(57)【要約】【課題】  均一かつ安定な光出力、及び長寿命化を実現することが可能な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１は、光透過性材料からなり、内部にエキシマ放電用希ガスが封入された管状の気密容器２と、気密容器２の外周に配設された外部電極２０と、気密容器２の内部に配置された内部電極４とを備え、内部電極４は、気密容器２の軸線方向に沿って延在し、端部６ａ，６ｂがそれぞれ気密容器の両端部において保持されたコア電極６と、外部電極２０が設けられた気密容器２の外周面に対応するコア電極６の所定部位に対して設けられた少なくとも１つのコイル状のカバー電極８とを有する。【選択図】図１
2006156120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性材料からなり、内部にエキシマ放電用希ガスが封入された管状の気密容器と、
前記気密容器の外周に配設された外部電極と、
前記気密容器の内部に配置された内部電極と、
を備え、
前記内部電極は、
前記気密容器の軸線方向に沿って延在し、両端部が前記気密容器の両端部において保持された第１の内部電極と、
前記外部電極が設けられた前記気密容器の外周面に対応する前記第１の内部電極の所定部位に対して設けられた少なくとも１つのコイル状の第２の内部電極と、
を有することを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項２】
前記第１の内部電極は、前記所定部位において前記第２の内部電極に挿通されていることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項３】
前記第２の内部電極は、密巻きされたコイル状のものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項４】
前記第１の内部電極は、コイル状部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項５】
前記コイル状部は、前記所定部位と前記第１の内部電極の端部との間に設けられていることを特徴とする請求項４記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項６】
前記コイル状部は、前記所定部位から前記所定部位と前記第１の内部電極の端部との間にかけて形成されていることを特徴とする請求項４記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項７】
前記コイル状部は密巻き領域を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項８】
前記気密容器の内部に固定され、前記内部電極を前記気密容器の短手方向に支持する内部電極支持部を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項９】
前記内部電極は、前記気密容器における前記外部電極が設けられた外周面に対応する内壁に対して近接していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１０】
前記第１の内部電極を構成する金属部材の径が、前記第２の内部電極を構成する金属部材の径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１１】
前記第２の内部電極を構成する金属部材の主成分は、前記第１の内部電極を構成する金属部材の主成分と異なるものであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１２】
前記第２の内部電極を構成する金属部材の主成分は、前記第１の内部電極を構成する金属部材の主成分よりも仕事関数が低いものであることを特徴とする請求項１１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１３】
前記第２の内部電極を構成する金属部材の主成分は、前記第１の内部電極を構成する金属部材の主成分よりも密度が小さいものであることを特徴とする請求項１１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、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成し、このエキシマ分子から放射される光を放射する誘電体バリア放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体バリア放電ランプは、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成し、このエキシマ分子から放射される光を利用した放電ランプである。この種の従来の誘電体バリア放電ランプは、細長い管状の放電容器を有している。この放電容器の外周面には外部電極が設けられ、放電容器の内部には中心軸線に沿って延びる内部電極が設けられている。また、内部電極が収容された放電容器の中には、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用ガスが充填されている。
