JP3637261B2 - 反射鏡 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶プロジェクターや映写機などに使用されている光源ランプの反射鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の反射鏡は、光源ランプの可視光線を反射し、赤外線や紫外線を透過する薄膜多層反射膜を、ガラス基材の表面に、蒸着して形成している。
【０００３】
ところで、光源ランプが高輝度になると、発熱も激しいので、反射鏡を構成するガラス基材は当然のことながら、耐熱性が要求される。その一般的な耐熱性の条件は５５０度に加熱し、自然冷却によって常温まで冷却するということを８回繰り返すという耐熱試験によって、割れや蒸着膜が剥離しないということである。
【０００４】
また、最近では、液晶プロジェクターのランプとして、超高圧水銀灯が使用されているので、万一の爆発に備えて機械的強度も要求されている。
【０００５】
その機械的強度の条件は反射鏡にランプを組み込み、点灯中に過電流を流して故意にランプを破裂させ、その際における反射鏡の割れの有無を確認するものである。
【０００６】
従来、このような耐熱、耐機械的強度の条件を満足する反射鏡のガラス基材として、結晶化ガラスが知られている（特公平7-92527 号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、結晶化ガラスは、結晶化させるために少なくとも２段階の熱処理が必要であるため、製造コストが高いという問題がある。
【０００８】
また、反射鏡を蒸着する際に、表面を研磨しなければならず、この点からも製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
さらに、結晶化ガラスには、製造コスト以外にもランプを固着した後に照度の点で次のような問題がある。
【００１０】
即ち、結晶化ガラスの場合には成型後のガラスを熱処理し結晶化させるので、若干ガラスが収縮するといった変形が起こる。そのために、ランプの光を反射させると、光が乱反射され、ばらつきが見られるといった問題がある。
【００１１】
そこで、この発明は、結晶化ガラスを使用しない反射鏡で、内面が６００度という高温に耐え得るようにしようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために、重量％でSiO2 53 〜64％、Na2O＋K2O 0 〜5%、B2O3 0〜8％、Al2 O3 10〜23％、TiO2＋ZrO2 4 〜 6 ％、ZnO 4〜15％、MgO ＋CaO ＋BaO ＋SrO 0 〜18% と、3%以下のP2O5、As2O3 、Sb2O3 、PbO 、Ta2O5 の内から選ばれる一種類以上の成分を含むガラス組成からなる結晶化ガラスではないガラス基材の表面に、薄膜多層反射膜が蒸着して反射鏡を構成したのである。
【００１３】
上記のガラス組成からなるガラス基材は、平均膨張係数が30〜36で歪点が620 度という値を示し、このガラス基材に薄膜多層反射膜を蒸着した反射鏡は、赤外線及び紫外線の透過性が良好であるとともに600 度という耐熱性を有する。
【００１４】
即ち、600 度に加熱して、常温にまで自然冷却するということを8 回繰り返す耐熱試験を行っても、われやクラックを生じず、蒸着によって形成された薄膜多層反射膜の剥離が生じない。
【００１５】
また、上記ガラスを熱処理することにより機械的強度の向上が見られる。
【００１６】
上記のガラス組成においてをSiO2を５３〜64％にする理由は、64％以上であるとガラスの溶融が困難になるからである。５３％以下にすると成型中に失透しやすい。また、Na2O＋K2O を0 〜５％にする理由は、５％以上であると膨張係数が増大するためである。
【００１７】
B2O3はガラスの溶融性を改善する事と作業性の向上に有効な成分となるが８％を超えると失透しやすくなる。Al2O3 を10〜23％にする理由は10％以下であると機械的強度が弱くなり、また、23％以上であると溶融が困難になる。
【００１８】
TiO2＋ZrO2は機械的強度を向上させるのに必要な成分であるが4 ％以下であると所望の強度を得ることができない。8 ％以上であるとガラス基材自体が不安定になってしまう。好ましくは4 〜6 ％である。
【００１９】
ZnO を4 〜15％にする理由は4 ％以下であると膨張係数が大きくなり、15％以上であるとガラスが失透してしまう。MgO ＋CaO ＋BaO ＋SrO は必須成分ではないが上記ZnO と類似の効果を有する。
【００２０】
As2O3 およびSb2O3 成分はガラス溶融の清澄剤として添加しえるが、合計量は3 ％以下で十分である。
【００２１】
PbO 及びP2O5は溶融性を向上させるためのガラス組成である。
【００２２】
下記の表1 に示すガラス組成になるように調合した原料を、約1500度から1600度で溶融し、得られたガラス基材を反射鏡の形状に成型し、この成形体にTa2O5 膜とTiO2−SiO2の交互多層膜を蒸着して反射鏡を形成した。このようにして得られた反射鏡について、600 度にまで加熱後、自然冷却で常温まで冷却するということを8 回繰り返すという耐熱試験を行ったところ、いずれの反射鏡についても割れやクラックが発生せず、蒸着によって形成された薄膜多層反射膜の剥離も無かった。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】
この発明に係る反射鏡は、ガラス基材が、結晶化ガラスではなく、耐熱、耐機械的強度の条件も十分に満足するものである。
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶プロジェクターや映写機などに使用されている光源ランプの反射鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の反射鏡は、光源ランプの可視光線を反射し、赤外線や紫外線を透過する薄膜多層反射膜を、ガラス基材の表面に、蒸着して形成している。
