特許 6572761 マイクロ波無電極ランプ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】6572761

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】マイクロ波無電極ランプを使用した光照射装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 65/04 20060101AFI20190902BHJP

   H01J 61/54 20060101ALI20190902BHJP

   H01J 61/52 20060101ALI20190902BHJP

【ＦＩ】

   H01J65/04 B

   H01J61/54 Z

   H01J61/52 Z

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-238111(P2015-238111)

(22)【出願日】2015年12月5日

(65)【公開番号】特開2017-103192(P2017-103192A)

(43)【公開日】2017年6月8日

【審査請求日】2018年10月19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

(72)【発明者】

【氏名】張 豪俊

(72)【発明者】

【氏名】小田 祐司

(72)【発明者】

【氏名】東藤 毅

【審査官】 小林 直暉

(56)【参考文献】

【文献】 実開平３−１３６９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−１９１７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−７４９９７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ６１／００−６１／２８

６１／５０−６５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源ユニットと、無水銀のマイクロ波無電極ランプを有する照射ユニットと、該マイクロ波無電極ランプを冷却する冷却空気供給機構とを有するマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置において、
前記照射ユニットは、前記マイクロ波無電極ランプの始動補助光源としてキセノンランプ及び始動補助光源点灯回路を備え、
前記マイクロ波無電極ランプの始動時に、前記キセノンランプの点灯周波数f Hzは、0.03 ≦ f ≦ 0.5に範囲内にある、光照射装置。

【請求項2】

請求項１に記載のマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置において、
更に、前記無電極ランプの立ち上がり開始を感知して、前記キセノンランプの放射を停止する手段を備えた光照射装置。

【請求項3】

請求項２に記載のマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置において、
前記無電極ランプの立ち上がり開始は、マイクロ波無電極ランプの光量を感知する光量センサによる感知光量が有意差有る増量を感知した場合、ランプは立ち上がりを開始したと判定される、光照射装置。

【請求項4】

請求項１に記載のマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置において、
前記キセノンランプの点灯エネルギーE Jは、0.7 ≦ E ≦ 6.3の範囲内にある、光照射装置。

【請求項5】

請求項１に記載のマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置において、
前記マイクロ波無電極ランプは、ＵＶ−Ａ領域の紫外線発生用のランプである、光照射装置。

【請求項6】

無水銀のマイクロ波無電極ランプと、該マイクロ波無電極ランプの始動補助用のキセノンランプと、該キセノンランプの点灯回路とを有する光照射装置における該マイクロ波無電極ランプの点灯方法において、
前記マイクロ波無電極ランプの電源供給をＯＮにするステップと、
前記キセノンランプの点灯回路をＯＮにして、点灯周波数f Hzを 0.03 ≦ f ≦ 0.5の範囲内で点灯するステップと、
前記マイクロ波無電極ランプが始動を開始したとき、前記キセノンランプの点灯回路をＯＦＦにするステップとを含む、マイクロ波無電極ランプの点灯方法。

【請求項7】

請求項６に記載のマイクロ波無電極ランプの点灯方法において、
前記キセノンランプの点灯回路をＯＮするステップは、該キセノンランプの点灯エネルギーE Jは、0.7 ≦ E ≦ 6.3の範囲内にある、マイクロ波無電極ランプの点灯方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロ波無電極ランプを使用した光照射装置に関する。更に具体的には、本発明は、キセノンランプを点灯補助光源として利用して点灯始動性を改善したマイクロ波無電極ランプを使用した光照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、可視光線又は紫外線を放射する放電ランプとして、マイクロ波無電極ランプが開発されている。マイクロ波無電極ランプを使用する点灯装置は、典型的には、電源ユニットと、無電極ランプを内蔵した照射ユニットと、無電極ランプを冷却する冷却空気供給機構（冷却ブロワー）とを備えたシステムである。

【0003】

放電管には、発光物質と、始動用の希ガスが封入されている。発光物質を適宜選択することによって、所望の波長の可視光線又は紫外線を得ることができる。波長254ｎｍの紫外線は主として殺菌処理に用いられ、波長315〜400ｎｍ（ＵＶ−Ａ領域）の紫外線は主として塗料、樹脂等の硬化処理に用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平03-013699

