JP2001266797A - 高圧水銀ランプ発光装置、およびその点灯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光出力の立ち上がり時間を短縮し、ランプ始
動時に発生するグロー放電を防止することが可能な高圧
水銀ランプを提供することである。 【解決手段】両端に封止部（４，５）が形成された石英
ガラスよりなる放電容器（２）に一対の電極（６，７）
が対向配置され、０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀を封
入した高圧水銀ランプ（１）の発光装置において、前記
高圧水銀ランプ（１）を点灯始動する前に、前記放電容
器（２）の発光部（３）外表面温度を１００℃以上に加
熱する手段（１１、１２）を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は高圧水銀ランプ、特
に、放電容器内に０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀が封
入され、点灯時の水銀蒸気圧が百数十気圧以上にもなる
高圧水銀ランプであって、液晶プロジェクタや投射型液
晶ディスプレイ装置等のバックライトとして使用される
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】投射型液晶ディスプレイ装置は、矩形状
のスクリーンに対して均一に、しかも十分な輝度、効
率、及び演色性をもって画像を投射させることが要求さ
れる。このため、光源として、水銀や金属ハロゲン化物
を封入させたメタルハライドランプが使われる。そし
て、メタルハライドランプでも、最近ではより一層の小
型化、点光源化が進められ、電極間距離の極めて小さい
ものが実用化されている。

【０００３】このような背景のもと、メタルハライドラ
ンプに代わって、点灯時の水銀蒸気圧が百数十気圧以上
にもなる高圧な水銀ランプが提案されている。これは、
点灯開始時の水銀蒸気圧をより高くすることで、アーク
の広がりを抑える（絞り込む）とともに、より一層の光
出力の向上を図るというものであり、例えば、特開平２
−１４８５６１号公報、特開平６−５２８３０号公報に
開示されている。

【０００４】このような高圧水銀ランプは、高輝度、高
効率および高演色性を実現するために、例えば百数十気
圧以上もの水銀蒸気圧が必要であり、そのため、０．１
５ｍｇ／ｍｍ³以上程度の水銀を放電容器内に封入させ
る必要がある。従って、ランプを始動させた後、発光管
内表面に液体状で溜まっている水銀が温まって蒸気とな
り、蒸気圧が上昇して光出力が立ち上がるのに数分の時
間を要する。この現象は従来から存在する水銀蒸気圧が
高くない高圧水銀ランプ（例えば、点灯中の内圧８０気
圧以下）や低圧水銀ランプでは実用上顕著に発生しない
現象といえる。また、一般に、放電ランプの始動時には
グロー放電が発生するが、その高い陰極降下電圧により
陰極材料であるタングステンのスパッタリングが起こ
り、タングステンが放電容器内壁に付着して、ランプの
光出力を低下させる。このことが、ショートアーク型高
圧水銀ランプの長寿命化の障害となっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようとする課題は、光出力の立ち上がり時間を短縮
し、ランプ始動時に発生するグロー放電を防止すること
が可能な高圧水銀ランプ発光装置、およびその点灯方法
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、両端に封止部が形成された石英ガラスよりなる放電
容器に一対の電極が対向配置され、０．１５ｍｇ／ｍｍ
³以上の水銀を封入した高圧水銀ランプの発光装置にお
いて、前記高圧水銀ランプを点灯始動する前に、前記放
電容器の発光部外表面温度を１００℃以上に加熱する手
段を有することを特徴とする。また、請求項２に記載の
発明は、両端に封止部が形成された石英ガラスよりなる
放電容器に一対の電極が対向配置され、０．１５ｍｇ／
ｍｍ³以上の水銀を封入した高圧水銀ランプの発光装置
において、前記放電容器の両封止部に導電性ヒータを巻
き付けており、この導電性ヒータを通電することで、前
記高圧水銀ランプを点灯始動する前に、前記放電容器の
発光部外表面温度を所定値以上に制御する手段を有する
ことを特徴とする。さらに、請求項３に記載の発明は、
導電性ヒータは、前記放電容器の一方の封止部に巻き付
けた後、金属線によって発光部を跨いで他方の封止部に
巻き付けた構造であって、かつ、当該導電性ヒータは高
圧水銀ランプの一方の外部リードに電気的に接続させて
いることを特徴とする。さらに、請求項４に記載の発明
は、前記導電性ヒータは、高圧水銀ランプの陰極側外部
リードに電気的に接続させていることを特徴とする。さ
らに、請求項５に記載の発明は、両端に封止部が形成さ
れた石英ガラスよりなる放電容器に一対の電極が対向配
置され、０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀を封入した高
圧水銀ランプの点灯方法において、前記高圧水銀ランプ
を点灯始動する前に、前記放電容器の発光部外表面温度
を１００℃以上に加熱しておくことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記発明によれば、高圧水銀ランプの光出力の
立ち上がり時間を短縮するとともに、高圧水銀ランプ始
動時に発生するグロー放電を防止することができる。具
体的には、０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀を封入した
高圧水銀ランプであって、その点灯始動前に放電容器の
発光部外表面温度を１００℃以上に加熱しておくことに
より、点灯始動前から放電容器内の水銀を十分に蒸気化
させておくことができ、高圧水銀ランプを絶縁破壊させ
て点灯開始させた段階では、放電容器内部の水銀の蒸気
圧は既に十分に上昇している。このため、高圧水銀ラン
プの光出力の立ち上がり時間を短縮するとともに、高圧
水銀ランプ始動時に発生するグロー放電を防止すること
ができる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明のように加熱
手段として、放電容器の封止部に導電性ヒータを巻き付
けて、この導電性ヒータを通電する構成を採用すること
で、簡単な構成によって、高圧水銀ランプの点灯始動前
に放電容器の発光部外表面温度を所定値、例えば１００
℃以上に制御することができる。

