JP3217313B2 - 高圧放電ランプおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダブルエンドの高圧
放電ランプ、およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】文字、図形などの画像を拡大投影し表示
する手段として、最近、液晶プロジェクタ装置などが知
られている。このような画像投影装置は所定の光出力が
必要であるため、光源としては輝度の高い高圧放電ラン
プが一般に、広く使用されている。この種のランプは、
反射鏡と組み合わされるのが一般的である。最近は、反
射鏡の集光率の向上のために、高圧放電ランプの短アー
ク長化が要望されている。ところが、こうしたアーク長
の短縮は、ランプ電圧の低下に結びつき、したがって同
じランプ電力で動作しようとした場合、ランプ電流の増
加を結果として生じる。ランプ電流の増加は、電極損失
の増大につながり、電極材料の蒸発を活発にし、電極の
早期劣化、すなわちランプの短寿命化をまねく。このよ
うな理由からアーク長を短縮する場合は、ランプ動作時
の水銀蒸気圧などを増加させて、ランプ電圧の低下（ラ
ンプ電流の増加）を防ごうとするのが一般的である。

【０００３】ランプ動作時の水銀蒸気圧などを増加させ
る場合は、ランプが、その高い動作圧力で割れることの
ないような構成をもたせる必要がある。このランプの破
裂に対する有力な手段は、The 7th International Symp
osium on the Science & Technology of Light Sources
(1995年)のSymposium Proceedingsの１１１項に詳しく
記載されている。この記載されている内容の概要を図１
６、図１７を用いて説明する。

【０００４】図１６は従来の高圧放電ランプ１３０の構
成を示す図である。１００は石英ガラスからなる略球状
の発光部、１０１は発光部１００から延在する、同じく
石英ガラスからなる、側管部である。また１０２はタン
グステン製の電極、１０３はモリブデン箔、１０４はモ
リブデン製の外部導入リード線であって、これらはモリ
ブデン箔１０３の一端に、一端が発光部１００内に突出
する電極１０２、他端には外部導入リード線１０４が接
続されてなる電極組立体１０５を構成し、モリブデン箔
１０３のところで側管部１０１に気密に封着されてい
る。電極１０２は、直径0.9mmを有するタングステン製
の電極棒１０２ａと、発光部１００内に突出する端部付
近に、電極棒１０２ａに巻かれたタングステン製のコイ
ル１０２ｂから構成されている。コイル１０２ｂがまれ
た電極１０２の外径Ｌは約1.4mmである。

【０００５】発光部１００内には水銀や金属ハロゲン化
物からなる封入物１２０と、図には示さないがアルゴン
ガスが封入されている。

【０００６】図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに
沿った断面図で、Ａ−Ａ'の範囲、すなわち発光部１０
０と側管部１０１のちょうど境界のところから、モリブ
デン箔１０３の端部（電極１０２が接続されている側）
までの間の任意の断面を矢印の方向から見た図を示す。
タングステン製の電極１０２と石英ガラスは本質的に完
全に密着することがないので、電極１０２の周りには、
図１７の斜線で示すように、斜線で示す未密着部１０７
が生じている。この未密着部１０７の幅をＷで表わす。

【０００７】図１６においてランプ１３０が点灯してい
るときの、発光部１内部の圧力をＰ（この時、発光部１
００には矢印１６０で略示する圧力Ｐが働く）とする
と、この未密着部１０７には、図１７の矢印１７０で示
すように、矢印１６０で略示する圧力Ｐよりおおきな圧
力Ｐｍａｘ（＞Ｐ）が働く（応力集中現象）。故にたと
えランプ１３０が点灯しているときの、発光部１内部の
圧力Ｐが、発光部を形成するガラスの破壊強度Ｐlimit
（実質的には約４００気圧から６００気圧と言われてい
る。この破壊強度は圧力が長時間、加えられるような状
態が続くと、低下する。）より小さくても、場合によっ
ては、未密着部１０７には、ガラスの破壊強度を越える
圧力が働く場合がある（Ｐｍａｘ＞Plimit＞Ｐ）。その
場合は、未密着部１０７のガラスが割れ、ランプ１３０
は破裂してしまう。

【０００８】記載されている内容によると、応力集中に
よる矢印１７０で略示する未密着部１０７に働く圧力Ｐ
ｍａｘの大きさは、未密着部１０７の幅Ｗの平方根に比
例して大きくなる（Ｐｍａｘ∝Ｐ×√Ｗ）。したがって
例えば、同じ大きさの発光部１内部の圧力Ｐを考えたと
き、未密着部１０７の幅Ｗが小さければちいさいほど、
未密着部１０７に働く圧力Ｐｍａｘは小さくなるので、
ガラスの破壊強度Ｐlimitにたいするマージン（Ｐlimit
−Ｐｍａｘ）は、大きくなり、破裂しにくいランプとな
る（上述したように破壊強度Ｐlimitは、ガラスに圧力
が長時間、加えられるような状態が続くと低下するの
で、点灯中に高い圧力で動作するランプでは、長時間、
ランプが破裂しないために、ある程度、このマージンが
必要である）。 逆に未密着部１０７の幅Ｗを変えない
で、発光部１内部の圧力Ｐを高めてランプ１３０を点灯
すると、未密着部１０７に働く圧力Ｐｍａｘは大きくな
るので、ガラスの破壊強度Ｐlimitにたいするマージン
（Ｐlimit−Ｐｍａｘ）は、小さくなり、ランプは破裂
しやすくなる。

