JP2009066577A - Ultraviolet ray irradiation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation device.
従来、液晶基板、プリント配線基板等をドライ洗浄する光洗浄装置において、紫外線光源としてエキシマランプが広く用いられている。 Conventionally, an excimer lamp has been widely used as an ultraviolet light source in an optical cleaning apparatus for dry cleaning a liquid crystal substrate, a printed wiring board, and the like.
エキシマランプには、エキシマ生成ガスを封入した石英ガラス管に高周波電圧を印加して同管内で放電させることでエキシマ生成ガスをエキシマ(excited dimmerの略称)状態にすることで、波長172nmの単波長の紫外線を発光する誘電体バリア放電ランプが用いられている。 The excimer lamp has a single wavelength of 172 nm by applying a high frequency voltage to a quartz glass tube filled with an excimer-generating gas and discharging the excimer-generating gas into an excimer (abbreviation of excited dimmer) state by discharging within the tube. Dielectric barrier discharge lamps that emit ultraviolet rays are used.
このような誘電体バリア放電ランプを用いて波長172nmの紫外線にて紫外線照射を大気雰囲気中で行うことにより、大気中の酸素を分解して活性酸素を生成することができる。この活性酸素は、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)等を生成し、有機化合物を除去することができる。このような特性から、誘電体バリア放電ランプは光洗浄装置の紫外線光源として広く活用されている。 By using such a dielectric barrier discharge lamp and irradiating ultraviolet rays with ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm in the air atmosphere, oxygen in the air can be decomposed to generate active oxygen. The active oxygen can remove the organic compound by generating a carbon dioxide gas (CO 2 ), water (H 2 O), or the like when the organic compound whose bond is broken reacts with the active oxygen. Due to these characteristics, the dielectric barrier discharge lamp is widely used as an ultraviolet light source of a light cleaning device.
ところで、光洗浄装置で使用されている誘電体バリア放電ランプで発光する172nmの紫外線は、酸素により減衰を受けやすい。そのため、光洗浄装置では、特開2001−135279号公報(特許文献1)に記載されているように、紫外線放出用の窓に窓材を設置したランプハウスの中に誘電体バリア放電ランプを収納し、ランプハウス内は窒素パージ又は窒素フローを行い、誘電体バリア放電ランプから放出される紫外線を酸素にて減衰させることなく窓材まで到達させ、窓材を通してランプハウス外に放出させ、窓材の外側に近接して設置される被照射物に172nmの紫外線を効果的に照射し、光洗浄する構成の窓付き照射タイプのものが一般的に用いられている。この窓付き照射タイプの光洗浄装置の場合、大気中である照射窓と被照射物との間で紫外線が酸素の影響を受けて大きく減衰しないように、その間の距離を例えば3mm以下までに短くし、光照射を行うようにしている。 By the way, the 172 nm ultraviolet light emitted from the dielectric barrier discharge lamp used in the optical cleaning device is easily attenuated by oxygen. Therefore, in the light cleaning apparatus, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-135279 (Patent Document 1), a dielectric barrier discharge lamp is housed in a lamp house in which a window material is installed on an ultraviolet emission window. Then, the inside of the lamp house is purged with nitrogen or flowed to allow the ultraviolet light emitted from the dielectric barrier discharge lamp to reach the window material without being attenuated by oxygen, and is emitted outside the lamp house through the window material. In general, an irradiation type with a window configured to effectively irradiate an object to be irradiated, which is placed close to the outside of the irradiator, with ultraviolet light of 172 nm and to perform optical cleaning is generally used. In the case of this irradiation type light cleaning device with a window, the distance between the irradiation window in the atmosphere and the object to be irradiated is shortened to, for example, 3 mm or less so that ultraviolet rays are not greatly attenuated by the influence of oxygen. However, light irradiation is performed.
他方、光洗浄装置に採用される紫外線照射装置として、窓材を使用せずに大気中に誘電体バリア放電ランプを配置する直接照射タイプのものも知られている。この直接照射タイプの紫外線照射装置では、誘電体バリア放電ランプから放出される紫外線が大気中の酸素にて減衰される前に被照射物に照射されるようにするために、誘電体バリア放電ランプの紫外線放出面と被照射物との距離を窓付き照射タイプと同等にまで近接できる構造にする必要がある。 On the other hand, as an ultraviolet irradiation device employed in a light cleaning device, a direct irradiation type in which a dielectric barrier discharge lamp is arranged in the atmosphere without using a window material is also known. In this direct irradiation type ultraviolet irradiation device, a dielectric barrier discharge lamp is used to irradiate an irradiated object before the ultraviolet light emitted from the dielectric barrier discharge lamp is attenuated by oxygen in the atmosphere. It is necessary to make the structure which can approach the distance of the ultraviolet emission surface and the object to be irradiated as close as the irradiation type with a window.
