JP2013178893A

JP2013178893A - 紫外線放射用フラッシュランプ

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Publication number: JP2013178893A
Application number: JP2012041050A
Authority: JP
Inventors: Sadaji Nishida; 定治西田; Hidemi Orito; 日出海折戸; Masayuki Ono; 正之大野; Daisuke Horii; 大祐堀井
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-09
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: JP6165414B2

Abstract

【課題】始動エラーや自己放電を防止しつつ、照度維持率を高める。
【解決手段】紫外線放射用フラッシュランプ１０は、タングステン粉末と電子放射性物質を圧縮成型して高温にて焼成して成る焼結電極１２，２２が透光性セラミック発光管１１の両端部の少なくとも陰極側又は双方に設けられ、発光管１１に発光ガスとしてキセノンが封入され、発光管１１の内部断面積をＤ、発光時のピーク電流をＩｐとするとき、Ｉｐ／Ｄが２５Ａ／ｍｍ²ないし３５Ａ／ｍｍ²となる紫外線放射用フラッシュランプである。そして、透光性セラミック発光管１１の内径ｄが８ｍｍ以下であり、焼結電極１２，２２における電子放射性物質の重量比を５％ないし１５％にすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光パルスによる紫外線殺菌の光源として利用される紫外線放射用フラッシュランプに関するものである。

従来、紫外線殺菌の光源として、殺菌に有効とされる波長２５４ｎｍ付近の紫外線（以下）「殺菌線」という。）を放射する紫外線放射用フラッシュランプとして、耐熱ガラスより形成された発光管の内部にキセノンを封入したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような紫外線放射用フラッシュランプは、紫外線を透過する耐熱ガラスによって円筒形に成形されて希ガスのキセノンガスが封入されたガラス製発光管の両端の内部に電極を対向して配置した構造になっており、発光管の外部には長手方向に沿って外部トリガー電極又は近接導体が設けられる。その発光管の両端に配置される電極は陽極電極と陰極電極から成り、少なくとも陰極電極には、タングステン粉末と電子放射性物質を圧縮成型して高温にて焼成して成る焼結体が用いられる。そして、この焼結体から成る電極の電子放射性物質はランプの始動特性を向上させるためのものとして電極に含ませるものであり、その始動特性を向上させることから、電極を構成する焼結体に通常２０〜３０重量％含ませることが知られている。

このように構成された紫外線放射用フラッシュランプは、ガラス製発光管を用い、各電極に、点灯回路のコンデンサに蓄えられたエネルギーを供給するとともに、トリガー電圧を印加することにより発光し、殺菌効果を奏する２００〜３００ｎｍの短波長紫外線を強力に発するようになっている。

特開２０１１−７６８２５号公報（段落番号「００２３」）

一方、近年では、患者が在宅で用いる機器に、このような紫外線放射用フラッシュランプを備えることが行われるようになってきた。例えば、カテーテルチューブ等の医療器具を家庭において殺菌又は滅菌するための医療用機器にあっては、このような紫外線放射用フラッシュランプが用いられる。けれども、家庭において用いられることから、その取り扱いにおける安全及び安心を担保するために、小型で機械的強度が高いことが好ましい。そこで、このようなフラッシュランプには、衝撃に強い透光性セラミックから成る発光管を用いることが考えられる。即ち、タングステン粉末と電子放射性物質を圧縮成型して高温にて焼成して成る焼結電極を透光性セラミック発光管の少なくとも陰極側に設け、この発光管に発光ガスとしてキセノンを封入することが考えられる。

しかし、このような小型のランプにおいて、従来と同様に電極を構成する焼結体に電子放射性物質を２０〜３０重量％含ませると、このランプの繰り返されるフラッシュ点灯により、その焼結体から成る焼結電極の温度が上昇することで電子放射性物質の蒸発が起こり、また放電時のイオン衝突によるスパッタで電子放射性物質が電極から放出されることによってその焼結電極が損耗し、焼結電極に含まれるタングステン及び電子放射性物質が、周囲の発光管の内壁に付着してその発光管を黒化又は白濁させる不具合があった。そして、このような発光管の黒化及び白濁は、ランプにおける殺菌線照度を低下させ、将来のいずれかの時点において十分な殺菌効果が得られない不具合を生じさせた。