【０００３】
このような放電ランプにおいては、放電時の内部電極の熱膨張により内部電極が垂れ下がりを生じ、その結果、放電ランプ全体の発光強度のムラを生じるという問題があった。このような内部電極の垂れ下がりを低減するための構成としては、下記特許文献１記載の誘電体バリア放電ランプが知られている。この誘電体バリア放電ランプにおいては、内部電極の垂れ下がりを少なくするために、コイル状の内部電極における軸線方向の中間部に耐熱性材料からなる耐熱性挿入体が挿入されている。
【特許文献１】特開２００１−８４９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の誘電体バリア放電ランプは、内部電極が耐熱性挿入体と内部電極自身とを両端部において支えるという構造をとっているため、依然として内部電極が熱膨張や自重によって両端部において垂れ下がりやすい傾向にある。
【０００５】
このような垂れ下がりを防止するためには、内部電極のコイルピッチを大きくしたり、コイル部の長さの内部電極全長に占める割合を小さくしたりすることで、内部電極の張力を増大させることも考えられる。しかし、この場合には内部電極における放電面積が十分にとれないため、外部電極との間の放電が集中してアーク状放電が生じやすい。そのため、内部電極がスパッタリングし易くなり、内部電極の消耗が激しくなったり、またそのスパッタリング物の放電容器の内壁への付着が多くなることによって放電容器における光透過率が低下したり、アーク状放電そのものによる放電容器への負荷が増加したりするために、放電ランプの短寿命化を招来する。
【０００６】
そこで、本発明はかかる課題に鑑みて為されたものであり、均一かつ安定な光出力、及び長寿命化を実現することが可能な誘電体バリア放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の誘電体バリア放電ランプは、光透過性材料からなり、内部にエキシマ放電用希ガスが封入された管状の気密容器と、気密容器の外周に配設された外部電極と、気密容器の内部に配置された内部電極と、を備え、内部電極は、気密容器の軸線方向に沿って延在し、両端部が気密容器の両端部において保持された第１の内部電極と、外部電極が設けられた気密容器の外周面に対応する第１の内部電極の所定部位に対して設けられた少なくとも１つのコイル状の第２の内部電極と、を有することを特徴とする。
【０００８】
このような誘電体バリア放電ランプでは、気密容器において両端が保持された第１の内部電極によって内部電極全体の気密容器の短手方向での位置が保持されている。そこで、その第１の内部電極の外部電極に対応する所定部位に設けられたコイル状の第２の内部電極と外部電極との間で放電を生じさせるような構成としているので、内部電極の位置を十分に安定化させることができる。従って、第２の内部電極の放電面積を大きくした場合であっても、熱膨張や自重による垂れ下がりを回避することができる。
【０００９】
また、第１の内部電極は、所定部位において第２の内部電極に挿通されていることが好ましい。第１の内部電極が第２の内部電極に挿通されることで、第２の内部電極が第１の内部電極に沿った位置に安定して支持される。
【００１０】
また、前記第２の内部電極は、密巻きされたコイル状のものであることが好ましい。かかる構成を採れば、第２の内部電極の放電面積をバランス良く拡大化させることができる。
【００１１】
また、第１の内部電極は、コイル状部を含むことが好ましい。かかるコイル状部を備えれば、内部電極が熱膨張した場合であっても、コイル状部が張力保持部として作用して第１の内部電極の長手方向に張力が発生するので、第２の内部電極の垂れ下がりを更に回避することができる。
【００１２】
さらに、コイル状部は、所定部位と第１の内部電極の端部との間に設けられていることも好ましい。このようなコイル状部を備えることで、第２の内部電極の垂れ下がりを抑えることができる。また、コイル状部が内部電極と外部電極との間の放電領域から外れているので、コイル状部の張力保持作用に対する放電の影響を避けることができる。
【００１３】
また、コイル状部は、所定部位から所定部位と第１の内部電極の端部との間にかけて形成されていることも好ましい。かかる構成を採れば、広い範囲で均等な張力保持を行えるので、簡単な構成で内部電極全体に渡る熱膨張による内部電極の位置変動を効果的に抑えることができる。
【００１４】
また、コイル状部は密巻き領域を有することも好ましい。こうすれば、張力保持作用を保ちつつその長さを短くすることができるので、張力保持作用に対する放電の影響を避けながら、第１の内部電極全体の張力が十分に発揮される。
【００１５】
また、気密容器の内部に固定され、内部電極を気密容器の短手方向に支持する内部電極支持部を更に備えることも好ましい。かかる内部電極支持部を備えると、内部電極の短手方向の移動が規制されるので、内部電極の垂れ下がりをより一層抑えることができる。
