JP2007173090A - 紫外線光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 紫外線光源装置であって、略直管状をなし、キセノンを含む希ガスが封入された発光管と、前記発光管の一方の端面に形成され、所定波長帯の紫外線に対して透過性を有する光取出し窓と、発光管の略全長に亘って内周壁面上に形成された所定波長帯の紫外線を放射する蛍光体層と、発光管の外表面上に形成された少なくとも一対の外部電極とを備えた希ガス放電ランプと、外部電極に電力を供給する電源とを具備してなり、前記光取出し窓から所定波長帯の紫外線を放射することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
このような光源装置にかかる発明は、例えば特許文献1において紫外線硬化型の樹脂に対して紫外線を照射する紫外線の照射装置が記載されており、光源のランプとミラーよりなる光源装置が記載されている。
このようなことに鑑み、近時では紫外線光源として高圧放電ランプ以外のランプや、他の光学素子を用いることが検討されている。
このような希ガス放電ランプによれば、所期の波長の紫外線のみが放射されるのでミラーの反射膜を赤外光透過性を具備させたり、可視光、赤外光の遮光フィルターを用いることなく、所期の波長帯の光のみを被照射物に対して照射できる。しかも、希ガス放電ランプは始動性が良好でランプ自体の発熱量も少なく、冷却手段にかかる構造も簡素化することができると考えられる。
略直管状をなし、キセノンを含む希ガスが封入された発光管と、前記発光管の一方の端面に形成され、所定波長帯の紫外線に対して透過性を有する光取出し窓と、発光管の略全長に亘って内周壁面上に形成された所定波長帯の紫外線を放射する蛍光体層と、発光管の外表面上に形成された少なくとも一対の外部電極とを備えた希ガス放電ランプと、
外部電極に電力を供給する電源とを具備してなり、
前記光取出し窓から所定波長帯の紫外線を放射することを特徴とする。
また、前記紫外線光源装置は光ファイバ入射端に紫外線を照射する紫外線光源装置であって、
前記光取出し窓から前記光ファイバの入射端に向けて所定波長帯の紫外線を放射することを特徴とする。
また、発光管の内径は、光ファイバの入射端の径に対して0.8〜1.2倍の大きさであることを特徴とする。
外部電極に電力を供給する電源とを具備してなり、
前記複数の希ガス放電ランプにおける各光取出し窓が略同一面上に位置されるように並べて配置されてなることを特徴とする。
前記発光管の内径D1と全長Lが、L/D1≧5の関係にあることを特徴とする。
図2は、図1に示した希ガス放電ランプの構成について、(a)発光管の軸に沿った断面を一部を省略して示す説明用断面図、同図(b)は、線L−Lに沿った断面の状態を示す説明用断面図である。この希ガス放電ランプ10においては、発光管11を形成する円筒状のガラス管の外周壁面上に、管軸方向に伸びる概略帯状の導電膜よりなる一対の外部電極12a,12bが対向配置されて形成されている。一方、発光管11の内周壁面上には蛍光体層13が全周に亘って形成されている。
以上は、内側の壁面上に紫外線反射層を形成する場合であるが、製造上内側壁面に形成することが困難な場合は発光管11を紫外線透過性のもので構成して外壁面上に形成すればよい。
このように発光管11における光取り出し窓14とは反対側の他端部11bに紫外線反射層が具備されることで、光取り出し窓14に向けて反射される光が増して光を有効に取り出すことができる。
しかも、希ガス放電ランプにおける発光管の内径D1と全長Lとの関係を変更するのみで、ランプから放射される紫外線の放射強度を所望に変更することができ、紫外線を用いる様々な用途に適用することができる。
発光管11は全体が318nmの紫外線に対して透過性を具備しており、例えば石英ガラスやアルミノシリケートガラスなどよりなる。
