WO2004109745A1

WO2004109745A1 - 放電ランプ

Info

Publication number: WO2004109745A1
Application number: PCT/JP2004/007704
Authority: WO
Inventors: Noriyoshi Kaneko; Kouji Komata; Shigeji Sato; Sumio Uehara
Original assignee: Ceramission Co., Ltd.
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2004-12-16
Also published as: JP2004362929A

Description

明細書

放電ランプ

技術分野

[0001] 本発明は、主にプロジェクタ装置やファイバー照明機器等の光源として用いられる放電ランプに関し、特に、放熱性に優れた放電ランプに関するものである。

背景技術

[0002] 近年、プロジェクタ装置は、高画質化、小型化、高輝度化、静音化が進んでおり、それに伴い、プロジェクタ装置に用いられる放電ランプもまた、小型化、高輝度化が要求されている。プロジェクタ装置用の放電ランプには、元々温度が高くなるという問題がある。それに加えて、放電ランプの小型化、高輝度化のために、凹面反射鏡を小型化し、高輝度実現のために放電ランプへの入力電力を増加させ、静音化のために放電ランプ冷却用ファンを減速し、安全性向上のために放電ランプ反射鏡の通風口を塞ぐといった方策が採られている。しかし、これらの方策は点灯中の放電ランプの温度を一層高くする原因となっている。

[0003] また、放電ランプ点灯中における発光管封止部の金属箔と外部リードの溶接部の温度上昇が問題であると指摘されている。この温度の上限は、 350— 400°Cが望ましレ、ことが指摘されている。例えば、 420°C以上の温度で放電ランプの点灯時間が 10 0時間以上になると、金属箔と外部リードの溶接部に酸化が起こり、封止部分が剥離し、溶断し、その結果放電ランプは点灯不能になる。

[0004] これらの対策として、従来、発光管封止部内の金属箔を長くして、前記溶接部を発光管発光部の熱源から離して温度上昇を抑える方法や、特許文献 1などに示されるように、反射鏡に通風口を設ける等で前記溶接部の温度上昇を抑える方法が知られている。しかし、金属箔を長くすると必然的に発光管の長さが長くなり放電ランプが大型化するし、また、発光管を反射鏡から突出させなければならないという問題がある。また、反射鏡に通風口を設けると、発光管破裂時の破裂片飛散の危険があり、そのために破裂片飛散を抑止するため構造を工夫する必要があり、コストアップになるとレ、う問題がある。 [0005] このような背景の下、放電ランプの小型化、高輝度化、低コスト、安全性向上に対処するため、新たな温度上昇の防止方法が求められている。封止管部の周面に放熱フインを設け、放熱フィンの表面を赤外線放射率の高い酸化珪素、酸化アルミニウム、クロム酸銅等からなる塗膜を形成する方法が特許文献 2に開示され、発光管の外面の上半分に石英ガラスよりも赤外線放射率の高いジルコン酸珪素、酸化マンガン、酸化コバルトや酸化鉄等からなる塗膜を形成する方法が特許文献 ₃に開示され、封止部に反射膜を設け該反射膜に石英ガラスよりも熱輻射率の大きい窒化アルミニウムを含ませる方法が特許文献 4に開示されてレ、る。

[0006] しかし、特許文献 2記載の放電ランプは、放熱フィンの突起の大きさによっては、ランプ内の発光管からリフレタターに反射した光が遮られるという問題があり、光が遮られないものが求められている。また、特許文献 3記載の放電ランプは、発光管に可視光反射膜、可視'赤外反射膜、石英ガラスより赤外放射率の高い膜の三層を形成する必要があり、工程が複雑になり、コストアップになるという問題がある。更に、特許文献 4記載の放電ランプは、発光管の光が集光する部分に膜を形成し、光を反射させるものであるが、光が集光して温度上昇を防ぐのみならず、発光管からの光とそれ以外の発熱を防止するものが求められている。

[0007] 本発明は、従来の放電ランプの温度上昇防止方法とは異なり、発光管の長さや形状を変えることなぐまた、反射鏡に新たな冷却構造を設けることなぐ放電ランプ点灯時に、発光管封止部内の溶接部の温度を上限 400°C以下にし、溶接部の劣化を防ぎ、放電ランプ寿命が長ぐ光学特性の安定した放電ランプを、特別な構造やカロェを行うことなぐ簡便な構成で実現することを目的とする。

