專利名稱：準(zhǔn)分子燈泡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使電介質(zhì)材料位于其間放電并準(zhǔn)分子發(fā)光的準(zhǔn)分子燈泡，特別是涉及在放電空間內(nèi)具有內(nèi)部電極的準(zhǔn)分子燈泡。
背景技術(shù)：
作為涉及本發(fā)明的技術(shù)有例如日本特開平2-7353號，其中記載了，在放電容器填充形成準(zhǔn)分子的放電用氣體，通過電介質(zhì)障壁放電(別名，臭氧發(fā)生放電或是無聲放電。電機學(xué)會發(fā)行改訂新版《放電手冊》，平成1年6月再版7刷發(fā)行，參照第263頁)形成準(zhǔn)分子，取出從該準(zhǔn)分子放射的光的放射器，即準(zhǔn)分子燈泡。此外，在德國專利公開公報DE4022279A1中，公開了以MHz為單位所點燈的準(zhǔn)分子燈泡，并且，在《Silent discharge for the generation of ultraviolet and vacuumultraviolet excimer radiation》(Pure & Appl.Chem.，Vol.62，No.9，pp.1667-1674，1990)中，公開了由50Hz至數(shù)MHz所點燈的準(zhǔn)分子燈泡(別名，電介質(zhì)障壁放電燈)。
這些準(zhǔn)分子燈泡，其放電容器的形狀是整體圓筒狀，放電容器的至少一部分兼具進(jìn)行使電介質(zhì)材料位于其間的放電(電介質(zhì)障壁放電)的電介質(zhì)，該電介質(zhì)的至少一部分對于從準(zhǔn)分子放射的真空紫外光(波長200nm以下的光)為透光性，并且，在放電容器的外面被設(shè)置為作為一個電極的網(wǎng)狀電極。
這種準(zhǔn)分子燈泡，具有現(xiàn)有的低壓水銀放電燈或高壓放電燈中所沒有的各種特征，例如，可使單一波長的紫外光強力放射等，使用該準(zhǔn)分子燈泡的發(fā)光裝置，例如在專利第2854255號、特開2002-168999等中被公開。
公開于上述專利第2854255號、特開2002-168999號的準(zhǔn)分子燈泡(電介質(zhì)障壁放電燈)，是在圓筒狀內(nèi)側(cè)管的外側(cè)使相同的圓筒狀外側(cè)管同軸配置的雙層圓筒型的構(gòu)造，在內(nèi)側(cè)管的內(nèi)部配置內(nèi)側(cè)電極，在外側(cè)管的外表面配置外側(cè)電極，形成于內(nèi)側(cè)管及外側(cè)管之間的空間為放電空間。
圖11表示雙層圓筒型準(zhǔn)分子燈泡的簡要結(jié)構(gòu)。(a)表示整體的橫剖面圖，(b)表示(a)的A-A剖面圖。
準(zhǔn)分子燈泡1的整體形狀為圓筒狀，由合成石英玻璃構(gòu)成。放電燈1的外側(cè)管51及內(nèi)側(cè)管52同軸配置而構(gòu)成雙層圓筒管，同時由緊閉其兩端在外側(cè)管51及內(nèi)側(cè)管52之間形成放電空間。在放電空間中通過電介質(zhì)障壁放電形成準(zhǔn)分子的同時，封入從該準(zhǔn)分子放射真空紫外光的放電用氣體，例如氙氣體。舉數(shù)值例的話，放電燈1的全長是800mm、外徑是27mm，內(nèi)側(cè)管52的外徑是16mm，外側(cè)管51及內(nèi)側(cè)管52的壁厚是1mm，以400W點燈。
在內(nèi)側(cè)管52的內(nèi)表面設(shè)置有作為一個電極的內(nèi)側(cè)電極2，在外側(cè)管51的外表面設(shè)置有作為另一個電極的網(wǎng)狀外側(cè)電極3。內(nèi)側(cè)電極2是配管狀，網(wǎng)狀電極3無接縫地構(gòu)成。整體因具有伸縮性所以與外側(cè)管51的密合性良好。
在內(nèi)側(cè)電極2、外側(cè)電極3之間連接圖示省略的交流電源，由此在放電空間形成準(zhǔn)分子使紫外光發(fā)光。使用氙氣體作為放電用氣體時，會放射波長172nm的光。
但是，此雙層圓筒型構(gòu)造的準(zhǔn)分子燈泡具有以下的問題。
第一，因為內(nèi)側(cè)管與外側(cè)管的2個石英玻璃管為雙層圓筒型，所以放電容器整體變大。此外，因為內(nèi)側(cè)管由端部焊接支撐，所以受重力的影響容易破損。
第二，為了將2個石英玻璃管由兩個端部粘結(jié)的制造過程是必要的，此制造過程是復(fù)雜且煩雜。
