JP2003178714A - ショートアーク型超高圧放電ランプ - Google Patents
ショートアーク型超高圧放電ランプInfo
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- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
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- H01J61/02—Details
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- H01J61/366—Seals for leading-in conductors
- H01J61/368—Pinched seals or analogous seals
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- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
- H01J9/32—Sealing leading-in conductors
- H01J9/323—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device
- H01J9/326—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device making pinched-stem or analogous seals
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極の偏移と防止、低減するとともに、側管
部では密着性の高い構造を提供することである。 【解決手段】内部に一対の電極（６，７）が対向配置さ
れ、かつ、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した
発光部（２）と、その両側に延在して電極の一部を封止
するとともに電極と金属箔（８）を接合する側管部
（３）からなり、前記金属箔は断面が概略逆Ｗ字状であ
って、前記電極は前記金属箔の概略逆Ｗ字状における中
心の谷の部分に配置して溶接されていることを特徴とす
る。
部では密着性の高い構造を提供することである。 【解決手段】内部に一対の電極（６，７）が対向配置さ
れ、かつ、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した
発光部（２）と、その両側に延在して電極の一部を封止
するとともに電極と金属箔（８）を接合する側管部
（３）からなり、前記金属箔は断面が概略逆Ｗ字状であ
って、前記電極は前記金属箔の概略逆Ｗ字状における中
心の谷の部分に配置して溶接されていることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、点灯時の水銀蒸気
圧が１５０気圧以上となるショートアーク型超高圧放電
ランプに関し、特に、液晶ディスプレイ装置やＤＭＤ
（デジタルミラーデバイス）を使ったＤＬＰ（デジタル
ライトプロセッサ）などのプロジェクター装置のバック
ライトとして使うショートアーク型超高圧放電ランプに
関する。
圧が１５０気圧以上となるショートアーク型超高圧放電
ランプに関し、特に、液晶ディスプレイ装置やＤＭＤ
（デジタルミラーデバイス）を使ったＤＬＰ（デジタル
ライトプロセッサ）などのプロジェクター装置のバック
ライトとして使うショートアーク型超高圧放電ランプに
関する。
【０００２】
【従来の技術】投射型のプロジェクター装置は、矩形状
のスクリーンに対して、均一にしかも十分な演色性をも
って画像を照明させることが要求され、このため、光源
としては、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ている。また、このようなメタ
ルハライドランプも、最近では、より一層の小型化、点
光源化が進められ、また電極間距離の極めて小さいもの
が実用化されている。
のスクリーンに対して、均一にしかも十分な演色性をも
って画像を照明させることが要求され、このため、光源
としては、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ている。また、このようなメタ
ルハライドランプも、最近では、より一層の小型化、点
光源化が進められ、また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、最近では、メタル
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば１５０気圧、を持つランプが提案されてい
る。これは、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る。このような超高圧
放電ランプは、例えば、特開平２−１４８５６１号、特
開平６−５２８３０号に開示されている。
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば１５０気圧、を持つランプが提案されてい
る。これは、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る。このような超高圧
放電ランプは、例えば、特開平２−１４８５６１号、特
開平６−５２８３０号に開示されている。
【０００４】この超高圧放電ランプは、一対の電極を内
蔵した発光部とその両端に側管部を有し、側管部におい
