JP2022167339A - 低圧紫外線ランプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ブロックの温度制御条件を略一定としても、最冷部の位置がばらつくのを抑制することができる低圧紫外線ランプユニットを提供することである。【解決手段】実施形態に係る低圧紫外線ランプユニットは、希ガスと、水銀と、が封入された放電空間を有する発光管と；前記発光管の両側の端部のそれぞれに設けられた電極と；前記発光管と、直接または金属を含むブロックを介して接触し、金属を含む温度制御部と；を具備している。前記温度制御部は、第１の温度の第１の液体が流通する第１の流路と；前記第１の温度よりも高い第２の温度の第２の液体が流通する第２の流路と；を有している。前記発光管から前記温度制御部に向かう方向から見て、前記第２の流路は、前記第１の流路と、前記電極との間に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、低圧紫外線ランプユニットに関する。

紫外線を照射するランプの一種に低圧紫外線ランプがある。例えば、半導体デバイスの製造に用いられる超純水の生成、有機材料の表面改質や洗浄には、いわゆる低圧水銀ランプが用いられている。
低圧水銀ランプを点灯すると、発光管の内部に封入されている水銀の一部が点灯による熱で蒸気化する。蒸気化した水銀に電子が衝突すると、波長が２５４ｎｍ程度の紫外線が発生する。この場合、水銀の蒸気圧が低すぎると紫外線の照度が不足し、水銀の蒸気圧が高すぎると発生した紫外線が水銀に吸収されて紫外線の照度が減衰する。

水銀の蒸気圧は、発光管の温度の影響を受ける。また、発光管の、点灯中に最も温度が低くなる箇所（最冷部）には、水銀が凝集する。そのため、発光管の最冷部の温度を制御すれば、水銀の蒸気圧、ひいては紫外線の照度を適切な範囲とすることができる。

例えば、発光管の端部の近傍に金属を含むブロックを取り付けて、最冷部を形成することができる。ところが、発光管とブロックの接触位置や、発光管をブロックに固定する固定具の締め付け具合などによって、最冷部の位置が、ブロックへの取り付け範囲内でばらつく場合がある。最冷部の位置がばらつくと、最冷部と、熱源である電極や陽光柱との間の距離がばらついて、適切な最冷部の温度、ひいては適切な紫外線の照度が得られなくなるおそれがある。

この場合、最冷部の位置に応じて、ブロックの温度制御条件を変えると、温度制御が複雑かつ煩雑となる。
そこで、ブロックの温度制御条件を略一定としても、最冷部の位置がばらつくのを抑制することができる低圧紫外線ランプユニットの開発が望まれていた。

特開昭６０－００３８４７号公報

本発明が解決しようとする課題は、ブロックの温度制御条件を略一定としても、最冷部の位置がばらつくのを抑制することができる低圧紫外線ランプユニットを提供することである。

実施形態に係る低圧紫外線ランプユニットは、希ガスと、水銀と、が封入された放電空間を有する発光管と；前記発光管の両側の端部のそれぞれに設けられた電極と；前記発光管と、直接または金属を含むブロックを介して接触し、金属を含む温度制御部と；を具備している。前記温度制御部は、第１の温度の第１の液体が流通する第１の流路と；前記第１の温度よりも高い第２の温度の第２の液体が流通する第２の流路と；を有している。前記発光管から前記温度制御部に向かう方向から見て、前記第２の流路は、前記第１の流路と、前記電極との間に設けられている。

本発明の実施形態によれば、ブロックの温度制御条件を略一定としても、最冷部の位置がばらつくのを抑制することができる低圧紫外線ランプユニットを提供することができる。

本実施の形態に係る低圧紫外線ランプユニットを例示するための模式図である。 図１における低圧紫外線ランプユニットのＡ－Ａ線方向の模式断面拡大図である。 ランプの模式断面図である。 主電極を例示するための模式図である。 温度制御部の模式平面図である。 比較例に係る温度制御部の模式平面図である。 本実施の形態に係る温度制御部と、比較例に係る温度制御部とにおける液体の温度制御を例示するためのグラフである。 本実施の形態に係る温度制御部において、温度制御部の流路に流れる液体の温度を例示するための表である。 他の実施形態に係る温度制御部の模式平面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係る低圧紫外線ランプユニット１を例示するための模式図である。
図２は、図１における低圧紫外線ランプユニット１のＡ－Ａ線方向の模式断面拡大図である。
図３は、ランプ２の模式断面図である。

