專利名稱：放電燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放電燈裝置。尤其是涉及液晶或半導(dǎo)體晶片的曝 光裝置上使用的短弧型放電燈的放電燈裝置。
背景技術(shù)：
放電燈從發(fā)光物質(zhì)、電極間距離、發(fā)光管內(nèi)壓力的觀點(diǎn)上可分類 成幾種燈，其中在發(fā)光物質(zhì)方面可分類成以氙氣體作為發(fā)光物質(zhì)的氮?dú)鉄簟⒁运y作為發(fā)光物質(zhì)的水銀燈、以水銀以外的稀土類金屬作為 發(fā)光物質(zhì)的金屬鹵化物燈等。此外，在電極間距離的觀點(diǎn)上，可分類 成電極間距離短的短弧型放電燈、電極間距離長(zhǎng)的長(zhǎng)弧型放電燈。進(jìn) 而，在發(fā)光管內(nèi)的蒸氣壓的觀點(diǎn)上，可分類成低壓放電燈、高壓放電 燈、超高壓放電燈。其中，對(duì)短弧型高壓水銀燈而言，以耐熱溫度高的石英玻璃作為 發(fā)光管，鎢制電極以2 12mm左右的間隙配置在發(fā)光管內(nèi)部，進(jìn)而在 發(fā)光管內(nèi)部作為發(fā)光物質(zhì)封入有點(diǎn)亮?xí)r蒸氣壓為1()Spa 10》a的水銀、 氬等稀有氣體。該短弧型高壓水銀燈，具有電極間距離短而得到高亮度的優(yōu)點(diǎn)， 因此一直以來(lái)廣泛地使用在石印術(shù)的曝光用光源。另一方面，近年來(lái)，不僅是半導(dǎo)體晶片，還作為使用于液晶基板、 尤其是大面積液晶顯示器上的液晶基板的曝光用光源而受到關(guān)注，從 提高制造工序中的生產(chǎn)量的觀點(diǎn)來(lái)看，也強(qiáng)烈地要求作為光源的燈的 大輸出化。
由于放電燈的大輸出化使得額定耗電變化時(shí)，雖然放電燈上流過(guò) 的電流值取決于電流電壓的設(shè)計(jì)值，但是大體上會(huì)變大。因此，引起電極(尤其是直流點(diǎn)亮的陽(yáng)極)受到電子碰撞的量變多， 容易升溫而熔融的問(wèn)題。此外，不僅是陽(yáng)極，在垂直方向上配置的放 電燈中，位于上側(cè)的電極受到發(fā)光管內(nèi)的熱對(duì)流等影響而容易受到來(lái) 自電弧的熱，同樣會(huì)高溫化而熔融。此外，若電極、尤其是其前端部分熔融，則不僅電弧不穩(wěn)定，而 且還產(chǎn)生構(gòu)成電極的物質(zhì)蒸發(fā)并附著于發(fā)光管的內(nèi)表面導(dǎo)致放射輸出 下降的問(wèn)題。這種現(xiàn)象并不限于短弧型高壓水銀燈，而是在使放電燈大輸出化 時(shí)普遍產(chǎn)生的問(wèn)題，以往提出了在放電燈的外部設(shè)置空氣冷卻機(jī)構(gòu)來(lái) 強(qiáng)制予以空氣冷卻的構(gòu)造或方法，此外提出了在輸出更大的放電燈上 在電極內(nèi)部設(shè)置冷卻水的流路使冷卻水在電極內(nèi)部流動(dòng)的所謂水冷型放電燈(例如日本專利第3075094號(hào))。進(jìn)而，提出了作為在電極內(nèi)部設(shè)置有空洞的密閉空間而在該空間 中封入銀、銅等傳熱體的構(gòu)造(日本專利特開(kāi)2004-6246號(hào))。傳熱體由 熔點(diǎn)比構(gòu)成電極主體的金屬低的金屬構(gòu)成，在燈點(diǎn)亮?xí)r，利用液體狀 態(tài)的傳熱體的對(duì)流作用、沸騰傳達(dá)作用，將電極前端的熱有效地輸送 至后部。然而，采用上述構(gòu)造的電極，雖然與以往的電極相比可解決電極 損耗的問(wèn)題，但并不是電極損耗被完全抑制。當(dāng)電極損耗時(shí)，放電受 到損耗形狀的影響而明顯不穩(wěn)定，在最壞的情況下，還會(huì)引起在電極 主體上形成開(kāi)孔而使得傳熱體漏出的問(wèn)題。此外，還存在由于電極主 體原材料引起的裂縫等導(dǎo)致電極主體破損而漏出傳熱體的可能性。
