特開 2022-164223 紫外線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022164223

(43)【公開日】2022-10-27

(54)【発明の名称】紫外線照射装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 61/54 20060101AFI20221020BHJP

   H01J 65/00 20060101ALI20221020BHJP

   H01J 61/16 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

H01J61/54 N

H01J65/00 B

H01J61/16 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021069570

(22)【出願日】2021-04-16

(71)【出願人】

【識別番号】000102212

【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久野 彰裕

(72)【発明者】

【氏名】柳生 英昭

【テーマコード（参考）】

5C015

【Ｆターム（参考）】

5C015PP04

5C015PP06

(57)【要約】

【課題】エキシマランプを紫外線光源とする紫外線照射装置において、始動性を向上させる。
【解決手段】紫外線照射装置は、放電用ガスが封入された放電容器を有するエキシマランプと、放電容器の長手方向に離間して配置され、放電容器の外面に接触する第１及び第２の電極体と、第１及び第２の電極体の何れか一方の電極体に接続されるとともに他方の電極体に向かって延びる始動補助電極と、始動補助電極と他方の電極体との間に介在する誘電体と、を有する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放電用ガスが封入された放電容器を有するエキシマランプと、
前記放電容器の長手方向に離間して配置され、前記放電容器の外面に接触する第１及び第２の電極体と、
前記第１及び第２の電極体の何れか一方の電極体に接続されるとともに他方の電極体に向かって延びる始動補助電極と、
前記始動補助電極と前記他方の電極体との間に介在する誘電体と、を有する紫外線照射装置。

【請求項2】

前記第１の電極体又は前記第２の電極体に凹部が形成されており、
前記誘電体は、前記凹部によって保持される、請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項3】

前記エキシマランプは、長手方向と交差する方向に複数設けられ、
前記始動補助電極は、隣り合う前記エキシマランプの間に配置される、請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項4】

前記誘電体は、一端が閉塞された筒形状をしており、前記始動補助電極の先端部を覆う、請求項１～３の何れか１項に記載の紫外線照射装置。

【請求項5】

前記始動補助電極は、先端部が前記誘電体に押し当てられるように弾性を有する、請求項１～３の何れか１項に記載の紫外線照射装置。

【請求項6】

前記誘電体は、前記放電容器の長手方向に延びる板状であり、前記始動補助電極と前記他方の電極体により両面から挟まれている、請求項１～３の何れか１項に記載の紫外線照射装置。

【請求項7】

前記誘電体は、前記第１の電極体と前記第２の電極体に跨って配置される、請求項１～３の何れか１項に記載の紫外線照射装置。

【請求項8】

前記放電用ガスがハロゲンガスを含む、請求項１～３の何れか１項に記載の紫外線照射装置。

【請求項9】

前記放電用ガスがＫｒ及びＣｌ₂の混合ガスである、請求項１～３の何れか１項に記載の紫外線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線照射装置に関し、特に、エキシマランプを紫外線光源とする紫外線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、放電容器の外表面に一対の外部電極を対向して配置したエキシマランプが知られており、始動性を改善するため、放電容器の内面に導電性物質からなる始動補助電極を設けることが知られている（例えば下記特許文献１）。

【0003】

特許文献１において、外部電極には、その管軸方向の端部から放電容器の管軸方向に沿って延びる根元部と、該根元部の先端から放電容器の幅方向に延びる枝部と、からなる枝状電極が設けられ、始動補助電極は、外部電極の枝状電極の枝部の先端と放電容器を介して重なるように配置されている。この構成により、エキシマランプの始動時に、一方の外部電極に印加された高周波電流は一種のコンデンサ結合をした状態となって放電容器を構成する誘電体の壁を通じて他方の外部電極に高周波電流が流れ、放電が発生しやすくなり、始動性が向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－１９０６７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図２６に示すようなエキシマランプ９０の長手方向に電極ブロック（９１，９２）を配置し、放電容器の外表面を電極ブロック（９１，９２）に接触させ、電極ブロック（９１，９２）間に高電圧を印加して放電させるエキシマランプ９０において、上記の発想を適用し、始動補助電極９３を放電容器の内面に配置すると、始動補助電極９３付近に放電が集中してしまい、紫外光を放射する効率が下がる。

