JP2014078460A - エキシマランプ - Google Patents

Abstract

【課題】良好な始動性を有すると共に、発光部において内部電極と外部電極とが対向する照射領域以外の領域におけるエキシマ放電の発生が抑制されたエキシマランプを提供すること。
【解決手段】エキシマランプは、内部に発光ガスが充填され、管状の発光部および当該発光部の両端に設けられた一対の封止部を有する発光管と、当該発光管の外表面に管軸方向に伸びるように配設された外部電極と、当該一対の封止部の各々から管軸方向内方に突出して伸びる一対の内部リードによって支持されて当該発光管の内部に管軸方向に伸びるように配設された内部電極とを備え、前記発光管の内部には、前記一対の封止部の少なくとも一方の封止部に、絶縁性材料よりなり、当該封止部から管軸方向内方に突出し、当該封止部から伸びる内部リードの突出部分の外周を包囲する筒状部が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エキシマランプに関し、更に詳しくは、発光管の内部に配置された内部電極と、当該発光管の外表面に配置された外部電極とを備えてなるエキシマランプに関する。

従来、エキシマランプの或る種のものとして、図４に示すように、排気管残部（チップ管）５５を有する管状の発光部５２と、当該発光部５２の両端の各々に設けられた封止部５３，５３とを有する発光管５１を備え、発光管５１の内部に発光ガスが充填されると共にコイル状の内部電極５６が配置されており、また発光部５２の外表面に網状の外部電極５７が配置されてなるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このエキシマランプ５０において、封止部５３，５３の各々には、内部電極５６の両端の各々に接続された内部リード５８，５８が伸びており、この内部リード５８，５８における封止部５３，５３内に埋設された端部は、当該封止部５３，５３に埋設された金属箔２８，２８に接続されている。また、封止部５３，５３の各々には、金属箔２８，２８および内部リード５８，５８を介して内部電極５６と接続された外部リード２９，２９が設けられている。
このようなエキシマランプ５０においては、電力が供給されて内部電極５６と外部電極５７との間に電位差が生じることによって生成される電子により始動放電が開始されることから、発光管５１の内部に位置されている内部リード５８，５８および内部電極５６と、外部電極５７との間において放電が生じ易い部分、具体的には発光部５２の両端部分において始動放電が生じる。そして、その発光部５２の両端部分で生じた始動放電により、内部電極５６と外部電極５７とが発光管５１の管壁を介して対向する照射領域の全域にわたって、内部電極５６と外部電極５７との間にエキシマ放電が開始される。

しかしながら、エキシマ放電が開始されたエキシマランプ５０においては、照射領域に所望の放電（エキシマ放電）が生じるだけでなく、例えば発光部５２において内部リード５８，５８と外部電極５７とが対向している領域などの照射領域以外の領域に、不所望な放電（エキシマ放電）が生じてしまう、という問題がある。
このように、照射領域以外の領域で不所望な放電が生じることによれば、エキシマランプ５０に供給された電力は、その一部が不所望な放電のために消費されることとなるため、照射領域における所望な放電のために利用することのできる電力量が小さくなり、よって供給される電力を有効に利用することができない。

特開２００１−８４９６６号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、良好な始動性を有すると共に、発光部において内部電極と外部電極とが対向する照射領域以外の領域におけるエキシマ放電の発生が抑制されたエキシマランプを提供することにある。

本発明のエキシマランプは、内部に発光ガスが充填され、管状の発光部および当該発光部の両端に設けられた一対の封止部を有する発光管と、当該発光管の外表面に管軸方向に伸びるように配設された外部電極と、当該一対の封止部の各々から管軸方向内方に突出して伸びる一対の内部リードによって支持されて当該発光管の内部に管軸方向に伸びるように配設された内部電極とを備えたエキシマランプにおいて、
前記発光管の内部には、前記一対の封止部の少なくとも一方の封止部に、絶縁性材料よりなり、当該封止部から管軸方向内方に突出し、当該封止部から伸びる内部リードの突出部分の外周を包囲する筒状部が設けられていることを特徴とする。

本発明のエキシマランプにおいては、前記発光管は、前記発光部における前記筒状部が突出する封止部側の端部に、当該筒状部が突出する封止部に向かうに従って縮径する縮径部分を有しており、
前記筒状部は、前記縮径部分内に位置することが好ましい。

