特許 6245427 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】6245427

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】光照射装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 65/04 20060101AFI20171204BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   H01J65/04 B

   F21S2/00 681

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-205746(P2013-205746)

(22)【出願日】2013年9月30日

(65)【公開番号】特開2015-69934(P2015-69934A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年4月8日

【前置審査】

(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

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 和明

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 静二

(72)【発明者】

【氏名】折戸 日出海

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２８５３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１３７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０３−０３７２７７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特表２００３−５３１４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３４２９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０５４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００２０４１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｋ ９／００− ９／９０

Ｆ２１Ｓ ２／００−１９／００

Ｈ０１Ｊ ６１／３０−６５／０８

(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、前記無電極ランプに冷却用空気を供給する冷却空気供給機構と、を有する光照射装置において、
前記無電極ランプは不活性ガスと発光物質が封入された直管型の放電容器を有し、
前記放電容器は、マイクロ波エネルギーによって生成されるプラズマ領域の定在波の腹に対応して形成される２つの高温領域と、該定在波の節に対応して形成される３つの低温領域とを有し、前記３つの低温領域のうちの中央の低温領域に対応する位置に前記冷却用空気を遮断する風除け用フードが装着されてい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、
前記風除け用フードは、円筒状に形成されていることを特徴とする光照射装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の光照射装置において、
前記風除け用フードは、半円筒状に形成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項記載の光照射装置において、
前記風除け用フードの軸線方向の寸法Ｌｈは、Ｌｈ＝２０〜３０ｍｍ、前記風除け用フードの肉厚は１．０〜１．５ｍｍであることを特徴とする光照射装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項記載の光照射装置において、
前記風除け用フードは、前記放電容器の外周面に接触しないように、装着されてい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項記載の光照射装置において、
前記発光物質は、水銀と鉄を含むことを特徴とする光照射装置。

【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】

インク、塗料、樹脂等の硬化処理及び紫外線殺菌に、マイクロ波無電極ランプを搭載する光照射装置が使用される。通常、波長２５４ｎｍの紫外線は殺菌用に用いられ、波長３００〜４３０ｎｍの紫外線は樹脂硬化に用いられる。この光照射装置は、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。無電極ランプ内に形成されたプラズマ領域にて、定在波の腹とその両側の節が生じる。定在波の腹の部分の温度は高く、節の部分の温度は低い。そのため、節の部分では発光物質が凝集し、発光強度及び発光効率の低下の要因となる。

【0003】

従来、マイクロ波無電極ランプでは、軸線方向の温度の不均一が課題となっており、それを解決するために様々な提案がなされている。例えば、特許文献１に記載されたマイクロ波無電極光源装置では、ランプの中央に直径が減少した小径部分が形成されている。特許文献２に記載された紫外線発生装置では、定在波の腹の部分の比較的温度が高い部分に多量の冷却空気を供給するように構成されている。特許文献３には、無電極ランプの光出力を軸線方向に均一化するために、電磁界制御手段を設けることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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（特許第４７７７５８２号）

【特許文献3】特開２００５−２８５３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されたマイクロ波無電極ランプでは、軸線方向の温度の不均一の課題を解決するために、無電極ランプ（放電容器）を特殊な形状にしている。しかしながら、このような特殊な形状の無電極ランプの製造には作業的な要素が多く含まれ、且つ、作業工数が増える。特許文献２に記載された紫外線発生装置では、冷却空気を供給するための構造に変化を加えているために、冷却機構の構造が複雑化し、部品点数が増えることとなる。

【0006】

本発明の目的は、簡単な方法で、マイクロ波無電極ランプの軸線方向の中央の低温領域における発光物質の凝集を抑制し、ＵＶ−Ａ領域（３１５〜４００ｎｍ）の発光強度及び発光効率を高めることができる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を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願の発明者は、マイクロ波無電極ランプにおいて発光強度及び発光効率を高めるための課題と手段を鋭意検討した。そこで、本願の発明者は、マイクロ波無電極ランプにおける課題として、軸線方向の温度の不均一ではなく、中央の低温領域に起因した発光物質の凝集に着目した。即ち、マイクロ波無電極ランプにおいて発光強度及び発光効率を高めるためには、マイクロ波無電極ランプの軸線方向の温度の不均一を解消するよりも、マイクロ波無電極ランプの中央の低温領域の発光物質の凝集を抑制するほうが、より有効であるとの見解に達した。そこで本願の発明者は、マイクロ波無電極ランプの中央の低温領域の発光物質の凝集を抑制するための手段を鋭意検討した。

