特開 2024-143104 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】P2024143104

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】紫外線照射装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/10 20060101AFI20241003BHJP

   H01J 65/00 20060101ALI20241003BHJP

   A61L 9/20 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

A61L2/10

H01J65/00

A61L9/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055607

(22)【出願日】2023-03-30

(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】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柳生 英昭

【テーマコード（参考）】

4C058

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C058BB06

4C058DD16

4C058KK02

4C058KK23

4C058KK28

4C180AA07

4C180AA10

4C180DD03

4C180HH01

4C180HH17

4C180KK04

(57)【要約】

【課題】紫外線の取り出し効率が高い紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】紫外線照射装置は、筐体と、前記筐体の側面に設けられた光取り出し面と、前記筐体内に収容された直管状の発光管と、前記発光管の管軸に平行な第一方向に関して互いに離間して配置された、前記発光管に電圧を印加する第一電極及び第二電極と、を有するエキシマランプと、前記発光管の中央部側に面し、前記第一方向に進行する成分を有する紫外線を反射する第一反射面を有し、前記エキシマランプが発する紫外線の少なくとも一部を反射する反射部材と、を備え、前記反射部材の前記第一反射面は、前記第一方向に関して、前記発光管の前記第一電極側の第一端の近傍に位置する第一基準点と、前記第一端とは反対側に位置する第二端の近傍に位置する第二基準点との間に配置される。
【選択図】 図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体の側面に設けられた光取り出し面と、
前記筐体内に収容された直管状の発光管と、前記発光管の管軸に平行な第一方向に関して互いに離間して配置された、前記発光管に電圧を印加する第一電極及び第二電極と、を有するエキシマランプと、
前記発光管の中央部側に面し、前記第一方向に進行する成分を有する紫外線を反射する第一反射面を有し、前記エキシマランプが発する紫外線の少なくとも一部を反射する反射部材と、を備え、
前記反射部材の前記第一反射面は、前記第一方向に関して、前記発光管の前記第一電極側の第一端の近傍に位置する第一基準点と、前記第一端とは反対側に位置する第二端の近傍に位置する第二基準点との間に配置されたことを特徴とする、紫外線照射装置。

【請求項2】

前記第一反射面は、前記第一電極と前記第一基準点との間、又は前記第二電極と前記第二基準点との間に配置されたことを特徴とする、請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項3】

前記反射部材は前記第一反射面を複数有し、複数の前記第一反射面は前記第一方向に関して互いに向かい合うことを特徴とする、請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項4】

前記第一反射面は前記光取り出し面に対して傾斜して、前記第一反射面に入射された前記紫外線を前記光取り出し面側に反射することを特徴とする、請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項5】

前記反射部材は、前記発光管の中央部側に面し、前記光取り出し面に平行な平面上で前記第一方向に直交する第二方向に進行する成分を有する紫外線を反射する第二反射面を備えることを特徴とする、請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項6】

前記反射部材は前記第二反射面を複数有し、複数の前記第二反射面は前記第二方向に関して互いに向かい合うことを特徴とする、請求項５に記載の紫外線照射装置。

【請求項7】

前記第二反射面は前記光取り出し面に対して傾斜して、前記第二反射面に入射された前記紫外線を前記光取り出し面側に反射することを特徴とする、請求項５に記載の紫外線照射装置。

【請求項8】

前記第一反射面は、前記光取り出し面に直交する第三方向に関して、前記発光管と前記光取り出し面の間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項9】

前記反射部材は、前記第一方向に見た時に、前記発光管から前記光取り出し面に平行な平面上で前記第一方向に直交する第二方向に外れた位置にある前記第一反射面を含むことを特徴とする、請求項２に記載の紫外線照射装置。

【請求項10】

前記反射部材は、絶縁性材料で構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の紫外線照射装置。

【請求項11】

前記反射部材はポリテトラフルオロエチレンで構成されたことを特徴とする、請求項９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する。

【背景技術】

【0002】

従来、紫外線を照射することで、例えば空間中に存在する菌又はウイルスを不活化する技術が知られている。ここで、「不活化」とは、菌を死滅させる又はウイルスの感染力や毒性を失わせることを包括する概念である。近年、ＣＯＶＩＤ－１９に代表される感染症の蔓延とも相まって、衛生管理に対する関心が著しく高まっており、より効率的な菌又はウイルスの不活化処理が求められている。そこで、本出願人は、例えば上記の不活化などの用途に利用できる紫外線照射装置を提案している（下記、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９４００３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

紫外線照射装置は、上記特許文献１に記載されているような、紫外線を出射するエキシマランプなどの光源が筐体内に配置されてなる構成が知られている。図１５は、特許文献１に係る紫外線照射装置１００において、筐体２の本体ケーシング部２ａと蓋部２ｂとを分解して示した斜視図である。図１５では、エキシマランプの発光管３の管軸方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する平面をＹＺ平面とする、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標系が併記されている。エキシマランプから出射された紫外線は、筐体２に設けられた光取り出し面１０から筐体２外部に取り出され、照射対象の空間又は物に対して照射される。

【0005】

図１５に示す構成のエキシマランプは、発光管３の壁面に接触するように配置された一対の電極ブロック（１１，１２）に電圧が印加されることによって、発光管３から紫外線を出射する。この際、紫外線はあらゆる方向に向かって進行するため、エキシマランプから出射した紫外線には、筐体２に設けられた光取り出し面１０に直接進行しない紫外線が含まれる。照射対象の空間等に効率的に紫外線を照射する観点からは、エキシマランプが出射した紫外線の総量に対して、より多くの紫外線が光取り出し面１０から取り出されることが好ましい。

