(57)【要約】  内側電極と内管との熱膨張係数の差に起因して内管が破損することを防止したエキシマランプを提供する。  底筒状の内管（５０）と、該内管（５０）との間に密閉された放電空間（６０）を形成する外管（４０）とを有し、上記放電空間（６０）内に放電ガスを封入した誘電体からなる発光管（２０）；前記発光管（２０）の外管（４０）の外周面側に配置された外側電極（３０）；及び前記内管（５０）内に挿入配置された内側電極（３１）；を備えたエキシマランプ（１０）において、前記内管（５０）の内周面と内側電極（３１）の外周面との間に、誘電体バリア放電によって前記内側電極（３１）が熱膨張したとき、該内側電極（３１）が内管（５０）に応力を及ぼすのを抑制し、かつ前記放電空間（６０）の大きさと放電電圧の大きさとを勘案して該放電空間（６０）における誘電体バリア放電を確保する断面積の緩衝空間（７０）を形成したエキシマランプ（１０）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の内管と、該内管との間に密閉された放電空間を形成する外管とを有し、上記放電空間内に放電ガスを封入した誘電体からなる発光管；
前記発光管の外管の外周面側に配置された外側電極；及び
前記内管内に挿入配置された内側電極；
を備え、
前記外側電極と内側電極の間に放電電圧を印加することにより前記放電空間において誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電を生じさせるエキシマランプにおいて、
前記内管の内周面と内側電極の外周面との間に、前記誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電によって前記内側電極が熱膨張したとき、該内側電極が内管に応力を及ぼすのを抑制し、かつ前記放電空間の大きさと前記放電電圧の大きさとを勘案して該放電空間における誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電を確保する断面積の緩衝空間を形成したことを特徴とするエキシマランプ。
【請求項２】
請求項１記載のエキシマランプにおいて、
前記内管の底部とは反対側の端部と、該内管に挿入された前記内側電極との間の隙間が保持部により封止されており、前記内管の底部内面と前記内側電極の先端部との間には、前記緩衝空間に連通する軸端空間が形成されているエキシマランプ。
【請求項３】
請求項１または２記載のエキシマランプにおいて、
前記緩衝空間の発光管軸線と直交する方向の断面積は、下記式の範囲であるエキシマランプ。
０．０５×Ｇ≦Ｈ≦０．１９３２×Ｖ×Ｊ
ただし、Ｈは緩衝空間の断面積（ｍｍ２）、Ｇは内側電極の断面積（ｍｍ２）、Ｖは印加電圧（ｋＶ）、Ｊは放電空間の断面積（ｍｍ２）を表す。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載のエキシマランプにおいて、
前記内管の底部と外管とは互いに接触しているエキシマランプ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載のエキシマランプにおいて、
前記外管の外径は、８〜２０ｍｍであり、前記外側電極と内側電極間の印加電圧は、２〜８ｋＶであるエキシマランプ。
【請求項６】
少なくとも一端部が開放された誘電体からなる筒状の外管素材を準備するステップ；
誘電体からなる有底筒状の内管素材を準備するステップ；
前記外管素材の前記一端開放部から前記内管素材をその底部を前方にして挿入するステップ；
前記外管素材と内管素材の間に放電空間を形成し、該放電空間内に放電ガスを封入し該放電空間を密閉するステップ；及び
前記内管素材内に、該内管素材の内周面との間に緩衝空間を形成する外径の内側電極を挿入配置し、前記外管素材の外周面に外側電極を配置するステップ；