專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2004-6246號(hào) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的課題在于，鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)，提供一種放電燈裝置， 充分實(shí)施應(yīng)對(duì)伴隨著放電燈的大輸出化而產(chǎn)生的高溫化的對(duì)策，并且 也充分具備應(yīng)對(duì)電極損耗的情況、電極主體因原材料而破損的情況的 對(duì)策。為了解決上述課題，本發(fā)明的放電燈裝置的特征在于，包括在發(fā)光管的內(nèi)部相對(duì)配置有一對(duì)電極的放電燈、和監(jiān)視該放電燈的點(diǎn)亮 狀態(tài)的測(cè)量單元，上述放電燈的至少一個(gè)電極，由在內(nèi)部形成有密閉 空間的電極主體、和被封入在該密閉空間內(nèi)的具有比構(gòu)成該電極主體 的金屬的熔點(diǎn)低的熔點(diǎn)的金屬構(gòu)成，并且上述測(cè)量單元對(duì)上述傳熱體 伴隨著該放電燈的點(diǎn)亮而從上述電極主體漏出時(shí)產(chǎn)生的、由構(gòu)成傳熱 體的金屬引起的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)而特征在于，上述測(cè)量單元檢測(cè)由構(gòu)成傳熱體的金屬引起的發(fā) 光、和不會(huì)由構(gòu)成該傳熱體的金屬發(fā)光的波長(zhǎng)的光，從而檢測(cè)其比例 的變化。進(jìn)而特征在于，上述電極主體由以鎢為主成分的金屬構(gòu)成。進(jìn)而特征在于，上述傳熱體含有金、銀及銅的任一種金屬。本發(fā)明的放電燈裝置根據(jù)上述構(gòu)造，即使在因電極損耗或破損而 漏出電極內(nèi)部的傳熱體的情況下，由測(cè)量單元檢測(cè)構(gòu)成傳熱體的金屬 的發(fā)光，從而也能夠檢測(cè)該放電燈裝置的異常，停止放電燈點(diǎn)亮，防 止異常狀態(tài)下持續(xù)點(diǎn)亮。
圖1表示本發(fā)明的放電燈裝置的整體構(gòu)成圖。圖2表示本發(fā)明的放電燈的整體圖。圖3表示本發(fā)明的放電燈的電極。圖4表示放電燈的照度變化。圖5表示放電燈的照度變化。圖6表示由本發(fā)明檢測(cè)照度變化的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1是表示本發(fā)明的放電燈裝置的整體構(gòu)造的概略圖。本發(fā)明的 放電燈裝置，以放電燈10及檢測(cè)放電燈的放射光的測(cè)量單元30為必 要構(gòu)成，進(jìn)而具有控制放電燈10的點(diǎn)亮的供電裝置40。供電裝置40 是向放電燈IO供給電流的裝置，還具有檢測(cè)放電燈10的點(diǎn)亮狀態(tài)、 例如點(diǎn)亮電力來(lái)進(jìn)行反饋控制的機(jī)構(gòu)。在放電燈IO上安裝有凹面反射 鏡50。圖2表示放電燈10的放大圖。放電燈10的發(fā)光管由石英玻璃構(gòu) 成，在大致球狀的發(fā)光部11的兩端一體地連接設(shè)置有封閉部12。在該 發(fā)光部11中相對(duì)配置有陽(yáng)極2及陰極3，各電極(2、 3)分別由封閉部 12保持，其中經(jīng)由未圖示的金屬箔連接到外部導(dǎo)線棒13，連接到圖1 的供電裝置40。此外，在發(fā)光部11中封入有預(yù)定量的水銀、氙、氬等發(fā)光物質(zhì)及 起動(dòng)用氣體。此外，放電燈在從供電裝置40供給電力時(shí)，通過(guò)由陽(yáng)極 2與陰極3進(jìn)行電弧放電而發(fā)光。另外，該放電燈是所謂垂直點(diǎn)亮型的 放電燈，以陽(yáng)極2為上，以陰極3為下，發(fā)光部11的管軸在相對(duì)于大 地大致垂直的方向上得到支撐而被點(diǎn)亮。圖3表示陽(yáng)極2的斷面構(gòu)造。陽(yáng)極2具有電極主體20與在其內(nèi)部 的傳熱體M。電極主體20由高熔點(diǎn)金屬或以高熔點(diǎn)金屬為主成分的合 金構(gòu)成，具有在內(nèi)部形成有密閉空間S(以后，也稱為"內(nèi)部空間")的
