TW202147385A - 紫外線照射裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種紫外線照射裝置，可抑制熱所致的發光管的變形，且可抑制硝酸的生成。實施方式的紫外線照射裝置包括：發光管，呈筒狀，在內部空間封入有稀有氣體；內部電極，具有設於所述內部空間的線圈；外部電極，設於所述發光管的外側；冷卻部，在所述外部電極的外側隔開間隙而設置；氣體供給部，對所述間隙供給氣體；以及溫度控制部，控制所述冷卻部的溫度及對所述間隙供給的所述氣體的溫度的至少任一個。

Description

紫外線照射裝置

本發明的實施方式關於一種紫外線照射裝置。

存在照射峰值波長為200 nm以下的紫外線的阻擋放電燈。阻擋放電燈例如可用於對象物的表面所附著的有機物的除去（光清洗處理）、表面改質、氧化膜的形成等表面處理。阻擋放電燈例如具有由電介質所形成的發光管、設於發光管的內側的內部電極、及設於發光管的外側的外部電極。若對內部電極和外部電極施加交流電壓，則產生電介質阻擋放電，對應於發光管的內部空間所封入的氣體的種類而照射具有特定波長的紫外線。

專利文獻1中記載了一種準分子（excimer）燈，包括長條的發光管及一對電極。發光管具有填充有放電用氣體的放電空間。一對電極誘發放電用氣體放電。介電材料介於一對電極中的至少一個電極與放電用氣體之間。所述準分子燈具有：光出射面，放射紫外光；以及光反射面，設於發光管的內壁面，設有反射紫外光的反射膜。

此種準分子燈的發光管中，隨著點燈時間的經過而在放射紫外光的光出射面蓄積紫外線應變，因而發光管的光出射面側在長度方向收縮。另一方面，發光管的光反射面側並無紫外線應變的影響，因而不在長度方向收縮。因此，產生發光管的中央部向光反射面側翹曲，發光管總體向光反射面側以凸狀撓曲等不良狀況。 專利文獻2所記載的準分子燈包括矯正構件，此矯正構件用於矯正專利文獻1中記載的準分子燈所具有的發光管的翹曲。而且，藉由在反射紫外光的反射膜設置缺口，從而在光反射面也蓄積紫外線應變，抑制發光管的翹曲。

但是，在發光管的內側具有內部電極且在外側具有外部電極的結構的電介質阻擋放電中，已知產生下述不良狀況，即：在外部電極與內部電極所夾持的發光管附近產生的放電等離子體引起溫度上升，致使發光管變形等。因此，難以抑制發光管的溫度上升或抑制發光管的變形。 此時，也可對發光管噴附氣體而進行強制空冷。但是，若僅進行強制空冷，則有時在用於噴附氣體的構件與外部電極之間產生空中放電。一般來說，在發光管的周圍存在含有氧及氮的空氣，因而有時若產生空中放電則氧電離，電離的氧與氮反應而生成氮氧化物（NOx）。而且，有時若產生空中放電則生成臭氧。若生成臭氧與氮氧化物，則有時這些物質反應而生成五氧化二氮（N₂ O₅ ）。若生成五氧化二氮，則有時空氣所含的水分與五氧化二氮反應而生成硝酸（HNO₃ ）。若所生成的硝酸附著於發光管的外表面，則有可能發光管的光學特性劣化而紫外線的透過受到抑制。 因此，期望開發出可抑制熱所致的發光管的變形且可抑制硝酸的生成的、紫外線照射裝置。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2010-080351號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-211164號公報

[發明所要解決的問題] 本發明所要解決的問題在於提供一種紫外線照射裝置，可抑制熱所致的發光管的變形，且可抑制硝酸的生成。 [解決問題的技術手段]

實施方式的紫外線照射裝置包括：發光管，呈筒狀，在內部空間封入有稀有氣體；內部電極，具有設於所述內部空間的線圈；外部電極，設於所述發光管的外側；冷卻部，在所述外部電極的外側隔開間隙而設置；氣體供給部，對所述間隙供給氣體；以及溫度控制部，控制所述冷卻部的溫度及對所述間隙供給的所述氣體的溫度的至少任一個。 [發明的效果]

根據本發明的實施方式，可提供一種紫外線照射裝置，可抑制熱所致的發光管的變形，且可抑制硝酸的生成。

以下，一方面參照圖式，一方面對實施方式進行例示。此外，各圖式中，對同樣的結構元件標注相同符號，適當省略詳細的說明。 圖1為用於例示本實施方式的紫外線照射裝置1的示意側面圖。 圖2為圖1的紫外線照射裝置1的A-A線方向的示意側面圖。

如圖1及圖2所示，可在紫外線照射裝置1設置阻擋放電燈2、定位部3、定位部4、框架5、點燈電路6、氣體供給部7、控制器8、冷卻部9及溫度控制部10。 此外，作為一例，例示了設有三個阻擋放電燈2的情況，但阻擋放電燈2的個數可根據照射紫外線的對象物的大小或個數等而適當變更。即，阻擋放電燈2只要設有至少一個即可。

