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WO2018131582A1 - 紫外線殺菌装置 - Google Patents

紫外線殺菌装置 Download PDF

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WO2018131582A1
WO2018131582A1 PCT/JP2018/000243 JP2018000243W WO2018131582A1 WO 2018131582 A1 WO2018131582 A1 WO 2018131582A1 JP 2018000243 W JP2018000243 W JP 2018000243W WO 2018131582 A1 WO2018131582 A1 WO 2018131582A1
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WO
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light
ultraviolet
light guide
ozone
harmful
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/000243
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英昭 柳生
良亮 池野
正裕 佐々木
Original Assignee
ウシオ電機株式会社
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Publication date
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Priority claimed from JP2017008220A external-priority patent/JP6604339B2/ja
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Priority to CN201880005996.1A priority Critical patent/CN110167605B/zh
Priority to US16/471,043 priority patent/US10910210B2/en
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    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0624—Apparatus adapted for a specific treatment for eliminating microbes, germs, bacteria on or in the body

Definitions

  • the present invention relates to an ultraviolet sterilizer, and more particularly to an ultraviolet sterilizer that is suitably used for sterilization treatment of skin, living tissue, and the like.
  • ultraviolet rays are suitably used for sterilization treatment of skin and the like, deodorization treatment, and organic contaminant removal treatment.
  • an excimer lamp is widely known (for example, see Patent Document 1).
  • a cylindrical outer tube 52 and an inner diameter of the outer tube 52 arranged along the tube axis in the outer tube 52 are smaller.
  • Examples include a double-tube structure arc tube 51 made of synthetic quartz glass having a cylindrical inner tube 53 having an outer diameter.
  • both end portions of the outer tube 52 and the inner tube 53 are joined by sealing wall members 54A and 54B, and an annular inner space S1 is formed between the outer tube 52 and the inner tube 53.
  • the internal space S1 is filled with a discharge gas.
  • a net-like outer electrode 55 is provided on the outer peripheral surface of the outer tube 52
  • a film-like inner electrode 56 is provided on the inner peripheral surface of the inner tube 53.
  • 56 are each connected to a high-frequency power source 59.
  • excimer lamp 50 when a high frequency high voltage is applied between the outer electrode 55 and the inner electrode 56 by the high frequency power source 59, excimer discharge is generated in the internal space S1, and excimer light is emitted.
  • ultraviolet rays having a wavelength of around 200 nm specifically, ultraviolet rays having a wavelength of approximately 200 to 250 nm are used.
  • the excimer lamp can adjust the wavelength characteristics (wavelength range) of the light emitted depending on the type of discharge gas. Therefore, by using an appropriate gas as the discharge gas, the excimer lamp has a wavelength around 200 nm. Radiation light (ultraviolet light) having a center wavelength can be obtained.
  • a discharge gas for obtaining synchrotron radiation having a central wavelength in the vicinity of a wavelength of 200 nm
  • argon fluoride (ArF) gas Radiation obtained
  • KrBr krypton bromide
  • KrCl krypton chloride
  • KrF krypton fluoride
  • the obtained synchrotron radiation has a central wavelength of 248 nm
  • xenon iodide (XeI) gas the central wavelength of the synchrotron radiation to be obtained is 253 nm
  • chlorine (Cl 2 ) gas the central wavelength of the synchrotron radiation to be obtained is 259 nm).
  • the emitted light of the excimer lamp can be regarded as monochromatic light in practice, and its spectrum (radiation spectrum) is a line spectrum, but has a certain spectral line width. Therefore, the emitted light of the excimer lamp includes light having a longer wavelength than the center wavelength and light having a shorter wavelength than the center wavelength, as well as light having the center wavelength. In particular, in an excimer lamp that emits ultraviolet light having a central wavelength of 222 nm, light having a wavelength range of 230 to 300 nm that is harmful to the human body is also emitted slightly.
  • wavelength range 230 is harmful to the human body. It is necessary to block ultraviolet rays of ⁇ 300 nm (hereinafter also referred to as “harmful light”).
  • FIG. 11 is a graph showing the incident angle dependence of the light transmittance in a bandpass filter designed to transmit light in the wavelength region near 222 nm.
  • the incident angle of light is 0 °, that is, when the light is incident perpendicular to the incident surface (shown by a solid line in FIG. 11)
  • light in the wavelength region near 220 nm is transmitted and harmful light (wavelength region 230).
  • UV rays of up to 300 nm are blocked.
  • the incident angle of light is 40 ° (indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 11), light in the wavelength region of about 210 nm or more and less than 280 nm is blocked, and light in the wavelength region of 280 nm or more is transmitted.
  • ultraviolet light having a required wavelength range of 200 to 230 nm (hereinafter also referred to as “effective light”) does not pass, and harmful light is transmitted.
  • the incident angle of light is 60 ° (indicated by a broken line in FIG. 11)
  • light in a wavelength region of about 200 nm or more and less than 260 nm is blocked, and light in a wavelength region of 260 nm or more is transmitted.
  • the light transmittance of the bandpass filter has an angle dependency, and the wavelength range of the transmitted light shifts to the short wavelength side as the incident angle increases, and the required effective light Will transmit harmful light without transmitting.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to reduce ultraviolet rays harmful to the human body in the wavelength range of 230 to 300 nm and to provide effective light in the wavelength range of 200 to 230 nm.
  • An object of the present invention is to provide an ultraviolet sterilizer capable of emitting light with high emission intensity.
  • the ultraviolet sterilizer of the present invention includes an ultraviolet light source, A lamp storage chamber for storing the ultraviolet light source; An ultraviolet sterilizer having a light guide portion for guiding light from the ultraviolet light source, At least one of the position between the light guide unit and the lamp storage chamber and the position of the tip part on the light emitting side of the light guide unit is a bandpass filter that reduces ultraviolet rays in a wavelength range harmful to the human body.
  • the inner surface of the light guide part is made of an ultraviolet absorbing member that absorbs ultraviolet rays in a wavelength range harmful to the human body.
  • the bandpass filter has a light intensity ratio represented by the following formula (1) of 10% or less.
  • Intensity ratio of light [%] ⁇ (intensity in an ultraviolet region composed of a wavelength range of 230 to 300 nm harmful to the human body) / (intensity in an effective light region composed of a wavelength range of 200 to 230 nm) ⁇ ⁇ 100
  • the ultraviolet sterilization apparatus of the present invention it is preferable that effective light having a wavelength range of 200 to 230 nm transmitted through the bandpass filter is reflected by the ultraviolet absorbing member.
  • the ultraviolet absorbing member is preferably made of glass.
  • the ultraviolet light source is preferably an excimer lamp having a center wavelength in a wavelength range of 190 to 260 nm.
  • the light guide portion has a cylindrical body, the bandpass filter or an ultraviolet transmissive irradiation window is provided at the tip of the cylindrical body, An oxygen-containing layer is formed inside,
  • the oxygen-containing layer may be configured to absorb ultraviolet rays having a wavelength that is absorbed by oxygen and generates ozone.
  • the base end and the tip of the cylindrical body are closed by the bandpass filter and the irradiation window
  • the oxygen-containing layer may be hermetically formed between the bandpass filter and the irradiation window.
  • the band pass filter is provided at a position between the light guide unit and the lamp storage chamber, and the irradiation window is a light emission side tip of the light guide unit. It is preferable to be provided at the position.
  • the lamp storage chamber has a cylindrical body, It is preferable that at least one of an exhaust fan and an air supply fan is provided on at least one of the one end and the other end in the cylinder axis direction of the cylindrical body.
  • an ozone filter is provided in an air flow path including at least one of an exhaust fan and an air supply fan provided in the cylindrical body.
  • ultraviolet rays in a wavelength range harmful to the human body are applied to at least one of the position between the light guide unit and the lamp storage chamber and the position of the light emitting side tip of the light guide unit.
  • a band-pass filter for reduction is provided, and the inner surface of the light guide portion is made of an ultraviolet absorbing member that absorbs ultraviolet rays in a wavelength range harmful to the human body. Therefore, part of the harmful light contained in the light from the ultraviolet light source is selectively blocked by the bandpass filter, and the remaining harmful light is absorbed or transmitted by the ultraviolet absorbing member.
  • the emission intensity of harmful light can be reduced without greatly reducing the emission intensity of ultraviolet rays including effective light in the light emitted from the ultraviolet sterilization apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in the ultraviolet sterilizer of FIG. 1. It is a bottom view of the ultraviolet sterilizer of FIG. It is a graph which shows the transmission spectrum of soda-lime glass and borosilicate glass. It is a schematic diagram explaining the permeation
  • FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of the ultraviolet sterilizer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in the ultraviolet sterilizer of FIG.
  • FIG. 3 is a bottom view of the ultraviolet sterilizer of FIG.
  • the ultraviolet sterilizer 10 according to the first embodiment of the present invention includes an ultraviolet light source unit 11 including an ultraviolet light source, for example, an excimer lamp 20 that emits ultraviolet light, a lamp storage chamber 12 that stores the ultraviolet light source unit 11, And a light guide portion 13 made of a rectangular cylindrical body for guiding light from the excimer lamp 20.
  • an ultraviolet light source unit 11 including an ultraviolet light source, for example, an excimer lamp 20 that emits ultraviolet light
  • a lamp storage chamber 12 that stores the ultraviolet light source unit 11
  • a light guide portion 13 made of a rectangular cylindrical body for guiding light from the excimer lamp 20.
  • the ultraviolet light source unit 11 includes an ultraviolet light source composed of a straight tubular excimer lamp 20 and a reflecting member 28 disposed so as to extend along the lamp central axis of the excimer lamp 20.
  • the reflecting member 28 has a full length longer than the full length of the excimer lamp 20 and is composed of a rectangular curved plate-shaped aluminum concave plane mirror that is curved in a semicircular shape along the circumferential direction of the excimer lamp 20. .
  • the reflecting member 28 is disposed such that the reflecting surface (inner peripheral surface) of the reflecting member 28 faces the excimer lamp 20.
  • the reflecting member 28 may be formed of an aluminum vapor deposition film provided on the outer peripheral surface of the excimer lamp 20 (specifically, the outer peripheral surface of the outer tube 22 described later).
  • An ultraviolet emission region is formed by a region not facing the reflecting member 28 on the outer peripheral surface of the outer tube 22 of the excimer lamp 20.
  • the excimer lamp 20 includes an arc tube 21 made of a dielectric material that transmits ultraviolet rays, such as synthetic quartz glass and fused silica glass.
  • the arc tube 21 has a cylindrical outer tube 22 and a cylindrical inner tube 23 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer tube 22 disposed along the tube axis in the outer tube 22. It has a double tube structure.
  • the outer tube 22 and the inner tube 23 are arranged so that the tube axis of the outer tube 22 and the tube axis of the inner tube 23 coincide with each other.
  • the tube axis of the tube 23 is the lamp central axis.
  • both end portions of the outer tube 22 and the inner tube 23 are joined by sealing wall members 24 ⁇ / b> A and 24 ⁇ / b> B, and an annular inner space S ⁇ b> 1 is formed between the outer tube 22 and the inner tube 23. Is formed.
  • the internal space S1 is filled with a discharge gas.
  • the arc tube 21 is provided with a net-like outer electrode 25 made of, for example, stainless steel in close contact with the outer peripheral surface of the outer tube 22, and the inner peripheral surface of the inner tube 23 has the inner peripheral surface thereof.
  • a cylindrical inner electrode 26 made of, for example, aluminum is provided in close contact with the surface.
  • the inner electrode 26 may be made of an aluminum vapor deposition film provided on the inner peripheral surface of the inner tube 23 of the excimer lamp 20.
  • a pair of electrodes composed of the outer electrode 25 and the inner electrode 26 are arranged so as to face each other, and at the boundary between the outer electrode 25 and the inner electrode 26 and the inner space S1, each arc tube 21 tube walls (dielectric material) are interposed.
  • a discharge region is formed in a region where the pair of electrodes face each other with the tube wall (dielectric material) of the arc tube 21 and the internal space S1 therebetween.
  • the outer electrode 25 and the inner electrode 26 are each connected to a high-frequency power source (not shown) via lead wires (not shown).
  • the outer electrode 25 is a ground electrode (low voltage side electrode)
  • the inner electrode 26 is a high voltage supply electrode.
  • a lamp having a center wavelength in the wavelength range of 190 to 260 nm, particularly preferably 190 to 250 nm is preferably used.
  • the light emitted from the excimer lamp used as the excimer lamp 20 having a central wavelength in the wavelength range of 190 to 260 nm is effective light (ultraviolet light in the wavelength range of 200 to 230 nm) used for sterilization treatment and treatment of the human body.
  • harmful light harmful to the human body is included.
  • An excimer lamp having a central wavelength in the wavelength range of 190 to 260 nm also emits ultraviolet rays having a wavelength that generates ozone when absorbed by oxygen (hereinafter also referred to as “ozone-generating ultraviolet rays”).
  • the ozone generating ultraviolet ray is an ultraviolet ray having a wavelength of less than 190 nm. Since high-concentration ozone adversely affects the human body, when using a specific excimer lamp particularly in a living space, specifically, for example, when using an excimer lamp for sterilization of the skin, It is necessary to suppress the occurrence.