【０００９】別の見方をすれば、同じ大きさのガラスの
破壊強度Ｐlimitにたいするマージン（Ｐlimit−Ｐｍａ
ｘ）を考えれば、未密着部１０７の幅Ｗが小さければち
いさいほど、発光部１内部の圧力Ｐは、より大きな値が
許される。つまりランプ１３０はより高い圧力での動作
（点灯）が可能になる。

【００１０】このことから、この未密着部１０７の幅Ｗ
を如何に小さし、応力集中を低減するかが、ランプの動
作圧力を高くしたときの破裂防止には重要なポイントと
なる。

【００１１】そこで従来は、アーク長を短縮するために
動作圧力を高めようとする際には、ランプの破裂防止の
ために、例えば特開平７−２６２９６７に開示している
ような方法によって未密着部１０７の幅Ｗを小さくし、
ランプを製造していた。以下に従来の製造方法を説明す
る。

【００１２】図１８から図２０は従来の高圧放電ランプ
１３０の製造方法の概略を説明する図である。

【００１３】図１８において１１０は、別の工程で作成
したガラスバルブで、石英ガラス管を加熱し膨張させ
て、所定の形状の発光部１００を形成してある。発光部
１００の両端につながる変形させない石英ガラス管が側
管部１０１となる。このガラスバルブ１１０を、図には
示していないが、側管部１０１の両端を保持する回転可
能なチャックで矢印１１５に示すように回転させなが
ら、発光部１００と側管部１０１の境界部を矢印１１１
で略示するバーナで加熱する。そして自由に回転するカ
ーボンヘッド１１２で、側管部１０１の軟化部位を圧迫
し、その部位の内径を小さくした斜線領域で表わす縮径
部１１３を形成する。

【００１４】上記のように発光部１００の両端付近に縮
径部１１３を形成した後、次に図１９に示すように、電
極組立体１０５の一部を構成する電極１０２の一端が発
光部１００内に配置されるように電極組立体１０５を側
管部１０１内に挿入する。そしてモリブデン箔１０３の
ところをガラスを十分に軟化させるために、縮径部１１
３付近（モリブデン箔１０３より）から外部導入リード
線１０４にいたる適当な長さにわたり、矢印１２１で略
示するバーナで加熱し、図には示さないが、一対の挟み
片で挟み、または圧迫して偏平に締め付け、電極組立体
１０５を側管部１０１に封止する。厚さ２０ミクロン程
度のモリブデン箔１０３が伸びてガラスとの隙間を埋
め、気密がモリブデン箔１０３のところ保たれる。

【００１５】続いて図２０に示すように、今度は、まだ
封止がなされていない側管部１０１から発光部１００内
に、封入物１２０を挿入し、そして側管部１０１に電極
組立体１０５を挿入する。この状態で図１９と同様に、
縮径部１１３から外部導入リード線１０４にいたる側管
部を、矢印１２１で略示するバーナで加熱軟化し、図に
は示さないが、一対の挟み片で挟み、または圧迫して偏
平に締め付け、電極組立体１０５を側管部１０１に封止
すと、図２１に示すような、図１６と同様の従来の高圧
放電ランプ１３０が完成する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】図２２は、従来のラン
プ１３０の発光部１００と側管部１０１のちょうど境界
（図１６、あるいは図２１のＡ部）付近を拡大した図で
ある。先にも説明したように、タングステン製の電極１
０２と石英ガラスは本質的に完全に密着することがない
ので、電極１０２の周りには、ガラスとの間に隙間（図
１７の未密着部１０７）が生じる。図２２に示すように
その隙間の幅は幅は一様ではないが、上記、従来の製造
方法によって作られるランプの場合、発光部１００と側
管部１０１のちょうど境界あたりがもっとも大きいく、
モリブデン箔１０３にむかって小さくなる。このもっと
も大きい幅をＷｍａｘとする。この幅がもっとも大きい
ところに、もっとも大きな圧力（集中応力）Ｐｍａｘ
（∝√Ｗmax）が働く。

【００１７】上記説明した特開平７−２６２９６７に開
示された従来の製造方法では、発光部１００と側管部１
０１の境界部を縮径し、縮径部１１３を形成した後に、
電極組立体１０５を側管部１０１から挿入し、電極１０
２の一端を発光部１００内部に配置する必要がある。そ
のため、発光部１００と側管部１０１のちょうど境界あ
たりの隙間（未密着部１０７）の幅Ｗｍａｘは、電極１
０２の発光部１００内に突出する側の最も太い径、つま
り直径ｄ=0.9mmの電極棒１０２ａにコイル１０２ｂが巻
かれた部位の径Ｌ＝1.4mm（＞ｄ）より常に大きい（Ｗ
ｍａｘ＞Ｌ）ランプしか製造できない。このため従来の
高圧放電ランプ１３０は、Ｗｍａｘ＞Ｌなる構造を有す
るために、未密着部１０７に働く圧力Ｐｍａｘを十分に
小さくすることができず、ランプが破裂し易いと言う課
題があった。

