(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内にエキシマ発光ガスが充填されたエキシマランプにおいて、
前記発光管の内部に、発光管の管軸方向に伸びる一対の電極が設けられており、
一方の電極は、前記発光管の内部において発光管の管軸方向に伸びるように配設された、誘電体材料よりなる筒管内に形成されてなる気密空間に、当該筒管の管壁の内表面に接した状態で配置されており、
他方の電極は、前記発光管と筒管との間に形成される発光空間が介在した状態で一方の電極と対向するように配置されており、
前記一対の電極の各々は、発光管の端部に気密に埋設された導電箔に電気的に接続されていることを特徴とするエキシマランプ。
【請求項２】
前記筒管の一端は、前記発光管と一体的に箔シールされていることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
【請求項３】
前記一方の電極は、コイル状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエキシマランプ。
【請求項４】
前記筒管内の気密空間が減圧状態または不活性ガスが充填された状態であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエキシマランプ。
【請求項５】
前記他方の電極は、前記筒管を取り囲むように周回するコイル状であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエキシマランプ。
【請求項６】
前記発光管の管壁の内表面に、エキシマ発光ガスからエキシマが生成されることによって生じるエキシマ光を励起光として受けることにより紫外線を放射する蛍光体を含有する蛍光体層が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のエキシマランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマランプに関し、更に詳しくは、発光管内に一対の電極が配置されてなるエキシマランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、水処理装置、空気殺菌装置、液晶基板用光洗浄装置または光硬化装置などの種々の装置の光源として、エキシマランプが用いられてきている。
エキシマランプとしては、石英ガラスなどの透光性を有する誘電体材料よりなる発光管の外表面に電極（外部電極）が配設されてなるものが広く用いられているが、このような構成においては、電極が発光管の外部に位置され、高電圧を印加する電極が外部に露出された状態とされているため、その使用環境条件によっては安全性が得られにくいことから、発光管内にエキシマ発光ガスが充填されていると共に、一対の電極が配置されてなるものが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
具体的に、特許文献１には、両端に封止部を有する筒状の発光管内に、一対の電極を構成する金属棒が、その一端部が発光管の内部に位置し、他端部が封止部から外方に突出して伸びるように配設されており、少なくとも一方の電極を構成する金属棒における発光管の内部に位置されて電極として機能する一端部の表面に、誘電体材料よりなる誘電体層が被覆されてなる構成のエキシマランプが開示されている。
また、特許文献２には、誘電体材料よりなり、両端が閉塞されてなる筒状の外側管内に、誘電体材料よりなり、両端に開口を有する２本の筒状の内側管が、外側管の管軸に沿って伸び、両端部が外側管の端部から外方に突出するように配置されており、外側管の内表面と、当該外側管内に位置されている内側管の外表面とによって発光空間が形成されてなる発光管を備え、この発光管における一方の内側管内に一方の電極を構成する金属棒が配設され、他方の内側管内に他方の電極を構成する金属棒が配設されてなる構成のエキシマランプが開示されている。
【０００３】
しかしながら、電極の表面が誘電体層によって被覆されてなる構成のエキシマランプにおいては、特に誘電体材料としてガラスが用いられ、発光管の封止部において電極を構成する金属棒と発光管との間に誘電体層が介在している場合、あるいは発光管の封止部において電極を構成する金属棒と発光管とが直接接触されていても当該発光管が誘電体材料（誘電体層の構成材料）と同一の材料よりなるものである場合には、金属棒材料と誘電体材料との熱膨張率差に起因して誘電体層および発光管の封止部が破損するおそれがある、という問題がある。
【０００４】
一方、電極が発光管における両端に外部と連通する開口を有する内側管内に配設されてなる構成のエキシマランプにおいては、電極（金属棒）が内側管の内表面から離間して設けられている場合には当該内側管上におけるコンデンサ容量が小さくなるという問題がある。
また、内側管内に配置される電極（金属棒）が酸化されることを防止するためには当該内側管内を減圧状態あるいは不活性ガス雰囲気とする必要あることから、例えば特許文献２に示されているようにランプ点灯中において内側管内に不活性ガスを流通した状態とする、あるいは内側管の両端を封止することによって内側管内に密閉空間を形成し、その密閉空間内を減圧状態あるいは不活性ガスが充填された状態とすることが考えられるが、そのような場合には、下記のような問題がある。
すなわち、内側管内に不活性ガスを流通するためには、不活性ガスを流通させるための手段を個別に設けなければならず、一方、内側管の両端を封止するためには、電極を構成する金属棒と内側管の端部とを密着して気密封止構造を形成しなければならないことから、特に内側管を構成する誘電体材料としてガラスが用いられている場合には、金属棒材料と内側管材料（誘電体材料）との熱膨張率差に起因して封止部が破損するおそれがある、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０２４５６４号公報
【特許文献２】特開２００６−２０２６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、発光空間に、大きな電力を供給することができると共に、気密封止構造が形成されてなる発光管の端部に破損が生じることが抑制されることによって長い使用寿命が得られ、しかも容易に製造することのできるエキシマランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のエキシマランプは、  発光管内にエキシマ発光ガスが充填されたエキシマランプにおいて、