第三，內(nèi)側(cè)管比可以冷卻的外側(cè)管溫度高，由熱膨脹所產(chǎn)生負(fù)荷大，特別是，在與外側(cè)管的接合部應(yīng)力集中而容易破損，燈越長條化其影響越深刻。
此外，也存在非雙層圓筒型，具有內(nèi)側(cè)電極使放電空間內(nèi)延伸形成的構(gòu)造的準(zhǔn)分子燈泡。例如，在特表平8-508363號和特開2003-317670號中所示。
圖12表示上述現(xiàn)有例的構(gòu)造。此構(gòu)造是放電容器60由1個圓筒體構(gòu)成，在該放電容器60內(nèi)的放電空間內(nèi)，內(nèi)側(cè)電極61朝軸方向延伸，在上述放電容器60的外表面設(shè)置有外側(cè)電極62。
依據(jù)上述構(gòu)造，因為不存在相當(dāng)于雙層圓筒型的內(nèi)側(cè)管，所以可以解決雙層圓筒型構(gòu)造具有的上述問題點。
但是，內(nèi)側(cè)電極因為露出于放電空間內(nèi)，所以直接放電產(chǎn)生于內(nèi)側(cè)電極，而有使內(nèi)側(cè)電極容易劣化、放電不穩(wěn)定的問題。并且，劣化的電極成分在放電空間內(nèi)放出并在放電容器產(chǎn)生濺射，還有早期發(fā)生照明度下降的問題。此外，因為在內(nèi)側(cè)電極直接放電，所以內(nèi)側(cè)電極及放電用氣體的溫度上升容易，其結(jié)果，發(fā)光效率也容易下降。
此外，電介質(zhì)材料因為只存在于一個電極附近，如果交流點燈，則在正極側(cè)及負(fù)極側(cè)放電的平衡會崩潰。
并且，如果不留意朝電極的供電極性，則會生成電弧狀的放電而使準(zhǔn)分子光不能高效率地生成，如果一端形成電弧狀的放電，則有其部分會紅熱使電極燒斷等其它的問題。
特開平2-7353號[專利文獻(xiàn)2]專利第2854255號[專利文獻(xiàn)3]特開2002-168999等[專利文獻(xiàn)4]特表平8-508363號[專利文獻(xiàn)5]特開2003-317670號發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的課題是提供一種去除雙層圓筒型準(zhǔn)分子燈泡的構(gòu)造復(fù)雜度的同時，去除內(nèi)側(cè)電極在放電空間內(nèi)直接露出的構(gòu)造的準(zhǔn)分子燈泡的放電的問題等，并且具有通過放電空間內(nèi)的內(nèi)側(cè)電極由端部開放的電介質(zhì)覆蓋的新穎的構(gòu)造的準(zhǔn)分子燈泡。
本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡，是由使紫外線透過的材料所構(gòu)成且在內(nèi)部封入放電用氣體的放電容器、使此放電容器的內(nèi)部朝長度方向延伸的同時對于放電容器的端部氣密地封止的內(nèi)側(cè)電極、及配置于放電容器的外面的外側(cè)電極構(gòu)成，其特征在于，上述內(nèi)側(cè)電極，其至少在與外側(cè)電極之間進(jìn)行放電的部位的外表面，被至少一端是由開放于放電空間內(nèi)的電介質(zhì)材料所構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管所覆蓋。
此外，其特征在于上述內(nèi)側(cè)管的兩個端部開放于放電空間內(nèi)。
并且，其特征在于上述內(nèi)側(cè)管通過支撐構(gòu)件被支撐于放電容器。
此外，其特征在于上述支撐構(gòu)件安裝于內(nèi)側(cè)管，在上述放電容器中，形成限制該支撐構(gòu)件的朝長度方向的移動的固定裝置。
并且，其特征在于上述內(nèi)側(cè)管被支撐于內(nèi)側(cè)電極。
或者是，其特征在于上述內(nèi)側(cè)管的一個端部開放于放電空間內(nèi)，另一個端部與放電容器連結(jié)。
或者是，其特征在于上述內(nèi)側(cè)電極通過放電容器的兩端被封止，至少在其一部分形成在長度方向上可以伸縮的彈性部。
本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡，因為在內(nèi)側(cè)電極的外周設(shè)置有由電介質(zhì)材料構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管，所以在內(nèi)側(cè)電極及外側(cè)電極之間存在2個電介質(zhì)，所以在放電空間中放電穩(wěn)定均一地被形成。此外，無關(guān)于供電極性不會生成電弧狀放電，所以準(zhǔn)分子光的生成效率高，且不生成電極燒斷的問題。
