JP2002170523A

JP2002170523A - 高圧放電ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP2002170523A
Application number: JP2000365483A
Authority: JP
Inventors: Nanao Murase; 七生村瀬; Hiromichi Kawashima; 弘道川島; Yasutaka Gokami; 泰孝後上; Hiroyuki Kato; 啓幸加藤
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電極軸と封着金属箔との接触部分における封着
金属箔の側縁端からのクラックが発生しにくく、したが
って石英ガラス放電容器の破裂発生を少なくした高圧放
電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。【解決手段】包囲部１ａおよび一対の封止部１ｂ、１ｃ
を備えイオン化媒体を封入した石英ガラス放電容器１の
封止部１ｂ、１ｃの内部に一対の封着金属箔４ａ、４ｂ
を気密に埋設し、電極軸２ｂ、３ｂおよび電極軸２ｂ、
３ｂの先端部に配設された電極主部２ａ、３ａを備え、
電極軸２ｂの基端部がその周面の１０〜３０％の範囲で
封着金属箔４ａに接触した状態で封止部に支持されてい
るとともに、電極主部２ａ、３ａが包囲部１ａ内に臨ん
でいる一対の電極２、３を具備し、管壁負荷が６０Ｗ／
ｃｍ^２以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、封着金属箔を備え
ている高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、投光照明および画像表示装置など
が広く普及しているが、その光源として高圧放電ランプ
が多くの場合に採用されている。その中にあっても、特
に点光源に近く、配光制御が容易な短アーク形で、演色
性およびランプ効率が高いメタルハライド形や水銀蒸気
放電形の高圧放電ランプは、最近めざましく普及してい
る液晶プロジェクタ用の光源として多用されている。ま
た、自動車ヘッドライト用の光源にも小形のメタルハラ
イド放電ランプが普及してきている。さらに、店舗照明
などにおけるスポットライトにも小形で短アーク形のメ
タルハライド形の高圧放電ランプが用いられている。

【０００３】一方、液晶プロジェクタは、液晶画面上に
形成した画像を投影する装置で、静止画および動画のい
ずれでも投影することができる。そして、ビデオ信号ま
たはパソコンの画像信号を入力することにより、さまざ
まな画像を投影することができることから、プレゼンテ
ーション用のツールとして用いられたり、簡易的なシア
ター用または大画面ＴＶ用として用いられたりして、さ
まざまな分野で使用されている。

【０００４】また、高圧放電ランプの点灯には、従来か
ら交流点灯と直流点灯とがあるが、短アーク形の高圧放
電ランプを直流点灯すると、失透の原因になる金属イオ
ンが陰極側に誘引されるため、失透が発生しにくいこと
から、長寿命化の手段として、直流点灯形の高圧放電ラ
ンプが液晶プロジェクタ用の分野では近時多用されてい
る。

【０００５】さらに、管壁負荷を大きくして石英ガラス
放電容器の最冷部温度を高くすれば、ランプ効率を高く
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、短アーク形
でプロジェクション用の高圧放電ランプのスクリーン照
度を高くするには、管壁負荷を高め、電極間距離を短く
する必要がある。管壁負荷を高めるには、石英ガラス放
電容器の大きさが一定であれば、ランプ電力を大きくす
る必要がある。

【０００７】ところが、電極間距離を小さくすると、ラ
ンプ電圧が低くなるので、所定のランプ電力を投入しよ
うとすると、必然的にランプランプ電流を大きくしなけ
ればならない。そのため、この種の高圧放電ランプにお
いては、封止部の温度が上昇し、電極軸と封着金属箔と
の接合部における封着金属箔の側縁部からクラックが発
生し、やがて放電容器の破裂に至る可能性が相対的に高
くなる傾向がある。特に直流高圧放電ランプにおいて
は、その陽極側の封止部にその傾向が強い。

【０００８】本発明は、電極軸と封着金属箔との接触部
分における封着金属箔の側縁端からのクラックが発生し
にくく、したがって石英ガラス放電容器の破裂発生を少
なくした高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を
提供することを目的とする。

【０００９】本発明は、石英ガラス放電容器の破裂発生
を少なくするとともに、電極軸と封着金属箔との接触不
良による不点の発生を低減した高圧放電ランプおよびこ
れを用いた照明装置を提供することを他の目的とする。

【００１０】

【課題を達成するための手段】請求項１の高圧放電ラン
プは、包囲部および包囲部の両端に連続する一対の封止
部を備えた石英ガラス放電容器と；石英ガラス放電容器
の封止部の内部に気密に埋設された一対の封着金属箔
と；電極軸および電極軸の先端部に配設された電極主部
を備え、電極軸の基端部がその周面の１０〜３０％の範
囲で封着金属箔に接触した状態で封止部に支持されてい
るとともに、電極主部が包囲部内に臨んでいる一対の電
極と；石英ガラス放電容器内に封入されたイオン化媒体
と；を具備し、管壁負荷が６０Ｗ／ｃｍ^２以上であるこ
とを特徴としている。

