KR20020025746A - 방전램프 및 자외선 조사장치 - Google Patents

Abstract

기밀용기의 바깥둘레에 코일형상으로 감겨져 있는 외부전극의 선지름을 굵게 하지 않고, 과전류에 의한 그 외부전극의 단선을 방지하는 것이다.

기밀용기(2)의 바깥둘레에 그 길이방향을 따라 코일형상으로 감겨진 외부전극(5)과, 기밀용기(2)의 바깥둘레면에 접촉하여 그 길이방향으로 배치됨과 동시에 기밀용기(2)와 함께 외부전극(5)이 감겨져 있는 외부전극(5)의 단면적보다 넓은 단면적을 갖는 보조전극(6)을 가진다. 방전램프(1)로부터의 빛의 조사를 방해하지 않도록 가늘게 형성되어 있는 외부전극(5)은 과전류가 흐르는 것에 의한 단선을 생기기 쉽지만, 보조전극(6)을 설치함으로써, 과전류가 외부전극(5)으로 흐르는 것을 방지할 수 있고, 외부전극(5)에 과전류가 흐르는 것에 의한 외부전극(5)의 단선을 방지할 수 있다.

Description

방전램프 및 자외선 조사장치{Discharged lamp and ultra-violet radiation apparatus}

본 발명은, 방전램프 및 그 방전램프를 사용한 자외선 조사장치에 관한 것이다.

자외선을 발광하는 자외선램프로서, 유전체배리어 방전램프가 종종 제안되고 있으며, 이와 같은 유전체배리어 방전램프는, 기밀인 방전공간 내에 엑시머를 생성하는 방전매체(엑시머 생성가스)를 봉입하고, 또한 방전공간의 내측과 외측에 한쌍의 전극을 설치하여, 이들 전극 사이에 고전압을 인가하여 방전시키는 것이다. 이 방전에 의해, 방전매체로부터 자외선이 발광된다.

도 9는, 유전체배리어 방전램프의 일예를 나타낸 정면도이다. 이 도 9에서, (101)은 원통형의 기밀용기, (102)는 도전성을 갖는 외부전극, (103)은 도전성을 갖는 내부전극, (104)는 밀봉부, (105)는 고주파 발생회로이다. 기밀용기(101)의 내부에는, 엑시머 생성가스로서의 크세논 등이 봉입되어 있다.

기밀용기(101)는, 자외선을 투과하는 유전체 재료, 예컨대 석영 등에 의해서 형성되어 있다.

외부전극(102)은, 기밀용기(101)의 바깥둘레에 코일형상으로 감겨져 장착되어 있다.

내부전극(103)은, 예를 들면 코일형상, 막대형상, 선형상, 판형상 등의 형상을 이루는 도전성 부재로서, 밀봉부(104)에 고정된 리드선(106)에 접속되어 있다.

고주파 발생회로(105)는, 외부전극(102)과 내부전극(103)의 사이에 전압을 인가하여, 유전체배리어 방전에 필요한 전기 에너지를 공급한다.

이와 같은 구조의 유전체배리어 방전램프에서는, 고주파 발생회로(105)에 의하여 외부전극(102)과 내부전극(103)의 사이에 전압을 인가하면, 이들 외부전극(10 2)과 내부전극(103)의 사이에 유전체배리어 방전이 생긴다. 이 방전에 의해, 기밀용기(101)의 내부에 봉입되어 있는 크세논 등의 엑시머 생성가스가 일시적으로 분자상태(엑시머상태)로 결합한다. 그리고 이 분자상태로부터 원자의 기저상태로 되돌아갈 때에, 재 흡수가 적은 자외선이 발광된다. 이것이 유전체배리어 방전램프의 발광원리이다.

[외부전극의 단선]

도 9에 나타낸 바와 같이, 코일형상으로 감겨져 있는 외부전극(102)은, 기밀용기(101)를 투과하는 자외선의 조사를 방해받지 않도록 하기 위해서, 가는 선지름인 것을 사용하고 있다. 이 때문에, 통전시에 외부전극(102)에 과전류가 흘러서, 외부전극(102)이 단선되는 경우가 있다.

또한, 외부전극으로서는, 일본국 특개평 7-272692호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 심이 없는 원통형 금속망을 사용한 것이 있다. 그러나, 외부전극으로서 원통형 금속망을 사용한 경우에는, 외부전극의 구조가 복잡하게 되어 비용이 상승하게 된다. 또한 외부전극으로서 원통형 금속망을 사용한 경우에는, 발광된 자외선중, 원통형 금속망으로 차광되는 비율이 높아지게 되어, 자외선의 조사성능이 떨어진다.

〔유전체배리어 방전램프의 길이방향의 균일성〕

기밀용기(101)의 바깥둘레에 외부전극(102)이 감겨져 있으면, 인덕턴스 성분이 발생하고, 이 인덕턴스 성분의 발생은 임피던스의 변화를 일으켜서, 기밀용기의 길이방향의 각 부분에서 유전체배리어 방전이 발생하기 쉬운 부분과 발생하기 어려운 부분이 생기며, 기밀용기의 길이방향에 따른 각 부분에서의 자외선의 조사량에 차이가 생겨서, 유전체배리어 방전램프의 길이방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성이 떨어진다.

〔유전체배리어 방전램프의 전력(조도)〕

유전체배리어 방전램프의 전력을 높여서 자외선의 조도를 향상시키기 위해서는, 인가하는 전압을 높여야 할 필요가 있다. 그러나 인가하는 전압을 높이기 위해서는, 유전체배리어 방전램프를 고전압용으로 설계변경을 행해야만 한다.

본 발명의 목적은, 기밀용기의 바깥둘레에 코일형상으로 감겨져 있는 외부전극의 선지름을 굵게 하지 않고, 과전류에 의한 그 외부전극의 단선을 방지하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 방전램프의 길이방향에 있어서의 조사된 빛의 균일성을 높이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 인가하는 전압을 높이지 않고 방전램프의 전력을 높게 하여, 자외선의 조도를 향상시키는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태인 유전체배리어 방전램프를 나타낸 종단 정면도,

도 2는 그의 종단 측면도,

도 3의 (a)는 기밀용기의 끝단부를 확대하여 나타낸 정면도, (b)는 그의 평면도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태인 유전체배리어 방전램프를 나타낸 종단 측면도,

도 5는 본 발명의 제 3 실시형태인 유전체배리어 방전램프를 나타낸 종단 정면도,

도 6은 그 종단 측면도,

도 7은 그 일부를 확대하여 나타낸 종단 정면도,

도 8은 본 발명의 제 4 실시형태인 자외선 조사장치를 나타낸 단면도,

도 9는 종래 예의 유전체배리어 방전램프를 나타낸 종단 정면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,1a,1b : 방전램프2 : 기밀용기