圖3為用於例示阻擋放電燈2的示意圖。 如圖3所示，可在阻擋放電燈2設置發光管21、內部電極22、反射膜23、端子蓋24、引線25及外部電極26。

發光管21呈筒狀，具有全長（沿著管軸21d的長度）較管徑更長的形態。發光管21例如可設為圓筒管。在發光管21的沿著管軸21d的方向的兩側的端部分別設有密封部21a。藉由設置密封部21a，從而可將發光管21的內部空間氣密地密封。密封部21a例如可使用夾緊封接（pinch seal）法或收縮封接（shrink seal）法而形成。

而且，在各密封部21a的內部，例如可設置導電部21b及外部引腳（outer lead）21c。例如，導電部21b可對一個密封部21a設置一個。導電部21b的平面形狀可設為四邊形。例如，導電部21b呈薄膜狀。例如，導電部21b可由鉬箔形成。

外部引腳21c呈線狀，可至少設於設有引線25的一側的密封部21a的內部。外部引腳21c的其中一個端部與導電部21b電連接。外部引腳21c的端部的附近例如可與導電部21b激光焊接或電阻焊接。外部引腳21c的另一個端部可從密封部21a露出。外部引腳21c例如可設為含有鉬等。

在發光管21的內部空間封入有稀有氣體。阻擋放電燈2中，在內部電極22與外部電極26之間進行阻擋放電，對所封入的稀有氣體賦予高的能量電子而生成準分子（excimer）激發分子。當準分子激發分子還原時，對應於稀有氣體的種類而產生具有特定的峰值波長的光。因此，封入至發光管21的內部空間的稀有氣體可根據阻擋放電燈2的用途而適當變更。封入至發光管21的內部空間的稀有氣體例如可設為氪、氙、氬、氖等。或者，也可在發光管21的內部空間封入將多種稀有氣體混合而成的混合氣體。而且，視需要也可還封入鹵素氣體等。

發光管21的內部空間的25℃時的稀有氣體的壓力（封入壓力）例如可設為80 kPa～200 kPa左右。發光管21的內部空間的25℃時的稀有氣體的壓力（封入壓力）可根據氣體的標準狀態（Standard Ambient Temperature and Pressure，SATP）：溫度25℃、1bar）而求出。

例如，在對平板顯示器用的玻璃板的表面進行光清洗的情況下，優選將封入的稀有氣體設為氙。氙的封入壓力例如可設為93 kPa左右。若將封入的稀有氣體設為氙，則可產生峰值波長為172 nm的紫外線，因而可提高清洗效果。

此處，若產生阻擋放電（若使阻擋放電燈2點燈），則在發光管21的內部空間中產生紫外線。所產生的紫外線經由發光管21向外部照射。因此，發光管21例如由峰值波長為200 nm以下的紫外線的透過率高的材料形成。發光管21例如可由含有SiO₂ 的材料形成。發光管21例如可由合成石英玻璃形成。

內部電極22可具有線圈22a及腳（leg）22b。線圈22a及腳22b可一體地形成。線圈22a及腳22b可藉由對線材進行塑性加工從而形成。線材的線徑（直徑）例如可設為0.2 mm～1.0 mm左右。

線圈22a及腳22b例如可含有鎢作為主成分。鎢的含量例如可設為50 wt%以上。此時，若使用在鎢中添加有鉀等的摻雜鎢，則可提高線圈22a的尺寸穩定性。

線圈22a呈螺旋狀，設於發光管21的內部空間。線圈22a在發光管21的內部空間的中央區域沿著發光管21的管軸21d而延伸。線圈22a的間距尺寸P1例如可設為10 mm～120 mm左右。

可在線圈22a與發光管21的內壁之間設置間隙。間隙例如可設為10 mm以下。此外，也可不設置間隙，而使線圈22a與反射膜23接觸。而且，在未設有反射膜23的情況下，也可使線圈22a與發光管21的內壁接觸。若間隙為規定的尺寸以下，則能以低電壓產生穩定的阻擋放電。因此，例如可根據發光管21的內徑尺寸，以設有規定的間隙的方式來設定線圈22a的外徑尺寸。

腳22b分別設於線圈22a的兩側的端部。腳22b呈線狀，從線圈22a的端部沿著發光管21的管軸21d延伸。

腳22b的端部在密封部21a的內部與導電部21b電連接。腳22b的端部的附近例如可與導電部21b激光焊接或電阻焊接。

反射膜23呈膜狀，可設於發光管21的內壁。反射膜23可設於外部電極26與內部電極22（線圈22a）之間。反射膜23使在發光管21的內部空間中產生且不朝向照射方向的紫外線向照射方向反射。若設有反射膜23，則可提高紫外線的取出效率。而且，若設有反射膜23，則可減小發光管21的、紫外線直接入射的區域，因而可抑制紫外線導致的發光管21的化學結構變化。

