(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のエキシマ放電ランプと、このエキシマ放電ランプを内部に封入する、当該エキシマ放電ランプの軸方向に伸びる棒状の保護管とを備えており、
前記保護管には、一方の端部の内面に凹部が形成されており、
前記エキシマ放電ランプは、一方の端部に、前記保護管の凹部に挿入された被支持部を有することを特徴とするエキシマ放電ランプ装置。
【請求項２】
前記被支持部が、エキシマ放電ランプの軸方向外方に突出するよう設けられた突出部材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエキシマ放電ランプ装置。
【請求項３】
前記突出部材には、前記保護管の凹部の内面に接する緩衝部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のエキシマ放電ランプ装置。
【請求項４】
前記エキシマ放電ランプは、内部に発光ガスが封入された発光部と当該発光部の両端の各々に連設された封止部とを有する発光管、当該発光部の外周面に配置された外側電極、および発光部の内部に配置された内部電極を備えており、
前記突出部材は、前記内部電極と電気的に接続されていない金属棒よりなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエキシマ放電ランプ装置。
【請求項５】
前記突出部材には、前記保護管の凹部の内面に接する緩衝部材が設けられ、
前記緩衝部材は、網状の導電部材により、前記外側電極と一体に構成されていることを特徴とする請求項４に記載のエキシマ放電ランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマ放電ランプ装置に関する。更に詳しくは、洗浄処理および殺菌処理などに用いられるエキシマ放電ランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エキシマ放電ランプは、洗浄処理や殺菌処理などに用いられている。エキシマ放電ランプの或る種のものとしては、図７に示すように、発光部５２の両端部に封止部５３，５３が形成された棒状の発光管５１を備え、発光部５２の外周面に網状の外側電極５６が配置され、発光管５１の内部に内部電極５７が配置されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。このエキシマ放電ランプにおいて、発光管５１は、石英ガラスよりなるものである。また、発光部５２の内部には、発光ガスとして、例えば、キセノンガス（Ｘｅ）が封入されており、その発光ガスの封入圧は２０〜２００ｋＰａとされている。封止部５３，５３は、発光管形成材料（石英ガラス管）の端部を加熱しながら圧潰するピンチシール法によって形成されたものである。
また、内部電極５７は、発光管５１の中心軸に沿うように配置された金属棒よりなり、その両端部が封止部５３，５３の内部に埋設された金属箔５８，５８の一端に接続されると共に、封止部５３，５３によって支持されている。金属箔５８，５８の他端には外部リード５９，５９の一端部が接続されており、当該外部リード５９，５９の他端部は、封止部５３，５３の外端から外部に突出している。
【０００３】
しかしながら、このような構成のエキシマ放電ランプは、外側電極５６が外部に露出しているため、作業者等が点灯状態のエキシマ放電ランプの外側電極５６に接触する可能性がある。また、点灯状態のエキシマ放電ランプは高温となるため、外側電極５６を構成する電極材料が蒸発しやすい、という問題もある。更に、エキシマ放電ランプからの光が照射されることによって被照射物から生じる飛散物が、当該エキシマ放電ランプの表面に付着してしまう、という問題もある。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば、図８に示すように、エキシマ放電ランプ６１の発光管６２が、例えば石英ガラスよりなる保護管７１によって覆われてなるエキシマ放電ランプ装置６０が用いられている（例えば、特許文献２参照。）。
このエキシマ放電ランプ装置６０において、エキシマ放電ランプ６１は、石英ガラス製の棒状の発光管６２を備え、この発光管６２の外周面に、当該発光管６２の中心軸に沿って伸びる一対の帯状の外側電極６３，６３が、互いに対向し、当該中心軸に関して対称的に配設されたものである。外側電極６３，６３は、モリブデンなどよりなる長尺な金属板の一部分によって構成されており、発光管６２の外周面に密着固定されている。発光管６２の内部には、キセノンガス（Ｘｅ）などの発光ガスが封入されている。
