專利名稱：受激準(zhǔn)分子燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及夾設(shè)電介質(zhì)材料而放電并進(jìn)行受激準(zhǔn)分子發(fā)光的受激準(zhǔn)分子燈，尤其涉及在放電空間內(nèi)具有內(nèi)部電極的受激準(zhǔn)分于燈。
背景技術(shù)：
作為本發(fā)明的關(guān)聯(lián)技術(shù)，有例如日本特開平2-7353號，在該公報(bào)中公開著一種受激準(zhǔn)分子燈，其在放電容器中填充形成受激準(zhǔn)分子的放電用氣體，經(jīng)由電介質(zhì)而進(jìn)行放電，由此在放電容器內(nèi)的放電用氣體中生成受激準(zhǔn)分子，取出從該受激準(zhǔn)分子放射的紫外光。
該受激準(zhǔn)分子燈具有在現(xiàn)有的低壓水銀放電燈或高壓放電燈中沒有的強(qiáng)烈地放射單一波長的紫外光等的特征也是眾所周知的。作為使用受激準(zhǔn)分子燈的發(fā)光裝置，除了上述公報(bào)以外，例如被公開于日本專利第2854255號、以及日本特開2002-168999號等中。
公開于上述日本專利第2854255號和日本特開2002-168999號中的受激準(zhǔn)分子燈(電介質(zhì)障壁放電燈)，形成在圓筒狀內(nèi)側(cè)管的外側(cè)同軸地配置有相同圓筒狀外側(cè)管的雙重圓筒型結(jié)構(gòu)，在外側(cè)管外面配置有外側(cè)電極，而在內(nèi)側(cè)管內(nèi)部配置有內(nèi)部電極，將形成于外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管之間的空間作為放電空間。
在圖7中表示上述現(xiàn)有的受激準(zhǔn)分子燈的概略結(jié)構(gòu)。圖7(a)是表示整體的橫剖面圖，圖7(b)是表示圖7(a)的A-A剖面圖。
受激準(zhǔn)分子燈60由合成石英玻璃構(gòu)成，其整體形狀為圓筒狀。放電燈60是，外側(cè)管61與內(nèi)側(cè)管62同軸地配置而構(gòu)成雙重圓筒管，并且封閉了兩端，因而在外側(cè)管61與內(nèi)側(cè)管62之間形成有放電空間S。在放電空間S中通過電介質(zhì)障壁放電來形成受激準(zhǔn)分子，并且封入有從該受激準(zhǔn)分子放射真空紫外光的放電氣體，例如氙氣。
在外側(cè)管61的外面設(shè)有一個電極、即網(wǎng)狀外側(cè)電極63，而在內(nèi)側(cè)管62的內(nèi)部設(shè)有另一個電極、即內(nèi)部電極64。
在外側(cè)電極63與內(nèi)部電極64之間，連接有未圖示的交流電源，由此，在放電空間形成受激準(zhǔn)分子而發(fā)出紫外光。放電用氣體對應(yīng)于發(fā)光波長而被選擇，例如使用氙氣時則放射波長172nm的光。
然而，在該結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈中存在一下問題(1)將所謂內(nèi)側(cè)管、外側(cè)管的兩支石英玻璃管作成雙重圓筒型，因而放電容器整體變大，而且，內(nèi)側(cè)管在端部被熔融支撐，因此受到重力影響而容易受損，(2)需要在兩端部接合兩支石英玻璃管所用的制造工序，而該制造工序是復(fù)雜又煩雜的，(3)內(nèi)側(cè)管比可冷卻的外側(cè)管溫度高，會受到熱膨脹所致的大負(fù)載，尤其是，應(yīng)力會集中在與外側(cè)管的接合部而容易受損，燈愈長，其影響愈嚴(yán)重。
此外，并不是雙重圓筒型，而是如例如日本專利3506055號所示，也存在著內(nèi)部電極具有在放電空間內(nèi)延設(shè)的結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分于燈。該結(jié)構(gòu)是放電容器由一個圓筒體構(gòu)成，而不存在相當(dāng)于雙重圓筒型的內(nèi)側(cè)管，因此可解決上述問題點(diǎn)中的幾個問題。
然而，在該結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈中，內(nèi)部電極露出于放電空間內(nèi)而電極直接作用于放電空間，因此存在以下等其他問題(1)由電極生成的放電的空間分布容易不均勻，(2)若未注意對電極的供電極性，則會生成電弧狀放電而無法有效率地生成受激準(zhǔn)分子光，(3)若形成有電弧狀放電，則該部分會燒紅而燒斷電極，(4)內(nèi)電極金屬進(jìn)行濺鍍，會污染放電容器的光取出部。
