KR20060043121A - 유전체 장벽 방전 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전체 장벽 방전 램프에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유전체 장벽 방전 램프에서는 기다란, 예컨대 스트립 또는 직선 모양의 전극들이 종방향으로 각각의 틈에 의해 두 개의 전극 부재(14a, 14b; 15a, 15b)로 분할된다. 이를 통해 전극 부재들 중 한 부분(14a, 15a)이 다른 부분(14b, 15b)으로부터 독립적으로 동작할 수 있어서, 그 결과 램프의 단지 일부만이 조명되거나 아니면 전체 램프가 조명된다. 이를 위해서 전극 부재들 중 한 부분(14a, 15a)은 제 1 동작 장치(22)와 연결되고, 전극 부재들 중 다른 부분(14b, 15b)은 제 2 동작 장치(21)와 연결된다.

Description

유전체 장벽 방전 램프{DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE LAMP}

도 1a는 내부 전극들을 갖는 본 발명에 따른 유전체 장벽 방전 램프의 종단면도.

도 1b는 도 1a의 AA를 따라 절단한 램프의 횡단면도.

도 1c는 도 1a의 BB를 따라 절단한 램프의 횡단면도.

도 2a는 외부 전극들을 가진 유전체 장벽 방전 램프를 갖는 본 발명에 따른 조명 시스템의 평면도.

도 2b는 도 2a에 대해 90°회전한 램프의 제 2 평면도.

도 2c는 도 2a의 CC를 따라 절단한 램프의 횡단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1, 13: 방전관

2a, 2b; 3a, 3b; 14a, 14b; 15a, 15b: 전극 부재들

4, 16: 틈

5, 6: 유전체 층

9, 10: 중앙이 잘록한 부분

11, 12: 전원 라인

17, 18, 19, 20: 유입 라인

21, 22: 동작 장치

본 발명은 유전체 장벽 방전 램프에 관한 것이다.

이와 같은 램프에서는 전극들이 유전체에 의해 방전관 내부에 있는 방전 매질로부터 분리된다. 이 경우에 전극들이 모두 방전관 내부에 있고 모두 방전관 외부에 있거나, 한 극성의 전극(들)은 방전관 내부에 있고 다른 극성의 전극(들)은 방전관 외부에 있는 것이 원칙이다. 방전관 외부에 배치된 전극들 - 앞으로 외부 전극이라고 지칭하기도 할 것임 - 에 있어서는, 방전관 벽이 유전체 장벽으로 작용한다. 그러나 모든 전극들이 방전관 내부에 배치될 경우 - 앞으로 내부 전극이라고 지칭하기도 할 것임 - 에는 적어도 한 극성의 전극(들)이 유전체, 예컨대 유전체 코팅에 의해 방전관 내부로부터 분리될 필요가 있다. 이러한 유전체 장벽은 동작시 소위 한 측면이 유전적으로 방해받는 방전을 유발한다. 이 대신에 모든 전극들이 유전체 장벽을 가질 수도 있다. 이 경우에는 양 측면이 유전적으로 방해받는 방전이 발생한다. 이와 같이 양 측면이 유전적으로 방해받는 방전은 특히 모든 전극이 방전관 외부에 배치될 경우에도 발생한다.

본 발명은 특히 관 모양의 방전관을 갖는 유전체 장벽 방전 램프에 관한 것이다. 이와 같은 램프는 예컨대 복사기, 스캐너 및 팩스 기계용 조명 장치 그리고 소위 OA(사무자동화) 장치 등을 위한 조명 장치로 사용된다. 그러나 다른 응용 영 역들도 고려될 수 있는데, 즉 자동차에서의 지시등(indicator light) 또는 브레이크등(brake light), 그리고 내부 조명 및 일반 조명을 위해서도 사용될 수 있다.

특허 명세서 US-A 2002/0163306에는 직선형 내부 전극들을 갖는 관 모양의 장벽 방전 램프가 공지되어 있다. 상기 내부 전극들은 방전관 내벽 전체 길이를 따라서 연장되어, 한쪽 끝 부분에서 기밀 방식으로 외부로 통한다. 이를 위해서 방전관은 전극 부싱(electrode bushing)의 한쪽 끝 부분에서 접시 모양의 폐쇄 부재에 의해 기밀 방식으로 폐쇄된다. 이를 위해서, 방전관은 상기 한쪽 끝 부분에서 중앙이 잘록한 부분을 가지며, 이와 같이 중앙이 잘록한 부분은 접시형 폐쇄 부재의 에지를 고리 모양으로 에워싼다. 그리고 나서 중앙이 잘록한 부분과 접시형 폐쇄 부재가 서로 기밀 방식으로 용융되며, 내부 전극들은 이러한 실(seal)을 통과해서 바깥으로 나간다.

