JPH0896770A - 誘電体バリア放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】内側電極の製造が容易で、内側電極と内側管の
密着性が良く、放電空間への電力の供給が効率よく行わ
れ、また内側電極の一部が腐食、損耗したとしても長時
間安定に放電できる長寿命の誘電体バリア放電ランプを
提供する。 【構成】外形が概略円筒状である外側管と内側管２とを
同軸に配置して、該両管の間に形成した両端が閉じられ
た中空円筒状の放電空間に誘電体バリア放電によってエ
キシマ分子を形成する放電用ガスを充填した放電容器
と、該外側管の外壁の一部に設けられた該誘電体バリア
放電用の外側電極と、該内側管の内壁の一部に設けられ
た円管状の該誘電体バリア放電用の内側電極とからなる
誘電体バリア放電ランプにおいて、軸方向の全長に渡っ
て円周の一部に離間部１１を有する切り欠き円管状部材
４０で内側電極がある。

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、塗料の硬化、
表面洗浄、殺菌等に使用される真空紫外線光源の改良に
係り、特に、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を
形成し、前記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ア放電ランプを使用した誘電体バリ
ア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１−１４４５６０号がある。
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、誘電体バリア放電（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、前記エキシマ分子
から放射される光を利用するランプ、すなわち誘電体バ
リア放電ランプについて記載されている。

【０００３】前記公開特許公報にはまた、前記放電容器
は円筒状であり、前記放電容器の少なくとも一部は前記
誘電体バリア放電の誘電体を兼ねており、前記誘電体は
光透過性であり、前記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ア放電ランプが記載さ
れている。

【０００４】１９８９年９月発行のＣＨＥＭＩＴＲＯＮ
ＩＣＳ誌の２０２ページには、石英ガラス管からなる外
側管と内側管とを同軸に配置することによって形成した
中空円筒状の放電空間を有する放電容器に、放電用ガス
としてキセノンを充填し、前記内側管の外壁の少なくと
も一部にアルミニウムフォイルからなる内側電極を設
け、前記外側管の外壁の少なくとも一部に導電性網状電
極を設けた誘電体バリア放電ランプが記載されている。

【０００５】さらに前記文献には、誘電体バリア放電ラ
ンプからは、１００ｎｍから８００ｎｍの間の波長領域
においてはキセノンエキシマ光である中心波長１７２ｎ
ｍで半値幅１２ｎｍである真空紫外線だけが放出され、
他の波長の発光はほとんど無い事が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した誘電体バリア
放電ランプ装置は、 （１）例えば、放電用ガスとしてキセノン等を選択すれ
ば、真空紫外光が高効率で得られる （２）エキシマ光だけが放出される単一波長光源である など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。

【０００７】とくに、外形が概略円筒状である外側管と
内側管とを同軸に配置することによって形成した中空円
筒状の放電空間を有する放電容器に、誘電体バリア放電
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
ていて、該外側管の外壁の一部に設けられた該誘電体バ
リア放電用の外側電極と、該内側管の外壁の一部に設け
られた円管状の該誘電体バリア放電用の内側電極とから
なる誘電体バリア放電ランプにおいては、 （３）放電容器に石英ガラス管などの市販の円管状誘電
体を使用できる （４）構造が単純である などの特徴があるので、安価なランプを提供できるとい
う利点が生じる。

【０００８】しかし、上記した誘電体バリア放電ランプ
は、 （ａ）内側電極を作成しにくい （ｂ）内側電極が腐食されやすい という問題があり、誘電体バリア放電ランプの寿命が短
くなるという問題があった。

【０００９】（ａ）内側電極が作成しにくいのは、以下
の理由による。 誘電体バリア放電用の電力を放電空間に効率よく供給す
るためには、内側電極を内側管の外面に密着させる事が
必要である。このために、従来は、蒸着法によって薄膜
状の電極を形成していた。このように形成された内側電
極は、前記内側管の外面への密着性に関しては非常に優
れている。

【００１０】（ａ−１）しかし、該内側管は直径が１０
ｍｍから２０ｍｍで長さが１００ｍｍから１０００ｍｍ
程度なので、非常に狭い空間で蒸着を行わねばならな
い。よって、蒸着源と蒸着面との距離が非常に短かくな
り、管軸および円周方向において均一な厚みで蒸着膜を
形成することは不可能であった。

【００１１】（ａ−２）また、蒸着膜の厚みが０．０１
ｍｍ以上になると、前記内側管から剥がれ易くなってし
まう。

【００１２】（ａ−３）さらに、仮に蒸着方法によって
前記内側電極を形成しても、その厚みを非破壊で検査で
きない。

【００１３】（ｂ）誘電体バリア放電ランプを長時間点
灯すると、内側電極が腐食する。蒸着法で形成した前記
内側電極は、その肉厚の薄い部分が腐食により損耗さ
れ、電気電導率が劣化して電極の作用ができなくなる。
従って誘電体バリア放電ランプの寿命が短くなってしま
う。

