JP2002110102A - 誘電体バリヤ放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部電極と外部電極との距離が大きくバラツ
クことを防止し、そのようなバラツキが原因となって発
生する気密容器の中心軸方向の配光のバラツキを防止
し、配光の均一化を図る。 【解決手段】 気密容器１内に配置された内部電極２
が、気密容器１内の略中心軸上に位置してその中心軸方
向に延出する内部給電体電極２ａと、気密容器１の内周
面に沿うリング状に形成されて気密容器１の中心軸方向
に沿った略等間隔の位置に配置されて内部給電体電極２
ａに接続された複数個の導電性アンカー２ｂとを有する
ので、内部給電体電極２ａが自重などにより垂れ下がろ
うとした場合に、導電性アンカー２ｂが気密容器１の内
周面に接触して支持することになり、内部給電体電極２
ａが大きく垂れ下がることを防止できる。それにより、
内部電極２と外部電極４との距離が大きくバラツクこと
を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体バリヤ放電
により紫外線を発光する誘電体バリヤ放電ランプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】紫外線を発光する紫外線ランプとして、
誘電体バリヤ放電ランプが種々提案されており、例え
ば、特開平６−３１０１０４号公報、特開平７−２７２
６９２号公報、特開平７−２２０６８７号公報等に記載
されて従来から知られている。このような誘電体バリヤ
放電ランプは、気密な放電空間内にエキシマを生成する
放電媒体（エキシマ生成ガス）を封入し、かつ、放電空
間の内側と外側とに一対の電極を設け、これらの電極間
に高電圧を印加して放電させるものである。この放電に
より、放電媒体から紫外線が発光される。

【０００３】図５は、従来の誘電体バリヤ放電ランプの
一例を示す正面図である。この図５において、１０１は
円筒形の気密容器、１０２は導電性を有する外部電極、
１０３は導電性を有する内部電極、１０４は封止部、１
０５は高周波発生回路である。気密容器１０１の内部に
は、エキシマ生成ガスとしてのキセノンなどが封入され
ている。

【０００４】気密容器１０１は、紫外線を透過する材料
であって誘電体、例えば、石英等によって形成されてい
る。

【０００５】外部電極１０２は、気密容器１０１の外周
面に螺旋状に巻回されて装着されている。このような外
部電極１０２の他の形態としては、例えば、メッシュ状
のものが用いられる（図６参照）。

【０００６】内部電極１０３は、例えば、コイル状、棒
状、線状、板状等の形状を有する導電性部材であり、封
止部１０４に固定されたリード線１０６に接続されてい
る。

【０００７】高周波発生回路１０５は、外部電極１０２
と内部電極１０３との間に電圧を印加して、誘電体バリ
ヤ放電に必要な電気エネルギーを供給する。

【０００８】高周波発生回路１０５によって外部電極１
０２と内部電極１０３との間に電圧を印加すると、これ
らの外部電極１０２と内部電極１０３との間に誘電体バ
リヤ放電が生じる。この放電により、気密容器１０１の
内部に封入されているキセノンなどのエキシマ生成ガス
が一時的に分子状態（エキシマ状態）に結合する。そし
て、この分子状態から原子の基低状態に戻る際に、再吸
収の少ない紫外線が発光される。これが、誘電体バリヤ
放電ランプの発光原理である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】〔ランプからの配光〕
内部電極１０３が、自重により又は点灯時の熱膨張によ
り、垂れ下がることがある。内部電極１０３が垂れ下が
りを生じると、内部電極１０３と外部電極１０２との距
離がばらつきを生じ、その距離が短くなった箇所では放
電が発生しやすくなり、その距離が長くなった箇所では
放電が発生しにくくなる。これにより、紫外線の発光量
が多い部分と少ない部分とができ、誘電体バリヤ放電ラ
ンプの配光がバラツキを生じる。このような配光のバラ
ツキにより、均斉度が低下する。

【００１０】〔始動電圧、放電維持電圧〕また、図５お
よび図６に例示する誘電体バリヤ放電ランプでは、外部
電極１０２と内部電極１０３との間の距離が長いため、
始動電圧および点灯維持電圧を高くしなければならない
という問題がある。

【００１１】〔始動性〕また、図５および図６に例示す
る誘電体バリヤ放電ランプでは、外部電極１０２と内部
電極１０３との間の距離が長いため、放電が開始される
までに要する時間が長くなり、始動性が低い。

【００１２】〔誘電体バリヤ放電ランプの汚れ〕誘電体
バリヤ放電ランプの用途としては、洗浄殺菌ランプへの
適用が従来から行なわれている。これは、誘電体バリヤ
放電ランプにおける発光物質であるキセノンの波長が１
７２ｎｍ程度であり、この波長領域に酸素の吸収ピーク
があるためにオゾンの生成が促され、生成されたオゾン
によって被処理物の表面に付着している有機物が分解さ
れて洗浄殺菌がなされるからである。