て電極の一端と金属箔が溶接されている。そして、小型
化、点光源化の要請により、電極は芯棒の外径が、例え
ばφ０．２〜φ１．０ｍｍ程度と小さく、電極間距離、
すなわちアーク長も、例えば０．５〜２．０ｍｍ程度と
極めて小さいものが要求されている。
蔵した発光部とその両端に側管部を有し、側管部におい
て電極の一端と金属箔が溶接されている。そして、小型
化、点光源化の要請により、電極は芯棒の外径が、例え
ばφ０．２〜φ１．０ｍｍ程度と小さく、電極間距離、
すなわちアーク長も、例えば０．５〜２．０ｍｍ程度と
極めて小さいものが要求されている。
【０００５】図６は、電極の先端部分を拡大した概略構
成を示す。陰極1１と陽極1２は、短い間隙を有して対向
配置しており、両者の間にアーク輝点Ｐが形成される。
ところが、（ｂ）に示すように、陰極1１’が偏移（位
置が所定の位置からずれる）することがあり、この場
合、陽極1２との間隙、すなわち電極間距離は長くなる
ばかりか、輝点Ｐ’の位置も変化してしまう。このよう
な電極間距離や輝点位置の変化は、プロジェクター装置
などでは所定の設計値に基づいて光学設計しているた
め、光の利用効率を大きく低下させてしまう。
成を示す。陰極1１と陽極1２は、短い間隙を有して対向
配置しており、両者の間にアーク輝点Ｐが形成される。
ところが、（ｂ）に示すように、陰極1１’が偏移（位
置が所定の位置からずれる）することがあり、この場
合、陽極1２との間隙、すなわち電極間距離は長くなる
ばかりか、輝点Ｐ’の位置も変化してしまう。このよう
な電極間距離や輝点位置の変化は、プロジェクター装置
などでは所定の設計値に基づいて光学設計しているた
め、光の利用効率を大きく低下させてしまう。
【０００６】図７は電極偏移の説明用概略図を示す。図
７（ａ）では、陰極1１と金属箔1３の抵抗溶接におい
て、溶接棒が陰極あるいは金属箔と接触したときに陰極
が金属箔上で偏移した状態を示す。特に、前記のように
陰極の直径はφ０．２〜１．０ｍｍと極めて小さいので
溶接棒の接触に伴い動きやすい。また、（ｂ）は金属箔
自体が撓むために、結果として、陰極先端も偏移してし
まう状態を示す。これは、金属箔と陰極を抵抗溶接した
後の電極組立体を石英ガラスと封止する工程で起こるも
ので、溶融状態の石英ガラスの流動性によって金属箔が
撓んでしまうわけである。なお、これらの説明は陰極に
ついて行ったが、陽極についても同様である。
７（ａ）では、陰極1１と金属箔1３の抵抗溶接におい
て、溶接棒が陰極あるいは金属箔と接触したときに陰極
が金属箔上で偏移した状態を示す。特に、前記のように
陰極の直径はφ０．２〜１．０ｍｍと極めて小さいので
溶接棒の接触に伴い動きやすい。また、（ｂ）は金属箔
自体が撓むために、結果として、陰極先端も偏移してし
まう状態を示す。これは、金属箔と陰極を抵抗溶接した
後の電極組立体を石英ガラスと封止する工程で起こるも
ので、溶融状態の石英ガラスの流動性によって金属箔が
撓んでしまうわけである。なお、これらの説明は陰極に
ついて行ったが、陽極についても同様である。
【０００７】ここで、電極先端が偏移することによって
生じる上記問題点は、電極間距離が０．５〜２．０ｍｍ
という極めて小さい放電ランプであるからこそ問題とな
るのであって、電極間距離が大きいもの、例えば５ｍｍ
以上の放電ランプでは電極先端が多少偏移しても輝点の
移動など大きな問題に発展することはない。そして、投
射型プロジェクター装置の光源である超高圧放電ランプ
は、わずかな電極の偏移であっても、光量の低下は大き
いので、この点で従来の放電ランプでは生じることのな
い全く新規な課題ということになる。
生じる上記問題点は、電極間距離が０．５〜２．０ｍｍ
という極めて小さい放電ランプであるからこそ問題とな
るのであって、電極間距離が大きいもの、例えば５ｍｍ
以上の放電ランプでは電極先端が多少偏移しても輝点の
移動など大きな問題に発展することはない。そして、投
射型プロジェクター装置の光源である超高圧放電ランプ
は、わずかな電極の偏移であっても、光量の低下は大き
いので、この点で従来の放電ランプでは生じることのな
い全く新規な課題ということになる。
【０００８】また、このような超高圧放電ランプは、点
灯時に発光管内の圧力が極めて高くなるので、発光管の
両側に延在する側管部では、当該側管部を構成する石英
ガラスと電極を及び金属箔を十分かつ強固に密着させる
必要がある。密着性が悪いと封入ガスが抜けたり、ある
いはクラック発生の原因となるからである。
灯時に発光管内の圧力が極めて高くなるので、発光管の
両側に延在する側管部では、当該側管部を構成する石英
ガラスと電極を及び金属箔を十分かつ強固に密着させる
必要がある。密着性が悪いと封入ガスが抜けたり、ある
いはクラック発生の原因となるからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、電極間距離が０．５〜２．０ｍｍという
極めて小さく、かつ、発光管内の圧力は点灯時に１５０
気圧以上となるショートアーク型超高圧水銀ランプにお
いて、電極の偏移の防止を低減するとともに、側管部で
は密着性の高い構造を提供することである。
とする課題は、電極間距離が０．５〜２．０ｍｍという
極めて小さく、かつ、発光管内の圧力は点灯時に１５０
気圧以上となるショートアーク型超高圧水銀ランプにお
いて、電極の偏移の防止を低減するとともに、側管部で
は密着性の高い構造を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明のショートアーク型高圧放電ランプは、内
部に一対の電極が対向配置され、かつ、０．１５ｍｇ／
ｍｍ３以上の水銀を封入した発光部と、その両側に延在
