JP2836058B2 - 誘電体バリア放電ランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、塗料の硬化、
表面洗浄、殺菌等に使用される真空紫外線光源の改良に
係り、特に、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を
形成し、前記エキシマ分子から放射される光を利用する
いわゆる誘電体バリア放電ランプを使用した誘電体バリ
ア放電ランプ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連した技術としては、例え
ば、日本国公開特許公報平１−１４４５６０号がある。
そこには、放電容器にエキシマ分子を形成する放電用ガ
スを充填し、誘電体バリア放電（別名オゾナイザ放電あ
るいは無声放電。電気学会発行改定新版「放電ハンドブ
ック」平成１年６月再版７刷発行第２６３ページ参照）
によってエキシマ分子を形成せしめ、前記エキシマ分子
から放射される光（以下、エキシマ光と称する）を利用
するランプ、すなわち誘電体バリア放電ランプについて
記載されている。

【０００３】前記公開特許公報にはまた、前記放電容器
は円筒状であり、前記放電容器の少なくとも一部は前記
誘電体バリア放電の誘電体を兼ねており、前記誘電体は
光透過性であり、前記誘電体の少なくとも一部に導電性
網状電極が設けられた誘電体バリア放電ランプが記載さ
れている。

【０００４】１９８９年９月発行のＣＨＥＭＩＴＲＯＮ
ＩＣＳ誌の２０２ページには、石英ガラス管からなる外
側管と内側管とを同軸に配置することによって形成した
中空円筒状の放電空間を有する放電容器に、放電用ガス
としてキセノンを充填し、前記内側管の外壁の少なくと
も一部にアルミニウムフォイルからなる内側電極を設
け、前記外側管の外壁の少なくとも一部に導電性網状電
極を設けた誘電体バリア放電ランプが記載されている。

【０００５】さらに前記文献には、誘電体バリア放電ラ
ンプからは、波長１００ｎｍから波長８００ｎｍの間の
波長領域においてはキセノンエキシマ光である中心波長
１７２ｎｍで半値幅１２ｎｍである真空紫外線だけが放
出され、他の波長の発光はほとんど無い事が記載されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した誘電体バリア
放電ランプ装置は、 （１）例えば、放電用ガスとしてキセノン等を選択すれ
ば、真空紫外光が高効率で得られる （２）エキシマ光だけが放出される単一波長光源である など従来の低圧水銀放電ランプや高圧アーク放電ランプ
には無い種々の特長を有しているため有用である。

【０００７】（ａ）しかし、反面、上記のような誘電体
バリア放電ランプ装置は可視光の放射が著しく少なく、
ランプが点灯していることを視覚で識別することが困難
であった。したがって、数十ｋＨｚの高周波で数ｋＶの
高電源電圧で動作し、かつ、高エネルギーの紫外線を放
出する誘電体バリア放電ランプが点灯中であるのにも拘
わらず、誤って触れてしまう可能性があり、安全性に問
題があった。

【０００８】（ｂ）以上の事情に基づき、エキシマ光を
検出することによってランプの点灯状態を表示する方法
が考えられた。しかし、エキシマ光の波長が真空紫外領
域に有る場合、エキシマ光は空気中の酸素や水分によっ
て著しく吸収される。よって、その光強度が著しく変動
し、ランプの点灯状態の確認が困難であった。

【０００９】（ｃ）また、従来のアーク放電ランプ装置
などで行われているランプ電流などの電気的な特性を検
知する方法を、誘電体バリア放電ランプ装置に適用する
ことは以下の理由で困難であった。

【００１０】第１に、誘電体バリア放電ランプは数ｋＨ
ｚ以上の高周波で数ｋＶの高電源電圧で動作しているた
め、誘電体バリア放電ランプの高電圧側に検知器を設け
ることは困難であった。

【００１１】第２に、アース側、すなわち、導電性網状
電極側に検知器を設けた場合には、誘電体バリア放電ラ
ンプは接地されないことになり、危険であるという問題
があった。

【００１２】第３に、発明者らは、ランプ電流などの電
気的な特性を検知する方法では、ランプの点灯状態を確
実に確認することが不可能であることを発見した。すな
わち、数ｋＨｚ以上の高周波で数ｋＶの高電源電圧で動
作する誘電体バリア放電ランプは、なんらかの原因で不
点灯になると、誘電体バリア放電ランプと電源を接続し
ている電線間などの絶縁破壊をまねき、電流が流れてし
まう。よって、誘電体バリア放電ランプが点灯している
状態と疑似的に同様な状態になってしまい、このような
方法ではランプの点灯状態を確認することが不可能にな
り、装置の焼損を招くなど信頼性、安全性に欠けるとい
う問題があった。

