JP4158705B2 - エキシマ光照射装置 - Google Patents
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Description
また、このようなエキシマ放電ランプが搭載されたエキシマ光照射装置としては、例えば、特開平11−183699号公報に開示された構造が知られている。
エキシマ光照射装置90は、筐体91と、円筒状の誘電体92と、誘電体92の内表面に嵌入され誘電体92を介して対向する棒状の電極93とからなる。筐体91は、光出射方向200に設けられた開口部に光取出窓95が組み込まれるとともに、筐体91内に導入されたエキシマ放電生成ガスとしての希ガスを吸排するためのガス吸入口96、ガス排出口97が設けられている。筐体91内の希ガスは、ガス吸入口96、ガス排出口97により置換することができる。筐体91内においては、対向する電極93に不図示の外部回路にて高周波高電圧を印加することにより、対向する電極93間でエキシマ放電することにより放電部98が形成され希ガスエキシマ光が放射される。
図9に示すエキシマ光照射装置において、電極93として用いられる例えばアルミニウムからなる棒や、誘電体92として用いられる例えば石英ガラスからなる管は、その製造時に寸法誤差が生じるものである。具体例として、アルミニウムからなる棒を電極として用いた場合について以下に図10を用いて説明する。
これにより、図9に示すエキシマ光照射装置内に、電極と誘電体とが隙間をもった状態で嵌入されたものが複数配置された場合には、エキシマ光照射装置から放射される光に照度ムラが生じると考えられる。
以上から、図11に示すように、石英ガラス管92にアルミニウム棒93を嵌入した際に隙間があると、両者が密着している場合と比較して、放電空間にかかる電圧が低下するため放電が生じないと考えられる。
図1(a)に示すように、エキシマ光照射装置10は、筐体11と、筐体11内に配置され円筒状の誘電体12を介して対向する棒状の一方の電極13及び板状の他方の電極14とから構成される。誘電体12、一方の電極13及び他方の電極14の配置について具体的に説明すると、図1(b)に示すように他方の電極14に設けられた30〜300個の貫通穴20の各々の表面に当接するように誘電体12が配置され、一方の電極13が貫通穴20に同心状に配置されるように挿入されている。即ち、一方の電極13と他方の電極14とは管状の誘電体12を介して対向している。
尚、誘電体12は、棒状の一方の電極13と板状の他方の電極14との間で誘電体12を介さない放電が形成されることを防止するため、その長さが板状の他方の電極14の厚みよりも長いことが好ましい。具体的には、誘電体12の両端が他方の電極14より5〜20mm程度長くなっていることが特に好ましい。
筐体11は、ステンレス製の円筒形の箱から構成され、外径200mm〜600mm、高さ200mm〜600mm、肉厚3〜5mmである。無論、円筒に限らず、XZ平面にて切断して得た断面が長方形等の多角形となる箱を用いることも可能である。Z軸方向は図1(a)には図示していないが、紙面に対して垂直方向である。
光取出窓15は、石英ガラス製の円板から構成され、直径100〜400mm、厚さ(Y軸方向)5〜30mmである。無論、円板に限らず、XZ平面にて切断して得た断面が長方形等の多角形となる板であっても良い。光取出窓15の材質は、石英ガラスに限らずサファイア、フッ化マグネシウム(MgF2)等を用いることができる。本発明の光照射装置10によると、筐体11内のガスを還流させる機能を備えているため、石英ガラス、サファイアのようにエキシマ光に晒されることにより酸素ガスを放出する材質を光取出窓15として好適に用いることができる。
他方の電極14は、例えばアルミニウム製の外径50〜400mm、厚み5〜100mmの円板から構成されている。無論、円板に限らず、直方体形状を有する板などから構成しても良い。他方の電極14には、前記一方の電極13を同心状に挿入するとともに誘電体12に形成された螺子部120と螺合するために、螺子切り加工が施された貫通穴20が30〜300個形成されている。貫通穴20の寸法としては、M5〜M30(JIS規格 B 0205 メートル並目ねじ)であることが好ましい。一方の電極13及び他方の電極14の材質は、アルミニウムに限るものではなく、銅、真ちゅう、ステンレスが好ましく、特に、銅は熱伝導率が高く、電極の冷却が容易であるという理由で好ましい。
エキシマ光照射装置50は、円筒状の誘電体52及び棒状の電極53が螺子部を有することを除けば、その他の構造は図9に示すエキシマ光照射装置90と概ね同様であるので、説明は省略する。光照射装置50においては、対向する電極53に不図示の外部回路にて高周波高電圧を印加することにより、対向する電極53の間でエキシマ放電することにより放電部59が形成され、172nmの波長を有するキセノンエキシマ光が放射される。
