紫外光照射装置
【課題】本発明は、超高圧水銀ランプや紫外光蛍光管を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を調整することが可能な紫外光照射装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る紫外光照射装置は、紫外光を発する紫外光源１と、該紫外光源を保持する筐体とを備える。紫外光源１は、蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管１１、１１、・・・を電極支持シート（薄膜シート）１３に並列に配置し、電極支持シート（薄膜シート）１３と放電細長管１１、１１、・・・との間に設けてある電極対１２、１２、・・・にパルス駆動回路（駆動回路）６２Ｘ、６２Ｙがパルス電圧を印加する。制御回路６４は、パルス駆動回路（駆動回路）６２Ｘ、６２Ｙが電極対１２、１２、・・・に印加するパルス電圧を制御する。
【解決手段】本発明に係る紫外光照射装置は、紫外光を発する紫外光源１と、該紫外光源を保持する筐体とを備える。紫外光源１は、蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管１１、１１、・・・を電極支持シート（薄膜シート）１３に並列に配置し、電極支持シート（薄膜シート）１３と放電細長管１１、１１、・・・との間に設けてある電極対１２、１２、・・・にパルス駆動回路（駆動回路）６２Ｘ、６２Ｙがパルス電圧を印加する。制御回路６４は、パルス駆動回路（駆動回路）６２Ｘ、６２Ｙが電極対１２、１２、・・・に印加するパルス電圧を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面状に発光する紫外光照射装置に関し、特に複数の放電細長管を並列に配置してある紫外光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外光照射装置に用いる光源として、超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等が広く採用されている。特に、強い紫外光の照射強度が求められる半導体の露光装置の光源としては、超高圧水銀ランプが用いられる場合が多い。
【０００３】
また、医療用の紫外光照射装置では、強い紫外光の照射強度が求められるよりも、患者に合わせて紫外光を局所的に当てる、紫外光の照射強度を調整する等を目的とするため、装置自体を小型化する必要性が高いことから、光源として紫外光蛍光管が用いられている。特許文献１に記載の紫外光照射装置には、対向配置した２枚のガラス基板の周縁部を封止して形成した放電室を備える平板型紫外光蛍光管が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、点光源の超高圧水銀ランプ、線光源の紫外光蛍光管等を光源に用いた紫外光照射装置は、紫外光を照射することができる範囲において均一な照射強度の紫外光を得るためには、光学的に複雑な構成が必要となるという問題があった。例えば、超高圧水銀ランプを光源に用いた紫外光照射装置では、点光源から紫外光を照射することができる範囲において均一な照射強度の紫外光に変換するために、反射鏡、レンズ、拡散板、波長選択フィルター等の光学部品を複雑に組み合わせた構成が必要となる。
【０００６】
また、紫外光蛍光管を光源に用いた紫外光照射装置では、線光源から紫外光を照射することができる範囲において均一な照射強度の紫外光に変換するために、複数の紫外光蛍光管を並列に配置した上で、背面反射板、拡散板等を組み合わせた構成が必要となる。
【０００７】
特許文献１に記載の平板型紫外光蛍光管を光源に用いた紫外光照射装置では、線光源ではなく面光源を用いることになるため、光学的に複雑な構成は不要になる。しかし、平板型紫外光蛍光管は、大型の放電室を形成することが技術的に困難であるため、容易に大型化することができない。また、平板型紫外光蛍光管は、対向配置した２枚のガラス基板により構成されているため可撓性がなく、曲面光源を形成することができない。
【０００８】
さらに、超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等は、印加する電圧の電圧値を制御することにより紫外光の照射強度を調整することができる。しかし、紫外光を発することが可能な電圧値の範囲が狭く、しかも電圧値が一定電圧値より小さい場合には紫外光を発することができないので、紫外光の照射強度を広い範囲で微細に調整することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を微細に調整することが可能な紫外光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために第１発明に係る紫外光照射装置は、紫外光を発する紫外光源と、該紫外光源を保持する筐体とを備える紫外光照射装置において、前記紫外光源は、紫外光を発する蛍光体材料で構成してある蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管と、複数の前記放電細長管を並列に配置してある薄膜シートと、該薄膜シートと前記放電細長管との間に設けてある、前記放電細長管の内部に放電を発生させる少なくとも一の電極対と、該電極対にパルス電圧として電圧を印加する駆動回路と、該駆動回路が前記電極対に印加する前記パルス電圧を制御する制御回路とを備える。
【００１１】
第１発明では、紫外光源として、蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管を用い、該紫外光源を薄膜シートに並列に配置してある。薄膜シートと放電細長管との間に少なくとも一の電極対を設け、電極対に駆動回路がパルス電圧を印加する。制御回路は、駆動回路が印加するパルス電圧を制御するので、放電細長管が放電して紫外光を発することができる一定電圧以上の電圧値を確保しつつ、単位時間当たりに印加する電力量を制御することができ、印加する電圧の電圧値しか制御できない超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を調整することが可能になる。
【００１２】
また、第２発明に係る紫外光照射装置は、第１発明において、前記制御回路は、前記パルス電圧の周波数及び前記パルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御することにより、前記放電細長管から発する紫外光の照射強度を調整するようにしてある。
【００１３】
第２発明では、制御回路は、パルス電圧の周波数及びパルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御することにより、放電細長管が放電して紫外光を発することができる一定電圧以上の電圧値を確保しつつ、単位時間当たりに印加する電力量を制御することができ、印加する電圧の電圧値しか制御できない超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を調整することが可能になる。
【００１４】
また、第３発明に係る紫外光照射装置は、第１又は第２発明において、前記薄膜シートは、可撓性を有する。
【００１５】
第３発明では、薄膜シートが可撓性を有するので、紫外光照射装置の筐体が曲面にて形成されている場合であっても紫外光源を筐体に沿って取り付けることができ、複数の紫外光源に分けて筐体に取り付ける必要がなくコストを削減することが可能となる。
【００１６】
また、第４発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第３発明のいずれか一つにおいて、前記薄膜シートは、前記放電細長管を透過した光を反射する反射層を有する。
【００１７】
第４発明では、薄膜シートは放電細長管を透過した光を反射する反射層を有するので、放電細長管から発する紫外光のうち、透過光だけでなく反射光も利用することができ、同一電圧値であっても、より強い紫外光の照射強度を得ることが可能となる。
【００１８】
また、第５発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第４発明のいずれか一つにおいて、前記紫外光源は、複数の前記放電細長管を並列に配置してある前記薄膜シートを複数枚備え、複数枚の薄膜シートを隣接して配置する。
【００１９】
第５発明では、紫外光源は、複数の放電細長管を並列に配置してある薄膜シートを複数枚備え、複数枚の薄膜シートを隣接して配置するので、均一な照射強度の紫外光を照射することができる紫外光源を容易に大型化することができる。
【００２０】
また、第６発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第５発明のいずれか一つにおいて、複数の前記電極対を複数のブロックに分け、前記電極対のうち少なくとも一の電極に印加する前記パルス電圧を前記ブロックごとに制御するスイッチ回路を備える。
【００２１】
第６発明では、スイッチ回路が、電極対のうち少なくとも一の電極に印加するパルス電圧をブロックごとに制御するので、紫外光を照射することができる範囲のうち任意の範囲にのみ紫外光を照射することができ、紫外光を照射することが必要な範囲にのみ紫外光を照射することが可能となり省電力化できる。
【００２２】
また、第７発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第６発明のいずれか一つにおいて、前記薄膜シートは、前記筐体に対して着脱可能に取り付けられている。
【００２３】
第７発明では、薄膜シートが、筐体に対して着脱可能に取り付けられているので、紫外光照射装置に対する紫外光源の取り付け、取り外しが容易になる。また、発光波長やサイズの相違する複数の薄膜シートを準備しておくことにより、用途に応じて紫外光源を容易に交換することが可能となる。
【００２４】
また、第８発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第７発明のいずれか一つにおいて、前記電極対は、複数の前記放電細長管の長手方向に略直交する方向に設けてある。
【００２５】
第８発明では、電極対は、複数の放電細長管の長手方向に略直交する方向に設けてあるので、同じ放電細長管内で発光領域と、非発光領域とを生成することができ、紫外光を照射することができる範囲のうち任意の範囲にのみ紫外光を照射することができ、紫外光を照射することが必要な範囲にのみ紫外光を照射することが可能となり省電力化できる。
【００２６】
また、第９発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第８発明のいずれか一つにおいて、前記電極対に対して直交する方向に電極を有する電極シートを備え、前記薄膜シートと前記電極シートとで複数の前記放電細長管を挟持する。
【００２７】
