准分子灯光源装置的制作方法

文档序号:25542920发布日期:2021-06-18 20:39阅读:113来源:国知局
准分子灯光源装置的制作方法

本发明涉及由准分子灯和将其点亮的逆变器构成的准分子灯光源装置,所述准分子灯是在构成产生能够在例如uv臭氧清洗、uv臭氧除味、uv表面改性、uv硬化、uv杀菌等的领域中利用的uv(紫外域的)光,或将所产生的uv光变换为其他波长并将其照射的装置时适用的光源。



背景技术:

关于准分子灯光源装置,例如在本发明的申请人提出的日本特许第2854250号及日本特许第3296284号、特许第3353684号、特许第3355976号、特许第3521731号的公报等中记载那样,进行了用来将准分子灯强力地驱动而得到达到极限的高效率的uv发光的技术开发,但其动机主要关注于能够在工厂等中使用的业务用的装置中的应用。

此外,在管状的准分子灯的情况下,如在日本特许第3355976号的图1的(a)及(c)中记载那样使电流在与管轴成直角的方向(即管的直径方向及半径方向)上流动是主流。

另一方面,与这些相对照,在一般家庭等中,例如用于uv杀菌或uv除味等的uv光源是较小规模的光源装置,因此有不被要求达到极限的高效率、代之而被要求以尽可能低成本实现的情况,对于这样的用途,前面举出的文献中记载那样的技术不一定能说是最优的。

在准分子灯那样的使用外部电极的灯的情况下,能够以最低成本实现的灯是以下的形式:在对于简单的圆筒状的玻璃的管体填充放电介质后,将两方的管端气密封固而做成灯泡,在封固的两方的管端部附近设置由环状或帽状的导体构成的外部电极,使放电电流在玻璃管的管轴方向上流动(以后,“使放电电流在管轴方向上流动的形式”是指该形式)。

该形式的灯之所以低成本是因为灯泡的构造简单。因此,以往提出了很多该形式的灯。

若举一例,则有在日本特开2003-100482号、日本特开2004-022209号、日本特开2004-079270号、日本特开2004-146351号、日本特开2004-179059号、日本特开2005-011710号、日本特开2005-267908号、日本特开2006-019100号、日本特开2006-085983号、日本特开2007-053117号等的各公报中记载的技术,但该形式的结构几乎全部只是实质上含有水银作为放电介质(虽然也不排除不含有水银,但在实施例中仅揭示了含有水银。

该形式的灯只是水银灯是有理由的,这是因为,在使放电电流在玻璃管的管轴方向上流动的情况下,相比在与管轴成直角的方向上流动,放电路径可能变长,所以正因为通过包含水银蒸气而能够使电流容易流动(潘宁效应),才能将需要的施加电压的高度包含在实用范围中。

但是,将含有有害的水银的光源用于上述那样的家庭用的例如处理食品或饮料、衣物等的设备是不合适的。

另一方面,在准分子灯中,为了使用惰性气体或惰性气体与卤素的混合气体作为放电用气体以使得能够不含有水银,需要具有符合用途的作为灯泡的所需的长度,若将施加电压抑制在实用性的范围并实现使放电电流在上述的管轴方向上流动的形式的灯,则需要使填充的气体压力非常低,于是有uv发光的效率下降的问题。

但是,如上述那样,如果以不要求达到极限的高效率的家庭用等的较小型即灯泡的长度能够较短的设备中的使用为前提,则对于使放电电流在管轴方向上流动的形式的准分子灯也能够发现实用性。

所以,本发明的发明人制作了具有在上述的日本特开2005-267908号公报中记载那样的灯泡构造的、使放电电流在管轴方向上流动的形式的准分子灯(但是,不包含日本特开2005-267908号公报中记载的荧光体膜及氧化镁膜、水银)作为预试验用灯。

该结构是作为与本发明的准分子灯光源装置的技术关联的概念的概略图的图14那样。

制作出的准分子灯(y’)在由灯泡(yt’)和其两端的气密封固部(ys’)包围的放电空间(yg’)以适当的压力填充氙气、配置通过将带状金属板卷绕而形成的外部电极(ye1’、ye2’)而构成。

但是,如日本特许第3149780号公报所记载那样,基于在灯泡的内表面的一部分配置导电性物质而能够降低用来使放电开始的施加电压之认识,在灯泡的一端部的内表面设置了作为易放电物质层的碳膏膜形成区域。

另外,在图14中,为了避免描绘要素重叠而变得难以辨识,省略了碳膏膜形成区域的图示。

并且,在上述外部电极(ye1’、ye2’)连接产生高电压交流电电的逆变器从而将上述预试验用灯点亮,测量产生的uv光的强度,远没有达到期待的实用强度,判明了相对于向灯的输入功率的uv发光效率显著较低。

为了探明其原因,观察上述预试验用灯的放电状态,在最初的预想下,考虑发生图14的(a)所记载那样的在灯泡内的放电空间中的由环状的两处外部电极包围的空间和位于其之间的体积整体中均匀地发生的放电即扩散放电(gd’),但发生了图14的(b)所记载那样的较细的线状的放电即狭义收缩放电(gs’)。其中,关于该用语“狭义收缩放电”在后面叙述。

该灯是以uv应用为目的的,不是一般照明的用途,所以发生线状的狭义收缩放电(gs’)本身没有问题。

但是,如果该狭义收缩放电(gs’)与uv发光效率显著较低有因果关系,则必须避免狭义收缩放电(gs’)的发生,使扩散放电(gd’)可靠地发生。

此外,上述狭义收缩放电(gs’)的放电路径的形状是各种各样的,既有弯弯曲曲的形状的情况,也有接近于直线的形状的情况,但主要被辨识为1条亮线。

另外,在发生了狭义收缩放电时,也在上述灯泡(yt’)的内侧区域中的、外侧被上述外部电极(ye1’、ye2’)包围的部分空间中发生扩散放电。

此外,虽然不一定明确从何处到何处是狭义收缩放电(gs’)的放电路径的边界点,但是可以看到上述狭义收缩放电(gs’)的端部大致与外侧被上述外部电极(ye1’、ye2’)包围的部分对置的上述灯泡(yt’)的内表面接触。

此时,在两极的上述外部电极(ye1’、ye2’)之间的上述放电空间(yg’),狭义收缩放电(gs’)的放电路径与上述灯泡(yt’)的内表面不接触的情况较多,由此狭义收缩放电(gs’)不是由沿面放电带来的。