特許文献 1：特許第 3275755号公報

特許文献 2 :特開 2002 - 151005号公報

特許文献 3 :特開 2002— 1509999号公報

特許文献 4：特許第 3290645号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明の要旨は、石英ガラス製の発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止部に保持された一対の電極が該発光管内で対向配置された放電ランプにおいて、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物等との混合物から形成せしめた皮膜を備えた放電ランプである。

[0009] アルコキシシランは、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランの少なくとも 1種を含有する。これらのアルコキシシランを混合使用することもできる。更にチタンアルコキシド及び/又はアルミニウムアルコキシドを混合させることができる。チタンアルコキシドゃアルミニウムアルコキシドは、アルコキシシランと共加水分解を受けて、チタンやアルミニウムを主鎖に含む皮膜を形成することができる。

[0010] 本発明は、更に、石英ガラス製の発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止部に保持された一対の電極が該発光管内で対向配置された放電ランプにおいて、珪酸アルカリ金属塩の水溶液と金属酸化物との混合物から形成せしめた皮膜を備えた放電ランプである。

[0011] 珪酸のアルカリ金属塩は、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム及び珪酸リチウムから選択される少なくとも 1種を含有することができる。特に、珪酸ナトリウムと珪酸カリウムとを混合して使用するのがよい。

[0012] 皮膜形成成分の一種である金属酸化物は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニゥムの少なくとも 1種を含有することができる。これらを混合使用することもできる。金属酸化物の他にカオリンを含有することもできる。更に、金属酸化物として、酸化チタン、酸化錫、酸化銅、酸化鉄、酸化コバルト、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化アンチモン、酸化硼素、酸化バリウム、酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム等の金属酸化物の少なくとも 1種を含有すること力 sできる。

[0013] 金属酸化物は、重量で前記アルコキシシラン又は珪酸アルカリ金属塩 1に対して 0 . 5— 70添加するのが好ましレ、。また、カオリンは、重量で前記アルコキシシラン又は珪酸アルカリ金属塩 1に対して 0. 1 20. 0添カ卩することが好ましい。

[0014] 皮膜は、原則的には放電ランプの前面部（2) (図 1参照)等を除いた任意の箇所に設けることができる。放電ランプの温度上昇を効果的に抑えるには、皮膜は放熱すベき箇所、即ち、放電ランプ封止部及び Z又はリード部の露出している部分、前記発光管の一方の封止部端部に備え付けられた口金部に、また、皮膜は、反射鏡外面に形成するのが好ましい。皮膜の膜厚は、 10— ΙΟΟ μ ΐη であることが好ましい。

[0015] 本発明の放電ランプは、発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止管部に保持された一対の電極が該発光管内で対向配置された放電ランプにおいて、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物等との混合物から形成せしめた皮膜又は珪酸アルカリ金属塩の水溶液と金属酸化物等との混合物から形成せしめた皮膜を備えた放電ランプである。皮膜は、原則的には放電ランプの前面部（2)等を除いた任意の箇所に設けることができるが、放電ランプの温度上昇を効果的に抑えるには、皮膜は放熱すべき箇所、即ち、放電ランプ封止部及び/又はリード部の露出している部分、前記発光管の一方の封止部端部に備え付けられた口金部に、また、皮膜は、反射鏡外面に形成するのが好ましい。この放電ランプは、ァルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物等との混合物から形成せしめた皮膜又は珪酸アルカリ金属塩の水溶液と金属酸化物等との混合物力形成せしめた皮膜を備えるので、高温に耐え、かつ表面部に強固に固着する皮膜を直接形成しているので、放電ランプの寿命が長くなるという特徴をもつ。

[0016] 本発明における皮膜は、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物等との混合物又は珪酸アルカリ金属塩の水溶液と金属酸化物等との混合物から形成せしめたものである。金属酸化物としては、酸化珪素、酸化アルミ二ゥム、酸化ジルコニウムの少なくとも 1種を含有することが好ましい。更に、カオリンを含有することもできる。他に、酸化チタン、酸化錫、酸化銅、酸化鉄、酸化コバルト、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化アンチモン、酸化硼素、酸化バリウム、酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム等の金属酸化物の少なくとも 1種を含有することができる。金属酸化物以外に、窒化硼素、窒化アルミニウム、窒化ジルコニウム、窒化錫、窒化ストロンチウム、窒化チタン、窒化バリウムゃ窒化珪素等の窒化物を含有することができる。

