JP2561902B2 - マイクロ波励起型無電極発光管及びその製造方法 - Google Patents
マイクロ波励起型無電極発光管及びその製造方法Info
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- JP2561902B2 JP2561902B2 JP63228834A JP22883488A JP2561902B2 JP 2561902 B2 JP2561902 B2 JP 2561902B2 JP 63228834 A JP63228834 A JP 63228834A JP 22883488 A JP22883488 A JP 22883488A JP 2561902 B2 JP2561902 B2 JP 2561902B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は紫外線照射により処理される工程、例えば
紫外線硬化型樹脂を硬化させるプロセス等に使用される
紫外線発光装置に用いられるマイクロ波励起型無電極発
光管及びその製造方法に関するものである。
紫外線硬化型樹脂を硬化させるプロセス等に使用される
紫外線発光装置に用いられるマイクロ波励起型無電極発
光管及びその製造方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来より主に、500nm以下の発光波長の紫外線及び可
視光からなる光源によって、ペンキ，インク，樹脂，塗
料等が塗布された面の表面硬化処理や、光化学反応によ
る化学物質の合成及び処理等の工程が行われている。そ
して、これら工程に用いられる光源は高効率のもの、及
び適切な出力エネルギーレベルのものが要求され、例え
ばマイクロ波によって励起される無電極発光装置が用い
られている（例えば、特公昭57-44228号公報等参照）。
視光からなる光源によって、ペンキ，インク，樹脂，塗
料等が塗布された面の表面硬化処理や、光化学反応によ
る化学物質の合成及び処理等の工程が行われている。そ
して、これら工程に用いられる光源は高効率のもの、及
び適切な出力エネルギーレベルのものが要求され、例え
ばマイクロ波によって励起される無電極発光装置が用い
られている（例えば、特公昭57-44228号公報等参照）。
第２図は従来のマイクロ波励起型無電極発光装置の主
要部の概略を示す断面図で、１は水銀とアルコンの混合
ガスが充填されたマイクロ波励起型無電極発光管（以下
発光管という）、2a,2bはこの発光管１を支持する支持
柱、３は楕円鏡（ミラー）、４は非共振のマイクロ波空
洞を形成するマイクロ波空洞壁、5a,5bはマイクロ波を
誘導する導波管で、側部には電磁波は通さないが冷却用
の風は通す孔を有している。また、4a,4bはこの導波管5
a,5bとマイクロ波空洞壁４を結合するカップリングスロ
ット、6a,6bはマイクロ波を発振するマグネトロン、7a,
7bは冷却風を通す通風筒、８はこの発光装置を覆う外箱
である。
要部の概略を示す断面図で、１は水銀とアルコンの混合
ガスが充填されたマイクロ波励起型無電極発光管（以下
発光管という）、2a,2bはこの発光管１を支持する支持
柱、３は楕円鏡（ミラー）、４は非共振のマイクロ波空
洞を形成するマイクロ波空洞壁、5a,5bはマイクロ波を
誘導する導波管で、側部には電磁波は通さないが冷却用
の風は通す孔を有している。また、4a,4bはこの導波管5
a,5bとマイクロ波空洞壁４を結合するカップリングスロ
ット、6a,6bはマイクロ波を発振するマグネトロン、7a,
7bは冷却風を通す通風筒、８はこの発光装置を覆う外箱
である。
第２図の発光装置において、マグネトロン6a,6bから
発生した高密度のマイクロ波エネルギーはそれぞれ導波
管5a,5bを伝播し、カップリングスロット4a,4bからマイ
クロ波空洞を介して発光管１内の気体に作用して、プラ
ズマを形成せしめ、さらにプラズマ中の粒子と衝突して
プラズマ中の粒子を励起させて、この過程で紫外線及び
可視光線が放出される。この放出された紫外線及び可視
光線は、直接及びミラー３で反射して不図示のワークに
照射されて処理が行われる。４′は、光は透過するが、
マイクロ波は透過しない金属メッシュである。
発生した高密度のマイクロ波エネルギーはそれぞれ導波
管5a,5bを伝播し、カップリングスロット4a,4bからマイ
クロ波空洞を介して発光管１内の気体に作用して、プラ
ズマを形成せしめ、さらにプラズマ中の粒子と衝突して
プラズマ中の粒子を励起させて、この過程で紫外線及び
可視光線が放出される。この放出された紫外線及び可視
光線は、直接及びミラー３で反射して不図示のワークに
照射されて処理が行われる。４′は、光は透過するが、
マイクロ波は透過しない金属メッシュである。
尚、発光管１は直径10mmでその内部の充填ガス（例え
ば、水銀とアルゴン）は消灯時は水銀の凝縮で降圧する
が、点灯時は水銀が蒸発して１から２気圧程度になるよ
うな圧力で封入されている。そして、マイクロ波空洞壁
４はマグネトロン6a,6bで発生したマイクロ波エネルギ
ーが発光管１内に伝播する際に生ずる伝送損失を考慮
し、さらに発光管１の寸法，マグネトロン6a,6bの出力
エネルギーの大きさ及びマイクロ波結合モード等によっ
て決められている。
ば、水銀とアルゴン）は消灯時は水銀の凝縮で降圧する
