JP2001155687A - 誘電体バリヤ放電ランプ装置，誘電体バリヤ放電ランプ点灯装置および紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被照射物に対する照射むらの増大を来すことな
く、被照射物へのイオン付着を抑制できる誘電体バリヤ
放電ランプ装置、これを用いた誘電体バリヤ放電ランプ
点灯装置および紫外線照射装置を提供すること。 【解決手段】紫外線透過性の材料からなる細長い管状の
気密容器１、この気密容器内に封装されて気密容器のほ
ぼ中心軸に沿って延在するとともに中心軸方向に配設さ
れている内部電極２、気密容器内に封入されたエキシマ
生成ガス及び気密容器の外周に配設された網目状の外部
電極を有する誘電体バリヤ放電ランプＤＢＬと；誘電体
バリヤ放電ランプを収容する紫外線透過性の材料からな
る細長い管状の外囲容器６と；を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体バリヤ放電
ランプ装置、これを用いた誘電体バリヤ放電ランプ点灯
装置および紫外線照射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】キセノンなどの希ガスあるいはキセノン
またはクリプトンなどの希ガスおよび塩素などの混合ガ
スを無電極放電させて、固有の単色に近い放射を発生さ
せるエキシマ放電ランプは、数多くの文献に記載されて
従来から知られている。

【０００３】従来、一般に用いられている誘電体バリヤ
放電ランプは、内側管および外側管を離間して環状の端
板と円形の端板とで両端を塞いで形成された同軸円筒形
放電容器を用いている。そして、外側管は、放射導出窓
を兼ねている。

【０００４】同軸円筒形放電容器に配設される一対の電
極は、一方が導電性網電極であり、同軸形放電容器の外
側管に装着されている。他方の電極が導電性薄膜電極で
あり、同軸形放電容器の内側管に形成され、反射板を兼
ねている。

【０００５】また、同軸円筒形放電容器の両端板にそれ
ぞれ口金が装着され、誘電体バリヤ放電ランプの支持に
用いられる。

【０００６】そうして、電源から導電性網電極および導
電性薄膜電極の間に高周波高電圧を印加して、誘電体バ
リヤ放電に必要な電気エネルギーを供給する。

【０００７】ところで、誘電体バリヤ放電は、いわゆる
無声放電で、パルス状の電流が流れる。このパルス状の
電流は、高速の電子流を持ち、かつ休止期間が多いた
め、キセノンなどの紫外線を出す物質を一時的に分子状
態（エキシマ状態）に結合し、基底状態に戻るときに再
吸収の少ない紫外線を効率よく放出するので、例えば液
晶用ガラス基板や半導体ウェハー用基板の光洗浄（ドラ
イ洗浄）工程においてその表面改質や残さ処理の目的で
利用することが試みられようとしている。

【０００８】メッシュ構造の電極を用いる理由は、大面
積にわたって安定的に放電を生起させるためで、安定放
電時にはメッシュの交点近傍で発光が観測される。

【０００９】上述した従来の誘電体バリヤ放電を用いる
誘電体バリヤ放電ランプは、比較的紫外線発生量が多い
が、以下に示す問題がある。すなわち、２枚の誘電体と
なるガラス壁を介して放電が生起するため、数ｋＶの高
周波の高電圧を必要とする。このため、高電圧を発生す
る高周波トランスが極めて大きくなるばかりか、製作が
困難で高価となる。また、放電容器の構造が複雑である
とともに、石英ガラスの使用量が多くなり、そのために
も高価となる。

【００１０】これに対して、細長い管状の気密容器を用
いて上記のような高電圧を印加しなくても安定に誘電体
バリヤ放電を行う誘電体バリヤ放電ランプが提案され、
特開平１１−１１１２３５号公報に記載されている。こ
の誘電体バリヤ放電ランプは、電極の一方を、エキシマ
生成ガスを封入した細長い管状の気密容器内にその中心
軸方向に沿って延在する内部電極として露出状態で封装
し、他方の電極を外部電極としてメッシュ構造に構成す
る。しかも、内部電極を外部から通電加熱することによ
り、熱電子放出を行わせて始動電圧を大幅に低下させる
ことができる。また、簡単な構造であるとともに、石英
ガラスの使用量も少ないので安価に得られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−１１１２３５号公報に開示のものは、放電ランプ
の外表面にメッシュ状の電極が露出するため、ランプ外
表面の清掃がしづらくメンテナンス性に優れないという
支障がある。

