JP2540415B2 - 高出力ビ―ム発生器を有する照射装置 - Google Patents
高出力ビ―ム発生器を有する照射装置Info
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- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
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- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
- H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
- H01J65/046—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel
Description
発射する充填ガスの充填された放電室と、放電の給電の
ための交流電源とを有する、高出力ビーム発生器であっ
て、前記交流電源は第1および第2の電極に接続されて
おり、前記放電室の壁部は第1および第2の誘電体によ
り形成され、放電室とは反対側の該誘電体の表面には格
子状または網状の金属第1電極と第2電極が設けられて
いる高出力ビーム発生器を有する照射装置に関する。
た基礎的技術から出発するものである。
源の使用性に強く依存している。古典的なUVビーム発
生器は固有の離散的な波長において低中強度のUVビー
ムを送出する。例えば水銀低圧ランプは185nmおよ
び特に254nmにおいてビームを放射する。実際に高
いUV出力は高圧ランプ(Xe、Hg)からのみ得られ
る。しかし高圧ランプのビームは大きな波長領域にわた
って分布されている。新しいエキシマレーザはいくつか
の新しい波長を光化学的基礎実験に提供した。しかし現
在のところエキシマレーザはコスト的理由から工業プロ
セスには例外的にしか適しない。
e UV−and VUV Exicimerstra
hler”,V.Kogelschatz、B.Eli
asson著、第10回ドイツ化学者協会講演大会、専
門群、光化学、ヴュルツブルグ(旧西ドイツ)、198
7年11月には、新しいエキシマビーム発生器が記載さ
れている。この新しいビーム発生器形式は、エキシマビ
ームを無声放電においても形成し得ることと、オゾン発
生のために工業的に使用される放電形式に基づいてい
る。この放電の短時間(<1ms)でのみ存在する電流
フィラメントにおいて、希ガス原子が電子衝突によって
励起され、希ガス原子は励起された分子群(エキシマ)
に対してさらに反応する。このエキシマの寿命は僅か数
100nsであり、崩壊の際にその結合エネルギをUV
ビームの形で放出する。
流供給部まではほぼ古典的オゾン発生器に相応する。大
きな相違は、放電室を画定する電極および/または誘電
層の少なくとも1つが、生成されたビームのために透明
であることである。この電極の少なくとも1つは、生成
されたビームに対して僅かしか影になってはならない。
ビーム発生器に対するその他の要求は、このビーム発生
器が高出力密度の際にも可及的に僅かな熱しか放出しな
いことである。この特性は特に、印刷インキが感熱性の
担体上でしばしば硬化しなければならないようなグラフ
ィック工業での適用の際に重要である。
電極がビームに対して可及的に僅かしか影にならず(シ
ャドウィング作用をせず)、ビーム発生器が理想的に冷
却可能である、例えばUVビームまたはVUVビーム用
のビーム発生器を有する照射装置を提供することであ
る。
り、ビーム発生器は冷却剤浴に、第1の誘電体と少なく
とも第1電極とが冷却剤により回りを洗われるように浸
漬されており、少なくも前記冷却剤浴の壁部と冷却剤自
体が生成されたビームに対して透過性であるように構成
して解決される。
すべての要求を満たす。
にする。このようなビーム発生器は特に、感熱性の担体
上の印刷インキの硬化と関連して重要である。
ができる。ビーム発生器長手方向に延在する、少数の金
属条材または金属ワイヤで十分である。この金属条材ま
たは金属ワイヤは外部誘電体に載置する必要はない。こ
のようにして誘電体を簡単に交換することができる。
ム発生器の外壁との間の外部放電を阻止する。これはオ
ゾン形成を阻止する。
タによる金属析出が阻止される。すなわち、UV透過性
が比較的に長い動作時間の後も低下しない。
れた冷却剤浴によってのみ動作が可能であり、UVビー
ムが窓を通ってのみこの浴を通過可能である場合、この
窓を容易に洗浄し、または交換することができる。この
ことは、インキ残滓を頻繁に除去しなければならないグ
ラフィック工業での適用において重要である。
に、複数のビーム発生器を同じ浴に統合することも可能
にする。
浴の壁部に、UVビームを良好に反射する層を設ける。
または壁部がアルミニウム製またはアルミニウム合金製
の場合、これを研磨する。別の実施例では、外部誘電管
の外面の一部にUV反射性の層を設ける。さらに別の実
施例では、冷却剤浴に別個の反射器を組み込む。この反
射器は、ビーム発生器により生成されるUVビームの大
部分が、実際のビーム発生器をもう一度通過する必要な
しに浴を去るよう構成される。
浴はビーム発生器の給電のための電流源の電気的および
電子的構成素子を冷却するためにも使用される。これは
例えば、冷却すべき部材を直接外壁部に設けることによ
り行う。
る利点について、以下図面に基づいて詳細に説明する。
はUV高出力ビーム発生器を有する。このUV高出力ビ