図１および図２に示すように、低圧紫外線ランプユニット１は、例えば、ランプ２、ブロック３、固定部４、および温度制御部５を有する。
図３に示すように、ランプ２は、例えば、発光管２０、および電極２１を有する。
発光管２０は、例えば、略Ｕ字状を呈する円筒管である。発光管２０は、紫外線を透過する材料から形成することができる。発光管２０は、例えば、石英ガラスから形成される。発光管２０の大きさは、ランプ２の用途などに応じて適宜変更することができる。例えば、発光管２０の外径（管径）は３０ｍｍ程度、内径は２８ｍｍ程度、発光長（発光管２０の一方の端部から、他方の端部までの距離）は５００ｍｍ程度である。

発光管２０の内部空間は、放電空間となる。放電空間には、ガスと、水銀とを封入することができる。
ガスは、希ガスとすることができる。希ガスは、例えば、アルゴン、クリプトン、キセノンなどである。この場合、ガスは、１種類の希ガスとすることもできるし、２種類以上の希ガスの混合ガスとすることもできる。放電空間における２５℃のガスの圧力（封入圧力）は、例えば、１４Ｐａ～１３００Ｐａ程度である。すなわち、ランプ２は、低圧紫外線ランプである。なお、放電空間における２５℃のガスの圧力（封入圧力）は、気体の標準状態（ＳＡＴＰ（Standard Ambient Temperature and Pressure）：温度２５℃、１ｂａｒ）により求めることができる。

ランプ２を点灯させると、電極２１において熱が発生するので、放電空間に封入された水銀の一部が、水銀蒸気となる。水銀の封入量は、例えば、１ｍｇ～１０００ｍｇ程度である。

電極２１は、一対設けることができる。電極２１は、発光管２０の両側の端部のそれぞれに設けられている。
一対の電極２１のそれぞれは、例えば、主電極２１ａ、補助電極２１ｂ、ステム２１ｃ、３つのアウターリード２１ｄを有する。

図４は、主電極２１ａを例示するための模式図である。
図４に示すように、主電極２１ａは、例えば、フィラメントコイル２１ａ１、２つのリード２１ａ２、および絶縁部２１ａ３を有する。

フィラメントコイル２１ａ１は、発光管２０の内部（放電空間）に設けられている。フィラメントコイル２１ａ１は、例えば、線状部材を螺旋状に巻いたものである。線状部材は、例えば、タングステンや、レニューム・タングステン合金などを含む。なお、フィラメントコイル２１ａ１は、線状部材を巻回したコイルを二重巻にした、いわゆるダブルフィラメントコイルとすることもできるし、三重巻にした、いわゆるトリプルフィラメントコイルとすることもできる。

一方のリード２１ａ２は、フィラメントコイル２１ａ１の一方の端部と、１つのアウターリード２１ｄとを電気的に接続する。他方のリード２１ａ２は、フィラメントコイル２１ａ１の他方の端部と、他のアウターリード２１ｄとを電気的に接続する。リード２１ａ２は、例えば、タングステンや、レニューム・タングステン合金などを含む線状部材である。

絶縁部２１ａ３は、筒状を呈し、絶縁性材料から形成されている。絶縁部２１ａ３は、例えば、石英ガラスなどから形成される。絶縁部２１ａ３は、フィラメントコイル２１ａ１の内部を挿通している。リード２１ａ２は、絶縁部２１ａ３の内部を挿通している。そのため、フィラメントコイル２１ａ１の内部を挿通するリード２１ａ２と、フィラメントコイル２１ａ１とが短絡するのを抑制することができる。