【００１１】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１２】＜石英ガラス放電容器について＞石英ガラ
ス放電容器は、包囲部およびその両端に連続した封止部
を備えている。包囲部は、中空で、放電空間を提供し、
その形状が球状、楕円球状、紡錘状などの形状であるこ
とを許容する。封止部は、電極を支持し、石英ガラス放
電容器を封止するとともに、電極に対する給電を行なう
ために寄与する。また、封止部は、所定の形状に成形し
た包囲部の両端に相対的に小径の石英ガラス管すなわち
シールチューブを溶着したり、一本の石英ガラス管の中
間部を成形して形成した包囲部の両端をさらに成形した
りして形成することができる。なお、後述する電極軸を
封止部の所定位置に支持するとともに、封着金属箔を所
定位置に埋設するために、ピンチシールや減圧シールな
どにより封止部を形成することにより、石英ガラス放電
容器が封止される。

【００１３】なお、必要に応じて、石英ガラス放電容器
の内面に耐ハロゲン性または耐金属性の透明被膜を形成
するか、内面を改質することが許容される。

【００１４】＜封着金属箔について＞封着金属箔は、モ
リブデンなど熱膨張率が石英ガラスのそれとなるべく接
近している耐火性の導電性金属の箔からなり、石英ガラ
ス放電容器の封止部に気密に埋設されている。また、封
着金属箔の一端部には電極軸の基端部が後述するように
その周面の所定範囲が接触するとともに、他端部には外
部導入導体の先端部が溶接されて接触する。

【００１５】＜一対の電極について＞本発明の高圧放電
ランプは、交流点灯形および直流点灯形のいずれであっ
てもよい。また、いずれの場合においても、電極は、電
極軸および電極主部を備えている。そして、電極軸は、
その基端部がその周面の１０〜３０％の範囲で封着金属
箔に溶接されるなどにより接触した状態で封止部に支持
されている。電極主部は、電極軸の先端部に配設されて
いる。なお、電極軸の周面と封着金属箔との接触の範囲
は、高圧放電ランプの封止部を封着金属箔および電極軸
の基端部に対向する位置で管軸に対して直角に切断し、
その切断部を２０倍に拡大して目視により判定するもの
とする。電極軸の基端部がその周面の１０〜３０％の部
分にわたって封着金属箔に接触するように構成するに
は、たとえばピンチシールにおいては、ピンチャーのギ
ャップやピンチャーの形状を調整して行なう。減圧シー
ルにおいては、封止部の温度、加工時間などを調整して
行なう。

【００１６】また、一対の電極は、交流点灯形の高圧放
電ランプの場合、基本的に同一形状である。また、直流
点灯形の高圧放電ランプの場合、一対の電極の一方が陽
極となり、他方が陰極になる。陽極は、ランプ電流の大
部分を占める電子の流入による発熱で高温になるので、
その電極軸が上述した封着金属箔との接触条件を満足し
なければならないが、陰極は後述するように温度上昇が
相対的に小さいので、必ずしも上述した接触条件を満足
しなくてもよい。さらに、陽極は、その放熱面積を大き
くするために、電極主部を相対的に大きく形成するのが
一般的な構造である。そのため、タングステンの相対的
に大径の棒を削りだして陽極主部を電極軸と一体に形成
したり、陽極主部を電極軸の先端に溶接したりして陽極
を形成することができる。これに対して、陰極は、熱電
子放出を行い、かつランプ電流のわずかな部分を占める
イオンが流入するだけであるため、その温度上昇が小さ
いので、相対的に小径の電極軸の先端部をそのまま、ま
たはタングステン細線を巻き付けたコイルを形成して陰
極主部とした構造とすることができる。

【００１７】また、本発明においては、一対の電極間の
距離すなわち電極間距離は、好適にはいわゆる短アーク
形の放電が生起するような関係に封装される。短アーク
形とは、透光性放電容器内に形成される電極間距離を小
さくすることにより、アーク放電を電極によって安定さ
せるいわゆる電極安定形のものをいう。このため、高圧
放電ランプの発光をなるべく点光源に近付けることがで
きるので、反射鏡またはレンズなどの光学系による集光
を効率よく行うことができる。液晶プロジェクタなどの
プロジェクション用や自動車ヘッドライト用の高圧放電
ランプの場合、小形の短アーク形のメタルハライド形や
水銀蒸気放電形の高圧放電ランプを用いるが、その電極
間距離は、実際的には６ｍｍ以下が好適である。すなわ
ち、電極間距離が６ｍｍを超えると、点光源から離れて
しまって、光学系の焦点特性が悪くなり、たとえば液晶
プロジェクタ用として用いた場合に、スクリーン照度が
低下してしまう。したがって、本発明において短アーク
形の場合、一般的には電極間距離が６ｍｍ以下、好まし
くは４ｍｍ以下、液晶プロジェクタなどの投射用や自動
車ヘッドライト用において、最適には１〜３ｍｍであ
る。なお、電極間距離は、電極の先端間で計測する。

