JP5376410B2 - エキシマランプ - Google Patents

Description

この発明は、放電容器の外表面に一対の光透過性外部電極を有するエキシマランプに関し、特に、放電容器の内面に始動補助電極が配置されてなるエキシマランプに係るものである。

従来、放電容器の外表面に一対の外部電極を対向配置させてなるエキシマランプが知られており、その放電容器の光放射面に形成される外部電極は、光を取り出すという本来の機能を果たすために、例えば金ペーストを格子状に塗布した光透過性電極が用いられている。
一方、前記光放射面に対向する光を取り出さない側の外表面に形成する外部電極としては、機能的には光透過性である必要はないが、多くの場合、製造工程の簡素化や、該放電容器内で発生する放電の安定性等の観点から、前記光放射面と同様に光透過性電極をそのまま用いることも行われている。

このようなエキシマランプの始動性を改善する目的で、放電容器内面に導電性物質からなる始動補助電極を設けることも知られている。例えば、特開平１１−２７３６２９号公報（特許文献１）がそれであって、発光管の外表面に設けた一対の外部電極の一端部において、その発光管の内表面に導電性材料からなる始動補助電極を設けたものである。そして、この始動補助電極は外部電極間に設けられるものであるが、必ずしも両外部電極と重ならなくてもよいことも開示されている。
図８には、外部電極として光透過性電極を用いたエキシマランプが示されていて、放電容器１１の外表面に一対の光透過性の外部電極１２が対向配置されている。その外部電極１２の一端部において、放電容器１１の内表面に始動補助電極１３が設けられる。
このように始動補助電極１３を配置することで、例えば一方の外部電極１２に高周波高電圧を印加して点灯させる際に、電荷を該始動補助電極を介して他方の外部電極に速やかに移動させることで、始動性が向上するようになる。

ところが、前始動補助電極１３と外部電極１２の間での放電は、始動時だけに留まらず、通常点灯に移行した後もその放電が発生しており、これが、図示するように、沿面放電Ｘとして外部電極１２方向に伝播していく。
このように沿面放電Ｘが起こると、その分だけのエネルギーが消費されてしまい、本来的な外部電極間での正規の放電に必要な全体のエネルギーが少なくなって照度低下を招くことになる。
さらに、当該沿面放電Ｘが発生する部位での部分的な照度低下も起こり、好ましいものではない。

このような始動補助電極と外部電極間の沿面放電を防止する技術として、特開２０１０−２２５３４３号公報（特許文献２）では、光透過性電極の端部に軸方向に延びる枝状電極を設けたものが開示されている。
図９にその従来例が示されており、放電容器１１の外表面の光透過性外部電極１２の端部に軸方向に延びる枝状電極１４が設けられている。前記放電容器１１の内面には導電性物質からなる始動補助電極１３が設けられ、該始動補助電極１３は前記枝状電極１４の先端部と放電容器１１を介して重なり合うように配置されている。
この従来技術においては、始動補助電極１３をこの枝状電極１４の端部に対応させて形成することで、該外部電極１２と始動補助電極１３との距離を離間させ、沿面放電が起きにくい構造としている。

しかしながら、近時におけるエキシマランプの高照度化への要請からランプに対する一層の高入力化が求められることに伴い、上記従来構成でも始動補助電極１３からの沿面放電Ｘが枝状電極１４に沿うように外部電極１２まで至ることがあり、その影響が外部電極１２間での正規な放電に影響を及ぼすようになってきた。上記従来技術の構成でこれを回避しようとすれば、枝状電極１４を更に長く管軸方向に延ばせばよいが、それではランプ全長の長尺化を招き、有効発光長との兼ね合いで、実用上で不適であり受け入れられるものではない。

