JPH04506317A - 歯科用材料硬化用の電灯および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 歯科用材料硬化用の電灯および装置 光更■豆景 本発明は、一般的には、材料例えば光による硬化が可能の歯科修復用材料または 組成物の光による硬化を行う目的のための、比較的狭い波長帯にある放射エネル ギを発生させる装置に関する０本発明は、より特定的には、歯科治療用装置にお いて使用されるべき低電力大強度の治療用電灯に指向されるものである。

歯科診療の分野においては、歯科用組成物、例えば、封止材、歯科用充填および 修復材、歯科用型材料、およびその他の組成物の使用が増大しつつあるが、これ らの歯科用組成物は光の存在の下における光硬化の開始剤に依存する。これらの 材料の成るものは、青紫色の光、特に波長４００ｎｍと５０Ｏｎｍの間の光への 露出に際しキュアすなわち硬化する。光硬化の開始剤は約４７０ｎ−の近傍にお いて感度のピークを有する。

患者に診療を施すために、歯科医は抑制された光の下で、または赤色光の存在の もとに材料を準備することができるが、該赤色光の比較的長い波長は患者の歯に 対する例えば空洞部への充填による適用材料の硬化をもたらさない、この条件下 において、材料は作用可能な状態を維持し、次いで歯科医は強い青紫色の光を成 る時間長にわたり適用し、材料を硬化された状態へ硬化させる。

幾つかの光による硬化可能の歯科用材料が知られており利用可能であり、幾つか の代表的な組成物が米国特許第４５０４２３１号、第４５１４１７４号、および 第４４９１４５３号に記載されている。

材料を硬化させるために、歯科医は手持ち形の光線銃を用いて強い青紫色の光を 通用することが可能である。これらの光線銃は、代表的にはハウジング内の電灯 装置および光を患者の口腔内の材料へ伝達する長形の光導通路を有する。該材料 は、代表的には、硬化の時間として６０秒、ないし９０秒を要する可能性があり 、この時間において光導通路の先端は患者の口腔に密着状態になる。先導通路の 遠隔先端が低温に保たれること、そして、赤外線の量が大であると硬化過程を崩 壊させる可能性があり患者の歯を加熱して、不快感または損傷を与える可能性が あるから赤外線の量が大でないこと、が極めて重要である。

また、操作者の安全を保つという理由のために、電灯または光線銃は漂遊照射が 安全限度内に保たれねばならず、またイオン化を行う紫外線放射または赤外線放 射が相当量放射することがあってはならぬ。

有効な硬化のための帯域幅内において充分な強度の光を発生させるために、現在 利用可能な装置は比較的強力な電灯を必要とし、該電灯は最適の４００ｎｒａな いし５００ｎｉの領域の外の相当の放射を発生させる。代表的には、電灯から放 射される光の通路において、長波長の放射を阻止または吸収するためには、熱フ ィルタが必要である。これらの装置のためには熱管理が１つの問題であり、電灯 およびその周囲を過熱から保護するためにはそのための設備が包含されねばなら ぬ。

この一般的な目的のための歯科用の硬化用の装置は、例えば米国特許第４２２９ ６５８号、第４３８５３４４号、および第４５４６２６１号に記載されている。

このように、歯科用硬化技術において充分小なる電力入力において作動すること ができ、余分な熱が発生せずしかも歯科用組成物の有効な光による硬化用の最適 の波長領域において充分に大なる強度の光を発生する電灯を案出する必要性が存 在する。あるいは、これと均等なものとして、特定された最適の波長領域用の相 対的に大なるスペクトル効率をもつ電灯が要求されている。

電灯技術において、金属ハロゲン化物封入の放電灯が白熱形およびその他の形式 の電灯にくらべて改善された効率を提供することが知られている０代表的な金属 ハロゲン化物封入の放電灯においては、ガラス状のシリカ材料からなるエンベロ ープがアーク室を規定し、該アーク室は水銀、不活性気体、および金属ハロゲン 化物添加物からなる充填物を包含する。

耐火性タングステンの電極対が該アーク室に封入されているが、該電極対は相互 に隔離された先端部を有する。電極先端部間にアーク放電が形成された後、アー ク室の温度は急速に上昇し、水銀および金属ハロゲン化物を蒸発させる。水銀の 原子と金属ハロゲン化物の金属原子はイオン化され励起され個別の金属の特徴を あられすスペクトルを示す放射を放出させる。この放射はアーク室内において実 質的に組合わされ、確立された強度およびスペクトル特性を有する合成光出力を 発生させる。

金属ハロゲン化物を用いた電灯において経験される不利益点は、小なる電力入力 レベル（すなわち３５ワツトまたはそれ以下）においては一般的に効率の改善が 達成不可能であることである。さらに、そのような小なる電力入力レベルにおい ては、そのような低ワツト電灯から放出される光のスペクトル特性の適切な制御 が不可能である。

