(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を包囲する発光部および当該発光部の一端に連続する非発光部を有する、石英ガラスよりなる長尺な発光管と、この発光管における発光部の外面において互いに対向して配置された、当該発光管の長手方向に伸びる一対の電極とを備えてなる希ガス放電ランプであって、
前記発光管における前記非発光部は、その管壁が変形されることによって形成された係合部を有し、当該非発光部内には、当該係合部より放電空間側に位置するよう配置されたゲッター材料および当該係合部に係合する被係合部材を有してなるゲッター構造体が配置されており、
前記ゲッター構造体は、前記被係合部材が前記係合部に係合することにより、前記放電空間に接近する方向への移動が制限されていることを特徴とする希ガス放電ランプ。
【請求項２】
前記被係合部材は、金属製のコイル体よりなることを特徴とする請求項１に記載の希ガス放電ランプ。
【請求項３】
前記被係合部材は、金属製のリング体よりなることを特徴とする請求項１に記載の希ガス放電ランプ。
【請求項４】
前記発光管の内面には、前記一対の電極における前記非発光部側端部に対応する位置に始動補助電極が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の希ガス放電ランプ。
【請求項５】
前記始動補助電極が導電性ペーストによって形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載の希ガス放電ランプ。
【請求項６】
前記ゲッター構造体は、前記ゲッター材料を保持する金属よりなる保持板を有し、この保持板は、当該保持板および当該ゲッター材料が前記発光管の内面に接触しないよう、前記被係合部材によって支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の希ガス放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英ガラスよりなる発光管の外面に一対の電極が配置されてなる希ガス放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば光触媒、樹脂硬化、除菌、美容、医療などの分野において、波長３００ｎｍ付近の紫外線が利用されている。このような紫外線を放射するランプとしては、石英ガラスからなる発光管の内面に紫外線を放射する蛍光体が設けられ、当該発光管の外面に一対の電極が設けられた希ガス放電ランプが知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
このような希ガス放電ランプにおいては、発光管を構成する石英ガラスから水やその他の不純物ガスが放出されるため、発光管の放電空間内において不純物ガスによる放電が生じることにより、希ガスによる励起光の強度が減衰する、という問題がある。
このため、発光管を石英ガラスによって構成する場合には、実際上、発光管における放電空間を包囲する発光部の一端に形成された非発光部内にゲッター材料を配置することが必要となる（特許文献２参照）。
具体的には、発光管における非発光部内において、放電空間から離間した位置に仕切壁を設けることにより、或いは、発光管における非発光部において、放電空間から離間した位置の管壁を変形させて狭窄部分を形成することにより、非発光部の外端側の内部に、発光部内の放電空間に連通するゲッター収容室を形成し、このゲッター収容室内にゲッター材料が配置される。発光管の非発光部に仕切壁または狭窄部分が設けられる理由は、ゲッター材料が放電空間内に移動すると、ゲッター材料が放電によって飛散して不純物が発生したり、ゲッター材料が加熱されてゲッターとしての機能を失ったりするので、これを防止するためである。
【０００４】
しかしながら、このような構成の希ガス放電ランプにおいては、以下のような問題がある。
すなわち、発光管における端部の封止は、発光管材の端部をバーナーなどによって加熱して封着することによって行われるが、発光管材の端部を加熱する際に、その熱が発光管材によって伝達されることにより、発光管材内に配置されたゲッターも加熱される。従って、ゲッターの加熱を防止するために、ゲッターを発光管材の端部から相当に離間して配置することが必要となり、これにより、ゲッター収容室を長くする、すなわち発光管における非発光部の軸方向の長さを大きくしなければならず、得られる希ガス放電ランプが長尺化する、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２０１０−５６００７号公報
【特許文献２】特開２００９−１１７１４８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、石英ガラスよりなる発光管における非発光部内にゲッター材料が配置された希ガス放電ランプにおいて、非発光部の軸方向の長さを小さくすることができる希ガス放電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】
本発明の希ガス放電ランプは、放電空間を包囲する発光部および当該発光部の一端に連続する非発光部を有する、石英ガラスよりなる長尺な発光管と、この発光管における発光部の外面において互いに対向して配置された、当該発光管の長手方向に伸びる一対の電極とを備えてなる希ガス放電ランプであって、