して電極の一部を封止するとともに電極と金属箔を接合
する側管部からなり、前記金属箔は断面が概略逆Ｗ字状
であって、前記電極は前記金属箔の概略逆Ｗ字状におけ
る中心の谷の部分に配置して溶接されていることを特徴
とする。
に、この発明のショートアーク型高圧放電ランプは、内
部に一対の電極が対向配置され、かつ、０．１５ｍｇ／
ｍｍ３以上の水銀を封入した発光部と、その両側に延在
して電極の一部を封止するとともに電極と金属箔を接合
する側管部からなり、前記金属箔は断面が概略逆Ｗ字状
であって、前記電極は前記金属箔の概略逆Ｗ字状におけ
る中心の谷の部分に配置して溶接されていることを特徴
とする。
【００１１】前記電極軸の直径はφ０．２〜１．０ｍ
ｍ、前記側管部の外径はφ４．０〜９．０ｍｍの場合に
おいて、概略逆Ｗ字状の金属箔は、中心の谷部分の最大
高さが０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
ｍ、前記側管部の外径はφ４．０〜９．０ｍｍの場合に
おいて、概略逆Ｗ字状の金属箔は、中心の谷部分の最大
高さが０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に本発明のショートアーク型
高圧放電ランプ（以下、単に「放電ランプ」ともいう）
の全体構成を示す。放電ランプ１は、石英ガラスからな
る放電容器によって形成された略ラグビボール状の発光
部２を有し、この発光部２内には、陰極６と陽極７が互
いに対向するよう配置している。また、発光部２の両端
部から伸びるよう各々側管部３が形成され、これらの側
管部３内には、通常モリブデンよりなる導電用金属箔８
が、例えばピンチシールにより気密に埋設されている。
陰極６および陽極７の各々を先端に有する電極棒６ａ、
７ａの端部が、金属箔８の一端部に配置された状態で溶
接されて電気的に接続される。また、金属箔８の他端に
は、外部に突出する外部リード９が溶接されている。な
お、陰極６、陽極７は、先端に太径部を有する場合と有
さない場合があり、電極棒６ａ、７ａまで含めて「電
極」と称することもある。
高圧放電ランプ（以下、単に「放電ランプ」ともいう）
の全体構成を示す。放電ランプ１は、石英ガラスからな
る放電容器によって形成された略ラグビボール状の発光
部２を有し、この発光部２内には、陰極６と陽極７が互
いに対向するよう配置している。また、発光部２の両端
部から伸びるよう各々側管部３が形成され、これらの側
管部３内には、通常モリブデンよりなる導電用金属箔８
が、例えばピンチシールにより気密に埋設されている。
陰極６および陽極７の各々を先端に有する電極棒６ａ、
７ａの端部が、金属箔８の一端部に配置された状態で溶
接されて電気的に接続される。また、金属箔８の他端に
は、外部に突出する外部リード９が溶接されている。な
お、陰極６、陽極７は、先端に太径部を有する場合と有
さない場合があり、電極棒６ａ、７ａまで含めて「電
極」と称することもある。
【００１３】発光部２には、水銀と、希ガスと、必要に
応じてハロゲンガスが封入されている。水銀は、必要な
可視光波長、例えば、波長３６０〜７８０ｎｍという放
射光を得るためのもので、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上、
例えば、０．１７ｍｇ／ｍｍ３、あるいは、０．２０ｍ
ｇ／ｍｍ３、０．２５ｍｇ／ｍｍ３、０．３０ｍｇ／ｍ
ｍ３という量が封入されている。この封入量は、温度条
件によっても異なるが、点灯時１５０気圧以上で極めて
高い蒸気圧となる。また、水銀をより多く封入すること
で点灯時の水銀蒸気圧２００気圧以上、３００気圧以上
という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、
水銀蒸気圧が高くなるほどプロジェクター装置に適した
光源を実現することができる。希ガスは、例えば、アル
ゴンガスが約１３ｋＰａ封入され、点灯始動性を改善す
るためのものである。
応じてハロゲンガスが封入されている。水銀は、必要な
可視光波長、例えば、波長３６０〜７８０ｎｍという放
射光を得るためのもので、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上、
例えば、０．１７ｍｇ／ｍｍ３、あるいは、０．２０ｍ
ｇ／ｍｍ３、０．２５ｍｇ／ｍｍ３、０．３０ｍｇ／ｍ
ｍ３という量が封入されている。この封入量は、温度条
件によっても異なるが、点灯時１５０気圧以上で極めて
高い蒸気圧となる。また、水銀をより多く封入すること
で点灯時の水銀蒸気圧２００気圧以上、３００気圧以上
という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、
水銀蒸気圧が高くなるほどプロジェクター装置に適した
光源を実現することができる。希ガスは、例えば、アル
ゴンガスが約１３ｋＰａ封入され、点灯始動性を改善す
るためのものである。
【００１４】ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀
その他の金属との化合物という形態で封入され、ハロゲ
ンの封入量は、例えば、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／
ｍｍ ３の範囲から選択できるものであって、その機能は
ハロゲンサイクルを利用した長寿命化であるが、本発明
の放電ランプのように極めて小型で高い内圧を有するも
のは、このようなハロゲンを封入することで放電容器の
黒化、失透を防止することもできる。
その他の金属との化合物という形態で封入され、ハロゲ
