(57)【要約】【課題】高圧放電灯用の始動補助光源を良否判定する検査手段を提供する。【解決手段】本発明によって高圧放電灯用の始動補助光源の検査機が提供される。検査機は、始動補助光源に電圧を印加するための電源（１０２）、始動補助光源から発光する紫外線を受光するＵＶセンサ（１０４）、ＵＶセンサで受光した紫外線強度を電気パルス出力として検出するコントローラ（１０６）、及びコントローラからの電気パルス出力に基づいて始動補助光源の良／不良を判別する判定手段（１０８）を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電灯用の始動補助光源を検査する検査機であって、
該始動補助光源に電圧を印加するための電源（１０２）、
該始動補助光源から発光する紫外線を受光するＵＶセンサ（１０４）、
該ＵＶセンサで受光した紫外線強度を電気パルス出力として検出するコントローラ（１０６）、及び
検出された該電気パルス出力に基づいて該補助光源の良／不良を判別する判定手段（１０８）
を備えた検査機。
【請求項２】
請求項１の検査機において、前記判定手段が、前記電気パルス出力の所定期間当たりのパルス数が閾値を超えた場合に良品と判断し、該閾値以下の場合に不良と判断するように構成された検査機。
【請求項３】
請求項１の検査機において、前記ＵＶセンサの分光感度特性が１８５ｎｍ以上２６０ｎｍ以下の波長域である検査機。
【請求項４】
高圧放電灯用の始動補助光源の検査方法であって、
電源（１０２）から該始動補助光源に電圧を印加するステップ、
ＵＶセンサ（１０４）によって該始動補助光源から発光する紫外線を受光するステップ、
コントローラ（１０６）によって該ＵＶセンサで受光した紫外線強度を電気パルス出力として検出するステップ、及び
判定手段（１０８）において該電気パルス出力に基づいて該補助光源の良／不良を判別するステップ
からなる検査方法。
【請求項５】
請求項４の検査方法において、前記判別するステップが、前記電気パルス出力の所定期間当たりのパルス数が閾値を超えた場合に良品と判定し、該閾値以下の場合に不良と判定するステップからなる検査方法。
【請求項６】
請求項４の検査方法において、前記ＵＶセンサの分光感度特性が１８５ｎｍ以上２６０ｎｍ以下の波長域である検査方法。
【請求項７】
始動補助光源付き高圧放電灯の製造方法であって、
高圧放電灯（１）を作製する工程、
始動補助光源（３）を作製する工程、
請求項４の検査方法によって該始動補助光源の合否を判別する工程、及び
該判別する工程で合格と判定された場合に、該高圧放電灯の一方の電極（６Ｒ）と該始動補助光源の内部電極（１９）とを電気的に接続し、該高圧放電灯の他方の電極（６Ｌ）と該始動補助光源の外部電極（２０）とを電気的に接続する工程
からなる製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧放電灯を点灯する際に使用される始動補助光源の検査機及び検査方法並びに始動補助光源付き高圧放電灯の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１Ａに一般的な始動補助光源付き高圧放電灯を有する高圧放電ランプを示す。図に示すように、主光源となる高圧放電灯１は反射鏡２のネック部１４に固定され、その発光管４の膨部５に一対の対向する電極６Ｒ及び６Ｌを含む。電極６Ｒはモリブデン箔７Ｒ、リード線８Ｒ及び配線１５を介して電力供給ライン１２Ｒに接続される。電極６Ｌはモリブデン箔７Ｌ及びリード線８Ｌを介して電力供給ライン１２Ｌに接続される。高圧放電灯の始動は、電極６Ｒと６Ｌの間（即ち、電力供給ライン１２Ｒと１２Ｌの間）に高圧パルス（数〜数十ｋＶ）を印加することにより両電極間を絶縁破壊することによって行なわれる。電力供給ライン側に接続される点灯装置（不図示）は、この高圧パルスを印加するように適合されなければならないが、点灯装置の高耐圧化に伴うコストアップ、絶縁距離確保のための大型化等が問題となる。
【０００３】
