JP2013191399A - Excimer lamp - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エキシマランプに関するものであり、特に、外側管と内側管とを同軸上に配置した二重円筒型放電容器を有し、内部に始動補助体を備えたエキシマランプに係わるものである。 The present invention relates to an excimer lamp, and more particularly, to an excimer lamp having a double cylindrical discharge vessel in which an outer tube and an inner tube are coaxially arranged and having a starting auxiliary body inside. .
従来、光化学反応用の紫外線光源として使用されるエキシマランプとして、二重円筒型放電容器を有するものが知られており、該エキシマランプでは、外側管の全方向に光が照射されるので、光化学反応用等の装置にランプを取り付ける際に、放電容器の回転方向の方向性を気にせずに取り付けられるというメリットがある。
近年この種のエキシマランプには高出力化が一層求められてきており、そのため、放電ギャップ長の増大と封入ガス圧力が増加して、これに伴い放電開始電圧や、通常点灯時の入力電圧が増大化している。このため、ランプの点灯装置に含まれる昇圧トランスにその性能を求める要求が強くなってきている。
Conventionally, as an excimer lamp used as an ultraviolet light source for photochemical reaction, one having a double cylindrical discharge vessel is known, and in this excimer lamp, light is irradiated in all directions of the outer tube. When attaching the lamp to a reaction device or the like, there is an advantage that it can be attached without worrying about the directionality of the discharge vessel in the rotational direction.
In recent years, this type of excimer lamp has been required to have a higher output. Therefore, an increase in the discharge gap length and an increase in the pressure of the filled gas cause a rise in the discharge start voltage and the input voltage during normal lighting. It is increasing. For this reason, the request | requirement for the performance of the step-up transformer included in the lamp lighting device is increasing.
このような高出力のエキシマランプを確実に点灯させるためには、エキシマランプの放電開始電圧よりも十分に大きい電圧を発生できる昇圧トランスを用いなければならない。
しかしながら、昇圧トランスにおいて、高い電圧を発生させるためにはそのコイル巻線の数を多くする必要があり、これはトランス自身の大型化を招いてしまう。また、コイルの線径を細くするという方法も考えられるが電気抵抗が増すため、トランスからの発熱を招くという別の問題を発生させる。
このような理由により、エキシマランプを確実に点灯させるための手段として、放電開始電圧より十分大きい電圧を発生できる昇圧トランスを設計するという方法は好ましくなく、放電開始電圧そのものを下げることで確実な点灯を確保する方法が検討されている。
In order to reliably turn on such a high-power excimer lamp, it is necessary to use a step-up transformer that can generate a voltage sufficiently higher than the discharge start voltage of the excimer lamp.
However, in order to generate a high voltage in a step-up transformer, it is necessary to increase the number of coil windings, which leads to an increase in size of the transformer itself. Although a method of reducing the wire diameter of the coil is also conceivable, the electrical resistance increases, which causes another problem of causing heat generation from the transformer.
For this reason, it is not preferable to design a step-up transformer that can generate a voltage sufficiently higher than the discharge start voltage as a means for reliably lighting the excimer lamp, and reliable lighting by reducing the discharge start voltage itself. A method for securing the above has been studied.
上記エキシマランプの放電開始電圧を下げるひとつの方法として、放電容器の内部に、電極に対向する容器の内面部分に対して接触する導電性部材を配置して、これにより点灯始動性を高めるという方法が提案されていて、このような技術は、例えば、特開2002−313285号(特許文献1)に開示されている。 As one method for lowering the discharge start voltage of the excimer lamp, a method is provided in which a conductive member that is in contact with the inner surface portion of the container facing the electrode is disposed inside the discharge container, thereby improving the lighting startability. Such a technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-313285 (Patent Document 1).
この従来技術が図4および図5に示されている。
図4において、エキシマランプは二重円筒型放電容器10を有し、該放電容器10は、内側管11と外側管12とからなり、その内部に環状の発光空間13が形成されている。内側管11の外面には円筒状の内側電極14が設けられ、外側管12の外面には透光性の外側電極15が設けられている。
そして、発光空間13内には始動補助体16が設けられていて、該始動補助体16は、白金製のワイヤ17からなり、内側管11の内面に巻きつけられ、その先端側の一端が半円形に屈曲されて外側管12の内面と当接している。該白金製のワイヤ17は塑性変形する範囲の弱い弾性力で外側管12に当接しているものである。
しかしながら、この構造の始動補助体16では、ランプ点灯・消灯を繰り返すにつれて、白金製のワイヤ17が膨張・収縮を繰り返すことになって脆性破壊が生じ、ついには弾性を失ってしまう。これにより、ワイヤの一端が外側管12の内面に接触しなくなり、始動補助体として機能しなくなってしまうという不具合がある。
This prior art is shown in FIGS.
