JP2024068775A

JP2024068775A - Ultraviolet ray irradiation device

Info

Publication number: JP2024068775A
Application number: JP2022179353A
Authority: JP
Inventors: 貴章田中; Takaaki Tanaka
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2022-11-09
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2024-05-21
Also published as: TW202420397A; CN220526865U

Abstract

To provide an ultraviolet ray irradiation device that can suppress reduction in the uniformity ratio in the tube axial direction of a barrier discharge lamp.SOLUTION: An ultraviolet ray irradiation device according to an embodiment includes: a housing which has a box shape and one end of which is open; a barrier discharge lamp which is provided in the housing and can emit the ultraviolet ray; and an air flow formation part which makes purge gas flow toward the barrier discharge lamp in the housing. The barrier discharge lamp includes: a light-emitting tube which extends in one direction, has an annular shape and is enclosed with gas; an internal electrode which is provided in the light-emitting tube; and an external electrode which is provided on the outside of the light-emitting tube. The air flow formation part forms the flow of the purge gas flowing in the vicinity of the end of on the side opposed to the opening of the housing of the light-emitting tube.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、紫外線照射装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to an ultraviolet irradiation device.

紫外線を照射するバリア放電ランプを備えた紫外線照射装置がある。バリア放電ランプを備えた紫外線照射装置は、例えば、対象物の表面に付着した有機物の除去（光洗浄処理）、表面改質、酸化膜の形成などの表面処理に用いられている。バリア放電ランプは、例えば、発光管の内部に設けられた内部電極と、発光管の外部に設けられた外部電極とを有している。内部電極と、外部電極とに交流電圧を印加すると、誘電体バリア放電が生じて、発光管の内部に封入されたガスの種類に応じて特定の波長を有する紫外線が照射される。 There is an ultraviolet irradiation device equipped with a barrier discharge lamp that irradiates ultraviolet rays. An ultraviolet irradiation device equipped with a barrier discharge lamp is used, for example, for surface treatments such as removing organic matter attached to the surface of an object (light cleaning treatment), surface modification, and formation of an oxide film. A barrier discharge lamp has, for example, an internal electrode provided inside the arc tube and an external electrode provided outside the arc tube. When an AC voltage is applied between the internal electrode and the external electrode, a dielectric barrier discharge is generated, and ultraviolet rays having a specific wavelength are irradiated according to the type of gas sealed inside the arc tube.

ここで、紫外線による処理を行う際に、対象物からガスが放出される場合がある。例えば、対象物の表面に有機物が含まれているような場合には、紫外線が照射されることで有機物が分解されて、有機物の成分を含むガスが放出される場合がある。また、対象物の表面に揮発性の材料が塗布されている場合には、揮発性の材料の成分を含むガスが放出される。放出されたガスがバリア放電ランプに到達すると、ガスに含まれていた成分がバリア放電ランプの表面に付着して、バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下する場合がある。均斉度が低下すると処理ムラが生じやすくなるので、処理が施された対象物の品質が低下するおそれがある。 Here, when performing treatment with ultraviolet light, gas may be emitted from the object. For example, if the surface of the object contains organic matter, the organic matter may be decomposed by irradiation with ultraviolet light, and gas containing organic components may be emitted. Also, if a volatile material is applied to the surface of the object, gas containing components of the volatile material will be emitted. When the emitted gas reaches the barrier discharge lamp, the components contained in the gas may adhere to the surface of the barrier discharge lamp, reducing the uniformity in the tube axis direction of the barrier discharge lamp. A decrease in uniformity makes it easier for uneven treatment to occur, which may reduce the quality of the treated object.

そのため、一方の端部が開口した箱状の筐体の内部にバリア放電ランプを設け、箱状の筐体の内部を窒素ガスでパージする技術が提案されている。バリア放電ランプが、窒素ガスで満たされた空間に設けられていれば、対象物からガスが放出されたとしても、放出されたガスがバリア放電ランプに到達するのを抑制することができる。 A technique has been proposed in which a barrier discharge lamp is provided inside a box-shaped housing with one open end, and the inside of the box-shaped housing is purged with nitrogen gas. If the barrier discharge lamp is provided in a space filled with nitrogen gas, even if gas is released from the target object, the released gas can be prevented from reaching the barrier discharge lamp.

ところが、処理時間が長かったり、処理数が多かったりした場合には、放出されたガスが経時的にバリア放電ランプに到達する場合がある。また、ガスの放出量が多い場合にも、放出されたガスがバリア放電ランプに到達する場合がある。そのため、単に、バリア放電ランプの周辺を窒素ガスで満たしてもバリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下する場合がある。 However, if the processing time is long or the number of processings is large, the released gas may reach the barrier discharge lamp over time. Also, if the amount of gas released is large, the released gas may reach the barrier discharge lamp. Therefore, simply filling the area around the barrier discharge lamp with nitrogen gas may result in a decrease in uniformity in the tube axis direction of the barrier discharge lamp.

そこで、バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる紫外線照射装置の開発が望まれていた。 Therefore, there was a need to develop an ultraviolet irradiation device that could prevent the uniformity of a barrier discharge lamp from decreasing in the tube axis direction.

特開２０１３－１９１７５８号公報JP 2013-191758 A

本発明が解決しようとする課題は、バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる紫外線照射装置を提供することである。 The problem that the present invention aims to solve is to provide an ultraviolet irradiation device that can suppress the decrease in uniformity in the tube axis direction of a barrier discharge lamp.

実施形態に係る紫外線照射装置は、箱状を呈し、一方の端部が開口した筐体と；前記筐体の内部に設けられ、紫外線を照射可能なバリア放電ランプと；前記筐体の内部において、前記バリア放電ランプに向けてパージガスを流す気流形成部と；を具備している。前記バリア放電ランプは、一方向に延び、環状を呈し、内部にガスが封入された発光管と；前記発光管の内部に設けられた内部電極と；前記発光管の外部に設けられた外部電極と；を有する。前記気流形成部は、前記発光管の、前記筐体の開口に対向する側の端部の近傍を流れる前記パージガスの流れを形成する。 The ultraviolet irradiation device according to the embodiment includes a box-shaped housing with one open end; a barrier discharge lamp provided inside the housing and capable of irradiating ultraviolet light; and an airflow forming unit that flows a purge gas toward the barrier discharge lamp inside the housing. The barrier discharge lamp has an arc tube that extends in one direction, has an annular shape, and has a gas sealed inside; an internal electrode provided inside the arc tube; and an external electrode provided outside the arc tube. The airflow forming unit forms a flow of the purge gas that flows near the end of the arc tube that faces the opening of the housing.

本発明の実施形態によれば、バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる紫外線照射装置を提供することができる。 According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an ultraviolet irradiation device that can suppress a decrease in uniformity in the tube axis direction of a barrier discharge lamp.