ンの封入量は、例えば、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／
ｍｍ ３の範囲から選択できるものであって、その機能は
ハロゲンサイクルを利用した長寿命化であるが、本発明
の放電ランプのように極めて小型で高い内圧を有するも
のは、このようなハロゲンを封入することで放電容器の
黒化、失透を防止することもできる。
【００１５】このような放電ランプの数値例を示すと、
例えば、発光部２の最大外径はφ６．０〜１５．０ｍｍ
の範囲で例えば９．５ｍｍ、電極間距離は０．５〜２．
０ｍｍの範囲で例えば１．５ｍｍ、発光管内容積は４０
〜２００ｍｍ３の範囲で例えば７５ｍｍ３、点灯条件
は、例えば、定格電圧８０Ｖ、定格電力１５０Ｗであ
る。また、このショートアーク型超高圧放電ランプは、
小型化するプロジェクター装置などに内蔵されるもので
あり、全体構造が極めて小型化される一方で高い光量が
要求される。したがって、発光部内の熱的条件は極めて
厳しいものとなり、管壁負荷値は０．８〜２．０Ｗ／ｍ
ｍ2、具体的には１．５Ｗ／ｍｍ2というものである。そ
して、前記したプロジェクター装置やオーバーヘッドプ
ロジェクターのようなプレゼンテーション用機器に搭載
され、演色性の良い放射光を提供することができる。
例えば、発光部２の最大外径はφ６．０〜１５．０ｍｍ
の範囲で例えば９．５ｍｍ、電極間距離は０．５〜２．
０ｍｍの範囲で例えば１．５ｍｍ、発光管内容積は４０
〜２００ｍｍ３の範囲で例えば７５ｍｍ３、点灯条件
は、例えば、定格電圧８０Ｖ、定格電力１５０Ｗであ
る。また、このショートアーク型超高圧放電ランプは、
小型化するプロジェクター装置などに内蔵されるもので
あり、全体構造が極めて小型化される一方で高い光量が
要求される。したがって、発光部内の熱的条件は極めて
厳しいものとなり、管壁負荷値は０．８〜２．０Ｗ／ｍ
ｍ2、具体的には１．５Ｗ／ｍｍ2というものである。そ
して、前記したプロジェクター装置やオーバーヘッドプ
ロジェクターのようなプレゼンテーション用機器に搭載
され、演色性の良い放射光を提供することができる。
【００１６】図２は金属箔を示すもので、（ａ）は電極
棒６ａ、金属箔８、外部リード９による電極組立体を示
し、（ｂ）は金属箔８の断面形状を示す。金属箔８は中
心に谷部分８１とその両サイドに山部分８２を有する概
略逆Ｗ字状（円弧状ではあるが）のものであって、中心
の谷部分８１に電極棒６ａと外部リード９をそれぞれ載
せて溶接を行う。そして、この断面形状であれば、電極
棒６ａと金属箔８の溶接時において、溶接棒を両者に対
して押し付けたとしても、電極棒６ａは金属箔８の中心
の谷部分８１に良好に収まるため、従来例で説明したよ
うな不所望な偏移をすることはない。なお、後述する
が、中心の谷部分８１の幅Ｗは０．２〜１．０ｍｍであ
り、高さＨは０．２〜１．０ｍｍである。
棒６ａ、金属箔８、外部リード９による電極組立体を示
し、（ｂ）は金属箔８の断面形状を示す。金属箔８は中
心に谷部分８１とその両サイドに山部分８２を有する概
略逆Ｗ字状（円弧状ではあるが）のものであって、中心
の谷部分８１に電極棒６ａと外部リード９をそれぞれ載
せて溶接を行う。そして、この断面形状であれば、電極
棒６ａと金属箔８の溶接時において、溶接棒を両者に対
して押し付けたとしても、電極棒６ａは金属箔８の中心
の谷部分８１に良好に収まるため、従来例で説明したよ
うな不所望な偏移をすることはない。なお、後述する
が、中心の谷部分８１の幅Ｗは０．２〜１．０ｍｍであ
り、高さＨは０．２〜１．０ｍｍである。
【００１７】図３は、電極棒６ａと金属箔８の抵抗溶接
の状態を示す。電極棒６ａと金属箔８は所定の型が形成
されたゲージ３０の中にセッティングされ、上方溶接棒
３１と下方溶接棒３２を電極棒６ａ、金属箔８に押し付
けることで実施される。なお、下方溶接棒３２が細いの
は溶接面積を小さくするためである。溶接面積は０．３
ｍｍ２以下であることが好ましいからである。これは、
金属箔と電極棒の抵抗溶接を行なうと溶接部分に金属箔
の構成材料であるモリブデンと電極棒の構成材料である
タングステンの合金状態を形成され、溶接領域近傍のモ
リブテン部分と熱膨張率に違いを生じ、当該溶接領域に
いわゆる箔浮き現象を生ずるからである。そして、両溶
接棒３１を押し付けるとき、電極棒６ａは逆Ｗ字状金属
箔８の中心の谷部分８１に良好に収まるので、電極棒６
ａの偏移が防止できる。
の状態を示す。電極棒６ａと金属箔８は所定の型が形成
されたゲージ３０の中にセッティングされ、上方溶接棒
３１と下方溶接棒３２を電極棒６ａ、金属箔８に押し付
けることで実施される。なお、下方溶接棒３２が細いの
は溶接面積を小さくするためである。溶接面積は０．３
ｍｍ２以下であることが好ましいからである。これは、
金属箔と電極棒の抵抗溶接を行なうと溶接部分に金属箔
の構成材料であるモリブデンと電極棒の構成材料である
タングステンの合金状態を形成され、溶接領域近傍のモ
リブテン部分と熱膨張率に違いを生じ、当該溶接領域に
いわゆる箔浮き現象を生ずるからである。そして、両溶
接棒３１を押し付けるとき、電極棒６ａは逆Ｗ字状金属
箔８の中心の谷部分８１に良好に収まるので、電極棒６
ａの偏移が防止できる。
【００１８】なお、電極棒のみならず、外部リードにつ
いても金属箔の谷部分に配置させることができる。これ
は電極棒と全くの同様の効果を有する。また、上記実施
例では陰極棒について説明したが、陰極棒のみに限定さ
れるものではなく陽極棒についても採用できることはい
うまでもない。
いても金属箔の谷部分に配置させることができる。これ
は電極棒と全くの同様の効果を有する。また、上記実施
例では陰極棒について説明したが、陰極棒のみに限定さ