[0017] アルコキシシランの溶液、コロイダルシリ力の水分散液及び金属酸化物等との混合物から形成せしめた皮膜は、基本的には、アルコキシシランの加水分解 ·縮合により形成されるものである。即ち、ァ/レコ *·、、ノ、、ノソ^ in A ² てコ nノ々レ、、ノ" 表面に存在するシラン基とも結合しながら、皮膜を形成する。アルコキシシランのカロ水分解によって皮膜を形成することは、例えば、特開平 1一 223191号公報、特開昭 63— 207868号公報、特開平 3— 47883号公報等に記載されている。

[0018] 上記特開平 1—223191号公報、特開昭 63—207868号公報、特開平 3— 47883 号公報等には、遠赤外線放射性に優れたコーティング組成物が記載されている。し力ながら、上記コーティング組成物は、ヒータや加熱器等において、加熱効果を高めることを目的にしており、本願発明は、温度の高い物体力熱を放射し、温度上昇を抑えようとするもので、その目的及び効果の点で、異なるものである。

[0019] 皮膜中に含有させる金属酸化物、カオリンや窒化物等は、その粒径を 15 x m— 10 Onmとするのがよレ、。より好ましくは、 10 z m— 80nmの粒径のものを使用する。この粒径のものを使用することにより、皮膜の表面が滑らかで綺麗になるとともに放熱の効率が高まる。

[0020] カオリンは、チタンアルコキシドゃアルミニウムアルコキシドを含めたアルコキシシラン又は珪酸のアルカリ金属塩 1に対して重量で 0. 1— 20添加することが好ましい。また、金属酸化物の添加量は、チタンアルコキシドゃアルミニウムアルコキシドを含めたアルコキシシラン又は珪酸のアルカリ金属塩 1に対して重量で 0. 5— 70であること力 S 好ましい。これは、皮膜形成性を維持しながら、高い放熱性能を保持するためである

[0021] アルコキシシランは水が存在すると加水分解 ·縮合が起こるので、使用直前までは水の存在しない状態に保つのがよい。即ち、水溶性溶媒の溶液として、水の存在しない状態で保存しておくのである。使用時に、アルコキシシランの水溶性溶媒溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物等とを混合し、対象物体である放電ランプに、塗布し皮膜を形成せしめる。コロイダルシリカ水分散液の水は、アルコキシシランの加水分解 '縮合に寄与する。同時に、アルコキシシランがその加水分解の過程でコロイダルシリカのシラノール基と反応しコロイダルシリカを抱き込んだ形で皮膜を形成すること力 Sできる。コロイダルシリカは、膜形性、膜の保持性及び放熱性、遮熱性に寄与する。

[0022] コロイダルシリカの水分散液中のコロイダルシリカの量は、 10 60重量％程度である。この量は、コロイダルシリカの原料であるシリケートの加水分解に使用する水の量で適宜調製することができる。また、シリケートの加水分解後、水を加えて調製することもできる。コロイダルシリカ（固形分）は、アルコキシシラン 1に対して重量で 0. 05— 1で使用することが好ましい。

[0023] また、チタンアルコキシド及び/又はアルミニウムアルコキシドを混合させることができる。チタンアルコキシド及び Z又はアルミニウムアルコキシドは、単体として使用してもよレ、し、溶液として使用することもできる。溶液として使用する場合には、チタンァノレコキシド及び/又はアルミニウムアルコキシドの有機溶媒の溶液状態で使用してもよいし、アルコキシシランの溶液に更にチタンアルコキシド及び/又はアルミニウムアルコキシドを混合してもよレ、。そして、チタンアルコキシド及び z又はアルミニウムアルコキシドは、アルコキシシランの珪素原子に対してチタン及び Z又はアルミニウム原子が 0. 01-0. 5の割合で添加されることが好ましレ、。チタンアルコキシド及び Z又はアルミニウムアルコキシドは、水によりアルコキシシランとともに共加水分解し、チタン及び又はアルミニウムを主鎖に含む皮膜を形成する。