前記発光管における前記非発光部は、その管壁が変形されることによって形成された係合部を有し、当該非発光部内には、当該係合部より放電空間側に位置するよう配置されたゲッター材料および当該係合部に係合する被係合部材を有してなるゲッター構造体が配置されており、
前記ゲッター構造体は、前記被係合部材が前記係合部に係合することにより、前記放電空間に接近する方向への移動が制限されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の希ガス放電ランプにおいては、前記被係合部材は、金属製のコイル体よりなるものであってもよい。
また、前記被係合部材は、金属製のリング体よりなるものであってもよい。
【０００９】
本発明の希ガス放電ランプにおいては、前記発光管の内面には、前記一対の電極における前記非発光部側端部に対応する位置に始動補助電極が配置されていることが好ましい。
また、前記始動補助電極が導電性ペーストによって形成されたものであることが好ましい。
また、前記ゲッター構造体は、前記ゲッター材料を保持する金属よりなる保持板を有し、この保持板は、当該保持板および当該ゲッター材料が前記発光管の内面に接触しないよう、前記被係合部材によって支持されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の希ガス放電ランプによれば、発光管における非発光部は、その管壁が変形されることによって形成された係合部を有し、この非発光部内には、ゲッター材料を有するゲッター構造体が、当該ゲッター材料が当該非発光部の係合部より放電空間側に位置するよう配置されているため、発光管の端部と係合部との距離が短くても、発光管材の端部を加熱して封止する際に、ゲッター材料が加熱されることが抑制されるので、非発光部の軸方向の長さを小さくすることができる。
また、ゲッター構造体は、発光管の係合部に係合する被係合部材を有し、この被係合部材が係合部に係合することにより、放電空間に接近する方向への移動が制限されているため、ゲッター構造体が放電空間に移動することを防止することができる。
また、ゲッター材料を保持する保持板を有し、この保持板が、当該保持板およびゲッター材料が発光管の内面に接触しないよう、被係合部材によって支持されている構成によれば、発光管材の端部を加熱して封止する際に、その熱が発光管材からゲッター材料に伝達されることを一層抑制することができる。
また、発光管の内面に、一対の電極における非発光部側端部に対応する位置に始動補助電極が配置されている構成によれば、ゲッター材料が放電空間に近接して配置されていても、一対の電極間に生じる放電を受けることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の希ガス放電ランプの一例における構成を示す説明図であり、（ａ）は発光管の一部を管軸に沿って切断して示す側面図、（ｂ）は発光管の一部を管軸に沿って切断して示す正面図、（ｃ）は、発光管の管軸と垂直な方向に切断して示す断面図である。
【図２】本発明の希ガス放電ランプのゲッター構造体の第１の変形例における構成を示す説明図であり、（ａ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す側面図、（ｂ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す正面図、（ｃ）は、発光管の一方の非発光部を管軸と垂直な方向に切断して示す断面図である。
【図３】本発明の希ガス放電ランプのゲッター構造体の第２の変形例における構成を示す説明図であり、（ａ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す側面図、（ｂ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す正面図、（ｃ）は、発光管の一方の非発光部を管軸と垂直な方向に切断して示す断面図である。
【図４】本発明の希ガス放電ランプのゲッター構造体の第３の変形例における構成を示す説明図であり、（ａ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す側面図、（ｂ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す正面図、（ｃ）は、発光管の一方の非発光部を管軸と垂直な方向に切断して示す断面図である。
【図５】本発明の希ガス放電ランプのゲッター構造体の第４の変形例における構成を示す説明図であり、（ａ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す側面図、（ｂ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す正面図、（ｃ）は、発光管の一方の非発光部を管軸と垂直な方向に切断して示す断面図である。
【図６】本発明の希ガス放電ランプのゲッター構造体の第５の変形例の構成を示す説明図であり、（ａ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す側面図、（ｂ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す正面図、（ｃ）は、発光管の一方の非発光部を管軸と垂直な方向に切断して示す断面図である。
