(57)【要約】【課題】  密封容器の外周面における電極間の漏洩電流を防止し、光量の増加が図られた誘電体バリア放電ランプを提供することを目的とする。【解決手段】  筒体３の外周面３ａにおける電極６，６間に、外周面３ａから外方に突出する絶縁鍔部７を備え、十分な沿面距離を確保し、筒体３の周方向に隣接する電極６，６の端部間の漏洩電流を防止する。そのため、一対の電極６，６を周方向に近接して配置することができ、電極６面積を増やすことが可能となり、筒体３内での放電電流を容易に増加させることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体からなる筒体と、この筒体の一端側に設けられた光出射窓とを有し、内部にエキシマ放電用希ガスを封入した密封容器と、
前記筒体の軸線方向に延びると共に、前記筒体の外周面の相反する側から突出する一対の絶縁鍔部と、
前記一対の絶縁鍔部に挟まれた前記外周面に設けられ、前記筒体を挟んで互いに対向する一対の電極と、
を備えることを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
【請求項２】
前記筒体は、前記密封容器内の光の外部への透過を防止する誘電体材料によって構成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】
前記密封容器は、前記筒体の他端側を封止する封止部を有し、
前記封止部は、前記密封容器内の光の外部への透過を防止する誘電体材料によって構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項４】
前記絶縁鍔部は、前記筒体の略全長にわたって延び、
前記外周面は、前記絶縁鍔部を除く残りの面が前記一対の電極によって覆われていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項５】
前記電極の前記筒体側の面は、当該密封容器内の光を反射させる光反射部材によって構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項６】
前記絶縁鍔部は、前記密封容器内の光の外部への透過を防止する誘電体材料によって構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に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出射する誘電体バリア放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外光を出射するランプは、殺菌、脱臭、半導体の検査等に適用される光源として幅広い分野で採用されている。この種のランプでは、水銀が使用されているものが多く、近年の環境問題への意識の高まりから、水銀を使用せずに紫外光を出射するものが求められている。
【０００３】
そして、紫外光を出射するランプとして、誘電体バリア放電ランプがある。この種の誘電体バリア放電ランプとしては、放電ガスが充填された密封容器の外周面に一対の電極を配置し、この電極に電圧を印加することで、密封容器内で放電を発生させ、密封容器内の光を密封容器の軸線方向に出射するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−３３８２９９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に記載の誘電体バリア放電ランプでは、出射される光量が不十分であり、光量の増加が求められていた。そこで、光量の増加を図るべく電極の面積を大きくすることが考えられるが、電極の面積を大きくすると隣接する電極の端部同士が接近し過ぎて、密封容器の外周面に沿って沿面放電が発生し漏洩電流が生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、密封容器の外周面における電極間の漏洩電流を防止し、光量の増加が図られた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】
【０００６】
本発明による誘電体バリア放電ランプは、誘電体からなる筒体と、この筒体の一端側に設けられた光出射窓とを有し、内部にエキシマ放電用希ガスを封入した密封容器と、筒体の軸線方向に延びると共に、筒体の外周面の相反する側から突出する一対の絶縁鍔部と、一対の絶縁鍔部に挟まれた外周面に設けられ、筒体を挟んで互いに対向する一対の電極と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような誘電体バリア放電ランプによれば、筒体の外周面における電極間に、外周面から外方に突出する絶縁鍔部が設けられているため、十分な沿面距離を確保することができ、筒体の周方向に隣接する電極の端部間の漏洩電流を防止することが可能となる。そのため、一対の電極を周方向に近接させて配置することが可能となり、電極面積を増やすことができ、密封容器内での放電電流を容易に増加させることができる。なお、ここでいう「筒体の外周面の相反する側から突出する」とは、筒体の軸線方向（長手方向）と垂直な断面において、外周面の互いに対向する部位から突出するもの、略対向する部位から突出するものを、含むものとする。
