(57)【要約】【課題】製造が容易で、発光強度が良好であり、発光強度の時間経過にともなう減衰を大幅に緩和できる誘電体バリア放電ランプを提供すること。【解決手段】この誘電体バリア放電ランプは、ランプ体と、前記ランプ体の一表面に配置された第１電極と、前記ランプ体の他の一表面に配置された第２電極と、前記ランプ体内に注入され、かつ前記第１電極と前記第２電極との間に配置された放電気体とを備え、前記第２電極が前記第１電極の表面に向って突出した複数の導電性突出点または導電性突出線を備え、且つ前記第２電極および前記第１電極が電気的に絶縁されている。【選択図】図５
2010062165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ体と；
前記ランプ体の一表面に配置された第１電極と；
前記ランプ体の他の一表面に配置された第２電極と；
前記ランプ体内に注入され、かつ前記第１電極と前記第２電極との間に配置された放電気体とを備え、
前記第２電極が前記第１電極の表面に向って突出した複数の導電性突出点または導電性突出線を備え、且つ前記第２電極および前記第１電極が電気的に絶縁されている誘電体バリア放電ランプ。
【請求項２】
前記ランプ体が、外側管と、該外側管内に配置され且つ前記外側管に連接された内側管とを備え、前記放電気体が前記外側管および内側管間に位置し、前記第１電極が前記外側管の外表面上に配置され、前記第２電極が前記内側管の内表面上に配置されている請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項３】
前記ランプ体が、上側基板と；
該上側基板の下方に位置する下側基板と；
前記上側基板および前記下側基板に連接された多数の側壁とを有し、前記第１電極および前記第２電極がそれぞれ前記上側基板の上表面ならびに前記下側基板の下表面に配置されている請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項４】
前記複数の導電性突出点または導電性突出線の一部分が、前記ランプ体内でアーク放電を発生させたい対応位置に位置決めされている請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項５】
ランプ管と；
前記ランプ管の外表面上に配置された第１電極と；
前記ランプ管内に配置された第２電極と；
前記ランプ管内に注入され、かつ前記第１電極および前記第２電極間に位置する放電気体とを備え、
前記第２電極が前記第１電極の表面に向かって突出した複数の導電性突出点または導電性突出線を備え、かつ前記第２電極および前記第１電極が電気的に絶縁されている誘電体バリア放電ランプ。
【請求項６】
前記複数の導電性突出点または導電性突出線の一部分が、前記ランプ管内でアーク放電を発生させたい対応位置に位置決めされている請求項５記載の誘電体バリア放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源（light source）に関し、特に、誘電体バリア放電ランプ（dielectric barrier discharge lamp）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、米国特許第4,837,484号が、円筒型誘電体バリア放電ランプ管を開示しており、この誘電体バリア放電ランプ管は、内側管と、外側管と、第１電極（electrode）と、第２電極と、放電気体（discharge gas）とを含む。内側管は、外側管の内部に配置される。第１電極が外側管の外表面に位置し、第２電極が内側管の内表面に位置して、放電気体が内側管および外側管間に配置される。第２電極および第１電極間に交流電圧を印加することにより、放電気体が励起されて光線を発生することができる。上記放電気体は、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）およびクリプトン（Ｋｒ）等の不活性ガス、
またはフッ素（Ｆ２）、塩素（Ｃｌ２）等のハロゲンガスであり、注入される気体の圧力は、通常143〜480トル（torr）の間である。誘電体バリア放電ランプ管は、注入されるガスの種類が異なることにより、異なる波長（例えば、172nm、222nmおよび308nmである）の光線を発生する。これら波長の異なる光線は、各種の異なる用途に応用することができる。電子部品の洗浄を例に挙げれば、電子部品に付着した有機化合物を分解するために、波長が約172nmの光線を提供することができる。この時、キセノン（Ｘｅ）を充填した誘電体バリア放電ランプを使用することにより有機化合物の分解を実行し、電子部品を洗浄する目的を達成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した円筒型放電ランプ管の第２電極について、すでに多くの構造および製造方法が知られており、これらを以下に説明する。従来の円筒型誘電体バリア放電ランプ管の第２電極は、棒状金属であり、内側管の管径中に直接載置される。一般の放電ランプ管は、石英管（quartz tube）を内側管としている。しかしながら、石英管は、製造過程において、いずれも微細な変形公差を発生させて、金属棒を石英管の内表面と完全に緊密に貼り合わせることが難しい、即ち、この種の第２電極と石英管の内側管壁との間には隙間が生じてしまう。このような状況において、放電管が放電期間に前記隙間にマイクロ放電（micr
o-discharge）現象を発生させ、第２電極の寿命を低下させるとともに、余分な電力消費をもたらす。また、この種の棒状の第２電極は、それ自体では石英内側管の内表面に固定できないため、別に固定機構を必要とし、第２電極が内側管内で滑動して放電ランプ管の発光が不均一または短絡するという悪い影響を回避しなければならなくなる。
【０００４】
第２電極を内側管の内表面に密着させるため、従来技術においても印刷法または蒸着法を利用して、金・銀・アルミニウム・銅またはニッケルなどの金属を誘電体バリア放電ランプ管の内側管の内表面上に塗布して、第２電極を形成するものがあり、例えば、日本公開特許公報、特開2001-23577号に開示された内容がある。但し、通常、放電ランプ管の内側管の管径が小さく（例えば、5mm-15mm）・管長も長く（例えば、300mm-1200mm）、このような長細い空間内に厚さが均一な印刷膜または蒸着膜を形成することは容易ではない。同時に、印刷膜または蒸着膜は、容易に剥離し、しかも放電ランプ管が長期の点灯を
