CN110547051A - 高压放电灯及其控制方法 - Google Patents

Abstract

高压放电灯(1)具备：发光管(10)；反射器(20)，该反射器具有环绕发光管(10)的长轴线形成的球面状或非球面状的反射面(22)以及能够供发光管(10)具有间隙(s)地插入的插入孔(23)；绝缘子(30)，该绝缘子将发光管(10)以及反射器(20)分别固定；以及多个电阻体(37、38)，多个该电阻体彼此并联连接，配置在绝缘子(30)的内部，并且具有彼此不同的电阻值。由此，能够以灯自身掌握灯的大致的使用时间。

Description

高压放电灯及其控制方法

技术领域

本发明涉及高压放电灯及其控制方法，更详细而言，涉及构成曝光装置的多灯的光源部的高压放电灯及其控制方法。

背景技术

近年来，作为在制造平板显示装置的滤色器、印刷电路板时使用的曝光装置，由于需求扩大曝光区域，所以也要求提高光源部的输出。因此，已知各种使用在制造成本等方面有利的技术，这些技术使用多个相对而言低光照强度的高压放电灯来构成光源部(例如参照专利文献1)。

如图7所示，作为现有的高压放电灯100，主要具备：发光管110，其放电并发光；反射器120，该反射器使从发光管110发出的光具有方向性并出射；绝缘子130，该绝缘子固定发光管110和反射器120；以及电线140，该电线与发光管110电连接。发光管110内设置有：发光部111，该发光部具有封入有卤素气体、汞、启动用氩气等的内部空间；一对密封部112、113，该一对密封部密封发光部111的内部空间；以及一对电极114、115，该一对电极在发光部111内彼此对置配置。

另外，在专利文献1所记载的光源装置中，为了能够高精度、短时间且低成本地检查放电灯100是否为正品，在绝缘子130的内部设置有白炽灯131。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5869713号公报

发明内容

发明欲解决的技术问题

然而，在高压放电灯中，为了输出相同光照强度，在使用初期放电的电力小，而随着使用时间变长，放电的电力变大。因此，为了使高压放电灯输出相同光照强度，需要随着使用时间变长而增大施加电力。因此，为了施加最适的电力，期望灯自身能够确认大致的使用时间。在专利文献1中，没有考虑到灯自身来掌握使用时间。

本发明鉴于上述问题而创造，其目的在于提供能够以灯自身来掌握灯的大致使用时间的高压放电灯及其控制方法。

用于解决问题的技术手段

本发明的上述目的通过下述结构而达成。

(1)一种高压放电灯，其特征在于，具备：

发光管；

反射器，所述反射器具有环绕所述发光管的长轴线形成的球面状或非球面状的反射面以及能够供所述发光管具有间隙地插入的插入孔；

绝缘子，所述绝缘子将所述发光管以及所述反射器分别固定；以及

多个电阻体，多个所述电阻体彼此并联连接，配置在所述绝缘子的内部，并且具有彼此不同的电阻值。

(2)根据(1)所述的高压放电灯，其特征在于，

所述绝缘子具有开放部，所述开放部使在所述发光管和所述反射器的插入孔之间形成的空间与外部连通，

配置有多个所述电阻体的容纳空间相对于所述开放部，在所述反射器的相反侧由所述绝缘子形成。

(3)一种对(1)或(2)所述的高压放电灯的控制方法，其特征在于，

控制对所述电阻体施加的电压，使得多个所述电阻体从所述电阻值低的所述电阻体起依次熔断。

(4)根据(3)所述的高压放电灯的控制方法，其特征在于，

根据多个所述电阻体的总电阻值，控制向所述高压放电灯的施加电压。

(5)一种对(1)或(2)所述的高压放电灯的控制方法，其特征在于，

一边监控多个所述电阻体的总电阻值，一边以使从所述电阻值低的所述电阻体起依次熔断的方式对多个所述电阻体施加电流，

在所述总电阻值变大时，停止施加的所述电流。

发明效果

根据本发明的高压放电灯，具有彼此不同的电阻值的多个电阻体彼此并联，并且配置在绝缘子的内部，因此，通过确认总电阻值从而能够掌握电阻体是否熔断，能够以灯自身掌握灯的大致使用时间。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式涉及的高压放电灯的立体图。