【0006】

また、放電容器に希ガスとハロゲンガスが封入される場合、ハロゲンガスは反応性が高く、導電性物質に吸収されてしまうため、放電容器内に始動補助電極を形成することが難しい。

【0007】

さらに、ハロゲンガスは電子親和力が大きく、放電容器にハロゲンガスが封入されたエキシマランプは始動しにくい傾向にあり、始動性の改善が求められる。

【0008】

本発明は、上記の課題に鑑み、エキシマランプを紫外線光源とする紫外線照射装置において、始動性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る紫外線照射装置は、
放電用ガスが封入された放電容器を有するエキシマランプと、
前記放電容器の長手方向に離間して配置され、前記放電容器の外面に接触する第１及び第２の電極体と、
前記第１及び第２の電極体の何れか一方の電極体に接続されるとともに他方の電極体に向かって延びる始動補助電極と、
前記始動補助電極と前記他方の電極体との間に介在する誘電体と、を有する。

【0010】

この構成によれば、始動補助電極による大気放電の発光により、エキシマランプの放電容器内でのエキシマの励起が誘導されるため、エキシマランプの始動性が向上する。

【0011】

本明細書において「始動補助電極と他方の電極体との間に介在する」とは、単に両者の間に存在することを意味し、誘電体は、両者に接触していても、接触していなくてもよい。具体的には、誘電体は、始動補助電極と他方の電極体との間に存在し、始動補助電極と他方の電極体に接触していても、接触していなくてもよい。また、誘電体と、始動補助電極又は他方の電極体との間に別の部材が存在しても構わない。

【0012】

本発明に係る紫外線照射装置において、前記第１の電極体又は前記第２の電極体に凹部が形成されており、
前記誘電体は、前記凹部によって保持される、という構成でもよい。

【0013】

この構成によれば、誘電体が凹部によって保持されるため、衝撃や振動に対して強くなる。

【0014】

本発明に係る紫外線照射装置において、前記エキシマランプは、長手方向と交差する方向に複数設けられ、前記始動補助電極は、隣り合う前記エキシマランプの間に配置される、という構成でもよい。

【0015】

始動補助電極を挟んだ２つのエキシマランプの一方が点灯すれば、これをトリガとして他方も点灯するため、どちらか一方のエキシマランプを点灯すればよく、始動補助電極を隣り合うエキシマランプの間に配置することで始動補助電極による点灯補助の確率が上がる。

【0016】

本発明に係る紫外線照射装置において、前記誘電体は、一端が閉塞された筒形状をしており、前記始動補助電極の先端部を覆う、という構成でもよい。

【0017】

この構成によれば、誘電体の表面での沿面放電が生じにくくなる。

【0018】

本発明に係る紫外線照射装置において、前記始動補助電極は、先端部が前記誘電体に押し当てられるように弾性を有する、という構成でもよい。

【0019】

この構成によれば、誘電体が始動補助電極によって保持されるため、衝撃や振動に対して強くなる。

【0020】

本発明に係る紫外線照射装置において、前記誘電体は、前記放電容器の長手方向に延びる板状であり、前記始動補助電極と前記他方の電極体により両面から挟まれている、という構成でもよい。

【0021】

この構成によれば、誘電体及び始動補助電極の構造をシンプルにできるため、製造しやすい。

【0022】

本発明に係る紫外線照射装置において、前記誘電体は、前記第１の電極体と前記第２の電極体に跨って配置される、という構成でもよい。

【0023】

この構成によれば、誘電体が第１及び第２の電極体の両方によって保持されるため、衝撃や振動に対してより強くなる。

【0024】

本発明に係る紫外線照射装置において、前記放電用ガスがハロゲンガスを含む、という構成でもよい。

【0025】

ハロゲンガスを含む放電用ガスが封入されたエキシマランプは始動しにくいため、始動性の改善のために始動補助電極を設けることが好ましい。

【0026】

本発明に係る紫外線照射装置において、前記放電用ガスがＫｒ及びＣｌ₂の混合ガスである、という構成でもよい。

【0027】

エキシマランプにＫｒ及びＣｌ₂の混合ガスである放電用ガスが封入されている場合、エキシマランプから出射される紫外線の主たる発光波長は２２２ｎｍ近傍である。これらの波長帯の紫外線は、高い殺菌性能が示されるため、特に殺菌用途に適した紫外線照射装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の紫外線照射装置の一利用態様を模式的に示す図面である。

