(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側管と外側管とを同軸上に配置した二重円筒型放電容器と、前記内側管の外面に設けられた内側電極と、前記外側管の外面に設けられた外側電極と、放電空間内に配置され、前記内側管の内面と前記外側管の内面との両方に当接する始動補助体と、を備えたエキシマランプにおいて、
前記始動補助体が、前記内側管の内面に設けられた導電性固定部と、その固定部に接続された導電性可動体と、を備え、
前記可動体が前記外側管に当接する面積は、前記固定部が前記内側管に当接する面積より小さい
ことを特徴とするエキシマランプ。
【請求項２】
前記固定部は、前記内側管の内面に巻回されたリング状の線状体からなり、
前記可動体は、前記線状体に屈曲自在に係合された棒状体からなり、当該棒状体が、前記線状体の円周方向に複数個設けら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】
前記棒状体自体が、屈曲自在であることを特徴とする請求項２に記載のエキシマランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エキシマランプに関するものであり、特に、外側管と内側管とを同軸上に配置した二重円筒型放電容器を有し、内部に始動補助体を備えたエキシマランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光化学反応用の紫外線光源として使用されるエキシマランプとして、二重円筒型放電容器を有するものが知られており、該エキシマランプでは、外側管の全方向に光が照射されるので、光化学反応用等の装置にランプを取り付ける際に、放電容器の回転方向の方向性を気にせずに取り付けられるというメリットがある。
近年この種のエキシマランプには高出力化が一層求められてきており、そのため、放電ギャップ長の増大と封入ガス圧力が増加して、これに伴い放電開始電圧や、通常点灯時の入力電圧が増大化している。このため、ランプの点灯装置に含まれる昇圧トランスにその性能を求める要求が強くなってきている。
【０００３】
このような高出力のエキシマランプを確実に点灯させるためには、エキシマランプの放電開始電圧よりも十分に大きい電圧を発生できる昇圧トランスを用いなければならない。
しかしながら、昇圧トランスにおいて、高い電圧を発生させるためにはそのコイル巻線の数を多くする必要があり、これはトランス自身の大型化を招いてしまう。また、コイルの線径を細くするという方法も考えられるが電気抵抗が増すため、トランスからの発熱を招くという別の問題を発生させる。
このような理由により、エキシマランプを確実に点灯させるための手段として、放電開始電圧より十分大きい電圧を発生できる昇圧トランスを設計するという方法は好ましくなく、放電開始電圧そのものを下げることで確実な点灯を確保する方法が検討されている。
【０００４】
上記エキシマランプの放電開始電圧を下げるひとつの方法として、放電容器の内部に、電極に対向する容器の内面部分に対して接触する導電性部材を配置して、これにより点灯始動性を高めるという方法が提案されていて、このような技術は、例えば、特開２００２−３１３２８５号（特許文献１）に開示されている。
【０００５】
この従来技術が図４および図５に示されている。
図４において、エキシマランプは二重円筒型放電容器１０を有し、該放電容器１０は、内側管１１と外側管１２とからなり、その内部に環状の発光空間１３が形成されている。内側管１１の外面には円筒状の内側電極１４が設けられ、外側管１２の外面には透光性の外側電極１５が設けられている。
そして、発光空間１３内には始動補助体１６が設けられていて、該始動補助体１６は、白金製のワイヤ１７からなり、内側管１１の内面に巻きつけられ、その先端側の一端が半円形に屈曲されて外側管１２の内面と当接している。該白金製のワイヤ１７は塑性変形する範囲の弱い弾性力で外側管１２に当接しているものである。
しかしながら、この構造の始動補助体１６では、ランプ点灯・消灯を繰り返すにつれて、白金製のワイヤ１７が膨張・収縮を繰り返すことになって脆性破壊が生じ、ついには弾性を失ってしまう。これにより、ワイヤの一端が外側管１２の内面に接触しなくなり、始動補助体として機能しなくなってしまうという不具合がある。
【０００６】
