JP2020038750A - Ultraviolet irradiation unit, ultraviolet irradiation device, and barrier discharge lamp - Google Patents
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Abstract
【課題】要求に応じた照射特性を得ることができる。【解決手段】実施形態の紫外線照射ユニットは、バリア放電ランプと、外部電極とを具備する。バリア放電ランプは、発光管および内部電極を有する。発光管は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管は、円筒状である。内部電極は、発光管の内部に配置され、発光管の管軸方向に延在する。外部電極は、内部電極と対向するように発光管の外面側に設けられ、発光管の周方向に１８０［°］超３００［°］以下、あるいは３００［°］超３３０［°］以下の範囲で発光管を覆う。【選択図】図２PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain irradiation characteristics according to a demand. An ultraviolet irradiation unit of an embodiment includes a barrier discharge lamp and an external electrode. The barrier discharge lamp has an arc tube and an internal electrode. The arc tube is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube is cylindrical. The internal electrode is arranged inside the arc tube and extends in the axial direction of the arc tube. The external electrode is provided on the outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode, and is in the range of 180 [°] to 300 [°] or less, or 300 [°] to 330 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube. Cover the arc tube with. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明の実施形態は、紫外線照射ユニット、紫外線照射装置およびバリア放電ランプに関する。 Embodiments of the present invention relate to an ultraviolet irradiation unit, an ultraviolet irradiation device, and a barrier discharge lamp.
従来、基板の洗浄や改質を目的として使用される紫外線照射装置が知られている。紫外線照射装置には、誘電体である発光管の内部に配置された内部電極と発光管の外部に配置された外部電極とを交流電源に接続することで発生する誘電体バリア放電により、発光管の内部に収容されたガスに応じた特定の波長を有する紫外光を放射するバリア放電ランプを備えるものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultraviolet irradiation apparatus used for cleaning or modifying a substrate has been known. The ultraviolet irradiation device uses a dielectric barrier discharge generated by connecting an internal electrode disposed inside the arc tube, which is a dielectric, and an external electrode arranged outside the arc tube to an AC power supply, thereby causing a discharge of the arc tube. Some have a barrier discharge lamp that emits ultraviolet light having a specific wavelength according to the gas contained in the inside.
上記のようなバリア放電ランプにおいては、例えば照度または積算光量といった用途に適した照射特性が要求される。 In the barrier discharge lamp as described above, irradiation characteristics suitable for applications such as illuminance or integrated light amount are required.
本発明が解決しようとする課題は、要求に応じた照射特性を得ることができる紫外線照射ユニット、紫外線照射装置およびバリア放電ランプを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an ultraviolet irradiation unit, an ultraviolet irradiation device, and a barrier discharge lamp capable of obtaining irradiation characteristics according to demand.
実施形態の紫外線照射ユニットは、バリア放電ランプと、外部電極とを具備する。バリア放電ランプは、発光管および内部電極を有する。発光管は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管は、円筒状である。内部電極は、発光管の内部に配置され、発光管の管軸方向に延在する。外部電極は、内部電極と対向するように発光管の外面側に設けられ、発光管の周方向に１８０°超３００°以下の範囲で発光管を覆う。 The ultraviolet irradiation unit of the embodiment includes a barrier discharge lamp and an external electrode. The barrier discharge lamp has an arc tube and an internal electrode. The arc tube is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube has a cylindrical shape. The internal electrode is arranged inside the arc tube and extends in the tube axis direction of the arc tube. The external electrode is provided on the outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode, and covers the arc tube in a circumferential direction of the arc tube in a range from more than 180 ° to 300 ° or less.
本発明によれば、要求に応じた照射特性を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain irradiation characteristics according to a request.
以下に説明する実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、バリア放電ランプと、外部電極６とを具備する。バリア放電ランプは、発光管２および内部電極３を有する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に１８０°超３００°以下の範囲で発光管２を覆う。 The ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiments described below include a barrier discharge lamp and an external electrode 6. The barrier discharge lamp has an arc tube 2 and an internal electrode 3. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 180 ° and 300 ° or less.
また、以下に説明する実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、バリア放電ランプと、外部電極６とを具備する。バリア放電ランプは、発光管２および内部電極３を有する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に３００°超３３０°以下の範囲で発光管２を覆う。 Further, the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiments described below include a barrier discharge lamp and an external electrode 6. The barrier discharge lamp has an arc tube 2 and an internal electrode 3. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range from more than 300 ° to 330 °.
また、以下に説明する実施形態に係る外部電極６は、第１部材７と一対の第２部材８とを有する。第１部材７は、周方向に１８０°以下の範囲で発光管２を覆う。第２部材８は、発光管２を挟んで互いに向かい合うように配置される。 The external electrode 6 according to the embodiment described below has a first member 7 and a pair of second members 8. The first member 7 covers the arc tube 2 within a range of 180 ° or less in the circumferential direction. The second members 8 are arranged so as to face each other with the arc tube 2 interposed therebetween.
また、以下に説明する実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、反射膜４を具備する。反射膜４は、外部電極６と向かい合う発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。反射膜４の周方向の角度θ４は、外部電極６で覆われる発光管２の周方向の角度θ６以上である。 Further, the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiments described below include a reflection film 4. The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 facing the external electrode 6 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. The circumferential angle θ4 of the reflective film 4 is equal to or larger than the circumferential angle θ6 of the arc tube 2 covered with the external electrode 6.
また、以下に説明する実施形態に係る紫外線照射装置１００は、紫外線照射ユニット１、１Ａと、紫外線照射ユニット１、１Ａを収容する収容部５０とを具備する。 Further, the ultraviolet irradiation device 100 according to the embodiment described below includes an ultraviolet irradiation unit 1, 1A, and a storage unit 50 that houses the ultraviolet irradiation units 1, 1A.