本実施の形態に係る紫外線照射装置を例示するための模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an ultraviolet irradiation device according to an embodiment of the present invention. バリア放電ランプ、冷却部、ソケット、およびカバーの模式分解図である。FIG. 2 is a schematic exploded view of a barrier discharge lamp, a cooling section, a socket, and a cover. バリア放電ランプを例示するための模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a barrier discharge lamp. 図３におけるバリア放電ランプのＡ－Ａ線方向の模式断面図である。4 is a schematic cross-sectional view of the barrier discharge lamp in FIG. 3 along line AA. 比較例に係る紫外線照射装置を例示するための模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an ultraviolet irradiation device according to a comparative example. 気流形成部を例示するための模式斜視図である。10 is a schematic perspective view illustrating an air flow forming portion. FIG. 他の実施形態に係る気流形成部を例示するための模式斜視図である。13 is a schematic perspective view illustrating an air flow forming section according to another embodiment. FIG. 図５に示す比較例に係る紫外線照射装置の効果を例示するための表である。6 is a table for illustrating the effect of the ultraviolet irradiation device according to the comparative example shown in FIG. 5 . 気流形成部が設けられた場合の効果を例示するための表である。11 is a table for illustrating the effect when an air flow forming portion is provided. 均斉度の経時的な変化を例示するためのグラフである。11 is a graph illustrating the change in uniformity over time.

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。また、各図面中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を表している。例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向に直交する方向をＸ方向とし、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向をＹ方向とし、紫外線の照射方向をＺ方向としている。 Below, an embodiment will be illustrated with reference to the drawings. Note that in each drawing, similar components are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted as appropriate. Also, arrows X, Y, and Z in each drawing represent three mutually orthogonal directions. For example, the direction orthogonal to the tube axis direction of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) is the X direction, the tube axis direction of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) is the Y direction, and the irradiation direction of ultraviolet light is the Z direction.

図１は、本実施の形態に係る紫外線照射装置１００を例示するための模式断面図である。なお、図１においては、バリア放電ランプ１が１つ設けられる場合を例示したが、バリア放電ランプ１の数は、バリア放電ランプ１の用途や、処理の対象物２００の大きさなどに応じて適宜変更することができる。すなわち、バリア放電ランプ１は、少なくとも１つ設けられていればよい。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an ultraviolet irradiation device 100 according to this embodiment. Note that while Figure 1 illustrates an example in which one barrier discharge lamp 1 is provided, the number of barrier discharge lamps 1 can be changed as appropriate depending on the application of the barrier discharge lamp 1 and the size of the object 200 to be treated. In other words, it is sufficient that at least one barrier discharge lamp 1 is provided.

また、図１に示すように、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）は、対象物２００の、重力方向上側に設けられている。この場合、対象物２００は、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）に対して移動させてもよい。例えば、対象物２００は、コンベアなどの搬送装置２０１を用いて所定の方向に移動させることができる。なお、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）は、対象物２００に対して移動させてもよい。例えば、対象物２００を載置台などの上に載置し、一軸ロボットなどを用いて紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）を所定の方向に移動させることができる。 As shown in FIG. 1, the ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1) is provided above the object 200 in the direction of gravity. In this case, the object 200 may be moved relative to the ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1). For example, the object 200 may be moved in a predetermined direction using a transport device 201 such as a conveyor. The ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1) may be moved relative to the object 200. For example, the object 200 may be placed on a mounting table or the like, and the ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1) may be moved in a predetermined direction using a single-axis robot or the like.

すなわち、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）と、対象物２００との間の相対的な位置が変化可能であればよい。なお、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）と、対象物２００との間の位置が一定であってもよい。ただし、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）と、対象物２００との間の相対的な位置を変化させれば、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）の照射領域を小さくすることができるので、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）の小型化や省エネルギー化などを図ることができる。 That is, it is sufficient that the relative position between the ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1) and the object 200 can be changed. The position between the ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1) and the object 200 may be fixed. However, if the relative position between the ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1) and the object 200 is changed, the irradiation area of the ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1) can be reduced, thereby making it possible to reduce the size and energy consumption of the ultraviolet irradiation device 100 (barrier discharge lamp 1).

図１に示すように、紫外線照射装置１００は、例えば、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、カバー４、筐体５、およびパージガス供給部６を有する。
図２は、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、およびカバー４の模式分解図である。
図３は、バリア放電ランプ１を例示するための模式図である。
図４は、図３におけるバリア放電ランプ１のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
なお、図４においては、冷却部２も併せて描いている。
図３、および図４に示すように、バリア放電ランプ１は、例えば、発光管１１、内部電極１２、反射膜１３，ホルダ１４、リード線１５、および外部電極１６を有する。 As shown in FIG. 1, the ultraviolet irradiation device 100 includes, for example, a barrier discharge lamp 1, a cooling unit 2, a socket 3, a cover 4, a housing 5, and a purge gas supply unit 6.
FIG. 2 is a schematic exploded view of the barrier discharge lamp 1, the cooling section 2, the socket 3, and the cover 4. As shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the barrier discharge lamp 1. As shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the barrier discharge lamp 1 in FIG. 3 taken along line AA.
In FIG. 4, the cooling section 2 is also illustrated.
As shown in FIGS. 3 and 4, the barrier discharge lamp 1 has, for example, an arc tube 11, an internal electrode 12, a reflective film 13, a holder 14, lead wires 15, and an external electrode 16.

発光管１１は、管状を呈し、管径に比べて全長（管軸方向の長さ）が長い形態を有する。発光管１１は、一方向（Ｙ方向）に延びている。発光管１１は、例えば、円筒管とすることができる。発光管１１の、管軸方向における両側の端部のそれぞれには、封止部１１ａが設けられている。封止部１１ａを設けることで、発光管１１の内部空間を気密に封止することができる。封止部１１ａは、例えば、ピンチシール法やシュリンクシール法を用いて形成することができる。 The arc tube 11 is tubular and has a long overall length (length in the tube axis direction) compared to the tube diameter. The arc tube 11 extends in one direction (Y direction). The arc tube 11 can be, for example, a cylindrical tube. A sealing portion 11a is provided at each of both ends of the arc tube 11 in the tube axis direction. By providing the sealing portion 11a, the internal space of the arc tube 11 can be airtightly sealed. The sealing portion 11a can be formed, for example, using a pinch seal method or a shrink seal method.

また、封止部１１ａの内部には、導電部１１ｂとアウターリード１１ｃを設けることができる。導電部１１ｂは、１つの封止部１１ａに対して１つ設けることができる。導電部１１ｂの平面形状は、例えば、四角形である。導電部１１ｂは、薄膜状を呈している。導電部１１ｂは、例えば、モリブデン箔から形成することができる。 In addition, a conductive portion 11b and an outer lead 11c can be provided inside the sealing portion 11a. One conductive portion 11b can be provided for each sealing portion 11a. The planar shape of the conductive portion 11b is, for example, a rectangle. The conductive portion 11b has a thin film shape. The conductive portion 11b can be formed, for example, from molybdenum foil.

アウターリード１１ｃは、線状を呈し、少なくともリード線１５が設けられる側の封止部１１ａに設けることができる。アウターリード１１ｃの一方の端部は、導電部１１ｂと電気的に接続されている。アウターリード１１ｃの端部の近傍は、導電部１１ｂと、レーザ溶接または抵抗溶接することができる。アウターリード１１ｃの他方の端部は、封止部１１ａから露出させることができる。アウターリード１１ｃは、例えば、モリブデンなどを含んでいる。 The outer lead 11c is linear and can be provided at least in the sealing portion 11a on the side where the lead wire 15 is provided. One end of the outer lead 11c is electrically connected to the conductive portion 11b. The vicinity of the end of the outer lead 11c can be laser welded or resistance welded to the conductive portion 11b. The other end of the outer lead 11c can be exposed from the sealing portion 11a. The outer lead 11c contains, for example, molybdenum.