経た後には、電極が容易に腐食してしまう。
【０００５】
米国特許第5,432,398号は、金属線を螺旋状に巻き付けた第２電極を開示している。日本公開特許公報（特開）2002-343306-A号も別な金属網から形成される第２電極を開示している。しかしながら、この種の線状または網状の第２電極は、内側管の内容面を完全に被覆することができず、放電時に光線の一部分が内側管の内表面を透過してしまい、第２電極により外側管の外部へ反射することができない。言い換えれば、この種の線状または網状の第２電極は、光反射効果を備えていないので、この種の電極を採用した誘電体バリア放電ランプ管の発光効率ならびに発光強度が低いものとなる。
【０００６】
日本公開特許公報、特開平8-96770号または中華民国専利公開番号第392195号は、金属板を折り曲げて、ほぼ円管状に形成された第２電極を開示しているが、このほぼ円管状の構成部材は、その軸方向を横切る全長において１つの切り欠きを有する。この特許において、半円管状に折り曲げただけ又は一周に近いほぼ円管状の第２電極が内側管内に挿入されているので、第２電極が外方へ拡張する弾力性に優れておらず、それ自体の弾力性にだけ頼って第２電極を、誘電体バリア放電ランプ管の内側管の管壁にしっかりと貼り付けることができない。従って、第２電極を組み立てる時、その軸方向を横切る全長上に余分に
コイルバネを追加して、第２電極を誘電体バリア放電ランプ管の内側管の管壁にしっかりと接触させる必要がある。一般の誘電体バリア放電ランプ管の内側管の管径がきわめて小さく（例えば、5mm-15mm）、管長も長い（例えば、300mm-1200mm）ので、バネを増設することにより第２電極組み立て時の困難度が増すと同時に、誘電体バリア放電ランプ管の製造コストも増大する。
（発明の目的）
【０００７】
本発明の目的は、電極設計が有利な誘電体バリア放電ランプ管を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、発光強度が良好な誘電体バリア放電ランプ管を提供することにある。
【０００９】
本発明の更なる目的は、放電ランプ管の発光強度が時間経過にともなって減衰することを緩和することができる誘電体バリア放電ランプ管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的または他の目的を達成するために、本発明の一実施例に係る誘電体バリア放電ランプは、ランプ体と、前記ランプ体の一表面に配置された第１電極と、前記ランプ体の他の一表面に配置された第２電極と、前記ランプ体内に注入され、かつ前記第１電極と前記第２電極との間に配置された放電気体とを備え、前記第２電極が前記第１電極の表面に向って突出した複数の導電性突出点または導電性突出線を備え、且つ前記第２電極および前記第１電極が電気的に絶縁されている。
【００１１】
本発明の実施形態において、前記第２電極は、前記内側管の内表面に密接する電極部と、該電極部に連接し且つ前記電極部内に巻きつけられ、外表面が前記電極部の内表面に密接する弾性部とを含み、前記弾性部の巻き取り巻数は、１より大きいか等しく設定されている。
【００１２】
本発明の実施形態において、前記第２電極が単層または多層金属から構成され、多層金属が例えば互いに冶金接合あるいは互いに接触される。
【００１３】
この発明の実施形態において、前記ランプ体が外側管および内側管を含む。内側権が外側管内に配置され、かつ外側管に連接する。放電気体が外側管および内側間に位置する。第１電極が外側管の外表面上に配置され、第２電極が内側管の内表面上に配置される。また、第２電極が例えば金属シート（又は金属板）を巻き取ってなるほぼ筒状を有する電極である。あるいは、第２電極が例えば棒状電極または管状電極である。
【００１４】
この発明の実施形態において、前記ランプ体が上側基板と下側基板と多数の側壁とを含む。下側基板が上側基板の下方に位置する。多数の側壁が上側基板および下側基板を連接する。第１電極および第２電極がそれぞれ上側基板の上表面および下側基板の下表面に配置される。また、第２電極が例えば板状電極である。
【００１５】
加えて、この発明に係る誘電体バリア放電ランプがランプ管と第１電極と第２電極と放電気体とを含む。第１電極がランプ管の外表面上に配置される。第２電極がランプ管内に配置される。第２電極がランプ体の他の１表面上に配置される。第２電極が第１電極の表面上に向かって突出する多数の導電性突出点または導電性突出線を有し、かつ第２電極が第１電極と電気的に絶縁される。放電気体がランプ管内に注入され、かつ第１電極および第２電極間に位置する。
【００１６】
この発明の実施形態において、前記第２電極が棒状電極・管状電極・板状電極またはほぼ筒状を有する電極である。棒状電極・管状電極またはほぼ筒状を有する電極の軸心が例えばランプ管の軸心に平行である。
【００１７】
この発明の実施形態において、前記第１電極が多数の透光開口を備える。
【００１８】
この発明の実施形態において、前記導電性突出点または導電性突出線が前記ランプ体またはランプ管内でアーク放電を発生させたい相対位置に位置する。
【００１９】
この発明の実施形態において、前記第１電極または前記第２電極の材質が、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、金、モリブデン、銀、白金、鉄、チタン、タングステン、コバルトまたは前記した金属の組み合せを含む。
【００２０】
この発明の実施形態において、前記放電気体が、気態水銀、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、窒素、セレン化水素、重水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素または前記した気体の組み合せを含む。
【００２１】
（作用）
