KR100615765B1 - 유전체 배리어 방전램프 조명장치 및 자외선 조사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자외선을 조사할 가공대상부품이 관축에 대하여 직각방향으로 상대 이동하는 경우, 가공대상부품에 대한 자외선 조사량이 관축 방향을 따라서 균일화되도록 한 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 관한 것이다. 유전체 배리어 방전램프 조명장치(EXF)는 자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관형상의 기밀용기(1)와, 상기 기밀용기(1) 내에 그 축방향을 따라서 설치됨과 동시에 급전 단부로부터 급전되는 내부전극(2)과, 상기 기밀용기(1) 내에 봉입된 엑시머 생성가스와, 기밀용기(1)의 외면에 설치되어, 상기 내부전극(2)과의 협동에 의해 상기 기밀용기(1) 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부전극(OE)을 가지고 있는 복수의 유전체 배리어 방전램프(EXL)를 구비하고 있다. 상기 복수의 유전체 배리어 방전램프(EXL)는 그 내부전극(2)에 대한 급전 단부가 서로 다르게 인접하도록 병렬로 배치되어 있다.

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Description

유전체 배리어 방전램프 조명장치 및 자외선 조사장치{Dielectric barrier discharging lamp lighting equipment and ultraviolet illuminating apparatus}

도 1은 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 있어서 제1 실시예를 도시한 복수의 유전체 배리어 방전램프의 배치와 급전 상태를 설명하는 개념도.

도 2a는 상기 유전체 배리어 방전램프를 도시한 일부 절결 정면도

도 2b는 상기 유전체 배리어 방전램프를 도시한 좌측면도.

도 2c는 상기 유전체 배리어 방전램프를 도시한 우측면도.

도 3은 상기 제 1실시예에 있어서의 발광관의 정면도.

도 4는 상기 제1 실시예를 도시한 확대 요부 중앙 단면 정면도.

도 5는 상기 제 1실시예에 있어서의 비급전 단부쪽의 램프 소켓 및 지지수단의 확대 요부 단면 정면도.

도 6은 상기 도 5의 Ⅵ-Ⅵ'선에 따른 단면도.

도 7은 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 있어서 제1 실시예에 있어서의 등 몸체 확대종단면도.

도 8은 도 7의 등 몸체의 우측면도.

도 9는 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 있어서 제2 실시예를 도시한 복수의 유전체 배리어 방전램프의 배치와 냉각매체의 유동 상태를 설명하는 개념도.

도 10은 본 발명 자외선 조사장치의 일 실시예의 형태로서 자외선 세정장치 를 도시한 정면단면도.

도 11은 본 발명 자외선 조사장치의 일 실시예의 형태로서 자외선 세정장치를 도시한 밑면도.

도 12는 상기 도 11의 Ⅹ-Ⅹ'선에 따른 단면도.

본 발명은 유전체 배리어 방전램프 조명장치 및 이를 이용한 자외선 조사장치에 관한 것이다.

크세논 등의 희가스 혹은 크세논 또는 크립톤 등의 희가스 및 염소 등의 혼합가스를 무성방전시켜 고유의 단색에 가깝게 방사를 일으키는 엑시머 방전램프, 즉, 유전체 배리어 방전램프는 수많은 문헌에 기재되어 종래부터 알려져 있다. 유전체 배리어 방전은 소위 무성방전에 의해 펄스 형상의 전류가 흐른다. 이 펄스 형상의 전류는 고속의 전자 흐름을 가지며 또한, 휴지기간이 크기 때문에, 크세논 등의 자외선을 방출하는 물질을 일시적으로 분자상태(엑시머 상태)로 결합하여 기저상태로 복귀시킴과 동시에, 재흡수가 적은 자외선을 효율적으로 방출한다.

제1 종래예에 있어서, 일본 특허공개 특개평11-111235호 공보에는 가늘고 긴 관 형상의 기밀용기를 이용하여 유전체 배리어 방전을 행하는 유전체 배리어 방전램프가 개시되어 있다.

제2 종래예에 있어서, 일본 특허공개 특개평7-272692호 공보에는 광투과성으로, 가늘고 긴 관 형상으로 유전체 배리어 방전의 제1 유전체를 겸하는 방전용기의 외면에 광투과성의 외부전극과, 안쪽에 길이(L)와 직경(D)의 비(L/D)가 30 이상인 금속봉 또는 금속 파이프로 이루어진 내부 전극을 구비하고 있는 유전체 배리어 방전램프가 개시되어 있다.

제3 종래예에 있어서, 일본 특허공개 특개2001-084966호 공보에는 본 발명자들에 의해 발명되어, 장력의 작용으로 내부전극을 배치하거나, 내부전극에 위치 규제자, 즉, 앵커를 장착함으로써 내부전극의 늘어짐을 억제한 유전체 배리어 방전램프가 제안되어 있다. 이 램프에 의하면 앵커를 유전성 금속으로 구성함으로써, 앵커가 내부전극의 일부로서도 작용하므로 내·외부전극 간의 거리가 짧아져 시동성이 향상된다.

상기 제1 내지 제3 종래예에서는 가늘고 긴 기밀용기와, 상기 기밀용기 내의 축방향으로 뻗어있는 내부전극과, 상기 기밀용기 내에 봉입된 엑시머 생성가스를 구비한 발광관을 형성하고, 냉각기능을 가짐과 동시에 기밀용기의 외면 일부가 끼워맞춤되도록 오목하게 되어 있는 등(燈) 몸체에, 상기 발광관을 압접하고, 또한 양자 간에 외부전극을 개재시킴으로써 기밀용기의 외면에 외부전극을 밀착시켜 관축 방향으로 일정하게 유전체 배리어 방전을 일으킴과 동시에, 발광관으로부터 발생한 열을 빠르게 방산시켜 발광효율을 높은 상태로 유지하는 것이 가능하다.

기밀용기의 내부에 설치된 내부전극에 대한 급전은 내부전극의 일단부 또는 양 단부에서 행하는 것이 가능하다. 그러나, 급전을 유전체 배리어 방전램프의 일단부쪽에서 행함으로써 배선이 용이해진다.

또한, 유전체 배리어 방전램프는 점등 중의 방전에 따라서 생기는 발열 때문에 발열효율이 저하되므로, 등 몸체의 냉각기능으로서 등 몸체의 내부에 물 등의 냉각매체 유통로를 형성하여, 냉각매체를 등 몸체의 일단부로부터 유입시키고, 타단부에서 배출시킴으로써, 등 몸체를 통하여 유전체 배리어 방전램프를 냉각시켜, 최적의 동작온도로 유전체 배리어 방전램프를 고효율로 점등시키는 것이 가능하다.

그러나, 유전체 배리어 방전램프의 관축 방향을 따라서 자외선 조도분포가 내부전극의 급전 단부쪽에서 높고, 반대로 말단쪽에서 낮아지고, 그에 따라 관 축 방향으로 균일한 자외선 조도분포를 얻기 어렵다는 것을 알 수 있다.

또한, 유전체 배리어 방전램프의 관축 방향을 따른 자외선 조도분포는, 등 몸체의 냉각매체 유통로의 유입구쪽에서 높고, 반대로 유출구쪽에서 낮아지고, 그에 따라 관축 방향으로 균일한 자외선 조도분포를 얻기 어렵다는 것도 알 수 있다.

