JP2002289147A

JP2002289147A - 紫外線硬化用放電ランプ

Info

Publication number: JP2002289147A
Application number: JP2001086057A
Authority: JP
Inventors: Ryotaro Matsuda; 良太郎松田; Munetake Takada; 宗武高田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】殺菌線と近紫外線とを外部に導出するように構
成した紫外線硬化用放電ランプを提供する。【解決手段】波長２５４ｎｍの紫外線を実質的に透過し
得る紫外線透過性材料からなる気密容器１の内部に水銀
および希ガスを含む放電媒体を封入し、気密容器１の内
部に一対の電極２、２を配設するとともに、低圧水銀蒸
気放電によって放射される波長２５４ｎｍの水銀輝線に
より励起されて近紫外線を発生する蛍光体層５を具備
し、気密容器１を透過した波長２５４ｎｍ水銀輝線と蛍
光体層から発生した近紫外線とが外部に導出されるよう
に構成されている。蛍光体層５は、好ましくは気密容器
１の外面側に形成され、紫外線透過性の膜形成体中に蛍
光体粒子が分散している構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線硬化用放電
ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】紫外線硬化形マニキュアなどの紫外線硬
化形樹脂の乾燥すなわち硬化に殺菌ランプを使用する場
合、殺菌線すなわち波長２５４ｎｍの紫外線は、紫外線
硬化形樹脂の膜厚が０．１ｍｍ以上になると、樹脂自体
の紫外線吸収作用により内部が所要に硬化されなくな
る。

【０００３】一方、ケミカルライトやブラックライトと
称される波長３００〜４００ｎｍの近紫外線を発生する
蛍光ランプすなわち近紫外線ランプを用いて紫外線硬化
形樹脂を硬化させる場合、樹脂自体の紫外線吸収は少な
いので、樹脂内部まで紫外線が入り込んで樹脂内部を硬
化させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、紫外線硬化
形樹脂の表面は、酸素と反応しやすいため、比較的小さ
い電力の蛍光ランプでは表面が硬化しないという問題が
ある。

【０００５】そこで、殺菌ランプと近紫外線ランプとを
併用すれば、紫外線硬化形樹脂の硬化は問題なく行なう
ことができるようになるが、紫外線硬化装置が大形化し
てしまい、したがって装置の小形化を図ることが困難に
なる。また、放電ランプおよび点灯装置を２セット用い
る必要があることから、コストアップにもなる。

【０００６】本発明は、殺菌線と近紫外線とを外部に導
出するように構成した紫外線硬化用放電ランプを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の紫外線
硬化放電ランプは、波長２５４ｎｍの紫外線を実質的に
透過し得る紫外線透過性材料からなる気密容器と；気密
容器の内部に封入された水銀および希ガスを含む放電媒
体と；気密容器の内部に低圧水銀蒸気放電を生起するよ
うに気密容器の内部に配設された一対の電極と；低圧水
銀蒸気放電によって放射される波長２５４ｎｍの水銀輝
線により励起されて近紫外線を発生する蛍光体層と；を
具備し、気密容器を透過した波長２５４ｎｍの水銀輝線
と蛍光体層から発生した近紫外線とが外部に導出される
ように構成されていることを特徴としている。

【０００８】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【０００９】＜気密容器について＞気密容器は、波長２
５４ｎｍの紫外線を透過する紫外線透過性材料であれば
具体的な材料に限定されるものではない。また、波長２
５４ｎｍより短い波長の紫外線を透過してもよいが、な
るべく少ない方がよい。このような材料としては、たと
えば組成を特別に調整した軟質ガラス、高ケイ酸ガラス
などの硬質ガラス、石英ガラスおよび透光性セラミック
スなどである。組成を特別に調整した軟質ガラスとして
は、たとえばＮａ_２Ｏ・ＣａＯ・５ＳｉＯを主成分とし
た組成を有するソーダライムガラスが好適し、Ａｌ_２Ｏ
_３、ＭｇＯ、Ｋ_２Ｏなどの副成分を含むことができる。
しかし、Ｆｅ_２Ｏ_３などの不純物成分を少なく、たとえ
ばＦｅ _２Ｏ_３を０．００１重量％以下にすれば、十分な
紫外線透過性を示す。実用的には、Ｆｅ_２Ｏ_３は０．０
１重量％程度であってもよい。さらに、２０ｐｐｍ程度
にまで低減すれば、紫外線透過性は極めて良好になる。
また、ＰｂＯ成分も紫外線透過性を阻害するので、実質
的に含まないようにするとよい。気密容器がどのような
材料によって形成されえいるにせよ、波長２５４ｎｍの
紫外線の透過率が５０％以上であれば、硬化作用の優れ
た紫外線硬化用放電ランプを得るのに好適である。

