JP2019185856A - エキシマランプ、光照射装置、及び、オゾン発生装置 - Google Patents

エキシマランプ、光照射装置、及び、オゾン発生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 照度の低下、放電の偏り、及び、電力の損失を低減しつつ、暗黒下での始動性を確保することが可能なエキシマランプを提供すること。【解決手段】 発光ガスが封入された発光管と、発光管の外面に設けられた一対の電極と、発光管の内面に設けられた始動補助部材とを備え、始動補助部材は、少なくとも、一対の電極よりも外側の領域Xに設けられており、始動補助部材に近い方の電極と始動補助部材との距離Aが、一対の電極間の距離Yよりも近いエキシマランプ。【選択図】 図3

Description

本発明は、エキシマランプ、光照射装置、及び、オゾン発生装置に関する。
従来、紫外線ランプを用いたオゾン発生装置が知られている。オゾンを発生させるための紫外線ランプとしては、水銀ランプや、エキシマランプ(例えば、キセノンエキシマランプ)が知られている。
紫外線ランプは、例えば、ダクト・風路の途中に配置され、通常、照度の低い環境で点灯・使用される。このため、暗黒下でも確実な始動性(暗黒始動性)が要求される。
特許文献1には、エキシマ分子を生成する放電用ガスが充填された放電空間と、前記放電用ガスに放電を誘起せしめるための一対の電極を有し、前記電極のうちの少なくとも一方と前記放電空間との間に誘電体が介在するように構成され、前記放電空間において紫外線を発生するエキシマランプが開示されている(請求項1等参照)。
特許文献2には、希ガスが封入されたガラス管の外面に一対の電極が配設されるとともに、このガラス管内面の一部に導電性物質を配置した外部電極型希ガス放電ランプにおいて、前記導電性物質は、一方の電極が存在する位置と他方の電極が存在する位置とを結ぶようにガラス管内部に位置していることが開示されている(請求項1、段落[0017]等参照)。
特開2016−126934号公報 特開2008−034272号公報
特許文献1や特許文献2では、2つの電極間(高電圧側の電極と低電圧側の電極の間)の距離を実質的に短くして始動性を改善しようとするものである。そのため、放電経路内、つまり、高電圧側の電極と低電圧側の電極との間に導電性物質等を設けることとしている。
しかしながら、特許文献1や特許文献2の構成では、点灯後、導電性物質等が光を遮り、照度を低下させるおそれがある。また、点灯後、導電性物質等の近傍に放電が偏り、照度ムラが発生するおそれがある。また、点灯後は、消灯しない限り、導電性物質等に電流が流れ続けることになるため、電力の損失が増え、光への変換効率が低下するおそれがある。特に1〜数W程度の比較的小さい電力のエキシマランプでは、これらの不都合は顕著な問題となる。
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、照度の低下、放電の偏り、及び、電力の損失を低減しつつ、暗黒下での始動性を確保することが可能なエキシマランプを提供することにある。
また、本発明は、当該エキシマランプを備える光照射装置を提供することにある。
また、本発明は、当該エキシマランプを備えるオゾン発生装置を提供することにある。
本発明者は、エキシマランプについて鋭意研究を行った。その結果、始動補助部材を、発光管内面における、高電圧側の電極よりも外側の領域に設けると、驚くべきことに、照度の低下、放電の偏り、及び、電力の損失を低減しつつ、暗黒下での始動性が良好となることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係るエキシマランプは、
発光ガスが封入された発光管と、
前記発光管の外面に設けられた一対の電極と、
前記発光管の内面に設けられた始動補助部材とを備え、
前記始動補助部材は、少なくとも、前記一対の電極よりも外側の領域Xに設けられており、
前記始動補助部材に近い方の電極と前記始動補助部材との距離Aが、前記一対の電極間の距離Yよりも近いことを特徴とする。
