(57)【要約】【課題】無電極ランプ取り付けや破損等の不具合発生時における無電極ランプの点灯防止を可能とする。【解決手段】筐体１１内に、マイクロ波を発生するマグネトロン１３１，１３２および導波管１５１，１５２を介してマイクロ波に基づき紫外線を発光することが可能な放電媒体が封入された無電極ランプ１２が配置される。筐体１１内のマグネトロン１３１，１３２および無電極ランプ１２は、ファンを主体とする冷却機構２０を用いて冷却を行い、安定した紫外線特性が得られるようにしている。無電極ランプ１２から照射される前記ランプの紫外線は、反射板２１を用いて被照射物に対する集光または拡散を行う。無電極ランプ１２が筐体１１内の一部に通常状態で支持された位置から外れたことを、板バネ２７１，２７２の作用で、プッシュスイッチ２８，２９により検出し、この検出結果に基づいて電源１４を制御し、マグネトロン１５１，１５２からマイクロ波の発生を停止するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波により紫外線が放射可能な放電媒体が封入された無電極ランプと、
前記ランプにマイクロ波を供給するためのマグネトロンと、
前記マグネトロンから発生するマイクロ波を、前記ランプへ給電するための導波管と、
前記ランプの紫外線光を集光または拡散させる反射板と、が少なくとも筐体内に構成された紫外線照射装置において、
前記無電極ランプが前記筐体内に正規に支持される状態から外れたことを検出する検出手段を備えたことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記無電極ランプが正規の支持状態にないことを前記検出手段が検出した場合は、前記マイクロ波の発生を停止したことを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記無電極ランプが正規の支持状態にないことを前記検出手段が検出した場合は、警告を発することを特徴とする請求項１または２記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波によって励起し紫外線を発光させる無電極ランプを用い、表面硬化処理や光化学反応による化学物質の合成および処理、殺菌処理等を行う紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線を生成させる放電ランプとして、マイクロ波による放電を利用したマイクロ波給電方式無電極放電ランプが考えられている。なかんずく、鉄が封入されたメタルハライドランプは、紫外線を発光させることで、ペンキ、インク、樹脂、塗装などが塗布された面の表面硬化処理や光化学反応による化学物質の合成および処理等の工程のある半導体や液晶パネルの製造、さらには紫外線を用いて殺菌を行う水処理等に用いられている。
【０００３】
このような紫外線照射装置での無電極ランプは、筐体内に形成された円形状の穴内に無電極ランプを構成するバルブ両端に一体形成した装着用の突起を係合し、この突起を板バネで押えて支持する構造を取っている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開平４−２３０９４９号公報（第３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、筐体内に可視光センサーを設け、無電極ランプの光の有無を認識することで、ランプ不点灯検出を行う構成にすることが考えられる。しかしながら、板バネで無電極ランプの突起を押えているだけであるため、無電極ランプの位置ずれや落下考えられる他に、無電極ランプの破損などの不具合が発生してしまう。このような条件下においても、マイクロ波の給電があると無電極ランプは点灯してしまう、という問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、無電極ランプの取付上や破損などの不具合の発生時における無電極ランプの点灯の防止を可能とする紫外線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】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明の紫外線照射装置は、マイクロ波により紫外線が放射可能な放電媒体が封入された無電極ランプと、前記ランプにマイクロ波を供給するためのマグネトロンと、前記マグネトロンから発生するマイクロ波を、前記ランプへ給電するための導波管と、前記ランプの紫外線光を集光または拡散させる反射板と、が少なくとも筐体内に構成された紫外線照射装置において、前記無電極ランプが前記筐体内に正規に支持される状態から外れたことを検出する検出手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、無電極ランプの取付上や破損などの不具合の発生時における無電極ランプの点灯を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１〜図４は、この発明の紫外線照射装置に関する一実施形態について説明するためのもので、図１はシステム構成図、図２は図１のＩ−Ｉ’線の断面図、図３は図１で使用する無電極ランプの一例について説明するための構成図、図４は図１の要部の断面図である。
