JP2002345750A

JP2002345750A - 歯科用ショートアークメタルハライドランプ装置

Info

Publication number: JP2002345750A
Application number: JP2001157437A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Sakugi; 教一柵木; Tetsuo Kokubo; 哲夫小久保; Hiroshi Kawai; 博川井; Masahiro Sakai; 雅寛酒井
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2002-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、歯科の種々の治療目的に応じて、
一台の光源装置を用いることが可能で、一つの光源で異
なる入力電力を設定して点灯可能であり、歯科用の種々
の治療目的に応じ使用かつ兼用可能である歯科用ショー
トアークメタルハライドランプ装置を提供する。また、
異なる入力電力を設定可能なランプとフィルター等との
組み合わせによりあらゆる歯科治療が可能となる光源装
置を提供するものである。【解決手段】少なくとも４００ｎｍから７００ｎｍの
波長範囲を反射する楕円反射鏡とその一次焦点のほぼ中
央に位置する電極間のアーク長が２．５ｍｍ以下の直流
点灯形高圧放電ランプとよりなり、放電ランプ内に少な
くともインジウムとディスプロシウムのハロゲン化物を
封入してなり、該放電ランプは調光可能であり、任意の
使用状態で入力電力５０Ｗ以上で点灯され、該電力の７
０％以下の点灯状態では前記ディスプロシウムの発光が
インジウムの発光より抑えられていることを特徴とす
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、光硬化を利用した
歯科用光源装置に関するものであり、見た目の歯並びを
良くする矯正歯科用や、汚れた歯の表面に薬品を塗布し
光照射や熱により光化学反応を促進させ見た目に白くき
れいな歯とする、いわゆる審美用等の歯科用ショートア
ークメタルハライドランプ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来歯科診療において種々の光源が利用
されており、幾つかの応用例がある。歯の欠損部を光硬
化性樹脂を用いて短時間に治療したり、義歯を作成する
際に光硬化性樹脂を材料としている例がある。また、歯
並びを直す矯正歯科用の金属ブリッジを前記と同様に光
硬化性樹脂を用いて歯に固定するような光重合用光源装
置がある。さらに、細菌や喫煙その他によって黄濁した
歯の表面に薬品を塗布し、光を照射することで光化学反
応を促進させ歯を白く美しくみせる審美歯科用光源装置
の例などがある。

【０００３】これらの光源装置はそれぞれの治療目的に
応じて種々の機能を有しているが、一人の歯科医が目的
に応じてそれぞれの光源装置を保有することが必要とな
り、それに応じて用意すると、光源装置の配置スペース
が大きくなり、また、異なる操作方法をマスターしなけ
ればならないという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】歯科用光源装置に要求
される主な事項は、以下の通りである。（１）極めて短い照射時間で、特定波長域の照射強度を
大きく採り照射する。（２）長時間照射で、比較的幅の広い波長範囲で照射す
る。（３）人の口腔部に照射するので、人体に悪影響を与え
る紫外線（皮膚癌）や赤外域の波長（熱による火傷）を
使用せず、可視光領域に近い波長域のみを利用する。

【０００５】以上のことから歯科用光源装置として、可
視光領域に近い波長域に光量の多い光源が望ましい、ま
た、大容量および小容量での点灯が可能であるというこ
とが要求される。前記した点を考慮すると、特表平４−
５０６３１７号公報に開示されている入力電力３５Ｗ以
下の容量のランプは、ランプからの熱による火傷がない
ように設計されているが、歯科治療用として光重合樹脂
を硬化させるための高放射強度は望めない。人的被害が
ないようにしてあるため、ランプを長時間照射しても光
重合樹脂が充分に硬化しないという問題がある。従っ
て、可視光付近に光量の多いランプであっても、少なく
とも５０Ｗ以上のランプ電力を必要とする。