第９発明では、電極対を有する薄膜シートと、該電極対に対して直交する方向で各放電細長管の長手方向に沿った電極を有する電極シートとで複数の放電細長管を挟持するので、電極対と電極とが交差する位置ごとに発光領域と、非発光領域とを生成することができ、紫外光の照射強度や紫外光を照射することができる範囲を微細に調整することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、紫外光照射装置は、紫外光を発する紫外光源と、該紫外光源を保持する筐体とを備える。紫外光源は、蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管を薄膜シートに並列に配置し、薄膜シートと放電細長管との間に少なくとも一の電極対を設け、電極対に駆動回路がパルス電圧を印加する。制御回路は、駆動回路が印加するパルス電圧を制御するので、放電細長管が放電して紫外光を発することができる一定電圧以上の電圧値を確保しつつ、単位時間当たりに印加する電力量を制御することができ、印加する電圧の電圧値しか制御できない超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を調整することが可能になる。また、パルス電圧を印加する電極対を選択することにより、紫外光を照射することができる範囲の調整も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る紫外光照射装置の外観を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る紫外光源の構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す紫外光源のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２に示す紫外光源のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る紫外光源の構成を示す概略図である。
【図６】図２に示す別の構成の紫外光源のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る紫外光源を点灯駆動する回路の基本的構成を示す回路図である。
【図８】図７に示した紫外光源を点灯駆動する回路において、パルス駆動回路から電極接続部を介してＸ電極、Ｙ電極に印加するパルス電圧のタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１に係る紫外光源の可撓性を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る紫外光源を筐体に保持した状態を示す断面図である。
【図１１】複数枚の電極支持シートを隣接して配置した構成の紫外光源の外観を示す概略図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る紫外光源を点灯駆動する回路の基本的構成を示す回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路の回路構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路がＹ電極に印加するパルス電圧のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１に係る紫外光照射装置について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る紫外光照射装置の外観を示す概略図である。図１に示す紫外光照射装置１００は、紫外光源１、紫外光源１を保持するバックボードとして機能し、駆動回路を収納する筐体２００、筐体２００を支えるとともに制御ボックスを兼ねた支持台３００を備えている。紫外光照射装置１００は、医療用の紫外光照射装置であり、例えば乾癬、アトピー性皮膚炎、白斑などの治療に有効なＵＶ−Ｂの波長の紫外光を照射する治療器である。紫外光照射装置１００は、筐体２００に設けられた照射角度調整ダイヤル２０１を回すことで紫外光の照射角度を調整でき、制御ボックスを兼ねた支持台３００に取り付けた照射強度調整ダイヤル３０１を回すことで紫外光源１を駆動するパルス電圧の周波数又は電圧値を変更して紫外光の照射強度を調整することができる。また、同じく照射範囲調整スライダ３０２を調整することで紫外光を照射することができる範囲を調整することができる。紫外光源１は、薄膜シートに複数の放電細長管を並列に配置してあり、筐体２００の形状に合わせた湾曲面光源となっている。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１の構成を示す斜視図である。図３は、図２に示す紫外光源１のＡ−Ａ断面図である。図４は、図２に示す紫外光源１のＢ−Ｂ断面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１の構成を示す概略図である。
【００３２】
図２に示すように、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１は、放電によって紫外光を発する放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管１１、１１、１１を電極支持シート（薄膜シート）１３に並列に配置してある。複数の電極対１２、１２、１２は予め電極支持シート１３の表面にパターニングされた状態で当該電極支持シート１３と放電細長管１１、１１、１１との間に、放電細長管１１の長手方向に略直交する方向に設けてある。放電細長管１１はガラス製の管である。管径の大きさは特に限定されるものではないが、例えば管の長手方向と直交する面での断面形状が円形の場合、直径０．５〜５ｍｍ程度であることが望ましい。構成する紫外光源１の大きさは、放電細長管１１の長さと配置する本数とで任意に設定でき、例えば１ｍｍ径で長さ１ｍの放電細長管１１を１０００本配置することにより約１ｍ2 の紫外光源を容易に作ることができる。管の長手方向と直交する面での断面形状は、円形、半円形、楕円形、扁平楕円形、方形等、どのような形状であってもよい。図２に示すように平坦部と湾曲部とを有する扁平楕円形を含む扁円形状の断面を有する放電細長管１１は、平坦部において電極対１２との十分な接触面積を確保できる点で好ましい。また、放電細長管１１の内部には放電によって紫外光を発するネオン、キセノン等の放電ガスが所定の混合割合、所定の圧力で封入してある。なお、放電細長管１１の端部は、図３に示すように、放電ガスが漏れないように封止部材１５で封止してある。
【００３３】
紫外光源１の背面側に位置する電極支持シート１３は、可撓性を有するシート（フレキシブルシート）であり、例えばポリカーボネートフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等で構成してある。また電極支持シート１３は、その表面に放電細長管１１を透過した光を反射する絶縁性フィルム又はコーティングの反射層１４を有している。電極対１２の下地層となる反射層１４は、放電細長管１１を透過した紫外光を反射する絶縁性の材料で構成してある。反射層１４は、電極支持シート１３の裏面に金属反射膜として形成することもできる。また、電極支持シート１３を構成する樹脂フィルムの中に酸化チタンのような反射材料の粉末を混入させることで同様の効果を得ることも可能である。なお、紫外光源１は、反射層１４を設ける構成に限定されるものではなく、反射層１４を設けない構成であっても良い。
【００３４】
複数の電極対１２、１２、１２は、放電細長管１１の長手方向に略直交する方向のストライプ状パターンを持って電極支持シート１３上（図２乃至図４の場合、絶縁性の反射層１４の表面）に設けてある。ただし、電極対１２は、隣接する電極の間で放電細長管１１の内部に放電を発生させることができるものであれば、特にストライプ状パターンで設けることに限定されるものではない。図３に示すように電極対１２は、一対のＸ電極１２Ｘ及びＹ電極１２Ｙで構成してある。電極対１２は、当該分野で公知の各種の材料を用いて単層又は多層の形で形成することができる。電極対１２に用いる材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化錫ドープ酸化インジウム）、ＳｎＯ2 等の透明な導電性材料や、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ等の金属の導電性材料が挙げられる。フィルム状の電極支持シート１３上で電極の可撓性を確保するため、電極パターンはベタ膜よりも網目状が好ましい。また電極対１２の放電細長管１１と接する側の表面を反射面としてさらに紫外光の照射強度の向上を図ることができる。
【００３５】
電極支持シート１３上に電極対１２を形成する方法としては、当該分野で公知の各種の方法を用いることができる。例えば、印刷等の厚膜形成技術を用いて形成しても良いし、物理的堆積法、化学的堆積法等の薄膜形成技術とフォトリソグラフィのパターニング手法を用いて形成しても良い。厚膜形成技術としては、スクリーン印刷等が挙げられる。薄膜形成技術のうち、物理的堆積法としては、蒸着法、スパッタ法等が挙げられる。化学的堆積法としては、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。このようにして予め一表面上に複数の電極対１２が形成された電極支持シート１３は、放電細長管１１の背面支持部材としての機能を有し、その電極対１２の形成面に複数の放電細長管１１を並べて図示しない接着剤で貼り付けられる。
【００３６】
上記構成において、放電細長管１１から所定波長の紫外光を得るには、図４に示すように放電細長管１１ごとに、放電によって発する紫外光により励起されて所定の波長の紫外光を発する蛍光体材料で構成してある蛍光体層１６、１６、１６を内壁面に形成する。放電細長管１１の内壁面に蛍光体層１６を形成する方法としては、蛍光体粒子を分散したスラリーを放電細長管１１内に注入して内壁の一面に蛍光体を沈降させる沈降法や、感光性の蛍光体塗布液を導入してパターン露光する方法、蛍光体層１６を形成した細長い樋状の支持部材を放電細長管１１内に挿入する方法等を適宜採用することができる。
【００３７】
さらに、放電細長管１１の内壁面に形成する蛍光体層１６は、放電細長管１１の断面が扁平楕円形状の場合、内壁面の全てに形成しても良いし、図２のように扁平楕円状の放電細長管１１の内壁の両湾曲部に形成しても良いし、図４に示すように放電細長管１１の紫外光を出射する側の扁平内壁面に形成しても良い。図４に示すように放電細長管１１の放電によって発する紫外光により蛍光体層１６が励起されて所定の波長の紫外光が、放電細長管１１の蛍光体層１６を透過して出射する。蛍光体層１６を電極支持シート１３側の扁平内壁面に形成した場合、出射する紫外光が蛍光体層１６でも反射する反射型の紫外光源となる。
【００３８】
また、放電細長管１１の放電ガスと接する内壁面には、放電細長管１１を構成するガラス材料より二次電子放出係数の高い電子放出材料、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）で構成してある電子放出層(図示省略)を形成してある。ここで、電子放出材料は、ＭｇＯに限定されるものではなく、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＳｒＯ、ＳｒＣａＯ等のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の保護層に用いられている材料でも良い。
【００３９】