这里,对用语“狭义收缩放电”进行说明。

在后述的现有技术文献的多数中,也出现“收缩放电”这一表述,但其特征与这里叙述的细线状的放电不同。

因此,为了避免混乱,将这里叙述的细线状的放电与它们区别而称作狭义收缩放电。

即,在本说明书中所述的“狭义收缩放电”定义为,对于使放电电流在管轴方向上流动的形式的准分子灯而言,在管体的两端被气密封固的灯泡中的、与放电空间接触的面,形成有易放电物质层,该准分子灯不具有内部电极而具有一对外部电极,在该形式的准分子灯中,是指主要具有1条线状的放电路径所构成的形态的放电,该1条线状的放电路径从与接近或接触于外部电极的一方的灯泡的部分对置的灯泡的内表面的部分的附近、到与接近或接触于外部电极的另一方的灯泡的部分对置的灯泡的内表面的部分的附近。

这里表述为“主要”的理由是因为,除了上述的具有1条线状的放电路径所构成的形态的放电以外,虽然非常少见,但是也存在:是具有从外部电极对置内表面部(将上述的与接近或接触于外部电极的灯泡的部分对置的灯泡的内表面的部分的附近以后简称为外部电极对置内表面部)的一方朝向另一方由多条线状的放电路径构成的形态的放电的情况,或者线状的放电路径从外部电极对置内表面部的一方中的分离的两处朝向放电空间延伸、在途中两条线状的放电路径合流为1条从而整体上成为y字状的情况,进而在从外部电极对置内表面部的一方到放电空间的途中的部位呈现线状的放电路径、从该部位到另一方的外部电极对置内表面部成为扩散放电的情况等。

在本发明中,也包括具有这样的很少出现的形态的线状的放电路径的情况而称作狭义收缩放电。

作为言及准分子灯中的收缩放电的文献,在wo2005/057611号、日本特开2005-174632号、日本特开2006-351541号、日本特开2008-243521号、日本特开2008-262805号公报中,记载了在具有内部电极和外部电极的电介体阻挡放电荧光灯中以氙等的惰性气体为放电介质,而在确认在内部电极的附近发生收缩放电后,为了防止因为该位置随着变化而发生的(作为照明用荧光灯有害的)灯的明亮度的闪烁,提出了将收缩放电固定的技术。

在日本特开2006-079830号公报中,记载了在具有内部电极和外部电极的电介体阻挡放电荧光灯中以氙等的惰性气体为放电介质,提出了通过将电极分割为多个来抑制收缩放电的发生的技术。

在wo2008/038527号公报中,记载了在具有内部电极和外部电极的电介体阻挡放电荧光灯中将以氙为主体的惰性气体作为放电介质,在该文献中,记述有当提高施加电压时在内部电极的附近成为收缩放电状态。

在日本特开2005-327659号公报中,记载了在具有内部电极和外部电极的电介体阻挡放电荧光灯中将以氙为主体的惰性气体作为放电介质,在该文献中,有电流越多越容易发生收缩放电的记述。

在日本特开2006-338897号公报中,记载了在具有内部电极和外部电极的电介体阻挡放电荧光灯中将以氙为主体的惰性气体作为放电介质,在该文献中,记述有如果提高施加电压则在内部电极附近向收缩放电状态变迁、以及逆变器的动作频率越低则越难以发生内部电极附近的收缩放电。

在日本特开2000-223079号公报中,记载了在具有沿管状的灯泡的长度方向延伸的一对带状的外部电极、或具有位于管状的灯泡的中心轴上的线状的内部电极和带状的外部电极的、不是使放电电流在管轴方向上流动的形式而是使电流在与管轴成直角的方向上流动的形式的电介体阻挡放电荧光灯中,将以氙为主体的惰性气体作为放电介质,在该文献中,记述有如果提高氙气的气压则发生放电收缩的现象、通过该收缩而发生无数胡须状的放电。

在日本特开2014-030763号公报中,记载了具有在管状的灯泡的长度方向上延伸的一对带状的外部电极、不是使放电电流在管轴方向上流动的形式而是使电流在与管轴成直角的方向上流动的形式的、以氙和碘为放电介质的准分子灯,在该文献中,记述有当使碘分压为一定而提高氙分压时在比12kv低的低压区域中发生扩散放电、但如果比此提高则发生多个纤丝放电。

以上举出的言及准分子灯的收缩放电的文献,大部分是针对具有内部电极和外部电极的形式的灯,有关记载收缩放电的发生位置,全部为在内部电极附近发生,此外没有关于收缩放电的条数的信息,因而,不符合不具有内部电极的上述准分子灯(y’)的条数主要仅为1条的狭义收缩放电(gs’)。

有关不具有内部电极而仅有外部电极的灯的信息,仅有对于不是使放电电流在管轴方向上流动的形式而是使电流在与管轴成直角的方向流动的形式的灯,而且有“发生无数胡须状的放电”“发生多个纤丝放电”,不符合上述准分子灯(y’)的条数主要仅为1条的狭义收缩放电(gs’)。

因此,均没有关于符合在本发明中关注的、仅具有外部电极、使放电电流在管轴方向上流动的形式的准分子灯中的上述狭义收缩放电(gs’)的收缩放电的信息。

此外,如上述那样,仅具有外部电极、使放电电流在管轴方向上流动的形式的灯的信息仅是含有水银的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第2854250号公报

专利文献2:日本特许第3296284号公报

专利文献3:日本特许第3353684号公报

专利文献4:日本特许第3355976号公报

专利文献5:日本特许第3521731号公报

专利文献6:日本特开2003-100482号公报

专利文献7:日本特开2004-022209号公报

专利文献8:日本特开2004-079270号公报

专利文献9:日本特开2004-146351号公报

专利文献10:日本特开2004-179059号公报

专利文献11:日本特开2005-011710号公报

专利文献12:日本特开2005-267908号公报

专利文献13:日本特开2006-019100号公报

专利文献14:日本特开2006-085983号公报

专利文献15:日本特开2007-053117号公报

专利文献16:日本特许第3149780号公报

专利文献17:wo2005/057611号公报

专利文献18:日本特开2005-174632号公报

专利文献19:日本特开2006-351541号公报

专利文献20:日本特开2008-243521号公报

专利文献21:日本特开2008-262805号公报

专利文献22:日本特开2006-079830号公报

专利文献23:wo2008/038527号公报

专利文献24:日本特开2005-327659号公报

专利文献25:日本特开2006-338897号公报

专利文献26:日本特开2000-223079号公报

专利文献27:日本特开2014-030763号公报

专利文献28:日本特开平09-180685号公报

专利文献29:日本特开平11-354079号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明要解决的课题是提供一种通过采用不具有内部电极、使放电电流沿管轴方向流动的形式的构造简单的灯泡,实现了低成本而且避免了狭义收缩放电的发生的准分子灯光源装置。

