特許 5987685 マイクロ波無電極ランプ及びこれを使用した光照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5987685

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】マイクロ波無電極ランプ及びこれを使用した光照射装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 65/04 20060101AFI20160825BHJP

   H01J 61/52 20060101ALI20160825BHJP

   H05B 41/24 20060101ALI20160825BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20160825BHJP

   F21V 29/50 20150101ALI20160825BHJP

   F21Y 101/00 20160101ALN20160825BHJP

【ＦＩ】

   H01J65/04 B

   H01J61/52 L

   H05B41/24 N

   F21S2/00 681

   F21V29/02 300

   F21V29/02 510

   F21V29/02 100

   F21Y101:00 300

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-284097(P2012-284097)

(22)【出願日】2012年12月27日

(65)【公開番号】特開2014-127383(P2014-127383A)

(43)【公開日】2014年7月7日

【審査請求日】2015年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000192

【氏名又は名称】岩崎電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135965

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 要泰

(74)【代理人】

【識別番号】100100169

【弁理士】

【氏名又は名称】大塩 剛

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 和明

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 静二

【審査官】 佐藤 仁美

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０５５７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０５０１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０１３０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４９８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０２１５０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｖ ２３／００−２７／００、２９／００、３１／００、

３１／０４−３７／００、９９／００、

Ｈ０１Ｊ ６１／５０−６５／０８、

Ｈ０５Ｂ ４１／２４−４１／２８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロ波発振器と、該マイクロ波発振器に付属するアンテナと、該アンテナからのマイクロ波エネルギーを受けて発光する無電極ランプと、該無電極ランプから放射される光を制御する楕円面あるいは放物面の形状を有する反射鏡と、矩形の筐体と、該筐体に装着された冷却用送風ダクトとを有する光照射装置において、
前記無電極ランプは放電容器と該放電容器の両端の突起部を有し、前記突起部には回転翼が装着され、前記冷却用送風ダクトから供給された冷却用空気が前記回転翼に衝突することによって、前記無電極ランプは中心軸線周りに回転することを特徴とする光照射装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光照射装置において、
前記無電極ランプの両端の突起部に形成された被係合部が、前記筐体の内壁に形成された係合部に係合されることによって、前記無電極ランプは中心軸線周りに回転することを特徴とする光照射装置。

【請求項3】

請求項２に記載の光照射装置において、
前記筐体の内壁に形成された係合部には前記無電極ランプの軸線方向に沿って伸縮するバネが装着されていることを特徴とする光照射装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の光照射装置において、
前記回転翼は、前記無電極ランプの両端の突起部に装着された円筒部と該円筒部より半径方向外方に延びるブレードと該ブレードの先端に設けられた空気受部とを有することを特徴とする光照射装置。

【請求項5】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の光照射装置において、
前記回転翼は、前記無電極ランプの両端の突起部より半径方向外方に延びるブレードと該ブレードの先端に設けられた空気受部とを有することを特徴とする光照射装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の光照射装置において、
前記無電極ランプの放電容器と突起部は石英ガラス製であり、前記回転翼はセラミック製であることを特徴とする光照射装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の光照射装置において、
前記冷却用送風ダクトからの冷却用空気は、前記無電極ランプの消灯時にも供給されることを特徴とする光照射装置。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の光照射装置において、
前記冷却用送風ダクトからの冷却用空気の供給量は、前記無電極ランプへの供給電力の大きさに応じて変化させることを特徴とする光照射装置。

【請求項9】

放電容器と該放電容器の両端の突起部を有するマイクロ波給電方式のマイクロ波無電極ランプにおいて、前記突起部には直径方向両側に延びる回転翼が装着されていることを特徴とするマイクロ波無電極ランプ。

【請求項10】

請求項９記載のマイクロ波無電極ランプにおいて、
前記回転翼は、前記無電極ランプの両端の突起部に装着された円筒部と該円筒部より半径方向外方に延びるブレードと該ブレードの先端に設けられた空気受部とを有することを特徴とするマイクロ波無電極ランプ。