專利文獻(xiàn)1日本特開平2-7353號專利文獻(xiàn)2日本專利第2854255號專利文獻(xiàn)3日本特開2002-168999號專利文獻(xiàn)4日本專利第3506055號

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明欲解決的課題是，提供一種受激準(zhǔn)分子燈，可避免雙重圓筒型受激準(zhǔn)分子燈具有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，可避免內(nèi)部電極直接露出于放電空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈具有的放電不方便等，且具有通過端部被開放的電介質(zhì)覆蓋了放電空間內(nèi)的內(nèi)部電極的新穎的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈，包括封入有放電用氣體的放電容器、使該放電容器的內(nèi)部在長度方向上延伸并且在放電容器的端部被氣密地密封的內(nèi)部電極、以及配置在放電容器外面的外側(cè)電極，其特征在于，上述內(nèi)部電極的、至少在其與外側(cè)電極之間進(jìn)行放電的部位的外表面，由至少一端被開放在放電空間內(nèi)且由電介質(zhì)材料構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管來覆蓋，該內(nèi)側(cè)管在長度方向上超越對應(yīng)的外側(cè)電極端部而延伸，在該端部具有沿面放電防止單元，該沿面放電防止單元防止在從上述內(nèi)側(cè)管所突出的內(nèi)部電極與外側(cè)電極之間的不期望的沿面放電。
而且，其特征還在于，上述沿面放電防止單元是沿面距離延長單元。
進(jìn)而，其特征還在于，上述沿面放電防止單元是減少在內(nèi)側(cè)管端部附近的外表面存儲的電荷的電荷減少單元。
發(fā)明的效果本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈，在內(nèi)部電極外周設(shè)有由電介質(zhì)材料構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管，因而內(nèi)部電極與外側(cè)電極之間夾設(shè)著兩個電介質(zhì)，因此放電能夠均勻地形成在放電空間。而且，與供電極性無關(guān)、不會生成電弧狀放電，因此受激準(zhǔn)分子光的生成效率較高，并且不會產(chǎn)生電極被燒斷的不便。
此外，在內(nèi)側(cè)管端部設(shè)有沿面放電防止單元，因此防止在從上述內(nèi)側(cè)管突出的內(nèi)部電極與外側(cè)電極之間的不期望的沿面放電，能夠得到內(nèi)側(cè)管內(nèi)的內(nèi)部電極與外側(cè)電極之間的穩(wěn)定放電。


圖1(a)和圖1(b)表示本發(fā)明的實(shí)施例1。
圖2是第1圖的局部放大圖。
圖3表示實(shí)施例2。
圖4表示實(shí)施例3。
圖5表示實(shí)施例4。
圖6(a)和圖6(b)表示實(shí)施例5。
圖7(a)和圖7(b)表示現(xiàn)有例。
具體實(shí)施例方式
以下使用圖1至圖6說明本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1(a)是表示在長度方向上切剖本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈所得到的側(cè)剖面圖。圖1(b)是圖1(a)的橫剖面圖，圖2是表示其主要部分A的擴(kuò)大圖。
受激準(zhǔn)分子燈1具有由電介質(zhì)材料、例如合成石英玻璃所構(gòu)成的放電容器2，該放電容器具備整體為管狀的發(fā)光部21、以及氣密地密封其兩端的發(fā)光部21的密封部22，在該發(fā)光部21內(nèi)形成有發(fā)光空間S，并填充著放電氣體。
在放電容器2的內(nèi)部，線圈狀內(nèi)部電極3沿著放電容器2的管軸X地被配置，而在放電容器2的外表面配設(shè)有外側(cè)電極4。內(nèi)部電極3兩端的內(nèi)部引線6分別連接于被埋設(shè)在被夾緊密封的密封部22的金屬箔7的一端，而在該金屬箔7的另一端從密封部22朝外方延伸地連接有外部引線8。
