JP2013062128A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好なランプの点灯を可能とすると同時に、十分に広い有効発光範囲を確保できる発光装置を提供する。
【解決手段】エキシマランプ１は、前面２ｂに光通過電極３０が形成され、背面２ｃに背面電極３が配置されるランプ筐体２を備えている。また、エキシマランプ１は、そのランプ筐体２から外側へ向かって突出し、延在する管状部２０を備えている。管状部２０は、ランプ筐体２から外側へ延在しているため、ランプ筐体２の放電電極（光通過電極３０、背面電極３）から十分な距離を確保することが可能である。トリガ電極４０は、このような管状部２０の外表面と点接触している。すなわち、ランプ筐体２に設けられている放電電極３，３０の形状や大きさに関わらず、トリガ電極４０の接触点Ｐ２を放電電極３，３０から十分に離間させることが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、エキシマランプを用いた発光装置に関する。

エキシマランプを用いた従来の発光装置として、内側のランプ筐体と外側のランプ筐体を有する二重管構造のランプ筐体と、外側ランプ筐体の外周に設けられた放電電極と、内側ランプ筐体に設けられた放電電極と、トリガ電圧を印加するためのトリガ電極と、を備えているものが知られている（例えば、特許文献１）。この発光装置においては、トリガ電極が、内側ランプ筐体の本体部分と接触している。

特開２００３−８６１３９号公報

トリガ電極と放電電極とは、近接させた場合に、各電極間で放電が生じる可能性がある。従って、互いにある程度離間させる必要がある。ここで、従来の発光装置においては、トリガ電極がランプ筐体の本体部で接触しているため、当該接触位置から放電電極を遠ざける必要が生じる。しかしながら、ランプ筐体において放電電極を設置可能な領域は限られているにも関わらず、トリガ電極から遠ざけるためには、放電電極を相対的に小さくしなくてはならない。これにより、従来の発光装置では、ランプ筐体の全体的なサイズに比して、実際の放電領域が小さくなり、有効発光範囲を確保できないという問題があった。一方、放電電極を広く確保すると、トリガ電極と放電電極との間の放電の影響で、良好にランプの点灯ができないという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、良好なランプの点灯を可能とすると同時に、十分に広い有効発光範囲を確保できる発光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光装置は、内部に放電用ガスが封入され、光出射部を有するランプ筐体と、ランプ筐体の外表面上に設けられた放電電極と、ランプ筐体に形成され、当該ランプ筐体から外側へ向かって突出すると共に延在する管状部と、を備えるエキシマランプと、放電電極へ給電する給電部と、エキシマランプを支持するランプ支持部と、エキシマランプへトリガとなる電圧を印加するトリガ電極と、トリガ電極へ給電するトリガ給電部と、エキシマランプ、給電部、ランプ支持部、トリガ電極、及びトリガ給電部を収容する外部筐体と、を備え、トリガ電極は、管状部の外表面と点接触することを特徴とする。

本発明に係る発光装置によれば、エキシマランプは、外表面上に放電電極が設けられるランプ筐体を備えている。また、エキシマランプは、そのランプ筐体から外側へ向かって突出し、延在する管状部を備えている。管状部は、ランプ筐体から外側へ延在しているため、ランプ筐体の放電電極から十分な距離を確保することが可能である。トリガ電極は、このような管状部の外表面と点接触している。すなわち、ランプ筐体に設けられている放電電極の形状や大きさに関わらず、トリガ電極の接触部を放電電極から十分に離間させることが可能となる。これによって、トリガ電極と放電電極との間の放電を防止することでランプを良好に点灯可能とする一方で、ランプ筐体においては十分な範囲に放電電極を設けることができる。更に、点接触とすることで、電界を集中させ、一層良好にランプを点灯可能とする。以上によって、良好なランプの点灯を可能とすると同時に、十分に広い有効発光範囲を確保できる。

本発明に係る発光装置において、トリガ電極は、管状部の延在方向と交差する方向に延び、先端部で管状部の外表面と点接触することが好ましい。このような構成とすることにより、トリガ電極の先端部にて、確実に管状部の外表面と点接触することができる。

本発明に係る発光装置において、管状部の壁厚は、ランプ筐体の壁厚より小さいことが好ましい。管状部の壁厚を小さくすることで放電開始能力を高めることができる。一方で、ランプ筐体の壁厚を大きくすることで放電部分において高い強度（例えば、圧力に対する物理的強度や、放電耐性）を確保することができる。

本発明に係る発光装置において、トリガ電極は、ランプ支持部側において管状部の外表面と点接触することが好ましい。このような構成により、エキシマランプをランプ支持部に設置すると同時に、トリガ電極が管状部と接触することが可能となる。これにより、トリガ電極を確実に管状部と接触させることができる。

本発明に係る発光装置において、ランプ筐体は、一端側でランプ支持部に支持され、管状部は、ランプ筐体の一端側に形成され、ランプ支持部は、管状部を収容する溝部を有することが好ましい。このような構成により、ランプ筐体がランプ支持部で支持されると同時に、管状部が溝部に収納されて保護される。このように、管状部を溝部で保護することにより、トリガ電極と管状部とが点接触している状態を安定的に維持することができる。

本発明に係る発光装置において、ランプ支持部は、溝部の底部に貫通孔を有し、トリガ電極は、貫通孔から突出していることが好ましい。このような構成により、トリガ電極は、貫通孔から突出している部分で確実に管状部と点接触し、貫通孔に囲まれる部分では当該貫通孔に保護される。これにより、トリガ電極と管状部とが点接触している状態を安定的に維持することができる。

本発明に係る発光装置において、トリガ電極を支持するトリガ電極支持部を更に備え、トリガ電極支持部は、管状部に対してトリガ電極を押圧する押圧部材を有することが好ましい。これによって、押圧部材で押圧されたトリガ電極が、しっかりと管状部に点接触することができる。

