WO2004027817A1 - 高圧放電ランプ - Google Patents

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WO2004027817A1
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electrode
discharge
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Inventor
Kyouichi Maseki
Makoto Okahara
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Iwasaki Electric Co., Ltd.
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    • H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
    • H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection

Definitions

  • the present invention relates to a high-pressure discharge lamp in which a pair of electrodes made of tungsten is disposed opposite to each other in a discharge vessel of an arc tube in which mercury, bromide, and a rare gas are sealed.
  • the present invention relates to a short arc type high-pressure discharge lamp in which the tip portions are each formed into a substantially hemispherical shape, and a projection serving as an arc spot is formed at the tip portion by discharge between electrodes.
  • the backlight provided in a projection type image display device such as a projection type liquid crystal display or a liquid crystal projector is required to uniformly project an image on a rectangular screen with sufficient luminance, efficiency and color rendering properties. Therefore, a high-pressure discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp and a metal halide lamp is used as the light source.
  • mercury which is a luminescent substance
  • tungsten which evaporates from the electrodes and adheres to the inner surface of the discharge vessel
  • a discharge vessel of an arc tube in which a pair of electrodes made of tungsten are arranged to face each other.
  • a halogen compound such as bromide, which suppresses the blackening of the arc tube by performing a halogen cycle action
  • a rare gas such as argon, krypton, xenon, etc., which is an auxiliary gas for starting the lighting.
  • the short arc type high-pressure discharge lamp which has a short distance between the electrodes in order to obtain a high-intensity light source close to a point light source, melts and evaporates tungsten because the temperature at the tip of the electrode rises excessively.
  • the electrode becomes severe, the tip of the electrode is deformed or worn away, and at the same time, the illuminating tube of the arc tube, which is generated by the vaporized tungsten adhering to the inner surface of the discharge vessel, proceeds at an early stage. Lamp life there is a problem that becomes shorter.
  • the high-pressure discharge lamp used as the light source of the backlight of the projection-type image display device has an optical axis that matches the axis of the arc tube with the central axis of the concave reflecting mirror that reflects light emitted from the arc tube.
  • Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-312997, 2001-325918 and 2002-83538 disclose an electrode for suppressing the melting and evaporating action of tungsten forming the electrode.
  • the tip of the electrode is formed into a substantially hemispherical shape, and the location where the arc spot occurs is formed into a spherical convex surface.
  • JP-A-2001-312997 describes that an arc discharge is generated by applying an alternating current between a pair of electrodes each having a substantially hemispherical tip to generate an arc discharge.
  • a technique is disclosed in which a protrusion serving as an arc spot is formed in advance to increase the heat capacity of the tip of the electrode and to prevent the occurrence of an arc jump phenomenon.
  • the present invention is to appropriately adjust the above-mentioned conditions in a high-pressure discharge lamp. This prevents deformation and wear of the electrode tip and premature blackening of the arc tube, and at the same time suppresses the disappearance and abnormal growth of protrusions that form arc spots formed at the electrode tip.
  • An object of the present invention is to reliably prevent a jump phenomenon from occurring and to prevent flicker on a screen screen of a projection-type image display device using a high-pressure discharge lamp as a light source or a decrease in screen illuminance. Disclosure of the invention
  • a pair of electrodes made of tungsten are arranged to face each other in a discharge vessel of an arc tube filled with mercury, bromide and rare gas, and the tips of both electrodes are each formed in a substantially hemispherical shape.
  • the distance between the electrodes is L (mm)
  • the lamp current during stable operation is I (A)
  • the light emission is
  • the molar amount of bromine bromide sealed in the discharge vessel of the tube is X (mo 1)
  • the internal volume of the discharge vessel of the arc tube is Y (ml)
  • the tungsten weight at the tip of each electrode is formed in a substantially hemispherical shape.
  • Equation 1 0.3 ⁇ LZ I ⁇ 1.0
  • Equation 2 1. 2X 10 ⁇ 7 ⁇ X / Y ⁇ 1. 1 X 10 one 5
  • Equation 3 9 ⁇ W 3/2 / I ⁇ 65
  • the rectangular wave lighting frequency during stable lighting is 45 Hz or more.