れるものではなく陽極棒についても採用できることはい
うまでもない。
【００１９】次に、逆Ｗ字状金属箔を使うことによる石
英ガラスとの密着性について説明する。図４は、金属箔
を石英ガラスに封止した時の応力の発生を表すもので、
石英ガラスは省略して金属箔と電極棒のみを表してい
る。（ａ）は本発明の逆Ｗ字状金属箔を使った場合の状
態図を示し、（ｂ）は従来の平板状金属箔を使った場合
の状態図を示す。両図とも金属箔は石英ガラスにより気
密に封止されているので、金属箔と垂直方向には応力が
発生する（矢印で示す）。この応力は石英ガラスとモリ
ブデンとの膨張係数が一桁以上異なるため起こるもので
ある。この場合、（ａ）においては、モリブデン箔８に
は矢印８ａに示す応力や矢印８ｂに示す応力が発生する
が、これらは他の部位からの応力と互いに打ち消す方向
に作用しあうため、全体としては金属箔とその周囲の石
英ガラスの密着性は保持されることになる。しかしなが
ら、（ｂ）において、モリブデン箔に生じる矢印８ｃに
示す応力や矢印８ｄに示す応力は、他の部位で発生する
応力と打ち消すことがなく、金属（モリブデン）箔は石
英ガラスとの間で密着性が弱まり、結果として、放電空
間の超高圧が印加されるとクラックの発生を導くことに
なる。
英ガラスとの密着性について説明する。図４は、金属箔
を石英ガラスに封止した時の応力の発生を表すもので、
石英ガラスは省略して金属箔と電極棒のみを表してい
る。（ａ）は本発明の逆Ｗ字状金属箔を使った場合の状
態図を示し、（ｂ）は従来の平板状金属箔を使った場合
の状態図を示す。両図とも金属箔は石英ガラスにより気
密に封止されているので、金属箔と垂直方向には応力が
発生する（矢印で示す）。この応力は石英ガラスとモリ
ブデンとの膨張係数が一桁以上異なるため起こるもので
ある。この場合、（ａ）においては、モリブデン箔８に
は矢印８ａに示す応力や矢印８ｂに示す応力が発生する
が、これらは他の部位からの応力と互いに打ち消す方向
に作用しあうため、全体としては金属箔とその周囲の石
英ガラスの密着性は保持されることになる。しかしなが
ら、（ｂ）において、モリブデン箔に生じる矢印８ｃに
示す応力や矢印８ｄに示す応力は、他の部位で発生する
応力と打ち消すことがなく、金属（モリブデン）箔は石
英ガラスとの間で密着性が弱まり、結果として、放電空
間の超高圧が印加されるとクラックの発生を導くことに
なる。
【００２０】図５は逆Ｗ字状金属箔の他の実施形態を表
す。（ａ）は中心の谷部分８１が台形状であり、両側の
山部分８２も台形状をしている。（ｂ）は中心の谷部分
８１が矩形状であり、両側の山部分８２も矩形状をして
いる。（ｃ）は中心の谷部分８１が鋭角状であり、両側
の山部分８２も鋭角状をしている。このように、本発明
の金属箔の断面形状は、概略的に逆Ｗ字型をしていれば
よく、その形状は、図２に示すように波状であっても上
記台形状であっても矩形状であっても、あるいはその他
の形状であってもかまわない。なお、本発明の金属箔は
中心の谷部分８１は電極棒を配置させるという意味に必
ず必要になり、両側の山部分８２は溶接時のバランス形
成という意味で必要となる。なお、このような略逆Ｗ字
状を一部に有していれば、山部分８２のサイドにさらに
他の形状を設けてもかまわない。
す。（ａ）は中心の谷部分８１が台形状であり、両側の
山部分８２も台形状をしている。（ｂ）は中心の谷部分
８１が矩形状であり、両側の山部分８２も矩形状をして
いる。（ｃ）は中心の谷部分８１が鋭角状であり、両側
の山部分８２も鋭角状をしている。このように、本発明
の金属箔の断面形状は、概略的に逆Ｗ字型をしていれば
よく、その形状は、図２に示すように波状であっても上
記台形状であっても矩形状であっても、あるいはその他
の形状であってもかまわない。なお、本発明の金属箔は
中心の谷部分８１は電極棒を配置させるという意味に必
ず必要になり、両側の山部分８２は溶接時のバランス形
成という意味で必要となる。なお、このような略逆Ｗ字
状を一部に有していれば、山部分８２のサイドにさらに
他の形状を設けてもかまわない。
【００２１】ここで、プロジェクター装置の光源として
使うショートアーク型超高圧放電ランプは、側管部の外
径、電極棒の外径、発光管の内容積などはある程度限定
されるものであり、一般的には、側管部の外径は４．０
〜９．０ｍｍ、電極棒の外径は０．２〜１．０ｍｍであ
る。このような形状、大きさにおいて、本発明の金属箔
は谷部分の高さＨは０．２〜１．０ｍｍ、幅Ｗは０．２
〜１．０ｍｍが効果的である。これは、金属箔の谷部分
の高さＨが電極棒の外径値以下の場合は、抵抗溶接の溶
接棒と接触をしないため金属箔に傷をつけないからであ
る。
使うショートアーク型超高圧放電ランプは、側管部の外
径、電極棒の外径、発光管の内容積などはある程度限定
されるものであり、一般的には、側管部の外径は４．０
〜９．０ｍｍ、電極棒の外径は０．２〜１．０ｍｍであ
る。このような形状、大きさにおいて、本発明の金属箔
は谷部分の高さＨは０．２〜１．０ｍｍ、幅Ｗは０．２
〜１．０ｍｍが効果的である。これは、金属箔の谷部分
の高さＨが電極棒の外径値以下の場合は、抵抗溶接の溶
接棒と接触をしないため金属箔に傷をつけないからであ
る。
【００２２】次に、本発明に係る金属箔構造が従来の構
造に比べて、位置的安定性、石英ガラスとの密着性で優
れていることを示す実験結果について説明する。本発明
の逆Ｗ字状金属箔（図２に示す構造）を使った放電ラン
プ１０本と、従来の平板状金属箔を使った放電ランプ１
０本を使って実験を行なった。合計２０本のランプは金
属箔の構造の相違点を除けば他の条件は同一としてい
る。すなわち、電極棒の外径は０．３ｍｍ、側管部の外