【0008】

本発明によると、マイクロ波エネルギーを受けて発光するマイクロ波無電極ランプにおいて、不活性ガスと発光物質が封入された直管型の放電容器を有し、前記放電容器は、マイクロ波エネルギーによって生成されるプラズマ領域の定在波の腹に対応して形成される２つの高温領域と、該定在波の節に対応して形成される３つの低温領域とを有し、前記３つの低温領域のうちの中央の低温領域に対応する位置に冷却用空気を遮断する風除け用フードが装着されている。

【0009】

本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、前記風除け用フードは、円筒状に形成されてよい。

【0010】

本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、前記風除け用フードは、半円筒状に形成されてよい。

【0011】

本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、前記風除け用フードの軸線方向の寸法Ｌｈは、Ｌｈ＝２０〜３０ｍｍ、前記風除け用フードの肉厚は１．０〜１．５ｍｍであってよい。

【0012】

本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、 前記風除け用フードは、前記放電容器の外周面に接触しないように、装着されてよい。

【0013】

本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、前記発光物質は、水銀と鉄を含んでよい。

【0014】

本実施形態によると、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、前記無電極ランプに冷却用空気を供給する冷却空気供給機構と、を有する光照射装置において、前記無電極ランプは不活性ガスと発光物質が封入された直管型の放電容器を有し、前記放電容器は、マイクロ波エネルギーによって生成されるプラズマ領域の定在波の腹に対応して形成される２つの高温領域と、該定在波の節に対応して形成される３つの低温領域とを有し、前記３つの低温領域のうちの中央の低温領域に対応する位置に前記冷却用空気を遮断する風除け用フードが装着されてよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、簡単な方法で、マイクロ波無電極ランプの軸線方向の中央の低温領域の発光物質の凝集を抑制し、ＵＶ−Ａ領域（３１５〜４００ｎｍ）の発光強度及び発光効率を高めた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を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【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、本実施形態に係る無電極ランプの一例を示す図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る無電極ランプの例の寸法を説明する図である。

【図5】図５は、本実施形態に係る無電極ランプの周囲の冷却用空気の流れを説明する図である。

【図6A】図６Ａは、本実施形態による無電極ランプの風除け用フードの第１の例を説明する図である。

【図6B】図６Ｂは、本実施形態による無電極ランプの風除け用フードの第２の例を説明する図である。

【図6C】図６Ｃは、本実施形態による無電極ランプの風除け用フードの第３の例を説明する図である。

【図7A】図７Ａは、本実施形態による無電極ランプの風除け用フードの効果を説明する図である。

【図7B】図７Ｂは、本実施形態による無電極ランプの風除け用フードの効果を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。本実施形態によると、無電極ランプ１２の中央の低温領域の周囲に風除け用フード２０が装着されている。風除け用フード２０の構造及び機能は後に説明する。

【0020】

光照射装置１０は、更に、無電極ランプ１２を冷却する冷却空気供給機構を有する。冷却空気供給機構は、図示しない冷却空気源と、筐体４の上側には装着された冷却用送風ダクト６（図１Ｂでは省略）を有する。

【0021】

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。

【0022】

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。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、無電極ランプの中心（中心軸）が反射鏡の焦点位置に必ずしも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いればよい。

【0023】

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１８、即ち、可視光線及び紫外線に対しては透過性である。

【0024】

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１８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。

