JP3518525B2 - UV lamp device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線を発生する
ランプを含むランプ装置の構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】紫外線を発生するランプ、例えば誘電体
バリア放電によってエキシマ分子を生成し、エキシマが
解離するときの紫外線を放射する誘電体バリア放電ラン
プや低圧水銀ランプなどは、例えば、物体の表面改質や
有機物分解による光洗浄などの応用のための、発生紫外
線光源として利用される。 【０００３】しかし、このようなランプは、それ自体の
発生する紫外線が故に困難な問題を抱えていた。 【０００４】 【０００５】すなわち、前記ランプが、例えば水などの
液体の流体を通すための管構造を有し、ランプを冷却す
るようなものであるため、例えばゴムなどを材料とする
ホースのような前記冷却流体の注入または排出のための
部材、前記流体の漏れを防ぐパッキング機能を有し、ラ
ンプの前記管構造と流体循環機構の一部である外部の流
体通路との間に挟み込む、例えばゴムなどを材料とする
パッキング材、などが前記ランプ封体（または封体の延
長部）に接する部分において同様に発生する紫外線によ
り劣化してしまう問題があった。 【０００６】もし、前記した流体漏れを防止するための
パッキング材が紫外線により劣化した場合は、前記部材
が紫外線により劣化する際に発生したガスが、前記ラン
プの収納容器の紫外線射出窓面上で変質固化し、窓の曇
りを発生して、紫外線の利用効率を低下させる不都合が
あった。 【０００７】さらに、前記した流体漏れを防止するため
のパッキング材が紫外線により劣化した場合は流体漏れ
が発生し、これが半導体や液晶表示パネルなどの光洗浄
装置であった場合は、クリーンルームのクリーン環境を
汚染する不都合があることはもちろん、前記ランプの給
電装置の電気出力や給電装置自体または近傍の電気回路
装置を短絡させ、これら装置を破壊したり、場合によっ
ては操作者の感電事故を生ずる重大な不都合が発生す
る。 【０００８】そのため、従来は、前記した流体漏れを防
止するためのパッキング材の劣化の問題のため、ランプ
を液体の流体で冷却することを断念し、冷却効率の悪い
ガス（風）で冷却するために、十分な冷却ができなかっ
た。 【０００９】あるいは、紫外線射出窓面の曇りの発生を
やむを得ないものとして、ゴムなどのパッキング材やホ
ースを使用して前記ランプを液体の流体で冷却する場合
は、パッキング材やホースを頻繁に交換する必要があ
り、コストや手間がかかっていた。 【００１０】例えば誘電体バリア放電ランプに関する、
ランプの冷却について述べた、米国特許庁公報５１７３
６３８においては、前記した紫外線によるホースやパッ
キング材などの劣化の問題は全く配慮されていなかっ
た。 【００１１】さらに、誘電体バリア放電ランプに関す
る、ランプの冷却について述べた、日本国特許出願２０
００−３６２３６６においては、前記した紫外線による
ホースやパッキング材などの劣化の問題を、内側電極が
遮光材を兼ねるように構成することにより回避するもの
が記載されているが、適用可能な形状の範囲が限定され
ていた。 【００１２】 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記したラ
ンプ封体の一部が冷却流体が通る管構造を成す紫外線を
発生するランプにおいて、例えばゴムホースなどのよう
な前記冷却流体の注入または排出のための部材、前記流
体の漏れを防ぐパッキング機能を有し、前記管構造と外
部流体通路との間に挟み込むゴムパッキング材、などが
前記ランプ封体に近接または接する部分において紫外線
により劣化する問題を解決することを課題とする。 【００１４】 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は、外側管と内側
管の間に放電空間が形成されたランプ封体と、外側管の
外側に設けられた外側電極と、内側管の内側又は外側に
設けられた内側電極とからなる、紫外線を発生するラン
プにおいて、前記内側管の内側に冷却流体を流すととも
に、前記冷却流体の注入または排出のための部材及び／
又は前記冷却流体の漏れを防ぐパッキング材若しくは充
填部材が、近接または接する前記ランプ封体の部分につ
いて、紫外線の透過を阻止または低減できる絶縁体から
なる層を設けることを特徴とする。 【００１６】 【００１７】 【作用】ランプ封体の一部が冷却流体が通る管構造を成
す紫外線を発生するランプにおいて、例えばゴムホース
などの前記冷却流体の注入または排出のための部材、前
記流体の漏れを防ぐパッキング機能を有し、前記管構造
と外部流体通路との間に挟み込むゴムパッキング材、な
どが近接または接する前記ランプ封体の部分について、
紫外線の透過を阻止または低減できる材料の層を設ける
ことにより、前記冷却流体の注入または排出のための部
材、前記管構造と外部流体通路との間に挟み込むゴムパ
ッキング材、などが紫外線に曝されることが防止され、
結果として、これらが紫外線により劣化することが防止
される。 【００１８】 【実施例】図７ａ、ｂに、誘電体バリア放電ランプによ
る従来の紫外線ランプ（９００）を示す。ａはランプ軸
を含む断面、ｂはランプ軸に垂直な面内における断面を
示す。誘電体バリア放電ランプは、誘電体バリア放電に
よってエキシマ分子を生成する放電用ガスが充填された
放電空間（９０５）があって、前記放電用ガスに放電現
象を誘起せしめるための両極の電極（９０１，９０２）
のうちの少なくとも一方と前記放電用ガスの間に誘電体
が介在する構造を有するランプで、前記電極（９０１，
９０２）に概略周期的な交流の高電圧を印加するための
給電装置（Ｐｓ）が接続される。 【００１９】本図の場合、ランプの封体を構成する、外
側管（９０３）と内側管（９０４）が、両極の電極（９
０１，９０２）と前記放電用ガスの間に介在する誘電体
を兼ねている。外側管（９０３）と内側管（９０４）と
は、封止部（９０７，９０８）にて封止されている。ま
た、外側管（９０３）の外側には、例えば導電性を有す
るパターンからなる光透過性の外側電極（９０１）が配
置され、内側管（９０４）の内側には、導電性を有する
パイプ状の内側電極（９０２）が配置される。 【００２０】放電用ガスとしては、発生させる紫外線の
波長に応じて、キセノン、ネオン、クリプトン、アルゴ
ンなどの希ガスや、これにフッ素、塩素、臭素などのハ
ロゲンを混合したもの、さらに水銀その他の金属を加え
たものが用いられ、また、ランプ封体の少なくとも外側
管（９０３）は、発生させる紫外線の波長について光透