この発明の誘電体バリア放電ランプにおいて、第２電極の製作および取り付けが十分に容易であり、かつ第２電極がランプ体の内表面に密接に接触させることができるので、誘電体バリア放電ランプが比較的高い発光強度を有する。また、この発明の誘電体バリア放電ランプ中、第２電極が導電性突出点または導電性突出線を有するため、誘電体バリア放電ランプの発光強度が向上され、かつ発光強度が使用時間にともなって次第に低減するという現象を改善することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は、少なくとも下記の利点および特性を有する。
１．この発明の誘電体バリア放電ランプでは、第２電極の製作および取り付けが十分に容易であり、かつ第２電極がランプ体の内表面に密接させることができるので、誘電体バリア放電ランプが比較的高い発光強度を有する。
２．この発明の誘電体バリア放電ランプでは、第２電極が導電性突出点または導電性突出線を備えるため、誘電体バリア放電ランプの発光強度が向上され、かつ発光強度が使用時間にともなって次第に低減するという現象を改善することができる。
３．この発明の誘電体バリア放電ランプでは、第２電極が多層金属シートを巻き取って形成されているからから、多くの特性、例えば、比較的高い発光強度・比較的高い反射率および比較的高い弾力性を兼備するとともに、これらの特性のために、誘電体バリア放電ランプが比較的高い発光強度を備えるものとなる。
４．この発明の各種の第２電極は、いずれも良好な安定性を備えており、従来の印刷法または蒸着法を用いて製作された電極のように容易に剥離あるいは長期点灯後に腐食されるということがない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの軸方向断面図。
【図２】本発明の第１実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの径方向断面図。
【図３】図２中の第２電極および内側管の要部拡大図。
【図４】この発明の第１実施例にかかる第２電極を製作する金属シート巻き取り機構の説明図。
【図５】この発明の第２実施例にかかる第２電極板を内側管に置いた説明断面図。
【図６Ａ】図５中の第２電極を形成する金属シートを展開した説明図。
【図６Ｂ】図５中の第２電極を形成する金属シートを展開した説明図。
【図７】この発明の第２実施例にかかる実験中の３種類の異なる誘電体バリア放電ランプ放電時の時間に伴う発光強度の変化曲線グラフ。
【図８】この発明の第３実施例にかかる第２電極板を内側管に置いた説明断面図。
【図９】この発明の第３実施例にかかる別な第２電極板を内側管に置いた説明断面図。
【図１０】この発明の第４実施例にかかる第２電極板を内側管に置いた説明断面図。
【図１１】この発明の第５実施例にかかる第２電極板を内側管に置いた説明断面図。
【図１２】この発明の第６実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの軸方向断面図。
【図１３】この発明の第７実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの軸方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施例＞
図１および図２は、それぞれこの発明の第１実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの軸方向および径方向から示す断面図である。図１および図２において、本実施例の誘電体バリア放電ランプ１００は、ランプ体１１０と、第１電極１２０と、第２電極１３０と、放電気体１４０とを含む。ランプ体１１０は、外側管１１２と内側管１１４とを含む。外側管１１２と内側管１１４とは、互いに連接され、かつ外側管１１２と内側管１１４との間に放電気体１４０を収納する収納空間１１１が配置されている。第１電極１２０が外側管１１２の外表面上に配置され、第２電極１３０が内側管１１４の内表面１１８上に配置される。放電気体１４０がランプ体１１０内（即ち収納空間１１１中）に充填される時、放電気体１４０は、電極１２０と第２電極１３０との間に位置する。また、電極１２０と第２電極１３０とは、互いに電気的に絶縁されている。バイアス（│Ｖ１−Ｖ２│）を電極１２０と第２電極１３０との間に印加する時（この時、第１電極１２０の電位が例えばＶ１、第２電極１３０の電位が例えばＶ２である）、ランプ体１１０内の放電気体１４０が入力されるバイアス（│Ｖ１−Ｖ２│）の影響を受けて、気体放電発光現象を発生させる。誘電体バリア放電ランプ１００は、異なる波形および大きさの電圧または異なる周波数という駆動条件において作動されて光線を発生させる。ある駆動条件において、誘電体バリア放電ランプ１００中に放電ストリーマー（streamer  放電フィラメントとも言う）が発生される可能性があり、その他の駆動条件においては、誘電体バリア放電ランプ１００中に放電ストリーマーは、発生されない。この実施例中、電極１２０は、多数の透光開口１２２を有し、ランプ体１１０内に発生した光線をこれらの透光開口１２２を通じてランプ体１１０外へ伝送することができる。第１電極１２０および第２電極１３０の材質は、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、金、モリブデン、銀、白金、鉄、チタン、タングステン、コバルトまたは前記した金属の組み合せであり、放電気体１４０が例えば気態水銀、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、窒素、セレン化水素、重水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素または前記した気体の組み合せである。
【００２５】
図３は、図２中の第２電極および内側管の要部拡大図である。図１から図３において、この実施例が採用する第２電極１３０は、ほぼ円筒状を呈し、かつ例えば単層金属から構成される。第２電極１３０は、電極部１３２と弾性部１３４とを含む。電極部１３２が内側管１１４の内表面１１８に密接される。弾性部１３４が電極部１３２に連接され、かつ電極部１３２内に巻き取られるが、また、弾性部１３４の外表面１３８が電極部１３２の内表面１３７に密接される。弾性部１３４が径方向に沿って電極部１３２を外方へ押し付ける弾力性を備えて、電極部１３２を更に内側管１１４の内表面１１８に密接させる。