【請求項11】

請求項９記載のマイクロ波無電極ランプにおいて、
前記回転翼は、前記無電極ランプの両端の突起部より半径方向外方に延びるブレードと該ブレードの先端に設けられた空気受部とを有することを特徴とするマイクロ波無電極ランプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロ波給電方式のマイクロ波無電極ランプ、及び、これを使用する光照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マイクロ波無電極ランプを搭載する光照射装置は、マイクロ波発振器とマイクロ波空洞を備え、マイクロ波空洞には放電管（発光管）として無電極ランプが設けられている。マイクロ波空洞には、更に、無電極ランプからの放射光を方向付けする反射鏡が設けられている。マイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置は、インク、塗料、樹脂等の硬化処理又は紫外線殺菌に用いられている。特許文献１には、可視光線及び紫外線を放射させるマイクロ波無電極光源装置が開示されている。

【0003】

マイクロ波発振器からのマイクロ波によってマイクロ波空洞に定在波が生成される。無電極ランプ内に、定在波の２つの腹とその間の１つの節が生じる。定在波の腹の部分の温度は比較的高く、節の部分の温度は比較的低い。無電極ランプの軸線方向の温度は不均一となる。

【0004】

無電極ランプは、適切に冷却される必要がある。無電極ランプの冷却不足、過冷却、及び、不均一冷却は、ランプ寿命の低下の原因となる。そこで、無電極ランプに対して様々な冷却方法が提案されている。特許文献２には、２つの反射パネルとその間の中間部材の間に形成されたスロットを経由して、空気を流すことによって無電極ランプを冷却する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特公平３−３７２７７号公報

【特許文献2】特表２００３−５３１４６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のマイクロ波無電極ランプを搭載する光照射装置に設けられた冷却機構は、無電極ランプの軸線方向の温度の均一化を目的としており、無電極ランプの外周面の円周方向の温度の均一化を目的とするものではない。従って、従来の技術では、無電極ランプの外周面の円周方向の温度は必ずしも均一ではなかった。例えば、特許文献２に記載された冷却方法では、無電極ランプの外周面のうち、冷却用空気が直接衝突する側は十分に冷却されるが、その反対側では、冷却用空気が直接衝突しないため冷却不足となる。

【0007】

また、無電極ランプを交換するとき、通常、その外周面を手で掴んで装置から取り外し、又は、取り付ける。そのとき、意図しないで、無電極ランプの外周面が汚染される場合がある。例えば、無電極ランプの外周面にナトリウム等を含むアルカリ成分が付着することがある。無電極ランプは石英製である。ランプの点灯中は高温となるため、付着したアルカリ成分が石英ガラスを侵食する可能性がある。従って、無電極ランプを交換するとき、外周面に手が触れないことが好ましい。

【0008】

そこで本発明の目的は、無電極ランプの外周面の温度を円周方向に沿って均一化することができ、更に、無電極ランプを交換するとき、外周面をアルカリ成分等によって汚染されることがないマイクロ波無電極ランプを使用した光照射装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明によると、マイクロ波発振器と、該マイクロ波発振器に付属するアンテナと、該アンテナからのマイクロ波エネルギーを受けて発光する無電極ランプと、該無電極ランプから放射される光を制御する楕円面あるいは放物面の形状を有する反射鏡と、矩形の筐体と、該筐体に装着された冷却用送風ダクトとを有する光照射装置において、
前記無電極ランプは放電容器と該放電容器の両端の突起部を有し、前記突起部には回転翼が装着され、前記冷却用送風ダクトから供給された冷却用空気が前記回転翼に衝突することによって、前記無電極ランプは中心軸線周りに回転する。

【0010】

本発明の実施形態によると、前記光照射装置において、
前記無電極ランプの両端の突起部に形成された被係合部が、前記筐体の内壁に形成された係合部に係合することによって、前記無電極ランプは中心軸線周りに回転してよい。