  • the discharge gas used in the excimer lamp 20 include, for example, argon fluoride (ArF) gas (center wavelength of the obtained radiation light 193 nm), krypton bromide (KrBr) gas (center wavelength of the obtained radiation light) 207 nm), krypton chloride (KrCl) gas (center wavelength of the obtained synchrotron radiation 222 nm), krypton fluoride (KrF) gas (center wavelength of the synchrotron radiation obtained 248 nm), xenon iodide (XeI) gas (the synchrotron radiation obtained) And a chlorine (Cl 2 ) gas (a central wavelength of the obtained synchrotron radiation of 259 nm).
  • ArF argon fluoride
  • KrBr krypton bromide
  • KrCl krypton chloride
  • KrF krypton fluoride
  • XeI xenon iodide
  • XeI xenon
  • argon fluoride gas, krypton bromide gas, and krypton chloride gas are preferable, krypton bromide gas and krypton chloride gas are more preferable, and krypton chloride gas is particularly preferable.
  • an ultraviolet excimer fluorescent lamp having a configuration in which an ultraviolet light emitting phosphor having a peak wavelength in a wavelength range of 200 to 250 nm is applied to the inner peripheral surface of the arc tube 21 can be used.
  • the fluorescence from the ultraviolet light emitting phosphor has a certain spectral line width, similar to the emitted light of the excimer lamp.
  • light emitted from an ultraviolet excimer fluorescent lamp formed by applying an ultraviolet light emitting phosphor having a peak wavelength in the wavelength range of 200 to 250 nm is effective light (wavelength range 200) used for sterilization treatment or treatment of the human body.
  • -230 nm ultraviolet light) and harmful light harmful to the human body are included.
  • the light emitted from the ultraviolet excimer fluorescent lamp includes light having a peak wavelength, light having a wavelength longer than the peak wavelength, and light having a wavelength shorter than the center wavelength.
  • an ultraviolet excimer fluorescent lamp in which an ultraviolet light emitting phosphor having a peak wavelength in the wavelength range of 200 to 250 nm is applied also emits light including ozone-generated ultraviolet light. That is, when an ultraviolet excimer fluorescent lamp is lit in an air atmosphere, ozone (O 3 ) is generated by the absorption of ozone-generated ultraviolet light contained in the emitted light of the ultraviolet excimer fluorescent lamp by oxygen. Become.
  • the excimer lamp 20 and the reflecting member 28 are supported and fixed by base members 32A and 32B disposed at both ends of the excimer lamp 20 and the reflecting member 28.
  • the base members 32A and 32B are each formed of a substantially annular cylindrical body.
  • the cross section of the substantially annular cylindrical body perpendicular to the tube axis has an inner diameter slightly smaller than the inner diameter of the inner tube 23 of the excimer lamp 20 and an outer diameter slightly larger than the outer diameter of the reflecting member 28.
  • a part of the torus having a part is missing, and the outer shape is a part of a missing circle.
  • the excimer lamp 20 can be cooled with high efficiency by cooling air taken into the lamp housing chamber 12 from an air supply fan 12B described later.
  • the annular cylindrical engaging portions 33A having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the inner tube 23 of the excimer lamp 20, respectively.
  • 33B is provided so as to protrude in a state where the inside of the ring communicates with the inside of the ring of the base members 32A and 32B.
  • annular cylindrical engaging portions 34A and 34B are provided so as to protrude in a state where the insides of the rings communicate with the insides of the base members 32A and 32B. ing. In the base members 32A and 32B, the engaging portions 33A and 33B protruding inward are inserted into the inner tube 23 of the excimer lamp 20, whereby the excimer lamp 20 is held by the base members 32A and 32B. Yes.
  • the lamp storage chamber 12 in which the ultraviolet light source unit 11 is stored has a peripheral wall portion 12A made of a substantially rectangular cylindrical body, and an excimer lamp 20 in the lamp storage chamber 12 provided at both ends of the peripheral wall portion 12A in the tube axis direction.
  • the air supply fan 12B and the exhaust fan 12C circulate cooling air for cooling the air.
  • the ultraviolet light source unit 11 is disposed so that the tube axis of the peripheral wall portion 12A and the tube axis of the excimer lamp 20 extend coaxially.
  • two ultraviolet light source unit support portions 14A and 14B having the same outer peripheral shape as the inner peripheral shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the peripheral wall portion 12A are separated from each other in the peripheral wall portion 12A of the lamp storage chamber 12.
  • the engaging portions 34A and 34B of the base members 32A and 32B of the ultraviolet light source unit 11 are engaged with the engaging holes 14H and 14H provided in the ultraviolet light source unit support portions 14A and 14B, respectively.
  • the peripheral wall portion 12A is made of a light-shielding material, for example, black anodized aluminum.
  • a reflective layer is preferably provided in a region facing the light emitting portion of the excimer lamp 20 on the inner surface of the peripheral wall portion 12A.
  • the region facing the ultraviolet emitting region of the excimer lamp 20 on the peripheral wall portion 12A (specifically, the outer peripheral surface of the outer tube 22 opposite to the reflecting member 28 on the outer peripheral surface). Is formed with a quadrangular opening 12D.
  • an ozone filter is provided between the excimer lamp 20 and the outside in an air supply path that is an airflow path including the air supply fan 12B and / or an airflow path that is an airflow path including the exhaust fan 12C.
  • the ozone filter 16 is provided between the ultraviolet light source unit 11 and the exhaust fan 12C.
  • the ozone filter 16 adsorbs and decomposes ozone.
  • the ozone filter 16 is provided in the air supply path, which is the air flow path including the air supply fan 12B, and / or the exhaust path, which is the air flow path including the exhaust fan 12C. Ozone discharged to the outside of the apparatus can be reduced.
  • a bandpass filter 18 that reduces harmful light is provided at a position between the light guide unit 13 and the lamp storage chamber 12.
  • a band-pass filter 18 having the same outer peripheral shape as the inner peripheral shape of the opening 12D for example, a rectangular outer shape, is fitted and fixed to the opening 12D of the peripheral wall portion 12A of the lamp storage chamber 12.
  • the light guide portion 13 made of a rectangular cylindrical body having substantially the same cross-sectional shape as the outer peripheral shape of the band-pass filter 18 is arranged so as to protrude from the band-pass filter 18 provided in the opening 12D of the lamp storage chamber 12. Is done.
  • the base end portion 13A of the light guide portion 13 is fixed to the surface of the bandpass filter 18 (the lower surface in FIG. 1) so that the light guide portion 13 extends in a direction substantially perpendicular to the tube axis of the excimer lamp 20. Has been.
  • the band-pass filter 18 blocks, for example, 95% or more of harmful light included in the low-angle component light with respect to light incident at an angle of at least 0 ° to 40 ° (hereinafter also referred to as “low-angle component light”). To do. Note that the band-pass filter 18 hardly blocks harmful light contained in light incident at an incident angle greater than 40 ° (hereinafter also referred to as “high angle component light”). Moreover, it is preferable that this band pass filter 18 is what the intensity ratio of the light represented by following formula (1) shall be 10% or less about the light after passing the band pass filter 18. The intensity ratio of light before passing through the bandpass filter 18 is, for example, about 13%.
  • Intensity ratio of light [%] ⁇ intensity of harmful light (ultraviolet rays in the ultraviolet region consisting of a wavelength region of 230 to 300 nm) / intensity of effective light (ultraviolet rays in an effective light region of a wavelength region of 200 to 230 nm) ⁇ ⁇ 100
  • the light intensity ratio after passing through the band-pass filter 18 is measured as follows. That is, first, an optical fiber in which a uniform diffuser plate (for example, “CC-3-UV-S” manufactured by Ocean Optics) is connected to the rear end (surface from which light is emitted) of the bandpass filter 18 is connected to the base end.
  • a uniform diffuser plate for example, “CC-3-UV-S” manufactured by Ocean Optics
  • the base end portion of the uniform diffusion plate of the optical fiber is installed so as to extend perpendicularly to the bandpass filter 18 with the bandpass filter 18 separated from the bandpass filter 18 by 5 mm. Further, a spectroscope (for example, “QEpro” manufactured by Ocean Optics) is connected to the tip of the optical fiber. Then, the surface of the bandpass filter 18 is irradiated with light from the excimer lamp 20, and the spectrum of the light transmitted through the bandpass filter 18 in the spectroscope is measured. The intensity ratio of the light after passing through the bandpass filter 18 is calculated by using the integrated light quantity in the wavelength range 230 to 300 nm in the spectrum as the harmful light intensity and the integrated light quantity in the wavelength range 200 to 230 nm as the effective light intensity.
  • a spectroscope for example, “QEpro” manufactured by Ocean Optics
  • the distal end portion 13B of the light guide portion 13 that guides light from the excimer lamp 20 is closed by an irradiation window 17 having ultraviolet transparency.
  • the inner surface of the light guide part 13 consists of an ultraviolet-absorbing member which absorbs harmful light
  • the light guide part 13 (Square cylindrical body) is composed of an ultraviolet absorbing member that absorbs harmful light.
  • the ultraviolet absorbing member may be a member that absorbs or transmits the high-angle component light related to the band-pass filter 18, and particularly preferably has reflectivity for effective light in the wavelength range of 200 to 230 nm.
  • the ultraviolet absorbing member for example, glass such as quartz glass can be used. Since glass exhibits the nature of Fresnel reflection, it reflects light incident on the glass at a high angle and absorbs or transmits light incident on the glass at a low angle.
  • the high angle component light related to the bandpass filter 18 is incident on the ultraviolet absorbing member at a low angle, and the high angle component light is absorbed or transmitted by the ultraviolet absorbing member.
  • the low-angle component light related to the band-pass filter 18 is reflected toward the irradiation window 17 by the ultraviolet absorbing member without being absorbed or transmitted by the ultraviolet absorbing member.
  • the glass used as the ultraviolet absorbing member for example, soda lime glass or borosilicate glass having a transmission spectrum as shown in FIG. 4 can be used.
  • the transmission spectrum of soda lime glass is shown by (a).
  • the transmission spectrum of borosilicate glass is shown by (b). Since Fresnel reflection is determined by the refractive index of glass, soda lime glass and borosilicate glass whose refractive index is not significantly different from quartz glass exhibit the same Fresnel reflection property.
  • soda lime glass or borosilicate glass is used as the ultraviolet absorbing member, ultraviolet rays harmful to the human body are hardly transmitted, so that leakage of ultraviolet rays harmful to the human body outside the apparatus can be reliably suppressed.
  • the ultraviolet sterilizer 10 having the light guide unit 13 using soda lime glass or borosilicate glass the user can observe the visible light of the excimer lamp 20 from the outside, and high convenience is obtained. .
  • the oxygen-containing layer forming space S2 partitioned and closed by the bandpass filter 18 and the irradiation window 17 inside the light guide unit 13 is filled with a gas that absorbs ultraviolet rays and generates ozone.
  • an oxygen-containing layer is preferably formed.
  • the oxygen-containing layer forming space S2 may be an airtight closed space where there is no leakage of ozone generated in the oxygen-containing layer to the outside, but obstructing free circulation of ozone generated in the oxygen-containing layer to the outside. As long as the leakage is suppressed to a small level, high airtightness may not be ensured.
  • the gas filled in the oxygen-containing layer forming space S2 that absorbs ultraviolet rays and generates ozone may be any gas containing oxygen, and specifically includes the atmosphere (air in the environment outside the apparatus).
  • the length of the light guide unit 13 is such that all of the high-angle component light related to the band pass filter 18 of the light emitted from the band pass filter 18 is directly incident on the inner surface of the light guide unit 13. If it is. Furthermore, when the oxygen-containing layer is formed inside the light guide unit 13, the length of the light guide unit 13 (the thickness of the oxygen-containing layer) depends on the configuration of the excimer lamp 20 (specifically, the discharge gas Type) and the lighting conditions of the excimer lamp 20 are preferably determined appropriately. Specifically, the thickness is preferably 10 to 100 mm, more preferably 30 to 60 mm. As a specific length of the light guide section 13, the size of the opening 12D of the lamp storage chamber 12 is vertical (length in a direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the length of the light guide portion 13 (the length in the vertical direction in FIG. 1) is, for example, 50 mm.
  • the length of the light guide unit 13 is too short, a part of the high-angle component light related to the band pass filter 18 out of the light emitted from the band pass filter 18 is on the inner surface of the light guide unit 13. There is a possibility that the light is directly incident on the irradiation window 17 without being incident and is emitted from the irradiation window 17.
  • the oxygen-containing layer is formed inside the light guide unit 13 if the length of the light guide unit 13 is too short, the ozone-containing ultraviolet absorption capacity of the oxygen-containing layer is reduced, and the oxygen-containing layer in the oxygen-containing layer is reduced.
  • the generation amount of ozone that is, the amount of ozone generation ultraviolet rays absorbed in the oxygen-containing layer is reduced. Therefore, there is a possibility that generation of ozone in the air atmosphere outside the apparatus cannot be sufficiently suppressed.
