JP2024068775A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる紫外線照射装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る紫外線照射装置は、箱状を呈し、一方の端部が開口した筐体と；前記筐体の内部に設けられ、紫外線を照射可能なバリア放電ランプと；前記筐体の内部において、前記バリア放電ランプに向けてパージガスを流す気流形成部と；を具備している。前記バリア放電ランプは、一方向に延び、環状を呈し、内部にガスが封入された発光管と；前記発光管の内部に設けられた内部電極と；前記発光管の外部に設けられた外部電極と；を有する。前記気流形成部は、前記発光管の、前記筐体の開口に対向する側の端部の近傍を流れる前記パージガスの流れを形成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、紫外線照射装置に関する。

紫外線を照射するバリア放電ランプを備えた紫外線照射装置がある。バリア放電ランプを備えた紫外線照射装置は、例えば、対象物の表面に付着した有機物の除去（光洗浄処理）、表面改質、酸化膜の形成などの表面処理に用いられている。バリア放電ランプは、例えば、発光管の内部に設けられた内部電極と、発光管の外部に設けられた外部電極とを有している。内部電極と、外部電極とに交流電圧を印加すると、誘電体バリア放電が生じて、発光管の内部に封入されたガスの種類に応じて特定の波長を有する紫外線が照射される。

ここで、紫外線による処理を行う際に、対象物からガスが放出される場合がある。例えば、対象物の表面に有機物が含まれているような場合には、紫外線が照射されることで有機物が分解されて、有機物の成分を含むガスが放出される場合がある。また、対象物の表面に揮発性の材料が塗布されている場合には、揮発性の材料の成分を含むガスが放出される。放出されたガスがバリア放電ランプに到達すると、ガスに含まれていた成分がバリア放電ランプの表面に付着して、バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下する場合がある。均斉度が低下すると処理ムラが生じやすくなるので、処理が施された対象物の品質が低下するおそれがある。

そのため、一方の端部が開口した箱状の筐体の内部にバリア放電ランプを設け、箱状の筐体の内部を窒素ガスでパージする技術が提案されている。バリア放電ランプが、窒素ガスで満たされた空間に設けられていれば、対象物からガスが放出されたとしても、放出されたガスがバリア放電ランプに到達するのを抑制することができる。

ところが、処理時間が長かったり、処理数が多かったりした場合には、放出されたガスが経時的にバリア放電ランプに到達する場合がある。また、ガスの放出量が多い場合にも、放出されたガスがバリア放電ランプに到達する場合がある。そのため、単に、バリア放電ランプの周辺を窒素ガスで満たしてもバリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下する場合がある。

そこで、バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる紫外線照射装置の開発が望まれていた。

特開２０１３－１９１７５８号公報

本発明が解決しようとする課題は、バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる紫外線照射装置を提供することである。

実施形態に係る紫外線照射装置は、箱状を呈し、一方の端部が開口した筐体と；前記筐体の内部に設けられ、紫外線を照射可能なバリア放電ランプと；前記筐体の内部において、前記バリア放電ランプに向けてパージガスを流す気流形成部と；を具備している。前記バリア放電ランプは、一方向に延び、環状を呈し、内部にガスが封入された発光管と；前記発光管の内部に設けられた内部電極と；前記発光管の外部に設けられた外部電極と；を有する。前記気流形成部は、前記発光管の、前記筐体の開口に対向する側の端部の近傍を流れる前記パージガスの流れを形成する。

本発明の実施形態によれば、バリア放電ランプの管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる紫外線照射装置を提供することができる。

本実施の形態に係る紫外線照射装置を例示するための模式断面図である。 バリア放電ランプ、冷却部、ソケット、およびカバーの模式分解図である。 バリア放電ランプを例示するための模式図である。 図３におけるバリア放電ランプのＡ－Ａ線方向の模式断面図である。 比較例に係る紫外線照射装置を例示するための模式断面図である。 気流形成部を例示するための模式斜視図である。 他の実施形態に係る気流形成部を例示するための模式斜視図である。 図５に示す比較例に係る紫外線照射装置の効果を例示するための表である。 気流形成部が設けられた場合の効果を例示するための表である。 均斉度の経時的な変化を例示するためのグラフである。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、各図面中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を表している。例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向に直交する方向をＸ方向とし、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向をＹ方向とし、紫外線の照射方向をＺ方向としている。