図４では、紫外光源１は、蛍光体層１６、１６、１６を利用して、放電によって発する紫外光により励起された所定の波長（放電によって発する紫外光とは異なる波長）の紫外光を発している。斯かる構成以外に、放電細長管１１の内壁面に蛍光体層１６を形成することなく放電によって発する紫外光をそのまま利用しても良い。例えば、キセノンを含む混合ガスを利用した場合、蛍光体なしで遠紫外域の真空紫外光を発することができる。また、放電ガスとしてキセノンを含む混合ガスを利用し、さらに蛍光体層１６の蛍光体材料としてガドリニウム（Ｇｄ）のような希土類系の紫外発光蛍光体を用いた場合、放電によって発する紫外光とは異なる波長の紫外光（ＵＶ−Ｂ等）を発することができる。なお、紫外光源１は、放電細長管１１に紫外光を透過する材料を使用する必要がある。例えば、紫外光を透過する材料には、石英ガラス（ＳｉＯ2 ）、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 、ＬｉＦ等がある。紫外光源１は、従来の超高圧水銀ランプのように、環境上問題となる水銀を使用していない。
【００４０】
図２乃至図５に示すように、実施の形態１に係る紫外光源１では、電極対１２、１２、１２は、並列に配置してある放電細長管１１、１１、１１の長手方向に略直交する方向に放電細長管１１の下部の平坦部外面に接する外部電極として設けてあり、ＡＣパルス駆動を行う。Ｘ電極１２ＸとＹ電極１２Ｙとの間に、放電細長管１１の内部に放電を発生させる電圧値の閾値以上のパルス電圧を交互に印加した場合、放電細長管１１の内部では、放電細長管１１と電極対１２とが交差する位置にて、いわゆる面放電形式の放電が発生する。電極対１２ごとにパルス電圧の印加を制御できるようにしておくことで、電極対１２に沿ったラインごとに放電とそれに伴う発光のオン・オフを制御することができる。つまり、紫外光源１は、同じ放電細長管１１内で発光領域と、非発光領域とを生成することができ、同じ紫外光蛍光管内で発光領域と、非発光領域とを生成することができない従来の紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて、紫外光の照射強度や紫外光を照射することができる範囲を微細に調整することができる。
【００４１】
さらに、図６は、図２に示す別の構成の紫外光源１のＢ−Ｂ断面図である。図６に示す紫外光源１は、電極対１２、１２、１２に対して直交し、各放電細長管１１の長手方向に沿って電極１７、１７、１７を有する電極シート１８をさらに備え、電極支持シート１３と電極シート１８とで複数の放電細長管１１、１１、１１を挟持する。従って、紫外光源１は、電極対１２、１２、１２と電極１７、１７、１７とが交差する位置ごとに発光領域と、非発光領域とを生成することができるため、従来の紫外光蛍光管を紫外光源に用いる場合に比べて、紫外光の照射強度を更に微細に調整することができる。なお、電極シート１８は、紫外光を透過する材料を用いている。
【００４２】
図７は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１を点灯駆動する回路の基本的構成を示す回路図である。図７に示すように、放電細長管１１、１１、・・・の長手方向に略直交する方向に電極対１２、１２、・・・を設け、電極対１２、１２、・・・のうちＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・は、コネクタの構成に合わせて複数の電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘに分けてそれぞれ接続してあり、電極対１２、１２、・・・のうちＹ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・も、同じくコネクタの構成に合わせて複数の電極接続部６１Ｙ、６１Ｙ、６１Ｙに分けてそれぞれ接続してある。パルス駆動回路６２Ｘ（６２Ｙ）はタイミング信号発生回路及びパルス信号発生回路を含み、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ（電極接続部６１Ｙ、６１Ｙ、６１Ｙ）に接続し、Ｘ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・とＹ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・とに交互にパルス電圧を印加する。電源６３は、パルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙに接続した直流又は交流電源で、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ、電極接続部６１Ｙ、６１Ｙ、６１Ｙを介してＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・にパルス電圧を印加するために必要な電力を供給している。制御回路６４は、パルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙに接続し、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ、電極接続部６１Ｙ、６１Ｙ、６１Ｙを介してパルス駆動回路６２Ｘ、６２ＹからＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・に印加するパルス電圧の周波数及びパルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御して、放電細長管１１、１１、・・・から発する紫外光の照射強度を調整する。例えば、図１に示した照射強度調整ダイヤル３０１が、紫外光源１を駆動するパルス電圧の周波数を調整する手段であり、パルス電圧の周波数を調整して、紫外光の照射強度を調整する。
【００４３】
図８は、図７に示した紫外光源１を点灯駆動する回路において、パルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙから電極接続部６１Ｘ、６１Ｙを介してＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・に印加するパルス電圧のタイミングチャートである。図８に示すタイミングチャートでは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までＸ電極１２Ｘ、Ｙ電極１２Ｙのそれぞれに印加するパルス電圧（電圧値Ｖｓ）の周波数が、周波数ｆ１であるが、時刻ｔ２において周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ２（＞ｆ１）に変更される様子が図示されている。放電ガスの放電による紫外発光は一つのパルス電圧ごとに繰り返し行われるので、パルス電圧の周波数が、高い周波数（ｆ１からｆ２へ）に変更されることで、単位時間当たりの放電発光回数が増加し、放電細長管１１、１１、・・・から発するトータルの紫外光の照射強度が強くなる。なお、Ｘ電極１２ＸとＹ電極１２Ｙとに交互に印加するパルス電圧の電圧値は、周波数ｆ１から周波数ｆ２に変更しても電圧値Ｖｓのまま一定であるが、放電細長管１１、１１、・・・内で放電が生じる範囲であれば電圧値Ｖｓを変更して放電細長管１１、１１、・・・内での放電強度を変えても良い。
【００４４】
次に、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１は、可撓性を有する電極支持シート１３上に複数の放電細長管１１、１１、・・・を並列に配置した構成であるため、放電細長管１１、１１、・・・の長手方向と直交する方向に対して可撓性を有する。図９は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１の可撓性を示す概略図である。図９（ａ）は、紫外光源１を放電細長管１１、１１、・・・の長手方向と直交する方向に対して曲げて弓状にした外観を示す概略図を、図９（ｂ）は、紫外光源１を放電細長管１１、１１、・・・の長手方向と直交する方向に対して曲げてＳ字状にした外観を示す概略図をそれぞれ示している。従って、紫外光を照射する対象（例えば人体）の形状に、紫外光源１の紫外光を照射する面の形状を合わせた装置を容易に実現することができる。図１０は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１を筐体２００に保持した状態を示す断面図である。図１０に示す筐体２００のバックボードとして機能する部分が曲面を有しており、紫外光源１は筐体２００の曲面に沿って放電細長管１１、１１、・・・の長手方向と直交する方向に対して曲げられている。なお、筐体２００のバックボードとして機能する部分と電極支持シート１３とは接着剤で固定してもよいが、面ファスナ等の簡単に取り外しができる部材を用いて、電極支持シート１３を筐体２００に対して着脱可能に取り付けても良い。例えば、電極支持シート１３側の周辺又は分散した位置にフック状に起毛されたシートを、筐体２００のバックボードとして機能する部分側の対応する位置にループ状に密集して起毛されたシートをそれぞれ貼り付け、それぞれのシートを押し付けることで、電極支持シート１３を筐体２００に簡単に取り付けることができる。また、それぞれのシートを引き離すことで、電極支持シート１３を筐体２００から簡単に取り外すことができる。電極支持シート１３を筐体２００に対して着脱可能に取り付けることで、紫外光照射装置１００に対して発光波長やサイズの相違する紫外光源１の取り付け、取り外しが容易になる。
【００４５】
また、紫外光源１は、複数の放電細長管１１、１１、・・・を並列に配置してある電極支持シート１３を複数枚備え、複数枚の電極支持シート１３を隣接して配置した構成としても良い。図１１は、複数枚の電極支持シート１３、１３、１３、１３を隣接して配置した構成の紫外光源１の外観を示す概略図である。図１１に示す紫外光源１は、簡単化のために平坦な４枚の電極支持シート１３、１３、１３、１３を隣接して配置した構成としてあるが、それぞれの電極支持シート１３を湾曲させて、紫外光を照射する対象（例えば人体）を包囲するトンネル形状にすることもできる。
【００４６】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る紫外光照射装置１００は、紫外光を発する紫外光源１と、該紫外光源１及び駆動回路を保持する筐体２００とを備えている。紫外光源１は、蛍光体層１６が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管１１、１１、・・・を電極支持シート１３に並列に配置してあり、電極支持シート１３と放電細長管１１、１１、・・・との間に少なくとも一の電極対１２を設け、電極対１２にパルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙがパルス電圧を印加する。制御回路６４は、照射強度調整ダイヤル３０１に接続されて印加するパルス電圧の周波数又は電圧値を制御し、放電細長管１１から発する紫外光の照射強度を微細に調整することが可能になる。
【００４７】
なお、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１は、電極対１２、１２、１２を、図２に示すように放電細長管１１、１１、１１の長手方向に略直交する方向に設ける構成に限定されるものではなく、各放電細長管１１、１１、１１の長手方向に沿って、放電細長管１１ごとに設ける構成でも良い。