【００１６】
さらに、内部電極は、気密容器における外部電極が設けられた外周面に対応する内壁に対して近接していることも好ましい。この場合、内部電極と外部電極との間で起こる放電は気密容器の内壁に沿った沿面放電が主となっている。このため、アーク状放電に起因する放出光の非均一性を防止すると共に、内部電極及び気密容器への影響を小さくすることができる。
【００１７】
また、第１の内部電極を構成する金属部材の径が、第２の内部電極を構成する金属部材の径よりも大きいことが好ましい。かかる構成とすれば、第２の内部電極の相対的な軽量化により内部電極の垂れ下がりをより低減することができるとともに、第２の内部電極の製造効率の向上を図ることができる。
【００１８】
また、第２の内部電極を構成する金属部材の主成分は、第１の内部電極を構成する金属部材の主成分と異なるものであることも好ましい。このように、第１の内部電極と第２の内部電極とを異なる成分で構成させることで、例えば、第１の内部電極として熱膨張の小さい材料を採用したり、第２の内部電極として放電に適した材料を採用したりすることで、光出力の一層の安定化、及びランプの長寿命化を実現することができる。
【００１９】
さらに、第２の内部電極を構成する金属部材の主成分は、第１の内部電極を構成する金属部材の主成分よりも仕事関数が低いものであることも好ましい。こうすれば、放電開始及び放電維持に必要な電圧の大きさを小さくすることができるので、電極や気密容器の負荷の低減、及び放電ランプの長寿命化が可能になる。
【００２０】
また、第２の内部電極を構成する金属部材の主成分は、第１の内部電極を構成する金属部材の主成分よりも密度が小さいものであることも好ましい。このように第２の内部電極の比重を第１の内部電極の比重より小さくすることで、内部電極の垂れ下がりを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の誘電体バリア放電ランプによれば、均一かつ安定な光出力、及び長寿命化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る誘電体バリア放電ランプの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態である誘電体バリア放電ランプの側面図、図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。図１に示すように、誘電体バリア放電ランプ１は、細長い管状の気密容器２を備えている。この気密容器２の両端は、ピンチシールによる封止により密閉されており、その内部にはエキシマ放電用の希ガスが封入されている。気密容器２は、誘電体バリア放電における誘電体を構成すると共に、気密容器２内部からの放電による光を外部に放射することができるよう光透過性材料から成るものであり、例えば、合成石英ガラスから成る。また、気密容器２の寸法は適宜定められるが、例えば、外径１０ｍｍ、内径８ｍｍ、長さ４００ｍｍとされている。
【００２４】
気密容器２の内部には、内部電極４が配置されている。この内部電極４は、気密容器２の長手方向の中心軸線に沿って直線状に延在するコア電極（第１の内部電極）６と、コア電極６の所定部位に対して設けられたコイル状のカバー電極（第２の内部電極）８とを含んで構成されている。なお、以下の記載において、気密容器の中心軸線とは、気密容器の長手方向の中心軸線を指す。
【００２５】
コア電極６は、外径０．２３ｍｍのタングステン製線材からなり、気密容器２内の中心軸線のほぼ全長に亘り直線状に形成されている。コア電極６は、その端部６ａ，６ｂが矩形のモリブデン箔１２の一端部に対して白金箔（図示せず）を挟んで溶接等されることにより、モリブデン箔１２と電気的に接続されている。さらに、モリブデン箔１２の他端部には、リード線１４の一端が接続されており、このリード線１４の他端が図示しない点灯電源に接続されるようになっている。
【００２６】
コア電極６の両端部６ａ，６ｂ、これに接続されたモリブデン箔１２、及びリード線１４の一端は、気密容器２の両端のピンチシール部１０において封じられ、これによってコア電極６は、気密容器２の両端部間に張架された状態で保持される。
【００２７】
また、コア電極６の端部６ｂ側（図１の右側）には、密巻きされたコイル状部１６が形成されている。このコイル状部１６は、内部電極４が気密容器２内にて張架された状態において、コア電極６全体に張力を与え、内部電極４の自重による弛みを防止するために設けられる。コイル状部１６の寸法は、コイル状に巻き付けられた状態で外径１．３ｍｍ、長さ１０ｍｍ、コイルピッチ約０．３ｍｍで形成されている。
【００２８】