【０００９】また、請求項３に記載の発明のように、導
電性ヒータを放電容器の一方の封止部に巻き付けた後、
金属線によって発光部を跨いで他方の封止部にも巻き付
けた構造として、かつ、導電性ヒータは高圧水銀ランプ
の一方の外部リードに電気的に接続させることにより、
点灯開始時に発光管部を跨いだ金属線によってトリガワ
イヤの働きをさせることができる。すなわち、点灯開始
時に導電性ヒータへの通電は停止しているわけである
が、一方の外部リードとは電気的接続がされているた
め、放電ランプを点灯開始させるときの絶縁破壊電圧が
金属線にも印加され、これがトリガワイヤとして働いて
点灯始動を容易にさせることができる。すなわち、ラン
プ点灯始動前は発光部内を事前に加熱することで内部の
水銀を蒸気化させて、点灯始動時（開始時）は加熱時に
利用した導電性ヒータ同志をつなぐ金属線によってトリ
ガワイヤの働きをさせることができる。

【００１０】また、請求項４に記載の発明のように、導
電性ヒータを高圧水銀ランプの陰極側外部リードに電気
的に接続することによって、ランプ定常点灯時において
外部リード部の電位と同電位を陰極根元の封止部外面に
印加することができ、ランプの耐圧強度を向上させるこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の第１の実施例に
係る高圧水銀ランプの構造、及び回路構成を示す。高圧
水銀ランプ１は、直流点灯型のものであり、その放電容
器２は石英ガラスにより形成され、発光空間を形成する
楕円球形の発光部３とこの発光部３の両端から外方に伸
びるように連設されたロッド状の陰極側封止部４，陽極
側封止部５を有する。発光部３には、放電容器２の管軸
上において、電極間距離が例えば２．０ｍｍ以下となる
状態で陰極６、陽極７とが対向配置しており、陰極６は
軸部分（図示しない）が陰極側封止部４内を伸び、当該
陰極側封止部４に気密に埋設された陰極側金属箔８を介
して外部リード９に電気的に接続されている。陽極７に
ついても、同様の構成とされる。図において、１０は陽
極側金属箔である。

