(57)【要約】      （修正有）【課題】放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化する。【解決手段】放電管と、この放電管に設けられた一対の電極３２と、前記放電管の周方向の一部に長手方向に沿って設けられた反射膜４とを備え、前記放電管において前記反射膜の周方向両端部の間に形成される開口部５が光射出部とされ、前記反射膜の形成領域が、前記長手方向に沿って変化し、長手方向両端部に行くに従って徐々に小さくすることで、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することができる。【選択図】図２
2015032378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管と、
前記放電管に設けられた一対の電極と、
前記放電管の周方向の一部に長手方向に沿って設けられた反射膜とを備え、
前記反射膜の形成領域が、前記長手方向に沿って変化している放電ランプ。
【請求項２】
前記放電管において、前記反射膜の形成領域以外の領域が光射出部とされている請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記反射膜の形成領域が、長手方向両端部に行くに従って徐々に小さくなる請求項１又は２記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記反射膜の形成領域が、長手方向両端部のみ小さくなる請求項１又は２記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記放電管において前記反射膜の周方向両端部の間に形成される開口部が光射出部とされている請求項１乃至４の何れか一項に記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記反射膜の周方向両端部が、前記放電管の長手方向に直交する中心線に対して、対称形状をなす請求項１乃至５の何れか一項に記載の放電ランプ。
【請求項７】
前記反射膜の周方向両端部が、前記放電管の長手方向に沿った中心軸線に対して、対称形状をなす請求項１乃至６の何れか一項に記載の放電ランプ。
【請求項８】
前記放電管の長手方向に垂直な断面が、上壁と下壁と、前記上壁と下壁を繋ぐ一対の側壁からなる矩形状である請求項１乃至７の何れか一項に記載の放電ランプ。
【請求項９】
前記一対の側壁は、湾曲している請求項８記載の放電ランプ。
【請求項１０】
前記反射膜の周方向両端部は、前記側壁に形成されている請求項８又は９記載の放電ランプ。
【請求項１１】
前記反射膜の周方向両端部は、前記下壁に形成されている請求項９又は１０記載の放電ランプ。
【請求項１２】
前記放電管の内部にエキシマ発光のための放電用ガスが封入されている請求項１乃至１１の何れか一項に記載の放電ランプ。
【請求項１３】
前記反射膜が、シリカ粒子を含有するものである請求項１乃至１２の何れか一項に記載の放電ランプ。
【請求項１４】
前記放電管は、直管状をなす請求項１乃至１３の何れか一項に記載の放電ランプ。
【請求項１５】
前記反射膜は、貫通孔を有する請求項１乃至１４の何れか一項に記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエキシマランプといった紫外線ランプ等の放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばエキシマランプとしては、特許文献１に示すように、断面矩形状の直管状をなす放電管と、この放電管の外面に設けられた一対の電極とを備え、当該一対の電極間にエキシマ放電を生じさせて、例えば波長１７０ｎｍ付近の真空紫外線を照射するものがある。
【０００３】
そして、前記放電管の内面には、放電管内部で発生した紫外線を反射する紫外線反射膜が形成されている。具体的には、放電管の光射出部を除く部分に紫外線反射膜が形成されている。このように光射出部を除く部分に紫外線反射膜を形成することによって、放電管の内部で発生した紫外線を紫外線反射膜で反射させて、放電管の内部で発生した紫外線を有効に光射出部から外部に射出させることができる。
【０００４】
ここで、前記紫外線反射膜は、図５に示すように、放電管の長手方向において開口幅が一定に形成されている。つまり、紫外線反射膜の周方向における幅寸法が、長手方向において一定幅となるように形成されている。なお、紫外線反射膜は、例えばシリカ粒子により形成されている。
【０００５】