  • the length of the light guide unit 13 is excessive, the amount of the low-angle component light related to the bandpass filter 18 that is effective light is incident on the ultraviolet absorbing member, so that the light in the ultraviolet absorbing member is increased.
  • the irradiation window 17 can be made of a material such as quartz glass.
  • excimer light is generated in the internal space S1 by applying a high frequency high voltage to the pair of electrodes of the excimer lamp 20 by a high frequency power source, and excimer light corresponding to the type of discharge gas. Is emitted from the outer peripheral surface of the outer tube 22 as emitted light.
  • the emitted light from the excimer lamp 20 includes effective light (ultraviolet light having a wavelength range of 200 to 230 nm) used for sterilization and treatment of the human body, and harmful light harmful to the human body (ultraviolet light having a wavelength range of 230 to 300 nm). It is included.
  • the emitted light of the excimer lamp 20 is emitted from the ultraviolet emission region on the outer peripheral surface of the outer tube 22 after a part thereof is reflected directly and the other part is reflected by the reflecting member 28.
  • the light emitted from the ultraviolet light emission region of the outer tube 22 of the excimer lamp 20 is partly reflected directly and the other part is reflected on the inner surface of the peripheral wall portion 12A of the lamp storage chamber 12, and then the band.
  • the light enters the pass filter 18.
  • the low angle component light incident on the band pass filter 18 at a low angle ⁇ 1 of 0 ° to 40 °.
  • the harmful light is selectively absorbed and blocked by the bandpass filter 18, and the effective light is included in the light L1b that passes through the bandpass filter 18 without being blocked.
  • the light L1b including effective light that has passed through the bandpass filter 18 is directly emitted from the irradiation window 17 or incident at a high angle ⁇ 1 with respect to the light guide unit 13 to form the light guide unit 13.
  • the light is reflected from the inner surface of the ultraviolet absorbing member and emitted from the irradiation window 17.
  • the harmful light is included in the light L2b that passes through the bandpass filter 18.
  • the transmitted light L2b including harmful light is incident on the light guide unit 13 at a low angle ⁇ 2, and is thereby absorbed by the ultraviolet absorbing member constituting the light guide unit 13 and blocked. Then, the light passes through the ultraviolet absorbing member and is emitted toward the outside of the light guide unit 13.
  • the effective light contained in the high-angle component light L2a is absorbed and blocked by the bandpass filter 18, or even if it passes through the bandpass filter 18 without being blocked, together with harmful light contained in the light L2b
  • the light is absorbed by the ultraviolet absorbing member and blocked or transmitted through the ultraviolet absorbing member and emitted toward the outside of the light guide unit 13. Therefore, the harmful light contained in the low-angle component light L1a is blocked by the bandpass filter 18, the effective light is reliably emitted from the irradiation window 17, and the high angle including harmful light that cannot be completely blocked by the bandpass filter 18 is obtained.
  • the component light L ⁇ b> 2 a is absorbed or transmitted by the ultraviolet absorbing member constituting the light guide unit 13.
  • the emitted light from the excimer lamp 20 may include ultraviolet light having a wavelength that is absorbed by oxygen and generates ozone (ozone-generated ultraviolet light). Is incident on the oxygen-containing layer blocked by the bandpass filter 18 and the irradiation window 17, and the ozone-generating ultraviolet ray contained in this light is selectively absorbed in the oxygen-containing layer to generate ozone, and the ozone-generating ultraviolet ray is The removed light enters the irradiation window 17 and is emitted from the irradiation window 17 to the outside.
  • ozone-generated ultraviolet light Is incident on the oxygen-containing layer blocked by the bandpass filter 18 and the irradiation window 17, and the ozone-generating ultraviolet ray contained in this light is selectively absorbed in the oxygen-containing layer to generate ozone, and the ozone-generating ultraviolet ray is The removed light enters the irradiation window 17 and is emitted from the irradiation window 17 to the outside.
  • the oxygen-containing layer forming space S2 in which the oxygen-containing layer is formed is a closed space, ozone is generated in the oxygen-containing layer by absorption of ozone-generating ultraviolet rays by oxygen in the atmosphere.
  • the ozone is prevented from leaking outside the apparatus.
  • harmful light and emission intensity of ozone-generated ultraviolet light are reduced, and ultraviolet light with high effective light emission intensity is emitted.
  • the air supply fan 12 ⁇ / b> B and the exhaust fan 12 ⁇ / b> C are operated, so that the atmosphere outside the apparatus extends from one end side where the air supply fan 12 ⁇ / b> B is arranged to the other end side where the exhaust fan 12 ⁇ / b> C is arranged. Is distributed as cooling air.
  • the light emitted from the ultraviolet emission region of the outer tube 22 of the excimer lamp 20 is also absorbed by the oxygen-containing layer (air layer) in the lamp storage chamber 12 to generate ozone.
  • the ozone is heated by heat from the excimer lamp 20 and is quickly decomposed (thermally decomposed) to generate oxygen, or by the ozone filter 16 provided between the excimer lamp 20 and the exhaust fan 12C. Adsorbed and removed. Therefore, ozone discharged outside the apparatus can be reduced. Therefore, according to the ultraviolet sterilizer 10, generation of ozone in the atmospheric air outside the apparatus can be suppressed, and a desired wavelength range near a wavelength of 200 nm can be obtained by selecting and using the discharge gas in the excimer lamp 20. Can be emitted with high emission intensity. Moreover, even if the ultraviolet sterilizer 10 generates ozone inside the apparatus, the ozone can be prevented from leaking outside the apparatus.
  • Such an ultraviolet sterilizer of the present invention can be suitably used as, for example, an ultraviolet sterilizer for skin using ultraviolet rays having a wavelength range of 200 to 230 nm.
  • a bandpass filter 18 that reduces harmful light is provided between the light guide unit 13 and the lamp storage chamber 12, and the light guide unit 13.
  • the inner surface is made of an ultraviolet absorbing member that absorbs harmful light. Therefore, a part of the harmful light contained in the light from the excimer lamp 20 is selectively blocked by the bandpass filter 18, and the remaining harmful light is absorbed or transmitted by the ultraviolet absorbing member. Moreover, out of the effective light included in the light from the excimer lamp 20, light incident on the ultraviolet absorbing member is reflected by the ultraviolet absorbing member and emitted from the irradiation window. As a result, the emission intensity of harmful light can be reduced without greatly reducing the emission intensity of ultraviolet rays including effective light in the emitted light from the ultraviolet sterilizer 10.
  • the ultraviolet sterilizer 10 in which the oxygen-containing layer is formed in the oxygen-containing layer forming space S2 inside the light guide section 13 as described above, the light from the excimer lamp 20 that emits light including ozone-generated ultraviolet light is emitted. And emitted through the oxygen-containing layer. Therefore, the ozone-generated ultraviolet light contained in the light from the excimer lamp 20 is selectively absorbed in this oxygen-containing layer. As a result, the emitted light from the ultraviolet sterilizer 10 can reduce the emission intensity of the ozone-generated ultraviolet light without greatly reducing the emission intensity of ultraviolet light other than the ozone-generated ultraviolet light.
  • this ultraviolet sterilizer 10 generation
  • FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of the ultraviolet sterilizer according to the second embodiment of the present invention.
  • the ultraviolet sterilizer 10X according to the second embodiment of the present invention is different from the ultraviolet sterilizer 10 according to the first embodiment in that the bandpass filter 18 is not provided and the bandpass filter 18X is used instead of the irradiation window 17. Are provided and have the same configuration except that this also functions as an irradiation window.
  • the same components as those of the ultraviolet sterilizer 10 according to the first embodiment of FIG. Specifically, in the ultraviolet sterilizer 10X of the second embodiment, a band pass filter 18X that reduces harmful light is provided at the position of the tip 13B on the light emitting side of the light guide 13X.
  • the length of the light guide section 13X may be such that the incident angle of light incident directly on the bandpass filter 18X out of the radiated light from the excimer lamp 20 is 0 to 40 °.
  • the radiation light directly directed from the excimer lamp 20 to the bandpass filter 18X includes high-angle component light having an incident angle on the bandpass filter 18X exceeding 40 °.
  • harmful light contained in the high-angle component light may be emitted from the bandpass filter 18X without being absorbed and removed by the bandpass filter 18X.
  • the length of the light guide unit 13X is excessive, low-angle component light having an incident angle on the bandpass filter 18X of 40 ° or less is also incident on the inner surface of the light guide unit 13X, and the light guide unit 13X is guided.
  • the utilization efficiency of the effective light in the radiated light from the excimer lamp 20 may be reduced by being absorbed or transmitted by the ultraviolet absorbing member constituting the light portion 13X.
  • the oxygen-containing layer forming space S3 formed inside the light guide portion 13X is filled with a gas that absorbs ultraviolet rays and generates ozone to form an oxygen-containing layer.
  • the oxygen-containing layer forming space S3 is an open space opened in the lamp storage chamber 12. Even if the oxygen-containing layer forming space S3 is an open space opened in the lamp storage chamber 12, the oxygen-containing layer is heated by heat from an ultraviolet light source or the like, and the temperature is increased. Since the atmospheric air that constitutes is difficult to flow, the ozone generated in the oxygen-containing layer is quickly decomposed (thermally decomposed) or adsorbed by an ozone filter 16 provided between the ultraviolet light source and the exhaust fan 12C. Therefore, ozone discharged to the outside of the apparatus can be reduced.
  • the gas that absorbs ultraviolet rays and generates ozone, which is filled in the oxygen-containing layer forming space S3, is the atmosphere (air in the atmosphere outside the apparatus).
  • the incident angle of the emitted light of the excimer lamp 20 incident on the opening 12D of the lamp storage chamber 12 is a low angle ⁇ 3 of 40 ° or less.
  • the incident light is incident on the bandpass filter 18X at a low angle ⁇ 3 of 40 ° or less, and among the harmful light and effective light included in the low angle component light L3a incident on the bandpass filter 18X, The harmful light is selectively absorbed and blocked by the bandpass filter 18X, and the light L3b including effective light passes through the bandpass filter 18X without being blocked and is emitted from the bandpass filter 18X.
  • FIG. 7 (a) the incident angle of the emitted light of the excimer lamp 20 incident on the opening 12D of the lamp storage chamber 12 is a low angle ⁇ 3 of 40 ° or less.
  • the incident light is incident on the bandpass filter 18X at a low angle ⁇ 3 of 40 ° or less, and among the harmful light and effective light included in the low angle component light L3a incident on the bandpass filter
  • the high angle component incident at a high angle ⁇ 4 with an incident angle exceeding 40 ° is directly incident on the ultraviolet absorbing member constituting the light guide unit 13X.
  • the high-angle component light L4 incident on the ultraviolet absorbing member is incident on the inner surface of the light guide portion 13X at a low angle ⁇ 4. Accordingly, the high-angle component light L4 including both effective light and harmful light is absorbed and blocked by the ultraviolet absorbing member constituting the light guide unit 13X, or transmitted through the ultraviolet absorbing member and transmitted through the light guiding unit 13X. It is emitted toward the outside side and is not emitted from the bandpass filter 18X.
  • the emitted light from the excimer lamp 20 may include ultraviolet light having a wavelength that is absorbed by oxygen and generates ozone (ozone-generated ultraviolet light).
  • ozone-generated ultraviolet light Light that is incident on an oxygen-containing layer made of the inside of the light portion 13X, and that ozone-generated ultraviolet light contained in this light is selectively absorbed in the oxygen-containing layer to generate ozone, and light from which the ozone-generated ultraviolet light has been removed is bandpass.
  • the light enters the filter 18X and is emitted to the outside from the bandpass filter 18X.
  • harmful light and the emission intensity of ozone-generated ultraviolet light are reduced, and ultraviolet light having a high effective light emission intensity near the wavelength of 200 nm is emitted.
  • a bandpass filter 18X that reduces harmful light is provided at the light emitting side tip of the light guide 13X, and the light guide 13X
  • the inner surface is made of an ultraviolet absorbing member that absorbs harmful light. Therefore, a part of the harmful light contained in the light from the excimer lamp 20 is absorbed or transmitted by the ultraviolet absorbing member, and the remaining harmful light is selectively blocked by the bandpass filter 18X. As a result, the emission intensity of harmful light can be reduced without greatly reducing the emission intensity of ultraviolet rays including effective light in the emitted light from the ultraviolet sterilizer 10X.
  • the inner surface of the light guide section only needs to be composed of an ultraviolet absorbing member that absorbs harmful light.
  • the light guide section has ultraviolet light on the inner surface of the rectangular cylindrical outer shell 13D.
  • the light guide portion 13 ⁇ / b> Z in which the absorbing member layer 13 ⁇ / b> C is formed may be used.
  • the ultraviolet absorbing member layer 13C may be made of the above-described glass, or may be made of a black layer made of black alumite or black paint.
  • the shape of the light guide is not limited to a rectangular tube, and may be a cylindrical light guide 13Y as shown in FIG. In FIG. 9, the same components as those in the ultraviolet sterilizer of FIG.
  • the ultraviolet light source may have a configuration in which an excimer lamp is disposed inside the outer tube.