【００１３】本発明は、以上のような事情を基づいてな
されたものであり、その課題は、ランプが点灯している
ことを、容易に、確実に識別することができ、したがっ
て、安全性が高く、高信頼の誘電体バリア放電ランプ装
置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１の発明は、外形が概略円筒状であ
る外側管と内側管とを同軸に配置して、該両管の間に両
端が閉じられた中空円筒状の放電空間を形成した放電容
器に、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成す
る放電用ガスが充填され、前記内側管の内壁の少なくと
も一部に金属からなる内側電極が設けられ、前記外側管
の外壁の少なくとも一部は、前記エキシマ分子から放射
される光に対して光透過性であって、かつ、前記誘電体
バリア放電の誘電体を兼ねており、前記エキシマ分子か
ら放射される光に対して光透過性である誘電体の少なく
とも一部に導電性網状電極が設けられた誘電体バリア放
電ランプと、前記誘電体バリア放電を行うための電源と
からなる誘電体バリア放電ランプ装置において、前記誘
電体バリア放電ランプから放射される２００ｎｍ以上の
波長の光を検出する検出手段と、予め設定した値と前記
検出手段で検出した２００ｎｍ以上の波長の光の強度の
値とを比較する比較手段と、前記検出手段で検出した２
００ｎｍ以上の波長の光の強度が予め設定した値以下の
場合にその状態を表示する表示手段を設けたものであ
る。

【００１５】本発明の請求項２の発明は、外形が概略円
筒状である外側管と内側管とを同軸に配置することによ
って形成した中空円筒状の放電空間を有する放電容器
に、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する
放電用ガスが充填され、前記内側管の外壁の少なくとも
一部に金属からなる内側電極が設けられ、前記外側管の
外壁の少なくとも一部は、前記エキシマ分子から放射さ
れる光に対して光透過性であって、かつ、前記誘電体バ
リア放電の誘電体を兼ねており、前記エキシマ分子から
放射される光に対して光透過性である誘電体の少なくと
も一部に導電性網状電極が設けられた誘電体バリア放電
ランプと、前記誘電体バリア放電を行うための電源とか
らなる誘電体バリア放電ランプ装置において、前記誘電
体バリア放電ランプから放射される２００ｎｍ以上の波
長の光を検出する検出手段と、予め設定した値と前記検
出手段で検出した２００ｎｍ以上の波長の光の強度の値
とを比較する比較手段と、前記検出手段で検出した２０
０ｎｍ以上の波長の光の強度が予め設定した値以下の場
合に前記誘電体バリア放電ランプに印加される電圧を自
動的に遮断する手段を設けたものである。

【００１６】本発明の請求項３の発明は、本発明の請求
項１の発明または本発明の請求項２の発明において、前
記誘電体バリア放電ランプから放射される２００ｎｍ以
上の波長の光を検出する検出手段をフォトダイオードで
構成したものである。

【００１７】本発明の請求項４の発明は、本発明の請求
項１、請求項２または請求項３のいずれかの発明におい
て、内面に形成され、外部と連通する窪み部を有するラ
ンプ冷却部材と、該ランプ冷却部材の内面と対面する前
記エキシマ分子から放射される光を取り出す光取り出し
窓部とを有するランプハウス内に、前記誘電体バリア放
電ランプの外側管の外壁の一部が前記ランプ冷却部材の
窪み部に接触するように、前記誘電体バリア放電ランプ
を設置し、窓部を有し前記２００ｎｍ以上の波長の光を
検出する検出手段を、前記窪み部の外部連通口に設け、
前記検出手段の光軸と前記誘電体バリア放電ランプの中
心軸とが直交しているように構成したものである。

【００１８】本発明の請求項５の発明は、本発明の請求
項４の発明において、前記誘電体バリア放電ランプの内
側電極の半径をＲ、前記検出手段の窓部と前記内側電極
の最短距離をＬとしたとき、前記検出手段の窓部から前
記誘電体バリア放電ランプを見込む立体角がπＲ² ／Ｌ
² 以下であるようにしたものである。