径は６．０ｍｍ、電極間距離は設計値１．１ｍｍ、発光
管内容積は１１６ｍｍ３とした。
造に比べて、位置的安定性、石英ガラスとの密着性で優
れていることを示す実験結果について説明する。本発明
の逆Ｗ字状金属箔（図２に示す構造）を使った放電ラン
プ１０本と、従来の平板状金属箔を使った放電ランプ１
０本を使って実験を行なった。合計２０本のランプは金
属箔の構造の相違点を除けば他の条件は同一としてい
る。すなわち、電極棒の外径は０．３ｍｍ、側管部の外
径は６．０ｍｍ、電極間距離は設計値１．１ｍｍ、発光
管内容積は１１６ｍｍ３とした。
【００２３】なお、電極間距離は陰極と陽極の先端同士
の最短距離を測定しており、偏芯性はランプの長手方向
に垂直な方向（図１における方向Ｂ）における両電極先
端同士の距離の差を示している。図８に結果を示すが、
従来の金属箔を使った放電ランプは電極間距離の平均は
０．７７ｍｍ、最大値で０．９８ｍｍ、最小値で０．５
８ｍｍであるのに対し、本発明の金属箔を使った放電ラ
ンプは電極間距離の平均は１．０５ｍｍ、最大値で１．
１２ｍｍ、最小値で０．９９ｍｍであり、そのバラツキ
はきわめて小さいことがわかる。
の最短距離を測定しており、偏芯性はランプの長手方向
に垂直な方向（図１における方向Ｂ）における両電極先
端同士の距離の差を示している。図８に結果を示すが、
従来の金属箔を使った放電ランプは電極間距離の平均は
０．７７ｍｍ、最大値で０．９８ｍｍ、最小値で０．５
８ｍｍであるのに対し、本発明の金属箔を使った放電ラ
ンプは電極間距離の平均は１．０５ｍｍ、最大値で１．
１２ｍｍ、最小値で０．９９ｍｍであり、そのバラツキ
はきわめて小さいことがわかる。
【００２４】また、密着性の実験では、上記実験とは別
に片側の側管部のみ電極組立体を封止して、他方の側管
部は電極組立体を挿入せず放電空間と連通したままの状
態を製作した。そして、同様に、本発明の逆Ｗ字状金属
箔（図２に示す構造）を使った半製品１０個と、従来の
平板状金属箔を使った半製品１０個を製作した。実験
は、各半製品に対して、他方の側管部の開口からアルコ
ール液を注入して、電極組立体を封止した側の側管部が
破壊したときの注入圧を測定して評価した。そして、各
数値は、従来品のランプ番号ＮＯ１が破壊した時の注入
圧を１００としたときの相対値として表している。
に片側の側管部のみ電極組立体を封止して、他方の側管
部は電極組立体を挿入せず放電空間と連通したままの状
態を製作した。そして、同様に、本発明の逆Ｗ字状金属
箔（図２に示す構造）を使った半製品１０個と、従来の
平板状金属箔を使った半製品１０個を製作した。実験
は、各半製品に対して、他方の側管部の開口からアルコ
ール液を注入して、電極組立体を封止した側の側管部が
破壊したときの注入圧を測定して評価した。そして、各
数値は、従来品のランプ番号ＮＯ１が破壊した時の注入
圧を１００としたときの相対値として表している。
【００２５】図９に結果を示すが、従来の金属箔を使っ
た半製品は相対値の平均値が１０１、最高値が１１４、
最低値が８８であるのに対し、本発明の金属箔を使った
半製品は相対値の平均値が１４３、最高値が１８６、最
低値が１２０であり、本発明の金属箔を採用すると、前
記理屈により金属箔と石英ガラスの密着性が高まり、結
果として、耐圧が格段に増すことが示される。
た半製品は相対値の平均値が１０１、最高値が１１４、
最低値が８８であるのに対し、本発明の金属箔を使った
半製品は相対値の平均値が１４３、最高値が１８６、最
低値が１２０であり、本発明の金属箔を採用すると、前
記理屈により金属箔と石英ガラスの密着性が高まり、結
果として、耐圧が格段に増すことが示される。
【００２６】さらに、本出願人は、先に特願２０００−
１６８７９８号において、電極棒と側管部の間に微小空
隙を形成する放電ランプを提案している。図１０に放電
ランプの概略図を示すが、発光部には０．１５ｍｇ／ｃ
ｃ以上の水銀が封入され、陰極棒６ａと陽極棒７ａの側
管部３における外表面には空隙１０が形成される。これ
は電極棒の構成材料であるタングステンと側管部の構成
材料である石英ガラスが密着すると、封止工程後の両者
の膨張係数の違いからクラックを生じるおそれがあるた
め、両者の相対的な伸縮を自由にするために形成するの
である。空隙は幅５〜２０μｍ程度である。
１６８７９８号において、電極棒と側管部の間に微小空
隙を形成する放電ランプを提案している。図１０に放電
ランプの概略図を示すが、発光部には０．１５ｍｇ／ｃ
ｃ以上の水銀が封入され、陰極棒６ａと陽極棒７ａの側
管部３における外表面には空隙１０が形成される。これ
は電極棒の構成材料であるタングステンと側管部の構成
材料である石英ガラスが密着すると、封止工程後の両者
の膨張係数の違いからクラックを生じるおそれがあるた
め、両者の相対的な伸縮を自由にするために形成するの
である。空隙は幅５〜２０μｍ程度である。
【００２７】そして、このような構造の放電ランプにお
いては、電極棒と金属箔の接合部に発光部の高圧が直接
印加されるため、本発明の金属箔構造を採用することは
有用である。
いては、電極棒と金属箔の接合部に発光部の高圧が直接
印加されるため、本発明の金属箔構造を採用することは
有用である。
【００２８】以上、説明したように、本発明のショート
アーク型超高圧放電ランプは、側管部に封止される金属
箔は断面が逆Ｗ字状であるため、第一に電極棒の偏移が
なくなり、あるいは小さくなるという効果を有し、第二
に側管部における石英ガラスとの密着性が高まるという
効果も有する。
アーク型超高圧放電ランプは、側管部に封止される金属
箔は断面が逆Ｗ字状であるため、第一に電極棒の偏移が
なくなり、あるいは小さくなるという効果を有し、第二
