JP2001319616A - Discharge lamp and illuminating apparatus - Google Patents

Discharge lamp and illuminating apparatus

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JP2001319616A
JP2001319616A JP2000136828A JP2000136828A JP2001319616A JP 2001319616 A JP2001319616 A JP 2001319616A JP 2000136828 A JP2000136828 A JP 2000136828A JP 2000136828 A JP2000136828 A JP 2000136828A JP 2001319616 A JP2001319616 A JP 2001319616A
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Japan
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discharge
discharge lamp
lamp
anode
lamp according
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JP2000136828A
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Japanese (ja)
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Ayumi Umemoto
歩 梅本
Nobuyuki Yamada
信幸 山田
Shintarou Hatate
伸太郎 幡手
Shinji Matsubara
信次 松原
Osamu Kobayashi
修 小林
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a d.c. discharge lamp with long-life property that prevents electrodes from wearing, to eliminate fluctuation and initial performance from lowering. SOLUTION: This d.c. discharge lamp has a pair of tungsten electrodes, an anode and a cathode, oppositely disposed in a discharge chamber made of a nonconductive material. When denoting area of flat tip (spot) of the said anode as S1 (mm2) and current value at lighting as I1 (A), 0.1<=S1/I1<=0.4 is valid.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、陽極と陰極との2
つの電極を有する直流型の放電ランプに関し、又その放
電ランプを用いた照明装置に関する。
[0001] The present invention relates to an anode and a cathode.
The present invention relates to a direct current type discharge lamp having two electrodes, and to an illumination device using the discharge lamp.

【0002】非電導性材料からなる放電容器に、実質的
に水銀、希ガス、ハロゲンを封入し、タングステン電極
を具備して成る、高温、高圧に耐えることのできる高圧
水銀蒸気放電灯の性能向上に配慮することに係わり、特
に放電灯電極部のスポット構成や基体金属材料の微量元
素を制御することで電極の摩耗を防ぎ、ちらつきがな
く、ランプの初期性能低下を防止し、長寿命特性を得る
に好適な高圧水銀ランプ構造に関する。
2. Description of the Related Art The performance of a high-pressure mercury vapor discharge lamp capable of withstanding high temperature and high pressure, comprising a discharge vessel made of a non-conductive material and substantially enclosing mercury, a rare gas, and a halogen and having a tungsten electrode. In particular, by controlling the spot configuration of the discharge lamp electrode and trace elements in the base metal material, it is possible to prevent electrode wear, prevent flickering, prevent the initial performance of the lamp from deteriorating, and improve long-life characteristics. It relates to a high-pressure mercury lamp structure suitable for obtaining.

【0003】[0003]

【従来の技術】例えば、液晶プロジェクタに代表される
投射型ディスプレイ装置では、光源に対しリフレクター
を配設して平行光を形成し、数十のレンズ界面を通過し
てスクリーンに投影像を投射結像させる方式が採られ
る。このため光源には高輝度性能が求められ、これまで
水銀と金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドラン
プが用いられると共に、ショートギャップ化等、スクリ
ーン照度の向上が図られてきた。
2. Description of the Related Art For example, in a projection type display device represented by a liquid crystal projector, a reflector is provided for a light source to form parallel light, and a projected image is projected and formed on a screen through several tens of lens interfaces. A method of imaging is adopted. For this reason, high luminance performance is required for the light source, and a metal halide lamp in which mercury and a metal halide are sealed has been used, and the screen illuminance has been improved by shortening the gap and the like.

【0004】このような背景のもと、近年メタルハライ
ドランプに代わって、特開平6−52830号に開示さ
れているような、極めて水銀蒸気圧の高い高圧水銀ラン
プが提案されている。高圧水銀ランプは、高い水銀蒸気
圧とともにショートギャップでアークの広がりを抑制で
きる小型で高輝度の性能を有する。このランプは、石英
ガラス製放電容器中央の楕円球状の発光管内に一対のタ
ングステン電極が対向配置され、発光用物質として水
銀、放電用ガス等が封入されている。発光管の両端はタ
ングステン電極と導通したモリブデン箔が配設され放電
容器である石英ガラスを溶着することで水銀蒸気圧の封
止を行ない、ランプとしてこれまでにない高輝度化を達
成している。
[0004] Against this background, a high-pressure mercury lamp having an extremely high mercury vapor pressure has recently been proposed in place of a metal halide lamp, as disclosed in JP-A-6-52830. The high-pressure mercury lamp has a small size and high luminance performance capable of suppressing the spread of the arc with a short gap together with the high mercury vapor pressure. In this lamp, a pair of tungsten electrodes are opposed to each other in an elliptical spherical arc tube at the center of a quartz glass discharge vessel, and mercury, a discharge gas, and the like are sealed as a light emitting substance. At both ends of the arc tube, molybdenum foil conducting to the tungsten electrode is arranged, and the quartz glass that is the discharge vessel is welded to seal the mercury vapor pressure, achieving higher brightness than ever before as a lamp. .