を有することを特徴とするエキシマランプの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のエキシマランプの製造方法において、前記内管素材の底部と反対側の端部と内側電極との間の隙間を封止するステップをさらに有するエキシマランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電によって放電発光するエキシマランプ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  エキシマランプは、石英、セラミックス等のエキシマ光を透過する誘電体から密閉された放電空間を有する発光管を形成し、該放電空間内にキセノンなどの希ガスや、希ガスとハロゲンガスを混合させた混合ガスを放電ガスとして封入している。放電空間の内外に配置した内部電極と外部電極との間に数ｋＶの高電圧を印加すると、放電空間で誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電（以下、誘電体バリア放電）が生じ、エキシマ光が発光管外部に放射される（例えば、特許文献１参照）。【０００３】  大型のエキシマランプは、発光管や電極の形状や構造に大きい自由度があった。一方、本出願人が開発中の小型のエキシマランプは、発光管の径が８〜２０（ｍｍ）程度であり、有底筒状の内管と、該内管との間に密閉された放電空間を形成する外管とによって発光管を構成し、放電空間内に放電ガスを封入している。そして、発光管の外管の外周面側に配置された外側電極と内管内に挿入配置された内側電極との間に高電圧（以下、印加電圧）を印加することにより放電空間において誘電体バリア放電を生じさせる。この様な構造のエキシマランプは、外管と有底筒状の内管から発光管が構成されることから、発光管の製造が容易であり、かつ内側電極が内管内に挿入される棒状（柱状）であることから電極の作製及び電極とランプの固定が容易であるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７５２４２号公報
【特許文献２】特開２０１３−６９５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかし、エキシマランプでは、電極間に印加電圧を印加され、放電空間に誘電体バリア放電が生じる（エキシマランプが点灯する）と電極が加熱（もしくは過熱）される。特に、上述したような内側電極が棒状（例えば円柱状）の場合、加熱された内側電極の熱膨張によって内管に径方向の応力が加わり、その応力の影響で内管に歪が発生して破損するおそれがある。本出願人の出願に係る特許文献２は、内側電極と内管の間でコロナ放電を発生させるように、該内側電極と内管と間に空間を確保することを提案しており、両者の接触による問題点は全く意識されていない。【０００６】  本発明は、以上のエキシマランプ、特に小型のエキシマランプについての問題意識に基づき、内側電極と内管との熱膨張係数の差に起因して内管が破損することがなく、かつ紫外線を効率よく放射させることができる小型エキシマランプ及びその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、有底筒状の内管と、該内管との間に密閉された放電空間を形成する外管とを有し、上記放電空間内に放電ガスを封入した誘電体からなる発光管；前記発光管の外管の外周面側に配置された外側電極；及び前記内管内に挿入配置された内側電極；を備え、前記外側電極と内側電極の間に放電電圧を印加することにより前記放電空間において誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電を生じさせるエキシマランプにおいて、前記内管の内周面と内側電極の外周面との間に、前記誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電によって前記内側電極が熱膨張したとき、該内側電極が内管に応力を及ぼすのを抑制し、かつ前記放電空間の大きさと前記放電電圧の大きさとを勘案して該放電空間における誘電体バリア放電あるいは容量結合型高周波放電を確保する断面積の緩衝空間を形成したことを特徴としている。【０００８】  本発明のエキシマランプは、好ましい一実施形態では、前記内管の底部とは反対側の端部と、該内管に挿入された前記内側電極との間の隙間が保持部により封止されており、前記内管の底部内面と前記内側電極の先端部との間には、前記緩衝空間に連通する軸端空間が形成されている。【０００９】  前記緩衝空間の発光管軸線と直交する方向の断面積は、下記式の範囲であることが好ましい。