反射膜23的厚度例如可設為100 μm～300 μm左右。若如此設定，則容易維持對紫外線的良好反射率。 反射膜23例如可含有SiO₂ （二氧化矽）。而且，反射膜23也可含有使紫外線散射的粒子（例如氧化鋁的粒子）。

此外，反射膜23未必一定需要，也可省略。但是，若如上文所述那樣設有反射膜23，則可提高紫外線的取出效率，且可抑制發光管21的化學結構變化。

端子蓋24分別設於發光管21的沿著管軸21d的方向的兩側的端部。端子蓋24例如覆蓋密封部21a。端子蓋24例如可由樹脂或陶瓷等絕緣性材料形成。端子蓋24例如可由皂石（steatite）、氧化鋁等形成。端子蓋24既可與外部電極26接觸，也可遠離外部電極26。

引線25可電連接於從密封部21a露出的外部引腳21c的端部。引線25經由外部引腳21c及導電部21b而與內部電極22電連接。如圖2所示，引線25可電連接於點燈電路6。此外，引線25既可如圖3所示，僅設於發光管21的其中一個端部側，也可分別設於發光管21的兩側的端部。

外部電極26可設於發光管21的外側。外部電極26沿著發光管21的管軸21d延伸。在設有反射膜23的情況下，外部電極26可設於與反射膜23相向的位置。

而且，在發光管21的沿著管軸21d的方向的長度長的情況下，可如圖2所示，對一個發光管21設置多個外部電極26。若產生阻擋放電，則與紫外線一起而產生熱。若所產生的熱導致發光管21的溫度變高，則有時產生發光管21的變形。此時，發光管21的沿著管軸21d的方向的長度越變長，則越容易產生變形，且變形量也越容易變大。若對一個發光管21設有多個外部電極26，則多個外部電極26各自可根據發光管21的變形狀態而分別追隨。因此，可抑制發光管21與外部電極26的位置關係、或內部電極22的線圈22a與外部電極26的位置關係變化。其結果為，可使阻擋放電穩定，因而可提高照度的均勻性。

外部電極26的、發光管21側的一面的至少一部分可與發光管21的外表面接觸。外部電極26例如可設為根據發光管21的外形形狀將金屬的薄板進行塑性加工而成。外部電極26可由金屬等導電性材料形成。外部電極26例如可使用不銹鋼、鋁等形成。此處，若產生阻擋放電，則與紫外線一起而產生熱。因此，若外部電極26由金屬等導熱率高的材料生成，則可將外部電極26用作散熱構件。

而且，在從沿著發光管21的管軸21d的方向觀察的情況下，若外部電極26的中心角小於180°，則有可能外部電極26與內部電極22相向的區域變得過小，紫外線的產生量變少。另一方面，若中心角大於300°，則在發光管21的內部空間中產生的紫外線容易被外部電極26吸收，因而有可能紫外線的取出效率降低。因此，外部電極26的中心角優選以成為180°以上且300°以下的方式設定。若如此設定，則可確保必要的紫外線的產生量，且可抑制紫外線的取出效率降低。

此處，與外部電極26相比，發光管21、內部電極22及反射膜23等更容易消耗。因此，若可將外部電極26從發光管21卸除，則可實現維護性的提高或運轉成本的降低。例如，外部電極26可具有至少一個向外側突出的安裝部26a。此外，圖2所例示的外部電極26具有四個安裝部26a。在安裝部26a，可設置供插入螺桿等緊固構件的孔。外部電極26（安裝部26a）可使用螺桿等緊固構件而與保持部9d一起安裝於冷卻部9的與框架5側為相反側的端面（參照圖5）。

圖4為用於例示定位部3及定位部4的示意側面圖。 圖4為圖2的紫外線照射裝置1的B-B線方向的示意側面圖。 定位部3抑制阻擋放電燈2的繞管軸21d的位置偏移。 如圖2及圖4所示，可對一個阻擋放電燈2設置至少一個定位部3。但是，若對一個端子蓋24設有一個定位部3，則可更有效地抑制阻擋放電燈2的旋轉。定位部3例如可使用螺桿等緊固構件而安裝於框架5。而且，定位部4也可與框架5一體地形成。

定位部3呈板狀，具有沿厚度方向貫穿且在與框架5側為相反側的端面開口的孔3a。在孔3a的內部，可設置阻擋放電燈2的端子蓋24。

在孔3a的內壁面，設有相互平行的兩個平坦面3a1。平坦面3a1例如可設為與框架5的供安裝定位部3的面5a大致垂直的面。而且，在端子蓋24的側面，設有相互平行的兩個平坦面24a。平坦面3a1與平坦面3a1之間的距離可和平坦面24a與平坦面24a之間的距離相同或稍大。即，兩個平坦面24a的至少任一個與平坦面3a1接觸。若如此設定，則可抑制阻擋放電燈2的繞管軸21d的位置偏移。