【0025】

図示しない冷却空気源からの冷却用空気１７は、冷却用送風ダクト６（図１Ａ）を経由し、反射鏡１４の孔１４Ａを介してマイクロ波空洞５に供給される。冷却用空気１７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。本実施形態によると、無電極ランプ１２の中央の低温領域の周囲に風除け用フード２０が装着されている。従って、無電極ランプ１２の中央の低温領域では、冷却用空気１７は風除け用フード２０に直接衝突するが、無電極ランプ１２には直接衝突しない。風除け用フード２０の構造及び機能は後に説明する。

【0026】

図３を参照して本実施形態に係る無電極ランプの例を説明する。無電極ランプ１２は、円筒状の放電容器１２Ａを有する直管型であり、その両端に突起部１２Ｂを有する。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。

【0027】

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２．７ｋＰａ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。後に説明するように、発光物質として、水銀以外に、鉄単体、又は、鉄系ハロゲン化物（ヨウ化鉄、臭化鉄）が用いられてよい。

【0028】

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。

【0029】

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＝２．９９×１０⁸（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。

【0030】

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。ここは高温領域（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、比較的弱い発光をする。ここは低温領域（コールドゾーン）１２ｃ、１２ｄ、１２ｅと呼ばれる。低温領域１２ｃ、１２ｄ、１２ｅでは、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、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。

【0031】

本実施形態では、無電極ランプ１２の放電容器１２Ａの中央の低温領域１２ｃにて、風除け用フード２０が設けられている。ここで、風除け用フード２０の機能を説明する。

【0032】

図２を参照して説明したように、マイクロ波空洞５に供給された冷却用空気１７は、無電極ランプ１２の放電容器１２Ａの外周面に衝突し、無電極ランプ１２を冷却する。従来の技術では、冷却用空気１７によって無電極ランプ１２は軸線方向に一様に冷却される。即ち、高温領域１２ａ、１２ｂも低温領域１２ｃ、１２ｄ、１２ｅも一様に冷却される。従って、無電極ランプ１２の軸線方向の温度分布は不均一である。

【0033】

本実施形態では、中央の低温領域１２ｃに風除け用フード２０が設けられているため、中央の低温領域１２ｃでは冷却用空気１７は放電容器１２Ａに直接衝突しない。そのため、低温領域１２ｃでは冷却用空気１７による冷却作用が軽減される。中央の低温領域１２ｃ以外の領域では、冷却用空気１７は放電容器１２Ａに直接衝突するから、冷却用空気１７による冷却作用は変わらない。本実施形態では、冷却用空気１７による冷却作用が中央の低温領域１２ｃとそれ以外の領域では異なる。そのため、無電極ランプ１２の中央の低温領域１２ｃに風除け用フード２０を設けることによってＵＶ−Ａ領域（３１５〜４００ｎｍ）の発光強度及び発光効率を高めることができる。尚、放電容器１２Ａの両端の低温領域１２ｄ、１２ｅには風除け用フードが設けられていない。

【0034】

図４を参照して、本実施形態に係る直管型の無電極ランプの例の寸法を説明する。無電極ランプ１２は円筒状の放電容器１２Ａと両側の突起部１２Ｂ、１２Ｂを有する。図示のように、放電容器１２Ａの軸線方向の寸法をＬ、突起部１２Ｂ、１２Ｂの軸線方向の寸法をそれぞれＬｔとする。各高温領域１２ａ、１２ｂ（図３）において、定在波の腹の振幅が最大の位置にて、最も温度が高くなる。ランプが水平姿勢で点灯している場合には、最高温度位置は、各高温領域１２ａ、１２ｂにて、放電容器１２Ａの上側面に生じる。中央の低温領域１２ｃ（図３）において、定在波の節の振幅が最小の位置にて、最も温度が低くなる。放電容器１２Ａにて定在波は左右対称的に形成される。従って、中央の最低温位置は、放電容器１２Ａの軸線方向の中央の位置にある。

【0035】

放電容器１２Ａの中央の最低温位置から、両側の最高温位置までの距離を、それぞれＬｂとし、両端までの距離を、それぞれＬａとする。この放電容器１２Ａでは、Ｌ＝１３８ｍｍ、Ｌｔ＝８．５ｍｍ、Ｌａ＝６９ｍｍ、Ｌｂ＝３４．５ｍｍである。無電極ランプ１２の全長、即ち、両側の突起部１２Ｂ、１２Ｂの外端の間の寸法は１５５ｍｍである。