０．０５×Ｇ≦Ｈ≦０．１９３２×Ｖ×Ｊ
ただし、Ｈは緩衝空間の断面積（ｍｍ２）、Ｇは内側電極の断面積（ｍｍ２）、Ｖは印加電圧（ｋＶ）、Ｊは放電空間の断面積（ｍｍ２）を表す。【００１０】  前記内管の底部と外管とは互いに接触させることができる。【００１１】  本発明のエキシマランプは、具体的には、前記外管の外径が８〜２０ｍｍであり、前記外側電極と内側電極間の印加電圧が２〜８ｋＶのエキシマランプに適用すると好ましい。【００１２】  本発明は、エキシマランプの製造方法の態様では、少なくとも一端部が開放された誘電体からなる筒状の外管素材を準備するステップ；誘電体からなる有底筒状の内管素材を準備するステップ；前記外管素材の前記一端開放部から前記内管素材をその底部を前方にして挿入するステップ；前記外管素材と内管素材の間に放電空間を形成し、該放電空間内に放電ガスを封入し該放電空間を密閉するステップ；及び前記内管素材内に、該内管素材の内周面との間に緩衝空間を形成する外径の内側電極を挿入配置し、前記外管素材の外周面に外側電極を配置するステップ；を有することを特徴としている。【００１３】  製造方法の好ましい一態様では、前記内管素材の底部と反対側の端部と内側電極との間の隙間を封止するステップをさらに有する。
【発明の効果】
【００１４】  本発明によれば、小型エキシマランプにおいて、内側電極の熱膨張に起因して発光管を破損させることがなく、かつ放電空間における誘電体バリア放電の発生を保証して紫外線を効率良く放射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるエキシマランプの第１の実施形態を示す、エキシマランプの軸線を通る断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ部拡大断面図である。
【図４】本発明によるエキシマランプの第２の実施形態を示す、図１に対応する断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】（Ａ）ないし（Ｄ）は、本発明によるエキシマランプの製造方法の一実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明によるエキシマランプの緩衝空間の断面積、放電空間の断面積、印加電圧及び紫外線放射量の関係の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。特許文献２に記載のエキシマランプは、内側電極の周囲に大気に導入し、該内側電極と発光管との間でコロナ放電を生じさせるオゾン生成用のランプであるが、本実施形態は、オゾンを生成せず、誘電体バリア放電による紫外線のみを有効活用する紫外線放射用のランプの破損を抑制したものである。
【００１７】  図１ないし図３は、本発明による小型エキシマランプ１０の第１の実施形態を示している。
【００１８】  小型エキシマランプ１０は、石英ガラス、セラミックスなどの透光性の誘電体からなる発光管２０と、外側電極３０と、柱状の内側電極３１とを備えた放電ランプであり、紫外線照射などを行なう装置に設置されている。本実施形態の発光管２０（外管４０）の直径は８〜２０（ｍｍ）である。