[0024] アルコキシシランとしては、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン (モノ有機基置換アルコキシシラン）、ジアルコキシシラン (ジ有機基置換アルコキシシラン)等を使用すること力 Sできる。これらアルコキシシランを適宜混合して使用することもできる。ァノレコキシシランは、使用直前までは、水の存在しない状態、即ち、水を含まない溶液の状態に保持する。溶液に使用する溶媒は、水の溶解する水溶性の溶媒を使用する。具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール、アセトン、メチルェチルケトン等のケトン、ジォキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、 N—メチルピロリドン、ジメチルスルホォキシド、ジメチルフオルムアミド、ジメチルァセトアミド等の溶媒である。中でも、ジォキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、 N—メチノレピロリドン、ジメチルフオルムアミド、ジメチルァセトアミド、メチルフオルムアミド、メチルァセトアミド等の溶媒が好適に使用できる。

[0025] アルコキシシランの具体的な例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ェチルトリメトキシシラン、ェチルトリエトキシシラン、フエニルトリメトキシシラン、フエニルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、ェチルトリプロポキシシランチノレジェトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロボキシシラン、テトラブトキシシラン等であり、更には、置換基にエポキシ基、水酸基、カルボキシノレ基等の官能基を有していてもよレ、。チタンアルコキシドの具体的な例としては、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、アルミニウムアルコキシドの具体的な例としては、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキシド等を使用することができる。但し、これらに限定されるものではない。

[0026] 皮膜形成時に、アルコキシシラン溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物等を混合し懸濁液となし、この懸濁液を対象物である放電ランプに塗布し皮膜を形成せしめる。金属酸化物、カオリンや窒化物は、粉末状態のものを混合する。このとき、懸濁液の粘度が高くなるようであれば、必要に応じて、溶剤や水を添加して、粘度を調整する。このようにして得た懸濁液を対象物に塗布することにより、本発明の皮膜を得ることができる。懸濁液を対象物に筆塗り、スプレー、ローラー、印刷等により塗布し、常温又は加温にて乾燥後、更に、必要に応じて、 80°C— 300°Cで熱処理することにより、金属表面や各種表面との密着度の高い皮膜を得ることができる。懸濁液の塗布は、石英ガラスや、金属同士のスポット溶接部にも行うことができる。皮膜を設ける箇所は、先に述べたように、原則的には放電ランプの前面部（2)等を除いた任意の箇所に設けることができるが、放電ランプの温度上昇を効果的に抑えるには、皮膜は放熱すべき箇所、即ち、放電ランプ封止部及び/又はリード部の露出している部分、前記発光管の一方の封止部端部に備え付けられた口金部に、また、皮膜は、反射鏡外面に形成するのが好ましい。

[0027] 皮膜形成のために珪酸のアルカリ金属塩を使用することができる。珪酸のアルカリ金属塩としては、具体的には、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムゃ珪酸リチウムを使用すること力 Sできる。珪酸ナトリウム、珪酸カリウムゃ珪酸リチウム等の珪酸塩は、水溶液として供給されるので、珪酸のアルカリ金属塩の水溶液に金属酸化物、カオリンゃ窒化物を添加、混合し、更に、必要に応じて水をカ卩えて懸濁液となし、この懸濁液を対象物に塗布することにより、本発明における皮膜を得ることができる。懸濁液を対象物に筆塗り、スプレー、ローラー、印刷等により塗布し、常温又は加温にて乾燥後、更に、必要に応じて、 80°C— 300°Cで熱処理することにより、金属表面や各種表面との密着度の高い皮膜を得ることができる。懸濁液の塗布は、石英ガラスや、金属同士のスポット溶接部にも行うことができる。皮膜を設ける箇所は、先に述べたように、原則的には放電ランプの前面部（2)等を除いた任意の箇所に設けることができるが、放電ランプの温度上昇を効果的に抑えるには、皮膜は放熱すべき箇所、即ち、放電ランプ封止部及び/又はリード部の露出している部分、前記発光管の一方の封止部端部に備え付けられた口金部に、また、皮膜は、反射鏡外面に形成するのが好ましい。

[0028] 珪酸アルカリ金属塩は、具体的には、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムゃ珪酸リチウムを使用する。珪酸ナトリウム単独、珪酸カリウム単独でも使用しうる力珪酸ナトリウム、珪酸カリウムの両者を混合使用するのが好ましい。混合使用する際、珪酸ナトリウムと珪酸カリウムの割合は重量比で、珪酸カリウム 1に対して珪酸ナトリウム 0. 5 7 (固形分ベース）が好ましい。これは、珪酸ナトリウムの量が多いと、水分除去が困難、即ち、皮膜の乾燥が不十分となり皮膜の形成が難しぐまた、珪酸カリウムの量が多いと膜形性能が低下するので、適量の珪酸ナトリウムと珪酸カリウムを併用使用するのが好ましい。

