JP2000223023A - 高圧放電ランプおよびそのランプの製造方法ならびにそのランプを用いたランプ器具，照明装置，投光装置，画像投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ランプ寿命に応じた要求性能および信頼性を簡
単な構成で確保し、寿命中の破裂などを未然に防止す
る。 【解決手段】少なくとも水銀を封入したバルブ１２と；
このバルブ１２内に電極間距離が５（ｍｍ）以下で対向
配置した一対の電極１３，１４と；を具備し、管壁負荷
［ランプ電力（Ｗ）／バルブ内表面積（ｃｍ² ）］をＲ
Ｗ、ランプ寿命をＴ（時間）、封入水銀量をＭ（ｍｇ／
ｃｃ）とするとき、次の（１）式を満足させることを特
徴とする。 【数１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも水銀を
封入してなる高圧放電ランプならびにランプ器具，照明
装置，投光装置，画像投影装置およびそのランプの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、投光照明装置および画像表示装置
などが広く普及しており、その光源としては、高圧放電
ランプが多く採用されている。また、この高圧放電ラン
プの中にあっても、特に点光源に近く、かつ配光制御が
容易なショートアーク型の高圧放電ランプ、例えば、キ
セノンランプ，メタルハライドランプなどは、最近普及
の目覚しい液晶プロジェクター用の光源として、多用さ
れつつある。

【０００３】また、液晶プロジェクターの小型化，省電
力化に対する要求が高く、これに搭載される高圧放電ラ
ンプも、より一層の小型化，高輝度化，点光源化したも
のが必要となってきている。特に、ランプ内に水銀を封
入する高圧水銀ランプあるいはメタルハライドランプ
は、これを実現する手段として、水銀封入量を増加して
点灯時の内部圧力を高める方法が採用されている。

【０００４】さらに、ランプ交換頻度の低減、すなわち
長寿命化の要求も高くなってきており、これを実現する
ためには、ランプ寿命を支配する要因である照度低下と
共に、ランプ破裂が挙げられ、これに対する信頼性の向
上が大きな課題として残されている。

【０００５】特に、ランプ破裂については、ＰＬ（製造
物責任）事故へ発展する可能性があることから、当該ラ
ンプ製造メーカーとしては早急に発生を防止する必要が
ある。寿命中のランプ破裂の主原因としては、ランプを
構成している材料である石英ガラスの経時的な機械的強
度の低下に原因があることは明白であり、その要因とし
ては幾つかが挙げられ、例えば寿命中の石英ガラスの失
透（透明性を失うこと）による機械的強度の低下を抑制
するため、特開昭５０−１２８８１号公報においては、
石英ガラス容器の内面に酸化チタンなどの保護被膜を設
けた発明が開示されている。

【０００６】また、特公平４−３４２５８号公報におい
ては、ランプから放射される２００（ｎｍ）以下の有害
紫外線防止用に、石英ガラス内に混入させる酸化チタン
の偏在が石英ガラス強度の低下を招くため、これを防止
するため、石英ガラスの内表面層の所定範囲に酸化チタ
ンを分散させる手段が開示されている。

【０００７】さらに、特開平４−３２１５２号公報に
は、強制冷却手段を設け発光管を所定の温度となるよう
に冷却する発明が開示されており、特に発光部の温度に
よって、ランプの初期特性あるいは寿命特性が影響を受
けることが開示されている。

【０００８】ところで、バルブに石英ガラスを使用した
管球は、水銀ランプ，メタルハライドランプ，ハロゲン
ランプなどが古くから製品化され、広く普及している。
例えば、水銀ランプおよびメタルハライドランプでは、
円筒状の石英チューブ内に、一方に外部リード線、他方
に電極と一体となった内部リード線を溶接などの手段に
より電気的に接合した厚さ２０〜３０μｍ程度のモリブ
デン（Ｍｏ）などの高融点金属箔を配置し、特開昭６１
−１０４４５７号公報に開示されているように、酸水素
バーナーなどの外部加熱手段により、上記石英チューブ
を加熱溶融した後、金属箔と略垂直方向に配置した一対
の押圧金型（以下、ピンチャーと称す）により圧潰封止
することで、バルブ内は気密に保持される。

【０００９】また、上記ピンチャー面は、リード線の寸
法，形状，長さなどに基づいて圧潰面の形状も異なった
ものが使用されるが、圧潰時のクラック，機密漏れなど
を防止するため、実開昭６１−４８５５９号公報に開示
されているように、金属箔と内部リード線との接合部
上、あるいは当該技術では一般的なリード線上に沿った
両面対称な外方への逃げ部が設けられている。