Ｔｉｍｏｔｈｙ　Ｗ、ＧｒａｈａｍおよびＤａｎｉｅｌＣ，Ｂｒ１ｇｇ５により 発明され本出願と同じ承継人に譲渡された低ワツト金属ハロゲン化物放電灯とい う名称の１９９０年２月２３日出願の同時係属の米国特許出願おいては、有用な 効率的な低ワツト金属ハロゲン化物放電灯が記載されている。これらの電灯は、 ３５ワツトまたはそれ以下の入力電力において、前記の歯科用の硬化用の応用に 適した効率とスペクトル制御を実現する。しかし、これらの低ワツトの金属ハロ ゲン化物の電灯用のパラメータの組が開発されねばならぬのであり、ハロゲン化 物の添加物または該添加物の組合せが、歯科用の硬化用の応用のために、希望さ れる波長帯域内において大なる電灯出力を発生させるために、発見されることが 必要である。

の　・およびサマリ一 本発明の１つの目的は、従来形の欠点を回避する歯科用材料硬化用の電灯および 装置を提供することにある。

特表千４−５０６３１７　（４） 本発明の１つのより特定的な目的は、光による硬化性有機上ツマー組成物、例え ば光による硬化可能の歯科用材料に適した新しい低ワツトの金属ハロゲン化物放 電灯を提供するにある。

本発明の他の１つの目的は、低ワツトの金属ハロゲン化物放電灯であって１次的 な放射エネルギ出力を４００ｎｍないし５００ｎ−の波長帯域において放出し、 有機上ツマー組成物の比較的短い、光による硬化時間を実現することにある。

本発明の他の１つの目的は、低ワツトの金属ハロゲン化物放電灯であって１次的 な放射エネルギ出力を４３０ｎｔａないし５９０ｎｍの波長帯域において放出し 、有機モノマー組成物の比較的短い、光による硬化時間を実現することにある。

本発明の他の１つの目的は、光による硬化可能の歯科用組成物を硬化させる装置 であって、低電力かつ高効率で作動するもの、を提供することにある。

本発明の他の１つの目的は、歯科用の材料硬化用の装置であって、簡単であり軽 量であり、作動時に低温に維持されるもの、を提供することにある。

本発明のさらに他の１つの目的は、歯科用の材料硬化用の装置であって、４００ ｎ−ないし５００ｎｍの波長帯域において支配的な光を発生させ、紫外線または 赤外線の放射の量は非有意であるもの、を提供することにある。

これらのおよびその他の目的は、光による硬化可能な組成物の光による硬化に用 いられる低ワツトの金属ハロゲン化物放電灯が提供される本発明に従うことによ り達成される。本発明によれば、該電灯は、光透過性の材料で作られアーク室容 積を規定する壁体を有するエンベロープを具備する。アー銀および金属ハロゲン 化物は、電灯の作動時において実質的に蒸気化し、約４００ａｍないし５００ｎ 園の波長帯域内において放射エネルギを発生させるに適している。アーク室容積 のなかへ電極対が挿入されており、該電極対は予め定められた距離だけ相互に離 隔した電極先端を有する。電灯はまた該電極対にそれぞれ電気的に結合された導 入リードアセンブリを包含する。該導入リードアセンブリは電極から封止部を通 って電灯外部へひき出されている。

本発明の他の形態によれば、光による硬化可能な材料を光により硬化する歯科用 の材料硬化用の装置が提供される。該装置はハウジングと該ハウジング内の光源 を有し、該光源は約４３０ｎｍないし４９０ｎｍの波長帯域において支配的に集 中される実質的に可視の放射を発生する先導通用のロッド、例えば溶融した光フ ァイバ束または液体の光パイプが、ハウジングから硬化されるべき光による硬化 可能の材料の成る量の存在する位置まで、可視放射線を伝送する。

該光源は低電力の金属ハロゲン化物電灯を具備し、該電灯は、主要な金属ハロゲ ン化物添加物としてインジウムのハロゲン化物塩、例えばＩｎ！またはＩｎ１３ を包含する。

該電灯は、インジウムのハロゲン化物塩の充分な量を包含し、それにより、該電 灯は、インジウムの主要なスペクトル線、すなわち４５５ｎｍ、の近傍における 放電放射のスペクトルにおける拡大、および該スペクトル線の位置におけるスペ クトル線逆転またはピーク反転により特徴づけられる大なる作動蒸気圧を有する 。

本発明による手持ち形の歯科用の材料硬化用の電灯装置は、ハウジング内におい て断面楕円状反射器の１つの焦点に位置する電灯を包含し、それにより該電灯か らの光が他の焦点に集中させられ、該他の焦点の位置に、光導通路の終端の近傍 が位置する。反射器はダイクロイックな被膜を有することが可能であり、該反射 器により４００ｎｍないし５００ｎ−の帯域の光が反射され、その他の波長の光 が透過させられる。該装置は反射器と光導通路の遠隔端の間に設けられたシャッ タ機構を有することが可能であり、それにより歯科医またはその他の操作者が、 石英の金属ハロゲン化物電灯をスイッチオン・オフする必要なしに、光のビーム を制御することを可能にし、それにより電灯のウオームアツプを待つ時間を回避 することができる。該装置によれば、熱の発生が極めて少なく、熱管理が簡単で あり、送風機または冷却フィンの必要がない。