補助電極２１ｂは、発光管２０の内部（放電空間）に設けられている。補助電極２１ｂは、フィラメントコイル２１ａ１の、アウターリード２１ｄ側とは反対側に設けられている。補助電極２１ｂは、主電極２１ａと離隔させて設けられる。補助電極２１ｂには、主電極２１ａに接続されていないアウターリード２１ｄが電気的に接続されている。補助電極２１ｂは、例えば、タングステンや、レニューム・タングステン合金などを含む。

本実施の形態に係るランプ２においては、発光管２０の一方の端部側に設けられた補助電極２１ｂと、発光管２０の他方の端部側に設けられた主電極２１ａとの間に放電が発生する。また、発光管２０の他方の端部側に設けられた補助電極２１ｂと、発光管２０の一方の端部側に設けられた主電極２１ａとの間に放電が発生する。この場合、ランプ２においては、補助電極２１ｂと主電極２１ａとの間に、交互に放電が発生する。例えば、ある時点においては、発光管２０の一方の端部側に設けられた補助電極２１ｂと、発光管２０の他方の端部側に設けられた主電極２１ａとの間に放電が発生し、他の時点においては、発光管２０の他方の端部側に設けられた補助電極２１ｂと、発光管２０の一方の端部側に設けられた主電極２１ａとの間に放電が発生する。

この様な放電により発生した電子が、水銀原子と衝突すると、水銀原子が電子のエネルギーを受けて、ピーク波長が２５４ｎｍ程度の紫外線が発生する。発生した紫外線は、発光管２０の外部に照射される。

ステム２１ｃは、発光管２０の両側の端部のそれぞれに設けられている。ステム２１ｃは、発光管２０の内部（放電空間）に設けられ、一方の端部が発光管２０に溶着されている。ステム２１ｃの内部には、３つのアウターリード２１ｄが封止されている。ステム２１ｃは、主電極２１ａおよび補助電極２１ｂを保持するとともに、発光管２０の内部（放電空間）を気密となるように封止する。ステム２１ｃは、例えば、石英ガラスを含む。

アウターリード２１ｄの、主電極２１ａ側とは反対側の端部、および、アウターリード２１ｄの、補助電極２１ｂ側とは反対側の端部は、発光管２０の外部に露出している。アウターリード２１ｄの、発光管２０の外部に露出している端部には、例えば、ランプ２の外部に設けられた電源などが電気的に接続される。また、アウターリード２１ｄの、発光管２０の外部に露出している端部には、端子、コネクタ、口金などをさらに設けることもできる。また、アウターリード２１ｄの、発光管２０の外部に露出している端部には、ニッケル製の撚線、錫メッキ銅線等のリード線を、溶接または半田付け等により接続し、当該リード線を介して、端子、コネクタ、安定器等に接続してもよい。アウターリード２１ｄは、例えば、タングステン、モリブデン、レニューム・タングステン合金などを含む線状部材である。

図１に示すように、ブロック３は、発光管２０の端部の近傍に設けられている。図２に示すように、ブロック３は、一方の面に開口する凹部３ａを有する。凹部３ａに内部には、発光管２０の端部の近傍が設けられる。ブロック３は、発光管２０と接触している。例えば、発光管２０の外面の一部は、凹部３ａの側面および底面に接触している。ブロック３は、ランプ２（発光管２０の端部）を保持するとともに、ランプ２において発生した熱を温度制御部５に伝える。

ブロック３は、金属などの熱伝導率の高い材料から形成することができる。ブロック３は、例えば、ステンレス、アルミニウム合金、銅合金などから形成される。

固定部４は、ブロック３と協働して、ランプ２（発光管２０の端部）を保持する。例えば、固定部４とブロック３との間に、ランプ２（発光管２０の端部）を挟み込むことができる。固定部４は、例えば、金属バンドなどである。固定部４は、例えば、ネジなどの締結部材を用いて、ブロック３に固定される。

温度制御部５は、ブロック３の、ランプ２が設けられる側とは反対側に設けられている。温度制御部５は、ブロック３を介して最冷部を形成し、且つ、最冷部の位置を管理する。
一般的に、低圧紫外線ランプには最冷部が設けられている。最冷部は、ランプ２の点灯中に最も温度が低くなる発光管２０の部分である。最冷部においては、水銀の蒸気の一部が凝縮されて水銀になる。ここで、水銀の蒸気圧が低すぎると紫外線の照度が不足し、水銀の蒸気圧が高すぎると発生した紫外線が水銀に吸収されて紫外線の照度が減衰する。