【0005】また、メタルハライドランプにおいて特開
平8−153487号が開示されている。本先行文献で
は、タングステン電極の陽極の先端スポット形状に対
し、0.045<S/I(mm2/A)<0.08を規定し、さらに、陽極
先端の削り角度を45度以上とすることで、ちらつきの
ないメタルハライドランプとしての構成が紹介されてい
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-153487 discloses a metal halide lamp. In this prior art document, with respect to the spot shape of the tip of the anode of the tungsten electrode, 0.045 <S / I (mm 2 /A)<0.08 is specified, and the scraping angle of the anode tip is set to 45 degrees or more, which causes flickering. The configuration as a metal halide lamp without the lamp is introduced.

【0006】さらに、放電灯用電極の組成構成としては
特開平5−290802号が開示されている。本先行文
献では、エミッター物質として希土類酸化物を含むタン
グステン電極の基体金属に、該タングステン基体金属に
対して10重量ppm以上のカリウムが含まれているこ
とを特徴とし、本構成により、タングステン電極の粒界
制御を行なって、エミッター物質の供給をスムーズに
し、アーク放電の安定化、ちらつきのなさを構成する方
法が紹介されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-290802 discloses a composition of an electrode for a discharge lamp. This prior art document is characterized in that the base metal of a tungsten electrode containing a rare earth oxide as an emitter substance contains potassium in an amount of 10 ppm by weight or more with respect to the tungsten base metal. A method is described in which grain boundary control is performed to make the supply of the emitter material smooth, to stabilize the arc discharge, and to prevent flicker.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
らがランプのちらつきと光学装置としての性能について
数多くの放電ランプを試作し、ランプとしての性能を評
価してみたところ、紹介されている構成では、電極の摩
耗によりランプとしての初期性能低下が激しく、前記仕
様ではランプとしてちらつきのなさがメリットとして保
持できないことが判明した。また、タングステン電極の
基体金属に含まれるカリウムの重量パーセント濃度に関
しても、放電ランプの構成においては、石英管の結晶核
になる可能性を高めるばかりで、紹介されたような効果
を得ることは出来なかった。
SUMMARY OF THE INVENTION However, the inventors made a large number of prototype discharge lamps for the flickering of the lamp and the performance as an optical device and evaluated the performance as a lamp. In addition, it has been found that the initial performance of the lamp is drastically reduced due to the wear of the electrodes, and the above-mentioned specifications cannot maintain the advantage of the lamp without flicker as an advantage. In addition, regarding the weight percent concentration of potassium contained in the base metal of the tungsten electrode, in the configuration of the discharge lamp, the possibility of becoming a crystal nucleus of the quartz tube is increased, and the effect as described above cannot be obtained. Did not.

【0008】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、発明の目的は、放電灯電極部のスポット構
成や基体金属材料の微量元素を制御することで電極の摩
耗を防ぎ、ちらつきがなく、ランプの初期性能低下を防
止し、長寿命特性を得るに好適な放電ランプを提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to control the spot configuration of a discharge lamp electrode portion and trace elements of a base metal material to prevent electrode wear and prevent flickering. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp suitable for obtaining a long life characteristic by preventing a decrease in initial performance of the lamp.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、非電導性材料からなる放電容器内に対向
配置した陽極と陰極一対のタングステン電極を有する直
流型放電ランプであって、前記陽極におけるスポットで
ある先端平面部の面積をS1(mm2)、点灯時の電流値をI
1(A)とした時、0.1≦S1/I1≦0.4であることを特徴とす
る放電ランプとした。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a direct-current discharge lamp having a pair of a tungsten electrode and a pair of an anode and a cathode which are opposed to each other in a discharge vessel made of a non-conductive material. The area of the tip flat portion, which is a spot on the anode, is S1 (mm 2 ),
When 1 (A), the discharge lamp was characterized by satisfying 0.1 ≦ S1 / I1 ≦ 0.4.

