特開 2024-1419 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】P2024001419

(43)【公開日】2024-01-10

(54)【発明の名称】紫外線照射装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 65/00 20060101AFI20231227BHJP

   H01J 61/52 20060101ALI20231227BHJP

   H01J 61/067 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

H01J65/00 D

H01J61/52 N

H01J61/067 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022100038

(22)【出願日】2022-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100176751

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 耕平

(72)【発明者】

【氏名】田中 貴章

(72)【発明者】

【氏名】聶 棟興

(57)【要約】

【課題】均斉度を高くすることができる紫外線照射装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る紫外線照射装置は、第１の方向に延び、筒状を呈し、内部空間にガスが封入された発光管と；前記発光管の内部に設けられた内部電極と；前記発光管の外部に設けられた外部電極と；前記第１の方向に延びる凹部を有する冷却部と；を具備している。前記外部電極は、前記発光管の外面と、前記冷却部の前記凹部の内面と、の間に設けられ、前記内部電極と対向する電極体と；前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記電極体の両側の端部のそれぞれに設けられた複数の取り付け部と；を有している。前記複数の取り付け部は、前記冷却部の、前記凹部が開口する面に、前記第１の方向に並べて取り付けられている。前記複数の取り付け部の中心間距離は、３０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向に延び、筒状を呈し、内部空間にガスが封入された発光管と；
前記発光管の内部に設けられた内部電極と；
前記発光管の外部に設けられた外部電極と；
前記第１の方向に延びる凹部を有する冷却部と；
を具備し、
前記外部電極は、
前記発光管の外面と、前記冷却部の前記凹部の内面と、の間に設けられ、前記内部電極と対向する電極体と；
前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記電極体の両側の端部のそれぞれに設けられた複数の取り付け部と；
を有し、
前記複数の取り付け部は、前記冷却部の、前記凹部が開口する面に、前記第１の方向に並べて取り付けられ、
前記複数の取り付け部の中心間距離は、３０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下である紫外線照射装置。

【請求項2】

板状を呈し、前記取り付け部と、前記冷却部の、前記凹部が開口する面と、の間に設けられ、
前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記電極体の位置、および前記発光管の位置を規制する位置決め部材をさらに具備した請求項１記載の紫外線照射装置。

【請求項3】

前記第１の方向における前記位置決め部材の長さは、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である請求項２記載の紫外線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、紫外線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

紫外線を照射するバリア放電ランプを備えた紫外線照射装置がある。バリア放電ランプを備えた紫外線照射装置は、例えば、対象物の表面に付着した有機物の除去（光洗浄処理）、表面改質、酸化膜の形成などの表面処理に用いられている。バリア放電ランプは、例えば、発光管の内部に設けられた内部電極と、発光管の外部に設けられた外部電極とを有している。内部電極と、外部電極とに交流電圧を印加すると、誘電体バリア放電が生じて、発光管の内部に封入されたガスの種類に応じて特定の波長を有する紫外線が照射される。
また、バリア放電ランプを点灯させると、紫外線と共に熱が発生する。そのため、発光管の外部に冷却部が設けられる場合がある。

【0003】

近年においては、より広い範囲の処理を行うために、バリア放電ランプの管軸方向における長さが長くなる傾向にある。バリア放電ランプの管軸方向における長さが長くなると、管軸方向における外部電極の長さが長くなる。外部電極の長さが長くなると、発生した熱により、外部電極の変形量が大きくなり易くなる。外部電極の変形量が大きくなると、内部電極と外部電極との間の距離が変化して、放電状態が変化するおそれがある。放電状態が変化すると、均斉度が低くなって、処理ムラが発生しやすくなる。

【0004】

そこで、バリア放電ランプの管軸方向における長さが長くなっても、均斉度を高くすることができる紫外線照射装置の開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－０９３３７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、均斉度を高くすることができる紫外線照射装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る紫外線照射装置は、第１の方向に延び、筒状を呈し、内部空間にガスが封入された発光管と；前記発光管の内部に設けられた内部電極と；前記発光管の外部に設けられた外部電極と；前記第１の方向に延びる凹部を有する冷却部と；を具備している。前記外部電極は、前記発光管の外面と、前記冷却部の前記凹部の内面と、の間に設けられ、前記内部電極と対向する電極体と；前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記電極体の両側の端部のそれぞれに設けられた複数の取り付け部と；を有している。前記複数の取り付け部は、前記冷却部の、前記凹部が開口する面に、前記第１の方向に並べて取り付けられている。前記複数の取り付け部の中心間距離は、３０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下である。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態によれば、均斉度を高くすることができる紫外線照射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る紫外線照射装置を例示するための模式分解図である。

