誘電体バリア放電ランプ及び紫外線照射装置
【課題】放電管と当該放電管の外周面に押圧接触される電極との密着性を向上させる。
【解決手段】放電用ガスが封入された放電管２１と、放電管２１の外周面２１ａに互いに対向して設けられる一対の電極２２Ａ、２２Ｂと、一対の電極２２Ａ、２２Ｂを外周面２１ａに押圧して弾性変形した状態で接触させる一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂと、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂが一対の電極２２Ａ、２２Ｂを外周面２１ａに接触した状態で、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向両端部が固定される一対の固定ブロック２４Ａ、２４Ｂとを備え、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂが一対の電極２２Ａ、２２Ｂから離間した状態において、各押圧部材２３Ａ、２３Ｂにおける中央部接触面２３Ｘが、外側部接触面２３Ｙよりも、押圧方向に向かって膨出している。
【解決手段】放電用ガスが封入された放電管２１と、放電管２１の外周面２１ａに互いに対向して設けられる一対の電極２２Ａ、２２Ｂと、一対の電極２２Ａ、２２Ｂを外周面２１ａに押圧して弾性変形した状態で接触させる一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂと、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂが一対の電極２２Ａ、２２Ｂを外周面２１ａに接触した状態で、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向両端部が固定される一対の固定ブロック２４Ａ、２４Ｂとを備え、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂが一対の電極２２Ａ、２２Ｂから離間した状態において、各押圧部材２３Ａ、２３Ｂにおける中央部接触面２３Ｘが、外側部接触面２３Ｙよりも、押圧方向に向かって膨出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体バリア放電ランプ及びこの誘電体バリア放電ランプを用いた紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘電体バリア放電ランプは、特許文献１に示すように、放電管の上面にベタ電極又はメッシュ電極が配置され、下面にメッシュ電極が配置されている。そして、その下面が光を取り出すための光取り出し領域とされており、下面に配置されたメッシュ電極の網目の隙間から紫外線を射出する構成とされている。このため、光取り出し領域から射出された光の一部がメッシュ電極の網目に遮光されてしまい光透過率が低下してしまうという問題がある。
【０００３】
このようなことから、本出願人は、放電管における光取り出し領域の光透過率を向上させるために、長尺状の放電管と一対の電極とを有し、前記放電管における長手方向に沿った外周面の一部を光取り出し領域とし、前記一対の電極を、放電管の外周面の周方向において一対の電極の間に光取り出し領域が位置するようにそれぞれ配置したものを考えている。そして、本出願人は、一対の電極に板ばねを使用し、当該板ばねを押圧部材により前記外周面に弾性変形させて密着させることで、放電管に蒸着等により電極を形成する手間やコストを低減することを考えている。ここで、電極を弾性変形させて密着させる押圧部材は、その長手方向両端部が放電管の両端部を収容する絶縁碍子にねじ止めされることにより、絶縁碍子に固定される構成とされている。
【０００４】
しかしながら、この押圧部材は、弾性変形した電極から弾性復帰力（反発力）を受けるため、押圧部材はこの反発力によって外側に湾曲して変形してしまう。具体的には、絶縁碍子に固定されている押圧部材の両端部（固定端部）では反発力による変形は小さいが、その両端部から離れるほど、すなわち放電管の長手方向中央部に行くほど前記反発力による押圧部材自体の弾性変形が大きくなる。そうすると、放電管の長手方向中央部における板ばねの押さえが甘くなってしまい、放電管の長手方向中央部と電極との密着性が悪くなるという問題がある。
【０００５】
そして、電極の密着性が悪くなる結果、放電管の長手方向中央部の光強度が低下してしまうという問題が生じる。また電極の密着性が悪い部分（放電管の長手方向中央部）では電極と放電管との間にマイクロスパッタが生じてしまい、放電管が失透するだけでなく、その部分で応力集中が生じて早期破損につながってしまう。さらにマイクロスパッタによりパーティクルが発生し、例えば、放電管の光射出側前方に設けられた前面ガラスの透過率低下、絶縁部材の絶縁性能低下、又は、ランプ自体の光強度低下を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２８７４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであって、放電管と当該放電管の外周面に押圧接触される電極との密着性を向上させることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る誘電体バリア放電ランプは、放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、前記一対の押圧部材が前記一対の電極から離間した状態において、前記各押圧部材における前記放電管の長手方向中央部に電極を接触させる中央部接触面が、前記放電管の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極を接触させる外側部接触面よりも、前記電極を前記放電管に押圧する押圧方向に向かって膨出していることを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、中央部接触面が外側部接触面よりも押圧方向に向かって膨出しているので、押圧部材の長手方向両端部を固定ブロックに固定した状態において、中央部接触面及び外側部接触面が放電管の外周面に沿って略直線状となり、押圧部材の長手方向中央部において電極の反発力により生じる変位が相殺されて、放電管の長手方向中央部の外周面と電極との密着性を向上させることができる。これにより、放電管の長手方向中央部の光強度の低下を防ぎ、長手方向に沿って均一な光強度を得ることができる。また、放電管の長手方向に亘って放電管と電極との間に生じるマイクロスパッタを抑制することができ、放電管の失透やパーティクルの発生等を防止することができる。
【００１０】
前記中央部接触面が前記外側部接触面よりも押圧方向に向かって膨出している具体的な構成としては、前記外側部接触面が、長手方向外側に行くに連れて前記押圧方向と反対側に傾斜する傾斜面であることを特徴とすることが望ましい。これならば、押圧部材の長手方向外側部を切り欠く等の加工を施すだけで良く、押圧部材の製造を簡単にすることができる。
【００１１】
このとき、前記中央部接触面が長手方向に沿った平坦面であることが望ましい。これならば、押圧部材の製造をより簡単にすることができる。
【００１２】
その他の具体的な構成としては、前記各押圧部材における前記放電管に電極を押圧する接触面が、前記押圧方向に向かって膨出した湾曲状とされていることが望ましい。これならば、湾曲状の曲率を調節することによって、押圧部材の長手方向両端部を固定ブロックに固定した状態において電極を長手方向に沿って均一な押圧力で接触させることができるようになる。
【００１３】
前記押圧部材が電極の反発力によりその長手方向中央部が撓んでしまうという課題が顕著になるものとしては、前記一対の電極が、概略平板状の板ばねであり、前記押圧部材が、当該板ばねをその長手方向に直交する幅方向に湾曲させるものであることが考えられる。このように概略平板状の板ばねを押圧する押圧部材に本発明を適用することで本発明の効果を一層顕著にすることができる。
【００１４】
前記押圧部材が、長手方向の断面形状が概略Ｃ字形状をなすものであり、前記電極が、前記押圧部材のＣ字開口端面により前記外周面に押圧されるものであることが望ましい。これならば、Ｃ字開口端面により概略平板状の板ばねが湾曲されつつ放電管の外周面に押圧されることから、電極の長手方向に沿った各側辺部を放電管の外周面により確実に接触させることができる。
【００１５】
前記一対の押圧部材が、前記一対の電極に外部からの電圧を印加するものであることが望ましい。これならば、別途電極に電圧を印加するための部品が不要となり、放電管への電極の接触と当該電極への給電とを同一部材により構成することができる。
【００１６】
また本発明に係る誘電体バリア放電ランプは、放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、前記各押圧部材において、前記放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分の機械的強度が、前記放電管の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極を押圧する部分の機械的強度よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
このようなものであれば、押圧部材において、放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分の機械的強度を放電管の長手方向外側部に電極を押圧する部分の機械的強度よりも大きくしているので、押圧部材の両端部を固定ブロックに固定した状態において、放電管の長手方向中央部が電極の反発力により変形しにくくなり、電極の密着性を向上させることができる。これにより、放電管中央部の照度低下を防ぎ長手方向に沿って均一な光強度を得ることができる。また、放電管の失透やパーティクルの発生の原因となるマイクロスパッタを防止することができる。
