JP3002367B2 - 誘電体バリヤ放電ランプ - Google Patents

誘電体バリヤ放電ランプ

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JP3002367B2
JP3002367B2 JP5246096A JP24609693A JP3002367B2 JP 3002367 B2 JP3002367 B2 JP 3002367B2 JP 5246096 A JP5246096 A JP 5246096A JP 24609693 A JP24609693 A JP 24609693A JP 3002367 B2 JP3002367 B2 JP 3002367B2
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discharge
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博光 松野
龍志 五十嵐
宣是 菱沼
立躬 平本
康彦 若畑
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光化学反応用
の紫外線光源として使用される放電ランプの一種で、誘
電体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成し、該エキ
シマ分子から放射される光を利用するいわゆる誘電体バ
リヤ放電ランプの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に関連した技術としては、例え
ば、日本国公開特許公報平2ー7353号があり、そこ
には、放電容器にエキシマ分子を形成する放電用ガスを
充填し、誘電体バリヤ放電(別名オゾナイザ放電あるい
は無声放電。電気学会発行改定新版「放電ハンドブッ
ク」平成1年6月再版7刷発行第263ページ参照)に
よってエキシマ分子を形成せしめ、該エキシマ分子から
放射される光を取り出す放射器、すなわち誘電体バリヤ
放電ランプについて記載されており、該放電容器は円筒
状であり、該放電容器の少なくとも一部は該誘電体バリ
ヤ放電の誘電体を兼ねており、該誘電体の少なくとも一
部は該エキシマ分子から放射される光に対して光透過性
であり、該光透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網
状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ランプ構造が記載
されている。上記のような誘電体バリヤ放電ランプは、
従来の低圧水銀放電ランプや高圧アーク放電ランプには
無い種々の特長を有しているため有用である。しかし、
上記のような誘電体バリヤ放電ランプは、放電容器の外
面に網状の電極が設けられているため、放電容器の外面
に異物が付着しやすく、この異物によって光り取り出し
窓が汚染されて、ランプによる光出力のばらつきが大き
いという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光出
力のばらつきが小さく、かつ、発光効率が高い円筒状誘
電体バリヤ放電ランプを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、少
なくとも外形が概略円筒状である放電容器に誘電体バリ
ヤ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが充
填され、該放電容器の外壁の少なくとも一部は、該エキ
シマ分子から放射される光に対して光透過性であり、か
つ、該誘電体バリヤ放電の誘電体を兼ねており、該光透
過性誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極が設けら
れた誘電体バリヤ放電ランプにおいて、該放電容器の少
なくとも一端に該導電性網状電極の外径を越える外径を
有する口金を設けた構成にすることによって達成され
る。また、該口金の材質をシリコンゴムあるいはフッ素
樹脂にすること、あるいは、該導電性網状電極を軸方向
に伸縮性を有する円筒状網にすることによって、本発明
の目的はよりいっそう達成される。
【0005】
【作用】本発明者等は、光出力のばらついた一群の誘電
体バリヤ放電ランプについて詳細な検討を行ったとこ
ろ、光出力低下の原因は以下のようであることを発見し
た。すなわち、外形が概略円筒状である放電容器の外壁
の少なくとも一部に導電性網状電極が設けられた誘電体
バリヤ放電ランプにおいては、該導電性網に埃等の異物
が捕獲されやすい。捕獲された異物は、ランプから放射
された紫外線によって分解し、光取り出し窓を広く汚染
し、光の透過率を低下させ、光出力を低下させる。本発
明者等は、該埃等の異物の捕獲は、該誘電体バリヤ放電
ランプの導電性網状電極が作業台、実験机等に直接接し
た場合に、特に多く発生することも発見した。すなわ
ち、上記した光出力のばらつきは、放電容器の外壁の少
なくとも一部に導電性網状電極が設けられた誘電体バリ
ヤ放電ランプに、特有の現象である。
【0006】少なくとも外形が概略円筒状である放電容
器に誘電体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成する
放電用ガスが充填され、該放電容器の外壁の少なくとも
一部は、該エキシマ分子から放射される光に対して光透
過性であり、かつ、該誘電体バリヤ放電の誘電体を兼ね
ており、該光透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網
状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ランプにおいて、
該放電容器の少なくとも一端に該導電性網状電極の外径
を越える外径を有する口金を設けると、該誘電体バリヤ
放電ランプを作業台、実験机等に直接置いたとしても、
導電性網状電極は作業台、実験机等に接触しないため埃
等の異物が付着することが少なく、従って、光取り出し
窓を汚染することがなく、光出力が低下しない誘電体バ
リヤ放電ランプが得られる。なお、この発明における該
導電性網状電極の外径とは、放電容器に装着した状態で
測定された網状電極の外径である。たとえば、直径dm
mの素線を交差させた円筒状網を直径Dmmの放電容器
に装着した場合の該導電性網状電極の外径は、dの4倍
とDの和になる。さらに、本発明における口金とは、誘
電体バリヤ放電ランプの放電容器とは独立したランプ保
