WO2022220296A1 - 紫外線発生装置 - Google Patents

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WO2022220296A1
WO2022220296A1 PCT/JP2022/017928 JP2022017928W WO2022220296A1 WO 2022220296 A1 WO2022220296 A1 WO 2022220296A1 JP 2022017928 W JP2022017928 W JP 2022017928W WO 2022220296 A1 WO2022220296 A1 WO 2022220296A1
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conductor
electrode body
discharge
dielectric member
electrode
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PCT/JP2022/017928
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French (fr)
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彰裕 久野
英昭 柳生
繁樹 藤澤
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ウシオ電機株式会社
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Priority claimed from JP2022067346A external-priority patent/JP2023157429A/ja
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    • H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/16—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having helium, argon, neon, krypton, or xenon as the principle constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J61/02—Details
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    • H01J61/547—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using an auxiliary electrode outside the vessel
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    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels

Definitions

  • the present invention relates to an ultraviolet generator, and more particularly to an ultraviolet generator using an excimer lamp as an ultraviolet light source.
  • an excimer lamp in which a pair of external electrodes are arranged facing each other on the outer surface of a discharge vessel.
  • a first conductor made of a conductive material may be provided on the inner surface of the discharge vessel. known (for example, Patent Document 1 below).
  • the external electrode includes a root portion extending along the tube axis direction of the discharge vessel from the end portion in the tube axis direction, and a branch portion extending in the width direction of the discharge vessel from the tip of the root portion.
  • a branched electrode is provided, and the first conductor is arranged so as to overlap with the tip of the branched portion of the branched electrode of the external electrode via the discharge vessel.
  • An excimer lamp can emit light with different emission wavelengths depending on the type of luminescence gas enclosed.
  • the halogen gas is highly reactive and is absorbed by the conductive material, making it difficult to form the first conductor inside the discharge vessel. Therefore, the technique described in Patent Document 1 is not highly versatile as means for improving the startability of an excimer lamp.
  • an object of the present invention is to improve startability in an ultraviolet generator that uses an excimer lamp as an ultraviolet light source.
  • An ultraviolet generator comprises an excimer lamp having a discharge vessel filled with a discharge gas; a first electrode body and a second electrode body arranged so as not to be exposed to the discharge gas; a first conductor electrically connected to one of the first electrode body and the second electrode body; The first conductor is arranged to face the other electrode body or a second conductor electrically connected to the other electrode body via a dielectric member, The first conductor produces an atmospheric discharge around the first conductor.
  • atmospheric discharge can be generated around the first conductor by using the voltage applied to the first electrode body and the second electrode body.
  • the light emitted by this atmospheric discharge induces excimer excitation in the discharge vessel of the excimer lamp, thereby improving the startability of the excimer lamp.
  • the atmospheric discharge here refers to a discharge phenomenon that occurs in the atmosphere, and specifically indicates corona discharge, creeping discharge, and the like that occur in the atmosphere.
  • the first conductor is arranged to face the other electrode body or a second conductor electrically connected to the other electrode body via a dielectric member, and causes atmospheric discharge.
  • atmospheric discharge occurs starting from the tip of the first conductor where electric concentration tends to occur and the portion that makes point contact with the dielectric member.
  • the first conductor has a discharge starting point where electric concentration tends to occur, and the starting point is the electrode body itself having the same potential as the other electrode body or the first electrode body electrically connected to the electrode body. It is desirable that the two conductors and the dielectric member are arranged to face each other. Moreover, it is desirable that the first conductor has a plurality of such discharge starting points. According to this configuration, even when one of the starting points becomes difficult to function (discharge is difficult), the other starting points function, so that the startability of the ultraviolet generator is less likely to be impaired.
  • the dielectric member may be configured separately from the discharge vessel.
  • the thickness of the dielectric member can be arbitrarily adjusted. By appropriately adjusting the thickness of the dielectric member, it is possible to suppress the consumption of electrical energy for atmospheric discharge when the excimer lamp is lit.
  • the thickness of the dielectric member interposed between the first conductor and the other electrode body or the second conductor is equal to that of the first electrode body and the discharge. It may be smaller than the total thickness of the thickness of the discharge vessel interposed between the second electrode body and the discharge gas and the thickness of the discharge vessel interposed between the second electrode body and the discharge gas.
  • the thickness of the dielectric member interposed between the first conductor and the other electrode body or the second conductor is It is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, of the total thickness of the discharge vessel and the discharge vessel interposed between the second electrode body and the discharge gas. It is desirable to have
  • the first conductor and the The atmospheric discharge between the other electrode body or the second conductor can be further weakened, and it can be expected that the amount of current consumed by the atmospheric discharge after the excimer lamp is started can be reduced. This can be expected to suppress the decrease in the power consumption of the excimer lamp and the decrease in illuminance.
  • By attenuating the atmospheric discharge after the discharge has started it is also possible to reduce the consumption of the first conductor that causes the atmospheric discharge.
  • the first conductor may be composed of at least one conductor material selected from gold, platinum, tungsten, titanium, aluminum, and stainless steel, or an alloy of the conductor materials. .
  • a material that does not exhibit deliquescence is suitable for the material that constitutes the first conductor that is used to assist the starting of the excimer lamp. Discharge around the first conductor produces NO X gas, which reacts with moisture in the atmosphere to form HNO 3 (nitric acid). When the first conductor is immersed in nitric acid, nitrates are formed in the first conductor, and many of the nitrates absorb moisture from the atmosphere and can be dissolved in water and liquefied (this is called deliquescence). ). The formation of a deliquescent material causes a liquefaction to form around the first conductor, which makes it difficult for atmospheric discharge to occur.
  • the temperature of the tube wall becomes high, and when the temperature around the lamp is high, the amount of moisture in the air decreases, so that the above problem is unlikely to occur.
  • the temperature of the discharge vessel is relatively less likely to rise, and the problem of deterioration in startability due to deliquescence tends to occur. Therefore, in the ultraviolet generator according to the present invention, it is desirable that the first conductor is made of the above-listed materials that are highly resistant to nitric acid so as not to form a deliquescent substance.
  • the first conductor is made of at least one conductive material selected from gold, platinum, and tungsten, or an alloy of the conductive materials.
  • Titanium, aluminum, and stainless steel are resistant to nitric acid by forming an oxide coating on the metal surface.
  • the first conductor is made of a material (gold, platinum, tungsten) whose atoms without the nitric acid film do not react with nitric acid.
  • the first conductor extends in a rod shape toward the other electrode body or the second conductor,
  • the first conductor may be configured to cause atmospheric discharge (here, corona discharge) starting from the tip of the first conductor.
  • the second conductor may have a planar portion facing the tip of the first conductor.
  • a corona discharge is generated with the tip of the first conductor as a starting point, and the startability of the excimer lamp can be improved by the light emitted by this corona discharge.
  • the first conductor extends planarly facing the other electrode body or the second conductor,
  • the first conductor may be configured to generate creeping discharge along the surface of the dielectric member with the first conductor as a starting point.
  • creeping discharge is generated starting from the tip of the first conductor, and light emission due to this creeping discharge can improve the startability of the excimer lamp.
  • FIG. 3 is a perspective view in which the main body and lid of the casing are disassembled from FIG. 2 ;
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing a plurality of excimer lamps and electrode bodies extracted from FIG. 3;
  • FIG. 4 is a schematic drawing for explaining the positional relationship between an excimer lamp and an electrode body, and is a schematic plan view when the excimer lamp is viewed in the +Z direction.
  • FIG. 3 is a perspective view of the electrode assembly when viewed from the side opposite to the light extraction surface;
  • FIG. 3 is a perspective view of the electrode assembly when viewed from the side opposite to the light extraction surface;
  • FIG. 4 is a plan view of the electrode body when viewed from the side opposite to the light extraction surface;
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an electrode assembly according to another embodiment;
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an electrode assembly according to another embodiment;
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an electrode assembly according to another embodiment;
  • It is a sectional view showing typically an ultraviolet ray generator concerning a 2nd embodiment.
  • 11 is an enlarged view of the XI region of FIG. 10;
  • FIG. It is sectional drawing which shows typically the ultraviolet-ray generator which concerns on another embodiment.
  • It is a sectional view showing typically an ultraviolet ray generator concerning a 3rd embodiment.
  • It is sectional drawing which shows typically the ultraviolet-ray generator which concerns on 4th Embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an electrode body according to the prior art
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing an electrode assembly according to a fifth embodiment
  • FIG. 13A is a plan view and a side view schematically showing an electrode assembly according to a sixth embodiment
  • FIG. 13A is a plan view and a side view schematically showing an electrode assembly according to a seventh embodiment
  • FIG. 21 is a side view schematically showing an electrode assembly according to an eighth embodiment
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing an electrode assembly according to a sixth embodiment
  • It is a figure which shows typically the 1st conductor and dielectric member which concern on another embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing an electrode assembly according to Comparative Example 2;
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing one usage mode of an ultraviolet ray generator according to the present invention.
  • the ultraviolet generator 1 is mounted in a housing 100, and the ultraviolet light L1 is irradiated from the light extraction surface 30 of the ultraviolet generator 1 to the irradiation target area 40, which is schematically illustrated.
  • the ultraviolet light L1 is irradiated from the light extraction surface 30 of the ultraviolet generator 1 to the irradiation target area 40, which is schematically illustrated.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the appearance of the ultraviolet generator 1.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view of the casing 2 of the ultraviolet generator 1 with the main body 2a and the lid 2b exploded from FIG.
  • the tube axis direction of the excimer lamp 10 is defined as the Y direction
  • the direction orthogonal to the X and Y directions is defined as the Z direction.
  • the ultraviolet generator 1 has a casing 2 with a light extraction surface 30 formed on one surface.
  • the casing 2 includes a body portion 2a and a lid portion 2b, and a plurality of excimer lamps 10 and electrode bodies 21 and 22 are accommodated in the body portion 2a.
  • four excimer lamps 10 are housed in the casing 2 .
  • the electrode bodies 21 and 22 may adopt a form capable of conducting electricity to the excimer lamp 10.
  • a form such as a block body, a plate-like body, or a mesh-like body may be used so as to contact the discharge vessel 11 of the excimer lamp 10. be able to.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a plurality of excimer lamps 10 and electrode bodies 21 and 22 extracted from FIG. 5 is a side view schematically showing the positional relationship between the excimer lamp 10 and the electrode bodies 21 and 22. As shown in FIG.
  • the ultraviolet generator 1 of this embodiment includes four excimer lamps 10 spaced apart in the Z direction. Also, two electrode bodies 21 and 22 are arranged so as to contact a portion of the outer surface of each excimer lamp 10 .
  • the electrode body 21 may be referred to as the first electrode body 21 and the electrode body 22 may be referred to as the second electrode body 22 .
  • Each excimer lamp 10 has a discharge vessel 11 whose tube axis direction is the Y direction. are in contact with.
  • each of the electrode bodies 21 and 22 is arranged so as to straddle each excimer lamp 10 in the Z direction while being in contact with the outer surface of the discharge vessel 11 of each excimer lamp 10 .