此外，例示了與框架5的面5a大致垂直的平坦面3a1，但也可設為相對於框架5的面5a而傾斜的平坦面、或與框架5的面5a平行的平坦面。此時，只要根據定位部3的平坦面，在端子蓋24的側面設置平坦面即可。但是，若設為與框架5的面5a大致垂直的平坦面3a1，則即便在阻擋放電燈2彼此的間隔小的情況下，也容易對定位部3裝卸阻擋放電燈2。

定位部4抑制阻擋放電燈2在沿著管軸21d的方向移動。 如圖2及圖4所示，定位部4可對一個阻擋放電燈2或排列設置的多個阻擋放電燈2設置一對。可在定位部4與定位部4之間的空間設置阻擋放電燈2。定位部4與定位部4之間的最短距離可和端子蓋24的端面與端子蓋24的端面之間的距離（阻擋放電燈2的長度）相同或稍大。即，一對定位部4的至少任一個與端子蓋24的端面接觸。若如此設定，則可抑制阻擋放電燈2在沿著管軸21d的方向移動。

定位部4的形狀可設為柱狀。定位部4的形狀例如可設為圓柱狀、棱柱狀等。而且，定位部4的形狀也可設為圓錐、圓錐台、棱錐及棱錐台等錐形狀或者端子蓋24側的側面傾斜的形狀等。若定位部4的形狀為錐形狀或側面傾斜的形狀等，則容易在定位部4與定位部4之間安裝阻擋放電燈2。

定位部4例如可使用螺桿等緊固構件而安裝於框架5的供安裝定位部3的面5a。而且，定位部4也可與框架5一體地形成。

定位部3及定位部4的材料只要具有某種程度的剛性、耐熱性及對紫外線的耐受性，則並無特別限定。其中，優選設為在定位部3及定位部4與端子蓋24接觸時，可抑制端子蓋24產生損傷等的材料。定位部3及定位部4的材料例如優選設為氟樹脂等樹脂。

框架5可設置成與供照射紫外線的對象物相向。而且，框架5也可設為在向對象物照射紫外線時設於與對象物相向的位置，且在維護等時從與對象物相向的位置移動。例如，框架5可設於開閉蓋的內側，所述開閉蓋設於對象物的上方等。

框架5的結構並無特別限定，既可設為圖2所例示那樣的骨架結構，也可設為板狀體等。

如圖2所示，點燈電路6可經由配線6b、端子6a及引線25而電連接於內部電極22。而且，點燈電路6可經由配線6c而電連接於外部電極26。如下文將述的圖5所示，外部電極26的安裝部26a設於冷卻部9。冷卻部9例如由鋁或不銹鋼等金屬形成。因此，點燈電路6也可經由配線6c及冷卻部9而電連接於外部電極26。有時在維護等時將阻擋放電燈2（外部電極26）卸除，但很少將冷卻部9卸除。因此，若配線6c連接於冷卻部9而非外部電極26，則可在維護等時省略配線6c的卸除及安裝。此外，圖1中設為利用一個點燈電路6對三根阻擋放電燈進行點燈的結構，但也可設為對多個燈設置各自的點燈電路的結構。

端子6a可具有絕緣部6a1及導電部6a2。絕緣部6a1例如可由氟樹脂或陶瓷等絕緣性材料形成。絕緣部6a1例如可使用螺桿等緊固構件而安裝於框架5。導電部6a2例如可由不銹鋼或鎳等導電性材料形成。導電部6a2的其中一個端部從絕緣部6a1的其中一個端部露出，電連接有引線25。導電部6a2的另一個端部從絕緣部6a1的另一個端部露出，電連接有配線6b。此外，在引線25連接於點燈電路6的情況下，也可省略端子6a及配線6b。但是，若設有端子6a及配線6b，則可防止紫外線或臭氧向框架5內部侵入。而且，可縮短引線25的長度，因而可提高裝卸阻擋放電燈2時的作業性。進而，可將引線25的長度設為一定，因而可提高阻擋放電燈2的通用性。

點燈電路6可具有將來自交流電源的電力轉換為高電壓且高頻（例如，頻率為37 kHz的正弦波）的電力的逆變器。例如，點燈電路6能以2.4 kW左右的燈電力使阻擋放電燈2點燈。

氣體供給部7對冷卻部9與外部電極26之間的間隙9a供給氣體。例如，氣體供給部7對設於冷卻部9的孔9c供給氣體。可在氣體供給部7設置氣體供給源71及氣體控制部72。氣體供給源71與氣體控制部72可藉由配管73而連接。氣體控制部72與冷卻部9可藉由配管74而連接。

氣體供給源71例如可設為收納有高壓氣體的儲氣罐（bombe）、或供給高壓氣體的工廠配管等。氣體例如可設為乾燥空氣、氮氣、稀有氣體（例如氬、氖、氦等）。此時，在進行阻擋放電時，有時在冷卻部9與外部電極26之間的間隙9a中產生空中放電。在處於間隙9a的氣體含有氧及氮的情況下，有時由空中放電導致氧電離，電離的氧與氮反應而生成氮氧化物（NOx）。

