JP4813809B2 - 誘電体バリア放電ランプ - Google Patents

Description

本発明は、誘電体バリア放電ランプに関する。

この形式のランプでは、電極は誘電体によって、放電容器の内部に設けられた放電媒体から分離されている。ここでは基本的に、電極をすべて放電容器内部に設けるか、またはすべて放電容器外部に設けるか、または一方の極性の電極を放電容器内部に設けて他方の電極を放電容器外部に設けることができる。放電容器外部に配置された電極は、以下では外部電極とも称され、この電極では放電容器の壁が誘電体バリアとして作用する。放電容器内部に配置された電極は、以下では内部電極とも称され、すべての電極が放電容器内部に配置されている場合、特に少なくとも１つの電極ないしは一方の極性の電極を誘電体によって、放電容器の内部から分離しなければならない。前記誘電体はとりわけ、誘電体コーティングである。この誘電体バリアによって動作中に、いわゆる片側誘電体遮断放電（einseitig dielektrisch behinderte Entladung）が発生する。択一的に、すべての電極に誘電体バリアを設けることもできる。このようにすると、両側誘電体遮断放電（beidseitig dielektrisch behinderte Entladung）となる。後者はとりわけ、すべての電極が放電容器外に配置された場合に当てはまる。

本発明はとりわけ、管形の放電容器を有する誘電体バリア放電ランプに関する。この種のランプはたとえば、コピー機、スキャナ、ファックス機器およびオフィスオートメーションの類似する機器のための露光ユニットにおいて使用される。このオフィスオートメーションの類似する機器は、いわゆるＯＡ機器（ＯＡ＝Office Automation）と称される。しかし他の使用分野、たとえば自動車技術、室内照明および一般的な照明において使用することも考えられる。自動車技術の場合、たとえば点滅灯または停止灯として使用される。

ＵＳ‐Ａ２００２／０１６３３０６に、線形の内部電極を有する管形のバリア放電ランプが記載されている。この内部電極は、放電管の内壁全体に沿って延在し、外部に対して気密になっている端部まで繋がっている。こうするため、放電管は電極貫通案内部の端部で、皿形の封止部材によって気密に封止されている。こうするために、放電管のこの端部に狭部が設けられ、この狭部によって、皿形の封止部材の縁部が環状に包囲される。その後、狭部と皿形の封止部材とは相互に気密に溶融される。その際、内部電極はこの溶融部を貫通して、外部へ案内される。

多くの適用において、この種のランプは異なる長さで必要とされ、たとえば異なる大きさのスキャン面で使用される。たとえば、Ａ３の大きさまでの書類に適した装置が存在する一方で、Ａ２まで適した装置も存在し、Ａ０まで適した装置さえも存在する。このため、その都度異なる適切な長さのランプが必要になる。ランプの長さが異なっても等しい照度を保証するためには、それぞれのランプ長に対して相応に適合された作動装置が必要になる。約６５０ｍｍの長さを有するランプを、約３５０ｍｍの長さのランプのために構成されたのと同じ作動装置によって作動させると、ランプ照度は約半分になることが明らかになっている。
ＵＳ‐Ａ２００２／０１６３３０６

本発明の課題は、フレキシブルな用途を有する誘電体バリア放電ランプを提供することである。別の側面は、照度が実質的に一定である場合に異なる面積の照明面を対象とする照明の課題を、この種の誘電体バリア放電ランプのための作動装置の１つの出力クラスだけで解決することである。

前記課題は、放電媒体が充填された放電空間を包囲する放電容器と、実質的に該放電容器の長手方向長さの全長に沿って延在する縦長の電極とを有する誘電体バリア放電ランプにおいて、各電極を長手方向に２つの部分電極に下位分割することによって解決される。

特に有利な構成は、従属請求項に記載されている。

ここではさらに、本発明によるランプの作動および本発明のランプによる照明システムに対しても特許請求がなされている。

本発明では、上位概念による誘電体バリア放電ランプで使用される縦長の電極を、長手方向にそれぞれ２つの部分電極に分割することが提案されている。この縦長の電極は、たとえばストライプ形、または線形である。こうすることにより、目的に応じて部分電極の一方の部分を他方の部分と別個に作動させることができ、ランプの一部だけを点灯するか、またはその相補部分だけを点灯するか、またはすべてのランプを点灯することができるようになる。