  • the ultraviolet light source is not limited to an excimer lamp including a double tube type arc tube having the above-described configuration, and an excimer lamp including a single tube type arc tube such as a flat tube may be used.
  • ozone decomposing means may be disposed in the oxygen-containing layer forming space in the light guide.
  • the ozonolysis means an apparatus for thermally decomposing ozone generated in the oxygen-containing layer, specifically, for example, a heater or the like can be used.
  • Example 1 An ultraviolet sterilizer having the configuration shown in FIG. 1 (hereinafter also referred to as “ultraviolet sterilizer [1]”) was produced.
  • the produced ultraviolet sterilizer [1] has the following specifications.
  • the spectrum of the ultraviolet sterilizer [1] is measured when the supply fan and the exhaust fan are rotated and the excimer lamp is turned on, and the illuminance of ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 230 nm is measured. And the intensity ratio of harmful light was calculated.
  • Table 1 The spectrum was measured using “QEPro” (manufactured by Ocean Optics).
  • the harmful light intensity ratio is the ratio of the integral value of the light intensity in the wavelength range of 230 to 300 nm and the integral value of the light intensity in the wavelength range of 200 to 230 nm in the spectrum. The greater the harmful light intensity ratio, the greater the light intensity in the wavelength range of 230 to 300 nm, that is, the harmful light.
  • Example 2 In the ultraviolet sterilization apparatus [1] according to the first embodiment, the same ultraviolet sterilization apparatus [2] except that a light guide portion having a black paint layer formed on the inner surface of a square cylindrical outer shell is used. ] was produced. With respect to this ultraviolet sterilizer [2], the spectrum during the operation of the excimer lamp was measured in the same manner as in Example 1, and the illuminance of ultraviolet light having a wavelength of 200 to 230 nm and the intensity ratio of harmful light were calculated. The results are shown in Table 1 below.
  • the ultraviolet illuminance and harmful light intensity ratio of the ultraviolet sterilizers [1] to [3] were set to 1 based on the ultraviolet illuminance and harmful light intensity ratio of the ultraviolet sterilizer [1].
  • the irradiance of ultraviolet rays and the intensity ratio of harmful light when the sterilizers [1] to [3] are operated are shown.
  • the ultraviolet light sterilizer [1] according to Example 1 of the present invention can remove harmful light while obtaining a sufficiently large emission intensity for effective light. Further, in the ultraviolet sterilizer [2] according to Example 2 of the present invention, it was confirmed that harmful light can be reliably removed although the emission intensity of effective light is suppressed as compared with Example 1. It was. This is considered because the effective light reflected in the light guide portion made of quartz glass was absorbed by the black paint layer. Moreover, in the ultraviolet sterilizer [3] which concerns on the comparative example 1, although big emitted light intensity was obtained about effective light, it turned out that it is difficult to remove harmful light.
  • Example 1 related to ozone concentration
  • An experimental ultraviolet radiation device (hereinafter also referred to as “ultraviolet radiation device [1]”) relating to the ozone concentration having the configuration shown in FIG. 12 was produced.
  • the ultraviolet radiation device having the configuration shown in FIG. 12 is the same as the ultraviolet sterilization device having the configuration shown in FIG. 1, but instead of the bandpass filter 18, the light guide unit 13, and the irradiation window 17. It has the same configuration except that the portion 43 is mounted.
  • the experimental light guide 43 relating to the ozone concentration has a rectangular tubular part 45.
  • an ultraviolet light-transmissive light guide window 48 having the same outer peripheral shape as the inner peripheral shape of the base end portion 45A is fitted and fixed.
  • the tip portion 45B of the cylindrical portion 45 is closed by an irradiation window 47 having ultraviolet transparency.
  • an irradiation window 47 having the same outer peripheral shape as the inner peripheral shape of the tip portion 45B is fitted and fixed in the tip portion 45B of the cylindrical portion 45.
  • a reflection layer 49 made of, for example, a high-luminance aluminum plate or an aluminum vapor deposition film is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 45 to reflect light from the excimer lamp 20.
  • the oxygen-containing layer forming space S4 defined by the reflective layer 49, the light guide window 48, and the irradiation window 47 provided on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 45 in the light guide portion 43 absorbs ultraviolet rays and absorbs ozone.
  • the oxygen-containing layer is formed by being filled with the generated gas.
  • the light guide 43 is disposed so as to protrude from the lamp storage chamber 12. Specifically, the base end portion 45 ⁇ / b> A of the cylindrical portion 45 of the light guide portion 43 is connected to the lamp storage chamber 12 so that the cylindrical portion 45 of the light guide portion 43 extends in a direction perpendicular to the tube axis of the excimer lamp 20.
  • the peripheral wall portion 12A is fitted and fixed to the opening 12D.
  • the produced ultraviolet radiation device [1] has the following specifications.
  • Light guide window material: quartz glass, length (length in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 12); 50 mm, width (length in the left-right direction in FIG. 12); 50 mm, thickness: 1.3 mm
  • Irradiation window material: quartz glass, length (length in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 12): 50 mm, width (length in the left-right direction in FIG. 12); 50 mm, thickness: 1 mm
  • Oxygen-containing layer thickness (length in the vertical direction in FIG. 12); 40 mm
  • the ozone concentration was measured. The results are shown in Table 2 below.
  • the ozone concentration was measured using an ozone concentration meter “EG-3000F” (manufactured by Sugawara Jitsugyo Co., Ltd.).
  • the ozone concentration of the ultraviolet radiation devices [1] to [3] was set to 1 based on the ozone concentration in the atmospheric air outside the device near the irradiation window outside the ultraviolet radiation device [1].