該装置は、本発明による低電力の金属ハロゲン化物の電灯とともに作動し、代表 的な光による硬化可能な歯科用材料を迅速に、すなわち材料により数秒なしい１ ．２分の時間で、硬化させるに充分な光を発生させる。

本発明の前記のまたその他の多（の目的、特徴および利点は、添付の図面に関連 させつつ読み取られるべき、以下の記述から、より充分に理解されるてあらう。

阿血少呈車星Ｍ３ 第１図は本発明の一実施例による歯科用の光線銃であって、歯科用組成物例えば 光による硬化可能な修復用材料または光による硬化可能な歯科用型取り材料を硬 化させるもの、を示す透視図、 第２図は、この実施例による装置の概略的な図、第３図は、本発明の一実施例に よる低ワツトの金属ハロゲン化物電灯であって第１図の歯科用の光線銃用の光源 として用いられるものを示す図、 第４図は、第３図の電灯の光放射特性を示すスペクトルのチャートである。

゛な　の母　な 図面について、まず第１図を参照すると、光線銃の形態における歯科用放射ユニ ット１０は、一般的に管状のバレルすなわちハウジングＩ２であって前方側また は遠隔側にキャップエ４を有するもの、および光伝導性ロンド１６であって該キ ャップから突出するもの、を有する。この実施例においては、ロンド１６は剛性 のものであるが患者の歯の後方の表面へのアクセスのための屈曲したチップ１８ を有する。ユニット１０は、該ユニットの後方すなわち基部側にハンドル２０を 有し、該ハンドルは、ハウジング１２内のシャッター機構を作動させる引金２２ をともなう。オン・オフスイッチ２４が親指作動用に位置づけられており、電力 コード２６がハンドル２０の下端から延長している。

ユニット１０の内部構成が一般的に第２図に示されてい名。

電力コード２６は電力供給ユニット２８へ交流電力を供給し、該電力供給ユニッ トはハンドル２０内に好都合に位置づけられることができる。電力供給ユニット ２８は、調整された直流電力を、安定器回路３０を通して、ユニッ）１０のバレ ルすなわちハウジング１２内に位置ぎめられた電灯アセンブリに供給する。電灯 アセンブリ３２は低ワツトの金属バロゲン化物電灯３４を有し、該金属ハロゲン 化物電灯は第３図を参照しつつ以下に詳細に説明される。電灯３４は低電力（例 えば２０ワツト）のものであり、４００ｎｍないし５００ｎｍの波長帯域におい て大なる放射の光束密度とスペクトル効率を発生させる。電灯３４は楕円面状の 反射器３６内に位置づけられ、該反射器はダイクロイックな反射被膜３８を有す る。該ダイクロイックな被膜は４００ｎｍないし５００ｎＩＩ＋の波長を反射す るが、４００ｎ＊以下または５００ｎｏ＋以上の波長は通過させる。電灯３４は 、反射器３６の第１の焦点４０またはその近傍に位置づけられ、それにより光が 反射されて反射器の共範の第２の焦点４２に集束される。第２図に示されるよう に、光ロンド１６の基部側の端部４４は、ハウジング１２内において共範の焦点 ４２またはその近傍に位置づけられ、それにより電灯３４からの光の大部分は光 ロッド１６に入るように指向される０図示されるように、赤外線フィルタ４６が 、ロンド１６の端部４４に位置づけられ、５００ｎｍないし７８０ｎｍの帯域の 波長をもつ光および残存する赤外放射線を排除する。

引金２２により作動されるシャッタ４日が電灯アセンブリ３２とフィルタ４６の 間に位１づけられる。該シャッタは幾つかのよく知られている設計の１つによる ものであることが５００ｎｏ＋の可視放射線を、患者のあご５４における歯５２ のなかの歯科用の充填または修復用の材料の成る量５０へ指向させる。ランプ３ ４が安定な作動条件にまでウオームアツプするに充分な時間だけスイッチ２４が スイッチオンされた後、歯科医または歯科技師は単に引金２２を作動させるのみ で、シャッタ４８を開放し光ロンドＩ６から放出される光を歯科用材料５０へ指 向させる。この材料は、約６秒ないし２分以内の時間で完全な硬さにまで硬化す る。

充填用および修復用、およびまた歯科用型のモールド用として、利用可能な歯科 用組成物が多数存在し、これらは例えば米国特許第４５０４２３１号、第４５１ ４１７４号、および第４４９１４５３号に記載されている。これらの材料は抑制 され光またはより長い波長の光、すなわち赤色光において作動可能である。該材 料は、４００ｎｍないし５００ｒ＋ｓ＋の波長の光に感応する光イニシエータを 包含し、該波長の光が有意の強度だけ存在すれば歯科用材料をセントアンプさせ 比較的迅速に硬化させる。

これらの光イニシエータは約４７０ｎｍ付近の可視光に特に敏感である。

二の実施例における光ロッド１６は溶融した光ファイバの束により形成されるが 、他の実施例においては液体の光ガイドが使用されることが可能である。いずれ の場合においても、光ロッドは、電灯３４により発生される青紫の可視光を透過 させるに特に有効であり、該青紫の可視光は材料５０を硬化されるために必要で ある。

