JP4069558B2

JP4069558B2 - Light source device

Info

Publication number: JP4069558B2
Application number: JP36040999A
Authority: JP
Inventors: 晃彦杉谷
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP2001176303A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶プロジェクタに内蔵される、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡を組み合わせた光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶プロジェクタの光源装置として、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡を組み合わせたものが使用される。液晶プロジェクタは演色性の良い光源が要求されるので、ショートアーク型放電ランプとしては、一対の電極が対向配置された石英ガラスからなる放電容器内に、水銀、希ガス、金属のハロゲン化物を封入したメタルハライドランプが使用されることが多い。
また、凹面反射鏡は耐熱性の高い硼珪酸ガラス（熱膨張係数：４１×１０^−７／Ｋ）で成形されるのが一般的であるが、より高い耐熱性が要求される場合は、結晶化ガラスで成形されることが多い。
【０００３】
図３は、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡を組み合わせた従来の光源装置を示す。ショートアーク型放電ランプ１０の石英ガラスからなる放電容器１１の両端に封止部１２が連設されている。そして、一方の封止部１２には、金属ベース１９が接着剤により固定されている。一方、硼珪酸ガラスからなる凹面反射鏡２０の背部の頂部には支持筒部２２が成形されており、金属ベース１９が接着剤３９により支持筒部２２に固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ショートアーク型放電ランプ１０の封止部１１は、金属ベース１９を封止部１１に固定する接着剤、金属ベース１９、および金属ベース１９を支持筒部２２に固定する接着剤３９を介して凹面反射鏡２０の支持筒部２２に固定されているが、ショートアーク型放電ランプ１０、凹面反射鏡２０、および両者を固定するための前記の各部材はそれぞれ熱膨張率が異なる。
【０００５】
ところで従来は、作動温度が比較的低く、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡の接合部分の温度は３００℃以下であり、それぞれの部材の熱膨張率が異なってもあまり不都合はなかった。しかし最近では、高出力化や小型化が強く要求されるようになり、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡の接合部分の温度は３００℃を上回るようになった。このため、繰り返し熱履歴をかけると、それぞれの部材の熱膨張率が異るため、接合部分にクラックが発生し、凹面反射鏡と放電ランプの接合の強度が低下することが判明した。
特に最近では、メタルハライドランプに代って、極めて高い水銀蒸気圧、例えば２０ｍＰａ以上の水銀蒸気圧を持った水銀放電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。しかし、この水銀放電ランプは、水銀蒸気圧が極めて高いので、万一破裂が起った場合に、凹面反射鏡との接合部分のクラックの問題は深刻なものである。
【０００６】
また、高い動作圧で点灯されるショートアーク型放電ランプが万一破裂しても、ランプの破片が飛散しないように、凹面反射鏡の前面開口を光透過部材で覆うことが多く、凹面反射鏡の内部は閉空間となる。そして、点灯時には接着剤からシロキ酸やその他の不純物が僅かに放出されるが、長時間点灯を続けると、これらの不純物は外部に放出されないために凹面反射鏡の反射面に堆積し、光束の維持率に悪影響を及ぼす不具合がある。
【０００７】
そこで本発明は、繰り返し熱履歴をかけても、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡の接合部分にクラックが発生することがなく、また、凹面反射鏡の反射面における不純物の堆積による光束の維持率の低下も生じない光源装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１の発明は、石英ガラスからなる放電容器内に一対の電極が対向配置され、放電容器の両端部に封止部が連設されたショートアーク型放電ランプと、背部に支持筒部が形成された凹面反射鏡からなる光源装置において、凹面反射鏡を、第１相のＳｉＯ_２が９８ｖｏｌ％以上であるガラスで成形し、ショートアーク型放電ランプの一方の封止部を凹面反射鏡の支持筒部に挿入して直接溶着する。
【０００９】