また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１、１Ａは、発光管２と、内部電極３と、外部電極６とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に１８０°超３００°以下の範囲で発光管２を覆う。 Further, a barrier discharge lamp 1, 1 </ b> A according to an embodiment described below includes an arc tube 2, an internal electrode 3, and an external electrode 6. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 180 ° and 300 ° or less.
また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１、１Ａは、発光管２と、内部電極３と、外部電極６とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に３００°超３３０°以下の範囲で発光管２を覆う。 Further, a barrier discharge lamp 1, 1 </ b> A according to an embodiment described below includes an arc tube 2, an internal electrode 3, and an external electrode 6. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range from more than 300 ° to 330 °.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明が開示する技術を限定するものではない。 An embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments described below do not limit the technology disclosed by the present invention.
［実施形態］
図１は、実施形態に係る紫外線照射ユニットを示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図１および図２に示すように、実施形態に係る紫外線照射ユニット１は、バリア放電ランプとしての発光管２、外部電極６を有する。発光管２は、内部電極３、反射膜４、リード線５、口金９を有する。なお、以降の説明では、バリア放電ランプを単に発光管２として説明する。また、本実施形態では紫外線照射ユニット１として、バリア放電ランプとしての発光管２の外部に外部電極６を有する構成としているが、紫外線照射ユニット１、より具体的にはバリア放電ランプとしての発光管２の外部に外部電極６が組み合わされた形態を「バリア放電ランプ」と称してもよい。
[Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing an ultraviolet irradiation unit according to the embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, an ultraviolet irradiation unit 1 according to the embodiment has an arc tube 2 as a barrier discharge lamp and an external electrode 6. The arc tube 2 has an internal electrode 3, a reflection film 4, a lead wire 5, and a base 9. In the following description, the barrier discharge lamp will be described simply as the arc tube 2. Further, in the present embodiment, the ultraviolet irradiation unit 1 has a configuration in which the external electrode 6 is provided outside the arc tube 2 as a barrier discharge lamp, but the ultraviolet irradiation unit 1, more specifically, an arc tube as a barrier discharge lamp A configuration in which the external electrode 6 is combined with the external electrode 2 may be referred to as a “barrier discharge lamp”.
なお、説明を分かりやすくするために、図１および図２には、照射面側を正方向とし、背面側を負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後出の説明に用いる他の図面でも示している。 1 and 2 show a three-dimensional orthogonal coordinate system including a Z-axis in which the irradiation surface side is a positive direction and the back surface side is a negative direction. Such an orthogonal coordinate system is also shown in other drawings used in the following description.
発光管２は、紫外光を透過する円筒状の部材である。発光管２の材料としては、例えば波長２００ｎｍ以下の真空紫外線透過率が高い合成石英が例示される。また、発光管２は、管軸方向（Ｘ軸方向）の両端がステム構造を有する封着部材で保持され、気密に封着されている。発光管２は、紫外線照射に伴う応力割れを抑制する観点から、例えば外径Ｄを３０ｍｍ以上とすることができる。また、発光管２は、例えば管軸方向の長さＬＹを７５０ｍｍとすることができる。 The arc tube 2 is a cylindrical member that transmits ultraviolet light. As a material of the arc tube 2, for example, synthetic quartz having a high vacuum ultraviolet transmittance of 200 nm or less is exemplified. The arc tube 2 is held at both ends in the tube axis direction (X axis direction) by a sealing member having a stem structure, and is hermetically sealed. The outer diameter D of the arc tube 2 can be, for example, 30 mm or more from the viewpoint of suppressing stress cracking due to ultraviolet irradiation. The light emitting tube 2, for example, in the tube axis direction length L Y may be 750 mm.
また、発光管２の内部にはガスが封入されている。ガスは、例えば８０〜２００ｋＰａのキセノンガスである。なお、ガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオン等のうち１種類、または複数種組み合わせたガスを含んで構成することができる。さらに、ガスは、必要に応じて、例えばハロゲンガスを含んでもよい。発光管２は、封入されたガスの種類に応じた特定のピーク波長を有する紫外光（エキシマ光）を発することができる。 Further, a gas is sealed inside the arc tube 2. The gas is, for example, xenon gas of 80 to 200 kPa. The gas can be configured to include, for example, one kind of krypton, xenon, argon, neon, or a combination of two or more kinds. Further, the gas may include, for example, a halogen gas as needed. The arc tube 2 can emit ultraviolet light (excimer light) having a specific peak wavelength according to the type of the sealed gas.
内部電極３は、発光管２の内部に配置される。内部電極３は、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在している。内部電極３は、例えばタングステンを含む材料で形成される。具体的には、内部電極３は、全成分のうち５０％以上の成分がタングステンである。特に、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を内部電極３として適用すると、高温時でもより高い寸法安定性を保持することができる。内部電極３は、例えば、管軸方向のピッチＰを１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることができる。 The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2. The internal electrode 3 has a spiral conductor extending in the tube axis direction of the arc tube 2. The internal electrode 3 is formed of, for example, a material containing tungsten. Specifically, 50% or more of all components of the internal electrode 3 are tungsten. In particular, when doped tungsten in which potassium or the like is added to tungsten is used as the internal electrode 3, higher dimensional stability can be maintained even at a high temperature. The internal electrode 3 can have, for example, a pitch P in the tube axis direction of 10 mm or more and 30 mm or less.
反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。反射膜４の材料としては、例えば、シリカが例示される。また、反射膜４は、シリカに限らず、例えばアルミナなどの紫外線散乱粒子を含む材料で構成されてもよい。反射膜４は、良好な反射率を保持する観点から、例えば厚さが１００μｍ以上３００μｍ以下となるように形成される。 The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. As a material of the reflection film 4, for example, silica is exemplified. Further, the reflection film 4 is not limited to silica, and may be made of a material containing ultraviolet scattering particles such as alumina. The reflection film 4 is formed so as to have a thickness of, for example, 100 μm or more and 300 μm or less from the viewpoint of maintaining good reflectance.