  • the ultraviolet generator 1 in this embodiment includes a pair of electrode bodies 21 and 22, which are arranged at positions spaced apart from each other in the Y direction.
  • the electrode bodies 21 and 22 are made of a conductive material, preferably a material that reflects ultraviolet rays emitted from the excimer lamp 10 .
  • the electrode bodies 21 and 22 are made of aluminum, an aluminum alloy, stainless steel, or the like.
  • the discharge gas 10G enclosed inside the excimer lamp 10 passes through the discharge vessel 11.
  • the voltage is applied.
  • the gas species of the discharge gas 10G when such a voltage is applied, the atoms constituting the gas species are excited or ionized to enter an excimer state, and then excimer light emission occurs when transitioning to the ground state.
  • the discharge gas 10G may be one or a plurality of rare gases such as argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), fluorine (F), chlorine ( Cl), iodine (I), bromine (Br), or other halogen gas and a mixed gas of the rare gas.
  • rare gases such as argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), fluorine (F), chlorine ( Cl), iodine (I), bromine (Br), or other halogen gas and a mixed gas of the rare gas.
  • the discharge gas 10G can be a mixed gas of krypton (Kr), chlorine (Cl) and argon (Ar).
  • Kr krypton
  • Cl chlorine
  • Ar argon
  • krypton and chlorine function as luminescent gases
  • argon functions as a buffer gas.
  • one or more rare gases selected from argon (Ar), neon (Ne), and helium (He) can be used as the buffer gas.
  • the excimer lamp 10 which uses a mixed gas of Kr and Cl2 as the discharge gas 10G, emits ultraviolet rays having a peak wavelength of about 222 nm.
  • the corneocytes contained in the stratum corneum are in a dead state as cells, they are absorbed by living cells such as the stratum spinosum, the stratum granulosum, and the dermis, for example, when irradiated with ultraviolet rays with a wavelength of 254 nm. There is almost no risk of DNA being destroyed.
  • the ultraviolet generator equipped with the excimer lamp containing the discharge gas as described above is expected to be applied to various uses such as photo-sterilization, and can be used in a wide range of situations.
  • FIG. 6 is a perspective view of the block-shaped electrode bodies 21 and 22 when viewed from the side opposite to the light extraction surface 30.
  • FIG. 7 is a plan view when the electrode bodies 21 and 22 are viewed from the side opposite to the light extraction surface 30.
  • a dielectric member 6, which will be described later, is shown in a cross-sectional view.
  • the electrode bodies 21 and 22 have the same shape.
  • a first concave portion 23 and a second concave portion 24 are formed on the ⁇ X side surfaces of the electrode bodies 21 and 22 .
  • the first concave portion 23 extends in the -Y direction from the +Y side surfaces of the electrode bodies 21 and 22 .
  • the second concave portion 24 extends from the -Y side surfaces of the electrode bodies 21 and 22 in the +Y direction.
  • the first recess 23 and the second recess 24 are arranged to face each other in the Y direction.
  • the first recessed portion 23 and the second recessed portion 24 are formed in the central portions of the electrode bodies 21 and 22 in the Z direction.
  • a screw hole 25 for connecting the power line 7 is formed on the -X side surface of the electrode bodies 21 and 22 .
  • a high-voltage power line 7 is connected to the screw hole 25 of the first electrode body 21
  • a low-voltage power line 7 is connected to the screw hole 25 of the second electrode body 22 .
  • the low-voltage power line 7 may be connected to the screw hole 25 of the first electrode body 21
  • the high-voltage power line 7 may be connected to the screw hole 25 of the second electrode body 22 .
  • a third concave portion 26 that contacts the outer surface of the discharge vessel 11 of the excimer lamp 10 is formed on the +X side surfaces of the electrode bodies 21 and 22 .
  • Four third recesses 26 are provided at regular intervals in the Z direction.
  • the first recess 23 and the second recess 24 are arranged between the two central third recesses 26 .
  • the ultraviolet generator 1 of this embodiment has a first conductor 5 .
  • a first conductor 5 is provided to assist in starting the excimer lamp 10 .
  • the first conductor 5 is electrically connected to the first electrode body 21 .
  • the first conductor 5 of this embodiment is composed of a spring-like proximal portion 5a and a rod-like distal portion 5b, and has elasticity as a whole.
  • the proximal portion 5 a is electrically connected to the first electrode body 21 .
  • the proximal portion 5a is arranged in the first recess 23 of the first electrode body 21 and is in contact with the inner wall 23a of the first recess 23 on the -Y side.
  • the proximal portion 5a is pressed against the inner wall 23a of the first recess 23 by its own elastic force.
  • the first conductor 5 of the present embodiment is composed of a spring-like proximal portion 5a and a rod-like distal portion 5b
  • the shape of the first conductor 5 is not limited to this.
  • the shape of the first conductor 5 as a whole may be columnar, rod-like, thin plate-like, or the like.
  • the shape of the distal portion 5b of the first conductor 5 is not limited to a bar shape, and may be a thin plate shape or the like, but the tip 5c of the distal portion 5b is preferably sharp. As a result, the electric field is concentrated at the tip 5c of the first conductor 5, so that the tip 5c of the first conductor 5 is easily discharged.
  • the first conductor 5 is made of a conductive material.
  • the first conductor 5 is made of at least one conductive material selected from gold, platinum, tungsten, titanium, aluminum, stainless steel, or an alloy of these conductive materials. More preferably, the first conductor 5 is made of at least one conductive material of gold, platinum, tungsten, or an alloy of these conductive materials.
  • a dielectric member 6 is interposed between the first conductor 5 and the second electrode body 22 . Specifically, the dielectric member 6 is interposed between the second electrode body 22 and the distal portion 5b extending toward the second electrode body 22 in the Y direction.
  • the dielectric member is interposed between the first conductor and the second electrode body or the second conductor
  • the dielectric member simply means that the dielectric member is interposed between the first conductor and the second electrode body or the second conductor. It means that it exists between the conductor and the dielectric member may or may not be in contact with both.
  • the dielectric member 6 exists between the first conductor 5 and the second electrode body 22, and even if it is in contact with the first conductor 5 and the second electrode body 22, It doesn't have to be in contact.
  • another member may exist between the dielectric member 6 and the first conductor 5 or the second electrode body 22 .
  • a intervenes between B and C simply means that A exists between B and C.
  • the dielectric member 6 of this embodiment has a tubular shape with one end closed. More specifically, the dielectric member 6 has a bottomed tubular shape having a tubular portion 6a and a bottom portion 6b closing one end of the tubular portion 6a.
  • the tubular portion 6a is not limited to a cylindrical shape, and may be a square tubular shape or the like.
  • the bottom portion 6b is not limited to a planar shape, and may be semispherical or the like.
  • the dielectric member 6 is held by the first recess 23 of the first electrode body 21 and the second recess 24 of the second electrode body 22 .
  • the tubular portion 6 a of the dielectric member 6 is slightly smaller than the first recess 23 and the bottom portion 6 b is slightly smaller than the second recess 24 .
  • the dielectric member 6 is arranged so as to cover the tip 5 c of the first conductor 5 .
  • the tip 5c of the first conductor 5 is pressed against the bottom 6b of the dielectric member 6 by the elastic force of the proximal portion 5a.
  • the dielectric member 6 is preferably made of a material with high insulating properties, high mechanical strength, and high ultraviolet transmittance.
  • the dielectric member 6 is made of quartz glass, ceramics such as alumina, or resin such as PTFE.
  • the excimer lamp 10 In the excimer lamp 10, a high-frequency voltage is applied between the electrode bodies 21 and 22, and the insulation of the discharge space (inside the discharge vessel 11) is destroyed, thereby causing excimer light emission. When the insulation is broken down, discharge and termination are repeatedly performed on the order of ns. By performing this at a high frequency, the lighting appears to be substantially continuous.
  • the excimer lamp 10 when the excimer lamp 10 is filled with a halogen gas, the electron affinity of the halogen gas is high, so that the electrons are adsorbed. put away. Therefore, in order to improve the startability of the excimer lamp 10, it is necessary to irradiate the discharge space with a wavelength having energy close to the excitation energy of the excimer light emission. Induced (easy to discharge).
  • a voltage is applied between the electrode bodies 21 and 22, and a voltage is also applied between the first conductor 5 and the second electrode body 22 connected to the first electrode body 21. is applied.
  • the distance between the first conductor 5 and the second electrode body 22 is shorter than the distance between the first electrode body 21 and the second electrode body 22, the distance between the first conductor 5 and the second electrode body 22 Dielectric breakdown occurs first at a low voltage in the interspace, and the first conductor 5 causes a corona discharge starting from the tip 5c.
  • the tip 5c of the first conductor 5 emits ultraviolet rays.
  • the wavelength band of ultraviolet rays includes 226 to 227 nm. It is presumed that this is due to the discharge of nitrogen, which is the main component of the atmosphere.
  • Excimer excitation is induced in the discharge space of the excimer lamp 10 by the emission of atmospheric discharge by the first conductor 5 (discharge occurs). Therefore, in the excimer lamp 10, when a voltage is applied to the discharge gas 10G through the electrode bodies 21 and 22, when the ultraviolet light from the first conductor 5 is incident, this light energy is used as a trigger for a short period of time (for example, 0 second). within 2 seconds).
  • the discharge gas 10G contains krypton (Kr) and chlorine (Cl)
  • the light emitted from the excimer lamp 10 is ultraviolet rays with a peak wavelength of 222 nm.
  • the first conductor 5 also continues to be turned on. Furthermore, after the excimer lamp 10 is turned on, the discharge inside the lamp becomes dominant and works in the direction of suppressing the atmospheric discharge in the first conductor 5, so that the influence becomes smaller.
  • the voltage applied to the excimer lamp 10 is also distributed to the excimer lamp 10. Therefore, the voltage applied to the first conductor 5 is lower than that at the time of starting, and during continuous lighting, Since the load on the first conductor 5 is reduced, the life of the trigger becomes longer.
  • the ultraviolet generator 1 includes the excimer lamp 10 having the discharge vessel 11 filled with the discharge gas 10G, and the first electrodes arranged so as not to be exposed to the discharge gas 10G. a body 21 and a second electrode body 22; and a first conductor 5 electrically connected to the first electrode body 21; The first conductors 5 are arranged to face each other, and generate atmospheric discharge (corona discharge) around the tip 5c of the first conductor 5, which is the starting point of the discharge.
  • first electrode body 21 and the second electrode body 22 are exposed to the discharge gas 10G. not only in the form of arranging so as to be in contact with the outer surface of the discharge vessel 11 in which the first electrode It includes a form in which the body 21 and the second electrode body 22 are entirely embedded in the discharge vessel 11, and the like.
  • the first conductor 5 is arranged outside the discharge vessel 11 .
  • electrode blocks 91 and 92 are arranged in the longitudinal direction of an excimer lamp 90 as shown in FIG. If the technique described in Patent Document 1 is applied to the excimer lamp 90 that discharges by less efficient to do.
  • FIG. 8A is a plan view schematically showing an ultraviolet generator 1 according to another embodiment.