而且，若藉由阻擋放電燈的點燈而照射172 nm的紫外線，則因與大氣中的氧反應而生成臭氧。若生成臭氧及氮氧化物，則有時這些物質反應而生成五氧化二氮（N₂ O₅ ）。此時，若處於間隙9a的氣體中含有水蒸氣等水分，則有時水分與五氧化二氮反應而生成硝酸（HNO₃ ）。若所生成的硝酸附著於發光管21的外表面，則有可能發光管21的光學特性劣化而紫外線的透過受到抑制。 若每當使阻擋放電燈2點燈時反覆產生此種化學反應，則有可能紫外線的取出效率經時降低。而且，若硝酸滴落而附著於對象物，則有可能對象物產生損傷。

因此，關於冷卻部9與外部電極26之間的間隙9a，理想的是設有不產生空中放電的充分間隔。在間隙9a窄而產生空中放電的情況下，例如優選將冷卻用的供給氣體設為不含氧的氣體、或氧濃度低於空氣的氣體，降低間隙9a的氧濃度。例如，氣體優選設為氮氣或稀有氣體等。此時，若設為氮氣，則可實現運轉成本的降低。

此外，一般來說，阻擋放電燈2設置於大氣中。因此，也想到處於阻擋放電燈2的周圍的空氣侵入間隙9a的內部。若空氣侵入間隙9a的內部，則有可能產生上文所述的化學反應而生成硝酸。因此，本實施方式的紫外線照射裝置1中設有溫度控制部10。 此外，關於溫度控制部10的詳細情況將在下文中描述。

氣體控制部72例如可控制對冷卻部9供給的氣體的流量。氣體控制部72也可藉由控制對冷卻部9供給的氣體的壓力，從而間接地控制氣體的流量。即，氣體控制部72可控制氣體的流量及氣體的壓力的至少任一個。而且，氣體控制部72也可還具有切換氣體的供給開始、與氣體的供給停止的功能。

控制器8可具有中央處理器（Central Processing Unit，CPU）等運算元件及半導體記憶體等存儲元件。控制器8例如可設為電腦。可在存儲元件保存控制點燈電路6及氣體供給部7的控制程式。運算元件可基於存儲元件中保存的控制程式，控制對阻擋放電燈2的電力施加與停止施加的切換、對冷卻部9的氣體供給與停止供給的切換、所供給的氣體的流量等。而且，也可在控制器8設置供操作員輸入數據的輸入部、顯示紫外線照射裝置1的運行狀況或異常顯示等的監視器、電源開關等。

如圖2所示，冷卻部9可使用螺桿等緊固構件而安裝於框架5的面5a。冷卻部9可設於定位部3與定位部3之間。

圖5為用於例示冷卻部9的示意截面圖。 圖5為圖2的冷卻部9的C-C線方向的示意截面圖。 如圖5所示，可在冷卻部9的外部電極26側的面9b與外部電極26的外表面之間設置間隙9a。即，冷卻部9是在外部電極26的外側隔開間隙9a而設置。冷卻部9可隔著間隙9a而與外部電極26相向。若使與發光管21的管軸21d正交的方向的、間隙9a的尺寸S過小，則如上文所述，除了在冷卻部9與外部電極26之間產生空中放電以外，有可能在因阻擋放電產生的熱導致發光管21變形時，發光管21的一部分與冷卻部9接觸。若發光管21的一部分與冷卻部9接觸，則有可能對間隙9a供給的氣體的流通受阻，因而發光管21的冷卻受到抑制。另一方面，若使間隙9a的尺寸S過大，則有可能對間隙9a供給的氣體的流速變慢，從發光管21的散熱受到抑制，或發光管21產生溫度不同的區域。根據本發明人所得的見解，間隙9a的尺寸S優選設為0.5 mm以上且8 mm以下。若間隙9a的尺寸S在所述範圍內，則可有效地進行發光管21的冷卻。此時，例如在將外部電極26的厚度設為0.5 mm的情況下，冷卻部9的外部電極26側的面9b與發光管21的外表面之間的距離L可設為1 mm以上。

冷卻部9的外部電極26側的面9b可設為曲面。面9b例如可設為以發光管21的管軸21d為中心的圓柱的側面的一部分。若如此設定，則容易使間隙9a的尺寸S成為大致一定。因此，可有效地進行發光管21的冷卻。

冷卻部9呈塊狀，具有在沿著發光管21的管軸21d的方向延伸的形狀。冷卻部9優選由導熱率高的材料形成。冷卻部9例如可由鋁或不銹鋼等金屬形成。可在冷卻部9的內部設置用於流動氣體的孔9c。孔9c沿著發光管21的管軸21d延伸。如圖2所示，孔9c的兩端由塞9c1堵塞。孔9c的個數或截面形狀並無特別限定，若設有多個孔9c，則可有效地進行發光管21的冷卻，或抑制發光管21產生溫度分佈。

