JPH08227692A - 紫外線蛍光ランプ - Google Patents
紫外線蛍光ランプInfo
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- JPH08227692A JPH08227692A JP5510395A JP5510395A JPH08227692A JP H08227692 A JPH08227692 A JP H08227692A JP 5510395 A JP5510395 A JP 5510395A JP 5510395 A JP5510395 A JP 5510395A JP H08227692 A JPH08227692 A JP H08227692A
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- discharge
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 希ガスと共に水銀蒸気を容器に封入した紫外
線放電ランプの低温時における立ち上がり特性を改善す
る。 【構成】 紫外線蛍光ランプは、外径が４．８ｍｍ以
下、全長が５０ｍｍ以下の、内面に蛍光体を有する容器
１に、希ガスと共に水銀蒸気が封入され、容器の内部又
は外部に一対の放電電極３を有し、放電電力が２Ｗ以下
で、放電開始時における紫外線発光の立ち上がり特性
が、０℃において少なくとも０．１４ｍＷ／ｃｍ2／ｓ
ｅｃとされるものであり、水銀蒸気と共に希ガスが６〜
１３ｋＰａ封入され、容器の内径（φ）と容器の肉厚
（ｔ）が、ｔ（φ＋ｔ）≦１．１１の関係を有する。
線放電ランプの低温時における立ち上がり特性を改善す
る。 【構成】 紫外線蛍光ランプは、外径が４．８ｍｍ以
下、全長が５０ｍｍ以下の、内面に蛍光体を有する容器
１に、希ガスと共に水銀蒸気が封入され、容器の内部又
は外部に一対の放電電極３を有し、放電電力が２Ｗ以下
で、放電開始時における紫外線発光の立ち上がり特性
が、０℃において少なくとも０．１４ｍＷ／ｃｍ2／ｓ
ｅｃとされるものであり、水銀蒸気と共に希ガスが６〜
１３ｋＰａ封入され、容器の内径（φ）と容器の肉厚
（ｔ）が、ｔ（φ＋ｔ）≦１．１１の関係を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線を放射するため
の紫外線蛍光ランプにおける紫外線発光効率と立ち上が
り特性の改善に関する。
の紫外線蛍光ランプにおける紫外線発光効率と立ち上が
り特性の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】紫外線蛍光ランプは３００ｎｍ〜４００
ｎｍのような近紫外の発光波長を持つ蛍光ランプであ
り、紫外線に反応する物質の鑑別や検査などに用いるこ
とができる。このような紫外線蛍光ランプについて記載
された文献の例としては１９８６年１１月２０日社団法
人電気学会発行の「電気学会大学講座照明工学」第８５
頁がある。
ｎｍのような近紫外の発光波長を持つ蛍光ランプであ
り、紫外線に反応する物質の鑑別や検査などに用いるこ
とができる。このような紫外線蛍光ランプについて記載
された文献の例としては１９８６年１１月２０日社団法
人電気学会発行の「電気学会大学講座照明工学」第８５
頁がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は紫外線発光
を利用した読みとり装置に適用するために、紫外線出力
効率が高く且つ周囲温度が低温であってもその出力立ち
上がり特性の良好な、比較的小型の紫外線蛍光ランプに
ついて検討した。蛍光体の励起源として水銀を使用しな
い、所謂希ガス放電ランプ、例えば１４７ｎｍ近辺の発
光波長を蛍光体励起源として利用するキセノン蛍光ラン
プは、紫外線発光蛍光体であるＳｒＢ4Ｏ7：ＥｕやＢａ
Ｓｉ2Ｏ5：Ｐｂなどは励起波長が２３０〜２６０ｎｍ近
辺にあるため（当該蛍光体の発光波長は大凡３００〜４
００ｎｍ）、定常放電時若しくは放電が飽和したとき
に、そのような紫外線読み取り装置のための実用的な紫
外線出力効率を得ることができない。
を利用した読みとり装置に適用するために、紫外線出力
効率が高く且つ周囲温度が低温であってもその出力立ち
上がり特性の良好な、比較的小型の紫外線蛍光ランプに
ついて検討した。蛍光体の励起源として水銀を使用しな
い、所謂希ガス放電ランプ、例えば１４７ｎｍ近辺の発