用来解决课题的手段

本发明的第1技术方案的准分子灯光源装置,其特征在于,具备:准分子灯(y),具有用来在灯泡(yt)的放电空间(yg)引起放电、使放电电流在上述灯泡(yt)的管轴方向上流动的一对外部电极(ye1、ye2),通过上述的放电,在上述放电空间(yg)中产生uv光,上述灯泡(yt)具有将填充有生成氙准分子的放电用气体的上述放电空间(yg)内包、管体的两端被气密封固的形状,在与上述放电空间(yg)接触的面的至少一部分上形成有容易产生放电的易放电物质层(yo);以及

逆变器(ui),为了向上述准分子灯(y)施加高电压交流电,具有变压器(tf),该变压器(tf)具备连接上述外部电极(ye1、ye2)的二次绕组(ls);

上述逆变器(ui)通过向上述准分子灯(y)供给比产生狭义收缩放电的功率小的功率,以不是狭义收缩放电的放电状态使上述准分子灯(y)点亮,

上述狭义收缩放电,主要是具有从与上述外部电极(ye1、ye2)的一方所接近或接触的上述灯泡(yt)的部分对置的上述灯泡(yt)的内表面的部分的附近、到与上述外部电极(ye1、ye2)的另一方所接近或接触的上述灯泡(yt)的部分对置的上述灯泡(yt)的内表面的部分的附近的1条线状的放电路径所构成的形态的放电。

本发明的第2技术方案的准分子灯光源装置,其特征在于,沿着上述灯泡(yt)的外表面而测量的、作为上述一对外部电极(ye1、ye2)各自之间的距离的最小值的电极间距离(le)的值,是从使上述电极间距离(le)增加时对应于上述电极间距离(le)而决定的产生上述狭义收缩放电的功率的最小值增加、或增加成为饱和的电极间距离(le)的区域中选择的值。

本发明的第3技术方案的准分子灯光源装置,产生狭义收缩放电的功率值相对于通常工作时的灯输入功率值的比是105%至120%。

本发明的第4技术方案的准分子灯点亮方法,是准分子灯光源装置的准分子灯点亮方法,其特征在于,上述准分子灯光源装置具备:准分子灯(y),具有用来在灯泡(yt)的放电空间(yg)引起放电、使放电电流在上述灯泡(yt)的管轴方向上流动的一对外部电极(ye1、ye2),通过上述的放电,在上述放电空间(yg)中产生uv光,上述灯泡(yt)具有将填充有生成氙准分子的放电用气体的上述放电空间(yg)内包、管体的两端被气密封固的形状,在与上述放电空间(yg)接触的面的至少一部分上形成有容易产生放电的易放电物质层(yo);以及

逆变器(ui),为了向上述准分子灯(y)施加高电压交流电,具有变压器(tf),该变压器(tf)具备连接上述外部电极(ye1、ye2)的二次绕组(ls);

上述逆变器(ui)通过向上述准分子灯(y)供给比产生狭义收缩放电的功率小的功率,以不是狭义收缩放电的放电状态使上述准分子灯(y)点亮,

上述狭义收缩放电,主要是具有从与上述外部电极(ye1、ye2)的一方所接近或接触的上述灯泡(yt)的部分对置的上述灯泡(yt)的内表面的部分的附近、到与上述外部电极(ye1、ye2)的另一方所接近或接触的上述灯泡(yt)的部分对置的上述灯泡(yt)的内表面的部分的附近的1条线状的放电路径所构成的形态的放电。

本发明的第5技术方案的准分子灯点亮方法,其特征在于,产生狭义收缩放电的功率值相对于通常工作时的灯输入功率值的比是105%至120%。

发明效果

能够提供通过采用不具有内部电极、使放电电流在管轴方向上流动的形式的构造简单的灯泡,实现了低成本而且避免了狭义收缩放电的发生的准分子灯光源装置。

附图说明

图1表示将本发明的准分子灯光源装置的一部分简略化而表示的示意图。

图2表示将本发明的准分子灯光源装置的一部分简略化而表示的示意图。

图3表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据。

图4表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据。

图5表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据。

图6表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据。

图7表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据。

图8表示与本发明的准分子灯光源装置的技术关联的概念的概略图。

图9表示将本发明的准分子灯光源装置简略化而表示的示意图。

图10表示将本发明的准分子灯光源装置简略化而表示的示意图。

图11表示将本发明的准分子灯光源装置简略化而表示的示意图。

图12表示将本发明的准分子灯光源装置简略化而表示的示意图。

图13表示将本发明的准分子灯光源装置简略化而表示的示意图。

图14表示与本发明的准分子灯光源装置的技术关联的概念的概略图。

具体实施方式

参照表示将本发明的准分子灯光源装置的一部分简略化而表示的示意图的图1,对该准分子灯(y)的结构进行说明。

设想本图的准分子灯(y)为将灯泡(yt)以圆筒形的管体为基础制作的情况进行例示。

该图的(a)表示上述灯泡(yt)的轴与纸面垂直的情况下的截面,该图的(b)表示上述灯泡(yt)的轴包含在纸面的情况下的截面。

但是,本发明并不限定于前者的截面形状为圆形的形状。

上述准分子灯(y)的上述灯泡(yt)以内包放电空间(yg)的方式管体的两端被气密封固部(ys)封闭从而构成,在上述放电空间(yg),填充有生成氙准分子的放电用气体。

另外,上述气密封固部(ys)例示了呈现与轴垂直的平面形状,但例如也可以呈以半球状朝向外侧隆起的形状。

在上述灯泡(yt)的外表面,在轴向上相离而设置一对外部电极(ye1、ye2)。

在本图中,例示了将金属板卷成轮状而构成上述外部电极(ye1、ye2)的情况,但也可以将金属线卷绕1圈以上或将银膏等的金属膏涂敷并烧制而固体化,由金属蒸镀膜构成。

此外,上述外部电极(ye1、ye2)并不限定于本图的(a)那样的在与轴垂直的截面中为圆形等的封闭的图形,例如也可以呈c字状。

进而,也可以上述外部电极(ye1、ye2)的一方或双方将上述气密封固部(ys)的外表面的一部分或全部覆盖。

此外,本发明的准分子灯光源装置具备后述的图9、图10、图11、图12、图13所记载那样的产生高电压交流电的逆变器(ui),通过该逆变器(ui)的变压器(tf)的二次绕组(ls)与上述外部电极(ye1、ye2)连接,在上述灯泡(yt)的上述放电空间(yg)中引起放电,在上述灯泡(yt)的管轴方向上流过放电电流,能够在上述放电空间(yg)中产生uv光。