希ガス放電ランプは図7の例においては例えば19本具備されておりハニカム状に配置されている。各々発光管の内部にはキセノンガスが例えば13〜26kPa封入されており、その外表面上には概略帯状のアルミニウム箔よりなる一対の外部電極12a,12bが発光管の管軸を中心に対向配置されている。
下記要領で光ファイバを用いた樹脂硬化用紫外線照射装置用の光源装置を作製した。
1.310nmの紫外光に対して透過性を有するアルミノシリケートガラスを用いて全長が異なる発光管(11)を作製した。
ガラス管の内径は7mm、外径は8mmであった。発光管の内周面にLaPO4:Ce蛍光物質をほぼ全長に亘って塗布して層の厚みが30μmの蛍光体層を形成した。ガラス管の内部にキセノンガス20kPaを封入した。
このような発光管を長さが異なるよう3本作製した。全長はそれぞれ、ランプA:50mm、ランプB:100mm、ランプC:200mmであった。なお各ランプにおける全長Lと内径D1の関係L/D1はそれぞれランプA:7、ランプB:14、ランプC:28である。
2.各発光管の外壁面上に帯状のアルミニウムの箔2枚を発光管断面において対向する位置に、それぞれ長さ方向に添設して外部電極を配設した。電極の寸法は短手方向の長さ(幅)1mmであり、長手方向の長さはそれぞれ、ランプA:40mm、ランプB:90mm、ランプC:190mmであった。
3.各発光管に、光取り出し窓とは反対側の端部において外部電極に給電端子とリード線を接続し、外部電極の外表面上に主成分アルミナ粉末からなる反射材層を形成した。また、絶縁のためにPFEPよりなる絶縁層(チューブ)を被覆し、最終的に発光管全長が異なる希ガス放電ランプA,B,Cを作製した。
4.各ランプに高周波電源により電圧を印加して、光取り出し窓から5mm離間した位置に紫外線照度計を設置して波長318nmの光の放射強度を測定した。
このように本願発明によればミラー、フィルタ、レンズ等の光学系が不要で冷却手段も不要な構成が簡単な紫外線光源装置が得られる。
11a 一端部
11b 他端部
12a,12b 外部電極
13 蛍光体層
14 光取り出し窓
15a,15b 端子部材
16a,16b リード線
17 キャップ
18 樹脂材
19 絶縁層
20 高周波電源
21 紫外線反射層21
30 光ファイバ
30A 入射部
Claims (5)
- 紫外線光源装置であって、
略直管状をなし、キセノンを含む希ガスが封入された発光管と、前記発光管の一方の端面に形成され、所定波長帯の紫外線に対して透過性を有する光取出し窓と、発光管の略全長に亘って内周壁面上に形成された所定波長帯の紫外線を放射する蛍光体層と、発光管の外表面上に形成された少なくとも一対の外部電極とを備えた希ガス放電ランプと、
外部電極に電力を供給する電源とを具備してなり、
前記光取出し窓から所定波長帯の紫外線を放射することを特徴とする紫外線光源装置。 - 前記紫外線光源装置は光ファイバ入射端に紫外線を照射する紫外線光源装置であって、
前記光取出し窓から前記光ファイバの入射端に向けて所定波長帯の紫外線を放射することを特徴とする請求項1に記載の紫外線光源装置。 - 前記発光管の内径は、光ファイバの入射端の径に対して0.8〜1.2倍の大きさであることを特徴とする請求項2に記載の紫外線光源装置。
- 略直管状をなし、キセノンを含む希ガスが封入された発光管と、前記発光管の一方の端面に形成され、所定波長帯の紫外線に対して透過性を有する光取出し窓と、発光管の略全長に亘って内周壁面上に形成された所定波長帯の紫外線を放射する蛍光体層と、発光管の外表面上に形成された少なくとも一対の外部電極とを備えた複数の希ガス放電ランプと、
外部電極に電力を供給する電源とを具備してなり、
前記複数の希ガス放電ランプにおける各光取出し窓が略同一面上に位置されるように並べて配置されてなることを特徴とする紫外線光源装置。 - 前記発光管の内径D1と全長Lが、L/D1≧5の関係にあることを特徴とする請求項1又は請求項4に記載の紫外線光源装置。
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