【００１０】また、気密容器の大きさは、特段限定され
ないが、本発明は特に小形のものに好適である。さら
に、気密容器の形状は、直管および曲管のいずれであっ
てもよい。曲管としては、たとえば屈曲部および直線部
を含んでＵ字状、Ｗ字状などの形状に形成することがで
きる。このような気密容器を製造するには、１本の管を
加熱軟化させて屈曲させることにより、屈曲した放電路
を内部に形成することができる。また、複数の直管を連
結管により接続したり、複数の直管の端部を閉塞して、
端部近傍を局部的に加熱溶融させるとともに、内部の圧
力を高めることにより、吹き破りにより連結部を形成
し、連結部同志を突き合わせて屈曲したりして、放電路
を形成することもできる。

【００１１】なお、気密容器の放電路長については、所
望のランプ電力および許容二次無負荷電圧に応じて適宜
設定することができる。

【００１２】＜放電媒体について＞放電媒体は、水銀お
よび希ガスを含んでいるものとする。

【００１３】水銀は純水銀の形で封入したり、アマルガ
ムの形で封入したりすることができる。また、Ｔｉ−Ｈ
ｇなどの水銀放出構体の形やＺｒ−Ａｌなどのゲッター
が被着したペレット状の形にして封入してもよい。

【００１４】希ガスは、ネオン、アルゴン、キセノンお
よびクリプトンなどの一種を単独で、または複数種を混
合して用いることができる。

【００１５】＜電極について＞電極は、熱陰極および冷
陰極のいずれでもよい。

【００１６】熱陰極を用いるときには、一対の導入線の
内端間に継線してなり、電子放射物質を塗布したフィラ
メント電極やセラミックス状の電子放射物質を用いたセ
ラミックス電極を用いることができる。

【００１７】冷陰極を用いるときには、タングステン製
の電極軸の先端部にタングステン製のコイルを１重また
は２重に巻回し、電子放射物質を塗布したものや、ニッ
ケル、タングステンなどの電子放射性金属の棒、筒また
はコイル体からなる構成、またはこれらに電子放射物質
を塗布したものなど既知の各種冷陰極を用いることがで
きる。

【００１８】＜蛍光体層について＞蛍光体層は、放電媒
体の低圧水銀蒸気放電によって放射される波長２５４ｎ
ｍの水銀輝線によって励起され、そのときに近紫外線を
発生する蛍光体を少なくとも含んで構成されている。近
紫外線を発生する蛍光体は、波長３００〜４００ｎｍの
範囲の紫外線を発生するものを用いることができる。し
かし、好適には３５０〜３８０ｎｍの範囲に主発光ピー
クを有し、半値幅が７０ｎｍ以下の蛍光体を用いるのが
よい。

【００１９】蛍光体層を形成する位置は、特に限定され
ないので、気密容器の内面側および外面側のいずれか一
方、または両方に形成することができる。しかし、気密
容器が石英ガラスからなる場合、小形で、しかも曲管の
場合には、内面側に蛍光体層を形成しにくいので、外面
側に形成するのがよい。また、蛍光体層を気密容器の外
面側に形成することにより、放電媒体中の水銀による蛍
光体の劣化の虞がないという利点がある。ただし、蛍光
体は、水分を吸着して劣化しやすいので、蛍光体層の表
面に蛍光体粒子が露出しないように配慮しなければなら
ない。しかし、この点については、後述する手段を用い
ることにより、克服が可能である。

【００２０】また、蛍光体層は、気密容器の全体および
一部のいずれに形成してもよい。気密容器の一部に蛍光
体層を形成する場合、気密容器の長手方向や周方向のた
とえば約半分などに形成することができる。しかし、長
手方向に沿って蛍光体層を形成している個所と形成しな
い個所とを交互に配置してもよい。

【００２１】さらに、蛍光体層を形成する部位の面積と
形成しない部位の面積の割合を加減することにより、全
紫外線中に占める近紫外線の割合を所望に調整すること
ができる。また、蛍光体層の膜厚夜警構体の含有量を加
減することによっても全紫外線中に占める近紫外線の割
合を調整することができる。

