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発明の名称 放電灯点灯装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−203085(P2001−203085A)
公開日 平成13年7月27日(2001.7.27)
出願番号 特願2000−10251(P2000−10251)
出願日 平成12年1月17日(2000.1.17)
代理人 【識別番号】100090608
【弁理士】
【氏名又は名称】河▲崎▼ 眞樹
【テーマコード(参考)】
3K082
【Fターム(参考)】
3K082 AA32 BA24 BD04 BD32 CA23 
発明者 吉田 正博 / 文字 孝夫
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 放電灯に電源を供給し点灯させる放電灯点灯装置において、放電灯に流れる電流を直接検出する電流検出手段と、この電流検出手段が検出した電流値に基づいて放電灯の点灯状態を判断する放電灯検査手段とを備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項2】 絶縁トランスの一次側巻線に電源を供給し、この絶縁トランスの二次側巻線に接続した放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、絶縁トランスの二次側巻線と放電灯との間に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段が検出した電流値に基づいて放電灯の点灯状態を判断する放電灯検査手段とを備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項3】 前記絶縁トランスが、二次側巻線を複巻きにして、これら複巻きの各二次側巻線にそれぞれ放電灯を接続したものであり、前記電流検出手段が、絶縁トランスの複巻きの各二次側巻線と各放電灯との間を流れる電流をそれぞれ独立に検出するものであることを特徴とする請求項2に記載の放電灯点灯装置。
【請求項4】 前記絶縁トランスの二次側巻線の一端と放電灯の電極の一端とが接続されると共に、この絶縁トランスの二次側巻線の他端と放電灯の電極の他端とがそれぞれ接地され、前記電流検出手段が、この二次側巻線の他端又は放電灯の電極の他端と接地との間に流れる電流を検出するものであることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の放電灯点灯装置。
【請求項5】 前記放電灯が無声放電灯であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項6】 絶縁トランスの一次側巻線に電源を供給し、この絶縁トランスの二次側巻線に接続した無声放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、絶縁トランスの二次側巻線の一端と無声放電灯の電極の一端とが接続されると共に、この絶縁トランスの二次側巻線の他端と無声放電灯の電極の他端とがそれぞれ共通の導電性のベース板に接地され、この絶縁トランスの二次側巻線の他端とベース板とを接続する配線に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段が検出した電流値に基づいて無声放電灯の点灯状態を判断する放電灯検査手段とが設けられたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項7】 前記絶縁トランスが、二次側巻線を複巻きにしたものであり、これら複巻きの各二次側巻線の一端と各無声放電灯の電極の一端とがそれぞれ接続されると共に、これら複巻きの各二次側巻線の他端と各無声放電灯の電極の他端とがそれぞれ共通の導電性のベース板に接地され、前記電流検出手段が、この絶縁トランスの複巻きの各二次側巻線の他端とベース板とを接続する各配線に流れる電流をそれぞれ独立に検出するものであることを特徴とする請求項6に記載の放電灯点灯装置。