【００１９】

【作用】本発明の請求項１の発明においては、前記誘電
体バリア放電ランプから放射される２００ｎｍ以上の波
長の光を検出する検出手段と、予め設定した値と前記検
出手段で検出した波長２００ｎｍ以上の光の強度の値と
を比較する手段と、前記検出手段で検出した２００ｎｍ
以上の波長の光の強度が予め設定した値以下の場合にそ
の状態を表示する手段を設けたものである。ここで、予
め設定する値を、前記誘電体バリア放電ランプが点灯し
ている時に放射される２００ｎｍ以上の波長の光の強度
とすれば、誘電体バリア放電ランプの点灯状態を、容易
に、確実に知ることができる。

【００２０】なお、上記した本発明の請求項１の発明
は、発明者らの以下の発見に基づいている。すなわち、
発明者らは、先に示した構成からなる誘電体バリア放電
ランプと、前記該誘電体バリア放電を行うための電源と
からなる誘電体バリア放電ランプ装置において、放電用
ガスとしてキセノンを使用し、光出力の分光特性を調べ
た。

【００２１】その結果は、図４の通りである。すなわ
ち、波長２００ｎｍ以上において、特に、波長２００ｎ
ｍから波長７００ｎｍの波長域において、キセノンエキ
シマ光である１７２ｎｍに最大値を有する真空紫外光に
比較すると著しく小さいが、光出力が存在することが見
出された。よって、波長２００ｎｍ以上に感度を有する
光を検出する検出手段を使用することにより、前記誘電
体バリア放電ランプの点灯状態の検知が可能であること
が分かる。

【００２２】本発明の請求項２の発明は、前記誘電体バ
リア放電ランプから放射される２００ｎｍ以上の波長の
光を検出する検出手段と、予め設定した値と前記検出手
段で検出した２００ｎｍ以上の波長の光の強度の値とを
比較する比較手段と、前記検出手段で検出した２００ｎ
ｍ以上の波長の光の強度が予め設定した値以下の場合に
前記誘電体バリア放電ランプに印加される電圧を自動的
に遮断する手段を設けたので、安全で、高信頼の誘電体
バリア放電ランプ装置を得ることができる。

【００２３】本発明の請求項３の発明においては、請求
項１または請求項２の発明において、前記誘電体バリア
放電ランプから放射される２００ｎｍ以上の波長の光を
検出する検出手段を、シリコンフォトダイオード、ＰＩ
Ｎシリコンフォトダイオード、ＧａＡｓＰフォトダイオ
ード等のフォトダイオードで構成したので、請求項１ま
たは請求項２の発明と同様の利点を有するのに加えて、
波長２００ｎｍから波長７００ｎｍの領域の光を効率よ
く検知でき、かつ、検出器が小型になるという利点が生
じる。

【００２４】本発明の請求項４の発明は、本発明の請求
項１、請求項２または請求項３のいずれかの発明におい
て、内面に形成され、外部と連通する窪み部を有するラ
ンプ冷却部材と、該ランプ冷却部材の内面と対面する前
記エキシマ分子から放射される光を取り出す光取り出し
窓部とを有するランプハウス内に、前記誘電体バリア放
電ランプの外側管の外壁の一部が前記ランプ冷却部材の
窪み部に接触するように、前記誘電体バリア放電ランプ
を設置し、窓部を有し前記２００ｎｍ以上の波長の光を
検出する検出手段を、前記窪み部の外部連通口に設け、
前記検出手段の光軸と前記誘電体バリア放電ランプの中
心軸とが直交しているように構成したので、請求項１、
請求項２、または請求項３のいずれかの発明と同様の利
点を有するのに加えて、前記検出手段が前記誘電体バリ
ア放電ランプの影に入るので、一般照明用の可視光等の
影響を受けにくく、したがって、前記誘電体バリア放電
ランプの点灯状態の確認を高信頼で行うことができると
いう利点を有する。

【００２５】本発明の請求項５の発明は、本発明の請求
項４の発明において、前記誘電体バリア放電ランプの内
側電極の半径をＲ、前記検出手段の窓部と前記内側電極
の最短距離をＬとしたとき、前記検出手段の窓部から前
記誘電体バリア放電ランプを見込む立体角がπＲ² ／Ｌ
² 以下であるようにしたので、請求項４の発明と同様の
利点を有するのに加えて、前記検出手段が光を透過しな
い前記内側電極の影に入るので、一般照明用の可視光等
の影響をさらに受けにくく、したがって、前記誘電体バ
リア放電ランプの点灯状態の確認をさらに高信頼で行う
ことができるという利点を有する。