【００１８】＜イオン化媒体について＞本発明におい
て、イオン化媒体は、第１のハロゲン化物、第２のハロ
ゲン化物、水銀および希ガスなどの一種または複数種を
たとえば以下の組み合わせで用いることができる。な
お、第１のハロゲン化物は、可視光を発光する発光金属
のハロゲン化物である。第２のハロゲン化物は、点灯中
の蒸気圧が相対的に大きくて、可視域の発光が少ない金
属、たとえばＡｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｍｎなどのハロ
ゲン化物である。水銀は、発光金属として用いたり、そ
の蒸気が緩衝媒体として用いたりする。希ガスは、始動
ガスおよび緩衝ガスとして作用する。希ガスとしては、
キセノン、アルゴン、クリプトンなどを用いることがで
きる。なお、本発明において、「高圧放電」とは、イオ
ン化媒体の点灯中の圧力が大気圧以上になる放電をい
い、いわゆる超高圧放電を含む概念である。

【００１９】１．第１のハロゲン化物＋水銀＋希ガス：
いわゆるメタルハライドランプの構成である。

【００２０】２．第１のハロゲン化物＋第２のハロゲン
化物＋希ガス：環境負荷の大きな水銀を用いないメタル
ハライドランプの構成である。

【００２１】３．水銀＋希ガス：いわゆる高圧水銀ラン
プの構成である。

【００２２】４．希ガス：希ガスとしてＸｅを用いる
と、いわゆるキセノンランプの構成である。

【００２３】次に、発光金属のハロゲン化物の一例につ
いて説明する。すなわち、発光金属のハロゲン化物とし
て、少なくともハロゲン化ジスプロシウムＤｙＸおよび
ハロゲン化ネオジムＮｄＸを含んでいる構成を採用する
ことができる。ただし、Ｘは、ハロゲンで、ヨウ素Ｉ、
臭素Ｂｒまたは塩素Ｃｌなどからなる。そして、ハロゲ
ン化ジスプロシウムおよびハロゲン化ネオジムの合計封
入量を透光性放電容器の内容積１ｃｃ当たり１×１０−
６モル以上にするとともに、ハロゲン化ジスプロシウム
ＤｙＸおよびハロゲン化ネオジムＮｄＸのモル比ＮｄＸ
／ＤｙＸを１以上にすることができる。

【００２４】＜管壁負荷について＞本発明において、管
壁負荷は、６０Ｗ／ｃｍ^２以上でなければならない。な
ぜなら、管壁負荷が６０Ｗ／ｃｍ^２以上になると、封止
部の温度が上昇し、電極軸と封着金属箔との接合部にお
ける封着金属箔の側縁部からクラックが発生し、やがて
放電容器の破裂に至る可能性が相対的に高くなる傾向が
あるからである。これに対して、これより小さい管壁負
荷の場合には封止部の温度上昇が相対的に少なく、した
がって電極軸と封着金属箔との接合部における封着金属
箔の側縁部からクラックが発生しにくい。なお、管壁負
荷は、石英ガラス放電容器の単位内表面積当りの定格ラ
ンプ電力である。石英ガラス放電容器の内表面積は、内
面形状が既知であれば、石英ガラス放電容器の内部に入
る水の量から体積を知り、さらに計算により、これを求
めることができる。

【００２５】さらに加えて、ランプ電流が６Ａ以上の高
圧放電ランプに対して本発明は、特に効果的である。

【００２６】＜その他の構成について＞本発明の必須構
成要件ではないが、要すれば、以下の構成の一部または
全部を加することができる。

【００２７】１．ミラーについてミラーは、高圧放電ランプの発光を集光して投光する手
段であり、予め高圧放電ランプの発光部をミラーの焦点
位置に一致させたうえで両者をたとえば無機質接着剤な
どを用いて固定する。しかし要すれば、両者を着脱可能
な形態で一体に固定することもできる。また、高圧放電
ランプとミラーとを固定するのに、石英ガラス放電容器
の封止部に口金を固着し、口金にミラーを固着すること
ができる。なお、直流点灯形の高圧放電ランプの場合、
陽極側の端部をミラーの頂部に固定するのが好ましい。

【００２８】また、ミラーは、内面が所要の回転２次曲
面形状に成形されたガラス製の基体と、その内面に被着
された反射膜とを主体として構成することができる。反
射膜は、好適には可視光反射・赤外光透過形の多層干渉
膜からなる。