【００１４】なお、 内側電極の腐食の機構は、以下の
ように推測される。 （１）放電用ガスとして希ガスあるいはアルゴンと塩素
の混合ガスを使用すると、主発光波長が真空紫外領域に
あるエキシマ光が放出される。さらに、本発明者らは、
キセノンと塩素、クリプトンと塩素などのように希ガス
と他のガスの組み合わせにおいても、かなり強度は小さ
いが、真空紫外領域の希ガスのエキシマ光が放出される
ことを見いだした。良く知られているように、真空紫外
光は酸素に吸収され、酸素から効率よくオゾンを生成す
る。

【００１５】（２）中空円筒状の放電空間を有する誘電
体バリア放電ランプは、安全性確保のために、一般的に
以下の構成を採用している。 （ａ）内側管の外壁の少なくとも一部に設けられた内側
電極を、高電圧側にする。これは前記内側電極が、人間
などに接触する可能性が小さいためである。 （ｂ）外側管の外壁の少なくとも一部に設けられた網状
電極を、アース側にする。これは前記内側電極が、人間
などに接触する可能性が大きいためである。 高電圧が印加される内側電極では、コロナ放電が発生す
ることがある。このコロナ放電によっても、酸素からオ
ゾンが生成される。

【００１６】以上のように、真空紫外光あるいはコロナ
放電によって生成された反応性の高いオゾンが、金属電
極である内側電極を腐食するものと考えられる。

【００１７】通常の放電ランプにおいては、電極および
リード線と、オゾンが生成される光の放出部との距離を
大きくすることが可能である。一方、誘電体バリア放電
ランプにおいては、電極と光の放出部が近接した構成で
ある。したがって、電極と光の放出部との距離を大きく
することは原理的に不可能である。すなわち、上記した
オゾンによる腐食という問題は、誘電体バリア放電ラン
プ装置に特有の問題である。

【００１８】蒸着法で前記内側電極を形成する代わり
に、円筒状金属管を前記内側管に挿入して前記内側電極
を形成することも考えられる。この方法によれば、先に
述べた蒸着法の持つ欠点を解決できる。しかしながら、
内側管として使用する市販の石英ガラス管の内径の公差
は±０．５ｍｍ程度と大きいので、前記内側電極と前記
内側管の外面の密着性は著しく悪くなる。よって、放電
空間への電力の供給量がばらつくという欠点が生じる。

【００１９】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたもので、その第１の課題は、内側電極の製造が容
易で、内側電極と内側管の密着性が良く、放電空間への
電力の供給が効率よく行われる誘電体バリア放電ランプ
を提供することである。

【００２０】本発明の第２の課題は、オゾンなどにって
電極の一部が腐食、損耗したとしても、長時間安定に放
電できる、長寿命の誘電体バリア放電ランプを提供する
ことである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、外形が概略円筒状である外側管と内側管とを同軸に
配置して、該両管の間に形成した両端が閉じられた中空
円筒状の放電空間に誘電体バリア放電によってエキシマ
分子を形成する放電用ガスを充填した放電容器と、該外
側管の外面の一部に設けられた該誘電体バリア放電用の
外側電極と、該内側管の内壁の一部に設けられた円管状
の該誘電体バリア放電用の内側電極とからなる誘電体バ
リア放電ランプにおいて、図３の説明図に示したよう
に、軸方向の全長に渡って、例えば、円周の一部を切断
して、離間部１１を設けた金属製の切り欠き円管状部材
４０で前記内側電極を構成したものである。

【００２２】本発明の請求項２の発明は、本発明の請求
項１の発明において、切り欠き円管状部材４０の離間部
１１の円周方向の最大距離を３．０ｍｍ以下に構成した
ものである。

【００２３】本発明の請求項３の発明は、外形が概略円
筒状である外側管と内側管とを同軸に配置して、該両管
の間に形成した両端が閉じられた中空円筒状の放電空間
に誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する放
電用ガスを充填した放電容器と、該外側管の外面の一部
に設けられた該誘電体バリア放電用の外側電極と、該内
側管の内壁の一部に設けられた円管状の該誘電体バリア
放電用の内側電極とからなる誘電体バリア放電ランプに
おいて、図２の説明図に示したように、金属からなる２
本の半円管状部材４ａ，４ｂを内側管２内に挿入するこ
とにより該内側電極４を構成し、２本の前記半円管状部
材の離間部１１ａ，１１ｂの円周方向の離間距離Ｄの最
大値を３．０ｍｍ以下に構成したものである。

【００２４】本発明の請求項４の発明は、本発明の請求
項１，２または請求項３の発明において、切り欠き円管
状部材４０または半円管状部材４ａ，４ｂをアルミニウ
ムで構成し、肉厚を０．１ｍｍから１．０ｍｍの範囲に
限定したものである。

【００２５】本発明の請求項５の発明は、外形が概略円
筒状である外側管と内側管とを同軸に配置して、該両管
の間に形成した両端が閉じられた中空円筒状の放電空間
に誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する放
電用ガスを充填した放電容器と、該外側管の外面の一部
に設けられた該誘電体バリア放電用の外側電極と、該内
側管の内壁の一部に設けられた円管状の該誘電体バリア
放電用の内側電極とからなる誘電体バリア放電ランプに
おいて、図４の説明図に示したように、該内側電極を、
円周の一部において重なりあうように円管状に曲げられ
た１枚の金属板からなる重ね円管状部材４１で構成した
ものである。