【００２６】
この実施例中、前記第２電極１３０を内側管１１４の内表面１１８にしっかりと固定するために、第２電極１３０の構造を以下に述べる。先ず、巻き取り機構１５０（図４を参照、その構造は以下に説明）は、金属シートを巻き取って、ほぼ円筒状の第２電極１３０（電極部１３２と弾性部１３４とを含む）となす。この第２電極１３０がまだ内側管１１４内に載置される前で、かつ外力による拘束を受けず自然に伸展している時、第２電極１３０の外径（即ち電極部１３２の外径）は、内側管１１４の内径より大きい。次に、外力を付加して第２電極１３０の外径を内側管１１４の内径より小さくし、この外力を保持しながら第２電極１３０を内側管１１４内に挿入する。この第２電極１３０が完全に内側管１１４内に挿入された後、電極部１３２自体の金属弾性力を利用して電極部１３２を内側管１１４の内表面１１８に密接させる。この時、弾性部１３４もまた電極部１３２の内表面１３７に密接し、かつ弾性部１３４が電極部１３２に対して径方向に沿った外方への力を加えることができるので、さらに電極部１３２が内側管１１４の内表面１１８に緊密に接触させることができる。この実施例は、その他の固定部材を必要としない状況において、第２電極１３０を有効に内側管１１４の内表面１１８へ密着させることができる。従っ
て、この実施例の電極設計は、第２電極１３０の取り付けをより簡単で便利なものとすることができる。
【００２７】
前記第２電極１３０の製造過程において、もしも金属シートの巻き取り巻数が多ければ多いほど、巻き取り形成される第２電極１３０の弾力性も増大するから、この実施例は、金属シートの巻き取り巻数を調整することにより第２電極１３０自体の備える弾力性を調整することができる。弾性部１３４の巻き取り巻数は、例えば、１より大きいか等しく設定されており、図３に示したのは、弾性部１３４の巻き取り巻数を１とした例である。
弾性部１３４の巻き取り巻数が１より大きい時、巻き取られた各弾性部１３４は、いずれも互いに密接する。
【００２８】
図１から図３において、第２電極１３０の加工可能性および第２電極１３０自体の備える弾力性を確保するために、選択される金属シートは、厚すぎても薄すぎても良くない。
一般に、第２電極１３０を形成する金属シートの厚さ範囲は、好ましくは１０μｍ〜３００μｍの間である。
【００２９】
図４は、この発明の第１実施例にかかる第２電極を製造する金属シート巻き取り機構の説明図である。図４において、巻き取り機構１５０は、主動ローラー１５２と、少なくとも１つの受動ローラー１５６と、少なくとも１つのバネ１５８とを含む。主動ローラー１５２の軸方向に１つの直線形のスリット１５４を有する。受動ローラー１５６が主動ローラー１５２およびバネ１５８間に配置される。バネ１５８が受動ローラー１５６に対して力を加え、受動ローラー１５６のローラー面が主動ローラー１５２のローラー面に密接される。図４に示す受動ローラー１５６とバネ１５８との数量が各２個であり、かつバネ１
５８が受動ローラー１５６に対して力を加える方向と主動ローラー１５２のローラー面とが垂直である。図４中に示した状態は、例示説明にすぎず、この発明を限定するためのものではなく、この領域の通常の知識を有する者がこの実施例の内容を参考にした後、当然、適当な変更ならびに修正を行うことができるものである。
【００３０】
図３および図４において、第２電極１３０の製造は、以下のステップを含む。先ず、金属シート１５９の一端を主動ローラー１５２のスリット１５４内に入れる。次に、主動ローラー１５２を回転させて金属シート１５９をその上に巻き取る。金属シート１５９が受動ローラー１５６を経る時、金属シート１５９が更に曲げられて主動ローラー１５２に密接させる。巻き取られた後の金属シート１５９（即ち第２電極１３０）の外径は、誘電体バリア放電ランプ１００の内側管１１４の内径より少し小さい。巻き取られた後の金属シート１５９は、巻き戻す力があるため、外力の拘束を受けないと、金属シート１５９を巻き取ってなる内側管１１４の内径より大きいものとなる。この時、第２電極１３０に対して径方向に沿って外力を加えると、その外径が内側管１１４の内径より少し小さくなる。このようにして、第２電極１３０を主動ローラー１５２と一緒に内側管１１４中に入れて、最後に主動ローラー１５２を引き出すと、容易に第２電極１３０を取り付けられるとともに、内側管１１４の内表面１１８に固定することができる。この発明は、巻き取り機構１５０により金属シート１５９を加工することに限定するものではなく、金属シート１５９もまた一般の金属加工領域で習熟したその他の機構により加工することができる。例えば、この発明は、単一のローラーが平面上でローリングして金属シート１５９をローラー表面に巻き付けることもでき、このようにすればまた同一の加工効果を達成することができる。
【００３１】
以下は、第１実施例に基づいて行った実験である。図１および図２において、この実験で採用した放電ランプ１００は、全長が400mmであり、そのうち、外側管１１２および内側管１１４の厚さが1mmの石英管であって、その外径がそれぞれ27mmならびに16mmである。外側管１１２および内側管１１４間の空間に300torrのキセノンを密封して放電気体１４０とする。外側管１１２および内側管１１４は、同一軸心配置であるから、放電気体１４０の放電間隔4.5mmである。第１電極１２０は、多数の透光開口１２２を備え、かつ厚さが0.08mmのＪＩＳ  ＵＳ３０４ステンレススチール（１８％のクロムおよび８％のニッケルを含む鉄合金）シートであり、この透光開口１２２が正六角形でかつ蜂の巣状に配列されている。任意の隣接する２つの透光開口１２２の中心間隔が4mmであり、第１電極１２０の非透光領域の線幅が0.2mmである。第１電極１２０および第２電極間に周波数１８ｋＨｚ・バイアス｜Ｖ１−Ｖ２｜が５ｋＶの交流電流を印加する。
【００３２】
