JP2010225343A - エキシマランプ - Google Patents

Abstract

【課題】始動時以外の通常点灯時にも始動補助電極と外部電極間で発生する沿面放電の影響を受けずに光モニターが可能で、エキシマランプから放射される紫外光を正確に検出可能なエキシマランプを提供する。
【解決手段】一対の光透過性電極２の端部にベタ状電極３が形成され、放電容器内面に始動補助電極６が形成され、放電容器の非光取出し側の内表面に反射膜４が形成され、該反射膜の端部に光モニター用の採光口５が形成されてなるエキシマランプにおいて、前記ベタ状電極３に管軸方向に延びる枝状電極８を形成し、前記始動補助電極６は該枝状電極８に一部が重なるように配置されることにより、前記始動補助電極６からベタ状電極３に伸びて発生する沿面放電が、前記採光口５にまで及ぶことのないようにして、正確な光モニターができるようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は放電容器内に反射膜を形成したエキシマランプに関し、特に、光量モニターを設けた装置に適用可能なモニター用の採光口を有するエキシマランプに係るものである。

従来のエキシマランプとしては、二重管型、円筒型、角型等の種々の形状が提案されている。これらのエキシマランプは、形状に係わらず高出力化が期待されている。このような高出力化を実現する技術としては、放電容器内に反射膜を形成してなるエキシマランプ、例えば、特開２００７−３３５３５０号公報に示されるようなものが知られている。
該従来技術によれば、エキシマランプの角型等の放電容器の内面に、紫外光を反射するシリカ主体の微粒子からなる反射膜が光放射面を除く部分に形成されている。また、該放電容器の光放射面の外表面と、その反対側の外表面とには一対の外部電極が設けられている。該光放射面に形成される外部電極は、光を取り出すという本来の機能を果たすために、例えば金ペーストを格子状に塗布した光透過性電極が用いられている。
一方、前記光放射面に対向する光を取り出さない側の外表面に形成する外部電極としては、機能的には光透過性である必要はないが、多くの場合、製造工程の簡素化や、該放電容器内で発生する放電の安定性等の観点から、前記光放射面と同様に光透過性電極をそのまま用いることが行われている。

また、エキシマランプにおいては、特開２００５−３２２６３２号公報（図３）に示されるように、光透過性電極の端部にベタ状の電極を付加したものが知られている。該公報においては、その作用効果については必ずしも明記されてはいないが、この端部のベタ状電極は、管軸方向における照度均一性を確保し、有効発光領域を広げるという効果が期待できる。
つまり、光透過性電極の端部においては中央部付近との比較において、放射される紫外光の強度がどうしても低下する。この紫外光の強度低下が、有効発光領域での照度不均一を発生し、このため有効発光領域自体の長さが十分に確保できないという欠点があり、この有効発光領域を十分に確保しようとすると、エキシマランプの全長が長くなってしまうという問題を引き起こしており、外部電極の端部側にベタ状電極を設けることでこれらの問題を解決できるものと期待される。
これは、ベタ状電極部分での放電密度が光透過性電極での放電密度よりも高く、それにより電極端部での照度低下を防ぎ、その結果、有効発光領域での照度均一化が達成できるものと考えられる。

更にまた、エキシマランプの始動性を改善する目的で、放電空間内面に導電性物質（始動補助電極）を設けることも知られている。このような先行技術としては、例えば、特開平８−３２９９０３号公報がある。該公報によれば、放電容器の外表面に設けられた一対の電極の一方の端部近傍であって該放電容器内面に、導電性物質を設け、始動補助電極とすることが記載されている。これによりエキシマランプの放電容器内面で、始動補助電極と外部電極との間で沿面放電を発生させることにより、外部電極間で発生される放電容器内での主放電の放電開始電圧を低下させることが期待される。その結果、低い始動電圧でもエキシマランプを確実に点灯できる、といった効果を有する。