また、保護管７１は、発光管６２の全体を覆うように同軸状に設けられており、保護管７１と発光管６２との間には、略円筒状の空間が形成されている。この空間は、減圧状態または窒素ガスなどの不活性ガスが充填された状態とされる。保護管７１の両端部には、各々、モリブデン箔７２，７２が埋設されており、当該モリブデン箔７２，７２には、外側電極６３，６３を構成する金属板が接続されていると共に、保護管７１の両端部の各々から外部に突出する外部リード７４，７４が接続されている。そして、保護管７１の内部においては、発光管６２が、外側電極６３，６３を構成する金属板とモリブデン箔７２，７２とによって支持されている。
【０００５】
しかしながら、このような構成のエキシマ放電ランプ装置６０は、発光管６２がモリブデン箔７２，７２と外側電極６３，６３を構成する金属板とによって支持されたものであるため、外部から加えられる振動衝撃に対する耐性が小さい、という問題がある。
また、エキシマ放電ランプ装置６０は、製造工程、具体的にはガラス旋盤を用いて保護管形成用材料（石英ガラス管）を封止および脱気する過程において、発光管６２の位置が変位しやすく、よって発光管６２を、保護管７１の内部に高い位置精度で配置させることが困難である。そのため、発光管６２は、保護管７１に対して偏心した状態となりやすい、すなわち保護管７１の中心軸と発光管６２の中心軸とが大きく傾いた状態となりやすい、という問題もある。ここに、エキシマ放電ランプ装置６０が、保護管７１の中心軸と発光管６２の中心軸とが大きく傾いた状態とされたものである場合には、被照射物と保護管７１とが正確な位置関係、すなわち被照射物と保護管７１とが平行な状態にあっても、発光管６２と被照射物との間の距離が、発光管６２の軸方向に不均一となる。そのため、被照射物に対して高い均一性で光を照射することができない、という問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２５７９９９号公報
【特許文献２】特開２００９−２２４０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、外部から加えられる振動衝撃に対して高い耐性を有すると共に、エキシマ放電ランプの位置が正確に規制され、従って、高い均一性で光を照射することのできるエキシマ放電ランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエキシマ放電ランプ装置は、棒状のエキシマ放電ランプと、このエキシマ放電ランプを内部に封入する、当該エキシマ放電ランプの軸方向に伸びる棒状の保護管とを備えており、
前記保護管には、一方の端部の内面に凹部が形成されており、
前記エキシマ放電ランプは、一方の端部に、前記保護管の凹部に挿入された被支持部を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のエキシマ放電ランプ装置においては、前記被支持部が、エキシマ放電ランプの軸方向外方に突出するよう設けられた突出部材により形成されていることが好ましい。
このような構成の本発明のエキシマ放電ランプ装置においては、前記突出部材には、前記保護管の凹部の内面に接する緩衝部材が設けられていることが好ましい。
また、本発明のエキシマ放電ランプ装置においては、前記エキシマ放電ランプは、内部に発光ガスが封入された発光部と当該発光部の両端の各々に連設された封止部とを有する発光管、当該発光部の外周面に配置された外側電極、および発光部の内部に配置された内部電極を備えており、
前記突出部材は、前記内部電極と電気的に接続されていない金属棒よりなることが好ましい。
また、本発明のエキシマ放電ランプ装置においては、前記緩衝部材は、網状の導電部材により、前記外側電極と一体に構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエキシマ放電ランプ装置によれば、保護管の内部において、エキシマ放電ランプが、当該エキシマ放電ランプの被支持部が保護管の凹部の内部に挿入された状態で保持されている。そのため、保護管に対するエキシマ放電ランプの位置を正確に規制し、エキシマ放電ランプを所期の位置に高い位置精度で配置することができ、よって高い均一性で光を照射することができると共に、外部から加えられる振動衝撃に対して高い耐性が得られる。また、被支持部が金属によって形成されたものであっても、当該被支持部の熱膨張に起因して保護管にクラックが発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のエキシマ放電ランプ装置の一例における構成の概略を、一部を軸方向に沿った断面で切断した状態で示す説明用部分断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す説明用拡大図である。