本発明のエキシマランプにおいては、前記筒状部が突出する一方の封止部は、シュリンクシール構造を有していることが好ましい。

本発明のエキシマランプにおいては、一対の封止部の少なくとも一方の封止部に、当該封止部から突出して伸びる内部リードの突出部分の外周を包囲するようにして絶縁性材料よりなる筒状部が設けられている。そのため、外部電極が、内部電極だけでなく、発光管の内部に位置している内部リードの突出部分と対向するように配設された場合に、内部電極および内部リードの突出部分と、外部電極とが発光管の管壁を介して対向する対向領域内において、筒状部に包囲された内部リードの突出部分と外部電極とが対向する部分の電気絶縁性を、他の部分に比して大きくすることができる。よって、筒状部に包囲された内部リードの突出部分と外部電極とが対向する部分においては、対向領域内の他の部分にエキシマ放電が生じた場合であっても、エキシマ放電が生じることがない。
従って、本発明のエキシマランプによれば、対向領域内において、筒状部に包囲された内部リードの突出部分と外部電極とが対向する部分にエキシマ放電を生じさせることなく、内部電極と外部電極とが対向する照射領域にエキシマ放電を生じさせることができるため、発光部において照射領域以外の領域における不所望なエキシマ放電の発生を抑制することができる。

本発明のエキシマランプの構成の一例の概略を示す説明用断面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面を示す説明用拡大断面図である。 発光部に始動補助部材を配置した場合の一例を示す説明用断面図である。 従来のエキシマランプの構成の一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のエキシマランプの構成の一例の概略を示す説明用断面図である。
このエキシマランプ１０は、石英ガラスよりなり、円管状の発光部１２と、当該発光部１２の両端の各々に一対の封止部１６，１７が設けられた発光管１１を備えてなる棒状のものである。この発光管１１において、発光部１２は、両端部に、各々、封止部１６，１７に向かうに従って縮径する縮径部分１４，１５を有しており、この縮径部分１４，１５の間には、内部電極２０が配置される空間を包囲する直管状の発光部分１３を有している。発光部１２における縮径部分１４，１５は、発光部分１３の両端に連設されていると共に、封止部１６，１７に連続している。
発光管１１の内部には、発光ガスが充填されていると共に、内部電極２０が管軸方向に伸びるように配置されている。また、発光管１１の外表面には、管軸方向に伸びるように外部電極３０が配置されている。
そして、発光管１１において、一方（図１において左方）の封止部（以下、「第１封止部」ともいう。）１６は、シュリンクシール構造を有する円柱状のものであり、この第１封止部１６には、外端面から外方に突出して伸びる、例えばモリブデンからなる外部リード２９が設けられている。
また、他方（図１において右方）の封止部（以下、「第２封止部」ともいう。）１７は、ピンチシール構造を有する扁平状のものである。
この図の例において、第１封止部１６は、例えばモリブデンからなる金属箔２８が気密に埋設されてなる箔シール構造を有している。

内部電極２０は、例えばタングステンなどの耐熱性を有する金属よりなり、金属素線がコイル状に巻回されて形成されたコイル状電極よりなるものである。
この内部電極２０を構成するコイル状電極は、発光管１１の内部において、発光管１１の中心軸（管軸）上に位置するように配置されている。すなわち、内部電極２０は、当該内部電極２０を構成するコイル状電極の中心軸が発光管１１の中心軸（管軸）と一致するように、発光管１１の中心軸に沿って伸びるよう配置されている。
この図の例において、内部電極２０を構成するコイル状電極は、第２封止部１７側の端部に、その他の大部分（以下、「ピッチ粗部分」ともう。）よりもコイルピッチの小さい部分（以下、「ピッチ密部分」ともいう。）を有するものである。

また、内部電極２０を構成するコイル状電極には、その両端の各々に、例えばタングステンからなる内部リード２３，２４が接続されている。
内部電極２０の一端（図１における左端）に接続された内部リード（以下、「第１内部リード」ともいう。）２３は、一端部（図１における左端部）が第１封止部１６内に伸びており、また他端部（図１における右端部）は、第１封止部１６から管軸方向内方に突出して伸びて発光管１１の内部空間に露出されており、当該他端部によって突出部分が構成されている。また、内部電極２０の他端（図１における右端）に接続された内部リード（以下、「第２内部リード」ともいう。）２４は、他端部（図１における右端部）が第２封止部１７内に伸びており、また一端部（図１における左端部）は、第２封止部１７から管軸方向内方に突出して伸びて発光管１１の内部空間に露出されており、当該一端部によって突出部分が構成されている。
このようにして、内部電極２０は、第１内部リード２３と第２内部リード２４とにより、発光管１１の内部において、発光部分１３内に位置された状態で支持されている。

