JP2006216454A - Excimer lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エキシマランプに関するものである。 The present invention relates to an excimer lamp.
例えば、特許文献1等に知られるように、放電容器の内部にエキシマ分子を形成する放電ガスが封入され、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成せしめ、このエキシマ分子から放射される光を取り出す、いわゆるエキシマランプが知られている。かかるランプは、一対の電極の間にガラスなどの誘電体及び放電ガスが介在しており、かかる電極間に高周波電圧が印加されることにより、誘電体を介して放電が生じるものである。
エキシマランプは、放射される200nm以下100nm以上の範囲の紫外光を被処理物の表面に照射して、発生したオゾンと透過した紫外光の相乗効果によって被処理物の表面の有機物等を分解飛散させる。例えば、液晶ガラス基板に対しては洗浄などの処理に好適に供されている。
For example, as known in Patent Document 1 or the like, a discharge gas that forms excimer molecules is sealed inside a discharge vessel, and excimer molecules are formed by dielectric barrier discharge, and light emitted from the excimer molecules is extracted. A so-called excimer lamp is known. In such a lamp, a dielectric such as glass and a discharge gas are interposed between a pair of electrodes, and discharge is generated through the dielectric when a high-frequency voltage is applied between the electrodes.
The excimer lamp irradiates the surface of the object to be irradiated with ultraviolet light in the range of 200 nm or less and 100 nm or more, and decomposes and scatters organic substances on the surface of the object to be processed by the synergistic effect of the generated ozone and the transmitted ultraviolet light. Let For example, the liquid crystal glass substrate is suitably used for processing such as cleaning.
前記公報に記載のエキシマランプを図9を参照して説明する。図9は、(a)ランプを放電容器の管軸方向に切断した説明用断面図、(b)A−A断面図である。
放電容器90は、少なくとも一部が、紫外線を透過させる誘電体材料、例えば合成石英ガラスにより構成されている。かかる放電容器90はいわゆる二重管型構造であり、管軸の中心側に円筒状の内側管91が配置され、それと同軸に該内側管91よりも径が大きい外側管92が配置されており、両端部において閉じられることにより、放電容器90は全体形状が円筒状をなしている。放電容器90の内部には、エキシマを生成する放電ガスとして、例えばキセノンなどの希ガスが封入されている。放電容器90には内側管91の内周面91aに沿って内側電極93が配置されており、これと対向する電極が外側管92の外周面上92bに金属製の線材や網などにより構成されて添設され、外側電極94が形成されている。同図に示す内側電極93はコイル状であるが、その他にも例えば断面が半円状の樋状の板状電極を組み合わせて用いられることもある。
The excimer lamp described in the above publication will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a sectional view for explanation in which the lamp is cut in the tube axis direction of the discharge vessel, and FIG. 9B is a sectional view taken along line AA.
At least a part of the discharge vessel 90 is made of a dielectric material that transmits ultraviolet rays, for example, synthetic quartz glass. The discharge vessel 90 has a so-called double tube structure, in which a cylindrical
また、特許文献2に記載のエキシマランプは、例えば図10で示す管軸方向断面図のように、放電容器95が一つの円筒管により構成され、両端がピンチシールされることにより構成されている。放電容器95の内部にはコイル状の内側電極96が管軸に沿って配置されており、これと対向する外側電極97が金属製の板などにより半円筒状に構成されて、放電容器95の外周面95a上に添設、配置されている。なお同図において符号98a,98bは、内側電極96の両端に接続された金属箔であり、符号99a,99bはかかる金属箔98a,98bにそれぞれ接続された外部リードである。
In addition, the excimer lamp described in Patent Document 2 is configured by, for example, a
上述のエキシマランプは交流電源が接続されており、内側電極96と外側電極97の間に高周波電圧が印加されると、放電容器95により形成された誘電体層を介して放電が発生するようになる。
ところで、上述したエシマランプは、装置のスループットの効率を上げるため高出力化が求められ、ランプに投入される電力は増大している傾向にある。 By the way, the above-mentioned excimer lamp is required to have a high output in order to increase the efficiency of the throughput of the apparatus, and the electric power supplied to the lamp tends to increase.
よってエキシマランプは、投入される電力の増大に伴って電極が高温になり、電極を構成するコイルなどの部材が熱膨張することがある。
このような現象は、外側電極においては、放電容器の最外周部に配置されている構造上放熱し易く、また必要に応じて冷却を容易に行えるため、それほど深刻ではない。しかしながら、内側電極は発光管の管軸中心側に位置されて放熱され難いうえ、冷却が困難で高温化し易く、内部電極が極めて高い温度にさらされる。
Therefore, in the excimer lamp, the electrode becomes hot as the input electric power increases, and members such as a coil constituting the electrode may thermally expand.
Such a phenomenon is not so serious in the outer electrode because it is easy to dissipate heat due to the structure disposed on the outermost peripheral portion of the discharge vessel and can be easily cooled as necessary. However, the inner electrode is located on the tube axis center side of the arc tube and is difficult to dissipate heat. Further, the inner electrode is difficult to cool and easily heated, and the internal electrode is exposed to extremely high temperatures.
その結果、内側電極を構成する例えばタングステンなどからなるコイルは、熱で膨張したときにコイルに粗密を形成して、その結果、ランプの長さ方向で放電の形成箇所が偏って、安定した照度が得られなくなったり、所期の照度分布が得られなくなったりする。 As a result, for example, a coil made of tungsten or the like constituting the inner electrode forms a density in the coil when it is expanded by heat, and as a result, the location where the discharge is formed is biased in the length direction of the lamp, resulting in stable illuminance. May not be obtained, or the desired illuminance distribution may not be obtained.