【００１８】
さらに本発明に係る誘電体バリア放電ランプは、放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、前記各押圧部材が、当該各押圧部材における前記放電管の長手方向中央部に前記電極を押圧する部分の変形を抑制する変形抑制部を有することを特徴とする。
【００１９】
このようなものであれば、各押圧部材が、放電管の長手方向中央部に前記電極を押圧する部分の変形を抑制する変形抑制部を有するので、押圧部材の両端部を固定ブロックに固定した状態において、放電管の長手方向中央部が電極の反発力により変形しにくくなり、電極の密着性を向上させることができる。これにより、放電管中央部の照度低下を防ぎ長手方向に沿って均一な光強度を得ることができる。また、放電管の失透やパーティクルの発生の原因となるマイクロスパッタを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
このように構成した本発明によれば、放電管と当該放電管の外周面に押圧接触される電極との密着性を向上させることができ、放電管と電極との密着が甘くなることにより生じる様々な問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態のランプユニットを示す平面図である。
【図２】同実施形態の誘電体バリア放電ランプを示す平面図及び固定ブロックの拡大図である。
【図３】同実施形態の誘電体バリア放電ランプを示す正面図である。
【図４】同実施形態の誘電体バリア放電ランプを示す断面図である。
【図５】同実施形態の電極の平面図である。
【図６】同実施形態の誘電体バリア放電ランプの部品展開図及び組立図である。
【図７】同実施形態の押圧部材を示す正面図、側面図及び平面図である。
【図８】同実施形態の固定ブロックの取り付け部分を示す模式図である。
【図９】同実施形態の接続金具の展開図である。
【図１０】本発明の押圧部材を固定した状態と従来の押圧部材を固定した状態を示す模式図である。
【図１１】変形実施形態の押圧部材を示す平面図である。
【図１２】変形実施形態の押圧部材を示す平面図である。
【図１３】変形実施形態の押圧部材を示す平面図である。
【図１４】変形実施形態の押圧部材を示す平面図である。
【図１５】変形実施形態の押圧部材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態に係る紫外線照射装置は、半導体基板又はガラス基板等の被処理物に紫外線を照射することにより当該被処理物の表面に付着した有機物を分解してこれを除去することで、被処理物を洗浄するものである。この紫外線照射装置は、図１に示す１又は複数のランプユニット１００を有するものであり、このランプユニット１００は、複数本（例えば１０本）の誘電体バリア放電ランプ２と、これら複数の誘電体バリア放電ランプ２をその長手方向が互いに平行且つ等間隔となるように保持してユニット化し、それら複数の誘電体バリア放電ランプ２に給電する給電部材３とを有する。
【００２４】
なお、給電部材３は、平面視において概略コの字状をなす第１の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂを有する。これら第１の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂは、アルミ合金、ステンレス等の導電性材料から形成されており、各自由端部が絶縁部材４を介して互いに接続されることにより平面視概略矩形枠状となる。
【００２５】
第１の給電部材３Ａは、交流電圧を印加する電源装置の高電圧端子側に電気的に接続されるとともに、誘電体バリア放電ランプ２の一方の固定ブロック２４Ａがねじ固定により電気的に接続される。一方、第２の給電部材３Ｂは、電源装置のアース端子側に電気的に接続されるとともに、誘電体バリア放電ランプ２の他方の固定ブロック２４Ｂがねじ固定により電気的に接続される。このように第１の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂにより、複数の誘電体バリア放電ランプ２の一端及び他端それぞれを支持してユニット化する構成として、誘電体バリア放電ランプ２の撓みを可及的に小さくし、ランプユニット１００の機械的強度を大きくするとともに、ランプユニット１００の取り扱いを容易にしている。
【００２６】
誘電体バリア放電ランプ２は、図２〜図４に示すように、放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管２１と、一対の電極２２Ａ、２２Ｂと、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂと、一対の固定ブロック２４Ａ、２４Ｂとを有する。以下、各部について詳述する。
【００２７】
放電管２１は、合成石英ガラス製の円筒の両端を閉じた断面円形状の丸管である。また、放電管２１の内部に形成された放電空間には誘電体バリア放電用ガスが充填されている。なお、誘電体バリア放電用ガスとしては、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）又はクリプトン（Ｋｒ）等の希ガス、或いは、フッ素（Ｆ２）又は塩素（Ｃｌ２）等のハロゲンガス等を用いることができる。誘電体バリア放電ランプ２は、ガスの種類に応じて異なる波長（１７２ｎｍ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍ等）のエキシマ光を発光する。例えば有機化合物を分解するためには、放電用ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いて、１７２ｎｍを中心波長とするエキシマ光を発光する誘電体バリア放電ランプ２とする。
【００２８】
一対の電極２２Ａ、２２Ｂは、放電管２１の長手方向に沿った外周面２１ａに弾性変形した状態で接触して互いに対向して設けられる長尺状をなすものである。具体的に各電極２２Ａ、２２Ｂは、放電管２１と略同等の長さを有する平板状の板ばねであり、放電管２１における光を取り出すための光取り出し領域２１Ｐを周方向の両側から挟む位置に設けられている（図４参照）。本実施形態では、放電管２１の中心軸に対して対称となる位置に設けられている。この電極２２Ａ、２２Ｂの素材としてはリン青銅、ステンレス、ベリリウム銅など、導電性を有するものであれば良いが、特に耐食性の高い材質が好ましく、本実施形態では、厚さが約０．０３ｍｍのステンレス製の板ばねを用いている。
【００２９】
本実施形態の電極２２Ａ、２２Ｂは、特に図５に示すように、長手方向と直交する幅方向に形成された複数のスリット２２１、２２２を有する。このスリット２２１、２２２は、電極２２Ａ、２２Ｂの長手方向に沿った側辺部及び中央部分に、それぞれ複数形成されている。これらのスリット２２１、２２２は、電極２２Ａ、２２Ｂが熱膨張した際に、当該熱膨張分をスリット２２１、２２２により形成される間隙に逃がして、熱膨張により電極２２Ａ、２２Ｂ全体が膨張して変形し、放電管２１の外周面２１ａとの密着性が低下することを防止する。なお、図５における符号２２３は、電極２２Ａ、２２Ｂが後述する押圧部材２３Ａ、２３Ｂに対してずれることを防止するずれ防止部として機能する突起である。この突起２２３は、略直角に折り曲げられて、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの溝２３１内に差し込まれる（図６参照）。
【００３０】
そして、この各電極２２Ａ、２２Ｂは、図６に示すように、対応する各押圧部材２３Ａ、２３Ｂにより放電管２１の外周面２１ａに押圧されることによって、放電管２１の外周面２１ａに沿うように弾性変形して放電管２１の外周面２１ａに接触する。
【００３１】
一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、図２〜図４及び図７等に示すように、前記一対の電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１の外周面２１ａに押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなすものである。具体的に各押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、放電管２１の長手方向に沿って延びる棒状の部材であり、放電管２１の外周面２１ａに対向する対向面に長手方向に沿った溝２３１が開口形成されている。また、各押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向両端部には、後述する固定ブロック２４Ａ、２４Ｂにねじ固定するための貫通孔２３Ｈが形成されている（図７参照）。本実施形態の押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、長手方向の断面形状が概略Ｃ字形状をなすものであり、より詳細には、長手方向の断面形状が概略コの字形状をなすものである。なお、押圧部材２３Ａ、２３Ｂとして、ステンレス製のものを用いれば、アルマイト処理が不要であり、例えば鏡保持用等に使用される汎用のＣチャンネルを利用すれば更にコストを低減することができる。
【００３２】