第１内部リード２３および第２内部リード２４は、各々、内部電極２０を構成するコイル状電極に電気的に接続されていれば、コイル状電極と個別のものであってもよく、またコイル状電極を構成する金属素線に連続するもの、すなわちコイル状電極と一体のものであってもよい。
この図の例において、第１内部リード２３および第２内部リード２４は、内部電極２０と一体のものである。また、第１内部リード２３および第２内部リード２４は、各々、コイル状に巻回されたコイル状部分と、当該コイル状部分に連設された直線状部分とよりなり、コイル状部分が内部電極２０側に位置し、また直線状部分側の端部が第１封止部１６内および第２封止部１７内に伸びている。また、第１内部リード２３は、コイル状部分が、内部電極２０を構成するコイル状電極のピッチ粗部分よりも大きいコイルピッチを有している。一方、第２内部リード２４は、内部電極２０を構成するコイル状電極のピッチ密部分よりも大きいコイルピッチを有している。

外部電極３０は、例えば導電体材料よりなり、筒状の形態を有する網状の外部電極形成部材（以下、「メッシュ状電極部材」ともいう。）からなるものである。
この外部電極３０を構成するメッシュ状電極部材は、発光管１１の外表面に密接した状態で、発光部１２および第２封止部１７の外周面の全域にわたって管軸方向に伸びるように配設されている。また、メッシュ状電極部材は、当該メッシュ状電極部材と外部リード２９との短絡、すなわち外部電極３０と外部リード２９との短絡を防止する観点から、外部リード２９が設けられている第１封止部１６の外表面には配設されていない。
この図の例において、メッシュ状電極部材は、一端（図１における左端）が、第１封止部１６に連設された縮径部分（以下、「第１縮径部分」ともいう。）１４における第１封止部１６側の端部に位置されており、他端（図１における右端）が第２封止部１７の外端面に位置されている。また、このメッシュ状電極部材によって構成される外部電極３０は接地されている。

そして、エキシマランプ１０においては、発光管１１の内部に、第１封止部１６から管軸方向内方に突出し、第１内部リード２３の突出部分の外周を包囲する円筒状の筒状部４０が設けられている。
この筒状部４０は、第１内部リード２３の突出部分の外周のみを包囲することのできるような突出長さ（図１における左右方向の長さ）を有するものであり、よって内部電極２０および第２内部リード２４の突出部分の外周が筒状部４０に包囲されることはない。

また、筒状部４０は、第１内部リード２３の突出部分の最大外径（コイル状部分における外径（コイル径））よりも大きな内径を有するものである。

筒状部４０は、絶縁性材料によって構成されており、この筒状部４０を構成する絶縁性材料は、発光管１１内において生じる光に対する光透過性を有するものであっても有さないものであってもよいが、発光管１１を構成する材料（石英ガラス）と同等の熱膨張率を有するものであることが好ましい。
筒状部４０を構成する絶縁性材料として発光管１１を構成する材料と同等の熱膨張率を有するものを用いることにより、筒状部４０を構成する絶縁性材料と発光管１１を構成する材料（石英ガラス）との熱膨張率差に起因して、筒状部４０、および筒状部４０の基端部が一体に連結している第１封止部１６および第１縮径部分１４などに破損が生じることを防止することができる。
この図の例において、筒状部４０は、発光管１１を構成する材料と同一の材料、すなわち石英ガラスによって構成されている。

また、筒状部４０は、図１に示されているように、発光管１１の内部において、第１縮径部分１４内に位置されていることが好ましい。
筒状部４０が第１縮径部分１４内に位置することにより、内部電極２０を発光部分１３内の管軸方向全域にわたって伸びるように配置すると共に、外部電極３０を発光部１２の両端間にわたる領域全域の外表面に配置することによって、内部電極２０と外部電極３０とが発光管１１における発光部分１３の管壁を介して対向する領域の全域を照射領域Ｉとすることができる。すなわち、筒状部４０が設けられることに起因してエキシマランプ１０における照射領域Ｉが短くなることを防止することができる。