【００２２】＜その他の構成について＞本発明の必須構
成要件ではないが、以下に説明する構成を必要に応じて
付加することができる。

【００２３】１保護膜について保護膜は、気密容器の内面に形成される。保護膜がない
と、水銀イオンが気密容器の壁面に叩き込まれて水銀が
減少していき、これに伴いランプ電圧が上昇して早期に
ランプが消弧してしまいやすい。特に放電媒体の一部を
構成する希ガスとして、ネオンを５０％以上特に顕著に
は９５％以上の割合で含み、封入圧力が１〜１．３ｋＰ
ａで、かつ、気密容器の内表面の管壁負荷が０．１〜
０．３Ｗ／ｃｍ２で作動すると、発光効率を高めること
ができるが、ネオンは質量が軽いので、水銀イオンの加
速度が大きい。このため、水銀イオンの気密容器の壁面
への叩き込みが激しく、水銀の消耗が早い。これに対し
て、保護膜は、この問題を防止するのに効果的である。
保護膜の構成材料としては、たとえばアルミニウム酸化
物、ケイ素酸化物、希土類金属たとえばイットリウムの
酸化物などを用いることができる。

【００２４】保護膜を気密容器の内面に形成するに際し
て、電極の先端部より端部側に付着した保護膜を気密容
器の封着前に除去するなどにより、保護膜を端部に形成
しないようにすれば、封着性を阻害することもない。

【００２５】２ホルダについて紫外線硬化用放電ランプを使用するに際して所定の位置
に支持するのを支援するために、適当なホルダを装着す
ることができる。ホルダは、放電ランプの発生熱によっ
て劣化しない材質であるのがよく、たとえばセラミック
ス、シリコーン樹脂などを用いるのがよい。また、ホル
ダを気密容器に固着する際に接着剤を用いることができ
るが、接着剤はランプの発生熱および発生する紫外線の
被爆により劣化しない材質のものを用いるべきであり、
ケイ素酸化物やアルミニウム酸化物を主成分とする無機
質接着剤が好適である。

【００２６】＜本発明の作用について＞本発明において
は、前述したように気密容器が波長２５４ｎｍの紫外線
を実質的に透過するので、蛍光体層が気密容器の外面側
および内面側のいずれに形成されていても、波長２５４
ｎｍの水銀輝線によって蛍光体層を励起して近紫外線を
発生させることができ、発生した近紫外線は外部に導出
される。また、蛍光体層に吸収されない波長２５４ｎｍ
の水銀輝線すなわち殺菌線も外部に導出される。

【００２７】したがって、紫外線硬化用放電ランプの外
部には、波長２５４ｎｍの水銀輝線および近紫外線が共
に導出される。外部に導出された両紫外線を紫外線硬化
形樹脂に照射することにより、当該樹脂の表面は波長２
５４ｎｍの水銀輝線によって硬化し、近紫外線は樹脂の
内部に入り込んで樹脂の内部を硬化させる。すなわち、
本発明においては、単一の紫外線硬化用放電ランプの使
用によって、紫外線硬化形樹脂の内外両部分を良好に硬
化することができる。このため、紫外線硬化装置を小形
化することができる。また、放電ランプおよびその点灯
装置も安価になる。

【００２８】なお、蛍光体層が気密容器の外面側に形成
されている場合、波長２５４ｎｍの水銀輝線は、まず気
密容器を透過して蛍光体層に入射する。そして、その一
部が蛍光体層に吸収される。その結果、さらに蛍光体は
励起されて近紫外線を発生する。蛍光体層に吸収されな
い水銀輝線は、蛍光体層を透過して外部へ導出される。
気密容器を透過した波長２５４ｎｍの水銀輝線の一部
は、蛍光体層に吸収されないで、蛍光体層を透過して外
部に導出される。そうして、蛍光体層が気密容器の外面
側に形成されていることにより、蛍光体層の形成が容易
で、気密容器が小形の場合には特に有利である。また、
気密容器に一対の電極を封装し、放電媒体を封入した後
に蛍光体層を形成することができるから、放電ランプの
製造が容易になる。