【００１０】これを達成する手段としては、圧潰封止面
に対応した平坦部および凹凸部を設けた一対のピンチャ
ーを対向配置し、石英ガラスを溶融後に圧潰すること
で、目的とした面形状を得ることができるようにしてい
る。

【００１１】一方、上述したように近年液晶プロジェク
ターなどの光源としては、メタルハライドランプなどの
ショートアーク型の高圧放電ランプが広く普及してきて
いる。これらは、従来の一般照明用の高圧放電ランプに
対して、より高精度の配光制御が必要であり、このため
電極間距離（アーク長）が、１／１０〜１／３０程度と
非常に短く、さらに両電極先端部の中心軸同士およびバ
ルブ中心軸と電極中心軸との間のズレも小さくする必要
がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た高圧放電ランプのようにランプ破裂を含む寿命信頼性
を決定する要因は、単独で存在するものではなく、いく
つかの複合的あるいは相互作用的に影響を与え、しかも
要求される信頼性は、使用されるランプ寿命の長さによ
っても異なってくる。

【００１３】一方、上述した従来の製造方法において
は、ショートアークランプにおける要求寸法精度を得る
ことが困難であった。すなわち、図１０（Ａ），（Ｂ）
に示す従来例に基づいて課題を説明すると、バルブの封
止管部内に外部リード線１および内部リード線２を溶接
した金属箔３を配置し、外方から図示しないバーナーな
どの加熱手段により加熱溶融した後、対向配置した図示
しないピンチャーにより圧潰封止する。このピンチャー
による圧潰封止時において、リード線１，２上に沿った
両面対称な外方への逃げ部４が設けられている。

【００１４】この際、金属箔３は封止部の中心軸上に移
動し、気密封着されるように移動する。また、外部リー
ド線１および内部リード線２も同時に封止部の中心軸上
に移動しようとするが、金属箔３の移動により阻害さ
れ、特に金属箔３との溶接点近傍に中心軸上からのズレ
を生じ、結果として内部リード線２が中心軸に対して、
θ°分の曲がりを生ずる。

【００１５】このため、陽極５の先端部は、本来の目標
位置である中心軸上に配置されなくなるので、アークを
発生したときにバルブ内面との間の距離が短くなって、
バルブが損傷したり失透したりすることがある。また、
このような高圧放電ランプをリフレクタに収容したラン
プ器具では、口金の中心軸上に陽極５が配置されないた
め、リフレクタとの光軸に一致しなくなり、不良品にな
るという課題がある。さらに、陽極５と陰極との電極間
距離も変化するため、電気特性にばらつきが生じるとい
う課題がある。

【００１６】したがって、従来の製造方法によって製造
された高圧放電ランプでは、所定の配光制御が困難とな
り、プロジェクターなどの投光照明装置および画像投影
照明用光源としての機能を満足することができないとい
う課題がある。

【００１７】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、ランプ寿命に応じた要求性能および信頼性を簡
単な構成で確保し、寿命中の破裂などを防止することが
できる高圧放電ランプを提供することを目的とする。

【００１８】また、本発明の他の目的とするところは、
高圧放電ランプを搭載した際に、ΡＬ事故を防止し、し
かも消耗部品の一つであるランプ交換頻度を少なくする
ことの可能なランプ器具，照明装置，投光装置，画像投
影装置を提供することにある。

【００１９】さらに、本発明の別の目的とするところ
は、簡単な構成で、電極軸の曲がりを抑制した高圧放電
ランプの製造方法を提供することにある。

【００２０】

【課題を達成するための手段】請求項１記載の高圧放電
ランプは、少なくとも水銀を封入したバルブと；このバ
ルブ内に電極間距離が５（ｍｍ）以下で対向配置した一
対の電極と；を具備し、管壁負荷［ランプ電力（Ｗ）／
バルブ内表面積（ｃｍ² ）］をＲＷ、ランプ寿命をＴ
（時間）、封入水銀量をＭ（ｍｇ／ｃｃ）とするとき、
次の（１）式を満足させることを特徴とする。

【００２１】

【数２】 請求項１記載の高圧放電ランプによれば、封入水銀量
Ｍ，管壁負荷ＲＷ，ランプの点灯時間Ｔを上記の（１）
式のように規定することにより、簡単な構成で破裂の発
生を防止することができ、初期から寿命末期までに亘り
良好な特性が得られる高圧放電ランプを提供することが
できる。