  • the first conductor 5 is rod-shaped with a sharp tip.
  • the dielectric member 6 has a flat plate shape parallel to the XZ plane. Note that the first conductor 5 and the dielectric member 6 do not necessarily need to be in contact with each other, and may be arranged with an interval that allows discharge. It should be noted that the first conductor 5 does not have to be rod-shaped with a sharp tip. For example, by forming the first conductor 5 into a rectangular plate shape, there are two corners that can serve as discharge starting points. FIG.
  • the first conductor 5 has a coiled portion.
  • the dielectric member 6 has a flat plate shape parallel to the XZ plane. Note that the first conductor 5 and the dielectric member 6 do not necessarily need to be in contact with each other, and may be arranged with an interval that allows discharge. Atmospheric discharge is generated starting from the point where the coiled portion of the first conductor 5 makes point contact with the dielectric member 6 (or the area close to it). Since the first conductor 5 has the coil-shaped portion, there are a plurality of portions (starting points) that are in point contact with the dielectric member 6 .
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing an ultraviolet generator 1 according to still another embodiment.
  • the second conductor 8 is electrically connected to the second electrode body 22 .
  • the second electrode body 22 has the same potential as the second conductor 8 . That is, a first conductor 5 connected to the first electrode body 21 and extending toward the second electrode body 22 and a second conductor 8 connected to the second electrode body 22 and extending toward the first electrode body 21 and are provided.
  • a dielectric member 6 is interposed between the first conductor 5 and the second conductor 8 . In this manner, the first conductor 5 may be arranged to face the portion having the same potential as the second electrode body 22 (here, the second conductor 8 ) via the dielectric member 6 .
  • the second embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the configuration described below, so common points will be omitted and differences will be mainly described.
  • elements having substantially the same configuration or substantially the same function (action) as the parts described in the first embodiment are represented, and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the ultraviolet generator 1 according to the second embodiment.
  • 11 is an enlarged view of the XI region of FIG. 10.
  • the ultraviolet generator 1 includes an excimer lamp 10 having a discharge vessel 11 filled with a discharge gas 10G, and a first electrode body 21 and a second electrode body 22 arranged so as not to be exposed to the discharge gas 10G. I have it.
  • the first electrode body 21 and the second electrode body 22 are spaced apart from each other on the outer surface of the discharge vessel 11 .
  • the ultraviolet generator 1 also includes a first conductor 5 electrically connected to the first electrode body 21 and a second conductor 8 electrically connected to the second electrode body 22 .
  • the first conductor 5 has the same potential as the first electrode body 21
  • the second conductor 8 has the same potential as the second electrode body 22 .
  • the first conductor 5 includes a first connection portion 51 connected to the first electrode body 21, and a first conductor layer 52 extending from the first connection portion 51 in a direction approaching the second electrode body 22. It has an L-shaped cross section.
  • the first connection portion 51 extends from the first electrode body 21 in the -X direction.
  • the first conductor layer 52 extends in the +Y direction from the -X direction end of the first connection portion 51 .
  • the first conductor layer 52 extends so as to protrude from the +Y side end face 21 a of the first electrode body 21 .
  • the second conductor 8 includes a second connection portion 81 connected to the second electrode body 22, and a second conductor layer 82 extending from the second connection portion 81 in a direction approaching the first electrode body 21. It has an L-shaped cross section.
  • the second connection portion 81 extends from the second electrode body 22 in the -X direction.
  • the second connection portion 81 is longer than the first connection portion 51 in the X direction, and the second conductor layer 82 is offset to the -X side with respect to the first conductor layer 52 .
  • the second conductor layer 82 extends in the -Y direction from the -X direction end of the second connection portion 81 .
  • the second conductor layer 82 extends so as to protrude from the -Y side end surface 22a of the second electrode body 22 .
  • a distance 82d by which the second conductor layer 82 protrudes from the end face 22a is longer than a distance 52d by which the first conductor layer 52 protrudes from the end face 21a.
  • the first conductor layer 52 and the second conductor layer 82 When viewed in the X direction, the first conductor layer 52 and the second conductor layer 82 partially overlap each other, and the portion of the first conductor layer 52 facing the second conductor layer 82 in the X direction is the conductor portion 53 . (or starting point). That is, the first conductor 5 has a conductor portion 53 facing the second conductor 8 .
  • the conductor part 53 is arranged so as to be closer to the first electrode body 21 between the first electrode body 21 and the second electrode body 22 .
  • the first conductor 5 and the second conductor 8 are made of a conductive material.
  • the first conductor 5 and the second conductor 8 are made of at least one conductor material selected from gold, platinum, tungsten, titanium, aluminum, stainless steel, or an alloy of these conductor materials. More preferably, the first conductor 5 and the second conductor 8 are composed of at least one conductor material of gold, platinum, tungsten, or an alloy of these conductor materials.
  • a dielectric member 6 is interposed between the conductor portion 53 and the second conductor layer 82 .
  • substantially the entire first conductor 5 and second conductor 8 are embedded in the dielectric member 6 while being spaced apart from each other.
  • substantially the entirety of the first conductor 5 and the second conductor 8 are embedded in the dielectric member 6 means that at least part of the conductor portion 53 of the first conductor 5 is exposed to the atmosphere.
  • a portion of the +X side surface of the conductor portion 53 (referred to as an exposed portion 53a) is exposed to the atmosphere.
  • the exposed portion 53 a is arranged between the first electrode body 21 and the second electrode body 22 . Further, preferably, exposed portion 53 a is arranged to face excimer lamp 10 .
  • the exposed portion 53a need not be completely exposed to the atmosphere, and may be coated with a thin coating of about 10 to 20 ⁇ m, for example, from the viewpoint of preventing corrosion.
  • the thickness 6t (see FIG. 11) of the dielectric member 6 interposed between the conductor portion 53 and the second conductor 8 is the thickness of the discharge vessel 11 interposed between the first electrode body 21 and the discharge gas 10G. 11t (see FIG. 10) and the thickness 11t (see FIG. 10) of the discharge vessel 11 interposed between the second electrode body 22 and the discharge gas 10G (shortest distance) (twice the thickness 11t thickness). This makes it easier for atmospheric discharge to occur around the conductor portion 53 .
  • the dielectric member 6 is preferably made of a material with high insulating properties, high mechanical strength, and high ultraviolet transmittance.
  • the dielectric member 6 is made of quartz glass, ceramics such as alumina, or resin such as PTFE.
  • a voltage is applied between the electrode bodies 21 and 22, and the first conductor 5 connected to the first electrode body 21 and the second conductor 5 connected to the second electrode body 22 A voltage is also applied across the conductor 8 .
  • the distance between the conductor portion 53 of the first conductor 5 and the second conductor 8 is shorter than the distance between the first electrode body 21 and the second electrode body 22, the distance between the conductor portion 53 and the second conductor 8 Dielectric breakdown occurs first at a low voltage between As a result, creeping discharge SD is generated along the surface of dielectric member 6 starting from exposed portion 53a of conductor portion 53, and ultraviolet rays L2 are emitted by this creeping discharge SD.
  • the wavelength band of the ultraviolet rays L2 includes 226 to 227 nm, and the starting discharge can be effectively assisted even for the light emitting operation in the wavelength band shorter than 240 nm.
  • Excimer excitation is induced in the discharge space of the excimer lamp 10 by the ultraviolet rays L2 from the creeping discharge SD (discharge occurs). Therefore, in the excimer lamp 10, when a voltage is applied to the discharge gas 10G through the electrode bodies 21 and 22, when the ultraviolet light L2 from the first conductor 5 is incident, this light energy is used as a trigger for a short time (for example, 0 seconds to 2 seconds).
  • the discharge gas 10G contains krypton (Kr) and chlorine (Cl)
  • the light emitted from the excimer lamp 10 is ultraviolet rays with a peak wavelength of 222 nm.
  • the ultraviolet generator 1 includes the excimer lamp 10 having the discharge vessel 11 filled with the discharge gas 10G, and the first electrodes arranged so as not to be exposed to the discharge gas 10G. a body 21, a second electrode body 22, and a first conductor 5 electrically connected to the first electrode body 21, the first conductor 5 facing the second conductor 8 via the dielectric member 6; The first conductor 5 is arranged to cause atmospheric discharge (creeping discharge) around the tip (conductor portion 53) of the first conductor 5, which is the starting point of the discharge.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing an ultraviolet generator 1 according to another embodiment.
  • the first conductor 5 has a conductor portion 54 facing the second electrode body 22 with the dielectric member 6 interposed therebetween. That is, this ultraviolet generator 1 does not have the second conductor 8 .
  • the conductor portion 54 extends in the +X direction from the +Y direction end of the first conductor layer 52 .
  • the conductor portion 54 extends planarly facing the end surface 22a of the second electrode body 22 on the -Y side.
  • a portion of the conductor portion 54 (referred to as an exposed portion 54a) is exposed to the atmosphere on the surface on the -Y side.
  • creeping discharge SD is generated along the surface of the dielectric member 6 starting from the exposed portion 54a of the conductor portion 54 as in the second embodiment, and the creeping discharge SD emits ultraviolet rays L2.
  • the third embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the configuration described below, so common points will be omitted and differences will be mainly described.
  • elements having substantially the same configuration or substantially the same function (action) as those described in the first embodiment are represented, and description thereof will not be repeated.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing the ultraviolet generator 1 according to the third embodiment.
  • the ultraviolet generator 1 includes an excimer lamp 10 having a discharge vessel 11 filled with a discharge gas 10G, and a first electrode body 21 and a second electrode body 22 arranged so as not to be exposed to the discharge gas 10G. I have it.
  • the discharge vessel 11 has an elongated shape in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the discharge vessel 11 has a substantially flat rectangular cross section and has a pair of flat walls 11a and 11b.
  • a first electrode body 21 and a second electrode body 22 are provided on the outer surfaces of the pair of flat walls 11a and 11b in the discharge vessel 11, respectively.
  • the first electrode body 21 is connected, for example, to the high voltage side of the power supply
  • the second electrode body 22 is connected, for example, to the low voltage side of the power supply.
  • At least one of the first electrode body 21 and the second electrode body 22 is configured with a shape and material that transmits ultraviolet light or has a small light shielding area.
  • the second electrode body 22 is made of metal having, for example, a mesh shape, a coil shape, or the like.
  • the first electrode body 21 is formed solid. Note that the first electrode body 21 and the second electrode body 22 may have a shape that allows light to pass therethrough, and may be, for example, an electrode provided with a slit.
  • the ultraviolet generator 1 includes a first conductor 5 electrically connected to the first electrode body 21 and a second conductor 8 electrically connected to the second electrode body 22 .
  • the first conductor 5 has a conductor portion 55 facing the second conductor 8 with the dielectric member 6 interposed therebetween.
  • the conductor portion 55 extends like a rod toward the second conductor 8 .
  • the second conductor 8 has a flat portion 8a that faces the tip 55a of the conductor portion 55 .
  • the dielectric member 6 has a flat plate shape having an area covering the entire flat portion 8a. The dielectric member 6 is sandwiched between the tip 55 a of the first conductor 5 and the flat portion 8 a of the second conductor 8 .