[0029] 皮膜は、適度の厚みをもって放電ランプに形成する。皮膜は、放電ランプの放熱すべき箇所に形成する。放電ランプで発生する熱は、皮膜を介して放出され、放電ランプ各部の温度の上昇を抑えることができる。放電ランプの温度上昇を抑えることにより、放電ランプの寿命を延ばすことができる。発光管封止部内の金属箔と外部リード溶接部分の温度上昇を抑止するため、電極心棒と金属箔との溶接部を含有する部分力金属箔と外部リードとの溶接部分を含まない部分までの封止部に皮膜を形成すること力 Sできる。また、発光管の外部リード部に形成し、発光管外部とリードとの溶接部分の熱を放射することができる。

[0030] 前面開口部を有する反射鏡の閉塞部側の放電ランプ口金部分と発光管封止部からの外部リード部分においては、口金と外部リードの部分がその材質の違いに基づく膨張率に違いがあるので、発光管からの熱伝導により昇温され、口金のみが膨張し、口金と外部リードとの溶接部分が外れる不具合が生じる現象がみられる。本発明では、それを防ぐため、口金部分に放熱作用のある皮膜を形成し、口金の熱を放出し、口金の熱膨張を抑止することができる。

[0031] 更には、反射鏡の内面温度を耐熱温度以下にするため、反射鏡の外面に本皮膜を形成し、反射鏡外面への放熱を利用し、反射鏡内面の温度を低下すると同時に、放電ランプの温度上昇を抑えることができる。

[0032] 本皮膜の膜厚は、或る程度の厚さがないと放熱効果は十分に発現しないが、逆に厚さが大きすぎると皮膜に蓄熱作用が起こり、放熱効果が不十分になる。本発明の実験によると、膜厚は 10— 100 z mが好ましぐ更には 100 z m以下が好ましぐ 30 一 80 z mが特に好ましい。

[0033] 本発明における皮膜は、優れた抗ヒートショック性、耐熱性、放熱性、遮熱性等の特性を有する。また、蓄熱したエネルギーを遠赤外線として空気中に放射する能力が高ぐ放射率 0. 95という高い数値を示す。内部に蓄積した熱を遠赤外線という電磁波に変換して効率よく放射し、物体の温度上昇を抑えることができる。効率良く遠赤外線を放射するということは、内部に蓄積した熱を遠赤外線という電磁波に変換して効率よく放熱することを意味し、結果として温度上昇を抑える効果をもたらす。これは空気対流という手段を用いずに効率よく放熱するという結果をもたらす。従来遠赤外線の放射能力が高いとされている物質 (例えば、ゼォライト、コージエライト、ァパタイト、ドロマイト等）の放射特性を見ると、 4ミクロン乃至 14ミクロンの波長全ての領域にわたって高い遠赤外線の放射特性をもつわけではなぐ波長によって放射率に相違力 Sある。多くの場合、 9ミクロン波長前後の鎮域で放射率が下がる傾向が見られる。一方、本発明が提供する組成物の放射する遠赤外線は 4ミクロン乃至 14ミクロン波長の全ての領域にわたって 0. 9以上の放射率を維持し、非常に放射効率の高レ、ものとなつている。

発明を実施するための最良の形態

[0034] 以下に、本発明の実施の形態について実施例に基づいて詳細に説明する。放電ランプ 1は、図 1に示したように、反射鏡 3付きの放電ランプであって、前面部 2は、光透過性の部材から構成されてレ、る。放電ランプ 1の内部に設けられてレ、る発光管 6を図 2に示している。同図に示した発光管 6は、石英ガラス製のものであって、その概略中央部分に球状の発光部 6aが設けられ、発光部 6aの両端には、一対の筒状封止部 6 bが連続して形成されている。発光部 6a内には、一対の電極 16が対向配置され、各電極 16には、電極心棒 17が固着されている。各電極心棒 17の端部には、金属箔 8 がそれぞれ固着されている。一方の金属箔 8は、一方の封止部 6bの上面に覆設された口金部 18側に延設されている。他方の金属箔 8の端部には、外部リード 7が、溶接部 4を介して連結されている。外部リード 7の一端は、発光管 6の封止部端縁から外方に突出して、外部に露出している。