【００２２】請求項２記載の高圧放電ランプの製造方法
は、石英ガラス製のバルブの一端の封止部に、一方に外
部リード線、他方に内部リード線を固着した金属箔を配
置する工程と；封止部を加熱手段にて加熱溶融する加熱
溶融工程と；金属箔面と対峙する方向に配置した押圧手
段にて封止部を圧潰封止する圧潰封止工程と；を具備
し、各押圧手段に、金属箔と内部リード線との固着部に
対応する範囲にそれぞれガラスの逃げ溝を形成し、内部
リード線を中心とするとき、内部リード線と金属箔との
固着部側の逃げ溝の深さｄ１は、反固着部側の逃げ溝の
深さｄ２に対してｄ１＞ｄ２の関係に設定して封止部を
圧潰封止することを特徴とする。

【００２３】請求項２記載の高圧放電ランプの製造方法
によれば、各押圧手段に、金属箔と内部リード線との固
着部に対応する範囲にそれぞれガラスの逃げ溝を形成
し、内部リード線を中心とするとき、内部リード線と金
属箔との固着部側の逃げ溝の深さｄ１は、反固着部側の
逃げ溝の深さｄ２に対してｄ１＞ｄ２の関係に設定して
封止部を圧潰封止することにより、圧潰封止時の電極曲
がりを抑制し、配光特性が良好な高圧放電ランプを容易
に製造することができる。その結果、所定の配光，照度
などのランプ特性を得られると共に、製品としての歩留
まりを向上させることができる。

【００２４】なお、逃げ溝寸法は、少なくとも金属箔と
内部リード線との接合箇所上を含む領域を含むものと
し、形状については、外方に石英ガラスが流動するもの
であればよく、例えば楕円，半球，長方形，正方形など
の形状であればよい。

【００２５】請求項３記載の高圧放電ランプの製造方法
は、各押圧手段の逃げ溝は、少なくとも内部リード線と
金属箔の合せ代の範囲を覆う長さを有し、かつ内部リー
ド線の圧潰封止部内へのくわえ込み長さが３〜８（ｍ
ｍ）の範囲で、内部リード線の最大径が０．５ｍｍ以上
であることを特徴とする。

【００２６】請求項３記載の高圧放電ランプの製造方法
によれば、逃げ溝は、少なくとも内部リード線と金属箔
の合せ代の範囲を覆う長さを有し、かつ内部リード線の
圧潰封止部内へのくわえ込み長さが３〜８（ｍｍ）の範
囲で、内部リード線の最大径が０．５ｍｍ以上であるの
で、圧潰封止時の電極曲がりを一段と抑制することがで
きる。

【００２７】請求項４記載のランプ器具は、請求項１記
載の高圧放電ランプと；このランプを、そのランプ軸が
光軸と一致した状態で収容して保持し、このランプから
放射される光を反射して前面開口部から投光するリフレ
クタと；を具備したことを特徴とする。

【００２８】請求項５記載の点灯装置は、請求項１記載
の高圧放電ランプと；このランプの一対の電極にランプ
電力を供給して安定的に点灯させる点灯回路と；を具備
したことを特徴とする。

【００２９】請求項４記載のランプ器具、請求項５記載
の点灯装置によれば、請求項１記載の高圧放電ランプを
用いたことにより、配光制御された光を所定の被照射箇
所へ投射すると共に、ランプ交換の頻度を少なくするこ
とができる。

【００３０】請求項６記載の投光装置は、請求項５記載
の点灯装置と；この点灯装置のランプからの光を集光し
て被投光体に投光する光学系と；を具備したことを特徴
とする。

【００３１】請求項６記載の投光装置によれば、請求項
５記載の点灯装置を用いたことにより、長期間に亘り破
裂などの発生のない投光が容易となり、また破裂による
ΡＬ事故の発生を未然に防止することができ、ランプ交
換の頻度を少なくすることができる。

【００３２】請求項７記載の画像投影装置は、請求項５
記載の点灯装置と；駆動装置により駆動される画像表示
手段と；点灯装置の高圧放電ランプからの光を配向制御
する第１の光学系と；画像表示手段を透過した光を配光
制御してスクリーンに投射する第２の光学系と；点灯装
置，駆動装置，画像表示手段および第１，第２の光学系
を収納する本体ケースと；を具備したことを特徴とす
る。

【００３３】請求項７記載の画像投影装置によれば、請
求項５記載の点灯装置を用いたことにより、長期間に亘
り破裂などが発生せず、破裂によるΡＬ事故の発生を未
然に防止することができると共に、ランプ交換の頻度を
少なくすることができ、高品位な投影画像を提供するこ
とができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図９に基づいて説明する。なお、図１〜図９中、互いに
同一または対応する部分には同一の符号を用いて説明す
る。

【００３５】図１は本発明に係る高圧放電ランプである
メタルハライドランプの第１実施形態の要部を縦断面で
示す正面図、図２は本発明の第１実施形態のサンプル寿
命評価結果（封入水銀量と破裂発生時間との関係）を示
すグラフである。

