メタルハライドランプ
【課題】３００nm〜３３０nmの波長の光を照射できるメタルハライドランプを提供する。
【解決手段】メタルハライドランプ１０と、希ガス１と、気密容器２と、電極３、４と、リード線５と、を備える。少なくとも水銀とヨウ化タリウムが封入されているメタルハライドランプにおいて、放電管の内径ＤがＤ≦３０mm程度で、かつ単位長さ当たりの入力（Ｗ／ｃｍ）が６０Ｗ／ｃｍ以上、また、安定点灯時の電位傾度Ｄ（Ｖ／ｃｍ）が、９＜Ｄ＜３０で点灯するとき、インジウム、マンガン、ビスマスのそれぞれの封入量Ｍ（ｍｇ／ｃｃ）がＭ≧０．０１ｍｇ／ｃｃとする。
【解決手段】メタルハライドランプ１０と、希ガス１と、気密容器２と、電極３、４と、リード線５と、を備える。少なくとも水銀とヨウ化タリウムが封入されているメタルハライドランプにおいて、放電管の内径ＤがＤ≦３０mm程度で、かつ単位長さ当たりの入力（Ｗ／ｃｍ）が６０Ｗ／ｃｍ以上、また、安定点灯時の電位傾度Ｄ（Ｖ／ｃｍ）が、９＜Ｄ＜３０で点灯するとき、インジウム、マンガン、ビスマスのそれぞれの封入量Ｍ（ｍｇ／ｃｃ）がＭ≧０．０１ｍｇ／ｃｃとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射装置に適用するメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術によるメタルハライドランプにおいて、ビスマスの封入量をタリウムに対して特定の範囲内にすることにより、鉄のスペクトルを引き出し、ランプの軸方向において均一で安定した紫外線出力を得ることが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２７５２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のメタルハライドランプにおいては、照射可能な光の波長は３４０nm〜４００nm付近であり、他の波長で照射することはできなかった。
【０００４】
本発明の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、３００nm〜３３０nmの波長の光を照射できる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】
本発明に係るメタルハライドランプは、紫外線透過特性を有する管状の気密容器内に封入した希ガス内に放電して３００〜３３０nmの波長で発光するメタルハライドランプにおいて、すくなくとも水銀、ヨウ化水銀、インジウム、マンガン、ビスマス、コバルト、亜鉛、のうちのいずれかが前記気密容器内に封入され、前記水銀と前記ヨウ化水銀を除く前記金属の前記封入量ＭがＭ≧０．０１ｍｇ／ｃｃである。
【０００６】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１において、前記気密容器は、内径ＤがＤ≦３０ｍｍであって単位長さ当たりの入力が６０Ｗ／ｃｍ以上であり安定点灯時の電位傾度Ｄが９Ｖ／ｃｍ＜Ｄ＜３０Ｖ／ｃｍである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、３００nm〜３３０nmの波長の光を照射できるメタルハライドランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には、本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る構成図を示す。この図１には、メタルハライドランプ１０と、希ガス１と、気密容器２と、電極３、４と、リード線５と、が示されている。
【０００９】
紫外線透過性の石英からなる一重管の気密容器２にタングステンからなる一対の電極３、４を用いており、その気密容器２の内部空間に希ガス１としてたとえばアルゴンガスが封入されている。
【００１０】
こうした構成のメタルハライドランプ１０において、少なくとも水銀とヨウ化タリウムが封入されているメタルハライドランプにおいて、放電管の内径ＤがＤ≦３０mm程度で、かつ単位長さ当たりの入力（Ｗ／ｃｍ）が６０Ｗ／ｃｍ以上、また、安定点灯時の電位傾度Ｄ（Ｖ／ｃｍ）が、９＜Ｄ＜３０で点灯するとき、インジウム、マンガン、ビスマスのそれぞれの封入量Ｍ（ｍｇ／ｃｃ）がＭ≧０．０１ｍｇ／ｃｃであることを特徴とする。
【００１１】
具体的には、メタルハライドランプ１０を、たとえば外管径φ２７．５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、発光長１０００ｍｍとして構成して、このメタルハライドランプ１０のランプ電圧を１２７５Ｖとし、ランプ電流値を１３．５Ａとし、インジウム、マンガン、ビスマスのそれぞれの封入量を０．０２ｍｇ／ｃｃ封入する。これにより波長が３００nm〜３３０nmの発光を実現でき、かつメタルハライドランプ１０の長手軸方向に分光や照度の偏差（分離発光）が発生しないメタルハライドランプを実現することができる。
【００１２】
また、メタルハライドランプ１０の気密容器２の内部空間に封入する物質について、それぞれの物質の発光時における波長について図２〜図６を参照して説明する。これらの図２〜図６において、縦軸には輝度（Intensity）を％で表示し、横軸には光の波長（nm）を示している。
【００１３】
まず、図２にはコバルト（Ｃｏ）をメタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。コバルトの場合は約３００nm〜３３０nm付近において波長のピークが存在し、この波長での発光が確認できる。
【００１４】
次に、図３にはインジウム（Ｉｎ）をメタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。インジウムの場合にもコバルトと同様に約３００nm〜３３０nmの範囲の波長にピークが出現している。
【００１５】
次に、図４に、ビスマス（Ｂｉ）をメタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。ビスマスの場合にもコバルトやイリジウムと同様に約３００nm〜３３０nmの範囲の波長にピークを有している。