に側管部における石英ガラスとの密着性が高まるという
効果も有する。
【図１】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの
全体構成を示す。
全体構成を示す。
【図２】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの
電極組立体と金属箔を示す。
電極組立体と金属箔を示す。
【図３】本発明に係る金属箔を使った溶接状態を示す。
【図４】本発明に係る金属箔における応力分布を示す。
【図５】本発明に係る金属箔の他の実施形態を示す。
【図６】電極の偏移の状態を示す。
【図７】電極の偏移の状態を示す。
【図８】本発明の実験結果を示す。
【図９】本発明の実験結果を示す。
【図１０】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプ
の他の実施形態を示す。
の他の実施形態を示す。
１ 放電ランプ
２ 発光部
３ 側管部
６ 陰極
７ 陽極
８ 金属箔
９ 外部リード
１１ 陰極
１２ 陽極
１３ 金属箔
１４ 外部リード
８１ 金属箔の中心の谷部分
８２ 金属箔の山部分
フロントページの続き
(72)発明者 熊田 豊彦
兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ
電機株式会社内
Ｆターム(参考） 5C015 RR01
5C043 AA15 AA20 BB04 CC05 CD01
DD12 DD18 DD19 EA01
Claims (2)
- 【請求項１】内部に一対の電極が対向配置され、かつ、
０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した発光部と、
その両側に延在して電極の一部を封止するとともに電極
と金属箔を接合する側管部からなるショートアーク型超
高圧放電ランプにおいて、 前記金属箔は断面が概略逆Ｗ字状であって、前記電極は
前記金属箔の概略Ｗ字状における中心の谷の部分に配置
して溶接されていることを特徴とするショートアーク型
超高圧放電ランプ。 - 【請求項２】前記電極軸の直径はφ０．２〜１．０ｍ
ｍ、前記側管部の外径はφ４．０〜φ９．０ｍｍの場合
において、 前記金属箔は、中心の谷部分の最大高さが０．２〜１．
０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のショー
トアーク型超高圧放電ランプ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001378676A JP2003178714A (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | ショートアーク型超高圧放電ランプ |
| EP02027711A EP1320120A3 (en) | 2001-12-12 | 2002-12-10 | Short-arc, ultra-high pressure mercury lamp |
| US10/315,942 US6911775B2 (en) | 2001-12-12 | 2002-12-11 | Short-arc, ultra-high pressure discharge lamp |
| CN02155862.0A CN1424741A (zh) | 2001-12-12 | 2002-12-12 | 短弧型超高压放电灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001378676A JP2003178714A (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | ショートアーク型超高圧放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003178714A true JP2003178714A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=19186332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001378676A Pending JP2003178714A (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | ショートアーク型超高圧放電ランプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6911775B2 (ja) |
| EP (1) | EP1320120A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003178714A (ja) |
| CN (1) | CN1424741A (ja) |
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| JP4614696B2 (ja) * | 2004-06-24 | 2011-01-19 | Ｈｏｙａ株式会社 | グレートーンマスクの製造方法 |
| JP4325518B2 (ja) * | 2004-09-10 | 2009-09-02 | ウシオ電機株式会社 | 超高圧水銀ランプ |
| DE202004014711U1 (de) * | 2004-09-21 | 2005-11-10 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Elektrische Lampe, die mittels Folienabdichtung verschlossen ist |
