(57)【要約】【課題】デューティー調光する際に、電源電圧のリプル電圧の発生を抑制し、エキシマ放電ランプの放電が不安定になることを防止したエキシマ放電ランプ装置を提供すること。【解決手段】複数の点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮの各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプＬ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２・・・ＬＮ１，ＬＮ２を並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御したパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号発生回路ＰＷＭと、パルス幅変調信号発生回路ＰＷＭから出力されたパルス幅変調信号の位相をＴ／Ｎずつ変移させて各点灯装置に入力させる遅延回路Ｄ１，Ｄ２，・・・ＤＮ−１とを設けたことを特徴とする。【選択図】        図１
2004311309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、
前記各点灯装置の点灯周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）を各点灯装置間で順次所定の位相ずつ遅延させたことを特徴とするエキシマ放電ランプ装置。
【請求項２】
複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、
前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の点灯周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記各点灯装置に入力される前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御する信号の位相を各点灯装置間で順次Ｔ／Ｎずつ遅延させたことを特徴とするエキシマ放電ランプ装置。
【請求項３】
複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、
前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御するパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号発生回路と、該パルス幅変調信号発生回路から出力されたパルス幅変調信号の位相を順次Ｔ／Ｎずつ遅延させて各点灯装置に入力させる遅延回路とを設けたことを特徴とするエキシマ放電ランプ。
【請求項４】
複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、
前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御するパルス幅変調信号を生成するとともに、生成されたパルス幅変調信号の位相を順次Ｔ／Ｎずつ遅延させて各点灯装置に入力させるパルス幅変調信号発生回路を設けたことを特徴とするエキシマ放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エキシマ放電ランプ装置に係わり、特に、光化学反応等に使用される、エキシマ放電によって紫外線を放射するエキシマ放電ランプを備えたエキシマ放電ランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、液晶基板の光洗浄等の紫外線処理に、高効率で単一の紫外線を放射するエキシマ放電ランプが使用されている。
【０００３】
図９は、エキシマ放電ランプの一例を示す正面断面図である。
同図に示すように、このエキシマ放電ランプ１は、内側管５と外側管３が同軸に配置された２重円筒管で構成され、それらの両端は閉じられて内側管５と外側管３によって放電空間６が形成されている。この放電空間６には、放電によってエキシマ光を放射するためのキセノンガス等の希ガス、希ガスの混合ガス、希ガスとハロゲンガスや水銀を入れた混合ガス等からなる放電ガスが封入されている。
外側管３の外表面には、外側電極（網状電極）２が設けられ、内側管５の内部には他方の電極となる内側電極４が設けられている。外側電極（網状電極）２はシ−ムレスに構成され、伸縮を持たせて外側管３に密着性良く被着されている。内側電極４は、２つの半円状、または一部に切り欠きを有し、断面略Ｃ字状に形成され、内側管５に密着するように配置されている。
【０００４】
近年は、液晶基板パネルの大画面化に伴い、液晶基板の広い面積を均一に光照射するために、上記のようなエキシマ放電ランプを複数本並列に配置したエキシマ放電ランプ装置が使用されている。