例えば、内側電極のコイルピッチを長さ方向で所定に変化させて、放電容器の長さ方向で照度を異ならせるよう構成したエキシマランプではコイルピッチがずれた結果、所期の照度分布が得られなくなるという問題が生じる。 For example, an excimer lamp configured to change the coil pitch of the inner electrode to a predetermined length in the length direction and vary the illuminance in the length direction of the discharge vessel results in a desired illuminance distribution as a result of the coil pitch being shifted. The problem of disappearing arises.
また、液晶ガラス基板の洗浄工程が行われる処理工場においては、ガラス基板を水平方向に保持して搬送しているのが一般であったが、上述したようにガラス基板が大型化したことで、工場内における占有率が問題となっている。これに鑑み、近時では、ガラス基板を水平ではなく傾斜させて保持したり、更には垂直に保持したりして搬送することが提案され、実施されつつある。
このような工場ライン側の変化に対応して、前記ガラス基板を洗浄するために使用されるエキシマランプもまた、基板に対して平行になるように、放電容器の管軸を傾斜させたり、垂立させたりして、水平方向以外の向きに保持し、光を照射することが要求されている。しかしながら、上記のように内側電極がコイルで構成されたものでは、コイルの自重による変形が熱によって助長され、コイルピッチが上部で粗に下部で密に変形してしまうため、ランプの長さ方向で放電に不均一が生じたり、所期の照度分布が得られないという問題が新に生じる。
Moreover, in the processing factory where the cleaning process of the liquid crystal glass substrate is performed, it was common to hold and transport the glass substrate in the horizontal direction, but as described above, the glass substrate was enlarged, Occupancy in the factory is a problem. In view of this, recently, it has been proposed and carried out that the glass substrate is conveyed while being tilted rather than horizontal, and further held vertically.
In response to such changes on the factory line side, the excimer lamp used for cleaning the glass substrate is also tilted or suspended so that the tube axis of the discharge vessel is parallel to the substrate. It is required to stand up and hold it in a direction other than the horizontal direction and irradiate light. However, in the case where the inner electrode is composed of a coil as described above, the deformation due to the weight of the coil is promoted by heat, and the coil pitch is deformed densely at the upper part and roughly at the lower part. As a result, there arises a new problem that the discharge is non-uniform and the desired illuminance distribution cannot be obtained.
このような問題は、内側電極がコイル状である場合に生じるため、内側電極をコイル以外の形状、例えば板状や管状に変更すれば、比較的簡単に回避可能と考えられる。
しかしながら、エキシマランプ装置においては、洗浄の対象となる液晶用のガラス基板の大型化にともないエキシマランプにおいても長尺化が進んで、内側電極も長くなっている。このため、板状や管状の電極を用いた場合、内側電極の重量が問題となって、放電容器内に安定的に支持することが大変困難になってしまう。
また、コイルや板などでなく線材を用いた場合は、加工時に内側電極をうまく配置しないとたわみが生じ、放電が偏って所期の照度分布を得ることが非常に困難になる。
このような事情から、たわみが吸収されやすいコイルを用いることは、他の形状の電極に比較して非常に優位である。
Such a problem occurs when the inner electrode has a coil shape. Therefore, it is considered that the inner electrode can be avoided relatively easily by changing the inner electrode to a shape other than the coil, for example, a plate shape or a tubular shape.
However, in the excimer lamp device, as the glass substrate for liquid crystal to be cleaned becomes larger, the length of the excimer lamp is also increased, and the inner electrode is also longer. For this reason, when a plate-like or tubular electrode is used, the weight of the inner electrode becomes a problem, and it becomes very difficult to support it stably in the discharge vessel.
In addition, when a wire is used instead of a coil or a plate, if the inner electrode is not properly arranged at the time of processing, deflection occurs, and the discharge is biased, making it very difficult to obtain the desired illuminance distribution.
Under such circumstances, it is very advantageous to use a coil in which deflection is easily absorbed as compared with electrodes having other shapes.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、内側電極がコイルにより構成されてなるエキシマランプにおいて、エキシマランプの長さ方向における所期の照度分布を、長時間に亘り、安定して得ることができるエキシマランプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an excimer lamp in which an inner electrode is configured by a coil, an intended illuminance distribution in the length direction of the excimer lamp can be stably obtained over a long period of time. An object of the present invention is to provide an excimer lamp that can be used.
本発明のエキシマランプは、少なくとも一部が光透過性誘電体から構成され、内部に放電ガスが封入された管状の放電容器と、この放電容器の外周面上においてその長手方向に延在するよう配置された外側電極と、金属の素線が巻回されて形成されたコイルよりなり、該放電容器の軸と略同一に延在するよう配置されて前記外側電極に対向する内側電極と、を具備し、外側電極と内側電極間において少なくとも1つの誘電体が介在して放電が形成されるエキシマランプであって、前記内側電極は、コイルの軸方向の移動に対して位置を規正する位置規正手段を具備していることを特徴とする。
更に、前記コイルと同軸方向に延在する棒状の補助体を具備し、当該コイルの内部に補助体が挿入されると共に、コイルが前記補助体に固定されることにより、コイル位置が規正されていることを特徴とする。
また、前記コイルと同軸方向に延在する棒状の主体部と当該主体部から枝状に突出する係合部とよりなる補助体を具備し、当該コイルの内部に補助体が挿入されると共に、コイルが該補助体の係合部に係止されて、コイル位置が規正されていることを特徴とする。
また、前記内側電極と同軸方向に延在するロッド状乃至はパイプ状の補助体を具備してなり、前期内側電極を構成するコイルが補助体に密に巻きつけられて、コイル位置が規正されていることを特徴とする。
また、前記放電容器は、その管軸の中心側に円筒状の内側管が配置されると共に当該内側管と同軸にそれよりも径の大きい外側管が配置されて、その両端部において閉じられることにより形成され、前記外側電極は前記外側管の外周面上に、前記内側電極は内側管の内周面上に配置されてなるエキシマランプであり、前記内側管の内周面に半径方向内方に突出する突出部が形成され、当該突出部によりコイル位置が規正されていることを特徴とする。
また、前記外側電極が前記放電容器の外周面上に配置され、前記内側電極が該放電容器内部に懸架されて配置されたエキシマランプであり、前記内側電極のほぼ全体が管状の誘電体内に挿入され、前記誘電体の内周面に半径方向内方に突出してなる突出部が形成され、当該突出部によりコイル位置が規正されていることを特徴とする。
The excimer lamp according to the present invention includes a tubular discharge vessel, at least part of which is made of a light-transmitting dielectric, in which a discharge gas is sealed, and extends in the longitudinal direction on the outer peripheral surface of the discharge vessel. An outer electrode arranged and a coil formed by winding a metal wire, the inner electrode arranged to extend substantially the same as the axis of the discharge vessel and facing the outer electrode, An excimer lamp having a discharge formed between at least one dielectric between the outer electrode and the inner electrode, wherein the inner electrode is positioned relative to the axial movement of the coil. It has the means, It is characterized by the above-mentioned.