また、エキシマランプ１０は、図１に示されているように、発光管１１内に、例えばタングステンなどの耐熱性を有する金属よりなり、内部電極２０に電気的に接続されると共に、発光管１１の内表面に接触するように設けられた始動補助部材４５を有することが好ましい。
この始動補助部材４５は、金属素線によって形成され、発光管１１の内表面に沿って径方向に伸びるリング状部分を有するリング状体よりなるものであり、図２に示すように、リング状部分の少なくとも一部が発光管１１の内表面に接触した状態とされている。
この図の例において、始動性補助部材４５は、内部電極２０を構成するコイル状電極のピッチ密部分および第２内部リード２４の突出部分に巻回することにより接続されており、内部電極２０に電気的に接続されている。

始動補助部材４５を設けることによれば、始動補助部材４５を、発光管１１の内表面に接触している箇所において、外部電極３０と接近した状態とすることができることから、始動補助部材４５と外部電極３０とが近接している部分（以下、「補助部材近接部分」ともいう。）において、絶縁破壊を生じさせるために必要とされる絶縁破壊電圧を小さくすることができる。そして、補助部材近接部分において絶縁破壊を生じさせることにより、内部電極２０と外部電極３０との間でエキシマ放電を開始させることができることから、内部電極２０と外部電極３０との間にエキシマ放電を生じさせるために大きな始動電圧が必要とされず、よってエキシマランプ１０に優れた始動性を得ることができる。
また、始動補助部材４５には、内部電極２０に対する位置決め・保持作用も得られることから、内部電極２０および内部リード２３，２４を発光管１１内における所期の配置位置に所期の状態で保持することができる。

また、始動補助部材４５は、図１に示されているように、リング状部分が、発光管１１の内部において、第２封止部１７に連設された縮径部分（以下、「第２縮径部分」ともいう。）１５内に位置されていることが好ましい。
始動補助部材４５のリング状部分が第２縮径部分１５内に位置することにより、後述する製造方法によってエキシマランプ１０を製造することによって容易に、当該始動補助部材４５を発光管１１の内表面に大きな接触面積で接触した状態とすることができる。なお、始動補助部材４５のリング状部分を発光部分１３内に位置するように配設した場合には、製造上、図３に示すように、例えば始動補助部材４５と発光管１１の内表面との間に例えば０．５ｍｍの間隙が生じ、始動補助部材４５を発光管１１の内表面に接触した状態とすることができず、あるいは発光管形成材料に始動補助部材４５を挿入する際に当該発光管形成材料の内表面を傷付けてしまうおそれがある。
また、照射領域Ｉにおいて得られた光が発光管１１を透過して放射されるまでの過程において、その光の進行が始動補助部材４５によって阻害されることがない。よって、始動補助部材４５が設けられることに起因してエキシマランプ１０による被照射領域に照射ムラなどの弊害が生じることを防止することができる。

更に、発光管１１においては、始動補助部材４５を第２縮径部分１５の内表面に接触した状態とするために、第２縮径部分１５の内表面に凹部が形成されており、その凹部に始動補助部材４５が係合されていることが好ましい。
この始動補助部材４５を係合するための凹部の形態としては、複数の凹部が発光管１１の径方向に沿って断続的または連続的に環状に配列するように形成されていること、または、環状の凹部が発光管１１の径方向に伸びるように形成されていることが好ましい。
ここに、凹部は、後述するエキシマランプ１０の製造工程における第２封止部１７を形成する過程において、容易に形成することができる。
図の例において、第２縮径部分１５の内表面には、複数（２つ）の円弧状の凹部が、互いに離間した状態で発光管１１の径方向に沿って環状に配列して形成されており、これらの凹部の各々に、始動補助部材４５が係合されている。

第２縮径部分１５の内表面に凹部が設けられ、その凹部に始動補助部材４５が係合されることによれば、内部電極２０に高周波電圧が印加されることに起因して、内部電極２０、内部リード２３，２４および始動補助部材４５に振動が生じた場合において、その振動によって内部電極２０、内部リード２３，２４および始動補助部材４５に位置ずれ、またはコイル変形などが生じることを防止することができる。従って、高周波電圧が印加されることに起因する振動によって内部電極２０、内部リード２３，２４および始動補助部材４５に位置ずれ、またはコイル変形が生じ、例えばエキシマランプ１０による被照射領域に照射ムラが生じる、始動性が低下する、あるいは照射領域Ｉが短くなるなどの弊害が生じることを防止することができる。
また、始動補助部材４５が凹部に係合されることによれば、始動補助部材４５における発光管１１の内表面との接触面積が大きくなることから、エキシマランプ１０に、より一層優れた始動性を得ることができる。
これらの凹部に始動補助部材４５が係合されることによって得られる位置ずれ防止効果および始動性向上効果は、凹部が環状である場合、および複数の凹部が環状に配列されている場合に顕著となる。