図１は、本実施の形態に係る紫外線照射装置１００を例示するための模式断面図である。 なお、図１においては、バリア放電ランプ１が１つ設けられる場合を例示したが、バリア放電ランプ１の数は、バリア放電ランプ１の用途や、処理の対象物２００の大きさなどに応じて適宜変更することができる。すなわち、バリア放電ランプ１は、少なくとも１つ設けられていればよい。

また、図１に示すように、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）は、対象物２００の、重力方向上側に設けられている。この場合、対象物２００は、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）に対して移動させてもよい。例えば、対象物２００は、コンベアなどの搬送装置２０１を用いて所定の方向に移動させることができる。なお、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）は、対象物２００に対して移動させてもよい。例えば、対象物２００を載置台などの上に載置し、一軸ロボットなどを用いて紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）を所定の方向に移動させることができる。

すなわち、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）と、対象物２００との間の相対的な位置が変化可能であればよい。なお、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）と、対象物２００との間の位置が一定であってもよい。ただし、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）と、対象物２００との間の相対的な位置を変化させれば、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）の照射領域を小さくすることができるので、紫外線照射装置１００（バリア放電ランプ１）の小型化や省エネルギー化などを図ることができる。

図１に示すように、紫外線照射装置１００は、例えば、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、カバー４、筐体５、およびパージガス供給部６を有する。
図２は、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、およびカバー４の模式分解図である。
図３は、バリア放電ランプ１を例示するための模式図である。
図４は、図３におけるバリア放電ランプ１のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
なお、図４においては、冷却部２も併せて描いている。
図３、および図４に示すように、バリア放電ランプ１は、例えば、発光管１１、内部電極１２、反射膜１３，ホルダ１４、リード線１５、および外部電極１６を有する。

発光管１１は、管状を呈し、管径に比べて全長（管軸方向の長さ）が長い形態を有する。発光管１１は、一方向（Ｙ方向）に延びている。発光管１１は、例えば、円筒管とすることができる。発光管１１の、管軸方向における両側の端部のそれぞれには、封止部１１ａが設けられている。封止部１１ａを設けることで、発光管１１の内部空間を気密に封止することができる。封止部１１ａは、例えば、ピンチシール法やシュリンクシール法を用いて形成することができる。

また、封止部１１ａの内部には、導電部１１ｂとアウターリード１１ｃを設けることができる。導電部１１ｂは、１つの封止部１１ａに対して１つ設けることができる。導電部１１ｂの平面形状は、例えば、四角形である。導電部１１ｂは、薄膜状を呈している。導電部１１ｂは、例えば、モリブデン箔から形成することができる。

アウターリード１１ｃは、線状を呈し、少なくともリード線１５が設けられる側の封止部１１ａに設けることができる。アウターリード１１ｃの一方の端部は、導電部１１ｂと電気的に接続されている。アウターリード１１ｃの端部の近傍は、導電部１１ｂと、レーザ溶接または抵抗溶接することができる。アウターリード１１ｃの他方の端部は、封止部１１ａから露出させることができる。アウターリード１１ｃは、例えば、モリブデンなどを含んでいる。

発光管１１の内部空間には、ガスが封入されている。バリア放電ランプ１においては、内部電極１２と外部電極１６との間でバリア放電を行って、封入されているガスに高いエネルギー電子を与えてエキシマ励起分子を生成する。エキシマ励起分子が元に戻る際に、ガスの種類に応じて特定のピーク波長を有する光が発生する。そのため、発光管１１の内部空間に封入するガスは、バリア放電ランプ１の用途に応じて適宜変更することができる。発光管１１の内部空間に封入するガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオンなどの希ガス、あるいは、複数種類の希ガスを混合させた混合ガスとすることができる。ガスには、必要に応じて、ハロゲンガスなどをさらに含めることもできる。

発光管１１の内部空間の２５℃におけるガスの圧力（封入圧力）は、例えば、８０ｋＰａ～２００ｋＰａ程度とすることができる。発光管１１の内部空間の２５℃におけるガスの圧力（封入圧力）は、気体の標準状態（ＳＡＴＰ（Standard Ambient Temperature and Pressure）：温度２５℃、１ｂａｒ）により求めることができる。

例えば、フラットパネルディスプレイ用のガラス板の表面を光洗浄する場合には、封入するガスをキセノンとすることが好ましい。この場合、キセノンの封入圧力は、例えば、９３ｋＰａ程度とすることができる。封入するガスをキセノンとすれば、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線を発生させることができるので洗浄効果を高めることができる。