このコア電極６は、コア電極６の長手方向に沿ってカバー電極８に挿通されることによってカバー電極８を保持している。カバー電極８は、コア電極６より小さい外径０．１５ｍｍのタングステン製線材からなり、全長に亘りコイル状に形成されている。このカバー電極８は、コア電極６に保持された状態で内径０．２５ｍｍ、長さ３１０ｍｍ、コイルピッチ約０．２ｍｍとなるように密巻きされたコイル状に形成されている。カバー電極８は、コア電極６が挿通された状態でコア電極６と直接接触している。これにより、カバー電極８は、コア電極６と電気的に接続され、コア電極６を介して放電のための電圧が供給される。また、カバー電極８は、その一方の端部８ｂにおいて溶接又はカシメ等によりコア電極６に固定されている。一方、他方の端部８ａはコア電極６に固定されていない。両方の端部８ａ，８ｂにおいて固定された場合、カバー電極８が放電時に熱膨張を起こしても気密容器２の長手方向への逃げ場がないために、気密容器２の短手方向に熱膨張の影響が生じやすい。そのため、放電距離が気密容器２の長手方向において不均一になり、全体として均一な放電が得られない場合がある。それに対して、本実施形態においては、熱膨張による影響を、端部８ａからコア電極６の端部６ａに向かう方向に逃がすことによって全体に分散化することができるため、全体として均一な放電状態を維持することができる。また、固定する端部をコイル状部１６を有する側の端部にすることが、カバー電極８の熱膨張時のコイル状部１６への影響がないため好ましい。
【００２９】
ここで、製造時に気密容器２の排気を行う際には、気密容器２の両端がピンチシールによって封止された後、気密容器２の側面における中心軸線方向の端部側（図１の左側）に形成された排気管１８を通じて排気が行われ、その後、エキシマ放電用の希ガスが封入される。排気管１８は、希ガスの封入後、バーナー等により封止される。図１及び図２に示す排気管１８は、封止された状態を示している。
【００３０】
気密容器２の外周面には、外部電極２０が配設されている。外部電極２０は、展開した状態ではその外径が矩形となっており、図２から理解される通り、気密容器２の中心軸線と排気管１８の中心軸線とを含む面Ｐを基準にして面対称に設けられている。また、外部電極２０は、排気管１８を中心として時計回りと反時計回りにそれぞれ約１２０°の角度の計２４０°の範囲で形成されており、時計回りに約１２０°〜約２４０°の範囲は開放され光放射部２２（図２参照）を形成している。外部電極２０は、金属膜であり、例えばアルミニウムを気密容器２に蒸着させたものであり、電極としての機能と反射鏡としての機能を備えている。この外部電極２０は、図１に示すように、気密容器２の外周面の中心軸線方向の中央部の領域Ａにおいて、長さ３１０ｍｍで形成されている。なお、図１においては、外部電極２０の縦断面部分のみ図示し、その他の部分の図示を省略している。
【００３１】
ここで、外部電極２０は、面Ｐを基準にして時計回りに約１２０°〜約２４０°の範囲に光放射部２２を形成するような上記構成には限られず、希望する光放射角度の範囲に応じて適宜光放射部２２の範囲及び角度を変更するように構成されていても良い。
【００３２】
以下、上記のコア電極６、カバー電極８、及び外部電極２０の位置関係について説明する。上述したように外部電極２０は、気密容器２の外周面において中心軸線方向に沿った領域Ａにおいて、面Ｐ（図２参照）を基準とした時計回りと反時計回りに約１２０°の範囲で形成されている。これに対して、カバー電極８は、気密容器２における外部電極２０が形成された外周面に対応するコア電極６の所定部位に設けられている。すなわち、カバー電極８は、気密容器２の外壁の領域Ａの範囲に対応する中心軸線方向の範囲においてコア電極６が挿通された状態で、その一方の端部８ｂをコア電極６に固定されている。また、コア電極６のコイル状部１６は、カバー電極８が設けられた部位を除く部分であって、その部位と端部６ｂとの間において形成されている。
【００３３】
以上のような構成の誘電体バリア放電ランプ１において、外部電極２０とリード線１４との間に交流電圧を印加すると、気密容器２内の希ガスがカバー電極８と外部電極２０との間で誘電体バリア放電を起こし、紫外線が放射される。紫外線の一部は、外部電極２０が形成されていない気密容器２の光放射部２２（図２参照）を透過して放射され、残りの紫外線は外部電極２０の内面で反射された後、光放射部２２から外部に放射される。
【００３４】
ここで、誘電体バリア放電ランプ１の作用効果について、誘電体バリア放電ランプの他の構成例と比較しつつ更に詳細に説明する。図９、図１１〜１３は、誘電体バリア放電ランプの他の構成例を示す側面図であり、外部電極は縦断面部分のみ図示しその他の部分の図示を省略している。
【００３５】
図９に示す誘電体バリア放電ランプ９０１は、気密容器９０２の外周面に外部電極９２０が設けられ、気密容器９０２内部の中心軸線に沿って直線状の内部電極９０４が張架されている。この内部電極９０４の一端部側には、内部電極９０４の全体に張力を付与するためのコイル状部９１６が形成されている。内部電極９０４は、外径０．１８ｍｍのタングステン製線材からなり、コイル状部９１６は、コイル状に巻かれた状態で外径０．８ｍｍ、長さ１０ｍｍで形成されている。
【００３６】
