【事件の表示】
　特許第３２１１６５４号「高圧放電ランプ」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２１１６５４号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３２１１６５４号は、平成８年３月１４日に特許出願され、平成１３年７月１９日に特許権の設定登録がされた。その後、異議申立人　福田充宏により特許異議の申立てがされ、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１４年８月８日付けで訂正請求が請求されている。
　
２．訂正の適否についての判断
２−１．訂正の内容
　平成１４年８月８日付訂正請求書による訂正の内容は次のとおりである。
ア．訂正前の特許請求の範囲請求項１の「臭素、もしくは金属臭化物を封入し、互いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放電ランプであって、前記各電極の電極根元から先端部までの半径をｒ（ｍｍ）、定常放電時のランプ電流をＩ(アンペア)、円周率をπとしたとき、
　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を有することを特徴とする高圧放電ランプ。」という記載を、「臭素、もしくは
臭化水銀
水銀
　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を有することを特徴とする高圧
水銀
イ．訂正前の特許請求の範囲請求項２の「一対の電極は約１ｍｍから約５ｍｍの距離だけ離れている請求項１記載の高圧放電ランプ。」という記載を、「一対の電極は約１ｍｍから約５ｍｍの距離だけ離れている請求項１記載の高圧
水銀
ウ．訂正前の発明の名称の「高圧放電ランプ」を、「高圧
水銀
エ．段落番号［０００９］の【課題を解決するための手段】の項を、「本発明は上記の目的を達成するために、臭素、もしくは
臭化水銀
水銀
　　　　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　　・　・　・　・　・（１）
　　　　　　　　　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を満足するようにしたものである。」と訂正する。
　
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　上記訂正事項アは、請求項１について「臭素化合物」を「臭化水銀」と、及び「高圧放電ランプ」を「高圧水銀ランプ」と限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。そして、特許明細書の段落番号［００３９］に「さらに図２に示す構成のランプに０．１ｍｇから１ｍｇの臭化水銀（ＨｇＢｒ２）を添加し、同様の寿命試験を行なったが、臭素によるタングステン棒１１ａ、１１ｂの細りもなく良好な寿命特性が得られた。」と「臭化水銀を封入すること」が記載され、また、段落番号［００３６］に「図２は本発明に係る高圧水銀ランプの第２の実施の形態を示す図である。」と「高圧水銀ランプ」の実施例が記載されているから、新規事項の追加には該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　
　上記訂正事項イは、請求項２について「高圧放電ランプ」を「高圧水銀ランプ」と限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、また、訂正事項アと同様の理由で、新規事項の追加には該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　
　上記訂正事項ウ及びエは、上記訂正事項ア及びイの特許請求の範囲の訂正に対応して「発明の名称」及び「発明の詳細な説明」の欄を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであり、新規事項の追加には該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　
２−３．むすび
　以上のとおりであるから、上記各訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書、並びに同条第３項で準用する第１２６条第２項及び第３項の規定に適合しているので、訂正を認める。
　
３．異議申立て理由の概要
　異議申立人は、特許第３２１１６５４号について、次の取消理由により取り消されるべき旨を、主張している。
（１）請求項１及び請求項２に係る発明は、甲第１号証（特願平７−１５７２３６号、以下、「引用出願」という）に記載された発明と同一であり、特許法第２９条の２の規定に違反して特許されたものである。（取消理由１）
（２）請求項１及び請求項２に係る発明は、甲第２号証（特開平７−１９２６８８号公報、以下、「刊行物１」という）及び甲第３号証（特開昭６０−３８４６号公報、以下、「刊行物２」という）に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものである。（取消理由２）