過性の材料が用いられ、例えば溶融石英や合成石英など
のガラス、サファイアなどの結晶が用いられる。放射波
長は、一例をあげれば、１２６ｎｍ、１４６ｎｍ、１７
２ｎｍ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍである。 【００２１】給電装置（Ｐｓ）は、放電プラズマ空間
（９０５）に充填される放電用ガスの種類や圧力、放電
ギャップの長さ（外側管（９０３）の内面と内側管（９
０４）外面の距離）外側管（９０３）と内側管（９０
４）の材質と厚さ、ランプに投入する電力密度に応じ
た、適当なピーク電圧（例えば百ボルトから数十キロボ
ルト）と周波数（例えば数キロヘルツから数メガヘル
ツ）を有する交流の電圧を発生し両極の電極（９０１，
９０２）に印加する。 【００２２】印加される電圧の波形については、正弦波
や矩形波、三角波、鋸歯状波などの連続波、あるいはパ
ルス列などを用いることができる。 【００２３】このような誘電体バリア放電ランプを、本
発明に従って、水（純水を含む）などの液体を用いて冷
却することに適した構造としたものを図１に示す。 【００２４】本図のランプ（１００）においては、内側
管（１０４）が延長された形状を有し、内側管延長部
（１０６，１０７）の先端付近の外面に（および望まし
くは端部にも）紫外線の透過を阻止または低減できる材
料の層（１１１，１１２）が設けられている。 【００２５】このように紫外線ランプ（１００）を構成
することにより、前記内側管（１０４）に冷却液体（Ｃ
ｆ）を通すことによって前記紫外線ランプ（１００）を
冷却するために、前記内側管延長部（１０６，１０７）
に、ゴムなどの弾性材料からなる、冷却液体を注入する
ためのホース（１２１）と排出するためのホース（１２
２）とを接続したとき、放電空間（１０５）から発し
て、前記内側管延長部（１０６，１０７）のガラス内部
を伝播（反射を繰り返した導波を含む）した紫外線が、
前記ホース（１２１，１２２）の内面に当たることによ
り、ゴムなどの弾性材料からなる前記ホース（１２１，
１２２）が劣化することが防止される。 【００２６】図２は、前記図７の紫外線ランプと同様
に、冷却液体を注入、排出するためのホースを接続する
ための内側管延長部を有さない本発明に従う紫外線ラン
プ（２００）を示すものである。 【００２７】本図のランプにおいては、外側管（２０
３）と内側管（２０４）の封止部の外面に紫外線の透過
を阻止または低減できる材料の層（２１１，２１２）が
設けられている。このように紫外線ランプ（２００）を
構成することにより、前記内側管（２０４）に水などの
冷却液体（Ｃｆ）を通すことによって前記紫外線ランプ
（２００）を冷却するために、流体循環機構の一部であ
る外部の流体通路、すなわち前記冷却流体の注入のため
の部材（２２３）および排出のための部材（２２４）
と、ランプの前記管構造の開口部である封止部（２０
７，２０８）との間に、前記流体の漏れを防ぐために、
例えばゴムなどを材料とするパッキング材（２２１，２
２２）を挟み込んだとき、ランプ封体の部分である前記
封止部（２０７，２０８）に接する前記パッキング材
（２２１，２２２）の面が、前記封止部（２０７，２０
８）を介して放電空間（２０５）から発した紫外線によ
って劣化することが防止される。 【００２８】なお、本図の紫外線ランプ（２００）を含
む光源装置は、前記冷却流体の注入のための前記部材
（２２３）は、光源装置基材（２３１）の衝立部分（２
３２）によって位置が限定され、また、前記冷却流体の
排出のための前記部材（２２４）は、雄ネジ構造を有す
る管状ネジ部材（２２５）を介して、前記光源装置基材
（２３１）の雌ネジ構造を有する衝立部分（２３３）に
よって位置が限定されるように構成されている。 【００２９】このため、前記管状ネジ部材（２２５）が
前記紫外線ランプ（２００）を圧縮する方向に前記管状
ネジ部材（２２５）を回転させることにより、前記パッ
キング材（２２１，２２２）が圧縮され、このことによ
り前記パッキング材（２２１）が前記封止部（２０７）
および前記冷却流体の注入のための前記部材（２２３）
に密着し、また、前記パッキング材（２２２）が前記封
止部（２０８）および前記冷却流体の注入のための前記
部材（２２４）に密着することにより、結果的に前記冷
却流体の漏れが防止される。 【００３０】なお、内側電極（２０２）は、緩い螺旋形
状を成し、電極として疎のようであるが、冷却液体（Ｃ
ｆ）が水などの比誘電率の高い物質である場合は、前記
内側管（２０４）内の冷却液体（Ｃｆ）全体が電極とし
て機能する。 【００３１】図３は、前記図１の紫外線ランプと同様
に、冷却液体を注入、排出するためのゴムなどの弾性材
料からなるホースを接続するための内側管延長部を有す
る本発明に従う紫外線ランプ（３００）を示すものであ
る。 【００３２】本図のランプ（３００）においては、Ｕ字
型の内側管（３０４）が延長された形状を有し、内側管
延長部の先端付近の外面に（および望ましくは端部に
も）紫外線の透過を阻止または低減できる材料の層（３
１１，３１２）が設けられている。 【００３３】このように紫外線ランプ（３００）を構成
することにより、前記内側管（３０４）に冷却液体（Ｃ
ｆ）を通すことによって前記紫外線ランプ（３００）を
冷却するために、前記内側管延長部に、ゴムなどの弾性
材料からなる、冷却液体を注入するためのジョイント
（３２１）と排出するためのジョイント（３２２）とを
接続したとき、放電空間（３０５）から発して、前記内
側延長部のガラス内部を伝播した紫外線が、前記ジョイ
ント（３２１，３２２）の内面に当たることにより、ゴ
ムなどの弾性材料からなる前記ジョイント（３２１，３
２２）が劣化することが防止される。 【００３４】なお、内側電極（３０２）は、前記内側管
（３０４）の中央部を通り、電極として疎のようである
が、冷却液体（Ｃｆ）が水などの比誘電率の高い物質で
ある場合は、前記内側管（３０４）内の冷却液体（Ｃ
ｆ）全体が電極として機能する。 【００３５】本図の紫外線ランプ（３００）を含む光源
装置においては、前記紫外線ランプ（３００）を、ラン
プ口金（３３２）（ここで「口金」とは、外部の構造に
対してランプ本体を保持するための、ランプ封体に固着
される部材を意味しており、文字通り金属から成るもの
に限定されず、絶縁物などの金属以外の部材から成る場
合も含まれる）と、前記紫外線ランプ（３００）とを固
着するための接着または充填部材（３３１）が近接また
は接する前記紫外線ランプ封体の部分に、紫外線の透過
を阻止または低減できる材料の層（３１３）が設けられ
ている。 【００３６】このように前記紫外線ランプ（３００）を
