JPH0665178B2 - 環状の無電極放電光源装置およびその点灯方法 - Google Patents
環状の無電極放電光源装置およびその点灯方法Info
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- JPH0665178B2 JPH0665178B2 JP63040448A JP4044888A JPH0665178B2 JP H0665178 B2 JPH0665178 B2 JP H0665178B2 JP 63040448 A JP63040448 A JP 63040448A JP 4044888 A JP4044888 A JP 4044888A JP H0665178 B2 JPH0665178 B2 JP H0665178B2
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/16—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、環状すなわち円形あるいは多角形のドーナ
ツ形の無電極放電管をマイクロ波電力で励起し、主とし
て紫外線のプラズマ発光を行わせる環状の無電極放電光
源装置およびその点灯方法に関するものであり、例えば
写真製版や塗料、インキのキユア（Cure）などの工程に
この紫外線を利用するものである。
ツ形の無電極放電管をマイクロ波電力で励起し、主とし
て紫外線のプラズマ発光を行わせる環状の無電極放電光
源装置およびその点灯方法に関するものであり、例えば
写真製版や塗料、インキのキユア（Cure）などの工程に
この紫外線を利用するものである。
「従来の技術」 従来、この種の無電極放電光源装置として、特公昭59−
23613号公報に開示されたようなものがある。この特許
公報に開示された従来例の１つは、細長い形状をした無
電極放電管に封入された例えばアルゴンあるいは水銀蒸
気をマイクロ波電力で励起し、このアルゴンあるいは水
銀蒸気の中で放電現象を発生させて、紫外線のプラズマ
発光を行わせるようにしたものである。
23613号公報に開示されたようなものがある。この特許
公報に開示された従来例の１つは、細長い形状をした無
電極放電管に封入された例えばアルゴンあるいは水銀蒸
気をマイクロ波電力で励起し、このアルゴンあるいは水
銀蒸気の中で放電現象を発生させて、紫外線のプラズマ
発光を行わせるようにしたものである。
また、前記特許公報に開示された他の従来例は、球形の
無電極放電管をマイクロ波電力で励起して、前記同様の
現象により紫外線のプラズマ発光を行わせるようにした
ものである。
無電極放電管をマイクロ波電力で励起して、前記同様の
現象により紫外線のプラズマ発光を行わせるようにした
ものである。
さらにまた、従来のこの種の無電極放電光源装置とし
て、特公昭55−35825号公報（米国特許3,872,349号）に
開示されたようなものもある。この特許公報に開示され
た無電極放電管は、横断面が半円形あるいは円形の細長
い直線形状をしたもの、あるいは点光源となるよう小球
状をしたものであり、このような無電極放電管の中に封
入された例えばアルゴンあるいは水銀蒸気をマイクロ波
電力で励起し、このアルゴンあるいは水銀蒸気の中で放
電現象を発生させて、紫外線を発生させるようにしたも
のである。
て、特公昭55−35825号公報（米国特許3,872,349号）に
開示されたようなものもある。この特許公報に開示され
た無電極放電管は、横断面が半円形あるいは円形の細長
い直線形状をしたもの、あるいは点光源となるよう小球
状をしたものであり、このような無電極放電管の中に封
入された例えばアルゴンあるいは水銀蒸気をマイクロ波
電力で励起し、このアルゴンあるいは水銀蒸気の中で放
電現象を発生させて、紫外線を発生させるようにしたも
のである。
従来例の細長い直線形状をした無電極放電管は、マイク
ロ波電力によって、その全長に亘って均一に励起するこ
とが困難であり、全長に亘って均一にプラズマ発光して
いない、という欠点があった。
ロ波電力によって、その全長に亘って均一に励起するこ
とが困難であり、全長に亘って均一にプラズマ発光して
いない、という欠点があった。
また、従来例の球形の無電極放電管は、元来、球形は同
一体積で較べると表面積が最も小さく、かつ、直径を増
大すると体積当りの表面積がますます小さくなる性質が
ある。従って、発光量を増大させるため球の直径を大き
くすると無電極放電管の冷却が悪くなり、この無電極放
電管が過熱するという問題点があった。
一体積で較べると表面積が最も小さく、かつ、直径を増
大すると体積当りの表面積がますます小さくなる性質が
ある。従って、発光量を増大させるため球の直径を大き
くすると無電極放電管の冷却が悪くなり、この無電極放
電管が過熱するという問題点があった。
この発明は、前記従来例のそれぞれの問題点を解決した
環状の無電極放電光源装置およびその点灯方法を提供す
ることを技術的課題とするものである。
環状の無電極放電光源装置およびその点灯方法を提供す
ることを技術的課題とするものである。
この発明は、前記のような課題を解決するための手段と
して、環状の無電極放電管と、この環状の無電極放電管
の一方面を除くほぼ全周面を被うように配設し、開口部
にマイクロ波を遮断し光は通過させる部材を有し、前記
環状の無電極放電管の周面と対向する全周をほぼ等分し
た複数箇所にスリットアンテナを設けた碗形のマイクロ
波電力空洞器と、このスリットアンテナからマイクロ波
電力をそれぞれ個別に供給する複数個のマイクロ波発振
器とよりなり、この複数個のマイクロ波発振器のヒータ
電源および直流電源を、単相あるいは多層の商用周波数