（３）特許請求の範囲には「臭素、もしくは金属臭化物を封入し、互いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放電ランプ」と記載されているのに対し、発明の詳細な説明の実施の形態では、封入物としてヨウ化インバウム等のヨウ化物であることが記載され、実験例も上記ヨウ化物を封入したランプのみの説明であるから、当業者が「臭素あるいは臭化物を封入したランプ」を実施できる程度に「発明の詳細な説明」が記載されておらず、特許法第３６条第４項の規定に違反して特許されたものである。（取消理由３）
　
４．本件発明
　上記「２．訂正の適否についての判断」で示したように訂正が認められるから、本件特許の請求項１及び２に係る発明は、訂正明細書及び図面の記載によれば、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１及び２に記載された次の事項により特定されるものである。（以下、「本件発明１」及び「本件発明２」という。）
【請求項１】（本件発明１）
　臭素、もしくは臭化水銀を封入し、互いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧水銀ランプであって、前記各電極の電極根元から先端部までの半径をｒ（ｍｍ）、定常放電時のランプ電流をＩ(アンペア)、円周率をπとしたとき、
　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を有することを特徴とする高圧水銀ランプ。
【請求項２】（本件発明２）
　一対の電極は約１ｍｍから約５ｍｍの距離だけ離れている請求項１記載の高圧水銀ランプ。
　
５．取消理由１について
５−１．引用出願に記載された発明
　引用出願の願書に最初に添付した明細書には、次の記載がある。
（ア）「【請求項１】　外管を設けずに発光管のみで構成し両端に主電極を封着し、内部に水銀及び希ガスと共に金属ハロゲン化物を封入してなり、発光管壁面負荷が２０〜１００Ｗ／ｃｍ２である石英製発光管と、球面、回転楕円面、回転放物面その他の形状を有するリフレクターと組み合わせ使用されるショートアークメタルハライドランプにおいて、前記発光管に使用される電極は電極芯棒に単コイルを巻回してなり、電極芯棒先端の端面の表面積Ｓはランプ電流をＩとした場合、
　　　　　　　６≦Ｉ／Ｓ≦１０（Ａ／ｍｍ２ ）の範囲にあり、
かつ、前記電極芯棒の体積をＶ１とし、前記単コイルの体積をＶ２とした場合、　
　　　　　１．０≦Ｖ１／Ｖ２≦１．５
の範囲にあることを特徴とするショートアークメタルハライドランプ。
【請求項２】　前記発光管内に封入される金属ハロゲン化物は、沃素と臭素との混合物からなり、その沃素量Ｂモルに対して臭素量Ｃモルは、
　　　　　　　０．０５≦Ｃ／Ｂ≦０．５の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のショートアークメタルハライドランプ。」（特許請求の範囲）
（イ）「更に、実験３として前記ランプＮｏ．２に発光管封入物として、前記金属ハロゲン化物に加えて臭化水銀を表３のように添加し、沃素量と臭素量を調整したランプを作成した。」（段落番号［００１５］）
（ウ）また、表１には、電極芯棒径が０．８０ｍｍ（ランプＮｏ．１），０．７５ｍｍ（ランプＮｏ．２），０．７０ｍｍ（ランプＮｏ．３），０．６０ｍｍ（ランプＮｏ．４）のものが、表２及び表３には、電極芯棒径が０．７５ｍｍのものが記載されている。
　
　上記記載事項（ウ）の、電極芯棒径が０．８０ｍｍ（ランプＮｏ．１），０．７５ｍｍ（ランプＮｏ．２），０．７０ｍｍ（ランプＮｏ．３），０．６０ｍｍ（ランプＮｏ．４）のものは、電極芯棒半径でいうと０．４０ｍｍ（ランプＮｏ．１），０．３７５ｍｍ（ランプＮｏ．２），０．３５ｍｍ（ランプＮｏ．３），０．３０ｍｍ（ランプＮｏ．４）に当たる。
　したがって、引用出願の願書に最初に添付した明細書又は図面には、「金属ハロゲン化物に加えて臭化水銀を封入し、互いに所定距離だけ離れている一対の電極を有するショートアークメタルハライドランプであって、電極芯棒先端の端面の表面積をＳ、定常放電時のランプ電流をＩとしたとき、　６≦Ｉ／Ｓ≦１０（Ａ／ｍｍ２）　なる関係を有し、電極芯棒の半径が０．４０ｍｍ，０．３７５ｍｍ，０．３５ｍｍ，０．３０ｍｍであるショートアークメタルハライドランプ」（引用出願に記載された発明）が記載されている。
　
５−２．対比・判断
　本件発明１と引用出願に記載された発明とを対比する。
　引用出願に記載された発明の「電極芯棒」は本件発明１の「電極」に相当し、電極芯棒の半径が０．４０ｍｍ，０．３７５ｍｍ，０．３５ｍｍのものは、本件発明１で規定する０．３１≦ｒ≦０．７５の範囲に含まれるものである。また、電極芯棒を円柱形状とした場合に「電極芯棒先端の端面の表面積Ｓ」とはπｒ２（ｒ：電極芯棒の半径）であるから、引用出願のＩ／Ｓの範囲は、６≦Ｉ／πｒ２≦９（Ａ／ｍｍ２）の範囲で、本件発明１と一致するものである。
　してみると、本件発明１と引用出願に記載された発明とは、「臭化水銀を封入し、互いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放電ランプであって、前記各電極の電極根元から先端部までの半径をｒ（ｍｍ）、定常放電時のランプ電流をＩ（アンペア）、円周率をπとしたとき、　６≦Ｉ／（πｒ２）≦９（Ａ／ｍｍ２）　及び　ｒ＝０．４０ｍｍ，０．３７５ｍｍ，０．３５ｍｍ　なる関係を有する高圧放電ランプ。」である点で一致するが、本件発明１が「高圧水銀ランプ」であるのに対し、引用出願に記載された発明が「メタルハライドランプ」である点で相違する。