また、請求項２の発明は、凹面反射鏡を、第１相のＳｉＯ_２が９８ｖｏｌ％以上であるガラスで成形するとともに、ショートアーク型放電ランプの一方の封止部を凹面反射鏡の支持筒部に挿入し、室温〜８００℃における平均熱膨張係数αが、０≦α≦１０×１０^−７／Ｋであるフリットガラスを介して溶着する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を具体的に説明する。図１は請求項１の発明の実施の形態の断面図を示すが、図１において、ショートアーク型放電ランプ１０は、定格消費電力が１５０Ｗのショートアーク型水銀ランプである。石英ガラスからなる球状をした放電容器１１の両端に封止部１２が連設されている。封止部１２は、放電容器１１両端から延びる石英ガラスのパイプ体を溶融状態で圧潰することにより成形されたものである。因に、石英ガラスの熱膨張係数は、約５×１０^−７／Ｋである。
【００１１】
放電容器１１内には、一対の電極１３，１３が対向配置されるとともに、所定量の水銀、希ガス、金属のハロゲン化物が封入されている。封止部１２，１２内には、モリブデンからなる金属箔１４がそれぞれ埋設されており、電極１３の端部が金属箔１４に溶接されている。また、外部リード棒１５の端部も金属箔１４に溶接されて封止部１２から外部に延び出している。
なお、ショートアーク型放電ランプ１０は、メタルハライドランプなどであってもよい。
【００１２】
凹面反射鏡２０は、その前面開口の内径が５０φｍｍの小型なものである。凹面反射鏡２０の反射面２１は回転曲面であり、反射面２１の表面には反射特性の優れたＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２などの蒸着膜（図示せず）が形成されている。凹面反射鏡２０は、その背部の頂部に支持筒部２２が形成されており、ショートアーク型放電ランプ１０の一方の封止部１２が支持筒部２２に挿入され、ショートアーク型放電ランプ１０の軸線が凹面反射鏡２０の光軸にほぼ一致するように取り付けられている。なお、封止部１２を支持筒部２２に固定する方法は後述する。凹面反射鏡２０の前面開口にはガラス板２３が取り付けられており、高い動作圧で点灯されるショートアーク型放電ランプ１０が万一破裂しても、ランプの破片が飛散しないようになっている。
【００１３】
ここで、凹面反射鏡２０は、第１相のＳｉＯ_２が９８ｖｏｌ％以上のガラスで成形されており、このガラスの第２相は非晶質あるいは結晶質である。一般にガラス製の凹面反射鏡は、結晶ガラス製も含めて、精度や生産性などからプレスによる成形が一般的である。しかし、ＳｉＯ_２の純度の高いガラスをプレス成形するには、金型の高い耐熱性や金型を消耗させないための雰囲気制御が必要になり、プレス成形は困難である。そこで、ＳｉＯ_２の純度の高いガラスからなる凹面反射鏡２０を、次に説明するように焼結法により成形する。
【００１４】
原料粉末は、ＳｉＯ_２粉末を主成分とし、第２相として、結晶質であるＭｏ粉末などの粉末を含むが、第１相であるＳｉＯ_２の割合は、９８ｖｏｌ％以上でなければならない。ＳｉＯ_２の割合が９８ｖｏｌ％未満であれば、成形された凹面反射鏡２０の熱膨張係数の値がショートアーク型放電ランプ１０の封止部１２の材料である石英ガラスの熱膨張係数の値の２倍以上になってしまう。原料粉末の平均粒径は特に限定されるものではないが、０．１〜１０μｍ程度のものが使用される。なお、第２相は、結晶質ではなく、非晶質のものであってもよい。
【００１５】
かかる原料粉末を用いて粉末成形体を例えばスリップキャスティング法により製造する。つまり、原料粉末をステアリン酸などのバインダーおよび水とともに混合してスラリーを調製し、このスラリーを凹面反射鏡２０と同じ形状のキャビティが形成された石膏型に注入し、乾燥して脱型すると粉末成形体が得られる。この粉末成形体を５００〜１２００℃程度の温度で加熱してバインダーおよび水分を除去すると仮焼結体が得られる。次に、この仮焼結体を１０^−３〜１０^−４Ｐａの真空中において、１４００℃以上の温度で焼結すると、透明なＳｉＯ２焼結体からなる凹面反射鏡２０が得られる。ここで、この凹面反射鏡２０の熱膨張係数は石英ガラスの熱膨張係数の２倍以内、つまり熱膨張係数の値は、１０×１０^−７／Ｋ以下にする必要がある。
【００１６】
このようにして得られた凹面反射鏡２０の支持筒部２２に、前述のとおり、ショートアーク型放電ランプ１０の一方の封止部１２を挿入し、治具によって両者を保持し、支持筒部２２の外側から酸素水素炎で加熱すると、支持筒部２２のＳｉＯ_２を主成分とするガラスは封止部１２の石英ガラスに直接溶着して固定される。
【００１７】
しかして、図１に示す光源装置において、ショートアーク型放電ランプ１０の点灯・消灯を繰り返すと、その度にショートアーク型放電ランプ１０と凹面反射鏡２０は熱膨張・収縮するが、ショートアーク型放電ランプ１０の素材である石英ガラスと凹面反射鏡２０の素材であるＳｉＯ_２を主成分とするガラスの熱膨張係数が２倍以内であってほぼ等しく、かつ熱膨張量も小さいので、ショートアーク型放電ランプ１０と凹面反射鏡２０の接合部分の温度が例えば５００℃以上であっても、凹面反射鏡２０の支持筒部２２に繰り返し応力がほとんどかからず、クラックが生じることがない。従って、凹面反射鏡２０の容器としての強度を維持できる。