高効率の、低ワツトの金属ハロゲン化物放電灯３４は第３図に詳細に示される。

電灯３４は２０ワ７）の入力電力を有する。電灯３４は両端部を有する設計のも ので、一般的に球状の溶融石英のエンベロープ５６を有し該エンベロープはバル ブ状部分５８と一対の端部脚部６０．６０’を有する。端部脚部６０．６０’は 、それぞれの移行部の頭部６２．６２’およびそれぞれのステム部６４．６４’ を包含する。アーク室６６がパル部５８の壁体により規定される。

アーク室６６内には、水銀、アルゴンガス、および金属ハロゲン化物例えばよう 化インジウムまたは３よう化インジウムの充填物が包含されている。水銀と金属 ハロゲン化物は、室温において、バルブ部分５８の壁体の内面上に凝結される。

一対の直線脚状のタングステン線の電極６８．６８’が頚部６２．６２’からア ーク室６６内へ延びている。電極６８゜６８′は一般的に同じ長さを有し、その 各個が尖った先端を有する。電灯３４は直流で作動される。しかし、本発明の様 相は交流作動の金属ハロゲン化物電灯にも同様に適用可能である。電極６８′は 陰極であり約０．２０３２ｍｍの直径を有する。電極６８は陽極であり約０．２ ５４ｍ５の直径を有する。

各電極６８．６８’は、金属の溶融石英への濡れを防止するためのタングステン 粉末の被膜を有する。

電極６８．６８’の先端は距離Ａだけ相互に離隔している。

この距離は、時には、アーク間隙と呼ばれる。電極６８．６８′はそれぞれモリ ブデンリボン状のフォイル７０．７０’に重ね溶接されている。リボンフォイル とワイヤ導入線を包含するアセンブリが以下において導入線アセンブリと呼ばれ る。導入線７２．７２’は、第２図に示されるように、電灯アセンブリ３２内に 設けられたビン導体にそれぞれ電気的に接続される。

電灯３４の決定的な寸法の点が第３図に規定される。移行部の頚部６２．６２’ の各個はｎであられされる最小の壁厚さを有する。３５ワツトまたはそれ以下の 電力入力において高い電灯作動の効率を実現するためには、壁厚さｎは１゜５謡 −を超えるべきではない。壁厚さｎを１．５ｓ＋ｓより大でないよう維持するこ とにより、頚部６２．６２’を通しての熱損失は最小にされ、電灯３４のアーク 室内により高温の端部領域が形成され、それにより高い作動効率が実現する。好 適な実施例においては、頚部の壁厚ｎは約０．７５ｍ５である。

第３図をさらに参照すると、エンベロープ５６のバルブ状部分５８は壁厚ｔを有 する。第３図に示されるように、壁厚ｔは、バルブ部分５８の中央部に位置する セグメントに沿い、電灯３４の電極の先端に位置する仮想的な平行平面７４．７ ４′で境界されるものにより形成されるものにおける最大の壁厚として規定され る。バルブ部分５８の壁体を通しての熱損失を最小にし、小なる電力入力におけ るより高い作動効率を確保するためには、電灯３４の壁厚ｔは約０．５ｍｍを超 えるべきではない。好適な実施例においては、電灯３４の壁厚ｔは約０．２６ｍ ｍである。壁厚ｔはバルブ部分５日の中央部に位置するセグメントにわたり実質 的に均一であり、それにより電灯の作動時において、アーク室６６内のより均一 な熱分布がもたらされる。

アーク室の比率は内部長さＷと内径りを用いてあられされることができる。第３ 図に示されるように、アーク室内部長さＷは、電極がアーク室内の溶融石英のエ ンベロープから出る点の間隔として規定される。アーク室の内径りはアーク室の 最大の横断の断面積における直径である。たいていの場合、この点はアーク室の 中心またはその近傍に存在する。好適な実施例においては、電灯３４は、アーク 室内径りとして約０．３４ｃｍないし約０．３７ｃｍの範囲内の値を有し、アー ク室内部長さＷとして約０．６５ｃｍないし約０．７６ｃｍの範囲内の値を有す る。

アーク室の幾何学的形状を考慮するにあたり有用な表現方法は、アスペクト比で ある。アーク室のアスペクト比はアーク室長さＷをアーク室内径りで除した比に より規定される（Ｗ／Ｄ）、好適な実施例においては、電灯３４はアスペクト比 として約１．８ないし約２．２の範囲の値を有する。

第３図に示されるように、電灯３４の挿入深さｌは、電極が、電極が溶融石英の エンベロープから出る点からアーク室内へ挿入している長さとして規定される。

好適な実施例においては、電灯３４の電極６８．６８’の挿入深さは２．０ＩＩ Ｉｌ１１より大であり、多くの場合、約２．１ｍｍないし２．７ｍａ＋の範囲内 にある。

第３図をさらに参照すると、アーク間隙または距離の寸法Ａが示されている、ア ーク距離は、電灯の電極間に発生するアークの長さの尺度である。この寸法は通 常は電極の先端間の距離と解されている。好適な実施例においては、電灯３４の アーク距離Ａは約２．０−ないし約２．５ｍｍの範囲にある。