【００２９】また、蛍光体層が気密容器の内面側に形成
されている場合、波長２５４ｎｍの水銀輝線は、まず蛍
光体層に入射する。そして、その一部は蛍光体層に吸収
される。その結果、蛍光体が励起されて近紫外線を発生
する。近紫外線は、気密容器を透過して、外部へ導出さ
れる。なお、一般に波長２５４ｎｎの紫外線に対する透
過性を有する材料は、これより長波長の放射に対しても
透過性を有している。一方、蛍光体層に吸収されない水
銀輝線は、気密容器を透過して外部へ導出される。そう
して、蛍光体層が気密容器の内面側に形成されているこ
とにより、蛍光体の劣化が少なくなるとともに、蛍光体
層が傷つきにくくなる。

【００３０】請求項２の発明の紫外線硬化用放電ランプ
は、請求項１記載の紫外線硬化用放電ランプにおいて、
気密容器は、オゾンレス石英ガラスにより形成されてい
ることを特徴としている。

【００３１】本発明は、有害な短波長紫外線の外部導出
を阻止するとともに、有害なオゾンの発生を防止した構
成を規定している。すなわち、オゾンレス石英ガラスを
用いて気密容器を形成することにより、波長２５４ｎｍ
の水銀輝線は透過するが、１８５ｎｍの水銀輝線は気密
容器で阻止されて、実質的に外部へ導出されなくなる。
１８５ｎｍの水銀輝線は、光エネルギーが大きくて、空
気中の酸素を分解してオゾンを生成しやすい性質を有し
ている。

【００３２】したがって、本発明においては、紫外線硬
化に有効な波長２５４ｎｍの紫外線と近紫外線とのみを
外部へ導出することができるので、安全である。

【００３３】請求項３の発明の紫外線硬化用放電ランプ
は、請求項１または２記載の紫外線硬化用放電ランプに
おいて、蛍光体層は、気密容器の外面側に形成されてい
るとともに、紫外線透過性の膜形成体中に蛍光体粒子が
分散した構成であることを特徴としている。

【００３４】本発明は、近紫外線を発生する蛍光体層を
気密容器の外面側に形成する際に、蛍光体が劣化しにく
い構成を規定している。すなわち、蛍光体粒子が紫外線
透過性の膜形成体中に分散しているので、蛍光体粒子が
空気中に露出しない。紫外線透過性の膜形成体として
は、たとえば紫外線透過性の金属酸化物や透明性シリコ
ーン樹脂などを用いることができる。

【００３５】上記の金属酸化物は、たとえばシリコン酸
化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物などを
用いることができる。これらの物質は、紫外線透過率が
比較的高く、膜形成体を構成する物質として科学的に極
めて安定で好ましいものである。また、これらの金属酸
化物は、緻密な膜形成体を構成している態様であるのが
好ましいが、要すればこれら物質の微粒子によって蛍光
体粒子の周囲に比較的緻密な膜を形成している態様であ
ってもよい。

【００３６】上記の透明性シリコーン樹脂は、その紫外
線透過率が約８０％であり、膜形成体として十分に機能
する。

【００３７】また、蛍光体層は、実験によると、その膜
厚が１０〜４０μｍであるのが好ましいことが分かっ
た。

【００３８】さらに、膜形成体は、上記の物質が主成分
をなしていればよく、したがってその他の物質が副成分
として膜形成体中に含まれていてもよい。

【００３９】そうして、本発明においては、蛍光体層が
紫外線透過性の膜形成体中の蛍光体粒子が分散している
構成であるため、少なくとも蛍光体層の表面に位置する
蛍光体粒子、膜形成体によって被覆されるため、蛍光体
粒子が外気に接触することによる蛍光体の劣化を防止す
ることができる。

【００４０】また、蛍光体層は、気密容器の外面側に形
成されているので、気密容器、一対の電極および放電媒
体を組み立てて、放電ランプ本体として製作した後に蛍
光体層を形成することができるから、放電ランプの製造
が容易になる。

【００４１】請求項４の発明の紫外線硬化用放電ランプ
は、請求項１ないし３のいずれか一記載の紫外線硬化用
放電ランプにおいて、蛍光体層は、主発光ピーク波長が
３５０〜３８０ｎｍで半値幅が７０ｎｍ以下の蛍光体を
主体として形成されていることを特徴としている。

【００４２】本発明は、近紫外線を発生するのに好適な
蛍光体を主発光波長および半値幅によって規定してい
る。すなわち、この範囲に入る蛍光体として以下に示す
ものを使用することができる。