　そして、特許権者が平成１４年８月８日付特許異議意見書で提示した参考文献１（社団法人照明学会編，「ライティングハンドブック」第１版第２刷，株式会社オーム社，平成６年１０月３０日発行，ｐ．１４２−１４８）によれば、「高圧水銀ランプが、高い水銀蒸気圧に伴う可視スペクトル線の増加を使って照明するランプ」であるのに対して、「メタルハライドランプは、水銀を緩衝ガスとして使用し、金属ハロゲン化物であって水銀よりも励起準位の低い金属を支配的な発光として照明するランプ」であり、両者は異なるものである。
　してみると、本件発明１が引用出願に記載された発明と同一であるということはできない。
　
　本件発明２は、本件発明１を引用し「一対の電極は約１ｍｍから約５ｍｍの距離だけ離れている」と限定するものであるから、本件発明１が同一でない以上、本件発明２も引用出願に記載された発明と同一であるということはできない。
　
６．取消理由２について
６−１．引用刊行物に記載された発明
（１）刊行物１（特開平７−１９２６８８号公報、甲第２号証）
　刊行物１には、次の記載がある。
（エ）「【請求項１】　発光部およびその両端に形成されたシール部から構成される発光管と、この内部において前記シール部に封着され所定の間隔で対向配置された一対の電極と、前記発光管内部に封入された金属ハロゲン化物とを有するメタルハライドランプにおいて、当該ランプの入力電力は約１３０から約１８０Ｗの範囲内であり、前記電極間の距離は約２．５ｍｍから約３．５ｍｍの範囲内であり、前記発光管の発光部は全体として楕円球あるいは概ね球形状であり、その外径は約９ｍｍから約１１ｍｍの範囲内であり、その長さは約９ｍｍないし約１１ｍｍの範囲内であり、前記電極を構成している電極心棒の直径は、約０．５５ｍｍから約０．６５ｍｍの範囲内であることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】　請求項１において、前記金属ハロゲン化物は少なくともＤｙ、Ｎｄ、Ｃｓのハロゲン化物を含み、その封入量は、約０．２ｍｇから約０．６ｍｇの範囲内であることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項３】　・・・（中略）・・・
【請求項４】　請求項２または３において、前記金属ハロゲン化物として、臭化水銀を含み、当該臭素量と、総沃素量とのモル比が約０．１から約０．６の範囲内であることを特徴とするメタルハライドランプ。」（特許請求の範囲請求項１〜４）
（オ）「【０００６】【課題を解決するための手段および作用】上記の課題を解決するために、本発明では、発光部およびその両端に形成されたシール部から構成される発光管内に、シール部に封着され所定の間隔で対向配置された一対の電極と、金属ハロゲン化物とが封入された構成のメタルハライドランプにおいて、次の構成を採用している。すなわち、当該ランプの入力電力を約１３０から約１８０Ｗの範囲内に設定してある。また、電極間の距離を約２．５ｍｍから約３．５ｍｍの範囲内に設定してある。さらに、発光管の発光部を全体としておおむね楕円球あるいは球形状とし、その外径を約９ｍｍから約１１ｍｍの範囲内にすると共に、その長さを約９ｍｍないし約１１ｍｍの範囲内に設定してある。さらには、電極を構成している電極心棒の直径を、約０．５５ｍｍから約０．６５ｍｍの範囲内に設定してある。
【０００７】上記の構成において、入力電力が１３０Ｗ未満の場合にはランプの発光効率が激減してしまい、また、１８０Ｗを越える場合には、管壁負荷が大きくなり過ぎて寿命が短くなってしまうので、好ましくない。
【０００８】電極間距離、すなわちアーク長は短い程、集光率の向上を達成できるが、発光効率は逆に長い程向上する。したがって、光学的に好適な範囲は、これらの双方を考慮した範囲であり、この範囲が、約２．５ｍｍから約３．５ｍｍである。
【０００９】ランプの発光部の寸法が上記の範囲よりも小さい場合には、管壁負荷が過大になり、ランプ寿命に悪影響が及ぶ。逆に、上記の範囲よりも大きな寸法の場合には、光学的特性、特に演色性が低下してしまうので好ましくない。
【００１０】次に、電極棒の外径が０．５５ｍｍ未満の場合には、その熱容量が小さいので熱破損等を来すおそれがある。逆に０．６５ｍｍを越える場合には、ランプ始動電圧の上昇を招くと共に、電極の熱損失が大きくなりランプ発光効率、演色性などの発光特性の低下を招くので、好ましくない。」（第２頁右欄第４４行から第２頁左欄第２９行）
（カ）「【００１４】また、封入される金属ハロゲン化物として、一般的に封入される沃化水銀の代わりに、臭化水銀を添加することが好ましい。この臭化水銀の添加量は、当該臭素と、総沃素量とのモル比が約０．１から約０．６の範囲内とすることが好ましい。この範囲の量の臭素を添加すると、臭素は活性度が高く、したがって電極のタングステンとの結び付きが強く、反応速度が早いので、発光管内の黒化を防止でき、ランプ寿命を長くすることができる。添加量が上記の範囲より多い場合には、臭素によって電極の消耗を招くので好ましくない。また、上記の範囲よりも少ない場合には、添加することによる効果が得られない。」（第３頁右欄第１〜１２行）
　