另外,在图1中,有为了连接上述逆变器(ui)而将导线等的电连接部件设在上述外部电极(ye1、ye2)上的情况,图示省略了导线等的电连接部件。

此外,在与上述放电空间(yg)接触的面的至少一部分上,形成有容易产生放电的易放电物质层(yo)。

这里,作为易放电物质(或易释放电子物质),如在日本特许第3149780号公报中记载那样,能够利用上述的碳或金属、氧化锡、氧化铟等的导电性物质。

进而,如在日本特开平09-180685号及日本特开平11-354079号公报中记载那样,也可以利用与构成上述灯泡的管体的功函数相比具有小的功函数的物质,例如从由氧化镁(mgo)、氧化镧(la2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化钇(y2o3)、二氧化锆(zro2)、硼化镧(lab6)构成的组中选择的金属化合物等。

在图1中,描绘了在上述外部电极(ye1)与外表面相接的上述灯泡(yt)的部分的内表面的一部分上形成有上述易放电物质层(yo)的结构。

同样,如将本发明的准分子灯光源装置的一部分简略化而表示的示意图的图2的(a)所示,也可以在与绕轴的360度对应的上述灯泡(yt)的内表面上形成上述易放电物质层(yo),在此情况下,也可以将上述易放电物质层(yo)形成直到上述外部电极(ye1)不与外表面接触的上述灯泡(yt)的部分的内表面。

此外,如图2的(b)所示,也可以将上述易放电物质层(yo)形成直到上述气密封固部(ys)的内表面侧。

进而,在图1、图2中,例示了在上述外部电极(ye1)所处的一侧形成上述易放电物质层(yo)的结构,但也可以在上述外部电极(ye2)所处的一侧也形成上述易放电物质层(yo)。

首先,参照图14对关于预试验用灯的点亮实验进行叙述,以下对进行了进一步的点亮实验的结果进行叙述。

供实验的上述准分子灯(y)的各要素及实验条件如以下所述。

[实验条件1]

灯泡:合成石英管,外径10mm,厚度0.5mm,碳涂敷

电极间距离(le):20mm

放电气体,压力:ne/xe=70%/30%,12kpa(全压)

频率:16~45khz

pp灯电压:3.3,3.9,4.5kv

1周期能量:12,15,18μj

逆变器:回扫式逆变器

另外,这里记载的“碳涂敷”,表示作为具有图1所示那样的形状的上述易放电物质层(yo)而设置有碳膏膜形成区域。

但是,在上述条件中记载的pp灯电压,是指灯施加电压的峰/峰值,以后使用该简称。

用于灯点亮的逆变器(ui)使用后述的上述方式,保持灯施加电压中的关于放电的部分的脉冲的波形即pp灯电压不变,一边使逆变器的动作频率即脉冲发生频度变化从而使向灯的输入功率p变化,一边进行灯点亮启动的试行实验,对于上述3种pp灯电压实施测量在1次点亮启动中发生扩散放电的概率ψ(p)。

但是,上述逆变器(ui)在点亮初期不特别进行使pp灯电压逐渐上升那样的所谓软启动的控制,构造简单,因而,在点亮初期的短时间中实现了期望的pp灯电压。

另外,将pp灯电压保持为不变,意味着将通过1个脉冲波形向灯投入的能量保持为不变,但上述条件所记载的1周期能量表示通过与上述3种pp灯电压分别对应的1个脉冲波形向灯投入的能量。

上述的实验条件下的1周期能量,是以作为在与上述的放电气体、压力对应的上述的pp灯电压的全部下发生扩散放电的频率的规定频率30khz,通过vq利萨如(lissajous)法(参照臭氧发生器手册,corona公司(コロナ社日本昭和35年)p.232,或电气学会技术报告第830号,(2001年)p.71)进行测量的。

并且,通过对该1周期能量的值乘以点亮时的实际的频率的值所得到的值,能够计算灯输入功率。

将实验的结果表示在图3中,横轴表示灯输入功率p,纵轴表示扩散放电的发生概率ψ(p),该图3表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据。

从图中能够直接指出,灯输入功率越高则扩散放电的发生概率越下降。

这里应注意的点是,横轴的灯输入功率p由上述的对于规定频率30khz下的扩散放电时的1周期能量的值乘以点亮时的实际的频率的值所得到的值表述。

因此,在通过该计算求出的灯输入功率在该点亮条件下发生扩散放电的情况下等于实际投入给灯的功率,但在发生了狭义收缩放电的情况下,不一定等于实际投入给灯的功率。

实际上,在上述实验条件1中的下一个条件

频率:33khz

pp灯电压:3.9kv

中,概率性地发生扩散放电或狭义收缩放电的某一种,但基于vq利萨如法的扩散放电时及狭义收缩放电时各自的灯输入功率的测量结果为以下这样。

灯输入功率:扩散放电时0.47w,狭义收缩放电时0.34w

即,尽管逆变器进行完全相同的动作,在发生了狭义收缩放电的情况下,与发生扩散放电的状态相比,实际的灯输入功率也变小。

此外,前面叙述了在狭义收缩放电的状态下产生的uv光的强度远达不到期待的实用强度,而其主要因不在于灯输入功率的下降,而在于与向灯的输入功率对应的uv发光效率的显著下降。

此外,为了加深扩散放电与狭义收缩放电的关系的理解,进行了以下这样的实验。

如果一边将pp灯电压保持为一定,一边从发生扩散放电的状态将频率逐渐提高从而将功率逐渐增加,则在某个频率以上成为狭义收缩放电,记录从扩散放电变迁至狭义收缩放电的频率即狭义收缩放电变迁频率,接着,如果从发生狭义收缩放电的状态将频率逐渐降低从而将功率逐渐减小,则在某个频率以下成为扩散放电,记录从狭义收缩放电变迁至扩散放电的频率即扩散放电恢复频率,进行比较可知,扩散放电恢复频率相比狭义收缩放电变迁频率显著较低。

即,判明了在扩散放电与狭义收缩放电之间的转移中伴随着时滞(滞后)。

即,在得到了图3的实验中,在从点亮初期即可看到发生了狭义收缩放电的情况下,也在放电开始紧接着之后的短时间中发生扩散放电,可以理解为,在该期间中向灯投入的功率即狭义收缩放电发生紧前(紧接着之前)功率达到产生狭义收缩放电的功率值、详细地讲,达到能够产生从扩散放电向狭义收缩放电的变迁的功率值即狭义收缩放电发生阈功率值pt,结果发生了狭义收缩放电。

因而,图3的横轴的灯输入功率p解释为表示包含刚刚所述的狭义收缩放电发生紧前功率的、广义的扩散放电时的灯输入功率,由此可以说也包括陷入稳定放电状态的功率较小的狭义收缩放电的情况而图3是正确的曲线图。

