JP5195675B2 - エキシマランプ - Google Patents

Description

本発明は、エキシマランプに係わり、特に、ベースを備えたエキシマランプに関する。

特許文献１には、図３に示すように、放電管１０１の外面に電極１０２が設けられ、この電極１０２にリード線１０３を接続し、電極１０２とリード線１０３との接続箇所を取り囲むように口金１０４を備えた誘電体バリア放電ランプが開示されている。
また、引用文献２には、電極とリードとがロウ材によりロウ付けして接続されたエキシマランプが開示されている。

特開２００５−３４７０２５公報 特開２００４−３４２３６９公報

通常、エキシマランプにおいては、電極とリードのロウ材による接続は、接着力が弱いため、ロウ材を口金（いわゆるベース）で取り囲み、外部応力がロウ材にかからないようにする必要がある。ところが、ベースでロウ材を取り囲むと、電極上方にべースが位置してしまう。
例えば、引用文献１に記載の誘電体バリア放電ランプにおいては、図面上、口金１０４と電極１０２とは離隔している。しかし、ランプ交換等の際、外部応力が口金１０４にかかるときに、口金１０４が電極１０２に接触し、傷つけてしまうことがある。この傷によって、（１）電極１０２の線幅が細くなることがあり、（２）この傷が放電管１０１の外面から外方に突出する突起となることがある。

エキシマランプは、例えば、６ｋＶもの高電圧が印加される。そのため、電極１０２に傷がある状態で、高電圧が印加されると、（１）線幅が細い部分では電気抵抗が大きくなり、発熱が大きくなる。また、（２）傷による突起が高電圧側電極にあると、この突起からコロナ放電が生じ、この放電によって電極１０２が加熱されてしまう。その結果、電極１０２の傷がある部分は加熱され、電極１０２を構成する金属が蒸発してしまい、電極１０２が蒸発してしまうと、断線が生じてしまって、電極１０２への給電ができなくなってしまう。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、電極がベースによって傷つけられることを防止したエキシマランプを提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、発光元素が封入された断面矩形状で中空長尺状の放電管と、該放電管の外面にその長尺方向に伸びて設けられた電極と、該電極とリードとを接続するロウ材と、該電極の長尺方向の端部と該ロウ材とを覆うベースと、を備えたエキシマランプにおいて、前記ベースの縁は、前記電極以外の前記放電管上に当接し、且つ該電極との間に隙間を有していることを特徴とするエキシマランプである。
請求項２記載の発明は、発光元素が封入された断面矩形状で中空長尺状の放電管と、該放電管の外面にその長尺方向に伸びて設けられた電極と、該電極とリードとを接続するロウ材と、該電極の長尺方向の端部と該ロウ材とを覆うベースと、を備えたエキシマランプにおいて、前記ベースの縁は、前記放電管外面の前記電極が設けられた面に当接し、且つ該面の該電極が設けられた部分に凹部が設けられることで該電極との間に隙間を有していることを特徴とするエキシマランプである。

請求項１記載の発明によれば、ベースと電極との間で相対的な移動があっても、前記ベースの縁は、前記電極以外の前記放電管上に当接し、且つ該電極との間には隙間を有しているので、電極とベースとが接触せず、電極はベースによって傷つけられることはない。また、ベースに外部応力がかかっても、ベースの端部の縁が電極以外の放電管と当接可能に設けられているので、ベースの端部と電極間の隙間が確保され、電極がベースによって傷つけられることはない。
請求項２記載の発明によれば、ベースに対して電極が相対的に移動しても、放電管に凹部が設けられているので、ベースの端部と電極との間に隙間が形成されるので、電極はベースによって傷つけられることはない。また、ベースに外部応力がかかっても、放電管は、放電管の凹部以外の箇所でベースの端部の縁と当接されることになり、凹部内の電極とベースの端部との間は隙間が確保され、電極がベースによって傷つけられることはない。

第１の実施形態に係るエキシマランプの構成を示す図である。 第２の実施形態に係るエキシマランプの構成を示す図である。 従来技術に係るエキシマランプの構成を示す一部断面図である。

本発明の第１の実施形態を図１を参照して説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係るエキシマランプの構成を示す断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
これらの図に示すように、エキシマランプ１は、長手方向を有する放電管２と、放電管２の外面に一対の電極３、４と、電極３，４に電気的に接続されたリード５、６と、電極３、４とリード５、６とを電気的に接続するロウ材７、８と、ロウ材７、８を取り囲むベース９（上部ベース９１、下部ベース９２）とを備える。