本発明に係る発光装置において、外部筐体は、ランプ支持部を固定する底面部と、当該底面部と対向する位置に配置される蓋部と、を備え、蓋部は、底面部と対向すると共に、ランプ筐体の外縁部と対向する枠状部と、当該枠状部に囲まれると共に光出射部を露出させる開口部と、を有し、エキシマランプは、蓋部の枠状部とランプ支持部とで挟まれることによって保持されることが好ましい。このような構造とすることにより、蓋部を閉めることで、上から押さえ込むようにエキシマランプを固定することが可能となる。これによって、管状部を確実にトリガ電極と点接触させることができる。

本発明に係る発光装置において、外部筐体は、ランプ支持部を固定する底面部と、当該底面部と対向する位置に配置されるカバー部と、を備え、カバー部は、底面部と対向すると共に、ランプ筐体の外縁部と対向する枠状部と、当該枠状部に囲まれると共に光出射部を露出させる開口部と、枠状部の外縁部から底面部側へ向かって延びる側壁部と、を有し、エキシマランプは、カバー部の枠状部とランプ支持部とで挟まれることによって保持されることが好ましい。このような構造とすることにより、カバー部を閉めることで、上から押さえ込むようにエキシマランプを固定することが可能となる。これによって、管状部を確実にトリガ電極と点接触させることができる。

本発明によれば、良好なランプの点灯を可能とすると同時に、十分に広い有効発光範囲を確保できる。

本発明の実施形態に係る発光装置の斜視図である。 図１に示す発光装置の分解斜視図である。 図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 エキシマランプ及びランプ支持部の構成を示す拡大図である。 ランプ支持部及びランプ筐体を短辺方向から見た一部断面図である。 図５に示すＶＩ−ＶＩに沿った断面図であって、管状部付近を拡大した拡大断面図である。 本実施形態に係る発光装置と比較例に係る発光装置を比較するための概念図である。 比較例に係る発光装置の概念図である。 電圧の印加状態及びランプ点灯状態を示すグラフである。 変形例に係る発光装置を示す斜視図である。

以下、本発明に係る発光装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る発光装置の斜視図である。図１に示すように、発光装置１００は、長方形平板状のエキシマランプ１を直方体状の外部筺体４内に収容すると共に、外部筺体４の上蓋（蓋部）８の中央部に長方形状の開口部８ａを形成して、エキシマランプ１の出射面を露出させることによって構成されている。この発光装置１００は、エキシマランプ１の内部空間に封入される放電用ガスに高周波電圧を印加することによって発光させ、発生した光を開口部８ａから取り出すことができる装置である。筺体４の長手方向の一端側の側壁には、外部筺体４の内部空間の冷却のために、図示しない複数の吸気口から取り込まれた空気を排出する排気口１４が設けられている。

図２は、図１に示す発光装置の分解斜視図である。図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、エキシマランプ及びランプ支持部の構成を示す拡大図である。ただし、図３は、各部品の位置関係を容易に理解するために、デフォルメされた状態で示されている。図２〜図４に示すように、エキシマランプ１は、出射光に対して透明な誘電体の材料により長方形平板状に形成されるランプ筐体２と、ランプ筐体２に形成される管状部２０と、ランプ筐体２の前面２ｂの略全体にわたって形成されるメッシュ状の光通過電極（放電電極、光出射部）３０と、ランプ筐体２の背面２ｃと対向して当該背面２ｃと接触する長方形状の背面電極（放電電極）３と、を備えて構成されている。光通過電極３０は、前面２ｂの外周縁部に沿って長方形環状に形成された電極の内部領域にメッシュ状の電極を形成することによって構成されている。このエキシマランプ１の背面電極３と光通過電極３０とは、放電用ガスが封入された内部空間を介して互いに対向している。従って、光通過電極３０をグランド電位（接地電位）とし、背面電極３及び光通過電極３０の間に高周波電圧を印加することによって内部空間の放電用ガスを発光させ、発生した光をランプ筐体２の前面２ｂ側から出射させることができる。なお、高周波電圧とは１ＭＨｚ以上の周波数を有する交流電圧である。

エキシマランプ１の平板状のランプ筐体２は、長方形平板状の前面基板２２と、前面基板２２と同材質及び同形状に形成されると共に前面基板２２と所定の間隔で対向するように配置される背面基板２３とを備えている。厚み方向から見て、前面基板２２の四方の外縁と背面基板２３の四方の外縁は互いに一致するように配置されている。なお、「厚み方向」とは、前面基板２２と背面基板２３が対向する方向、すなわち前面２ｂ及び背面２ｃに対して垂直な方向を示している。このランプ筐体２は、前面基板２２と背面基板２３の四方の外周縁部同士を、長方形環状の周面壁２４でつなぐことで形成された内部空間２８が封止されて気密性が保たれている。具体的には、周面壁２４は、前面基板２２の一対の長縁部と背面基板２３の一対の長縁部同士を長手方向全長にわたって連結する一対の側面壁と、前面基板２２の一対の短縁部と背面基板２３の一対の短縁部同士を幅（短手）方向全長にわたって接合して連結する一対の側面壁とを備えて構成されている。周面壁２４を構成する四方の側面壁は、それぞれ各基板２２，２３と垂直をなすように立設されている。なお、前面基板２２、背面基板２３及び周面壁２４の壁厚はいずれも同じとされている。前面基板２２の外表面がランプ筐体２の前面２ｂを構成する。背面基板２３の外表面がランプ筐体２の背面２ｃを構成する。ランプ筐体２の一端２ｄ側の一部が後述のランプ支持部１１Ａに支持され、他端２ｅ側の一部が後述のランプ支持部１１Ｂに支持される。

ランプ筐体２の長手方向の一端２ｄ側の周面壁２４には、製造時に内部空間２８の排気を行うと共に放電用ガスを封入するために用いられた管状部２０が形成されている。この管状部２０は、ランプ筐体２の幅方向及び厚み方向の中央位置に形成されている。管状部２０は、ランプ筐体２の周面壁２４から外側へ向かって突出し、ランプ筐体２の延在方向（長手方向）と同じ方向へ延在している。管状部２０は、外周面２０ａが円筒面を構成するように、所定の内径及び外径を維持した状態にて軸性を有して水平に延び、先端部２０ｂが封止されている。なお、通常のエキシマランプに形成されるチップ管は、製造上、止むを得ず形成されるものであるため、可能な限り短めになるようにランプ筐体２から僅かに突出した状態で封止されるものであり、十分な長さが確保されていない。すなわち、チップ管の外表面には、真直ぐに延びるような円筒面は形成されず、トリガ電極４０との良好な点接触を実現できる形状とはなっていない場合が多い。また、その外表面と光通過電極３０や背面電極３との距離も十分に確保できていない。一方、本実施形態の管状部２０は、製造時の機能は従来のチップ管と同様であるが、従来のチップ管とは異なり延在することによって十分な長さが確保されている。従って、トリガ電極４０との点接触に好適な外表面形状を確保することが可能となると共に、光通過電極３０や背面電極３から十分に離間（放電の影響を受けない程度の距離、離間する）した領域を確保することができる。