【００２６】

【実施例】本発明の第１の実施例を説明する概略図を図
１に示す。第１の実施例の誘電体バリア放電ランプ装置
は、構成要素として図２に示す中空円筒形状の誘電体バ
リア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有する。

【００２７】図２は、誘電体バリア放電ランプ１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄの概略図を示す。図２において、放電容
器１は、全長約３００ｍｍの合成石英ガラス製である。
放電容器１には、外径が１６ｍｍ、肉厚１ｍｍの内側管
２と、内径が約２４．５ｍｍ、肉厚１ｍｍの外側管３と
が同軸に配置されていて、両端が閉じられた中空円筒状
の放電空間８が形成されている。放電空間８には、放電
用ガスとして２５０ｔｏｒｒのキセノンガスが封入され
ている。

【００２８】外側管３は、誘電体バリア放電のための誘
電体と光取り出し窓部材を兼用している。その外面には
光が通過する導電性網からなる長さ２５０ｍｍの電極４
が設けられている。内側管２の外面には、光の反射板と
誘電体バリア放電の電極を兼ねた内側電極５が設けられ
ている。内側電極５の外半径Ｒは７ｍｍである。電極４
と内側電極５は電源９に接続される。また放電容器１の
一端には、ゲッタ６を収納するゲッタ室７が設けられて
いる。ゲッタ６は放電空間８における不純ガス（例えば
Ｈ₂ Ｏ等）を除去し、放電を安定にする機能を持つ。

【００２９】図１にもどり、誘電体バリア放電ランプ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、合成石英ガラスからなる光取
り出し窓部３１、冷却ブロック３４、側板３５ａ，３５
ｂおよびランプの両端部側にある不図示の側板によって
気密に構成されているランプハウス内に、密閉されてい
る。誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
は、合成石英ガラスからなる光取り出し窓部３１と対面
して、かつ各ランプが平行に位置するように、不図示の
支持手段によって支持されている。また、誘電体バリア
放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうち、１ａ，１ｂ
は電源９ａに並列接続されており、１ｃ，１ｄは電源９
ｂに並列接続されている。

【００３０】アルミニウムからなる冷却ブロック３４に
は、内面に窪み部３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが形
成されている。各窪み部は、直径４ｍｍ、長さ２０ｍｍ
の貫通孔である光導入孔３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７
ｄを介して、外部と連通している。３０ａ，３０ｂは、
冷却用流体を流す孔である。誘電体バリア放電ランプ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの外側管３の外壁の一部は、冷却
のため、窪み部３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄと接触
している。また、光取り出し窓部３１の有効光取り出し
領域は、２４０ｍｍ×２４０ｍｍである。

【００３１】硼硅酸ガラスの窓部を有するシリコンフォ
トダイオード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、冷却
ブロック３４の窪み部３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ
が外部と連通している外部連通口３９ａ，３９ｂ，３９
ｃ，３９ｄに取り付けられている。各外部連通口は各シ
リコンフォトダイオードが取り付けやすいように、窪み
形状になっている。

【００３２】シリコンフォトダイオード１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄの硼硅酸ガラスの窓部と、誘電体バ
リア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの内側電極５の
最短距離Ｌは３９．５ｍｍである。また、シリコンフォ
トダイオード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの光軸
は、誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの
中心軸に、それぞれ直交している。

【００３３】シリコンフォトダイオード１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄには、シリコンフォトダイオード１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの出力電流の値と予め設
定した値と比較する比較部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，
１０ｄが接続されている。また、比較部材１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄは、発光ダイオードからなる表示部
材４０に接続されている。

【００３４】図１に示す誘電体バリア放電ランプ装置に
おいては、誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄの点灯を開始する前に、ガス導入口３２から窒素ガ
スが導入され、誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄと、合成石英ガラスからなる光取り出し窓部３
１との間の空間３６に存在した空気が、不活性ガス排出
口３３から排出される。

【００３５】光導入孔３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ
は、冷却ブロック３４の窪み部３８ａ，３８ｂ，３８
ｃ，３８ｄと誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄとの隙間を介して空間３６と接続されているの
で、時間が経てば、光導入孔３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，
３７ｄ内の空気も窒素ガスで置換される。