【００１８】具体的な数値例を挙げると、直径ｄ＝0.9m
mの電極棒１０２ａとコイル１０２ｂが巻かれた部分の
外径Ｌ＝1.4mmに対して、従来の製造方法で作られた従
来のランプ１３０では、電極１０２と側管部１０１を構
成するガラスとの隙間の最大幅Ｗｍａｘは、おおよそ1.
5mmである。この場合、発光部１００に小さな穴をあ
け、その穴より高圧ガスを送り込んで発光部３内の圧力
を増加させていくと、発光部１００内に送り込んだ高圧
ガスがの圧力が約１２０気圧に達した付近で、ランプ１
３０が破裂した。

【００１９】また、コイル１０２ｂが無く、実質的に、
電極１０２が電極棒１０２ａのみで構成されるようなラ
ンプにおいては、図１8において形成される縮径部１１
３の内径ｒｗは、電極棒１０２ａの直径をｄとすると
き、ｄ＋Δｄまでしか縮径できないという課題がある。
現在の位置決め挿入技術においては、Δｄは、0.4ｍｍ
程度であるが、技術が改善されれば、Δｄは、0.1ｍｍ
程度まで小さくすることができる。すなわち、理論的に
は、内径ｒｗをｄ＋0.4ｍｍよりも小さく、たとえばｄ
＋0.1ｍｍ程度までにすることができるが、現在の技術
においては、以下に説明するように、内径ｒｗはｄ＋0.
4ｍｍ程度が好ましい。

【００２０】内径ｒｗをｄ＋0.4ｍｍより小さく縮径す
ると、ガラスと電極１０２(電極棒１０２ａ)を発光部１
００内に挿入するのが極めて困難で、作業性が悪くな
る。加えて縮径部１１３の内径ｒｗを小さくしすぎる
と、電極１０２(電極棒１０２ａ)だけでなく、封入物１
２０も発光部１００に挿入しにくくなる。しかしなが
ら、電極１０２(電極棒１０２ａ)や封入物を挿入する技
術が改善されれば、内径ｒｗは、ｄ＋0.1ｍｍ程度まで
小さくすることが可能となる。

【００２１】本発明は上記の課題を解決し、破裂しにく
い構成を有するダブルエンドの高圧放電ランプ、および
その製造方法を提供することを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、発光部とその両側に延在する側管部とか
ら構成されたガラスバルブ内に、発光部内に突出する側
の径が、金属箔に接続された側の径より大きい電極組立
体を一対封止した、ダブルエンドの高圧放電ランプ製造
方法において、前記発光部内に突出する側の一端を前記
発光部内に位置するように、前記電極組立体を挿入した
後、前記発光部と前記側管部の境界部から前記金属箔の
接続部分の間の内径を、前記電極組立体における発光部
内に突出する側の径より小さくなるまで縮径して、電極
棒との間に隙間を有するよう成形し、続いて、前記金属
箔を有する部位を縮径または圧迫して気密封止すること
により、ダブルエンドの高圧放電ランプを製造するもの
である。また、前記電極組立体の発光部内に突出する側
にコイルが巻かれている前記ダブルエンドの高圧放電ラ
ンプを製造するものである。

【００２３】また、前記発光部と前記側管部の境界部か
ら前記金属箔の接続部分の間を縮径する段階は、前記間
を実質的に均一に加熱し、前記間を外部から圧縮するよ
うな態様で行うものである。

【００２４】あるいはガラスバルブ内を大気圧以下の状
態に保ち、前記発光部と前記側管部の境界部から前記金
属箔の接続部分の間を実質的に均一に加熱することで、
前記間の内径を縮径するものである。

【００２５】また前記発光部と前記側管部の境界部から
前記金属箔の接続部分の間を縮径する段階は、前記間を
実質的に均一に加熱し、前記側管部と発光部とを互いに
接近離反移動させて、前記電極を取り囲む前記側管部に
ガラス肉溜を形成するような態様で行なうものである。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。 （実施の形態１）以下、本発明の高圧放電ランプの実施
の形態１を図を用いて説明する。図１、図2は実施の形
態１の高圧放電ランプ５００を示す図である。

【００２９】図１、図2において、３はガラスからなる
発光部、４ａ，４ｂはそれぞれ発光部３から延在するガ
ラスからなる側管部であり、そこには従来の高圧放電ラ
ンプと同様の構成、形状を有する一対の電極組立体１０
５が封止されている。そして発光部３内には、従来の高
圧放電ランプと同様に、水銀や金属ハロゲン化物からな
る封入物１２０が封入されている。