此外，因為內(nèi)側(cè)管的端部開放于放電空間內(nèi)，所以朝長度方向的熱膨脹不被約束而自由伸縮，而可消解通過在放電容器及兩個端部粘結(jié)的構(gòu)造所導(dǎo)致的應(yīng)力集中或熱變形所產(chǎn)生的損傷、破損的問題。
此外，因為內(nèi)側(cè)管內(nèi)的放電氣體可通過其開放端流通至放電空間內(nèi)，所以可抑制覆蓋于內(nèi)側(cè)管的內(nèi)側(cè)電極的溫度上升，防止其損耗，同時放電容器內(nèi)的溫度被平均化而抑制放電用氣體的溫度上升，可以防止光輸出的下降。


圖1表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的實施方式1。
圖2表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的實施方式2。
圖3表示圖1的主要部分的放大圖。
圖4表示圖2的主要部分的放大圖。
圖5表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的實施方式3。
圖6表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的實施方式4。
圖7表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的實施方式5。
圖8表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的實施方式6。
圖9表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的實施方式7。
圖10表示使用本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的照射裝置。
圖11表示現(xiàn)有的準(zhǔn)分子燈泡。
圖12表示其它的現(xiàn)有例。
具體實施例方式
圖1表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的第1實施方式。
準(zhǔn)分子燈泡1，整體由管狀的放電容器10所構(gòu)成，形成填充放電用氣體的發(fā)光部11、及在其兩端將發(fā)光部11密封的封止部12。放電容器10的材質(zhì)由有通過電介質(zhì)障壁放電作為電介質(zhì)的功能的同時可讓真空紫外光良好透過的材料，例如合成石英玻璃構(gòu)成。
在放電容器10的內(nèi)部，棒狀的內(nèi)側(cè)電極2在放電容器10的大致中心延伸配置，在放電容器10的外面使外側(cè)電極3是密合地配置。內(nèi)側(cè)電極2的兩端在封止部12分別與金屬箔13接合，并且在金屬箔13接合外部簧片14。
在形成于發(fā)光部11的內(nèi)部的放電空間中，通過位于其間的電介質(zhì)材料的放電(電介質(zhì)障壁放電)形成準(zhǔn)分子的同時，封入從該準(zhǔn)分子放射的真空紫外光的放電用氣體，例如氙氣體。
內(nèi)側(cè)電極2是鎢等的棒狀電極，在端部形成線圈狀的彈性部21。在內(nèi)側(cè)電極2的周圍，將其覆蓋地設(shè)置由電介質(zhì)材料構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管22，內(nèi)側(cè)電極2被插入此內(nèi)側(cè)管22中。該內(nèi)側(cè)管22，由例如合成石英玻璃所構(gòu)成，被覆蓋于內(nèi)側(cè)電極2的至少與外部電極3之間進(jìn)行放電的部位的外表面，其端部超過外部電極3的端部延伸。
上述內(nèi)側(cè)電極2及內(nèi)側(cè)管22通過微小間隙緩緩密合也可以，形成更大的間隙也可以。此外，上述線圈狀彈性部21不需要設(shè)置于內(nèi)側(cè)電極2的2處，至少設(shè)置于一部分即可以。
在此實施方式中，上述內(nèi)側(cè)管22，其兩端開放于放電空間內(nèi)，不存在于內(nèi)側(cè)電極2的兩個端部。因此，內(nèi)側(cè)電極2的兩個端部并非由內(nèi)側(cè)管22覆蓋而是直接地露出于放電用氣體中。
