JP2018156732A - Excimer lamp - Google Patents

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笠木 邦雄
Kunio Kasagi
邦雄 笠木
下中 雅俊
Masatoshi Shimonaka
雅俊 下中
尚樹 藤田
Naoki Fujita
尚樹 藤田
和彦 信田
Kazuhiko Shinoda
和彦 信田
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Ushio Denki KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excimer lamp in which movement of the position of the outer end of an inner electrode can be restrained, even if lighting an unlighting are repeated.SOLUTION: In an excimer lamp including a discharge container 10 of a double tube structure where an outer tube 11 and an inner tube 12 are placed coaxially, an outer electrode 30 placed on the outer peripheral surface of the outer tube 11, and an inner electrode 20 placed on the inner peripheral surface of the inner tube 12, and extending in the axial direction of the discharge container 10, where a discharge space S formed between the outer tube 11 and the inner tube 12 is filled with electric discharge gas, the inner electrode 20 consists of multiple electrode members, and in a superposition part where the ends of adjoining electrode members in the longitudinal direction are superposed, the adjoining electrode members are spot welded, and a pressing member 28 for pressing the inner electrode 20 against the inner tube 12 in the superposition part is provided.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、紫外線を照射することによる洗浄処理、アッシング処理、成膜処理等の表面処理を行うための光源として用いられるエキシマランプに関する。   The present invention relates to an excimer lamp used as a light source for performing surface treatment such as cleaning treatment, ashing treatment, and film formation treatment by irradiating ultraviolet rays.

エキシマランプは、真空紫外光を利用した被処理体の表面処理、例えば洗浄処理、アッシング処理および成膜処理などにおける光源として好適に用いられている。   The excimer lamp is suitably used as a light source in surface treatment of an object to be processed using vacuum ultraviolet light, such as cleaning treatment, ashing treatment, and film formation treatment.

図7は、従来におけるエキシマランプの一例における構成の概略を示す断面図である。
このエキシマランプは、誘電体からなる放電容器40を備えている。放電容器40は、円筒状の外側管41と円筒状の内側管42とが同軸上に配置された二重管構造を有しており、外側管41の内周面と内側管42の外周面との間に放電空間Sが形成されている。放電空間S内には、波長200nm以下の真空紫外光を放出するエキシマが生成される放電用ガスが封入されている。放電用ガスとしては、例えばキセノンガス、アルゴンと塩素との混合ガス等を用いることができる。
外側管41の外周面には、例えば金網などの導電性材料よりなる網状の外側電極45が設けられている。
内側管42の内周面には、内側電極46が密接して設けられている。内側電極46は、例えば放電容器40の管軸Cを挟んで互いに対向して配置された半円筒状の2つのアルミニウム板により構成されている。2つのアルミニウム板は、押圧部材48によって内側管42の内周面に押圧されて固定されている。このエキシマランプにおいては、複数個の押圧部材48が、放電容器40の軸方向に互いに離間した位置に設けられている。
外側電極45および内側電極46は、例えば高周波高圧電源50に接続されている。
このエキシマランプにおいては、外側電極45および内側電極46の両電極間に高周波高圧が印加されることにより、放電空間S内で放電用ガスが放電し、真空紫外光が放射される。
このような構成のエキシマランプは、例えば特許文献1に開示されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an example of a conventional excimer lamp.
This excimer lamp includes a discharge vessel 40 made of a dielectric. The discharge vessel 40 has a double tube structure in which a cylindrical outer tube 41 and a cylindrical inner tube 42 are arranged coaxially, and an inner peripheral surface of the outer tube 41 and an outer peripheral surface of the inner tube 42. A discharge space S is formed between the two. In the discharge space S, a discharge gas for generating an excimer that emits vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less is enclosed. As the discharge gas, for example, xenon gas, a mixed gas of argon and chlorine, or the like can be used.
A net-like outer electrode 45 made of a conductive material such as a wire mesh is provided on the outer peripheral surface of the outer tube 41.
An inner electrode 46 is provided in close contact with the inner peripheral surface of the inner tube 42. The inner electrode 46 is composed of, for example, two semi-cylindrical aluminum plates disposed opposite to each other across the tube axis C of the discharge vessel 40. The two aluminum plates are pressed and fixed to the inner peripheral surface of the inner tube 42 by the pressing member 48. In this excimer lamp, a plurality of pressing members 48 are provided at positions separated from each other in the axial direction of the discharge vessel 40.
The outer electrode 45 and the inner electrode 46 are connected to a high frequency high voltage power source 50, for example.
In this excimer lamp, a high-frequency and high-voltage is applied between both the outer electrode 45 and the inner electrode 46, whereby the discharge gas is discharged in the discharge space S, and vacuum ultraviolet light is emitted.
An excimer lamp having such a configuration is disclosed in Patent Document 1, for example.

特開2001-23578号公報JP 2001-23578 A

而して、このような二重管構造のエキシマランプにおいては、点灯と消灯を多数回繰り返すと、内側電極46の外端縁位置が元の位置から少しずつ移動していくという現象が発生することが明らかになった。その結果、例えば内側管の一端が封止されたエキシマランプにおいては、内側電極が封止部を突き破り、エキシマランプを破損させてしまうことがあった。   Therefore, in such an excimer lamp having a double tube structure, when the lighting and extinguishing are repeated many times, the phenomenon that the outer edge position of the inner electrode 46 gradually moves from the original position occurs. It became clear. As a result, for example, in an excimer lamp in which one end of the inner tube is sealed, the inner electrode may break through the sealing portion and damage the excimer lamp.