본 발명은 자외선을 조사할 가공대상부품이 관축에 대하여 직각방향으로 상대적으로 이동하는 경우, 가공대상부품에 대한 자외선 조사량이 관축 방향을 따라서 균일화되도록 한 유전체 배리어 방전램프 조명장치 및 이를 이용한 자외선 조사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명의 제 1측면의 발명의 유전체 배리어 방전램프 조명장치는 자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관형상의 기밀용기와, 상기 기밀용기 내에 그 축방향을 따라서 설치됨과 동시에 급전 단부로부터 급전되는 내부전극과, 상기 기밀용기 내에 봉입된 엑시머 생성가스와, 상기 기밀용기의 외면에 설치되어 상기 내부전극과의 협동에 의해 기밀용기 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부전극을 가지고 있는 복수의 유전체 배리어 방전램프를 구비하고 있으며, 상기 복수의 유전체 배리어 방전램프를 그 내부전극에 대한 급전 단부가 서로 다르게 인접하도록 병렬로 배치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유전체 배리어 방전램프 조명장치는 내부전극에 대한 급전이 내부전극의 일단부쪽에서 행해지도록 되어 있는 복수의 유전체 배리어 방전램프를, 급전 단부에서 서로 다르게 인접하도록 배열함으로써 구성되어 있다. 이하, 유전체 배리어 방전램프의 구성요소마다 상세히 설명한다.

<유전체 배리어 방전램프에 대하여> 유전체 배리어 방전램프는 기밀용기, 내부전극, 엑시머 생성가스 및 외부전극을 구비하고 있다.

(기밀용기에 대하여) 기밀용기는 자외선 투과성 재료로 이루어져 있는데, 일반적으로는 합성 석영유리를 이용하여 제작하는 것이 가능하다. 그러나, 본 발명은 이용하고자 하는 파장의 진공자외선에 대하여 자외선 투과성이 있는 것이면 어떤 재료로 구성되어도 된다.

또한, 기밀용기는 자외선 출력을 늘리기 위해 그 외경을 12㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 방전개시 전압을 낮추는 데는 내경을 25㎜ 이하로 하는 것이 좋다. 더욱이, 두께를 2㎜ 이하, 바람직하게는 0.3~1㎜ 정도로 하는 것이 가능하다. 이에 대하여, 기밀용기의 길이는 전혀 제한을 받지 않는데, 소정의 자외선 조사길이에 대응해서 임의의 길이, 예컨대 1m 정도로 하는 것이 가능하다. 특히 본 발명에 따르면 지지수단에 의해 외부전극을 기밀용기의 관축 방향으로 균일하게 압접하는 것이 용이하므로, 길이가 1m 이상이 되어도 된다.

기밀용기의 내부를 배기시킴으로써 엑시머 생성가스를 봉입시키는 수단으로서 배기관을 기밀용기에 접속한다. 본 발명에 있어서는 배기관을 기밀용기의 한쪽 단부 근방이고, 또한 등 몸체에서 외부로 노출된 부위의 측면에 접속한다. 또한, 배기관을 통하여 배기되면 엑시머 생성가스를 배기관으로부터 기밀용기 안으로 봉입하고, 배기관을 팁오프(tip off)시킴으로써 배기 팁오프부가 형성된다. 배기를 기밀용기의 일단부쪽에 형성된 배기관을 경유하여 배기시키면, 특히 기밀용기가 1m 이상의 길이를 갖는 경우 충분한 배기를 시키는 데 다소 시간이 길어지는 경향이 있다. 따라서, 배기용기의 양단 근방에 한 쌍의 배기관을 형성하여, 동시에 배기를 행하도록 구성하여도 된다. 따라서, 이 경우에는 한 쌍의 배기 팁오프부가 형성된다.

또한, 기밀용기는 관형상이면 곧게 뻗은 직선 관뿐만 아니라, 다소 만곡되어 있어도 된다. 실제로, 가늘고 긴 관을 형성할 때에 다소의 만곡이 형성되기 쉽고, 예컨대, 전체 길이가 1200㎜일 때 최대 1㎜ 정도 이하의 만곡이 형성될 수 있다. 그러나, 이 정도의 만곡은 거의 직선 관인 것으로서 허용된다. 또한, 기밀용기가 상기한 바와 같이 원호형상으로 만곡되어 있는 경우 원호의 뒷 부분을 외부전극에 대향하도록 배치하는 것이 바람직하다. 또는, 원호의 측면 부분을 외부전극에 대향하도록 배치해도 된다. 따라서, 상기 중간의 임의의 각도범위 내에서 외부전극이 대향하도록 양자의 배치를 관리함으로써 외부전극을 기밀용기 외면에 적절히 압접시킬 수 있게 된다. 또한, 관의 단면형상은 원형이 일반적이지만, 타원형, 사각형 등 원하는 단면형상을 채용할 수 있다.

(내부전극에 대하여) 내부전극은 어떤 식으로 구성하여도 된다. 예컨대, 다수의 단위 메시(mesh) 부분이 기밀용기의 축 방향으로 다양한 공극을 두고 설치된 메시 형상을 이루고 있다면, 상술한 종래 기술에 있어서와 같은 다양한 구성을 갖는 내부전극을 임의로 채용하는 것이 허용된다. 그러나, 내부전극이 메시 형상으로 됨으로써 자외선 발생량을 상대적으로 증대시키는 것이 가능하므로 바람직하다. 또한, 「다수의 단위메시 부분이 기밀용기의 축방향으로 각각 공극을 두고 설치된 메시형상을 이루고 있는」것은 단위 메시 부분이 기밀용기의 내벽면에 접근하여 기밀용기의 축방향으로 서로 공간적으로 떨어져 있지만, 도전 상태로 접속되어 있는 상태를 말한다. 또한, 단위 메시 부분은 둘레방향에 대하여 연속되어 있어도 되고, 분단되어 있어도 된다. 그러므로 이 단위 메시 부분은 구체적으로는 예컨대, 링 형상(전자의 형태), 나선형 형상 또는 코일 형상(후자의 형태), 또는 그물눈 형상 등으로 되어 있는 것이 허용된다. 또한, 그물눈 형상의 경우에는 그 그물눈의 구성에 따라서 전자 또는 후자에 속한다.

단위 메시 부분이 링 형상으로 되어 있는 경우에는 기밀용기의 축방향으로 뻗어 있는 연결부분을 구비함으로써 다수의 단위 메시 부분을 소정의 피치로 연결하고, 또한 도전 상태로 접속하는 것이 가능하다. 또한, 연결부분을 기밀용기 중심축을 따라 뻗어 있도록 구성함으로써, 내부전극 전체가 다수의 링 앵커(단위 메시 부분에 상당함)를 구비한 복사용 할로겐 전구의 필라멘트와 같은 형태를 가지며, 제조설비를 유용하는 것이 가능하여 제조가 용이해진다. 그러나, 기밀용기의 중심축을 빼내 메시형상 부분의 링 부분에 연결부분을 직접 접속시킨 구성을 채용해도 된다. 또한, 연결부분은 단선의 직선 형상으로 해도 되고, 또는 외경이 기밀용기의 내경에 대하여 20% 이하인 코일 형상을 갖도록 해도 된다. 또는 연결부분을 적당한 값의 장력, 바람직하게는 2㎏ 이상의 장력이 중심축 방향으로 작용하는 상태로 설치할 수도 있다. 장력을 작용시키는 데는 내부전극을 코일 형상으로 형성하면 편리하다. 코일 형상으로 해도 연결부분에 중심 축방향의 장력을 작용시킬 수 있다. 연결부분이 어떤 형상으로 되어 있어도 그 양 단부쪽이 기밀용기의 양단부에 밀착됨으로써 연결부분에 장력을 작용시키기 쉬워진다. 그러나, 연결부분을 기밀용기의 한쪽에만 그 일단부에서 봉합하고, 타단부를 기밀용기의 타단부쪽에 적당한 수단, 예컨대, 앵커 와이어에 의해 봉합부에 고정시킴으로써, 연결부분에 장력을 작용시키는 것도 가능하다.

