JP6947261B1 - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波長２００ｎｍ〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射するエキシマランプを搭載し、より汎用性の高い装置構造を備えた紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】紫外線照射装置１００は、発光ガスが封入された放電容器１３と、放電容器１３に当接して配置され、放電容器１３の内部に誘電体バリア放電を生じさせる一対の第一電極１４および第二電極１５と、を有するエキシマランプ１２と、エキシマランプ１２を内部に収容し、エキシマランプ１２から発せられる波長２００〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射する光出射窓を有する、絶縁性の耐熱樹脂材料により構成された筐体１１と、を備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、エキシマランプを備える紫外線照射装置に関する。

従来、有害な微生物（細菌やカビ等）やウイルスによる感染症の拡大を防ぐため、空間を浮遊する微生物やウイルス、および床面、壁面、物体の表面等の様々な場所に付着している微生物やウイルスを、紫外線を照射して不活化させることが行われている。

例えば特許文献１には、皮膚等の殺菌処理や脱臭処理に用いられる紫外線照射装置が開示されている。この紫外線照射装置に搭載されるエキシマランプは、円筒状の外側管と、外側管の管軸に沿って配置された円筒状の内側管とで構成された発光管を備えており、外側管と内側管の間に円環状の放電空間が形成されている。また、エキシマランプを冷却するための吸排気ファンや、発光管の外側に設けられた外側電極と、発光管の内側に設けられた内側電極との間に高周波高電圧を印加させる電源部が設けられている。

また、例えば特許文献２には、人の細胞に害を及ぼすことなくバクテリアを殺菌することができる光として、波長２００ｎｍ付近の紫外線（例えば、波長２０７ｎｍや波長２２２ｎｍのエキシマ光）を利用することができ、これにより、人にとって安全であるとともに、空間や表面をＵＶ殺菌できる点が開示されている。

特許第６５５８３７６号公報 特許第６０２５７５６号公報

人の細胞に害を及ぼさず、有害な微生物やウイルスを不活化可能な紫外線の発見により、このような紫外線は、人や動物が往来する施設（病院、スポーツ施設、劇場、飲食店、会議室、トイレ等）や乗物（飛行機、電車、バス、車）等の幅広い場面で、微生物やウイルスの不活化用途としての利用が期待される。しかしながら、上記特許文献１に記載の紫外線照射装置は、筐体構造が大型化しやすく、汎用性が高い装置構造ではなかった。

また、エキシマランプは、放電用ガスの種類によって放射される光の波長特性（波長範囲）を調整できるものであることから、放電用ガスとして適宜のガスを用いることにより、波長２００ｎｍ付近に中心波長を有する放射光（紫外線）を得ることができる。具体的には、臭化クリプトン（ＫｒＢｒ）ガスを用いることで中心波長２０７ｎｍの放射光が得られ、塩化クリプトン（ＫｒＣｌ）ガスを用いることで中心波長２２２ｎｍの放射光が得られる。

しかしながら、放射光に波長１９０ｎｍ未満の紫外線が含まれている場合には、オゾン（Ｏ_３）が発生し得る。これは、波長１９０ｎｍ未満の紫外線が酸素を含む雰囲気中に照射されると、酸素分子が光分解されて酸素原子を生成し、酸素分子と酸素原子との結合反応によってオゾンが生成されるためである。そのため、大気雰囲気中において特定のエキシマランプを点灯した場合、波長１９０ｎｍ未満の紫外線が僅かに放射される際には、大気中に微量のオゾンが発生する場合がある。このオゾンは樹脂やゴム等の有機材料を劣化させるおそれがある。