【００４８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る紫外光照射装置１００は、紫外光源１の回路構成が紫外光を照射することができる範囲を調整する機能を有する点で異なる以外は実施の形態１と同じであるため、詳細な説明は省略する。図１２は、本発明の実施の形態２に係る紫外光源１を選択的に点灯駆動する回路の基本的構成を示す回路図である。図１２に示すように、放電細長管１１、１１、・・・の長手方向に略直交する方向に電極対１２、１２、・・・を設け、Ｘ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・は、コネクタの構成に合わせて複数の電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘに分けてそれぞれ接続してあるが、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・は、図示しないコネクタの構成に合わせて複数のスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙに分けてそれぞれ接続してある。Ｘ電極１２Ｘ側のパルス駆動回路６２Ｘはタイミング信号発生回路及びパルス信号発生回路を含み、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘに接続し、Ｘ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・にパルス電圧を印加する。Ｙ電極１２Ｙ側のパルス駆動回路６２Ｙはタイミング信号発生回路及びパルス信号発生回路を含み、スイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙに接続し、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・にパルス電圧を印加する。
【００４９】
本発明の実施の形態２に係る紫外光源１では、ｎ対の電極対１２、１２、・・・ごとに三つのブロックに分け、電極対１２、１２、・・・のうちＹ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・に印加するパルス電圧をブロックごとに制御するスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙを設けている。図１３は、本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙの回路構成を示す回路図である。図１３に示すスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙは、デコードコントロール回路６８、トランジスタＴｓ１１、Ｔｓ１２、Ｔｓ２１、Ｔｓ２２、・・・、Ｔｓｎ１、Ｔｓｎ２を備えている。デコードコントロール回路６８は、制御回路６４からのブロック選択信号を含んだ制御信号によりトランジスタＴｓ１１、Ｔｓ１２、Ｔｓ２１、Ｔｓ２２、・・・、Ｔｓｎ１、Ｔｓｎ２のオン・オフを制御する。トランジスタＴｓ１１、Ｔｓ２１、・・・、Ｔｓｎ１は、制御回路６４の制御信号によりパルス駆動回路６２ＹのトランジスタＴ１がオン状態の場合に、電源６３の電圧値ＶｓをＹ電極１２Ｙ１、１２Ｙ２、・・・、１２Ｙｎに印加する。トランジスタＴｓ１２、Ｔｓ２２、・・・、Ｔｓｎ２は、制御回路６４の制御信号によりパルス駆動回路６２ＹのトランジスタＴ２がオン状態の場合に、Ｙ電極１２Ｙ１、１２Ｙ２、・・・、１２ＹｎをＧＮＤに接地する。
【００５０】
図１２に戻って、電源６３は、パルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙに接続した直流又は交流電源で、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ及びスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙを介してＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・にパルス電圧を印加するために必要な電力を供給している。制御回路６４には、図１に示した照射強度調整ダイヤル３０１に接続された紫外光の照射強度を調整する手段が含まれており、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ及びスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙを介してパルス駆動回路６２Ｘ、６２ＹからＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・に印加するパルス電圧の周波数及びパルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御して、放電細長管１１、１１、・・・から発する紫外光の照射強度を調整する。図１４は、本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７ＹがＹ電極１２Ｙに印加するパルス電圧のタイミングチャートである。図１４に示すタイミングチャートでは、スイッチ回路６５Ｙ及びスイッチ回路６７Ｙに接続された二つのＹ電極１２Ｙのブロックに印加するパルス電圧（電圧値Ｖｓ）が出力されているが、スイッチ回路６６Ｙに接続されたＹ電極１２Ｙのブロックに印加するパルス電圧（電圧値Ｖｓ）は出力されていない。そのため、スイッチ回路６５Ｙ及びスイッチ回路６７Ｙに接続されたＹ電極１２Ｙのブロックと交差する放電細長管１１、１１、・・・内の領域は放電が生じて紫外光を発する（発光領域）が、スイッチ回路６６Ｙに接続されたＹ電極１２Ｙのブロックと交差する放電細長管１１、１１、・・・内の領域は放電が生じず紫外光を発しない（非発光領域）。
【００５１】
このような発光領域のブロック選択は、図１に示した照射範囲調整スライダ３０２の位置に応じて、制御回路６４に記憶した発光領域のパターンのアドレスコードを読み出し、読み出したアドレスコードをデコードコントロール回路６８で解読して各スイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７ＹのトランジスタＴｓ１１、Ｔｓ１２、Ｔｓ２１、Ｔｓ２２、・・・、Ｔｓｎ１、Ｔｓｎ２をブロック単位でオン・オフ制御することにより実行する。また、Ｙ電極１２Ｙは、制御回路６４から読み出したアドレスコードにより、１本単位でパルス電圧を印加するか否かを制御することができるので、紫外光を照射する対象（例えば人体）に応じて電極対１２に対応した発光領域を制御して、紫外光を照射することができる範囲を調整することができる。さらに、図６に示した紫外光源１のように、電極対１２と交差する方向に電極１７を設けた場合、アドレス電圧を印加する選択回路を電極１７に接続して、電極１７をアドレス電極として用いることにより、電極対１２と電極１７との交差する領域単位で、紫外発光をマトリックス的に制御することが可能となる。なお、紫外光は目視できないため、複数本おき(例えば３０本）又は所定の長さおき（例えば３０ｍｍ)に放電細長管１１の蛍光体層１６に、紫外発光蛍光体の代わりに可視発光蛍光体を用いることで、照射範囲調整スライダ３０２の調整による紫外光源１の発光領域の変化を確認することができる。同様に、放電細長管１１を配置してある電極支持シート１３に、紫外光により励起されて可視発光する蛍光塗料で、所定のパターンの目視ラインを縦横に描いておくことでも、照射範囲調整スライダ３０２の調整による紫外光源１の発光領域の変化を確認することができる。
【００５２】
以上のように、本発明の実施の形態２に係る紫外光照射装置１００は、紫外光源１が電極対１２、１２、・・・のうち少なくとも一の電極（Ｙ電極１２Ｙ）に印加する電圧をブロック又はラインごとに制御するスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙを備えているので、複数のブロックに分けた電極対１２、１２、・・・と交差する放電細長管１１、１１、・・・内の領域又は放電細長管１１、１１、・・・ごとに発光領域と、非発光領域とを生成することができ、紫外光を照射することができる範囲を任意に調整することができる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態２に係る紫外光源１は、電極対１２、１２、１２を、図１２に示すように放電細長管１１、１１、１１の長手方向に略直交する方向に設ける構成に限定されるものではなく、放電細長管１１、１１、１１の長手方向に沿って、放電細長管１１ごとに設ける構成でも良い。但し、紫外光源１は、複数のブロックに分けた電極対１２、１２、・・・と対応する放電細長管１１、１１、・・・ごとに発光領域と、非発光領域とを生成することができ、紫外光を照射することができる範囲のうち任意の範囲にのみ紫外光を照射することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 紫外光源
１１ 放電細長管
１２ 電極対
１３ 電極支持シート（薄膜シート）
１４ 反射層
１５ 封止部材
１６ 蛍光体層
１７ 電極
１８ 電極シート
６１Ｘ、６１Ｙ 電極接続部
６２Ｘ、６２Ｙ パルス駆動回路
６３ 電源
６４ 制御回路
１００ 紫外光照射装置
２００ 筐体
２０１ 照射角度調整ダイヤル
３００ 支持台
３０１ 照射強度調整ダイヤル
３０２ 照射範囲調整スライダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面状に発光する紫外光照射装置に関し、特に複数の放電細長管を並列に配置してある紫外光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外光照射装置に用いる光源として、超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等が広く採用されている。特に、強い紫外光の照射強度が求められる半導体の露光装置の光源としては、超高圧水銀ランプが用いられる場合が多い。
【０００３】
また、医療用の紫外光照射装置では、強い紫外光の照射強度が求められるよりも、患者に合わせて紫外光を局所的に当てる、紫外光の照射強度を調整する等を目的とするため、装置自体を小型化する必要性が高いことから、光源として紫外光蛍光管が用いられている。特許文献１に記載の紫外光照射装置には、対向配置した２枚のガラス基板の周縁部を封止して形成した放電室を備える平板型紫外光蛍光管が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、点光源の超高圧水銀ランプ、線光源の紫外光蛍光管等を光源に用いた紫外光照射装置は、紫外光を照射することができる範囲において均一な照射強度の紫外光を得るためには、光学的に複雑な構成が必要となるという問題があった。例えば、超高圧水銀ランプを光源に用いた紫外光照射装置では、点光源から紫外光を照射することができる範囲において均一な照射強度の紫外光に変換するために、反射鏡、レンズ、拡散板、波長選択フィルター等の光学部品を複雑に組み合わせた構成が必要となる。
【０００６】
また、紫外光蛍光管を光源に用いた紫外光照射装置では、線光源から紫外光を照射することができる範囲において均一な照射強度の紫外光に変換するために、複数の紫外光蛍光管を並列に配置した上で、背面反射板、拡散板等を組み合わせた構成が必要となる。
【０００７】
特許文献１に記載の平板型紫外光蛍光管を光源に用いた紫外光照射装置では、線光源ではなく面光源を用いることになるため、光学的に複雑な構成は不要になる。しかし、平板型紫外光蛍光管は、大型の放電室を形成することが技術的に困難であるため、容易に大型化することができない。また、平板型紫外光蛍光管は、対向配置した２枚のガラス基板により構成されているため可撓性がなく、曲面光源を形成することができない。
【０００８】