また、支持筒部２２と封止部１２を直接溶着して接着剤を使用しないので、長時間使用しても、接着剤から放出される不純物が凹面反射鏡２０の反射面２１に堆積することがなく、反射面２１の反射特性低下によって光束維持率が低下することがない。
【００１８】
次に、図２は請求項２の発明の実施の形態の要部を示す断面図である。凹面反射鏡２０は、請求項１の発明と同じく、第１相のＳｉＯ_２が９８ｖｏｌ％以上であり、第２相が非晶質あるいは結晶質であるガラスで成形されたものであるが、ショートアーク型放電ランプ１０の一方の封止部１２の外周面ないし凹面反射鏡２０の支持筒部２２の内周面に、予め、スラリー状のフリットガラス３０が塗布されている。そして、封止部１２を支持筒部２２に挿入し、治具によって両者を保持し、支持筒部２２の外側から１６００℃程度の温度で加熱すると、フリットガラス３０が溶融して支持筒部２２の内周面と封止部１２の外周面に溶着する。つまり、支持筒部２２と封止部１２はフリットガラス３０を介して溶着されるが、支持筒部２２と封止部１２を直接溶着する請求項１の発明の場合よりも、低い加熱温度で溶着することができる。
【００１９】
ここで、フリットガラス３０の室温〜８００℃における平均熱膨張係数αは、０≦α≦１０×１０^−７／Ｋにする必要がある。つまり、フリットガラスの平均熱膨張係数と石英ガラスの熱膨張係数の差の絶対値が石英ガラスの熱膨張係数の値以下にする。そして、石英ガラスより２倍以上熱膨張するフリットガラスや、温度が上昇すると収縮するフリットガラスは使用しない。
フリットガラス３０の具体例としては、ＳｉＯ_２−ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２−ＡｌＦ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＡｌＦ_３系などのフリットガラスを挙げることができる。
【００２０】
しかして、ショートアーク型放電ランプ１０の点灯・消灯を繰り返すと、その度にショートアーク型放電ランプ１０と凹面反射鏡２０、およびフリットガラス３０は熱膨張・収縮するが、ショートアーク型放電ランプ１０の素材である石英ガラスと凹面反射鏡２０の素材およびフリットガラス３０の熱膨張係数が２倍以内であってほぼ等しく、かつ熱膨張量も小さいので、ショートアーク型放電ランプ１０と凹面反射鏡２０の接合部分の温度が例えば５００℃以上であっても、凹面反射鏡２０の支持筒部２２に繰り返し応力がほとんどかからず、クラックが生じることがないことは請求項１の発明の場合と同じであり、凹面反射鏡２０の容器としての強度を維持できる。
また、支持筒部２２と封止部１２をフリットガラス３０を介して溶着し、接着剤を使用しないので、長時間使用しても、接着剤から放出される不純物が凹面反射鏡２０の反射面２１に堆積しないことも請求項１の発明の場合と同じである。
【００２１】
次に、熱膨張係数の異なるフリットガラス３０を使用してショートアーク型放電ランプ１０と凹面反射鏡２０を接合し、実際に点灯して接合部分のクラックの発生の有無を調査した。使用したショートアーク型放電ランプ１０は、前記の消費電力が１５０Ｗの水銀ランプである。
その結果を表１に示す。
【００２２】

【００２３】
表１から分かるように、フリットガラス３０の熱膨張係数が２０×１０^−７／Ｋのもの、および熱膨張係数が−５×１０^−７／Ｋのもの、つまり温度が上昇すると収縮するものを使用したときにはクラックが発生した。これに対して、熱膨張係数が０×１０^−７／Ｋ、５×１０^−７／Ｋ、１０×１０^−７／Ｋのものはいずれもクラックが発生しなかった。すなわち、フリットガラスの平均熱膨張係数と石英ガラスの熱膨張係数（約５×１０^−７／Ｋ）の差の絶対値が石英ガラスの熱膨張係数の値以下になる場合は、クラックが発生しないことを確認した。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡の接合部分が５００℃以上の高温になる光源装置においても、凹面反射鏡の支持筒部に繰り返し応力がほとんどかからず、クラックが発生することがない。また、接着剤から発生する不純物の堆積による凹面反射鏡の反射面の反射特性の劣化も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】請求項２の発明の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図３】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１０ショートアーク型放電ランプ
１１放電容器
１２封止部
１３電極
２０凹面反射鏡
２１反射面
２２支持筒部
３０フリットガラス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source device that combines a short arc type discharge lamp and a concave reflector, for example, incorporated in a liquid crystal projector.