【特許文献2】特開2009-032515

【特許文献3】特開2009-289527

【特許文献4】特開2009-032879

【特許文献5】特開2009-070809

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＵＶ−Ａ領域の紫外線を発生する無電極放電ランプでは、従来、発光物質として水銀が用いられていた。しかし、近年、水銀は環境負荷物質として、使用を中止する方向にある。
無電極放電ランプの無水銀化によって生じる問題点として、照度が大幅に低下すること、及びランプの始動性が悪化することが挙げられる。

【0006】

照度低下の問題に対しては、本出願人は、発光管内の添加物として、鉄族元素（コバルトCo、ニッケルNi、鉄Fe等）のヨウ化物の添加量を増量することにより、比較的高いＵＶ−Ａ領域の照度が得られることを発見し、この知見を基に完成した無電極放電ランプの発明に関して複数の特許出願を行っている。しかし、ヨウ化物の量が増えるほど、遊離ヨウ素の量も増加して、ランプの始動性が悪化する傾向が見られる。

【0007】

ランプの始動性悪化の問題に対しては、従来技術として、前掲特許文献1に開示されているようなキセノンランプを始動補助光源として用いる方法が提案されている。
しかし、この従来技術では、キセノンランプの利用方法に関して、一実施例を紹介するに留まり、広く検討されていない。本発明者等は、キセノンランプの利用方法を広く検討した結果、利用の仕方によっては、ランプ自体やその点灯回路の部品（特に、電解コンデンサ）の寿命が短くなり、メンテナンスの回数が多くなるといった問題が有ることを突き止めた。

【0008】

そこで、本発明は、キセノンランプを点灯補助光源として利用して点灯始動性を改善した新規なＵＶ−Ａ領域の紫外線を発生する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を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的に鑑みて、本発明に係る光照射装置は、一面では、電源ユニットと、無水銀のマイクロ波無電極ランプを有する照射ユニットと、該マイクロ波無電極ランプを冷却する冷却空気供給機構とを有するマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置であって、前記照射ユニットは、前記マイクロ波無電極ランプの始動補助光源としてキセノンランプ及び始動補助光源点灯回路を備え、前記マイクロ波無電極ランプの始動時に、前記キセノンランプの点灯周波数f Hzは、0.03 ≦ f ≦ 0.5に範囲内にある。

【0010】

更に、上記光照射装置では、前記無電極ランプの立ち上がり開始を感知して、前記キセノンランプの放射を停止する手段を備えていてもよい。

【0011】

更に、上記光照射装置では、前記無電極ランプの立ち上がり開始は、マイクロ波無電極ランプの光量を感知する光量センサによる感知光量が有意ある増量を感知した場合、ランプは立ち上がりを開始したと判定されてもよい。

【0012】

更に、上記光照射装置では、前記キセノンランプの点灯エネルギーE Jは、0.7 ≦ E ≦ 6.3の範囲内にあってもよい。

【0013】

更に、上記光照射装置では、前記マイクロ波無電極ランプは、ＵＶ−Ａ領域の紫外線発生用のランプであってもよい。

【0014】

更に、本発明に係るマイクロ波無電極ランプの点灯方法は、無水銀のマイクロ波無電極ランプと、該マイクロ波無電極ランプの始動補助用のキセノンランプと、該キセノンランプの点灯回路とを有する光照射装置における該マイクロ波無電極ランプの点灯方法であって、前記マイクロ波無電極ランプの電源供給をＯＮにするステップと、前記キセノンランプの点灯回路をＯＮにして、点灯周波数f Hzを 0.03 ≦ f ≦ 0.5の範囲内で点灯するステップと、前記マイクロ波無電極ランプが始動を開始したとき、前記キセノンランプの点灯回路をＯＦＦにするステップとを含んでいる。

【0015】

更に、前記マイクロ波無電極ランプの点灯方法では、前記キセノンランプの点灯回路をＯＮするステップは、該キセノンランプの点灯エネルギーE Jは、0.7 ≦ E ≦ 6.3の範囲内にあってよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、キセノンランプを点灯補助光源として利用して点灯始動性を改善した新規なＵＶ−Ａ領域の紫外線を発生する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が出来る。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【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搭載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に示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置の照射ユニットを説明する図である。