【００１２】また、メッシュ状の電極が露出するため、
この電極で生成されるイオンが外界に放出され易く、例
えば液晶基板などの被照射物にイオンが付着され、集塵
などを引き起こす被照射物の帯電などを誘発する虞があ
った。

【００１３】メッシュ状の電極で生成されるイオンが被
照射物に付着することを防止するために、放電ランプと
被照射物との間に紫外線透過性の例えば合成石英製のパ
ネル等を配置することが考えられるが、パネルに対する
放電ランプからの放射光の入射角度が均等ではないた
め、パネルによる光散乱や屈折斑が発生し易く、被照射
物に対する照射むらが増加してしまう。

【００１４】特に、放電ランプからの放射光が短波長に
なる程、表１に示すように石英ガラスの屈折率が大きく
なるため、パネルによる光散乱や屈折斑が顕著となり、
被照射物に対する照射むらが増大してしまう。

【表１】

【００１５】本発明は、被照射物に対する照射むらの増
大を来すことなく、被照射物へのイオン付着を抑制でき
る誘電体バリヤ放電ランプ装置、これを用いた誘電体バ
リヤ放電ランプ点灯装置および紫外線照射装置を提供す
ることを目的とする。

【００１６】

【課題を達成するための手段】請求項１記載の誘電体バ
リヤ放電ランプ装置は、紫外線透過性の材料からなる細
長い管状の気密容器、この気密容器内に封装されて気密
容器のほぼ中心軸に沿って延在するとともに中心軸方向
に配設されている内部電極、気密容器内に封入されたエ
キシマ生成ガス及び気密容器の外周に配設された網目状
の外部電極を有する誘電体バリヤ放電ランプと；誘電体
バリヤ放電ランプを収容する紫外線透過性の材料からな
る細長い管状の外囲容器と；を具備していることを特徴
とする。

【００１７】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１８】＜気密容器について＞

【００１９】紫外線透過性の材料からなる気密容器は、
一般的にはスプラジル（商品名）などの合成石英ガラス
などの石英ガラスを用いて製作することができる。しか
し、本発明は紫外線透過性であればどのような材料で構
成してもよい。

【００２０】気密容器の外径および肉厚は、制限されな
いが、始動電圧をなるべく低くするには、外径を２５ｍ
ｍ以下、好適には１５ｍｍ以下、肉厚を２ｍｍ以下、好
適には０．３〜１．５ｍｍ程度にするのがよい。

【００２１】気密容器の長さは、全く制限されないので
あって、所要の有効照射長に応じて任意の長さにするこ
とができる。

【００２２】気密容器の内部を排気してからエキシマ生
成ガスを封入するための手段として、排気管を気密容器
に接続するのが一般的である。本発明においては、排気
管を接続する場合、気密容器のどの部分に接続してもよ
いが、側面に接続することにより、排気管の接続作業お
よび排気・封入作業が容易になる。なお、排気管を介し
て排気したら、エキシマ生成ガスを排気管から気密容器
内に封入し、排気管をチップオフすることにより、排気
チップが形成される。しかしながら、排気管を使用しな
いチップレスタイプの気密容器を用いることもできる。

【００２３】また、気密容器は、管状であれば直管だけ
でなく、湾曲していてもよい。管の断面形状は、円形が
一般的であるが、要すれば楕円形、四角形など所望の断
面形状を採用することができる。

【００２４】＜内部電極について＞

【００２５】内部電極は、タングステン、モリブデン、
ニッケルなどの耐火性の金属からなるが、タングステン
は仕事関数が相対的に小さく電子放出しやすいから、始
動電圧を低下させるのに効果的である。

【００２６】また、内部電極は、気密容器の内部に封装
されて気密容器のほぼ中心軸に沿って延在しているので
あれば、コイル状、棒状、線状または板状などその形態
を制限しない。なお、「ほぼ中心軸に沿う」とは、中心
軸に一致するだけでなく、多少中心軸から外れていても
よいという意味である。

【００２７】さらに、内部電極は中心軸に沿うように配
設するために、内部電極の長手方向の適数個所におい
て、気密容器の内面と協働して、例えば気密容器の内面
に衝き当たることにより、内部電極を気密容器のほぼ中
心軸に沿って位置規正させる位置規正子を併用すること
が許容される。このような構成は、気密容器が長い場合
に、内部電極の配設位置を規制するために有効である。