光波長を蛍光体励起源として利用するキセノン蛍光ラン
プは、紫外線発光蛍光体であるＳｒＢ4Ｏ7：ＥｕやＢａ
Ｓｉ2Ｏ5：Ｐｂなどは励起波長が２３０〜２６０ｎｍ近
辺にあるため（当該蛍光体の発光波長は大凡３００〜４
００ｎｍ）、定常放電時若しくは放電が飽和したとき
に、そのような紫外線読み取り装置のための実用的な紫
外線出力効率を得ることができない。
【０００４】キセノンガスを使用した希ガス蛍光管で
は、封入圧を８〜４０ＫＰａの範囲で試作したが、管壁
の紫外線出力が飽和出力時で０．１２ｍＷ／ｃｍ2しか
得ることが出来なかった。これは読み取り光源に最低限
必要な出力である０．７ｍＷ／ｃｍ2のおよそ１／６で
あり、実用にはならない。
は、封入圧を８〜４０ＫＰａの範囲で試作したが、管壁
の紫外線出力が飽和出力時で０．１２ｍＷ／ｃｍ2しか
得ることが出来なかった。これは読み取り光源に最低限
必要な出力である０．７ｍＷ／ｃｍ2のおよそ１／６で
あり、実用にはならない。
【０００５】そこで紫外線発光効率を向上させる為に、
蛍光体の励起源として水銀を封入する事とした。水銀を
封入すれば、放電によって発生する２５３．７ｎｍの紫
外線によって上記蛍光体を効率的に励起でき、それによ
って波長が大凡３００〜４００ｎｍの紫外線の発光効率
を増すことができる。
蛍光体の励起源として水銀を封入する事とした。水銀を
封入すれば、放電によって発生する２５３．７ｎｍの紫
外線によって上記蛍光体を効率的に励起でき、それによ
って波長が大凡３００〜４００ｎｍの紫外線の発光効率
を増すことができる。
【０００６】しかしながら、水銀を封入した場合には管
内の蒸気圧が温度依存性を有し、立ち上がり特性に無視
し得ない劣化を生じることが明らかである。これは、ラ
ンプ内の水銀蒸気圧が０℃のような低温雰囲気中におい
ては著しく下がり、放電開始時の水銀の励起発光確率が
小さく、従って蛍光体による紫外線出力も小さくなるか
らである。放電による発熱で徐々に水銀蒸気圧が高くな
ると共に紫外線出力も上昇するが、周囲温度が０℃の様
に低い場合には熱平衡状態になる迄にかなりの時間を要
する為である。即ち、所要の立ち上がり特性を得ること
ができない。このため放電開始時におけるバルブ内部の
温度上昇を促進できるようにすることの必要性が見出さ
れた。このとき、バッテリー駆動されるような比較的小
型の読み取り装置においては、紫外線蛍光ランプの外部
または内部にヒーターを設置して加熱し、立ち上がり特
性を改善しようとしても、その電力供給能力の点で自ず
と限界がある。また、管電力の小さな小型の紫外線蛍光
ランプでは発熱量も少ないこともあって、放電ランプそ
れ自体の構造において対策を講じなければ必要充分な立
ち上がり特性を得ることができないことが明らかにされ
た。
内の蒸気圧が温度依存性を有し、立ち上がり特性に無視
し得ない劣化を生じることが明らかである。これは、ラ
ンプ内の水銀蒸気圧が０℃のような低温雰囲気中におい
ては著しく下がり、放電開始時の水銀の励起発光確率が
小さく、従って蛍光体による紫外線出力も小さくなるか
らである。放電による発熱で徐々に水銀蒸気圧が高くな
ると共に紫外線出力も上昇するが、周囲温度が０℃の様
に低い場合には熱平衡状態になる迄にかなりの時間を要
する為である。即ち、所要の立ち上がり特性を得ること
ができない。このため放電開始時におけるバルブ内部の
温度上昇を促進できるようにすることの必要性が見出さ
れた。このとき、バッテリー駆動されるような比較的小
型の読み取り装置においては、紫外線蛍光ランプの外部
または内部にヒーターを設置して加熱し、立ち上がり特
性を改善しようとしても、その電力供給能力の点で自ず
と限界がある。また、管電力の小さな小型の紫外線蛍光
ランプでは発熱量も少ないこともあって、放電ランプそ
れ自体の構造において対策を講じなければ必要充分な立
ち上がり特性を得ることができないことが明らかにされ
た。
【０００７】本発明の目的は、希ガスと共に水銀蒸気を
容器に封入した紫外線放電ランプの低温時における立ち
上がり特性を改善することにある。
容器に封入した紫外線放電ランプの低温時における立ち
上がり特性を改善することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は紫外線発光を
利用した比較的小型の読みとり装置に適用され、バッテ
リー駆動点灯される紫外線蛍光ランプとして、その小型
化の要請により外径が４．８ｍｍ以下、全長が５０ｍｍ