このような現象は、次のようなメカニズムで発生すると考えられる。すなわち、エキシマランプが点灯されると、紫外線の一部が放電容器40を構成するガラス材料に吸収されることや誘電体損失などによって、放電容器40の温度が上昇する。放電容器40の温度が上昇すると、内側電極46や押圧部材48の温度も上昇する。内側電極46の温度が上昇すると、熱膨張によって内側電極46が主として長さ方向に伸びる。また、押圧部材48の温度が上昇すると、熱膨張によって押圧部材48は主として周方向に伸びることにより押圧部材48の内側電極46に対する押圧力が強まる。然るに、複数の押圧部材48は、製造上の理由から、軸方向に厳密に等間隔毎に配置されていないため、内側電極46は、押圧力が高い場所を擬似的な固定点として特定の方向には大きく伸びるが、他の方向にはあまり伸びないこととなる。ここに、内側電極46の長さ方向の伸び量は、内側電極46が長い程大きくなる。また、内側電極46の長さ方向の伸び量は、押圧部材48の配置位置によっても変動する。
一方、エキシマランプが消灯されると、放電容器40の温度が低下し始める。放電容器40の温度が低下することに伴って、内側電極46の温度も低下し始めると共に少し遅れて押圧部材48の温度も低下し始める。内側電極46の温度が低下し始めると、内側電極46は主として長さ方向に収縮し始める。また、押圧部材48の温度が低下し始めると、押圧部材48は主として周方向に収縮し始める。このとき、上述のように、押圧部材48の押圧力にはばらつきがあるため、内側電極46は、押圧部材48の押圧力(摩擦)が大きい場所を擬似的な固定点として、当該固定点に向かって収縮する。
しかしながら、熱膨張時・収縮時における擬似的な固定点が軸方向における中心よりずれていると、内側電極46の外端縁は、元の位置まで戻らない。結果として、エキシマランプが完全に冷えると、内側電極46の外端縁の位置が長さ方向外方側に移動した状態となる。このとき、すべての押圧部材48は収縮されており、各々の押圧部材48の押圧力は通常の大きさに戻っている。
以上のように、エキシマランプの点灯と消灯を繰り返すと、上記のメカニズムにより、内側電極は一定の方向に少しずつ移動していくと考えられる。
Such a phenomenon is considered to occur by the following mechanism. That is, when the excimer lamp is turned on, the temperature of the discharge vessel 40 rises due to absorption of a part of ultraviolet rays by the glass material constituting the discharge vessel 40 and dielectric loss. When the temperature of the discharge vessel 40 rises, the temperature of the inner electrode 46 and the pressing member 48 also rises. When the temperature of the inner electrode 46 rises, the inner electrode 46 mainly extends in the length direction due to thermal expansion. Further, when the temperature of the pressing member 48 rises, the pressing member 48 extends mainly in the circumferential direction due to thermal expansion, thereby increasing the pressing force of the pressing member 48 against the inner electrode 46. However, since the plurality of pressing members 48 are not arranged at equal intervals in the axial direction for manufacturing reasons, the inner electrode 46 has a specific direction with a place where the pressing force is high as a pseudo fixed point. Will grow greatly, but not so much in the other direction. Here, the length of the inner electrode 46 in the longitudinal direction increases as the inner electrode 46 becomes longer. Further, the amount of elongation in the length direction of the inner electrode 46 also varies depending on the arrangement position of the pressing member 48.
On the other hand, when the excimer lamp is turned off, the temperature of the discharge vessel 40 starts to decrease. As the temperature of the discharge vessel 40 decreases, the temperature of the inner electrode 46 begins to decrease, and the temperature of the pressing member 48 also begins to decrease with a slight delay. When the temperature of the inner electrode 46 begins to decrease, the inner electrode 46 begins to contract mainly in the length direction. When the temperature of the pressing member 48 starts to decrease, the pressing member 48 starts to contract mainly in the circumferential direction. At this time, since the pressing force of the pressing member 48 varies as described above, the inner electrode 46 uses the place where the pressing force (friction) of the pressing member 48 is large as a pseudo fixing point. Shrink towards.
However, if the pseudo fixed point at the time of thermal expansion / contraction is displaced from the center in the axial direction, the outer edge of the inner electrode 46 does not return to the original position. As a result, when the excimer lamp is completely cooled, the position of the outer edge of the inner electrode 46 is moved outward in the length direction. At this time, all the pressing members 48 are contracted, and the pressing force of each pressing member 48 returns to the normal magnitude.
As described above, when the excimer lamp is repeatedly turned on and off, it is considered that the inner electrode moves little by little in a certain direction by the above mechanism.

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、点灯と消灯を繰り返しても、内側電極の外端縁の位置が移動することを抑制することの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 based on the above situation, and provides an excimer lamp that can suppress the movement of the position of the outer edge of the inner electrode even when lighting and extinguishing are repeated. For the purpose.

本発明のエキシマランプは、外側管と内側管とが同軸上に配置された二重管構造の放電容器と、前記外側管の外周面に配置された外側電極と、前記内側管の内周面に配置された、前記放電容器の軸方向に沿って延びる内側電極とを備えており、前記外側管と前記内側管との間に形成された放電空間内に放電用ガスが充填されてなるエキシマランプであって、
前記内側電極は複数の電極部材よりなり、隣接する電極部材の長さ方向の端部同士が重ね合わせられた重ね合せ部において、当該隣接する電極部材が点溶接されており、
当該重ね合せ部において当該内側電極を前記内側管に押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とする。
The excimer lamp of the present invention includes a discharge vessel having a double tube structure in which an outer tube and an inner tube are coaxially disposed, an outer electrode disposed on an outer peripheral surface of the outer tube, and an inner peripheral surface of the inner tube. And an inner electrode extending along the axial direction of the discharge vessel, and an excimer formed by filling a discharge space in a discharge space formed between the outer tube and the inner tube A lamp,
The inner electrode is composed of a plurality of electrode members, and the adjacent electrode members are spot-welded in the overlapping portion in which the end portions in the length direction of the adjacent electrode members are overlapped,
The overlapping portion is provided with a pressing member that presses the inner electrode against the inner tube.