而且，內(nèi)側(cè)管22，是通過環(huán)狀的支撐構(gòu)件30，被固定于放電容器10的內(nèi)部。此支撐構(gòu)件30，嵌合于內(nèi)側(cè)管22并通過與該內(nèi)側(cè)管22焊接或粘結(jié)而固定。
外側(cè)電極3是金屬線形成網(wǎng)狀的電極，覆蓋放電容器10的外表面地配置。因此，來自放電容器10的放射光是透過外側(cè)電極3的網(wǎng)目放射。另外，對于外側(cè)電極3，如果是將1條金屬線無接縫地編成的構(gòu)造，則有利于增加與放電容器的密合性。
如果通過圖示省略的供電裝置供電至內(nèi)側(cè)電極2及外側(cè)電極3，則使電介質(zhì)材料的放電容器10及內(nèi)側(cè)管22位于其間并在兩電極間生成放電，在放電用氣體中產(chǎn)生準(zhǔn)分子發(fā)光。
另外，內(nèi)側(cè)管22雖是通過支撐構(gòu)件30支撐于放電容器10，但是內(nèi)側(cè)電極2具有充分的自己保持剛性的情況時，不一定需要支撐構(gòu)件30，支撐于該內(nèi)側(cè)電極2也可以。
此時，為了防止內(nèi)側(cè)管22朝長度方向的移動，而使形成于內(nèi)側(cè)電極2的線圈狀的彈性部21可以作為朝內(nèi)側(cè)管22的長度方向的移動限制構(gòu)件的功能。在這種情況下，將彈性部21與內(nèi)側(cè)管22的端部鄰接配置，且使直徑至少比其內(nèi)徑大。
此實施方式的準(zhǔn)分子燈泡的構(gòu)造，由于在放電空間內(nèi)的內(nèi)側(cè)電極也覆蓋有電介質(zhì)，因此在外側(cè)電極之間的放電穩(wěn)定，可以持續(xù)均一的狀態(tài)，且防止不希望有的電弧放電的發(fā)生，使準(zhǔn)分子光的生成效率高，且不產(chǎn)生電極燒斷的問題。
并且，因為內(nèi)側(cè)管為其端部開放于放電空間內(nèi)的構(gòu)造，所以朝長度方向的熱膨脹不受任何約束可自由伸縮，因此消解因由放電容器及兩個端部接合的現(xiàn)有構(gòu)造所產(chǎn)生的損傷、破損的問題。此外，內(nèi)側(cè)管內(nèi)的放電用氣體是通過其開放端流通至放電空間內(nèi)來抑制內(nèi)側(cè)電極的溫度上升，可以防止其損耗，同時放電用氣體的溫度被平均化來抑制其溫度上升，可以防止光輸出的下降。
并且，由于在內(nèi)側(cè)電極中具有彈性部，因此該內(nèi)側(cè)電極即使熱膨脹，因其熱膨脹部分可由彈性部吸收，所以不會影響到熱膨脹系數(shù)不同的石英玻璃構(gòu)成的放電容器的封止部，可防止放電容器的破損。
圖2表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的第2實施方式。
與圖1所示的準(zhǔn)分子燈泡的不同的點，是內(nèi)側(cè)電極2并非棒狀電極而整體是線圈形狀的電極，以及外側(cè)電極3并非網(wǎng)狀電極而是半圓筒狀(溝槽狀)的金屬板的結(jié)構(gòu)。
內(nèi)側(cè)電極是線圈形狀的優(yōu)點是因為由細(xì)金屬絲構(gòu)成，所以與棒狀電極相比重量可減輕。一旦重量減輕，就有利于耐振動性、耐沖擊性。且由于電極本身是彈性體，因此不需如棒狀電極那樣另設(shè)彈性部，還有可以便宜制造的優(yōu)點。
外側(cè)電極是半圓筒狀金屬板的優(yōu)點是相比于網(wǎng)狀電極組裝作業(yè)性佳。即，在網(wǎng)狀電極的情況下，需要在放電容器通過或者卷繞等作業(yè)，但是在半圓筒體狀電極的情況下，只要將事先配合放電容器的外徑形成的零件嵌入，就完成組裝作業(yè)。此外，金屬板是對于紫外線具有反射性的情況，也可提高一個方向的光輸出。
圖3表示圖1所示的準(zhǔn)分子燈泡的放電容器端部的放大的結(jié)構(gòu)。
是用于規(guī)定內(nèi)側(cè)電極2由內(nèi)側(cè)管22覆蓋的區(qū)域，相反地說，規(guī)定內(nèi)側(cè)電極2露出于放電空間的區(qū)域的說明圖。
圖中，外側(cè)電極3的端部與內(nèi)側(cè)管22的端部的距離D，必須至少比放電距離d的2倍大(圖為了說明的方便，未表示該數(shù)值關(guān)系)。
