JP2023008493A - 紫外光放射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有害光の漏洩をより適切に抑制できる紫外光放射装置を提供する。【解決手段】紫外光放射装置は、主発光波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満を示す紫外光を発光可能な発光ガスが封入された放電容器と、放電容器の少なくとも一部を介して発光ガスに電圧を印加可能に配置された一対の電極とを含むエキシマランプと、誘電体多層膜で構成され、波長が２４０ｎｍ以上の紫外光をカットするフィルタと、を備え、放電容器の外表面は、平坦な光放射面を有し、フィルタは、光放射面に接触して配置されている。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、紫外光放射装置に関する。

従来、紫外光を照射することによって、空間中又は物体に存在する細菌やウイルス等の不活化を行う手段が知られている。さらに近年では、波長２４０ｎｍよりも短い波長帯域の紫外光を用いることで、人や動物への有害性が低減できることが報告されており、注目を集めている。なお、本明細書における「不活化」とは、細菌や真菌、ウイルス等の微生物（又は病原体）を死滅させるか、又は、感染力や毒性を失わせることを指すものである。

紫外光を用いた不活化は、細菌やウイルス等の種類を問わず有効とされており、変異や耐性化に対しても不活化効果が得られる。一方で、波長２４０ｎｍ以上の紫外光は人体に有害であることから、波長２４０ｎｍ以上の紫外光を適切に除去するための光学フィルタが重要となる。

光学フィルタとしては、よりシャープに有害光波長帯をカットするため、誘電体多層膜で構成された光学フィルタが適している。また、ランプから放射される紫外光をより有効利用するため、ランプ封体に密接するよう光学フィルタを付設することも考えられる。

従来、ランプ外壁に誘電体多層膜を形成することが行われている。例えば、下記特許文献１では、ランプ封体の外表面に多層膜フィルタを形成することで、ハロゲンランプから放射される光のうち、波長４００～６２０ｎｍの光をカットし、それより長波長側の赤外光を放射する赤色発光ランプが開示されている。

特開２００２－１１０１０５号公報

しかしながら、特許文献１に基づき、波長１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光を透過し、波長２４０ｎｍ以上の有害光をカットしようとすると、下記の問題がある。

第一に、ＵＶＣ波長帯域において、所定の紫外光を選択的に透過させるためには、誘電体多層膜の膜設計がよりシビアとなる。例えば、特許文献１では各光学薄膜が１００ｎｍ以上の膜厚で積層させるものであるが、ＵＶＣ波長帯域となると１００ｎｍよりも微小な膜厚で積層させる必要がある。そのため、膜設計が困難となる。

第二に、上記理由により、ランプの外壁形状によっては膜設計が乱れるという問題がある。膜設計の乱れは、有害光を漏洩させてしまうリスクを伴うため、安全性が損なわれる可能性がある。例えば、特許文献１のようにランプ封体の外表面に成膜する場合、ランプ封体が曲面状であることから、膜厚が部分的に不均一になりやすい。

本発明は、上記の課題に鑑み、有害光の漏洩をより適切に抑制できる紫外光放射装置を提供することを目的とする。

本発明に係る紫外光放射装置は、主発光波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満を示す紫外光を発光可能な発光ガスが封入された放電容器と、前記放電容器の少なくとも一部を介して前記発光ガスに電圧を印加可能に配置された一対の電極とを含むエキシマランプと、
誘電体多層膜で構成され、波長が２４０ｎｍ以上の紫外光をカットするフィルタと、を備え、
前記放電容器の外表面は、平坦な光放射面を有し、
前記フィルタは、前記光放射面に接触して配置されているものである。

本発明に係る紫外光放射装置では、放電容器の光放射面に接触して誘電体多層膜のフィルタが配置されている。光放射面に接触してフィルタを配置することで、放電容器内の放電によって放射される紫外光は、波長が２４０ｎｍ以上である有害光がフィルタで適切にカットされて外空間へ放射される。このとき、フィルタは、平坦な光放射面上に形成されているため、凹凸面や曲面からなる光放射面上に形成した場合に比べ、誘電体多層膜を形成させたときの薄膜の厚みムラが生じ難く、有害光の不所望な漏洩を防ぐことができる。よって、本発明によれば、有害光の漏洩をより適切に抑制できる。