本発明のエキシマランプにおいては、前記内側電極は、3枚以上の電極部材よりなり、
前記放電容器の軸方向に互いに隣接する3枚の電極部材における中央の電極部材の長さ方向の寸法が、他の2つの電極部材の長さ方向の寸法よりも小さい構成とされていることが好ましい。
In the excimer lamp of the present invention, the inner electrode is composed of three or more electrode members,
The lengthwise dimension of the central electrode member in the three electrode members adjacent to each other in the axial direction of the discharge vessel is configured to be smaller than the lengthwise dimension of the other two electrode members. preferable.

本発明のエキシマランプによれば、内側電極を構成する複数の電極部材は、熱膨張時・収縮時において、押圧部材による押圧力が高い場所を擬似的な固定点としてそれぞれ独立して伸縮するため、内側電極の外端縁の変位量を小さく抑制することができる。また、重ね合わせ部を押圧する位置に押圧部材が配置されていればよいので、押圧部材の配置位置や個々の押圧部材の押圧力のバラツキ等に起因して内側電極の外端縁の変位量が大幅に変化することを抑制することができる。従って、エキシマランプの点灯と消灯が繰り返されても、内側電極の外端縁の位置が移動することを抑制することができる。   According to the excimer lamp of the present invention, the plurality of electrode members constituting the inner electrode are independently expanded and contracted at a place where the pressing force by the pressing member is high as a pseudo fixed point during thermal expansion and contraction. In addition, the amount of displacement of the outer edge of the inner electrode can be reduced. In addition, since it is only necessary that the pressing member is disposed at a position where the overlapping portion is pressed, the amount of displacement of the outer edge of the inner electrode due to variations in the pressing position of the pressing member and the pressing force of the individual pressing members. Can be prevented from changing significantly. Therefore, even if the excimer lamp is repeatedly turned on and off, it is possible to suppress the movement of the position of the outer edge of the inner electrode.

本発明のエキシマランプの一例における構成の概略を示す軸方向断面図である。It is an axial direction sectional view showing the outline of the composition in an example of the excimer lamp of the present invention. 図1に示すA−A線における一部を省略して示す断面図である。It is sectional drawing which abbreviate | omits and shows a part in the AA line shown in FIG. 図1に示すエキシマランプにおける要部構成を内側管の一部を破断した状態で示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part structure in the excimer lamp shown in FIG. 1 in the state which fractured | ruptured a part of inner tube | pipe. 内側電極体における複数の電極部材の接合部を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the junction part of the several electrode member in an inner side electrode body. 押圧部材の一例における構成を示す図である。It is a figure which shows the structure in an example of a press member. 内側電極体の他の構成例における複数の電極部材の接合部を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the junction part of the several electrode member in the other structural example of an inner side electrode body. 従来のエキシマランプの一例における構成の概略を示す軸方向断面図である。It is an axial direction sectional view showing the outline of the composition in an example of the conventional excimer lamp.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明のエキシマランプの一例における構成の概略を示す軸方向断面図である。図2は、図1に示すA−A線における一部を省略して示す断面図である。図3は、図1に示すエキシマランプにおける要部構成を内側管の一部を破断した状態で示す斜視図である。
このエキシマランプは、円筒状の放電空間Sを有する二重管構造の放電容器10を備えている。放電容器10は、互いに同軸上に配置された円筒状の外側管11および円筒状の内側管12の各々の両端部が端壁13によって接合されて形成されている。この例においては、内側管12の両端が開口しており、後述する内側電極20が配置される内側管12の内部空間は、例えば大気雰囲気とされている。なお、本発明のエキシマランプにおいては、内側管12の一端または両端が閉塞(封止)された構成とされていてもよい。図1における13aは、放電容器10への表面処理(例えば洗浄処理)や放電ガスの充填を行うために設けられた流体流通管が封じ切られて形成されたチップ管である。
放電容器10は、当該放電容器10内において放出されるエキシマ光(例えば波長200nm以下の光)に対して透過性を有する誘電体材料により構成されている。放電容器10を構成する誘電体材料としては、例えば合成石英ガラスなどを用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is an axial sectional view showing an outline of the configuration of an example of an excimer lamp according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view in which a part of the line AA shown in FIG. 1 is omitted. FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a main part of the excimer lamp shown in FIG. 1 with a part of the inner tube broken.
This excimer lamp includes a discharge vessel 10 having a double tube structure having a cylindrical discharge space S. The discharge vessel 10 is formed by joining both end portions of a cylindrical outer tube 11 and a cylindrical inner tube 12 arranged coaxially to each other by end walls 13. In this example, both ends of the inner tube 12 are open, and the inner space of the inner tube 12 in which the inner electrode 20 described later is disposed is, for example, an atmospheric atmosphere. In the excimer lamp of the present invention, one end or both ends of the inner tube 12 may be closed (sealed). Reference numeral 13a in FIG. 1 denotes a tip tube formed by sealing a fluid flow tube provided for performing surface treatment (for example, cleaning treatment) on the discharge vessel 10 and filling of discharge gas.
The discharge vessel 10 is made of a dielectric material that is transparent to excimer light (for example, light having a wavelength of 200 nm or less) emitted in the discharge vessel 10. As a dielectric material constituting the discharge vessel 10, for example, synthetic quartz glass or the like can be used.

放電空間S内には、エキシマ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが封入されている。放電用ガスとしては、例えばキセノンガス、アルゴンと塩素との混合ガスなどを用いることができる。   A discharge gas that forms excimer molecules by excimer discharge is enclosed in the discharge space S. As the discharge gas, for example, xenon gas, a mixed gas of argon and chlorine, or the like can be used.