即，未滿足D＞2d的關(guān)系的情況，內(nèi)側(cè)電極2的露出部分及外側(cè)電極3的放電有強力發(fā)生的可能性，此放電是因為如上述容易成為不安定的放電。特別是交流點燈時由于每次極性變換，在電介質(zhì)的位置極性的關(guān)系會變化而使放電容易變的不平衡。
另外，優(yōu)選的是滿足D＞4d的關(guān)系，更優(yōu)的是滿足D＞6d的關(guān)系。
圖4表示內(nèi)側(cè)電極2的支撐構(gòu)件30。(a)表示管狀的支撐構(gòu)件，(b)表示使用2張圓板的中空支撐構(gòu)件，(c)表示板狀支撐構(gòu)件。
內(nèi)側(cè)管22由通過焊接或粘結(jié)于該內(nèi)側(cè)管22等安裝的支撐構(gòu)件30支撐于放電容器10。通過該支撐構(gòu)件30，不僅使內(nèi)側(cè)管22本身，也使內(nèi)側(cè)電極2防止因為重力而垂下，用于防止由該垂下所產(chǎn)生的內(nèi)側(cè)管22的破損或放電的位置的不均一。特別是放電容器10成為長條時該問題更顯著，舉一例，一旦放電容器的長度(放電空間的長度)為500～600mm以上，支撐構(gòu)件的必要性就會提高。
(a)所示的支撐構(gòu)件是管形狀的支撐構(gòu)件30，嵌合于內(nèi)側(cè)管22，與該內(nèi)側(cè)管22通過焊接或粘結(jié)等安裝。而且，在其圓周上的凹部成為與形成于放電容器10的凹部100卡合的構(gòu)造，由此，限制內(nèi)側(cè)管22在內(nèi)側(cè)電極2上朝長度方向移動。
此外，(b)所示的2張板狀支撐構(gòu)件30的情況，在這些之間卡合有凹部100。
并且，(c)所示的板狀支撐構(gòu)件30的情況，在該支撐構(gòu)件30的兩側(cè)形成2個凹部100，限制在內(nèi)側(cè)管22的長度方向的移動。
另外，這些的凹部100，用于限制內(nèi)側(cè)管22對于放電容器10的長度方向的移動，可作為使支撐構(gòu)件30對于放電容器10緩緩固定的固定裝置的功能，因此，不一定需要形成于放電容器10的全部外周上，形成于圓周上的1處或者是數(shù)處也可以。
而且，這些的凹部100可以由例如凹痕加工制作。
此外，圖4表示放電容器10的一端的構(gòu)造，但是在放電容器的中央部分或另一端也可以設(shè)置多個支撐構(gòu)件30。
此時，凹部100不需要對于全部的支撐構(gòu)件30設(shè)置，通過設(shè)置于至少1處的支撐構(gòu)件就可限制內(nèi)側(cè)管22的長度方向的移動。
圖5表示本發(fā)明的第3實施方式。實施方式相對于圖1所示的第1實施方式中的棒狀的內(nèi)側(cè)電極2貫通的內(nèi)側(cè)管22通過支撐構(gòu)件30被支撐于放電容器10的構(gòu)造，在此實施方式中，為使內(nèi)側(cè)管22通過設(shè)置于棒狀的內(nèi)側(cè)電極2的支撐體2a支撐的構(gòu)造。
圖6進(jìn)一步表示第4實施方式，相對于圖2所示的第2實施方式中的線圈狀內(nèi)側(cè)電極2抵接于內(nèi)側(cè)管22內(nèi)插入的構(gòu)造，為在線圈狀電極2設(shè)置支架2b，使該線圈狀電極2被支撐于內(nèi)側(cè)管22內(nèi)的構(gòu)造。
圖7表示第5實施方式。在上述實施方式1～4中表示了內(nèi)側(cè)電極2封止于放電容器10的兩個端部的構(gòu)造，但是并非限定于此，只封止于一個端部的構(gòu)造也可以。
圖7為內(nèi)側(cè)電極2是只對于放電容器10的一個端部、在圖中的右端部10a是由擠壓密封等封止并朝外部突出，而放電容器10的左端部10b是關(guān)閉的構(gòu)造。
依據(jù)此實施方式，由于內(nèi)側(cè)電極2只有一個端部封止于放電容器10，因此可以進(jìn)一步減少因熱膨脹的對于該放電容器10的影響。
在上述實施方式1～5中，雖表示了內(nèi)側(cè)管22的兩個端部開放于放電空間內(nèi)，但是并非必須開放兩個端部，一個端部與放電容器連結(jié)也可以，圖8中表示了這種實施方式6。
在圖8中，內(nèi)側(cè)管22是使左端22a開放于放電空間內(nèi)，右端22b通過焊接等與放電容器10連結(jié)。
