(57)【要約】【課題】沿面放電を確実に防止しながら、光出力の大きい放電ランプを実現する。【解決手段】３つの管状放電管２０、４０、６０を備えたエキシマランプを構成し、放電管２０、６０の間に放電管４０を挟むように、互いに隣接しながら並列配置させる。３つの管状放電管２０、４０、６０のうち、放電管２０、６０の壁中には、帯状の電極３２、３４、電極７２、７４をそれぞれ対向配置させる。その一方、放電管４０には電極を設けない。【選択図】図３
2010218729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガスが封入される複数の管状放電容器と、
前記放電容器の軸方向に沿って配置される複数の電極とを備え、
前記複数の放電容器が平行に並んで互いに隣接し、
前記複数の電極の中で異電位と定められる電極対のうち、少なくとも一方の電極が放電容器の壁中に埋設され、
前記電極対に挟まれた放電空間において放電発光すること特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記複数の放電容器が、２つの電極を壁中に埋設させた両電極放電容器を含むことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記複数の放電容器が、電極の埋設されない無電極放電容器を含み、
前記無電極放電容器が、複数の両電極放電容器の間に介在することを特徴とする請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記複数の放電容器が、１つの電極のみ壁中に埋設させた単電極放電容器を含むことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項５】
複数の単電極放電容器が、互いに異なる放電容器に埋設されている電極対の間に放電空間を挟むように、互いに隣接することを特徴とする請求項４に記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記複数の電極が、放電容器外部にある外部電極を含み、
前記単電極放電容器が、前記外部電極と接することを特徴とする請求項４に記載の放電ランプ。
【請求項７】
相対する極性をもつ電極対の組み合わせを設定変更可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項８】
前記電極対の電極間誘電率がほぼ等しくなるように、前記複数の放電容器が配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項９】
前記複数の放電容器が、軸方向から見て並列状に隣接配置もしくは環状に隣接配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項１０】
前記複数の放電容器各々に、希ガス、ハロゲンガス、あるいは希ガスとハロゲンガスの混合ガスが封入されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項１１】
一対の電極が管軸方向に沿って壁中に埋設される複数の両電極放電管と、
電極が埋設されない少なくとも１つの無電極放電管とを備え、
前記複数の両電極放電管および前記無電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、前記複数の両電極放電管の間に前記無電極放電管が介在することを特徴とする放電ランプ。
【請求項１２】
１つの電極が管軸方向に沿って壁中に埋設される少なくとも１つの単電極放電管と、
一対の電極が管軸方向に沿って壁中に埋設される少なくとも１つの両電極放電管とを備え、
前記単電極放電管および前記両電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、
電極間に放電空間を挟むように、前記単電極放電管および前記両電極放電管がそれぞれ軸周りに位置決めされていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項１３】
１つの電極管軸方向に沿って壁中に埋設される複数の単電極放電管を備え、
前記複数の単電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、
電極間に放電空間を挟むように、前記複数の単電極放電管がそれぞれ軸周りに位置決めされていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項１４】
１つの電極が管軸方向に沿って壁中に埋設される複数の単電極放電管と、
電極対の一方が壁中に埋設され、他方が外周面に配置される少なくとも１つの両電極放電管とを備え、
前記複数の単電極放電管および前記両電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、
電極間に放電空間を挟むように、前記複数の単電極放電管がそれぞれ軸周りに位置決めされていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項１５】
１つの帯状電極が管軸方向に沿って壁中に埋設された複数の単電極放電管と、
前記複数の単電極放電管それぞれの外周面と接する電極体とを備え、