容器形狀。傳熱體M是氣密地封入在電極主體20的內(nèi)部的金屬，由熔 點(diǎn)比構(gòu)成電極主體20的金屬低的金屬構(gòu)成。電極主體20由與軸部21接合的后端部201、軀干部202、前端部 203構(gòu)成，后端部201形成有軸部21的插入孔2011。粘結(jié)劑22用于 固定軸部21與后端部201。作為構(gòu)成電極主體20的金屬，采用鎢、錸、鉭等熔點(diǎn)在3000(K) 以上的高熔點(diǎn)金屬。尤其是，鎢因與內(nèi)部的傳熱體M不容易反應(yīng)而優(yōu) 選之，進(jìn)而優(yōu)選純度在99.9%以上的所謂純鴇。此外，作為以高熔點(diǎn)金屬為主成分的合金，例如可采用以鴇為主 成分的鎢-錸合金。應(yīng)對(duì)高溫時(shí)的重復(fù)應(yīng)力的耐性高，可實(shí)現(xiàn)電極的長(zhǎng) 壽命化。傳熱體M由熔點(diǎn)比構(gòu)成電極主體20的金屬低的金屬構(gòu)成。具體 而言，在將鎢用作電極主體20的構(gòu)成材料時(shí)，作為傳熱體M可采用金、 銀、銅或以此為主成分的合金。上述金、銀、銅不會(huì)與鎢成為合金， 因而在作為熱傳輸體而工作的意思上也是優(yōu)選的金屬。其中，金是高 價(jià)，因而銀、銅在實(shí)際使用上是優(yōu)選的材料。此外，作為其它具體例，作為構(gòu)成電極主體20的金屬使用錸時(shí)， 作為傳熱體M可使用鎢。作為構(gòu)成電極主體20的金屬采用錸的優(yōu)點(diǎn)在于，在封入有鹵素的 水銀燈或金屬鹵化物燈的情況下，可防止電極腐蝕，由此實(shí)現(xiàn)放電燈 的長(zhǎng)壽命化。電極主體20是內(nèi)部具有密閉空間S的大致容器形狀的構(gòu)造。所以， 即使傳熱體M被高溫化而熔融，其一部分被蒸氣化，也不會(huì)漏出到發(fā)
光部11的發(fā)光空間。因此，本發(fā)明的放電燈，不像水冷型放電燈需要從外部供應(yīng)冷卻 介質(zhì)、排出冷卻介質(zhì)的機(jī)構(gòu)，不但能夠以非常簡(jiǎn)單的構(gòu)造保持冷卻機(jī) 構(gòu)，而且若制造一次放電燈，則達(dá)到放電燈的壽命為止，不需要進(jìn)行 傳熱體的補(bǔ)給等，可使冷卻機(jī)構(gòu)持續(xù)地發(fā)揮功能。艮P，以往提出的大輸出功率型放電燈在放電燈以外的外部依賴于 冷卻機(jī)構(gòu)，與此相對(duì)，本發(fā)明的放電燈在燈本身以非常簡(jiǎn)單的構(gòu)造具 有冷卻功能這一點(diǎn)上有很大不同。測(cè)量單元30由被安裝于凹面反射鏡的開(kāi)口附近的輸入透鏡31、傳 送入射到輸入透鏡31的光的光纖等傳送線32、設(shè)置于傳送線32的終 端而對(duì)放電燈10的放射光進(jìn)行分析的放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33、及信號(hào)處理 機(jī)構(gòu)34構(gòu)成。輸入透鏡31接收放電燈10的放射光，優(yōu)選配置在可接收直射光 的位置，但是被設(shè)置在不會(huì)妨礙放電燈IO的本來(lái)的使用目的的位置。 具體而言，如圖所示在凹面反射鏡30的開(kāi)口附近，也可以是在凹面反 射鏡30的頸部開(kāi)口側(cè)或開(kāi)口側(cè)前面配置的反射鏡或透鏡的邊側(cè)。放射 光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33由以下幾部分構(gòu)成波長(zhǎng)選擇濾波器，用于僅透過(guò)放電 燈1的放射光中預(yù)定的光；減光濾波器，用于將透過(guò)波長(zhǎng)選擇濾波器 的預(yù)定的光調(diào)整成適合處理的強(qiáng)度；以及光轉(zhuǎn)換元件，接收該預(yù)定的 光而轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。波長(zhǎng)選擇濾波器例如采用帶通濾波器、著色玻璃 濾波器，減光濾波器例如采用ND濾波器，光轉(zhuǎn)換元件例如采用硅光電 二極管。傳送線32采用光纖等，擔(dān)任將在輸入透鏡31接收的預(yù)定波長(zhǎng)的 光傳送至放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33的作用。