アーク距離Ａは、電灯効率に影響を及ぼす重要な設計パラメータであるアークロ ーディングを決定するに用いられる。

アークローディングは、電灯への入力電力をアーク距離Ａで除したものとして定 義される。成る与えられた電力入力について、短いアーク距離は、高いアークロ ーディングをもたらす。高いアークローディングは、一般的には、本発明による 低ワツトの金属ハロゲン化物電灯についてのより高い効率をもたらす、好適な実 施例においては、電灯３４のアークローディングは約７２Ｗ／ｃ■ない約１１１ 　Ｗ／ｃｓであり、これは大ていの光による硬化用の応用について適切なスペク トル効率をもたらす。

電灯３４にとっての他の設計パラメータは壁ローディングである。壁ローディン グは、電灯へのワットであられされる入力電力をアーク室の外部放射表面積で除 したものとして定義される。近似として、放射表面積は、電灯エンベロープの外 表面から端部脚部を除いたものであると解される。過剰の壁ローディングはエン ベロープの不透明化の速度が加速されることを生じさせ、光量の維持を劣化させ 電灯寿命を短縮させることをもたらす可能性がある。電灯３４の壁ローディング は、３５ワツト／ｃｖａ”以下に維持され、それにより意図される光による硬化 用の応用についての適切な光量維持と電灯寿命が確保されるべきである。好適な 実施例においては、電灯３４の壁ローディングは約１０ワット／Ｃ−２である。

電灯３４のさらに他の設計パラメータは挿入ファクタＹである。挿入ファクタＹ は公式：　Ｙ＝　（Ｗ−Ａ）／Ｗに対応する。光による硬化用の応用のために、 アーク室の両端における挿入深さｌは近位的に相等しい、したがって、Ｙは関係 式：Ｙ＝２（１）／Ｗにしたがう。本発明の好適な実施例においては、挿入ファ クタは値０．６より大である。

電灯３４のアーク室６６内に包含される水銀ローディングは約１．４１Ｉｇであ る。アーク室６６に包含される金属ハロゲン化物添加物はよう化インジウムであ り、アーク室６６内のよう化インジウムローディングは、約０．０７５ｍｇない 約０．２２５ｍｇの範囲にある。アーク室６６に包含される不活性ガスは約５０ ０　ｔｏｒｒ、の雰囲気圧力におけるアルゴンである。アーク室６６の内容積は 約０．０４ｃｍ＋３である。電灯３４のアーク間１１ｊＡにまたがる電圧降下は 約５５ボルトである。

電灯とともに、任意の知られている始動および作動回路が使用されることが可能 である。

電灯３４についての放射スペクトルが第４図の該当する部分に示されている。こ の電灯により発生する光の大部分は、ＩｎＩのスペクトルの放電曲線８ｏに示さ れるように、４゜Ｏｎｍと５００ｎｍの間の波長帯域内にある。この場合に、ハ ロゲン化物添加物１ｎＩの塩は約４５５ｎｎ＋においてスペクトル線８２を有し 、水銀蒸気は約４３６ｎｔｓにおけるスペクトル放電線において小さいピークを 有する。光による硬化可能な歯科用の修復用の材料についてのピーク感度の波長 ８４、すなわち４７０ｎｒａ＆！、　、：：（７）４００　５００ｎａｉ帯ニア ルカ、シカシよう化インジウムの主要スペクトル線８２より上にある。しかし、 電灯３４の作動条件のために、Ｉｎｌの作動圧力は、示されるように放射を拡大 するに充分に増大させられ、それにより放射のピークは４３０ｎｉないし４９０ ｎｍの波長にまたがるようになる。よう化インジウムのスペクトル線の位置にお いて反転８６が存在する。これは、アークプラズマにおいてよう化インジウムの 分子にょる４５５ｎｍにおける光子の再吸収のために生起するのである。このエ ネルギは、４５５ｎＩ１１から幾分か離隔した他の波長において再放射され、そ の場合に、スペクトル線逆転または反転８６を生起させ、またＩｎＩの放電ピー クを拡大させる。水銀および添加物の蒸気圧は、石英のエンベロープについて、 この波長帯内において最適の効率を得るためには、できるだけ大であるべきであ る。４７０ｎｍにおける放電の強度は、他の歯科用の照射用ユニットにしばしば 使用される形式の従来のクセノン電灯がら放射される光と比較されることが可能 である。ここで、スペクトル曲線８８は３５ワツトのクセノン電灯の出力をあら ゎす。そこで、４７０ｎｍにおける出力は、本発明による２０ワツトの電灯につ いての１平方センチメートルあたり７ミリワツトに比較して、１平方センチメー トルあたりわずかに２ミリワツトである。本発明の場合においては、比較的低い 電力消費、すなわち２０ワツトのために、熱管理はもはや問題ではない。

送風機、フィン、またはその他の特別な冷却システムは必要ではない。さらに、 電灯の放射が４００ｎａａないし５００ｒ＋ａ＋の波長帯に集中されるから、単 に比較的小量の濾過のみが要求される。

