JP2020038752A - バリア放電ランプ、紫外線照射ユニットおよび紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射膜の摩耗または剥離による不具合を抑制する。【解決手段】実施形態のバリア放電ランプは、円筒状の発光管と、内部電極と、反射膜とを具備する。発光管は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極は、発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管の長さ方向に延在する。反射膜は、発光管の内面に設けられ、紫外光を発光管の内部へ反射する。発光管は、内部電極の移動を規制する複数の凹部を反射膜とは異なる部分に有する。凹部の直径ｄ［ｍｍ］と、内部電極の線径Ｄ［ｍｍ］とは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、バリア放電ランプ、紫外線照射ユニットおよび紫外線照射装置に関する。

従来、基板の洗浄や改質を目的として使用されるバリア放電ランプが知られている。バリア放電ランプは、誘電体である発光管の内部に配置された螺旋状の内部電極と発光管の外部に配置された外部電極とを交流電源に接続することで発生する誘電体バリア放電により、発光管の内部に収容されたガスに応じた特定の波長を有する紫外光を放射する。放射された紫外光は、発光管の内面に設けられた反射膜により所定の部位を照射するように反射される。

特開２０１３−２１１１６４号公報

上記のようなバリア放電ランプにおいては、例えば内部電極の位置ずれにより反射膜が摩耗または剥離し、放射される紫外光の照度が低下する場合があった。

本発明が解決しようとする課題は、反射膜の摩耗または剥離による不具合を抑制することができるバリア放電ランプ、紫外線照射ユニットおよび紫外線照射装置を提供することである。

実施形態のバリア放電ランプは、円筒状の発光管と、内部電極と、反射膜とを具備する。バリア放電ランプは、発光管の内部に設けられる内部電極と発光管の近傍に設けられる外部電極との間でバリア放電を行う。発光管は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極は、発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管の長さ方向に延在する。反射膜は、発光管の内面に設けられ、紫外光を発光管の内部へ反射する。発光管は、内部電極の移動を規制する複数の凹部を反射膜とは異なる部分に有する。反射膜は、発光管の周方向に１８０°以上の範囲で配置されている。凹部の直径ｄと、内部電極の線径Ｄとは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。外部電極は、反射膜が設けられた内面に対応する発光管の外面側に設けられる。

本発明によれば、反射膜の摩耗または剥離による不具合を抑制することができる。

実施形態に係るバリア放電ランプを示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’断面図である。 反射膜の周方向の角度に応じた照射特性の変化を説明するための図である。 凹部の形状に基づく照度特性の相違を説明するための図である。 評価試験の概要を示す図である。 凹部無しの場合の評価試験の結果を示す図である。 凹部有りの場合の評価試験の結果を示す図である。 実施形態に係る紫外線照射ユニットを有する紫外線照射装置を示す図である。

以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜５とを具備する。バリア放電ランプ１は、発光管２の内部に設けられる内部電極３と発光管２の近傍に設けられる外部電極６との間でバリア放電を行う。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の長さ方向に延在する。反射膜５は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。発光管２は、内部電極３の移動を規制する複数の凹部４を反射膜５とは異なる部分に有する。反射膜５は、発光管２の周方向に１８０°以上の範囲で配置されている。凹部４の直径ｄと、内部電極３の線径Ｄとは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。

また、以下に説明する実施形態に係る凹部４の内面４ａは、発光管２の内側に突出して内部電極３に当接する。

また、以下に説明する実施形態に係る直径ｄと、発光管２の管軸方向の内部電極３のピッチＰとは、ｄ≦Ｐの関係を有する。

また、以下に説明する実施形態に係る外部電極６は、反射膜５が設けられた内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。外部電極６は、アルミニウム製またはステンレス製の放熱ブロックである。

また、以下に説明する実施形態に係る紫外線照射ユニット１０は、バリア放電ランプ１と、外部電極６とを具備する。

また、以下に説明する実施形態に係る紫外線照射装置１００は、紫外線照射ユニット１０と、紫外線照射ユニット１０を収容する収容部５０とを具備する。

また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜５と、外部電極６とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在する。反射膜５は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。外部電極６は、反射膜５が設けられた内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。発光管２は、内部電極３の移動を規制する複数の凹部４を反射膜５とは異なる部分に有する。反射膜５は、発光管２の周方向に１８０°以上の範囲で配置されている。凹部４の直径ｄと、内部電極３の線径Ｄとは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明が開示する技術を限定するものではない。