【図３】本発明のエキシマ放電ランプ装置における緩衝部材の一例を示す説明図である。
【図４】本発明のエキシマ放電ランプ装置における緩衝部材の他の例を示す説明図である。
【図５】本発明のエキシマ放電ランプ装置における緩衝部材の更に他の例を示す説明図である。
【図６】本発明のエキシマ放電ランプ装置における緩衝部材のまた更に他の例を示す説明図である。
【図７】従来のエキシマ放電ランプの一例における構成を示す説明用断面図である。
【図８】従来のエキシマ放電ランプ装置の一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のエキシマ放電ランプ装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のエキシマ放電ランプ装置の一例における構成の概略を、一部を軸方向に沿った断面で切断した状態で示す説明用部分断面図である。
このエキシマ放電ランプ装置１０は、棒状のエキシマ放電ランプ１１を備えており、このエキシマ放電ランプ１１が、一端部の内面に凹部３３が形成された棒状の保護管３０の内部に封入されてなるものである。この保護管３０の内部において、エキシマ放電ランプ１１は、保護管３０の中心軸に沿って伸びるように配置されている。
【００１３】
エキシマ放電ランプ１１は、円管状の発光部１３と、発光部１３の両端の各々に連設された封止部１４ａ，１４ｂとを有する発光管１２を備えている。
この図の例において、発光管１２における一方の封止部１４ａは、ピンチシール法によって形成された扁平状の形状を有しており、他方の封止部１４ｂは、シュリンクシール法によって形成された円柱状の形状を有している。発光管１２は、例えば合成石英ガラスにより形成されている。
【００１４】
発光部１３の内部には、金属素線がコイル状に巻回されてなる内部電極２０が、コイル軸が発光管１２の中心軸Ａと一致する状態で、当該中心軸Ａに沿って伸びるよう配置されている。内部電極２０は、他方の封止部１４ｂに気密に埋設された金属箔２１を介して、他端部が他方の封止部１４ｂの外端より軸方向外方に突出する内部電極用外部リード２２に電気的に接続されている。また、内部電極２０の一端部は他方の封止部１４ｂによって支持されている。
【００１５】
また、発光部１３の内部には、発光ガスが充填されている。発光ガスとしては、例えばキセノンガス（Ｘｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）、クリプトンガス（Ｋｒ）などのエキシマ放電によってエキシマ分子を形成する放電媒質としての作用を有する希ガスが用いられる。
また、発光管１２の内部には、希ガスと共に必要に応じて、フッ素ガス（Ｆ2 ）、塩素ガス（Ｃｌ2 ）、沃素ガス（Ｉ2 ）および臭素ガス（Ｂｒ2 ）などのハロゲンガスが封入される。
【００１６】
また、発光部１３の内部における一端側には、例えばバリウム（Ｂａ）よりなるゲッタ１９が設けられている。
この図の例において、ゲッタ１９は、発光管１２の内周面の全周にわたって付着した状態で設けられている。
【００１７】
発光部１３の外周面には、外側電極２５が発光部１３の軸方向に沿って伸びるよう配置されている。
この外側電極２５は、筒状の形態を有する網状の導電部材によって形成されている。この網状の導電部材は、発光部１３の外周面および一方の封止部１４ａの外周面の全域にわたってこれらの外周面に密接した状態で配設されている。
この図の例において、網状の導電部材は、発光管１２の管壁および発光部１３の内部空間を介して内部電極２０と対向する部分（以下、「対向部分」ともいう。）において、内部電極２０との間にエキシマ放電が生じるものであり、この対向部分によって外側電極２５が構成されている。
【００１８】
そして、一方の封止部１４ａには、棒状の突出部材１６によって形成された被支持部が、発光管１２の軸方向外方に伸びるように設けられている。
この被支持部は、少なくとも先端部分が保護管３０の凹部３３内に挿入された状態で配置される。
【００１９】
突出部材１６は、金属棒よりなるものであり、この金属棒は、リードの構成材料として用いられる金属よりなるものである。