[0002]
[Prior art]
For example, as a light source device for a liquid crystal projector, a combination of a short arc type discharge lamp and a concave reflecting mirror is used. Since a liquid crystal projector requires a light source with good color rendering properties, as a short arc type discharge lamp, mercury, a rare gas, or a metal halide is enclosed in a discharge vessel made of quartz glass with a pair of electrodes facing each other. Often used metal halide lamps.
The concave reflecting mirror is generally formed of borosilicate glass (thermal expansion coefficient: 41 × 10 ⁻⁷ / K) having high heat resistance. Often formed from glass.
[0003]
FIG. 3 shows a conventional light source device combining a short arc type discharge lamp and a concave reflecting mirror. Sealing portions 12 are connected to both ends of a discharge vessel 11 made of quartz glass of the short arc type discharge lamp 10. And the metal base 19 is being fixed to the one sealing part 12 with the adhesive agent. On the other hand, a support cylinder part 22 is formed on the top of the back part of the concave reflecting mirror 20 made of borosilicate glass, and the metal base 19 is fixed to the support cylinder part 22 with an adhesive 39.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the sealing portion 11 of the short arc type discharge lamp 10 includes the adhesive that fixes the metal base 19 to the sealing portion 11, the metal base 19, and the adhesive 39 that fixes the metal base 19 to the support cylinder portion 22. The short arc type discharge lamp 10, the concave reflecting mirror 20, and the respective members for fixing both are different in thermal expansion coefficient from each other.
[0005]
Conventionally, the operating temperature is relatively low, the temperature at the junction between the short arc type discharge lamp and the concave reflecting mirror is 300 ° C. or less, and there is not much inconvenience even if the respective members have different coefficients of thermal expansion. Recently, however, there has been a strong demand for higher output and smaller size, and the temperature at the junction between the short arc type discharge lamp and the concave reflector has exceeded 300 ° C. For this reason, it has been found that when the thermal history is repeatedly applied, the coefficient of thermal expansion of each member is different, so that a crack is generated in the joint portion and the strength of the joint between the concave reflecting mirror and the discharge lamp is lowered.
Recently, in particular, a mercury discharge lamp having an extremely high mercury vapor pressure, for example, a mercury vapor pressure of 20 mPa or more has been proposed instead of a metal halide lamp. This is to increase the mercury vapor pressure, thereby suppressing the spread of the arc and further improving the light output. However, since this mercury discharge lamp has an extremely high mercury vapor pressure, the problem of cracks at the junction with the concave reflecting mirror is serious in the event of a rupture.
[0006]
In addition, even if a short arc discharge lamp that is lit at a high operating pressure bursts, the front opening of the concave reflecting mirror is often covered with a light transmissive member so that the fragments of the lamp will not scatter. The inside of is a closed space. And when lighting, siloxane acid and other impurities are slightly released from the adhesive, but if the lighting is continued for a long time, these impurities are not released to the outside, so they accumulate on the reflecting surface of the concave reflecting mirror and There is a problem that adversely affects the maintenance rate.