  • the tips of the opposing electrodes are each formed into a substantially hemispherical shape, a projection serving as an arc spot is formed at the foremost point of the electrode having the shortest distance between the electrodes. It becomes.
  • the value of / 1 when the value of / 1 is less than 0.3, a stable discharge cannot be obtained because the tip of the electrode is worn out and the lamp voltage rises early.
  • the value of 1 ⁇ / 1 exceeds 1.0, tundane is excessively deposited and deposited on the protrusions serving as arc spots formed at the tip of the electrode due to the Haguchigen cycle, and the protrusions become abnormal.
  • the lamp voltage decreases early and the illuminance decreases due to insufficient lamp power.
  • the LZI value must be selected within the range of 0.3 to 1.0. For example, wear of the electrode tip or arc spot It is possible to suppress the abnormal growth of the projections serving as cuts.
  • the tip of the electrode will wear out quickly, causing a sharp rise in the lamp voltage. If the value exceeds 65, the starting performance of the lamp will deteriorate. At the same time, the arc spot projection formed on the tip of the electrode may shrink or disappear, or a plurality of projections may be formed, causing an arc jump phenomenon in which the arc spot moves. If the value of W 3/2 / I is selected in the range of 9 to 65, the shape and size of the projections do not change so much that there is no risk of arc jumping, and the tip of the electrode is worn out early. There is no fear.
  • the lamp is not lit with a square wave, there will be time to generate a glow discharge between the electrodes, causing black arcs in the arc tube, and the lighting frequency for stable lighting of the lamp is less than 45 Hz.
  • the cooling time of the electrode during the cathode operation is long, an arc spot formed at the tip of the electrode abnormally grows, shortening the distance between the electrodes, and the lamp voltage decreases early. Insufficient lamp power will cause a decrease in illuminance, but lighting with a square wave and setting the square wave lighting frequency to 45 Hz or higher will prevent premature blackening of the arc tube and abnormal growth of projections that will become arc spots. be able to.
  • the present invention allows the ballast to be miniaturized, achieves high brightness, high efficiency, and high color rendering of the lamp, and is sealed in the discharge vessel of the arc tube in order to prevent the arc tube from bursting.
  • the amount of mercury is selected to be 130 to 290 mg per unit volume (ml) of the discharge vessel.
  • the amount of mercury sealed in the discharge vessel of the arc tube is 130 mg / m2.
  • the pressure is less than 1, the internal pressure of the discharge vessel is calculated to be about 100 atm. Since about 8% of the elements are present, the pressure is practically less than 100 atm. Therefore, it is difficult to reduce the size of the ballast because the lamp voltage must be low and the lamp current must be large. If the pressure is less than 100 atm, the radial expansion of the arc between the electrodes cannot be sufficiently suppressed, resulting in a thick, weak light output arc.
  • the internal pressure of the discharge vessel during the operation of the lamp is calculated to be about 240 atm, and even at around 200 atm, there are about 15% of diatomic molecules of mercury. Since the pressure substantially reaches 200 atm or more, there is a danger that some arc tubes may burst beyond their pressure resistance.
  • the present invention provides a method for controlling the internal pressure of the discharge vessel of the arc tube substantially during the operation of the lamp.
  • the amount of mercury sealed in the discharge vessel of the arc tube has been selected to be within the range of 130 to 29 Omg / m1 so that it can be kept within the range of 100 to 200 atmospheres.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a high-pressure discharge lamp according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing a processed shape and a shape before processing of an electrode used in the high-pressure discharge lamp according to the present invention.
  • the high-pressure discharge lamp exemplified in FIG. 1 is a high-pressure mercury discharge lamp having a rated power of 120 watts.
  • a discharge vessel 2 having a central part of an arc tube 1 bulged in a spherical shape includes a pair of tungsten lamps.