尚、図5では全ての電極53に誘電体52が設けられているが、この構造に限るものではなく、要は対向する電極53のうち少なくとも片側に誘電体52が設けられていれば良い。
Z軸方向は図5においては図示していないが、紙面に対して垂直方向である。
誘電体52は、例えばセラミクス製の管からなり、その表面に螺子部520を有する。電極53は、例えばアルミニウム製の無空棒からなり、誘電体52と同様にその外表面には螺子部530を有する。誘電体52と電極53とは、各々の螺子部520と530とを螺合することにより、凸部521と凸部531とが複数箇所にて接触している。
<本発明の光照射装置>
筐体:
外径560mm、高さ200mm、肉厚5mm、内容積47500cm3のステンレス製の円筒容器
筐体内への封入ガス:
キセノンガスを50KPa
光取出窓:
直径400mm、厚み20mmの合成石英ガラス製の板
誘電体:
外径20mm、内径15mm、全長40mmのアルミナ管の外周面に、M20の螺子部を設けたもの
一方の電極:
外径3mm、全長80mmのアルミニウム製の無空棒
他方の電極:
外径450mm、厚み30mmのアルミニウム製の板に、M20の螺子部を有する貫通穴を271個設けたもの
<比較例の光照射装置>
電極に螺子部を有しない点を除けば、その他の構成は本発明の光照射装置と同じである。
次に、本発明及び比較例のエキシマ光照射装置を用いた実験方法について説明する。図7は、本発明及び比較例の光照射装置についての照度の測定方法について説明するための図である。
本発明及び比較例の光照射装置について、3kV、50KHzの条件にて点灯を行い、図7に示すように筐体11に取り付けられた光取出窓15からY軸方向へ10mm離れた位置にて、照度測定装置40によって光照射装置10から照射される波長172nmのエキシマ光の照度を測定した。具体的には、照度測定装置40に備えられた受光器41によって、光取出窓15の一方の端部151から他方の端部152に向けて、20mmずつ受光器41を移動させて各位置での照度を測定した。つまり、光取出窓15の中心の位置(対角線の交点位置)をX=0,Z=0とすると、X軸方向の長さが460mmである場合に、一方の端部151をX=−230、端部151からX軸方向に20mm離れた位置をX=−210、他方の端部をX=230と表すとすると、(X、Z)=(−230、0)、(−210、0)・・・・・、(230、0)の合計24箇所にて照度を測定することになる。
最後に実験結果について説明する。図8は、本発明及び比較例の光照射装置にて測定した照度を示す図である。図8に示す□は本発明の光照射装置におけるデータを、■は比較例の光照射装置におけるデータを示す。
図8によると、比較例の光照射装置はX=−90〜150の領域において照度のバラツキが大きいのに対し、本発明の光照射装置はX=−90〜150の領域における照度のバラツキが抑えられていることが分かる。従って、本発明の光照射装置は、比較例の光照射装置と比較して被照射面における照度分布を均一にすることができる。
11 筐体
12 誘電体
13 一方の電極
14 他方の電極
15 光取出窓
16 ガス吸入口
17 ガス排出口
18 支持台
19 放電部
20 貫通穴
40 照度測定装置
41 受光器
120 螺子部
121 凸部
122 凹部
123 頂部
124 底部
140 螺子部
Claims (1)
- 光出射方向に光取出窓を備えた筐体と、この筐体内に配置され誘電体を介して対向する電極とからなり、対向する電極間でエキシマ放電を生じるエキシマ光照射装置において、
前記対向する電極の少なくとも一方と前記誘電体とは螺子部を有し、各々の螺子部によって螺合していることを特徴とするエキシマ光照射装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2004001763A JP4158705B2 (ja) | 2004-01-07 | 2004-01-07 | エキシマ光照射装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2005197076A JP2005197076A (ja) | 2005-07-21 |
| JP4158705B2 true JP4158705B2 (ja) | 2008-10-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 2004-01-07 JP JP2004001763A patent/JP4158705B2/ja not_active Expired - Fee Related
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