　上記記載事項（エ）に記載された、電極心棒の直径が約０．５５ｍｍから約０．６５ｍｍの範囲内であるとは、半径に直すと約０．２７５ｍｍから約０．３２５ｍｍの範囲内である。したがって、上記記載事項（エ）乃至（カ）から、刊行物１には、「少なくともＤｙ、Ｎｄ、Ｃｓのハロゲン化物及び臭化水銀を封入し、約２．５ｍｍから約３．５ｍｍの範囲内の距離だけ離れる一対の電極を有するメタルハライドランプであって、電極の半径が約０．２７５ｍｍから約０．３２５ｍｍの範囲内であり、ランプの入力電力が約１３０から約１８０Ｗの範囲内であるメタルハライドランプ。」（刊行物１記載の発明）が記載されていると認められる。
　
（２）刊行物２（特開昭６０−３８４６号公報、甲第３号証）
　刊行物２には、「発光管バルブの両端部に対向して陽極と陰極を封止し、内部に始動用希ガスと少なくとも水銀を含む封入物とを封入してある発光管を有し、極性の反転のない電源で点灯される１００Ｗ（ワット）以下の小形金属蒸気放電灯において、上記陰極はトリウムタングステンからなる細長体で連続形成してなり、かつ、上記細長体の径をｄ（ｍｍ、始動時の放電電流をＩ０（Ａ）としたとき、　１４≦Ｉ０／ｄ２≦４４０　なる関係を有することを特徴とする小形金属蒸気放電灯。」（特許請求の範囲）が記載されている。
  
６−２．対比・判断
　刊行物１記載の発明と本件発明１とを対比すると、両者は「臭化水銀を封入し、互いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放電ランプであって、電極の半径をｒ（ｍｍ）としたとき、０．３１≦ｒ≦０．３２５なる関係を有している。」点では一致するが、本件発明１の構成である、定常放電時のランプ電流をＩ（アンペア）、円周率をπとしたとき、１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９なる関係を有する構成を刊行物１記載の発明は備えていない。また、刊行物１記載の発明が「メタルハライドランプ」であるのに対して本件発明１が「高圧水銀ランプ」である点でも相違する。
　電極の半径とランプ電流の関係を表す構成として、刊行物２には「電極の直径をｄ（ｍｍ）、始動時の放電電流をＩ０（Ａ）としたとき　１４≦Ｉ０／ｄ２≦４４０　なる関係を有する」ことが記載されており、半径ｒ及び円周率πを考慮して変形すると　１７．８≦Ｉ０／（πｒ２）≦５６０．５　となるが、刊行物２に記載されているのは「始動時の放電電流」であって、本件発明１にいう「定常放電時のランプ電流」ではなく、また、両者の数値範囲も全く異なるものである。
　したがって、刊行物１記載の発明と刊行物２記載の発明とを組み合わせても、本件発明１の「１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９」という関係を得ることはできず、刊行物１及び刊行物２記載の発明に基づいて当業者が本件発明１を容易に発明することができたということはできない。
　
　そして、本件発明１は、各電極の電極根元から先端部までの半径をｒ（ｍｍ）、定常放電時のランプ電流をＩ(アンペア)、円周率をπとしたとき、　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５　なる関係を有することにより、特許明細書の発明の効果の欄に記載されている「極性が反転する電源で点灯される高圧放電ランプにおいて、電極の先端部の径と定常放電時のランプ電流との関係を規制したので、寿命初期の発光管の黒化が少なく長寿命で経済的なランプが得られるものである。」という作用効果を生ずるものである。
　
　本件発明２は、本件発明１を引用し本件発明１を限定するものであるから、本件発明１が容易でない以上、本件発明２も容易であるとすることはできない。
　
７．取消理由３について
７−１．取消理由３の内容
　特許異議申立書に記載された取消理由３は次のようなものである。
「（１）請求項１は「臭素、もしくは金属臭化物を封入し、互いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放電ランプ」と記載されている。
　一方、発明の詳細な説明の実施の形態［００１３］では、封入物としてヨウ化インバウム等のヨウ化物であることが記載されている。
　また、１．５≦Ｉ／πｒ２≦９および０．３１≦ｒ≦０．７５なる関係を規定するための実験例も上記ヨウ化物を封入したランプのみの説明である。
（２）したがって、特許請求の範囲に規定された臭素あるいは臭化物を封入したランプにおいても、１．５≦Ｉ／πｒ２≦９および０．３１≦ｒ≦０．７５なる関係式が成立するか不明である。
（３）このことからも、本願発明の請求項１及び２に記載された数値限定は、ランプ設計技術者が極めて容易に設計しうる程度のものに過ぎないといえる。
　従って、請求項１及び２に係る発明は、発明の詳細な説明に記載した発明ではなく、特許請求の範囲の記載要件に適合しない。」
　
７−２．当審の判断
　（実施の形態１）における実験例はヨウ化物を封入したランプのみであるが、段落番号［００２５］には「なお、この範囲内では、タングステン棒７ａ、７ｂは比較的太いので、温度の低いタングステンと結合して電極根元で細りを発生する臭素、もしくは金属臭化物を添加・封入しても、電極細りは問題にならない程度に小さい。よって発光管１の失透を防ぐ目的で、臭素、もしくは金属臭化物を添加・封入できる別の効果が得られる。」と記載され、臭素もしくは金属臭化物を封入することが記載されている。
　そして、訂正後の発明である「高圧水銀ランプ」に関しても、（実施の形態２）として段落番号［００３９］に「以上のような構成のランプを外部リード線４ａ、４ｂから極性が反転する電力を供給して、定常放電時にランプ電流Ｉが１．１Ａ（アンペア）、ランプ入力が１００Ｗ（ワット）の条件で、アークが水平となる状態で寿命試験を行なった。