【請求項8】 前記電流検出手段が、検流器に配線を貫通させた貫通式の検出器であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライ洗浄、改質等の紫外線光源に用いられる無声放電灯等のような放電灯の点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無声放電灯1は、図4に示すように、石英ガラス製の外側管1aとこの内側に配置された内側管1bとの間隙をカバーで閉じてアルゴンやキセノン等の放電用ガスを充填し、この外側管1aの外周面に外側電極1cを設けると共に、内側管1bの内周面に内側電極1dを設けたものである。外側電極1cは、放射光を外部に放射できるように例えばステンレス鋼製等の金属網からなり、外側管1aの外周面全体を覆うように密着配置されている。内側電極1dは円筒状の金属管であり、内側管1bの内周面全体に密着配置されている。また、この内側電極1dは、図5に示すように、コイル状の金属線を内周面に密着配置する場合もある。
【0003】上記構成の無声放電灯1は、図6に示すように、点灯装置のベース板2上に複数本が設置され、これを上下逆にして下方に向けて紫外線を照射することにより、ドライ洗浄等に使用される。ベース板2は、アルミニウム製の板材であり、無声放電灯1を装着し両端部で支持するためのホルダ8が複数対取り付けられている。また、このベース板2には、対となる各ホルダ8の間に肉厚部2aが形成され、各ホルダ8に装着された無声放電灯1の外周面の半分がそれぞれこの肉厚部2aに設けられた凹部に嵌まり込むようになっている。従って、各無声放電灯1の外側電極1cは、この肉厚部2aの凹部を通してベース板2に接続され接地されることになる。また、各無声放電灯1のここでは図示しない内側電極に接続されたリード線1eは、一方のホルダ8を貫通してベース板2に設置した端子台に接続されるようになっている。なお、肉厚部2aは、外側電極1cを接地する以外にも、無声放電灯1が点灯時に発生した熱を冷却する役割も果たす。
【0004】上記構成の無声放電灯1の点灯装置は、図7に示すように、無声放電灯1を下向きにした場合の上面に、それぞれ絶縁トランス3を設置している。各絶縁トランス3は、二次巻線の一端が上記無声放電灯1から引き出されたリード線1eに接続されると共に、この二次巻線の他端がリード線3aを介してベース板2に接地されている。
【0005】即ち、上記絶縁トランス3は、図8に示すように、二次巻線の一端が無声放電灯1のリード線1eに接続されると共に、この二次巻線の他端のリード線3aと、無声放電灯1の外側電極1cとがそれぞれ同じベース板2に接地されている。この絶縁トランス3は、電源回路4から一次巻線に供給される高周波の電源を絶縁して昇圧し、無声放電灯1に供給するものである。また、電源回路4は、図示しない商用電源から供給される電源を高周波に変換するインバータ回路である。従って、無声放電灯1は、この絶縁トランス3を介して高圧・高周波数の電源の供給を受けて点灯することになる。
【0006】また、ここでは、1本の無声放電灯1ごとに絶縁トランス3と電源回路4をそれぞれ設ける場合について示したが、電源回路4を共用する場合もあるし、各絶縁トランス3の複数本ずつの無声放電灯1を並列に接続する場合もある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記点灯装置で各無声放電灯1の点灯状態を検出しようとする場合、従来は、絶縁トランス3の一次側で電流の異常を検出していた。このため、電源回路4を共用する場合や、絶縁トランス3ごとに電源回路4を設ける場合であっても、各絶縁トランス3に複数本の無声放電灯1を接続する場合には、これら複数の無声放電灯1の電流を一括して検出するために、各無声放電灯1の不点灯状態の検出が不正確になるという問題があった。また、各絶縁トランス3ごとに無声放電灯1を1本ずつ接続する場合にも、この無声放電灯1の不点灯状態の検出は確実に行えるが、例えば放電用ガスの圧力が低下して正常な点灯ができなくなったようなときの電流の変化を正確に検出することは困難になるという問題があった。
【0008】本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、各放電灯に流れる電流を直接検出することにより、これらの放電灯の点灯状態を正確に検出することができる放電灯点灯装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、放電灯に電源を供給し点灯させる放電灯点灯装置において、放電灯に流れる電流を直接検出する電流検出手段と、この電流検出手段が検出した電流値に基づいて放電灯の点灯状態を判断する放電灯検査手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】請求項1の発明によれば、放電灯に流れる電流を直接検出し、この電流値に基づいて点灯状態を判断するので、放電灯と高圧トランスの接続状態に関わりなく、各放電灯の点灯状態を正確に判断することができる。