  • the first conductor 5 connected to the first electrode body 21 and the second conductor 8 connected to the second electrode body 22 are A voltage is also applied between them.
  • the tip 55a and the flat part 8a of the second conductor 8 are shorter than the distance between the first electrode body 21 and the second electrode body 22, the tip 55a and the flat part 8a Dielectric breakdown occurs first at a low voltage in the space between, and the first conductor 5 causes corona discharge starting from the tip 55a.
  • the tip 55a of the first conductor 5 emits the ultraviolet rays L2.
  • the fourth embodiment has the same configuration as the third embodiment except for the configuration described below, so common points will be omitted and differences will be mainly described.
  • elements having substantially the same configuration or substantially the same function (operation) as those described in the third embodiment are represented, and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the ultraviolet generator 1 according to the fourth embodiment.
  • the ultraviolet generator 1 includes an excimer lamp 10 having a discharge vessel 11 filled with a discharge gas 10G, and a first electrode body 21 and a second electrode body 22 arranged so as not to be exposed to the discharge gas 10G. I have it.
  • the discharge vessel 11 has a double-tube structure with a tube axis extending parallel to the paper surface of FIG.
  • the discharge vessel 11 includes an inner tube 11c and an outer tube 11d surrounding the inner tube 11c.
  • a space sandwiched between the inner tube 11c and the outer tube 11d is filled with a discharge gas 10G.
  • a first electrode body 21 is provided on the inner peripheral wall of the inner pipe 11c.
  • a second electrode body 22 is provided on the outer peripheral wall of the outer tube 11d.
  • the first electrode body 21 is connected, for example, to the high voltage side of the power supply, and the second electrode body 22 is connected, for example, to the low voltage side of the power supply.
  • the second electrode body 22 is configured with a shape and a material that transmit ultraviolet rays or have a small light shielding area.
  • the second electrode body 22 is made of metal having, for example, a mesh shape, a coil shape, or the like.
  • FIG. 16 is a plan view schematically showing electrode bodies (21, 22) according to the fifth embodiment.
  • the first conductor 5 is rod-shaped with a sharp tip (starting point).
  • the dielectric member 6 has a cylindrical shape with a bottom.
  • the dielectric member 6 is held only by the second electrode body 22 .
  • FIG. 17 is a plan view and a side view schematically showing electrode bodies (21, 22) according to the sixth embodiment.
  • the first conductor 5 has a U-shape when viewed from the side, and is partially in contact with the first electrode body 21 .
  • the dielectric member 6 has a plate-like shape extending in the Y direction and is sandwiched between the U-shaped first conductors 5 . Also, the dielectric member 6 is sandwiched and held from both sides by the first conductor 5 and the first electrode body 21 or the second electrode body 22 .
  • FIG. 18 is a plan view and a side view schematically showing electrode bodies (21, 22) according to the seventh embodiment.
  • the dielectric member 6 has a cylindrical shape, and the first conductor 5 is inserted thereinto, and both ends are open. In this way, it may have a cylindrical shape with one end closed as shown in FIG. 7, or it may have a cylindrical shape with both ends open.
  • FIG. 19 is a side view schematically showing electrode bodies (21, 22) according to the eighth embodiment.
  • a first conductor 5 and a second conductor 8 are provided as starting auxiliary electrodes. That is, a first conductor 5 connected to the first electrode body 21 and extending toward the second electrode body 22 and a second conductor 8 connected to the second electrode body 22 and extending toward the first electrode body 21 and are provided.
  • the dielectric member 6 is interposed between the first conductor 5 and the second electrode body 22 and interposed between the first conductor 5 and the second conductor 8 .
  • at least part of the first conductor 5 is housed in a tubular dielectric member 6 .
  • first conductor 5 and the second conductor 8 is provided between the first electrode body 21 and the second electrode body 22 at the leading end portion (starting point portion) of the conductor portion.
  • a plurality of dielectric members 6 are used so that the dielectric members 6 are interposed between the first conductor 5 and the second conductor 8 and between the first conductor 5 and the second conductor 8, respectively. It can be.
  • FIG. 20 is a plan view schematically showing electrode bodies (21, 22) according to the ninth embodiment.
  • the dielectric member 6 has a cylindrical shape with a bottom.
  • the first conductor 5 is connected to the first electrode body 21 and extends toward the second electrode body 22 .
  • the tip (starting point) of the first conductor 5 is pressed against the bottom of the dielectric member 6 .
  • the second conductor 8 connected to the second electrode body 22 is wound around the bottom side of the dielectric member 6 in a coil shape.
  • FIG. 21 is a diagram schematically showing a first conductor 5 and a dielectric member 6 according to another embodiment.
  • the first conductor 5 consists of a spring-like proximal portion 5a and a spring-like distal portion 5b.
  • the first conductor 5 is composed of one coil spring, and the pitch of the distal portion 5b is wider than the pitch of the proximal portion 5a.
  • FIG. 22 is a diagram schematically showing a first conductor 5 and a dielectric member 6 according to another embodiment.
  • the dielectric member 6 has an airtight shape with both ends closed.
  • the dielectric member 6 is filled with, for example, atmospheric gas or nitrogen gas, which is the main component of the atmosphere. Further, from the viewpoint of further improving startability, the inside of the dielectric member 6 may have a negative pressure.