上述したように、従来、エキシマランプにおける始動性改善の手法として、放電経路内、つまり、高電圧側の電極と低電圧側の電極との間に導電性物質等を設けることが考えられてきた。一方、本願発明は、上記従来技術の思想とは全く異なる思想の発明である。すなわち、本願発明は、始動補助部材を、発光管内面における、高電圧側の電極よりも外側の領域に設けると、驚くべきことに、暗黒下での始動性が良好となることを発見したことにより完成された発明である。このような効果は、後述する実施例の記載からも明らかである。
本発明のエキシマランプによれば、一対の電極のうち、前記始動補助部材に近い方の電極を高電圧側の電極とすれば、暗黒下での始動性が良好となる。なお、一対の電極のうち、前記始動補助部材に遠い方の電極を高電圧側の電極としても、暗黒下での始動性は、良好にはならない。
本発明者は、始動補助部材を設けない場合と比較して、暗黒下での始動性が良好となる理由として、以下の(1)、(2)の両方、又は、いずれか一方と推察している。
(1)高電圧側の電極からの距離が近い始動補助部材に電子が飛びやすく、一度、高電圧側の電極と始動補助部材との間で放電が起こると、その後は、一対の電極間において安定的に放電が継続する。
(2)発光管内は暗黒下に放置されると、放電開始のための電子が少なくなってしまう。高電圧側の電極近くに始動補助部材を設けることで始動補助部材が帯電し電子が飛び出し易くなる。電子が飛び出し易くなることで放電が起こり易くなる。
また、通常、エキシマランプにおいては発光管の電極間部分から出射される光が利用される。本発明のエキシマランプによれば、始動補助部材が、一対の電極よりも外側の領域Xに設けられているため、出射する光が遮られる範囲を少なくすることができる。その結果、照度低下を抑制することができる。
また、前記領域Xでは、点灯後は、放電がほぼ起こらない。従って、前記領域Xにおいて点灯後に放電の偏りが生じることを抑制することができる。また、前記領域Xでは、点灯後は、放電がほぼ起こらないため、点灯後の電力の損失を低減することができる。
このように、本発明に係るエキシマランプによれば、一対の電極のうち、始動補助部材に近い方の電極を高電圧側の電極とすれば、照度の低下、放電の偏り、及び、電力の損失を低減しつつ、暗黒下での始動性を確保することが可能となる。
前記構成において、前記発光管は、第1端部及び第2端部を有する円筒部と、前記第1端部から連続的に形成され、前記第1端部から遠ざかるにつれて径が小さくなる第1縮径部と、前記第2端部から連続的に形成され、前記第2端部から遠ざかるにつれて径が小さくなる第2縮径部とを有し、
前記一対の電極は、第1電極と第2電極とで構成されており、
第1電極は、前記第1端部の外周面に設けられており、
第2電極は、前記第2端部の外周面に設けられていることが好ましい。
前記構成によれば、第1縮径部、又は、第2縮径部に始動補助部材を設ければよい。従って、第1縮径部、又は、第2縮径部に容易に始動補助部材を設けることができる。
前記構成において、前記始動補助部材は、電極が形成されている領域に重複しないように形成されていることが好ましい。
始動補助部材が、電極が形成されている領域に重複しないように形成されていると、実施例からも分かるように、暗黒下での始動性がより良好となる。
前記構成において、前記始動補助部材は、カーボンであることが好ましい。
エキシマランプの製造工程において、始動補助部材を発光管内面に設けた後に、例えば、ひずみ取りのための加熱等が行われる場合がある。ここで、カーボンは熱安定性が高い。そこで、前記始動補助部材がカーボンであると、加熱等により始動補助部材が蒸発すること等を抑制することができ、エキシマランプとしての信頼性を高めることができる。
また、本発明に係る光照射装置は、
前記エキシマランプを備え、
前記始動補助部材は、少なくとも、高電圧側の電極よりも外側の領域Xに設けられていることを特徴とする。
前記構成によれば、前記エキシマランプを備え、前記始動補助部材が、少なくとも、高電圧側の電極よりも外側の領域Xに設けられているため、照度の低下、放電の偏り、及び、電力の損失を低減しつつ、暗黒下での始動性を確保された光照射装置を提供することができる。