【００１２】そして、発光部３内には、発光物質として
水銀が封入され、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、
キセノン等の希ガスが封入される。希ガスは例えば、
１．３×１０⁴Ｐａ封入される。ここで、水銀の封入量
は０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上が必要であって、この量は
安定点灯時の水銀蒸気圧が百数十気圧以上になるもので
ある。

【００１３】このような高圧水銀ランプの一例を紹介す
ると、発光部の最大外径１２．０ｍｍ、最大内径７．５
ｍｍ、発光空間長（ランプの軸方向の長さ）１２．５ｍ
ｍ、封入水銀量５０ｍｇ、発光空間の内容積２６０ｍｍ
³、発光空間の内表面積２５０ｍｍ²、管壁負荷０．８Ｗ
／ｍｍ²、定格電力２００Ｗ、電極間距離１．５ｍｍで
ある。

【００１４】高圧水銀ランプ１には、陰極側封止部４と
陽極側封止部５の両方に加熱する手段、例えば導電性ヒ
ーターとしての金属線１１，１２がそれぞれの封止部
４，５の全部または一部を覆うように巻き付けられて配
設されている。陰極側封止部４に設けられた金属線１１
の端部１１ａは金属線１３によって加熱用電源Ｄに接続
され、金属線１１の他方の端部１１ｂは金属線１４によ
って陽極側封止部５に設けられた金属線１２の端部１２
ａにそれぞれ電気的に接続され、陽極側封止部５に設け
られた金属線１２の端部１２bは金属線１５によって回
路ＳＣ、加熱用電源ＤＣに接続される。すなわち、金属
線１３，１４，１５を介して金属線１１，１２に電力を
供給することにより、放電容器２が加熱される。

【００１５】上記構成において、最初に、高圧水銀ラン
プ１の主点灯回路ＭＣとは別に構成された金属線１１，
１２を制御する回路ＳＣにより金属線１１，１２に電力
が供給されて放電容器２が加熱される。そして、発光部
３の外表面温度が規定温度、例えば２５０℃に達したこ
とを熱電対、放射温度計等の温度検知器（図示しない）
が検知すると、回路ＳＣは金属線１１，１２への電力供
給を停止し、放電容器２の加熱を終了する。この規定温
度は、水銀封入量や発光部内容積によって変化するが、
少なくとも１００℃以上にしておく必要がある。つま
り、放電ランプが点灯始動する前に発光部３の外表面温
度を１００℃にまで昇温させることによって、予め放電
容器２内に存在する水銀を蒸発させておくことができ、
これにより光出力の早い立ち上がりと、点灯始動時に生
じ易い不所望なグロー放電を良好に防止することができ
る。

【００１６】ここで、１００℃という数値について、本
発明者らが種々検討のすえ、点灯中の蒸気圧が百数十気
圧、発光部内容積３００ｍｍ³という小型の高圧水銀ラ
ンプにおいて、その発光部の外表面を１００℃以上にす
ることにより、発光部内の水銀を実質的に蒸気化するこ
とができ、光出力の実用的意味において早い立ち上がり
と、実質的に不所望なグロー放電が発生することがない
ことを確認したものである。

【００１７】このような高圧水銀ランプの点灯始動前に
発光部の外表面を少なくとも１００℃に昇温させておい
た後、当該加熱を停止させて、次いで、主点灯回路ＭＣ
により高圧水銀ランプ１に電力を供給して、高圧水銀ラ
ンプ１の電極間が絶縁破壊することで点灯始動する。

【００１８】本実施例においては、高圧水銀ランプ１の
始動前に、高圧水銀ランプ１の主点灯回路ＭＣとは別に
構成された金属線１１，１２を制御する回路ＳＣにより
金属線１１，１２に電力を供給し、放電容器２を加熱す
るので、始動時には、既に発光部３の温度が上昇し、水
銀の蒸気圧もそれに応じて上昇しているため、始動後の
光出力の立ち上がりが、始動前に放電容器２の加熱を行
わない場合に比べて速くなる。

