1．はじめに

これまで、誘電体バリア放電エキシマランプを含めた真空紫外光源には、一般の光源と同様に、点灯初期から温度的に安定するまでの期間において、またランプが新品の状態から寿命末期に至るまでの期間において、光量が変動するという特性があった。このたび、光量フィードバックにより、これらの変動を補正して安定化したエキシマ紫外線照射装置を開発したので、その概要を報告する。

2．構成

図1 に回路の構成を示す。有効発光長700mm のXe2*（波長172nm）エキシマランプ13 本を並列に接統し、定格総合ランプ投入電力を1.8kW とした。電流トランスCT により検出されるランプ電流を、インバータ制御回路F がフィードバック制御することにより、ランプ投入電力は精密に安定化される。光照射面の大きさは650×780mm である。今回は、光量センサP1 の検出信号に基づき、統合制御回路Mがインバータ制御回路に対して調光制御を行うことにより、紫外線光量を安定化した。調光制御は、ランプ投入電力をデューティサイクル比変調することにより行った。また、紫外線による光量センサの感度劣化による不正確を排除するために、シャッタS を備えた標準の光量センサP2 をさらに設け、これにより定期的、自動的に校正動作を行えるようにした。

3．結果

20 分間の連続点灯時の点灯初期からの紫外線光量変化を図2 に、また、60 秒点灯／60 秒消灯の周期における60 分間の点滅点灯時の紫外線光量変化を図3 に示す。点灯初期からの紫外線光量変動の幅は、連続点灯では2.5％、点滅点灯では2.6％であった。なお、図2、図3 において、点灯直後にスパイク状の光量ピークが見られるが、これは点灯を確実にするために、意図的に、点灯直後の短時間のみ100％の調光制御を行っていることによる。

4．まとめ

光量フィードバックにより点灯初期から温度的に安定す るまでの期間において光量変動が少なく（図2、図3）、ま たシャッタ付き光量センサで校正することによりランプが新品の状態から寿命末期に至るまでの期間 においても光量変動が少ない、そしてデューティサイクル比変調により調光制御時の配光ムラの少な いエキシマ紫外線照射装置が実現できた。

Development of the stabilized excimer UV light source.
Shoji Okamoto, Takashi Asahina, Nobuyuki Hishinuma, Hiromitsu Matsuno

参考資料