前記発光管の内部に、発光管の管軸方向に伸びる一対の電極が設けられており、
一方の電極は、前記発光管の内部において発光管の管軸方向に伸びるように配設された、誘電体材料よりなる筒管内に形成されてなる気密空間に、当該筒管の管壁の内表面に接した状態で配置されており、
他方の電極は、前記発光管と筒管との間に形成される発光空間が介在した状態で一方の電極と対向するように配置されており、
前記一対の電極の各々は、発光管の端部に気密に埋設された導電箔に電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のエキシマランプにおいては、  前記筒管の一端は、前記発光管と一体的に箔シールされていることが好ましい。
【０００９】
本発明のエキシマランプにおいては、前記一方の電極は、コイル状であることが好ましい。
【００１０】
本発明のエキシマランプにおいては、前記筒管内の気密空間が減圧状態または不活性ガスが充填された状態であることが好ましい。
【００１１】
本発明のエキシマランプにおいては、前記他方の電極は、前記筒管を取り囲むように周回するコイル状であることが好ましい。
【００１２】
本発明のエキシマランプにおいては、前記発光管の管壁の内表面に、エキシマ発光ガスからエキシマが生成されることによって生じるエキシマ光を励起光として受けることにより紫外線を放射する蛍光体を含有する蛍光体層が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のエキシマランプにおいては、発光管の内部において、一対の電極を構成する一方の電極が、誘電体材料よりなる筒管内の気密空間に、筒管の管壁の内表面に接した状態で配設され、他方の電極が、当該一方の電極と筒管の管壁および発光空間を介して対向するように配設されており、しかも発光管の端部には、一対の電極の各々が電気的に接続された導電箔が気密に埋設されてなる箔シール構造を有する気密封止部が形成されていることから、一対の電極間において誘電体バリア放電を生じさせることができるため、誘電体バリア放電を利用して放射光を得ることができ、しかも、ランプが点灯状態にある場合には、電極および導電箔に熱膨張が生じるものの、発光管の端部の気密封止部において電極と発光管とが直接密着しない構成とされていることにより、この電極および導電箔に生じる熱膨張を導電箔の塑性変形によって吸収させて緩和することができるため、電極材料および導電箔材料と、発光管材料との熱膨張率差に起因して当該気密封止部に破損が生じることを抑制することができる。また、一方の電極が接触した状態で設けられている筒管上に大きなコンデンサ容量が得られることから、一対の電極に対して大きな電力を供給し、よって発光空間に大きな電力を投入することができる。更に、発光管の端部における気密封止部が箔シール構造を有するものであることから、当該気密封止部をピンチシールまたはシュリンクシールによって容易に形成することができる。
従って、本発明のエキシマランプによれば、発光空間に大きな電力を供給することができると共に、気密封止構造が形成されてなる発光管の端部に破損が生じることが抑制されることによって長い使用寿命が得られ、しかも容易に製造することができる。
【００１４】
本発明のエキシマランプにおいては、筒管の一端を発光管と一体的に箔シールすることにより、一方の電極に対して電力を給電するための部材が発光管内の発光空間に露出した状態とされることのないようにできることから、発光空間において不所望な放電が生じることを防止することができ、また、筒管を発光管の内部における所期の配置位置に保持することができる。
【００１５】
本発明のエキシマランプにおいては、筒管内の気密空間に配設される一方の電極をコイル状とすることにより、筒管上におけるコンデンサ容量を大きくするために一方の電極と筒管との接触面積を大きくした場合であっても、ランプの点灯状態において一方の電極に生じる熱膨張の少なくとも一部を当該一方の電極自体、具体的にはコイル状の形態によって吸収することができるため、電極材料と筒管材料との熱膨張率差に起因して筒管に破損が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のエキシマランプの構成の一例を、当該エキシマランプの一端側にソケットが装着された状態で示す説明用断面図である。
【図２】図１のエキシマランプの構成の概要を示す説明図である。
【図３】本発明のエキシマランプの構成の他の例の概要を示す説明図である。
【図４】本発明のエキシマランプの構成の更に他の例の概要を示す説明図である。
【図５】本発明のエキシマランプの構成のまた更に他の例の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のエキシマランプは、誘電体バリア放電を利用して放射光を得る構成のもの、具体的には、誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から放出される光を放射する構成、あるいはエキシマ分子から放出される光を励起光として蛍光体に照射し、その蛍光体が励起することによって得られる光を放射する構成の放電ランプである。
【００１８】
図１は、本発明のエキシマランプの構成の一例を、当該エキシマランプの一端側にソケットが装着された状態で示す説明用断面図であり、図２は、図１のエキシマランプの構成の概要を示す説明図である。
このエキシマランプ１０は、両端の各々に、モリブデンからなる導電箔１３Ａ，１３Ｂが気密に埋設されることにより箔シール構造が形成されてなる封止部１１Ａ，１１Ｂを有し、その気密な内部に発光空間Ｓを有する概略円管状の発光管１１を備えてなるものである。
この発光管１１の内部には、誘電体材料よりなり、その内部に金属素線がコイル状に巻回されて形成されてなるコイル状電極よりなる第１の電極２１が配設されてなる筒管１５と、金属素線がコイル状に巻回されて形成されてなるコイル状電極よりなる第２の電極２５とが、互いに離間した状態で発光管１１の中心軸（管軸）に沿って伸びるよう配設されており、また、発光管１１の内部において、発光管１１の内表面と、筒管１５の外表面とによって囲繞されてなる発光空間Ｓには、エキシマ発光ガスが封入されている。
また、筒管１５の内部において、第１の電極２１は、筒管１５の中心軸（管軸）に沿って伸びるよう配設されており、これにより、エキシマランプ１０を構成する一対の電極、具体的には第１の電極２１と、第２の電極２５とは、筒管１５の管壁および発光空間Ｓを介して互いに対向するよう配置されている。