特許第３０５９３４８号公報には、電磁放射ノイズの抑制、照射エネルギー密度の均一化等の理由から、複数のエキシマ放電ランプを幾つかのグループに分け、各グループ毎に対応する点灯装置を用いて点灯し、各点灯装置へ共通の直流電源によって電力供給を行うエキシマ放電ランプ装置について記載されている。
【０００５】
また、１台のエキシマ放電ランプ装置を用いて、ガラス基板等の有機物質除去の洗浄処理、表面改質の処理等の複数のプロセスを同じ処理速度で行うためには、エキシマ放電ランプを調光することが必要とされる。調光方法には、点灯周波数を変えたり、印加電圧を変えたりする方法があるが、これらの方法は、調光範囲が狭く、実用的とはいえない。
特開平１０−９７８９８号公報には、エキシマ放電ランプの点灯時間（ＯＮ時間）と消灯時間（ＯＦＦ時間）の間隔を規定して、調光範囲を広くとることが可能なデューティー調光の技術が開示されている。
【０００６】
図１０は、従来技術に係る調光可能なエキシマ放電ランプ装置の一例を示す回路図、図１１はそのエキシマ放電ランプ装置各部の電圧波形および電流波形を示す図である。
このエキシマ放電ランプ装置は、複数のエキシマ放電ランプＬ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２・・・ＬＮ１，ＬＮ２を幾つかのグループ１（Ｌ１１，Ｌ１２），グループ２（Ｌ２１，Ｌ２２）・・・グループ（ＬＮ１，ＬＮ２）に分け、各グループ毎に対応する点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮを用いて点灯し、各点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮへの電力は共通の平滑コンデンサＣを介して直流電源Ｓによって行っている。また各点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮは、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，・・・ＳＷＮ、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，・・・ＩＮＶＮ、トランスＴｒ１，Ｔｒ２，・・・Ｔｒ３を備え、各スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，・・・ＳＷＮは共通のパルス幅変調信号発生回路ＰＷＭからパルス幅変調信号が送信され、点灯時間（ＯＮ時間）と消灯時間（ＯＦＦ時間）を制御して調光を行っている。ＭＰＵはＰＷＭを制御するマイクロコンピュータである。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３０５９３４８号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−９７８９８号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平２００２−３１３２８５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術に係るエキシマ放電ランプ装置では、図１０に示すように、１つのパルス幅変調信号発生回路ＰＷＭから、全ての点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮの各スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，・・・ＳＷＮに対して一斉に点灯時間（ＯＮ時間）と消灯時間（ＯＦＦ時間）を制御するパルス幅変調信号を送信しているために、エキシマ放電ランプ装置の各部には、図１１に示すような、直流電源出力電流ｉＳ、平滑コンデンサ電流ｉＣ、点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮの各点灯装置電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮ、および各点灯装置電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮを合計した総点灯装置入力電流ｉＯが流れる。
【００１１】
しかし、このエキシマ放電ランプ装置においては、消灯時間（ＯＦＦ時間）は点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮに流れる電流が遮断されるために、平滑コンデンサＣ両端の直流電源出力電圧（平滑コンデンサ電圧）ｅＣは上昇するが、点灯時間（ＯＮ時間）では、直流電源出力電圧（平滑コンデンサ電圧）ｅＣによって、一斉に同相の点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮが流れ、点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮ全体では、各点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮが合計された総点灯装置入力電流ｉＯが流れるために、直流電源出力電圧ｅＣが下降してしまう。即ち、各点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮに印加される直流電源出力電圧ｅＣはリプル電圧が大きな電圧となってしまう。