構成することにより、前記紫外線ランプ封体に近接また
は接する前記接着または充填部材（３３１）が、放電空
間（３０５）から発した紫外線によって劣化することが
防止され、結果として、前記接着または充填部材（３３
１）の保持機能が低下してランプが外れてしまう不都合
が防止される。 【００３７】図４は、前記図２に記載の紫外線ランプ
（２００）と基本的に同様構造を有するが、内側の電極
（４０２）が、内側管（４０４）の外側にあって、放電
空間（４０５）に接している、本発明に従う紫外線ラン
プ（４００）を示すものである。 【００３８】本図のランプにおいては、外側管（４０
３）と内側管（４０４）の封止部の外面に紫外線の透過
を阻止または低減できる材料の層（４１１，４１２）が
設けられている。 【００３９】このように紫外線ランプ（４００）を構成
することにより、冷却流体の漏れを防ぐために、例えば
ゴムなどを材料とするパッキング材（４２１，４２２）
を挟み込んだとき、前記パッキング材（４２１，４２
２）の外側管（４０３）と内側管（４０４）の封止部の
外面に近接または接する面が、放電空間（４０５）から
発した紫外線によって劣化することが防止される。 【００４０】図５は、前記図３に記載の紫外線ランプ
（３００）と基本的に同様構造を有するが、内側管（５
０４）は、その一端が閉塞されており、また内側の電極
（５０２）が、内側管（５０４）の外側にあって、放電
空間（５０５）に接している、本発明に従う紫外線ラン
プ（５００）を示すものである。 【００４１】冷却液体（Ｃｆ）は、前記内側管（５０
４）の更なる内側に設けられた、冷却流体注入管（５２
２）から注入され、前記内側管（５０４）の更なる内側
を通って、排出される。 【００４２】本図のランプ（５００）においては、内側
管（５０４）が延長された形状を有し、内側管延長部の
先端付近の外面に（および望ましくは端部にも）紫外線
の透過を阻止または低減できる材料の層（５１１）が設
けられている。 【００４３】このように紫外線ランプ（５００）を構成
することにより、前記内側管（５０４）に冷却液体（Ｃ
ｆ）を通すことによって前記紫外線ランプ（５００）を
冷却するために、前記内側管延長部に、ゴムなどの弾性
材料からなる、冷却液体を排出するためのホース（５２
１）と放電空間（５０５）から発して、前記内側延長部
のガラス内部を伝播した紫外線が、前記ホース（５２
１）の内面に当たることにより、ゴムなどの弾性材料か
らなる前記ホース（５２１）が劣化することが防止され
る。本図の紫外線ランプ（５００）を含む光源装置にお
いては、前記紫外線ランプ（５００）を、ランプ口金
（５３２）と、前記紫外線ランプ（５００）とを固着す
るための接着または充填部材（５３１）が近接または接
する前記紫外線ランプ封体の部分に、紫外線の透過を阻
止または低減できる材料の層（５１２）が設けられてい
る。 【００４４】このように前記紫外線ランプ（５００）を
構成することにより、前記紫外線ランプ封体に近接また
は接する前記接着または充填部材（５３１）が、放電空
間（５０５）から発した紫外線によって劣化することが
防止され、結果として、前記接着または充填部材（５３
１）の保持機能が低下してランプが外れてしまう不都合
が防止される。 【００４５】なお、図５に記載の紫外線ランプ（５０
０）と基本的に同様構造を有するが、内側管（５０４）
の外側にある内側の電極（５０２）を廃し、代わりに、
内側管（６０４）の更なる内側に設けられる冷却流体注
入管（６０２）を導電性材料により構成し、図６に示す
ように、給電装置（Ｐｓ）からの電圧を、導電性材料に
よりなる前記冷却流体注入管（６０２）に印加するもの
としてもよい。 【００４６】これまでに述べた、紫外線の透過を阻止ま
たは低減できる材料の層としては、例えば、チタニアな
どの紫外線不透過の絶縁体をコーティングしたり、金属
薄膜を蒸着またはメッキするなどして形成することがで
きる。また、紫外線の透過を阻止または低減できる材料
の層は、必ずしも、ランプに付着などしている必要はな
く、ランプを装置に組み込んだ際に、上記実施例に記載
したような構成となればよく、このため装置側に設けて
おくこともできる。 【００４７】また、外側管の外側に配置される、例えば
導電性を有するパターンからなる光透過性の外側電極に
ついては、網状または多孔状、樹枝状、ストライプ状な
どの、外側管全面を覆わないパターンを、例えばリソグ
ラフィ技術を用いたアルミニウムやクロムなどの金属の
蒸着やメッキ、あるいは銀ペーストや金ペーストなどの
導電性ペーストのシルクスクリーン印刷および焼成によ
り形成したり、さらには、金網や多孔金属板を被せるな
どして形成することができる。 【００４８】ここまでに示した実施例においては、内側
管として１本のみをもつ紫外線ランプを記載したが、複
数の内側管をもつものや、内側電極が配置されて冷却流
体を通さない内側管と冷却流体を通す内側管とをもつも
のにおいても本発明は適用できる。 【００４９】さらに、ここまでに示した実施例において
は、誘電体バリア放電による紫外線ランプを記載した
が、低圧水銀ランプやフラッシュランプ、さらには、マ
イクロ波放電、高周波放電、電界放電、磁界放電（無電
極放電）などの放電によるランプや電子流ランプなどの
紫外線ランプ、エキシマレーザなどのあらゆる紫外線光
源について本発明は適用できる。 【００５０】さらに、ここまでに示した実施例において
は、ランプ封体が封じ切り構造を有するもののみを記載
したが、分解可能な部品を組み立ててランプ封体を構成
するにおいて、気密を保つために使用するＯリングやガ
スケットなどの紫外線による劣化を防止する場合にも本
発明は適用できる。 【００５１】 【発明の効果】本発明により、ランプ封体の一部が冷却
流体が通る管構造を成す紫外線を発生するランプにおい
て、前記冷却流体の注入または排出のための部材、前記
流体の漏れを防ぐパッキング機能を有し、前記管構造と
外部流体通路との間に挟み込むゴムパッキング材、など
が前記ランプ封体に近接または接する部分において紫外
線により劣化する問題を解決する課題を達成することが