  • FIG. 23 is a diagram schematically showing a first conductor 5 and a dielectric member 6 according to another embodiment.
  • the dielectric member 6 has no internal space and is in intimate contact with the distal portion 5b of the first conductor 5 .
  • atmospheric discharge can occur on the outer surface of the dielectric member 6 at a position near the tip (starting point) of the first conductor 5 .
  • the first conductor 5 may be a member independent of the electrode bodies (21, 22), or may be configured integrally.
  • the first conductor 5 is desirably arranged such that its starting point faces the discharge vessel 11 of the excimer lamp 10 .
  • the ultraviolet rays generated at the starting point of the first conductor 5 are not shielded and can easily reach the discharge space in the excimer lamp 10, and excimer excitation in the discharge space can be easily induced (discharge can be easily generated).
  • a member that transmits ultraviolet rays may be interposed between the discharge vessel 11 of the excimer lamp and the starting point.
  • the starting point of the first conductor 5 according to the present invention be arranged at a position close to the discharge vessel 11 of the excimer lamp 10 .
  • the distance between the discharge vessel 11 of the excimer lamp 10 and the starting point is less than 30 mm, preferably 20 mm or less, more preferably 15 mm or less.
  • An ultraviolet irradiation device having the following specifications was produced and used as an example.
  • the first conductor 5 and the dielectric member 6 were configured as shown in FIG.
  • Comparative Example 1 was obtained by omitting the auxiliary starting electrode and the dielectric in the above ultraviolet irradiation device. Moreover, in Comparative Example 2, an LED 9 as a starting assist light source was provided as shown in FIG. The LED 9 emits ultraviolet rays with a wavelength of 275 nm.
  • a startability test was conducted with an excimer lamp that was lit for 8500 hours by applying a voltage between the electrode bodies under the above inverter conditions.
  • a startability test was conducted 10 times for each example, etc., and the average value of the time (start delay time) from the application of the voltage to the lighting of the excimer lamp was evaluated.
  • the results of Example are shown in Table 1, and the results of Comparative Example 2 are shown in Table 2.
  • Table 1 when the excimer lamp was turned on within 1 s, it was defined as 0 s.
  • the start delay time was 1.1 s on average. Also, in Comparative Example 1, the excimer lamp did not turn on even after 60 seconds. In addition, in Comparative Example 2, as shown in Table 2, the starting delay time was 45.9 seconds on average. That is, the ultraviolet irradiation device of the present invention was able to greatly improve the startability.

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Abstract

エキシマランプを紫外線光源とする紫外線発生装置において、始動性を向上させる。紫外線発生装置は、放電用ガスが封入された放電容器を有するエキシマランプと、放電用ガスに露出しないように配置された第１電極体及び第２電極体と、第１電極体及び第２電極体の何れか一方の電極体に電気的に接続された第１導体と、を備え、第１導体は、他方の電極体又は他方の電極体に電気的に接続された第２導体と誘電体部材を介して対向配置され、第１導体は、第１導体の周囲で大気放電を生じさせる。

Description

紫外線発生装置
　本発明は、紫外線発生装置に関し、特に、エキシマランプを紫外線光源とする紫外線発生装置に関する。
　従来、放電容器の外表面に一対の外部電極を対向して配置したエキシマランプが知られており、始動性を改善するため、放電容器の内面に導電性物質からなる第１導体を設けることが知られている（例えば下記特許文献１）。
　特許文献１において、外部電極には、その管軸方向の端部から放電容器の管軸方向に沿って延びる根元部と、該根元部の先端から放電容器の幅方向に延びる枝部と、からなる枝状電極が設けられ、第１導体は、外部電極の枝状電極の枝部の先端と放電容器を介して重なるように配置されている。この構成により、エキシマランプの始動時に、一方の外部電極に印加された高周波電流は一種のコンデンサ結合をした状態となって放電容器を構成する誘電体の壁を通じて他方の外部電極に高周波電流が流れ、放電が発生しやすくなり、始動性が向上する。
特開２０１２－１９０６７６号公報
　エキシマランプは、封入される発光ガス種によって異なる発光波長の光を放出することができる。しかし、封入される発光ガス種によっては、特許文献１に記載の構成を採用することが難しい場合がある。例えば、放電容器に希ガスとハロゲンガスが封入される場合、ハロゲンガスは反応性が高く、導電性物質に吸収されてしまうため、放電容器内に第１導体を形成することが難しい。そのため特許文献１に記載の技術は、エキシマランプの始動性を改善する手段としては汎用性が高くない。
　本発明は、上記の課題に鑑み、エキシマランプを紫外線光源とする紫外線発生装置において、始動性を向上させることを目的とする。
　本発明に係る紫外線発生装置は、放電用ガスが封入された放電容器を有するエキシマランプと、
　前記放電用ガスに露出しないように配置された第１電極体及び第２電極体と、
　前記第１電極体及び前記第２電極体の何れか一方の電極体に電気的に接続された第１導体と、を備え、
　前記第１導体は、他方の電極体又は前記他方の電極体に電気的に接続された第２導体と誘電体部材を介して対向配置され、
　前記第１導体は、前記第１導体の周囲で大気放電を生じさせる。
　この構成によれば、第１電極体と第２電極体への印加電圧を利用して、第１導体の周囲で大気放電を生じさせることができる。この大気放電による発光により、エキシマランプの放電容器内でのエキシマの励起が誘導されるため、エキシマランプの始動性が向上する。なお、ここでの大気放電は大気中で発生する放電現象を指し、具体的には大気中で発生するコロナ放電や、沿面放電等のことを示す。
　また、第１導体は、他方の電極体又は前記他方の電極体に電気的に接続された第２導体と誘電体部材を介して対向配置されており、大気放電を生じさせる。より詳述すると、電解集中が起こりやすい第１導体の先端部や、誘電体部材と点接触する部位を起点として、大気放電が発生する。このように、第１導体は電解集中が起こりやすい放電の起点部を有し、当該起点部が、他方の電極体と同電位となる電極体自体や当該電極体に電気的に接続された第２導体と誘電体部材を介して対向配置された配置関係にあることが望ましい。また、第１導体は、このような放電の起点部を複数有することが望ましい。この構成によれば、何れかの起点部が機能し難い状態（放電し難い状態）になった場合にも、その他の起点部が機能することで、紫外線発生装置の始動性を損ない難くなる。
　本発明に係る紫外線発生装置において、前記誘電体部材は、前記放電容器とは別体に構成されている、という構成でもよい。
　誘電体部材が放電容器とは別体に構成されることで、誘電体部材の厚みを任意に調整できる。誘電体部材の厚みを適切に調整することで、エキシマランプが点灯した際に、大気放電への電気的エネルギーの消費を抑制することができる。
　本発明に係る紫外線発生装置において、前記第１導体と前記他方の電極体又は前記第２導体との間（最短距離）に介在する前記誘電体部材の厚みは、前記第１電極体と前記放電用ガスとの間に介在する前記放電容器の厚みと前記第２電極体と前記放電用ガスとの間に介在する前記放電容器の厚みの合計の厚みよりも小さい、という構成でもよい。
　この構成によれば、第１電極体と第２電極体への印加電圧によって、放電容器内の絶縁性が破壊されるより前に、第１導体と他方の電極体又は第２導体との間での絶縁破壊が生じやすくなる。
　また、前記第１導体と前記他方の電極体又は前記第２導体との間（最短距離）に介在する前記誘電体部材の厚みは、前記第１電極体と前記放電用ガスとの間に介在する前記放電容器の厚みと前記第２電極体と前記放電用ガスとの間に介在する前記放電容器の厚みの合計の厚みに対して、３０％以上であることが望ましく、さらに５０％以上であることが望ましい。
　この構成によれば、第１電極体と第２電極体への印加電圧によって、放電容器内の絶縁性が破壊された後（放電容器内で放電が開始された後）に、第１導体と他方の電極体又は第２導体との間での大気放電をより減弱させることができ、エキシマランプが始動した後に、大気放電で消費される電流量を低減することが期待できる。これは、エキシマランプへの電力低下を抑制し、照度低下を抑えることが期待できる。放電が開始された後に大気放電が減弱されることで、大気放電を生じさせる第１導体の消耗を減らせることもできる。
　本発明に係る紫外線発生装置において、前記第１導体は、金、白金、タングステン、チタン、アルミニウム、ステンレスのうち少なくとも一つの導体材料、又は前記導体材料の合金で構成されている、という構成でもよい。
　エキシマランプの始動補助に用いられる第１導体を構成する材料は、潮解性を示さない材料が適している。第１導体の周囲で放電することでＮＯＸガスが生じるが、ＮＯＸガスは大気中の水分と反応しＨＮＯ３（硝酸）となる。第１導体が硝酸に浸されると、第１導体に硝酸塩が形成され、硝酸塩の多くは大気中の水分を吸収し、水に溶融して液体化することがある（これを潮解性と呼ぶ）。潮解性のある物質が形成されることで、第１導体の周囲は液化物が形成され、これは大気放電を生じ難くさせてしまう。なお、放電ランプは管壁の温度が高温となるものが多く、ランプ周囲の温度が高い場合は大気中の水分量が少なくなることで、上記問題は生じ難い。しかし、本発明に係る誘電体バリア放電ランプは、相対的に放電容器の温度が高くなり難く、潮解性による始動性悪化の問題が顕在化しやすい。そのため、本発明に係る紫外線発生装置においては、潮解性のある物質を形成させないように、硝酸耐性の高い上記列挙の材料により第１導体を構成することが望ましい。