  • the relative values of the ozone concentration in the atmospheric air outside the device when the ultraviolet radiation devices [1] to [3] are in operation are shown.
  • UV light source unit 10X UV sterilizer 11 UV light source unit 12 Lamp housing chamber 12A Perimeter wall portion 12B Air supply fan 12C Exhaust fan 12D Opening 13, 13X, 13Y, 13Z Light guide portion 13A Base end portion 13B Tip end portion 13C UV absorbing member layer 13D Outside Shell 14A, 14B Ultraviolet light source unit support 14H Engagement hole 16 Ozone filter 17 Irradiation window 18, 18X Band pass filter 20 Excimer lamp 21 Light emitting tube 22 Outer tube 23 Inner tube 24A, 24B Sealing wall member 25 Outer electrode 26 Inner electrode 28 Reflecting members 32A and 32B Base members 33A and 33B Engaging portions 34A and 34B Engaging portions 43 Light guiding portion 45 Cylindrical portion 45A Base end portion 45B Tip portion 47 Irradiation window 48 Light guiding window 49 Reflecting layer 50 Excimer lamp 51 Light emission Tube 52 Outer tube 53 Inner tubes 54A, 54B Sealing wall member 55 Side electrode 56 inside the electrode 59 a high frequency power source S1 internal space S2, S3, S4 oxygen-

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Abstract

本発明は、波長域２３０～３００ｎｍの人体に有害な紫外線を低減させ、かつ、２００～２３０ｎｍの波長域の有効光を高い発光強度で出射することのできる紫外線殺菌装置を提供することを課題とする。　本発明の紫外線殺菌装置は、紫外線光源と、当該紫外線光源を収納するランプ収納室と、前記紫外線光源からの光を導光する導光部とを有する紫外線殺菌装置であって、前記導光部と前記ランプ収納室との間の位置、および、前記導光部の光出射側の先端部の位置の少なくとも一方に、人体に有害な波長域の紫外線を低減させるバンドパスフィルタが設けられていると共に、前記導光部の内表面が人体に有害な波長域の紫外線を吸収する紫外線吸収部材よりなることを特徴とするものである。

Description

紫外線殺菌装置
　本発明は、紫外線殺菌装置に関し、更に詳しくは皮膚や生体組織等の殺菌処理などに好適に用いられる紫外線殺菌装置に関する。
　例えば、皮膚等の殺菌処理、脱臭処理、および有機汚染物の除去処理などに紫外線が好適に利用されている。また、紫外線光源としては、エキシマランプが広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　エキシマランプの或る種のものとしては、図１０に示すように、円筒状の外側管５２と、この外側管５２内においてその管軸に沿って配置された、当該外側管５２の内径より小さい外径を有する円筒状の内側管５３とを有する合成石英ガラス製の二重管構造の発光管５１を備えたものが挙げられる。この発光管５１においては、外側管５２および内側管５３の各々の両端部が封止壁部材５４Ａ，５４Ｂによって接合され、外側管５２と内側管５３との間に円環状の内部空間Ｓ１が形成されている。この内部空間Ｓ１には、放電用ガスが封入されている。また、発光管５１においては、外側管５２の外周面に網状の外側電極５５が設けられ、内側管５３の内周面に膜状の内側電極５６が設けられており、外側電極５５および内側電極５６は、それぞれ高周波電源５９に接続されている。
　このエキシマランプ５０においては、高周波電源５９によって外側電極５５と内側電極５６との間に高周波高電圧が印加されることにより、内部空間Ｓ１においてエキシマ放電が発生し、エキシマ光が放射される。
　紫外線による殺菌処理（具体的には、皮膚の殺菌処理）においては、波長２００ｎｍ付近の紫外線、具体的には、概ね波長２００～２５０ｎｍの範囲の紫外線が使用される。
　而して、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、波長２００ｎｍ付近に中心波長を有する放射光を得るための放電用ガス（以下、「特定放電用ガス」ともいう。）としては、例えば、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）ガス（得られる放射光の中心波長１９３ｎｍ）、臭化クリプトン（ＫｒＢｒ）ガス（得られる放射光の中心波長２０７ｎｍ）、塩化クリプトン（ＫｒＣｌ）ガス（得られる放射光の中心波長２２２ｎｍ）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）ガス（得られる放射光の中心波長２４８ｎｍ）、ヨウ化キセノン（ＸｅＩ）ガス（得られる放射光の中心波長２５３ｎｍ）、および塩素（Ｃｌ2 ）ガス（得られる放射光の中心波長２５９ｎｍ）などが挙げられる。
特開平９－９２２２５号公報
　エキシマランプの放射光は、実用上単色光とみなすことのできるものであり、そのスペクトル（放射スペクトル）は、線スペクトルであるが、ある程度のスペクトル線幅を有するものである。そのため、エキシマランプの放射光には、中心波長の光と共に、中心波長よりも長波長側の光および中心波長よりも短波長側の光も含まれる。特に、中心波長２２２ｎｍの紫外線を放射するエキシマランプにおいては、人体に有害な波長域２３０～３００ｎｍの光も若干発光する。
　而して、波長域２３０～３００ｎｍの光は人体に悪影響を及ぼすものであることから、例えば皮膚の殺菌処理や治療の用途にエキシマランプを用いる場合には、これらの人体に有害な波長域２３０～３００ｎｍの紫外線（以下、「有害光」ともいう。）を遮断する必要がある。
　このような有害光を遮断するために、通常、バンドパスフィルタ（Ｂａｎｄ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ：ＢＰＦ）が使用される。
　しかしながら、バンドパスフィルタの特性上、入射角が大きい光における有害光は、遮断することが困難である。
　図１１は、２２２ｎｍ付近の波長域の光を透過させるよう設計されたバンドパスフィルタにおける、光の透過率の入射角度依存性を示すグラフである。
　光の入射角が０°である場合、すなわち入射面に対して垂直に入射する場合（図１１において実線で示す。）は、２２０ｎｍ付近の波長域の光は透過し、有害光（波長域２３０～３００ｎｍの紫外線）は遮断される。
　一方、光の入射角が４０°である場合（図１１において一点鎖線で示す。）は、約２１０ｎｍ以上２８０ｎｍ未満の波長域の光が遮断され、２８０ｎｍ以上の波長域の光は透過されてしまう。つまり、必要とされる波長域２００～２３０ｎｍの紫外線（以下、「有効光」ともいう。）は通さず、有害光は透過されてしまう。
　さらに、光の入射角が６０°である場合（図１１において破線で示す。）は、約２００ｎｍ以上２６０ｎｍ未満の波長域の光が遮断され、２６０ｎｍ以上の波長域の光は透過される。
　以上のように、バンドパスフィルタの光の透過率には角度依存性があり、入射角が大きくなるに従って透過する光の波長域が短波長側に移行（シフト）し、必要とされる有効光は透過せずに有害光を透過することになってしまう。
　本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、波長域２３０～３００ｎｍの人体に有害な紫外線を低減させ、かつ、２００～２３０ｎｍの波長域の有効光を高い発光強度で出射することのできる紫外線殺菌装置を提供することにある。
　本発明の紫外線殺菌装置は、紫外線光源と、
　当該紫外線光源を収納するランプ収納室と、
　前記紫外線光源からの光を導光する導光部とを有する紫外線殺菌装置であって、
　前記導光部と前記ランプ収納室との間の位置、および、前記導光部の光出射側の先端部の位置の少なくとも一方に、人体に有害な波長域の紫外線を低減させるバンドパスフィルタが設けられていると共に、
　前記導光部の内表面が人体に有害な波長域の紫外線を吸収する紫外線吸収部材よりなることを特徴とする。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記バンドパスフィルタが下記式（１）で表される光の強度比を１０％以下とするものであることが好ましい。
　式（１）：光の強度比［％］＝｛（人体に有害な波長域２３０～３００ｎｍからなる紫外線領域の強度）／（波長域２００～２３０ｎｍからなる有効光領域の強度）｝×１００
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記バンドパスフィルタを透過した２００～２３０ｎｍの波長域の有効光が、前記紫外線吸収部材によって反射されることが好ましい。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記紫外線吸収部材は、ガラスにより構成されることが好ましい。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記紫外線光源が、波長１９０～２６０ｎｍの波長範囲に中心波長を有するエキシマランプであることが好ましい。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記導光部が筒状体を有し、当該筒状体の先端部に前記バンドパスフィルタまたは紫外線透過性を有する照射窓が設けられ、当該筒状体の内部に酸素含有層が形成されており、
　前記酸素含有層において、酸素に吸収されてオゾンを発生する波長の紫外線が吸収される構成とすることができる。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記筒状体の基端部および先端部が、前記バンドパスフィルタおよび前記照射窓によって閉塞されており、
　前記バンドパスフィルタと前記照射窓との間に前記酸素含有層が気密に形成されている構成とすることができる。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記バンドパスフィルタが前記導光部と前記ランプ収納室との間の位置に設けられていると共に、前記照射窓が前記導光部の光出射側の先端部の位置に設けられていることが好ましい。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記ランプ収納室が筒状体を有し、
　当該筒状体の筒軸方向における一端および他端の少なくとも一方に、排気ファンおよび給気ファンの少なくとも一方を有するものであることが好ましい。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、前記筒状体に設けられた排気ファンおよび給気ファンの少なくとも一方を含む流気路に、オゾンフィルタが設けられていることが好ましい。
　本発明の紫外線殺菌装置においては、導光部とランプ収納室との間の位置、および、導光部の光出射側の先端部の位置の少なくとも一方に、人体に有害な波長域の紫外線を低減させるバンドパスフィルタが設けられていると共に、導光部の内表面が人体に有害な波長域の紫外線を吸収する紫外線吸収部材よりなる。そのため、紫外線光源からの光に含まれる有害光のうちの一部がバンドパスフィルタによって選択的に遮断され、残りの有害光が紫外線吸収部材に吸収または透過される。その結果、本発明の紫外線殺菌装置からの出射光における、有効光を含む紫外線の発光強度を大きく低下させることなく、有害光の発光強度を低下させることができる。
本発明の第１の実施の形態の紫外線殺菌装置の構成の一例を示す説明用断面図である。 図１の紫外線殺菌装置におけるＡ－Ａ線断面図である。 図１の紫外線殺菌装置の底面図である。 ソーダライムガラスおよびホウケイ酸ガラスの透過スペクトルを示すグラフである。 第１の実施の形態の紫外線殺菌装置におけるバンドパスフィルタおよび紫外線吸収部材における光の透過を説明する模式図である。 本発明の第２の実施の形態の紫外線殺菌装置の構成の一例を示す説明用断面図である。 第２の実施の形態の紫外線殺菌装置におけるバンドパスフィルタおよび紫外線吸収部材における光の透過を説明する模式図である。 本発明の紫外線殺菌装置の構成の別の一例における部分断面図である。 本発明の紫外線殺菌装置の構成のさらに別の一例における底面図である。 エキシマランプの構成の一例を示す説明用断面図である。 バンドパスフィルタの光の透過率の入射角度依存性を説明するグラフである。 実験例に用いる紫外線放射装置の構成を示す説明用断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔第１の実施の形態の紫外線殺菌装置〕
　図１は、本発明の第１の実施の形態の紫外線殺菌装置の構成の一例を示す説明用断面図である。図２は、図１の紫外線殺菌装置におけるＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１の紫外線殺菌装置の底面図である。
　本発明の第１の実施の形態の紫外線殺菌装置１０は、紫外線を放射する例えばエキシマランプ２０よりなる紫外線光源を備える紫外線光源ユニット１１と、当該紫外線光源ユニット１１を収納するランプ収納室１２と、エキシマランプ２０からの光を導光する四角筒状体よりなる導光部１３とを有するものである。
〔紫外線光源ユニット〕
　紫外線光源ユニット１１は、直管状のエキシマランプ２０よりなる紫外線光源と、このエキシマランプ２０のランプ中心軸に沿って伸びるように配設された反射部材２８とを備える。
　反射部材２８は、エキシマランプ２０の全長よりも長尺な全長を有し、エキシマランプ２０の周方向に沿って半円形状に湾曲した矩形曲板状のアルミニウム製の凹平面鏡よりなるものである。そして、反射部材２８は、当該反射部材２８の反射面（内周面）がエキシマランプ２０と対向するように配置されている。ここに、反射部材２８は、エキシマランプ２０の外周面（具体的には、後述する外側管２２の外周面）に設けられたアルミニウムの蒸着膜よりなるものであってもよい。そして、エキシマランプ２０の外側管２２の外周面における反射部材２８と対向していない領域によって紫外線出射領域が形成されている。