【００４３】１ユーロピウム付活アルカリ土類金属ホ
ウ酸塩（たとえばＳｒＢ_４Ｏ_７：Ｅｕ^２＋…主発光ピー
ク波長３６８ｎｍ）２鉛付活アルカリ土類ケイ酸塩（たとえば（Ｂａ、Ｓ
ｒ、Mｇ）_３Ｓｉ_２Ｏ _７：Ｐｂ^２＋…主発光ピーク波長
３７０ｎｍ、ＢａＳｉ_２Ｏ_５：Ｐｂ^２＋…主発光ピーク
波長３５０ｎｍ）３ユーロピウム付活アルカリ土類金属リン酸塩（たと
えば（Ｓｒ、Ｍｇ）_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋…主発光ピー
ク波長３８０〜３９５ｎｍ）４セリウム付活希土類リン酸塩（たとえばＹＰＯ_４：
Ｃｅ^３＋…主発光ピーク波長３５７ｎｍ）５ユーロピウム付活アルカリ土類ホウ酸塩にハロゲン
が添加された蛍光体請求項５の発明の紫外線硬化用放電ランプは、波長２５
４ｎｍの紫外線を実質的に透過し得る紫外線透過性材料
からなり内径１〜１０ｍｍの細長い気密容器と；気密容
器の内部に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体
と；気密容器の両端内部に配設された一対の冷陰極と；
低圧水銀蒸気放電によって放射される波長２５４ｎｍの
水銀輝線により励起されて波長３５０〜３８０ｎｍの範
囲の近紫外線を発生する蛍光体層と；を具備しているこ
とを特徴としている。

【００４４】本発明は、紫外線硬化装置の小形化に好適
な小形の紫外線硬化用放電ランプの構成を規定してい
る。

【００４５】すなわち、気密容器の内径が１ｍｍ未満に
なると、気密容器を工業的規模で、かつ、比較的安価に
製作するのが困難になる。また、１０ｍｍを超える範囲
であると、小形化には不向きである。なお、好適には気
密容器の内径は、３〜５ｍｍである。

【００４６】また、電極に冷陰極を用いることにより、
内径の小さな気密容器に電極を配設するのが容易にな
る。

【００４７】請求項６の発明の紫外線硬化用放電ランプ
は、請求項１ないし５のいずれか一記載の紫外線硬化用
放電ランプにおいて、全放射束が０．１〜１０Ｗである
ことを特徴としている。

【００４８】本発明は、紫外線硬化装置の小形化に好適
な小形の紫外線硬化用放電ランプを全放射束により規定
している。なお、全放射束が０．１Ｗ未満になると、紫
外線量が少なすぎて紫外線硬化形樹脂の硬化が困難にな
る。また、全放射束が１０Ｗを超えると、紫外線硬化用
放電ランプの小形化が困難になる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００５０】図１は、本発明の紫外線硬化用放電ランプ
の第１の実施形態を示す一部切欠正面図である。

【００５１】図２は、同じく底面図である。

【００５２】図３は、同じく要部拡大正面図である。

【００５３】図４は、同じく蛍光体層の断面を拡大して
示す断面模式図である。

【００５４】図５は、同じくホルダの右側面図である。

【００５５】各図において、１は気密容器、２は電極、
３は封着金属箔、４は導入線、５は蛍光体層、６はホル
ダ、である。

【００５６】＜気密容器１について＞気密容器１は、透
明石英ガラスからなり、放電空間部１ａ、ピンチシール
部１ｂおよび排気チップ部１ｃを備えている。放電空間
部１ａは、外径６ｍｍ、内径４．１ｍｍ、内部空間長３
００ｍｍの直管をＵ字状に屈曲してなり、全幅１８ｍ
ｍ、全長１５２ｍｍである。すなわち、２本の直線部１
ａ１、１ａ１および屈曲部１ａ２を備えている。ピンチ
シール部１ｂ、１ｂは、放電空間部１ａの両端に形成さ
れ、偏平面を有している。ピンチシール部１ｂ、１ｂの
偏平面は互いに平行に揃えられている。排気チップ部１
ｃは、気密容器１の屈曲部１ａ２の先端から約５０ｍｍ
離間した直線部１ａ１に形成されている。なお、気密容
器１の放電空間部１ａの内面には、アルミナの微粒子を
成膜した保護膜が形成されている。

【００５７】＜放電媒体について＞放電媒体は、放電媒
体として水銀数ｍｇならびに分圧比でネオン９７％およ
びアルゴン３％からなる混合希ガスを１０．７ｋＰａか
らなり、気密容器１内に封入している。