［実施形態］
図１は、実施形態に係るバリア放電ランプを示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図１および図２に示すように、実施形態に係るバリア放電ランプ１は、発光管２、内部電極３、反射膜５を有する。また、バリア放電ランプ１の近傍に設けられる外部電極６との間でバリア放電を行う。なお、ここでいう「近傍」とは、バリア放電ランプ１と外部電極６とが接触して設けられる場合に限定されず、例えば、バリア放電ランプ１と外部電極６とが間隔を有して設けられる場合も含む。また、本実施形態ではバリア放電ランプ１の近傍に外部電極６を有する構成としているが、バリア放電ランプ１、より具体的には発光管２と外部電極６とが組み合された形態を「バリア放電ランプ」と称してもよい。

なお、説明を分かりやすくするために、図１および図２には、照射方向を正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。

発光管２は、紫外光を透過する円筒状の部材である。発光管２の材料としては、例えば波長２００ｎｍ以下の真空紫外線透過率が高い合成石英が例示される。また、発光管２は、管軸方向（Ｘ軸方向）の両端がステム構造を有する封着部材で保持され、気密に封着されている。発光管２は、例えば管軸方向の長さを７５０ｍｍとし、内径を４０ｍｍとすることができる。

また、発光管２の内部にはガスが封入されている。ガスは、例えば８０〜２００ｋＰａのキセノンガスである。なお、ガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオン等のうち１種類、または複数種組み合わせたガスを含んで構成することができる。さらに、ガスは、必要に応じて、例えばハロゲンガスを含んでもよい。発光管２は、封入されたガスの種類に応じた特定のピーク波長を有する紫外光（エキシマ光）を発することができる。

内部電極３は、発光管２の内部に配置される。内部電極３は、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在している。内部電極３は、例えばタングステンを含む材料で形成される。具体的には、内部電極３は、全成分のうち５０％以上の成分がタングステンである。特に、タングステンにカリウムなどを添加したドープタングステンを内部電極３として適用すると、より高い寸法安定性を有することができる。内部電極３は、例えば、線径Ｄを０．８ｍｍとし、巻き径（外径）を３８ｍｍとすることができる。

反射膜５は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。反射膜５の材料としては、例えば、シリカが例示される。また、反射膜５は、シリカに限らず、例えばアルミナなどの紫外線散乱粒子を含む材料で構成されてもよい。反射膜５は、発光管２の周方向の角度θが例えば１８０°以上の範囲となるように配置される。

反射膜５は、発光管２の周方向の角度θ１に応じて紫外線照度のピーク値および積算光量を変化させることができる。図３は、反射膜の周方向の角度に応じた照射特性の変化を説明するための図である。図３に示すように、発光管２の周方向の角度θ１が大きいほど紫外線照度のピーク値は増大する。一方、角度θ１が大きいほど出射面積が減少するため、積算光量は極大値まで増大し、その後減少する。特に、積算光量が重要な指標となる表面改質または光ドライ洗浄などの用途においては、例えば角度θ１を２００°〜２５０°の範囲とすることができる。

外部電極６は、反射膜５が設けられた発光管２の内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。外部電極６は、発熱したバリア放電ランプ１を放熱させる放熱ブロックを兼ねており、例えば、アルミニウム製またはステンレス製とすることができる。なお、外部電極６の内部に液体または気体の冷媒を流通させる流路を設け、放熱性をさらに高めてもよい。外部電極６と発光管２とは、互いに接していてもよく、離れていてもよいが、外部電極６と発光管２とを接触させると、放熱性を高めることができる。また、図２に示した例では、反射膜５と接触する発光管２の内面２ａの周方向の角度と、外部電極６に覆われる発光管２の外面２ｂの周方向の角度とは、互いに異なるように図示したが、これに限らず、同じであってもよい。また、図２に示した例では、外部電極６の周方向の角度θ２が例えば２３８°であるが、これに限定されない。外部電極６の周方向の角度θ２は、例えば１８０°〜３３０°の範囲とすることができる。

ここで、従来のバリア放電ランプについて説明する。従来のバリア放電ランプでは、内部電極は発光管の管軸方向の両端のみで支持されていた。このため、管軸方向の中央部分では、例えば外力による振動や内部電極の自重により内部電極が位置ずれを起こす場合があった。このとき、例えば位置ずれした内部電極が反射膜に接触すると、反射膜が摩耗または剥離し、照度の低下等の不具合が生じる可能性があった。