【図2】紫外線照射装置の外観の一例を模式的に示す斜視図である。

【図3】図２から、ケーシングの本体部と蓋部とを分解して表示した斜視図である。

【図4】図３から複数のエキシマランプ及び電極体を抽出して図示した模式的な斜視図である。

【図5】エキシマランプと電極体の位置関係を説明するための模式的な図面であり、エキシマランプを＋Ｚ方向に見たときの模式的な平面図である。

【図6】電極体を光取り出し面とは反対側から見たときの斜視図である。

【図7】電極体を光取り出し面とは反対側から見たときの平面図である。

【図8】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。

【図9】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。

【図10】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。

【図11】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。

【図12】別実施形態に係る電極体を模式的に示す三面図である。

【図13】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。

【図14】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び断面図である。

【図15】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。

【図16】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。

【図17】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。

【図18】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。

【図19】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。

【図20】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図及び側面図である。

【図21】別実施形態に係る電極体を模式的に示す平面図である。

【図22】別実施形態に係る始動補助電極及び誘電体を模式的に示す図である。

【図23】別実施形態に係る始動補助電極及び誘電体を模式的に示す図である。

【図24】別実施形態に係る始動補助電極及び誘電体を模式的に示す図である。

【図25】比較例２に係る電極体を模式的に示す平面図である。

【図26】従来技術に係る電極体を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明に係る紫外線照射装置の各実施形態につき、適宜図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致していない。また、各図面間においても、寸法比は必ずしも一致していない。

【0030】

図１は、本発明に係る紫外線照射装置の一利用態様を模式的に示す図面である。図１では、紫外線照射装置１が筐体１００に搭載されており、紫外線照射装置１の光取り出し面３０から、照射対象領域４０に対して紫外線Ｌ１が照射される様子が模式的に図示されている。

【0031】

図２は、紫外線照射装置１の外観の一例を模式的に示す斜視図である。図３は、図２から、紫外線照射装置１のケーシング２の本体部２ａと蓋部２ｂとを分解した斜視図である。

【0032】

以下の各図では、紫外線Ｌ１の取り出し方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する平面をＹＺ平面とした、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標系を参照して説明される。より詳細には、図２以下の図面を参照して後述されるように、エキシマランプ１０の管軸方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。

【0033】

以下の説明では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｘ方向」と記載されている場合には、「＋Ｘ方向」と「－Ｘ方向」の双方が含まれる。Ｙ方向及びＺ方向についても同様である。

【0034】

図２及び図３に示すように、紫外線照射装置１は、一方の面に光取り出し面３０が形成されたケーシング２を備える。ケーシング２は、本体部２ａと蓋部２ｂとを備え、本体部２ａ内には、複数のエキシマランプ１０と電極体（２１，２２）とが収容されている。本実施形態の例では、ケーシング２内に４本のエキシマランプ１０が収容されている。なお、電極体（２１，２２）は、エキシマランプ１０への通電が可能な形態が採用でき、例えば、エキシマランプ１０の放電容器１１に接触するようブロック体、板状体、網状体等の形態を用いることができる。

【0035】

図４は、図３から複数のエキシマランプ１０及び電極体（２１，２２）を抽出して図示した斜視図である。また、図５は、エキシマランプ１０と電極体（２１，２２）の位置関係を模式的に示す側面図である。