【０００６】本発明は前記に鑑みてなされたものであ
り、歯科の種々の治療目的に応じて、一台の光源装置を
用いることが可能で、一つの光源で異なる入力電力を設
定して点灯可能であり、歯科用の種々の治療目的に応じ
使用かつ兼用可能である歯科用ショートアークメタルハ
ライドランプ装置を提供することを目的とする。また、
異なる入力電力を設定可能なランプとフィルター等との
組み合わせによりあらゆる歯科治療が可能となる光源装
置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも４
００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲を反射する楕円反射
鏡と、その一次焦点のほぼ中央に位置する電極間のアー
ク長が２．５ｍｍ以下の直流点灯形高圧放電ランプとよ
りなり、放電ランプ内に少なくともインジウムとディス
プロシウムのハロゲン化物を封入してなり、該放電ラン
プは調光可能であり、任意の使用状態で入力電力５０Ｗ
以上で点灯され、該電力の７０％以下の点灯状態では前
記ディスプロシウムの発光がインジウムの発光より抑え
られていることを特徴とする。また、前記放電ランプの
放電容器の容積は、０．１ｍｌ以上であり、かつ一方の
電極としての陽極はその最大径部が少なくともφ０．５
ｍｍ以上であることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係るショートアークメタ
ルハライドランプは、例えば１５０Ｗの様な大容量と、
例えば５０Ｗの様な小容量との２段階の点灯モードとし
て高強度放射と低強度放射の両方の設定を可能とする場
合、点灯方式として、直流点灯の方が放電維持持性に優
れ、ランプ立消えに耐えうるので直流点灯形ランプを用
いる。また、大容量点灯時は長時間の点灯を行わないの
で、電極は大容量点灯に耐えるようにするものの、放電
容器は１０秒間程度の短時間では容器そのものは充分に
暖まらないので、小容量での点灯に耐えるだけの小さい
容積のものとしている。

【０００９】以下、本発明の実施例を図１及び図２に基
づき説明する。図中１は反射鏡であり、内面に誘電体多
層膜を形成した回転楕円体の一部の面を有し、一次焦点
距離は１１ｍｍ、二次焦点距離は７９ｍｍ、有効径はφ
６０ｍｍの硝子製反射鏡である。２は石英製の放電容器
よりなるショートアークメタルハライドランプであり、
その両端に電極が封着されており、口金側に向かって延
びたシール部により陽極３を封止し、他端側に陰極４を
封止している。これは陽極の影を反射鏡に映しこまない
ようにしてある。

【００１０】また、放電容器内には発光物質として少な
くともディスプロシウムとインジウムのハロゲン化物が
封入してある。ショートアークメタルハライドランプ２
の放電容器のアーク中心は反射鏡１の一次焦点付近に位
置するように配置され、反射鏡１の底部側中央部にラン
プ口金５を挿入して無機質接着剤６を用いて固定し、反
射鏡１の二次焦点での放射強度が最大となる様に位置合
わせしてある。なお、７は金属端子、８は電力供給線で
ある。

【００１１】光ファイバー１１は操作性に優れたφ８ｍ
ｍの光伝導体から構成されていて、反射鏡１の二次焦点
に端面が配置されている。また、他方の端面に接するよ
うにして透光性プラスチック製のチップ１２を取り付
け、容易に患者の口腔部に照射できるようにしてある。
該プラスチック製チップは患者毎に交換可能なように取
り付けられている。

【００１２】ショートアークメタルハライドランプ２の
アーク中心を光軸上に位置させた反射鏡１の前面と光フ
ァイバー１１との間には、熱線カットフィルター１３を
配置しており、該フィルターにより反射鏡内面に形成し
た４００ｎｍから７００ｎｍの波長域を反射する様に設
計した誘電体多層膜１ａからの反射光から、さらに熱線
をカットする様に設計してある。また、患者の症状ある
いは用途に応じて波長４７０ｎｍを中心として４００ｎ
ｍから５００ｎｍのみ光を透過させるバンドパスフィル
ター１４や、全く光を透さない遮光板１５が同じ光路上
に配置され、制御ブロックからの指令により選択できる
様な機構を有している。