【００３６】空間３６および光導入孔３７ａ，３７ｂ，
３７ｃ，３７ｄに存在した空気が窒素ガスで置換された
あと、電源９ａ，９ｂから誘電体バリア放電ランプ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに９．４ｋＶの電圧を印加した。
ランプへの入力電力の値を外側管３が電極４と対接して
いる部分の面積の値で除した値である管壁負荷は０．２
５Ｗ／ｃｍ² になった。また、波長１７２ｎｍに最大値
を有する波長１６０ｎｍから波長１８０ｎｍの波長範囲
の真空紫外光が、高効率で放出された。

【００３７】誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄは平行に並んで設置され、かつ、ランプより放
出された真空紫外光は窒素ガスが充満した空間３６で吸
収されないので、実質的に平板状光源装置が得られた。
また、高価な合成石英ガラス板が多数使用されていない
ので、安価に平板状光源装置が得られた。

【００３８】第１の実施例は、さらに以下の特長を有す
る。図１において、誘電体バリア放電ランプ１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄのうちの一本でも不点灯になると、シリ
コンフォトダイオード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ
のうちの一つのシリコンフォトダイオードの出力電流が
予め設定した値よりも小さくなり、この状態が表示部材
４０に表示される。

【００３９】（１）したがって、誘電体バリア放電ラン
プの不点灯状態を容易に、また確実に確認することがで
きる。よって、視覚による点灯識別が困難であった誘電
体バリア放電ランプの点灯中に、作業者が誤って触れて
しまうこともなくなり、安全な誘電体バリア放電ランプ
装置が得られた。

【００４０】なお、第１の実施例においては、誘電体バ
リア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうちの一本で
も不点灯になったとき、表示部材４０を点灯させたが、
誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのすべ
てが点灯しているときに表示部材４０を点灯させる方法
でも良い。

【００４１】（２）また、誘電体バリア放電ランプの点
灯状態を検出する検出手段として、シリコンフォトダイ
オード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを採用してい
る。よって、誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄより放出される、波長２００ｎｍから波長７０
０ｎｍの波長域に存在する光出力を、効率よく検知でき
た。

【００４２】（３）検出手段の小型化を図れた。

【００４３】（４）シリコンフォトダイオード１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、硼硅酸ガラスの窓部を有し
ている。硼硅酸ガラスは３００ｎｍ以下の波長の光を透
過しないので、シリコンフォトダイオード１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄは、波長１７２ｎｍに最大値を有す
る真空紫外光であるエキシマ光の影響を受けにくい。ま
た、前記硼硅酸ガラス自体は、前記真空紫外線の照射に
よる劣化が少ない。よって、高信頼の誘電体バリア放電
ランプ装置が得られた。

【００４４】なお、シリコンフォトダイオード１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの窓部はソーダ石灰ガラスでも
よい。

【００４５】（５）検出手段であるシリコンフォトダイ
オード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの光軸は、誘電
体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの中心軸
に、それぞれ直交している。よって、検出手段が誘電体
バリア放電ランプの影に入るので、検出手段は一般照明
用の可視光等の影響を受けにくくなり、前記誘電体バリ
ア放電ランプの点灯状態の確認を高信頼で行うことがで
きた。

【００４６】具体例を示せば、以下のようになる。それ
ぞれのランプの内側電極５の外半径Ｒは７ｍｍ、各シリ
コンフォトダイオードの窓部と内側電極４の最短距離Ｌ
は３９．５ｍｍになるので、πＲ² ／Ｌ²は０．０９９
である。また、各シリコンフォトダイオードの窓部か
ら、前記誘電体バリア放電ランプを見込む立体角は、π
×２² ／２０² なので０．０３１になり、πＲ² ／Ｌ²
以下になっている。よって、各シリコンフォトダイオー
ドは、光を透過しない内側電極４の影に入っている。

【００４７】本発明の第２の実施例を説明する概略図を
図３に示す。本発明の第２の実施例は、乾式洗浄用の誘
電体バリア放電ランプ装置であり、例えば、試料として
液晶用ガラス４１の洗浄を行うものである。

【００４８】図３に示す構成は、図１に示す構成におい
て、光取り出し窓部３１の代わりに試料搬送部材４２を
設けたものである。また、表示部材４０の代わりに、比
較部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄおよび電源９
ａ，９ｂに接続された自動遮断部材５０が設けられてい
る。自動遮断部材５０は、電源９ａ，９ｂに信号を送信
することにより、電源９ａ，９ｂから誘電体バリア放電
ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへの印加電圧を自動的に
遮断する機能を有する。なお、図３において、図１と同
じ符号を有する構成要素は、図１と同様の構成要素であ
る。

