CN1762036A - 高压放电灯的制造方法、高压放电灯和使用该高压放电灯的灯组件以及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

在高压汞灯的制造方法中，包含以将高压汞灯保持在高温的状态至少对发光部(4)施加电场的电场施加工序，由此减少在放电空间(8)内及在发光部(4)中使用的玻璃中的氢及碱金属等杂质，抑制点亮时的黑化、失透。

Description

高压放电灯的制造方法、高压放电灯 和使用该高压放电灯的灯组件以及图像显示装置

                      技术领域

本发明涉及高压放电灯的制造方法、高压放电灯和使用该高压放电灯的灯组件以及图像显示装置。

                       背景技术

近来，作为用于投影电视和录像的影像的系统，或者作为使用了个人电脑的显示用的系统，液晶投影仪和使用了数字光处理(DLP)的投影仪等图像显示装置得到广泛普及。

作为在这种图像显示装置中使用的光源，使用接近于点光源的短弧高压汞灯(例如，参考特开平2-148561号公报)。

该高压汞灯配备在内部配设了一对电极的发光部和从该发光部的两端延伸的一对密封部，在该密封部上气密密封与电极连接的金属箔(箔密封结构)。此外，在发光部内部，至少分别密封规定量的作为发光物质的汞与用于引起卤素循环的卤素。

而且，近年来，在这样的高压汞灯中，为实现长寿命化及高亮度化，高密封压化进展迅速。

但是，随着这样的高密封压化，又产生下述问题。

即，在高压汞灯中，在电极棒中位于密封部的部分与形成密封部的石英玻璃之间，实际上产生微小的间隙，该密封部的气密性依赖于金属箔与密封部的石英玻璃的密接性，当发光部内的封入压增高时，随着点亮时间的经过，进行金属箔与石英玻璃的剥离，其结果是，存在发光部内的封入物的泄漏问题。

因此，提出了下述结构方案：使以二氧化硅(SiO₂)为主成分、此外还包括氧化铝(Al₂O₃)、氧化硼(B₂O₃)、氧化钠(Na₂O)等的维科尔高硼硅酸玻璃(コ—ニング公司制：注册商标第1657152号)，介于电极中的电极棒中位于密封部的部分与形成密封部的石英玻璃之间，通过使电极棒与该维科尔高硼硅酸耐热玻璃在密封时密接，抑制金属箔与石英玻璃的剥离，防止发光部内的封入物泄漏(例如，参照特开2002-93361号公报)。

但是，在为了高封入压化而使用了维科尔高硼硅酸玻璃的高压汞灯中，判明：在使由发光部与延伸在其两端的密封部构成的透光性容器的长度方向的轴对竖直方向大致垂直的状态下点亮的情况中，会产生该发光部的内面中位于上方的石英玻璃部分显著失透(白浊)、光通量降低或者伴随失透的膨胀引起的变形和破损等问题，并且产生在点亮初期中在发光部的内面显著黑化的问题。

此外，封入这样的高压汞灯中的卤素的形态，迄今例如是二溴甲烷(CH₂Br₂)的形态，但为了防止碳或氢作为杂质混入发光部内，提出了以溴化汞(HgBr₂)的形态封入的方案(例如，参照特开2001-338579号公报)。

但是，即使在以这样的溴化汞的形态封入了汞与卤素的高压汞灯中，也与上述情况同样，会产生在发光部的内面中位于上方的石英玻璃部分显著失透、光通量降低或者伴随失透引起的膨胀产生变形和破损等问题，并且产生在点亮初期中发光部的内面显著黑化的问题。

另一方面，在特开2001-266797号公报中，公开了下述结构：在直流点亮型的高压汞灯中，为了缩短光输出的上升时间，防止在灯启动时发生的辉光放电，在密封部上缠绕导电性加热器，在点亮启动前在导电性加热器上通电进行加热；作为其一个实施方式，公开了将阴极侧密封部侧的外部引线与该阴极侧密封侧的导电性加热器电连接的结构。由于缠绕在阴极侧密封部的外表面上的导电性加热器成为比阴极侧密封部内部的电极棒低因流过阴极侧密封部内部的电极棒和金属箔的电流引起的电压降的量的低电位，所以在该部分上产生电场，密封部内的碱性成分被引出到导电性加热器缠绕的阴极侧密封部的外表面侧上。

一般情况下，当碱性成分存在于由钼构成的金属箔与形成密封部的石英玻璃的界面时，该钼与石英玻璃的结合被切断，两者的接合力降低，使灯的耐压强度降低，这是公知的；通过根据上述这样的结构使上述碱性成分引出到阴极侧密封部的外表面，来防止灯的耐压强度降低。

但是，根据上述结构即便是高输出化特别是额定功率200W以上的高压汞灯中，在使透光性容器的长度方向的轴对竖直方向成为大致垂直的状态下点亮的情况中，发光部的内面中位于上方的石英玻璃部分显著失透(白浊)，光通量降低，伴随着失透的膨胀引起变形和破损，产生不能达到额定寿命时间(2000小时)的问题。

此外，即使是额定功率不足200W的高压汞灯，当点亮经过时间超过2000小时时，仍然是失透开始引人注意，不能实现额定寿命时间超过10000小时的长寿命，存在不能满足来自市场的要求的问题。

此外，特别是，在使维科尔高硼硅酸耐热玻璃介于电极中的电极棒中位于密封部的部分与形成密封部的石英玻璃之间并使电极棒与维科尔高硼硅酸耐热玻璃密接的高压汞灯，和使用包括超过12ppm程度的碱金属杂质的电极的高压汞灯中，与灯功率无关，与上述相同，在使透光性容器的长度方向的轴对竖直方向大致垂直的状态下点亮的情况中，产生透光性容器的内面中位于上方的部分显著失透的问题和透光性容器的内面黑化的问题。

上述问题不仅产生在高压汞灯中，在具有密封部的高压放电灯中一般都产生上述问题。

                      发明内容

本发明就是为了解决这样的问题而进行的，其目的在于：提供一种高压放电灯的制造方法、用该方法制造的高压放电灯、灯组件及图像显示装置，即使在高输出化、高封入压化的情况下，也能够抑制透光性容器的发光部失透，而且能够防止发光部内面黑化。

本发明者对产生上述问题的原因进行研究的结果认为：包括在维科尔高硼硅酸耐热玻璃和溴化汞中的特别是碱金属，在点亮中作为杂质混入发光部内的放电空间，该碱金属与成为显著高温的发光部的原材料发生化学反应，因而失透。

此外，还认为：由于混入的碱金属阻碍卤素循环，故卤素循环不能发挥功能，在点亮中，从电极蒸发的电极材料(钨)粘附在发光部的内面上，引起黑化。

再有，在使透光性容器的长度方向的轴与竖直方向大致垂直的状态下点亮的情况中，认为发光部的内面中位于最上方的部分之所以显著失透，是由于热对流的影响，该部分温度最高的缘故。

此外，还认为：即使不使用维科尔高硼硅酸耐热玻璃和溴化汞，但在灯中使用的部件(电极和石英玻璃等)中含有大量碱金属的情况下，或者在制造过程中碱金属大量混入透光性容器的发光部内的情况下，也显现上述失透和黑化。

因此，为了达到上述目的，本发明的高压汞灯的制造方法中，该高压放电灯配备了具有发光部的玻璃制的透光性容器，该发光部在内部配设一对电极而且分别封入有发光物质和卤素，其特征在于，包括：灯形成工序，在用于形成上述透光性容器的玻璃灯泡内配置一对电极，而且封入上述发光物质和卤素并进行气密密封，形成高压放电灯；以及电场施加工序，至少使上述发光部维持在规定以上的温度，同时对上述发光部施加电场。

按照该方法，通过在发光部上施加电场，在制造过程中，使存在于发光部内的放电空间中的杂质和包含在灯中使用的部件(石英玻璃和电极等)中的杂质特别是碱金属，通过电场的作用吸引到放电空间外，使之在透光性容器中扩散，进而，能够放出到透光性容器外部。

该结果，在灯的使用中，能够抑制发光部的失透，并且能够防止发光部的内面黑化。特别是，由于透光性容器中至少发光部保持在规定以上的温度，能够加速发光部材料中的杂质的扩散速度。