ランプ筐体２の前面２ｂに形成される光通過電極３０は、金属膜によって形成されており、前面２ｂの外縁部を除いて、ほぼ全面に形成される。より詳細には、光通過電極３０は、前面２ｂの外縁部に沿って長方形環状に形成される環状部と、環状部の内側領域で網状に形成されたメッシュ部とを有している。光通過電極３０は、前面２ｂの略全面にわたって網状に形成されているため、内部空間で発生した光を前面２ｂから出射可能としている。なお、光通過電極３０自体を透光性の材料で形成することによって、光を出射可能としてもよい。光通過電極３０は、外部筐体４のグランド電極と電気的に接続されている。

上述のようなエキシマランプ１において、ランプ筐体２及び管状部２０の材質は、合成石英ガラス、溶融石英ガラスなどが好ましい。また、内部空間２８に封入する放電用ガスとして、例えば、キセノンなどの希ガスや、希ガスとハロゲンガスの混合ガスを用いることが好ましい。放電用ガスのガス圧は、５０〜１００ｋＰａとすることが好ましい。ランプ筐体２のサイズは、短手方向の大きさが４５〜５５ｍｍ、長手方向の大きさが４９０〜５１０ｍｍ、厚み方向の大きさが８〜１０ｍｍである。また、ランプ筐体２の壁厚は、管状部２０の壁厚よりも大きいことが好ましい。例えば、ランプ筐体２の壁厚は１．５〜２ｍｍであり、管状部２０の壁厚（管壁の厚み）は０．５〜１ｍｍである。

ランプ筐体２の前面２ｂ側には、前面２ｂの外周縁部と光通過電極３０の長方形環状の外周縁部を覆うように、導電性材料、例えばステンレスの薄板などからなる長方形環状の枠状薄板（給電部）２６が配置されている。枠状薄板２６は、ランプ筐体２の前面２ｂの外周と略同一形状の外周を有すると共に、光通過電極３０の長方形環状の縁部と略同一形状の内周を有している。なお、この枠状薄板２６は、ランプ筐体２に対してロウ付けなどによって接合しても良い。この枠状薄板２６は、エキシマランプ１に設けられた光通過電極３０へ給電する給電部として機能する。

ランプ筐体２の背面２ｃ側の背面電極３は、エキシマランプ１の電極として機能するものであり、エキシマランプ１とは別体に設けられている。背面電極３は、光通過電極３０の長方形環状の外周縁部と略同一の形状を有するアルミニウム製の長方形状の平板によって構成されている。そのため、電極の剥離といった問題が生じ難い。背面電極３は、ランプ筐体２の背面２ｃと対向して、背面２ｃに接触配置される。この背面電極３には、当該背面電極３へ給電するための給電部１５が設けられている。給電部１５は、背面電極３の外縁部に設けられた電極片を下方へ屈曲させることによって形成される。この給電部１５は、高周波電源と配線を介して接続される。ランプ筐体２との接触面となる前面３ａには、ランプ筐体２内部で発生した光を前面２ｂ側に反射させるために、鏡面加工が施されている。なお、背面電極３の鏡面加工に代えて、ランプ筐体２の背面２ｃにアルミニウム等の金属蒸着によって直接電極層兼反射鏡を形成しても良い。この場合、背面電極３を電極層に給電するための給電部材として用いてもよいし、背面電極３の替わりに別途給電部材を設けても良い。エキシマランプ１のうち、光通過電極３０と背面電極３に挟まれた領域は高周波電圧が印加される放電領域とされる。

外部筐体４は、エキシマランプ１、枠状薄板２６、ランプ支持部１１Ａ，１１Ｂ、棒状支持部１２、トリガ電極４０、及びトリガトランス５０を収容する、直方体状の箱体である。外部筐体４は、上面側が開放された底面長方形状のケース６と、当該ケース６の開放された上面を覆う上蓋（蓋部）８と、を備えている。ケース６及び上蓋８は導電性材料からなり、例えば、アルミニウムやステンレスなどの材質を採用できる。ケース６は、上蓋８と対向する底面部６ａと、当該底面部６ａの四方の外縁部からそれぞれ上方へ延びる側面部６ｂと、を備えている。上蓋８は、底面部６ａと対向すると共に、ランプ筐体２の外縁部と対向する枠状部８ｂと、当該枠状部８ｂに囲まれると共に光通過電極３０を露出させる開口部８ａと、を有している。開口部８ａは、枠状部８ｂの中央位置であって、エキシマランプ１と対向する領域に略長方形状に形成されている。

上蓋８の四方の外縁部、すなわち枠状部８ｂの四方の外縁部は、ケース６の四方の側面部６ｂの上端面６ｃと略一致している。従って、枠状部８ｂの外縁部と側面部６ｂの上端面６ｃには、互いに対応する位置に貫通孔８ｃとネジ穴６ｄがそれぞれ形成されている。当該貫通孔８ｃ及びネジ穴６ｄにネジ２９を挿入することによって、ケース６と上蓋８とが固定される。枠状部８ｂの下面側の内縁部、すなわち開口部８ａ周辺には段差面８ｄが設けられている（図３参照）。この段差面８ｄの四方の外縁部は、上方から見て、収納された枠状薄板２６及びランプ筐体２の四方の外縁部よりも僅かに大きく設定されている。これにより、枠状薄板２６及びランプ筐体２を収納し、上蓋８を固定する時の位置合わせが行い易くなる。