電源から変圧器および整流器を介して得るようにし、か
つ、複数個のマイクロ波発振器のヒータ電源は予め印加
しておき、複数個のマイクロ波発振器の直流電源は、環
状の無電極放電管の外周を等分した複数箇所からのマイ
クロ波電力の供給によりその供給箇所のプラズマ発光が
安定状態になるまでの所定の時間間隔をおいて逐次印加
するように構成したことを特徴とする環状の無電極放電
光源装置としたものである。
して、環状の無電極放電管と、この環状の無電極放電管
の一方面を除くほぼ全周面を被うように配設し、開口部
にマイクロ波を遮断し光は通過させる部材を有し、前記
環状の無電極放電管の周面と対向する全周をほぼ等分し
た複数箇所にスリットアンテナを設けた碗形のマイクロ
波電力空洞器と、このスリットアンテナからマイクロ波
電力をそれぞれ個別に供給する複数個のマイクロ波発振
器とよりなり、この複数個のマイクロ波発振器のヒータ
電源および直流電源を、単相あるいは多層の商用周波数
電源から変圧器および整流器を介して得るようにし、か
つ、複数個のマイクロ波発振器のヒータ電源は予め印加
しておき、複数個のマイクロ波発振器の直流電源は、環
状の無電極放電管の外周を等分した複数箇所からのマイ
クロ波電力の供給によりその供給箇所のプラズマ発光が
安定状態になるまでの所定の時間間隔をおいて逐次印加
するように構成したことを特徴とする環状の無電極放電
光源装置としたものである。
また、この他の発明は、環状の無電極放電管を内蔵した
碗形のマイクロ波電力空洞器に、その全周をほぼ等間隔
に保って形成された複数個のスリットアンテナからマイ
クロ波電力を個別に供給する複数個のマイクロ波発振器
は、それぞれのマイクロ波発振器の発振によるマイクロ
波電力の供給により環状の無電極放電管の前記スリット
アンテナの近傍部のプラズマ発光が安定状態になるまで
の所定の時間間隔をおいて逐次起動するようにしたこと
を特徴とする環状の無電極放電光源装置の点灯方法とし
たものである。
碗形のマイクロ波電力空洞器に、その全周をほぼ等間隔
に保って形成された複数個のスリットアンテナからマイ
クロ波電力を個別に供給する複数個のマイクロ波発振器
は、それぞれのマイクロ波発振器の発振によるマイクロ
波電力の供給により環状の無電極放電管の前記スリット
アンテナの近傍部のプラズマ発光が安定状態になるまで
の所定の時間間隔をおいて逐次起動するようにしたこと
を特徴とする環状の無電極放電光源装置の点灯方法とし
たものである。
この発明の環状の無電極放電光源装置は、前記のような
構成により、環状の無電極放電管の一方面を除くほぼ全
周面を被うように配設し、開口部にマイクロ波を遮断し
光は通過させる部材を有し、さらに、前記環状の無電極
放電管の周面と対向する部分の全周をほぼ等分した複数
箇所にスリットアンテナを設けた碗形のマイクロ波電力
空洞器の、スリットアンテナからマイクロ波電力をそれ
ぞれ個別に供給することにより、この環状の無電極放電
管に封入された例えばアルゴンあるいは水銀蒸気の中で
放電が行われて紫外線のプラズマ発光が行われる。
構成により、環状の無電極放電管の一方面を除くほぼ全
周面を被うように配設し、開口部にマイクロ波を遮断し
光は通過させる部材を有し、さらに、前記環状の無電極
放電管の周面と対向する部分の全周をほぼ等分した複数
箇所にスリットアンテナを設けた碗形のマイクロ波電力
空洞器の、スリットアンテナからマイクロ波電力をそれ
ぞれ個別に供給することにより、この環状の無電極放電
管に封入された例えばアルゴンあるいは水銀蒸気の中で
放電が行われて紫外線のプラズマ発光が行われる。
そして、この無電極放電管は環状であるので、その体積
の割合に発光面積が大きく、従って、発光光量もそれだ
け大きくでき、広範囲に均一な照明を行うことができる
とともに、体積の割合に表面積が大きくなるので放熱も
よくなる。
の割合に発光面積が大きく、従って、発光光量もそれだ
け大きくでき、広範囲に均一な照明を行うことができる
とともに、体積の割合に表面積が大きくなるので放熱も
よくなる。
また、この発明の環状の無電極放電光源装置の点灯方法
とすることによって、各マイクロ波発振器の発振による
環状の無電極放電管のプラズマ発光の起動時におけるマ
イクロ波発振器相互の干渉がなくなり、相互干渉により
各マイクロ波発振器を破壊するなどの不都合をなくする
ことができる。
とすることによって、各マイクロ波発振器の発振による
環状の無電極放電管のプラズマ発光の起動時におけるマ
イクロ波発振器相互の干渉がなくなり、相互干渉により
各マイクロ波発振器を破壊するなどの不都合をなくする
ことができる。
図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図はこの
発明の環状の無電極放電光源装置の実施例の電気回路
で、後述するマイクロ波発振器の数を３個とし、マイク
ロ波発振器のヒータ電源および直流電源を、３相の商用
周波数電源から変圧器および整流器を介して得るように
したものであり、１は石英ガラスなどで形成された環状
の無電極放電管で、この中には例えばアルゴンや水銀蒸
気などが封入されている。２は金属製の碗形のマイクロ
波電力空洞器で、前記環状の無電極放電管１の一方面1a
を除くほぼ全周面を被うように配設し、開口部には高周
波を遮断し光は通過させる部材すなわち金属メッシュ2a
を設け、また、前記環状の無電極放電管１の周面と対向
する部分の全周をほぼ等分した３個所に、後述するマイ
クロ波発振器からのマイクロ波電力を前記環状の無電極
放電管１に供給するためのスリットアンテナ2b,2b′,2
b″が設けられており、さらに、内面全体は光を反射す
るように鏡面となっている。
発明の環状の無電極放電光源装置の実施例の電気回路