再有，作为杂质，除碱金属以外，能够举出成为阳离子的例如铝等金属元素全体和具有电荷的分子状的物质。进而，在这里所说的“碱金属”表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)及钫(Fr)的6元素。

此外，在本发明中所说的“灯形成工序”，意味着通过在一对电极上供给电力，形成能够在一对的电极间产生电弧放电状态的高压放电灯的工序。此外，所谓的“规定以上的温度”，虽然考虑使用的透光性容器的材料中的杂质的扩散速度适当决定即可，但在石英玻璃材料的情况下，最好是600℃以上1100℃以下。

进而，通过上述杂质实质上具有正电荷或者负电荷，被上述电场吸引。此外，当在透光性容器中扩散时，认为它们是离子化的。

此外，本发明的高压放电灯的制造方法的上述电场施加工序，可以通过在上述透光性容器的外部设置导电部件并对该导电部件和上述一对电极施加不同电位的电压来执行，或者，上述电场施加工序也可以通过使上述透光性容器的至少发光部介于分别施加了不同电位的电压的上述第1和第2导电部件之间来执行。

进而，此外，在上述电场施加工序中，由于只要通过在上述一对电极上供给电力使高压放电灯点亮，至少加热上述发光部，使其保持在上述规定以上的温度，不用其它特别的加热设备，也能够使发光部维持在规定以上的温度中，能够抑制设备成本，同时，由于在制造过程中能够兼具通常进行的灯点亮实验，所以能够以高效率、短时间进行上述杂质的除去作业。

进而，本发明的高压放电灯的制造方法的特征在于：上述透光性容器包括上述发光部和在其两端部形成的密封部，并且上述一对电极配置成相互大致对置，在上述电场施加工序中，上述导电部件配置成接近或者接触上述发光部与上述密封部的边界部。在这里，上述电场施加工序，最好在上述透光性容器的长度方向的轴配置成与竖直方向大致垂直的状态下进行。

这样，在透光性容器的长度方向的轴配置成与竖直方向大致垂直并点亮的情况下，只要没有使透光性容器的一部分局部地冷却，或者局部地加热，点亮中，发光部与密封部的边界部的外面温度，即使在发光部及包括其附近的区域的外面温度中，也比较低。因此，按照该方法，即使杂质中特别是碱金属聚集在该边界部中，该部分的透光性容器与碱金属也难于发生化学反应，能够减小失透的可能性。此外，即使假定其边界部失透了，也是微小的，不至于使透光性容器变形或者破损，此外，该失透部分是电极的根元部分周边部分，因而不降低光通量。

此外，在上述电场施加工序中，特征在于：上述导电部件不接近或者不接触上述发光部的外面中位于上方的部分。

在透光性容器的长度方向的轴配置成与竖直方向大致垂直并进行点亮的情况下，在点亮中，发光部的外面中位于上方部分的温度，因在发光部内的空间中发生的热对流的影响，比其它部分的温度高。因此，当上述杂质，特别是碱金属集中吸引在该部分上时，在该部分上有可能容易失透。按照上述方法，在发光部的外面中位于上方的部分上，能够使上述杂质特别是碱金属不被集中吸引，能够抑制位于该上方的部分失透。

此外，在上述灯形成工序中，也可以是：上述电极具有一部分位于上述密封部内的电极棒，以含有碱金属的玻璃筒介于上述电极棒中位于上述密封部内的部分与形成上述密封部的玻璃部件之间的状态，进行密封。

通过使电极轴的一部分经由包含碱金属的玻璃筒进行密封，能够提高耐压强度。包含在该玻璃筒中的碱金属能够通过电场施加工序充分除去，在灯的使用中，能够抑制发光部的失透，同时，能够防止发光部的内面黑化。

在这里，作为含有碱金属的玻璃筒的材料，能够举出维科尔高硼硅酸耐热玻璃。一般情况下，维科尔高硼硅酸耐热玻璃以二氧化硅(SiO₂)为主成分，此外，包含氧化铝(Al₂O₃)、氧化硼(B₂O₃)、氧化钠(Na₂O)等。作为其成分的一个例子，SiO₂为96重量％，Al₂O₃为0.5重量％，B₂O₃为3.0重量％，Na₂O为0.04重量％。

此外，上述一对电极以钨为主成分，碱金属的含量也可以超过12ppm。

按照本发明的高压放电灯的制造方法，在制造过程中，能够充分除去包含在电极中的碱金属，在灯的使用中，能够抑制发光部的失透，同时，能够防止发光部的内面黑化。

此外，在这里，上述卤素也可以以卤化汞的形态封入。

按照本发明的高压放电灯的制造方法，能够充分除去包含在卤化汞中的杂质，特别是碱金属，在灯的使用中，能够抑制发光部的失透，同时，能够防止发光部的内面黑化。

卤素的种类没有特别的限制，最好使用对电极的腐蚀作用小的溴，特别是最好使用溴化汞(HgBr₂)。

此外，本发明的高压放电灯的特征在于：用上述制造方法制造。据此，由于充分除去发光部内的杂质，特别是碱金属，在灯的使用中能够抑制发光部的失透，同时，能够防止发光部的内面黑化，因而是长寿命的高压放电灯。

此外，本发明的高压放电灯，其配备了玻璃制的透光性容器，该透光性容器具有在内部配置一对电极而且封入了发光金属的发光部、以及在该发光部的两端部形成的密封部，其特征在于：设置吸引单元，通过至少对上述发光部施加电场，从而在点亮中将存在于上述发光部内的空间中的杂质吸引到上述发光部的内面中温度最高部分以外的部分中。

按照该结构，在稳定点亮中，由于能够将存在于发光部内的空间中的杂质，特别是碱金属，吸引到作为发光部的内面中最容易失透的部分的温度最高的部分以外中，所以能够降低该碱金属粘附在发光部的内面中温度最高部分上的几率，能够降低在该部分上的失透速度。此外，能够防止通过碱金属阻碍卤素循环，据此，能够防止发光部的内面黑化。

在这里，在稳定点亮中，所谓的“发光部的内面中温度最高的部分”，一般说，在灯的该点亮姿势中，是发光部的内面中位于最上方的部分。

此外，通过上述吸引单元，存在于上述发光部内的空间中的杂质，最好被吸引到在点亮中上述发光部的内面中温度最低的部分上。

按照该结构，在稳定点亮时，由于能够使存在于发光部内的空间中的杂质特别是碱金属，吸引到作为发光部的空间中难于失透部分的温度最低的空间中，所以能够降低该碱金属粘附在发光部的内面中温度最高部分上的几率，能够降低在该部分中的失透速度。此外，能够防止因碱金属妨碍卤素循环，能够防止发光部的内面黑化。

在这里，在以透光性容器的长度方向的轴成为与竖直方向大致垂直的状态下点亮的情况中，所谓的“发光部的空间中温度最低的空间”，是电极的根元部分周边的玻璃部分。

此外，上述吸引单元的特征在于：配置成接近上述发光部与上述密封部的边界部附近或者使之接触，而且，在点亮中，是对上述电极施加负电位的导电部件。

按照该结构，在稳定点亮时，由于能够使存在于发光部内的空间中的杂质特别是碱金属，吸引到作为发光部内的空间中难于失透的部分的温度最低的空间中，就是说，能吸引到电极的根元部分周边的玻璃部分中，所以能够降低该碱金属粘附在发光部的内面中温度最高部分上的几率，能够降低在该部分中的失透速度。此外，虽然有可能因被吸引的碱金属与位于其周边的玻璃发生微量的化学反应产生失透，但由于该部分的温度低，即使失透也是轻微的，不至于引起透光性容器的变形和破损，此外，该失透部分是电极的根元部分周边的玻璃部分，没有光通量大的降低。进而，能够防止因碱金属妨碍卤素循环，能够防止发光部的内面黑化。

此外，本发明的高压放电灯，其配备了玻璃制的透光性容器，该透光性容器具有在内部配置一对电极而且封入了发光金属的发光部、以及在该发光部的两端部形成的密封部，其特征在于：在上述发光部与上述密封部的边界部附近，以接近或者接触的状态，配设了在点亮中施加比在上述电极上施加的电压更低的负电位电压的导电部件。