【００２８】内部電極を位置規正子を用いて気密容器の
ほぼ中心軸に沿って位置するように構成すれば、内部電
極と外部電極との間の電極間距離を一定に保持すること
ができ、内部電極の垂れ下がりに起因する誘電体バリヤ
放電ランプの下面における紫外線照度むらを少なくする
ことができる。

【００２９】位置規正子は、導電体および絶縁体のいず
れで形成してもよいが、特に例えば石英ガラス材料など
の絶縁性材料で位置規正子を形成すれば、内部・外部電
極間の電位傾度への影響を抑制できるため好適である。

【００３０】また、位置規正子は、必要に応じて適当な
数を内部電極の長さ方向に沿って分散して配置すること
ができる。

【００３１】導電体からなる位置規正子の場合、線状に
して一端を内部電極に巻き付けて固定し、他端を気密容
器の内面に近接するリング状に巻回するか、中間をリン
グ状に巻回し、両端をそれぞれ内部電極に巻き付けて固
定する構成を採用することができる。また、内部電極を
中心として、複数のアームを気密容器の内面に近接する
ように放射状に突出させる構成にしてもよい。

【００３２】絶縁体からなる位置規正子の場合、ガラ
ス、セラミックス、陶器などを周縁が気密容器の内面に
近接する大きさの円盤状に成形して中心部で内部電極を
支持する構成を採用することができる。

【００３３】内部電極を石英ガラスからなる気密容器の
端部に封着するには、石英ガラスにコンパクトに封着す
る場合に多用されている封着金属箔を用いる封着構造を
採用することができる。また、石英ガラスをピンチシー
ルすることにより、封着金属箔を気密にシールすること
ができる。

【００３４】＜エキシマ生成ガスについて＞

【００３５】エキシマ生成ガスは、キセノン、クリプト
ン、アルゴンまたはヘリウムなどの希ガス単体または希
ガスおよびフッ素、塩素、臭素またはよう素などのハロ
ゲンの混合ガスたとえばＸｅＣｌ、ＫｒＣｌなどを用い
ることができ、また、エキシマ生成ガスに加えてエキシ
マを生成しないガスたとえばネオンなどを混合しても良
い。

【００３６】ここで、エキシマ生成ガスの封入圧は制限
されないが、封入圧が大きくなるに伴い紫外線出力が増
加する一方、始動電圧および点灯電圧も上昇するので、
適当な圧力範囲たとえば１０〜７０ｋＰａ程度が好適で
ある。

【００３７】＜外部電極について＞

【００３８】外部電極は、内部電極との間で誘電体バリ
ヤ放電を発生させるために作用するが、誘電体バリヤ放
電によって生成したエキシマから放出された紫外線を外
部に導出するため、および紫外線放出を増加するため
に、網目状の構造が従来から採用されている。

【００３９】網目状としては、たとえばメリ ヤス編、
亀甲編、平編、パンチング板などを用いることができ
る。メリヤス編は、特に伸縮性に優れているから、気密
容器の外径より大きい内径の円筒状メッシュ構造体を用
意して、これを気密容器の外側におき、両端方向に引っ
張ることにより、容易に縮径して外部電極を気密容器の
外面に接触させることができる。また、板状に展開した
メッシュ構造体を気密容器の側面に巻き付けて、両側縁
を突き合わせるか、重ね合わせてから、メッシュ構造体
の側縁部に針金を通して縛り付けるか、コ字状などに折
曲した機械的係止具を用いて固着してもよい。

【００４０】また、外部電極は、適当な金属たとえばス
テンレス鋼、ニッケルなどを用いて形成できる。ここで
外部電極は、誘電体バリヤ放電による紫外線の発生を多
くするために、なるべく細い、好ましくは０．０５〜
０．５ｍｍ程度の金属線を用いてメッシュ構造体を形成
するのがよい。