持を目的とした構造物で、接着剤等による接着、あるい
は圧入などによって放電容器に固着されているものをい
う。
【0007】該口金に通気口を設けると、通気口を通し
て気体などをランプの中心部に流入させることが容易に
なり、すなわちランプの冷却が容易になり、高出力形の
誘電体バリヤ放電ランプが得られる。該口金をシリコン
ゴムあるいはフッ素樹脂で構成すると、該材料は弾力性
があるので、該口金を放電容器の端部に取り付け易いと
いう利点が生じる。さらに、該導電性網を軸方向に伸縮
性を有する円筒状網にすると、該円筒状導電性網の中に
概略円筒状である放電容器を挿入したのち、該円筒状導
電性網を軸方向に引っ張ると、該導電性網状電極の半径
は収縮して概略円筒状である該光透過性誘電体と該導電
性網状電極は完全に密着するので網と放電容器の間に空
隙が生じることが無く、その結果、埃等の異物が捕獲さ
れることが少なく、従って、光取り出し窓を汚染する事
がなく、光出力が低下しない誘電体バリヤ放電ランプが
得られる。
【0008】
【実施例】本発明の一実施例である同軸円筒形誘電体バ
リヤ放電ランプの概略図を図1に示す。放電容器1は全
長約150mmの石英ガラス製で、外径14mmの内側
管2、肉厚1mm内径約25mmの外側管3を同軸に配
置して中空円筒状にしたものである。外側管3は誘電体
バリヤ放電の誘電体バリヤと光取り出し窓を兼用してお
り、外面には光を透過する金属製網状電極4が設けられ
ている。内側管2の外表面には光反射板を兼ねたアルミ
ニウム電極5が設けられている。20は、アルミニウム
電極5を、化学的、機械的に保護する目的で設けた付加
型のシリコンゴムからなる保護膜である。また、放電容
器1の一端にバリウムゲッタ6が設けられている。
【0009】網状電極4は、シームレスの円筒形で、そ
の編み方を図2に示すと、一本の金属線23で円筒の円
周方向22a,22bにループを繰り返し形成した構造
の円筒状網で、金属線は直径0.1mmのモネルで、大
きな網目24および小さな網目25の面積は、それぞれ
約2および1平方ミリメートルである。該円筒状金属網
のなかに放電容器1を挿入し、ランプの軸方向に引っ張
ることによって外側管3の外側に密接された網状電極5
が形成される。従って、該円筒状網電極の外径は、金属
線の「重なり」の関係で約27.4mmになる。該放電
容器の両端に、シリコンゴムからなる外径が37mmの
口金10、11を、シリコンゴム系の接着材を使用いて
装着した。接着材は図示していない。該口金10,11
には、通気孔12,13が設けられている。
【0010】放電容器の放電空間7に放電用ガスとして
キセノンガスを300Torr封入した。周波数20キ
ロヘルツの電源8でランプ長1cmあたり2ワットの電
力で放電させたところ、172nmとその付近の紫外線
が高効率で放射された。本実施例の誘電体バリヤ放電ラ
ンプは、作業台、実験机等に直接置いたとしても、導電
性網状電極は作業台、実験机等に接触しないため埃等の
異物が付着することが少なく、従って、光取り出し窓を
汚染することがなく、光出力が低下しない誘電体バリヤ
放電ランプが得られた。また、口金の材質がシリコンゴ
ムなので、弾力性があるので放電容器への装着が容易に
行え、かつ172nmとその付近の紫外線に対しても十
分な耐性があるので十分な寿命を有するなどの利点が生
じた。
【0011】通気孔12,13を通して窒素ガスを流し
てランプを冷却したところ、前記の2倍の電気入力で点
灯しても効率、寿命が低下しない、高出力型の誘電体バ
リヤ放電ランプが得られた。シリコンゴムの代わりに、
フッ素樹脂の口金を使用しても上記実施例と同様の効果
が得られた。また、セラミックスあるいは金属の口金を
使用しても、埃等の異物の付着を防止する効果が得られ
ることは、自明である。
【0012】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、光出
力のばらつきが小さく、かつ、発光効率が高い円筒状誘
電体バリヤ放電ランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の誘電体バリヤ放電ランプの実施例の説
明図である。
【図2】網状電極の説明図である。
【符号の説明】
1 放電容器 2 内側管 3 外側管 4 円筒状網電極 5 アルミニウム電極 6 ゲッタ 8 電源 10,11 口金 12,13 通気孔 24,25 網目
フロントページの続き (72)発明者 平本 立躬 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 (72)発明者 若畑 康彦 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 審査官 小島 寛史 (56)参考文献 特開 平2−7353(JP,A) 特開 平5−138014(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 65/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外形が概略円筒状である放電容器に誘電
    体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガ
    スが充填され、該放電容器の外壁の少なくとも一部は、
    該エキシマ分子から放射される光に対して光透過性であ
    り、かつ、該誘電体バリヤ放電の誘電体を兼ねており、
    該光透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極が
    設けられた誘電体バリヤ放電ランプにおいて、該放電容
    器の少なくとも一端に該導電性網状電極の外径を越える
    外径を有する口金を設けたことを特徴とした誘電体バリ
    ヤ放電ランプ。
  2. 【請求項2】 該口金に通気口を設けたことを特徴とし
    た請求項1に記載の誘電体バリヤ放電ランプ。
  3. 【請求項3】 該口金がシリコンゴムあるいはフッ素樹
    脂からなることを特徴とした請求項1もしくは請求項2
    に記載の誘電体バリヤ放電ランプ。
  4. 【請求項4】 該導電性網状電極が軸方向に伸縮性を有
    する円筒状であることを特徴とした請求項1から請求項
    3に記載の誘電体バリヤ放電ランプ。
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