そこで、本発明は、波長２００ｎｍ〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射するエキシマランプを搭載し、より汎用性の高い装置構造を備えた紫外線照射装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る紫外線照射装置の一態様は、発光ガスが封入された放電容器と、前記放電容器に当接して配置され、前記放電容器の内部に誘電体バリア放電を生じさせる一対の第一電極および第二電極と、を有するエキシマランプと、前記エキシマランプを内部に収容し、前記エキシマランプから発せられる波長２００〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射する光出射窓を有する、絶縁性の耐熱樹脂材料により構成された筐体と、を備え、前記筐体は、前記エキシマランプを収容する閉鎖空間を形成している。
このように、エキシマランプを耐熱樹脂筐体で覆うことで、筐体内が保温されやすくなる。これにより、放電容器を構成するガラスの紫外線歪の緩和効果が得られる。また、エキシマランプの周囲に微量な酸素が存在する場合、その酸素がエキシマランプから放射される紫外線を受け、オゾンが発生する場合があるが、筐体内が保温されていることでオゾンの熱分解が促進される効果がある。また、筐体内を保温する構造であるため、当該筐体内には、例えばエキシマランプ等を冷却するための機構を配置する必要はない。そのため、筐体構造が大型化することを抑制し、汎用性の高い装置構造とすることができる。

また、上記の紫外線照射装置は、前記第一電極と電気的に接続され、前記筐体を貫通して設けられた第一導電体と、前記第二電極と電気的に接続され、前記筐体を貫通して設けられた第二導電体と、をさらに備え、前記第一導電体および前記第二導電体は、前記筐体の外部において、前記エキシマランプに電力を供給する電源部と電気的に接続されていてもよい。
このように、筐体の外に電源部を設けることで、エキシマランプの周囲で微量にオゾンが発生した場合でも、当該オゾンによって電源部の構成部品が劣化するのを防止することができる。さらに、筐体を貫通して設けられた導電体を介して電源部との電気的な接続を実現することができるので、汎用性の高い装置構造とすることができる。また、筐体内にエキシマランプが収納されているため、筐体自体を取り換えることでランプ交換が可能であり、利便性の高い装置構造となる。

また、上記の紫外線照射装置において、前記第一電極および前記第二電極は、前記筐体に当接して固定されており、前記第一電極と前記第一導電体との接続は、前記筐体における前記第一電極が当接する面に設けられ、前記第二電極と前記第二導電体との接続は、前記筐体における前記第二電極が当接する面に設けられていてもよい。
この場合、筐体内の電気的接続は、導電部材（電線）を用いない構造とすることができる。電気的接続に電線を用いる場合、電線を被覆する材料がオゾンで劣化することを想定すると短絡や漏電の問題が懸念されるが、電気的接続に電線を用いない構造とすることで、上記の問題を回避することができる。また、筐体と電極との当接面に接続端子を設けることで、筐体内の閉塞空間を維持しつつも、電極と電源部との間の電気的接続をより堅牢なものとすることができる。また、筐体内で発生した紫外線が、接続端子を形成した貫通孔から漏洩することをより適切に防ぐことができる。

さらに、上記の紫外線照射装置において、前記第一導電体は、前記第一電極と電気的に接続され、前記筐体を貫通して設けられた第一接続端子と、前記第一接続端子に接続された第一導電部材と、を備え、前記第二導電体は、前記第二電極と電気的に接続され、前記筐体を貫通して設けられた第二接続端子と、前記第二接続端子に接続された第二導電部材と、を備え、前記第一接続端子および前記第二接続端子は、前記筐体の外部において、前記第一導電部材および前記第二導電部材を介して前記エキシマランプに電力を供給する電源部と電気的に接続されていてもよい。
このように、接続端子を用いた場合、製造上作製しやすく、また、筐体を貫通して電極と接続させる給電構造を容易に実現することができる。

