JP5696878B2 - キセノンショートアークランプ - Google Patents

Description

この発明は、例えば投射型プロジェクタ装置などの投影装置に搭載されるキセノンショートアークランプに関するものであり、特に、封止管内に電極を支持する保持用筒体を備えてなるキセノンショートアークランプに係るものである。

従来、投射型プロジェクタ装置などの投影装置に搭載される光源としてキセノンショートアークランプが用いられている。
このキセノンショートアークランプは、石英ガラスからなる球形や楕円球形をした発光管内にキセノンガスが封入されるとともに、陰極と陽極が対向配置され、この陰極および陽極の芯棒が発光管の両側に続く封止管の端部でシールされている。
そして、該シール部に過剰な付加が掛かることを回避するために、陰極及び陽極の芯棒を封止管で支持する構造が一般に採用されていて、この陰極および陽極の芯棒を保持する構造として、封止管の発光管側の端部を加熱して縮径した絞り込み部を形成している。
しかし、封止管の絞り込み部で陰極および陽極の電極芯棒を直接保持するためには、絞り込み量をかなり大きくする必要があって、この絞り込み量が大きいと、該絞り込み作業が困難となり、かつ封止管の変形が大きいと当該個所に応力が発生して破損することもあり、好ましいものではない。

このため、封止管内に石英ガラス製の保持用筒体を配置して、該保持用筒体に陰極および陽極の芯棒を挿通してこれを保持し、前記封止管を保持用筒体の方向に縮径して絞り込むことにより、その絞り込み量を小さくする構造が採用されている。
ところが、封止管に絞り込み部を形成する際、この絞り込み部と保持用筒体の両方の部材が溶融して一体化してしまうと、保持用筒体の発光管側の端部側からクラックが入り、封止管が破損する恐れがあるため、これを回避すべく、保持用筒体の外周面に金属箔が巻装された構造が採用されている。これにより、絞り込み部と保持用筒体の両部材が溶着一体化することが防止されるので、封止管に不所望の応力が働くことがなく、クラックが発生しない構造となる。
このようなキセノンショートアークランプの構造は、特許第３４３０８８７号公報（特許文献１）に記載されている。

ところで、最近では、投射映像の明るさをより明るくすることが強く要求されるようになってきており、このため、封入されるキセノンガスのガス量が多くなる傾向にあって、必然的にブレークダウン電圧が高くなる傾向にある。このブレークダウン電圧を下げるために、発光管の外表面にトリガワイヤーを配設した構造が知られている。
このようなキセノンショートアークランプの構造は、特開２００９−２８９４５４号公報（特許文献２）に記載されている。

図３にその構造が示されており、キセノンショートアークランプ１は、石製ガラス製の発光管２と、その両端の封止管３、３とからなり、発光管２内には陰極４と陽極５とが対向配置されている。
前記封止管３、３内には石英ガラス製の保持用筒体６、６が配置され、前記陰極４の芯棒４ａおよび陽極５の芯棒５ａがそれぞれ挿通され、これによって電極４、５が支持されている。
この保持用筒体６、６は封止管３、３を加熱して絞り込み部７、７を形成して、これにより支持されている。該保持用筒体６の外周面には金属箔１０が巻装されていて、封止管３の絞り込み部７と溶着しないようにされている。
そして、一端が陽極５と電気的に接続されたトリガワイヤー８が封止管３および発光管２に沿って設けられ、その反対端のリング９が発光管２に巻回されて配置されている。

このようなキセノンショートアークランプでは、イグナイターによって電極間に交流高電圧を印加して始動するものであるが、上記構成によればトリガワイヤー８のリング９を、電極間、又は、陰極４の付近に配置しても、光出力を高めるために発光管内に封入されるキセノンガスの封入圧が高くなると、電極間の電界を十分大きく歪ませることができず、電極間に交流高電圧を印加しても、ランプが始動しない場合があった。
このような不具合を解消するために、図４に示すように、一方の電極と電気的に接続されたトリガワイヤーの先端を、絞り込み部に巻回する構造が開発されている。
即ち、図４に示すように、陽極５に電気的に接続されたトリガワイヤー８の他端側のリング９は、陰極４を支持する保持用筒体６の外周に形成される封止管３の絞り込み部７に巻回されている。
このような構造にすることによって、トリガワイヤー８のリング９が陰極４から離れ、電極間からも離れることになり、電極間の電界を十分大きく歪ませることができるものである。

しかしながら、この構造においては別の問題が生じることが判明した。
トリガワイヤー８は、一方の電極（陽極）５と電気的に接続されているために、始動時には該トリガワイヤー８にも交流高電圧が印加される。
図５に示す状態は、トリガワイヤー８に＋の高電圧が印加された状態であり、このトリガワイヤー８と接している封止管３の外表面３ａは−の電荷に帯電し、封止管３の内表面３ｂは＋の電荷に帯電している。
一方、＋の電荷に帯電している封止管３の内表面３ｂ近傍にある保持用筒体６の外表面に巻装された金属箔１０の表面にはクーロン力により−の電荷が誘起される。
つまり、封止管３の内表面３bは＋の電荷に帯電し、金属箔１０は−の電荷が帯電した状態になっているので、その間に存在するキセノンガスを介して、封止管３の内表面３ｂと金属箔１０との間で、異常放電１１が発生する。
次いで、イグナイターから印加されている高電圧の極性が反転して陰極４に＋の高電圧が印加され、トリガワイヤー８が−極性になると、封止管３の内表面３bは−の電荷に帯電し、金属箔１０は＋の電荷が帯電した状態となり、封止管３の内表面３ｂと金属１０との間で、次の異常放電１１が発生する。