【００４９】図３に示す乾式洗浄用の誘電体バリア放電
ランプ装置においては、ガス導入口３２から空気が導入
される。第１の実施例と同様な動作条件で動作させるこ
とにより、誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄから、波長１７２ｎｍに最大値を有する波長１６０
ｎｍから波長１８０ｎｍの波長範囲の真空紫外光が、高
効率で放出された。この真空紫外光によって、空間３６
に存在する空気中の酸素からオゾンが生成され、このオ
ゾンによってガラス４１の表面の有機物を分解・除去す
ることができた。

【００５０】第２の実施例においては、シリコンフォト
ダイオード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、空気中
で動作することになる。よって、通常、シリコンフォト
ダイオード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに到達する
真空紫外光の強度は、真空紫外光が空気によって吸収さ
れるので著しく小さくなる。

【００５１】また、ガラス４１の表面の有機物に分解に
よって発生したガスが、光導入孔３７ａ，３７ｂ，３７
ｃ，３７ｄに侵入し、このガスによっても真空紫外光が
吸収されてしまう。

【００５２】したがって、真空紫外光を受光・計測して
ランプの点灯状態を確認することは特に困難であるが、
ここでは２００ｎｍ以上の光を検出しているので、前記
誘電体バリア放電ランプの不点灯状態を容易に、信頼性
良く確認できる。

【００５３】さらに、第２の実施例は、以下のような特
長を有する。図３において、誘電体バリア放電ランプ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのなかの一本でも不点灯になる
と、シリコンフォトダイオード１４ａ，１４ｂ，１４
ｃ，１４ｄのなかの一つのシリコンフォトダイオードの
出力電流が、比較部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ
において予め設定した値よりも小さくなる。

【００５４】誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄの不点灯に対応する比較部材１０ａ，１０ｂ，
１０ｃ，１０ｄは、不点灯信号を自動遮断部材５０へ送
信する。前記信号を受信した自動遮断部材５０は、電源
９ａ，９ｂに、停止信号を送信する。その結果、電源９
ａ，９ｂから誘電体バリア放電ランプ１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄへの印加電圧は、自動的に遮断される。

【００５５】（６）したがって、視覚による点灯識別が
困難であった誘電体バリア放電ランプの点灯中に、作業
者が誤って触れてしまうこともなくなり、作業者に対し
て安全な誘電体バリア放電ランプ装置が得られた。

【００５６】なお第２の実施例において、自動遮断部材
５０の代わりに第１の実施例と同様の表示部材４０を設
けてもよいし、表示部材４０と自動遮断部材５０を同時
に設けてもよい。

【００５７】また、第１の実施例において、表示部材４
０の代わりに第２の実施例と同様の自動遮断部材５０を
設けてもよいし、表示部材４０と自動遮断部材５０を同
時に設けてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、次の効果を得ることが出来る。本発明の請求項１の
発明は、外形が概略円筒状である外側管と内側管とを同
軸に配置して、該両管の間に両端が閉じられた中空円筒
状の放電空間を形成した放電容器に、誘電体バリア放電
によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが充填さ
れ、前記内側管の内壁の少なくとも一部に金属からなる
内側電極が設けられ、前記外側管の外壁の少なくとも一
部は、前記エキシマ分子から放射される光に対して光透
過性であって、かつ、前記誘電体バリア放電の誘電体を
兼ねており、前記エキシマ分子から放射される光に対し
て光透過性である誘電体の少なくとも一部に導電性網状
電極が設けられた誘電体バリア放電ランプと、前記誘電
体バリア放電を行うための電源とからなる誘電体バリア
放電ランプ装置において、前記誘電体バリア放電ランプ
から放射される２００ｎｍ以上の波長の光を検出する検
出手段と、予め設定した値と前記検出手段で検出した２
００ｎｍ以上の波長の光の強度の値とを比較する比較手
段と、前記検出手段で検出した２００ｎｍ以上の波長の
光の強度が予め設定した値以下の場合にその状態を表示
する表示手段を設けた誘電体バリア放電ランプ装置のラ
ンプ点灯検出装置である。ここで、予め設定する値は、
前記誘電体バリア放電ランプが点灯している時に放射さ
れる２００ｎｍ以上の波長の光の強度である。