按照该结构，由于不将存在于发光部的空间内的杂质特别是碱金属吸引到发光部的内面中与温度最高的部分对置的发光部的外面上，所以能够降低该碱金属粘附在发光部的内面中的温度最高的部分上的几率，能够降低在该部分中的失透速度。

本发明的灯组件具有下述结构：在凹面反射镜内安装上述高压放电灯，使得上述一对电极间的中心与上述反射镜的焦点位置大致一致。

按照该结构，由于使用抑制了发光部中的失透和内面的黑化的高压放电灯，故能够提高照度维持率，能够谋求长寿命。

此外，进而，本发明的图像显示装置配备：上述灯组件；用于使组装进上述灯组件中的高压放电灯点亮的点亮装置；将从上述灯组件照射的光会聚的会聚单元；使用通过上述会聚单元会聚后的光从而形成图像的图像形成单元；以及将通过上述图像形成单元形成的图像投射到被投射部件上的投射单元。

按照该结构，由于将提高了照度维持率的灯组件作为光源使用，所以能够提高向屏幕等的照度维持率，由于不需要频繁地更换灯，因而能够降低维护成本。

                     附图说明

图1是作为本发明第1实施方式的投影仪用灯组件的部分切开立体图。

图2是本发明的第1实施方式的交流点亮型高压汞灯的正面剖面图。

图3是图2的a-a线中的密封部的剖面图。

图4是表示用于点亮上述高压汞灯的点亮装置的结构的方框图。

图5是表示使用了作为本发明第1实施方式的投影仪用灯组件的图像显示装置结构的一个例子的示意图。

图6是用于说明在上述投影仪用灯组件中使用的交流点亮型高压汞灯的制造方法中的灯形成工序的最初阶段的图。

图7是用于说明在上述投影仪用灯组件中使用的交流点亮型高压汞灯的制造方法中的灯形成工序的下一个阶段的另外的图。

图8是用于说明在上述投影仪用灯组件中使用的交流点亮型高压汞灯的制造方法中的灯形成工序的进一步下一个阶段的另外的图。

图9是表示在上述投影仪用灯组件中使用的交流点亮型高压汞灯的制造方法中的电场施加工序的图。

图10是表示通过本实施方式制造的高压汞灯与现有产品的比较实验的结果的表。

图11是表示在本实施方式的高压汞灯的制造方法中的电场施加工序中，使施加在导电部件上的电压变化，评价高压汞灯的实验结果的表。

图12(a)是表示实施了本实施方式的电场施加工序的高压汞灯中的Na的含量的测量位置的图，(b)是表示该测量结果的表的图。

图13是表示本发明第2实施方式中的交流点亮型高压汞灯的制造方法中的电场施加工序的图。

图14是一并表示本发明第3实施方式的投影仪用灯组件的正面剖面图与点亮装置的方框图的图。

图15是图14的交流点亮型高压汞灯的正视图。

图16是表示图15的高压汞灯与现有的高压汞灯的比较实验的结果的表。

图17是表示使施加在图15的高压汞灯的导电部件上的电压发生变化并进行点亮的情况下的实验结果的表。

图18是在作为本发明第5实施方式的投影仪用灯组件中使用的高压汞灯的正视图。

                    具体实施方式

以下，参照附图的同时说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

(1)灯组件的结构

图1是用于表示作为本发明第1实施方式的投影仪用灯组件1的结构的一部分切开的立体图。

如在该图中所示那样，投影仪用灯组件1配置成在凹面反射镜3内，高压汞灯2的一对电极7的电极间距离的中心与凹面反射镜3的焦点位置大致一致，而且，高压汞灯2的长度方向的中心轴X与凹面反射镜3的光轴(在图1中与上述中心轴X一致)大致平行。该高压汞灯2是交流点亮型，其额定功率为220W。

凹面反射镜3在前方具有开口部17，在后方具有颈部18，而且，内面例如是旋转抛物面或者旋转椭圆面等形状，在其表面上例如蒸镀金属形成反射面19。

图2是表示高压汞灯2的结构的剖面图。如该图所示，高压汞灯2的外形形状是大致球状或者大致旋转椭圆体状，配备了石英玻璃制的透光性容器6，该透光性容器6具有最大外径12mm、最大壁厚2.7mm～3mm的发光部4与在该发光部4的两端部形成的直径6mm的圆柱状的密封部5。

在这里，在发光部4的外形形状是大致旋转椭圆体状的情况下，最大外径表示短轴方向中的最大外径。

在点亮中，透光性容器6的发光部4的内壁上的管壁负载是60W/cm²以上，例如是140W/cm²。在透光性容器6的结构材料是石英玻璃的情况下，管壁负载的实际使用范围最好是200W/cm²以下。

再有，发光部4的内容积例如是0.2cc。

在发光部4内，一对电极7配置成相互大致对置，同时，分别密封汞、例如氩气和氙气等稀有气体、以及溴等卤素，形成放电空间8。

在这里，汞的封入量是0.15mg/mm³以上，作为实际使用范围最好是0.35mg/mm³以下。稀有气体的封入量是5kPa～40kPa左右。卤素的封入量是10-7μmol/mm³～10-2μmol/mm³。

电极7具有：以钨为主成分、含有杂质碱金属等的直径0.3mm～0.45mm的电极棒9；以及在该电极棒9的一个端部卷绕而且与电极棒9同一成分的线圈10。此外，电极7的尖端部处线圈10的一部分与电极棒9的一部分一起熔融成为大致半球形状的块状。电极7之间的距离(电极间距离)是0.2mm～5.0mm。

电极棒9的另一端部通过密封在密封部5中的钼制的金属箔11，与钼制的外部引线12、13电连接。

在这里，举出电极7的杂质的一个例子及其含量如下。

钾10ppm

钠20ppm

在电极棒9中位于密封部5内的部分与形成密封部5的石英玻璃之间，分别介在由コ—ニング公司制的维科尔高硼硅酸耐热玻璃构成的筒状的玻璃部件5a，电极棒9与该玻璃部件5a一起密封。

图3是图2的a-a线中的密封部5的横剖面图。如该图所示，密封部5的横剖面形状大体是圆形，金属箔11与电极棒9通过玻璃部件5a气密密封。

再有，玻璃部件5a的成分如下：

SiO₂：96重量％以上

Al₂O₃：0.5重量％

B₂O₃：3.0重量％

Na₂O：0.04重量％

返回到图2，在金属箔11的与电极棒9相反一侧，连接外部引线12、13，各外部引线12、13的与金属箔11相反一侧被导出到透光性容器6的外部。

如图1所示，一个外部引线12通过在凹面反射镜3中形成的贯通孔14，与导出到凹面反射镜3的外部的电力供给线15电连接。另一个外部引线13(在图1中没有图示)，与通过粘接剂(没有图示)固定在高压汞灯2的一个密封部5的端部上的灯头16电连接，该灯头16插入到凹面反射镜3的颈部18内，通过粘接剂20固接，高压汞灯2与凹面反射镜3一体化。

再有，虽然没有图示，但前面玻璃通过粘接剂等固接在凹面反射镜3的开口部17上，以防止尘埃等混入凹面反射镜3的内部。

(2)点亮装置的结构

接着，说明用于使高压汞灯2点亮的点亮装置。

如图4所示，点亮装置20配备：连接在交流电源(AC100V)(没有图示)上的直流电源(DC电源)21；连接在该直流电源21上，而且，连接在高压汞灯2上的镇流器22。

镇流器22配备：用于供给高压汞灯2点亮所必须的电力的DC/DC转换器23；将该DC/DC转换器23的输出转换成规定频率的交流电流的DC/AC逆变器24；用于在启动时在高压汞灯2上重叠高压脉冲的高压发生器25；用于检测高压汞灯2的灯电流的电流检测部26；用于检测高压汞灯2的灯电压的电压检测部27；以及用于接收电流检测部26及电压检测部27的检测信号，控制DC/DC转换器23及DC/AC逆变器24的控制部28，据此，将供给高压汞灯2上的电力控制为恒定。