できる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a lamp device including a lamp that generates ultraviolet rays. [0002] Lamps that generate ultraviolet rays, such as dielectric barrier discharge lamps or low-pressure mercury lamps that generate excimer molecules by dielectric barrier discharge and emit ultraviolet rays when the excimer dissociates are, for example, It is used as a generated ultraviolet light source for applications such as surface modification of objects and light cleaning by organic matter decomposition. However, such a lamp has a difficult problem due to the ultraviolet rays generated by itself. That is , since the lamp has a tube structure for passing a liquid fluid such as water and cools the lamp, it is like a hose made of rubber or the like. For injecting or discharging the cooling fluid
Member , having a packing function to prevent leakage of the fluid,
External flow that is part of the tube structure and fluid circulation mechanism of the pump
For example, rubber is used as a material.
There was a problem that the packing material or the like deteriorates due to ultraviolet rays that are similarly generated at a portion in contact with the lamp envelope (or an extended portion of the envelope). If the packing material for preventing fluid leakage is deteriorated by ultraviolet rays, the gas generated when the member is deteriorated by ultraviolet rays is generated on the ultraviolet emission window surface of the lamp storage container. There is a disadvantage that the material is denatured and solidified to cause fogging of the window, which lowers the utilization efficiency of ultraviolet rays. Furthermore, when the packing material for preventing fluid leakage described above is deteriorated by ultraviolet rays, fluid leakage occurs, and when this is a light cleaning device such as a semiconductor or a liquid crystal display panel, the clean environment of the clean room. As a matter of course, the electric power output of the lamp power supply device and the power supply device itself or an electric circuit device in the vicinity of the lamp are short-circuited, and these devices may be destroyed or an electric shock accident may be caused in some cases. Inconvenience occurs. Therefore, in the past, due to the problem of deterioration of the packing material for preventing the fluid leakage described above, the lamp was abandoned to be cooled with a liquid fluid and cooled with a gas (wind) having poor cooling efficiency. Therefore, sufficient cooling could not be performed. Alternatively, if it is unavoidable to cause fogging of the UV exit window surface, if the lamp is cooled with a liquid fluid using a packing material such as rubber or a hose, the packing material or hose is frequently replaced. It was necessary to do it, and it was costly and troublesome. For example, a dielectric barrier discharge lamp
U.S. Patent Office Publication 5173 describing lamp cooling
In 638, the above-described problem of deterioration of hoses and packing materials due to ultraviolet rays was not considered at all. Furthermore, Japanese Patent Application No. 20 describing cooling of a lamp relating to a dielectric barrier discharge lamp.