【００１９】なお、上記実施例では、加熱用回路ＳＣと
主点灯回路ＭＣは完全に別個に構成されたものであった
が、図５に示すように、少なくとも一方の封止部の外部
リード９と導電性ヒータを電気的に接続することもでき
る。この構成では、放電容器２の両方の封止部４，５に
導電性ヒータを設けて、発光部３を跨ぐように金属線１
４が配置されるので、加熱手段を停止させた後の状態で
あっても、ランプ点灯始動時において高電圧を金属線１
４に印加することができ、金属線１４がトリガワイヤと
して機能して点灯始動性を改善することができる。具体
的には、高圧水銀ランプ１の始動時には１０数ＫＶのピ
ーク電圧を持つパルス高圧をランプの両電極に印加して
放電空間内の気体を絶縁破壊するが、一方の外部リード
に接続され同電位となった金属線１４を発光部近傍を沿
うように近接配置させることで、点灯始動を容易にする
ことができる。また、このようなトリガワイヤが存在し
ない場合に比べて、より低い高圧パルスによって電極間
の絶縁破壊が可能になる。

【００２０】さらに、図５に示す実施例において、陰極
側封止部４側の外部リード９に溶接や巻き付け等の手段
により電気的接続をすることが以下の理由により、より
効果的である。具体的には、陰極側封止部４に設けられ
た金属線１１の端部１１ａは外部リード９と電気的接続
を果たすことにより、主点灯回路ＭＣとも電気的に接続
される。このような構成により、陰極側封止部４に設け
た導電性ヒータ、すなわち金属線１１が同電位ワイヤの
機能を有する。陰極側封止部４に埋設されている陰極芯
棒（図示しない）やモリブデンからなる陰極側金属箔８
は、ランプの定常点灯時に負電位になるので封止部を構
成する石英ガラスに含まれるナトリウムやカリウムなど
のアルカリ成分を引き寄せる。これらアルカリ成分がモ
リブデンからなる陰極側金属箔８や封止部を構成する石
英ガラスの界面に存在するとモリブデンからなる陰極側
金属箔８と封止部を構成する石英ガラスの結合を切断し
て、両者の接合力を低下させ、結果としてランプ耐圧強
度を低下させてしまう。しかしながら、陰極側封止部４
の外表面に金属線１１を巻き付け、これを陰極側の外部
リード９と電気的に接続すれば、ランプの定常点灯時に
おいて、陰極側封止部４の内部の陰極芯棒などよりも陰
極側封止部４の外表面の金属線１１の方が、陰極側封止
部４内部の陰極芯棒やモリブデンからなる陰極側金属箔
８を流れる電流による電圧降下分だけ低電位になる。こ
のため、前述のアルカリ成分は陰極側封止部４の外表面
側に引き出される。したがって、前記ランプ耐圧強度の
低下という問題は防止できる。

【００２１】ここで、本発明の導電性ヒータに話しを戻
す。発光部の外表面に保温膜を塗布するという技術が従
来から存在している。しかしながら、本発明は、放電ラ
ンプの発光部を積極的に加熱する手段と、この加熱を停
止できる手段を有するような構造を意図しており、この
ような加熱と停止の機能を持たない保温膜塗布などは本
発明の技術的範囲に属するものではない。また、本発明
は、放電容器の封止部や放電容器内の電極を加熱すると
いうものではなく、発光部を加熱することで放電空間を
加熱することを目的とするものであって、その手段とし
ては種々の方法や構造が適用できるが、放電容器内の一
部を部分的に加熱するような手段は意図するものではな
い。したがって、従来から存在するような一方の封止部
のみを加熱するものや、一方の電極サイドのみに保温膜
を塗布するものも本願発明の技術的範囲に属するもので
はない。