本発明の対象製品は、人や動物の皮膚や目に紅斑や角膜炎を起こすことはなく、紫外光本来の殺菌、ウイルスの不活化能力を提供することができる。特に、本発明の対象製品は、従来の紫外光源とは異なり、有人環境で使用できるという特徴を有する。この特徴を活用し、屋内又は屋外の有人環境に本発明の対象製品を設置することで、環境全体を照射することができ、空気中又は環境内に設置された部材表面に存在する、ウイルス又は菌を抑制できる。

このことは、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標３「あらゆる年齢の全ての人々が健康的な生活を確保し、福祉を促進する」に対応し、また、ターゲット３．３「２０３０年までに、エイズ、結核、マラリア及び顧みられない熱帯病といった伝染病を根絶すると共に、肝炎、水系感染症及びその他の感染症に対処する」に大きく貢献するものである。

本発明に係る紫外光放射装置において、前記フィルタは、前記光放射面の全域を超えて前記光放射面を覆うように形成されている、という構成でもよい。

この構成によれば、光放射面の全域を覆うようにフィルタが形成されるため、有害光の漏洩をより適切に抑制できる。

本発明に係る紫外光放射装置は、前記放電容器の前記光放射面以外を覆う紫外光遮蔽部を備える、という構成でもよい。

この構成によれば、光放射面以外から放射される紫外光が外空間に漏洩することを防止できる。

本発明に係る紫外光放射装置において、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極は、前記フィルタを挟んで前記光放射面の反対側に配置される、という構成でもよい。

この構成によれば、電極をフィルタを挟んで光放射面の反対側に配置することで、誘電体多層膜を構成する光学薄膜の厚みムラが生じ難い。

本発明に係る紫外光放射装置は、前記誘電体多層膜を構成する光学薄膜よりも厚い誘電体からなるフィルタ保護層を備え、前記フィルタ保護層は、前記フィルタと前記電極の間に配置されている、という構成でもよい。

この構成によれば、フィルタを構成する誘電体多層膜と電極との直接的な接触を避けることができるため、フィルタの損傷を抑制できる。

本発明に係る紫外光放射装置において、前記フィルタと前記紫外光遮蔽部は、前記放電容器上で一部重なって配置される、という構成でもよい。

フィルタと紫外光遮蔽部とが重なり合う領域を形成することで、フィルタと紫外光遮蔽部の隙間からの有害光の漏洩を防ぐことができる。

本発明に係る紫外光放射装置は、前記エキシマランプから離間して前記エキシマランプを覆う筐体を備え、前記筐体は、前記エキシマランプとの間で、酸素に吸収されてオゾンを発生する波長の紫外光を吸収してオゾンを発生する気体によるオゾン発生層を形成する、という構成でもよい。

この構成によれば、筐体とエキシマランプとの間の空間に、エキシマランプから放射される紫外光に含まれるオゾン生成光によってオゾン層が形成される。このオゾン層は、続けて放射されるオゾン生成光を吸収するため、筐体の外にオゾン生成光によってオゾンが生成されるのを抑制できる。

第一実施形態に係る紫外光放射装置の斜視図 第一実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 本明細書における「平坦面」の定義を説明するための模式図 他の実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 第二実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 他の実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 第三実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 第四実施形態に係る紫外光放射装置の斜視図 第四実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 第四実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 第五実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 第六実施形態に係る紫外光放射装置の断面図 第七実施形態に係る紫外光放射装置の断面図

本発明に係る紫外光放射装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比は必ずしも実際の寸法比と一致しておらず、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。

［第一実施形態］
図１Ａは、第一実施形態に係る紫外光放射装置１の斜視図である。以下の説明においては、図１Ａに示すように、エキシマランプ２が延伸する方向（管軸方向）をＸ方向、光放射面２２（詳しくは後述する）に直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。そして、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載され、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。

紫外光放射装置１は、紫外光を放射するエキシマランプ２と、誘電体多層膜で構成されたフィルタ３と、を備える。

図１Ｂは、図１Ａに示す紫外光放射装置１をＹＺ平面に平行な面で切断した断面図である。エキシマランプ２は、放電容器２１を備える。放電容器２１は、紫外光に対して透過性を有する誘電体材料（例えば石英ガラス）で形成されている。