【0006】

特許文献１は、光取り出し面１０に配置された光学フィルタ２１の特性に鑑みて、光学フィルタ２１に対する紫外線の入射角を減少させることを提案している。より詳細には、エキシマランプの発光管３が載置された電極（１１，１２）に、光取り出し面１０に対して傾斜するテーパ面（１１ｂ，１２ｂ）を設ける構成である。これにより、当該テーパ面に入射された紫外線は、光取り出し面１０に向かって反射されて、小さい入射角で光取り出し面１０に入射することができる。

【0007】

つまり、図１５に係る構成において、発光管３から出射され、テーパ面（１１ｂ，１２ｂ）に入射した紫外線は、光取り出し面１０から筐体２の外部に取り出される。しかし、前述の通り、発光管３からは、あらゆる方向に紫外線が出射されるため、発光管３の管軸方向（Ｘ方向）に進行する成分を有する紫外線も存在する。そこで、本発明者は、従来の紫外線照射装置では、紫外線の取り出し効率をさらに向上させる余地が存在することに気が付いた。

【0008】

上記事情に鑑み、本発明は、紫外線の取り出し効率が高い紫外線照射装置を提供することを目的とする。

【0009】

本発明に係る紫外線照射装置は、
筐体と、
前記筐体の側面に設けられた光取り出し面と、
前記筐体内に収容された直管状の発光管と、前記発光管の管軸に平行な第一方向に関して互いに離間して配置された、前記発光管に電圧を印加する第一電極及び第二電極と、を有するエキシマランプと、
前記発光管の中央部側に面し、前記第一方向に進行する成分を有する紫外線を反射する第一反射面を有し、前記エキシマランプが発する紫外線の少なくとも一部を反射する反射部材と、を備え、
前記反射部材の前記第一反射面は、前記第一方向に関して、前記発光管の前記第一電極側の第一端の近傍に位置する第一基準点と、前記第一端とは反対側に位置する第二端の近傍に位置する第二基準点との間に配置されたことを特徴とする。

【0010】

ここで、「近傍」とは、第一方向に関し、発光管の端部（前記第一端又は前記第二端）から、外側に向かって所定の距離だけ離間した位置を意味する。なお、所定の距離とは、当該端部と当該端部に近い側の電極との第一方向に関する離間距離の半分に相当する距離を意味する。

【0011】

前述の通り、エキシマランプから出射した紫外線には、筐体に設けられた光取り出し面に直接進行しない紫外線が含まれる。具体的には、発光管から第一方向に進行する成分を有する紫外線が挙げられる。発光管から第一方向に進行する紫外線は、光取り出し面側ではなく、筐体の内壁面に到達する可能性が高い。このように筐体の内壁面に到達した紫外線は、筐体の内壁面によって吸収されることで、光取り出し面からはほとんど取り出されない。

【0012】

これに対し、上記構成によれば、エキシマランプから出射され、第一方向に進行する成分を有する紫外線が、第一反射面によって反射される。第一反射面によって反射された紫外線は、第一方向に関して、発光管の中央部側に反射される。つまり、反射部材によって、反射面に入射した紫外線の進行方向が変更されることで、筐体の内壁面に向かって進行する紫外線の少なくとも一部が光取り出し面側へと反射されることになり、光取り出し面から取り出される紫外線が増加する。これにより、紫外線照射装置の紫外線の取り出し効率が高められる。

【0013】

また、第一反射面が、前記第一基準点及び前記第二基準点の間に配置されることで、第一反射面が発光管から遠い位置に位置する場合よりも、より多くの紫外線を反射することができる。

【0014】

前記第一反射面は、前記第一電極と前記第一基準点との間、又は前記第二電極と前記第二基準点との間に配置されても構わない。

【0015】

前述の通り、エキシマランプでは、一対の電極に対する電圧の印加に起因して紫外線が発生する。より詳細には、当該電圧の印加によって、発光管内に放電プラズマが発生して発光ガスの原子又は分子が励起されてエキシマ状態となり、これが基底状態に戻る際に紫外線が発せられる。放電プラズマは第一電極及び第二電極の間で発生するため、紫外線は、主に、発光管内の一対の電極に挟まれた空間において発生する。したがって、発光管の中央部、特に一対の電極に挟まれた空間から出射される紫外線を反射するために、第一反射面は、上記の通り、一対の電極よりも発光管の中央部とは反対側に配置されることが好ましい。

【0016】

前記反射部材は前記第一反射面を複数有し、複数の前記第一反射面は前記第一方向に関して互いに向かい合っても構わない。

【0017】

第一方向に進行する成分を有する紫外線には、発光管の第一端側に進行する紫外線と、その反対側の第二端側に進行する紫外線とが含まれる。上記構成によれば、両者の紫外線を反射することで、より多くの紫外線を取り出すことができる。