如圖2所示，可在孔9c設置供給孔9c2。供給孔9c2的其中一個端部在孔9c開口，另一個端部例如在冷卻部9的與外部電極26側為相反側的面開口。可對供給孔9c2經由配管接頭而連接配管74。供給孔9c2的個數並無限定，優選設置多個供給孔9c2。例如，可在孔9c的兩側的端部的附近分別設置供給孔9c2。若如此設定，則可從孔9c的兩端側供給氣體，因而可抑制對發光管21的表面供給的氣體的流量不均。

如圖2所示，可在孔9c設置多個排出孔9c3。多個排出孔9c3可在沿著發光管21的管軸21d的方向排列設置。排出孔9c3的一端在孔9c開口，另一端在間隙9a開口。多個排出孔9c3的開口尺寸既可相同也可不同。例如，發光管21的中央區域與發光管21的端部的附近相比，溫度容易變高。因此，可使與發光管21的中央區域相向的排出孔9c3的開口尺寸較與發光管21的端部的附近相向的排出孔9c3的開口尺寸更大。若如此設定，則可使對溫度容易變高的發光管21的中央區域供給的氣體的流量增加。因此，可有效地進行發光管21的冷卻，或抑制發光管21產生溫度分佈。

多個排出孔9c3的間距尺寸P2例如可設為線圈22a的間距尺寸P1以下。間距尺寸P2例如可設為10 mm以上且30 mm以下。多個排出孔9c3的間隔既可為大致一定，也可不同。如上文所述，發光管21的中央區域與發光管21的端部的附近相比，溫度容易變高。因此，可使與發光管21的中央區域相向的排出孔9c3的間距尺寸較與發光管21的端部的附近相向的排出孔9c3的間距尺寸更小。若如此設定，則可使對溫度容易變高的發光管21的中央區域供給的氣體的流量增加。因此，可有效地進行發光管21的冷卻，或抑制發光管21產生溫度分佈。

而且，如圖5所示，排出孔9c3可具有朝向發光管21的管軸21d延伸的形狀。若如此設定，則可對發光管21的表面噴附氣體，且容易在發光管21的表面大致均等地流動氣體。 而且，排出孔9c3也可設為在沿著發光管21的管軸21d的方向延伸的狹縫等。若排出孔9c3為狹縫等，則可對發光管21的表面的更廣區域直接供給氣體。

如圖2及圖5所示，可在冷卻部9設置保持阻擋放電燈2的多個保持部9d。多個保持部9d可設於冷卻部9的與框架5側為相反側的端面。在與框架5的面5a垂直的方向，多個保持部9d的與框架5側為相反側的面9d1優選以位於發光管21的管軸21d、與發光管21的和框架5側為相反側的端部21e之間的區域的方式設定。若如此設定，則容易保持發光管21，因而可使阻擋放電燈2的姿勢穩定。

保持部9d例如可設為呈板狀。在與發光管21的管軸21d正交的方向，夾持發光管21而設有一對保持部9d。一對保持部9d的發光管21側的端部可經由外部電極26而接觸發光管21。 一對保持部9d及外部電極26的安裝部26a使用螺桿等緊固構件而安裝於冷卻部9。

圖6（a）、圖6（b）為用於例示一對保持部的示意立體圖。 例如，可如圖6（a）所示，設置一對具有相同形狀的保持部9d。保持部9d呈板狀，可具有至少一個沿厚度方向貫穿的安裝孔9d2。保持部9d的發光管21側的側面9d3可設為曲面。側面9d3的曲率半徑可與發光管21的管徑的一半的值相同或稍大。或者，也可將側面9d3設為近似於所述曲率半徑的傾斜面而非曲面。保持部9d的材料例如可設為不銹鋼等金屬或氟樹脂等樹脂。

例如，可如圖6（b）所示，設置保持部19及保持部29。保持部19可與保持部29相向地設置。 保持部19呈板狀，具有安裝於冷卻部9的面19d1。保持部19的發光管21側的側面19d3可設為曲面。側面19d3的曲率半徑可與發光管21的管徑的一半的值相同或稍大。或者，也可將側面19d3設為近似於所述曲率半徑的傾斜面而非曲面。保持部19可具有至少一個沿厚度方向貫穿的安裝孔19d2。安裝孔19d2具有沿保持部19與保持部29相向的方向延伸的形狀，因此，可調整保持部19的側面19d3與保持部29的側面29d3之間的距離。

保持部29呈板狀，具有安裝於冷卻部9的面29d1。保持部29的發光管21側的側面29d3可設為曲面。側面29d3的曲率半徑可與發光管21的管徑的一半的值相同或稍大。或者，也可將側面29d3設為近似於所述曲率半徑的傾斜面而非曲面。保持部29可具有至少一個沿厚度方向貫穿的安裝孔29d2。可在面29d1的與側面29d3的一側為相反側的周緣設置凸部29d4。可在面29d1安裝於冷卻部9時，使凸部29d4接觸冷卻部9的側面。若如此設定，則可相對於冷卻部9將保持部29定位。另外，可藉由使保持部19向保持部29側移動，從而在保持部19與保持部29之間夾持阻擋放電燈2。因此，可將阻擋放電燈2的保持位置設為規定的範圍內，且可更可靠地進行阻擋放電燈2的保持。