【００２９】さらに、要すれば、開口面に前面カバーを
装着することができる。この場合、前面カバーの内面ま
たは外面に可視光透過・熱線反射膜を形成することによ
り、被照面に投射される熱線を遮断することができる。
また、透光性全面カバーに可視光に対して特定波長域の
光を良好に透過する色フィルタの機能を付与することも
できる。

【００３０】さらに、高圧放電ランプは、その全体がミ
ラーによって包囲されなければならないものではなく、
たとえば一方の電極の封止部がミラーから外部に突出し
ていてもよい。

【００３１】２．始動用補助導体について始動用補助導体は、これをたとえば一方の電極たとえば
直流点灯形の高圧放電ランプの場合、陰極と同電位にす
るとともに、陰極側から石英ガラス放電容器の外面にほ
ぼ沿って他方の電極たとえば陽極側へ延在しているよう
に配設される。また、始動用補助導体は、始動時のグロ
ー放電を生起させる作用をするので、始動用補助導体を
通流する電流は小さいので、細い金属線を用いることが
できる。細い金属線を用いる方が放電により発生する可
視光が吸収されにくいので、有効光量の減少と配光の乱
れを防止することができる。

【００３２】３．外管について外管は、石英ガラス放電容器、一対の封着金属箔、一対
の電極およびイオン化媒体からなる構成体を発光管とし
てその内部に収納する手段である。そして、外管の内部
を真空にしたり、不活性ガスを主体とするガスを封入し
たりすることができる。

【００３３】４．保温手段について保温手段は、石英ガラス放電容器の所要部分を保温する
ことにより、石英ガラス放電容器の最冷部温度を所要値
以上に維持する手段である。直流点灯形の高圧放電ラン
プの場合、石英ガラス放電容器の陰極近傍の外面側に保
温手段を配設すると効果的である。

【００３４】５．封止部における封着金属箔または電極
軸と封止部外面との間の最短距離Ｌと管壁負荷Ｆとの関
係について封止部における封着金属箔と封止部外面との間の最短距
離をＬ（ｍｍ）とし、管壁負荷をＦ（Ｗ／ｃｍ^２）とし
たとき、Ｆ／Ｌが３３〜３８であると、破裂発生率が低
減する。また、スクリーン照度の低下も少ない。

【００３５】これに対して、Ｆ／Ｌが３３未満である
と、ランプ破裂発生率は低いが、スクリーン照度が不所
望に低下してしまう。Ｆ／Ｌが３８を超えると、スクリ
ーン照度の低下はないが、破裂発生率が急激に増加す
る。なお、最短距離Ｌは、封着金属箔または電極軸の外
周面と、封止部の外周面との間の距離のうち最短のもの
とする。

【００３６】６．封止部における断面積ｌ・ｔと管壁負
荷Ｆとの関係について封止部における断面積をｌ・ｔ（ｃｍ^２）とし、管壁負
荷をＦ（Ｗ／ｃｍ^２）としたとき、Ｆ／ｌ・ｔが２．０
〜２．５であると、破裂発生率が低減する。また、スク
リーン照度の低下も少ない。

【００３７】これに対して、Ｆ／ｌ・ｔが２．０未満で
あると、ランプ破裂発生率は低いが、スクリーン照度が
不所望に低下してしまう。また、Ｆ／ｌ・ｔが２．５を
超えると、スクリーン照度の低下はないが、破裂発生率
が急激に増加する。なお、ｌは封止部の幅寸法であり、
ｔは封止部の厚さすなわち高さ寸法であるが、そのいず
れもピンチシールにおいてピンチャーからはみ出して形
成された突条部分は寸法の対象としないものとする。し
たがって、ｌ・ｔについては、封止部が単純な四角形で
あるとして扱う。

【００３８】＜本発明の作用について＞本発明において
は、封着金属箔と電極軸との接触の範囲を電極軸の周面
の１０〜３０％にしたことにより、電極軸と封着金属箔
との接合部における封着金属箔の側縁端からクラックが
発生しにくくなり、これにより封着金属箔の側縁端から
のクラックが発展して石英ガラス放電容器が破裂に至る
割合、すなわち破裂発生率が著しく減少する。

【００３９】これに対して、封着金属箔と電極軸との接
触の範囲が電極軸の周面の３０％を超えていると、破裂
発生率が急激に増大する。また、同じく１０％未満であ
ると、封着金属箔と電極軸との接触が不十分となり、通
電時に接触部が温度上昇して封着金属箔が溶断して不点
に至りやすくなるので、いずれも不可である。