【図2】図２は、図１Ａに示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置の機能ブロック図である。

【図3】図３は、図１Ａに示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置のランプ始動点灯段階の動作フロー図である。

【図4】図４は、図３に示す動作フローに対応して、マイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置の各動作素子の動作タイムチャート及びこれに対応したランプ光量推移を説明する図である。

【図5A】図５Ａは、図１Ａに示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置に始動補助光源として使用されるキセノンランプを、点灯エネルギー0.7 Ｊでパルス発光したときの分光スペクトルの一例を示す図である。

【図5B】図５Ｂは、図１Ａに示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置に始動補助光源として使用されるキセノンランプを、点灯エネルギー6.3 Ｊでパルス発光したときの分光スペクトルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明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、図面において、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して重複した説明を省略する。

【0019】

［マイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置］
（光照射装置の構成）
図１Ａは、本実施形態に係るマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置の一例を示す概略斜視図である。マイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置１０は、電源ユニット２と、照射ユニット４と、照射ユニットの発熱を冷却する冷却空気供給機構（冷却ブロワー。ここではブロワーの送風ダクトのみ図示している。）６とを備えている。

【0020】

図１Ｂは、図１Ａに示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置１０の照射ユニット４を説明する図である。照射ユニット４は、矩形の筐体１２の後側内部にマイクロ波発振器４a（図２に示すマグネトロン４ａ参照）が設けられている。照射ユニット４は、更に、マイクロ波発振器に付属するアンテナ１６と、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１８と、無電極ランプの背面側を囲むようにランプ軸線に沿って配置された反射鏡２０とを有する。反射鏡２０によって囲まれた空間は、マイクロ波空洞２２を形成し、このマイクロ波空洞内に無電極ランプ１８が配置されている。

【0021】

本実施形態では、マイクロ波発振器としてマグネトロン４ａ（図２参照）を使用する。マグネトロン４ａ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。マグネトロンは、身近なところでは、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ことが出来る。なお、電子レンジでは周波数2.45 GHz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】

マイクロ波発振器（マグネトロン４ａ）から発生したマイクロ波は、アンテナ１６を介してマイクロ波空洞２２に放射され、定在波を形成する。この定在波によって、マイクロ波空洞２２に配置された無電極ランプ１８の内部にプラズマが励起される。プラズマから放射される可視光線或いは紫外線は、反射鏡２０によって反射して、又は直接に照射光として光出射口２３に向かう。

【0023】

光出射口２３は導電性メッシュ（図示せず。）によって覆われている。導電性メッシュは、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、即ち、可視光線及び紫外線に対しては透過性である。このため、プラズマから放射される可視光線或いは紫外線は、光出射口２３の導電性メッシュを通過して、被照射面に向けて放射される。

【0024】

（光照射装置の機能ブロック）
図２は、図１Ａに示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置１０の機能ブロック図である。マイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置１０は、電源ユニット２と、無電極ランプ１８を有する照射ユニット４と、高温になる無電極ランプを冷却する冷却空気供給機構（冷却ブロワー）６とを備えている。

【0025】

電源ユニット２は、図示していない1次側電圧からこの点灯装置が使用する2次側電圧を生成する電源部２ａと、照射ユニット４及び冷却ブロア６の各構成部品の動作を制御する主制御部２ｂとを有している。主制御部２ｂは、典型的にはシーケンサーから構成される。しかし、これに限定されない。例えば、主制御部２ｂを、マイクロコンピュータを利用して構成してもよい。電源部２ａには、温度センサ２ｃが備えられ、電源部の温度がモニターされている。

【0026】

照射ユニット４は、無電極ランプ１８と、無電極ランプにアンテナ１６を介してマイクロ波エネルギーを供給するマグネトロン４ａと、無電極ランプ１８の始動性を向上させるための始動補助光源４ｃと、これにエネルギー４４を供給する始動補助光源点灯回路４ｂとを有している。始動補助光源４ｃとしては、典型的には、キセノンランプが用いられる。更に、照射ユニット４は、マグネトロン４ａの温度を感知する温度センサ４６と、無電極ランプ１８の光量を感知する光量センサ４８と、冷却ブロア６から照射ユニット４へ送られる冷却空気の風量を感知する風量センサ５０と、照射ユニット４から外部へ漏洩する電磁波を検出するRF(高周波)漏洩センサ３０とを有している。