在內(nèi)部電極3的外周，覆蓋該內(nèi)部電極地設(shè)有由電介質(zhì)材料所構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管5。該內(nèi)側(cè)管5在放電空間S內(nèi)開放其兩端，至少覆蓋在內(nèi)部電極3與上述外側(cè)電極4之間進(jìn)行放電的部位，而在軸向超過外側(cè)電極4延伸著。
該內(nèi)側(cè)管5也可以由未圖示的支撐體被支撐在發(fā)光部21，或者也可以同樣地由未圖示的支撐體被支撐在內(nèi)部電極3。
如此，在形成于發(fā)光部21的內(nèi)部的放電空間S中，封入有通過夾設(shè)電介質(zhì)材料的放電封入作為形成受激準(zhǔn)分子用的放電用氣體、例如氙氣。
此外，內(nèi)部電極3表示線圈狀的電極，但并不限于此，也可以為桿狀、棒狀。但是作為內(nèi)部電極3采用線圈狀電極時，對于軸向的熱膨具有緩沖功能，吸收與由石英玻璃所構(gòu)成的放電容器2的熱膨脹差，具有可防止密封部22產(chǎn)生裂縫的優(yōu)點(diǎn)。
并且，對于外側(cè)電極4，在圖示的例中，也以半圓筒體形所例示，但并不限于此，當(dāng)然也可以是圓筒狀透光性電極、例如網(wǎng)狀電極等。
此外，密封部22的結(jié)構(gòu)并不局限為夾緊密封，其他的箔密封、即收縮密封結(jié)構(gòu)也可以，或是也可采用所謂對搭接(段繼ぎ)密封。對搭接密封的優(yōu)點(diǎn)是玻璃與電極的接合性變成良好，可更可靠地防止密封部的氣體泄漏或產(chǎn)生裂縫。
如第2圖詳細(xì)表示地，在內(nèi)側(cè)管5的端部附近形成有喇叭狀地逐漸擴(kuò)大其徑的擴(kuò)徑部51。該擴(kuò)徑部51的功能是作為沿面放電防止單元，用以增加從外側(cè)電極4的端部一直到內(nèi)部電極3的沿面距離。因此，該擴(kuò)徑部51超過延伸外側(cè)電極4而被設(shè)在密封部22一側(cè)，該設(shè)置位置或大小被選擇成在外側(cè)電極4與未覆蓋于內(nèi)部電極3的內(nèi)側(cè)管5的部位31之間不會產(chǎn)生不期望的沿面放電。
在圖示的例中，沿面距離L是在發(fā)光部21的內(nèi)周面中從相當(dāng)于外側(cè)電極4的端部E的位置A至相當(dāng)于內(nèi)側(cè)管5的E的位置為止的距離L1、從B至擴(kuò)徑部51的端部C為止的沿著擴(kuò)徑部51的外表面的距離L2，以及從C至對于內(nèi)部電極3的最短距離的位置D為止的距離L3的合計(jì)(L＝L1+L2+L3)。因此，與全長相同而與未具有擴(kuò)徑部的結(jié)構(gòu)相比較，通過將從C至D為止的距離L3的部分相加而可伸長沿面距離。
而且，上述擴(kuò)徑部51并不限于圖示的喇叭狀，也可以是圓錐狀或臺階狀的擴(kuò)徑部，主要為與直管狀相比較若為相加距離的結(jié)構(gòu)，則也可以是其他結(jié)構(gòu)。
在內(nèi)部電極3與外側(cè)電極4連接有未圖示的高頻電源，在兩電極間夾設(shè)著電介質(zhì)材料的放電容器2及內(nèi)側(cè)管5而產(chǎn)生電介質(zhì)障壁放電，產(chǎn)生受激準(zhǔn)分子發(fā)光。
在本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈中，內(nèi)側(cè)管5伸長至密封部22、而被埋設(shè)在密封部22并不是最理想的。若內(nèi)側(cè)管5被埋設(shè)在密封部22，則會產(chǎn)生與在背景技術(shù)中說明的雙重圓筒型結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈同樣的問題。
如上所述，依照圖1及圖2所示的結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈，擴(kuò)徑部成于內(nèi)側(cè)管端部為最大特征，以下說明其優(yōu)點(diǎn)。
