a discharge medium, and a long internal electrode 2, and includes power supply portions 3A and 3B and a support portion 5 at both ends.

(気密容器1) 気密容器1は、図2に示すように、紫外線透過性の材料からなり、例えば外径が18mm、内径16mmの細長い円管状の中空部1aおよび中空部1aの両端に形成された封止部1bを備えていて、長さ1300mmである。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。なお、中空部1aには、図示しない排気チップオフ部を側面から突出して形成することができる。気密容器1の中空部1aの内部にはエキシマ生成ガスとしてキセノンが封入されている。     (Airtight container 1) As shown in FIG. 2, the airtight container 1 is made of an ultraviolet light transmissive material, and is formed at, for example, both ends of an elongated circular hollow portion 1a having an outer diameter of 18 mm and an inner diameter of 16 mm and the hollow portion 1a. The sealing portion 1b is provided and has a length of 1300 mm. The sealing portion 1b has a pinch seal structure in which a molybdenum foil 1b1 is embedded. In the hollow portion 1a, an exhaust tip-off portion (not shown) can be formed so as to protrude from the side surface. Xenon is enclosed in the hollow portion 1a of the hermetic container 1 as an excimer production gas.

(長い内部電極2) 長い内部電極2は、本形態の場合、図2に示すように、気密容器1の内部に気密容器1と同軸関係に配設されていて、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。なお、図3ないし図5においては内部電極2の図示を省略している。連結部2a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に例えば15mm間隔の一定ピッチで多数配設したリング状アンカーからなる。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。     (Long Internal Electrode 2) In the case of this embodiment, the long internal electrode 2 is disposed in the airtight container 1 in a coaxial relationship with the airtight container 1, as shown in FIG. It consists of a mesh portion 2b and both end straight portions 2c. Note that the internal electrode 2 is not shown in FIGS. The connecting portion 2a is mainly composed of a coil 2a having an outer diameter of 1.2 mm, for example, formed by winding a thin metal wire made of a tungsten wire having a wire diameter of 0.26 mm. The unit mesh portion 2b is made up of a large number of ring-shaped anchors arranged on the connecting portion 2a at a constant pitch of 15 mm, for example. Both end straight portions 2c are formed by extending both ends of the connecting portion 2a. And the internal electrode 2 welds the both-ends linear part 2c to the end of the molybdenum foil 1b1 of the sealing part 1b formed in the both ends of the airtight container 1, in the state which acted about 2 kg of tension. The connecting portion 2 a of the internal electrode 2 is extended by the action of tension while being mounted in the airtight container 1.

(給電部3A、3B) 給電部3A、3Bは、それぞれ棒状をなしていて、それらの内端が気密容器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、基端が気密容器1の両端に形成された封止部1bから外部の管軸方向へ突出している。また、給電部3A、3Bは、後述する支持部5の内部において、それぞれ給電線4に加締め接続されている。なお、給電線4は、高周波点灯回路HFIの出力端から延在している。     (Feeding portions 3A and 3B) The feeding portions 3A and 3B each have a rod shape, and their inner ends are welded to molybdenum foils 1b1 embedded in sealing portions 1b formed at both ends of the airtight container 1, The base end protrudes from the sealing part 1b formed in the both ends of the airtight container 1 in the external tube axis direction. In addition, the power feeding units 3A and 3B are caulked and connected to the power feeding line 4 inside a support unit 5 described later. The feeder line 4 extends from the output end of the high frequency lighting circuit HFI.

(支持部5) 支持部5は、図3に示すように、有底円筒状のキャップ体5a、締付けリング5bおよび取付けアーム5cからなる。キャップ体5aは、発光管LTの端部を包囲する。そして、底部に給電線4の挿通孔5a1を有している。締付けリング5bは、キャップ体5aの開口端に配設されていて、気密容器1の端部に固定される。取付けアーム5cは、キャップ体5aの側面から図において上方へ突出していて、発光管LTを図1に示す位置出しガイド8に取り付けられる。なお、位置出しガイド8は、外部電極OEの管軸方向両端から気密容器1の端部方向へ延在して気密容器1の取り付け位置を規定する。     (Supporting part 5) As shown in FIG. 3, the supporting part 5 includes a bottomed cylindrical cap body 5a, a fastening ring 5b, and a mounting arm 5c. The cap body 5a surrounds the end of the arc tube LT. And it has the insertion hole 5a1 of the feeder 4 at the bottom. The tightening ring 5 b is disposed at the opening end of the cap body 5 a and is fixed to the end of the airtight container 1. The mounting arm 5c protrudes upward in the figure from the side surface of the cap body 5a, and the arc tube LT is attached to the positioning guide 8 shown in FIG. The positioning guide 8 extends from both ends of the external electrode OE in the tube axis direction toward the end of the hermetic container 1 and defines the mounting position of the hermetic container 1.