【００１０】
図１、図２において、１１は筐体であり、この筐体１１の中央部には電極を備えない、いわゆる無電極ランプ１２を配置して取り付けてある。１３１，１３２は、マイクロ波を発生させるマグネトロンである。１４は、マグネトロン１３１，１３２に電力を供給するための電源である。１５１，１５２は、マグネトロン１３１，１３２で発生させアンテナ１６１，１６２から送信されるマイクロ波を、無電極ランプ１２に伝達させる導波管である。
【００１１】
ここで、図３を参照して無電極ランプ１２の構成例について説明する。１２１は紫外光を透過させる石英ガラス製の長さが２４０ｍｍ程度の円筒形状のバルブである。バルブ１２１は、中央部１２２をその両端部１２３，１２４よりも細くなるようにテ―パをつけたもので、両端部１２３，１２４の外径は例えば１７ｍｍ程度、中央部１２２の外径は１０ｍｍ程度である。
【００１２】
バルブ１２１の発光空間１２５内には、不活性ガスとそれに水銀と鉄を主成分とするマイクロ波で放電させる放電媒体を封入する。バルブ１２１の両端にはバルブ１２１を支持する支持部１２６，１２７がバルブ１２１と一体的に形成される。
【００１３】
再び図１、図２において、１７１，１７２は、マグネトロン１３１，１３２から送信されるそれぞれのマイクロ波のパワーを検出するマイクロ波センサーである。マイクロ波センサー１７１，１７２は、それぞれ導波管１５１，１５２内に取り付けられ、検出結果は制御部１８に供給する。制御部１８では、マイクロ波の強度に基づいて電源１４からマグネトロン１３１，１３２に供給する電力の制御を行う。制御部１８は、コンピュータプログラムにより動作するコンピュータやこのコンピュータを集積化した集積回路により構成される。
【００１４】
１９は、無電極ランプ１２から照射された光を受光する、金属線をメッシュ状に編み込んだり、金属板にパンチング加工したりしたカバーで覆われた受光素子、２０は受光素子１９が受光した光の量を検出する光量検出器である。この光量検出器２０により検出された光の量は、制御部１８に供給して、予め設定された光の量に等しくなるように電源１４を制御する。
【００１５】
光量検出器２０は、受光素子１７に対してリード線などで接続され、受光素子１９が受光した光の量を例えば受光素子１９から供給される電流の値により検出するようになっている。光量検出器２０は、制御部１８に対しリード線などで接続され、検出した光の量を示すアナログ電圧を制御部１８に与える。
【００１６】
制御部１８は、所望の光の量を示すアナログ電圧、電源１４の制御量ならびに制御量を増加または減少させるときの１回の量（単位制御量という）が記憶される図示しないメモリを備え、メモリには当初は当該アナログ電圧、制御量の初期値および当該単位制御量が記憶されている。
【００１７】
また、制御部１８は、光量検出器２０から与えられるアナログ電圧と、メモリに記憶したアナログ電圧に基づいて、メモリに記憶された制御量を更新し、電源１４に与える制御量を増加または減少させるようになっている。電源１４は、制御部１８から与えられた制御量に応じたエネルギー量のマイクロ波が発生するようにマグネトロン１３１，１３２を制御するようになっている。
【００１８】
さらに、筐体１１の上部には、筐体１１の内部に、例えば、風を供給することにより無電極ランプ１２とマグネトロン１３１，１３２を冷却させるファンを主体とする冷却機構２１が設けられる。
【００１９】
無電極ランプ１２の背面側には反射板２２が設置される。また、反射板２２の反射面側と被照射物（図示せず）との間には、照射窓を構成するスクリーン２３が筐体１１の一部に設けられている。スクリーン２３は、金属でありかつ開口部が設けられている。スクリーン２３は、例えば、金属線をメッシュ状に編み込んで形成したり、金属板にパンチング加工で形成したりして開口部を有するようになっている。２４は、無電極ランプ１２と反射板２１それにスクリーン２３で構成される空洞共振部である。
【００２０】
空洞共振部２４における無電極ランプ１２は、反射板２１に対し集光あるいは拡散する状態になる位置関係に取り付けられる。すなわち、反射板２２も支持されるフレーム２５の側面には、図４に示すように取付孔２６１，２６２を形成し、この取付孔２６１，２６２に支持部１２６，１２７を挿入する。
【００２１】
取付孔２６１，２６２に挿入されたそれぞれ支持部１２６，１２７は、一端がフレーム２５に取り付けられた板バネ２７１，２７２の他端で弾性的に支持される。板バネ２７１，２７２の他端と対向するそれぞれの位置には、フレーム２５の反対面側の取り付けられたプッシュスイッチ２８，２９のノブ２８１，２９１がそれぞれ操作可能に突出した状態で取り付けられる。プッシュスイッチ２８，２９は、ノブ２８１，２８２が板バネ２７１，２７２で押された場合にオンするタイプの検出手段である。支持部１２６，１２７が取付孔２６１，２６２に挿入された状態では、支持部１２６，１２７がノブ２８１，２９１を作用しない位置に板バネ２７１，２７２を押えた状態になっている。