そのため、最冷部の位置と、熱源である主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）との間の距離が適切であれば、凝縮される水銀量と、蒸気化される水銀量とをバランスさせることができる。そのため、水銀の蒸気圧が適切な範囲となるようにすることができ、ひいては紫外線の照度が最大となるようにすることができる。

低圧紫外線ランプユニット１には、ブロック３が設けられているので、発光管２０の、ブロック３に設けられる部分に最冷部が形成される。ところが、発光管２０とブロック３の凹部３ａの寸法精度、発光管２０をブロック３に固定する固定部４の締め付け具合などによって、発光管２０とブロック３の接触位置が、ブロック３への取り付け範囲内でばらつく場合がある。発光管２０とブロック３の接触位置がばらつくと最冷部の位置がばらついて、紫外線の照度が最大とならなくなる場合がある。

そこで、本実施の形態に係る低圧紫外線ランプユニット１には、温度制御部５が設けられている。
図２に示すように、温度制御部５は、ブロック３の、発光管２０側とは反対側に設けられている。発光管２０から温度制御部５に向かう方向から見て、温度制御部５の形状と外形寸法は、例えば、ブロック３の形状と外形寸法と同じとすることができる。

例えば、ネジなどの締結部材を用いて温度制御部５とブロック３を接続することもできるし、接合剤を用いて温度制御部５とブロック３を接合することもできるし、温度制御部５とブロック３を溶接することもできる。また、ブロック３と温度制御部５が別々に形成される場合を例示したが、ブロック３と温度制御部５を一体に形成してもよい。
すなわち、温度制御部５は、発光管２０と、直接または金属を含むブロック３を介して接触すればよい。

温度制御部５は、金属などの熱伝導率の高い材料を含んでいる。温度制御部５は、例えば、ステンレス、アルミニウム合金、銅合金などから形成される。

図５は、温度制御部５の模式平面図である。
なお、図５は、図２における温度制御部５のＢ－Ｂ線方向の模式平面図である。
図２および図５に示すように、温度制御部５の内部には、流路５ａ（第１の流路の一例に相当する）、および流路５ｂ（第２の流路の一例に相当する）が設けられている。流路５ａおよび流路５ｂの形状と寸法は同じとすることができる。

流路５ａは、発光管２０が延びる方向と交差する方向に延びる孔５ａ１（第１の孔の一例に相当する）を有する。なお、流路５ａの供給口と排出口が、温度制御部５の発光管２０側とは反対側の端面（底面）に設けられる場合を例示したが、供給口と排出口の位置は適宜変更することができる。例えば、供給口と排出口は、温度制御部５の、孔５ａ１が延びる方向の端面（側面）に設けることもできる。

流路５ｂは、発光管２０が延びる方向と交差する方向に延びる孔５ｂ１（第２の孔の一例に相当する）を有する。なお、流路５ｂの供給口と排出口が、温度制御部５の発光管２０側とは反対側の端面（底面）に設けられる場合を例示したが、供給口と排出口の位置は適宜変更することができる。例えば、供給口と排出口は、温度制御部５の、孔５ｂ１が延びる方向の端面（側面）に設けることもできる。

発光管２０が延びる方向において、孔５ｂ１は、孔５ａ１と略平行となるように並べて設けることができる。

図１に示すように、発光管２０から温度制御部５に向かう方向から見て、流路５ｂ（孔５ｂ１）は、流路５ａ（孔５ａ１）と主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）との間に設けられている。すなわち、孔５ｂ１は、孔５ａ１よりも主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）の近くに設けられている。
また、発光管２０から温度制御部５に向かう方向から見て、温度制御部５のフィラメントコイル２１ａ１側の辺は、例えば、フィラメントコイル２１ａ１の、発光管２０の端部側とは反対側の端部に重なる様にすることができる。