この図の例においては、封止部１１Ａ，１１Ｂにおける箔シール構造はピンチシールによって形成されているが、この封止部１１Ａ，１１Ｂにおける箔シール構造はシュリンクシールによって形成されていてもよい。
【００１９】
また、エキシマランプ１０には、発光管１１における一方の封止部１１Ａが形成されている一端側に、セラミックス製のソケット３０が装着されており、このソケット３０には、後述する給電機構を構成する給電用コイル（以下、「ソケット側給電用コイル」ともいう。）３６が設けられている。また、ソケット３０が装着されるエキシマランプ１０の一端側部分には、ソケット３０におけるソケット側給電用コイル３６と共に給電機構を構成する給電用コイル（以下、「ランプ側給電用コイル」ともいう。）１８が設けられている。
この図の例において、ランプ側給電用コイル１８は、例えばモリブデン素線が、発光管１１における一端側部分の外表面、具体的には発光管１１における一方の封止部１１Ａの外表面に螺旋状に巻回されて形成されてなるものである。
【００２０】
筒管１５は、一端（図１における右端）が閉塞され、他端（図１における左端）が気密封止されており、その内部に第１の電極２１を配置するための気密空間を有する概略円管状のものである。
【００２１】
この筒管１５において、気密封止されてなる他端は、図１および図２に示されているように、発光管１１における他方の封止部１１Ｂに気密に埋設されている導電箔１３Ｂに、第１の電極２１に接続されたモリブデンからなるリード棒（以下、「内部リード棒」ともいう。）２２が接続されて箔シールされており、以って、発光管１１における他方の封止部１１Ｂにおいて、発光管１１の他端（図１および図２における左端）と筒管１５の他端とが一体とされており、このようにして筒管１５の他端が発光管１１と一体的に箔シールされている。
このように、発光管１１における他方の封止部１１Ｂにおいて、導電箔１３Ｂは、ランプの製造上、発光管１１の他端を封止すると共に、筒管１５の他端を封止するためのものであり、この発光管１１における他方の封止部１１Ｂは、導電箔１３Ｂが気密に埋設されてなる箔シール構造を有する筒管１５の他端が、発光管１１の他端において気密に埋設されてなる構造を有している。
ここに、導電箔１３Ｂによって発光管１１の他端を封止すると共に筒管１５の他端を封止し、よって筒管１５の他端が発光管１１の他端において当該発光管１１と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部を形成するための手法としては、例えば一端が閉塞され、他端に箔シール構造を有する気密封止部がピンチシールによって形成されており、その内部に第１の電極２１が配設されてなる構成の筒管電極組立体を作製し、得られた筒管電極組立体を発光管形成用管材内に挿入し、当該筒管電極組立体の気密封止部が位置する部分に対して加熱しながら外部から圧力を加えることによってピンチする方法が挙げられる。この形成過程において得られる筒管電極組立体の気密封止部は、内部リード棒２２を介して第１の電極２１に電気的に接続された導電箔１３Ｂが気密に埋設されており、この導電箔１３Ｂに接続された、モリブデンからなるリード棒（以下、「外部リード棒」ともいう。）２３が当該気密封止部から外方に突出するように設けられてなる構成のものである。
【００２２】
筒管１５の内部に配置されている第１の電極２１を構成するコイル状電極は、例えばタングステンなどの電気伝導性および耐熱性を有する金属材料よりなり、筒管１５内の気密空間において、筒管１５の中心軸（管軸）上、すなわちコイル状の第１の電極２１の中心軸が発光管１１の中心軸（管軸）と一致するように、筒管１５の中心軸に沿って伸びるよう配置されている。
また、第１の電極２１を構成するコイル状電極は、筒管１５の管壁の内表面に接した状態、具体的には、第１の電極２１に係るコイル状電極を構成するコイル状に巻回された金属素線が、筒管１５の管壁の内表面上において、当該筒管１５内の気密空間を取り囲むように周回しながら、筒管１１の中心軸（管軸）に沿って伸びるように、当該内表面に密着して配置されている。
【００２３】
この第１の電極２１を構成するコイル状電極には、その他端（図１および図２における左端）に内部リード棒２２が接続されており、この内部リード棒２２の他端（図１および図２における左端）は、発光管１１における他方の封止部１１Ｂ内に伸びて、当該封止部１１Ｂ内に埋設された導電箔１３Ｂにスポット溶接によって接続されている。また、導電箔１３Ｂには、他端（図１における左端）が発光管１１における他方の封止部１１Ｂから外方に突出して伸びる外部リード棒２３がスポット溶接によって接続されており、この外部リード棒２３は、モリブデンからなり、発光管１１の外表面に沿うように配線された接続部材１９Ａを介してランプ側給電用コイル１８に電気的に接続されている。
このように、第１の電極２１は、他端がスポット溶接によって導電箔１３に接続された内部リード棒２２に接続されることにより、この内部リード棒２２を介して導電箔１３Ｂに電気的に接続されている。
【００２４】
また、筒管１５においては、その内部の気密空間が減圧状態または不活性ガスが充填された状態であることが好ましい。
筒管１５内の気密空間を減圧状態または不活性ガスが充填された状態とすることにより、当該筒管１５内の気密空間に配置される第１の電極２１が酸化することを防止することができる。
【００２５】
筒管１５内の気密空間を減圧状態とする場合においては、内部圧力（真空度）が１０-2Ｔｏｒｒ以下であることが好ましい。
筒管１５内の内部圧力を１０-2Ｔｏｒｒ以下とすることにより、筒管１５の内部において放電が生じることを抑制することができ、よって筒管１５の内部において放電が生じることに起因する余計な電力消耗の発生を抑制することができる。
【００２６】
一方、筒管１５内の気密空間を不活性ガスが充填された状態とする場合においては、不活性ガスとして放電媒質（エキシマ発光ガスおよび必要に応じて用いられるハロゲンガス）に比して電離が生じにくいガスを用いることが好ましい。具体的には、放電媒質としてキセノンガスよりなるエキシマ発光ガスを用いた場合には、筒管１５に封入する不活性ガスとして窒素ガスを用いることが好ましい。
不活性ガスとして放電媒質に比して電離が生じにくいガスを用いることにより、筒管１５の内部において放電が生じることを抑制することができ、よって筒管１５の内部において放電が生じることに起因する余計な電力消耗の発生を抑制することができる。