発光管１１の内部空間には、ガスが封入されている。バリア放電ランプ１においては、内部電極１２と外部電極１６との間でバリア放電を行って、封入されているガスに高いエネルギー電子を与えてエキシマ励起分子を生成する。エキシマ励起分子が元に戻る際に、ガスの種類に応じて特定のピーク波長を有する光が発生する。そのため、発光管１１の内部空間に封入するガスは、バリア放電ランプ１の用途に応じて適宜変更することができる。発光管１１の内部空間に封入するガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオンなどの希ガス、あるいは、複数種類の希ガスを混合させた混合ガスとすることができる。ガスには、必要に応じて、ハロゲンガスなどをさらに含めることもできる。 Gas is sealed in the internal space of the arc tube 11. In the barrier discharge lamp 1, a barrier discharge is performed between the internal electrode 12 and the external electrode 16 to give high energy electrons to the sealed gas and generate excimer excited molecules. When the excimer excited molecules return to their original state, light having a specific peak wavelength is generated depending on the type of gas. Therefore, the gas sealed in the internal space of the arc tube 11 can be changed appropriately depending on the application of the barrier discharge lamp 1. The gas sealed in the internal space of the arc tube 11 can be, for example, a rare gas such as krypton, xenon, argon, or neon, or a mixed gas of multiple types of rare gases. The gas can further include a halogen gas, etc., if necessary.

発光管１１の内部空間の２５℃におけるガスの圧力（封入圧力）は、例えば、８０ｋＰａ～２００ｋＰａ程度とすることができる。発光管１１の内部空間の２５℃におけるガスの圧力（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。 The gas pressure (filled pressure) in the internal space of the arc tube 11 at 25°C can be, for example, about 80 kPa to 200 kPa. The gas pressure (filled pressure) in the internal space of the arc tube 11 at 25°C can be determined from the standard state of the gas (SATP (Standard Ambient Temperature and Pressure): temperature 25°C, 1 bar).

例えば、フラットパネルディスプレイ用のガラス板の表面を光洗浄する場合には、封入するガスをキセノンとすることが好ましい。この場合、キセノンの封入圧力は、例えば、９３ｋＰａ程度とすることができる。封入するガスをキセノンとすれば、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線を発生させることができるので洗浄効果を高めることができる。 For example, when optically cleaning the surface of a glass plate for a flat panel display, it is preferable to use xenon as the gas to be sealed. In this case, the sealing pressure of the xenon can be, for example, about 93 kPa. If the gas to be sealed is xenon, ultraviolet rays with a peak wavelength of 172 nm can be generated, thereby improving the cleaning effect.

発光管１１は、例えば、ピーク波長が２００ｎｍ以下の紫外線の透過率が高い材料から形成される。例えば、発光管１１は、合成石英ガラスから形成することができる。 The light emitting tube 11 is formed, for example, from a material that has a high transmittance of ultraviolet light with a peak wavelength of 200 nm or less. For example, the light emitting tube 11 can be formed from synthetic quartz glass.

内部電極１２は、発光管１１の内部に設けられている。内部電極１２は、例えば、コイル１２ａ、およびレグ１２ｂを有する。コイル１２ａ、およびレグ１２ｂは、一体に形成することができる。コイル１２ａ、およびレグ１２ｂは、例えば、線材を塑性加工することで形成される。線材の線径（直径）は、例えば、０．２ｍｍ～１．０ｍｍ程度である。線材の材料は、例えば、タングステン、あるいは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などである。 The internal electrode 12 is provided inside the light emitting tube 11. The internal electrode 12 has, for example, a coil 12a and a leg 12b. The coil 12a and the leg 12b can be formed integrally. The coil 12a and the leg 12b are formed, for example, by plastic processing a wire. The wire diameter is, for example, about 0.2 mm to 1.0 mm. The material of the wire is, for example, tungsten or doped tungsten in which potassium or the like is added to tungsten.

コイル１２ａは螺旋状を呈し、発光管１１の内部空間に設けられている。コイル１２ａは、発光管１１の内部空間の中央領域を発光管１１の管軸に沿って延びている。コイル１２ａのピッチ寸法Ｐは、例えば、１０ｍｍ～１２０ｍｍ程度とすることができる。 The coil 12a is helical and is provided in the internal space of the light-emitting tube 11. The coil 12a extends along the axis of the light-emitting tube 11 through the central region of the internal space of the light-emitting tube 11. The pitch dimension P of the coil 12a can be, for example, about 10 mm to 120 mm.

レグ１２ｂは、コイル１２ａの両側の端部のそれぞれに設けられている。レグ１２ｂは、線状を呈し、コイル１２ａの端部から発光管１１の管軸に沿って延びている。レグ１２ｂの端部は、封止部１１ａの内部において導電部１１ｂと電気的に接続されている。レグ１２ｂの端部の近傍は、導電部１１ｂと、レーザ溶接または抵抗溶接することができる。 The legs 12b are provided at both ends of the coil 12a. The legs 12b are linear and extend from the ends of the coil 12a along the tube axis of the light-emitting tube 11. The ends of the legs 12b are electrically connected to the conductive part 11b inside the sealing part 11a. The vicinity of the ends of the legs 12b can be laser-welded or resistance-welded to the conductive part 11b.

反射膜１３は，外部電極１６と内部電極１２（コイル１２ａ）との間に設けることができる。例えば、反射膜１３は，膜状を呈し、発光管１１の内壁に設けることができる。反射膜１３は，発光管１１の内部空間で発生し、照射方向に向かわない紫外線を照射方向に向けて反射させる。反射膜１３が設けられていれば、紫外線の取り出し効率を向上させることができる。また、反射膜１３が設けられていれば、発光管１１の、紫外線が直接入射する領域を小さくすることができるので、紫外線による発光管１１の化学的な構造変化を抑制することができる。 The reflective film 13 can be provided between the external electrode 16 and the internal electrode 12 (coil 12a). For example, the reflective film 13 can be in the form of a film and provided on the inner wall of the light-emitting tube 11. The reflective film 13 reflects ultraviolet rays that are generated in the internal space of the light-emitting tube 11 and do not travel in the direction of irradiation, toward the direction of irradiation. If the reflective film 13 is provided, the efficiency of extracting ultraviolet rays can be improved. Furthermore, if the reflective film 13 is provided, the area of the light-emitting tube 11 on which ultraviolet rays directly enter can be reduced, thereby suppressing chemical structural changes in the light-emitting tube 11 caused by ultraviolet rays.

反射膜１３の厚みは、例えば、１００μｍ～３００μｍ程度とすることができる。反射膜１３は、例えば、ＳｉＯ_２を含む。また、反射膜１３は、紫外線を散乱させる粒子を含むこともできる。紫外線を散乱させる粒子は、例えば、酸化アルミニウムなどを含んでいる。 The thickness of the reflective film 13 can be, for example, about 100 μm to 300 μm. The reflective film 13 includes, for example, SiO _2. The reflective film 13 can also include particles that scatter ultraviolet light. The particles that scatter ultraviolet light include, for example, aluminum oxide.

なお、反射膜１３は、必ずしも必要ではなく省くこともできる。ただし、反射膜１３が設けられていれば、紫外線の取り出し効率を向上させることができ、且つ、紫外線による発光管１１の化学的な構造変化を抑制することができる。 The reflective film 13 is not necessarily required and can be omitted. However, if the reflective film 13 is provided, the efficiency of extracting ultraviolet light can be improved and chemical structural changes to the light-emitting tube 11 caused by ultraviolet light can be suppressed.