由如上述的理由，本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈被構(gòu)成為，內(nèi)側(cè)管未被埋設(shè)密封部，且內(nèi)部電極的端部附近未內(nèi)側(cè)管被覆蓋而直接被曝露在放電用氣體中。因此，若在外側(cè)電極的端部與未被內(nèi)部電極的內(nèi)側(cè)管覆蓋的部位之間未充分地確保距離(稱為沿面距離)，則在兩者之間會產(chǎn)生不期望的沿面放電，由此，會產(chǎn)生失去內(nèi)外電極間的放電穩(wěn)定性的不便。詳細(xì)地，該沿面放電可能向從內(nèi)側(cè)管所突出的內(nèi)部電極、從對應(yīng)于內(nèi)側(cè)管的外側(cè)電極端部的部位產(chǎn)生。
為了防止此而使沿面距離充分，僅對于外側(cè)電極增加內(nèi)側(cè)管長度時，與被內(nèi)側(cè)管覆蓋的內(nèi)部電極和外側(cè)電極之間的有效放電形成部分的長度相比，會增加放電容器的全長，換言之，放電形成部分對于燈全長所占的比率較少，因此不理想。
與此相對，依照在內(nèi)側(cè)管5的端部形成擴(kuò)徑部51的本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈的結(jié)構(gòu)，通過存在擴(kuò)徑部51而延伸沿面距離，因而不會過剩地縮短放電形成部分而可確保充分的沿面距離，并可可靠地防止產(chǎn)生不期望的沿面放電。
將圖1所示的受激準(zhǔn)分子燈1的數(shù)值例表示如下。
放電容器2的全長是(包含密封部22)220mm～2820mm，例如1620mm；發(fā)光部21的全長是100mm～2700mm，例如1500mm；外徑是10mm～50mm，例如16mm；內(nèi)徑是8mm～48mm，例如14mm。
內(nèi)部電極3的全長是190mm～2790mm，例如1590mm；外徑是1mm～40mm，例如3mm；間距是0.5mm～10mm，例如2mm。
內(nèi)側(cè)管5的全長是170mm～2770mm，例如1570mm；外徑是2mm～42mm，例如4mm；內(nèi)徑是1mm～40mm，例如3mm。擴(kuò)徑部51的最大外徑是4mm～46mm，例如12mm。此外，外側(cè)電極4的全長是100mm～2700mm，例如1500mm。
沿面距離L是3mm～150mm，例如80mm。
(實(shí)施例2)圖3表示其他的沿面距離延長單元，在圖中，比外側(cè)電極4端還位于外方的內(nèi)側(cè)管5的端部附近，設(shè)置由非導(dǎo)電性材料所構(gòu)成的隔板10。該隔板10，可以將由石英玻璃或陶瓷等非導(dǎo)電性材料所構(gòu)成的其他構(gòu)件熔融于內(nèi)側(cè)管5，也可以使內(nèi)側(cè)管5本體膨脹而形成。
依照圖3所示的受激準(zhǔn)分子燈1，對沿面距離L、相當(dāng)于各隔間部件10的高度H的距離與隔間部件10的個數(shù)相對應(yīng)地被相加。因此，不會減少放電形成部分對于燈全長的所占比率，而使沿面距離L伸長，因此良好地可防止從外側(cè)電極4向未被內(nèi)側(cè)管5覆蓋的內(nèi)部電極3的沿面放電的產(chǎn)生。
關(guān)于圖第3所示的實(shí)施例2，表示與圖1、圖2的實(shí)施例1不同的部分的數(shù)值例。隔間部件10的外徑7mm～47mm，例如13mm。內(nèi)徑是2mm～42mm，例如4mm。厚度(管軸X方向)是1mm～10mm，例如3mm。沿面距離L在設(shè)置兩個隔間部件10時是3mm～150mm，例如80mm。
(實(shí)施例3)
圖4～圖6所示的實(shí)施例，作為沿面放電防止單元，采用減少在內(nèi)側(cè)管5的端部外表面產(chǎn)生的電荷量的電荷減少單元的情況。
在圖4的實(shí)施例3中，將電介質(zhì)11通過熔融等附加地安裝于內(nèi)側(cè)管5的端部外表面。作為該附加電介質(zhì)11，與內(nèi)側(cè)管5相同材料的比較理想，內(nèi)側(cè)管5為石英玻璃時，附加電介質(zhì)11也是石英玻璃。這時候，內(nèi)側(cè)管5在端部附近與其他部分相比也可將其壁厚作成較厚。
通過這樣，被存儲在內(nèi)側(cè)管5的端部厚度部11的外表面的電荷，與內(nèi)側(cè)管5的其他部分的電荷相比較變成較少，因此，從外側(cè)電極4的端部向內(nèi)側(cè)管5外的內(nèi)部電極3的放電不容易被傳遞，可防止沿面放電。