이에 대하여, 단위 메시 부분이 나선 형상 또는 그물눈 형상으로 되어 있는 경우 그 나선 또는 그물눈 부분이 연결부분으로서도 기능하여 다수의 단위 메시 부분이 서로 기계적 및 도전(導電)적으로 연결된다. 그러나, 나선 형상 또는 그물눈 형상의 단위메시 부분에 단일 또는 복수의 봉형상체로 이루어진 연결부분을 용접하는 등에 의해, 더한층 내부전극의 형상 유지성을 부여할 수 있다. 또는 봉형상체의 연결부분 대신에 감기 프레임을 사용하여 나선 형상 또는 그물눈 형상의 단위메시 부분을 형성하면 형상 유지성이 양호해진다. 또한, 감기 프레임은 절연성이든 도전성이든 어느 한 가지 성질을 가지면 된다. 메시 형상 부분에 대하여, 상술한 것 중 어느 한 구성을 채용하게 되면 내부전극 전체에 형상 안정성을 부여하여 그 취급을 용이하게 할 수 있게 된다.

또한, 내부전극은 그 단위 메시 부분의 축방향에 대한 피치(P)(단위: m)가 후술하는 엑시머 생성가스 압력(p)(단위: ㎩)과의 곱(p·P)이 소정 범위에 들어오도록 구성된다.

더욱이, 본 발명에 있어서는 후술하는 것처럼 엑시머 생성가스의 봉입압을 높여 램프효율을 향상시키는 경우에 있어서도 단위 메시 부분과 기밀용기의 내벽면과의 거리를 3㎜ 이하로 하는 것이 가능하다. 상기 거리가 3㎜ 이하로 되면 어떤 조건 하에서도 방전유지전압을 1000V 이하로 억제할 수 있게 된다.

또, 내부전극을 구성하는 재료는 특히 한정되는 것은 아니고, 예컨대 텅스텐, 몰리브덴 및 니켈 등의 내화성 금속을 이용하면 좋지만, 텅스텐 또는 니켈은 일 함수(work function)가 상대적으로 작아 전자방출이 쉬우므로 시동전압을 저하시키는 데 효과적이다.

더욱이, 내부전극을 석영유리로 이루어진 기밀용기의 단부에 밀봉시키기 위해서는, 석영유리에 컴팩트하게 밀착하는 경우에 많이 사용되는 밀착금속박을 이용하는 밀착구조를 채용하는 것이 가능하다. 또한, 석영유리를 핀치씰링함으로써 밀착금속박을 기밀하게 밀봉할 수 있게 된다.

(엑시머 생성가스에 대하여) 엑시머 생성가스는 크세논, 크립톤, 아르곤 또는 헬륨 등의 희가스의 일종 또는 복수 종류의 혼합 또는 희가스 및 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 등의 할로겐 혼합가스, 예컨대, XeCl, KrCl 등을 이용할 수 있다. 엑시머 생성가스에 더하여 엑시머를 생성하지 않는 가스, 예컨대, 네온 등을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

더욱이, 엑시머 생성가스의 압력을 20000㎩ 이상으로 하는 것이 가능하다. 압력이 커짐에 따라 램프효율이 향상되어 자외선 출력은 증대된다. 다만, 램프효율은 압력의 증가에 대하여 포화 경향을 나타낸다.

(외부전극에 대하여) 외부전극은 유전체 배리어 방전램프의 기밀용기, 엑시머 형성가스 및 내부전극을 구비하고 있는 발광관에 대하여 그 기밀용기의 외면에 설치된다. 외부전극은 착탈 가능 또는 착탈 불가능하게 설치되어 있어도 된다. 따라서, 외부전극은 기밀용기의 내부에 설치된 내부전극과의 사이에 기밀용기의 벽면을 유전체로 하는 유전체 배리어 방전을 기밀용기의 내부에 일으키도록 작용한다.

또한, 외부전극은 내부전극에 거의 상대되는 관축방향의 길이를 가지고 있다. 그렇게 하면 발광관의 관 축방향을 따라 유전체 배리어 방전을 일으킬 수 있다. 또한, 외부전극의 관축에 직교하는 방향의 폭은 일반적으로는 기밀용기의 관축을 중심으로 한 각도로 약 60~300° 정도의 범위 내에 있는 것이 좋다. 그러므로, 외부전극이 배치되지 않아서 발광관의 기밀용기가 외부로 노출된 부분이 약 300~60° 정도의 범위로 형성됨으로써, 기밀용기의 벽면을 투과한 자외선을 상기 노출부분으로부터 외부로, 더욱이, 발광관의 관축 방향으로 비교적 긴 거리에 걸쳐 조사해서, 다양한 목적을 위해 이용할 수 있다. 그러나, 유전체 배리어 방전에 의해 가능한 한 다량의 자외선을 방사시킴과 동시에 방사된 자외선을 바람직한 각도로 조사하도록 외부전극의 관축에 직교하는 방향의 폭은 바람직하게는 약 90~240° 정도의 범위 내에 있는 것이 좋다. 또한, 외부전극의 착탈에 대한 높은 용이성과 지지수단에 의한 탄성력의 작용 하에서 기밀용기의 외면에 대해 강하게 압접하기 위해서는 240° 이하 정도의 범위 내에 있는 것이 좋다. 따라서, 외부전극의 착탈성과 자외선의 방사성을 동시에 만족시키기 위해서는 60~240° 정도의 범위가 최적이다.

더욱이, 외부전극은 기밀용기의 외면에 착탈 가능하게 설치된 경우, 얇은 가요성의 유전성 금속박, 판 또는 금속선 등으로 되어 있어도 되고, 두꺼운 강성체로 되어 있어도 된다. 상기한 어느 쪽으로 되어 있더라도, 외부전극의 기밀용기에 면하는 내면은 자외선에 대한 반사율이 높으면 반사수단으로서 작용하므로 외부로 빼낼 수 있는 자외선량을 늘리는 데 효과적이다. 자외선 반사율이 높은 재질로서는 예컨대, 고순도 알루미늄 또는 은 등을 이용하는 것이 가능하다. 외부 전극이 강성체로 되어 있는 경우, 등 몸체로서도 기능하는 것을 이용할 수 있다.