【0018】

前記第一反射面は前記光取り出し面に対して傾斜して、前記第一反射面に入射された前記紫外線を前記光取り出し面側に反射しても構わない。

【0019】

一般的に、反射面に入射した紫外線は、全てが反射されることなく、少なからず反射面で吸収される。これに鑑みると、紫外線照射装置は、エキシマランプから出射されて、光取り出し面とは異なる方向に向かって進行する紫外線が、少ない反射回数で光取り出し面に向かうように構成されることが好ましい。これに対し、第一反射面が光取り出し面に対して傾斜することで、第一反射面に入射された紫外線は光取り出し面側に反射される。このため、上記構成は、第一反射面で反射された紫外線が光取り出し面に向かいやすくなり、好適である。

【0020】

前記反射部材は、前記発光管の中央部側に面し、光取り出し面に平行な平面上で前記第一方向に直交する第二方向に進行する成分を有する紫外線を反射する第二反射面を備えても構わない。

【0021】

前述の通り、紫外線は発光管からあらゆる方向に出射される。上記構成によれば、第二反射面によって、前記第二方向に進行する成分を有する紫外線の一部が反射されて、紫外線の進行方向が変更されることで、例えば筐体の内壁面に向かって進行する紫外線の少なくとも一部が光取り出し面側へと反射される。これにより、光取り出し面から取り出される紫外線が増加し、紫外線の取り出し効率が高められる。

【0022】

前記反射部材は前記第二反射面を複数有し、複数の前記第二反射面は前記第二方向に関して互いに向かい合っても構わない。

【0023】

また、前記第二反射面は前記光取り出し面に対して傾斜して、前記第二反射面に入射された前記紫外線を前記光取り出し面側に反射しても構わない。

【0024】

前記第一反射面は、前記光取り出し面に直交する第三方向に関して、前記発光管と前記光取り出し面の間に位置しても構わない。

【0025】

前記第三方向に関してエキシマランプと光取り出し面の間の位置で、紫外線が筐体の内壁等に入射して吸収されることを抑制する観点から、前記第一反射面が、上記構成に係る位置に配置されることが好ましい。なお、第二反射面についても同様である。

【0026】

前記反射部材は、前記第一方向に見た時に、前記発光管から前記光取り出し面に平行な平面上で前記第一方向に直交する第二方向に外れた位置にある前記第一反射面を含んでも構わない。

【0027】

発光管から、光取り出し面に対する角度が小さい状態で出射された紫外線は、筐体の内壁に向かいやすく、筐体内から取り出されにくい。これに対し、上記構成によれば、第一方向に見た時に発光管から第二方向に外れた位置において、第一方向に進行する成分を有しつつ、光取り出し面に対する角度が小さい状態で進行する紫外線を反射できる。これにより、光取り出し面側に反射される紫外線が増加する結果、より多くの紫外線が光取り出し面から取り出される。

【0028】

前記反射部材は、絶縁性材料で構成されても構わない。

【0029】

前述の通り、電極には高周波の高電圧が印加される。このため、反射部材が導電性を示す場合、反射部材と電極間で意図しない放電経路が形成される懸念がある。また、移動などの衝撃で反射部材の位置がずれた際に両者が接触して短絡する懸念もある。これらの懸念に鑑みると、反射部材は絶縁性材料で構成されることが好ましい。

【0030】

前記反射部材はポリテトラフルオロエチレンで構成されても構わない。

【0031】

ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)は、カッティング等の加工が容易という特徴があり、任意の形状で反射部材を構成できる。また、ＰＴＦＥは絶縁性を示す観点からも、反射部材として好適な材料である。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、紫外線の取り出し効率が高い紫外線照射装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】紫外線照射装置の一実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。

【図2A】図１から紫外線照射装置の筐体の本体ケーシング部と蓋部とを分解した斜視図である。

【図2B】図２Ａに係る本体ケーシング部から、反射部材を分解した斜視図である。

【図3】電極ブロックの構造を模式的に示す斜視図である。

【図4】＋Ｚ方向から見た際の反射部材の構造を模式的に示す平面図である。

【図5A】Ｙ方向に見た時の、筐体内における反射部材の配置の態様を模式的に示す断面図である。

【図5B】Ｘ方向に見た時の、筐体内における反射部材の配置の態様を模式的に示す断面図である。

【図6】反射部材の別構成例を示す平面図である。

【図7】第二実施形態に係る紫外線照射装置の外観を模式的に示す斜視図である。

【図8】図７から紫外線照射装置の筐体の本体ケーシング部と蓋部とを分解した斜視図である。

【図9】紫外線照射装置が備える電極ブロックと発光管と反射部材の構造を模式的に示す斜視図である。

【図10】図９に係る電極ブロックと反射部材４を分解した斜視図である。

【図11】Ｚ方向に見た時の、筐体内における反射部材の配置の態様を模式的に示す断面図である。

【図12】Ｙ方向に見た時の、筐体内における反射部材の配置の態様を模式的に示す断面図である。

【図13】第二実施形態に係る反射部材の別構成例を示す斜視図である。

【図14A】第二実施形態に係る反射部材のさらに別の構成例を示す断面図である。

【図14B】反射部材の別構成例を示す、紫外線照射装置の斜視図である。

【図15】特許文献１に係る紫外線照射装置１００の構造を模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

［第一実施形態］
本発明に係る紫外線照射装置の第一実施形態につき、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。

【0035】

以下の各図では、前述した図１５と同様に、エキシマランプの発光管３の管軸方向を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、光取り出し面１０に平行な平面上でＸ方向に対して直交する方向を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。Ｘ方向が「第一方向」に対応し、Ｙ方向が「第二方向」に対応し、Ｚ方向が「第三方向」に対応する。