で、後述するマイクロ波発振器の数を３個とし、マイク
ロ波発振器のヒータ電源および直流電源を、３相の商用
周波数電源から変圧器および整流器を介して得るように
したものであり、１は石英ガラスなどで形成された環状
の無電極放電管で、この中には例えばアルゴンや水銀蒸
気などが封入されている。２は金属製の碗形のマイクロ
波電力空洞器で、前記環状の無電極放電管１の一方面1a
を除くほぼ全周面を被うように配設し、開口部には高周
波を遮断し光は通過させる部材すなわち金属メッシュ2a
を設け、また、前記環状の無電極放電管１の周面と対向
する部分の全周をほぼ等分した３個所に、後述するマイ
クロ波発振器からのマイクロ波電力を前記環状の無電極
放電管１に供給するためのスリットアンテナ2b,2b′,2
b″が設けられており、さらに、内面全体は光を反射す
るように鏡面となっている。
3,3′,3″はマイクロ波発振器であり、このマイクロ波
発振器はマグネトロン、クライストロン、進行波管など
により構成されるが、この実施例においてはマグネトロ
ンによって構成されている。
発振器はマグネトロン、クライストロン、進行波管など
により構成されるが、この実施例においてはマグネトロ
ンによって構成されている。
4,4′,4″は前記マイクロ波発振器3,3′,3″からのマイ
クロ波電力を前記碗形のマイクロ波電力空洞器２に設け
たスリットアンテナ2b,2b′,2b″に導くために設けた導
波管である。
クロ波電力を前記碗形のマイクロ波電力空洞器２に設け
たスリットアンテナ2b,2b′,2b″に導くために設けた導
波管である。
前記環状の無電極放電管１は、その内周面の数個所に形
成した爪1bが、垂下された支持棒５の石英ガラスあるい
はセラミックスなどで作られた下端部5aに係止されて支
持されており、金属で作られた上端部5bは、碗形のマイ
クロ波電力空洞器２の天井部に穿設された孔2cを通して
外部に突出しており、この支持棒５の上端部5bと孔2cの
内壁との隙間は、マイクロ波が漏洩しないように、いわ
ゆるチョーク作用が行われるように設計されている。ま
た、この支持棒５を適宜の速さで回転させて、その下端
部5aに支持させた環状の無電極放電管１のプラズマ発光
による被照射面の照度をより均一にすることも可能であ
る。
成した爪1bが、垂下された支持棒５の石英ガラスあるい
はセラミックスなどで作られた下端部5aに係止されて支
持されており、金属で作られた上端部5bは、碗形のマイ
クロ波電力空洞器２の天井部に穿設された孔2cを通して
外部に突出しており、この支持棒５の上端部5bと孔2cの
内壁との隙間は、マイクロ波が漏洩しないように、いわ
ゆるチョーク作用が行われるように設計されている。ま
た、この支持棒５を適宜の速さで回転させて、その下端
部5aに支持させた環状の無電極放電管１のプラズマ発光
による被照射面の照度をより均一にすることも可能であ
る。
また、前記碗形のマイクロ波電力空洞器２に設けたスリ
ットアンテナ2b,2b′,2b″と環状の無電極放電管１の周
面との間隔は、スリットアンテナ2b,2b′2b″から供給
されるマイクロ波電力によって環状の無電極放電管１に
封入したアルゴンや水銀蒸気が効率よく励起してプラズ
マ発光するように設計されている。
ットアンテナ2b,2b′,2b″と環状の無電極放電管１の周
面との間隔は、スリットアンテナ2b,2b′2b″から供給
されるマイクロ波電力によって環状の無電極放電管１に
封入したアルゴンや水銀蒸気が効率よく励起してプラズ
マ発光するように設計されている。
6,6′,6″は前記マイクロ波発振器3,3′,3″の電源回路
であり、この電源回路は以下に説明するように形成され
ている。すなわち、T1,T1′,T1″はマイクロ波発振器3,
3′,3″のヒータ電源用変圧器で、n1,n1′,n1″はその
巻数を切換スイッチK1,K1′,K1″によって切換えること
ができるようにした一次巻線であり、二次巻線n2,n2′,
n2″はマイクロ波発振器3,3′,3″のヒータ3a,3a′,3
a″に接続されている。T2,T2′,T2″はマイクロ波発振
器3,3′,3″のプレート電源用変圧器で、N1,N1′,N1″
はその一次巻線であり、二次巻線N2,N2′,N2″に接続さ
れた整流器（ダイオード）D,D′,D″および平滑用コン
デンサC,C′,C″により得られた直流高電圧の（＋）極
をマイクロ波発振器3,3′,3″のプレート、3b,3b′,3
b″に接続し、（−）極を前記ヒータ3a,3a′,3b″の一
端に接続しているので、このヒータはカソードを兼用す
ることになる。
であり、この電源回路は以下に説明するように形成され
ている。すなわち、T1,T1′,T1″はマイクロ波発振器3,
3′,3″のヒータ電源用変圧器で、n1,n1′,n1″はその
巻数を切換スイッチK1,K1′,K1″によって切換えること
ができるようにした一次巻線であり、二次巻線n2,n2′,
n2″はマイクロ波発振器3,3′,3″のヒータ3a,3a′,3
a″に接続されている。T2,T2′,T2″はマイクロ波発振
器3,3′,3″のプレート電源用変圧器で、N1,N1′,N1″
はその一次巻線であり、二次巻線N2,N2′,N2″に接続さ
れた整流器（ダイオード）D,D′,D″および平滑用コン
デンサC,C′,C″により得られた直流高電圧の（＋）極
をマイクロ波発振器3,3′,3″のプレート、3b,3b′,3
b″に接続し、（−）極を前記ヒータ3a,3a′,3b″の一
端に接続しているので、このヒータはカソードを兼用す
ることになる。
前記ヒータ電源用変圧器T1,T1′,T″はヒータ電源スイ
ッチK2,K2′,K2″を介して、また、プレート電源用変圧
