CN111370293A - 放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种设有放电容器的准分子灯，其能够防止具有外周面被包覆管覆盖的双层管构造的准分子灯的放电容器的变形，也能够为了消除成为灯破损、绝缘破坏的起点的微小的楔状空隙而充分地进行加热并熔接。本发明的准分子灯是一种放电灯，其具有：包覆管，其通过熔接来覆盖封入有放电用气体的放电容器的一部分；以及一对电极，该一对电极在放电容器的径向上相对，至少一个电极被埋设在放电容器的外周面与包覆管的内周面之间，该放电灯的特征在于，在放电容器的包围放电空间的轴向范围的一部分上，通过将放电容器和包覆管熔接成一体，从而具有形成为在径向上比轴向范围的其他部分厚的异径部。

Description

放电灯

技术领域

本发明涉及通过电介质阻挡放电或电容耦合型高频放电来进行放电发光的准分子灯、外部电极型荧光灯等无电极型放电灯，特别是涉及一种提高了放电容器的可靠性的细径的准分子灯。

背景技术

存在一种准分子灯(专利文献1)，其为与放电容器的中心轴线呈同轴状地具有内侧管，并将在放电空间中产生的紫外线向内侧管的内侧照射的双层管构造的准分子灯，其中，该准分子灯具有如下构造：在放电容器的相对的两侧面配置一对电极，将一个电极埋设于外侧管的管壁内部，将另一个电极配设于外侧管外表面上。

存在如下一种准分子灯(专利文献2)，其是放电灯，在放电容器的外周面通过熔接来一体地形成包覆管，一对电极中的至少一个电极被埋设在放电容器的外周面与包覆管的内周面之间，其中，该准分子灯具有如下构造：放电容器的外侧面的一部分未被外侧包覆管覆盖，而暴露出来。

在这样的准分子灯中，在利用熔接使包覆管一体地形成时，难以一体地熔接至包覆管的端部。因此，若如专利文献1所记载的那样采用不对包覆管的端部进行熔接的结构，则会在包覆管的端部与放电容器之间形成楔状空隙。

有可能导致以该楔状空隙为起点的灯破损，存在准分子灯的可靠性受损这样的问题。另外，对于该楔状空隙，没有形成基于涂敷得到的膜，存在因从该部分放射的紫外线而生成不需要的臭氧这样的问题。

为了消除这样的楔状空隙，如专利文献2所记载的那样，以使包覆管的端部形成为比放电容器的最大径部小的方式进行熔接而使包覆管的端部与放电容器成为一体。然而，当以这种方式进行加工时使包覆管的端部加热缩径时，因放电容器也发生加热变形，从而存在无法获得期望的灯性能，准分子灯的可靠性受损这样的问题。在此，当担心放电容器的变形而未充分地进行加热熔接时，会残留微小的楔状空隙，从而导致以包覆管的端部附近为起点的灯破损、绝缘破坏(异常放电)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－146295号公报

专利文献2：日本特开2018－055965号公报

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述问题点，本发明要解决的课题在于，提供一种设有放电容器的准分子灯，其能够防止具有外周面被包覆管覆盖的双层管构造的准分子灯的放电容器的变形，也能够为了消除成为灯破损、绝缘破坏的起点的微小的楔状空隙而充分地进行加热并熔接。

用于解决问题的方案

本发明提供一种放电灯，其具有：放电容器，在该放电容器中封入有放电用气体；包覆管，其通过熔接来覆盖放电容器的一部分；以及一对电极，该一对电极在放电容器的径向上相对，至少一个电极被埋设在放电容器的外周面与包覆管的内周面之间，其中，在放电容器的包围放电空间的轴向范围的一部分上，通过将放电容器和包覆管熔接为一体，从而具有形成为在径向上比轴向范围的其他部分厚的异径部，由此，能够制成具有放电容器的放电灯，其能够防止放电容器的变形，也能够为了消除成为灯破损、绝缘破坏的起点的微小的楔状空隙而充分地进行加热并熔接。

在放电容器的轴向范围的一部分具有暴露部，该暴露部未被包覆管覆盖，而是在径向上暴露，由包覆管、异径部以及暴露部形成连续的曲面，由此，能够制成在包覆管、异径部、暴露部之间消除了成为灯破损、绝缘破坏的起点的微小的楔状空隙的具有放电容器的放电灯。

异径部的最大外径形成为比包覆管的轴向范围的其他部分的外径大，由此，能够制成能够防止放电容器的变形也能够充分地进行加热熔接的、具有放电容器的放电灯。

异径部的最小内径形成为比放电容器的包围放电空间的轴向范围的其他部分的外径小，由此，能够制成能够防止放电容器的变形也能够充分地进行加热熔接的、具有放电容器的放电灯。