게다가, 외부전극은 연속한 면 형상 또는 메시 형상 중의 어느 형상을 이루고 있어도 된다. 또한, 메시 형상이란, 다수의 단위 메시 부분이 기밀용기의 축방향으로 각각 공극을 두고 배열되고, 또한 단위 메시 부분이 기밀용기의 내벽면에 접근하며, 더욱이 기밀용기의 축방향으로 서로 공간적으로 떨어져 있지만, 도전적으로 접속되어 있는 상태를 말한다. 또한, 단위 메시 부분은 원주방향에 대하여 연속하고 있어도 되고, 분단되어 있어도 된다. 따라서, 이 단위 메시 부분은 구체적으로는 예컨대 그물눈 형상 등을 이루고 있는 것이 허용된다.

<복수의 유전체 배리어 방전램프의 배열에 대하여> 복수의 유전체 배리어 방전램프는 내부전극에 대한 급전 단부가 서로 다르게 인접하도록 배열되어 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 「내부전극에 대한 급전 단부가 서로 다르게 인접한다」는 것은 유전체 배리어 방전램프가 1개 단위로 그 급전 단부가 좌우의 단부쪽으로 서로 나뉘어져 있는 형태뿐만 아니라, 복수 개 단위로 나뉘어져 있는 형태를 포함하는 것을 의미한다. 전자의 형태의 경우, 극히 미세하게 자외선 조도의 균일화를 도모할 수 있으나, 후자의 형태로서도 적분적인 의미로의 균일화를 도모하는 것이 가능하게 된다.

또한, 유전체 배리어 방전램프의 수는 좌우로 나뉜 수가 같게 되는 것이 자외선 조사량의 균일화의 관점에서 바람직하다. 그러나, 유전체 배리어 방전램프의 수가 어느 정도, 예컨대 9개 이상으로 되면, 좌우 갯수의 불균형으로 인한 균일화에의 영향이 적어지므로, 그 정도에 있어서 홀수 개로 되어도 된다.

<그 외의 구성에 대하여>

본 발명의 필수구성요소에는 없으나, 필요에 따라 이하의 구성을 선택적으로 부가할 수 있다.

1 (램프 소켓에 대하여) 유전체 배리어 방전램프에의 통전을 용이하게 하기 위해 기밀용기의 양 단부에 적당한 형상 및 구조의 램프 소켓을 장착할 수 있다. 따라서, 램프 소켓을 통하여 지지수단에 의해 발광관을 지지하는 것이 가능하다.

2 (지지수단에 대하여) 지지수단은 유전체 배리어 방전램프의 기밀용기 양 단부를 지지하는 수단이다. 또는 지지수단에 탄성력을 개재시켜 유전체 배리어 방전램프를 지지하도록 구성될 수 있다. 이로써, 기밀용기와, 그 외면에 설치된 외부전극을 탄성력을 작용시켜 서로 압접시키는 것이 쉬워진다. 탄성력은 적어도 기밀용기의 일단부에, 바람직하게는 양 단부에 작용되도록 구성된다. 탄성력을 작용시키기 위한 구체적인 수단은 특별히 한정되지는 않지만, 예컨대, 스프링을 통하여 기밀용기를 지지할 수 있다. 또한, 기밀용기를 지지하는 지지부와, 이 지지부와 병렬적으로 탄성력을 작용시키는 탄성부를 구비한 지지수단을 이용하는 것도 허용된다.

스프링을 통하여 기밀용기를 지지하는 지지수단의 경우, 지지수단은 그 고정부와 기밀용기 사이에 스프링이 개재되어 있다. 스프링은 판 형상, 봉 형상 등으로 되어 있는 탄성재료를 다양한 구조, 형상으로 가공하여 이용하는 것이 가능하다. 탄성력을 작용시키는 지지수단을 기밀용기의 일단부에 배열 설치한 후, 기밀용기의 전체 길이에 걸쳐 탄성력을 작용시켜 외부전극을 기밀용기의 외면에 압접하는 경우, 기밀용기의 일단부를 힌지로 이루어진 지지수단으로 고정부에 부착하고, 타단부를 탄성력을 작용시키는 지지수단에 의해 고정부에 부착할 수 있다.

외부전극을 기밀용기의 외면에 압접하기 위해 고정부로서 기밀용기의 길이방향을 따라 뻗어 있는 강성을 구비한 등 몸체를 이용하는 것이 가능하다. 그러면, 등 몸체에 대하여 기밀용기를 눌러 붙이는 것이 가능하고, 이때 등 몸체와 기밀용기와의 사이에 외부전극을 사이에 끼워 지지하는 것이 가능하므로, 외부전극을 기밀용기의 외면에 밀봉 접촉시키는 데에 편리하다. 이와 같은 형태에 있어서는 외부전극을 유연한 부재에 의해 형성하는 것이 가능하고, 자외선 반사성이 높은 부재를 이용하여 비교적 싼 값의 외부전극을 얻기 쉬워진다. 또한, 등 몸체에 적당한 냉각수단을 배열함으로써 외부전극을 경유하여 기밀용기의 열을 제거하여 자외선 방사효율을 높은 상태로 유지하는 데에 효과적이다. 냉각수단으로서 냉각매체, 예컨대 물 등을 등 몸체의 내부에 유통시킬 수 있다.

(등 몸체에 대하여) 등 몸체는 열전도성 물질, 예컨대 알루미늄 또는 스테인레스 강 등으로 이루어지고, 여기에 유전체 배리어 방전램프에 대하여 열전도 상태로 설치되므로 유전체 배리어 방전램프의 점등에 의해 발생하는 열을 제거하는 수단으로서 이용하는 것이 가능하다. 이와 같은 등 몸체의 작용을 강화시키기 위해 등 몸체를 강제적으로 냉각시킬 수 있다. 예컨대, 등 몸체의 내부 또는 외부에 냉각매체, 예컨대 물을 유통시키도록 구성하는 것이 가능하다. 또는 등 몸체의 외면을 요철 형상으로 하여 방열이 쉬운 구조로 하거나, 강제적으로 공기를 통과시키는 팬장치를 이용하는 등, 공지의 냉각수단을 적절히 이용하는 것이 가능하다.

또한, 등 몸체에 유전체 배리어 방전램프를 부착함으로써 유전체 배리어 방전램프를 지지하기 쉬워진다. 이를 위해 후술하는 지지수단을 이용하는 것이 가능하다.

더욱이, 등 몸체에 유전체 배리어 방전램프를 부착함으로써 원하는 대로 외부전극을 기밀용기와 등 몸체 사이에 끼워서 지지하여 외부전극을 기밀용기의 외면에 압접시키기 쉬워진다. 이를 위해, 후술하는 지지수단을 이용하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 2측면에 의한 유전체 배리어 방전램프 조명장치는 유전체 배리어 방전램프와, 내부에 일단부쪽의 유입구로부터 타단부쪽의 유출구로 통하는 냉각매체 유통로를 가지며, 상기 유전체 배리어 방전램프의 길이방향으로 설치된 가늘고 긴 등 몸체로 이루어진 복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛을 구비하고, 상기 복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛을 상기 등 몸체의 냉각매체 유입구가 서로 다르게 인접하도록 병렬적으로 배치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 단일 체의 유전체 배리어 방전램프는 상기 제 1측면의 발명에 있어서 설명한 구성을 가지는 것을 허용한다.