発光管１１は、例えば、ピーク波長が２００ｎｍ以下の紫外線の透過率が高い材料から形成される。例えば、発光管１１は、合成石英ガラスから形成することができる。

内部電極１２は、発光管１１の内部に設けられている。内部電極１２は、例えば、コイル１２ａ、およびレグ１２ｂを有する。コイル１２ａ、およびレグ１２ｂは、一体に形成することができる。コイル１２ａ、およびレグ１２ｂは、例えば、線材を塑性加工することで形成される。線材の線径（直径）は、例えば、０．２ｍｍ～１．０ｍｍ程度である。線材の材料は、例えば、タングステン、あるいはタングステンにカリウムなどを添加したドープタングステンなどである。

コイル１２ａは螺旋状を呈し、発光管１１の内部空間に設けられている。コイル１２ａは、発光管１１の内部空間の中央領域を発光管１１の管軸に沿って延びている。コイル１２ａのピッチ寸法Ｐは、例えば、１０ｍｍ～１２０ｍｍ程度とすることができる。

レグ１２ｂは、コイル１２ａの両側の端部のそれぞれに設けられている。レグ１２ｂは、線状を呈し、コイル１２ａの端部から発光管１１の管軸に沿って延びている。レグ１２ｂの端部は、封止部１１ａの内部において導電部１１ｂと電気的に接続されている。レグ１２ｂの端部の近傍は、導電部１１ｂと、レーザ溶接または抵抗溶接することができる。

反射膜１３は，外部電極１６と内部電極１２（コイル１２ａ）との間に設けることができる。例えば、反射膜１３は，膜状を呈し、発光管１１の内壁に設けることができる。反射膜１３は，発光管１１の内部空間で発生し、照射方向に向かわない紫外線を照射方向に向けて反射させる。反射膜１３が設けられていれば、紫外線の取り出し効率を向上させることができる。また、反射膜１３が設けられていれば、発光管１１の、紫外線が直接入射する領域を小さくすることができるので、紫外線による発光管１１の化学的な構造変化を抑制することができる。

反射膜１３の厚みは、例えば、１００μｍ～３００μｍ程度とすることができる。反射膜１３は、例えば、ＳｉＯ_２を含む。また、反射膜１３は、紫外線を散乱させる粒子を含むこともできる。紫外線を散乱させる粒子は、例えば、酸化アルミニウムなどを含んでいる。

なお、反射膜１３は、必ずしも必要ではなく省くこともできる。ただし、反射膜１３が設けられていれば、紫外線の取り出し効率を向上させることができ、且つ、紫外線による発光管１１の化学的な構造変化を抑制することができる。

ホルダ１４は、発光管１１の、管軸方向における両側の端部のそれぞれに設けられている。ホルダ１４は、発光管１１の端部を覆っている。ホルダ１４は、例えば、絶縁材料から形成することができる。ホルダ１４は、例えば、ステアタイト（steatite）、酸化アルミニウムなどから形成することができる。ホルダ１４は、外部電極１６と接触させてもよいし、外部電極１６と離間させてもよい。

リード線１５は、封止部１１ａから露出するアウターリード１１ｃの端部に電気的に接続されている。リード線１５は、アウターリード１１ｃおよび導電部１１ｂを介して、内部電極１２と電気的に接続されている。リード線１５は、例えば、紫外線照射装置１００の外部に設けられた点灯回路と電気的に接続される。なお、リード線１５は、図３に示すように、発光管１１の一方の端部側のみに設けることもできるし、発光管１１の両側の端部のそれぞれに設けることもできる。

図２～図４に示すように、外部電極１６は、発光管１１の外部に設けられている。外部電極１６は、例えば、電極体１６ａ、および複数の取り付け部１６ｂを有する。電極体１６ａ、および複数の取り付け部１６ｂは、一体に形成することができる。

電極体１６ａは、発光管１１の外面に沿って、発光管１１の管軸方向に延びている。電極体１６ａは、発光管１１の外面と、冷却部２の凹部２ａの内壁と、の間に設けられている。電極体１６ａは、内部電極１２（コイル１２ａ）と対向している。反射膜１３が設けられる場合には、電極体１６ａは、反射膜１３と対向する位置に設けることができる。