特に、始動性能を重視して、電子放射性物質の重量比を高くすると、焼結体から成る焼結電極の機械的強度が弱くなり、その電極における熱容量が低下して電子放射性物質の蒸発やスパッタ現象によってその焼結電極の損耗が進むと、それら物質の蒸発及び飛散により発光管内部に封入されたキセノンの純度が低下し、そのことで始動性が低下する不具合も生じさせる。更には、トリガー電圧を印加する以前に電極間に放電が開始する、いわゆる自己放電が発生する場合もある。このような自己放電では、定格の値まで充電が完了していないため、エネルギー不足の状態でフラッシュ点灯させることになるという問題を生じさせる。

一方、焼結電極に含まれる電子放射性物質の蒸発量を軽減するために電子放射性物質の重量比を過度に下げ過ぎると、正常な電子放射が行えず、始動性能が低下して、トリガー電圧を印加してもランプが点灯しない始動エラーが発生する。このため、この小型のフラッシュランプに用いられる焼結電極にあっては、そこに含ませる電子放射性物質の重量比を最適な値にして、紫外線放射用フラッシュランプにおける始動エラーや自己放電を防止しつつ、その照度維持率を高める必要がある。

本発明の目的は、始動エラーや自己放電を防止しつつ、その照度維持率を高め得る紫外線放射用フラッシュランプを提供することにある。

本発明は、タングステン粉末と電子放射性物質を圧縮成型して高温にて焼成して成る焼結電極が透光性セラミック発光管の両端部の少なくとも陰極側又は双方に設けられ、発光管に発光ガスとしてキセノンが封入され、発光管の内部断面積をＤ、発光時のピーク電流をＩｐとするとき、Ｉｐ／Ｄが２５Ａ／ｍｍ²ないし３５Ａ／ｍｍ²となる紫外線放射用フラッシュランプである。

その特徴ある構成は、透光性セラミック発光管の内径が８ｍｍ以下であり、焼結電極における電子放射性物質の重量比を５％ないし１５％にしたところにある。

本発明の紫外線放射用フラッシュランプでは、焼結電極における電子放射性物質の重量比を５％ないし１５％にしたので、始動エラー及び自己放電を生じさせることがなく、また、焼結電極の熱容量が増加し機械的強度が高まるため、ランプを断続的にフラッシュ点灯させた場合の焼結電極における電子放射性物質の蒸発や、スパッタ現象に起因するタングステン及び電子放射性物質の飛散を防止することができ、これにより焼結電極の損耗を従来より軽減することができる。そこで、本発明の紫外線放射用フラッシュランプによれば、発光管の黒化又は白濁が抑制される一方、始動エラーや自己放電を防止しつつ、その照度維持率を高めることが可能となる。

本発明実施形態のフラッシュランプの断面図である。本発明実施例に用いたフラッシュランプの点灯状態を示す図である。その実施例におけるフラッシュランプの電子放射性物質の重量比と照度維持率との関係を示す図である。その実施例におけるフラッシュランプの電子放射性物質の重量比と始動エラー発生率との関係を示す図である。その実施例におけるフラッシュランプのＩｐ／Dと始動不良率との関係を示す図である。その実施例におけるフラッシュランプのＩｐ／Dと紫外線放射強度維持率との関係を示す図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の紫外線放射用フラッシュランプ１０を示す。このフラッシュランプ１０は、内部にキセノンガスが封入された透光性セラミックから成る管型発光管１１と、その透光性セラミック発光管１１の両端に対向して配置された一対の電極１２，２２を備える。発光管１１は、紫外線透過率の高いセラミックによって内径が８ｍｍ以下の断面が円形を成す円筒状に成形されたものが使用される。