また、本発明に係るオゾン発生装置は、
前記エキシマランプを備え、
前記始動補助部材は、少なくとも、高電圧側の電極よりも外側の領域Xに設けられていることを特徴とする。
前記構成によれば、前記エキシマランプを備え、前記始動補助部材が、少なくとも、高電圧側の電極よりも外側の領域Xに設けられているため、照度の低下、放電の偏り、及び、電力の損失を低減しつつ、暗黒下での始動性を確保されたオゾン発生装置を提供することができる。
本発明によれば、照度の低下、放電の偏り、及び、電力の損失を低減しつつ、暗黒下での始動性を確保することが可能なエキシマランプを提供することができる。また、当該エキシマランプを備える光照射装置を提供することができる。また、当該エキシマランプを備えるオゾン発生装置を提供することができる。
本実施形態に係るオゾン発生装置を模式的に示す斜視図である。 図1に示したオゾン発生装置において、説明のために筐体の手前半分を取り除いた様子を示す正面図である。 (a)は、図1に示したオゾン発生装置が備えるエキシマランプの管軸方向断面図であり、(b)は、そのZ1−Z1断面図であり、(c)は、そのZ2−Z2断面図である。 図3(a)に示したエキシマランプが備える発光管の正面図である。 点灯遅れを評価するためのラウエプロットである。 点灯遅れを評価するためのラウエプロットである。
まず、本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置について、図面を参照しつつ、以下説明する。なお、エキシマランプは、オゾン発生装置に備えられているため、エキシマランプについては、オゾン発生装置の説明の中で説明することとする。
図1は、本実施形態に係るオゾン発生装置を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示したオゾン発生装置において、説明のために筐体の手前半分を取り除いた様子を示す正面図である。
図1、図2に示すように、オゾン発生装置10は、筐体12と、エキシマランプ20とを備える。
図3(a)は、図1に示したオゾン発生装置が備えるエキシマランプの管軸方向断面図であり、図3(b)は、そのZ1−Z1断面図であり、図3(c)は、そのZ2−Z2断面図である。図4は、図3(a)に示したエキシマランプが備える発光管の正面図である。
エキシマランプ20は、発光ガスが封入された発光管22と、第1電極24aと、第2電極24bと、発光管22の内面に設けられた始動補助部材29とを有する。
発光管22は、円筒部30と、第1縮径部33aと、第2縮径部33bとを有する(図4参照)。
円筒部30は、断面がドーナツ状の中空円筒状であり、一方の端(図4では左端)に第1端部31aを有し、他方の端(図4では右端)に第2端部31bを有する。
第1縮径部33aは、第1端部31aから遠ざかる方向(図4では左方向)に、第1端部31aから連続的に形成されている。第1縮径部33aは、第1端部31aから遠ざかるにつれて径が小さくなり、端面34aで閉じられている。
第2縮径部33bは、第2端部31bから遠ざかる方向(図4では右方向)に、第2端部31bから連続的に形成されている。第2縮径部33bは、第2端部31bから遠ざかるにつれて径が小さくなり、端面34bで閉じられている。
なお、端面34a、端面34bは、閉じられていればその形状は、特に限定されず、曲面であっても平面であってもよい。また、閉じる際に生じた突起等が存在していてもよい。
なお、本実施形態では、エキシマランプ20が誘電体バリア放電を利用したエキシマランプである場合について説明するが、本発明においてエキシマランプは、エキシマからの光を出射するランプであればよく、誘電体バリア放電を利用する場合に限定されない。
発光管22の形状としては、内部が密閉された管状であれば、その形状は限定されないが、本実施形態のように、両端が封止された円管状であることが好ましい。
