JP2007103155A - Extra-high-pressure mercury lamp - Google Patents

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Norihiro Sengoku
典弘 千石
Keiichi Matsumoto
圭市 松本
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Ushio Denki KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extra-high-pressure mercury lamp capable of surely preventing an easily electron-emitting substance from attaching to an inner wall of a discharge container and obtaining a long life of use, although an electrode structuring substance is prevented from attaching on an inner wall of the discharge container by using the easily electron-emitting substance. <P>SOLUTION: The extra-high-pressure mercury lamp is equipped with an arc tube having a discharge space, and made by a pair of electrodes arranged opposed to each other and with 0.15 mg/mm<SP>3</SP>or more of mercury and halogen sealed. A granular easily electron-emitting substance is included at least on one of the electrodes, a particle unit or a granular material consisting of an aggregate of a plurality of particles of the easily electron-emitting substance has an average particle diameter from 0.01 to 10 μm, a ratio being in a status aligning three or more among all granular particles with intervals of 15 μm or less along an electrode axis direction is 10% or less in a cross section including the electrode axis. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイ装置やDMD(デジタルミラーデバイス:登録商標)を使用したDLP(デジタルライトプロセッサ:登録商標)などのプロジェクタ装置に使用される超高圧水銀ランプに関し、特に、0.15mg/mm3 以上の水銀が発光管内に封入されてなり、点灯時における水銀蒸気圧が150気圧以上になる超高圧水銀ランプに関する。 The present invention relates to an ultra-high pressure mercury lamp used in a projector device such as a liquid crystal display device or a DLP (Digital Light Processor: registered trademark) using a DMD (Digital Mirror Device: registered trademark). The present invention relates to an ultra-high pressure mercury lamp in which mercury of mm 3 or more is enclosed in an arc tube, and the mercury vapor pressure during lighting is 150 atmospheres or more.

現在、例えば液晶プロジェクタ装置や、DMD(登録商標)を使用したDLP(登録商標)等に代表される投射型プロジェクタ装置においては、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、このような要求に対して、小型化および点光源化が図られたものを光源ランプとして用いることが必要とされており、例えば水銀およびハロゲンが封入されてなる超高圧水銀ランプが光源として用いられている。   At present, for example, in a projection type projector apparatus typified by a liquid crystal projector apparatus, DLP (registered trademark) using DMD (registered trademark), etc., an image is illuminated uniformly and sufficiently with respect to a screen. In response to such a demand, it is necessary to use a light source lamp that has been reduced in size and made into a point light source. For example, an ultra-high pressure mercury lamp in which mercury and halogen are enclosed is used. Used as a light source.

超高圧水銀ランプにおいては、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧が例えば150気圧以上にもなり、このように点灯時における水銀蒸気圧が極めて高いものであることにより、アークの広がりを抑えるとともに、光出力の向上を図ることができる。このような超高圧水銀ランプは、例えば特許文献1に開示されている。   In an ultra-high pressure mercury lamp, the mercury vapor pressure when the lamp is stably lit is, for example, 150 atmospheric pressures or more. Thus, the mercury vapor pressure when the lamp is lit is extremely high. The output can be improved. Such an ultra-high pressure mercury lamp is disclosed in Patent Document 1, for example.

しかしながら、一般に、超高圧水銀ランプは、放電容器の透過率が点灯時間の経過に伴って低下して照度維持率が著しく低下する、という問題を有する。この問題は、電極構成物質である例えばタングステンがランプ点灯時に蒸発し、当該タングステンが放電容器の内壁に付着することにより放電容器が黒化することが主な原因と考えられている。
このような問題に対して、例えば所定量のハロゲンが発光管内に封入されてなる構成のものが提案されており、このような超高圧水銀ランプによれば、ハロゲンサイクルを利用することにより、電極構成物質であるタングステンが放電容器の内壁に付着することを抑制することができる、とされている。
However, in general, the ultra-high pressure mercury lamp has a problem that the transmittance of the discharge vessel is reduced as the lighting time elapses and the illuminance maintenance rate is significantly reduced. This problem is considered to be caused mainly by the fact that tungsten, which is an electrode constituent material, evaporates when the lamp is turned on, and the tungsten adheres to the inner wall of the discharge vessel, thereby blackening the discharge vessel.
For such a problem, for example, a structure in which a predetermined amount of halogen is sealed in an arc tube has been proposed. According to such an ultra-high pressure mercury lamp, an electrode can be obtained by utilizing a halogen cycle. It is said that tungsten as a constituent material can be prevented from adhering to the inner wall of the discharge vessel.

しかしながら、このような構成の超高圧水銀ランプであっても、ランプ始動時においては、電極および放電容器内の温度が十分に高くないため、電極のタングステンが飛散しやすい状態となっており、当該タングステンが放電容器の内壁に付着することを確実に抑制することができず、特に、ランプの始動電圧が高い場合には、タングステンが放電容器の内壁に付着するおそれが高くなる。
この原因としては、次のようなことが考えられる。すなわち、超高圧水銀ランプの始動時(点灯初期)は、陰極を起点とするグロー放電が生じ、グロー放電によって電極が高温状態となると、放電起点が陰極先端に移行して、熱アーク放電による定常点灯に移行する。而して、始動電圧が高い場合には、グロー放電時に、例えば激しいイオンスパッタが電極に対して加えられことによって、タングステンが飛散しやすく、しかも、ランプ始動時には、ハロゲンサイクルが十分に機能しないため、放電容器の黒化が生じやすくなるものと考えられる。
However, even with an ultra-high pressure mercury lamp having such a configuration, at the time of starting the lamp, the temperature inside the electrode and the discharge vessel is not sufficiently high, so that the tungsten of the electrode is easily scattered, Tungsten cannot be reliably prevented from adhering to the inner wall of the discharge vessel. In particular, when the starting voltage of the lamp is high, there is a high possibility that tungsten will adhere to the inner wall of the discharge vessel.
As the cause, the following can be considered. That is, when the ultrahigh pressure mercury lamp is started (at the beginning of lighting), a glow discharge starting from the cathode occurs, and when the electrode becomes hot due to the glow discharge, the discharge starting point shifts to the tip of the cathode and becomes steady due to the thermal arc discharge. Transition to lighting. Thus, when the starting voltage is high, tungsten is likely to be scattered due to, for example, intense ion sputtering applied to the electrode during glow discharge, and the halogen cycle does not function sufficiently during lamp starting. It is considered that blackening of the discharge vessel is likely to occur.