【0010】本発明によれば、電極の摩耗による電極間
距離の変動を抑制し、アークスポット位置を安定させ、
ちらつきと初期性能低下のない長寿命放電ランプを提供
できる。
According to the present invention, the fluctuation of the distance between the electrodes due to the wear of the electrodes is suppressed, the arc spot position is stabilized,
It is possible to provide a long-life discharge lamp free from flicker and initial performance deterioration.

【0011】また、他の発明では、非電導性材料からな
る放電容器内に対向配置した陽極と陰極一対のタングス
テン電極を有し、前記放電容器を気密封止するために配
設された閉塞体とを具備し、その閉塞体は、電導性材料
と絶縁材料が軸方向へと機能的に傾斜した材料からなる
放電ランプであって、前記陽極におけるスポットである
先端平面部の面積をS1(mm2)、点灯時の電流値をI1(A)
とした時、0.1≦S1/I1≦0.4であることを特徴とする放
電ランプとした。
According to another aspect of the present invention, there is provided a closed body having a pair of a tungsten electrode and a pair of an anode and a cathode disposed opposite to each other in a discharge vessel made of a non-conductive material, and arranged to hermetically seal the discharge vessel. The closing body is a discharge lamp made of a material in which the conductive material and the insulating material are functionally inclined in the axial direction, and the area of the tip flat portion, which is a spot on the anode, is S1 (mm). 2 ) The current value at the time of lighting is I1 (A)
The discharge lamp was characterized in that 0.1 ≦ S1 / I1 ≦ 0.4.

【0012】本発明では、前記の発明の利点と更に、電
極を傾斜機能材料からなる閉塞体にて機密封止すること
で、高い機密性と耐圧性を確保できるので、内圧の高い
小型の超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の放
電ランプや大型で大電流を流すキセノンランプなどの放
電ランプに好適に利用できる。
In the present invention, the advantages of the above-mentioned invention and furthermore, the high-confidentiality and pressure resistance can be ensured by sealing the electrodes with a closing member made of a functionally graded material. It can be suitably used for discharge lamps such as high-pressure mercury lamps and metal halide lamps, and large-sized discharge lamps such as xenon lamps which allow a large current to flow.

【0013】更に、前記閉塞体に放電空間中のガスを調
整するガス調整帯を設けることで、過剰の発光物質や不
純物を吸着、保留したり、点灯中に不足する前記保留し
た発光物質する放出する作用を持たせることができるの
で、長寿命の放電ランプを提供できる。
Further, by providing a gas adjusting band for adjusting the gas in the discharge space in the closing member, an excessive luminescent substance or impurity is adsorbed and retained, or the released luminous substance released during the lighting is insufficient. Therefore, a long-life discharge lamp can be provided.

【0014】また、前記放電容器内には、0.12mg/mm3
上の水銀と、希ガスと、ハロゲンを封入し、管壁負荷は
0.5W/mm2以上とすることで、非常に高輝度の放電ランプ
を提供できる。
Further, the discharge vessel is filled with mercury of 0.12 mg / mm 3 or more, a rare gas and a halogen, and the tube wall load is reduced.
By setting it to 0.5 W / mm 2 or more, a discharge lamp with extremely high luminance can be provided.

【0015】また、前記タングステン電極のカリウムの
重量濃度をランプ点灯時3ppm以上8ppm以下とすること
で、タングステンの再結晶温度の上方制御と、タングス
テン粒界制御、カリウム自身の存在による石英管結晶化
防止でき、石英管の結晶化を促進する結晶核としてのカ
リウムの存在確率は最大限抑えられることとなり、電極
の粒化を抑制し、ちらつきと初期性能低下のない長寿命
放電ランプを提供できる。
Further, by controlling the weight concentration of potassium of the tungsten electrode to be 3 ppm or more and 8 ppm or less when the lamp is turned on, it is possible to control the recrystallization temperature of tungsten, control the tungsten grain boundary, and crystallize the quartz tube due to the presence of potassium itself. Thus, the existence probability of potassium as a crystal nucleus that promotes crystallization of the quartz tube can be suppressed to the maximum, and it is possible to provide a long-life discharge lamp that suppresses the graining of the electrode and does not cause flickering and lower initial performance.