また、上記の紫外線照射装置において、前記第一電極および前記第二電極は、前記筐体に当接して固定されており、前記第一接続端子は、前記筐体における前記第一電極が当接する面に設けられ、前記第二接続端子は、前記筐体における前記第二電極が当接する面に設けられていてもよい。
この場合、筐体内の電気的接続は、導電部材（電線）を用いない構造とすることができる。電気的接続に電線を用いる場合、電線を被覆する材料がオゾンで劣化することを想定すると短絡や漏電の問題が懸念されるが、電気的接続に電線を用いない構造とすることで、上記の問題を回避することができる。また、筐体と電極との当接面に接続端子を設けることで、筐体内の閉塞空間を維持しつつも、電極と電源部との間の電気的接続をより堅牢なものとすることができる。また、筐体内で発生した紫外線が、接続端子を形成した貫通孔から漏洩することをより適切に防ぐことができる。

さらに、上記の紫外線照射装置において、前記第一接続端子および前記第二接続端子は、前記第一電極および前記第二電極をそれぞれ前記筐体に固定するネジ部材であってもよい。
この場合、接続端子を、筐体と電極との機械的接続（電極の固定）としても兼用できる。

また、上記の紫外線照射装置において、前記筐体は、上枠部と下枠部とを備え、前記上枠部と前記下枠部とによって前記エキシマランプを収容する閉鎖空間を形成するように構成されており、前記上枠部に、前記光出射窓が形成されており、前記下枠部に、前記第一電極および前記第二電極がそれぞれ固定されていてもよい。
この場合、紫外線照射装置の製造、組立が容易となる。

さらに、上記の紫外線照射装置において、前記筐体における前記光出射窓が形成された面とは反対側に、前記電源部が配置されていてもよい。
この場合、最もコンパクトで扱いやすく、汎用性のある構造とすることができる。

また、上記の紫外線照射装置において、前記電源部は、インバータと、当該インバータを冷却する冷却機構と、を備えていてもよい。
この場合、電源部を効率的に冷却することができる。

さらにまた、上記の紫外線照射装置において、前記光出射窓には、２３０ｎｍよりも長波長側のＵＶＣ波の透過を阻止する光学フィルタが設けられていてもよい。
この場合、人体への悪影響の少ない波長域の光を出射する紫外線照射装置とすることができる。

また、上記の紫外線照射装置において、前記耐熱樹脂材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ガラス繊維含有ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ−ＧＦ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、およびガラス繊維含有ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ−ＧＦ）のいずれかとすることができる。
この場合、紫外線に対する劣化が少なく、耐熱性（１００℃以上）が十分に確保された樹脂材料により筐体を構成することができる。なお、紫外線の劣化耐性や耐熱性だけでなく、ＵＶＣ波の遮光性や加工性を考慮した場合には、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）が最も扱いやすく好適である。

本発明の一つの態様によれば、波長２００ｎｍ〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射するエキシマランプを搭載し、より汎用性の高い装置構造を備えた紫外線照射装置とすることができる。

本実施形態の紫外線照射装置が備える光源部の外観イメージ図である。 紫外線照射装置が備える光源部の内部構造の模式図である。 ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）のＵＶ−ＶＩＳ透過率の測定結果である。 紫外線照射装置の構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における紫外線照射装置である光源部１１０の外観イメージ図である。また、図２は、光源部１１０の内部構造の模式図である。
図１に示すように、光源部１１０は、上枠部１１ａと下枠部１１ｂとからなる筐体１１を備える。また、図２に示すように、光源部１１０は、筐体１１の内部に収容されたエキシマランプ１２を備える。エキシマランプ１２は、波長２００ｎｍ〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射する。

筐体１１は、絶縁性の耐熱樹脂材料により構成されている。本実施形態では、筐体１１は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）により構成されているものとする。
なお、筐体１１の材料は、紫外線に対する劣化が少なく、耐熱性（１００℃以上）が十分に確保された樹脂材料であればよく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ガラス繊維含有ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ−ＧＦ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、およびガラス繊維含有ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ−ＧＦ）等であってもよい。

また、波長２００〜２３０ｎｍの紫外線に対する紫外線劣化を詳細に検証するため、ピーク波長が２２２ｎｍである光を放射するＫｒＣｌエキシマランプを用いて、照度が１５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を２０分間照射したときの劣化状況を確認したところ、特に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）およびポリエーテルイミド（ＰＥＩ）はＵＶ劣化が殆ど確認されず、本発明に係る筐体の材料として好ましいことが確認できた。