が、点灯時は水銀が蒸発して１から２気圧程度になるよ
うな圧力で封入されている。そして、マイクロ波空洞壁
４はマグネトロン6a,6bで発生したマイクロ波エネルギ
ーが発光管１内に伝播する際に生ずる伝送損失を考慮
し、さらに発光管１の寸法，マグネトロン6a,6bの出力
エネルギーの大きさ及びマイクロ波結合モード等によっ
て決められている。
また、発光装置の発光動作中に、発光管１は約800℃
の温度以上に上昇しないように発光管１の管壁を均一に
冷却する必要がある。その際、直径が25mmのような太い
有電極の放電管の場合は、冷却に際して放電管とそれを
覆うミラーとの間隔が狭く、管壁の熱負荷が小さいの
で、強制排気によって冷却することが行われているが、
この発明のマイクロ波励起型無電極発光管の場合、管の
直径が10mm程度の細いものであるため、ミラー３との間
隔がおおきいので、管壁の熱負荷が有電極に比べ大きい
のと、発光管１の管壁のどの部分にも均一に一定の風圧
の風が当たるようにしてやる必要から第２図で矢印で示
す風向の送風冷却を行っている。
の温度以上に上昇しないように発光管１の管壁を均一に
冷却する必要がある。その際、直径が25mmのような太い
有電極の放電管の場合は、冷却に際して放電管とそれを
覆うミラーとの間隔が狭く、管壁の熱負荷が小さいの
で、強制排気によって冷却することが行われているが、
この発明のマイクロ波励起型無電極発光管の場合、管の
直径が10mm程度の細いものであるため、ミラー３との間
隔がおおきいので、管壁の熱負荷が有電極に比べ大きい
のと、発光管１の管壁のどの部分にも均一に一定の風圧
の風が当たるようにしてやる必要から第２図で矢印で示
す風向の送風冷却を行っている。
前記２つのマグネトロン6a,6bから発生されるマイク
ロ波は、カップリングスロット4a,4bから等距離になる
部分の発光管１の中央部で、マイクロ波の定常波は干渉
し合って０または最小となる場合がある。従って、発光
管１の中央部は、その両端に比してマイクロ波の結合が
少なくて、封入した水銀やアルゴンガスが加熱励起され
る割合が少ない。そこで、ミラー３に設ける冷却風の通
じる孔の大きさを、長手方向中央部で小さくしたりして
発光管１の中央部の冷却を押えたり、また第３図のよう
に発光管１の中央部を細くすることが従来から行われて
いる。
ロ波は、カップリングスロット4a,4bから等距離になる
部分の発光管１の中央部で、マイクロ波の定常波は干渉
し合って０または最小となる場合がある。従って、発光
管１の中央部は、その両端に比してマイクロ波の結合が
少なくて、封入した水銀やアルゴンガスが加熱励起され
る割合が少ない。そこで、ミラー３に設ける冷却風の通
じる孔の大きさを、長手方向中央部で小さくしたりして
発光管１の中央部の冷却を押えたり、また第３図のよう
に発光管１の中央部を細くすることが従来から行われて
いる。
第３図は従来のマイクロ波励起型無電極発光管の概略
を示す図で、発光管の中央部30を、その両端部31,32よ
りも細くなるようにテーパをつけたもので、ちなみに両
端部の外径は10mm、中央部の外径は8mmである。
を示す図で、発光管の中央部30を、その両端部31,32よ
りも細くなるようにテーパをつけたもので、ちなみに両
端部の外径は10mm、中央部の外径は8mmである。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来のマイクロ波励起型無電極発光管
は、励起すべきマイクロ波のカップリング方法との関係
から、発光管中央部におけるマイクロ波の吸収が少な
く、中央部の温度が、両端部の温度に比較して上昇せ
ず、発光管に封入した水銀の気化状態が均一にならな
い。そこで、発光管の管壁に、テーパをつけて中央部を
細く、両端部を太くして中央部における水銀の再凝縮を
防いでいる。
は、励起すべきマイクロ波のカップリング方法との関係
から、発光管中央部におけるマイクロ波の吸収が少な
く、中央部の温度が、両端部の温度に比較して上昇せ
ず、発光管に封入した水銀の気化状態が均一にならな
い。そこで、発光管の管壁に、テーパをつけて中央部を
細く、両端部を太くして中央部における水銀の再凝縮を
防いでいる。
発光管の管壁は、その性質上、高融点で高透光性であ
る必要があるので、通常は石英を用いており、石英管を
酸素−水素バーナで加熱して成形することにより製作さ
れる。ところが、石英管を加工して中央部を両端部に対
してテーパを有するように細くすることはたやすくな
く、かつばらつきのない製品を生産することは難しく、
その上、作業性が悪く、特に設計値通りの角度を保って
テーパをつけることは困難である。また、コストも高く
なる。
る必要があるので、通常は石英を用いており、石英管を
酸素−水素バーナで加熱して成形することにより製作さ
れる。ところが、石英管を加工して中央部を両端部に対
してテーパを有するように細くすることはたやすくな
く、かつばらつきのない製品を生産することは難しく、
その上、作業性が悪く、特に設計値通りの角度を保って
テーパをつけることは困難である。また、コストも高く
なる。
この発明はかかる課題を解決するためになされたもの
で、簡単な構造で、従来から知られている無電極発光装
置に組み込まれたとき、中央部で発光材料の再凝縮がな
く、かつそれを製造するための作業性もよく、加工も容