【００１３】ショートアークメタルハライドランプ２の
放電容器はその最大外径をφ７．０ｍｍ、最大内径を約
φ４．８ｍｍとすることにより、内容積を約０．１６ｍ
ｌとし、陽極３と陰極４間のアーク長は１．０ｍｍとし
てあり、光学的効率が良好となるような設計としてあ
る。

【００１４】また、少なくとも２段階の大容量と小容量
との入力電力の急峻な変化でランプ立消えが発生せずに
点灯できるように直流点灯形としている。また、放電容
器は大容量（例えば１００Ｗ）に耐える設計とせず、短
時間のみでしか耐えない設計としている。つまり、大容
量（例えば１００Ｗ）で点灯させると、初期の明るさの
１／２の明るさを寿命とする場合、管内面が失透により
白濁して５００時間程度になる厳しい設計としてある。

【００１５】陰極及び陽極は大容量（例えば１００Ｗ）
に耐える設計を基本としている。陰極は約２．５Ａに耐
えるようにφ０．７ｍｍの心棒径とし、また始動性を良
くするためにトリエーテッドタングステンとするだけで
なく、約２５度となるように先端を削り加工してある。
一方の陽極はシール部に封止する部分をφ０．７ｍｍと
し放電容器内に突き出した部分は１．５ｍｍだけφ１．
４ｍｍの大きさとし、陰極に対向する側はテーパー部を
設けて０．５ｍｍの長さの間に先端部がφ０．２ｍｍと
なるように形成してある。

【００１６】放電容器内の発光物質として、沃化ディス
プロシウム（ＤｙＩ_３）を沃化セシウム（ＣｓＩ）との
モル比で０．６程度として０．１ｍｇ封入するともに、
臭化インジウム（ＩｎＢｒ）を０．０３ｍｇと、始動用
補助ガスとしてのアルゴンを４×１０^４Ｐａ、バッファ
ガスとしての水銀を７ｍｇ封入している。

【００１７】次に具体的な実施例について説明する。本
発明に係るショートアークメタルハライドランプは、１
００Ｗ点灯の（ランプ電圧４０Ｖ）大容量の高放射強度
点灯した場合、そのエネルギー分布図は図３に示す通り
である。この場合、色度座標（ｘ，ｙ）は（０．２９，
０．３１）で、色温度は約９０００Ｋであり、ディスプ
ロシウムの青域での原子発光が強く、ディスプロシウム
のその発光に加えてインジウムの原子発光があり４００
ｎｍから５００ｎｍにかけての発光が認められ、その波
長域に分光感度のある歯科治療用光重合樹脂を硬化する
ために最適であることが理解できる。

【００１８】また、同ランプは６５Ｗ点灯（ランプ電圧
３５Ｖ）の小容量の低放射強度点灯した場合、そのエネ
ルギー分布図は図４に示す通りである。この場合、色度
座標（ｘ，ｙ）は（０．３２，０．３４）で、色温度は
約６０００Ｋであり、蒸気圧が低いためディスプロシウ
ムの青域での原子発光はほとんど見られず、インジウム
の原子発光の共鳴線発光と水銀の原子発光が認められ、
可視光全域にバランスよく分布し、審美歯科用などの治
療目的に相応しい発光特性が得られる。