【００２７】
また、筒管１５内の気密空間に不活性ガスが充填された状態においては、筒管１５の内部圧力（ガス圧）は、発光空間Ｓにおける内部圧力（ガス圧）に比して小さいことが好ましく、より好ましくは大気圧程度である。
【００２８】
筒管１５を構成する誘電体材料は、発光管１１内の発光空間Ｓにおいて生じる光に対する光透過性を有さないものであってもよい。
また、図１および図２に示されているように筒管１５の端部（図１および図２においては筒管１５の他端）が発光管１１と一体的に箔シールされている場合においては、筒管１５を構成する誘電体材料と発光管１１を構成する材料との熱膨張率差に起因して筒管１５の端部が発光管１１の端部（図１および図２においては発光管１１の他端）において当該発光管１１と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部に破損が生じることを防止する観点から、筒管１５を構成する誘電体材料は、発光管１１を構成する材料と同等の熱膨張率を有するものであることが好ましい。
この図の例において、筒管１５は、発光管１１を構成する材料と同一の材料によって構成されている。
【００２９】
第２の電極２５を構成するコイル状電極は、例えばタングステンなどの電気伝導性および耐熱性を有する材料よりなり、発光管１１の発光空間Ｓにおいて、発光管１１の中心軸（管軸）上、すなわちコイル状の第２の電極２５の中心軸が発光管１１の中心軸（管軸）と一致するように、発光管１１の中心軸に沿って伸びるよう配置されている。
また、第２の電極２５を構成するコイル状電極は、筒管１５の外径よりも大径の外径（コイル径）を有しており、これにより、第２の電極２５を構成するコイル状電極は、当該第２の電極２５に係るコイル状電極を構成するコイル状に巻回された金属素線が、筒管１５の周辺領域において、当該筒管１５を取り囲むように周回しながら、発光管１１の中心軸（管軸）に沿って伸びるように、当該筒管１５の外表面と発光空間Ｓを介して離間した状態、すなわち第１の電極２１との間に筒管１５の管壁と発光空間Ｓとが介在した状態で配置されている。
ここに、第２の電極２５は、発光管１１内の発光空間Ｓにおいて、筒管１５の外表面と発光空間Ｓを介して離間した状態であれば、発光管１１の管壁の内表面に接した状態であってもよい。但し、図１および図２に示されているように発光管１１の管壁の内表面に蛍光体層１７が設けられてなる場合には、発光管１１の管壁の内表面から離間した状態であることが必要とされる。
図の例において、第２の電極２５は、発光管１１の管壁の内表面に形成されている蛍光体層１７に接するように設けられている。
【００３０】
また、第２の電極２５を構成するコイル状電極におけるコイルピッチは、第１の電極２１を構成するコイル状電極におけるコイルピッチよりも大きいことが好ましい。
第２の電極２５に係るコイルピッチを第１の電極２１に係るコイルピッチよりも大きくする、すなわち第１の電極２１に係るコイルピッチを第２の電極２５におけるコイルピッチよりも小さくすることにより、第２の電極２５に係るコイルピッチをできるだけ大きくすることによって発光管１１内で生じる光が当該第２の電極２５に遮られることを抑制しつつ、第１の電極２１に係るコイルピッチを小さくすることによって第１の電極２１と第２の電極２５との間の電気容量を大きくし、発光空間Ｓに投入される電力を大きくすることができる。
ここに、第１の電極２１を構成するコイル状電極および第２の電極２５を構成するコイル状電極のコイルピッチの具体的な一例としては、第１の電極２１に係るコイルピッチが２ｍｍ、第２の電極２５に係るコイルピッチが１０ｍｍである。
【００３１】
この第２の電極２５を構成するコイル状電極には、その一端（図１および図２における右端）に、筒管１５における一端側部分（図１および図２における右端側部分）の外表面に螺旋状に巻回されたタングステン素線からなる接続部材２９が接続されており、この接続部材２９の一端（図１および図２における右端）には、モリブデンからなるリード棒（以下、「内部リード棒」ともいう。）２６が接続されている。この内部リード棒２６の一端（図１および図２における右端）は、発光管１１における一方の封止部１１Ａ内に伸びて、当該封止部１１Ａ内に埋設された導電箔１３Ａにスポット溶接によって接続されている。また、導電箔１３Ａには、一端（図１における右端）が発光管１１における一方の封止部１１Ａから外方に突出して伸びる、モリブデンからなるリード棒（以下、「外部リード棒」ともいう。）２７がスポット溶接によって接続されており、この外部リード棒２７は、発光管１１の外表面に沿うように配線されたニッケル素線からなる接続部材１９Ｂを介してランプ側給電用コイル１８に電気的に接続されている。
このように、第２の電極２５は、一端がスポット溶接によって導電箔１３Ａに接続された内部リード棒２６に接続部材２９を介して電気的に接続されることにより、この接続部材２９および内部リード棒２６を介して導電箔１３Ａに電気的に接続されている。
この図の例において、第２の電極２５と、接続部材２９とは一体のものである。
【００３２】
発光管１１を構成する材料としては、発光管１１内の発光空間Ｓにおいて生じる光、具体的には、誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から放出される光、あるいはエキシマ分子から放出される光が励起光として蛍光体に照射され、その蛍光体が励起することによって得られる光を透過するものであれば、種々のものを用いることができる。
発光管１１を構成する材料の具体的としては、発光空間Ｓにおいて生じる光が紫外線である場合には、例えば石英ガラスが挙げられる。
【００３３】
発光管１１内の発光空間Ｓに封入されるエキシマ発光ガスとしては、例えばキセノンガス（Ｘｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）、クリプトンガス（Ｋｒ）などの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媒質としての作用を有する希ガスが用いられる。
また、放電媒質としては、希ガスと共に必要に応じて、フッ素ガス（Ｆ）、塩素ガス（Ｃｌ）、沃素ガス（Ｉ）および臭素ガス（Ｂｒ）などのハロゲンガスが用いられる。
【００３４】