【００１６】
次に、図５に、メタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。亜鉛の場合も約３００nm〜３３０nmの範囲の波長にピークを有している。
【００１７】
そして、図６にはをメタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。マンガンの場合には約２７０nm〜３３０nmの波長範囲でピークを有している。
【００１８】
なお、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）のそれぞれの発光時における波長特性を示したが、他にチタン（Ｔｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、シリコン（Ｓｉ）の発光時においても、３００nm〜３３０nmの波長にピークを有する可能性がある。
【００１９】
次に、従来の鉄メタルハライドランプと本発明のメタルハライドランプを、それぞれの発光時における波長分布で比較したグラフを図７〜図９に示す。
【００２０】
まず、図７には従来の鉄（Ｆｅ）を封入したメタルハライドランプによる発光時の波長分布特性と、すでに図２と図３にてそれぞれ示したコバルト（Ｃｏ）とインジウム（Ｉｎ）の波長の分布特性を重ね合わせて示している。図中の太幅実線が鉄（Ｆｅ）であり、中幅実線がコバルト（Ｃｏ）を示し、細幅実線がインジウム（Ｉｎ）を示している。
【００２１】
この図７にて鉄による波長のピークは約３６０nm〜３７０nmの範囲に存在している。これに対し、コバルトとインジウムは共に３００nm〜３３０nmの範囲の波長で発光していることがわかる。同様に図８においては、鉄に比べてビスマスと亜鉛は共に３００nm〜３３０nmの範囲で発光の波長にピークを示している。そして、図９においては、鉄に比してマンガンが３００nm〜３３０nmの範囲内で発光の波長のピークを示している。
【００２２】
このように、本発明のメタルハライドランプにおいてインジウム、マンガン、ビスマス、亜鉛、コバルトのいずれかを組み合わせて選択し封入した場合において、それぞれの場合の各物質の封入量を０．０１ｍｇ／ｃｃ以上とすることで、長手方向に発生しやすい分離発光を抑制できるとともに３００〜３３０nmの発光を効率よく放射することができる。
【００２３】
そして、好ましくは水銀量との比率によるが、これら物質の封入量の総計は０．１ｍｇ／ｃｃ以下が所望である。なお、メタルハライドランプにインジウム、マンガン、ビスマスをそれぞれ０．３ｍｇ／ｃｃ以上封入した場合は、水銀とインジウム、マンガン、ビスマスのそれぞれの拡散効率低下により、発光分離が発生する。これにより長手方向で発光分離を起こし、ランプ性能を満足することができないが、０．１ｍｇ／ｃｃ以下の封入量を総計として封入することで、メタルハライドランプの発光特性が安定して３００nm〜３３０nmの波長の発光を得られるので、たとえば従来の波長では適さなかった機能性フィルムの製造工程におけるランプ照射に適用することができる。
【００２４】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、３００nm〜３３０nmの波長の光を照射できるメタルハライドランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る構成図を示す。
【図２】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係るコバルトの発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図３】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係るインジウムの発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図４】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係るビスマスの発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図５】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る亜鉛の発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図６】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係るマンガンの発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図７】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る鉄、コバルト、インジウムの発光波長分布を比較するためのグラフを示す。
【図８】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る鉄、マンガンの発光波長分布を比較するためのグラフを示す。
【図９】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る鉄、マンガンの発光波長分布を比較するためのグラフを示す。
【符号の説明】
【００２６】
１…希ガス
２…気密容器
３、４…電極
５…リード線
１０…メタルハライドランプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射装置に適用するメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術によるメタルハライドランプにおいて、ビスマスの封入量をタリウムに対して特定の範囲内にすることにより、鉄のスペクトルを引き出し、ランプの軸方向において均一で安定した紫外線出力を得ることが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２７５２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のメタルハライドランプにおいては、照射可能な光の波長は３４０nm〜４００nm付近であり、他の波長で照射することはできなかった。