外部筐体４の内部には、底面部６ａ上にランプ支持部１１Ａ，１１Ｂと、棒状支持部１２と、が設けられている。ランプ支持部１１Ａ，１１Ｂは、底面部６ａの長手方向の両端側に設けられ、エキシマランプ１を支持すると共に平面方向の位置決めを行う機能を有する。ランプ支持部１１Ａは、ランプ筐体２（及び背面電極３）を一端２ｄ側で支持する。ランプ支持部１１Ｂは、ランプ筐体２（及び背面電極３）を他端２ｅ側で支持する。ランプ支持部１１Ａ，１１Ｂは、底面部６ａの両端側で、エキシマランプ１の幅方向に広がるような略直方体状の絶縁部材（例えば、セラミックス）を立設させることによって構成されている。これらのランプ支持部１１Ａ，１１Ｂの互いに向かい合う側面同士の間隔は、エキシマランプ１の長手方向の長さよりも若干広くされている。ランプ支持部１１Ａ，１１Ｂの詳細な構成については後述する。棒状支持部１２は、底面部６ａ上に所定の間隔で複数箇所に設けられ、エキシマランプ１を下方から支持する機能を有する。

棒状支持部１２は、ランプ支持部１１Ａ，１１Ｂから平面方向に所定の間隔で離間するように設けられている。この棒状支持部１２は、底面部６ａから上方の背面電極３へ向かって垂直に延び、エキシマランプ１を底面部６ａから離間するように支持するものである。この棒状支持部１２は、セラミックスなどの絶縁体によって形成されており、その上端部は縮径して先細となっていることが好ましい。従って、背面電極３の背面全体の面積に対して、棒状支持部１２の先端部分の面積を極めて小さくすることができるため、棒状支持部１２は、背面電極３を実質的に点接触で支持することができる。本実施形態では、棒状支持部１２は、ランプ支持部１１Ａとランプ支持部１１Ｂとの間において、長手方向に沿って一定間隔で一対ずつ配置されている。

次に、図４と図５と図６を参照して、ランプ支持部１１Ａ、ランプ筐体２、トリガ電極４０周辺の構造について詳細に説明する。図５は、ランプ支持部及びランプ筐体を短辺方向から見た一部断面図である。図６は、図５に示すＶＩ−ＶＩに沿った断面図であって、管状部付近を拡大した拡大断面図である。なお、理解を容易にするため、図４には、ランプ支持部１１Ａ、ランプ筐体２及び管状部２０のみが示されている。また、図５には、ランプ支持部１１Ａ、エキシマランプ１、トリガ電極４０、及びトリガトランス５０のみが示されている。また、図５では、ランプ支持部１１Ａのみの断面が示されている。

図４及び図５に示すように、ランプ支持部１１Ａは、ランプ筐体２の短辺方向に沿って延びるような略直方体状に形成されている。ランプ支持部１１Ａの一方の長辺側の縁部には、長辺方向へ延びるような長方形状の切り欠きが、長辺方向の両端側の一部をそれぞれ残存させるように設けられている。この切欠きが設けられることにより、水平に広がる段差面１１ａと、鉛直に広がる切欠面１１ｂとを形成することができる。当該切り欠きは、他方のランプ支持部１１Ｂと対向する対向面１１ｃの上側に形成される。段差面１１ａは、対向面１１ｃと垂直に形成され、切欠面１１ｂは、対向面１１ｃと平行に形成される。切欠面１１ｂは、対向面１１ｃと反対側の面である裏面１１ｍと対向するように形成される。段差面１１ａは、エキシマランプ１を載置するための載置面として機能させることができ、切欠面１１ｂは、エキシマランプ１の長手方向の位置決めを行うためのストッパ面として機能させることができる。段差面１１ａには、背面電極３の一端側が配置され、当該背面電極３を介してランプ筐体２の一端２ｄ側が配置される。また、切欠部分の長手方向両端側の残存部分１１ｄ，１１ｅの内側面同士の間隔は、ランプ筐体２の幅方向の長さと略同一とされているため、これらの残存部分１１ｄ，１１ｅを、エキシマランプ１の幅方向の位置決め用のストッパとして機能させることができる。ランプ支持部１１Ａの上面１１ｆは、ケース６の側面部６ｂの上端面６ｃよりも低い位置に形成される。また、上面１１ｆは、ランプ支持部１１Ａに支持された状態でのランプ筐体２の前面２ｂよりも低い位置に形成される（図３参照）。これによって、上蓋８をケース６に固定したときに、上蓋８がランプ支持部１１Ａの上面１１ｆと干渉することが防止される。なお、他端２ｅ側のランプ支持部１１Ｂも、ランプ支持部１１Ａと同様の構成の段差面１１ａ、切欠面１１ｂ、残存部分１１ｄ，１１ｅ、及び上面１１ｆを有している。

ランプ支持部１１Ａは、ランプ筐体２の管状部２０を収容する溝部６１を有している。溝部６１は、切欠面１１ｂから裏面１１ｍへ向かって延びるＵ字状の溝である。溝部６１は、切欠面１１ｂ及び裏面１１ｍと垂直をなすように延びる。溝部６１は、上方へ開口するようなＵ字状をなしており、上面１１ｆで開口し、下側において半円を描くように湾曲するような形状となっている。切欠面１１ｂ及び裏面１１ｍの対向方向から見た場合、Ｕ字状の溝部６１は、溝の幅方向における中心線を介して左右線対称なＵ字をなしている。すなわち、溝部６１は、上面１１ｆから垂直に下方へ向かって延びる一対の平面状の側部６２と、当該一対の平面の下端を連結するように下方へ凸となる半円筒面状の底部６３と、を有する。また、溝部６１の幅方向における中心線上に、底部６３の最下端部６３ａが形成される。この最下端部６３ａは、切欠面１１ｂ及び裏面１１ｍと垂直をなすように延びる直線を描く。