【0016】また、前記陽極と陰極の電極間距離が3mm
以内とし、また、主要放電スペースに対するタングステ
ン電極の金属基体としての容積率は20%以下とすること
で、ランプ点灯時のアーク放電への移行をスムーズに、
ランプ点灯時のスパイクによるタングステン電極の摩耗
はさらに抑制されることとなり、ちらつきと初期性能低
下のない長寿命放電ランプを提供できる。
The distance between the anode and the cathode is 3 mm.
The volume ratio of the tungsten electrode to the main discharge space as a metal substrate is set to 20% or less, so that the transition to arc discharge at the time of lamp operation can be smoothly performed.
Wear of the tungsten electrode due to spikes during lamp operation is further suppressed, and a long-life discharge lamp free from flicker and initial performance deterioration can be provided.

【0017】また、他の発明では、反射面が放物面もし
くは楕円、あるいはそれらを構成してなる反射鏡と、上
記記載の放電ランプとが、ランプアーク軸と反射鏡光軸
を併せて一体化されていることを特徴とする照明装置と
した。
According to another aspect of the present invention, a reflecting mirror having a paraboloidal or elliptical reflecting surface, or a reflecting mirror comprising the same, and the above-described discharge lamp are integrated with the lamp arc axis and the reflecting mirror optical axis. The lighting device is characterized in that the lighting device is

【0018】本発明によれば、ちらつきがなく、長寿命
な照明装置を得ることができる。
According to the present invention, a lighting device having no flicker and a long life can be obtained.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以上、説明した本発明の構成・作
用をより一層明らかにするために、以下本発明の好適な
実施例について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below in order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above.

【0020】図1は本発明における高圧水銀ランプ実施
例の説明図である。まず、石英ガラス製の放電容器11
は球状や楕円球状をしており、その内部にはタングステ
ンからなる陰極12と陽極13が配設され、結果的に電
極14が対向配置した形となっている。また、放電容器
内に形成される放電スペース15内には、放電用ガスと
してアルゴンガスが所定圧力で封入されていると共に、
発光金属として、実質的に水銀、及び臭化水銀が封入さ
れている。ここで、放電容器11の両端には閉塞体16
が配設されているが、これは、放電容器と同等成分から
モリブデンやタングステンなどの導通金属へ機能傾斜し
た、いわゆる傾斜機能材料17である。ここで使用する
傾斜機能材料は、放電容器と同じ材質であるシリカと導
電性金属のモリブデンを焼結したものであり、その混合
比率を連続的もしくは段階的に変化させしめ、結果とし
て放電スペース15側を非電導性、他方を電導性とした
ものである。この傾斜機能材料からなる閉塞体16のシ
リカ側は、放電容器11に少なくとも2mm以上全周にわ
たって溶着され、これにより完全なシール体と閉鎖系を
形成している。また閉塞体の他方には電気的導通のため
の外部リード線18が配設され、これによりランプの点
灯動作電力が供給され、ギャップ長1.5mm、ランプ点灯
時の電流値Iが、1〜2.5(A)で点灯される。
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of a high-pressure mercury lamp according to the present invention. First, a discharge vessel 11 made of quartz glass
Has a spherical shape or an elliptical spherical shape, in which a cathode 12 and an anode 13 made of tungsten are arranged, and as a result, the electrodes 14 are arranged to face each other. In a discharge space 15 formed in the discharge vessel, an argon gas is sealed at a predetermined pressure as a discharge gas,
As the luminescent metal, mercury and mercury bromide are substantially enclosed. Here, closing bodies 16 are provided at both ends of the discharge vessel 11.
This is a so-called functionally graded material 17 which is functionally graded from a component equivalent to that of the discharge vessel to a conducting metal such as molybdenum or tungsten. The functionally graded material used here is a material obtained by sintering the same material as that of the discharge vessel, silica and molybdenum of a conductive metal. The mixing ratio is changed continuously or stepwise. The side is made non-conductive and the other is made conductive. The silica side of the closing body 16 made of the functionally gradient material is welded to the discharge vessel 11 over at least 2 mm or more over the entire circumference, thereby forming a complete sealing body and a closed system. An external lead wire 18 for electrical conduction is provided on the other side of the closing body, and thereby, a lighting operation power of the lamp is supplied, a gap length is 1.5 mm, and a current value I when the lamp is turned on is 1 to 2.5. Lighted in (A).