【0027】

光量センサ４８は、照射ユニット４の内部に設置され、検知光量に応じたアナログ電圧を出力する。光量センサ４８は、例えば、浜松ホトニクス株式社製のＳｉフォトダイオード 型番S1133を利用できる。風量センサ５０は、高圧側と低圧側の2つの取込口を有し、両者の圧力差を検知する微圧圧力スイッチである。即ち、照射ユニット４の筐体内外の圧力差によって、冷却風量をモニターしている。例えば、MAMOCO Precision Switchesの超低圧スイッチ(ultra-low pressure switch) 型番MAM005-27を利用できる。温度センサ４６は、バイメタルサーモスタットの汎用品でよく、マグネトロン４ａの表面に付設され、温度をモニターしている。温度センサ４６は、例えば、100℃以上になると接点がオープンとなり、主制御部２ｂに向けて異常検知信号３６を発する。RF漏洩センサ３０は、このシステムの安全装置であり、照射ユニット４の筐体の近傍に設置され、或る閾値（例えば、2.0 mW/cm²）以上の漏洩マイクロ波を検知すると、接点がオープンとなり、主制御部２ｂに向けて異常検知信号３２を発する。

【0028】

電源ユニット２の温度センサ２ｃは、電源ユニットの温度をモニターしている。温度センサ２ｃは、バイメタルサーモスタットの汎用品でよく、電源部２ａが過熱した時に接点がオープンとなり、主制御部２ｂに対して異常検知信号４２を発する。

【0029】

冷却ブロワー（冷却空気供給機構）６は、冷却空気を照射ユニット４に送り、各種部品を冷却している。

【0030】

（光照射装置の動作）
次に、図１Ａに示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置１０の動作について説明する。図３は、ランプ始動点灯段階の動作フロー図である。図２に示すマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置の構成を確認しながら、図３の動作フロー図に従ってその動作を説明する。

【0031】

ステップＳ０１で、電源ユニット２のタッチパネル式操作盤（図示せず。）を操作して、電源ＯＮにする。電源ユニット２から照射ユニット４及び冷却ブロワー６に対する電力供給２４が開始される。

【0032】

ステップＳ０２で、タッチパネル式操作盤を操作して、スタンバイモードに入る。照射ユニット４のマグネトロン４ａの予熱が開始され、冷却ブロワー６の冷却ファンが始動する。

【0033】

ステップＳ０３で、スタンバイモード開始から所定時間経過後（例えば、Ｔsec後）、各センサ２ｃ、３０，４６，４８，５０が正常に動作しているか判断される。センサのいずれかが動作不良の場合、電源ユニットの表示盤（図示せず。）に、エラー表示され、ステップＳ０２に戻る。全てのセンサが正常に動作している場合、ステップＳ０４に進む。

【0034】

ステップＳ０４で、電源ユニット２のタッチパネル式操作盤を操作して、ランプＯＮにする。これに応じて、マグネトロン４ａは、例えば、2.45 GHzで発振を開始する。

【0035】

ステップＳ０５で、冷却ブロア６から照射ユニット４に向けられたランプ冷却風を、装置冷却に問題が生じないレベル（例えば、定格風量の60 ％程度）まで抑制する。即ち、ランプ始動時に一定期間冷却風を抑制することにより、ランプの温度上昇を促進させ、ランプ内の発光物質を蒸発させる。なお、始動時を除き、定格点灯時に風量を抑制することは無い。

【0036】

ステップＳ０６で、始動補助光源（キセノンランプ）４ｃがＯＮ（点灯）される。具体的には、始動補助光源点灯回路４ｂからエネルギー供給４４を受けたキセノンランプ４ｃが、無電極ランプ１８に向けて、所定の点灯周期でマイクロ波をフラッシュ照射して、ランプの始動を補助する。キセノンランプ４ｃの点灯条件等に関しては、この動作フロー図の説明の後にまとめて詳述する。

