JP5828364B1 - エキシマ放電ランプ - Google Patents
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Abstract
Description
エキシマ放電ランプとしては、例えば、透光性を有する誘電体材料よりなる発光管の外表面に電極(外側電極)が配設され、発光管の内部に内側電極が配置されてなるものが広く用いられている(例えば特許文献1参照。)。
このエキシマ放電ランプは、発光ガスが内部に封入された発光管60を備えている。発光管60の一方の端部には、封止部63が形成されている。封止部63は、例えば金属箔68を埋設して気密封止したいわゆる箔封止構造(例えばピンチシール構造)であって、湾曲した縮径部62を介して円管状の発光部61の他端に連続している。また、発光管の他方の端部には、ランプの製造過程において発光管60内を排気するための排気経路の残部であるチップ部65が設けられている。
発光管60の外表面には、外側電極80が発光管60の外表面に密着状態で配設されている。外側電極80は、例えば、導電性を有する複数本の金属細線により形成された網状電極により構成されている。
また、発光管60の内部には、内側電極70が発光管の長手方向に沿って延びる状態で配置されている。内側電極70は、その主要部分が螺旋状に巻いて形成されたコイル電極により構成されており、他端部がチップ部65内に位置され、一端部が封止部63に埋設された金属箔68に電気的に接続されている。金属箔68には、発光管60の他端より外方に突出して延びる外部リード75が電気的に接続されている。
また、真空紫外光を発生するエキシマ放電ランプにおいては、点灯中に発光管60の内面に波長の短い真空紫外光が照射される結果、前述の歪に加え、紫外線歪みが蓄積されていくことになる。
特に、発光管60における縮径部62においては、発光管60を構成するガラスの変形が大きいため、熱歪みが残りやすく、また縮径部62が位置される領域においても内側電極70と外側電極80との間で放電が生じ、真空紫外光が照射されることによる紫外線歪みが発生するため、歪みの残留または蓄積は顕著である。
このような歪みが残留または蓄積されやすい領域において、従来のようにNi線などの金属線85を巻きつける方法で外側電極80を固定すると、当該領域に応力集中が起こり、所定の寿命前に発光管60が破損するおそれがある、という問題がある。
前記外側電極の一端部が、前記封止部の外面に設けられた外側電極固定用部材を介して固定されていることを特徴とする。
前記外側電極の一端部が、前記封止部の外面上に位置された状態で、当該外側電極の一端部を当該封止部の外面に接触させる保持部材により、保持固定されていることを特徴とする。
図1Aは、本発明のエキシマ放電ランプの一例における構成の概略を示す平面図である。図1Bは、図1AにおけるA−A線断面における一部を示す拡大断面図である。
このエキシマ放電ランプは、例えば合成石英ガラスなどの誘電体材料よりなる紫外線透過性を有する発光管10を備えている。発光管10は、円管状の発光部11と、この発光部11の一端に縮径部12を介して連続する封止部13とを有する。発光管10の他端には、ランプの製造過程において発光管10内を排気するための排気経路の残部であるチップ部15が形成されている。封止部13は、金属箔18を埋設して気密封止したいわゆる箔封止構造であって、例えば、発光管10を構成する発光管形成材料の端部を加熱してピンチャーで圧潰することにより形成されている(ピンチシール構造)。ここに、縮径部12は、発光管形成材料の端部を圧潰封止するときに形成され、発光管10の直径(外径)が封止部13に向かうに従って徐々に減少するよう、発光部11から封止部13に向かって連続する斜面を有する。縮径部12においては、発光管10の内壁が封止部13に向かうに従って後述する内側電極20に接近している。
発光管10の両端部の各々には、例えば無機絶縁性のセラミックス(例えばアルミナ)等からなる筒状のベース部材40,41が設けられている。ベース部材40,41は、例えば無機接着剤により発光管10に対して固定されている。ベース部材40,41の外周面には、周方向の全周にわたって延びる溝部42が形成されている。
発光ガスとしては、例えばキセノンガス(Xe)、アルゴンガス(Ar)、クリプトンガス(Kr)などのエキシマ放電によってエキシマ分子を形成する放電媒質としての作用を有する希ガスが用いられる。また、放電媒質としては、希ガスと共に必要に応じて、フッ素ガス(F)、塩素ガス(Cl)、沃素ガス(I)および臭素ガス(Br)などのハロゲンガスが用いられる。
金属箔18の一端部には、封止部13の外端から管軸方向外方に突出して延びる外部リード25の他端部が電気的に接続されている。このようにして、内側電極20は、金属箔18を介して外部リード25と電気的に接続されている。
この例における外側電極30は、例えば、導電性を有する複数本の金属素線を筒状の形態をなすよう編んで形成された網状の電極形成部材(以下、「網状電極形成部材」ともいう。)31により構成されている。網状電極形成部材31を構成する金属素線の素線径は、例えばφ0.01〜φ1.0mmである。
外側電極30の固定方法について具体的に説明すると、外側電極30を構成する網状電極形成部材31の一端部は、外側電極固定用部材として利用される一方のベース部材40の溝部42内に金属素線が嵌入されて位置された状態で、配線35と共に、例えばNi線よりなる電極固定用線材45が巻付けられることにより固定されている。
また、網状電極形成部材31の他端部は、他方のベース部材41の溝部42内に位置された状態で、例えばNi線よりなる電極固定用線材45が巻付けられることにより固定されている。電極固定用線材45の素線径は、例えばφ0.1〜φ1.0mmである。