2b : 밀봉부3 : 내부전극

5 : 외부전극6 : 보조전극

7 : 외측관9 : 조임부

10 : 거친면부 11 : 칩부

17 : 리드선18 : 내부전극

18a : 내부급전체 전극18b : 도전성 앵커

21 : 자외선 조사장치22 : 유지케이스체

청구항 1에 기재된 발명의 방전램프는, 주로 유전체 재료에 의해 형성된 가늘고 긴 관형상의 기밀용기와; 상기 기밀용기 내에 그 길이방향을 따라 배치된 내부전극과; 상기 기밀용기의 바깥둘레에 그 길이방향을 따라 코일형상으로 감겨져 있는 외부전극과; 상기 기밀용기의 바깥둘레면에 접촉하여 이 기밀용기의 길이방향을 따라 배치되고, 상기 기밀용기와 함께 상기 외부전극이 감겨지며, 상기 외부전극의 단면적보다 넓은 단면적을 갖는 보조전극과; 상기 기밀용기 내에 봉입된 방전매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 외부전극과 내부전극의 사이에 전압이 인가되면, 양 전극 사이에 방전이 생긴다. 이에 따라 예컨대 Xe를 봉입한 경우에는, 기밀용기에 봉입된 방전매체가 일시적으로 분자상태(엑시머상태)로 결합하고, 이러한 분자상태로부터 원자의 기저상태로 되돌아갈 때에 재 흡수가 적은 빛이 효율적으로 방출되기 때문에, 방전램프가 발광한다. 방출되는 빛의 파장영역은, 기밀용기에 봉입된 방전매체의 종류에 의존하며, 172nm 파장의 자외선이 방출된다.

여기에서, 방전램프로부터의 빛의 조사를 방해받지 않도록 하기 위해서는, 외부전극을 가늘게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 외부전극을 가늘게 하면, 과전류가 흘렀을 때에 단선되는 경우가 있다. 그러나, 보조전극을 설치함으로써, 전류의 일부가 보조전극으로 흐르게 되고, 외부전극에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있어, 과전류에 의한 외부전극의 단선을 방지할 수 있다.

또한, 기밀용기의 바깥둘레에 외부전극을 감게 되면, 인덕턴스 성분이 발생하고, 이 인덕턴스 성분의 발생은 임피던스의 변화를 일으켜서, 기밀용기의 길이방향의 각 부분에서 방전이 발생하기 쉬운 부분과 발생하기 어려운 부분이 생기고, 기밀용기의 길이방향에 따른 각 부분에서의 빛의 조사량에 불균형이 생겨, 방전램프의 길이방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성이 떨어진다. 그러나, 기밀용기의 길이방향에 따른 보조전극을 설치함으로써, 코일형상의 외부전극이 단락되어, 인덕턴스성분의 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, 방전램프의 길이방향의 임피던스의 변화를 없앨 수 있고, 기밀용기의 길이방향의 전 영역에서 대략 균등하게 방전을 발생시킬 수 있어, 방전램프의 길이방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성이 높아지게 된다.

또한, 방전램프를 등가회로로 나타내면, 방전공간의 부분인 저항성분 "R"과, 기밀용기의 부분인 콘덴서성분 "C"로 이루어지는 용량성 부하이며, 콘덴서성분 "C"가 증가하면, 인가전압을 올리지 않고도 방전램프의 전력을 향상시킬 수 있어, 방전램프로부터 조사되는 빛의 조도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 이 콘덴서성분"C"는, 외부전극 및 외부전극의 일부가 되는 보조전극과 기밀용기의 접촉면적이 커짐에 따라 커지게 된다. 즉 보조전극을 설치함으로써, 인가전압을 높이지 않고도 방전램프의 전력을 향상시킬 수 있어, 방전램프로부터 조사되는 빛의 조도를 향상시킬 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 방전램프에 있어서, 상기 외부전극의 선지름치수가 d1mm, 감김피치치수가 hmm일 때, 10<h/d1<100의 관계로 규정되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 외부전극의 선지름치수 d1과 외부전극의 감김피치치수 h를 이와 같이 규정함으로써, 기밀용기로부터 조사되는 빛의 외부전극에 의한 차광율을 10% 이하로 억제할 수 있어, 빛의 조사성능이 양호하게 유지된다.

한편, 외부전극의 선지름치수 d1을 0.1mm로 하였을 경우, h/d1이 10 이하이면, 감김피치치수 h가 1mm 이하로 되고, 외부전극이 방전램프부터의 빛의 조사를 대폭으로 차단하여, 필요한 빛을 획득할 수 없게 된다.

또한, 외부전극의 선지름치수 d1을 0.1mm로 하는 경우, h/d1이 100 이상이면, 서로 이웃하는 외부전극간의 거리가 10mm 이상으로 커지게 되어, 방전이 면을 따라 이동하는 것이 어렵게 된다. 그 결과, 방전램프의 축방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성이 현저히 떨어진다고 하는 문제가 생긴다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 방전램프에 있어서, 상기 기밀용기의 양 끝단부에 조임부가 형성되고, 이 조임부에 상기 외부전극이 복수회 감겨져 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 기밀용기의 바깥둘레에 감겨져 있는 외부전극의 느슨함을 방지할 수 있고, 그와 같은 느슨함이 원인으로 되는 외부전극의 감김피치치수의 엇갈림이 방지된다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 상기 기밀용기의 양 끝단부에 핀치시일된 밀봉부가 형성되고, 상기 기밀용기의 양 끝단부에서의 상기 밀봉부보다 안쪽에 상기 밀봉부로 향한 경사면 부분에 거친면부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 기밀용기의 바깥둘레에 감겨져 있는 외부전극은, 그 양 끝단부에 형성된 밀봉부로 향한 경사면 부분에서 거친면부에 감겨져 있기 때문에, 거친면부의 큰 마찰저항에 의해 감겨져 있는 외부전극이 경사면을 따라 어긋나서 떨어지는 것이 방지되어, 외부전극의 감김상태가 안정된다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 4중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 상기 내부전극은, 상기 기밀용기 내의 대략 중심축상에 배치되어 그 중심축 방향으로 연장된 내부급전체 전극과, 상기 기밀용기의 안둘레면을 따라 링형상으로 형성되어 상기 기밀용기의 중심축 방향을 따른 대략 같은 간격의 위치에 배치되어 상기 내부급전체 전극에 접속된 복수개의 도전성 앵커를 가지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 내부급전체 전극이 자중(自重) 등에 의해 아래로 늘어지려고 하는 경우에, 도전성 앵커가 기밀용기의 안둘레면에 접촉하여 지지하게 되어, 내부급전체 전극이 크게 아래로 늘어지는 것이 방지된다. 그리고, 이 아래로 늘어지는 것이 방지됨으로써, 내부전극과 외부전극의 거리가 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있고, 내부전극과 외부전극의 거리가 크게 벗어나는 것이 원인으로 되어 방전이 발생하기 쉬운 부분과 발생하기 어려운 부분이 생기는 것을 방지되며, 기밀용기의 길이방향의 전체 영역에 있어서 대략 균등하게 방전을 발생시킬 수 있어, 방전램프의 길이방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성이 높아지게 된다.