前記第２電極１３０の製作方法を利用して、この実験では、以下３種類の第２電極１３０を製作した。シート長さ355mm・幅85mmの金属シートを２回巻き取って355mm長さのほぼ円筒状を呈する第２電極１３０とし、更にこの第２電極１３０を内側管１１４中に入れて内側管１１４の内表面１１８に密接させた。３種類の第２電極１３０が採用した金属シートは、それぞれ(1) 厚さ95μｍのASTM規格中の1070アルミニウム合金（アルミニウム含有量≒99.7%）シート、(2) 厚さ35μｍのASTM規格中のC11000銅合金（銅含有量≒99.9%）シート、(3) 厚さ34μｍのJIS SUS304ステンレススチールシートである。上記した金属シートは、いずれも精密圧延板であり、その表面粗さはRa=0.2-0.3μｍである。上記３種類の第２電極１３０の効果を比較するため、この実験では、同一ランプ体１１０と同一の第１電極１２０を採用して、順番に３種類の異なる第２電極１３０を取り付けて誘電体バリア放電ランプ１００の光強度試験を行った。172nm紫外線強度計器を第１電極１２０の直下2.2mmの場所に置き、空気中で測定した172nm紫外線強度は、表１「この発明の第１実施例の誘電体バリア放電ランプの発光強度」の通りである。
【００３３】
【表１】
2010062165.tif 000003
【００３４】
上記したように、この発明の金属シートを巻き取る方法を利用した第２電極１３０の製作は、容易に製作ならびに取り付けられるという利点があり、上記実験の検証結果から分かるように、この実施例の誘電体バリア放電ランプ１００は、また、実用性を備えている。上記した実験結果から分かるように、この実施例に開示した方法を利用して製作した３種類の第２電極１３０は、誘電体バリア放電ランプ１００にほぼ同一の発光強度を備えさせるとともに、誘電体バリア放電ランプ１００の発光効率が従来の誘電体バリア放電ランプよりも優れている。
【００３５】
＜第２実施例＞
図５は、この発明の第２実施例にかかる第２電極を内側管に置いた説明図である。図５において、この実施例の第２電極１３０ｂは、図１の第２電極１３０と類似しており、その差異は、第２電極１３０ｂの電極部１３２ｂが内側管１１４に近い表面に多数の規則的あるいは不規則な導電性突出点１３１または導電性突出線１３９を備えていることである。これらの導電性突出点１３１あるいは導電性突出線１３９は、内側管１１４の内表面１１８に向かって突出するとともに、内側管１１４の内表面１１８に密接している。例を挙げて言えば、一部の導電性突出点１３１または導電性突出線１３９の位置が例えば放電ストリーマーの位置に対応している。
【００３６】
図６Ａおよび図６Ｂは、図５中の第２電極を形成する金属シートを展開した説明図である。図５、図６Ａ、図６Ｂにおいて、金属シート１５９ａの一部の表面には導電性突出点１３１の構造を備えており、金属シート１５９ｂの一部の表面には導電性突出線１３９の構造を備えている。これらの金属シート１５９ａ，１５９ｂが巻き取られた後の導電性突出点１３１または導電性突出線１３９は、例えば、内側管１１４の内表面１１８に直接密接する部分に設けられている。
【００３７】
金属シート１５９ａおよび金属シート１５９ｂ上面の導電性突出点１３１および導電性突出線１３９は、例えば、公知の型打加工方法を採用して形成する。公知の型打加工方法は、金属シート１５９ａまたは金属シート１５９ｂを２つのローラー（図示せず）を介して、ローラー表面の突出紋様設計により、図６Ａまたは図６Ｂに示した導電性突出点１３１または導電性突出線１３９の構造を型打ちする。もちろん、この導電性突出点１３１または導電性突出線１３９も別な方法で形成すること、例えば、圧出・プレス・ショットピーニング（shot peening）または機械加工など、あるいは多数の導電性顆粒・線材また
は網状物を軟質ろう付け・硬質ろう付け・スクリーン印刷もしくは他の適当な方式で電極部１３２ｂの外表面に固定することができる。
【００３８】
この実施例中、第２電極１３０ｂが導電性突出点１３１または導電性突出線１３９を備えるので、第２電極１３０ｂは、尖端放電効果を強化して、各放電ストリーマーの放電電流をより集中させることができ、誘電体バリア放電ランプの発光強度を向上させる。また、第２電極１３０ｂが導電性突出点１３１または導電性突出線１３９は、また、誘電体バリア放電ランプが放電する時の放電ストリーマー偏移を減少させる効果も有する。さらに、これらの導電性突出点１３１または導電性突出線１３９誘電体バリア放電ランプの発光強度が時間にともなって減衰する現象を緩和することもできる。以上の効果につき、第
２電極１３０ｂを採用した誘電体バリア放電ランプの実験により以下に説明する。
【００３９】
この実験が採用する誘電体バリア放電ランプと第１実施例の実験で採用した誘電体バリア放電ランプ１００（図１を参照）とは、第２電極１３０ｂと第２電極１３０（図３を参照）と異なることを除いて、その他の部材およびそのパラメーターは、いずれも同じである。再び、図６Ａと図６Ｂとにおいて、この実験は、シート長さ355mm・幅85mmの金属シート１５９ａ，１５９ｂの半分の面積（長さ355mm・幅42.5mm）の表面を前記した型打加工方法により多数の導電性突出点１３１または導電性突出線１３９（それぞれ図６Ａおよび図６Ｂを参照）を製作する。前記した金属シート１５９ａ，１５９ｂの巻き取り方法ならびに巻き取った後の取り付け方法は、この発明の第１実施例の実験と同じである。注意すべきことは、この実験の金属シート１５９ａ，１５９ｂの一部の面積には導電性突出点１３１または導電性突出線１３９があり、巻き取る時に、図４中の受動ローラー１５６が主動ローラー１５２に及ぼす圧力を適当に低下させる（バネ１５８の弾性力を調整することにより達成できる）ことで、導電性突出点１３１または導電性突出線１３９が巻き取り時にローラーで潰されることを回避する必要があることである。この実験中で採用した金属シート１５９ａ，１５９ｂは、アルミニウム合金であり、厚さが95μmで、かつ、その
表面にそれぞれ導電性突出点１３１および導電性突出線１３９を有している。突出点１３１の平均突出高さが約0.1mmで、突出点１３１の平均直径が約0.5mm、隣接する２つの突出点１３１の平均間隔が約1.2mmであり、突出点１３１が不規則に配列されている。突出線１３９は、内側管１１４（図５を参照）の軸方向と平行であり、かつ金属シート１５９ｂの全長を横切り、その平均突出高さが約0.1mmである。また、突出線１３９は、等距離配列を有しており、かつ隣接する２つの突出線１３９の平均間隔が約1.5mmである。
【００４０】