【００１３】ところで、洗浄殺菌時において、被処理物
からの汚れが気密容器１０１の外周面に付着することが
ある。気密容器１０１の外周面には外部電極１０２が装
着されているため、清掃などのメンテナンスが困難であ
る。

【００１４】本発明の目的は、内部電極と外部電極との
距離が大きくバラツクことを防止し、そのようなバラツ
キが原因となって発生する気密容器の中心軸方向の配光
のバラツキを防止し、配光の均一化を図ることである。

【００１５】本発明の別の目的は、始動電圧および発光
維持電圧を低く抑えることである。

【００１６】本発明の別の目的は、始動性を向上させる
ことである。

【００１７】本発明の別の目的は、効率良く発光させ、
紫外線の照度アップを図ることである。

【００１８】本発明の別の目的は、洗浄などのメンテナ
ンスを容易に行えるようにすることである。

【００１９】本発明の別の目的は、発光される紫外線が
酸素により減衰されることを抑えることである。

【００２０】本発明の別の目的は、発光による温度上昇
を抑え、高い発光効率を維持することである。

【００２１】本発明の別の目的は、洗浄殺菌装置などに
取り付けて使用する場合における取扱性を向上させるこ
とである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の誘
電体バリヤ放電ランプは、紫外線を透過する材料であっ
て誘電体である材料により形成された管状の気密容器
と；前記気密容器内の略中心軸上に配置されてその中心
軸方向に延出する内部給電体電極と、前記気密容器の内
周面に沿うリング状に形成されて前記気密容器の中心軸
方向に沿った略等間隔の位置に配置されて前記内部給電
体電極に接続された複数個の導電性アンカーとを有する
内部電極と；前記気密容器内に封入されたエキシマ生成
ガスと；前記気密容器の外周に装着された外部電極と；
を具備している。

【００２３】したがって、外部電極と内部電極との間に
電圧が印加されると、両電極間に誘電体バリヤ放電が生
ずる。これにより、気密容器に封入されたエキシマ生成
ガスが一時的に分子状態（エキシマ状態）に結合し、こ
のような分子状態から原子の基底状態に戻る際に再吸収
の少ない紫外線を効率よく発光し、誘電体バリヤ放電ラ
ンプが点灯する。発光される紫外線の波長域は、気密容
器に封入するエキシマ生成ガスの種類に依存し、例え
ば、キセノンが多く封入される場合には、１７２ｎｍの
波長の紫外線が発光される。

【００２４】内部電極は、給電体電極と導電性アンカー
とを有し、リング状の導電性アンカーが気密容器の内周
面に近接して位置するため、内部給電体電極が自重など
により垂れ下がろうとした場合に、導電性アンカーが気
密容器の内周面に接触して支持することになり、内部給
電体電極が大きく垂れ下がることが防止される。そし
て、この垂れ下がり防止により、内部電極と外部電極と
の距離が大きくバラツクことを防止でき、内部電極と外
部電極との距離が大きなバラツキを生ずることが原因と
なって放電が発生しやすい部分と発生しにくい部分とが
できて気密容器の中心軸方向の配光がバラツキを生ずる
ということを防止でき、配光の均一化を図ることができ
る。これにより、紫外線が照射される部分では、均斉度
が高くなる。

【００２５】また、導電性アンカーを均一に有すること
により、内部電極の一部である導電性アンカーと誘電体
である気密容器の内周面との距離が短くなるため、及
び、導電性アンカーと外部電極との関係が一様になるた
め、気密容器の内周面上で沿面放電が起こり易くなり、
始動性が向上し、さらに、始動電圧の低下及び点灯維持
電圧の低下を図ることができる。

【００２６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の誘
電体バリヤ放電ランプにおいて、前記内部給電体電極
は、コイル状に形成されている。

【００２７】したがって、点灯時に内部給電体電極が熱
膨張して伸びても、コイル状に形成することによりその
伸びを吸収することができ、熱膨張が原因となる内部給
電体電極の垂れ下がりを防止できる。このため、内部給
電体電極の垂れ下がりが原因となる内部電極と外部電極
との距離のバラツキの発生を防止でき、そのバラツキが
原因となって発生する気密容器の中心軸方向の配光のバ
ラツキを防止でき、配光の均一化を図ることができる。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、気密容器
の内径寸法がＤｍｍ、導電性アンカーの外径寸法がｄｍ
ｍであるとき、０.３＜ｄ／Ｄ＜１.０とした。