In addition, a rod-like auxiliary body extending in the same direction as the coil is provided, and the auxiliary body is inserted into the coil, and the coil is fixed to the auxiliary body, whereby the coil position is regulated. It is characterized by being.
In addition, an auxiliary body comprising a rod-shaped main body extending in the same direction as the coil and an engaging portion protruding in a branch shape from the main body, the auxiliary body is inserted into the coil, The coil is locked to the engaging portion of the auxiliary body, and the coil position is regulated.
In addition, a rod-shaped or pipe-shaped auxiliary body extending coaxially with the inner electrode is provided, and the coil constituting the inner electrode is wound tightly around the auxiliary body to regulate the coil position. It is characterized by.
The discharge vessel has a cylindrical inner tube disposed on the center side of the tube axis and an outer tube having a larger diameter coaxially with the inner tube and closed at both ends thereof. The excimer lamp is formed on the outer peripheral surface of the outer tube and the inner electrode is disposed on the inner peripheral surface of the inner tube. And a coil position is regulated by the projecting portion.
The outer electrode is an excimer lamp disposed on the outer peripheral surface of the discharge vessel, and the inner electrode is suspended in the discharge vessel, and substantially the entire inner electrode is inserted into a tubular dielectric. In addition, a protruding portion that protrudes radially inward is formed on the inner peripheral surface of the dielectric, and the coil position is regulated by the protruding portion.
本発明においては、内側電極を構成するコイルが、規正手段によりコイルの位置が規正されているので、内側電極が高温に熱せられた場合でもコイル密度が偏ることを防止でき、ランプの長さ方向で放電を均一に発生させることができて、所期の照度分布を安定して得ることができる、エキシマランプを提供することができる。 In the present invention, since the position of the coil constituting the inner electrode is regulated by the regulating means, the coil density can be prevented from being biased even when the inner electrode is heated to a high temperature, and the length direction of the lamp Thus, it is possible to provide an excimer lamp that can uniformly generate a discharge and stably obtain an intended illuminance distribution.
また、棒状の補助体をコイルに固定することによれば、コイルの伸縮を抑制できて、ランプ点灯初期と同等のコイルピッチを維持でき、したがって、放電を安定に保持できると共に、長時間点灯しても所期の照度分布が得られるエキシマランプを提供できる。 Further, by fixing the rod-shaped auxiliary body to the coil, the expansion and contraction of the coil can be suppressed, and the coil pitch equivalent to the initial stage of the lamp lighting can be maintained. Even in this case, it is possible to provide an excimer lamp capable of obtaining an intended illuminance distribution.
また、棒状の主体部と枝状の係合部とよりなる補助体をコイル内部に挿入し、係合部によりコイル位置を規正することで、コイル密度が偏ることを抑制できて、所期の照度分布が安定して得られるエキシマランプを提供することができる。 In addition, by inserting an auxiliary body composed of a rod-shaped main body portion and a branch-like engagement portion into the coil, and adjusting the coil position by the engagement portion, the coil density can be suppressed from being biased, It is possible to provide an excimer lamp that can stably obtain the illuminance distribution.
また、棒状の補助体にコイルを固く巻き付けると、比較的簡単な構成でコイル位置を規正することができ、コイル密度が偏ることを抑制できて所期の照度分布が安定して得られるようになる。 In addition, when the coil is tightly wound around the rod-shaped auxiliary body, the coil position can be regulated with a relatively simple configuration, the bias of the coil density can be suppressed, and the desired illuminance distribution can be obtained stably. Become.
また、放電容器を構成する内側管や内側電極に被せる管状の誘電体の内周面に突起状の突出部を形成してコイルを係止すると、補助体を用いないため部品点数を増やすこともなく、コイル密度が偏ることを抑制できて所期の照度分布が安定して得られるようになる。 In addition, if a protrusion is formed on the inner peripheral surface of a tubular dielectric covering the inner tube or inner electrode constituting the discharge vessel and the coil is locked, the number of parts can be increased because no auxiliary body is used. Therefore, it is possible to suppress the bias of the coil density, and the desired illuminance distribution can be obtained stably.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
まず図1は、本発明の第1の実施形態を説明するランプの断面図であり、(a)管軸方向断面図、(b)A−A断面図である。
放電容器10は、誘電体、具体的には紫外線に対して透過性ある合成石英ガラスよりなり、管軸中心側に配置された内側管11と、その外側に同軸に配置された外側管12とにより二重管が概略構成され、二重管の両端部10a,10bにおいて、内側管または外側管の一部が加熱加工されて閉じられて、これにより密閉空間が形成される。放電容器10の内部にはエキシマ分子生成ガス、例えばキセノンガスで、約20kPa(25℃)封入され、円筒状の放電空間Sが形成されている。放電容器10は、全長1500mm、内側管11の内径がφ14mm、外径がφ16mm、外側管12の内径がφ24mm、外径がφ26mmである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
First, FIG. 1 is a cross-sectional view of a lamp for explaining a first embodiment of the present invention, (a) a cross-sectional view in the tube axis direction, and (b) a cross-sectional view along AA.