さらに、人の細胞に害を及ぼすことなく微生物やウイルスを不活化させる紫外線照射装置として考察すれば、光源（例えばエキシマランプ）を収容する筐体は、人の細胞に害を及ぼすＵＶＣ波の透過率が低い樹脂材料が望ましい。例えば２３０ｎｍよりも長波長側のＵＶＣ波の透過率が殆ど存在しない（例えば透過率５％以下、より望ましくは１％以下）樹脂材料であることが望ましい。

そこでＵＶＣ波の透過性を検証したところ、紫外線劣化の耐性が高いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）は、所定の厚みでＵＶＣ波の透過率が数パーセント〜数十パーセント程度あることが確認できる。そのためこの樹脂材料では、筐体を介して有害光が漏れる可能性があり、使用上懸念がある場合は、別途遮光対策を講じる必要性がある。
一方で、筐体の材料としてポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を用いた場合は、ＵＶＣ波の透過がかなり効果的に抑制できることが確認できた。図３は、厚み１ｍｍの板状のポリエーテルイミド材に対して、ＵＶ−ＶＩＳ透過率を測定した結果である。図３から分かるとおり、波長４００ｎｍ以下の光は殆ど透過しないことが理解できる。
以上の観点から、筐体材料としては、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を採用することが最も望ましいといえる。

筐体１１は、上枠部１１ａと下枠部１１ｂとにより外気の流入がない閉鎖空間を形成し、筐体１１内部と筐体１１外部とを隔てた構造を有する。エキシマランプ１２は、筐体１１内部に形成された上記閉鎖空間に収容され、筐体１１に覆われる。

上枠部１１ａには、光出射窓となる開口部１１ｃが形成されている。この開口部１１ｃには、例えば石英ガラスからなる窓部材１１ｄが設けられている。また、この開口部１１ｃには、不要な光を遮断する光学フィルタ等を設けることもできる。エキシマランプ１２の光取出し面は、この光出射窓に対向して配置される。
なお、図２では、光源部１１０が複数（３本）のエキシマランプ１２を備えているが、エキシマランプ１２の数は特に限定されない。

エキシマランプ１２は、両端が気密に封止された直管状の放電容器１３を備える。放電容器１３は、例えば石英ガラスにより構成することができる。また、放電容器１３の内部には、発光ガスとして希ガスとハロゲンとが封入されている。本実施形態では、塩化クリプトン（ＫｒＣｌ）ガスを用いたＫｒＣｌエキシマランプを用いる。この場合、得られる放射光の中心波長は２２２ｎｍである。
なお、ハロゲンとしては、臭素（Ｂｒ）を用いることもできる。ＫｒＢｒエキシマランプの場合、得られる放射光の中心波長は２０７ｎｍである。

放電容器１３の外表面には、一対の電極（第一電極１４、第二電極１５）が当接するように配置されている。図２に示すように、第一電極１４および第二電極１５は、放電容器１３における光取出し面とは反対側の側面（＋Ｚ方向の面）に、放電容器１３の管軸方向（Ｙ方向）に互いに離間して配置されている。
そして、放電容器１３は、これら２つの電極１４、１５に接触しながら跨るように配置されている。具体的には、２つの電極１４、１５には凹溝が形成されており、放電容器１３は、電極１４、１５の凹溝に嵌め込まれている。

この一対の電極のうち、一方の電極（例えば第一電極１４）が高圧側電極であり、他方の電極（例えば第二電極１５）が低圧側電極（接地電極）である。第一電極１４および第二電極１５の間に高周波電圧を印加することで、放電容器１３の内部空間において励起二量体が生成され、中心波長２２２ｎｍのエキシマ光がエキシマランプ１２の光取出し面から放射される。