另外,虽然叙述了在先为狭义收缩放电的情况下,也在放电开始紧后(紧接着之后)的短时间中发生扩散放电,然后发生灯输入功率较小的狭义收缩放电,但或许可以想到,若真是在放电开始紧后的短时间中发生了扩散放电,只要用示波器观察灯电压和灯电流的波形就应该判明该情况,但实际试行后,不能确认该情况。

理由是因为,在相同的点亮条件下概率性地发生扩散放电或狭义收缩放电的某种的情况下的观测,在扩散放电时和狭义收缩放电时,在灯电压和灯电流的峰/峰值中几乎不能看到差异,所以对于可看到灯电压和灯电流的包络线波形的条件的观测,不能做出扩散放电和狭义收缩放电的波形的区别。

虽然可以考虑,若是实施使灯电压波形和灯电流波形的相位差信息同样作为波形显示的观测则能够确认该情况,但没有实施。

此外,从图可知直接指出,越是提高1周期能量即pp灯电压,越容易提高扩散放电的发生概率。

如上述那样,在现有技术文献wo2008/038527号公报及日本特开2006-338897号公报中,记述有如果提高施加电压则在内部电极的附近成为收缩放电状态,但本实验结果显现出与其相反的趋势,可知由于原本本实验的灯不具有内部电极,所以该文献所记载的收缩放电和作为现在的关注点的狭义收缩放电其物理现象不同。

这里,关于该图进行补充。

如果着眼于一个1周期能量,则描绘为,随着从灯输入功率较低的条件向较高的条件变化,扩散放电的发生概率为100%向0%直线地变化,但这并不意味着正确的变化的状况实际上是直线性的,可理解为,实验性地存在扩散放电的发生概率为100%的灯输入功率的上限值,如果使灯输入功率比其高而进行,则扩散放电的发生概率下降,最终成为0%。

实际上,在该实验中,关注于扩散放电的发生概率为100%的灯输入功率值及为0%的灯输入功率值的确定。

对于这些值的中间的灯输入功率值而言,进行了5次左右的点亮的试行,但即使以相同的值进行灯点亮启动的试行,扩散放电是否发生也完全是概率性的。

另外,没有正确地测量出从100%向0%的变化的状况的理由是因为,虽然为了正确的测量而需要非常多次的灯点亮启动的试行,但即便能够正确地测量,也没有实用上的利益。

此外,在本发明的准分子灯光源装置的上述准分子灯(y)那样的外部电极型放电灯的情况下,灯输入功率大致独立地正相关地依存于1周期的电压波形中的最高电压与最低电压的差、即pp灯电压和频率,特别是关于频率而言,灯输入功率与频率成比例。

图3是如上述那样着眼于某个pp灯电压、在保持其不变的状态下使频率变化从而使灯输入功率p变化时的对于扩散放电的发生概率ψ(p)的影响的图表。

相反,着眼于某个频率,在保持其不变的状态下使pp灯电压变化从而使灯输入功率p变化时的对于扩散放电的发生概率ψ(p)的影响,根据该图不能判明。

因此,在表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据的图4中表示了实际将其曲线图化的结果。

图3和图4虽然在制作中使用的源数据相同,但在图4的制作时,将不取决于灯输入功率而扩散放电的发生概率全部为100%或全部为0%的频率的数据排除。

根据图4可以指出,灯输入功率越高,扩散放电的发生概率越下降。

另外,如上述那样,为了正确测量从100%向0%的变化的状况,需要非常多次的灯点亮启动的试行,但实际上仅进行少量次的试行,所以根据本图应该只是可以理解能够确认相对于灯输入功率p的增加而扩散放电的发生概率ψ(p)成为向右下降。

以下,对进行了进一步的点亮实验的结果进行叙述。

供实验的上述准分子灯(y)的各要素及实验条件如以下所述。

[实验条件2]

灯泡:合成石英管,外径10mm,厚度0.5mm,碳涂敷

电极间距离(le):20mm

放电气体:ne/xe=70%/30%

气体压力:8.0,11,12,13kpa(全压)

频率:20~45khz

pp灯电压:3.9kv

逆变器:回扫式逆变器

用于灯点亮的逆变器(ui)与前面同样,使用后述的上述方式的结构,在保持灯施加电压中的关于放电的部分的脉冲的波形即pp灯电压不变的状态下,一边使逆变器的动作频率即脉冲发生频度变化从而使向灯的输入功率p变化,一边进行灯点亮启动的试行实验,对于上述4种气体压力实施了测量在1次点亮启动中发生扩散放电的概率ψ(p)。

在表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据的图5中表示实验的结果。

与前面同样,在本图中,横轴的灯输入功率p也由对某规定频率下的扩散放电时的1周期能量的值乘以点亮时的实际的频率的值后的值来表述。

从图可以直接指出,灯输入功率越高则扩散放电的发生概率越下降这一点与前面是同样的,进而可以指出,越是提高气体压力,越容易提高扩散放电的发生概率。

如上述那样,在现有技术文献的日本特开2000-223079号公报中,记述有如果提高氙气的气体压则放电收缩,但本实验结果显现出与其相反的趋势,可知该文献所记载的收缩放电和作为现在的关注点的狭义收缩放电其物理现象不同。

以下,对进行了进一步的点亮实验的结果进行叙述。

供实验的上述准分子灯(y)的各要素及实验条件如以下所述。

[实验条件3]

灯泡:合成石英管,外径10mm,厚度0.5mm,碳涂敷

电极间距离(le):20mm

放电气体,压力:xe100%,3.3,6.7kpa

频率:16~53khz

pp灯电压:3.3,3.9,4.5kv

逆变器:回扫式逆变器

用于灯点亮的逆变器(ui)与前面同样,使用后述的上述方式的结构,在保持灯施加电压中的关于放电的部分的脉冲的波形即pp灯电压不变的状态下,一边使逆变器的动作频率即脉冲发生频度变化从而使向灯的输入功率p变化,一边进行灯点亮启动的试行实验,对于上述3种pp灯电压和两种气体压力实施了测量在1次点亮启动中发生扩散放电的概率ψ(p)。

在到此为止叙述的实验中,作为放电气体而使用对氙添加了作为缓冲气体的氖的混合气体,但在该实验中,对仅使用氙作为放电气体的灯进行了调查。

实验的结果显现出与图3及图5同样的灯输入功率越高则扩散放电的发生概率越下降的趋势(但是,省略了图示)。

以下,对进行了进一步的点亮实验的结果进行叙述。

供实验的上述准分子灯(y)的各要素及实验条件如以下所述。

[实验条件4]