易でばらつきのない製品を産出することのできるマイク
ロ波励起型無電極発光管及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
で、簡単な構造で、従来から知られている無電極発光装
置に組み込まれたとき、中央部で発光材料の再凝縮がな
く、かつそれを製造するための作業性もよく、加工も容
易でばらつきのない製品を産出することのできるマイク
ロ波励起型無電極発光管及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明のマイクロ波
励起型無電極発光管は均一な内径を有する第一の直管状
ガラス管の管内中央部に、前記第一の直管状ガラス管の
内径寸法に適合した外径寸法を有する第二のガラス管を
固着した構成を有し、その製造方法は前記第一の直管状
ガラス管の内径中央部に前記第二のガラス管を溶着して
固定するものである。
励起型無電極発光管は均一な内径を有する第一の直管状
ガラス管の管内中央部に、前記第一の直管状ガラス管の
内径寸法に適合した外径寸法を有する第二のガラス管を
固着した構成を有し、その製造方法は前記第一の直管状
ガラス管の内径中央部に前記第二のガラス管を溶着して
固定するものである。
［作用］ 上記の構成を有することにより、発光材料の再凝縮の
ない発光管の製作は容易で、ばらつきのない製品を得る
ことができる。
ない発光管の製作は容易で、ばらつきのない製品を得る
ことができる。
［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を説明するための断面図
で、（ａ）は発光管の断面図、同図（ｂ），（ｃ）は同
図（ａ）の発光管の製造工程を順次示す図である。
で、（ａ）は発光管の断面図、同図（ｂ），（ｃ）は同
図（ａ）の発光管の製造工程を順次示す図である。
第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）において、10はマイク
ロ波励起型無電極発光管で、スペクトル成分として紫外
線及び可視光線を放射する発光管であり、11はこの発光
管10を形成する管壁の肉厚1.0mm,外径10mmの石英からな
る第一の直管状ガラス管、12はこの第一の直管状ガラス
管11の管内中央部に内径6mm,外径8mm,長さ50mmの石英か
らなる第二のガラス管であり、この第二のガラス管12の
外径寸法は、第一の直管状ガラス管11の内径寸法（8m
m）に適合するようになっている。
ロ波励起型無電極発光管で、スペクトル成分として紫外
線及び可視光線を放射する発光管であり、11はこの発光
管10を形成する管壁の肉厚1.0mm,外径10mmの石英からな
る第一の直管状ガラス管、12はこの第一の直管状ガラス
管11の管内中央部に内径6mm,外径8mm,長さ50mmの石英か
らなる第二のガラス管であり、この第二のガラス管12の
外径寸法は、第一の直管状ガラス管11の内径寸法（8m
m）に適合するようになっている。
次に、発光管10の製造工程について説明すると、第１
図（ｂ）に示すように、まず第一の直管状ガラス管11内
の中央部に第二のガラス管12を挿入して後、同図（ｃ）
のように、酸素−水素バーナ13で第二のガラス管12が装
着された中央部を加熱して第二のガラス管12と第一の直
管状ガラス管11とを溶着して固定する。その後、第一の
直管状ガラス管11内に水銀やハライド化した鉄等の発光
材料、及びアルゴン等のバッファガス等を封入した後、
その両端をスタブ14で封止して第１図（ａ）に示すよう
な238mmの長さの発光管10が形成される。
図（ｂ）に示すように、まず第一の直管状ガラス管11内
の中央部に第二のガラス管12を挿入して後、同図（ｃ）
のように、酸素−水素バーナ13で第二のガラス管12が装
着された中央部を加熱して第二のガラス管12と第一の直
管状ガラス管11とを溶着して固定する。その後、第一の
直管状ガラス管11内に水銀やハライド化した鉄等の発光
材料、及びアルゴン等のバッファガス等を封入した後、
その両端をスタブ14で封止して第１図（ａ）に示すよう
な238mmの長さの発光管10が形成される。
上記のような製造工程によって、例えば水銀25mg及び
アルゴンガスが非点灯時15/760気圧に封入された発光管
10に対して、フュージョン・システムコーポレーション
社製のF450-10ランプシステムを用いて、出力3kw,周波
数2450MHZのマイクロ波を給合させた結果、第一の直管
状ガラス管11の中央部直下110mmの位置で825mw/cm 2の照
度が得られた。そのとき、発光管10において水銀の再凝
縮は発見されなかった。
アルゴンガスが非点灯時15/760気圧に封入された発光管
10に対して、フュージョン・システムコーポレーション
社製のF450-10ランプシステムを用いて、出力3kw,周波
数2450MHZのマイクロ波を給合させた結果、第一の直管
状ガラス管11の中央部直下110mmの位置で825mw/cm 2の照
度が得られた。そのとき、発光管10において水銀の再凝
縮は発見されなかった。
［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の発光管は均一な内径
を有する第一の直管状ガラス管の管内中央部に、前記第