本実施形態では、一対の電極１４、１５における凹溝が形成された面とは反対側の面が、下枠部１１ｂの面上（上枠部１１ａの光出射窓に対向する面上）に当接して固定されており、これにより、エキシマランプ１２の光取出し面が光出射窓に対向して配置される。そのため、エキシマランプ１２から放射された光は、光出射窓を介して光源部１１０から出射される。
ここで、電極１４、１５は、エキシマランプ１２から放射される光に対して反射性を有する金属部材により構成されていてもよい。この場合、放電容器１３から＋Ｚ方向に放射された光を反射して−Ｚ方向に進行させることができる。

光出射窓となる開口部１１ｃには、上述したように光学フィルタを設けることができる。光学フィルタは、例えば、人体への悪影響の少ない波長域１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの光（より好ましくは、波長域１９０ｎｍ〜２３０ｎｍの光）を透過し、それ以外のＵＶＣ波長域の光をカットする波長選択フィルタとすることができる。
波長選択フィルタとしては、例えば、ＨｆＯ_２層およびＳｉＯ_２層による誘電体多層膜を有する光学フィルタを用いることができる。

なお、波長選択フィルタとしては、ＳｉＯ_２層およびＡｌ_２Ｏ_３層による誘電体多層膜を有する光学フィルタを用いることもできる。
しかしながら、波長選択フィルタとしてＨｆＯ_２層およびＳｉＯ_２層による誘電体多層膜を有する光学フィルタを用いた場合には、ＳｉＯ_２層およびＡｌ_２Ｏ_３層による誘電体多層膜を有する光学フィルタを用いた場合と比較して、層の総数を少なくすることができる。そのため、入射角が０°のときの紫外線の透過率を高めることができる。
このように、光出射窓に光学フィルタを設けることで、エキシマランプ１２から人に有害な光が僅かに放射されている場合であっても、当該光が筐体１１の外に漏洩することをより確実に抑えることができる。

第一電極１４および第二電極１５は、エキシマランプ１２に対して電力を供給するための電源部と電気的に接続されている。本実施形態では、電源部は、筐体１１の外部に配置されている。
具体的には、光源部１１０は、第一電極１４と電源部とを電気的に接続する第一接続部材（第一導電体）として、第一電極１４と電気的に接続され、筐体１１を貫通して設けられた金属部材である第一接続端子１６ａと、第一接続端子１６ａと電源部とを電気的に接続する第一導電部材（電線）１７ａと、を備える。

第一接続端子１６ａは、筐体１１の第一電極１４との当接面に設けられ、当該当接面を貫通して第一電極１４を筐体１１に固定するネジ部材とすることができる。つまり、第一接続端子１６ａのネジ頭部は、筐体１１外で且つ筐体１１の第一電極１４が当接された面上に設けられる。第一導電部材１７ａの一端は、筐体１１外に設けられた第一接続端子１６ａのネジ頭部に接続され、他端は電源部に接続される。このように、第一導電部材１７ａは、筐体１１の外部において第一接続端子１６ａと電源部とを電気的に接続し、筐体１１内の電気的接続は、電線を用いない構造となっている。

同様に、光源部１１０は、第二電極１５と電源部とを電気的に接続する第二接続部材（第二導電体）として、第二電極１５と電気的に接続され、筐体１１を貫通して設けられた第二接続端子１６ｂと、第二接続端子１６ｂと電源部とを電気的に接続する第二導電部材（電線）１７ｂと、を備える。第二接続部材の構成は、上述した第一接続部材の構成と同様である。
また、第一導電部材１７ａおよび第二導電部材１７ｂには、電源部に対して着脱可能なコネクタ１８が設けられている。第一接続端子１６ａおよび第二接続端子１６ｂと電源部との電気的接続は、コネクタ１８によって容易に行うことができる。
上記の構成により、光源部１１０は、コネクタ１８の着脱によって容易に電源部に対して着脱することが可能となる。したがって、筐体１１内に収容されたエキシマランプ１２を交換したい場合には、筐体１１自体を取り換えることでランプ交換が可能となり、利便性の高い装置構造となる。