【００３０】図２は、図１において、発光部３と側管部
４ｂ（あるいは４ａ）のちょうど境界付近を拡大した図
である。

【００３１】本実施の形態１のランプ５００の構造は、
発光部３と側管部４ｂ（あるいは４ａ）のちょうど境界
あたりにおいて、電極１０２と側管部４ｂ（あるいは４
ａ）を構成するガラスとの隙間の最大幅Ｗｍａｘが、電
極１０２の発光部３内に突出する側の最も太い径、つま
り直径ｄ＝0.9mmの電極棒１０２ａにコイル１０２ｂが
巻かれた部位の径Ｌ＝1.4mm（＞ｄ）より小さい（Ｌ＞
Ｗmax＞ｄ）ことを特徴とする。

【００３２】具体的な数値例を挙げると、直径ｄ＝0.9m
mの電極棒１０２ａとコイル１０２ｂが巻かれた部分の
外径Ｌ＝1.4mmに対して、電極１０２と側管部４ｂ（あ
るいは４ａ）を構成するガラスとの隙間の最大幅Ｗｍａ
ｘは、おおよそ0.95mmである。本実施の形態１のランプ
５００の割れに強いことを確認するために、発光部３に
小さな穴をあけ、その穴より高圧ガスを送り込んで発光
部３内の圧力を増加させ、ランプが破裂する圧力を測定
した。その結果は、発光部３内に送り込んだ高圧ガスが
の圧力が約１６０気圧に達した付近で、ランプ５００が
破裂した。

【００３３】この結果と、おなじ直径ｄ＝0.9mmの電極
棒１０２ａとコイル１０２ｂが巻かれた部分の外径Ｌ＝
1.4mmを有する従来のランプ１３０が、発光部内に送り
込んだ高圧ガスがの圧力が約１２０気圧に達した付近で
破裂した結果とを比較すれば、電極１０２と側管部を構
成するガラスとの隙間の最大幅Ｗｍａｘがより小さい点
を除いて、その他の構成が実質的に従来ランプ１３０と
同じである本実施の形態１のランプ（したがって動作や
発光特性などの点は、本実施の形態１のランプ５００と
従来ランプ１３０は全く同一）が、より破裂しにくいラ
ンプであることは明らかである。

【００３４】以上のように本実施の形態１のランプは、
電極１０２の発光部３内に突出する側の最も太い径、つ
まり直径ｄの電極棒１０２ａにコイル１０２ｂが巻かれ
た部位の径Ｌ（＞ｄ）より、電極１０２と側管部を構成
するガラスとの隙間の最大幅Ｗｍａｘの方が小さい（Ｌ
＞Ｗmax＞ｄ）構造を有するので、同じ構成の電極１０
２を有する従来ランプ（Ｗｍａｘ＞Ｌ）より、電極１０
２の周囲にできる未密着部に働く応力集中が小さく、し
たがって割れにくいという特徴を有する。

【００３５】以下の実施の形態は、実施の形態１に示し
た本発明の高圧放電ランプを製造するものである。 （実施の形態２）図３から図７は本発明の高圧放電ラン
プの製造方法の実施の形態２を説明する図である。

【００３６】図３において２は、別の工程で作成したガ
ラスバルブで、石英ガラス管を加熱し膨張させて、所定
の形状に形成された発光部３と、発光部３の両端から延
在する石英ガラス管の側管部４ａ、４ｂとから構成され
ている。この一方の側管部４ａの端部は封止されてい
る。このガラスバルブ２を、側管部４ａ、４ｂの両端を
回転および接近離反移動可能なチャック１で保持する。

【００３７】次に、図４に示すように、図１で示したも
のと同様の電極組立対１０５を、その一部を構成する電
極１０２のコイル１０２ｂが巻かれた端部が、発光部３
内に配置されるように、側管部４ｂ内に挿入する。この
状態でまず、矢印６に示すように、チャック１でガラス
バルブ２を回転させる。そして矢印５ａで示すように、
ガラスバルブ２内部を真空排気し、矢印５ｂで略示する
ようにアルゴンガスを２００mbar封入する。そして端部
がまだ封止されていない側管部４ｂの端付近を、矢印２
００で略示するバーナー２００で加熱し、封止する。

【００３８】続いて図５に示すように、今度は、加熱体
である矢印３００で略示するバーナで、発光部３と側管
部４ｂの境界部から電極１０２とモリブデン箔１０３の
接続部分の間を適当な長さにわたり加熱、軟化する。

【００３９】このときガラスバルブ２内部の圧力は大気
圧以下であるから、加熱部分が軟化するにつれ、加熱さ
れた部位の側管部４ｂの内径は縮径する。側管部４ｂの
内径がｒｗ、少なくとも電極１０２のコイル１０２ｂが
巻かれた部位の径Ｌより小さくなるまで、好ましくは、
おおよそ電極１０２を構成する電極棒１０２ａの直径ｄ
近傍まで縮んだところで、バーナー３００の加熱を停止
する。こうして縮径部７の成形が完了する（拡大図参
照）。