【0036】

図４に示すように、本実施形態の紫外線照射装置１は、Ｚ方向に離間して配置された４本のエキシマランプ１０を備える。また、それぞれのエキシマランプ１０の外表面の一部箇所に接触するように、２つの電極体（２１，２２）が配置されている。以下、電極体２１を第１の電極体２１、電極体２２を第２の電極体２２と称することもある。

【0037】

各エキシマランプ１０は、Ｙ方向を管軸方向とした放電容器１１を有し、Ｙ方向に離間した位置において、エキシマランプ１０の放電容器１１の外表面の一部が各電極体（２１，２２）に対して接触している。つまり、各電極体（２１，２２）は、いずれも各エキシマランプ１０の放電容器１１の外表面に接触しつつ、Ｚ方向に関して各エキシマランプ１０に跨るように配置されている。

【0038】

本実施形態における紫外線照射装置１は、上述したように、一対の電極体（２１，２２）を備えており、これらは相互にＹ方向に離間した位置に配置されている。電極体（２１，２２）は導電性の材料からなり、好ましくはエキシマランプ１０から出射される紫外線に対する反射性を示す材料からなる。一例として、電極体（２１，２２）は、Ａｌ、Ａｌ合金、ステンレスなどで構成される。

【0039】

各電極体（２１，２２）の間に、例えば１ｋＨｚ～５ＭＨｚ程度の高周波の交流電圧が印加されると、各エキシマランプ１０の放電容器１１を介して、内部に封入された放電用ガス１０Ｇに対して前記電圧が印加される。放電用ガス１０Ｇのガス種としては、このような電圧が印加されると、ガス種を構成する原子が励起又はイオン化されることでエキシマ状態となった後、基底状態に移行する際にエキシマ発光を生じる材料であればよい。より具体的には、放電用ガス１０Ｇとしては、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の一種又は複数種の希ガスであっても構わないし、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、ヨウ素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）等のハロゲンガスと前記希ガスとの混合ガスであっても構わない。

【0040】

一例として、放電用ガス１０Ｇとしては、クリプトン（Ｋｒ）、塩素（Ｃｌ）及びアルゴン（Ａｒ）の混合ガスとすることができる。なお、この場合、クリプトンと塩素は発光ガスとして機能し、アルゴンは緩衝ガスとして機能する。また、緩衝ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）から選択される１以上の希ガスを用いることができる。

【0041】

Ｋｒ及びＣｌ₂の混合ガスを放電用ガス１０Ｇとするエキシマランプ１０は、ピーク波長が２２２ｎｍ近傍の紫外線を出射する。２２２ｎｍを含む、１９０ｎｍ以上、２３５ｎｍ以下の波長帯の紫外線は、仮に人体の皮膚に対して照射されても、皮膚の角質層で吸収され、それよりも内側（基底層側）には進行しない。角質層に含まれる角質細胞は細胞としては死んだ状態であるため、例えば、波長２５４ｎｍの紫外線が照射される場合のように、有棘層、顆粒層、真皮など、生きた細胞に吸収されてＤＮＡが破壊されるというリスクがほとんど存在しない。

【0042】

そして、上記波長帯の紫外線は、照射対象物に対する殺菌効果が存在することが分かっている。従って、上記のような放電用ガスが封入されたエキシマランプを搭載した紫外線照射装置は、光殺菌作用を初めとする種々の用途への適用が想定され、幅広い利用場面が考えられる。

【0043】

図６は、ブロック状の電極体（２１，２２）を光取り出し面３０とは反対側から見たときの斜視図である。また、図７は、電極体（２１，２２）を光取り出し面３０とは反対側から見たときの平面図である。なお、図７において、後述する誘電体６は断面図で示されている。

【0044】

電極体（２１，２２）は同じ形状をしている。電極体（２１，２２）の－Ｘ側の面には、第１凹部２３及び第２凹部２４が形成されている。第１凹部２３は、電極体（２１，２２）の＋Ｙ側の面から－Ｙ方向に向かって延びている。また、第２凹部２４は、電極体（２１，２２）の－Ｙ側の面から＋Ｙ方向に向かって延びている。第１凹部２３と第２凹部２４は、Ｙ方向に対向するように配置される。第１凹部２３及び第２凹部２４は、電極体（２１，２２）のＺ方向中央部に形成されている。