【０００８】
ここで、筒体は、密封容器内の光の外部への透過を防止する誘電体材料によって構成されていることとしてもよい。このようにすれば、筒体からの光の漏洩を防止することができる。
【０００９】
また、密封容器は、筒体の他端側を封止する封止部を有し、封止部は、密封容器内の光の外部への透過を防止する誘電体材料によって構成されていることとしてもよい。このようにすれば、封止部からの光の漏洩を防止することができる。
【００１０】
また、絶縁鍔部は、筒体の略全長にわたって延び、筒体の外周面は、絶縁鍔部を除く残りの面が一対の電極によって覆われていることが好ましい。このようにすれば、絶縁鍔部を挟んで電極対が近接して配置され、従前に比して電極面積が大きくされて、光出射窓から出射される光量が増加する。また、筒体の外周面が電極によって覆われているため、筒体の外周面からの光の漏洩を防止することができる。
【００１１】
また、電極の筒体側の面は、当該密封容器内の光を反射させる光反射部材によって構成されていることが好適である。このようにすれば、密封容器内の光が光反射部材で反射され、光出射窓から出射される光量を増加させることができる。
【００１２】
また、絶縁鍔部は、密封容器内の光の外部への透過を防止する誘電体材料によって構成されていることが好ましい。このようにすれば、密封容器内の光が絶縁鍔部を介して密封容器外へ漏洩することが防止される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の誘電体バリア放電ランプによれば、密封容器の外周面における沿面放電が防止され、密封容器の外部での電流の漏洩が無くなり、光量の増加を図った誘電体バリア放電ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の誘電体バリア放電ランプによる好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の実施形態に係る誘電体バリア放電ランプを示す側面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図であり、本実施形態の誘電体バリア放電ランプ１は、例えば半導体検査装置等に採用され、スポット的に紫外光を出射させるものである。
【００１５】
図１に示すように、誘電体バリア放電ランプ（エキシマ放電ランプ）１は、細長い管状の放電容器（密封容器）２を備えている。この放電容器２は、石英ガラス管（誘電体）から構成され外径６ｍｍ、長さ１００ｍｍの円筒体（筒体）３と、円筒体３の一端側に設けられ光を透過する光出射窓４と、円筒体３の他端側を封止する封止部５とを備えたガラスバルブである。放電容器２の内部には、エキシマ放電用希ガスであるキセノンが封入されている。なお、キセノンの圧力は約５３．３２ｋＰａ（４００Ｔｏｒｒ）とされている。光出射窓４及び封止部５は石英ガラス板から構成され、これらの光出射窓４及び封止部５は、溶融によって円筒体３の両端部を各々密封している。
【００１６】
円筒体３の外周面３ａには、図１及び図２に示すように、この円筒体３を挟んで互いに対向して配置された一対の絶縁鍔部７が設けられている。これらの絶縁鍔部７は絶縁体である石英ガラス板から構成された板状部材であり、外周面３ａから外方に突出するとともに、円筒体３の軸線Ｌ（長手方向に沿った軸線）方向において略全長にわたり延在している。絶縁鍔部７は、例えば耐熱接着剤等によって外周面３ａに固定されている。なお、外周面３ａからの絶縁鍔部７の突出量は、約３．５ｍｍとされている。
【００１７】
さらに、円筒体３の外周面３ａには、この円筒体３を挟んで互いに対向して配置された一対の電極６，６が設けられている。具体的には、一方の電極６は、一対の絶縁鍔部７より図示上側に配置され、他方の電極６は、一対の絶縁鍔部７より図示下側に配置されている。これらの電極６，６はアルミニウムなどの金属膜からなる。金属膜は、アルミニウムを所定の厚さで円筒体３の外周面３ａに蒸着して形成されたもので、円筒体３内の光を反射する反射鏡としての機能を備えるものである。また、電極６，６は、軸線Ｌ方向において、円筒体３の両端部近傍を除き略全長に延び、周方向において、絶縁鍔部７を除く略全域に形成されている。すなわち、円筒体３の外周面３ａは、両端部近傍及び絶縁鍔部７を除き電極６，６によって覆われている。そして、電極６，６は、交流電源８に各々接続されて例えば３〜５ｋＶの電圧が印加される。なお、絶縁鍔部７及び電極６を円筒体３の全長にわたって配置する構成としてもよい。