【００５９】（１）したがって、前記誘電体バリア放電
ランプの点灯状態を、容易に、確実に知ることができる
という効果を有する。 （２）また、視覚による点灯識別が困難であった誘電体
バリア放電ランプの点灯中に、作業者が誤って触れてし
まうこともなくなり、安全な誘電体バリア放電ランプ装
置を提供できるという効果を有する。

【００６０】本発明の請求項２の発明は、前記誘電体バ
リア放電ランプ装置に、前記誘電体バリア放電ランプか
ら放射される２００ｎｍ以上の波長の光を検出する検出
手段と、予め設定した値と前記検出手段で検出した２０
０ｎｍ以上の波長の光の強度の値とを比較する比較手段
と、前記検出手段で検出した２００ｎｍ以上の波長の光
の強度が予め設定した値以下の場合に前記誘電体バリア
放電ランプに印加される電圧を自動的に遮断する手段を
設けた誘電体バリア放電ランプ装置のランプ点灯検出装
置である。

【００６１】（３）したがって、作業者に対して安全
で、高信頼の誘電体バリア放電ランプ装置を得ることが
できるという効果を有する。

【００６２】本発明の請求項３の発明においては、請求
項１または請求項２の発明において、前記誘電体バリア
放電ランプから放射される２００ｎｍ以上の波長の光を
検出する検出手段を、シリコンフォトダイオード、ＰＩ
Ｎシリコンフォトダイオード、ＧａＡｓＰフォトダイオ
ード等のフォトダイオードで構成したものである。

【００６３】したがって、請求項１または請求項２の発
明と同様な利点を有するのに加えて、 （４）波長２００ｎｍから波長７００ｎｍの領域の光を
効率よく検知でき、かつ、検出器が小型になるという効
果を有する。

【００６４】本発明の請求項４の発明は、本発明の請求
項１、請求項２または請求項３のいずれかの発明におい
て、内面に形成され、外部と連通する窪み部を有するラ
ンプ冷却部材と、該ランプ冷却部材の内面と対面する前
記エキシマ分子から放射される光を取り出す光取り出し
窓部とを有するランプハウス内に、前記誘電体バリア放
電ランプの外側管の外壁の一部が前記ランプ冷却部材の
窪み部に接触するように、前記誘電体バリア放電ランプ
を設置し、窓部を有し前記２００ｎｍ以上の波長の光を
検出する検出手段を、前記窪み部の外部連通口に設け、
前記検出手段の光軸と前記誘電体バリア放電ランプの中
心軸とが直交しているように構成したので、請求項１、
請求項２、または請求項３のいずれかの発明と同様な利
点を有するのに加えて以下の効果を有する。

【００６５】（７）前記検出手段が前記誘電体バリア放
電ランプの影に入るので、一般照明用の可視光等の影響
を受けにくく、したがって、前記誘電体バリア放電ラン
プの点灯状態の確認を高信頼で行うことができるという
効果を有する。

【００６６】本発明の請求項５の発明は、本発明の請求
項４の発明において、前記誘電体バリア放電ランプの内
側電極の半径をＲ、前記検出手段の窓部と前記内側電極
の最短距離をＬとしたとき、前記検出手段の窓部から前
記誘電体バリア放電ランプを見込む立体角がπＲ² ／Ｌ
² 以下であるようにしたので、請求項４の発明と同様な
効果を有するのに加えて以下の効果を有する。

【００６７】（８）すなわち、前記検出手段が光を透過
しない前記内側電極の影に入るので、一般照明用の可視
光等の影響をさらに受けにくく、したがって、前記誘電
体バリア放電ランプの点灯状態の確認をさらに高信頼で
行うことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体バリア放電ランプ装置の第１の
実施例の説明図である。