以下で、放電電力が２Ｗ以下の紫外線放電ランプについ
て鋭意検討した結果、紫外線蛍光ランプの放射する紫外
線にて可視光発光するインク等の発光をフォトトランジ
スタ等の受光素子で読み取り可能とする為には、照射す
る紫外線蛍光ランプの出力が管壁で概ね０．７ｍＷ／ｃ
ｍ2以上必要であり、また放電開始後５秒以内に０．７
ｍＷ／ｃｍ2以上の紫外線出力が得られれば実用上何等
支障無いことが判明した。即ち、放電開始時における紫
外線発光の立ち上がり特性が、０℃において少なくとも
０．１４ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃ有することによって、紫
外線発光を利用した比較的小型の読み取り装置に最適な
紫外線発光源としての能力を得ることが出来る。
利用した比較的小型の読みとり装置に適用され、バッテ
リー駆動点灯される紫外線蛍光ランプとして、その小型
化の要請により外径が４．８ｍｍ以下、全長が５０ｍｍ
以下で、放電電力が２Ｗ以下の紫外線放電ランプについ
て鋭意検討した結果、紫外線蛍光ランプの放射する紫外
線にて可視光発光するインク等の発光をフォトトランジ
スタ等の受光素子で読み取り可能とする為には、照射す
る紫外線蛍光ランプの出力が管壁で概ね０．７ｍＷ／ｃ
ｍ2以上必要であり、また放電開始後５秒以内に０．７
ｍＷ／ｃｍ2以上の紫外線出力が得られれば実用上何等
支障無いことが判明した。即ち、放電開始時における紫
外線発光の立ち上がり特性が、０℃において少なくとも
０．１４ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃ有することによって、紫
外線発光を利用した比較的小型の読み取り装置に最適な
紫外線発光源としての能力を得ることが出来る。
【０００９】上記立ち上がり特性を満足するために、本
発明者は読み取り光源用の紫外線放電ランプを多数試作
して夫々の特性を後述する各種実験にて得た結果、封入
ガス圧と立ち上がり特性に密接な関係のあることを見出
した。それによれば、０℃のような低温時の立ち上がり
特性の点において、封入ガス圧には最適値が存在する。
封入ガス圧が最適値よりも低くなる程に、放電管のイン
ピーダンスが低下し放電による発熱が減少して水銀の蒸
発が促進されず、それによって安定放電に至る過渡期の
紫外線発光効率が下がっていくと考えられる。封入ガス
圧が最適値よりも高くなると、封入気体の熱抵抗が大き
くなり（封入気体の分子量が多くなり）放電管が熱飽和
に至る迄の時間が増加する事となる。従って、水銀の蒸
発が促進されず、過渡期の紫外線出力が低下する事とな
る。実験によれば、０℃における放電開始時の紫外線発
光の立ち上がり特性として０．１４ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅ
ｃ以上を得るための、水銀蒸気と希ガスの封入ガス圧は
６〜１３ｋＰａの範囲を要することが見出された。
発明者は読み取り光源用の紫外線放電ランプを多数試作
して夫々の特性を後述する各種実験にて得た結果、封入
ガス圧と立ち上がり特性に密接な関係のあることを見出
した。それによれば、０℃のような低温時の立ち上がり
特性の点において、封入ガス圧には最適値が存在する。
封入ガス圧が最適値よりも低くなる程に、放電管のイン
ピーダンスが低下し放電による発熱が減少して水銀の蒸
発が促進されず、それによって安定放電に至る過渡期の
紫外線発光効率が下がっていくと考えられる。封入ガス
圧が最適値よりも高くなると、封入気体の熱抵抗が大き
くなり（封入気体の分子量が多くなり）放電管が熱飽和
に至る迄の時間が増加する事となる。従って、水銀の蒸
発が促進されず、過渡期の紫外線出力が低下する事とな
る。実験によれば、０℃における放電開始時の紫外線発
光の立ち上がり特性として０．１４ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅ
ｃ以上を得るための、水銀蒸気と希ガスの封入ガス圧は
６〜１３ｋＰａの範囲を要することが見出された。
【００１０】さらに上記実験の結果、紫外線蛍光ランプ
を構成する容器の肉厚と立ち上がり特性との間にも密接
な関係のあることが見出された。即ち、容器の内径が同
じでその肉厚を変化させた場合、点灯開始数分後の出力
安定状態ではその紫外線出力に実質的な差はないが、点
灯開始から数十秒以内の過渡期においては、肉厚の相違
によってもたらされる容器の熱容量の差によって立ち上