【００５８】＜電極２について＞電極２は、電極主体部
２ａおよび電極軸２ｂからなる冷陰極であり、気密容器
１内の両端に封装されている。電極主体部２ａは、冷陰
極形であり、電極軸２ｂの先端にタングステンの密巻コ
イルによって構成されている。電極軸２ｂは、電極主部
２ａの基端側のコイルを引き伸ばして電極主部２ａと一
体に形成されていて、さらにその基端はピンチシール部
１ｂに埋設している。

【００５９】＜封着金属箔３について＞封着金属箔３
は、モリブデン箔からなり、ピンチシール部１ｂ内に気
密に埋設されていることにより、気密容器１内を気密に
維持しながら電極２に電流を導入するためのものであ
る。そして、封着金属箔３の一端には電極軸２ｂの基端
が溶接されている。

【００６０】＜導入線４について＞導入線４は、モリブ
デン線からなり、気密容器１のピンチシール部１ｂ内に
おいて、先端が封着金属箔３の他端に溶接され、基端が
外部へ導出されている。

【００６１】＜蛍光体層５について＞蛍光体層５は、紫
外線透過性の膜形成体５ａおよび蛍光体粒子５ｂからな
り、図４に示すように、気密容器１の外面に形成されて
いる。紫外線透過性の膜形成体５ａは、透明シリコーン
樹脂からなる。蛍光体粒子５ｂは、ＳｒＢ_４Ｏ_７：Ｅｕ
^２＋からなり、膜形成体中に分散している。蛍光体層５
の表面は、図４から理解できるように、紫外線透過性膜
形成体５ａによって被覆されていて、蛍光体粒子５Ｂが
外気に露出していない。蛍光体層５は、シリコーン溶
液、蛍光体、アルコールおよび分散媒としてキシレンか
らなる懸濁液を調整して、この懸濁液中に気密容器１を
ディップし、引き上げてシリコーンを固化させて形成し
た。

【００６２】＜ホルダ６について＞ホルダ６は、セラミ
ックスからなる円柱状基体６ａの内部に気密容器収納孔
（図示しない。）、一対の給電ワイヤ導出孔６ｂおよび
一対の取付孔６ｃを形成している。気密容器収納孔は、
気密容器１の一対のピンチシール部１ｂおよび放電空間
部１ａ側の電極２に対向している部分を収納し、かつ、
気密容器収納孔の内面と収納している部分の気密容器１
との間に形成される空隙に無機質接着剤を充填し、硬化
させることによって両者を固着している。また、一対の
給電ワイヤ導出孔６ｂから後述する一対の給電ワイヤ７
ａが導出されている。

【００６３】そうして、ホルダ６から外部に露出してい
る気密容器１の放電空間部１ａは、約８４ｍｍである。

【００６４】＜給電ハーネス７について＞給電ハーネス
７は、給電ワイヤ７ａおよびコネクタ７ｂからなる。給
電ワイヤ７ａは、フッ素樹脂被覆電線からなる。コネク
タ７ｂは、図示しない点灯回路に接続する。

【００６５】図６は、本発明の紫外線硬化用放電ランプ
の第１の実施形態を点灯するのに用いる放電ランプ点灯
装置を示す回路図である。

【００６６】図において、９は紫外線硬化用放電ラン
プ、１７ａ、１７ｂは直流電源端子、１８ａ、１８ｂは
一対のスイッチング手段、１９は出力トランス、２０は
インダクタ、２１は電流ヒューズ、２２は共振用コンデ
ンサ、２３はバラスト用コンデンサ、２４は高周波出力
端子である。

【００６７】正極側の直流電源端子１７ａは、電流ヒュ
ーズ２１およびインダクタ２０を直列に介して出力トラ
ンス１９の１次巻線１９_Ｐの中点に接続している。

【００６８】負極側の直流電源端子１７ｂは、一対のス
イッチング手段１８ａ、１８ｂを介してそれぞれ出力ト
ランス１９の１次巻線１９_Ｐの両端に接続している。

【００６９】スイッチング手段１８ａ、１８ｂとしてバ
イポーラトランジスタが用いられ、そのベースは、それ
ぞれ始動用の抵抗器Ｒ_Ｓを介して正極側の直流電源端子
１７ａに接続している。

【００７０】出力トランス１９の３次巻線１９_Ｔは、ス
イッチング手段１８ａ、１８ｂの制御極に接続してい
る。

【００７１】共振用コンデンサ２２は、出力トランス１
９の１次巻線１９_Ｐの両端に接続している。そして、共
振用コンデンサ２２は、出力トランス１９の１次巻線１
９_Ｐのインダクタンスと並列共振回路を形成する。