상기 등 몸체는 상기 제 1측면의 발명에 있어서 설명한 구성에 더하여 내부에 냉각매체 유통로를 구비하고 있는 것을 허용함과 동시에, 등 몸체의 일단부쪽에 냉각매체의 유입구가, 또한 타단부쪽에 유출구가 각각 형성되어 있다. 또한, 냉각매체 유통로는 등 몸체의 내부에 예컨대 등 몸체 안을 뚫어 형성해도 되고, 등 몸체의 외면에 파이프 형상의 냉각매체 유통로를 용접 등에 의해 열전도적으로 부착함으로써 형성해도 된다.

등 몸체와 단일체의 유전체 배리어 방전램프는 조합되어 유전체 배리어 방전램프 유닛을 구성하고 있으나, 되도록 짧은 간격으로 다수의 유전체 배리어 방전램프 유닛을 배열하여 적은 면적에 소정의 자외선량을 확보할 수 있도록 하기 위해 등 몸체의 폭은 비교적 좁은 것이 좋다. 바람직하게는 유전체 배리어 방전램프의 최대폭에 대하여 약 120~200% 정도이다.

복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛의 배열은 등 몸체의 냉각매체 유통로의 유입구가 서로 다르게 인접하도록 배열되어 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 「유입구가 서로 다르게 인접한다」는 것은 유전체 배리어 방전램프 유닛이 1개 단위로 그 유입구가 좌우의 단부쪽에 교대로 나누어져 있는 형태 뿐만 아니라, 복수 개 단위로 나누어져 있는 형태를 포함하는 것을 의미한다. 전자의 형태의 경우, 극히 미세한 자외선 조도의 균일화를 도모하는 것이 가능하나, 후자의 형태에 있어서도 적분적인 의미에서의 균일화를 도모할 수 있기 때문이다.

또한, 유전체 배리어 방전램프의 수는 좌우로 나뉜 수가 동일하게 되는, 즉 짝수로 되는 것이 자외선 조도의 균일도 향상을 위해 바람직하다. 그러나, 유전체 배리어 방전램프의 수가 어느 정도 예컨대, 9개 이상이면 좌우 갯수의 불균형으로 인한 균일화에의 영향이 적어지기 때문에, 그 정도에서는 홀수 개이어도 된다.

따라서, 본 발명에 있어서는 이상 설명한 구성을 구비함으로써 본 발명의 소정의 목적을 달성할 수 있다.

즉, 이러한 종류의 유전체 배리어 방전램프에 있어서는 온도가 상승하면 발광효율이 저하된다. 또한, 등 몸체의 온도는 냉각매체의 유입구로부터 유출구를 향하여 순차적으로 상승한다. 따라서, 유전체 배리어 방전램프의 관축 방향을 따라 유입구로부터 유출구를 향하여 자외선 조도가 저감되는 경향이 있다.

이에 대하여 본 발명에 의하면 상기한 바와 같이 등 몸체의 유입구가 좌우 양 단부로 나누어져 복수개 병렬 배치되어 있으므로, 자외선을 조사할 가공대상부품이 관 축에 대하여 직각 방향으로 상대적으로 이동한 경우, 가공대상부품에 대한 자외선 조사량이 관 축방향을 따라 균일화된다.

본 발명의 제 3측면에 의한 자외선 조사장치는 상기 제 1측면 또는 제 2측면에 기재된 유전체 배리어 방전램프 조명장치와, 유전체 배리어 방전램프 조명장치가 배치된 자외선 조사장치 본체와, 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 접속되어 상기 유전체 배리어 방전램프를 점등하는 고주파 점등회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 「자외선 조사장치」는 유전체 배리어 방전램프장치에서 발생하는 자외선을 이용하는 모든 장치를 의미한다. 예컨대, 반도체 스테퍼(stepper), 광세정장치, 광경화장치 및 광건조장치 등이 있다. 또한, 「자외선 조사장치 본체」는 자외선 조사장치에서 유전체 배리어 방전램프장치 및 고주파 발생수단을 제외한 나머지 부분을 의미한다.

또한, 유전체 배리어 방전램프장치는 필요에 따라 1 내지 복수 개를 사용할 수 있다.

더욱이, 유전체 배리어 방전램프장치를 점등하기 위해서는 고주파 점등회로를 사용한다. 고주파 점등회로는 고주파발생수단을 포함하고, 고주파전압을 발생시켜 유전체 배리어 방전램프장치에 그 점등에 필요한 고주파 전력을 공급한다. 또한, 「고주파」는 10㎑ 이상의 주파수를 말한다. 그러나, 바람직하게는 100㎑ ~2㎒이다. 또한, 고주파 점등회로는 유전체 배리어 방전램프장치의 안정 점등시에 1500V 정도 이하, 바람직하게는 700~1000V의 고주파 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 더욱이, 유전체 배리어 방전램프장치의 시동전압은 2~2.3㎸p-p이므로, 고주파 점등회로의 2차 개방전압을 시동전압까지 높임으로써 용이하게 시동시킬 수 있게 된다. 이 경우, 고주파 발생수단으로서 병렬 인버터를 본체로 하여 구성하면, 높은 승압비를 용이하게 얻을 수 있으므로 바람직하다. 따라서, 고주파 출력파형이 정현파로 되므로, 유전체 배리어 방전램프장치를 점등할 때에 노이즈발생이 적어진다. 그러나, 고주파 발생수단과는 별도로 시동용 펄스전압 발생수단을 겸용하는 것도 가능하다. 더욱이, 유전체 배리어 방전램프장치와 고주파 점등회로는 근접위치에 배치되는 것이 바람직하지만, 서로 떨어진 위치에 배치되는 것도 가능하다. 유전체 배리어 방전램프장치는 일반적인 방전램프와 다른 한류(限流)수단을 직렬로 접속할 필요가 없다. 그러나, 램프전류를 소정값으로 조절하기 위해 적절한 값의 인피던스를 직렬로 접속하여 점등하는 것은 필요에 따라 행하는 것이 가능하다. 또한, 유전체 배리어 방전램프장치를 고주파 점등회로에 접속할 때에 외부전극을 접지시키면 노이즈 발생이 적어진다.

내부전극이 메시형상으로 되어 있는 구성이고 또한 양극이며, 외부전극이 음극인 때의 유전체 배리어 방전에 있어서는 내부전극의 단위메시 부분 근방에서의 자외선 방사가 많고, 인접하는 단위 메시 부분 중간으로부터의 자외선 방사가 적어진다. 따라서, 단위 메시부분의 피치가 크면, 기밀용기의 축방향에 있어서의 자외선 조도의 균일도가 악화되는 동시에, 자외선 조도도 저하하는 것을 알 수 있다. 또, 내부 전극 및 외부 전극의 위상이 반대인 경우에는, 전술한 바와 같이 되지 않는다. 내부전극의 단위 메시부분의 피치가 4㎜ 이하로 되면 단위 메시부분 사이의 자외선 조도가 낮아지는 골 사이 부분이 각각의 단위 메시부분에 의해 발생하는 자외선 강도가 강한 영역에 의해 매립되기 때문에, 그 결과, 기밀용기의 축방향의 자외선 조도의 균일도가 현저히 향상됨과 동시에 자외선 조도가 향상된다.

또한, 펄스 점등에 의한 강한 애프터 글로우(after glow) 발광이 발생하므로 자외선 조도 향상에 공헌한다.