図５に異なる従来例が示されていて、この従来例では、始動補助体１６はリング体１８からなり、該リング体１８は、内側管１１の内面に当接するとともに、外側管１２の内面に当接する程度の大きな直径を有するものである。そして、内側管１１には、該リング体１８が安定的に当接するように、環状の窪み１９が形成されていて、前記リング体１８はこの窪み１９において内側管１１に当接している。
ところが、この構造の始動補助体１６では、リング体１８は、内側管１１および外側管１２の両方ともに点接触しているため、始動性の大幅な改善を期待することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１３２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明が解決しようとする課題は、内側管と外側管とよりなる二重円筒型放電容器と、前記内側管の外面に設けられた内側電極と、前記外側管の外面に設けられた外側電極と、放電空間内に配置され、前記内側管の内面と前記外側管の内面との両方に当接する始動補助体と、を備えたエキシマランプにおいて、始動補助体がランプ点灯・消灯によって劣化して接触不良を起こすことなく、かつ、始動補助体が内側管と外側管とに接触する面積を変えることによって、始動性の大幅な向上をもたらすことができる構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明に係るエキシマランプにおいては、放電空間内に設けた始動補助体が、前記内側管の内面に設けられた導電性固定部と、その固定部に接続された導電性可動体とを備え、前記可動体が前記外側管に当接する面積は、前記固定部が前記内側管に当接する面積より小さいことを特徴とする。
また、前記固定部は、前記内側管の内面に巻回されたリング状の線状体からなり、前記可動体は、前記線状体に屈曲自在に係合された棒状体からなり、当該棒状体が、前記線状体の円周方向に複数個設けられていることを特徴とする。
また、前記棒状体自体が、屈曲自在であることを特徴とする。
また、前記固定部は、前記内側管の内面に形成された導電被覆体からなり、前記可動体は、前記導電被覆体に回転して当接するとともに、前記外側管の内面に当接するリング体あることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエキシマランプによれば、始動補助体が内側管に設けられた固定部と、該固定部に接続された導電性可動体とからなることにより、エキシマランプを紫外線照射装置に取り付ける際に、回転方向の位置に関わらず、可動体が常に外側管に当接するので、確実な接触状態がもたらされ、かつ、点灯・消灯の繰り返しを経ても始動補助体の劣化に伴う接触不良を引き起こすことがない。
また、後述するように、可動体の外側管への接触面積が、内側管の固定部への接触面積よりも小さいので、始動性の大幅な改善が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のエキシマランプの側断面図（Ａ）および横断面図（Ｂ）。
【図２】他の実施例の横断面図。
【図３】別の実施例の側断面図（Ａ）および横断面図（Ｂ）。
【図４】従来技術の断面図。
【図５】他の従来技術の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１（Ａ）（Ｂ）に本発明のエキシマランプにおける始動補助体１が示されている。
始動補助体１は、内側管１１の内面の、内側電極１４に対向する位置に巻回されたリング状の線状体２１からなる導電性固定部２と、該固定部２に屈曲自在に係合された棒状体３１からなる導電性可動体３とからなり、該棒状体３１の先端は外側管１２の内面の、外側電極１５に対向する位置に当接している。
なお、固定部２および可動体３は、それぞれ内側電極１４および外側電極１５に対向する位置に接触するように設けることが好ましいが、出射光への影響などを考慮して、始動補助効果を損なわない範囲で、電極から軸方向に若干外れた位置に設けてもよい。
そして、前記可動体３を構成する棒状体３１は、リング状の線状体２１の周方向において間隔をあけて複数個（図示の例では４個）設けられていて、エキシマランプが回転方向のいずれの位置にあっても、複数の棒状体２１のいずれか、少なくともひとつ、が外側管１２の内面に当接するようにされている。