  • the electrodes 3, 3 are arranged opposite to each other, and mercury, which is a luminescent substance, hydrogen bromide, which is a halogen compound exhibiting a halogen cycle action, and argon gas, which is a rare gas which is an auxiliary gas for starting lamp lighting, are used. It is enclosed.
  • the content (Y) of the discharge vessel 2 of the arc tube 1 is about 0.06 ml, and the amount of mercury sealed in the discharge vessel 2 is 13 mg (per unit volume: 21 SmgZml molar amount of hydrogen bromide in hydrogen bromide ( X) is selected to be 3.0 X 10—7mo1 / m1, and the amount of argon gas charged is set to 1.6 X 104Pa (at room temperature).
  • the arc tube 1 is made of fused quartz.
  • the discharge vessel 2 is formed with a maximum outer diameter of 9.4 mm and a maximum inner diameter of 4.8 mm, and is mounted at both ends of the discharge vessel 2 in which the electrodes 3 and 3 are embedded and fixed.
  • a sealing portion 4 is formed to hermetically seal both ends thereof.
  • Each of the sealing portions 4 and 4 has a root portion of each electrode 3, a molybdenum foil 5 having a length of 20 mm connected to the root portion, and a molybdenum foil having a wire diameter of 0.5 mm connected to the molybdenum foil 5.
  • Line 6 is buried.
  • each electrode 3 has an outer diameter of 0.3 mm made of high-purity tungsten, a tip of an electrode rod 7 of 7.0 mm long, and an outer diameter made of high-purity tungsten.
  • the coil is tightly wound from the side to the rear end for five turns, and is in a double-wound coil state having an inner winding part t1 and an outer winding part t2.
  • the tip of the electrode 7 of each electrode 3 is heated and melted by arc plasma, laser, electron beam, or the like, so that the tip and a part of the coil 8 become the outer winding part t 2 of the coil 8. Is heated and melted to the point where about 2 to 3 turns are left, and the heated and melted portion tends to become spherical.
  • the tip of each electrode 3 is formed into a substantially hemispherical shape as shown in Fig. 2 (b) due to the surface tension phenomenon.
  • the bulk specific gravity of the electrode tip formed into a substantially hemispherical shape is 93% or more of the theoretical density of Tandasten [19.3], that is, the density is 18.0 or more. .
  • the total length of each electrode 3 becomes about 6.7 mm, and the tungsten weight (W) of the substantially hemispherical portion at the tip becomes about 10 mg.
  • a 150 Hz square wave electronic ballast 9 is used to supply electricity to the lamp under the conditions of lamp power 120 W, lamp voltage 90 V, lamp current (I) of approximately 1.3 A, and the outside of the lower part of the discharge vessel 2 of the arc tube 1
  • the discharge between the electrodes 3 and 3 causes tungsten to accumulate at the tip of the tip of each electrode 3 where the discharge arc occurs.
  • a projection 10 having a maximum thickness of about 0.015 mm and a length of about 0.1 mm is formed as shown by the broken line.
  • the protrusion 10 becomes an arc spot.
  • the projections 10 are formed at the tips of the respective electrodes 3 so that the distance (L) between the electrodes is finally about 1.0 mm.
  • the projections 10 formed at the tips of the electrodes 3 and 3 shrink or disappear or grow abnormally even after the lighting time has elapsed for several thousand hours. Since the shape and length of the projections 10 are kept substantially constant, there is no danger that the arc spot will move randomly and cause an arc jump phenomenon, and at the same time, the distance between the electrodes will become shorter and the lamp will become shorter. There is no danger of the voltage dropping early.
  • the high-pressure discharge lamp according to the present invention has no possibility of causing an arc jump phenomenon in which an arc spot where an electron current is emitted when the electrode operates as a cathode is cyclically moved. It is highly useful as a light source for a pack light provided in a projection type image display device such as a liquid crystal projector.