【００４０】続いて今度は、図６に示すように、そして
モリブデン箔１０３のところをガラスを十分に軟化させ
るために、縮径部７付近（モリブデン箔１０３より）か
ら外部導入リード線１０４にいたる適当な長さにわた
り、矢印３００で略示するバーナで加熱する。ガラスバ
ルブ２内部の圧力は大気圧以下であるから、加熱部分が
軟化するにつれ、加熱された部位の側管部４ｂの内径は
縮み縮径する。気密がモリブデン箔１０３のところ保た
れぐらいに、十分に縮んだところで、加熱を停止すれ
ば、側管部４ａでの電極組立体１０５の気密封止が完了
する。

【００４１】次に図７に示すように、封止されている側
管部４ａの端部を切断して開放し、そこから発光部３内
に水銀や金属ハロゲン化物等の封入物１２０を挿入し、
同時に側管部４ａ内に、残りの電極組立体１０５を、図
６と同様に配置する。この状態で、矢印６に示すよう
に、チャック１でガラスバルブ２を回転させる。そして
矢印５ａで示すように、ガラスバルブ２内部を真空排気
し、矢印５ｂで略示するようにアルゴンガスを２００mb
ar封入する。そして端部が開放している側管部４ａの端
付近を、矢印２００で略示するバーナー２００で加熱
し、封止する。

【００４２】その後、図５および図６と同様に、今度
は、加熱体である矢印３００で略示するバーナーで、発
光部３と側管部４ａの境界部から電極１０２とモリブデ
ン箔１０３の接続部分の間を適当な長さにわたり加熱、
軟化し、側管部４ａの内径を、おおよそ電極１０２を構
成する電極棒１０２ａの径まで縮ませて縮径部７を形成
し、続いて縮径部７付近（モリブデン箔１０３より）か
ら外部導入リード線１０４にいたる適当な長さにわたっ
てガラスを加熱・軟化させ、側管部４ａでの電極組立体
１０５の気密封止を行う。

【００４３】以上のように発光部３と側管部４ａの境界
部を縮径し、側管部４ａ，４ｂに一対の電極組立体１０
５を封止したのち、外部導入リード線１０４が外に出る
ように、側管部４ａ，４ｂの端部を切断除去すれば、最
終的に図１に示した本実施の形態１の高圧放電ランプ５
００を得ることができる。

【００４４】なお、本実施の形態２において、側管部４
ａ，４ｂに一対の電極組立体１０５を気密封着する場合
に、モリブデン箔１０３のところで気密封止をより確実
にするために、ガラス（側管部４ａ，４ｂ）が軟化した
時に、図には示さないが、一対の挟み片で挟み、または
圧迫して偏平に締め付け、電極組立体１０５を側管部４
ａ，４ｂに封止する様にしてもかまわない。

【００４５】さらに電極組立体１０５を気密封止するに
おいて、本実施の形態２では、縮径部７を形成した後
に、モリブデン箔１０３部を充分に加熱・軟化したが、
電極組立体１０５を側管部４ａ、４ｂ内に挿入してか
ら、縮径部７を形成するのであれば、例えば、モリブデ
ン箔１０３部を充分に加熱・軟化し、気密封止を完了し
てから、発光部３と側管部４ａ（あるいは４ｂ）との境
界部付近を加熱し、側管部４ａ（あるいは４ｂ）を縮径
して、縮径部７を形成するようにしてもかまわない。

【００４６】また封入物１２０を発光部３に挿入した状
態で、発光部３と側管部４ａの境界付近に縮径部を形成
したり、あるいは電極組立体１０５を側管部４ａに封止
する場合、バーナの熱によって封入物１２０が蒸発する
ことを防止するために、発光部３の一部を、例えば液体
窒素などを吹き付けて冷却することを付加しても何ら問
題はない。

【００４７】また図５において、縮径部７を形成する加
熱体は、バーナー３００でなくても、バーナー２００を
移動したものであっても何等問題はない。

【００４８】そして図５において、縮径部７を形成する
段階で、側管部４ｂの内径が縮径することを補助するた
めに、例えば図９に示すように、自由に回転する耐熱性
のカーボンローラ７７で加熱部分を圧迫し、縮径部７を
形成してもかまわない。この場合、縮径部７を形成する
ためのカーボンヘッド７７は複数個であって、縮径部７
を形成する部位の周囲の複数箇所を圧迫するような態様
で、縮径部７を形成してもかまわない。

【００４９】あるいは図１０に示すように、ガラスが軟
化してきたとことで、矢印３０に示すようにチャック１
を互いに横移動させて、発光部３と側管部４ｂを接近離
反移動させながら、徐々に接近させ、軟化部位にガラス
肉溜を形成するようにしてもよい。このガラス肉溜は、
内部に向かって成長するので、側管部４ｂの縮径を補助
する。

【００５０】以上、実施の形態２においては、側管部４
ａ、４ｂが均一に加熱されるために、ガラスバルブ２が
回転する例を説明したが、ガラスバルブ２は回転せず、
バーナー３００が側管部を中心に周方向に回転する構成
であってもかまわないし、複数個のバーナーで周囲を加
熱する構成であってもかまわない。