【図2】バリア放電ランプを例示するための模式図である。

【図3】図２におけるバリア放電ランプのＡ－Ａ線方向の模式断面図である。

【図4】外部電極の模式斜視図である。

【図5】取り付け部の中心間距離と、均斉度との関係を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、各図面中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を表している。例えば、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向に直交する方向（第２の方向の一例に相当する）をＸ方向とし、バリア放電ランプ１（発光管１１）の管軸方向（第１の方向の一例に相当する）をＹ方向とし、紫外線の照射方向をＺ方向としている。

【0011】

図１は、本実施の形態に係る紫外線照射装置１００を例示するための模式分解図である。
なお、図１においては、バリア放電ランプ１が１つ設けられる場合を例示したが、バリア放電ランプ１の数は、用途や照射対象物の大きさなどに応じて適宜変更することができる。すなわち、バリア放電ランプ１は、少なくとも１つ設けられていればよい。
図１に示すように、紫外線照射装置１００は、例えば、バリア放電ランプ１、冷却部２、ソケット３、およびケース４を有する。

【0012】

図２は、バリア放電ランプ１を例示するための模式図である。
図３は、図２におけるバリア放電ランプ１のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
なお、図３においては、冷却部２も併せて描いている。
図２、および図３に示すように、バリア放電ランプ１は、例えば、発光管１１、内部電極１２、反射膜１３，ホルダ１４、リード線１５、および外部電極１６を有する。

【0013】

発光管１１は、筒状を呈し、管径に比べて全長（管軸方向の長さ）が長い形態を有する。発光管１１は、例えば、円筒管とすることができる。発光管１１の、管軸方向における両側の端部のそれぞれには、封止部１１ａが設けられている。封止部１１ａを設けることで、発光管１１の内部空間を気密に封止することができる。封止部１１ａは、例えば、ピンチシール法やシュリンクシール法を用いて形成することができる。

【0014】

また、封止部１１ａの内部には、導電部１１ｂとアウターリード１１ｃを設けることができる。導電部１１ｂは、１つの封止部１１ａに対して１つ設けることができる。導電部１１ｂの平面形状は、例えば、四角形である。導電部１１ｂは、薄膜状を呈している。導電部１１ｂは、例えば、モリブデン箔から形成することができる。

【0015】

アウターリード１１ｃは、線状を呈し、少なくともリード線１５が設けられる側の封止部１１ａに設けることができる。アウターリード１１ｃの一方の端部は、導電部１１ｂと電気的に接続されている。アウターリード１１ｃの端部の近傍は、導電部１１ｂと、レーザ溶接または抵抗溶接することができる。アウターリード１１ｃの他方の端部は、封止部１１ａから露出させることができる。アウターリード１１ｃは、例えば、モリブデンなどを含んでいる。

【0016】

発光管１１の内部空間には、ガスが封入されている。バリア放電ランプ１においては、内部電極１２と外部電極１６との間でバリア放電を行って、封入されているガスに高いエネルギー電子を与えてエキシマ励起分子を生成する。エキシマ励起分子が元に戻る際に、ガスの種類に応じて特定のピーク波長を有する光が発生する。そのため、発光管１１の内部空間に封入するガスは、バリア放電ランプ１の用途に応じて適宜変更することができる。発光管１１の内部空間に封入するガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオンなどの希ガス、あるいは、複数種類の希ガスを混合させた混合ガスとすることができる。ガスには、必要に応じて、ハロゲンガスなどをさらに含めることもできる。

【0017】

発光管１１の内部空間の２５℃におけるガスの圧力（封入圧力）は、例えば、８０ｋＰａ～２００ｋＰａ程度とすることができる。発光管１１の内部空間の２５℃におけるガスの圧力（封入圧力）は、気体の標準状態（ＳＡＴＰ（Standard Ambient Temperature and Pressure）：温度２５℃、１ｂａｒ）により求めることができる。