Description

明 細 書
高圧放電ランプ 技術分野
本発明は、 水銀、 臭化物及ぴ希ガスを封入した発光管の放電容器内にタンダス テンで成る一対の電極が対向して配置された高圧放電ランプに係り、 特に、 互い に対向する両電極の先端部が各々略半球状に成形され、 その先端部に電極間の放 電によってアークスポッ トとなる突起物が形成されるショートアーク型の高圧放 電ランプに関する。 背景技術
投射型液晶ディスプレイや液晶プロジェクタ等の投射型画像表示装置に設ける バックライトは、 矩形状のスクリーンに対して充分な輝度、 効率及ぴ演色性を以 つて均一に画像を投射することが要求されるため、 その光源として、 高圧水銀ラ ンプゃメタルハライドランプ等の高圧放電ランプが用いられている。
この種のランプとしては、 タングステンで成る一対の電極が対向して配置され た発光管の放電容器内に、 発光物質である水銀と、 電極から蒸発して放電容器の 内面に付着したタングステンを電極に戻すハロゲンサイクル作用を奏して発光管 の黒ィ匕を抑制する臭化物等のハロゲン化合物と、 点灯始動用補助ガスとなるアル ゴン、 クリプトン、 キセノン等の希ガスとを封入したものが一般的であるが、 点 光源に近い高輝度光源とするために電極間距離を短くしたショートアーク型の高 圧放電ランプは、 電極の先端部の温度が過度に上昇するため、 タングステンの溶 融-蒸発作用が著しくなつて、 電極の先端部が変形したり損耗すると同時に、 蒸 発したタングステンが放電容器の内面に付着して生ずる発光管の黒ィ匕が早期に進 行し、 ランプ寿命が短くなるという問題があった。
また、 電極間距離を短くすると、 ランプの点灯初期には電極の先端部の中心付 近に形成されていたアークスポット （電極の陰極動作時に電子電流が放射される 箇所） 、 点灯時間の経過に伴って点灯初期とは異なった位置にサイクリック （ 点灯周期毎） に移動するというアークジャンプ現象が発生し、 僅か 1 0 0時間程 度の点灯で投射型画像表示装置のスクリーン照度が 30 %程度も低下したり、 そ のスクリーン画面上に輝度変動による不快なチラツキを生ずることがある。 すなわち、 投射型画像表示装置のバックライトの光源として用いる高圧放電ラ ンプは、 発光管の管軸と、 その発光管から放射される光を反射させる凹面反射鏡 の中心軸とを一致させる光軸合わせが予めなされているが、 上記のようなアーク ジャンプ現象が発生すると、 アークスポットが点灯周期毎に光軸から外れて無秩 序に移動するため、 スクリーン画面上に輝度変動による不快なチラツキを生ずる と同時に、 スクリーン照度の低下を招くという問題があった。
上記のような問題に鑑み、 日本国特開 2001— 312997号、 同 2001 -325918号及ぴ同 2002— 83538号には、 電極を形成するタングス テンの溶融 ·蒸発作用を抑制するために、 電極の先端部を太くして熱容量を大き くすると同時に、 アークジャンプ現象の発生を抑制するために、 電極の先端部を 略半球状に成形してアークスポットが生ずる箇所を球面状の凸面に形成する技術 が開示されている。
また、 上記特開 2001— 312997号には、 先端部が略半球状に成形され た一対の電極間に交流を一定時間通電してアーク放電を生じさせ、 その放電によ り両電極の先端部にアークスポットとなる突起物を予め形成することによって、 電極の先端部の熱容量を増大させると同時に、 アークジャンプ現象の発生を防止 しょうとする技術が開示されている。
し力 しながら、 この技術の作用効果について実験'研究したところ、 ランプの 点灯波形や点灯周波数、 発光管の放電容器内に封入する臭化物の臭素濃度、 電極 間距離とランプ電流の大きさ、 電極の略半球状に成形された先端部におけるタン ダステン重量等の諸条件を適正に調整しなければ、 ランプの点灯から僅か数分で 電極の先端部に形成されていたアークスポットとなる突起物が消失してアークジ ヤンプ現象が早期に発生したり、 あるいはその突起物が異常に成長して電極間距 離が短くなり、 ランプ電圧が早期に低下して照度低下を招くなどの不具合が発生 し、 更に、 電極先端部の変形、 損耗や、 発光管の早期黒化等も生ずるがことが判 明した。
そこで本発明は、 高圧放電ランプにおける上記のような諸条件を適正に調整す ることによって、 電極先端部の変形、 損耗や、 発光管の早期黒化を防止すると同 時に、 電極の先端部に形成したアークスポットとなる突起物の消失や異常な成長 を抑止して、 アークジャンプ現象の発生を確実に防止し、 高圧放電ランプを光源 とする投射型画像表示装置のスクリーン画面にチラツキが生じたり、 そのスクリ ーン照度が低下することを防止することを目的としている。 発明の開示