【００３６】図１に示すように、直流点灯のショートア
ーク型のメタルハライドランプ１１は、石英ガラス製の
気密容器であって、外径Ｄｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、内表
面積Ｓ（ｃｍ² ）、内容積Ｖ（ｃｃ）のバルブ１２の中
空楕円球状の放電空間部１２ａと、その長手方向両端部
を径方向から気密にピンチしてなる一対の封止部１２
ｂ，１２ｃとが一体に形成されている。

【００３７】放電空間部１２ａの内部には、左右一対の
陽極１３と陰極１４とが約３ｍｍの電極間距離をおいて
対向配置されるとともに、水銀と、アルゴンなどの希ガ
スおよびハロゲン化金属が２（ｍｇ／ｃｃ）封入されて
いる。

【００３８】陽極１３と陰極１４は、その内部リード線
１３ａ，１４ａの各外端部を、一対の封止部１２ｂ，１
２ｃ内に気密に埋設され、幅３ｍｍ，最大厚さ２５μｍ
の両側面をナイフエッジ状に形成された金属箔である一
対のモリブデン箔１５ａ，１５ｂの内端部に溶接などに
より固着されている。

【００３９】各モリブデン箔１５ａ，１５ｂの外端部側
は、一対の外部リード線１６ａ，１６ｂにそれぞれ電気
的に接続されている。一方の封止部２ｂの外周には口金
１７が密に外嵌され、セラミックス接着剤により固着さ
れている。この口金１７の導電性のねじ棒１７ａと他方
の外部リード線１６ｂには、一対のリード線１８，１８
を介して所定のランプ電圧が陽極１３と陰極１４との間
に印加される。

【００４０】次に、以上のように構成された本実施形態
のメタルハライドランプ１１において、希ガスとしてア
ルゴンガス圧力を０．０７（ＭＰａ）として、封入水銀
量Ｍ（ｍｇ／ｃｃ）およびバルブ外径Ｄｍｍを変化さ
せ、内表面積Ｓ（ｃｍ² ）を種々変化させた複数のラン
プを試作し、点灯寿命評価を実施し破裂の発生時間をプ
ロットしたところ、図２に示す結果が得られた。

【００４１】この結果からも明らかな通り、ランプの管
壁負荷（ランプ電力（Ｗ）／バルブ内表面積（ｃ
ｍ² ））ＲＷを同一とした場合、封入水銀量Ｍ（ｍｇ／
ｃｃ）により、破裂の発生時間が変化することが確認さ
れた。

【００４２】また、封入水銀量Ｍを一定とした場合、管
壁負荷ＲＷにより同様に破裂の発生時間が変化すること
が明らかとなった。

【００４３】すなわち、寿命中の破裂は、バルブ１２の
各種要因による機械的強度の低下により、点灯時のラン
プ内圧力を下回った際に発生し、この機械的強度の低下
は、ランプの点灯時間および管壁負荷ＲＷにより決定さ
れ、さらに点灯時のランプ内圧は、大部分が封入水銀量
Ｍに依存している。

【００４４】以上の結果から、封入水銀量Ｍ，管壁負荷
ＲＷ，ランプの点灯時間Ｔのそれぞれのパラメータを抑
えることで、破裂の抑制は可能となる。

【００４５】すなわち、実験結果から、上記パラメータ
の関係式として、次式が導き出せ、ランプの使用時間Ｔ
つまりランプ寿命に応じて管壁負荷ＲＷもしくは封入水
銀量Ｍを規定することにより、破裂の発生を防止するこ
とができる。

【００４６】

【数３】 ここで、Μ：封入水銀量（ｍｇ／ｃｃ）、Ｔ：点灯時間
（＝ランプ寿命）（ｈｒｓ）ＲＷ：管壁負荷（Ｗ／ｃｍ
² ）とする。

【００４７】なお、上記範囲の内、封入水銀量Ｍは少な
すぎるとランプ光束の低下を招くため、好ましくは３０
（ｍｇ／ｃｃ）以上であり、５０（ｍｇ／ｃｃ）以上に
設定することがより好ましい。また、管壁負荷ＲＷは、
低すぎるとハロゲン化金属および水銀の蒸発が低下し、
発光特性が悪化するため、好ましくは３０（Ｗ／ｃ
ｍ ² ）以上であり、５０（Ｗ／ｃｍ² ）以上がより好ま
しい値である。

【００４８】また、水銀のみを封入した２５０Ｗクラス
の高圧水銀ランプにおいても上記と同様に試験を実施し
たところ、上記と同様の結果が得られた。

【００４９】このように本実施形態によれば、封入水銀
量Ｍ，管壁負荷ＲＷ，ランプの点灯時間Ｔを上記の式の
ように規定することにより、簡単な構成で破裂の発生を
防止することができ、初期から寿命末期までに亘り良好
な特性が得られる高圧放電ランプを提供することができ
る。