00-362366 describes that the above-described problem of deterioration of hoses and packing materials due to ultraviolet rays is avoided by configuring the inner electrode to also serve as a light-shielding material. Was limited. [0013] The present invention is a lamp that generates ultraviolet rays in which a part of the lamp envelope described above forms a tube structure through which a cooling fluid passes, such as a rubber hose.
A member for injecting or discharging the cooling fluid, the flow
Packing function to prevent body leakage
It is an object of the present invention to solve the problem that a rubber packing material or the like sandwiched between a part fluid passage and the like deteriorates due to ultraviolet rays at a portion close to or in contact with the lamp envelope. The present invention provides an outer tube and an inner tube.
A lamp envelope with a discharge space between the tubes and the outer tube
Outside electrode on the outside, inside or outside the inner tube
In a lamp that generates ultraviolet rays, which includes an inner electrode provided , a cooling fluid is allowed to flow inside the inner tube.
And a member for injecting or discharging the cooling fluid, and / or
Or a packing material or packing that prevents leakage of the cooling fluid.
The filler member is made of an insulator that can block or reduce the transmission of ultraviolet rays in the vicinity of or in contact with the lamp envelope.
It is characterized by providing a layer. In a lamp that generates ultraviolet rays in which a part of the lamp envelope forms a tube structure through which a cooling fluid passes, for example, a rubber hose
A member for injecting or discharging the cooling fluid, such as
The tube structure having a packing function to prevent fluid leakage
Rubber packing material sandwiched between the external fluid passage and
For the part of the lamp envelope that comes close to or touches,
A portion for injecting or discharging the cooling fluid by providing a layer of material capable of preventing or reducing the transmission of ultraviolet rays.
Material, a rubber pad sandwiched between the pipe structure and the external fluid passage
It is prevented that the packing material is exposed to ultraviolet rays,
As a result, they are prevented from being deteriorated by ultraviolet rays. FIGS. 7a and 7b show a conventional ultraviolet lamp (900) using a dielectric barrier discharge lamp. a is a cross section including the lamp axis, and b is a cross section in a plane perpendicular to the lamp axis. The dielectric barrier discharge lamp has a discharge space (905) filled with a discharge gas that generates excimer molecules by dielectric barrier discharge, and is a bipolar electrode (901) for inducing a discharge phenomenon in the discharge gas. 902)
A lamp having a structure in which a dielectric is interposed between at least one of the discharge gas and the discharge gas, and the electrode (901, 901).
902) is connected to a power supply device (Ps) for applying a substantially periodic alternating high voltage. In the case of this figure, the outer tube (903) and the inner tube (904) constituting the lamp envelope are formed of bipolar electrodes (9).
01, 902) and the dielectric interposed between the discharge gases. The outer tube (903) and the inner tube (904) are sealed with sealing portions (907, 908). Further, a light-transmitting outer electrode (901) made of, for example, a conductive pattern is disposed outside the outer tube (903), and a conductive pipe-like shape is disposed inside the inner tube (904). An inner electrode (902) is disposed. Depending on the wavelength of the ultraviolet rays to be generated, the discharge gas may be a rare gas such as xenon, neon, krypton, or argon, or a mixture of halogens such as fluorine, chlorine or bromine, mercury or other gases. A material added with metal is used, and at least the outer tube (903) of the lamp envelope is made of a light-transmitting material with respect to the wavelength of ultraviolet rays to be generated. For example, glass such as fused quartz or synthetic quartz, sapphire, etc. Are used. For example, the emission wavelengths are 126 nm, 146 nm, and 17
2 nm, 222 nm, and 308 nm. The power feeding device (Ps) includes the type and pressure of the discharge gas filled in the discharge plasma space (905), the length of the discharge gap (the inner surface of the outer tube (903) and the inner tube (9).
04) Distance of outer surface) Outer tube (903) and inner tube (90
4) Generates an alternating voltage having an appropriate peak voltage (for example, 100 volts to several tens of kilovolts) and a frequency (for example, several kilohertz to several megahertz) according to the material, thickness, and power density applied to the lamp. Electrode (901,
902). As the waveform of the applied voltage, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, a continuous wave such as a sawtooth wave, or a pulse train can be used. FIG. 1 shows such a dielectric barrier discharge lamp having a structure suitable for cooling using a liquid such as water (including pure water) according to the present invention. In the lamp (100) of this figure, the inner tube (104) has an extended shape, and is on the outer surface near the tip of the inner tube extension (106, 107) (and preferably also on the end). ) Layers of material (111, 112) that can block or reduce the transmission of ultraviolet light are provided. By constructing the ultraviolet lamp (100) in this way, a cooling liquid (C
f) to cool the UV lamp (100) by passing it through the inner tube extension (106, 107).
And a hose (12) for injecting a cooling liquid and a hose (12) for discharging, which are made of an elastic material such as rubber.
2), the ultraviolet rays emitted from the discharge space (105) and propagated inside the glass of the inner tube extension (106, 107) (including the guided wave repeatedly reflected),
By hitting the inner surface of the hose (121, 122), the hose (121, 121) made of an elastic material such as rubber is used.