【0011】

本発明の実施形態によると、前記光照射装置において、
前記筐体の内壁に形成された係合部には前記無電極ランプの軸線方向に沿って伸縮するバネが装着されてよい。

【0012】

本発明の実施形態によると、前記光照射装置において、
前記回転翼は、前記無電極ランプの両端の突起部に装着された円筒部と該円筒部より半径方向外方に延びるブレードと該ブレードの先端に設けられた空気受部とを有してよい。

【0013】

本発明の実施形態によると、前記光照射装置において、
前記回転翼は、前記無電極ランプの両端の突起部より半径方向外方に延びるブレードと該ブレードの先端に設けられた空気受部とを有してよい。

【0014】

本発明の実施形態によると、前記光照射装置において、
前記無電極ランプの放電容器と突起部は石英ガラス製であり、前記回転翼はセラミック製であってよい。

【0015】

本発明の実施形態によると、前記光照射装置において、
前記冷却用送風ダクトからの冷却用空気は、前記無電極ランプの消灯時にも供給されてよい。

【0016】

本発明の実施形態によると、前記光照射装置において、
前記冷却用送風ダクトからの冷却用空気の供給量は、前記無電極ランプへの供給電力の大きさに応じて変化させてよい。

【0017】

本発明によると、放電容器と該放電容器の両端の突起部を有するマイクロ波給電方式のマイクロ波無電極ランプにおいて、前記突起部には直径方向両側に延びる回転翼が装着されてよい。

【0018】

本発明の実施形態によると、前記マイクロ波無電極ランプにおいて、
前記回転翼は、前記無電極ランプの両端の突起部に装着された円筒部と該円筒部より半径方向外方に延びるブレードと該ブレードの先端に設けられた空気受部とを有してよい。

【0019】

本発明の実施形態によると、前記マイクロ波無電極ランプにおいて、
前記回転翼は、前記無電極ランプの両端の突起部より半径方向外方に延びるブレードと該ブレードの先端に設けられた空気受部とを有してよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、マイクロ波無電極ランプを使用した光照射装置において、無電極ランプの外周面の温度を円周方向に沿って均一化することができ、更に、無電極ランプを交換するとき、外周面をアルカリ成分等によって汚染されることがない。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1A】図１Ａは、本実施形態に係るマイクロ波無電極ランプを使用した光照射装置の一例を示す概略斜視図である。

【図1B】図１Ｂは、図１Ａの光照射装置を正面から見た概略正面図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る光照射装置の筐体の前側内部の断面構成を示す図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る光照射装置に使用されるランプの一例である直管型無電極ＵＶランプを示す図である。

【図4】図４は本実施形態の無電極ランプの両側の突起部に設けられた回転翼の構造の例を示す図である。

【図5A】図５Ａは、本実施形態の無電極ランプの両側の突起部に設けられる回転翼の断面構成の例を示す図である。

【図5B】図５Ｂは、回転翼の端面構成の例を説明する図である。

【図6】図６は、回転翼の他の例を説明する図である。

【図7】図７は、回転翼の構造の他の例を説明する図である。

【図8A】図８Ａは、本実施形態の無電極ランプの両端の軸受構造の例を説明する図である。

【図8B】図８Ｂは、本実施形態の無電極ランプの両端の軸受構造の他の例を説明する図である。

【図8C】図８Ｃは、本実施形態の無電極ランプの両端の軸受構造の更に他の例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係る無電極ランプ及びこれを使用した光照射装置の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施形態は、例示であって、本発明を何等限定するものではないことを承知されたい。

【0023】

図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態に係るマイクロ波無電極ランプを使用した光照射装置の一例を説明する図である。図１Ａは、光照射装置１０の斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの光照射装置１０を正面から見た概略正面図である。図示のように、光照射装置１０のランプ軸線方向に沿ってＸ軸、光照射装置１０からの発光方向（矢印方向）に沿ってＺ軸、Ｘ−Ｚ面に垂直方向にＹ軸を設定する。