これら窓付き照射タイプと直接照射タイプの紫外線照射装置を比較する。(1)窓付きタイプでは、(a)紫外線の照射幅が広い、(b)ピーク照度が低い、(c)パーティクル等の二次生成物によりランプが受けるダメージが小さいという特徴がある。(2)直接照射タイプでは、(a)照射幅が狭い、(b)ピーク照度が高い、(c)パーティクル等の二次生成物によりランプが受けるダメージが大きいという特徴がある。このように窓付き照射タイプと直接照射タイプとの特徴には、一長一短の関係がある。このため、市場では、用途や性能に応じ、窓付き照射タイプと直接照射タイプとの使い分けが必要とされていた。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、窓付き照射タイプとしても直接照射タイプとしても使える紫外線照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation apparatus that can be used as a windowed irradiation type or a direct irradiation type.
本発明は、誘電体バリア放電ランプを収納し、前記誘電体バリア放電ランプに給電して放電発光させる第1の収納体と、前記誘電体バリア放電ランプから放出される紫外線を透過させる窓材が前記誘電体バリア放電ランプの紫外線放出面の前方位置に近接して位置するように収納する第2の収納体とを脱着可能に組み合わせてランプハウスを構成した紫外線照射装置であって、前記第1の収納体と第2の収納体とを組み合わせた状態での前記ランプハウスの設置面と前記第2の収納体の窓材との距離D2が、前記第2の収納体を除いて前記第1の収納体の単体を設置した時の設置面と前記誘電体バリア放電ランプの紫外線放出面との距離D1と等しくなる構造にしたことを特徴とする。 According to the present invention, there is provided a first housing that houses a dielectric barrier discharge lamp, supplies power to the dielectric barrier discharge lamp and emits discharge light, and a window material that transmits ultraviolet rays emitted from the dielectric barrier discharge lamp. An ultraviolet irradiation apparatus comprising a lamp house that is detachably combined with a second storage body that is stored so as to be positioned close to the front position of the ultraviolet emission surface of the dielectric barrier discharge lamp, The distance D2 between the installation surface of the lamp house and the window material of the second storage body in a state where the storage body and the second storage body are combined is the first storage body except for the second storage body. It is characterized by having a structure that is equal to the distance D1 between the installation surface when the single storage body is installed and the ultraviolet emission surface of the dielectric barrier discharge lamp.
本発明によれば、第1の収納体と第2の収納体とを組み合わせることで窓付き照射タイプの紫外線照射装置として使用でき、他方、第2の収納体を除いて第1の収納体の単体を設置することで直接照射タイプの紫外線照射装置としても使用でき、しかも、D1=D2としたことで窓付き照射タイプとして使用する場合にも直接照射タイプとしても使用する場合にも紫外線被照射物に対する紫外線放出面からの距離をほぼ等しくすることができ、用途や性能に応じ、窓付き照射タイプと直接照射タイプとの使い分けができる。同時に、製造においては一種類の製品にて窓付き照射タイプと直接照射タイプの両方の紫外線照射装置に対応できて、製造コストの低減が図れる。 According to the present invention, the first storage body and the second storage body can be combined to be used as an irradiation type ultraviolet irradiation device with a window. On the other hand, except for the second storage body, the first storage body can be used. By installing a single unit, it can be used as a direct irradiation type ultraviolet irradiation device, and by setting D1 = D2, it can be used as an irradiation type with a window or as a direct irradiation type. The distance from the ultraviolet emission surface to the