(3)图像显示装置的结构

接着，参照图5，以3板式液晶投影仪为例，说明使用了这样的灯组件1的图像显示装置的结构。

如图5所示，3板式液晶投影仪100配备：作为光源的灯组件1；反射镜28；用于将来自灯组件1的白色光分离成蓝、绿、红三原色的分色镜29、30；分别反射分离的光的反射镜31、32、33；用于对分离的三原色分别形成单色光图像的液晶光阀34、35、36；场镜37、38、39；中继透镜40、41；将分别透过液晶光阀34、35、36的光合成的分色棱镜42；以及投影透镜43。而且，从3板式液晶投影仪100投射的图像被投影在作为被投射面的屏幕110上。

再有，由于上述图像显示装置，除灯组件1之外都是众所周知的结构，对UV滤色器等光学元件，省略其说明。

(4)高压汞灯的制造方法

接着，说明上述高压汞灯2的制造方法。

该高压汞灯的制造方法大致分为灯形成工序与电场施加工序。

(4-1)灯形成工序

预先加工石英玻璃制的玻璃管，准备由中央部膨胀成大致球状或者大致旋转椭圆体形状的发光部形成预定部44和延伸到该发光部形成预定部44的两端部的密封预定部48构成的玻璃灯泡45。将由维科尔高硼硅酸耐热玻璃构成的玻璃管70插入到密封预定部48的内部的图6所示的位置上，加热该位置中的密封预定部48的周围，使玻璃管70的外周面粘附在密封预定部48的内周面上并固定。而且，充分洗净玻璃灯泡45的内部并进行干燥。

然后，如图7所示，以使玻璃灯泡45立起的状态，预先将电极7、金属箔11及外部引线12组装的第一电极组装体46，从玻璃灯泡45的上方的端部插入，通过保持夹具47保持在规定的位置上。

而且，通过煤气燃烧器等加热第一电极组装体46位置的玻璃灯泡45的密封预定部48，使之软化并封接。

接着，如图8所示，将玻璃灯泡45立起使得密封部分位于下侧，在从玻璃灯泡45的上方的端部分别导入规定数量溴化汞与纯汞后，将预先组装了电极7、金属箔11及外部引线13的第二电极组装体49，从玻璃灯泡45的上方的端部插入，通过保持夹具47保持在规定的位置上。然后，对玻璃灯泡45内进行真空排气，再导入规定数量的稀有气体。

而且，一面通过液态氮气等冷却发光部形成预定部44，一面通过煤气燃烧器等加热第二电极组装体49位置的玻璃灯泡45的密封预定部50使之软化并进行封接。

最后，切割玻璃灯泡45的两端部不需要的部分，完成图2所示的高压汞灯2。就是说，在该状态下，例如使外部引线12、13连接在图4所示的点亮装置20上，通过在一对电极7上供给电力，能够在一对电极7之间引起电弧放电。

再有，在迄今为止的工序中，是公知的方法，故省略其详细的说明。此外，直到完成高压汞灯2的工序，也可以使用除上述方法以外的公知的方法。

(4-2)电场施加工序

如图9所示，在上述灯形成工序后，将高压汞灯2配置成透光性容器6的长度方向的轴(与上述中心轴X相同)与竖直方向大致垂直(以下，将该状态称为“水平配置”)。

此外，在发光部4与密封部5的边界部分的外面上，接近或者接触地分别各自缠绕1圈线径0.2mm～0.5mm，例如0.2mm的铁、铬、铝的合金构成的线状的导电部件51、52。

这些导电部件51、52在缠绕到发光部4与密封部5的边界部分后，在以水平配置点亮高压汞灯2的情况下，沿其外面形状接近或者接触地配置成跨过位于下方的发光部4的外面，在位于其下方的发光部4的外面的中央部合并成一条连接。

就是说，在高压汞灯2以水平配置的状态点亮的情况下，为了避免导电部件51、52在发光部4的外面中温度最高的上方的外面附近，将该导电部件51、52的连接部配置在位于内面的温度比较低的下方的发光部4的外面上。

接着，将该高压汞灯2的外部引线12、13连接到如图4所示的点亮装置20上，同时，将导电部件51、52连接在另外的直流电源30的一个端子上。点亮装置20中的直流电源21的0V侧与直流电源30的一个端子连接成同电位。

据此，例如，在点亮交流点亮型额定功率220W的高压汞灯的情况下，当设直流电源21的一个端子的电位为基准(0V)时，能够在直流电源21的另一个端子上发生380V的电位，在另外的直流电源30的另一个端子上发生-50V以下的电位V_E。

因此，在稳定点亮时，当设直流电源21的一个端子的电位为基准(0V)时，两电极7的电位在0V～100V范围内变动，在导电部件51、52上施加-50V以下的电位V_E。

结束以上的准备，使用图4所示的点亮装置20，以与实际使用状态大体相同的状态连续点亮高压汞灯2，同时，在导电部件51、52上施加-50V以下的电位V_E。

在该状态下放置5分钟以上，最好放置15分钟以上，更为理想的是放置2小时～10小时以上。该放置时间是从施加之后的时间。

由于在该期间中高压汞灯2点亮，透光性容器6中至少发光部保持在规定的温度，例如保持在800℃。此外，这时也兼作通常的点亮实验。

为了使杂质，特别是离子化的碱金属在石英玻璃中充分地扩散，最好使透光性容器6中至少发光部4保持在600℃以上。但是，在透光性容器6由石英玻璃构成的情况下，最好将其保持在1100℃以下，使得石英玻璃再结晶，不失透。

然后，将高压汞灯2自然冷却或者强制冷却，摘下导电部件51、52，完成为最终的产品。

(4-3)作用效果的确认

接着，进行本发明第1实施方式的灯组件1(以下，称为“本发明产品”)的作用效果的确认。

在本发明产品中，分别测量经过300小时点亮后及2000小时点亮后中的发光部4的内面有无黑化、有无失透及以5小时点亮后的照度为100％情况下的照度维持率(％)，得到如图10的表1所示的结果。

再有，在电场施加工序中，将导电部件51、52的施加电压V_E设定为-100V。此外，在这里的“照度维持率”是将灯组件1安装在上述图像显示装置上并投影在40英寸的屏幕上的情况下的平均照度维持率(％)。

进而，为了进行比较，在高压汞灯2的制造过程中，除不设置导电部件51、52仅仅进行通常的点亮实验这点外，使用与本发明产品相同的制造方法，而且具有相同结构的灯组件(以下，称为“比较产品”，进行与本发明产品相同的测定。其结果一并表示在表1中。

再有，样品数目本发明产品与比较产品都是5只。

从表1可知，本发明产品即使经过2000小时点亮后，在发光部4中几乎看不到失透和黑化，照度维持率也保持在74％。另一方面，比较产品在经过300小时的点亮后，在发光部4的内面已经显著地失透，同时黑化，照度维持率是85％，进而，在点亮时间经过2000小时之前，已经因全部失透放射热被遮蔽发光部4过热，发光部4变形成膨胀起来。

如上所述，按照本发明第1实施方式的投影仪用灯组件1中使用的高压汞灯2的制造方法，在其制造过程中，能够通过在导电部件51、52上施加对一对的电极7的电位的负电位，因在电极7与导电部件51、52之间发生的电场，将存在于发光部4内的空间中的杂质和在灯中使用的部件(电极7、作为封入物的溴化汞、玻璃部件5a等)中包含的杂质特别是碱金属吸引向导电部件51、52，使其在石英玻璃中扩散，由于能够向透光性容器6的外部放出，所以在灯的使用中，能够抑制发光部4的石英玻璃部分的失透，同时，能够防止发光部4的内面黑化。

此外，由于透光性容器6中至少发光部4保持在规定的温度以上，能够加速在石英玻璃中的离子化的碱金属的扩散速度。

特别是，由于通过点亮高压汞灯2将发光部4保持在规定的温度以上，所以不使用特别的加热用设备，能够将发光部4保持在规定的温度以上，其结果是，能够抑制设备成本，同时，由于在制造过程中能够兼作通常进行的灯点亮实验，因而能够以高效率、短时间进行上述杂质的去除作业。

再有，特别是，在高压汞灯2水平配置的状态下，由于导电部件51、52接近或者接触配置在发光部4与密封部5的边界部，所以即使杂质中特别是碱金属聚集在其边界部，该部分的石英玻璃与碱金属也难于发生化学反应，能够减小失透的可能性。这是由于只要局部地冷却透光性容器6的一部分，或者局部地加热其一部分，点亮中，发光部4与密封部5的边界部的外面温度，即使在发光部4及包括其附近的区域中的外面温度中，也成为比较低的温度的缘故。即便该边界部发生了失透也仅是微量的，不至于使石英玻璃变形和破损，此外，该失透部分是电极的根元部分周围的玻璃部分，不降低光通量。