异径部是通过将包覆管的端部熔接于放电容器的在径向上比放电容器的轴向范围的其他部分厚的部分而形成的，由此，能够制成能够防止放电容器的变形也能够充分地进行加热熔接的具有放电容器的放电灯。

包覆管的端部形成为随着朝向暴露部去而在径向上变薄，包覆管的端部的内径形成为比包覆管的轴向范围的其他部分的内径大，由此，能够制成消除了成为灯破损、绝缘破坏的起点的微小的楔状空隙的具有放电容器的放电灯。

包覆管、异径部、暴露部被相对于包含紫外线的光而言为非透过性的覆膜覆盖，由此，在消除了楔状空隙的放电容器上形成紫外线非透过性的覆膜，从而能够制成防止了臭氧生成的放电灯。

包覆管的轴向范围的至少一部分被导电性的覆盖件覆盖，由此，能够制成形成有兼作为外部电极的紫外线非透过性的覆膜的放电灯。

包覆管的轴向范围的至少一部分在连接有供电线的一侧被绝缘性的覆盖件覆盖，该供电线与被埋设在放电容器的外周面和包覆管的内周面之间的电极电连接，由此，能够制成防止了在导电性覆盖件(外侧电极)和与埋设的电极(内侧电极)电连接的供电线之间的绝缘破坏(异常放电)的放电灯。

发明的效果

能够提供一种具有双层管构造的准分子灯，采用该准分子灯，通过防止以包覆管的端部附近为起点的灯破损，从而改善了可靠性。

附图说明

图1是作为第1实施方式的准分子灯的示意性外观图。

图2是作为第1实施方式的准分子灯的轴向上的示意性剖视图。

图3是作为第1实施方式的准分子灯的径向上的示意性剖视图。

图4是作为第2实施方式的准分子灯的轴向上的示意性剖视图。

图5是作为第2实施方式的准分子灯的径向上的示意性剖视图。

图6是作为第3实施方式的准分子灯的轴向上的示意性剖视图。

附图标记说明

1、101、201、准分子灯；10、110、210、放电容器；111、211、内侧管；12、112、212、外侧管；13、113、213、暴露部；113A、213A、大径部；113B、213B、小径部；114A、114B、214A、214B、密封部；15、115、215、导入管；16、116、216、异径部；20、120、220、包覆管；31、131、231、电极(内侧电极、第1电极)；41、141、241、供电线(内侧供电线、第1供电线)；42、142、供电线(外侧供电线、第2供电线)；150、250、绝缘管。

具体实施方式

以下，参照图1～图3对作为第1实施方式的准分子灯进行说明。图1是准分子灯的示意性外观图。图2是准分子灯的轴向上的示意性剖视图，图3是准分子灯的径向上的示意性剖视图。

在图1～图3中，对于作为放电灯的准分子灯1的放电容器10来说，通过对由石英玻璃等介电材料形成的外侧管12的两端进行熔融密封而形成放电空间S。

在放电容器10的包围放电空间S的轴向范围的一部分中，在靠与下面记载的包覆管20熔接的轴向端部(靠暴露部13侧的端部)侧的部位设置熔接端部12B。熔接端部12B是放电容器的径向上较厚的部分，其通过与放电容器的轴向范围的其他部分相比减小内径而成，该熔接端部12B形成与放电容器的内周面相连续的曲面。

设置将放电容器10的外部与放电空间S在空间上连接起来的导入管15，并对放电容器10(放电空间S)内进行抽真空而去除杂质。之后，在放电容器10的内部封入放电用气体，对导入管15进行加热熔融，由此对放电容器10内进行气密密封。

在放电空间S中封入Xe等稀有气体、或者稀有气体和卤素气体的混合气体作为放电用气体。放电用气体的封入压力例如设定为5kPa～150kPa。在本实施方式中，封入了Xe气体作为放电用气体。

包覆管20是通过使内径比将放电容器10的外径加上导入管15的高度而得到的最大外径大的、由石英玻璃形成的管状构件呈同轴状地加热缩径，从而与作为放电容器10的一部分的外侧管12的外周面一体地熔接。放电容器10的其他的轴向范围的一部分未被包覆管20覆盖，而是形成了在径向上暴露的暴露部13。

在此，通过使包覆管的端部20B和放电容器的要与包覆管20熔接的位于靠轴向端部侧的熔接端部12B熔接而形成异径部16。由于放电容器的熔接端部12B是内径比放电容器10(外侧管12)的轴向范围的其他部分的内径小(在径向上较厚)的部分，因此，在使包覆管的端部20B加热缩径时，能够防止放电容器10(外侧管12)发生加热变形。