　エキシマランプ２０は、例えば合成石英ガラスおよび溶融石英ガラスなどの紫外線を透過する誘電体材料よりなる発光管２１を備えている。発光管２１は、円筒状の外側管２２と、この外側管２２内においてその管軸に沿って配置された、当該外側管２２の内径より小さい外径を有する円筒状の内側管２３とを有する二重管構造のものである。この発光管２１において、外側管２２と内側管２３とは、外側管２２の管軸と内側管２３の管軸とが一致するように配置されており、これらの外側管２２の管軸および内側管２３の管軸が、ランプ中心軸とされている。また、発光管２１においては、外側管２２および内側管２３の各々の両端部が封止壁部材２４Ａ，２４Ｂによって接合され、外側管２２と内側管２３との間に円環状の内部空間Ｓ１が形成されている。この内部空間Ｓ１には、放電用ガスが封入されている。また、発光管２１には、外側管２２の外周面に密接して、例えばステンレス鋼などよりなる網状の外側電極２５が設けられており、また内側管２３の内周面には、当該内周面に密接して、例えばアルミニウムなどよりなる筒状の内側電極２６が設けられている。ここに、内側電極２６は、エキシマランプ２０の内側管２３の内周面に設けられたアルミニウムの蒸着膜よりなるものであってもよい。これらの外側電極２５と内側電極２６とよりなる一対の電極は、互いに対向するように配置されており、この外側電極２５および内側電極２６と、内部空間Ｓ１との境界には、各々、発光管２１の管壁（誘電体材料）が介在した状態とされている。そして、発光管２１の内部空間Ｓ１においては、一対の電極が、発光管２１の管壁（誘電体材料）および内部空間Ｓ１を介して対向する領域において、放電領域が形成されている。
　この図の例において、外側電極２５および内側電極２６は、各々、リード線（図示省略）を介して高周波電源（図示省略）に接続されている。また、漏電防止のため、外側電極２５を接地電極（低電圧側電極）とし、内側電極２６を高電圧供給電極としている。
　エキシマランプ２０としては、波長１９０～２６０ｎｍ、特に好ましくは波長１９０～２５０ｎｍの波長範囲に中心波長を有するものが好適に用いられる。このエキシマランプ２０として用いられる、波長１９０～２６０ｎｍの波長範囲に中心波長を有するエキシマランプから放射される光には、人体の殺菌処理や治療に用いられる有効光（波長域２００～２３０ｎｍの紫外線）が含まれると共に、人体に有害な有害光（波長域２３０～３００ｎｍの紫外線）が含まれる。また、この波長１９０～２６０ｎｍの波長範囲に中心波長を有するエキシマランプからは、酸素に吸収されるとオゾンを発生する波長の紫外線（以下、「オゾン発生紫外線」ともいう。）も放射される。オゾン発生紫外線は、具体的には波長１９０ｎｍ未満の紫外線である。高濃度のオゾンは、人体に悪影響を及ぼすものであることから、特に居住空間などにおいて特定エキシマランプを用いる場合、具体的には、例えば皮膚の殺菌処理にエキシマランプを用いる場合には、オゾンの発生を抑制する必要がある。
　エキシマランプ２０に用いられる放電用ガスの具体例としては、例えば、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）ガス（得られる放射光の中心波長１９３ｎｍ）、臭化クリプトン（ＫｒＢｒ）ガス（得られる放射光の中心波長２０７ｎｍ）、塩化クリプトン（ＫｒＣｌ）ガス（得られる放射光の中心波長２２２ｎｍ）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）ガス（得られる放射光の中心波長２４８ｎｍ）、ヨウ化キセノン（ＸｅＩ）ガス（得られる放射光の中心波長２５３ｎｍ）、および塩素（Ｃｌ2 ）ガス（得られる放射光の中心波長２５９ｎｍ）などが挙げられる。これらのうちでは、フッ化アルゴンガス、臭化クリプトンガスおよび塩化クリプトンガスが好ましく、更に好ましくは臭化クリプトンガスおよび塩化クリプトンガスであり、特に好ましくは塩化クリプトンガスである。
　また、エキシマランプ２０としては、波長２００～２５０ｎｍの波長範囲にピーク波長を有する紫外線発光蛍光体を、発光管２１の内周面に塗布した構成の紫外線エキシマ蛍光ランプを用いることができる。ここに、紫外線発光蛍光体からの蛍光は、エキシマランプの放射光と同様に、ある程度のスペクトル線幅を有する。そのため、波長２００～２５０ｎｍの波長範囲にピーク波長を有する紫外線発光蛍光体が塗布されてなる紫外線エキシマ蛍光ランプから放射される光には、人体の殺菌処理や治療に用いられる有効光（波長域２００～２３０ｎｍの紫外線）が含まれると共に、人体に有害な有害光（波長域２３０～３００ｎｍの紫外線）が含まれる。また、この紫外線エキシマ蛍光ランプから放射される光には、ピーク波長の光と共に、ピーク波長よりも長波長側の光および中心波長よりも短波長側の光も含まれている。そのため、波長２００～２５０ｎｍの波長範囲にピーク波長を有する紫外線発光蛍光体が塗布されてなる紫外線エキシマ蛍光ランプは、オゾン発生紫外線を含む光も放射するものである。すなわち、紫外線エキシマ蛍光ランプを、大気雰囲気下において点灯した場合には、当該紫外線エキシマ蛍光ランプの放射光に含まれるオゾン発生紫外線が酸素に吸収されることによってオゾン（Ｏ3 ）が発生することとなる。
　エキシマランプ２０および反射部材２８は、当該エキシマランプ２０および反射部材２８の両端に配設されたベース部材３２Ａ，３２Ｂによって支持固定されている。
　具体的には、ベース部材３２Ａ，３２Ｂは、各々、略円環筒状体よりなる。略円環筒状体の筒軸と垂直な断面は、エキシマランプ２０の内側管２３の内径よりも僅かに小径の内径を有し、反射部材２８の外径よりも僅かに大径の外径を有する円環体の一部が欠けた、外形が欠円形状のものとなる。ベース部材３２Ａ，３２Ｂが略円環筒状のものであることにより、後述する給気ファン１２Ｂからランプ収納室１２内に取り込まれた冷却風によってエキシマランプ２０を高い効率で冷却することができる。
　ベース部材３２Ａ，３２Ｂの内方面（エキシマランプ２０を臨む面）からは、各々、エキシマランプ２０の内側管２３の内径よりも僅かに小径の外径を有する円環筒状の係合部３３Ａ，３３Ｂが、その環内部がベース部材３２Ａ，３２Ｂの環内部と連通する状態で突出するよう設けられている。また、ベース部材３２Ａ，３２Ｂの外方面からは、各々、円環筒状の係合部３４Ａ，３４Ｂが、その環内部がベース部材３２Ａ，３２Ｂの環内部と連通する状態で突出するよう設けられている。
　ベース部材３２Ａ，３２Ｂにおいては、内方に突出した係合部３３Ａ，３３Ｂがエキシマランプ２０の内側管２３の内部に挿入されることにより、当該ベース部材３２Ａ，３２Ｂにエキシマランプ２０が保持されている。
〔ランプ収納室〕
　紫外線光源ユニット１１が収納されるランプ収納室１２は、略四角筒状体よりなる周壁部１２Ａと、当該周壁部１２Ａの筒軸方向における両端に設けられた、ランプ収納室１２内にエキシマランプ２０を冷却するための冷却風を循環させる給気ファン１２Ｂおよび排気ファン１２Ｃとよりなる。
　このランプ収納室１２内には、周壁部１２Ａの筒軸とエキシマランプ２０の管軸とが同軸状に伸びるよう紫外線光源ユニット１１が配置されている。具体的には、ランプ収納室１２の周壁部１２Ａの内部に、当該周壁部１２Ａの軸方向と垂直な断面における内周形状と同じ外周形状の２つの紫外線光源ユニット支持部１４Ａ，１４Ｂが互いに離間して設けられており、この紫外線光源ユニット支持部１４Ａ，１４Ｂに設けられた係合孔１４Ｈ，１４Ｈに、紫外線光源ユニット１１のベース部材３２Ａ，３２Ｂの係合部３４Ａ，３４Ｂがそれぞれ係合されることにより、ランプ収納室１２内に紫外線光源ユニット１１が支持固定されて収納されている。
　周壁部１２Ａは、遮光性を有する材料、例えば黒アルマイト加工されたアルミニウムよりなる。また、周壁部１２Ａの内表面におけるエキシマランプ２０の発光部と対向する領域には、反射層が設けられていることが好ましい。
　本発明の紫外線殺菌装置１０においては、周壁部１２Ａにおけるエキシマランプ２０の紫外線出射領域（具体的にはエキシマランプ２０の外側管２２の外周面における反射部材２８と反対側の外周面）を臨む領域には、四角形状の開口１２Ｄが形成されている。
　給気ファン１２Ｂを含む流気路である給気路および／または排気ファン１２Ｃを含む流気路である排気路には、エキシマランプ２０と外部との間にオゾンフィルタが設けられることが好ましい。
　この図の例の紫外線殺菌装置１０においては、オゾンフィルタ１６が、紫外線光源ユニット１１と排気ファン１２Ｃとの間に設けられている。
　オゾンフィルタ１６は、オゾンを吸着・分解するものである。
　給気ファン１２Ｂを含む流気路である給気路および／または排気ファン１２Ｃを含む流気路である排気路にオゾンフィルタ１６が設けられていることにより、ランプ収納室１２内において発生し、装置外部に排出されるオゾンを低減させることができる。
〔バンドパスフィルタ〕
　そして、本発明の第１の実施の形態の紫外線殺菌装置１０においては、導光部１３とランプ収納室１２との間の位置に、有害光を低減させるバンドパスフィルタ１８が設けられている。具体的には、ランプ収納室１２の周壁部１２Ａの開口１２Ｄに、当該開口１２Ｄの内周形状と同じ外周形状を有する、例えば外形が四角形のバンドパスフィルタ１８が嵌合して固定されている。一方、当該バンドパスフィルタ１８の外周形状と略同一の断面形状を有する四角筒状体よりなる導光部１３が、ランプ収納室１２の開口１２Ｄに設けられたバンドパスフィルタ１８から突出するよう配置される。詳細には、導光部１３がエキシマランプ２０の管軸と略垂直な方向に伸びる状態に、導光部１３の基端部１３Ａが、バンドパスフィルタ１８の表面（図１において下面）に固定されている。
　バンドパスフィルタ１８は、少なくとも０°～４０°の角度で入射された光（以下、「低角度成分光」ともいう。）について、当該低角度成分光に含まれる有害光を例えば９５％以上遮断するものである。なお、このバンドパスフィルタ１８によっては、入射角が４０°より大きい角度で入射された光（以下、「高角度成分光」ともいう。）に含まれる有害光はほとんど遮断されない。
　また、このバンドパスフィルタ１８は、当該バンドパスフィルタ１８を透過した後の光について、下記式（１）で表される光の強度比が１０％以下とされるものであることが好ましい。バンドパスフィルタ１８を透過する前の光の強度比は、例えば１３％程度である。
　式（１）：光の強度比［％］＝｛有害光（波長域２３０～３００ｎｍからなる紫外線領域の紫外線）の強度／有効光（波長域２００～２３０ｎｍからなる有効光領域の紫外線）の強度｝×１００
　バンドパスフィルタ１８を透過した後の光の強度比は、具体的には、以下のように測定されるものである。すなわち、まず、バンドパスフィルタ１８の裏面（光を出射させる面）に、基端部に均等拡散板（例えばオーシャンオプティクス社製「ＣＣ－３－ＵＶ－Ｓ」）が接続された光ファイバを、当該光ファイバの均等拡散板の基端部がバンドパスフィルタ１８と５ｍｍ離間する状態で、バンドパスフィルタ１８に対して垂直に伸びるよう設置する。さらに、光ファイバの先端部に、分光器（例えばオーシャンオプティクス社製「ＱＥｐｒｏ」）を接続する。そして、エキシマランプ２０からバンドパスフィルタ１８の表面に光を照射し、分光器においてバンドパスフィルタ１８を透過した光のスペクトルを測定する。バンドパスフィルタ１８を透過した後の光の強度比は、スペクトルにおける波長域２３０～３００ｎｍの積算光量を有害光の強度とし、波長域２００～２３０ｎｍの積算光量を有効光の強度として算出される。
〔導光部〕
　エキシマランプ２０からの光を導光する導光部１３の先端部１３Ｂは、紫外線透過性を有する照射窓１７によって閉塞されている。
　そして、本発明の紫外線殺菌装置１０においては、導光部１３の内表面が有害光を吸収する紫外線吸収部材からなり、この第１の実施の形態の紫外線殺菌装置１０においては、導光部１３（四角筒状体）が、有害光を吸収する紫外線吸収部材から構成されている。
〔紫外線吸収部材〕
　紫外線吸収部材は、バンドパスフィルタ１８に係る高角度成分光を吸収または透過させる部材であればよく、特に、２００～２３０ｎｍの波長域の有効光に対する反射性を有するものであることが好ましい。
　紫外線吸収部材としては、例えば石英ガラスなどのガラスを用いることができる。
　ガラスは、フレネル反射の性質を示すので、高角度でガラスに入射された光を反射し、低角度でガラスに入射された光を吸収または透過する。ここで、バンドパスフィルタ１８に係る高角度成分光は紫外線吸収部材に低角度で入射されることになり、当該高角度成分光は紫外線吸収部材によって吸収または透過される。一方、バンドパスフィルタ１８に係る低角度成分光は、紫外線吸収部材によって吸収または透過されずに当該紫外線吸収部材によって照射窓１７に向かって反射される。
　また、紫外線吸収部材として用いるガラスとしては、例えば図４に示されるような透過スペクトルを有するソーダライムガラスやホウケイ酸ガラスを用いることもできる。図４において、ソーダライムガラスの透過スペクトルを（ａ）で示す。また、ホウケイ酸ガラスの透過スペクトルを（ｂ）で示す。フレネル反射はガラスの屈折率により定まるので、石英ガラスと屈折率が大きく異ならないソーダライムガラスおよびホウケイ酸ガラスにおいても、同様のフレネル反射の性質が示される。
　紫外線吸収部材としてソーダライムガラスやホウケイ酸ガラスを用いた場合は、人体に有害な紫外線がほとんど透過しないので、装置外部に人体に有害な紫外線が漏れることを確実に抑制することができる。また、ソーダライムガラスやホウケイ酸ガラスを用いた導光部１３を有する紫外線殺菌装置１０によれば、外部からエキシマランプ２０の可視光を使用者が観測することができて高い利便性が得られる。
　また、導光部１３の内部における、バンドパスフィルタ１８と照射窓１７とによって区画されて閉塞された酸素含有層形成空間Ｓ２には、紫外線を吸収してオゾンを発生する気体が充填されて、これにより酸素含有層が形成されていることが好ましい。酸素含有層形成空間Ｓ２は、酸素含有層において発生したオゾンの外部への漏出が全くない気密な閉塞空間であってもよいが、酸素含有層において発生したオゾンの外部への自由な流通が妨げられて漏出が小さく抑制されていれば、高度な気密性が担保されていなくてもよい。
　酸素含有層形成空間Ｓ２に満たされる、紫外線を吸収してオゾンを発生する気体としては、酸素を含有するガスであればよく、具体的には大気（装置外部環境雰囲気の空気）が挙げられる。
　導光部１３の長さは、バンドパスフィルタ１８から出射された光のうち、バンドパスフィルタ１８に係る高角度成分光の全てが、直接、導光部１３の内表面に入射される大きさであればよい。さらに、導光部１３の内部に酸素含有層が形成されている場合は、導光部１３の長さ（酸素含有層の厚み）は、エキシマランプ２０の構成（具体的に、放電用ガスの種類等）およびエキシマランプ２０の点灯条件などを考慮して適宜に定められていることが好ましく、具体的には、１０～１００ｍｍであることが好ましく、更に好ましくは３０～６０ｍｍである。
　具体的な導光部１３の長さとしては、ランプ収納室１２の開口１２Ｄの大きさが縦（図１における紙面と垂直な方向の長さ）および横（図１における左右方向の長さ）が例えば５０ｍｍ×５０ｍｍである場合に、導光部１３の長さ（図１における上下方向の長さ）が例えば５０ｍｍとされる。