より詳細には、エキシマランプ１は、両端が気密に封止されて内部に放電空間が形成された、断面矩形状で中空長尺状の放電管２を備えており、放電管２の内部には、放電用ガスとして、キセノンガスが封入されている。ここで、キセノンガスは、常温における圧力が、例えば、１０ｋＰａ〜６０ｋＰａの範囲内となる封入量である。放電管２は真空紫外光を良好に透過するシリカガラス、例えば、合成石英ガラスよりなり、ランプ点灯時には誘電体として機能する。放電管２は、長尺状の板ガラスよりなる長辺面２１が互いに向かい合うように配置され、長辺面２１と長辺面２１とをつなぐ短辺面２２により断面矩形状の管が形成される。長手方向の両方の端面２３は閉じられ、放電空間の内部は気密空間となる。放電管２は、例えば、長手方向の長さが８００〜１６００ｍｍであり、３２０〜６４０ｃｍ^３の放電空間を有する。

放電管２の長辺面２１、２１の外表面には、一対の格子状の電極３、４が長尺方向に伸びるように対向して形成される。つまり、長辺面２１の一方の外表面には、高電圧が印加される一方の電極３が配置され、長辺面２１の他方の外表面には、接地電極として機能する他方の電極４が配置される。これにより、一対の電極３、４間に誘電体として機能する放電管２と放電空間とが介在された状態となる。このような電極３、４は、例えば、金属粉末にセルロース系のバインダーを混合し、溶剤を加えて練りペースト状にした電極材料を放電管２に格子状に描画塗布することにより、または、スクリーン印刷することによって形成する。

電極３、４には、ロウ材７、８を介してリード５、６が接続される。ロウ材７、８の材料としては、はんだや銀ロウ等を用いる。また、ロウ材７、８の外方には、ロウ材７、８を取り囲むように上部ベース９１と下部ベース９２をボルトとナット等からなる固定手段１０によって固定されたベース９が設けられる。ベース９の材料としては、電気絶縁性を有する、例えば、ステアタイトのようなセラミックスを用いる。

ベース９は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、その縁９３２、９４２が放電管２の長辺面２１、２１の外面（電極３、４が設けられた面）に当接し、電極の長尺方向の端部とロウ材とを覆っている。また、ベース９において、電極３、４と対向する端部９３、９４には、電極３、４の外方において隙間９７、９８を形成する開口部９３１、９４１、及び電極３、４以外の放電管２上に、例えば、図１（ｂ）の紙面左右方向に配置される脚状の当接可能な縁９３２、９４２を備えた当接部９３２１、９３２１、９４２１、９４２１を有する。つまり、端部９３、９４は、図１（ｂ）に示すように、脚状の当接可能な縁９３２、９４２と、この縁９３２、９４２に挟まれた開口部９３１、９４１によって、略コ字状に構成される。

また、図１（ａ）に示すように、ロウ材７、８がベース９に取り囲まれていることによって、ロウ材７、８への応力を抑制でき、ロウ材７、８がはがれることを防止することができる。これにより、電極３、４とリード５、６との電気伝導を良好に行なうことができる。

また、給電されたエキシマランプ１は、一対の電極３、４間の放電空間でエキシマ放電が開始され、このエキシマ放電から所期の光（真空紫外線）を得ることができる。ランプ点灯時に、エキシマランプ１は放電によって加熱され、各部材が膨張する。このとき、放電管２とベース９とは材質が異なり、その熱膨張係数が異なることから、放電管２に配設された電極３、４がベース９に対して相対的に移動する。このとき、ベース９と電極３、４との間で相対的な移動があっても、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ベース９の縁９３２、９４２と放電管９の外面とが当接し、且つ、ベース９の端部９３の縁９３２には開口部９３１が、ベース９の端部９４の縁９４２には開口部９４１が設けられるので、ベース９の開口部９４１と電極３、４との間に隙間９７，９８が形成され、電極３、４とベース９とが接触しないため、電極３、４は、ベース９によって傷つけられることを防止することができる。