고주파 점등회로는 펄스전압을 출력하는 것이라면, 그 나머지 구성을 불문하고, 예컨대 직사각형파 출력의 인버터를 이용함으로써 직사각형파 펄스를 얻을 수 있다. 그러나, 정현파 출력의 인버터를 이용하여 정현파의 펄스를 얻는 구성으로 되어도 된다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 있어서 제1 실시 형태를 도시한 것으로서, 도 1은 복수의 유전체 배리어 방전램프 배치와 급전 상태를 설명하는 개념도, 도 2a 내지 2c는 유전체 배리어 방전램프의 일부절결 정면도 및 좌우측면도, 도 3은 발광관의 정면도, 도 4는 확대요부 중앙단면 정면도, 도 5는 비급전 단부쪽의 램프 소켓 및 지지수단의 확대요부 단면 정면도, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ' 선을 따른 단면도, 도 7은 등 몸체의 확대 종단면도, 도 8은 등 몸체의 우측면도이다.

각 도면에 있어서, 유전체 배리어 방전램프 조명장치(EXF)는 복수, 도 1에 있어서는 4개의 등(燈)의 유전체 배리어 방전램프 유닛(EU)을 밀접하게 인접시켜 배치하고 있다. 각 유전체 배리어 방전램프 유닛(EU)은 각각 단일의 유전체 배리어 방전램프(EXL) 및 등 몸체(CB)의 조합으로 이루어진다. 상기 유전체 배리어 방전램프(EXL)는 전체 길이가 1295㎜, 유효 발광 길이가 1130㎜이다. 이하, 각 구성요소에 대하여 설명한다.

<유전체 배리어 방전램프(EXL)에 대하여> 본 실시형태에 있어서, 유전체 배리어 방전램프(EXL)는 발광관(LT), 외부전극(OE), 급전 단부쪽의 램프 소켓(LS1), 제1 지지수단(SS1), 비급전 단부쪽의 램프소켓(LS2) 및 제2 지지수단(SS2)을 구비해서 구성되어 있다. 또한, 도면 중에서, (T)는 전압측 전원단자대이다.

(발광관(LT)에 대하여) 발광관(LT)은 도 3에 도시된 바와 같이, 기밀용기(1), 엑시머 형성가스, 내부전극(2) 및 한 쌍의 도입선(3, 4)으로 이루어진다.

기밀용기(1)는 전체 길이가 약 1200㎜로, 자외선 투과성 재료로 이루어져 있으며, 외경이 18㎜, 내경이 16㎜인 가늘고 긴 원통형상의 중공부(1a) 및 해당 중공부(1a)의 양단에 형성된 봉합부(1b)를 구비하고 있다. 봉합부(1b)는 내부에 몰리브덴 박(1b1)이 매설된 핀치씰 구조이다. 또한, 중공부(1a)의 일단부 근방에는 배기 팁 오프부(도시 생략)가 측면에서 돌출되어 있다. 또한 이 배기 팁 오프부는 기밀용기(1)의 일단부에서 400㎜ 되는 위치에 형성되어 있다.

기밀용기(1)의 중공부(1a)의 내부에는 엑시머 생성가스로서 크세논이 봉입되어 있다.

내부전극(2)은 연결부(2a), 다수의 단위 메시부분(2b) 및 양단 직선부(2c)로 되어 있다. 연결부(2a)는 선 직경 0.26㎜인 텅스텐 선으로 이루어진 금속세선을 감아서 이루어진 외경 1.2㎜의 코일(2a)을 본체로 하여 구성되어 있다. 단위 메시부분(2b)은 연결부(2a)에 예컨대 15㎜ 간격의 일정 피치로 다수 배열 설치된 링 형상 앵커로 이루어져 있다. 양단 직선부(2c)는 연결부(2a)의 양단부를 당겨 늘림으로써 형성되어 있다. 따라서, 내부전극(2)은 약 2㎏의 장력을 작용시킨 상태로 기밀용기(1)의 양단부에 형성된 봉합부(1b)의 몰리브덴 박(1b1)의 일단부에 양단 직선부(2c)를 용접하고 있다. 내부전극(2)의 연결부(2a)는 기밀용기(1) 내에 장착된 상태로 장력의 작용에 의해 당겨 늘려져 있다.

한 쌍의 도입선(3, 4)은 그 내부 단부가 기밀용기(1)의 양쪽 끝에 형성된 봉합부(1b)에 매설된 몰리브덴 박(1b1)에 용접되고, 기단이 봉합부(1b)에서 외부로 노출되어 있다. 다만, 도입선(4)은 비급전쪽이 되므로, 기밀용기(1)를 봉합한 후에 외부노출부가 절단되어 길이가 짧아져 있다. 또한, 필요에 따라 내열성 절연체를 도포하여 도입선(4) 절단 후의 노출부를 은폐시킬 수 있다.

(외부전극(OE)에 대하여) 외부전극(OE)은 주로 도 4에 도시된 바와 같이, 전극 몸체부(11), 보강 링부(12) 및 패킹(13)을 구비하고 있다. 따라서, 전극 몸체부(11)는 횡단면이 약 220°의 개구각을 가지도록 고순도 알루미늄판을 성형하여 거의 원호형상으로 만곡된 통 모양체로 되어 있고, 발광관(LT)의 기밀용기(1)의 내부전극(2)에 대향한 영역의 거의 전체 길이에 걸쳐서 기밀용기(1)의 외면에 끼워맞춤되어 있다. 보강 링부(12)는 도전성 금속으로 이루어져 일단부가 전극 몸체부(11)의 단부에 위쪽으로부터 중첩되어 있고, 타단부쪽이 후술하는 급전 단부쪽의 램프 소켓(LS1)의 개구부 내에 삽입되어 있다. 패킹(13)은 보강 링부(12)와 기밀용기(1)의 대면하는 외면과의 사이에 개재되어 급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)의 내부에 대하여 방수, 방습적으로 밀봉된다.

(급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)에 대하여) 급전 단부쪽의 램프 소켓(LS1)은 주로 도 4에 도시된 바와 같이, 발광관(LT)의 내부전극(2)에 대하여 급전을 행하는 기능을 갖고 있어, 소켓 통체(14), 체결링부(15), 전기배선부(16; wire harness), 절연디스크(17) 및 절연보호부(18)로 이루어진다. 소켓통체(14)는 바닥이 있는 통모양으로 되어 있어 발광관(LT)의 급전쪽 단부를 포함하여 지지한다. 따라서, 바닥부의 중앙에 작은 개구부를 갖추고 있다. 체결링부(15)는 소켓통체(14)의 개구부에 도전적 및 기계적으로 고착되어 외부전극(OE)의 보강링부(12) 및 패킹(13)을 통해 발광관(LT)의 급전 단부를 체결하여 소켓통체(14)에 고정된다.

전기 배선부(16)는 발광관(LT)으로부터 도출되어 있는 도입선(3)과, 후술하는 부착·단자장치(23)와의 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 절연 디스크(17)는 중앙에 비교적 작은 개구부를 갖는 세라믹스 원반으로 이루어지고, 소켓통체(14)의 바닥부로부터 상기 개구를 경유하여 도입된 전기 배선부(16)를 소켓통체(14)로부터 절연적으로 보호한다. 절연보호부(18)는 세라믹스 통형상체로 이루어지고, 소켓통체(14) 내에 도입된 전기 배선부(16)를 내부에 삽입 관통시킴으로써 고정되어 절연적으로 지지된다.