　導光部１３の長さが過小である場合には、バンドパスフィルタ１８から出射された光のうちのバンドパスフィルタ１８に係る高角度成分光の一部が、導光部１３の内表面に入射されずに直接、照射窓１７に入射して、当該照射窓１７から出射されてしまうおそれがある。また、導光部１３の内部に酸素含有層が形成されているときには、導光部１３の長さが過小であると、酸素含有層のオゾン発生紫外線吸収能が小さくなり、当該酸素含有層におけるオゾンの発生量、すなわち酸素含有層において吸収されるオゾン発生紫外線の量が小さくなる。そのため、装置外部の大気雰囲気中におけるオゾンの発生を十分に抑制することができなくなるおそれがある。
　一方、導光部１３の長さが過大である場合には、有効光であるバンドパスフィルタ１８に係る低角度成分光について、紫外線吸収部材に入射する量が増えるため、当該紫外線吸収部材における光吸収による光の損失が増え、照射窓１７に到達する光が減少してしまうおそれがある。また、導光部１３の内部に酸素含有層が形成されているときには、導光部１３の長さが過大であると、酸素含有層による保温作用が大きくなるため、エキシマランプ２０が点灯されることによって生じる熱などにより当該エキシマランプ２０が過度に加熱されることに起因して、エキシマランプ２０の使用寿命が短くなるおそれがある。
　照射窓１７は、例えば石英ガラスなどの材料よりなるものとすることができる。
　この紫外線殺菌装置１０においては、エキシマランプ２０の一対の電極に対して高周波電源によって高周波高電圧を印加することにより、内部空間Ｓ１においてエキシマ放電が発生し、放電用ガスの種類に応じたエキシマ光が放射光として外側管２２の外周面から放射される。エキシマランプ２０からの放射光は、人体の殺菌処理や治療に用いられる有効光（波長域２００～２３０ｎｍの紫外線）が含まれると共に、人体に有害な有害光（波長域２３０～３００ｎｍの紫外線）が含まれるものである。そして、エキシマランプ２０の放射光は、その一部が直接的に、また他の一部が反射部材２８によって反射された後、外側管２２の外周面における紫外線出射領域から出射される。エキシマランプ２０の外側管２２の紫外線出射領域から出射された光は、その一部が直接的に、また他の一部がランプ収納室１２の周壁部１２Ａの内表面に反射された後、バンドパスフィルタ１８に入射される。
　図５（ａ）に示されるように、バンドパスフィルタ１８に入射されたエキシマランプ２０の放射光のうち、バンドパスフィルタ１８に０°～４０°の低角度α１で入射された低角度成分光Ｌ１ａに含まれる有害光および有効光のうち、有害光は当該バンドパスフィルタ１８において選択的に吸収されて遮断され、有効光は、遮断されずにバンドパスフィルタ１８を透過する光Ｌ１ｂに含まれる。バンドパスフィルタ１８を透過した、有効光を含む光Ｌ１ｂは、直接、照射窓１７から出射される、あるいは、導光部１３に対して高角度β１で入射されて当該導光部１３を構成する紫外線吸収部材の内表面に反射されて照射窓１７から出射される。一方、図５（ｂ）に示されるように、バンドパスフィルタ１８に入射されたエキシマランプ２０の放射光のうち、バンドパスフィルタ１８に４０°を超える高角度α２で入射された高角度成分光Ｌ２ａに含まれる有害光および有効光のうち、有害光はバンドパスフィルタ１８を透過する光Ｌ２ｂに含まれる。透過された有害光を含む光Ｌ２ｂは、導光部１３に対して低角度β２で入射されることとなり、これにより、導光部１３を構成する紫外線吸収部材に吸収されて遮断される、あるいは、紫外線吸収部材を透過して導光部１３の外部の側方に向かって出射される。なお、高角度成分光Ｌ２ａに含まれる有効光は、バンドパスフィルタ１８によって吸収されて遮断される、あるいは、遮断されずにバンドパスフィルタ１８を透過しても、光Ｌ２ｂに含まれる有害光と共に紫外線吸収部材に吸収されて遮断されるか紫外線吸収部材を透過して導光部１３の外部の側方に向かって出射される。
　従って、低角度成分光Ｌ１ａに含まれる有害光がバンドパスフィルタ１８によって遮断され、有効光が確実に照射窓１７から出射されると共に、バンドパスフィルタ１８によって遮断しきれない有害光を含む高角度成分光Ｌ２ａが導光部１３を構成する紫外線吸収部材に吸収または透過される。これにより、有害光を含む高角度成分光Ｌ２ａが照射窓１７から出射されることを抑制することができる。
　また、エキシマランプ２０からの放射光は、酸素に吸収されてオゾンを発生する波長の紫外線（オゾン発生紫外線）を含むものであることもあるが、バンドパスフィルタ１８を透過した光は、導光部１３内のバンドパスフィルタ１８および照射窓１７によって閉塞された酸素含有層に入射され、この光に含まれるオゾン発生紫外線が、酸素含有層において選択的に吸収されてオゾンが発生し、オゾン発生紫外線が除去された光が照射窓１７に入射されて当該照射窓１７から外部に出射される。ここで、酸素含有層が形成される酸素含有層形成空間Ｓ２が閉塞空間とされていることから、酸素含有層において、オゾン発生紫外線が大気中の酸素に吸収されることによってオゾンが発生するが、このオゾンが装置外部に漏洩することは抑制されている。
　以上のように、紫外線殺菌装置１０の照射窓１７から、有害光並びにオゾン発生紫外線の発光強度が低下され、有効光の発光強度が高い紫外線が出射される。
　ランプ収納室１２においては、給気ファン１２Ｂおよび排気ファン１２Ｃが作動されることにより、給気ファン１２Ｂが配置された一端側から、排気ファン１２Ｃが配置された他端側へと装置外部の大気が冷却風として流通される。
　そして、エキシマランプ２０の外側管２２の紫外線出射領域から出射された光は、ランプ収納室１２内の酸素含有層（空気層）においても吸収されてオゾンが発生する。このオゾンは、エキシマランプ２０からの熱などによって加熱されて速やかに分解（熱分解）されて酸素が生成される、あるいは、エキシマランプ２０と排気ファン１２Ｃとの間に設けられたオゾンフィルタ１６によって吸着されて除去される。従って、装置外部に排出されるオゾンを低減させることができる。
　従って、紫外線殺菌装置１０によれば、装置外部の大気雰囲気中におけるオゾンの発生を抑制することができると共に、エキシマランプ２０において放電用ガスを選択して用いることによって波長２００ｎｍ付近の所望の波長範囲の紫外線を高い発光強度で放射することができる。しかも、紫外線殺菌装置１０が、装置内部においてオゾンが発生するものであっても、そのオゾンが装置外部に漏出することを抑制することができる。
　このような本発明の紫外線殺菌装置は、例えば波長域２００～２３０ｎｍの紫外線が利用される皮膚の紫外線殺菌装置などとして好適に使用することができる。
　以上のような第１の実施の形態の紫外線殺菌装置１０においては、導光部１３とランプ収納室１２との間に、有害光を低減させるバンドパスフィルタ１８が設けられると共に、導光部１３の内表面が有害光を吸収する紫外線吸収部材よりなる。そのため、エキシマランプ２０からの光に含まれる有害光のうちの一部がバンドパスフィルタ１８によって選択的に遮断され、残りの有害光が紫外線吸収部材に吸収または透過される。しかも、エキシマランプ２０からの光に含まれる有効光のうち、紫外線吸収部材に入射された光は、当該紫外線吸収部材によって反射されて照射窓から出射される。その結果、紫外線殺菌装置１０からの出射光における、有効光を含む紫外線の発光強度を大きく低下させることなく、有害光の発光強度を低下させることができる。
　また、以上のような導光部１３の内部の酸素含有層形成空間Ｓ２に酸素含有層が形成された紫外線殺菌装置１０においては、オゾン発生紫外線を含む光を放射するエキシマランプ２０からの光が、当該酸素含有層を介して出射される。そのため、エキシマランプ２０からの光に含まれるオゾン発生紫外線が、この酸素含有層において選択的に吸収される。その結果、この紫外線殺菌装置１０からの出射光において、オゾン発生紫外線以外の紫外線の発光強度を大きく低下させることなく、オゾン発生紫外線の発光強度を低下させることができる。
　従って、この紫外線殺菌装置１０によれば、装置外部の大気雰囲気中におけるオゾンの発生を抑制することができると共に、波長２００ｎｍ付近の紫外線を高い発光強度で放射することができる。
　また、エキシマランプ２０からの光に含まれるオゾン発生紫外線が、ランプ収納室１２内の大気に吸収されてオゾンが発生するが、オゾンフィルタ１６が設けられていることにより、オゾンが当該オゾンフィルタ１６によって吸着される。その結果、装置外部に排出されるオゾンを低減させることができる。
〔第２の実施の形態の紫外線殺菌装置〕
　図６は、本発明の第２の実施の形態の紫外線殺菌装置の構成の一例を示す説明用断面図である。
　本発明の第２の実施の形態の紫外線殺菌装置１０Ｘは、第１の実施の形態の紫外線殺菌装置１０において、バンドパスフィルタ１８が設けられておらず、照射窓１７の代わりにバンドパスフィルタ１８Ｘが設けられていて、これが照射窓としても機能することの他は、同様の構成を有するものである。図６において、図１の第１の実施の形態の紫外線殺菌装置１０と同じ構成部材には同じ符号を付してある。
　具体的には、第２の実施の形態の紫外線殺菌装置１０Ｘにおいては、導光部１３Ｘの光出射側の先端部１３Ｂの位置に有害光を低減させるバンドパスフィルタ１８Ｘが設けられている。
　導光部１３Ｘの長さは、エキシマランプ２０からの放射光のうち、バンドパスフィルタ１８Ｘに直接、入射する光の入射角が０～４０°となる大きさであればよい。
　導光部１３Ｘの長さが過小である場合には、エキシマランプ２０から直接、バンドパスフィルタ１８Ｘへ向かう放射光に、バンドパスフィルタ１８Ｘへの入射角が４０°を超える高角度成分光が含まれることとなり、当該高角度成分光に含まれる有害光がバンドパスフィルタ１８Ｘで吸収されて除去されずに、当該バンドパスフィルタ１８Ｘから出射されてしまうおそれがある。
　一方、導光部１３Ｘの長さが過大である場合には、バンドパスフィルタ１８Ｘへの入射角が４０°以下の低角度成分光もが導光部１３Ｘの内表面に入射して、当該導光部１３Ｘを構成する紫外線吸収部材に吸収または透過され、エキシマランプ２０からの放射光における有効光の利用効率が低くなってしまうおそれがある。
　また、紫外線殺菌装置１０Ｘにおいては、導光部１３Ｘの内部からなる酸素含有層形成空間Ｓ３に、紫外線を吸収してオゾンを発生する気体が充填されて酸素含有層が形成されていることが好ましい。この酸素含有層形成空間Ｓ３は、ランプ収納室１２内に開放された開放空間とされている。酸素含有層形成空間Ｓ３がランプ収納室１２内に開放された開放空間であっても、酸素含有層が紫外線光源からの熱などによって加熱されて温度が高い状態とされ、また当該酸素含有層を構成する大気が流動しにくいことから、当該酸素含有層において発生したオゾンは速やかに分解（熱分解）される、あるいは、紫外線光源と排気ファン１２Ｃとの間に設けられたオゾンフィルタ１６によって吸着されて除去され、従って、装置外部に排出されるオゾンを低減させることができる。
　酸素含有層形成空間Ｓ３に満たされる、紫外線を吸収してオゾンを発生する気体は、大気（装置外部環境雰囲気の空気）とされる。
　この紫外線殺菌装置１０Ｘにおいては、図７（ａ）に示されるように、ランプ収納室１２の開口１２Ｄに入射されたエキシマランプ２０の放射光のうち、入射角が４０°以下の低角度α３で入射された光は、バンドパスフィルタ１８Ｘに対しても４０°以下の低角度α３で入射され、このバンドパスフィルタ１８Ｘに入射された低角度成分光Ｌ３ａに含まれる有害光および有効光のうち、有害光は当該バンドパスフィルタ１８Ｘにおいて選択的に吸収されて遮断され、有効光を含む光Ｌ３ｂは、遮断されずにバンドパスフィルタ１８Ｘを透過して当該バンドパスフィルタ１８Ｘから出射される。一方、図７（ｂ）に示されるように、ランプ収納室１２の開口１２Ｄに入射されたエキシマランプ２０の放射光のうち、入射角が４０°を超える高角度α４で入射された高角度成分光Ｌ４は、直接、導光部１３Ｘを構成する紫外線吸収部材に入射される。この紫外線吸収部材に入射された高角度成分光Ｌ４は、導光部１３Ｘの内表面に対して低角度β４で入射されることとなる。これにより、有効光および有害光が共に含まれる高角度成分光Ｌ４は導光部１３Ｘを構成する紫外線吸収部材に吸収されて遮断される、あるいは、紫外線吸収部材を透過して導光部１３Ｘの外部の側方に向かって出射され、バンドパスフィルタ１８Ｘからは出射されない。
　従って、低角度成分光Ｌ３ａに含まれる有害光がバンドパスフィルタ１８Ｘによって遮断され、低角度成分光Ｌ３ａに含まれる有効光が確実にバンドパスフィルタ１８Ｘから出射されると共に、ランプ収納室１２の開口１２Ｄに高角度で入射される高角度成分光Ｌ４は、導光部１３Ｘを構成する紫外線吸収部材に吸収または透過されて、有害光を含む高角度成分光Ｌ４がバンドパスフィルタ１８Ｘに高角度で入射されることが抑制される。したがって、バンドパスフィルタ１８Ｘから有害光が出射することを抑制することができる。
　また、エキシマランプ２０からの放射光は、酸素に吸収されてオゾンを発生する波長の紫外線（オゾン発生紫外線）を含むものであることもあるが、導光部１３Ｘ内に入射された光は、当該導光部１３Ｘの内部よりなる酸素含有層に入射され、この光に含まれるオゾン発生紫外線が、酸素含有層において選択的に吸収されてオゾンが発生し、オゾン発生紫外線が除去された光がバンドパスフィルタ１８Ｘに入射されて当該バンドパスフィルタ１８Ｘから外部に出射される。
　以上のように、紫外線殺菌装置１０Ｘのバンドパスフィルタ１８Ｘから、有害光並びにオゾン発生紫外線の発光強度が低下され、波長２００ｎｍ付近の有効光の発光強度が高い紫外線が出射される。
　以上のような第２の実施の形態の紫外線殺菌装置１０Ｘにおいては、導光部１３Ｘの光出射側の先端部に、有害光を低減させるバンドパスフィルタ１８Ｘが設けられると共に、導光部１３Ｘの内表面が有害光を吸収する紫外線吸収部材よりなる。そのため、エキシマランプ２０からの光に含まれる有害光のうちの一部が紫外線吸収部材に吸収または透過され、残りの有害光がバンドパスフィルタ１８Ｘによって選択的に遮断される。その結果、紫外線殺菌装置１０Ｘからの出射光における、有効光を含む紫外線の発光強度を大きく低下させることなく、有害光の発光強度を低下させることができる。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることができる。
　例えば、導光部の内表面が有害光を吸収する紫外線吸収部材から構成されればよく、導光部が、図８に示されるように、四角筒状の外殻１３Ｄの内面上に、紫外線吸収部材層１３Ｃが形成された導光部１３Ｚよりなるものであってもよい。紫外線吸収部材層１３Ｃは、上述のガラスよりなるものであってもよく、黒アルマイトや黒色の塗料による黒色層よりなるものであってもよい。図８において、図１の紫外線殺菌装置と同じ構成部材には同じ符号を付してある。
　また例えば、導光部の形状は、四角筒状のものに限定されず、図９に示されるように、円筒状の導光部１３Ｙであってもよい。図９において、図１の紫外線殺菌装置と同じ構成部材には同じ符号を付してある。
　また例えば、紫外線光源は、エキシマランプが外套管の内部に配設された構成のものであってもよい。