The
内側管11の内側には、内側管11に内接するように金属よりなるコイルが配置されて内側電極13が構成されている。コイルは線径が0.5mmであり、外径が前記内側管11の内径に適合するように1ターン5mmでコイリングされて形成されたもので、材質としては例えばステンレス、モリブデン等から構成される。
また、外側管12の外側には、網状の外側電極14が配置されている。
Inside the
Further, a net-like
内側電極13を構成するコイルには、その内部に例えばφ1mmのタングステンからなる棒状の補助体15が内側電極13の略全長に亘って挿入されている。この補助体15は、固定部Fにおいてスポット溶接またはカシメなどの固定手段によって内側電極13と固定されている。これにより、コイルが高温状態になっても、補助体15に固定されているため、コイルの伸縮が補助体15で規制され、ランプの長さ方向で放電の形成個所が著しく偏ることが回避され、コイルピッチが初期の状態に維持される。よって、ランプを長時間点灯しても所期の照度分布を安定して得ることができる。ここに、固定部Fは1〜数ターンごとに形成されるのが好ましく、特に同図のようにコイルの1ターンごとに形成されるのが望ましい。
また、補助体15の位置については、コイルの外側に配置するよりも、本実施形態のようにコイル内部に挿入した方が、内側管11と内側電極13とが全周に亘って密に接するため、放電が放電容器の全周方向に亘ってムラなく生じるようになる。
In the coil constituting the
Further, with respect to the position of the
このように本実施形態に係るエキシマランプによれば、内側電極13を構成するコイルが、補助体15に固定されて伸縮不能とされているので、内側電極13が高温に熱せられていた場合でも、コイルのピッチが変化することを防止でき、ランプの長さ方向で放電を均一に発生させることができて、所期の照度分布を長時間に亘って安定して得ることができる。
As described above, according to the excimer lamp according to the present embodiment, since the coil constituting the
なお、この実施形態においては、放電容器10がいわゆる二重管構造のエキシマランプで説明したが、このような補助体15は、前図、図10で説明した形態のエキシマランプにも適用できる。
また、エキシマランプを、ランプの管軸が水平以外の向きになるよう傾斜させたり立てたりして使用する場合においても、内側電極13のコイルが自重で下側にずれることが好適に抑制されるようになる。
In this embodiment, the
Further, even when the excimer lamp is used with the lamp tube axis tilted or stood in a direction other than horizontal, the coil of the
図2は、本発明の第2の実施形態を説明する図であり、(a)管軸方向断面図、(b)A−A断面図である。
このエキシマランプは、前図、図10で説明したエキシマランプにおいて、内側電極を構成するコイルの移動を規制し、位置を規正する手段を設けたものである。同図において、20は放電容器であり、前図、図10と同様のいわゆる一重管よりなる。材質としては合成石英ガラスより構成され、両端部は金属箔21a,21bが埋設されてピンチシールされ、封止部20a,20bが形成されている。内側電極22及び外側電極23は、前述の第一の実施形態と同様の材質よりなる。また同図において符号24は放電安定性を維持するために内側電極22の全長に亘って放電容器20の外周上に配置された管状の誘電体であり、ここではガラス管より構成される。かかる誘電体24は、このエキシマランプにおいては必須の構成ではないが、配置しておくのが望ましい。なお、この管状の誘電体24は、その内径がコイル外径より少し大きく,摺動可能でありコイルの移動を規正するものではない。また、符号26a,26bは、外部リードであり、各々内側電極22と金属箔21a,21bを介して電気的に接続されている。
2A and 2B are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a sectional view in the axial direction of the pipe, and FIG.
This excimer lamp is the same as the excimer lamp described in FIG. 10 and FIG. 10, but is provided with means for regulating the movement and regulating the position of the coil constituting the inner electrode. In the figure,
この実施形態に係るエキシマランプでは、補助体25は、例えば直径が1.0mmのタングステンからなる棒状の主体部25aと、当該主体部の半径方向外方に枝状に伸びるよう多数形成された枝状の係合部25b,25b・・とを具備して構成され、例えば誘電体24に形成された図示省略の支持部などによって支持されている。この係合部25b,25b・・は、主体部25aの長さ方向に所定の間隔で一列に設けられている。補助体25は内側電極22のコイル内部に挿入され、略全長に亘ってコイルの1ターンごとに係合部25b,25b・・が介在することにより、コイルの軸方向の移動が規正される。
これにより、コイルが係合部25b,25b・・を越えて移動したり変形したりすることが抑制され、内側電極22の略全長に亘ってコイルの密度に偏りが生じないようになる。なお、係合部25b,25b・・はコイルの1ターンごとに位置されるよう内側電極22内に配置されるのが特に好ましい形態であるが、これに限定されるものではない。
In the excimer lamp according to this embodiment, the
Accordingly, the coil is prevented from moving or deforming beyond the engaging
このような係合部25b,25b・・が内側電極22の全長に亘って配置されていることにより、内側電極22が高温に加熱されてコイルが熱膨張を生じた場合でも、係合部25b,25b・・によってコイルの移動が規制されているため、コイル密度がランプの全長に亘って大きく変動するようなことがなく、所期の照度分布を安定して維持することができる。
Since the engaging
なお、この実施形態においては放電容器が一重管構造のエキシマランプで説明したが、このような補助体は、前図、図9で説明したいわゆる二重管タイプのエキシマランプにも適用できる。
また、エキシマランプを、管軸を垂直以外の方向に保持し、使用する場合でも、内側電極が移動することを好適に抑制できる。
In this embodiment, the discharge vessel is described as an excimer lamp having a single tube structure, but such an auxiliary body can also be applied to the so-called double tube type excimer lamp described in FIG.