発光管１１の内部に封入される発光ガスとしては、例えばキセノンガス（Ｘｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）、クリプトンガス（Ｋｒ）などのエキシマ放電によってエキシマ分子を形成する放電媒質としての作用を有する希ガスが用いられる。
また、放電媒質としては、希ガスと共に必要に応じて、フッ素ガス（Ｆ）、塩素ガス（Ｃｌ）、沃素ガス（Ｉ）および臭素ガス（Ｂｒ）などのハロゲンガスが用いられる。

このような構成のエキシマランプ１０は、例えば円筒状の発光管形成材料の一方の端部にピンチシール法によって第２封止部１７を形成した後、発光管形成部材内における所望の位置に円筒状の筒状部形成材料を配置した状態で、シュリンクシール法によって第１封止部１６を形成する封止部形成工程を経ることによって製造することができる。
ここに、封止部形成工程においては、例えば、先ず、円筒状の発光管形成用材料（以下、「大径石英ガラス管」ともいう。）および円筒状の筒状部形成材料（以下、「小径石英ガラス管」ともいう。）と共に、コイル状電極、内部リード２３，２４、金属箔２８、外部リード２９および始動補助部材４５よりなる電極組立体を用意する。この電極組立体は、コイル状電極の両端のそれぞれに内部リード２３，２４が接合されており、第１内部リード２３には金属箔２８および外部リード２９がこの順に接合され、また第２内部リード２４には始動補助部材４５が接合されてなるものである。
そして、大径石英ガラス管内に小径石英ガラス管を配置した後、当該大径石英ガラス管内における所望の位置に電極組立体を配置し、当該大径石英ガラス管の一方の端部を溶融状態にして圧潰することにより、ピンチシール法によって第２封止部１７を形成する。この第２封止部１７を形成する過程においては、溶融状態の大径石英ガラス管の一方の端部が、電極組立体における始動補助部材４５に接触することにより、第２縮径部分１５の内表面に凹部が形成され、その凹部に始動性補助部材４５が係合した状態とされる。
次いで、第２封止部１７が形成された大径石英ガラス管の内部に、当該大径石英ガラスの他方の端部および小径石英ガラス管を介して発光ガスを充填する。そして、発光ガスが充填された状態において、大径石英ガラス管の他方の端部の外周をバーナーなどで加熱し、当該他方の端部を構成する石英ガラス、および当該他方の端部内に位置している小径石英ガラスの他方の端部を構成する石英ガラスを軟化状態にして縮径させることにより、シュリンクシール法によって第１封止部１６を形成し、それと共に小径石英ガラス管の一方の端部によって筒状部４０が形成される。

このような構成のエキシマランプ１０の仕様の一例としては、発光管１１は、全長が１７０ｍｍであり、また発光管１１における発光部１２は、管軸方向の長さが１３０ｍｍであり、発光部分１３の外径がφ１６ｍｍ、内径がφ１４ｍｍおよび管軸方向の長さが１１０ｍｍである。
発光管１１における第１封止部１６は、管軸方向の長さが２４ｍｍであり、管軸に垂直な方向における最小肉厚部の厚みが４ｍｍである。
発光管１１における第２封止部１７は、管軸方向の長さが１４ｍｍであり、管軸に垂直な方向における最小肉厚部の厚みが１ｍｍであり、また第２内部リード２４の埋設長さが４ｍｍである。
筒状部４０は、発光管１１の管軸方向の長さ（突出長さ）が１０ｍｍであり、内径が３ｍｍであって外径が７ｍｍである。
内部電極２０、第１内部リード２３および第２内部リード２４が一体となった電極形成体は、素線径が０．３ｍｍであり、内部電極２０に係るピッチ粗部分は、長さが１１０ｍｍ、外径（コイル外径）が１．４ｍｍ、コイルピッチが１．４ｍｍであり、始動補助部材４５が取り付けられている内部電極２０に係るピッチ密部分は、長さが５ｍｍ、外径（コイル外径）が１．４ｍｍ、コイルピッチが０．０５ｍｍである。また、第１内部リード２３に係るコイル状部分は、長さが１３ｍｍ、外径（コイル外径）が１．４ｍｍ、コイルピッチが８ｍｍであり、第２内部リード２４に係るコイル状部分は、長さが８ｍｍ、外径（コイル外径）が１．４ｍｍ、コイルピッチが８ｍｍである。
始動補助部材４５は、リング状部分の外径がφ１３ｍｍであり、第２封止部１７からの離間距離が６ｍｍである。
また、発光管１１の内部空間には放電媒質としてキセノンガスが２０ｋＰａの圧力で封入され、また内部電極２０と外部電極３０との間には、動作周波数７０ｋＨｚ、出力電圧３ｋＶ_p-p の条件で交流電力が供給される。

