準分子燈及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過電介質(zhì)勢皇放電或電容耦合型高頻放電進行放電發(fā)光的準分子 燈及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 在準分子燈中，由石英、陶瓷等使準分子光透過的電介質(zhì)形成具有密閉的放電空 間的發(fā)光管，并在該放電空間內(nèi)封入有氙氣等稀有氣體或?qū)⑾∮袣怏w和鹵素氣體混合而得 到的混合氣體作為放電氣體。若在被配置于放電空間的內(nèi)外的內(nèi)部電極與外部電極之間施 加幾 kV的高電壓，則在放電空間中產(chǎn)生電介質(zhì)勢皇放電或電容耦合型高頻放電（以下稱為 電介質(zhì)勢皇放電），且向發(fā)光管外部放射準分子光(例如參照專利文獻1)。
[0003] 大型的準分子燈在發(fā)光管、電極的形狀和構造上具有較大的自由度。另一方面，在 本申請人正在開發(fā)的小型的準分子燈中，發(fā)光管的直徑為8~20(mm)左右，且由有底筒狀的 內(nèi)管以及與該內(nèi)管之間形成密閉的放電空間的外管構成發(fā)光管，并在放電空間內(nèi)封入有放 電氣體。而且，通過在被配置于發(fā)光管的外管的外周面?zhèn)鹊耐鈧入姌O與被插入配置于內(nèi)管 內(nèi)的內(nèi)側電極之間施加高電壓（以下稱為施加電壓），在放電空間中產(chǎn)生電介質(zhì)勢皇放電。 這樣的構造的準分子燈具有如下優(yōu)點：因為由外管以及有底筒狀的內(nèi)管構成發(fā)光管，所以 發(fā)光管的制造變得容易，并且，因為內(nèi)側電極為被插入于內(nèi)管內(nèi)的棒狀(柱狀），所以電極的 制作以及電極與燈之間的固定變得容易。
[0004] 現(xiàn)有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本特開平6-275242號公報 [0007] 專利文獻2:日本特開2013-69533號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明所要解決的問題
[0009] 然而，在準分子燈中，當在電極之間施加了施加電壓而在放電空間中產(chǎn)生電介質(zhì) 勢皇放電(準分子燈點亮)時，電極被加熱(或過熱）。特別是，在如上所述的內(nèi)側電極為棒狀 (例如圓柱狀)的情況下，由于被加熱的內(nèi)側電極的熱膨脹而向內(nèi)管施加徑向的應力，內(nèi)管 有可能因該應力的影響而發(fā)生形變并破損。本申請人申請的專利文獻2提出了為了在內(nèi)側 電極與內(nèi)管之間產(chǎn)生電暈放電而在該內(nèi)側電極與內(nèi)管之間確?？臻g的方案，卻完全沒有意 識到兩者的接觸所造成的問題。
[0010] 本發(fā)明基于與以上的準分子燈、特別是小型的準分子燈相關的問題意識，目的在 于獲得一種小型準分子燈及其制造方法，該小型準分子燈不會由于內(nèi)側電極與內(nèi)管之間的 熱膨脹系數(shù)之差而引起內(nèi)管破損，并且能夠高效地放射紫外線。
[0011] 用于解決問題的手段
[0012] 本發(fā)明為一種準分子燈，該準分子燈具備：由電介質(zhì)構成的發(fā)光管，其具有有底筒 狀的內(nèi)管、以及與該內(nèi)管之間形成密閉的放電空間的外管，且在上述放電空間內(nèi)封入有放 電氣體;外側電極，其被配置于所述發(fā)光管的外管的外周面?zhèn)?；以及?nèi)側電極，其被插入配 置于所述內(nèi)管內(nèi)，通過在所述外側電極與內(nèi)側電極之間施加放電電壓，在所述放電空間中 產(chǎn)生電介質(zhì)勢皇放電或電容耦合型高頻放電，該準分子燈的特征在于，在所述內(nèi)管的內(nèi)周 面與內(nèi)側電極的外周面之間形成有以下截面積的緩沖空間：該截面積使得在所述內(nèi)側電極 由于所述電介質(zhì)勢皇放電或電容耦合型高頻放電而熱膨脹時，抑制該內(nèi)側電極向內(nèi)管施加 應力，且考慮所述放電空間的大小和所述放電電壓的大小來確保該放電空間中的電介質(zhì)勢 皇放電或電容耦合型高頻放電。
[0013] 本發(fā)明的準分子燈在優(yōu)選的一個實施方式中，所述內(nèi)管的和底部相反側的端部、 與被插入于該內(nèi)管的所述內(nèi)側電極之間的間隙被保持部密封，且在所述內(nèi)管的底部內(nèi)表面 與所述內(nèi)側電極的前端部之間形成有與所述緩沖空間連通的軸端空間。
[0014] 優(yōu)選為，所述緩沖空間的與發(fā)光管軸線垂直的方向的截面積處于下述式的范圍 內(nèi)，
[0015] 0.05XG<H< 0.1932XVXJ