また、反射膜４は、発光管２の周方向の角度θ４（以下、反射膜４の角度θ４と称する）が、外部電極６で覆われる発光管２の周方向の角度θ６（以下、外部電極６の角度θ６と称する）以上となるように配置される。これにより、発光管２で発生する紫外光を効率よく被照射体に向けて照射することができる。ただし、実施形態の変形例に係るバリア放電ランプとして、反射膜４を有しない態様も許容される。 The reflective film 4 has an angle θ4 in the circumferential direction of the arc tube 2 (hereinafter, referred to as an angle θ4 of the reflective film 4), and an angle θ6 in the circumferential direction of the arc tube 2 covered with the external electrode 6 (hereinafter, referred to as an external electrode). 6 (referred to as an angle θ6) or more. Thus, the object to be irradiated can be efficiently irradiated with the ultraviolet light generated in the arc tube 2. However, as a barrier discharge lamp according to a modified example of the embodiment, a mode without the reflective film 4 is also allowed.
外部電極６は、発光管２の背面側、すなわち反射膜４が設けられた発光管２の内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に、内部電極３と対向するように設けられる。外部電極６は、発熱した発光管２を放熱させる放熱ブロックとしての機能を兼ねており、例えば、アルミニウム製またはステンレス製とすることができる。 The external electrode 6 is provided on the back side of the arc tube 2, that is, on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 corresponding to the inner surface 2 a of the arc tube 2 provided with the reflective film 4 so as to face the internal electrode 3. The external electrode 6 also has a function as a heat radiating block for radiating the heated arc tube 2, and may be made of, for example, aluminum or stainless steel.
外部電極６は、第１部材７と一対の第２部材８とを有する。第１部材７は、発光管２の周方向に１８０°以下の範囲で発光管２を覆う。第１部材７と発光管２とは、互いに接していてもよく、離れていてもよいが、第１部材７と発光管２とを接触させると、放熱性を高めることができる。また、第１部材７の内部には、液体または気体の冷媒を流通させる流路１０を有する。流路１０内に冷媒を流通させることにより、放熱性がさらに高まる。なお、図２では２つの流路１０を有する例について図示したが、流路１０は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。 The external electrode 6 has a first member 7 and a pair of second members 8. The first member 7 covers the arc tube 2 in a range of 180 ° or less in the circumferential direction of the arc tube 2. The first member 7 and the arc tube 2 may be in contact with each other or may be separated from each other. However, when the first member 7 and the arc tube 2 are brought into contact with each other, heat radiation can be enhanced. In addition, the first member 7 has a flow path 10 through which a liquid or gaseous refrigerant flows. By distributing the refrigerant in the flow path 10, the heat dissipation is further improved. Although FIG. 2 illustrates an example having two flow paths 10, the number of flow paths 10 may be one, or three or more.
一対の第２部材８は、Ｘ軸方向に沿って発光管２を挟んで互いに向かい合うように配置された第２部材片８ａ、８ｂを有する。第２部材片８ａ、８ｂは、固定化部材１１、１２を用いて第１部材７にそれぞれ固定されており、第１部材７および第２部材８が協働して外部電極６として挙動する。固定化部材１１、１２は、例えばねじである。このように、外部電極６が第２部材８を有することにより、第１部材７を単独で外部電極６として使用する場合と比較して紫外線照射ユニット１の設計上または性能上の自由度が増大する。なお、第１部材７および第２部材８は、接触により導通させることができるが、例えば導線など、図示しない導体を介して電気的に接続させてもよい。 The pair of second members 8 have second member pieces 8a and 8b arranged to face each other with the arc tube 2 interposed therebetween in the X-axis direction. The second member pieces 8a and 8b are fixed to the first member 7 using fixing members 11 and 12, respectively, and the first member 7 and the second member 8 act as the external electrodes 6 in cooperation. The fixing members 11 and 12 are, for example, screws. As described above, since the external electrode 6 includes the second member 8, the degree of freedom in design or performance of the ultraviolet irradiation unit 1 is increased as compared with the case where the first member 7 is used alone as the external electrode 6. I do. The first member 7 and the second member 8 can be electrically connected by contact, but may be electrically connected to each other via a conductor (not shown) such as a conductor.
ここで、外部電極６の角度θ６は、要求される積算光量または照度に応じて設定することができる。例えば、積算光量を高めるためには、１８０°＜θ６≦３００°とすることができる。一方、照度を高めるためには、３００°＜θ６≦３３０°とすることができる。 Here, the angle θ6 of the external electrode 6 can be set according to the required integrated light amount or illuminance. For example, in order to increase the integrated light amount, 180 ° <θ6 ≦ 300 ° can be satisfied. On the other hand, to increase the illuminance, 300 ° <θ6 ≦ 330 ° can be satisfied.
リード線５は、内部電極３と電気的に接続されている。また、リード線５は、交流電源に接続されたここでは図示しない点灯装置に接続されており、発光管２の内部に設けられる内部電極３と外部電極６との電極間に所定の電圧を印加させて発光させることができる。なお、リード線５は、図１のように発光管２の両端に設けられている構成に限定されず、例えば、発光管２の一端側のみに設けられる構成であってもよい。 The lead wire 5 is electrically connected to the internal electrode 3. The lead wire 5 is connected to a lighting device (not shown) connected to an AC power supply, and applies a predetermined voltage between the internal electrode 3 and the external electrode 6 provided inside the arc tube 2. To emit light. In addition, the lead wire 5 is not limited to the configuration provided at both ends of the arc tube 2 as shown in FIG. 1, and may be a configuration provided only at one end side of the arc tube 2, for example.
口金９は、リード線５の一端側を覆うように配置され、発光管２の管軸方向の両端を支持する。なお、口金９は、図１のように外部電極６と口金９とが接触して設けられる構成に限定されず、例えば外部電極６と口金９とが間隙を有して設けられていてもよい。 The base 9 is arranged to cover one end of the lead wire 5 and supports both ends of the arc tube 2 in the tube axis direction. In addition, the base 9 is not limited to the configuration in which the external electrode 6 and the base 9 are provided in contact with each other as shown in FIG. 1. For example, the external electrode 6 and the base 9 may be provided with a gap. .