リプル電圧が大きくなると、特に、直流電源出力電圧ｅＣが下がって入力電力が不足すると各エキシマ放電ランプの放電が不安定になるという問題が発生する。
【００１２】
また、ＯＮ期間中の光出力が一定であれば、デューティー比率と光出力の大きさとの間に線形性が保もたれるため、デューティー比率から光出力の大きさを推測することができる。しかし、リプル電圧が大きくなると、ＯＮ期間中のランプ入力電力の大きさが変化し、光出力も一定では無くなる。これによりデューティー比率と光出力の大きさの間の線形性の関係が失われ、デューティー比率から光出力を容易に推測できないという問題を生じる。
【００１３】
ここで、リプル電圧を小さくするために、平滑コンデンサＣの静電容量を大きくすることが考えられるが、平滑コンデンサＣの静電容量を大きくしようとすると、装置内における平滑コンデンサＣの据え付けスペースやコストが問題となる。
【００１４】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、複数本のエキシマ放電ランプを並列に配置したエキシマ放電ランプ装置において、デューティー調光する際に、電源電圧のリプル電圧の発生を抑制し、エキシマ放電ランプの放電が不安定になることを防止したエキシマ放電ランプ装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記各点灯装置の点灯周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）を各点灯装置間で順次所定の位相ずつ遅延させたことを特徴とする。
【００１６】
第２の手段は、複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の点灯周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記各点灯装置に入力される前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御する信号の位相を各点灯装置間で順次Ｔ／Ｎずつ遅延させたことを特徴とする。
【００１７】
第３の手段は、複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御するパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号発生回路と、該パルス幅変調信号発生回路から出力されたパルス幅変調信号の位相を順次Ｔ／Ｎずつ遅延させて各点灯装置に入力させる遅延回路とを設けたことを特徴とする。
【００１８】
第４の手段は、複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御するパルス幅変調信号を生成するとともに、生成されたパルス幅変調信号の位相を順次Ｔ／Ｎずつ遅延させて各点灯装置に入力させるパルス幅変調信号発生回路を設けたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１乃至図８を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る調光可能なエキシマ放電ランプ装置の構成を示す回路図である。
同図において、Ｓは直流電源、Ｃは平滑コンデンサ、Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮは点灯装置、Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２・・・ＬＮ１，ＬＮ２はエキシマ放電ランプ、グループ１（Ｌ１１，Ｌ１２），グループ２（Ｌ２１，Ｌ２２）・・・グループＮ（ＬＮ１，ＬＮ２）は各点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮに対応するように各点灯装置の出力端にグループ化されて接続されたエキシマ放電ランプ、ＳＷ１，ＳＷ２，・・・ＳＷＮは各点灯装置に備えられるスイッチング素子、ＩＮＶ１，ＩＮＶ２，・・・ＩＮＶＮは各点灯装置に備えられるインバータ回路、Ｔｒ１，Ｔｒ２，・・・ＴｒＮは各点灯装置に備えられるトランス、Ｄ１，Ｄ２，・・・ＤＮ−１はパルス幅変調信号発生回路ＰＷＭから送信されたパルス幅変調信号を遅延して各スイッチング素子ＳＷ２，・・・ＳＷＮに送信する遅延回路、ＰＷＭはスイッチング素子ＳＷ１および遅延回路Ｄ１，・・・ＤＮ−１に共通のパルス幅変調信号を送信するパルス幅変調信号発生回路、ＭＰＵはパルス幅変調信号発生回路ＰＷＭを制御するためのマイクロコンピュータ、ｅＳは直流電源電圧、ｉＳは直流電源Ｓから出力される直流電源出力電流、ｅＣは直流電源出力電圧（平滑コンデンサ電圧）、ｉＣは平滑コンデンサ電流、ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮは各点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮに入力される点灯装置入力電流、ｉＯは各点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮを合計した総点灯装置入力電流である。