【００２２】次に、このような予備加熱機構を設けた場
合の効果について説明する。例えば、５０ｍｇ（内容積
２６０ｍｍ³）の水銀が発光部３に封入された直流点灯
２００Ｗ高圧水銀ランプの場合、始動前に放電容器２の
加熱を行わずに高圧水銀ランプ１を始動させた場合に
は、光出力が安定時の９０％になるまでに約９０秒要す
るのに対し、始動前に放電容器２を加熱し、発光部３の
最冷部の温度を約２５０℃まで昇温した後に高圧水銀ラ
ンプ１を始動させると、光出力が安定時の９０％になる
までの立ち上がり時間が約２０秒短縮される。

【００２３】更に、始動前に放電容器２を加熱すること
により、発光部３の温度が上昇し、それに応じて水銀の
蒸気圧の上昇した状態で高圧水銀ランプ１を始動した場
合、室温で始動する場合に発生するグロー放電が完全に
防止される。すなわち、グロー放電による陰極材料のス
パッタリングに起因する発光部３内面の黒化が完全に防
止され、始動回数に伴う高圧水銀ランプ１からの光出力
の低下が良好に抑制される。

【００２４】更に、前述の高圧水銀ランプ１と同一の直
流点灯２００Ｗ高圧水銀ランプについて、始動前に放電
容器２の加熱を行った場合と行わない場合とで、始動時
のランプ電圧の波形を比べたものを図２(ａ)，(ｂ)に示
す。始動前に放電容器２の加熱を行った場合、図２(ａ)
に示したように、始動約５秒後にわずかに電圧の変動が
認められるが、放電の位置が陰極のコイル上で変動した
ことによるものであって、グロー放電の発生は認められ
ない。それに対して、始動前に放電容器２の加熱を行わ
なかった場合、図２(ｂ)に示したように、始動約５秒後
に約５ｍｓに渡って２００Ｖを超えるランプ電圧の変動
が認められ、これはグロー放電の発生によるものと考え
られる。

【００２５】尚、本実施例においては、加熱する手段と
して、金属線を設けたが、これに限るものではなく、シ
リコンラバーヒーター、シーズヒーター等の抵抗加熱を
利用した発熱体用いて加熱しても、ハロゲンヒーター等
の加熱用ランプを用いて光学的に加熱しても良い。ま
た、本実施例においては、高圧水銀ランプとして、直流
点灯型のものを用いたが、交流点灯型のものであっても
良い。また、本実施例においては、金属線、即ち加熱す
る手段を放電容器の両端の封止部に設けたが、水平点灯
方式の場合と垂直点灯方式の場合に適用できる。ここで
垂直点灯方式の場合は、必ずしも両方の封止部に加熱手
段を設ける必要はなく、放電容器内のガス対流を考慮し
て一方の封止部に設けても発光部の温度を良好に昇温さ
せることができる。例えば、陰極が下側に位置する形態
の垂直点灯方式の場合には、陰極側封止部にのみ加熱す
る手段を設けても、本実施例と同様の作用・効果が得ら
れる。更に、本実施例においては、発光部の最冷部の温
度を、熱電対、放射温度計等の温度検知器を用いて検出
したが、この方法に限るものではなく、投入電力に対す
る到達温度と所要時間の関係を予め求めておき、経過時
間より到達温度を検知しても良い。

【００２６】本発明の高圧水銀ランプの点灯方法は、ラ
ンプ点灯開始前に発光部の外表面を所定の温度、具体的
には放電容器内の水銀が十分に蒸気化する温度であって
１００℃以上、具体的には２５０℃程度に、予め昇温さ
せることであるが、例えば、以下のような待機モード的
使用と暖気運転モード的使用が例示される。

【００２７】待機モードであるが、ランプ消灯の間、発
光管外表面温度が１００℃以上の一定温度に飽和する熱
量を加熱手段によってランプに供給し続け、ランプの点
灯始動直前に加熱手段による加熱を停止した後、ランプ
を点灯始動する。つまり、ランプの点灯時以外は常に加
熱手段を機能させて、いつランプを点灯始動させても短
時間の光出力の立ち上がりを得ようとするものである。
このような待機モードの場合、例えば、定格電力２００
Ｗのランプにおいて両側封止部に金属線を導電性ヒータ
として設けて、発光管外表面を２５０℃に保つためには
３０Ｗ程度の待機電力を必要とするが、ランプ点灯始動
には既に水銀が十分に蒸気化する温度に維持されている
ので、ランプ点灯始動後の光出力の立ち上がりは事前に
加熱しない場合に比べて約２０秒短縮される。プロジェ
クタ装置に使用するランプの場合、たとえ３０Ｗの待機
電力を要したとしても、２０秒短縮されて所望の光出力
が得られる効果はきわめて意義がある。