【0021】図2は本発明における高圧水銀ランプに使
用する電極実施例の説明図である。タングステン電極1
4の電極棒19は、傾斜機能材料17に形成された孔2
0に挿入される。この孔20は傾斜機能材料17に設け
られた座ぐり孔であり、この孔20と電極棒19によっ
て形成される空間に、タングステンとシリカの混成体に
よってなるガス調整機能を有する緩衝帯21が配設さ
れ、電極と傾斜機能材料を一体とした閉塞体16を形成
している。陽極先端にはアークを受けるスポット19が
構成され、実施例におけるその面積Sは、0.3(mm2)であ
る。
FIG. 2 is an explanatory view of an embodiment of an electrode used in a high-pressure mercury lamp according to the present invention. Tungsten electrode 1
The electrode rod 19 of the hole 4 has a hole 2 formed in the functionally graded material 17.
0 is inserted. The hole 20 is a counterbore hole provided in the functionally graded material 17, and a buffer zone 21 having a gas adjusting function made of a hybrid of tungsten and silica is provided in a space formed by the hole 20 and the electrode rod 19. And a closed body 16 in which the electrode and the functionally gradient material are integrated. A spot 19 for receiving an arc is formed at the tip of the anode, and its area S in the embodiment is 0.3 (mm 2 ).

【0022】なお、前記緩衝帯の一部は、ランプ点灯時
の最冷部の温度と一致させるように配置することで、過
剰な水銀、メタルハライド、ハロゲンなどの発光物質を
効果的に移動保留させることでき、点灯時に不足するハ
ロゲンを保留していた分から供給できる作用も有する。
また、ランプ製造時に混入または、点灯時不所望に発生
したランプコンポーネントの構成元素ガスに類する不純
物も吸着でき、更に、ゲッタ作用を有する物質を混入す
ることでその効果を向上させることができる。
By arranging a part of the buffer zone so as to match the temperature of the coldest part when the lamp is turned on, excess luminous substances such as mercury, metal halide, and halogen are effectively moved and held. This also has the effect of supplying the halogen that is insufficient at the time of lighting from the reserved amount.
Further, impurities similar to the constituent gas of the lamp component which are mixed in during the manufacture of the lamp or generated undesirably at the time of lighting can be adsorbed, and the effect can be improved by mixing a substance having a getter function.

【0023】また、本実施例では、主たる発光物質とし
ては、実質的に水銀、希ガス、金属ハロゲン化物が封入
され、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセ
ノン、ラドンなどの不活性ガスを1つまたは複数選択で
きるが、放電ランプの種類によって適宜選択すれば良
い。
In this embodiment, mercury, a rare gas, and a metal halide are substantially sealed as a main luminescent substance, and one inert gas such as helium, neon, argon, krypton, xenon, or radon is used. Alternatively, a plurality can be selected, but may be appropriately selected depending on the type of the discharge lamp.

【0024】図3は、前記陽極13におけるスポットで
ある先端平面部の面積をS1(mm2)、点灯時の電流値をI
1(A)とした時、パラメータS1/I1を振っていった場合の
ランプちらつきと500時間後の光学系における性能低
下の状態を示す実験結果である。
FIG. 3 shows that the area of the tip flat portion which is a spot on the anode 13 is S1 (mm 2 ), and the current value at the time of lighting is I1.
This is an experimental result showing the state of the lamp flicker when the parameter S1 / I1 is changed and the performance of the optical system is reduced after 500 hours when 1 (A) is set.

【0025】パラメータS1/I1が0.1以下である場合、す
なわち電流に対して相対的にスポット面積が小さい場
合、ランプのちらつきはほとんどなく、特開平8−15
3487号に紹介されているちらつき防止効果の高さを
確認することができる。しかしながら、500時間の連
続点灯試験中に起こるランプの光学的性能の劣化は激し
く、水銀蒸気圧が百数十気圧を越えるようなランプの状
態においては、そのメリットを採用できないことが理解
できる。
When the parameter S1 / I1 is 0.1 or less, that is, when the spot area is relatively small with respect to the current, there is almost no flickering of the lamp.
It can be confirmed that the flicker preventing effect introduced in Japanese Patent No. 3487 is high. However, it can be understood that the deterioration of the optical performance of the lamp which occurs during the 500-hour continuous lighting test is so severe that the merits cannot be adopted in a lamp state where the mercury vapor pressure exceeds one hundred and several tens atmospheres.

