(57)【要約】【課題】水銀フリーでありながらアーク収縮を抑えて発光効率のよい紫外線を得る。【解決手段】紫外線透過性である石英ガラス製で放電空間１０を形成する気密容器１１内に一対の耐火性金属からなる放電電極１２１，１２２が封装されている。気密容器１１内に紫外域に発光を持つ金属を単体、またはハロゲン化金属で封入し、それに加えて希ガスが封入されることで水銀を含まないメタルハライドランプの実現が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線透過性の材料からなる気密容器内に、一対の耐火性金属製の放電電極を対向配置し、前記気密容器内に紫外域に発光を持つ金属単体またはハロゲン化物とともに、希ガスを封入したことを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
前記発光金属とは別に、少なくともセシウムまたはケイ素が含まれていることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
前記金属単体は、鉄、錫の少なくとも一方が封入されていることを特徴とする請求項１または２記載のメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紫外線を放射させ、硬化・重合効果が望まれる樹脂・印刷分野での環境対応用の搭載ランプとして有効な水銀を含まないメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から紫外線放射のメタルハライドランプでは、３４０〜３８０ｎｍの波長に発光を持つＦｅを封入したＦｅ系メタルハライドランプが主流であり、その有用な特性により水銀が封入されていた。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開平５−１３５７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、水銀が含まれていることから環境調和型の光源として芳しくない。水銀を含まないランプの場合は、水銀が有する高い蒸気圧が望めないことからランプ電圧が低下し、所望の光量を持った紫外光を得ることができない、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、水銀フリーでありながらアーク収縮を抑えて所望の紫外線発光を効率よく得ることが可能なメタルハライドランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明のメタルハライドランプでは、紫外線透過性の材料からなる気密容器内に、一対の耐火性金属製の放電電極を対向配置し、前記気密容器内に紫外域に発光を持つ金属単体またはハロゲン化物とともに、希ガスを封入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、水銀を封入しないくても、紫外線放射を実現できるとともに、セシウムまたはシリコンを入れることで、アークの収縮を抑えて発光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は、この発明のメタルハライドランプに関する一実施形態について説明するための基本的な構成図である。  
図１において、紫外線透過性を有する石英ガラス製で放電空間１０を形成する気密容器１１の長手方向両端の内部には、例えばタングステン製の放電用の電極１２１，１２２が配置される。
【０００９】
電極１２１，１２２はそれぞれインナーリード１３１，１３２を介して金属箔１４１，１４２の一端に溶接される。金属箔１４１，１４２の他端には、図示しないアウターリードの一端を溶接する。金属箔１４１，１４２の部分は気密容器１１のインナーリード１３１，１３２からアウターリードの一端までの気密容器１１を加熱して封止する。
【００１０】
金属箔１４１，１４２は、気密容器１１を形成する石英ガラスの熱膨張率に近い材料であれば何でもよいが、この条件に適したものとして例えばモリブデンとする。金属箔１４１，１４２に一端がそれぞれ接続された図示しないアウターリードには、例えばセラミック製のソケット１５１，１５２の内部で電気的に接続された給電用のリード線１６１，１６２を絶縁封止するとともに図示しない電源回路に接続される。
【００１１】
気密容器１１内には、キセノンガスが封入されている。封入物としては、紫外域に発光を持たせる鉄または錫のうち少なくとも一方を封入している。さらに、添加封入物としては、ヨウ化セシウムまたはヨウ化シリコンを封入している。
【００１２】
なお、添加封入物がセシウムまたはシリコンの場合の封入物としては、ヨウ化鉄またはヨウ化錫を封入する。
【００１３】
図２は、この発明と従来の気密容器１１内に封入する封入物について説明するための説明図である。  
図２に示す従来（ａ）は、水銀（Ｈｇ）、鉄（Ｆｅ）、錫（Ｓｎ）、ヨウ化水銀（ＨｇＩ２）、それにアルゴンガス（Ａｒ）が１．３３ｋＰａで封入されたものである。
【００１４】
図２に示す本発明（ｂ）は、ヨウ化鉄（ＦｅＩ２）、ヨウ化錫（ＳｎＩ２）、それにキセノンガス（Ｘｅ）が４０．０ｋＰａで封入されたものである。