【００２９】したがって、気密容器の内径寸法と導電性
アンカーの外径寸法とをこのような値に規定することに
より、内部電極と外部電極との距離のバラツキにより放
電が発生しやすい部分と放電が発生しにくい部分とがで
きることを防止でき、気密容器の中心軸方向の配光のバ
ラツキを防止して配光の均一化を図ることができる。

【００３０】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、前記気密容器の
内径寸法がＤｍｍ、前記導電性アンカーの外径寸法がｄ
ｍｍで、Ｄ＞２０ｍｍであるとき、５ｍｍ＜ｄ＜Ｄとし
た。

【００３１】したがって、気密容器の内径寸法が２０ｍ
ｍ以上である太いタイプの誘電体バリヤ放電ランプにお
いても、気密容器の内径寸法と導電性アンカーの外径寸
法とをこのような値に規定することにより、内部電極と
外部電極との距離のバラツキにより放電が発生しやすい
部分と放電が発生しにくい部分とができることを防止で
き、気密容器の中心軸方向の配光のバラツキを防止して
配光の均一化を図ることができる。

【００３２】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
のいずれか一記載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、
前記内部給電体電極に対する前記導電性アンカーの角度
θは８０〜９０°である。

【００３３】したがって、内部電極の一部である導電性
アンカーと誘電体である気密容器の内周面との距離が短
くなり、また、導電性アンカーの位置が規制されるた
め、気密容器の内周面上で沿面放電を安定して発生させ
ることができ、沿面放電が安定して発生することにより
気密容器の中心軸方向の配光のバラツキを防止でき、配
光の均一化を図ることができる。

【００３４】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５
のいずれか一記載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、
前記エキシマ生成ガスは、１３３〜１０１３Ｐａの圧力
で前記気密容器内に封入されている。

【００３５】したがって、エキシマ生成ガスの圧力をこ
のような高い値とすることにより、気密容器内のエキシ
マ生成ガスの分子量が多くなり、沿面放電が効率良く起
こり、始動性が向上し、紫外線の発光が効率良く行われ
る。

【００３６】請求項７記載の発明は、請求項１ないし６
のいずれか一記載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、
前記気密容器を囲む紫外線透過性の材料から形成された
管状の外管を有する。

【００３７】したがって、気密容器が外管で覆われるこ
とにより、この誘電体バリヤ放電ランプを洗浄殺菌用に
用いた場合であっても、被処理物からの汚れが外管の外
周面に付着し、気密容器の外周面に装着されている外部
電極には付着しない。このため、誘電体バリヤ放電ラン
プの洗浄などのメンテナンスを容易に行える。さらに、
外部電極から放出された金属イオンが被処理物に付着す
ることを防止できる。

【００３８】請求項８記載の発明は、請求項７記載の誘
電体バリヤ放電ランプにおいて、前記気密容器の外周面
と前記外管の内周面との間に不活性ガスの流路となる流
路空間が形成されている。

【００３９】したがって、流路空間に不活性ガス、例え
ば、窒素ガスやアルゴンガスを流すことにより、流路空
間内からの酸素（大気中に含まれている酸素）の除去
と、誘電体バリヤ放電ランプの冷却とを行える。

【００４０】酸素を除去することにより、気密容器を透
過した紫外線が流路空間内を進行するときに酸素により
減衰されることを防止できる。

【００４１】また、不活性ガスの冷却作用により、温度
上昇に伴う紫外線の発光効率の低下を防止でき、高い発
光効率を維持できる。

【００４２】請求項９記載の発明は、請求項７又は８記
載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、前記外管の両端
にソケットが設けられ、一方の前記ソケットに前記外部
電極のリード線が導通されている。

【００４３】したがって、誘電体バリヤ放電ランプを洗
浄殺菌装置などに取り付けて使用する場合、外部電極が
導通されているソケットを洗浄殺菌装置などの導電性部
材に接触させることなどによりアースさせることがで
き、外部電極の配線構造が簡単になるとともに、誘電体
バリヤ放電ランプを洗浄殺菌装置などに着脱する際の取
扱性が向上する。

【００４４】ここで、本発明において、特に指定しない
限り、用語の定義及び技術的意味は以下のとおりであ
る。

【００４５】〔気密容器〕紫外線を透過する材料であっ
て誘電体である材料により形成された気密容器は、一般
的には石英ガラスを用いて製作することができる。しか
し、本発明では、紫外線を透過する材料であって誘電体
であれば他の材料を用いることができる。

【００４６】また、気密容器は、管状であれば直管だけ
でなく、湾曲していてもよい。

【００４７】〔内部電極〕内部電極は、ニッケル、タン
グステン、モリブデンなどの耐熱性の金属、あるいは、
ステンレス、チタン等の金属からなり、内部給電体電極
と導電性アンカーとを有する。内部給電体電極は、気密
容器内の略中心軸上に配置されてその中心軸方向に延出
している。各導電性アンカーは、気密容器の内周面に沿
うリング状に形成され、気密容器の中心軸方向に沿った
略等間隔の位置に配置されるとともに内部給電体電極に
接続されている。