また、ベース９には、外部応力がかかることがある。このとき、ベース９の端部９３に設けられた当接部９３２１、９３２１の縁９３２、９３２、及びベース９の端部９４に設けられた当接部９４２１、９４２１の縁９４２、９４２が、電極３、４外の放電管２の外面に当接されることから、電極３、４の外方における開口部９３１、９４１による隙間９７、９８が確保される。そのため、ベース９に外部応力がかかったとしても、電極３、４がベース９によって傷つけられることを防止することができる。

なお、本願課題で示したように、高電圧が印加される側で、電極の断線が生じる可能性が高い。このため、ランプ点灯時、一方の電極だけが高圧である場合には、少なくともその一方の電極側、例えば、電極３側のベース９１の端部９３に、開口部９３１及び縁９３２を設ければ、課題を解決することができる。

本発明の第２の実施形態を図２を参照して説明する。
図２（ａ）は、本実施形態に係るエキシマランプの構成を示す断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）の一部平面図である。
これらの図において、本実施形態のエキシマランプにおいては、ベース９の端部９５、９６と対向する放電管２の一部に、端部９５、９６と隙間２６、２７を介して電極３、４が配設される凹部２４、２５を設ける。なお、その他の構成は、図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。

より詳細には、図２（ｃ）に示すように、電極３（４）は、凹部２４（２５）の部分に入るように線幅が狭くなっている。また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ベース９の電極３、４と対向する端部９５、９６、つまりベース９の前方部分は平板状であり、ベース９の前方平板状の端部９５、９６が隙間２６、２７を介して凹部２４、２５内に配置された電極３、４と対向配置される。

ランプ点灯時、各部材が膨張しても、図２（ｂ）に示すように、放電管２に凹部２４、２５が設けられ、凹部２４、２５内に電極３、４が配設され、この凹部２４、２５内の電極３、４に隙間２６、２７を介してベース９の端部９５、９６が対向配置されることによって、ベース９に対して電極３、４が相対的に移動しても、ベース９の縁９５２、９６２と放電管９の外面とが当接し、且つ、ベース９の端部９５、９６と電極３、４との間には隙間２６、２７があるので、電極３、４がベース９によって傷つけられることを防止することができる。

また、ベース９に外部応力がかかることがあっても、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ベース９の端部９５、９６は、放電管２の凹部２４、２５以外の縁９５２、９６２とが放電管２外面で、当接することになり、電極３、４とベース９との隙間２６、２７が確保されることになる。これにより、ベース９に外部応力がかかったとしても、電極３、４がベース９によって傷つけられることを防止することができる。

なお、本願課題で示したように、高電圧を印加される側で、電極の断線が生じる可能性が高い。このため、ランプ点灯時、一方の電極だけが高圧である場合には、少なくともその一方の電極側、例えば、電極３側の放電管２の一部のみに、ベース９の端部９５と隙間２６を介して電極３が配設される凹部２４を設け、且つ、ベース９の端部９５に縁９５２を設ければ、課題を解決することができる。

１ エキシマランプ
２ 放電管
２１ 長辺面
２２ 短辺面
２３ 端面
２４、２５ 凹部
２６、２７ 隙間
３、４ 一対の電極
５、６ リード
７、８ ロウ材
９ ベース
９１ 上部ベース
９２ 下部ベース
９３、９４ ベース９の端部
９３１、９４１ 開口部
９３２、９４２、９５２、９６２ 縁
９３２１、９４２１ 当接部
９５、９６ ベース９の端部
９７、９８ 隙間

Claims (2)

1. 発光元素が封入された断面矩形状で中空長尺状の放電管と、
   該放電管の外面にその長尺方向に伸びて設けられた電極と、
   該電極とリードとを接続するロウ材と、
   該電極の長尺方向の端部と該ロウ材とを覆うベースと、
   を備えたエキシマランプにおいて、
   前記ベースの縁は、前記電極以外の前記放電管上に当接し、且つ該電極との間に隙間を有している
   ことを特徴とするエキシマランプ。
2. 発光元素が封入された断面矩形状で中空長尺状の放電管と、
   該放電管の外面にその長尺方向に伸びて設けられた電極と、
   該電極とリードとを接続するロウ材と、
   該電極の長尺方向の端部と該ロウ材とを覆うベースと、
   を備えたエキシマランプにおいて、
   前記ベースの縁は、前記放電管外面の前記電極が設けられた面に当接し、且つ該面の該電極が設けられた部分に凹部が設けられることで該電極との間に隙間を有している
   ことを特徴とするエキシマランプ。