【００５１】なお、実施の形態２においては、電極組立
体１０５が側管部４ａ、４ｂ内に固定、配置されない場
合を説明した。側管部４ａ，４ｂ内での電極組立体１０
５の保持の有無は、本発明の効果には何ら影響を与えな
いが、例えば図１１に示すように、外部導入リード線１
０４の一端に、全体の高さｈが、わずかに側管部４ｂ
（あるいは４ａ）の内径Ｄより大きくなるように折り曲
げられたモリブデンなどの薄い金属箔７８を接続して側
管部４ｂ（あるいは４ａ）に挿入し、金属箔７８の折れ
曲がった部分と側管部４ｂ（あるいは４ａ）内壁との摩
擦結合で、電極組立体１０５の位置合わせを行ってもか
まわない。この場合、電極間距離や発光部３内での配置
精度を高めることができるという、別の効果が得られ
る。 （実施の形態３）次に、図１２から図１５に基づき、本
発明の高圧放電ランプの製造方法の実施の形態３を説明
する。

【００５２】図１２において５０は、実施の形態２で説
明したガラスバルブ２の発光部３に、その内部を排気す
るための比較的細い石英のガラス管４０を接合したもの
である。この排気用ガラス管４０をチャック６０で保持
し、側管部４ａ、４ｂが垂直方向に延在するようにバル
ブ５０を配置する。

【００５３】次に図１３に示すように、電極組立体１０
５を、その一部を構成する電極１０２のコイル１０２ｂ
が巻かれた端部が、発光部３内に配置されるように、下
側に位置する側管部４ｂに挿入する。そして外部導入リ
ード線１０４をチャック６１で保持することで、電極組
立体１０５と側管部４ｂとの位置関係を固定する。ま
た、矢印４３に示すように、排気用ガラス管４３から不
活性ガスであるアルゴンガスを導入する。この状態で一
対のバーナ４４ａ，４４ｂを点火し、側管部４４ｂを中
心に、その周囲で回転させながら側管部４ｂを加熱す
る。この時、一対にバーナ４４ａ、４４ｂの少なくとも
一方（図１３ではバーナ４４ｂ）は、側管部４ｂと発光
部３との境界部が加熱されるように、配置されている。

【００５４】まず発光部３と側管部４ｂの境界部が軟化
してきたところで、カーボンヘッド６２をその部位に押
し当て圧迫し、その部分の側管部４ａ（あるいは４ｂ）
の内径を縮径する。このカーボンヘッド６２は、バーナ
４４ａ、４４ｂと同様に、側管部４ｂを中心に回転す
る。

【００５５】図５と同様に、側管部４ｂの内径ｒｗが、
少なくとも電極１０２のコイル１０２ｂが巻かれた部位
の径Ｌより小さくなるまで、好ましくは、おおよそ電極
１０２を構成する電極棒１０２ａの直径ｄ近傍まで縮ん
だところで、側管部４ｂ、カーボンヘッド６２の圧迫を
停止する。以上で縮径部７の成形が完了する。

【００５６】そして図１４に示すように、モリブデン箔
１０３のところが十分に加熱され軟化した状態に達した
後に、今度は、バーナ４４ａ，４４ｂの加熱、およびバ
ーナー４４ａ、４４ｂとカーボンヘッド６２の回転を停
止し、直ちに一対の耐熱製のブロック４５にて、矢印６
３に示すように、電極組立体１０５の一部を構成するモ
リブデン箔１０３の厚み方向に、側管部４ｂを夾み、圧
迫して電極組立体１０５を側管部４ａ（あるいは４ｂ）
に気密封着する。

【００５７】続いてチャック６１の保持を開放し、ガラ
スバルブ５０を上下入れ換えて、残りの側管部４ａにつ
いて、同様に縮径部７の形成、および電極組立体１０５
の気密封着を行えば、図１５に示すように、図１、図2
に示した本発明の高圧放電ランプ５００と同様の、電極
１０２の発光部３内に突出する側の最も太い径、つまり
直径ｄの電極棒１０２ａにコイル１０２ｂが巻かれた部
位の径Ｌ（＞ｄ）より、電極１０２と側管部を構成する
ガラスとの隙間の最大幅Ｗｍａｘの方が小さい（Ｌ＞Ｗ
max＞ｄ）構造を有する、ガラスバルブ７０ができあが
る。

【００５８】この後、図には示さないが、排気用ガラス
管４０から発光部３内部に封入物１２０を挿入し、そし
て発光部３内を真空排気して、封入ガスを発光部３内部
に所定量挿入し、排気用ガラス管４０を封じ切れば、図
１、図2に示した高圧放電ランプ５００と同様に、同じ
構成の電極１０２を有する従来ランプ（Ｗｍａｘ＞Ｌ）
より、電極１０２の周囲にできる未密着部に働く応力集
中が小さく、したがって割れにくいという特徴を有する
ダブルエンドの高圧放電ランプを得ることができる。

【００５９】なお本実施の形態では、回転する一対のバ
ーナーを例に説明したが、バーナーの数はこれに限定さ
れるものではない。また上側に位置する側管部４ａ（あ
るいは４ｂ）に電極組立体１０５を挿入し、縮径部７の
形成、および電極組立体１０５の気密封着を行なう方法
であってもかまわない。