しかしながら、長手方向において一定幅で紫外線反射膜を形成したものでは、紫外線反射膜の長手方向端部において反射又は散乱反射による光量が低下するため、光射出部の長手方向端部から射出される光量も低下してしまう。このため、図６に示すように、被照射面における長手方向における光量分布（光量均斉度）が悪くなってしまう問題がある。つまり、上記のエキシマランプでは、被照射面における長手方向の端部における光量が中央部に比べて小さくなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、図６のように開口部を除く照射面側まで紫外線反射膜を形成した場合には、照射面側まで紫外線反射膜を設けない場合に比べて、つまり照射面側のすべてを開口部とした場合に比べて、被照射面における長手方向端部における光量は極端に小さなものとなってしまい、その部分の紫外線はワークの処理に使えないので、ランプ長を長くしなければなら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２０１０−５５９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る放電ランプは、放電管と、前記放電管に設けられた一対の電極と、前記放電管の周方向の一部に長手方向に沿って設けられた反射膜とを備え、前記反射膜の形成領域が、前記長手方向に沿って変化していることを特徴とする。
【００１０】
このような放電ランプであれば、放電管に設けられた反射膜の形成領域が、放電管の長手方向に沿って変化しているので、放電管から照射される光量を長手方向において変化させることができる。したがって、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することができる。
【００１１】
前記放電管において、前記反射膜の形成領域以外の領域が光射出部とされていることが望ましい。
これならば、反射膜の形成領域が長手方向において変化することによって、放電管に形成される光射出部が長手方向において変化することになる。これにより、光射出部から照射される光量を長手方向において変化させることができ、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することができる。
【００１２】
前記反射膜の形成領域が、長手方向両端部に行くに従って徐々に小さくなることが望ましい。
これならば、光射出部の長手方向両端部を長手方向中央部よりも大きくすることができ、光射出部の長手方向両端部から照射される光量を多くすることができる。これにより、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することができる。
【００１３】
前記反射膜の形成領域が、長手方向両端部のみ小さくなることが好ましい。
これならば、光射出部を長手方向両端部のみ長手方向中央部よりも大きくすることができ、光射出部の長手方向両端部から照射される光量を多くすることができる。これにより、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することができる。
【００１４】
前記放電管において前記反射膜の周方向両端部の間に形成される開口部が光射出部とされていることが好ましい。
これならば、反射膜の周方向に沿った幅寸法が長手方向において変化することによって、放電管に形成される光射出部の周方向に沿った幅寸法が長手方向において変化することになる。これにより、光射出部から照射される光量を長手方向において変化させることができ、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することができる。
【００１５】
前記反射膜の周方向両端部が、前記放電管の長手方向に直交する中心線に対して、対称形状をなすことが望ましい。
これならば、放電ランプから照射される光量分布を、長手方向中心に対して対称にすることができ、光量を長手方向において均一化し易くすることができる。
【００１６】
その他、前記反射膜の周方向両端部が、前記放電管の長手方向に沿った中心軸線に対して、対称形状をなすことが望ましい。
【００１７】
前記放電管の長手方向に垂直な断面が、上壁と下壁と、前記上壁と下壁を繋ぐ一対の側壁からなる矩形状であることが好ましい。
これならば、光射出部の長手方向面及びその垂直方向面が平坦面となるため、放電ランプから照射される光量を長手方向においてさらに均一化することができる。
【００１８】
前記一対の側壁は、湾曲していることが好ましい。
これならば、反射膜の反射領域が、長手方向両端部に行くに従って徐々に小さくし、または、長手方向両端部のみ小さくし、側壁に紫外線が直接照射される状態にしても、側壁が湾曲形状のため、放電管の側壁部での亀裂や破損を起こり難くすることができる。
【００１９】
前記反射膜の周方向両端部は、前記側壁に形成されていることが好ましい。
【００２０】
前記反射膜の周方向両端部は、前記下壁に形成されていることが好ましい。
【００２１】
前記放電管の内部にエキシマ発光のための放電用ガスが封入されていることが望ましい。
【００２２】
前記反射膜が、シリカ粒子を含有するものであることが望ましい。
シリカ粒子を用いた反射膜は、放電管の内部で発生した紫外線を散乱反射する機能を有する。そして、このシリカ粒子を用いた反射膜では、特に長手方向両端部での散乱反射により光量が低下するという課題が顕著となるため、反射膜の形成領域を長手方向において変化させる構成による効果が一層顕著となる。
【００２３】
前記放電管は、直管状をなすことが好ましい。
【００２４】
前記反射膜は、貫通孔を有することが好ましい。