発光管22の材質としては、特に限定されないが、紫外線を透過する材質であることが好ましく、例えば、石英ガラス等が挙げられる。
前記発光ガスとしては、酸素に照射することによりオゾンを発生させることが可能な波長の光を出射可能とするものであれば特に限定されない。前記発光ガスとしては、キセノン(出射波長:172nm)が挙げられる。
第1電極24aは、第1端部31aの外周面に設けられている。第2電極24bは、第2端部31bの外周面に設けられている。本実施形態では、第1電極24aは、高電圧側の電極であり、第2電極24bは、低電圧側の電極である。なお、第1電極24a(高電圧側の電極)に印加する電圧は、正高圧、負高圧のいずれであってもよい。
第1電極24a及び第2電極24bの形状は特に限定されないが、本実施形態のように、円筒状であることが好ましい。円筒状であれば、より好適に誘電体バリア放電を起こすことができるからである。第1電極24a及び第2電極24bの形状の他の例としては、例えば、断面C字状やコイル状が挙げられる。
第1電極24a及び第2電極24bが発光管22の外周面を被覆する面積としては、始動性の観点から、より大きい方が好ましい。従って、本実施形態のように、円筒状であることが好ましい。
本実施形態では、第1電極24aは、第1縮径部33a上には延設されていない。つまり、第1電極24aは、発光管22の円筒部30のみに接しており第1縮径部33aには接していない。また、第2電極24bは、第2縮径部33b上には延設されていない。つまり、第2電極24bは、発光管22の円筒部30のみに接しており第2縮径部33bには接していない。
第1電極24a、第2電極24bの材質としては、特に限定されないが、高温での耐酸化性や耐熱衝撃性の観点から、ステンレス、カンタル(鉄クロム合金)が好ましい。
始動補助部材29は、一対の電極(第1電極24a、及び、第2電極24b)よりも外側の領域Xに設けられている。より具体的に、始動補助部材29は、第1電極24aから距離Aを空けた位置から端面34までを覆うように、発光管22の内面に設けられている。
なお、本明細書において距離Aは、電極の最も外側の位置から始動補助部材の最も内側の位置までの最短距離をいう。
前記距離Aは、一対の電極間の距離Y(第1電極24aと第2電極24bとの距離)よりも近い。前記距離Aが前記距離Yよりも近いため、高電圧側の電極(第1電極24a)からの距離が近い始動補助部材29に電子が飛びやすく、一度、高電圧側の電極(第1電極24a)と始動補助部材29との間で放電が起こると、その後は、一対の電極間において安定的に放電が継続すると推察している。
なお、本明細書において距離Yは、一方の電極の最も他方の電極に近い位置から、他方の電極の最も前記一方の電極に近い位置までをいう。本実施形態では、距離Yは、第1電極24aの最も第2電極24bに近い位置(図3(a)では第1電極24aの右端)から、第2電極24bの最も第1電極24aに近い位置(図3(a)では第2電極24bの左端)までの距離である。
前記距離Aは、正の値である場合、小さいことが好ましい。前記距離Aが小さいほど、暗黒下での始動性が良好となる。このことは、後述する実施例から明らかである。その理由として、本発明者は、始動補助部材29が高電圧側の電極(第1電極24a)に近ければ近いほど、第1電極24aから始動補助部材29に電子が飛びやすいためと推察している。
また、前記距離Aが正の値であると、始動補助部材29は、発光管22から出射される光を遮らない位置に配置されることになる。その結果、照度低下を抑制することができる。
また、前記距離Aが正の値であると、前記領域Xでは、点灯後は、放電がほぼ起こらない。従って、前記領域Xにおいて点灯後に放電の偏りが生じることを抑制することができる。また、前記領域Xでは、点灯後は、放電がほぼ起こらないため、点灯後の電力の損失を低減することができる。