【００１９】  発光管２０は、外管４０と、外管４０内に配置された内管５０との間に密閉空間（以下、放電空間）６０を有している。この実施形態では、外管４０及び内管５０はともに、一端（図１の右端）が閉じられた底部４２と底部５２を有する有底筒状管形状（断面略Ｕ字形状）をなし、同底部４２と底部５２が接触している。外管４０の他端部４１は、内管５０の外周部に一体的に繋がり（溶融接着され）、外管４０と外管５０の間に、断面ドーナツ状の放電空間６０を構成する。この放電空間６０には、Ｘｅなどの希ガス、もしくは希ガスとハロゲンガスとの混合ガスが放電ガスとして封入される。なお、内管５０の底部５２と外管４０の底部４２は、非接触でもよい。
【００２０】  図示例では、外管４０及び内管５０は、図２のように断面同心円形状をなしているが、両者の間に密閉された放電空間６０を形成できる形状であれば、楕円形状など非円形断面でもよい。
【００２１】  外側電極３０は、外管４０の外周面に沿わせて配置されたもので、放電空間から放出されるエキシマ光を外部へ透過または反射させるように、例えば帯状、膜状、または線状などをなしている。この外側電極３０は外管４０の外周面と密着していても良いし、一定の距離を有していても良い。また外側電極３０は外管４０の外周面の少なくとも一部に設置されていれば良い。
【００２２】  内側電極３１は、例えば直径が０．７〜４．０（ｍｍ）の範囲の円柱状をなしている。一方、内管５０の底部５２の内側には、図３に明らかなように、内側電極３１が内管５０内に同軸状に配置されている。図示実施形態では、内管５０には先端に向けて径を徐々に縮めるテーパ面５０Ｔが形成されており、円柱状の内側電極３１の先端外周エッジ３１Ｒがこのテーパ面５０Ｔに当接することで、内側電極３１が内管５０内に同軸状に配置されている。内管５０の底部５２と反対側の端部と内側電極３１とは、両者の間の環状の空間に挿入した保持部８０によって一体として保持されており、内側電極３１の外周面３２と内管５０の内周面５１との間に、内管５０と同心状の緩衝空間７０が形成されている。また、内側電極３１の先端部と内管５０の底部５２との間には、この緩衝空間７０に連通する軸端空間７１が形成されている。保持部８０は接着剤や収縮チューブによって構成することができる。なお、内側電極３１の先端外周エッジ３１Ｒとテーパ面５０Ｔとの当接関係によらず、保持部８０によって内側電極３１と内管５０とが同軸になるように配置することも可能である。
【００２３】  外側電極３０と内側電極３１は、交流電源部８１に接続されている。交流電源部８１を介して外側電極３０と内側電極３１の間に印加電圧として数ｋＶの高周波高電圧が印加されると、ともに誘電体である外管４０と内管５０の間で誘電体バリア放電が生じる。放電空間６０には放電ガスとして希ガスまたは希ガスとハロゲンの混合ガスが封入されているため、誘電体バリア放電によって紫外光、つまり希ガス及びハロゲンに応じた波長の光が放電空間６０内で生じる。その結果、紫外光が発光管２０から放射される。なお、本実施形態はオゾンの生成、およびそれに伴うオゾンの放出を必要としない。そのため、例えば保持部８０により緩衝空間７０を密閉することで緩衝空間７０で発生したオゾンの放出を防止することができる。また、密閉された緩衝空間７０内に酸素が存在しないように、例えば不活性ガス等を封入し、オゾンの発生を防止しても良い。
【００２４】  緩衝空間７０の大きさ（断面積）は、次のように定められている。
【００２５】  まず、この緩衝空間７０の大きさがゼロである（つまり内側電極３１と内管５０の内周面５１が密着している）と、内管５０（つまり発光管２０）が破損するおそれがある。エキシマランプ点灯時には、内側電極３１の温度は数百度まで温度が上昇する場合があり、内側電極３１の外径と内管５０の内径がほぼ同一で、内側電極３１の外周面３２と内管５０の内周面５１とが密着していると、内側電極３１の熱膨張によって内管５０に径方向の応力が加わる。この応力は、例えば内管５０の底部５２に集中し、その結果エキシマランプ破損の要因の一つとなっていると推測される。例えば、内側電極３１が柱状の金属からなり、発光管２０が石英ガラスからなると、両者の線膨張係数は、内側電極３１の方が大きい。