そこで、始動に必要なパルス電圧値を低減して始動を容易化するために、始動補助光源が用いられる場合がある。図１Ａにおいては、高圧放電灯１のネック側端部に始動補助光源３が取り付けられている。補助光源３の内部電極に接続される配線２２は配線１５を介して電力供給ライン１２Ｒに接続され、補助光源３の外部電極２０はリード線８Ｌを介して電力供給ライン１２Ｌに接続される。これにより、高圧放電灯１の電極６Ｒと６Ｌの間に印加されるのと同じ電圧が補助光源３のリード線２２（内部電極）と外部電極２０間にも印加され、補助光源３の発光管２１内部で紫外線が発生する。この紫外線が図１Ａの矢印で示すように封止部９Ｌ内部を通って膨部５に到達して電極６Ｒと６Ｌの間の絶縁破壊が促進される。即ち、補助光源３を設けることによって始動電圧を下げることができる。
【０００４】
図１Ｂ及び１Ｃに補助光源３の詳細を示す。図１Ｂは外部電極装着時、図１Ｃは外部電極を外した状態の図を示す。補助光源３は発光管２１、内部電極部材（内部電極１９、モリブデン箔２８及びリード線２２）及び外部電極２０からなり、外部電極２０は固定部２６でリード線８Ｌに取り付けられる。
【０００５】
類似の始動対策が施された高圧放電ランプが特許文献１及び２に開示されている。特許文献１及び２とも始動補助光源が反射鏡内部に取り付けられているが、基本的な始動原理は上記と同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５５２２６号公報
【特許文献２】特開２００７−６６７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来では高圧放電灯の始動特性の試験又は検査は、その高圧放電灯と始動補助光源をセットにした状態で行なわれてきた。言い換えると、始動補助光源単体での良否（即ち、紫外線を十分に照射しているか）についての試験や検査は行なわれてこなかった。
【０００８】
高圧放電灯及び補助光源のセットの状態（又はさらに反射鏡を加えたセットの状態）で始動特性の良否を判別する場合、高圧放電灯及び補助光源の両方が良品の場合はセット全体として「良」となる一方、高圧放電灯と始動補助光源の少なくとも一方が不良の場合はセット全体として「不良」となることになる。この良否判定では、特に、高圧放電灯が良品でかつ補助光源が不良の場合に、（良品の高圧放電灯が含まれているにもかかわらず）セットごと廃棄する等しなければならず、生産性の観点から問題があった。また、不良判定の結果について、高圧放電灯と補助光源のどちらに不良の原因があるのか特定できず、信頼性向上のための対策が難しいという問題があった。
【０００９】
このように、補助光源単体での良否判定のニーズがある。これに対して、例えば分光器を用いて始動補助光源の紫外線照射の分光スペクトル測定を行なえば紫外線の検出ができそうである。しかし、実際には、始動補助光源から発光される紫外線域光は微弱であり、通常の分光器ではその検知ができず、仮に検出できたとしてもノイズとの判別が極めて困難となる。特に、高圧放電灯の始動に効果がある波長域は２６０ｎｍ以下であり、気中での発光強度の測定は極めて難しい。即ち、これまでのところ、始動補助光源からの紫外線照射を検出し、その補助光源の良否を判別する有効な手段がなかった。
そこで、本発明は始動補助光源を単体で良否判定する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の側面は、高圧放電灯用の始動補助光源を検査する検査機である。検査機は、始動補助光源に電圧を印加するための電源（１０２）、始動補助光源から発光する紫外線を受光するＵＶセンサ（１０４）、ＵＶセンサで受光した紫外線強度を電気パルス出力として検出するコントローラ（１０６）、及び検出された電気パルス出力に基づいて始動補助光源の良／不良を判別する判定手段（１０８）を備える。
判定手段は、一例として、電気パルス出力の所定期間当たりのパルス数が閾値を超えた場合に良品と判断し、閾値以下の場合に不良と判断する。
【００１１】
本発明の第２の側面は、高圧放電灯用の始動補助光源の検査方法である。検査方法は、電源（１０２）から始動補助光源に電圧を印加するステップ、ＵＶセンサ（１０４）によって始動補助光源から発光する紫外線を受光するステップ、コントローラ（１０６）によってＵＶセンサで受光した紫外線強度を電気パルス出力として検出するステップ、及び判定手段（１０８）によって電気パルス出力に基づいて始動補助光源の良／不良を判別するステップからなる。