そこで、実施形態に係るバリア放電ランプ１は、発光管２が複数の凹部４を有する。つまり、実施形態に係るバリア放電ランプ１では、図２に示すように、凹部４の内面４ａは、発光管２の内側に突出して内部電極３に当接している。これにより、内部電極３は、管軸方向の両端だけではなく、中央部分の複数の箇所においても内部電極３の移動が規制されることとなり、内部電極３の位置ずれに伴う反射膜５の摩耗または剥離が抑制される。なお、内部電極３は反射膜５に接していてもよく、また離れていてもよい。

また、凹部４は、反射膜５とは異なる部分に設けられる。これにより、凹部４の形成に伴う、反射膜５の剥離または欠損の可能性を未然に防止することができる。

また、凹部４の直径ｄと、内部電極３の線径Ｄとは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。これにより、ここで、「凹部４の直径ｄ」とは、発光管２の外面２ｂに接する凹部４の外縁における、管軸方向（Ｘ軸方向）の幅が最大となるときの値をいう。なお、ｄ＞１０Ｄとすると、凹部４を形成するときに発光管２を変形させる面積が大きくなることから、内部電極３が変形してしまい、内部電極３のピッチＰが不均一となり、望ましくない。また、ｄ＞１０Ｄとすると、発光管２を変形させる面積が大きくなることから、発光管２を変形させる工程に時間がかかるため、望ましくない。よってｄ≦１０Ｄであることが望ましい。

また、凹部４の直径ｄと、発光管２の管軸方向の内部電極３のピッチＰとは、好ましくはｄ≦Ｐの関係を有する。この点につき、図４を用いて説明する。

図４は、凹部の形状に基づく照度特性の相違を説明するための図である。（ａ）は、ｄ≦Ｐの場合、（ｂ）はｄ＞Ｐの場合の一例をそれぞれ図示したものであり、図２に示すバリア放電ランプ１のＢ−Ｂ’断面図に相当する。

凹部４では、発光管２の内部から発せられた紫外光が散乱する。（ｂ）に示すように、凹部４の直径ｄが大きくなると、紫外光が散乱するエリアが増大することで被照射体に照射される紫外線照度が低下する可能性がある。そこで、（ａ）に示すようにｄ≦Ｐの関係を有する凹部４を形成することにより、凹部４での紫外光の散乱に伴う不具合を低減することができる。なお、凹部４の直径ｄが小さすぎると、凹部４の形成に伴う発光管２の変形量が局所的に増大し、凹部４に貫通孔が形成されるおそれがある。このため、例えばＤ＜ｄ≦Ｐとなるように凹部４を形成するとよい。

［評価試験］
バリア放電ランプの試作品を用いて振動試験を行い、凹部４の有無に伴う照射特性の相違について評価した。評価試験の概要を図５に示す。なお、振動試験はＪＩＳ Ｚ ０２３２に基づいて行った。振動試験前後の照度特性（ＵＶ照度変化率）および電気特性（電流変化率）をそれぞれ比較し、予備試験における測定誤差に基づいて２％以下の変化率であれば問題なしと判定した。また、試験数はｎ=３ｐとした。

図６に凹部４無しの場合の評価試験の結果を、図７に凹部４有りの場合の評価試験の結果をそれぞれ示す。図６に示すように、凹部４を有しないバリア放電ランプにおいては、試料１〜３ともに照度特性および電気特性の試験前後における変化率がいずれも２％を大きく超えており、反射膜の摩耗または剥離による不具合が示唆された。一方、図７に示すように、凹部４を有するバリア放電ランプにおいては、試料４〜６ともに照度特性および電気特性の試験前後における変化率がいずれも２％以下に留まっており、凹部４による改善効果が確認された。

［紫外線照射装置］
図８は、実施形態に係る紫外線照射ユニットを有する紫外線照射装置を示す図である。（ａ）は、管軸方向（Ｙ軸方向）、（ｂ）はＸ軸方向からそれぞれ見た図である。図８に示すように、実施形態に係る紫外線照射装置１００は、収容部材５０と、点灯装置６０とを有する。収容部材５０には、１または複数の紫外線照射ユニット１０が収容されている。収容部材５０は、収容部の一例である。

紫外線照射ユニット１０は、バリア放電ランプ１と外部電極６とを有する。なお、バリア放電ランプ１、より正確には発光管２と外部電極６との組み合わせを「バリア放電ランプ」と称する場合は、バリア放電ランプ１が紫外線照射ユニット１０に該当する。