【0026】この原因は、陽極13の先端のスポット面
積が余りにも小さいため、電極が摩耗して電極間距離が
広がってしまったためと考えられる。液晶プロジェクタ
ー等に使われる照明装置では、スクリーンに映し出され
る投影像の明るさの偏りを無くすため、インテグレータ
ーレンズなど均質化の光学系を有するが、このインテグ
レーターはギャップ長に応じて最適設計されるため、ラ
ンプの電極間距離が短時間の間に広がってしまうこと
は、光学装置に組み込まれるランプとして致命的であ
る。一方で、パラメータS1/I1が0.5以上の場合、逆に光
学的性能低下が起こらない反面、スポット面積が大き
く、陽極13におけるアークスポット位置がしばしば他
点に移り、これが光りのちらつきとなって製品使用者に
不快な思いをさせることとなる。電流値に対するスポッ
ト面積の比率を0.1≦S1/I1≦0.4としたことで、ちらつ
きがなく、光学性能も安定した放電ランプを構成するこ
とができる。
It is considered that the reason for this is that the spot area at the tip of the anode 13 is so small that the electrodes are worn and the distance between the electrodes is widened. Illumination devices used in liquid crystal projectors, etc. have a homogenizing optical system such as an integrator lens in order to eliminate the deviation in brightness of the projected image projected on the screen, but since this integrator is optimally designed according to the gap length The fact that the distance between the electrodes of the lamp increases in a short time is fatal as a lamp incorporated in an optical device. On the other hand, when the parameter S1 / I1 is 0.5 or more, on the other hand, the optical performance does not decrease, but the spot area is large, and the arc spot position on the anode 13 often shifts to another point, and this causes the flickering of the light. This will make the user uncomfortable. By setting the ratio of the spot area to the current value to be 0.1 ≦ S1 / I1 ≦ 0.4, a discharge lamp having no flicker and having stable optical performance can be formed.

【0027】図4は本発明の高圧水銀ランプに使用した
電極のカリウム含有濃度と電極の摩耗、ランプの長寿命
化を評価した実験結果である。
FIG. 4 shows the results of an experiment in which the potassium content of the electrode used in the high-pressure mercury lamp of the present invention, the wear of the electrode, and the life of the lamp were evaluated.

【0028】ランプ連続点灯後250時間の電極の粒成長
状態を見ると、やはりカリウムを10ppm以上含有した電
極は粒成長が抑制され、特開平5−290802号の考
察の正しさを示唆している。しかしながら、カリウム含
有量が10ppm以上の本高圧水銀ランプは極めて白濁を起
こしやすく、1000時間後には、いずれも白濁の状態とな
っている。カリウムの重量濃度が2ppm以下のものに関し
ては、急激な粒成長が確認された後、電極が折れ、不点
灯の結果となっている。3ppm以上8ppm以下でのランプ
は、1000時間後においてもランプ品質として目立った異
常はなく、カリウムはランプ石英管の結晶化を引き起こ
す因子であることが考察できる。タングステン電極に含
有されるカリウムの重量濃度をランプ点灯時3ppm以上8p
pm以下と規定することで、石英管の結晶化を促進する結
晶核としてのカリウムの存在確率は最大限抑えられるこ
ととなり、電極の粒化を抑制し、ちらつきと初期性能低
下のない長寿命高圧水銀ランプを構成できる。
Looking at the state of grain growth of the electrode after 250 hours of continuous lighting of the electrode, the electrode containing 10 ppm or more of potassium also suppressed grain growth, suggesting the correctness of the considerations in JP-A-5-290802. . However, the present high-pressure mercury lamp having a potassium content of 10 ppm or more is very susceptible to clouding, and after 1000 hours, all are in a cloudy state. In the case of potassium having a weight concentration of 2 ppm or less, the electrode was broken after rapid grain growth was confirmed, resulting in no lighting. Lamps at 3 ppm or more and 8 ppm or less have no noticeable abnormality in lamp quality even after 1000 hours, and it can be considered that potassium is a factor causing crystallization of the lamp quartz tube. The weight concentration of potassium contained in the tungsten electrode is 3 ppm or more when the lamp is turned on.
By setting it to pm or less, the existence probability of potassium as a crystal nucleus that promotes crystallization of the quartz tube can be suppressed to the utmost, suppressing the granulation of the electrode, and having a long life and high pressure without flicker and initial performance deterioration. A mercury lamp can be configured.

【0029】図5は本発明の高圧水銀ランプにおける主
要放電スペースに対するタングステン電極の金属基体と
しての容積率を変化させたときのランプの点灯性評価結
果である。主要放電スペースに対するタングステン電極
の金属基体としての容積率を20%以下にすることで、初
期点灯における一定時間のグロー放電で、ランプはアー
クに移行するための準備を整えることができる。
FIG. 5 shows the evaluation results of the lighting performance of the high-pressure mercury lamp according to the present invention when the volume ratio of the tungsten electrode to the main discharge space as a metal substrate is changed. By setting the volume ratio of the tungsten electrode as the metal substrate to the main discharge space to 20% or less, the lamp can be prepared for transition to an arc by glow discharge for a certain period of time in initial lighting.