【０００４】
本発明の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、３００nm〜３３０nmの波長の光を照射できる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】
本発明に係るメタルハライドランプは、紫外線透過特性を有する管状の気密容器内に封入した希ガス内に放電して３００〜３３０nmの波長で発光するメタルハライドランプにおいて、すくなくとも水銀、ヨウ化水銀、インジウム、マンガン、ビスマス、コバルト、亜鉛、のうちのいずれかが前記気密容器内に封入され、前記水銀と前記ヨウ化水銀を除く前記金属の前記封入量ＭがＭ≧０．０１ｍｇ／ｃｃである。
【０００６】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１において、前記気密容器は、内径ＤがＤ≦３０ｍｍであって単位長さ当たりの入力が６０Ｗ／ｃｍ以上であり安定点灯時の電位傾度Ｄが９Ｖ／ｃｍ＜Ｄ＜３０Ｖ／ｃｍである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、３００nm〜３３０nmの波長の光を照射できるメタルハライドランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には、本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る構成図を示す。この図１には、メタルハライドランプ１０と、希ガス１と、気密容器２と、電極３、４と、リード線５と、が示されている。
【０００９】
紫外線透過性の石英からなる一重管の気密容器２にタングステンからなる一対の電極３、４を用いており、その気密容器２の内部空間に希ガス１としてたとえばアルゴンガスが封入されている。
【００１０】
こうした構成のメタルハライドランプ１０において、少なくとも水銀とヨウ化タリウムが封入されているメタルハライドランプにおいて、放電管の内径ＤがＤ≦３０mm程度で、かつ単位長さ当たりの入力（Ｗ／ｃｍ）が６０Ｗ／ｃｍ以上、また、安定点灯時の電位傾度Ｄ（Ｖ／ｃｍ）が、９＜Ｄ＜３０で点灯するとき、インジウム、マンガン、ビスマスのそれぞれの封入量Ｍ（ｍｇ／ｃｃ）がＭ≧０．０１ｍｇ／ｃｃであることを特徴とする。
【００１１】
具体的には、メタルハライドランプ１０を、たとえば外管径φ２７．５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、発光長１０００ｍｍとして構成して、このメタルハライドランプ１０のランプ電圧を１２７５Ｖとし、ランプ電流値を１３．５Ａとし、インジウム、マンガン、ビスマスのそれぞれの封入量を０．０２ｍｇ／ｃｃ封入する。これにより波長が３００nm〜３３０nmの発光を実現でき、かつメタルハライドランプ１０の長手軸方向に分光や照度の偏差（分離発光）が発生しないメタルハライドランプを実現することができる。
【００１２】
また、メタルハライドランプ１０の気密容器２の内部空間に封入する物質について、それぞれの物質の発光時における波長について図２〜図６を参照して説明する。これらの図２〜図６において、縦軸には輝度（Intensity）を％で表示し、横軸には光の波長（nm）を示している。
【００１３】
まず、図２にはコバルト（Ｃｏ）をメタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。コバルトの場合は約３００nm〜３３０nm付近において波長のピークが存在し、この波長での発光が確認できる。
【００１４】
次に、図３にはインジウム（Ｉｎ）をメタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。インジウムの場合にもコバルトと同様に約３００nm〜３３０nmの範囲の波長にピークが出現している。
【００１５】
次に、図４に、ビスマス（Ｂｉ）をメタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。ビスマスの場合にもコバルトやイリジウムと同様に約３００nm〜３３０nmの範囲の波長にピークを有している。
【００１６】
次に、図５に、メタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。亜鉛の場合も約３００nm〜３３０nmの範囲の波長にピークを有している。
【００１７】
そして、図６にはをメタルハライドランプ１０の内部空間に封入した場合において、その発光時における波長分布を示している。マンガンの場合には約２７０nm〜３３０nmの波長範囲でピークを有している。
【００１８】
なお、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）のそれぞれの発光時における波長特性を示したが、他にチタン（Ｔｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、シリコン（Ｓｉ）の発光時においても、３００nm〜３３０nmの波長にピークを有する可能性がある。
【００１９】
次に、従来の鉄メタルハライドランプと本発明のメタルハライドランプを、それぞれの発光時における波長分布で比較したグラフを図７〜図９に示す。
【００２０】
まず、図７には従来の鉄（Ｆｅ）を封入したメタルハライドランプによる発光時の波長分布特性と、すでに図２と図３にてそれぞれ示したコバルト（Ｃｏ）とインジウム（Ｉｎ）の波長の分布特性を重ね合わせて示している。図中の太幅実線が鉄（Ｆｅ）であり、中幅実線がコバルト（Ｃｏ）を示し、細幅実線がインジウム（Ｉｎ）を示している。
【００２１】