ところで、この始動補助電極と外部電極間で、放電容器内面において発生する沿面放電は、エキシマランプの始動時のみならず、その後の通常点灯時でおいても、継続して発生している。この継続して発生している沿面放電や、配置された始動補助電極自身によって、該エキシマランプの管軸方向における照度不均一を引き起こすといった問題があった。特に、該始動補助電極をエキシマランプの軸方向の中央部付近に配置すると、該始動補助電極自体が放射光に対して影になり、かつ、沿面放電が中央部付近で存在することになり、該エキシマランプの管軸方向の照度均一性を著しく損なうといった問題があった。
そこで、このような始動補助電極を設ける場合は、該エキシマランプから放射される光の均一性に影響しないように、極力軸方向の端部側に設けることが好ましい。

また一方で、エキシマランプから放射される紫外光の光量をモニターすることも知られている。このような技術としては、例えば、特開２００５−３２２６３２号公報などが知られている。該公報では、エキシマランプから放射される紫外光の光量をモニターするために、該エキシマランプの非光透過性電極の軸方向の端部付近に採光口を設けたものが記載されている。このように採光口をエキシマランプの端部近傍に配置するのは、該エキシマランプから放射される光に対する軸方向の照度均一性を保つうえで、極力邪魔にならないようにするためである。

上記のようないくつかの先行技術からして、端部にベタ状電極を設けてなる一対の光透過性電極と、放電容器内に設けられた始動補助電極と、放電容器内表面の光放射面を除く部分に形成された反射膜とを有するエキシマランプにおいて、光モニター用の採光口を形成するとき、前記反射膜の管軸方向の端部に該採光口を形成するような構成にすることは容易に想到されうるものと想定される。

特開２００７−３３５３５０号公報 特開平８−３２９９０３号公報 特開２００５−３２２６３２号公報

図３は、このような従来のエキシマランプの構成を示す概略図であり、図３(ａ)は平面図、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。角型放電管１は石英ガラスより成る放電容器１１を持ち、該放電容器１１の対向する一対の面の外表面には、例えば、金ペースト等で格子状に形成された光透過性の外部電極２が形成されている。そして、この外部電極２の端部にはベタ状電極３が形成されている。
一方、上記ベタ状電極３が形成された部分に相当する前記放電容器１１の内面には、該ベタ状電極３に一部が重なる様に始動補助電極６が配置・形成されている。更には、該放電容器１１の内面の光放射面を除く部分には、該外部電極２間での放電によって発生した紫外光を反射するために、例えば、シリカ主体の微粒子からなる反射膜４が形成されている。
また、該反射膜４には、放電容器１１内で発生した紫外光をモニターするために光を取り出す採光口５が形成されているが、該採光口５は、できるだけ照度均一性に影響を及ぼさないように、放電容器１１の管軸方向の端部近傍に形成されている。

図４は、上記エキシマランプの放電容器端部近傍を放電容器内部側から見た沿面放電を説明する概念図である。
エキシマランプを点灯すると、放電容器１１の内面で、前記始動補助電極６と、ベタ状電極３や外部電極２との間に、沿面放電１２が発生する。この沿面放電１２は、エキシマランプの点灯時に低い電圧で容易に発生するため、該沿面放電１２が火種となってエキシマランプの点灯電圧を引き下げることができる。
しかしながら、上述したように、該沿面放電１２は、エキシマランプの始動時以外の通常点灯時でも発生しており、この沿面放電１２が、放電容器１１の端部近傍に設けられた光モニター用の採光口５まで走ることがあり、これが該採光口５からのモニターすべきエキシマ光と混在し、該沿面放電１２が邪魔になって、エキシマランプから放射される光量を正しく測ることができないという問題があった。

上記従来技術の問題点に鑑みて、本発明では、放電容器の外表面に設けられた一対の光透過性外部電極の端部にベタ状電極が設けられ、前記放電容器の内面には該ベタ状電極と一部で重なり合うように始動補助電極が形成されており、前記放電容器の内表面に反射膜が形成されるとともに、該反射膜の管軸方向の端部近傍には光モニター用の採光口が形成されてなるエキシマランプにおいて、
前記ベタ状電極に管軸方向に延びる枝状電極を形成し、上記始動補助電極は該枝状電極に一部が重なるように配置されていることを特徴とする。

