JPH06260137A - 瞬時点灯形水銀灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、発光管の両端に封着した電極の電
極物質の蒸発と飛散が生じても、ランプ管壁への黒化を
防止し、紫外線出力維持率を大幅に改善した長寿命の瞬
時点灯形水銀灯を提供することを目的とする。 【構成】 発光管の両端に一対の主電極を設け内部にキ
セノンガスと水銀を添加封入した発光管の外側面に沿っ
て始動補助用トリガー電極を配設してなる瞬時点灯形水
銀灯において、発光管１ｃｃ当り１．０×１０^-8〜１．
０×１０^-5グラム原子のハロゲンを添加封入して構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印刷や塗装分野の紫外
線乾燥（硬化）用に使用されている紫外線照射用の水銀
灯に関し、特に、紫外線出力維持率を改善した瞬時点灯
形水銀灯に関する。

【０００２】

【従来の技術】石英製発光管内に水銀および希ガスを封
入した紫外線照射ランプは、印刷分野では特にシール・
ラベル印刷機に組み込まれて使用されている。この印刷
機は、他のパッケージ印刷機等に比べて小形であり、紫
外線（ＵＶ）乾燥装置の設置スペースが狭く、特に照射
器の設置スペースは他の印刷機と比べて極端に狭くなっ
ている。

【０００３】一般の照射器には、ワークの停止時にラン
プからの熱によってワークであるフィルム等の焼損事故
を防止するために、光を遮光するシャッターが付加され
ており、そのために照射器寸法は必然的に大きくなって
しまう。上記の様な、照射器設置スペースの極端に狭い
印刷機の場合、シャッター付き照射器の使用は不可能に
近い。

【０００４】そこで、照射器を小形にするためには、シ
ャッターレス化が必要である。しかし、シャッターレス
方式にすると、ワーク焼損事故防止のためには、ランプ
を任意に消灯・点灯を繰り返しできる様にしなければな
らない。

【０００５】トラブルシューティングが印刷面の色、位
置合せ等において、比較的短い時間だけワークを停止
し、その後即点灯し印刷作業に移ると言ったニーズに応
える必要から瞬時点灯形水銀灯が多く使用されている。
そして、この様な印刷分野においても、高品質化、低コ
スト化等の要求により、ランプのＵＶ出力動程改善によ
る長寿命化が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の瞬時点灯形水銀
灯は、一般の紫外線照射用水銀灯の寿命時間が１５００
時間に対し約３００時間と著しく短いと言った欠点をも
っている。これは、瞬時点灯性能以外に、ＵＶ出力の安
定時間を早くする必要があることから、ランプ自身とし
ては、発光管内径を約１５ｍｍと細くしランプ壁面負荷
（ｗ／ｃｍ² ）を約１７ｗ／ｃｍ² と高くすることで、
封入している水銀を早く蒸発させなくてはならないから
である。又、安定器についてもランプ起動時のランプ電
流を安定時の２倍以上と多く流せる様に工夫されてい
る。

【０００７】しかし、この様な設計のランプにおいて
は、発光管内壁面とアーク放電との間隔が小さくランプ
の管壁温度が高くなってしまい、それに伴い石英ガラス
からの不純ガスの放出が増加し電極物質の蒸発と飛散に
伴うランプ管壁への付着（黒化）をまねきＵＶ出力維持
率を著しく低下させ、寿命特性を悪化させる。

【０００８】この対策として、発光管管径を大きくする
ことが考えられるが、ＵＶ出力の安定時間が長くなって
しまうことと、照射器内の反射板による配光制御が困難
となり、ピーク照度低下となってしまうことから、十分
な効果が得られない。又、ピーク照度を改善するために
反射板の形状寸法を変えようとすると、逆に照射器が大
形となり本来の機能を失ってしまうと言う問題がある。

【０００９】更に、ランプ起動時のランプ電流増加方式
も、点灯・消灯を繰り返えし行うことから電極への熱的
ストレスが多くなり上記の様な黒化をまねきＵＶ出力維
持率を低下させ寿命特性を悪化させると言う問題があ
る。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、電極物質の蒸発と飛散が生じても、ラン
プ管壁への黒化を阻止し、ＵＶ出力維持率を大巾に改善
した長寿命の瞬時点灯形水銀灯を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、両端に一対の
主電極を設け、内部にキセノンガスと水銀を添加封入し
た発光管の外側面に沿って、始動補助用のトリガー電極
を備えた水銀灯において、発光管１ｃｃ当り１．０×１
０^-8〜１．０×１０^-5グラム原子のハロゲンを添加封入
することを特徴とする。