ホルダ１４は、発光管１１の、管軸方向における両側の端部のそれぞれに設けられている。ホルダ１４は、発光管１１の端部を覆っている。ホルダ１４は、例えば、絶縁材料から形成することができる。ホルダ１４は、例えば、ステアタイト（steatite）、酸化アルミニウムなどから形成することができる。ホルダ１４は、外部電極１６と接触させてもよいし、外部電極１６と離間させてもよい。 The holder 14 is provided at each of the ends of the arc tube 11 on both sides in the tube axis direction. The holder 14 covers the ends of the arc tube 11. The holder 14 can be made of, for example, an insulating material. The holder 14 can be made of, for example, steatite, aluminum oxide, or the like. The holder 14 may be in contact with the external electrode 16 or may be spaced apart from the external electrode 16.

リード線１５は、封止部１１ａから露出するアウターリード１１ｃの端部に電気的に接続されている。リード線１５は、アウターリード１１ｃおよび導電部１１ｂを介して、内部電極１２と電気的に接続されている。リード線１５は、例えば、紫外線照射装置１００の外部に設けられた点灯回路と電気的に接続される。なお、リード線１５は、図３に示すように、発光管１１の一方の端部側のみに設けることもできるし、発光管１１の両側の端部のそれぞれに設けることもできる。 The lead wire 15 is electrically connected to the end of the outer lead 11c exposed from the sealing portion 11a. The lead wire 15 is electrically connected to the internal electrode 12 via the outer lead 11c and the conductive portion 11b. The lead wire 15 is electrically connected to, for example, a lighting circuit provided outside the ultraviolet irradiation device 100. The lead wire 15 can be provided only on one end side of the light emitting tube 11 as shown in FIG. 3, or can be provided on both ends of the light emitting tube 11.

図２～図４に示すように、外部電極１６は、発光管１１の外部に設けられている。外部電極１６は、例えば、電極体１６ａ、および複数の取り付け部１６ｂを有する。電極体１６ａ、および複数の取り付け部１６ｂは、一体に形成することができる。 As shown in Figures 2 to 4, the external electrode 16 is provided on the outside of the light-emitting tube 11. The external electrode 16 has, for example, an electrode body 16a and multiple mounting portions 16b. The electrode body 16a and the multiple mounting portions 16b can be formed integrally.

電極体１６ａは、発光管１１の外面に沿って、発光管１１の管軸方向に延びている。電極体１６ａは、発光管１１の外面と、冷却部２の凹部２ａの内壁と、の間に設けられている。電極体１６ａは、内部電極１２（コイル１２ａ）と対向している。反射膜１３が設けられる場合には、電極体１６ａは、反射膜１３と対向する位置に設けることができる。 The electrode body 16a extends in the axial direction of the light-emitting tube 11 along the outer surface of the light-emitting tube 11. The electrode body 16a is provided between the outer surface of the light-emitting tube 11 and the inner wall of the recess 2a of the cooling section 2. The electrode body 16a faces the internal electrode 12 (coil 12a). When a reflective film 13 is provided, the electrode body 16a can be provided in a position facing the reflective film 13.

電極体１６ａの厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下とすることができる。電極体１６ａは、金属などの導電性材料から形成することができる。電極体１６ａは、例えば、ステンレス、アルミニウムなどから形成される。また、バリア放電ランプ１を点灯させると、紫外線とともに熱が発生する。そのため、電極体１６ａが金属などの熱伝導率の高い材料を含んでいれば、電極体１６ａを放熱部として用いることもできる。 The thickness of the electrode body 16a can be, for example, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. The electrode body 16a can be made of a conductive material such as a metal. The electrode body 16a can be made of, for example, stainless steel, aluminum, etc. Furthermore, when the barrier discharge lamp 1 is turned on, heat is generated along with ultraviolet rays. Therefore, if the electrode body 16a contains a material with high thermal conductivity such as a metal, the electrode body 16a can also be used as a heat dissipation section.

複数の取り付け部１６ｂは、発光管１１の管軸方向に直交する方向において、電極体１６ａの両側の端部のそれぞれに設けられている。複数の取り付け部１６ｂの一方の端部は、電極体１６ａの端部に設けられている。発光管１１の管軸方向に直交する方向において、複数の取り付け部１６ｂは、発光管１１から離れる方向に延びている。 The multiple mounting parts 16b are provided at both ends of the electrode body 16a in a direction perpendicular to the tube axis direction of the light-emitting tube 11. One end of the multiple mounting parts 16b is provided at the end of the electrode body 16a. In the direction perpendicular to the tube axis direction of the light-emitting tube 11, the multiple mounting parts 16b extend in a direction away from the light-emitting tube 11.

複数の取り付け部１６ｂは、発光管１１の管軸方向に並べて設けられている。複数の取り付け部１６ｂは、冷却部２の、凹部２ａが開口する面に取り付けられる。複数の取り付け部１６ｂは、例えば、ネジなどの締結部材を用いて、冷却部２に取り付けられる。複数の取り付け部１６ｂの厚み、および材料は、電極体１６ａと同じとすることができる。 The multiple mounting parts 16b are arranged in the axial direction of the light-emitting tube 11. The multiple mounting parts 16b are attached to the surface of the cooling part 2 where the recess 2a opens. The multiple mounting parts 16b are attached to the cooling part 2 using fastening members such as screws. The thickness and material of the multiple mounting parts 16b can be the same as those of the electrode body 16a.

複数の取り付け部１６ｂを冷却部２に取り付ければ、バリア放電ランプ１を点灯させた際に発生した熱により、電極体１６ａが変形するのを抑制することができる。電極体１６ａが変形するのを抑制することができれば、内部電極１２（コイル１２ａ）と外部電極１６（電極体１６ａ）との間の距離が変化して放電状態が変化するのを抑制することができる。放電状態が変化するのを抑制することができれば、均斉度を高くすることができる。そのため、処理ムラの発生を抑制することができる。 By attaching multiple mounting parts 16b to the cooling part 2, it is possible to prevent the electrode body 16a from being deformed by the heat generated when the barrier discharge lamp 1 is turned on. If it is possible to prevent the electrode body 16a from being deformed, it is possible to prevent the distance between the internal electrode 12 (coil 12a) and the external electrode 16 (electrode body 16a) from changing and causing a change in the discharge state. If it is possible to prevent the change in the discharge state, it is possible to increase the uniformity. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of uneven processing.

また、複数の位置決め部材１６ｃをさらに設けることができる。位置決め部材１６ｃは、板状を呈し、取り付け部１６ｂと、冷却部２の、凹部２ａが開口する面との間に設けることができる。例えば、位置決め部材１６ｃの数は、取り付け部１６ｂの数と同じとすることができる。 In addition, a plurality of positioning members 16c can be further provided. The positioning members 16c are plate-shaped and can be provided between the mounting portion 16b and the surface of the cooling portion 2 where the recess 2a opens. For example, the number of positioning members 16c can be the same as the number of mounting portions 16b.