【0045】

また、電極体（２１，２２）の－Ｘ側の面には、電源線７（図２参照）を接続するためのネジ穴２５が形成されている。第１の電極体２１のネジ穴２５には高電圧側の電源線７が接続され、第２の電極体２２のネジ穴２５には低電圧側の電源線７が接続される。ただし、第１の電極体２１のネジ穴２５に低電圧側の電源線７が接続され、第２の電極体２２のネジ穴２５に高電圧側の電源線７が接続されても構わない。

【0046】

また、電極体（２１，２２）の＋Ｘ側の面には、エキシマランプ１０の放電容器１１の外表面に接触する第３凹部２６が形成されている。第３凹部２６は、Ｚ方向に等間隔に４つ設けられる。中央の２つの第３凹部２６の間に第１凹部２３及び第２凹部２４が配置される。

【0047】

本実施形態の紫外線照射装置１は、始動補助電極５を備えている。始動補助電極５は、エキシマランプ１０の始動を補助するために設置されている。始動補助電極５は、第１の電極体２１に接続され、第２の電極体２２に向かって延びている。本実施形態の始動補助電極５は、Ｙ方向に延びている。

【0048】

本実施形態の始動補助電極５は、ばね状の近位部分５ａと棒状の遠位部分５ｂとで構成され、全体として弾性を有している。近位部分５ａは、第１の電極体２１と電気的に接続される。近位部分５ａは、第１の電極体２１の第１凹部２３内に配置され、第１凹部２３の－Ｙ側の内壁２３ａに接触している。近位部分５ａは、自身の弾性力によって第１凹部２３の内壁２３ａに押し当てられている。

【0049】

なお、本実施形態の始動補助電極５は、ばね状の近位部分５ａと棒状の遠位部分５ｂとで構成されているが、始動補助電極５の形状としては、これに限定されない。始動補助電極５の形状は、全体として柱状、棒状、薄板状などでもよい。また、始動補助電極５の遠位部分５ｂの形状も、棒状に限定されず、薄板状などでもよいが、遠位部分５ｂの先端部５ｃは尖っていることが好ましい。これにより、始動補助電極５の先端部５ｃに電界が集中するため、始動補助電極５の先端部５ｃにおいて放電がしやすくなる。

【0050】

始動補助電極５は、導電性を有する材料からなる。一例として、始動補助電極５は、アルミニウム、ステンレス、モリブデン、タングステンなどの金属で構成される。

【0051】

始動補助電極５と第２の電極体２２との間には誘電体６が介在している。本実施形態の誘電体６は、一端が閉塞された筒形状をしている。より具体的には、誘電体６は、筒部６ａと筒部６ａの一端を閉塞する底部６ｂとを有する有底筒形状をしている。なお、筒部６ａは円筒状に限定されず、角筒状等でもよい。また、底部６ｂは平面状に限定されず、半球面状等でもよい。

【0052】

誘電体６は、第１の電極体２１の第１凹部２３と第２の電極体２２の第２凹部２４によって保持される。誘電体６の筒部６ａは、第１凹部２３より僅かに小さく、底部６ｂは、第２凹部２４より僅かに小さい。

【0053】

誘電体６は、始動補助電極５の先端部５ｃを覆うように配置される。始動補助電極５の先端部５ｃは、近位部分５ａの弾性力によって誘電体６の底部６ｂに押し当てられている。

【0054】

誘電体６は、絶縁性が高く、機械的強度が高い材料、且つ紫外線の透過率が高い材料からなるのが好ましい。一例として、誘電体６は、石英ガラス、アルミナなどのセラミックス、ＰＴＦＥなどの樹脂で構成される。

【0055】

紫外線照射装置１を稼働させると、不図示の電源から電源線７（図２参照）を介して、上述したように各電極体（２１，２２）の間に高周波電圧が印加される。これにより、各エキシマランプ１０に封入された放電用ガス１０Ｇには、放電容器１１を介して前記高周波電圧が印加される。