【図７】本発明の希ガス放電ランプの発光管の変形例における一方の非発光部を示す説明図であり、（ａ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す側面図、（ｂ）は発光管の一方の非発光部を管軸に沿って切断して示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の希ガス放電ランプの実施の形態について説明する。
図１は、本発明の希ガス放電ランプの一例における構成を示す説明図であり、（ａ）は発光管の一部を管軸に沿って切断して示す側面図、（ｂ）は発光管の一部を管軸に沿って切断して示す正面図、（ｃ）は、発光管の管軸と垂直な方向に切断して示す断面図である。
この希ガス放電ランプ１０は、両端が封止された長尺な直管状の石英ガラスよりなる発光管１１を有する。この発光管１１は、放電空間を包囲する発光部１２と、この発光部１２の一端（図１（ａ）において左端）に連続する一方の非発光部１３と、発光部１２の他端（図１（ａ）において右端）に連続する他方の非発光部１４とにより構成され、当該発光管１１内には、希ガスが封入されている。
発光管１１における発光部１２の外面には、それぞれ発光管１１の長手方向に伸びる一対の電極２０，２１が、発光管１１を介して互いに対向して配置され、これらの一対の電極２０，２１の各々の端部には、給電端子部材２２が接続されている。また、一対の電極２０，２１の各々の表面には、給電端子部材２２が接続された領域以外の領域を覆うよう、当該一対の電極２０，２１を保護する保護膜２３が形成れている。
発光管１１における発光部１２の内面には、一対の電極２０，２１の一端部および他端部の各々に対応する位置に、発光管１１の周方向に沿って伸びる始動補助電極２５が配置されている。
【００１３】
発光管１１における一方の非発光部１３には、その管壁が窄むよう変形されることによって係合部１５が形成されている。
また、一方の非発光部１３の内部には、ゲッター構造体３０が配置されている。具体的に説明すると、ゲッター構造体３０は、円板状のゲッター材料３１と、このゲッター材料３１を保持する矩形の金属よりなる保持板３２と、この保持板３２の一端に設けられた、発光管１１における係合部１５に係合する、発光管１１の周方向に沿って巻き回された金属製のコイル体よりなる被係合部材３３とにより構成されている。被係合部材３３を構成するコイル体は、発光管１１における係合部１５以外の部分の内径より小さく、かつ、係合部１５の内径より大きい外径を有するものとされている。
そして、ゲッター構造体３０は、ゲッター材料３１が発光管１１の係合部１５より放電空間側に位置すると共に、被係合部材３３が発光管１１の係合部１５より発光管１１の端部側に位置するよう配置されており、被係合部材３３が係合部１５に係合することにより、当該ゲッター構造体３０の放電空間に接近する方向への移動が制限されている。
また、保持板３２は、当該保持板３２およびゲッター材料３１が、発光管１１の内面に接触しないよう、被係合部材３３によって支持されている。
【００１４】
発光管１１内に封入される希ガスとしては、キセノンガス、キセノンとネオンとの混合ガスなどを用いることができる。また、希ガスの封入圧は、例えば静圧で１０〜７０ｋＰａである。
【００１５】
一対の電極２０，２１の各々は、例えば銀を含有する導電性ペーストを、発光管１１における発光部１２の外面にスクリーン印刷により塗布した後、得られた塗布膜を焼成することによって、或いは、帯状の金属箔を発光管１１における発光部１２の外面に接着することによって形成することができる。
また、保護膜２３は、例えばガラスペーストを一対の電極２０，２１の表面に塗布した後、得られた塗布膜を焼成することによって形成することができる。
また、始動補助電極２５は、例えば導電性カーボンを含有する導電性ペーストを、発光管１１の内面に塗布した後、得られた塗布膜を焼成することによって形成することができる。
【００１６】
ゲッター構造体３０におけるゲッター材料３１としては、少なくとも酸素を吸収するゲッターが用いられ、その具体例としては、Ｚｒ−Ａｌ合金、Ｚｒ−Ｆｅ合金、Ｚｒ−Ａｌ−Ｆｅ合金、Ｚｒ−Ｃｏ−希土類金属合金、Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ合金、Ｂａ−Ａｌ合金、Ｚｒ−Ｐｄ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｍｏ合金などよりなるものが挙げられる。
【００１７】
ゲッター構造体３０における保持板３２を構成する材料としては、ニッケルなどの金属材料を用いることができる。
【００１８】
ゲッター構造体３０における被係合部材３３を構成するコイル体としては、巻き数が例えば２〜３のものを用いることが好ましく、これにより、被係合部材３３が、非発光部１３内における係合部１５と端部との間において移動することを抑制することができる。
また、被係合部材３３を構成するコイル体としては、カンタル線、Ｎｉ−Ｃｒ線、ニッケル線、鉄線、タングステン線などの細線が巻き回されてなるものを用いることができる。
【００１９】
上記の希ガス放電ランプ１０において、発光管１１およびゲッター構造体３０の寸法の一例を挙げると、以下の通りである。
発光管１１は、外径が１０ｍｍ、内径が９ｍｍ、発光部１２の軸方向の長さが３２０ｍｍ、一方の非発光部１３の軸方向の長さが２１ｍｍ、他方の非発光部１４の長さが１５ｍｍ、係合部１５の内径が８ｍｍ、係合部１５の軸方向の長さが５ｍｍ、発光管１１の一端から係合部１５の外端部までの長さが１０ｍｍ、係合部１５の内端部から発光部１２の外端部までの長さが６ｍｍである。