[0035] 放電ランプ 1の温度は、図 6に示したように、金属箔と外部リードとの溶接部 12 (4) で測定した。放電ランプ 1対して、皮膜は、図 3 図 5および図 7に示す位置にそれぞれ形成するようにした。図 3では、発光部 6aを除き、一方の電極心棒 16と金属箔 8との溶接部を含む部分から、外部リード 7との溶接部分 4を含まなレ、封止部 6bの外表面に皮膜 15を形成した。

[0036] 図 4では、封止部端縁より外方に突出した外部リード 7の外表面に皮膜 14を形成した。図 5では、口金部 18の外表面に皮膜 13を形成した。更に、図 7では、反射鏡 3の外表面に皮膜 11を形成した。この場合、反射鏡 3の温度は、同図に符号 10で示したように、反射鏡 3の内面の位置で測定した。なお、以下の実施例では、皮膜 11， 14， 15の形成個所は、これらを単独に設けた場合を例示しているが、皮膜 11 , 14, 15は、単独に設けること以外に、 2以上の組合わせ、さらには、これらの全個所に設けることちできる。

実施例 1

[0037] メチルトリメトキシシラン 300重量部、ジメチルジメトキシシラン 170重量部、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 30重量部、テトラブトキシチタン 20重量部を N—メチルピロリドン 480重量部に溶解した溶液、シリカ固形分として 20重量％の酸性コロイダルシリカの水分散液 1000重量部とを混合した。混合液の 750重量部をとり、この混合液 750重量部に、カオリン 1 10重量部、酸化珪素粉末 435重量部、酸化アルミ二ゥム粉末 190重量部及び酸化ジルコニウム粉末 120重量部をカ卩え、攪拌混合して、懸濁液を得た。この懸濁液を所定部分に塗布し、大気中で風乾した。塗膜厚は 48 μ mであった。続いて 95°Cで 30分乾燥し、更に、 100°Cで 60分熱処理した。 [0038] 図 3に示した電極心棒 16と金属箔 8との溶接部を含む部分から、外部リード 7との溶接部分 4を含まない封止部 6bの外表面に、懸濁液を塗布して皮膜 15を形成した場合、図 6に示した発光管封止部の端部にある発光管外部とリードとの溶接部 12 (4) の温度は、皮膜 15を形成しないときは 375°Cであった力皮膜 15を形成したときは 3 38°Cであった。皮膜 15を形成することにより、該溶接部 12に於ける温度は、 37°C低下した。このように、皮膜 15を形成することにより、放電ランプ 1の温度が顕著に低下したことが認められる。この際、塗膜の厚みが 10 x m未満では放熱効果はほとんど認められなかった。また、塗膜の厚みが 100 200 x mに範囲で形成したところ、蓄熱効果が大きくなるのため、同様に放熱性果は認められなかった。塗膜の厚みが 10— 100 μ mの範囲で、放熱効果が認められる。

実施例 2

[0039] 珪酸ナトリウムの 54. 5重量％水溶液 16重量部、珪酸カリウムの 30. 0重量％水溶液 12重量部を混合し、水 20重量部を更に添加して希釈した水溶液に、二酸化珪素の微粉末 18. 0重量部、酸化アルミニウムの微粉末 12. 0重量部及びカオリン 8重量部を添加、混合した懸濁液を調製した。この懸濁液を同様に、図 3に示した電極心棒 16と金属箔 8との溶接部を含む部分から、外部リード 7との溶接部分 4を含まない封止部 6bの外表面に、に懸濁液を塗布し、大気中で風乾して皮膜 15を形成した。塗膜厚は 48 μ mであった。図 6に示した発光管封止部の端部にある発光管外部とリードとの溶接部 12 (4)の温度は、懸濁液を塗布しないときは 375°Cであった力懸濁液を塗布したときは 340°Cであった。懸濁液を塗布することにより、該溶接部 12 (4)に於ける温度は、 35°C低下した。このように、懸濁液を塗布することにより、放電ランプの温度が顕著に低下したことが認められる。

[0040] 尚、図 6において 12 (4)で示した溶接部に皮膜を形成すると、溶接部 4の温度は 3 75°Cで、皮膜を形成しない場合の 375°Cと相違なぐ放熱効果は認められなかった。これは、前記溶接部 4における接触抵抗の発熱作用のある部分に本皮膜を形成すると、皮膜が保温効果の役割を果たし、放熱効果が実現できな力たものと考えられる。