この図７にて鉄による波長のピークは約３６０nm〜３７０nmの範囲に存在している。これに対し、コバルトとインジウムは共に３００nm〜３３０nmの範囲の波長で発光していることがわかる。同様に図８においては、鉄に比べてビスマスと亜鉛は共に３００nm〜３３０nmの範囲で発光の波長にピークを示している。そして、図９においては、鉄に比してマンガンが３００nm〜３３０nmの範囲内で発光の波長のピークを示している。
【００２２】
このように、本発明のメタルハライドランプにおいてインジウム、マンガン、ビスマス、亜鉛、コバルトのいずれかを組み合わせて選択し封入した場合において、それぞれの場合の各物質の封入量を０．０１ｍｇ／ｃｃ以上とすることで、長手方向に発生しやすい分離発光を抑制できるとともに３００〜３３０nmの発光を効率よく放射することができる。
【００２３】
そして、好ましくは水銀量との比率によるが、これら物質の封入量の総計は０．１ｍｇ／ｃｃ以下が所望である。なお、メタルハライドランプにインジウム、マンガン、ビスマスをそれぞれ０．３ｍｇ／ｃｃ以上封入した場合は、水銀とインジウム、マンガン、ビスマスのそれぞれの拡散効率低下により、発光分離が発生する。これにより長手方向で発光分離を起こし、ランプ性能を満足することができないが、０．１ｍｇ／ｃｃ以下の封入量を総計として封入することで、メタルハライドランプの発光特性が安定して３００nm〜３３０nmの波長の発光を得られるので、たとえば従来の波長では適さなかった機能性フィルムの製造工程におけるランプ照射に適用することができる。
【００２４】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、３００nm〜３３０nmの波長の光を照射できるメタルハライドランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る構成図を示す。
【図２】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係るコバルトの発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図３】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係るインジウムの発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図４】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係るビスマスの発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図５】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る亜鉛の発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図６】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係るマンガンの発光波長分布を説明するためのグラフを示す。
【図７】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る鉄、コバルト、インジウムの発光波長分布を比較するためのグラフを示す。
【図８】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る鉄、マンガンの発光波長分布を比較するためのグラフを示す。
【図９】本発明のメタルハライドランプの実施の形態に係る鉄、マンガンの発光波長分布を比較するためのグラフを示す。
【符号の説明】
【００２６】
１…希ガス
２…気密容器
３、４…電極
５…リード線
１０…メタルハライドランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線透過特性を有する管状の気密容器内に封入した希ガス内に放電して３００〜３３０nmの波長で発光するメタルハライドランプにおいて、
すくなくとも水銀、ヨウ化水銀、インジウム、マンガン、ビスマス、コバルト、亜鉛、のうちのいずれかが前記気密容器内に封入され、
前記水銀と前記ヨウ化水銀を除く前記金属の前記封入量ＭがＭ≧０．０１ｍｇ／ｃｃである
ことを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
前記気密容器は、
内径ＤがＤ≦３０ｍｍであって単位長さ当たりの入力が６０Ｗ／ｃｍ以上であり安定点灯時の電位傾度Ｄが９Ｖ／ｃｍ＜Ｄ＜３０Ｖ／ｃｍであること
を特徴とする請求項１に記載のメタルハライドランプ。
【請求項１】
紫外線透過特性を有する管状の気密容器内に封入した希ガス内に放電して３００〜３３０nmの波長で発光するメタルハライドランプにおいて、
すくなくとも水銀、ヨウ化水銀、インジウム、マンガン、ビスマス、コバルト、亜鉛、のうちのいずれかが前記気密容器内に封入され、
前記水銀と前記ヨウ化水銀を除く前記金属の前記封入量ＭがＭ≧０．０１ｍｇ／ｃｃである
ことを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
前記気密容器は、
内径ＤがＤ≦３０ｍｍであって単位長さ当たりの入力が６０Ｗ／ｃｍ以上であり安定点灯時の電位傾度Ｄが９Ｖ／ｃｍ＜Ｄ＜３０Ｖ／ｃｍであること
を特徴とする請求項１に記載のメタルハライドランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−６４７２５（Ｐ２００９−６４７２５Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３３０３４（Ｐ２００７−２３３０３４）
【出願日】平成１９年９月７日（２００７．９．７）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月７日（２００７．９．７）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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