<外部電極OE> 外部電極OEは、図1、図3ないし図5に示すように、下面が凹形の円弧状曲面に形成されて樋状をなしたアルミニウムブロックからなり、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の上半部外面に0.35±0.15mmの間隙Gを存して対向して配設されている。また、外部電極OEの管軸方向の中央部には、後述するスペーサSを収納する切込み溝6および吸気孔7が形成されているとともに、図5に示すように、両側面に冷却パイプ8が溶接されている。切込み溝6は、図4および図5に示すように、管軸に対して直交するように形成され、外部電極OEの下面に開口している。吸気孔7は、切込み溝6に跨って形成されるとともに、外部電極OEの上下を貫通している。   <External Electrode OE> As shown in FIGS. 1, 3 to 5, the external electrode OE is made of an aluminum block having a bottom surface formed into a concave arcuate curved surface and facing the internal electrode 2. Over the almost entire length of the region to be closed, the airtight container 1 is arranged to face the outer surface of the upper half of the hermetic container 1 with a gap G of 0.35 ± 0.15 mm. In addition, a cut groove 6 and a suction hole 7 for accommodating a spacer S, which will be described later, are formed in the central portion of the external electrode OE in the tube axis direction, and cooling pipes 8 are provided on both sides as shown in FIG. Welded. As shown in FIGS. 4 and 5, the cut groove 6 is formed so as to be orthogonal to the tube axis, and opens on the lower surface of the external electrode OE. The intake hole 7 is formed across the cut groove 6 and penetrates the upper and lower sides of the external electrode OE.

<スペーサS> スペーサSは、図4および図5に示すように、板厚3mmのステンレス鋼板からなり、外部電極OEの切込み溝6内に圧入により収納されているとともに、下部が外部電極OEの下面に位置する円弧状曲面からわずかに突出している。その突出量は、外部電極OEと気密容器1との間の間隙Gが所定の離間距離より小さくならないような値になっている。なお、スペーサSと気密容器1とは、図面上若干離間しているが、接触していてもよい。   <Spacer S> As shown in FIGS. 4 and 5, the spacer S is made of a stainless steel plate having a thickness of 3 mm, and is housed by press-fitting into the cut groove 6 of the external electrode OE, and the lower portion of the external electrode OE. It protrudes slightly from the arcuate curved surface located on the lower surface. The protruding amount is a value such that the gap G between the external electrode OE and the airtight container 1 does not become smaller than a predetermined separation distance. The spacer S and the airtight container 1 are slightly separated from each other in the drawing, but may be in contact with each other.

<吸気手段AA> 吸気手段AAは、図4および図5に示すように、吸気孔7および図示しない排気ダクトからなる。吸気孔7は、上記のように切込み溝6に跨って形成されているので、下端の開口端がスペーサSの両側に分かれて開口している。このため、スペーサSの両側の空気は、吸気孔7に良好に吸気される。そうして、吸気孔7内を通って外部電極OEの外部へ排出された空気は、さらに排気ダクトによって紫外線照射装置の外部へ排出される。したがって、たとえスペーサSと気密容器1とが擦れてスペーサSが削れて微粒のパーティクルが生じたとしても、パーティクルは、周囲の空気と一緒に吸気手段AAによって速やかに外部へ排出されることになる。   <Intake Unit AA> As shown in FIGS. 4 and 5, the intake unit AA includes an intake hole 7 and an exhaust duct (not shown). Since the intake hole 7 is formed across the cut groove 6 as described above, the opening end of the lower end is divided and opened on both sides of the spacer S. For this reason, the air on both sides of the spacer S is satisfactorily taken into the intake holes 7. Then, the air discharged to the outside of the external electrode OE through the inside of the intake hole 7 is further discharged to the outside of the ultraviolet irradiation device by the exhaust duct. Therefore, even if the spacer S and the airtight container 1 are rubbed to scrape the spacer S to generate fine particles, the particles are quickly discharged to the outside together with the surrounding air by the air intake means AA. .