[0007]
Therefore, the present invention does not cause cracks at the junction between the short arc type discharge lamp and the concave reflecting mirror even when repeated heat history is applied, and maintains the luminous flux by the accumulation of impurities on the reflecting surface of the concave reflecting mirror. An object of the present invention is to provide a light source device that does not cause a decrease in rate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the invention of claim 1 is a short arc type discharge lamp in which a pair of electrodes are arranged opposite to each other in a discharge vessel made of quartz glass, and sealing portions are continuously provided at both ends of the discharge vessel. In the light source device comprising a concave reflecting mirror having a support cylinder portion formed on the back, the concave reflecting mirror is formed of glass having a first phase SiO ₂ of 98 vol% or more, and one of the short arc discharge lamps is formed. The sealing portion is inserted into the support tube portion of the concave reflecting mirror and directly welded.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, the concave reflecting mirror is formed of glass having a first phase SiO ₂ of 98 vol% or more, and one sealing portion of the short arc type discharge lamp is formed as a supporting cylinder of the concave reflecting mirror. And is welded through frit glass having an average coefficient of thermal expansion α at room temperature to 800 ° C. of 0 ≦ α ≦ 10 × 10 ⁻⁷ / K.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the invention of claim 1. In FIG. 1, a short arc type discharge lamp 10 is a short arc type mercury lamp having a rated power consumption of 150 W. Sealing portions 12 are connected to both ends of a spherical discharge vessel 11 made of quartz glass. The sealing portion 12 is formed by crushing a quartz glass pipe body extending from both ends of the discharge vessel 11 in a molten state. Incidentally, the thermal expansion coefficient of quartz glass is about 5 × 10 ⁻⁷ / K.
[0011]
In the discharge vessel 11, a pair of

electrodes

13 and 13 are arranged to face each other, and a predetermined amount of mercury, rare gas, and metal halide are enclosed. Metal foils 14 made of molybdenum are embedded in the sealing

portions

12, 12, and the end portions of the electrodes 13 are welded to the metal foil 14. Further, the end portion of the external lead rod 15 is also welded to the metal foil 14 and extends from the sealing portion 12 to the outside.
The short arc type discharge lamp 10 may be a metal halide lamp or the like.
[0012]
The concave reflecting mirror 20 is a small one having an inner diameter of the front opening of 50 mm. The reflecting surface 21 of the concave reflecting mirror 20 is a rotating curved surface, and a deposition film (not shown) such as TiO ₂ —SiO _{2 having} excellent reflection characteristics is formed on the surface of the reflecting surface 21. The concave reflecting mirror 20 has a support tube portion 22 formed at the top of the back portion thereof, and one sealing portion 12 of the short arc type discharge lamp 10 is inserted into the support tube portion 22, so that the short arc type discharge lamp 10 The axis is attached so as to substantially coincide with the optical axis of the concave reflecting mirror 20. A method for fixing the sealing portion 12 to the support cylinder portion 22 will be described later. A glass plate 23 is attached to the front opening of the concave reflecting mirror 20 so that even if the short arc type discharge lamp 10 that is lit at a high operating pressure ruptures, the fragments of the lamp do not scatter. .
[0013]
Here, the concave reflecting mirror 20 is formed of glass having a first phase SiO ₂ of 98 vol% or more, and the second phase of the glass is amorphous or crystalline. In general, concave concave mirrors made of glass, including those made of crystal glass, are generally formed by a press in terms of accuracy and productivity. However, in order to press-mold high purity SiO ₂ glass, high heat resistance of the mold and atmosphere control to prevent the mold from being consumed are necessary, and press molding is difficult. Therefore, the concave reflecting mirror 20 made of glass with high purity of SiO ₂ is formed by a sintering method as described below.
[0014]
The raw material powder contains SiO ₂ powder as a main component and includes a powder such as crystalline Mo powder as the _second phase, but the ratio of SiO ₂ as the first phase must be 98 vol% or more. If the proportion of SiO ₂ is less than 98 vol%, the value of the coefficient of thermal expansion of the concave reflecting mirror 20 is the value of the coefficient of thermal expansion of the quartz glass that is the material of the sealing portion 12 of the short arc type discharge lamp 10. It becomes twice or more. Although the average particle diameter of the raw material powder is not particularly limited, those having a size of about 0.1 to 10 μm are used. Note that the second phase may be amorphous rather than crystalline.
