(57)【要約】【課題】放電電極がスパッタすることなく長寿命で安定して使用することができ、かつ紫外線を高効率で発光させることのでき、そして環境問題にも配慮するとともに、さらに紫外線発光時にのみ表示体を表すことができる紫外線発光管の提供を目的とする。【解決手段】平板状の気密容器４に紫外線放射ガスを含む放電ガスを封入してなる放電空間５内に間隔を設けて対向配置し、誘電体６で被覆する放電電極７は、その対向方向の全長を、交流電圧を印加して生じる放電により陽光柱プラズマが発生し得る長さに設定するとともに、透明材料にて文字・記号等の表示体を表す切り抜き部９を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の気密容器に紫外線放射ガスを含む放電ガスを封入してなる放電空間内に間隔を設けて対向配置し、誘電体で被覆してなる放電電極の対向方向の全長を、交流電圧を印加して生じる放電により陽光柱プラズマが発生し得る長さに設定するとともに、この放電電極は発光時にのみ文字・記号等の表示体を表す表示機能を備えてなることを特徴とする紫外線発光管。
【請求項２】
放電電極は透明材料より成り、この放電電極を切り抜き形成して文字・記号等の表示体を形成することを特徴とする請求項１記載の紫外線発光管。
【請求項３】
放電電極は透明材料より成り、この放電電極そのもので文字・記号等の表示体を形成することを特徴とする請求項１記載の紫外線発光管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線を発生する紫外線発光管に関し、特に高効率でかつ長寿命で安定して使用することができ、環境問題にも配慮するとともに、紫外線発光時にのみ文字・記号などを表示させることもできる紫外線発光管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蛍光体を励起して可視光を発光させる目的や、殺菌効果等を目的とする紫外線発光管１１としては、図３及び図４に示すごとく、板ガラスからなる背面基板１２の上に石英ガラス等の紫外線透過ガラスからなる前面基板１３を対向配置し、その周縁部をフリットガラス等の気密封止材で封止して気密容器１４を形成するとともに、背面基板１２の長手方向に沿って陰極１５と陽極１６を対向させて配置し、その気密容器１４内に希ガスを主成分とする紫外線放射ガス封入して放電空間１７を形成したものが存在している。１８は、気密容器１４外に延出した陰極１５と陽極１６を接続するリード端子である。そして、リード端子１８を介して電極間にＤＣパルス電源で直流のパルスを印加し放電させることにより、紫外線放射ガスを励起して紫外線を発生させている。駆動電源としてＤＣパルス電源を用いるのは、直流を連続して印加すると集中放電により電極がすぐに劣化してしまうことから、十数ｋＨｚ程度のＤＣパルス電圧を印加することで間欠的に放電し、発光させているものである。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５９−３５３５１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の紫外線発光管にあっては、ＤＣパルス電源を用いて間欠的に放電させるとはいえ、放電空間内に放電電極が露出していることから放電電極がスパッタすることを防ぐことはできず、紫外線出力が経時的に低下し短寿命を余儀なくされていた。
【０００５】
そこで、放電電極がスパッタすることを防いで長寿命特性とすることを企図して、放電電極をガラス等の誘電体で覆った上でＡＣ電源にて駆動する、いわゆる無電極紫外線放電管が案出された。その構成は、放電により発生した電荷が誘電体の表面に残留して壁電荷を生成し、放電空間内の電界を中和するように蓄積されてゆき、放電空間内の電界強度が低下し紫外線放射ガスの電離が継続できなくなって放電が停止する。つぎに、交流電圧が逆極性に切り替わり、誘電体に蓄積された電荷と同極性の電圧が放電電極に印加されると、この場合の放電開始電圧は壁電圧と端子電圧の和となることから、低い電圧で再び放電を開始する。このようにして、一旦放電発光した放電管は、次々と交流電圧での逆電圧を繰り返すことにより放電を持続し、この放電により紫外線を連続的に発光することができるというものである。
【０００６】