この図２の構成のランプの場合、
　Ｉ／π／ｒ２＝１．１／π／（０．３）２＝３．９（π：円周率）
となり、この値は上記（１）式を満足している。結果は寿命初期の発光管１０の黒化は認められず、良好な寿命特性が得られた。また図２に示す構成のランプの場合も、先と同様に、電極（タングステン棒１１ａ、１１ｂ）の形状を種々変化させて、好ましい電極形状の範囲を求めた結果、上記（１）式を満足するようにすれば、同様の効果が得られることを確認した。さらに図２に示す構成のランプに０．１ｍｇから１ｍｇの臭化水銀(ＨｇＢｒ２）を添加し、同様の寿命試験を行なったが、臭素によるタングステン棒１１ａ、１１ｂの細りもなく良好な寿命特性が得られた。」と記載されているように、臭化水銀を封入した高圧水銀ランプにおいても上記関係式が成立することが確認されている。
　そして、訂正後の請求項１及び２に係る発明は、発明の詳細な説明に（実施の形態２）として記載されているものであり、また、発明は明りょうであるから、当業者が容易にその実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載されていないということはできない。
　
３−５．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては請求項１及び２に係る本件特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年８月２８日（２００２．８．２８）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
ア．訂正前の特許請求の範囲請求項１の「臭素、もしくは金属臭化物を封入し、互いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放電ランプであって、前記各電極の電極根元から先端部までの半径をｒ（ｍｍ）、定常放電時のランプ電流をＩ（アンペア）、円周率をπとしたとき、
　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を有することを特徴とする高圧放電ランプ。」という記載を、
「臭素、もしくは
臭化水銀
水銀
　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を有することを特徴とする高圧
水銀
イ．訂正前の特許請求の範囲請求項２の「一対の電極は約１ｍｍから約５ｍｍの距離だけ離れている請求項１記載の高圧放電ランプ。」という記載を、
「一対の電極は約１ｍｍから約５ｍｍの距離だけ離れている請求項１記載の高圧
水銀
ウ．訂正前の発明の名称の「高圧放電ランプ」を、「高圧
水銀
エ．段落番号［０００９］の【課題を解決するための手段】の項を、「本発明は上記の目的を達成するために、臭素、もしくは
臭化水銀
水銀
　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　　・　・　・　・　・（１）
　　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を満足するようにしたものである。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
高圧
水銀
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】臭素、もしくは
臭化水銀
水銀
　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を有することを特徴とする高圧
水銀
　【請求項２】一対の電極は約１ｍｍから約５ｍｍの距離だけ離れている請求項１記載の高圧
水銀
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、黒化の少ない高圧放電ランプに関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　一般に高圧放電ランプは、石英からなる透光性の発光管内に、一対の電極を設け、発光管内に始動用の希ガスと水銀、あるいはさらに金属ハロゲン化物を封入し、両電極に電圧を印加し電流を流すことによってアーク放電を起こさせ、このアーク放電による封入物質の発光を一般照明の他、ＯＨＰなどの機器用照明として広く利用できるようにした光源である。
　【０００３】
　特に金属ハロゲン化物封入されたメタルハライドランプは、高効率、高演色性という特徴を有する理由で、最近、液晶プロジェクタ装置などの画像投影装置において、反射鏡と組み合わせた形で広く使用されている。そしてこの種のメタルハライドランプは、発光管に封入される金属ハロゲン化物として、例えば特開平３−２１９５４６号公報などに開示されているような、ネオジウム（Ｎｄ）とジスプロシウム（Ｄｙ）とセシウム（Ｃｓ）のヨウ化物を用いるのが一般的であった。
　【０００４】
　ネオジウム（Ｎｄ）とジスプロシウム（Ｄｙ）とセシウム（Ｃｓ）のヨウ化物を封入したランプ（以下Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ−Ｉ系ランプという）は、発光効率や演色性、色温度は優れているが、ネオジウム（Ｎｄ）と発光管の石英との反応性が強いため、発光管の失透が寿命早期に生じる。このような失透は光束を低下させ、輝度が落ち、また光を拡散させるため、液晶プロジェクタ装置のスクリーン上で照度むらや明るさの低下を招く。つまり、Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ−Ｉ系ランプを液晶プロジェクタ装置の光源として用いる場合は、良好な発光特性が得られる反面、寿命が短いという欠点がある。