電極体１６ａの厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下とすることができる。電極体１６ａは、金属などの導電性材料から形成することができる。電極体１６ａは、例えば、ステンレス、アルミニウムなどから形成される。また、バリア放電ランプ１を点灯させると、紫外線とともに熱が発生する。そのため、電極体１６ａが金属などの熱伝導率の高い材料を含んでいれば、電極体１６ａを放熱部として用いることもできる。

複数の取り付け部１６ｂは、発光管１１の管軸方向に直交する方向において、電極体１６ａの両側の端部のそれぞれに設けられている。複数の取り付け部１６ｂの一方の端部は、電極体１６ａの端部に設けられている。発光管１１の管軸方向に直交する方向において、複数の取り付け部１６ｂは、発光管１１から離れる方向に延びている。

複数の取り付け部１６ｂは、発光管１１の管軸方向に並べて設けられている。複数の取り付け部１６ｂは、冷却部２の、凹部２ａが開口する面に取り付けられる。複数の取り付け部１６ｂは、例えば、ネジなどの締結部材を用いて、冷却部２に取り付けられる。複数の取り付け部１６ｂの厚み、および材料は、電極体１６ａと同じとすることができる。

複数の取り付け部１６ｂを冷却部２に取り付ければ、バリア放電ランプ１を点灯させた際に発生した熱により、電極体１６ａが変形するのを抑制することができる。電極体１６ａが変形するのを抑制することができれば、内部電極１２（コイル１２ａ）と外部電極１６（電極体１６ａ）との間の距離が変化して放電状態が変化するのを抑制することができる。放電状態が変化するのを抑制することができれば、均斉度を高くすることができる。そのため、処理ムラの発生を抑制することができる。

また、複数の位置決め部材１６ｃをさらに設けることができる。位置決め部材１６ｃは、板状を呈し、取り付け部１６ｂと、冷却部２の、凹部２ａが開口する面との間に設けることができる。例えば、位置決め部材１６ｃの数は、取り付け部１６ｂの数と同じとすることができる。

位置決め部材１６ｃは、例えば、ネジなどの締結部材を用いて、取り付け部１６ｂとともに冷却部２に取り付けられる。そのため、位置決め部材１６ｃには、厚み方向を貫通する孔を設けることができる。位置決め部材１６ｃの厚みは、例えば、０．３ｍｍ程度とすることができる。位置決め部材１６ｃの材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。

位置決め部材１６ｃを冷却部２に取り付けた際には、位置決め部材１６ｃの一方の端部と電極体１６ａとの間、および電極体１６ａと発光管１１の外面との間の少なくともいずれかに僅かな隙間が設けられるようにしてもよいし、隙間が設けられないようにしてもよい。この様にすれば、バリア放電ランプ１を点灯させた際に発生した熱により、電極体１６ａおよび発光管１１が変形するのを抑制することができる。そのため、内部電極１２（コイル１２ａ）と外部電極１６（電極体１６ａ）との間の距離が変化して放電状態が変化したり、発光管１１と、冷却部２との間に隙間が生じて、冷却状態が変化したりするのを抑制することができる。放電状態、および冷却状態が変化するのを抑制することができれば、均斉度をさらに高くすることができる。そのため、処理ムラの発生をさらに抑制することができる。

図２、および図４に示すように、冷却部２は、外部電極１６を挟んで、発光管１１と対向している。冷却部２は、バリア放電ランプ１の管軸方向に延びている。冷却部２の管軸方向の長さは、例えば、外部電極１６（電極体１６ａ）の管軸方向の長さと同じとすることができる。冷却部２は、少なくとも１つ設けることができる。複数の冷却部２を設ける場合には、図２に示すように、複数の冷却部２を、バリア放電ランプ１の管軸方向に並べて設けることができる。

図４に示すように、冷却部２の一方の面には、凹部２ａを設けることができる。凹部２ａは、発光管１１の管軸方向に延びている。凹部２ａの内部には、外部電極１６の電極体１６ａと、バリア放電ランプ１の発光管１１を設けることができる。凹部２ａの内面の少なくとも一部は、電極体１６ａと接触することができる。

冷却部２は、熱伝導率の高い材料から形成されている。冷却部２は、例えば、アルミニウムやステンレスなどの金属から形成することができる。また、図４に示すように、冷却部２の内部に流路２ｂを設けることができる。流路２ｂには、例えば、開閉弁２ｃを介して、冷媒が供給される。冷媒は、例えば、水などである。流路２ｂの内部を流れた冷媒は、冷却部２の外部に排出される。流路２ｂの内部に冷媒を流せば、バリア放電ランプ１において発生した熱を効率良く放熱することができる。