しかしながら、この無電極放電管は、有電極放電管と比較すると紫外線出力がかなり弱く、すなわち低効率という、この種紫外線放電管にとって致命的な問題があった。また、紫外線発光管としては、紫外線発光時には直視を避ける等の注意を喚起すべく「紫外線照射中」、「ＵＶ注意！」等の表示が表れるように、前面基板に紫外線により励起されて可視光を発光する蛍光体で文字・記号等を描くことも行われているが、蛍光体は透明ではないことから、紫外線が発光していない場合でも、「紫外線照射中」等の蛍光体が描く表示体が表れてしまっていた。これでは、紫外線発光管の使用者に誤解や混乱を起こす虞があった。
【０００７】
そこで本発明にあっては、上述した課題を解決すべく、放電電極がスパッタすることなく長寿命で安定して使用することができ、かつ紫外線を高効率で発光させることのでき、さらに紫外線発光時にのみ表示体を表すことができる紫外線発光管の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の紫外線発光管は、平板状の気密容器に紫外線放射ガスを含む放電ガスを封入してなる放電空間内に間隔を設けて対向配置し、誘電体で被覆してなる放電電極の対向方向の全長を、交流電圧を印加して生じる放電により陽光柱プラズマが発生し得る長さに設定するとともに、この放電電極は発光時にのみ文字・記号等の表示体を表す表示機能を備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、放電電極は透明材料より成り、この放電電極を切り抜き形成して文字・記号等の表示体を形成することを特徴とするものである。
【００１０】
また、放電電極は透明材料より成り、この放電電極そのもので文字・記号等の表示体を形成することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の紫外線発光管１を示すものであり、長方形状の板ガラスからなる背面基板２の上に、紫外線を透過して放射するための石英ガラス等の紫外線透過ガラスからなる前面基板３（背面基板２よりも若干幅径が小さい）を対向配置し、その周縁部をフリットガラス等の気密封止材で封止してなる気密容器４に、紫外線放射ガスを含む放電ガスを封入して放電空間５を形成し、さらにその放電空間５内の背面基板２を被覆して（放電電極自体の対向方向の全長と比較して）微小な間隙８を設けて相対向する放電電極７を配置し、そして放電空間５内の放電電極７の表面をガラス等の透明な誘電体６が被覆している。
【００１２】
放電電極７は、背面基板２の中央部分に１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の微小な間隙８を設けてほぼ全面に渡って酸化錫等からなる透明な電極材料を相対向して配置することで形成され、さらに放電電極７には文字・記号を表すべく切り抜き部９を形成する。すなわち、本実施例にあっては「ＵＶ照射中」の文字の形状にマスキングをして電極材料を塗着することで、放電電極７に切り抜き部９を形成する。また、気密容器４内の放電電極７の表面（間隙８部分も含んでもよい）をガラス等からなる誘電体６が覆うことで、放電電極７を放電空間５内に直接露出させない構造としている。また、この誘電体６の表面には、耐イオン衝撃性を有する酸化マグネシウム等からなる保護膜（図示せず）を適宜な厚さに被着形成している。さらに放電電極７は、気密封止材を貫通して気密容器４外に延出し、背面基板２の両端部においてリード端子１０を接続するための接続部としている。そして、気密容器４内における誘電体６で被覆され対向配置された２つの放電電極７の対向方向の全長は、グロー放電による陽光柱プラズマを生じさせることのできるように充分長く設定するものであり、本実施例では約５５ｍｍとしている。また放電電極の間隔は、放電開始電圧を決めるものであって、放電ガスの種類とそのガス圧力、そして印加電圧（電源）を本実施例のごとく適宜に設定する必要があり、後述するごとく放電ガスに水銀を混合しない場合には、混合した場合と比較して放電しづらいことから、放電電極間隔を上述したごとく放電電極７の対向方向の全長と比較して微小な間隙８に設定して、水銀がなくとも放電可能とするものである。
【００１３】
気密容器４に封入する放電ガスとしては、所望する紫外線の波長に応じて、アルゴン、アルゴンとキセノン、又はアルゴンとネオンを混合した混合ガスを用い、その内部ガス圧は６ｋＰａ〜１２ｋＰａの範囲とする。
【００１４】