【００４１】さらには、金属素線に代えて、導電性ペー
ストを気密容器の外表面に直接的に印刷または転写し焼
成させて網目状の電極を形成することもできる。このよ
うにすれば、外部電極が気密容器に密着することができ
て好適である。ここで、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ
の内、少なくとも一種の導電性金属粒とＰｂ，Ｂ系また
は石英ガラス材料を混練した導電性ペーストを使用する
ことができる。また、この種の導電性ペーストを樹脂フ
ィルムにパターン印刷し、その樹脂フィルムを気密容器
に貼り付けてパターンを転写することにより網目状の電
極を形成しても良いが、既存のスクリーン厚膜印刷法に
より、網目状のパターンを気密容器に形成することもで
きる。さらには、これら印刷技術を利用して気密容器の
一部外表面に反射膜として作用する金属膜を形成するこ
ともできる。

【００４２】＜外囲容器について＞

【００４３】外囲容器は、誘電体バリヤ放電ランプを収
容するが、一般的には石英ガラスの他、紫外線透過性の
材料で構成され、気密容器と同じく、細長い管状を成
す。

【００４４】また、外囲容器の内面と気密容器の外面と
の間に形成される空間に、誘電体バリヤ放電ランプを冷
却するための媒体を流通させ、放電ランプの昇温を抑制
することによって発光効率の低下を防ぐことができる。
冷却用の媒体としては、放電ランプの放射光の吸収が少
なく、また、金属の酸化を促進しないものから選択され
るべきであり、例えば窒素ガス等の不活性ガスが好適で
ある。

【００４５】＜その他の構成について＞

【００４６】誘電体バリヤ放電ランプの支持や電極への
通電を容易にするために、気密容器の両端に適当な形状
および構造の口金を装着することができる。

【００４７】＜本発明の作用について＞

【００４８】内部電極と外部電極との間に高周波電圧を
印加すると、外部電極のメッシュの交点近傍でパルス状
の誘電体バリヤ放電が発生して、希ガスの共鳴線の波長
の紫外線が発生する。たとえば、キセノンを封入した場
合、１７２ｎｍの短波長紫外線が発生する。

【００４９】また、内部電極が気密容器内に露出してい
るので、始動電圧および点灯電圧が低くなる。さらに、
外部電極が配設された放電ランプは、管状の外囲容器に
収容されるため、外部電極で生成されるイオンの外部放
出が防止できる。また、外囲容器は気密容器と同形状の
もので構成したため、外囲容器に対する放電ランプの放
射光の入射角度は、略均一になり、外囲容器での光散乱
斑や屈折斑が抑制できる。

【００５０】したがって、本発明による誘電体バリヤ放
電ランプ装置は、被照射物に対する照射むらの増大を来
すことなく、被照射物へのイオン付着を抑制できるとい
う作用を奏する。

【００５１】請求項２記載の誘電体バリヤ放電ランプ点
灯装置は、請求項１記載の誘電体バリヤ放電ランプ装置
と；誘電体バリヤ放電ランプの内部電極および外部電極
の間に高周波電圧を印加する高周波発生手段と；を具備
していることを特徴とする。

【００５２】本発明において、「高周波」とは、１０ｋ
Ｈｚ以上の周波数をいい、高周波発生手段は、高周波電
圧を発生して誘電体バリヤ放電ランプに、その点灯に必
要な高周波電力を供給する。発振周波数は、好適には３
０ｋＨｚ〜２ＭＨｚである。

【００５３】また、高周波発生手段は、誘電体バリヤ放
電ランプの安定点灯時に３００〜８００Ｖの高周波電圧
を誘電体バリヤ放電ランプに印加することが好ましい。
さらに、誘電体バリヤ放電ランプの始動電圧は、２〜
２．３ｋＶp-pであり、高周波発生手段の２次開放電圧
を始動電圧まで高めることにより容易に始動させること
ができる。この場合、高周波発生手段として並列インバ
ータを主体として構成すると、高い昇圧比を容易に得る
ことができるので好適である。そして、高周波出力波形
が正弦波なので、誘電体バリヤ放電ランプを点灯する際
にノイズ発生が少なくなる。しかし、要すれば、高周波
発生手段とは別に始動用パルス電圧発生手段を併用する
こともできる。

【００５４】誘電体バリヤ放電ランプと高周波発生手段
とは電気的に所要に接続されるならば、互いに離間した
位置に配設することができる。誘電体バリヤ放電ランプ
は、一般の放電ランプと異なり限流手段を直列に接続す
る必要がない。しかし、ランプ電流を所定値に調節する
ために、適当な値のインピーダンスを直列に接続して点
灯することは、必要に応じてなすことができる。また、
誘電体バリヤ放電ランプを高周波発生手段に接続するに
際して、外部電極を接地すると、ノイズ発生が少なくな
る。

