JP2008251391A

JP2008251391A - 高圧放電ランプ

Info

Publication number: JP2008251391A
Application number: JP2007092620A
Authority: JP
Inventors: Koichi Harasawa; 弘一原澤
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】ランプ全長の変更や、保温材塗布をすることなく、強制空冷の風量増加により発生するバルブ端部黒化を抑制し、ランプ寿命が長く、光学特性の安定したランプを提供することを目的とする。
【解決手段】高圧放電ランプにおいて、発光管封止部内の電極と該電極が取付けられた金属箔との間に、反射板を設け、バルブから放射される光を該反射板にて反射させることで、バルブから放射される有効光を遮ることなく、封止部付近のバルブ端部温度を上昇させ、強制空冷時の温度低下による黒化を抑制し、長寿命のランプを提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主にプロジェクタ装置やファイバー照明機器等の光源として用いられる超高圧放電ランプに関する。

近年、プロジェクタ装置は、高画質化、小型化、高輝度化が進んでおり、そのプロジェクタ装置に用いられるランプもまた、小型化、高輝度化が要求される。ランプに於いては、小型化、ランプ電力アップによる高輝度化により、ランプ点灯中におけるランプ温度が高くなる傾向にある。１２０Ｗを越えるランプにおいては、送風による強制空冷が必須となっている。

プロジェクタ装置において、ランプ点灯中のバルブ温度は、バルブ上部において９００〜９５０℃が望ましく、バルブ下部においては上部との温度差がないことが望ましい。ランプ温度はランプ寿命に大きく影響を与える。バルブ温度が高い場合、バルブ材料である石英ガラスが早期に結晶化し、失透現象が発生する。ガラスの耐圧強度が低下し、ランプ点灯中に破裂に至り短寿命となる。また、バルブ上部と下部の温度差が大きい場合、ハロゲンサイクルが正常に働かず、ランプ黒化により短寿命となる。バルブ下部温度は８００℃以上、バルブ上部と下部の温度差は１５０℃以内が望ましい。

従来、バルブ温度上昇を抑制する方法として、シロッコファンや軸流ファンを用いた強制空冷が行われてきた。しかし、ランプの小型化、ランプ電力の増加にともない、強制空冷の送風量が増加すると、封止部付近のバルブ端部において黒化が発生し、ランプ短寿命となることがわかった。これは強制空冷により、封止部付近のバルブ端部温度が、ハロゲンサイクルが正常に働かない温度まで低下してしまうことによるものと考えられる。このような冷却条件においては、バルブ上部温度と下部温度が適正であっても、バルブ端部に黒化が発生し、ランプ短寿命が発生する。バルブ端部温度を上昇させる方法として、特開２００５−２８５５０７号公報に示されるような保温材を塗布する方法がある。しかし、保温材がバルブから放射される有効光を遮る問題や、保温材を所定の位置に塗布する技術的な難しさからコストアップの問題が生じる。

特開２００５−２８５５０７号公報

本発明は、超高圧水銀ランプや高圧放電ランプのランプ全長の変更や、発光管に保温材塗布をすることなく、強制空冷の風量増加により発生するバルブ端部黒化を抑制し、ランプ寿命が長く、光学特性の安定したランプを提供することを目的とする。

本発明は、発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止部に保持された一対の電極が該発光管内で対向配置され、前記発光管が反射鏡内に設けられた高圧放電ランプにおいて、該封止部内の電極と該電極が取付けられた金属箔との間に、反射板を設け、バルブから放射される光を該反射板にて反射させることで、バルブから放射される有効光を遮ることなく、封止部付近のバルブ端部温度を上昇させ、強制空冷時の温度低下による黒化を抑制し、長寿命のランプを提供することができる。また、反射板を電極マウントに取り付けることで、従来どおりの方法で封止が可能で、保温材塗布に比べ製造が容易である。

前記反射板の材料は、ランプに通常使用されうる金属材料であり、例えばモリブデン金属箔で、前記反射板が封止部内に埋設されることで、ランプより出射される有効光を遮ることなく、表面積が大きく、かつ発光管封止部の外径から飛び出ないように構成することが望ましい。さらに、金属反射板と封止部ガラスの熱膨張係数の差により、前記金属反射板埋設部において前記金属反射板と前記封止部ガラスとの間に空隙が出来ないよう、前記金属反射板の厚みはできる限り薄いほうが望ましい。なお、前記反射板の材質は、金属のみではなく、ランプ発光管と同じ材質のガラス板の少なくとも一つの平面、いわゆる反射面に、モリブデン金属等の光沢のある薄い金属膜を施したものでも良い。

また、前記金属反射板の形状は、略円形、多角形であり、表面は平ら、または、表面が凹凸形状となっている構造とする。なお、これらの金属反射板は薄い平板形状であり、発光管封止部に直接溶融封封止する場合、金属反射板の反射面が発光管の電極軸にほぼ垂直となる位置関係を保ったまま封止部に埋設されない場合があるため、金属反射板を含む電極マウントに予め発光管と同材質のガラスにてビーズ巻き等の予備封止を行ない、意図する位置関係をほぼ保ったままで発光管封止を行なうことが望ましい。