前記複数の単電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、
前記帯状電極と前記電極体との間に放電空間を挟むように、前記複数の単電極放電管がそれぞれ軸周りに位置決めされることを特徴とする放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体バリア放電、あるいは容量結合型高周波放電によって放電発光するエキシマランプ、外部電極型蛍光ランプなど電極を放電空間内に配置しない（無電極）放電ランプに関し、特に、放電容器の構成、配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二重円筒管型のエキシマランプでは、軸方向に長い２つの同軸円筒管によって発光部が構成されており、高圧ガスが発光管内に封入され、軸方向に沿って内側管内面と外側管外面に一対の電極が対向配置される。そして、電極間に数ｋＷの高周波電圧を印加することにより放電空間にエキシマが生じ、放電発光する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
あるいは、複数の放電容器を互いに隣接配置し、大きな外管内部に放電容器をまとめて収容させた蛍光ランプも知られており、ランプ全体としての発光強度を増加させることができる（特許文献２参照）。そこでは、複数の放電管を格子状、あるいは環状に配置させ、放電管周囲に電極を配置させる。
【０００４】
無電極放電ランプでは、高電圧を放電容器に沿って延びる電極間に印加するため、沿面放電が生じやすい。沿面放電を防止する方法としては、絶縁層を塗布、被覆する構成が一般的に知られている。例えば、放電容器外面に配置される帯状の外部電極にガラスバルブの被覆層を重ねる（特許文献３参照）。あるいは、帯状電極が配置されているバルブに対し、補助バルブを外装する（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１７０９５２号公報
【特許文献２】特開２００６−２４５６２号公報
【特許文献３】実開平５−９０８０３号公報
【特許文献４】特開平７−２７２６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
二重管方式のエキシマランプでは、複数の放電管を配置するとランプ全体のサイズが大型、複雑化し、設置スペースに制限が生じる。複数の放電容器を１つの外管内部に収容する場合でも、サイズ大型化はさけられず、また、放電容器外周面に配置された電極同士の間隔が短くなり、外管内部で絶縁破壊の生じる恐れがある。
【０００７】
一方、従来の外部電極型蛍光ランプのように単管式の構造を採用する場合、印加電圧、封入ガスの圧力が高いため、単に絶縁性物質で電極を被覆するだけでは沿面放電を十分防止できず、電極と絶縁層との間の隙間を通じて絶縁破壊が生じてしまう。そのため、複数の放電容器を並列配置させる放電ランプを構成すると、各放電容器において沿面放電が生じて絶縁破壊が生じ、放電発光が不安定となって光出力が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の放電ランプは、沿面放電を十分防止でき、かつ、出力の高い光を確実に放射できる放電ランプであって、放電ガスが封入される複数の管状放電容器と、放電容器の軸方向に沿って配置される複数の電極とを備え、複数の放電容器が軸方向に平行に並んで互いに隣接している。ここで、「互いに隣接する」とは、隣の放電容器と隙間を空けて離間することなく、各放電容器は、他のいずれかの放電容器と接していることを表す。
【０００９】
放電容器は様々な配列で配置可能であり、所定方向に光を放射する場合、複数の放電容器を軸方向から見て並列状に隣接配置すればよい。あるいは、ランプ外部の全方向へ光を放射する場合、または配管など照射対象に全方向から光を照射させる場合、複数の放電容器を環状に隣接配置すればよい。同サイズの放電容器を並べてもよく、径、サイズの異なる放電容器を配列させてもよい。放電容器に封入するガスとして、希ガス、ハロゲンガス、あるいは希ガスとハロゲンガスの混合ガスなどを封入すればよい。
【００１０】
本発明では、複数の電極の中で異電位と定められる電極対のうち、少なくとも一方の電極が放電容器の壁中に埋設される。ここで「壁中に埋設される」とは、電極が放電容器壁中に埋没するように埋め込まれていることを表す。例えば、２つの電極を１つの放電容器壁中に（特に、電極を対向させるように）埋設すればよい。また、１つの電極を放電容器壁中に埋設し、隣り合う放電容器同士で相異なる極性の電極対を構成してもよい。
【００１１】
電極が放電容器壁中に埋設されると、互いに異なる放電容器に埋設された電極対からその電極間に挟まれた放電空間までの誘電層を、放電容器壁だけによって形成することが可能となる。すなわち、電極対と放電空間の間に空間を設けず、固体の誘電体層を形成することができる。例えば、互いに異なる放電容器に埋設された電極対は、２つの放電容器の接点を通じて放電容器壁層を形成する。これにより、沿面放電が防止される。
【００１２】
ランプ点灯のため電極対に電圧が印加されると、電極対に挟まれた放電空間において放電発光し、光がランプ外部に照射する。放電容器が互いに隣接しているため、任意に電位差のある電極対を定め、その間に存在する放電空間で放電発光させることが可能である。したがって、要求されるランプ全体の光出力に基づいて放電容器を配列し、電位差のある電極対を設定することにより、高出力の光をランプから放射させることができる。