【0037】

ステップＳ０７で、無電極ランプ１８が始動開始したか否かが、光量センサ４８によって判定される。

【0038】

始動開始と判定された場合、ステップＳ０９で、キセノンランプ４ｃの放射はＯＦＦ（停止）される。具体的には、光量センサ４８により、感知光量対応信号３４による感知光量が有意な増量（例えば、定格光量の10％以上）を感知した場合、ランプは立ち上がりを開始したと判断され、キセノンランプ４ｃの放射はＯＦＦにされ、無駄な放射を防止している。

【0039】

未だ始動してない場合、ステップＳ０８で、始動補助光源点灯回数が、所定回数以上（例えば１０回以上）か否かが判断され、所定回数未満ならステップＳ０６に戻り、補助光源４ｃによりフラッシュ照射を繰り返す。所定回数以上なら、電源部の表示ユニットにエラー表示され、原因究明を行って対策を施した後、ステップＳ０２に戻ってスタンバイモードになる。始動した場合は、ステップＳ０９に進む。

【0040】

この始動補助手段（ステップＳ０６〜Ｓ０８）により、ランプの無水銀化による始動時のランプ始動性悪化の課題を解決している。

【0041】

更に、始動補助光源の放射期間ＯＮ〜ＯＦＦを無電極ランプの立ち上がり開始期間に限定することにより（ステップＳ０６〜Ｓ０９）、始動補助光源及び点灯回路の無駄な作動を無くし、これらの寿命を長くしている。

【0042】

ステップＳ１０で、無電極ランプ１８が、立ち上がったか否か判断される。具体的には、光量センサ４８により、感知光量対応信号３４が、電源ユニット２の主制御部２ｂに送られる。主制御部２ｂにおいて、シーケンス制御（又はマイクロコンピュータ制御）により感知光量が所定の閾値（例えば、定格光量の80％）以上の場合、ランプは立ち上がったと判断される。未だ立ち上がってない場合、電源ユニットの表示盤にエラー表示され、ステップＳ０２に戻ってスタンバイモードに移る。立ち上がった場合、ステップＳ１１に進む。

【0043】

ステップＳ１１で、ステップＳ０５で行われた冷却風の風量抑制が解除される。この段階までが、ランプの始動点灯段階である。

【0044】

これ以降、マイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置の定常安定点灯段階及び消灯段階に続くが、本発明のテーマであるランプの始動改善に直接関係が無いため、その説明を省略する。

【0045】

（キセノンランプ４ｃの点灯条件等）
従来技術では、「フラッシュランプ５としては、点灯電圧が400〜500Ｖ，周波数が19 Hz程度のものを用いている。本実施例のフラッシュランプ点灯回路５２は、フラッシュランプ５を10秒間発光点滅させた後5秒休止し、不図示の検知機構により無電極発光管8が未だ始動発光していないことを検知した場合は、さらに10秒間点滅させる回路となっている。」（前掲特許文献1の明細書第７頁第1〜8行参照）とされている。

【0046】

これに対して、本発明者等は、実験により、キセノンランプ４ｃの点灯条件が次の条件を満たした場合、無電極ランプ１８の始動改善効果が有ることを確認した。

【0047】

(1)点灯周波数f Hzは、0.03 ≦ f ≦ 0.5に範囲内にあった。これを換算すると、点灯周期T＝30〜2秒になる。
始動補助光源４ｂは、図に示してないが、典型的には、直流電圧Vを形成する整流回路、例えば容量Cの電解コンデンサから構成される充電回路で、これをパルス電圧としてキセノンランプ４ｃに印加する発振回路から構成される。
電解コンデンサの充電時間は、f＝0.5 Hzの場合は約2秒である。一方、マグネトロン４ａが発振を開始して無電極ランプ１８が始動しない状態で30秒経過すると、その間にマグネトロン４ａに反射波による負荷が掛かり、マグネトロンの寿命を縮めるおそれがある。その結果、点灯間隔T秒は、2 ≦ T ≦ 30の範囲内であることが望ましい。