このエキシマランプ１０においては、内部電極２０に対して高周波交流電源から高周波交流電力が供給されることにより、この内部電極２０と、接地されている外部電極３０との電位差が周期的に生じることによって発光管１１の内部空間においてエキシマ放電が生じる。そして、エキシマ放電によってエキシマ分子が形成され、そのエキシマ分子から放出される光が発光管１１を透過し、外部電極３０を構成するメッシュ状電極の網目の間隙を介して放射される。

而して、エキシマランプ１０においては、外部電極３０が発光部１２および第２封止部１７の外表面の全域にわたって配置されており、しかも第２内部リード２４の突出部分に始動補助部材４５が接続されていると共に、この始動補助部材４５が第２縮径部分１５の内表面に接触し、外部電極３０と近接した状態とされている。そのため、始動補助部材４５が外部電極３０と近接した部分は、内部電極２０および内部リード２３，２４の突出部分と、外部電極３０とが対向する対向領域内の他の部分に比して電気絶縁性が小さく、絶縁破壊を生じさせるために必要とされる絶縁破壊電圧が極めて小さくなっている。そして、始動補助部材４５と外部電極３０との間において絶縁破壊を生じさせて始動放電を開始させることにより、内部電極２０と外部電極３０との間でエキシマ放電を開始させることができることから、大きな始動電圧が必要とされず、よって良好な始動性を得ることができる。
また、エキシマ放電が開始されたエキシマランプ１０においては、筒状部４０によって第１内部リード２３の突出部分の外周が包囲されていることから、第１内部リード２３の突出部分と外部電極３０とが対向する部分は、対向領域内の他の部分に比して電気絶縁性が大きくなっている。そのため、対向領域内の他の部分にはエキシマ放電が生じていても、第１内部リード２３の突出部分と外部電極３０とが対向する部分にはエキシマ放電が生じることがない。よって、照射領域Ｉ以外の領域における不所望なエキシマ放電の発生が抑制される。

このように、エキシマランプ１０においては、第１封止部１６に筒状部４０が設けられており、第２封止部１７には筒状部４０が設けられていないことから、発光管１１の内部において、第１内部リード２３が位置する第１封止部１６側の電気絶縁性を大きくし、第２内部リード２４が位置する第２封止部１７側の電気絶縁性を小さくすることができるため、優れた始動性が得られると共に、発光部１２において、照射領域Ｉ以外の領域におけるエキシマ放電の発生を抑制することができる。
従って、エキシマランプ１０によれば、供給された大部分の電力を照射領域Ｉにおける所望なエキシマランプ放電のために利用することができるため、供給される電力を有効利用することができ、よって不所望なエキシマ放電が生じることに起因する放射強度の低下を抑制することができる。また、照射領域Ｉ以外の領域において不所望なエキシマ放電が生じることに起因する、エキシマランプ１０による被照射領域に照射ムラの発生を抑制することもできる。

また、エキシマランプ１０においては、第１封止部１６がシュリンクシール構造を有しており、この第１封止部１６は、発光管１１の管軸に垂直な方向（以下、「管軸垂直方向」ともいう。）の断面が略円状であって、管軸垂直方向の寸法（厚み）が、ピンチシール構造を有する場合に比して大きなものである。そのため、筒状部４０を、種々の形状を有するものとすることができ、よって筒状部４０に設計の自由度が得られる。
しかも、前述の封止部形成工程を経る製造工程において、第１封止部１６を形成すべき発光管形成材料の端部を排気管として利用することができることから、発光管１１の外表面に排気管残部を形成することなく一対の封止部１６，１７を形成することができる。そのため、発光部１２の外表面に配置される外部電極３０と、発光管１１の内部における発光部分１３内に配置される内部電極２０との間の離間距離（放電距離）を発光管１１の管軸方向において確実に均一にすることができる。よって、得られるエキシマランプ１０においては、発光管１１の管軸方向において均一な照度分布を得ることができる。

