JP3225857B2 - Dielectric barrier discharge device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光化学反
応用の紫外線光源として使用される放電ランプの一種
で、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成し、
前記エキシマ分子から放射される光を利用するいわゆる
誘電体バリア放電ランプを含む光源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp used as an ultraviolet light source for photochemical reactions, for example, which forms excimer molecules by dielectric barrier discharge.
The present invention relates to a light source device including a so-called dielectric barrier discharge lamp using light emitted from the excimer molecule.
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明に関連した技術としては、誘電体
バリア放電ランプについては、例えば特開平2ー735
3号があり、そこには、放電容器にエキシマ分子を形成
する放電用ガスを充填し、誘電体バリア放電(別名オゾ
ナイザ放電あるいは無声放電。電気学会発行改定新版
「放電ハンドブック」平成1年6月再販7刷発行第26
3ページ参照)によってエキシマ分子を形成せしめ、前
記エキシマ分子から放射される光を取り出す放射器が記
載されている。2. Description of the Related Art As a technique related to the present invention, a dielectric barrier discharge lamp is disclosed in, for example, JP-A-2-735.
No. 3 includes a discharge vessel filled with a discharge gas for forming excimer molecules, and a dielectric barrier discharge (also known as an ozonizer discharge or a silent discharge. The revised edition of the Institute of Electrical Engineers, “Discharge Handbook,” June 2001. Resale 7th issue No. 26
(See page 3) to form excimer molecules and extract the light emitted from the excimer molecules.
【0003】上記のような誘電体バリア放電ランプおよ
びこれを含む光源装置は、従来の低圧水銀放電ランプや
高圧アーク放電ランプには無い種々の特長を有している
ため応用の可能性が多岐にわたっている。とりわけ、近
来の環境汚染問題への関心の高まりのなかで、紫外線に
よる光化学反応を応用した無公害の材料処理は、その最
も重要な応用のひとつである。The above-described dielectric barrier discharge lamp and the light source device including the same have various features not found in conventional low-pressure mercury discharge lamps and high-pressure arc discharge lamps, and thus have a wide variety of application possibilities. I have. Above all, with the increasing interest in environmental pollution in recent years, non-polluting material processing using photochemical reaction by ultraviolet rays is one of the most important applications.
【0004】まず、本発明にかかわる誘電体バリア放電
ランプの構造について、模式的に示した図1を用いて簡
単に説明する。誘電体バリア放電ランプ(B)には、放
電プラズマの空間(G)を挟んで電極(Ea)(Eb)
の間に、1枚または2枚の誘電体が存在する。図1は、
2枚の誘電体(D)が存在する誘電体バリア放電ランプ
を表している。因みに、図1ではランプ封体ガラス
(U)が、誘電体(D)を兼ねている。誘電体バリア放
電ランプ(B)を点灯させる際は、その両極の電極(E
a)(Eb)に、例えば、10kHz〜200kHz、
2kV〜10kVrmsの高周波の交流電圧が印加され
る。ところが放電プラズマ空間(G)と電極(Ea)
(Eb)の間に介在する誘電体(D)のため、電極(E
a)(Eb)から放電プラズマ空間(G)に直接に電流
が流れるのではなく、誘電体(D)がコンデンサの働き
をすることによって電流が流れる。すなわち、各誘電体
(D)の放電プラズマ空間(G)側の面には、各電極
(Ea)(Eb)側の面と等量逆符号の電荷が誘電体の
分極により誘起され、放電プラズマ空間(G)を挟んで
対向する誘電体(D)の面の間で放電する。放電が生じ
た部分では、誘電体(D)の放電プラズマ空間(G)側
の面に誘起された電荷は、放電により直ちに中和される
ため、放電電流は極めて短い時間しか持続しない。誘電
体(D)の放電プラズマ空間(G)側の面に沿って電流
があまり流れないため、1度放電が生じた部分は、電極
(Ea)(Eb)に印加される交流電圧の極性が反転す
るまで、再放電しない。また、放電が生じるタイミング
は、誘電体(D)の場所毎に同じでないため、誘電体バ
リア放電ランプでは、多数本の放電路(J1,J2,‥
‥)が不均一に発生消滅を繰り返しており、また放電路
(J1,J2,‥‥)が発生する場所は時間とともに移
動してゆく場合がある。因みに、電極(Ea)(Eb)
の何れか一方または両方を網状電極とすれば、放射光
は、その電極により遮られることなく、ランプから外部
に放出することができる。First, the structure of a dielectric barrier discharge lamp according to the present invention will be briefly described with reference to FIG. The dielectric barrier discharge lamp (B) has electrodes (Ea) and (Eb) sandwiching a discharge plasma space (G).
In between, there is one or two dielectrics. FIG.
1 shows a dielectric barrier discharge lamp in which two dielectrics (D) are present. Incidentally, in FIG. 1, the lamp sealing glass (U) also serves as the dielectric (D). When lighting the dielectric barrier discharge lamp (B), the electrodes (E
a) In (Eb), for example, 10 kHz to 200 kHz,
A high-frequency AC voltage of 2 kV to 10 kVrms is applied. However, the discharge plasma space (G) and the electrode (Ea)
Because of the dielectric (D) interposed between (Eb), the electrode (Eb)
a) The current does not flow directly from (Eb) to the discharge plasma space (G), but the current flows due to the dielectric (D) acting as a capacitor. That is, on the surface of each dielectric (D) on the side of the discharge plasma space (G), a charge having the same sign as that of the surface on each of the electrodes (Ea) and (Eb) is induced by polarization of the dielectric, and the discharge plasma is discharged. Discharge occurs between the surfaces of the dielectric (D) facing each other across the space (G). In the portion where the discharge has occurred, the charge induced on the surface of the dielectric (D) on the side of the discharge plasma space (G) is immediately neutralized by the discharge, so that the discharge current lasts only for an extremely short time. Since little current flows along the surface of the dielectric (D) on the side of the discharge plasma space (G), the portion where the discharge has occurred once has the polarity of the AC voltage applied to the electrodes (Ea) and (Eb). No re-discharge until reversal. In addition, since the timing at which discharge occurs is not the same for each location of the dielectric (D), in the dielectric barrier discharge lamp, a large number of discharge paths (J1, J2,.
‥) is generated and disappeared non-uniformly, and the place where the discharge path (J1, J2, ‥‥) occurs may move with time. Incidentally, the electrodes (Ea) and (Eb)
If any one or both of the electrodes is a mesh electrode, the emitted light can be emitted from the lamp to the outside without being blocked by the electrode.
【0005】誘電体バリア放電ランプとその他の放電ラ
ンプとの、点灯時の放電および発光の安定性についての
相違点に関連する事項を述べる。他の放電ランプには、
点灯直後には発光量が低かったり、また放電が安定しな
かったりするものが多く、発光量が安定化するまでに長
い時間を必要とする。また、頻繁に点灯、消灯を繰り返
した場合には、ランプの寿命が著しく短縮するものも多
く、また、点灯のために定常時に比して極めて高い起動
電圧が必要なものもあって、このようなものでは点灯装
置の寿命が著しく短縮したりするなど、点灯時にかかわ
る問題が非常に多い。したがって、ランプからの放射光
が有効に利用されない期間があったとしても、通常は、
点灯状態のままで待機させるような使い方が行われる。
当然、これが不必要な寿命の短縮を行っていることに変
わりはなく、また電力の無駄でもあるが、ただ、頻繁に
点灯、消灯するよりも寿命短縮の程度が低く、電力の無
駄については単に無視しているだけのことである。[0005] Matters related to the difference between the dielectric barrier discharge lamp and other discharge lamps in terms of the stability of discharge and light emission during operation will be described. Other discharge lamps include
Immediately after lighting, the amount of light emission is low or the discharge is not stable in many cases, and it takes a long time until the amount of light emission is stabilized. In addition, when the lamp is repeatedly turned on and off frequently, the life of the lamp is significantly shortened in many cases, and in some cases, an extremely high starting voltage is required for lighting in comparison with a steady state. In many cases, there are many problems related to lighting, such as the life of the lighting device being significantly shortened. Therefore, even if there is a period when the light emitted from the lamp is not effectively used,
It is used in such a way as to make it stand by in the lighting state.
Naturally, this still leads to unnecessary shortening of life, and it is also a waste of power, but the degree of life shortening is lower than frequent lighting and extinguishing. It is just ignored.
【0006】これに対して、誘電体バリア放電ランプに
おいては、点灯開始の直後から安定な放電が得られ、ラ
ンプ内部では放電に見合う発光量が生じているし、頻繁
な点灯、消灯を繰り返しても、基本的に寿命の短縮は、
純粋な点灯累積時間にのみ依存する。したがって、その
応用においては、ランプからの放射光が不要である期間
には、単に消灯すればよいため、点灯状態での待機によ
る不必要な寿命の短縮や電力の無駄が生じないという大
きな特長がある。On the other hand, in the dielectric barrier discharge lamp, a stable discharge is obtained immediately after the start of lighting, and the amount of light emission corresponding to the discharge is generated inside the lamp. But basically, shortening the life is
It depends only on the pure lighting cumulative time. Therefore, in this application, the lamp can be simply turned off during the period when the light emitted from the lamp is not required, and there is a great advantage that unnecessary standby time in the lighting state does not shorten unnecessary life and waste power. is there.
【0007】次に、誘電体バリア放電ランプの紫外線応
用において、発光量の精密な制御が要求される事情につ
いて述べる。誘電体バリア放電ランプの紫外線による材
料処理の作用は、非常に複雑で高度な光化学反応による
ものであるため、所望の材料処理効果を得るためには、
照射エネルギー密度において、所望の値に対する過不足
があってはならない。照射エネルギー密度が不足してい
る場合は、照射の効果が低いため、問題であることは明
らかである。照射エネルギー密度が過剰である場合に
も、例えば照射紫外線による分解生成物が再反応を起こ
して、意図しない分子合成がおこなわれ、対象処理材料
表面に不均一な不純物質層を形成することがある。した
がって、照射エネルギー密度の過不足には、行おうとす
る材料処理反応の種類に依存したある許容範囲が存在
し、理想的な誘電体バリア放電装置は、これが満足でき
るような、照射エネルギー密度すなわち発光量の精密な
制御性能が求められるわけである。Next, the situation where precise control of the light emission amount is required in the application of the dielectric barrier discharge lamp to ultraviolet light will be described. The effect of material treatment by ultraviolet light of the dielectric barrier discharge lamp is based on a very complicated and advanced photochemical reaction.
There must be no excess or deficiency in the irradiation energy density relative to the desired value. If the irradiation energy density is insufficient, it is obvious that this is a problem because the irradiation effect is low. Even when the irradiation energy density is excessive, for example, decomposition products due to irradiation ultraviolet rays may react again, causing unintended molecular synthesis to form a non-uniform impurity layer on the surface of the target processing material. . Therefore, there is a certain allowable range in the excess and deficiency of the irradiation energy density depending on the kind of material processing reaction to be performed, and an ideal dielectric barrier discharge device has an irradiation energy density, that is, a luminescence that can be satisfied. Precision control of the quantity is required.
【0008】次に、紫外線放射用のランプに特有の問題
点につき述べる。誘電体バリア放電ランプが、他の放電
ランプの多くと異なり、点灯直後から安定なものである
ことは先述のとおりである。ところが、前記のような紫
外線発光のためのランプでは、誘電体バリア放電ランプ
であるか他のランプであるかにはよらず、特別な機構の
発光量変動の要因を孕んでいる。誘電体バリア放電ラン
プのなかでは、とりわけキセノンを放電ガスとする誘電
体バリア放電ランプにおいて、その種の発光量変動の影
響が大きい。Next, problems specific to the ultraviolet radiation lamp will be described. As described above, the dielectric barrier discharge lamp is stable immediately after lighting, unlike many other discharge lamps. However, such a lamp for emitting ultraviolet light has a special mechanism of variation in light emission amount regardless of whether it is a dielectric barrier discharge lamp or another lamp. Among the dielectric barrier discharge lamps, in particular, in a dielectric barrier discharge lamp using xenon as a discharge gas, the effect of such light emission amount fluctuation is large.
【0009】一般論として、光源装置においては、ラン
プ発光量の変動には、大別して2種類あり、その第1
は、消灯状態から点灯開始したときに、時間の経過にと
もなってランプ発光量が変動する短い時間スケールの現
象であり、その第2は、ランプが新品である時期から、
その寿命の末期にかけて変動する長い時間スケールの現
象である。この第2のランプ発光量の変動は、基本的に
は寿命末期に近づくにつれてランプ発光量が低下するも
のである。In general terms, in a light source device, there are roughly two types of fluctuations in the amount of light emitted from a lamp.
Is a phenomenon on a short time scale in which the amount of light emitted from the lamp varies with time when the lamp is started to be turned on from the off state.
It is a long time scale phenomenon that fluctuates towards the end of its life. The fluctuation in the second lamp light emission amount is basically such that the lamp light emission amount decreases as the end of life is approached.
【0010】前記キセノンを放電ガスとする誘電体バリ
ア放電ランプからは、中心波長が172nmのエキシマ
発光が放射され、数少ない真空紫外域の短波長光源とし
て貴重なものであるが、まさにその波長の短さゆえの、
特有の変動の要因として、ランプ封体ガラスに起因する
ものが存在する。The dielectric barrier discharge lamp using xenon as a discharge gas emits excimer light having a center wavelength of 172 nm, which is valuable as a few short-wavelength light sources in the vacuum ultraviolet region. Therefore,
As a factor of the characteristic variation, there is one caused by the lamp sealing glass.
【0011】この種の誘電体バリア放電ランプの封体ガ
ラス(U)は、波長172nmの真空紫外光を透過させ
ることができなければならないため、高純度の石英ガラ
スが使用される。しかし、石英ガラスの吸収端、即ち透
過させることのできる短い方の限界波長は、170nm
近辺にあり、また吸収端は、石英ガラスの純度や温度、
組成欠陥密度等により変化する。一般的には、低純度の
もほど、高温になるほど、また組成欠陥密度が高くなる
ほど、石英ガラスの吸収端は長波長側へ移動する。した
がって、高純度の石英を封体ガラスとするランプであっ
ても、点灯によりランプ自体の温度が上昇すれば、封体
ガラスの透過率は低下する。これによってランプ発光量
が低下し、これは前記の変動の第1のものに相当する。
また、誘電体バリア放電ランプからの放射は高エネルギ
ー紫外線光子であるが、累積点灯時間が長くなれば、ラ
ンプ自体が放射した高エネルギー紫外線光子により、ラ
ンプ自体の封体ガラスの組成欠陥密度が上昇し、結局、
封体ガラスの透過率が低下することになる。これによっ
てもランプ発光量が低下し、これは前記の変動の第2の
ものに相当する。Since the sealing glass (U) of this kind of dielectric barrier discharge lamp must be able to transmit vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, high purity quartz glass is used. However, the absorption edge of quartz glass, that is, the shortest limit wavelength that can be transmitted is 170 nm.
Near the edge, the absorption edge is the purity and temperature of quartz glass,
It changes depending on the composition defect density and the like. In general, the lower the purity, the higher the temperature, and the higher the composition defect density, the more the absorption edge of the quartz glass moves to the longer wavelength side. Therefore, even in a lamp using high-purity quartz as the sealing glass, if the temperature of the lamp itself increases due to lighting, the transmittance of the sealing glass decreases. This reduces the amount of light emitted by the lamp, which corresponds to the first of the aforementioned variations.
In addition, the radiation from the dielectric barrier discharge lamp is high-energy ultraviolet photons, but if the cumulative lighting time is prolonged, the high-energy ultraviolet photons emitted by the lamp itself will increase the composition defect density of the sealing glass of the lamp itself. And eventually
The transmittance of the sealing glass will be reduced. This also reduces the amount of light emitted by the lamp, which corresponds to the second variation described above.
【0012】すなわち、先述のように、点灯直後からの
安定性に優れる誘電体バリア放電ランプにおいても、短
波長紫外線を放射する限り、これらのランプ発光量変動
が存在するのである。これらのランプ封体ガラスの透過
率の変動に起因する第1および第2のランプ発光量の変
動は、前記材料処理の応用のような、照射エネルギー密
度の精密な制御を要する光源装置では、決して許される
ものではなく、改善が求められていた。That is, as described above, even in a dielectric barrier discharge lamp having excellent stability immediately after lighting, these lamp light emission amount fluctuations exist as long as short-wavelength ultraviolet rays are emitted. Fluctuations in the first and second lamp light emission amounts due to these fluctuations in the transmittance of the lamp envelope glass may never occur in a light source device requiring precise control of the irradiation energy density, such as in the application of the material processing. It wasn't forgiving and improvements were needed.