【0036】

放電容器１２Ａの外径Ｄは、Ｄ＝１１ｍｍであり、放電容器１２Ａの肉厚は１ｍｍである。

【0037】

風除け用フードの軸線方向の寸法Ｌｈは中央の低温領域１２ｃの軸線方向の寸法に対応して設定される。本実施形態では、風除け用フードの軸線方向の寸法Ｌｈは、Ｌｈ＝２０〜３０ｍｍ、風除け用フードの肉厚は１．０〜１．５ｍｍ、好ましくは１．２ｍｍである。風除け用フードがスリーブ状、又は、円筒状の場合には、内径はＤｈｉ＝１２〜１３ｍｍ、好ましくは１２．５ｍｍである。風除け用フード２０を放電容器１２Ａの外周面に接触するように装着してもよいが、好ましくは接触しないように、即ち、両者の間に環状空間が形成されるように、装着する。

【0038】

風除け用フードの材質は、マイクロ波透過性の物質であればどのような物質であってもよく、例えば、石英ガラスであってよい。

【0039】

図５を参照して、本実施形態に係る無電極ランプの放電容器１２Ａに装着された風除け用フード２０の機能を説明する。図２を参照して説明したように、マイクロ波空洞５に配置された無電極ランプ１２を冷却するために冷却用空気１７が供給される。冷却用空気１７は、無電極ランプ１２の軸線に直交する方向に供給される。図３を参照して説明したように、放電容器１２Ａの中央の低温領域１２ｃでは、冷却用空気１７は、風除け用フード２０の外周面に衝突し、放電容器１２Ａの外周面に直接衝突しない。

【0040】

図示のように、風除け用フード２０は、好ましくは、放電容器１２Ａの外周面に接触しないように、即ち、両者の間に環状空間が形成されるように、装着される。風除け用フード２０と放電容器１２Ａの間の環状空間に冷却用空気１７が直接侵入することはないが、空気は自由に出入することができる。従って、放電容器１２Ａの中央の低温領域１２ｃでは、冷却用空気１７による冷却作用は軽減される。風除け用フード２０と放電容器１２Ａの間の環状空間は、空気が自由に出入することができるように、少なくとも１ｍｍあるとよい。

【0041】

本実施形態は、風除け用フード２０が放電容器１２Ａの外周面に接触する場合を排除するものではない。

【0042】

放電容器１２Ａの中央の低温領域１２ｃ以外の領域では、冷却用空気１７は、放電容器１２Ａの外周面に直接衝突する。従って、低温領域１２ｃ以外の領域では、冷却用空気１７による冷却作用は変わらない。従って、放電容器１２Ａの中央の低温領域１２ｃの風除け用フード２０によりＵＶ−Ａ領域（３１５〜４００ｎｍ）の発光強度及び発光効率を高めることができる。

【0043】

図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを参照して本実施形態に係る風除け用フードの構造と機能を説明する。図６Ａに示す例では、風除け用フード２０は、スリーブ状、又は、円筒状に形成され、その断面は円環状である。風除け用フード２０の材質は、マイクロ波透過性であり且つ紫外線透過性の物質であればどのような物質であってもよく、例えば、石英ガラスであってよい。

【0044】

風除け用フード２０の軸線が放電容器１２Ａの軸線に整合するように、風除け用フード２０を装着する。風除け用フード２０を放電容器１２Ａに接触するように装着してもよいが、好ましくは、両者の間には環状空間が形成されるように、装着する。この環状の空間に空気は自由に出入りできる。風除け用フード２０は、放電容器１２Ａの外周面に適当な方法によって装着されてよい。例えば、風除け用フード２０の縁の一部を溶着によって放電容器１２Ａに固定してよい。冷却用空気１７は、風除け用フードの軸線に直交する方向より風除け用フードに衝突する。