灯泡:合成石英管,外径10mm,厚度0.5mm,碳涂敷

电极间距离(le):20mm

放电气体:ne/xe=70%/30%

气体压力:8.0,12kpa(全压)

频率:10~65khz

pp灯电压:3.9kv

逆变器:推挽式

用于灯点亮的逆变器(ui)与前面同样,使用与到此为止叙述的实验不同的后述的上述方式的结构,在保持灯施加电压中的关于放电的部分的脉冲的波形即pp灯电压不变的状态下,一边使逆变器的动作频率即脉冲发生频度变化从而使向灯的输入功率p变化,一边进行灯点亮启动的试行实验,对于上述两种气体压力实施了测量在1次点亮启动中发生扩散放电的概率ψ(p)。

实验的结果显现出与图5同样的、灯输入功率越高则扩散放电的发生概率越下降的趋势(但是,省略了图示)。

根据以上叙述的实验结果判明,使放电电流在管轴方向上流动的形式的上述准分子灯(y),在管体的两端被气密封固的上述灯泡(yt)中的与上述放电空间(yg)相接的面上形成有上述易放电物质层(yo),上述准分子灯(y)不具有内部电极而具有一对外部电极(ye1、ye2),在上述准分子灯(y)中存在灯输入功率越高则扩散放电的发生概率越下降、越容易发生上述的狭义收缩放电的趋势。

并且,虽然作为实验条件的pp灯电压、逆变器频率、气体压力、气体组成(作为主放电气体的氙与缓冲气体的混合比)、逆变器电路形式(驱动波形),的各参数的变化也给灯输入功率与扩散放电的发生概率的关联性带来若干影响,但是可以确认对于扩散放电的发生概率的支配性控制因素无疑是灯输入功率。

如上述那样,在发生了狭义收缩放电的状态下,与向灯的输入功率对应的uv发光效率显著较低,所以通过向灯供给比发生狭义收缩放电的功率低的功率,能够避免狭义收缩放电的发生,使得不会陷入uv发光效率较低的放电状态。

到此为止叙述的各种点亮实验中,电极间距离(le)全部是20mm。

以下,对在多个放电气体条件下使电极间距离(le)变化的实验进行说明。

供实验的上述准分子灯(y)的各要素及实验条件如以下所述。

[实验条件5]

灯泡:合成石英管,外径10mm,厚度0.5mm,白金膏

电极间距离(le):10、15、20、25、30、35、40mm

放电气体:(1)ne/xe=70%/30%全压:9.1kpa

〃(2)〃70%/30%〃12kpa

〃(3)〃70%/30%〃16kpa

〃(4)〃95%/5%〃40kpa

〃(5)〃95%/5%〃53kpa

pp灯电压:3.9kv

逆变器:回扫式逆变器

本实验的上述灯泡(yt)与上述实验条件1~实验条件4是同样的,虽然是图1的形态,但将涂敷白金膏而形成的上述易放电物质层(yo)的一侧的上述外部电极(ye1)固定,通过将相反侧的上述外部电极(ye2)沿着上述灯泡(yt)的圆筒面滑动,使上述电极间距离(le)变化。

用于灯点亮的逆变器(ui)使用后述的上述方式,在保持灯施加电压中的关于放电的部分的脉冲的波形即pp灯电压不变的状态下,从逆变器的动作频率即脉冲发生频度较低的条件逐渐提高而进行,反复进行直到达到狭义收缩放电的发生,对于上述5种放电气体条件(1)、(2)、(3)、(4)、(5)测量此时的功率值即狭义收缩放电发生阈功率值pt。

在表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据的图6中表示实验的结果。

此外,将该实验结果的曲线图纵轴的狭义收缩放电发生阈功率值pt除以放电空间的体积,变换为作为每单位体积的功率值的狭义收缩放电发生阈功率密度值dpt,将由此得到的结果表示在表示与本发明的准分子灯光源装置关联的实验数据的图7中。

另外,所述的放电空间的体积,是指对于上述电极间距离(le)、上述外部电极(ye1)的宽度与上述外部电极(ye2)的宽度的和乘以与上述灯泡(yt)的内部空间的轴垂直的截面的截面积所得到的值。

如果先考察图7,则在各放电气体条件的曲线图的左端的部位可看到平坦的部分,关于这样的平坦的部分,只要从若每单位体积的功率值相同则放电现象不变这样的普通的考虑方式即能理解。

但是,狭义收缩放电发生阈功率密度值dpt随着电极间距离增加而急剧地下降。

推测这是因为,在放电电流沿管轴方向流动的形式的准分子灯的情况下,如果在长度方向上观察放电电流方向(管轴方向)的“放电空间的细长度”的程度超过某个极限值,则上述的每单位体积的功率值相同则放电现象不变的考虑方式失效,变得极易陷入狭义收缩放电状态。

另一方面,在图6中,如果从电极间距离的最短部位向较长的观察,则在较多的放电气体条件中,狭义收缩放电发生阈功率值pt以向右上升而变大,最终迎来极大值,若过了该点则成为向右下降。

另外,因为实测的范围的关系,也有不迎来极大值的放电气体条件,但由图7可知,只要进一步增加电极间距离就成为向右下降。

但是,目前还不能定量地预测怎样设定灯泡的形状尺寸及放电气体条件则极大值出现在电极间距离怎样的部位。

因而,关于产生上述狭义收缩放电的功率的最小值的、使上述电极间距离(le)变化时带来极大值的上述电极间距离(le)的值以下的电极间距离的区域、即曲线图为水平或向右上升的区域,从想要在关于上述灯泡(yt)的截面积、气体组成、气体压力的规定的条件下投入尽可能多的功率的希望来看,可以说是特别有利的区域。

另外,刚才所述的关于产生上述狭义收缩放电的功率的最小值的、使上述电极间距离(le)变化时带来极大值的上述电极间距离(le)的值以下的电极间距离的区域,也包括没有观察到极大值的情况,通常换而言之,可以说是产生上述狭义收缩放电的功率的最小值在使上述电极间距离(le)增加时增加或增加成为饱和的上述电极间距离(le)的区域。

这里,不仅是曲线图的极大附近的水平区域、还包括其左侧的向右上升的区域,这是因为,如上述那样,极大值出现在电极间距离的怎样的部位还没有弄清楚,由此不能进行其位置的严密的控制,所以预想因为灯的制造偏差及制造后的灯的特性的变化、环境条件的变化等而极大位置向右或左稍稍移动,在发生了这样的移动的情况下,也应作为针对陷入狭义收缩放电状态的危险性而安全的区域包含在可选择范围中。