또한, 도전성 앵커를 가짐으로써, 내부전극의 일부인 도전성 앵커와 유전체인 기밀용기의 안둘레면과의 거리가 짧아지기 때문에, 기밀용기의 안둘레면을 따른 면방전이 일어나기 쉬워지고, 시동성이 향상하여, 시동전압의 저하 및 점등유지전압의 저하를 도모할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 방전램프에 있어서, 상기 외부전극의 선지름치수가 d1mm, 상기 도전성 앵커의 피치치수가 Hmm일 때, 100<H/d1< 300으로 규정되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 외부전극의 선지름치수 d1과 도전성 앵커의 피치치수 H를 이와 같이 규정함으로써, 도전성 앵커가 적절한 간격으로 배치되게 되며, 기밀용기의 안둘레면을 따른 면방전의 발생이 촉진되어, 방전을 안정하게 발생시킬 수 있다.

한편, 외부전극의 선지름치수 d1을 0.1mm로 한 경우, H/d1가 100 이하이면, 도전성 앵커의 피치 H는 10mm 이하로 되어, 도전성 앵커부 사이에 있어서의 도전성 앵커가 차지하는 비율이 높아지고, 그 도전성 앵커부가 차지하는 영역인 미방전부분이 많아지게 되어 조도저하 및 조도의 불균일이 생기게 된다.

또한, 외부전극의 선지름치수 d1을 0.1mm로 한 경우, H/d1가 300 이상이면,도전 앵커의 피치 H가 30mm 이상으로 되어 커지게 된다. 그 때문에, 면방전 이외의 침형상의 방전이 일어나서, 그 부분의 조도가 불균일을 일으키게 되어 축방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성을 유지할 수 없다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 6중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 상기 기밀용기의 바깥둘레부에 존재하는 칩부의 근방에 상기 보조전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 보조전극이나 칩부는, 기밀용기로부터 조사되는 빛을 방해하게 되지만, 이들 칩부와 보조전극을 근방에 배치하고, 또한 빛을 조사할 필요가 없는 쪽에 위치시킴으로써, 방전램프로부터의 빛의 조사를 양호한 상태로 유지할 수 있다. 또한 이 칩부를 보조전극을 배설할 때의 위치결정 기준으로서 이용할 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 7중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 상기 보조전극이 복수로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 외부전극에 과전류가 흐르는 것을 한층 더 확실하게 방지할 수 있고, 과전류에 의한 외부전극의 단선을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 외부전극의 일부가 되는 보조전극과 기밀용기의 접촉면적이 커지게 되어, 방전램프를 용량성 부하의 등가회로로 나타낸 경우에 있어서의 콘덴서성분 "C"가 증가하기 때문에, 인가전압을 높이지 않고 방전램프의 전력을 한층 더 향상시킬 수 있으며, 방전램프로부터 조사되는 빛의 조도를 더욱 향상시킬 수 있다.

청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 8중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 상기 외부전극으로 통전하는 리드선이 상기 보조전극에 접속되어있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 전체 램프전류가 리드선과의 접속부분에서 외부전극에만 흐르는 것이 방지되어, 과전류에 의한 외부전극의 단선이 방지된다.

청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 9중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 광투과성 재료에 의해 형성되어 상기 기밀용기를 덮은 관형상의 외측관이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 기밀용기로부터 조사된 빛은 외측관을 투과하여 조사된다. 또한 외측관이 설치되어 있는 것에 의하여, 기밀용기의 바깥둘레에 감겨져 있는 외부전극에 이물질이 부착하는 것을 방지하며, 또 외부전극으로부터 방출된 금속이온이 주위의 부재에 부착되는 것을 방지한다.

청구항 11에 기재된 자외선 조사장치는, 청구항 10에 기재된 복수개의 방전램프와; 복수개의 상기 방전램프를 각각의 중심축이 평행하게 되는 방향으로 근접시켜 유지하는 유지케이스체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 이 자외선 조사장치에 의하면, 청구항 1 내지 9중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 방전매체를 적절히 선택하는 것에 의해 자외선이 조사되고, 그 방전램프에 대하여 청구항 10에 기재된 외측관을 설치한 경우와 마찬가지의 작용·효과를 나타낸다. 더구나 자외선이 조사되는 피조사물에 대하여 방전램프가 직접 대면함으로써, 피조사물에 대한 자외선의 조사를 효율적으로 행할 수 있고, 복수의 방전램프의 배치위치를 바꿈으로써, 평면형상을 이루고 있지 않는 피조사물에 대하여도 자외선 조사를 효율적으로 행할 수 있다.

여기에서, 본 발명에 있어서, 특별히 지정하지 않은 한, 용어의 정의 및 기술적 의미는 이하와 같다.

〔기밀용기〕

주로 유전체 재료에 의해 형성된 기밀용기는, 일반적으로는 석영유리를 사용하여 제작할 수 있다.

또한, 기밀용기는, 관형상이면 좋고, 직선관뿐만 아니라 구부러져 있어도 좋다.

〔내부전극〕

내부전극은, 니켈, 텅스텐, 몰리브덴 등의 내열성 금속, 혹은 스텐레스, 티타늄 등의 금속으로 형성된다. 그 형상으로서는, 막대형상, 선형상, 판형상 등도 좋지만, 청구항 6에 기재된 발명과 같이, 내부급전체 전극과 도전성 앵커를 갖는 구조로도 좋다.

〔외부전극]

외부전극은, 내부전극과의 사이에서 방전을 발생시키기 위해서 작용하며, 그 방전에 의해 생성된 엑시머로부터 발광된다. 외부전극의 구조로서는, 기밀용기의 바깥둘레에 코일형상으로 감겨져 있다.

이 외부전극은, 기밀용기의 외부로 조사되는 빛의 차광율을 10% 이하로 억제하는 선지름, 감김피치인 것이 바람직하다.

이러한 외부전극은, 적당한 금속, 예컨대 스텐레스강, 니켈, 은, 금, 플라티나 등을 사용하여 형성할 수 있다.

〔보조전극〕

보조전극은, 기밀용기의 바깥둘레면에 접촉하여 기밀용기의 길이방향으로 배치되고, 또한 기밀용기와 함께 외부전극이 감겨져 있는 것이다. 보조전극과 외부전극은 전기적으로 접속되어 있다. 보조전극은 외부전극보다 큰 단면적을 가지며, 가는 선지름의 외부전극으로 과전류가 흐르는 것을 방지한다. 또한, 보조전극과 기밀용기의 접촉면적이 커질수록, 방전램프를 용량성 부하의 등가회로로 나타낸 경우에 있어서의 콘덴서성분 "C"가 증가하기 때문에, 인가전압을 높이지 않고 방전램프의 전력을 향상시킬 수 있어, 방전램프로부터 조사되는 빛의 조도를 향상시킬 수 있다.