【００１５】
また、図２に示す本発明（ｃ）は、ヨウ化鉄（ＦｅＩ２）、ヨウ化錫（ＳｎＩ２）、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、それにキセノンガス（Ｘｅ）が４０．０ｋＰａで封入されたものである。図２に示す本発明（ｄ）は、ヨウ化鉄（ＦｅＩ２）、ヨウ化錫（ＳｎＩ２）、ヨウ化ケイ素（ＳｉＩ４）、それにキセノンガス（Ｘｅ）が４０．０ｋＰａで封入されたものである。
【００１６】
このように、図２（ａ）では水銀が封入されているが、それ以外の図２（ｂ）〜（ｄ）には、水銀が封入されていない。
【００１７】
以下、図２の（ａ）〜（ｄ）の封入物をランプに封入した場合における放電アークの発生について図３を参照しながら説明する。
【００１８】
ここで用いるメタルハライドランプの気密容器１１は、外径φが１６．０ｍｍ、肉厚ｍが１．０ｍｍ、発光長Ｌが９０ｍｍの一重管で構成される。電気特性としては、ランプ電圧７６Ｖ、ランプ電流７．３Ａとする。
【００１９】
まず、図２の（ａ）が気密容器１１に封入された場合は、水銀が封入されていることから、放電アークは図３（ａ）に示すような気密容器１１上下を偏りなく発生する。
【００２０】
図２の（ｂ）が封入された場合は、水銀が封入されていないことから、図３（ｂ）に示すような放電アークが気密容器１１の上側に偏り、ヨウ化鉄が気密容器１１の下側に溜まって、水銀の高い蒸気圧が望めずランプ電圧が低下するものの、紫外線を得ることができる。
【００２１】
この場合、所望の光量を得るには、ランプの数が増えてしまうものの、環境に配慮したランプの実現が可能となる。
【００２２】
図２の（ｃ）が気密容器１１内に封入された場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）の作用で、図３（ｃ）に示すような放電アーク下側が若干欠けた程度となる。このため、ヨウ化鉄が放電アークにより蒸発され、ランプ電圧の低下を抑えて所望の光量の紫外線を得ることが可能となる。
【００２３】
図２の（ｄ）が気密容器１１内に封入された場合、ヨウ化ケイ素（ＳｉＩ４）の作用で、図３（ｄ）に示すような放電アーク下側が若干欠けた程度となる。このため、ヨウ化鉄が放電アークにより蒸発され、ランプ電圧の低下を抑えて所望の光量の紫外線を得ることが可能となる。
【００２４】
図４は、水銀入りの図２（ａ）の封入物と水銀フリーの図２（ｂ）〜（ｄ）の封入物との分光分布について説明するための説明図である。
【００２５】
水銀フリーの図２（ｂ）〜（ｄ）の封入物が封入されたこの発明のメタルハライドランプの場合でも、水銀が入った図２（ａ）の封入物による従来のメタルハライドランプと同じように必要となる波長３４０〜３８０ｎｍの紫外光を得られることが分かった。
【００２６】
この実施形態では、水銀を封入しないランプにおいても、鉄の発光ピークを持つ紫外線放射のメタルハライドランプ獲得できるとともに、ヨウ化セシウム、ヨウ化ケイ素を入れることで、水銀フリーランプの懸念点であったアークの収縮による発光効率の低下を抑えることができる。このため、水銀封入時と同等の分光分布を確保し、アーク収縮を改善したメタルハライドランプを確保でき、環境に優しい放電灯を確保できる。
【００２７】
この発明の水銀を使用しないメタルハライドランプとしては、上記した実施形態に限定されるものではない。たとえば、石英ガラス製で外径が１７ｍｍ、肉厚が１ｍｍ、電極１２１と１２２の極間が１２５ｍｍの状態で封着されたの気密容器１１内に、鉄３ｍｇ、ヨウ化鉄２４ｍｇ、キセノン１３．３ｋＰａが封入されたメタルハライドランプを、ランプ電圧１４５Ｖも、ランプ電流１１．７Ａ、ランプ電力１５００Ｗで点灯させ紫外線を得ることができる。
【００２８】
また、石英ガラス製で外径が１７ｍｍ、肉厚が１ｍｍ、電極１２１と１２２の極間が１２５ｍｍの状態で封着されたの気密容器１１内に、鉄３ｍｇ、ヨウ化鉄１８ｍｇ、キセノン１３．３ｋＰａが封入されたメタルハライドランプを、ランプ電圧１４９Ｖも、ランプ電流１１．５Ａ、ランプ電力１５００Ｗで点灯させ紫外線を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明のメタルハライドランプに関する一実施形態について説明するための基本的な構成図。
【図２】ランプに封入されるこの発明と従来の封入物について説明するための説明図。
【図３】この発明と従来の放電アークについて説明するための説明図。
【図４】この発明と従来の分光分布について説明するための説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１０  放電空間
１１  気密容器
１２１，１２２  電極
１３１，１３２  インナーリード
１４１，１４２  金属箔
１５１，１５２  ソケット
１６１，１６２  リード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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