　本発明に係る紫外線発生装置において、前記第１導体は、金、白金、タングステンのうち少なくとも一つの導体材料、又は前記導体材料の合金で構成されている、ことが好ましい。
　上記のチタン、アルミニウム、ステンレスは、金属表面に酸化被覆を形成させることで、硝酸耐性を有するが、大気放電によって、放電部でのスパッタ等によって酸化被覆のない原子が、硝酸と反応する場合が想定される。そのため、硝酸被膜の無い原子が硝酸と反応しない材料（金、白金、タングステン）により第１導体を構成することが好ましい。
　本発明に係る紫外線発生装置において、前記第１導体は、前記他方の電極体又は前記第２導体に向かって棒状に延びており、
　前記第１導体は、前記第１導体の先端を起点として大気放電（ここではコロナ放電）を生じさせる、という構成でもよい。
　また、本発明に係る紫外線発生装置において、前記第２導体は、前記第１導体の先端に対向する平面部を有する、という構成でもよい。
　これらの構成によれば、第１導体の先端を起点としてコロナ放電を生じさせ、このコロナ放電による発光によりエキシマランプの始動性を向上できる。
　本発明に係る紫外線発生装置において、前記第１導体は、前記他方の電極体又は前記第２導体に対向して面状に延びており、
　前記第１導体は、前記第１導体を起点として前記誘電体部材の表面に沿って沿面放電を生じさせる、という構成でもよい。
　この構成によれば、第１導体の先端を起点として沿面放電を生じさせ、この沿面放電による発光によりエキシマランプの始動性を向上できる。
本発明の紫外線発生装置の一利用態様を模式的に示す図面である。 紫外線発生装置の外観の一例を模式的に示す斜視図である。 図２から、ケーシングの本体部と蓋部とを分解して表示した斜視図である。 図３から複数のエキシマランプ及び電極体を抽出して図示した模式的な斜視図である。 エキシマランプと電極体の位置関係を説明するための模式的な図面であり、エキシマランプを＋Ｚ方向に見たときの模式的な平面図である。 電極体を光取り出し面とは反対側から見たときの斜視図である。 電極体を光取り出し面とは反対側から見たときの平面図である。 別の実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。 別の実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。 別の実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。 第２実施形態に係る紫外線発生装置を模式的に示す断面図である。 図１０のXI領域拡大図である。 別の実施形態に係る紫外線発生装置を模式的に示す断面図である。 第３実施形態に係る紫外線発生装置を模式的に示す断面図である。 第４実施形態に係る紫外線発生装置を模式的に示す断面図である。 従来技術に係る電極体を模式的に示す平面図である。 第５実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。 第６実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。 第７実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。 第８実施形態に係る電極体を模式的に示す側面図である。 第６実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。 別実施形態に係る第１導体と誘電体部材を模式的に示す図である。 別実施形態に係る第１導体と誘電体部材を模式的に示す図である。 別実施形態に係る第１導体と誘電体部材を模式的に示す図である。 比較例２に係る電極体を模式的に示す平面図である。
　本発明に係る紫外線発生装置の各実施形態につき、適宜図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致していない。また、各図面間においても、寸法比は必ずしも一致していない。
　＜第１実施形態＞
　図１は、本発明に係る紫外線発生装置の一利用態様を模式的に示す図面である。図１では、紫外線発生装置１が筐体１００に搭載されており、紫外線発生装置１の光取り出し面３０から、照射対象領域４０に対して紫外線Ｌ１が照射される様子が模式的に図示されている。
　図２は、紫外線発生装置１の外観の一例を模式的に示す斜視図である。図３は、図２から、紫外線発生装置１のケーシング２の本体部２ａと蓋部２ｂとを分解した斜視図である。
　以下の各図では、紫外線Ｌ１の取り出し方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する平面をＹＺ平面とした、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標系を参照して説明される。より詳細には、図２以下の図面を参照して後述されるように、エキシマランプ１０の管軸方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。
　以下の説明では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｘ方向」と記載されている場合には、「＋Ｘ方向」と「－Ｘ方向」の双方が含まれる。Ｙ方向及びＺ方向についても同様である。
　図２及び図３に示すように、紫外線発生装置１は、一方の面に光取り出し面３０が形成されたケーシング２を備える。ケーシング２は、本体部２ａと蓋部２ｂとを備え、本体部２ａ内には、複数のエキシマランプ１０と電極体２１，２２とが収容されている。本実施形態の例では、ケーシング２内に４本のエキシマランプ１０が収容されている。なお、電極体２１，２２は、エキシマランプ１０への通電が可能な形態が採用でき、例えば、エキシマランプ１０の放電容器１１に接触するようブロック体、板状体、網状体等の形態を用いることができる。
　図４は、図３から複数のエキシマランプ１０及び電極体２１，２２を抽出して図示した斜視図である。また、図５は、エキシマランプ１０と電極体２１，２２の位置関係を模式的に示す側面図である。
　図４に示すように、本実施形態の紫外線発生装置１は、Ｚ方向に離間して配置された４本のエキシマランプ１０を備える。また、それぞれのエキシマランプ１０の外表面の一部箇所に接触するように、２つの電極体２１，２２が配置されている。以下、電極体２１を第１電極体２１、電極体２２を第２電極体２２と称することもある。
　各エキシマランプ１０は、Ｙ方向を管軸方向とした放電容器１１を有し、Ｙ方向に離間した位置において、エキシマランプ１０の放電容器１１の外表面の一部が各電極体２１，２２に対して接触している。つまり、各電極体２１，２２は、いずれも各エキシマランプ１０の放電容器１１の外表面に接触しつつ、Ｚ方向に関して各エキシマランプ１０に跨るように配置されている。
　本実施形態における紫外線発生装置１は、上述したように、一対の電極体２１，２２を備えており、これらは相互にＹ方向に離間した位置に配置されている。電極体２１，２２は導電性の材料からなり、好ましくはエキシマランプ１０から出射される紫外線に対する反射性を示す材料からなる。一例として、電極体２１，２２は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどで構成される。
　各電極体２１，２２の間に、例えば１ｋＨｚ～５ＭＨｚ程度の高周波の交流電圧が印加されると、各エキシマランプ１０の放電容器１１を介して、内部に封入された放電用ガス１０Ｇに対して前記電圧が印加される。放電用ガス１０Ｇのガス種としては、このような電圧が印加されると、ガス種を構成する原子が励起又はイオン化されることでエキシマ状態となった後、基底状態に移行する際にエキシマ発光を生じる材料であればよい。より具体的には、放電用ガス１０Ｇとしては、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の一種又は複数種の希ガスであっても構わないし、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、ヨウ素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）等のハロゲンガスと前記希ガスとの混合ガスであっても構わない。
　一例として、放電用ガス１０Ｇとしては、クリプトン（Ｋｒ）、塩素（Ｃｌ）及びアルゴン（Ａｒ）の混合ガスとすることができる。なお、この場合、クリプトンと塩素は発光ガスとして機能し、アルゴンは緩衝ガスとして機能する。また、緩衝ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）から選択される１以上の希ガスを用いることができる。
　Ｋｒ及びＣｌ2の混合ガスを放電用ガス１０Ｇとするエキシマランプ１０は、ピーク波長が２２２ｎｍ近傍の紫外線を出射する。２２２ｎｍを含む、１９０ｎｍ以上、２３５ｎｍ以下の波長帯の紫外線は、仮に人体の皮膚に対して照射されても、皮膚の角質層で吸収され、それよりも内側（基底層側）には進行しない。角質層に含まれる角質細胞は細胞としては死んだ状態であるため、例えば、波長２５４ｎｍの紫外線が照射される場合のように、有棘層、顆粒層、真皮など、生きた細胞に吸収されてＤＮＡが破壊されるというリスクがほとんど存在しない。
　そして、上記波長帯の紫外線は、照射対象物に対する殺菌効果が存在することが分かっている。従って、上記のような放電用ガスが封入されたエキシマランプを搭載した紫外線発生装置は、光殺菌作用を初めとする種々の用途への適用が想定され、幅広い利用場面が考えられる。
　図６は、ブロック状の電極体２１，２２を光取り出し面３０とは反対側から見たときの斜視図である。また、図７は、電極体２１，２２を光取り出し面３０とは反対側から見たときの平面図である。なお、図７において、後述する誘電体部材６は断面図で示されている。
　電極体２１，２２は同じ形状をしている。電極体２１，２２の－Ｘ側の面には、第１凹部２３及び第２凹部２４が形成されている。第１凹部２３は、電極体２１，２２の＋Ｙ側の面から－Ｙ方向に向かって延びている。また、第２凹部２４は、電極体２１，２２の－Ｙ側の面から＋Ｙ方向に向かって延びている。第１凹部２３と第２凹部２４は、Ｙ方向に対向するように配置される。第１凹部２３及び第２凹部２４は、電極体２１，２２のＺ方向中央部に形成されている。
　また、電極体２１，２２の－Ｘ側の面には、電源線７（図２参照）を接続するためのネジ穴２５が形成されている。第１電極体２１のネジ穴２５には高電圧側の電源線７が接続され、第２電極体２２のネジ穴２５には低電圧側の電源線７が接続される。ただし、第１電極体２１のネジ穴２５に低電圧側の電源線７が接続され、第２電極体２２のネジ穴２５に高電圧側の電源線７が接続されても構わない。
　また、電極体２１，２２の＋Ｘ側の面には、エキシマランプ１０の放電容器１１の外表面に接触する第３凹部２６が形成されている。第３凹部２６は、Ｚ方向に等間隔に４つ設けられる。中央の２つの第３凹部２６の間に第１凹部２３及び第２凹部２４が配置される。
　本実施形態の紫外線発生装置１は、第１導体５を備えている。第１導体５は、エキシマランプ１０の始動を補助するために設置されている。第１導体５は、第１電極体２１に電気的に接続されている。
　本実施形態の第１導体５は、ばね状の近位部分５ａと棒状の遠位部分５ｂとで構成され、全体として弾性を有している。近位部分５ａは、第１電極体２１と電気的に接続される。近位部分５ａは、第１電極体２１の第１凹部２３内に配置され、第１凹部２３の－Ｙ側の内壁２３ａに接触している。近位部分５ａは、自身の弾性力によって第１凹部２３の内壁２３ａに押し当てられている。
　なお、本実施形態の第１導体５は、ばね状の近位部分５ａと棒状の遠位部分５ｂとで構成されているが、第１導体５の形状としては、これに限定されない。第１導体５の形状は、全体として柱状、棒状、薄板状などでもよい。また、第１導体５の遠位部分５ｂの形状も、棒状に限定されず、薄板状などでもよいが、遠位部分５ｂの先端５ｃは尖っていることが好ましい。これにより、第１導体５の先端５ｃに電界が集中するため、第１導体５の先端５ｃにおいて放電がしやすくなる。
　第１導体５は、導電性を有する材料からなる。好ましくは、第１導体５は、金、白金、タングステン、チタン、アルミニウム、ステンレスのうち少なくとも一つの導体材料、又はこれらの導体材料の合金で構成される。より好ましくは、第１導体５は、金、白金、タングステンのうち少なくとも一つの導体材料、又はこれらの導体材料の合金で構成される。
　第１導体５と第２電極体２２との間には誘電体部材６が介在している。具体的には、Ｙ方向に第２電極体２２に向かって延びる遠位部分５ｂと第２電極体２２との間に誘電体部材６が介在している。
　なお、本明細書において「誘電体部材が、第１導体と第２電極体又は第２導体との間に介在する」とは、単に誘電体部材が第１導体と第２電極体又は第２導体との間に存在することを意味し、誘電体部材は、両者に接触していても、接触していなくてもよい。具体的には、本実施形態において、誘電体部材６は、第１導体５と第２電極体２２との間に存在し、第１導体５と第２電極体２２に接触していても、接触していなくてもよい。また、誘電体部材６と、第１導体５又は第２電極体２２との間に別の部材が存在しても構わない。以下、同様に、「ＡがＢとＣとの間に介在する」とは、単にＡがＢとＣとの間に存在することを意味する。
　本実施形態の誘電体部材６は、一端が閉塞された筒形状をしている。より具体的には、誘電体部材６は、筒部６ａと筒部６ａの一端を閉塞する底部６ｂとを有する有底筒形状をしている。なお、筒部６ａは円筒状に限定されず、角筒状等でもよい。また、底部６ｂは平面状に限定されず、半球面状等でもよい。
　誘電体部材６は、第１電極体２１の第１凹部２３と第２電極体２２の第２凹部２４によって保持される。誘電体部材６の筒部６ａは、第１凹部２３より僅かに小さく、底部６ｂは、第２凹部２４より僅かに小さい。