これならば、反射膜の周方向に沿った幅寸法を長手方向において変化させることなく、貫通孔を有する反射膜の形成領域を長手方向において変化させるだけで、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することができる。
【発明の効果】
【００２５】
このように構成した本発明によれば、反射膜の形成領域が、長手方向において変化しているので、放電管から照射される光量を長手方向において変化させることができ、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の放電ランプを示す斜視図。
【図２】同実施形態の放電ランプを示す下面図。
【図３】同実施形態の放電ランプを示すＡ−Ａ’線断面図及びＢ−Ｂ’線断面図。
【図４】同実施形態の放電ランプにおける長手方向の光量分布を模式的に示す図。
【図５】従来の放電ランプの構成を示す模式図。
【図６】従来の放電ランプにおける長手方向の光量分布を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る放電ランプの一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
本実施形態に係る放電ランプ１００は、図１〜図３に示すように、直管状の放電管２及びこの放電管２の長手方向に沿って対向して設けられた一対の外部電極３１、３２を有する誘電体バリア放電ランプである。なお、以下の説明において、放電管２の長手方向を左右方向とし、前記放電管２の長手方向に直交する２方向を前後方向及び左右方向とする。
【００２９】
放電管２は、合成石英ガラス製のものであり、上下に対向する一対の平坦な上壁部２１及び下壁部２２を有する長尺状をなすものである。本実施形態の放電管２は、前記上壁部２１及び前記下壁部２２とともに、前記上壁部２１及び前記下壁部２２の前端部に連続する湾曲状の前壁部２３と、前記上壁部２１及び前記下壁部２２の後端部に連続する湾曲状の後壁部２４とからなる断面概略トラック状をなすものである。また、放電管２の長手方向の両端部は、左壁部２５及び右壁部２６により閉塞されている。
【００３０】
また、放電管２の内部に形成された放電空間には誘電体バリア放電用ガスが充填されている。なお、誘電体バリア放電用ガスとしては、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）又はクリプトン（Ｋｒ）等の希ガス、或いは、フッ素（Ｆ２）又は塩素（Ｃｌ２）等のハロゲンガス等を用いることができる。放電ランプ２は、ガスの種類に応じて異なる波長（１７２ｎｍ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍ等）のエキシマ光を発光する。例えば有機化合物を分解するためには、放電用ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いて、１７２ｎｍを中心波長とするエキシマ光を発光する誘電体バリア放電ランプとする。
【００３１】
一対の外部電極３１、３２は、放電管２の放電空間と略同等の長さを有する膜状をなすものであり、放電管２の放電空間を上下方向から挟んだ位置、つまり、上壁部２１及び下壁部２２に設けられている。この外部電極３１、３２は、アルミニウム、アルミ合金、ステンレス等の導電性材料から形成されており、例えばメッキ、溶射、蒸着又はスパッタにより放電管２の側周面上に形成した薄膜電極である。上壁部２１に設けられた外部電極３１は、ベタ電極である。また、下壁部２１に設けられた外部電極３２は、メッシュ状をなすメッシュ電極である。そして、この下壁部２１に設けられた外部電極３２からエキシマ光が射出される。
【００３２】
本実施形態の放電管２の内面には、放電管２の内部で生じたエキシマ光を反射する反射膜４が形成されている。
【００３３】
この反射膜４は、放電管２の内面において、放電管２の周方向の一部に長手方向に沿って設けられている。具体的には、放電管２の上壁部２１と、前壁部２３と、後壁部２４とに亘って設けられている。なお、反射膜４の一部が下壁部２２に亘って形成されていても良い。このように反射膜４が設けられているため、放電管２において反射膜４の周方向両端部４ａ、４ｂの間に形成される開口部５が光射出部となる。本実施形態では、光射出部である開口部５が、放電管２の下壁部２１の全部又は一部に設定されるように、反射膜４の周方向両端部４ａ、４ｂの位置が設定されている。
【００３４】
そして、本実施形態の反射膜４においては、特に図２及び図３に示すように、その周方向に沿った幅寸法が、放電管２の長手方向に沿って変化するように構成されている。ここで、反射膜４の周方向に沿った幅寸法とは、反射膜４において周方向一端部４ａから周方向他端部４ｂまでの周方向に沿った距離のことである。
【００３５】
具体的には、反射膜４の周方向に沿った幅寸法が、長手方向両端に行くに従って徐々に小さくなるように構成されている。より詳細には、図２に示すように、反射膜４の周方向に沿った幅寸法が、放電管２の長手方向中心を含む所定範囲である長手方向内側部分ＰＡにおいて一定であり、放電管２の長手方向内側部分ＰＡよりも外側の長手方向外側部分ＰＢにおいて長手方向両端に行くに従って徐々に小さくなるように構成されている。ここで、反射膜４の周方向に沿った幅寸法は、長手方向外側部分ＰＢにおいて長手方向両端に行くに従って連続的に小さくなるように構成されている。本実施形態では、長手方向外側部分ＰＢにおいて、反射膜４の周方向端部４ａ、４ｂの輪郭が、湾曲した曲線形状をなしている。