放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33包括接收由傳送線32引導(dǎo)的預(yù)定波長(zhǎng)的光的 傳感器，擔(dān)任將傳感器接收的光量轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)的作用。信號(hào) 處理機(jī)構(gòu)34是將由放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33接收的電信號(hào)與基準(zhǔn)電平比較 的機(jī)構(gòu)，在引導(dǎo)的電信號(hào)超過(guò)基準(zhǔn)電平時(shí)顯示異常狀態(tài)。另外，輸入 透鏡31、傳送線32并不是不可欠缺的構(gòu)成，也可以直接由傳送線32 接收光，或是將放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33配置在直接接收來(lái)自燈的放射光的 位置，省略輸入透鏡31、傳送線32。應(yīng)在放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33檢測(cè)的預(yù)定波長(zhǎng)的光，必須為構(gòu)成封入在 電極主體的密閉空間中的傳熱體的金屬發(fā)光的波長(zhǎng)的光。例如，在采 用金作為傳熱體時(shí)，在放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33檢測(cè)的光是波長(zhǎng)460nm、波 長(zhǎng)479nm、波長(zhǎng)751nm的光，在采用銀作為傳熱體時(shí)為波長(zhǎng)521nm、 波長(zhǎng)769nm、波長(zhǎng)827nm的光，在采用銅作為傳熱體時(shí)為波長(zhǎng)325nm、 波長(zhǎng)465nm、波長(zhǎng)511nm、波長(zhǎng)522nm的光。此外，測(cè)量單元30不僅檢測(cè)由構(gòu)成傳熱體的金屬產(chǎn)生的波長(zhǎng)的光， 相反也可以一并檢測(cè)不會(huì)由構(gòu)成該傳熱體的金屬產(chǎn)生的波長(zhǎng)的光。該 波長(zhǎng)例如在封入金作為傳熱體時(shí)為波長(zhǎng)500nm的光、波長(zhǎng)520nm的光、 波長(zhǎng)600nm的光、波長(zhǎng)650nm的光，在封入銀作為傳熱體時(shí)為波長(zhǎng) 460nm的光、波長(zhǎng)600nm的光、波長(zhǎng)650nm的光，在封入銅作為傳熱 體時(shí)為波長(zhǎng)600nm的光、波長(zhǎng)650nm的光、波長(zhǎng)490nm的光，檢測(cè)上 述光的理由如后文所述，求出本來(lái)由構(gòu)成傳熱體的金屬引起的發(fā)光、 與不受構(gòu)成傳熱體的金屬的影響的波長(zhǎng)的光的光量比例，有助于從該 照射比例的變化檢測(cè)異常狀態(tài)。在此，對(duì)由于放電燈10的陽(yáng)極2損耗而放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象、由電 極主體原材料引起的破損現(xiàn)象、及傳熱體從電極主體的內(nèi)部空間漏出 的現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明。雖然陽(yáng)極由鎢等高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成，但是隨著點(diǎn)亮?xí)r 間的經(jīng)過(guò)，構(gòu)成該陽(yáng)極的材料會(huì)蒸發(fā)、損耗。尤其，在電弧局部性地 集中在陽(yáng)極表面的一部分等的情況下，該部位的損耗變激烈，最終打