このような構成の押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、そのＣ字開口端面２３ｘが電極２２Ａ、２２Ｂの長手方向に沿った各側辺部に接触して放電管２１の外周面２１ａ側に押圧する（図６参照）。そして、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１に押圧した状態で、その長手方向両端部が、貫通孔２３Ｈにより一対の固定ブロック２４Ａ、２４Ｂにねじ固定される（図２等参照）。
【００３３】
一対の固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、図２等に示すように、放電管２１の長手方向両端部を収容するとともに、当該放電管２１の外周面２１ａに一対の電極２２Ａ、２２Ｂを押圧した状態の一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向両端部が固定されるものである。具体的に各固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、平面視において概略矩形状をなすものであり、例えばセラミックス等の絶縁性材料から形成されている。そして、各固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、図２の固定ブロック拡大図及び図４に示すように、誘電体バリア放電ランプ２の端部が装着される面である前面に誘電体バリア放電ランプ２の端部を収容する放電管収容部２４１を有する。この放電管収容部２４１は、誘電体バリア放電ランプ２の外形形状に対応した断面略円形状をなす凹部である。
【００３４】
また各固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、放電管収容部２４１を挟む左右側壁部分に、前記一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂそれぞれがねじ固定される押圧部材固定部２４２が形成されている。この押圧部材固定部２４２は、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの左右側面に押圧方向に沿って形成された雌ねじ孔（不図示）を有する。この雌ねじ孔は、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの貫通孔２３Ｈを通された固定ねじＮ１が螺合されるものである。なお、この固定ねじＮ１により押圧部材２３Ａ、２３Ｂを固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに締結固定することで、押圧部材２３Ａ、２３ＢのＣ字開口端面２３ｘが電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１の外周面２１ａに押圧接触させる。
【００３５】
さらに固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの後端部２４３には、給電部材３Ａ、３Ｂにねじ固定するための固定ねじＮ２が挿入される貫通孔２４Ｈが形成されている。この貫通孔２４Ｈは、固定ねじＮ２の雄ねじ部よりも大きい開口面積を有する孔であり、本実施形態では、放電管２１の長手方向に沿って延びる長孔である。そして、この貫通孔２４Ｈに挿入された固定ねじＮ２が給電部材３Ａ、３Ｂに形成された雌ねじ部に螺合される。これにより、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂが給電部材３Ａ、３Ｂにねじ固定される。なお、後端部２４３の上面及び下面はいずれも平坦面である。
【００３６】
そしてこのように構成された誘電体バリア放電ランプ２は、図１又は図８に示すように、給電部材３Ａ、３Ｂに対して放電管２１の長手方向に直交する方向（図８では上方）からねじ止めされる。このとき、貫通孔２４Ｈが放電管の長手方向に沿った長孔とされていることから、誘電体バリア放電ランプ２の取り付け精度や加工公差により、誘電体バリア放電ランプ２の長手方向寸法にばらつきがあったとしても、そのばらつきが貫通孔２４Ｈにより吸収されて確実に給電部材３Ａ、３Ｂにねじ止めすることができる。
【００３７】
また、給電部材３Ａ、３Ｂからの電圧を押圧部材２３Ａ、２３Ｂを介して電極２２Ａ、２２Ｂに印加するために、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、図２等に示すように、給電部材３Ａ、３Ｂ及び押圧部材２３Ａ、２３Ｂを電気的に接続する接続金具５を有する。
【００３８】
この接続金具５は、図９に示すように、展開した状態において概略Ｔ字形状をなすものであり、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの後端部２４３の上面及び下面に接触して後端部２４３を挟むように設けられる概略コの字状に折り曲げられた挟み部５１と、当該挟み部５１の中央部から略垂直に延出した延出部５２とを有する。そして、延出部５２には、押圧部材２３Ａ、２３Ｂを固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに固定するための固定ねじＮ１が挿入される貫通孔５２Ｈが形成されている。この接続金具５は、押圧部材２３Ａ、２３Ｂを固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに固定する際に、固定ねじＮ１により共締めされて、押圧部材２３Ａ、２３Ｂと電気的な接触が確保される。また、接続金具５の挟み部５１は、図８に示すように、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの後端部２４３の上面及び下面を挟むように配置される。また、この挟み部５１には、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに設けられた貫通孔２４Ｈに対応して当該貫通孔Ｈ２４と概略同一形状の貫通孔（長孔）５１Ｈが形成されている。そして、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂを給電部材３Ａ、３Ｂにねじ止めする際に、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの下面にある挟み部５１の下部５１ａが給電部材３Ａ、３Ｂと面接触して電気的な接触が確保される。また固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの上面にある挟み部５１の上部５１ｂは固定ねじＮ２と接触し、当該固定ねじＮ２が給電部材３Ａ、３Ｂに接触していることから、挟み部５１の上部５１ｂにおいても電気的な接触が確保される。
【００３９】
そして、図１に示すように、一対の電極２２Ａ、２２Ｂのうち一方の電極２２Ａが、誘電体バリア放電ランプ２の一端部に装着される固定ブロック２４Ａにより、電源装置の高電圧端子側に電気的に接続されて高電圧印加側電極となり、一対の電極２２Ａ、２２Ｂのうち他方の電極２２Ｂが、誘電体バリア放電ランプ２の他端部に装着される固定ブロック２４Ｂにより電源装置のアース端子側に電気的に接続されてアース側電極となる。なお、隣接する誘電体バリア放電ランプ２間の放電を防止するため、隣接する誘電体バリア放電ランプ２の高電圧印加側電極２２Ａ同士又はアース側電極２２Ｂ同士を向かい合うように配置している。
【００４０】
しかして本実施形態の誘電体バリア放電ランプ２における各押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、図７に示すように、一対の電極２２Ａ、２２Ｂから離間した状態、つまり、放電管２１に電極２２Ａ、２２Ｂを押圧する前の状態（外力を受けない自然状態）において、当該各押圧部材２３Ａ、２３Ｂにおける放電管２１の長手方向中央部に電極２２Ａ、２２Ｂを接触させる中央部接触面２３Ｘが、放電管２１の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極２２Ａ、２２Ｂを接触させる外側部接触面２３Ｙよりも、電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１に押圧する押圧方向に向かって膨出するように構成されている。
【００４１】
本実施形態では、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの電極２２Ａ、２２Ｂ側を向く側面、つまりＣ字開口端面２３ｘにおいて、放電管２１の長手方向中央部に電極２２Ａ、２２Ｂを接触させる中央部接触面２３Ｘが、放電管２１の長手方向外側部（長手方向中央部以外の部分であって放電管収容部２４１に収容されない部分）に電極２２Ａ、２２Ｂを接触させる外側部接触面２３Ｙよりも、押圧方向に向かって膨出するように構成されている。
【００４２】
具体的に押圧部材２３Ａ、２３Ｂの中央部接触面２３Ｘは、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向に沿った平坦面であり、外側部接触面２３Ｙは、長手方向外側に行くに連れて押圧方向とは反対側に傾斜する傾斜面である。つまり、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの外側部接触面２３Ｙを有する長手方向外側部は、平面視において、Ｃ字開口端２３ｘが長手方向外側に向かって下がり勾配を有するようにその幅が縮小するように構成されている。なお、この外側部接触面２３Ｙを形成する長手方向外側部よりもさらに外側に長手方向両端部に貫通孔２３Ｈが形成されており、この長手方向両端部が固定ブロック２４Ａ、２４Ｂにねじ固定される。
【００４３】