【００２０】
なお、ここで、パルス幅変調信号発生回路ＰＷＭから出力されるパルス幅変調信号のデューティー周期（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間）をＴ、グループ数をＮ（Ｎ≧２）とするとき、遅延回路Ｄ１は、パルス幅変調信号発生回路ＰＷＭから送信されたパルス幅変調信号を遅延時間Ｔｄ＝Ｔ／Ｎ遅延させてスイッチング素子ＳＷ２に送信する。同様に、遅延回路Ｄ２は、パルス幅変調信号発生回路ＰＷＭから送信されたパルス幅変調信号を遅延時間Ｔｄ＝２Ｔ／Ｎ遅延させてスイッチング素子ＳＷ３に送信し、遅延回路ＤＮ−１は、パルス幅変調信号発生回路ＰＷＭから送信されたパルス幅変調信号を遅延時間Ｔｄ＝（Ｎ−１）Ｔ／Ｎ遅延させてスイッチング素子ＳＷＮに送信する。
【００２１】
次に、図２乃至図７を用いて、デューティー比率Ｄ（ＯＮ期間／（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間））を変えたときの、図１に示す各グループ１，２，・・・Ｎのエキシマ放電ランプ（Ｌ１１，Ｌ１２），（Ｌ２１，Ｌ２２）・・・（ＬＮ１，ＬＮ２）に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮおよび総点灯装置入力電流ｉＯについて説明する。
なお、ここでは、Ｎ＝５、つまりグループ数が５の場合について説明する。
【００２２】
まず、デューティー比率Ｄ＝１００％の場合は、図示していないが、全ての点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・Ｋ５が常時ＯＮ状態にあるので、各グループ１，２，・・・５には、点灯装置入力電流ｉ１＝ｉ２＝・・・ｉ５＝ＩＯ／５、および総点灯装置入力電流ｉＯ＝ＩＯが流れる。
【００２３】
なお、以下において、電流ＩＯとはデューティー比率Ｄ＝１００％の場合の総点灯装置入力電流ｉＯの大きさ指す。
【００２４】
デューティー比率Ｄが１００＞Ｄ＞（Ｎ−１）／Ｎ（＝４／５）の範囲にある場合は、総点灯装置入力電流ｉＯはＩＯと（Ｎ−１）ＩＯ／Ｎの２値を周期的に繰り返す。例えば、図２に示すように、デューティー比率Ｄ＝９０％の場合は、各グループ１，２，・・・５に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５は、最大値がＩＯ／５、それぞれが順次位相Ｔ／５ずつ遅延した電流が流れ、総点灯装置入力電流ｉＯはＩＯと４ＩＯ／５間を周期的に変動する電流となる。
【００２５】
また、デューティー比率Ｄ＝（Ｎ−１）／Ｎ（＝４／５）の場合は、総点灯装置入力電流ｉＯは（Ｎ−１）ＩＯ／Ｎ一定となる。例えば、図３に示すように、デューティー比率Ｄ＝８０％の場合は、各グループ１，２，・・・５に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５は、最大値がＩＯ／５、それぞれが順次位相Ｔ／５ずつ遅延した電流が流れ、総点灯装置入力電流ｉＯは４ＩＯ／５の一定の電流となる。
【００２６】
また、デューティー比率が（Ｎ−１）／Ｎ（＝４／５）＞Ｄ＞（Ｎ−２）／Ｎ（＝３／５）の範囲にある場合は、総点灯装置入力電流ｉＯは（Ｎ−１）ＩＯ／Ｎと（Ｎ−２）ＩＯ／Ｎの２値を周期的に繰り返す。例えば、図４に示すように、デューティー比率Ｄ＝７０％の場合は、各グループ１，２，・・・５に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５は、最大値がＩＯ／５、それぞれが順次位相Ｔ／５ずつ遅延した電流が流れ、総点灯装置入力電流ｉＯは４ＩＯ／５と３ＩＯ／５間を周期的に変動する電流となる。
【００２７】
また、デューティー比率Ｄ＝（Ｎ−２）／Ｎ（＝３／５）の場合は、総点灯装置入力電流ｉＯは（Ｎ−２）ＩＯ／Ｎ一定となる。例えば、図５に示すように、デューティー比率Ｄ＝６０％の場合は、各グループ１，２，・・・５に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５は、最大値がＩＯ／５、それぞれが順次位相Ｔ／５ずつ遅延した電流が流れ、総点灯装置入力電流ｉＯは３ＩＯ／５の一定の電流となる。
【００２８】
また、デューティー比率が（Ｎ−２）／Ｎ（＝３／５）＞Ｄ＞（Ｎ−３）／Ｎ（＝２／５）の範囲にある場合は、総点灯装置入力電流ｉＯは（Ｎ−２）ＩＯ／Ｎと（Ｎ−３）ＩＯ／Ｎの２値を周期的に繰り返す。例えば、図６に示すように、デューティー比率Ｄ＝５０％の場合は、各グループ１，２，・・・５に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５は、最大値がＩＯ／５、それぞれが順次位相Ｔ／５ずつ遅延した電流が流れ、総点灯装置入力電流ｉＯは３ＩＯ／５と２ＩＯ／５間を周期的に変動する電流となる。