がり特性に顕著な差が生じた。これは、単位時間当たり
の発熱量は、紫外線蛍光ランプの内径、封入ガス圧、及
び放電電流などによって決定され、点灯開始後に周囲温
度と熱平衡状態に到達したときにその紫外線出力は安定
するので、容器の肉厚如何によらず容器の内径が同じで
あれば安定時の紫外線出力は同一となるはずである。し
かしながら、熱平衡状態に達するまでの間は、容器の肉
厚が厚く熱容量が大きい容器を同じ温度にするのに必要
な熱量は多く必要になる。単位時間当たりの発熱量が同
じであれば、容器の肉厚が薄い程同一の温度に達するま
での時間は短くて済む。実験によれば、０℃における放
電開始時の紫外線発光の立ち上がり特性として０．１４
ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃ以上を得るための、容器の内径
（φ）と容器の肉厚（ｔ）の関係は、ｔ（φ＋ｔ）≦
１．１１を満足させることが必要であることが解った。
例えばこの関係に従えば、容器の内径が２ｍｍのとき、
その肉厚は０．４５ｍｍとされるべきである。
を構成する容器の肉厚と立ち上がり特性との間にも密接
な関係のあることが見出された。即ち、容器の内径が同
じでその肉厚を変化させた場合、点灯開始数分後の出力
安定状態ではその紫外線出力に実質的な差はないが、点
灯開始から数十秒以内の過渡期においては、肉厚の相違
によってもたらされる容器の熱容量の差によって立ち上
がり特性に顕著な差が生じた。これは、単位時間当たり
の発熱量は、紫外線蛍光ランプの内径、封入ガス圧、及
び放電電流などによって決定され、点灯開始後に周囲温
度と熱平衡状態に到達したときにその紫外線出力は安定
するので、容器の肉厚如何によらず容器の内径が同じで
あれば安定時の紫外線出力は同一となるはずである。し
かしながら、熱平衡状態に達するまでの間は、容器の肉
厚が厚く熱容量が大きい容器を同じ温度にするのに必要
な熱量は多く必要になる。単位時間当たりの発熱量が同
じであれば、容器の肉厚が薄い程同一の温度に達するま
での時間は短くて済む。実験によれば、０℃における放
電開始時の紫外線発光の立ち上がり特性として０．１４
ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃ以上を得るための、容器の内径
（φ）と容器の肉厚（ｔ）の関係は、ｔ（φ＋ｔ）≦
１．１１を満足させることが必要であることが解った。
例えばこの関係に従えば、容器の内径が２ｍｍのとき、
その肉厚は０．４５ｍｍとされるべきである。
【００１１】
【作用】上記した手段によれば、放電開始時の紫外線発
光の立ち上がり特性を０℃において少なくとも０．１４
ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃとするために、水銀蒸気と希ガス
の封入ガス圧を６〜１３ｋＰａの範囲とし、また、容器
の内径（φ）と容器の肉厚（ｔ）の関係をｔ（φ＋ｔ）
≦１．１１とすることによって、従来の水銀非封入型の
所謂希ガス蛍光ランプに比べて紫外線発光効率を向上さ
せることができると共に低温時における立ち上がり特性
も良好なものとすることができ、それら手段は封入ガス
圧や容器の肉厚といった蛍光ランプそれ自体に必須の構
成に着目するものであって、点灯時に過負荷を与えるこ
とを要さず、また、特別な回路手段や部材を蛍光ランプ
に外付けすることを要しないから、紫外線発光を利用し
た比較的小型の読み取り装置に適用されバッテリー駆動
にて点灯される紫外線蛍光ランプに最適である。
光の立ち上がり特性を０℃において少なくとも０．１４
ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃとするために、水銀蒸気と希ガス
の封入ガス圧を６〜１３ｋＰａの範囲とし、また、容器
の内径（φ）と容器の肉厚（ｔ）の関係をｔ（φ＋ｔ）
≦１．１１とすることによって、従来の水銀非封入型の
所謂希ガス蛍光ランプに比べて紫外線発光効率を向上さ
せることができると共に低温時における立ち上がり特性
も良好なものとすることができ、それら手段は封入ガス
圧や容器の肉厚といった蛍光ランプそれ自体に必須の構
成に着目するものであって、点灯時に過負荷を与えるこ
とを要さず、また、特別な回路手段や部材を蛍光ランプ
に外付けすることを要しないから、紫外線発光を利用し
た比較的小型の読み取り装置に適用されバッテリー駆動
にて点灯される紫外線蛍光ランプに最適である。