このような問題に対して、始動電圧を低くしてランプの始動性を改善するための技術として、例えば露光装置用の放電ランプにおいては、易電子放射物質を電極に含有させることが開示されている(例えば特許文献2参照。)。
特開平6−052830号公報 特開2002−056807号公報
As a technique for reducing the starting voltage and improving the starting property of the lamp with respect to such a problem, for example, in a discharge lamp for an exposure apparatus, it is disclosed that an electron-emitting substance is contained in an electrode. (For example, refer to Patent Document 2).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-052830 JP 2002-056807 A

しかしながら、露光装置用の放電ランプは、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧が例えば数十気圧程度であるから、上記の技術を液晶プロジェクタ装置などに用いられる超高圧水銀ランプにそのまま適用することはできない。すなわち、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧が例えば150気圧以上にもなる超高圧水銀ランプにおいては、放電容器内にハロゲンが封入されており、当該ハロゲンと易電子放射物質とは互いに反応性が非常に高いものであるため、電極から易電子放射物質が蒸発して飛散したときに、ハロゲン化合物が生成されてハロゲンが消費されることに加え、このハロゲン化合物が解離して易電子放射物質が放電容器の内壁に付着することにより放電容器の透過率が点灯時間の経過に伴って低下するため、照度維持率が著しく低下しやすく、易電子放射物質を電極に含有させることによって、かえって超高圧水銀ランプを短寿命化させることになる、という問題がある。   However, since the discharge lamp for an exposure apparatus has a mercury vapor pressure of, for example, about several tens of atmospheres at the time of stable lamp operation, the above technique cannot be applied as it is to an ultrahigh pressure mercury lamp used in a liquid crystal projector apparatus or the like. . That is, in an ultra-high pressure mercury lamp in which the mercury vapor pressure at the time of stable lamp lighting is, for example, 150 atmospheres or more, halogen is enclosed in the discharge vessel, and the halogen and the electron-emitting material are extremely reactive with each other. Therefore, when the electron-emitting material evaporates and scatters from the electrode, the halogen compound is generated and consumed, and the halogen compound is dissociated to discharge the electron-emitting material. Since the transmissivity of the discharge vessel decreases as the lighting time elapses due to adhering to the inner wall of the vessel, the illuminance maintenance rate is remarkably reduced. There is a problem that the lamp life is shortened.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、易電子放射物質を利用して電極構成物質が放電容器の内壁に付着することが防止された構成のものでありながら、当該易電子放射物質が放電容器の内壁に付着することを確実に防止することができ、従って、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって確実に維持することができ、長い使用寿命を得ることのできる超高圧水銀ランプを提供することを目的とする。   The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and is configured to prevent the electrode constituent material from adhering to the inner wall of the discharge vessel using an easily electron emitting material, It is possible to reliably prevent the electron-emitting material from adhering to the inner wall of the discharge vessel, and therefore it is possible to reliably maintain the illuminance at the beginning of lamp operation over a long period of time and to obtain a long service life. An object of the present invention is to provide an ultra-high pressure mercury lamp that can be used.

本発明の超高圧水銀ランプは、放電空間を有する発光管を具え、当該放電空間内に、一対の電極が対向配置されると共に0.15mg/mm3 以上の水銀とハロゲンとが封入されてなるものにおいて、
少なくとも一方の電極に、粒状の易電子放射物質が含有されており、当該易電子放射物質の粒子単体または複数の粒子の凝集体よりなる粒状物は、平均粒径が0.01〜10μmであるものであって、電極軸を含む断面において、すべての粒状物のうち、電極軸方向に沿って3つ以上が15μm以下の間隔で並んだ状態にあるものの割合が10%以下となる状態とされていることを特徴とする。
ここに、「粒状物の平均粒径」とは、すべての粒状物の最大径の平均値を示し、「粒状物の最大径」とは、粒状物を2本の平行線で挟んだとき、その間隔が最大となる幅の大きさをいう。
The ultra-high pressure mercury lamp of the present invention comprises an arc tube having a discharge space, and a pair of electrodes are arranged opposite to each other and 0.15 mg / mm 3 or more of mercury and halogen are enclosed in the discharge space. In things,
At least one of the electrodes contains a particulate easy-electron emitting material, and the granular material made of a single particle or an aggregate of a plurality of particles of the easy-electron emitting material has an average particle size of 0.01 to 10 μm. In the cross section including the electrode axis, the proportion of all the granular materials in a state where three or more particles are arranged at intervals of 15 μm or less along the electrode axis direction is 10% or less. It is characterized by.
Here, the “average particle size of the granular material” means an average value of the maximum diameters of all the granular materials, and the “maximum diameter of the granular material” means that when the granular material is sandwiched between two parallel lines, This is the width that maximizes the distance.

本発明の超高圧水銀ランプにおいては、易電子放射物質の粒状物は、当該粒状物の最大径aと最小径bとの比a/bを粒径比と定義するとき、すべての粒状物の80%以上のものが粒径比が10以下であるものであることが好ましい。
ここに、「粒状物の最小径」とは、粒状物を2本の平行線で挟んだとき、その間隔が最小となる幅の大きさをいう。
In the ultra-high pressure mercury lamp of the present invention, the particulate matter of the electron-emitting material is defined as the ratio a / b between the maximum diameter a and the minimum diameter b of the particulate matter as the particle size ratio. It is preferable that 80% or more has a particle size ratio of 10 or less.
Here, the “minimum diameter of the granular material” refers to the size of the width that minimizes the interval when the granular material is sandwiched between two parallel lines.

また、本発明の超高圧水銀ランプにおいては、易電子放射物質として、イットリウム、ランタン、セリウム、バリウム、ストロンチウム、ハフニウム、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも一種類以上の元素を含むものを用いることができる。   Further, in the ultra high pressure mercury lamp of the present invention, it is preferable to use a material containing at least one element selected from yttrium, lanthanum, cerium, barium, strontium, hafnium, and zirconium as an electron-emitting substance. it can.