ここで、透光性セラミックから成る管型発光管１１の内径を８ｍｍ以下とするのは、本発明の対象が小型の紫外線放射用フラッシュランプ１０であることを明確にするためであり、この発光管１１の内径は５ｍｍ以下であることが好ましく、４ｍｍ以下であることが更に好ましい。また、透光性セラミックから成る管型発光管１１を用いるのは、機械的強度が高く小型の紫外線放射用フラッシュランプ１０を得るためである。即ち、この透光性セラミック発光管１１を用いると、従来用いられているガラス製の発光管に比較して機械的強度を高くすることができる。また、端部シール工程において量産性も高くなり、要求される高い寸法制度にも応じられることになる。このため、機械的強度が高く小型の紫外線放射用フラッシュランプ１０を得ることができるのである。

発光管１１の両端に配置される一対の電極１２，２２は、陰極電極１２と陽極電極２２から成る。陰極電極１２及び陽極電極２２の双方は、タングステン粉末と電子放射性物質を圧縮成型して高温にて焼成して成る焼結電極である。即ち、この焼結電極は、タングステン粒子と電子放射性物質粒子の混合物を圧縮成形することにより形成された加圧成型体を約１４００〜１６００℃において焼成することにより得られた焼結体から成る。ここで、電子放射性物質としては、バリウムやカルシウムの酸化物が例示される。

この焼結電極から成る陰極電極１２及び陽極電極２２は、ニオブ管１３，２３を介して透光性セラミック発光管１１の両端に封着される。そして、この透光性セラミック発光管１１の内部には発光ガスとしてキセノンが封入される。図１は本発明における紫外線放射用フラッシュランプ１０の断面図であり、透光性セラミック発光管１１の両端部にはこの発光管１１の両端部を封止する管端壁１４，２４がフリットと呼ばれる特殊な無機系接着剤を介して接着される。ニオブ管１３，２３はこの管端壁１４，２４の中央にその管端壁１４，２４を貫通して接着され、そのニオブ管１３，２３の発光管１１内部における端部に焼結電極１２，２２がニオブ管１３，２３の端部に溶接されたタングステン芯棒１３ａ，２３ａを介して固定される。このようにして、焼結電極である陰極電極１２及び陽極電極２２は発光管１１の両端に対向して設けられる。

そして、キセノンの封入は、まず透光性セラミック発光管１１の外部におけるニオブ管１３又は２３のいずれか一方の端部をプラズマ溶接により封止した後、封止されていない側のニオブ管１３又は２３の端部から発光管１１内部に圧力４０ｋＰａのキセノンガスを注入し、その端部をプラズマ溶接により封止して行う。

発光管１１の両端から外部に導出されたニオブ管１３，２３は陰極電極１２及び陽極電極２２に電気的に接続された端子となり、このニオブ管１３，２３から成る端子は点灯回路４０（図２）に接続可能なものとなる。そして、図２に示すように、透光性セラミック発光管１１の外面には、タングステン等の導電材料から成る近接導体１６が長手方向に延びて焼き付けて形成され、この導電材料から成る近接導体１６がその発光管１１の外面に形成される。このようにして、紫外線放射用フラッシュランプ１０は作製される。

このようにして得られたランプにあって、本発明の紫外線放射用フラッシュランプは、発光管１１の内部断面積をＤ、発光時のピーク電流をＩｐとするとき、（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²ないし３５Ａ／ｍｍ²の範囲となるように使用されるものである。ここで、（Ｉｐ／Ｄ）を２５Ａ／ｍｍ²以上とするのは、始動エラーが生じる頻度を低下させるためである。即ち、（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²未満であると、単位面積当たりのピーク電流が小さいため、始動時に電極の温度が上昇しないことから、始動エラーを生じる確率が高まるのである。

一方、（Ｉｐ／Ｄ）を３５Ａ／ｍｍ²以下とするのは、陰極電極１２近傍の発光管１１の黒化又は白濁を抑制して、紫外線の強度が将来において低下することを防止するためである。即ち、（Ｉｐ／Ｄ）が３５Ａ／ｍｍ²を越えていると、この紫外線放射用フラッシュランプ１０の繰り返される点灯により、その焼結体から成る焼結電極の温度が上昇し、また放電によるスパッタによって陰極電極を構成する焼結電極１２が損耗し、その焼結電極１２に含まれるタングステン及び電子放射性物質が、周囲の発光管１１の内壁に付着してその発光管１１を黒化又は白濁させ、この黒化及び白濁により紫外線放射用フラッシュランプ１０における紫外線放射が将来において低下するからである。