また、ゲッター構造体３０は、ゲッター材料３１の径が５．５ｍｍ、ゲッター材料３１の厚みが０．８ｍｍ、保持板３２の縦横の寸法が８ｍｍ×５．６ｍｍ、保持板３２の厚みが１ｍｍ、被係合部材３３を構成するコイル体の外径が８．５ｍｍ、コイル体の軸方向の長さが３ｍｍである。
【００２０】
上記の希ガス放電ランプ１０は、例えば以下のようにして製造することができる。
先ず、排気管を有する発光管材の外面に一対の電極２０，２１および保護膜２３を形成すると共に、当該発光管材の内面に始動補助電極２５を形成する。
次いで、この発光管材における係合部１５となる部分を加熱してその管壁が窄むよう変形させることにより、発光管材に係合部１５を形成し、その後、発光管材における一端からゲッター構造体３０を挿入することにより、発光管材内にゲッター構造体３０をそのゲッター材料３１が係合部１５より他端側に位置するよう配置する。
そして、発光管材の両端を加熱して封止することにより、発光管１１を形成し、その後、排気管から発光管１１の内部のガスを排気すると共に希ガスを封入した後、排気管を封止し、更に一対の電極２０，２１に給電端子部材２２を接続することにより、図１に示す希ガス放電ランプ１０が得られる。
【００２１】
上記の希ガス放電ランプ１０によれば、発光管１１における一方の非発光部１３は、その管壁が変形されることによって形成された係合部１５を有し、この一方の非発光部１３内には、ゲッター材料３１を有するゲッター構造体３０が、当該ゲッター材料３１が一方の非発光部１３の係合部１５より放電空間側に位置するよう配置されているため、発光管１１の端部と係合部１５との距離が短くても、発光管材の端部を加熱して封止する際に、ゲッター材料３１が加熱されることが抑制されるので、一方の非発光部１３の軸方向の長さを小さくすることができる。
また、ゲッター構造体３０は、発光管１１の係合部１５に係合する被係合部材３３を有し、この被係合部材３３が係合部１５に係合することにより、放電空間に接近する方向への移動が制限されているため、ゲッター構造体３０が放電空間に移動することを防止することができる。
また、ゲッター材料３１を保持する保持板３２を有し、この保持板３２が、当該保持板３２およびゲッター材料３１が発光管１１の内面に接触しないよう、被係合部材３３によって支持されていることにより、発光管材の端部を加熱して封止する際に、その熱が発光管材からゲッター材料３１に伝達されることを一層抑制することができる。
また、発光管１１の内面に、一対の電極２０，２１における一方の非発光部側端部に対応する位置に始動補助電極２５が配置されていることにより、ゲッター材料３１が放電空間に近接して配置されていても、一対の電極２０，２１間に生じる放電を受けることを防止することができる。
【００２２】
本発明の希ガス放電ランプ１０は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような種々の変更を加えることが可能である。
ゲッター構造体３０における被係合部材３３は、発光管１１の係合部１５に係合するものであれば、コイル体よりなるものに限定されない。
例えば第１の変形例として図２に示すように、金属製のリング体よりなるものであっても、第２の変形例として図３に示すように、保持板３２から離間するに従って拡開する板バネよりなるものであってもよく、第３の変形例として図４に示すように、発光管１１における係合部１５以外の部分の内径より小さく、かつ、係合部１５の内径より大きい外径を有するゼンマイバネよりなるものであってもよく、第４の変形例として図５に示すように、長さが発光管１１における係合部１５以外の部分の内径より小さく、かつ、係合部１５の内径より大きい長尺な矩形の金属板よりなるものであってもよく、第５の変形例として図６に示すように、矩形の金属板の四隅が折り曲げられてなるものであってもよい。
また、発光管１１における係合部１５は、図７に示すように、一方の非発光部１３の管壁が膨らむよう変形されることによって形成されていてもよい。このような構成においては、被係合部材３３として、発光管１１における係合部１５以外の部分の内径より大きく、かつ、係合部１５の内径より小さい外径を有するものが用いられる。
また、発光管１１における発光部１２の内面には、放電空間において生ずる光によって励起されて発光する蛍光体層が形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１０  希ガス放電ランプ
１１  発光管
１２  発光部
１３  一方の非発光部
１４  他方の非発光部
１５  係合部
２０，２１  電極
２２  給電端子部材
２３  保護膜
２５  始動補助電極
３０  ゲッター構造体
３１  ゲッター材料
３２  保持板
３３  被係合部材
【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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【図６】
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【図７】
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