【００２６】  本実施形態では、緩衝空間７０の最小断面積（緩衝空間断面積下限値；Ｈｍｉｎ）を、内管５０に内側電極３１の熱膨張に起因するこのような応力集中が生じないように定めている。本発明者らは、印加電圧が２〜８（ｋＶ）の範囲内において、ランプ径方向断面における緩衝空間７０の断面積Ｈと、内側電極３１の断面積Ｇの関係から、内管５０の破損が生じない緩衝空間の断面積の下限を定めることが出来ることを経験的に見出した。具体的には、印加電圧が２〜８（ｋＶ）の場合、緩衝空間断面積下限値（Ｈｍｉｎ）は以下の式（１）で求められることが分かった。
（１）Ｈｍｉｎ＝０．０５×Ｇ
ただし、Ｈｍｉｎは緩衝空間断面積下限値（ｍｍ２）、Ｇは内側電極の断面積（ｍｍ２）を表す。
【００２７】  一方、緩衝空間７０の最大断面積（緩衝空間断面積上限値；Ｈｍａｘ）は、内側電極３１の断面積、放電空間６０の断面積、及び外側電極３０と内側電極３１の間に印加される印加電圧に従って、放電空間６０における誘電体バリア放電の発生を確保する断面積とする。この最大断面積は、別言すると、緩衝空間７０が存在することによる放電空間６０での誘電体バリア放電の減少（に伴う紫外線放射量の減少）を抑制する断面積である。エキシマランプは、その発光原理上、内側電極３１の外周面３２が内管５０の内周面５１に接触していないと、径方向静電容量が小さくなり、電界も弱まる。電界が弱まると誘電体バリア放電が減少し、紫外線の放射量も減少する。また、印加電圧を印加したとき、内側電極３１と内管５０の間で著しい不平等電界が生じ、ストリーマコロナ放電が緩衝空間７０に発生する場合もある。ストリーマコロナ放電が発生すると、放電空間６０における誘電体バリア放電が妨げられ、紫外線の放射量が減少する。
【００２８】  本発明者らは、紫外線の放射量の減少量は、誘電体バリア放電が発生する放電空間の大きさ、誘電体バリア放電を妨げる要因となる緩衝空間の大きさ、及び印加電圧の大きさによって変化すること、及び、放電空間６０における誘電体バリア放電を有意に減少させない緩衝空間７０の断面積の最大値（緩衝空間断面積上限値  Ｈｍａｘ）は、印加電圧Ｖが２〜８（ｋＶ）のとき、以下の式（２）で求められることを経験的に見出した。
（２）Ｈｍａｘ＝０．１９３２×Ｖ×Ｊ
ただし、Ｈｍａｘは緩衝空間断面積上限値（ｍｍ２）、Ｊは放電空間の断面積（ｍｍ２）、Ｖは印加電圧（ｋＶ）を表す。
【００２９】  加えて、図１ないし図３の実施形態では、内側電極３１の先端部と内管５０の底部５２との間に端部空間７１が形成されている。このように端部空間７１を形成すると、内管底部５２が受ける内側電極３１の熱膨張による軸方向の応力を抑制することが出来る。さらにランプ径方向の応力が集中しやすい内管底部５２は、端部空間７１を有することでランプ径方向の応力に対しても耐性を有することが出来、緩衝空間７０とあわせて、内管の破損をより一層防止することが出来る。もっとも、端部空間７１は省略する（内側電極３１と内管底部５２を密着させる）態様、あるいは逆に、内側電極３１の先端部と内管５０の底部５２を完全に離間させる態様も可能である。
【００３０】  図４、図５は、本発明による小型エキシマランプ１０の第２の実施形態を示している。
【００３１】  この実施形態では、内管５０の軸線と柱状の内側電極３１の軸線とは一致しておらず、内側電極３１が内管５０の内径内の一方に偏って配置されている。つまり、内側電極３１の外周面３２は内管５０の内周面５１の一部５３と接触しており、内管５０の内周面５１と内側電極３１の外周面３２との間の緩衝空間７０は、内管５０（内側電極３１）とは同軸状になっていない。また、内側電極３１の先端部は、内管５０の底部５２と非接触である。
【００３２】  この第２の実施形態の小型エキシマランプ１０を点灯させると、内側電極３１と接触している内表面５３は、内側電極３１の熱膨張による応力の影響を受けるが、内側電極３１は熱膨張によって緩衝空間７０を有する方向に移動する。緩衝性（弾性）を有する保持部８０は、この内側電極３１の移動を可能にする。よって、内側電極３１が内表面５３と接触していても、所定の断面積の緩衝空間を有していれば良い。また、図４、図５の実施形態では、内側電極３１の軸線と内管５０の軸線とが平行であるが、平行でなくても、両者の間に緩衝空間７０が形成されれば良い。