【００４０】請求項２の発明の高圧放電ランプは、包囲
部および包囲部の両端に連続する一対の封止部を備えた
石英ガラス放電容器と；後記電極軸が接触している部分
の管軸に対して直角な断面における形状がほぼブーメラ
ン状をなすとともに両側端間を結ぶ仮想線に対して両側
縁部の面が１５〜３０°の角度を有しているとともに、
石英ガラス放電容器の封止部の内部に気密に埋設された
一対の封着金属箔と；電極軸および電極軸の先端部に配
設された電極主部を備え、電極軸の基端部が封着金属箔
に接触して封止部に支持され、電極主部が包囲部内に臨
んでいる一対の電極と；石英ガラス放電容器内に封入さ
れたイオン化媒体と；を具備し、管壁負荷が６０Ｗ／ｃ
ｍ^２以上であることを特徴としている。

【００４１】本発明は、電極軸の基端部と接触している
部分の封着金属箔の形状を改良して石英ガラス放電容器
の破裂を低減している。すなわち、封着金属箔は、封止
部に埋設された状態において、電極軸の基端部と接触し
ている部分の管軸に対して直角な断面における形状がほ
ぼブーメラン状をなしている。「ブーメラン状」とは、
「く」の字状に屈曲した状態を意味し、したがって封着
金属箔は、その断面形状が電極軸との接触部を中心とし
て、その両側縁部の面が接触部より電極軸の接触部の対
向面側へ傾斜した形状をなしている。ただし、封着金属
箔の上記両側縁部の面は、完全な平面をなしているばか
りでなく、多少湾曲したり、屈曲していてもよく、全体
として見たときに傾斜していればよい。

【００４２】また、封着金属箔は、上記に加えてその両
側端間を結ぶ仮想線に対して両側端部の面が１５〜３０
°の角度を有している傾斜でなければならない。

【００４３】さらに、上述の構成に加えて電極軸の基端
部がその周面の１０〜３０％の範囲で封着金属箔に接触
しているように構成することにより、一層破裂発生率が
低減する。

【００４４】そうして、本発明においては、上記の構成
を備えていることにより、寿命中の石英ガラス放電容器
の破裂発生率が低減して信頼性の高い高圧放電ランプが
得られる。しかし、上記の角度が１５°未満および３０
°を超えた範囲であると、破裂発生率が高くなるので、
不可である。なお、本発明において、破裂発生率が低減
する理由は詳らかでないが、封着金属箔の側縁部の面が
上記の範囲で傾斜していることにより、封着金属箔の側
縁端と封止部の外面との間の最短距離が水平状態のとき
より大きくなるからではないかと考えられる。

【００４５】請求項３の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に配設された請求項１または２記載
の高圧放電ランプと；を具備していることを特徴として
いる。

【００４６】本発明において、照明装置とは、高圧放電
ランプの発光を利用するあらゆる装置を含む広い概念で
あり、したがって液晶プロジェクタ、オーバーヘッドプ
ロジェクタなどの光投射装置、自動車ヘッドライト、照
明器具、表示装置などであることを許容する。もちろ
ん、照明器具は屋内用および屋外用のいずれであっても
よい。また、「照明装置本体」とは、照明装置から高圧
放電ランプを除いた残余の部分をいう。

【００４７】そうして、本発明においては、封着金属箔
の側縁端からのクラックが発生しにくく、したがって石
英ガラス放電容器の破裂発生を少なくした照明装置を得
ることができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００４９】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態としての直流点灯形の高圧放電ランプを示す正
面図である。

【００５０】図２は、同じく電極軸および封着金属箔の
接触状態を示す要部拡大断面図である。

【００５１】各図において、１は石英ガラス放電容器、
２は陽極、３は陰極、４ａ、４ｂは一対の封着金属箔、
５は口金、６ａ、６ｂは外部導入導体である。

【００５２】石英ガラス放電容器１は、中央の包囲部１
ａおよび両端の一対の封止部１ｂ、１ｃからなる。包囲
部１ａは、最大径が１６ｍｍのほぼ球体に近い楕円球状
をなしている。一対の封止部１ｂ、１ｃは、シールチュ
ーブ接続構造により放電空間部１ａの両端に一体に接続
している。

【００５３】陽極２は、タングステンからなり、陽極主
部２ａおよび電極軸２ｂを備えている。陽極主部２ａ
は、電極軸２ｂの先端に一体に形成されている。また、
陽極２は、その電極軸２ｂの中間部を封止部１ｂに緩く
挿入して石英ガラス放電容器１に支持されている。

【００５４】陰極３は、タングステンからなり、陰極主
部３ａおよび電極軸３ｂを備えている。陰極主部３ａ
は、電極軸３ｂの先端を尖頭状に整形して形成されてい
る。また、陰極３は、陽極２と同様に封止部１ｃに支持
されている。