　誘電体部材６は、第１導体５の先端５ｃを覆うように配置される。第１導体５の先端５ｃは、近位部分５ａの弾性力によって誘電体部材６の底部６ｂに押し当てられている。
　誘電体部材６は、絶縁性が高く、機械的強度が高い材料、且つ紫外線の透過率が高い材料からなるのが好ましい。一例として、誘電体部材６は、石英ガラス、アルミナなどのセラミックス、ＰＴＦＥなどの樹脂で構成される。
　紫外線発生装置１を稼働させると、不図示の電源から電源線７（図２参照）を介して、上述したように各電極体２１，２２の間に高周波電圧が印加される。これにより、各エキシマランプ１０に封入された放電用ガス１０Ｇには、放電容器１１を介して前記高周波電圧が印加される。
　エキシマランプ１０では、電極体２１，２２の間に高周波電圧を印加し、放電空間（放電容器１１内）の絶縁性が破壊されることで、エキシマの発光が生じる。絶縁が破壊されると、ｎｓオーダーでの放電、終了を繰り返し行い、これを高周波で行うことで、実質的に連続して点灯しているように見える。
　ところで、エキシマランプ１０は、ハロゲンガスが封入されている場合、ハロゲンガスの電子親和力が高いため、電子を吸着してしまい、連続点灯でないと電流が流れにくい（電子が動きにくい）状態となってしまう。そのため、エキシマランプ１０の始動性を向上させるためには、エキシマ発光の励起エネルギーに近いエネルギーを持った波長を放電空間に照射することが必要であり、これにより、放電空間でのエキシマの励起が誘導される（放電しやすくなる）。
　本実施形態の紫外線発生装置１では、電極体２１，２２の間に電圧が印加されるとともに、第１電極体２１に接続された第１導体５と第２電極体２２との間にも電圧が印加される。このとき、第１導体５と第２電極体２２との距離が、第１電極体２１と第２電極体２２との距離に比べて短いため、第１導体５と第２電極体２２との間の空間で低い電圧にて先に絶縁破壊して、第１導体５は、先端５ｃを起点としてコロナ放電を生じさせる。これにより、第１導体５の先端５ｃで紫外線を発する。このときの紫外線の波長帯は２２６～２２７ｎｍを含む。これは、大気の主成分である窒素の放電によるものと推察される。
　第１導体５による大気放電の発光により、エキシマランプ１０の放電空間でのエキシマの励起が誘導される（放電が生じる）。よって、エキシマランプ１０は、電極体２１，２２を通じて放電用ガス１０Ｇに電圧が印加された状態において、第１導体５による紫外線が入射されると、この光エネルギーをトリガとして短時間（例えば０秒～２秒以内）で点灯する。放電用ガス１０Ｇとして、クリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）を含む場合には、エキシマランプ１０から出射される光は、ピーク波長が２２２ｎｍの紫外線である。
　なお、エキシマランプ１０の点灯後は、第１導体５もそのまま点灯を続けるが、そちらで使用される電力はごく僅かであるため、エキシマランプ１０の照度には影響を与えない。さらに、エキシマランプ１０の点灯後は、ランプ内部の放電が主体的となり、第１導体５での大気放電が抑制される方向に働くため、より影響は小さなものとなる。
　また、第１導体５の特徴として、エキシマランプ１０の点灯後は、電圧がエキシマランプ１０にも分散されるため、第１導体５にかかる電圧は、始動時よりも低くなり、連続点灯中には第１導体５の負荷が小さくなるためトリガとして長寿命になる。
　以上のように、第１実施形態に係る紫外線発生装置１は、放電用ガス１０Ｇが封入された放電容器１１を有するエキシマランプ１０と、放電用ガス１０Ｇに露出しないように配置された第１電極体２１及び第２電極体２２と、第１電極体２１に電気的に接続された第１導体５と、を備え、第１導体５は、第２電極体２２と誘電体部材６を介して対向配置され、第１導体５は、放電の起点部である第１導体５の先端５ｃの周囲で大気放電（コロナ放電）を生じさせるものである。
　なお、本明細書において、第１電極体２１及び第２電極体２２を「放電用ガスに露出しないように配置する」とは、第１電極体２１及び第２電極体２２を放電用ガス１０Ｇが封入された放電容器１１の外表面に接するように配置する形態だけでなく、第１電極体２１及び第２電極体２２の一部を放電容器１１の外表面に埋設する形態、第１電極体２１及び第２電極体２２の全体を放電容器１１に埋設する形態等を含む。
　また、第１導体５は、放電容器１１の外部に配置されている。例えば、図１５に示すようなエキシマランプ９０の長手方向に電極ブロック９１，９２を配置し、放電容器の外表面を電極ブロック９１，９２に接触させ、電極ブロック９１，９２間に高電圧を印加して放電させるエキシマランプ９０において、特許文献１に記載の技術を適用し、第１導体９３を放電容器の内表面に配置すると、第１導体９３付近に放電が集中してしまい、紫外線を放射する効率が下がる。
　以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
　＜別の実施形態＞
　第１導体５と誘電体部材６の組み合わせとしては、上記の構成に限定されない。図８Ａは、別の実施形態に係る紫外線発生装置１を模式的に示す平面図である。この例では、第１導体５は、先端が尖った棒状である。また、誘電体部材６は、ＸＺ平面に平行な平板状である。なお、第１導体５と誘電体部材６は必ずしも接触している必要はなく、放電可能な程度の間隔を空けて配置されてもよい。なお、第１導体５は、先端が尖った棒状である必要はない。例えば、第１導体５を矩形板状とすることで、放電の起点部となり得る角が２つ存在することとなる。
　図８Ｂは、さらに別の実施形態に係る紫外線発生装置１を模式的に示す平面図である。この例では、第１導体５は、コイル状部を有する。また、誘電体部材６は、ＸＺ平面に平行な平板状である。なお、第１導体５と誘電体部材６は必ずしも接触している必要はなく、放電可能な程度の間隔を空けて配置されてもよい。大気放電は、第１導体５のコイル状部が誘電体部材６と点接触する部位（又は近接する部位）を起点として生じる。第１導体５がコイル状部を有することで、誘電体部材６と点接触となる部位（起点部）が複数存在することとなる。
　図９は、さらに別の実施形態に係る紫外線発生装置１を模式的に示す平面図である。この例では、第２電極体２２に第２導体８が電気的に接続されている。第２電極体２２は、第２導体８と同電位である。すなわち、第１電極体２１に接続されるとともに第２電極体２２に向かって延びる第１導体５と、第２電極体２２に接続されるとともに第１電極体２１に向かって延びる第２導体８とが設けられている。誘電体部材６は、第１導体５と第２導体８との間に介在している。このように、第１導体５は、第２電極体２２と同電位の部位（ここでは第２導体８）に対して、誘電体部材６を介して対向配置されてもよい。
　＜第２実施形態＞
　第２実施形態は、以下に説明する構成の他は、第１実施形態と同様の構成であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態で説明した部分と略同様の構成又は略同様の機能（作用）を有する要素を表し、その説明は、繰り返さない。
　図１０は、第２実施形態に係る紫外線発生装置１を模式的に示す断面図である。図１１は、図１０のXI領域拡大図である。
　紫外線発生装置１は、放電用ガス１０Ｇが封入された放電容器１１を有するエキシマランプ１０と、放電用ガス１０Ｇに露出しないように配置された第１電極体２１及び第２電極体２２と、を備えている。第１電極体２１と第２電極体２２は、放電容器１１の外表面に離間して配置されている。
　また、紫外線発生装置１は、第１電極体２１に電気的に接続された第１導体５と、第２電極体２２に電気的に接続された第２導体８と、を備えている。第１導体５は、第１電極体２１と同電位であり、第２導体８は、第２電極体２２と同電位である。
　第１導体５は、第１電極体２１に接続される第１接続部５１と、第１接続部５１から第２電極体２２に近付く向きへ延びる第１導体層５２とを備えており、略Ｌ字状断面を有している。第１接続部５１は、第１電極体２１から－Ｘ方向に延びている。第１導体層５２は、第１接続部５１の－Ｘ方向端部から＋Ｙ方向に延びている。第１導体層５２は、第１電極体２１の＋Ｙ側の端面２１ａよりも突出するように延びている。
　第２導体８は、第２電極体２２に接続される第２接続部８１と、第２接続部８１から第１電極体２１に近付く向きへ延びる第２導体層８２とを備えており、略Ｌ字状断面を有している。第２接続部８１は、第２電極体２２から－Ｘ方向に延びている。第２接続部８１は、Ｘ方向の長さが第１接続部５１よりも長くなっており、第２導体層８２は、第１導体層５２に対して－Ｘ側にオフセットしている。第２導体層８２は、第２接続部８１の－Ｘ方向端部から－Ｙ方向に延びている。第２導体層８２は、第２電極体２２の－Ｙ側の端面２２ａよりも突出するように延びている。第２導体層８２が端面２２ａから突出する距離８２ｄは、第１導体層５２が端面２１ａから突出する距離５２ｄよりも長い。
　第１導体層５２と第２導体層８２は、Ｘ方向に見たとき、互いに一部が重なっており、第１導体層５２がＸ方向において第２導体層８２と対向する部位を導体部５３（又は起点部）とする。すなわち、第１導体５は、第２導体８と対向配置された導体部５３を有する。導体部５３は、第１電極体２１と第２電極体２２のうち第１電極体２１に近くなるように配置される。
　第１導体５及び第２導体８は、導電性を有する材料からなる。好ましくは、第１導体５及び第２導体８は、金、白金、タングステン、チタン、アルミニウム、ステンレスのうち少なくとも一つの導体材料、又はこれらの導体材料の合金で構成される。より好ましくは、第１導体５及び第２導体８は、金、白金、タングステンのうち少なくとも一つの導体材料、又はこれらの導体材料の合金で構成される。
　導体部５３と第２導体層８２の間には、誘電体部材６が介在している。本実施形態では、第１導体５と第２導体８の略全体が、互いに離間した状態で誘電体部材６の中に埋設されている。ここで、第１導体５と第２導体８の略全体が誘電体部材６の中に埋設されているとは、第１導体５の導体部５３の少なくとも一部が大気に露出していることを意味する。本実施形態では、導体部５３の＋Ｘ側の表面の一部（露出部５３ａという）が大気に露出している。露出部５３ａは、第１電極体２１と第２電極体２２の間に配置されている。また、好ましくは、露出部５３ａはエキシマランプ１０に面するように配置される。なお、露出部５３ａは、大気に完全に露出している必要はなく、腐食を防ぐ観点から例えば１０～２０μｍ程度の薄いコーティングが施されるようにしてもよい。
　導体部５３と第２導体８との間に介在する誘電体部材６の厚み６ｔ（図１１を参照）は、第１電極体２１と放電用ガス１０Ｇとの間に介在する放電容器１１の厚み１１ｔ（図１０を参照）と第２電極体２２と放電用ガス１０Ｇとの間（最短距離）に介在する放電容器１１の厚み１１ｔ（図１０を参照）の合計の厚み（厚み１１ｔの２倍の厚み）よりも小さい。これにより導体部５３の周囲で大気放電を起こし易くすることができる。
　誘電体部材６は、絶縁性が高く、機械的強度が高い材料、且つ紫外線の透過率が高い材料からなるのが好ましい。一例として、誘電体部材６は、石英ガラス、アルミナなどのセラミックス、ＰＴＦＥなどの樹脂で構成される。
　本実施形態の紫外線発生装置１では、電極体２１，２２の間に電圧が印加されるとともに、第１電極体２１に接続された第１導体５と第２電極体２２に接続された第２導体８との間にも電圧が印加される。このとき、第１導体５の導体部５３と第２導体８との距離が、第１電極体２１と第２電極体２２との距離に比べて短いため、導体部５３と第２導体８との間で低い電圧にて先に絶縁破壊する。これにより、導体部５３の露出部５３ａを起点として誘電体部材６の表面に沿って沿面放電ＳＤが生じ、この沿面放電ＳＤにより紫外線Ｌ２が発せられる。このときの紫外線Ｌ２の波長帯は２２６～２２７ｎｍを含み、２４０ｎｍよりも短い波長帯域の発光動作に対しても、有効に始動放電を補助することができる。
　沿面放電ＳＤによる紫外線Ｌ２により、エキシマランプ１０の放電空間でのエキシマの励起が誘導される（放電が生じる）。よって、エキシマランプ１０は、電極体２１，２２を通じて放電用ガス１０Ｇに電圧が印加された状態において、第１導体５による紫外線Ｌ２が入射されると、この光エネルギーをトリガとして短時間（例えば０秒～２秒以内）で点灯する。放電用ガス１０Ｇとして、クリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）を含む場合には、エキシマランプ１０から出射される光は、ピーク波長が２２２ｎｍの紫外線である。
　以上のように、第２実施形態に係る紫外線発生装置１は、放電用ガス１０Ｇが封入された放電容器１１を有するエキシマランプ１０と、放電用ガス１０Ｇに露出しないように配置された第１電極体２１及び第２電極体２２と、第１電極体２１に電気的に接続された第１導体５と、を備え、第１導体５は、第２導体８と誘電体部材６を介して対向配置され、第１導体５は、放電の起点部である第１導体５の先端（導体部５３）の周囲で大気放電（沿面放電）を生じさせるものである。
　＜別の実施形態＞
　図１２は、別の実施形態に係る紫外線発生装置１を模式的に示す断面図である。この例では、第１導体５は、第２電極体２２と誘電体部材６を介して対向配置された導体部５４を有している。すなわち、この紫外線発生装置１は、第２導体８を備えていない。
　導体部５４は、第１導体層５２の＋Ｙ方向の端部から＋Ｘ方向に延びている。また、導体部５４は、第２電極体２２の－Ｙ側の端面２２ａに対向して面状に延びている。導体部５４は、－Ｙ側の表面に一部（露出部５４ａという）が大気に露出している。これにより、上記の第２実施形態と同様、導体部５４の露出部５４ａを起点として誘電体部材６の表面に沿って沿面放電ＳＤが生じ、この沿面放電ＳＤにより紫外線Ｌ２が発せられる。
　＜第３実施形態＞