位置決め部材１６ｃは、例えば、ネジなどの締結部材を用いて、取り付け部１６ｂとともに冷却部２に取り付けられる。そのため、位置決め部材１６ｃには、厚み方向を貫通する孔を設けることができる。位置決め部材１６ｃの厚みは、例えば、０．３ｍｍ程度とすることができる。位置決め部材１６ｃの材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。 The positioning member 16c is attached to the cooling section 2 together with the attachment section 16b using, for example, a fastening member such as a screw. For this reason, the positioning member 16c may be provided with a hole penetrating in the thickness direction. The thickness of the positioning member 16c may be, for example, about 0.3 mm. The material of the positioning member 16c may be, for example, a metal such as stainless steel.

位置決め部材１６ｃを冷却部２に取り付けた際には、位置決め部材１６ｃの一方の端部と電極体１６ａとの間、および電極体１６ａと発光管１１の外面との間の少なくともいずれかに僅かな隙間が設けられるようにしてもよいし、隙間が設けられないようにしてもよい。この様にすれば、バリア放電ランプ１を点灯させた際に発生した熱により、電極体１６ａおよび発光管１１が変形するのを抑制することができる。そのため、内部電極１２（コイル１２ａ）と外部電極１６（電極体１６ａ）との間の距離が変化して放電状態が変化したり、発光管１１と、冷却部２との間に隙間が生じて、冷却状態が変化したりするのを抑制することができる。放電状態、および冷却状態が変化するのを抑制することができれば、均斉度をさらに高くすることができる。そのため、処理ムラの発生をさらに抑制することができる。 When the positioning member 16c is attached to the cooling section 2, a small gap may be provided between one end of the positioning member 16c and the electrode body 16a, or between the electrode body 16a and the outer surface of the arc tube 11, or no gap may be provided. In this way, it is possible to suppress deformation of the electrode body 16a and the arc tube 11 due to heat generated when the barrier discharge lamp 1 is turned on. Therefore, it is possible to suppress changes in the distance between the internal electrode 12 (coil 12a) and the external electrode 16 (electrode body 16a) that changes the discharge state, and to suppress the occurrence of a gap between the arc tube 11 and the cooling section 2 that changes the cooling state. If changes in the discharge state and the cooling state can be suppressed, the uniformity can be further increased. Therefore, the occurrence of uneven processing can be further suppressed.

図２、および図４に示すように、冷却部２は、外部電極１６を挟んで、発光管１１と対向している。冷却部２は、バリア放電ランプ１の管軸方向に延びている。冷却部２の管軸方向の長さは、例えば、外部電極１６（電極体１６ａ）の管軸方向の長さと同じとすることができる。冷却部２は、少なくとも１つ設けることができる。複数の冷却部２を設ける場合には、図２に示すように、複数の冷却部２を、バリア放電ランプ１の管軸方向に並べて設けることができる。 As shown in Figures 2 and 4, the cooling section 2 faces the arc tube 11 across the external electrode 16. The cooling section 2 extends in the tube axis direction of the barrier discharge lamp 1. The length in the tube axis direction of the cooling section 2 can be the same as the length in the tube axis direction of the external electrode 16 (electrode body 16a), for example. At least one cooling section 2 can be provided. When multiple cooling sections 2 are provided, the multiple cooling sections 2 can be arranged side by side in the tube axis direction of the barrier discharge lamp 1, as shown in Figure 2.

図４に示すように、冷却部２の一方の面には、凹部２ａを設けることができる。凹部２ａは、発光管１１の管軸方向に延びている。凹部２ａの内部には、外部電極１６の電極体１６ａと、バリア放電ランプ１の発光管１１を設けることができる。凹部２ａの内面の少なくとも一部は、電極体１６ａと接触することができる。 As shown in FIG. 4, a recess 2a can be provided on one surface of the cooling section 2. The recess 2a extends in the tube axis direction of the arc tube 11. Inside the recess 2a, the electrode body 16a of the external electrode 16 and the arc tube 11 of the barrier discharge lamp 1 can be provided. At least a portion of the inner surface of the recess 2a can be in contact with the electrode body 16a.

冷却部２は、熱伝導率の高い材料から形成されている。冷却部２は、例えば、アルミニウムやステンレスなどの金属から形成することができる。また、図４に示すように、冷却部２の内部に流路２ｂを設けることができる。流路２ｂには、例えば、開閉弁２ｃを介して、冷媒が供給される。冷媒は、例えば、水などである。流路２ｂの内部を流れた冷媒は、冷却部２の外部に排出される。流路２ｂの内部に冷媒を流せば、バリア放電ランプ１において発生した熱を効率良く放熱することができる。 The cooling section 2 is made of a material with high thermal conductivity. The cooling section 2 can be made of a metal such as aluminum or stainless steel. Also, as shown in FIG. 4, a flow path 2b can be provided inside the cooling section 2. A refrigerant is supplied to the flow path 2b, for example, via an on-off valve 2c. The refrigerant is, for example, water. The refrigerant that has flowed inside the flow path 2b is discharged to the outside of the cooling section 2. By flowing the refrigerant inside the flow path 2b, the heat generated in the barrier discharge lamp 1 can be efficiently dissipated.

ソケット３は、例えば、点灯回路などに電気的に接続されている。リード線１５、および外部電極１６は、着脱可能にソケット３と電気的に接続される。リード線１５、および外部電極１６をソケット３に電気的に接続することで、内部電極１２、および外部電極１６を点灯回路などに電気的に接続することができる。 The socket 3 is electrically connected to, for example, a lighting circuit. The lead wire 15 and the external electrode 16 are electrically connected to the socket 3 in a detachable manner. By electrically connecting the lead wire 15 and the external electrode 16 to the socket 3, the internal electrode 12 and the external electrode 16 can be electrically connected to a lighting circuit, for example.

点灯回路は、例えば、交流電源からの電力を、高電圧かつ高周波（例えば、周波数が３７ｋＨｚの正弦波）の電力に変換するインバータを有する。例えば、点灯回路は、２．４ｋＷ程度のランプ電力で、バリア放電ランプ１を点灯させる。 The lighting circuit has, for example, an inverter that converts power from an AC power source into high-voltage, high-frequency power (for example, a sine wave with a frequency of 37 kHz). For example, the lighting circuit lights the barrier discharge lamp 1 with a lamp power of about 2.4 kW.

カバー４は、箱状を呈し、内部に、バリア放電ランプ１、冷却部２、およびソケット３を収納する。カバー４の一方の端部は開口している。カバー４が設けられていれば、カバー４の内部空間に後述するパージガスＧを滞留させることができる。カバー４の内部空間にパージガスＧが滞留していれば、バリア放電ランプ１の保護を図ることができる。 The cover 4 is box-shaped and houses the barrier discharge lamp 1, the cooling unit 2, and the socket 3 inside. One end of the cover 4 is open. When the cover 4 is provided, the purge gas G described below can be retained in the internal space of the cover 4. When the purge gas G is retained in the internal space of the cover 4, the barrier discharge lamp 1 can be protected.

筐体５は、箱状を呈し、内部に、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、およびカバー４を収納する。筐体５の一方の端部は開口している。筐体５の開口部が設けられる方向は、カバー４の開口が設けられる方向と同じとすることができる。図１に示すように、バリア放電ランプ１から照射された紫外線は、カバー４の開口、および筐体５の開口を介して、対象物２００に照射される。 The housing 5 is box-shaped and houses the barrier discharge lamp 1, the cooling unit 2, the socket 3, and the cover 4 inside. One end of the housing 5 is open. The direction in which the opening of the housing 5 is provided can be the same as the direction in which the opening of the cover 4 is provided. As shown in FIG. 1, ultraviolet light irradiated from the barrier discharge lamp 1 is irradiated to the target object 200 through the opening of the cover 4 and the opening of the housing 5.