【0036】

また、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。

【0037】

また、以下の図において、図１５を参照して上述したのと同一の要素については、同一の符号を付して、その説明が適宜簡略化される。

【0038】

図１は、本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。また、図２Ａは、図１の紫外線照射装置１の筐体２の本体ケーシング部２ａと蓋部２ｂとを分解した斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに係る本体ケーシング部２ａから、後述する反射部材４を分解した斜視図である。

【0039】

図１に示すように、紫外線照射装置１は、側面に光取り出し面１０が形成された筐体２を備える。また、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、筐体２は、本体ケーシング部２ａと蓋部２ｂとを備え、エキシマランプの発光管３と、電極ブロック（１１，１２）と、反射部材４を収容する。図２Ａ及び図２Ｂでは、理解を容易にする観点から、発光管３に実線によるハッチングが施されている。

【0040】

本実施形態におけるエキシマランプの発光管３は石英ガラス等の誘電体で形成され、発光管３にはクリプトンガス及び塩素ガスを含む発光ガスが封入される。本実施形態において、発光管３は直管状を呈する。一例として、本実施形態では、Ｘ方向に係る発光管３の全長は７０ｍｍである。なお、筐体２内に収容される発光管３の本数は、本発明において限定されない。

【0041】

電極ブロック１１及び電極ブロック１２は、Ｘ方向に互いに離間して配置され、各発光管３に対して給電するための電極を構成する。図３は、電極ブロック（１１，１２）の構造を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、電極ブロック１１は、エキシマランプの発光管３が載置される載置領域１１ａと（図２Ｂも参照）、発光管３に対してＹ方向に離れた位置に形成され、ＸＹ平面に対して傾斜したテーパ面１１ｂとを有して構成される。同様に、電極ブロック１２は、載置領域１２ａとテーパ面１２ｂとを有する。テーパ面（１１ｂ，１２ｂ）の効果については、図５Ｂを参照して後述される。本実施形態では、電極ブロック１１が、「第一電極」に対応し、電極ブロック１２が「第二電極」に対応する。

【0042】

電極ブロック（１１，１２）は、導電性の材料からなり、好ましくは、紫外線Ｌ１に対する反射性を示す材料からなる。一例として、電極ブロック（１１，１２）は、共に、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属材料で構成される。

【0043】

一例として、本実施形態では、電極ブロック（１１，１２）の離間距離は６ｍｍである。

【0044】

電極ブロック（１１，１２）に対して高周波の高電圧が印加されることで、発光管３から紫外線Ｌ１が得られる。光取り出し面１０は、発光管３内で発せられた紫外線Ｌ１を筐体２の外部に取り出すために、石英ガラス等のガラス材料で構成される。なお、光取り出し面１０は、開口で構成されても構わない。

【0045】

前述の通り、発光管３は、発光ガスとしてクリプトンガス及び塩素ガスを含む。このため、発光管３から、主たる発光波長が２００ｎｍ～２４０ｎｍの範囲に属する紫外線Ｌ１が得られる。ここで、「主たる発光波長」とは、発光スペクトルにおいて、最も高い光強度（ピーク強度）に対して４０％以上の光強度を示す波長帯域をいう。

【0046】

波長２００ｎｍ～２４０ｎｍの範囲に属する紫外線は、タンパク質の吸収係数が高く、大部分が人の皮膚表面（例えば角質層）で吸収される。このため、上記波長範囲に属する紫外線は、皮膚内部まで浸透し難く、人体に対する影響が極めて低いという特徴がある。

【0047】

なお、主たる発光波長が２００ｎｍ～２４０ｎｍの範囲に属する紫外線を発するエキシマランプにおいても、ごくわずかながら、人体に影響を及ぼすおそれのある波長帯（波長２４０ｎｍ～３００ｎｍ）の紫外線が出射され得る。これに鑑みて、本実施形態では、波長２４０ｎｍ～３００ｎｍの範囲に属する紫外線の透過を抑制する光学フィルタ２１が光取り出し面１０に配置されている（図２Ａ参照）。

【0048】

ここで、「光学フィルタが光取り出し面に配置される」とは、光取り出し面に対して光学フィルタが一体化されて配置される場合の他、光学フィルタが光取り出し面に対してＺ方向に数ｍｍ～十数ｍｍ程度離間した位置に配置される場合を含む。また、「透過を抑制する」とは、光学フィルタを通過した紫外線のうち、波長２００ｎｍ～２４０ｎｍの波長範囲内の紫外線の光強度に対して、波長２４０～３００ｎｍの範囲内の紫外線の光強度の比率を低下させることを指す。光学フィルタ２１は、一例として、シリカ（ＳｉＯ₂）の薄膜層とハフニア（ＨｆＯ₂）の薄膜層とが積層された誘電体多層膜から構成される。

【0049】

反射部材４は、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)から構成され、紫外線Ｌ１に対して反射性を示す反射面（４ｘ，４ｙ）を有する。反射部材４は、本体ケーシング部２ａの＋Ｚ側に配置される（図２Ｂ参照）。