【００２２】
３０は、プッシュスイッチ２８，２９の少なくともいずれか一方がオンしたときに制御部１８の制御信号に基づきアラーム駆動部３１を駆動し警告音を鳴らすためのスピーカである。
【００２３】
次に、図５、図６を参照してプッシュスイッチ２８，２９の作用について説明する。図５は図１の要部を抜書きした構成図であり、図６はプッシュスイッチ２８，２９と無電極ランプ１２の支持部１２７側のみの状態について説明するための説明図である。
【００２４】
図５において、先ず無電極ランプ１２の支持部１２７が取付孔２６２に通常の取り付けの図６（ａ）の状態にある場合について考える。なお、このときは、支持部１２６が取付孔２６１も図６（ａ）に相当する状態にあるとする。
【００２５】
この場合は、ノブ２９１が板バネ２９に押されることはなく、プッシュスイッチ２９はオフの状態にある。従って、プッシュスイッチ２９はオフの状態にあることから、制御部１８はアラーム駆動部３１を駆動するための制御信号の出力はないことからスピーカ３０は無音の状態にある。
【００２６】
次に、図６（ｂ）に示すように、取付孔２６２から支持部１２６が外れた状態になった場合について考える。この場合、プッシュスイッチ２９は板バネ２９の作用によりノブ２９１が押されることでオンとなる。制御部１８は、プッシュスイッチ２９がオンされたことを判断し、アラーム駆動部３１に制御信号を供給して駆動信号を出力させ、スピーカ３０から警告音を発生させる。同時に制御部１８は、電源１４を停止させる信号を出力し、電源１４を停止する。
【００２７】
このように、無電極ランプ１２は、通常の取り付け状態から外れた位置になった場合に、警告を発するとともにマイクロ波を発生させる電源の停止を行うことで、通常の位置にない無電極ランプの点灯を防止することが可能となる。
【００２８】
なお、ここでの説明では、無電極ランプが通常の取り付け状態から外れた場合について説明したが、無電極ランプが破損した場合にも同様の動作で電源等の停止を行い不具合状態でのマイクロ波の発生を防止することができる。
【００２９】
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、不具合が発生した場合を知らせる手段としてスピーカを使用したが、図５の括弧書きで示したＬＥＤ等のような可視的に知らせるものであっても構わない。可視的に知らせる場合は、フラッシングを用いるとより効果的となる。無電極ランプの状態を知らせる手段としたプッシュスイッチは、リードスイッチでもよい。また、無電極ランプが通常の取り付け状態のときにオンとすることでも構わない。さらに、機械的なスイッチでなくても光学的、電子的なスイッチでも構わない。
【００３０】
さらに、無電極ランプは、長手方向の中央部の径をその両端の径よりも小さいものを使用して説明したが、中央部、両端部が同じ径のバルブを用いたものであっても構わない。また、筐体内には２個のマグネトロンを配置し、これらのマグネトロンから１個の無電極ランプにマイクロ波を放射させる説明したが、マグネトロンは１個の場合であっても同様の効果を奏する。
【００３１】
プッシュスイッチをオンオフさせるものとしては板バネではなく、無電極ランプの支持部を挟むような格好のコネクタを用い、コネクタから支持部が外れた場合に、この情報を制御部に与えるやり方も考えられる。この場合、コネクタそのものにスイッチ機能を備えることで、プッシュスイッチと板バネの両機能を持たせることができ、省スペース化にも寄与する。
【００３２】
またさらに、プッシュスイッチ２８，２９は両方がオンした場合だけでなく、何れか一方がオンした場合においても、制御部１８は、無電極ランプが不具合として判断することにことでより確実なマイクロ波の停止を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の紫外線照射装置に関する一実施形態について説明するためのシステム構成図。
【図２】図１のＩ−Ｉ’線断面図。
【図３】図１で使用される無電極ランプの一例について説明するための構成図。
【図４】図１の要部を拡大して示した断面図。
【図５】図１の要部を抜書きした状態を拡大して示した構成図。
【図６】図１の要部の作用について説明するための説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１１  筐体
１２  無電極ランプ
１２６，１２７  支持部
１３１，１３２  マグネトロン
１４  電源
１５１，１５２  導波管
１６１，１６２  アンテナ
１８  制御部
２１  冷却機構
２２  反射板
２３  スクリーン
２４  空洞共振部
２５  フレーム
２６１，２６２  取付孔
２７１，２７２  板バネ
２８，２９  プッシュスイッチ
３０  スピーカ
３１  アラーム駆動部
【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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