有利には縦長の電極は、それぞれ両部分電極が等しい長さになるように下位分割される。このことは、ランプの同じ両半分を作動させるために２つの同じ作動装置を使用することができ、両半分によってその都度等しい照度を実現できるという利点を有する。それゆえたとえば、スキャナにおいて小さな書類サイズを露光する場合には、ランプの一方の半分のみをスイッチオンすることができる。このランプは、こうするために有利には管形である。それに対して比較的大きなサイズでは、第２の半分もスイッチオンされる。両ケースにおいて書類の大きさが異なっても、書類上の照度は所望の通りに等しい。

別個に相互に独立して部分電極の両部分を作動させる基本的な前提条件はもちろん、両部分電極がそれぞれ相互に、電気的に絶縁されていることである。その際には、部分電極の第１の部分は第１の作動装置に接続されており、部分電極の第２の部分は第２の作動装置に接続されている。このことに関する詳細な説明は、第２の実施例を参照されたい。

本発明の有利な構成では、誘電体バリア放電ランプは管形の放電容器を有しており、部分電極は放電容器の長手軸に対して平行に方向付けされている。少なくとも、電極が放電容器の壁の内側に配置されている場合は、相応する両部分電極はそれぞれ、有利には共直線性である。このことの利点は、相応する両部分電極をそれぞれ、誘電体材料から成る一貫した共通のウェブによって被覆できるということである。いかなる場合でも、相応する両部分電極はそれぞれ、ギャップによって相互に分離されている。このギャップの長さは、典型的には約０．５〜３ｍｍの間の範囲にあり、有利には０．５〜１．５ｍｍの間の範囲にある。ここで考慮しなければならないのは、両部分電極が電気的に完全に分離されるのを保証するために、ギャップを十分に大きくしなければならないことである。また、ギャップを過度に大きくしてもいけない。というのも、ギャップを過度に大きくすると放電が行われず、ランプのこの領域が点灯されないか、または少なくとも格段に暗くなってしまう。

以下で本発明を、実施例に基づいて詳細に説明する。

図１ａ〜１ｃは、本発明による誘電体バリア放電ランプの縦断面図、線ＡＡに沿って切断された横断面図、および線ＢＢに沿って切断された横断面図である。この誘電体バリア放電ランプは、管形の放電容器１と、総じて４つの線状の部分電極２ａ，２ｂおよび３ａ，３ｂとを有する。それぞれ２つの部分電極２ａ，２ｂないしは３ａ，３ｂは、約１ｍｍの幅のウェブの形状で銀から形成されており、管形の放電容器１の長手軸に対して共直線性かつ平行に方向付けられて、該放電容器１の壁の内側に取り付けられている。ここでは共直線性の部分電極の両半分は、相互に直径上に配置されている。これらの共直線性の部分電極は、それぞれ１つのギャップ４によって（第２のギャップは図面には示されていない）分離されている。このギャップ４の長手方向の幅Δは、約１ｍｍである。こうすることによって、直径上の部分電極対２ａ，３ａないしは２ｂ，３ｂを別個に作動させることができる。すなわち、ランプの両半分のうち一方のみを点灯することができ、両半分を同時に点灯することもできる。さらに、共直線性の部分電極２ａ，２ｂないしは３ａ，３ｂはそれぞれ、誘電体バリアとして作用するストライプ形のガラス層５，６によって被覆されており、共直線性の両部分電極２ａ，２ｂないしは３ａ，３ｂをそれぞれ相互に分離する２つのギャップ４も包囲されている（図１ｃ参照）。管形の放電容器１の両端部はそれぞれ皿形の封止部材７，８と、結合手段なしで気密に封止されている。こうするため、放電容器１の各端部に狭部９，１０が設けられている。これらの狭部９，１０は、皿形の各封止部材９，１０の縁部を環状に包囲して溶融されている。部分電極２ａ，３ａないしは２ｂ，３ｂは、この溶融部を貫通して外部へ案内され、そこで給電線１１，１２（図１ａの縦断面では、電極対ごとに給電線が１つずつのみ示されている）として使用される。誘電体によって遮断される内部電極を有する管形の放電容器の封止技術に関する詳細に関しては、既述のＵＳ‐Ａ２００２／０１６３３０６を参照されたい。このようにして封止された放電容器１は放電媒体として、約１５ｋＰａのキセノンを含んでいる。たとえばＯＡ適用等の使用目的に応じて、放電容器の壁の内側に少なくとも部分的に、放電媒体から作動中に生成されたＵＶ光線を可視光に変換する発光体（図示されていない）を設けることもできる。