このような構成の本発明のエキシマランプは、照射領域が小さく、そのために照射領域以外の領域において不所望なエキシマ放電が生じることに起因して発生する、放射強度の低下および被照射領域における照射ムラが大きな問題となる小型のエキシマランプに好適である。
ここに、「小型のエキシマランプ」とは、例えば発光管における発光部の管軸方向の長さ（一対の封止部の内端間距離）が３００ｍｍ以下の短尺なエキシマランプである。

本発明においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、エキシマランプは、優れた始動性と共に、内部電極および内部リードに対する位置決め・保持作用が得られる観点から、始動性補助部材が設けられていることが好ましいが、始動補助部材が設けられていない構成のものであってもよい。
始動補助部材が設けられていない構成のエキシマランプにおいては、例えば発光管として、一対の封止部の一方の封止部のみに筒状部が設けられている共に、発光部の筒状部が設けられていない他方の封止部側の端部に縮径部分を有するものを用い、また当該縮径部分の外表面にも外部電極を位置させることなどにより、他方の封止部から突出して伸びる他方の内部リードの突出部分と外部電極との離間距離を小さくすることができる。このようにして他方の内部リードの突出部分と外部電極との間の電気絶縁性を小さくすることにより、他方の内部リードの突出部分と外部電極とが対向する部分において、絶縁破壊を生じさせるために必要とされる絶縁破壊電圧を小さくすることができるため、良好な始動性を得ることができる。

また、発光管は、一対の封止部の少なくとも一方の封止部に、当該封止部から突出する内部リードの突出部分の外周を包囲する筒状部が設けられなる構造を有するものであればよく、図１に示したように筒状部が設けられた封止部がシュリンクシール構造を有すると共に筒状部が設けられていない封止部がピンチシール構造を有するものの他、一対の封止部のいずれもがシュリンクシール構造を有するもの、ピンチシール構造を有するもの、あるいは一対の封止部のうちの筒状部が設けられた封止部がピンチシール構造を有すると共に筒状部が設けられていない他方の封止部がシュリンクシール構造を有するものであってもよい。

また、内部電極は、発光管の内部に管軸方向に伸びるように配設することのできるものであればよく、図１に示したコイル状の電極の他、例えば棒状の電極などの種々の形状のものを用いることができる。
また、外部リードが設けられる封止部は、図１に示したように箔シール構造を有するものであってもよく、あるいは発光管を内部電極および外部リードに直接溶着することにより当該発光管の気密封止を達成するロッドシール構造を有するものであってもよい。

以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験例について説明する。

〔実験例１〕
先ず、図１の構成を有するエキシマランプ（以下、「エキシマランプ（１）」ともいう。）を作製した。
作製したエキシマランプ（１）において、発光管１１は、全長が１７０ｍｍであり、また発光管１１における発光部１２は、管軸方向の長さが１３０ｍｍであり、発光部分１３の外径がφ１６ｍｍ、内径がφ１４ｍｍおよび管軸方向の長さが１１０ｍｍである。
発光管１１における第１封止部１６は、管軸方向の長さが２４ｍｍであり、管軸に垂直な方向における最小肉厚部の厚みが４ｍｍである。
発光管１１における第２封止部１７は、管軸方向の長さが１４ｍｍであり、管軸に垂直な方向における最小肉厚部の厚みが１ｍｍであり、また第２内部リード２４の埋設長さが４ｍｍである。
筒状部４０は、発光管１１の管軸方向の長さ（突出長さ）が１０ｍｍであり、内径が３ｍｍであって外径が７ｍｍである。
内部電極２０、第１内部リード２３および第２内部リード２４が一体となった電極形成体は、素線径が０．３ｍｍであり、内部電極２０に係るピッチ粗部分は、長さが１１０ｍｍ、外径（コイル外径）が１．４ｍｍ、コイルピッチが１．４ｍｍであり、始動補助部材４５が取り付けられている内部電極２０に係るピッチ密部分は、長さが５ｍｍ、外径（コイル外径）が１．４ｍｍ、コイルピッチが０．０５ｍｍである。また、第１内部リード２３に係るコイル状部分は、長さが１３ｍｍ、外径（コイル外径）が１．４ｍｍ、コイルピッチが８ｍｍであり、第２内部リード２４に係るコイル状部分は、長さが８ｍｍ、外径（コイル外径）が１．４ｍｍ、コイルピッチが８ｍｍである。
始動補助部材４５は、リング状部分の外径がφ１３ｍｍであり、第２封止部１７からの離間距離が６ｍｍである。
また、発光管１１の内部空間には放電媒質としてキセノンガスが２０ｋＰａの圧力で封入され、また内部電極２０と外部電極３０との間には、動作周波数７０ｋＨｚ、出力電圧３ｋＶ_p-p の条件で交流電力が供給される。