判別するステップは、一例として、電気パルス出力の所定期間当たりのパルス数が閾値を超えた場合に良品と判断し、閾値以下の場合に不良と判断するステップからなる。
【００１２】
本発明の第３の側面は、始動補助光源付き高圧放電灯の製造方法である。製造方法は、高圧放電灯（１）を作製する工程、始動補助光源（３）を作製する工程、上記第２の側面の検査方法によって始動補助光源の合否を判別する工程、及び、判別する工程で合格と判定された場合に、高圧放電灯の一方の電極（６Ｒ）と始動補助光源の内部電極（１９）とを電気的に接続し、高圧放電灯の他方の電極（６Ｌ）と始動補助光源の外部電極（２０）とを電気的に接続する工程を含む。
【００１３】
なお、上記第１から第３の側面において、ＵＶセンサの分光感度特性は１８５ｎｍ以上２６０ｎｍ以下の波長域とするのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】一般的な始動補助光源付き高圧放電灯を説明する図である。
【図１Ｂ】図１Ａの始動補助光源を説明する図である。
【図１Ｃ】図１Ａの始動補助光源を説明する図である。
【図２】本発明の検査機の構成を示す図である。
【図３】ＵＶセンサ及びコントローラを説明する図である。
【図４】始動補助光源３の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例による検査方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例による検査方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施例による検査方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の始動補助光源付き高圧放電灯の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２に本発明による始動補助光源の検査機１００を示す。検査機１００は始動補助光源のサンプル１３０に電圧を印加するための電源１０２、サンプル１３０から発光する紫外線を受光するＵＶセンサ１０４、ＵＶセンサ１０４で受光した紫外線強度を電気パルス出力として検出するコントローラ１０６、及び検出された電気パルス出力に基づいてサンプル１３０の良／不良を判別する判定手段１０８を備える。なお、説明の明確化のため、図面は寸法通りではなく、むしろ誇張して表現してある。
【００１６】
電源１０２はサンプル１３０に入力パルス電圧を印加するための安定器であり、一方の出力Ｌに接続されたサンプル用の外部電極１０３を備える。電源１０２の他方の出力Ｒはサンプル１３０の内部電極（リード線２２）に接続される。なお、電源１０２が外部電極１０３を備えるものを示しているが、図１Ｂに示すようにサンプル１３０に既に外部電極２０が装着されているものであれば、出力Ｌをその外部電極２０に接続する構成とすればよい。
【００１７】
ここで、電源１０２の出力電圧波形は、図１Ａで電力供給ライン１２Ｒ及び１２Ｌから入力されるべき電圧波形と同じであってもよいし、検査専用の電圧波形としてもよい。検査用の電圧として、例えば、サンプル１３０の良否を加速的に判断するために実際の始動電圧よりも高い入力パルス電圧を使用してもよいし、サンプル１３０へのダメージを最小限にするために実際の始動電圧よりも低い入力パルス電圧を使用してもよいが、実使用から大きく離れない電圧波形が望ましい。
【００１８】
ＵＶセンサ１０４は、紫外線を検知すると光電効果により内部の接点間で電子が飛び出すことによってその接点が閉じるＯＮ−ＯＦＦセンサであり、受光する紫外線強度が高いほどＯＮの頻度が高くなる（検出回数が増える）ものである。このＵＶセンサ１０４として、例えば、浜松ホトニクス製のＵＶｔｒｏｎが有用である。このＵＶｔｒｏｎは微弱な紫外線に対して感度を有する一方、可視光及び赤外線には感度をもたない。