對于此實施方式6，內(nèi)側(cè)管22因左端22a開放自由，所以即使對于該內(nèi)側(cè)管22的熱膨脹，也不受其它的構(gòu)件約束，向放電容器10的安裝處也不會因變形而產(chǎn)生應(yīng)力集中。
另外，對于該實施方式6，也如上述實施方式1所述，表示了在內(nèi)側(cè)管22安裝有支撐構(gòu)件30并對于放電容器10支撐內(nèi)側(cè)管22的構(gòu)造，但是在此實施方式，因為內(nèi)側(cè)管22由一個端部22b與放電容器10連結(jié)，所以特別是在小型燈的情況等中，也可不需要支撐內(nèi)側(cè)管22的支撐構(gòu)件30。
另外，對于上述各實施方式1～6的支撐構(gòu)件30，如圖9所示，在光取出方向(在圖中是下方)形成缺口31也可以。該支撐構(gòu)件30是通過焊接等固定于內(nèi)側(cè)管22或放電容器10。
如此，可消解在支撐構(gòu)件30部分未形成放電或來自其它的發(fā)光部的光被遮而無法朝外部放射的問題。即，在設(shè)置支撐構(gòu)件30的構(gòu)造中，因為存在該支撐構(gòu)件30，所以有在此部分在內(nèi)外電極2、3間不存在放電空間而在該部分未形成放電，或來自其它的發(fā)光部的傾斜方向的光被該支撐構(gòu)件30遮住而無法朝放電容器10外部放射的問題，但是通過由缺口31在支撐構(gòu)件30的下方也形成放電空間，就可以消解這些問題。
本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡并不限定于圖1～圖9所示的構(gòu)造。例如，外部電極并不限定于網(wǎng)狀電極或半圓筒狀，在放電容器外面由印刷等形成也可以。此外，該外側(cè)電極物理上不需要由一個構(gòu)件構(gòu)成，在放電容器的長度方向多個分割地電連接也可以。此構(gòu)造的優(yōu)點是可以容易地制造長條品，可以調(diào)整配光。
內(nèi)側(cè)電極并不限定于棒狀電極、線圈狀電極，在內(nèi)側(cè)管中具有電特性，可以成為用于準(zhǔn)分子發(fā)光的電極皆可以。例如，在內(nèi)側(cè)管的內(nèi)表面將金屬薄膜蒸鍍。此金屬薄膜的優(yōu)點是可縮小內(nèi)側(cè)管，或可使金屬薄膜作為反射鏡利用。
此外，內(nèi)側(cè)電極為管狀也可以。此時，通過形成在剖面的一部分具有缺口的C字狀剖面，可提高內(nèi)側(cè)管的密合性。
線圈狀構(gòu)成內(nèi)側(cè)電極的時候，不是由1條金屬線形成線圈，而是連結(jié)多個線圈的構(gòu)造，或?qū)魻畈糠旨熬€圈部分交錯配置的構(gòu)造，并且，使線圈的間距在長度方向變化的構(gòu)造也可以適用。特別是，放電容器的內(nèi)徑或厚度參差不一的情況，用于消解因該參差不一所產(chǎn)生的準(zhǔn)分子發(fā)光的場所的不均一是有效的。
放電容器的封止部的構(gòu)造并不限定于擠壓密封，其它的箔密封、即收縮密封構(gòu)造也可以，采用所謂的相互搭接密封也可以。相互搭接密封的優(yōu)點是玻璃及電極的接合性佳，可更確實防止在封止部的氣體漏出或龜裂的發(fā)生。
此外，支撐內(nèi)側(cè)管的支撐構(gòu)件通過焊接等安裝于該內(nèi)側(cè)管，但是不限定此，作為安裝于放電容器側(cè)的構(gòu)造，內(nèi)側(cè)管緩緩嵌合于此支撐構(gòu)件被支撐也可以。即使在此時，內(nèi)側(cè)管朝長度方向的熱膨脹不受支撐構(gòu)件約束而可自由收縮膨脹。但是，因為內(nèi)側(cè)管在長度方向進(jìn)行不必要的大移動并不好，所以另外根據(jù)需要在內(nèi)側(cè)電極側(cè)等處設(shè)置限制朝內(nèi)側(cè)管的長度方向的移動的固定裝置。
如上所述，可以使內(nèi)側(cè)管的支撐構(gòu)件安裝于放電容器或內(nèi)側(cè)管的任何一方。
在放電空間中配置吸氣器也可以。吸氣器由例如鋇、鋯等構(gòu)成，因為可以吸著不純氣體所以效果佳。對于吸氣器的配置，可以通過將專用的吸氣器收容室設(shè)置于例如放電容器的端部的構(gòu)造，或磁性地保持裝置使之固定。