【００２８】次に、暖気運転モードであるが、ランプの
点灯始動に先立って、ランプ発光部外表面を所定時間加
熱した後にランプを点灯始動するものである。すなわ
ち、上記待機モードとは異なり、常に加熱手段を機能さ
せるのではなく、ランプを点灯させる場合において、点
灯始動に先立ち加熱手段を作動させるものであって、立
ち上がり時間という意味では待機モードよりも遅くなる
かもしれないが、待機時に電力消費をすることなく、ま
た、ランプ点灯始動は常に放電容器内の水銀が蒸気化し
た状態で行われるのでグロー放電も問題を良好に解決で
きる。一例をあげると、例えば、定格電力２００Ｗのラ
ンプにおいて両側封止部に導電性ヒータを１５０Ｗ程度
の電力で通電加熱させれば約１０秒程度で放電容器内の
水銀を完全に蒸気化することができる。加熱手段を設け
ない場合に比べて点灯始動後の光出力の立ち上がりは約
２０秒短縮されるので、加熱時間の１０秒を考慮しても
１０秒間の時間短縮の効果を有することになる。

【００２９】図３に、本発明の第２の実施例に係るラン
プユニットの構造を示す。本発明の第１の実施例に係る
高圧水銀ランプ１が凹面反射鏡２１に取り付けられ、凹
面反射鏡２１の前方開口には透光性材料からなる前面カ
バー２２が取り付けられている。高圧水銀ランプ１の陰
極側封止部４は凹面反射鏡２１の頂部から突出して、接
着剤２３を介して凹面反射鏡２１に支持されている。ま
た、高圧水銀ランプ１の放電容器２の陰極側封止部４端
部には、端子ネジ２４付きの口金２５が取り付けられて
おり、陰極側封止部４端部の外部リード９に接続されて
いる。また、凹面反射鏡２１の側面には２ケ所に穴（図
示しない）が設けられており、金属線１１，１２に電力
を供給する金属線１５が一方の穴から、高圧水銀ランプ
１に電力を供給する給電線２６が他方の穴からそれぞれ
引き出される。上記構成により、金属線１１，１２には
端子ネジ２４と給電線２６から、高圧水銀ランプ１には
端子ネジ２４と給電線２６から、それぞれ所定の電力が
供給される。

【００３０】凹面反射鏡２１は、耐熱性を有する硬質ガ
ラス、例えば硼珪酸ガラスからなり、放物面もしくは
楕円面形状を有する。また、前方開口は、例えば略四角
形の開口を有する。凹面反射鏡２１の内表面は、例えば
蒸着法によりチタニア（ＴｉＯ₂）とシリカ（ＳｉＯ₂）
とを交互に積層した誘電体多層膜からなり、紫外線領域
及び赤外線領域の光を透過して可視光のみを反射するよ
うに、それぞれの誘電体膜の厚み、膜数を規定して反射
面を形成する。凹面反射鏡２１の中心軸は高圧水銀ラン
プ１の長手軸と一致しており、高圧水銀ランプ１の発光
部（陰極６と陽極７の対向部）が凹面反射鏡２１の焦点
位置にくるように配置される。

【００３１】前面カバー２２は、耐熱性を有する硬質ガ
ラス、例えば硼珪酸ガラスからなる。そして、前面カバ
ー２２の表面は、例えば蒸着法によりチタニア（ＴｉＯ
₂）とシリカ（ＳｉＯ₂）とを交互に積層した誘電体多層
膜からなり、紫外線領域及び赤外線領域の光を反射して
可視光のみを透過するように、それぞれの誘電体膜の厚
み、膜数を規定して透過面を形成する。また、前面カバ
ー２２は、凹面反射鏡２１の前方開口に、接着剤、例え
ばシリコン樹脂系接着剤を用いて接着される。

