JP2540415C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本発明は、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電極が設けられており、前記放電室は、外部に配
置される誘電体からなる管と内部に配置される誘電体からなる管との間にリング
状空間として形成さ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。 【０００２】 本発明はＥＰ−Ａ０２５４１１１に示された基礎的技術から出発するものであ
る。 【０００３】 【従来の技術】 光化学的手法の工業的使用は適切なＵＶ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。 【０００４】 冒頭に述べたＥＰ特許出願または“Ｎｅｕｅ ＵＶ−ａｎｄ ＶＵＶ Ｅｘｉ
ｃｉｍｅｒｓｔｒａｈｌｅｒ”,Ｖ．Ｋｏｇｅｌｓｃｈａｔｚ、Ｂ．Ｅｌｉａｓ
ｓｏｎ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）、１９８７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。 【０００５】 この種のエキシマビーム発生器の構成は電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。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】 本発明の課題は、その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Ｕ
Ｖ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。 【０００７】 【課題を解決するための手段】 上記課題は本発明により、外部に配置される誘電体からなる管には格子状また
は網状の金属第１電極が設けられ、ビーム発生器は水浴である冷却剤浴に、外部
に配置される誘電体からなる管と少なくとも格子状または網状の金属第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。 【０００８】 このように構成された照射装置は実際上のすべての要求を満たす。 【０００９】 −本発明は絶対的冷型ビーム発生器を可能にする。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。 【００１０】 −外部電極は簡単な構造のものとすることができる。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。 【００１１】 −冷却剤である水が外部電極と、ビー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。 【００１２】 −外部放電が生成され得ないから、スパッ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。 【００１３】 −それぞれの適用において、全面の閉鎖さ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。 【００１４】 −本発明は、純然たるモジュール構成の他に、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。 【００１５】 本発明の第１の有利な実施例では、冷却剤浴の壁部に、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。 【００１６】 このすべての変形実施例において、冷却剤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。 【００１７】 本発明の特別な構成およびそこから得られる利点について、以下図面に基づい
て詳細に説明する。 【００１８】 【実施例】 図１および図２に模式的に示された照射装置は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。 【００１９】 外部電極５として目の粗い金属メッシュを用いるか、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。 【００２０】 上に述べたビーム発生器は金属壁部７、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、冷却剤である蒸留水が流過する。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。 【００２１】 発生したビームを窓１３を通して外部空間へ案内するための別の有利な手段は
、壁部７、８、９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。 【００２２】 電極３と５は交流電源６の各極に接続されている。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。 【００２３】 充填ガスは例えば、水銀、希ガス、希ガス金属蒸気混合気、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。 【００２４】 ビームの所望のスペクトル組成に応じて、物質／物質混合気が以下の表に従い
使用される。 【００２５】 充填ガス ビーム ヘリウム ６０〜１００ ｎｍ ネオン ８０〜９０ ｎｍ アルゴン １０７〜１６５ｎｍ アルゴン＋フッ素 １８０〜２００ｎｍ アルゴン＋塩素 １６５〜１９０ｎｍ アルゴン＋クリプトン＋塩素 １６５〜１９０、２００〜２４０ｎｍ クセノン １６５〜１９ｎｍ 窒素 ３３７〜４１５ｎｍ クリプトン １２４、１４０〜１６０ｎｍ クリプトン＋フッ素 ２４０〜２５５ｎｍ クリプトン＋塩素 ２００〜２４０ｎｍ 水銀 185,254,320〜370nm,390〜420nm セレン １９６、２０４、２０６ｎｍ ジューテリウム １５０〜２５０ｎｍ クセノン＋フッ素 ３４０〜３６０、４００〜５５０ｎｍ クセノン＋塩素 ３００〜３２０ｎｍ その他、次の一連の充填ガスが考えられる。 −希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｎｅ、Ｘｅ）または水銀とＦ₂、Ｊ₂、Ｂｒ₂、Ｃ
ｌ₂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Ｃ
ｌの原子を分離する化合物； 【００２６】 −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。 【００２７】 生成される無声放電（サイレントディスチャージ）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。 【００２８】 電極３と５の間に交流電圧が印加される際に、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。 【００２９】 【発明の効果】 本発明により、その電極がビームに対し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。

【図面の簡単な説明】 【図１】 冷却剤浴に浸漬された円筒型ＵＶビーム発生器を有するビーム照射装置の模式
図である。 【図２】 図１の装置の線ＡＡに沿った断面図である。 【図３】 冷却剤浴に浸漬された、別個の反射器を有する図１の装置の変形実施例を示す
模式図である。 【符号の説明】 １ 外部誘電管 ２ 内部誘電管 ３ 内部電極 ４ 放電室 ５ 外部電極 ６ １の反射器 ７、８、９ 冷却剤浴の壁部 １０ 冷却剤浴 １１ 流入部 １２ 流出部 １３ 窓 １４ 別個の反射器 １５ １４の割目 １６ 交流電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【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
   れており、 前記放電室は、外部に配置される誘電体からなる管と内部に配置される誘電体
   からなる管との間にリング状空間として形成さ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、 外部に配置される誘電体からなる管（１）には前記格子状または網状の金属第
   １電極が設けられ、 ビーム発生器は水浴である冷却剤浴（１０）に、前記外部に配置される誘電体
   からなる管（１）と少なくとも前記格子状または網状の金属第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】 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３】 冷却剤浴（１０）に別個の反射器（１４）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記載の照射装置。 【請求項４】 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３までのいずれか １記載の照射装置。