并且，异径部16是其内径的径向厚度、外径、径向厚度与放电容器的熔接端部12B和包覆管的端部20B的形状相应地沿着轴向连续地变化的部分。其结果，由包覆管20、异径部16以及暴露部13形成连续的曲面。通过形成这样的连续的曲面，能够防止在包覆管的端部与放电容器之间形成楔状空隙。

由于放电容器的与包覆管20熔接的熔接端部12B是在径向上比放电容器10的轴向范围的其他部分厚的部分，因此，通过以与放电容器的熔接端部12B成为一体的方式熔接包覆管20，能够防止放电容器发生加热变形，从而能够防止在包覆管的端部与放电容器之间形成楔状空隙。

第1电极31和第2电极32是由钼材料形成的箔状的电极，通过使包覆管20加热缩径而使第1电极31和第2电极32与外侧管12熔接并成为一体，从而第1电极31和第2电极32埋设于外侧管12的外周面与包覆管20的内周面之间的管壁内部。在第1电极31的一端部电连接有第1供电线41，在第2电极32的一端部电连接有第2供电线42，第1供电线41和第2供电线42被向包覆管20的外部引出。第1电极31的另一端部和第2电极32的另一端部完全被埋入到管壁内部而成为终端。

第1供电线41和第2供电线42与交流高电压电源(未图示)电连接，向准分子灯1供给电力。通过将第1电极31和第2电极32埋入管壁内部，从而防止在放电容器10的外部且是第1电极31与第2电极32之间发生绝缘破坏。

在此，通过使包覆管的端部20B和放电容器的形成为在径向上比轴向范围的其他部分厚(使内径较小)的熔接端部12B相熔接，从而不会残留微小的楔状空隙，因此能够提高针对防止绝缘破坏的可靠性。

若在第1电极31与第2电极32之间施加高频高电压，则会经由电介质(外侧管12)在第1电极31与第2电极32相对的灯轴向范围(有效发光区域)的放电空间S中产生放电。由放电产生的紫外线透过外侧管12和包覆管20而向准分子灯1的外部放出。

当发生放电时，放射预定光谱的准分子光。例如，在放电用气体为Xe气体时放射包含172nm的波长的紫外线，在放电用气体为Ar气体时放射包含126nm的波长的紫外线，在放电用气体为Kr气体时放射包含146nm的波长的紫外线，在放电用气体为ArBr气体时放射包含165nm的波长的紫外线，在放电用气体为ArF气体时放射包含193nm的波长的紫外线，在放电用气体为KrCl气体时放射包含222nm的波长的紫外线，在放电用气体为XeI气体时放射包含253nm的波长的紫外线，在放电用气体为XeCl气体时放射包含308nm的波长的紫外线，在放电用气体为XeBr气体时放射包含283nm的波长的紫外线，在放电用气体为KrBr气体时放射包含207nm的波长的紫外线。

如此，在放电容器的包围放电空间的轴向范围的一部分上，通过将放电容器和包覆管熔接为成为一体，从而具有形成为在径向上比轴向范围的其他部分厚的异径部，由此，能够提供一种设有放电容器的放电灯，其能够防止放电容器的变形，也能够为了消除成为灯破损、绝缘破坏的起点的微小的楔状空隙而充分地进行加热熔接。

以下，参照图4和图5对作为第2实施方式的准分子灯进行说明。图4是准分子灯的轴向上的示意性剖视图，图5是准分子灯的径向上的示意性剖视图。

在图4和图5中，对于作为放电灯的准分子灯101的放电容器110来说，使由石英玻璃等介电材料形成的外侧管112的两端缩径，在密封部114A、114B处相对于由石英玻璃等介电材料形成的内侧管111进行熔融密封，由此形成放电空间S。在内侧管111的内侧(中空部分)配设有作为被照射体的内侧流体(未图示)。在作为放电容器110的一部分的外侧管112设置大径部113A和小径部113B。

在放电容器110(大径部113A)的包围放电空间S的轴向范围的一部分中设置有熔接端部112B，该熔接端部112B为与下面记载的包覆管120熔接的部分且是放电容器110的靠该小径部113B(暴露部)侧的端部。熔接端部112B是在径向上比放电容器的轴向范围的其他部分厚的部分，其是通过使外径比大径部113A的外径更大而成的，该熔接端部112B形成与大径部113A和小径部113B相连续的曲面。