【００４８】内部給電体電極の形状としては、棒状、線
状、板状等でもよいが、請求項２記載の発明のようにコ
イル状としてもよい。コイル状とした場合には、点灯時
に熱膨張してもその伸びを吸収することができ、熱膨張
が原因となる内部給電体電極の垂れ下がりを防止でき
る。

【００４９】〔エキシマ生成ガス〕エキシマ生成ガスと
しては、キセノン、クリプトンまたはアルゴンなどの希
ガス単体または希ガスおよびフッ素、塩素、臭素または
よう素などのハロゲンの混合ガスなどを用いることがで
きる。このようなエキシマ生成ガスの封入圧力は、紫外
線出力と始動性とに影響を与える。エキシマ生成ガスの
封入圧力としては、例えば、１３３〜１０１３Ｐａの圧
力が適当である。

【００５０】〔外部電極〕外部電極は、内部電極との間
で誘電体バリヤ放電を発生させるために作用し、誘電体
バリヤ放電によって生成されたエキシマから紫外線が発
光される。外部電極の構造としては、螺旋構造、メッシ
ュ構造、導電性ペーストを用いた印刷構造などを使用で
きる。

【００５１】〔外管〕外管は、紫外線透過性を有する材
料、例えば、石英ガラスにより形成されている。この外
管は、気密容器を囲む寸法をもって形成され、また、請
求項８記載の発明においては、気密容器の外周面との間
に流路空間を形成した寸法に形成されている。

【００５２】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
ないし図３に基づいて説明する。図１は誘電体バリヤ放
電ランプを示す正面図、図２はその縦断側面図、図３は
その一部を示す正面図である。

【００５３】図１ないし図３において、１は気密容器、
２は内部電極、３は内部電極２に接続されたリード線、
４は外部電極である。

【００５４】気密容器１は、石英ガラスからなり、外径
寸法が１１.５ｍｍで、内径寸法“ｄ”が９.５ｍｍの細
長い円筒状の中空部１ａと、中空部１ａの両端に形成さ
れた封止部１ｂとを備えている。封止部１ｂは、内部に
モリブデン箔５が埋設されたピンチシール構造である。

【００５５】気密容器１の中空部１ａの内部には、エキ
シマ生成ガスとしてキセノンが封入されている。このエ
キシマ生成ガスは、１３３〜１０１３Ｐａの圧力で封入
されている。

【００５６】内部電極２は、１本の内部給電体電極２ａ
と多数個の導電性アンカー２ｂとにより形成されてい
る。内部給電体電極２ａは、ニッケル、タングステン、
モリブデンなどの耐熱性の金属、あるいは、ステンレ
ス、チタン等の金属からなる直径０.１ｍｍの線材を外
径寸法が１.２ｍｍとなるコイル状にピッチ１００％で
巻くことにより形成され、気密容器１の略中心軸上に配
置されてその中心軸方向に延出され、その両端がモリブ
デン箔５に接続されるとともに封止部１ｂにより封止固
定されている。

【００５７】導電性アンカー２ｂは、内部給電体電極２
ａと同じ材質の直径０.３１ｍｍの線材を外径寸法
“Ｄ”が９.０ｍｍとなるリング状に丸めることにより
形成され、各導電性アンカー２ｂはそれぞれが接続線部
２ｃにより内部給電体電極２ａに接続されている。各導
電性アンカー２ｂは気密容器１の中心軸方向に沿って１
５ｍｍの間隔で配置されている。

【００５８】導電性アンカー２ｂは、内部給電体電極２
ａに対する傾き角度“θ”が８０〜９０°となる向きに
配置されている。

【００５９】外部電極４は、線径が０.１ｍｍのステン
レスなどの金属を、気密容器１の外周に２ｍｍのピッチ
で螺旋状に巻回して装着されている。

【００６０】こうして誘電体バリヤ放電ランプ６が形成
され、誘電体バリヤ放電ランプ６には高周波発生回路７
が接続される。高周波発生回路７は、直流電源を入力電
源とする高周波インバータを主体として構成され、その
高周波出力は誘電体バリヤ放電ランプ６の内部電極２と
外部電極４との間に印加される。そのため、高周波発生
回路７の高周波出力端の一端は内部電極２に接続され、
他端はアースされている。