図４は、電源部を備える紫外線照射装置１００の構成を示す模式図である。
この図４に示すように、紫外線照射装置１００は、上述した光源部１１０と、電源部１２０と、を備える。
電源部１２０は、支持部２１と、電源部材２２と、コネクト部２３と、冷却部材（冷却機構）２４と、を備える。電源部材２２、コネクト部２３および冷却部材２４は、支持部２１における筐体１１が配置される側とは反対側に配置され、遮蔽部２５によって覆われている。

ここで、電源部材２２は、電源からの電力が供給されるインバータを含む。コネクト部２３には、第一導電部材１７ａと、第二導電部材１７ｂ（図４では不図示）とが接続される。冷却部材２４は、電源部材２２を冷却するための部材であり、例えばヒートシンクとすることができる。なお、冷却機構は、上記の冷却部材２４に限定されるものではなく、例えば冷却ファンであってもよい。
電源部１２０は、支持部２１が固定部２６によって筐体１１の下枠部１１ｂに固定されることで、光源部１１０の筐体１１の裏面側（光出射窓とは反対側）に配置される。

以上説明したように、本実施形態における紫外線照射装置１００は、筐体１１と、エキシマランプ１２と、を備える光源部１１０を備える。筐体１１は、絶縁性の耐熱樹脂材料により構成されている。また、筐体１１は、エキシマランプ１２を内部に収容し、エキシマランプ１２から発せられる波長２００〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射する光出射窓を有する。そして、筐体１１の外部には、エキシマランプ１２に電力を供給する電源部１２０が配置されている。エキシマランプ１２の第一電極１４と電源部１２０とは、筐体１１を貫通するよう形成された第一接続部材（第一導電体）により電気的に接続され、エキシマランプ１２の第二電極１５と電源部１２０とは、筐体１１を貫通するよう形成された第二接続部材（第二導電体）により電気的に接続されている。

具体的には、上記第一接続部材は、第一電極１４と電気的に接続され、筐体１１を貫通して設けられた第一接続端子１６ａと、筐体１１の外部において、第一接続端子１６ａと電源部１２０とを電気的に接続する第一導電部材１７ａと、を備える。同様に、上記第二接続部材は、第二電極１５と電気的に接続され、筐体１１を貫通して設けられた第二接続端子１６ｂと、筐体１１の外部において、第二接続端子１６ｂと電源部１２０とを電気的に接続する第二導電部材１７ｂと、を備える。

このように、耐熱樹脂材料からなる筐体１１は、エキシマランプ１２を覆うように構成され、筐体１１内と筐体１１外とが隔てられた構造としている。そして、電源部１２０は、当該筐体１１の外側に配置された構造となっている。
エキシマランプ１２からの放射光に波長１９０ｎｍ未満の紫外線が僅かにでも含まれている場合、エキシマランプの周囲に酸素が存在していると、この酸素に紫外線が作用してオゾンが生成される。エキシマランプ１２を耐熱樹脂材料からなる筐体１１で覆い、筐体１１の外部に電源部１２０を配置することで、エキシマランプ１２の周囲でオゾンが生成された場合でも、電源部１２０を構成する電子部品がオゾンにより劣化することを防ぐことができる。

また、エキシマランプ１２が筐体１１により覆われており、筐体１１内には外気の流入が無い閉塞空間が形成される。そのため、エキシマランプ１２の点灯中は、エキシマランプ１２自身から発せられる熱により筐体１１内の温度が上昇し、また、筐体１１が耐熱樹脂材料により構成されていることで、筐体１１内の熱が放熱されにくく、エキシマランプ１２が保温されやすい構成とすることができる。
オゾンの半減期は、温度の上昇に伴って短くなる。そのため、筐体１１内が保温されることで、筐体１１内で発生したオゾンが熱分解されやすくなるといった効果が得られる。
さらに、放電容器１３を構成する石英ガラスは、長時間の紫外線照射によって歪が蓄積されることがある。このような石英ガラス中の歪は、熱によって緩和されることが期待できる。つまり、筐体１１内の熱を放熱されにくくしてエキシマランプ１２が保温されやすい構成とすることで、放電容器１３を構成する石英ガラスの紫外線歪の緩和効果が期待できる。