In FIG. 4, the excimer lamp has a double
A
However, in the starting
図5に異なる従来例が示されていて、この従来例では、始動補助体16はリング体18からなり、該リング体18は、内側管11の内面に当接するとともに、外側管12の内面に当接する程度の大きな直径を有するものである。そして、内側管11には、該リング体18が安定的に当接するように、環状の窪み19が形成されていて、前記リング体18はこの窪み19において内側管11に当接している。
ところが、この構造の始動補助体16では、リング体18は、内側管11および外側管12の両方ともに点接触しているため、始動性の大幅な改善を期待することができないという問題がある。
FIG. 5 shows a different conventional example. In this conventional example, the starting
However, in the starting
この発明が解決しようとする課題は、内側管と外側管とよりなる二重円筒型放電容器と、前記内側管の外面に設けられた内側電極と、前記外側管の外面に設けられた外側電極と、放電空間内に配置され、前記内側管の内面と前記外側管の内面との両方に当接する始動補助体と、を備えたエキシマランプにおいて、始動補助体がランプ点灯・消灯によって劣化して接触不良を起こすことなく、かつ、始動補助体が内側管と外側管とに接触する面積を変えることによって、始動性の大幅な向上をもたらすことができる構造を提供することである。 The problems to be solved by the present invention are a double cylindrical discharge vessel composed of an inner tube and an outer tube, an inner electrode provided on the outer surface of the inner tube, and an outer electrode provided on the outer surface of the outer tube. And an excimer lamp disposed in the discharge space and in contact with both the inner surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube. The present invention provides a structure that can bring about a significant improvement in startability without causing poor contact and by changing the area of contact between the starter auxiliary body and the inner tube and the outer tube.
上記課題を解決するために、この発明に係るエキシマランプにおいては、放電空間内に設けた始動補助体が、前記内側管の内面に設けられた導電性固定部と、その固定部に接続された導電性可動体とを備え、前記可動体が前記外側管に当接する面積は、前記固定部が前記内側管に当接する面積より小さいことを特徴とする。
また、前記固定部は、前記内側管の内面に巻回されたリング状の線状体からなり、前記可動体は、前記線状体に屈曲自在に係合された棒状体からなり、当該棒状体が、前記線状体の円周方向に複数個設けられていることを特徴とする。
また、前記棒状体自体が、屈曲自在であることを特徴とする。
また、前記固定部は、前記内側管の内面に形成された導電被覆体からなり、前記可動体は、前記導電被覆体に回転して当接するとともに、前記外側管の内面に当接するリング体あることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, in the excimer lamp according to the present invention, the starting auxiliary body provided in the discharge space is connected to the conductive fixing portion provided on the inner surface of the inner tube and the fixing portion. An area where the movable body abuts on the outer tube is smaller than an area where the fixed portion abuts on the inner tube.
Further, the fixed portion is formed of a ring-shaped linear body wound around the inner surface of the inner tube, and the movable body is formed of a rod-shaped body that is flexibly engaged with the linear body. A plurality of bodies are provided in the circumferential direction of the linear body.
Further, the rod-like body itself is bendable.
Further, the fixed portion is made of a conductive coating formed on the inner surface of the inner tube, and the movable body is a ring member that rotates and contacts the conductive coating and contacts the inner surface of the outer tube. It is characterized by that.
本発明のエキシマランプによれば、始動補助体が内側管に設けられた固定部と、該固定部に接続された導電性可動体とからなることにより、エキシマランプを紫外線照射装置に取り付ける際に、回転方向の位置に関わらず、可動体が常に外側管に当接するので、確実な接触状態がもたらされ、かつ、点灯・消灯の繰り返しを経ても始動補助体の劣化に伴う接触不良を引き起こすことがない。
また、後述するように、可動体の外側管への接触面積が、内側管の固定部への接触面積よりも小さいので、始動性の大幅な改善が得られるものである。
According to the excimer lamp of the present invention, when the excimer lamp is attached to the ultraviolet irradiation device, the starting auxiliary body includes the fixed portion provided in the inner tube and the conductive movable body connected to the fixed portion. Regardless of the position in the rotation direction, the movable body always abuts against the outer tube, so that a reliable contact state is brought about, and a contact failure due to deterioration of the starting auxiliary body is caused even after repeated lighting and extinction. There is nothing.