点灯装置６０は、収容部材５０の背面側に配置されており、紫外線照射ユニット１０の発光管２の内部に設けられる内部電極３、および外部電極６と電気的に接続されている。このように収容部材５０の背面側に点灯装置６０を配置させることにより、点灯装置６０と紫外線照射ユニット１０との間の配線長を短くすることができる。なお、点灯装置６０の配置については図８の様式に限定されず、例えば、点灯装置６０が、紫外線照射装置１００の外部に設けられてもよい。

また、点灯装置６０は、高電圧および高周波を出力可能なインバータを含み、図示しない交流電源からの電力を紫外線照射ユニット１に供給可能に構成されている。点灯装置６０は、例えば周波数１２０ｋＨｚの正弦波を印加し、１ｋＷ程度のランプ電力で紫外線照射ユニット１の発光管２を点灯させることができる。

上述したように、実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜５とを具備する。バリア放電ランプ１は、発光管２の内部に設けられる内部電極３と発光管２の近傍に設けられる外部電極６との間でバリア放電を行う。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の長さ方向に延在する。反射膜５は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。発光管２は、内部電極３の移動を規制する複数の凹部４を反射膜５とは異なる部分に有する。反射膜５は、発光管２の周方向に１８０°以上の範囲で配置されている。凹部４の直径ｄと、内部電極３の線径Ｄとは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。これにより、反射膜の摩耗または剥離による不具合を抑制することができる。

また、実施形態に係る直径ｄと、発光管２の管軸方向の内部電極３のピッチＰとは、ｄ≦Ｐの関係を有する。これにより、凹部４での紫外光の散乱に伴う不具合を低減することができる。

また、実施形態に係る外部電極６は、反射膜５が設けられた内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。外部電極６は、アルミニウム製またはステンレス製の放熱ブロックである。これにより、放熱部材を別途設けることなく放熱性を確保することができる。

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ バリア放電ランプ
２ 発光管
３ 内部電極
４ 凹部
５ 反射膜
６ 外部電極
１０ 紫外線照射ユニット
５０ 収容部材
６０ 点灯装置
１００ 紫外線照射装置

実施形態のバリア放電ランプは、円筒状の発光管と、内部電極と、反射膜とを具備する。バリア放電ランプは、発光管の内部に設けられる内部電極と発光管の近傍に設けられる外部電極との間でバリア放電を行う。発光管は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極は、発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管の長さ方向に延在する。反射膜は、発光管の内面に設けられ、紫外光を発光管の内部へ反射する。発光管は、内部電極の移動を規制する複数の凹部を反射膜とは異なる部分に有する。凹部の直径ｄ［ｍｍ］と、内部電極の線径Ｄ［ｍｍ］とは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。外部電極は、反射膜が設けられた内面に対応する発光管の外面側に設けられる。

以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜５とを具備する。バリア放電ランプ１は、発光管２の内部に設けられる内部電極３と発光管２の近傍に設けられる外部電極６との間でバリア放電を行う。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の長さ方向に延在する。反射膜５は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。発光管２は、内部電極３の移動を規制する複数の凹部４を反射膜５とは異なる部分に有する。凹部４の直径ｄ［ｍｍ］と、内部電極３の線径Ｄ［ｍｍ］とは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。

また、以下に説明する実施形態に係る直径ｄ［ｍｍ］と、発光管２の管軸方向の内部電極３のピッチＰ［ｍｍ］とは、ｄ≦Ｐの関係を有する。

また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜５と、外部電極６とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在する。反射膜５は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。外部電極６は、反射膜５が設けられた内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。発光管２は、内部電極３の移動を規制する複数の凹部４を反射膜５とは異なる部分に有する。凹部４の直径ｄ［ｍｍ］と、内部電極３の線径Ｄ［ｍｍ］とは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。

発光管２は、紫外光を透過する円筒状の部材である。発光管２の材料としては、例えば波長２００［ｎｍ］以下の真空紫外線透過率が高い合成石英が例示される。また、発光管２は、管軸方向（Ｘ軸方向）の両端がステム構造を有する封着部材で保持され、気密に封着されている。発光管２は、例えば管軸方向の長さを７５０［ｍｍ］とし、内径を４０［ｍｍ］とすることができる。