実施例 3 [0041] 更に、図 4に示したように、封止部より外方に突出した外部リード 7の外表面に実施例 1の懸濁液で皮膜 14を形成した。この場合、溶接部 12の温度は 345°Cであり、皮膜 14を形成しない場合が 361°Cであった。このように、外部リード 7に皮膜 14を形成することにより、 16°Cの温度低下効果が認められた。同様に、実施例 2の懸濁液を図 4に示した外部リード 7に塗布して同様な皮膜を形成した。この場合、溶接部 12の温度は 348°Cであり、懸濁液を塗布しない場合が 361°Cであった。このように、外部リード 14に懸濁液を塗布することにより、 13°Cの温度低下効果が認められた。

実施例 4

[0042] 次に、放電ランプ 1に皮膜を形成した場合の放電ランプの寿命を調べた。寿命試験において、反射鏡の大きさは、 65mm,横 70mm、 f = 7とし、電力は定格の 20%増しである 240Wとした。このときの溶接部 12における温度は、実施例 1の懸濁液で皮膜を形成した場合で 395°C、皮膜を形成しない場合は 430°Cであった。皮膜を形成していない場合は、放電ランプの点灯時間が 100時間を超えると、前記溶接部の酸化が起こり、封止部が剥離した。一方、図 3に示した、電極心棒 16と金属箔 8との溶接部を含む部分から、外部リード 7との溶接部分 4を含まない封止部 6bに、実施例 1 、実施例 2の懸濁液で皮膜 15を形成した場合、そして、図 4に示した外部リード 7に皮膜 14を形成した場合は、いずれも、点灯時間 1500時間を超えても、前記溶接部分の酸化が発生せず、充分に放電ランプの機能を果たしてレ、ることを認めた。

[0043] また、実施例 2の懸濁液で皮膜 15を封止部 6bに形成した場合、発光管 6の発光部外面、つまり、封止部 6bより外径が大きくなつている発光部 6aの温度低下は見られな力、つた。このことから、上記箇所への本皮膜 15の形成は、発光管 6の発光部 6aの動作温度低下をさせる悪影響が無いといえる。温度は、皮膜 15を形成しない場合が 94 1°C、皮膜 15を形成した場合は 940°Cであった。

実施例 5

[0044] 図 5に示す口金部 18の外表面に皮膜 13を形成して、同様に寿命試験を行った。

試験方法は、前記と同様の反射鏡を用い、前記と同様の 240W入力で行った。実施例 1及び実施例 2の懸濁液で皮膜 13を形成したランプと放熱作用のある皮膜 13を形成しない放電ランプで、口金部分 18の酸化が明らかに異なることが認められた。皮膜を形成してレ、なレ、放電ランプは、点灯時間 100時間も満たなレ、うちに口金部分 18 が酸化した。このことは、口金の酸化が早いランプの方の温度が高いことを示している。口金に皮膜 13を形成してないランプは、点灯時間 300時間で口金部分 18が溶断し、点灯不能となった。一方、口金部分 18に皮膜 13を形成した放電ランプは、いずれも、点灯時間 1500時間でも問題なく点灯していることを認めた。

実施例 6

[0045] 反射鏡 3の外表面に実施例 1の懸濁液で皮膜 11を形成した場合の温度測定を行つた。図 7に示したように、反射鏡 3の温度を 10の位置で測定した。反射鏡 3の外面に皮膜 11を形成した場合と、皮膜 11を形成しない場合では、皮膜 11を形成しないほう力 S599°C、皮膜 11を形成したほうが 562°Cで、 37°Cの放熱効果が得られた。このことから放電ランプ 1の反射鏡 3の外表面に皮膜 11を形成することで、放電ランプ 1の特に温度が高い箇所の温度上昇を抑えることができることがわかる。

実施例 7

[0046] ェチルトリエトキシシラン 270重量部、ジェチルジェトキシシラン 150重量部、テトラエトキシシラン 30重量部、チタンテトラブトキシド 20重量部を N—メチルピロリドン 530 重量部に溶解した。この溶液に、シリカ固形分として 20重量％の酸性コロイダルシリ力の水分散液 1000重量部を混合した。混合液のうち 550重量部に、カオリン 77重量部、酸化珪素粉末 315重量部、酸化アルミニウム粉末 130重量部及び酸化ジルコニゥム粉末 80重量部を加え、攪拌混合して、懸濁液を得た。この懸濁液を所定部分に塗布し、大気中で風乾した。塗膜厚は 48 / mであった。同様に、加熱乾燥後、熱処理した。