Further, even when the excimer lamp is used with the tube axis held in a direction other than vertical, it is possible to suitably suppress the movement of the inner electrode.
更に、図3は本発明の第3の実施形態を説明する管軸方向断面図である。
この実施形態に係るエキシマランプは前図、図2で説明したものと基本的なランプ構造が同様であり、先に説明した構成については同符号で示して説明を省略する。
同図において、内側電極22を構成するコイルは、ロッド状又はパイプ状の補助体30に密に巻きつけられて構成されている。
FIG. 3 is a sectional view in the tube axis direction for explaining a third embodiment of the present invention.
The excimer lamp according to this embodiment has the same basic lamp structure as that described with reference to FIG. 2 and FIG.
In the figure, the coil constituting the
補助体30は、コイル素線を構成する金属に比較して軟らかい金属で展延性に富むものが好適である。かかる場合補助体30と内側電極22を、例えば図3(b)の内側電極の拡大図で示すように、補助体30表面上に凹所31が形成されるように、内側電極22の素線を強固に巻き付けて、一体に成形する。
補助体30の材質が比較的固いものよりなる場合は、内側電極22コイルピッチに適合するように予め凹所31を形成し、これに沿って巻き付けて成形してもよい。
いずれの場合も、補助体30は、凹所31を除いた部分においては、外径が内側電極22のコイル内径より大きく、補助体30に凹所31が形成されるのが特に好ましい実施形態である。かかる場合、コイルが凹所に係合してコイルの自由な伸縮や移動が確実に規制されるため、コイルの密度がランプの長さ方向で変位することが効果的に抑制されるようになる。
The
When the material of the
In any case, the
この実施形態において、コイル素線と補助体30の組合せとしては、コイルがタングステンよりなる場合は補助体30がアルミニウム,銅,プラチナ,ニッケル,真鍮などの金属・合金から選定されるのがよく、また、コイルがモリブデンよりなる場合もアルミニウム,銅,プラチナ,ニッケル,真鍮などの金属・合金などから選定されるのがよい。
In this embodiment, as a combination of the coil wire and the
このような第3の実施形態に係るエキシマランプにおいても、内側電極22を構成するコイルは当該コイルの移動が規制されているので、内側電極22が高温に熱せられていた場合でもコイル密度が局所的に偏ることが防止され、ランプの長さ方向で放電を均一に発生させることができて、ランプの照度分布が点灯初期段階から変動することなく、所期の照度分布を長時間に亘って維持することができる。しかも、補助体にコイルを巻き付けるのみでコイルの位置を規正できるため、作業性よく簡便に作製することができる。
Also in the excimer lamp according to the third embodiment, since the coil constituting the
図4は、本発明の第4の実施形態を説明する(a)管軸方向断面図、(b)A−A断面図である。
この実施形態に係るエキシマランプは前図、図1と基本的なランプ構造が同様であり、先に説明した構成については同符号で示して説明を省略する。
この実施形態においては、内側管11の内周面に、当該管11の中心方向に突出する突出部40,40・・が、所定の間隔をもって形成されており、この突出部40,40・・が内側電極22を構成するコイルの間に介在することにより、当該コイルの軸方向の移動が規制される。
FIGS. 4A and 4B are (a) a cross-sectional view in the tube axis direction and (b) a cross-sectional view taken along line AA, for explaining a fourth embodiment of the present invention.
The excimer lamp according to this embodiment has the same basic lamp structure as the previous figure and FIG. 1, and the components described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In this embodiment, projecting
突出部40は、例えば放電容器10を製作する前段階において、内側管11の所定箇所を加熱した状態で、外周面側から中心方向に押圧したり当該内側管11の内部を負圧にしたりしてくぼませることで容易に形成することができる。無論、そのほかの手段によることも可能である。
For example, in a stage before manufacturing the
このような第4の実施形態によれば、内側管11の突出部に40よりコイルの移動が規制されているため、コイルが伸縮した場合でもコイルが突出部40を越えて移動したり変形したりすることが抑制されるので、コイルの密度に偏りが生じることなく、所期の照度分布を長時間に亘り維持することができる。しかも、本実施形態によれば、放電容器10の内側管11内面に加工を施すので、部品点数の増加がなくてランプの構成が複雑になることもない。
According to the fourth embodiment, since the movement of the coil is restricted by the
なお、この実施形態においても、放電容器がいわゆる二重管構造のエキシマランプで説明したが、このような突出部に係る構成は、前図、図2、図3で説明した形態のエキシマランプにも適用可能である。かかる場合、管状の誘電体の内周面に予め突出部を形成しておいて、内側電極を挿入すればよい。
また、エキシマランプを水平以外の方向に傾斜させて使用する場合においても、内側電極が垂直下向きにずれることを好適に抑制できることはいうまでもない。
In this embodiment, the discharge vessel has been described as a so-called double tube structure excimer lamp. However, the structure related to such a protrusion is the same as that of the excimer lamp in the form described in the previous figure, FIG. 2, and FIG. Is also applicable. In such a case, a protrusion may be formed in advance on the inner peripheral surface of the tubular dielectric, and the inner electrode may be inserted.
Further, even when the excimer lamp is used while being tilted in a direction other than horizontal, it goes without saying that the inner electrode can be suitably prevented from shifting vertically downward.