【００５０】次に、上記のように構成された高圧放電ラ
ンプであるメタルハライドランプの製造方法の一実施形
態を説明する。

【００５１】図３は本発明に係る高圧放電ランプの製造
方法の一実施形態を示す工程図、図４は図３の製造方法
により製造される高圧放電ランプの一例である直流放電
ランプを示す正面図、図５は図３の製造方法により圧潰
封止された直流放電ランプの陽極側封止部を示す断面図
である。なお、本実施形態では、バルブ１２にチップレ
スタイプのものが適用される。

【００５２】図３および図４に示すように、まず、ステ
ップＳ１でバルブ１２の封止部１２ｂ内に、内部リード
線１３ａおよび外部リード線１６ａをそれぞれ両端に接
合したモリブデン箔１５ａを配置する。次いで、ステッ
プＳ２，Ｓ３で反対側の封止部１２ｃからバルブ１内部
に置換用不活性ガスを充填しながら、図示しない酸水素
バーナーなどの加熱手段により封止部１２ｂを加熱溶融
する。さらに、ステップＳ４でモリブデン箔１５ａ面と
対峙する方向に配置した押圧手段としてのピンチャー２
０ａ，２０ｂにより封止部１２ｂを圧潰することで、気
密封止する。

【００５３】そして、ステップＳ５で反対側の封止部１
２ｃから所定量の水銀，アルゴンなどの希ガスと共にハ
ロゲン化金属を放電空間部１２ａに封入する。次いで、
バルブ１２を反転させて陰極側も封止部１２ｂと同様
に、ステップＳ６で封止部１２ｃ内に、内部リード線１
４ａおよび外部リード線１６ｂをそれぞれ両端に接合し
たモリブデン箔１５ｂを配置する。

【００５４】さらに、ステップＳ７で図示しない酸水素
バーナーなどの加熱手段により封止部１２ｃを加熱溶融
する。さらに、ステップＳ８でモリブデン箔１５ｂ面と
対峙する方向に配置した押圧手段としてのピンチャー２
０ａ，２０ｂにより封止部１２ｃを圧潰することで、気
密封止する。

【００５５】ここで、ピンチャ−２０ａ，２０ｂには、
図４に示すようにそれぞれ押圧側に平坦面２１ａ，２１
ｂと、少なくともモリブデン箔１５ａと内部リード線１
３ａとの溶接部（固着部）に対応する範囲に溶融した石
英ガラスの逃げ溝２２ａ，２２ｂが形成されており、内
部リード線１３ａを中心とするとき、内部リード線１３
ａとモリブデン箔１５ａとの溶接部側の逃げ溝２２ａの
深さｄ１は、反溶接部側の逃げ溝２２ｂの深さｄ２に対
してｄ１＞ｄ２の関係に設定されている。

【００５６】すなわち、図５に示すようにモリブデン箔
１５ａと平行な封止部１２ｂ面において、内部リード線
１３ａと略平行方向で、かつ上部外側に逃げ部２３ａ，
２３ｂを形成し、内部リード線１３ａを中心とすると
き、内部リード線１３ａとモリブデン箔１５ａとの溶接
部側の逃げ部２３ａの高さｈ１は、反溶接部側の逃げ部
２３ｂの高さｈ２に対してｈ１＞ｈ２の関係に設定され
ている。

【００５７】このような条件下で封止を実施すると、図
５に示すように圧潰封止時にモリブデン箔１５ａおよび
内部リード線１３ａの双方の両側面にピンチャー２０
ａ，２０ｂにより均等圧力が加圧された場合、逃げ溝２
２ａの側への石英ガラスの流れ込み量が多くなり、その
結果、特に内部リード線１３ａのピンチャー側側面での
加圧力は、逃げ溝２２ａ＜平坦面２１ａとなり、モリブ
デン箔１５ａ側へ押される。そのため、封止部中心軸
（Χ−Ｘ′）上に陽極１３の先端部が配置されることと
なり、封止部中心軸に対する陽極１３のズレが防止され
る。

【００５８】そして、上記のようにバルブ１２の反転
後、図示しないが陰極側も同様に圧潰封止され、同様に
ズレのない電極位置を確保することができる。

【００５９】なお、ピンチャー２０ａ，２０ｂ上の逃げ
溝２２ａ，２２ｂは、必ずしも内部リード線１３ａ全体
に亘って設ける必要はなく、少なくともモリブデン箔１
５ａと内部リード線１３ａとの溶接部を含む範囲であれ
ば、本実施形態の効果を得ることができる。