また、前記採光口は、該反射膜の軸方向に延び端部で開口するように形成された切り欠き部と該前記ベタ状電極の端縁とで仕切られることにより形成されていることを特徴とする。

このような構成を採ることにより、始動補助電極を光モニター用の採光口からできるだけ遠くに配置することが可能となり、始動補助電極と外部電極間で発生する沿面放電の影響を受けずに光モニターを行うことができ、該エキシマランプから放射される紫外光を正確に検出できるという効果を奏する。

また、採光口を、反射膜端部まで延びる切り欠き部とベタ状電極の端縁とで仕切ることにより形成したことにより、採光口の形成が容易になるという効果もある。

本発明の第１の実施例であるエキシマランプの構成を示す概略図。 本発明の第２の実施例であるエキシマランプの構成を示す概念図。 従来のエキシマランプの構成を示す概念図。 従来のエキシマランプにおける放電管の内表面から見た沿面放電の概念図。

図１は、本発明におけるエキシマランプの第1の実施例を示す概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面図である。
図において、光透過性電極２の端部に形成されたベタ状電極３には、その上下端で、管軸方向の光透過性電極とは反対方向に延びる枝状電極８、８が一体的に形成されている。
そして、この枝状電極８が形成された部分に相当する前記放電容器１１の内面には、その一部が重なるように始動補助電極６が形成されている。その他の構成については、図３に示すものと同様である。
この枝状電極８、８は、採光口５と始動補助電極６との間の距離Ｌを大きくする役割を持つので、たとえ採光口５を配光特性に影響の少ないエキシマランプの端部近傍に配置したとしても、ランプ点灯時に始動補助電極３から外部電極２に向けて発生する沿面放電が、前記採光口５にまで及ぶことがなく、該採光口５からモニターする光量に影響せずに、ランプからの放射光を正確にモニターすることができるという作用効果を奏する。

図２は、本発明におけるエキシマランプの第２の実施例を示す概略図である。
この第２の実施例の基本的構成、即ち、ベタ状電極３と枝状電極８、８および始動補助電極６に関しては上記第1の実施例と同様であり、採光口５の形状のみが異なっている。本実施例においては、放電容器１１の内面の反射膜４には、軸方向に伸びその端部で開口する切り欠き部１０が形成されており、前記採光口５は該切り欠き部１０と、前記ベタ状電極３の端縁３ａとで仕切られることにより、形成されている。

上記採光口５は、放電容器１１内に予めマスキングテープを貼り付け、反射膜４を形成したのち、このテープを剥がすことによって作成するものであるが、反射膜４の端部で開口するように延びる切り欠き部１０により形成されるので、その作成が容易となる。

なお、上記実施例の説明においては、放電容器１１は角型管形状として説明したが、これに限られるものではなく、丸型管形状等の種々の形状をとりうることは勿論である。

１ 角型放電管
２ 外部電極
３ ベタ状電極
４ 反射膜
５ 採光口
６ 始動補助電極
８ 枝状電極
１０ 切り欠き部
１１ 放電容器

Claims (2)

1. 放電容器の外表面に設けられた一対の光透過性外部電極の端部にベタ状電極が設けられ、前記放電容器の内面には該ベタ状電極と一部で重なり合うように始動補助電極が形成されており、前記放電容器の内表面に反射膜が形成されるとともに、該反射膜の管軸方向の端部近傍には光モニター用の採光口が形成されてなるエキシマランプにおいて、
   前記ベタ状電極には管軸方向に延びる枝状電極を形成し、上記始動補助電極は該枝状電極に一部が重なるように配置されていることを特徴とするエキシマランプ。
2. 前記採光口は、該反射膜の軸方向に延び端部で開口するように形成された切り欠き部と、前記ベタ状電極の端縁とで仕切られることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
   
   
   

Images