破電極主體。此外，在電極主體上有裂痕、空洞等時(shí)，在局部強(qiáng)度會(huì) 下降，因而有破損的可能性。無(wú)論在任何情況下，均會(huì)形成封入在內(nèi) 部的傳熱體向放電空間漏出的通路，因此產(chǎn)生液體或氣體狀態(tài)的傳熱 體的漏出。圖4表示放電燈10陷入異常點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)的放電燈的照度變化。即， 用于說(shuō)明本發(fā)明的放電燈裝置如何檢測(cè)異常點(diǎn)亮狀態(tài)的圖。在圖中， 縱軸表示傳感器檢測(cè)波長(zhǎng)521nm的光的照度、即放射照度，橫軸表示 點(diǎn)亮經(jīng)過(guò)時(shí)間(分)。放射照度表示以在穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)下觀察的波長(zhǎng) 521nm的照度為基準(zhǔn)的相對(duì)值。具體而言，點(diǎn)亮放電燈10，例如可選 擇60分鐘后的穩(wěn)定點(diǎn)亮的狀態(tài)下的照度值。另外，圖4的示例是如下 例子，放電燈10為圖2所示的構(gòu)造，在發(fā)光部11中作為發(fā)光物質(zhì)封 入有水銀與氙，在電極主體20中作為傳熱體M封入有銀。在圖中，時(shí)間-20 時(shí)間O是放電燈IO穩(wěn)定點(diǎn)亮的時(shí)間帶。并且， 在時(shí)間0，被封入于內(nèi)部的銀從電極主體20開(kāi)始向發(fā)光空間內(nèi)漏出。 該瞬間，在發(fā)光空間內(nèi)除了本來(lái)的發(fā)光物質(zhì)的水銀、氙之外新混入銀， 作為銀的發(fā)光強(qiáng)烈地放射波長(zhǎng)521nm的光，結(jié)果放射照度急劇上升。 另外，波長(zhǎng)521nm的放射照度在時(shí)間0急劇上升之后逐漸降低。這是 因?yàn)閭鳠狍w構(gòu)成金屬的銀附著于發(fā)光管內(nèi)表面而衰減放射到燈外部的放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33在檢測(cè)光的相對(duì)值超過(guò)預(yù)定的域值時(shí)判斷為異 常狀態(tài)。域值應(yīng)考慮到即使在穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)下檢測(cè)光也會(huì)變動(dòng)的情況 而設(shè)定為比通常的穩(wěn)定狀態(tài)高某一程度。此外，在檢測(cè)到上述異常狀 態(tài)時(shí)，優(yōu)選設(shè)定持續(xù)檢測(cè)時(shí)間。具體而言，被檢測(cè)的相對(duì)照度至少持 續(xù)預(yù)定時(shí)間(tl)超過(guò)域值時(shí)識(shí)別為異常點(diǎn)亮狀態(tài)。這是由于將瞬間性的 照度變動(dòng)視為誤差。此外，優(yōu)選對(duì)于檢測(cè)的相對(duì)照度值超過(guò)域值的持續(xù)時(shí)間設(shè)置上限
值(t2)。此時(shí)，以即使被檢測(cè)的相對(duì)照度值超過(guò)預(yù)定時(shí)間(tl)而超過(guò)域值，也不會(huì)到超過(guò)上限時(shí)間t2(t2〉tl)為止持續(xù)超過(guò)域值作為條件，換言之，以經(jīng)過(guò)上限值的時(shí)間(t2)時(shí)檢測(cè)的相對(duì)照度值低于域值作為異常點(diǎn)亮的條件。這一點(diǎn)基于本發(fā)明的放電燈特有的理由。即，從傳熱體構(gòu)成金屬 混入發(fā)光空間開(kāi)始經(jīng)過(guò)某一程度的時(shí)間時(shí)，該傳熱體構(gòu)成金屬開(kāi)始附 著于發(fā)光管的內(nèi)表面。所以，雖然本來(lái)在發(fā)光空間內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)由放射光 檢測(cè)機(jī)構(gòu)33檢測(cè)的波長(zhǎng)521nm的光，但是由附著于內(nèi)表面的傳熱體構(gòu) 成金屬遮光而未放射至燈外部，結(jié)果被檢測(cè)的照度下降。