この電灯３４用のウオームアツプ時間は１０秒ないし２０秒のオーダーであり、 歯科用照射ユニッ）１０についての硬化用時間は、複合充填材料について、３０ 秒ないし約９０秒であり、歯科用型材料については単に数秒のみである。

本発明による電灯のエンベロープはガラス吹き旋盤であって両者が同時に運動す ることができるヘッドストックとティルストックを有するものによって製造され ることが可能である。この工程は、外径的３ｒａｗ＋、内径的２Ｉｌｌｌの溶融 石英チュービングの一片を用いて開始される。該チュービングが旋盤にロードさ れると、該チュービングに沿う１つのポイントが、石英が可デ状になるまで、バ ーナで加熱される０次いで旋盤のヘッドストックとティルストックの両者が等し い速度で相離隔するよう同時に運動させられ、それにより該チュービングが両端 において等しいカで引張られ、希望する長さにまで伸長されるようにされる。次 いで、該チュービングの伸長された部分は僅かに加熱され、直径が希望する点ま で収縮させられる。

工程のこのシーケンスは、開始点がら希望されるアーク室長さに近似する距離だ け離隔した第２のポイントにおいて反復される。次の工程は、伸長された点の間 のチュービングのセクションを、石英が可塑性になるまで過熱することである。

同時に、加圧された窒素がチュービング内に導入されチュービングの可塑性のセ クションが希望するアーク室形状にふくらまさせられる。次いで、完成したエン ベロープは旋盤内に残留するチュービングから引離される。

エンベロープが形成されると、電灯が組み立てられる。組み立て工程において、 石英のエンベロープは垂直の位置に保持される。モリブデンの導入リードのワイ ヤ、モリブデンのリボンフォイル、およびタングステン電極を包含するｔ極アセ ンブリが頂部のエンベロープ脚部内へ沈下させられる。同時に、エンベロープの 内部には、アルゴンのような適切な不活性の乾燥したガスであってエンベロープ を通って上方へ指向されるもの、が連続的に流される。アセンブリの電極部分が アーク室内へ正確に位置づけられると、頂部のエンベロープ脚部の頚部が、頚部 の各側に１つずつ配置された２個のバーナにより加熱される。該加熱は、頚部を 電極脚部の周囲に緊密に僅かに収縮させるにちょうど充分なものである。７４Ｆ ｉｊの周囲に石英が濡れることが生ずることなく、したがって、ハーメチックシ ールは形成されない。乾燥したガスのエンベロープ内への流入は継続され、汚染 が最小にされる。

エンベロープの頚部が電極脚部の周囲に固着されると、バーナは上方へ移動させ られエンベロープ脚部のシステム部分を加熱する。この点の加熱は、石英がリボ ンフォイルの周囲での収縮と濡れを生じさせハーメチックシールを形成させる。

この点を超えて、ステム部分は加熱され、ステム部分が収縮し導入リードのワイ ヤの周囲に固着させられる。脚部の加熱を必然的にともなういずれの工程におい ても、エンベロープのパルプ状部分は水により連続的に冷却される。エンベロー プの内部の汚染を回避するよう、工程を通じて、常に注意が払われる。

部分的に組み立てられた電灯の位置は１８０°回転させられ、それにより頂部の エンベロープ脚部がこんどは最小部になる。不活性ガスが開放された脚部を通し てエンベロープ内へ連続して流入する。同時によう化インジウムの小球が開放さ れた脚部を通してパルプ状部分へ転送される。また、水銀の特定の量が開放され た脚部を通してパルプ状部分へ転送される。最後に、電極アセンブリは開放され たエンベロープ脚部内へ沈下させられ、前記したようにそこで封止され、組み立 て工程を完了する。封止の前に、特定の圧力の不活性ガスの成る量がエンベロー プのパルプ状部分へ導入される。

以上において本発明が１つの好適な実施例に関して詳細に記述されたが、本発明 がこの詳細な実施例に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、特許 請求の範囲に規定されるような本発明の範囲および精神を逸脱することなしに、 多くの修飾および変形が、当業者にとっては明らかてあらう。

ヱーーーー捻 光による硬化可能の組成分の光による硬化用の低ワ・ントのハロゲン化金属放電 灯である。電灯（３４）は光透過性材料で作られアーク室容積（６６）を規定す る壁体を有するエンベロープ（５６）を具備する。アーク室容積（６６）内には 、水銀、不活性ガス、およびよう化インジウムまたは３よう化インジウムを包含 するハロゲン化金属添加物、の充填物であって電灯の作動時に実質的に蒸発し実 質的に約４００ｎｍないし５００ｎｓ＋の範囲内の放射エネルギを発生させるに 適合するもの、が包含されている。アーク室容積（６６）内へは、予め定められ た距離だけ相互に離隔する電極先端を有する一対の電極（６８，６Ｂ’　）が延 びている。電灯はまた、一対の電極（７２，７２’　）にそれぞれ電気的に結合 された一対の導入リードアセンブリ（７０，７０’　）を包含する。導入リード アセンブリ（７０，７０１は、電極から封止セクション（６４，６４’　）を通 って電灯の外部へと通過する。本発明の他の様相においては、歯科用の硬化用の 装置がハウジング（１２）およびそのなかに包含された低ワツトのハロゲン化金 属電灯（３４）を有する。光伝導体（１６）が、電灯（３４）により発生した放 射エネルギをハウジングから光による硬化可能な材料へと伝達する。