【0011】なお、ここで使用される放電灯点灯用の高圧トランスは、絶縁トランスに限定されない。
【0012】請求項2の発明は、絶縁トランスの一次側巻線に電源を供給し、この絶縁トランスの二次側巻線に接続した放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、絶縁トランスの二次側巻線と放電灯との間に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段が検出した電流値に基づいて放電灯の点灯状態を判断する放電灯検査手段とを備えたことを特徴とする。
【0013】請求項2の発明によれば、絶縁トランスの二次側で放電灯に流れる電流を直接検出し、この電流値に基づいて点灯状態を判断するので、放電灯と絶縁トランスの接続状態に関わりなく、各放電灯の点灯状態を正確に判断することができる。
【0014】請求項3の発明は、前記絶縁トランスが、二次側巻線を複巻きにして、これら複巻きの各二次側巻線にそれぞれ放電灯を接続したものであり、前記電流検出手段が、絶縁トランスの複巻きの各二次側巻線と各放電灯との間を流れる電流をそれぞれ独立に検出するものであることを特徴とする。
【0015】絶縁トランスに複数の放電灯を接続する場合に、この絶縁トランスの二次巻線に放電灯を並列に接続すると、各放電灯に流れる電流を並列回路の内側で検出しなければならず、この検出のための回路を別途引き出す必要が生じることがある。しかし、請求項3の発明によれば、絶縁トランスの二次巻線を複巻きにして、これらにそれぞれ放電灯を1本ずつ接続するので、各放電灯に流れる電流を複巻きの二次巻線の部分でそれぞれ容易に検出できるようになる。
【0016】請求項4の発明は、前記絶縁トランスの二次側巻線の一端と放電灯の電極の一端とが接続されると共に、この絶縁トランスの二次側巻線の他端と放電灯の電極の他端とがそれぞれ接地され、前記電流検出手段が、この二次側巻線の他端又は放電灯の電極の他端と接地との間に流れる電流を検出するものであることを特徴とする。
【0017】請求項4の発明によれば、各放電灯に流れる電流を接地側で検出できるので、高電圧に対する絶縁対策が不要となり、電流検出手段を簡易化することができるようになる。
【0018】請求項5の発明は、前記放電灯が無声放電灯であることを特徴とする。
【0019】請求項5の発明によれば、特に半導体製造装置等の高精度な加工工程のドライ洗浄等に用いられることが多い無声放電灯の点灯状態を正確に判断して、洗浄不良等を確実に防止することができるようになる。
【0020】請求項6の発明は、絶縁トランスの一次側巻線に電源を供給し、この絶縁トランスの二次側巻線に接続した無声放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、絶縁トランスの二次側巻線の一端と無声放電灯の電極の一端とが接続されると共に、この絶縁トランスの二次側巻線の他端と無声放電灯の電極の他端とがそれぞれ共通の導電性のベース板に接地され、この絶縁トランスの二次側巻線の他端とベース板とを接続する配線に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段が検出した電流値に基づいて無声放電灯の点灯状態を判断する放電灯検査手段とが設けられたことを特徴とする。
【0021】各無声放電灯がベース板に接地される場合、通常はこれらの無声放電灯の電極が直接ベースに接続されるので、ここに流れる電流を引き出して検出することは困難になるが、請求項6の発明によれば、絶縁トランスの二次側巻線をベース板に接地する配線部分で検出できるので、これによって高電圧に対する絶縁対策が不要になると共に、電流検出手段を簡易化することができるようになる。
【0022】請求項7の発明は、前記絶縁トランスが、二次側巻線を複巻きにしたものであり、これら複巻きの各二次側巻線の一端と各無声放電灯の電極の一端とがそれぞれ接続されると共に、これら複巻きの各二次側巻線の他端と各無声放電灯の電極の他端とがそれぞれ共通の導電性のベース板に接地され、前記電流検出手段が、この絶縁トランスの複巻きの各二次側巻線の他端とベース板とを接続する各配線に流れる電流をそれぞれ独立に検出するものであることを特徴とする。