［変形例］
図１、図２に示した外部電極６は、第１部材７と一対の第２部材８で構成されていたが、これに限られない。図３は、実施形態の変形例に係る紫外線照射ユニットを示す断面図である。図３に示す紫外線照射ユニット１Ａは、外部電極６が第１部材７と一対の第２部材８、さらに一対の第３部材１３で構成されている。
[Modification]
Although the external electrode 6 shown in FIGS. 1 and 2 includes the first member 7 and the pair of second members 8, the present invention is not limited to this. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an ultraviolet irradiation unit according to a modification of the embodiment. In the ultraviolet irradiation unit 1A shown in FIG. 3, the external electrode 6 includes a first member 7, a pair of second members 8, and a pair of third members 13.
一対の第３部材１３は、Ｘ軸方向に沿って発光管２を挟んで互いに向かい合うように配置された第３部材片１３ａ、１３ｂを有する。第３部材片１３ａ、１３ｂは、固定化部材２１、２２を用いて第２部材片８ａ、８ｂおよび第１部材７にそれぞれ固定されており、第１部材７、第２部材８および第３部材１３が協働して外部電極６として挙動する。固定化部材２１、２２は、例えばねじである。このように、外部電極６が一対の第３部材１３をさらに有することにより、第１部材７および一対の第２部材８を外部電極６として使用する場合と比較して外部電極６の角度θ６を大きくすることができる。なお、図３に示した例では、固定化部材２１、２２が、一対の第２部材８および一対の第３部材１３をそれぞれ貫通することにより一体化されたが、これに限らず、例えば、第１部材７および一対の第２部材８、一対の第２部材８および一対の第３部材１３をそれぞれ固定化することで一体化させてもよい。 The pair of third members 13 has third member pieces 13a and 13b arranged to face each other with the arc tube 2 interposed therebetween in the X-axis direction. The third member pieces 13a and 13b are fixed to the second member pieces 8a and 8b and the first member 7 using fixing members 21 and 22, respectively. The first member 7, the second member 8 and the third member 13 act together as the external electrode 6. The fixing members 21 and 22 are, for example, screws. As described above, since the external electrode 6 further includes the pair of third members 13, the angle θ6 of the external electrode 6 can be reduced as compared with the case where the first member 7 and the pair of second members 8 are used as the external electrodes 6. Can be bigger. In the example illustrated in FIG. 3, the fixing members 21 and 22 are integrated by penetrating the pair of second members 8 and the pair of third members 13, respectively. The first member 7 and the pair of second members 8, the pair of second members 8, and the pair of third members 13 may be integrated by fixing them, respectively.
上述したように、外部電極６は、外部電極６で覆われる発光管２の周方向の角度θ６に応じて照度および積算光量を変化させることができる。図４は、外部電極の角度と長手方向１ｃｍ当たりの放電面積との関係を示す図である。図５は、外部電極の長手方向１ｃｍ当たりの放電面積と照度および積算光量との関係を示す図である。なお、「外部電極の長手方向１ｃｍ当たりの放電面積」とは、外部電極６の角度から算出される円弧の長さに発光管２の長手方向の長さ、具体的には１ｃｍ、を掛けた数値である。図５は、発光管２にキセノンを封入した場合を例示したものである。また、積算光量は、被照射体を１０ｍｍ／ｓの速度で管軸方向に搬送させた場合を例示したものである。 As described above, the external electrode 6 can change the illuminance and the integrated light amount according to the circumferential angle θ6 of the arc tube 2 covered with the external electrode 6. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the angle of the external electrode and the discharge area per 1 cm in the longitudinal direction. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the discharge area per 1 cm in the longitudinal direction of the external electrode, the illuminance, and the integrated light amount. The “discharge area per 1 cm of the external electrode in the longitudinal direction” is obtained by multiplying the length of the arc calculated from the angle of the external electrode 6 by the length of the arc tube 2 in the longitudinal direction, specifically 1 cm. It is a numerical value. FIG. 5 illustrates a case where xenon is sealed in the arc tube 2. In addition, the integrated light amount exemplifies a case where the irradiation target is conveyed in the tube axis direction at a speed of 10 mm / s.
図５に示すように、外部電極６の角度θ６が大きい、すなわち外部電極６の長手方向１ｃｍ当たりの放電面積が大きいほど照度のピーク値は増大する。このため、照度を高めるためには、３００°＜θ６≦３３０°とすることができる。一方、角度θ６が大きいほど出射面積が減少するため、積算光量は極大値まで増大し、その後減少する。このため、積算光量を高めるためには、１８０°＜θ６≦３００°とすることができる。 As shown in FIG. 5, the peak value of the illuminance increases as the angle θ6 of the external electrode 6 increases, that is, as the discharge area per 1 cm in the longitudinal direction of the external electrode 6 increases. For this reason, in order to increase the illuminance, 300 ° <θ6 ≦ 330 ° can be satisfied. On the other hand, since the emission area decreases as the angle θ6 increases, the integrated light amount increases to a local maximum value and then decreases. Therefore, in order to increase the integrated light amount, 180 ° <θ6 ≦ 300 ° can be satisfied.
ここで、図４に示す外部電極６の角度、すなわち角度θ６＝１８０°、２３８°、３２７°は、外部電極６として第１部材７のみを使用した場合、第１部材７および一対の第２部材８を使用した場合、第１部材７、一対の第２部材８および一対の第３部材１３を使用した場合、にそれぞれ対応している。ただし、外部電極６の角度θ６は図示したものに限らず、例えば一対の第２部材８および一対の第３部材１３の形状を変更し、所望の角度θ６とすることができることはいうまでもない。 Here, when only the first member 7 is used as the external electrode 6, the angle of the external electrode 6 shown in FIG. The case where the member 8 is used corresponds to the case where the first member 7, the pair of second members 8 and the pair of third members 13 are used. However, the angle θ6 of the external electrode 6 is not limited to the illustrated one, and it goes without saying that, for example, the shapes of the pair of second members 8 and the pair of third members 13 can be changed to a desired angle θ6. .
