JP5146858B2 - 高圧放電ランプ - Google Patents
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Description
通常、電極芯線はタングステンから構成され、一方で発光管は石英ガラスから構成されているために、かかる箔シール構造においては、封止部での両者の熱膨張係数の違いにより、封止部の損傷、破損という問題がしばしば発生する。特に、近時のプロジェクター装置に使う高圧放電ランプにおいては、発光部に例えば0.15mg/mm3以上の多量の水銀が封入されており、点灯時には水銀蒸気圧が100気圧以上の高圧になるため、この問題は一層深刻となっている。
図3(A)は上記従来例にかかるランプの概略構造図であり、図3(B)は、電極の拡大図である。
図3(A)および(B)に示すように、高圧放電ランプ1は、発光部2とその両端の封止部3とからなり、発光部2内には電極4、4が配置されており、封止部3内には金属箔5が埋設されている。該金属箔5には電極4の芯線6と外部リード7が接合されていて、電極4にはこの金属箔5を介して給電される。
この電極4の芯線6には、封止部3に対向する外表面領域において軸方向に延在する複数の溝8がその円周方向全体にわたって形成されている。
上記従来技術は、電極芯線6に複数の溝8を設けることで、円周方向の表面粗さを、長手方向の表面粗さよりも大きくして、電極芯線6の材料(タングステン)と封止部3の材料(石英ガラス)との熱膨張率の違いに起因する封止部の破損を解消しようとするものであり、封止部3でクラックが生じないように発光管側の溝端部は放電空間に露出しているものである。
ところが、この種のランプでは、その発光部には大量の水銀が封入されており、封止時の高温でこの水銀が蒸発すると内部の圧力が上がる為、縮径できず封止が思うように出来ない。そのため、一般的には封止部が上下になるように発光管を縦に配置し、発光管の下端に水銀を寄せて純水又は液体窒素で冷却することで内部の圧力が上昇しないようにして封止するのが一般的である。この封止方法は例えば特開2004‐342497号公報(特許文献2)に記載されている。
ところで、この加熱収縮時には、図5に示されるように、電極芯線6の後端と金属箔5との接合箇所の隅部には石英ガラスが侵入しにくいために、どうしても空隙Sができやすく、この隙間Sが存在するとその部位に多大な応力が集中して封止部3の破裂を引き起こしやすい。
そのため、できるだけこの隙間Sをなくすべく当該部位に相当する箇所は入念に加熱し、強く焼きこむことが行われている。
特に、溝8の封止部側後端(図では上端)部分は、前記したように強く焼きこまれるために、溶融ガラスの粘度が低くなっていて、その垂れ下がり量が大きく、溝8との間に隙間12が生じてしまうことになる。
封止部3では、本質的には金属箔5の部分で封止されるものであって、この溝8を形成した部位は、発光部2内と連通状態にある。従って、この部分に大きな隙間12ができると、発光部2内の水銀がこの部分に侵入してきてしまい、一旦この隙間部分に侵入した水銀は再び蒸発することがなく、結局、発光部2内の水銀が減少してしまい、所望の発光強度が得られないという問題がある。
そのため、発光部内の水銀量が大きく減少するとこがなく、発光強度が減じてしまうようなことがない。
この溝8は、例えばレーザ照射によって形成することができ、芯線6の発光部側からレーザを照射し、一定速度でレーザを該芯線6の長手方向に沿って動かし、封止部側端部でレーザの移動を止めてレーザを他の部分より長時間照射することにより、封止部側端部の溝8aの深さを他の部分より深く形成することができる。
その数値を例示すると、溝8の円周方向のピッチは40μm、溝全体の深さ6μm、封止部側端部8aの深さ9μmである。
このような形状の溝8を持ったランプを、図4に示す態様で封止する際には、図2に示すように、溶融した石英ガラス11は、その深い端部8aにまで侵入する。そのため、溶融した石英ガラス11はこの深い溝部分8aで、下方への垂れ下がりに対する抵抗力ができ、下方への流動が抑制され、溝8との間に大きな隙間ができるようなことがない。
2 発光部
3 封止部
4 電極
5 金属箔
6 芯線
7 外部リード
8 溝
8a 封止部側端部
10 バーナー
11 石英ガラス
12 隙間
Claims (2)
- 石英ガラスからなり内部に一対の電極を有する発光部と、この発光部の両端に形成された封止部とよりなり、該封止部内に埋設された金属箔を介して前記電極に給電する高圧放電ランプにおいて、
前記電極の芯線は、該芯線の軸方向に伸びる溝が円周方向全体にわたって形成されており、
当該溝は、封止部側端部における深さがその他の部分よりも深いことを特徴とする高圧放電ランプ。 - 前記溝は、レーザ照射により形成されたことを特徴とする請求項1に記載の高圧放電ランプ。
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