また、放電空間Sの端部には、ゲッター隔離板16が設けられており、ゲッター隔離板16と放電容器10の端壁13との間に、ゲッター室15が形成されている。ゲッター室15には、放電空間S内の不純ガス(例えば、水)を除去して放電を安定させるためのゲッター18が収納されている。ゲッター18としては、例えば、チタン、タンタル、アルミニウムとジルコニウムの合金、バリウムなどを用いることができる。   Further, a getter separator 16 is provided at the end of the discharge space S, and a getter chamber 15 is formed between the getter separator 16 and the end wall 13 of the discharge vessel 10. The getter chamber 15 houses a getter 18 for removing impure gas (for example, water) in the discharge space S and stabilizing the discharge. As the getter 18, for example, titanium, tantalum, an alloy of aluminum and zirconium, barium, or the like can be used.

放電容器10における内側管12の内部には、放電容器10の軸方向に沿って伸びる内側電極20が、内側管12の内周面に密接して設けられている。
また、放電容器10における外側管11の外周面には、例えば金網などの導電性材料よりなる網状の外側電極30が密接して設けられている。
内側電極20には、図示しない高周波電源が接続されており、外側電極30と内側電極20との間に高周波高電圧が印加されることにより放電空間S内において放電が形成される。
Inside the inner tube 12 in the discharge vessel 10, an inner electrode 20 extending along the axial direction of the discharge vessel 10 is provided in close contact with the inner peripheral surface of the inner tube 12.
Further, a net-like outer electrode 30 made of a conductive material such as a wire net is provided in close contact with the outer peripheral surface of the outer tube 11 in the discharge vessel 10.
A high frequency power source (not shown) is connected to the inner electrode 20, and a high frequency high voltage is applied between the outer electrode 30 and the inner electrode 20, whereby a discharge is formed in the discharge space S.

而して、上記のエキシマランプにおいては、内側電極20が複数の電極部材により構成されている。
この例における内側電極20は、例えば、各々金属薄板が断面形状が半円形状となるよう成形された3対6枚の電極部材により構成されている。具体的に説明すると、内側電極20は、各々第1の電極部材22、第2の電極部材23および第3の電極部材24が軸方向に連設された1対の接合体(以下、「内側電極体」という。)21,21により構成されている。各々の内側電極体21,21においては、図4に示すように、第1の電極部材22および第2の電極部材23は、例えば第2の電極部材23が内面側に位置された状態で、長さ方向の端部同士が重ね合わせられた重ね合わせ部25において、例えばスポット溶接によって点溶接されて接合されている。また、第2の電極部材23および第3の電極部材24は、例えば第2の電極部材23が内面側に位置された状態で、長さ方向の端部同士が重ね合わせられた重ね合わせ部25において、例えばスポット溶接によって点溶接されて接合されている。図4において斜線が付された破線で囲まれた領域は、電極部材の接合箇所Wを模式的に示すものである。ここに、第1の電極部材22および第3の電極部材24の互いに対向する端縁の、軸方向における離間距離の大きさLは、例えば0.5〜2.0mm程度である。また、重ね合わせ部25の軸方向長さは、後述する押圧部材の幅の大きさより大きく、例えば10〜30mmである。
一対の内側電極体21,21は、互いに対向する周方向における端縁間に軸方向に延びる空隙Gが形成された状態で、放電容器10の管軸Cを挟んで互いに対向して配置されている。周方向において空隙Gが形成されていることにより、各々の内側電極体21,21の熱膨張による周方向への伸びを当該空隙Gによって吸収することができる。ここに、空隙(周方向の離間距離)Gの大きさは、例えば0.1〜1.0mmである。
Thus, in the above excimer lamp, the inner electrode 20 is composed of a plurality of electrode members.
The inner electrode 20 in this example is composed of, for example, three-to-six electrode members, each of which is formed such that a thin metal plate has a semicircular cross-sectional shape. More specifically, each of the inner electrodes 20 includes a pair of joined bodies (hereinafter referred to as “inner side”) in which a first electrode member 22, a second electrode member 23, and a third electrode member 24 are connected in the axial direction. It is referred to as an “electrode body”) 21, 21. In each inner electrode body 21, 21, as shown in FIG. 4, the first electrode member 22 and the second electrode member 23 are, for example, in a state where the second electrode member 23 is positioned on the inner surface side. In the overlapping portion 25 where the end portions in the length direction are overlapped, spot welding is performed, for example, by spot welding. Further, the second electrode member 23 and the third electrode member 24 are, for example, an overlapping portion 25 in which end portions in the length direction are overlapped with each other in a state where the second electrode member 23 is positioned on the inner surface side. In, for example, spot welding is performed by spot welding. In FIG. 4, a region surrounded by a broken line with a hatched line schematically shows the joint portion W of the electrode member. Here, the size L of the separation distance in the axial direction between the opposing edges of the first electrode member 22 and the third electrode member 24 is, for example, about 0.5 to 2.0 mm. Moreover, the axial direction length of the superposition part 25 is larger than the magnitude | size of the width | variety of the press member mentioned later, for example, 10-30 mm.
The pair of inner electrode bodies 21, 21 are arranged to face each other across the tube axis C of the discharge vessel 10 with a gap G extending in the axial direction between the edges in the circumferential direction facing each other. Yes. By forming the gap G in the circumferential direction, the extension in the circumferential direction due to the thermal expansion of each inner electrode body 21, 21 can be absorbed by the gap G. Here, the size of the gap (separation distance in the circumferential direction) G is, for example, 0.1 to 1.0 mm.