器T2,T2′,T2″はプレート電源スイッチK3,K3′,K3″を
介してそれぞれ並列接続されるとともに、デルタ結線さ
れて３相の商用周波数電源U,V,Wに接続されている。
ッチK2,K2′,K2″を介して、また、プレート電源用変圧
器T2,T2′,T2″はプレート電源スイッチK3,K3′,K3″を
介してそれぞれ並列接続されるとともに、デルタ結線さ
れて３相の商用周波数電源U,V,Wに接続されている。
次にこの環状の無電極放電光源装置の動作を説明する。
第１図は動作停止状態を示し、この状態においては前記
ヒータ電源用変圧器T1,T1′,T1″の一次巻線n1,n1′,
n1″の巻数が小さくなるように切換スイッチK1,K1′,
K1″によって切換えられている。従って、前記ヒータ電
源スイッチK2,K2′,K2″が閉路されると、二次巻線n2,n
2′n2″には通常より高いヒータ電圧が得られるように
なっている。
第１図は動作停止状態を示し、この状態においては前記
ヒータ電源用変圧器T1,T1′,T1″の一次巻線n1,n1′,
n1″の巻数が小さくなるように切換スイッチK1,K1′,
K1″によって切換えられている。従って、前記ヒータ電
源スイッチK2,K2′,K2″が閉路されると、二次巻線n2,n
2′n2″には通常より高いヒータ電圧が得られるように
なっている。
先ずマイクロ波発振器３の動作による環状の無電極放電
管１の点灯を説明すると、前記ヒータ電源スイッチK2,K
2′,K2″を同時に閉路させると、前記のようにヒータ電
源用変圧器T1,T1′,T1″の一次巻線n1,n1′,n1″は図示
のように切換えられているので、ヒータ電圧は通常より
高くなり、マイクロ波発振器3,3′,3″のヒータ3a,3
a′,3a″は急激に加熱される。そして、前記プレート電
源スイッチK3を閉路すると、プレート電源用変圧器T2の
二次巻線N2に得られる交流高電圧が整流器Ｄで整流され
るとともに、平滑用コンデンサＣによって脈流が平滑さ
れて直流高電圧になり、これがマイクロ波発振器３のプ
レート3bに印加されると、一定時間後（数分の１秒〜数
秒後）に、そのマイクロ波発振器３の発振によるマイク
ロ波電力の供給により環状の無電極放電管１の前記スリ
ットアンテナ2bの近傍部分のプラズマ発光が安定する。
管１の点灯を説明すると、前記ヒータ電源スイッチK2,K
2′,K2″を同時に閉路させると、前記のようにヒータ電
源用変圧器T1,T1′,T1″の一次巻線n1,n1′,n1″は図示
のように切換えられているので、ヒータ電圧は通常より
高くなり、マイクロ波発振器3,3′,3″のヒータ3a,3
a′,3a″は急激に加熱される。そして、前記プレート電
源スイッチK3を閉路すると、プレート電源用変圧器T2の
二次巻線N2に得られる交流高電圧が整流器Ｄで整流され
るとともに、平滑用コンデンサＣによって脈流が平滑さ
れて直流高電圧になり、これがマイクロ波発振器３のプ
レート3bに印加されると、一定時間後（数分の１秒〜数
秒後）に、そのマイクロ波発振器３の発振によるマイク
ロ波電力の供給により環状の無電極放電管１の前記スリ
ットアンテナ2bの近傍部分のプラズマ発光が安定する。
このプラズマ発光が安定状態になると前記切換スイッチ
K1は一次巻線n1の巻数が大きくなるように切換えられ、
ヒータ電圧が通常の値になるか、やや低くなるようにす
る。そして、マイクロ波電力が導波管４を介して前記碗
形のマイクロ波電力空洞器２に設けたスリットアンテナ
2bからこのマイクロ波電力空洞器２の中に入射すると、
その位置に配設された環状の無電極放電管１の周面の一
部からこのマイクロ波電力が管内に供給されて、その管
内に封入されたアルゴンあるいは水銀蒸気を励起してプ
ラズマ発光現象が発生し、紫外線のプラズマ発光が行わ
れる。
K1は一次巻線n1の巻数が大きくなるように切換えられ、
ヒータ電圧が通常の値になるか、やや低くなるようにす
る。そして、マイクロ波電力が導波管４を介して前記碗
形のマイクロ波電力空洞器２に設けたスリットアンテナ
2bからこのマイクロ波電力空洞器２の中に入射すると、
その位置に配設された環状の無電極放電管１の周面の一
部からこのマイクロ波電力が管内に供給されて、その管
内に封入されたアルゴンあるいは水銀蒸気を励起してプ
ラズマ発光現象が発生し、紫外線のプラズマ発光が行わ
れる。
前記マイクロ波発振器３の発振による環状の無電極放電
管１のある部分のプラズマ発光が安定状態になった後
に、次のマイクロ波発振器３′の発振が開始されるよう
に、プレート電源スイッチK3′が閉路されて、このマイ
クロ波発振器３′の発振が行われ、このマイクロ波電力
が環状の無電極放電管１の周面の次の個所から管内に供
給されて、その個所から紫外線のプラズマ発光が行われ
る。
管１のある部分のプラズマ発光が安定状態になった後
に、次のマイクロ波発振器３′の発振が開始されるよう
に、プレート電源スイッチK3′が閉路されて、このマイ
クロ波発振器３′の発振が行われ、このマイクロ波電力
が環状の無電極放電管１の周面の次の個所から管内に供
給されて、その個所から紫外線のプラズマ発光が行われ
る。
このマイクロ波発振器３′の発振による環状の無電極放
電管１の他の部分のプラズマ発光が安定状態になった後
に、前記同様にしてさらに次のマイクロ波発振器３″の
発振が行われ、環状の無電極放電管１の最後の個所から
も紫外線のプラズマ発光が行われる。
電管１の他の部分のプラズマ発光が安定状態になった後
に、前記同様にしてさらに次のマイクロ波発振器３″の
発振が行われ、環状の無電極放電管１の最後の個所から
も紫外線のプラズマ発光が行われる。
このように、各マイクロ波発振器は、その発振による環
状の無電極放電管のある部分のプラズマ発光が安定状態