また、本発明の紫外線放射用フラッシュランプ１０では、陰極電極を構成する焼結電極１２の電子放射性物質の重量比を５％ないし１５％にしたことを特徴とする。焼結電極１２における電子放射性物質の重量比を５％以上とするのは、始動エラーが生じる頻度を低下させるためである。即ち、焼結電極１２における電子放射性物質の重量比が５％未満であると、始動性を向上させるために用いる電子放射性物質の絶対量が不足して、紫外線放射用フラッシュランプ１０の始動性能が低下して、トリガー電圧を印加しても紫外線放射用フラッシュランプ１０が正常に点灯しない始動エラーが発生する確率が高まるからである。

一方、陰極電極を構成する焼結電極１２の電子放射性物質の重量比を１５％以下とするのは、発光管１１の黒化又は白濁を抑制して、紫外線の強度が低下することを防止するためである。即ち、その焼結電極１２における電子放射性物質の重量比が１５％を越えると、熱容量が低下してその焼結体から成る焼結電極１２の温度が上昇し、また放電によるスパッタによって焼結電極１２の損耗が加速してその焼結電極１２に含まれるタングステン及び電子放射性物質が周囲の発光管１１を黒化又は白濁させ、この黒化又は白濁は紫外線放射用フラッシュランプ１０における紫外線放射を低下させるからである。そして、トリガー電圧を印加する以前に焼結電極１２と２２間に放電が開始する、いわゆる自己放電が発生する確率が高くなる。また、そのように焼結電極１２の損耗が進むと、その焼結電極１２の損耗により発光管１１内部に封入されたキセノンの純度が低下し、始動性が低下する不具合もある。

このように構成された紫外線放射用フラッシュランプ１０では、陰極電極を構成する焼結電極１２の電子放射性物質の重量比を５％ないし１５％にしたので、始動エラー及び自己放電を生じさせることがなく、また、焼結電極１２の熱容量が増加し機械的強度が高まるため、ランプを断続的にフラッシュ点灯させた場合の焼結電極１２における電子放射性物質の蒸発や、スパッタ現象に起因するタングステン及び電子放射性物質の飛散を防止することができ、これにより焼結電極１２の損耗を従来より軽減することができる。そこで、本発明の紫外線放射用フラッシュランプ１０によれば、発光管１１の黒化又は白濁が抑制される一方、始動エラーや自己放電を防止しつつ、その照度維持率を高めることが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、ニオブ管１３，２３を介して焼結電極１２，２２を透光性セラミック発光管１１の両端に設ける場合を説明したけれども、焼結電極１２，２２を透光性セラミック発光管１１の両端に設けられる限り、ニオブ管１３，２３を用いないようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、陰極電極１２と陽極電極２２の双方において、タングステン粉末と電子放射性物質を圧縮成型して高温にて焼成して成る焼結電極が用いられる場合を説明したけれども、陰極電極１２として焼結電極を用いる限り、陽極電極２２には必ずしも焼結電極を用いることを要しない。例えば、体積が陰極電極１２と比べて大きく形成されていれば、タングステンから成るコイル状のものや円柱体を陽極電極２２として用いるようにしても良い。