始動補助部材29は、第1電極24aよりも外側の領域Xの少なくとも一部に設けられているならば、前記距離Aは0(ゼロ)であってもよい。つまり、始動補助部材29は、第1電極24aが形成されている領域に重複するように形成されていてもよい。この場合であっても、始動補助部材29を形成していない場合に比して、暗黒下での始動性が良好である。その理由として第一電極24aに重複するように始動補助部材29を設けることで始動補助部材29が帯電し電子が飛び出し易くなる。電子が飛び出し易くなることで放電が起こり易くなると推察している。
また、始動補助部材29は、第1電極24aよりも外側の領域Xの少なくとも一部に設けられているならば、第1電極24aよりも内側の領域にも設けられていても構わない。この場合であっても、始動補助部材29を形成していない場合に比して、暗黒下での始動性が良好である。その理由として第一電極24aに重複するように始動補助部材29を設けることで始動補助部材29が帯電し電子が飛び出し易くなる。電子が飛び出し易くなることで放電が起こり易くなると推察している。
ただし、第1電極24aよりも内側の領域に始動補助部材29を設けると、その部分は、発光管22から出射される光を遮ることになる。従って、第1電極24aよりも内側に始動補助部材29を設ける場合には、その領域はある程度狭いことが好ましい。例えば、第1電極24aよりも内側に始動補助部材29を設ける場合には、前記距離Yの長さを100%としたときに、10%の長さまで(より好ましくは、5%の長さまで)であれば、第1電極24aよりも内側の領域に始動補助部材29を設けても構わない。また、第1電極24aよりも内側に始動補助部材29を設ける場合、後述する保護部14内であっても構わない。
始動補助部材29の材料としては、導電性物質や、易電子放出物質が挙げられる。前記導電性物質としては、炭素(カーボン)、白金、金、銀、ニッケル、ITO(Indium Tin Oxide,酸化インジウムスズ)、FTO(F−doped Tin Oxide,フッ素ドープ酸化スズ)等が挙げられる。また、前記易電子放出物質としては、酸化マグネシウム(MgO)や酸化ランタン(La)、酸化セリウム(CeO)、酸化イットリウム(Y)、酸化ジルコニウム(ZrO)、ホウ化ランタン(LaB)等の金属化合物等が挙げられる。始動補助部材29の材料としては、なかでも、カーボンが好ましい。カーボンは熱安定性が高いため、加熱等により付設後の始動補助部材29が蒸発すること等を抑制することができ、エキシマランプ20としての信頼性を高めることができる。
発光管22への発光ガスの封入方法の一例として、まず、断面がドーナツ状で、両端が開放された中空円筒状の筒を準備する。次に、前記筒の一方の端を熱溶融により閉じる。これにより、縮径部が得られる。次に、領域Xとなる部分に始動補助部材29を形成する。始動補助部材29を形成する方法としては、始動補助部材29の材料を蒸着する方法や、塗布する方法が挙げられる。次に、一方の端が閉じられた前記筒内を減圧し(好ましくは、真空にし)、前記筒内に発光ガスを導入する。その後、速やかに前記筒の他方の端を熱溶融に閉じる。以上により、発光ガスを発光管22内に封入することができる。
エキシマランプ20によれば、始動補助部材29が第1電極24aよりも外側の領域Xに設けられているため、第1電極24aを高電圧側の電極とすれば、暗黒下での始動性が良好となる。
エキシマランプ20では、電極24間に交流の高電圧が印加されると、発光管22内の空間28に誘電体バリア放電が誘起される。そして、これにより発光ガスが励起されて、エキシマ状態となり、エキシマ状態から元の状態(基底状態)に戻るときに、そのエキシマ特有のスペクトルを発光(エキシマ発光)する。
エキシマランプ20は、電極が発光管の内部にはなく、外周面にのみ存在する。従って、エキシマランプ20は、発光管22内に始動補助部材29を設け、発光ガスを封入し、その後、外周面に電極24を設ければよく、製造が容易である。
また、エキシマランプ20は、電極が発光管の内部になく、発光管の内部と外部とを電気的に接続する配線が不要である。従って、発光管22の壁面を貫く部材が存在しない。そのため、エキシマランプ20の信頼性を高く維持できる。