本発明は、 水銀、 臭化物及ぴ希ガスを封入した発光管の放電容器内にタンダス テンで成る一対の電極が対向して配置され、 両電極の先端部が各々略半球状に成 形されて、 その先端部に電極間の放電によりアークスポットとなる突起物が形成 される高圧放電ランプにおいて、 両電極の電極間距離を L (mm), 安定点灯時 におけるランプ電流を I (A)、 発光管の放電容器内に封入する臭化物の臭素の モル量を X (mo 1)、 発光管の放電容器の内容積を Y (ml), 各電極の略半球 状に成形された先端部のタングステン重量を W (mg) としたときに、 次式 1〜 3の条件を充足すると共に、
式 1 ： 0. 3≤LZ I≤ 1. 0
式 2 ： 1. 2X 10~7≤X/Y≤ 1. 1 X 10一5
式 3 ： 9≤W3/2/I≤ 65
安定点灯時における矩形波点灯周波数が 45Hz以上であることを特徴とする。 本発明による高圧放電ランプは、 対向する電極の先端部が各々略半球状に成形 されているので、 電極間距離が最も短い電極の最先端箇所にアークスポットとな る突起物が形成されることとなる。
そして、 本発明者の実験によれば、 /1の値が0. 3未満の場合は、 電極の 先端部が損耗してランプ電圧が早期に上昇するため、 安定した放電が得られなく なり、 一方、 1^/1の値が1. 0を超えると、 電極の先端部に形成されたアーク スポットとなる突起物にハ口ゲンサイクル作用によりタンダステンが過剰に付着 堆積してその突起物が異常に成長するため、 電極間距離が短くなってランプ電圧 が早期に低下し、 ランプ電力不足による照度低下を招いてしまうが、 その LZI の値を 0. 3〜1. 0の範囲内に選定すれば、 電極先端部の損耗や、 アークスポ ットとなる突起物の異常な成長を抑制することができる。
また、 XZYの値が 1. 2 X 10_7未満の場合は、 発光管の黒化が早期に進 行し、 その値が 1. 1 X 1 0_5を超えると、 略半球状に成形された先端部を支 えている電極の根元部分が早期に痩せ細って、 電極落下が発生しやすくなるが、 XZYの値を 1. 2 X 10— 7〜1. 1 X 10—5の範囲内に選定すれば、 発光管 の早期黒化と電極落下を防止することができる。
また、 W3/2/lの値が 9未満の場合は、 電極の先端部が早期に損耗して急激 なランプ電圧の上昇を招き、 その値が 65を超えると、 ランプの始動性能が悪化 すると共に、 電極の先端部に形成されたアークスポットとなる突起物が、 縮小も しくは消失したり、 あるいは複数形成されたりして、 アークスポットが移動する アークジャンプ現象を生ずるおそれがあるが、 W3/2/Iの値を 9〜65の範囲 内に選定すれば、 突起物の形状や大きさがさほど変化しないのでアークジャンプ 現象を生ずるおそれがなく、 電極の先端部が早期に損耗するおそれもない。 更に、 ランプを矩形波で点灯しなければ、 電極間にグロ一放電を生ずる時間が 存在するので発光管の黒ィヒを招き、 また、 ランプの安定点灯時における点灯周波 数が 45 Hz未満の場合は、 電極の陰極動作時における冷却時間が長いために、 電極の先端に形成されたアークスポットとなる突起物が異常に成長して電極間距 離が短くなり、 ランプ電圧が早期に低下してランプ電力不足による照度低下を招 くが、 矩形波で点灯させ、 その矩形波点灯周波数を 45Hz以上とすれば、 発光 管の早期黒ィ匕とアークスポットとなる突起物の異常な成長を防止することができ る。
また、 本発明は、 安定器の小型化を可能とし、 ランプの高輝度'高効率'高演 色性を実現し、 発光管の破裂を防止するために、 発光管の放電容器内に封入する 水銀量が、 放電容器の単位内容積 (ml) 当り 130〜290mgに選定されて いる。
すなわち、 発光管の放電容器内における平均ガス温度を 2000Kとして、 ラ ンプ点灯中における放電容器の内圧を気体の状態方程式により算出すると、 発光 管の放電容器内に封入する水銀量が 130 m g/m 1未満の場合は、 その放電容 器の内圧は計算上 100気圧程度となるが、 100気圧付近では水銀の二原子分 子が 8%程度存在するので、 実質上は 100気圧以下となるため、 ランプ電圧が 低くなつてランプ電流を多く流す必要があることから、 安定器の小型化を図るこ とが困難となる。 また、 100気圧以下では、 電極間に生ずるアークの径方向の 拡がりを充分に抑えることができず、 太くて光出力の弱いアークとなるため、 ラ ンプと凹面反射鏡とを組み合わせても大した照度は得られず、 好ましい光色も得 られないので、 髙輝度 ·高効率 ·髙演色性を実現することができない。 一方、 水 銀量が 290mgZmlを超えると、 ランプ点灯中における放電容器の内圧は計 算上 240気圧程度となり、 200気圧付近では水銀の二原子分子が 15 %程度 存在することを考慮しても、 実質 200気圧以上に達するので、 発光管によって はその耐圧強度を超えて破裂を生ずる危険性がある。