object can be made almost equal, and the irradiation type with window and the direct irradiation type can be used properly according to the application and performance. At the same time, in manufacturing, one type of product can be applied to both the irradiation type with window and the direct irradiation type ultraviolet irradiation device, and the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)図1〜図3を用いて、本発明の第1の実施の形態の紫外線照射装置について説明する。1は紫外線を放電発光するエキシマ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細長い管状をなす気密容器1A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1の中心軸部に間軸方向の全域に渡って内部電極(図示せず)を設置し、気密容器1Aの外面に半円周でかつほぼ全長に渡り外部電極1Bを密着させた構成である。この誘電体バリア放電ランプ1の両端が第1の収納体2の内側天面から支持部材3にてつり下げられて支持されている。この誘電体バリア放電ランプ1に対しては外部電極1Bと図示していない内部電極との間で高電圧を印加することで気密容器1Aの内部のエキシマ生成ガスを励起させ放電を生起させることで紫外線を発生させ、これを下面側から放出させる。
(First Embodiment) An ultraviolet irradiation apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第1の収納体2は、下面が開口する箱体であり、ランプ1の両端に位置する支持部41,42とランプ軸に平行な両側に位置する側壁51,52、そして天板6にて構成されている。側壁51,52の上下幅W1は支持部41,42の上下幅W2よりも小さくし、ランプ軸に垂直な方向に移送される被照射物が誘電体バリア放電ランプ1の下面1Cに近接できるようにしてある。
The
また、誘電体バリア放電ランプ1が取り付けられている状態で、その誘電体バリア放電ランプ1の紫外線放出面である下面1Cと第1の収納体2の支持部41,42それぞれの下縁面41A,42Aとの高さの差はD1に設定してあり、誘電体バリア放電ランプ1の下面1Cが第1の収納体2の支持部41,42それぞれの下縁面41A,42AよりもD1だけ箱体内に凹んだ位置にて支持されるように設定されている。
Further, with the dielectric
窓材7を支持する第2の収納体8は、ランプ軸に平行な両側の側壁91,92とランプ軸に垂直な両端の支持脚部101,102と、窓材7の嵌め込まれた窓材支持部11とで上面が開口する箱体に構成されている。窓材7は、窓材支持部11に形成されたランプ軸方向に細長い窓12に嵌め込まれている。両端の支持脚部101,102それぞれの下縁面101A,102Aと窓材7の下面7Aとの高さの差はD2であり、上記D1とほぼ同じ寸法にしてある。支持脚部101,102それぞれの上縁面101B,102Bと側壁91,92それぞれの上縁面91A,92Aとの高さの差W3は、上記W2−W1と同じ寸法にしてある。
The
上記構成の第1の収納体2と第2の収納体8との組み合わせは、紫外線照射装置のランプハウスを窓付き照射タイプにするか直接照射タイプにするかにより異なる。窓付き照射タイプとして使用する場合、図1、図2に示したように第1の収納体2を第2の収納体8の上面側に組み付けた構造のランプハウス15Aにして使用する。この場合、W3=W2−W1の寸法設定がしてあるので、第1の収納体2の支持部41,42それぞれの下縁面41A,42Aを第2の収納体8の支持脚部101,102それぞれの上縁面101B,102Bに当接載置させることで、第1、第2の収納体2,8の組体としての窓付きタイプのランプハウス15Aが組み上がる。この窓付きタイプのランプハウス15Aでは、誘電体バリア放電ランプ1を放電点灯させて紫外線を放出させ、窓材7を通して下方に放出させている状態で両端の支持脚部101,102の間をランプ軸に垂直な方向(図1、図2において紙面に垂直な方向)に被照射物を移送させることにより、窓材7を透過して放出される紫外線を被照射物に照射させ、光洗浄させることができる。
The combination of the
直接照射タイプとして使用する場合、図3に示したように第1の収納体2のみをランプハウス15Bとして使用する。そして、誘電体バリア放電ランプ1を放電点灯させて紫外線を放出させ、両端の支持部41,42の間をランプ軸に垂直な方向(図3において紙面に垂直な方向)に被照射物を移送させることにより、誘電体バリア放電ランプ1の下面から放出される紫外線を直接に被照射物に照射させ、光洗浄させることができる。
When used as the direct irradiation type, only the
本実施の形態の紫外線照射装置によれば、誘電体バリア放電ランプ1を収納する第1の収納体2と窓材7が嵌め込まれた第2の収納体8との組み合わせが可能な構造にして、直接照射タイプが必要であれば第1の収納体2のみを単体でランプハウス15Bとして用い、窓付き照射タイプが必要であれば第1の収納体2に第2の収納体8を組み合わせた構造のランプハウス15Aにして用いることができ、いずれのタイプとして用いても大気中で紫外線が酸素により減衰される距離D1,D2をその影響が大きくない程度の距離3mm以下に短くすることができる。
According to the ultraviolet irradiation apparatus of the present embodiment, the