<高周波点灯回路HFI> 高周波点灯回路HFIは、誘電体バリア放電ランプEXLの内部電極2と外部電極OEとの間に高周波電圧を印加して、誘電体バリア放電ランプEXLを付勢して点灯する。また、高周波点灯回路HFIは、並列インバータを主体として構成されており、その高周波出力は、一対の給電線4、4を介して誘電体バリア放電ランプEXLにおける発光管LTの一対の給電部3A、3Bと、外部電極OEとの間に接続されている。   <High Frequency Lighting Circuit HFI> The high frequency lighting circuit HFI applies a high frequency voltage between the internal electrode 2 and the external electrode OE of the dielectric barrier discharge lamp EXL to energize the dielectric barrier discharge lamp EXL to light it. . The high-frequency lighting circuit HFI is mainly configured by a parallel inverter, and the high-frequency output is supplied to the pair of power feeding portions 3A of the arc tube LT in the dielectric barrier discharge lamp EXL via the pair of power feeding lines 4 and 4. 3B and the external electrode OE are connected.

<誘電体バリア放電ランプEXLの点灯動作> 誘電体バリア放電ランプEXLは、高周波点灯回路HFIの高周波出力端の一方が給電線4、4を経由して内部電極2から外部へ導出された一対の給電部3A、3Bに接続され、他方が外部電極OEの一端に給電線4を経由して接続されているので、高周波点灯回路HFIの図示しない入力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2と、これに気密容器1の壁面を介して対向している外部電極OEとの間に印加されて、誘電体バリア放電が気密容器1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1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。   <Lighting Operation of Dielectric Barrier Discharge Lamp EXL> The dielectric barrier discharge lamp EXL includes a pair of high frequency output terminals of the high frequency lighting circuit HFI led out from the internal electrode 2 via the feeder lines 4 and 4. Since it is connected to the power feeding units 3A and 3B and the other is connected to one end of the external electrode OE via the power feeding line 4, when an input power source (not shown) of the high frequency lighting circuit HFI is turned on, a high frequency is generated. A high frequency output is applied between the internal electrode 2 and the external electrode OE opposed to the internal electrode 2 via the wall surface of the hermetic container 1, and dielectric barrier discharge occurs inside the hermetic container 1. By this dielectric barrier discharge, vacuum ultraviolet light having a center wavelength of 172 nm is emitted by the xenon excimer. Since vacuum ultraviolet light permeate | transmits the wall surface of the airtight container 1, and is derived | led-out outside, this can be utilized according to each objective.

図6は、本発明の誘電体バリア放電ランプを実施するための第2の形態を示す側面断面図である。本形態は、誘電体バリア放電ランプEXLの発光管LTが異なる。     FIG. 6 is a side sectional view showing a second embodiment for implementing the dielectric barrier discharge lamp of the present invention. In this embodiment, the arc tube LT of the dielectric barrier discharge lamp EXL is different.

すなわち、発光管LTは、気密容器1が2重管構造であり、内部電極2が気密容器1の内側の外面に配設されている。気密容器1は、内部に形成される放電空間が円筒状をなしている。内部電極2は、円筒状のメッシュ構造体からなり、気密容器1の内側の円筒状をなす気密容器1の外面にほぼ密接して配設されている。外部電極OEは、第1の形態におけるのと同様の構成および気密容器1に対する配置となっている。   That is, in the arc tube LT, the airtight container 1 has a double tube structure, and the internal electrode 2 is disposed on the outer surface inside the airtight container 1. The airtight container 1 has a cylindrical discharge space formed inside. The internal electrode 2 is formed of a cylindrical mesh structure, and is disposed in close contact with the outer surface of the airtight container 1 that forms a cylindrical shape inside the airtight container 1. The external electrode OE has the same configuration and arrangement with respect to the airtight container 1 as in the first embodiment.