【0013】従来、誘電体バリア放電ランプ以外の多く
のランプでは、紫外線放射用のものであるか否かにかか
わらず、先述のように、点灯開始から長い時間の予備点
灯期間を設けて発光量を安定化させ、ランプからの放射
光が有効に利用されない期間が生じても、点灯状態のま
まで待機させるような使い方をしていたため、前記第1
のランプ発光量の変動は、比較的低い水準におさえられ
ていた。当然、誘電体バリア放電ランプにおいても同様
の使い方をするならば、前記第1のランプ発光量の変動
は、比較的低い水準におさえられるであろうが、先述の
ように、頻繁に点灯、消灯することにより、点灯状態で
の待機による不必要な寿命の短縮や電力の無駄を回避で
きる特長が全く生かせないことになってしまう。そのた
め、ランプ発光量フィードバック、すなわち、ランプ発
光量を何らかのランプ発光量測定手段を用いて測定し、
これが所期の値となるように、フィードバック制御する
ことが必要となる。Conventionally, in many lamps other than the dielectric barrier discharge lamps, regardless of whether they are for ultraviolet radiation or not, as described above, a long preliminary lighting period is provided from the start of lighting and the amount of light emission is increased. Has been used in such a manner that the light emitted from the lamp is not effectively used, and even if there is a period during which the emitted light from the lamp is not effectively used, the standby state is maintained in the lighting state.
Of the amount of light emitted from the lamp was relatively low. Naturally, if the same usage is performed in the dielectric barrier discharge lamp, the fluctuation of the first lamp light emission amount will be suppressed to a relatively low level. By doing so, there is no use of any features that can avoid unnecessary shortening of service life and waste of power due to standby in the lighting state. Therefore, the lamp emission amount feedback, that is, the lamp emission amount is measured using some kind of lamp emission amount measuring means,
It is necessary to perform feedback control so that this becomes an expected value.
【0014】ところが、このようなフィードバック制御
によっては、前記第1のランプ発光量の変動は補正され
るが、前記第2のランプ発光量の変動は補正されない。
その理由を以下に述べる。先述のように、誘電体バリア
放電ランプからは高エネルギー紫外線光子が放射される
が、ランプ発光量測定手段もまた、この高エネルギー紫
外線光子により劣化する。例えば、ランプ発光量測定手
段としてシリコンフォトダイオードを使用する場合、受
光窓が石英ガラスであるものも市販されているが、この
石英窓が高エネルギー紫外線により劣化し、また、窓に
より保護されているはずのシリコンフォトダイオード自
体もまた、高エネルギー紫外線光子により徐々に破壊さ
れる。フォトダイオードで直接に紫外線を検出する代わ
りに、蛍光体等により紫外線をより長波長の光、例えば
可視光に波長変換した後、この変換された光をフォトダ
イオードにて検出することにより、間接的に紫外線を検
出する方法があるが、この場合は、蛍光体等の波長変換
部材が紫外線により劣化することになる。結局、これら
の劣化はランプ発光量測定手段の感度の低下となって現
れる。この現象は、本誘電体バリア放電装置のような短
波長の光源装置においては不可避の問題である。感度が
低下したランプ発光量測定手段に基づいてランプ発光量
フィードバックを行った場合、実際のものよりも小さな
ランプ発光量を検出するため、所期の値から外れたラン
プ発光量になるように制御されてしまう問題が生じる。
極力劣化の少ない蛍光体等を選定することにより、ラン
プ発光量測定手段の感度の低下が、短時間では進行しな
いようにすることは可能であるから、前記第1のランプ
発光量の変動は補正できる。しかし、ランプ発光量測定
手段の感度の低下は、長期間にわたって徐々に進行して
しまうため、前記第2のランプ発光量の変動は正確には
補正できない。However, such a feedback control corrects the fluctuation of the first lamp light emission amount, but does not correct the fluctuation of the second lamp light emission amount.
The reason is described below. As described above, high energy ultraviolet photons are emitted from the dielectric barrier discharge lamp, and the lamp emission amount measuring means is also deteriorated by the high energy ultraviolet photons. For example, when a silicon photodiode is used as a lamp light emission amount measuring means, a light receiving window made of quartz glass is commercially available, but this quartz window is deteriorated by high-energy ultraviolet rays and is protected by the window. The supposed silicon photodiode itself is also gradually destroyed by high-energy ultraviolet photons. Instead of directly detecting ultraviolet light with a photodiode, after converting ultraviolet light to longer wavelength light, for example, visible light with a phosphor or the like, the converted light is detected by a photodiode, thereby indirectly detecting the converted light. There is a method for detecting ultraviolet rays, but in this case, the wavelength conversion member such as a phosphor is deteriorated by the ultraviolet rays. Eventually, these deteriorations appear as a decrease in the sensitivity of the lamp emission amount measuring means. This phenomenon is an unavoidable problem in a short wavelength light source device such as the present dielectric barrier discharge device. When the lamp emission amount feedback is performed based on the lamp emission amount measuring means whose sensitivity has decreased, control is performed so that the lamp emission amount deviates from the expected value to detect the lamp emission amount smaller than the actual one. The problem that it is done arises.
By selecting a phosphor or the like with as little deterioration as possible, it is possible to prevent the decrease in the sensitivity of the lamp light emission amount measuring means from proceeding in a short time, so that the fluctuation of the first lamp light emission amount is corrected. it can. However, since the decrease in the sensitivity of the lamp light emission amount measuring means gradually progresses over a long period of time, the fluctuation of the second lamp light emission amount cannot be accurately corrected.
【0015】前記第2のランプ発光量の変動は、長期間
にわたって徐々に発生するものであるから、ランプ発光
量測定手段はランプの点灯期間の全体にわたって受光す
る必要はないため、ランプ発光量測定手段の前に、例え
ばシャッタ等を設け、ランプ発光量を測定する時にのみ
前記シャッタ等を開けるようにすることにより、前記第
2のランプ発光量の変動が補正でき、また、ランプ発光
量測定手段において前記の感度低下が生じないようにす
ることは可能である。しかし、このようにすると、ラン
プの点灯期間のうちの大部分の時間はランプ発光量測定
が不可能なため、前記第1のランプ発光量の変動が補正
できなくなってしまう。非常に短時間だけ前記シャッタ
等を開けるようにすることを頻繁に繰り返すことによ
り、前記第1のランプ発光量の変動をも補正する方法が
考えられるが、この場合は、前記シャッタ等の機械的寿
命に問題が生じる。Since the second variation in the amount of emitted light of the lamp occurs gradually over a long period of time, the means for measuring the amount of emitted light of the lamp does not need to receive light over the entire lighting period of the lamp. By providing, for example, a shutter or the like before the means and opening the shutter or the like only when measuring the amount of lamp light emission, it is possible to correct the fluctuation of the second lamp light amount, It is possible to prevent the decrease in sensitivity described above. However, this makes it impossible to measure the amount of emitted light of the lamp during most of the lighting period of the lamp, so that the fluctuation of the amount of emitted light of the first lamp cannot be corrected. A method of correcting the fluctuation of the first lamp light emission amount by frequently repeating opening of the shutter or the like for a very short time may be considered. In this case, however, a mechanical operation of the shutter or the like is considered. A problem occurs with the life.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、短波長紫外線を放射する誘電体バリア放電
ランプにおいて、ランプ自体の温度上昇に基づく封体ガ
ラスの透過率低下や、ランプ自体が放射した高エネルギ
ー紫外線光子による封体ガラスの透過率低下が発生して
も、第1の、消灯状態から点灯開始したときに、時間の
経過とともにランプ発光量が変化する短い時間スケール
の変動と、第2の、ランプが新品である時期からその寿
命の末期にかけてランプ発光量が変化する長い時間スケ
ールの変動との両方の変動を補正することのできる誘電
体バリア放電装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a dielectric barrier discharge lamp that emits short-wavelength ultraviolet light, in which the transmittance of the sealing glass is reduced due to a rise in the temperature of the lamp itself, or the lamp itself is reduced. Even when the transmittance of the sealing glass decreases due to the high-energy ultraviolet photons emitted by the lamp, the first time, when the lighting is started from the unlit state, the change in the short-time scale in which the lamp light emission amount changes with the lapse of time. A second object of the present invention is to provide a dielectric barrier discharge device capable of correcting both fluctuations in a long time scale in which the amount of light emitted by a lamp changes from the time when the lamp is new to the end of its life. .
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項1の発明は、誘電体バリア放電によ
ってエキシマ分子を生成する放電用ガスが充填された放
電空間(G,G1,G2,‥‥)があって、前記放電用
ガスに放電現象を誘起せしめるための両極の電極(E
a,Ea1,Ea2,‥‥)(Eb,Eb1,Eb2,
‥‥)のうちの少なくとも一方と前記放電用ガスの間に
誘電体(D,D1,D2,‥‥)が介在する構造を有す
る誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)
と、前記誘電体バリア放電ランプの前記電極(Ea,E
a1,Ea2,‥‥)(Eb,Eb1,Eb2,‥‥)
に交流の高電圧を印加するための給電装置(P)とを有
する誘電体バリア放電装置において、前記誘電体バリア
放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)の発光量を検出す
る第1のランプ発光量測定手段(F1)と第2のランプ
発光量測定手段(F2)とを有し、前記給電装置(P)
が、前記第1のランプ発光量測定手段(F1)からの第
1のランプ発光量測定信号(f1)とランプ発光量の目
標値を示すランプ発光量目標値信号(g1)との誤差が
小さくなるように前記誘電体バリア放電ランプ(B,B
1,B2,‥‥)への投入電力をフィードバック制御す
るもので、前記第1のランプ発光量測定信号(f1)
を、前記第2のランプ発光量測定手段(F2)からの第
2のランプ発光量測定信号(f2)によって更正する手
段と、前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,
‥‥)よりの放射光が前記第2のランプ発光量測定手段
に届くことを概略阻止する手段(S)を有することを特
徴とする。In order to solve this problem, a first aspect of the present invention is to provide a discharge space (G, G1) filled with a discharge gas for generating excimer molecules by dielectric barrier discharge. , G2,...), And a bipolar electrode (E) for inducing a discharge phenomenon in the discharge gas.
a, Ea1, Ea2, ‥‥) (Eb, Eb1, Eb2,
‥‥) and a dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2, ‥‥) having a structure in which a dielectric (D, D1, D2, ‥‥) is interposed between the discharge gas and the discharge gas.
And the electrodes (Ea, Ea) of the dielectric barrier discharge lamp.
a1, Ea2, ‥‥) (Eb, Eb1, Eb2, ‥‥)
And a power supply device (P) for applying an AC high voltage to the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,...). The power supply device (P) having a lamp light emission amount measuring means (F1) and a second lamp light emission amount measuring means (F2);
However, the error between the first lamp light emission amount measurement signal (f1) from the first lamp light emission amount measurement means (F1) and the lamp light emission target value signal (g1) indicating the target value of the lamp light emission amount is small. The dielectric barrier discharge lamp (B, B
1, B2,...), And performs feedback control of the input power to the first lamp emission amount measurement signal (f1).
By the second lamp light emission amount measurement signal (f2) from the second lamp light emission amount measurement means (F2), and the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,
Ii) means (S) for substantially preventing the emitted light from reaching the second lamp luminous intensity measuring means.
【0018】本発明の請求項2の発明は、請求項1に記
載する誘電体バリア放電装置であって、前記第2のラン
プ発光量測定手段(F2)が、前記誘電体バリア放電ラ
ンプ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光を照射され
る被照射対象物(W)が設置される場所の近傍に設置さ
れるもので、前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,
B2,‥‥)よりの放射光が届かない場所に前記第2の
ランプ発光量測定手段(F2)を移動することにより、
前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)
よりの放射光が前記第2のランプ発光量測定手段に届く
ことを概略阻止することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided the dielectric barrier discharge device according to the first aspect, wherein the second lamp light emission amount measuring means (F2) includes the dielectric barrier discharge lamp (B). , B1, B2,...) Are installed near a place where an irradiation target (W) to be irradiated with the radiation light from the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B1,
By moving the second lamp light emission amount measuring means (F2) to a place where the radiation light from B2, ‥‥) does not reach,
The dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,...)
This is characterized in that the emitted light is substantially prevented from reaching the second lamp emission amount measuring means.
【0019】本発明の請求項3の発明は、請求項1に記
載する誘電体バリア放電装置であって、前記誘電体バリ
ア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)と、前記誘電体
バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射
光を照射される被照射対象物(W)とが光透過性の照射
窓(T1)によって隔てられた構造を有し、前記第2の
ランプ発光量測定手段(F2)が前記照射窓(T1)に
対して前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,
‥‥)の側に設置され、かつ前記誘電体バリア放電ラン
プ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光が前記第2の
ランプ発光量測定手段(F2)に至る経路において、前
記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)と
前記前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥
‥)よりの放射光が前記第2のランプ発光量測定手段に
届くことを概略阻止する手段(S)との間に、前記誘電
体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)よりの放
射光に対する劣化特性が前記照射窓(T1)と概略同一
である光透過性の窓(T2)を設置することを特徴とす
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided the dielectric barrier discharge device according to the first aspect, wherein the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2,...) The object to be irradiated (W) irradiated with light emitted from the discharge lamps (B, B1, B2,...) Has a structure separated by a light-transmissive irradiation window (T1). Of the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2, B2) with respect to the irradiation window (T1).
‥‥), and in the path where the radiated light from the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2, ‥‥) reaches the second lamp luminous intensity measuring means (F2), Body discharge lamp (B, B1, B2,...) And the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,.
‥) and means (S) for substantially preventing the radiated light from reaching the second lamp luminous energy measuring means, between the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2, ‥‥) and the means (S). A light-transmitting window (T2) having deterioration characteristics with respect to emitted light that is substantially the same as the irradiation window (T1) is provided.
【0020】[0020]
【発明の実施の態様】請求項1の発明について、その概
念を示すための簡略化された図面である図2を用いて説
明する。給電装置(P)に1個または複数個の誘電体バ
リア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)が接続されて
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention of claim 1 will be described with reference to FIG. 2, which is a simplified drawing for showing the concept. One or more dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2,...) Are connected to the power supply device (P).
【0021】給電装置(P)は、AC電源ライン(1)
に接続されたダイオードブリッジ(2)、平滑コンデン
サ(3)よりなる直流電源部、および主としてFET
(14)、ダイオード(15)、チョークコイル(1
6)、平滑コンデンサ(4a,4b)、偏励磁防止コン
デンサ(5)よりなる降圧型のチョッパ電源部、さらに
主として2個のFET(6a,6b)よりなるハーフブ
リッジ方式のインバータ部、昇圧トランス(13a)に
よる昇圧部より構成される、The power supply device (P) is an AC power supply line (1)
DC power supply unit consisting of a diode bridge (2) connected to the power supply, a smoothing capacitor (3), and mainly a FET
(14), diode (15), choke coil (1
6), a step-down type chopper power supply unit including a smoothing capacitor (4a, 4b) and a bias excitation preventing capacitor (5), a half-bridge type inverter unit mainly including two FETs (6a, 6b), a step-up transformer ( 13a).
【0022】前記チョッパ電源部は、付属のチョッパゲ
ート駆動回路(17)に対して、ハイレベルとローレベ
ルを繰り返す信号であるチョッパゲート信号(18)を
送ることによりFET(14)がオンとオフを繰り返す
が、チョッパゲート信号(18)のハイレベルとローレ
ベルの比率、すなわちデューティ比を変化させることに
より、平滑コンデンサ(4a,4b)に発生する電圧を
変化することができる。前記インバータ部では、インバ
ータゲート信号発生回路(8)は、発振器(10)より
のクロック信号(11)を受けて動作し、前記2個のF
ET(6a,6b)が交互にオンとオフを繰り返すよ
う、各FETに付属のインバータゲート駆動回路(7
a,7b)に対してパルス信号を送る。前記FET(6
a,6b)が交互にオンとオフを繰り返すことにより、
前記昇圧トランス(13a)の2次側巻線には、その1
次側巻線と2次側巻線の巻き数比と、前記平滑コンデン
サ(4a,4b)の電圧とによって概ね決まる交流の高
電圧をランプ(B,B1,B2,‥‥)に印加できるよ
うになっている。The chopper power supply unit sends a chopper gate signal (18), which is a signal that repeats a high level and a low level, to an attached chopper gate drive circuit (17) to turn on and off the FET (14). Is repeated, the voltage generated in the smoothing capacitors (4a, 4b) can be changed by changing the ratio between the high level and the low level of the chopper gate signal (18), that is, the duty ratio. In the inverter section, the inverter gate signal generation circuit (8) operates by receiving the clock signal (11) from the oscillator (10) and operates the two F gates.