以上説明したように、本発明に係るエキシマランプによれば、コイル状の内側電極に対して、コイルの軸方向の移動に対して位置を規正する位置規正手段を具備しているので、内側電極が高温に熱せられた場合でもコイル密度が偏ることを防止でき、ランプの長さ方向で放電を均一に発生させることができて、所期の照度分布を安定して得ることができる。
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能であることはいうまでも無い。例えば、位置規正手段について、上述した第1〜第3実施形態に係る発明においては、補助体の材質を金属として説明したが、置換可能な材質であれば金属に限定されることなく、その他のものでもよい。例えばセラミックス、アルミナ、ガラスのような耐熱性かつ非導電性の材料を用いることもできる。
As described above, according to the excimer lamp according to the present invention, the coil-shaped inner electrode is provided with the position adjusting means for adjusting the position with respect to the axial movement of the coil. Even when heated to a high temperature, the coil density can be prevented from being biased, discharge can be generated uniformly in the length direction of the lamp, and the desired illuminance distribution can be stably obtained.
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate. For example, in the invention according to the above-described first to third embodiments regarding the position regulating means, the material of the auxiliary body has been described as a metal. It may be a thing. For example, heat-resistant and non-conductive materials such as ceramics, alumina, and glass can be used.
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〈実施例1〉
下記の条件に従って、図1に示す構成のエキシマランプA1を作製した。
放電容器(10):全長約1500mm,内側管(11):材質;合成石英ガラス,内径;約14mm,外径;約16mm(肉厚1mm),外側管(12):材質;合成石英ガラス,外径;26mm,内径;24mm(肉厚1mm),内側電極(13):材質ステンレス,素線径;0.5mm,コイル直径;14mm,軸方向におけるピッチ;5mm,全長1300mm(260ターン),外側電極(14):材質;ステンレス,放電用ガス:キセノンガス(封入圧20kPa)、補助体(15):材質;タングステン,直径1mm,全長約1400mm。
内側電極を構成するコイルと補助体を1ターンごとにスポット溶接して固着した。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
<Example 1>
Excimer lamp A1 having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured according to the following conditions.
Discharge vessel (10): total length of about 1500 mm, inner tube (11): material: synthetic quartz glass, inner diameter: about 14 mm, outer diameter: about 16 mm (thickness 1 mm), outer tube (12): material: synthetic quartz glass, Outer diameter: 26 mm, inner diameter: 24 mm (wall thickness: 1 mm), inner electrode (13): material stainless steel, strand diameter: 0.5 mm, coil diameter: 14 mm, pitch in the axial direction: 5 mm, total length 1300 mm (260 turns), Outer electrode (14): material: stainless steel, discharge gas: xenon gas (enclosed
The coil and the auxiliary body constituting the inner electrode were fixed by spot welding every turn.
〈比較例1〉
位置規正手段を具備しなかったこと以外は、エキシマランプA1と同様の条件により、比較用のエキシマランプB1を作製した。
<Comparative example 1>
A comparative excimer lamp B1 was produced under the same conditions as the excimer lamp A1, except that the position regulating means was not provided.
実施例1及び比較例1に係るエキシマランプA1、B1を、ランプの管軸が水平となるよう支持し、電源により印加電圧が5kV、周波数が約50kHzの交流波で1000時間点灯させ、ランプの軸方向に100mmの間隔で照度を測定し、ランプの軸方向の照度分布変化を調べた。
図5は、この結果を示す図であり、横軸は放電容器の軸方向の距離を、縦軸は紫外線照度(相対値)を示している。実線はエキシマランプA1(実施例1)、破線はエキシマランプB1(比較例1)の照度分布をそれぞれ示しており、マーカーの形状は点灯時間を表している。マーカーが四角のものは点灯初期(点灯時間0時間)丸印は点灯から500時間経過した後、三角は点灯から1000時間経過した後、の紫外線照度である。
同図からもわかるように、点灯初期において、エキシマランプA1、B1の照度分布は、ほぼ同等に均斉な状態であったが、点灯後500時間が経過すると、エキシマランプB1はランプの中央部分において、照度が低下した。これは、内側電極を構成するコイルが端部側にずれた結果、ランプ中央部において形成される放電が薄くなり、放射される紫外線量が当該部位において減少したことによる、と推察される。そして、点灯時間が1000時間を経過すると、このコイルのずれはいっそう顕著になり、所期の照度分布が得られない状態に至った。
一方、エキシマランプA1においては、500時間、1000時間経過後も、コイルの軸方向のずれが生じないため、点灯初期の照度分布を維持していた。
The excimer lamps A1 and B1 according to Example 1 and Comparative Example 1 are supported so that the tube axis of the lamp is horizontal, and the lamp is turned on for 1000 hours by an AC wave with an applied voltage of 5 kV and a frequency of about 50 kHz by a power source. The illuminance was measured at intervals of 100 mm in the axial direction, and the change in illuminance distribution in the axial direction of the lamp was examined.
FIG. 5 is a diagram showing the results, in which the horizontal axis indicates the distance in the axial direction of the discharge vessel, and the vertical axis indicates the ultraviolet illuminance (relative value). The solid line indicates the illuminance distribution of the excimer lamp A1 (Example 1), the broken line indicates the illuminance distribution of the excimer lamp B1 (Comparative Example 1), and the shape of the marker indicates the lighting time. When the marker is a square, the initial illumination (
As can be seen from the figure, the illuminance distribution of the excimer lamps A1 and B1 was almost equally uniform at the beginning of lighting. However, after 500 hours have elapsed after lighting, the excimer lamp B1 is located at the center of the lamp. The illuminance decreased. This is presumably because, as a result of the coil constituting the inner electrode being shifted to the end side, the discharge formed at the center of the lamp became thin, and the amount of radiated ultraviolet rays decreased at the site. And when lighting time passed 1000 hours, the shift | offset | difference of this coil became more remarkable, and it came to the state which cannot obtain desired illuminance distribution.
On the other hand, in the excimer lamp A1, since the axial displacement of the coil does not occur even after 500 hours and 1000 hours have elapsed, the illuminance distribution at the beginning of lighting is maintained.