【００５５】請求項３記載の紫外線照射装置は、紫外線
照射装置本体と；紫外線照射装置本体に支持された請求
項２記載の誘電体バリヤ放電ランプ装置と；を具備して
いることを特徴とする。

【００５６】本発明において、「紫外線照射装置」と
は、誘電体バリヤ放電ランプから発生する紫外線を利用
するあらゆる装置を意味する。たとえば、半導体ステッ
パー、光洗浄装置、光硬化装置および光乾燥装置などで
ある。

【００５７】また、「紫外線照射装置本体」とは、紫外
線照射装置から誘電体バリヤ放電ランプおよび高周波発
生手段を除外した残余の部分を意味する。

【００５８】さらに、誘電体バリヤ放電ランプは、必要
に応じて１ないし複数本を使用することができる。

【００５９】請求項４記載の紫外線照射装置は、請求項
３記載のものにおいて、紫外線照射装置本体は、凹形反
射面を内面に備えたランプ支持体を備えており、誘電体
バリヤ放電ランプ装置の外囲容器は、誘電体バリヤ放電
ランプが凹形反射面から離間するように偏位させて誘電
体バリヤ放電ランプを収容していることを特徴とする。

【００６０】誘電体バリヤ放電ランプ装置は、紫外線照
射装置本体の凹形反射面を内面に備えたランプ支持体に
支持されるが、誘電体バリヤ放電ランプ装置の外囲容器
は、誘電体バリヤ放電ランプが凹形反射面から離間する
ように偏位させて誘電体バリヤ放電ランプを収容してい
るため、結果として誘電体バリヤ放電ランプは相対的に
凹形反射面から離間した方向、つまり、被照射体方向に
偏位することになるため、放電ランプからの直接的な放
射の増大が期待できるようになる。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００６２】図１は、本発明の誘電体バリヤ放電ランプ
装置の実施形態を示す正面図、図２は、同じく外部電極
を除去した状態を示す正面図である。各図において、１
は気密容器、２は内部電極、３は外部リード線、４は外
部電極、６は外囲容器、ＤＢＬは誘電体バリヤ放電ラン
プである。

【００６３】気密容器１は、石英ガラスからなり、外径
１１．５ｍｍ、内径９．５ｍｍで細長い円筒状の中空部
１ａ、中空部１ａの両端に形成された封止部１ｂおよび
中空部１ａの側面に形成された排気チップ部１ｃを備え
ていて、全長６５０ｍｍである。

【００６４】封止部１ｂは、内部にモリブデン箔１ｂ１
が埋設されたピンチシール構造で、排気チップ１ｃは、
気密容器１の中央側面に形成されている。気密容器１の
中空部１ａの内部にはエキシマ生成ガスとしてキセノン
が約４０ｋＰａ封入されている。

【００６５】内部電極２は、線径１．１ｍｍのＡｌ，Ｓ
ｉ，Ｋが微量添加され高温処理されたドープタングステ
ン棒であり、その両端部は、線径０．３ｍｍのタングス
テン細線２ｂと接続されている。ここで、Ａｌ，Ｓｉ，
Ｋを微量含有したドープタングステンを高温処理する
と、タングステンの二次結晶化、すなわち粗大結晶化す
ることが知られ、これにより、放電ランプ点灯中の高温
下でドープタングステンは垂下しにくくなるという現象
（non-sag）があるため特に好ましい。

【００６６】また、内部電極２は、その中央部と両端部
付近の３箇所で十字形状を成す石英製の位置規正子５の
中心部を貫通するように配置され、したがって、気密容
器１の中心軸にほぼ沿うように配置が規制されている。

【００６７】タングステン細線２ｂは、気密容器１の両
端に形成された封止部１ｂに両端直線部２ｂが支持され
ているとともに、モリブデン箔１ｂ１の一端に溶接され
ている。外部リード線３は、基端側が外部に露出し、先
端部が封止部１ｂ内に埋設されるとともに、モリブデン
箔１ｂ１の他端に溶接されている。

【００６８】外部電極４は、図３に拡大して示すメリヤ
ス編のメッシュ構造体を筒状に編組して気密容器１の外
面に密接して全周にわたって包囲しており、排気チップ
部１ｃはメッシュ構造体を貫通して外側に突出してい
る。