次に、本発明の実施例を比較例とともに説明する。

＜実施例１＞
図１に示すような紫外線放射用フラッシュランプ１０を製造した。即ち、内径ｄが４ｍｍの円筒形を成し、長さＬが３４．６ｍｍのアルミナから成る透光性セラミック発光管１１と、その発光管１１の両端に対向して配置された陰極電極１２と陽極電極２２から成る紫外線放射用フラッシュランプ１０を製造した。陰極電極１２及び陽極電極２２として、タングステン粉末と電子放射性物質を圧縮成型して高温にて焼成して成る焼結電極１２，２２を用いた。そして、その焼結電極１２，２２は直径φが１．９ｍｍであって長さｐが２．２ｍｍの円柱状を成し、その焼結電極１２，２２における電子放射性物質の重量比は５％とした。このような焼結電極１２，２２を、ニオブ管１３，２３を介して透光性セラミック発光管１１の内部における両端に間隔ｎが１８．５ｍｍとなるように対向して封止した。

その後、透光性セラミック発光管１１の外部におけるニオブ管１３又は２３のいずれか一方の端部をプラズマ溶接により封止した後、封止されていない側のニオブ管１３又は２３の端部から発光管１１内部に圧力４０ｋＰａのキセノンガスを注入し、その端部をプラズマ溶接により封止した。そして、図２に示すように、透光性セラミック発光管１１の外面にタングステン等の導電材料から成る近接導体１６を長手方向に延伸させ焼き付けて形成した。このよう紫外線放射用フラッシュランプ１０を１００本作製し、この１００本の紫外線放射用フラッシュランプ１０を実施例１とした。

＜実施例２＞
焼結電極１２，２２における電子放射性物質の重量比を１０％としたことを除いて、実施例１と同一の材料及び同一の手順により、図１に示す紫外線放射用フラッシュランプ１０を１００本作製した。この１００本の紫外線放射用フラッシュランプ１０を実施例２とした。

＜実施例３＞
焼結電極１２，２２における電子放射性物質の重量比を１５％としたことを除いて、実施例１と同一の材料及び同一の手順により、図１に示す紫外線放射用フラッシュランプ１０を１００本作製した。この１００本の紫外線放射用フラッシュランプ１０を実施例３とした。

＜比較例１＞
焼結電極１２，２２における電子放射性物質の重量比を２０％としたことを除いて、実施例１と同一の材料及び同一の手順により、図１に示す紫外線放射用フラッシュランプ１０を１００本作製した。この１００本の紫外線放射用フラッシュランプ１０を比較例１とした。

＜比較例２＞
焼結電極１２，２２における電子放射性物質の重量比を３０％としたことを除いて、実施例１と同一の材料及び同一の手順により、図１に示す紫外線放射用フラッシュランプ１０を１００本作製した。この１００本の紫外線放射用フラッシュランプ１０を比較例２とした。

＜比較例３＞
焼結電極１２，２２における電子放射性物質の重量比を４０％としたことを除いて、実施例１と同一の材料及び同一の手順により、図１に示す紫外線放射用フラッシュランプ１０を１００本作製した。この１００本の紫外線放射用フラッシュランプ１０を比較例３とした。

＜比較例４＞
焼結電極１２，２２における電子放射性物質の重量比を５０％としたことを除いて、実施例１と同一の材料及び同一の手順により、図１に示す紫外線放射用フラッシュランプ１０を１００本作製した。この１００本の紫外線放射用フラッシュランプ１０を比較例４とした。

＜比較試験１及び結果１＞
図２に示す点灯回路４０を用いて実施例１〜３及び比較例１〜４における紫外線放射用フラッシュランプ１０を断続的にフラッシュ点灯させた。この紫外線放射用フラッシュランプ１０を発光させる点灯回路４０は、紫外線放射用フラッシュランプ１０に瞬時に電荷を放出するための放電コンデンサ４１と、トリガー電圧を印加するトリガー回路４２とを並列に接続した構造を成すものである。

紫外線放射用フラッシュランプ１０の点灯条件は、発光時のピーク電流を３８０Ａとし、１７秒の間に４００回フラッシュ点灯させた後に４分間休止させることを順次繰り返すようなものとした。ここで、発光管１１の内径ｄは４ｍｍであるので、発光管１１の内部断面積Ｄは、１２．５６ｍｍ²となる。発光時のピーク電流Ｉｐが３８０Ａであるので、（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²ないし３５Ａ／ｍｍ²の範囲内である３０Ａ／ｍｍ²において、実施例１〜３及び比較例１〜４における紫外線放射用フラッシュランプ１０を断続的にフラッシュ点灯させた。この各紫外線放射用フラッシュランプ１０の点灯は、各焼結電極１２，２２に、その放電コンデンサ４１に蓄えられた充電電圧をニオブ管１３，２３を介して供給するとともに、トリガー回路４２からトリガー電圧を印加することにより行って、この点灯を３０万回繰り返した。