(第2の実施の形態)図4〜図6を用いて、本発明の第2の実施の形態の紫外線照射装置について説明する。尚、第1の実施の形態と共通する要素については共通の符号を付して説明する。尚、図6において、符号16は装置筐体であり、ランプハウス15Aあるいはランプハウス15Bはこの装置筐体16の中に収納されて使用される。この構成は、第1の実施の形態にあっても共通である。
(Second Embodiment) An ultraviolet irradiation apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the element which is common in 1st Embodiment, a common code | symbol is attached | subjected and demonstrated. In FIG. 6,
第2の実施の形態の紫外線照射装置は、第1の実施の形態と同様の誘電体バリア放電ランプ1を紫外線光源とし、第1の収納体2の内側天面にランプクリップ3にて支持されている。第1の収納体2の構造は第1の実施の形態とほぼ同様である。ただし、ランプ軸に平行な両側の側壁51,52の上下幅W1を第1の実施の形態のものよりも小さく設定することで、側壁51,52それぞれの下縁面51A,52Aが誘電体バリア放電ランプ1の下面1Cよりも若干高い位置に位置する設定にしてある。したがって、第1の収納体2の支持部41,42の下縁面41A,42Aと誘電体バリア放電ランプ1の下面1Cとの高さの差D1に対して、同じく第1の収納体2の支持部41,42それぞれの下縁面41A,42Aとその側壁51,52それぞれの下縁面51A,52Aとの高さの差D3はD3>D1になっている。
The ultraviolet irradiation device of the second embodiment uses a dielectric
第2の収納体8の構造は、第1の実施の形態とほぼ同様である。ただし、ただし、W3=W2−W1にして、第2の収納体8の側壁91,92それぞれの上下幅W3は第1の実施の形態の場合よりも若干大きくなっている。
The structure of the
第2の実施の形態の紫外線照射装置にあっても、第1の収納体2と第2の収納体8との組み合わせは、紫外線照射装置として窓付き照射タイプのランプハウス15Aを構成するか直接照射タイプのランプハウス15Bを構成するかにより異なる。窓付き照射タイプとして使用する場合、図4に示したように第1の収納体2を第2の収納体8の上面側に組み付けたランプハウス15Aにして使用する。この場合、W3=W2−W1の寸法設定がしてあるので、第1の収納体2の支持部41,42それぞれの下縁面41A,42Aを第2の収納体8の支持脚部101,102それぞれの上縁面101B,102Bに当接載置させることで、第1の実施の形態の場合と同様に、第1、第2の収納体2,8の組体としての窓付きタイプのランプハウス15Aが組み上がる。そして図6のように、このランプハウス15Aが装置筐体16内の所定の高さ位置に設置されて紫外線照射光源装置として使用される。
Even in the ultraviolet irradiation device of the second embodiment, the combination of the
この窓付きタイプのランプハウス15Aでは、誘電体バリア放電ランプ1を放電点灯させて紫外線を放出させ、窓材7を通して下方に放出させている状態で両端の支持脚部101,102の間をランプ軸に垂直な方向(図4において紙面に垂直な方向)に被照射物Wを移送させることにより、窓材7を透過して放出される紫外線を被照射物に照射させ、光洗浄させることができる。
In this type of
直接照射タイプとして使用する場合、図5、図6に示したように第1の収納体2のみでランプハウス15Bを構成し、装置筐体16内に収容して使用する。そして、誘電体バリア放電ランプ1を放電点灯させて紫外線を放出させ、両端の支持部41,42の間をランプ軸に垂直な方向(図5において紙面に垂直な方向)に被照射物Wを移送させることにより、誘電体バリア放電ランプ1の下面から放出される紫外線を直接に被照射物に照射させ、光洗浄させることができる。しかもこの場合、本実施の形態では、側壁51,52それぞれの下縁面51A,52Aを誘電体バリア放電ランプ1の紫外線放出面である下面1Cよりも若干高い位置になるように設定してあるので、被照射物Wの被照射面に対して誘電体バリア放電ランプ1の下面1Cを第1の実施の形態の場合によりも近接させることができ、酸素による減衰をより小さく抑えた紫外線照射が可能となり、光洗浄の効率を高めることができる。
When used as a direct irradiation type, as shown in FIGS. 5 and 6, the lamp house 15 </ b> B is constituted by only the
(第3の実施の形態)図7(a)、(b)を用いて、本発明の第3の実施の形態の紫外線照射装置について説明する。本実施の形態の特徴は、第1、第2の収納体2,8による組み合わせ構造は第1、第2の実施の形態と共通である。本実施の形態の特徴は、第1の収納体2において、誘電体バリア放電ランプ1の高さ調節機構17を設け、装置筐体16内での高さ調整ができるようにしたことを特徴とする。すなわち、ランプハウス15A若しくは15Bを保持しているランプハウス保持部材18の上部を支持部材19にて筐体天板20の上側から支持し、この支持部材19を筐体天板20に対して例えばストッパねじ21のような高さ調節部材にて上下調整できるようにしたことを特徴とする。
(Third Embodiment) An ultraviolet irradiation apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). The feature of this embodiment is that the combined structure of the first and