　第３実施形態は、以下に説明する構成の他は、第１実施形態と同様の構成であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。なお、第３実施形態において、第１実施形態で説明した部分と略同様の構成又は略同様の機能（作用）を有する要素を表し、その説明は、繰り返さない。
　図１３は、第３実施形態に係る紫外線発生装置１を模式的に示す断面図である。
　紫外線発生装置１は、放電用ガス１０Ｇが封入された放電容器１１を有するエキシマランプ１０と、放電用ガス１０Ｇに露出しないように配置された第１電極体２１及び第２電極体２２と、を備えている。
　放電容器１１は、図１３の紙面に垂直な方向に長尺な形状である。放電容器１１は、断面が扁平な略四角形状であって、一対の平坦壁１１ａ，１１ｂを有する。
　放電容器１１における一対の平坦壁１１ａ，１１ｂの外表面には、第１電極体２１及び第２電極体２２がそれぞれ設けられている。第１電極体２１は、例えば電源の高電圧側に接続され、第２電極体２２は、例えば電源の低電圧側に接続される。第１電極体２１と第２電極体２２のうち少なくとも一方は、紫外線を透過する又は遮光面積の少ない形状、材質で構成される。この実施形態において、第２電極体２２は、例えばメッシュ状、コイル状等の形状を有する金属で構成されている。一方、第１電極体２１は、ベタ状に形成されている。なお、第１電極体２１及び第２電極体２２は、光を通過させることができる形状であればよく、例えば、スリットが設けられた電極等であっても構わない。
　紫外線発生装置１は、第１電極体２１に電気的に接続された第１導体５と、第２電極体２２に電気的に接続された第２導体８と、を備えている。第１導体５は、第２導体８と誘電体部材６を介して対向配置された導体部５５を有する。導体部５５は、第２導体８に向かって棒状に延びている。
　第２導体８は、導体部５５の先端５５ａに対向する平面部８ａを有する。誘電体部材６は、平面部８ａの全体を覆う面積を有する平板状である。誘電体部材６は、第１導体５の先端５５ａと第２導体８の平面部８ａとで挟み込まれている。
　第１電極体２１と第２電極体２２の間に電圧が印加されると、第１電極体２１に接続された第１導体５と第２電極体２２に接続された第２導体８との間にも電圧が印加される。このとき、導体部５５の先端５５ａと第２導体８の平面部８ａとの距離が、第１電極体２１と第２電極体２２との距離に比べて短いため、先端５５ａと平面部８ａとの間の空間で低い電圧にて先に絶縁破壊して、第１導体５は、先端５５ａを起点としてコロナ放電を生じさせる。これにより、第１導体５の先端５５ａで紫外線Ｌ２を発する。
　＜第４実施形態＞
　第４実施形態は、以下に説明する構成の他は、第３実施形態と同様の構成であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。なお、第４実施形態において、第３実施形態で説明した部分と略同様の構成又は略同様の機能（作用）を有する要素を表し、その説明は、繰り返さない。
　図１４は、第４実施形態に係る紫外線発生装置１を模式的に示す断面図である。
　紫外線発生装置１は、放電用ガス１０Ｇが封入された放電容器１１を有するエキシマランプ１０と、放電用ガス１０Ｇに露出しないように配置された第１電極体２１及び第２電極体２２と、を備えている。
　放電容器１１は、図１４の紙面に平行に延びる管軸を有する二重管構造である。放電容器１１は、内管１１ｃと、内管１１ｃを取り囲むように設けられた外管１１ｄとを備える。内管１１ｃと外管１１ｄとの間に挟まれた空間に、放電用ガス１０Ｇが充填されている。
　内管１１ｃの内周壁には、第１電極体２１が設けられている。外管１１ｄの外周壁には、第２電極体２２が設けられている。第１電極体２１は、例えば電源の高電圧側に接続され、第２電極体２２は、例えば電源の低電圧側に接続される。第１電極体２１と第２電極体２２のうち少なくとも第２電極体２２は、紫外線を透過する又は遮光面積の少ない形状、材質で構成される。この実施形態において、第２電極体２２は、例えばメッシュ状、コイル状等の形状を有する金属で構成されている。
　＜第５実施形態＞
　図１６は、第５実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図である。この例では、第１導体５は、先端部（起点部）が尖った棒状である。また、誘電体部材６は、有底筒形状である。ただし、この例では、図７に示す例と異なり、誘電体部材６は、第２電極体２２によってのみ保持される。
　＜第６実施形態＞
　図１７は、第６実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び側面図である。この例では、第１導体５は、側面視でＵ字状をしており、一部が第１電極体２１に接している。誘電体部材６は、Ｙ方向に延びる板状であり、Ｕ字状の第１導体５に挟まれた形態となっている。また、誘電体部材６は、第１導体５と第１電極体２１又は第２電極体２２により両面から挟まれて保持されている。
　＜第７実施形態＞
　図１８は、第７実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び側面図である。この例では、誘電体部材６は筒形状であり、内部に第１導体５が挿通されるとともに、両端が開放された筒形状である。このように、図７に示すように一端が閉塞された筒形状であっても良いが、両端が開放された筒形状であってもよい。
　＜第８実施形態＞
　図１９は、第８実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す側面図である。この例では、始動補助電極として第１導体５と第２導体８の２つが設けられている。すなわち、第１電極体２１に接続されるとともに第２電極体２２に向かって延びる第１導体５と、第２電極体２２に接続されるとともに第１電極体２１に向かって延びる第２導体８とが設けられている。誘電体部材６は、第１導体５と第２電極体２２との間に介在し、かつ第１導体５と第２導体８の間に介在している。ここでは、第１導体５の少なくとも一部が、筒状の誘電体部材６に収容されている。また、第１導体５と第２導体８の少なくとも何れかは、導体部の先端部（起点部）が第１電極体２１と第２電極体２２の間に設けておくことが望ましい。また、誘電体部材６は、第１導体５と第２導体８との間と、第１導体５と第２導体８との間にそれぞれ介在するよう、複数の誘電体部材６を用いることであっても良い。
　＜第９実施形態＞
　図２０は、第９実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図である。この例では、誘電体部材６は、有底筒形状である。第１導体５は、第１電極体２１に接続されるとともに第２電極体２２に向かって延びている。第１導体５の先端部（起点部）は、誘電体部材６の底部に押し当てられている。第２電極体２２に接続された第２導体８は、コイル状に誘電体部材６の底部側に巻き付けられている。
　その他にも後述する形態が採用できる。
　（１）図２１は、別実施形態に係る第１導体５と誘電体部材６を模式的に示す図である。この例では、第１導体５は、ばね状の近位部分５ａとばね状の遠位部分５ｂとで構成されている。第１導体５は、一つのコイルばねで構成され、遠位部分５ｂのピッチは、近位部分５ａのピッチよりも広くなっている。
　（２）図２２は、別実施形態に係る第１導体５と誘電体部材６を模式的に示す図である。この例では、図７に示す例と異なり、誘電体部材６は両端が閉塞された気密な形状をしている。誘電体部材６の内部には、例えば、大気ガスや、大気の主成分を構成する窒素ガスが封入されている。また始動性の更なる向上の観点から、誘電体部材６の内部は負圧としてもよい。
　（３）図２３は、別実施形態に係る第１導体５と誘電体部材６を模式的に示す図である。この例では、誘電体部材６は、内部に空間が存在せず、第１導体５の遠位部分５ｂと密着している。これにより、第１導体５の先端部（起点部）に近い位置において、誘電体部材６の外側面に大気放電が生じうる。
　（４）また、本発明に係る第１導体５は、電極体（２１、２２）と独立した部材であってもよく、一体に構成されていてもよい。
　（５）また、本発明に係る第１導体５は、その起点部が、エキシマランプ１０の放電容器１１と対面する位置に配置されることが望ましい。これにより、第１導体５の起点部で生じた紫外線が遮蔽されることなく、エキシマランプ１０内の放電空間に到達しやすくなり、放電空間でのエキシマの励起が誘導されやすくなる（放電しやすくなる）。この際、エキシマランプの放電容器１１と起点部との間に紫外線を透過する部材が介在していても良い。また、波長帯域の短い紫外線を減衰させず放電容器１１に導く観点から、放電容器１１と起点部との間には介在物が存在しない形態であるとより望ましい。
　（６）また、本発明に係る第１導体５は、その起点部が、エキシマランプ１０の放電容器１１と近い位置に配置されることが望ましい。これにより、第１導体５の起点部で生じた僅かな短波長帯域の紫外線も、エキシマランプ１０内の放電空間に到達しやすくなり、放電空間でのエキシマの励起が誘導されやすくなる（放電しやすくなる）。具体的には、エキシマランプ１０の放電容器１１と起点部との離間距離は３０ｍｍ未満となるよう構成され、更には、離間距離は２０ｍｍ以下であることが望ましく、１５ｍｍ以下であることが望ましい。
　以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。以下の仕様の紫外線照射装置を作製し、実施例とした。第１導体５と誘電体部材６は図１６に示す形態とした。
　［放電容器］
　材質＝石英ガラス、外径＝６ｍｍ、全長＝６０ｍｍ
　［放電用ガス］
　ガス圧：２０ｋＰａ、ガス種：Ｃｌ，Ｋｒの混合ガス
　［電極体］
　材質＝アルミニウム
　長さ＝６０ｍｍ、電極間距離＝６ｍｍ
　［インバーター］
　電圧：５ｋＶ、周波数：１００ｋＨｚ
　［第１導体］
　材質＝アルミニウム
　幅＝１．５ｍｍ、厚み＝０．１ｍｍ、長さ＝２５ｍｍ
　［誘電体部材］
　外形＝３ｍｍ、内径＝１．６ｍｍ、長さ＝５ｍｍ、厚み＝１．４ｍｍ
　上記の紫外線照射装置において、始動補助電極及び誘電体を設けないものを比較例１とした。また、上記の紫外線照射装置において、始動補助電極及び誘電体を設けない代わりに、図２４に示すように、始動補助光源としてのＬＥＤ９を設けたものを比較例２とした。ＬＥＤ９は、波長が２７５ｎｍの紫外線を出射する。
　実施例等について、上記のインバーターの条件で電極体の間に電圧を印加して８５００ｈ点灯したエキシマランプにて始動性試験を実施した。各実施例等について１０回ずつ始動性試験を実施し、電圧を印加してからエキシマランプが点灯するまでの時間（始動遅れ時間）の平均値で評価した。実施例の結果を表１に示し、比較例２の結果を表２に示す。なお、表１において、１ｓ以内にてエキシマランプが点灯したものは０ｓとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例では、表１のように、始動遅れ時間が平均１．１ｓであった。また、比較例１で、６０ｓでもエキシマランプは点灯しなかった。また、比較例２では、表２のように、始動遅れ時間が平均４５．９ｓであった。すなわち、本発明の紫外線照射装置は、始動性を大きく向上できた。
　　１　　　：紫外線発生装置
　　５　　　：第１導体
　　５ａ　　：近位部分
　　５ｂ　　：遠位部分
　　５ｃ　　：先端
　　６　　　：誘電体部材
　　８　　　：第２導体
　　８ａ　　：平面部
　　１０　　：エキシマランプ
　　１０Ｇ　：放電用ガス
　　１１　　：放電容器
　　２１　　：第１電極体
　　２２　　：第２電極体
　　５３　　：導体部
　　５３ａ　：露出部
　　５４　　：導体部
　　５４ａ　：露出部
　　５５　　：導体部
　　５５ａ　：先端
　　Ｌ１　　：紫外線
　　Ｌ２　　：紫外線
　　ＳＤ　　：沿面放電

Claims (8)

  1. 　放電用ガスが封入された放電容器を有するエキシマランプと、
    　前記放電用ガスに露出しないように配置された第１電極体及び第２電極体と、
    　前記第１電極体及び前記第２電極体の何れか一方の電極体に電気的に接続された第１導体と、を備え、
    　前記第１導体は、他方の電極体又は前記他方の電極体に電気的に接続された第２導体と誘電体部材を介して対向配置された部位を有し、
    　前記第１導体は、前記第１導体の周囲で大気放電を生じさせる、紫外線発生装置。
  2. 　前記誘電体部材は、前記放電容器とは別体に構成されている、請求項１に記載の紫外線発生装置。
  3. 　前記第１導体と前記他方の電極体又は前記第２導体との間に介在する前記誘電体部材の厚みは、前記第１電極体と前記放電用ガスとの間に介在する前記放電容器の厚みと前記第２電極体と前記放電用ガスとの間に介在する前記放電容器の厚みの合計の厚みよりも小さい、請求項１に記載の紫外線発生装置。
  4. 　前記第１導体は、金、白金、タングステン、チタン、アルミニウム、ステンレスのうち少なくとも一つの導体材料、又は前記導体材料の合金で構成されている、請求項１～３の何れか１項に記載の紫外線発生装置。
  5. 　前記第１導体は、金、白金、タングステンのうち少なくとも一つの導体材料、又は前記導体材料の合金で構成されている、請求項４に記載の紫外線発生装置。
  6. 　前記第１導体は、前記他方の電極体又は前記第２導体に向かって棒状に延びており、
    　前記第１導体は、前記第１導体の先端を起点として大気放電を生じさせる、請求項１に記載の紫外線発生装置。
  7. 　前記第２導体は、前記第１導体の先端に対向する平面部を有する、請求項６に記載の紫外線発生装置。
  8. 　前記第１導体は、前記他方の電極体又は前記第２導体に対向して面状に延びており、
    　前記第１導体は、前記第１導体の先端を起点として前記誘電体部材の表面に沿って沿面放電を生じさせる、請求項１に記載の紫外線発生装置。
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