【００１２】
【実施例】図１には本発明の一実施例に係る紫外線蛍光
ランプが示される。本実施例の紫外線蛍光ランプは、紫
外線発光を利用した比較的小型の読み取り装置に適用さ
れ、バッテリー駆動にて点灯されるものであり、その小
型化の要請により外径が４．８ｍｍ以下、全長が５０ｍ
ｍ以下の、内面に蛍光体４を有する円筒形のガラス製容
器１に、希ガスと共に水銀蒸気が封入され、容器１の両
端に外部から導入された夫々のリード線２の先端部に放
電電極３が設けられて、放電電力が２Ｗ以下とされて構
成される。希ガスはキセノン、ネオン、アルゴンなどの
単体ガス、又はそれらの混合ガスとされる。蛍光体はＳ
ｒＢ4Ｏ7：ＥｕやＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂなどとされる。本
実施例の紫外線蛍光ランプが所謂ブラックライト蛍光ラ
ンプとされる場合、容器は可視光遮断の紫外線透過ガラ
スにされる。本実施例の紫外線蛍光ランプはその構造か
ら明らかなように非予熱形式の冷陰極放電ランプとされ
る。放電電極は容器の外部に配置する事も可能である。
ランプが示される。本実施例の紫外線蛍光ランプは、紫
外線発光を利用した比較的小型の読み取り装置に適用さ
れ、バッテリー駆動にて点灯されるものであり、その小
型化の要請により外径が４．８ｍｍ以下、全長が５０ｍ
ｍ以下の、内面に蛍光体４を有する円筒形のガラス製容
器１に、希ガスと共に水銀蒸気が封入され、容器１の両
端に外部から導入された夫々のリード線２の先端部に放
電電極３が設けられて、放電電力が２Ｗ以下とされて構
成される。希ガスはキセノン、ネオン、アルゴンなどの
単体ガス、又はそれらの混合ガスとされる。蛍光体はＳ
ｒＢ4Ｏ7：ＥｕやＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂなどとされる。本
実施例の紫外線蛍光ランプが所謂ブラックライト蛍光ラ
ンプとされる場合、容器は可視光遮断の紫外線透過ガラ
スにされる。本実施例の紫外線蛍光ランプはその構造か
ら明らかなように非予熱形式の冷陰極放電ランプとされ
る。放電電極は容器の外部に配置する事も可能である。
【００１３】本実施例の紫外線蛍光ランプの一つの代表
的な仕様を挙れば以下の通りである。 管外径：φ２．９（ｍｍ） 管内径：φ２．０（ｍ
ｍ） 管長：２２ｍｍ 蛍光体：ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ 封入ガス：ネオンガス１０ＫＰａ及び水銀蒸気 管電流：７ｍＡｒｍｓ 管電圧：１８０Ｖｒｍｓ
管電力：１．３Ｗ 紫外線出力：雰囲気温度０℃にて放電開始５秒後に管壁
で０．８ｍＷ／ｃｍ2
的な仕様を挙れば以下の通りである。 管外径：φ２．９（ｍｍ） 管内径：φ２．０（ｍ
ｍ） 管長：２２ｍｍ 蛍光体：ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ 封入ガス：ネオンガス１０ＫＰａ及び水銀蒸気 管電流：７ｍＡｒｍｓ 管電圧：１８０Ｖｒｍｓ
管電力：１．３Ｗ 紫外線出力：雰囲気温度０℃にて放電開始５秒後に管壁
で０．８ｍＷ／ｃｍ2
【００１４】紫外線蛍光ランプに水銀蒸気を封入する
と、放電によって発生する水銀スペクトル中の２５３．
７ｎｍの紫外線によって上記蛍光体が励起され、希ガス
だけでの放電に比べて蛍光体の励起が活発になり、それ
によって波長が大凡３００〜４００ｎｍの紫外線の発光
効率を増すことができる。このとき、低温時の立ち上が
り特性が、０℃において点灯開始５秒以内に紫外線の管
壁出力が０．７ｍＷ／ｃｍ2以上を満足するようになっ
ている。換言すれば、放電開始時における紫外線発光の
立ち上がり特性は、０℃において少なくとも０．１４ｍ
Ｗ／ｃｍ2／ｓｅｃを満足する。そのような立ち上がり
特性を満足するために、水銀蒸気と希ガスの封入ガス圧
は６〜１３ｋＰａとされる。さらに、容器の内径（φ）
と容器の肉厚（ｔ）の関係は、ｔ（φ＋ｔ）≦１．１１
とされる。
と、放電によって発生する水銀スペクトル中の２５３．
７ｎｍの紫外線によって上記蛍光体が励起され、希ガス
だけでの放電に比べて蛍光体の励起が活発になり、それ
によって波長が大凡３００〜４００ｎｍの紫外線の発光
効率を増すことができる。このとき、低温時の立ち上が
り特性が、０℃において点灯開始５秒以内に紫外線の管
壁出力が０．７ｍＷ／ｃｍ2以上を満足するようになっ