図7ないし図10は、本発明の紫外線照射装置を実施するための一形態としての紫外線洗浄装置を示し、図7は正面断面図、図8は底面図、図9は図8のIX−IX´線に沿う断面図、図10は高周波点灯回路の回路図である。各図において、図1ないし図5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、高周波点灯回路52および複数の誘電体バリア放電ランプEXLを具備している。     7 to 10 show an ultraviolet cleaning device as one embodiment for carrying out the ultraviolet irradiation device of the present invention. FIG. 7 is a front sectional view, FIG. 8 is a bottom view, and FIG. 9 is IX-IX in FIG. FIG. 10 is a circuit diagram of the high-frequency lighting circuit. In each figure, the same parts as those in FIGS. The ultraviolet irradiation device UVW includes an ultraviolet irradiation device main body 51, a high frequency lighting circuit 52, and a plurality of dielectric barrier discharge lamps EXL.

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。   The ultraviolet irradiation apparatus main body 51 has a box shape as a whole, and the interior is divided into an ultraviolet irradiation chamber 51a and a power supply chamber 51b in the vertical direction. The ultraviolet irradiation chamber 51a and the power supply chamber 51b are configured such that one end thereof can be opened and closed by a hinge 51c.

紫外線照射室51aには、後述するように複数の誘電体バリア放電ランプEXLが並列配置されている。複数の誘電体バリア放電ランプEXLは、それらの外部電極が単一ブロックとして形成されている。したがって、外部電極OEの凹曲した曲面が隣接状態で複数並列配置されている。また、紫外線照射室51aは、洗浄装置における被照射物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、下面の直下を通過する被照射物(図示しない。)に真空紫外光を極めて近い位置で照射するように構成されている。なお、図8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。また、複数の誘電体バリア放電ランプEXLの一体化された外部電極の上面には、図示を省略しているが、それぞれの誘電体バリア放電ランプEXLの吸気孔に連通する排気集合ボックスが配設され、この排気集合ボックスを介して排気ダクトが接続されている。そして、排気ダクトを経由して吸気孔から吸引された気密容器1のスペーサS周辺の空気は外部へ排気されるように構成されている。   As will be described later, a plurality of dielectric barrier discharge lamps EXL are arranged in parallel in the ultraviolet irradiation chamber 51a. The plurality of dielectric barrier discharge lamps EXL have their external electrodes formed as a single block. Therefore, a plurality of concave curved surfaces of the external electrode OE are arranged in parallel in an adjacent state. Further, the ultraviolet irradiation chamber 51a is fixedly disposed above the irradiation object transporting means in the cleaning device, and the irradiation object (not shown) that has a lower surface open and passes directly below the lower surface. It is configured to irradiate vacuum ultraviolet light at a very close position. In FIG. 8, the shaded portion indicates the ultraviolet effective irradiation region. Further, although not shown, an exhaust collection box communicating with the intake holes of each dielectric barrier discharge lamp EXL is disposed on the upper surface of the integrated external electrode of the plurality of dielectric barrier discharge lamps EXL. The exhaust duct is connected through the exhaust collection box. The air around the spacer S of the airtight container 1 sucked from the intake hole via the exhaust duct is exhausted to the outside.

電源室51bは、その内部に高周波点灯回路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7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。   The power supply chamber 51b houses therein a high-frequency lighting circuit 52 and a control circuit (not shown), and is rotatable upward in FIG. 7 with a hinge 51c as a rotation center. In addition, 51b1 is a handle for gripping the power supply chamber 51b during rotation, 51b2 is a handle for transporting the ultraviolet irradiation apparatus main body 51 or the power supply chamber 51b, and 51b3 is a protector for the power supply wiring.

高周波点灯回路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、複数の誘電体バリア放電ランプ装置ユニットEXのそれぞれの誘電体バリア放電ランプ装置に給電する。   The high frequency lighting circuit 52 is housed in the power supply chamber 51b, converts the power introduced into the power supply chamber 51b via the power supply wiring protector 51b3, generates a high frequency voltage, and a plurality of dielectric barrier discharge lamps. Power is supplied to each dielectric barrier discharge lamp device of the device unit EX.

また、高周波点灯回路52は、図10に示す回路構成になっている。すなわち、高周波点灯回路52は、インダクタL、一対のスイッチング素子Q1、Q2、出力トランスOT、共振コンデンサC1および制御回路CCを主体として構成され、直流入力端子t1、t2、高周波出力端子t3、t4を備えた並列形インバータである。直流入力端子t1、t2は、昇圧チョッパ回路などにより出力直流電圧が可変の直流電源(図示しない。)に接続する。高周波出力端子t3、t4は、誘電体バリア放電ランプに接続する。   The high frequency lighting circuit 52 has a circuit configuration shown in FIG. That is, the high-frequency lighting circuit 52 is mainly composed of an inductor L, a pair of switching elements Q1 and Q2, an output transformer OT, a resonance capacitor C1, and a control circuit CC, and includes DC input terminals t1 and t2, and high-frequency output terminals t3 and t4. This is a parallel inverter provided. The DC input terminals t1 and t2 are connected to a DC power source (not shown) whose output DC voltage is variable by a boost chopper circuit or the like. The high frequency output terminals t3 and t4 are connected to a dielectric barrier discharge lamp.