一方で、電源部１２０は、エキシマランプ１２に高周波高電圧を印加させるためのインバータ等を有し、エキシマランプ１２の点灯動作を持続する場合は当該電源部１２０が発熱しやすい。そのため、電源部１２０を冷却するための冷却機構（冷却部材２４）を設ける。
このとき、エキシマランプと電源部とが同一空間（互いに連通する空間を含む）に配置されていると、電源部を冷却するための冷却機構によりエキシマランプが冷却されてしまう。エキシマランプが過冷却されると、放電容器を構成する石英ガラスに紫外線による歪みが残りやすい。
これに対して、本実施形態では、電源部１２０を筐体１１の外部に配置するので、冷却機構によって電源部１２０のみを適切に冷却することができる。このように、エキシマランプ１２を過冷却させずに適切に点灯駆動を持続させることができる。

また、本実施形態における紫外線照射装置１００は、筐体１１を貫通して設けられた接続端子１６ａ、１６ｂを介して、電源部１２０との電気的接続を実現することができるため、小型で汎用性の高い装置構造が実現できる。また、製造上作製しやすく、筐体１１を貫通して電極１４、１５と接続させる給電構造を容易に実現することができる。
さらに、接続端子１６ａ、１６ｂを、筐体１１と電極１４、１５との当接面に設けることで、筐体１１内の電気的接続を、導電部材（電線）を用いない構造とすることができる。したがって、筐体１１内において、電線を被覆する材料がオゾンで劣化することを防止することができ、短絡や漏電の問題が回避することができる。また、筐体１１内の閉塞空間を維持しつつ、電極１４、１５と電源部１２０との間の電気的接続をより堅牢なものとすることができる。
また、接続端子１６ａ、１６ｂを、電極１４、１５をそれぞれ筐体１１に固定するネジ部材とすることで、接続端子１６ａ、１６ｂを、筐体１１と電極１４，１５との機械的接続（電極の固定）としても兼用することができる。

また、電源部１２０は、筐体１１における光出射窓が形成されている面とは反対側に配置することで、最もコンパクトで扱いやすく、汎用性のある構造とすることができる。
さらに、このとき、筐体１１の電極１４、１５が当接する面に接続端子１６ａ、１６ｂが設けられていることで、接続端子１６ａ、１６ｂを電源部１２０に最も近い位置に配置することができ、導電部材１７ａ、１７ｂの引き回しが容易となる。

また、エキシマランプ１２は、第一方向（Ｙ方向）に離間して配置され、それぞれの側面上に第一方向に延伸するように形成された凹溝を有する第一電極１４および第二電極１５と、第一電極１４および第二電極１５の双方に形成された凹溝に一部分が嵌め込まれ、且つ、第一電極１４および第二電極１５に跨るように第一方向に延伸して配置された放電容器１３と、を備える。このような構成により、単なる直管型の放電容器１３よって放電が可能となるため、例えば二重管構造の放電容器を備えるエキシマランプと比較して、大幅に小型化することができる。

以上のように、本実施形態における紫外線照射装置１００は、波長２００ｎｍ〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射するエキシマランプを搭載し、小型でより汎用性の高い装置構造を備えた紫外線照射装置とすることができる。

