JP3178184B2 - 誘電体バリヤ放電ランプ - Google Patents
誘電体バリヤ放電ランプInfo
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Description
の紫外線光源として使用される放電ランプの一種で、誘
電体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成し、該エキ
シマ分子から放射される光を利用するいわゆる誘電体バ
リヤ放電ランプの改良に関する。
ば、日本国公開特許公報平2ー7353号があり、そこ
には、放電容器にエキシマ分子を形成する放電用ガスを
充填し、誘電体バリヤ放電(別名オゾナイザ放電あるい
は無声放電。電気学会発行改定新版「放電ハンドブッ
ク」平成1年6月再版7刷発行第263ページ参照)に
よってエキシマ分子を形成せしめ、該エキシマ分子から
放射される光を取り出す放射器、すなわち誘電体バリヤ
放電ランプについて記載されており、該放電容器は円筒
状であり、該放電容器の少なくとも一部は該誘電体バリ
ヤ放電の誘電体を兼ねており、該誘電体の少なくとも一
部は該エキシマ分子から放射される光に対して光透過性
であり、該光透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網
状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ランプ構造が記載
されている。上記のような誘電体バリヤ放電ランプは、
従来の低圧水銀放電ランプや高圧アーク放電ランプには
無い種々の特長を有しているため有用である。しかし、
上記のような誘電体バリヤ放電ランプは、従来のランプ
とは全く異なった構造のランプであるのにもかかわら
ず、ランプの保持方法について十分な検討がなされてい
ないという問題があった。
取り出し効率が十分で、かつ、ランプの保持が容易であ
る誘電体バリヤ放電ランプを提供することである。
なくとも外形が概略円筒状である放電容器に誘電体バリ
ヤ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが充
填され、該放電容器の外壁の少なくとも一部は、該エキ
シマ分子から放射される光に対して光透過性であり、か
つ、該誘電体バリヤ放電の誘電体を兼ねており、該光透
過性誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極が設けら
れた誘電体バリヤ放電ランプにおいて、該放電容器の少
なくとも一端に該導電性網状電極の外径以下の外径を有
する口金を設けた構成にすることによって達成される。
また、該口金がランプを冷却するための通気孔を有する
ように構成することによって、本発明の目的はよりいっ
そう達成される。
ある放電容器に誘電体バリヤ放電によってエキシマ分子
を形成する放電用ガスが充填され、該放電容器の外壁の
少なくとも一部は、該エキシマ分子から放射される光に
対して光透過性であり、かつ、該誘電体バリヤ放電の誘
電体を兼ねており、該光透過性誘電体の少なくとも一部
に導電性網状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ランプ
において、光の取り出し効率について詳細な検討を行っ
たところ、光の取り出し効率は、該誘電体バリヤ放電ラ
ンプの保持方法、特に、該誘電体バリヤ放電ランプの端
部に設けた口金の構造に大きく作用されることを発見し
た。すなわち、口金の外径が該導電性網状電極の外径を
越えると、光取り出し効率が低下することを発見した。
さらに、この原因が、円筒状の誘電体バリヤ放電ランプ
独特の配光分布に起因することも発見した。図2は、配
光分布の説明図であって、直管状の蛍光ランプやハロゲ
ンランプの配光分布が、ランプの管軸に直角な方向の、
すなわちθがπ/2の方向の光出力を直径とした円状曲
線21になるのに対して、誘電体バリヤ放電ランプの配
光分布は、θが0およびπ付近において円状の分布より
も光出力が大きくなった分布22をしている。すなわ
ち、誘電体バリヤ放電ランプにおいては、その管軸に近
接した方向に放射される光の割合が蛍光ランプなどに比
較して大きく、従って、口金の外径が該導電性網状電極
の外径を越えると、光取り出し効率が低下する。すなわ
ち、口金の構造によって光出力、言い換えると光り取り
出し効率が低下するのは、円筒状誘電体バリヤ放電ラン
プに、特有の現象である。
器に誘電体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成する
放電用ガスが充填され、該放電容器の外壁の少なくとも
一部は、該エキシマ分子から放射される光に対して光透
過性であり、かつ、該誘電体バリヤ放電の誘電体を兼ね
ており、該光透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網