【0023】絶縁トランスに複数の無声放電灯を接続する場合に、この絶縁トランスの二次巻線に無声放電灯を並列に接続すると、各無声放電灯に流れる電流を並列回路の内側で検出しなければならず、この検出のための回路を別途引き出す必要が生じることがある。しかし、請求項7の発明によれば、絶縁トランスの二次巻線を複巻きにして、これらにそれぞれ無声放電灯を1本ずつ接続するので、各無声放電灯に流れる電流を複巻きの二次巻線がベース板に接地される部分でそれぞれ容易に検出できるようになる。
【0024】請求項8の発明は、前記電流検出手段が、検流器に配線を貫通させた貫通式の検出器であることを特徴とする。
【0025】請求項8の発明によれば、配線を検流器に通すだけでよいので、別途配線を引き出す必要がなくなり、電流検出手段を容易に設置できるようになる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0027】図1〜図3は本発明の一実施形態を示すものであって、図1は無声放電灯の点灯装置の回路図、図2は絶縁トランスを複巻きにした無声放電灯の点灯装置の回路図、図3はベース板に設置された絶縁トランスを示す斜視図である。なお、図4〜図8に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【0028】本実施形態は、無声放電灯1の点灯装置について説明する。無声放電灯1の構成は、図4又は図5に示した従来例と同じである。また、本実施形態の点灯装置は、図6及び図7に示した従来例と同様に、ベース板2の表裏面にこれらの無声放電灯1と絶縁トランス3とがそれぞれ複数ずつ設置されている。そして、このベース板2を無声放電灯1が下方を向くようにランプハウス内に収納し、下方に向けて紫外線を照射することにより、ドライ洗浄等に使用される。
【0029】上記各絶縁トランス3は、図1に示すように、電源回路4のインバータによって発生させた高周波の電源が一次巻線に供給されるようになっている。絶縁トランス3は、この高周波の電源を絶縁して昇圧し二次巻線に出力する高圧トランスである。そして、各絶縁トランス3は、この二次巻線の一端が無声放電灯1のリード線1eに接続されると共に、この二次巻線の他端のリード線3aがベース板2に接地される。また、各無声放電灯1は、外周面の半分が肉厚部2aの凹部に嵌まり込むことにより、外側電極1cが同じベース板2に接地される。
【0030】上記各絶縁トランス3の他端のリード線3aは、それぞれ電流検出器5のコイル内を貫通してベース板2に接地されるようになっている。電流検出器5は、リード線3aに流れる電流の大きさをコイルの起電力によって検出する貫通式の検出器(CT)である。従って、この電流検出器5は、絶縁トランス3から無声放電灯1に流れる電流を直接検出することができる。また、このように絶縁トランス3の接地側のリード線3aに設置するので、高圧に対する絶縁対策も不要となる。特に、無声放電灯1の接地側は、外側電極1cが直接ベース板2に接続されるので、接地側ではこの絶縁トランス3のリード線3aに設置しなければ、設置が極めて面倒になる。しかも、この電流検出器5は、リード線3aの配線の際に、コイルに通すだけで容易に設置することができる。
【0031】これらの電流検出器5は、比較器6に接続されている。比較器6は、電流検出器5のコイルの起電力が所定値を超えたかどうかを判定する、オペアンプ等によって構成された回路であり、1種類の所定値(閾値)を超えたかどうかの結果を2値信号で出力したり、複数種類の所定値のいずれを超えたかを示す多値信号で出力するようになっている。従って、例えば無声放電灯1が不点灯になったり、放電用ガスの圧力が低下して正常な点灯ができなくなったようなときの電流の変化を検出して、これらの異常を電気信号として出力することができる。
【0032】上記比較器6が判定した結果の電気信号は、表示制御回路7に送られるようになっている。表示制御回路7は、これら比較器6からの信号を受けて、無声放電灯1の点灯状態が正常かどうかを判断し、異常であると判断した場合には、いずれの無声放電灯1が異常であるかを警告灯等の点灯で表示したり、製造ラインの制御装置に通知すると共に、異常な無声放電灯1に電源を供給する電源回路4をOFFにする等の制御動作を行うようになっている。また、比較器6が多値信号を出力する場合には、異常の種類を判別して、それぞれの異常に応じた異なる制御動作を行うようにすることもできる。