【0050】

図４は、＋Ｚ方向から見た際の反射部材４の構造を模式的に示す平面図である。図４に示すように、反射部材４は、Ｘ方向に関して互いに向かい合って配置された２つの反射面４ｘと、Ｙ方向に関して互いに向かい合って配置された２つの反射面４ｙを有する。本実施形態において、反射面４ｘが「第一反射面」に対応し、反射面４ｙが「第二反射面」に対応する。

【0051】

図５Ａ及び図５Ｂは、筐体２内における、反射部材４の配置の態様を模式的に示す断面図である。図５ＡはＹ方向に見た時の図面であり、図５ＢはＸ方向に見た時の図面である。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、反射面（４ｘ，４ｙ）は、Ｚ方向に関して発光管３と光取り出し面１０の間に配置され、発光管３の中央部側に面する。また、本実施形態では、反射面（４ｘ，４ｙ）は光取り出し面１０に対して傾斜する。反射部材４は、本体ケーシング部２ａと電極ブロック（１１，１２）に挟持されており、反射面（４ｘ，４ｙ）は、電極ブロック（１１，１２）に当接している（図２Ａも参照）。

【0052】

より詳細には、反射面４ｘは、電極ブロック（１１，１２）及び発光管３に対して当接する（図５Ａ参照）。一方で、本実施形態では、反射面４ｙは電極ブロック（１１，１２）に当接するが、反射面４ｙが電極ブロック（１１，１２）及び発光管３に対して当接するものとされても構わない（図５Ｂ参照）。なお、本発明において、反射部材４の設置方法は限定されず、反射面（４ｘ，４ｙ）が電極ブロック（１１，１２）又は発光管３に対して当接するか否かは任意である。

【0053】

また、反射面４ｘは、Ｘ方向に関して第一基準点Ｐ１と第二基準点Ｐ２の間に位置する（図５Ａ参照）。第一基準点Ｐ１は、発光管３の－Ｘ側の第一端５ａから、－Ｘ方向に距離ｄ１離間した位置にある仮想点である。距離ｄ１は、第一端５ａと電極ブロック１１の離間距離ｄ２の半分の距離に相当する。また、第二基準点Ｐ２は、発光管３の＋Ｘ側の第二端５ｂから、＋Ｘ方向に距離ｄ３離間した位置にある仮想点である。距離ｄ３は、第二端５ｂと電極ブロック１２の離間距離ｄ４の半分の距離に相当する。

【0054】

なお、一例として、本実施形態では、離間距離ｄ２及び離間距離ｄ４は共に１７ｍｍとされる。なお、離間距離ｄ２と離間距離ｄ４は異なっていても構わない。

【0055】

本実施形態では、－Ｘ側の反射面４ｘは、Ｘ方向に関して第一端５ａと電極ブロック１１との間に位置し、＋Ｘ側の反射面４ｘは、Ｘ方向に関して第二端５ｂと電極ブロック１２との間に位置する。前述したように、紫外線Ｌ１は、主に、一対の電極ブロック（１１，１２）の間で発生するため、－Ｘ側を例にとると、反射面４ｘが、第一端５ａ及び電極ブロック１１の間に配置されることが好ましい。

【0056】

反射部材４は、例えばシート状の部材から構成される。図４を参照しながら、反射部材４の作製手順の一例を説明する。まず、紫外線Ｌ１に対して反射性を示す材料からなる、略矩形状のシートを準備する。そして、カッティング等の加工によって、当該シートの中央部から、典型的には矩形状の領域３１を切り抜いて、フレーム状を呈するシートを得る。次に、切り込み部３０を形成する。そして、反射面（４ｘ，４ｙ）に対応する領域を－Ｚ側に折り曲げることによって、反射部材４を構成することができる。

【0057】

反射部材４は、前述の通りポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)などのフッ素系樹脂材料の微粒子からなるシート材で構成できる。特にＰＴＦＥはカッティング、折り曲げなどの加工が容易であり、好適である。また、反射部材４は、任意のシート材に対して、紫外線Ｌ１を反射する反射膜を形成することで構成されても構わない。当該反射膜は、例えば上記フッ素系樹脂材料のコーティング膜である。この場合、反射膜が反射面（４ｘ，４ｙ）を形成する。

【0058】

なお、ＰＴＦＥは、紫外線Ｌ１に対して拡散反射性を示す。拡散反射性を示す反射面（４ｘ，４ｙ）で反射された拡散光の少なくとも一部は、光取り出し面１０に向かうように進行すると考えられるため、光取り出し面１０からの紫外線Ｌ１の取り出し効率が高まることが期待できる。つまり、反射面（４ｘ，４ｙ）が拡散反射性を示すことで、光取り出し面１０又は発光管３に対する反射面（４ｘ，４ｙ）の位置合わせが僅かにずれたとしても、光取り出し面１０からの紫外線Ｌ１の取り出し効率が良くなる。言い換えれば、反射面（４ｘ，４ｙ）が拡散反射性を示すことで、光取り出し面１０又は発光管３に対する反射面（４ｘ，４ｙ）の位置合わせが簡便になるという効果が得られる。

【0059】

反射面（４ｘ，４ｙ）で紫外線Ｌ１を拡散反射する観点から、反射部材４は、シリコーン樹脂で構成されても構わないし、反射膜としてシリカ又はアルミナ等を含んで構成されたセラミック膜を有するものとしても構わない。また、反射面（４ｙ，４ｚ）に対して凹凸加工を施すことにより、拡散反射性を示す反射面を構成しても構わない。