さらに、超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等は、印加する電圧の電圧値を制御することにより紫外光の照射強度を調整することができる。しかし、紫外光を発することが可能な電圧値の範囲が狭く、しかも電圧値が一定電圧値より小さい場合には紫外光を発することができないので、紫外光の照射強度を広い範囲で微細に調整することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を微細に調整することが可能な紫外光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために第１発明に係る紫外光照射装置は、紫外光を発する紫外光源と、該紫外光源を保持する筐体とを備える紫外光照射装置において、前記紫外光源は、紫外光を発する蛍光体材料で構成してある蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管と、複数の前記放電細長管を並列に配置してある薄膜シートと、該薄膜シートと前記放電細長管との間に設けてある、前記放電細長管の内部に放電を発生させる少なくとも一の電極対と、該電極対にパルス電圧として電圧を印加する駆動回路と、該駆動回路が前記電極対に印加する前記パルス電圧を制御する制御回路とを備える。
【００１１】
第１発明では、紫外光源として、蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管を用い、該紫外光源を薄膜シートに並列に配置してある。薄膜シートと放電細長管との間に少なくとも一の電極対を設け、電極対に駆動回路がパルス電圧を印加する。制御回路は、駆動回路が印加するパルス電圧を制御するので、放電細長管が放電して紫外光を発することができる一定電圧以上の電圧値を確保しつつ、単位時間当たりに印加する電力量を制御することができ、印加する電圧の電圧値しか制御できない超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を調整することが可能になる。
【００１２】
また、第２発明に係る紫外光照射装置は、第１発明において、前記制御回路は、前記パルス電圧の周波数及び前記パルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御することにより、前記放電細長管から発する紫外光の照射強度を調整するようにしてある。
【００１３】
第２発明では、制御回路は、パルス電圧の周波数及びパルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御することにより、放電細長管が放電して紫外光を発することができる一定電圧以上の電圧値を確保しつつ、単位時間当たりに印加する電力量を制御することができ、印加する電圧の電圧値しか制御できない超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を調整することが可能になる。
【００１４】
また、第３発明に係る紫外光照射装置は、第１又は第２発明において、前記薄膜シートは、可撓性を有する。
【００１５】
第３発明では、薄膜シートが可撓性を有するので、紫外光照射装置の筐体が曲面にて形成されている場合であっても紫外光源を筐体に沿って取り付けることができ、複数の紫外光源に分けて筐体に取り付ける必要がなくコストを削減することが可能となる。
【００１６】
また、第４発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第３発明のいずれか一つにおいて、前記薄膜シートは、前記放電細長管を透過した光を反射する反射層を有する。
【００１７】
第４発明では、薄膜シートは放電細長管を透過した光を反射する反射層を有するので、放電細長管から発する紫外光のうち、透過光だけでなく反射光も利用することができ、同一電圧値であっても、より強い紫外光の照射強度を得ることが可能となる。
【００１８】
また、第５発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第４発明のいずれか一つにおいて、前記紫外光源は、複数の前記放電細長管を並列に配置してある前記薄膜シートを複数枚備え、複数枚の薄膜シートを隣接して配置する。
【００１９】
第５発明では、紫外光源は、複数の放電細長管を並列に配置してある薄膜シートを複数枚備え、複数枚の薄膜シートを隣接して配置するので、均一な照射強度の紫外光を照射することができる紫外光源を容易に大型化することができる。
【００２０】
また、第６発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第５発明のいずれか一つにおいて、複数の前記電極対を複数のブロックに分け、前記電極対のうち少なくとも一の電極に印加する前記パルス電圧を前記ブロックごとに制御するスイッチ回路を備える。
【００２１】
第６発明では、スイッチ回路が、電極対のうち少なくとも一の電極に印加するパルス電圧をブロックごとに制御するので、紫外光を照射することができる範囲のうち任意の範囲にのみ紫外光を照射することができ、紫外光を照射することが必要な範囲にのみ紫外光を照射することが可能となり省電力化できる。
【００２２】
また、第７発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第６発明のいずれか一つにおいて、前記薄膜シートは、前記筐体に対して着脱可能に取り付けられている。
【００２３】
第７発明では、薄膜シートが、筐体に対して着脱可能に取り付けられているので、紫外光照射装置に対する紫外光源の取り付け、取り外しが容易になる。また、発光波長やサイズの相違する複数の薄膜シートを準備しておくことにより、用途に応じて紫外光源を容易に交換することが可能となる。
【００２４】
また、第８発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第７発明のいずれか一つにおいて、前記電極対は、複数の前記放電細長管の長手方向に略直交する方向に設けてある。
【００２５】
第８発明では、電極対は、複数の放電細長管の長手方向に略直交する方向に設けてあるので、同じ放電細長管内で発光領域と、非発光領域とを生成することができ、紫外光を照射することができる範囲のうち任意の範囲にのみ紫外光を照射することができ、紫外光を照射することが必要な範囲にのみ紫外光を照射することが可能となり省電力化できる。
【００２６】
また、第９発明に係る紫外光照射装置は、第１乃至第８発明のいずれか一つにおいて、前記電極対に対して直交する方向に電極を有する電極シートを備え、前記薄膜シートと前記電極シートとで複数の前記放電細長管を挟持する。
【００２７】
第９発明では、電極対を有する薄膜シートと、該電極対に対して直交する方向で各放電細長管の長手方向に沿った電極を有する電極シートとで複数の放電細長管を挟持するので、電極対と電極とが交差する位置ごとに発光領域と、非発光領域とを生成することができ、紫外光の照射強度や紫外光を照射することができる範囲を微細に調整することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、紫外光照射装置は、紫外光を発する紫外光源と、該紫外光源を保持する筐体とを備える。紫外光源は、蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管を薄膜シートに並列に配置し、薄膜シートと放電細長管との間に少なくとも一の電極対を設け、電極対に駆動回路がパルス電圧を印加する。制御回路は、駆動回路が印加するパルス電圧を制御するので、放電細長管が放電して紫外光を発することができる一定電圧以上の電圧値を確保しつつ、単位時間当たりに印加する電力量を制御することができ、印加する電圧の電圧値しか制御できない超高圧水銀ランプ、紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて広い範囲で紫外光の照射強度を調整することが可能になる。また、パルス電圧を印加する電極対を選択することにより、紫外光を照射することができる範囲の調整も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る紫外光照射装置の外観を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る紫外光源の構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す紫外光源のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２に示す紫外光源のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る紫外光源の構成を示す概略図である。
【図６】図２に示す別の構成の紫外光源のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る紫外光源を点灯駆動する回路の基本的構成を示す回路図である。
【図８】図７に示した紫外光源を点灯駆動する回路において、パルス駆動回路から電極接続部を介してＸ電極、Ｙ電極に印加するパルス電圧のタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１に係る紫外光源の可撓性を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る紫外光源を筐体に保持した状態を示す断面図である。
【図１１】複数枚の電極支持シートを隣接して配置した構成の紫外光源の外観を示す概略図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る紫外光源を点灯駆動する回路の基本的構成を示す回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路の回路構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路がＹ電極に印加するパルス電圧のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１に係る紫外光照射装置について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る紫外光照射装置の外観を示す概略図である。図１に示す紫外光照射装置１００は、紫外光源１、紫外光源１を保持するバックボードとして機能し、駆動回路を収納する筐体２００、筐体２００を支えるとともに制御ボックスを兼ねた支持台３００を備えている。紫外光照射装置１００は、医療用の紫外光照射装置であり、例えば乾癬、アトピー性皮膚炎、白斑などの治療に有効なＵＶ−Ｂの波長の紫外光を照射する治療器である。紫外光照射装置１００は、筐体２００に設けられた照射角度調整ダイヤル２０１を回すことで紫外光の照射角度を調整でき、制御ボックスを兼ねた支持台３００に取り付けた照射強度調整ダイヤル３０１を回すことで紫外光源１を駆動するパルス電圧の周波数又は電圧値を変更して紫外光の照射強度を調整することができる。また、同じく照射範囲調整スライダ３０２を調整することで紫外光を照射することができる範囲を調整することができる。紫外光源１は、薄膜シートに複数の放電細長管を並列に配置してあり、筐体２００の形状に合わせた湾曲面光源となっている。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１の構成を示す斜視図である。図３は、図２に示す紫外光源１のＡ−Ａ断面図である。図４は、図２に示す紫外光源１のＢ−Ｂ断面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１の構成を示す概略図である。