【００１３】
放電容器としては、例えば、２つの電極が対向するように埋設される放電容器（以下、両電極放電容器という）を構成すればよい。しかしながら、電極数が多いと発熱量がその分だけ多くなり、２つの電極を埋設させた放電容器を数多く配置させると、放熱処理が問題となる。できるだけ発熱量を抑えるため、光出力を低下させることなく電極の数を削減するのが望ましい。
【００１４】
そのため、複数の放電容器の中に、電極の埋設されない放電容器（以下、無電極放電容器という）を含め、無電極放電容器を複数の両電極放電容器の間に介在するのがよい。互いに異なる両電極放電容器の２つの電極であって無電極放電容器を挟んで相対する電極対を異電位と定めることにより、無電極放電容器において放電発光させることができる。
【００１５】
また、電極の数を減らす一方、電極対が距離間隔にバラツキが生じないようにするため、放電容器として、壁中に１つの電極のみ埋設させた単電極放電容器を設けるのがよい。例えば、複数の単電極放電容器を、互いに異なる放電容器に埋設された電極対の間に放電空間を挟むように、互いに隣接させればよい。すなわち、隣り合う単電極放電容器を電極の存在する壁面付近で接することがないように配列する。
【００１６】
あるいは、外部電極を設け、単電極放電容器を外部電極と接するようにしてもよい。この場合、連なった単電極放電容器の中で端にある放電容器において放電発光させることが可能となる。この場合でも、一方の電極が容器壁中に埋設されているため、沿面放電を防止することができる。
【００１７】
上述したように、一連に並んだ放電容器は、接触点を通じて容器壁の誘電体層が形成される。そのため、電圧印加させる電極対を変えることによって放電発光する放電容器を変更することができる。したがって、放電発光させる放電容器の数を調整するため、電極対の組み合わせを設定変更可能であるようにするのが望ましい。例えば、点灯開始は放電発光しやすいガスが封入された放電容器を間に挟む２つの電極を電極対として定める。
【００１８】
同じ放電ガスを放電容器に封入した場合、放電容器からの光出力にバラツキを生じないようにするため、電極対の電極間誘電率をほぼ等しくするのが望ましい。
【００１９】
本発明の他の局面における放電ランプは、一対の電極が管軸方向に沿って壁中に埋設される複数の両電極放電管と、電極が埋設されない少なくとも１つの無電極放電管とを備え、複数の両電極放電管および無電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、複数の両電極放電管の間に無電極放電管が介在することを特徴とする。
【００２０】
例えば、両電極放電管と無電極放電管が交互に並び、軸方向から見て並列配置もしくは環状配置される。無電極放電管において放電発光させる場合、無電極放電管と隣接する２つの両電極放電管において無電極放電管に近い２つの電極を異電位として定めればよい。
【００２１】
電極対の電極間距離を短くして絶縁破壊を生じやすくするため、両電極放電管の電極付近の壁形状を、平坦状に形成するのが望ましい。
【００２２】
本発明の他の局面における放電ランプは、１つの電極が管軸方向に沿って壁中に埋設される複数の単電極放電管と、一対の電極が管軸方向に沿って壁中に埋設される少なくとも１つの両電極放電管とを備え、複数の単電極放電管および両電極放電管が平行に並んで交互に隣接し、電極間に放電空間を挟むように、複数の単電極放電管および両電極放電管がそれぞれ軸周りに位置決めされていることを特徴とする。ここで、「軸周りに位置決めされる」とは、埋設された電極が他の放電容器の電極との位置関係で所定の場所に位置するように、放電容器の回転方向の位置（角度）が定められることを意味する。
【００２３】
本発明の他の局面における放電ランプは、１つの電極管軸方向に沿って壁中に埋設される複数の単電極放電管を備え、複数の単電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、電極間に放電空間を挟むように、複数の単電極放電管がそれぞれ軸周りに位置決めされていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の他の局面における放電ランプは、１つの電極が管軸方向に沿って壁中に埋設される複数の単電極放電管と、電極対の一方が壁中に埋設され、他方が外周面に配置される少なくとも１つの両電極放電管とを備え、複数の単電極放電管および両電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、電極間に放電空間を挟むように、複数の単電極放電管がそれぞれ軸周りに位置決めされていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の局面における放電ランプは、１つの電極（以下、帯状電極という）が管軸方向に沿って壁中に埋設された複数の単電極放電管と、複数の単電極放電管それぞれの外周面と接する電極体とを備え、複数の単電極放電管が平行に並んで互いに隣接し、帯状電極と電極体との間に放電空間を挟むように、複数の単電極放電管がそれぞれ軸周りに位置決めされることを特徴とする。