〈実施例2〉
下記の条件に従って、図2に示す構成のエキシマランプA2を作製した。
放電容器(20):全長約1500mm,材質;合成石英ガラス,内径;約24mm,外径;約26mm(肉厚1mm),内側電極(22):材質タングステン,素線径;0.5mm,コイル直径;14mm,軸方向におけるピッチ;5mm,全長1300mm(260ターン),外側電極(23):材質;ステンレス,放電用ガス:キセノンガス(封入圧20kPa)、補助体(25):主体部(25a)材質;タングステン,直径;1mm,全長1400mm,係合部(25b)材質;タングステン,直径;0.5mm,長さ;3mm,軸方向におけるピッチ;5mm(一定)。
<Example 2>
Excimer lamp A2 having the configuration shown in FIG. 2 was manufactured according to the following conditions.
Discharge vessel (20): total length of about 1500 mm, material: synthetic quartz glass, inner diameter: about 24 mm, outer diameter: about 26 mm (thickness 1 mm), inner electrode (22): material tungsten, strand diameter: 0.5 mm, coil Diameter: 14 mm, pitch in the axial direction: 5 mm, total length 1300 mm (260 turns), outer electrode (23): material: stainless steel, discharge gas: xenon gas (enclosed
〈比較例2〉
位置規正手段を具備しなかったこと以外は、エキシマランプA2と同様の条件により、比較用のエキシマランプB2を作製した。
<Comparative example 2>
A comparative excimer lamp B2 was produced under the same conditions as the excimer lamp A2, except that the position regulating means was not provided.
これらエキシマランプA2、B2を、ランプの管軸を水平方向に対して20度傾斜させて支持し、電源により印加電圧が5kV、周波数が約50kHzの交流波で1000時間点灯させた。
図6は、この結果を示す図であり、横軸は放電容器の軸方向の距離、縦軸は紫外線照度(相対値)である。実線はエキシマランプA2(実施例2)、破線はエキシマランプB2(比較例2)の照度分布をそれぞれ示しており、マーカーが四角のものは点灯初期(点灯時間0時間)、丸印は点灯から500時間経過した後、三角は点灯から1000時間経過した後、の紫外線照度をそれぞれ示している。
この結果、エキシマランプA2では、内側電極を構成するコイルが係止されているためずれを生じることが無く、所期の照度分布を長期にわたって得ることができることが確認できた。これに対し、エキシマランプB2では、自重によって内側電極が下方(図6において左側)にずれて密になり、照度に著しい差が生じてしまった。
These excimer lamps A2 and B2 were supported by tilting the lamp tube axis by 20 degrees with respect to the horizontal direction, and were lit by an AC wave having an applied voltage of 5 kV and a frequency of about 50 kHz by a power source for 1000 hours.
FIG. 6 is a diagram showing the results, in which the horizontal axis represents the distance in the axial direction of the discharge vessel, and the vertical axis represents the ultraviolet illuminance (relative value). The solid line indicates the illuminance distribution of the excimer lamp A2 (Example 2), and the broken line indicates the illuminance distribution of the excimer lamp B2 (Comparative Example 2). After 500 hours have elapsed, the triangles indicate the ultraviolet illuminance after 1000 hours have elapsed since lighting.
As a result, in the excimer lamp A2, it was confirmed that a desired illuminance distribution could be obtained over a long period of time without causing a shift because the coil constituting the inner electrode is locked. On the other hand, in the excimer lamp B2, the inner electrode shifted downward (to the left in FIG. 6) due to its own weight and became dense, resulting in a significant difference in illuminance.
〈実施例3〉
補助体を下記条件に従って設けたこと以外は、実施例2と同様の条件により、図3に示す構成のエキシマランプA3を作製した。
内側電極を構成するコイルを形成する際、補助体に強固に巻き付け、軸方向への移動が不能となるように構成した。
なお、補助体(30)はパイプ状であり、材質;アルミニウム,外径13mm,肉厚2mm,全長約1400mmであった。
<Example 3>
Excimer lamp A3 having the configuration shown in FIG. 3 was manufactured under the same conditions as in Example 2 except that the auxiliary body was provided according to the following conditions.
When forming the coil constituting the inner electrode, the coil was firmly wound around the auxiliary body so as to be unable to move in the axial direction.
The auxiliary body (30) was in the form of a pipe and was made of a material: aluminum, an outer diameter of 13 mm, a wall thickness of 2 mm, and a total length of about 1400 mm.
上記のエキシマランプA3を、ランプの管軸が水平となるよう支持し、電源により印加電圧が5kV、周波数が約50kHzの交流波で1000時間点灯させた。
図7はこのエキシマランプA3を点灯させたときの照度分布の変化を表す図である。なお、同図における横軸、縦軸は前図と同様、それぞれ横軸が放電容器の軸方向距離であり、縦軸が紫外線照度(相対値)である。また、マーカーの形状についても前図と同様、四角のものは点灯初期(点灯時間0時間)、丸印は点灯から500時間経過した後、三角は点灯から1000時間経過した後、の紫外線照度をそれぞれ示している。
この結果、点灯時間1000時間経過した後でも、当初の照度分布を維持することができると明らかとなった。
The excimer lamp A3 was supported so that the tube axis of the lamp was horizontal, and was lit by an AC wave with an applied voltage of 5 kV and a frequency of about 50 kHz for 1000 hours by a power source.
FIG. 7 is a diagram showing a change in illuminance distribution when the excimer lamp A3 is turned on. In the figure, the horizontal axis and the vertical axis are the distance in the axial direction of the discharge vessel, and the vertical axis is the ultraviolet illuminance (relative value), as in the previous figure. As for the shape of the marker, as in the previous figure, the square shape indicates the initial illuminance (
As a result, it became clear that the original illuminance distribution could be maintained even after 1000 hours of lighting time.