本発明の超高圧水銀ランプによれば、易電子放射物質の粒状物が特定の状態で電極に含有されていることにより、易電子放射物質が適正な量に抑制された状態で電極表面に染み出してくるので、ランプ始動時においては、当該易電子放射物質の作用により始動電圧を低下させることができる結果、電極構成物質が放電容器の内壁に付着することによって発光管が黒化することを確実に防止することができ、しかも、ランプ安定点灯時においては、易電子放射物質が蒸発して飛散する量が少なく抑制されて当該易電子放射物質が放電容器に付着することを防止することができ、従って、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができ、超高圧水銀ランプを長い使用寿命を有するものとして構成することができる。   According to the ultra-high pressure mercury lamp of the present invention, the particulate matter of the electron-emitting material is contained in the electrode in a specific state, so that the surface of the electrode is stained in a state where the electron-emitting material is suppressed to an appropriate amount. Therefore, when starting the lamp, the starting voltage can be lowered by the action of the electron-emitting material, and as a result, the arc tube is blackened by the electrode constituent material adhering to the inner wall of the discharge vessel. In addition, when the lamp is steadily lit, it is possible to suppress the amount of the electron-emitting material to evaporate and scatter, thereby preventing the material from being attached to the discharge vessel. Therefore, the illuminance at the beginning of lamp operation can be maintained for a long period of time, and the ultrahigh pressure mercury lamp can be configured to have a long service life.

また、易電子放射物質の粒状物が、すべての粒状物の80%以上のものが粒径比が10以下であるもの、すなわち、大きさおよび形状が揃ったものであることにより、電極表面に染み出してくる易電子放射物質の量が抑制された構成でありながら、易電子放射物質を確実に電極表面に染み出させることができるので、上記効果を一層確実に得ることができる。   In addition, 80% or more of all the particles of the electron-emitting material are those having a particle size ratio of 10 or less, that is, having a uniform size and shape. Although the amount of the easy-electron emitting material that oozes out is suppressed, the easy-electron emitting material can be surely oozed out to the electrode surface, so that the above effect can be obtained more reliably.

図1は、本発明の超高圧水銀ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この超高圧水銀ランプ10は、放電空間Sを形成する例えば球形状または楕円球形状の発光管部12と、この発光管部12の両端から外側へ伸びるよう連設されたロッド状の封止部13とを有する、例えば石英ガラスよりなる放電容器11を具えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the outline of the configuration of an example of the ultrahigh pressure mercury lamp of the present invention.
The ultra high pressure mercury lamp 10 includes, for example, a spherical or oval spherical arc tube portion 12 that forms the discharge space S, and a rod-shaped sealing portion that is continuously provided so as to extend outward from both ends of the arc tube portion 12. And a discharge vessel 11 made of, for example, quartz glass.

発光管部12内には、陽極20および陰極25が対向配置されており、当該陽極20および陰極25は、それぞれ、封止部13に気密に埋設された例えばモリブデンよりなる金属箔15を介して、封止部13の外端面より外方に突出して伸びるよう設けられた外部リード棒16に接続されており、これにより、気密シール構造が形成されている。   An anode 20 and a cathode 25 are disposed opposite to each other in the arc tube portion 12, and the anode 20 and the cathode 25 are respectively connected via a metal foil 15 made of, for example, molybdenum that is airtightly embedded in the sealing portion 13. The external lead rod 16 is provided so as to protrude outward from the outer end surface of the sealing portion 13 and thereby extend, thereby forming an airtight seal structure.

また、発光管部内12には、水銀およびハロゲンが封入されており、希ガスが必要に応じて適宜に封入される。
水銀の封入量は、0.15mg/mm3 以上とされており、この水銀封入量は、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧が150気圧以上となるものである。
ハロゲンとしては、例えば沃素ガス、臭素ガス、塩素ガス等を例示することができ、その封入量は、例えば2.0×10-4〜7.0×10-4μmol/mm3 の範囲内から選択することができる。
希ガスとしては、例えばアルゴン、クリプトン、キセノンおよびこれらの混合物を例示することができ、その封入量は、例えば5kPa以上である。
Further, mercury and halogen are sealed in the arc tube portion 12, and a rare gas is appropriately sealed as necessary.
The amount of mercury enclosed is 0.15 mg / mm 3 or more, and this amount of mercury enclosed is such that the mercury vapor pressure during stable lamp lighting is 150 atmospheres or more.
Examples of the halogen include iodine gas, bromine gas, chlorine gas and the like, and the amount of the enclosed gas is within the range of, for example, 2.0 × 10 −4 to 7.0 × 10 −4 μmol / mm 3. You can choose.
Examples of the rare gas include argon, krypton, xenon, and a mixture thereof, and the amount of sealing is, for example, 5 kPa or more.

陽極20は、例えばタングステンよりなり、先端に向かうに従ってその外径が小さくなるよう円錐台状に形成された陽極本体21が内部リード棒22の先端に固定保持されて構成されている。
陰極25は、例えばタングステンを主体とする材料よりなる金属コイル26が例えばタングステンよりなるロッド状の内部リード棒27の先端部分に巻回されて構成されており、例えば金属コイル26には、粒状の易電子放射物質が含有されている。ここに、金属コイル26を構成する金属素線の素線径は、例えば0.05〜0.5mmである。
The anode 20 is made of, for example, tungsten, and is configured such that an anode body 21 formed in a truncated cone shape is fixed and held at the tip of the internal lead bar 22 so that the outer diameter thereof decreases toward the tip.
The cathode 25 is formed by winding a metal coil 26 made of a material mainly made of tungsten, for example, around a tip portion of a rod-shaped internal lead rod 27 made of tungsten, for example. Contains easy-electron emitting materials. Here, the strand diameter of the metal strand which comprises the metal coil 26 is 0.05-0.5 mm, for example.

易電子放射物質の含有割合は、総量で例えば0.005〜4重量%(wt%)であることが好ましい。含有割合が上記範囲内であることにより、十分に高いランプ始動性を確実に得ることができると共に、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって確実に維持することができ、超高圧水銀ランプ10を確実に長い使用寿命を有するものとして構成することができる。これに対して、易電子放射物質の含有割合が過少である場合には、ランプ始動性を改善することが困難であり、一方、易電子放射物質の含有割合が過多である場合には、易電子放射物質が電極表面に染み出しやすくなり、照度が点灯時間の経過に伴って大幅に低下しやすくなる。   It is preferable that the content ratio of the easily electron-emitting substance is, for example, 0.005 to 4% by weight (wt%) in total. When the content ratio is within the above range, a sufficiently high lamp startability can be reliably obtained, and the illuminance at the initial stage of lamp operation can be reliably maintained over a long period of time. 10 can be reliably configured to have a long service life. On the other hand, when the content ratio of the electron-emitting material is too small, it is difficult to improve the lamp startability. On the other hand, when the content ratio of the electron-emitting material is excessive, it is easy. The electron emitting material is likely to ooze out on the electrode surface, and the illuminance is likely to be significantly reduced with the passage of lighting time.