[0047] 図 3に示した、電極心棒 16と金属箔 8との溶接部を含む部分から、外部リード 7との溶接部分 4を含まない封止部 6bに皮膜 15を形成した場合、図 6に示した発光管封止部の端部にある発光管外部とリードとの溶接部の温度 12 (4)は、皮膜 15を形成しないときは 376°Cであった力皮膜 15を形成したときは 339°Cであった。皮膜 15を形成することにより、該溶接部 12に於ける温度は、 37°C低下した。このように、皮膜 15 を形成することにより、放電ランプ 1の温度が顕著に低下したことが認められる。

[0048] 以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の放電ランプは、皮膜が形成されているので、放電ランプの熱を放射することができ、温度上昇を抑えることができる。これにより、プロジェクタ装置の高画質化、小型化、高輝度化、静音化の要望からくる、放電ランプ温度上昇の問題に対応することができ、長寿命の放電ランプを提供すること力 Sできる。このように、本発明の皮膜が優れた放熱効果が得られるのは、皮膜から遠赤外線が放射され、熱が遠赤外線の形で系外に放射されるためと考えられる。

産業上の利用可能性

[0049] 本発明にかかる放電ランプは、放熱性に優れているので、ランプの寿命が長くなり、プロジェクタ装置の高画質化、小型化、高輝度化、静音化の要請に貢献することができる。

図面の簡単な説明

[0050] [図 1]本発明が適用される反射鏡付き放電ランプの一例を示す図である。

[図 2]放電ランプ発光管の一例を示す図である。

[図 3]本発明にかかる皮膜の皮膜形成部分を示す図である。

[図 4]他の皮膜形成部分を示す図である

[図 5]他の皮膜形成部分を示す図である

[図 6]温度測定箇所を示す図である

[図 7]温度測定箇所及び皮膜形成部分を示す図である

Claims

請求の範囲

[1] 石英ガラス製の発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止部に保持された一対の電極が該発光管内で対向配置された放電ランプにおいて、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物との混合物から形成せしめた皮膜を備えたことを特徴とする放電ランプ。

[2] 前記アルコキシシラン力ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランの少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項 1に記載の放電ランプ

[3] チタンアルコキシド及び/又はアルミニウムアルコキシドを更に混合せしめたことを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の放電ランプ。

[4] 石英ガラス製の発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止部に保持された一対の電極が該発光管内で対向配置された放電ランプにおいて、珪酸アルカリ金属塩の水溶液と金属酸化物との混合物から形成せしめた皮膜を備えたことを特徴とする放電ランプ。

[5] 前記珪酸のアルカリ金属塩は、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム及び珪酸リチウムから選択される少なくとも 1種を含有することを特徴とする請求項 4に記載の放電ランプ。

[6] 前記金属酸化物は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムの少なくとも 1 種を含有することを特徴とする請求項 1から請求項 5のいずれかに記載の放電ランプ

[7] カオリンを含有することを特徴とする請求項 1から請求項 6のいずれかに記載の放電ランプ。

[8] 前記金属酸化物は、重量で前記アルコキシシラン又は珪酸アルカリ金属塩 1に対して 0. 5 70添加することを特徴とする請求項 1から請求項 7のいずれかに記載の放電ランプ。

[9] 前記カオリンは、重量で前記アルコキシシラン又は珪酸アルカリ金属塩 1に対して 0 . 1一 20添加することを特徴とする請求項 7または請求項 8に記載の放電ランプ。

[10] 前記皮膜が、放電ランプ封止部及び/又はリード部の露出している部分に形成されていることを特徴とする請求項 1から請求項 9のいずれかに記載の放電ランプ。

[11] 前記皮膜が、前記発光管の一方の封止部端部に備え付けられた口金部に形成されていることを特徴とする請求項 1から請求項 10のいずれかに記載の放電ランプ。

[12] 前記皮膜が、反射鏡外面に形成されていることを特徴とする請求項 1から請求項 1 1のいずれかに記載の放電ランプ。

[13] 前記皮膜の膜厚が、 10 x m— 100 z m であることを特徴とする請求項 1から請求項 12のいずれかに記載の放電ランプ。