［紫外線照射装置］
図６は、実施形態に係る紫外線照射ユニットを有する紫外線照射装置を示す図である。（ａ）は、管軸方向（Ｙ軸方向）、（ｂ）はＸ軸方向からそれぞれ見た図である。図６に示すように、実施形態に係る紫外線照射装置１００は、収容部５０と、点灯装置６０とを有する。収容部５０には、１または複数の紫外線照射ユニット１が収容されている。なお、紫外線照射ユニット１に代えて、紫外線照射ユニット１Ａを収容部５０に収容してもよい。
[Ultraviolet irradiation device]
FIG. 6 is a diagram illustrating an ultraviolet irradiation device having an ultraviolet irradiation unit according to the embodiment. (A) is a diagram viewed from the tube axis direction (Y-axis direction), and (b) is a diagram viewed from the X-axis direction. As illustrated in FIG. 6, the ultraviolet irradiation device 100 according to the embodiment includes a storage unit 50 and a lighting device 60. One or a plurality of ultraviolet irradiation units 1 are housed in the housing unit 50. Note that, instead of the ultraviolet irradiation unit 1, an ultraviolet irradiation unit 1A may be housed in the housing unit 50.
点灯装置６０は、収容部５０の背面側に配置されており、紫外線照射ユニット１の発光管２の内部に設けられる内部電極３および外部電極６と電気的に接続されている。このように収容部５０の背面側に点灯装置６０を配置させることにより、点灯装置６０とバリア放電ランプ１との間の配線長を短くすることができる。なお、点灯装置６０の配置については図９の様式に限定されず、例えば、点灯装置６０が、紫外線照射装置１００の外部に設けられてもよい。 The lighting device 60 is arranged on the back side of the housing unit 50 and is electrically connected to the internal electrode 3 and the external electrode 6 provided inside the arc tube 2 of the ultraviolet irradiation unit 1. By arranging the lighting device 60 on the back side of the housing 50 in this manner, the wiring length between the lighting device 60 and the barrier discharge lamp 1 can be reduced. The arrangement of the lighting device 60 is not limited to the style shown in FIG. 9. For example, the lighting device 60 may be provided outside the ultraviolet irradiation device 100.
また、点灯装置６０は、高電圧および高周波を出力可能なインバータを含み、図示しない交流電源からの電力を紫外線照射ユニット１の発光管２および外部電極６に供給可能に構成されている。点灯装置６０は、例えば周波数１２０ｋＨｚの正弦波を印加し、１ｋＷ程度のランプ電力で紫外線照射ユニット１の発光管２を点灯させることができる。 The lighting device 60 includes an inverter capable of outputting a high voltage and a high frequency, and is configured to be able to supply power from an AC power supply (not shown) to the arc tube 2 and the external electrode 6 of the ultraviolet irradiation unit 1. The lighting device 60 can apply a sine wave having a frequency of, for example, 120 kHz, and light the arc tube 2 of the ultraviolet irradiation unit 1 with lamp power of about 1 kW.
上述したように、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、バリア放電ランプと、外部電極６とを具備する。バリア放電ランプは、発光管２および内部電極３を有する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に１８０°超３００°以下の範囲で発光管２を覆う。これにより、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａによれば、積算光量を高めることができる。 As described above, the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment include the barrier discharge lamp and the external electrodes 6. The barrier discharge lamp has an arc tube 2 and an internal electrode 3. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 180 ° and 300 ° or less. Thereby, according to the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment, the integrated light amount can be increased.
また、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、バリア放電ランプと、外部電極６とを具備する。バリア放電ランプは、発光管２および内部電極３を有する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に３００°超３３０°以下の範囲で発光管２を覆う。これにより、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａによれば、照度を高めることができる。 The ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment include a barrier discharge lamp and an external electrode 6. The barrier discharge lamp has an arc tube 2 and an internal electrode 3. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range from more than 300 ° to 330 °. Thereby, according to the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment, the illuminance can be increased.
また、実施形態に係る外部電極６は、第１部材７と一対の第２部材８とを有する。第１部材７は、周方向に１８０°以下の範囲で発光管２を覆う。第２部材８は、発光管２を挟んで互いに向かい合うように配置される。これにより、設計上または性能上の自由度が増大する。 Further, the external electrode 6 according to the embodiment has a first member 7 and a pair of second members 8. The first member 7 covers the arc tube 2 within a range of 180 ° or less in the circumferential direction. The second members 8 are arranged so as to face each other with the arc tube 2 interposed therebetween. This increases the degree of freedom in design or performance.
また、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａの発光管２は、反射膜４を具備する。反射膜４は、外部電極６と向かい合う発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。反射膜４の周方向の角度θ４は、外部電極６で覆われる発光管２の周方向の角度θ６以上である。これにより、紫外光を効率よく被照射体に向けて照射することができる。 Further, the arc tube 2 of the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment includes the reflection film 4. The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 facing the external electrode 6 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. The circumferential angle θ4 of the reflective film 4 is equal to or larger than the circumferential angle θ6 of the arc tube 2 covered with the external electrode 6. Thereby, it is possible to efficiently irradiate the object with the ultraviolet light.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.