になった後に、次のマイクロ波発振器が動作するように
その動作を順次遅らせるようにしている。
状の無電極放電管のある部分のプラズマ発光が安定状態
になった後に、次のマイクロ波発振器が動作するように
その動作を順次遅らせるようにしている。
このようにした理由は、あるマイクロ波発振器の発振に
よる環状の無電極放電管のある部分のプラズマ発光がま
だ安定状態になっていない間に、次のマイクロ波発振器
を始動させると、マイクロ波が発振起動時のマイクロ波
発振器に相互に干渉して、マイクロ波発振器を破壊する
などの不都合が発生しないようにするためである。
よる環状の無電極放電管のある部分のプラズマ発光がま
だ安定状態になっていない間に、次のマイクロ波発振器
を始動させると、マイクロ波が発振起動時のマイクロ波
発振器に相互に干渉して、マイクロ波発振器を破壊する
などの不都合が発生しないようにするためである。
前記のような切換スイッチK1,K1′,K1″、ヒータ電源ス
イッチK2,K2′,K2″、プレート電源スイッチK3,K3′,
K3″は、この実施例においてはリレー接点で構成され、
これらのリレー接点の前記のような開閉のタイミングの
制御は、図示しないタイマーなどによって行うようにし
ているが、他の実施例として、図示しないが、これらの
スイッチを電子スイッチにすることも可能である。
イッチK2,K2′,K2″、プレート電源スイッチK3,K3′,
K3″は、この実施例においてはリレー接点で構成され、
これらのリレー接点の前記のような開閉のタイミングの
制御は、図示しないタイマーなどによって行うようにし
ているが、他の実施例として、図示しないが、これらの
スイッチを電子スイッチにすることも可能である。
さらに、前記各スイッチの開閉のタイミングを第４図に
示すタイミングチャートに従って詳しく説明すると、図
（ａ）はマイクロ波発振器3,3′,3″の各ヒータ電源ス
イッチK2,K2′,K2″が時刻t0において閉路することを示
し、図（ｃ）はマイクロ波発振器３のプレート電源スイ
ッチK3が時刻t0からT1時間経過した時刻t1において閉路
することを示し、マイクロ波発振器３のヒータ電圧は、
図（ｂ）に示すように、時刻t0から時刻t2までの時間F1
の間切換スイッチK1の図示のような切換えによって通常
より少し高くしておき、この間にヒータを充分に加熱さ
せておく。なお、時刻t0〜t2間の時間は数秒であって、
ヒータの温度がヒータを破壊しない程度で熱電子放射が
可能となるまでの時間である。
示すタイミングチャートに従って詳しく説明すると、図
（ａ）はマイクロ波発振器3,3′,3″の各ヒータ電源ス
イッチK2,K2′,K2″が時刻t0において閉路することを示
し、図（ｃ）はマイクロ波発振器３のプレート電源スイ
ッチK3が時刻t0からT1時間経過した時刻t1において閉路
することを示し、マイクロ波発振器３のヒータ電圧は、
図（ｂ）に示すように、時刻t0から時刻t2までの時間F1
の間切換スイッチK1の図示のような切換えによって通常
より少し高くしておき、この間にヒータを充分に加熱さ
せておく。なお、時刻t0〜t2間の時間は数秒であって、
ヒータの温度がヒータを破壊しない程度で熱電子放射が
可能となるまでの時間である。
マイクロ波発振器３′のプレート電源スイッチK3′は図
（ｅ）に示すように時刻t3において閉路する。時刻t1〜
t3の時間T2は通常数ミリ秒〜数秒であって、マイクロ波
発振器３′の発振による環状の無電極放電管１のプラズ
マ発光が安定し発光量の平衡化に要した時間である。マ
イクロ波発振器３′のヒータ電圧は、図（ｄ）に示すよ
うに、時刻t0から時刻t4までの時間F2の間切換スイッチ
K1′の図示のような切換えによって通常より少し高くし
ておき、時刻t4を過ぎると切換スイッチK1′の切換えに
よってヒータ電圧を下げるようにしてある。
（ｅ）に示すように時刻t3において閉路する。時刻t1〜
t3の時間T2は通常数ミリ秒〜数秒であって、マイクロ波
発振器３′の発振による環状の無電極放電管１のプラズ
マ発光が安定し発光量の平衡化に要した時間である。マ
イクロ波発振器３′のヒータ電圧は、図（ｄ）に示すよ
うに、時刻t0から時刻t4までの時間F2の間切換スイッチ
K1′の図示のような切換えによって通常より少し高くし
ておき、時刻t4を過ぎると切換スイッチK1′の切換えに
よってヒータ電圧を下げるようにしてある。
マイクロ波発振器３″のプレート電源スイッチK3″は図
（ｇ）に示すように時刻t5において閉路する。時刻t3〜
t5の時間T3は数ミリ秒〜数秒であって、マイクロ波発振
器３″の発振による環状の無電極放電管１のプラズマ発
光が安定し発光量の平衡化に要した時間である。マイク
ロ波発振器３″のヒータ電圧は、図（ｆ）に示すよう
に、時刻t0から時刻t6までの時間F3の間切換スイッチ
K1″の図示のような切換えによって通常より少し高くし
ておき、時刻t6を過ぎると切換スイッチK1″の切換えに
よってヒータ電圧を下げるようにしてある。
（ｇ）に示すように時刻t5において閉路する。時刻t3〜
t5の時間T3は数ミリ秒〜数秒であって、マイクロ波発振
器３″の発振による環状の無電極放電管１のプラズマ発
光が安定し発光量の平衡化に要した時間である。マイク
ロ波発振器３″のヒータ電圧は、図（ｆ）に示すよう
に、時刻t0から時刻t6までの時間F3の間切換スイッチ
K1″の図示のような切換えによって通常より少し高くし
ておき、時刻t6を過ぎると切換スイッチK1″の切換えに
よってヒータ電圧を下げるようにしてある。
図（ｈ）は環状の無電極放電管の発光量の時間的分布を
示すタイムチャートであり、時刻t1からt3,t5,t7と順次