在此，持續(xù)檢測(cè)時(shí)間的下限值(tl)不怎么受燈種類的影響，可不根 據(jù)燈種類例如設(shè)定為0.5秒 10秒。但是，持續(xù)檢測(cè)時(shí)間的上限值(t2) 根據(jù)燈的種類或使用環(huán)境，例如發(fā)光空間的物理大小、傳熱體的封入 量、傳熱體的種類、燈周圍溫度，最佳值會(huì)不相同。列舉一例，從超 過(guò)域值開(kāi)始設(shè)定為15分鐘 20分鐘。在圖4中，域值為20，上限值 t2例如被設(shè)定為20分鐘。因此，優(yōu)選放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33檢測(cè)的相對(duì) 照度值超過(guò)閾值的時(shí)間在下限值(tl)以上，不超過(guò)上限值(t2)。另外，在檢測(cè)的相對(duì)照度值超過(guò)上限值(t2)時(shí)，會(huì)考慮由于除了傳 熱體漏出以外的其它原因而異常點(diǎn)亮。因此，在檢測(cè)的相對(duì)照度值在 上限時(shí)間t2期間持續(xù)超過(guò)域值時(shí)，可識(shí)別或推測(cè)為由與本發(fā)明認(rèn)為是 問(wèn)題的異常點(diǎn)亮不同的其它原因?qū)е碌漠惓｜c(diǎn)亮，而加以應(yīng)對(duì)。圖5也表示放電燈的照度變化，表示基于與圖4不相同的檢測(cè)方 法的情況。具體而言，圖4表示的檢測(cè)方法是直接檢測(cè)由傳熱體構(gòu)成 金屬的漏出引起的放射光的方法，與此相對(duì)，圖5表示的檢測(cè)方法是 檢測(cè)由傳熱體構(gòu)成金屬的漏出引起的放射光與比較光的照度、對(duì)兩個(gè) 光的照度比例的變化進(jìn)行檢測(cè)的方法。在圖中，左縱軸表示由傳熱體 構(gòu)成金屬的漏出引起的放射光的放射照度、和比較光的放射照度，右
縱軸表示兩個(gè)相對(duì)放射照度的比例，橫軸表示點(diǎn)亮經(jīng)過(guò)時(shí)間(分)。放射 照度表示以穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)的放射照度為基準(zhǔn)的相對(duì)值。放電燈10是圖 2所示的構(gòu)造，以在發(fā)光部11中封入水銀與氙作為發(fā)光物質(zhì)、在電極主體20中封入銀作為傳熱體M為例子。放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)定波長(zhǎng) 521nm的光作為由傳熱體構(gòu)成金屬的漏出引起的放射光的檢測(cè)，設(shè)定 波長(zhǎng)420nm的光作為比較光。在時(shí)間0，時(shí)間-20 時(shí)間O是放電燈10穩(wěn)定點(diǎn)亮的時(shí)間帶。并且， 在時(shí)間O，在電極主體20的一部分產(chǎn)生龜裂，被封入在電極主體20內(nèi) 部的銀開(kāi)始向發(fā)光空間內(nèi)漏出。在該瞬間，在發(fā)光空間內(nèi)除了本來(lái)的 發(fā)光物質(zhì)的水銀、氙之外，新混入銀，作為銀的發(fā)光強(qiáng)烈地放射波長(zhǎng) 521nm的光，結(jié)果放射照度急劇上升。如上所述，波長(zhǎng)521rnn的放射照度在時(shí)間0急劇上升之后逐漸降 低。另一方面，比較光的460nm的放射照度在時(shí)間O(傳熱體漏出開(kāi)始 時(shí)間)之前相對(duì)照度值為10，若經(jīng)過(guò)時(shí)間0，則逐漸降低。照度降低的 理由與波長(zhǎng)521nm的降低理由相同，是由于銀附著于發(fā)光管的內(nèi)表面 而比較光也被遮光。因此，在本檢測(cè)方法的情況下，照度比例雖然在 時(shí)間0急劇上升，但是之后可維持大致恒定值，因此容易檢測(cè)異常點(diǎn) 亮狀態(tài)。