The inverter gate drive circuit (7) attached to each FET so that the ET (6a, 6b) alternately turns on and off alternately.
a, 7b). The FET (6
a, 6b) alternately turns on and off,
The secondary winding of the step-up transformer (13a) has
A high AC voltage largely determined by the turn ratio between the secondary winding and the secondary winding and the voltage of the smoothing capacitors (4a, 4b) can be applied to the lamps (B, B1, B2,...). It has become.
【0023】前記クロック信号(11)は、例えば10
0kHzの矩形波信号であり、このとき、昇圧トランス
(13a)の2次側巻線は、50kHzの交流高電圧を
ランプ(B,B1,B2,‥‥)に供給する。The clock signal (11) is, for example, 10
At this time, the secondary winding of the step-up transformer (13a) supplies an AC high voltage of 50 kHz to the lamps (B, B1, B2,...).
【0024】第1のランプ発光量測定信号(f1)を供
給する第1のランプ発光量測定手段(F1)は、紫外線
センサ(26)とゲイン可変増幅器(28)より構成さ
れ、第2のランプ発光量測定信号(f2)を供給する第
2のランプ発光量測定手段(F2)は、紫外線センサ
(27)と増幅器(30)より構成される。前記紫外線
センサ(27)には、ランプ(B,B1,B2,‥‥)
よりの放射光が入射することを阻止し、また阻止を解除
する手段(S)を設けておく。なお、前記ゲイン可変増
幅器(28)は、例えば、演算アンプ(63)、コンデ
ンサ(69)、可変抵抗素子(88)より、また前記増
幅器(30)は、例えば、演算アンプ(64)、コンデ
ンサ(70)、抵抗器(76)より構成すればよい。前
記可変抵抗素子(88)は、外部信号により抵抗値を変
化させることのできる抵抗器であれば、どのようなもの
でもよい。The first lamp light emission amount measuring means (F1) for supplying the first lamp light emission amount measurement signal (f1) comprises an ultraviolet ray sensor (26) and a variable gain amplifier (28), and the second lamp The second lamp light emission amount measuring means (F2) for supplying the light emission amount measurement signal (f2) includes an ultraviolet sensor (27) and an amplifier (30). The ultraviolet sensor (27) includes a lamp (B, B1, B2,...)
Means (S) for preventing the further radiation light from entering and canceling the prevention are provided. The variable gain amplifier (28) includes, for example, an operational amplifier (63), a capacitor (69), and a variable resistance element (88). The amplifier (30) includes, for example, an operational amplifier (64), a capacitor ( 70) and a resistor (76). The variable resistance element (88) may be any resistor as long as its resistance can be changed by an external signal.
【0025】前記第1のランプ発光量測定信号(f1)
と、ランプ発光量目標値信号発生手段(34)よりのラ
ンプ発光量目標値信号(g1)とは演算アンプ(6
5)、コンデンサ(71)、抵抗器(77)(78)等
より構成されるランプ発光量誤差積分回路(24)に入
力される。比較器(22)には、鋸歯状波発振器(2
0)よりの鋸歯状波信号(23)と、前記ランプ発光量
誤差積分回路(24)よりのランプ発光量レベル信号
(25)が入力され、前記チョッパゲート信号(18)
はこの比較器(22)より供給される。The first lamp light emission amount measurement signal (f1)
And a lamp emission amount target value signal (g1) from the lamp emission amount target value signal generating means (34).
5), a capacitor (71), resistors (77), (78), etc., which are input to a lamp light emission error integration circuit (24). The comparator (22) includes a sawtooth wave oscillator (2
0) and a lamp light emission level signal (25) from the lamp light emission error integration circuit (24), and the chopper gate signal (18).
Is supplied from the comparator (22).
【0026】前記鋸歯状波発振器(20)の鋸歯状波信
号(23)の周波数は、例えば200kHz程度とする
ことができ、前記チョッパ電源部のFET(14)はこ
の周波数で動作する。The frequency of the sawtooth signal (23) of the sawtooth oscillator (20) can be, for example, about 200 kHz, and the FET (14) of the chopper power supply operates at this frequency.
【0027】ここで、前記第1のランプ発光量測定信号
(f1)が負極性、すなわちランプ発光量が大きいほど
絶対値の大きい負の電圧となる信号であり、他方、前記
ランプ発光量目標値信号(g1)が正極性、すなわち目
標とするランプ発光量が大きいほど高い正の電圧とする
信号であるように設計しておくならば、前記(24)ラ
ンプ発光量誤差積分回路は、前記第1のランプ発光量測
定信号(f1)が前記ランプ発光量目標値信号(g1)
より小さいときは、その出力であるランプ発光量レベル
信号(25)の電圧を下げ、前記第1のランプ発光量測
定信号(f1)が前記ランプ発光量目標値信号(g1)
より大きいときは、ランプ発光量レベル信号(25)電
圧を上げるように働く。また、前記比較器(22)が、
前記(24)ランプ発光量誤差積分回路よりのランプ発
光量レベル信号(25)よりも、前記鋸歯状波発振器
(20)よりの鋸歯状波信号(23)の方が高い場合に
はハイレベルの信号を出力し、このときに、前記チョッ
パゲート駆動回路(17)がFET(14)をオンに
し、逆に前記ランプ発光量レベル信号(25)よりも、
前記鋸歯状波信号(23)の方が低い場合にはローレベ
ルの信号を出力し、チョッパゲート駆動回路(17)が
FET(14)をオフにするように設計しておくなら
ば、もし、前記第1のランプ発光量測定信号(f1)
が、前記ランプ発光量目標値信号(g1)に基づくラン
プ発光量目標より小さいときは、FET(14)のオン
デューティが増加し、その結果、平滑コンデンサ(4
a,4b)の電圧が上昇し、ランプ(B,B1,B2,
‥‥)への印加電圧が上昇するため、ランプ(B,B
1,B2,‥‥)への投入電力が上昇し、したがって、
ランプ発光量が増加するように働く。逆に、もし、前記
第1のランプ発光量測定信号(f1)が、前記ランプ発
光量目標値信号(g1)に基づくランプ発光量目標より
大きいときは、FET(14)のオンデューティが減少
し、その結果、平滑コンデンサ(4a,4b)の電圧が
降下し、ランプ(B,B1,B2,‥‥)への印加電圧
が降下するため、ランプ(B,B1,B2,‥‥)への
投入電力が降下し、したがって、ランプ発光量が減少す
るように働く。結局、ランプ発光量のフィードバック安
定化制御が行われ、前記第1のランプ発光量測定信号
(f1)は、前記ランプ発光量目標値信号(g1)のレ
ベルに常に追従することになる。Here, the first lamp light emission amount measurement signal (f1) is a signal having a negative polarity, that is, a signal having a negative voltage having a larger absolute value as the lamp light emission amount is larger. If the signal (g1) is designed to be a signal of positive polarity, that is, a signal having a higher positive voltage as the target lamp light emission amount is larger, the (24) lamp light emission amount error integration circuit may be configured as follows. 1 is the lamp emission amount target value signal (g1).
If it is smaller, the voltage of the lamp emission level signal (25), which is the output, is reduced, and the first lamp emission measurement signal (f1) is changed to the lamp emission target value signal (g1).
If it is larger, it works to increase the voltage of the lamp light emission level signal (25). Also, the comparator (22)
If the sawtooth signal (23) from the sawtooth oscillator (20) is higher than the lamp emission level signal (25) from the lamp emission amount error integrating circuit (24), the level is high. A signal is output. At this time, the chopper gate drive circuit (17) turns on the FET (14).
If the sawtooth signal (23) is lower, a low-level signal is output, and if the chopper gate drive circuit (17) is designed to turn off the FET (14), The first lamp light emission amount measurement signal (f1)
Is smaller than the lamp light emission target based on the lamp light emission target value signal (g1), the on-duty of the FET (14) increases, and as a result, the smoothing capacitor (4
a, 4b) rises and the lamps (B, B1, B2,
The voltage applied to the lamp (B, B)
1, B2, ‥‥) increases, and
It works to increase the amount of light emitted by the lamp. Conversely, if the first lamp emission amount measurement signal (f1) is larger than the lamp emission amount target based on the lamp emission amount target value signal (g1), the on-duty of the FET (14) decreases. As a result, the voltage of the smoothing capacitors (4a, 4b) drops, and the voltage applied to the lamps (B, B1, B2,...) Drops. The input power drops, and thus acts to reduce the amount of lamp emission. Eventually, feedback stabilization control of the lamp light emission amount is performed, and the first lamp light emission amount measurement signal (f1) always follows the level of the lamp light emission amount target value signal (g1).
【0028】なお(24)ランプ発光量誤差積分回路の
応答の時定数については、前記ランプ発光量目標値信号
(g1)が0から定格のランプ発光量までステップ的に
変化したときに、前記第1のランプ発光量測定信号(f
1)が概略追従するまでの時間が、例えば、20ms程
度となるようにすることができる。(24) Regarding the time constant of the response of the lamp light emission error integrating circuit, when the lamp light emission target value signal (g1) changes from 0 to the rated lamp light emission in a stepwise manner, 1 lamp emission amount measurement signal (f
The time until 1) roughly follows can be set to, for example, about 20 ms.
【0029】前記第1のランプ発光量測定信号(f1)
と第2のランプ発光量測定信号(f2)は、演算アンプ
(66)、コンデンサ(72)、抵抗器(79)(8
0)等より構成される感度誤差積分回路(31)に入力
される。先に、前記第1のランプ発光量測定信号(f
1)が負極性、すなわちランプ発光量が大きいほど絶対
値の大きい負の電圧となる信号であるとしたが、逆に、
前記第2のランプ発光量測定信号(f2)は、正極性、
すなわちランプ発光量が大きいほど高い正の電圧となる
信号であるとすると、前記感度誤差積分回路(31)
は、前記第2のランプ発光量測定信号(f2)の電圧よ
りも前記第1のランプ発光量測定信号(f1)の電圧の
絶対値の方が低い場合は、その出力信号であるゲイン更
正信号(32)の電圧を上げ、逆に前記第1のランプ発
光量測定信号(f1)の電圧の絶対値の方が高い場合は
前記ゲイン更正信号(32)の電圧を下げるように働
く。前記ゲイン更正信号(32)は、ゲイン制御手段
(29)に入力される。前記ゲイン制御手段(29)
は、ゲイン更正許可信号(33)がハイレベルのとき
は、その入力である前記ゲイン更正信号(32)のレベ
ルが高いほど前記ゲイン可変増幅器(28)のゲインを
増大させるように働くものとし、前記ゲイン更正許可信
号(33)がローレベルのときは、前記ゲイン可変増幅
器(28)のゲインを増大または減少させる機能を停止
するものとする。The first lamp emission amount measurement signal (f1)
And the second lamp light emission amount measurement signal (f2) are supplied to the operational amplifier (66), the capacitor (72), the resistors (79) and (8).
0) and the like, which is input to a sensitivity error integration circuit (31). First, the first lamp light emission amount measurement signal (f
1) is a signal of negative polarity, that is, a signal having a negative voltage having a larger absolute value as the amount of light emitted from the lamp is larger.
The second lamp light emission amount measurement signal (f2) has a positive polarity,
That is, assuming that the signal has a higher positive voltage as the lamp light emission amount is larger, the sensitivity error integration circuit (31)
When the absolute value of the voltage of the first lamp light emission amount measurement signal (f1) is lower than the voltage of the second lamp light emission amount measurement signal (f2), a gain correction signal which is an output signal thereof When the absolute value of the voltage of the first lamp light emission amount measurement signal (f1) is higher, the voltage of the gain adjustment signal (32) is reduced. The gain correction signal (32) is input to gain control means (29). The gain control means (29)
When the gain adjustment permission signal (33) is at a high level, the gain of the variable gain amplifier (28) increases as the level of the gain adjustment signal (32), which is the input, increases. When the gain adjustment permission signal (33) is at a low level, the function of increasing or decreasing the gain of the variable gain amplifier (28) is stopped.
【0030】以上のような構成の誘電体バリア放電装置
において、前記紫外線センサ(27)にランプ(B,B
1,B2,‥‥)よりの放射光が入射することを阻止し
た状態では、前記ゲイン更正許可信号(33)をローレ
ベルにしておけばよく、このときは、先述のように、常
に前記第1のランプ発光量測定信号(f1)が前記ラン
プ発光量目標値信号(g1)に追従するようにランプ発
光量のフィードバック安定化制御が行われる。すなわ
ち、この状態では、発明が解決しようとする課題におい
て述べた、第1のランプ発光量の変動が補正される。In the dielectric barrier discharge device having the above-described structure, the ultraviolet ray sensor (27) is provided with lamps (B, B).
1, B2,...), The gain adjustment permission signal (33) may be set to a low level. In this case, as described above, the gain adjustment permission signal (33) is always set to the low level. Feedback stabilization control of the lamp light emission amount is performed such that the lamp light emission amount measurement signal (f1) follows the lamp light emission amount target value signal (g1). That is, in this state, the fluctuation of the first lamp light emission amount described in the problem to be solved by the invention is corrected.
【0031】次に、前記紫外線センサ(27)にランプ
(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光が入射すること
の阻止を解除した上で、前記ゲイン更正許可信号(3
3)をハイレベルにすると、先述の前記感度誤差積分回
路(31)の働きにより、前記第1のランプ発光量測定
信号(f1)と前記第2のランプ発光量測定信号(f
2)との差が小さくなるように、フィードバック的に前
記ゲイン可変増幅器(28)のゲインが変化せられ、最
終的には、前記第1のランプ発光量測定信号(f1)の
電圧は前記第2のランプ発光量測定信号(f2)の電圧
に一致するようになる。したがって、もし前記第1のラ
ンプ発光量測定手段(F1)の前記紫外線センサ(2
6)が感度低下を生じていた場合でも、前記第2のラン
プ発光量測定手段(F2)の感度低下をしていない前記
紫外線センサ(27)に基づく前記第2のランプ発光量
測定信号(f2)に対して、前記第1のランプ発光量測
定信号(f1)が一致するように、前記ゲイン可変増幅
器(28)のゲイン調整によって、前記第1のランプ発
光量測定手段(F1)の感度が更正されることになる。
すなわち、この状態では、発明が解決しようとする課題
において述べた、第2のランプ発光量の変動が補正され
ることがわかる。Next, after canceling the blocking of the radiation light from the lamps (B, B1, B2,...) Into the ultraviolet sensor (27), the gain adjustment permission signal (3
When 3) is set to a high level, the above-mentioned sensitivity error integration circuit (31) operates to cause the first lamp light emission amount measurement signal (f1) and the second lamp light emission amount measurement signal (f).
The gain of the variable gain amplifier (28) is changed in a feedback manner so as to reduce the difference from 2), and finally, the voltage of the first lamp emission amount measurement signal (f1) becomes In this case, the voltage becomes equal to the voltage of the lamp light emission amount measurement signal (f2). Therefore, if the ultraviolet light sensor (2) of the first lamp light emission amount measuring means (F1) is used.
Even when the sensitivity is reduced in 6), the second lamp light emission amount measurement signal (f2) based on the ultraviolet sensor (27) that has not lowered the sensitivity of the second lamp light emission amount measurement means (F2). ), The sensitivity of the first lamp light emission amount measuring means (F1) is adjusted by adjusting the gain of the variable gain amplifier (28) so that the first lamp light emission amount measurement signal (f1) matches. Will be corrected.
That is, in this state, it is understood that the fluctuation of the second lamp light emission amount described in the problem to be solved by the invention is corrected.
【0032】前記第1のランプ発光量測定手段(F1)
の感度更正が完了すると、前記ゲイン更正許可信号(3
3)をローレベルにして、前記ゲイン可変増幅器(2
8)のゲイン値を固定した上で、前記紫外線センサ(2
7)にランプ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光が
入射することを阻止し、前記紫外線センサ(27)が誘
電体バリア放電ランプの短波長紫外線により劣化しない
ようにすればよい。The first lamp light emission amount measuring means (F1)
When the sensitivity adjustment is completed, the gain adjustment permission signal (3
3) is set to low level, and the variable gain amplifier (2)
8) After fixing the gain value of the ultraviolet sensor (2)
It is sufficient to prevent the radiation from the lamps (B, B1, B2,...) From being incident on 7), so that the ultraviolet sensor (27) is not deteriorated by the short-wavelength ultraviolet of the dielectric barrier discharge lamp. .
