JP2017091916A - 自己集光機能を有する紫外線照射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)は、本発明の実施形態1における紫外線照射装置に用いる紫外発光ガス放電チューブの基本構成を示す断面図、図1(b)は該紫外発光ガス放電チューブを複数本配列して構成した面光源の基本構成を示す斜視図、図1(c)はその駆動原理を説明する説明図である。
図1(a)に示すように、新しい紫外発光ガス放電チューブ(以下、発光チューブという)1は、扁平楕円形状の横断面を有する細長いガラス管2を主体とし、その内部底面に紫外蛍光体層3を備えると共に、内部にネオンとキセノンを混合した放電ガスが封入され、両端が封止されている。ガラス管2は、酸化珪素(SiO2)と酸化硼素(B2O3)を主成分とする硼珪酸系ガラスを材料とした、例えば長径2mm、短径1mm程度の扁平楕円断面を持つ細管で、肉厚を300μm以下に制限して紫外線に対する十分な透過率を実現している。
ガラス管2を主体とした発光チューブ1が、図1(b)に示すようにチューブの長手方向と交差する方向に複数本平行に並べられてアレイ構成の面光源デバイス(発光チューブアレイ構造体)10が作られる。図1(a)の断面図との関連において一層明らかなように、発光チューブアレイ構造体10を構成する各発光チューブ1は、耐熱性の薄い絶縁フィルム11の上にシリコーン樹脂のような熱伝導性の良好な粘着剤12により離脱可能な粘着状態で配置されている。隣接する発光チューブ1の相互間には発光面の湾曲を可能とするため同じ幅又は部分的に異なる幅の隙間が設けられている。
本発明による紫外線照射装置の基本単位となる新しい形式の発光チューブ1は、外部電極型であり、正弦波電圧で駆動する。即ち図1(c)に示すように電極対14の一方のX電極14Xを接地した状態で他方のY電極14Yに正弦波電圧を印加するようにインバータ電源17を接続する。正弦波電圧の上昇過程において電極スリットGで電極近接端間の電圧が対応ガス空間の放電開始電圧を超えた時点でトリガ放電が発生する。
ところで、図1に示した発光面が平面の面光源デバイス10では、照射対象物を発光面に接近させて配置しても個々の発光チューブ1の発光強度以上の照射強度は得られない。本発明は発光面を曲げることによって複数本の発光チューブ1の光束を照射対象に向けて収束させるようにした自己集光機能を有する構成を特徴とする。これは発光チューブアレイ構造体である面光源デバイス10がフレキシブルである利点を最大限利用するものである。
図3は、本発明による自己集光機能を有する紫外線照射装置の実施形態2を示す概略説明図である。
図4(a)及び(b)は、それぞれ本発明による実施形態3の紫外線照射装置の2種類の構成を示す概略斜視図である。この実施形態は、2つ以上の平坦発光面を角度を持って組み合わせて自己集光機能を得るようにした複合発光面を特徴とするものである。
図5は、本発明による実施形態4として、筒状の発光面の中に閉じた照射空間を構成するようにした紫外線照射装置の異なる2つの構成例を示す横断面図である。
本発明の自己収光機能を有する紫外線照射装置は、最初に述べたようにガス放電を利用した発光チューブを複数本並べて構成したアレイ状のフレキシブルな面光源デバイスを基本構成とし、その発光面を湾曲面状、又は角度をつけた複合平面状に曲げて各発光チューブの発光軸を照射対象に向けて収束させたことを特徴とするものである。
2:ガラス管
3:紫外蛍光体層
10:発光チューブアレイ構造体(面光源デバイス)
11:絶縁層
12:粘着剤
13:絶縁基板
14:電極対
14X:X電極
14Y:Y電極
15:電極構造体
17:交番電源
20:面光源
G:電極スリット
Claims (13)
- 細長い紫外発光ガス放電チューブを複数本平行に配列してなる面光源デバイスを備え、前記各チューブの発光が照射対象に向けて収束するように、少くとも一部が湾曲又は屈曲する1つの面上に各チューブを配列したことを特徴とする自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記複数本の紫外発光ガス放電チューブが隣接チューブ間に隙間を空けて配列され、前記配列面は、一部が照射対象を囲むよう前記隙間で許容される湾曲した面であることを特徴とする請求項1記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記チューブ配列面が、照射対象を囲む2つの湾曲面と平面とを組合わせた複合面であることを特徴とする請求項1記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記チューブ配列面が照射対象を囲む円筒状、楕円筒状、或は扁平四角筒状の面であることを特徴とする請求項1記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記チューブは、内部底面に長手方向に沿った紫外蛍光体層を有し、かつ、放電ガスを封入したガラス管を備え、前記ガラス管の蛍光体層側の外面に長手方向に延びる電極対を対向配置したことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記面光源デバイスは、複数本の紫外発光ガス放電チューブを前記チューブ配列面に沿って背面側から支持する絶縁基板を有し、該絶縁基板は、前記放電チューブと直交する方向に延びる少なくとも1対の帯状電極を有し、該帯状電極は、配置面積が前記放電チューブの背面側配列総面積の80%以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記帯状電極は、光反射機能を有する金属箔から成り、各紫外発光ガス放電チューブの長手方向における放電間隙を挟んで該放電間隙長の8倍以上の幅を持って両側に広がる電極対を構成することを特徴とする請求項6に記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 長手方向に延びる発光面と、その発光面に対向する背面とを有するガス放電を利用した細長い紫外発光ガス放電チューブを複数本平行に配列してなる面光源デバイスを備え、前記チューブを発光面が内側を向いた筒状形態を形成すると共に、該筒状形態の内部に前記チューブの長手方向に平行な複数本の流通パイプを設け、各流通パイプに紫外線被照射流体を流通させるようにしたことを特徴とする自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記筒状形状は、円筒または角筒状の形態であり、該筒状形態の前記チューブはメッシュ構成の筒状体で支持されることを特徴とする請求項8記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- フレキシブルな絶縁基板上に少なくとも1対の帯状電極対を平行に配置した電極構造体と、内部底面に紫外蛍光体層を有し、かつ、内部に放電ガスを封入してなる複数本の紫外発光ガス放電チューブを隣接チューブ間に微小間隔を隔てて平行に配列した発光チューブアレイ構造体とを備え、前記電極構造体の上に前記複数のチューブの底面側が位置して前記帯状電極対を横切る方向となるよう前記チューブアレイ構造体を組み合わせてフレキシブルな紫外光源デバイスを構成し、各チューブの発光が照射対象に向けて収束するように前記紫外光源デバイスを湾曲させたことを特徴とする自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記発光チューブアレイ構造体は、前記複数のチューブに対して支持基体となる紫外線不透過性の樹脂フィルムを有し、前記チューブのそれぞれが該樹脂フィルム上に離脱可能に粘着されていることを特徴とする請求項10記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記発光チューブアレイ構造体と前記電極構造体との間が非接着状態で組み合わされ、前記紫外光源デバイスを湾曲状態に曲げる際、前記発光チューブアレイ構造体に加わる圧縮力が前記隣接チューブ間の微小間隙で吸収され、前記電極構造体に加わる引っ張り力が前記発光チューブアレイ構造体と前記電極構造体との間の滑りで吸収される構造を有することを特徴とする請求項10又は11記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
- 前記絶縁基板の背面側に前記帯状電極対に対応してそれぞれ独立した形状の放熱エレメントを配置したことを特徴とする請求項10〜12の何れか1項に記載の自己集光機能を有する紫外線照射装置。
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