また、発光管２の内部にはガスが封入されている。ガスは、例えば８０〜２００［ｋＰａ］のキセノンガスである。なお、ガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオン等のうち１種類、または複数種組み合わせたガスを含んで構成することができる。さらに、ガスは、必要に応じて、例えばハロゲンガスを含んでもよい。発光管２は、封入されたガスの種類に応じた特定のピーク波長を有する紫外光（エキシマ光）を発することができる。

内部電極３は、発光管２の内部に配置される。内部電極３は、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在している。内部電極３は、例えばタングステンを含む材料で形成される。具体的には、内部電極３は、全成分のうち５０［％］以上の成分がタングステンである。特に、タングステンにカリウムなどを添加したドープタングステンを内部電極３として適用すると、より高い寸法安定性を有することができる。内部電極３は、例えば、線径Ｄを０．８［ｍｍ］とし、巻き径（外径）を３８［ｍｍ］とすることができる。

反射膜５は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。反射膜５の材料としては、例えば、シリカが例示される。また、反射膜５は、シリカに限らず、例えばアルミナなどの紫外線散乱粒子を含む材料で構成されてもよい。反射膜５は、発光管２の周方向の角度θ１が例えば１８０［°］以上の範囲となるように配置される。

反射膜５は、発光管２の周方向の角度θ１に応じて紫外線照度のピーク値および積算光量を変化させることができる。図３は、反射膜の周方向の角度に応じた照射特性の変化を説明するための図である。図３に示すように、発光管２の周方向の角度θ１が大きいほど紫外線照度のピーク値は増大する。一方、角度θ１が大きいほど出射面積が減少するため、積算光量は極大値まで増大し、その後減少する。特に、積算光量が重要な指標となる表面改質または光ドライ洗浄などの用途においては、例えば角度θ１を２００［°］〜２５０［°］の範囲とすることができる。

外部電極６は、反射膜５が設けられた発光管２の内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。外部電極６は、発熱したバリア放電ランプ１を放熱させる放熱ブロックを兼ねており、例えば、アルミニウム製またはステンレス製とすることができる。なお、外部電極６の内部に液体または気体の冷媒を流通させる流路を設け、放熱性をさらに高めてもよい。外部電極６と発光管２とは、互いに接していてもよく、離れていてもよいが、外部電極６と発光管２とを接触させると、放熱性を高めることができる。また、図２に示した例では、反射膜５と接触する発光管２の内面２ａの周方向の角度と、外部電極６に覆われる発光管２の外面２ｂの周方向の角度とは、互いに異なるように図示したが、これに限らず、同じであってもよい。また、図２に示した例では、外部電極６の周方向の角度θ２が例えば２３８［°］であるが、これに限定されない。外部電極６の周方向の角度θ２は、例えば１８０［°］〜３３０［°］の範囲とすることができる。

また、凹部４の直径ｄ［ｍｍ］と、内部電極３の線径Ｄ［ｍｍ］とは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。ここで、「凹部４の直径ｄ」とは、発光管２の外面２ｂに接する凹部４の外縁における、管軸方向（Ｘ軸方向）の幅が最大となるときの値をいう。なお、ｄ＞１０Ｄとすると、凹部４を形成するときに発光管２を変形させる面積が大きくなることから、内部電極３が変形してしまい、内部電極３のピッチＰが不均一となり、望ましくない。また、ｄ＞１０Ｄとすると、発光管２を変形させる面積が大きくなることから、発光管２を変形させる工程に時間がかかるため、望ましくない。よってｄ≦１０Ｄであることが望ましい。

また、凹部４の直径ｄ［ｍｍ］と、発光管２の管軸方向の内部電極３のピッチＰ［ｍｍ］とは、好ましくはｄ≦Ｐの関係を有する。この点につき、図４を用いて説明する。

凹部４では、発光管２の内部から発せられた紫外光が散乱する。（ｂ）に示すように、凹部４の直径ｄ［ｍｍ］が大きくなると、紫外光が散乱するエリアが増大することで被照射体に照射される紫外線照度が低下する可能性がある。そこで、（ａ）に示すようにｄ≦Ｐの関係を有する凹部４を形成することにより、凹部４での紫外光の散乱に伴う不具合を低減することができる。なお、凹部４の直径ｄ［ｍｍ］が小さすぎると、凹部４の形成に伴う発光管２の変形量が局所的に増大し、凹部４に貫通孔が形成されるおそれがある。このため、例えばＤ＜ｄ≦Ｐとなるように凹部４を形成するとよい。