【0033】以上の説明により明らかになったように、
本発明の請求項1の発明を用いることにより、誘電体バ
リア放電ランプの点灯中は、第1のランプ発光量測定手
段(F1)に基づくランプ発光量フィードバックを行う
ため、発明が解決しようとする課題において述べた、第
1のランプ発光量の変動が生じず、また、感度低下から
保護されている第2のランプ発光量測定手段(F2)を
基準とした第1のランプ発光量測定手段(F1)の更正
が必要に応じて実施できるため、発明が解決しようとす
る課題において述べた、第2のランプ発光量の変動も生
じない、極めて安定な誘電体バリア放電装置を実現する
ことが可能である。As apparent from the above description,
By using the invention of claim 1 of the present invention, the lamp emission amount feedback based on the first lamp emission amount measuring means (F1) is performed during the lighting of the dielectric barrier discharge lamp, so that the invention is to be solved. The first lamp light emission amount measuring means (F2), which is based on the second lamp light emission amount measurement means (F2), which does not cause the fluctuation of the first lamp light emission amount and which is protected from the decrease in sensitivity, described in the subject. Since the correction of F1) can be performed as needed, it is possible to realize an extremely stable dielectric barrier discharge device which does not cause a change in the second lamp emission amount described in the problem to be solved by the invention. It is.
【0034】なお、前記第1のランプ発光量測定手段
(F1)および前記第2のランプ発光量測定手段(F
2)が監視することのできるランプ表面の表面積、言い
換えれば、前記第1のランプ発光量測定手段(F1)お
よび前記第2のランプ発光量測定手段(F2)に有効に
放射光が届きうる立体角内にあるランプ表面の表面積は
大きいほどよい。その理由は、先述のように、誘電体バ
リア放電ランプにおいては、多数本の放電路(J1,J
2,‥‥)が不均一に発生消滅を繰り返しており、また
放電路(J1,J2,‥‥)が発生する場所は時間とと
もに移動してゆく場合があるため、もし前記第1のラン
プ発光量測定手段(F1)および前記第2のランプ発光
量測定手段(F2)に有効に放射光が届きうる立体角内
にあるランプ表面の表面積が小さすぎる場合には、ある
時点において、偶然的に、この表面に放電路(J1,J
2,‥‥)が存在しないときには、このときは、全体の
ランプ発光量が正常であるにもかかわらずランプ発光量
が小さく測定されてしまい、逆に、偶然的に、この表面
に放電路(J1,J2,‥‥)が多数存在するときに
は、ランプ発光量が大きく測定されてしまうことが生
じ、測定自体が不安定になる可能性があるからである。
したがって、例えば、誘電体バリア放電ランプに印加す
る交流電圧の周波数が、10kHz〜100kHzの範
囲では、先に述べた、前記第1のランプ発光量測定手段
(F1)および前記第2のランプ発光量測定手段(F
2)に有効に放射光が届きうる立体角内にあるランプ表
面の表面積は、400mm2 以上であることが望まし
い。The first lamp light emission amount measuring means (F1) and the second lamp light emission amount measuring means (F1)
The surface area of the lamp surface that can be monitored by 2), in other words, a three-dimensional object that can effectively reach the first and second lamp light emission amount measuring means (F1) and (F2). The larger the surface area of the lamp surface in the corner, the better. The reason is that, as described above, in the dielectric barrier discharge lamp, a large number of discharge paths (J1, J1
2, ‥‥) are generated and disappeared in a non-uniform manner, and the place where the discharge path (J1, J2, 発 生) occurs may move with time. If the surface area of the lamp surface within a solid angle within which the emitted light can effectively reach the light amount measuring means (F1) and the second lamp light emitting amount measuring means (F2) is too small, at a certain point in time, , A discharge path (J1, J
When (2, ‥‥) does not exist, at this time, the lamp light emission amount is measured to be small even though the entire lamp light emission amount is normal. Conversely, the discharge path ( This is because when a large number of J1, J2,... Exist, the amount of emitted light from the lamp is measured to be large, and the measurement itself may be unstable.
Therefore, for example, when the frequency of the AC voltage applied to the dielectric barrier discharge lamp is in the range of 10 kHz to 100 kHz, the first lamp light emission amount measuring means (F1) and the second lamp light emission amount described above are used. Measurement means (F
The surface area of the lamp surface within a solid angle within which the emitted light can effectively reach 2) is desirably 400 mm 2 or more.
【0035】また、前記第1のランプ発光量測定手段
(F1)に有効に放射光が届きうる立体角内にあるラン
プ表面と前記第2のランプ発光量測定手段(F2)に有
効に放射光が届きうる立体角内にあるランプ表面とにお
いて、共通である部分の表面積が大きいほどよい。その
理由は、もしこの共通である部分の表面積が小さすぎる
場合には、先述の放電路(J1,J2,‥‥)の分布の
不均一により、前記第1のランプ発光量測定手段(F
1)のランプ発光量測定値と前記第2のランプ発光量測
定手段(F2)のランプ発光量測定値の比値が不安定に
なり、更正動作が不安定になる可能性があるからであ
る。したがって、例えば、誘電体バリア放電ランプに印
加する交流電圧の周波数が、10kHz〜100kHz
の範囲では、先に述べた、前記第1のランプ発光量測定
手段(F1)に有効に放射光が届きうる立体角内にある
ランプ表面とおよび前記第2のランプ発光量測定手段
(F2)に有効に放射光が届きうる立体角内にあるラン
プ表面とにおいて、共通である部分の表面積が、前記第
1のランプ発光量測定手段(F1)に有効に放射光が届
きうる立体角内にあるランプ表面の表面積と前記第2の
ランプ発光量測定手段(F2)に有効に放射光が届きう
る立体角内にあるランプ表面の表面積の大きい方の30
%以上であることが望ましい。Further, the lamp surface within a solid angle within which the radiated light can effectively reach the first lamp luminous intensity measuring means (F1) and the radiant light can be effectively radiated to the second lamp luminous amount measuring means (F2). The larger the surface area of the common portion with the lamp surface within a solid angle that can be reached, the better. The reason is that if the surface area of this common portion is too small, the above-mentioned first lamp light emission amount measuring means (F) is not uniform due to the aforementioned uneven distribution of the discharge paths (J1, J2, ‥‥).
This is because the ratio between the measured value of the lamp light emission amount of 1) and the measured value of the lamp light emission amount of the second lamp light amount measuring means (F2) may become unstable, and the correction operation may become unstable. . Therefore, for example, the frequency of the AC voltage applied to the dielectric barrier discharge lamp is 10 kHz to 100 kHz.
In the range described above, the lamp surface within a solid angle within which the emitted light can effectively reach the first lamp light emission amount measuring means (F1) and the second lamp light emission amount measurement means (F2) The surface area of the common portion with the lamp surface within a solid angle where the emitted light can effectively reach is within a solid angle where the emitted light can effectively reach the first lamp emission amount measuring means (F1). The larger of the surface area of the lamp surface and the surface area of the lamp surface within a solid angle within which the radiated light can effectively reach the second lamp luminous energy measuring means (F2).
% Is desirable.
【0036】なお、前記ゲイン更正許可信号(33)を
ハイレベルにして、ゲイン可変増幅器(28)のゲイン
をフィードバック制御している状態でも、前記第1のラ
ンプ発光量測定信号(f1)が前記ランプ発光量目標値
信号(g1)に追従するランプ発光量のフィードバック
制御が機能しており、いわゆるフィードバックループの
競合をさけるため、前記感度誤差積分回路(31)の応
答の時定数については、前記(24)ランプ発光量誤差
積分回路の応答の時定数よりも十分大きくすることが望
ましく、例えば10倍程度とすることができる。It should be noted that even when the gain adjustment permission signal (33) is set to the high level and the gain of the variable gain amplifier (28) is feedback-controlled, the first lamp light emission amount measurement signal (f1) is not changed. The feedback control of the lamp light emission amount following the lamp light emission amount target value signal (g1) functions. In order to avoid the so-called contention of the feedback loop, the time constant of the response of the sensitivity error integration circuit (31) is set as described above. (24) It is desirable that the time constant of the response of the lamp light emission amount error integrating circuit be sufficiently larger, for example, about 10 times.
【0037】記載のランプ(B,B1,B2,‥‥)よ
りの放射光が前記紫外線センサ(27)に入射すること
を阻止し、また阻止を解除する手段としては、機械的シ
ャッタを用いることが最も簡単である。シャッタを駆動
する方法としては、ソレノイドが使用できる。As means for preventing light emitted from the lamps (B, B1, B2,...) From being incident on the ultraviolet sensor (27) and for releasing the blocking, a mechanical shutter is used. Is the easiest. As a method of driving the shutter, a solenoid can be used.
【0038】本質的な事項でないため以上においては記
載しなかったが、ランプを消灯する場合は、前記インバ
ータゲート信号発生回路(8)は、前記2個のFET
(6a,6b)が両方ともオフとなるように制御され、
また、前記ランプ発光量目標値信号発生手段(34)
は、ランプが発光しないときに対応する前記ランプ発光
量目標値信号(g1)を出力するように制御されるべき
である。Although not described above because it is not an essential matter, when the lamp is turned off, the inverter gate signal generating circuit (8) includes the two FETs.
(6a, 6b) are both controlled to be off,
The lamp light emission target value signal generating means (34)
Should be controlled so as to output the corresponding lamp emission amount target value signal (g1) when the lamp does not emit light.
【0039】次に本発明の請求項2の発明について、そ
の概念を示すための簡略化された図面である図3a、図
3bを用いて説明する。図3aは、第2のランプ発光量
測定信号(f2)を供給する第2のランプ発光量測定手
段またはその受光部(35)が、遮光手段(36)によ
って誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)
よりの放射光が遮られる位置にある状態を示す。この状
態は、請求項1の発明における前記誘電体バリア放電ラ
ンプ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光が前記第2
のランプ発光量測定手段に届くことを概略阻止する手段
によって、前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B
2,‥‥)よりの放射光が前記第2のランプ発光量測定
手段に届くことが概略阻止されている状態に対応する。
また、図3aには、前記誘電体バリア放電ランプ(B,
B1,B2,‥‥)よりの放射光を照射される被照射対
象物(W)が描かれている。Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A and 3B which are simplified drawings for showing the concept. FIG. 3a shows that the second lamp light emission amount measuring means or the light receiving portion (35) for supplying the second lamp light emission amount measurement signal (f2) is shielded by the light shielding means (36). , B2, ‥‥)
This shows a state where the radiated light is in a position where it is blocked. In this state, the radiation light from the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,.
The dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B
This corresponds to a state in which the emitted light from 2, 2) is substantially prevented from reaching the second lamp emission amount measuring means.
FIG. 3a shows the dielectric barrier discharge lamp (B,
Illustrated is an irradiation target (W) irradiated with light emitted from B1, B2,...).
【0040】一方図3bは、第2のランプ発光量測定手
段またはその受光部(35)が、遮光手段(36)によ
って誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)
よりの放射光が遮られる位置から移動し、図3aにおい
て被照射対象物(W)が存在していた位置の近傍にある
状態を示す。この状態は、請求項1の発明の説明におい
て述べた、前記紫外線センサ(27)にランプ(B,B
1,B2,‥‥)よりの放射光が入射することの阻止を
解除した状態に対応する。On the other hand, FIG. 3B shows that the second lamp light emission amount measuring means or its light receiving section (35) is controlled by the light shielding means (36) to use the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2,...).
FIG. 3A shows a state in which the object to be irradiated (W) has moved from the position where the emitted light is blocked and is near the position where the irradiation target (W) was present in FIG. In this state, the lamp (B, B) is connected to the ultraviolet sensor (27).
1, B2,...) Correspond to a state in which the blocking of the incident light from the light is released.
【0041】なお、前記第1のランプ発光量測定手段、
給電装置等は、図2の場合と同様に設置されるものとし
て、図3a、図3bにおいては記載が省略されている。The first lamp light emission amount measuring means,
The power supply device and the like are installed in the same manner as in FIG. 2 and are not shown in FIGS. 3A and 3B.
【0042】ここで述べた図3a、図3bの構成におけ
る、請求項1の発明との対応関係により、請求項2の発
明が、請求項1の発明と同じ利点を有することは明らか
であるが、請求項2の発明には、請求項1の発明の説明
には記載されていないもう一つの利点が存在し、以下に
おいて、このもう一つの利点について説明する。It is clear that the second aspect of the present invention has the same advantages as the first aspect of the invention because of the correspondence between the configurations of FIGS. 3a and 3b described above and the first aspect of the invention. The second aspect of the present invention has another advantage not described in the description of the first aspect of the present invention. The other advantage will be described below.
【0043】誘電体バリア放電装置のような短波長紫外
線による材料処理の光源装置においては、ランプ(B,
B1,B2,‥‥)は石英ガラス製の照射窓(T1)を
有する容器に収納され、被照射対象物(W)に照射する
紫外線は、前記照射窓(T1)を介して前記容器外に取
り出す構造のものが一般的である。前記照射窓(T1)
は、図3a、図3bに記載されている。In a light source device for material processing using short-wavelength ultraviolet light such as a dielectric barrier discharge device, a lamp (B,
B1, B2,...) Are housed in a container having an irradiation window (T1) made of quartz glass, and ultraviolet rays irradiating the object to be irradiated (W) pass out of the container through the irradiation window (T1). The structure of taking out is common. The irradiation window (T1)
Are described in FIGS. 3a and 3b.
【0044】例えば、従来の技術においても述べたキセ
ノンを放電ガスとする誘電体バリア放電ランプからは、
波長172nmの短波長紫外線が放射されるが、この波
長の紫外線は空気中の酸素により吸収されるため、ラン
プから被照射対象物の間にある空気層の厚さは極力薄く
しなければならない。前記照射窓(T1)を使用する目
的は、ランプ(B,B1,B2,‥‥)を収納する容器
の内側に、窒素ガスなどの紫外線透過性の良いガスを満
たすことにより、空気層の厚さを、前記照射窓(T1)
と被照射対象物(W)の間の薄い空気層によるもののみ
として、ランプ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光
が、被照射対象物(W)に効率良く届くようにするため
である。For example, a dielectric barrier discharge lamp using xenon as a discharge gas as described in the prior art,
Short-wave ultraviolet light having a wavelength of 172 nm is emitted. Since ultraviolet light having this wavelength is absorbed by oxygen in the air, the thickness of the air layer between the lamp and the object to be irradiated must be minimized. The purpose of using the irradiation window (T1) is to fill the inside of the container for storing the lamps (B, B1, B2,. Then, the irradiation window (T1)
Irradiating light from the lamps (B, B1, B2,...) Efficiently reaches the illuminated object (W) only by the thin air layer between the object and the illuminated object (W). That's why.
【0045】ところが、従来の技術においても述べたよ
うに、短波長紫外線により石英ガラスが劣化し、その透
過率が低下する。もし、第2のランプ発光量測定手段
が、前記照射窓(T1)の内側に設置されている場合
は、ランプ(B,B1,B2,‥‥)よりの紫外線は、
前記照射窓(T1)を透過しないで第2のランプ発光量
測定手段に入射するため、第2のランプ発光量測定信号
には、前記照射窓(T1)の透過率低下分が反映されな
い。したがって、この場合は、前記照射窓(T1)の透
過率低下に起因するランプ発光量低下分が補正されない
ことになってしまう。However, as described in the prior art, short-wavelength ultraviolet light deteriorates quartz glass and lowers its transmittance. If the second lamp emission amount measuring means is installed inside the irradiation window (T1), the ultraviolet rays from the lamps (B, B1, B2,...)
Since the light does not pass through the irradiation window (T1) and enters the second lamp light emission amount measuring means, the second lamp light emission amount measurement signal does not reflect the decrease in the transmittance of the irradiation window (T1). Therefore, in this case, the amount of decrease in the amount of light emitted from the lamp due to the decrease in the transmittance of the irradiation window (T1) is not corrected.