이러한 보조전극은, 기밀용기의 외부로 조사되는 빛이 방해가 되지 않는 쪽에 배치되어 있다.

이러한 보조전극은, 적당한 금속, 예컨대 스테인리스강, 니켈, 은, 금, 플라티나 등을 사용하여 형성할 수 있다.

보조전극의 형상으로서는, 둥근막대형상, 판형상, 초생달형상의 단면을 갖는 판형상이라도 좋고, 기밀용기의 바깥둘레면과의 접촉면적이 커지는 것이 바람직하다.

또한, 보조전극의 수는 1개라도 좋고, 또는 복수로 설치하여도 좋다.

〔방전매체〕

방전매체는, 전압인가시에 방전을 발생시키는 매체이고, 대표적인 예로서는 엑시머 생성가스를 들 수 있다. 엑시머 생성가스는, 그 주성분이 크세논이고, 이크세논에 대하여 크립톤, 아르곤, 네온 등의 희가스단체 또는 희가스 및 불소, 염소, 취소 또는 요오드 등의 할로겐 혼합가스 등을 혼합하여 사용할 수 있다. 이와 같은 방전매체의 봉입압력은, 자외선출력과 시동성에 영향을 준다. 즉 방전매체의 봉입압력이 커짐에 따라 자외선출력이 증대하는 반면, 시동전압 및 점등전압이 상승한다. 방전매체의 봉입압력으로서는, 예컨대 10∼70kPa의 압력이 적당하다.

〔외측관〕

외측관은, 광투과성을 갖는 재료, 예컨대 석영유리에 의해 형성되어 있다. 이 외측관은, 기밀용기를 둘러싸는 치수를 갖고 형성되어 있다. 기밀용기의 바깥둘레면과 외측관의 안둘레면 사이의 공간을, 냉각매체, 조사된 자외선 등의 빛이 산소에 의해 흡수되는 것을 방지하는 매체로서 사용되는 불활성가스의 유로로 하여도 좋다.

[실시형태]

본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 3에 의거하여 설명한다. 도 1은 유전체배리어 방전램프를 나타낸 종단 정면도, 도 2는 그 종단 측면도, 도 3은 기밀용기의 끝단부를 나타낸 정면도 및 평면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 방전램프인 유전체배리어 방전램프(1)는, 기밀용기(2), 내부전극(3), 내부전극(3)에 접속된 리드선(4), 외부전극(5), 보조전극(6), 외측관(7) 등에 의해 형성되어 있다.

기밀용기(2)는 석영유리로서 이루어지며, 외경치수가 12mm이고 내경치수가 10mm인 가늘고 긴 원통형 중공부(2a)와, 중공부(2a)의 양 끝단에 형성된 밀봉부(2b)를 구비하고 있다. 밀봉부(2b)는, 내부에 몰리브덴박(8)이 매설된 핀치시일구조이다.

기밀용기(2)의 중공부(2a)의 내부에는, 방전매체인 엑시머 생성가스의 주성분으로서 크세논이 봉입되어 있다. 필요에 따라서 아르곤이나 네온 등의 희가스를 5∼50% 봉입할 수 있다. 그 봉입압력은 10∼70kPa이다.

내부전극(3)은, 선지름이 1.0mm인 텅스텐에 의해 형성되고, 그 길이치수 "L"이 1000mm이다. 또, 이 내부전극(3)의 재료로서는, 텅스텐 이외에, 니켈, 몰리브덴 등의 내열성 금속을 이용할 수도 있다. 내부전극(3)은, 기밀용기(2)의 대략 중심축상에 배치되어 그 중심축 방향으로 연장되고, 그 양 끝단부가 몰리브덴박(8)에 접속됨과 동시에 밀봉부(2b)에 의해 밀봉되어 고정되어 있다.

외부전극(5)은, 선지름이 0.1mm인 스텐레스 등의 금속을, 기밀용기(2)의 바깥둘레에 감김피치 "h"가 1∼2mm인 피치로서 코일형상으로 감겨져 장착되어 있다. 이에 따라, "h/dl"가 10<h/d1<20으로 되고, 기밀용기(2)에 있어서의 외부전극(5)에 덮혀 있지 않은 부분의 비율(개구율)이, 90∼95%로 되어 있다.

기밀용기(2)의 양 끝단부에서 중공부(2a)와 밀봉부(2b)의 경계선 부위에는 조임부(9)가 형성되어 있다[도 3(b) 참조]. 이 조임부(9)에는 외부전극(5)의 끝단부가 복수회 감겨져 있으며, 이에 따라, 기밀용기(2)의 바깥둘레에 감겨져 있는 외부전극(5)의 느슨함이 방지되고, 또 그와 같은 느슨함이 원인으로 되는 외부전극 (5)의 감김피치치수의 어긋남이 방지되어 있다.

또한, 기밀용기(2)의 양 끝단부에서 중공부(2a)로부터 밀봉부(2b)로 향한 부분은 경사면으로 되어 있고, 이 경사면 부위에 거친면부(10)가 형성되어 있다[도 3(a) 참조]. 이 거친면부(10)는, 알루미늄 분말을 도포하거나, 표면을 거칠게 하는 처리를 행함으로써 형성되어 있다. 이에 따라, 외부전극(5)이 상기 경사면 부위에 감겨져 있는 경우이더라도, 그 외부전극(5)은 거친면부(10)와의 사이의 큰 마찰저항에 의해 경사면을 따라 어긋나서 떨어지는 것이 방지되어, 감겨짐 상태가 안정하게 유지된다.

보조전극(6)은, 기밀용기(2)의 바깥둘레면에 접촉하여 이 기밀용기(2)의 길이방향(중심축 방향)을 따라 배치되어 있다. 또한, 외부전극(5)은 기밀용기(2)와 함께 보조전극(6)에도 감겨져 있고, 보조전극(6)과 외부전극(5)은 기밀용기(2)의 길이방향을 따른 다수의 부위에서 교차하여 전기적으로 접속되어 있다. 보조전극 (6)은 선지름이 1.0mm인 것이 사용되며, 외부전극(5)의 단면적보다 넓은 단면적을 갖고 있다.

기밀용기(2)의 바깥둘레면에는, 이 기밀용기(2)의 제조시에 내부의 잔류가스를 배출시키거나 기밀용기(2)내에 엑시머 생성가스를 주입하기 위해서 사용된 관부의 잔여부분인 칩부(11)가 존재한다. 보조전극(6)은 이 칩부(11)의 근방에 배치되어 있다.

외측관(7)은, 바깥지름치수가 17.5mm인 직선관 파이프형상의 석영유리로 구성된 부재이고, 기밀용기(2)의 바깥둘레면 사이에 소정의 간극을 벌리는 크기인 것이 사용되고 있다. 이 간극부분은, 후술하는 질소가스나 아르곤가스 등의 불활성가스가 흐르는 유로공간(12)으로 되어 있다. 외측관(7)의 양 끝단에는, 기밀용기(2)를 수용한 상태에서 외측관(7)을 기밀하게 봉하여 막는 한쌍의 마개체(13a,13b)가 용착되어 있다. 한쪽의 마개체(13a)에는, 유로공간(12)내로 질소가스를 유입시키는 유입구(14)가 형성되고, 다른쪽의 마개체(13b)에는 유로공간(12)내에서 질소가스를 유출시키는 유출구(15)가 형성되어 있다.