进而，由于导电部件51、52与发光部4的外面中位于上方的部分不接近或者不接触，在发光部4的外面中的上方部分上，能够使上述杂质特别是碱金属不聚集吸引，能够抑制该部分的石英玻璃的失透。

而且，在本发明第1实施方式的灯组件1中，由于将通过这样的制造方法制造的高压汞灯2作为光源使用，能够提高照度维持率，能够谋求长寿命化。

此外，在使用了该灯组件1的图像显示装置中，能够提高向屏幕等的照度维持率，能够谋求长寿命。

(4-4)电场施加工序中的电压V_E的最佳范围

接着，在本发明产品中，分别测量使向导电部件51、52的施加电压V_E在0V、-25V、-50V、-100V、及-200V变化的情况下，经过1000小时点亮后与经过2000小时点亮后的照度维持率(％)，得到图11的表2所示的结果。

从该表可知，在施加电压是-50V以下，例如-50V、-100V及-200V的情况下，即使经过2000小时点亮后，照度维持率是60％以上，没有看到透光性容器6的变形等。

另一方面，在施加电压超过-50V，例如在-25V的情况下，尽管经过点亮1000小时后，照度维持率是71％，但在点亮经过时间达到2000小时时，透光性容器6发生变形因失透而膨胀起来。

因此可知，在制造工序中，由于向导电部件51、52的施加电压充分除去杂质，特别是碱金属，当将一方电极的电位0V作为基准时，需要-50V以下。该施加电压越低，当然能够有效地进行杂质的除去，但是从成本与直流电源30的电路上的限制自身也规定了它的下限。

再有，实施了以上的电场施加工序的高压汞灯，与没有使用本发明制造方法的高压汞灯进行比较，在结构上存在下述不同。

(a)在初期，因灯点亮时的杂质引起的发光光谱极端减少。这是由于通过施加电场，发光部内的放电空间中的杂质移动到发光部的材料内或者移动到发光部的外部所引起的。特别是在密封部中使用维科尔高硼硅酸耐热玻璃的情况下，发光光谱的差异显著地显现出来。

(b)通过施加电场，在发光部和从该发光部延伸的密封部上，产生杂质的浓度分布。从该情况也可以证明在放电空间内的离子化杂质向着外部在发光部壁面内移动。

通过在灯中是否存在这2个特征，能够确认是否应用了本发明的制造方法。

特别是，Na的含量的差异显著，从该点出发，本发明的灯的结构特征在于：发光部4的单位体积的Na含量比从该发光部延伸的第1玻璃部的单位体积的Na含量少。再有，本发明中的发光部的Na的单位体积含量最好是密封部的单位体积含量的至少2分之一以下。

实际上，用原子光吸收分析法对现有产品与进行了电场施加工序的发明产品，分别进行图12(a)的发光部4的斜线E的部分与没有配设密封部5的玻璃部件5a(参照图2)的部分(斜线F的部分)的Na含量的分析，得到图12(b)的表3那样的结果。再有，现有产品与本发明产品的灯的点亮时间都是2小时。

从该表可知，在现有产品中，发光部4的Na含量是0.61ppm，而在本发明产品中，降低到它的近6分之一的0.11ppm。

再有，能够确认通过电场施加工序，放电空间9内的氢(H₂)的量也大幅度降低。迄今，兼具降低放电空间9内的氢与除去形成发光管的玻璃部件的不需要的畸变，在灯密封后的适当的阶段，需要将灯全体进行规定时间的真空烘烤，通过实施上述电场施加工序，能够大幅度缩短该真空烘烤工序的时间。

如上所述，通过实施本实施方式的电场施加工序，减少混入发光部4内的杂质，能够抑制黑化。此外，由于通过减少杂质能够抑制失透，也能够提高灯寿命。

(5)其他

(5-1)在上述第1实施方式中，就在发光部4与密封部5的边界部分仅仅缠绕1圈导电部件51、52的情况进行了说明，即使缠绕2圈以上的多圈，也能够得到与上述同样的效果。

此外，在上述第1实施方式中，作为导电部件51、52的材料，就使用铁、铬及铝的合金的情况进行了说明，除此之外，即使使用钨和钼等耐热性特别高的金属，也能够得到与上述同样的效果。

进而，在上述第1实施方式中，作为导电部件51、52就使用线径为0.2mm～0.5mm的导电部件的情况进行了说明，除此之外，即使使用不同线径的导电部件也可以，此外，关于形状例如即使是板状也能够得到与上述同样的效果。

(5-2)在上述第1实施方式中，就使高压汞灯2以与实际使用状态大体相同的状态连续点亮，在导电部件51、52上施加-50V以下的电位V_E的情况进行了说明，没有必要特别使高压汞灯2在与实际使用状态大体相同的状态下连续点亮。

(5-3)在上述第1实施方式中，就在导电部件51、52上施加对电极7的电位为负的电位的情况进行了说明，即使在导电部件51、52上施加对电极7的电位为正的电位的情况，也能够得到与上述同样的效果。当然，那时也存在吸引的杂质的种类不同的情况。

(5-4)进而，在上述第1实施方式中，设定为使高压汞灯2成为水平配置的状态进行点亮，就在发光部4与密封部5的边界部分缠绕导电部件51、52的情况进行了说明，只要透光性容器6的长度方向的轴是对竖直方向处于45度以上的范围内的状态，通过将导电部件51、52缠绕在发光部与密封部5的边界部分，能够得到与上述同样的效果。当然，不一定必须将导电部件51、52缠绕在发光部4与密封部5的边界部分，因点亮方向和温度环境，也可以将导电部件51、52适当地配置在欲吸引碱金属的位置上。

<第2实施方式>

接着，说明本发明第2实施方式的投影仪用灯组件。本实施方式的灯组件其高压汞灯2的制造方法，除与在上述第1实施方式中说明的制造方法的不同点之外，具有与该第1实施方式相同的结构。

具体地说，由于在本实施方式的灯组件中使用的高压汞灯2的制造方法，仅仅电场施加工序的内容与上述第1实施方式不同，关于这点说明如下。

如图13所示，在灯形成工序后，将高压汞灯2水平配置，将高压汞灯2配设成例如使铜制的四方形平板状的导电部件54、55，其平面大致平行且相互大致对置，使之从上下夹持发光部4。

导电部件54、55之间的距离，根据与施加在各个导电部件54、55上的电位的关系适当决定即可，以便发生所希望的电场强度。此外，当考虑失透和黑化的发生位置主要是发光部4时，导电部件54、55的尺寸最好是至少覆盖发光部4全体那样的大小。

而且，将该高压汞灯2的外部引线12、13与如图4所示的点亮装置20连接，同时，将导电部件54、55分别与直流电源31连接。

在这里，例如，当在水平配置的状态下点亮时，通过将位于下侧的导电部件55接负，将位于上侧的导电部件54接正，能够将作为失透的主要原因的碱金属离子(正离子)吸引到温度比发光部4的上方低的下方上，其结果是，能够进一步抑制发光部4的石英玻璃部分的失透。

按照本发明第2实施方式的在投影仪用灯组件1中使用的高压汞灯2的制造方法，与上述本发明第1实施方式的投影仪用灯组件1中使用的灯组件2的制造方法相同，在其制造方法中，由于能够通过施加电场，吸引在发光部4内的空间中存在的杂质和包括在灯中使用的单元(电极7、作为密封物的溴化汞及玻璃部件5a等)中的杂质，特别是碱金属，使之在石英玻璃中扩散，能够放出到透光性容器6的外部，在灯的使用中，能够抑制发光部4的石英玻璃部分的失透，同时，能够防止发光部4的内面的黑化。此外，由于透光性容器6中至少发光部4保持在规定的温度以上，能够加速在石英玻璃中的离子化的碱金属的扩散速度。

再有，在上述第2实施方式中，就使用矩形平板状的导电部件54、55的情况进行了说明，其形状不是特定的，例如，在圆板状的情况下，此外，在沿发光部4的外面形状弯曲的情况下，也能够得到与上述同样的效果。