実施例１〜３及び比較例１〜４における紫外線放射用フラッシュランプ１０の全てにおいて、初回の点灯時と、３０万回目の点灯時における照度をそれぞれ測定した。照度の測定は波長２５４ｎｍの紫外線を計測可能な照度計を用いて行い、殺菌に有効とされる波長２５４ｎｍの紫外線における照度を測定した。そして、実施例１〜３及び比較例１〜４における紫外線放射用フラッシュランプ１０の全てにおいて、初回の点灯時における照度を１００としたときの、３０万回目の点灯時における照度を求めた。このようにして得られた３０万回目の点灯時における照度を「２５４ｎｍ照度維持率（％）」とし、得られた実施例１〜３及び比較例１〜４の「２５４ｎｍ照度維持率照度（％）」を図３に示す。

＜比較試験２及び結果２＞
実施例１〜３及び比較例１〜４における紫外線放射用フラッシュランプ１０の各１００本において、フラッシュ点灯３０万回目までは比較試験１と同時に、更に、引き続いて１００万回目まで比較試験１と同一の点灯条件にてフラッシュ点灯を行い、それら紫外線放射用フラッシュランプ１０における始動エラーを監視した。そして、その始動エラーの回数を計測し、その計測された始動エラーの回数の平均値を全体の繰り返し発光回数である１００万回で除して始動エラー発生率（ｐｐｍ）を得た。このようにして得られた実施例１〜３及び比較例１〜４の「始動エラー発生率（ｐｐｍ）」を図４に示す。

＜比較試験３及び結果３＞
実施例１〜３及び比較例１〜４における紫外線放射用フラッシュランプ１０の各１００本において、比較試験２において行われた１００万回のフラッシュ点灯と同時に、トリガー電圧を印加する以前に放電が開始する、いわゆる自己放電が最初に発生する点灯回数を目視により測定した。

その結果、実施例１〜３及び比較例１，２における紫外線放射用フラッシュランプ１０の各１００本にあっては、１００万回に達するまで点灯を繰り返しても、いずれの紫外線放射用フラッシュランプ１０においても、自己放電は確認されなかった。

これに対して、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を４０重量％含ませた比較例３にあっては、初回の発光から４０万回目当たりの点灯において自己放電が確認された。そして、その後も散発的に自己放電が確認された。

また、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を５０重量％含ませた比較例４にあっては、比較試験１の最中の初回の発光から２０万回目当たりの点灯において自己放電が確認された。そして、その後も散発的に自己放電が確認された。

＜評価１＞
比較試験１の結果を示す図３から明らかなように、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を５〜１５重量％含ませた実施例１〜３にあっては、いずれもその照度維持率が６０％を越えており、比較的高い値を示していることが判る。これに対して、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を２０重量％以上含ませた比較例１〜４にあっては、実施例１〜３に比較して、その照度維持率が低下しており、いずれもその照度維持率が６０％に達しないものがあることが判る。これは比較例１〜４の紫外線放射用フラッシュランプ１０では、放電によるスパッタによって焼結電極１２が損耗し、そのタングステン及び電子放射性物質の飛散に起因して発光管１１の黒化、又は白濁が進行して紫外線透過率が低下したことによるものと考えられる。

また、比較試験２の結果を示す図４から明らかなように、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を５〜１５重量％含ませた実施例１〜３にあっては、始動エラーの発生率が極めて低いことが判る。これに対して、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を２０重量％以上含ませた比較例１〜４にあっては、その電子放射性物質の重量比が増加するに従って、その始動エラーの発生率が上昇していることが判る。これは比較例１〜４の紫外線放射用フラッシュランプ１０では、電子放射性物質の重量比を高めるに従って、焼結電極１２における電子放射性物質の蒸発や放電によるスパッタによって焼結電極１２が損耗するが、その際、タングステン及び電子放射性物質の飛散に伴い、製造時に焼結電極１２に吸着されていた不純ガスや水分が放出されることになり、発光管１１内部に封入されたキセノンの純度が低下することにより、その始動性が低下したものと考えられる。