圖1所示的構(gòu)造中，如果表示數(shù)值例，則放電容器10的長度(包含封止部)是400mm～1500mm，例如1000mm，放電容器10的外徑是10mm～20mm，例如15mm。內(nèi)側(cè)管22的長度是200mm～1300mm，例如800mm，內(nèi)側(cè)管22的外徑是4mm～8mm，例如5mm，內(nèi)徑是2mm～6mm，例如3mm。內(nèi)側(cè)電極(棒狀電極)的長度是300mm～1400mm，例如900mm，外徑是1.5mm～5.9mm，例如2.8mm。彈性部21的長度是10mm～30mm，例如20mm，外徑是2mm～7mm，例如4mm。
支撐構(gòu)件30的寬度是3mm～7mm，例如5mm。
圖2所示的構(gòu)造，對于與圖1所示的構(gòu)造不同的部分，如果表示數(shù)值例，則線圈狀內(nèi)側(cè)電極的外徑是1.5mm～5.9mm，例如2.8mm。
圖3所示的構(gòu)造，對于與如圖1、圖2所示的構(gòu)造不同的部分，如果表示數(shù)值例，放電距離d是2mm～7mm，例如5.0mm，距離D是比2d大的數(shù)值范圍、4mm～14mm，例如10mm。
準(zhǔn)分子燈泡在外側(cè)電極及內(nèi)側(cè)電極之間分別設(shè)置電介質(zhì)使放電空間存在。準(zhǔn)分子燈泡也稱為電介質(zhì)障壁放電燈，具有強力放射單一波長的真空紫外光的現(xiàn)有的低壓水銀燈或高壓放電燈中所未有的優(yōu)秀特征。
單一波長的光由封入放電容器內(nèi)的氣體決定，氙氣體(Xe)的情況是波長172nm的光，氬氣體(Ar)及氯氣體(Cl)的情況是波長175nm的光，氪(Kr)及碘(I)的情況是波長191nm的光，氬(Ar)及氟(F)的情況是波長193nm的光，氪(Kr)及溴(Br)的情況是波長207nm的光，氪(Kr)及氯(Cl)的情況是放射波長222nm的光。并且，還具有根據(jù)需要可以在瞬間(1秒以內(nèi))點滅點燈的特征。
為了準(zhǔn)分子發(fā)光，從供電裝置供給至準(zhǔn)分子燈泡的電壓波形并不限定于正弦波，脈沖波形也可。此時，不連續(xù)供給脈沖，在發(fā)光效率這點上優(yōu)選的是具有間隔(停歇期間)的脈沖波形，此外，脈沖波形優(yōu)選的是由急劇的立起上升波形外加。這是因為外加急劇的立起上升波形的電壓，與外加如正弦波電壓地緩和的電壓的情況相比，接近對于放電容器內(nèi)的氣體直接外加電壓的狀態(tài)，此外，設(shè)置停歇期間是為了不破壞已生成的準(zhǔn)分子。另外，如果舉立起的數(shù)值例，則從0.03μ秒～1μ秒的范圍選擇，例如0.5μ秒，脈沖寬從0.5μ秒～5μ秒的范圍選擇，例如1μ秒，停歇期間從1μ秒～100μ秒的范圍選擇，例如29μ秒。
圖10表示使用本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡的照射裝置的簡要結(jié)構(gòu)。
準(zhǔn)分子照射裝置40是由金屬塊體41使整體為箱型形成。
在金屬塊體41中設(shè)有溝，準(zhǔn)分子燈泡10(10a、10b、10c)是適合于溝被配置。在金屬塊體41中配置流動冷卻水的冷卻水用貫通孔42(42a、42b)、及檢測準(zhǔn)分子燈泡1的放射光的傳感器43(43a、43b、43c)。金屬塊體41因為要具有高傳熱特性、加工的容易性和真空紫外光的高反射特性，而采用例如鋁。另外，雖圖示省略，但是在金屬塊體41中配置了對于放電容器的溫度檢測傳感器。
在照射裝置40中設(shè)置用于流動惰性氣體的導(dǎo)入口44a及排出口44b。導(dǎo)入口44a通過閥連接氣體鋼筒等，排出口44也同樣通過閥連接真空鋼筒。惰性氣體一般雖是采用氮氣，但是采用氬氣等也可以。此外，惰性氣體在處理過程中或者在處理前后，可以從導(dǎo)入口44a導(dǎo)入并從排出口44b排出地隨時持續(xù)流動。
在照射裝置40的外部配置有供電裝置45。
在照射裝置40的外部受到從準(zhǔn)分子燈泡10放射的紫外線的處理物W放置于處理臺46。此處理臺46由例如不銹鋼構(gòu)成，通過在內(nèi)部配設(shè)鎳鉻線構(gòu)成的燈絲加熱器而可加熱處理物W。此外，通過在圖示省略的處理臺46處設(shè)置升降機構(gòu)，可使處理物W接近準(zhǔn)分子燈泡1，此外，通過設(shè)置傳送機構(gòu)可以朝水平方向傳送。
在處理物W中，供給了氧氣、硅烷系氣體、氫氣、氬氣等的處理用氣體，通過使來自這些處理用氣體及準(zhǔn)分子燈泡1的放射光反應(yīng)來進(jìn)行處理。