【００２６】
例えば電極体は平板状などに構成され、複数の単電極放電管それぞれと接し、すべての放電容器に対し、電極対の一電極として機能する。この場合、帯状電極が、電極体垂直方向に傾斜した方向を向かせてもよく、あるいは、電極体垂直方向を向くようにしてもよい。
【００２７】
あるいは、電極体を筒状に形成してもよく、複数の単電極放電管を電極体の内周面に接するように配置し、配管などの照射対称物、あるいは冷却部を電極体中心部に配置する。あるいは、電極体の外周面に接するように配置し、全方向に光を放射状に照射させてもよい。この場合、電極体を円柱状に構成してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、沿面放電を確実に防止しながら、光出力の大きい放電ランプを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態であるエキシマランプの概略的平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩに沿った径方向の概略的断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った軸方向の概略的断面図である。
【図４】エキシマランプの電源部を示したブロック図である。
【図５】第２の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【図６】第３の実施形態であるエキシマランプの側面図である。
【図７】図６のＩＩＶ−ＩＩＶに沿ったエキシマランプの径方向断面図である。
【図８】第４の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸに沿った軸方向断面図である。
【図１０】第５の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【図１１】第６の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩに沿った軸方向断面図である。
【図１３】第７の実施形態であるエキシマランプの平面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶに沿った径方向断面図である。
【図１５】第８の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【図１６】第９の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【図１７】第１０の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【図１８】第１１の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００３１】
図１は、第１の実施形態であるエキシマランプの概略的平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩに沿った径方向の概略的断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った軸方向の概略的断面図である。
【００３２】
エキシマランプ１０は、石英ガラスなどの誘電体から成る３つの単管状放電管２０、４０、６０から構成された放電ランプであり、管軸方向に沿って平行に配置されている。放電管２０、４０、６０の両端は半球状に封止され、方形状の保持容器１２、１４に嵌挿固定されている。
【００３３】
放電管（両電極放電管）２０は、筒状の内管２２とそれを覆う筒状同軸外管２４を溶着させて一体成形させた放電管であり（図２参照）、放電管２０の管壁中には、管軸方向に延びる帯状電極３２、３４が対向配置するように埋設されている。電極３２、３４はモリブデンなどによる帯状金属箔によって構成される。なお、図２、３では、説明の便宜上、外管２２と内管２４とのハッチングを分けて描いている。
【００３４】
電極３２、３４の端部には、外部に延びる給電線３６、３８が、互いに軸方向反対側に接続されている。給電線３６、３８は、エキシマランプ１０の外部に設置された電源部（ここでは図示せず）に接続されており、給電線３６、３８を介して放電管２０に電力が供給される。
【００３５】
放電管６０は、放電管２０と同じ形状の放電管であり、内管６２と外管６４を同軸的に配置して溶着し成形された放電管であり、帯状電極７２、７４が対向するように管壁中に密閉状態で埋設されており、給電線７６、７８と接続している。一方、放電管（無電極放電管）４０には、その管壁中に電極が埋設されていない。
【００３６】
放電管２０、４０、６０は、電極３２、３４、７２、７４が一方向に並ぶように互いに隣接配置されている。すなわち、各放電管は隣の放電管と接している。電極３２、３４の電極間距離ｄ１、電極３４、７２の電極間距離ｄ２、電極７２、７４の電極間距離ｄ３は、各電極間距離における誘電率がほぼ等しくなるように定められている。ここでは、電極３２、３４、および電極７２、７４の電極間誘電率に従い、放電空間４０の肉厚、および径の大きさが定められている。さらに、封入する放電ガスの種類に応じて、各放電管の電極間距離が異なっても良い。例えば、点灯し難いガスを封入した放電管の電極間距離は、点灯し易いガスを封入した放電管の電極間距離よりも短く設定しても良い。