유입구(14)와 유출구(15)사이에는, 질소가스를 소정의 유량으로 순환시키는 불활성가스 순환기구(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 이 불활성가스 순환기구는, 유입구(14)와 유출구(15)사이에 접속된 배관, 이 배관의 도중에 설치된 질소가스를 저장하는 저류탱크, 유체펌프 등에 의해 구성되어 있다.

마개체(13a,13b)에는 각각 소켓(16a,16b)이 부착되어 있다. 내부전극(3)의 리드선(4)은 소켓(16a,16b)을 관통하여 설치되고, 한쪽의 소켓(16b)에는 외부전극 (5)으로 통전하기 위한 리드선(17)이 도통된다. 그리고, 이 리드선(17)의 끝단부는 보조전극(6)에 접속되어 있으므로, 램프전류가 리드선(17)과의 접속부분에서 외부전극(5)에만 흐른다는 것이 방지되어, 과전류에 의한 외부전극(5)의 단선이 방지된다.

이러한 구성에 있어서, 외부전극(5)과 내부전극(3)의 사이에 전압이 인가되면, 양 전극(3,5)의 사이에 유전체 배리어방전이 생긴다. 이에 따라, 기밀용기(2)에 봉입된 엑시머 생성가스가 일시적으로 분자상태(엑시머상태)로 결합하고, 이러한 분자상태로부터 원자의 기저상태로 되돌아갈 때에 재 흡수가 적은 자외선이 효율적으로 방출되어, 유전체배리어 방전램프(1)가 발광한다. 방출되는 자외선의 파장영역은, 기밀용기(2)에 봉입된 엑시머 생성가스의 종류에 의존하며, 예컨대 크세논이 많이 봉입되어 있는 경우에는, 172nm 파장의 자외선이 방출된다.

여기에서, 유전체배리어 방전램프(1)로부터의 자외선의 조사를 방해받지 않도록 하기 위해서는, 외부전극(5)을 가늘게 하는 것이 바람직하다. 그러나 이 외부전극(5)을 가늘게 하면, 과전류가 흘렀을 때에 단선하는 경우가 있다. 그러나 이 유전체배리어 방전램프(1)에서는, 보조전극(6)을 설치함으로써, 전류의 일부가 보조전극(6)을 흐르게 되어 외부전극(5)에 과전류가 흐르는 것이 방지되고, 과전류에 의한 외부전극(5)의 단선을 방지할 수 있다.

또한, 기밀용기(2)의 바깥둘레에 외부전극(5)을 감으면, 인덕턴스 성분이 발생하고, 이 인덕턴스 성분의 발생은 임피던스의 변화를 일으키게 되어, 기밀용기 (2)의 길이방향의 각 부분에서 유전체배리어 방전이 발생하기 쉬운 부분과 발생하기 어려운 부분이 생기고, 기밀용기(2)의 길이방향에 따른 각 부분에서 자외선의 조사량이 차이를 발생하여, 유전체배리어 방전램프(1)의 길이방향에 있어서 조사되는 자외선의 균일성이 떨어진다. 그러나, 기밀용기(2)의 길이방향에 따른 보조전극 (6)을 설치함으로써, 코일형상으로 감겨져 있는 외부전극(5)이 단락되어, 인덕턴스 성분의 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, 유전체배리어 방전램프(1)의 길이방향의 임피던스의 변화를 없앨 수 있고, 기밀용기(2)의 길이방향의 전체 영역에서 대략 균등하게 유전체배리어 방전을 발생시킬 수 있어, 유전체배리어 방전램프 (1)의 길이방향에 있어서의 조사되는 자외선의 균일성이 높아진다.

또한, 유전체배리어 방전램프(1)를 등가회로로 나타내면, 방전공간의 부분인 저항성분 "R"과, 기밀용기(2)의 부분인 콘덴서성분 "C"로 이루어지는 용량성 부하이고, 콘덴서성분 "C"가 증가하면, 인가전압을 높이지 않고 유전체배리어 방전램프 (1)의 전력을 향상시킬 수 있어, 유전체배리어 방전램프로부터 조사되는 자외선의 조도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 이 콘덴서성분 "C"는, 외부전극(5) 및 외부전극의 일부가 되는 보조전극(6)과 기밀용기(2)의 접촉면적이 커짐에 따라 커지게 된다. 즉 보조전극(6)을 설치함으로써, 인가전압을 높이지 않고 유전체배리어 방전램프(1)의 전력을 향상시킬 수 있어, 유전체배리어 방전램프로부터 조사되는 자외선의 조도를 향상시킬 수 있다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 4에 의거하여 설명한다. 또, 제 1 실시형태에서 설명한 부분과 같은 부분에는 동일 부호로 나타내며, 설명도 생략한다(이하의 실시형태에서도 동일). 도 4는 유전체배리어 방전램프(1a)를 나타낸 종단 측면도이다.

본 실시형태의 유도체배리어 방전램프(1a)의 기본적 구조는 제 1 실시형태의 유도체배리어 방전램프(1)의 구조와 동일하며, 다른 부분은 설치되어 있는 보조전극(6)의 수이다. 본 실시형태에서는, 기밀용기(2)의 길이방향을 따라 3개의 보조전극(6)이 각각 기밀용기(2)의 바깥둘레면에 접촉하여 배치되고, 이들 기밀용기(2)와 3개의 보조전극(6)의 주위에 외부전극(5)이 감겨져 있다. 3개의 보조전극(6)은 각각 대략 90°의 간격을 두고 배치되며, 중앙의 1개가 칩부(11)의 근방에 배치되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 보조전극(6)의 수를 늘림으로써 외부전극(5)에 과전류가 흐르는 것을 한층 더 확실하게 방지할 수 있고, 과전류에 의한 외부전극(5)의단선을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 보조전극(6)의 수를 늘리는 것에 의해, 외부전극의 일부가 되는 보조전극(6)과 기밀용기(2)의 접촉면적이 커지고, 유전체배리어 방전램프(1a)를 용량성 부하의 등가회로로 나타낸 경우에 있어서의 콘덴서성분 "C"가 증가하기 때문에, 인가전압을 높이지 않고 유전체배리어 방전램프(1a)의 전력을 한층 더 향상시킬 수 있어, 유전체배리어 방전램프(1a)에서 조사되는 자외선의 조도를 더욱 향상시킬 수 있다.

다음에, 본 발명의 제 3 실시형태를 도 5 내지 도 7에 의거하여 설명한다. 도 5는 유전체배리어 방전램프(1b)를 나타낸 종단 정면도, 도 6은 그 종단 측면도, 도 7은 그 일부를 확대하여 나타낸 종단 정면도이다.