【0024】

光照射装置１０は、矩形の筐体４を有し、筐体４の後側内部にマイクロ波発振器３（図示なし）が設けられ、筐体４の上側には冷却用送風ダクト６（図１Ｂでは省略）が取り付けられている。光照射装置１０は、更に、マイクロ波発振器３に付属するアンテナ８と、アンテナ８からのマイクロ波エネルギーを受けて発光する無電極ランプ１２と、無電極ランプ１２の軸線に沿って配置された反射鏡１４を有する。反射鏡１４によって囲まれた空間は、マイクロ波空洞５を形成している。無電極ランプ１２は、マイクロ波空洞５に配置されている。

【0025】

尚、本実施形態の無電極ランプ１２では、両端の突起部に回転翼が設けられているが、図１Ａ及び図１Ｂでは、その図示は省略されている。更に、本実施形態では、無電極ランプ１２の両端の突起部に形成された被係合部は、筐体４の両側の内壁に形成された係合部に係合するように構成されているが、その構造は図１Ａ及び図１Ｂでは、省略されている。

【0026】

マイクロ波は、波長１ｍ〜１００μｍ、周波数３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚの電磁波を指し、電波の中で最も短い波長域である。マイクロ波発振器３として、マグネトロン、クライストロン、進行波管（ＴＷＴ）、ジャイロトロン、ガンダイオードを用いた回路等がある。本実施形態では、マイクロ波発振器としてマグネトロンを使用する。マグネトロンは、発振用真空管の一種であり、強力なノンコヒーレントマイクロ波を発生する。身近なところでは、マグネトロンは、レーダーや電子レンジに使われている。本実施形態では、電子レンジ、好ましくは業務用電子レンジに使用されているマグネトロンを使用する。なお、電子レンジでは周波数２，４５０ＭＨｚが使用されているが、これは技術的な制限によるものではなく、法的規制によるものである。

【0027】

図２は、本実施形態に係る光照射装置１０の筐体４の前側内部の断面構成を示す。反射鏡１４は、代表的には、被照射面に集光させる楕円面反射鏡、被照射面に平行光を当てる放物面反射鏡等が有る。楕円面も放物面も少なくとも１つの焦点を有する。楕円面反射鏡は、焦点が１直線上に無数に並ぶ樋型楕円面反射鏡でも、焦点が１つしか無い回転楕円面反射鏡でもよい。放物面反射鏡についても同様である。図２の実施例では、反射鏡１４は樋型楕円面反射鏡であり、無電極ランプ１２は直管型で、その中心軸が前記楕円面反射鏡の焦点に位置するように配置されている。なお、無電極ランプと反射鏡との位置関係に関しては、必ずしも無電極ランプの中心（中心軸）が焦点位置に一致している必要は無く、ランプ設置の位置的誤差等も考慮して、ランプ本体の中央部分が焦点を含む位置に配置されてさえいればよい。

【0028】

反射鏡１４の筐体４の前面には光出射口２が形成され、光出射口は導電性メッシュ１６によって覆われている。導電性メッシュ１６は、マイクロ波に対しては不透過性であるが、マイクロ波空洞からの照射光１２１、即ち、可視光線及び紫外線に対しては透過性である。

【0029】

マイクロ波発振器３から発生したマイクロ波は、アンテナ８を介して放射され、マイクロ波空洞５に供給され、そこで定在波を形成する。マイクロ波空洞５に配置された無電極ランプ１２の内部にプラズマを励起する。プラズマが放射する可視光線或いは紫外線は、照射光１２１として反射鏡１４を反射し、又は、直接、光出射口２に向かって放射され、導電性メッシュ１６を通過して、被照射面に照射される。