另外，上述的照射裝置在燈和處理物之間未設(shè)置將兩者分段的透過構(gòu)件。因此，裝置整體小型化的同時，不需要使用高價的紫外線透過窗構(gòu)件而優(yōu)點大。這是因為，本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈泡是小型，所以可以接近準(zhǔn)分子照射裝置40及處理物W的距離，因此，可以由從導(dǎo)入口44a流動至排出口44b的惰性氣體流來防止金屬塊體41的氧化。
但是，并非排除在燈和處理物之間設(shè)置將兩者分段的透過構(gòu)件。通過設(shè)置透過構(gòu)件，具有可解決來自處理物的浮游物附著于燈或其附近的問題的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種準(zhǔn)分子燈泡，由使紫外線透過的材料所構(gòu)成且在內(nèi)部封入放電用氣體的放電容器、使此放電容器的內(nèi)部朝長度方向延伸的同時對于放電容器的端部氣密地封止的內(nèi)側(cè)電極、和配置于放電容器的外面的外側(cè)電極構(gòu)成，其特征在于所述內(nèi)側(cè)電極，其至少在與外側(cè)電極之間進(jìn)行放電的部位的外表面，被至少一端是由開放于放電空間內(nèi)的電介質(zhì)材料所構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)分子燈泡，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)管的兩個端部開放于放電空間內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)分子燈泡，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)管通過支撐構(gòu)件被支撐于放電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的準(zhǔn)分子燈泡，其特征在于，所述支撐構(gòu)件安裝于內(nèi)側(cè)管，在所述放電容器中，形成限制該支撐構(gòu)件的朝長度方向的移動的固定裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)分子燈泡，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)管被支撐于內(nèi)側(cè)電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)分子燈泡，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)管的一個端部開放于放電空間內(nèi)，另一個端部與放電容器連結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)分子燈泡，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)電極，通過放電容器的兩端被封止，至少在其一部分上形成在長度方向上可以伸縮的彈性部。
全文摘要
提供一種構(gòu)造簡單且在放電容器處無因熱膨脹所產(chǎn)生的破損，具有放電穩(wěn)定生成的新穎的構(gòu)造的準(zhǔn)分子燈泡。由使紫外線透過的材料所構(gòu)成且在內(nèi)部封入放電用氣體的放電容器、使此放電容器的內(nèi)部朝長度方向延伸的同時對于放電容器的端部氣密地封止的內(nèi)側(cè)電極、配置于放電容器的外面的外側(cè)電極構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈泡，其特征為上述內(nèi)側(cè)電極，其至少在與外側(cè)電極之間進(jìn)行放電的部位的外表面，被至少一端是由在放電空間內(nèi)開放的電介質(zhì)材料構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管所覆蓋。
文檔編號H01J65/00GK1591769SQ20041006863
公開日2005年3月9日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者清瀨正秀, 古江悟, 廣瀨賢一, 住友卓 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社