【0018】

例えば、フラットパネルディスプレイ用のガラス板の表面を光洗浄する場合には、封入するガスをキセノンとすることが好ましい。キセノンの封入圧力は、例えば、９３ｋＰａ程度とすることができる。封入するガスをキセノンとすれば、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線を発生させることができるので洗浄効果を高めることができる。

【0019】

この場合、発光管１１は、例えば、ピーク波長が２００ｎｍ以下の紫外線の透過率が高い材料から形成される。例えば、発光管１１は、紫外線を透過し、ＳｉＯ_２（二酸化珪素）を含む材料から形成される。発光管１１は、例えば、合成石英ガラスから形成することができる。

【0020】

内部電極１２は、発光管１１の内部に設けられている。内部電極１２は、例えば、コイル１２ａ、およびレグ１２ｂを有する。コイル１２ａ、およびレグ１２ｂは、一体に形成することができる。コイル１２ａ、およびレグ１２ｂは、例えば、線材を塑性加工することで形成される。線材の線径（直径）は、例えば、０．２ｍｍ～１．０ｍｍ程度である。

【0021】

コイル１２ａ、およびレグ１２ｂは、例えば、タングステンを主成分として含む。例えば、コイル１２ａ、およびレグ１２ｂは、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用いて形成することができる。ドープタングステンを用いてコイル１２ａを形成すれば、コイル１２ａの寸法安定性を高めることができる。

【0022】

コイル１２ａは螺旋状を呈し、発光管１１の内部空間に設けられている。コイル１２ａは、発光管１１の内部空間の中央領域を発光管１１の管軸に沿って延びている。コイル１２ａのピッチ寸法Ｐは、例えば、１０ｍｍ～１２０ｍｍ程度とすることができる。

【0023】

図３に示すように、発光管１１の管軸方向に直交する方向において、コイル１２ａと発光管１１の内壁との間の隙間Ｓは、例えば、１０ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、隙間Ｓが設けられず、コイル１２ａと反射膜１３が接触する様にしてもよい。また、反射膜１３が設けられない場合には、コイル１２ａと発光管１１の内壁が接触する様にしてもよい。隙間Ｓが所定の寸法以下であれば、低い電圧で安定したバリア放電を生じさせることができる。そのため、例えば、発光管１１の内径寸法に応じて、所定の隙間Ｓが設けられるように、コイル１２ａの外径寸法を設定することができる。

【0024】

レグ１２ｂは、コイル１２ａの両側の端部のそれぞれに設けられている。レグ１２ｂは、線状を呈し、コイル１２ａの端部から発光管１１の管軸に沿って延びている。

【0025】

レグ１２ｂの端部は、封止部１１ａの内部において導電部１１ｂと電気的に接続されている。レグ１２ｂの端部の近傍は、導電部１１ｂと、レーザ溶接または抵抗溶接することができる。

【0026】

反射膜１３は，膜状を呈し、発光管１１の内壁に設けられている。反射膜１３は，外部電極１６と内部電極１２（コイル１２ａ）との間に設けることができる。反射膜１３は，発光管１１の内部空間で発生し、照射方向に向かわない紫外線を照射方向に向けて反射させる。反射膜１３が設けられていれば、紫外線の取り出し効率を向上させることができる。また、反射膜１３が設けられていれば、発光管１１の、紫外線が直接入射する領域を小さくすることができるので、紫外線による発光管１１の化学的な構造変化を抑制することができる。

【0027】

図３に示すように、発光管１１の管軸に沿った方向から見た場合に、反射膜１３は，中心角θ１が１８０°～３００°程度となる範囲に設けることができる。反射膜１３の管軸方向の長さＬ１は、コイル１２ａの長さＬ２以上とすることができる。この様にすれば、紫外線の取り出し効率を効果的に向上させることができる。

【0028】

反射膜１３の厚みは、例えば、１００μｍ～３００μｍ程度とすることができる。この様にすれば、紫外線に対する良好な反射率を維持するのが容易となる。
反射膜１３は、例えば、ＳｉＯ_２を含む。また、反射膜１３は、紫外線を散乱させる粒子を含むこともできる。紫外線を散乱させる粒子は、例えば、酸化アルミニウムなどを含んでいる。