Further, as described later, since the contact area of the movable body with the outer tube is smaller than the contact area with the fixed portion of the inner tube, the startability can be greatly improved.
図1(A)(B)に本発明のエキシマランプにおける始動補助体1が示されている。
始動補助体1は、内側管11の内面の、内側電極14に対向する位置に巻回されたリング状の線状体21からなる導電性固定部2と、該固定部2に屈曲自在に係合された棒状体31からなる導電性可動体3とからなり、該棒状体31の先端は外側管12の内面の、外側電極15に対向する位置に当接している。
なお、固定部2および可動体3は、それぞれ内側電極14および外側電極15に対向する位置に接触するように設けることが好ましいが、出射光への影響などを考慮して、始動補助効果を損なわない範囲で、電極から軸方向に若干外れた位置に設けてもよい。
そして、前記可動体3を構成する棒状体31は、リング状の線状体21の周方向において間隔をあけて複数個(図示の例では4個)設けられていて、エキシマランプが回転方向のいずれの位置にあっても、複数の棒状体21のいずれか、少なくともひとつ、が外側管12の内面に当接するようにされている。
この実施例では、固定部2は内側管11に巻き付けられた線状体21からなるので、該線状体21と内側管11との接触面積は、可動体3を構成する棒状体31が外側管12に当接する接触面積よりも大きい。言い換えれば、可動体3と外側管12の接触面積は、固定部2と内側管11の接触面積よりも小さい。
1A and 1B show a starting auxiliary body 1 in an excimer lamp according to the present invention.
The starting auxiliary body 1 includes a
The
A plurality of rod-
In this embodiment, since the
図2に可動体3の別の実施例が示されていて、可動体3を構成する棒状体自体が屈曲自在な構成とされている。この例では、鎖状体32からなる。
上記いずれの実施例においても、固定部2と可動体3は、例えば、白金、金、タングステン、鉄、ニッケル、ステンレス、インコネル、りん青銅、タングステン、ベリリウム銅などから構成されている。
FIG. 2 shows another embodiment of the
In any of the above embodiments, the
上記構成において始動性が向上する理由について説明する。
エキシマランプに設けられた始動補助体1は、ランプ始動時において、棒状可動体3の先端は外側管12の内面に点接触しており、固定部2は内側管11の内面に線接触あるいは面接触していて、可動体3の先端は内側電極14側の電位に近づく。このとき、内側電極14が例えば高電位側であれば、始動補助体1は高電位に近づき、その始動補助体1を構成する可動体3の先端と、外側管12の外面の外側電極15との間の電位差により、この間で局所的に放電が発生して、この放電が内側電極14と外側電極15の間に伝播していって、これら電極間で放電が開始され、ランプが始動する。
The reason why startability is improved in the above configuration will be described.