【００５５】封着金属箔４ａは、厚さ３０μｍ、幅３ｍ
ｍのモリブデン箔からなり、その一端部に電極軸２ｂの
基端部が、他端部に外部導入導体７ａの先端部が、それ
ぞれ溶接により接触し、石英ガラス放電容器１の両端の
封止部１ｂの内部に気密に埋設されている。そして、電
極軸２ｂの基端部は、その周面の角度θ１で示す範囲が
封着金属箔４ａに接触している。したがって、角度θ１
は、接触率を示していて、周面全体の１０〜３０％の範
囲に設定されている。なお、図２において、ｇは封着金
属箔４ａ、電極軸３ｂおよび封止部１ｃの石英ガラスと
の間に形成された空隙を示している。同様に封着金属箔
４ｂは、厚さ３０μｍ、幅３ｍｍで、一端部に電極軸３
ｂの基端部が上記と同様に、他端部に外部導入導体７ｂ
の先端部が、それぞれ接触し、封止部１ｃ内に気密に埋
設されている。

【００５６】また、イオン化媒体として、ハロゲン化ジ
スプロシウム、ハロゲン化ネオジム、アルゴンおよび水
銀が透光性放電容器１内に封入されている。ハロゲン化
ジスプロシウムとしてヨウ化ジスプロシウムおよびハロ
ゲン化ネオジムとしてヨウ化ネオジムを封入している。

【００５７】口金５は、筒体５ａおよび陽極端子５ｂを
備えている。筒体５ａは、黄銅などの金属からなり、一
端部が封止部１ｃの端部に口金セメントによって固着さ
れている。陽極端子５ｂは、周囲にねじ溝が形成され、
基端が筒体５ａに固着されて絶縁筒体５ａから外部へ突
出している。

【００５８】外部導入導体６ａは、筒体５ａ内で陽極端
子５ｂに接続している。外部導入導体６ｂは、封着金属
箔４ｂに接続して、封止部１ｃから外部へ突出してい
る。

【００５９】そうして、高圧放電ランプは、その石英ガ
ラス放電容器１の包囲部１ａの内容積が約１．４ｃｃ、
電極間距離が２．２ｍｍであり、ランプ電圧を約６０Ｖ
に設定してランプ電流を約７．３Ａ流して点灯したとこ
ろ、ランプ電力は４４０Ｗ、管壁負荷は約７０Ｗ／ｃｍ
^２であった。

【００６０】図３は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態において電極軸の封着金属箔への接触率を変化
させた試作品について点灯試験を行い破裂および不点の
発生率との関係を求めたグラフである。

【００６１】図において、横軸は電極軸の封着金属箔へ
の接触率（％）を、縦軸は発生率（％）を、それぞれ示
す。曲線Ａは破裂発生率、曲線Ｂは不点発生率、をそれ
ぞれ示す。なお、点灯時間は２０００時間である。

【００６２】石英ガラス放電容器の破裂発生率は、曲線
Ａに示すように、電極軸の基端部の封着金属箔への接触
率が３０％以下であれば、１０％以下に低減することが
分かった。しかし、接触率が３０％を超えると、急激に
破裂発生率が増大する。

【００６３】また、不点発生率は、曲線Ｂに示すよう
に、接触率が１０％以上であれば、１０％以下になるこ
とが分かった。しかし、接触率が１０％未満であると、
不点発生率が急激に増大する。

【００６４】図４は、本発明の高圧放電ランプの第２の
実施形態としての直流点灯形の高圧放電ランプにおける
電極軸および封着金属箔の接触状態を示す要部拡大断面
図である。

【００６５】図において、図２と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、封着金
属箔４ａの形状が異なる。すなわち、封着金属箔４ａが
ブーメラン状をなしているとともに、角度θ２が１５〜
３０°の範囲に設定されている。なお、角度θ２は、封
着金属箔４ａの両側端間を結ぶ仮想線と封着金属箔４ａ
の両側縁部４ａ１がなす面との間の角度であって、封着
金属箔４ａの両側縁部４ａ１の傾斜の度合を示す。

【００６６】図５は、本発明の高圧放電ランプの第２の
実施形態において封着金属箔の角度θ２を変化させた試
作品について点灯試験を行い破裂発生率の関係を求めた
グラフである。

【００６７】図において、横軸は角度（°）を、縦軸は
破裂発生率（％）を、それぞれ示す。なお、点灯時間は
２０００時間である。

【００６８】そうして、図から理解できるように、封着
金属箔の側縁部４ａ１の傾斜を示す角度θ２が１５〜３
０°であれば、破裂発生率が１０％以下になるが、１５
°未満および３０°超ではいずれも破裂発生率が急激に
高くなっている。

【００６９】図６は、本発明の高圧放電ランプの第３の
実施形態における封止部を示す拡大断面図である。

【００７０】図において、図１および図２と同一部分に
ついては同一符号を付して説明は省略する。本実施形態
は、管壁負荷と、封着金属箔４ａ、電極軸２ｂおよび封
止部１ｂの相対的な大きさとの関係を所定範囲に規定し
ている。すなわち、管壁負荷をＦ（Ｗ／ｃｍ^２）とし、
封止部１ｂの外面と封着金属箔４ａまたは電極軸２ｂと
の間の最短距離をＬ（ｍｍ）としたとき、Ｆ／Ｌが３３
〜３８の範囲に設定されている。なお、ｐは、ピンチシ
ールにより形成された突条部である。