易電子放射物質としては、電極構成材料例えばタングステンよりも仕事関数の低い物質が用いられ、このような物質の具体例としては、例えばイットリウム、ランタン、セリウム、バリウム、ストロンチウム、ハフニウム、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも一種類以上の元素またはこれらの化合物を例示することができる。   As the electron-emitting substance, an electrode constituent material such as a substance having a work function lower than that of tungsten is used. Specific examples of such a substance include yttrium, lanthanum, cerium, barium, strontium, hafnium, and zirconium. Examples include at least one selected element or a compound thereof.

上記構成の超高圧水銀ランプ10においては、易電子放射物質が陰極25に特定の状態で含有されている。
具体的には、図2に示すように、粒状の易電子放射物質の粒子単体または複数の粒子の凝集体よりなる粒状物Pが、内部リード棒27の中心軸を含む金属コイル26を構成する素線の断面において、すべての粒状物Pのうち、内部リード棒27の軸方向に沿って3つ以上が15μm以下の間隔で並んだ状態にあるものの割合が10%以下となる状態(以下、このような状態を「分散状態」という。)で、含有されている。
易電子放射物質の粒状物Pの平均粒径は、0.01〜10μmの範囲内である。
In the ultrahigh pressure mercury lamp 10 having the above-described configuration, the electron-emitting material is contained in the cathode 25 in a specific state.
Specifically, as shown in FIG. 2, a granular material P made of a single particle of an electron emissive material having a granular shape or an aggregate of a plurality of particles constitutes a metal coil 26 including the central axis of the internal lead rod 27. In the cross-section of the strands, among all the granular materials P, a state in which the ratio of those in which three or more particles are arranged at intervals of 15 μm or less along the axial direction of the internal lead rod 27 is 10% or less (hereinafter, Such a state is called “dispersed state”).
The average particle diameter of the particulate matter P of the electron-emitting material is in the range of 0.01 to 10 μm.

易電子放射物質の粒状物Pは、その最大径aと最小径bとの比a/bを粒径比とするとき、すべての粒状物のうちの80%以上のものが粒径比が10以下であるものであることが好ましい。すべての粒状物Pのうちの80%以上のものが粒径比が10以下であるものであることにより、後述する実施例に示すように、十分に高いランプ始動性を確実に得ることができると共に、ランプ点灯初期時の照度を長時間の間にわたって確実に維持することができ、超高圧水銀ランプ10を確実に長い使用寿命を有するものとして構成することができる。   When the ratio a / b between the maximum diameter a and the minimum diameter b is a particle size ratio, 80% or more of all the granular materials have a particle size ratio of 10 It is preferable that it is the following. 80% or more of all the granular materials P have a particle size ratio of 10 or less, so that sufficiently high lamp startability can be reliably obtained as shown in Examples described later. At the same time, the illuminance at the beginning of lamp lighting can be reliably maintained over a long period of time, and the ultrahigh pressure mercury lamp 10 can be reliably configured to have a long service life.

易電子放射物質が電極に含有されてなる超高圧水銀ランプにおいては、超高圧水銀ランプを小さい始動電圧で確実に点灯させることができるので、ランプ始動時において放電容器の黒化が生ずることを確実に防止することができるものの、易電子放射物質が単に含有されたもの、例えば図3に示すように、易電子放射物質の粒状物Pが軸方向に沿って線状に並んだ状態(以下、この状態を「線状状態」という。)で含有されたものにおいては、後述する実施例の結果から明らかなように、点灯時間の経過に伴って照度が大幅に低下し、易電子放射物質を含有しないものよりもかえって超高圧水銀ランプを短寿命化させる。この原因としては、易電子放射物質の粒状物Pが電極軸方向に線状に並んだ状態で含有されたものにおいては、易電子放射物質間のタングステンよりなる粒界も電極軸に沿っており、易電子放射物質が電極表面に染み出しやすい状態とされていると考えられ、ランプ安定点灯中において、電極表面に染み出した過剰な量の易電子放射物質が蒸発して飛散することにより、当該易電子放射物質と放電空間内に封入されたハロゲンとの反応が進行してハロゲン化合物が生成される結果、ハロゲンが多量に消費されると共に、当該ハロゲン化合物が解離して易電子放射物質が発光管部12の内壁に付着したためであると考えられる。   In an ultra-high pressure mercury lamp that contains an electron-emitting substance in the electrode, the ultra-high pressure mercury lamp can be reliably turned on with a small starting voltage, so that it is certain that the discharge vessel will be blackened when the lamp is started. However, as shown in FIG. 3, for example, the particles P of the easy electron emitting material are arranged in a line along the axial direction (hereinafter, As is apparent from the results of the examples described later, the illuminance decreases significantly as the lighting time elapses, and the easy electron emitting substance is reduced. The life of the ultra high pressure mercury lamp is shortened compared to the one not containing it. This is because, in the case where the particulate matter P of the electron-emitting material is contained in a line in the electrode axis direction, the grain boundary made of tungsten between the electron-emitting materials is also along the electrode axis. , It is considered that the easy electron emitting material is likely to ooze out to the electrode surface, and during the stable lighting of the lamp, an excessive amount of the easy electron emitting material oozed out to the electrode surface evaporates and scatters. As a result of the reaction between the electron-emitting material and the halogen encapsulated in the discharge space, a halogen compound is generated, a large amount of halogen is consumed, and the halogen compound is dissociated to form an electron-emitting material. It is thought that this is because it adhered to the inner wall of the arc tube portion 12.