【００３７】
放電管２０、４０、６０の放電空間３０、５０、７０には、放電中にエキシマ分子を生じさせる放電ガスが封入されている。ここでは、放電空間５０にアルゴンガスが封入され、放電空間３０、７０には、キセノンガスが封入されている。
【００３８】
図４は、エキシマランプの電源部を示したブロック図である。
【００３９】
エキシマランプ１０の電源部は、交流電源からの電力を制御する電力制御回路１１０と、スイッチング回路１２０、それにトランス回路１３０を備え、エキシマランプ１０はトランス回路１３０と接続されている。スイッチング回路１２０は低周波交流電圧を高周波直流電圧に変換する。トランス１３０は、スイッチング回路１２０から送られてくる電圧を昇圧する。
【００４０】
電力制御回路１１０は、放電管２０の電極３２、３４および放電管６０の電極７２、７４の極性を変えるように電源供給制御することが可能である。図３を用いて説明すると、放電管２０、４０、６０すべてにおいて放電発光させる場合、電極３２、３４、電極３４、７２、そして電極７２、７４の間が異電位となるように電極極性を定める。例えば、電極３２、３４、７２、７４の極性が、それぞれ＋、−、＋、−の順に定められる。
【００４１】
一方、放電管４０を除いて放電管２０、６０で放電発光する場合、電極３４、７２を同電位とし、電極３２、３４、電極７２、７４を異電位となるように電極極性が定められる。例えば、電極３２、３４、７２、７４の極性が、それぞれ＋、−、−、＋の順に定められる。また、放電管４０だけ放電発光する場合、電極３２、３４、７２、７４を同電位とし、電極３４、７２を異電位とするように電極極性が定められる。
【００４２】
ここでは、放電開始の暗黒状態から点灯しやすいガスとしてアルゴンガスを封入した放電空間４０で放電発光させ、その後、点灯し難いキセノンガスを封入した放電管３０、７０で放電発光させるように構成されている。
【００４３】
そのため、点灯開始時には電極３４、７２を相対する電極極性に定め、電極３４、７２に数ｋＶの高電圧を印加する。電極３２、電極７４は、それぞれ電極３４、７２と同じ極性に定め、同電位とする。放電空間５０において誘電体バリア放電が発生し、エキシマ光（紫外光）が放電管４０を透過して外部に放射される。
【００４４】
点灯開始から所定時間経過後、電極３２、７４が、それぞれ電極３４、７２の異極となって電極３２、３４および電極７２、７４の電極間に電圧が印加される。これにより、放電空間５０に加え、放電空間３０、放電空間７０において誘電体バリア放電が生じ、エキシマ光が放電管２０、４０、６０からそれぞれ外部に向けて放射される。
【００４５】
このように本実施形態によれば、エキシマランプ１０は、３つの管状放電管２０、４０、６０を備え、放電管４０を放電管２０、６０の間に挟むように、互いに隣接しながら並列している。放電管２０、６０の壁中には、帯状の電極３２、３４、電極７２、７４がそれぞれ対向配置されている。一方、放電管４０には電極が設けられていない。
【００４６】
そして、放電管２０、４０、６０は軸方向から見て一列に並び、電極３２、３４、及び電極７２、７４の向かい合う方向は、放電管２０、４０、６０の配列方向に沿っている。すなわち、電極３２、３４、７２、７４は所定方向に沿って並んでいる。
【００４７】
電極３２、３４、７２、７４は密閉状態で放電管２０、６０内に埋設されているため、数ｋＶの高電圧を電極間に印加しても、電極３２、３４、７２、７４がランプ外部（例えば、灯具の筐体）と絶縁しているため、沿面放電の発生を確実に防ぐことができる。
【００４８】
そして、放電管４０を挟むように放電管２０、４０、６０が互いに隣接している、すなわち放電管の管壁が放電管２０から放電管６０まで接点を通じて繋がっていることにより、電極の存在しない放電管４０においても、沿面放電することなく放電発光させることが可能となる。
【００４９】
さらに、電極のない放電管を設けることにより、電極数を抑えながらランプ全体の光出力を上げることが可能になる。沿面放電の心配がないので、放電管２０、４０、６０を外部と電気的に遮断する収納容器を設ける必要が無く、ランプをコンパクト化することができる。さらに、電極のない放電管を設けることによって、点灯中の電極発熱量を抑えることができる。
【００５０】
また、電極の極性を適宜設定することにより、放電空間２０、４０のみ放電発光させること、放電空間２０、４０、６０すべてを放電発光させることが可能である。このように、電極の極性を変えて電圧印加する電極対の組み合わせを変更することによって、放電発光させる放電管を選択することができるため、ランプ全体の光出力を調整することが可能である。あるいは、互いに放電ガスの異なる放電管を配置することにより、特定波長による照明光を選択しながら放射させることが可能となる。
【００５１】
一方、電極３２、３４、７２、７４が一直線に沿って配置されるように放電管２０、６０が軸周りに関して位置決めされているため、電極３２、３４あるいは電極７２、７４の電極間距離と、電極３４、７２の電極間距離がおよそ等しい。これにより、各電極間の誘電率が同じになり、電極間負荷が等しくなる。そのため、同じ放電ガスを放電管２０、４０、６０に封入した場合、発光強度のバラツキを抑えることができる。