増大するものであり、時刻t7において環状の無電極放電
管の全体の放電が安定状態となる。
示すタイムチャートであり、時刻t1からt3,t5,t7と順次
増大するものであり、時刻t7において環状の無電極放電
管の全体の放電が安定状態となる。
なお、この実施例においては、マイクロ波発振器を３個
とし、そのマイクロ波発振器のヒータ電源および直流電
源を、３相の商用周波数電源から変圧器および整流器を
介して得るようにしたが、これに限られるものではな
く、他の実施例として図示しないが、マイクロ波発振器
は、その数を２個または４個とし、そのマイクロ波発振
器のヒータ電源および直流電源を、単相の商用周波数電
源から変圧器および整流器を介して得るようにすること
もできる。
とし、そのマイクロ波発振器のヒータ電源および直流電
源を、３相の商用周波数電源から変圧器および整流器を
介して得るようにしたが、これに限られるものではな
く、他の実施例として図示しないが、マイクロ波発振器
は、その数を２個または４個とし、そのマイクロ波発振
器のヒータ電源および直流電源を、単相の商用周波数電
源から変圧器および整流器を介して得るようにすること
もできる。
この発明は、以上説明したように、環状の無電極放電管
と、この環状の無電極放電管の一方面を除くほぼ全周面
を被うように配設し、開口部にマイクロ波を遮断し光は
通過させる部材を有し、前記無電極放電管の周面と対向
する部分の全周をほぼ等分した複数個所にスリットアン
テナを設けた碗形のマイクロ波電力空洞器と、このスリ
ットアンテナからマイクロ波電力をそれぞれ個別に供給
する複数個のマイクロ波発振器とよりなり、この複数個
のマイクロ波発振器のヒータ電源および直流電源を、単
相あるいは多層の商用周波数電源から変圧器および整流
器を介して得るようにし、かつ、複数個のマイクロ波発
振器のヒータ電源は予め印加しておき、複数個のマイク
ロ波発振器の直流電源は、環状の無電極放電管の外周を
等分した複数個所からのマイクロ波電力の供給によりそ
の供給箇所のプラズマ発光が安定状態になるまで所定の
時間間隔をおいて逐次印加するように構成したことを特
徴とする環状の無電極放電光源装置としたので、前記碗
形のマイクロ波電力空洞器のスリットアンテナからマイ
クロ波電力をそれぞれ個別に供給することにより、環状
の無電極放電管に封入された例えばアルゴンあるいは水
銀蒸気を励起してプラズマ発光が行われて紫外線を発生
させ、その無電極放電管が環状であるので、その発光面
積が比較的に大きく、発光光量もそれだけ大きくでき、
広範囲に均一な照度を得ることができる。
と、この環状の無電極放電管の一方面を除くほぼ全周面
を被うように配設し、開口部にマイクロ波を遮断し光は
通過させる部材を有し、前記無電極放電管の周面と対向
する部分の全周をほぼ等分した複数個所にスリットアン
テナを設けた碗形のマイクロ波電力空洞器と、このスリ
ットアンテナからマイクロ波電力をそれぞれ個別に供給
する複数個のマイクロ波発振器とよりなり、この複数個
のマイクロ波発振器のヒータ電源および直流電源を、単
相あるいは多層の商用周波数電源から変圧器および整流
器を介して得るようにし、かつ、複数個のマイクロ波発
振器のヒータ電源は予め印加しておき、複数個のマイク
ロ波発振器の直流電源は、環状の無電極放電管の外周を
等分した複数個所からのマイクロ波電力の供給によりそ
の供給箇所のプラズマ発光が安定状態になるまで所定の
時間間隔をおいて逐次印加するように構成したことを特
徴とする環状の無電極放電光源装置としたので、前記碗
形のマイクロ波電力空洞器のスリットアンテナからマイ
クロ波電力をそれぞれ個別に供給することにより、環状
の無電極放電管に封入された例えばアルゴンあるいは水
銀蒸気を励起してプラズマ発光が行われて紫外線を発生
させ、その無電極放電管が環状であるので、その発光面
積が比較的に大きく、発光光量もそれだけ大きくでき、
広範囲に均一な照度を得ることができる。
また、体積の割合に表面積が大きくなるので放熱もよく
なる。
なる。
また、この発明の環状の無電極放電光源装置の点灯方法
のように、環状の無電極放電管を内蔵した碗形のマイク
ロ波電力空洞器に、その全周をほぼ等間隔に保って形成
された複数個のスリットアンテナからマイクロ波電力を
個別に供給する複数個のマイクロ波発振器は、それぞれ
のマイクロ波発振器の発振によるマイクロ波電力の供給
により環状の無電極放電管の前記スリットアンテナの近
傍部分のプラズマ発光が安定状態になるまで所定の時間
間隔をおいて遂次起動するようにしたことを特徴とする
環状の無電極放電光源装置の点灯方法とすることによ
り、マイクロ波発振器が同時に動作するときのように、
そのマイクロ波発振器の発振による環状の無電極放電管
の放電起動時における各マイクロ波発振器の相互の干渉
によりマイクロ波発振器を破壊するなどの不都合が生じ
ない。
のように、環状の無電極放電管を内蔵した碗形のマイク
ロ波電力空洞器に、その全周をほぼ等間隔に保って形成
された複数個のスリットアンテナからマイクロ波電力を
個別に供給する複数個のマイクロ波発振器は、それぞれ
のマイクロ波発振器の発振によるマイクロ波電力の供給
により環状の無電極放電管の前記スリットアンテナの近
傍部分のプラズマ発光が安定状態になるまで所定の時間
間隔をおいて遂次起動するようにしたことを特徴とする
環状の無電極放電光源装置の点灯方法とすることによ
り、マイクロ波発振器が同時に動作するときのように、
そのマイクロ波発振器の発振による環状の無電極放電管
の放電起動時における各マイクロ波発振器の相互の干渉
によりマイクロ波発振器を破壊するなどの不都合が生じ
ない。
第１図はこの発明の環状の無電極放電光源装置の実施例