【００１８】
このように構成された誘電体バリア放電ランプ１では、交流電源８によって一対の電極６，６に電圧が印加され、放電容器２内で誘電体バリア放電が発生しエキシマ分子が形成される。このエキシマ分子から放射された紫外光（１７２ｎｍピーク）が光出射窓４を透過して、放電容器２の軸線Ｌ方向に出射される。すなわち、小型かつ簡素な構造で高輝度な紫外光を得ることができる。また、水銀を使用せずに紫外光を発光するため、環境に対する負荷が低減されている。
【００１９】
このような誘電体バリア放電ランプ１によれば、円筒体３の外周面３ａにおける電極６，６間に、絶縁鍔部７が立設されているため、隣接する電極６の端部間での漏洩電流の発生が防止されている。具体的には、外周面３ａから外方に突出する絶縁体が設けられていることにより、十分な沿面距離が確保されているため、電極６，６の端部間で沿面放電の発生が防止されている。これにより、円筒体３内での放電電流が増大しエキシマ分子の生成量が増やされる。その結果、出射される紫外光の光量が増やされる。また、電極６を絶縁鍔部７際まで形成することが可能とされ、電極６の設置面積が増やされているため、従前に比して放電電流を増やすことができ、出射される紫外光の光量を容易に増やすことができる。
【００２０】
ここで、電極６はアルミニウムによって形成されて、円筒体３内の光を反射するため、光出射窓４から出射される紫外光の光量が増やされている。また、円筒体３の外周面３ａの略全域が電極６によって覆われているため、円筒体３からの光の漏れが減少し、光出射窓４から効率よく紫外光が出射される。
【００２１】
また、電極６が放電容器２の外部に配置されているため、電極６の消耗が極めて少なく、放電容器２の内部に電極を有するタイプに比して、長寿命化が図られている。また、電極６が円筒体３の長さに応じて長く設定されているため、放電が１点に集中することがなくなり、放電容器２の破損が防止されている。
【００２２】
また、誘電体バリア放電ランプ１は、簡素な構造で小型化されているため、低コスト化が図られている。さらに、小型の交流電源８を用いて紫外光を得ることができるため、従前のような大型で高価な電源を必要としない。
【００２３】
なお、本実施形態においては、円筒体３の長さを約１００ｍｍとし、その長さに応じて電極６を設置しているが、円筒体３及び電極６の長さを変化することにより、紫外光の密度を容易に可変することができる。例えば、より紫外光の密度を得たい場合には、円筒体３及び電極６を長くすればよい。
【００２４】
また、誘電体バリア放電ランプ１を光源装置または各種装置の光源として使用する場合には、図２に示すように、絶縁鍔部７を図示上下方向から挟み込むことによって誘電体バリア放電ランプ１を把持する保持具９を装置に設ければ、容易且つ確実に装着することができる。なお、保持具９は絶縁性材料からなると、より電極間の漏洩電流の防止に好ましい。また、保持具９を導電性部材で形成したとしても、絶縁材料による皮膜を施したり、絶縁鍔部７を挟み込む部分に絶縁材料からなるキャップを被せても良い。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態に係る誘電体バリア放電ランプについて、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の第２実施形態に係る誘電体バリア放電ランプを示す横断面図である。この第２実施形態の誘電体バリア放電ランプ２１が第１実施形態の誘電体バリア放電ランプ１と違う点は、円筒体３を有する放電容器２に代えて、角筒体（筒体）２３を有する放電容器２２とした点である。角筒体２３は、例えば石英ガラス板等から構成されている。なお、角筒体２３の側面（外周面）のうち、図示左右方向に対向するものを側面２３ａとし、図示上下方向に対向するものを側面２３ｂとして説明する。
【００２６】
角筒体２３の側面２３ａの上下方向の中央には、この角筒体２３を挟んで配置された一対の絶縁鍔部２７が各々設けられている。これらの絶縁鍔部２７は、側面２３ａから外方に突出するとともに、角筒体２３の軸線方向において略全長にわたり延在している。なお、絶縁鍔部２７及び後述する電極２６は、第１実施形態の絶縁鍔部７及び電極６と同様の構成とされている。
【００２７】
また、角筒体３の側面２３ａ，２３ｂには、この角筒体２３を挟んで互いに対向して配置された一対の電極２６，２６が設けられている。具体的には、一方の電極２６は、一対の絶縁鍔部２７より上側に配置され、他方の電極２６は、一対の絶縁鍔部２７より下側に配置されている。このように構成しても第１実施形態の誘電体バリア放電ランプ１と同様な作用・効果を奏する。
【００２８】
なお、絶縁鍔部２７の配置箇所は、側面２３ａの上下方向の中央に限定されない。例えば、図４に示す誘電体バリア放電ランプ３１のように、角筒体２３の対向する角部の外面に絶縁鍔部３７を設置してもよい。