여러 적용례에서, 상기와 같은 램프들은 예컨대 상이한 크기의 스캐너 영역들을 위한 상이한 길이를 요구한다. 예컨대 A3 이하의 문서뿐만 아니라 A2 이하, 심지어는 A0 이하의 문서들에 적합한 장치들이 있다. 이를 위해서는 상응하는 길이를 가진 상이한 램프들이 필요하다. 상이한 길이의 램프들에 대하여 동일한 조도(illuminance)를 보장하기 위해서, 각각의 램프 길이에 적합하게 어울리는 동작장치가 필요하다. 구체적으로 말하면, 대략 650mm의 길이를 가진 램프가 대략 350mm 길이를 가진 램프에 맞게 설계된 동작 장치와 동일한 동작 장치로 동작하면 조도가 거의 절반이 되는 것으로 입증되었다.

본 발명의 목적은 적용하기 유용한 유전체 장벽 방전 램프를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 유전체 장벽 방전 램프를 위한 단지 하나의 성능 등급(performance class)의 동작 장치를 이용하여 실질적으로 일정한 조도로 상이하게 연장된 조명 영역을 조명하기 위한 것이다.

상기 목적은 방전 매질에 의해 채워진 방전 공간을 에워싸는 방전관 및 방전 공간의 종방향 연장부의 전체 길이를 따라서 실질적으로 연장되는 기다란 전극들을 가진 유전체 장벽 방전 램프로서, 각각의 전극이 종방향으로 두 개의 전극 부재로 분할되는 것을 특징으로 함으로써 달성된다.

특히 바람직한 실시예는 종속항에 제시된다.

또한, 본 발명에 따른 램프의 동작 및 본 발명에 따른 램프를 이용하는 조명 시스템에 대한 보호권이 요구된다.

본 발명에서는, 본 발명의 범주에 속한 유전체 장벽 방전 램프에서 사용된 기다란, 예컨대 스트립(strip)이나 직선 모양의 전극들이 종방향으로 각각 두 개의 전극 부재로 분할된다. 이러한 방식으로 전극 부재들 중 한 부분이 다른 부분으로부터 독립적으로 동작할 수 있으므로, 그 결과 램프의 단지 일부, 상보적 부분 또는 전체 램프가 조명을 유발할 수 있다.

기다란 전극들은 각각 두 개의 전극 부재들이 동일한 길이를 가지도록 분할되는 것이 바람직하다. 구체적으로 말해서, 두 개의 동일한 동작 장치가 두 개의 동일한 램프 절반부를 동작시키기 위해 사용될 수 있다는 장점이 제공되며, 이때 상기 두 개의 램프 절반부에 의해서 각각 동일한 조도가 구현될 수 있다. 이로 인해서, 스캐너에서 작은 형식의 문서가 빛에 노출될 때 바람직하게는 관 모양의 램프의 두 개의 절반부 중 단지 하나 만이 동작될 수 있다. 더 큰 형식의 문서일 경우에는 다른 절반부가 동작한다. 두 개의 경우에, 상이한 크기 형식의 문서들에 대해서 조도는 동일하다.

물론, 전극 부재들의 두 개의 부분이 서로에 대해 독립적으로 동작하기 위한 기본 전제는 각각 두 개의 전극 부재가 서로에 대해 전기적으로 절연된다는 사실이다. 따라서 전극 부재들 중 제 1 부분은 제 1 동작 장치와 연결되고, 제 2 부분은 제 2 동작 장치와 연결된다. 이에 대해서 더 자세히 설명하는 부분은 제 2 실시예에 관련된다.

본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 유전체 장벽 방전 램프는 관 모양의 방전관 및 방전관 종축에 대해 평행하게 지향된 전극 부재들을 갖는다. 각각 두 개의 대응하는 전극 부재들은 적어도 방전관 벽의 내부면에 배치된 전극의 경우에는 바람직하게 동일 선상에 놓여있다. 이와 같은 경우는 각각 두 개의 대응하는 전극 부재들이 유전체 재료, 예컨대 유리로 만들어진 공통의 삽입 웨브(integrated web)에 의해 커버될 수 있다는 장점이 있다. 경우에 따라서는 각각 두 개의 대응하는 전극 부재가 틈에 의해 서로 분리되며, 이러한 틈의 길이는 전형적으로 대략 0.5mm 내지 3mm, 바람직하게는 대략 0.5mm 내지 2mm, 특히 바람직하게는 대략 0.5mm 내지 1.5mm이다. 이 경우에 틈은 두 개의 전극 부재들이 완전히 전기적으로 디커플링(decoupling)되도록 하기 위해서 한편으로 충분한 크기를 가져야만 한다. 다른 한 편으로, 틈에서는 방전이 나타나지 않아서 이러한 램프 영역은 조명되지 않거나 적어도 훨씬 어두워지므로, 틈의 크기가 너무 커서는 안 된다.