例えば、図１に示すように、流路５ａには、液体供給装置５１が接続される。液体供給装置５１は流路５ａに、液体（第１の温度の第１の液体の一例に相当する）を供給する。液体の種類には特に限定がない。例えば、流路５ａに供給される液体は、水などとすることができる。

液体供給装置５１は、例えば、収納部５１ａ、ポンプ５１ｂ、および流量制御部５１ｃを有する。
収納部５１ａは、液体を収納する。収納部５１ａは、例えば、タンクなどである。また、収納部５１ａには、チラーやヒータなどの液体の温度を調整する温度調整装置５１ａ１を設けることができる。例えば、チラーは、液体の温度を検出するセンサからの信号に基づいて、液体の温度を低下させる。例えば、ヒータは、液体の温度を検出するセンサからの信号に基づいて、液体の温度を上昇させる。

なお、温度調整装置５１ａ１が、収納部５１ａに設けられる場合を例示したが、例えば、温度調整装置５１ａ１は、温度制御部５と流量制御部５１ｃを接続する配管などに設けてもよい。また、後述するように、チラーおよびヒータは、低圧紫外線ランプユニット１が設置される環境の温度などに応じて、少なくともいずれかを設けるようにすればよい。

ポンプ５１ｂは、収納部５１ａと流路５ａの一方の端部との間に接続されている。ポンプ５１ｂは、収納部５１ａに収納されている液体を流路５ａの一方の端部に供給する。
流量制御部５１ｃは、ポンプ５１ｂと流路５ａの一方の端部との間に接続されている。流量制御部５１ｃは、流路５ａの一方の端部に供給する液体の流量を制御する。また、流量制御部５１ｃは、液体の供給の開始と、供給の停止とを切り替えることもできる。

流路５ａの他方の端部は、収納部５１ａに接続されている。そのため、流路５ａの一方の端部に供給された液体は、流路５ａの孔５ａ１の内部を流通して、流路５ａの他方の端部から排出し、収納部５１ａに戻る。すなわち、液体供給装置５１は、収納部５１ａと温度制御部５との間で、所定の温度の液体を循環させる。

また、液体が、流路５ａの孔５ａ１の内部を流通することで、孔５ａ１の上方に位置する発光管２０の温度がブロック３を介して制御される。
すなわち、液体供給装置５１は、孔５ａ１の上方に位置する発光管２０の部分が所望の温度となるように制御する。

例えば、図１に示すように、流路５ｂには、液体供給装置５２が接続される。液体供給装置５２は流路５ｂに、液体（第２の温度の第２の液体の一例に相当する）を供給する。液体の種類には特に限定がない。流路５ｂに供給される液体は、流路５ａに供給される液体と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、流路５ｂに供給される液体は、水などとすることができる。ただし、後述するように、流路５ｂに流通する液体の温度は、流路５ａに流通する液体の温度よりも高い。

液体供給装置５２は、例えば、収納部５２ａ、ポンプ５２ｂ、および流量制御部５２ｃを有する。
収納部５２ａは、前述した収納部５１ａと同様とすることができる。収納部５１ａに設けられる温度調整装置５２ａ１は、前述した温度調整装置５１ａ１と同様とすることができる。また、温度調整装置５１ａ１の場合と同様に、温度調整装置５２ａ１は、収納部５２ａに設けることもできるし、温度制御部５と流量制御部５２ｃを接続する配管などに設けることもできる。また、温度調整装置５１ａ１の場合と同様に、チラーおよびヒータは、低圧紫外線ランプユニット１が設置される環境の温度などに応じて、少なくともいずれかを設けるようにすればよい。

ポンプ５２ｂは、前述したポンプ５１ｂと同様とすることができる。ポンプ５２ｂは、収納部５２ａと流路５ｂの一方の端部との間に接続されている。ポンプ５２ｂは、収納部５２ａに収納されている液体を流路５ｂの一方の端部に供給する。

流量制御部５２ｃは、前述した流量制御部５１ｃと同様とすることができる。流量制御部５２ｃは、ポンプ５２ｂと流路５ｂの一方の端部との間に接続されている。流量制御部５２ｃは、流路５ｂの一方の端部に供給する液体の流量を制御する。また、流量制御部５２ｃは、液体の供給の開始と、供給の停止とを切り替えることもできる。