一方、ランプ支持部１１Ａの段差面１１ａよりも下側の領域には、トリガトランス５０を収納するための内部空間６４が形成されている。この内部空間６４は、溝部６１の下方の位置に形成される。内部空間６４は、トリガトランス５０の形状に合わせて略直方体状の形状をなしており、ランプ支持部１１Ａの対向面１１ｃ及び底面で開口している。溝部６１の底部６３には、当該溝部６１から下方へ延びて内部空間６４で開口する貫通孔６６が形成されている。貫通孔６６は、中心が最下端部６３ａ上に配置されるような円形をなし、内部空間へ鉛直に延び、内部空間６４の上面６４ａで開口している。

ランプ支持部１１Ａの貫通孔６６には、当該貫通孔６６内を鉛直方向に延びるトリガ電極４０が配置されている。また、ランプ支持部１１Ａの内部空間６４には、トリガトランス（トリガ給電部、トリガ電極支持部）５０が収納されている。トリガ電極４０は、エキシマランプ１へトリガとなるトリガ電圧を印加する機能を有している。トリガ電極４０は、エキシマランプ１のうち、管状部２０の外周面２０ａと点接触し、当該管状部２０へトリガ電圧を印加する。トリガトランス５０は、トリガ電極４０へ給電する機能を有している。また、トリガトランス５０は、トリガ電極４０を支持する機能も有している。トリガトランス５０は、上面５０ａから延びるトリガ電極４０を取り囲むように、当該トリガ電極４０と共に上方へ延びるトリガ電極支持筒（トリガ電極支持部）５１を備えている。

具体的に、トリガトランス５０は、その上面５０ａが内部空間６４の上面６４ａと対向又は接触し、その側面５０ｂが内部空間６４の側面６４ｂと対向又は接触するように配置される。トリガトランス５０の側面のうち、ランプ支持部１１Ａの対向面１１ｃから露出する部分には、配線５３が接続されている。貫通孔６６の位置において、トリガトランス５０の上面５０ａから上方へ向かって棒状又は針状のトリガ電極４０が延びている。トリガ電極４０は、例えば、外径が０．５〜２ｍｍ程度に設定される。このトリガ電極４０は、先端が先細りとなっていてもよい。トリガ電極４０は、貫通孔６６を通って、上端が最下端部６３ａよりも上方まで延びている。すなわち、トリガ電極４０は、上端側の一部が溝部６１内に突出する。トリガ電極４０は、鉛直方向に延びる中心軸線ＣＬ２が、貫通孔６６の中心軸線と一致すると共に、溝部６１の最下端部６３ａと垂直に交わるように配置されることが好ましい。また、貫通孔６６の内部において、トリガ電極４０の周りは、トリガ電極支持筒５１で支持される。トリガ電極支持筒５１としてスプリングプローブが用いられており、トリガ電極支持筒５１は、トリガ電極４０を上下方向に弾性移動可能とするバネ材（押圧部材）５２を備えている。当該バネ材５２によってトリガ電極４０は、管状部２０で押されることによって下方に弾性移動すると同時に、当該管状部２０に押圧力を付与する。従って、当該バネ材５２は、管状部２０に対してトリガ電極を押圧する押圧部材として機能することができる。

次に、エキシマランプ１を上述のように構成されたランプ支持部１１Ａに設置した場合における、各構成要素の位置関係について、図４〜図６を用いてより詳細に説明する。

エキシマランプ１のランプ筐体２の背面２ｃの一端２ｄ側は、背面電極３を介してランプ支持部１１Ａの段差面１１ａ上に配置される。また、ランプ筐体２の一端２ｄ側から延びる管状部２０は、溝部６１内に配置される。管状部２０は、切欠面１１ｂと垂直となすと共に、溝部６１の幅方向における中央位置に配置される。すなわち、管状部２０は、中心軸線ＣＬ１（ランプ筐体２の一端２ｄの周面壁２４と直交する）が、溝部６１の幅方向における中心線と一致するように配置される。上方から見たときに、中心軸線ＣＬ１は、溝部６１の幅方向の中心線と重なる。また、本実施形態では、中心軸線ＣＬ１は、底部６３の最下端部６３ａによって描かれる直線とも重なる。更に、管状部２０の外周面２０ａの最下端部２０ｃによって描かれる直線も、底部６３の最下端部６３ａによって描かれる直線と重なる。中心軸線ＣＬ１及び最下端部２０ｃの直線は、溝部６１の側部６２及び底部６３と平行となる。

また、このとき、ランプ筐体２の一端２ｄ側の周面壁２４は、切欠面１１ｂから離間し、非接触とされていることが好ましい。これによって、当該部分での沿面放電を抑制することができる。また、管状部２０の外周面２０ａ及び先端部２０ｂは、底部６３及び側部６２から離間し、非接触とされていることが好ましい。ランプ筐体２を外部筐体４に固定する際、ランプ筐体２をランプ支持部１１Ａへ押し付けるようにして固定する。従って、管状部２０と底部６３とが接触している場合、管状部に強い応力がかかり、クラックが生じて破損する可能性がある。特に、本実施形態のようにランプ筐体２の壁厚に比して管状部２０の壁厚を薄くした場合、その影響は大きくなる。従って、管状部２０を底部６３から離間させて非接触とすることで、管状部２０に応力がかかることを防止している。また、管状部２０と底部６３及び側部６２とが接触している場合、ランプ支持部１１Ａを介してトリガ電極４０と放電電極との間での沿面放電が発生する可能性がある。従って、管状部２０を底部６３及び側部６２から離間させて非接触とすることで、トリガ電極４０及び管状部２０付近において沿面放電経路を排除できる。これにより、トリガ電極４０が管状部２０に点接触していることによる、電界集中の効果を一層高めることができる。ただし、非接触であることが特に好ましいが、管状部２０が底部６３及び側部６２のいずれか又は両方と接触していても、本発明の効果を得ることができる。