然るに、大きさおよび形状が揃った易電子放射物質の粒状物Pが分散状態で陰極25に含有されていることにより、上記構成の超高圧水銀ランプ10によれば、易電子放射物質が適正な量に抑制された状態で電極表面に染み出してくるので、ランプ始動時においては、当該易電子放射物質の作用により始動電圧を低下させることができる結果、電極構成物質である例えばタングステンが蒸発して飛散することによって発光管部12の内壁に付着して黒化することを確実に防止することができ、しかも、ランプ安定点灯時においては、易電子放射物質が蒸発して飛散する量が少なく抑制されて当該易電子放射物質が発光管部12に付着することを防止することができ、従って、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができ、超高圧水銀ランプ10を長い使用寿命を有するものとして構成することができる。   However, since the particulate matter P of the easy electron emitting material having the same size and shape is contained in the cathode 25 in a dispersed state, according to the ultrahigh pressure mercury lamp 10 having the above configuration, the easy electron emitting material is appropriate. Since it is oozed out to the surface of the electrode while being controlled by the amount, at the time of starting the lamp, the starting voltage can be lowered by the action of the electron-emitting material. As a result, for example, tungsten which is an electrode constituent material evaporates. It is possible to reliably prevent blackening due to adhesion to the inner wall of the arc tube portion 12 by being scattered, and in addition, when the lamp is steadily lit, the amount of the electron-emitting material that is evaporated and scattered is small. Therefore, it is possible to prevent the electron emissive material from adhering to the arc tube portion 12 and to maintain the illuminance at the beginning of lamp operation over a long period of time. , It is possible to construct a super-high pressure mercury lamp 10 as having a long service life.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば上記実施形態においては、陰極を構成する金属コイルのみに易電子放射物質が含有された構成とされているが、内部リード棒のみに易電子放射物質が含有された構成、または金属コイルおよび内部リード棒の両方に易電子放射物質が含有された構成とされていてもよい。
また、陰極の構造は、先端部分が先端に向かうに従ってその外径が小さくなるよう円錐台状に形成された柱状の先端部が内部リード棒の先端に固定保持されてなるものであってもよい。
さらに、本発明は直流点灯型および交流点灯型のいずれの点灯方式のものにも適用することができる。例えば交流点灯型のものにおいては、少なくともランプ始動時に高圧が印加される一方の電極に、易電子放射物質が分散状態で含有されていればよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, in the above-described embodiment, only the metal coil constituting the cathode is configured to contain the easy electron emitting material, but only the internal lead rod contains the easy electron emitting material, or the metal coil and the internal Both lead rods may be configured to contain an electron-emitting material.
In addition, the cathode structure may be such that a columnar tip portion formed in a truncated cone shape is fixed and held at the tip of the internal lead bar so that the outer diameter of the tip portion decreases toward the tip. .
Furthermore, the present invention can be applied to any lighting system of DC lighting type and AC lighting type. For example, in the AC lighting type, at least one of the electrodes to which a high voltage is applied at the time of starting the lamp only needs to contain an electron-emitting substance in a dispersed state.

以下、本発明に係る超高圧水銀ランプ装置の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples of the ultrahigh pressure mercury lamp apparatus according to the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
図1に示す構成に従って、本発明に係る超高圧水銀ランプを作製した。以下に、この超高圧水銀ランプの仕様を示す。なお、以下において示す、易電子放射物質の粒状物の粒径比の値は、すべての粒状物の粒径比の累積度数分布において、粒径比が小さいものから累計したときの累積値の、粒状物の総数に対する割合が80%に相当する粒径比の大きさを示す。
<ランプ仕様>
放電容器:材質;石英ガラス、発光管部の最大外径;12mm、全長;62mm、放電空間の内容積;154mm3
陰極:内部リード棒の材質;タングステン、直径1.4mm、金属コイルの材質;タングステン、素線径;0.25mm、金属コイルのみに易電子放射物質が分散状態で含有、 易電子放射物質:材質;酸化イットリウム、含有量;0.5重量%、粒状物の粒径比;5、粒状物の平均粒径;2.0μm、
陽極:材質;タングステン、
電極間距離:1.4mm、
金属箔:材質;モリブデン、長さ15mm、幅2.0mm、厚み25μm、
封入物:水銀;0.2mg/mm3 、臭素ガス(ハロゲン);3.0×10-4μmol/mm3 、アルゴン(希ガス);13kPa、
ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧:170気圧以上、
入力電力:300W
<Example 1>
According to the configuration shown in FIG. 1, an ultrahigh pressure mercury lamp according to the present invention was produced. The specifications of this ultra high pressure mercury lamp are shown below. In addition, the value of the particle size ratio of the particles of the electron-emitting material shown below is the cumulative value when the particle size ratio is accumulated from the smallest particle size ratio in the cumulative frequency distribution of the particle size ratio of all the granular materials, The ratio of the particle size ratio corresponding to 80% of the total number of granular materials is shown.
<Lamp specification>
Discharge vessel: material: quartz glass, arc tube maximum outer diameter: 12 mm, total length: 62 mm, inner volume of discharge space: 154 mm 3 ,
Cathode: Material of internal lead rod; tungsten, diameter 1.4 mm, metal coil material; tungsten, wire diameter: 0.25 mm, containing easy electron emitting material in a dispersed state only in metal coil, easy electron emitting material: material Yttrium oxide, content: 0.5% by weight, particle size ratio of granules; 5, average particle size of granules; 2.0 μm,
Anode: Material: Tungsten
Distance between electrodes: 1.4 mm,
Metal foil: material: molybdenum, length 15 mm, width 2.0 mm, thickness 25 μm,
Inclusion material: Mercury; 0.2 mg / mm 3 , bromine gas (halogen); 3.0 × 10 −4 μmol / mm 3 , argon (rare gas); 13 kPa,
Mercury vapor pressure during stable lamp operation: 170 atm or higher
Input power: 300W

〔参照用ランプの作製〕
また、電極が易電子放射物質を含有しないものであることの他は、上記のものと同様の構成を有する参照用の超高圧水銀ランプを作製した。
[Production of reference lamp]
Further, a reference ultra-high pressure mercury lamp having the same configuration as that described above was prepared except that the electrode did not contain an electron-emitting substance.

これらの超高圧水銀ランプについて、以下に示す点灯試験1を行うことにより、本発明に係る超高圧水銀ランプの始動性についての評価を行うと共に、以下に示す点灯試験2を行うことにより照度維持率を取得し、これにより得られた結果に基づいて、本発明に係る超高圧水銀ランプの使用寿命についての評価を行った。   About these super high pressure mercury lamps, the lighting test 1 shown below is performed to evaluate the startability of the super high pressure mercury lamp according to the present invention, and the lighting test 2 shown below is used to maintain the illuminance maintenance rate. Based on the results obtained, the service life of the ultrahigh pressure mercury lamp according to the present invention was evaluated.