［評価試験］
バリア放電ランプの試作品を用いて振動試験を行い、凹部４の有無に伴う照射特性の相違について評価した。評価試験の概要を図５に示す。なお、振動試験はＪＩＳ Ｚ ０２３２に基づいて行った。振動試験前後の照度特性（ＵＶ照度変化率）および電気特性（電流変化率）をそれぞれ比較し、予備試験における測定誤差に基づいて２［％］以下の変化率であれば問題なしと判定した。また、試験数はｎ=３ｐとした。

図６に凹部４無しの場合の評価試験の結果を、図７に凹部４有りの場合の評価試験の結果をそれぞれ示す。図６に示すように、凹部４を有しないバリア放電ランプにおいては、試料１〜３ともに照度特性および電気特性の試験前後における変化率がいずれも２％を大きく超えており、反射膜の摩耗または剥離による不具合が示唆された。一方、図７に示すように、凹部４を有するバリア放電ランプにおいては、試料４〜６ともに照度特性および電気特性の試験前後における変化率がいずれも２［％］以下に留まっており、凹部４による改善効果が確認された。

また、点灯装置６０は、高電圧および高周波を出力可能なインバータを含み、図示しない交流電源からの電力を紫外線照射ユニット１に供給可能に構成されている。点灯装置６０は、例えば周波数１２０［ｋＨｚ］の正弦波を印加し、１［ｋＷ］程度のランプ電力で紫外線照射ユニット１の発光管２を点灯させることができる。

上述したように、実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜５とを具備する。バリア放電ランプ１は、発光管２の内部に設けられる内部電極３と発光管２の近傍に設けられる外部電極６との間でバリア放電を行う。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の長さ方向に延在する。反射膜５は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。発光管２は、内部電極３の移動を規制する複数の凹部４を反射膜５とは異なる部分に有する。凹部４の直径ｄ［ｍｍ］と、内部電極３の線径Ｄ［ｍｍ］とは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する。これにより、反射膜の摩耗または剥離による不具合を抑制することができる。

また、実施形態に係る直径ｄ［ｍｍ］と、発光管２の管軸方向の内部電極３のピッチＰ［ｍｍ］とは、ｄ≦Ｐの関係を有する。これにより、凹部４での紫外光の散乱に伴う不具合を低減することができる。

Claims (7)

1. ガスが封入され、紫外光を透過する円筒状の発光管と；
   前記発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と；
   前記発光管の内面に設けられ、前記紫外光を前記発光管の内部へ反射する反射膜と；
   を具備し、前記発光管の内部に設けられる前記内部電極と前記発光管の近傍に設けられる外部電極との間でバリア放電を行うバリア放電ランプであって、
   前記発光管は、前記内部電極の移動を規制する複数の凹部を前記反射膜とは異なる部分に有し、
   前記反射膜は、前記発光管の周方向に１８０°以上の範囲で配置されており、
   前記凹部の直径ｄと、前記内部電極の線径Ｄとは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する、バリア放電ランプ。
2. 前記凹部の内面は、前記発光管の内側に突出して前記内部電極に当接する、請求項１に記載のバリア放電ランプ。
3. 前記直径ｄと、前記管軸方向の前記内部電極のピッチＰとは、ｄ≦Ｐの関係を有する、請求項１または２に記載のバリア放電ランプ。
4. 前記外部電極は、前記反射膜が設けられた前記内面に対応する前記発光管の外面側に設けられた、アルミニウム製またはステンレス製の放熱ブロックである、請求項１〜３のいずれか１つに記載のバリア放電ランプ。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のバリア放電ランプと；
   前記外部電極と；
   を具備する、紫外線照射ユニット。
6. 請求項５に記載の紫外線照射ユニットと；
   前記紫外線照射ユニットを収容する収容部と；
   を具備する、紫外線照射装置。
7. ガスが封入され、紫外光を透過する円筒状の発光管と；
   前記発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と；
   前記発光管の内面に設けられ、前記紫外光を前記発光管の内部へ反射する反射膜と；
   前記反射膜が設けられた前記内面に対応する前記発光管の外面側に設けられる外部電極と；
   を具備し、
   前記発光管は、前記内部電極の移動を規制する複数の凹部を前記反射膜とは異なる部分に有し、
   前記反射膜は、前記発光管の周方向に１８０°以上の範囲で配置されており、
   前記凹部の直径ｄと、前記内部電極の線径Ｄとは、ｄ≦１０Ｄの関係を有する、バリア放電ランプ。

Images