【0045】

図６Ｂに示す例では、風除け用フード２０は、円筒を軸線方向に沿って切断した樋型形状に形成され、その断面は、半円弧状、半楕円弧状又は放物線状である。図６Ｃに示す例では、風除け用フードは、多角形の筒状体を軸線方向に沿って切断した樋型山形形状に形成され、その断面は、半多角形状である。

【0046】

図６Ｂ及び図６Ｃに示す実施形態では、風除け用フード２０の軸線が放電容器１２Ａの軸線に整合するように、風除け用フード２０を装着する。風除け用フード２０は、放電容器１２Ａの半周を覆うように、冷却用空気１７が直接放電容器１２Ａに当たらないよう設けられている。図６Ｂ及び図６Ｃに示す実施形態では、風除け用フード２０と放電容器１２Ａの間には半円周方向に沿って空間が形成されている。しかしながら、風除け用フード２０は、少なくとも一部が放電容器１２Ａに接触するように装着してもよい。尚、風除け用フード２０の内面に反射膜２１を設けてもよい。但し、反射膜２１は、紫外線を反射するが、マイクロ波を透過させる材料によって形成される。

【0047】

風除け用フード２０は、放電容器１２Ａの外周面に適当な方法によって装着されてよい。例えば、風除け用フード２０の縁の一部を溶着によって放電容器１２Ａに固定してよい。冷却用空気１７は、風除け用フードの軸線に対して直交する方向より風除け用フードに衝突する。

【0048】

図７Ａ及び図７Ｂを参照して本願発明者が行った実験結果を説明する。本願の発明者は、図５及び図６Ａに示した本実施形態によるスリーブ状の風除け用フード付きの無電極ランプを用いて発光強度の分光スペクトルを測定した。比較例として風除け用フード無しの無電極ランプを用いて発光強度の分光スペクトルを測定した。放電容器１２Ａに封入した発光物質は、少なくとも水銀、及び、鉄を含む。鉄は、鉄単体、又は、鉄系ハロゲン化物（ヨウ化鉄、臭化鉄）として含む。

【0049】

図７Ａは波長３１５〜４００ｎｍ（ＵＶ−Ａ域）における、発光強度の測定結果を示す。横軸は波長（単位：ｎｍ）、縦軸は発光強度（相対値）である。破線のグラフは、比較例の無電極ランプを用いた場合を示し、実線のグラフは、本実施形態による無電極ランプを用いた場合を示す。波長３６５ｎｍ付近のピークは水銀を表し、その周辺に鉄の発光帯を表す。縦軸の発光強度の相対値は、水銀のピークの値を基準値１として求めた。

【0050】

本実施形態による無電極ランプ（実線のグラフ）を比較例の無電極ランプ（破線のグラフ）と比較すると、ＵＶ−Ａ領域の発光強度が改善されていることが判る。発光強度の増加量は約６％であった。

【0051】

図７Ｂは、図７Ａのグラフの一部（楕円形内）を拡大したものであり、波長３５５〜４００ｎｍにおける、発光強度を示す。横軸は波長（単位：ｎｍ）、縦軸は発光強度（相対値）である。縦軸の発光強度の相対値は、比較例の無電極ランプを用いた場合の鉄（３７４ｎｍ）のピークの値を基準値１として求めた。本実施形態の風除け用フード付き無電極ランプを用いることによって、波長３５５〜４００ｎｍにおける発光強度が改善されることが判った。特に、３つのピークに対応する鉄成分に起因する発色の強度が改善されることが明らかとなった。従って、発光物質に、鉄単体、又は、鉄系ハロゲン化物を含む場合には、無電極ランプに風除け用フードを装着することによって、発光強度及び発光効率が著しく改善される。

【0052】

本実施形態の無電極ランプは、樹脂硬化用の紫外線光源として用いて好適である。

【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…高温領域（ホットゾーン）、１２ｃ、１２ｄ、１２e…低温領域（コールドゾーン）、１３…プラズマ領域、１４…反射鏡、１４Ａ…孔、１６…導電性メッシュ、１７…冷却用空気、１８…照射光、２０…風除け用フード、１３１…腹、１３２…節

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】