【0056】

エキシマランプ１０では、電極体（２１，２２）の間に高周波電圧を印加し、放電空間（放電容器１１内）の絶縁性が破壊されることで、エキシマの発光が生じる。絶縁が破壊されると、ｎｓオーダーでの放電、終了を繰り返し行い、これを高周波で行うことで、実質的に連続して点灯しているように見える。

【0057】

ところで、エキシマランプ１０は、ハロゲンガスが封入されている場合、ハロゲンガスの電子親和力が高いため、電子を吸着してしまい、連続点灯でないと電流が流れにくい（電子が動きにくい）状態となってしまう。そのため、エキシマランプ１０の始動性を向上させるためには、エキシマ発光の励起エネルギーに近いエネルギーを持った波長を放電空間に照射することが必要であり、これにより、放電空間でのエキシマの励起が誘導される（放電しやすくなる）。

【0058】

本実施形態の紫外線照射装置１では、電極体（２１，２２）の間に電圧が印加されるとともに、第１の電極体２１に接続された始動補助電極５と第２の電極体２２との間にも電圧が印加される。このとき、始動補助電極５と第２の電極体２２との距離が、第１の電極体２１と第２の電極体２２との距離に比べて短いため、始動補助電極５と第２の電極体２２との間の空間で低い電圧にて先に絶縁破壊して、大気中で誘電体バリア放電を起こす。これにより、始動補助電極５の先端部５ｃで紫外線を発する。このときの紫外線の波長帯は２２６～２２７ｎｍを含む。

【0059】

始動補助電極５による大気放電の発光により、エキシマランプ１０の放電空間でのエキシマの励起が誘導される（放電が生じる）。よって、エキシマランプ１０は、電極体（２１，２２）を通じて放電用ガス１０Ｇに電圧が印加された状態において、始動補助電極５による紫外線が入射されると、この光エネルギーをトリガとして短時間（例えば０秒～２秒以内）で点灯する。放電用ガス１０Ｇとして、クリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）を含む場合には、エキシマランプ１０から出射される光は、ピーク波長が２２２ｎｍの紫外線である。

【0060】

なお、エキシマランプ１０の点灯後は、始動補助電極５もそのまま点灯を続けるが、そちらで使用される電力はごく僅かであるため、エキシマランプ１０の照度には影響を与えない。さらに、エキシマランプ１０の点灯後は、ランプ内部の放電が主体的となり、始動補助電極部５での大気放電が抑制される方向に働くため、より影響は小さなものとなる。

【0061】

また、始動補助電極５の特徴として、エキシマランプ１０の点灯後は、電圧がエキシマランプ１０にも分散されるため、始動補助電極５にかかる電圧は、始動時よりも低くなり、連続点灯中には始動補助電極５の負荷が小さくなるためトリガとして長寿命になる。

【0062】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0063】

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【0064】

［別実施形態］
（１）始動補助電極５と誘電体６の組み合わせとしては、上記の構成に限定されない。図８は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図である。この例では、始動補助電極５は、先端部が尖った棒状である。また、誘電体６は、ＸＺ平面に平行な平板状である。なお、始動補助電極５と誘電体６は必ずしも接触している必要はなく、放電可能な程度の間隔を空けて配置されてもよい。

【0065】

（２）図９は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図である。この例では、始動補助電極５は、先端部が尖った棒状である。また、誘電体６は、有底筒形状である。ただし、この例では、図７に示す例と異なり、誘電体６は、第２の電極体２２によってのみ保持される。

【0066】

（３）図１０は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び側面図である。この例では、始動補助電極５は、第１の電極体２１に電気的に接続されるとともに第２の電極体２２に向かって延びる略棒状である。始動補助電極５の近位部分は、第１の電極体２１へ向かって延びて接続されている。また、誘電体６は、有底筒形状であり、第１の電極体２１及び第２の電極体２２の表面に載置されている。