の電気回路図、第２図は環状の無電極放電管および碗形
のマイクロ波電力空胴器の平面図、第３図は第２図のII
I−III線における断面図、第４図は電気回路の各スイッ
チの開閉のタイミングチャートである。 １……環状の無電極放電管 1a……一方面 1b……爪 ２……碗形のマイクロ波電力空胴器 2a……金属メッシュ 2b,2b,2b″……スリットアンテナ 2c……孔 3,3′,3″……マイクロ波発振器 3a,3a′,3a″……ヒータ 3b,3b′,3b″……プレート 4,4′,4″……導波管 ５……支持棒 5a……下端部 5b……上端部 6,6′,6″……電源回路 T1,T1′,T1″……ヒータ電源用変圧器 T2,T2′,T2″……プレート電源用変圧器 K1,K1′,K1″……切換スイッチ K2,K2′,K2″……ヒータ電源スイッチ K3,K3′,K3″……プレート電源スイッチ D,D′,D″……整流器 C,C′,C″……コンデンサ U,V,W……３相の商用周波数電源
の電気回路図、第２図は環状の無電極放電管および碗形
のマイクロ波電力空胴器の平面図、第３図は第２図のII
I−III線における断面図、第４図は電気回路の各スイッ
チの開閉のタイミングチャートである。 １……環状の無電極放電管 1a……一方面 1b……爪 ２……碗形のマイクロ波電力空胴器 2a……金属メッシュ 2b,2b,2b″……スリットアンテナ 2c……孔 3,3′,3″……マイクロ波発振器 3a,3a′,3a″……ヒータ 3b,3b′,3b″……プレート 4,4′,4″……導波管 ５……支持棒 5a……下端部 5b……上端部 6,6′,6″……電源回路 T1,T1′,T1″……ヒータ電源用変圧器 T2,T2′,T2″……プレート電源用変圧器 K1,K1′,K1″……切換スイッチ K2,K2′,K2″……ヒータ電源スイッチ K3,K3′,K3″……プレート電源スイッチ D,D′,D″……整流器 C,C′,C″……コンデンサ U,V,W……３相の商用周波数電源
Claims (3)
- 【請求項１】環状の無電極放電管と、この環状の無電極
放電管の一方面を除くほぼ全周面を被うように配設し、
開口部にマイクロ波を遮断し光は通過させる部材を有
し、前記環状の無電極放電管の周面と対向する全周をほ
ぼ等分した複数箇所にスリットアンテナを設けた碗形の
マイクロ波電力空洞器と、このスリットアンテナからマ
イクロ波電力をそれぞれ個別に供給する複数個のマイク
ロ波発振器とよりなり、 この複数個のマイクロ波発振器のヒータ電源および直流
電源を、単相あるいは多層の商用周波数電源から変圧器
および整流器を介して得るようにし、かつ、複数個のマ
イクロ波発振器のヒータ電源は予め印加しておき、複数
個のマイクロ波発振器の直流電源は、環状の無電極放電
管の外周を等分した複数箇所からのマイクロ波電力の供
給によりその供給箇所のプラズマ発光が安定状態になる
まで所定の時間間隔をおいて逐次印加するように構成し
たことを特徴とする環状の無電極放電光源装置。 - 【請求項２】予め印加しておく複数個のマイクロ波発振
器のヒータ電源の電圧は、前記プラズマ発光が安定状態
になると少し低くするように制御したことを特徴とする
請求項１に記載の環状の無電極放電光源装置。 - 【請求項３】環状の無電極放電管を内蔵した碗形のマイ
クロ波電力空胴器に、その全周をほぼ等間隔に保って形
成された複数個のスリットアンテナからマイクロ波電力
を個別に供給する複数個のマイクロ波発振器は、それぞ
れのマイクロ波発振器の発振によるマイクロ波電力の供
給により環状の無電極放電管の前記スリットアンテナの
近傍部分のプラズマ発光が安定状態になるまでの所定の
時間間隔をおいて逐次起動するようにしたことを特徴と
する環状の無電極放電光源装置の点灯方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040448A JPH0665178B2 (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 環状の無電極放電光源装置およびその点灯方法 |
| US07/182,449 US4866351A (en) | 1988-02-23 | 1988-04-18 | Annular light source unit using electrodeless discharge and a method of lighting the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040448A JPH0665178B2 (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 環状の無電極放電光源装置およびその点灯方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01217891A JPH01217891A (ja) | 1989-08-31 |
| JPH0665178B2 true JPH0665178B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=12580925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63040448A Expired - Lifetime JPH0665178B2 (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 環状の無電極放電光源装置およびその点灯方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4866351A (ja) |