【0030】

冷却用送風ダクト６からの冷却用空気６１は、反射鏡１４の孔１４１を介してマイクロ波空洞５に供給される。冷却用空気６１は無電極ランプ１２の外周面に衝突し、無電極ランプ１２を冷却する。無電極ランプ１２の両端には回転翼２０が装着されている。冷却用空気６１は、無電極ランプ１２の外周面と回転翼２０に衝突する。それによって無電極ランプ１２は中心軸線周りに回転する。冷却用空気６１は無電極ランプ１２の外周面の一方の側に衝突するが、無電極ランプ１２は回転しているので、冷却用空気６１が実際に衝突している部分は常に移動している。即ち、冷却用空気６１が実際にランプ外周面に衝突している部分は常に変動しており、同一部分に衝突していない。そのため、無電極ランプ１２の外周面の温度は円周方向に沿って均一化される。回転翼２０の構造及び軸受構造については後に詳細に説明する。

【0031】

本実施形態では、光照射装置１０には、冷却用送風ダクト６から冷却用空気６１の供給を制御する制御装置（図示なし）が設けられている。制御装置は、冷却用空気６１の供給を無電極ランプ１２の点灯に連動させる。例えば、無電極ランプ１２の温度が高いときに、冷却用空気６１を供給し、無電極ランプ１２の温度が低いときには、冷却用空気６１を少量供給するように制御する。従って本実施形態では、無電極ランプ１２の温度が高いときに、冷却用空気６１を供給するから、無電極ランプ１２は中心軸線周りに回転し、無電極ランプ１２の外周面の温度は円周方向に沿って均一化される。無電極ランプ１２の温度が低いときにも、冷却用空気６１を少量供給するから、無電極ランプ１２は常時回転する。

【0032】

図３に、無電極ランプ１２の一例として、直管型の無電極ランプを示す。直管型の無電極ランプ１２は、円筒状の放電容器１２Ａとその両端の突起部１２Ｂからなる。本実施形態では、突起部１２Ｂに回転翼が設けられているが、図３では省略されている。回転翼については後に説明する。無電極ランプ１２の軸線方向長さは約１５０ｍｍ、外径約１１ｍｍである。放電容器の両端の突起部１２Ｂを筐体の両側の内壁の係合部に係合させることによって、無電極ランプ１２はマイクロ波空洞内に保持される。無電極ランプの形状として、単純な直管型以外に、中央部が狭小になった直管型、球形が用いられてよい。

【0033】

無電極ランプ１２は石英ガラス製である。放電容器の内部には、不活性ガスと発光物質が封入されている。本例の無電極ランプ１２では、不活性ガスとして２０ｔｏｒｒのアルゴン（Ａｒ）が封入されてよい。発光物質として４５ｍｇの水銀が封入されてよい。この場合、無電極ランプ１２は、出力１，８００Ｗの紫外線照射ランプ（ＵＶランプ）として使用される。尚、発光物質は水銀に限定されない。例えば、水銀とハロゲン化金属等を封入してもよい。この場合には、無電極ランプはメタルハライドランプとなる。

【0034】

マグネトロンを発振させると、２，４５０ＭＨｚのマイクロ波エネルギーがマイクロ波空洞５に供給され定在波が形成される。マイクロ波が無電極ランプ１２の放電容器１２Ａと結合されて内部にプラズマが励起される。発光物質から可視光線或いは紫外線が放射される。

【0035】

無電極ランプ１２を点灯すると、放電容器１２Ａの内部に、破線で示すように、２つのプラズマ領域１３が形成される。プラズマ領域１３は、腹１３１とその両側の節１３２を有する定在波を形成する。この定在波の波長は、λ＝伝播速度／周波数＝２．９９×１０^８（ｍ／ｓ）／２．４５ＧＨｚ≒１２３ｍｍとなる。無電極ランプの放電容器１２Ａの軸線方向長さは、一波長の長さに略等しく形成されている。

【0036】

定在波の腹１３１の部分は比較的温度が高く、比較的強い発光をする。ここはホットゾーン１２ａ、１２ｂと呼ばれる。定在波の節１３２の部分は比較的温度が低く、封入物質の蒸発が阻害され、又は、再凝縮が起こることがある。従って、非常に弱い発光となる。無電極ランプ１２の放電容器１２Ａの温度分布は軸線方向に沿って不均一となる。