保持部19及保持部29的材料例如可設為不銹鋼等金屬或氟樹脂等樹脂。

如上文所述，在冷卻部9與外部電極26之間的間隙9a中，視間隙9a的條件不同，有時生成硝酸。若生成硝酸，則有可能發光管21的光學特性劣化，或供照射紫外線的對象物產生損傷。因此，在紫外線照射裝置1設有溫度控制部10。

溫度控制部10控制冷卻部9的溫度及對間隙9a供給的氣體的溫度的至少任一個。例如，溫度控制部10可設為設於冷卻部9及氣體供給部7的至少任一個的加熱器等。

例如，溫度控制部10可設為設於冷卻部9與框架5之間的加熱器、或設於冷卻部9的內部的加熱器等。此時，可在冷卻部9設置溫度感測器，控制器8根據來自溫度感測器的信號而控制溫度控制部10。

而且，例如溫度控制部10可設為設於配管74等的加熱器等。此時，可在配管74或冷卻部9設置溫度感測器，控制器8根據來自溫度感測器的信號而控制溫度控制部10。

此處，五氧化二氮的昇華溫度為32.4℃。因此，若將處於間隙9a的氣體的溫度設為32.4℃以上，則可抑制五氧化二氮成為固體。若五氧化二氮為氣體，則容易將五氧化二氮與由氣體供給部7供給於間隙9a的氣體一起排出。 而且，五氧化二氮若加熱至45℃～50℃左右，則分解為二氧化氮與氧。因此，若將處於間隙9a的氣體的溫度設為45℃以上，則可抑制硝酸的生成。

圖7（a）為用於例示冷卻部9的溫度與硝酸的生成的關係的表。 圖7（b）為用於例示冷卻部9及框架5的溫度與硝酸的生成的關係的表。 此外，圖7（a）、圖7（b）中的“×”為確認到硝酸的生成的情況。“△”為確認到微量硝酸的生成的情況。“○”為未確認到硝酸的生成的情況。

如上文所述，五氧化二氮的昇華溫度為32.4℃。因此，由圖7（a）、圖7（b）得知，若將冷卻部9的溫度、或者冷卻部9及框架5的溫度設為32.4℃以上，則五氧化二氮昇華而容易排出至間隙9a的外部，因而可抑制硝酸的生成。

此時，若提高冷卻部9的溫度、或者冷卻部9及框架5的溫度，則可促進五氧化二氮的昇華，因而可進一步抑制硝酸的生成。 此時，由圖7（a）、圖7（b）得知，若將冷卻部9的溫度、或者冷卻部9及框架5的溫度設為35℃以上，則可進一步抑制硝酸的生成。

此處，如上文所述，五氧化二氮若加熱至45℃～50℃左右，則分解為二氧化氮與氧。因此，若將冷卻部9的溫度、或者冷卻部9及框架5的溫度設為45℃以上，則可有效地抑制硝酸的生成。 但是，若將冷卻部9的溫度、或者冷卻部9及框架5的溫度設為45℃以上，則有可能發光管21的溫度變得過高，發光管21產生翹曲或撓曲等變形。

根據本發明人所得的見解，若冷卻部9的溫度、或者冷卻部9及框架5的溫度為35℃以上且40℃以下，則可抑制熱所致的發光管21的變形，且可抑制硝酸的生成。 即，溫度控制部10優選將冷卻部9的溫度、或者冷卻部9及框架5的溫度設為32.4℃以上且40℃以下，進而優選為設為35℃以上且40℃以下。

此外，為了抑制熱所致的發光管21的變形及抑制硝酸的生成，只要控制冷卻部9的溫度即可。但是，若控制冷卻部9及框架5的溫度，則可抑制溫度變動，因此可使熱所致的發光管21的變形的抑制效果、及硝酸的生成的抑制效果穩定。

圖8為用於例示另一實施方式的紫外線照射裝置1a的示意側面圖。 如圖8所示，可在紫外線照射裝置1a設置阻擋放電燈2、定位部3、定位部4、框架5、點燈電路6、氣體供給部7、控制器8、冷卻部9、溫度控制部10及蓋11。

蓋11可具有窗11a及安裝構件11b。 窗11a呈板狀，可設於阻擋放電燈2的與框架5側相反的一側。即，窗11a可設於阻擋放電燈2與供照射紫外線的對象物之間。窗11a可由透過紫外線的材料形成。窗11a例如可由石英玻璃或透過紫外線的氟樹脂等形成。尤其在封入有放射172 nm的紫外線的氙的、阻擋放電燈2的情況下，窗11a可使用透過172 nm的紫外線的合成石英玻璃。