[0016] 其中，H表示緩沖空間的截面積(mm2 )，G表示內(nèi)側電極的截面積(mm2 )，V表示施加電 壓(kV)，J表示放電空間的截面積(mm2)。
[0017]能夠使所述內(nèi)管的底部與外管彼此接觸。
[0018]具體而言，本發(fā)明的準分子燈優(yōu)選適用于所述外管的外徑為8mm~20mm且所述外 側電極與內(nèi)側電極之間的施加電壓為2kV~8kV的準分子燈中。
[0019] 本發(fā)明在準分子燈的制造方法的方式中，特征在于，包括以下步驟:準備至少一端 部敞開的由電介質(zhì)構成的筒狀的外管坯件;準備由電介質(zhì)構成的有底筒狀的內(nèi)管坯件;將 所述內(nèi)管坯件以其底部為前方而從所述外管坯件的所述一端敞開部插入;在所述外管坯件 與內(nèi)管坯件之間形成放電空間，在該放電空間內(nèi)封入放電氣體且密閉該放電空間；以及在 所述內(nèi)管坯件內(nèi)插入配置內(nèi)側電極，且在所述外管坯件的外周面配置外側電極，其中所述 內(nèi)側電極的外徑使得在該內(nèi)側電極與該內(nèi)管坯件的內(nèi)周面之間形成緩沖空間。
[0020] 在制造方法的優(yōu)選的一個方式中，還包括以下步驟:將所述內(nèi)管坯件的和底部相 反側的端部與內(nèi)側電極之間的間隙密封。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，在小型準分子燈中，不會由于內(nèi)側電極的熱膨脹而引起發(fā)光管破損， 并且能夠保證放電空間中的電介質(zhì)勢皇放電的產(chǎn)生來高效地放射紫外線。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出本發(fā)明的準分子燈的第1實施方式的、經(jīng)過準分子燈的軸線的剖視圖。 [0024]圖2是沿圖1的II-II線的剖視圖。
[0025]圖3是圖1的III部放大剖視圖。
[0026]圖4是示出本發(fā)明的準分子燈的第2實施方式的、與圖1對應的剖視圖。
[0027]圖5是沿圖4的V-V線的剖視圖。
[0028] 圖6的(A)至(D)是示出本發(fā)明的準分子燈的制造方法的一個實施方式的剖視圖。
[0029] 圖7是示出本發(fā)明的準分子燈的緩沖空間的截面積、放電空間的截面積、施加電壓 以及紫外線放射量之間的關系的實驗結果的圖。
【具體實施方式】
[0030] 以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。專利文獻2所記載的準分子燈是 在內(nèi)側電極的周圍導入大氣、而在該內(nèi)側電極與發(fā)光管之間產(chǎn)生電暈放電的臭氧生成用的 燈，但本實施方式不生成臭氧，抑制了僅有效利用由電介質(zhì)勢皇放電而產(chǎn)生的紫外線的紫 外線放射用燈的破損。
[0031] 圖1至圖3示出本發(fā)明的小型準分子燈10的第1實施方式。
[0032]小型準分子燈10是具備由石英玻璃、陶瓷等透光性的電介質(zhì)構成的發(fā)光管20、外 側電極30以及柱狀的內(nèi)側電極31的放電燈，其被設置于進行紫外線照射等的裝置。本實施 方式的發(fā)光管20(外管40)的直徑為8~20(mm)。
[0033]發(fā)光管20在外管40與被配置于外管40內(nèi)的內(nèi)管50之間具有密閉空間（以下稱為放 電空間）60。在本實施方式中，外管40及內(nèi)管50均呈一端（圖1的右端)被封閉的具有底部42 和底部52的有底筒狀管形狀(截面為大約U字形狀），該底部42與底部52接觸。外管40的另一 端部41與內(nèi)管50的外周部一體地連接(熔融粘接），在外管40與外管50之間構成截面為油炸 圈餅(doughnut)狀的放電空間60。在該放電空間60中，封入有Xe等稀有氣體或稀有氣體和 鹵素氣體的混合氣體作為放電氣體。此外，內(nèi)管50的底部52和外管40的底部42也可以不接 觸。
[0034]在圖示的例子中，外管40以及內(nèi)管50如圖2那樣截面呈同心圓形狀，但只要是能夠 在兩者之間形成密閉的放電空間60的形狀，也可以是橢圓形狀等非圓形的截面。
[0035] 外側電極30是沿外管40的外周面而進行配置的，其例如呈帶狀、膜狀或線狀等，以 使從放電空間放出的準分子光透過或反射到外部。該外側電極30與外管40的外周面既可以 緊貼，也可以具有一定的距離。另外，外側電極30被設置于外管40的外周面的至少一部分即 可。
[0036] 內(nèi)側電極31例如呈直徑為0.7~4.0(mm)的范圍的圓柱狀。另一方面，由圖3可知， 在內(nèi)管50的底部52的內(nèi)側，內(nèi)側電極31被同軸狀地配置于內(nèi)管50內(nèi)。在圖示的實施方式中， 在內(nèi)管50形成有朝向前端逐漸縮徑的錐面50T，圓柱狀的內(nèi)側電極31的前端外周緣31R與該 錐面50T抵接，從而內(nèi)側電極31被同軸狀地配置于內(nèi)