【００６９】また、外部電極４のメリヤス編は、線径
０．１ｍｍのステンレス鋼線（＃３０４）を用いて形成
されている。メッシュ間隔は、縦２．８ｍｍ、横３ｍｍ
である。

【００７０】さらに、外部電極４を気密容器１に装着す
るには、メリヤス編組構造体を直径２０ｍｍの筒体に形
成し、気密容器１を筒体の内部に挿入してから、筒体の
両端を掴んで両端方向に引っ張る。すると、筒体は、引
き延ばされてメッシュが変形しながら縮径する。排気チ
ップ部１ｃは、筒体を引っ張る過程でメッシュ部分を押
し拡げて食い込み、上述したように外部電極４を貫通し
て外部に突出する。筒体は、排気チップ部１ｃが貫通し
た部分から変形して気密容器１に密着し、形状が安定し
た後に順次両端方向に伸びていくため、メッシュは菱形
に変形するものの、形状が安定して気密容器１に密着し
た状態を維持する。外部電極４は、排気チップ部１ｃが
貫通しているため、気密容器に１に固定され、不用意に
脱落するようなことはなくなる。

【００７１】なお、このような金属線によるメッシュに
代えて、例えば銀−パラジウム系の導電性ペーストを気
密容器１の外表面に直接的または間接的に印刷して網目
状のパターンを形成させて外部電極４とすることもでき
る。

【００７２】このように構成された誘電体バリヤ放電ラ
ンプＤＢＬは、ランプ電力が９０Ｗの定格値を有し、外
径１８ｍｍ、内径１６ｍｍで細長い円筒状石英ガラス製
の外囲容器６に収容され、全体として二重管構造とされ
ている。また、外囲容器６の両端開口は外部リード線３
が貫通する状態で閉塞部材７により閉塞されている。

【００７３】ここで、両側の閉塞部材７には図示しない
通気孔が設けられ、外囲容器６と気密容器１との間の空
間に外部の装置から送出される窒素ガスが流通するよう
に構成されており、これにより、気密容器１の昇温を抑
制して発光効率の低下を低減するようにしている。

【００７４】図４は、本発明の誘電体バリヤ放電ランプ
点灯装置の一実施形態を示す回路図である。図におい
て、図１と同一部分については同一符号を付して説明は
省略する。また、ＡＳは商用交流電源、ＲＤＣは整流化
直流電源、ＳＷは点滅スイッチ、ＡＦはアクティブフィ
ルタ、ＨＦＩは高周波インバータ、Ｃ１はコンデンサで
ある。

【００７５】整流化直流電源ＲＤＣは、全波整流回路か
らなり、非平滑の整流化直流電圧を出力する。アクティ
ブフィルタＡＦは、チョッパ回路からなり、非平滑の整
流化直流電圧を平滑化するとともに、入力電流が高力
率、低高調波歪であり、かつ所要の値に変換された直流
電圧を出力する。

【００７６】高周波インバータＨＦＩは、並列インバー
タ回路方式であり、一対のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ
２、出力トランスＴＲ、定電流インダクタＬ、共振コン
デンサＣ２、起動抵抗器Ｒ１、Ｒ２および帰還巻線ＦＣ
によって構成されている。一対のスイッチング手段Ｑ
１、Ｑ２は、たとえばバイポーラトランジスタからな
り、エミッタをともにアクティブフィルタＡＦの直流出
力端の負極に接続している。

【００７７】出力トランスＴＲは、絶縁形トランスから
なり、１次巻線ｐおよび２次巻線ｓを備えている。そし
て、１次巻線ｐの両端は、一方がスイッチング手段Ｑ１
のコレクタに接続し、他方がスイッチング手段Ｑ２ぼコ
レクタに接続している。定電流インダクタＬは、その一
端がアクティブフィルタＡＦの出力端の正極に接続し、
他端が出力トランスＴＲの１次巻線ｐのセンタータップ
に接続している。

【００７８】共振コンデンサＣ２は、出力トランスＴＲ
の１次巻線ｐの両端に接続して、１次巻線のインダクタ
ンスと並列共振回路を形成している。起動抵抗器Ｒ１
は、スイッチング手段Ｑ１のベースとアクティブフィル
タＡＦの出力端の正極に接続している。起動抵抗器Ｒ２
は、同様にスイッチング手段Ｑ２のベースとアクティブ
フィルタＡＦの出力端の正極に接続している。帰還巻線
ＦＣは、出力トランスＴＲに磁気結合されており、一端
がスイッチング手段Ｑ１のベースに、他端がスイッチン
グ手段Ｑ２のベースに、それぞれ接続している。