| JP (1) | JPH0665178B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5420390A (en) * | 1990-01-19 | 1995-05-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image heating apparatus using a microwave discharge plasma lamp |
| US5969472A (en) * | 1997-12-03 | 1999-10-19 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Lighting system of encapsulated luminous material |
| US6577074B1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-06-10 | Fusion Uv Systems, Inc. | Lighting system |
| CA2788742C (en) * | 2011-09-07 | 2019-03-05 | Tai-Her Yang | Lighting device with optical pulsation suppression by polyphase-driven electric energy |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4070603A (en) * | 1976-07-14 | 1978-01-24 | Gte Laboratories Incorporated | Solid state microwave power source for use in an electrodeless light source |
| JPS5535825A (en) * | 1978-09-06 | 1980-03-13 | Itsuki Ban | Lighter equipped with watch |
| JPS55154055A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-01 | Oak Seisakusho:Kk | No-electrode discharge tube device |
| JPS56126250A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | Light source device of micro wave discharge |
| JPS5719559A (en) * | 1980-07-10 | 1982-02-01 | Daiwa Reiki Kogyo Kk | Double refrigeration cycle |
| JPS5834356U (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-05 | 三菱電機株式会社 | マイクロ波放電光源装置 |
| JPS58133265U (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-08 | 三菱電機株式会社 | マイクロ波放電光源装置 |
| US4749915A (en) * | 1982-05-24 | 1988-06-07 | Fusion Systems Corporation | Microwave powered electrodeless light source utilizing de-coupled modes |
| JPS60124347A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-07-03 | フユージヨン・システムズ・コーポレーシヨン | 無電極ランプを冷却する装置 |
| AU574435B2 (en) * | 1984-03-02 | 1988-07-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Microwave discharge light source apparatus |
| US4633140A (en) * | 1984-12-24 | 1986-12-30 | Fusion Systems Corporation | Electrodeless lamp having staggered turn-on of microwave sources |
| US4712046A (en) * | 1986-11-14 | 1987-12-08 | Gte Laboratories Incorporated | Quadrature-coupled microwave electrodeless lamp |
-
1988
- 1988-02-23 JP JP63040448A patent/JPH0665178B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-18 US US07/182,449 patent/US4866351A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01217891A (ja) | 1989-08-31 |
| US4866351A (en) | 1989-09-12 |
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