122) is prevented from deteriorating. FIG. 2 shows an ultraviolet lamp (200) according to the present invention which does not have an inner tube extension for connecting a hose for injecting and discharging cooling liquid, similar to the ultraviolet lamp of FIG. Is. In the lamp of this figure, the outer tube (20
3) and layers (211 and 212) of a material capable of preventing or reducing the transmission of ultraviolet rays are provided on the outer surface of the sealing portion of the inner tube (204). By configuring the ultraviolet lamp (200) in this way, one of the fluid circulation mechanisms is used to cool the ultraviolet lamp (200) by passing a cooling liquid (Cf) such as water through the inner tube (204). External fluid passages, i.e., member (223) for injecting said cooling fluid and member (224) for discharging
And a sealing portion (20 which is an opening of the tube structure of the lamp)
7, 208) in order to prevent leakage of the fluid,
For example, a packing material made of rubber or the like (221, 2
22), the surface of the packing material (221, 222) that is in contact with the sealing portion (207, 208), which is a portion of the lamp envelope, is located on the sealing portion (207, 20).
8), deterioration due to ultraviolet rays emitted from the discharge space (205) is prevented. In the light source device including the ultraviolet lamp (200) of this figure, the member (223) for injecting the cooling fluid is a partition portion (2) of the light source device substrate (231).
32), and the member (224) for discharging the cooling fluid is connected to the female of the light source device substrate (231) via a tubular screw member (225) having a male screw structure. The position is limited by the partition part (233) having a screw structure. Therefore, the packing material (221, 222) is compressed by rotating the tubular screw member (225) in the direction in which the tubular screw member (225) compresses the ultraviolet lamp (200). As a result, the packing material (221) becomes the sealing portion (207).
And said member (223) for injection of said cooling fluid
Further, the packing material (222) is in close contact with the sealing portion (208) and the member (224) for injecting the cooling fluid, thereby preventing the cooling fluid from leaking. Is done. It should be noted that the inner electrode (202) has a loose spiral shape and appears sparse as an electrode, but the cooling liquid (C
When f) is a substance having a high relative dielectric constant such as water, the entire cooling liquid (Cf) in the inner tube (204) functions as an electrode. FIG. 3 shows an ultraviolet lamp according to the present invention having an inner tube extension for connecting a hose made of an elastic material such as rubber for injecting and discharging a cooling liquid, like the ultraviolet lamp of FIG. (300). In the lamp (300) of this figure, the U-shaped inner tube (304) has an extended shape and is on the outer surface near the tip of the inner tube extension (and preferably also at the end). Layers of material that can block or reduce the transmission of ultraviolet light (3
11, 312). By constructing the ultraviolet lamp (300) in this way, a cooling liquid (C
f) A joint (321) for injecting a cooling liquid and a joint for discharging, which is made of an elastic material such as rubber, in the inner tube extension to cool the ultraviolet lamp (300) by passing it through (322) is connected to the inner surface of the joint (321, 322) by the ultraviolet rays emitted from the discharge space (305) and propagated through the glass of the inner extension portion, thereby causing an elastic material such as rubber. The joint (321, 3
22) is prevented from deteriorating. The inner electrode (302) passes through the central portion of the inner tube (304) and appears to be sparse as an electrode, but the cooling liquid (Cf) is a substance having a high relative dielectric constant such as water. The cooling liquid (C in the inner tube (304)).
f) The whole functions as an electrode. In the light source device including the ultraviolet lamp (300) of the figure, the ultraviolet lamp (300) is connected to the lamp base (332) (here, "base" holds the lamp body with respect to the external structure). This means a member fixed to the lamp envelope, and is literally not limited to a member made of a metal, but also includes a member made of a member other than a metal such as an insulator) and the ultraviolet lamp (300 A layer (313) of a material capable of preventing or reducing the transmission of ultraviolet rays is provided at the portion of the ultraviolet lamp envelope where the adhesive or filling member (331) is in close proximity to or in contact. By constructing the ultraviolet lamp (300) in this way, the adhesive or filling member (331) in proximity to or in contact with the ultraviolet lamp seal is deteriorated by ultraviolet rays emitted from the discharge space (305). As a result, the adhesion or filling member (33
The disadvantage that the holding function of 1) is lowered and the lamp is detached is prevented. FIG. 4 has basically the same structure as the ultraviolet lamp (200) shown in FIG. 2, except that the inner electrode (402) is located outside the inner tube (404) and the discharge space ( 405) shows an ultraviolet lamp (400) according to the invention in contact with it. In the lamp of this figure, the outer tube (40
3) and a layer (411, 412) of a material capable of preventing or reducing the transmission of ultraviolet rays is provided on the outer surface of the sealing portion of the inner tube (404). By configuring the ultraviolet lamp (400) in this way, in order to prevent leakage of the cooling fluid, for example, packing materials (421, 422) made of rubber or the like are used.
When sandwiched, the packing material (421, 42
The surface adjacent to or in contact with the outer surface of the sealing portion of the outer tube (403) and the inner tube (404) of 2) is prevented from being deteriorated by ultraviolet rays emitted from the discharge space (405). FIG. 5 has basically the same structure as the ultraviolet lamp (300) shown in FIG.
04) an ultraviolet lamp (500) according to the invention, whose one end is closed and whose inner electrode (502) is outside the inner tube (504) and in contact with the discharge space (505) Is shown. The cooling liquid (Cf) is added to the inner pipe (50).
4) a cooling fluid injection pipe (52) provided further inside
2), injected through the further inside of the inner tube (504) and discharged. In the lamp (500) of this figure, the inner tube (504) has an extended shape, and ultraviolet rays are transmitted to the outer surface near the tip of the inner tube extension (and preferably also to the end). A layer (511) of material that can be blocked or reduced is provided. By constructing the ultraviolet lamp (500) in this way, a cooling liquid (C
In order to cool the ultraviolet lamp (500) by passing through f), a hose (52) for discharging a cooling liquid made of an elastic material such as rubber is provided in the inner tube extension.