【0046】本請求項2の発明の構成の場合は、第2の
ランプ発光量測定手段受光部(35)が前記被照射対象
物(W)と概略同じ位置、すなわち前記照射窓(T1)
の外側に設置され、第2のランプ発光量測定信号には、
前記照射窓(T1)の透過率低下分が反映されるため、
もし、前記照射窓(T1)の透過率低下に起因するラン
プ発光量低下が発生したならば、前述の請求項1の発明
の構成を有する誘電体バリア放電装置は、このランプ発
光量低下を含む第2のランプ発光量測定信号によって前
記第1のランプ発光量測定手段(F1)の感度を更正
し、結果として、前記照射窓(T1)の透過率低下に起
因するランプ発光量低下を含めて補正されることがわか
る。In the case of the structure of the second aspect of the present invention, the light receiving section (35) of the second lamp light emission amount measuring means is located at substantially the same position as the object to be irradiated (W), that is, the irradiation window (T1).
And the second lamp emission amount measurement signal includes:
Since the transmittance reduction of the irradiation window (T1) is reflected,
If a decrease in the amount of lamp light emission caused by a decrease in the transmittance of the irradiation window (T1) occurs, the dielectric barrier discharge device having the configuration of the first aspect of the present invention includes the decrease in the amount of lamp light emission. The sensitivity of the first lamp light emission amount measuring means (F1) is corrected by the second lamp light emission amount measurement signal. As a result, the lamp light emission amount decrease caused by the transmittance decrease of the irradiation window (T1) is included. It can be seen that it is corrected.
【0047】以上のように、第2のランプ発光量測定手
段受光部(35)を前記照射窓(T1)の外側に設置す
ることは大きい利点を生じるが、問題点は、前記第1の
ランプ発光量測定手段(F1)の感度更正動作時に第2
のランプ発光量測定手段受光部(35)が設定されるべ
き位置は、本来、誘電体バリア放電ランプ(B,B1,
B2,‥‥)よりの放射光を照射される被照射対象物
(W)が設置されるべき位置と同じであり、したがっ
て、両者が機械的に干渉してしまうことである。被照射
対象物との干渉は、被照射対象物がロボット搬送装置等
により供給されるような、自動機として誘電体バリア放
電装置を構成しようとする場合には、特に大きい問題と
なる。本請求項2の発明の構成の優れた点は、前記第1
のランプ発光量測定手段(F1)の感度更正動作に必要
なとき以外のときには、第2のランプ発光量測定手段受
光部(35)が、被照射対象物(W)が存在し得る空間
から、遮光手段(36)のある位置まで移動して去る構
造とするだけで、被照射対象物(W)と機械的に干渉す
る問題を回避できること、および、前記第2のランプ発
光量測定手段受光部(35)の紫外線センサが誘電体バ
リア放電ランプの短波長紫外線により劣化しないように
するために、前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,
B2,‥‥)よりの放射光が前記第2のランプ発光量測
定手段に届くことを概略阻止することの両方を達成でき
る点にある。As described above, the provision of the second lamp light-emission amount measuring means light receiving section (35) outside the irradiation window (T1) has a great advantage. During the sensitivity correction operation of the light emission amount measuring means (F1), the second
The position where the light emission amount measuring means light receiving section (35) of the lamp should be set is originally a dielectric barrier discharge lamp (B, B1,
This position is the same as the position where the irradiation target (W) to be irradiated with the radiation light from B2,...) Is to be installed, and therefore, the two mechanically interfere with each other. Interference with the object to be irradiated is a particularly serious problem when the dielectric barrier discharge device is to be configured as an automatic machine in which the object to be irradiated is supplied by a robot transport device or the like. An excellent feature of the configuration of the present invention according to claim 2 is that the first
At times other than those required for the sensitivity correction operation of the lamp light emission amount measuring means (F1), the second lamp light emission amount measuring means light receiving section (35) moves from the space where the irradiation target (W) can exist to The problem of mechanical interference with the object to be irradiated (W) can be avoided merely by adopting a structure in which the light shielding means (36) moves to a certain position and leaves, and the second lamp light emission amount measuring means light receiving unit In order to prevent the ultraviolet sensor of (35) from being deteriorated by the short wavelength ultraviolet light of the dielectric barrier discharge lamp, the dielectric barrier discharge lamp (B, B1,
B2,...) Can substantially both prevent the emitted light from reaching the second lamp emission amount measuring means.
【0048】以上において説明しように、本発明の請求
項2の発明によると、照射窓(T1)を介して被照射対
象物(W)に放射光を照射する誘電体バリア放電装置で
あっても、前記照射窓(T1)に生じる劣化をも含めて
補正すべく第2のランプ発光量測定手段(F2)が設置
できる上に、しかも、このときに、前記被照射対象物
(W)との機械的干渉が生じない利点が得られ、基本的
な機能は、請求項1の発明と同様であるため、請求項1
の発明の利点である、誘電体バリア放電ランプの点灯中
は、第1のランプ発光量測定手段(F1)に基づくラン
プ発光量フィードバックを行うため、発明が解決しよう
とする課題において述べた、第1のランプ発光量の変動
が生じず、また、感度低下から保護されている第2のラ
ンプ発光量測定手段(F2)を基準とした第1のランプ
発光量測定手段(F1)の更正が必要に応じて実施でき
るため、発明が解決しようとする課題において述べた、
第2のランプ発光量の変動も生じない利点を完全に継承
していることにより、極めて安定な誘電体バリア放電装
置を実現することが可能である。As described above, according to the second aspect of the present invention, even a dielectric barrier discharge device that irradiates an object to be irradiated (W) with irradiation light through an irradiation window (T1). A second lamp light emission amount measuring means (F2) can be installed to correct the deterioration including the irradiation window (T1), and at this time, the distance between the irradiation target (W) and the irradiation object (W) can be improved. The advantage that no mechanical interference occurs is obtained, and the basic functions are the same as those of the first aspect.
Since the lamp emission amount feedback based on the first lamp emission amount measuring means (F1) is performed during lighting of the dielectric barrier discharge lamp, which is an advantage of the present invention, the second aspect described in the problem to be solved by the invention. The first lamp light emission amount measurement means (F1) needs to be corrected based on the second lamp light emission amount measurement means (F2) which is not changed in the light emission amount of the first lamp and which is protected from a decrease in sensitivity. Since the invention can be implemented according to the problem to be solved by the invention,
By completely inheriting the advantage that the second lamp emission amount does not vary, it is possible to realize an extremely stable dielectric barrier discharge device.
【0049】なお、第1のランプ発光量測定手段の感度
更正動作時の前記第2のランプ発光量測定手段受光部
(35)の受光面と前記照射窓(T1)との間の距離
は、被照射対象物への紫外線照射時の前記被照射対象物
(W)の被照射面と前記照射窓(T1)との間の距離と
比較して、できるだけ同じであることが望ましい。何と
なれば、もし、この距離が同じでない場合には、前記第
2のランプ発光量測定手段受光部(35)の受光面また
は前記被照射対象物(W)の被照射面と前記照射窓(T
1)との間の空気層の厚さが同じでないことになるが、
この空気層内では、紫外線により酸素分子からオゾン分
子が生成されており、酸素分子とオゾン分子では紫外線
の透過率が異なるため、第1のランプ発光量測定手段の
感度更正動作時と被照射対象物への紫外線照射時で条件
が同じでなく、正しく補正できない可能性が生じるから
である。例えば、被照射対象物(W)の被照射面と前記
照射窓(T1)との間の距離が3〜10mmの範囲の誘
電体バリア放電装置の場合は、この距離と、第2のラン
プ発光量測定手段受光部の受光面と前記照射窓(T1)
との間の距離とは、±50%の誤差範囲内で一致させる
べきである。The distance between the light receiving surface of the second lamp light emitting amount measuring means light receiving section (35) and the irradiation window (T1) during the sensitivity correcting operation of the first lamp light emitting amount measuring means is as follows. It is desirable that the distance between the irradiation window (T1) and the irradiation surface of the irradiation target object (W) when the irradiation target object is irradiated with ultraviolet rays be as equal as possible. If this distance is not the same, if the distance is not the same, the light receiving surface of the second lamp light emission amount measuring means light receiving unit (35) or the light receiving surface of the light receiving object (W) and the light emitting window ( T
The thickness of the air layer between 1) will not be the same,
In the air layer, ozone molecules are generated from oxygen molecules by ultraviolet rays, and the transmittance of the ultraviolet rays is different between the oxygen molecules and the ozone molecules. This is because the conditions are not the same when irradiating the object with ultraviolet light, and there is a possibility that correct correction cannot be performed. For example, in the case of a dielectric barrier discharge device in which the distance between the irradiation surface of the irradiation object (W) and the irradiation window (T1) is in the range of 3 to 10 mm, this distance and the second lamp emission are used. The light receiving surface of the light receiving section of the quantity measuring means and the irradiation window (T1)
Should be matched within an error range of ± 50%.
【0050】また、請求項2の発明は、照射窓のない誘
電体バリア放電装置においても、依然として有効なもの
であることを追記しておく。照射窓がない場合には、誘
電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)と被照
射対象物(W)との間の距離は、概して照射窓がある場
合よりも大きく、したがって、先に述べた酸素分子によ
る紫外線の吸収や、紫外線による酸素分子よりのオゾン
分子生成量も大きいと考えられ、一般に、被照射対象物
(W)への紫外線照射の効率は良くなく、その効率は、
ランプ(B,B1,B2,‥‥)と被照射対象物(W)
との間の空間の空気流の速度、排気条件等により敏感に
変化する。このように敏感なればこそ第1のランプ発光
量測定手段の感度更正動作時の前記第2のランプ発光量
測定手段受光部(35)の受光面とランプ(B,B1,
B2,‥‥)との間の距離と、被照射対象物への紫外線
照射時の前記被照射対象物(W)の被照射面とランプ
(B,B1,B2,‥‥)との間の距離とをできるかぎ
り同じにした、請求項2の発明の効果は大きいのであ
る。例えば、被照射対象物(W)の被照射面と前記ラン
プ(B,B1,B2,‥‥)との間の距離が20〜50
mmの範囲の誘電体バリア放電装置の場合は、この距離
と、第2のランプ発光量測定手段受光部の受光面と前記
ランプ(B,B1,B2,‥‥)との間の距離とは、±
10%の誤差範囲内で一致させるべきである。It should be added that the invention of claim 2 is still effective in a dielectric barrier discharge device without an irradiation window. If there is no irradiation window, the distance between the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,...) And the object to be irradiated (W) is generally larger than when there is an irradiation window, and therefore, It is considered that the above-mentioned absorption of ultraviolet rays by oxygen molecules and generation of ozone molecules from oxygen molecules by ultraviolet rays are also large. In general, the efficiency of ultraviolet irradiation on the irradiation target (W) is not good, and the efficiency is low. ,
Lamp (B, B1, B2, ‥‥) and irradiation target (W)
And the air flow speed in the space between the air conditioner and the exhaust conditions change more sensitively. The sensitivity of the first lamp light emission amount measuring means and the light receiving surface of the second lamp light emission amount measuring means light receiving portion (35) and the lamps (B, B1, B1,
B2, ‥‥) and the distance between the irradiation surface of the irradiation object (W) and the lamp (B, B1, B2, ‥‥) when the irradiation object is irradiated with ultraviolet light. The effect of the invention of claim 2 in which the distance and the distance are made as equal as possible is great. For example, the distance between the irradiation surface of the irradiation target (W) and the lamps (B, B1, B2,...) Is 20 to 50.
In the case of the dielectric barrier discharge device in the range of mm, this distance and the distance between the light receiving surface of the second lamp light emission amount measuring means light receiving section and the lamp (B, B1, B2,...) , ±
It should be matched within a 10% error range.
【0051】次に本発明の請求項3の発明について、先
ず、請求項2の発明が適用できない場合があることを述
べた後、請求項3の発明の概念を示すための簡略化され
た図面である図4を用いて説明する。Next, regarding the invention of claim 3 of the present invention, first, it is described that the invention of claim 2 may not be applied, and then a simplified drawing for showing the concept of the invention of claim 3 is described. This will be described with reference to FIG.
【0052】先に、照射窓を介して被照射対象物に放射
光を照射する誘電体バリア放電装置については、もし、
第2のランプ発光量測定手段が、照射窓の内側に設置さ
れている場合は、照射窓の透過率低下に起因するランプ
発光量低下分が補正されないことになってしまう問題を
回避できるものとして、請求項2の発明が有用であるこ
とを述べた。また、請求項2の発明は、第2のランプ発
光量測定手段受光部が、被照射対象物と機械的に干渉す
る問題を回避できることを述べた。しかし、機械的寸法
の関連から照射窓の前まで前記第2のランプ発光量測定
手段受光部を移動させることができないこともあり、ま
た、特殊な被照射対象物、例えばベルトコンベアに乗せ
られた被照射対象物や、連続ロールシート状の被照射対
象物が、本誘電体バリア放電装置の照射窓の前を流れる
ものでは、第1のランプ発光量測定手段の感度更正のた
めに、照射窓の前からベルトコンベアや連続ロールシー
ト状の被照射対象物を除去することができないこともあ
る。このような、照射窓の外側に第2のランプ発光量測
定手段受光部を全く設置できないときの問題は、図4に
示す請求項3の発明により解決することができる。First, regarding a dielectric barrier discharge device that irradiates an object to be irradiated with radiation light through an irradiation window,
When the second lamp emission amount measuring means is installed inside the irradiation window, it is possible to avoid a problem that the lamp emission amount decrease due to the decrease in the transmittance of the irradiation window is not corrected. It has been stated that the invention of claim 2 is useful. The invention of claim 2 has described that the problem that the second lamp light emission amount measuring means light receiving section mechanically interferes with the irradiation target object can be avoided. However, it may not be possible to move the light-receiving section of the second lamp light emission amount measuring means to the position before the irradiation window due to mechanical dimensions, and the light-receiving section may be placed on a special irradiation target such as a belt conveyor. If the object to be irradiated or the object to be irradiated in the form of a continuous roll flows in front of the irradiation window of the present dielectric barrier discharge device, the irradiation window may be adjusted in order to correct the sensitivity of the first lamp emission amount measuring means. In some cases, it may not be possible to remove a belt conveyor or a continuous roll sheet-shaped object to be irradiated from before. Such a problem that the second light emitting amount measuring means light receiving section cannot be installed at all outside the irradiation window can be solved by the invention of claim 3 shown in FIG.
【0053】図4においては、誘電体バリア放電ランプ
(B,B1,B2,‥‥)よりの紫外線を外部に取り出
すための、石英ガラス等の紫外線透過物質よりなる照射
窓(T1)が存在し、被照射対象物(W)に紫外線を照
射する場合は、これを介して行う。第2のランプ発光量
測定信号(f2)を供給する第2のランプ発光量測定手
段(F2)は、前記照射窓(T1)に対して前記誘電体
バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)の側に設置
される。第2のランプ発光量測定手段(F2)、または
その受光部(35)には、ランプ(B,B1,B2,‥
‥)よりの放射光が入射することを阻止し、また阻止を
解除する手段、例えばシャッタ(S)を設けておく。In FIG. 4, there is provided an irradiation window (T1) made of an ultraviolet transmitting material such as quartz glass for extracting ultraviolet rays from the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2,...) To the outside. When the object to be irradiated (W) is irradiated with ultraviolet rays, the irradiation is performed through this. A second lamp light emission amount measuring means (F2) for supplying a second lamp light emission amount measurement signal (f2) is provided to the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,...) With respect to the irradiation window (T1). Installed on the side of i). The lamp (B, B1, B2,...) Is provided in the second lamp emission amount measuring means (F2) or its light receiving section (35).
A means for preventing the emission of the light emitted from ‥) and canceling the prevention, for example, a shutter (S) is provided.
【0054】また、前記誘電体バリア放電ランプ(B,
B1,B2,‥‥)と前記シャッタ(S)との間には、
前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)
よりの放射光に対する劣化特性、すなわち累積の紫外線
照射量と透過率の低下の関係が前記照射窓(T1)と概
略同一である光透過性の窓(T2)を挿入しておく。こ
のような条件を満足する前記窓(T2)としては、前記
照射窓(T1)と同一の厚さの同一の材質で作成された
ものが使用できる。最も簡単には、前記照射窓(T1)
の一部を切り取ったものでもよい。ここで重要な点は、
前記シャッタ(S)が前記第2のランプ発光量測定手段
(F2)への紫外線の入射を阻止しているか否かによら
ず、前記ランプ(B,B1,B2,‥‥)の点灯中には
前記窓(T2)に紫外線が照射されることで、この点に
おいて紫外線の照射の条件は、前記窓(T2)と前記照
射窓(T1)とで全く同じである。なお、前記第1のラ
ンプ発光量測定手段、給電装置等は、図2の場合と同様
に設置されるものとして、図4においては記載が省略さ
れている。The dielectric barrier discharge lamp (B,
B1, B2,...) And the shutter (S),
The dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,...)