본 실시형태의 유전체배리어 방전램프(1b)의 기본적 구조는 제 1 실시형태의 유전체배리어 방전램프(1)와 동일하며, 다른 부분은 내부전극(18)의 구조이다. 내부전극(18)은, 1개의 내부급전체 전극(18a)과 여러개의 도전성 앵커(18b)와 접속선부(18c)에 의해 형성되어 있다.

내부급전체 전극(18a)은, 니켈, 텅스텐, 몰리브덴 등의 내열성 금속, 혹은 스텐레스, 티타늄 등의 금속으로 이루어진 지름 O.1mm인 선재를 외경치수 1.2mm가 되는 코일형상으로서 피치 100%로 감는 것에 의해 형성되고, 기밀용기(2)의 대략 중심축상에 배치되어 그 중심축 방향으로 연장되며, 그 양 끝단이 몰리브덴박(8)에 접속됨과 동시에 밀봉부(2b)에 의해 밀봉되어 고정되어 있다.

도전성 앵커(18b)는, 내부급전체 전극(18a)과 같은 재질로서 직경이 0.31mm인 선재를 외경치수 9.0mm가 되는 링형상으로 둥글게 하는 것에 의해 형성되고, 각 도전성 앵커(18b)는 각각이 접속선부(18c)에 의해 내부급전체 전극(18a)에 접속되어 있다. 각 도전성 앵커(18b)는 기밀용기(2)의 길이방향에 따른 피치치수 "H"가 12mm로 설정되어 있다. 또한 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 외부전극(5)의 선지름치수 "dl"이 0.1mm, 외부전극(5)의 감김피치치수 "h"가 1∼2mm이다. 이에 따라, 외부전극(5)의 선지름치수 "dl"과 도전성 앵커(18b)의 피치치수 "H"의 비율이 "H/d1=120"으로 규정되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 내부전극(18)은 내부급전체 전극(18a)과 도전성 앵커 (18b)와 접속선부(18c)에 의해 형성되어 있기 때문에, 내부급전체 전극(18a)이 자중이나 점등시의 열팽창에 의해 아래로 늘어지려고 할 때에, 도전성 앵커(18b)가 기밀용기(2)의 안둘레면에 접촉하여 지지되어, 내부급전체 전극(18a)이 크게 아래로 늘어지는 것이 방지된다. 더구나, 내부급전체 전극(18a)을 코일형상으로 형성함으로써, 열팽창에 의한 신장을 내부급전체 전극(18a)자신에 의해 흡수할 수 있어, 열팽창에 의한 내부급전체 전극(18a)이 아래로 늘어지는 것을 더욱 방지할 수 있다.

이에 따라, 내부전극(18)과 외부전극(5)의 거리가 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있기 때문에, 내부전극(18)과 외부전극(5)의 거리가 큰 불균형이 생기는 것이 원인이 되어 방전이 발생하기 쉬운 부분과 발생하기 어려운 부분이 생기는 것을 방지할 수 있고, 기밀용기(2)의 길이방향의 배광(配光)의 차이발생을 방지하여 기밀용기(2)의 길이방향에서 조사되는 자외선의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 도전성 앵커(18b)가 균일한 피치치수를 가짐으로써, 내부전극(18)의 일부인 도전성 앵커(18b)와 유전체인 기밀용기(2)의 안둘레면과의 거리가 줄어들기 때문에, 및 도전성 앵커(17b)와 외부전극(5)의 관계가 한 형태로 되기 때문에, 기밀용기(2)의 안둘레면을 따른 유전체배리어 방전(연면유전체 배리어방전)이 일어나기 쉽게 되고, 시동성을 향상시켜, 시동전압의 저하 및 점등유지전압의 저하를 도모할 수 있다.

또한, 외부전극(5)의 선지름치수 "d1"과 도전성 앵커(17b)의 피치치수 "H"의 비율이 "H/d1=120"으로 규정되어 있기 때문에, 도전성 앵커(17b)가 적절한 간격으로 배치되게 되고, 면을 따른 유전체 배리어방전의 발생이 촉진되어, 유전체배리어 방전을 안정하게 발생시킬 수 있다.

그리고, 본 실시형태에 있어서도 제 1 실시형태와 같이 기밀용기(2)의 바깥둘레면에 접촉한 보조전극(6)이 기밀용기(2)의 길이방향을 따라 배치되어 있고, 제 1 실시형태와 같이 보조전극(6)을 설치함에 따른 작용·효과, 구체적으로는, 과전류에 의한 외부전극(5)의 단선을 방지하는 것, 유전체배리어 방전램프(1b)의 길이방향에서 조사되는 자외선의 균일성의 향상, 유전체배리어 방전램프(1b)의 전력향상 등을 발휘한다.

다음에, 본 발명의 제 4 실시형태를 도 8에 의거하여 설명한다. 도 8은 자외선 조사장치(21)를 나타낸 단면도이다.

이 자외선 조사장치(21)는, 복수 라인의 유전체배리어 방전램프(1), 이들 유전체배리어 방전램프(1)를 유지한 유지케이스체(22), 각 유전체배리어 방전램프(1)에 대하여 전압을 인가하는 고주파 발생회로(23), 각 유전체배리어 방전램프(1)의 유로공간(12)으로 질소가스를 순환시키는 불활성가스 순환기구(도시하지 않음) 등에 의해 구성되어 있다.

유지케이스체(22)는, 수납케이스(24)와 냉각블록(25)에 의해 형성되어 있다. 냉각블록(25)에는 복수의 수납오목부(26)가 형성되고, 각 수납오목부(26)에 각각 1개씩의 유전체배리어 방전램프(1)가 끼워 넣어져 있다. 이들 유전체배리어 방전램프(1)는, 각각의 중심축이 평행하게 되는 방향을 향하여, 서로 근접하여 배치되어 있다. 구체적으로는, 외측관(7)의 외경치수가 17.5mm일 때, 이웃하는 유전체배리어 방전램프(1)의 간격이 2.5mm가 되도록 배치되어 있다. 또한, 냉각블록(25)에는, 냉각수가 흐르는 냉각수유로(27)가 형성되어 있다. 수납케이스(24)는 접지용의 도전부재로서 사용되며, 유전체배리어 방전램프(1)를 수납오목부(26)에 끼워넣었을 때에 소켓(16b)(도 1 참조)이 도통되어 접지되는 구조로 되어 있다. 자외선 조사장치 (21)에 있어서의 복수개의 유전체배리어 방전램프(1)로부터의 자외선 방사방향에 대향하는 위치에는, 자외선이 조사되는 피조사물(28)이 배치되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 이 자외선 조사장치(21)에 의해 피조사물(28)에 대하여 자외선 조사를 행하는 경우에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 자외선 조사장치(21)에 있어서의 유전체배리어 방전램프(1)에 대향하는 위치에 피조사물(28)을 배치하여, 고주파 발생회로(23)를 구동시킨다.