【0029】

なお、反射膜１３は、必ずしも必要ではなく省くこともできる。ただし、反射膜１３が設けられていれば、紫外線の取り出し効率を向上させることができ、且つ、紫外線による発光管１１の化学的な構造変化を抑制することができる。

【0030】

ホルダ１４は、発光管１１の、管軸方向における両側の端部のそれぞれに設けられている。ホルダ１４は、発光管１１の端部を覆っている。ホルダ１４は、例えば、樹脂などの有機材料や、セラミックスなどの無機材料から形成することができる。ホルダ１４は、例えば、ステアタイト（steatite）、酸化アルミニウムなどを含むことができる。ホルダ１４は、外部電極１６と接触させてもよいし、外部電極１６と離間させて設けられていてもよい。

【0031】

リード線１５は、封止部１１ａから露出するアウターリード１１ｃの端部に電気的に接続されている。リード線１５は、アウターリード１１ｃおよび導電部１１ｂを介して、内部電極１２と電気的に接続されている。リード線１５には、例えば、紫外線照射装置１００の外部に設けられた点灯回路を電気的に接続することができる。なお、リード線１５は、図２に示すように、発光管１１の一方の端部側のみに設けることもできるし、発光管１１の両側の端部のそれぞれに設けることもできる。

【0032】

外部電極１６は、発光管１１の外部に設けられている。
図４は、外部電極１６の模式斜視図である。
図１～図４に示すように、外部電極１６は、例えば、電極体１６ａ、および複数の取り付け部１６ｂを有する。電極体１６ａ、および複数の取り付け部１６ｂは、一体に形成することができる。

【0033】

電極体１６ａは、発光管１１の外面に沿って、発光管１１の管軸方向に延びている。電極体１６ａは、発光管１１の外面と、後述する冷却部２の凹部２ａの内面と、の間に設けられている。電極体１６ａは、内部電極１２（コイル１２ａ）と対向している。反射膜１３が設けられる場合には、電極体１６ａは、反射膜１３と対向する位置に設けることができる。

【0034】

電極体１６ａの発光管１１側の面と、発光管１１の外面との間の隙間を大きくし過ぎると、紫外線の取り出し効率が低下するおそれがある。例えば、内部電極１２と電極体１６ａとの間でバリア放電が生じた際に、内部電極１２と電極体１６ａとの間の隙間に環境中の空気があると、硝化水素ガスが発生する場合がある。また、電極体１６ａの表面において、環境中の水分が結露する場合がある。結露した水分に硝化水素ガスが溶け込むと、硝酸が生成される。硝酸が発光管１１の外面に接触すると、紫外線の透過性が低下する。バリア放電ランプ１を点灯させる度に、このような化学反応が繰り返し生じると、紫外線の取り出し効率が経時的に低下するおそれがある。

【0035】

一方、電極体１６ａの発光管１１側の面と、発光管１１の外面との間の隙間を小さくし過ぎると、寸法公差やねじれなどにより、発光管１１に、電極体１６ａを取り付けるのが困難となる。そのため、発光管１１の半径をＲ１（ｍｍ）とし、電極体１６ａの発光管１１側の面の曲率半径をＲ２（ｍｍ）とした場合に、「０．９３≦Ｒ１／Ｒ２≦０．９９」とすることが好ましい。この様にすれば、紫外線の取り出し効率が低下するのを抑制することができ、且つ、外部電極１６の取り付けを容易とすることができる。

【0036】

また、外部電極１６に比べて、発光管１１、内部電極１２、および反射膜１３などの方が消耗し易い。そのため、発光管１１が、外部電極１６（電極体１６ａ）から取り外しやすくすることが好ましい。「０．９３≦Ｒ１／Ｒ２≦０．９９」とすれば、発光管１１が、外部電極１６（電極体１６ａ）から取り外しやすくなるので、メンテナンス性の向上やランニングコストの低減を図ることができる。

【0037】

また、図３に示すように、発光管１１の管軸に沿った方向から見た場合に、電極体１６ａの発光管１１側の面の中心角θ２が小さくなると、電極体１６ａと内部電極１２とが対向する領域が小さくなるので、紫外線の光量が少なくなるおそれがある。一方、中心角θ２が大きくなると、発光管１１の内部空間において発生した紫外線が電極体１６ａに吸収されやすくなるので、紫外線の取り出し効率が低下するおそれがある。そのため、中心角θ２は、１８０°以上、３００°以下とすることが好ましい。この様にすれば、紫外線の光量を増加させることができ、且つ、紫外線の取り出し効率が低下するのを抑制することができる。