ここで、押圧部材２３Ａ、２３Ｂにおける中央部接触面２３Ｘである平坦面及び外部接触面２３Ｙである傾斜面の長手方向寸法又は傾斜面の傾斜角度は、放電管２１の長手方向寸法、放電管２１の有効照射幅、電極２２Ａ、２２Ｂの弾性復帰力を決める要因である厚みや幅寸法などの形状又は材質、或いは、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの機械的強度を決める要因である形状又は材質などによって定められる。
【００４４】
このように構成した押圧部材２３Ａ、２３Ｂの両端部を固定ブロック２４Ａ、２４Ｂにねじ固定することによって、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの中央部接触面２３Ｘが電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１の外周面２１ａに密着させつつ、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向外側部が放電管２１側に変形して、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの外側部接触面２３Ｙが放電管２１の外周面２１ａに電極２２Ａ、２２Ｂを密着させる。つまり、押圧部材２３Ａ、２３Ｂを固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに固定させた状態において、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの電極接触面２３ｓ（中央部接触面２３Ｘ及び外側部接触面２３Ｙ）は略直線状となり、電極２２Ａ、２２Ｂの長手方向全体に亘って放電管２１の外周面２１ａに密着された状態となる。この押圧部材２３Ａ、２３Ｂに形成された傾斜面２３Ｙにより、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向中央部の変形による変位が相殺されて、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向中央部の変形に関わらず、放電管２１の外周面２１ａに電極２２Ａ、２２Ｂを密着させることができる。なお、図１０は、従来の押圧部材を用いた場合に比較して、本実施形態の押圧部材２３Ａ、２３Ｂを用いた場合に、放電管の長手方向中央部の外周面と電極との密着性が向上していることを示す模式図である。
【００４５】
このように構成した本実施形態に係る紫外線照射装置によれば、中央部接触面２３Ｘが外側部接触面２３Ｙよりも押圧方向に向かって膨出しているので、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向両端部を固定ブロックに固定した状態において、中央部接触面２３Ｘ及び外側部接触面２３Ｙが放電管２１の外周面２１ａに沿って略直線状となり、押圧部材２４Ａ、２４Ｂの長手方向中央部において電極２２Ａ、２２Ｂの反発力により生じる変位が相殺されて、放電管２１の長手方向中央部の外周面２１ａと電極２２Ａ、２２Ｂとの密着性を向上させることができる。これにより、放電管２１の長手方向中央部の光強度の低下を防ぎ、長手方向に沿って均一な光強度を得ることができる。また、放電管２１の長手方向に亘って放電管２１と電極２２Ａ、２２Ｂとの間に生じるマイクロスパッタを抑制することができ、放電管２１の失透やパーティクルの発生等を防止することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態の押圧部材は、長手方向両端部が傾斜面を有するものであったが、図１１に示すように、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向中央部の幅寸法よりも長手方向外側部の幅寸法が小さくなるように構成された段形状をなすものであっても良い。このようなものであっても、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向中央部の変形による変位を相殺して、放電管の外周面に電極を密着させることができる。なお、図１１では、長手方向中央部と長手方向外側部とからなる２段形状であったが、その他、３段以上の多段形状としても良い。
【００４７】
また、図１２に示すように、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの電極接触面２３ｓが、平面視において、押圧方向に向かって膨出した湾曲状に形成されても良い。このようなものであっても、押圧部材の長手方向中央部の変形による変位を相殺して、放電管の外周面に電極を密着させることができる。また、電極接触面２３ｓの曲率を調節することによって、電極を長手方向に沿って均一な押圧力で接触させることができるようになる。
【００４８】
さらに、図１３に示すように、押圧部材全体を押圧方向に向かって膨出した屈曲状又は湾曲状とすることで、放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分を、放電管の長手方向外側部に電極を押圧する部分よりも、押圧方向に向かって膨出するように構成しても良い。
【００４９】
その上、各押圧部材において、放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分の機械的強度が、放電管の長手方向両端部に電極を押圧する部分の機械的強度よりも大きくなるように構成しても良い。例えば、図１４に示すように、押圧部材の長手方向中央部の幅寸法（押圧方向に沿った寸法）を、長手方向両端部の幅寸法よりも大きくすることで、長手方向中央部の押圧方向に沿った変形に対する機械的強度を、長手方向両端部の押圧方向に沿った変形に対する機械的強度よりも大きくすることが考えられる。なお、この場合、押圧部材の電極接触面２３ｓは全体が平坦面とされている。
【００５０】
加えて、各押圧部材２３Ａ、２３Ｂが、当該各押圧部材２３Ａ、２３Ｂにおける少なくとも長手方向中央部の変形を抑制する変形抑制部２３２を有するものであっても良い。この変形抑制部２３２としては、例えば、図１５に示すように、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの底壁（コの字の中間部分）に長手方向に沿って形成した凹凸条等のリブが考えられる。なお、各押圧部材に形成する溝を放電管の外周面と同一径を有する部分円弧状として、押圧部材を中実として変形しにくくすることも考えられる。
【００５１】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・紫外線照射装置
２・・・誘電体バリア放電ランプ
２１・・・放電管
２１ａ・・・外周面
２２Ａ、２２Ｂ・・・電極
２３Ａ、２３Ｂ・・・押圧部材
２４Ａ、２４Ｂ・・・保持ブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体バリア放電ランプ及びこの誘電体バリア放電ランプを用いた紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘電体バリア放電ランプは、特許文献１に示すように、放電管の上面にベタ電極又はメッシュ電極が配置され、下面にメッシュ電極が配置されている。そして、その下面が光を取り出すための光取り出し領域とされており、下面に配置されたメッシュ電極の網目の隙間から紫外線を射出する構成とされている。このため、光取り出し領域から射出された光の一部がメッシュ電極の網目に遮光されてしまい光透過率が低下してしまうという問題がある。
【０００３】
このようなことから、本出願人は、放電管における光取り出し領域の光透過率を向上させるために、長尺状の放電管と一対の電極とを有し、前記放電管における長手方向に沿った外周面の一部を光取り出し領域とし、前記一対の電極を、放電管の外周面の周方向において一対の電極の間に光取り出し領域が位置するようにそれぞれ配置したものを考えている。そして、本出願人は、一対の電極に板ばねを使用し、当該板ばねを押圧部材により前記外周面に弾性変形させて密着させることで、放電管に蒸着等により電極を形成する手間やコストを低減することを考えている。ここで、電極を弾性変形させて密着させる押圧部材は、その長手方向両端部が放電管の両端部を収容する絶縁碍子にねじ止めされることにより、絶縁碍子に固定される構成とされている。
【０００４】
しかしながら、この押圧部材は、弾性変形した電極から弾性復帰力（反発力）を受けるため、押圧部材はこの反発力によって外側に湾曲して変形してしまう。具体的には、絶縁碍子に固定されている押圧部材の両端部（固定端部）では反発力による変形は小さいが、その両端部から離れるほど、すなわち放電管の長手方向中央部に行くほど前記反発力による押圧部材自体の弾性変形が大きくなる。そうすると、放電管の長手方向中央部における板ばねの押さえが甘くなってしまい、放電管の長手方向中央部と電極との密着性が悪くなるという問題がある。
【０００５】