此外，在上述第2实施方式中，就导电部件54、55设置在透光性容器6的上下的情况进行了说明，以图13的状态为基准，设置在透光性容器6的左右和眼前一侧与深处一侧的情况下，也能够得到与上述同样的效果。

再有，在上述各实施方式中，就通过使高压汞灯2连续地点亮，加热透光性容器6中至少发光部4使之保持在规定的温度以上的情况进行了说明，反复进行点亮、熄灭，使透光性容器6中至少发光部4保持在规定的温度以上，也能够得到与上述同样的效果。此外，例如也可以从外部通过加热器等加热单元，加热透光性容器6中的至少发光部4，使之保持在规定的温度以上。

进而，也可以使高压汞灯2先点亮后再熄灭，然后，通过上述加热单元加热透光性容器6中至少发光部4，使之保持在规定的温度以上。

此外，在上述各实施方式中，表示了额定功率220W的高压汞灯2的一个例子，额定功率150W的高压汞灯和额定功率超过220W的250W的高压汞灯，也能够应用本发明。

<第3实施方式>

接着，说明本发明第3实施方式的投影仪用灯组件。在上述第1、第2实施方式中，在制造阶段，从放电空间内和透光性容器中将碱金属等杂质排除，该第3实施方式的灯组件的特征在于：具有在点亮使用时除去杂质的功能。

(1)灯组件201的结构

如图14所示，本发明第3实施方式的投影仪用灯组件201，交流点亮型的额定功率220W的高压汞灯202，配置成在凹面反射镜203内后述的电极209之间的中心与凹面反射镜203的焦点位置大致一致，而且高压汞灯2的长度方向的中心轴X与凹面反射镜203的光轴(在图1中，与上述中心轴X一致)大致平行。

如图15所示，高压汞灯202的外形形状是大致球状或者大致旋转椭圆体状，配备由最大外径12mm，最大壁厚2.7mm～3mm的发光部204与在该发光部204的两端部上形成的直径6mm的圆柱状的密封部205构成的石英玻璃制的透光性容器206。

点亮中，发光部204的内壁上的管壁负载是60W/cm²以上，例如是140W/cm²。在透光性容器206的结构材料是石英玻璃的情况下，管壁负载的实际使用范围最好是200W/cm²以下。

再有，发光部204的内容积例如是0.2cc。

在发光部204与密封部205的边界部分上，分别各缠绕1圈线径0.2mm～0.5mm，例如0.2mm的由铁、铬及铝的合金构成的导电部件207、208，使之接近或者接触透光性容器206的外面。此外，这些导电部件207、208在缠绕在发光部204与密封部205的边界部分上后，以透光性容器206的长度方向的轴(与上述中心轴X相同)对竖直方向大致垂直的姿态点亮的情况中，沿其外面形状接近或者接触配置，使之跨过位于下方的发光部204的外面，在位于其下方的发光部204的外面的中央部，通过一根合并连接，其某一方的导电部件延伸成为引线230。

就是说，在高压汞灯2以水平配置的状态点亮的情况中，导电部件207、208为了避开发光部204的内面中温度最高的上方的内面附近，将该导电部件207、208的连接部配置在位于内面的温度比较低的下方的发光部204的外面上。

如图15所示，在发光部204内部的放电空间210中，一对电极209配置成相互大致对置，同时，密封汞(发光物质)、例如氩气和氙气等稀有气体及例如溴等卤素物质。

汞的密封量是0.15mg/mm³以上，作为实际使用范围最好是35mg/mm³以下。稀有气体的密封量是5kPa～40kPa左右。卤素物质的密封量是10^-7μmol/mm³～10^-2mg/mm³。

电极209具有以钨为主成分，含有碱金属杂质的直径0.3mm～0.45mm的电极棒211与缠绕在该电极棒211的一端部上、与电极棒211同一成分的线圈212。此外，电极209的尖端部将电极棒211的一部分与线圈212的一部分一起熔融成为大致半球形的块状。电极209之间的距离是0.2mm～5.0mm。

各电极棒211的放电侧与相反的端部，通过密封在密封部205上的钼制的金属箔213分别与钼制的外部引线214、215电连接，外部引线214、215的另一端各自导出到透光性容器206的外部。

在这里，举出电极209的杂质含量的一个例子如下。

钾5ppm以下

钠5ppm以下

铁5ppm以下

返回到图14，凹面反射镜203配备：在内面上，具有例如由旋转抛物面或者旋转椭圆面等构成的反射面216的主体部217；在主体部217的一端部上形成的开口部218；以及在主体部217的另一端部上形成的颈部219。

高压汞灯202与凹面反射镜203，通过粘接剂220固定在高压汞灯202的一方的密封部205上的灯头221安装在颈部219上，通过粘接剂222固定一体化。

高压汞灯202的一方的外部引线214通过形成在凹面反射镜203上的贯通孔224与导出到凹面反射镜3的外部的电力供给线214a连接。另一方的外部引线215从颈部219导出到凹面反射镜203的外部，与电力供给线215a连接。

此外，与缠绕在高压汞灯202上的2根导电部件207、208连接的引线230，通过设置在凹面反射镜203上的贯通孔223导出到凹面反射镜3的外部。

再有，前面玻璃225通过粘接剂226固定在开口部218上。

(2)点亮装置的结构

接着，说明用于点亮高压汞灯202的点亮装置。

如图14所示，点亮装置250配备：与交流电源(AC100V)连接的第1直流电源227；与该第1直流电源227连接，而且与电力供给线214a、215a连接的镇流器228；以及用于在导电部件207、208上施加对电极209为负电位的第2直流电源229。由于镇流器228具有与图4所示的镇流器22同样的结构，在这里不再说明。

此外，将第1直流电源227的一方的端子与第2直流电源229的一方的端子连接成相同的电位。缠绕在高压汞灯202上的导电部件207、208，通过引线230连接在第2直流电源229的另一方的端子上，点亮中，施加各自对电极209为负电位的电压V_E。

例如，在点亮交流点亮型额定功率220W的高压汞灯的情况下，其结构为：当设第1直流电源227的一方的端子的电位为基准(0V)时，在第1直流电源227的另一方的端子上发生380V的电位，在第2直流电源229的另一方的端子上发生-50V的电位V_E。

因此，在稳定点亮时，当设第1直流电源227的一方的端子的电位为基准(0V)时，两电极209的电位在0V～100V的范围变动，在导电部件207、208上分别施加-50V以下的电位V_E。

(3)作用效果的确认

接着，进行本发明的实施方式的灯组件201(以下，称为“本发明产品”)的作用效果的确认。

在本发明产品中，分别测量了以点亮经过时间5小时的照度为100％的情况下，点亮经过时间1000小时及2000小时的照度维持率(％)，得到图16表4所示的结果。

再有，设导电部件207、208的施加电压为-100V。此外，在这里的“照度维持率”是将灯组件201安装在上述图像显示装置上，投影在40英寸的屏幕上情况下的平均照度维持率(％)。

进而，为了进行比较，就除了没有设置导电部件207、208这一点外，具有与本发明产品相同结构的灯组件(以下，称为“比较产品”)，进行与本发明产品相同的测量，其结果一并表示在图16的表4中。

再有，样品数目本发明产品与比较品都是5只。

如从表4可知，本发明产品在点亮经过时间2000小时时尽管透光性容器206(发光部204)内面中位于上方部分有一些失透，照度维持率74％，与此相对，比较产品全部在经过点亮时间2000小时之前，就由于失透发光部204发生变形膨胀上来。

此外，通过目视观察本发明产品中的发光部204的内面，几乎没有看到黑化。

如上所述，按照本发明第3实施方式的投影仪用灯组件201，使用的高压汞灯202是额定功率220W的高功率型高压汞灯，在透光性容器206的长度方向的轴与竖直方向大致垂直的状态点亮的情况下，稳定点亮时，由于能够将发光部204内的空间中存在的杂质，特别是碱金属离子，吸引到作为发光部204的内面中最容易失透部分的温度最高部分以外，具体地说，吸引到作为发光部204内的空间中难于失透部分的温度最低的空间中，就是说，由于能够吸引到电极209的根元部分周围的玻璃部分中，能够降低碱金属离子粘附在发光部204的内面中温度最高部分的几率，能够降低在该部分中的失透速度。此外，能够防止通过碱金属阻碍卤素循环，能够防止发光部204的内面黑化。