【００２９】
上記のごとく、図２乃至図６において点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５を合計した総点灯装置入力電流ｉＯの電流波形に示すように、いずれの場合も、総点灯装置入力電流ｉＯの変化量はＩＯ／５または０となり、従来装置に比べて極めて小さくなっていることがわかる。
【００３０】
一方、図７に示すように、デューティー比率Ｄ＝５０％の場合であるが、図１０に示す従来技術に係るエキシマ放電ランプ装置のように、遅延回路が設けられていない場合は、各グループ１，２，・・・５に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５は、各々最大値がＩＯ／５であるが、それぞれが同相の電流となるため、それらが合計された総点灯装置入力電流ｉＯはＩＯと０との間を周期的に大幅に変動する電流となってしまう。
【００３１】
このように、本実施形態の発明によれば、遅延回路Ｄ１，Ｄ２，・・・ＤＮ−１を設け、各グループ１，２，・・・Ｎの点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮの位相をＴ／Ｎずつ順次ずらすことにより、点灯装置Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮの合計電流である総点灯装置入力電流ｉＯの変化量をＩＯ／Ｎ以下の大きさに抑制できることがわかる。これは負荷の変動が平均化されたことを意味し、直流電源出力電圧（平滑コンデンサ電圧）ｅＣのリプル電圧を抑制できることがわかる。
【００３２】
図８は、図６に示したデューティー比率Ｄ＝５０％の場合の図１に示したエキシマ放電ランプ装置の各部の電圧波形、電流波形を示す図である。
同図から明らかなように、図１１に示した従来技術に係るエキシマ放電ランプ装置の電圧波形、電流波形の場合に比べて、平滑コンデンサ電流ｉＣは小さくなり、それに伴って直流電源出力電圧（平滑コンデンサ電圧）ｅＣのリプル電圧も小さくなり、直流電源出力電圧（平滑コンデンサ電圧）ｅＣが直流電源電圧ｅＳにほぼ等しくなっていることがわかる。
【００３３】
なお、本実施形態のエキシマ放電ランプ装置は、図１に示すように、パルス幅変調信号発生回路ＰＷＭから送信されたパルス幅変調信号を遅延回路Ｄ１，Ｄ２，・・・ＤＮ−１を介して各点灯装置の各スイッチング素子ＳＷ２，・・・ＳＷＮに送信するように構成したが、遅延回路Ｄ１，Ｄ２，・・・ＤＮ−１を設けることなく、パルス幅変調信号発生回路ＰＷＭにおいて、パルス幅変調信号を生成するとともに、生成したパルス幅変調信号をそれぞれ順次位相Ｔ／Ｎずつ遅延させた複数種類のパルス幅変調信号を発生させ、それらを個々の点灯装置の各スイッチング素子ＳＷ１，・・・ＳＷＮに送信するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記各点灯装置の点灯周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）を各点灯装置間で順次所定の位相ずつ遅延させたので、電源電圧のリプル電圧の発生を抑制し、エキシマ放電ランプの放電が不安定になることを防止することができる。また、リプル電圧が小さくなることから、デューティー比率と光出力の大きさとの間に線形性が保たれ、デューティー比率から光出力の大きさを推測することが可能となる。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の点灯周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記各点灯装置に入力される前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御する信号の位相を各点灯装置間で順次Ｔ／Ｎずつ遅延させたので、電源電圧のリプル電圧の発生を抑制し、エキシマ放電ランプの放電が不安定になることを防止することができる。また、リプル電圧が小さくなることから、デューティー比率と光出力の大きさとの間に線形性が保たれ、デューティー比率から光出力の大きさを推測することが可能となる。また、各点灯装置入力電流の位相を精度良く遅延させることができるので、リプル電圧を効果的に除去することができる。
【００３６】