筐体５の内部空間には、パージガス供給部６から供給されたパージガスＧが滞留する。筐体５の内部空間にパージガスＧが満たされていれば、対象物２００から放出された対象物２００の成分を含むガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達するのを抑制することができる。 Purge gas G supplied from the purge gas supply unit 6 remains in the internal space of the housing 5. If the internal space of the housing 5 is filled with purge gas G, gas 200a containing components of the object 200 released from the object 200 can be prevented from reaching the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11).

図５は、比較例に係る紫外線照射装置３００を例示するための模式断面図である。
図５に示すように、紫外線照射装置３００には、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、カバー４、筐体５、およびパージガス供給部３０６を有する。
パージガス供給部３０６は、例えば、流量調整弁３０６ａを介して、筐体５の内部空間にパージガスＧを供給する。筐体５の内部空間に供給されたパージガスＧは、筐体５の内部空間に滞留するとともに、一部が筐体５の開口から外部に排出される。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an ultraviolet irradiation device 300 according to a comparative example.
As shown in FIG. 5, the ultraviolet irradiation device 300 includes a barrier discharge lamp 1 , a cooling unit 2 , a socket 3 , a cover 4 , a housing 5 , and a purge gas supply unit 306 .
The purge gas supply unit 306 supplies the purge gas G to the internal space of the housing 5 via, for example, a flow rate control valve 306a. The purge gas G supplied to the internal space of the housing 5 remains in the internal space of the housing 5, and a portion of the purge gas G is discharged to the outside through an opening of the housing 5.

パージガスＧが、筐体５の内部空間に滞留していれば、図５に示すように、バリア放電ランプ１（発光管１１）と対象物２００との間にパージガスＧの層３０６ｂが形成される。パージガスＧの層３０６ｂが形成されていれば、対象物２００から放出されたガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達するのを抑制することができる。そのため、対象物２００の成分がバリア放電ランプ１（発光管１１）の表面に付着して、バリア放電ランプ１の管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる。 If the purge gas G remains in the internal space of the housing 5, a layer 306b of purge gas G is formed between the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) and the target 200, as shown in FIG. 5. If the layer 306b of purge gas G is formed, it is possible to prevent the gas 200a emitted from the target 200 from reaching the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). This makes it possible to prevent components of the target 200 from adhering to the surface of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) and reducing the uniformity of the barrier discharge lamp 1 in the tube axis direction.

ところが、処理時間が長かったり、処理数が多かったりした場合には、ガス２００ａが経時的にバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達する場合がある。また、ガス２００ａの放出量が多い場合にも、ガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達する場合がある。ガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達すると、対象物２００の成分がバリア放電ランプ１（発光管１１）の表面に付着して、バリア放電ランプ１の管軸方向における均斉度が低下する場合がある。均斉度が低下すると処理ムラが生じやすくなるので、処理が施された対象物２００の品質が低下するおそれがある。 However, if the processing time is long or the number of processings is large, the gas 200a may reach the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) over time. Also, if the amount of gas 200a released is large, the gas 200a may reach the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). When the gas 200a reaches the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11), components of the object 200 may adhere to the surface of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11), and the uniformity in the tube axis direction of the barrier discharge lamp 1 may decrease. If the uniformity decreases, uneven processing is more likely to occur, and there is a risk of the quality of the object 200 being reduced after processing.

そこで、本実施の形態に係る紫外線照射装置１００には、パージガス供給部６が設けられている。図１に示すように、パージガス供給部６は、例えば、ガス供給源６ａ、開閉弁６ｂ、流量調整部６ｃ、および気流形成部６ｄを有する。ガス供給源６ａ、開閉弁６ｂ、および流量調整部６ｃは、筐体５の外部に設けることができる。気流形成部６ｄは、筐体５の内部空間に設けることができる。 Therefore, the ultraviolet irradiation device 100 according to this embodiment is provided with a purge gas supply unit 6. As shown in FIG. 1, the purge gas supply unit 6 has, for example, a gas supply source 6a, an on-off valve 6b, a flow rate adjustment unit 6c, and an airflow forming unit 6d. The gas supply source 6a, the on-off valve 6b, and the flow rate adjustment unit 6c can be provided outside the housing 5. The airflow forming unit 6d can be provided in the internal space of the housing 5.

ガス供給源６ａは、パージガスＧを気流形成部６ｄに供給する。ガス供給源６ａは、例えば、パージガスＧを収納した高圧ボンベや工場配管などとすることができる。
パージガスＧは、対象物２００、およびバリア放電ランプ１の要素と反応し難いものであれば特に限定はない。パージガスＧは、例えば、窒素ガス、アルゴンやヘリウムなどの希ガスとすることができる。この場合、パージガスＧを空気よりも比重が小さいガス（例えば、ヘリウム）とすれば、筐体５の内部空間にパージガスＧを滞留させるのが容易となる。また、パージガスＧを希ガスよりも価格の安い窒素ガスとすれば、ランニングコストの低減を図ることができる。 The gas supply source 6a supplies the purge gas G to the airflow forming unit 6d. The gas supply source 6a may be, for example, a high-pressure cylinder storing the purge gas G or factory piping.
The purge gas G is not particularly limited as long as it is unlikely to react with the target object 200 and the elements of the barrier discharge lamp 1. The purge gas G can be, for example, nitrogen gas or a rare gas such as argon or helium. In this case, if the purge gas G is a gas with a lower specific gravity than air (for example, helium), it becomes easy to retain the purge gas G in the internal space of the housing 5. In addition, if the purge gas G is nitrogen gas, which is cheaper than a rare gas, the running cost can be reduced.

開閉弁６ｂは、配管などを介して、ガス供給源６ａと気流形成部６ｄとの間に接続することができる。開閉弁６ｂは、パージガスＧの供給と、供給の停止を制御する。開閉弁６ｂは、例えば、二方弁とすることができる。 The on-off valve 6b can be connected between the gas supply source 6a and the airflow forming unit 6d via piping or the like. The on-off valve 6b controls the supply and stop of the supply of the purge gas G. The on-off valve 6b can be, for example, a two-way valve.

流量調整部６ｃは、配管などを介して、開閉弁６ｂと気流形成部６ｄとの間に接続することができる。流量調整部６ｃは、パージガスＧの流量を調整する。流量調整部６ｃは、例えば、流量調整弁または圧力調整弁とすることができる。また、流量調整部６ｃは、開閉弁６ｂの機能をさらに有することもできる。 The flow rate adjustment unit 6c can be connected between the on-off valve 6b and the airflow forming unit 6d via piping or the like. The flow rate adjustment unit 6c adjusts the flow rate of the purge gas G. The flow rate adjustment unit 6c can be, for example, a flow rate adjustment valve or a pressure adjustment valve. The flow rate adjustment unit 6c can also have the function of the on-off valve 6b.