このように、始動時に電極間に交流高電圧を印加しても、そのエネルギーの一部が封止管の内表面と金属箔との間で発生する異常放電で費やされて、電極間に印加されるエネルギーが減少してしまい、ランプが確実に始動しないという問題があった。

特許第３４３０８８７号公報 特開２００９−２８９４５４号公報

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、陽極と陰極が対向配置された発光管と、この発光管の両端の封止管と、該封止管内に支持された保持用筒体とよりなり、該保持用筒体の外周には金属箔が巻装され、該保持用筒体に前記陽極および陰極の芯棒が挿通されて支持されるとともに、点灯始動時に交流高電圧が印加されるキセノンショートアークランプにおいて、前記電極の一方と電気的に接続されたトリガワイヤーに始動時に交流電圧が印加されたとき、封止管と保持用筒体表面の金属箔との間で異常放電が起きることを防止して、確実な始動ができるようにした構造を提供せんとするものである。

上記課題を解決するために、この発明では、前記電極の一方と電気的に接続されたトリガワイヤーが、他方の電極側の封止管における前記保持用筒体の金属箔と対向する位置よりも発光管側の外表面に位置して巻回されていることを特徴とする。

本発明によれば、電極の一方と電気的に接続されたトリガワイヤーの他端部が、保持用筒体の金属箔とは発光管側にずれた位置に巻回されているので、該トリガワイヤー端部の位置と保持用筒体外表面の金属箔との距離が大きくなり、始動時に交流高電圧が印加されても、封止管内表面と保持用筒体の金属箔との間で異常放電が発生することがなく、印加電圧のエネルギーを全て始動のために利用できて確実な始動ができるという効果を奏するものである。

本発明に係るキセノンショートアークランプの全体図。 図１の要部拡大断面図。 従来技術の断面図。 別の従来技術の断面図。 図４の従来技術の不具合を説明する拡大断面図。

図１において、キセノンショートアークランプ１は、発光管２と封止管３、３とからなり、発光管２内には陰極４と陽極５とが配置され、封止管３、３内には保持用筒体６、６が配置されて前記陰極４の芯棒４ａおよび陽極５の芯棒５ａがそれぞれ挿通され支持されており、該保持用筒体６の外表面には金属箔１０が巻装されていて、封止管３の絞り込み部７によって支持されていることは、従来例と同様である。
そして、陽極５と電気的に接続されたトリガワイヤー８が発光管２に沿うように配設されている。
図２に詳細が示されるように、前記トリガワイヤー８の陰極４側の他方端のリング１２は、前記封止管３において、前記保持用筒体６に巻装された金属箔１０と対向する位置よりも発光管２側の外表面に位置して巻回されている。
その位置は、前記金属箔１０とはできるだけ離れていることが好ましく、封止管３における発光管２の立ち上がり部２ａに巻回することが好適である。

上記構成とすることによって、トリガワイヤー８の先端のリング１２が位置する地点と、保持用筒体６外表面の金属箔１０との距離Ｘが大きく取れて、その間での異常放電を防止できるものである。
なお、上記においては、トリガワイヤー８は、一端が陽極５に電気的に接続され、他端を電気的に自由端としたものを説明したが、逆であってもよく、一端が陰極４に電気的に接続され、他端が自由端となっているものであってもよい。その場合、陽極５側の端部のリングが、陽極側の封止管３において、前記保持用筒体６に巻装された金属箔１０と対向する位置よりも発光管２側の外表面に位置するように巻回されていればよい。

以上説明したように、本発明によれば、一端が一方の電極に電気的に接続され、発光管に沿って配設されたトリガワイヤーの他方の電極側の他端部を、封止管における保持用筒体の金属箔よりも発光管側に位置させたので、トリガワイヤーと金属箔との距離を大きく取れて、その間での異常放電の発生を防止できるものである。それにより、始動時に交流高電圧が印加されたとき、そのエネルギーが不所望の異常放電によって費やされることがなく、確実な始動がなされる。

１ キセノンショートアークランプ
２ 発光管
２ａ 発光管立ち上がり部
３ 封止管
３ａ 封止管外表面
３ｂ 封止管内表面
４ 陰極
４ａ 陰極芯棒
５ 陽極
５ａ 陽極芯棒
６ 保持用筒体
７ 絞り込み部
８ トリガワイヤー
９ トリガワイヤーのリング
１０ 金属箔
１１ 異常放電
１２ （トリガワイヤーの）リング

Claims (2)

1. 陽極と陰極が対向配置された発光管と、この発光管の両端の封止管と、該封止管内に支持された保持用筒体とよりなり、該保持用筒体の外周には金属箔が巻装され、該保持用筒体に前記陽極および陰極の芯棒が貫通されて支持されるとともに、点灯始動時に交流高電圧が印加されるキセノンショートアークランプにおいて、
   前記電極の一方と電気的に接続されたトリガワイヤーが、他方の電極側の封止管における前記保持用筒体の金属箔と対向する位置よりも発光管側の外表面に位置して巻回されていることを特徴とするキセノンショートアークランプ。
2. 前記トリガワイヤーは、前記他方の電極側の封止管における発光管の立ち上がり部に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のキセノンショートアークランプ。
   

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