上述の通り、エキシマランプ20は、電極が発光管の内部にはなく、外周面にのみ存在する。従って、エキシマランプ20は、小型のものを製造しやすい。小型化が容易である観点から、エキシマランプ20の各寸法としては、管軸方向の全長が好ましくは10〜150mm、より好ましくは10〜100mm、さらに好ましくは10〜50mmである。また、電極間距離が、好ましくは3〜130mm、より好ましくは3〜80mm、さらに好ましくは3〜30mmである。なお、前記の電極間距離とは、各電極の最も近い部分同士の距離をいう。また、円筒状である場合、外径が好ましくは3〜20mm、より好ましくは3〜15mm、さらに好ましくは3〜10mmである。また、発光管22の肉厚としては、好ましくは0.1〜2mm、より好ましくは0.1〜1mm、さらに好ましくは0.1〜0.5mmである。
なお、エキシマランプ20の各寸法は、特に小型化の必要がない等の場合には、上記寸法に限定されない。ただし、電極間距離が大きくなると発光管22内で絶縁破壊が起こらなくなる場合があるため、印加電圧との兼ね合いで各寸法を設定することが好ましい。
筐体12は、U字状である。筐体12は、一方の電極24(第1電極24a)を覆うように設けられた第1保護部14aと、他方の電極24(第2電極24b)を覆うように設けられた第2保護部14bとを有する。また、筐体12は、第1保護部14aと第2保護部14bとを接続する接続部16を有する。つまり、筐体12は、第1保護部14aと接続部16と第2保護部14bとが一体的に形成されて、U字状の筐体12を構成している。また、第1保護部14aと第2保護部14bとは、離間している。
オゾン発生装置10では、第1電極24aを第1保護部14aで覆い、第2電極24bを第2保護部14bで覆い、第1保護部14aと第2保護部14bとが離間しているため、第1電極24aと第2電極24bとは保護部14(第1保護部14a、第2保護部14b)で覆われ、発光管22の管軸方向中央部は、露出する。このような構成とすることにより、発光管22から出射する光を大きく遮ることなく、電極(第1電極24a、第2電極24b)を保護部14(第1保護部14a、第2保護部14b)により覆うことができる。これにより、オゾン発生効率を高く維持しつつ、電極がオゾンにより劣化されることを防止できる。また、使用環境に存在する水分が電極部に到達することも避けることができる。
保護部14(第1保護部14a、第2保護部14b)には、発光管22の管径に対応する開口18が形成されている。保護部14に発光管22の管径に対応する開口18が形成されているため、開口18に発光管22を配置させることができる。また、開口18は、発光管22の管径に対応する開口であるため、筐体12外で発生したオゾンが極力、筐体12内に進入することを防止することができる。
発光管22と接続部16とは、離間しており、発光管22と接続部16との間に通風領域32が形成されている。発光管22と接続部16とが離間され、通風領域32が形成されているため、発光管22から出射される光を、発光管22の全方向から効率よく酸素に当てることができ、オゾンの発生量をより多くすることができる。また、発光管22と接続部16とが離間しているため、接続部16が発光管22から出射される光により劣化することを防止することができる。つまり、通風領域32において発光管22から出射される光が酸素に当たり、前記光が弱められるため、接続部16の劣化を防止することができる。
発光管22と接続部16との離間距離としては、接続部16の劣化防止、及び、オゾン発生量増加の観点から、好ましくは1mm以上、より好ましくは5mm以上、さらに好ましくは10mm以上である。また、前記離間距離は、オゾン発生装置10の小型化の観点から、好ましくは30mm以下、より好ましくは25mm以下、さらに好ましくは20mm以下である。なお、発光管と接続部との離間距離とは、発光管と接続部との最も近い部分同士の距離をいう。
図2に示すように、筐体12内には、インバータ等のエキシマランプに給電するための電装体36が収容されている。電装体36とエキシマランプ20の電極24とは、配線38により電気的に接続されている。電装体36が筐体12内に収容されているため、電装体36が外部ノイズに影響を受けることを防止できる。また、電装体36から発し得るノイズが外部に漏れることを防止できる。筐体12の内面には、従来公知の電磁波シールド層(例えば、電磁波シールド用のフィルム等)が設けられていてもよい。