【００３６】
つまり、光射出部である開口部５について言えば、開口部５の開口幅が、前記長手方向内側部分ＰＡにおいて一定であり、前記長手方向外側部分ＰＢにおいて長手方向両端に行くに従って徐々に大きくなるように構成されている。ここで、開口部５の開口幅は、長手方向外側部分ＰＢにおいて長手方向両端に行くに従って連続的に大きくなるように構成されている。
【００３７】
また、反射膜４の周方向両端部４ａ、４ｂは、放電管２を下面から見たときに、放電管２の長手方向に直交する中心線ＣＸに対して、対称形状をなしている（図２参照）。このように対称形状にすることで、放電ランプ１００から照射される光量分布を、長手方向中心（中心線ＣＸ）に対して対称にすることができ、光量を長手方向において均一化し易くすることができる。
【００３８】
さらに、反射膜４の周方向両端部４ａ、４ｂは、放電管２を下面から見たときに、放電管２の長手方向に沿った中心軸線ＣＹに対して、対称形状をなしている（図２参照）。
【００３９】
このように構成された反射膜４は、シリカ粒子を含むものである。また、反射膜４の形成方法は、シリカ粉末を所定の溶媒と混合、攪拌してスラリーを作製する。このスラリーを放電管２を構成するガラス管の所定部分に塗布して乾燥する。なお、前記スラリーをガラス管の所定部位に塗布する場合には、反射膜４を形成しない部分（具体的には光射出部となる開口部等）には、マスキングテープ等のマスクによりマスキングしておく。そして、スラリーを乾燥させた後に、マスクを剥がして、ガラス管を例えば１０００℃で所定時間焼成することで、前記反射膜４が形成される。
【００４０】
このように構成した放電ランプ１００の長手方向における光量分布を図４に示す。この図４に示すように、反射膜４の周方向両端部４ａ、４ｂの周方向に沿った幅寸法を、長手方向両端部において小さくすることにより、放電ランプ１００の長手方向における光量が均一となる領域が広くなり、放電ランプから照射される光量を長手方向において均一化できることが分かる。
【００４１】
このように構成した本実施形態に係る放電ランプ１００によれば、放電管２に設けられた反射膜４の周方向に沿った幅寸法が、放電管２の長手方向に沿って変化しているので、放電管２から照射される光量を長手方向において変化させることができる。したがって、放電ランプ１００から照射される光量を長手方向において均一化することができる。
【００４２】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、反射膜の周方向に沿った幅寸法が、長手方向両端部において変化するように構成されているが、これに限られず、長手方向両端部以外の部分において変化するように構成しても良いし、長手方向全体において変化するように構成しても良い。
【００４３】
また、反射膜は、貫通孔を有するものであり、この反射膜の形成領域が長手方向において変化するように構成しても良い。
つまり、反射膜の開口率を長手方向において変化するように構成しても良い。
【００４４】
また、前記実施形態の反射膜の周方向に沿った幅寸法は、長手方向両端部において連続的に変化するものであったが、段階的に変化するものであっても良い。
【００４５】
さらに、前記実施形態の反射膜は、シリカ粒子からなるものであったが、シリカ微粒子に加えてアルミナ粒子を含むものであっても良い。
【００４６】
紫外線ランプは誘電体バリア放電ランプの他、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍ等の低圧水銀ランプであっても良い。また、ランプ形状は、断面トラック状をなす扁平管の他、断面円形状をなす丸管又は断面矩形状をなす角管であっても良いし、二重管構造のものであっても良い。
【００４７】
特に、本実施形態の図２に示すような、長手方向両端部において、反射膜の周方向に沿った幅寸法を小さくした場合には、断面矩形状をなす角管は、ランプ角部で亀裂や割れが発生し易いので、断面円形状をなす丸管や断面トラック状をなす扁平管を用いることが好ましい。
【００４８】
さらには、長手方向の光量を均一にする点においては、断面円形状をなす丸管より、照射面が水平となる断面トラック状をなす扁平管を用いることが好ましい。
【００４９】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１００・・・放電ランプ
２・・・放電管
３１、３２・・・一対の電極
４・・・反射膜
４ａ、４ｂ・・・周方向両端部
５・・・開口部
【図１】
2015032378.tif 000003
【図２】
2015032378.tif 000004
【図３】
2015032378.tif 000005
【図４】
2015032378.tif 000006
【図５】
2015032378.tif 000007
【図６】
2015032378.tif 000008