手続補正書 平成４年６月　２６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光による硬化可能の材料の硬化用の装置であって、ハウジング（１２）、該 ハウジング（１２）内の光源手段（２８，３０，３２，３４，２３，３８）であ って約４００ｎｍないし５００ｎｍの波長帯域において支配的に集中させられる 実質的に可視の放射を発生させるもの、および、該ハウジング（１２）から突出 する光伝導手段（１６）であって該光源手段（２８，３０，３２，３４，３６， ３８）からの該放射を該光による硬化可能の材料の或る量（５０）ヘ伝送し該材 料の或る量を硬化させるもの、を具備する装置において、該光源手段（２８，３ ０，３２，３４，３６，３８）は低ワットのハロゲン化金属放電灯（３４）を包 含し、該ハロゲン化金属放電灯は主要な添加物としてインジウムのハロゲン化金 属塩を包含することを特徴とする光による硬化可能の材料の硬化用の装置。 ２．該ハロゲン化物塩がＩｎＩである、請求の範囲第１項記載の装置。 ３．該ハロゲン化物塩がＩｎＩ３である、請求の範囲第１項記載の装置。 ４．該電灯（３４）が作動用蒸気圧力を発生させるに充分な該ハロゲン化物塩の 量であって、該量が該ハロゲン化インジウム塩の主要なスペクトル線（８２）に おいてスペクトル線反転を生ずる特性をもつものである、請求の範囲第１項から 第３項までのいずれかに記載の装置。 ５．４００ｎｍないし５００ｎｍの波長帯域における放射に特に敏感な光による 硬化可能な材料の硬化用の方法であって、主要なハロゲン化物添加物としてイン ジウムのハロゲン化物塩を包含するハロゲン化金属放電灯（３４）から放射を発 生させる過程、および該放射を該光による硬化可能な材料の或る量（５０）ヘ指 向させ該材料の或る量を硬化させる過程を具備する、光による硬化可能な材料の 硬化用の方法。 ６．該ハロゲン化インジウム塩がＩｎＩであることを特徴とする、請求の範囲第 ５項記載の方法。 ７．該ハロゲン化インジウム塩がＩｎＩ３であることを特徴とする、請求の範囲 第５項記載の方法。 ８．該電灯（３４）が３５ワットを超えない電力入力を有することを特徴とする 、請求の範囲第５項から第７項までのいずれかに記載の方法。 ９．該放射を発生させる過程が、 該４００ｎｍないし５００ｎｍの帯域の外においては非有意の強度の放射のみを 発生させ、一方、該帯域内においては充分な強度の放射を発生させ、該材料（５ ０）を硬化させる過程を包含することを特徴とする、請求の範囲第８項記載の方 法。 １０．約４００ｎｍないし約５００ｎｍにおいて予め定められた帯域において可 視光を発生させ該可視光を該予め定められた帯域内にある可視光により硬化させ られる歯科用材料（５０）ヘ指向させる歯科用材料硬化用の装置であって、ハウ ジング（１２）、該ハウジング（１２）内の低電力のハロゲン化金属放電灯（３ ４）、該ハウジング（１２）から外ヘ延びる光伝導体（１６）であって該可視光 を該歯科用材料（５０）ヘ伝送し該ハウジング（１２）内に基部端部（４４）を 有するもの、および該ハウジング（１２）内に配置される楕円面状の反射器（３ ６）であって第１の焦点（４０）と第２の焦点（４２）を有するもの、を具備す るものにおいて、該ハロゲン化金属電灯（３４）は主要なハロゲン化金属添加物 としてインジウムのハロゲン化物塩を包含し、該電灯（３４）は該反射器（３６ ）の第１の焦点（４０）に位置づけられ、該光導通体（１６）の基部端部（４４ ）は実質的に該反射器（３６）の第２の焦点（４２）に位置づけられ、それによ り該光は該光伝導体（１６）内ヘと指向されるようになっている、ことを特徴と する歯科用材料硬化用の装置。 １１．該反射器（３６）はダイクロイック反射性被膜（３８）を有し、該反射性 被膜は該電灯（３４）からの該予め定められた帯域内の可視光を該第２の焦点（ ４２）ヘ向けて反射させるが、５００ｎｍ以上および４００ｎｍ以下の波長をも つ光を透過させる、ことを特徴とする請求の範囲第１０項記載の歯科用材料硬化 用の装置。 １２．該反射器（３６）と該光伝導体（１６）の基部端部（４４）の間に位置す るシャッタ（４８）であって、開放し該光を該光伝導体（１６）ヘと許容するよ う選択的に作動可能であるもの、および該ハウジング（１２）の外部の作動手段 （２２）であって該シャッタ（４８）を作動させるもの、をさらに具備する、請 求の範囲第１０または第１１項記載の歯科用材料硬化用の装置。 １３．