このような誘電体バリア放電ランプ９０１においては、直線状の内部電極９０４と気密容器９０２の外周面に形成された外部電極９２０との間の誘電体バリア放電により紫外光が外部に放射される。図１０は、図９の誘電体バリア放電ランプ９０１の中心軸線方向から見た放電状態を示す図であり、（ａ）は、正常な放電状態を示す図、（ｂ）は、アーク状の放電状態を示す図である。図１０（ａ）に示すように、正常な放電状態においては、内部電極９０４から外部電極９２０に向けて放射状に均一に放電が発生している。
【００３７】
一方、図１０（ｂ）に示すように、誘電体バリア放電ランプ９０１においては、放電経路が内部電極９０４と外部電極９２０との間の特定の経路に集中するようなアーク状放電が生じやすい。これは、内部電極９０４が直線形状となっているために、内部電極９０４の放電面積が十分にとれないことによる。このようなアーク状放電によって、内部電極９０４におけるスパッタリングが発生し易いために内部電極９０４の消耗が激しくなったり、そのスパッタリング物の気密容器９０２の内壁への付着が多くなったり、アーク状放電そのものによる気密容器９０２への負荷が増加したりする。その結果、放射光の不均一化に加えて、内部電極９０４の消耗や気密容器９０２の損傷及び光透過率の低下による放電ランプの短寿命化を招く。
【００３８】
図１１の誘電体バリア放電ランプ９２１は、上記問題に対して内部電極の放電面積を増大させた例を示している。同図に示すように、誘電体バリア放電ランプ９２１の気密容器９２２の中心軸線に沿って全体がコイル状の内部電極９２４が保持されている。内部電極９２４の一端部側には、内部電極９２４の全体により強い張力を付与するために比較的密なコイルピッチを有するコイル状部９３６が形成されている。内部電極９２４は、外径０．１８ｍｍのタングステン製線材からなり、コイル状に巻かれた状態で外径０．８ｍｍ、コイルピッチ１ｍｍで形成され、コイル状部９３６は、外径０．８ｍｍ、長さ１０ｍｍ、コイルピッチが１ｍｍより小さいピッチで（例えば、コイルピッチ０．５ｍｍで）形成されている。
【００３９】
このような誘電体バリア放電ランプ９２１においては、直線状の内部電極に比較して放電面積を稼ぎやすいためにアーク状放電をある程度は防ぐことができる。しかしながら、内部電極９２４の放電面積を大きくするためには、全体の内部電極９２４においてコイル部分の占める割合を大きくすると共に、コイルピッチをより小さくすることが好ましいが、この場合は、内部電極９２４全体における張力が低下してしまう。このような内部電極９２４の張力の低下は自重や熱膨張による内部電極の垂れ下がりを生みやすく、その結果、放電ランプ全体の発光強度が不均一となる。従って、内部電極９２４の放電面積の確保と位置安定化との両立を図ることは困難である。
【００４０】
図１２の誘電体バリア放電ランプ９４１は、上記問題に対して内部電極の位置変動を低減させる例を示している。同図に示すように、誘電体バリア放電ランプ９４１の気密容器９４２の中心軸線に沿ってコイル状の内部電極９４４が保持されている。この内部電極９４４の長手方向の中央部には、細長い軸状の耐熱性挿入体９４６が挿入されている。内部電極９４４は、例えば、外径０．３ｍｍのタングステン製線材からなり、耐熱性挿入体９４６は、例えば、内部電極９４４より太い外径０．７ｍｍのタングステン製線材からなる。内部電極９４４は、その両端部間を円板状又はリング状の位置規制子９４８によって支持されることにより、気密容器９４２の短手方向における位置変動を防止するようにしている。
【００４１】
このような誘電体バリア放電ランプ９４１においては、内部電極９４４が耐熱性挿入体９４６を含む自重を支える構造をとっているため、耐熱性挿入体９４６の両端部を挟んだ中央部において依然として垂れ下がりを生じやすい（図１３参照）。位置規制子９４８によって内部電極９４４の垂れ下がりを少なくすることも可能であるが、位置規制子９４８の存在によって放射光の分布に偏りが生じるため、内部電極９４４の放電部位の近くに設けることは望ましくない。
【００４２】
これに対して、図１に示した誘電体バリア放電ランプ１は、気密容器２の両端のピンチシール部１０において端部６ａ，６ｂが保持されたコア電極６によって、内部電極４全体の気密容器２の短手方向での位置が保持されている。そこで、そのコア電極６に設けられたコイル状のカバー電極８と外部電極２０との間で放電を生じさせるような構成としているので、内部電極４の位置を十分に安定化させることができる。この場合、カバー電極８の放電面積を大きくするためにコイル部分の割合を大きくしたりコイルピッチを小さくした場合であっても、コア電極６で保持されているので、気密容器２内での内部電極４の位置に影響を及ぼすことはない。従って、内部電極４の放電面積の確保と、熱膨張や自重による内部電極４の垂れ下がりの回避を両立させることができる。その結果、均一かつ安定な光出力、及び長寿命化を実現する誘電体バリア放電ランプを提供することができる。
【００４３】
また、コア電極６は、その外部電極２０に対応する所定部位においてカバー電極８に挿通されているので、カバー電極８がコア電極６に沿った所定部位において安定して支持される。
【００４４】
また、カバー電極８は、密巻きコイル状に形成されているので、カバー電極８における放電面積をバランス良く拡大化させることができる。