【００２９】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、一対の絶縁鍔部７，２７，３７は、互いに離れている構成としているが、例えば、封止部５の外面に絶縁体からなる鍔部を設けこの鍔部を介して一対の絶縁鍔部７，２７，３７を連結しても良く、その他の部材を介して連結しても良く、更には、一対の絶縁鍔部７，２７，３７を一体部材として構成しても良い。このように、絶縁鍔部７，２７，３７を筒体３，２３の全長にわたり配置し、加えて封止部５に上記鍔部を設置した場合には、筒体３，２３の外周面３ａ，２３ａ，２３ｂの略全体に電極を配置することができ、電極の設置面積を更に増加させることができる。
【００３０】
また、上記実施形態において、一対の絶縁鍔部７，２７，３７を、筒体３，２３を挟んで互いに対向して配置し外方に突出する構成としているが、絶縁鍔部７，２７，３７は筒体３，２３の外周面３ａ，２３ａ，２３ｂの略対向する位置から突出する構成としても良く、その突出方向は同一の方向でも良く、互いに異なる方向でも良い。また、絶縁鍔部７，２７，３７は、板状とされているが、絶縁鍔部７，２７，３７の形状は限定されず、例えば多角形状、円柱状、筒状等であっても良く、要は、筒体３，２３の外周面における電極６，２６間で十分な沿面距離を確保できれば良い。
【００３１】
また、上記実施形態において、筒体３，２３、封止部５及び絶縁鍔部７，２７，３７を石英ガラスとしているが、例えば、紫外光を透過しない硬質ガラスのような光吸収性ガラスや、セラミックスを始めとしたその他の誘電体（絶縁体）であってもよい。硬質ガラスを使用した場合には、紫外光の透過を防止することができる。また、セラミックスを使用した場合には、紫外光の透過を防止できることに加え、耐熱温度が高い、割れにくいといったメリットがある。
【００３２】
なお、特に好ましいとして、照射光（紫外光）の透過性を考慮し光出射窓４を石英ガラスとして、その他の筒体３，２３、封止部５及び絶縁鍔部７，２７，３７も石英ガラスとする構成としているが、各部材の材質が異なっていてもよい。ここで、例えば接合する部材の材質が異なり熱膨張率差を考慮する必要がある場合には、段シール加工（グレーテッドシール）を施すのが好ましい。
【００３３】
また、上記実施形態にあっては、筒体３，２３と絶縁鍔部７とを別部材とし、耐熱接着剤により接着する構成としているが、例えば、金属アルキシド溶液を用いてゾル・ゲル法を適用し、筒体３，２３と、絶縁鍔部７とを接着させてもよい。また、筒体３，２３と絶縁鍔部７とを一体物として形成してもよい。
【００３４】
また、上記実施形態にあっては、筒体を円筒体３、角筒体２３としているが、例えば横断面が五角形、六角形を始めとしたその他の多角形である多角形筒体であっても良く、その他の形状の筒体であってもよい。
【００３５】
また、上記実施形態にあっては、筒体３，２３の他端側を封止部５で封止しているが、この封止部５に代えて、例えばピンチシールのように、筒体自身を溶融させて形成した封止部としても良い。この場合、構成部材を減らすことができる。また、封止部５も光透過窓とすれば、対向する双方向に光を出射することができる。
【００３６】
また、上記実施形態にあっては、アルミニウムを蒸着して形成した電極６として構成しているが、アルミ箔によって構成された電極としてもよく、その他の金属を用いてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態にあっては、キセノンを封入した放電容器２，２２としているが、その他の希ガスを封入した放電容器としてもよく、希ガスと共にその他のハロゲンガス等を封入して任意のスペクトルデザインの光を出射する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る誘電体バリア放電ランプを示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る誘電体バリア放電ランプを示す横断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る誘電体バリア放電ランプを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，２１，３１…誘電体バリア放電ランプ、２，２２…放電容器（密封容器）、３…円筒体（筒体）、３ａ…外周面、４…光出射窓、５…封止部、６，２６…電極、７，２７，３７…絶縁鍔部、２３…角筒体（筒体）、２３ａ，２３ｂ…側面（外周面）、Ｌ…軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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