另外，放射照度比例從經(jīng)過(guò)大約50分鐘時(shí)開(kāi)始逐漸降低。這 是由于封入在電極主體的傳熱體M幾乎完全漏出，波長(zhǎng)521nm的光的 放射量本身減少。這樣，并不直接檢測(cè)由傳熱體構(gòu)成金屬引起的發(fā)光的變化，而是 檢測(cè)與比較光的照度比例的變化的方法，可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)表示異常狀態(tài) 的狀態(tài)，因而檢測(cè)容易進(jìn)行，或可確保操作人員可進(jìn)行判斷的時(shí)間。 此外，即使在從外部受到電磁干擾等的情況下，由于檢測(cè)傳熱體構(gòu)成 金屬的發(fā)光的信號(hào)系、與檢測(cè)比較光的發(fā)光的信號(hào)系這兩者在相同條 件下受到影響，因而兩者的比例也可視為難以受到影響的數(shù)值。進(jìn)而， 在增減燈的點(diǎn)亮功率時(shí)等，傳熱體構(gòu)成金屬的發(fā)光及比較光的發(fā)光這
兩者增減，因而兩者的比例也可視為難以受到影響的數(shù)值。另外，需要放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33檢測(cè)的波長(zhǎng)是用作傳熱體的金屬引 起的放射波長(zhǎng)。另一方面，比較光以不是傳熱體構(gòu)成金屬的發(fā)光波長(zhǎng)、 及不因傳熱體構(gòu)成金屬與水銀、氙等發(fā)光物質(zhì)反應(yīng)而受到影響的波長(zhǎng)作為條件。此外，優(yōu)選放射光檢測(cè)機(jī)構(gòu)33使用與穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)的相同 波長(zhǎng)的照度的相對(duì)值對(duì)檢測(cè)光進(jìn)行檢測(cè)。這是因?yàn)榧词乖诜€(wěn)定點(diǎn)亮狀 態(tài)下也在一定程度上放射檢測(cè)波長(zhǎng)的光。在上述實(shí)施例中，以穩(wěn)定點(diǎn) 亮狀態(tài)下的照度作為基準(zhǔn)來(lái)識(shí)別相對(duì)值，在該相對(duì)值在域值以上時(shí)識(shí) 別為異常狀態(tài)。此外，在檢測(cè)上述異常狀態(tài)時(shí)，設(shè)定持續(xù)檢測(cè)時(shí)間的下限值(tl) 與上述圖4的檢測(cè)方法相同。另一方面，在本檢測(cè)方法中設(shè)定持續(xù)檢 測(cè)時(shí)間的上限值(t2)的必要性較小。這是由于，如圖5所示照度比例以 高比例長(zhǎng)時(shí)間維持恒定。這樣保持恒定的例子是漏出量的變動(dòng)較少的 情況，但是即使在漏出量有很大變動(dòng)時(shí)，雖然傳熱體構(gòu)成金屬的發(fā)光 的變化產(chǎn)生變動(dòng)，由此比例也有變動(dòng)，但是也容易長(zhǎng)時(shí)間維持高水平。圖6是圖5所示的檢測(cè)方法，是表示檢測(cè)由傳熱體構(gòu)成金屬的漏 出引起的放射光與比較光的照度，來(lái)檢測(cè)兩個(gè)光的照度比例的變化的 方法的流程圖。在步驟1中，輸入來(lái)自測(cè)量單元30的信號(hào)Sl與信號(hào)S2。信號(hào)Sl 是由傳熱體構(gòu)成金屬的漏出引起的放射光的相對(duì)放射照度值的信號(hào)， 信號(hào)S2是比較光的相對(duì)放射照度值的信號(hào)。上述動(dòng)作由信號(hào)處理機(jī)構(gòu) 34進(jìn)行。在步驟2中，由信號(hào)Sl與信號(hào)S2形成照度比例信號(hào)S3(S1/S2)。 該動(dòng)作例如由信號(hào)處理機(jī)構(gòu)34的照度比例生成機(jī)構(gòu)進(jìn)行。 在步驟3中，進(jìn)行照度比例信號(hào)S3與域值的比較。在照度比例信 號(hào)S3比域值低時(shí)回到步驟1。另一方面，在照度比例信號(hào)S3比域值高 時(shí)進(jìn)入下一步驟。該動(dòng)作例如由信號(hào)處理機(jī)構(gòu)34的比較機(jī)構(gòu)進(jìn)行。