ここに、放電媒質として発光管１１内の発光空間Ｓに封入される希ガス、および必要に応じて封入されるハロゲンガスの種類は、エキシマランプ１０において放射させることが必要とされる光の波長に応じて適宜に選択される。すなわち、エキシマランプ１０が、誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から放出される光を放射する場合、およびエキシマ分子から放出される光を励起光として蛍光体に照射し、その蛍光体が励起することによって得られる光を放射する場合のいずれの場合においても、誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から放出される光として必要とされる波長の光に応じて適宜に選択される。
誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から放出される光の波長の具体例としては、放電媒質としてキセノンガスを封入した場合には波長１７２ｎｍの光が得られる。
【００３５】
エキシマランプ１０において、発光管１１には、図１および図２に示されているように、その管壁の内表面における第１の電極２１および第２の電極２５が配置されている領域に、誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から放出される光を励起光として受けることによって紫外線を放射する蛍光体を含有する蛍光体層１７が設けられていてもよい。
発光管１１の管壁の内表面に蛍光体層１７が設けられていることにより、誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から放出される比較的短波長の光を長波長の光に変換することができる。
すなわち、発光管１１の管壁の内表面に蛍光体層１７が形成されてなる構成のエキシマランプ１０は、誘電体バリア放電によって蛍光体層１７を構成する蛍光体を励起させるための比較的短波長の光（以下、「短波長光」ともいう。）を得、この短波長光を蛍光体層１７を構成する蛍光体に照射することによって蛍光体を励起させ、所期の波長領域の光、具体的には短波長光よりも長波長側の光に変換し、このようにして得られた光を、蛍光体層１７および発光管１１透過させることによって放射するものである。
【００３６】
蛍光体層１７を構成する蛍光体としては、誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から放出される光を励起光として受けることによって光を放射する公知のものを、エキシマランプ１０の使用用途などに応じて適宜に用いることができる。
【００３７】
蛍光体層１７においては、蛍光体が発光管１１を構成する材料（例えば、石英ガラス）との接着性が小さいものである場合には、蛍光体層１７に発光管１１に対する高い接着性を得るために、蛍光体層１７と発光管１１との間に、結着剤を用いることが好ましい。
結着剤としては、例えば軟質ガラス粉末および硬質ガラス粉末などが挙げられる。
【００３８】
ソケット３０は、エキシマランプ１０の一端側部分を差し込むことのできるよう、その全体形状が凹状のものであり、一方（図１における右方）に開口し、エキシマランプ１０の一端側部分を挿入するためのランプ収容空間を有するランプ収容部３１と、当該ランプ収容部３１を囲むように設けられた、他方（図１における左方）に開口し、ソケット側給電用コイル３６を収容するためのコイル収容空間を有するコイル収容部３３とよりなるソケット本体を備えている。このソケット本体におけるコイル収容部３３には、ソケット側給電用コイル３６が配設されている。
【００３９】
ソケット３０において、ソケット側給電用コイル３６は、例えば銅素線が、ランプ収容空間とコイル収容空間とを区画する隔壁３２のコイル収容空間を臨む外表面に螺旋状に巻回されて形成されてなるものであり、ランプ収容部３１にエキシマランプ１０が挿入された状態において、当該エキシマランプ１０におけるランプ側給電用コイル１８と対向するように配置されている。
ソケット側給電用コイル３６には、その一端３６Ａに銅素線からなる接続部材３７Ａが接続されており、また他端３６Ｂには銅素線からなる接続部材３７Ｂが接続されており、これらの接続部材３７Ａ，３７Ｂは、高周波交流電源（図示せず）に接続されている。
この図の例において、ソケット側給電用コイル３６と、接続部材３７Ａ，３７Ｂとは一体のものである。
【００４０】
このようにして、エキシマランプ１０を構成する第１の電極２１および第２の電極２５に接続されたランプ側給電用コイル１８と、高周波交流電源に接続されたソケット側給電用コイル３６とが、図１に示されているように、エキシマランプ１０の発光管１１の管軸を中心として略同心円状に位置されることにより、エキシマランプ１０に対して誘導結合によって電力を供給する給電機構が形成されている。
このような誘導結合により給電を行う構成の給電機構は、通電部材（具体的には、ランプ側給電用コイル１８およびソケット側給電用コイル３６）が外部に露出された状態とされることないように配設ことができるため、安全性において利点を有する。
【００４１】
このような構成のエキシマランプ１０の仕様の一例としては、発光管１１は、外径１５ｍｍ、内径１３ｍｍおよび全長１６５ｍｍであり、また、筒管１５は、外径８ｍｍ、内径６ｍｍおよび全長１４６ｍｍであり、導電箔１３Ａ，１３Ｂは、モリブデン箔である。
第１の電極２１を構成するコイル状電極は、素線径０．３６ｍｍのタングステン素線よりなり、外径（コイル径）６ｍｍ、コイルピッチ４．７ｍｍおよび全長１１６ｍｍである。
また、第２の電極２５を構成するコイル状電極は、素線径０．３６ｍｍのタングステン素線よりなり、外径（コイル径）１０ｍｍ、コイルピッチ６．９ｍｍおよび全長（コイル部全長）１３５ｍｍである。
また、発光管１１の発光空間には放電媒質としてキセノンガスが４０ｋＰａの圧力で封入され、筒管１５の気密空間には窒素ガスが５０ｋＰａの圧力で封入され、第１の電極２１と第２の電極２５との間には、定格周波数６５ｋＨｚ、定格電圧３．５ｋＶp-p の条件で交流電力が供給される。
【００４２】
このようなエキシマランプ１０においては、高周波交流電源からソケット３０を構成するソケット側給電用コイル３６に接続部材３７Ａ，３７Ｂを介して高周波交流電力が供給されることにより、当該ソケット側給電用コイル３６と、エキシマランプ１０に設けられているランプ側給電用コイル１８との間に誘導結合が生じ、これによりエキシマランプ１０に対して電力が供給される。そして、エキシマランプ１０においては、筒管１５を構成する誘電体材料を介して発光空間Ｓにおいて誘電体バリア放電が生じ、誘電体バリア放電によってエキシマ分子が形成され、そのエキシマ分子から放出される光（例えば、真空紫外光）によって蛍光体層１７を構成する蛍光体が励起されて当該光（例えば、真空紫外光）よりも長波長側の光（例えば、波長１９０〜４００ｎｍの光）が蛍光体層１７および発光管１１を透過して放射される。