【0048】

ここで、マグネトロン４ａから放射されたマイクロ波エネルギーは、始動当初はインピーダンスがマッチングせず、吸収されないエネルギーがマイクロ波空洞２２の反射鏡２０，光出射口２３を覆う導電性メッシュに反射して、マグネトロン４ａに戻って、寿命を縮めることになる。従って、無電極ランプ１８が始動しない状態で、マグネトロン４ａが長時間発振するのは避ける必要がある。

【0049】

従来技術では、無電極発光管8の始動判定手段が無く、フラッシュランプ５を点灯周波数T＝19 Hzで少なくとも10秒間発光点滅させることから、1秒間に19回の点灯を少なくとも10秒間継続している。本実施例と比較すると、発光点滅回数が極端に多く、また無電極発光管8が始動開始した後も無駄な発光点滅が継続するので、フラッシュランプ５及びフラッシュランプ点灯回路５２の寿命が短くなることは避けがたい。この点、本実施形態では、ステップＳ０９で説明したキセノンランプ４ｃの停止手段が設けられているので、無駄なフラッシュ照射は極端に少ない。

【0050】

(2)点灯エネルギーE Jは、0.7 ≦ E ≦ 6.3 の範囲内にあった。
点灯エネルギーEが、0.7 J未満の場合、無電極ランプ１８に放射されるマイクロ波エネルギーが不足して、始動改善効果が減少した。反対に、点灯エネルギーEが、6.3 Jより大きい場合、これを供給する始動補助光源点灯回路４ｂを構成する回路及び回路部品が大型に成り、照射ユニット４の大型化につながり、装置価格も高額となる。

【0051】

図５Ａは、エネルギー供給４４による点灯エネルギーE＝0.7 Jの場合のキセノンランプ４ｃの分光スペクトルを示す図である。図５Ｂは、同じキセノンランプ４ｃを用いた点灯エネルギーE＝6.3 Jの場合の分光スペクトルを示す図である。点灯エネルギーE＝0.7 J（図５Ａ）に比較して、点灯エネルギーE＝6.3 Ｊ（図５Ｂ）では、キセノンランプ４ｃの放射時間が長くなっている。

【0052】

両分光スペクトルを比較すると、発光ピークはほぼ同じであることが分かる。点灯エネルギーE＝6.3 J（図５Ｂ）では、紫外線（400ｎｍ以下）に比較して、可視光線（波長：下界360〜400ｎｍ，上界760〜830ｎｍ）の発光強度が強くなっている。しかし、点灯エネルギーE＝6.3 J（図５Ｂ）の紫外線における発光エネルギーも有るため、無電極ランプ１８の始動性改善に効果が有る。

【0053】

（光照射装置の各動作素子の動作タイムチャート及びこれに対応した風量推移及びランプ光量推移）
図４は、上述した動作フローに対応したマイクロ波無電極ランプを搭載した光照射装置の各動作素子の動作タイムチャート及びこれに対応した風量推移及びランプ光量推移を示す図である。図の行毎に、各動作素子の動作タイムチャート夫々説明する。各動作素子に関して、第２列に動作素子として、始動補助光源４ｃ，風量センサ５０，温度センサ４６〜冷却ブロア６が示されている。第３列に、これら動作素子の制御内容が説明されている。第４列にタイムチャートが示されている。タイムチャートは、動作フローで説明した電源ユニットＯＮ（Ｓ０１）、スタンバイモード（Ｓ０２）、ランプＯＮ（Ｓ０４）、ランプＯＦＦ、スタンバイモード及び電源ユニットＯＦＦを使って時系列で図示する。

【0054】

始動補助光源４ｃは、スタンバイモード（Ｓ０２）〜ランプＯＮ（Ｓ０４）の期間充電され、その後、Ｓ０６でフラッシュ照射を開始し、Ｓ０９で停止する。その後、ランプＯＦＦ〜スタンバイモードＯＦＦの期間は、再び充電される。