そして、電極の密着性が悪くなる結果、放電管の長手方向中央部の光強度が低下してしまうという問題が生じる。また電極の密着性が悪い部分（放電管の長手方向中央部）では電極と放電管との間にマイクロスパッタが生じてしまい、放電管が失透するだけでなく、その部分で応力集中が生じて早期破損につながってしまう。さらにマイクロスパッタによりパーティクルが発生し、例えば、放電管の光射出側前方に設けられた前面ガラスの透過率低下、絶縁部材の絶縁性能低下、又は、ランプ自体の光強度低下を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２８７４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであって、放電管と当該放電管の外周面に押圧接触される電極との密着性を向上させることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る誘電体バリア放電ランプは、放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、前記一対の押圧部材が前記一対の電極から離間した状態において、前記各押圧部材における前記放電管の長手方向中央部に電極を接触させる中央部接触面が、前記放電管の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極を接触させる外側部接触面よりも、前記電極を前記放電管に押圧する押圧方向に向かって膨出していることを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、中央部接触面が外側部接触面よりも押圧方向に向かって膨出しているので、押圧部材の長手方向両端部を固定ブロックに固定した状態において、中央部接触面及び外側部接触面が放電管の外周面に沿って略直線状となり、押圧部材の長手方向中央部において電極の反発力により生じる変位が相殺されて、放電管の長手方向中央部の外周面と電極との密着性を向上させることができる。これにより、放電管の長手方向中央部の光強度の低下を防ぎ、長手方向に沿って均一な光強度を得ることができる。また、放電管の長手方向に亘って放電管と電極との間に生じるマイクロスパッタを抑制することができ、放電管の失透やパーティクルの発生等を防止することができる。
【００１０】
前記中央部接触面が前記外側部接触面よりも押圧方向に向かって膨出している具体的な構成としては、前記外側部接触面が、長手方向外側に行くに連れて前記押圧方向と反対側に傾斜する傾斜面であることを特徴とすることが望ましい。これならば、押圧部材の長手方向外側部を切り欠く等の加工を施すだけで良く、押圧部材の製造を簡単にすることができる。
【００１１】
このとき、前記中央部接触面が長手方向に沿った平坦面であることが望ましい。これならば、押圧部材の製造をより簡単にすることができる。
【００１２】
その他の具体的な構成としては、前記各押圧部材における前記放電管に電極を押圧する接触面が、前記押圧方向に向かって膨出した湾曲状とされていることが望ましい。これならば、湾曲状の曲率を調節することによって、押圧部材の長手方向両端部を固定ブロックに固定した状態において電極を長手方向に沿って均一な押圧力で接触させることができるようになる。
【００１３】
前記押圧部材が電極の反発力によりその長手方向中央部が撓んでしまうという課題が顕著になるものとしては、前記一対の電極が、概略平板状の板ばねであり、前記押圧部材が、当該板ばねをその長手方向に直交する幅方向に湾曲させるものであることが考えられる。このように概略平板状の板ばねを押圧する押圧部材に本発明を適用することで本発明の効果を一層顕著にすることができる。
【００１４】
前記押圧部材が、長手方向の断面形状が概略Ｃ字形状をなすものであり、前記電極が、前記押圧部材のＣ字開口端面により前記外周面に押圧されるものであることが望ましい。これならば、Ｃ字開口端面により概略平板状の板ばねが湾曲されつつ放電管の外周面に押圧されることから、電極の長手方向に沿った各側辺部を放電管の外周面により確実に接触させることができる。
【００１５】
前記一対の押圧部材が、前記一対の電極に外部からの電圧を印加するものであることが望ましい。これならば、別途電極に電圧を印加するための部品が不要となり、放電管への電極の接触と当該電極への給電とを同一部材により構成することができる。
【００１６】
また本発明に係る誘電体バリア放電ランプは、放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、前記各押圧部材において、前記放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分の機械的強度が、前記放電管の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極を押圧する部分の機械的強度よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
このようなものであれば、押圧部材において、放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分の機械的強度を放電管の長手方向外側部に電極を押圧する部分の機械的強度よりも大きくしているので、押圧部材の両端部を固定ブロックに固定した状態において、放電管の長手方向中央部が電極の反発力により変形しにくくなり、電極の密着性を向上させることができる。これにより、放電管中央部の照度低下を防ぎ長手方向に沿って均一な光強度を得ることができる。また、放電管の失透やパーティクルの発生の原因となるマイクロスパッタを防止することができる。
【００１８】
さらに本発明に係る誘電体バリア放電ランプは、放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、前記各押圧部材が、当該各押圧部材における前記放電管の長手方向中央部に前記電極を押圧する部分の変形を抑制する変形抑制部を有することを特徴とする。
【００１９】
このようなものであれば、各押圧部材が、放電管の長手方向中央部に前記電極を押圧する部分の変形を抑制する変形抑制部を有するので、押圧部材の両端部を固定ブロックに固定した状態において、放電管の長手方向中央部が電極の反発力により変形しにくくなり、電極の密着性を向上させることができる。これにより、放電管中央部の照度低下を防ぎ長手方向に沿って均一な光強度を得ることができる。また、放電管の失透やパーティクルの発生の原因となるマイクロスパッタを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
このように構成した本発明によれば、放電管と当該放電管の外周面に押圧接触される電極との密着性を向上させることができ、放電管と電極との密着が甘くなることにより生じる様々な問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態のランプユニットを示す平面図である。
【図２】同実施形態の誘電体バリア放電ランプを示す平面図及び固定ブロックの拡大図である。
【図３】同実施形態の誘電体バリア放電ランプを示す正面図である。
【図４】同実施形態の誘電体バリア放電ランプを示す断面図である。
【図５】同実施形態の電極の平面図である。
【図６】同実施形態の誘電体バリア放電ランプの部品展開図及び組立図である。
【図７】同実施形態の押圧部材を示す正面図、側面図及び平面図である。
【図８】同実施形態の固定ブロックの取り付け部分を示す模式図である。
【図９】同実施形態の接続金具の展開図である。
【図１０】本発明の押圧部材を固定した状態と従来の押圧部材を固定した状態を示す模式図である。
【図１１】変形実施形態の押圧部材を示す平面図である。
【図１２】変形実施形態の押圧部材を示す平面図である。
【図１３】変形実施形態の押圧部材を示す平面図である。
【図１４】変形実施形態の押圧部材を示す平面図である。
【図１５】変形実施形態の押圧部材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態に係る紫外線照射装置は、半導体基板又はガラス基板等の被処理物に紫外線を照射することにより当該被処理物の表面に付着した有機物を分解してこれを除去することで、被処理物を洗浄するものである。この紫外線照射装置は、図１に示す１又は複数のランプユニット１００を有するものであり、このランプユニット１００は、複数本（例えば１０本）の誘電体バリア放電ランプ２と、これら複数の誘電体バリア放電ランプ２をその長手方向が互いに平行且つ等間隔となるように保持してユニット化し、それら複数の誘電体バリア放電ランプ２に給電する給電部材３とを有する。
【００２４】
なお、給電部材３は、平面視において概略コの字状をなす第１の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂを有する。これら第１の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂは、アルミ合金、ステンレス等の導電性材料から形成されており、各自由端部が絶縁部材４を介して互いに接続されることにより平面視概略矩形枠状となる。
【００２５】
第１の給電部材３Ａは、交流電圧を印加する電源装置の高電圧端子側に電気的に接続されるとともに、誘電体バリア放電ランプ２の一方の固定ブロック２４Ａがねじ固定により電気的に接続される。一方、第２の給電部材３Ｂは、電源装置のアース端子側に電気的に接続されるとともに、誘電体バリア放電ランプ２の他方の固定ブロック２４Ｂがねじ固定により電気的に接続される。このように第１の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂにより、複数の誘電体バリア放電ランプ２の一端及び他端それぞれを支持してユニット化する構成として、誘電体バリア放電ランプ２の撓みを可及的に小さくし、ランプユニット１００の機械的強度を大きくするとともに、ランプユニット１００の取り扱いを容易にしている。
【００２６】
誘電体バリア放電ランプ２は、図２〜図４に示すように、放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管２１と、一対の電極２２Ａ、２２Ｂと、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂと、一対の固定ブロック２４Ａ、２４Ｂとを有する。以下、各部について詳述する。
【００２７】