【００４３】
以上のエキシマランプ１０においては、一対の電極が共に発光管１１の内部に配置されており、また発光管１１の内部において、一対の電極を構成する第１の電極２１が、誘電体材料よりなる筒管１５内の気密空間に配設され、第２の電極２５が、第１の電極２１と筒管１５の管壁および発光空間Ｓを介して対向するように配設されており、しかも発光管１１の端部には、一対の電極（具体的には第１の電極２１および第２の電極２５）の各々が電気的に接続された導電箔１３Ａ，１３Ｂが気密に埋設されてなる箔シール構造を有する封止部１１Ａ，１１Ｂが形成されていることから、一対の電極間において誘電体バリア放電を生じさせることができるため、誘電体バリア放電を利用して放射光を得ることができ、しかも、ランプが点灯状態にある場合には、一対の電極、内部リード棒２２，２６および導電箔１３Ａ，１３Ｂに熱膨張が生じるものの、発光管１１における封止部１１Ａ，１１Ｂの各々において電極および内部リード棒２２，２６と、発光管１１とが直接密着しない構成とされていることにより、この一対の電極、内部リード棒２２，２６および導電箔１３Ａ，１３Ｂに生じる熱膨張を導電箔１３Ａ，１３Ｂの塑性変形によって吸収させて緩和することができるため、電極材料、内部リード棒材料および導電箔材料と、発光管材料との熱膨張率差に起因して発光管１１における封止部１１Ａ，１１Ｂに破損が生じることを抑制することができる。
また、第１の電極２１が筒管１５の管壁の内表面に接触した状態で設けられていることから、筒管１５上に大きなコンデンサ容量が得られるため、一対の電極に対して大きな電力を供給し、よって発光空間に大きな電力を投入することができる。しかも、一対の電極に大きな電力が供給される場合であっても、一対の電極のいずれもが発光管１１の内部に配設されており、高電圧を印加する電極が発光管１１の外部に露出した状態とされていないことから、発光管の外表面に電極が配設されてなる構成のエキシマランプに比して大きな安全性が得られる。
更に、発光管１１における封止部１１Ａ，１１Ｂが箔シール構造を有するものであることから、特に発光管１１における他方の封止部１１Ｂが発光管１１の他端と筒管１５の他端とが一体とされてなる構成のものであっても、このいずれの封止部１１Ａ，１１Ｂをもピンチシールまたはシュリンクシールによって容易に形成することができる。
従って、エキシマランプ１０によれば、発光空間Ｓに大きな電力を供給することができると共に、気密封止構造が形成されてなる発光管１１の端部に破損が生じることが抑制されることによって長い使用寿命が得られ、しかも容易に製造することができる。
【００４４】
また、エキシマランプ１０においては、筒管１５の他端が発光管１１の他端において当該発光管１１と一体的に箔シールされている、具体的には発光管１１における他方の封止部１１Ｂに埋設されている導電箔１３Ｂに第１の電極２１に接続された内部リード棒２２が接続されていることから、第１の電極２１に対して電力を給電するための部材、具体的には導電箔１３Ｂ、内部リード棒２２および外部リード棒２３が発光管１１内の発光空間Ｓに露出した状態とされることがないため、発光空間Ｓにおいて不所望な放電が生じることが防止され、また、筒管１５が発光管１１の内部における所期の配置位置に保持されている。
【００４５】
また、エキシマランプ１０においては、筒管１５内の気密空間に配設される第１の電極２１がコイル状電極よりなることから、筒管１５上におけるコンデンサ容量を大きくするために第１の電極２１と筒管１５との接触面積を大きくした場合であっても、ランプの点灯状態において第１の電極２１に生じる熱膨張の少なくとも一部を当該第１の電極２１自体、具体的にはコイル状の形態によって吸収することができるため、電極材料と筒管材料との熱膨張率差に起因して筒管２１に破損が生じることを抑制することができる。従って、一対の電極により一層大きな電力を供給することができる。
【００４６】
また、エキシマランプ１０においては、第２の電極２５が筒管１５を取り囲むように周回するコイル状電極よりなることから、誘電体バリア放電が第１の電極２１の伸びる方向（図１および図２における左右方向）において一様に、かつ第１の電極２１を中心に放射状に形成されることとなり、しかも誘電体バリア放電に基づいて発光管１１内で生じる光を、発光管１１の管壁の全周において第２の電極２５に係るコイル状電極を構成する金属素線間から発光管１１の外部に効率的に放射させることができるため、発光管１１の周辺領域に対して高い均一性で光を照射することができる。また、第２の電極２５の電極面積を大きくすることができるため、第２の電極２５のコンデンサ容量を大きくし、よって一対の電極により一層大きな電力を供給することができる。更に、第２の電極２５が発光管１１の管壁の内表面に接した状態に配置された場合であっても、ランプが点灯された状態において第２の電極２５に生じる熱膨張の少なくとも一部を当該第２の電極２５自体、すなわちコイル状の形態によって吸収することができるため、電極材料と発光管材料との熱膨張率差に起因して発光管１１に破損が生じることを抑制することができる。
【００４７】
また、エキシマランプ１０においては、筒管１５の内部を減圧状態または不活性ガスが充填された状態とすることにより、当該筒管１５の内部に配置される第１の電極２１が酸化することを防止することができ、また、筒管１５内の内部圧力あるいは充填させる不活性ガスの種類を適宜に選択することにより筒管１５の内部において放電が生じることを抑制することができ、よって筒管１５の内部において放電が生じることに起因する余計な電力消耗の発生を抑制することができる。
なお、エキシマランプ１０においては、筒管１５の内部が気密空間とされていることから、この筒管１５の内部を、別途の手段を設けることなく、容易に減圧状態または不活性ガスが充填された状態とすることができる。
【００４８】
このようなエキシマランプ１０は、誘電体バリア放電を利用して放射光を得るものであることから使用環境によらずに安定した点灯状態が得られ、しかも、一対の電極が発光管１１の外部に露出した状態とされておらず、一対の電極が使用環境に応じて発光管１１の外部に存在する気体あるいは液体などに接触することがなくて高い安全性が得られるものであるため、水処理装置、空気殺菌装置、液晶基板用光洗浄装置または光硬化装置などの種々の装置の光源として好適に用いることができる。