실시예를 참고로 본 발명을 더 자세히 살펴보면 다음과 같다. 즉

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 유전체 장벽 방전 램프의 종단면, AA에 따른 횡단면 및 BB를 따른 횡단면을 도시한다. 유전체 장벽 방전 램프는 관 모양의 방전관(1) 및 전체적으로 네 개의 직선 모양의 전극 부재들(2a, 2b 및 3a, 3b)을 갖는다. 각각 두 개의 전극 부재들(2a, 2b 또는 3a, 3b)은 대략 1mm 폭의 은 웨브(silver web) 형태로 동일 선상에서(colinear) 관 모양의 방전관(1) 종축에 대해 평행한 방향으로 상기 방전관(1) 벽 내부면에 부착된다. 이 경우에 동일 선상에 있는 전극 부재들의 두 개의 절반부는 서로에 대해 지름방향으로 배치된다. 동일 선상에 있는 전극 부재들은 각각의 틈(4)(두 번째 틈은 도면에 도시되지 않음)에 의해 분할되며, 상기 틈의 종방향 연장부(△)는 대략 1mm의 폭을 갖는다. 그러므로 지름 방향으로 맞은편에 쌍으로 제공된 전극 부재들(2a, 3a 또는 2b, 3b)이 서로에 대해 독립적으로 동작할 수 있다. 즉 램프의 두 개의 절반부 중 한 부분 만이 조명되거나, 두 개의 절반부가 동시에 조명된다. 또한, 동일 선상에 있는 전극 부재들(2a, 2b 또는 3a, 3b)은 각각 유전체 장벽으로 작용하는 스트립 형태의 유리층(5, 6)에 의해 커버되며, 동일 선상의 전극 부재들(2a, 2b 또는 3a, 3b)을 각각 서로 분리시키는 두 개의 틈(4) 또한 마찬가지로 둘러싸인다(도 1c 참조). 관 모양의 방전관(1)의 두 개의 끝 부분은 접시 모양의 폐쇄 부재(7, 8)에 의해 연결 수단 없이 기밀 방식으로 각각 밀봉된다. 이를 위해서 방전관(1)은 각각의 끝 부분에서 중앙이 잘록한 부분(9, 10)을 가지며, 상기 중앙이 잘록한 부분(9, 10)은 접시 모양의 개별 폐쇄 부재(7, 8)의 에지를 고리 모양으로 에워싸고 용융된다. 전극 부재들(2a, 3a 또는 2b, 3b)은 실(seal)을 통과해서 바깥으로 나가고, 외부에서 전원 라인(11, 12)(도 1a의 종단면도에서는 각 전극 쌍마다 단지 하나의 전원 라인 만이 제공됨)으로 사용된다. 유전적으로 방해받는 내부 전극들을 갖는 관 모양의 방전관의 밀봉에 대한 더욱 구체적인 설명은 앞서 언급한 US-A 2002/0163306에 관련된다. 이러한 방식으로 밀봉된 방전관(1)은 방전 매질로서 대략 15kPa의 크세논을 수용한다. 개별 사용 목적에 따라서, 예컨대 사무자동화 영역에 적용될 때 방전관 벽의 내부면은 적어도 부분적으로 발광 재료(도시되지 않음)를 가질 수도 있으며, 상기 발광 재료는 동작시 방전 매질에 의해 발생된 자외선을 가시광선으로 변환시킨다.

도 2a, 2b 및 2c는 제 1 평면도, 제 1 평면도에 대해 90°회전된 제 2 평면도 및 CC에 따른 또 다른 실시예의 횡단면도를 나타낸다. 여기서는 관 모양의 유전체 장벽 방전 램프를 가진 완전 조명 시스템이 사용되며, 이러한 램프는 이전 실시예와는 달리 외부 전극을 가진다. 이를 위해서 관 모양 방전관(13) 외 측에 4개의 스트립형 전극 부재들(14a, 14b, 15a, 15b)(도 2a에서 전극 부재(15a, 15b)는 도시되지 않음)이 배치된다. 두 개의 틈(16)(도 2a에서 두 번째 틈은 가려져 있음)을 포함한 전극 부재(14a, 14b, 15a, 15b)의 배열 상태는 제 1 실시예와 상응한다. 또한, 쌍으로 제공된 각각의 전극 부재들(14a, 15a 또는 14b, 15b)은 각각 두 개의 관련 유입 라인(19, 20 또는 17, 18)(도 2a에서 제 2 유입 라인(18, 19)은 볼 수 없음)을 통해 각각 관련 동작 장치(22, 21)와 연결된다.