該光伝導体（１６）の基部端部（４４）の近傍に位置し、約５００ｎｍな いし７８０ｎｍの可視波長帯域および赤外線波長帯域における放射エネルギを濾 波することができるフィルタ（４６）をさらに具備する、請求の範囲第１０から 第１２項までのいずれかに記載の歯科用材料硬化用の装置。 １４．該光伝導体（１６）は溶融光ファイバの束で形成されていることを特徴と する、請求の範囲第１３項記載の歯科用材料硬化用の装置。 １５．該光伝導体（１６）が液体の光ガイドにより形成される、ことを特徴とす る請求の範囲第１３項記載の歯科用材料硬化用の装置。 １６．該ハロゲン化物塩はよう化インジウムである、ことを特徴とする請求の範 囲第１３項記載の歯科用材料硬化用の装置。 １７．該ハロゲン化金属電灯（３４）は該よう化インジウムの充分な量を包含し 、高い蒸気作動圧力を生成させ、該よう化インジウムの主要なスペクトル線（８ ２）の両側の少くとも４０ｎｍの広帯域の放射、および該主要なスペクトル線（ ８２）のスペクトル線反転（８６）により特徴づけられる、ことを特徴とする請 求の範囲第１６項記載の歯科用材料硬化用の装置。 １８．光による硬化可能の組成物の光による硬化に用いられる低ワットのハロゲ ン化金属放電灯（３４）であって、光透過性の材料で作られアーク室容積（６６ ）を規定する壁体を有するエンベロープ（５６）、 水銀、不活性ガス、および該アーク室容積（６６）内に含有されるハロゲン化イ ンジウムを包含するハロゲン化金属添加物の充填物であって該水銀および該ハロ ゲン化金属添加物が該電灯（３４）の作動時に実質的に蒸発し実質的に約４００ ｎｍないし約５００ｎｍの波長帯域内の放射エネルギを発生させるもの、 該アーク室容積（６６）内ヘ延びる一対の電極（６８，６８′）であって該アー ク室容積（６６）内において予め定められた距離だけ相互に離隔する電極先端を 有するもの、および、該電極対（６８，６８′）に電気的に結合され該電極（６ ８，６８′）から該エンベロープ（５６）内の封止部分を通って該電灯（３４） の外部ヘと通過する一対の導入アセンブリ（７０，７０′，７２，７２′）、を 具備するものにおいて、該電灯（３４）は３５ワットを超えない電力入力を有し 、該エンベロープ（５６）は、バルブ部分（５８）、該バルブ部分（５８）から 延びる一対の移行の頸部（６２，６２′）、および該移行の頸部（６２，６２′ ）から延びる一対のステム部（６４，６４′）を包含し、 該エンベロープ（５６）のバルブ部分（５８）は該アーク室容積（６６）を規定 する壁体を有し、約３５ワット／ｃｍ２を超えない壁ローディングを発生させる ような値の外表面積を有する、 ことを特徴とする低ワットのハロゲン化金属放電灯。 １９．該ハロゲン化インジウムはよう化インジウムである、ことを特徴とする請 求の範囲第１８項記載の電灯（３４）。 ２０．該ハロゲン化インジウムは３よう化インジウムである、ことを特徴とする 請求の範囲第１８項記載の電灯（３４）。 ２１．該電灯（３４）は該ハロゲン化インジウムの或る量を包含し、該ハロゲン 化インジウムの或る量は、該ハロゲン化インジウムの主要なスペクトル線（８２ ）においてスペクトル線反転をもたらす作動蒸気圧を発生させるに充分な量であ る、 ことを特徴とする請求の範囲第１８から第２０項までのいずれかに記載の電灯（ ３４）。 ２２．該電極対（６８，６８′）は該頸部の対（６２，６２′）から該アーク室 容積（６６）のなかヘ延びており、該エンベロープ（５６）の該頸部（６２，６ ２′）の各個は該電極（６８，６８′）のセグメントを包囲する壁体を有し、該 頸部（６２，６２′）の壁体の各個は約１．５ｍｍを超えない最小の壁厚をもつ 伸張されたセクションを有する、ことを特徴とする請求の範囲第２１項記載の電 灯（３４）。 ２３．該アーク室容積（６６）を規定する該壁体は、電極先端に位置する仮想的 な２つの平行の面（７４，７４′）の間に規定される中央に位置するセグメント にわたり実質的に均一の厚さを有し、該壁体は該中央に位置するセグメントにわ たり約０．５ｍｍを超えない厚さを有する、ことを特徴とする請求の範囲第２１ 項記載の電灯（３４）。 ２４．該アーク室容積（６６）は約１．８ないし約２．２の範囲のアスペクト比 を有する、ことを特徴とする請求の範囲第２３項記載の電灯（３４）。 ２５．該電極（６８，６８′）の挿入深さは２．０ｍｍより大である、ことを特 徴とする請求の範囲第２４項記載の電灯（３４）。 ２６．該充填物は、約１．４ｍｇの水銀ローディングを包含する、ことを特徴と する請求の範囲第２５項記載の電灯（３４）。 ２７．該充填物は、約０．０７５ｍｇないし約０．２２５ｍｇの範囲のよう化イ ンジウムローディングを包含する、ことを特徴とする請求の範囲第２５項記載の 電灯（３４）。