【００６１】このような構成において、内部電極２と外
部電極４との間に電圧が印加されると、両電極２，４間
に誘電体バリヤ放電が生ずる。これにより、気密容器１
の中空部１ａ内に封入されたエキシマ生成ガスが一時的
に分子状態（エキシマ状態）に結合し、このような分子
状態から原子の基底状態に戻る際に再吸収の少ない紫外
線を効率よく発光し、誘電体バリヤ放電ランプ６が点灯
する。発光される紫外線の波長域は、気密容器１に封入
するエキシマ生成ガスの種類に依存し、例えば、キセノ
ンが多く封入される場合には、１７２ｎｍの波長の紫外
線が発光される。

【００６２】ここで、内部電極２は内部給電体電極２ａ
と導電性アンカー２ｂとにより形成されているので、内
部給電体電極２ａが自重や点灯時の熱膨張によって垂れ
下がろうとしたときに、導電性アンカー２ｂが気密容器
１の内周面に接触して支持することになり、内部給電体
電極２ａが大きく垂れ下がることが防止される。さら
に、内部給電体電極２ａをコイル状に形成したことによ
り、熱膨張による伸びを内部給電体電極２ａ自身により
吸収することができ、熱膨張による内部給電体電極２ａ
の垂れ下がりをより一層防止することができる。

【００６３】そして、内部電極２の一部である導電性ア
ンカー２ｂと外部電極４との距離が大きくバラツクこと
を防止できるので、内部電極２と外部電極４との距離が
大きなバラツキを生ずることが原因となって放電が発生
しやすい部分と発生しにくい部分とができて気密容器１
の中心軸方向の配光のバラツキが発生することを防止で
き、配光の均一化を図ることができる。これにより、紫
外線が照射される部分では、均斉度が高くなる。特に、
導電性アンカー２ｂの外径寸法“ｄ”と気密容器１の内
径寸法“Ｄ”とを、０.３＜ｄ／Ｄ＜１.０となるように
規定することにより、内部電極２と外部電極４との距離
のバラツキにより放電が発生しやすい部分と放電が発生
しにくい部分とができることを防止でき、気密容器１の
中心軸方向の配光のバラツキを防止して配光の均一化を
図ることができる。

【００６４】また、導電性アンカー２ｂを均一に有する
ことにより、内部電極２の一部である導電性アンカー２
ｂと誘電体である気密容器１の内周面との距離が短くな
るため、及び、導電性アンカー２ｂと外部電極４との関
係が一様になるため、気密容器の内周面上で沿面放電
が起こり易くなり、始動性が向上し、さらに、始動電圧
の低下及び点灯維持電圧の低下を図ることができる。

【００６５】さらに、内部給電体電極２ａに対する導電
性アンカー２ｂの角度“θ”は、８０〜９０°であるの
で、気密容器１の内周面上で沿面放電を安定して発生さ
せることができ、沿面放電が安定して発生することによ
り気密容器１の中心軸方向の配光のバラツキを防止で
き、配光の均一化を図ることができる。

【００６６】また、気密容器１の中空部１ａ内に封入さ
れたエキシマ生成ガスは、１３３〜１０１３Ｐａの圧力
で封入されているので、封入されたエキシマ生成ガスの
圧力をこのような高い値とすることにより、気密容器１
内のエキシマ生成ガスの分子量が多くなり、沿面放電が
効率良く起こり、始動性が向上し、紫外線の発光が効率
良く行われる。

【００６７】なお、本実施の形態では、導電性アンカー
２ｂの外径寸法“ｄ”と気密容器１の内径寸法“Ｄ”と
を、０.３＜ｄ／Ｄ＜１.０となるように規定した場合を
例に挙げて説明したが、気密容器１の内径寸法“Ｄ”が
２０ｍｍ以上となる太い誘電体バリヤ放電ランプでは、
導電性アンカー２ｂの外径寸法“ｄ”と気密容器１の内
径寸法“Ｄ”とを、５ｍｍ＜ｄ＜Ｄとしてもよい。この
場合でも、内部電極２と外部電極４との距離のバラツキ
により放電が発生しやすい部分と発生しにくい部分とが
できることを防止でき、気密容器１の中心軸方向の配光
のバラツキを防止して配光の均一化を図ることができ
る。

【００６８】つぎに、本発明の第２の実施の形態を図４
に基づいて説明する。なお、図１ないし図３において説
明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略す
る。図４は誘電体バリヤ放電ランプを示す正面図であ
る。

【００６９】本実施の形態の誘電体バリヤ放電ランプ６
ａは、第１の実施の形態において説明した誘電体バリヤ
放電ランプ６の気密容器１を外管８で覆った２重管構造
とされている。