고주파 발생회로(23)의 구동에 의해, 상술한 발광원리에 의거하여 유전체배리어 방전램프(1)로부터 자외선이 조사되고, 기밀용기(2)와 외측관(7)을 투과한 자외선이 피조사물(28)의 표면에 닿음으로써 그 표면의 세정처리가 행해진다.

여기에서, 유전체배리어 방전램프(1)는 기밀용기(2)와 외측관(7)을 구비한 2중관 구조로서, 외부전극(5)에 이물질이 부착하는 것을 방지할 수 있다. 또한 외부전극(5)에서 튀어나간 금속이온이 피조사물(28)에 부착하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 유전체배리어 방전램프(1)를 피조사물(28)에 근접시킨 상태로 할 수 있으므로, 피조사물(28)에 대한 자외선의 조사를 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 이 자외선 조사장치(21)에서는, 복수의 유전체배리어 방전램프(1)가 근접하여 배치되어 있기 때문에, 피조사물(28)표면의 각 부분에서 자외선의 조사량을 대략 균일하게 할 수 있어, 자외선 조사에 의한 세정성능이 향상한다.

유전체배리어 방전램프(1)에 있어서의 기밀용기(2)의 바깥둘레면과 외측관 (7)의 안둘레면 사이에는, 유로공간(12)이 형성되고, 이 유로공간(12)내에 불활성가스인 질소가스가 흐르고 있으므로, 이 질소가스에 의해 유로공간(12)내에서 대기를 제거할 수 있어, 대기중에 포함되어 있는 산소에 의해 조사되는 자외선이 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 또한 이 질소가스에 의해 유전체배리어 방전램프(1)의 냉각을 행하여, 발광시의 열로서 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있음과 동시에 온도상승에 따른 자외선의 발광효율의 저하를 방지할 수 있어, 높은 발광효율을 유지할 수 있다.

또한, 이 자외선 조사장치(21)에 의하면, 자외선이 조사되는 피조사물(28)에 대하여 유전체배리어 방전램프(1)이 직접 대면함으로써, 복수 라인의 유전체배리어 방전램프(1)를 피조사물(28)표면의 요철과 같은 형상으로 배치함으로써, 평면형상을 이루지 않는 피조사물(28)에 대해서도 자외선 조사를 효율적으로 행할 수 있다.

그리고, 본 실시형태의 자외선 조사장치(21)에서는, 제 1 실시형태에서 설명한 유전체배리어 방전램프(1)를 사용한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이 유전체배리어 방전램프(1)대신에, 제 2 실시형태에서 설명한 유전체배리어 방전램프(1a), 또는 제 3 실시형태에서 설명한 유전체배리어 방전램프(1b)를 사용하여도 좋다.

청구항 1에 기재된 발명의 방전램프에 의하면, 기밀용기의 바깥둘레에 그 길이방향을 따라 코일형상으로 감겨져 있는 외부전극과, 기밀용기의 바깥둘레면에 접촉하여 그 길이방향으로 배치됨과 동시에 기밀용기와 함께 외부전극이 감겨져서 외부전극의 단면적보다 넓은 단면적을 갖는 보조전극을 가지는 것이므로, 방전램프로부터의 빛의 조사를 방해받지 않도록 가늘게 형성되어 있는 외부전극은 과전류에 의한 단선이 생기기 쉽지만, 보조전극을 설치함으로써, 과전류가 외부전극으로 흐르는 것을 방지하여 과전류에 의한 외부전극의 단선을 방지할 수 있다. 또한, 기밀용기의 바깥둘레에 외부전극을 감으면, 인덕턴스가 발생하여 기밀용기의 길이방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성을 떨어뜨리는 원인이 되지만, 기밀용기의 길이방향에 따른 보조전극을 설치하는 것에 의해 코일형상의 외부전극이 단락하여 인덕턴스의 발생을 방지할 수 있고, 이에 따라, 방전램프의 길이방향의 임피던스의 변화를 없애고 기밀용기의 길이방향의 전 영역에서 방전을 안정적으로 발생시켜, 기밀용기의 길이방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성을 높게 할 수 있다. 또한 방전램프는, 등가회로로 나타내면, 방전공간의 부분인 저항성분 "R"과, 기밀용기의부분인 콘덴서성분 "C"로 이루어지는 용량성 부하로서, 콘덴서성분 "C"이 증가하면, 인가전압을 높이지 않고도 방전램프의 전력을 향상시켜 방전램프로부터 조사되는 빛의 조도를 향상시킬 수 있는 것이며, 외부전극 및 외부전극의 일부가 되는 보조전극과 기밀용기와의 접촉면적이 커짐으로써, 이 콘덴서성분 "C"을 크게 할 수 있고, 즉 보조전극을 설치함으로써, 인가전압을 높이지 않고도 방전램프의 전력을 향상시켜 방전램프로부터 조사되는 빛의 조도를 향상시킬 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1에 기재된 방전램프에 있어서, 외부전극의 선지름치수가 dlmm, 감김피치치수가 hmm일 때, 1O<h/d1<100의 관계로 규정되어 있기 때문에, 이와 같이 규정하는 것에 의해, 기밀용기에서 조사되는 빛의 외부전극에 의한 차광율을 10% 이하로 억제 할 수 있어, 빛의 조사성능을 양호하게 유지할 수 있다. 또한 이와 같은 규정에 의해, 외부전극의 피치간격이 너무 크게 벌어지는 것을 방지할 수 있고, 기밀용기의 안둘레면을 따른 면방전의 발생을 촉진할 수 있어, 방전을 안정적으로 발생시킬 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 2에 기재된 방전램프에 있어서, 기밀용기의 양 끝단부에 조임부가 형성되고, 이 조임부에 외부전극이 복수회 감겨져 있기 때문에, 기밀용기의 바깥둘레에 감겨져 있는 외부전극의 느슨함을 방지할 수 있고, 그와 같은 느슨함이 원인으로 되는 외부전극의 감김피치치수의 어긋남을 방지할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 3중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 기밀용기의 양 끝단부에 핀치시일된 밀봉부가 형성되고, 기밀용기의 양 끝단부에서 밀봉부로 향한 경사면 부위에 거친면부가 형성되어 있기 때문에, 외부전극은 기밀용기의 양 끝단부에 형성된 밀봉부로 향한 경사면 부위에 있어서 거친면부에 감겨져 있으므로, 거친면부의 큰 마찰저항에 의해 감겨져 있는 외부전극이 경사면을 따라 어긋나서 떨어지는 것을 방지할 수 있어, 외부전극의 감김상태를 안정시킬 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 4중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 내부전극은, 기밀용기 내의 대략 중심축상에 배치되어 그 중심축 방향으로 연장한 내부급전체 전극과, 기밀용기의 안둘레면을 따라 링형상으로 형성되어 기밀용기의 중심축 방향에 따른 대략 같은 간격의 위치에 배치되어 내부급전체 전극에 접속된 여러개의 도전성 앵커를 가지므로, 내부급전체 전극이 자중 등에 의해 아래로 늘어지려고 하는 경우에, 도전성 앵커가 기밀용기의 안둘레면에 접촉하여 지지하는 것으로 되어, 내부급전체 전극이 크게 아래로 늘어지는 것을 방지할 수 있다. 그리고 이 아래로 늘어지는 것이 방지됨으로써, 내부전극과 외부전극의 거리가 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있고, 내부전극과 외부전극의 거리에 큰 불균형이 생기는 것이 원인이 되어 방전이 발생하기 쉬운 부분과 발생하기 어려운 부분이 생기는 것을 방지할 수 있으며, 기밀용기의 길이방향의 전 영역에서 대략 균등하게 방전을 발생시킬 수 있어, 기밀용기의 길이방향에 있어서의 조사되는 빛의 균일성을 높일 수 있다. 또한 도전성 앵커를 갖는 것에 의해, 내부전극의 일부인 도전성 앵커와 기밀용기의 안둘레면과의 거리가 줄어들기 때문에, 기밀용기의 안둘레면을 따라 면방전이 일어나기 쉬어지므로, 시동성을 향상시킬 수 있고, 또한시동전압의 저하 및 점등유지전압의 저하를 도모할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 청구항 5에 기재된 방전램프에 있어서, 외부전극의 선지름치수가 d1mm, 도전성 앵커의 피치치수가 Hmm일 때, 100<H/d1<300으로 규정되어 있기 때문에, 이와 같이 규정하는 것에 의해, 도전성 앵커가 적절한 간격으로 배치되게 되며, 기밀용기의 안둘레면을 따른 면방전의 발생을 촉진할 수 있어, 방전을 안정적으로 발생시킬 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 6중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 기밀용기의 바깥둘레부에 존재하는 칩부의 근방에 보조전극이 배치되어 있기 때문에, 보조전극이나 칩부는, 기밀용기로부터 조사되는 빛의 방해가 되지만, 이들 칩부와 보조전극을 근방에 배치함과 동시에 빛을 조사할 필요가 없는 쪽에 위치시킴으로써, 방전램프부터의 빛의 조사를 양호한 상태로 유지할 수 있다. 또한 이 칩부를 보조전극을 배설할 때의 위치결정 기준으로서 이용할 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 7중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 보조전극이 복수로 설치되어 있으므로, 외부전극에 과전류가 흐르는 것에 의한 외부전극의 단선을 더욱 확실하게 방지할 수 있고, 또한 외부전극의 일부가 되는 보조전극과 기밀용기와의 접촉면적이 더욱 커짐으로써 방전램프를 용량성 부하의 등가회로로 나타낸 경우에 있어서의 콘덴서성분 "C"를 더욱 증가시킬 수 있으며, 인가전압을 높이지 않고도 방전램프의 전력을 보다 한층 더 향상시킬 수 있음과 동시에 방전램프로부터 조사되는 빛의 조도를 더욱 향상시킬 수있다.