特開平１１−２７３６２９号公報 特開２０１０−２２５３４３号公報

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、放電容器の外表面に少なくとも一方が光透過性の一対の外部電極が設けられ、前記放電容器の内面には始動補助電極が配置されてなるエキシマランプにおいて、限られたスペースでできるだけ沿面距離の長い枝状電極を設けることにより、前記始動補助電極からの沿面放電を該枝状電極に沿って走らせて外部電極に至ることなく、外部電極間での正規の放電に影響させないようにしたエキシマランプを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明では、前記外部電極には、その軸方向の端部から前記放電容器の管軸方向に沿って延びる根元部と、該根元部の先端から前記放電容器の幅方向に延びる枝部と、からなる枝状電極が設けられ、前記始動補助電極は、少なくとも一方の前記外部電極の枝状電極の枝部の先端と重なり合うように配置されていることを特徴とする。
また、前記枝状電極の根元部は、前記外部電極の幅方向の一端部から管軸方向に沿って延び、前記枝部は該根元部の先端から前記放電容器の幅方向の他端部に延びていることを特徴とする。
また、前記枝状電極の前記根元部と前記枝部の接続部における幅が、前記枝部の幅よりも大きいことを特徴とする。
また、前記枝状電極の枝部の先端部における幅が、該枝部のそれ以外の領域の幅よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、外部電極に設けられる枝状電極を、管軸方向に延びる根元部と幅方向に延びる枝部とから構成したので、始動補助電極と枝状電極の枝部先端間で初めに生じる沿面放電は、この枝部に沿って移行していく。これに対して、前記始動補助電極から外部電極を直線的に結ぶ空隙部には電極が存在しないため、ガラス内面に電荷が溜まらず電位が形成されないので、空隙部方向への電界が発生することなく、外部電極方向への沿面放電が発生することがない。
また、前記枝状電極の根元部を、外部電極の端部の幅方向の位置端部から延びるように設けることにより、枝部の長さを最大限に長くして、枝状電極の全長を大きくとれて、沿面放電が外部電極に至ることを確実に防止できる。
また、枝状電極の枝部よりも、根元部と枝部との接続部分において幅を大きくすることで、電極部の広い面積部分である接続部分に多くの電荷が蓄積されることになる。これにより、始動補助電極と枝部先端間で最初に発生した沿面放電は、この電荷がより多く蓄積された接続部方向に向かい前記枝部に沿って一層移行しやすくなる。
更には、枝状電極の枝部の先端部における幅を大きくすることにより、始動補助電極と当該幅広の先端部の間のガラス内面に電荷が溜まりやすくなり、当該両者間で最初に沿面放電が発生しやすくなる。この当初の沿面放電が、前記したように、枝部に沿って移行していくので、始動補助電極と外部電極との間を直線的に結ぶ沿面放電が発生することがない。
このように、ランプ全長を長尺化することなく、沿面放電が移行する距離を長くして外部電極に至ることのないようにしたので、外部電極間の本来的な正規の放電に悪影響を及ぼすことがないという効果を奏するものである。

本発明のエキシマランプの斜視図。 図１の上面図。 図２のＡ−Ａ断面図。 図２のＢ−Ｂ部分断面図。 図１に示す枝状電極と始動補助電極の関係を示す模式図。 他の実施例の部分上面図。 更に他の実施例の部分上面図。 従来技術の上面図（Ａ）とその断面図（Ｂ）。 別の従来技術の上面図。

図１に示すように、本発明のエキシマランプ１の放電容器２には、その両面に一対の光透過性の外部電極３、３が対向配置されている。
図２以下で詳細に示されるように、上記各外部電極３の端部には略Ｌ字状の枝状電極４が設けられている。該枝状電極４は、根元部５と枝部６とからなり、該根元部５は、前記外部電極３における放電容器２の幅方向の一端から管軸方向に延び、前記枝部６は、該根元部５の先端から放電容器２の幅方向の他端側に延びている。
特に、図２のＡ−Ａ断面図である図３や、枝状電極と始動補助電極のみを取出した斜視図である図５に示されるように、前記放電容器２の内面には導電性物質からなる始動補助電極７が設けられている。そして、この始動補助電極７は、前記枝状電極４の枝部６の先端部６ａと放電容器２を介して重なるように配置されている。

上記構成において、エキシマランプの始動時に、一方の外部電極３に印加された高周波電流は一種のコンデンサ結合をした状態となって放電容器２を構成する誘電体の壁を通して他方の外部電極３に高周波電流が流れ、放電が発生しやすくなり始動性が向上する。
この時、外部電極３に接続された枝状電極４は略Ｌ字状であり、始動補助電極７に溜まった電荷は枝状電極４が形成された部位、即ち、枝部６にそって移動し、その後根元部５に沿って移動するというように、長い経路に沿って移動することになり、外部電極３にまで至ることがない。そして、始動補助電極７と外部電極３との最短距離をつなぐ経路には枝状電極が存在せず、その間で電荷の移動が起こらなくなるので、始動補助電極７と外部電極３との間で沿面放電が生じにくくなる。