【００７１】図７は、本発明の高圧放電ランプの第３の
実施形態において管壁負荷と封止部の最短距離との比を
変えた場合の破裂発生率の変化を示すグラフである。

【００７２】図８は、同じく相対スクリーン照度の変化
を示すグラフである。

【００７３】各図において、横軸は管壁負荷／封止部最
短距離Ｆ／Ｌを、縦軸は図７が破裂発生率、図８が相対
スクリーン照度を、それぞれ示す。

【００７４】各図から理解できるように、横軸は管壁負
荷／封止部最短距離Ｆ／Ｌが３３〜３８の範囲内であれ
ば、点灯２０００時間における破裂発生率が１０％以下
であるとともに、相対スクリーン照度の低下も少ない。

【００７５】図９は、本発明の高圧放電ランプの第４の
実施形態における封止部を示す拡大断面図である。

【００７６】図において、図６と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、管壁負
荷と、封止部１ｂの大きさとの関係を所定範囲に規定し
ている。すなわち、管壁負荷をＦ（Ｗ／ｃｍ^２）とし、
封止部１ｂの幅寸法をｌ（ｍｍ）、高さ寸法をｔ（ｍ
ｍ）としたとき、Ｆ／ｌ・ｔが２．０〜２．５の範囲に
設定されている。

【００７７】図１０は、本発明の高圧放電ランプの第４
の実施形態において管壁負荷と封止部の断面積との比を
変えた場合の破裂発生率の変化を示すグラフである。

【００７８】図１１は、同じく相対スクリーン照度の変
化を示すグラフである。

【００７９】各図において、横軸は管壁負荷／封止部断
面積Ｆ／ｌ・ｔを、縦軸は図１０が破裂発生率、図１１
が相対スクリーン照度を、それぞれ示す。

【００８０】各図から理解できるように、横軸は管壁負
荷／封止部断面積Ｆ／ｌ・ｔが２．０〜２．５の範囲内
であれば、点灯２０００時間における破裂発生率が１０
％以下であるとともに、相対スクリーン照度の低下も少
ない。

【００８１】図１２は、本発明の高圧放電ランプの第５
の実施形態を示す一部断面正面図である。

【００８２】本実施形態は、ミラー７を備えている点で
図１と異なる。図において、８は無機質接着剤、９は接
続導体である。

【００８３】高圧放電ランプ１１は、図１に示すのと同
一構造である。

【００８４】ミラー７は、内面が凹形をなすガラス基体
７ａ、可視光反射・赤外光透過膜７ｂおよび筒状部７ｃ
からなる。ガラス基体７ａは、内面の凹形部が回転放物
面を基本とする曲面に形成され、頂部の外側に筒部７ｃ
が一体に突出して形成されている。可視光反射・熱線透
過膜７ｂは、ダイクロイック反射膜からなる。

【００８５】石英ガラス放電容器１をミラー７に取り付
けるには、口金５を筒状部７ｃに挿入し、石英ガラス放
電容器１の発光中心をミラー７の焦点に合致させて口金
５と筒状部７ｃとの間に接着剤８を介在させて両者を固
着する。

【００８６】外部導入導体６ｂに接続導体９を溶接して
ミラー７の背面側へ導出させている。すなわち、接続導
体９は、鏡面の一部に形成した通孔（図示しない。）を
通ってミラー７の背面側へ導出されている。

【００８７】そうして、石英ガラス放電容器１から発生
した光線は、ミラー７の可視光反射・赤外光反射膜７ｂ
に入射し、そのうち可視光は反射して光軸と平行に出射
する。これに対して、赤外光は可視光反射・赤外光透過
膜７ｂを透過し、さらにガラス基体７ａを透過してミラ
ー７の背面側へ放散される。

【００８８】図１３は、本発明の照明装置の一実施形態
としての液晶プロジェクタの光学系を示す概念的断面図
である。

【００８９】図において、２１は高圧放電ランプ、２２
は光路変更用反射鏡、２３はＵＶ−ＩＲフィルタ、２
４、２５は偏光板、２６は液晶表示板、２７はフレネル
レンズ、２８は投射レンズ、２９はスクリーンである。

【００９０】高圧放電ランプ２３は、図１２に示すのと
ほぼ同様な構成のものである。

【００９１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、包囲部および
一対の封止部を備えイオン化媒体を封入した石英ガラス
放電容器の封止部の内部に一対の封着金属箔を気密に埋
設し、電極軸および電極軸の先端部に配設された電極主
部を備え、電極軸の基端部がその周面の１０〜３０％の
範囲で封着金属箔に接触した状態で封止部に支持されて
いるとともに、電極主部が包囲部内に臨んでいる一対の
電極を具備し、管壁負荷が６０Ｗ／ｃｍ^２以上であるこ
とにより、封着金属箔の側縁端からのクラックが発生し
くくて破裂および不点の発生率が低減した高圧放電ラン
プを提供することができる。