图2是图1所示的高压放电灯的侧视图。

图3是图1所示的高压放电灯的剖视图。

图4是对于图1所示的高压放电灯，将其在与图3正交的位置剖切的剖视图与控制电路一同示出的图。

图5是示出本实施方式的高压放电灯安装在灯支架的状态的立体图。

图6是示出用于对灯的寿命时间进行管理的电路的图。

图7是示出现有的高压放电灯的剖视图。

符号说明

1高压放电灯

10发光管

11、12电极

13发光管部

14、15侧管部

20反射器

21开口部

22反射面

23插入孔

30绝缘子

34开放部

37、38、r1、r2、r3电阻体

41控制装置

Sp容纳空间

具体实施方式

以下，参照图1～图5来详细说明本发明的一个实施方式涉及的高压放电灯。

如图1所示，本实施方式的高压放电灯1主要具备：玻璃制的发光管10，该发光管放电并发光；反射器20，该反射器使从发光管10发出的光具有方向性并出射；绝缘子30，该绝缘子将发光管10和反射器20分别固定；以及电线16、17(参照图4)，该电线与发光管10电连接。

如图3所示，发光管10具有：椭圆体状的发光管部13，该发光管部供一对电极11、12相对配置；以及一对侧管部14、15，该一对侧管部与该发光管部13的两端部连接，并沿着一对电极11、12的长轴线X延伸。另外，在发光管部13的内部空间内封入有卤素气体、汞、启动用氩气等，一对侧管部14、15密封发光管部13的内部空间。此外，发光管部13的形状也可以是球面状。

反射器20具有：开口部21，其设置在长轴线X方向的一方侧，供一方的侧管部14突出；抛物面状的反射面22，其环绕长轴线X形成；以及插入孔23，其形成在长轴线X方向的另一方侧，能够供另一方的侧管部15具有间隙地插入。此外，反射器20的反射面22不限于抛物面状，也可以是椭圆面状、球面状。即，本发明的反射器的反射面为球面状或非球面状即可。

发光管10将在一方的侧管部14内延伸的一方的电极11作为阳极(anode)，将在另一方的侧管部15内延伸的另一方的电极12作为阴极(cathode)。从一方的侧管部14的顶端部以及另一方的侧管部15的基端部起延伸的电线与供电所用的一对电线16、17分别连接。另外，一对电线16、17与点亮用电源35连接。此外，与一方的侧管部14连接的电线16经由安装在反射器20的托台24被导出到外部。

将绝缘子30的基部31覆盖在反射器20的碗状的底部的外侧，并用粘接剂固定其接合部(参照图4)。另外，绝缘子30的基部31的筒状的中央部分具备保持部32，该保持部对插入到反射器20的插入孔23内的另一方的侧管部15的基端侧部分进行保持。另一方的侧管部15使用粘接剂通过该保持部32与绝缘子30固定。

因此，反射器20和发光管10的另一方的侧管部15分别固定于绝缘子30，反射器20与发光管10没有粘接，另一方的侧管部15与反射器20的插入孔23之间的间隙形成空间s。

绝缘子30具有：上述的基部31；包含保持部32在内而将该基部31的后方覆盖的罩部33。罩部33的底部33a平坦地形成。

因此，可以通过使未图示的灯压盖抵接在该平坦的底部33a，使该灯压盖与图5所示的灯支架50结合，由此将灯1固定在灯支架50。

返回图3，绝缘子30的基部31具有2个开放部34，这2个开放部使另一方的侧管部15和反射器20的插入孔23之间的空间s与外部连通，并且使另一方的侧管部15向外部开放。而且，如图5所示，在灯1安装在灯支架50的状态下，通过在灯支架50的后方抽出空气并排出，由此从灯1的前面进入的空气通过空间s和开放部34，从而冷却发光管10。因此，空间s和开放部34形成冷却路径。

另外，反射器20的开口部21的外缘形成为角部被施加倒角的大致正方形状，4个角部之一被形成为校准用的缺口26，形成为与3个角部不同的形状。由此，当灯1被安装于灯支架50时，灯1全部被校准成相同朝向。

就发光管10而言，由于位于上侧的部分的温度变高，因此当通过上侧的空气的量增多时，冷却效率上升。

因此，优选在组装有灯支架50的照明装置中，灯1以形成在绝缘子30的2个开放部34位于上下方向的方式被校准并安装于灯支架50。

此外，也可以以位于上侧的开放部34的开口面积大于位于下侧的开放部34的开口面积的方式，使绝缘子30的形状不对称，进一步提高冷却效率。例如，在本实施方式中，如图1所示，开放部34的开口间隙g由通过长轴线X的2个平面规定，通过改变由该2个平面形成的角度，由此能够改变该开口间隙g乃至开口面积。