以上、オゾン発生装置10について説明した。
上述した実施形態では、保護部が筐体の一部である場合について説明した。すなわち、電極が筐体の一部である保護部により覆われている場合について説明した。しかしながら、本発明における保護部は、筐体に限定されない。例えば、前記保護部は、電極に接着剤を塗布し、硬化させたものであってもよい。すなわち、前記保護部は、電極を覆うように設けられた硬化後の接着剤であってもよい。
上述したオゾン発生装置の用途(設置場所)は、特に限定されないが、小型とすることができるため、設置スペースの限られている場所にも好適に使用できる。例えば、空気調和装置の内部や、脱臭機能付きトイレ等に好適に使用できる。
上述の実施形態では、エキシマランプからオゾンを発生させることが可能な波長の光(紫外線)を出射する場合について説明した。すなわち、エキシマランプをオゾン発生装置に用いる場合について説明した。しかしながら、本発明においてエキシマランプから出射される光はこの例に限定されず、例えば、発光ガスを塩化クリプトン(出射波長:222nm)、臭化クリプトン(出射波長:207nm)等として、紫外光を利用してもよい。また、例えば、可視光であってもよい。具体的には、例えば、発光管の内面に、紫外線が照射されると可視光を出射する蛍光体を塗布した構成であってもよい。これらの場合、始動補助部材が設けられている側の電極を高電圧側とすれば照明装置等の光照射装置として使用することができる。
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
<エキシマランプの作製>
(実施例1)
まず、10mm径の石英製のガラス管の一方の端を熱溶融により閉じて、縮径部を得た。次に、0.5mm径の蒸着用のカーボン芯を3mmにカットし、縮径部を下側にして前記ガラス管に入れた。その後、前記カーボン芯を高周波で加熱した。高周波による加熱では、カーボンのみが加熱され、ガラス管は加熱されない。従って、カーボンは蒸発し、冷えたガラス内表面に付着した。その後、キセノンとネオンとの混合ガス(Xe:Ne=3:7)を100Torr封入し、他方の端を熱溶融に閉じた。以上により、全長が40mmの発光管を得た。なお、ネオンは、発光に寄与しないバッファーガスである。
次に、電極の間隔(距離Y(図3(a)参照))が20mmとなるように、左右均等に一対の電極を設置した。以上により、実施例1に係るエキシマランプを得た。なお、電極の幅は、3mmである。その結果、カーボンに近い方の電極とカーボンとの距離Aは、
3mmとなった。実施例1に係るエキシマランプを10本作製した。
(実施例2)
蒸着用のカーボン芯を5mmにカットしたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2に係るエキシマランプを得た。その結果、カーボンに近い方の電極とカーボンとの距離Aは、1mmとなった。実施例2に係るエキシマランプを10本作製した。
(実施例3)
蒸着用のカーボン芯を6mmにカットしたこと以外は、実施例1と同様にして実施例3に係るエキシマランプを得た。その結果、カーボンに近い方の電極とカーボンとの距離Aは、0mmとなった。なお、カーボンに近い方の電極よりも内側には、カーボン膜は存在していない。実施例3に係るエキシマランプを10本作製した。
(実施例4)
蒸着用のカーボン芯を8mmにカットしたこと以外は、実施例1と同様にして実施例4に係るエキシマランプを得た。その結果、カーボンに近い方の電極とカーボンとの距離Aは、0mmとなった。さらに、カーボンに近い方の電極よりも内側に、2mmのカーボン膜が存在していた。実施例4に係るエキシマランプを10本作製した。
(比較例1)
カーボンの蒸着膜を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして比較例1に係るエキシマランプを得た。比較例1に係るエキシマランプを10本作製した。