ソケット３は、例えば、点灯回路などに電気的に接続されている。リード線１５、および外部電極１６は、着脱可能にソケット３と電気的に接続される。リード線１５、および外部電極１６をソケット３に電気的に接続することで、内部電極１２、および外部電極１６を点灯回路などに電気的に接続することができる。

点灯回路は、例えば、交流電源からの電力を、高電圧かつ高周波（例えば、周波数が３７ｋＨｚの正弦波）の電力に変換するインバータを有する。例えば、点灯回路は、２．４ｋＷ程度のランプ電力で、バリア放電ランプ１を点灯させる。

カバー４は、箱状を呈し、内部に、バリア放電ランプ１、冷却部２、およびソケット３を収納する。カバー４の一方の端部は開口している。カバー４が設けられていれば、カバー４の内部空間に後述するパージガスＧを滞留させることができる。カバー４の内部空間にパージガスＧが滞留していれば、バリア放電ランプ１の保護を図ることができる。

筐体５は、箱状を呈し、内部に、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、およびカバー４を収納する。筐体５の一方の端部は開口している。筐体５の開口部が設けられる方向は、カバー４の開口が設けられる方向と同じとすることができる。図１に示すように、バリア放電ランプ１から照射された紫外線は、カバー４の開口、および筐体５の開口を介して、対象物２００に照射される。

筐体５の内部空間には、パージガス供給部６から供給されたパージガスＧが滞留する。筐体５の内部空間にパージガスＧが満たされていれば、対象物２００から放出された対象物２００の成分を含むガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達するのを抑制することができる。

図５は、比較例に係る紫外線照射装置３００を例示するための模式断面図である。
図５に示すように、紫外線照射装置３００には、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、カバー４、筐体５、およびパージガス供給部３０６を有する。
パージガス供給部３０６は、例えば、流量調整弁３０６ａを介して、筐体５の内部空間にパージガスＧを供給する。筐体５の内部空間に供給されたパージガスＧは、筐体５の内部空間に滞留するとともに、一部が筐体５の開口から外部に排出される。

パージガスＧが、筐体５の内部空間に滞留していれば、図５に示すように、バリア放電ランプ１（発光管１１）と対象物２００との間にパージガスＧの層３０６ｂが形成される。パージガスＧの層３０６ｂが形成されていれば、対象物２００から放出されたガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達するのを抑制することができる。そのため、対象物２００の成分がバリア放電ランプ１（発光管１１）の表面に付着して、バリア放電ランプ１の管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができる。

ところが、処理時間が長かったり、処理数が多かったりした場合には、ガス２００ａが経時的にバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達する場合がある。また、ガス２００ａの放出量が多い場合にも、ガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達する場合がある。ガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達すると、対象物２００の成分がバリア放電ランプ１（発光管１１）の表面に付着して、バリア放電ランプ１の管軸方向における均斉度が低下する場合がある。均斉度が低下すると処理ムラが生じやすくなるので、処理が施された対象物２００の品質が低下するおそれがある。

そこで、本実施の形態に係る紫外線照射装置１００には、パージガス供給部６が設けられている。図１に示すように、パージガス供給部６は、例えば、ガス供給源６ａ、開閉弁６ｂ、流量調整部６ｃ、および気流形成部６ｄを有する。ガス供給源６ａ、開閉弁６ｂ、および流量調整部６ｃは、筐体５の外部に設けることができる。気流形成部６ｄは、筐体５の内部空間に設けることができる。

ガス供給源６ａは、パージガスＧを気流形成部６ｄに供給する。ガス供給源６ａは、例えば、パージガスＧを収納した高圧ボンベや工場配管などとすることができる。
パージガスＧは、対象物２００、およびバリア放電ランプ１の要素と反応し難いものであれば特に限定はない。パージガスＧは、例えば、窒素ガス、アルゴンやヘリウムなどの希ガスとすることができる。この場合、パージガスＧを空気よりも比重が小さいガス（例えば、ヘリウム）とすれば、筐体５の内部空間にパージガスＧを滞留させるのが容易となる。また、パージガスＧを希ガスよりも価格の安い窒素ガスとすれば、ランニングコストの低減を図ることができる。