この実施例では、固定部２は内側管１１に巻き付けられた線状体２１からなるので、該線状体２１と内側管１１との接触面積は、可動体３を構成する棒状体３１が外側管１２に当接する接触面積よりも大きい。言い換えれば、可動体３と外側管１２の接触面積は、固定部２と内側管１１の接触面積よりも小さい。
【００１３】
図２に可動体３の別の実施例が示されていて、可動体３を構成する棒状体自体が屈曲自在な構成とされている。この例では、鎖状体３２からなる。
上記いずれの実施例においても、固定部２と可動体３は、例えば、白金、金、タングステン、鉄、ニッケル、ステンレス、インコネル、りん青銅、タングステン、ベリリウム銅などから構成されている。
【００１４】
上記構成において始動性が向上する理由について説明する。
エキシマランプに設けられた始動補助体１は、ランプ始動時において、棒状可動体３の先端は外側管１２の内面に点接触しており、固定部２は内側管１１の内面に線接触あるいは面接触していて、可動体３の先端は内側電極１４側の電位に近づく。このとき、内側電極１４が例えば高電位側であれば、始動補助体１は高電位に近づき、その始動補助体１を構成する可動体３の先端と、外側管１２の外面の外側電極１５との間の電位差により、この間で局所的に放電が発生して、この放電が内側電極１４と外側電極１５の間に伝播していって、これら電極間で放電が開始され、ランプが始動する。
【００１５】
ここで、内側電極１４と始動補助体１と外側電極１５との間では、内側管１１の内面と固定部２との接触部分が一方の抵抗（抵抗１）となり、可動体３の先端と外側管１２の内面との接触部分が他方の抵抗（抵抗２）となる。
そして、内側電極１４と外側電極１５との間に、放電開始電圧をかけるとき、前記抵抗１と抵抗２が同じ抵抗値の場合は、これら抵抗１、抵抗２の間にかかる電圧は等しくなる。
しかしながら、図１、２のように、固定部２と内側管１１の内面との接触部分の面積が、可動体３の先端と外側管１２の内面との接触部分の面積より大きい場合は、抵抗１＜抵抗値２の関係になる。
この場合、抵抗１、抵抗２の間にかかる放電開始電圧は、抵抗１にかかる電圧の方が抵抗値２にかかる電圧より小さくなる。
言い換えれば、内側電極１４と外側電極１５との間に、放電開始電圧をかける場合、その始動電圧は、抵抗１と抵抗値２の大きさに従って按分されることになるので、抵抗値２にかかる電圧は、接触面積が同じ場合の抵抗値２にかかる電圧より大きくなり、その結果、始動性が向上するものである。
【００１６】
図３に他の実施例が示されていて、始動補助体１を構成する固定部２は、内側管１１の内面に形成された導電被覆体２２から構成されており、この例では、内側管１１に金属箔を巻回したものである。一方、可動体３はリング体３３から構成され、該リング体３３は、内側管１１の外径よりも大径であって、前記導電被覆体（金属箔）４に回転して接触し、同時に、外側管１２の内面に当接している。
また、導電被覆体２２としては、前記金属箔を巻回したものほかに、内側管１１の内面に金属蒸着膜や、水金を被覆して構成することもできる。
この構成においても、可動体３（リング体３３）と外側管１２との接触面積は、固定部２（導電被覆体２２）と内側管１１との接触面積よりも小さい。
【００１７】
以上説明したように、本発明のエキシマランプは、放電容器内に設けた始動補助体を、内側管に設けた導電性固定部と、当該固定部に接続された導電性可動体とから構成し、前記可動体が前記外側管に当接する面積を、前記固定部が前記内側管に当接する面積より小さくしたので、接触面積の小さな可動体先端と外側電極との間で放電が生じやすくなり、始動補助効果が大幅に向上する。
しかも、内側管に設けた固定部に対して可動体を設けて外側管に当接させる構成としたので、ランプの回転方向のいずれの位置でも可動体と外側管との接触が確実になされて、始動補助が着実になされる。
【符号の説明】
【００１８】
１      始動補助体
２      導電性固定部
２１    リング体
２２    導電性被覆体
３      導電性可動体
３１    棒状体
３２    鎖状体
３３    リング体
１０    二重円筒型放電容器
１１    内側管
１２    外側管
１３    環状放電空間
１４    内側電極
１５    外側電極
【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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