また、直流入力端子t1は、インダクタLを直列に介して出力トランスOTの1次巻線pw1の中点に接続している。直流入力端子t2は、一対のスイッチング素子Q1、Q2の接続点に接続している。一対のスイッチング素子Q1、Q2は、直列接続するとともに、出力トランスOTの1次巻線pw1、pw2、pw3に対して並列に接続している。出力トランスOTは、3組の1次巻線pw1、pw2、pw3、3組の2次巻線sw1、sw2、sw3、ドライブ巻線fwおよび検出巻線dwを備えている。そして、1次巻線pw1、pw2、pw3と2次巻線sw1、sw2、sw3とが対をなしている。また、1次巻線pw1、pw2、pw3は、互いに並列接続している。これに対して、2次巻線sw1、sw2、sw3は、互いに直列接続して、その両端が高周波出力端子t3、t4に接続している。共振コンデンサC1は、1次巻線pw1、pw2、pw3に並列接続している。ドライブ巻線fwおよび検出巻線dwは、後述する制御回路CCに接続する。   The DC input terminal t1 is connected to the midpoint of the primary winding pw1 of the output transformer OT via an inductor L in series. The DC input terminal t2 is connected to the connection point of the pair of switching elements Q1 and Q2. The pair of switching elements Q1, Q2 are connected in series and are connected in parallel to the primary windings pw1, pw2, pw3 of the output transformer OT. The output transformer OT includes three sets of primary windings pw1, pw2, and pw3, three sets of secondary windings sw1, sw2, and sw3, a drive winding fw, and a detection winding dw. The primary windings pw1, pw2, and pw3 and the secondary windings sw1, sw2, and sw3 make a pair. The primary windings pw1, pw2, and pw3 are connected in parallel to each other. On the other hand, the secondary windings sw1, sw2, and sw3 are connected in series with each other and both ends thereof are connected to the high-frequency output terminals t3 and t4. The resonant capacitor C1 is connected in parallel to the primary windings pw1, pw2, and pw3. The drive winding fw and the detection winding dw are connected to a control circuit CC described later.

制御回路CCは、ドライブ回路DCおよび保護回路PCからなる。ドライブ回路DCは、その入力端がドライブ巻線fwに接続して、ドライブ信号を発生し、スイッチング素子Q1、Q2に供給する。これにより、並列インバータは、自励発振する。保護回路PCは、その入力端が検出巻線dwに接続して、誘電体バリア放電ランプEXLの始動を検出したら、例えば直流電源を制御するなどにより高周波出力電圧を低下させる。   The control circuit CC includes a drive circuit DC and a protection circuit PC. The input end of the drive circuit DC is connected to the drive winding fw, generates a drive signal, and supplies it to the switching elements Q1, Q2. Thereby, the parallel inverter self-oscillates. When the input end of the protection circuit PC is connected to the detection winding dw and the start of the dielectric barrier discharge lamp EXL is detected, the high-frequency output voltage is reduced by controlling the DC power source, for example.

そうして、高周波点灯回路52は、上述の回路構成を具備していることによって、誘電体バリア放電ランプEXLを始動して点灯する。そして、出力トランスOTの検出巻線dwに現れた検出電圧を保護回路PCによって監視して、始動後に高周波出力電圧が上昇すると、これを低下させてスイッチング素子Q1、Q2に印加される電圧がその耐圧をオーバーしないように保護動作をさせることができる。また、ドライブ回路DCから出力されるドライブ信号を高周波出力の程度に合わせて調節することができる。   Thus, the high-frequency lighting circuit 52 has the above-described circuit configuration, so that the dielectric barrier discharge lamp EXL is started and lit. Then, the detection voltage appearing in the detection winding dw of the output transformer OT is monitored by the protection circuit PC, and when the high frequency output voltage rises after the start, the voltage applied to the switching elements Q1 and Q2 is lowered and reduced. A protective operation can be performed so as not to exceed the breakdown voltage. Further, the drive signal output from the drive circuit DC can be adjusted in accordance with the degree of high frequency output.