关于向右上升的区域较安全的理由,参照表示与本发明的准分子灯光源装置的技术关联的概念的概略图的图8进行说明。

本图将与图6中的一个放电气体条件对应的电极间距离(le)和狭义收缩放电发生阈功率值pt的关系概念性地表现为连续曲线,横轴及纵轴的量与图6相同。

首先,在设计时期待的狭义收缩放电发生阈功率值是用实线描绘的阈功率曲线(f0)那样的,假设此时的极大的位置是中央的极大位置(p0)。

这里,假设因某种因素,极大的位置向电极间距离较大的方向移动,移动到了右侧的极大位置(p1)。

发生这样的情况是因为对于放电空间的细长度的容许量增加了,结果,由于极大位置(p1)处的放电空间的体积增加,所以狭义收缩放电发生阈功率值pt也增加,成为用虚线描绘的阈功率曲线(f1)那样。

此时,比原来的上述阈功率曲线(f0)的上述极大位置(p0)靠左侧的电极间距离的区域中的上述阈功率曲线(f1)的状况与上述阈功率曲线(f0)的状况几乎没有变化。

这是因为,该电极间距离的区域在变化的前后都处于对于放电空间的细长度的容许范围内。

接着,假设因某种因素,极大的位置向电极间距离较小的方向移动,移动到了左侧的极大位置(p2)。

发生这样的情况是因为对于放电空间的细长度的容许量减小了,结果,由于极大位置(p2)处的放电空间的体积减小,所以狭义收缩放电发生阈功率值pt也减小,成为用虚线描绘的阈功率曲线(f2)那样。

此时,移动后的上述阈功率曲线(f2)的除了上述极大位置(p2)附近以外的比其靠左侧的电极间距离的区域中的上述阈功率曲线(f2)的状况与原来的上述阈功率曲线(f0)的状况相比几乎没有变化。

这是因为,该电极间距离的区域在变化的前后都处于对于放电空间的细长度的容许范围内。

因而,在从原来的上述阈功率曲线(f0)中的向右下降的区域中选择设定电极间距离的情况下,在极大位置向右移动的部分中没有问题,但在极大位置向左移动的情况下,由于狭义收缩放电发生阈功率值pt减小,所以有陷入狭义收缩放电状态的危险性。

另一方面,在从原来的上述阈功率曲线(f0)中的向右上升的区域中选择设定电极间距离的情况下,由于不论极大位置向右移动还是向左移动,狭义收缩放电发生阈功率值pt都不减小,所以可知对于陷入狭义收缩放电状态的危险性是安全的。

如果遵循刚才所述的安全的区域的选择方针,则在将上述实验条件5所记载的放电气体条件的灯作为制品来制造的情况下,若是放电气体条件(3)(5)则电极间距离选择20mm附近或其以下、若是放电气体条件(2)则电极间距离选择25mm附近或其以下、若是放电气体条件(4)则电极间距离选择30mm附近或其以下的区域即可。

在放电气体条件(1)的情况下,极大的位置可能是进行了实验的电极间距离的范围之外,但至少40mm以下的区域能够选择。

另外,如在图3~图5中将曲线图的纵轴表示为扩散放电的发生概率ψ(p),在扩散放电和狭义收缩放电的发生条件的边界附近,概率性地发生扩散放电或狭义收缩放电的某种。

在用来得到图6的测量实验中,因为关于测量作业量的制约,如上述那样,采取了以下的方式:从脉冲发生频度较低的条件起逐渐提高而进行,反复进行直到达到狭义收缩放电的发生,测量此时的功率值即狭义收缩放电发生阈功率值pt,虽然看不到概率性要素,但实际上存在测量偏差。

由此,对于带来狭义收缩放电发生阈功率值pt的极大值的上述电极间距离(le)的值,不可避免地伴随着不确定性,所以也可能发生不能确定极大值的位置的情况。

为了避免该问题,只要对于实测出的狭义收缩放电发生阈功率值pt施以移动平均处理、在将曲线图的凹凸平均后确定极大值的位置即可。

或者,也可以以将与实测出的狭义收缩放电发生阈功率值pt的极大值的差异例如为5%以下或10%以下的测量值看作与极大值相同(包含在水平区域中)的方式来进行处理,所述10%是在图3和图5中用于扩散放电的发生概率ψ(p)从100%变化为0%的灯输入功率p的变化幅度的代表值。

如关于上述点亮实验所叙述的那样,上述的狭义收缩放电发生阈功率值pt根据作为实验时的参数的1周期能量及气体压力而变化。

此外,当然也根据灯的形状尺寸及缓冲气体的种类、与氙的混合比等的参数而变化。

因而,通过适当设定这些参数,能够使得作为实现期望的uv光强度的灯输入功率、通常工作时的灯输入功率值即工作时输入功率值pw与狭义收缩放电发生阈功率值pt的关系,成为狭义收缩放电发生阈功率值pt比工作时输入功率值pw稍大的程度,例如狭义收缩放电发生阈功率值pt为工作时输入功率值pw的105%或110%、120%。

通过这样构成本申请准分子灯光源装置,在上述逆变器(ui)的调整向产生灯输入功率的过剩的方向偏离的情况下,放电形态成为狭义收缩放电,结果是从上述准分子灯(y)放射的uv光强度下降,所以不再发挥作为准分子灯光源装置的功能,但是具有以下优点:特别避免了对于人体的过剩的uv光辐射及臭氧的过剩发生,确保了安全性。

这里,参照作为将本发明的准分子灯光源装置简略化表示的示意图的图9、图10、图11、图12、图13,说明为了构成本发明的准分子灯光源装置所能够利用的作为一例的各种形式的逆变器(ui)。

本发明的逆变器(ui)需要在上述准分子灯(y)中将比发生狭义收缩放电的功率低的功率向灯供给,即能够设定灯输入功率,但如上述那样,在外部电极型放电灯的情况下,灯输入功率大致独立地正相关地依存于1周期的电压波形中的最高电压与最低电压的差即pp灯电压和频率,特别关于频率而言,由于灯输入功率与频率成比例,所以可以通过以后说明的dc电源(mx)的输出电压的设定、变压器(tf)的1次2次绕线的绕数比的设定、由栅极信号生成电路(uf)的参数调整等进行的逆变器(ui)动作频率的设定来实现。