１、１Ａ 紫外線照射ユニット
２ 発光管
３ 内部電極
４ 反射膜
５ リード線
６ 外部電極
７ 第１部材
８ 第２部材
９ 口金
１０ 流路
５０ 収容部
６０ 点灯装置
１００ 紫外線照射装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Ultraviolet irradiation unit 2 Arc tube 3 Internal electrode 4 Reflection film 5 Lead wire 6 External electrode 7 First member 8 Second member 9 Cap 10 Flow path 50 Housing 60 Lighting device 100 Ultraviolet irradiation device
実施形態の紫外線照射ユニットは、バリア放電ランプと、外部電極とを具備する。バリア放電ランプは、発光管および内部電極を有する。発光管は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管は、円筒状である。内部電極は、発光管の内部に配置され、発光管の管軸方向に延在する。外部電極は、内部電極と対向するように発光管の外面側に設けられ、発光管の周方向に１８０［°］超３００［°］以下の範囲で発光管を覆う。 The ultraviolet irradiation unit of the embodiment includes a barrier discharge lamp and an external electrode. The barrier discharge lamp has an arc tube and an internal electrode. The arc tube is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube has a cylindrical shape. The internal electrode is arranged inside the arc tube and extends in the tube axis direction of the arc tube. The external electrode is provided on the outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode, and covers the arc tube in a circumferential direction of the arc tube in a range of more than 180 [ ° ] and 300 [ ° ] or less.
以下に説明する実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、バリア放電ランプと、外部電極６とを具備する。バリア放電ランプは、発光管２および内部電極３を有する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に１８０［°］超３００［°］以下の範囲で発光管２を覆う。 The ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiments described below include a barrier discharge lamp and an external electrode 6. The barrier discharge lamp has an arc tube 2 and an internal electrode 3. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 180 [ ° ] and 300 [ ° ] or less.
また、以下に説明する実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、バリア放電ランプと、外部電極６とを具備する。バリア放電ランプは、発光管２および内部電極３を有する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に３００［°］超３３０［°］以下の範囲で発光管２を覆う。 Further, the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiments described below include a barrier discharge lamp and an external electrode 6. The barrier discharge lamp has an arc tube 2 and an internal electrode 3. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 300 [ ° ] and 330 [ ° ] or less.
また、以下に説明する実施形態に係る外部電極６は、第１部材７と一対の第２部材８とを有する。第１部材７は、周方向に発光管２を覆う。第２部材８は、発光管２を挟んで互いに向かい合うように配置される。 The external electrode 6 according to the embodiment described below has a first member 7 and a pair of second members 8. The first member 7 covers the light emission tube 2 in the circumferential direction. The second members 8 are arranged so as to face each other with the arc tube 2 interposed therebetween.
また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１、１Ａは、発光管２と、内部電極３と、外部電極６とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に１８０［°］超３００［°］以下の範囲で発光管２を覆う。 Further, a barrier discharge lamp 1, 1 </ b> A according to an embodiment described below includes an arc tube 2, an internal electrode 3, and an external electrode 6. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 180 [ ° ] and 300 [ ° ] or less.
また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１、１Ａは、発光管２と、内部電極３と、外部電極６とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に３００［°］超３３０［°］以下の範囲で発光管２を覆う。 Further, a barrier discharge lamp 1, 1 </ b> A according to an embodiment described below includes an arc tube 2, an internal electrode 3, and an external electrode 6. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 300 [ ° ] and 330 [ ° ] or less.
発光管２は、紫外光を透過する円筒状の部材である。発光管２の材料としては、例えば波長２００［ｎｍ］以下の真空紫外線透過率が高い合成石英が例示される。また、発光管２は、管軸方向（Ｘ軸方向）の両端がステム構造を有する封着部材で保持され、気密に封着されている。発光管２は、紫外線照射に伴う応力割れを抑制する観点から、例えば外径Ｄを３０［ｍｍ］以上とすることができる。また、発光管２は、例えば管軸方向の長さＬＹを７５０［ｍｍ］とすることができる。 The arc tube 2 is a cylindrical member that transmits ultraviolet light. As a material for the arc tube 2, for example, synthetic quartz having a high vacuum ultraviolet transmittance of 200 [ nm ] or less is exemplified. The arc tube 2 is held at both ends in the tube axis direction (X axis direction) by a sealing member having a stem structure, and is hermetically sealed. Luminous tube 2, from the viewpoint of suppressing stress cracking caused by ultraviolet irradiation, for example, the outer diameter D can be 30 [mm] or more. The light emitting tube 2, for example, in the tube axis direction length L Y may be 750 [mm].
また、発光管２の内部にはガスが封入されている。ガスは、例えば８０〜２００［ｋＰａ］のキセノンガスである。なお、ガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオン等のうち１種類、または複数種組み合わせたガスを含んで構成することができる。さらに、ガスは、必要に応じて、例えばハロゲンガスを含んでもよい。発光管２は、封入されたガスの種類に応じた特定のピーク波長を有する紫外光（エキシマ光）を発することができる。 Further, a gas is sealed inside the arc tube 2. The gas is, for example, xenon gas of 80 to 200 [ kPa ] . The gas can be configured to include, for example, one kind of krypton, xenon, argon, neon, or a combination of two or more kinds. Further, the gas may include, for example, a halogen gas as needed. The arc tube 2 can emit ultraviolet light (excimer light) having a specific peak wavelength according to the type of the sealed gas.
内部電極３は、発光管２の内部に配置される。内部電極３は、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在している。内部電極３は、例えばタングステンを含む材料で形成される。具体的には、内部電極３は、全成分のうち５０［％］以上の成分がタングステンである。特に、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を内部電極３として適用すると、高温時でもより高い寸法安定性を保持することができる。内部電極３は、例えば、管軸方向のピッチＰを１０［ｍｍ］以上３０［ｍｍ］以下とすることができる。 The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2. The internal electrode 3 has a spiral conductor extending in the tube axis direction of the arc tube 2. The internal electrode 3 is formed of, for example, a material containing tungsten. Specifically, the internal electrodes 3, 50% or more of the components of the total component is tungsten. In particular, when doped tungsten in which potassium or the like is added to tungsten is used as the internal electrode 3, higher dimensional stability can be maintained even at a high temperature. The internal electrode 3 can have, for example, a pitch P in the tube axis direction of 10 [ mm ] or more and 30 [ mm ] or less.