流路５ｂの他方の端部は、収納部５２ａに接続されている。そのため、流路５ｂの一方の端部に供給された液体は、流路５ｂの孔５ｂ１の内部を流通して、流路５ｂの他方の端部から排出し、収納部５２ａに戻る。すなわち、液体供給装置５２は、収納部５２ａと温度制御部５との間で、所定の温度の液体を循環させる。

また、液体が、流路５ｂの孔５ｂ１の内部を流通することで、孔５ｂ１の上方に位置する発光管２０の温度がブロック３を介して制御される。
すなわち、液体供給装置５２は、孔５ｂ１の上方に位置する発光管２０の温度が所望の温度となるように制御する。

ここで、発光管２０が設けられるブロック３は金属を含んでいるので、発光管２０の、ブロック３に取り付けられる部分に最冷部が形成される。前述したように、最冷部においては、水銀の蒸気の一部が凝縮して水銀となる。例えば、最冷部の温度が略４０℃の時に、ランプ２（低圧放電ランプ）から照射される紫外線の出力が最大となる。

この場合、例えば、ランプ２の周囲温度が低温（例えば、０℃）となった場合には、最冷部の温度が低くなり過ぎる場合がある。この様な場合には、発光管２０の内部において水銀が十分に蒸気化されず、紫外線の出力が低下する。逆に、ランプ２の周囲温度が高温（例えば、５０℃）となった場合には、最冷部の温度が高くなり過ぎる場合がある。この様な場合には、発光管２０の内部において水銀が過剰に蒸気化して、水銀の自己吸収作用により紫外線の出力が低下する。

例えば、ランプ２の周囲温度が低温の場合には、前述したように、温度調整装置５１ａ１、５２ａ１としてヒータを設けることができる。ランプ２の周囲温度が高温の場合には、前述したように、温度調整装置５１ａ１、５２ａ１としてチラーを設けることができる。なお、温度調整装置５１ａ１、５２ａ１としてヒータおよびチラーが設けられていれば、低圧紫外線ランプユニット１が設置される環境の温度に応じた対応が可能となる。すなわち、低圧紫外線ランプユニット１の汎用性を向上させることができる。

前述したように、ブロック３が設けられていれば、発光管２０の、ブロック３に取り付けられる部分に最冷部が形成される。ところが、発光管２０とブロック３の接触位置や、発光管２０をブロック３に固定する固定部４の締め付け具合などによって、最冷部の位置が、ブロック３への取り付け範囲内でばらつく場合がある。最冷部の位置がばらつくと、最冷部と、熱源である主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）や陽光柱との間の距離がばらついて、適切な最冷部の温度、ひいては適切な紫外線の照度が得られなくなるおそれがある。

そこで、低圧紫外線ランプユニット１には、流路５ａと流路５ｂとを有する温度制御部５が設けられている。
前述したように、例えば、流路５ａには、液体供給装置５１により液体が供給される。流路５ａに供給される液体の温度は、温度調整装置５１ａ１により制御される。この場合、温度調整装置５１ａ１は、流路５ａの孔５ａ１の上方に位置する発光管２０の部分に最冷部が形成され、且つ、最冷部の温度が略４０℃となるように、液体の温度を制御する。

前述したように、例えば、流路５ｂには、液体供給装置５２により液体が供給される。流路５ｂに供給される液体の温度は、温度調整装置５２ａ１により制御される。この場合、流路５ｂに供給される液体の温度は、流路５ａに供給される液体の温度よりも高くされる。そのため、流路５ｂの孔５ｂ１の上方に位置する発光管２０の部分には最冷部が形成されない。しかしながら、流路５ｂの孔５ｂ１に液体を流せば、主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）において発生する熱が変動しても、流路５ａの孔５ａ１の上方に位置する発光管２０の部分の温度（最冷部の温度）が影響を受けるのを抑制することができる。そのため、発光管２０とブロック３の接触位置や、発光管２０をブロック３に固定する固定部４の締め付け具合などが変動したとしても、最冷部の温度を略４０℃としたり、最冷部の温度を略４０℃に維持したりするのが容易となる。