A light-transmissive window (T2) is inserted in which the deterioration characteristic with respect to the emitted light, that is, the relationship between the cumulative amount of ultraviolet irradiation and the decrease in transmittance is substantially the same as the irradiation window (T1). As the window (T2) that satisfies such conditions, a window made of the same material having the same thickness as the irradiation window (T1) can be used. Most simply, the irradiation window (T1)
May be cut away. The important point here is that
Regardless of whether or not the shutter (S) is blocking the incidence of ultraviolet light on the second lamp light emission amount measuring means (F2), the shutter (S) is turned on while the lamps (B, B1, B2,. Is irradiated with ultraviolet rays to the window (T2). At this point, the conditions for the irradiation of ultraviolet rays are exactly the same for the window (T2) and the irradiation window (T1). Note that the first lamp light emission amount measuring means, the power supply device, and the like are installed in the same manner as in FIG. 2 and are not shown in FIG.
【0055】以上に述べた請求項3の発明の構成を用い
れば、前記第2のランプ発光量測定手段(F2)により
得られる第2のランプ発光量測定信号は、第2のランプ
発光量測定手段を前記照射窓(T1)の外側に設置した
場合に得られる第2のランプ発光量測定信号と常に概ね
同等となる。何となれば、先述のように、紫外線の照射
の条件および紫外線による劣化特性が、前記窓(T2)
と前記照射窓(T1)とで同じだからである。したがっ
て、請求項3の発明は、照射窓を有する本誘電体バリア
放電装置における請求項2の発明の利点、すなわち、前
記第1のランプ発光量測定手段(F1)の感度を更正す
ることによって、前記照射窓(T1)の透過率低下に起
因するランプ発光量低下を含めて補正することができる
利点を有し、かつ、先述の、請求項2の発明が回避でき
なかった、照射窓の外側に第2のランプ発光量測定手段
受光部を全く設置できないときの問題が完全に回避でき
るという大きな利点を有することがわかる。According to the third aspect of the present invention, the second lamp light emission amount measurement signal obtained by the second lamp light emission amount measurement means (F2) is the second lamp light emission amount measurement signal. It is almost always the same as the second lamp emission amount measurement signal obtained when the means is installed outside the irradiation window (T1). The reason is that, as described above, the condition of the irradiation of the ultraviolet rays and the deterioration characteristics due to the ultraviolet rays are different from those of the window (T2).
And the irradiation window (T1). Therefore, the invention of claim 3 provides the advantage of the invention of claim 2 in the present dielectric barrier discharge device having an irradiation window, that is, by correcting the sensitivity of the first lamp light emission amount measuring means (F1). The outside of the irradiation window, which has an advantage of being able to correct including a decrease in the amount of lamp light emission caused by a decrease in the transmittance of the irradiation window (T1), and in which the above-described invention of claim 2 cannot be avoided. In addition, it can be seen that there is a great advantage that the problem when the second lamp light emission amount measuring means light receiving unit cannot be installed at all can be completely avoided.
【0056】[0056]
【実施例】図5は本発明の実施例の一例を簡略化して示
すものである。給電装置(P)は、AC電源ライン
(1)に接続されたダイオードブリッジ(2)、平滑コ
ンデンサ(4a,4b)、偏励磁防止コンデンサ(5)
よりなる直流電源部、および主として2個のFET(6
a,6b)よりなるハーフブリッジ方式のインバータ
部、昇圧トランス(13b)による昇圧部を含んでい
る。請求項1の発明の一例を示す図2では、ランプ電力
を増減するためにチョッパを含んでいたが、図5では、
チョッパの代わりに、昇圧トランス(13b)の2次側
に、共振コイル(37)、共振コンデンサ(38)によ
る直列共振回路を追加し、共振現象によって共振コンデ
ンサ(38)の両端子間に発生する高電圧、すなわちラ
ンプ(B,B1,B2,‥‥)への印加電圧が、インバ
ータの周波数に依存して変化する現象を利用して、ラン
プへの投入電力を変化させる方式を想定している。この
例の場合は、インバータの周波数が共振周波数より高い
領域で動作させるものとし、このときは、インバータの
周波数が高い値から低下して共振周波数に近づくに従
い、ランプへの投入電力が増加する。なお、共振周波数
は、ランプ(B,B1,B2,‥‥)の有する静電容
量、共振コンデンサ(38)の静電容量および共振コイ
ル(37)のインダクタンスにより決まる。FIG. 5 shows a simplified example of an embodiment of the present invention. The power supply device (P) includes a diode bridge (2) connected to the AC power supply line (1), a smoothing capacitor (4a, 4b), and a bias excitation preventing capacitor (5).
DC power supply unit and mainly two FETs (6
a, 6b), and a boosting unit including a boosting transformer (13b). In FIG. 2 showing an example of the invention of claim 1, a chopper is included to increase or decrease the lamp power.
Instead of a chopper, a series resonance circuit including a resonance coil (37) and a resonance capacitor (38) is added to the secondary side of the step-up transformer (13b), and a resonance phenomenon occurs between both terminals of the resonance capacitor (38). It is assumed that a method is used in which a high voltage, that is, a voltage applied to the lamps (B, B1, B2,...) Is changed according to the frequency of the inverter to change the power supplied to the lamp. . In the case of this example, it is assumed that the operation is performed in a region where the frequency of the inverter is higher than the resonance frequency. At this time, the power supplied to the lamp increases as the frequency of the inverter decreases from a high value and approaches the resonance frequency. The resonance frequency is determined by the capacitance of the lamp (B, B1, B2,...), The capacitance of the resonance capacitor (38), and the inductance of the resonance coil (37).
【0057】また図2では、第1のランプ発光量測定信
号(f1)を入力とするランプ発光量誤差積分回路(2
4)によって、ランプ電力を増減し、直接的にランプ発
光量フィードバックを実現する回路を想定していたが、
図5では、ランプ電流に基づいて行うランプ電力フィー
ドバック回路を構成した上で、これよりも大きいフィー
ドバックループとして、第1のランプ発光量測定信号
(f1)を入力とするランプ発光量フィードバックを達
成する方式としている。なお、ランプ電流に基づいてフ
ィードバック回路を構成する理由は、ランプ電流がラン
プ電力に電気的に相関し、容易に測定でき、かつ安定な
量だからである。In FIG. 2, a lamp light emission amount error integrating circuit (2) to which the first lamp light emission amount measurement signal (f1) is input is shown.
According to 4), a circuit for increasing or decreasing the lamp power and directly realizing the lamp emission amount feedback was assumed.
In FIG. 5, a lamp power feedback circuit configured based on the lamp current is configured, and as a feedback loop larger than this, a lamp light emission amount feedback using the first lamp light emission amount measurement signal (f1) as input is achieved. System. The reason for configuring the feedback circuit based on the lamp current is that the lamp current is electrically correlated with the lamp power, can be easily measured, and is a stable amount.
【0058】ランプ電力の大きさを表すランプ電力信号
(43)は、ランプ(B,B1,B2,‥‥)の電流を
検出するための電流トランス(40)と、これよりの交
流信号(41)を整流して直流化し増幅するための、演
算アンプ(67)、抵抗器(81)(82)(83)、
ダイオード(89)(90)より構成される整流増幅器
(42)により生成される。前記ランプ電力信号(4
3)およびランプ電力目標値信号(44)は、演算アン
プ(91)、コンデンサ(73)、抵抗器(84)(8
5)等より構成されるランプ電力誤差積分回路(45)
に入力され、これによりランプ電力レベル信号(46)
が生成される。前記ランプ電力目標値信号(44)は、
DA変換器(53)により生成され、これへのデータ、
すなわちランプ電力目標値データの設定は、コンピュー
タ回路(59)がレジスタ(60)に書き込むことによ
り行う。The lamp power signal (43) representing the magnitude of the lamp power is supplied to a current transformer (40) for detecting the current of the lamps (B, B1, B2,...) And an AC signal (41). ) To rectify and direct-current and amplify, an operational amplifier (67), resistors (81), (82), (83),
It is generated by a rectifier amplifier (42) composed of diodes (89) and (90). The lamp power signal (4
3) and the lamp power target value signal (44) are supplied to the operational amplifier (91), the capacitor (73), the resistors (84) and (8).
5) Lamp power error integration circuit (45) composed of
, Whereby the lamp power level signal (46)
Is generated. The lamp power target value signal (44) is
Data generated by the D / A converter (53),
That is, the setting of the lamp power target value data is performed by the computer circuit (59) writing to the register (60).
【0059】インバータゲート信号発生回路(8)に対
しては、電圧制御発振器(VCO)(39)からの周波
数可変のクロック信号(12)が入力される。前記電圧
制御発振器(39)へは、前記ランプ電力レベル信号
(46)が入力され、前記ランプ電力レベル信号(4
6)の電圧を変化させることによって、インバータの周
波数を変化させる。この場合は、前記電圧制御発振器
(39)へ入力されるランプ電力レベル信号(46)の
電圧が低いほど、前記電圧制御発振器(39)の発振周
波数が低下し、ランプへの投入電力が増加するものとす
る。なお、前記インバータゲート信号発生回路(8)
は、インバータゲート駆動回路(7a,7b)の動作を
両方とも停止させる状態、すなわちインバータ停止状態
と、クロック信号(12)に従って、インバータゲート
駆動回路(7a,7b)に交互にパルスを送る状態、す
なわちインバータ動作状態とのいづれかを制御するため
のインバータ動作制御信号(9)を有し、この信号を介
して、前記コンピュータ回路(59)がデータビットを
レジスタ(61)に書き込むことにより、インバータの
動作と停止を制御できるものとする。The variable frequency clock signal (12) from the voltage controlled oscillator (VCO) (39) is input to the inverter gate signal generation circuit (8). The lamp power level signal (46) is input to the voltage controlled oscillator (39), and the lamp power level signal (4
The frequency of the inverter is changed by changing the voltage of 6). In this case, the lower the voltage of the lamp power level signal (46) input to the voltage-controlled oscillator (39), the lower the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator (39) and the more the power supplied to the lamp. Shall be. The inverter gate signal generation circuit (8)
Is a state in which both operations of the inverter gate drive circuits (7a, 7b) are stopped, that is, a state in which the inverter is stopped, and a state in which pulses are alternately transmitted to the inverter gate drive circuits (7a, 7b) in accordance with the clock signal (12). That is, it has an inverter operation control signal (9) for controlling any one of the inverter operation states. Through this signal, the computer circuit (59) writes a data bit to the register (61) to thereby control the inverter. Operation and stop can be controlled.
【0060】このような構成のとき、例えば、前記ラン
プ電力信号(43)が負極性、すなわちランプ電力が大
きいほど絶対値の大きい負の電圧となる信号で、前記ラ
ンプ電力目標値信号(44)が正極性、すなわち目標と
するランプ電力が大きいほど高い正の電圧となる信号で
あるならば、インバータ動作状態では、前記ランプ電力
誤差積分回路(45)は、実際のランプ電力がランプ電
力目標より小さいときは、ランプ電力レベル信号(4
6)の電圧を下げ、したがって、前記電圧制御発振器
(39)の発振周波数が低下し、ランプの印加電圧が上
昇して、ランプへの投入電力が増加するように働く。逆
に、実際のランプ電力がランプ電力目標より大きいとき
は、ランプ電力レベル信号(46)の電圧を上げ、した
がって、前記電圧制御発振器(39)の発振周波数が上
昇し、ランプの印加電圧が下降して、ランプへの投入電
力が低下するように働く。In such a configuration, for example, the lamp power signal (43) is a signal having a negative polarity, that is, a signal having a negative voltage having a larger absolute value as the lamp power increases, and the lamp power target value signal (44). Is a positive signal, that is, a signal having a higher positive voltage as the target lamp power is larger, in the inverter operating state, the lamp power error integration circuit (45) sets the actual lamp power to be higher than the lamp power target. When it is smaller, the lamp power level signal (4
6), the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator (39) decreases, the voltage applied to the lamp increases, and the power supplied to the lamp increases. Conversely, when the actual lamp power is greater than the lamp power target, the voltage of the lamp power level signal (46) is increased, so that the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator (39) is increased and the voltage applied to the lamp is decreased. Thus, the power supplied to the lamp works to decrease.
【0061】すなわち、ランプ電力フィードバックルー
プが構成され、ランプ電力は、常に前記コンピュータ回
路(59)により設定される前記ランプ電力目標値信号
(44)に追従することがわかる。That is, it is understood that a lamp power feedback loop is formed, and the lamp power always follows the lamp power target value signal (44) set by the computer circuit (59).
【0062】一方、第1のランプ発光量測定信号(1
1)を生成する第1のランプ発光量測定手段(F1)
は、フォトダイオード(49)、蛍光体(47)、演算
アンプ(68)、コンデンサ(74)、抵抗器(86)
より構成され、第2のランプ発光量測定信号(12)を
生成する第2のランプ発光量測定手段(F2)は、フォ
トダイオード(50)、蛍光体(48)、演算アンプ
(92)、コンデンサ(75)、抵抗器(87)より構
成される。前記蛍光体(48)とランプ(B,B1,B
2,‥‥)の間には、シャッタ(S)を設置し、前記シ
ャッター(S)とランプ(B,B1,B2,‥‥)の間
には、被照射対象物に紫外線を照射するための照射窓
(T1)を同じ材質の窓(2)を設置する。なお、前記
シャッタ(S)は、シャッタ駆動回路(51)を介し
て、ソレノイド等により駆動するための、シャッタ制御
信号(52)を有し、この信号を介して、前記コンピュ
ータ回路(59)がデータビットを前記レジスタ(6
1)に書き込むことにより、前記シャッタ(S)の開閉
を制御できるものとする。On the other hand, the first lamp light emission amount measurement signal (1
First lamp emission amount measuring means (F1) for generating 1)
Is a photodiode (49), a phosphor (47), an operational amplifier (68), a capacitor (74), a resistor (86)
The second lamp light emission amount measuring means (F2) configured to generate the second lamp light emission amount measurement signal (12) includes a photodiode (50), a phosphor (48), an operational amplifier (92), and a capacitor. (75) and a resistor (87). The phosphor (48) and the lamp (B, B1, B
2), a shutter (S) is installed, and between the shutter (S) and the lamps (B, B1, B2, ‥‥), an object to be irradiated is irradiated with ultraviolet rays. A window (2) of the same material is set as the irradiation window (T1). The shutter (S) has a shutter control signal (52) for driving by a solenoid or the like via a shutter drive circuit (51), and the computer circuit (59) receives the shutter control signal via this signal. Data bits are stored in the register (6
By writing in 1), the opening and closing of the shutter (S) can be controlled.
【0063】前記第1のランプ発光量測定信号(f1)
と前記第2のランプ発光量測定信号(f2)とは、それ
らのうちのいづれかが、スイッチ駆動回路(57)を介
したスイッチ制御信号(58)によってスイッチ回路
(56)により選択され、AD変換器(54)によって
ディジタルデータに変換されて、これを前記コンピュー
タ回路(59)がバスゲート(62)を介して読み取る
ことができるものとする。ただし、前記AD変換器(5
4)のAD変換動作は、前記コンピュータ回路(59)
が、前記AD変換器(54)に対して、AD変換起動パ
ルス信号(55)を送出することにより起動され、ま
た、前記スイッチ回路(56)による信号選択は、前記
コンピュータ回路(59)がデータビットを前記レジス
タ(61)に書き込むことにより、選択を制御できるも
のとする。なお、前記スイッチ回路(56)としては、
アナログスイッチを応用したものは使用できる。The first lamp light emission amount measurement signal (f1)
And the second lamp light emission amount measurement signal (f2), one of them is selected by a switch circuit (56) by a switch control signal (58) via a switch drive circuit (57), and AD converted. The digital data is converted into digital data by the device (54) and can be read by the computer circuit (59) via the bus gate (62). However, the AD converter (5)
The AD conversion operation of 4) is performed by the computer circuit (59).
Is started by sending an AD conversion start pulse signal (55) to the AD converter (54), and the signal selection by the switch circuit (56) is performed by the computer circuit (59). It is assumed that selection can be controlled by writing bits to the register (61). In addition, as the switch circuit (56),
The one which applied the analog switch can be used.