【００３２】
図２に示すように、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１は、放電によって紫外光を発する放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管１１、１１、１１を電極支持シート（薄膜シート）１３に並列に配置してある。複数の電極対１２、１２、１２は予め電極支持シート１３の表面にパターニングされた状態で当該電極支持シート１３と放電細長管１１、１１、１１との間に、放電細長管１１の長手方向に略直交する方向に設けてある。放電細長管１１はガラス製の管である。管径の大きさは特に限定されるものではないが、例えば管の長手方向と直交する面での断面形状が円形の場合、直径０．５〜５ｍｍ程度であることが望ましい。構成する紫外光源１の大きさは、放電細長管１１の長さと配置する本数とで任意に設定でき、例えば１ｍｍ径で長さ１ｍの放電細長管１１を１０００本配置することにより約１ｍ2 の紫外光源を容易に作ることができる。管の長手方向と直交する面での断面形状は、円形、半円形、楕円形、扁平楕円形、方形等、どのような形状であってもよい。図２に示すように平坦部と湾曲部とを有する扁平楕円形を含む扁円形状の断面を有する放電細長管１１は、平坦部において電極対１２との十分な接触面積を確保できる点で好ましい。また、放電細長管１１の内部には放電によって紫外光を発するネオン、キセノン等の放電ガスが所定の混合割合、所定の圧力で封入してある。なお、放電細長管１１の端部は、図３に示すように、放電ガスが漏れないように封止部材１５で封止してある。
【００３３】
紫外光源１の背面側に位置する電極支持シート１３は、可撓性を有するシート（フレキシブルシート）であり、例えばポリカーボネートフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等で構成してある。また電極支持シート１３は、その表面に放電細長管１１を透過した光を反射する絶縁性フィルム又はコーティングの反射層１４を有している。電極対１２の下地層となる反射層１４は、放電細長管１１を透過した紫外光を反射する絶縁性の材料で構成してある。反射層１４は、電極支持シート１３の裏面に金属反射膜として形成することもできる。また、電極支持シート１３を構成する樹脂フィルムの中に酸化チタンのような反射材料の粉末を混入させることで同様の効果を得ることも可能である。なお、紫外光源１は、反射層１４を設ける構成に限定されるものではなく、反射層１４を設けない構成であっても良い。
【００３４】
複数の電極対１２、１２、１２は、放電細長管１１の長手方向に略直交する方向のストライプ状パターンを持って電極支持シート１３上（図２乃至図４の場合、絶縁性の反射層１４の表面）に設けてある。ただし、電極対１２は、隣接する電極の間で放電細長管１１の内部に放電を発生させることができるものであれば、特にストライプ状パターンで設けることに限定されるものではない。図３に示すように電極対１２は、一対のＸ電極１２Ｘ及びＹ電極１２Ｙで構成してある。電極対１２は、当該分野で公知の各種の材料を用いて単層又は多層の形で形成することができる。電極対１２に用いる材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化錫ドープ酸化インジウム）、ＳｎＯ2 等の透明な導電性材料や、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ等の金属の導電性材料が挙げられる。フィルム状の電極支持シート１３上で電極の可撓性を確保するため、電極パターンはベタ膜よりも網目状が好ましい。また電極対１２の放電細長管１１と接する側の表面を反射面としてさらに紫外光の照射強度の向上を図ることができる。
【００３５】
電極支持シート１３上に電極対１２を形成する方法としては、当該分野で公知の各種の方法を用いることができる。例えば、印刷等の厚膜形成技術を用いて形成しても良いし、物理的堆積法、化学的堆積法等の薄膜形成技術とフォトリソグラフィのパターニング手法を用いて形成しても良い。厚膜形成技術としては、スクリーン印刷等が挙げられる。薄膜形成技術のうち、物理的堆積法としては、蒸着法、スパッタ法等が挙げられる。化学的堆積法としては、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。このようにして予め一表面上に複数の電極対１２が形成された電極支持シート１３は、放電細長管１１の背面支持部材としての機能を有し、その電極対１２の形成面に複数の放電細長管１１を並べて図示しない接着剤で貼り付けられる。
【００３６】
上記構成において、放電細長管１１から所定波長の紫外光を得るには、図４に示すように放電細長管１１ごとに、放電によって発する紫外光により励起されて所定の波長の紫外光を発する蛍光体材料で構成してある蛍光体層１６、１６、１６を内壁面に形成する。放電細長管１１の内壁面に蛍光体層１６を形成する方法としては、蛍光体粒子を分散したスラリーを放電細長管１１内に注入して内壁の一面に蛍光体を沈降させる沈降法や、感光性の蛍光体塗布液を導入してパターン露光する方法、蛍光体層１６を形成した細長い樋状の支持部材を放電細長管１１内に挿入する方法等を適宜採用することができる。
【００３７】
さらに、放電細長管１１の内壁面に形成する蛍光体層１６は、放電細長管１１の断面が扁平楕円形状の場合、内壁面の全てに形成しても良いし、図２のように扁平楕円状の放電細長管１１の内壁の両湾曲部に形成しても良いし、図４に示すように放電細長管１１の紫外光を出射する側の扁平内壁面に形成しても良い。図４に示すように放電細長管１１の放電によって発する紫外光により蛍光体層１６が励起されて所定の波長の紫外光が、放電細長管１１の蛍光体層１６を透過して出射する。蛍光体層１６を電極支持シート１３側の扁平内壁面に形成した場合、出射する紫外光が蛍光体層１６でも反射する反射型の紫外光源となる。
【００３８】
また、放電細長管１１の放電ガスと接する内壁面には、放電細長管１１を構成するガラス材料より二次電子放出係数の高い電子放出材料、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）で構成してある電子放出層(図示省略)を形成してある。ここで、電子放出材料は、ＭｇＯに限定されるものではなく、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＳｒＯ、ＳｒＣａＯ等のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の保護層に用いられている材料でも良い。
【００３９】
図４では、紫外光源１は、蛍光体層１６、１６、１６を利用して、放電によって発する紫外光により励起された所定の波長（放電によって発する紫外光とは異なる波長）の紫外光を発している。斯かる構成以外に、放電細長管１１の内壁面に蛍光体層１６を形成することなく放電によって発する紫外光をそのまま利用しても良い。例えば、キセノンを含む混合ガスを利用した場合、蛍光体なしで遠紫外域の真空紫外光を発することができる。また、放電ガスとしてキセノンを含む混合ガスを利用し、さらに蛍光体層１６の蛍光体材料としてガドリニウム（Ｇｄ）のような希土類系の紫外発光蛍光体を用いた場合、放電によって発する紫外光とは異なる波長の紫外光（ＵＶ−Ｂ等）を発することができる。なお、紫外光源１は、放電細長管１１に紫外光を透過する材料を使用する必要がある。例えば、紫外光を透過する材料には、石英ガラス（ＳｉＯ2 ）、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 、ＬｉＦ等がある。紫外光源１は、従来の超高圧水銀ランプのように、環境上問題となる水銀を使用していない。
【００４０】
図２乃至図５に示すように、実施の形態１に係る紫外光源１では、電極対１２、１２、１２は、並列に配置してある放電細長管１１、１１、１１の長手方向に略直交する方向に放電細長管１１の下部の平坦部外面に接する外部電極として設けてあり、ＡＣパルス駆動を行う。Ｘ電極１２ＸとＹ電極１２Ｙとの間に、放電細長管１１の内部に放電を発生させる電圧値の閾値以上のパルス電圧を交互に印加した場合、放電細長管１１の内部では、放電細長管１１と電極対１２とが交差する位置にて、いわゆる面放電形式の放電が発生する。電極対１２ごとにパルス電圧の印加を制御できるようにしておくことで、電極対１２に沿ったラインごとに放電とそれに伴う発光のオン・オフを制御することができる。つまり、紫外光源１は、同じ放電細長管１１内で発光領域と、非発光領域とを生成することができ、同じ紫外光蛍光管内で発光領域と、非発光領域とを生成することができない従来の紫外光蛍光管等を紫外光源に用いる場合に比べて、紫外光の照射強度や紫外光を照射することができる範囲を微細に調整することができる。
【００４１】
さらに、図６は、図２に示す別の構成の紫外光源１のＢ−Ｂ断面図である。図６に示す紫外光源１は、電極対１２、１２、１２に対して直交し、各放電細長管１１の長手方向に沿って電極１７、１７、１７を有する電極シート１８をさらに備え、電極支持シート１３と電極シート１８とで複数の放電細長管１１、１１、１１を挟持する。従って、紫外光源１は、電極対１２、１２、１２と電極１７、１７、１７とが交差する位置ごとに発光領域と、非発光領域とを生成することができるため、従来の紫外光蛍光管を紫外光源に用いる場合に比べて、紫外光の照射強度を更に微細に調整することができる。なお、電極シート１８は、紫外光を透過する材料を用いている。
【００４２】
図７は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１を点灯駆動する回路の基本的構成を示す回路図である。図７に示すように、放電細長管１１、１１、・・・の長手方向に略直交する方向に電極対１２、１２、・・・を設け、電極対１２、１２、・・・のうちＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・は、コネクタの構成に合わせて複数の電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘに分けてそれぞれ接続してあり、電極対１２、１２、・・・のうちＹ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・も、同じくコネクタの構成に合わせて複数の電極接続部６１Ｙ、６１Ｙ、６１Ｙに分けてそれぞれ接続してある。パルス駆動回路６２Ｘ（６２Ｙ）はタイミング信号発生回路及びパルス信号発生回路を含み、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ（電極接続部６１Ｙ、６１Ｙ、６１Ｙ）に接続し、Ｘ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・とＹ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・とに交互にパルス電圧を印加する。電源６３は、パルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙに接続した直流又は交流電源で、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ、電極接続部６１Ｙ、６１Ｙ、６１Ｙを介してＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・にパルス電圧を印加するために必要な電力を供給している。制御回路６４は、パルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙに接続し、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ、電極接続部６１Ｙ、６１Ｙ、６１Ｙを介してパルス駆動回路６２Ｘ、６２ＹからＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・に印加するパルス電圧の周波数及びパルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御して、放電細長管１１、１１、・・・から発する紫外光の照射強度を調整する。例えば、図１に示した照射強度調整ダイヤル３０１が、紫外光源１を駆動するパルス電圧の周波数を調整する手段であり、パルス電圧の周波数を調整して、紫外光の照射強度を調整する。