【００７９】次に、高周波インバータＨＦＩの回路動作
について説明する。スイッチング手段Ｑ１がオンしたと
きには、アクティブフィルタＡＦの正極から定電流イン
ダクタＬ、出力トランスＴＲの１次巻線ｐのセンタータ
ップから図の上半分およびスイッチング手段Ｑ１を介し
てアクティブフィルタＡＦの負極へ電流が流れる。この
ときスイッチング手段Ｑ２はオフしている。次に、スイ
ッチング手段Ｑ２がオンしたときには、アクティブフィ
ルタＡＦの正極から定電流インダクタＬ、出力トランス
ＴＲの１次巻線ｐのセンタータップから図の下半分およ
びスイッチング手段Ｑ２を介してアクティブフィルタＡ
Ｆの負極へ電流が流れる。このときスイッチング手段Ｑ
１はオフしている。

【００８０】そうして、出力トランスＴＲの１次巻線ｐ
には、交互に反対方向の電流すなわち交流電流が流れ、
共振コンデンサＣ２と１次巻線ｐのインダクタンスとの
並列共振回路が交流電流の基本周波数に共振するため、
２次巻線ｓに正弦波の交流電圧が得られる。

【００８１】ところで、出力トランスＴＲに磁気結合し
ている帰還巻線ＦＣにも交流電圧が誘起されてスイッチ
ング手段Ｑ１、Ｑ２に対して交互にドライブ信号を供給
するので、高周波インバータＨＦＩは、自励発振する。

【００８２】なお、高周波インバータＨＦＩの起動は、
アクティブフィルタＡＦの出力端の正極から起動抵抗器
Ｒ１、Ｒ２を介してスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のベー
スにドライブ信号が供給されると、いずれか一方のスイ
ッチング手段が先にオンしだす。一方のスイッチング手
段がオンしだすと、帰還巻線ＦＣからオンしている方の
スイッチング手段に対してはオン方向の極性の電流とし
て帰還されるから確実にオンし、反対にオフしている方
のスイッチング手段に対してはオフ方向の極性として作
用するから確実にオフして、高周波インバータＨＦＩは
起動する。

【００８３】コンデンサＣ１は、誘電体バリヤ放電ラン
プＤＢＬに流れるランプ電流を調整する。

【００８４】誘電体バリヤ放電ランプＤＢＬは、上記の
実施形態を採用することができる。内部電極２は、コン
デンサＣ１を介して出力トランスＴＲの２次巻線ｓの一
端に接続している。外部電極５は、２次巻線ｓの他端に
接続するとともに、接地されている。

【００８５】次に、誘電体バリヤ放電ランプ点灯装置全
体の回路動作について説明する。

【００８６】電源スイッチＳＷを投入すると、整流化直
流電源ＲＤＣから非平滑整流化直流電圧がアクティブフ
ィルタＡＦの入力端に印加されるので、その出力端に所
要値の平滑化された直流電圧が現れる。この直流電圧
は、高周波インバータＨＦＩの入力端に印加されるの
で、高周波インバータＨＦＩが起動する。高周波インバ
ータＨＦＩが起動すると、正弦波の高周波の交流出力電
圧がコンデンサＣ１を介して誘電体バリヤ放電ランプＤ
ＢＬの内部電極２と外部電極５との間に印加されるの
で、誘電体バリヤ放電ランプＤＢＬが点灯する。誘電体
バリヤ放電ランプＤＢＬが点灯すると、キセノンの共鳴
線である波長１７２ｎｍの紫外線が発生する。

【００８７】図５は、本発明の紫外線照射装置の第１の
実施形態を示す要部断面図である。

【００８８】図において、ＤＢＬは誘電体バリヤ放電ラ
ンプ、１２はランプ支持体、１３は例えば液晶基板等の
被照射物のワークである。

【００８９】誘電体バリヤ放電ランプＤＢＬは、上述の
実施形態を採用した構造であり、５５０×６５０ｍｍの
寸法のワークに対応させるため、例えば３６灯という多
数がわずかな間隔で配列されで全体として７．０ｍＷ／
平方センチメートル以上の紫外線放射強度を有するよう
に配列されているが、図においてはそのうち８本を示し
ている。また、図１と同一部分については同一符号を付
してある。