【0030】また、本発明の放電ランプを光源とするこ
とにより、ちらつきがなく長寿命な照明装置を得ること
ができる。図6は本発明の放電ランプを用いた照明装置
の説明図である。反射面が放物面もしくは楕円、あるい
はそれらを構成してなる反射鏡23と、口金26で補強
された本発明の放電ランプ24が、ランプアーク軸と反
射鏡光軸を併せて耐熱性接着剤25で一体化されてい
る。また、ランプが固定された照明装置は防爆ガラス2
7で覆われ、万一のランプ破損の場合の機器への破損を
最小限に食い止める役割を果たしている。このような構
成を採ることで、ちらつきがなく、光学性能低下の少な
い、長寿命な照明装置を得ることができる。
Further, by using the discharge lamp of the present invention as a light source, it is possible to obtain a lighting device having no flicker and a long life. FIG. 6 is an explanatory diagram of a lighting device using the discharge lamp of the present invention. A reflecting mirror 23 whose reflecting surface is a paraboloid or an ellipse, or a constituent thereof, and a discharge lamp 24 of the present invention reinforced by a base 26 are provided with a heat-resistant adhesive by combining a lamp arc axis and a reflecting mirror optical axis. 25 are integrated. The lighting device to which the lamp is fixed is explosion-proof glass 2.
7 and plays a role in minimizing damage to equipment in the event of lamp damage. By employing such a structure, a long-life lighting device without flicker and with little reduction in optical performance can be obtained.

【0031】尚、本発明の放電ランプ及びそれを用いた
照明装置は、液晶プロジェクター、テレビジョン、OA機
器のバックライト、半導体ステッパー用光源など種々の
用途に好適に利用できる。
The discharge lamp of the present invention and a lighting device using the same can be suitably used for various applications such as a liquid crystal projector, a television, a backlight of OA equipment, and a light source for a semiconductor stepper.

【0032】[0032]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における高圧水銀ランプ実施例の説明図FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of a high-pressure mercury lamp according to the present invention.

【図2】本発明における高圧水銀ランプに使用する電極
実施例の説明図
FIG. 2 is an explanatory view of an embodiment of an electrode used in a high-pressure mercury lamp according to the present invention.

【図3】本発明のランプにおけるS1/I1パラメータの実
験結果
FIG. 3 shows the experimental results of the S1 / I1 parameter of the lamp of the present invention.

【図4】カリウム含有濃度と電極の摩耗、ランプの長寿
命化を評価した実験結果
FIG. 4 shows the results of an experiment evaluating the potassium content, electrode wear, and lamp life.

【図5】金属基体の容積率を変化させたときの点灯性実
験結果
FIG. 5 is an experimental result of lighting performance when a volume ratio of a metal substrate is changed.

【図6】本発明の放電ランプを用いた照明装置FIG. 6 shows a lighting device using the discharge lamp of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 放電容器 12 陰極 13 陽極 14 電極 15 放電スペース 16 閉塞体 17 傾斜機能材料 18 外部リード線 19 電極棒 20 孔 21 緩衝帯 22 スポット 23 反射鏡 24 本発明の発光管 25 耐熱性接着剤 26 口金 27 防爆ガラス 11 Discharge vessel 12 Cathode 13 Anode 14 Electrode 15 Discharge space 16 Closure 17 Functionally graded material 18 External lead wire 19 Electrode rod 20 Hole 21 Buffer band 22 Spot 23 Reflector 24 Arc tube of the present invention 25 Heat resistant adhesive 26 Cap 27 Explosion-proof glass

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 61/20 H01J 61/20 U 61/36 61/36 B 61/88 61/88 C (72)発明者 松原 信次 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 小林 修 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 Fターム(参考) 5C015 JJ06 JJ08 QQ32 RR01 SS03 5C039 HH04 HH06 HH07 5C043 AA03 AA07 CC02 CC05 DD11 EB18 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01J 61/20 H01J 61/20 U 61/36 61/36 B 61/88 61/88 C (72) Invention Person Shinji Matsubara 2-1-1, Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture (72) Inventor Osamu Obayashi 2-1-1, Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu, Fukuoka Totoki Co., Ltd. F term (reference) 5C015 JJ06 JJ08 QQ32 RR01 SS03 5C039 HH04 HH06 HH07 5C043 AA03 AA07 CC02 CC05 DD11 EB18