【0038】

電極体１６ａの、発光管１１側の面の中心角θ２は、反射膜１３の中心角θ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
電極体１６ａの管軸方向の長さは、例えば、反射膜１３の管軸方向の長さＬ１と同じとすることができる。
電極体１６ａの厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下とすることができる。

【0039】

電極体１６ａは、金属などの導電性材料を含んでいる。電極体１６ａは、例えば、ステンレス、アルミニウムなどを用いて形成される。また、バリア放電ランプ１を点灯させると、紫外線とともに熱が発生する。そのため、電極体１６ａが金属などの熱伝導率の高い材料を含んでいれば、電極体１６ａを放熱部として用いることもできる。

【0040】

ここで、近年においては、より広い範囲の処理を行うために、バリア放電ランプ１の管軸方向における長さが長くなる傾向にある。バリア放電ランプ１の管軸方向における長さが長くなると、管軸方向における電極体１６ａの長さが長くなる。電極体１６ａの長さが長くなると、バリア放電ランプ１を点灯させた際に発生した熱により、電極体１６ａの変形量が大きくなる場合がある。

【0041】

電極体１６ａの変形量が大きくなると、内部電極１２（コイル１２ａ）と電極体１６ａとの間の距離が変化して放電状態が変化するおそれがある。放電状態が変化すると、照度分布にムラが生じて均斉度が低くなるおそれがある。均斉度が低くなると、処理ムラが発生しやすくなる。

【0042】

例えば、バリア放電ランプ１の管軸方向における長さが、７５０ｍｍ以上になると、均斉度が低くなって、処理ムラが大きくなり易くなる。

【0043】

そこで、外部電極１６には、複数の取り付け部１６ｂが設けられている。
図３、および図４に示すように、発光管１１の管軸方向に直交する方向において、複数の取り付け部１６ｂは、電極体１６ａの両側の端部のそれぞれに設けられている。複数の取り付け部１６ｂの一方の端部は、電極体１６ａの端部に設けられている。発光管１１の管軸方向に直交する方向において、複数の取り付け部１６ｂは、発光管１１から離れる方向に延びている。

【0044】

発光管１１の管軸方向における取り付け部１６ｂの長さＹ１は、例えば、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下とすることができる。発光管１１の管軸方向に直交する方向における取り付け部１６ｂの長さＸ１は、例えば、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下とすることができる。
複数の取り付け部１６ｂの厚み、および材料は、電極体１６ａと同じとすることができる。

【0045】

複数の取り付け部１６ｂは、発光管１１の管軸方向に並べて設けられている。複数の取り付け部１６ｂは、冷却部２の、凹部２ａが開口する面に取り付けられる。複数の取り付け部１６ｂは、例えば、ネジなどの締結部材を用いて、冷却部２に取り付けることができる。そのため、複数の取り付け部１６ｂのそれぞれには、厚み方向を貫通する孔１６ｂ１を設けることができる。

【0046】

複数の取り付け部１６ｂを冷却部２に取り付ければ、バリア放電ランプ１を点灯させた際に発生した熱により、電極体１６ａが変形するのを抑制することができる。電極体１６ａが変形するのを抑制することができれば、内部電極１２（コイル１２ａ）と外部電極１６（電極体１６ａ）との間の距離が変化して放電状態が変化するのを抑制することができる。放電状態が変化するのを抑制することができれば、均斉度を高くすることができる。そのため、処理ムラの発生を抑制することができる。

【0047】

この場合、管軸方向における取り付け部１６ｂの中心間距離Ｙ２（ピッチ寸法）を短くすれば、電極体１６ａの変形が生じ難くなる。
図５は、取り付け部１６ｂの中心間距離Ｙ２と、均斉度との関係を示す表である。
図５は、管軸方向における発光管１１の長さが１４００ｍｍの場合である。
照度の欄における「０」は、管軸方向における発光管１１の中心の位置を表している。「３００」は発光管１１の中心から一方の方向に３００ｍｍの位置を表し、「６００」は６００ｍｍの位置を表し、「７００」は７００ｍｍの位置を表している。「－３００」は発光管１１の中心から他方の方向に３００ｍｍの位置を表し、「－６００」は６００ｍｍの位置を表し、「－７００」は７００ｍｍの位置を表している。
均斉度は、「１－（最も高い照度－最も低い照度）／（最も高い照度＋最も低い照度）」としている。均斉度が「１」に近くなるほど均斉度が高い、すなわち、均斉度が「１」に近くなるほど照度分布が均一であることになる。