此处，如图4所示，在本实施方式的灯1中，在由绝缘子30的基部31和罩部33包围的容纳空间Sp中，具备多个(本实施方式中为2个)电阻体37、38，这些电阻体具有彼此不同的电阻值，并且彼此并联。

作为电阻体37、38，除了白炽灯的灯丝、金属线之外，只要是金属膜电阻、碳电阻保险丝、双金属材料、热电偶等在流过电流时会产生负载的电阻，任一者都可以。

这些电阻体37、38经由外部的供电线36与电阻体用电源39连接，另外，还与对流过供电线36的电流进行测量的测定部40连接。

此外，电阻体用电源39和测定部40与上述点亮用电源35一起，与内置了计时器42的控制装置41连接。

由于电阻体37、38并联，因此施加在各个电阻的两端的电压相等，产生的焦耳热P为V²/R，因而电阻值越小则焦耳热越大。

例如，电阻体37、38的材质(ρ：电阻率)、粗细(S：截面积)相同，在制成长度d1、d2(>d1)不同的电阻的情况下，电阻体37、38的电阻值R1、R2为R1<R2。在该情况下，产生的焦耳热P1、P2为：

P1＝V²/R1＝V²/(ρd1/S)

P2＝V²/R2＝V²/(ρd2/S)。

由此，由于P1/P2＝R1/R2＝d2/d1，因此焦耳热的比即为长度的比。

另外，电阻体37、38如果每单位体积产生的焦耳热超过一定值则开始熔化。

由于截面积S相同，因此，作为每单位体积产生的焦耳热，电阻体37为电阻体38的4倍，电阻体37首先熔化并断线。因此，通过在灯的使用时间到达预定时间的时刻，从电阻体用电源39施加预定的电压，由此从电阻值低的电阻体起依次熔断。

具体而言，如图4所示，控制装置41内置的计时器42监控点亮用电源35，由此测算灯1的使用时间。而且，在灯1的使用时间到达第1预定时间的时刻，从电阻体用电源39施加第1预定电压，由此电阻值低的电阻体37熔断。另外，在灯1的使用时间到达比第1需要时间更长的第2预定时间的时刻，从电阻体用电源39施加比第1预定电压更高的第2预定电压，由此电阻值高的电阻体38熔断。

另外，通过用测定部40测定流过供电线36的电流，从而掌握这些电阻体37、38的总电阻值。而且，通过确认任一电阻体37、38是否熔断，从而能够确认灯的大致的使用时间。此外，预先测定各电阻体的电阻值，使其与使用时间的关系预先数据化。另外，该数据可以以表格形式存储在控制装置41中。

进而，控制装置41根据灯1的使用时间，即用测定部40测定的电阻体37、38的总电阻值，控制对灯1施加的点亮用电源35的电压。

此外，电阻体37、38不仅是电压控制，也可以是电流控制、电力控制。

如图5所示，如此构成的高压放电灯1在灯支架50中分别在纵向和横向装配多个，从而用作曝光装置用的光源部。因此，通过控制各灯1的施加电压，从而能够从各灯1以均匀的光照强度来照射曝光用的光。

另外，通过利用未图示的排气装置排出灯支架50的背面侧的空气，从而能够以各高压放电灯1的空间s作为冷却路径，将来自灯支架50的前面侧的空气引入灯1，从而冷却各灯1。此外，也可以设置成灯支架50的背面侧与灯压盖协同构成密闭空间，从该密闭空间排出空气。

在该情况下，虽然对灯1进行冷却的空气通过绝缘子30的开放部34，但是配置有电阻体37、38的容纳空间Sp相对于开放部34，在反射器20的相反侧由绝缘子30形成。由此，能够防止电阻体37、38的熔断被通过开放部34的空气影响。

如以上说明所述，根据本实施方式的高压放电灯1，具有彼此不同的电阻值的多个电阻体37、38彼此并联连接，并且配置在绝缘子30的内部，因此，通过确认总电阻值从而能够掌握电阻体37、38是否熔断，能够以灯自身掌握灯的大致使用时间。

另外，根据本实施方式的高压放电灯的控制方法，控制对电阻体用电源39施加的电压，以使得多个电阻体37、38从电阻值低的电阻体37开始依次熔断，通过确认总电阻值从而掌握电阻体37、38是否熔断，从而能够以灯自身掌握灯的大致的使用时间。

而且，由于根据多个电阻体37、38的总电阻值来控制向高压放电灯1的施加电压，因此不论灯1的使用时间如何，均能够照射均匀的光照强度的曝光用的光。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够适当进行变形、改良等。