【0064】以上に述べた図5の本発明の実施例の構成
の誘電体バリア放電装置における動作を以下において説
明する。前記コンピュータ回路(59)は、ランプの点
灯を起動するに先立ち、前記第2のランプ発光量測定手
段(F2)にランプ(B,B1,B2,‥‥)よりの紫
外線が入射しないよう、前記レジスタ(61)を介して
前記シャッタ(S)を閉じておくとともに、ランプ電力
が最低の状態に対応するランプ電力目標値データを前記
レジスタ(60)に書き込んでおいて上で、前記レジス
タ(61)を介してインバータ動作制御信号(9)を出
力し、インバータの動作を開始させる。The operation of the above-described dielectric barrier discharge apparatus having the configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG. 5 will be described below. The computer circuit (59) prevents the ultraviolet rays from the lamps (B, B1, B2,...) From being incident on the second lamp emission amount measuring means (F2) prior to starting the lighting of the lamp. The shutter (S) is closed via the register (61), and lamp power target value data corresponding to the lowest lamp power is written in the register (60). ) To output an inverter operation control signal (9) to start the operation of the inverter.
【0065】これにより、インバータゲート信号発生回
路(8)が電圧制御発振器(39)よりのクロック信号
(12)に従って、インバータゲート駆動回路(7a,
7b)に交互にパルスを送り、ランプ(B,B1,B
2,‥‥)への交流電圧の印加が開始される。ただし、
この時点では、前記レジスタ(60)に、ランプ電力が
最低に状態に対応するランプ電力目標値データが書き込
まれているため、前記ランプ電力レベル信号(46)
は、その変化域の最も高い電圧の状態にあり、従って、
前記電圧制御発振器(39)はその発振周波数変化域の
最も高い周波数を出力しており、ランプ(B,B1,B
2,‥‥)へ印加される交流電圧は低く、放電が開始さ
れない程度であってもよい。Thus, the inverter gate signal generating circuit (8) operates according to the clock signal (12) from the voltage controlled oscillator (39) to drive the inverter gate driving circuit (7a, 7a).
7b) to send pulses alternately to ramps (B, B1, B
The application of the AC voltage to (2) is started. However,
At this time, since the lamp power target value data corresponding to the state where the lamp power is lowest is written in the register (60), the lamp power level signal (46)
Is in the highest voltage state of its transition, thus
The voltage controlled oscillator (39) outputs the highest frequency of the oscillation frequency change range, and outputs the ramps (B, B1, B
The AC voltage applied to (2) is low, and may be such that the discharge is not started.
【0066】インバータの動作を開始させた後、概ね目
標とするランプ電力に対応するランプ電力目標値データ
Pxを前記レジスタ(60)に書き込むことにより、前
記ランプ電力誤差積分回路(45)等が形成する先述の
ランプ電力フィードバックループが働いて、前記ランプ
電力レベル信号(46)が低下し、これに対応して前記
電圧制御発振器(39)はその発振周波数を低下するた
め、ランプの印加電圧が上昇し、ランプ(B,B1,B
2,‥‥)が点灯を開始し、その後は速やかに、ランプ
電力が、前記レジスタ(60)に書き込まれたランプ電
力目標値データに対応する値に収束する。After starting the operation of the inverter, the lamp power error integration circuit (45) and the like are formed by writing the lamp power target value data Px substantially corresponding to the target lamp power to the register (60). The above-described lamp power feedback loop operates, and the lamp power level signal (46) decreases. In response to this, the voltage-controlled oscillator (39) decreases its oscillation frequency, so that the voltage applied to the lamp increases. And the lamp (B, B1, B
2,...) Start lighting, and thereafter the lamp power quickly converges to a value corresponding to the lamp power target value data written in the register (60).
【0067】前記コンピュータ回路(59)は、前記第
1のランプ発光量測定信号(f1)の読み取りと、前記
レジスタ(60)へのランプ電力目標値データの書き込
みが可能であるため、前記第1のランプ発光量測定信号
(f1)が目標とする値になるように、ソフトウェア的
にランプ発光量フィードバック制御することができる。
ランプ発光量フィードバックが実際に行われるように、
前記コンピュータ回路(59)を動作させることは容易
であり、例えば次のような手続きによるプログラムを、
適当な時間間隔、例えば1秒おきに実行することで達成
できる。 1. 前記第1のランプ発光量測定信号(f1)の値が
前記AD変換器(54)に入力されるよう、前記レジス
タ(61)を介して前記スイッチ回路(56)を選択す
る。 2. 前記AD変換起動パルス信号(55)を前記AD
変換器(54)に送出する。 3. 前記バスゲート(62)を介して、前記第1のラ
ンプ発光量測定信号(f1)の値に対応するディジタル
データFxを読み取る。 4. 前記コンピュータ回路(59)の内部に保持して
いる正の係数Kxと前記データFxとの積Kx・Fxを
計算する。 5. 前記コンピュータ回路(59)の内部に保持して
いるランプ発光量目標値データGxと前記積値Kx・F
xとの差Gx−Kx・Fxを計算する。 6. 最近に前記レジスタ(60)に書き込まれたラン
プ電力目標値データの値Pxと、前記コンピュータ回路
(59)の内部に保持している正の係数Mとを用いて、
値Px+M・(Gx−Kx・Fx)を計算し、この値を
Pxの新しい値とする。 7. 前記の新しいPxの値を新しいランプ電力目標値
データとして前記レジスタ(60)に書き込む。The computer circuit (59) can read the first lamp light emission amount measurement signal (f1) and write the lamp power target value data to the register (60). The lamp light emission amount feedback control can be performed by software so that the lamp light emission amount measurement signal (f1) becomes a target value.
As the lamp emission amount feedback is actually performed,
It is easy to operate the computer circuit (59). For example, a program according to the following procedure is
This can be achieved by executing at appropriate time intervals, for example, every second. 1. The switch circuit (56) is selected via the register (61) so that the value of the first lamp light emission amount measurement signal (f1) is input to the AD converter (54). 2. The AD conversion start pulse signal (55) is
Transmit to the converter (54). 3. The digital data Fx corresponding to the value of the first lamp light emission amount measurement signal (f1) is read through the bus gate (62). 4. A product Kx.Fx of a positive coefficient Kx held in the computer circuit (59) and the data Fx is calculated. 5. The lamp light emission amount target value data Gx held in the computer circuit (59) and the product value Kx · F
Calculate the difference Gx−Kx · Fx from x. 6. Using the value Px of the lamp power target value data recently written in the register (60) and the positive coefficient M held inside the computer circuit (59),
Calculate the value Px + M · (Gx−Kx · Fx) and use this value as the new value of Px. 7. The new value of Px is written to the register (60) as new lamp power target value data.
【0068】前記の手続きによりランプ発光量フィード
バックが達成される理由は、値(Gx−Kx・Fx)が
正のときは、第1のランプ発光量測定信号(f1)の大
きさに対応する値Kx・Fxがランプ発光量目標値デー
タGxに満たないことを意味するため、PxをPx+M
・(Gx−Kx・Fx)に更新することは、ランプ電力
目標値データの値を増すことになり、逆に値Gx−Kx
・Fxが負のときは、ランプ電力目標値データの値を減
じることになり、何れの場合でも、最終的に、値Gx−
Kx・Fxが零となるように変化させられるからであ
る。The reason that the lamp emission amount feedback is achieved by the above procedure is that when the value (Gx-Kx.Fx) is positive, the value corresponding to the magnitude of the first lamp emission amount measurement signal (f1) Since it means that Kx.Fx is less than the lamp light emission amount target value data Gx, Px is calculated as Px + M
Updating to (Gx−Kx · Fx) increases the value of the lamp power target value data, and conversely, the value Gx−Kx
When Fx is negative, the value of the lamp power target value data is reduced, and in any case, the value Gx−
This is because Kx · Fx is changed to be zero.
【0069】なお、係数Mについては、この値が大きす
ぎると、更新の度ごとに、Kx・Fxの値が大きすぎる
状態と小さすぎる状態を繰り返し、逆に小さすぎると、
Kx・Fxの値がGxの値に概ね一致するまでに要する
時間が長くなるため、Mの値は、前記第1のランプ発光
量測定手段(F1)の応答速度とPxの更新周期に照ら
して、適当な値を実験的に決める方が良い。If the value of the coefficient M is too large, the state where the value of Kx · Fx is too large and too small is repeated at every update.
Since the time required for the value of Kx · Fx to substantially coincide with the value of Gx becomes longer, the value of M is determined in light of the response speed of the first lamp light emission amount measuring means (F1) and the update cycle of Px. It is better to experimentally determine an appropriate value.
【0070】次に、前記第2のランプ発光量測定手段
(F2)からの前記第2のランプ発光量測定信号(f
2)を用いた前記第1のランプ発光量測定手段(F1)
の更生動作について説明する。前記コンピュータ回路
(59)は、更正動作の開始に先立ち、先述の動作に従
って、ランプ(B,B1,B2,‥‥)を点灯し、ラン
プ発光量フィードバック制御を行っているものとする。
このとき、例えば次のような一連の手続きによるプログ
ラムを実行することで、前記第1のランプ発光量測定手
段(F1)の更正を達成できる。 8. 前記第2のランプ発光量測定手段(F2)にラン
プ(B,B1,B2,‥‥)よりの紫外線が入射するよ
う、前記レジスタ(61)を介して前記シャッタ(S)
を開く。 9. 前記第2のランプ発光量測定信号(f2)の値が
前記AD変換器(54)に入力されるよう、前記レジス
タ(61)を介して前記スイッチ回路(56)を選択す
る。 10.前記AD変換起動パルス信号(55)を前記AD
変換器(54)に送出する。 11.前記バスゲート(62)を介して、前記第2のラ
ンプ発光量測定信号(f2)の値に対応するディジタル
データHxを読み取る。 12.前記第2のランプ発光量測定手段(F2)にラン
プ(B,B1,B,‥‥)よりの紫外線が入射しないよ
う、前記レジスタ(61)を介して前記シャッタ(S)
を閉じる。 13.前記データHxと、最近の前記手続き3において
前記バスゲート(6)を介して読み取った、前記第1の
ランプ発光量測定信号(f1)の値に対応するディジタ
ルデータFxとを用いて、値Kx=Hx/Fxを計算
し、この値を前記手続き4において参照する正の係数K
xの新しい値とする。Next, the second lamp light emission amount measurement signal (f) from the second lamp light emission amount measurement means (F2).
The first lamp light emission amount measuring means (F1) using 2)
Will be described. Prior to the start of the correction operation, the computer circuit (59) turns on the lamps (B, B1, B2,...) And performs the lamp emission amount feedback control in accordance with the above-described operation.
At this time, for example, by executing a program according to the following series of procedures, the first lamp light emission amount measuring means (F1) can be corrected. 8. The shutter (S) through the register (61) so that the ultraviolet rays from the lamps (B, B1, B2,...) Enter the second lamp light emission amount measuring means (F2).
open. 9. The switch circuit (56) is selected via the register (61) so that the value of the second lamp light emission amount measurement signal (f2) is input to the AD converter (54). 10. The AD conversion start pulse signal (55) is
Transmit to the converter (54). 11. The digital data Hx corresponding to the value of the second lamp light emission amount measurement signal (f2) is read through the bus gate (62). 12. The shutter (S) through the register (61) so that ultraviolet rays from the lamps (B, B1, B,...) Do not enter the second lamp emission amount measuring means (F2).
Close. 13. Using the data Hx and the digital data Fx corresponding to the value of the first lamp light emission amount measurement signal (f1) read via the bus gate (6) in the procedure 3 recently, the value Kx = Hx / Fx, and this value is referred to in the procedure 4 as the positive coefficient K
Let x be the new value.
【0071】前記の手続きにより前記第1のランプ発光
量測定手段(F1)の感度劣化に対する更正が達成され
る理由は、前記データHxと前記手続き13のデータF
xが、ほぼ同時刻のランプ発光量に対する前記第2のラ
ンプ発光量測定信号(f2)と前記第1のランプ発光量
測定信号(f1)に対応するものであり、前記手続き1
3で算出されたKxの値を用いることにより、前記手続
き4においてデータFxから計算される積値Kx・Fx
は、その時点で前記第2のランプ発光量測定手段(F
2)によって測定されるであろう測定値Hxに概略等し
くなり、前記第2のランプ発光量測定手段(F2)は、
前記シャッタ(S)の保護により、感度劣化のないもの
だからである。The reason that the correction of the sensitivity deterioration of the first lamp light emission amount measuring means (F1) is achieved by the above procedure is that the data Hx and the data F of the procedure 13 are used.
x corresponds to the second lamp light emission amount measurement signal (f2) and the first lamp light emission amount measurement signal (f1) for the lamp light emission amount at substantially the same time, and the procedure 1
By using the value of Kx calculated in step 3, the product value Kx · Fx calculated from the data Fx in the procedure 4
Means that the second lamp emission amount measuring means (F
2) which is approximately equal to the measured value Hx that would be measured by the second lamp emission amount measuring means (F2).
This is because the protection of the shutter (S) does not cause sensitivity deterioration.
【0072】なお、前記第2のランプ発光量測定手段
(F2)による前記第1のランプ発光量測定手段(F
1)の更正動作を行うために、前記一連の手続きによる
プログラムの実行の起動することについては、作業者、
または外部の装置が、前記コンピュータ回路(59)に
対して指令を発行することによって行うものとしても良
い。または、本誘電体バリア放電装置の電源通電後の最
初のランプ点灯時に、自動的に起動するよう、前記コン
ピュータ回路(59)をプログロムしておいても良い。
あるいは、前記コンピュータ回路(59)内部におい
て、ランプ点灯時間の累積時間をカウントして記憶する
変数を設けるものとし、これが規定値だけ増加する度
に、ランプ点灯時に自動的に起動するよう、前記コンピ
ュータ回路(59)をプログロムしておいても良い。Note that the first lamp light emission amount measuring means (F2) is used by the second lamp light emission amount measuring means (F2).
In order to perform the correction operation of 1), the activation of the execution of the program by the series of procedures is performed by an operator,
Alternatively, an external device may issue the command to the computer circuit (59). Alternatively, the computer circuit (59) may be programmed so as to start automatically when the first lamp is turned on after the power is supplied to the dielectric barrier discharge device.
Alternatively, a variable is provided in the computer circuit (59) for counting and storing the accumulated time of the lamp lighting time, and the computer automatically starts up when the lamp is turned on every time the variable increases by a specified value. The circuit (59) may be programmed.
【0073】なお、図2の構成においては、単独のアナ
ログ信号としてランプ発光量目標値信号(g1)が存在
したが、図5の構成における、これに対応するものは、
コンピュータ回路(59)内部に保持されているランプ
発光量目標値データFxである。両者の相違は、本誘電
体バリア放電装置のランプ発光量フィードバックループ
の実現を、電気回路にてハードウェア的に行うか、コン
ピュータ回路内部にてソフトウェア的に行うかの相違に
過ぎず、発明の概念においては全く同等のものである。In the configuration of FIG. 2, the lamp emission target value signal (g1) is present as a single analog signal, but the corresponding configuration in the configuration of FIG.
This is the lamp light emission amount target value data Fx held in the computer circuit (59). The difference between the two is merely the difference between implementing the lamp emission amount feedback loop of the dielectric barrier discharge device by hardware in an electric circuit or by software in a computer circuit. They are exactly equivalent in concept.