このようにして外側電極30を構成する網状電極形成部材31が発光管10に対して固定されることにより、網状電極形成部材31を構成する金属素線は、発光管10における発光部11の外表面に対しては密接しており、発光管10における縮径部12の外表面および封止部13の外周面に対しては空隙を介して位置された状態(縮径部12の外表面および封止部13の外周面から離間した状態)とされている。
従って、上記構成のエキシマ放電ランプによれば、電極固定用線材45を巻き付けて外側電極30を固定することによる、発光管10における縮径部12に対して作用する機械的応力を低減することができ、縮径部12に応力集中が起こることを回避することができる。また、外側電極30を構成する網状電極形成部材31の金属素線が縮径部12の外表面から離間して位置されていることによって、縮径部12における真空紫外光の発生が抑制されて紫外線歪みが縮径部12に蓄積することを緩和することができる。その結果、ランプ寿命末期でのランプ破損を確実に防止することができて所期のランプ寿命を確実に得ることができる。
図2Aは、本発明のエキシマ放電ランプの他の例における構成の概略を示す平面図である。図2Bは、図2Aに示すエキシマ放電ランプの、一部を省略した状態で示す長手方向一端側外方から見た側面図である。図2Cは、図2AにおけるB−B線断面における一部を示す拡大断面図である。
このエキシマ放電ランプは、外側電極30の固定方法が異なる他は、図1Aおよび図1Bに示すエキシマ放電ランプと同一の構成を有する。図2A乃至図2Cにおいて、図1Aおよび図1Bに示すエキシマ放電ランプと同一の構成部材については、同一の符合が付してあり、説明を省略することとする。
また、封止部13の外面に密接する金属素線部分32の外端(図2Cにおいて最外側に位置される金属素線の配置位置)と、封止部13との外端との軸方向距離の大きさd2は、1mm以上、例えば1〜3mmであることが好ましい。当該軸方向距離の大きさd2が1mmより小さいと、外側電極30と内側電極20との沿面距離が不足し、封止部13上で沿面放電により絶縁破壊し、ランプが点灯しないおそれがある。
保持部材50の幅(管軸方向寸法)は、5mm以上、例えば5〜10mmであることが好ましい。これにより、外側電極30を構成する網状電極形成部材31に面接触する状態を確保することができ、接触面積が大きくなることによって外側電極30の固定時の機械的応力を低減することができる。
クリップ部材55を構成する材料としては、弾性を有するものであればよく、例えば、ステンレス鋼、モリブデン、アルミニウムなどの金属材料や、例えばフッ素系樹脂などの樹脂材料を例示することができる。
クリップ部材55の幅(管軸方向寸法)は、5mm以上、例えば5〜10mmであることが好ましい。これにより、外側電極30を構成する網状電極形成部材31に面接触する状態を確保することができ、接触面積が大きくなることによって外側電極30の固定時の機械的応力を確実に低減することができる。
例えば、図5に示すように、外側電極30の一端部は、封止部13の外面上の位置で、金属素線が封止部13の外面に密接して配置された状態において、封止部13の外面に密接する金属素線部分32に、例えばNi線よりなる電極固定用線材45を巻付けることにより固定されていてもよい。このような固定方法においても、封止部13の外面に密接する金属素線部分32の内端(図5において最内側に位置される金属素線の配置位置)と、縮径部12と封止部13との境界位置との軸方向距離の大きさd1を一定以上の大きさとすることにより、同様の効果を得ることができる。
封止部の構造は、ピンチシール構造に限定されず、発光管形成材料の外周の全周方向から縮径して封止するシュリンクシール構造が採用されていてもよい。このような封止構造のエキシマ放電ランプにおいても、外側電極の端部が封止部の外周面上において固定されることにより、発光管における縮径部に応力集中が起こることを回避することができ、また、外側電極を構成する網状電極形成部材の金属素線が縮径部の外表面から離間して位置された状態とすることができるので、縮径部における真空紫外光の発生が抑制されて紫外線歪みが縮径部に蓄積することを緩和することができる。
さらにまた、本発明のエキシマ放電ランプは、発光管の内面に蛍光体層が形成されたものであってもよい。
11 発光部
12 縮径部
13 封止部
15 チップ部
18 金属箔
20 内側電極
21 コイル状部分
22 一方のリード部分
23 他方のリード部分
25 外部リード
30 外側電極
31 網状電極形成部材
32 金属素線部分
35 配線
40 一方のベース部材
41 他方のベース部材
42 溝部
45 電極固定用線材(Ni線)
50 保持部材
55 クリップ部材
56 狭持部
57 連結部
60 発光管
61 発光部
62 縮径部
63 封止部
65 チップ部
68 金属箔
70 内側電極
75 外部リード
80 外側電極
85 金属線
C 発光管の管軸
Claims (3)
- 発光ガスが内部に封入された、管状の発光部の一端に縮径部を介して連続する封止部が形成された発光管を備え、当該発光管の外周面に網状の外側電極が配設されてなるエキシマ放電ランプにおいて、
前記外側電極の一端部が、前記封止部の外面に設けられた外側電極固定用部材を介して固定されていることを特徴とするエキシマ放電ランプ。 - 発光ガスが内部に封入された、管状の発光部の一端に縮径部を介して連続する封止部が形成された発光管を備え、当該発光管の外周面に網状の外側電極が配設されてなるエキシマ放電ランプにおいて、
前記外側電極の一端部が、前記封止部の外面上に位置された状態で、当該外側電極の一端部を当該封止部の外面に接触させる保持部材により、保持固定されていることを特徴とするエキシマ放電ランプ。 - 前記外側電極固定用部材は、前記封止部に取り付けられたベース部材により構成されることを特徴とする請求項1に記載のエキシマ放電ランプ。
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