放電管２１は、合成石英ガラス製の円筒の両端を閉じた断面円形状の丸管である。また、放電管２１の内部に形成された放電空間には誘電体バリア放電用ガスが充填されている。なお、誘電体バリア放電用ガスとしては、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）又はクリプトン（Ｋｒ）等の希ガス、或いは、フッ素（Ｆ２）又は塩素（Ｃｌ２）等のハロゲンガス等を用いることができる。誘電体バリア放電ランプ２は、ガスの種類に応じて異なる波長（１７２ｎｍ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍ等）のエキシマ光を発光する。例えば有機化合物を分解するためには、放電用ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いて、１７２ｎｍを中心波長とするエキシマ光を発光する誘電体バリア放電ランプ２とする。
【００２８】
一対の電極２２Ａ、２２Ｂは、放電管２１の長手方向に沿った外周面２１ａに弾性変形した状態で接触して互いに対向して設けられる長尺状をなすものである。具体的に各電極２２Ａ、２２Ｂは、放電管２１と略同等の長さを有する平板状の板ばねであり、放電管２１における光を取り出すための光取り出し領域２１Ｐを周方向の両側から挟む位置に設けられている（図４参照）。本実施形態では、放電管２１の中心軸に対して対称となる位置に設けられている。この電極２２Ａ、２２Ｂの素材としてはリン青銅、ステンレス、ベリリウム銅など、導電性を有するものであれば良いが、特に耐食性の高い材質が好ましく、本実施形態では、厚さが約０．０３ｍｍのステンレス製の板ばねを用いている。
【００２９】
本実施形態の電極２２Ａ、２２Ｂは、特に図５に示すように、長手方向と直交する幅方向に形成された複数のスリット２２１、２２２を有する。このスリット２２１、２２２は、電極２２Ａ、２２Ｂの長手方向に沿った側辺部及び中央部分に、それぞれ複数形成されている。これらのスリット２２１、２２２は、電極２２Ａ、２２Ｂが熱膨張した際に、当該熱膨張分をスリット２２１、２２２により形成される間隙に逃がして、熱膨張により電極２２Ａ、２２Ｂ全体が膨張して変形し、放電管２１の外周面２１ａとの密着性が低下することを防止する。なお、図５における符号２２３は、電極２２Ａ、２２Ｂが後述する押圧部材２３Ａ、２３Ｂに対してずれることを防止するずれ防止部として機能する突起である。この突起２２３は、略直角に折り曲げられて、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの溝２３１内に差し込まれる（図６参照）。
【００３０】
そして、この各電極２２Ａ、２２Ｂは、図６に示すように、対応する各押圧部材２３Ａ、２３Ｂにより放電管２１の外周面２１ａに押圧されることによって、放電管２１の外周面２１ａに沿うように弾性変形して放電管２１の外周面２１ａに接触する。
【００３１】
一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、図２〜図４及び図７等に示すように、前記一対の電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１の外周面２１ａに押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなすものである。具体的に各押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、放電管２１の長手方向に沿って延びる棒状の部材であり、放電管２１の外周面２１ａに対向する対向面に長手方向に沿った溝２３１が開口形成されている。また、各押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向両端部には、後述する固定ブロック２４Ａ、２４Ｂにねじ固定するための貫通孔２３Ｈが形成されている（図７参照）。本実施形態の押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、長手方向の断面形状が概略Ｃ字形状をなすものであり、より詳細には、長手方向の断面形状が概略コの字形状をなすものである。なお、押圧部材２３Ａ、２３Ｂとして、ステンレス製のものを用いれば、アルマイト処理が不要であり、例えば鏡保持用等に使用される汎用のＣチャンネルを利用すれば更にコストを低減することができる。
【００３２】
このような構成の押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、そのＣ字開口端面２３ｘが電極２２Ａ、２２Ｂの長手方向に沿った各側辺部に接触して放電管２１の外周面２１ａ側に押圧する（図６参照）。そして、一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１に押圧した状態で、その長手方向両端部が、貫通孔２３Ｈにより一対の固定ブロック２４Ａ、２４Ｂにねじ固定される（図２等参照）。
【００３３】
一対の固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、図２等に示すように、放電管２１の長手方向両端部を収容するとともに、当該放電管２１の外周面２１ａに一対の電極２２Ａ、２２Ｂを押圧した状態の一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向両端部が固定されるものである。具体的に各固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、平面視において概略矩形状をなすものであり、例えばセラミックス等の絶縁性材料から形成されている。そして、各固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、図２の固定ブロック拡大図及び図４に示すように、誘電体バリア放電ランプ２の端部が装着される面である前面に誘電体バリア放電ランプ２の端部を収容する放電管収容部２４１を有する。この放電管収容部２４１は、誘電体バリア放電ランプ２の外形形状に対応した断面略円形状をなす凹部である。
【００３４】
また各固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、放電管収容部２４１を挟む左右側壁部分に、前記一対の押圧部材２３Ａ、２３Ｂそれぞれがねじ固定される押圧部材固定部２４２が形成されている。この押圧部材固定部２４２は、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの左右側面に押圧方向に沿って形成された雌ねじ孔（不図示）を有する。この雌ねじ孔は、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの貫通孔２３Ｈを通された固定ねじＮ１が螺合されるものである。なお、この固定ねじＮ１により押圧部材２３Ａ、２３Ｂを固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに締結固定することで、押圧部材２３Ａ、２３ＢのＣ字開口端面２３ｘが電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１の外周面２１ａに押圧接触させる。
【００３５】
さらに固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの後端部２４３には、給電部材３Ａ、３Ｂにねじ固定するための固定ねじＮ２が挿入される貫通孔２４Ｈが形成されている。この貫通孔２４Ｈは、固定ねじＮ２の雄ねじ部よりも大きい開口面積を有する孔であり、本実施形態では、放電管２１の長手方向に沿って延びる長孔である。そして、この貫通孔２４Ｈに挿入された固定ねじＮ２が給電部材３Ａ、３Ｂに形成された雌ねじ部に螺合される。これにより、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂが給電部材３Ａ、３Ｂにねじ固定される。なお、後端部２４３の上面及び下面はいずれも平坦面である。
【００３６】
そしてこのように構成された誘電体バリア放電ランプ２は、図１又は図８に示すように、給電部材３Ａ、３Ｂに対して放電管２１の長手方向に直交する方向（図８では上方）からねじ止めされる。このとき、貫通孔２４Ｈが放電管の長手方向に沿った長孔とされていることから、誘電体バリア放電ランプ２の取り付け精度や加工公差により、誘電体バリア放電ランプ２の長手方向寸法にばらつきがあったとしても、そのばらつきが貫通孔２４Ｈにより吸収されて確実に給電部材３Ａ、３Ｂにねじ止めすることができる。
【００３７】
また、給電部材３Ａ、３Ｂからの電圧を押圧部材２３Ａ、２３Ｂを介して電極２２Ａ、２２Ｂに印加するために、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂは、図２等に示すように、給電部材３Ａ、３Ｂ及び押圧部材２３Ａ、２３Ｂを電気的に接続する接続金具５を有する。
【００３８】