また、管状部２０は、溝部６１内に納まり、一部が溝部６１より外側に出ないことが好ましい。具体的には、管状部２０の先端部２０ｂは、ランプ支持部１１Ａの裏面１１ｍから外側へ突出しないことが好ましい。すなわち、裏面１１ｍと先端部２０ｂとが、図５に示すように寸法Ｔ１離間していることが好ましい。また、管状部２０の外周面２０ａは、ランプ支持部１１Ａの上面１１ｆから上方へ突出しないことが好ましい。すなわち、上面１１ｆと管状部２０の最上端部とが、図５に示すように寸法Ｔ２離間していることが好ましい。例えば、溝部６１から管状部２０が突出している場合、ランプ筐体２の交換や他の部品の交換作業時に、作業者の指と管状部２０とが接触して破損してしまう可能性がある。前述のように管状部２０は溝部６１の内面から離間して非接触であるため、接触時の応力の影響が大きい。従って、管状部２０が溝部６１内に納まる構成とすることで、そのような破損を防止することができる。ただし、突出していないことが特に好ましいが、管状部２０が裏面１１ｍ及び上面１１ｆのいずれか又は両方から突出していても、本発明の効果を得ることができる。

トリガ電極４０は、管状部２０の延在方向（中心軸線ＣＬ１が延びる方向）と交差（ここでは直交している）する方向に延び、先端部４１にて、管状部２０の外表面と点接触している。トリガ電極４０は、管状部２０のランプ支持部１１Ａ側の領域、すなわち、管状部２０の下半分の領域において、外周面２０ａと点接触している。また、好適には、トリガ電極４０は、外周面２０ａに対して接触点で垂直となるように点接触する。具体的には、トリガ電極４０の中心軸線ＣＬ２は、管状部２０の中心軸線ＣＬ１とＰ１にて垂直に交わる。これにより、トリガ電極４０は、管状部２０の最下端部２０ｃとＰ２にて垂直に交わる。すなわち、トリガ電極４０の先端部４１が、管状部２０の最下端部２０ｃにて接触点Ｐ２で点接触する。また、このとき、管状部２０の横断面の外円に接触点Ｐ２に対する接線ＴＬを引いたとき、当該接線ＴＬとトリガ電極４０の中心軸線ＣＬ２とは、垂直となる（図６参照）。更に、管状部２０を接触点Ｐ２の位置で縦断面を切った場合、当該縦断面における外周面２０ａ（ここでは最下端部２０ｃが描く直線）とトリガ電極４０の中心軸線ＣＬ２とは、垂直となる（図５参照）。このような関係を満たした状態で点接触する場合、トリガ電極４０は、しっかりと管状部２０と接触することができる。なお、厳密に上述の関係が満たされていなくともよく、各部品の製造誤差や、作業の設置誤差の範囲で位置がずれることは許容される。

ランプ筐体２が設置される前においては（図４で示す状態）、トリガ電極４０は上方からの力を受けていない。このときのトリガ電極４０の突出量（先端部４１と最下端部６３ａとの間の距離）は、ランプ筐体２を設置した時の管状部２０の最下端部２０ｃと最下端部６３ａとの間の距離よりも大きい。これによって、ランプ筐体２を設置したとき、トリガ電極４０は、管状部２０の外周面２０ａで押されることにより、下方へ弾性移動する。このようにトリガ電極４０が弾性移動することにより、管状部２０に無理な応力がかからない。同時に、トリガ電極４０を管状部２０に（破損の虞があるような応力がかからない範囲で）押圧することができるため、トリガ電極４０と管状部２０とをしっかりと接触させることができる。

管状部２０の延在方向における接触点Ｐ２の位置、すなわちトリガ電極４０の配置位置は、管状部２０の延在方向における中央位置に近いことが好ましい。すなわち、接触点Ｐ２は、管状部２０の先端部２０ｂから離間した位置であって、管状部２０の基端（周面壁２４側の端部）から離間した位置に配置されることが好ましい。先端部２０ｂに近い領域では、封止の際に若干の変形を伴うことにより、管状部２０の外表面が球状に丸まっているため、トリガ電極４０が位置ずれして良好に点接触できない可能性がある。基端付近の領域（周面壁２４から約１０ｍｍ以内の範囲）では、トリガ電極４０と放電電極との間に放電が発生する可能性がある。

トリガトランス５０の上面５０ａとランプ支持部１１Ａの内部空間６４の上面６４ａとは、密着していてもよく、非接触となっていてもよい。また、トリガトランス５０の側面５０ｂとランプ支持部１１Ａの内部空間６４の側面６４ｂとは、密着していてもよく、非接触となっていてもよい。貫通孔６６の内周面の内径は、トリガ電極４０及びトリガ電極支持筒５１の外径よりも大きく設定されることで、互いに非接触となることが好ましい。これによって、沿面放電を防止することができる。

次に、本実施形態に係る発光装置１００の作用・効果について説明する。

まず、比較例に係る発光装置２００について、図７（ａ）を参照して説明する。トリガ電極４０と放電電極（ここでは背面電極３だが、トリガ電極４０を前面２ｂ側に接触させた時は、光通過電極３０との間で同様の関係が成り立つ）３とは、近接させた場合に、各電極間で放電が生じる可能性がある。従って、互いにある程度離間させる必要がある。ここで、比較例に係る発光装置２００においては、トリガ電極４０がランプ筐体２の本体部における背面２ｃで接触している。従って、当該接触位置から放電電極３の縁部を遠ざける必要が生じる。しかしながら、ランプ筐体２において放電電極を設置可能な領域は限られているにも関わらず、トリガ電極４０から遠ざけるためには、放電電極３を相対的に小さくしなくてはならない。これにより、発光装置２００では、ランプ筐体２の全体的なサイズに比して、実際の放電領域が小さくなり、有効発光範囲を確保できないという問題が生じる。

一方、図８（ａ）に示すように、トリガ電極４０をランプ筐体２に接触させた状態で、無理やり放電電極３を広く確保した場合、次のような問題が生じる。すなわち、トリガ電圧を印加したときに、図８（ｂ）に示すように、トリガ電極４０と放電電極３との間で放電が発生してしまう。この影響により、ランプ筐体２の内部には放電が入らないため、ランプが点灯ができない。例えば、同一の電源で複数本のエキシマランプを同時に点灯させる場合、エキシマランプごとの点灯にバラつきがあると、先に点灯したランプに電力が集中してしまう。これによって、未点灯のものは更に点灯し難くなってしまう。従って、良好なランプの点灯性能が求められていた。