反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。反射膜４の材料としては、例えば、シリカが例示される。また、反射膜４は、シリカに限らず、例えばアルミナなどの紫外線散乱粒子を含む材料で構成されてもよい。反射膜４は、良好な反射率を保持する観点から、例えば厚さが１００［μｍ］以上３００［μｍ］以下となるように形成される。 The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. As a material of the reflection film 4, for example, silica is exemplified. Further, the reflection film 4 is not limited to silica, and may be made of a material containing ultraviolet scattering particles such as alumina. The reflection film 4 is formed to have a thickness of, for example, 100 [ μm ] or more and 300 [ μm ] or less from the viewpoint of maintaining good reflectance.
外部電極６は、第１部材７と一対の第２部材８とを有する。第１部材７は、発光管２の周方向に１８０［°］以下の角度θ７で発光管２を覆う。第１部材７と発光管２とは、互いに接していてもよく、離れていてもよいが、第１部材７と発光管２とを接触させると、放熱性を高めることができる。また、第１部材７の内部には、液体または気体の冷媒を流通させる流路１０を有する。流路１０内に冷媒を流通させることにより、放熱性がさらに高まる。なお、図２では２つの流路１０を有する例について図示したが、流路１０は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。 The external electrode 6 has a first member 7 and a pair of second members 8. The first member 7 covers the light emitting tube 2 in the arc tube 2 in the circumferential direction 180 [°] angle of less than .theta.7. The first member 7 and the arc tube 2 may be in contact with each other or may be separated from each other. However, when the first member 7 and the arc tube 2 are brought into contact with each other, heat radiation can be enhanced. In addition, the first member 7 has a flow path 10 through which a liquid or gaseous refrigerant flows. By distributing the refrigerant in the flow path 10, the heat dissipation is further improved. Although FIG. 2 illustrates an example having two flow paths 10, the number of flow paths 10 may be one, or three or more.
ここで、外部電極６の角度θ６は、要求される積算光量または照度に応じて設定することができる。例えば、積算光量を高めるためには、１８０［°］＜θ６≦３００［°］とすることができる。一方、照度を高めるためには、３００［°］＜θ６≦３３０［°］とすることができる。 Here, the angle θ6 of the external electrode 6 can be set according to the required integrated light amount or illuminance. For example, in order to increase the integrated light amount, 180 [ ° ] <θ6 ≦ 300 [ ° ] can be satisfied. On the other hand, in order to increase the illuminance, 300 [ ° ] <θ6 ≦ 330 [ ° ] can be satisfied.
上述したように、外部電極６は、外部電極６で覆われる発光管２の周方向の角度θ６に応じて照度および積算光量を変化させることができる。図４は、外部電極の角度と長手方向１［ｃｍ］当たりの放電面積との関係を示す図である。図５は、外部電極の長手方向１［ｃｍ］当たりの放電面積と照度および積算光量との関係を示す図である。なお、「外部電極の長手方向１［ｃｍ］当たりの放電面積」とは、外部電極６の角度から算出される円弧の長さに発光管２の長手方向の長さ、具体的には１［ｃｍ］、を掛けた数値である。図５は、発光管２にキセノンを封入した場合を例示したものである。また、積算光量は、被照射体を１０［ｍｍ／ｓ］の速度で管軸方向に搬送させた場合を例示したものである。 As described above, the external electrode 6 can change the illuminance and the integrated light amount according to the circumferential angle θ6 of the arc tube 2 covered with the external electrode 6. Figure 4 is a diagram showing the relationship between the discharge area of the angle with the longitudinal direction 1 [cm] per external electrodes. Figure 5 is a diagram showing the relationship between the longitudinal direction 1 [cm] discharge area per the illuminance and the accumulated amount of the external electrodes. The “discharge area per 1 cm 2 in the longitudinal direction of the external electrode” refers to the length of the arc calculated from the angle of the external electrode 6 to the length of the arc tube 2 in the longitudinal direction, specifically 1 [ cm ] . cm ] . FIG. 5 illustrates a case where xenon is sealed in the arc tube 2. In addition, the integrated light amount is an example in which the irradiated object is conveyed in the tube axis direction at a speed of 10 [ mm / s ] .
図５に示すように、外部電極６の角度θ６が大きい、すなわち外部電極６の長手方向１［ｃｍ］当たりの放電面積が大きいほど照度のピーク値は増大する。このため、照度を高めるためには、３００［°］＜θ６≦３３０［°］とすることができる。一方、角度θ６が大きいほど出射面積が減少するため、積算光量は極大値まで増大し、その後減少する。このため、積算光量を高めるためには、１８０［°］＜θ６≦３００［°］とすることができる。 As shown in FIG. 5, the angle θ6 of the external electrodes 6 is larger, i.e. the longitudinal direction 1 [cm] peak value of the larger discharge area illuminance per external electrodes 6 is increased. For this reason, in order to increase the illuminance, it is possible to set 300 [ ° ] <θ6 ≦ 330 [ ° ] . On the other hand, since the emission area decreases as the angle θ6 increases, the integrated light amount increases to a local maximum value and then decreases. Therefore, in order to increase the integrated light quantity, 180 [ ° ] <θ6 ≦ 300 [ ° ] can be satisfied.
ここで、図４に示す外部電極６の角度、すなわち角度θ６＝１８０［°］、２３８［°］、３２７［°］は、外部電極６として第１部材７のみを使用した場合、第１部材７および一対の第２部材８を使用した場合、第１部材７、一対の第２部材８および一対の第３部材１３を使用した場合、にそれぞれ対応している。ただし、外部電極６の角度θ６は図示したものに限らず、例えば一対の第２部材８および一対の第３部材１３の形状を変更し、所望の角度θ６とすることができることはいうまでもない。 Here, the angle of the external electrode 6 shown in FIG. 4, that is, the angle θ6 = 180 [ ° ] , 238 [ ° ] , and 327 [ ° ] is the first member when only the first member 7 is used as the external electrode 6. 7 and a pair of second members 8 respectively correspond to a case where the first member 7, a pair of second members 8 and a pair of third members 13 are used. However, the angle θ6 of the external electrode 6 is not limited to the illustrated one, and it goes without saying that, for example, the shapes of the pair of second members 8 and the pair of third members 13 can be changed to a desired angle θ6. .