【００７２】そうして、以上の構成によって、並列イン
バータが形成されている。

【００７３】出力トランス１９の２次巻線１９_Ｓの両端
は、バラスト用コンデンサ２３を直列に介して高周波出
力端子２４に接続している。また、負極側の直流電源端
子１７ｂおよび出力トランス１９の２次巻線１９_Ｓの一
端は導電的に接続している。

【００７４】並列インバータは、スイッチング手段１８
ａ、１８ｂが交互にオン、オフすることにより、高周波
出力端子２４間に、昇圧された正弦波の高周波交流電圧
を得ることができる。

【００７５】そうして、並列インバータから発生した高
周波電圧がバラスト用コンデンサ２３を介して紫外線硬
化用放電ランプ９の電極２、２間に印加されるので、当
該ランプ９は高周波点灯し、その結果生じる低圧水銀蒸
気放電によって主として波長２５４ｎｍの水銀輝線が放
射される。この水銀輝線は、気密容器１を透過して、そ
の一部が蛍光体層６に吸収されることによって、主発光
ピーク波長が３６８ｎｍの近紫外線が発生する。また、
残余の水銀輝線は、蛍光体層６を透過して上記近紫外線
とともに外部へ導出される。

【００７６】＜紫外線硬化用放電ランプの特性について
＞本発明の第１の実施形態における紫外線硬化用放電ラ
ンプを点灯周波数４５ｋＨｚ、ランプ電流約１６ｍＡ、
ランプ電力約６Ｗで点灯したところ、全放射束１．５Ｗ
（殺菌線１Ｗ、近紫外線０．５Ｗ）の紫外線出力が得ら
れた。

【００７７】図７は、本発明の紫外線硬化用放電ランプ
の第１の実施形態における分光スペクトルを示すグラフ
である。

【００７８】図８は、同じく異なる蛍光体層の場合の分
光スペクトルを示すグラフである。

【００７９】図９は、同じく水銀輝線の分光スペクトル
を示すグラフである。

【００８０】図１０は、同じく２種の蛍光体の分光スペ
クトルを示すグラフである。

【００８１】図８は、近紫外線発光の蛍光体の含有量を
図７の場合の半分にした場合を示し、近紫外線の発光量
が減少し、逆に水銀輝線の発光量が増加している。ま
た、図９は、低圧水銀蒸気放電においては波長２５４ｎ
ｍの水銀輝線が主として発生することを示している。さ
らに、図１０は、近紫外線を発生する蛍光体の主発光ピ
ーク波長および半値幅について、対照的な２種の蛍光体
の分光分布を示している。すなわち、曲線Ａはブロード
タイプ、曲線Ｂはナロータイプ、をそれぞれ示す。

【００８２】図１１は、本発明の紫外線硬化用放電ラン
プの第２の実施形態を示す正面図である。図において、
図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略
する。

【００８３】本実施形態は、Ｕ字状をなす気密容器１の
一対の腕部１Ａ、１Ｂのうち、一方１Ａの外面に蛍光体
層６を形成し、他方１Ｂには蛍光体層を形成しない構成
となっている。

【００８４】

【発明の効果】請求項１ないし６の各発明によれば、波
長２５４ｎｍの紫外線を実質的に透過し得る紫外線透過
性材料からなる気密容器の内部に水銀および希ガスを含
む放電媒体を封入し、気密容器の内部に一対の電極を配
設するとともに、低圧水銀蒸気放電によって放射される
波長２５４ｎｍの水銀輝線により励起されて近紫外線を
発生する蛍光体層を具備し、気密容器を透過した波長２
５４ｎｍの水銀輝線と蛍光体層から発生した近紫外線と
が外部へ導出されるように構成されていることにより、
紫外線硬化形樹脂の表面が波長２５４ｎｍの水銀輝線に
よって硬化し、樹脂の内部が近紫外線によって硬化する
ので、紫外線硬化装置を小形化するとともに、安価な紫
外線硬化用放電ランプを提供することができる。

【００８５】請求項２の発明によれば、加えて気密容器
がオゾンレス石英ガラスにより形成されていることによ
り、な１８５ｎｍの水銀輝線が外部に導出されないの
で、オゾンが発生しなくて安全な紫外線硬化用放電ラン
プを提供することができる。