【0074】以上で述べた本実施例の誘電体バリア放電
装置の構成および動作により、本実施例の誘電体バリア
放電装置が発揮する優れた特徴を以下にまとめる。前記
第1のランプ発光量測定手段(F1)により、頻繁にラ
ンプ発光量フィードバックを実行しているため、請求項
1の発明の説明において述べたように、先述した、消灯
状態から点灯開始したときに、ランプ自体の温度上昇に
基づく封体ガラスの透過率低下により、時間の経過とと
もにランプ発光量が変化する、短い時間スケールのラン
プ発光量変動が補正される。前記蛍光体(48)とラン
プ(B,B1,B2,‥‥)の間に、シャッタ(S)を
設置することにより、前記蛍光体(48)にほとんど劣
化が無く、また前記シャッタ(S)とランプ(B,B
1,B2,‥‥)の間には、被照射対象物に紫外線を照
射するための照射窓(T1)と同じ材質の窓(T2)を
設置してあることにより、前記照射窓(T1)の透過率
低下を反映してランプ発光量測定ができる前記第2のラ
ンプ発光量測定手段(F2)によって、前記第1のラン
プ発光量測定手段(F1)の感度を更正するため、請求
項1の発明の説明において述べたように、先述した、ラ
ンプ自体が放射した高エネルギー紫外線光子により封体
ガラスの透過率低下が発生することにより、ランプが新
品である時期からその寿命の末期にかけてランプ発光量
が変化する、長い時間スケールのランプ発光量変動と、
前記照射窓(T1)の透過率低下に起因するランプ発光
量低下がともに補正される。With the configuration and operation of the dielectric barrier discharge device of the present embodiment described above, the excellent features exhibited by the dielectric barrier discharge device of the present embodiment will be summarized below. Since the first lamp light emission amount measuring means (F1) frequently performs the lamp light emission amount feedback, as described in the description of the first aspect of the present invention, when the lighting is started from the light-off state described above. In addition, a change in the amount of light emitted on a short time scale in which the amount of light emitted from the lamp changes over time due to a decrease in the transmittance of the sealing glass due to an increase in the temperature of the lamp itself is corrected. By installing a shutter (S) between the phosphor (48) and the lamps (B, B1, B2,...), The phosphor (48) hardly deteriorates and the shutter (S) And lamp (B, B
1, B2,...), A window (T2) of the same material as the irradiation window (T1) for irradiating the object to be irradiated with ultraviolet rays is provided. 2. The sensitivity of the first lamp light emission amount measuring means (F1) is corrected by the second lamp light emission amount measuring means (F2) capable of measuring the lamp light emission amount reflecting the decrease in transmittance of the light. As described in the description of the invention, the high-energy ultraviolet photons emitted from the lamp itself cause a decrease in the transmittance of the sealing glass as described above, so that the lamp emits light from the time when the lamp is new to the end of its life. The amount of change, the variation of the lamp emission on a long time scale,
A decrease in the amount of light emitted from the lamp due to a decrease in the transmittance of the irradiation window (T1) is corrected together.
【0075】なお、ここで記載した以外にも、次のよう
な構成が可能である。 1.例えば、スイッチングインバータを、他の方式のイ
ンバータ、例えば1個のトランジスタより成るものや、
4個のトランジスタより成るフルブリッジ方式と呼ばれ
るものにすること。 2.前記第2のランプ発光量測定手段の劣化に対応する
ために、さらに紫外線照射頻度の少ないランプ発光量測
定手段を設け、これによるランプ発光量測定を通じて、
前記第2のランプ発光量測定手段を更正可能なものとす
ること。 以上の1から2は本発明の範囲内で設計者が任意に実施
する事項である。The following configuration is possible in addition to the above description. 1. For example, a switching inverter may be replaced with another type of inverter, for example, a single transistor.
What is called a full bridge system consisting of four transistors. 2. In order to cope with the deterioration of the second lamp light emission amount measuring means, a lamp light emission amount measurement means with a lower frequency of ultraviolet irradiation is provided, and through this lamp light emission amount measurement,
The second lamp light emission amount measuring means can be corrected. The above items 1 and 2 are items that the designer arbitrarily implements within the scope of the present invention.
【0076】当然ながら、図5に記載の回路構成等は、
主要な要素のみを記載した一例であって、実際に応用す
る場合は、使用する部品の特徴、極性等の違いに応じて
然るべく変更され、また必要に応じて周辺素子が追加さ
れるべきものである。Of course, the circuit configuration shown in FIG.
This is an example in which only the main elements are described, and in the case of actual application, it should be changed appropriately according to the characteristics of the components used, differences in polarity, etc., and peripheral elements should be added as necessary Things.
【0077】[0077]
【発明の効果】本発明の請求項1に記載する発明では、
誘電体バリア放電ランプの発光量を検出する第1のラン
プ発光量測定手段(F1)と第2のランプ発光量測定手
段(F2)とを有し、第1のランプ発光量測定手段(F
1)からの信号(f1)によって誘電体バリア放電ラン
プ(B,B1,B2,‥‥)への投入電力をフィードバ
ック制御するとともに、第1のランプ発光量測定信号
(f1)を第2のランプ発光量測定信号(F2)からの
信号(f2)によって更生する手段と、この誘電体バリ
ア放電ランプからの放射光が第2のランプ発光量測定手
段に届くことを概略阻止する手段とを有するので、誘電
体バリア放電ランプの点灯中は、第1のランプ発光量測
定手段(F1)に基づくランプ発光量フィードバックを
行い、第1のランプ発光量の変動、すなわち、ランプの
消灯状態から点灯開始したときに時間の経過とともにラ
ンプ発光量が変化する短い時間スケールの変動、を良好
に補正する制御ができる。また、感度低下から保護され
ている第2のランプ発光量測定手段(F2)を基準とし
た第1のランプ発光量測定手段(F1)の更生が必要に
応じて実施できるので、第2のランプ発光量の変動、す
なわち、ランプが新品である時期からその寿命の末期に
かけてランプ発光量が変化する長い時間スケールの変
動、を良好に補正するできる極めて安定な誘電体バリア
放電装置を提供することができる。According to the first aspect of the present invention,
It has a first lamp light emission amount measuring means (F1) and a second lamp light emission amount measuring means (F2) for detecting the light emission amount of the dielectric barrier discharge lamp, and the first lamp light emission amount measuring means (F).
The input power to the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2,...) Is feedback-controlled by the signal (f1) from 1), and the first lamp emission amount measurement signal (f1) is converted to the second lamp. Since there are means for regenerating by means of the signal (f2) from the light emission measurement signal (F2) and means for substantially preventing the light emitted from the dielectric barrier discharge lamp from reaching the second lamp light emission measurement means. During the lighting of the dielectric barrier discharge lamp, the lamp emission amount feedback based on the first lamp emission amount measuring means (F1) was performed, and the lighting was started from the fluctuation of the first lamp emission amount, that is, the lamp off state. Sometimes, control can be performed to satisfactorily correct fluctuations in a short time scale in which the amount of lamp light emission changes with time. In addition, since the first lamp light emission amount measuring means (F1) can be rehabilitated as needed based on the second lamp light emission amount measuring means (F2) protected from the sensitivity drop, the second lamp It is possible to provide an extremely stable dielectric barrier discharge device capable of satisfactorily correcting fluctuations in light emission amount, that is, fluctuations in a long time scale in which the lamp light emission amount changes from the time when the lamp is new to the end of its life. it can.
【0078】本発明の請求項2に記載する発明では、第
2のランプ発光量測定手段(F2)が誘電体バリア放電
ランプよりの放射光を照射される被照射対象物(W)が
設置れる場所の近傍に設置され、かつ、誘電体バリア放
電ランプからの放射光が届かない場所に第2のランプ発
光量測定手段(F2)を移動することにより誘電体バリ
ア放電ランプからの放射光を概略阻止できるので、誘電
体バリア放電ランプからの放射光が照射窓(T1)を介
して被照射対象物(W)に放射する場合において、この
照射窓(T1)に生じる劣化も含めて第2のランプ発光
量の制御をすることができる。In the invention described in claim 2 of the present invention, the object to be irradiated (W) to which the second lamp light emission amount measuring means (F2) is irradiated with light emitted from the dielectric barrier discharge lamp is provided. The radiation light from the dielectric barrier discharge lamp is roughly moved by moving the second lamp light emission amount measuring means (F2) to a place which is installed near the place and where the radiation light from the dielectric barrier discharge lamp does not reach. In the case where the radiation light from the dielectric barrier discharge lamp is radiated to the irradiation target (W) through the irradiation window (T1), it is possible to prevent the second radiation including the deterioration occurring in the irradiation window (T1). The amount of lamp light emission can be controlled.
【0079】本発明の請求項3に記載する発明では、誘
電体バリア放電ランプとこの誘電体バリア放電ランプか
らの放射光が照射される被照射対象物(W)とが光透過
性の透過窓(T1)によって隔てられた構造を有し、第
2のランプ発光量測定手段(2)が照射窓(T1)に対
して誘電体バリア放電ランプ側に設置され、かつ、誘電
体バリア放電ランプからの放射光が当該第2のランプ発
光量測定手段(2)に届くことを概略阻止する手段の間
に、誘電体バリア放電ランプよりの放射光に対する劣化
特性が照射窓(T1)と概略同一である光透過性の窓
(T2)を設置することにより、当該照射窓(T1)に
対して被照射対象物(W)側に第2のランプ発光量測定
手段(F2)の受光部を全く配置できないような場合に
も、前述と同様な照射窓(T1)に生じる劣化も含めて
第2のランプ発光量の制御をすることができる。In the invention described in claim 3 of the present invention, the dielectric barrier discharge lamp and the object (W) to be irradiated with the light emitted from the dielectric barrier discharge lamp are light-transmitting transmission windows. (T1), wherein the second lamp luminous intensity measuring means (2) is provided on the dielectric barrier discharge lamp side with respect to the irradiation window (T1), and is provided from the dielectric barrier discharge lamp. Of the radiation light from the dielectric barrier discharge lamp is substantially the same as that of the irradiation window (T1) during the means for substantially preventing the emitted light from reaching the second lamp light emission amount measuring means (2). By installing a certain light transmissive window (T2), the light receiving portion of the second lamp light emission amount measuring means (F2) is completely disposed on the irradiation object (W) side with respect to the irradiation window (T1). If it is not possible, the same It can be the control of the second lamp emission amount, including degradation caused in the window (T1).
【図1】誘電体バリア放電ランプの構造を模式的に示し
た図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a structure of a dielectric barrier discharge lamp.
【図2】本発明の誘電体バリア放電装置の回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram of the dielectric barrier discharge device of the present invention.
【図3】本発明の誘電体バリア放電装置の概略図であ
る。FIG. 3 is a schematic view of a dielectric barrier discharge device of the present invention.
【図4】本発明の誘電体バリア放電装置の概略図であ
る。FIG. 4 is a schematic view of a dielectric barrier discharge device of the present invention.
【図5】本発明の誘電体バリア放電装置の実施例として
の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram as an embodiment of the dielectric barrier discharge device of the present invention.
G,G1,G2:放電空間 Ea,Ea1,Ea2:電極 Eb,Eb1,Eb2:電極 D,D1,D2:誘電体 B,B1,B2:誘電体バリア放電ランプ P :給電装置 F1:第1のランプ発光量測定手段 F2:第2のランプ発光量測定手段 f1:第1のランプ発光量測定信号 f2:第2のランプ発光量測定信号 S :阻止する手段 T1:照射窓 T2:光透過性の窓 G, G1, G2: discharge space Ea, Ea1, Ea2: electrode Eb, Eb1, Eb2: electrode D, D1, D2: dielectric B, B1, B2: dielectric barrier discharge lamp P: power supply device F1: first Lamp light amount measuring means F2: Second lamp light amount measuring means f1: First lamp light amount measuring signal f2: Second lamp light amount measuring signal S: Blocking means T1: Irradiation window T2: Light transmissivity window
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 37/02 - 41/24 H01J 65/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 37/02-41/24 H01J 65/04
Claims (3)
生成する放電用ガスが充填された放電空間(G,G1,
G2,‥‥)があって、前記放電用ガスに放電現象を誘
起せしめるための両極の電極(Ea,Ea1,Ea2,
‥‥)(Eb,Eb1,Eb2,‥‥)のうちの少なく
とも一方と前記放電用ガスの間に誘電体(D,D1,D
2,‥‥)が介在する構造を有する誘電体バリア放電ラ
ンプ(B,B1,B2,‥‥)と、前記誘電体バリア放
電ランプの前記電極(Ea,Ea1,Ea2,‥‥)
(Eb,Eb1,Eb2,‥‥)に交流の高電圧を印加
するための給電装置(P)とを有する誘電体バリア放電
装置において、 前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)
の発光量を検出する第1のランプ発光量測定手段(F
1)と第2のランプ発光量測定手段(F2)とを有し、 前記給電装置(P)が、前記第1のランプ発光量測定手
段(F1)からの第1のランプ発光量測定信号(f1)
とランプ発光量の目標値を示すランプ発光量目標値信号
(g1)との誤差が小さくなるように前記誘電体バリア
放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)への投入電力をフ
ィードバック制御するもので、前記第1のランプ発光量
測定信号(f1)を、前記第2のランプ発光量測定手段
(F2)からの第2のランプ発光量測定信号(f2)に
よって更正する手段と、前記誘電体バリア放電ランプ
(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光が前記第2のラ
ンプ発光量測定手段に届くことを概略阻止する手段
(S)を有することを特徴とする誘電体バリア放電装
置。1. A discharge space (G, G1, G1) filled with a discharge gas for generating excimer molecules by a dielectric barrier discharge.
G2, ‥‥) and bipolar electrodes (Ea, Ea1, Ea2, Ea2) for inducing a discharge phenomenon in the discharge gas.
‥‥) A dielectric (D, D1, D1) between at least one of (Eb, Eb1, Eb2, ‥‥) and the discharge gas.
(2, ‥‥) and a dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2, ‥‥) having a structure interposed therebetween, and the electrodes (Ea, Ea1, Ea2, ‥‥) of the dielectric barrier discharge lamp.
(Eb, Eb1, Eb2,...) A power supply device (P) for applying a high AC voltage to the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,. )
The first lamp light emission amount measuring means (F
1) and a second lamp light emission amount measuring means (F2), wherein the power supply device (P) outputs a first lamp light emission amount measurement signal (F1) from the first lamp light emission amount measurement means (F1). f1)
And the power supplied to the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2,...) Is feedback-controlled so that the error between the lamp emission amount target value signal (g1) indicating the target value of the lamp emission amount is reduced. Means for correcting the first lamp light emission amount measurement signal (f1) by a second lamp light emission amount measurement signal (f2) from the second lamp light emission amount measurement means (F2); A dielectric barrier discharge having means (S) for substantially preventing radiation emitted from the body barrier discharge lamps (B, B1, B2,...) From reaching the second lamp luminous intensity measuring means. apparatus.
が、前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥
‥)よりの放射光を照射される被照射対象物(W)が設
置される場所の近傍に設置されるもので、前記誘電体バ
リア放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光
が届かない場所に前記第2のランプ発光量測定手段(F
2)を移動することにより、前記誘電体バリア放電ラン
プ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光が前記第2の
ランプ発光量測定手段に届くことを概略阻止することを
特徴とする請求項1に記載の誘電体バリア放電装置。2. The second lamp light emission amount measuring means (F2).
Are the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2,.
‥) is installed in the vicinity of the place where the irradiation target (W) to be irradiated with the radiated light from ‥) is installed, and is radiated from the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2, ‥‥). The second lamp light emission amount measuring means (F
By moving 2), light emitted from the dielectric barrier discharge lamps (B, B1, B2,...) Is substantially prevented from reaching the second lamp emission amount measuring means. The dielectric barrier discharge device according to claim 1.
B2,‥‥)と、前記誘電体バリア放電ランプ(B,B
1,B2,‥‥)よりの放射光を照射される被照射対象
物(W)とが光透過性の照射窓(T1)によって隔てら
れた構造を有し、前記第2のランプ発光量測定手段(F
2)が前記照射窓(T1)に対して前記誘電体バリア放
電ランプ(B,B1,B2,‥‥)の側に設置され、か
つ前記誘電体バリア放電ランプ(B,B1,B2,‥
‥)よりの放射光が前記第2のランプ発光量測定手段
(F2)に至る経路において、前記誘電体バリア放電ラ
ンプ(B,B1,B2,‥‥)と前記前記誘電体バリア
放電ランプ(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光が前
記第2のランプ発光量測定手段に届くことを概略阻止す
る手段(S)との間に、前記誘電体バリア放電ランプ
(B,B1,B2,‥‥)よりの放射光に対する劣化特
性が前記照射窓(T1)と概略同一である光透過性の窓
(T2)を設置することを特徴とする請求項1に記載の
誘電体バリア放電装置。3. The dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B1).
B2, Δ) and the dielectric barrier discharge lamp (B, B
1, B2,...), Which has a structure in which the object to be irradiated (W) irradiated with light emitted from the light-emitting window (T1) is separated by a light-transmissive irradiation window (T1). Means (F
2) is installed on the side of the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,...) With respect to the irradiation window (T1), and the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2,.
‥), the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2, ‥‥) and the dielectric barrier discharge lamp (B) in a path where the radiated light from ‥) reaches the second lamp luminescence amount measuring means (F2). , B1, B2,...) Between the dielectric barrier discharge lamp (B, B1, B2) and the means (S) for substantially preventing the radiated light from reaching the second lamp luminescence amount measuring means. 2. The dielectric barrier discharge device according to claim 1, wherein a light-transmissive window (T2) is provided which has substantially the same deterioration characteristics as that of the irradiation window (T1) with respect to the radiation light from (1), (2). .
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