ところで、複数の誘電体バリア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、所要の誘電体バリア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。   By the way, the plurality of dielectric barrier discharge lamp device units EX are arranged adjacent to each other in the ultraviolet irradiation chamber 51a. However, each of the required dielectric barrier discharge lamp device units EX can be attached and detached for ease of manufacture and maintenance.

また、外部電極OEの冷却パイプ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。   Further, in order to allow the cooling water to flow through the cooling pipe of the external electrode OE, a pipe for supplying the cooling water is connected to the inlet, and a pipe for drainage is connected to the outlet.

本発明の誘電体バリア放電ランプを実施するための第1の形態の誘電体バリア放電ランプの全体を管軸方向に縮尺するとともに外部電極を断面して高周波点灯回路と一緒に示す正面図1 is a front view of a dielectric barrier discharge lamp according to a first embodiment for implementing a dielectric barrier discharge lamp according to the present invention, wherein the entire dielectric barrier discharge lamp is reduced in the tube axis direction, and external electrodes are cross-sectionally shown together with a high-frequency lighting circuit. 同じく発光管の一部切欠正面図Similarly, partially cutaway front view of arc tube 同じく発光管の支持部および給電部を示す一部切欠要部断面拡大正面図Similarly, a partially cutaway cross-sectional enlarged front view showing a support portion and a power feeding portion of the arc tube 同じくスペーサおよび吸気手段を示す拡大要部正面断面図Similarly enlarged front sectional view showing the spacer and the intake means 同じく側面断面図Same side sectional view 本発明の誘電体バリア放電ランプを実施するための第2の形態を示す側面断面図Side surface sectional view which shows the 2nd form for implementing the dielectric barrier discharge lamp of this invention 本発明の紫外線照射装置を実施するための一形態としての紫外線洗浄装置を示す正面断面図Front sectional drawing which shows the ultraviolet-ray cleaning apparatus as one form for implementing the ultraviolet irradiation device of this invention 同じく底面図Similarly bottom view 同じく図8のIX−IX´線に沿う断面図Similarly, a sectional view taken along line IX-IX 'in FIG. 同じく高周波点灯回路の回路図Similarly, high-frequency lighting circuit diagram

符号の説明Explanation of symbols

1…気密容器、2…内部電極、4…給電線、5…保持部、7…吸気孔、8…位置出しガイド、AA…吸気手段、EXL…誘電体バリア放電ランプ、G…間隙、HFI…高周波点灯回路、LT…発光管、OE…外部電極、S…スペーサ       DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Airtight container, 2 ... Internal electrode, 4 ... Feeding line, 5 ... Holding part, 7 ... Intake hole, 8 ... Positioning guide, AA ... Intake means, EXL ... Dielectric barrier discharge lamp, G ... Gap, HFI ... High frequency lighting circuit, LT ... arc tube, OE ... external electrode, S ... spacer

Claims (2)

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と;
気密容器内に封入されたエキシマ生成ガスと;
誘電体バリア放電が気密容器内にその管軸方向のほぼ全長にわたって生起するように配設された長い内部電極と;
気密容器の外面にその管軸方向に沿って0.05〜1.0mmの間隙を形成しながら配設され内部電極との協働によって気密容器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;
を具備していることを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
An airtight container having an elongated tubular shape made of a material that transmits ultraviolet light;
An excimer-producing gas enclosed in an airtight container;
A long internal electrode arranged so that a dielectric barrier discharge occurs in the hermetic vessel over substantially the entire length in the tube axis direction;
It is disposed on the outer surface of the hermetic container while forming a gap of 0.05 to 1.0 mm along the tube axis direction, and acts to generate a dielectric barrier discharge in the hermetic container by cooperating with the internal electrode. An external electrode;
A dielectric barrier discharge lamp comprising:
請求項1記載の誘電体バリア放電ランプと;
誘電体バリア放電ランプを配設した紫外線照射装置本体と;
誘電体バリア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。
A dielectric barrier discharge lamp according to claim 1;
An ultraviolet irradiation device body provided with a dielectric barrier discharge lamp;
A high-frequency lighting circuit for lighting a dielectric barrier discharge lamp;
An ultraviolet irradiation device comprising:
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