<始動遅れ時間の測定>
実施例、比較例に係るエキシマランプ(各10本)について、高電圧印加から絶縁破壊までの時間(始動遅れ時間)を測定した。この際、実施例1−4については、蒸着膜が形成されている側の電極を高電圧側とした。具体的には、まず、明光下に14時間放置し、その後、暗黒下に移動して、点灯電源で高電圧を印加した。点灯電源として、フライバック方式のインバータで、開放電圧が+4kV、周波数20kVのものを用いた。結果を、図5、図6に示す。
図5、図6は、点灯遅れを評価するためのラウエプロットである。横軸は、点灯遅れ時間を示し、縦軸は、横軸で示した点灯遅れ時間よりも点灯遅れ時間が遅いエキシマランプの本数を確率で示している。図6は、図5の横軸を変更した図である。
図5に示すように、カーボン蒸着膜を有していない比較例1に係るエキシマランプは、高電圧側電極よりも外側の領域にカーボン蒸着膜を有する実施例1〜4に係るエキシマランプと比較して、始動遅れ時間の長いものが多い傾向となった。
また、図6に示すように、実施例1〜4に係るエキシマランプの中では、始動遅れ時間が短いものから順に、実施例2、実施例1、実施例3、実施例4となった。実施例1、2と、実施例3、4との比較より、距離A(図3(a)参照)は、0よりも大きいことが好ましいことがわかった。また、実施例1と実施例2との比較より、距離Aが、正の値である場合には、距離Aは小さいほど好ましいことがわかった。また、実施例3と実施例4との比較より、電極よりも内側にはカーボン膜が存在しない方が好ましいことがわかった。
10 オゾン発生装置
12 筐体
14 保護部(第1保護部14a、第2保護部14b)
16 接続部
18 開口
20 エキシマランプ
22 発光管
24 電極(第1電極24a、第2電極24b)
28 空間
29 始動補助部材
30 円筒部
31a 第1端部
31b 第2端部
33a 第1縮径部
33b 第2縮径部
34a、34b 端面
32 通風領域
36 電装体
38 配線

Claims (6)

  1. 発光ガスが封入された発光管と、
    前記発光管の外面に設けられた一対の電極と、
    前記発光管の内面に設けられた始動補助部材とを備え、
    前記始動補助部材は、少なくとも、前記一対の電極よりも外側の領域Xに設けられており、
    前記始動補助部材に近い方の電極と前記始動補助部材との距離Aが、前記一対の電極間の距離Yよりも近いことを特徴とするエキシマランプ。
  2. 前記発光管は、第1端部及び第2端部を有する円筒部と、前記第1端部から連続的に形成され、前記第1端部から遠ざかるにつれて径が小さくなる第1縮径部と、前記第2端部から連続的に形成され、前記第2端部から遠ざかるにつれて径が小さくなる第2縮径部とを有し、
    前記一対の電極は、第1電極と第2電極とで構成されており、
    第1電極は、前記第1端部の外周面に設けられており、
    第2電極は、前記第2端部の外周面に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。
  3. 前記始動補助部材は、電極が形成されている領域に重複しないように形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のエキシマランプ。
  4. 前記始動補助部材は、カーボンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のエキシマランプ。
  5. 請求項1〜4のいずれか1に記載のエキシマランプを備え、
    前記始動補助部材は、少なくとも、高電圧側の電極よりも外側の領域Xに設けられていることを特徴とする光照射装置。
  6. 請求項1〜4のいずれか1に記載のエキシマランプを備え、
    前記始動補助部材は、少なくとも、高電圧側の電極よりも外側の領域Xに設けられていることを特徴とするオゾン発生装置。
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