開閉弁６ｂは、配管などを介して、ガス供給源６ａと気流形成部６ｄとの間に接続することができる。開閉弁６ｂは、パージガスＧの供給と、供給の停止を制御する。開閉弁６ｂは、例えば、二方弁とすることができる。

流量調整部６ｃは、配管などを介して、開閉弁６ｂと気流形成部６ｄとの間に接続することができる。流量調整部６ｃは、パージガスＧの流量を調整する。流量調整部６ｃは、例えば、流量調整弁または圧力調整弁とすることができる。また、流量調整部６ｃは、開閉弁６ｂの機能をさらに有することもできる。

気流形成部６ｄは、例えば、配管などを介して、流量調整部６ｃと接続することができる。
図６は、気流形成部６ｄを例示するための模式斜視図である。
図１、および図６に示すように、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向に直交する方向（Ｘ方向）において、気流形成部６ｄは、バリア放電ランプ１と並べて設けることができる。気流形成部６ｄは、バリア放電ランプ１（発光管１１）と平行となるように設けることができる。バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）において、気流形成部６ｄの長さは、バリア放電ランプ１の長さと同程度とすることができる。

図６に示すように、気流形成部６ｄには、パージガスＧの吹き出し口６ｄ１を設けることができる。吹き出し口６ｄ１は、例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）に延びるスリットとすることができる。なお、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）に並ぶ複数の孔を吹き出し口６ｄ１としてもよい。

図１、および図６に示すように、気流形成部６ｄに供給されたパージガスＧは、吹き出し口６ｄ１から吹き出す。吹き出し口６ｄ１から吹き出したパージガスＧは、発光管１１の対象物２００側の端部の近傍に供給される。すなわち、気流形成部６ｄは、筐体５の内部において、バリア放電ランプ１（発光管１１）に向けてパージガスＧを流す。この場合、図１に示すように、気流形成部６ｄは、発光管１１の、筐体５の開口に対向する側（対象物２００に対向する側）の端部の近傍を流れるパージガスＧの流れを形成する。パージガスＧは、発光管１１が延びる方向と直交する方向（Ｘ方向）の、発光管１１の一方の側から他方の側に、筐体５の開口に沿って流れる。この様なパージガスＧの流れを形成することができれば、対象物２００からバリア放電ランプ１（発光管１１）に向かうガス２００ａをパージガスＧの流れに載せて、バリア放電ランプ１（発光管１１）から遠ざけることができる。

吹き出し口６ｄ１から吹き出したパージガスＧの流速や流量は、ガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）から遠ざけられるのであれば特に限定はない。この場合、パージガスＧの流速を速くしたり、パージガスＧの流量を多くしたりすれば、ガス２００ａがバリア放電ランプ１（発光管１１）に到達し難くなる。一方、パージガスＧの流速を速くしたり、パージガスＧの流量を多くしたりすれば、ランニングコストが高くなる。そのため、パージガスＧの流速や流量は、ガス２００ａの放出量、バリア放電ランプ１（発光管１１）と対象物２００との間の距離などに応じて適宜変更することができる。パージガスＧの流速や流量は、実験やシミュレーションなどを行うことで適宜決定することができる。

気流形成部６ｄが設けられていれば、対象物２００の成分がバリア放電ランプ１（発光管１１）の表面に付着するのを効果的に抑制することができる。そのため、バリア放電ランプ１の管軸方向における均斉度が低下するのを抑制することができ、ひいては、処理ムラが生じるのを抑制することができる。

図７は、他の実施形態に係る気流形成部６ｄａを例示するための模式斜視図である。
気流形成部６ｄａは、例えば、送風ファンとすることができる。この場合、図７に示すように、複数の気流形成部６ｄａをバリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）に並べて設けることができる。複数の気流形成部６ｄａの列は、バリア放電ランプ１（発光管１１）と平行となるようにすることができる。なお、気流形成部６ｄａの数は例示をしたものに限定されるわけではなく、例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向の長さに応じて適宜変更することができる。また、気流形成部６ｄａは、クロスフローファン（ラインフローファン（登録商標））とすることもできる。気流形成部６ｄａをクロスフローファンとする場合には、例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）に延びる気流形成部６ｄａを１つ設けることができる。

また、気流形成部６ｄａは、筐体５の内部空間に滞留しているパージガスＧを発光管１１の対象物２００側の端部の近傍に供給する。そのため、前述した流量調整部６ｃは、筐体５の内部空間に接続される。流量調整部６ｃは、筐体５の内部空間にパージガスＧを供給して、少なくとも気流形成部６ｄａの周辺にパージガスＧが存在するようにする。