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非電導性材料からなる放電容器内に対向配
置した陽極と陰極一対のタングステン電極を有する直流
型放電ランプであって、前記陽極におけるスポットであ
る先端平面部の面積をS1(mm2)、点灯時の電流値をI1
(A)とした時、0.1≦S1/I1≦0.4であることを特徴とする
放電ランプ。
1. A direct-current discharge lamp having a pair of a tungsten electrode and a pair of an anode and a cathode disposed opposite to each other in a discharge vessel made of a non-conductive material, wherein an area of a tip flat portion as a spot on the anode is S1 (mm). 2 ) The current value at the time of lighting is I1
(A) The discharge lamp characterized in that 0.1 ≦ S1 / I1 ≦ 0.4.
【請求項2】非電導性材料からなる放電容器内に対向配
置した陽極と陰極一対のタングステン電極を有し、前記
放電容器を気密封止するために配設された閉塞体とを具
備し、その閉塞体は、電導性材料と絶縁材料が軸方向へ
と機能的に傾斜した材料からなる放電ランプであって、
前記陽極におけるスポットである先端平面部の面積をS
1(mm2)、点灯時の電流値をI1(A)とした時、0.1≦S1/I1
≦0.4であることを特徴とする放電ランプ。
2. A discharge vessel made of a non-conductive material, comprising: a pair of tungsten electrodes opposed to each other in a discharge vessel made of a non-conductive material; and a closing body disposed to hermetically seal the discharge vessel. The closing body is a discharge lamp made of a material in which the conductive material and the insulating material are functionally inclined in the axial direction,
The area of the tip flat portion, which is a spot on the anode, is S
1 (mm 2 ), when the current value at the time of lighting is I1 (A), 0.1 ≦ S1 / I1
A discharge lamp characterized by ≦ 0.4.
【請求項3】 請求項2記載の放電ランプであって、前
記閉塞体には、放電空間中のガスを調整するガス調整帯
が設けられていることを特徴とする放電ランプ。
3. The discharge lamp according to claim 2, wherein the closed body is provided with a gas adjustment band for adjusting a gas in a discharge space.
【請求項4】請求項1,2記載の放電ランプであって、
前記放電容器内には、0.12mg/mm3以上の水銀と、希ガス
と、ハロゲンを封入し、管壁負荷は0.5W/mm2以上である
ことを特徴とする放電ランプ。
4. The discharge lamp according to claim 1, wherein:
A discharge lamp characterized in that 0.12 mg / mm 3 or more of mercury, a rare gas, and halogen are sealed in the discharge vessel, and a tube wall load is 0.5 W / mm 2 or more.
【請求項5】請求項1、2、4記載の放電ランプであっ
て、前記タングステン電極にカリウムが、重量濃度でラ
ンプ点灯時3ppm以上8ppm以下含まれていることを特徴と
する請求項1記載の高圧水銀ランプ。
5. The discharge lamp according to claim 1, wherein the tungsten electrode contains potassium in a weight concentration of 3 ppm or more and 8 ppm or less when the lamp is turned on. High pressure mercury lamp.
【請求項6】請求項1、2記載の放電ランプであって、
前記陽極と陰極の電極間距離が3mm以内であることを特
徴とする請求項1または2記載の高圧水銀ランプ。
6. The discharge lamp according to claim 1, wherein:
3. The high-pressure mercury lamp according to claim 1, wherein a distance between the anode and the cathode is within 3 mm.
【請求項7】請求項1、2、4記載の放電ランプであっ
て、主要放電スペースに対するタングステン電極の金属
基体としての容積率は20%以下にであることを特徴とす
る放電ランプ。
7. The discharge lamp according to claim 1, wherein the volume ratio of the tungsten electrode to the main discharge space as a metal substrate is not more than 20%.
【請求項8】反射面が放物面もしくは楕円、あるいはそ
れらを構成してなる反射鏡と、請求項1ないし7のいず
れかに記載の放電ランプとが、ランプアーク軸と反射鏡
光軸を併せて一体化されていることを特徴とする照明装
置。
8. A reflecting mirror having a paraboloidal or elliptical reflecting surface or a reflecting mirror comprising the parabolic surface or an ellipse, and a discharge lamp according to any one of claims 1 to 7, wherein the lamp arc axis and the reflecting mirror optical axis A lighting device, which is also integrated.
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