〔点灯試験1〕
パルス高圧を5秒間毎に超高圧水銀ランプに印加し、電極間が青く光って絶縁破壊するまでに要したパルス高圧の印加回数を測定する。このような操作を同一の条件(印加電圧)で10回繰り返して行い、これにより得られる10個のデータの平均値を求めた。
そして、このような操作を印加電圧の大きさを変更して行い、印加電圧の大きさとパルス印加回数との関係を調べたところ、本発明に係る超高圧水銀ランプについては、当該ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも1.7kVの印加電圧が必要であり、また、参照用の超高圧水銀ランプについては、4.5kVの印加電圧が必要であることが確認された。
[Lighting test 1]
Pulse high pressure is applied to the ultra high pressure mercury lamp every 5 seconds, and the number of pulse high pressure application times required until the electrode shines blue and breaks down is measured. Such an operation was repeated 10 times under the same conditions (applied voltage), and an average value of 10 data obtained thereby was obtained.
Then, such an operation was performed by changing the magnitude of the applied voltage, and the relationship between the magnitude of the applied voltage and the number of pulse applications was examined. As for the ultrahigh pressure mercury lamp according to the present invention, the lamp was applied 10 times. It is confirmed that an applied voltage of at least 1.7 kV is necessary for sure lighting with the following lighting operation, and that an applied voltage of 4.5 kV is necessary for the ultra-high pressure mercury lamp for reference. It was done.

〔点灯試験2〕
ランプを10分間点灯した後15分間消灯する点灯動作を1サイクルとし、このような点灯動作を繰り返して行い、250サイクル目の照度および500サイクル目の照度を測定し、予め取得しておいたライフテスト開始前の照度と比較することにより照度維持率を求めた。結果を下記表1に示す。
[Lighting test 2]
A lighting operation in which the lamp is turned on for 10 minutes and then turned off for 15 minutes is defined as one cycle, and this lighting operation is repeated to measure the illuminance at the 250th cycle and the illuminance at the 500th cycle. The illuminance maintenance rate was obtained by comparing with the illuminance before the start of the test. The results are shown in Table 1 below.

<実施例2>
実施例1において作製した超高圧水銀ランプにおいて、粒状物の粒径比が10であることの他は、実施例1における超高圧水銀ランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを作製した。この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも2.2kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表1に示す。
<Example 2>
In the ultrahigh pressure mercury lamp produced in Example 1, an ultrahigh pressure mercury lamp having the same configuration as that of the ultrahigh pressure mercury lamp in Example 1 was produced except that the particle size ratio of the granular material was 10. With respect to this ultra-high pressure mercury lamp, the same lighting test 1 as in Example 1 was conducted. As a result, in order to ensure that the ultra-high pressure mercury lamp was lit up 10 times or less, an applied voltage of at least 2.2 kV was applied. It was confirmed that it was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 1 below.

<比較例1>
実施例1において作製した超高圧水銀ランプにおいて、粒状物の粒径比が15であることの他は、実施例1における超高圧水銀ランプと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも3.7kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表1に示す。
<Comparative Example 1>
In the ultrahigh pressure mercury lamp produced in Example 1, a comparative ultrahigh pressure mercury lamp having the same configuration as that of the ultrahigh pressure mercury lamp in Example 1 was produced except that the particle size ratio of the granular material was 15. did.
With respect to this comparative ultra-high pressure mercury lamp, a lighting test 1 similar to that of Example 1 was performed, and in order to ensure that the ultra-high pressure mercury lamp was lit with 10 or fewer lighting operations, at least 3.7 kV. It was confirmed that an applied voltage was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 1 below.

<比較例2>
実施例1において作製した超高圧水銀ランプにおいて、陰極が、易電子放射物質が、例えば図3に示すように、内部リード棒の軸方向に線状に並んだ状態で含有されてなるものであることの他は実施例1における超高圧水銀ランプと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも1.9kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表1に示す。
<Comparative example 2>
In the ultra-high pressure mercury lamp produced in Example 1, the cathode contains the electron-emitting material in a state of being arranged in a line in the axial direction of the internal lead rod, for example, as shown in FIG. Other than that, a comparative ultra-high pressure mercury lamp having the same configuration as the ultra-high pressure mercury lamp in Example 1 was produced.
With respect to this comparative ultra-high pressure mercury lamp, a lighting test 1 similar to that in Example 1 was performed. It was confirmed that an applied voltage was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 1 below.

<比較例3>
比較例2において作製した比較用の超高圧水銀ランプにおいて、粒状物の粒径比が10であることの他は、比較例2におけるものと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも2.3kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表1に示す。
<Comparative Example 3>
In the comparative ultra-high pressure mercury lamp produced in Comparative Example 2, a comparative ultra-high pressure mercury lamp having the same configuration as that in Comparative Example 2 was produced except that the particle size ratio of the granular material was 10. did.
With respect to this comparative ultra-high pressure mercury lamp, a lighting test 1 similar to that of Example 1 was performed. In order to ensure that the ultra-high pressure mercury lamp was lit with 10 or fewer lighting operations, at least 2.3 kV. It was confirmed that an applied voltage was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 1 below.

以上の結果から明らかなように、大きさおよび形状が揃った易電子放射物質の粒状物が分散された状態で含有されてなる本発明に係る超高圧水銀ランプによれば、易電子放射物質を含有しない参照用の超高圧水銀ランプに比して、低い印加電圧で超高圧水銀ランプを確実に点灯させることができ、しかも、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができ、長い使用寿命が得られることが確認された。
また、易電子放射物質の粒状物の粒径比が小さい程、低い印加電圧で超高圧水銀ランプを確実に点灯させることができ、超高圧水銀ランプの始動性を改善することができることが確認された。この理由は、易電子放射物質の粒状物の粒径比が小さい程、粒状物の形状が球形状に近くなるため、電極表面に存在し得る易電子放射物質の量が多くなり、当該易電子放射物質を確実に放電に寄与させることができるためであると考えられる。
As is clear from the above results, according to the ultrahigh pressure mercury lamp according to the present invention, in which particles of an easy electron emitting material having a uniform size and shape are dispersed, the easy electron emitting material is contained. Compared to a reference ultra-high pressure mercury lamp that does not contain it, the ultra-high pressure mercury lamp can be reliably lit at a low applied voltage, and the illuminance at the beginning of lamp operation can be maintained for a long period of time. It was confirmed that a long service life can be obtained.
In addition, it was confirmed that the smaller the particle size ratio of the easy-electron emitting material particles, the more reliable the ultra-high pressure mercury lamp can be lit at a low applied voltage, and the startability of the ultra-high pressure mercury lamp can be improved. It was. The reason for this is that the smaller the particle size ratio of the particulate matter of the electron-emitting material, the closer the shape of the particulate material is to a spherical shape. Therefore, the amount of the electron-emitting material that can exist on the electrode surface increases. This is probably because the radioactive material can reliably contribute to the discharge.