本実施形態において、放電容器２１の内部（以下、放電空間Ｓ２１ともいう）には、ＫｒＣｌを含む発光ガスが封入されている。そのため、エキシマランプ２は、放電空間Ｓ２１内において主発光波長が１９０ｎｍ～２４０ｎｍである紫外光を発生する。特に、ＫｒＣｌを含む発光ガスが封入されたエキシマランプ２は、主ピーク波長が２２２ｎｍ又はその近傍の紫外光を発生する。

なお、放電容器２１の内部には、ＫｒＢｒを含む発光ガスが封入されてもよい。ＫｒＢｒを含む発光ガスが封入されたエキシマランプ２も、放電空間Ｓ２１内において主発光波長が１９０ｎｍ～２４０ｎｍである紫外光を発生する。なお、この場合の紫外光の主ピーク波長は２０７ｎｍ又はその近傍である。

本明細書において、「主ピーク波長」とは、発光スペクトル上において光強度が最大値を示す波長を指す。また、本明細書において、「主発光波長」とは、発光スペクトル上において光強度が主ピーク波長における光強度の５０％以上を示す波長を指す。

放電容器２１は、円の一部が平坦となった断面形状を有する。これにより、放電容器２１の外表面は、平坦面を有する。この平坦面は、紫外光が放射される光放射面２２となる。このような平坦面を有する放電容器２１は、円筒状のガラス管に対して側方から酸水素バーナーなどのバーナーからの熱風を当てて加熱することで形成することができる。

なお、「平坦面」とは、完全な平坦面である必要はなく、平坦面に若干の凹凸形状や湾曲形状が含まれていてもよい。図２は、本明細書における「平坦面」の定義を説明するための模式図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、放電容器２１の外表面に接する基準水平面Ｈに対して、外表面と接する接線Ｔが４０度以下となる範囲を、当該基準水平面Ｈ上の平坦面と定義する。より望ましくは、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、放電容器２１の外表面に接する基準水平面Ｈに対して、外表面２１と接する接線Ｔが４０度となる仮想線が、基準水平面Ｈと交わる交点までの範囲を、当該基準水平面Ｈ上の平坦面と定義する。

放電容器２１の管軸方向（Ｘ方向）の両端には、一対の電極２４，２５が配置されている。一対の電極２４，２５は、一方が高電圧側電極であり、他方が低電圧側電極である。これら一対の電極２４，２５に対して例えば１ｋＨｚ～５ＭＨｚ程度の高周波電圧が印加されることで、誘電体である放電容器２１を介して発光ガスに対して前記電圧が印加される。このとき、発光ガスが封入されている放電空間Ｓ２１内において放電プラズマが生じ、発光ガスの原子が励起されてエキシマ状態となり、この原子が基底状態に移行する際にエキシマ発光を生じる。放電空間Ｓ２１内にＫｒＣｌやＫｒＢｒを含む発光ガスが封入されている場合には、前述したように主発光波長が１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光が放電空間Ｓ２１内で発生する。この紫外光は、フィルタ３を介して光放射面２２から紫外光放射装置１の外部へと放射される。

フィルタ３は、光放射面２２に接触して配置されている。また、フィルタ３は、光放射面２２の全域を覆っている。フィルタ３は、光放射面２２から放射される紫外光のうち、波長１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光を透過し、波長２４０ｎｍ以上の有害光をカットすることができる。発光ガスがＫｒＣｌやＫｒＢｒを含む場合であっても、発光スペクトル上ではごく僅かに２４０ｎｍ以上の光強度が示されることがある。フィルタ３が設けられていることで、このような２４０ｎｍ以上の波長域の成分がカットされた状態で、紫外光が光放射面２２から紫外光放射装置１の外部へと取り出される。

フィルタ３は、誘電体多層膜で構成されている。誘電体多層膜は、高屈折率誘電体物質の薄膜と、低屈折率誘電体物質の薄膜とが複数層交互に積層されて構成されたものであり、対象となる誘電体物質を成膜することで形成される。成膜方法としては、スパッタリング法や蒸着法等が利用できる。