図６は、比較例に係る温度制御部１０５の模式平面図である。
図６に示すように、温度制御部１０５には、流路１０５ａが設けられている。流路１０５ａは、前述した流路５ａと同様とすることができる。そのため、流路１０５ａには、発光管２０が延びる方向と交差する方向に延びる孔１０５ａ１が設けられている。なお、温度制御部１０５には、前述した流路５ｂが設けられていない。

流路１０５ａには、前述した液体供給装置５１が接続されるので、流路１０５ａの孔１０５ａ１の上方に位置する発光管２０の部分に最冷部が形成される。しなしながら、温度制御部１０５には、前述した流路５ｂが設けられていないので、主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）において発生する熱が変動した際などには、発光管２０とブロック３の接触位置や、発光管２０をブロック３に固定する固定部４の締め付け具合などの影響が大きくなる。

そのため、最冷部と、熱源である主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）や陽光柱との間の距離がばらついて、適切な最冷部の温度、ひいては適切な紫外線の照度が得られなくなる場合がある。
この場合、最冷部の位置に応じて、液体の温度を変えることも考えられるが、この様にすると、液体の温度制御が複雑かつ煩雑となる。

図７は、本実施の形態に係る温度制御部５と、比較例に係る温度制御部１０５とにおける液体の温度制御を例示するためのグラフである。
なお、図５に示すように、例えば、温度制御部５の、発光管２０が延びる方向の長さＬは、５０ｍｍ程度としている。例えば、温度制御部５のフィラメントコイル２１ａ１側の辺と孔５ｂ１の中心線との間の距離Ｌ１は１５ｍｍ程度としている。例えば、孔５ａ１の中心線と孔５ｂ１の中心線との間の距離Ｌ２は２０ｍｍ程度としている。

図６に示すように、例えば、温度制御部１０５の、発光管２０が延びる方向の長さＬ１０は、５０ｍｍ程度としている。例えば、温度制御部１０５の、フィラメントコイル２１ａ１側の辺と孔１０５ａ１の中心線との間の距離Ｌ１１は２５ｍｍ程度としている。
温度制御部５、１０５の材料はステンレスとしている。

発光管２０は、略Ｕ字状を呈し、外径を３０ｍｍ、発光長を５００ｍｍ、材料を合成石英ガラスとしている。また、ランプ電圧は１２０Ｖ、ランプ電流は４．５Ａ、ランプ電力は５００Ｗとしている。放電空間には、キセノンなどの希ガスと水銀を封入し、封入圧力は１００Ｐａとしている。

また、図７中のＡ１、Ａ２は、本実施の形態に係る温度制御部５の場合である。Ｂ１、Ｂ２は、比較例に係る温度制御部１０５の場合である。
グラフの横軸の「液体の温度」は、温度制御部５の流路５ａに流れる液体の温度、または、温度制御部１０５の流路１０５ａに流れる液体の温度である。

図７中のＡ１、Ａ２から分かるように、本実施の形態に係る温度制御部５とすれば、液体の温度を２０℃とするだけで、紫外線照度が最大となる。このことは、ブロック３の温度制御条件（液体の温度）を略一定としても、最冷部の位置がばらつくのを抑制することができることを意味する。

これに対し、図７中のＢ１、Ｂ２から分かるように、比較例に係る温度制御部１０５とすれば、液体の温度を１６℃とした場合に紫外線照度が最大となったり、液体の温度を２２℃とした場合に紫外線照度が最大となったりする。このことは、最冷部の位置がばらつくので、最冷部の位置に応じて、ブロック３の温度制御条件（液体の温度）を変えなければならないことを意味する。

ここで、本発明者らの得た知見によれば、温度制御部５の流路５ｂに流れる液体の温度を、流路５ａに流れる液体の温度よりも５℃高くすれば、最冷部の位置がばらつくのを効果的に抑制することができる。