【図２】本発明に使用する誘電体バリア放電ランプの実
施例の説明図である。

【図３】本発明の誘電体バリア放電ランプ装置の第２の
実施例の説明図である。

【図４】本発明の誘電体バリア放電ランプ装置の原理を
説明するためのグラフである。

【符号の説明】

１ 放電容器 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 誘電体バリア放電ランプ ２ 内側管 ３ 外側管 ４ 電極 ５ 内側電極 ６ ゲッタ ７ ゲッタ室 ８ 放電空間 ９，９ａ，９ｂ 電源 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 比較部材 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ フォトダイオード ３０ａ，３０ｂ 孔 ３１ 光取り出し窓部 ３２ ガス導入口 ３３ 不活性ガス排出口 ３４ 冷却ブロック ３５ａ，３５ｂ 側板 ３６ 空間 ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ 光導入孔 ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ 窪み部 ３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 外部連通口 ４０ 表示部材 ４１ 液晶用ガラス ４２ 試料搬送部材４２ ５０ 自動遮断部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹元 史敏 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 審査官 小川 浩史 (56)参考文献 特開 平７−220688（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 65/00 G21K 5/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外形が概略円筒状である外側管と内側管
   とを同軸に配置して、該両管の間に両端が閉じられた中
   空円筒状の放電空間を形成した放電容器に、 誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する放電
   用ガスが充填され、 前記内側管の内壁の少なくとも一部に金属からなる内側
   電極が設けられ、 前記外側管の外壁の少なくとも一部は、前記エキシマ分
   子から放射される光に対して光透過性であって、かつ、
   前記誘電体バリア放電の誘電体を兼ねており、 前記エキシマ分子から放射される光に対して光透過性で
   ある誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極が設けら
   れた誘電体バリア放電ランプと、 前記誘電体バリア放電を行うための電源とからなる誘電
   体バリア放電ランプ装置において、 前記誘電体バリア放電ランプから放射される２００ｎｍ
   以上の波長の光を検出する検出手段と、 予め設定した値と前記検出手段で検出した２００ｎｍ以
   上の波長の光の強度の値とを比較する比較手段と、 前記検出手段で検出した２００ｎｍ以上の波長の光の強
   度が予め設定した値以下の場合にその状態を表示する表
   示手段を設けたことを特徴とする誘電体バリア放電ラン
   プ装置。
2. 【請求項２】 外形が概略円筒状である外側管と内側管
   とを同軸に配置することによって形成した中空円筒状の
   放電空間を有する放電容器に、 誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する放電
   用ガスが充填され、 前記内側管の外壁の少なくとも一部に金属からなる内側
   電極が設けられ、 前記外側管の外壁の少なくとも一部は、前記エキシマ分
   子から放射される光に対して光透過性であって、かつ、
   前記誘電体バリア放電の誘電体を兼ねており、 前記エキシマ分子から放射される光に対して光透過性で
   ある誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極が設けら
   れた誘電体バリア放電ランプと、 前記誘電体バリア放電を行うための電源とからなる誘電
   体バリア放電ランプ装置において、 前記誘電体バリア放電ランプから放射される２００ｎｍ
   以上の波長の光を検出する検出手段と、 予め設定した値と前記検出手段で検出した２００ｎｍ以
   上の波長の光の強度の値とを比較する比較手段と、 前記検出手段で検出した２００ｎｍ以上の波長の光の強
   度が予め設定した値以下の場合に前記誘電体バリア放電
   ランプに印加される電圧を自動的に遮断する手段を設け
   たことを特徴とする誘電体バリア放電ランプ装置。
3. 【請求項３】 前記誘電体バリア放電ランプから放射さ
   れる２００ｎｍ以上の波長の光を検出する検出手段がフ
   ォトダイオードであることを特徴とする請求項１もしく
   は請求項２に記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
4. 【請求項４】内面に形成され、外部と連通する窪み部を
   有するランプ冷却部材と、該ランプ冷却部材の内面と対
   面する前記エキシマ分子から放射される光を取り出す光
   取り出し窓部とを有するランプハウス内に、 前記誘電体バリア放電ランプの外側管の外壁の一部が前
   記ランプ冷却部材の窪み部に接触するように、前記誘電
   体バリア放電ランプを設置し、 窓部を有し前記２００ｎｍ以上の波長の光を検出する検
   出手段を、前記窪み部の外部連通口に設け、 前記検出手段の光軸と前記誘電体バリア放電ランプの中
   心軸とが直交していることを特徴とした請求項１、請求
   項２または請求項３のいずれかに記載の誘電体バリア放
   電ランプ装置。
5. 【請求項５】 前記誘電体バリア放電ランプの内側電極
   の半径をＲ、前記検出手段の窓部と前記内側電極の最短
   距離をＬとしたとき、前記検出手段の窓部から前記誘電
   体バリア放電ランプを見込む立体角がπＲ² ／Ｌ² 以下
   であることを特徴とした請求項４に記載の誘電体バリア
   放電ランプ装置。