これにより、第3の実施の形態の紫外線照射装置では、図7(a)に示すように、第1の収納体2と第2の収納体8とを組み合わせて窓付き照射タイプのランプハウス15Aとして使用する場合には、ストッパねじ21により支持部材19を引き上げることで窓材7と被照射物Wとの距離を調整する。そして、第1の収納体2のみにて直接照射タイプのランプハウス15Bとして使用する場合には、図7(b)に示すように被照射物Wに対して誘電体バリア放電ランプ1の下面が近接するようにストッパねじ21により支持部材19を低下させるように調整する。こうして、本実施の形態によれば、第1の収納体2と第2の収納体8とを組み合わせて窓付き照射タイプのランプハウス15Aとして使用する場合にも、第1の収納体2のみにて直接照射タイプのランプハウス15Bとして使用する場合にも、被照射物Wに対する紫外線放出面の距離を容易に調節できるようになる。
Thereby, in the ultraviolet irradiation device of the third embodiment, as shown in FIG. 7A, the
(第4の実施の形態)図8〜図10を用いて、本発明の第4の実施の形態の紫外線照射装置について説明する。本実施の形態の特徴は、誘電体バリア放電ランプ1の保持構造にあり、図8、図9に示すように、外部電極を兼用する導電体の冷却ブロック22にて誘電体バリア放電ランプ1の上部半周面を覆い、図9に示したようにこの冷却ブロック22の内部両端に設けた切り溝23にC型クリップ24を嵌め込んで固定し、このC型クリップ24にて誘電体バリア放電ランプ1を弾性的に保持し、かつ、冷却ブロック22を通じて外部から給電することで誘電体バリア放電ランプ1内の内部電極との間に高電圧を印加し、放電点灯させる構造にしている。これにより、この冷却ブロック22と一体化された誘電体バリア放電ランプ1を第1の実施の形態、第2の実施の形態における第1の収納体2の天板6に取り付ける。
(Fourth Embodiment) An ultraviolet irradiation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of the present embodiment lies in the holding structure of the dielectric
本実施の形態によれば、このようなランプ取付構造とすることで、誘電体バリア放電ランプ1に荷重がかからず、誘電体バリア放電ランプ1の割れの発生を抑制でき、しかも切り溝23内にC型クリップ24がほぼ面一に嵌め込まれ固定された状態にして誘電体バリア放電ランプ1の外面が外部電極兼用の冷却ブロック22の内周面と密着して誘電体バリア放電ランプ1に高電圧を印加することができる利点がある。
According to the present embodiment, by adopting such a lamp mounting structure, no load is applied to the dielectric
1 誘電体バリア放電ランプ
1C 紫外線放出面
2 第1の収納体
3 ランプ保持部材
41,42 支持部
41A,42A 下縁部
51,52 側壁
51A,52A 下縁部
6 天板
7 窓材
8 第2の収納体
91,92 側板
101,102 支持脚部
101A,102A 下縁部
101B,102B 上縁部
15A,15B ランプハウス
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1の収納体と第2の収納体とを組み合わせた状態での前記ランプハウスの設置面と前記第2の収納体の窓材との距離D2が、前記第2の収納体を除いて前記第1の収納体の単体を設置した時の設置面と前記誘電体バリア放電ランプの紫外線放出面との距離D1と等しくなる構造にしたことを特徴とする紫外線照射装置。 The dielectric barrier discharge lamp is housed, and a first housing body that supplies power to the dielectric barrier discharge lamp to discharge light and a window member that transmits ultraviolet rays emitted from the dielectric barrier discharge lamp includes the dielectric barrier. An ultraviolet irradiation device comprising a lamp house that is detachably combined with a second storage body that is stored so as to be positioned close to the front position of the ultraviolet emission surface of the discharge lamp,
The distance D2 between the installation surface of the lamp house and the window material of the second storage body in a state where the first storage body and the second storage body are combined, excluding the second storage body. An ultraviolet irradiation apparatus characterized by having a structure equal to a distance D1 between an installation surface when the single unit of the first storage body is installed and an ultraviolet emission surface of the dielectric barrier discharge lamp.
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