　また例えば、紫外線光源としては、上述の構成の二重管タイプの発光管を備えたエキシマランプに限定されず、扁平管のような一重管タイプの発光管を備えたエキシマランプを用いることもできる。
　また例えば、導光部内の酸素含有層形成空間に、オゾン分解手段が配置されていてもよい。オゾン分解手段としては、酸素含有層において発生したオゾンを熱分解するための装置、具体的には、例えばヒータなどを用いることができる。
　以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
　図１に示される構成の紫外線殺菌装置（以下、「紫外線殺菌装置〔１〕」ともいう。）を作製した。
　作製した紫外線殺菌装置〔１〕は、下記の仕様を有するものである。
（エキシマランプ）
外側管：材質；合成石英ガラス，外径；４０ｍｍ，内径；３６ｍｍ
内側管：材質；合成石英ガラス，外径；２６ｍｍ，内径；２４ｍｍ
放電用ガス：種類（封入ガス種類）；クリプトン（封入圧；２０ｋＰａ（１５０Ｔｏｒｒ）と塩素１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）との混合ガス（全封入圧；２０．１ｋＰａ（１５１Ｔｏｒｒ）））
放射される紫外線：発光波長２２２ｎｍを中心とする光
ランプ全長：１００ｍｍ
放電空間の距離：５ｍｍ
（ランプ収納室）
周壁部：材質；アルミニウム，幅（図１において紙面と垂直な方向の長さ）；５０ｍｍ，高さ（図１において上下方向の長さ）；５０ｍｍ，全長；１３０ｍｍ，開口の寸法；５０ｍｍ×５０ｍｍ
（バンドパスフィルタ）
角度特性；図１１のスペクトルに示すフィルタ透過率の入射角度依存性を有するもの
（導光部）
材質；石英ガラス，縦（図１において紙面と垂直な方向の長さ）；５０ｍｍ，横（図１において左右方向の長さ）；５０ｍｍ，長さ（図１における上下方向の長さ）；５０ｍｍ
（照射窓）
材質；石英ガラス，縦（図１において紙面と垂直な方向の長さ）；５０ｍｍ，横（図１において左右方向の長さ）；５０ｍｍ，厚み；２ｍｍ
　作製した紫外線殺菌装置〔１〕について、給気ファンおよび排気ファンを回転させ、エキシマランプを点灯させた作動時における、紫外線殺菌装置〔１〕のスペクトルを測定し、波長２００～２３０ｎｍの紫外線の照度および有害光の強度比を算出した。結果を下記の表１に示す。スペクトルは、「ＱＥＰｒｏ」（オーシャンオプティクス社製）を用いて測定した。
　ここで、有害光の強度比とは、スペクトルにおける２３０～３００ｎｍの波長域の光強度の積分値と、２００～２３０ｎｍの波長域の光強度の積分値の比である。有害光の強度比が大きい程、２３０～３００ｎｍの波長域の光強度、すなわち有害光が多いことになる。
〔実施例２〕
　実施例１に係る紫外線殺菌装置〔１〕において、導光部として、四角筒状の外殻の内面に黒色の塗料による層が形成されたものを用いたこと以外は同様の紫外線殺菌装置〔２〕を作製した。
　この紫外線殺菌装置〔２〕について、実施例１と同様の手法により、エキシマランプの作動時におけるスペクトルを測定し、波長２００～２３０ｎｍの紫外線の照度および有害光の強度比を算出した。結果を下記の表１に示す。
〔比較例１〕
　実施例１に係る紫外線殺菌装置〔１〕において、導光部として、四角筒状の外殻の内面にアルミニウムによる反射層が形成されたものを用いたこと以外は同様の紫外線殺菌装置〔３〕を作製した。
　この紫外線殺菌装置〔３〕について、実施例１と同様の手法により、エキシマランプの作動時におけるスペクトルを測定し、波長２００～２３０ｎｍの紫外線の照度および有害光の強度比を算出した。結果を下記の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１において、紫外線殺菌装置〔１〕～〔３〕の紫外線の照度および有害光の強度比は、紫外線殺菌装置〔１〕の紫外線の照度および有害光の強度比を基準として１とした、紫外線殺菌装置〔１〕～〔３〕の作動時における紫外線の照度および有害光の強度比が示されている。
　表１の結果から、本発明の実施例１に係る紫外線殺菌装置〔１〕によれば、有効光について十分に大きな発光強度が得られながら、有害光を除去することができることが確認された。
　また、本発明の実施例２に係る紫外線殺菌装置〔２〕においては、有効光の発光強度が実施例１に比較して抑制されるものの、確実に有害光を除去することができることが確認された。これは、石英ガラスよりなる導光部である場合には反射される有効光が、黒色の塗料による層に吸収されたためと考えられる。
　また、比較例１に係る紫外線殺菌装置〔３〕においては、有効光について大きな発光強度が得られるが、有害光を除去することが難しいことが判明した。これは、導光部のアルミニウムによる反射層によってバンドパスフィルタに係る高角度成分光に含まれる有害光が当該バンドパスフィルタを透過して導光部の内表面においてそのまま反射され、照射窓から有効光と共に出射されてしまったためと考えられる。
〔オゾン濃度に係る実験例１〕
　図１２に示される構成のオゾン濃度に係る実験用の紫外線放射装置（以下、「紫外線放射装置〔１〕」ともいう。）を作製した。図１２に示される構成の紫外線放射装置は、図１に示される構成の紫外線殺菌装置において、バンドパスフィルタ１８、導光部１３および照射窓１７の代わりに、オゾン濃度に係る実験用の導光部４３が装着されたものであることの他は同じ構成を有するものである。
　オゾン濃度に係る実験用の導光部４３は、具体的には、四角筒状の筒状部４５を有するものである。筒状部４５の基端部４５Ａ内には、当該基端部４５Ａの内周形状と同じ外周形状を有する紫外線透過性を有する導光窓４８が嵌合して固定されている。一方、筒状部４５の先端部４５Ｂには、紫外線透過性を有する照射窓４７によって閉塞されている。具体的には、筒状部４５の先端部４５Ｂ内に、当該先端部４５Ｂの内周形状と同じ外周形状を有する照射窓４７が嵌合して固定されている。
　筒状部４５の内周面には、エキシマランプ２０からの光を反射する、例えば高輝アルミニウムの板やアルミニウムの蒸着膜などよりなる反射層４９が設けられている。
　導光部４３内の筒状部４５の内周面に設けられた反射層４９と導光窓４８と照射窓４７とによって区画された酸素含有層形成空間Ｓ４は、紫外線を吸収してオゾンを発生する気体によって満たされることにより、酸素含有層が形成されている。
　導光部４３は、ランプ収納室１２から突出するよう配置される。具体的には、導光部４３の筒状部４５がエキシマランプ２０の管軸と垂直な方向に伸びる状態に、導光部４３の筒状部４５の基端部４５Ａが、ランプ収納室１２の周壁部１２Ａにおける開口１２Ｄに嵌合して固定されている。
　作製した紫外線放射装置〔１〕は、下記の仕様を有するものである。
（エキシマランプ）
外側管：材質；合成石英ガラス，外径；４０ｍｍ，内径；３６ｍｍ
内側管：材質；合成石英ガラス，外径；２６ｍｍ，内径；２４ｍｍ
放電用ガス：種類（封入ガス種類）；クリプトン（封入圧；２０ｋＰａ（１５０Ｔｏｒｒ）と塩素１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）との混合ガス（全封入圧；２０．１ｋＰａ（１５１Ｔｏｒｒ）））
放射される紫外線：発光波長２２２ｎｍを中心とする光
ランプ全長：１００ｍｍ
放電空間の距離：５ｍｍ
（ランプ収納室）
周壁部：材質；アルミニウム，幅（図１２において紙面と垂直な方向の長さ）；５０ｍｍ，高さ（図１２において上下方向の長さ）；５０ｍｍ，全長；１３０ｍｍ
（導光部）
導光窓：材質；石英ガラス，縦（図１２において紙面と垂直な方向の長さ）；５０ｍｍ，横（図１２において左右方向の長さ）；５０ｍｍ，厚み；１．３ｍｍ
照射窓：材質；石英ガラス，縦（図１２において紙面と垂直な方向の長さ）；５０ｍｍ，横（図１２において左右方向の長さ）；５０ｍｍ，厚み；１ｍｍ
酸素含有層：厚み（図１２において上下方向の長さ）；４０ｍｍ
　作製した紫外線放射装置〔１〕について、給気ファンおよび排気ファンを回転させ、エキシマランプを点灯させた作動時における、装置外部の大気雰囲気中の照射窓の近傍、および、排気ファンの近傍の最大オゾン濃度を測定した。結果を下記の表２に示す。オゾン濃度は、オゾン濃度計「ＥＧ－３０００Ｆ」（荏原実業社製）を用いて測定した。
〔オゾン濃度に係る実験例２〕
　実験例１に係る紫外線放射装置〔１〕において、導光窓が設けられていないこと以外は同様の紫外線放射装置〔２〕を作製した。
　この紫外線放射装置〔２〕について、実験例１と同様の手法により、エキシマランプの作動時における装置外部の大気雰囲気のオゾン濃度を測定した。結果を下記の表２に示す。
〔オゾン濃度に係る比較実験例１〕
　実験例１に係る紫外線放射装置〔１〕において、導光窓と照射窓とに挟まれた導光部が設けられておらず、ランプ収納室の開口に照射窓が直接嵌合されていること以外は同様の紫外線放射装置〔３〕を作製した。
　この紫外線放射装置〔３〕について、実験例１と同様の手法により、エキシマランプの作動時における装置外部の大気雰囲気のオゾン濃度を測定した。結果を下記の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２において、紫外線放射装置〔１〕～〔３〕のオゾン濃度としては、紫外線放射装置〔１〕の外部における照射窓の近傍の装置外部の大気雰囲気中のオゾン濃度を基準として１とした、紫外線放射装置〔１〕～〔３〕の作動時における装置外部の大気雰囲気中のオゾン濃度の相対値が示されている。
　表２の結果から、実験例１に係る紫外線放射装置〔１〕によれば、装置外部の大気雰囲気中におけるオゾンの発生を極めて抑制することができることが確認された。
　また、実験例２に係る紫外線放射装置〔２〕においては、装置外部の照射窓の近傍におけるオゾンの発生を極めて抑制することができることが確認された。これは、酸素含有層においてオゾン発生紫外線が十分吸収されることによって、照射窓から放射された光によるオゾンの発生が抑制されたものと考えられる。また、排気ファンの近傍におけるオゾン濃度もある程度抑制することができることが確認された。これは、ランプ収納室に開放された酸素含有層形成空間で発生したオゾンのうち、エキシマランプからの熱によって分解しなかったもののみが排気ファンによって排気されたためと考えられる。
　また、比較実験例１に係る紫外線放射装置〔３〕においては、照射窓の近傍におけるオゾン濃度が高いことが判明した。これは、エキシマランプと照射窓との間隔が狭すぎて十分な酸素含有層の厚みが得られず、従って、オゾン発生紫外線を十分に吸収することができずに装置外部に放射されたためと考えられる。
１０，１０Ｘ　紫外線殺菌装置
１１　紫外線光源ユニット
１２　ランプ収納室
１２Ａ　周壁部
１２Ｂ　給気ファン
１２Ｃ　排気ファン
１２Ｄ　開口
１３，１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ　導光部
１３Ａ　基端部
１３Ｂ　先端部
１３Ｃ　紫外線吸収部材層
１３Ｄ　外殻
１４Ａ，１４Ｂ　紫外線光源ユニット支持部
１４Ｈ　係合孔
１６　オゾンフィルタ
１７　照射窓
１８，１８Ｘ　バンドパスフィルタ
２０　エキシマランプ
２１　発光管
２２　外側管
２３　内側管
２４Ａ，２４Ｂ　封止壁部材
２５　外側電極
２６　内側電極
２８　反射部材
３２Ａ，３２Ｂ　ベース部材
３３Ａ，３３Ｂ　係合部
３４Ａ，３４Ｂ　係合部
４３　導光部
４５　筒状部
４５Ａ　基端部
４５Ｂ　先端部
４７　照射窓
４８　導光窓
４９　反射層
５０　エキシマランプ
５１　発光管
５２　外側管
５３　内側管
５４Ａ，５４Ｂ　封止壁部材
５５　外側電極
５６　内側電極
５９　高周波電源
Ｓ１　内部空間
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４　酸素含有層形成空間

Claims (10)

  1. 　紫外線光源と、
    　当該紫外線光源を収納するランプ収納室と、
    　前記紫外線光源からの光を導光する導光部とを有する紫外線殺菌装置であって、
    　前記導光部と前記ランプ収納室との間の位置、および、前記導光部の光出射側の先端部の位置の少なくとも一方に、人体に有害な波長域の紫外線を低減させるバンドパスフィルタが設けられていると共に、
    　前記導光部の内表面が人体に有害な波長域の紫外線を吸収する紫外線吸収部材よりなることを特徴とする紫外線殺菌装置。
  2. 　前記バンドパスフィルタが下記式（１）で表される光の強度比を１０％以下とするものであることを特徴とする請求項１に記載の紫外線殺菌装置。
    　式（１）：光の強度比［％］＝｛（人体に有害な波長域２３０～３００ｎｍからなる紫外線領域の強度）／（波長域２００～２３０ｎｍからなる有効光領域の強度）｝×１００
  3. 　前記バンドパスフィルタを透過した２００～２３０ｎｍの波長域の有効光が、前記紫外線吸収部材によって反射されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線殺菌装置。
  4. 　前記紫外線吸収部材は、ガラスにより構成されることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。
  5. 　前記紫外線光源が、波長１９０～２６０ｎｍの波長範囲に中心波長を有するエキシマランプであることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。
  6. 　前記導光部が筒状体を有し、当該筒状体の先端部に前記バンドパスフィルタまたは紫外線透過性を有する照射窓が設けられ、当該筒状体の内部に酸素含有層が形成されており、
    　前記酸素含有層において、酸素に吸収されてオゾンを発生する波長の紫外線が吸収されることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。
  7. 　前記筒状体の基端部および先端部が、前記バンドパスフィルタおよび前記照射窓によって閉塞されており、
    　前記バンドパスフィルタと前記照射窓との間に前記酸素含有層が気密に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の紫外線殺菌装置。
  8. 　前記バンドパスフィルタが前記導光部と前記ランプ収納室との間の位置に設けられていると共に、前記照射窓が前記導光部の光出射側の先端部の位置に設けられていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の紫外線殺菌装置。
  9. 　前記ランプ収納室が筒状体を有し、
    　当該筒状体の筒軸方向における一端および他端の少なくとも一方に、排気ファンおよび給気ファンの少なくとも一方を有するものであることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載の紫外線殺菌装置。
  10. 　前記筒状体に設けられた排気ファンおよび給気ファンの少なくとも一方を含む流気路に、オゾンフィルタが設けられていることを特徴とする請求項９に記載の紫外線殺菌装置。
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