【００４９】
本発明においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、内部に第１の電極が配設される筒管は、両端が箔シールされていてもよく（図４および図５参照）、また、筒管の両端の各々が発光管と一体的に箔シールされていてもよい（図４および図５参照）。
エキシマランプにおいて筒管の両端の各々が発光管と一体的に箔シールされてなる場合には、筒管が極めて長尺なものであっても、筒管を、発光管の内部の所期の配置位置に確実に保持することができ、しかも例えばエキシマランプに対して外部から振動衝撃が加えられた場合であっても筒管あるいは発光管に破損が生じることを抑制することができる。
【００５０】
また、内部に第１の電極が配設される筒管の端部が発光管の端部において当該発光管と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部には、第１の電極にリード棒（内部リード棒）を介して電気的に接続される導電箔（「第１の導電箔」ともいう。）と共に、当該第１の導電箔にリード棒を介して電気的に接続された導電箔（以下、「第２の導電箔」ともいう。）が気密に埋設されていてもよい（図３〜図４参照）。
このような構成の気密封止部においては、ランプの製造上、第１の導電箔は筒管の端部を封止するために用いられ、一方、第２の導電箔は発光管の端部を封止するために用いられている。そして、この気密封止部は、例えば図３に示されているように、内部リード棒２２を介して第１の電極２１に電気的に接続されてなる第１の導電箔１３Ｂが気密に埋設されてなる箔シール構造を有する筒管１５の他端（図３における左端）が、この筒管１５の他端から外方に突出するリード棒（具体的にはモリブデンよりなるリード棒４２）と共に発光管１１の他端（図３における左端）に埋設されると共に、この発光管１１の端部に埋設されたリード棒４２に第２の導電箔４１が接続されることによって箔シール構造が形成されてなる構造を有している。
ここに、第１の導電箔によって発光管の端部を封止すると共に第２の導電箔によって筒管の端部を封止し、よって筒管の端部が発光管の端部において当該発光管と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部を形成するための手法について、具体的に図３に係る発光管１１における他方の封止部１１Ｂを形成する方法の一例を挙げて説明する。
先ず、一端が閉塞され、他端に箔シール構造を有する気密封止部がピンチシシールによって形成されており、その内部に第１の電極２１が配設されてなる構成の筒管電極組立体を作製する。この筒管電極組立体は、その気密封止部に内部リード棒２２を介して第１の電極２１に電気的に接続された第１の導電箔１３Ｂが気密に埋設されており、この第１の導電箔１３Ｂに接続されたリード棒４２が当該気密封止部から外方に突出するように設けられてなる構成を有するものである。そして、得られた筒管電極組立体における気密封止部から外方に突出するリード棒４２に第２の導電箔４１を接続すると共に当該第２の導電箔４１にリード棒４３を接続することによって導電箔接続体を得、この導電箔接続体を、リード棒４３の端部（図３における左端）が突出した状態となるように発光管形成用管材内に挿入し、当該導電箔接続体における気密封止部および第２の導電箔４１が位置する部分に対して加熱しながら外部から圧力を加えることによってピンチし、以て、筒管１５の他端が発光管１１の他端において当該発光管１１と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部（図３における発光管１１における他方の封止部１１Ｂ）が形成される。
【００５１】
エキシマランプにおいて内部に第１の電極が配設される筒管の端部が発光管の端部において当該発光管と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部に２枚の導電箔が埋設されてなる場合には、ランプの製造上において筒管における気密封止構造を構成し、第１の電極に電力を供給するための部材（具体的には、第１の電極と第１の導電箔とを電気的に接続するためのリード棒、および第１の導電箔と第２の導電箔とを電気的に接続するためのリード棒）が発光管内の発光空間内に露出した状態とされることのないようにできることから、発光空間Ｓにおいて不所望な放電が生じることが防止される。また、筒管を発光管の内部における所期の配置位置に保持することができる。
【００５２】
また、一対の電極は、筒管の内部に配設される第１の電極と、第２の電極とが並列に配置されていてもよい（図４および図５参照）。
エキシマランプにおいて一対の電極が並列に配置されてなる場合には、第１の電極と第２の電極との離間距離を発光管の管軸方向にわたって一定とすることができるため、発光管内の放電空間に、発光管の管軸方向においてムラのない均一な放電を得ることができる。
【００５３】
また、第２の電極は、第１の電極と同様に筒管の内部に配設されていてもよい（図５参照）。このような構成においては、内部に第２の電極が配設された筒管上におけるコンデンサ容量の観点から、第２の電極は筒管の管壁の内表面に接した状態で配設されることが好ましく、また、第２の電極の酸化防止の観点から、第２の電極が配設されてなる筒管内の気密空間は減圧状態または不活性ガスが充填された状態であることが好ましい。
エキシマランプにおいて第２の電極が第１の電極と同様に筒管内の気密空間に配設されてなる場合には、一対の電極のいずれもが発光空間Ｓに露出されていないことから、電極が放電が生じている空間に曝されることに起因して生じる劣化を抑制することができる。また、筒管の内部に第１の電極が配設されてなる電極構造体と、筒管の内部に第２の電極が配設されてなる電極構造体とを同様の構成を有するものとすることにより、ランプの製造効率を向上させることができる。
【００５４】
また、筒管の内部に配設される第１の電極は、筒管上におけるコンデンサ容量を大きくすると共に、電極材料と筒管材料との熱膨張率差に起因して筒管に破損が生じることを抑制する観点からはコイル状であることが好ましいが、筒管内の気密空間に、筒管の管壁の内表面に接した状態で筒管の管軸に沿って伸びるように配設することができれば種々の形状のものを用いることができる。