前述のとおり、所定厚みの膜厚で薄膜を形成するためには、スパッタリングや蒸着等を用いる必要があり、成膜させる対象表面が平坦でない場合は、膜厚ムラが形成されやすい。

特に、本発明に係る紫外光放射装置１は、人や動物が存在する環境下で波長１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光を放射することが想定されるものであり、人への安全性をより厳格に担保することが望まれる。このような利用場面において、フィルタ３を構成する誘電体多層膜の膜厚ムラが形成されると、本来除去すべき有害光を漏洩させてしまう原因となりやすく、人への安全性を損なわせる可能性がある。しかしながら、放電容器２１の外表面の一部を平坦な光放射面２２とし、この光放射面２２上に誘電体多層膜を形成することで、膜厚ムラが生じ難く、より適したフィルタ機能を得ることができる。

エキシマランプ２は、光放射面２２以外からも放電容器２１内で生成された紫外光が放射される場合がある。この場合、紫外光放射装置１は、放電容器２１の光放射面２２以外を覆う紫外光遮蔽部４を備えてもよい。紫外光遮蔽部４は、放電容器２１の外表面のうち光放射面２２以外の領域２３に接触して配置されている。

紫外光遮蔽部４は、有害な紫外光を吸収する部材であってもよいし、反射する部材であってもよい。光の利用効率の観点からは、紫外光遮蔽部４は、波長１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光反射率が高い部材が好ましい。紫外光遮蔽部４は、例えばＳｉＯ_２粒子やＡｌ_２Ｏ_３粒子といった反射膜により構成される。

また、放電容器２１の外表面には、光放射面２２のみにフィルタ３を形成することに留まらず、光放射面２２を覆い、光放射面２２以外の領域までフィルタ３を広く形成させても良く、更には、放電容器２１の外表面の全域にフィルタ３を形成するものであっても良い。この際、光放射面２２以外の領域２３は膜厚ムラが形成される可能性があるため、さらに光放射面２２以外の領域２３を紫外光遮蔽部４で覆う構造を採用できる。

図３は、他の実施形態に係る紫外光放射装置１の断面図である。図１Ｂでは、紫外光遮蔽部４は、放電容器２１の外表面に接触して配置される例を示すが、これに限定されない。図３に示すように、紫外光遮蔽部４は、放電容器２１の外表面から離間して配置されてもよい。この例では、紫外光遮蔽部４は、金属（例えばステンレス）の板を板金加工して形成される箱状である。紫外光遮蔽部４を金属で構成する場合、フィルタ３に接する部分は、樹脂で構成するか樹脂でコーティングするのが好ましい。

また、紫外光遮蔽部４は、放電容器２１の内表面に形成させても良い。例えばＳｉＯ_２粒子やＡｌ_２Ｏ_３粒子といった反射膜を形成することで、紫外光遮蔽部４となすこともできる。この場合、光放射面２２の内表面には紫外光遮蔽部４は形成されないように、光放射面２２の内表面をマスキングしてから反射面を形成する。

しかしながら、放電空間Ｓ２１に反射膜を設ける場合は、放電を阻害する作用の有無を考慮する必要がある。例えば、主発光波長が１９０ｎｍ～２４０ｎｍであるエキシマランプとして、ＫｒＣｌ（主ピーク波長２２２ｎｍ）やＫｒＢｒ（主ピーク波長２０７ｎｍ）が存在する。このように希ガスとハロゲンガスの混合ガスからなる発光ガスに対してエキシマ放電を生じさせる場合、放電空間Ｓ２１に金属体や微粒子等が含まれると、ハロゲンガスが吸収されやすく、当該エキシマ放電を阻害する場合がある。このような観点から、紫外光遮蔽部４は放電空間Ｓ２１ではない領域、すなわち放電容器２１の外側に設けることが望ましい。

［第二実施形態］
図４は、第二実施形態に係る紫外光放射装置１の断面図である。図４に示すように、放電容器２１の断面は、扁平な略四角形状であってもよい。放電容器２１の外表面は、対向する一対の平坦面を有しており、一方の平坦面を光放射面２２とすることができる。