以上のごとく構成することにより、ランプの小型化、ランプ電力の増加に伴う強制空冷の風量増加により発生するバルブ端部黒化を抑制することができる。また、封止部内に反射板を設けることで、バルブから放射される有効光を遮ることなく、ランプ寿命が長く、光学特性の安定したランプを提供することが出来る。それにより、プロジェクタ装置の小型化、高輝度化の要望からのランプ強制冷却によるランプ黒化の問題に対応することが出来る。また、前記発光管端部からの漏れ光も少なくすることができる。

次に実施例について図１〜図４を用いて説明する。

図１は、本発明に係わる超高圧水銀ランプの一実施例を示す図である。図１において、１は本発明を用いたランプ構造を示す図である。図２は金属反射板を取り付けた電極マウントを示す図である。図３、図４、は、金属反射板の実施例を示す図である。

図１において、発光管２の両側に連設された封止部３a、3ｂにおいて、該封止部に保持された一対の電極4ａ、４ｂが発光管内で対向配置されている。前記電極4ａ、４ｂとモリブデン金属箔５ａ、５ｂの間に、本発明の金属反射板６ａ、６ｂが埋設されている。なお、発光管２はリフレクタ７に接着剤により固着されている。図２は、本発明が用いられた電極マウントの図であり、前記電極４ａ、もしくは４ｂの先端部と前記モリブデン金属箔５ａ、もしくは５ｂとの間に、電極芯棒に貫かれた形で前記金属反射板６ａ、もしくは６ｂが設けられている。

図３に金属反射板の実施例１を示す。金属反射板の外形寸法は、約φ１．５ｍｍであり、厚みは、約０．０２ｍｍの略円形状である。また、前記金属反射板には、電極を取り付ける穴が設けられている。前記金属板の材質はモリブデンであり、表面は平らであるが、表面に小さな凹凸があっても構わない。表面に小さな凹凸を設けることで、金属反射板とガラスの密着を良くし、ランプ点灯消灯時に前記金属反射板と前記ガラスとの間に空隙の発生を抑制することができる。本発明を用いたランプでは、金属反射板が封止部に埋設されているため、光学系を通した照度低下はほとんど確認されない。また、ランプ水平点灯において強制空冷を強化した際にバルブ上部温度が９００〜９５０℃、バルブ下部温度が８００℃においては強制空冷の風量を増加した際のバルブ端部黒化を抑制することができた。

図４に金属反射板の実施例２を示す。金属反射板の外形寸法は、約１ｍｍ×約１ｍｍであり、厚みは、約０．０２ｍｍの略四角形状である。また、前記金属反射板には、電極を取り付ける、穴が設けられている。前記金属板の材質はモリブデンであり、表面は平らであるが、表面に小さな凹凸があっても構わない。表面に小さな凹凸を設けることで、金属反射板とガラスの密着を良くし、ランプ点灯消灯時に前記金属反射板と前記ガラスとの間に空隙の発生を抑制することができる。実施例２を用いたランプでは、実施例１と同様に金属反射板が封止部に埋設されているため、光学系を通した照度低下はほとんど確認されない。また、ランプ水平点灯において強制空冷を強化した際にバルブ上部温度が９００〜９５０℃、バルブ下部温度が８００℃においては強制空冷の風量を増加した際のバルブ端部黒化を抑制することができた。

前記実施例においては、発光管の両側に連設された封止部に金属反射板を設けたが、強制空冷の条件によっては、片側の封止部にのみ本発明を用いることも必要である。空冷条件によっては、ランプ光束の出射側バルブ端部側、いわゆる反射鏡付きランプの開口部側の発光管端部側にのみ黒化が発生する場合がある。この条件下においては、黒化が発生した側の封止部内のみに金属反射板を設けることで、問題の発生した側のバルブ端部温度を上昇させ、ハロゲンサイクルを正常に働かせることにより、片側にのみ発生した黒化を抑制することができる。
また、ランプ発光管と同じ材質のガラス板の少なくとも一つの平面、いわゆる反射面に、モリブデン金属等の光沢のある薄い金属膜を施したものについては、発光管封止部における溶融封止のなじみが良く、反射板付近の隙間の発生や溶融不良が少なく、良好な結果を得た。

本発明の可能性は、主にプロジェクタ装置やファイバー照明機器等に使用される。

本発明に係わる反射鏡付き高圧放電ランプの断面図本発明に係わる反射板を取り付けた電極マウント図金属反射板形状の一例を示した平面図と横から見た図金属反射板形状の別の例を示した平面図と横から見た図

符号の説明

１リフレクタ付ランプ
２発光管
３ａ、３ｂ封止部
４ａ、４ｂ電極
５ａ、５ｂ金属箔
６ａ、６ｂ金属反射板
７リフレクタ

Claims

石英ガラス製の発光管と該発光管の両端に連設された封止部を有し、該封止部には一対の電極、金属箔、外部導線から成る電極マウントが封止された高圧放電ランプにおいて、前記封止部内の電極と該電極が取付けられた金属箔との間に、反射板を設けたことを特徴とする高圧放電ランプ。
前記反射板の形状が略円形または多角形である金属反射板を用いた請求項１記載の高圧放電ランプ。
前記反射板の表面形状が凹凸である金属反射板を用いた請求項１または２記載の高圧放電ランプ。