然して、上述した如き構成からなる紫外線発光管１において、リード端子１０間に図示しないＡＣインバーター電源により２０〜１００ｋＨｚで数〜十数Ｖの所定の交流電圧を印加し、放電電極７間に交流電圧が印加されると、まず放電空間５内の電界強度が紫外線放射ガスの電離を引き起こす程度に高まる。そして一旦電離が起こると、生成した電子が次々と他の気体分子に衝突して、さらに電離を加速し、これにより放電が生じる。そして、放電電極７と放電空間５との間の誘電体６に電流経路がないことから、この放電により発生した電荷（イオン・電子）は誘電体６の表面に残留して、壁電荷が生成される。この壁電荷は、放電空間５内の電界を中和するように蓄積されていくことから、放電空間５内の電界強度が低下しついには電離が継続できなくなって放電が停止する。
【００１５】
つぎに、交流電圧が逆極性に切り替わり、誘電体６に蓄積された電荷と同極性の電圧が放電電極７に印加されると、この場合の放電開始電圧は壁電圧と端子電圧の和となることから、低い電圧で再び放電を開始する。このようにして、一旦放電発光した放電管は、次々と逆電圧を繰り返すことにより放電を持続し、このグロー放電の陽光柱により紫外線を連続的に発光させることができるものである。この紫外線発光管１の発光は、紫外線領域が中心波長ではあるが、可視光域にも及ぶことから、切り抜き部９を除く放電電極７が発光して「ＵＶ照射中」の文字が抜き文字として視認されることとなる。
上述した従来の紫外線放電管にあっては、非透明若しくは半透明の蛍光体を用いて前面基板に文字・記号等の表示体を描くことから、透明でない蛍光体は紫外線が発光していない場合でも表示体として視認されてしまい、紫外線発光管の使用者に誤解や混乱を起こすものであったが、本実施例の紫外線放電管では、非通電時には放電電極は透明で表示体を視認させことはなく、そして紫外線発光時のみ切り抜き部９を除く放電電極７が発光して、切り抜き部９が表す「ＵＶ照射中」の文字が抜き文字として効果的に視認されるものである。
【００１６】
上述した次々と逆電圧を繰り返すための電源としては、汎用のＡＣインバーター電源を用いることができ、従来の紫外線発光管に用いるＤＣパルス電源のごとく特殊な電源装置を用意する必要がないので便宜である。
【００１７】
尚、上述した実施例にあっては、切り抜き部を放電電極の電極材料を塗着しない部分として説明したが、これとは逆に透明材料からなる放電電極そのもので文字・記号等の表示体を形成することも可能である。この場合には、間隙８以外では放電電極を連続させ一筆書きのごとくにして表示体を形成するものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明の紫外線発光管によれば、放電電極間に交流電圧を印加して生じる放電による陽光柱プラズマを生じさせ、放電電極が誘電体に覆われて放電空間内に露出しないことから、従来の紫外線発光管のごとく放電電極がスパッタすることなく長寿命で安定して使用することができるとともに、放電電極の対向方向の全長を交流電圧を印加して生じる放電で陽光柱プラズマが発生するに適した長さに設定することにより、陽光柱プラズマにより紫外線を高効率で発光させることのできるものである。また、放電電極は放電時にのみ文字・記号等の表示体を表す表示機能を備えることで、紫外線発光管は紫外線発光時のみ表示体を表すことができ、これにより紫外線発光時にこの紫外線の直視を注意する表示体等の表示を表して注意を喚起することができ有用である。
【００１９】
また、放電電極は透明材料より成り、この放電電極を切り抜き形成して文字・記号等の表示体を形成することで、あるいは放電電極は透明材料より成り、この放電電極そのもので文字・記号等の表示体を形成することで、非通電時には透明で表示機能を発揮していない放電電極が、紫外線発光時のみ表示体を表すことができ、これにより紫外線発光時にその紫外線を直視することを注意する等の表示体を効果的に表すことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紫外線発光管を示す平面図である。
【図２】本発明の紫外線発光管を示す側面図である。
【図３】従来の紫外線発光管を示す平面図である。
【図４】従来の紫外線発光管を示す側面図である。
【符号の説明】
１  紫外線発光管
２  背面基板
３  前面基板
４  気密容器
５  放電空間
６  誘電体
７  放電電極
８  間隙
９  切り抜き部
１０  リード端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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