(제1 지지수단(SS1)에 대하여) 제1 지지수단(SS1)은 주로 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성력을 통하여 급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)을 지지하고 있다. 따라서, 제1 지지수단(SS1)은 절연 조인트부(19), 판스프링(20), 제1 암(21), 제2 암(22), 부착·단자장치(23)로 이루어져 있다.

절연조인트부(19)는 그 일단부가 제2 암(22)의 선단부에 고정되고, 타단부에서 결합판(19a)이 돌출되고 있다. 또한, 결합판(19a)은 제2 암(22)에 대하여 절연되어 있다.

판스프링(20)은 전체적으로 L자 형상으로 되어, 중간부에 만곡된 탄성력 부여부(20a)가 형성되어 있다. 또한, 판스프링(20)의 일단부는 절연 조인트부(19) 및 제2 암(22)을 통하여 급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)의 소켓통체(14)에 절연적으로 접속되어 있다. 더욱이, 판스프링(20)의 타단부는 부착·단자장치(23)에 고정되어 있다.

제1 암(21)은 그 기단이 소켓통체(14)의 후단부에 용접되어 있고, 급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)의 절연보호부(18)를 소켓통체(14)에 고정시킨다.

제2 암(22)은 주로 도 4에 도시된 바와 같이, 그 기단이 급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)의 소켓통체(14) 전단부에 용접되어 있다.

부착·단자장치(23)는 소켓통체(15)로부터 떨어진 위치에 있어서 소켓통체(15)에 결합되어 있는 동시에, 발광관(LT) 및 외부전극(OE)을 급전쪽의 램프소켓(LS1) 및 제1 지지수단(SS1)을 통해 탄성력을 부여하여 전압측 전원단자대(T)에 고정하도록 하는 기능도 한다. 따라서, 부착·단자장치(23)는 부착·단자 금속기구(23a), 볼트·너트(23b) 및 부착나사(23c)를 구비하고 있다. 부착·단자 금속기구(23a)는 그 일단부가 볼트·너트(23b)에 의해 판스프링(20) 및 전기 배선부(16)에 접속되어 있다. 또한, 타단부가 부착나사(23c)에 의해 전압측 전원단자대(T)에 예컨대 도시된 것처럼 늘어진 상태로 부착되어 있다. 볼트·너트(23b)는 급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)을 통하여 유전체 배리어 방전램프(EXL)의 급전 단부를 지지함과 동시에, 단자 금속기구로서도 기능하므로, 그 판면이 유전체 배리어 방전램프(EXL)와 거의 평행하게 뻗어있다. 볼트·너트(23b)는 전기 배선부(16)의 타단부를 부착·단자 금속기구(23a)에 판스프링(20)과 한꺼번에 기계적 및 전기적으로 접속되어 있다.

(비급전 단부쪽의 램프소켓(LS2)에 대하여) 비급전 단부쪽의 램프소켓(LS2)은 주로 도 5에 도시된 바와 같이, 개략적으로 급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)과 구조가 유사하지만, 내부전극(2)에 대한 급전은 행하여지지 않고, 또한 외부전극(OE)을 접지하도록 구성되어 있고, 소켓통체(30), 체결링부(31) 및 절연 디스크(32)로 이루어져 있다.

소켓통체(30)는 바닥이 있는 통모양으로 되어 있어 발광관(LT)의 비급전쪽의 단부를 포함하여 지지한다.

체결링부(31)는 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 분할 구조로 되어 있어서 한 쌍의 체결나사(31a)를 나사 삽입함으로써 외부전극의 보강링부 및 패킹(어느 것도 도시되지 않음)을 소켓통체(30)의 개구부에 도전적 및 기계적으로 접속함과 동시에, 발광관(LT)의 비급전쪽 단부에 방수, 방습적으로 소켓통체(30)를 체결하여 고정한다.

절연 디스크(32)는 소켓통체(30)의 바닥부 내면에 배열 설치되고, 발광관(LT)의 내부전극(2)에 접속된 도입선(4)을 접지한 소켓통체(30)로부터 절연적으로 보호한다.

(제2 지지수단(SS2)에 대하여) 제2 지지수단(SS2)은 주로 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성력을 통하여 비급전 단부쪽의 램프소켓(LS2)을 지지하고 있다. 따라서, 제2 지지수단(SS2)은 부착·단자장치(35), 판스프링(36) 및 암(37)으로 이루어진다.

부착·단자장치(35)는 부착·단자 금속기구(35b) 및 부착나사(35c)를 구비하고 있다. 부착·단자 금속기구(35a)는 비급전 단부쪽의 램프소켓(LS2)을 통하여 유전체 배리어 방전램프(EXL)의 외부전극(OE)을 도시하지 않은 접지전원단자대에 전기적으로 접속함과 동시에, 유전체 배리어 방전램프(EXL)의 비급전 단부를 지지하므로, 그 판면이 유전체 배리어 방전램프(EXL)와 거의 평행하게 뻗어 있다. 나사(35b)는 판스프링(36)을 부착·단자 금속기구(35a)의 일단부에 접속한다. 부착나사(35c)는 부착·단자금속기구(35a)의 타단부를 도시하지 않은 접지전원단자대에 기계적 및 전기적으로 부착한다.

판스프링(36)은 전체적으로 L자 형상으로 되어 있어 중간부에 만곡된 탄성력 부여부(36a)가 형성되어 있다. 판스프링(36)의 일단부는 암(37)을 통해 비급전 단부쪽의 램프소켓(LS2)의 소켓통체(30)에 접속되어 있다. 판스프링(36)의 타단부는 단부 나사(35b)에 의해 부착·단자 금속기구(35a)에 고정되어 있다. 암(37)은 그 기단이 소켓통체(30)의 전단부에 용접되고, 그 선단이 판스프링(36)에 접속되어 있다.

<등 몸체(CB)에 대하여> 등 몸체(CB)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 발광관(LT)을 따라 가늘고 길게 되어 있고, 하면에 기밀용기(1)의 약 절반이 매설된 정도로 단면 반원형의 오목부(40)가 형성됨과 동시에, 내부에 중공의 냉각매체 유통로(41)가 형성되어 있다. 냉각매체 유통로(41)는 등 몸체(CB)의 일단부에 배치된 유입구(41a)로부터 유입되어 타단부쪽에 배치된 유출구(도시되지 않음)로부터 유출되도록 구성되어 있다. 또한, 등 몸체(CB)는 그 길이가 발광관(LT)의 유효 발광길이에 대응하는 길이를 갖고 있다. 따라서, 등 몸체(CB)의 일단부로부터 노출된 위치에 배기 팁오프부(도시 생략)가 배치되어 있다. 상기 배기 팁오프부는 기밀용기(1)의 외주 임의의 각도위치에 배치되어 있어도 된다.

<복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛(EU) 배열에 대하여> 복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛(EU)은 유전체 배리어 방전램프(EXL)의 내부전극에 대한 급전 단부쪽이 좌우로 교대 위치되도록 배열되어 있다. 즉, 도 1에 있어서, 위에서 첫번째 및 세번째 급전 단부가 도 1의 우측(상기 램프유닛(EU) 우측 단부)에 배치되고, 외부전극이 도 1의 좌측(상기 램프 유닛(EU) 좌측 단부)에 배치되어 있다. 그러나, 외부전극은 동시에 우측으로도 접지되는 것이 가능하다. 이에 대하여, 도 1의 위에서부터 두번째 및 네번째의 급전 단부는 도 1의 좌측에 위치해 있다. 또한, 각 급전 단부에는 고주파 전원(S)의 1극이 접속되어 있다. 또한, 고주파 전원(S)의 다른 극은 접지되어 있다.