【0037】

図４は本実施形態の無電極ランプ１２の放電容器１２Ａの両側の突起部１２Ｂに設けられた回転翼２０の構造の例を示す。本実施形態の回転翼２０は、円筒部２３とその円周面に設けられた１対の翼２１Ａ、２１Ｂを有する。１対の翼２１Ａ、２１Ｂは、直径方向両側に点対称に設けられている。翼２１Ａ、２１Ｂは、様々な形状が可能である。図示の例では、翼２１Ａ、２１Ｂは、半径方向外方に延びるブレード２１１Ａ、２１１Ｂと、その先端の空気の流れを捕獲するための空気受部２１２Ａ、２１２Ｂを有する。ブレード２１１Ａ、２１１Ｂは平板でもよいがプロペラ型であってもよい。

【0038】

円筒部２３の端面に被係合部２５が設けられている。回転翼２０の被係合部２５を筐体の両側の内壁の係合部に係合させることによって、無電極ランプ１２はマイクロ波空洞内に保持される。

【0039】

回転翼２０は、セラミック製であってよい。回転翼２０を製造するには、円筒部２３、翼２１Ａ、２１Ｂ及び被係合部２５を別個に製造し、それらを結合してもよいが、一体的に製造してもよい。こうして製造されたセラミック製の回転翼２０を、石英製の無電極ランプ１２の両側の突起部１２Ｂに固定的に装着する。

【0040】

冷却用送風ダクト６からの冷却用空気６１は、無電極ランプ１２の放電容器１２Ａの外周面に衝突するが同時に回転翼２０に衝突する。それによって、無電極ランプ１２は軸線周りに回転する。本実施形態によると、回転翼２０は衝撃型水車と同様な機能を有する。

【0041】

図５Ａ及び図５Ｂを参照して回転翼２０及び円筒部２３の構造の例を説明する。回転翼２０は、円筒部２３とその円周面に設けられた１対の翼２１Ａ、２１Ｂを有する。翼２１Ａ、２１Ｂは、半径方向外方に延びるブレード２１１Ａ、２１１Ｂと、その先端の空気の流れを捕獲するための空気受部２１２Ａ、２１２Ｂを有する。円筒部２３の端面２３Ａに被係合部２５が設けられている。

【0042】

円筒部２３には軸線方向の円筒状の穴２４が形成されている。この穴２４に無電極ランプ１２の突起部１２Ｂを係合させることによって、回転翼付き無電極ランプ１２が形成される。

【0043】

図６を参照して回転翼２０の構造の他の例を説明する。本実施形態では、円筒部２５の外周面に４つの翼２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが回転対称に、即ち、９０°の間隔にて設けられている。

【0044】

図７を参照して回転翼２０の構造の更に他の例を説明する。本実施形態では、回転翼２０は、無電極ランプ１２の突起部１２Ｂに直接接続された１対の翼２１Ａ、２１Ｂを有する。１対の翼２１Ａ、２１Ｂは、直径方向両側に点対称に設けられている。尚、本実施形態でも、２対の翼、即ち、４つの翼を９０°の間隔にて回転対称に設けてもよい。

【0045】

図８Ａ〜図８Ｃを参照して、無電極ランプ１２の両端の軸受構造の例を説明する。図８Ａに示す例では、無電極ランプ１２側の軸部は、回転翼２０の円筒部２３の端面に設けられた被係合部２５によって構成される。本実施形態では、被係合部２５は円錐形状の突起であるが、他の形状も可能である。例えば、被係合部２５は円筒状の突起であってもよい。筐体４側の軸受部は、その内壁４０に形成された係合部４１によって構成される。本実施形態では、係合部４１は、突設部４１Ｂとそれによって囲まれた凹部４１Ａを有する。凹部４１Ａに被係合部２５が係合する。

【0046】

図８Ｂに示す例では、筐体４側の軸受部は、その内壁４０に形成された係合部４１によって構成される。本実施形態では、係合部４１は、内壁４０に形成された凹部４１Ａを有する。凹部４１Ａに被係合部２５が係合する。