なお、ＵＶセンサ１０４は開口部１１０を有する筐体１１２内部に配置されることが望ましい。筐体１１２はノイズ光を遮蔽するためのものであり、測定精度向上に貢献する。
【００１９】
コントローラ１０６は、例えば、ＵＶセンサ１０４のＯＮ−ＯＦＦ動作を電気信号に変換する回路であればよい。具体的には、コントローラ１０６は、ＵＶセンサ１０４の両端子に電圧（例えば、３００Ｖ程度）を印加しておき、ＵＶセンサ１０４が紫外線を検知してＯＮすると、パルス電圧を生成するように構成された電気回路である。接点のＯＮ−ＯＦＦを電気パルス信号に変換するための回路構成は、本分野の当業者にとっては周知・設計事項であるので説明を省略する。図３にＵＶセンサ１０４に入射する紫外線の強度と出力パルスの関係を示す。図示するように、紫外線強度が高いほど単位時間当たりのパルス数が増加する（即ち、パルス間隔が短くなる）。なお、電気パルスとは電圧パルス又は電流パルスのいずれかを意味する。電気パルスを電流パルスとする場合、コントローラ１０６はＵＶセンサ１０４からの出力パルスを変換せずに直接レコーダ等でモニタするようにすればよい。
【００２０】
判定手段１０８は少なくともカウンタ１１４及びタイマ１１６を含み、コントローラ１０６で検出された電気パルス出力について、所定期間当たりのパルス数をカウントし、カウントされたパルス数が閾値を超えていればサンプルを良品と判断し、閾値以下であれば不良と判断する。この閾値は実験等によって適宜定めればよい。
【００２１】
なお、判定手段１０８による判別方法は上記に限られない。例えば、測定が上記の所定期間経過前であってもカウントされたパルス数が閾値を超えた時点で良品と判断して検査を終了してもよいし、連続するパルス出力のパルス間隔が所定時間以上となった時点で不良と判断して検査を終了してもよい。これにより、検査時間の短縮を図ることができる。
【００２２】
以下に、検査の実施例を説明する。
使用した補助光源３（サンプル１３０）を図４に示す。なお、補助光源３の本体は、石英ガラス製のガラス封管２１で形成され、ガラス封管２１の内部に１ｋＰａ〜１３ｋＰａのアルゴン等の希ガスが封入され、内部電極１９及びリード線２２の材質としてモリブデン等の金属とした。なお、補助光源３のガラス封管２１の内部は、希ガスのみに限らず、水銀蒸気を含む希ガスであってもよい。
電源１０２は、約４ｋＶ（ピークトゥピーク）のパルス電圧を２０ｍｓ間隔で３ｓ間出力するものとした。
ＵＶセンサ１０４には、感度波長範囲が１８５〜２６０ｎｍの浜松ホトニクス製Ｒ１７５３−０１を採用した。
コントローラ１０６はＵＶセンサ１０４のＯＮを電圧パルスに変換する。
【００２３】
表１にサンプル（Ｎ＝２４８）に対するコントローラ１０６からの３秒間あたりの出力パルス数の分布を示す。表１は、例えば、３秒間に出力パルスが２０回検出されたサンプルが１４個であることを示している。
【表１】
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【００２４】
表１に示すように、合格品と不合格品との間にはＵＶ発光検出回数に顕著な差が出ることが確認された。本実施例では、合格と不合格を分ける閾値を１２回（１２回を超えたものが合格）とした。また、不合格品でも多少の出力パルス数（５〜１０回）が検出されているように、リークがある補助光源であっても入力パルスが印加されると一時的又は低い強度で紫外線を発光する場合があるので、それを考慮した上で閾値を定めることが望ましい。
【００２５】
図５に上記の実施例によって始動補助光源を検査する方法のフローチャートを示す。
ステップＳ２０２で、電源１０２がサンプル１３０に入力パルス電圧（例えば、ピークトゥピーク４ｋＶ、２０ｍｓ間隔で合計３ｓ）を印加する。
ステップＳ２０４で、ＵＶセンサ１０４がサンプル１３０から発光する紫外線を受光する。
ステップＳ２０６で、コントローラ１０６が受光紫外線強度をパルス出力として検出する。
ステップＳ２０８で、判定手段１０８が検出出力パルス数を少なくとも所定期間（例えば、３ｓ）カウントする。
ステップＳ２１０で、判定手段１０８は、パルス数のカウント値が閾値（例えば、１２）を超えた場合にはそのサンプルを合格と判定し、閾値以下の場合は不合格と判定する。