ている。換言すれば、放電開始時における紫外線発光の
立ち上がり特性は、０℃において少なくとも０．１４ｍ
Ｗ／ｃｍ2／ｓｅｃを満足する。そのような立ち上がり
特性を満足するために、水銀蒸気と希ガスの封入ガス圧
は６〜１３ｋＰａとされる。さらに、容器の内径（φ）
と容器の肉厚（ｔ）の関係は、ｔ（φ＋ｔ）≦１．１１
とされる。
【００１５】図２は水銀蒸気と希ガスの封入ガス圧の最
適範囲を得るために行った各種実験結果から得られた傾
向を示すものである。実験に用いた紫外線蛍光ランプ
は、外径２．５ｍｍ（肉厚０．３９ｍｍ）〜４．８ｍｍ
（肉厚０．８ｍｍ）、全長２５ｍｍ〜５０ｍｍ、消費電
力０．５Ｗ〜２Ｗとされる。夫々の封入ガスはネオンガ
スと微量の水銀蒸気であり、０℃の雰囲気にて、夫々の
紫外線放電ランプにつき放電開始から安定放電に至るま
での単位面積における単位時間当たりの紫外線出力（ｍ
Ｗ）を得たものである。これによって、前記立ち上がり
特性を満足するための封入ガス圧は６〜１３ｋＰａの範
囲であることを得た。
適範囲を得るために行った各種実験結果から得られた傾
向を示すものである。実験に用いた紫外線蛍光ランプ
は、外径２．５ｍｍ（肉厚０．３９ｍｍ）〜４．８ｍｍ
（肉厚０．８ｍｍ）、全長２５ｍｍ〜５０ｍｍ、消費電
力０．５Ｗ〜２Ｗとされる。夫々の封入ガスはネオンガ
スと微量の水銀蒸気であり、０℃の雰囲気にて、夫々の
紫外線放電ランプにつき放電開始から安定放電に至るま
での単位面積における単位時間当たりの紫外線出力（ｍ
Ｗ）を得たものである。これによって、前記立ち上がり
特性を満足するための封入ガス圧は６〜１３ｋＰａの範
囲であることを得た。
【００１６】図３は容器の内径に対する肉厚の最適範囲
を得るために行った各種実験結果から得られた傾向を示
すものである。実験に用いた紫外線蛍光ランプは、内径
２ｍｍ、全長２５ｍｍ、消費電力０．６Ｗで、容器の肉
厚を０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲で各種変化させたも
のとされる。夫々の封入ガスはネオンガスと微量の水銀
蒸気であり、１０ｋＰａとされ、０℃の雰囲気にて、夫
々の紫外線放電ランプにつき放電開始から安定放電に至
るまでの単位面積における単位時間当たりの紫外線出力
（ｍＷ）を得たものである。これによって、前記立ち上
がり特性を満足するための肉厚は０．４５ｍｍ以下であ
ることを得た。さらに容器の内径を３ｍｍに変更して同
様の実験を行った場合、内径が増した分だけ単位時間当
たりの紫外線出力が全体的に低下し、それによって所期
の立ち上がり特性を得るには肉厚は図３よりも薄くされ
なければならないと言う傾向を得た。これらの実験結果
を考慮し、図３の結果を代表値とし、容器の内径と肉厚
との間で満足すべき関係は、上記のｔ（φ＋ｔ）≦１．
１１であることを導き出した。これは以下の理由によ
る。すなわち、単位時間当たりの発熱量は、紫外線傾向
ランプの内径、封入ガス圧、及び放電電流などによって
決定され、点灯開始後に周囲温度と熱平衡状態に到達し
たときにその紫外線出力は安定するので、容器の肉厚如
何によらず容器の内径が同じであれば安定時の紫外線出
力は同一となるはずである。一方、熱平衡状態に達する
までの間は、容器の肉厚が厚く熱容量が大きい容器を同
じ温度にするのに必要な熱量は多く必要になる。単位時
間当たりの発熱量が同じであれば、容器の肉厚が薄い程
同一の温度に達するまでの時間は短くて済む。さらに内
径が大きければ単位面積における単位時間当たりの紫外
線発光量は減るのでその分だけ肉厚を薄くすることが必
要になる。これを踏まえ、容器の横断面の面積は、内径
２ｍｍ、肉厚０．４５ｍｍの容器の断面積以下であるこ
とが望ましいと結論付けて上記関係を導いた。
を得るために行った各種実験結果から得られた傾向を示
すものである。実験に用いた紫外線蛍光ランプは、内径
２ｍｍ、全長２５ｍｍ、消費電力０．６Ｗで、容器の肉
厚を０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲で各種変化させたも
のとされる。夫々の封入ガスはネオンガスと微量の水銀
蒸気であり、１０ｋＰａとされ、０℃の雰囲気にて、夫
々の紫外線放電ランプにつき放電開始から安定放電に至
るまでの単位面積における単位時間当たりの紫外線出力
（ｍＷ）を得たものである。これによって、前記立ち上
がり特性を満足するための肉厚は０．４５ｍｍ以下であ
ることを得た。さらに容器の内径を３ｍｍに変更して同