此外，虽然被吸引到电极209的根元部分的碱金属与位于其周围的石英玻璃发生轻微的化学反应，因而有可能发生失透，但由于该部分温度低，即使失透也是轻微的，不至于引起该石英玻璃的变形和破损，此外，该失透部分是电极209的根元部分周围的玻璃部分，不降低光通量。

因此，作为灯组件，能够抑制灯的光通量的降低，其结果是，能够提高照度维持率，能够实现长寿命。

此外，如果在图像显示装置中使用这样的灯组件201，能够提高向屏幕等的照度维持率，能够实现长寿命。

接着，在本发明产品中，分别测量了向导电部件207、208的施加电压变化到0V、-25V、-50V、-100V及-200V情况下的点亮时间经过1000小时后和经过2000小时后的照度维持率(％)，得到如图17的表5所示的结果。

从表5可知，在施加电压为-50V以下，例如，在-50V、-100V、及-200V的情况下，即使点亮经过时间经过2000小时后，照度维持率也是60％以上，没有看到透光性容器206的变形等。另一方面，在施加电压大于-50V，例如是-25V的情况下，尽管点亮经过时间1000小时，照度维持率是75％，当点亮经过时间达到2000小时时，发光部204就发生变形因失透而膨胀上来。

因此，在本实施方式中，为了至少到额定寿命时间2000小时为止能够防止透光性容器206的变形等，与第1实施方式同样，以一方的电极电位0V为基准，向导电部件207、208的施加电压需要-50V以下。

<第4实施方式>

本发明第4实施方式的投影仪用灯组件，除使用以钨为主成分，以碱金属作为杂质，具体地说，使用钾为10ppm、钠为20ppm的电极来代替高纯度的电极209这一点外，具有与上述本发明第3实施方式的投影仪用灯组件201相同的结构。

按照本第4实施方式的投影仪用灯组件，使用的高压汞灯2是额定功率220W的高功率型高压汞灯，再加上，在电极中作为杂质碱金属的含量超过12ppm，点亮中，从电极在放电空间中蒸发碱金属，尽管发光部204的石英玻璃因该碱金属存在更加容易失透的状况，在以水平配置的状态点亮的情况中，稳定点亮时，由于能够将存在于发光部204内的空间中的碱金属离子吸引到作为发光部204的内面中最容易失透部分的温度最高部分以外的位置上，具体地说，吸引到作为发光部204的空间中难于失透部分的温度最低的空间中，就是说，吸引到电极的根元部分周围的玻璃部分中，能够降低该碱金属离子粘附在发光部204的内面中温度最高部分上的几率，能够降低该部分中的失透速度。

此外，虽然被吸引的碱金属与位于其周围的石英玻璃存在发生轻微化学反应而失透的可能性，由于该部分的温度低，失透是轻微的，不至于使石英玻璃变形和破损，此外，该失透部分是电极的根元部分周围的玻璃部分，不降低光通量。

<第5实施方式>

如图18所示，本发明第5实施方式的投影仪用灯组件，在灯组件中使用的额定功率220W的高压汞灯253中，除在电极棒211中位于密封部205内的部分与形成密封部205的石英玻璃之间，分别介在由上述维科尔高硼硅酸耐热玻璃构成的筒状的玻璃部件254，与该玻璃部件254一起密封电极棒211这一点之外，具有与上述第3实施方式的投影仪用灯组件201的结构相同的结构。

玻璃部件254的成分如下。

SiO₂：96重量％以上

Al₂O₃：0.5重量％

B₂O₃：3.0重量％

Na₂O：0.04重量％

按照本第5实施方式的投影仪用灯组件，使用的高压汞灯253是额定功率220W的高功率型高压汞灯，再加上，在玻璃部件254中作为杂质含有碱金属，点亮中，从该玻璃部件254在放电空间中蒸发碱金属，尽管发光部204的石英玻璃因该碱金属存在更加容易失透的状况，在透光性容器206的长度方向的轴与竖直方向大致垂直的状态下点亮的情况下，稳定点亮时，由于能够将存在于发光部204内的空间中的碱金属离子吸引到作为发光部204的内面中最容易失透部分的温度最高部分以外的位置上，具体地说，吸引到作为发光部204内的空间中难于失透部分的温度最低的空间，就是说，吸引到电极的根元部分周围的玻璃部分中，能够降低碱金属粘附在发光部204的内面中温度最高部分上的几率，能够降低该部分中的失透速度。

此外，虽然被吸引到电极的根元部分周围的玻璃部分中的碱金属与位于那里的石英玻璃发生轻微的化学反应而存在引起失透的可能性，由于该部分温度低即使失透也是轻微的，石英玻璃不至于变形和破损，此外，该失透部分是电极的根元部分周围的玻璃部分，不降低光通量。

再有，在上述第3至第5实施方式中，就在发光部204与密封部205的边界部分仅仅缠绕1圈导电部件207、208的情况进行了说明，即使缠绕2圈以上，也能够得到与上述相同的效果。

此外，作为导电部件207、208的材料，就使用铁、铬及铝的合金的情况进行了说明，除此之外，即使是钨和钼等耐热性特别高的金属也能够得到与上述同样的效果。

进而，作为导电部件207、208，就使用线径0.2mm～0.5mm的导电部件进行了说明，除此之外，也可以使用不同的线径，此外，关于形状，例如即使是板状也能够得到与上述同样的效果。

此外，作为一般的使用状态，设定为在透光性容器206的长度方向的轴与竖直方向大致垂直的状态进行点亮，就将导电部件207、208缠绕在发光部204与密封部205的边界部分上的情况进行了说明，只要透光性容器206的长度方向的轴对竖直方向是45度以上的范围内，通过在发光部204与密封部205的边界部分上缠绕导电部件207、208，能够得到与上述相同的结果。当然，不一定必须在发光部204与密封部205的边界部分上缠绕导电部件207、208，根据点亮方向和温度环境，也可以将导电部件207、208适当配置在希望将碱金属吸引到的位置上。

此外，将额定功率220W的高压汞灯202、253表示为一个例子，本发明也能够应用于额定功率150W的高压汞灯和额定功率超过220W的250W的高压汞灯中。特别是，即使在额定功率150W左右的低功率型的高压汞灯中，例如将本发明应用于10000小时左右的长寿命的高压汞灯中，也是极其有效的。

<变形例>

再有，当然本发明的技术范围，不是仅限于上述实施方式，例如，也能够进而考虑下述的变形例。

(1)关于第1～第3实施方式中的电场施加工序

施加电压的方法不限定于上述各实施方式。只要是在发光部内部与发光部外部中产生电位差的方法，不管什么单元都可。

例如，在第1实施方式中，不是在密封部上缠绕导电部件，即使在水平配置的高压汞灯2的发光部4的下方，配置板状或者棒状的导电部件，在该导电部件上施加比电极电位更低的电压，也能够实施。

此外，施加的电场的强度，在发光部加热到600℃～1100℃的状态下，只要至少是10kV/m，就能够充分降低放电空间内及发光部的石英玻璃内的杂质。虽然该电场强度越强越能够促进杂质的去除，大到超过去除杂质所需要的强度也没有意义，另一方面，由于电源装置大型化需要增加成本，以500kV/m左右为上限即可。

(2)关于第1～第3实施方式中的电场施加工序的时期等

如上所述，在电场施加工序中，在点亮灯加热发光部4的情况下，该电场施加工序最好在灯的点亮实验(初期点亮)时进行。点亮实验工序是灯出厂前所必须的工序，通过在这时一并进行电场施加工序，能够减少工序时间。

在用加热器等加热单元一边进行加热一边执行电场施加工序的情况下，最好在上述初期点亮前执行。这是由于如果先执行初期点亮时，将通过放电空间内的杂质，产生黑化、失透的缘故。

此外，最少需要施加5分钟的电场，理想的是施加2小时以上。电场施加时间的上限没有特别的规定，由于在能够抑制黑化和失透所需要的限度内实施电场施加工序即可，上限的时间，具体地由施加电场的强度和加热温度等，从与制造成本的平衡考虑自行决定。