1) and the discharge space (505), and ultraviolet rays propagated through the glass of the inner extension portion are converted into the hose (52).
By hitting the inner surface of 1), the hose (521) made of an elastic material such as rubber is prevented from being deteriorated. In the light source device including the ultraviolet lamp (500) of this figure, an adhesive or filling member (531) for fixing the ultraviolet lamp (500) to the lamp cap (532) and the ultraviolet lamp (500) is provided. A layer (512) of a material capable of preventing or reducing the transmission of ultraviolet rays is provided on the portion of the envelope of the ultraviolet lamp that is adjacent or in contact therewith. By constructing the ultraviolet lamp (500) in this way, the adhesive or filling member (531) adjacent to or in contact with the ultraviolet lamp envelope is deteriorated by ultraviolet rays emitted from the discharge space (505). As a result, the adhesion or filling member (53
The disadvantage that the holding function of 1) is lowered and the lamp is detached is prevented. Incidentally, the ultraviolet lamp (50 shown in FIG.
0) Basically the same structure as the inner tube (504)
The inner electrode (502) on the outside of the
The cooling fluid injection pipe (602) provided further inside the inner pipe (604) is made of a conductive material, and the voltage from the power feeding device (Ps) is made of the conductive material as shown in FIG. The cooling fluid injection pipe (602) may be applied. As described above, the layer of the material capable of preventing or reducing the transmission of ultraviolet rays is formed, for example, by coating an ultraviolet-opaque insulator such as titania or by depositing or plating a metal thin film. can do. In addition, the material layer that can prevent or reduce the transmission of ultraviolet rays does not necessarily have to be attached to the lamp, and may be configured as described in the above embodiment when the lamp is incorporated in the apparatus. For this reason, it can also be provided on the apparatus side. For the light-transmitting outer electrode arranged outside the outer tube, for example, having a conductive pattern, the entire outer tube such as a net-like shape, a porous shape, a dendritic shape, or a stripe shape is not covered. The pattern is formed, for example, by vapor deposition or plating of a metal such as aluminum or chromium using a lithography technique, silk screen printing and baking of a conductive paste such as silver paste or gold paste, and further, a metal mesh or a porous metal plate It can be formed by covering. In the embodiments shown so far, the ultraviolet lamp having only one inner tube has been described. However, an inner tube having a plurality of inner tubes or an inner tube in which cooling fluid does not pass is provided. The present invention can also be applied to an apparatus having an internal pipe for passing a cooling fluid. Further, in the embodiments shown so far, the ultraviolet lamp by the dielectric barrier discharge has been described. However, the low-pressure mercury lamp, the flash lamp, the microwave discharge, the high frequency discharge, the electric field discharge, the magnetic field discharge ( The present invention can be applied to any ultraviolet light source such as a lamp by discharge such as electrodeless discharge, an ultraviolet lamp such as an electron flow lamp, and an excimer laser. Further, in the embodiments shown so far, only the lamp envelope having a sealing structure has been described. However, in order to maintain airtightness when the disassembleable parts are assembled to constitute the lamp envelope. The present invention can also be applied to the case where deterioration due to ultraviolet rays, such as an O-ring or a gasket used in the invention, is prevented. [0051] According to the present invention, the lamp part of the lamp bulb is generated ultraviolet rays forming a tubular structure through which cooling fluid, member for injection or ejection of the cooling fluid, wherein
Having a packing function to prevent fluid leakage;
Rubber packing material sandwiched between external fluid passages, etc.
It is possible to achieve the problem of solving the problem of deterioration due to ultraviolet rays in a portion close to or in contact with the lamp envelope.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の紫外線ランプの実施例を示す図であ
る。 【図２】本発明の紫外線ランプの実施例を示す図であ
る。 【図３】本発明の紫外線ランプの実施例を示す図であ
る。 【図４】本発明の紫外線ランプの実施例を示す図であ
る。 【図５】本発明の紫外線ランプの実施例を示す図であ
る。 【図６】本発明の紫外線ランプの実施例を示す図であ
る。 【図７】従来の誘電体バリア放電ランプの説明図であ
る。 【符号の説明】 Ｐｓ 給電装置 Ｃｆ 冷却液体 １００ 紫外線ランプ １０１ 外側電極 １０２ 内側電極 １０３ 外側管 １０４ 内側管 １０５ 放電空間 １０６、１０７ 内側管延長部 １１１、１１２ 紫外線の透過を阻止または低減できる
材料の層 １２１、１２２ ホース ２００ 紫外線ランプ ２０１ 外側電極 ２０２ 内側電極 ２０３ 外側管 ２０４ 内側管 ２０５ 放電空間 ２０６ 放電路 ２０７、２０８ 封止部 ２１１、２１２ 紫外線の透過を阻止または低減できる