【0048】

図５から分かるように、取り付け部１６ｂの中心間距離Ｙ２を１５０ｍｍ以下にすれば、均斉度を高くすることができる。この場合、取り付け部１６ｂの中心間距離Ｙ２を３０ｍｍ未満としても、均斉度をさらに高くすることができない。また、取り付け部１６ｂの中心間距離Ｙ２を３０ｍｍ未満とすれば、取り付け部１６ｂの数が多くなるので、外部電極１６の取り付けや取り外しが繁雑となる。

【0049】

そのため、取り付け部１６ｂの中心間距離Ｙ２は、３０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下とすることが好ましい。この様にすれば、均斉度を高くすることができるので、処理ムラを小さくすることができる。また、取り付け部１６ｂの数が過度に多くなることがないので、外部電極１６の取り付けや取り外しが繁雑となることがない。

【0050】

また、図１においては、中心間距離Ｙ２が一定の場合（複数の取り付け部１６ｂが等間隔に設けられた場合）を例示したが、バリア放電ランプ１の管軸方向における位置によって、中心間距離Ｙ２が異なる様にしてもよい。例えば、バリア放電ランプ１の中心側は、端部側よりも温度が高くなり易い。そのため、例えば、バリア放電ランプ１の中心側における中心間距離Ｙ２を、端部側における中心間距離Ｙ２よりも短くすることができる。

【0051】

また、図１、および図４においては、バリア放電ランプ１の管軸方向に直交する方向において、電極体１６ａの一方の端部に設けられた取り付け部１６ｂと、電極体１６ａの他方の端部に設けられた取り付け部１６ｂとが同じ位置に設けられる場合を例示したが、これらが異なる位置に設けられていてもよい。

【0052】

また、バリア放電ランプ１の管軸方向における長さが長くなると、管軸方向における発光管１１の長さが長くなる。発光管１１の長さが長くなると、バリア放電ランプ１を点灯させた際に発生した熱により、発光管１１の変形量が大きくなる場合がある。

【0053】

発光管１１の変形量が大きくなると、内部電極１２（コイル１２ａ）と電極体１６ａとの間の距離が変化して放電状態が変化するおそれがある。また、発光管１１と、冷却部２との間に隙間が生じて、冷却状態が変化するおそれがある。放電状態や冷却状態が変化すると、処理ムラがさらに発生しやすくなる。

【0054】

例えば、管軸方向における発光管１１の長さ、および電極体１６ａの長さが、６００ｍｍ以上になると、均斉度がさらに低くなって、処理ムラがさらに大きくなるおそれがある。

【0055】

そこで、図３に示すように、発光管１１の管軸方向に直交する方向において、電極体１６ａの位置、および発光管１１の位置を規制する位置決め部材１６ｃをさらに設けることができる。位置決め部材１６ｃは、板状を呈している。位置決め部材１６ｃは、例えば、取り付け部１６ｂと、冷却部２の、凹部２ａが開口する面との間に設けられている。位置決め部材１６ｃの数は、例えば、取り付け部１６ｂの数と同じとすることができる。

【0056】

位置決め部材１６ｃは、例えば、ネジなどの締結部材を用いて、取り付け部１６ｂとともに冷却部２に取り付けることができる。そのため、位置決め部材１６ｃには、厚み方向を貫通する孔を設けることができる。

【0057】

発光管１１の管軸方向における位置決め部材１６ｃの長さは、例えば、取り付け部１６ｂの長さＹ１と同じとすることができる。すなわち、発光管１１の管軸方向における位置決め部材１６ｃの長さは、例えば、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下とすることができる。発光管１１の管軸方向に直交する方向における位置決め部材１６ｃの長さは、例えば、取り付け部１６ｂの長さＸ１と同じとすることができる。位置決め部材１６ｃの厚みは、例えば、０．３ｍｍ程度とすることができる。位置決め部材１６ｃの材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。