但是，不一定必须在电场施加工序中先行初期点亮。实际上，在认为因杂质而一度黑化的灯中，执行电场施加工序时，Na被除去。然后，灯点亮数小时到数十小时时，黑化消失。

此外，加热位置只要至少是发光部即可，其加热温度也如上所述，最好是为了离化放电空间内的大部分杂质所必须的温度(600℃)以上的温度，此外，在发光部4的材料是石英玻璃的情况下，为了避免再结晶化，其上限为1100℃。

(3)在上述各实施方式中，就双端型的高压汞灯的制造方法进行了说明，单端型的高压汞灯也可以，不仅限于高压汞灯，例如氙灯和卤素灯等，凡是具有密封部在点亮时内部压增高的高压放电灯，一般都能够应用本发明的制造方法。

即，本发明的制造方法能够应用于有可能通过在发光部内混入氢和碱金属(钾、锂、钠)等杂质产生的黑化、失透的所有的放电灯中。

特别是，在200W以上的高输出高压放电灯，和电极以钨为主成分、使用的碱金属的含量超过12ppm的电极的高压放电灯中，由于迄今显著地产生发光部的失透和黑化，在这样的高压放电灯中应用本发明，得到的效果极大。

(4)除在图5中说明过的3板式液晶投影仪以外，本发明的高压放电灯，一般能够应用于单板式液晶投影仪和使用了DLP投影仪等，凡是投影型的图像显示装置中。

按照本发明的高压放电灯的制造方法，能够降低放电空间内及构成发光部的玻璃中的氢及碱金属等杂质，作为即使是高输出，也能够抑制黑化、失透的长寿命的高压放电灯的制造方法，是很适合的。

Claims (31)

1.一种高压放电灯的制造方法，该高压放电灯配备了具有发光部的玻璃制的透光性容器，该发光部在内部配设一对电极而且分别封入有发光物质和卤素，其特征在于，包括：

灯形成工序，在用于形成上述透光性容器的玻璃灯泡内配置一对电极，而且封入上述发光物质和卤素并进行气密密封，形成高压放电灯；以及

电场施加工序，至少使上述发光部维持在规定以上的温度，同时对上述发光部施加电场。

2.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

通过在上述透光性容器的外部设置导电部件并对该导电部件和上述一对电极施加不同电位的电压来执行上述电场施加工序。

3.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

通过使上述透光性容器的至少发光部介于分别施加了不同电位的电压的上述第1和第2导电部件之间来执行上述电场施加工序。

4.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在上述电场施加工序中，通过对上述一对电极供给电力使高压放电灯点亮，从而加热上述至少发光部，使其保持在上述规定以上的温度。

5.如权利要求2所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

上述透光性容器包括上述发光部和在其两端部形成的密封部，并且上述一对电极配置成相互大致对置，

在上述电场施加工序中，上述导电部件配置成接近或者接触上述发光部与上述密封部的边界部。

6.如权利要求5所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

上述电场施加工序在上述透光性容器的长度方向的轴配置成与竖直方向大致垂直的状态下进行。

7.如权利要求5所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在上述电场施加工序中，在上述导电部件上，其电位比施加在上述电极上的电压低50V以上。

8.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在上述电场施加工序中，施加电场的时间至少为5分钟以上。

9.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在上述电场施加工序中，在上述至少发光部上施加的电场的电场强度是10kV/m以上。

10.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

上述玻璃灯泡由石英玻璃构成，在上述电场施加工序中，上述规定以上的温度是600℃以上1100℃以下的温度。

11.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在上述电场施加工序中，上述导电部件不接近或者不接触上述发光部的外面中位于上方的部分。

12.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在上述灯形成工序中，上述电极具有一部分位于上述密封部内的电极棒，以含有碱金属的玻璃筒介于上述电极棒中位于上述密封部内的部分与形成上述密封部的玻璃部件之间的状态，进行密封。

13.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

上述一对电极以钨为主成分，碱金属的含量超过12ppm。

14.如权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

上述卤素以卤化汞的形态封入。

15.一种高压放电灯，其特征在于：

使用权利要求1至14中任何一项所述的高压放电灯的制造方法制造。

16.一种灯组件，其特征在于：

在凹面反射镜内，权利要求15所述的高压放电灯安装成使得上述一对电极间的中心与上述反射镜的焦点位置大致一致。

17.一种图像显示装置，其特征在于，配备：

权利要求16所述的灯组件；

用于使组装进上述灯组件中的高压放电灯点亮的点亮装置；

将从上述灯组件照射的光会聚的会聚单元；

使用通过上述会聚单元会聚后的光从而形成图像的图像形成单元；以及

将通过上述图像形成单元形成的图像投射到被投射面上的投射单元。

18.一种高压放电灯，其配备了玻璃制的透光性容器，该透光性容器具有在内部配置一对电极而且封入了发光金属的发光部、以及在该发光部的两端部形成的密封部，其特征在于：

设置吸引单元，通过至少对上述发光部施加电场，从而在点亮中将存在于上述发光部内的空间中的杂质吸引到上述发光部的内面中温度最高部分以外的部分。

19.如权利要求18所述的高压放电灯，其特征在于：

在上述透光性容器的长度方向的轴成为与竖直方向大致垂直的状态下点亮的情况中，上述发光部的内面中温度最高的部分是上述发光部的内面中位于最上方的部分。

20.如权利要求18所述的高压放电灯，其特征在于：

通过上述吸引单元，存在于上述发光部内的空间中的杂质在点亮中被吸引到上述发光部的内面中温度最低的部分。

21.如权利要求20所述的高压放电灯，其特征在于：

在上述透光性容器的长度方向的轴成为与竖直方向大致垂直的状态下点亮的情况中，上述发光部的内面中温度最低的部分是上述一对电极的根元部分。

22.如权利要求18所述的高压放电灯，其特征在于：

上述吸引单元是下述这样的导电部件：接近或者接触配置在上述发光部与上述密封部的边界部附近，而且点亮中，施加相对于上述电极为负的电位。

23.如权利要求18所述的高压放电灯，其特征在于：

上述杂质除汞、卤素物质及稀有气体外，主要是碱金属。

24.如权利要求18所述的高压放电灯，其特征在于：

上述透光性容器由石英玻璃构成，并且上述电极具有一部分位于上述密封部内的电极棒，含有碱金属的玻璃部件介于上述电极棒中位于上述密封部内的部分与形成上述密封部的石英玻璃部件之间。

25.如权利要求18所述的高压放电灯，其特征在于：

上述电极以钨为主成分，碱金属的含量超过12ppm。

26.如权利要求18所述的高压放电灯，其特征在于：

额定功率是200W以上。

27.一种高压放电灯，其配备了玻璃制的透光性容器，该透光性容器具有在内部配置一对电极而且封入了发光金属的发光部、以及在该发光部的两端部形成的密封部，其特征在于：

在上述发光部与上述密封部的边界部附近，接近或者接触地配设在点亮中施加比在上述电极上施加的电压低的负电位电压的导电部件。

28.一种光源装置，包括高压放电灯和点亮高压放电灯的点亮装置，其特征在于：

上述高压放电灯具有：在内部配置一对电极而且封入有发光金属的发光部、以及在该发光部的两端部形成的密封部，并且导电部件接近或者接触地配置在上述发光部与上述密封部的边界部附近，

上述点亮装置配备：对上述高压放电灯的一对电极供给电力的镇流器单元；以及在上述导电部件上施加比在上述一对电极上施加的电压低电位的电压的电压施加单元。

29.如权利要求28所述的光源装置，其特征在于：

上述电压施加单元在上述导电部件上施加比在上述一对电极上施加的电压低50V以上的电压。

30.一种灯组件，其特征在于：

在凹面反射镜内，安装权利要求18至27所述的高压放电灯，使得上述一对电极间的中心与上述反射镜的焦点位置大致一致。

31.一种图像显示装置，其特征在于，配备：

权利要求30所述的灯组件；

将从上述灯组件照射的光会聚的会聚单元；

使用通过上述会聚单元会聚后的光从而形成图像的图像形成单元；以及

将通过上述图像形成单元形成的图像投射到被投射部件上的投射单元。

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