【００２６】本発明の請求項６の発明は、請求項５の発
明において、重ね円管状部材４１の肉厚を０．０３ｍｍ
から０．１ｍｍの範囲にしたものである。

【００２７】本発明の請求項７の発明は、請求項１，
２，３，４，５または請求項６の発明において、螺旋状
バネを該内側電極の内部に挿入し、該内側電極を該内側
管に押しつけ、固定する構成にしたものである。

【００２８】本発明の請求項８の発明は、請求項７の発
明において、該螺旋状バネを該内側電極のほぼ全長に渡
って設けたものである。

【００２９】本発明の請求項９の発明は、請求項７また
は請求項８の発明において、誘電体バリア放電の電力供
給用リード線を該螺旋状バネに溶接法、圧着固定法ある
いはネジ止め法等で機械的かつ電気的に接続したもので
ある。

【００３０】本発明の請求項１０の発明は、請求項１，
２，３，４，５，６，７または請求項８の発明におい
て、誘電体バリア放電の電力供給用リード線を該内側電
極に溶接法、圧着固定法あるいはネジ止め法等で機械的
かつ電気的に接続したものである。

【００３１】本発明の請求項１１の発明は、請求項１，
２，３，４，５，６，７，８，９または請求項１０の発
明において、該誘電体バリア放電の電力供給用リード線
を該内側管の一端から引き出し、該内側管の該リード線
の引き出し側の端部に、放電空間と反対側に突起を設け
たものである。

【００３２】本発明の請求項１２の発明は、請求項１，
２，３，４，５，６，７，８，９，１０または請求項１
１の発明において、該内側管の両端が閉じられて閉空間
が形成され、該閉空間の内部に該内側電極が収納されて
いる構成にしたものである。

【００３３】

【作用】本発明の請求項１の発明においては、図３の説
明図に示したように、軸方向の全長に渡って、例えば、
円周の一部を切断し、離間部１１を設けた金属製の切り
欠き円管状部材４０で該内側電極を構成したので、切り
欠き円管状部材４０の外径を簡単に小さく調整できる。
よって、内側管２の内径が少々ばらついたとしても、切
り欠き円管状部材４０と内側管２の密着性を良くした状
態で内側電極４を形成することができる。したがって放
電空間への電力の供給が効率よく行われる。また、電極
の組み立てが容易になる。

【００３４】発明者らの実験によれば、切り欠き円管状
部材４０の離間部１１の円周方向の離間距離Ｄの最大値
が３．０ｍｍを越えた場合には、この部分における放電
の発生確率が低下し、円周方向に不均一な放電になり、
かつ、不安定な放電になった。

【００３５】本発明の請求項２の発明においては、本発
明の請求項１の発明において、切り欠き円管状部材４０
の該離間部１１の円周方向の最大離間距離を３．０ｍｍ
以下に構成したので、円周方向に均一な放電が得られ、
かつ、安定な放電が得られる。

【００３６】本発明の請求項３の発明においては、図２
の説明図に示したように、金属からなる２本の半円管状
部材４ａ，４ｂを内側管２内に挿入することにより内側
電極４を構成したので、内側管２の内径が少々ばらつい
たとしても、半円管状部材４ａの高さＨを調整し、半円
管状部材４ａ，４ｂの曲率を調整するという簡単な方法
で、内側電極４と内側管２の密着性を良くした状態で内
側電極４を形成することができる。したがって放電空間
への電力の供給が効率よく行われる。また、電極の組み
立てが容易になる。

【００３７】発明者らの実験によれば、２本の半円管状
部材の離間部１１ａ，１１ｂの円周方向の離間距離Ｄの
最大値が３．０ｍｍを越えた場合には、この部分におけ
る放電の発生確率が低下し、円周方向に不均一な放電に
なり、かつ、不安定な放電になった。

【００３８】よって、本発明の請求項３の発明において
は、２本の半円管状部材の離間部１１ａ，１１ｂの円周
方向の離間距離Ｄの最大値を３．０ｍｍ以下に構成した
ので、円周方向に均一な放電が得られ、かつ、安定な放
電が得られる。

【００３９】本発明の請求項４の発明においては、本発
明の請求項１，２または請求項３の発明において、半円
管状部材４ａ，４ｂまたは切り欠き円管状部材４０をア
ルミニウムで構成し、肉厚を０．１ｍｍから１．０ｍｍ
の範囲にしたので、以下の利点を有する。

【００４０】（１）放電用ガスとして、例えばキセノン
を使用したときにエキシマ分子から放出される真空紫外
光が、アルミニウム製の半円管状部材４ａ，４ｂまたは
切り欠き円管状部材４０で効率よく反射され、したがっ
て高効率が得られる。

【００４１】（２）アルミニウムは柔らかいので、半円
管状部材４ａ，４ｂあるいは切り欠き円管状部材４０
を、例えば石英ガラス管製の内側管２に挿入するさい
に、内側管２を傷つけることがない。