【００５２】
放電ガスとしては、希ガス（Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、など）の他に、ハロゲンガス（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、など）等、エキシマ光を発生させるガスを一種や複数種を混合して封入すればよい。
【００５３】
放電管の数は任意であり、電極が埋設されない放電管を２つ以上用意し、一対の電極を埋設した放電管をその両側に隣接配置させ、電極のある放電管と電極のない放電管を交互に並べてもよい。
【００５４】
次に、図５を用いて第２の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第２の実施形態では、放電管の電極配置部分が平坦に形成されている。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。
【００５５】
図５は、第２の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【００５６】
図５に示すように、エキシマランプ２００は、放電管２２０、２４０、２６０の放電管から構成されており、放電管２２０は一対の電極が対向配置される一方、放電管２４０には電極が配置されていない。そして、放電管２２０、２６０の電極配置部分は、平坦状に形成されている。ここでは、あらかじめ対向する平面部分をあらかじめ形成した内管２２２、外管２２４を溶着している。
【００５７】
このような構成により、電極間距離が短くなり、誘電率を抑えて絶縁破壊による放電開始、すなわち点灯始動を改善することができる。
【００５８】
次に、図６、７を用いて、第３の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第３の実施形態では、複数の放電管が環状配置される。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。
【００５９】
図６は、第３の実施形態であるエキシマランプの側面図である。図７は、図６のＩＩＶ−ＩＩＶに沿ったエキシマランプの径方向断面図である。
【００６０】
放電管３００は、８つの放電管３１０〜３８０を軸方向から見て環状配置させた構造であり、収容部３９０で保持されている。図７に示すように、一対の電極が配置された放電管３２０、３４０、３６０、３８０と電極の配置されていない放電管３１０、３３０、３５０、３７０が交互に並んで配置される。
【００６１】
このように複数の放電管を環状配置することにより、放電管３２０、３４０、３６０、３８０の異電位電極の組み合わせを選択し、所定の放電管のみ光を放射させ、一定方向に発光させることができる。あるいは、すべての放電管からエキシマ光を放射させることで、ランプ外部全方向へ放射状に発光させることが可能となる。
【００６２】
例えば外周方向へ照明するランプとして使用する場合、白熱電球のように反射鏡内に放電管を入れることも可能である。また、内周方向へ照明するランプとして使用する場合、中心部に液体などを流れる管を設置すればよい。
【００６３】
次に、図８、９を用いて第４の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第４の実施形態では、電極１つを埋設した放電管が設けられる。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。
【００６４】
図８は、第４の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸに沿った軸方向断面図である。
【００６５】
エキシマランプ４００は、３つの放電管４２０、４４０、４６０を備え、互いに隣接しながら並列している。放電管４４０は、対向配置される一対の帯状電極４４２、４４４を備える。一方、放電管（単電極放電管）４２０、４６０は、それぞれ１つの電極４２２、４６２を備える。電極４２２、４６２は、それぞれ放電空間を挟んで電極４４２、４４４とそれぞれ対向している。
【００６６】
このような構成により、電極の極性を適宜定めることによって３つの放電管４２０、４０、４６０から光を放射させることが可能であり、電極の数を抑えながら光出力を維持したエキシマランプを実現することができる。また、電極数が少ないため、点灯中の電極発熱量を全体的に抑えることができる。
【００６７】
次に、図１０を用いて第５の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第５の実施形態では、放電管が環状配置されている。それ以外の構成については、第４の実施形態と同じである。
【００６８】
図１０は、第５の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【００６９】
図１０に示すように、エキシマランプ５００は、１つの電極を壁中に埋設した８つの放電管５１０〜５８０が環状に配置されており、隣接する電極間距離が等しくなるように各放電管の向きが定められている。このような構成により、電極数を減らしながら高出力のエキシマランプを実現することができる。
【００７０】