【００３３】  このように、内側電極３１の軸線と内管５０の軸線とが不一致であっても、放電発光には実質的な悪影響はない。つまり、内側電極３１の軸線と内管５０の軸線が不一致であると、内側電極３１と外側電極３０との距離がランプ周方向で不均一となり、径方向静電容量も周方向に沿って不均一となる。相対的に静電容量の大きい部分では、通常電界が相対的に強くなるため、誘電体バリア放電が生じる。そのため、相対的に静電容量が小さい他の電極部分で蓄積された電荷は、その誘電体バリア放電の生じている電極間部分へ移動する。その結果、放電空間６０内の特定の空間領域に誘電体バリア放電が生じる。紫外線放射はその放電発生箇所を中心に発光し、印加電圧の印加によって電極間全体に渡って蓄積される電荷は誘電体バリア放電にそのまま有効利用されるため、光強度のある紫外光を得ることができる。このようなエキシマランプは、供給電力が小さい場合にも、その放射方向を定めることによって十分な強度で発光することが可能である。
【００３４】  図６は、本発明によるエキシマランプの製造方法の一実施形態を示している。
【００３５】  図６（Ａ）に示すように、誘電体からなる内管素材５０Ｘは、先端底部５２が閉じた有底筒状材であり、同じく誘電体からなる外管素材４０Ｘは、一端開放部４４が開放され、他端部に小径の排気部４３を備えた筒状材である。以上の内管素材５０Ｘは、先端底部５２を前方にして、一端開放部４４から外管素材４０Ｘ内に挿入され、底部５２を排気部４３近傍に位置させる。
【００３６】  この状態で、外管素材４０Ｘの一端開放部４４を加熱溶融して、内管素材５０Ｘの外周に溶着接続し、外管４０との一端接続部４１を構成する（同図（Ｂ））。さらに、排気部４３から放電空間６０となる空間の空気（気体）を排気し、該放電空間６０内に放電ガスを封入して後（放電空間６０内の空気を放電ガスに置換して後）、該排気部４３を軟化溶融（溶着）させて底部５２を形成する。この底部５２は、内管素材５０Ｘ（内管５０）の底部４２と接触する（同図（Ｃ））。
【００３７】  次に、内管素材５０Ｘ内に棒状内側電極３１を挿入して、その先端部を底部４２に接触させ、底部４２の反対側の端部の内管素材５０Ｘと内側電極３１の間の環状の隙間を封止材（保持材）８０で保持する。なお、緩衝空間７０を密封してもよい（同図（Ｄ））。内側電極３１の外径は、内管素材５０Ｘの内周面５１との間に上述の大きさ（断面積）の緩衝空間７０を形成する外径である。また、外管４０の外側に外側電極３０を配置する（同図（Ｄ））。
【００３８】  外管素材４０Ｘの排気部４３は、同軸筒状に形成する代わりに、孔として形成してもよい。
【００３９】  本エキシマランプ１０では、放電空間６０に封入するガスを選択することにより発光波長を変化させることができる。例えばアルゴンとフッ素の混合ガスを封入して、波長１９３ｎｍの光を放射させることが可能である。また、外管素材４０Ｘ及び内管素材５０Ｘのガラスの脆化保護、ガラスと封入ガスの反応を防止するため、外管及び内管にアルミナ膜、チタニア膜、マグネシア膜などの保護膜を形成してもよい。封入ガスにハロゲンを含める場合、フッ化マグネシウム膜を形成してもよい。
【実施例】
【００４０】  以下では上記（１）式を満たす放電エキシマランプ１０について、実施例を用いて説明する。【００４１】  エキシマランプ１０の軸直交断面における緩衝空間７０の断面積を内側電極３１の断面積に対して変動させ、点灯によって内管５０の破損の有無を測定する実験を行なった。その実験の具体例を説明する。【００４２】  内側電極３１の断面積を３．１４（ｍｍ２）（半径１ｍｍ、一定）とし、緩衝空間７０の断面積を０．０４〜０．２１（ｍｍ２）まで変動させた発光管２０を有するエキシマランプをサンプル群１〜６とし、印加電圧を２〜８（ｋＶ）として点灯させ、内管５０の破損の有無を観察した。以下の表１はその結果である。【００４３】