これに対して、易電子放射物質を単に含有させたもの、具体的には易電子放射物質の粒状物が電極軸方向に線状に並んだ状態で含有されたもの、および易電子放射物質の粒状物が分散された状態で含有されてなるものであっても、粒状物の粒径比が大きいものにおいては、ランプの始動性を高くすることができるものの、易電子放射物質を含有しない参照用の超高圧水銀ランプに比して、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができず、かえって超高圧水銀ランプを短寿命化させることがわかった。   On the other hand, a material that simply contains an electron-emitting material, specifically, a material in which particles of the electron-emitting material are linearly arranged in the electrode axis direction, and Even if the particulate matter is contained in a dispersed state, it is possible to increase the startability of the lamp when the particulate matter has a large particle size ratio, but it does not contain an electron-emitting material. It was found that the illuminance at the beginning of lamp operation could not be maintained for a long period of time compared to the ultra-high pressure mercury lamp for use, and the life of the ultra-high pressure mercury lamp was shortened.

<実施例3>
実施例1において作製した超高圧水銀ランプにおいて、易電子放射物質として、酸化イットリウムに代えて酸化ランタンを用いたことの他は、実施例1におけるものと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを作製した。
この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも1.9kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表2に示す。
<Example 3>
In the ultrahigh pressure mercury lamp manufactured in Example 1, an ultrahigh pressure mercury lamp having the same configuration as that in Example 1 was prepared except that lanthanum oxide was used instead of yttrium oxide as an electron-emitting substance. did.
With respect to this ultra high pressure mercury lamp, the same lighting test 1 as in Example 1 was conducted. As a result, in order to light the ultra high pressure mercury lamp with a lighting operation of 10 times or less, an applied voltage of at least 1.9 kV was applied. It was confirmed that it was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 2 below.

<実施例4>
実施例3において作製したランプにおいて、易電子放射物質の粒状物の粒径比が10であることの他は、実施例3におけるものと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを作製した。
この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも2.5kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表2に示す。
<Example 4>
In the lamp manufactured in Example 3, an ultrahigh pressure mercury lamp having the same configuration as that in Example 3 was manufactured except that the particle size ratio of the particles of the electron-emitting material was 10.
With respect to this ultra high pressure mercury lamp, the same lighting test 1 as in Example 1 was performed. It was confirmed that it was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 2 below.

<比較例4>
実施例3において作製した超高圧水銀ランプにおいて、粒状物の粒径比が15であることの他は、実施例3におけるものと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも3.6kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表2に示す。
<Comparative example 4>
In the ultrahigh pressure mercury lamp produced in Example 3, a comparative ultrahigh pressure mercury lamp having the same configuration as that in Example 3 was produced except that the particle size ratio of the granular material was 15.
With respect to this comparative ultra-high pressure mercury lamp, a lighting test 1 similar to that of Example 1 was performed, and in order to ensure that the ultra-high pressure mercury lamp was lit with 10 or fewer lighting operations, at least 3.6 kV. It was confirmed that an applied voltage was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 2 below.

<比較例5>
実施例3において作製した超高圧水銀ランプにおいて、易電子放射物質の粒状物が電極軸方向に線状に並んだ状態で含有されてなることの他は、実施例3におけるものと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも2.0kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表2に示す。
<Comparative Example 5>
The ultrahigh pressure mercury lamp produced in Example 3 has the same configuration as that in Example 3 except that the particles of the electron-emitting material are contained in a state of being linearly arranged in the electrode axis direction. A comparative ultra-high pressure mercury lamp was prepared.
With respect to this comparative ultra-high pressure mercury lamp, a lighting test 1 similar to that of Example 1 was performed. In order to ensure that the ultra-high pressure mercury lamp is lit with 10 or fewer lighting operations, at least 2.0 kV is required. It was confirmed that an applied voltage was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 2 below.

<比較例6>
比較例5において作製した超高圧水銀ランプにおいて、易電子放射物質の粒状物の粒径比が10であることの他は、比較例5におけるものと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験1を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを10回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも2.7kVの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表2に示す。
<Comparative Example 6>
The comparative ultra-high pressure mercury lamp manufactured in Comparative Example 5 has the same configuration as that in Comparative Example 5 except that the particle size ratio of the particles of the electron-emitting material is 10 Was made.
With respect to this comparative ultra-high pressure mercury lamp, a lighting test 1 similar to that of Example 1 was performed. In order to ensure that the ultra-high pressure mercury lamp is lit up 10 times or less, at least 2.7 kV is required. It was confirmed that an applied voltage was necessary.
Further, this ultra high pressure mercury lamp was subjected to a lighting test 2 similar to that of Example 1 to evaluate the service life of the lamp. The results are shown in Table 2 below.

以上の結果より、易電子放射物質として酸化ランタンが用いられた超高圧水銀ランプにおいても、酸化イットリウムが用いられてなるものと同様の結果が得られ、大きさおよび形状が揃った易電子放射物質の粒状物が分散状態で電極に含有されてなるものによれば、易電子放射物質を含有しない参照用の超高圧水銀ランプに比して、低い印加電圧で超高圧水銀ランプを確実に点灯させることができ、しかも、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができ、長い使用寿命が得られることが確認された。
また、易電子放射物質の粒状物の粒径比が小さい程、低い印加電圧で超高圧水銀ランプを確実に点灯させることができ、超高圧水銀ランプの始動性を改善することができることが確認された。
この結果から、上記において易電子放射物質として好適なものとして例示したものについても、同様の結果が得られるものと想定される。
From the above results, in the ultra-high pressure mercury lamp using lanthanum oxide as an electron-emitting substance, the same result as that using yttrium oxide was obtained, and the electron-emitting substance of uniform size and shape was obtained. In this case, the ultra high pressure mercury lamp can be reliably lit at a lower applied voltage than a reference ultra high pressure mercury lamp that does not contain an electron-emitting substance. In addition, it was confirmed that the illuminance at the beginning of lamp operation can be maintained for a long period of time and a long service life can be obtained.
In addition, it was confirmed that the smaller the particle size ratio of the easy-electron emitting material particles, the more reliable the ultra-high pressure mercury lamp can be lit at a low applied voltage, and the startability of the ultra-high pressure mercury lamp can be improved. It was.
From this result, it is assumed that the same result can be obtained for those exemplified above as suitable for the electron-emitting material.