[0015]
Using this raw material powder, a powder compact is produced by, for example, a slip casting method. That is, a raw material powder is mixed with a binder such as stearic acid and water to prepare a slurry, and this slurry is poured into a gypsum mold having a cavity having the same shape as the concave reflecting mirror 20, and dried to remove the powder. A molded body is obtained. When this powder compact is heated at a temperature of about 500 to 1200 ° C. to remove the binder and moisture, a temporary sintered body is obtained. Next, when this temporary sintered body is sintered at a temperature of 1400 ° C. or higher in a vacuum of 10 ⁻³ to 10 ⁻⁴ Pa, the concave reflecting mirror 20 made of a transparent SiO 2 sintered body is obtained. Here, the thermal expansion coefficient of the concave reflecting mirror 20 needs to be within twice the thermal expansion coefficient of quartz glass, that is, the value of the thermal expansion coefficient needs to be 10 × 10 ⁻⁷ / K or less.
[0016]
As described above, one sealing part 12 of the short arc type discharge lamp 10 is inserted into the support cylinder part 22 of the concave reflecting mirror 20 obtained in this way, and both are held by a jig, and the support cylinder part When heated with an oxygen hydrogen flame from the outside of the glass 22, the glass containing SiO ₂ as a main component of the support cylinder 22 is directly welded and fixed to the quartz glass of the sealing part 12.
[0017]
In the light source device shown in FIG. 1, when the short arc type discharge lamp 10 is repeatedly turned on / off, the short arc type discharge lamp 10 and the concave reflecting mirror 20 are thermally expanded / contracted each time. Since the thermal expansion coefficient of quartz glass, which is a material of the discharge lamp 10, and glass, which is mainly composed of SiO ₂ , which is the material of the concave reflecting mirror 20, is less than twice, is almost equal, and the thermal expansion amount is small, the short arc Even if the temperature of the joint portion between the flat discharge lamp 10 and the concave reflecting mirror 20 is, for example, 500 ° C. or higher, the supporting cylindrical portion 22 of the concave reflecting mirror 20 is hardly subjected to repeated stress, and cracks do not occur. Therefore, the strength of the concave reflecting mirror 20 as a container can be maintained.
Further, since the support cylinder portion 22 and the sealing portion 12 are directly welded and no adhesive is used, impurities released from the adhesive accumulate on the reflective surface 21 of the concave reflecting mirror 20 even when used for a long time. There is no reduction in the luminous flux maintenance factor due to a reduction in the reflection characteristics of the reflecting surface 21.
[0018]
Next, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main part of the embodiment of the invention of claim 2. The concave reflecting mirror 20 is formed of glass whose first phase SiO ₂ is 98 vol% or more and whose second phase is amorphous or crystalline, as in the first aspect of the invention. A slurry-like frit glass 30 is applied in advance to the outer peripheral surface of one sealing portion 12 of the arc-type discharge lamp 10 or the inner peripheral surface of the support cylindrical portion 22 of the concave reflecting mirror 20. Then, when the sealing portion 12 is inserted into the support tube portion 22, both are held by a jig, and heated from the outside of the support tube portion 22 at a temperature of about 1600 ° C., the frit glass 30 is melted and the support tube portion 22. Are welded to the inner peripheral surface of the sealing member and the outer peripheral surface of the sealing portion 12. That is, although the support cylinder part 22 and the sealing part 12 are welded through the frit glass 30, the heating temperature is lower than in the case of the invention of claim 1 in which the support cylinder part 22 and the sealing part 12 are directly welded. Can be welded.
[0019]
Here, the average thermal expansion coefficient α of the frit glass 30 from room temperature to 800 ° C. needs to be 0 ≦ α ≦ 10 × 10 ⁻⁷ / K. That is, the absolute value of the difference between the average thermal expansion coefficient of the frit glass and the thermal expansion coefficient of the quartz glass is made equal to or less than the value of the thermal expansion coefficient of the quartz glass. Further, frit glass that expands more than twice that of quartz glass or frit glass that shrinks when the temperature rises is not used.