【００３２】本実施例においては、高圧水銀ランプ１の
始動前に、高圧水銀ランプ１の主点灯回路ＭＣとは別に
構成された金属線１１，１２を制御する回路ＳＣにより
金属線１１，１２に電力を供給し、放電容器２を加熱す
るので、始動時には、既に発光部３の外表面温度が上昇
し、水銀の蒸気圧もそれに応じて上昇しているため、始
動後の光出力の立ち上がりが、始動前に放電容器２の加
熱を行わない場合に比べて速くなる。更に、始動前に放
電容器２を加熱することにより、発光部３の外表面温度
が上昇し、それに応じて水銀の蒸気圧の上昇した状態で
高圧水銀ランプ１を始動した場合、室温で始動する場合
に発生するグロー放電が完全に防止された。すなわち、
グロー放電による陰極材料のスパッタリングに起因する
発光部３内面の黒化が完全に防止され、始動回数に伴う
高圧水銀ランプ１からの光出力の低下が良好に抑制され
た。

【００３３】また、凹面反射鏡２１の中心軸は高圧水銀
ランプ１の長手軸と一致しており、高圧水銀ランプ１の
発光部（陰極６と陽極７の対向部）が凹面反射鏡２１の
焦点位置にくるように配置したので、高圧水銀ランプ１
からの放射光を凹面反射鏡２１の前方開口方向に効率良
く放射することができる。

【００３４】図４に、本発明の第３の実施例に係る投射
型液晶ディスプレイ装置の構造を示す。本発明の第２の
実施例に係るランプユニット２０が投射型液晶ディスプ
レイ装置３０に搭載されている。すなわち、この投射型
液晶ディスプレイ装置３０は、主点灯回路ＭＣと高圧水
銀ランプ１の主点灯回路ＭＣとは別に構成された金属線
１１，１２を制御する回路ＳＣに接続された本発明の第
２の実施例に係るランプユニット２０と、液晶駆動手段
（図示しない）により駆動される液晶表示パネル３１
と、ランプユニット２０から照射されて液晶表示パネル
３１を通した光をスクリーン３２に投射する光学系、す
なわち、ミラー３３と投射レンズ３４とからなる。

【００３５】上記構成において、最初に、高圧水銀ラン
プ１の主点灯回路ＭＣに並列に構成された金属線１１，
１２を制御する回路ＳＣにより金属線１１，１２に電力
が供給されて放電容器２が加熱される。そして、発光部
３の外表面温度が規定温度、例えば２５０℃に達したこ
とを熱伝対、放射温度計等の温度検知器（図示しない）
が検知すると、回路ＳＣは金属線１１，１２への電力供
給を停止し、放電容器２の加熱を終了する。次いで、高
圧水銀ランプ１の主点灯回路ＭＣにより高圧水銀ランプ
１に電力が供給され、高圧水銀ランプ１が点灯させられ
る。

【００３６】本実施例においては、高圧水銀ランプ１の
始動前に、高圧水銀ランプ１の主点灯回路ＭＣとは別に
構成された金属線１１，１２を制御する回路ＳＣにより
金属線１１，１２に電力を供給し、放電容器２を加熱す
るので、始動時には、既に発光部３の外表面温度が上昇
し、水銀の蒸気圧もそれに応じて上昇しているため、始
動後の光出力の立ち上がりが、始動前に放電容器２の加
熱を行わない場合に比べて速くなる。更に、始動前に放
電容器２を加熱することにより、発光部３の外表面温度
が上昇し、それに応じて水銀の蒸気圧の上昇した状態で
高圧水銀ランプ１を始動した場合、室温で始動する場合
に発生するグロー放電が完全に防止された。すなわち、
グロー放電による陰極材料のスパッタリングに起因する
発光部３内面の黒化が完全に防止され、始動回数に伴う
高圧水銀ランプ１からの光出力の低下が良好に抑制され
た。