図示した例のように、内側電極体21が3枚以上の電極部材により構成される場合においては、軸方向において互いに隣接する3枚の電極部材における中央の電極部材の長さ方向の寸法が、他の2つの電極部材の長さ方向の寸法よりも小さいことが好ましい。すなわち、図示の例では、第2の電極部材23の長さ方向の寸法が、第1の電極部材22の長さ方向の寸法および第3の電極部材24の長さ方向の寸法よりも小さいことが好ましい。このような構成とされていることにより、エキシマランプの点灯と消灯が繰り返されることによって内側電極体21の外端縁が軸方向に変動することを一層確実に抑制することができる。第1の電極部材22の長さ方向の寸法および第3の電極部材24の長さ方向の寸法は、互いに同一の大きさであっても、異なる大きさであってもよいが、互いに同一の大きさとされていることが好ましい。   In the case where the inner electrode body 21 is configured by three or more electrode members as in the illustrated example, the lengthwise dimension of the central electrode member in the three electrode members adjacent to each other in the axial direction is It is preferable that it is smaller than the dimension of the other two electrode members in the length direction. That is, in the illustrated example, the dimension in the length direction of the second electrode member 23 is smaller than the dimension in the length direction of the first electrode member 22 and the dimension in the length direction of the third electrode member 24. Is preferred. By adopting such a configuration, it is possible to further reliably prevent the outer edge of the inner electrode body 21 from changing in the axial direction by repeatedly turning on and off the excimer lamp. The length in the length direction of the first electrode member 22 and the length in the length direction of the third electrode member 24 may be the same size or different sizes. It is preferable that the size is set.

また、第1の電極部材22,第2の電極部材23および第3の電極部材24の外径は、いずれも、内側管12の内周面との密着性をよくするために、内側管12の内径と略同一の大きさとされていることが好ましい。ここに、電極部材の外径とは、電極部材の長さ方向断面において、電極部材の外周面に接する円(外接円)の直径の大きさをいう。
以上において、第1の電極部材22、第2の電極部材23および第3の電極部材24の材質としては、耐熱性および熱伝導性の観点から、例えばSUS(ステンレス鋼)、アルミニウム、銅などの金属材料が用いられる。
Also, the outer diameters of the first electrode member 22, the second electrode member 23, and the third electrode member 24 are all the inner tube 12 in order to improve the adhesion with the inner peripheral surface of the inner tube 12. It is preferable that it is the magnitude | size substantially the same as the internal diameter of this. Here, the outer diameter of the electrode member refers to the size of the diameter of a circle (circumscribed circle) in contact with the outer peripheral surface of the electrode member in the longitudinal section of the electrode member.
In the above, the material of the first electrode member 22, the second electrode member 23, and the third electrode member 24 is, for example, SUS (stainless steel), aluminum, copper, or the like from the viewpoint of heat resistance and thermal conductivity. A metal material is used.

各々の内側電極体21,21は、内側管12の内部に配置された押圧部材によって内側管12の内周面に押圧されて設けられている。
この例における押圧部材は、図5にも示すように、例えば帯板状の金属薄板が断面がC字状となるよう折り曲げられて形成された円弧状板バネ(Cバネ)28により構成されている。この例においては、内側電極体21の重ね合せ部25を押圧するものを含む、互いに同一の形状および同一の寸法を有する複数個の円弧状板バネ28が、軸方向に互いに離間して設けられている。
円弧状板バネ28の材質としては、例えばSUS(ステンレス鋼)を用いることができる。
各々の円弧状板バネ28は、自然状態(図5に示す状態)における円弧状の曲面部の外径Dが内側管12の内径より若干大きいものであることが好ましい。ここに、曲面部の外径Dとは、円弧状板バネ28の軸方向断面において、円弧状板バネ28の外周面に接する円(外接円)の直径の大きさをいう。このような構成とされていることにより、内側電極体21,21を好適に内側管12に密着させることができる。
Each inner electrode body 21, 21 is provided by being pressed against the inner peripheral surface of the inner tube 12 by a pressing member disposed inside the inner tube 12.
As shown in FIG. 5, the pressing member in this example is configured by, for example, a circular plate spring (C spring) 28 formed by bending a strip-shaped metal thin plate so that the cross section has a C shape. Yes. In this example, a plurality of arc-shaped leaf springs 28 having the same shape and the same dimensions, including those that press the overlapping portion 25 of the inner electrode body 21, are provided apart from each other in the axial direction. ing.
For example, SUS (stainless steel) can be used as the material of the arc-shaped leaf spring 28.
Each arcuate leaf spring 28 preferably has an outer diameter D of the arcuate curved surface portion in a natural state (the state shown in FIG. 5) slightly larger than the inner diameter of the inner tube 12. Here, the outer diameter D of the curved surface portion refers to the diameter of a circle (circumscribed circle) in contact with the outer peripheral surface of the arcuate plate spring 28 in the axial section of the arcuate plate spring 28. With such a configuration, the inner electrode bodies 21 and 21 can be suitably adhered to the inner tube 12.