(實(shí)施例4)在圖5中，該實(shí)施例4與上述實(shí)施例3基本上想法相同，該實(shí)施例的情況是，被連結(jié)于內(nèi)部電極3的內(nèi)部引線6延伸到內(nèi)側(cè)管5的內(nèi)部的情況。在該實(shí)施例中，設(shè)于內(nèi)側(cè)管5的端部的附加電介質(zhì)12被設(shè)置在內(nèi)側(cè)管5的內(nèi)表面。
有關(guān)該實(shí)施例4的沿面放電防止的作用與上述實(shí)施例3同樣，但只有內(nèi)側(cè)管5的外表面作成平滑化這一點(diǎn)不相同。
(實(shí)施例5)圖6表示實(shí)施例5，圖6(a)表示側(cè)剖面圖，圖6(b)表示橫剖面圖。
在圖6中，在內(nèi)側(cè)管5的端部附近，卷繞著金屬環(huán)或金屬線等導(dǎo)電部件13，而另一端部13R向放電容器2的內(nèi)壁方向伸長，也可以抵接于放電容器2。
在該實(shí)施例中，存儲于內(nèi)側(cè)管5的端部外表面的電荷，經(jīng)由導(dǎo)電部件13從另一端部13a避開至放電容器2一側(cè)，因此，其結(jié)果，減少被存儲于端部外表面的電荷。所以，防止從外側(cè)電極4的端部向內(nèi)側(cè)管5外的內(nèi)部電極3的沿面放電。
權(quán)利要求
1.一種受激準(zhǔn)分子燈，包括封入有放電用氣體的放電容器、使該放電容器的內(nèi)部在長度方向上延伸并且在放電容器的端部被氣密地密封的內(nèi)部電極、以及配置在放電容器外面的外側(cè)電極，其特征在于，上述內(nèi)部電極的、至少在其與外側(cè)電極之間進(jìn)行放電的部位的外表面，由至少一端被開放在放電空間內(nèi)且由電介質(zhì)材料構(gòu)成的內(nèi)側(cè)管來覆蓋，該內(nèi)側(cè)管在長度方向上超越對應(yīng)的外側(cè)電極端部而延伸，在該端部具有沿面放電防止單元，該沿面放電防止單元防止在從上述內(nèi)側(cè)管突出的內(nèi)部電極與外側(cè)電極之間的不期望的沿面放電。
2.如權(quán)利要求1所述的受激準(zhǔn)分子燈，其特征在于，上述沿面放電防止單元是沿面距離延長單元。
3.如權(quán)利要求2所述的受激準(zhǔn)分子燈，其特征在于，上述沿面距離延長單元是形成在上述內(nèi)側(cè)管端部的擴(kuò)徑部。
4.如權(quán)利要求2所述的受激準(zhǔn)分子燈，其特征在于，上述沿面距離延長單元是在上述內(nèi)側(cè)管的端部附近的外周設(shè)置的非導(dǎo)電性隔板。
5.如權(quán)利要求1所述的受激準(zhǔn)分子燈，其特征在于，上述沿面放電防止單元是減少在內(nèi)側(cè)管端部附近的外表面存儲的電荷的電荷減少單元。
6.如權(quán)利要求5所述的受激準(zhǔn)分子燈，其特征在于，上述電荷減少單元是內(nèi)側(cè)管端部附近的壁厚形成為比其他部分厚的端部壁厚部。
7.如權(quán)利要求5所述的受激準(zhǔn)分子燈，其特征在于，上述電荷減少單元是被安裝于內(nèi)側(cè)管端部附近的外表面、另一端朝向放電容器的內(nèi)壁方向的導(dǎo)電性部件。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的受激準(zhǔn)分子燈，其特征在于，上述放電容器的端部利用箔密封形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種受激準(zhǔn)分子燈，其在外表面設(shè)置了外側(cè)電極的放電容器內(nèi)設(shè)置了內(nèi)部電極，防止在從設(shè)置成在上述放電容器內(nèi)覆蓋內(nèi)部電極的內(nèi)側(cè)管的至少一端的開放部露出的內(nèi)部電極、和外側(cè)電極之間的不期望的沿面放電。其特征在于，在放電容器內(nèi)覆蓋內(nèi)部電極地設(shè)置的內(nèi)側(cè)管的端部，設(shè)置沿面放電防止單元，該沿面放電防止單元防止從該內(nèi)側(cè)管突出的內(nèi)部電極和外側(cè)電極之間的沿面放電。
文檔編號H01J65/00GK1716515SQ20051007918
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者清瀨正秀, 廣瀨賢一, 住友卓 申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會社