【0060】

なお、反射面（４ｘ，４ｙ）は、紫外線Ｌ１を正反射するものとされてもよい。一例として、反射部材４は、例えばアルミニウム等の金属からなるシート材でも構成できる。しかし、電極ブロック（１１，１２）と反射部材間での放電経路の形成を抑制する観点からは、反射部材４は、絶縁性を有することが好ましい。この観点から、例えば、任意の絶縁性のシート材に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して、紫外線Ｌ１を反射する誘電体多層膜を構成しても構わない。この場合、当該誘電体多層膜が反射面（４ｘ，４ｙ）を形成する。

【0061】

以下、図５Ａ及び図５Ｂを参照しつつ、発光管３が発する紫外線の進行の態様について説明する。

【0062】

反射面４ｘが、第一基準点Ｐ１と第二基準点Ｐ２との間に配置されることで、Ｘ方向に進行する成分を有し、光取り出し面１０に直接進行しない紫外線Ｌ１が、反射面４ｘで反射される（図５Ａ参照）。これにより、光取り出し面１０側に進行する紫外線Ｌ１が増加し、光取り出し面１０からの紫外線Ｌ１の取り出し効率が向上する。また、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向のそれぞれに進行する紫外線Ｌ１を反射する観点から、図５Ａに示すように、複数の反射面４ｘが、互いに向かい合って配置されることが好ましい。

【0063】

さらに、反射面４ｘが光取り出し面１０に対して傾斜されることで、反射面４ｘで反射された紫外線Ｌ１において、光取り出し面１０に向かって進行する紫外線Ｌ１を増加することができる。なお、光学フィルタ２１が誘電体多層膜から構成される場合、入射角が大きくなると紫外線の透過率が低下する入射角依存性を示す。このため、光学フィルタ２１に対する紫外線の入射角を小さくする観点から、反射面４ｘが光取り出し面１０に対して傾斜することが好ましい。

【0064】

また、反射面４ｘが、Ｚ方向に関して発光管３と光取り出し面１０の間に配置されることにより、発光管３よりも＋Ｚ側で、筐体２の内壁に向かって進行する紫外線Ｌ１を反射面４ｘで反射することができる。

【0065】

図５Ｂに示すように、反射面４ｙによって、Ｙ方向に進行する成分を有する紫外線Ｌ１が反射される。これにより、光取り出し面１０からの紫外線Ｌ１の取り出し効率が向上する。複数の反射面４ｙが、互いに向かい合って配置される点、光取り出し面１０に対して傾斜する点、及び発光管３よりも＋Ｚ側に配置される点については、反射面４ｘについて述べたのと同様の議論が可能である。

【0066】

前述した通り、電極ブロック（１１，１２）は、光取り出し面１０に対して傾斜するテーパ面（１１ｂ，１２ｂ）を有する。図５Ｂに示すように、電極ブロック１１が、テーパ面１１ｂを有することで、発光管３から出射されて、テーパ面１１ｂに入射した紫外線Ｌ２が、光取り出し面１０側に反射される。電極ブロック１２が有するテーパ面１２ｂについても同様の議論が可能である。この場合、テーパ面（１１ｂ，１２ｂ）が反射面４ｙを構成し、電極ブロック（１１，１２）が反射部材４を兼ねる。

【0067】

［検証］
上述した構成に係る紫外線照射装置１において、筐体２から取り出される紫外線Ｌ１の放射照度の検証を行ったので、以下において説明する。

【0068】

（実施例１）
本検証では、実施例１として上記第一実施形態の構成が採用された。

【0069】

紫外線Ｌ１の放射照度は、ウシオ電機社製の紫外線積算光量計（ＵＩＴ－２５０）と、波長２２２ｎｍの光で校正済のウシオ電機社製のセパレート型受光器（ＶＵＶ－Ｓ１７２）とを含んで構成された照度計を用いて測定された。また、放射照度の測定位置は、光取り出し面１０から＋Ｚ側に５０ｍｍ離間した位置で行われた。

【0070】

（比較例１）
比較例１として、反射部材４を配置しない場合の紫外線Ｌ１の放射照度が検証された。比較例１の条件は、筐体２内から反射部材４が取り除かれた点を除き、実施例１と同様である。

【0071】

［検証結果］
本検証で得られた放射照度の対比結果を下記表１に示す。表１では、比較例１を基準とした、放射照度の相対値が示されている。

【0072】

【表1】

【0073】

表１に示すように、反射部材４が配置されることによって（実施例１）、光取り出し面１０から取り出される紫外線の放射照度が、反射部材４が無い場合（比較例１）の約１．２倍となった。

【0074】

［考察］
上記の結果は、反射部材４が配置され、反射面（４ｘ，４ｙ）で紫外線Ｌ１が反射されることによって、光取り出し面１０側に向かって進行する紫外線Ｌ１が増加したためと考えられる。つまり、反射部材４を配置することで、光取り出し面１０からの紫外線Ｌ１の取り出し効率が高められたことが理解できる。