一の直管状ガラス管の内径寸法に適合した外径寸法を有
する第二のガラス管を固着した構成を有し、その製造方
法は第一の直管状ガラス管の内径中央部分に前記第二の
ガラス管を溶着して固定する工程を有するので、製作が
容易で製品にバラツキがなく、コストも安くできるとい
う効果がある。
を有する第一の直管状ガラス管の管内中央部に、前記第
一の直管状ガラス管の内径寸法に適合した外径寸法を有
する第二のガラス管を固着した構成を有し、その製造方
法は第一の直管状ガラス管の内径中央部分に前記第二の
ガラス管を溶着して固定する工程を有するので、製作が
容易で製品にバラツキがなく、コストも安くできるとい
う効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を説明するための断面図
で、同図（ａ）は発光管の断面図、同図（ｂ），（ｃ）
は同図（ａ）の発光管の製造工程を順次示す図、第２図
は従来のマイクロ波励起型無電極発光装置の主要部の概
略を示す断面図、第３図は従来のマイクロ波励起型無電
極発光管の概略を示す図である。 図中． 10:発光管 11:第一の直管状ガラス管 12:第二のガラス管 13:酸素−水素バーナ 14:スタブ
で、同図（ａ）は発光管の断面図、同図（ｂ），（ｃ）
は同図（ａ）の発光管の製造工程を順次示す図、第２図
は従来のマイクロ波励起型無電極発光装置の主要部の概
略を示す断面図、第３図は従来のマイクロ波励起型無電
極発光管の概略を示す図である。 図中． 10:発光管 11:第一の直管状ガラス管 12:第二のガラス管 13:酸素−水素バーナ 14:スタブ
Claims (2)
- 【請求項１】均一な内径を有する第一の直管状ガラス管
の管内中央部に、前記第一の直管状ガラス管の内径寸法
に適合した外径寸法を有する第二のガラス管を固着した
構成を有することを特徴とするマイクロ波励起型無電極
発光管。 - 【請求項２】均一な内径を有する第一の直管状ガラス管
の管内中央部に前記第一の直管状ガラス管の内径寸法に
適合した外径寸法を有する第二のガラス管を挿入し、前
記第一の直管状ガラス管の内径中央部分に前記第二のガ
ラス管を溶着して固定することを特徴とするマイクロ波
励起型無電極発光管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228834A JP2561902B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | マイクロ波励起型無電極発光管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228834A JP2561902B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | マイクロ波励起型無電極発光管及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0279354A JPH0279354A (ja) | 1990-03-19 |
| JP2561902B2 true JP2561902B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=16882589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63228834A Expired - Lifetime JP2561902B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | マイクロ波励起型無電極発光管及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561902B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU7489500A (en) * | 1999-09-20 | 2001-04-24 | Nordson Corporation | Apparatus and method for generating ultraviolet radiation |
| KR100498307B1 (ko) | 2002-10-24 | 2005-07-01 | 엘지전자 주식회사 | 무전극 조명 시스템의 재발광 촉진 장치 |
| WO2005071714A1 (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 外部電極型放電ランプ、外部電極型放電ランプの製造方法及びバックライトユニット |
| GB2419460B (en) * | 2004-10-18 | 2009-07-29 | Heraeus Noblelight Ltd | Pumping laser lamp and production method |
-
1988
- 1988-09-14 JP JP63228834A patent/JP2561902B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0279354A (ja) | 1990-03-19 |
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