　【０００５】
　この対策としては、例えば特開平２−１８６５５２号公報に開示されているように、石英と反応しにくいルテチウム（Ｌｕ）を封入する方法が既に報告されている。すなわ水銀と希ガス、そして２×１０−７ｍｏｌ／ｃｃ〜２×１０−５ｍｏｌ／ｃｃの範囲内でルテチウム（Ｌｕ）をハロゲンと共に封入することで、失透が少く、発光特性が良好なメタルハライドランプが得られる。
　【０００６】
　【発明が解決しようとする課題】
　最近、液晶プロジェクタ装置などの画像投影装置において使用されるメタルハライドランプは、液晶を用いた光学系と組み合わされるため、アーク長（電極間距離）をより短くして光学的な効率を上げることが望まれている。
　【０００７】
　ところがアーク長を短くすると電極の熱負担が増加し、寿命早期に発光管の黒化が発生し、著しい光束維持率の低下を招いてしまう。つまり、アーク長の短いランプは、石英と反応しにくい物質を封入しても、発光管の失透現象よりも早期に、発光管が黒化して光束が低下してしまという欠点があった。
　【０００８】
　本発明は上記の問題点を解決し、黒化の少ない高圧放電ランプを提供することを目的としている。
　【０００９】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は上記の目的を達成するために、臭素、もしくは
臭化水銀
水銀
　　１．５≦Ｉ／（πｒ２）≦９　・　・　・　・　・（１）
　　及び　０．３１≦ｒ≦０．７５
なる関係を満足するようにしたものである。
　【００１０】
　【発明の実施の形態】
　以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
　【００１１】
　（実施の形態１）図１は本発明に係る高圧放電ランプの一実施の形態としてメタルハライドランプを構成する場合の形態について示す図である。
　【００１２】
　図１において、１は透光性容器である石英からなる発光管で両端部には封止部６ａ、６ｂが形成されている。封止部６ａ、６ｂそれぞれにはモリブデンからなる金属箔導体のモリブデン箔３ａ、３ｂが封着されており、これら金属箔導体のモリブデン箔３ａ、３ｂにはそれぞれ電極２ａ，２ｂおよびモリブデンからなる外部リード線４ａ、４ｂが電気的に接続されている。電極２ａ、２ｂはそれぞれ半径ｒ＝０．４ｍｍのタングステン棒７ａ、７ｂ及び線径ｄ＝０．３ｍｍのタングステン線を密に巻回した巻数５のコイル８ａ、８ｂから構成されている。
　【００１３】
　コイル８ａ、８ｂはそれぞれ、タングステン棒７ａ、７ｂの先端部に、タングステン棒７ａ、７ｂのコイル８ａ、８ｂからの突出長δが約０．８ｍｍとなるような位置に溶接により電気的に固着されており、電極２ａ、２ｂのラジエターの役割を果たしている。そして電極２ａ、２ｂは発光管１内部で、互いの離間距離、つまり電極間距離Ｌが３ｍｍとなるように対向配置されている。発光管１は略回転楕円体形状で中央部の最大内径が１０ｍｍ、内容積が０．７ｃｃで、封入物としてヨウ化インジウム（ＩｎＩ）が０．４ｍｇ、ヨウ化ホルミウム（ＨｏＩ３）が１ｍｇ、緩衝ガスとして水銀が３５ｍｇ，始動用希ガスとしてアルゴンが１５０Ｔｏｒｒ封入されている。
　【００１４】
　以上のような構成のメタルハライドランプを外部リード線４ａ、４ｂから極性が反転する電力を供給して定常放電時にランプ電流Ｉが２．７１Ａ（アンペア）でランプ入力が２００Ｗ（ワット）の条件で、アークが水平となる状態で寿命試験を行い、５００時間後の光束維持率を調べた。比較のため同じ寿命試験を、タングステン棒７ａ、７ｂの径がｒ＝０．２７ｍｍ、その他の構成が図１に示すメタルハライドランプと同様のランプ（以下、ランプＡと呼ぶ）、および電極間距離Ｌが７ｍｍでタングステン棒７ａ、７ｂの径がｒ＝０．２７ｍｍ、その他の構成が図１に示すメタルハライドランプと同様のランプ（以下、ランプＢと呼ぶ）に対しても行なった。
　【００１５】
　その結果は、図１に示す構成のランプ、及びランプＢは、５００時間後の、発光管の黒化や失透現象はほとんど見られず、光束維持率も良好であった。一方、ランプＡは、発光管の失透はないものの、黒化がひどかった。
　【００１６】
　ランプＡとランプＢの結果から、アーク長が短くなると黒化がひどくなることが明白である。この理由は、電極間距離が短くなると、同一ランプ入力で点灯した場合、単位アーク長当たりに入力される電力（エネルギー）が増加するので、アークの温度が上昇し、輻射や伝導でアークから電極２ａ、２ｂに伝わる熱が増え、その結果、電極２ａ、２ｂの熱負担が増して、温度が上昇し、電極２ａ、２ｂを構成するタングステンの飛散が活発になったためである。一方で本実施の形態の図１に示す構成のランプは、熱負担の増加に耐え得る電極２ａ、２ｂを有しているといえる。この図１の構成のランプの場合、
　　Ｉ／π／ｒ２＝２．７１／π／（０．４）２＝５．４（π：円周率）
となり、この値は上記（１）式を満足している。
　【００１７】
　他方、ランプＡの場合、
　　Ｉ／π／ｒ２＝２．７１／π／（０．２７）２＝１１．８（π：円周率）
となり、この値は上記（１）式を満足していない。