材料の層 ２２１、２２２ パッキング材 ２２３、２２４ 冷却流体の注入のための部材 ２２５ 管状ネジ部材 ２２６、２２７ ホース ２３１ 光源装置基材 ２３２、２３３ 衝立部分 ３００ 紫外線ランプ ３０１ 外側電極 ３０２ 内側電極 ３０３ 外側管 ３０４ 内側管 ３０５ 放電空間 ３１１、３１２、３１３ 紫外線の透過を阻止または低
減できる材料の層 ３２１、３２２ ジョイント ３２３ 冷却流体注入管 ３２４ 冷却流体排出管 ３３１ 充填部材 ３３２ ランプ口金 ３３３ 光源装置基材 ３３４ 固定ネジ ４００ 紫外線ランプ ４０１ 外側電極 ４０２ 内側電極 ４０３ 外側管 ４０４ 内側管 ４０５ 放電空間 ４０６ 放電路 ４１１、４１２ 紫外線の透過を阻止または低減できる
材料の層 ４２１、４２２ パッキング材 ４２３、４２４ 冷却流体の注入のための部材 ４２５ 管状ネジ部材 ４２６、４２７ ホース ４３１ 光源装置基材 ４３２、４３３ 衝立部分 ５００ 紫外線ランプ ５０１ 外側電極 ５０２ 内側電極 ５０３ 外側管 ５０４ 内側管 ５０５ 放電空間 ５１１、５１２ 紫外線の透過を阻止または低減できる
材料の層 ５２１ ホース ５２２ 冷却流体注入管 ５３１ 充填部材 ５３２ ランプ口金 ５３３ 光源装置基材 ５３４ 固定ネジ ６００ 紫外線ランプ ６０１ 外側電極 ６０２ 内側電極を兼ねた冷却流体注入管 ６０３ 外側管 ６０４ 内側管 ６０５ 放電空間 ６１１、６１２ 紫外線の透過を阻止または低減できる
材料の層 ６２１ ホース ６３１ 充填部材 ６３２ ランプ口金BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an embodiment of an ultraviolet lamp of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of an ultraviolet lamp according to the present invention. FIG. 3 is a view showing an embodiment of the ultraviolet lamp of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an example of an ultraviolet lamp of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing an example of an ultraviolet lamp according to the present invention. FIG. 6 is a diagram showing an example of an ultraviolet lamp according to the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional dielectric barrier discharge lamp. [Description of Symbols] Ps Power Feeder Cf Cooling Liquid 100 UV Lamp 101 Outer Electrode 102 Inner Electrode 103 Outer Tube 104 Inner Tube 105 Discharge Space 106, 107 Inner Tube Extensions 111, 112 A layer of material that can prevent or reduce the transmission of ultraviolet rays 121, 122 Hose 200 Ultraviolet lamp 201 Outer electrode 202 Inner electrode 203 Outer tube 204 Inner tube 205 Discharge space 206 Discharge path 207, 208 Sealing portions 211, 212 Layers 221 and 222 of materials capable of preventing or reducing the transmission of ultraviolet rays Packing material 223, 224 Member for cooling fluid injection 225 Tubular screw member 226, 227 Hose 231 Light source device base material 232, 233 Screen portion 300 UV lamp 301 Outer electrode 302 Inner electrode 303 Outer tube 304 Inner tube 305 Discharge space 311, 312 , 31 Layers 321, 322 Joint 323 Cooling fluid injection pipe 324 Cooling fluid discharge pipe 331 Filling member 332 Lamp cap 333 Light source device base material 334 Fixing screw 400 Ultraviolet lamp 401 Outside electrode 402 Inside electrode 403 Outside Tube 404 Inner tube 405 Discharge space 406 Discharge path 411, 412 Layer of material 421, 422 Packing material 423, 424 Material for injection of cooling fluid 425 Tubular screw member 426, 427 Hose 431 Light source Device substrate 432, 433 Screen portion 500 UV lamp 501 Outer electrode 502 Inner electrode 503 Outer tube 504 Inner tube 505 Discharge space 511, 512 Layer of material that can prevent or reduce the transmission of UV rays 521 Hose 522 Cooling fluid injection tube 531 Fill Filling member 532 Lamp base 533 Light source device base 534 Fixing screw 600 Ultraviolet lamp 601 Outer electrode 602 Cooling fluid injection tube 603 also serving as inner electrode Outer tube 604 Inner tube 605 Discharge space 611, 612 Material that can prevent or reduce the transmission of ultraviolet rays Layer 621 hose 631 filling member 632 lamp cap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2002−170527（ＪＰ，Ａ) 特開2000−223078（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−191392（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−59562（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5173638（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/35 H01J 65/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 2002-170527 (JP, A) JP 2000-223078 (JP, A) JP 11-191392 (JP, A) Actual opening 2-59562 ( JP, U) US Pat. No. 5,173,638 (US, A) (58) Field studied (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01J 61/35 H01J 65/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 外側管と内側管の間に放電空間が形成さ
れたランプ封体と、外側管の外側に設けられた外側電極
と、内側管の内側又は外側に設けられた内側電極とから
なる、紫外線を発生するランプにおいて、前記内側管の内側に冷却流体を流すとともに、前記冷却
流体の注入または排出のための部材及び／又は前記冷却
流体の漏れを防ぐパッキング材若しくは充填部材が、 近
接または接する前記ランプ封体の部分について、紫外線
の透過を阻止または低減できる絶縁体からなる層を設け
ることを特徴とする紫外線ランプ装置。(57) [Claims] [Claim 1] A discharge space is formed between the outer tube and the inner tube.
Lamp envelope and outer electrode provided outside the outer tube
And an inner electrode provided inside or outside the inner tube
In the lamp generating ultraviolet rays , the cooling fluid is allowed to flow inside the inner tube and the cooling is performed.
Member for injecting or discharging fluid and / or said cooling
An ultraviolet lamp device, wherein a packing material or a filling member for preventing fluid leakage is provided with a layer made of an insulator capable of preventing or reducing the transmission of ultraviolet rays at a portion of the lamp sealing body that is adjacent or in contact therewith.