状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ランプにおいて、
該放電容器の少なくとも一端に該導電性網状電極の外径
以下の外径を有する口金を設けると、まず第一に光の取
り出し効率を低下させること無く、第二に太く、かつ、
複雑な構造をした同軸円筒の端部を直接支持する場合に
比較し、ランプの位置を容易に、精密に設定出来るよう
になる。なお、本発明における口金とは、誘電体バリヤ
放電ランプの放電容器とは独立したランプ保持を目的と
した構造物で、接着剤等による接着、あるいは圧入など
によって放電容器に固着されているものをいう。さら
に、この発明における該導電性網状電極の外径とは、放
電容器に装着した状態で測定された網状電極の外径であ
る。たとえば、直径dmmの素線を交差させた円筒状網
を直径Dmmの放電容器に装着した場合の該導電性網状
電極の外径は、素線の「重なり」の関係でdの4倍とD
の和になる。
有する構造にすると、ランプの冷却が容易になり、高出
力の誘電体バリヤ放電ランプが容易に得られる。該口金
をシリコンゴムあるいはフッ素樹脂で構成すると、該材
料は弾力性があるので、該口金を放電容器の端部に取り
付け易い、電極に接続したリード線が取り出しやすいと
いう利点が生じる。
リヤ放電ランプの概略図を図1に示す。放電容器1は全
長約150mmの石英ガラス製で、外径14mmの内側
管2、肉厚1mm内径約25mmの外側管3を同軸に配
置して中空円筒状にしたものである。外側管3は誘電体
バリヤ放電の誘電体バリヤと光取り出し窓を兼用してお
り、外面には光を透過する金属製網状電極4が設けられ
ている。内側管2の外表面には光反射板を兼ねたアルミ
ニウム電極5が設けられている。20は、アルミニウム
電極5を機械的、化学的に保護する目的で設けた付加型
のシリコンゴムからなる保護膜である。また、放電容器
1の一端にバリウムゲッタ6が設けられている。網状電
極4は、軸方向に伸縮性のあるシームレスに編んだ円筒
状網で、該円筒状金属網のなかに放電容器1を挿入し、
ランプの軸方向に引っ張ることによって外側管3の外側
に密接された網状電極5が形成される。従って、該円筒
状網電極の外径は、約27.4mmになる。該放電容器
の両端に、シリコンゴムからなり、外径が24mmで、
通気孔12,13を有する口金10、11を、シリコン
ゴム系の接着材を使用いて装着した。接着材は図示して
いない。
キセノンガスを300Torr封入した。周波数20キ
ロヘルツの電源8でランプ長1cmあたり2ワットの電
力で放電させたところ、172nmとその付近の紫外線
が高効率で放射された。該口金が該導電性網状電極の外
径未満の外径を有するので、光の取り出し効率を低下さ
せること無く、さらに、太く、かつ、複雑な構造をした
同軸円筒の端部を直接支持する場合に比較し、ランプの
位置を容易に、精密に設定することが出来た。また、該
口金に設けた通気孔に窒素ガスを流してランプを冷却す
ることにより、前記の3倍の電気入力で点灯しても、効
率が低下しない高出力の誘電体バリヤ放電ランプ得られ
た。さらに、口金の材質がシリコンゴムなので、弾力性
があるので放電容器への装着が容易に行え、かつ172
nmとその付近の紫外線に対しても十分な耐性があるの
で十分な寿命を有するなどの利点が生じた。
金を使用しても上記実施例と同様の効果が得られた。ま
た、セラミックスあるいは金属の口金を使用しても、光
の取り出し効率を低下させることが無く、ランプの位置
を容易に、精密に設定することが出来などの効果が得ら
れることは、自明である。
取り出し効率が十分で、かつ、ランプの保持が容易であ
る誘電体バリヤ放電ランプをを提供できる。
明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 外形が概略円筒状である放電容器に誘電
体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガ
スが充填され、該放電容器の外壁の少なくとも一部は、
該エキシマ分子から放射される光に対して光透過性であ
り、かつ、該誘電体バリヤ放電の誘電体を兼ねており、
該光透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極が
設けられた誘電体バリヤ放電ランプにおいて、該放電容
器の少なくとも一端に該導電性網状電極の外径以下の外
径を有する口金を設けたことを特徴とした誘電体バリヤ
放電ランプ。 - 【請求項2】 該口金がランプを冷却するための通気孔
を有することを特徴とした請求項1に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプ。 - 【請求項3】 該口金がシリコンゴムあるいはフッ素樹
脂であることを特徴とした請求項1に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプ。
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