一方、陰極電極である焼結電極１２における電子放射性物質の蒸発量を抑制するために電子放射性物質の重量比を下げると、紫外線放射用フラッシュランプ１０の始動性能が低下することが考えられるけれども、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を５重量％含ませた実施例１にあっても、始動エラーが発生していない。このため、本発明の比較的小型の紫外線放射用フラッシュランプ１０に用いられる陰極電極１２にあっては、そこに含ませる電子放射性物質の重量比を５重量％まで低下させても、紫外線放射用フラッシュランプ１０における始動エラーを回避できることが判る。

更に、比較試験３の結果から明らかなように、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を５〜１５重量％含ませた実施例１〜３にあっては、１００万回に達するまでフラッシュ点灯を繰り返しても、自己放電は確認されていない。また、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を２０重量％及び３０重量％含ませた比較例１及び２においても、１００万回に達するまでフラッシュ点灯を繰り返しても、自己放電は確認されていない。これに対して、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を４０重量％含ませた比較例３にあっては、４０万回目当たりの点灯において自己放電を開始しており、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を５０重量％含ませた比較例４にあっては、２０万回目当たりの点灯において自己放電を開始している。これは、電子放射性物質の重量比を高くすると、早期に自己放電が発生する確率が高いことを示している。つまり、電極１２における熱容量が低下して焼結電極１２の温度が上昇したことや、電子放射性物質が電極表面或いは内部に過剰に存在することにより始動性が向上したことに起因するものと考えられる。

上述した評価からしてみると、陰極電極である焼結電極１２に電子放射性物質を５〜１５重量％含ませた本発明の紫外線放射用フラッシュランプ１０では、始動エラーや自己放電を防止しつつ、その照度維持率を従来より高めることができることが判る。

＜比較試験４及び結果４＞
比較試験３において計１００万回の点灯が終了した実施例２における１００本の紫外線放射用フラッシュランプ１０を１０本ずつの９グループに分け、図２に示す点灯回路４０を用い、比較試験１と同一の点灯条件において再び断続的にフラッシュ点灯させた。このときの発光時のピーク電流を各グループによって違えた。即ち、各グループにおける発光時のピーク電流を１３０Ａ，１９０Ａ，２５０Ａ，３００Ａ，３８０Ａ，４４０Ａ，５１０Ａ，５７０Ａ及び６３０Ａのように違えて、発光管１１の内部断面積Ｄである１２．５６ｍｍ²により発光時のピーク電流Ｉｐを除した値（Ｉｐ／Ｄ）が、１０Ａ／ｍｍ²，１５Ａ／ｍｍ²，２０Ａ／ｍｍ²，２５Ａ／ｍｍ²，３０Ａ／ｍｍ²，３５Ａ／ｍｍ²，４０Ａ／ｍｍ²，４５Ａ／ｍｍ²及び５０Ａ／ｍｍ²になるように各グループの紫外線放射用フラッシュランプ１０を再び断続的にフラッシュ点灯させた。この発光を新たに３０万回繰り返して、それら紫外線放射用フラッシュランプ１０における始動エラーの回数を目視により計測した。その計測された始動エラーの回数の平均値を全体の繰り返し発光回数の平均である３０万回で除して始動不良率（ｐｐｍ）を得た。このようにして得られた実施例１における「始動不良率（ｐｐｍ）」を図５に示す。