【0067】

（４）図１１は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び側面図である。この例では、始動補助電極５は、側面視でＵ字状をしており、一部が第１の電極体２１に接している。誘電体６は、Ｙ方向に延びる板状であり、Ｕ字状の始動補助電極５に挟まれた形態となっている。また、誘電体６は、始動補助電極５と第２の電極体２２により両面から挟まれている。

【0068】

（５）図１２は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す三面図である。この例では、図１１に示すものと同じ始動補助電極５が、第１の電極体２１の＋Ｘ側の面に接続されている。

【0069】

（６）図１３は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図である。この例では、図１１に示すものと同じ始動補助電極５及び誘電体６が、電極体（２１，２２）のＺ方向の側面に配置されている。

【0070】

（７）図１４は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び断面図である。この例では、図１４の断面図のように、始動補助電極５及び誘電体６がエキシマランプ１０と電極体（２１，２２）に挟まれている。また、始動補助電極５はコイルばね状を採用しても構わない。また、誘電体６は、有底筒形状をしていても構わない。

【0071】

（８）図１５は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び側面図である。上記の実施形態においては、始動補助電極５が独立した部材として説明を行ったが、これに限定されない。図１５に示すように、始動補助電極５は、第１の電極体２１と一体に構成されてもよい。

【0072】

（９）図１６は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び側面図である。この例においても、始動補助電極５は、第１の電極体２１と一体に構成されている。始動補助電極５は、第１の電極体２１の＋Ｙ側の面から突出して形成されている。

【0073】

（１０）図１７は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び側面図である。この例では、誘電体６は、両端が開放された筒形状である。

【0074】

（１１）図１８は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図及び側面図である。この例においても、誘電体６は、両端が開放された筒形状である。

【0075】

（１２）図１９は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図である。この例では、始動補助電極５が２つ設けられている。すなわち、第１の電極体２１に接続されるとともに第２の電極体２２に向かって延びる第１の始動補助電極５１と、第２の電極体２２に接続されるとともに第１の電極体２１に向かって延びる第２の始動補助電極５２とが設けられている。誘電体６は、第１の始動補助電極５１と第２の電極体２２との間に介在し、かつ第２の始動補助電極５２と第１の電極体２１との間に介在している。

【0076】

（１３）図２０は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す側面図である。この例では、始動補助電極５が２つ設けられている。すなわち、第１の電極体２１に接続されるとともに第２の電極体２２に向かって延びる第１の始動補助電極５１と、第２の電極体２２に接続されるとともに第１の電極体２１に向かって延びる第２の始動補助電極５２とが設けられている。誘電体６は、第１の始動補助電極５１と第２の電極体２２との間に介在し、かつ第１の始動補助電極５１と第２の始動補助電極５２の間に介在している。ここでは、第１の始動補助電極５１の少なくとも一部が、筒状の誘電体６に収容されている。また、第１の始動補助電極５１と第２の始動補助電極５２の少なくとも何れかは、始動補助電極の先端部５１ｃ，５２ｃが第１の電極体２１と第２の電極体２２の間に設けておくことが望ましい。また、誘電体６は、第１の始動補助電極５１と第２の電極体２２との間と、第１の始動補助電極５１と第２の始動補助電極５２との間にそれぞれ介在するよう、複数の誘電体６を用いることであっても良い。

【0077】

（１４）図２１は、別実施形態に係る電極体（２１，２２）を模式的に示す平面図である。この例では、誘電体６は、有底筒形状である。始動補助電極５は、第１の電極体２１に接続されるとともに第２の電極体２２に向かって延びている。始動補助電極５の先端部は、誘電体６の底部に押し当てられている。第２の電極体２２に接続された始動補助コイル５３は、誘電体６の底部側に巻き付けられている。

【0078】

（１５）図２２は、別実施形態に係る始動補助電極５と誘電体６を模式的に示す図である。この例では、始動補助電極５は、ばね状の近位部分５ａとばね状の遠位部分５ｂとで構成されている。始動補助電極５は、一つのコイルばねで構成され、遠位部分５ｂのピッチは、近位部分５ａのピッチよりも広くなっている。