【００３７】従って、投射型液晶ディスプレイ装置３０
においては、始動回数に伴うスクリーン照度の低下が良
好に抑制されるので、ランプユニット２０の交換頻度の
少ない、即ち保守に係わる負担の小さい投射型液晶ディ
スプレイ装置を提供することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、両端に封止部が形
成された石英ガラスよりなる放電容器に一対の電極が対
向配置され、０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀を封入し
た高圧水銀ランプにおいて、前記放電容器の発光部の外
表面温度を１００℃以上に制御することで高圧水銀ラン
プの光出力の立ち上がり時間を短縮するとともに、高圧
水銀ランプ始動時に発生するグロー放電を防止すること
ができる。従って、高圧水銀ランプ始動時のグロー放電
による発光部内面の黒化が抑制されるので、始動回数に
伴う光出力の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る高圧水銀ランプ
の構造、及び回路構成を示す図である。

【図２】 高圧水銀ランプの始動時のランプ電圧の波形
を示す図である。

【図３】 本発明の高圧水銀ランプを使ったランプユニ
ットの断面構造を示す図である。

【図４】 本発明の高圧水銀ランプを使った投射型液晶
ディスプレイ装置の断面構造を示す図である。

【図５】 本発明の第２の実施例に係る高圧水銀ランプ
の構造、及び回路構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 高圧水銀ランプ ２ 放電容器 ３ 発光部 ４ 陰極側封止部 ５ 陽極側封止部 ６ 陰極 ７ 陽極 ８ 陰極側金属箔 ９ 外部リード １０ 陽極側金属箔 １１，１２，１３，１４，１５ 金属線 ２０ ランプユニット ２１ 凹面反射鏡 ２２ 前面カバー ２３ 接着剤 ２４ 端子ネジ ２５ 口金 ２６ 給電線 ３０ 投射型液晶ディスプレイ装置 ３１ 液晶表示パネル ３２ スクリーン ３３ ミラー ３４ 投射レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に封止部が形成された石英ガラスよ
   りなる放電容器に一対の電極が対向配置され、０．１５
   ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀を封入した高圧水銀ランプの発
   光装置において、 前記高圧水銀ランプを点灯始動する前に、前記放電容器
   の発光部外表面温度を１００℃以上に加熱する手段を有
   することを特徴とする高圧水銀ランプ発光装置。
2. 【請求項２】 両端に封止部が形成された石英ガラスよ
   りなる放電容器に一対の電極が対向配置され、０．１５
   ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀を封入した高圧水銀ランプの発
   光装置において、 前記放電容器の両封止部に導電性ヒータを巻き付けてお
   り、この導電性ヒータを通電することで、前記高圧水銀
   ランプを点灯始動する前に、前記放電容器の発光部外表
   面温度を所定値以上に制御する手段を有することを特徴
   とする高圧水銀ランプ発光装置。
3. 【請求項３】 前記導電性ヒータは、前記放電容器の一
   方の封止部に巻き付けた後、金属線によって発光部を跨
   いで他方の封止部に巻き付けた構造であって、 かつ、当該導電性ヒータは高圧水銀ランプの一方の外部
   リードに電気的に接続させていることを特徴とする請求
   項２の高圧水銀ランプ発光装置。
4. 【請求項４】 前記導電性ヒータは、高圧水銀ランプの
   陰極側外部リードに電気的に接続させていることを特徴
   とする請求項３の高圧水銀ランプ発光装置。
5. 【請求項５】 両端に封止部が形成された石英ガラスよ
   りなる放電容器に一対の電極が対向配置され、０．１５
   ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀を封入した高圧水銀ランプの点
   灯方法において、 前記高圧水銀ランプを点灯始動する前に、前記放電容器
   の発光部外表面温度を１００℃以上に加熱しておくこと
   を特徴とする高圧水銀ランプの点灯方法。