【0058】

位置決め部材１６ｃを冷却部２に取り付けた際には、位置決め部材１６ｃの一方の端部と電極体１６ａとの間、および電極体１６ａと発光管１１の外面との間の少なくともいずれかに僅かな隙間が設けられるようにしてもよいし、隙間が設けられないようにしてもよい。

【0059】

また、複数の取り付け部１６ｂのそれぞれに位置決め部材１６ｃを設ける場合を例示したが、複数の取り付け部１６ｂに対して１つの位置決め部材を設けることもできる。例えば、１つの外部電極１６に対して、一対の位置決め部材を設けることもできる。

【0060】

位置決め部材１６ｃが設けられていれば、バリア放電ランプ１を点灯させた際に発生した熱により、電極体１６ａおよび発光管１１が変形するのを抑制することができる。電極体１６ａおよび発光管１１が変形するのを抑制することができれば、内部電極１２（コイル１２ａ）と外部電極１６（電極体１６ａ）との間の距離が変化して放電状態が変化したり、発光管１１と、冷却部２との間に隙間が生じて、冷却状態が変化したりするのを抑制することができる。放電状態、および冷却状態が変化するのを抑制することができれば、均斉度をさらに高くすることができる。そのため、処理ムラの発生をさらに抑制することができる。

【0061】

次に、図１に戻って、冷却部２、ソケット３、およびケース４について説明する。
図１、および図３に示すように、冷却部２は、外部電極１６を挟んで、発光管１１と対向している。冷却部２は、バリア放電ランプ１の管軸方向に延びている。冷却部２の管軸方向の長さは、例えば、外部電極１６（電極体１６ａ）の管軸方向の長さと同じとすることができる。冷却部２は、少なくとも１つ設けることができる。複数の冷却部２を設ける場合には、図１に示すように、複数の冷却部２を、バリア放電ランプ１の管軸方向に並べて設けることができる。

【0062】

図３に示すように、冷却部２の一方の面には、凹部２ａを設けることができる。凹部２ａは、発光管１１の管軸方向に延びている。凹部２ａの内部には、外部電極１６の電極体１６ａと、バリア放電ランプ１の発光管１１を設けることができる。凹部２ａの内面の少なくとも一部は、電極体１６ａと接触することができる。

【0063】

冷却部２の、凹部２ａが開口する面には、外部電極１６の複数の取り付け部１６ｂが取り付けられる。また、位置決め部材１６ｃが設けられる場合には、冷却部２の、凹部２ａが開口する面と、複数の取り付け部１６ｂのそれぞれとの間に、位置決め部材１６ｃを設けることができる。

【0064】

冷却部２は、熱伝導率の高い材料から形成されている。冷却部２は、例えば、アルミニウムやステンレスなどの金属から形成することができる。
また、図３に示すように、冷却部２の内部に冷媒を流す流路２ｂを設けることもできる。冷媒は、例えば、水などとすることができる。流路２ｂの内部に冷媒を流せば、放熱性を向上させることができる。

【0065】

ソケット３は、例えば、点灯回路などに電気的に接続されている。リード線１５、および外部電極１６は、着脱自在にソケット３と電気的に接続される。そのため、リード線１５、および外部電極１６をソケット３に電気的に接続することで、内部電極１２、および外部電極１６を点灯回路などに電気的に接続することができる。

【0066】

点灯回路は、例えば、交流電源からの電力を、高電圧かつ高周波（例えば、周波数が３７ｋＨｚの正弦波）の電力に変換するインバータを有する。例えば、点灯回路は、２．４ｋＷ程度のランプ電力で、バリア放電ランプ１を点灯させる。

【0067】

ケース４は、箱状を呈し、内部に、バリア放電ランプ１、冷却部２、およびソケット３を収納する。ケース４の一方の面には開口が設けられ、バリア放電ランプ１から出射した紫外線が外部に照射されるようになっている。点灯回路は、ケース４に設けることもできるし、ケース４の外部に設けることもできる。

【0068】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、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。これら新規な実施形態は、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0069】

１ バリア放電ランプ、２ 冷却部、１１ 発光管、１２ 内部電極、１２ａ コイル、１３ 反射膜、１６ 外部電極、１６ａ 電極体、１６ｂ 取り付け部、１６ｃ 位置決め部材、１００ 紫外線照射装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】