そこで本発明は、 ランプの点灯中における発光管の放電容器の内圧が実質的に
100〜200気圧の範囲内に納まるようにするため、 発光管の放電容器内に封 入する水銀量を 130〜29 Omg/m 1の範囲に選定している。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明に係る高圧放電ランプの一例を示す図、 第 2図は本発明に係る 高圧放電ランプに用いる電極の加工形状と加工前の形状を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の最良の実施形態を添付の図面によって説明する。
第 1図に例示した高圧放電ランプは、 定格電力 120 wの高圧水銀放電ランプ であって、 発光管 1の中央部を球状に膨出させて成る放電容器 2内には、 タンダ ステンで成る一対の電極 3、 3が対向して配置されると共に、 発光物質である水 銀と、 ハロゲンサイクル作用を奏するハロゲン化合物である臭化水素と、 ランプ 点灯始動用補助ガスとなる希ガスのアルゴンガスが封入されている。
なお、 発光管 1の放電容器 2の内容量 （Y) は約 0. 06ml、 その放電容器 2内に封入する水銀量は 13mg (単位内容積当り ： 21 SmgZml 臭化 水素の臭素のモル量 （X) は 3. 0 X 10— 7mo 1 /m 1、 アルゴンガスの 封入量は 1. 6 X 104P a (常温時） にそれぞれ選定されている。 発光管 1は、 溶融石英で成り、 その放電容器 2は、 最大外径 9. 4 mm、 最大 内径 4· 8 mmに成形され、 電極 3、 3を埋設して固定する放電容器 2の両端に は、 その両端を気密にシールする封止部 4、 4が形成されている。
封止部 4、 4には、 それぞれ各電極 3の根元部と、 その根元部に接続した長さ 20 mmのモリプデン箔 5と、 該モリブデン箔 5に接続した線径 0. 5 mmのモ リブデン線 6とが埋設されている。
各電極 3は、 まず、 図 2 (a) に示すように、 高純度タングステンで成る外径 0. 3mm, 長さ 7. 0 mmの電極棒 7の先端部に、 高純度タングステンで成る 外径 0. 22mmのコイル 8力 電極棒 7の先端部を 1 mmだけ露出させるよう にしてその後端側から先端側へ 7ターン密巻きされた後、 その上に連続的に重ね 卷きするように先端側から後端側へ 5ターン密卷きされて、 内卷き部分 t 1と外 卷き部分 t 2とを有する二重巻きコイルの状態とされる。 次いで、 各電極 3の電 極棒 7の先端部にアークプラズマやレーザあるいは電子ビーム等による加熱溶融 加工を施して、 その先端部とコイル 8の一部が、 コイル 8の外卷き部分 t 2を約 2〜 3ターン残す所まで加熱溶融され、 その加熱溶融部分が球状になろうとする 表面張力現象によって、 図 2 (b) に示すように、 各電極 3の先端部が略半球状 に成形されると同時に、 略半球状に成形される電極先端部の嵩比重が、 タンダス テンの理論密度 〔1 9. 3〕 の 93%以上、 すなわち密度 18. 0以上となるよ うに加工されている。
この加工によって、 各電極 3の全長は約 6. 7 mmとなり、 その先端部の略半 球状を成す部分のタングステン重量 （W) は約 10m gとなる。
そして、 斯く加工された一対の電極 3、 3を発光管 1の放電容器 2内に対向し て配置させて封止部 4、 4に固定し、 発光管 1を水平状態にして、 矩形波周波数 150Hzの矩形波型電子安定器 9により、 ランプ電力 120 W、 ランプ電圧 9 0V、 ランプ電流 (I) 約 1. 3 Aの条件でランプに通電して、 発光管 1の放電 容器 2の下部外表面温度が 850〜 900 °Cとなるように保温しながら約 2時間 点灯させると、 電極 3、 3間の放電により、 その放電アークが生ずる各電極 3の 先端部の最先端箇所にタングステンが集積して、 図 2 (b) 破線図示の如く、 最 大太さ約 0. 015mm、 長さ約 0. 1 mm程度の突起物 10が形成され、 この 突起物 1 0がアークスポットとなる。
また、 この突起物 1 0が各電極 3の先端部に形成されることによって、 最終的 に電極間距離 （L ) が約 1 . O mmとなるように設計されている。