【００６０】すなわち、逃げ溝２２ａ，２２ｂは、少な
くとも内部リード線１３ａとモリブデン箔１５ａの合せ
代の範囲を覆う長さを有し、かつ内部リード線１３ａの
圧潰封止部内へのくわえ込み長が、３〜８（ｍｍ）の範
囲で、内部リード線１３ａの最大径が０．５ｍｍ以上に
設定されている。これにより、圧潰封止時の電極曲がり
を一段と抑制することができる。

【００６１】また、逃げ溝２２ａ，２２ｂの形状は、例
えば図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように円形、長方形など
またはその組み合わせでもよく、少なくとも平坦面２１
ａを基準面とする逃げ溝２２ａの容積Ｖ２が、反対側の
逃げ溝２２ｂの容積Ｖ１とするとき、Ｖ１＜Ｖ２を満足
するようにしても本実施形態の効果を得ることができ
る。

【００６２】このように本実施形態によれば、内部リー
ド線１３ａを中心とするとき、内部リード線１３ａとモ
リブデン箔１５ａとの溶接部側の逃げ溝２２ａの深さｄ
１は、反溶接部側の逃げ溝２２ｂの深さｄ２に対してｄ
１＞ｄ２の関係に設定して封止部１２ｂを圧潰封止する
ことにより、圧潰封止時の電極曲がりを抑制し、配光特
性が良好な高圧放電ランプを容易に製造することができ
る。その結果、所定の配光，照度などのランプ特性を得
られると共に、製品としての歩留まりを向上させること
ができる。

【００６３】図７は本発明の第２実施形態に係るランプ
器具３１およびその点灯装置３２の構成を示す縦断面図
である。

【００６４】図７において、ランプ器具１１は図１に示
すメタルハライドランプ１１を椀状に形成された反射体
であるリフレクタ３３内に収容し、縮径内底部にリフレ
クタ３３と同心状に取り付けられている。リフレクタ３
３は、ガラスまたは金属により一体に形成され、その焦
点位置Ｆを有する回転曲面内が、反射特性に優れたＴｉ
Ｏ₂ −ＳｉＯ₂ などの蒸着膜からなる反射面３４として
形成されている。

【００６５】また、リフレクタ３３は、前面投光開口部
の開口径が例えば９０〜１３０ｍｍ程度に形成されてお
り、椀状外底部には支持筒部３５が背面外方へ同心状に
突出するように形成されている。この支持筒部３５内に
はランプ１の口金１７が絶縁セメントなどの接着剤３６
により固着されている。これにより、ランプ１１は、ラ
ンプ軸がリフレクタ３３の中心軸、つまり光軸とほぼ一
致するようにリフレクタ３３に取り付けられる。また、
ランプ１１は、陽極１３と陰極１４との間の中間点がリ
フレクタ３３の焦点位置Ｆとほぼ一致するように配置さ
れている。

【００６６】リフレクタ３３には導入孔３７が形成さ
れ、この導入孔３７にはランプ１１の一方のリード線１
８が貫通して背面側に導かれている。このリード線１８
の先端は点灯回路３８の一端に接続され、この点灯回路
３８の他端には他のリード線１８と図示しないコネクタ
を介して口金１７の導電性のねじ棒１７ａと電気的に接
続されている。したがって、点灯回路３８から所要の電
力が一対のリード線１８，１８、外部リード線１６ａ，
１６ｂ、モリブデン箔１５ａ，１５ｂを介して陽極１３
と陰極１４に安定的に供給されてランプ１１を点灯させ
ることで、点灯装置３２が構成される。そして、この点
灯装置３２は、定格電力２５０Ｗにて直流点灯できるよ
うに構成され、点灯時のランプ電圧が６５（Ｖ）、ラン
プ電流が３．８（Ａ）で点灯する。

【００６７】また、この点灯装置３２と、この点灯装置
３２を収容する図示しない器具本体とから照明器具を構
成することができる。

【００６８】このようにして構成されたランプ器具３
１、点灯装置３２、照明器具は、配光制御された光を所
定の被照射箇所へ投射すると共に、ランプ交換の頻度を
少なくすることができる。

【００６９】図８は本発明の第３実施形態に係る投光装
置４１を示す構成図である。

【００７０】図８において、投光装置４１はメタルハラ
イドランプ１１を有し、このランプ１１の陽極１３と陰
極１４に、一対のリード線１８，１８を介して所定のラ
ンプ電圧を印加して安定的に点灯させる点灯装置３２
と、メタルハライドランプ１１の光とリフレクタ３３で
反射した反射光を集光して図示しない被投光体に投光す
る光学系としてのレンズ４２および集光レンズ４３と、
これらランプ１１、リフレクタ３３、点灯装置３２、レ
ンズ４２および集光レンズ４３を収納する本体ケース４
４とを具備している。この本体ケース４４には、集光レ
ンズ４３を保持すると共に、この集光レンズ４３を経て
集光した光を被投光体に投光するための開口部４５が形
成されている。