様の実験を行った場合、内径が増した分だけ単位時間当
たりの紫外線出力が全体的に低下し、それによって所期
の立ち上がり特性を得るには肉厚は図３よりも薄くされ
なければならないと言う傾向を得た。これらの実験結果
を考慮し、図３の結果を代表値とし、容器の内径と肉厚
との間で満足すべき関係は、上記のｔ（φ＋ｔ）≦１．
１１であることを導き出した。これは以下の理由によ
る。すなわち、単位時間当たりの発熱量は、紫外線傾向
ランプの内径、封入ガス圧、及び放電電流などによって
決定され、点灯開始後に周囲温度と熱平衡状態に到達し
たときにその紫外線出力は安定するので、容器の肉厚如
何によらず容器の内径が同じであれば安定時の紫外線出
力は同一となるはずである。一方、熱平衡状態に達する
までの間は、容器の肉厚が厚く熱容量が大きい容器を同
じ温度にするのに必要な熱量は多く必要になる。単位時
間当たりの発熱量が同じであれば、容器の肉厚が薄い程
同一の温度に達するまでの時間は短くて済む。さらに内
径が大きければ単位面積における単位時間当たりの紫外
線発光量は減るのでその分だけ肉厚を薄くすることが必
要になる。これを踏まえ、容器の横断面の面積は、内径
２ｍｍ、肉厚０．４５ｍｍの容器の断面積以下であるこ
とが望ましいと結論付けて上記関係を導いた。
【００１７】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、
上記実施例では容器の肉厚と封入ガス圧とを共に最適範
囲として構成したが、何れか一方のみを最適範囲として
所期の低温時における立ち上がり特性を実現させること
が可能である。
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、
上記実施例では容器の肉厚と封入ガス圧とを共に最適範
囲として構成したが、何れか一方のみを最適範囲として
所期の低温時における立ち上がり特性を実現させること
が可能である。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、放電開始時の紫外線発
光の立ち上がり特性を０℃において少なくとも０．１４
ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃとし、また、そのために水銀蒸気
と希ガスの封入ガス圧を６〜１３ｋＰａの範囲とし、更
に、容器の内径（φ）と容器の肉厚（ｔ）の関係をｔ
（φ＋ｔ）≦１．１１とすることによって、従来の水銀
非封入型の所謂希ガス蛍光ランプに比べて紫外線発光効
率を向上させることができると共に低温時における立ち
上がり特性も良好なものとすることができる。さらにそ
れら手段は封入ガス圧や容器の肉厚という蛍光ランプそ
れ自体に必須の構成に着目するものであって、点灯時に
過負荷を与えることを要さず、また、特別な回路手段や
部材を蛍光ランプに外付けすることを要しないから、紫
外線発光を利用した比較的小型の読み取り装置に適用さ
れバッテリー駆動にて点灯されるものに最適な紫外線蛍
光ランプとすることができる。
光の立ち上がり特性を０℃において少なくとも０．１４
ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃとし、また、そのために水銀蒸気
と希ガスの封入ガス圧を６〜１３ｋＰａの範囲とし、更
に、容器の内径（φ）と容器の肉厚（ｔ）の関係をｔ
（φ＋ｔ）≦１．１１とすることによって、従来の水銀
非封入型の所謂希ガス蛍光ランプに比べて紫外線発光効
率を向上させることができると共に低温時における立ち
上がり特性も良好なものとすることができる。さらにそ
れら手段は封入ガス圧や容器の肉厚という蛍光ランプそ
れ自体に必須の構成に着目するものであって、点灯時に
過負荷を与えることを要さず、また、特別な回路手段や
部材を蛍光ランプに外付けすることを要しないから、紫
外線発光を利用した比較的小型の読み取り装置に適用さ
れバッテリー駆動にて点灯されるものに最適な紫外線蛍
光ランプとすることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る紫外線蛍光ランプの縦
断面図である。
断面図である。
【図２】水銀蒸気と希ガスの封入ガス圧の最適範囲を得
るために行った各種実験結から得られた傾向を示す説明
図である。
るために行った各種実験結から得られた傾向を示す説明
図である。
【図３】容器の内径に対する肉厚の最適範囲を得るため