これに対して、本実施形態に係る発光装置１００によれば、エキシマランプ１は、前面２ｂに光通過電極３０が形成され、背面２ｃに背面電極３が配置されるランプ筐体２を備えている。また、エキシマランプ１は、そのランプ筐体２から外側へ向かって突出し、延在する管状部２０を備えている。管状部２０は、ランプ筐体２から外側へ延在しているため、ランプ筐体２の放電電極（光通過電極３０、背面電極３）から十分な距離を確保することが可能である。トリガ電極４０は、このような管状部２０の外表面と点接触している。すなわち、ランプ筐体２に設けられている放電電極３，３０の形状や大きさに関わらず、トリガ電極４０の接触点Ｐ２を放電電極３，３０から十分に離間させることが可能となる。これによって、図７（ｂ）に示すように、トリガ電極４０と放電電極３，３０との間の放電を防止することでランプを良好に点灯可能とする一方で、ランプ筐体２においては十分な範囲に放電電極３，３０を設けることができる。従って、ランプ筐体２のサイズに対して、有効発光範囲を最大限に広く確保することができる。更に、点接触とすることで、電界を集中させ、一層良好にランプを点灯可能とする。これにより、比較的ガス圧が高いエキシマランプであっても、十分な電界強度を確保して、良好なランプの点灯性能を得ることができる。以上によって、良好なランプの点灯を可能とすると同時に、十分に広い有効発光範囲を確保できる。

発光装置１００において、トリガ電極４０は、管状部２０の延在方向と交差する（ここでは直交する）方向に延び、先端部４１で管状部２０の外周面２０ａと点接触している。このような構成とすることにより、トリガ電極４０の先端部４１にて、確実に管状部２０の外表面と点接触することができる。

発光装置１００において、管状部２０の壁厚は、ランプ筐体２の壁厚より小さい。管状部２０の壁厚を小さくすることで放電開始能力を高めることができる。一方で、ランプ筐体２の壁厚を大きくすることで放電部分において高い強度（例えば、圧力に対する物理的強度や、放電耐性）を確保することができる。なお、管状部２０の壁厚は、少なくともトリガ電極４０との接触点Ｐ２において、ランプ筐体２の壁厚より小さく設定されている。すなわち、管状部２０の付根付近は強度確保のためにランプ筐体２の壁厚と同等とされていても、接触点Ｐ２では、ランプ筐体２の壁厚より小さくされている。

発光装置１００において、トリガ電極４０は、ランプ支持部１１Ａ側において管状部２０の外周面２０ａと点接触している。このような構成により、エキシマランプ１をランプ支持部１１Ａに設置すると同時に、溝部６１の底部６３から突出したトリガ電極４０が管状部２０と接触できる。これにより、トリガ電極４０を確実に管状部２０と接触させることができる。

発光装置１００において、ランプ筐体２は、一端２ｄ側でランプ支持部１１Ａに支持される。また、管状部２０は、ランプ筐体２の一端２ｄ側に形成されている。更に、ランプ支持部１１Ａは、管状部２０を収容する溝部６１を有する。このような構成により、ランプ筐体２がランプ支持部１１Ａで支持されると同時に、管状部２０が溝部６１に収納されて保護される。このように、管状部２０を溝部６１で保護することにより、トリガ電極４０と管状部２０とが点接触している状態を安定的に維持することができる。

発光装置１００において、ランプ支持部１１Ａは、溝部６１の底部６３に貫通孔６６を有している。また、トリガ電極４０は、貫通孔６６から上方へ突出している。このような構成により、トリガ電極４０は、貫通孔６６から突出している部分で確実に管状部２０と点接触し、貫通孔６６に囲まれる部分では当該貫通孔６６に保護される。これにより、トリガ電極４０と管状部２０とが点接触している状態を安定的に維持することができる。

発光装置１００において、トリガ電極４０は、トリガトランス５０及びトリガ電極支持筒５１で支持されている。また、トリガトランス５０は、管状部２０に対してトリガ電極４０を押圧するバネ材５２を有する。これによって、バネ材５２で押圧されたトリガ電極４０が、しっかりと管状部２０に点接触することができる。

発光装置１００において、エキシマランプ１は、上蓋８の枠状部８ｂとランプ支持部１１Ａ，１１Ｂとで挟まれることによって保持される。このような構造とすることにより、上蓋８を閉めることで、上から押さえ込むようにエキシマランプ１を固定することが可能となる。これによって、管状部２０を確実にトリガ電極４０と点接触させることができる。

［実施例］
上述の実施形態と同様な構成を有する発光装置において、エキシマランプとして次の構成のものを用いた。すなわち、ランプ筐体２及び管状部２０の材質として合成石英ガラスを用い、ランプ筐体のサイズを５０ｍｍ×５００ｍｍ×９ｍｍとすると共に壁厚を１．８ｍｍとし、管状部２０の長さを２０ｍｍとすると共に壁厚を０．７５ｍｍ（外径６ｍｍ、内径４．５ｍｍ）に設定したものを採用した。また、内部空間２８に放電用ガスとしてキセノンを６６．７ｋＰａ封入した。また、トリガ電極４０として、外径０．７ｍｍのものを用い、先端部４１で管状部２０と点接触させた。このような発光装置において、図９に示すように点灯電源から背面電極３及び光通過電極３０に３ｋＶｐ−ｐ程度の電圧を印加し、トリガトランス５０からトリガ電極４０に２０ｋＶｐ−ｐ程度の電圧を２０Ｈｚの繰り返し周波数で２秒間印加した。これによって、エキシマランプ１が点灯することが確認された。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、外部筐体は上述の実施形態の構成に限定されない。例えば、図１０に示す発光装置４００のような外部筐体を採用してもよい。発光装置４００の外部筐体４は、上述の上蓋８の構成に加え、枠状部８ｂの四方の外縁部から底面部６ａ側へ向かって下方に延びる側壁部８ｅを有したカバー部４０８を備えている。また、貫通孔８ｃは枠状部８ｂの外縁部ではなく、側壁部８ｅに形成されている。また、ケース６側のネジ穴６ｄも、側面部６ｂの上端面６ｃではなく、側面部６ｂの上縁部に形成されている。貫通孔８ｃ及びネジ穴６ｄは互いに対応する位置に形成され、水平方向に形成されている。カバー部４０８をケース６に固定する時は、ケース６の上縁部を外側から側面部６ｂで覆うようにカバー部４０８を被せる。次に、カバー部４０８とランプ支持部１１Ａ，１１Ｂでエキシマランプ１を挟みながら、水平方向からネジ２９を締める。出射面となる枠状部８ｂからネジ止めの構成を排除することで、ネジ止め部からのゴミの脱落による汚染を無くすことができる。例えば、クリーンルーム内で使用する際は、当該構造を採用することが好ましい。