図２ａ，２ｂ，２ｃには、別の実施例の第１の平面図と、該第１の平面図に対して９０°回転された第２の平面図と、線ＣＣに沿って切断された断面図とが概略的に示されている。ここでは、管形の誘電体バリア放電ランプを有する完全な照明システムとなっている。誘電体バリア放電ランプはここでは、先行の実施例との相違点として外部電極を有している。そのため管形の放電容器１３の外側に、４つのストライプ形の部分電極１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ（図２ａには、部分電極１５ａ，１５ｂが示されていない）が取り付けられている。両ギャップ１６（図２ａでは、第２のギャップは隠れている）を含めた部分電極１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの構成は、第１の実施例の構成に相応する。さらに各部分電極対１４ａ，１５ａないしは１４ｂ，１５ｂは、それぞれ２つの所属の給電線１９，２０ないしは１７，１８（図２ａでは、第２の給電線１８，１９が示されていない）を介して、それぞれ１つの所属の作動装置２２，２１に接続されている。

本発明を管形の誘電体バリア放電ランプの例で詳述したが、本発明はこのランプ形態に制限されない。むしろ本発明は、別のランプ形態でも有利な効果を発揮し、とりわけ扁平なランプ形態でも発揮する。扁平な誘電体バリア放電ランプの場合、各極性の電極は通常、コーム構造として構成される。すなわち本発明では、４つのこの種のコーム構造が使用され、「コーム電極」が２つずつ、１つの電極対にまとめられる。これら２つの「コーム電極対」はそれぞれ、扁平な誘電体バリア放電ランプの相補部分にわたって延在している。各コーム電極対の両コーム構造体は、共通のランプ容器プレート上に相互にかみ合って配置されるか、または対向する２つのランプ容器プレート上に相互に対向して配置される。

内部電極を有する本発明の誘電体バリア放電ランプの縦断面図である。 図１ａに示されたランプの、線ＡＡに沿って切断された横断面図である。 図１ａに示されたランプの、線ＢＢに沿って切断された横断面図である。 外部電極を有する誘電体バリア放電ランプを備えた本発明の照明システムの平面図である。 図２ａに対して９０°回転された該ランプの第２の平面図である。 図２ａに示されたランプの、線ＣＣに沿って切断された横断面図である。

Claims (9)

1. 誘電体バリア放電ランプであって、
   放電容器（１，１３）および縦長の電極が設けられており、
   該放電容器（１）は、放電媒体が充填された放電空間を包囲しており、
   該縦長の電極は実質的に、該放電空間の長手方向長さの全長に沿って延在している形式のものにおいて、
   各電極は長手方向に、２つの部分電極（２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂ １４ａ，１４ｂ；１５ａ，１５ｂ）に分割されており、
   両部分電極（２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂ １４ａ，１４ｂ；１５ａ，１５ｂ）の各長さは等しいことを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
2. 両部分電極（２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂ １４ａ，１４ｂ；１５ａ，１５ｂ）はそれぞれ、相互に電気的に絶縁されている、請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
3. 該放電容器（１）は管形であり、
   該部分電極（２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂ １４ａ，１４ｂ；１５ａ，１５ｂ）は、該放電容器（１）の長手軸に対して平行に方向付けられている、請求項１または２記載の誘電体バリア放電ランプ。
4. 相応の両部分電極（２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂ １４ａ，１４ｂ；１５ａ，１５ｂ）はそれぞれ、共直線性である、請求項１から３までのいずれか１項記載の誘電体バリア放電ランプ。
5. それぞれ２つの相応の部分電極（２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂ １４ａ，１４ｂ；１５ａ，１５ｂ）は、ギャップ（４；１６）によって相互に分離されている、請求項４記載の誘電体バリア放電ランプ。
6. 前記ギャップ（４；１６）の縦方向の幅は、約０．５〜３ｍｍの間の範囲内にある、請求項５記載の誘電体バリア放電ランプ。
7. 該電極（２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ）は、該放電容器（１）の壁の内側に配置されており、
   それぞれ２つの相応の部分電極（２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂ）が、共通の誘電体層（５；６）によって被覆されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の誘電体バリア放電ランプ。
8. 誘電体バリア放電ランプの作動方法において、
   部分電極の２つの部分を、相互に別個に独立して、電気的に作動させることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の特徴を有する誘電体バリア放電ランプの作動方法。
9. 照明システムにおいて、
   部分電極の第１の部分（１４ａ，１５ａ）が第１の作動装置（２２）に接続されており、
   該部分電極の第２の部分（１４ｂ，１５ｂ）が第２の作動装置（２１）に接続されていることを特徴とする、請求項８記載の作動方法を実施するための照明システム。

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