【００４３】
図８は、図７に示した紫外光源１を点灯駆動する回路において、パルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙから電極接続部６１Ｘ、６１Ｙを介してＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・に印加するパルス電圧のタイミングチャートである。図８に示すタイミングチャートでは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までＸ電極１２Ｘ、Ｙ電極１２Ｙのそれぞれに印加するパルス電圧（電圧値Ｖｓ）の周波数が、周波数ｆ１であるが、時刻ｔ２において周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ２（＞ｆ１）に変更される様子が図示されている。放電ガスの放電による紫外発光は一つのパルス電圧ごとに繰り返し行われるので、パルス電圧の周波数が、高い周波数（ｆ１からｆ２へ）に変更されることで、単位時間当たりの放電発光回数が増加し、放電細長管１１、１１、・・・から発するトータルの紫外光の照射強度が強くなる。なお、Ｘ電極１２ＸとＹ電極１２Ｙとに交互に印加するパルス電圧の電圧値は、周波数ｆ１から周波数ｆ２に変更しても電圧値Ｖｓのまま一定であるが、放電細長管１１、１１、・・・内で放電が生じる範囲であれば電圧値Ｖｓを変更して放電細長管１１、１１、・・・内での放電強度を変えても良い。
【００４４】
次に、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１は、可撓性を有する電極支持シート１３上に複数の放電細長管１１、１１、・・・を並列に配置した構成であるため、放電細長管１１、１１、・・・の長手方向と直交する方向に対して可撓性を有する。図９は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１の可撓性を示す概略図である。図９（ａ）は、紫外光源１を放電細長管１１、１１、・・・の長手方向と直交する方向に対して曲げて弓状にした外観を示す概略図を、図９（ｂ）は、紫外光源１を放電細長管１１、１１、・・・の長手方向と直交する方向に対して曲げてＳ字状にした外観を示す概略図をそれぞれ示している。従って、紫外光を照射する対象（例えば人体）の形状に、紫外光源１の紫外光を照射する面の形状を合わせた装置を容易に実現することができる。図１０は、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１を筐体２００に保持した状態を示す断面図である。図１０に示す筐体２００のバックボードとして機能する部分が曲面を有しており、紫外光源１は筐体２００の曲面に沿って放電細長管１１、１１、・・・の長手方向と直交する方向に対して曲げられている。なお、筐体２００のバックボードとして機能する部分と電極支持シート１３とは接着剤で固定してもよいが、面ファスナ等の簡単に取り外しができる部材を用いて、電極支持シート１３を筐体２００に対して着脱可能に取り付けても良い。例えば、電極支持シート１３側の周辺又は分散した位置にフック状に起毛されたシートを、筐体２００のバックボードとして機能する部分側の対応する位置にループ状に密集して起毛されたシートをそれぞれ貼り付け、それぞれのシートを押し付けることで、電極支持シート１３を筐体２００に簡単に取り付けることができる。また、それぞれのシートを引き離すことで、電極支持シート１３を筐体２００から簡単に取り外すことができる。電極支持シート１３を筐体２００に対して着脱可能に取り付けることで、紫外光照射装置１００に対して発光波長やサイズの相違する紫外光源１の取り付け、取り外しが容易になる。
【００４５】
また、紫外光源１は、複数の放電細長管１１、１１、・・・を並列に配置してある電極支持シート１３を複数枚備え、複数枚の電極支持シート１３を隣接して配置した構成としても良い。図１１は、複数枚の電極支持シート１３、１３、１３、１３を隣接して配置した構成の紫外光源１の外観を示す概略図である。図１１に示す紫外光源１は、簡単化のために平坦な４枚の電極支持シート１３、１３、１３、１３を隣接して配置した構成としてあるが、それぞれの電極支持シート１３を湾曲させて、紫外光を照射する対象（例えば人体）を包囲するトンネル形状にすることもできる。
【００４６】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る紫外光照射装置１００は、紫外光を発する紫外光源１と、該紫外光源１及び駆動回路を保持する筐体２００とを備えている。紫外光源１は、蛍光体層１６が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管１１、１１、・・・を電極支持シート１３に並列に配置してあり、電極支持シート１３と放電細長管１１、１１、・・・との間に少なくとも一の電極対１２を設け、電極対１２にパルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙがパルス電圧を印加する。制御回路６４は、照射強度調整ダイヤル３０１に接続されて印加するパルス電圧の周波数又は電圧値を制御し、放電細長管１１から発する紫外光の照射強度を微細に調整することが可能になる。
【００４７】
なお、本発明の実施の形態１に係る紫外光源１は、電極対１２、１２、１２を、図２に示すように放電細長管１１、１１、１１の長手方向に略直交する方向に設ける構成に限定されるものではなく、各放電細長管１１、１１、１１の長手方向に沿って、放電細長管１１ごとに設ける構成でも良い。
【００４８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る紫外光照射装置１００は、紫外光源１の回路構成が紫外光を照射することができる範囲を調整する機能を有する点で異なる以外は実施の形態１と同じであるため、詳細な説明は省略する。図１２は、本発明の実施の形態２に係る紫外光源１を選択的に点灯駆動する回路の基本的構成を示す回路図である。図１２に示すように、放電細長管１１、１１、・・・の長手方向に略直交する方向に電極対１２、１２、・・・を設け、Ｘ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・は、コネクタの構成に合わせて複数の電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘに分けてそれぞれ接続してあるが、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・は、図示しないコネクタの構成に合わせて複数のスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙに分けてそれぞれ接続してある。Ｘ電極１２Ｘ側のパルス駆動回路６２Ｘはタイミング信号発生回路及びパルス信号発生回路を含み、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘに接続し、Ｘ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・にパルス電圧を印加する。Ｙ電極１２Ｙ側のパルス駆動回路６２Ｙはタイミング信号発生回路及びパルス信号発生回路を含み、スイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙに接続し、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・にパルス電圧を印加する。
【００４９】
本発明の実施の形態２に係る紫外光源１では、ｎ対の電極対１２、１２、・・・ごとに三つのブロックに分け、電極対１２、１２、・・・のうちＹ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・に印加するパルス電圧をブロックごとに制御するスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙを設けている。図１３は、本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙの回路構成を示す回路図である。図１３に示すスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙは、デコードコントロール回路６８、トランジスタＴｓ１１、Ｔｓ１２、Ｔｓ２１、Ｔｓ２２、・・・、Ｔｓｎ１、Ｔｓｎ２を備えている。デコードコントロール回路６８は、制御回路６４からのブロック選択信号を含んだ制御信号によりトランジスタＴｓ１１、Ｔｓ１２、Ｔｓ２１、Ｔｓ２２、・・・、Ｔｓｎ１、Ｔｓｎ２のオン・オフを制御する。トランジスタＴｓ１１、Ｔｓ２１、・・・、Ｔｓｎ１は、制御回路６４の制御信号によりパルス駆動回路６２ＹのトランジスタＴ１がオン状態の場合に、電源６３の電圧値ＶｓをＹ電極１２Ｙ１、１２Ｙ２、・・・、１２Ｙｎに印加する。トランジスタＴｓ１２、Ｔｓ２２、・・・、Ｔｓｎ２は、制御回路６４の制御信号によりパルス駆動回路６２ＹのトランジスタＴ２がオン状態の場合に、Ｙ電極１２Ｙ１、１２Ｙ２、・・・、１２ＹｎをＧＮＤに接地する。
【００５０】
図１２に戻って、電源６３は、パルス駆動回路６２Ｘ、６２Ｙに接続した直流又は交流電源で、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ及びスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙを介してＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・にパルス電圧を印加するために必要な電力を供給している。制御回路６４には、図１に示した照射強度調整ダイヤル３０１に接続された紫外光の照射強度を調整する手段が含まれており、電極接続部６１Ｘ、６１Ｘ、６１Ｘ及びスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙを介してパルス駆動回路６２Ｘ、６２ＹからＸ電極１２Ｘ、１２Ｘ、・・・、Ｙ電極１２Ｙ、１２Ｙ、・・・に印加するパルス電圧の周波数及びパルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御して、放電細長管１１、１１、・・・から発する紫外光の照射強度を調整する。図１４は、本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７ＹがＹ電極１２Ｙに印加するパルス電圧のタイミングチャートである。図１４に示すタイミングチャートでは、スイッチ回路６５Ｙ及びスイッチ回路６７Ｙに接続された二つのＹ電極１２Ｙのブロックに印加するパルス電圧（電圧値Ｖｓ）が出力されているが、スイッチ回路６６Ｙに接続されたＹ電極１２Ｙのブロックに印加するパルス電圧（電圧値Ｖｓ）は出力されていない。そのため、スイッチ回路６５Ｙ及びスイッチ回路６７Ｙに接続されたＹ電極１２Ｙのブロックと交差する放電細長管１１、１１、・・・内の領域は放電が生じて紫外光を発する（発光領域）が、スイッチ回路６６Ｙに接続されたＹ電極１２Ｙのブロックと交差する放電細長管１１、１１、・・・内の領域は放電が生じず紫外光を発しない（非発光領域）。