図５において、前記した２種類の第２電極１３０ｂ（１つは導電性突出点１３１、もう１つは導電性突出線１３９）を比較するために、この実験は、第１実施例と同一のランプ体１１０（図１を参照）および第１電極１２０（図１を参照）を採用するとともに、順番に異なる第２電極１３０ｂを挿入して誘電体バリア放電ランプの発光強度試験を行った。172nm紫外線強度計器を第１電極１２０（図１を参照）の直下2.2mmに置いて、空気中で計測した172nm紫外線強度は、表２「この発明の第２実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの発光強度」の通りである。
【００４１】
【表２】
2010062165.tif 000004
【００４２】
上記した実験結果から分かるように、この発明の第２実施例中で採用した導電性突出点１３１または導電性突出線１３９は、誘電体バリア放電ランプの発光強度を向上させることができる（表１と表２とを比較すれば分かる）。
【００４３】
図７は、この発明の第２実施例にかかる３種類の異なる誘電体バリア放電ランプが放電時に時間による発光強度の変化曲線グラフである。図１、図５、図７において、一般に、放電時間の増加にともなって、誘電体バリア放電ランプの温度が次第に上昇し、かつ誘電体バリア放電ランプの発光強度が次第に低下するのは、図７に示す通りである。しかしながら、図７中、導電性突出点１３１または導電性突出線１３９を備える誘電体バリア放電ランプの発光強度は、放電時間に伴って次第に低下していない。この現象をもたらす原因には、下記の２点がある。
【００４４】
１．内側管１１４の内表面１１８に密接する第２電極１３０ｂは、導電性突出点１３１または導電性突出線１３９により内側管１１４の内表面１１８と接触するので、電極部１３２ｂと弾性部１３４との弾性作用がこれらの導電性突出点１３１または導電性突出線１３９に及ぶ時、内側管１１４の内表面１１８の導電性突出点１３１または導電性突出線１３９に対応する位置の受ける局部接触圧力が光沢表面を有する第２電極１３０の内側管１１４の内表面１１８に及ぼす局部接触圧力より大きい。このようにして、これらの導電性突出点１３１または導電性突出線１３９は、内側管１１４の内表面１１８により密接したものとなる。また、これらの導電性突出点１３１または導電性突出線１３９が内側管１１４の内表面１１８に密接する時、第２電極１３０ｂと第１電極１２０との間隔が短縮するから、第２電極１３０ｂおよび第１電極１２０間の電場強度が増大されて、誘電体バリア放電ランプの発光強度を向上させる。
【００４５】
２．誘電体バリア放電ランプ１００の温度が上昇する時、これらの導電性突出点１３１または導電性突出線１３９が熱膨張を受けて、内側管１１４の内表面１１８に更に密接される。
【００４６】
＜第３実施例＞
図８は、この発明の第３実施例にかかる第２電極を内側管に置いた要部断面図である。図８において、この実施例の第２電極１３０ｃは、図３の第２電極１３０と類似しており、その差異は、第２電極１３０ｃが二層金属から構成されることである。第２電極１３０ｃは、例えば、２枚の金属シートを重ね合わせてから巻き取って形成されるものであり、その巻き取り巻数が例えば２より大きいか等しいものであり、図８は、巻き取り巻数を２とする例である。また、２枚の金属シートは、互いに冶金接合または互いに接触とすることができる。
【００４７】
更に詳細に説明すると、第２電極１３０ｃは、電極部１３２’と弾性部１３４’とを含み、そのうち、電極部１３２’と弾性部１３４’とが互いに連接されている。電極部１３２’が第１金属層１３２ｃと第２金属層１３４ｃとを含み、弾性部１３４’が第３金属層１３３ｃと第４金属層１３５ｃとを含む。第１金属層１３２ｃの外表面１３６ｃが内側管１１４の内表面１１８に密接され、第２金属層１３４ｃの外表面１３６ｃ’が第１金属層１３２ｃの内表面１３７ｃに密接されている。さらに、第３金属層１３３ｃの外表面１３６ｃ’’が第２金属層１３４ｃの内表面１３７ｃ’に密接され、第４金属層１３５ｃの外
表面１３６ｃ’’’が第３金属層１３３ｃの内表面１３７ｃ’’に密接されている。また、第２電極１３０ｃを構成する２枚の金属シートのうち１枚が第１金属層１３２ｃと第３金属層１３３ｃとを構成し、別な１枚が第２金属層１３４ｃと第４金属層１３５ｃとを構成している。このようにして、第１金属層１３２ｃと第３金属層１３３ｃとが連接され、第２金属層１３４ｃと第４金属層１３５ｃとが連接される。
【００４８】
重ね合わせた金属シートを利用して第２電極１３０ｃとすることの利点は、２種類または２種類以上の材質の金属シート特性を利用して、第２電極１３０ｃの必要性に適合させて、誘電体バリア放電ランプの機能を向上させることができることである。例を挙げて言うと、１つの好ましい第２電極は、適度な反射率を必要とするほかに、高導電率も誘電体バリア放電ランプの発光強度を向上させる効果を備えている。第２電極の反射率を向上させるために、一般の第２電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を採用している。もしも１枚のアルミニウム板と１枚の銅板とが一緒に重ね合わされてから筒状に巻き取られて第２電極１３０ｃとされるとともに、アルミニウム板が外へ露出するように内側管１１４の内表面１１８に密接されるならば、電極部１３２’が高い反射率を備えるだけでなく、電極部１３２’の導電率も向上させることができる（銅の導電率が比較的大きい）。
つまり、第２電極１３０ｃの第１金属層１３２ｃと第３金属層１３３ｃとがアルミニウム合金板により構成され、第２金属層１３４ｃと第４金属層１３５ｃとが銅合金板により構成されるものである。
【００４９】
また、第２電極１３０ｃは、できるだけ内側管１１４の内表面１１８に密接して、放電間隔を短縮し、誘電体バリア放電ランプの発光強度を向上させるとともに、第２電極１３０ｃが内側管１１４中を滑動することを防止する必要がある。第２電極１３０ｃの密接効果を増大させるために、巻き取り用の金属シートも適度な剛性を必要とする。従って、第２電極１３０ｃも弾力性の良好なステンレススチールおよびアルミニウム合金を採用することができる。すなわち、第１金属層１３２ｃと第３金属層１３３ｃとがアルミニウム合金により構成され、第２金属層１３４ｃと第４金属層１３５ｃとがステンレススチールで