＜比較試験５及び結果５＞
比較試験４において行われた新たな３０万回のフラッシュ点灯時において、同時に「紫外線放射強度維持率（％）」を測定した。即ち、比較試験４において、９グループに分けられた１０本ずつの紫外線放射用フラッシュランプ１０において、初回である１００万１回目の点灯時と、更に３０万回点灯が成された後の最後である点灯時における照度をそれぞれ測定した。照度の測定は波長２５４ｎｍの紫外線を計測可能な照度計を用いて行い、殺菌に有効とされる波長２５４ｎｍの紫外線における照度を測定した。そして、各グループの初回である１００万１回目の点灯時における照度の平均を１００としたときの、更に３０万回点灯が成された後の最後である点灯時における照度の平均値における値を求めた。このようにして得られた実施例３における「紫外線放射強度維持率（％）」を図６に示す。

＜評価２＞
比較試験４の結果を示す図５から明らかなように、発光時のピーク電流Ｉｐを発光管１１の内部断面積Ｄで除した値（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²以上であると、始動エラーの発生率が極めて低いことが判る。これに対して、発光時のピーク電流Ｉｐを発光管１１の内部断面積Ｄで除した値（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²未満であると、その値（Ｉｐ／Ｄ）が減少するに従って、その始動エラーの発生率が上昇していることが判る。これは、その値（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²未満であると、熱容量が増加して始動時に電極の温度が始動に十分な温度に達しないことに起因するものと考えられる。してみると、その値（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²以上であれば、始動時に電極の温度を上昇させて始動エラーを回避し得るであろうことが判る。

また、比較試験５の結果を示す図６から明らかなように、発光時のピーク電流Ｉｐを発光管１１の内部断面積Ｄで除した値（Ｉｐ／Ｄ）が３５Ａ／ｍｍ²以下であると、紫外線放射強度維持率が比較的高いことが判る。これに対して、発光時のピーク電流Ｉｐを発光管１１の内部断面積Ｄで除した値（Ｉｐ／Ｄ）が３５Ａ／ｍｍ²を越えていると、その値（Ｉｐ／Ｄ）が増加するに従って、その紫外線放射強度維持率が徐々に低下していることが判る。これは、その値（Ｉｐ／Ｄ）が３５Ａ／ｍｍ²を越えていると、紫外線放射用フラッシュランプ１０の繰り返される点灯により、陰極電極である焼結電極１２の温度が上昇し、また放電によるスパッタによってその陰極電極である焼結電極１２における電子放射性物質の蒸発や、スパッタ現象に起因するタングステン及び電子放射性物質の飛散によりその焼結電極１２が損耗し、その蒸発し飛散する電子放射性物質が、周囲の発光管１１の内壁に付着してその発光管１１を黒化又は白濁させ、この黒化及び白濁が紫外線放射用フラッシュランプ１０における紫外線放射を低下させたものと考えられる。してみると、その値（Ｉｐ／Ｄ）が３５Ａ／ｍｍ²以下であれば、発光管１１の黒化又は白濁を抑制して、紫外線の強度が低下することを防止し得ることが判る。

上述した評価からしてみると、発光管１１の内部断面積をＤ、発光時のピーク電流をＩｐとするとき、（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²ないし３５Ａ／ｍｍ²となることを要件とする本発明の紫外線放射用フラッシュランプ１０では、始動エラーや自己放電を確実に防止しつつ、その照度維持率を著しく高めることができるものといえる。

１０紫外線放射用フラッシュランプ
１１透光性セラミック発光管
１２，２２焼結電極

Claims

タングステン粉末と電子放射性物質を圧縮成型して高温にて焼成して成る焼結電極(12,22)が透光性セラミック発光管(11)の両端部の少なくとも陰極側又は双方に設けられ、前記発光管(11)に発光ガスとしてキセノンが封入され、前記発光管(11)の内部断面積をＤ、発光時のピーク電流をＩｐとするとき、（Ｉｐ／Ｄ）が２５Ａ／ｍｍ²ないし３５Ａ／ｍｍ²となる紫外線放射用フラッシュランプであって、
前記透光性セラミック発光管(11)の内径(d)が８ｍｍ以下であり、
前記焼結電極(12,22)における電子放射性物質の重量比を５％ないし１５％にした
ことを特徴とする紫外線放射用フラッシュランプ。