例如，在本发明中，发光管与电线的连接方式、发光管内部的结构不限定于本实施方式，能够应用现有的任意的方式。

另外，在本发明中，也可以设置成使用图6所示的电路进行寿命时间的管理。即，串联配置的电阻体ri和保险丝Fi(各自为i＝1、2、…、n；n为2以上的整数)并联配置n列。电阻体ri彼此电阻值不同，保险丝Fi熔断的电流值彼此不同。在管理寿命时间时，从电阻体用电源39流出不同的电流，从而使各保险丝Fi每当经过预定时间则切断。此外，电阻体用电源39的r表示电源的内阻。

另外，也可以设置成通过控制电阻体用电源39的电压，依次切断各保险丝Fi，从而进行寿命时间的管理。

进而，通过由判定电路判定全部电阻体ri和保险丝Fi的总电阻值，从而能够判别灯1的规格。在该情况下，即使在使规格不同的灯1点亮的状态下，也能够进行寿命管理，能够正常且安全地点亮。

此外，上述电路也可以设置成：不设置保险丝Fi，将电阻值彼此不同的多个电阻体ri并联配置，通过从电阻体用电源39使不同的电流流过，从而各电阻体ri每当经过预定时间则熔断。

实施例

以下，说明使电流流过将多个电阻体ri并联连接而成的电路，使电阻体ri熔断的2个实施例。

(实施例1)

在实施例1中，使用将2个电阻体并联连接的电路，该电路具有：电阻体r1，该电阻体由直径0.2mm、长度5cm的镍铬合金线构成；以及电阻体r2，该电阻体由直径0.2mm、长度10cm的镍铬合金线构成。而且，在使电流流过上述电路时，确认约4.5A的电流仅能够熔断长度5cm的电阻体r1。

(实施例2)

在实施例2中，使用将3个电阻体并联连接成的电路，该电路具有：电阻体r1，该电阻体由直径0.2mm、长度3cm的镍铬合金线构成；电阻体r2，该电阻体由直径0.3mm、长度3cm的镍铬合金线构成；以及电阻体r3，该电阻体由0.4mm、長度3cm的镍铬合金线构成。

并且，在使电流流过上述电路时，当流过8A的电流时电阻体r3开始红热，当流过10A的电流时电阻体r2开始红热，当流过14A的电流时电阻体r1开始红热。而且，当电流为14A且使电流继续流动时，电阻体r3熔断，监视中的总电阻值急剧变大。此时，通过停止使电流流动，从而能够仅使电阻体r3熔断。

即，在该例中，在检测到总电阻值上升了判断为电阻体熔断的大小时，暂时停止使电流流过，从而仅使1个电阻体熔断。

然后，同样地，在使电流上升时，确认能够使电阻体r2、电阻体r1依次熔断。

本发明基于2017年4月4日申请的日本专利申请(特愿2017-074742)，在此引用其内容作为参照。

Claims (5)

1.一种高压放电灯，其特征在于，具备：

发光管；

反射器，所述反射器具有环绕所述发光管的长轴线形成的球面状或非球面状的反射面以及能够供所述发光管具有间隙地插入的插入孔；

绝缘子，所述绝缘子将所述发光管以及所述反射器分别固定；以及

多个电阻体，多个所述电阻体彼此并联连接，被配置在所述绝缘子的内部，并且具有彼此不同的电阻值。

2.根据权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，

所述绝缘子具有开放部，所述开放部使在所述发光管和所述反射器的插入孔之间形成的空间与外部连通，

配置有多个所述电阻体的容纳空间相对于所述开放部，在所述反射器的相反侧由所述绝缘子形成。

3.一种高压放电灯的控制方法，所述高压放电灯是根据权利要求1或2所述的高压放电灯，所述控制方法的特征在于，

控制对所述电阻体施加的电压，使得多个所述电阻体从所述电阻值低的所述电阻体起依次熔断。

4.根据权利要求3所述的高压放电灯的控制方法，其特征在于，

根据多个所述电阻体的总电阻值，控制向所述高压放电灯施加的施加电压。

5.一种高压放电灯的控制方法，所述高压放电灯是根据权利要求1或2所述的高压放电灯，所述控制方法的特征在于，

一边监控多个所述电阻体的总电阻值，一边以使从所述电阻值低的所述电阻体起依次熔断的方式对多个所述电阻体施加电流，

在所述总电阻值变大时，停止施加所述电流。