フィルタ３は、光放射面２２に接触して配置されている。紫外光遮蔽部４は、放電容器２１の外表面のうち光放射面２２以外の領域２３に接触して配置されている。

放電容器２１の一対の平坦面の外側には、対向する一対の電極２４，２５が設けられている。一対の電極２４，２５のうち少なくとも光放射面２２側の電極２５は、紫外光の進路を完全には遮らないように構成されている。例えば、本実施形態の電極２４，２５は、何れも網状の金属ワイヤを用いた網状電極となっており、網目の隙間から光が透過するようになっている。

ただし、電極２４，２５の形状はこれに限定されず、例えば、電極２４は、網状電極（網状の金属ワイヤや、スクリーン印刷により網状パターンを形成するものでもよい）、または板状（膜状）電極であってもよいし、電極２５は、網状電極、または一部に開口部（光放射部）を備えた板状（膜状）電極であってもよい。また、電極２４，２５は、紫外光遮蔽部４の機能を担う構造であっても構わない。例えば、電極２４，２５をＡｌ、Ａｌ合金、ステンレスなどの金属材料で構成することで、１９０ｎｍ～２４０ｎｍの紫外光に対する反射性が実現されるため、紫外光遮蔽部４の機能を担うことができる。

また、電極２４，２５は、何れも放電容器２１の外表面に接触して配置されてもよいが、電極２４，２５の配置方法は多様な形態が採用できる。下記にいくつか例示する。
（１ａ）電極２４は、放電容器２１の外表面に接触して配置される。
（１ｂ）電極２４は、放電容器２１の内表面に接触して配置される。
（１ｃ）電極２４は、放電容器２１と紫外光遮蔽部４の間に配置される。
（１ｄ）電極２４は、紫外光遮蔽部４の外表面に接触して配置される（図４に示す形態）。
または
（２ａ）電極２５は、放電容器２１の外表面に接触して配置される。
（２ｂ）電極２５は、放電容器２１の内表面に接触して配置される。
（２ｃ）電極２５は、放電容器２１とフィルタ３の間に配置される。
（２ｄ）電極２５は、フィルタ３の外表面に接触して配置される（図４に示す形態）。

なお、電極２４と紫外光遮蔽部４が接する場合、紫外光遮蔽部４は不導体であることが好ましい。

また、フィルタ３は、光放射面２２と同等範囲に形成されてもよいが、図４に示すように、光放射面２２の全域を超えて光放射面２２を覆うように形成されることが好ましい。これは、光放射面２２にフィルタ３が形成されない領域が形成されると、そこから有害光の漏洩が起こる可能性があるためである。

例えば、光放射面２２よりも広い範囲にフィルタ３を形成し、紫外光遮蔽部４を光放射面２２の範囲に応じて整えることが望ましいと考えられる。そのため、図４に示すように、フィルタ３と紫外光遮蔽部４が、放電容器２１上で一部重なって配置されるのが好ましい。フィルタ３と紫外光遮蔽部４とが重なり合う領域を形成することで、フィルタ３と紫外光遮蔽部４の隙間からの有害光の漏洩を防ぐことができる。

また、光放射面２２をできる限り広く形成するため、フィルタ３は、図４に示すように平坦面と隣接する湾曲面にまで拡大された範囲に形成されることが望ましい。そして、湾曲面を覆うように紫外光遮蔽部４を形成することにより、光放射面２２の有効範囲をより広く確保するとともに、湾曲面等を紫外光遮蔽部４で保護することで、誘電体多層膜の膜厚ムラによる有害光の漏洩も未然に防ぐ構造とできる。
なお、有害光の漏洩をより確実に防ぐため、紫外光遮蔽部４は湾曲面と隣接する領域の平坦面にまで形成されていることがより望ましい。

図５は、他の実施形態に係る紫外光放射装置１の断面図である。図４に示す例では、紫外光遮蔽部４は、放電容器２１の外表面に接触して配置されているが、これに限定されない。図５に示すように、紫外光遮蔽部４は、放電容器２１の外表面から離間して配置されてもよい。なお、図５に示す例では、電極２４は、板状電極であり、放電容器２１の外表面に接触して配置されている。

［第三実施形態］
図６は、第三実施形態に係る紫外光放射装置１の断面図である。この例では、エキシマランプ２は、二重管構造の放電容器２１を備える。放電容器２１は、内管２１１と外管２１２で構成され、内管２１１と外管２１２の間が放電空間Ｓ２１となる。外管２１２の外表面が平坦な光放射面２２を有する。フィルタ３は、光放射面２２に接触して配置されている。