【００１２】

【作用】前記構成により、蒸発や飛散した電極物質（主
にタングステン）をハロゲンサイクルにより管壁への付
着を抑えることができるので、ＵＶ出力維持率を大巾に
改善した長寿命の瞬時点灯形水銀灯が実現される。

【００１３】

【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係る瞬時点灯形水銀灯の一実施例を示す平面図であ
る。発光管１は外径約１８ｍｍの石英管で構成され、そ
の両端には電極間距離を約３００ｍｍとした主電極２
ａ，２ｂが設けられ、該主電極はそれぞれランプリード
線３ａ，３ｂに接続されている。また、発光管１の外側
面には、例えばＮｉ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｒ等の金属
製のトリガー電極４が管壁に沿って配設され、一端は一
方の主電極２ｂ部分の発光管１の周りに巻き付けて係止
されており、他端は、他方の主電極２ａと同電位になる
様にランプリード線３ａと接続されている。そして、両
端には、ランプを照射器内に保持（固定）するための磁
器等の絶縁物からなる口金５ａ，５ｂが固定されてい
る。

【００１４】又、発光管１内には、始動補助用希ガスと
してのキセノンガスと発光物質としての水銀及びヨウ化
水銀が適当量封入されており、ランプ電力２．４ｋＷで
点灯され、その時のランプ電圧は約１３５Ｖ、ランプ電
流は約１９Ａである。

【００１５】この様な構成において、発光管内のハロゲ
ン封入量（密度）とＵＶ出力維持率の関係についての実
験結果を図２に示す。この図より明らかな様に、ハロゲ
ン密度を１．０×１０^-8〜１．０×１０^-5ｇ・ａ／ｃｃ
にすることによって、ＵＶ出力維持率を大巾に改善でき
ることが分る。

【００１６】なお、前記範囲より小さいと、十分なハロ
ゲンサイクルが得られず、発光管管壁の黒化現象を抑制
することができずＵＶ出力維持率の低下を示す。又、反
対に前記範囲より大きいと、良好なＵＶ出力維持率特性
は得られるが、点灯中のハロゲンの高蒸気圧のために、
２６０ｎｍ以下の短波長紫外線がそのガスに吸収され低
下してしまうので、インキ等の表面硬化性能が低下し表
面のベタつき等品質に問題が発生する。更に、この高蒸
気圧により、消灯後の再始動特性が悪化し従来約２０秒
程度であったものが３０〜６０秒以上となってしまい本
来の瞬点性能を満足することができなくなる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば発光管内に適量のハロゲ
ンを添加封入することによって、高壁面負荷による石英
管からの不純ガスの発生や、点灯・消灯による電極物質
の蒸発・飛散をハロゲンサイクルにより、管壁への付着
を防止することができ、ＵＶ出力維持率を大巾に改善し
た寿命特性の良好な瞬時点灯形水銀灯を得ることができ
る。このことは、シール・ラベル印刷分野ではランプ交
換の頻度が少なくなり生産性向上、低コストが可能とな
り、又他の大形印刷機分野へ応用することができ印刷機
の小形化に伴う省資源、省スペース化等が可能となり、
光放射応用産業分野の発展に多大な貢献が見込まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる瞬時点灯形水銀灯の一実施例を
示す平面図。

【図２】本発明と従来ランプのＵＶ出力維持率の変化を
示す図。

【符号の説明】

１ 発光管 ２ａ，２ｂ 主電極 ３ａ，３ｂ ランプリード線 ４ トリガー電極 ５ａ，５ｂ 口金

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に一対の主電極を設け、内部にキセ
   ノンガスと水銀を添加封入した発光管の外側面に沿っ
   て、始動補助用のトリガー電極を備えた水銀灯におい
   て、前記発光管内に発光管１ｃｃ当り１．０×１０^-8〜
   １．０×１０^-5グラム原子のハロゲンを添加封入したこ
   とを特徴とする瞬時点灯形水銀灯。