構成されるものである。このようにして、電極部１３２’自体が高い反射率を備える（アルミニウム合金を備えるため）だけでなく、更に良好な弾性力を備える（ステンレススチールを備えるため）ものとなって内側管１１４の内表面１１８に密接する。また、弾性部１３４’の弾力性が径方向に外へ電極部１３２’を押し付けることによって、電極部１３２’が更に内側管１１４の内表面１１８に密接するものとなる。
【００５０】
図９は、この発明の第３実施例にかかる別な第２電極を内側管に置いた要部断面図である。図９において、この実施例の第２電極１３０ｄは、図８の第２電極１３０ｃと類似しており、その差異は、第２電極１３０ｄが３枚の金属シートを重ね合わせた後に巻き取ってなることである。第２電極１３０ｄの巻き取り巻数は、２より大きいか等しいものであり、図９は、巻き取り巻数２を例とする。図９に示した第２電極１３０ｄは、電極部１３２’’と弾性部１３４’’とを含み、そのうち、電極部１３２’’と弾性部１３４’’とが互いに連接される。電極部１３２’’は、外から内へ順番に第１金属層１３２ｄと第２金属層１３４ｄと第３金属層１３５ｄとを含み、弾性部１３４’’は、外から内へ順番に第４金属層１３３ｄと第５金属層１３５ｄ’と第６金属層１３５ｄ’’とを含む。上記した３枚の金属シートの材質は、例えば、アルミニウム合金／銅合金／アルミニウム合金であり、さらに詳しく言えば、この３枚の上下２枚はアルミニウム合金であり、中間の１枚が銅合金である。このようにして、巻き取り形成した第２電極１３０ｄの第１金属層１３２ｄと第３金属層１３５ｄと第４金属層１３３ｄと第６金属層１３５ｄ’’とがアルミニウム合金であり、第２金属層１３４ｄと第５金属層１３５ｄ’とが銅合金である。
【００５１】
この実施例中の第２電極は、４枚以上の金属シートを重ね合わせた後に巻き取ってなるものとすることもでき、このようにして、第２電極が適切な反射率・導電率・弾力性を同時に兼備することができ、これによって誘電体バリア放電ランプの発光強度を向上させるものとなる。
【００５２】
前記した第２電極１３０ｃおよび第２電極１３０ｄの発生する効果は、実験結果により以下の通り検証される。図８と図９とにおいて、この実験が採用する誘電体バリア放電ランプは、第１実施例中に提示した実験に採用した誘電体バリア放電ランプ１００と第２電極１３０ｃ，１３０ｄおよび第２電極１３０が異なることを除いて、その他の部材ならびにそのパラメーターは、いずれも同じである。
【００５３】
この実施例中で使用する第２電極１３０ｃ，１３０ｄの方法は、先ず２枚または３枚の金属シート（それらの金属シートの寸法は、いずれも長さ355mm、幅85mm）を完全に重ね合わせた後、重ね合わせた後の金属シートを２回巻き取って長さ355mmの円管状物件とする。採用する積層金属シートは、例えば、厚さ95μmの1070アルミニウムシートおよび厚さ35μmのC11000銅合金の二層積層板である。あるいは、例えば、厚さ95μmの1070アルミニウムシートと厚さ20μmの304ステンレススチール板の二層積層板である。もしくは、例えば、厚さ95μmの1070アルミニウムシートと厚さ35μmのC11000銅合金と厚さ95μmの1070アルミニウムシートとの三層積層板である。
【００５４】
上記した３種類の第２電極１３０ｃ，１３０ｄの効果を比較するために、この実験は、第１実施例の実験と同じランプ体１１０および第１電極１２０（図１を参照）を採用するとともに、順番に異なる第２電極１３０ｃおよび第２電極１３０ｄを入れて誘電体バリア放電ランプの光強度試験を行った172nm紫外線強度計器を第１電極１２０直下2.2mmに置き、空気中で得られた紫外線強度は、表３「この発明の第３実施例にかかる放電ランプの発光強度」の通りである。
【００５５】
【表３】
2010062165.tif 000005
【００５６】
上記の実験結果から分かるように、この発明の第３実施例中で採用した多層金属シート積層の第２電極１３０ｃ，１３０ｄは、誘電体バリア放電ランプの発光強度を向上させることができる（表３と表１との比較から分かる）。
【００５７】
上記した実験中、２枚または３枚の金属シートの寸法は、ほぼ同じであり、かつ各金属シートの表面全部を積み重ねた後に巻き取り形成して第２電極１３０ｃまたは第２電極１３０ｄとして構成する。しかしながら、もしも積み重ねに用いる金属板の寸法が異なる
又は表面の全部が重なり合わないとしても、巻き取り形成した第２電極もまた上記したような効果を有する。あるいは、これらの金属シートが個別に先ず巻き取られて円管状物件にされた後、順番に内側管１１４内に入れられるとともに、１番目に内側管１１４に入れられた円管状物件の最も外巻が内側管１１４の内表面１１８に密接される。そして、２番目に内側管１１４に入れられた円管状物件の最も外巻が内側管１１４の内表面１１８に密接され…、というように形成される。このような第２電極もまた上記したような効果を有する。
【００５８】
＜第４実施例＞
図１０は、この発明の第４実施例にかかる第２電極を内側管に入れた要部断面図である。図３および図１０において、この実施例の第２電極１３０ｅは、第１実施例の第２電極１３０との置き換えに適したものである。第２電極１３０ｅは、管状（例えば空心円柱状）電極または棒状（例えば実心円柱状）電極であり、図１０に示したのは、管状電極である。第２電極１３０ｅが内側管１１４の内表面１１８に密接され、かつ第２電極１３０ｅが密接する内側管１１４の内表面１１８上に第１電極１２０に向いて突出する導電性突出点１３１ｅまたは突出線１３９ｅを有する。導電性突出点１３１ｅまたは突出線１３９ｅ
の様式・形成方法・効果は、第２実施例で述べた通りである。
【００５９】
＜第５実施例＞
図１１は、この発明の第５実施例にかかる第２電極を内側管に入れた要部断面図である。図３および図１１において、この実施例の第２電極１３０ｆは、第１実施例の第２電極１３０との置き換えに適したものである。第２電極１３０ｆは、金属シートを巻き取ってなるほぼ筒状を有する電極である。第２電極１３０ｆが内側管１１４の内表面１１８に密接され、かつ第２電極１３０ｆが密接する内側管１１４の内表面１１８上に第１電極１２０に向って突出する導電性突出点１３１ｆまたは突出線１３９ｆを有する。導電性突出点１３１ｆまたは突出線１３９ｆの様式・形成方法・効果は、第２実施例で述べた通りであ