【００７１】このように本実施形態の投光装置４１によ
れば、点灯装置３２を用いたことにより、長期間に亘り
破裂などの発生のない投光が容易となり、また破裂によ
るΡＬ事故の発生を未然に防止することができ、ランプ
交換の頻度を少なくすることができる。

【００７２】図９は本発明の第４実施形態に係る画像投
影装置５１を示す構成図である。

【００７３】図９において、画像投影装置５１は、図５
に示すランプ器具３１のリフレクタ３３の投光前方に、
メタルハライドランプ１１の光とリフレクタ３３で反射
した反射光を配光制御する第１の光学系としてのレンズ
５２と、このレンズ５２から投射された光が背方から照
射され、かつ例えばカラー画像などを表示し液晶駆動装
置５３により駆動される画像表示手段としての液晶表示
パネル５４と、この液晶表示パネル５４を透過した光を
配光制御してスクリーン５５に投射する第２の光学系と
しての投射レンズ５６とが順に配置されている。

【００７４】また、点灯回路３８を含む点灯装置３２，
レンズ５２，液晶駆動装置５３，液晶表示パネル５４，
投射レンズ５６は、本体ケース５７に収納されている。
この本体ケース５７には、投射レンズ５６を保持すると
共に、この投射レンズ５６を経た光をスクリーン５５に
投射するための開口部５８が形成されている。

【００７５】このように本実施形態の画像投影装置５１
によれば、点灯装置３２を用いたことにより、長期間に
亘り破裂などが発生せず、破裂によるΡＬ事故の発生を
未然に防止することができると共に、ランプ交換の頻度
を少なくすることができ、高品位な投影画像を提供する
ことができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の高
圧放電ランプによれば、封入水銀量Ｍ，管壁負荷ＲＷ，
ランプの点灯時間Ｔを（１）式のように規定することに
より、簡単な構成で破裂の発生を防止することができ、
初期から寿命末期までに亘り良好な特性が得られる高圧
放電ランプを提供することができる。

【数４】

【００７７】請求項２記載の高圧放電ランプの製造方法
によれば、各押圧手段に、金属箔と内部リード線との固
着部に対応する範囲にそれぞれガラスの逃げ溝を形成
し、内部リード線を中心とするとき、内部リード線と金
属箔との固着部側の逃げ溝の深さｄ１は、反固着部側の
逃げ溝の深さｄ２に対してｄ１＞ｄ２の関係に設定して
封止部を圧潰封止することにより、圧潰封止時の電極曲
がりを抑制し、配光特性が良好な高圧放電ランプを容易
に製造することができる。その結果、所定の配光，照度
などのランプ特性を得られると共に、製品としての歩留
まりを向上させることができる。

【００７８】請求項３記載の高圧放電ランプの製造方法
によれば、逃げ溝は、少なくとも内部リード線と金属箔
の合せ代の範囲を覆う長さを有し、かつ内部リード線の
圧潰封止部内へのくわえ込み長さが３〜８（ｍｍ）の範
囲で、内部リード線の最大径が０．５ｍｍ以上であるの
で、圧潰封止時の電極曲がりを一段と抑制することがで
きる。

【００７９】請求項４記載のランプ器具、請求項５記載
の点灯装置によれば、請求項１記載の高圧放電ランプを
用いたことにより、配光制御された光を所定の被照射箇
所へ投射すると共に、ランプ交換の頻度を少なくするこ
とができる。

【００８０】請求項６記載の投光装置によれば、請求項
５記載の点灯装置を用いたことにより、長期間に亘り破
裂などの発生のない投光が容易となり、また破裂による
ΡＬ事故の発生を未然に防止することができ、ランプ交
換の頻度を少なくすることができる。

【００８１】請求項７記載の画像投影装置によれば、請
求項５記載の点灯装置を用いたことにより、長期間に亘
り破裂などが発生せず、破裂によるΡＬ事故の発生を未
然に防止することができると共に、ランプ交換の頻度を
少なくすることができ、高品位な投影画像を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高圧放電ランプであるメタルハラ
イドランプの第１実施形態の要部を縦断面で示す正面
図。