この突出部材１６は、一端部が一方の封止部１４ａの外端より軸方向外方に突出し、少なくとも先端部分が保護管３０の凹部３３内に挿入された状態とされており、また、他端部が一方の封止部１４ａによって支持されている。
また、突出部材１６の他端部は、一方の封止部１４ａ内において、内部電極２０の一端部と離間した状態とされている。すなわち、突出部材１６は、内部電極２０と電気的に接続されていない。
この図の例において、突出部材１６は、発光管１２の中心軸Ａと一致して配置されている。
【００２０】
突出部材１６の一端部には、図２に示されているように、保護管３０の凹部３３の内面に接する緩衝部材１８が設けられていることが好ましい。すなわち、被支持部は、突出部材１６と、緩衝部材１８とにより構成されていることが好ましい。
【００２１】
また、緩衝部材１８は、図２に示されているように、外側電極２５と一体のものであることが好ましい。すなわち、緩衝部材１８は、外側電極２５と共通の導電部材によって構成されていることが好ましい。
この図の例において、緩衝部材１８は、網状の導電部材の一端部によって構成されている。網状の導電部材の一端部は、突出部材１６の一端部全体を覆い、当該突出部材１６に密着した状態とされている。この緩衝部材１８は、網状の導電部材の一端部を突出部材１６の一端部に被せ、その網状の導電部材の一端部を捩るようにして突出部材１６に巻き付け、密着させて固定することによって形成されたものである。
【００２２】
突出部材１６に緩衝部材１８が設けられていることにより、緩衝部材１８によって外部から加えられる振動衝撃が吸収されるため、振動衝撃に対するより一層高い耐性が得られる。
【００２３】
保護管３０は、他端が開口する有底円筒状であって、開口部が略円柱状の封止部材３５によって気密に封止され、一端部に凹部３３が形成されたものである。
この保護管３０の内部において、エキシマ放電ランプ１１は、他方の封止部１４ｂが封止部材３５に支持され、被支持部が凹部３３の内部に挿入されることにより、保護管３０の内周面に接触しないよう、発光管１２の中心軸Ａが保護管３０の中心軸上に位置された状態で、保持されている。また、保護管３０の内部空間は、減圧状態、または例えば窒素ガスなどの不活性ガスが充填された状態とされている。
この図の例において、保護管３０は、エキシマ放電ランプ１１から放射される光（例えば真空紫外線）を出射する光透過部３１と、その光を遮蔽する非光透過部３２とを有するものである。光透過部３１は、一端部側に形成されており、この光透過部３１には、内部電極２０および外側電極２５が位置されている。一方、非光透過部３２は、他端部側に形成されており、光透過部３１より大きい肉厚を有している。
【００２４】
保護管３０において、凹部３３は、保護管３０の中心軸上に配設されている。
この図の例において、凹部３３は、排気管残部によって構成されており、この排気管残部は、当該排気管残部の中心軸が、保護管３０の中心軸と一致する状態で、当該保護管３０の中心軸に沿って伸びるように配置されている。
【００２５】
封止部材３５は、例えば溶融石英ガラスよりなり、保護管３０の開口部に挿入配置されてその外周面と保護管３０の内周面とが溶着されている。
この封止部材３５においては、当該封止部材３５の一端部に、エキシマ放電ランプ１１の他方の封止部１４ｂの他端部が固定されている。
また、封止部材３５には、エキシマ放電ランプ１１における内部電極用外部リード２２が、封止部材３５の中央位置を軸方向に貫通して伸びるように配設されており、このようにして、内部電極用外部リード２２の他端部が保護管３０の外部に導出されている。
【００２６】
封止部材３５の外周面と保護管３０の内周面との接合部には、例えばモリブデンよりなる金属箔４０が気密に埋設されている。この金属箔４０には、撚り線よりなる給電線４１を介してエキシマ放電ランプ１１の外側電極２５に接続された棒状の内部リード４２の他端部が接続されていると共に、他端部が保護管３０の他端面より軸方向外方に突出する棒状の外部電極用外部リード４３の一端部が接続されている。内部リード４２は、例えばモリブデンよりなり、給電線４１は、例えばニッケル線よりなる。
このような構成とされていることにより、外部電極用外部リード４３と内部電極用外部リード２２との空間距離の大きさを十分に確保することができるので、電気的絶縁状態を維持しながら、所期の給電構造を形成することができる。また、撚り線よりなる給電線４１を使用していることにより、内部リード４２や封止部材３５による封止部に大きな力が加わることがなく、また、給電線４１の、外部電極２５および外部電極用外部リード４３に対する十分な大きさの接触面積を確保することができ、この点においても、所期の給電構造を確実に形成することができる。