安裝構件11b的一端例如可使用螺桿等緊固構件而安裝於框架5的側面等。在安裝構件11b的另一端，例如可使用螺桿等緊固構件而安裝窗11a。

此處，若紫外線照射於對象物，則有時對象物的成分蒸散。若所蒸散的對象物的成分附著於發光管21，則有可能從阻擋放電燈2照射的紫外線的照度降低。

在紫外線照射裝置1a設有蓋11（窗11a），因而可抑制所蒸散的對象物的成分附著於發光管21。而且，對冷卻部9與外部電極26之間的間隙9a供給的氣體流入阻擋放電燈2與窗11a之間的空間。因此，可抑制處於紫外線照射裝置1a的周圍的、蒸散的對象物的成分侵入阻擋放電燈2與窗11a之間的空間。即，可將從間隙9a流出的氣體作為沖洗氣體而再利用。例如，封入有放射172 nm的紫外線的氙的、阻擋放電燈2的情況下，為了防止從發光管21到窗11a的空間中的紫外線的衰減，作為冷卻用氣體，適合使用惰性氣體，例如氮、氬。 此外，雖然所蒸散的對象物的成分附著於窗11a，但窗11a為單獨的板狀體，因而容易卸除而更換或清洗。 而且，假設即便生成上文所述的硝酸並從阻擋放電燈2滴落，也可利用蓋11（窗11a）來接住所滴落的硝酸。因此，可更可靠地抑制硝酸附著於對象物。進而，藉由利用對阻擋放電燈2與窗11a之間的空間所供給的惰性氣體完全進行沖洗，從而可原理上防止產生硝酸。

若設為本實施方式的紫外線照射裝置1a，則可抑制從阻擋放電燈2照射的紫外線的照度降低，且也可容易地進行維護等。 而且，即便減小阻擋放電燈2與對象物之間的距離，也可抑制所蒸散的對象物的成分附著於發光管21。因此，可增大向對象物照射的紫外線的照度。

以上，對本發明的若干實施方式進行了例示，但這些實施方式是作為示例而提示，並非意在限定發明的範圍。這些新穎的實施方式能以其他各種實施方式來實施，可在不偏離發明的主旨的範圍內，進行各種省略、替換、變更等。這些實施方式或其變形例包含於發明的範圍或主旨，並且包含於權利要求書所記載的發明及其均等範圍。而且，上文所述的各實施方式可相互組合而實施。

1、1a:紫外線照射裝置 2:阻擋放電燈 3、4:定位部 3a、9c:孔 3a1、24a:平坦面 5:框架 5a、9b、9d1、19d1、29d1:面 6:點燈電路 6a:端子 6a1:絕緣部 6a2、21b:導電部 6b、6c:配線 7:氣體供給部 8:控制器 9:冷卻部 9a:間隙 9c1:塞 9c2:供給孔 9c3:排出孔 9d、19、29:保持部 9d2、19d2、29d2:安裝孔 9d3、19d3、29d3:側面 10:溫度控制部 11:蓋 11a:窗 11b:安裝構件 21:發光管 21a:密封部 21c:外部引腳 21d:管軸 22:內部電極 22a:線圈 22b:腳 21e:端部 23:反射膜 24:端子蓋 25:引線 26:外部電極 26a:安裝部 29d4:凸部 71:氣體供給源 72:氣體控制部 73、74:配管 L:距離 P1、P2:間距尺寸 S:尺寸

圖1為用於例示本實施方式的紫外線照射裝置的示意側面圖。 圖2為圖1的紫外線照射裝置的A-A線方向的示意側面圖。 圖3為用於例示阻擋放電燈的示意圖。 圖4為用於例示定位部的示意側面圖。 圖5為用於例示冷卻部的示意截面圖。 圖6（a）、圖6（b）為用於例示一對保持部的示意立體圖。 圖7（a）為用於例示冷卻部的溫度與硝酸的生成的關係的表。圖7（b）為用於例示冷卻部及框架的溫度與硝酸的生成的關係的表。 圖8為用於例示另一實施方式的紫外線照射裝置的示意側面圖。

1:紫外線照射裝置

2:阻擋放電燈

3、4:定位部

5:框架

6:點燈電路

7:氣體供給部

8:控制器

9:冷卻部

10:溫度控制部

71:氣體供給源

72:氣體控制部

73、74:配管

Claims (3)

1. 一種紫外線照射裝置，包括： 發光管，呈筒狀，在內部空間封入有稀有氣體； 內部電極，具有設於所述內部空間的線圈； 外部電極，設於所述發光管的外側； 冷卻部，在所述外部電極的外側隔開間隙而設置； 氣體供給部，對所述間隙供給氣體；以及 溫度控制部，控制所述冷卻部的溫度及對所述間隙供給的所述氣體的溫度的至少任一個。
2. 如請求項1所述的紫外線照射裝置，其中，所述溫度控制部將所述冷卻部的溫度設為32.4℃以上且40℃以下。
3. 如請求項1所述的紫外線照射裝置，其還包括： 框架，供安裝所述冷卻部， 所述溫度控制部將所述冷卻部的溫度及所述框架的溫度設為32.4℃以上且40℃以下。

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