【００７０】外管８は、直管パイプ状の石英ガラスから
構成された部材であり、気密容器１の外周面との間に所
定の隙間を開ける大きさのものが用いられている。この
隙間部分は、後述する窒素ガスやアルゴンガスなどの不
活性ガスが流れる流路空間９とされる。外管８の両端に
は、誘電体バリヤ放電ランプ６を収容した状態で外管８
を気密に封止する一対の栓体１０ａ，１０ｂが溶着され
ている。一方の栓体１０ａには、流路空間９内へ窒素ガ
スを導き入れるための流入口１１が形成され、他方の栓
体１０ｂには流路空間９内から窒素ガスを排出させる排
出口１２が形成されている。なお、流入口１１と排出口
１２との間には、窒素ガスを所定の流量で循環させる窒
素ガス循環機構（図示せず）が接続されている。この窒
素ガス循環機構による窒素ガスの循環流量“Ｎ（リット
ル／分）”は、０＜Ｎ≦４０、好ましくは、０＜Ｎ≦５
とされている。

【００７１】栓体１０ａ，１０ｂにはそれぞれソケット
１３ａ，１３ｂが取り付けられている。内部電極２のリ
ード線３は一方のソケット１３ａを貫通して設けられ、
他方のソケット１３ｂには外部電極４のリード線１４が
導通される。このようにして、二重管構造の誘電体バリ
ヤ放電ランプ６ａが形成されている。

【００７２】このような構成において、本実施の形態で
も第１の実施の形態と同じように、内部電極２と外部電
極４との間に電圧が印加されることにより、両電極２，
４間に誘電体バリヤ放電が生ずる。これにより、気密容
器１の中空部１ａ内に封入されたエキシマ生成ガスが一
時的に分子状態（エキシマ状態）に結合し、このような
分子状態から原子の基底状態に戻る際に再吸収の少ない
紫外線を効率よく発光し、誘電体バリヤ放電ランプ６が
点灯する。発光される紫外線の波長域は、気密容器１に
封入するエキシマ生成ガスの種類に依存し、例えば、キ
セノンが多く封入される場合には、１７２ｎｍの波長の
紫外線が発光される。

【００７３】ここで、この誘電体バリヤ放電ランプ６ａ
は、気密容器１を外管８で覆う二重管構造であるため、
この誘電体バリヤ放電ランプ６ａを紫外線を利用する洗
浄殺菌用等に用いた場合であっても、被処理物からの汚
れが外管８の外周面に付着し、その汚れは気密容器１及
び気密容器１の外周面に装着されている外部電極４には
付着しない。このため、誘電体バリヤ放電ランプ６ａの
洗浄などのメンテナンスを容易に行える。さらに、外部
電極４から放出された金属イオンが被処理物に付着する
ことを防止できる。

【００７４】また、この誘電体バリヤ放電ランプ６ａで
は、点灯時には窒素ガス循環機構の駆動により流路空間
９内に窒素ガスが流される。これにより、流路空間９内
から酸素（大気中の酸素）を除去することができるとと
もに、誘電体バリヤ放電ランプ６ａの冷却を行うことが
できる。

【００７５】紫外線は酸素の影響で減衰され易いという
性質があるため、紫外線を洗浄殺菌などに利用する場合
には、紫外線の光源から洗浄殺菌される被処理物までの
間に酸素の存在を少なくすることが望ましい。本実施の
形態では、流路空間９内から酸素を除去することによ
り、気密容器１を透過した紫外線が流路空間９内を進行
するときに酸素により減衰されることを防止でき、洗浄
殺菌の効果を高めることができる。

【００７６】また、流路空間９内を流れる窒素ガスの冷
却作用により、発光に伴う誘電体バリヤ放電ランプ６ａ
の温度上昇を抑えることができ、誘電体バリヤ放電ラン
プ６ａの温度上昇に伴う紫外線の発光効率の低下を防止
でき、高い発光効率を維持することができる。冷却は、
誘電体バリヤ放電ランプ６ａの温度が２００℃以下とな
るように行うことが有効である。

【００７７】窒素ガス循環機構による窒素ガスの循環流
量“Ｎ（リットル／分）”を、０＜Ｎ≦４０、好ましく
は、０＜Ｎ≦５とすることにより、良好な冷却を行え
る。窒素ガスの循環流量“Ｎ”が４０リットル／分より
多くなると、流入口１１側と排出口１２側とにおいて冷
却による温度差が大きくなり、その温度差に応じて発光
される紫外線の量に差が生じ、配光の均一性が損なわれ
るという不都合が生じる。

【００７８】本実施の形態の誘電体バリヤ放電ランプ６
ａでは、外管８の両端にソケット１３ａ，１３ｂが設け
られ、一方のソケット１３ｂに外部電極４のリード線１
４が導通されているので、この誘電体バリヤ放電ランプ
６ａを洗浄殺菌装置などに取り付けて使用する場合、外
部電極４が導通されているソケット１３ｂを洗浄殺菌装
置の導電性部材に接触させることなどによりアースさせ
ることができる。このため、外部電極４のリード線１４
の配線構造が簡単になるとともに、誘電体バリヤ放電ラ
ンプ６ａを洗浄殺菌装置に着脱する際にその都度リード
線１４の着脱を行う必要がなくなり、誘電体バリヤ放電
ランプ６ａの取扱性が向上する。