【００４２】（３）肉厚を０．１ｍｍ以上にしたので、
機械的強度が弱い細長い半円管状部材４ａ，４ｂあるい
は切り欠き円管状部材４０を、内側管２にスムーズに挿
入できる。

【００４３】（４）肉厚を１．０ｍｍ以下にしたので、
半円管状部材４ａ，４ｂあるいは切り欠き円管状部材４
０を内側管２に合わせて変形させるのが容易である。し
たがって、切り欠き円管状部材４０を内側管２に精度良
く密着させることができる。

【００４４】本発明の請求項５の発明においては、図４
の説明図に示したように、前記内側電極を、円周の一部
において重なりあうように円管状に曲げられた１枚の金
属板からなる重ね円管状部材４１で構成したので、内側
管２の内径が少々ばらついたとしても、重ね円管状部材
４１の重なり部分１２の幅を調整するという簡単な方法
で、前記内側電極と内側管２との密着性を良くした状態
で前記内側電極を形成することができる。したがって放
電空間への電力の供給が効率よく行われる。また、電極
の組み立てが容易になる。

【００４５】本発明の請求項６の発明においては、請求
項５の発明において、重ね円管状部材４１の肉厚を０．
０３ｍｍから０．１ｍｍをの範囲にしたので、肉厚０．
０３ｍｍ以上においては、オゾンによって表面が腐食さ
れても、放電用電極としての電気電導度は十分確保でき
る。また、肉厚０．１ｍｍ以下においては、重ね部分１
２の幅を調整するという簡単な方法で、内側管２に合わ
せて前記内側電極を変形させるのが容易である。したが
って、前記内側電極と内側管２との密着性を良くした状
態で前記内側電極を形成することができるので、放電空
間への電力の供給が効率よく行われる。また、電極の組
み立てが容易になる。

【００４６】本発明の請求項７の発明においては、請求
項１，２，３，４，５または請求項６の発明において、
螺旋状バネを該内側電極の内部に挿入し、該内側電極を
内側管２に押しつけ、固定する構成にしたので、該内側
電極と内側管２との密着性が良くなる。

【００４７】該内側電極は内側管２内にあるので点灯中
は３００℃程度の温度になり、その結果、長時間点灯す
る事によって該内側電極が変形し、内側管２から離れる
ことがある。

【００４８】本発明の請求項８の発明においては、請求
項７の発明において、前記螺旋状バネを前記内側電極の
ほぼ全長に渡って設けたので、長時間に渡って該内側電
極と内側管２の密着性が保たれる。

【００４９】本発明の請求項９の発明においては、請求
項７または請求項８の発明において、誘電体バリア放電
の電力供給用リード線を該螺旋状バネに溶接法、圧着固
定法あるいはネジ止め法等で機械的かつ電気的に接続し
たので、簡単に、高信頼で放電電力を供給できる。

【００５０】本発明の請求項１０の発明においては、請
求項１，２，３，４，５，６，７または請求項８の発明
において、誘電体バリア放電の電力供給用リード線を直
接、該内側電極に溶接法、圧着固定法あるいはネジ止め
法等で機械的かつ電気的に接続したので、より高信頼で
放電電力を供給できる。

【００５１】本発明の請求項１１の発明においては、請
求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または請求項
１０の発明において、該誘電体バリア放電の電力供給用
リード線を該内側管の一端から引き出し、該内側管の該
リード線の引き出し側の端部に、放電空間と反対側に突
起を設けたので、誤って、作業者が前記リード線を持っ
て該誘電体バリア放電ランプを運搬したとしても、該内
側電極が該突起に引っ掛かり、該内側電極が外部に飛び
だすことが防止できる。

【００５２】本発明の請求項１２の発明においては、請
求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０または
請求項１１の発明において、該内側管の両端が閉じられ
て閉空間が形成され、該閉空間の内部に該内側電極が収
納されている構成にしたので、該内側電極が酸素に触れ
るのを防止することができる。

【００５３】内側管２に半円管状部材４ａ，４ｂ、ある
いは、切り欠き円管状部材４０あるいは重ね円管状部材
４１を挿入して該内側電極を形成した場合には、内側管
２と該内側電極との密着性は優れている。しかしなが
ら、内側管２と該内側電極との間には僅かながら空間が
存在し、この空間に空気が存在する。この空気が内側電
極を酸化すると、光の反射率が低下する。本発明の請求
項１３の発明は、この問題を効果的に解消する。

【００５４】

【実施例】本発明の第１の実施例を説明する概略図を図
１に示す。図１において、放電容器１は全長約３００ｍ
ｍの合成石英ガラス製である。放電容器１には、外径が
１６ｍｍ、肉厚１ｍｍの内側管２と内径が約２４．５ｍ
ｍ、肉厚１ｍｍの外側管３とが同軸に配置されていて、
両端が閉じられた中空円筒状の放電空間８が形成されて
いる。放電空間８には放電用ガスとして３３ｋＰａのキ
セノンが封入されている。