　【００１８】
　次に好ましい電極形状の範囲を求めるために行なった試験結果について説明する。試験に使用したランプは図１に示すランプと同構成のメタルハライドランプで、その電極２ａ、２ｂの構造、および電極間距離Ｌのみを変えて寿命特性への影響を調査した。（表１）にその試験内容と結果を示す。電極構造２ａ、２ｂの変動要素としては、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒ（ｍｍ）とコイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線の径ｄ（ｍｍ）を取り上げた。評価としては５００時間点灯後の発光管の黒化の程度で決定した。なお、タングステン棒７ａ、７ｂのコイル８ａ、８ｂからの突出長δ、コイル８ａ、８ｂの巻数、および点灯条件（ランプ電流Ｉ、ランプ入力）は上記実施形態と同一で行なった。
　【００１９】
　【表１】
　【００２０】　（表１）において、グループＡ（ランプＮｏ．１〜Ｎｏ．６）は、電極間距離Ｌ＝３ｍｍ、コイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線の径ｄ＝０．３ｍｍに一定し、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを種々変化させたものである。
　【００２１】
　この結果は、ｒが０．３１ｍｍ以上のものが発光管の黒化が少なく良好であった。これに対し、ｒ＝０．２５ｍｍ（Ｎｏ．１）のものは、細すぎて寿命中の電極材料のタングステンの飛散が激しく、黒化による光束維持率の低下が目立った。
　【００２２】
　この結果より、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒは０．３１ｍｍ以上とすべきであるとの結論に達した。ただし、黒化の抑制に対してはこの範囲でよいが、一般にタングステン棒７ａ、７ｂの径が太すぎると、封止部６ａ、６ｂの耐圧強度が低下する。別の試験によって、ランプＮｏ．２〜Ｎｏ．６に示すランプの耐圧強度を測定した。その結果を（表２）に示す。
　【００２３】
　【表２】
　【００２４】
　（表２）の結果から、タングステン棒７ａ、７ｂの径が耐圧強度に及ぼす影響を考慮すると、０．３１ｍｍ以上０．８０ｍｍ以下の範囲内にｒを規制すれば、十分な黒化抑制及び耐圧強度、両方が確保できると言える。より好ましくは０．３１ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下である。
　【００２５】
　なお、この範囲内では、タングステン棒７ａ、７ｂは比較的太いので、温度の低いタングステンと結合して電極根元で細りを発生する臭素、もしくは金属臭化物を添加・封入しても、電極細りは問題にならない程度に小さい。よって発光管１の失透を防ぐ目的で、臭素、もしくは金属臭化物を添加・封入できる別の効果が得られる。
　【００２６】
　電極材料の飛散は半径ｒの大きさだけではなく、定常放電時に単位面積当たりに流れるランプ電流Ｉに影響されるから、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒ（ｍｍ）とランプ電流Ｉ（アンペア）との関係を一般式で示せば、上記結論から、円周率をπで表わしたとき、
　　Ｉ／π／ｒ２（下限値）＝２．７１／π／（０．７５）２＝１．５
　　Ｉ／π／ｒ２（上限値）＝２．７１／π／（０．３１）２＝９．０
であるから、
　　１．５≦（Ｉ／π／ｒ２）≦９
となり、ランプ入力（ワット）に関係なくＩとｒの関係を上式のように満足するようにすればよいことがわかる。
　【００２７】
　次に、グループＢ（ランプＮｏ．７〜Ｎｏ．１２）はタングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを上記の評価が良好であった範囲の下限値０．３１ｍｍと上限値０．７５ｍｍに設定し、コイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線の径ｄを種々変化させたものである。
　【００２８】
　この結果は、全てのランプ（Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１２）が黒化も少なく良好であった。このことからコイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線の径ｄは、上記（１）式を満足していれば特に制限する必要がないとの結論に達した。
　【００２９】
　次にグループＣ（ランプＮｏ．１３〜Ｎｏ．１６）は、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを０．３１ｍｍと０．７５ｍｍに設定し、コイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線の径ｄ＝０．３ｍｍに一定して、電極間距離Ｌを種々変化させたものである。
　【００３０】
　結果はいずれのランプも寿命特性は良好であった。よって電極間距離Ｌが約１ｍｍ以上５ｍｍ以下の短アーク型メタルハライドランプにおいても、電極間距離によらず上記（１）式を満足していれば、黒化が抑制できることがわかる。
　【００３１】
　なお、電極間距離Ｌが５ｍｍ以上のランプにおいても、ランプ電流Ｉとタングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒの関係を、上記（１）式を満足するようにすれば、黒化抑制の効果が十分に得られることは勿論のことである。