【0047】

図８Ｃに示す例では、無電極ランプ１２側の軸部は、その両端の突起部１２Ｂによって構成される。筐体４側の軸受部は、その内壁４０に設けられた穴４２に配置された係合部４１によって構成される。本実施形態では、係合部４１は、突設部４１Ｂとそれによって囲まれた凹部４１Ａを有する。凹部４１Ａに無電極ランプ１２の突起部１２Ｂが係合する。内壁４０の穴４２には、係合部４１とバネ４１Ｃが配置されている。係合部４１はバネ４１Ｃの伸縮によって軸線方向に移動可能である。無電極ランプ１２を交換するとき、無電極ランプ１２を中心軸線に沿って移動させることによって、筐体４の一方の内壁のバネ４１Ｃが伸び、筐体４の他方の内壁のバネ４１Ｃが縮む。こうして、バネ４１Ｃの伸縮を利用することによって、無電極ランプ１２の取り外し、又は、装着が可能となる。尚、係合部にバネを設ける機構は、図８Ａ及び図８Ｂの例に適用してもよい。

【0048】

本実施形態は、次のような利点・効果を奏する。
(1) 無電極ランプ１２の両端には回転翼２０が装着されている。冷却用空気６１は無電極ランプ１２の放電容器１２Ａの外周面に衝突するが同時に回転翼２０に衝突する。それによって無電極ランプ１２は中心軸線周りに回転する。冷却用空気６１は無電極ランプ１２の外周面の一方の側に衝突するが、無電極ランプ１２は回転するので、無電極ランプ１２の外周面の温度は均一化される。

【0049】

(2) 無電極ランプ１２は、冷却用空気６１を利用して回転する。従って、無電極ランプ１２を回転させるためのモータ、及び、駆動機構を設ける必要はない。そのため、簡単な機構によって、無電極ランプ１２の外周面の温度を円周方向に沿って均一化させることができる。

【0050】

(3) 無電極ランプ１２の点灯と冷却用空気６１の供給を連動させることによって、無電極ランプ１２を回転させることができる。即ち、無電極ランプ１２が点灯しているときのみ、無電極ランプ１２の外周面の温度を円周方向に沿って均一化させることができる。更に、ランプ消灯時にも冷却風を吹き付けて冷却しておくことで、ランプが十分に冷却され、再点灯し易くなる。

【0051】

(4) ランプへの供給電力の大きさに応じて、供給する冷却風量を可変すると、ランプ表面温度の高い（供給電力大）時に供給風量を多くし、ランプ表面温度の低い（供給電力小）時に供給風量を少なくできる。そのため、ランプ冷却時においてランプ表面を冷やし過ぎるのを防ぐことができ、かつ省エネが図れる。

【0052】

(5) 無電極ランプ１２を交換するとき、両端の回転翼２０を手で掴んで取り付又は取り外すことができる。従って、無電極ランプ１２の交換時に、放電容器１２Ａの外周面にアルカリ成分等が付着することがない。無電極ランプ１２の寿命を長くすることができる。

【0053】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の範囲はこれらの実施の形態によって制限されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者であれば容易に理解されよう。

【符号の説明】

【0054】

１…マイクロ波、２…光出射口、３…マイクロ波発振器、４…筐体、５…マイクロ波空洞、６…冷却用送風ダクト、８…アンテナ、１０…光照射装置、１２…無電極ランプ、１２Ａ…放電容器、１２Ｂ…突起部、１２ａ、１２ｂ…ホットゾーン、１３…プラズマ領域、１４…反射鏡、１６…導電性メッシュ、２０…回転翼、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ…翼、２３…円筒部、２４…穴、２５…被係合部、４０…内壁、４１…係合部、４１Ａ…凹部、４１Ｂ…突設部、４１Ｃ…バネ、４２…穴、６１…冷却用空気、１２１…照射光、１３１…腹、１３２…節、１４１…孔、２１１Ａ、２１１Ｂ…ブレード、２１２Ａ、２１２Ｂ…空気受部

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】