본 발명은 관 모양의 유전체 장벽 방전 램프의 예를 이용하여 자세히 설명되긴 하였지만, 본 발명이 이러한 램프 형태에만 제한되는 것은 아니다. 오히려 본 발명은 다른 형태의 램프, 특히 평면형 램프에서 사용될 경우에도 바람직한 작용들을 나타낸다. 평면형 유전체 장벽 방전 램프의 경우에는 각 극성의 전극들이 통상적으로 빗(comb) 구조물로 형성된다. 따라서 본 발명에 따르면 4개의 빗 구조물이 사용되는데, 각각 두 개의 "빗 전극(comb electrode)"이 결합하여 한 쌍의 전극을 형성한다. 쌍으로 제공된 두 개의 "빗 전극" 각각은 평면형 유전체 장벽 방전 램프의 상보적 부분을 넘어서서 연장된다. 이 경우에 쌍으로 제공된 개별 빗 전극의 두 개의 빗 구조물은 공통의 램프 관 플레이트 상에 상호 결합 방식으로 배열될 수 있거나, 아니면 맞은편에 놓인 두 개의 램프 관 플레이트 상에 서로 반대방향으로 배열될 수 있다.

본 발명에 의한 적용하기 유용한 유전체 장벽 방전 램프가 제공된다. 또한, 유전체 장벽 방전 램프를 위한 단지 하나의 성능 등급의 동작 장치에 의해 실질적으로 일정한 조도로 상이하게 연장된 조명 영역에 조명이 이루어진다.

Claims (10)

1. 방전 매질에 의해 채워진 방전 공간을 에워싸는 방전관(1, 13) 및 상기 방전 공간의 종방향 연장부의 전체 길이를 따라서 실질적으로 연장하는 기다란 전극들을 갖는 유전체 장벽 방전 램프로서, 상기 각각의 전극들이 종방향으로 두 개의 전극 부재들(2a, 2b; 3a, 3b; 14a, 14b; 15a, 15b)로 분할되는, 유전체 장벽 방전 램프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각각 두 개의 전극 부재들(2a, 2b; 3a, 3b; 14a, 14b; 15a, 15b)이 동일한 길이를 갖는, 유전체 장벽 방전 램프.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 각각 두 개의 전극 부재들(2a, 2b; 3a, 3b; 14a, 14b; 15a, 15b)이 서로에 대해 전기적으로 절연되는, 유전체 장벽 방전 램프.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전관(1)은 관 모양이고, 상기 전극 부재들(2a, 2b; 3a, 3b; 14a, 14b; 15a, 15b)이 상기 방전관(1) 종축에 대해 평행한, 유전체 장벽 방전 램프.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 개의 대응하는 전극 부재들(2a, 2b; 3a, 3b; 14a, 14b; 15a, 15b)이 각각 동일 선상에 놓이는, 유전체 장벽 방전 램프.
6. 제 5항에 있어서, 상기 두 개의 대응하는 전극 부재들(2a, 2b; 3a, 3b; 14a, 14b; 15a, 15b)이 각각 틈(4; 16)에 의해 서로 분리되는, 유전체 장벽 방전 램프.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 틈(4; 16)의 종방향 연장부는 대략 0.5mm 내지 3mm의 폭을 갖는, 유전체 장벽 방전 램프.
8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전극들(2a, 2b, 3a, 3b)은 상기 방전관(1) 벽의 내부면에 배치되고, 상기 두 개의 대응하는 전극 부재들(2a, 2b; 3a, 3b)은 각각 공통의 유전체 층(5; 6)에 의해 커버되는, 유전체 장벽 방전 램프.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 특징들을 갖는 유전체 장벽 방전 램프를 동작시키기 위한 방법으로서, 상기 전극 부재들의 두 개의 부분을 서로에 대해 독립적으로 전기에 의해 동작시키는, 유전체 장벽 방전 램프의 동작 방법.
10. 제 9항에 따른 방법을 실시하기 위한 조명 시스템으로서, 전극 부재들(14a, 15a) 중 제 1 부분은 제 1 동작 장치(22)와 연결되고, 전극 부재들 중 제 2 부분 (14b, 15b)은 제 2 동작 장치(21)와 연결되는, 조명 시스템.

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