ここに、コイル状の電極の具体例としては、図１に係る金属素線がコイル状に巻回されて形成されてなる構成の線体コイル状電極の他、例えば金属帯板状体がコイル状に巻回されて形成されてなる構成の帯体コイル状電極が挙げられる。
また、筒管内に配設されるコイル状以外の形状を有する電極の具体例としては、例えば金属箔が筒管の管壁の内表面を覆うように設けられてなる構成の帯状電極、蒸着膜が筒管の管壁の内表面を覆うように設けられてなる構成の膜状電極、筒管の内径に適合した外径を有する金属棒が筒管内に挿入されてなる構成の棒状電極などが挙げられる。
【００５５】
また、給電機構は、筒管の内部に配設される第１の電極に電気的に接続された外部リード棒と、第２の電極に電気的に接続された外部リード棒とに直接通電する構成のものであってもよく、また、筒管内の気密空間に配設される第１の電極が高周波交流電源に接続されると共に第２の電極が接地されることにより、エキシマランプに対して容量結合によって電力を供給する構成のものであってもよい。
ここに、給電機構が容量結合によって電力を供給する構成のものである場合には、誘導結合によって電力を供給する構成の給電機構に比してエキシマランプに高い発光効率が得られる。
【００５６】
本発明の他の実施の形態の具体例としては、図３〜図５に示すようなエキシマランプが挙げられる。
これらの図３〜図５に係るエキシマランプにおいても、図１および図２に係るエキシマランプ１０と同様に、発光空間に大きな電力を供給することができると共に、気密封止構造が形成されてなる発光管の端部に破損が生じることが抑制されることによって長い使用寿命が得られ、しかも容易に製造することができる。
【００５７】
ここに、図３のエキシマランプは、筒管１５の他端（図３における左端）が発光管の他端（図３における左端）において当該発光管と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部（発光管１１における他方の封止部１１Ｂ）に、モリブデンよりなるリード棒４２を介して電気的に接続された２枚の導電箔（具体的には第１の導電箔１３Ｂおよび第２の導電箔４１）が埋設されてなる構成のものである。
このエキシマランプは、発光管１１における他方の封止部１１Ｂに２枚の導電箔が埋設されていることの他、第２の電極２５が接続部材２９を介することなく内部リード棒２６に直接接続されていること以外は、図１および図２に係るエキシマランプ１０と同様の構成を有するものである。
【００５８】
また、図４のエキシマランプは、第１の電極２１と第２の電極２５とが並列に配置されてなる構成のものである。
このエキシマランプは、第２の電極２５が第１の電極２１と並列に配置されていることの他、筒管１５の両端が気密封止されていると共に、その筒管１５の両端の各々が発光管１１の端部において当該発光管１１と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部（発光管１１における封止部１１Ａ，１１Ｂ）が形成されており、また、第２の電極２５の両端の各々が内部リード棒２６，４７を介して発光管１１における封止部１１Ａ，１１Ｂに気密に埋設された導電箔１３Ａ，４６に電気的に接続されており、この第２の電極２５に電気的に接続された外部リード棒４８が、第１の電極２１に電気的に接続された外部リード棒４３と共に発光管１１における他方の封止部１１Ｂから外方に突出していること以外は、図１および図２に係るエキシマランプ１０と同様の構成を有するものである。また、筒管１５の他端（図４における左端）が発光管１１の他端（図４における左端）において当該発光管１１と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部（発光管１１の他方の封止部１１Ｂ）は、図３に係るエキシマランプの発光管１１における他方の封止部１１Ｂと同様の構成を有しており、また筒管１５の一端（図４における右端）が発光管１１の一端（図４における右端）において当該発光管１１と一体的に箔シールされてなる構成の気密封止部（発光管１１における一方の封止部１１Ａ）は、モリブデンよりなるリード棒４４を介して第１の電極２１に電気的に接続されてなる導電箔４５が気密に埋設されてなる構成を有している。
【００５９】
また、図５のエキシマランプは、第２の電極２５が筒管５１内の気密空間に配設されており、この内部に第２の電極２５が配設された筒管５１と、内部に第１の電極２１が配設された筒管１５とが並列に配置されてなる構成のものである。
このエキシマランプは、第２の電極２５が筒管５１内の気密空間に配設されていること以外は、図４に係るエキシマランプと同様の構成を有するものである。また、内部に第２の電極２５が配設された筒管５１は、内部に第１の電極２５が配設された筒管１５と同様の構成を有するものである。
なお、図５において、４７は第２の電極２５と導電箔（第１の導電箔）４６を電気的に接続するための内部リード棒であり、５２は導電箔（第１の導電箔）４６と導電箔５３（第２の導電箔）とを電気的に接続するためのリード棒であり、５４は外部リード棒である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    エキシマランプ
１１    発光管
１１Ａ，１１Ｂ    封止部
１３Ａ，１３Ｂ    導電箔
１５    筒管
１７    蛍光体層
１８    給電用コイル（ランプ側給電用コイル）
１９Ａ，１９Ｂ    接続部材
２１    第１の電極
２２    リード棒（内部リード棒）
２３    リード棒（外部リード棒）
２５    第２の電極
２６    リード棒（内部リード棒）
２７    リード簿（外部リード棒）
２９    接続部材
３０    ソケット
３１    ランプ収容部
３２    隔壁
３３    コイル収容部
３６    給電用コイル（ソケット側給電用コイル）
３６Ａ    一端
３６Ｂ    他端
３７Ａ，３７Ｂ    接続部材
４１    導電箔（第２の導電箔）
４２    リード棒
４３    リード棒（外部リード棒）
４５    導電箔
４６    導電箔
４７    リード棒（内部リード棒）
４８    リード棒（外部リード棒）
５１    筒管
５２    リード棒
５３    導電箔（第２の導電箔）
５４    リード棒（外部リード棒）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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