在小径部113B设置将放电容器的外部与放电空间S在空间上连接起来的导入管115，对放电容器110(放电空间S)内进行抽真空并去除杂质。之后，在放电容器110的内部封入放电用气体，对导入管115进行加热熔融，由此对放电容器110内进行气密密封。

包覆管120是通过使内径比放电容器110的外径大的由石英玻璃形成的管状构件与外侧管112呈同轴状地加热缩径，从而与大径部113A的外周面的至少一部分一体地熔接。小径部113B未被包覆管120覆盖，而是形成了在径向上暴露的暴露部113。

在此，通过使包覆管的端部120B和放电容器110的要与包覆管120熔接的位于靠小径部侧的熔接端部112B熔接而形成异径部116。由于放电容器的熔接端部112B是外径比放电容器110(大径部113A)的轴向范围的其他部分的外径大(在径向上较厚)的部分，因此，在使包覆管的端部120B加热缩径时，能够防止放电容器110(大径部113A、小径部113B)发生加热变形。

异径部116是其内径、外径、径向厚度与放电容器的熔接端部112B和包覆管的端部120B的形状相应地沿着轴向连续地变化的部分。其结果，由包覆管120、异径部116、小径部113B形成连续的曲面。通过形成这样的连续的曲面，能够防止在包覆管的端部与放电容器之间形成楔状空隙。

由于使包覆管的端部120B熔接于作为外径较大的部分的熔接端部112B而形成异径部116，因此，异径部116的外径形成为比包覆管120的轴向范围的其他部分的外径大。

由于放电容器的与包覆管的端部120B熔接的熔接端部112B是在径向上比放电容器110(大径部113A、小径部113B)的轴向范围的其他部分厚的部分，因此，通过以与放电容器的熔接端部112B成为一体的方式熔接包覆管120，能够防止放电容器发生加热变形，从而能够防止在包覆管的端部与放电容器之间形成楔状空隙。

并且，包覆管的与放电容器的熔接端部112B熔接的端部120B形成为随着朝向小径部113B(暴露部)去而在径向上变薄，此时的包覆管的端部120B的内径形成为比包覆管的轴向范围的其他部分的内径大，由此能够使包覆管的端部与放电容器之间的熔接牢固，能够防止形成楔状空隙。

内侧电极131是由钼材料形成的箔状的电极。通过使包覆管120加热缩径而使内侧电极131与外侧管112成为一体，从而内侧电极131埋设于外侧管112的外周面与包覆管120的内周面之间的管壁内部。在内侧电极131的一端部电连接有内侧供电线141，内侧供电线141被向包覆管120的外部引出。内侧电极131的另一端部完全被埋入到包覆管120的管壁内部而成为终端。

外侧电极(未图示)是由铝材形成的膜状的电极。在放电容器的小径部113B未设置外侧电极。在放电容器的大径部113A处遍及包覆管120的整周地设有外侧电极。

在此，在欲将因在放电空间S产生的放电而放射出的紫外线向内侧管111的内侧(中空部分)照射、且不向放电容器的外侧照射时，通过遍及外侧管的小径部113B、导入管115、异径部116、包覆管120、以及与内侧管111熔接的密封部114B这几者的整周地设置外侧电极，能够防止由漏出的紫外线导致的不需要的臭氧的生成等。

通过相对于引出有内侧供电线141的部分隔离地设置外侧电极，从而防止外侧电极与内侧供电线141(内侧电极131)之间的绝缘破坏。在此，通过进一步利用绝缘性的覆盖件(绝缘管150)来覆盖包覆管120的向外部引出有内侧供电线141的一侧，能够提高防止绝缘破坏的效果。

在外侧电极上，经由在圆周方向上卷绕成的圆筒状的供电构件143电连接有外侧供电线142。供电构件143配设为介于绝缘管150与包覆管的形成为比包覆管的轴向范围的其他部分大的端部120B之间，由此能够防止供电构件143在轴向上脱落。

内侧供电线141和外侧供电线142与交流高电压电源(未图示)电连接，向准分子灯101供给电力。内侧电极131被包覆管120埋入管壁内部，由此，防止在放电容器110的外部且是在内侧电极131与外侧电极之间发生绝缘破坏。

在此，通过使包覆管的端部120B和放电容器(外侧管的大径部113A)的形成为在径向上比轴向范围的其他部分厚(使外径较大)的熔接端部112B相熔接，从而不会残留微小的楔状空隙，因此能够提高针对防止绝缘破坏的可靠性。

若在内侧电极131与外侧电极之间施加高频高电压，则会经由电介质(外侧管112和包覆管120)在内侧电极131与外侧电极相对的灯轴向范围(有效发光区域)的放电空间S中产生放电。由放电产生的紫外线向在内侧管111的内侧(中空部分)配设的内侧流体(第1被照射体)照射。