【0079】

（１６）図２３は、別実施形態に係る始動補助電極５と誘電体６を模式的に示す図である。この例では、始動補助電極５は、図７に示す例と同様、ばね状の近位部分５ａと棒状の遠位部分５ｂとで構成されている。一方、誘電体６は、図７に示す例と異なり、両端が閉塞された筒形状をしている。誘電体６の内部には、例えば、不活性ガスに窒素を混ぜたものが封入されるのが好ましい。また、始動性の更なる向上の観点から誘電体６の内部は負圧であるのが好ましい。

【0080】

（１７）図２４は、別実施形態に係る始動補助電極５と誘電体６を模式的に示す図である。この例では、誘電体６は、内部に空間が存在せず、始動補助電極５の遠位部分５ｂと密着している。

【0081】

（１８）また、本発明に係る始動補助電極５は、その先端部が、エキシマランプ１０の放電容器１１と対面する位置に配置されることが望ましい。これにより、始動補助電極５の先端部で生じた紫外線が遮蔽されることなく、エキシマランプ１０内の放電空間に到達しやすくなり、放電空間でのエキシマの励起が誘導されやすくなる（放電しやすくなる）。

【実施例0082】

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。以下の仕様の紫外線照射装置を作製し、実施例とした。始動補助電極５と誘電体６は図９に示す形態とした。

【0083】

［放電容器］
材質＝石英ガラス、外径＝６ｍｍ、全長＝６０ｍｍ
［放電用ガス］
ガス圧：２０ｋＰａ、ガス種：Ｃｌ，Ｋｒの混合ガス
［電極体］
材質＝アルミニウム
長さ＝６０ｍｍ、電極間距離＝６ｍｍ
［インバーター］
電圧：５ｋＶ、周波数：１００ｋＨｚ
［始動補助電極］
材質＝アルミニウム
幅＝１．５ｍｍ、厚み＝０．１ｍｍ、長さ＝２５ｍｍ
［誘電体］
外形＝３ｍｍ、内径＝１．６ｍｍ、長さ＝５ｍｍ

【0084】

上記の紫外線照射装置において、始動補助電極及び誘電体を設けないものを比較例１とした。また、上記の紫外線照射装置において、始動補助電極及び誘電体を設けない代わりに、図２５に示すように、始動補助光源としてのＬＥＤ８を設けたものを比較例２とした。ＬＥＤ８は、波長が２７５ｎｍの紫外線を出射する。

【0085】

実施例等について、上記のインバーターの条件で電極体の間に電圧を印加して８５００ｈ点灯したエキシマランプにて始動性試験を実施した。各実施例等について１０回ずつ始動性試験を実施し、電圧を印加してからエキシマランプが点灯するまでの時間（始動遅れ時間）の平均値で評価した。実施例の結果を表１に示し、比較例２の結果を表２に示す。なお、表１において、１ｓ以内にてエキシマランプが点灯したものは０ｓとした。

【0086】

【表1】

【0087】

【表2】

【0088】

実施例では、表１のように、始動遅れ時間が平均１．１ｓであった。また、比較例１では、６０ｓでもエキシマランプは点灯しなかった。また、比較例２では、表２のように、始動遅れ時間が平均４５．９ｓであった。すなわち、本発明の紫外線照射装置は、始動性を大きく向上できた。

【符号の説明】

【0089】

１ ：紫外線照射装置
５ ：始動補助電極
５ａ ：近位部分
５ｂ ：遠位部分
５ｃ ：先端部
６ ：誘電体
６ａ ：筒部
６ｂ ：底部
７ ：電源線
８ ：ＬＥＤ
１０ ：エキシマランプ
１０Ｇ ：放電用ガス
１１ ：放電容器
２１ ：第１の電極体
２２ ：第２の電極体
２３ ：第１凹部
２３ａ ：第１凹部の内壁
２４ ：第２凹部
２６ ：第３凹部
３０ ：光取り出し面
４０ ：照射対象領域
５１ ：第１の始動補助電極
５２ ：第２の始動補助電極
５３ ：始動補助コイル
１００ ：筐体

【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16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】