【図２】本発明の第１実施形態のサンプル寿命評価結果
（封入水銀量と破裂発生時間との関係）を示すグラフ。

【図３】本発明に係る高圧放電ランプの製造方法の一実
施形態を示す工程図。

【図４】図３の製造方法により製造される高圧放電ラン
プの一例である直流放電ランプを示す正面図。

【図５】図３の製造方法により圧潰封止された直流放電
ランプの陽極側封止部を示す断面図。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は図３の製造方法により使用さ
れるピンチャーの各種の逃げ溝を示す拡大図。

【図７】本発明の第２実施形態に係るランプ器具および
その点灯装置の構成を示す縦断面図。

【図８】本発明の第３実施形態に係る投光装置を示す構
成図。

【図９】本発明の第４実施形態に係る画像投影装置を示
す構成図。

【図１０】（Ａ），（Ｂ）は従来の製造方法により圧潰
封止された直流放電ランプの陽極側封止部を示す断面
図。

【符号の説明】

１１ ショートアーク型のメタルハライドランプ １２ バルブ １２ａ 放電空間部 １２ｂ，１２ｃ 封止部 １３ 陽極 １３ａ 内部リード線 １４ 陰極 １４ａ 内部リード線 １５ａ，１５ｂ モリブデン箔（金属箔） １６ａ，１６ｂ 外部リード線 １７ 口金 １８ リード線 ２０ａ，２０ｂ ピンチャー（押圧手段） ２１ａ，２１ｂ 平坦面 ２２ａ，２２ｂ 逃げ溝 ２３ａ，２３ｂ 逃げ部 ３１ ランプ器具 ３２ 点灯装置 ３３ リフレクタ ３４ 反射面 ３５ 支持筒部 ３８ 点灯回路 ４１ 投光装置 ４２ レンズ（光学系） ４３ 集光レンズ（光学系） ５１ 画像投影装置 ５２ レンズ（第１の光学系） ５３ 液晶駆動装置 ５４ 液晶表示パネル（画像表示手段） ５５ スクリーン ５６ 投射レンズ（第２の光学系） ５７ 本体ケース

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも水銀を封入したバルブと；こ
   のバルブ内に電極間距離が５（ｍｍ）以下で対向配置し
   た一対の電極と；を具備し、管壁負荷［ランプ電力
   （Ｗ）／バルブ内表面積（ｃｍ² ）］をＲＷ、ランプ寿
   命をＴ（時間）、封入水銀量をＭ（ｍｇ／ｃｃ）とする
   とき、次の（１）式を満足させることを特徴とする高圧
   放電ランプ。 【数１】
2. 【請求項２】 石英ガラス製のバルブの一端の封止部
   に、一方に外部リード線、他方に内部リード線を固着し
   た金属箔を配置する工程と；封止部を加熱手段にて加熱
   溶融する加熱溶融工程と；金属箔面と対峙する方向に配
   置した押圧手段にて封止部を圧潰封止する圧潰封止工程
   と；を具備し、各押圧手段に、金属箔と内部リード線と
   の固着部に対応する範囲にそれぞれガラスの逃げ溝を形
   成し、内部リード線を中心とするとき、内部リード線と
   金属箔との固着部側の逃げ溝の深さｄ１は、反固着部側
   の逃げ溝の深さｄ２に対してｄ１＞ｄ２の関係に設定し
   て封止部を圧潰封止することを特徴とする高圧放電ラン
   プの製造方法。
3. 【請求項３】 各押圧手段の逃げ溝は、少なくとも内部
   リード線と金属箔の合せ代の範囲を覆う長さを有し、か
   つ内部リード線の圧潰封止部内へのくわえ込み長さが３
   〜８（ｍｍ）の範囲で、内部リード線の最大径が０．５
   ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２記載の高圧放
   電ランプの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の高圧放電ランプと；この
   ランプを、そのランプ軸が光軸と一致した状態で収容し
   て保持し、このランプから放射される光を反射して前面
   開口部から投光するリフレクタと；を具備したことを特
   徴とするランプ器具。
5. 【請求項５】 請求項１記載の高圧放電ランプと；この
   ランプの一対の電極にランプ電力を供給して安定的に点
   灯させる点灯回路と；を具備したことを特徴とする点灯
   装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の点灯装置と；この点灯装
   置のランプからの光を集光して被投光体に投光する光学
   系と；を具備したことを特徴とする投光装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載の点灯装置と；駆動装置に
   より駆動される画像表示手段と；点灯装置の高圧放電ラ
   ンプからの光を配向制御する第１の光学系と；画像表示
   手段を透過した光を配光制御してスクリーンに投射する
   第２の光学系と；点灯装置，駆動装置，画像表示手段お
   よび第１，第２の光学系を収納する本体ケースと；を具
   備したことを特徴とする画像投影装置。