請求項３に記載の発明によれば、複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御するパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号発生回路と、該パルス幅変調信号発生回路から出力されたパルス幅変調信号の位相を順次Ｔ／Ｎずつ遅延させて各点灯装置に入力させる遅延回路とを設けたので、エキシマ放電ランプの放電が不安定になることを防止することができる。また、リプル電圧が小さくなることから、デューティー比率と光出力の大きさとの間に線形性が保たれ、デューティー比率から光出力の大きさを推測することが可能となる。また、各点灯装置入力電流の位相を精度良く遅延させることができるので、リプル電圧を効果的に除去することができる。また、遅延回路を用いて容易にパルス幅変調信号の位相を順次Ｔ／Ｎずつ遅延させることが可能となる。
【００３７】
請求項４に記載の発明によれば、複数の点灯装置の各々に１乃至複数本のエキシマ放電ランプを並列接続し、前記各点灯装置のＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を可変してデューティー調光を行うエキシマ放電ランプ装置において、前記複数の点灯装置をＮ個とし、各点灯装置の周期（ＯＮ期間＋ＯＦＦ期間）をＴとして、前記ＯＮ期間およびＯＦＦ期間の時間比率を制御するパルス幅変調信号を生成するとともに、生成されたパルス幅変調信号の位相を順次Ｔ／Ｎずつ遅延させて各点灯装置に入力させるパルス幅変調信号発生回路を設けたので、エキシマ放電ランプの放電が不安定になることを防止することができる。また、リプル電圧が小さくなることから、デューティー比率と光出力の大きさとの間に線形性が保たれ、デューティー比率から光出力の大きさを推測することが可能となる。また、各点灯装置入力電流の位相を精度良く遅延させることができるので、リプル電圧を効果的に除去することができる。また、遅延回路を用いることなく、容易にパルス幅変調信号の位相を順次Ｔ／Ｎずつ遅延させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るエキシマ放電ランプ装置の構成を示す回路図である。
【図２】デューティー比率９０％のときの、図１に示すエキシマ放電ランプ装置に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５および総点灯装置入力電流ｉＯの電流波形を示す図である。
【図３】デューティー比率８０％のときの、図１に示すエキシマ放電ランプ装置に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５および総点灯装置入力電流ｉＯの電流波形を示す図である。
【図４】デューティー比率７０％のときの、図１に示すエキシマ放電ランプ装置に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５および総点灯装置入力電流ｉＯの電流波形を示す図である。
【図５】デューティー比率６０％のときの、図１に示すエキシマ放電ランプ装置に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５および総点灯装置入力電流ｉＯの電流波形を示す図である。
【図６】デューティー比率５０％のときの、図１に示すエキシマ放電ランプ装置に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５および総点灯装置入力電流ｉＯの電流波形を示す図である。
【図７】デューティー比率５０％のときの、図１０に示すエキシマ放電ランプ装置に流れる点灯装置入力電流ｉ１，ｉ２，・・・ｉ５および総点灯装置入力電流ｉＯの電流波形を示す図である。
【図８】デューティー比率Ｄ＝５０％の場合の、図１に示すエキシマ放電ランプ装置各部の電圧波形および電流波形を示す図である。
【図９】エキシマ放電ランプの一例を示す正面断面図である。
【図１０】従来技術に係るエキシマ放電ランプ装置の一例を示す回路図である。
【図１１】図１０に示すエキシマ放電ランプ装置各部の電圧波形および電流波形を示す図である。
【符号の説明】
Ｓ  直流電源
Ｃ  平滑コンデンサ
Ｋ１，Ｋ２，・・・ＫＮ  点灯装置
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２・・・ＬＮ１，ＬＮ２  エキシマ放電ランプ
グループ１（Ｌ１１，Ｌ１２），グループ２（Ｌ２１，Ｌ２２）・・・グループ
Ｎ（ＬＮ１，ＬＮ２）  グループ化されたエキシマ放電ランプ
ＳＷ１，ＳＷ２，・・・ＳＷＮ  スイッチング素子
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２，・・・ＩＮＶＮ  インバータ回路
Ｔｒ１，Ｔｒ２，・・・ＴｒＮ  トランス
Ｄ１，Ｄ２，・・・ＤＮ−１  遅延回路
ＰＷＭ  パルス幅変調信号発生回路
ＭＰＵ  マイクロコンピュータ
ｅＳ  直流電源電圧
ｉＳ  直流電源出力電流
ｅＣ  直流電源出力電圧（平滑コンデンサ電圧）
ｉＣ  平滑コンデンサ電流
ｉ１，ｉ２，・・・ｉＮ  点灯装置入力電流
ｉＯ  総点灯装置入力電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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