【００６０】また縮径部７を形成するためのカーボンヘ
ッド６２は複数個であって、縮径部７を形成する部位の
周囲の複数箇所を圧迫するような態様で、縮径部７を形
成してもかまわない。

【００６１】なお実施の形態２から実施の形態３におい
ては、縮径される以前の段階で作成されたガラスバルブ
２の側管部４ａ、４ｂの形状は、直管状である場合を例
に説明したが、電極１０２のコイル１０２ｂが巻かれた
側の一端が、発光部３内部に配置できれば、他の形状、
たとえば発光部と側管部が隣接する部分が、はじめから
縮径されているような形状であってもかまわない。この
場合、発光部３内での電極１０２の先端部の位置合わせ
が容易となる別の効果が得られる。

【００６２】また電極１０２を構成する電極棒１０２ａ
やコイル１０２ｂの形状には制限もなく、また電極１０
２は電極棒１０２ａとコイル１０２ｂが一体に成形され
た構成であってもかまわない。さらに外部導入リード線
１０４は縮径部７を形成する段階で、モリブデン箔１０
３の一端に接続されていなくても何等問題はない。

【００６３】また実施の形態２から実施の形態３におい
ては、ガラスを加熱する加熱体としてバーナーを例に説
明したが、他の加熱体、例えば高周波誘導加熱体やレー
ザーであってもかまわない。高周波誘導加熱体やレーザ
ーは、酸素を必要としないので、加熱を有する製造段階
を乾燥した不活性ガス雰囲気内で行なうことができるの
で、ランプ内部への不純ガス（水分）の混入を防止で
き、ランプの寿命が伸びるという別の効果が得られる。

【００６４】以上、実施の形態2と3では、電極１０２が
電極棒１０２ａとコイル１０２ｂから構成されているラ
ンプを例に説明したが、本発明のランプの製造方法は、
コイル１０２ｂが無く、実質的に電極１０２が電極棒１
０２ａのみで構成されるようなランプの構造にも非常に
適している。電極１０２(電極棒１０２ａ)や、あるいは
封入物１２０を発光部３内部に配置した後に、縮径部７
を形成する本発明の製造方法では、従来の製造方法で困
難であった、ｄ＋Δｄ（ｄ：電極棒１０２ａの直径、0.
1ｍｍ≦Δｄ≦0.4ｍｍ）に容易に縮径することができ
る。故に、従来の製造方法で製造困難であった、ｄ＜Ｗ
ｍａｘ≦ｄ＋Δｄ（Ｗｍａｘ；電極１０２と周囲のガラ
スとの間隙の最大幅）なる構造を有するランプを簡単に
実現できる。

【００６５】以上、本発明は好ましい実施例について説
明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、種々
の変形が可能であることは勿論である。本実施の形態で
示した本発明の高圧放電ランプの製造点灯方法は例示で
あって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって決定さ
れるものである。

【００６６】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、側管部に電極組立体を挿入した状
態で、電極を取り囲む側管部の内径を縮径するので、縮
径部に位置する電極の径まで側管部の内径を小さくで
き、したっがて割れにくい優れたダブルエンドの高圧放
電ランプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の高圧放電ランプの構
成を示す図

【図２】 図1の部分拡大図

【図３】 本発明の実施の形態２の高圧放電ランプの製
造方法を示す図

【図４】 本発明の実施の形態２の高圧放電ランプの製
造方法を示す図

【図５】 本発明の実施の形態２の高圧放電ランプの製
造方法を示す図

【図６】 本発明の実施の形態２の高圧放電ランプの製
造方法を示す図

【図７】 本発明の実施の形態２の高圧放電ランプの製
造方法を示す図

【図８】 本発明の実施の形態２の高圧放電ランプの製
造方法を示す図

【図９】 本発明の発光部と側管部の境界部を縮径する
工程を示す図

【図１０】 本発明の発光部と側管部の境界部を縮径す
る工程を示す図

【図１１】 電極組立体を固定する方法を示す図

【図１２】 本発明の実施の形態３の高圧放電ランプの
製造方法を示す図

【図１３】 本発明の実施の形態３の高圧放電ランプの
製造方法を示す図

【図１４】 本発明の実施の形態３の高圧放電ランプの
製造方法を示す図

【図１５】 本発明の実施の形態３の高圧放電ランプの
製造方法を示す図

【図１６】 従来の高圧放電ランプの構成を示す図

【図１７】 図１６の線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿った断
面図、

【図１８】 従来の高圧放電ランプの製造方法を示す図

【図１９】 従来の高圧放電ランプの製造方法を示す図

【図２０】 従来の高圧放電ランプの製造方法を示す図

【図２１】 従来の高圧放電ランプの製造方法を示す図

【図２２】 従来の高圧放電ランプの発光部と側管部の
境界部の拡大図

【符号の説明】

３ 発光部 ４ａ 側管部 ４ｂ 側管部 ７ 縮径部 １０２ 電極 １０２ａ 電極棒 １０２ｂ コイル １１２ カーボンヘッド １１３ 縮径部 ３００ バーナー Ｗmax 電極１０２と側管部を構成するガラスとの隙
間の最大幅 ｄ 電極棒１０２ａの直径 Ｌ 電極棒１０２ａにコイル１０２ｂが巻かれた
部位の径Ｌ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−17346（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−13043（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/32 H01J 61/36