内管２１１の内表面に電極２４が配置され、外管２１２の外表面に電極２５が配置されている。電極２４は、内管２１１の内表面の全周に亘って配置されている。電極２５は、外管２１２の外表面のうち光放射面２２以外の領域に配置されている。これにより、電極２５は、放電空間Ｓ２１からの有害光の透過を阻止する紫外光遮蔽部４としても機能する。なお、本実施形態においても、フィルタ３と紫外光遮蔽部４して機能する電極２５とが重なり合う領域を形成することで、フィルタ３と紫外光遮蔽部４の隙間からの有害光の漏洩を防ぐことができる。

［第四実施形態］
図７Ａは第四実施形態に係る紫外光放射装置１の斜視図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す紫外光放射装置１の断面図である。この例では、電極２４，２５は、放電容器２１の管軸方向に離間して配置される。電極２４，２５は、放電容器２１の外表面の形状に対応する凹部を有する。一例として、電極２４，２５は、Ａｌ、Ａｌ合金、ステンレスなどで構成される。

フィルタ３は、光放射面２２に接触して配置されている。紫外光遮蔽部４は、放電容器２１の外表面のうち光放射面２２以外の領域２３に接触して配置されている。電極２４，２５は、紫外光遮蔽部４を介して、放電容器２１の外表面に接触している。

図７Ｃは、複数の放電容器２１を備える紫外光放射装置１の一例を示す断面図である。紫外光放射装置１は、Ｚ方向に離間して配置された三つの放電容器２１と、それぞれの放電容器２１の外表面の一部に接触するように配置された一対の電極２４，２５（電極２４は不図示）と、を備える。すなわち、各電極２４，２５は、いずれも各放電容器２１の外表面に接触しつつ、Ｚ方向に関して各放電容器２１に跨るように配置されている。

紫外光放射装置１は、エキシマランプ２を収容するケーシング１１を備える。ケーシング１１の一方の面には、光取り出し面１２が形成されている。光取り出し面１２は、フィルタ３と対向して配置される。ケーシング１１は、図３に示すような箱状の紫外光遮蔽部４として機能してもよく、後述する筐体５として機能してもよい。

［第五実施形態］
波長１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光は、人や動物に対する安全性が高い波長帯域であるが、波長２００ｎｍ以下の紫外光、より顕著には波長１９０ｎｍ以下の紫外光成分が含まれていると、大気中にオゾンを発生させてしまうことがある。

このようなオゾン生成光が含まれる場合、空間中にオゾンを生成させる可能性があり、人への安全性を低下させる場合がある。そのため、オゾン生成光をより適切に除去するための対策が必要となる。

図８は、第五実施形態に係る紫外光放射装置１の断面図である。図８に示す例では、第一実施形態に係るエキシマランプ２の周囲に筐体５を設けている。同様に、第二～第四実施形態に係るエキシマランプ２の周囲に筐体５を設けてもよい。筐体５には、光放射面２２に対向する位置に光透過窓５１が形成されており、光透過窓５１は、波長１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外光を透過するものとする。

エキシマランプ２と筐体５との間の空間Ｓ５には、オゾン生成光を吸収してオゾンを発生する気体（以下、「オゾン生成ガス」ともいう。）が満たされる。すなわち、筐体５は、エキシマランプ２との間で、オゾン生成ガスによるオゾン発生層を形成する。オゾン生成ガスとしては、酸素を含有するガス、具体的には空気が挙げられる。

このとき、エキシマランプ２から放射される紫外光にオゾン生成光が含まれると、空間Ｓ５にオゾンの層が形成される。このオゾン層は、続けて放射されるオゾン生成光（２００ｎｍ以下、より顕著には１９０ｎｍ以下の紫外光）を吸収するガスフィルタとして機能する。