なお、上記実施形態においては、電源部１２０から電極１４、１５への給電構造は、接続端子１６ａ、１６ｂと導電部材１７ａ、１７ｂとが組み合わされた構造である場合について説明した。しかしながら、電源部１２０から電極１４、１５への給電構造は、上記に限定されるものではない。例えば、電極１４、１５と電源部１２０とを、筐体１１を貫通して設けられた導電部材（電線）によって直接的に接続してもよい。つまり、第一接続部材（第一導電体）および第二接続部材（第二導電体）は、導電部材のみにより構成されていてもよい。

１１…筐体、１１ａ…上枠部、１１ｂ…下枠部、１１ｃ…開口部、１１ｄ…窓部材、１２…エキシマランプ、１３…放電容器、１４…第一電極、１５…第二電極、２１…支持部、２２…電源部材、２３…コネクト部、２４…冷却部材、２５…遮蔽部、２６…固定部、１００…紫外線照射装置、１１０…光源部、１２０…電源部

Claims (12)

1. 発光ガスが封入された放電容器と、前記放電容器に当接して配置され、前記放電容器の内部に誘電体バリア放電を生じさせる一対の第一電極および第二電極と、を有するエキシマランプと、
   前記エキシマランプを内部に収容し、前記エキシマランプから発せられる波長２００〜２３０ｎｍに中心波長を有する光を放射する光出射窓を有する、絶縁性の耐熱樹脂材料により構成された筐体と、を備え、
   前記筐体は、前記エキシマランプを収容する閉鎖空間を形成していることを特徴とする紫外線照射装置。
2. 前記第一電極と電気的に接続され、前記筐体を貫通して設けられた第一導電体と、
   前記第二電極と電気的に接続され、前記筐体を貫通して設けられた第二導電体と、をさらに備え、
   前記第一導電体および前記第二導電体は、前記筐体の外部において、前記エキシマランプに電力を供給する電源部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
3. 前記第一電極および前記第二電極は、前記筐体に当接して固定されており、
   前記第一電極と前記第一導電体との接続は、前記筐体における前記第一電極が当接する面に設けられ、
   前記第二電極と前記第二導電体との接続は、前記筐体における前記第二電極が当接する面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の紫外線照射装置。
4. 前記第一導電体は、前記第一電極と電気的に接続され、前記筐体を貫通して設けられた第一接続端子と、前記第一接続端子に接続された第一導電部材と、を備え、
   前記第二導電体は、前記第二電極と電気的に接続され、前記筐体を貫通して設けられた第二接続端子と、前記第二接続端子に接続された第二導電部材と、を備え、
   前記第一接続端子および前記第二接続端子は、前記筐体の外部において、前記第一導電部材および前記第二導電部材を介して前記エキシマランプに電力を供給する電源部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項２または３に記載の紫外線照射装置。
5. 前記第一電極および前記第二電極は、前記筐体に当接して固定されており、
   前記第一接続端子は、前記筐体における前記第一電極が当接する面に設けられ、
   前記第二接続端子は、前記筐体における前記第二電極が当接する面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の紫外線照射装置。
6. 前記第一接続端子および前記第二接続端子は、前記第一電極および前記第二電極をそれぞれ前記筐体に固定するネジ部材であることを特徴とする請求項４または５に記載の紫外線照射装置。
7. 前記筐体は、上枠部と下枠部とを備え、前記上枠部と前記下枠部とによって前記エキシマランプを収容する前記閉鎖空間を形成するように構成されており、
   前記上枠部に、前記光出射窓が形成されており、
   前記下枠部に、前記第一電極および前記第二電極がそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
8. 前記筐体における前記光出射窓が形成された面とは反対側に、前記電源部が配置されていることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
9. 前記電源部は、インバータと、当該インバータを冷却する冷却機構と、を備えることを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
10. 前記光出射窓には、２３０ｎｍよりも長波長側のＵＶＣ波の透過を阻止する光学フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
11. 前記耐熱樹脂材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ガラス繊維含有ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ−ＧＦ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、およびガラス繊維含有ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ−ＧＦ）のいずれかであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
12. 前記耐熱樹脂材料は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。

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