在此，也可以是，通过在准分子灯101的外侧电极的周向上的一部分设置狭缝状的开口部或使用具有网眼状的开口部的外侧电极，从而由放电产生的紫外线透过外侧管112、外侧电极的开口部以及包覆管120而向在准分子灯的径向外侧配设的外侧流体(第2被照射体)、点亮检测装置照射。

以下，参照图6对作为第3实施方式的准分子灯进行说明。图6是准分子灯的轴向上的示意性剖视图。此外，省略与第2实施方式共同的结构的说明。

在图6中，在作为放电灯的准分子灯201的放电容器210的一部分即外侧管212上设置大径部213A和小径部213B。在放电容器210(大径部213A)的包围放电空间S的轴向范围的一部分中设置熔接端部212B，该熔接端部212B为与下面记载的包覆管220熔接的部分且是放电容器210的靠该小径部213B(暴露部)侧的端部。熔接端部212B是在径向上比放电容器的轴向范围的其他部分厚的部分，其通过使内径比大径部213A的内径小且使外径比小径部213B的外径大而成的，该熔接端部212B形成与大径部213A和小径部213B相连续的曲面。

通过使包覆管的端部220B和放电容器210的要与包覆管220熔接的位于靠小径部侧的熔接端部212B熔接而形成异径部216。由于放电容器的熔接端部212B是外径比放电容器的小径部213B的外径大且内径比大径部213A的内径小(在径向上较厚)的部分，因此，在使包覆管的端部220B加热缩径时，能够防止放电容器210(大径部213A、小径部213B)发生加热变形。

异径部216是其内径、外径、径向厚度与放电容器的熔接端部212B和包覆管的端部220B的形状相应地沿着轴向连续地变化的部分。其结果，由包覆管220、异径部216以及小径部213B形成连续的曲面。通过形成这样的连续的曲面，能够防止在包覆管的端部与放电容器之间形成楔状空隙。

由于放电容器的与包覆管的端部220B熔接的熔接端部212B是在径向上比放电容器210(大径部213A、小径部213B)的轴向范围的其他部分厚的部分，因此，通过以与放电容器的熔接端部212B成为一体的方式熔接包覆管220，能够防止放电容器发生加热变形，从而能够防止在包覆管的端部与放电容器之间形成楔状空隙。

除此之外，省略与实施方式2共同的结构的说明，能够提供同样的准分子灯。

Claims (9)

1.一种放电灯，其具有：放电容器，在该放电容器中封入有放电用气体；包覆管，其通过熔接来覆盖所述放电容器的一部分；以及一对电极，该一对电极在所述放电容器的径向上相对，至少一个电极被埋设在所述放电容器的外周面与所述包覆管的内周面之间，该放电灯的特征在于，

在所述放电容器的包围放电空间的轴向范围的一部分上，通过将所述放电容器和所述包覆管熔接起来，从而具有形成为在径向上比轴向范围的其他部分厚的异径部。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

在所述放电容器的轴向范围的一部分具有暴露部，该暴露部未被所述包覆管覆盖，而是在径向上暴露，由所述包覆管、所述异径部以及所述暴露部形成连续的曲面。

3.根据权利要求2所述的放电灯，其特征在于，

所述异径部的最大外径形成为比所述包覆管的轴向范围的其他部分的外径大。

4.根据权利要求2所述的放电灯，其特征在于，

所述异径部的最小内径形成为比所述放电容器的包围放电空间的轴向范围的其他部分的外径小。

5.根据权利要求2所述的放电灯，其特征在于，

所述异径部是通过将所述包覆管的端部熔接于所述放电容器的在径向上比所述放电容器的轴向范围的其他部分厚的部分而形成的。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的放电灯，其特征在于，

所述包覆管的端部形成为随着朝向所述暴露部去而在径向上变薄，所述包覆管的端部的内径形成为比所述包覆管的轴向范围的其他部分的内径大。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的放电灯，其特征在于，

所述包覆管、所述异径部、所述暴露部被相对于包含紫外线的光而言为非透过性的覆盖件覆盖。

8.根据权利要求7所述的放电灯，其特征在于，

所述包覆管的轴向范围的至少一部分被导电性的覆盖件覆盖。

9.根据权利要求8所述的放电灯，其特征在于，

所述包覆管的轴向范围的至少一部分在连接有供电线的一侧被绝缘性的覆盖件覆盖，该供电线与被埋设在所述放电容器的外周面和所述包覆管的内周面之间的电极电连接。

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