而して、上記構成のエキシマランプにおいては、内側電極20を構成する一対の内側電極体21,21の各々は、軸方向に分割されて3枚の電極部材22,23,24により構成されており、隣接する電極部材の長さ方向の端部同士が重ね合わせられた重ね合わせ部25において点溶接されている。そして、各々の内側電極体21は、重ね合わせ部25において押圧部材28によって内側管12に押圧されている。このため、エキシマランプが点灯されると、内側電極体21の温度が上昇することに伴う熱膨張によって、各々の電極部材22,23,24は、押圧力の高い場所である重ね合わせ部25を押圧する押圧部材28が配置された位置を擬似的な固定点としてそれぞれ独立して伸張する。一方、エキシマランプが消灯されると、内側電極体21の温度が低下することに伴って、各々の電極部材22,23,24は、押圧力の高い場所である重ね合わせ部25を押圧する押圧部材28が配置された位置を擬似的な固定点としてそれぞれ独立して収縮する。このため、内側電極体21の熱膨張・収縮を緩和することができる。また、第1の電極部材22と第3の電極部材24の端縁間に空隙が形成されていることによっても、内側電極体21の熱膨張を緩和することができる。従って、各々の電極部材22,23,24の伸び量の合計および収縮量の合計は、図7に示す構成のもののように、連続した1枚の電極部材の伸び量および収縮量と同一の大きさであっても、内側電極体21の外端縁の変位量を小さく抑制することができる。
また、押圧部材28の配置位置や個々の押圧部材28の押圧力のバラツキ等によって内側電極体21の外端縁の変位量は変わるが、重ね合わせ部25を押圧する位置に押圧部材28が配置されていればよいので、内側電極体21の外端縁の変位量が大幅に変化することを抑制することができる。結果として、エキシマランプの点灯と消灯が繰り返されても、内側電極体21の外端縁の位置が移動することを抑制することができる。
Thus, in the excimer lamp having the above-described configuration, each of the pair of inner electrode bodies 21 and 21 constituting the inner electrode 20 is divided in the axial direction and configured by three electrode members 22, 23, and 24. In addition, spot welding is performed at an overlapping portion 25 in which end portions in the length direction of adjacent electrode members are overlapped. Each inner electrode body 21 is pressed against the inner tube 12 by the pressing member 28 in the overlapping portion 25. For this reason, when the excimer lamp is turned on, each electrode member 22, 23, 24 causes the overlapping portion 25, which is a place where the pressing force is high, due to thermal expansion accompanying the increase in the temperature of the inner electrode body 21. The position where the pressing member 28 to be pressed is disposed is extended independently as a pseudo fixed point. On the other hand, when the excimer lamp is turned off, each electrode member 22, 23, 24 presses the overlapping portion 25, which is a place with a high pressing force, as the temperature of the inner electrode body 21 decreases. The position where the member 28 is disposed contracts independently as a pseudo fixed point. For this reason, the thermal expansion / contraction of the inner electrode body 21 can be reduced. In addition, the thermal expansion of the inner electrode body 21 can be mitigated by forming a gap between the edges of the first electrode member 22 and the third electrode member 24. Therefore, the sum of the extension amount and the contraction amount of each electrode member 22, 23, 24 is the same as the extension amount and the contraction amount of one continuous electrode member as in the configuration shown in FIG. Even so, the amount of displacement of the outer edge of the inner electrode body 21 can be reduced.
Further, although the displacement amount of the outer edge of the inner electrode body 21 varies depending on the arrangement position of the pressing members 28 and variations in the pressing force of the individual pressing members 28, the pressing member 28 is arranged at a position where the overlapping portion 25 is pressed. Therefore, it is possible to prevent the amount of displacement of the outer edge of the inner electrode body 21 from changing significantly. As a result, even when the excimer lamp is repeatedly turned on and off, the movement of the outer edge of the inner electrode body 21 can be suppressed.

上述したように、一般に、内側電極20の長さ方向の寸法が大きい程、内側電極20の外端縁の変位量は大きくなる。然るに、本発明のエキシマランプによれば、エキシマランプの点灯と消灯が繰り返されても、内側電極体21の外端縁の位置が移動することを抑制することができるので、例えばエキシマランプの全長が900mm以上(有効発光長が840mm以上)のものとして構成された場合に、特に有用なものとなる。   As described above, generally, the larger the dimension in the length direction of the inner electrode 20, the larger the displacement amount of the outer edge of the inner electrode 20. However, according to the excimer lamp of the present invention, even if the excimer lamp is repeatedly turned on and off, it is possible to prevent the position of the outer edge of the inner electrode body 21 from moving. Is particularly useful when it is configured as 900 mm or more (effective light emission length is 840 mm or more).

以上、本発明のエキシマランプの一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、図1に示すエキシマランプにおいて、各々の内側電極体の構成は、上記実施形態のものに限定されない。例えば図6に示すように、各々の内側電極体21は、第1の電極部材22および第3の電極部材24の2枚の電極部材により構成されていてもよい。すなわち、図1に示す例において内側電極体が第2の電極部材を有さず、第1の電極部材22および第3の電極部材24の端部同士が点溶接された構成とされていてもよい。また、各々の内側電極体は、互いに軸方向に連設された4枚以上の電極部材により構成されていてもよい。
また、内側電極体を構成する電極部材は、長さ方向断面が半円状のもの(半円筒状のもの)に限定されない。
さらにまた、押圧部材は、断面がC字状の円弧状板バネ(Cバネ)に限定されず、周方向において内側電極を内側管に実質的に均一に押圧することのできるものであればよい。
As mentioned above, although one embodiment of the excimer lamp of the present invention has been described, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the excimer lamp shown in FIG. 1, the configuration of each inner electrode body is not limited to that of the above embodiment. For example, as shown in FIG. 6, each inner electrode body 21 may be composed of two electrode members, a first electrode member 22 and a third electrode member 24. That is, in the example shown in FIG. 1, the inner electrode body does not have the second electrode member, and the end portions of the first electrode member 22 and the third electrode member 24 are spot-welded to each other. Good. Each of the inner electrode bodies may be composed of four or more electrode members that are connected to each other in the axial direction.
Moreover, the electrode member which comprises an inner side electrode body is not limited to that whose length direction cross section is a semicircle (semi-cylindrical thing).
Furthermore, the pressing member is not limited to the arcuate leaf spring (C spring) having a C-shaped cross section, and may be any member that can substantially uniformly press the inner electrode against the inner tube in the circumferential direction. .