ーム発生器は、外部の誘電管1(例えば石英ガラス製)
およびそれに同心配置された内部の誘電管2からなる。
内部誘電管の内壁には内部電極3が設けられている。2
つの管1と2の間のリング状空間はビーム発生器の放電
室4を形成する。内部管2はガス気密に外部管1へ差し
込まれており、外部管には前もってガスまたはガス混合
体が充填されている。このガスは無声放電の影響の下で
UVビームまたはVUVビームを放射する。
用いるか、または外部電極は管長手方向に延在する個々
の金属ワイヤまたは金属条材からなる。外部電極は外部
管1のほぼ上側半周囲にわたって延在する。条材状の電
極構成の場合、個々の条材は軸上に分布された複数の個
所で相互に接続される。外部電極5も、外部誘電管1
も、生成されたUVビームに対して透過性である。管1
の下側周囲には反射器6が設けられている。これは例え
ば蒸着したアルミニウム層により実現することができ
る。この反射器は外部電極5と同じ電位にある。
8、9、17、18により画定された冷却剤浴10に浸
漬される。この浴には冷却剤流入部11と冷却剤流出部
12を介し、冷却剤、有利には蒸留水が流過する。上部
にはUV透過性の窓13、例えば石英ガラス製が設けら
れている。
へ案内するための別の有利な手段は、壁部7、8、9の
の内側を鏡面仕上げすることである。これはアルミニウ
ム壁部の場合、表面の研磨により行うことができる。有
利な実施例では、容器壁部を最適に鏡面化するために浴
の底部部分に別個の反射器14を設ける。この反射器は
多数の割目15を有しており、容器壁部と同じ電位にあ
る。割目は流入部11から流出部12への十分な冷却剤
流を可能にする。反射器14は、この反射器によりビー
ム発生器から下方に照射されたUVビームの大部分が反
射され、その際ビームがもう一度誘電体1と2を通過す
る必要のないように構成されている。反射器14の断面
は、2つのパラボラ型部分から統合するも考えられる。
ている。交流電源は基本的に、この電流源がオゾン生成
の給電に使用されるのと基本的に相応する。典型的には
交流電流源は数100Vから20000Vまでのオーダ
の大きさで調整可能な交流電圧を送出する。この交流電
圧の周波数は数1000kHzまでの技術的交流電流の
領域において、電極の幾何学的形状、放電空管4の圧力
および充填ガスの組成に依存する。
金属蒸気混合気、希ガスハロゲン混合気であり、場合に
より付加的に別の希ガス、有利にはAr、He、Neが
緩衝ガスとして使用される。
物質/物質混合気が以下の表に従い使用される。
e)または水銀とF2、J2、Br2、Cl2のガスないし
蒸気、または放電中に1つまたは複数のF、J、Brま
たはClの原子を分離する化合物; −希ガス(Ar、He、Kr、Ne、Xe)または水銀
と酸素または放電中に1つまたは複数の原子を分離する
結合物; −希ガス(Ar、He、Kr、Ne、Xe)と水銀。
ャージ)では、電子エネルギ分布を誘電体1と2の厚さ
およびその特性、放電室中の圧力および/または温度に
より最適に調整することができる。
に、多数の放電チャネル(部分放電)が放電室4に生じ
る。この放電チャネルは充填ガスの原子/分子と相互作
用する。これも最終的にUVビームまたはVUVビーム
につながる。
て可及的に僅かしか影にならず、ビーム発生器が理想的
に冷却可能である、例えばUVビームまたはVUVビー
ム用のビーム発生器を有する照射装置が得られる。
を有するビーム照射装置の模式図である。
図1の装置の変形実施例を示す模式図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 放電条件下でビームを発射する充填ガス
の充填された放電室と、 放電の給電のための交流電源とを有する、高出力ビーム
発生器を有する照射装置であって、 前記交流電源は第1および第2の電極に接続されてお
り、 前記放電室の壁部は第1および第2の誘電体により形成
され、該放電室とは反対側の該誘電体の表面には格子状
または網状の金属第1電極と第2電極が設けられている
高出力ビーム発生器を有する照射装置において、 ビーム発生器は冷却剤浴(10)に、前記第1の誘電体
(1)と少なくとも前記第1電極とが冷却剤により回り
を洗われるように浸漬されており、 少なくとも前記冷却剤浴の壁部(13)と冷却剤自体が
生成されたビームに対して透過性であることを特徴とす
る、高出力ビーム発生器を有する照射装置。 - 【請求項2】 冷却剤浴(10)の壁部(7、8、9)
にUVビームを良好に反射する層が設けられているか、
またはアルミニウム製またはアルミニウム合金製の壁部
(7、8、9)の場合、壁部が鏡面研磨されている請求
項1記載の照射装置。 - 【請求項3】 外部誘電管(1)の外面にはUV反射性
の層(6)が設けられている請求項1記載の照射装置。 - 【請求項4】 冷却剤浴(10)に別個の反射器(1
4)が組み込まれており、該別個の反射器は、前記ビー
ム発生器により生成されたUVビームの大部分がビーム
発生器を再度通過する必要なしに冷却剤浴(10)を去
るように構成されている請求項1または2記載の照射装
置。 - 【請求項5】 冷却剤浴(10)は、ビーム発生器の給
電用電流源の電気構成素子および電子構成素子の冷却に
も使用される請求項1から4までのいずれか1記載の照
射装置。 - 【請求項6】 前記高出力ビーム発生器がUVビーム用
である請求項1から5までのいずれか1記載の照射装
置。
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