〈実施例4〉
補助体を用いず、下記条件に従って内側管(11)内周面に突出部(40)を設けたこと以外は、実施例1と同様の条件により、図4に示す構成のエキシマランプA4を作製した。
内側管(11)の突出部(40)を、平面図上直径約1mm、高さ1mmの大きさで、ピッチ10mmとして一列上に形成し、かかる突出部を2ターンごとにコイルの間に配置した。
<Example 4>
Excimer lamp A4 having the configuration shown in FIG. 4 is manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the protrusions (40) are provided on the inner peripheral surface of the inner tube (11) according to the following conditions without using an auxiliary body. did.
The protrusion (40) of the inner tube (11) has a diameter of about 1 mm and a height of 1 mm on the plan view, and is formed in a row with a pitch of 10 mm. The protrusion is arranged between the coils every two turns. did.
上記のエキシマランプA4を、ランプの管軸を水平方向に対して20度傾斜させて支持し、電源により印加電圧が5kV、周波数が約50kHzの交流波で1000時間点灯させた。
図8はこのエキシマランプA4を点灯させたときの照度分布の変化を表す図である。なお、同図における横軸、縦軸は前図と同様、それぞれ横軸が放電容器の軸方向距離であり、縦軸が紫外線照度(相対値)である。また、マーカーの形状についても前図と同様、四角のものは点灯初期(点灯時間0時間)、丸印は点灯から500時間経過した後、三角は点灯から1000時間経過した後、の紫外線照度をそれぞれ示している。
同図からも明らかなように、点灯初期の照度分布と比較してもほとんど照度分布が変化していないことがわかる。
The excimer lamp A4 was supported by tilting the tube axis of the lamp by 20 degrees with respect to the horizontal direction, and was lit by an AC wave with an applied voltage of 5 kV and a frequency of about 50 kHz by a power source for 1000 hours.
FIG. 8 is a diagram showing a change in illuminance distribution when the excimer lamp A4 is turned on. In the figure, the horizontal axis and the vertical axis are the distance in the axial direction of the discharge vessel, and the vertical axis is the ultraviolet illuminance (relative value), as in the previous figure. As for the shape of the marker, as in the previous figure, the square shape indicates the initial illuminance (
As can be seen from the figure, the illuminance distribution hardly changes even when compared with the illuminance distribution at the beginning of lighting.
以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば、内側電極を構成するコイルは、内側電極が高温に熱せられていた場合でも、補助体により移動が規制されているので、コイル密度がランプ点灯初期の段階から大きく変移することがなく、所期の照度分布を安定して得ることができるようになる。 As apparent from the above embodiments, according to the present invention, the coil constituting the inner electrode is restricted in movement by the auxiliary body even when the inner electrode is heated to a high temperature. However, there is no significant change from the initial stage of lamp lighting, and the desired illuminance distribution can be obtained stably.
10 放電容器
11 内側管
12 外側管
10a,10b 両端部
13 内側電極
14 外側電極
15 補助体
20 放電容器
20a,20b 封止部
21a,21b 金属箔
22 内側電極
23 外側電極
24 誘電体
25 補助体
25a 主体部
25b 係合部
26a,26b 外部リード
30 補助体
31 凹所
40 突出部
S 放電空間
F 固定部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記内側電極は、コイルの軸方向の移動に対して位置を規正する位置規正手段を具備していることを特徴とするエキシマランプ。 A tubular discharge vessel at least partly composed of a light-transmitting dielectric material, in which a discharge gas is enclosed, and an outer electrode disposed on the outer peripheral surface of the discharge vessel so as to extend in the longitudinal direction thereof; An inner electrode is formed of a coil formed by winding a metal wire, and is disposed so as to extend substantially the same as the axis of the discharge vessel, and is opposed to the outer electrode. An excimer lamp in which a discharge is formed with at least one dielectric interposed between electrodes,
The excimer lamp is characterized in that the inner electrode is provided with a position adjusting means for adjusting a position with respect to the axial movement of the coil.
前期内側電極を構成するコイルが補助体に密に巻きつけられて、コイル位置が規正されていることを特徴とする請求項1記載のエキシマランプ。 It comprises a rod-shaped or pipe-shaped auxiliary body extending coaxially with the inner electrode,
2. The excimer lamp according to claim 1, wherein the coil constituting the inner electrode in the previous period is tightly wound around the auxiliary body to regulate the coil position.
前記外側電極は前記外側管の外周面上に、前記内側電極は内側管の内周面上に配置されてなるエキシマランプであり、
前記内側管の内周面に半径方向内方に突出する突出部が形成され、当該突出部によりコイル位置が規正されていることを特徴とする請求項1記載のエキシマランプ。 The discharge vessel is formed by disposing a cylindrical inner tube on the center side of the tube axis and an outer tube having a larger diameter coaxially with the inner tube and closing at both ends thereof. And
The outer electrode is an excimer lamp formed on the outer peripheral surface of the outer tube, and the inner electrode is disposed on the inner peripheral surface of the inner tube;
The excimer lamp according to claim 1, wherein a projecting portion projecting radially inward is formed on an inner peripheral surface of the inner tube, and a coil position is regulated by the projecting portion.
前記内側電極のほぼ全体が管状の誘電体内に挿入され、
前記誘電体の内周面に半径方向内方に突出してなる突出部が形成され、当該突出部によりコイル位置が規正されていることを特徴とする請求項1記載のエキシマランプ。
An excimer lamp in which the outer electrode is disposed on an outer peripheral surface of the discharge vessel, and the inner electrode is suspended from the discharge vessel;
Substantially the entire inner electrode is inserted into a tubular dielectric,
2. The excimer lamp according to claim 1, wherein a protrusion is formed on the inner peripheral surface of the dielectric so as to protrude radially inward, and the coil position is regulated by the protrusion.
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