【表１】
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【００４４】  表１より、緩衝空間７０の断面積（ｍｍ２）が内側電極３１の断面積（ｍｍ２）の約４％のサンプル１は、内管５０の破損が認められたのに対し、同断面積比が５％を超えたサンプル２ないし６の内管５０には破損が認められなかった。すなわち、内管５０に破損が生じない緩衝空間７０の断面積（ｍｍ２）と内側電極３１の断面積（ｍｍ２）の関係性は、緩衝空間７０の断面積（ｍｍ２）が内側電極３１の断面積（ｍｍ２）の５％以上であることが明らかである。なお、内側電極７０の断面積が０．３８〜１２．５（ｍｍ２）の間においても、緩衝空間７０の断面積（ｍｍ２）と内側電極３１の断面積（ｍｍ２）の関係性は同様の結果が導かれた。【００４５】  次に、上記（２）式を満たす放電エキシマランプについて、実施例を用いて説明する。【００４６】  放電空間６０における紫外線の放射を確保する緩衝空間７０の断面積Ｈの大きさは、放電空間６０の大きさが大きくなると、相対的に大きくなる。また、印加電圧が高くなっても紫外線放射量が大きくなることから、相対的に緩衝空間７０の断面積Ｈの大きさも大きくなると推測される。そこで、印加電圧Ｖ（ｋＶ）、緩衝空間７０の断面積Ｈ（ｍｍ２）、及び放電空間６０の断面積Ｊ（ｍｍ２）をそれぞれ変動させた場合の紫外線放射量の減少量測定実験を行なった。【００４７】  実験サンプルとして、内側電極３１の断面積Ｇを一定とし、緩衝空間７０の断面積Ｈ（ｍｍ２）、印加電圧Ｖ（ｋＶ）、及び放電空間６０の断面積Ｊ（ｍｍ２）をそれぞれ変動させたエキシマランプを作製し、それぞれのエキシマランプの紫外線放射量を測定する。また、各実験エキシマランプの紫外線放射量の比較対象として、印加電圧Ｖ及び放電空間６０の断面積Ｊは各実験エキシマランプと同一とし、緩衝空間７０の断面積Ｈのみ緩衝空間断面積下限値にした比較エキシマランプを作製し、紫外線放射量を測定し、それぞれ実験エキシマランプの紫外線放射量と比較エキシマランプの紫外線放射量を比較した。具体例として内側電極３１の断面積Ｇを１２．５７（ｍｍ２）とした場合の実験結果を図７に示す。【００４８】  図７より、紫外線放射量の減少を抑制できる緩衝空間６０の断面積Ｈの最大値（緩衝空間断面積上限値；Ｈｍａｘ）は式（２）で求められることは明らかである。そして、内側電極３１の断面積Ｇが０．３〜１３（ｍｍ２）、印加電圧Ｖが２〜８（ｋＶ）、放電空間６０の断面積Ｊが８．５〜３００．５（ｍｍ２）の範囲においても、緩衝空間断面積上限値；Ｈｍａｘと内側電極３１の断面積Ｇ、印加電圧Ｖ、及び放電空間６０の断面積Ｊの関係性はほぼ同様の結果が導かれた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】  本発明によれば、内側電極と内管との熱膨張係数の差に起因して内管が破損することがなく、紫外線を効率よく放射させることができるエキシマランプを提供することができる。
【符号の説明】
【００５０】１０  小型エキシマランプ
２０  発光管
３０  外側電極
３１  内側電極
３２  内側電極外周面
４０  外管
４０Ｘ  外管素材
４２  外管底部
４３  排気管
４４  外管端部
５０  内管
５０Ｘ  内管素材
５１  内管内周面
５２  内管底部
５３  内管内周面と内側電極外周面との接触部分
６０  放電空間
７０  緩衝空間
７１  軸端空間（緩衝空間）
８０  保持部
８１  交流電源部
【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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【国際調査報告】
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