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光部とその両側に延在する側管部とか
   ら構成されたガラスバルブ内に、発光部内に突出する側
   の径が、金属箔に接続された側の径より大きい電極組立
   体を一対封止した、ダブルエンドの高圧放電ランプの製
   造方法において、前記発光部内に突出する側の一端を前
   記発光部内に位置するように、前記電極組立体を挿入し
   た後、前記発光部と前記側管部の境界部から前記金属箔
   の接続部分の間の内径を、前記電極組立体における発光
   部内に突出する側の径より小さくなるまで縮径して、電
   極棒との間に隙間を有するよう成形し、続いて、前記金
   属箔を有する部位を縮径して気密封止することを特徴と
   するダブルエンドの高圧放電ランプの製造方法。
2. 【請求項２】 発光部とその両側に延在する側管部とか
   ら構成されたガラスバルブ内に、発光部内に突出する側
   の径が、金属箔に接続された側の径より大きい電極組立
   体を一対封止した、ダブルエンドの高圧放電ランプ製造
   方法において、前記発光部内に突出する側の一端を前記
   発光部内に位置するように、前記電極組立体を挿入した
   後、前記発光部と前記側管部の境界部から前記金属箔の
   接続部分の間の内径を、前記電極組立体における発光部
   内に突出する側の径より小さくなるまで縮径して、電極
   棒との間に隙間を有するよう成形し、続いて、前記金属
   箔を有する部位を圧迫して気密封止することを特徴とす
   るダブルエンドの高圧放電ランプの製造方法。
3. 【請求項３】 前記電極組立体の発光部内に突出する側
   にコイルが巻かれていることを特徴とする請求項１また
   は２記載のダブルエンドの高圧放電ランプの製造方法。
4. 【請求項４】 前記発光部と前記側管部の境界部から前
   記金属箔の接続部分の間を縮径する段階が、前記間を実
   質的に均一に加熱し、前記間を外部から圧縮するような
   態様で行なわれることを特徴とする請求項１または請求
   項２記載のダブルエンドの高圧放電ランプの製造方法。
5. 【請求項５】 ガラスバルブ内を大気圧以下の状態に保
   ち、前記発光部と前記側管部の境界部から前記金属箔の
   接続部分の間を実質的に均一に加熱することで、前記間
   の内径を縮径することを特徴とする請求項３記載のダブ
   ルエンドの高圧 放電ランプの製造方法。
6. 【請求項６】 前記発光部と前記側管部の境界部から前
   記金属箔の接続部分の間を縮径する段階が、前記間を実
   質的に均一に加熱し、前記側管部と発光部とを互いに接
   近離反移動させて、前記電極を取り囲む前記側管部にガ
   ラス肉溜を形成するような態様で行なわれることを特徴
   とする請求項1または請求項２記載のダブルエンドの高
   圧放電ランプの製造方法。
7. 【請求項７】 前記発光部と前記側管部の境界部から前
   記金属箔の接続部分の間を縮径する段階が、前記電極が
   一部を構成する電極組立体の酸化防止のために、前記側
   管部の内部に不活性ガスを挿入した様態で行なわれるこ
   とを特徴とする請求項２から５記載のダブルエンドの高
   圧放電ランプの製造方法。
8. 【請求項８】 不活性ガスがアルゴンガスであることを
   特徴とする請求項６記載のダブルエンドの高圧放電ラン
   プの製造方法。
9. 【請求項９】 前記発光部と前記側管部の境界部から前
   記金属箔の接続部分の間を実質的に均一に加熱するため
   に、前記側管部を周方向に回転させながら加熱すること
   を特徴とする請求項３から請求項７記載のダブルエンド
   の高圧放電ランプの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記発光部と前記側管部の境界部から
    前記金属箔の接続部分の間を実質的に均一に加熱するた
    めに、前記側管部を加熱する加熱体が、前記側管部の周
    方向に回転することを特徴とする請求項３から請求項８
    記載のダブルエンドの高圧放電ランプの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記発光部と前記側管部の境界部から
    前記金属箔の接続部分の間を加熱する加熱体が、バーナ
    ーであることを特徴とする請求項３から請求項９記載の
    ダブルエンドの高圧放電ランプの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記発光部と前記側管部の境界部から
    前記金属箔の接続部分の間を加熱する加熱体が、高周波
    誘電加熱体であることを特徴とする請求項３から請求項
    ９記載のダブルエンドの高圧放電ランプの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記発光部と前記側管部の境界部から
    前記金属箔の接続部分の間を加熱する加熱体が、レーザ
    ーであることを特徴とする請求項２から請求項９記載の
    ダブルエンドの高圧放電ランプの製造方法。