　【００３２】
　なお、上記各グループの試験は、コイル８ａ、８ｂの形状として、図１に示す一重コイルで実施したが、これら試験ランプのいくつかについて、復層巻たとえば二重巻コイルにしたり、あるいはコイル無しで更に試験を実施したところ、コイルの有無に関わらず結果に変わりがないことがわかった。つまり一重コイルで良好なものは復層コイルやコイル無しでも良好であり、一重コイルで評価不良のものは復層コイルやコイル無しでも不良であった。
　【００３３】
　また、タングステン棒７ａ、７ｂのコイル８ａ、８ｂからの突出長δやコイル８ａ、８ｂの巻数なども、上記（１）式を満足すれば、特に制限する必要がなかった。
　【００３４】
　以上の結果より、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒ（ｍｍ）、ランプ電流Ｉ（アンペア）、円周率をπで表わしたとき、１．５≦（Ｉ／π／ｒ２）≦９を満足するようにすれば、黒化が少なく寿命特性の良好なランプが得られることがわかる。
　【００３５】
　また、上記実施の形態では、水平点灯を例に説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、垂直点灯であっても構わない。同様に封入する金属ハロゲン化物も、上記実施の形態に限られるものではなく、たとえばネオジウム（Ｎｄ）やセシウム（Ｃｓ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）などのハロゲン化物であっても同様の効果が得られる。さらにメタルハライドランプに限らず他の高圧放電ランプたとえば高圧水銀ランプや、高圧ナトリウムランプなどにおいても同様の効果が得られるものである。
　【００３６】
　（実施の形態２）次に他の実施の形態について図２を使用して説明する。図２は本発明に係る高圧水銀ランプの第２の実施の形態を示す図である。
　【００３７】
　図２において、１０は透光性容器である石英からなる発光管であり、その形状は略回転楕円体で中央部の最大内径が７ｍｍ、内容積が０．２５ｃｃで、封入物として３５ｍｇの水銀と室温において約３気圧のキセノンガスが封入されている。
　【００３８】
　１１ａ、１１ｂはそれぞれ半径ｒ＝０．３ｍｍのタングステン棒で電極の役割を果たすものである。タングステン棒１１ａ、１１ｂは発光管１０内部で、互いの離間距離、つまり電極間距離Ｌが１．５ｍｍとなるように対向配置されている。その他の構成は図１に示したランプと同じである。
　【００３９】
　以上のような構成のランプを外部リード線４ａ、４ｂから極性が反転する電力を供給して、定常放電時にランプ電流Ｉが１．１Ａ（アンペア）、ランプ入力が１００Ｗ（ワット）の条件で、アークが水平となる状態で寿命試験を行なった。この図２の構成のランプの場合、
　　Ｉ／π／ｒ２＝１．１／π／（０．３）２＝３．９（π：円周率）
となり、この値は上記（１）式を満足している。結果は寿命初期の発光管１０の黒化は認められず、良好な寿命特性が得られた。また図２に示す構成のランプの場合も、先と同様に、電極（タングステン棒１１ａ、１１ｂ）の形状を種々変化させて、好ましい電極形状の範囲を求めた結果、上記（１）式を満足するようにすれば、同様の効果が得られることを確認した。さらに図２に示す構成のランプに０．１ｍｇから１ｍｇの臭化水銀（ＨｇＢｒ２）を添加し、同様の寿命試験を行なったが、臭素によるタングステン棒１１ａ、１１ｂの細りもなく良好な寿命特性が得られた。
　【００４０】
　また室温において約３気圧のキセノンガスが封入されているが、これは点灯初期の光出力を増加させるためであり、したがってその圧力に制限範囲はなく、さらにはキセノンの変わりに、例えば、アルゴンが封入されていてもかまわない。
　【００４１】
　以上説明した実施の形態おいて、タングステン棒７ａ、７ｂ及び１１ａ、１１ｂは、その形成過程で、実質的には、その断面は完全な円形でなく楕円形状となることが多く、この場合、半径ｒは長軸と短軸の各長の平均値と考えればよい。
　【００４２】
　また、タングステン棒７ａ、７ｂおよび１１ａ、１１ｂをタングステンよりも電子放射性に優れた高融点金属材料、たとえば酸化トリウムを含有するトリウムタングステンから構成すれば、一層、電極材料の飛散が減り黒化を抑制することもできる。
　【００４３】
　以上、本発明は好ましい実施の形態について説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、種々の変形が可能であることは勿論である。
　【００４４】
　【発明の効果】
　以上のように本発明は、極性が反転する電源で点灯される高圧放電ランプにおいて、電極の先端部の径と定常放電時のランプ電流との関係を規制したので、寿命初期の発光管の黒化が少なく長寿命で経済的なランプが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の第１の実施の形態のメタルハライドランプの構成を示す図
　【図２】
　本発明の第２の実施の形態の高圧水銀ランプの構成を示す図
　【符号の説明】
　１　発光管
　２ａ　電極
　２ｂ　電極
　７ａ　タングステン棒
　７ｂ　タングステン棒
　８ａ　コイル
　８ｂ　コイル
　ｄ　コイル８ａ，８ｂの径
　Ｌ　電極間距離
　ｒ　タングステン棒７ａ，７ｂの半径