気流形成部６ｄａを設ける場合にも、発光管１１の対象物２００側の端部の近傍に、パージガスＧの流れを形成することができる。パージガスＧの流れが形成されれば、対象物２００からバリア放電ランプ１（発光管１１）に向かうガス２００ａをパージガスＧの流れに載せて、バリア放電ランプ１（発光管１１）から遠ざけることができる。すなわち、気流形成部６ｄａを設ければ、前述した気流形成部６ｄと同様の効果を享受することができる。

図８は、図５に示す比較例に係る紫外線照射装置３００の効果を例示するための表である。なお、図８は、気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられていない場合の効果を例示するための表である。
図９は、気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられた場合の効果を例示するための表である。 また、図８、および図９における「０ｍｍ」は、バリア放電ランプ１（発光管１１）の、管軸方向（Ｙ方向）における中心位置を表している。また、「３００ｍｍ」、「６００ｍｍ」、「７００ｍｍ」、「－３００ｍｍ」、「－６００ｍｍ」、「－７００ｍｍ」は、中心位置からの距離を表している。
図１０は、均斉度の経時的な変化を例示するためのグラフである。

図８、および図９から分かるように、気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられていれば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（Ｙ方向）における照度のバラツキを小さくすることができる。すなわち、均斉度の向上を図ることができる。
また、図１０から分かるように、気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられていれば、均斉度が経時的に低下するのを抑制することができる。

また、パージガスＧが、バリア放電ランプ１（発光管１１）の近傍に直接供給されるので、バリア放電ランプ１（発光管１１）に外気（空気）が接触するのを効果的に抑制することができる。例えば、内部電極１２と電極体１６ａとの間でバリア放電が生じた際に、電極体１６ａと冷却部２との間の隙間や、電極体１６ａと発光管１１との間の隙間に環境中の空気があると、硝化水素ガスが発生する場合がある。また、電極体１６ａの表面において、環境中の水分が結露する場合がある。結露した水分に硝化水素ガスが溶け込むと、硝酸が生成される。硝酸が発光管１１の外面に接触すると、紫外線の透過性が低下する。バリア放電ランプ１を点灯させる度に、このような化学反応が繰り返し生じると、紫外線の取り出し効率が経時的に低下するおそれがある。

気流形成部６ｄ（６ｄａ）が設けられていれば、パージガスＧが、バリア放電ランプ１（発光管１１）の近傍に直接供給されるので、硝化水素ガスの生成や、水分の結露を効果的に抑制することができる。そのため、紫外線の取り出し効率が経時的に低下するのを効果的に抑制することができる。

また、カバー４が設けられていれば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の近傍に供給されたパージガスＧを滞留させることができるので、硝化水素ガスの生成や、水分の結露をさらに抑制することができる。そのため、紫外線の取り出し効率が経時的に低下するのをさらに抑制することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ バリア放電ランプ、２ 冷却部、５ 筐体、６ パージガス供給部、６ａ ガス供給源、６ｂ 開閉弁、６ｃ 流量調整部、６ｄ 気流形成部、１１ 発光管、１２ 内部電極、１６ 外部電極、１６ａ 電極体、１００ 紫外線照射装置、２００ 対象物、２００ａ ガス、Ｇ パージガス

Claims (3)

1. 箱状を呈し、一方の端部が開口した筐体と；
   前記筐体の内部に設けられ、紫外線を照射するバリア放電ランプと；
   前記筐体の内部において、前記バリア放電ランプに向けてパージガスを流す気流形成部と；
   を具備し、
   前記バリア放電ランプは、
   一方向に延び、管状を呈し、内部にガスが封入された発光管と；
   前記発光管の内部に設けられた内部電極と；
   前記発光管の外部に設けられた外部電極と；
   を有し、
   前記気流形成部は、前記発光管の、前記筐体の開口に対向する側の端部の近傍を流れる前記パージガスの流れを形成する紫外線照射装置。
2. 前記筐体の内部空間には、前記パージガスが滞留する請求項１記載の紫外線照射装置。
3. 前記パージガスは、前記発光管が延びる方向と直交する方向の、前記発光管の一方の側から他方の側に、前記筐体の開口に沿って流れる請求項１または２に記載の紫外線照射装置。

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