【0075】

つまり、上記第一実施形態に係る構成によれば、紫外線の取り出し効率が高い紫外線照射装置を実現できる。

【0076】

なお、上記第一実施形態においては、反射面（４ｘ，４ｙ）は、光取り出し面１０に対して傾斜するものとされた。しかし、本発明はこれに限定されず、反射面（４ｘ，４ｙ）は光取り出し面１０に対して垂直に配置されても構わない。反射面（４ｘ，４ｙ）が、光取り出し面１０に対して傾斜しない場合でも、紫外線Ｌ１が反射面（４ｘ，４ｙ）で反射されることで、発光管３から出射された紫外線に対して、例えば筐体２の内壁等に吸収される紫外線の割合が減少するため、光取り出し面１０からの紫外線の取り出し効率が高められることが理解できる。

【0077】

また、上記においては、反射部材４は、複数の反射面４ｘを有するものとされたが、反射面４ｘは一枚であっても構わない。仮に、反射面４ｘが、発光管３の＋Ｘ側にのみ配置された場合でも、当該反射面４ｘで紫外線Ｌ１が反射されて、光取り出し面１０側に進行する紫外線が増加する結果、紫外線照射装置の紫外線の取り出し効率が高められると推察される。

【0078】

同様に、反射面４ｙは一枚であっても構わない。また、反射部材４が反射面４ｙを備えるか否かは任意である

【0079】

さらに、上記においては、反射面（４ｘ，４ｙ）が、フレーム状を呈する一体の反射部材４から構成されるものとして説明した。しかし、例えば図６に示すように、反射面（４ｘ，４ｙ）は、分離された複数のシート部材から構成されても構わない。図６は、反射部材４の別構成例を示す平面図である。上記の検証結果に基づけば、反射部材４が分離された複数の部材から構成された場合でも、紫外線の取り出し効率が高められると推察される。

【0080】

本願出願日の時点では、ＡＣＧＩＨ（American Conference of Governmental Industrial Hygienists：米国産業衛生専門家会議）等によって、人体に対する１日（８時間）あたりの紫外線の照射量に関して、推奨の許容限界値（ＴＬＶ：Threshold Limit Value）が定められている。しかし、昨今では、人体に対する紫外線照射の影響が明らかになるに連れて、人体に対する照射の影響が低い、例えば２００ｎｍ～２４０ｎｍの波長範囲の紫外線については、ＴＬＶが緩和されてきている。

【0081】

ＴＬＶが緩和されることで、より高い出力での紫外線の照射が行われると想定されるため、ＴＬＶの緩和に伴って、より高出力の紫外線照射装置が求められると考えられる。これに対し、上記第一実施形態では、波長２００ｎｍ～２４０ｎｍの範囲に属し、人体に対する影響が低い紫外線を出射しつつ、筐体２からの紫外線の取り出し効率が高められている。つまり、上記第一実施形態を参照して述べた構成によれば、ＴＬＶの緩和に伴う紫外線照射装置の高出力化の要求にも応えることができる。

【0082】

［第二実施形態］
以下、本発明に係る紫外線照射装置の第二実施形態について、図７～図１０を参照しながら、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。

【0083】

図７は、第二実施形態に係る紫外線照射装置１の外観を模式的に示す斜視図である。図８は、図７から紫外線照射装置１の筐体２の本体ケーシング部２ａと蓋部２ｂとを分解した斜視図である。また、図９は、紫外線照射装置１が備える電極ブロック（１１，１２）と発光管３と反射部材４の構造を模式的に示す斜視図であり、図１０は、図９に係る電極ブロック（１１，１２）と反射部材４を分解した斜視図である。

【0084】

本実施形態に係る紫外線照射装置は、図９及び図１０に示すように、本体ケーシング部２ａに対して、反射部材４、電極ブロック（１１，１２）、エキシマランプの発光管３の順で各部材を配置されて構成される。本実施形態では、筐体２内にエキシマランプの発光管３が１本収容される。なお、第一実施形態と異なり、電極ブロック（１１，１２）にテーパ面（１１ｂ，１２ｂ）は形成されていない。

【0085】

図１１及び図１２は、筐体２内における、反射部材４の配置の態様を模式的に示す断面図である。図１１はＹ方向に見た時の図面であり、図１２はＸ方向に見た時の図面である。図１１に示すように、反射部材４はＹ方向に見た際にコの字状を呈する一の部材からなる。このため、反射部材４は、発光管３の中央部側に面し、Ｘ方向に関して互いに向かい合う反射面４ｘと、発光管３の－Ｚ側に位置する反射面４ｚを有する。

【0086】

前述の通り、紫外線Ｌ１は電極ブロック（１１，１２）の間で発生するため、反射面４ｘを電極ブロック（１１，１２）に近づけて配置することが好ましい。しかし、－Ｘ側を例に説明すると、発光管３の第一端５ａは、電極ブロック１１より－Ｘ側に位置し、発光管３の一部が電極ブロック１１から－Ｘ側に突出して配置されている。したがって、例えば反射面４ｘが矩形状を呈する場合、反射面４ｘを電極ブロック１１に近づけることが困難となる。これに鑑みて、本実施形態では、図１２に示すように、反射部材４は発光管３との干渉を避ける切り欠き部３２を有する。具体的には、反射面４ｘはＸ方向に見た時にＵ字状を呈するものとされ、発光管３からＹ方向に外れた位置に配置されている。これにより、発光管３と反射面４ｘの配置の干渉を防ぐことができ、反射面４ｘを電極ブロック１１に近づけて、第一端５ａと電極ブロック１１との間に配置できる。＋Ｘ側の反射面４ｘについても同様である。なお、上記では反射面４ｘはＵ字状としたが、切り欠き部３２が発光管３を挿し込む用の穴とされて、反射面４ｘがＯ字状を呈するものとされても構わない。