このようにして完成した高圧放電ランプは、 点灯時間が数千時間経過しても、 電極 3、 3の先端部に形成された突起物 1 0が縮小もしくは消失したり、 異常に 成長したりすることがなく、 その突起物 1 0の形状や長さが略一定に保持される ので、 アークスポットが無秩序に移動してアークジャンプ現象を生ずるおそれが ないと同時に、 電極間距離が短くなってランプ電圧が早期に低下するおそれもな い。
したがって、 このランプを投射型画像表示装置の光源として用いれば、 アーク ジャンプ現象によるスクリーン画面のチラツキやスクリーン照度の低下を生ずる 不具合が確実に解消される。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明に係る高圧放電ランプは、 電極の陰極動作時に電子電流 が放射される箇所であるアークスポットがサイクリックに移動するアークジヤン プ現象を生ずるおそれがないので、 投射型液晶ディスプレイや液晶プロジェクタ 等の投射型画像表示装置に設けるパックライトの光源として有用性の高いもので ある。

Claims

請求の範囲
1. 水銀、 臭化物及び希ガスを封入した発光管の放電容器内にタングステンで成 る一対の電極が対向して配置され、 両電極の先端部が各々略半球状に成形されて 、 その先端部に電極間の放電によりアークスポットとなる突起物が形成される高 圧放電ランプにおいて、
両電極の電極間距離を L (mm),
安定点灯時におけるランプ電流を I (A)、
発光管の放電容器内に封入する臭化物の臭素のモル量を X (mo 1), 発光管の放電容器の内容積を Y (ml),
各電極の略半球状に成形された先端部のタンダステン重量を W (m g ) としたときに、 次式 1~3の条件を充足すると共に、
式 1 0. S L/I≤ 1. 0
式 2 ： 1. 2 X 10~7≤X/Y≤ 1. 1 X 1 0—5
式 3 ： 9≤W3/2/l≤ 65
安定点灯時における矩形波点灯周波数が 45 H z以上であることを特徴とする高 圧放電ランプ。
2. 発光管の放電容器内に封入する水銀量が、 放電容器の単位内容積 （ml) 当 り 130〜290mgである請求の範囲 1記載の高圧放電ランプ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165067A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Ushio Inc 光源装置
JP2009059688A (ja) * 2007-08-06 2009-03-19 Seiko Epson Corp 発光管、光源装置及びプロジェクタ

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1649492A2 (en) * 2003-05-26 2006-04-26 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Thorium-free electrode with improved color stability
WO2006033228A1 (ja) * 2004-09-21 2006-03-30 Sharp Kabushiki Kaisha 光源ユニット、表示装置用照明装置、および表示装置
US7474057B2 (en) * 2005-11-29 2009-01-06 General Electric Company High mercury density ceramic metal halide lamp
US7893617B2 (en) * 2006-03-01 2011-02-22 General Electric Company Metal electrodes for electric plasma discharge devices
JP4609479B2 (ja) * 2007-10-23 2011-01-12 ウシオ電機株式会社 光源装置
JP4743313B2 (ja) * 2009-07-31 2011-08-10 ウシオ電機株式会社 超高圧水銀ランプおよび超高圧水銀ランプ点灯装置
US9552976B2 (en) 2013-05-10 2017-01-24 General Electric Company Optimized HID arc tube geometry