気流形成部６ｄは、例えば、配管などを介して、流量調整部６ｃと接続することができる。
図６は、気流形成部６ｄを例示するための模式斜視図である。
図１、および図６に示すように、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向に直交する方向（Ｘ方向）において、気流形成部６ｄは、バリア放電ランプ１と並べて設けることができる。気流形成部６ｄは、バリア放電ランプ１（発光管１１）と平行となるように設けることができる。バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）において、気流形成部６ｄの長さは、バリア放電ランプ１の長さと同程度とすることができる。 The airflow forming unit 6d can be connected to the flow rate adjusting unit 6c via, for example, a pipe.
FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating the air flow forming unit 6d.
1 and 6, in a direction (X direction) perpendicular to the tube axis direction of the barrier discharge lamp 1 (arc tube 11), the airflow forming part 6d can be provided alongside the barrier discharge lamp 1. The airflow forming part 6d can be provided parallel to the barrier discharge lamp 1 (arc tube 11). In the tube axis direction (Y direction) of the barrier discharge lamp 1 (arc tube 11), the length of the airflow forming part 6d can be approximately the same as the length of the barrier discharge lamp 1.

図６に示すように、気流形成部６ｄには、パージガスＧの吹き出し口６ｄ１を設けることができる。吹き出し口６ｄ１は、例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）に延びるスリットとすることができる。なお、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）に並ぶ複数の孔を吹き出し口６ｄ１としてもよい。 As shown in FIG. 6, the airflow forming section 6d can be provided with an outlet 6d1 for the purge gas G. The outlet 6d1 can be, for example, a slit extending in the tube axis direction (Y direction) of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). Note that the outlet 6d1 can also be a number of holes aligned in the tube axis direction (Y direction) of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11).

図１、および図６に示すように、気流形成部６ｄに供給されたパージガスＧは、吹き出し口６ｄ１から吹き出す。吹き出し口６ｄ１から吹き出したパージガスＧは、発光管１１の対象物２００側の端部の近傍に供給される。すなわち、気流形成部６ｄは、筐体５の内部において、バリア放電ランプ１（発光管１１）に向けてパージガスＧを流す。この場合、図１に示すように、気流形成部６ｄは、発光管１１の、筐体５の開口に対向する側（対象物２００に対向する側）の端部の近傍を流れるパージガスＧの流れを形成する。パージガスＧは、発光管１１が延びる方向と直交する方向（Ｘ方向）の、発光管１１の一方の側から他方の側に、筐体５の開口に沿って流れる。この様なパージガスＧの流れを形成することができれば、対象物２００からバリア放電ランプ１（発光管１１）に向かうガス２００ａをパージガスＧの流れに載せて、バリア放電ランプ１（発光管１１）から遠ざけることができる。 1 and 6, the purge gas G supplied to the airflow forming unit 6d is blown out from the outlet 6d1. The purge gas G blown out from the outlet 6d1 is supplied to the vicinity of the end of the light emitting tube 11 on the side of the target 200. That is, the airflow forming unit 6d flows the purge gas G toward the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) inside the housing 5. In this case, as shown in FIG. 1, the airflow forming unit 6d forms a flow of purge gas G that flows near the end of the light emitting tube 11 on the side facing the opening of the housing 5 (the side facing the target 200). The purge gas G flows along the opening of the housing 5 from one side of the light emitting tube 11 to the other side in a direction (X direction) perpendicular to the direction in which the light emitting tube 11 extends. If such a flow of purge gas G can be formed, the gas 200a moving from the object 200 toward the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) can be carried by the flow of purge gas G and moved away from the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11).

吹き出し口６ｄ１から吹き出したパージガスＧの流速や流量は、ガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）から遠ざけられるのであれば特に限定はない。この場合、パージガスＧの流速を速くしたり、パージガスＧの流量を多くしたりすれば、ガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達し難くなる。一方、パージガスＧの流速を速くしたり、パージガスＧの流量を多くしたりすれば、ランニングコストが高くなる。そのため、パージガスＧの流速や流量は、ガス２００ａの放出量、バリア放電ランプ１（発光管１１）と対象物２００との間の距離などに応じて適宜変更することができる。パージガスＧの流速や流量は、実験やシミュレーションなどを行うことで適宜決定することができる。 The flow rate and the volume of the purge gas G blown out from the outlet 6d1 are not particularly limited as long as the gas 200a can be kept away from the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). In this case, if the flow rate and the volume of the purge gas G are increased, the gas 200a is less likely to reach the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). On the other hand, if the flow rate and the volume of the purge gas G are increased, the running costs will increase. Therefore, the flow rate and the volume of the purge gas G can be appropriately changed depending on the amount of the gas 200a discharged, the distance between the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) and the target 200, and the like. The flow rate and the volume of the purge gas G can be appropriately determined by performing experiments, simulations, and the like.

気流形成部６ｄが設けられていれば、対象物２００の成分がバリア放電ランプ１（発光管１１）の表面に付着するのを効果的に抑制することができる。そのため、バリア放電ランプ１の管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができ、ひいては、処理ムラが生じるのを抑制することができる。 If the airflow forming section 6d is provided, it is possible to effectively prevent the components of the target object 200 from adhering to the surface of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). This makes it possible to prevent the uniformity of the barrier discharge lamp 1 from decreasing in the tube axis direction, and thus to prevent uneven processing.

図７は、他の実施形態に係る気流形成部６ｄａを例示するための模式斜視図である。
気流形成部６ｄａは、例えば、送風ファンとすることができる。この場合、図７に示すように、複数の気流形成部６ｄａをバリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）に並べて設けることができる。複数の気流形成部６ｄａの列は、バリア放電ランプ１（発光管１１）と平行となるようにすることができる。なお、気流形成部６ｄａの数は例示をしたものに限定されるわけではなく、例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向の長さに応じて適宜変更することができる。また、気流形成部６ｄａは、クロスフローファン（ラインフローファン（登録商標））とすることもできる。気流形成部６ｄａをクロスフローファンとする場合には、例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）に延びる気流形成部６ｄａを１つ設けることができる。 FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating an air flow forming unit 6da according to another embodiment.
The airflow forming unit 6da may be, for example, a blower fan. In this case, as shown in FIG. 7, a plurality of airflow forming units 6da may be arranged in the tube axis direction (Y direction) of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). The row of the plurality of airflow forming units 6da may be parallel to the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). The number of airflow forming units 6da is not limited to the illustrated number, and may be changed as appropriate according to, for example, the length of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) in the tube axis direction. The airflow forming unit 6da may also be a cross-flow fan (line flow fan (registered trademark)). When the airflow forming unit 6da is a cross-flow fan, for example, one airflow forming unit 6da extending in the tube axis direction (Y direction) of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) may be provided.

また、気流形成部６ｄａは、筐体５の内部空間に滞留しているパージガスＧを発光管１１の対象物２００側の端部の近傍に供給する。そのため、前述した流量調整部６ｃは、筐体５の内部空間に接続される。流量調整部６ｃは、筐体５の内部空間にパージガスＧを供給して、少なくとも気流形成部６ｄａの周辺にパージガスＧが存在するようにする。 The airflow forming unit 6da also supplies the purge gas G that is accumulating in the internal space of the housing 5 to the vicinity of the end of the light emitting tube 11 on the target 200 side. For this reason, the flow rate adjusting unit 6c described above is connected to the internal space of the housing 5. The flow rate adjusting unit 6c supplies the purge gas G to the internal space of the housing 5 so that the purge gas G is present at least around the airflow forming unit 6da.