【0055】

風量センサ５０は、スタンバイモード開始（Ｓ０２）から所定時間経過後（例えば、T sec後）〜スタンバイモードＯＦＦの期間、冷却風量をモニターしている。

【0056】

温度センサ４６は、スタンバイモード開始（Ｓ０２）〜スタンバイモードＯＦＦの期間、マグネトロン４ａの温度をモニターしている。

【0057】

冷却ブロア６は、同じ期間稼働している。冷却ブロア６の風量抑制期間は、ランプ冷却風量抑制（Ｓ０４）〜抑制解除（Ｓ１０）の期間である。

【0058】

図４の下側に示すグラフは、これに対応した風量推移及びランプ光量推移を示している。
風量推移に関しては、冷却ブロア６の稼働期間の内、風量抑制期間（Ｓ０４〜Ｓ１０）は、定格風量の例えば60％運転を行い、その他は100％運転をしている。風量抑制期間における風量推移は、ランプのサイズやランプ内の発光物質の構成等により、ランプ温度が容易に上昇するよう選択され、定格風量の30％〜90％運転を行う。

【0059】

ランプ光量推移に関しては、無電極ランプ１８の光量は、光量センサ４８でモニターされるが、ランプＯＮ（Ｓ０４）で光量増加が開始され、徐々に増量する。光量センサ４８の感知光量が有意差有る増量（例えば、定格光量の10％以上）を感知した場合、ランプは立ち上がりを開始した判断され、始動補助光源（キセノンランプ）４ｃの放射は停止される（Ｓ０９）。更に、光量センサ４８の感知光量が所定の閾値(例えば、定格の80％)以上と判定された場合、ランプ立ち上がりと判断され、冷却風の風量抑制運転が解除される（Ｓ１０）。

【0060】

［本実施形態の利点・効果］
(1) ランプの始動性を改善できる。
ランプ無水銀化によって、無電極ランプの始動性の悪化の問題点が指摘されていた。これに対し、本実施形態では、始動補助光源としてキセノンランプのパルス照射を採用することで、無電極ランプ内に存在する発光物質を効率よく電離させ、ランプの始動性を改善している。

【0061】

(2) 始動光源（キセノンランプ）の点灯周波数fを相対的に低く抑え、更に、ランプの立ち上がり開始に応答してパルス放射を停止する手段を設けている。これにより、従来技術に比較して、キセノンランプの動作回数及び動作時間を低く抑えることが出来、キセノンランプ及び点灯回路の長寿命化を図ることが出来る。

【0062】

(3) 照射装置のメンテナンス回数を減少することが出来る。
キセノンランプ及び点灯回路の長寿命化により、構成部品の交換頻度が減少し、メンテナンス回数の減少につながる。

【0063】

(4) これらランプ始動性の改善、ランプ自体やその点灯回路の部品（特に、電解コンデンサ）の短寿命化、メンテナンスの回数の増加といった問題を解決している。
照射回数を大幅に減少することが出来たため、キセノンランプの寿命が長くなると共に、発振回路も廉価になった。

【0064】

［その他］
以上、本発明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実施形態に関して説明したが、本発明の範囲はこれらの実施形態によって制限されるものではない。当業者であれば容易になし得る実施形態に対する追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。
［産業上の利用可能性］
本発明に係るマイクロ波無電極ランプを使用した光照射装置は、波長315〜400ｎｍ（ＵＶ−Ａ領域）の紫外線を効率よく照射し、例えば、塗料、樹脂等の硬化処理などに好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0065】

２：電源ユニット、 ２ａ：電源部、 ２ｂ：主制御部、 ２ｃ：温度センサ、 ４：照射ユニット、 ４a：マグネトロン，マイクロ波発振器、 ４ｂ：始動補助光源点灯回路、 ４ｃ：始動補助光源，補助光源，キセノンランプ、 ６：冷却ブロア、 １０：光照射装置、 １２：筺体、 １６：アンテナ、 １８：無電極ランプ、 ２０：反射鏡、 ２２：マイクロ波空洞、 ２３：光出射口、 ２４：電力供給、 ２８：調光信号、３０：ＲＦ漏洩センサ、 ３２：異常検知信号、 ３４：感知光量対応信号、 ３６：異常検知信号、 ４２：異常検知信号、 ４４：エネルギー供給、 ４６：温度センサ、 ４８：光量センサ、 ５０：風量センサ、 ５２：アノード電流対応信号、

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】