【0087】

反射部材４は、図４を参照して前述したのと同様に、例えばＰＴＦＥからなるシート状の部材を加工することで構成できる。シート状の部材を加工することで、上記の通り、発光管３及び電極ブロック（１１，１２）の配置に合わせた形状を容易に構成できる。

【0088】

図１１に示すように、反射面４ｘは、Ｘ方向に進行する成分を有する紫外線Ｌ１を反射する。これにより、光取り出し面１０側に進行する紫外線Ｌ１が増加し、光取り出し面１０からの紫外線Ｌ１の取り出し効率が向上する。

【0089】

また、前述の通り、反射面４ｘは、Ｘ方向に見た時に発光管３からＹ方向に外れた位置に含んで配置されている。このため、反射面４ｘは、図１１及び図１２に示すように、Ｘ方向に進行する成分を有しつつ、ＸＹ平面に対する角度が小さい状態で進行する紫外線Ｌａ１を反射することができる。このように、本実施形態によれば、Ｘ方向に見た時に発光管３からＹ方向に外れた位置においても紫外線Ｌａ１を反射できる。

【0090】

また、反射面４ｚは、発光管３から出射されて、－Ｚ側に進行した紫外線Ｌｂ１を、光取り出し面１０側に反射する（図１１参照）。これにより、－Ｚ側に進行した紫外線Ｌｂ１を光取り出し面側に反射できる。

【0091】

上記の通り、第二実施形態に係る紫外線照射装置１では、反射部材４が、Ｘ方向に進行する成分を有する紫外線Ｌ１に加え、Ｙ方向に対する角度が小さい紫外線Ｌａ１、及び－Ｚ側に進行した紫外線Ｌｂ１を反射する構成である。このため、光取り出し面１０側に進行する紫外線が増加され、光取り出し面１０からの紫外線の取り出し効率がより高められる。

【0092】

また、図１３は、第二実施形態に係る反射部材４の別構成例を示す斜視図である。図１３に示すように、反射部材４は、Ｙ方向に関して互いに向かい合う反射面４ｙをさらに備えるものとされても構わない。

【0093】

さらに、図１４Ａは、第二実施形態に係る反射部材４のさらに別の構成例を示す断面図である。図１４Ａに示すように、反射面４ｘは、反射面４ｘの－Ｚ側のＸＹ平面に対して傾斜しても構わない。この構成によれば、紫外線Ｌ１が、反射面４ｘで反射されて－Ｚ側に進行する場合でも、反射面４ｚが当該紫外線を光取り出し面側に反射するため、好適である。

【0094】

［変形例］
以下、本発明に係る紫外線照射装置の変形例について説明する。

【0095】

〈１〉 上記においては、反射面４ｘは、Ｘ方向に関して発光管３の第一端５ａ及び５ｂの間に配置されるものとして説明したが、反射面４ｘは、第一基準点Ｐ１と第二基準点Ｐ２との間において、発光管３の外側に配置されても構わない。

【0096】

〈２〉 また、上記において、反射部材４はシート状を呈する部材を加工して構成されるものとして説明したが、本発明において、反射部材４の形状は限定されない。図１４Ｂは、図２Ａに倣って、反射部材４の別構成例を示す紫外線照射装置１の斜視図である。例えば、図１４Ｂに示すように、フレーム状を呈し、光取り出し面１０に対して傾斜するテーパ面を有するブロック材が反射部材４として筐体２内に配置されても構わない。当該テーパ面が反射面（４ｘ，４ｙ）に対応する。反射部材４は、図示しないネジ等の任意の部材で固定可能である。なお、反射部材４の構成材料については前述したのと同様である。

【0097】

〈３〉 上記においては、人に対する影響が低い、主たる発光波長が２００ｎｍ～２４０ｎｍの範囲に属する紫外線について言及した。しかし、紫外線照射装置が、物体、又は人の存在が想定されない空間に対して紫外線を照射する場合も想定される。つまり、エキシマランプが出射する紫外線の波長は限定されない。

【0098】

例えば、発光管３に封入される発光ガス種を選択することで、紫外線のピーク波長を異ならせることができる。一例として、発光ガスとピーク波長の組み合わせは、ＫｒＣｌ（２２２ｎｍ）、ＫｒＢｒ（２０７ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＸｅＢｒ（２８３ｎｍ）である。

【0099】

〈４〉 上記実施形態において、光学フィルタ２１は任意の構成である。

【0100】

〈５〉 上述した紫外線照射装置１が備える構成は、あくまで一例であり、本発明は、図示された各構成に限定されない。

【符号の説明】

【0101】

１，１００ ： 紫外線照射装置
２ ： 筐体
２ａ ： 本体ケーシング部
２ｂ ： 蓋部
３ ： 発光管
４ ： 反射部材
４ｘ，４ｙ，４ｚ ： 反射面
５ａ ： 第一端
５ｂ ： 第二端
１０ ： 光取り出し面
１１，１２ ： 電極ブロック
１１ａ，１２ａ ： 載置領域
１１ｂ，１２ｂ ： テーパ面
２１ ： 光学フィルタ
３０ ： 切り込み部
３１ ： 領域
３２ ： 切り欠き部
Ｐ１ ： 第一基準点
Ｐ２ ： 第二基準点

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図15】