当然,即使是这里没有举出的形式的逆变器,也能够设定灯输入功率,能够使准分子灯的放电空间产生期望的放电就能够作为本发明的准分子灯光源装置的逆变器使用。

在图9中描绘的逆变器(ui)以被称作半桥方式的形式将变压器(tf)的一次绕组(lp)用fet等的两个开关元件(qu、qv)交替地驱动。

上述变压器(tf)的二次绕组(ls)具有相对于上述一次绕组(lp)的适当的绕数比,在其两端连接上述准分子灯(y)的上述外部电极(ye1、ye2)。

上述开关元件(qu、qv)被串联连接,此外电容器(cu、cv)也被串联连接,在将这两个串联连接物并联连接后的两端,施加dc电源(mx)的电压。

上述一次绕组(lp)的两端分别与两个上述开关元件(qu、qv)的连接节点、两个上述电容器(cu、cv)的连接节点连接。

上述开关元件(qu、qv)通过栅极信号生成电路(uf)所生成的交替地成为有效的栅极信号(shu、shv)经由栅极驱动电路(gu、gv)而被控制。

上述栅极信号生成电路(uf)以使上述开关元件(qu、qv)分别交替地反复成为导通状态和断开状态的方式生成上述栅极信号(shu、shv)。其中,在导通状态的切换时,插入被称作死区时间(deadtime)的上述开关元件(qu、qv)的双方为断开状态的期间。

通过刚才叙述的本图的逆变器(ui)的结构和动作,在上述准分子灯(y)的上述外部电极(ye1、ye2)上被施加高电压交流电,在上述放电空间(yg)中发生放电。

在图10中描绘的逆变器(ui)以被称作全桥方式的形式将变压器(tf)的一次绕组(lp)用4个开关元件(qu、qv、qu’、qv’)驱动,这些开关元件被来自与前面叙述的半桥的结构同样动作的栅极信号生成电路(uf)的栅极信号(shu、shv)经由栅极驱动电路(gu、gv、gu’、gv’)控制,以在上述开关元件(qu、qv’)为导通状态时上述开关元件(qv、qu’)成为断开状态、当上述开关元件(qv、qu’)为导通状态时上述开关元件(qv、qu’)成为断开状态的方式动作。

通过刚才叙述的本图的逆变器(ui)的结构和动作,在上述准分子灯(y)的上述外部电极(ye1、ye2)上被施加高电压交流电,在上述放电空间(yg)中发生放电。

图11所描绘的逆变器(ui)以被称作推挽方式的形式将变压器(tf)的两个一次绕组(lpu、lpv)用两个开关元件(qu、qv)交替地驱动,该两个开关元件(qu、qv)通过来自与前面叙述的半桥同样动作的栅极信号生成电路(uf)的栅极信号(shu、shv)、经由栅极驱动电路(gu、gv)而被控制。

通过刚才叙述的本图的逆变器(ui)的结构和动作,在上述准分子灯(y)的上述外部电极(ye1、ye2)上被施加高电压交流电,在上述放电空间(yg)中发生放电。

通过以上所述的图9、图10、图11的上述逆变器(ui)施加在上述外部电极(ye1’、ye2’)上的电压波形,相对于以矩形波为基础的波形,成为包含极性反转的紧接着之后的过冲、过冲后的振荡、下个极性反转的前的死区时间期间中的电压的缓和等的、从作为理想概念的矩形波的扰乱的波形。

图12中描绘的逆变器(ui)以被称作回扫式的形式将变压器(tf)的1个一次绕组(lp)通过被来自栅极信号生成电路(uf)的栅极信号(shu)经由栅极驱动电路(gu)控制的1个开关元件(qu)的导通状态和断开状态的反复来驱动。

在该开关元件(qu)为导通状态的期间中,将基于流到上述一次绕组(lp)的励磁电流的磁能积蓄到上述变压器(tf)的芯中,当上述开关元件(qu)成为断开状态时,将积蓄的磁能在二次绕组(ls)中作为电能释放,从而在上述准分子灯(y)的上述外部电极(ye1、ye2)施加高电压交流电,在上述放电空间(yg)中发生放电。

但是,该情况下的高电压交流电的波形成为在上述开关元件(qu)的断开紧后(紧接着之后)电压的绝对值上升而迎来尖峰后下降的单脉冲的波形。

根据上述开关元件(qu)的导通状态期间的占空比,有出现后续于上述单脉冲的波形的振荡的情况。

在图13中描绘的逆变器(ui)以被称作集电极共振方式(俗称royer方式)的形式将变压器(tf)的串联连接的两个一次绕组(lpu、lpv)用双极晶体管(或fet等)的两个开关元件(qu、qv)交替地驱动。

在上述一次绕组(lpu、lpv)的串联连接物的两端连接共振电容器(crp)的两端而构成共振电路,此外,对于上述一次绕组(lpu、lpv)的串联连接节点经由用来使供给电流稳定化的斩波线圈供给来自dc电源(mx)的正端子的输出电压,在上述dc电源(mx)上连接着用来使电源电压稳定化的平滑电容器(cx)。

在上述开关元件(qu、qv)各自的基极,经由基极电阻(ru、rv)形成来自上述的dc电源(mx)的正端子的电流供给路径,将设在上述变压器(tf)的反馈绕线(lxy)的两端连接在上述开关元件(qu、qv)各自的基极上。

通过这样构成电路,上述开关元件(qu、qv)交替相辅地反复成为导通状态和断开状态,进行使流到上述一次绕组(lpu、lpv)的电流交替地反转的自激振荡,所以在上述准分子灯(y)的上述外部电极(ye1、ye2)上被施加高电压交流电,在上述放电空间(yg)中发生放电。

但是,由于如上述那样构成共振电路,所以该情况下的高电压交流电的波形拥有正弦波性的特征。

产业上的可利用性

本发明能够在设计、制造由准分子灯和将其点亮的逆变器构成的准分子灯光源装置的产业中利用,所述准分子灯是在构成产生能够在例如uv臭氧清洗、uv臭氧除味、uv表面改性、uv硬化、uv杀菌等的领域中利用的uv(紫外域的)光,或将所产生的uv光变换为其他波长并将其照射的装置时适用的光源。

标号说明

crp共振电容器;cu电容器;cv电容器;cx平滑电容器;f0阈功率曲线;f1阈功率曲线;f2阈功率曲线;gd’扩散放电;gs’狭义收缩放电;gu栅极驱动电路;gu’栅极驱动电路;gv栅极驱动电路;gv’栅极驱动电路;le电极间距离;lp一次绕组;lpu一次绕组;lpv一次绕组;ls二次绕组;lxy反馈绕线;mxdc电源;p0极大位置;p1极大位置;p2极大位置;qu开关元件;qu’开关元件;qv开关元件;qv’开关元件;ru基极电阻;rv基极电阻;shu栅极信号;shv栅极信号;tf变压器;uf栅极信号生成电路;ui逆变器;y准分子灯;y’准分子灯;ye1外部电极;ye1’外部电极;ye2外部电极;ye2’外部电极;yg放电空间;yg’放电空间;yo易放电物质层;ys气密封固部;ys’气密封固部;yt灯泡;yt’灯泡。

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