【００７９】

【発明の効果】請求項１記載の発明の誘電体バリヤ放電
ランプによれば、気密容器内に配置される内部電極が、
気密容器内の略中心軸上に配置されてその中心軸方向に
延出する内部給電体電極と、気密容器の内周面に沿うリ
ング状に形成されて気密容器の中心軸方向に沿った略等
間隔の位置に配置され内部給電体電極に接続された複数
個の導電性アンカーとを有するので、内部給電体電極が
自重などにより垂れ下がろうとした場合に、導電性アン
カーが気密容器の内周面に接触して支持することにな
り、内部給電体電極が大きく垂れ下がることを防止でき
る。この垂れ下がり防止により、内部電極と外部電極と
の距離が大きくバラツクことを防止でき、内部電極と外
部電極との距離が大きなバラツキを生ずることが原因と
なって放電が発生しやすい部分と発生しにくい部分とが
できて気密容器の中心軸方向の配光がバラツキを生ずる
ということを防止でき、配光の均一化を図ることがで
き、紫外線が照射される部分における均斉度を高くする
ことができる。さらに、導電性アンカーを均一に有する
ことにより、内部電極の一部である導電性アンカーと誘
電体である気密容器の内周面との距離が短くなるため、
及び、導電性アンカーと外部電極との関係が一様になる
ため、気密容器の内周面上で沿面放電が起こり易くな
り、始動性が向上し、さらに、始動電圧の低下及び点灯
維持電圧の低下を図ることができる。

【００８０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、内部給電体電極
はコイル状に形成されているので、点灯時に内部給電体
電極が熱膨張して伸びても、コイル状に形成されている
内部給電体電極自身によりその伸びを吸収することがで
き、熱膨張が原因となる内部給電体電極の垂れ下がりを
防止できる。それにより、内部給電体電極の垂れ下がり
が原因となる内部電極と外部電極との距離のバラツキの
発生が防止され、そのバラツキが原因となって発生する
気密容器の中心軸方向の配光のバラツキを防止でき、配
光の均一化を図ることができる。

【００８１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、前記気密容器の
内径寸法がＤｍｍ、前記導電性アンカーの外径寸法がｄ
ｍｍであるとき、０.３＜ｄ／Ｄ＜１.０としたことによ
り、内部電極と外部電極との距離のバラツキにより放電
が発生しやすい部分と放電が発生しにくい部分とができ
ることを防止でき、気密容器の中心軸方向の配光のバラ
ツキを防止して配光の均一化を図ることができる。

【００８２】請求項４記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、気密容器
の内径寸法がＤｍｍ、導電性アンカーの外径寸法がｄｍ
ｍで、Ｄ＞２０ｍｍであるとき、５ｍｍ＜ｄ＜Ｄとした
ことにより、気密容器の内径寸法が２０ｍｍ以上である
太いタイプの誘電体バリヤ放電ランプにおいても、内部
電極と外部電極との距離のバラツキにより放電が発生し
やすい部分と放電が発生しにくい部分とができることを
防止でき、気密容器の中心軸方向の配光のバラツキを防
止して配光の均一化を図ることができる。

【００８３】請求項５記載の発明によれば、請求項１な
いし４のいずれか一記載の誘電体バリヤ放電ランプにお
いて、内部給電体電極に対する導電性アンカーの角度θ
を８０〜９０°としたので、気密容器の内周面上で沿面
放電を安定して発生させることができ、沿面放電が安定
して発生することにより気密容器の中心軸方向の配光の
バラツキを防止でき、配光の均一化を図ることができ
る。

【００８４】請求項６記載の発明によれば、請求項１な
いし５のいずれか一記載の誘電体バリヤ放電ランプにお
いて、エキシマ生成ガスは、１３３〜１０１３Ｐａの圧
力で気密容器内に封入されているので、エキシマ生成ガ
スの圧力をこのような高い値とすることにより、気密容
器内のエキシマ生成ガスの分子量が多くなり、沿面放電
を効率良く発生させることができ、始動性の向上、紫外
線の発光効率の向上を図ることができる。