また、点灯装置６０は、高電圧および高周波を出力可能なインバータを含み、図示しない交流電源からの電力を紫外線照射ユニット１の発光管２および外部電極６に供給可能に構成されている。点灯装置６０は、例えば周波数１２０［ｋＨｚ］の正弦波を印加し、１［ｋＷ］程度のランプ電力で紫外線照射ユニット１の発光管２を点灯させることができる。 The lighting device 60 includes an inverter capable of outputting a high voltage and a high frequency, and is configured to be able to supply power from an AC power supply (not shown) to the arc tube 2 and the external electrode 6 of the ultraviolet irradiation unit 1. The lighting device 60 can apply a sine wave having a frequency of 120 [ kHz ] , for example, and light the arc tube 2 of the ultraviolet irradiation unit 1 with lamp power of about 1 [ kW ] .
上述したように、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、バリア放電ランプと、外部電極６とを具備する。バリア放電ランプは、発光管２および内部電極３を有する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に１８０［°］超３００［°］以下の範囲で発光管２を覆う。これにより、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａによれば、積算光量を高めることができる。 As described above, the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment include the barrier discharge lamp and the external electrodes 6. The barrier discharge lamp has an arc tube 2 and an internal electrode 3. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 180 [ ° ] and 300 [ ° ] or less. Thereby, according to the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment, the integrated light amount can be increased.
また、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａは、バリア放電ランプと、外部電極６とを具備する。バリア放電ランプは、発光管２および内部電極３を有する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。発光管２は、円筒状である。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、発光管２の管軸方向に延在する。外部電極６は、内部電極３と対向するように発光管２の外面２ｂ側に設けられ、発光管２の周方向に３００［°］超３３０［°］以下の範囲で発光管２を覆う。これにより、実施形態に係る紫外線照射ユニット１、１Ａによれば、照度を高めることができる。 The ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment include a barrier discharge lamp and an external electrode 6. The barrier discharge lamp has an arc tube 2 and an internal electrode 3. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The arc tube 2 is cylindrical. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2 and extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The external electrode 6 is provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3, and covers the arc tube 2 in a circumferential direction of the arc tube 2 in a range of more than 300 [ ° ] and 330 [ ° ] or less. Thereby, according to the ultraviolet irradiation units 1 and 1A according to the embodiment, the illuminance can be increased.
また、実施形態に係る外部電極６は、第１部材７と一対の第２部材８とを有する。第１部材７は、周方向に発光管２を覆う。第２部材８は、発光管２を挟んで互いに向かい合うように配置される。これにより、設計上または性能上の自由度が増大する。 Further, the external electrode 6 according to the embodiment has a first member 7 and a pair of second members 8. The first member 7 covers the light emission tube 2 in the circumferential direction. The second members 8 are arranged so as to face each other with the arc tube 2 interposed therebetween. This increases the degree of freedom in design or performance.
Claims (7)
前記内部電極と対向するように前記発光管の外面側に設けられ、前記発光管の周方向に１８０°超３００°以下の範囲で前記発光管を覆う外部電極と；
を具備する、紫外線照射ユニット。 A barrier discharge lamp having a cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light, and an internal electrode disposed inside the arc tube and extending in a tube axis direction of the arc tube;
An external electrode provided on an outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode, and covering the arc tube in a range of more than 180 ° and 300 ° or less in a circumferential direction of the arc tube;
An ultraviolet irradiation unit comprising:
前記内部電極と対向するように前記発光管の外面側に設けられ、前記発光管の周方向に３００°超３３０°以下の範囲で前記発光管を覆う外部電極と；
を具備する、紫外線照射ユニット。 A barrier discharge lamp having a cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light, and an internal electrode disposed inside the arc tube and extending in a tube axis direction of the arc tube;
An external electrode provided on the outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode and covering the arc tube in a circumferential direction of the arc tube in a range of more than 300 ° and 330 ° or less;
An ultraviolet irradiation unit comprising:
を具備し、
前記反射膜の前記周方向の角度は、前記外部電極で覆われる前記発光管の前記周方向の角度以上である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の紫外線照射ユニット。 A reflective film provided on the inner surface of the arc tube facing the external electrode, for reflecting the ultraviolet light into the arc tube;
With
4. The ultraviolet irradiation unit according to claim 1, wherein an angle in the circumferential direction of the reflection film is equal to or greater than an angle in the circumferential direction of the arc tube covered with the external electrode. 5.
前記紫外線照射ユニットを収容する収容部と；
を具備する、紫外線照射装置。 An ultraviolet irradiation unit according to any one of claims 1 to 4, and
A housing unit for housing the ultraviolet irradiation unit;
An ultraviolet irradiation device comprising:
前記発光管の内部に配置され、前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と；
前記内部電極と対向するように前記発光管の外面側に設けられ、前記発光管の周方向に１８０°超３００°以下の範囲で前記発光管を覆う外部電極と；
を具備する、バリア放電ランプ。 A cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light;
An internal electrode disposed inside the arc tube and extending in a tube axis direction of the arc tube;
An external electrode provided on an outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode, and covering the arc tube in a range of more than 180 ° and 300 ° or less in a circumferential direction of the arc tube;
A barrier discharge lamp comprising:
前記発光管の内部に配置され、前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と；
前記内部電極と対向するように前記発光管の外面側に設けられ、前記発光管の周方向に３００°超３３０°以下の範囲で前記発光管を覆う外部電極と；
を具備する、バリア放電ランプ。 A cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light;
An internal electrode disposed inside the arc tube and extending in a tube axis direction of the arc tube;
An external electrode provided on the outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode and covering the arc tube in a circumferential direction of the arc tube in a range of more than 300 ° and 330 ° or less;
A barrier discharge lamp comprising:
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