次いで、エキシマランプ（１）において、発光管として筒状部が設けられていないものを用いたこと以外は当該エキシマランプ（１）と同様の構成を有するエキシマランプ（以下、「比較用エキシマランプ（１）」ともいう。）を作製した。
この比較用エキシマランプ（１）において、発光管は、筒状部が設けられていないこと以外はエキシマランプ（１）を構成する発光管と同様の構成を有するものである。

作製したエキシマランプ（１）および比較用エキシマランプ（１）の各々を、動作周波数７０ｋＨｚ、出力電圧３ｋＶ_p-p の条件で交流電力を供給し、点灯の有無を確認したところ、いずれのエキシマランプも点灯された。
更に、点灯状態のエキシマランプ（１）および比較用エキシマランプ（１）の各々について、発光管（１１）の内部の始動補助部材（４５）が接続されていない内部リード（第１内部リード２３）の突出部分が位置する部分における放電の発生の有無を目視により確認した。その結果、エキシマランプ（１）においては、始動補助部材４５が接続されていない内部リード（第１内部リード２３）の突出部分が位置する部分、すなわち筒状部４０に包囲されている第１内部リード２３の突出部分と外部電極３０とが対向する部分には、放電が生じていなかった。一方、比較用エキシマランプ（１）においては、始動補助部材（４５）が接続されていない内部リード（２３）の突出部分が位置する部分に放電（エキシマ放電）が生じていた。

以上の結果から、エキシマランプ（１）には、比較用エキシマランプ（１）と同等の良好な始動性が得られ、また、発光管１１内に位置している内部電極２０および第２内部リード２４の突出部分と、外部電極３０とが対向する領域のみにエキシマ放電が生じ、筒状部４０に包囲されている第１内部リード２３の突出部分と外部電極３０とが対向する部分には、エキシマ放電が生じないことが確認された。
一方、比較用エキシマランプ（１）は、発光管（１１）内の全域、すなわち発光管（１１）内に位置している内部電極（２０）および内部リード（２３，２４）の突出部分と、外部電極とが対向する対向領域全域においてエキシマ放電が生じることが確認された。
従って、発光管の一対の封止部の少なくとも一方の封止部に、当該封止部から伸びる内部リードの突出部分の外周を包囲する絶縁性材料よりなる筒状部を設けることにより、良好な始動性を得ると共に、発光管内の内部電極と外部電極とが対向する照射領域以外の領域におけるエキシマ放電の発生が抑制できることが確認された。

１０ エキシマランプ
１１ 発光管
１２ 発光部
１３ 発光部分
１４ 縮径部分（第１縮径部分）
１５ 縮径部分（第２縮径部分）
１６ 封止部（第１封止部）
１７ 封止部（第２封止部）
２０ 内部電極
２３ 内部リード（第１内部リード）
２４ 内部リード（第２内部リード）
２８ 金属箔
２９ 外部リード
３０ 外部電極
４０ 筒状部
４５ 始動補助部材
５０ エキシマランプ
５１ 発光管
５２ 発光部
５３ 封止部
５５ 排気管残部
５６ 内部電極
５７ 外部電極
５８ 内部リード

Claims (3)

1. 内部に発光ガスが充填され、管状の発光部および当該発光部の両端に設けられた一対の封止部を有する発光管と、当該発光管の外表面に管軸方向に伸びるように配設された外部電極と、当該一対の封止部の各々から管軸方向内方に突出して伸びる一対の内部リードによって支持されて当該発光管の内部に管軸方向に伸びるように配設された内部電極とを備えたエキシマランプにおいて、
   前記発光管の内部には、前記一対の封止部の少なくとも一方の封止部に、絶縁性材料よりなり、当該封止部から管軸方向内方に突出し、当該封止部から伸びる内部リードの突出部分の外周を包囲する筒状部が設けられていることを特徴とするエキシマランプ。
2. 前記発光管は、前記発光部における前記筒状部が突出する封止部側の端部に、当該筒状部が突出する封止部に向かうに従って縮径する縮径部分を有しており、
   前記筒状部は、前記縮径部分内に位置することを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
3. 前記筒状部が突出する封止部は、シュリンクシール構造を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエキシマランプ。
   

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