【００９２】請求項２の発明によれば、包囲部および一
対の封止部を備えイオン化媒体を封入した石英ガラス放
電容器の封止部の内部に一対の封着金属箔を気密に埋設
し、電極軸および電極軸の先端部に配設された電極主部
を備え、封着金属箔が電極軸の基端部が接触している部
分の管軸に対して直角な断面における形状がほぼブーメ
ラン状をなすとともに両側端間を結ぶ仮想線に対して両
側縁部の面が１５〜３０°の角度を有しているととも
に、電極主部が包囲部内に臨んでいる一対の電極を具備
し、管壁負荷が６０Ｗ／ｃｍ^２以上であることにより、
封着金属箔の側縁端からのクラックが発生しにくく破裂
発生率が低減した高圧放電ランプを提供することができ
る。

【００９３】請求項３の発明によれば、請求項１および
２の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態とし
ての直流点灯形の高圧放電ランプを示す正面図

【図２】同じく電極軸および封着金属箔の接触状態を示
す要部拡大断面図

【図３】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態にお
いて電極軸の封着金属箔への接触率を変化させた試作品
について点灯試験を行い破裂および不点の発生率との関
係を求めたグラフ

【図４】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態とし
ての直流点灯形の高圧放電ランプにおける電極軸および
封着金属箔の接触状態を示す要部拡大断面図

【図５】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態にお
いて封着金属箔の角度θ２を変化させた試作品について
点灯試験を行い破裂発生率の関係を求めたグラフ

【図６】本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態にお
ける封止部を示す拡大断面図

【図７】本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態にお
いて管壁負荷と封止部の最短距離との比を変えた場合の
破裂発生率の変化を示すグラフ

【図８】同じく相対スクリーン照度の変化を示すグラフ

【図９】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態にお
ける封止部を示す拡大断面図

【図１０】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態に
おいて管壁負荷と封止部の断面積との比を変えた場合の
破裂発生率の変化を示すグラフ

【図１１】同じく相対スクリーン照度の変化を示すグラ
フ

【図１２】本発明の高圧放電ランプの第５の実施形態を
示す一部断面正面図

【図１３】本発明の照明装置の一実施形態としての液晶
プロジェクタの光学系を示す概念図

【符号の説明】

１…石英ガラス放電容器１ａ…包囲部１ｂ…封止部１ｃ…封止部２…陽極２ａ…陽極主部２ｂ…電極軸３…陰極３ａ…陰極主部３ｂ…電極軸４ａ…封着金属箔４ｂ…封着金属箔５…口金５ａ…絶縁筒体５ｂ…陽極端子６ａ…外部導入導体６ｂ…外部導入導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後上泰孝愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ハリソン東芝ライティング株式会社内 (72)発明者加藤啓幸愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ハリソン東芝ライティング株式会社内Ｆターム(参考） 5C039 HH06 5C043 AA14 BB09 CC02 CD01 DD12 DD18 DD19 EA01 EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】包囲部および包囲部の両端に連続する一対
の封止部を備えた石英ガラス放電容器と；石英ガラス放
電容器の封止部の内部に気密に埋設された一対の封着金
属箔と；電極軸および電極軸の先端部に配設された電極
主部を備え、電極軸の基端部がその周面の１０〜３０％
の範囲で封着金属箔に接触した状態で封止部に支持され
ているとともに、電極主部が包囲部内に臨んでいる一対
の電極と；石英ガラス放電容器内に封入されたイオン化
媒体と；を具備し、管壁負荷が６０Ｗ／ｃｍ^２以上であ
ることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】包囲部および包囲部の両端に連続する一対
の封止部を備えた石英ガラス放電容器と；後記電極軸が
接触している部分の管軸に対して直角な断面における形
状がほぼブーメラン状をなすとともに両側縁端の間を結
ぶ仮想線に対して両側縁部の面が１５〜３０°の角度を
有していて、石英ガラス放電容器の封止部の内部に気密
に埋設された一対の封着金属箔と；電極軸および電極軸
の先端部に配設された電極主部を備え、電極軸の基端部
が封着金属箔に接触して封止部に支持されているととも
に、電極主部が包囲部内に臨んでいる一対の電極と；石
英ガラス放電容器内に封入されたイオン化媒体と；を具
備し、管壁負荷が６０Ｗ／ｃｍ^２以上であることを特徴
とする高圧放電ランプ。
【請求項３】照明装置本体と；照明装置本体内に配設さ
れた請求項１または２記載の高圧放電ランプと；を具備
していることを特徴とする照明装置。