更に詳述すると、ランプ始動時には、枝状電極４の枝部６に対向するガラス管（放電容器２）の内面には電荷がたまり、電位が形成される。
始動補助電極７と前記枝部６の先端部６ａとはガラスを介して重なっていて、その間の距離が非常に小さいので、強い電界が発生し、この部位で沿面放電が発生する。
ここの放電が終了すると、順次枝部６に沿って根元部５方向に移動するように継続的に始動補助電極７と枝部６との間で放電が起きる。即ち、沿面放電が枝状電極４の枝部６に沿って移動するように発生する。
一方、枝状電極４の枝部６の先端部６ａと、外部電極３との間には、これらを短絡的に連結するような枝状電極がないので、ガラス内面に電荷が溜まらず電位が形成されない。そのため、始動補助電極７と外部電極３とを結ぶ直線方向のガラス表面に電界が生じることがなく、該外部電極３方向への沿面放電が発生することがない。

図６に他の実施例が示されていて、枝状電極４における根元部５と枝部６の接続部８の幅が、前記枝部６の幅よりも大きくされている。
こうすることにより、より広い面積を有する接続部８には電荷がより多く蓄積され、始動補助電極７と枝部６の接続部８方向の電界が強くなり、該始動補助電極７と枝部６の先端部６ａとの間で発生した沿面放電は、この接続部８方向に向かって移動しやすくなる。そのため、枝状電極４の枝部６から外部電極３に直接向かう沿面放電が起きることがより一層防止される。

また、図７に更に他の実施例が示されていて、枝状電極４の枝部６の先端部６ａの幅が、その他の領域部分の幅よりも大きく形成されている。
こうすることにより、当該先端部６ａでの蓄積電荷がより多くなり、この部分と始動補助電極７との間での沿面放電が発生しやすくなり、該始動補助電極７から外部電極３にかけて放電が発生することを防止できる。

なお、上記実施例においては、枝状電極４の根元部５は、外部電極３の幅方向の一端部から管軸方向に延びるものを示したが、必ずしも厳密に一端部から延びるものとは限られず、幅方向の端部であればその位置は適宜に選択できる。
こうした場合でも、枝状電極４をＬ字形状として幅方向に延びる枝部６を形成した分だけ、図９に示す従来技術における枝状電極１４との比較において、放電容器２の全長を変えることなく、沿面放電が走る長さを大きくとれる。
ただ、上記実施例のように、枝状電極４の根元部５を外部電極３の幅方向の一端部から延びるように設けることで、枝部６の長さを最大限に大きくすることができて好適である。

また、始動補助電極７は、一対の外部電極３、３の枝状電極６、６の両者と重なり合う態様を示したが、必ずしも両者に重なり合う必要はなく、いずれか一方の枝状電極６と重なるように配置されていればよいことは、前記従来技術１と同様である。
更には、一対の外部電極３はともに光透過性電極のものを示したが、放電容器の光放射面側の外部電極のみを光透過性として、他の外部電極は光透過性でない、すなわち、いわゆるベタ状の電極としてもよい。

以上説明したように、本発明のエキシマランプでは、放電容器の外表面の光透過性外部電極の端部に、根元部と枝部とからなる枝状電極が設けられとともに、放電容器内面に、少なくとも一方の前記外部電極の枝状電極の枝部の先端と重なり合うように始動補助電極が配置されているようにしたことにより、始動補助電極と枝部先端との間に発生する沿面放電を、該枝部に沿って移動させて、外部電極方向に直線的に放電を移行させることがないので、外部電極間での正規の放電に悪影響を及ぼすことがない。

１ エキシマランプ
２ 放電容器
３ 外部電極
４ 枝状電極
５ 根元部
６ 枝部
６ａ 先端部
７ 始動補助電極
８ 接続部
Ｘ 沿面放電

Claims (4)

1. 放電容器の外表面に少なくとも一方が光透過性の一対の外部電極が管軸方向に沿って設けられ、前記放電容器の内面には始動補助電極が配置されてなるエキシマランプにおいて、
   前記外部電極には、その軸方向の端部から前記放電容器の管軸方向に沿って延びる根元部と、該根元部の先端から前記放電容器の幅方向に延びる枝部と、からなる枝状電極が設けられ、
   前記始動補助電極は、少なくとも一方の前記外部電極の枝状電極の枝部の先端と重なり合うように配置されている、
   ことを特徴とするエキシマランプ。
2. 前記枝状電極の根元部は、前記外部電極の幅方向の一端部から管軸方向に沿って延び、前記枝部は該根元部の先端から前記放電容器の幅方向の他端部に延び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. 前記枝状電極の前記根元部と前記枝部の接続部における幅が、前記枝部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
4. 前記枝状電極の枝部の先端部における幅が、該枝部のそれ以外の領域の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
   
   
   

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