この接続金具５は、図９に示すように、展開した状態において概略Ｔ字形状をなすものであり、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの後端部２４３の上面及び下面に接触して後端部２４３を挟むように設けられる概略コの字状に折り曲げられた挟み部５１と、当該挟み部５１の中央部から略垂直に延出した延出部５２とを有する。そして、延出部５２には、押圧部材２３Ａ、２３Ｂを固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに固定するための固定ねじＮ１が挿入される貫通孔５２Ｈが形成されている。この接続金具５は、押圧部材２３Ａ、２３Ｂを固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに固定する際に、固定ねじＮ１により共締めされて、押圧部材２３Ａ、２３Ｂと電気的な接触が確保される。また、接続金具５の挟み部５１は、図８に示すように、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの後端部２４３の上面及び下面を挟むように配置される。また、この挟み部５１には、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに設けられた貫通孔２４Ｈに対応して当該貫通孔Ｈ２４と概略同一形状の貫通孔（長孔）５１Ｈが形成されている。そして、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂを給電部材３Ａ、３Ｂにねじ止めする際に、固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの下面にある挟み部５１の下部５１ａが給電部材３Ａ、３Ｂと面接触して電気的な接触が確保される。また固定ブロック２４Ａ、２４Ｂの上面にある挟み部５１の上部５１ｂは固定ねじＮ２と接触し、当該固定ねじＮ２が給電部材３Ａ、３Ｂに接触していることから、挟み部５１の上部５１ｂにおいても電気的な接触が確保される。
【００３９】
そして、図１に示すように、一対の電極２２Ａ、２２Ｂのうち一方の電極２２Ａが、誘電体バリア放電ランプ２の一端部に装着される固定ブロック２４Ａにより、電源装置の高電圧端子側に電気的に接続されて高電圧印加側電極となり、一対の電極２２Ａ、２２Ｂのうち他方の電極２２Ｂが、誘電体バリア放電ランプ２の他端部に装着される固定ブロック２４Ｂにより電源装置のアース端子側に電気的に接続されてアース側電極となる。なお、隣接する誘電体バリア放電ランプ２間の放電を防止するため、隣接する誘電体バリア放電ランプ２の高電圧印加側電極２２Ａ同士又はアース側電極２２Ｂ同士を向かい合うように配置している。
【００４０】
しかして本実施形態の誘電体バリア放電ランプ２における各押圧部材２３Ａ、２３Ｂは、図７に示すように、一対の電極２２Ａ、２２Ｂから離間した状態、つまり、放電管２１に電極２２Ａ、２２Ｂを押圧する前の状態（外力を受けない自然状態）において、当該各押圧部材２３Ａ、２３Ｂにおける放電管２１の長手方向中央部に電極２２Ａ、２２Ｂを接触させる中央部接触面２３Ｘが、放電管２１の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極２２Ａ、２２Ｂを接触させる外側部接触面２３Ｙよりも、電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１に押圧する押圧方向に向かって膨出するように構成されている。
【００４１】
本実施形態では、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの電極２２Ａ、２２Ｂ側を向く側面、つまりＣ字開口端面２３ｘにおいて、放電管２１の長手方向中央部に電極２２Ａ、２２Ｂを接触させる中央部接触面２３Ｘが、放電管２１の長手方向外側部（長手方向中央部以外の部分であって放電管収容部２４１に収容されない部分）に電極２２Ａ、２２Ｂを接触させる外側部接触面２３Ｙよりも、押圧方向に向かって膨出するように構成されている。
【００４２】
具体的に押圧部材２３Ａ、２３Ｂの中央部接触面２３Ｘは、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向に沿った平坦面であり、外側部接触面２３Ｙは、長手方向外側に行くに連れて押圧方向とは反対側に傾斜する傾斜面である。つまり、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの外側部接触面２３Ｙを有する長手方向外側部は、平面視において、Ｃ字開口端２３ｘが長手方向外側に向かって下がり勾配を有するようにその幅が縮小するように構成されている。なお、この外側部接触面２３Ｙを形成する長手方向外側部よりもさらに外側に長手方向両端部に貫通孔２３Ｈが形成されており、この長手方向両端部が固定ブロック２４Ａ、２４Ｂにねじ固定される。
【００４３】
ここで、押圧部材２３Ａ、２３Ｂにおける中央部接触面２３Ｘである平坦面及び外部接触面２３Ｙである傾斜面の長手方向寸法又は傾斜面の傾斜角度は、放電管２１の長手方向寸法、放電管２１の有効照射幅、電極２２Ａ、２２Ｂの弾性復帰力を決める要因である厚みや幅寸法などの形状又は材質、或いは、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの機械的強度を決める要因である形状又は材質などによって定められる。
【００４４】
このように構成した押圧部材２３Ａ、２３Ｂの両端部を固定ブロック２４Ａ、２４Ｂにねじ固定することによって、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの中央部接触面２３Ｘが電極２２Ａ、２２Ｂを放電管２１の外周面２１ａに密着させつつ、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向外側部が放電管２１側に変形して、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの外側部接触面２３Ｙが放電管２１の外周面２１ａに電極２２Ａ、２２Ｂを密着させる。つまり、押圧部材２３Ａ、２３Ｂを固定ブロック２４Ａ、２４Ｂに固定させた状態において、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの電極接触面２３ｓ（中央部接触面２３Ｘ及び外側部接触面２３Ｙ）は略直線状となり、電極２２Ａ、２２Ｂの長手方向全体に亘って放電管２１の外周面２１ａに密着された状態となる。この押圧部材２３Ａ、２３Ｂに形成された傾斜面２３Ｙにより、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向中央部の変形による変位が相殺されて、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向中央部の変形に関わらず、放電管２１の外周面２１ａに電極２２Ａ、２２Ｂを密着させることができる。なお、図１０は、従来の押圧部材を用いた場合に比較して、本実施形態の押圧部材２３Ａ、２３Ｂを用いた場合に、放電管の長手方向中央部の外周面と電極との密着性が向上していることを示す模式図である。
【００４５】
このように構成した本実施形態に係る紫外線照射装置によれば、中央部接触面２３Ｘが外側部接触面２３Ｙよりも押圧方向に向かって膨出しているので、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向両端部を固定ブロックに固定した状態において、中央部接触面２３Ｘ及び外側部接触面２３Ｙが放電管２１の外周面２１ａに沿って略直線状となり、押圧部材２４Ａ、２４Ｂの長手方向中央部において電極２２Ａ、２２Ｂの反発力により生じる変位が相殺されて、放電管２１の長手方向中央部の外周面２１ａと電極２２Ａ、２２Ｂとの密着性を向上させることができる。これにより、放電管２１の長手方向中央部の光強度の低下を防ぎ、長手方向に沿って均一な光強度を得ることができる。また、放電管２１の長手方向に亘って放電管２１と電極２２Ａ、２２Ｂとの間に生じるマイクロスパッタを抑制することができ、放電管２１の失透やパーティクルの発生等を防止することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態の押圧部材は、長手方向両端部が傾斜面を有するものであったが、図１１に示すように、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向中央部の幅寸法よりも長手方向外側部の幅寸法が小さくなるように構成された段形状をなすものであっても良い。このようなものであっても、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの長手方向中央部の変形による変位を相殺して、放電管の外周面に電極を密着させることができる。なお、図１１では、長手方向中央部と長手方向外側部とからなる２段形状であったが、その他、３段以上の多段形状としても良い。
【００４７】
また、図１２に示すように、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの電極接触面２３ｓが、平面視において、押圧方向に向かって膨出した湾曲状に形成されても良い。このようなものであっても、押圧部材の長手方向中央部の変形による変位を相殺して、放電管の外周面に電極を密着させることができる。また、電極接触面２３ｓの曲率を調節することによって、電極を長手方向に沿って均一な押圧力で接触させることができるようになる。
【００４８】
さらに、図１３に示すように、押圧部材全体を押圧方向に向かって膨出した屈曲状又は湾曲状とすることで、放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分を、放電管の長手方向外側部に電極を押圧する部分よりも、押圧方向に向かって膨出するように構成しても良い。
【００４９】
その上、各押圧部材において、放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分の機械的強度が、放電管の長手方向両端部に電極を押圧する部分の機械的強度よりも大きくなるように構成しても良い。例えば、図１４に示すように、押圧部材の長手方向中央部の幅寸法（押圧方向に沿った寸法）を、長手方向両端部の幅寸法よりも大きくすることで、長手方向中央部の押圧方向に沿った変形に対する機械的強度を、長手方向両端部の押圧方向に沿った変形に対する機械的強度よりも大きくすることが考えられる。なお、この場合、押圧部材の電極接触面２３ｓは全体が平坦面とされている。