【０００３】
ところで、光源ランプが高輝度になると、発熱も激しいので、反射鏡を構成するガラス基材は当然のことながら、耐熱性が要求される。その一般的な耐熱性の条件は５５０度に加熱し、自然冷却によって常温まで冷却するということを８回繰り返すという耐熱試験によって、割れや蒸着膜が剥離しないということである。
【０００４】
また、最近では、液晶プロジェクターのランプとして、超高圧水銀灯が使用されているので、万一の爆発に備えて機械的強度も要求されている。
【０００５】
その機械的強度の条件は反射鏡にランプを組み込み、点灯中に過電流を流して故意にランプを破裂させ、その際における反射鏡の割れの有無を確認するものである。
【０００６】
従来、このような耐熱、耐機械的強度の条件を満足する反射鏡のガラス基材として、結晶化ガラスが知られている（特公平7-92527 号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、結晶化ガラスは、結晶化させるために少なくとも２段階の熱処理が必要であるため、製造コストが高いという問題がある。
【０００８】
また、反射鏡を蒸着する際に、表面を研磨しなければならず、この点からも製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
さらに、結晶化ガラスには、製造コスト以外にもランプを固着した後に照度の点で次のような問題がある。
【００１０】
即ち、結晶化ガラスの場合には成型後のガラスを熱処理し結晶化させるので、若干ガラスが収縮するといった変形が起こる。そのために、ランプの光を反射させると、光が乱反射され、ばらつきが見られるといった問題がある。
【００１１】
そこで、この発明は、結晶化ガラスを使用しない反射鏡で、内面が６００度という高温に耐え得るようにしようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために、重量％でSiO2 53 〜64％、Na2O＋K2O 0 〜5%、B2O3 0〜8％、Al2 O3 10〜23％、TiO2＋ZrO2 4 〜 6 ％、ZnO 4〜15％、MgO ＋CaO ＋BaO ＋SrO 0 〜18% と、3%以下のP2O5、As2O3 、Sb2O3 、PbO 、Ta2O5 の内から選ばれる一種類以上の成分を含むガラス組成からなる結晶化ガラスではないガラス基材の表面に、薄膜多層反射膜が蒸着して反射鏡を構成したのである。
【００１３】
上記のガラス組成からなるガラス基材は、平均膨張係数が30〜36で歪点が620 度という値を示し、このガラス基材に薄膜多層反射膜を蒸着した反射鏡は、赤外線及び紫外線の透過性が良好であるとともに600 度という耐熱性を有する。
【００１４】
即ち、600 度に加熱して、常温にまで自然冷却するということを8 回繰り返す耐熱試験を行っても、われやクラックを生じず、蒸着によって形成された薄膜多層反射膜の剥離が生じない。
【００１５】
また、上記ガラスを熱処理することにより機械的強度の向上が見られる。
【００１６】
上記のガラス組成においてをSiO2を５３〜64％にする理由は、64％以上であるとガラスの溶融が困難になるからである。５３％以下にすると成型中に失透しやすい。また、Na2O＋K2O を0 〜５％にする理由は、５％以上であると膨張係数が増大するためである。
【００１７】
B2O3はガラスの溶融性を改善する事と作業性の向上に有効な成分となるが８％を超えると失透しやすくなる。Al2O3 を10〜23％にする理由は10％以下であると機械的強度が弱くなり、また、23％以上であると溶融が困難になる。
【００１８】
TiO2＋ZrO2は機械的強度を向上させるのに必要な成分であるが4 ％以下であると所望の強度を得ることができない。8 ％以上であるとガラス基材自体が不安定になってしまう。好ましくは4 〜6 ％である。
【００１９】
ZnO を4 〜15％にする理由は4 ％以下であると膨張係数が大きくなり、15％以上であるとガラスが失透してしまう。MgO ＋CaO ＋BaO ＋SrO は必須成分ではないが上記ZnO と類似の効果を有する。
【００２０】
As2O3 およびSb2O3 成分はガラス溶融の清澄剤として添加しえるが、合計量は3 ％以下で十分である。
【００２１】
PbO 及びP2O5は溶融性を向上させるためのガラス組成である。
【００２２】
下記の表1 に示すガラス組成になるように調合した原料を、約1500度から1600度で溶融し、得られたガラス基材を反射鏡の形状に成型し、この成形体にTa2O5 膜とTiO2−SiO2の交互多層膜を蒸着して反射鏡を形成した。このようにして得られた反射鏡について、600 度にまで加熱後、自然冷却で常温まで冷却するということを8 回繰り返すという耐熱試験を行ったところ、いずれの反射鏡についても割れやクラックが発生せず、蒸着によって形成された薄膜多層反射膜の剥離も無かった。
【００２３】
【表１】
【発明の効果】
この発明に係る反射鏡は、ガラス基材が、結晶化ガラスではなく、耐熱、耐機械的強度の条件も十分に満足するものである。
Claims (2)
- 重量％でSiO2 53 〜64％、Na2O＋K2O 0 〜5%、B2O3 0〜8％、Al2 O3 10〜23％、TiO2＋ZrO2 4 〜 6 ％、ZnO 4〜15％、MgO ＋CaO ＋BaO ＋SrO 0 〜18% と、3%以下のP2O5、As2O3 、Sb2O3 、PbO 、Ta2O5 の内から選ばれる一種類以上の成分を含むガラス組成からなる結晶化ガラスではないガラス基材の表面に、薄膜多層反射膜が蒸着されている反射鏡。
- 請求項１のガラス基材の平均膨張係数が３０〜３６で歪点が６２０度以上である液晶プロジェクター用の反射鏡。
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