【００４５】
また、コア電極６は、コイル状部１６を備えているので、コア電極６が熱膨張した場合であっても、コイル状部１６が張力保持部として作用してコア電極６の長手方向に張力が発生するので、内部電極４の垂れ下がりを更に回避することができる。
【００４６】
さらに、コイル状部１６が、カバー電極８が設けられた所定部位とコア電極６の端部６ｂとの間に設けられているので、カバー電極８の垂れ下がりを抑えることができる。また、コイル状部１６が内部電極４と外部電極２０との間の放電領域（図１の領域Ａに対応する領域）から外れているので、コイル状部１６の張力保持作用に対する放電の影響を避けることができる。
【００４７】
また、コア電極６を構成する金属部材の線径が、カバー電極８を構成する金属部材の線径よりも大きいので、カバー電極８の相対的な軽量化により内部電極４の垂れ下がりをより低減することができるとともに、カバー電極８の製造効率の向上を図ることができる。
【００４８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、本発明の第２実施形態である誘電体バリア放電ランプ５１の側面図、図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図である。本実施形態にかかる誘電体バリア放電ランプ５１では、カバー電極が２つの部材から構成され、気密容器内において２つのカバー電極の間に内部電極支持部材が設けられている点が第１実施形態のものと異なる。
【００４９】
図３に示すように、気密容器２の中心軸線方向の中央部には、内部電極支持部材５８が取り付けられている。内部電極支持部材５８は溶融石英によって作られた外径７．５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの円板状の部材であり、中心に径０．３ｍｍの貫通孔６０が形成されている（図４参照）。このような形状の内部電極支持部材５８は、気密容器２の内径と略等しく若干小さい外径を有することで、気密容器２をほぼ塞ぐような状態で気密容器２の内壁に配置される。また、内部電極支持部材５８の貫通孔６０にはコア電極６が挿入され、コア電極６は、貫通孔６０の内壁に接触することで気密容器２の短手方向に支持される。
【００５０】
また、コア電極６は、気密容器２の外周面の領域Ａの範囲に対応する所定部位において、２つのカバー電極５２，５４に挿通されて設けられている。これらのカバー電極５２，５４は、それぞれ、コア電極６の所定部位を内部電極支持部材５８の位置において２分割した範囲に亘って設けられている。また、カバー電極５２，５４は、それぞれ、内部電極支持部材５８側の一方の端部５２ｃ，５４ｃにおいて溶接又はカシメ等によりコア電極６に固定されており、他方の端部は固定されていない。
【００５１】
以上のような構成の誘電体バリア放電ランプ５１においても、気密容器２のピンチシール部１０において両端部６ａ，６ｂが保持されたコア電極６によって、内部電極５６全体の気密容器２の短手方向での位置が保持され、内部電極５６の位置を十分に安定化させることができる。従って、内部電極５６の放電面積の確保と、熱膨張や自重による内部電極５６の垂れ下がりの回避を両立させることができる。その結果、均一かつ安定な光出力、及び長寿命化を実現する誘電体バリア放電ランプを提供することができる。
【００５２】
また、内部電極支持部材５８によってコア電極６の中間部の位置が支持されているので、内部電極５６の熱膨張及び自重の影響を分散化することで気密容器２の短手方向における内部電極５６の位置をより安定化させることができる。
【００５３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、本発明の第３実施形態である誘電体バリア放電ランプ７１の側面図、図６は、図５のVI−VI線に沿った断面図である。本実施形態にかかる誘電体バリア放電ランプ７１では、内部電極がコイル状のコア電極を備えている点が第１実施形態のものと異なる。
【００５４】
図５に示すように、内部電極７４は、気密容器２の中心軸線に沿ってコイル状に延びるコア電極７６と、コア電極７６が挿通された状態でコア電極７６の所定部位に設けられたコイル状のカバー電極７８とを含んで構成されている。
【００５５】
コア電極７６は、外径０．２３ｍｍのタングステン製線材からなり、気密容器２内の中心軸線の全長に亘りコイル状に形成されている。コア電極７６は、その端部７６ａ，７６ｂが矩形のモリブデン箔１２の一端部に対して白金箔（図示せず）を挟んで溶接等されることにより、モリブデン箔１２と電気的に接続されている。さらに、モリブデン箔１２の他端部には、リード線１４の一端が接続されており、このリード線１４の他端が図示しない点灯電源に接続される。コア電極７６の両端部７６ａ，７６ｂ、これに接続されたモリブデン箔１２、及びリード線１４の一端は、気密容器２のピンチシール部１０において封じられ、これによってコア電極７６は、気密容器２の両端部間に張架された状態で保持される。
【００５６】