JP5568192B1 (ja) * 2014-04-10 2014-08-06 フェニックス電機株式会社 高圧放電ランプ、およびその点灯方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001312997A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高圧放電ランプ、当該ランプの製造方法および当該ランプの点灯方法並びに点灯装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911308A (en) * 1974-02-07 1975-10-07 Matsushita Electronics Corp High-pressure metal-vapor discharge lamp
NL7711134A (nl) * 1976-10-19 1978-04-21 Gen Electric Co Ltd Elektrische hoge druk ontladingslamp.
NL191812C (nl) * 1987-09-04 1996-08-02 Philips Electronics Nv Hogedrukgasontladingslamp en armatuur voorzien van die lamp.
JP3269976B2 (ja) * 1996-10-07 2002-04-02 ウシオ電機株式会社 高圧紫外線水銀ランプ
JP3216877B2 (ja) * 1997-11-18 2001-10-09 松下電子工業株式会社 高圧放電ランプ、この高圧放電ランプを光源とした照明光学装置、およびこの照明光学装置を用いた画像表示装置
JP2948200B1 (ja) * 1998-04-08 1999-09-13 ウシオ電機株式会社 高圧水銀ランプ
US6492772B1 (en) * 1999-02-10 2002-12-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High pressure discharge lamp, high pressure discharge lamp electrode, method of producing the high pressure discharge lamp electrode, and illumination device and image display apparatus respectively using the high pressure discharge lamps
JP3238909B2 (ja) * 1999-05-24 2001-12-17 松下電器産業株式会社 メタルハライドランプ
JP3668391B2 (ja) * 1999-07-12 2005-07-06 株式会社小糸製作所 放電ランプ装置用アークチューブおよびその製造方法
JP2003514351A (ja) * 1999-11-11 2003-04-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 高圧放電ランプ
JP3339580B2 (ja) 2000-04-18 2002-10-28 松下電器産業株式会社 高圧放電ランプの製造方法、及び高圧放電ランプ用電極の製造方法
US6705914B2 (en) * 2000-04-18 2004-03-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming spherical electrode surface for high intensity discharge lamp
JP3327896B2 (ja) 2000-05-12 2002-09-24 松下電器産業株式会社 高圧放電ランプ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001312997A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高圧放電ランプ、当該ランプの製造方法および当該ランプの点灯方法並びに点灯装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165067A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Ushio Inc 光源装置
JP2009059688A (ja) * 2007-08-06 2009-03-19 Seiko Epson Corp 発光管、光源装置及びプロジェクタ
JP2013080725A (ja) * 2007-08-06 2013-05-02 Seiko Epson Corp 発光管、光源装置及びプロジェクタ

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