【００５０】
加えて、各押圧部材２３Ａ、２３Ｂが、当該各押圧部材２３Ａ、２３Ｂにおける少なくとも長手方向中央部の変形を抑制する変形抑制部２３２を有するものであっても良い。この変形抑制部２３２としては、例えば、図１５に示すように、押圧部材２３Ａ、２３Ｂの底壁（コの字の中間部分）に長手方向に沿って形成した凹凸条等のリブが考えられる。なお、各押圧部材に形成する溝を放電管の外周面と同一径を有する部分円弧状として、押圧部材を中実として変形しにくくすることも考えられる。
【００５１】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・紫外線照射装置
２・・・誘電体バリア放電ランプ
２１・・・放電管
２１ａ・・・外周面
２２Ａ、２２Ｂ・・・電極
２３Ａ、２３Ｂ・・・押圧部材
２４Ａ、２４Ｂ・・・保持ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、
前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、
前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、
前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、
前記一対の押圧部材が前記一対の電極から離間した状態において、前記各押圧部材における前記放電管の長手方向中央部に電極を接触させる中央部接触面が、前記放電管の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極を接触させる外側部接触面よりも、前記電極を前記放電管に押圧する押圧方向に向かって膨出していることを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項２】
前記外側部接触面が、長手方向外側に行くに連れて前記押圧方向と反対側に傾斜する傾斜面であることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項３】
前記中央部接触面が長手方向に沿った平坦面であることを特徴とする請求項２記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項４】
前記各押圧部材における前記放電管に電極を押圧する接触面が、前記押圧方向に向かって膨出した湾曲状とされていることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項５】
前記一対の電極が、概略平板状の板ばねであることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項６】
前記一対の押圧部材が、長手方向の断面形状が概略Ｃ字形状をなすものであり、
前記一対の電極が、前記一対の押圧部材のＣ字開口端面により前記外周面に押圧されるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項７】
前記一対の押圧部材が、前記一対の電極に外部からの電圧を印加するものである請求項１、２、３、４、５又は６記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項８】
放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、
前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、
前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、
前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、
前記各押圧部材において、前記放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分の機械的強度が、前記放電管の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極を押圧する部分の機械的強度よりも大きいことを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項９】
放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、
前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、
前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、
前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、
前記各押圧部材が、当該各押圧部材における前記放電管の長手方向中央部に前記電極を押圧する部分の変形を抑制する変形抑制部を有することを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の誘電体バリア放電ランプを用いた紫外線照射装置。
【請求項１】
放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、
前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、
前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、
前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、
前記一対の押圧部材が前記一対の電極から離間した状態において、前記各押圧部材における前記放電管の長手方向中央部に電極を接触させる中央部接触面が、前記放電管の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極を接触させる外側部接触面よりも、前記電極を前記放電管に押圧する押圧方向に向かって膨出していることを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項２】
前記外側部接触面が、長手方向外側に行くに連れて前記押圧方向と反対側に傾斜する傾斜面であることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項３】
前記中央部接触面が長手方向に沿った平坦面であることを特徴とする請求項２記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項４】
前記各押圧部材における前記放電管に電極を押圧する接触面が、前記押圧方向に向かって膨出した湾曲状とされていることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項５】
前記一対の電極が、概略平板状の板ばねであることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項６】
前記一対の押圧部材が、長手方向の断面形状が概略Ｃ字形状をなすものであり、
前記一対の電極が、前記一対の押圧部材のＣ字開口端面により前記外周面に押圧されるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項７】
前記一対の押圧部材が、前記一対の電極に外部からの電圧を印加するものである請求項１、２、３、４、５又は６記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項８】
放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、
前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、
前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、
前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、
前記各押圧部材において、前記放電管の長手方向中央部に電極を押圧する部分の機械的強度が、前記放電管の長手方向中央部両側の長手方向外側部に電極を押圧する部分の機械的強度よりも大きいことを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項９】
放電用ガスが封入された長尺状をなす放電管と、
前記放電管の長手方向に沿った外周面に互いに対向して設けられる長尺状をなす一対の電極と、
前記一対の電極を前記外周面に押圧して弾性変形した状態で接触させる長尺状をなす一対の押圧部材と、
前記一対の押圧部材が前記一対の電極を前記外周面に接触した状態で、前記一対の押圧部材の長手方向両端部が固定される一対の固定ブロックとを備え、
前記各押圧部材が、当該各押圧部材における前記放電管の長手方向中央部に前記電極を押圧する部分の変形を抑制する変形抑制部を有することを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の誘電体バリア放電ランプを用いた紫外線照射装置。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２０１３−８０６１２（Ｐ２０１３−８０６１２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９８５６（Ｐ２０１１−２１９８５６）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
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