【００２７】
保護管３０の他端部には、セラミック製のベース部材４５が無機接着剤によって固定されて設けられており、外部電極用外部リード４３および内部電極用外部リード２２の他端部はそれぞれベース部材４５に設けられた給電線４６，４６に接続されている。
【００２８】
このエキシマ放電ランプ装置１０の製造過程においては、一端に排気管が取り付けられ、他端に開口を有する保護管形成材料の内部に、エキシマ放電ランプ１１を、当該排気管の内部に被支持部を挿入した状態で配置する。そして、保護管形成材料の他端を封止し、その保護管形成材料の内部を脱気し、必要に応じて不活性ガスを充填した後、排気管をチップオフする。このようにして、保護管３０の一端部において、被支持部が挿入された状態の凹部３３が形成されると共に、保護管３０の内部にエキシマ放電ランプ１１が封入される。
【００２９】
而して、エキシマ放電ランプ装置１０によれば、保護管３０の内部において、エキシマ放電ランプ１１が、被支持部が保護管３０の凹部３３の内部に挿入された状態で保持されている。そのため、エキシマ放電ランプ１１および保護管３０が極めて長尺なものであっても、保護管３０に対するエキシマ放電ランプ１１の位置を正確に規制し、エキシマ放電ランプ１１を所期の位置に高い位置精度で配置することができ、よって高い均一性で光を照射することができると共に、外部から加えられる振動衝撃に対して高い耐性が得られる。また、被支持部を構成する突出部材１６が金属製のものであっても、突出部材１６の熱膨張に起因して保護管３０にクラックが発生することがない。
【００３０】
以上において、本発明のエキシマ放電ランプ装置を具体的な例を用いて説明したが、本発明のエキシマ放電ランプ装置はこれに限定されるものではない。
例えば、緩衝部材は、外側電極と別個のもの、具体的には、突出部材に密着して巻き付けられた金属素線によって形成されたものであってもよく、また弾性部材よりなるものであってもよい。弾性部材よりなる緩衝部材の具体例としては、図３に示すようにコイルバネよりなるもの、図４に示すように板状渦巻きバネよりなるもの、また図５および図６に示すように板状バネよりなるものなどが挙げられる。図３のコイルバネよりなる緩衝部材１８は、他方（図３における左方）の端部が突出部材１６に巻き付けられることによって固定されている。図４の板状渦巻きバネよりなる緩衝部材１８は、一方（図４における右方）の端部が突出部材１６に巻き付けられることによって固定されている。図５の板状バネよりなる緩衝部材１８は、屈曲部に設けられた貫通孔に突出部材１６が嵌合することによって固定されている。また、図６の板状バネよりなる緩衝部材１８は、両端部の各々に形成された凹部が一方の封止部１４ａの外端に嵌合することにより、突出部材１６の一端部全体を覆う状態で固定されている。
また、保護管の他端部の封止構造およびエキシマ放電ランプの他端部の固定構造は、各々、図１のエキシマ放電ランプ装置１０に係る構造に限定されるものではなく、いかなる構成を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  エキシマ放電ランプ装置
１１  エキシマ放電ランプ
１２  発光管
１３  発光部
１４ａ  一方の封止部
１４ｂ  他方の封止部
１６  突出部材
１８  緩衝部材
１９  ゲッタ
２０  内部電極
２１  金属箔
２２  内部電極用外部リード
２５  外側電極
３０  保護管
３１  光透過部
３２  非光透過部
３３  凹部
３５  封止部材
４０  金属箔
４１  給電線
４２  内部リード
４３  外部電極用外部リード
４５  ベース部材
４６  給電線
Ａ  発光管の中心軸（ランプ中心軸）
５１  発光管
５２  発光部
５３  封止部
５６  外側電極
５７  内部電極
５８  金属箔
５９  外部リード
６０  エキシマ放電ランプ装置
６１  エキシマ放電ランプ
６２  発光管
６３  外側電極
７１  保護管
７２  モリブデン箔
７４  外部リード
【図１】
0006428196.tif 000002
【図２】
0006428196.tif 000003
【図３】
0006428196.tif 000004
【図４】
0006428196.tif 000005
【図５】
0006428196.tif 000006
【図６】
0006428196.tif 000007
【図７】
0006428196.tif 000008
【図８】
0006428196.tif 000009