<実施例5>
実施例1において作製した超高圧水銀ランプにおいて、易電子放射物質の含有量を下記表3に従って変更したことの他は実施例1におけるものと同様の構成を有する4種類の超高圧水銀ランプを作製した。
これらのランプについて、実施例1と同様の点灯試験2を行うことにより500サイクル時の照度維持率を取得し、この結果に基づいてランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表3に示す。
<Example 5>
In the ultrahigh pressure mercury lamp manufactured in Example 1, four types of ultrahigh pressure mercury lamps having the same configuration as in Example 1 were prepared except that the content of the electron-emitting material was changed according to Table 3 below. did.
About these lamps, the lighting test 2 similar to Example 1 was performed, the illuminance maintenance factor at the time of 500 cycles was acquired, and the service life of the lamp was evaluated based on this result. The results are shown in Table 3 below.

<実施例6>
実施例5において作製したランプにおいて、易電子放射物質として、酸化イットリウムに代えて酸化ランタンを用いたことの他はこれらのランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを作製し、これらのランプについて、実施例5と同様の点灯試験2を行うことにより500サイクル時の照度維持率を取得し、この結果に基づいてランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表4に示す。
<Example 6>
With respect to these lamps manufactured in Example 5, ultrahigh pressure mercury lamps having the same configuration as these lamps except that lanthanum oxide was used instead of yttrium oxide as an electron-emitting substance were prepared. Then, the illuminance maintenance rate at 500 cycles was obtained by performing the lighting test 2 similar to that of Example 5, and the service life of the lamp was evaluated based on this result. The results are shown in Table 4 below.

以上の結果より、易電子放射物質が陰極に分散状態で含有されてなるものにおいて、易電子放射物質の含有割合が総量で4.0wt%以下とされた超高圧水銀ランプにおいては、易電子放射物質が含有されていないものに比して、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって確実に維持することができ、超高圧水銀ランプに長い使用寿命が得られることが確認された。
これに対して、易電子放射物質が分散状態で含有されてなるものであっても、易電子放射物質の含有割合が大きい場合には、易電子放射物質が含有されていないものよりも、かえって超高圧水銀ランプを短寿命化させることが確認された。
また、易電子放射物質として酸化ランタンが用いられたものについても、酸化イットリウムが用いられたものと同様の結果が得られ、このことから、上記において易電子放射物質として好適なものとして例示したものについても、同様の結果が得られるものと想定される。
From the above results, in the ultrahigh pressure mercury lamp in which the content of the easy electron emitting material is 4.0 wt% or less in the case where the easy electron emitting material is contained in a dispersed state in the cathode, It was confirmed that the illuminance at the beginning of lamp operation can be reliably maintained over a long period of time, compared with those not containing substances, and that a long service life can be obtained for an ultrahigh pressure mercury lamp.
On the other hand, even if the electron-emitting material is contained in a dispersed state, if the content ratio of the electron-emitting material is large, it is more than the one that does not contain the electron-emitting material. It was confirmed that the life of the ultra high pressure mercury lamp was shortened.
In addition, the same results as those using yttrium oxide were obtained for those using lanthanum oxide as an electron-emitting substance. It is assumed that similar results will be obtained for.

本発明の超高圧水銀ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows the outline of a structure in an example of the ultra high pressure mercury lamp of this invention. 易電子放射物質が電極構成部材に分散状態で含有された状態を示す、電極の断面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the cross section of an electrode which shows the state in which the easy electron emission substance was contained in the electrode structural member in the dispersion state. 易電子放射物質が電極構成部材に線状に並んだ状態で含有された状態を示す、電極の断面の電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of the cross section of an electrode which shows the state in which the easy electron emission substance was contained in the state arranged in a line with the electrode structural member.

符号の説明Explanation of symbols

10 超高圧水銀ランプ
11 放電容器
12 発光管部
13 封止部
15 金属箔
16 外部リード棒
20 陽極
21 陽極本体
22 内部リード棒
25 陰極
26 金属コイル
27 内部リード棒
S 放電空間
P 易電子放射物質の粒状物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Super high pressure mercury lamp 11 Discharge vessel 12 Arc tube part 13 Sealing part 15 Metal foil 16 External lead rod 20 Anode 21 Anode main body 22 Internal lead rod 25 Cathode 26 Metal coil 27 Internal lead rod S Discharge space P Granular material

Claims (3)

放電空間を有する発光管を具え、当該放電空間内に、一対の電極が対向配置されると共に0.15mg/mm3 以上の水銀とハロゲンとが封入されてなる超高圧水銀ランプにおいて、
少なくとも一方の電極に、粒状の易電子放射物質が含有されており、当該易電子放射物質の粒子単体または複数の粒子の凝集体よりなる粒状物は、平均粒径が0.01〜10μmであるものであって、電極軸を含む断面において、すべての粒状物のうち、電極軸方向に沿って3つ以上が15μm以下の間隔で並んだ状態にあるものの割合が10%以下となる状態とされていることを特徴とする超高圧水銀ランプ。
In an ultrahigh pressure mercury lamp comprising an arc tube having a discharge space, a pair of electrodes facing each other in the discharge space, and 0.15 mg / mm 3 or more of mercury and halogen are enclosed.
At least one of the electrodes contains a particulate easy-electron emitting material, and the granular material made of a single particle or an aggregate of a plurality of particles of the easy-electron emitting material has an average particle size of 0.01 to 10 μm. In the cross section including the electrode axis, the proportion of all the granular materials in a state where three or more particles are arranged at intervals of 15 μm or less along the electrode axis direction is 10% or less. An ultra-high pressure mercury lamp characterized by
易電子放射物質の粒状物は、当該粒状物の最大径aと最小径bとの比a/bを粒径比と定義するとき、すべての粒状物の80%以上のものが粒径比が10以下であるものであることを特徴とする請求項1に記載の超高圧水銀ランプ。   When the ratio a / b between the maximum diameter a and the minimum diameter b of the granular material is defined as a particle size ratio, 80% or more of all the granular materials have a particle size ratio of the easy electron emitting material. The ultra-high pressure mercury lamp according to claim 1, which is 10 or less. 易電子放射物質が、イットリウム、ランタン、セリウム、バリウム、ストロンチウム、ハフニウム、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも一種類以上の元素を含むものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超高圧水銀ランプ。   3. The super-electron emitting material includes at least one element selected from yttrium, lanthanum, cerium, barium, strontium, hafnium, and zirconium. High pressure mercury lamp.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010153339A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Iwasaki Electric Co Ltd High-pressure discharge lamp

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