【００５１】
このような発光領域のブロック選択は、図１に示した照射範囲調整スライダ３０２の位置に応じて、制御回路６４に記憶した発光領域のパターンのアドレスコードを読み出し、読み出したアドレスコードをデコードコントロール回路６８で解読して各スイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７ＹのトランジスタＴｓ１１、Ｔｓ１２、Ｔｓ２１、Ｔｓ２２、・・・、Ｔｓｎ１、Ｔｓｎ２をブロック単位でオン・オフ制御することにより実行する。また、Ｙ電極１２Ｙは、制御回路６４から読み出したアドレスコードにより、１本単位でパルス電圧を印加するか否かを制御することができるので、紫外光を照射する対象（例えば人体）に応じて電極対１２に対応した発光領域を制御して、紫外光を照射することができる範囲を調整することができる。さらに、図６に示した紫外光源１のように、電極対１２と交差する方向に電極１７を設けた場合、アドレス電圧を印加する選択回路を電極１７に接続して、電極１７をアドレス電極として用いることにより、電極対１２と電極１７との交差する領域単位で、紫外発光をマトリックス的に制御することが可能となる。なお、紫外光は目視できないため、複数本おき(例えば３０本）又は所定の長さおき（例えば３０ｍｍ)に放電細長管１１の蛍光体層１６に、紫外発光蛍光体の代わりに可視発光蛍光体を用いることで、照射範囲調整スライダ３０２の調整による紫外光源１の発光領域の変化を確認することができる。同様に、放電細長管１１を配置してある電極支持シート１３に、紫外光により励起されて可視発光する蛍光塗料で、所定のパターンの目視ラインを縦横に描いておくことでも、照射範囲調整スライダ３０２の調整による紫外光源１の発光領域の変化を確認することができる。
【００５２】
以上のように、本発明の実施の形態２に係る紫外光照射装置１００は、紫外光源１が電極対１２、１２、・・・のうち少なくとも一の電極（Ｙ電極１２Ｙ）に印加する電圧をブロック又はラインごとに制御するスイッチ回路６５Ｙ、６６Ｙ、６７Ｙを備えているので、複数のブロックに分けた電極対１２、１２、・・・と交差する放電細長管１１、１１、・・・内の領域又は放電細長管１１、１１、・・・ごとに発光領域と、非発光領域とを生成することができ、紫外光を照射することができる範囲を任意に調整することができる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態２に係る紫外光源１は、電極対１２、１２、１２を、図１２に示すように放電細長管１１、１１、１１の長手方向に略直交する方向に設ける構成に限定されるものではなく、放電細長管１１、１１、１１の長手方向に沿って、放電細長管１１ごとに設ける構成でも良い。但し、紫外光源１は、複数のブロックに分けた電極対１２、１２、・・・と対応する放電細長管１１、１１、・・・ごとに発光領域と、非発光領域とを生成することができ、紫外光を照射することができる範囲のうち任意の範囲にのみ紫外光を照射することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 紫外光源
１１ 放電細長管
１２ 電極対
１３ 電極支持シート（薄膜シート）
１４ 反射層
１５ 封止部材
１６ 蛍光体層
１７ 電極
１８ 電極シート
６１Ｘ、６１Ｙ 電極接続部
６２Ｘ、６２Ｙ パルス駆動回路
６３ 電源
６４ 制御回路
１００ 紫外光照射装置
２００ 筐体
２０１ 照射角度調整ダイヤル
３００ 支持台
３０１ 照射強度調整ダイヤル
３０２ 照射範囲調整スライダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光を発する紫外光源と、該紫外光源を保持する筐体とを備える紫外光照射装置において、
前記紫外光源は、
紫外光を発する蛍光体材料で構成してある蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管と、
複数の前記放電細長管を並列に配置してある薄膜シートと、
該薄膜シートと前記放電細長管との間に設けてある、前記放電細長管の内部に放電を発生させる少なくとも一の電極対と、
該電極対にパルス電圧として電圧を印加する駆動回路と、
該駆動回路が前記電極対に印加する前記パルス電圧を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする紫外光照射装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記パルス電圧の周波数及び前記パルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御することにより、前記放電細長管から発する紫外光の照射強度を調整するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の紫外光照射装置。
【請求項３】
前記薄膜シートは、可撓性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外光照射装置。
【請求項４】
前記薄膜シートは、前記放電細長管を透過した光を反射する反射層を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項５】
前記紫外光源は、複数の前記放電細長管を並列に配置してある前記薄膜シートを複数枚備え、複数枚の薄膜シートを隣接して配置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項６】
複数の前記電極対を複数のブロックに分け、前記電極対のうち少なくとも一の電極に印加する前記パルス電圧を前記ブロックごとに制御するスイッチ回路を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項７】
前記薄膜シートは、前記筐体に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項８】
前記電極対は、複数の前記放電細長管の長手方向に略直交する方向に設けてあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項９】
前記電極対に対して直交する方向に電極を有する電極シートを備え、
前記薄膜シートと前記電極シートとで複数の前記放電細長管を挟持することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項１】
紫外光を発する紫外光源と、該紫外光源を保持する筐体とを備える紫外光照射装置において、
前記紫外光源は、
紫外光を発する蛍光体材料で構成してある蛍光体層が形成してあり、放電ガスが内部に封入してある複数の放電細長管と、
複数の前記放電細長管を並列に配置してある薄膜シートと、
該薄膜シートと前記放電細長管との間に設けてある、前記放電細長管の内部に放電を発生させる少なくとも一の電極対と、
該電極対にパルス電圧として電圧を印加する駆動回路と、
該駆動回路が前記電極対に印加する前記パルス電圧を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする紫外光照射装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記パルス電圧の周波数及び前記パルス電圧の電圧値のうち少なくとも一方を制御することにより、前記放電細長管から発する紫外光の照射強度を調整するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の紫外光照射装置。
【請求項３】
前記薄膜シートは、可撓性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外光照射装置。
【請求項４】
前記薄膜シートは、前記放電細長管を透過した光を反射する反射層を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項５】
前記紫外光源は、複数の前記放電細長管を並列に配置してある前記薄膜シートを複数枚備え、複数枚の薄膜シートを隣接して配置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項６】
複数の前記電極対を複数のブロックに分け、前記電極対のうち少なくとも一の電極に印加する前記パルス電圧を前記ブロックごとに制御するスイッチ回路を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項７】
前記薄膜シートは、前記筐体に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項８】
前記電極対は、複数の前記放電細長管の長手方向に略直交する方向に設けてあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【請求項９】
前記電極対に対して直交する方向に電極を有する電極シートを備え、
前記薄膜シートと前記電極シートとで複数の前記放電細長管を挟持することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の紫外光照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１９３９２９（Ｐ２０１１−１９３９２９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６１４５３（Ｐ２０１０−６１４５３）
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）「平成２１年度、経済産業省、地域イノベーション創出研究開発事業、プラズマチューブアレイを用いたフレキシブル紫外光源の研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（５０６０２５６４８）篠田プラズマ株式会社 (29)
【出願人】（５９９１１７２１１）株式会社ユメックス (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）「平成２１年度、経済産業省、地域イノベーション創出研究開発事業、プラズマチューブアレイを用いたフレキシブル紫外光源の研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（５０６０２５６４８）篠田プラズマ株式会社 (29)
【出願人】（５９９１１７２１１）株式会社ユメックス (22)
【Ｆターム（参考）】
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