청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 8중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 외부전극으로 통전하는 리드선이 보조전극에 접속되어 있기 때문에, 전체 램프전류가 리드선과의 접속부분에서 외부전극으로만 흐르는 것을 방지할 수 있어, 과전류에 의한 외부전극의 단선을 방지할 수 있다.

청구항 10에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 9중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서, 광투과성 재료에 의해 형성되어 기밀용기를 덮은 관형상의 외측관이 설치되기 때문에, 기밀용기의 바깥둘레에 감겨져 있는 외부전극에 이물질이 부착하는 것을 방지할 수 있고, 또 외부전극으로부터 방출된 금속이온이 주위의 부재에 부착하는 것을 방지할 수 있다.

청구항 11에 기재된 자외선 조사장치에 의하면, 청구항 10에 기재된 복수개의 방전램프와 그들 방전램프를 각각의 중심축이 평행하게 되는 방향으로 근접시켜 유지하는 유지케이스체를 구비하고 있기 때문에, 청구항 1 내지 9중의 어느 한 항에 기재된 방전램프에 있어서 방전매체를 적절히 선택하는 것에 의해 자외선을 조사시킬 수 있고, 그 방전램프에 대하여 청구항 10에 기재된 외측관을 설치한 경우와 마찬가지의 작용·효과를 나타낸다. 더구나 자외선이 조사되는 피조사물에 대하여 방전램프가 직접 대면하고 있기 때문에, 피조사물에 대한 자외선의 조사를 효율적으로 행하게 되며, 복수의 방전램프의 배치위치를 바꿈으로써, 평면형상을 이루지 않는 피조사물에 대하여도 자외선 조사를 효율적으로 행할 수 있다.

Claims (11)

1. 주로 유전체 재료에 의해 형성된 가늘고 긴 관형상의 기밀용기와;

   상기 기밀용기 내에 그 길이방향을 따라 배치된 내부전극과;

   상기 기밀용기의 바깥둘레에 그 길이방향을 따라 코일형상으로 감겨져 있는 외부전극과;

   상기 기밀용기의 바깥둘레면에 접촉하여 이 기밀용기의 길이방향을 따라 배치되고, 상기 기밀용기와 함께 상기 외부전극이 감겨지며, 상기 외부전극의 단면적보다 넓은 단면적을 갖는 보조전극과;

   상기 기밀용기 내에 봉입된 방전매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외부전극의 선지름치수가 d1mm, 감김피치치수가 hmm일 때, 10<h/d1<100의 관계로 규정되어 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기밀용기의 양 끝단부에 조임부가 형성되고, 이 조임부에 상기 외부전극이 복수회 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기밀용기의 양 끝단부에 핀치시일된 밀봉부가 형성되고, 상기 기밀용기의 양 끝단부에서의 상기 밀봉부보다 안쪽에 상기 밀봉부로 향한 경사면 부분에 거친면부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 내부전극은, 상기 기밀용기 내의 대략 중심축상에 배치되어 그 중심축 방향으로 연장된 내부급전체 전극과, 상기 기밀용기의 안둘레면을 따라 링형상으로 형성되어 상기 기밀용기의 중심축 방향을 따른 대략 같은 간격의 위치에 배치되어 상기 내부급전체 전극에 접속된 복수개의 도전성 앵커를 가지는 것을 특징으로 하는 방전램프.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 외부전극의 선지름치수가 d1mm, 상기 도전성 앵커의 피치치수가 Hmm일 때, 100<H/d1<300으로 규정되어 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기밀용기의 바깥둘레부에 존재하는 칩부의 근방에 상기 보조전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 보조전극이 복수로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 외부전극으로 통전하는 리드선이 상기 보조전극에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중의 어느 한 항에 있어서, 광투과성 재료에 의해 형성되어 상기 기밀용기를 덮은 관형상의 외측관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
11. 청구항 10에 기재된 복수개의 방전램프와;

    복수개의 상기 방전램프를 각각의 중심축이 평행하게 되는 방향으로 근접시켜서 유지하는 유지케이스체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.