に行った各種実験結から得られた傾向を示す説明図であ
る。
に行った各種実験結から得られた傾向を示す説明図であ
る。
１ 容器 ２ リード線 ３ 放電電極 ４ 蛍光体
Claims (2)
- 【請求項１】 外径が４．８ｍｍ以下、全長が５０ｍｍ
以下の、内面に蛍光体を有する容器に、希ガスと共に水
銀蒸気が封入され、容器の内部又は外部に一対の放電電
極を有し、放電電力が２Ｗ以下で、放電開始時における
紫外線発光の立ち上がり特性が、０℃において少なくと
も０．１４ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃとされるものであっ
て、水銀蒸気と共に希ガスが６〜１３ｋＰａ封入されて
成る紫外線蛍光ランプ。 - 【請求項２】 外径が４．８ｍｍ以下、全長が５０ｍｍ
以下の、内面に蛍光体を有する容器に、希ガスと共に水
銀蒸気が封入され、容器の内部又は外部に一対の放電電
極を有し、放電電力が２Ｗ以下で、放電開始時における
紫外線発光の立ち上がり特性が、０℃において少なくと
も０．１４ｍＷ／ｃｍ2／ｓｅｃとされるものであっ
て、容器の内径（φ）と容器の肉厚（ｔ）が、ｔ（φ＋
ｔ）≦１．１１の関係を有して成る紫外線蛍光ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05510395A JP3497597B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 紫外線蛍光ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05510395A JP3497597B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 紫外線蛍光ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08227692A true JPH08227692A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3497597B2 JP3497597B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=12989421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05510395A Expired - Fee Related JP3497597B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 紫外線蛍光ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3497597B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5962977A (en) * | 1996-12-20 | 1999-10-05 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Low pressure discharge lamp having electrodes with a lithium-containing electrode emission material |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP05510395A patent/JP3497597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5962977A (en) * | 1996-12-20 | 1999-10-05 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Low pressure discharge lamp having electrodes with a lithium-containing electrode emission material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3497597B2 (ja) | 2004-02-16 |
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