【００８６】請求項３の発明によれば、加えて蛍光体層
が気密容器の外面側に形成されているとともに、紫外線
透過性の膜形成体中に蛍光体粒子が分散していることに
より、蛍光体層の形成が容易で、しかも蛍光体の劣化が
少ない紫外線硬化用放電ランプを提供することができ
る。

【００８７】請求項４の発明によれば、加えて蛍光体層
が主発光ピーク波長が３５０〜３８０ｎｍで半値幅が７
０ｎｍ以下の蛍光体を主体として形成されていることに
より、近紫外線を発生するのに好適な紫外線硬化用放電
ランプを提供することができる。

【００８８】請求項５の発明によれば、加えて気密容器
の内径が１〜１０ｍｍで、一対の電極が冷陰極であり、
蛍光体層が波長３５０〜３８０ｎｍの範囲の近紫外線を
発生することにより、紫外線硬化装置の小形化に好適な
小形の紫外線硬化用放電ランプを提供することができ
る。

【００８９】請求項６の発明によれば、加えて全放射束
が０．１〜１０Ｗであることにより、紫外線硬化装置の
小形化に好適な小形の紫外線硬化用放電ランプを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紫外線硬化用放電ランプの第１の実施
形態を示す一部切欠正面図

【図２】同じく底面図

【図３】同じく要部拡大正面図

【図４】同じく蛍光体層の断面を拡大して示す断面模式
図

【図５】同じくホルダの右側面図

【図６】本発明の紫外線硬化用放電ランプの第１の実施
形態を点灯するのに用いる放電ランプ点灯装置を示す回
路図

【図７】本発明の紫外線硬化用放電ランプの第１の実施
形態における分光スペクトルを示すグラフ

【図８】同じく異なる蛍光体層の場合の分光スペクトル
を示すグラフ

【図９】同じく水銀輝線の分光スペクトルを示すグラフ

【図１０】同じく２種の蛍光体の分光スペクトルを示す
グラフ

【図１１】本発明の紫外線硬化用放電ランプの第２の実
施形態を示す正面図

【符号の説明】

１…気密容器１ａ…放電空間部１ａ１…直線部１ａ２…屈曲部１ｃ…排気チップ部５…蛍光体層６…ホルダ７…給電ハーネス７ａ…給電ワイヤ７ｂ…コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高田宗武愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ハリソン東芝ライティング株式会社内Ｆターム(参考） 5C043 AA11 AA12 BB01 CC09 CD01 DD28 EB01 EB15 EC01 EC14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長２５４ｎｍの紫外線を実質的に透過し
得る紫外線透過性材料からなる気密容器と；気密容器の
内部に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体と；
気密容器の内部に低圧水銀蒸気放電を生起するように気
密容器の内部に配設された一対の電極と；低圧水銀蒸気
放電によって放射される波長２５４ｎｍの水銀輝線によ
り励起されて近紫外線を発生する蛍光体層と；を具備
し、気密容器を透過した波長２５４ｎｍの水銀輝線と蛍
光体層から発生した近紫外線とが外部に導出されるよう
に構成されていることを特徴とする紫外線硬化用放電ラ
ンプ。
【請求項２】気密容器は、オゾンレス石英ガラスにより
形成されていることを特徴とする請求項１記載の紫外線
硬化用放電ランプ。
【請求項３】蛍光体層は、気密容器の外面側に形成され
ているとともに、紫外線透過性の膜形成体中に蛍光体粒
子が分散した構成であることを特徴とする請求項１また
は２記載の紫外線硬化用放電ランプ。
【請求項４】蛍光体層は、蛍光体層は、主発光ピーク波
長が３５０〜３８０ｎｍで半値幅が７０ｎｍ以下の蛍光
体を主体として形成されていることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか一記載の紫外線硬化用放電ラン
プ。
【請求項５】波長２５４ｎｍの紫外線を実質的に透過し
得る紫外線透過性材料からなり内径１〜１０ｍｍの細長
い気密容器と；気密容器の内部に封入された水銀および
希ガスを含む放電媒体と；気密容器の両端内部に配設さ
れた一対の冷陰極と；低圧水銀蒸気放電によって放射さ
れる波長２５４ｎｍの水銀輝線により励起されて波長３
５０〜３８０ｎｍの範囲の近紫外線を発生する蛍光体層
と；を具備していることを特徴とする紫外線硬化用放電
ランプ。
【請求項６】全放射束が０．１〜１０Ｗであることを特
徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の紫外線硬
化用放電ランプ。