このとき、コア電極７６は、気密容器２内で張架された状態において、外径０．８ｍｍ、コイルピッチ１ｍｍとなるようにコイル状に形成され、コア電極７６全体で張力を付与するコイル状部を構成する。また、気密容器２の外壁の領域Ａの範囲に対応するコア電極７６の所定部位から中心軸線方向の外側であって、その所定部位と端部７６ｂとの間には、相対的にコイルピッチの小さい密巻きコイル部（密巻き領域）８６が形成されている。この密巻きコイル部８６は、例えば、外径０．８ｍｍ、コイルピッチ約０．３ｍｍ、長さ１０ｍｍとされている。
【００５７】
このようなコア電極７６の領域Ａに対応する所定部位には、コア電極７６の長手方向に沿うようにカバー電極７８が設けられている（図６参照）。カバー電極７８は、コア電極７６より小さい外径０．１５ｍｍのタングステン製線材からなり、全長に亘りコイル状に形成されている。このカバー電極７８は、コア電極７６が挿通された状態で、内径０．８５ｍｍ、長さ３１０ｍｍ、コイルピッチ約０．２ｍｍとなるようにコイル状に密巻きされて形成され、全長に亘りコア電極７６に接触することで電気的に接続されている。また、カバー電極７８は、その一方の端部７８ｂにおいて溶接又はカシメ等によりコア電極７６に固定されており、他方の端部７８ａは固定されてない。
【００５８】
以上のような構成の誘電体バリア放電ランプ７１においては、コア電極７６全体が、領域Ａに対応する所定部位からその所定部位と端部７６ａ，７６ｂとの間にかけて、張力保持部として形成されているので、広い範囲で均等な張力保持を行うことができ、簡単な構成で内部電極７４全体に渡る熱膨張による位置変動を効果的に抑えることができる。なお、モリブデン箔１２との接合が行いやすいように、コア電極７６の両端部は直線状に形成されていても良い。
【００５９】
また、コア電極７６には、密巻きコイル部８６が形成され、その密巻きコイル部８６のコイルピッチが相対的に小さくされ張力保持作用が強くされているので、コイルピッチが全体的に均等にされている場合よりもコア電極７６全体の張力が十分に発揮される。また、この密巻きコイル部８６は、カバー電極７８の設けられた所定部位に対して中心軸線方向の外側に設けられているので、放電の張力保持作用に対する影響を避けることができる。
【００６０】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図７は、本発明の第４実施形態である誘電体バリア放電ランプ９１の側面図、図８は、図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。本実施形態にかかる誘電体バリア放電ランプ９１では、内部電極が気密容器の内壁に近接して設けられている点と、カバー電極が２つの部材から構成され、２つのカバー電極の間に内部電極支持部材が設けられている点が第１実施形態のものと異なる。
【００６１】
図７に示すように、誘電体バリア放電ランプ９１の気密容器２内には、内部電極９４が設けられている。この内部電極９４は、気密容器２の中心軸線と平行に直線状に延在するコア電極９６と、コア電極９６の所定部位に分割して設けられた２つのコイル状のカバー電極９８，１００とを含んで構成されている。
【００６２】
コア電極９６の両端部９６ａ，９６ｂ、これに接続されたモリブデン箔１２、及びリード線１４の一端は、気密容器２のピンチシール部１０において気密容器２の外部電極２０が設けられている方向に片寄った位置に封じられ、これによってコア電極９６は、気密容器２の両端部間に張架された状態で保持される。すなわち、図８に示すように、コア電極９６は、気密容器２の外部電極２０が設けられている外周面に対して、気密容器２の管壁を挟んだ反対側の内壁に近接して配置されている。
【００６３】
コア電極９６の長手方向の中央部には、内部電極支持部材１０２が取り付けられている。内部電極支持部材１０２は、例えば、外径０．５ｍｍのタングステン、ニッケル等の金属製線材からなり、気密容器２の内径にほぼ等しい径の円形部を有するものである（図８参照）。この円形部の存在により、内部電極支持部材１０２は円形部が拡幅する方向に付勢力を有する。このような内部電極支持部材１０２は、円形部の外縁を気密容器２の内壁に接触させることで、その位置が保たれている。さらに、内部電極支持部材１０２と外部電極２０が設けられた側の気密容器２の内壁との間には、コア電極９６の中央部が挟み込まれている。こうして、内部電極支持部材１０２の付勢力により、コア電極９６が気密容器２の外部電極２０が設けられた側の内壁に押し付けられて接触している。
【００６４】
また、コア電極９６は、気密容器２の外周面の領域Ａの範囲（図７参照）に対応する所定部位において、２つのカバー電極９８，１００に挿通されている。これらのカバー電極９８，１００は、それぞれ、コア電極９６の所定部位を内部電極支持部材１０２の位置において２分割した範囲に亘って設けられている。また、カバー電極９８，１００は、それぞれ、内部電極支持部材１０２側の一方の端部９８ｃ，１００ｃにおいて溶接又はカシメ等によりコア電極９６に固定されており、他方の端部は固定されていない。
【００６５】