図８は、本実施の形態に係る温度制御部５において、温度制御部５の流路５ａに流れる液体の温度Ｔａと、流路５ｂに流れる液体の温度Ｔｂとの関係を例示するための表である。
なお、温度制御部５の寸法と材料、発光管２０の形状、寸法、材料、点灯条件、封入ガスなどは、図７において例示をしたものと同様としている。

図８から分かるように、流路５ａに流れる液体の温度Ｔａを２０℃とし、流路５ｂに流れる液体の温度Ｔｂを２５℃とすれば、紫外線照度が最大となる。このことは、最冷部の位置がばらつくのを抑制することができるとともに、最冷部の温度が略４０℃となることを意味する。

図９は、他の実施形態に係る温度制御部１５、２５の模式平面図である。
図９に示すように、内部に流路５ａを有する温度制御部１５と、内部に流路５ｂを有する温度制御部２５を設けることができる。温度制御部１５と温度制御部２５は、発光管２０が延びる方向に、隙間Ｓを介して並んでいる。

発光管２０から温度制御部１５、２５に向かう方向から見て、温度制御部２５（孔５ｂ１）は、温度制御部１５（孔５ａ１）と主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）との間に設けられている。すなわち、温度制御部２５は、温度制御部１５よりも主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）の近くに設けられている。
温度制御部１５、２５の材料は、例えば、温度制御部５の材料と同じとすることができる。

例えば、温度制御部１５、２５は、温度制御部５を、流路５ａが設けられた部分と、流路５ｂが設けられた部分とに分割したものである。

温度制御部１５、２５とすれば、前述した温度制御部５と同様の効果を享受することができる。またさらに、温度制御部１５と温度制御部２５との間に隙間Ｓが設けられていれば、主電極２１ａ（フィラメントコイル２１ａ１）において発生する熱が変動しても、流路５ａの孔５ａ１の上方に位置する発光管２０の部分の温度（最冷部の温度）が影響を受けるのをさらに抑制することができる。そのため、発光管２０とブロック３の接触位置や、発光管２０をブロック３に固定する固定部４の締め付け具合などが変動したとしても、最冷部の温度を略４０℃としたり、最冷部の温度を略４０℃に維持したりするのがさらに容易となる。

また、以上においては、略Ｕ字状を呈する発光管２０の場合を例示したが、略Ｍ字状を呈する発光管に、前述した温度制御部５や、温度制御部１５、２５を設けることができる。
また、略直線状を呈する発光管の場合には、両側の端部の近傍のそれぞれに、前述した温度制御部５や、温度制御部１５、２５を設けることができる。
これらの場合においても、前述した効果を享受することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 低圧紫外線ランプユニット、２ ランプ、３ ブロック、３ａ 凹部、４ 固定部、５ 温度制御部、５ａ 流路、５ａ１ 孔、５ｂ 流路、５ｂ１ 孔、１５ 温度制御部、２０ 発光管、２１ 電極、２１ａ 主電極、２１ａ１ フィラメントコイル、２５ 温度制御部

Claims (3)

1. 希ガスと、水銀と、が封入された放電空間を有する発光管と；
   前記発光管の両側の端部のそれぞれに設けられた電極と；
   前記発光管と、直接または金属を含むブロックを介して接触し、金属を含む温度制御部と；
   を具備し、
   前記温度制御部は、
   第１の温度の第１の液体が流通する第１の流路と；
   前記第１の温度よりも高い第２の温度の第２の液体が流通する第２の流路と；
   を有し、
   前記発光管から前記温度制御部に向かう方向から見て、前記第２の流路は、前記第１の流路と、前記電極との間に設けられている低圧紫外線ランプユニット。
2. 前記発光管から前記温度制御部に向かう方向から見て、
   前記第１の流路は、前記発光管が延びる方向と交差する方向に延びる第１の孔を有し、
   前記第２の流路は、前記発光管が延びる方向と交差する方向に延びる第２の孔を有し、
   前記発光管が延びる方向において、前記第２の孔は、前記第１の孔と並んでいる請求項１記載の低圧紫外線ランプユニット。
3. 前記第２の温度は、前記第１の液体よりも略５℃高い請求項１または２に記載の低圧紫外線ランプユニット。

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