【００５５】外側管３は、誘電体バリア放電のための誘
電体と光取り出し窓部材を兼用している。その外面には
光が通過する導電性網からなる電極５が設けられてい
る。内側管２の外面には、光の反射板と誘電体バリア放
電の電極を兼ねた内側電極４が設けられている。内側電
極４と電極５は電源９に接続される。また放電容器１の
一端には、バリウムを主成分としたゲッタ６を収納する
ゲッタ収納室７が設けられている。ゲッタ６は放電空間
８における不純ガス（例えばＨ₂ Ｏ等）を除去し、放電
を安定にする機能を持つ。

【００５６】内側電極４は、図２に示すように、厚さ
０．５ｍｍのアルミニウム板を半円管状に曲げた２本の
内側電極部材４ａ，４ｂからなる。内側電極部材４ａ，
４ｂは、内側管２に挿入され、内側電極部材４ａ，４ｂ
の軸方向の全長にはぼ等しい長さの螺旋状バネ１０で内
側管２の壁に押しつけられ、円管状の内側電極４を形成
する。円周方向の離間距離は、離間部１１ａでは０．４
ｍｍで、離間部１１ｂでは１．１ｍｍであった。したが
って、円周方向の離間距離Ｄの最大値は１．１ｍｍにな
る。

【００５７】図１にもどり、螺旋状バネ１０は、太さ
０．５ｍｍのステンレス線をピッチ１３ｍｍでコイル状
に形成したものである。螺旋状のバネ５０の一端は、圧
着接続部材２３を用いて、高電圧リード線２１に、機械
的かつ電気的に接続されている。また、内側管２の高電
圧リード線２１側において、該内側管の中心に向かって
突起部２４を設けられている。なお、２２は低電圧リー
ド線であって、必要に応じて設置する。

【００５８】電源９のランプ印加電圧を９．４ｋＶにし
たところ、ランプへの入力電圧の値を外側管３が電極５
と対接している部分の面積の値で除した値である管壁負
荷は０．２５Ｗ／ｃｍ² になり、波長１７２ｎｍに最大
値を有する波長１６０ｎｍから波長１８０ｎｍの範囲の
真空紫外線が、高効率で放出された。

【００５９】上記のように構成した誘電体バリア放電ラ
ンプ以下の利点を有する。 （１）半円管状に曲げた２本の半円管電極部材４ａ，４
ｂを組み合わせて円管状の内側電極４を形成しているの
で、内側管２の内径が少々ばらついたとしても、内側管
２の壁に密着させて内側電極４を形成することができ、
したがって、安価な市販の石英ガラス管を使用すること
ができた。

【００６０】（２）半円管状に曲げた２本の半円管電極
部材４ａ，４ｂをアルミニウム製にしたので、エキシマ
分子より放出される真空紫外光が効率よく反射されて高
効率が得られた。さらに、アルミニウムは柔らかいの
で、内側電極部材４ａ，４ｂを石英ガラス製である内側
管２に挿入するさいに、内側管２を傷つける事がない。

【００６１】（３）半円管電極部材４ａ，４ｂの厚みが
０．５ｍｍなので、内側電極４の内径に応じて半円管電
極部材４ａ，４ｂを変形させるのが容易である。さら
に、オゾンによって表面が腐食されても、放電用電極と
しての電気電導度は十分確保できる。

【００６２】（４）螺旋状バネ１０を、内側電極４の全
長にわたって設けたので、長時間点灯しても内側電極４
と内側管２との密着性が保たれる。

【００６３】（５）螺旋状バネ１０の一端と高電圧リー
ド線２１は、圧着接続部材２３を用いて接続したので、
摩擦などを利用して接続した場合に比較すると、機械的
かつ電気的に堅牢に接続される。

【００６４】（６）内側管２の中心に向かって突起部２
４を設けたので、作業者が誤って高電圧リード線２１を
持って該誘電体バリア放電ランプを運搬したとしても、
内側電極４が突起部２４に引っ掛かり、内側電極４が外
部に飛びだすことが防止できる。

【００６５】本発明の第２の実施例を説明する概略図
を、図５に示す。本実施例においては、内側電極４は、
図３に示した切り欠き円管状部材４０を使用したもの
で、厚み０．１５ｍｍのアルミニウム箔を曲げて製作し
た。図５にもどり、離間部１１における最大離間距離Ｄ
は、０．９ｍｍである。切り欠き円管状部材４０はその
両端に螺旋状バネ１０ａ，１０ｂを挿入して、内側管２
に固定されている。また、切り欠き円管状部材４０は、
その一部が延長され、高電圧リード線２１と半田によっ
て機械的かつ電気的に接続されている。

【００６６】上記のように構成した誘電体バリア放電ラ
ンプは、第１の実施例の利点に加えて、以下の利点を有
する。 （１）切り欠き円管状部材４０に高電圧リード線２１
を、直接、機械的かつ電気的に接続したので、より高信
頼の誘電体バリア放電ランプを得ることが出来る。 （２）一個の部材で内側電極４を形成するので、製造が
容易になる。

【００６７】本発明の第３の実施例は、第１の実施例に
おいて、内側電極４を、図４に示した重ね円管状部材４
１で構成したものである。重ね円管状部材４１は、厚み
０．０８ｍｍのアルミニウム箔を曲げて製作した。この
実施例では、一個の重ね円管状部材４１で内側電極４を
形成するので、製造が容易になる。