る。注意すべきことは、この実施例中、第２電極１３０ｆ（図１１を参照）が第２電極１３０ｂ（図５を参照）の弾性部１３４の構造を省略していることであり；たとえこのようにしても、第２電極１３０ｆが導電性突出点１３１ｆまたは突出線１３９ｆを有する故に、十分な弾力性により内側管１１４の内表面１１８に密接される。その理由は、第２実施例中で述べた通りである：誘電体バリア放電ランプ１００が温度上昇する時、これらの導電性突出点１３１および突出線１３９が熱膨張を受けて、内側管１１４の内表面１１８へ更に密接されるからである。
【００６０】
＜第６実施例＞
図１２は、この発明の第６実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの軸方向断面図である。図１２において、この実施例の誘電体バリア放電ランプ２００は、ランプ体２１０と、第１電極２２０と、第２電極２３０と、放電気体２４０とを含む。第１電極２２０がランプ体２１０の外表面２１２上に配置される。第２電極２３０がランプ体２１０内に配置され、かつ第２電極２３０が第１電極２２０に向けて突出した導電性突出点２３１および導電性突出線２３９を備える。また、第１電極２２０と第２電極２３０とが電気的に絶縁されている。放電気体２４０がランプ体２１０内に充填され、かつ第１電極２２０と第２
電極２３０との間に位置する。
【００６１】
この実施例の第１電極２２０の材質および様式は、第１実施例に述べた第１電極１２０（図１を参照）と同じであり、第２電極２３０の材質もまた第１実施例の第２電極１３０（図３を参照）と同じである。第２電極２３０は、棒状電極・管状電極・板状電極・図５の第２電極１３０ｂと同じ電極または図１１の第２電極１３０ｆと同じ電極である（図１２中に示したものは、棒状電極を例としている）が、そのうち、棒状電極・管状電極・板状電極・図５の第２電極１３０ｂと同じ電極または図１１の第２電極１３０ｆと同じ電極の軸心は、例えば、ランプ体２１０の軸心と実質的に平行である。
【００６２】
導電性突出点２３１および突出線２３９の様式・製作方法・配置位置および効果は、それぞれ第２実施例で述べた導電性突出点１３１および突出線１３９（図６Ａと図６Ｂとを参照）の説明の通りである。放電気体２４０は、第１実施例の放電気体１４０（図１を参照）と同じである。
【００６３】
＜第７実施例＞
図１３は、この発明の第７実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの軸方向断面図である。図１３において、この実施例の誘電体バリア放電ランプ３００は、ランプ体３１０と、第１電極３２０と、第２電極３３０と、放電気体３４０とを含む。ランプ体３１０は、上側基板３１２と下側基板３１４と多数の側壁３１６とを含む。下側基板３１４が上側基板３１２の下方に位置し、側壁３１６が上側基板３１２と下側基板３１４とを連接する。第１電極３２０が上側基板３１２の上表面３１２ａ上に配置され、第２電極３３０が下側基板３１４の下表面３１４ａ上に配置され、かつ第１電極３２０と第２電極３３０とが電
気的に絶縁される。また、第１電極３２０は、例えば、溶接または扣合（こうごう）方式で下側基板３１４の下表面３１４ａに固定される。放電気体３４０は、ランプ体３１０内に充填され、かつ第１電極３２０と第２電極３３０との間に位置する。
【００６４】
第１電極３２０は、板状電極とすることができ、その材質は、第１実施例の第１電極１２０（図１参照）と同じであり、かつ多数の透光開口３２２を有する。第２電極３３０は、第１電極３２０に向いて表面上に多数の第１電極３２０へ向けて突出した導電性突出点３３１および導電性突出線３３９を備える。第２電極３３０もまた板状電極とすることができ、その材質は、第２実施例の第２電極１３０ｂ（図５参照）と同じである。また、導電性突出点３３１または突出線３３９の製作方法・配置位置・様式・効果は、第２実施例の導電性突出点１３１または突出線１３９と同じである。さらに、放電気体３４０もまた
放電気体１４０（図１参照）と同じである。
【００６５】
以上のごとく、この発明を最良の実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【符号の説明】
【００６６】
１００，２００，３００  誘電体バリア放電ランプ
１１０，３１０  ランプ体
１１２  外側管
１１４  内側管
１１６  外側管の外表面
１１８  内側管の内表面
１２０，２２０，３２０  第１電極
１２２，３２２  透光開口
１２４  第２光透過開口
１３０，１３０ｂ〜１３０ｆ，２３０，３３０  第２電極
１３１，１３１ｅ，１３１ｆ，２３１，３３１  導電性突出点
１３２，１３２’，１３２’’，１３２ｂ  電極部
１３２ｃ，１３２ｄ  第１金属層
１３３ｃ，１３５ｄ  第３金属層
１３３ｄ，１３５ｃ  第４金属層
１３４，１３４’，１３４’’  弾性部
１３４ｃ，１３４ｄ  第２金属層
１３５ｄ’  第５金属層
１３５ｄ’’  第６金属層
１３９，１３９ｅ，１３９ｆ，２３９，３３９  導電性突出線
１４０，２４０，３４０  放電気体
１５０  巻き取り機構
１５２  主動ローラー
１５６  受動ローラー
２１０  ランプ体（ランプ管）
３１２  上側基板
３１４  下側基板
３１６  側壁
【図１】
2010062165.tif 000006
【図２】
2010062165.tif 000007
【図３】
2010062165.tif 000008
【図４】
2010062165.tif 000009
【図５】
2010062165.tif 000010
【図６Ａ】
2010062165.tif 000011
【図６Ｂ】
2010062165.tif 000012
【図７】
2010062165.tif 000013
【図８】
2010062165.tif 000014
【図９】
2010062165.tif 000015
【図１０】
2010062165.tif 000016
【図１１】
2010062165.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
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