また、本実施形態においては、エキシマランプ１は長方形状とされているが、形状は特に限定されない。エキシマランプ１の形状変更に伴い、外部筐体や支持構造などの構造が変更される。例えば、エキシマランプを円板状としてもよい。

また、管状部２０の形状は上述のものに限らず適宜変更してもよく、例えば、外周面２０ａが円筒面ではなく、多角筒面としてもよい。また、管状部２０の設置位置も上述のものに限らず適宜変更してもよく、例えばランプ筐体２の短手方向の位置を適宜移動させてもよい。また、管状部２０の壁厚も上述のものに限らず適宜変更してもよく、例えば場所によって壁厚保を変化させてもよい。また、管状部２０の延びる方向も上述のものに限らず、例えば若干傾斜させてもよい。

また、上述の実施形態では、特に好ましいとして、トリガ電極は、管状部の最下端部で垂直に点接触していた。しかし、ランプの点灯を出来る限り、トリガ電極が管状部と点接触している構造であれば、その接触角度や接触位置や接触態様は特に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、トリガ電極は、管状部の延在方向（中心軸線ＣＬ１）と直交するように延びていたが、傾斜をなして延びていてもよい。また、トリガ電極は、接触点での管状部の接線と垂直に接触していたが、接線と傾斜するように接触してもよい。トリガ電極は、溝部の底部から上方へ延びていたが、側面などから横方向へ延びていてもよい。また、管状部の上側からトリガ電極また、トリガ電極は真直ぐに延びる棒状又は針状の電極であったが、曲がった電極、屈曲した電極を用いてもよい。

また、ランプ支持部の溝部の形状も上述の実施形態のものに限定されず、どのような形状の溝部としてもよい。あるいは、溝部がなくともよい（例えば、ランプ支持部の上面自体を管状部より低く設定し、当該上面からトリガ電極を突出させる）また、ランプ支持部の内部にトリガトランス及びトリガ電極を設ける構成としたが、トリガトランス及びトリガ電極を、ランプ支持部とは独立した位置に配置してもよい。

１…エキシマランプ、２…ランプ筐体、３…背面電極（放電電極）、４…外部筐体、６…ケース、６ａ…底面部、８…上蓋（蓋部）、８ａ…開口部、８ｂ…枠状部、１１Ａ，１１Ｂ…ランプ支持部、１５…給電部、２０…管状部、２６…枠状薄板（給電部）、３０…光通過電極（放電電極、光出射部）、４０…トリガ電極、４１…先端部、５０…トリガトランス（トリガ給電部、トリガ電極支持部）、５１…トリガ電極支持筒（トリガ電極支持部）、５２…バネ材（押圧部材）、６１…溝部、６３…底部、６６…貫通孔、１００，４００…発光装置、４０８…カバー部。

Claims (9)

1. 内部に放電用ガスが封入され、光出射部を有するランプ筐体と、
   前記ランプ筐体の外表面上に設けられた放電電極と、
   前記ランプ筐体に形成され、当該ランプ筐体から外側へ向かって突出すると共に延在する管状部と、を備えるエキシマランプと、
   前記放電電極へ給電する給電部と、
   前記エキシマランプを支持するランプ支持部と、
   前記エキシマランプへトリガとなる電圧を印加するトリガ電極と、
   前記トリガ電極へ給電するトリガ給電部と、
   前記エキシマランプ、前記給電部、前記ランプ支持部、前記トリガ電極、及び前記トリガ給電部を収容する外部筐体と、を備え、
   前記トリガ電極は、前記管状部の外表面と点接触することを特徴とする発光装置。
2. 前記トリガ電極は、前記管状部の延在方向と交差する方向に延び、先端部で前記管状部の前記外表面と点接触することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記管状部の壁厚は、前記ランプ筐体の壁厚より小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
4. 前記トリガ電極は、前記ランプ支持部側において前記管状部の前記外表面と点接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の発光装置。
5. 前記ランプ筐体は、一端側で前記ランプ支持部に支持され、
   前記管状部は、前記ランプ筐体の前記一端側に形成され、
   前記ランプ支持部は、前記管状部を収容する溝部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の発光装置。
6. 前記ランプ支持部は、前記溝部の底部に貫通孔を有し、
   前記トリガ電極は、前記貫通孔から突出していることを特徴とする請求項５記載の発光装置。
7. 前記トリガ電極を支持するトリガ電極支持部を更に備え、
   前記トリガ電極支持部は、前記管状部に対して前記トリガ電極を押圧する押圧部材を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の発光装置。
8. 前記外部筐体は、前記ランプ支持部を固定する底面部と、当該底面部と対向する位置に配置される蓋部と、を備え、
   前記蓋部は、
   前記底面部と対向すると共に、前記ランプ筐体の外縁部と対向する枠状部と、
   当該枠状部に囲まれると共に前記光出射部を露出させる開口部と、を有し、
   前記エキシマランプは、前記蓋部の前記枠状部と前記ランプ支持部とで挟まれることによって保持されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の発光装置。
9. 前記外部筐体は、前記ランプ支持部を固定する底面部と、当該底面部と対向する位置に配置されるカバー部と、を備え、
   前記カバー部は、
   前記底面部と対向すると共に、前記ランプ筐体の外縁部と対向する枠状部と、
   当該枠状部に囲まれると共に前記光出射部を露出させる開口部と、
   前記枠状部の外縁部から前記底面部側へ向かって延びる側壁部と、を有し、
   前記エキシマランプは、前記カバー部の前記枠状部と前記ランプ支持部とで挟まれることによって保持されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の発光装置。

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