【００６８】本発明の第４の実施例を説明する概略図を
図６に示す。本実施例においては、外側管３の一端に合
成石英ガラスからなる光取り出し窓３２を設け、ビーム
状に光を取り出すようにしてある。ここで、内側管２
は、端部１６、１７において密閉構造となっている。

【００６９】この密閉構造の内側管２は、以下の手順で
製作した。内側電極４を内側管２内に挿入したのち、内
側管２内を真空排気し、窒素ガスを６０ｋＰａ導入し
て、シール部３４で気密にシールした。内側電極４への
電気入力は、内側電極４の一端に設けられた螺旋状バネ
１０にモリブデン線１８を接続し、モリブデン箔３３お
よびそれに接続された高電圧リード線２１を通して、電
源９に接続することにより行われる。

【００７０】内側電極４の構成は、第１の実施例と同
様、図２に示すように、厚さ０．５ｍｍのアルミニウム
板を半円管状に曲げた２本の内側電極部材４ａ，４ｂか
らなる。図６にもどり、外側電極３１は、厚さ０．５ｍ
ｍのアルミニウム板を半円管状に曲げた２本の半円管状
電極部材からなる、光反射板を兼ねた円管状電極であ
る。本実施例においては、エキシマ分子から放出される
エキシマ光は、光取り出し窓３２から放出される。

【００７１】本実施例においては、内側電極２が窒素中
にあるので、オゾンの発生がなく、電極の腐食がないの
で、長寿命の誘電体バリア放電ランプ装置が得られた。

【００７２】半円管状に曲げた２本の半円管状電極部材
を内側管に挿入して内側電極を形成する場合には、どう
しても、該半円管状電極部材と内側管の間に隙間が発生
してしまう。この隙間内の空気に含まれる酸素がエキシ
マ光を吸収するので、エキシマ光の光強度が低下する。
しかし、本実施例の特徴ある構成によって、前記問題が
解決できる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、次の効果を得ることが出来る。本発明の請求項１の
発明においては、軸方向の全長に渡って、例えば、円周
の一部を切断し、離間部を設けた金属製の切り欠き円管
状部材で該内側電極を構成したので、以下の効果を有す
る。 （１）該切り欠き円管状部材の外径を簡単に小さく調整
できる。よって、該内側管の内径が少々ばらついたとし
ても、該切り欠き円管状部材と該内側管の密着性を良く
した状態で該内側電極４を形成することができる。した
がって放電空間への電力の供給が効率よく行われ、電極
の組み立てが容易な誘電体バリア放電ランプを提供でき
る。

【００７４】本発明の請求項２の発明においては、本発
明の請求項１の発明において、該切り欠き円管状部材の
該離間部の円周方向の最大離間距離を３．０ｍｍ以下に
構成したので、本発明の請求項１の発明の効果に加え
て、以下の効果を有する。 （２）円周方向に均一かつ安定な放電が得られ、光出力
の安定な誘電体バリア放電ランプが得られる。

【００７５】本発明の請求項３の発明においては、金属
からなる２本の半円管状部材を内側管内に挿入すること
により内側電極を構成し、２本の半円管状部材の離間部
の円周方向の離間距離の最大値を３．０ｍｍ以下にした
ので、以下の効果を有する。 （３）該内側管の内径が少々ばらついたとしても、該半
円管状部材の高さを調整し、該半円管状部材の曲率を調
整するという簡単な方法で、該内側電極と該内側管の密
着性を良くした状態で該内側電極を形成することができ
る。したがって、放電空間への電力の供給が効率よく行
われ、また、電極の組み立てが容易になり、安価な誘電
体バリア放電ランプを提供できる。

【００７６】（４）円周方向に均一な放電が得られ、か
つ、安定な放電が得られ、光出力の安定な誘電体バリア
放電ランプが得られる。

【００７７】本発明の請求項４の発明においては、本発
明の請求項１，２または請求項３の発明において、半円
管状部材または切り欠き円管状部材をアルミニウムで構
成し、肉厚を０．１ｍｍから１．０ｍｍの範囲にしたの
で、請求項１，２または請求項３の発明の効果に加え
て、以下の利点を有する。

【００７８】（５）放電用ガスとして、例えばキセノン
を使用したときにエキシマ分子から放出される真空紫外
光が、アルミニウム製の半円管状部材または切り欠き円
管状部材で効率よく反射され、したがって高効率が得ら
れる。

【００７９】（６）アルミニウムは柔らかいので、半円
管状部材あるいは切り欠き円管状部材を、例えば石英ガ
ラス管製の内側管に挿入するさいに、内側管２を傷つけ
ることがない。

【００８０】（７）肉厚を０．１ｍｍ以上にしたので、
機械的強度が弱い細長い半円管状部材あるいは切り欠き
円管状部材を、内側管にスムーズに挿入できる。

【００８１】（８）肉厚を１．０ｍｍ以下にしたので、
半円管状部材あるいは切り欠き円管状部材を内側管に合
わせて変形させるのが容易である。したがって、切り欠
き円管状部材４０を内側管２に精度良く密着させること
ができる。