以上のような構成の誘電体バリア放電ランプ９１においては、気密容器２の内部に設けられた内部電極９４が、気密容器２における外部電極２０が設けられた側の内壁に接触して配置されている。このような状態においてカバー電極９８，１００と外部電極２０との間で生じる放電は、気密容器２における外部電極２０が設けられた側の内壁に沿った沿面放電が主となる。このような沿面放電時においては、アーク状放電は極めて少ない状態に維持される。従って、気密容器２や内部電極９４に対する放電の負荷、及び内部電極９４のスパッタリングの発生による影響を小さくすることができる。さらには、アーク状放電に起因する放出光の非均一性を防止することができる。
【００６６】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、内部電極を構成するコア電極６，７６，９６及びカバー電極８，５２，５４，７８，９８，１００の金属線材としては、特定のものに限られるものではなく、それぞれの金属線材の主成分として異なるものを使用しても良い。このようにすれば、コア電極として張力を維持するのに適した材料を、カバー電極として放電特性の優れた材料を使用することができる。ここで、コア電極の材料としては、張力維持の観点から、弾性率が比較的大きく、熱膨張率が小さい材料であるタングステン、モリブデン等を用いることが好ましい。
【００６７】
この場合、カバー電極を構成する金属線材の主成分が、コア電極を構成する金属線材の主成分よりも仕事関数が低いものであることも好ましい。このようなカバー電極の金属線材としては、コア電極としてタングステン製線材を用いた場合、純粋なタングステンより仕事関数の低いトリエーテッドタングステン製線材や、タングステン製線材の表面にオキサイト等の電子放出性材料を塗布したもの等を用いることができる。これにより、放電開始及び放電維持に必要な電圧の大きさを小さくすることができるので、電極や気密容器の負荷の低減、及び放電ランプの長寿命化が可能になる。
【００６８】
また、カバー電極を構成する金属線材の主成分が、コア電極を構成する金属線材の主成分よりも密度が小さいものであることも好ましい。このようなカバー電極の金属線材としては、コア電極としてタングステン製線材を用いた場合、タングステンより密度の小さいニッケル製線材や、モリブデン線線材等を用いることができる。このようにカバー電極の比重をコア電極の比重より小さくすることで、内部電極の垂れ下がりを小さくすることができる。
【００６９】
また、外部電極２０は、気密容器２の外周面に金属膜として設けられるほか、網状やループ状に形成された線材として気密容器２の外周面上に設けられてもよい。
【００７０】
また、カバー電極は、コア電極が挿通された状態でコア電極の所定位置に設けられるものには限られず、コア電極に巻き付けることによりコイル状に形成したものであっても良いし、コイル状に形成されたカバー電極自体をコア電極に巻き付けたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施形態である誘電体バリア放電ランプの側面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態である誘電体バリア放電ランプの側面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態である誘電体バリア放電ランプの側面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態である誘電体バリア放電ランプの側面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図９】誘電体バリア放電ランプの他の構成例を示す側面図である。
【図１０】図９の誘電体バリア放電ランプの放電状態を示す正面図であり、（ａ）は、正常な放電状態を示す図、（ｂ）は、アーク状の放電状態を示す図である。
【図１１】誘電体バリア放電ランプの他の構成例を示す側面図である。
【図１２】誘電体バリア放電ランプの他の構成例を示す側面図である。
【図１３】図１２の誘電体バリア放電ランプの要部拡大側面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１，５１，７１，９１…誘電体バリア放電ランプ、２…気密容器、４，５６，７４，９４…内部電極、５８，１０２…内部電極支持部材、６，７６，９６…コア電極（第１の内部電極）、８，５２，５４，７８，９８，１００…カバー電極（第２の内部電極）、１６，１０６…コイル状部、８６…コイル部（密巻き領域）、２０…外部電極。
【図１】
2006156120.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】
2006156120.tif 000009
【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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