次に、図１１、１２を用いて、第６の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第６の実施形態では、一部電極が放電管外部に設けられている。それ以外の構成については、第４の実施形態と同じである。
【００７１】
図１１は、第６の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩに沿った軸方向断面図である。
【００７２】
エキシマランプ６００は、放電管６２０、６４０、６６０を並列配置した構成であり、それぞれ電極６２２、６４２、６６２が埋設されている。そして、放電管６６０の外周面には、電極６６２と対向するようにアース電極６６４が取り付けられている。
【００７３】
このような構成により、異電位の電極対の組み合わせの自由度が増加し、放電管の配列の自由度も増える。なお、アース電極が放電管外部に存在するため、放電管６２０、６４０、６６０を収容する外管を設けてもよい。
【００７４】
次に、図１３、１４を用いて、第７の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第７の実施形態では、複数の放電管に対するアース電極が外部に設けられている。それ以外の構成については、第６の実施形態と同じである。
【００７５】
図１３は、第７の実施形態であるエキシマランプの平面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶに沿った径方向断面図である。
【００７６】
エキシマランプ７００は、互いに隣接する放電管７２０、７４０、７６０、７８０と、平板状アース電極部７１０を備え、放電管７２０、７４０、７６０、７８０がアース電極７１０の内表面７１０Ｓに接している。アース電極部７１０は、アース電極である平板状Ｍｏ（モリブデン）箔７１２、石英などの絶縁体７１４、および冷却部７１６を備え、Ｍｏ箔７１２が絶縁体７１４を介して放電管７２０、７４０、７６０と接している。Ｍｏ箔７１２は、アース接続部７１０Ａを介してアース接続されている。なお、図１４には、アース電極部を図示していない。
【００７７】
放電管７２０、７４０、７６０、７８０では、それぞれ電極７２２、７４２、７６２、７８２が管壁中に埋設されている。電極７２２、７４２、７６２、７８２は、アース電極７１０との間に放電空間７３０、７５０、７７０、７９０を挟むように、軸周りに位置決めされている。ここでは、電極７２２、７４２、７６２、７８２はアース電極７１０の表面垂直方向を向く代わりに、約４５度傾斜する方向を向く。
【００７８】
絶縁部７１４に覆われたＭｏ箔７１２は、電極７２２、７４２、７６２、７８２との間で異電位となり、放電管内の電極とともに電極対を構成する。電極対の間の誘電層は、絶縁体７１４と各放電管の管壁によって構成される。アース電極部７１０の冷却部７１６には、冷却水が循環している。放電発光によって生じるエキシマ光は、アース電極部７１０とは反対側に向けて照射される。
【００７９】
このように、電極対の一方をアース電極として外部に配置するため、放電管の管壁内に複数の電極を設ける必要がなく、回路構成を簡略化することができ、電極発熱量を抑えることができる。特に、外部にアース電極を設けるため、冷却水などによって冷却を容易に行うことができる。なお、一方の電極は放電管内に埋設されているため、沿面放電を十分に抑えることが出来る。
【００８０】
また、電極７２２、７４２、７６２、７８２は、アース電極部７１０に対し斜め方向を向いている。そのため、アース電極部７１０へ向けて放射する光の割合をできるだけ少なくすることができる。
【００８１】
次に、図１５を用いて第８の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第８の実施形態では、網状のアース電極が絶縁体の反対側に取り付けられている。それ以外の構成については、第７の実施形態と同じである。
【００８２】
図１５は、第８の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【００８３】
エキシマランプ８００は、電極８２２、８４２、８６２、８８２をそれぞれ壁中に埋設した放電管８２０、８４０、８６０、８８０を備え、導電性の網状アース電極８１０と接している。電極８２２、８４２、８６２、８８２は、それぞれ放電空間８３０、８５０、８７０、８９０を挟んでアース電極８１０に対向している。平板状絶縁体８１４は、アース電極８１０の反対側から放電管８２０、８４０、８６０、８８０と接し、絶縁体８１４の上には、冷却水が循環する冷却部８１６が設置されている。
【００８４】
このような構成により、放電発光により得られる光をアース電極８１０の網目を通してより多く放射させることができる。なお、アース電極は網目状構成に限定されず、透光性と導電性のバランスの優れた材料を適宜選択すればよい。
【００８５】
次に、図１６を用いて第９の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第９の実施形態では、放電管が環状配置される。それ以外の構成については、第８の実施形態と同じである。
【００８６】
図１６は、第９の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【００８７】