【００１９】なお、比較例として、放電容器の内容積を
０．１ｍｌ未満の５０Ｗ以上としたショートアークメタ
ルハライドランプを製作し、前記の発光物質を封入して
実験した。このランプの発光特性はディスプロシウムの
分子発光が強くてほぼ可視光全域に発光がみられ、人の
皮膚を過度に加熱する恐れがあり、歯科治療用光重合樹
脂を硬化させる場合は、問題が生じる可能性があること
が確認された。また、ランプのアーク長を２．５ｍｍ以
上とすると、反射鏡との光学的利用率が悪くなる。そし
て、放射強度を充分に得るために、例えば３ｍｍのアー
ク長と設定する場合、本発明と同等の放射強度を得よう
とすると、反射鏡の有効径はφ１３５ｍｍにもなり、光
源装置自体が大きくなるという問題が生じる。

【００２０】ランプ電力が５０Ｗ以上の直流点灯形ラン
プの場合、電極としての陽極の一部は、φ０．５ｍｍ以
上でないと、例えば５秒間という短時間の場合でも、数
百回の繰り返し点灯で陽極先端部が早期に消耗し黒化し
てしまうことが確認された。

【００２１】また、発光物質としてインジウムのハロゲ
ン化物のみを封入した５０Ｗ以上のランプは、点灯中に
ハロゲン化インジウムが早期に分解して、余剰のハロゲ
ンにより始動特性が低下したり、放電容器が早期に黒化
することがある。しかし、前記した組み合わせによりデ
ィスプロシウムを封入すると、白濁現象もなく、黒化も
少ないことが認められた。なお、インジウム、ディスプ
ロシウムの他に、さらに沃化ネオジムなどの金属ハロゲ
ン化物を沃化ディスプロシウムの３０％未満の量を封入
することにより、小容量点灯時の低い放射強度である場
合でも、可視全域の放射強度を補うことが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、一台の装置で高放射強度として短時間点灯による歯
科治療用光重合樹脂を硬化させることができ、又、低放
射強度として長時間点灯による矯正歯科用光重合樹脂を
硬化させることができ、さらに審美歯科用として利用し
得る。このことは、治療目的に応じて種々の治療が可能
な光源装置が得られ、省スペースの多機能な歯科用光源
装置が得られる。また、種々の装置の操作あるいは機能
を熟知する必要がなく、利便性が大きい歯科用のショー
トアークメタルハライドランプ装置が得られるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の歯科用ショートアークメ
タルハライドランプ装置の説明図である。

【図２】同じくショートアークメタルハライドランプの
側面図である。

【図３】同じくランプを大容量（１００Ｗ）、高放射強
度点灯した場合のエネルギー分布図である。

【図４】同じくランプを小容量（６５Ｗ）、低放射強度
点灯点灯した場合のエネルギー分布図である。

【符号の説明】

１反射鏡２ショートアークメタルハライドランプ３陽極４陰極５ランプ口金６無機質接着剤７金属端子８電力供給線１１光ファイバー１２プラスチック製チップ１３熱線吸収フィルター１４バンドパスフィルター１５遮光板

フロントページの続き (72)発明者酒井雅寛埼玉県行田市壱里山町１−１岩崎電気株式会社埼玉製作所内Ｆターム(参考） 4C052 AA20 EE01 4C061 AA08 GG01 HH56

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも４００ｎｍから７００ｎｍの
波長範囲を反射する楕円反射鏡と、その一次焦点のほぼ
中央に位置する電極間のアーク長が２．５ｍｍ以下の直
流点灯形高圧放電ランプとよりなり、放電ランプ内に少
なくともインジウムとディスプロシウムのハロゲン化物
を封入してなり、該放電ランプは調光可能であり、任意
の使用状態で入力電力５０Ｗ以上で点灯され、該電力の
７０％以下の点灯状態では前記ディスプロシウムの発光
がインジウムの発光より抑えられていることを特徴とす
る歯科用ショートアークメタルハライドランプ装置。
【請求項２】前記放電ランプの放電容器の容積は、
０．１ｍｌ以上であり、かつ、前記一方の電極としての
陽極はその最大径部が少なくともφ０．５ｍｍ以上であ
ることを特徴とする請求項１項記載の歯科用ショートア
ークメタルハライドランプ装置。