In the starting auxiliary body 1 provided in the excimer lamp, the tip of the rod-shaped
ここで、内側電極14と始動補助体1と外側電極15との間では、内側管11の内面と固定部2との接触部分が一方の抵抗(抵抗1)となり、可動体3の先端と外側管12の内面との接触部分が他方の抵抗(抵抗2)となる。
そして、内側電極14と外側電極15との間に、放電開始電圧をかけるとき、前記抵抗1と抵抗2が同じ抵抗値の場合は、これら抵抗1、抵抗2の間にかかる電圧は等しくなる。
しかしながら、図1、2のように、固定部2と内側管11の内面との接触部分の面積が、可動体3の先端と外側管12の内面との接触部分の面積より大きい場合は、抵抗1<抵抗値2の関係になる。
この場合、抵抗1、抵抗2の間にかかる放電開始電圧は、抵抗1にかかる電圧の方が抵抗値2にかかる電圧より小さくなる。
言い換えれば、内側電極14と外側電極15との間に、放電開始電圧をかける場合、その始動電圧は、抵抗1と抵抗値2の大きさに従って按分されることになるので、抵抗値2にかかる電圧は、接触面積が同じ場合の抵抗値2にかかる電圧より大きくなり、その結果、始動性が向上するものである。
Here, between the
When a discharge start voltage is applied between the
However, as shown in FIGS. 1 and 2, when the area of the contact portion between the fixed
In this case, the discharge start voltage applied between the resistor 1 and the
In other words, when a discharge start voltage is applied between the
図3に他の実施例が示されていて、始動補助体1を構成する固定部2は、内側管11の内面に形成された導電被覆体22から構成されており、この例では、内側管11に金属箔を巻回したものである。一方、可動体3はリング体33から構成され、該リング体33は、内側管11の外径よりも大径であって、前記導電被覆体(金属箔)4に回転して接触し、同時に、外側管12の内面に当接している。
また、導電被覆体22としては、前記金属箔を巻回したものほかに、内側管11の内面に金属蒸着膜や、水金を被覆して構成することもできる。
この構成においても、可動体3(リング体33)と外側管12との接触面積は、固定部2(導電被覆体22)と内側管11との接触面積よりも小さい。
FIG. 3 shows another embodiment, and the fixing
Further, the
Also in this configuration, the contact area between the movable body 3 (ring body 33) and the
以上説明したように、本発明のエキシマランプは、放電容器内に設けた始動補助体を、内側管に設けた導電性固定部と、当該固定部に接続された導電性可動体とから構成し、前記可動体が前記外側管に当接する面積を、前記固定部が前記内側管に当接する面積より小さくしたので、接触面積の小さな可動体先端と外側電極との間で放電が生じやすくなり、始動補助効果が大幅に向上する。
しかも、内側管に設けた固定部に対して可動体を設けて外側管に当接させる構成としたので、ランプの回転方向のいずれの位置でも可動体と外側管との接触が確実になされて、始動補助が着実になされる。
As described above, the excimer lamp according to the present invention includes a starting auxiliary body provided in the discharge vessel, which includes a conductive fixing portion provided in the inner tube and a conductive movable body connected to the fixing portion. Since the area where the movable body abuts on the outer tube is smaller than the area where the fixed portion abuts on the inner tube, electric discharge easily occurs between the distal end of the movable body having a small contact area and the outer electrode. The start assist effect is greatly improved.
In addition, since the movable body is provided with respect to the fixed portion provided in the inner tube and is brought into contact with the outer tube, the movable body and the outer tube are reliably contacted at any position in the rotation direction of the lamp. Starting assistance is steadily made.
1 始動補助体
2 導電性固定部
21 リング体
22 導電性被覆体
3 導電性可動体
31 棒状体
32 鎖状体
33 リング体
10 二重円筒型放電容器
11 内側管
12 外側管
13 環状放電空間
14 内側電極
15 外側電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Start
Claims (4)
前記始動補助体が、前記内側管の内面に設けられた導電性固定部と、その固定部に接続された導電性可動体と、を備え、
前記可動体が前記外側管に当接する面積は、前記固定部が前記内側管に当接する面積より小さい
ことを特徴とするエキシマランプ。 A double cylindrical discharge vessel in which an inner tube and an outer tube are coaxially arranged, an inner electrode provided on the outer surface of the inner tube, an outer electrode provided on the outer surface of the outer tube, and a discharge space An excimer lamp comprising: a starting auxiliary body disposed and abutting both the inner surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube;
The starting auxiliary body includes a conductive fixing portion provided on the inner surface of the inner tube, and a conductive movable body connected to the fixing portion.
An excimer lamp characterized in that an area where the movable body abuts on the outer tube is smaller than an area where the fixed portion abuts on the inner tube.
前記可動体は、前記線状体に屈曲自在に係合された棒状体からなり、当該棒状体が、前記線状体の円周方向に複数個設けら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。 The fixing portion is composed of a ring-shaped linear body wound around the inner surface of the inner tube,
2. The movable body includes a rod-like body that is flexibly engaged with the linear body, and a plurality of the rod-like bodies are provided in a circumferential direction of the linear body. Excimer lamp described in 1.
前記可動体は、前記導電被覆体に回転して当接するとともに、前記外側管の内面に当接するリング体あることを特徴とする請求項1に記載のエキシマランプ。
The fixed portion is made of a conductive coating formed on the inner surface of the inner tube,
2. The excimer lamp according to claim 1, wherein the movable body is a ring body that contacts the inner surface of the outer tube while rotating and contacting the conductive coating.
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