エキシマランプ９００は、８つの放電管９１０〜９８０と、断面が円形状の網状アース電極９９０を備える。放電管９１０〜９８０は、アース電極９９０の内周面９９０Ｓと接しながら互いに隣接する。放電管９１０の電極９１２はアース電極８９０の中心部に近く、アース電極９９０と電極９１２が対向する方向は、中心部Ｃからの放射方向に沿っている。他の電極９２２〜９８２も、同様に配置されている。放電管９１０〜９８０とアース電極８１０の中心部Ｃとの間には、円筒状絶縁体９０５と円柱状冷却部９１５が挿入されており、円筒状絶縁体９０５は放電管９１０〜９８０と接している。
【００８８】
このような構成により、放電発光により得られる光をランプ外部の全方向へ放射させることが可能となる。
【００８９】
次に、図１７を用いて第１０の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第１０の実施形態では、アース電極が中心部に配置される。それ以外の構成については、第９の実施形態と同じである。
【００９０】
図１７は、第１０の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【００９１】
エキシマランプ１０００は、８つの放電管１０１０〜１０８０と、円柱状アース電極１０９０を備え、８つの放電管１０１０〜１０８０はアース電極１０９０の表面１０９０Ｓに接しながら互いに隣接している。放電管１０１０の電極１０１２は、アース電極１０９０の径方向に対して傾斜し、他の電極１０２２〜１０８２も同様に傾斜している。
【００９２】
このように、環状配列させた放電管の内周部分がアース電極で満たされるため、放電管内周部における沿面放電を防止することができる。
【００９３】
次に、図１８を用いて第１１の実施形態であるエキシマランプについて説明する。第１１の実施形態では、被照射物が中心部に配置される。それ以外の構成については、第１０の実施形態と同じである。
【００９４】
図１８は、第１１の実施形態であるエキシマランプの径方向断面図である。
【００９５】
エキシマランプ１１００は、８つの放電管１１１０〜１１８０と筒状アース電極１１９０を備え、放電管１１１０〜１１８０は、筒状アース電極１１９０の外周面１１９０Ｓに接しながら互いに隣接している。アース電極１１９０内部には、円柱状の冷却部１１０５が装着されている。
【００９６】
電極１１１２は、放電空間を挟んでアース電極１１９０の径方向を向き、他の電極１１２２〜１１８２も同様に径方向を向く。アース電極１１９０の内部において、円柱状の冷却部１１０５の代わりに配管など被照射物を軸方向に沿って配置することにより、放電発光により得られる光を被照射物に向けて最大限照射することができる。
【００９７】
放電管配列に関しては、隣にある放電管と互いに接しながら軸方向に平行配置すればよく、上述した並列配置、環状配置以外の配列（例えば、格子状配列）であってもよい。また、一対の電極を埋設した放電管、１つの電極のみ埋設した放電管、電極を埋設しない放電管をすべて組み合わせたランプを構成してもよい。各放電管の数は任意である。
【００９８】
放電方式としては、放電空間の軸に沿って均一な放電が安定して発生させることができる上記誘電体バリア放電エキシマランプの代わりに、例えばスキャナ光源などで用いられるような外部電極型蛍光ランプであって比較的低電圧の容量結合型（静電容量型）高周波放電方式のランプとして適用してもよい。容量結合型高周波放電方式の場合、電源部の最終部分をＬＣ共振回路とすることによって、容易に高電圧を印加することができる。
【００９９】
放電空間に封入するガスは任意であり、希ガス単体、または、塩素などのハロゲン単体、あるいはハロゲンと希ガスの混合ガスを封入すればよい。また、放電管のガラスの脆化保護、ガラスと封入ガスの反応を防止するため、放電管の内面にアルミナ膜、チタニア膜、マグネシア膜などの保護膜を形成してもよい。封入ガスにハロゲンを含める場合、フッ化マグネシウム膜を形成するのがよい。あるいは、放電ガスとしては、水銀特有の紫外線を放射させるため、水銀とアルゴンガスなどを封入してもよい。
【０１００】
放電管、外管の材質、形状は任意に構成することができ、楕円形状、四角形状など円筒形状以外の形状に構成してもよく、また、所定のエキシマ光を外部へ透過させるような材質で構成すればよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  エキシマランプ（放電ランプ）
２０  放電管（放電容器、両電極放容器）
２２、２４  電極
４０  放電管（放電容器、無電極放電容器）
６０  放電管（放電容器、両電極放電容器）
４２０、４６０  放電管（放電容器、単電極放電容器）
６６０  放電管（放電容器、両電極放電容器）
６６４  電極（外部電極）
７１２  アース電極（外部電極、電極体）
７１６  冷却部
１０９０  アース電極（外部電極、電極体）
【図１】
2010218729.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010218729.tif 000017
【図１６】
2010218729.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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