〔実施例1〕
図1に示す構成に従って、下記の仕様を有するエキシマランプ(以下、「ランプA1」とする。)を作製した。
<ランプA1仕様>
放電容器(10):材質;合成石英ガラス、全長;1300mm(有効発光長;1200mm)
外側管(11):外径;40mm
内側管(12):内径;14mm
放電用ガス:キセノンガス
外側電極(30):材質;Ni合金、軸方向長さ;1200mm
内側電極(20):各々3枚の電極部材が軸方向に連設された一対の内側電極体により構成(3対6枚の電極部材)
内側電極体(21):軸方向長さ;1200mm
第1の電極部材(22):厚さ0.2mmのステンレス鋼製薄板を半円筒状に成形したもの、外径;約φ14mm、長さ方向寸法;約600mm
第2の電極部材(23):厚さ0.2mmのステンレス鋼製薄板を半円筒状に成形したもの、外径;約φ14mm、長さ方向寸法;約50mm
第3の電極部材(24):厚さ0.2mmのステンレス鋼製薄板を半円筒状に成形したもの、外径;約φ14mm、長さ方向寸法;約600mm
重ね合わせ部(25):長さ方向寸法;25mm
第1の電極部材と第3の電極部材の端縁間の離間距離(L):1mm
内側電極体の周方向における端縁間の空隙(G):1mm
押圧部材(28):厚さ0.2mm、幅10mmのステンレス鋼製薄板を円弧状に成形したCバネ、外径;約φ16mm、数;10個、配置位置;150mm±50mmの範囲内の間隔毎(電極部材の重ね合わせ部の位置は30mmである。)
[Example 1]
In accordance with the configuration shown in FIG. 1, an excimer lamp having the following specifications (hereinafter referred to as “lamp A1”) was manufactured.
<Lamp A1 specification>
Discharge vessel (10): material: synthetic quartz glass, total length: 1300 mm (effective light emission length: 1200 mm)
Outer tube (11): outer diameter; 40 mm
Inner tube (12): inner diameter; 14 mm
Discharge gas: Xenon gas Outer electrode (30): Material: Ni alloy, axial length: 1200 mm
Inner electrode (20): Each electrode is composed of a pair of inner electrode bodies in which three electrode members are connected in the axial direction (three to six electrode members).
Inner electrode body (21): axial length; 1200 mm
First electrode member (22): a stainless steel thin plate having a thickness of 0.2 mm formed into a semi-cylindrical shape, outer diameter: about φ14 mm, lengthwise dimension: about 600 mm
Second electrode member (23): a stainless steel thin plate having a thickness of 0.2 mm formed into a semi-cylindrical shape, outer diameter: about φ14 mm, lengthwise dimension: about 50 mm
Third electrode member (24): a stainless steel thin plate having a thickness of 0.2 mm formed into a semi-cylindrical shape, outer diameter: about φ14 mm, lengthwise dimension: about 600 mm
Overlapping part (25): lengthwise dimension: 25 mm
Separation distance (L) between the edges of the first electrode member and the third electrode member: 1 mm
Gap between edges in the circumferential direction of the inner electrode body (G): 1 mm
Pressing member (28): C spring formed by arcuate stainless steel thin plate having a thickness of 0.2 mm and a width of 10 mm, outer diameter: about φ16 mm, number: 10 pieces, arrangement position: spacing within a range of 150 mm ± 50 mm Every (the position of the overlapping part of the electrode member is 30 mm)

〔比較例1〕
実施例1において作製したエキシマランプにおいて、内側電極の構成を以下のように変更したことの他は、実施例1に係るエキシマランプと同一の仕様を有する比較用のエキシマランプ(以下、「ランプB1」とする。)を作製した。
内側電極:各々厚さ0.2mmのステンレス鋼製薄板が半円筒状に成形された一対の電極部材により構成
電極部材:外径;約φ14mm、長さ方向寸法;1200mm
[Comparative Example 1]
The excimer lamp manufactured in Example 1 is a comparative excimer lamp (hereinafter referred to as “Lamp B1”) having the same specifications as the excimer lamp according to Example 1 except that the configuration of the inner electrode is changed as follows. ").
Inner electrode: composed of a pair of electrode members each formed of a semi-cylindrical stainless steel plate having a thickness of 0.2 mm Electrode member: outer diameter: about φ14 mm, lengthwise dimension: 1200 mm

〔実施例2〕
実施例1において作製したエキシマランプにおいて、一方の重ね合わせ部を押圧する押圧部材を、重ね合わせ部の範囲内において1mm軸方向外方側にずらした位置に配置したことの他は、実施例1に係るエキシマランプと同一の仕様を有するエキシマランプ(以下、「ランプA2」とする。)を作製した。
[Example 2]
In the excimer lamp manufactured in Example 1, the pressing member that presses one of the overlapping portions is disposed at a position shifted to the outer side in the axial direction by 1 mm within the range of the overlapping portion. An excimer lamp (hereinafter referred to as “lamp A2”) having the same specifications as the excimer lamp according to the present invention was manufactured.

〔比較例2〕
比較例1において作製したエキシマランプにおいて、実施例2に係るエキシマランプにおいて配置位置を変更した押圧部材に対応する押圧部材を1mm軸方向外方側にずらした位置に配置したことの他は、比較例1に係るエキシマランプと同一の仕様を有する比較用のエキシマランプ(以下、「ランプB2」とする。)を作製した。
[Comparative Example 2]
In the excimer lamp manufactured in Comparative Example 1, a comparison was made except that the pressing member corresponding to the pressing member whose arrangement position was changed in the excimer lamp according to Example 2 was arranged at a position shifted to the outer side in the 1 mm axial direction. A comparative excimer lamp (hereinafter referred to as “lamp B2”) having the same specifications as the excimer lamp according to Example 1 was manufactured.