도 9는 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 있어서의 제2 실시형태를 도시한 복수의 유전체 배리어 방전램프 배치와 냉각매체의 유동 형태를 설명하는 개념도이다. 본 실시 형태에 있어서는 등 몸체(CB)의 배면의 양단부로 나뉘어서 배치된 유입구(41a)와 유출구(41b)가 좌우 교대로 위치하도록 배열되어 있다. 즉, 도 9에 있어서, 위에서부터 첫번째 및 세번째 유입구(41a)가 도 9의 우측(상기 램프유닛(EU)의 우측 단부)에 배치되고, 유출구(41b)가 도 9의 좌측(상기 램프유닛(EU)의 좌측 단부)에 설치되어 있다. 이에 대하여, 도 9의 위에서부터 두번째 및 네번째는 유입구(41a)가 도 9의 좌측(상기 램프유닛(EU)의 좌측 단부)에 위치되어 있다. 또한, 도면 중의 화살표는 냉각매체의 유통방향을 표시한다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 자외선 조사장치의 일 실시형태로서의 자외선 세정장치를 도시한 것으로서, 도 10은 정면 단면도, 도 11은 밑면도, 도 12는 도 11의 ⅩII-ⅩII'선에 따른 단면도이다. 각 도면에 있어서, 도 1 내지 도 8과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호로 표시하고 그 설명을 생락한다. 자외선 조사장치(UVW)는 자외선 조사장치 본체(51), 점등회로(52) 및 유전체 배리어 방전램프 조명장치(EXF)를 구비하고 있다.

자외선 조사장치 본체(51)는 전체적으로 상자모양으로 되어 있으며, 내부가 상하로 자외선 조사실(51a)과 전원실(51b)로 나뉘어져 있다. 상기 자외선 조사실(51a)과 전원실(51b)은 일단부가 힌지(51c)에 의해 개폐 가능하게 구성되어 있다.

상기 자외선 조사실(51a)에는 후술하는 것처럼 유전체 배리어 방전램프 조명장치(EXF)가 배치되어 있다. 또한, 자외선 조사실(51a)은 가공대상부품의 세정장치 이송수단의 상부에 고정적으로 배치됨과 동시에, 하부면이 개방되어 하부면의 밑을 통과하는 가공대상부품(도시되지 않음)에 자외선을 조사하도록 되어 있다. 또한, 도 11에 있어서, 사선을 그은 부위는 자외선 유효 조사영역을 나타낸다.

전원실(51b)은 그 내부에 점등회로(52) 및 도시를 생략한 제어회로를 수납하고 있으며, 힌지(51c)를 회동 중심으로 하여 도 10에 있어서 상방으로 회동 가능하게 되어 있다. 또한, (51b1)은 전원실(51b)의 회동시 꽉 쥐기 위한 핸들, (51b2)는 자외선 조사장치 본체(51) 또는 전원실(51b)을 운반할 때의 핸들, (51b3)은 전원배선의 보호구이다.

점등회로(52)는 전원실(51b) 안에 수납되어 전원배선 보호구(51b3)를 경유해서 전원실(51b) 안으로 도입된 전원을 변환시켜 고주파전압을 발생시켜서, 복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛(EU)의 각 유전체 배리어 방전램프(EXL)로 급전한다.

복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛(EU)은 자외선 조사실(51a) 안에 서로 인접한 상태로 배치되어 있다. 그러나, 제조를 용이하게 하기 위해 그리고 유지관리를 위해, 소정의 유전체 배리어 방전램프 유닛(EU) 마다 착탈 가능하게 되어 있다.

또한, 등 몸체(CB)의 냉각매체 유통로에 냉각수를 유통시키기 위해, 그 유입구에는 냉각수를 공급하기 위한 배관을 결합하고, 유출구에는 배수를 위한 배관을 결합하고 있다.

따라서, 본 발명에 있어서는 이상 설명한 구성을 구비함으로써 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있게 되는 바, 종래의 유전체 배리어 방전램프에 있어서는 내부전극의 급전 단부에 가까울수록 유전체 배리어 방전이 강하게 발생하므로, 내부전극의 길이방향, 따라서 유전체 배리어 방전램프의 관축 방향을 따라 급전 단부로부터 비급전 단부를 향하여 자외선 조도가 저감되는 경향이 있다.

이에 대하여, 본 발명에 의하면 상기와 같은 유전체 배리어 방전램프의 급전 단부가 좌우 양단으로 나뉘어 복수개 병렬 배치되어 있으므로, 자외선을 조사할 가공대상부품이 관축에 대하여 직각방향으로 상대적으로 이동한 경우, 가공대상부품에 대한 자외선 조사량이 관축방향을 따라 균일화된다. 또한, 유전체 배리어 방전램프의 수는 자외선 조도의 보다 높은 균일도를 향상시키기 위해서는 짝수로 되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 유전체 배리어 방전램프의 수가 9개 이상이면 좌우 갯수의 불균형으로 인한 균일화에의 영향이 적어지게 되므로 이 때는 홀수라도 된다.

Claims (3)

1. 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 있어서,

   자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관 형상의 기밀용기, 상기 기밀용기 내에 그 축방향을 따라서 설치됨과 동시에 급전 단부로부터 급전되는 내부전극과, 상기 기밀용기 내에 봉입된 엑시머 생성가스, 및 상기 기밀용기의 외면에 설치되어, 상기 내부전극과의 협동에 의해 상기 기밀용기 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부전극을 가지고 있는 복수의 유전체 배리어 방전램프를 구비하고,

   상기 복수의 유전체 배리어 방전램프를 그 내부전극의 급전 단부가 서로 다르게 인접하도록 병렬로 배치한 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전램프 조명장치.
2. 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 있어서,

   자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관형상의 기밀용기, 상기 기밀용기 내에 그 축방향을 따라서 설치되어 있는 내부전극, 상기 기밀용기 내에 봉입된 엑시머 생성가스 및 상기 기밀용기의 외면에 설치되어 상기 내부전극과의 협동에 의해 상기 기밀용기 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부전극을 가지고 있는 복수의 유전체 배리어 방전램프와;

   일단부쪽의 유입구로부터 타단부쪽의 유출구로 통하는 냉각매체 유통로를 가지며, 상기 유전체 배리어 방전램프의 길이방향으로 설치된 가늘고 긴 등 몸체로 이루어진 복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛을 구비하고,

   상기 복수의 유전체 배리어 방전램프 유닛을 상기 등 몸체의 상기 냉각매체의 유입구가 서로 다르게 인접하도록 병렬적으로 배치한 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전램프 조명장치.
3. 자외선 조사장치에 있어서,

   상기 제 1항 또는 제 2항에 기재된 유전체 배리어 방전램프 조명장치;

   상기 유전체 배리어 방전램프 조명장치가 배열 설치된 자외선 조사장치 본체; 및

   상기 유전체 배리어 방전램프 조명장치에 접속되어, 상기 유전체 배리어 방전램프를 점등하는 고주파 점등회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.

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