【００８２】したがって、高効率で、高信頼の誘電体バ
リア放電ランプを安価に得ることができる。

【００８３】本発明の請求項５の発明においては、前記
内側電極を、円周の一部において重なりあうように円管
状に曲げられた１枚の金属板からなる重ね円管状部材で
構成したので、以下の効果を有する。 （９）内側管の内径が少々ばらついたとしても、重ね円
管状部材の重なり部分の幅を調整するという簡単な方法
で、該内側電極と該内側管との密着性を良くした状態で
該内側電極を形成することができる。したがって放電空
間への電力の供給が効率よく行われ、また、電極の組み
立てが容易になり、高効率の誘電体バリア放電ランプを
安価に提供できる。

【００８４】本発明の請求項６の発明においては、請求
項５の発明において、重ね円管状部材４１の肉厚を０．
０３ｍｍから０．１ｍｍをの範囲にしたので、請求項６
の発明の効果に加えて、以下の効果を有する。 （１０）肉厚０．０３ｍｍ以上においては、オゾンによ
って表面が腐食されても、放電用電極としての電気電導
度は十分確保できる。 （１１）肉厚０．１ｍｍ以下においては、重ね部分の幅
を調整するという簡単な方法で、該内側管に合わせて該
内側電極を変形させるのが容易である。

【００８５】したがって、該内側電極と該内側管との密
着性を良くした状態で該内側電極を形成することができ
るので、放電空間への電力の供給が効率よく行われ、ま
た、電極の組み立てが容易になり、高効率の誘電体バリ
ア放電ランプを安価に提供できる。

【００８６】本発明の請求項７の発明においては、請求
項１，２，３，４，５または請求項６の発明において、
螺旋状バネを該内側電極の内部に挿入し、該内側電極を
該内側管に押しつけ、固定する構成にしたので、請求項
１，２，３，４，５または請求項６の発明の効果にに加
えて、以下の効果を有する。 （１２）該内側電極と該内側管との密着性が良くなり、
より高効率の誘電体バリア放電ランプを得ることができ
る。る。

【００８７】本発明の請求項８の発明においては、請求
項７の発明において、該螺旋状バネを該内側電極のほぼ
全長に渡って設けたので、請求項７の発明の効果に加え
て、以下の効果を有する。 （１３）長時間に渡って該内側電極と該内側管の密着性
が保たれ、より高信頼の誘電体バリア放電ランプが得ら
れる。る。

【００８８】本発明の請求項９の発明においては、請求
項７または請求項８の発明において、誘電体バリア放電
の電力供給用リード線を該螺旋状バネに溶接法、圧着固
定法あるいはネジ止め法等で機械的かつ電気的に接続し
たので、請求項７または請求項８の発明の効果に加え
て、以下の効果を有する。 （１４）高信頼に電力を供給でき、高信頼の誘電体バリ
ア放電ランプを得ることができる。。

【００８９】本発明の請求項１０の発明においては、請
求項１，２，３，４，５，６，７または請求項８の発明
において、誘電体バリア放電の電力供給用リード線を直
接、該内側電極に溶接法、圧着固定法あるいはネジ止め
法等で機械的かつ電気的に接続したので、請求項１，
２，３，４，５，６，７または請求項８の発明の効果に
加えて、以下の効果を有する。 （１５）高信頼に電力を供給でき、高信頼の誘電体バリ
ア放電ランプを得ることができる。

【００９０】本発明の請求項１１の発明においては、請
求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または請求項
１０の発明において、該誘電体バリア放電の電力供給用
リード線を該内側管の一端から引き出し、該内側管の該
リード線の引き出し側の端部に、放電空間と反対側に突
起を設けたので、請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９または請求項１０の発明の効果に加えて、以下の
効果を有する。 （１６）作業者が誤って前記リード線を持って該誘電体
バリア放電ランプを運搬したとしても、該内側電極が該
突起に引っ掛かり、該内側電極が外部に飛びだすことが
防止でき、安全で高信頼の誘電体バリア放電ランプを得
ることができる。

【００９１】本発明の請求項１２の発明においては、請
求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０または
請求項１１の発明において、該内側管の両端が閉じられ
て閉空間が形成され、該閉空間の内部に該内側電極が収
納されている構成にしたので、請求項１，２，３，４，
５，６，７，８，９，１０または請求項１１の発明の効
果に加えて、以下の効果を有する。 （１７）該内側電極が酸素に触れるのを防止することが
でき、より長寿命の誘電体バリア放電ランプを得ること
ができる。。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体バリア放電ランプの第１および
第３の実施例の説明図である。