【００９０】ランプ支持体１２は、アルミニウムからな
り、下面に凹形反射面１２ａ、内部に冷却水流通路１２
ｂを備えている。

【００９１】誘電体バリヤ放電ランプ装置ＤＢＬは、外
囲容器６がランプ支持体１２の凹形反射面１２ａに接触
した状態で支持され、高周波発生手段（図示しない。）
の出力端の１極はランプ支持体１２を導電路として利用
して外部電極４と電気的に接続されている。なお、ラン
プ支持体１２は接地されている。

【００９２】また外囲容器６は、気密容器１が凹形反射
面１２ａから離間するように偏心させてその誘電体バリ
ヤ放電ランプを収容している。

【００９３】ワーク１３は、誘電体バリヤ放電ランプＤ
ＢＬの下方からランプに３ｍｍの位置まで接近して紫外
線照射を受けることができるように移動される。

【００９４】本実施形態によれば、誘電体バリヤ放電ラ
ンプＤＢＬは相対的に凹形反射面１２ａから離間した方
向、つまり、ワーク１３方向に偏位することになるた
め、誘電体バリヤ放電ランプＤＢＬからの直接的な放射
の増大が期待できるようになる。したがって、近接位置
における紫外線照度の均斉度が低下しないとともに、紫
外線照射の対象物を至近距離まで近接して紫外線照射を
行うことができる。

【００９５】

【発明の効果】請求項１乃至４記載の発明によれば、細
長い管状を成す誘電体バリヤ放電ランプが同じく細長い
管状の外囲容器により収容されているため、被照射物に
対する照射むらの増大を来すことなく、被照射物へのイ
オン付着が抑制される。

【００９６】また請求項３及び４記載の発明によれば、
紫外線照度の均斉度の劣化を防止できる紫外線照射装置
が提供できる。

【００９７】さらに、請求項４記載の発明によれば、近
接位置における紫外線照度の均斉度が低下しないととも
に、紫外線照射の対象物を至近距離まで近接して紫外線
照射を行える紫外線照射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置の一実施
形態を示す正面図

【図２】同じく外部電極を除去した状態を示す正面図

【図３】同じく外部電極の拡大要部正面図

【図４】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ点灯装置の一
実施形態を示す回路図

【図５】本発明の紫外線照射装置の実施形態を示す要部
断面図

【符号の説明】

１…気密容器 １ａ…中空部 １ｂ…封止部 １ｂ１…モリブデン箔 １ｃ…排気チップ部 ２…内部電極 ２ａ…コイル部 ２ｂ…両端直線
部 ３…外部リード線 ４…外部電極 ５…位置規正子 ６…外囲容器 ＤＢＬ…誘電体バリヤ放電ランプ １２…ランプ支持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 和彦 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA00 CA16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紫外線透過性の材料からなる細長い管状の
   気密容器、この気密容器内に封装されて気密容器のほぼ
   中心軸に沿って延在するとともに中心軸方向に配設され
   ている内部電極、気密容器内に封入されたエキシマ生成
   ガス及び気密容器の外周に配設された網目状の外部電極
   を有する誘電体バリヤ放電ランプと；誘電体バリヤ放電
   ランプを収容する紫外線透過性の材料からなる細長い管
   状の外囲容器と；を具備していることを特徴とする誘電
   体バリヤ放電ランプ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の誘電体バリヤ放電ランプ装
   置と；誘電体バリヤ放電ランプの内部電極および外部電
   極の間に高周波電圧を印加する高周波発生手段と；を具
   備していることを特徴とする誘電体バリヤ放電ランプ点
   灯装置。
3. 【請求項３】紫外線照射装置本体と；紫外線照射装置本
   体に支持された請求項２記載の誘電体バリヤ放電ランプ
   装置と；を具備していることを特徴とする紫外線照射装
   置。
4. 【請求項４】紫外線照射装置本体は、凹形反射面を内面
   に備えたランプ支持体を備えており；誘電体バリヤ放電
   ランプ装置の外囲容器は、誘電体バリヤ放電ランプが凹
   形反射面から離間するように偏位させて誘電体バリヤ放
   電ランプを収容していることを特徴とする請求項３記載
   の紫外線照射装置。