| JP2008027698A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Osram-Melco Ltd | 超高圧水銀ランプ |
| JP4229166B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2009-02-25 | セイコーエプソン株式会社 | 発光管、光源装置、及びプロジェクタ |
| EP2221851B1 (en) * | 2007-12-12 | 2014-09-10 | Harison Toshiba Lighting Corp. | Discharge lamp |
| JP5365799B2 (ja) * | 2009-10-23 | 2013-12-11 | ウシオ電機株式会社 | 高圧放電ランプおよび高圧放電ランプの製造方法 |
| CN103021792A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-03 | 悍飞照明科技股份有限公司 | 一种超高压投影灯 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3813421A1 (de) * | 1988-04-21 | 1989-11-02 | Philips Patentverwaltung | Hochdruck-quecksilberdampfentladungslampe |
| US5497049A (en) | 1992-06-23 | 1996-03-05 | U.S. Philips Corporation | High pressure mercury discharge lamp |
| US5430353A (en) * | 1993-07-22 | 1995-07-04 | General Electric Company | Lamp inlead assembly having a formed foil arrangement |
| JPH08212978A (ja) * | 1995-02-08 | 1996-08-20 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 高圧放電灯およびこれを有する点灯装置，プロジェクタ |
| JP3446529B2 (ja) | 1997-04-02 | 2003-09-16 | ウシオ電機株式会社 | 高圧放電ランプ |
| JPH1116539A (ja) * | 1997-06-24 | 1999-01-22 | Seiko Epson Corp | 光源ランプおよび光源ランプユニット |
| JP3298466B2 (ja) | 1997-07-17 | 2002-07-02 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ、およびその製造方法 |
| JPH1167154A (ja) * | 1997-08-11 | 1999-03-09 | Ushio Inc | ショートアーク型超高圧放電ランプ |
| JPH11111226A (ja) | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Ushio Inc | ショートアーク型超高圧放電ランプ |
| JP2000123786A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-28 | Matsushita Electronics Industry Corp | 高圧水銀ランプ、この高圧水銀ランプを用いた照明光学装置、およびこの照明光学装置を用いた画像表示装置 |
| JP3085303B1 (ja) * | 1999-07-05 | 2000-09-04 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプ |
| JP3149874B1 (ja) | 1999-10-18 | 2001-03-26 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型高圧水銀ランプ |
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-
2001
- 2001-12-12 JP JP2001378676A patent/JP2003178714A/ja active Pending
-
2002
- 2002-12-10 EP EP02027711A patent/EP1320120A3/en not_active Withdrawn
- 2002-12-11 US US10/315,942 patent/US6911775B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-12-12 CN CN02155862.0A patent/CN1424741A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| CN1424741A (zh) | 2003-06-18 |
| US6911775B2 (en) | 2005-06-28 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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