【0033】尚、本発明では、必ずしも電流検出手段により電流値そのものを検出してこの電流値から直接点灯状態を判断する必要はなく、上記本実施形態と同様に、正常時に検出される電流検出器5等の電流検出手段からの出力(上記電流検出器5では起電力)を予め測定しておき、この出力値に基づいて設定した値との比較において点灯異常を判断するようにしてもよいし、検出したい状態(例えば、リークによる点灯異常状態)において電流検出手段から出力される値を予め測定してこれを所定値とし、この値との比較で点灯状態を判断するようにしてもよい。そして、このように電流値そのものから点灯状態を判断するのではなく、電流の変化に基づいて点灯状態を判断するようにすることで、正確な電流値を検出する必要がなくなり、20〜25kHzといったような高周波においても点灯状態を判断することが可能となる。
【0034】上記構成の無声放電灯1の点灯装置によれば、無声放電灯1に流れる電流を直接電流検出器5で検出するので、各無声放電灯1の点灯状態を正確に検出することができるようになる。特に、例えば放電用ガスの圧力が低下して正常な点灯ができなくなったようなときの電流の変化も正確に検出し、洗浄不良等の発生を確実に防止することができる。また、絶縁トランス3の接地側の電流を検出することにより、格別の絶縁対策も不要にすることができる。さらに、絶縁トランス3のリード線3aを電流検出器5のコイルに通すことで、この電流検出器5の設置を容易にすることができる。
【0035】上記実施形態では、各絶縁トランス3に無声放電灯1を1本ずつ接続した場合の例を示したが、図2に示すように、これらの絶縁トランス3の二次巻線を複巻きにして、これら複巻きの各二次巻線にそれぞれ無声放電灯1を接続することもできる。なお、図では、各絶縁トランス3に2本ずつの無声放電灯1を接続する場合を示すが、複巻きの二次巻線を増やせば、3本以上の無声放電灯1を接続することも可能である。そして、本発明は、これらいずれの場合にも、1つの無声放電灯1ごとに1つの電流検出器5等の電流検出手段を備えるようにするのが好ましい。
【0036】この場合、複巻きの各二次巻線は、それぞれ一端に無声放電灯1のリード線1eを接続し、他端をリード線3aを介してベース板2に接続することにより接地する。また、各無声放電灯1の電極の他端となる外側電極1cは、ベース板2に直接接続して接地する。従って、絶縁トランス3は、図3に示すように、無声放電灯1からの2本のリード線1eが複巻きの二次巻線の一端にそれぞれ接続されると共に、これらの複巻きの二次巻線の他端がそれぞれリード線3aを介してベース板2に接続されることになる。
【0037】上記点灯装置の場合にも、電流検出器5は、図2に示すように、絶縁トランス3の複巻きの二次巻線のリード線3aに設置される。従って、各絶縁トランス3に複数の無声放電灯1を接続する場合にも、それぞれの無声放電灯1に流れる電流を検出するための電流検出器5を容易に設置することができるようになる。また、これらの無声放電灯1を並列接続した場合に比べ、複巻きの各二次側巻線に流れる電流が小さくなるので、巻線の線径を細くすることができ、トランスの加工製作面で有利となる。
【0038】なお、上記実施形態では、無声放電灯1の点灯装置について説明したが、その他の放電灯にも同様に実施可能である。
【0039】また、上記実施形態では、絶縁トランス3の二次巻線の接地側に電流検出器5を設置する場合について説明したが、絶縁対策が万全であれば、高圧側に設置することも可能である。さらに、この電流検出器5は、貫通式の検出器に限らず、任意の電流検出手段を用いることができる。
【0040】さらに、上記実施形態では、絶縁トランス3を用いる場合について説明したが、その他の高圧トランスを用いる放電灯の点灯装置にも同様に実施可能である。
【0041】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の放電灯点灯装置によれば、放電灯に流れる電流を直接検出し、この電流値に基づいて点灯状態を判断するので、各放電灯の点灯状態を正確に判断することができる。
【0042】また、絶縁トランスの二次巻線から放電灯に流れる電流を接地側で検出するので、電流検出手段を簡易化することができるようになる。




 

 


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