【００８５】請求項７記載の発明によれば、請求項１な
いし６のいずれか一記載の誘電体バリヤ放電ランプにお
いて、気密容器を囲む紫外線透過性の材料から形成され
た管状の外管を有するので、気密容器が外管で覆われる
ことにより、この誘電体バリヤ放電ランプを洗浄殺菌用
に用いた場合であっても、被処理物からの汚れは外管の
外周面に付着し、気密容器の外周面に装着されている外
部電極には付着しないので、誘電体バリヤ放電ランプの
洗浄などのメンテナンスを容易に行うことができる。さ
らに、外部電極から放出された金属イオンが被処理物に
付着することを防止できる。

【００８６】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、気密容器の外周
面と外管の内周面との間に不活性ガスの流路となる流路
空間が形成されているので、この流路空間に不活性ガス
を流すことにより、流路空間内からの酸素（大気中に含
まれている酸素）の除去と、誘電体バリヤ放電ランプの
冷却とを行える。酸素を除去することにより、気密容器
を透過した紫外線が流路空間内を進行するときに酸素に
より減衰されることを防止できる。また、不活性ガスの
冷却作用により、温度上昇に伴う紫外線の発光効率の低
下を防止でき、高い発光効率を維持できる。

【００８７】請求項９記載の発明によれば、請求項７又
は８記載の誘電体バリヤ放電ランプにおいて、外管の両
端にソケットが設けられ、一方のソケットに外部電極の
リード線が導通されているので、誘電体バリヤ放電ラン
プを洗浄殺菌装置などに取り付けて使用する場合、外部
電極が導通されているソケットを洗浄殺菌装置などの導
電性部材に接触させることなどによりアースさせること
ができ、外部電極の配線構造を簡単にすることができる
とともに誘電体バリヤ放電ランプを洗浄殺菌装置などに
着脱する際の取扱性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の誘電体バリヤ放電
ランプを示す正面図である。

【図２】その縦断側面図である。

【図３】その一部を示す正面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の誘電体バリヤ放電
ランプを一部を多面面にして示す正面図である。

【図５】従来の誘電体バリヤ放電ランプの一例を示す正
面図である。

【図６】従来の誘電体バリヤ放電ランプの別の一例を示
す正面図である。

【符号の説明】

１ 気密容器 ２ 内部電極 ２ａ 内部給電体電極 ２ｂ 導電性アンカー ４ 外部電極 ８ 外管 ９ 流路空間 １３ａ，１３ｂ ソケット １４ リード線

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線を透過する材料であって誘電体で
   ある材料により形成された管状の気密容器と；前記気密
   容器内の略中心軸上に配置されてその中心軸方向に延出
   する内部給電体電極と、前記気密容器の内周面に沿うリ
   ング状に形成されて前記気密容器の中心軸方向に沿った
   略等間隔の位置に配置されて前記内部給電体電極に接続
   された複数個の導電性アンカーとを有する内部電極と；
   前記気密容器内に封入されたエキシマ生成ガスと；前記
   気密容器の外周に装着された外部電極と；を具備してい
   ることを特徴とする誘電体バリヤ放電ランプ。
2. 【請求項２】 前記内部給電体電極は、コイル状に形成
   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
   ヤ放電ランプ。
3. 【請求項３】 前記気密容器の内径寸法がＤｍｍ、前記
   導電性アンカーの外径寸法がｄｍｍであるとき、 ０.３＜ｄ／Ｄ＜１.０としたことを特徴とする請求項１
   又は２記載の誘電体バリヤ放電ランプ。
4. 【請求項４】 前記気密容器の内径寸法がＤｍｍ、前記
   導電性アンカーの外径寸法がｄｍｍで、Ｄ＞２０ｍｍで
   あるとき、 ５ｍｍ＜ｄ＜Ｄとしたことを特徴とする請求項１又は２
   記載の誘電体バリヤ放電ランプ。
5. 【請求項５】 前記内部給電体電極に対する前記導電性
   アンカーの角度θは８０〜９０°であることを特徴とす
   る請求項１ないし４のいずれか一記載の誘電体バリヤ放
   電ランプ。
6. 【請求項６】 前記エキシマ生成ガスは、１３３〜１０
   １３Ｐａの圧力で前記気密容器内に封入されていること
   を特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の誘電
   体バリヤ放電ランプ。
7. 【請求項７】 前記気密容器を囲む紫外線透過性の材料
   から形成された管状の外管を有することを特徴とする請
   求項１ないし６のいずれか一記載の誘電体バリヤ放電ラ
   ンプ。
8. 【請求項８】 前記気密容器の外周面と前記外管の内周
   面との間に不活性ガスの流路となる流路空間が形成され
   ていることを特徴とする請求項７記載の誘電体バリヤ放
   電ランプ。
9. 【請求項９】 前記外管の両端にソケットが設けられ、
   一方の前記ソケットに前記外部電極のリード線が導通さ
   れていることを特徴とする請求項７又は８記載の誘電体
   バリヤ放電ランプ。