Specific examples of the frit glass 30 include SiO ₂ —ZnO—B ₂ O ₃ system, SiO ₂ —TiO ₂ —Al ₂ O ₃ system, SiO ₂ —TiO ₂ —AlF ₃ system, and SiO ₂ —B ₂ O ₃ —. Examples thereof include frit glasses such as Al ₂ O ₃ and SiO ₂ —B ₂ O ₃ —AlF ₃ .
[0020]
As the short arc type discharge lamp 10 is repeatedly turned on and off, the short arc type discharge lamp 10, the concave reflecting mirror 20, and the frit glass 30 are thermally expanded and contracted each time. Since the quartz glass and the concave reflecting mirror 20 and the frit glass 30 have the same coefficient of thermal expansion within two times, almost the same, and the amount of thermal expansion is small, the short arc type discharge lamp 10 and the concave reflecting mirror 20 are the same. Even when the temperature of the joint portion of the concave reflecting mirror 20 is, for example, 500 ° C. or higher, the supporting cylinder portion 22 of the concave reflecting mirror 20 is hardly subjected to repeated stress and cracks are not generated, as in the case of the invention of claim 1. Thus, the strength of the concave reflecting mirror 20 as a container can be maintained.
In addition, since the support cylinder portion 22 and the sealing portion 12 are welded via the frit glass 30 and no adhesive is used, the impurities released from the adhesive are not reflected by the reflective surface of the concave reflecting mirror 20 even when used for a long time. It is the same as in the case of the invention of claim 1 that the material is not deposited on 21.
[0021]
Next, the short arc type discharge lamp 10 and the concave reflecting mirror 20 were joined using the frit glass 30 having a different thermal expansion coefficient, and the light was actually turned on to investigate the occurrence of cracks in the joined portion. The used short arc type discharge lamp 10 is a mercury lamp whose power consumption is 150 W.
The results are shown in Table 1.
[0022]

[0023]
As can be seen from Table 1, the frit glass 30 has a thermal expansion coefficient of 20 × 10 ⁻⁷ / K and a thermal expansion coefficient of −5 × 10 ⁻⁷ / K, that is, those that shrink as the temperature rises. Cracks occurred when used. On the other hand, no crack occurred in any of those having a thermal expansion coefficient of 0 × 10 ⁻⁷ / K, 5 × 10 ⁻⁷ / K, and 10 × 10 ⁻⁷ / K. That is, cracks do not occur when the absolute value of the difference between the average thermal expansion coefficient of frit glass and the thermal expansion coefficient of quartz glass (about 5 × 10 ⁻⁷ / K) is less than the thermal expansion coefficient of quartz glass. It was confirmed.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even in a light source device in which the junction between the short arc type discharge lamp and the concave reflector becomes a high temperature of 500 ° C. or higher, there is almost no repeated stress on the support cylindrical portion of the concave reflector. Therefore, no cracks are generated. Further, the reflection characteristics of the reflecting surface of the concave reflecting mirror do not deteriorate due to the accumulation of impurities generated from the adhesive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the invention of claim 1;
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of an embodiment of the invention of claim 2;
FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Short arc type discharge lamp 11 Discharge vessel 12 Sealing part 13 Electrode 20 Concave reflecting mirror 21 Reflecting surface 22 Support cylinder part 30 Frit glass

Claims

A short arc type discharge lamp in which a pair of electrodes are opposed to each other in a discharge vessel made of quartz glass, and a sealing portion is continuously provided at both ends of the discharge vessel, and a concave reflecting mirror in which a support tube portion is formed on a back portion. In the light source device
The concave reflecting mirror is made of glass having a first phase SiO ₂ of 98 vol% or more,
A light source device, wherein one sealing portion of the short arc type discharge lamp is inserted into and directly welded to a support tube portion of the concave reflecting mirror.

A short arc type discharge lamp in which a pair of electrodes are opposed to each other in a discharge vessel made of quartz glass, and a sealing portion is continuously provided at both ends of the discharge vessel, and a concave reflecting mirror in which a support tube portion is formed on a back portion. In the light source device
The concave reflecting mirror is made of glass having a first phase SiO ₂ of 98 vol% or more,
One sealing portion of the short arc type discharge lamp is inserted into the support tube portion of the concave reflecting mirror, and the average thermal expansion coefficient α at room temperature to 800 ° C. is 0 ≦ α ≦ 10 × 10 ⁻⁷ / K. A light source device characterized by being welded through glass.