【００２６】
図６に他の実施例による始動補助光源を検査する方法のフローチャートを示す。
ステップＳ３０２からＳ３０６は図５のステップＳ２０２からＳ２０６と同様である。
ステップＳ３０８で、判定手段１０８がコントローラ１０６からの出力パルス数をカウントする。
ステップＳ３１０で、判定手段１０８は、パルス数のカウント値が閾値（例えば、１２）を超えた場合には合格と判定して検査を終了し、パルス数のカウント値が閾値以下の場合はステップＳ３１２に進む。
ステップＳ３１２で、タイマ（例えば、３ｓ）が終了していない場合にはステップＳ３０８に戻り測定を継続し、タイマが終了した場合には不合格と判定して検査を終了する。
これにより、合格品の検査時間を短縮できる。
【００２７】
図７に他の実施例による始動補助光源を検査する方法のフローチャートを示す。
ステップＳ４０２からＳ４０６は図５のステップＳ２０２からＳ２０６と同様である。
ステップＳ４０８で、コントローラ１０６からの出力パルスについて、ｎ番目の出力パルスとｎ＋１番目の出力パルスの間隔を測定する（ｎは自然数）。
ステップＳ４１０で、パルス間隔が所定時間（例えば、３００ｍｓ）を超えた場合、判定手段１０８はサンプルを不合格と判断して検査を終了し、パルス間隔が所定時間以下の場合はステップＳ４１２に進む。
ステップＳ４１２で、タイマ（例えば、３ｓ）が終了していない場合にはステップＳ４０８に戻り測定を継続し、タイマが終了した場合には合格と判断して検査を終了する。
これにより、不合格品の検査時間を短縮できる。
【００２８】
なお、図６の方法と図７の方法を適宜組み合わせれば、全てのサンプルについて検査時間を短縮することができる。
【００２９】
図８に本発明による始動補助光源付き高圧放電灯の製造方法のフローチャートを示す。
工程Ｓ５０２で高圧放電灯１が作製されるとともに、工程Ｓ５０４で始動補助光源３が作製される。
工程Ｓ５０６で、上記図５〜７に示す検査方法のいずれかによって補助光源３の合否を判別する。工程Ｓ５０６で合格であれば工程Ｓ５０８に進み、不合格であれば廃棄等する。
工程Ｓ５０８で、高圧放電灯１の電極６Ｒと補助光源３の内部電極１９とを電気的に接続するとともに、高圧放電灯１の電極６Ｌと補助光源３の外部電極２０とを電気的に接続する。一具体例として、電極６Ｌに接続されるリード線８Ｌを外部電極２０の固定部２６に挿通すればよい。
【００３０】
上記の製造方法において、以下のように他の工程を設けることができる。
工程Ｓ５０２とＳ５０８の間に高圧放電灯１単体での点灯検査工程を設けてもよい。
工程Ｓ５０８の後に高圧放電灯１と補助光源３をセットにした状態での点灯検査工程を設けてもよい。
なお、高圧放電灯１を反射鏡２に取り付ける工程はいずれの箇所に設けられてもよい。
【００３１】
以上より、本発明によって、始動補助光源を単体で良否判定する検査機及び検査方法並びにそれを用いた始動補助光源付き高圧放電灯の製造方法が実現された。これにより、主光源となる高圧放電灯の良否とは独立して補助光源の良否を判断でき、生産性を向上することが可能となった。
【符号の説明】
【００３２】
１．高圧放電灯
３．始動補助光源
６Ｒ、６Ｌ．電極
８Ｒ、８Ｌ．リード線
１９．内部電極
２０．外部電極
１００．検査機
１０２．電源
１０３．外部電極
１０４．ＵＶセンサ
１０６．コントローラ
１０８．判定手段
１１０．開口部
１１２．筐体
１１４．カウンタ
１１６．タイマ
１３０．始動補助光源サンプル
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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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【図７】
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【図８】
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