在步驟4中，在照度比例信號(hào)S3比域值高時(shí)發(fā)出警報(bào)。該警報(bào)可 以是聲音，也可以是視覺(jué)性表現(xiàn)方法，或者也可以是振動(dòng)等其它方法。在步驟5中，操作人員使警報(bào)停止，或在警報(bào)持續(xù)時(shí)使之自動(dòng)停止。如上所述，本發(fā)明的放電燈裝置，包括在發(fā)光管內(nèi)部相對(duì)配置有 一對(duì)電極的放電燈、和監(jiān)視該放電燈的點(diǎn)亮狀態(tài)的測(cè)量單元，上述放 電燈的至少一個(gè)電極，由在內(nèi)部形成有密閉空間的電極主體、和被封 入在該密閉空間內(nèi)的具有比構(gòu)成該電極主體的金屬的熔點(diǎn)低的熔點(diǎn)的 金屬構(gòu)成，并且上述測(cè)量單元具有如下構(gòu)造，對(duì)由于上述電極本體伴 隨著該放電燈的點(diǎn)亮而損耗、或破損導(dǎo)致上述傳熱體漏出時(shí)產(chǎn)生的、 由構(gòu)成傳熱體的金屬引起的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)上述構(gòu)造，即使在電 極內(nèi)部的傳熱體漏出時(shí)，由測(cè)量單元檢測(cè)構(gòu)成傳熱體的金屬的發(fā)光， 從而也可檢測(cè)該放電燈裝置的異常，停止放電燈點(diǎn)亮，防止異常狀態(tài) 下持續(xù)點(diǎn)亮。
權(quán)利要求
1. 一種放電燈裝置，包括在發(fā)光管的內(nèi)部相對(duì)配置有一對(duì)電極的放電燈和監(jiān)視該放電燈的點(diǎn)亮狀態(tài)的測(cè)量單元，其特征在于，上述放電燈的至少一個(gè)電極，包括在內(nèi)部形成有密閉空間的電極主體、被封入在該密閉空間內(nèi)的具有比構(gòu)成該電極主體的金屬的熔點(diǎn)低的熔點(diǎn)的傳熱體，并且上述測(cè)量單元對(duì)上述傳熱體漏出時(shí)產(chǎn)生的、由構(gòu)成傳熱體的金屬引起的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。
2. 如權(quán)利要求l所述的放電燈裝置，其特征在于， 上述測(cè)量單元檢測(cè)由構(gòu)成傳熱體的金屬引起的發(fā)光和不會(huì)由構(gòu)成該傳熱體的金屬發(fā)光的波長(zhǎng)的光，檢測(cè)其比例的變化。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的放電燈裝置，其特征在于，上述電極主體由以鎢為主成分的金屬構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的放電燈裝置，其特征在于， 上述傳熱體含有金、銀及銅的任一種金屬。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放電燈裝置，充分實(shí)施應(yīng)對(duì)伴隨著放電燈的大輸出化而產(chǎn)生的高溫化的對(duì)策，并且也充分具備應(yīng)對(duì)電極損耗的情況的對(duì)策。本發(fā)明的放電燈裝置的特征在于，包括在發(fā)光管的內(nèi)部相對(duì)配置有一對(duì)電極(2、3)的放電燈(10)、和監(jiān)視放電燈(10)的點(diǎn)亮狀態(tài)的測(cè)量單元(30)，測(cè)量單元(30)對(duì)由于電極伴隨著該放電燈(10)的點(diǎn)亮而損耗或破損導(dǎo)致從內(nèi)部漏出傳熱體(M)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。
文檔編號(hào)H01J61/02GK101399149SQ20081016628
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者山田剛, 影林由郎, 相浦良德 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社