実施例1、2に係るランプA1、A2および比較例1、2に係るランプB1、B2の各々を、3時間の間連続して点灯した後、1時間の間消灯させる動作を1サイクルとして100回(サイクル)繰り返して行ったときの内側電極の外端縁の変位量を調べた。ここに、ランプは、放電空間の長さ1cmあたりの入力が約10Wとなる条件で点灯させた。   Each of the lamps A1 and A2 according to Examples 1 and 2 and the lamps B1 and B2 according to Comparative Examples 1 and 2 is continuously turned on for 3 hours and then turned off for 1 hour as one cycle. The amount of displacement of the outer edge of the inner electrode when repeated (cycle) was examined. Here, the lamp was lit under the condition that the input per 1 cm length of the discharge space was about 10 W.

以上の結果、比較用のランプB1においては、内側電極の外端縁の変位量が最大で1mmであったのに対して、本発明に係るランプA1においては、内側電極の外端縁の変位量は極めて小さく、内側電極の外端縁の変位量を小さく抑制することができることが判明した。
また、本発明に係るランプA2においては、内側電極の外端縁の変位量が最大で2.0mmであり、ランプA1に比して、内側電極の外端縁の変位量が大きく変動しないことが判明した。すなわち、押圧部材の配置位置によって、内側電極の外端縁の変位量が大きく変動しないことが判明した。これに対して、比較用のランプB2においては、内側電極の外端縁の変位量が最大で30mmであり、比較用のランプB1よりも内側電極の外端縁の最大変位量が大きくなることが判明した。すなわち、押圧部材の配置位置によって、内側電極の外端縁の変位量が大きく変動することが判明した。
As a result, in the comparative lamp B1, the displacement amount of the outer edge of the inner electrode was 1 mm at the maximum, whereas in the lamp A1 according to the present invention, the displacement of the outer edge of the inner electrode was changed. It has been found that the amount is extremely small, and the amount of displacement of the outer edge of the inner electrode can be suppressed to be small.
Further, in the lamp A2 according to the present invention, the displacement amount of the outer edge of the inner electrode is 2.0 mm at the maximum, and the displacement amount of the outer edge of the inner electrode does not vary greatly compared to the lamp A1. There was found. That is, it has been found that the amount of displacement of the outer edge of the inner electrode does not vary greatly depending on the position of the pressing member. In contrast, in the comparative lamp B2, the maximum displacement amount of the outer edge of the inner electrode is 30 mm, and the maximum displacement amount of the outer edge of the inner electrode is larger than that of the comparative lamp B1. There was found. That is, it has been found that the amount of displacement of the outer edge of the inner electrode varies greatly depending on the position of the pressing member.

10 放電容器
11 外側管
12 内側管
13 端壁
13a チップ管
15 ゲッター室
16 ゲッター隔離板
18 ゲッター
20 内側電極
21 内側電極体(接合体)
22 第1の電極部材
23 第2の電極部材
24 第3の電極部材
25 重ね合わせ部
28 円弧状板バネ(Cバネ)
30 外側電極
40 放電容器
41 外側管
42 内側管
45 外側電極
46 内側電極
48 押圧部材
50 高周波高圧電源
C 放電容器の管軸
G 空隙
S 放電空間
W 接合箇所
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Discharge vessel 11 Outer tube 12 Inner tube 13 End wall 13a Tip tube 15 Getter chamber 16 Getter separator 18 Getter 20 Inner electrode 21 Inner electrode body (joined body)
22 1st electrode member 23 2nd electrode member 24 3rd electrode member 25 Overlapping part 28 Arc shaped leaf | plate spring (C spring)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Outer electrode 40 Discharge vessel 41 Outer tube 42 Inner tube 45 Outer electrode 46 Inner electrode 48 Pressing member 50 High frequency high voltage power source C Discharge vessel tube axis G Gap S Discharge space W Joint location

Claims (2)

外側管と内側管とが同軸上に配置された二重管構造の放電容器と、前記外側管の外周面に配置された外側電極と、前記内側管の内周面に配置された、前記放電容器の軸方向に沿って延びる内側電極とを備えており、前記外側管と前記内側管との間に形成された放電空間内に放電用ガスが充填されてなるエキシマランプであって、
前記内側電極は複数の電極部材よりなり、隣接する電極部材の長さ方向の端部同士が重ね合わせられた重ね合せ部において、当該隣接する電極部材が点溶接されており、
当該重ね合せ部において当該内側電極を前記内側管に押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とするエキシマランプ。
A discharge vessel having a double tube structure in which an outer tube and an inner tube are coaxially disposed, an outer electrode disposed on an outer peripheral surface of the outer tube, and the discharge disposed on an inner peripheral surface of the inner tube. An excimer lamp comprising an inner electrode extending along the axial direction of the container, wherein a discharge gas is filled in a discharge space formed between the outer tube and the inner tube,
The inner electrode is composed of a plurality of electrode members, and the adjacent electrode members are spot-welded in the overlapping portion in which the end portions in the length direction of the adjacent electrode members are overlapped,
An excimer lamp, wherein a pressing member that presses the inner electrode against the inner tube is provided in the overlapping portion.
前記内側電極は、3枚以上の電極部材よりなり、
前記放電容器の軸方向に互いに隣接する3枚の電極部材における中央の電極部材の長さ方向の寸法が、他の2つの電極部材の長さ方向の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のエキシマランプ。
The inner electrode is composed of three or more electrode members,
The lengthwise dimension of the central electrode member in the three electrode members adjacent to each other in the axial direction of the discharge vessel is smaller than the lengthwise dimension of the other two electrode members. 1. An excimer lamp according to 1.
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