気流形成部６ｄａを設ける場合にも、発光管１１の対象物２００側の端部の近傍に、パージガスＧの流れを形成することができる。パージガスＧの流れが形成されれば、対象物２００からバリア放電ランプ１（発光管１１）に向かうガス２００ａをパージガスＧの流れに載せて、バリア放電ランプ１（発光管１１）から遠ざけることができる。すなわち、気流形成部６ｄａを設ければ、前述した気流形成部６ｄと同様の効果を享受することができる。 Even when the airflow forming unit 6da is provided, a flow of purge gas G can be formed near the end of the light emitting tube 11 on the side of the target 200. If a flow of purge gas G is formed, the gas 200a moving from the target 200 toward the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) can be carried by the flow of purge gas G and moved away from the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). In other words, if the airflow forming unit 6da is provided, the same effect as that of the airflow forming unit 6d described above can be obtained.

図８は、図５に示す比較例に係る紫外線照射装置３００の効果を例示するための表である。なお、図８は、気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられていない場合の効果を例示するための表である。
図９は、気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられた場合の効果を例示するための表である。また、図８、および図９における「０ｍｍ」は、バリア放電ランプ１（発光管１１）の、管軸方向（Ｙ方向）における中心位置を表している。また、「３００ｍｍ」、「６００ｍｍ」、「７００ｍｍ」、「－３００ｍｍ」、「－６００ｍｍ」、「－７００ｍｍ」は、中心位置からの距離を表している。
図１０は、均斉度の経時的な変化を例示するためのグラフである。 Fig. 8 is a table for illustrating the effect of the ultraviolet irradiation device 300 according to the comparative example shown in Fig. 5. Note that Fig. 8 is a table for illustrating the effect in a case where the air flow forming unit 6d (6da) is not provided.
Fig. 9 is a table illustrating the effect when the airflow forming part 6d (6da) is provided. In Fig. 8 and Fig. 9, "0 mm" represents the central position of the barrier discharge lamp 1 (arc tube 11) in the tube axis direction (Y direction). In addition, "300 mm", "600 mm", "700 mm", "-300 mm", "-600 mm", and "-700 mm" represent the distance from the central position.
FIG. 10 is a graph illustrating the change in uniformity over time.

図８、および図９から分かるように、気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられていれば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）における照度のバラツキを小さくすることができる。すなわち、均斉度の向上を図ることができる。
また、図１０から分かるように、気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられていれば、均斉度が経時的に低下するのを抑制することができる。 8 and 9, if the airflow forming portion 6d (6da) is provided, it is possible to reduce the variation in illuminance in the tube axis direction (Y direction) of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11). In other words, it is possible to improve the uniformity.
Furthermore, as can be seen from FIG. 10, if the airflow forming portion 6d (6da) is provided, it is possible to suppress the deterioration of the uniformity over time.

また、パージガスＧが、バリア放電ランプ１（発光管１１）の近傍に直接供給されるので、バリア放電ランプ１（発光管１１）に外気（空気）が接触するのを効果的に抑制することができる。例えば、内部電極１２と電極体１６ａとの間でバリア放電が生じた際に、電極体１６ａと冷却部２との間の隙間や、電極体１６ａと発光管１１との間の隙間に環境中の空気があると、硝化水素ガスが発生する場合がある。また、電極体１６ａの表面において、環境中の水分が結露する場合がある。結露した水分に硝化水素ガスが溶け込むと、硝酸が生成される。硝酸が発光管１１の外面に接触すると、紫外線の透過性が低下する。バリア放電ランプ１を点灯させる度に、このような化学反応が繰り返し生じると、紫外線の取り出し効率が経時的に低下するおそれがある。 In addition, since the purge gas G is supplied directly to the vicinity of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11), it is possible to effectively prevent the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) from coming into contact with the outside air (air). For example, when a barrier discharge occurs between the internal electrode 12 and the electrode body 16a, if there is air in the environment in the gap between the electrode body 16a and the cooling unit 2 or in the gap between the electrode body 16a and the light emitting tube 11, hydrogen nitrate gas may be generated. In addition, moisture in the environment may condense on the surface of the electrode body 16a. When hydrogen nitrate gas dissolves in the condensed moisture, nitric acid is generated. When nitric acid comes into contact with the outer surface of the light emitting tube 11, the ultraviolet light transmittance decreases. If such a chemical reaction occurs repeatedly every time the barrier discharge lamp 1 is turned on, the ultraviolet light extraction efficiency may decrease over time.

気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられていれば、パージガスＧが、バリア放電ランプ１（発光管１１）の近傍に直接供給されるので、硝化水素ガスの生成や、水分の結露を効果的に抑制することができる。そのため、紫外線の取り出し効率が経時的に低下するのを効果的に抑制することができる。 If the airflow forming section 6d (6da) is provided, the purge gas G is supplied directly to the vicinity of the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11), so the generation of hydrogen nitrate gas and the condensation of moisture can be effectively suppressed. Therefore, the decrease in the efficiency of extracting ultraviolet light over time can be effectively suppressed.

また、カバー４が設けられていれば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の近傍に供給されたパージガスＧを滞留させることができるので、硝化水素ガスの生成や、水分の結露をさらに抑制することができる。そのため、紫外線の取り出し効率が経時的に低下するのをさらに抑制することができる。 In addition, if the cover 4 is provided, the purge gas G supplied to the barrier discharge lamp 1 (light emitting tube 11) can be retained in the vicinity of the barrier discharge lamp 1, which further suppresses the generation of hydrogen nitrate gas and the condensation of moisture. This further suppresses the decrease in the efficiency of extracting ultraviolet light over time.

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。 Although several embodiments of the present invention have been illustrated above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, modifications, etc. can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their variations are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention and its equivalents described in the claims. Furthermore, the above-mentioned embodiments can be implemented in combination with each other.

１バリア放電ランプ、２冷却部、５筐体、６パージガス供給部、６ａガス供給源、６ｂ開閉弁、６ｃ流量調整部、６ｄ気流形成部、１１発光管、１２内部電極、１６外部電極、１６ａ電極体、１００紫外線照射装置、２００対象物、２００ａガス、Ｇパージガス 1 Barrier discharge lamp, 2 Cooling unit, 5 Housing, 6 Purge gas supply unit, 6a Gas supply source, 6b Opening and closing valve, 6c Flow rate control unit, 6d Air flow forming unit, 11 Arc tube, 12 Internal electrode, 16 External electrode, 16a Electrode body, 100 Ultraviolet irradiation device, 200 Object, 200a Gas, G Purge gas

Claims

A box-shaped housing having one open end;
a barrier discharge lamp provided inside the housing and configured to irradiate ultraviolet light;
an airflow forming unit that flows a purge gas toward the barrier discharge lamp inside the housing;
Equipped with
The barrier discharge lamp comprises:
an arc tube extending in one direction, tubular, and having gas sealed inside;
An internal electrode provided inside the arc tube;
an external electrode provided outside the light emitting tube;
having
The air flow forming unit is an ultraviolet irradiating device that forms a flow of the purge gas flowing near the end of the light emitting tube on the side facing the opening of the housing.

The ultraviolet irradiation device according to claim 1, wherein the purge gas remains in the internal space of the housing.

The ultraviolet irradiation device according to claim 1 or 2, wherein the purge gas flows from one side of the arc tube to the other side along the opening of the housing in a direction perpendicular to the direction in which the arc tube extends.