【図２】本発明の誘電体バリア放電ランプの作用および
第１，第４の実施例の内側電極の説明図である。

【図３】本発明の誘電体バリア放電ランプの作用および
第２の実施例の内側電極の説明図である。

【図４】本発明の誘電体バリア放電ランプの作用および
第３の実施例の内側電極の説明図である。

【図５】本発明の誘電体バリア放電ランプの第２の実施
例の説明図である。

【図６】本発明の誘電体バリア放電ランプの第４の実施
例の説明図である。

【符号の説明】

１ 放電容器 ２ 内側管 ３ 外側管 ４ 内側電極 ４ａ，４ｂ 半円管状部材 ５ 導電性網電極 ６ ゲッタ ７ ゲッタ収納室 ８ 放電空間 ９ 電源 １０ 螺旋状バネ １１，１１ａ，１１ｂ 離間部 １２ 重なり部分 １６、 １７ 端部 １８ モリブデン線 ２１ 高電圧リード線 ２３ 圧着接続部材 ２４ 突起部 ３１ 外側電極 ３２ 光取り出し窓 ３３ モリブデン箔 ４０ 切り欠き円管状部材 ４１ 重ね円管状部材 Ｄ 離間距離 Ｈ 半円管状部材の高さ

フロントページの続き (72)発明者 笠木 邦雄 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 竹元 史敏 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 相浦 良徳 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 五十嵐龍志 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外形が概略円筒状である外側管と内側管
   とを同軸に配置して、該両管の間に形成した両端が閉じ
   られた中空円筒状の放電空間に誘電体バリア放電によっ
   てエキシマ分子を形成する放電用ガスを充填した放電容
   器と、 該外側管の外面の一部に設けられた該誘電体バリア放電
   用の外側電極と、 該内側管の内壁の一部に設けられた円管状の該誘電体バ
   リア放電用の内側電極とからなる誘電体バリア放電ラン
   プにおいて、 軸方向の全長に渡って円周の一部に離間部を有する切り
   欠き円管状部材で該内側電極を構成したことを特徴とす
   る誘電体バリア放電ランプ。
2. 【請求項２】 該切り欠き円管状部材の該空間の円周方
   向の最大離間距離を３．０ｍｍ以下に構成したことを特
   徴とする請求項１に記載の誘電体バリア放電ランプ。
3. 【請求項３】 外形が概略円筒状である外側管と内側管
   とを同軸に配置して、該両管の間に形成した両端が閉じ
   られた中空円筒状の放電空間に誘電体バリア放電によっ
   てエキシマ分子を形成する放電用ガスを充填した放電容
   器と、 該外側管の外面の一部に設けられた該誘電体バリア放電
   用の外側電極と、 該内側管の内壁の一部に設けられた円管状の該誘電体バ
   リア放電用の内側電極とからなる誘電体バリア放電ラン
   プにおいて、 金属からなる２本の半円管状部材で該内側電極を構成
   し、 該２本の前記半円管状部材の円周方向の離間距離の最大
   値を３．０ｍｍ以下にしたことを特徴とする誘電体バリ
   ア放電ランプ。
4. 【請求項４】 該半円管状部材または該切り欠き円管状
   部材をアルミニウムで構成し、肉厚を０．１ｍｍから
   １．０ｍｍの範囲にしたことを特徴とする請求項１，２
   または請求項３に記載の誘電体バリア放電ランプ。
5. 【請求項５】 外形が概略円筒状である外側管と内側管
   とを同軸に配置して、該両管の間に形成した両端が閉じ
   られた中空円筒状の放電空間に誘電体バリア放電によっ
   てエキシマ分子を形成する放電用ガスを充填した放電容
   器と、 該外側管の外壁の一部に設けられた該誘電体バリア放電
   用の外側電極と、 該内側管の内壁の一部に設けられた円管状の該誘電体バ
   リア放電用の内側電極とからなる誘電体バリア放電ラン
   プにおいて、 該内側電極を、円周の一部において重なりあうように円
   管状に曲げられた１枚の金属板からなる重ね円管状部材
   で構成したことを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
6. 【請求項６】 該重ね円管状部材の肉厚を０．０３ｍｍ
   から０．１ｍｍの範囲にしたことを特徴とする請求項５
   に記載の誘電体バリア放電ランプ。
7. 【請求項７】 螺旋状バネを該内側電極の内部に挿入
   し、該内側電極を該内側管に押しつけ、固定したことを
   特徴とする請求項１，２，３，４，５または請求項６に
   記載の誘電体バリア放電ランプ。
8. 【請求項８】 該螺旋状バネを該内側電極のほぼ全長に
   渡って設けたことを特徴とする請求項７に記載の誘電体
   バリア放電ランプ。
9. 【請求項９】 誘電体バリア放電の電力供給用リード線
   を該螺旋状バネに機械的かつ電気的に接続したことを特
   徴とする請求項７または請求項８に記載の誘電体バリア
   放電ランプ。
10. 【請求項１０】 誘電体バリア放電の電力供給用リード
    線を該内側電極に機械的かつ電気的に接続したことを特
    徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７または請求
    項８に記載の誘電体バリア放電ランプ。
11. 【請求項１１】 該誘電体バリア放電の電力供給用リー
    ド線を該内側管の一端から引き出し、 該内側管の該リード線の引き出し側の端部に、放電空間
    と反対側に突起を設けたことを特徴とする請求項１，
    ２，３，４，５，６，７，８，９または請求項１０に記
    載の誘電体バリア放電ランプ。
12. 【請求項１２】 該内側管の両端が閉じられて閉空間が
    形成され、 該閉空間の内部に該内側電極が収納されていることを特
    徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，
    １０または請求項１１に記載の誘電体バリア放電ラン
    プ。