これにより、オゾン層を介して放射される紫外光は、オゾン生成光が適切に除去された紫外光となり、筐体５の外にオゾンを生成させることを適切に抑制できる。

[第六実施形態]
図９は、第六実施形態に係る紫外光放射装置１の断面図である。第五実施形態に示す筐体５を設ける代わりに、空間中へのオゾン生成光を遮蔽するため、オゾン生成光遮蔽フィルタ６を設けてもよい。図９に示す例では、フィルタ３の外表面にオゾン生成光遮蔽フィルタ６を形成している。オゾン生成光遮蔽フィルタ６としては、例えば、Ｙ_２Ｏ_３コートを用いることで、オゾン生成光を効果的に遮蔽させることができる。

また、オゾン生成光遮蔽フィルタ６は、放電容器２１の内表面に形成させることができる。しかし、放電空間Ｓ２１でのエキシマ放電を阻害させる場合もあるため、オゾン生成光遮蔽フィルタ６は、放電空間Ｓ２１の外（例えば放電容器２１の外側）に設けることがより望ましい。

また、オゾン生成光遮蔽フィルタ６は、放電容器２１とフィルタ３の間に形成されてもよいが、図９に示すようにフィルタ３の外側に形成されることがより望ましい。

オゾン生成光遮蔽フィルタ６は、材質に応じて所定の屈折率を持つため、フィルタ３による有害光の遮蔽効果（フィルタ特性）を損なわせる可能性がある。そのため、オゾン生成光遮蔽フィルタ６をフィルタ３の外側に設けることで、フィルタ３で有害光を除去した後、オゾン生成光遮蔽フィルタ６により、波長１９０ｎｍ以下、より望ましくは波長２００ｎｍ以下の紫外光を遮蔽させることができる。

[第七実施形態]
図１０は、第七実施形態に係る紫外光放射装置１の断面図である。この例では、フィルタ３と電極２５の間にフィルタ保護層７が配置されている。フィルタ保護層７を設けることで、フィルタ３を構成する誘電体多層膜と電極２５との直接的な接触を避けることができる。これにより、フィルタ３が電極２５からの熱や物理的な衝撃により損傷することを抑制できる。フィルタ保護層７は、誘電体多層膜を構成する光学薄膜よりも厚い誘電体で構成される。フィルタ保護層７の形成方法の一例として、誘電体多層膜の蒸着後、最後にＳｉＯ_２の厚みが大きい積層物を形成することが考えられる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１ ：紫外光放射装置
２ ：エキシマランプ
３ ：フィルタ
４ ：紫外光遮蔽部
５ ：筐体
６ ：オゾン生成光遮蔽フィルタ
７ ：フィルタ保護層
２１ ：放電容器
２２ ：光放射面
２４ ：電極
２５ ：電極
５１ ：光透過窓
Ｓ２１ ：放電空間

Claims (7)

1. 主発光波長が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満を示す紫外光を発光可能な発光ガスが封入された放電容器と、前記放電容器の少なくとも一部を介して前記発光ガスに電圧を印加可能に配置された一対の電極とを含むエキシマランプと、
   誘電体多層膜で構成され、波長が２４０ｎｍ以上の紫外光をカットするフィルタと、を備え、
   前記放電容器の外表面は、平坦な光放射面を有し、
   前記フィルタは、前記光放射面に接触して配置されている、紫外光放射装置。
2. 前記フィルタは、前記光放射面の全域を超えて前記光放射面を覆うように形成されている、請求項１に記載の紫外光放射装置。
3. 前記放電容器の前記光放射面以外を覆う紫外光遮蔽部を備える、請求項１に記載の紫外光放射装置。
4. 前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極は、前記フィルタを挟んで前記光放射面の反対側に配置される、請求項１に記載の紫外光放射装置。
5. 前記誘電体多層膜を構成する光学薄膜よりも厚い誘電体からなるフィルタ保護層を備え、
   前記フィルタ保護層は、前記フィルタと前記電極の間に配置されている、請求項４に記載の紫外光放射装置。
6. 前記フィルタと前記紫外光遮蔽部は、前記放電容器上で一部重なって配置される、請求項３に記載の紫外光放射装置。
7. 前記エキシマランプから離間して前記エキシマランプを覆う筐体を備え、
   前記筐体は、前記エキシマランプとの間で、酸素に吸収されてオゾンを発生する波長の紫外光を吸収してオゾンを発生する気体によるオゾン発生層を形成する、請求項１に記載の紫外光放射装置。

Images