(57)【要約】【課題】従来製法よりも、製造されるランプ間における輝度むらを抑制することが可能な高圧放電ランプの製造方法を提供すること。【解決手段】本管部４６の容積の大きさを測定する[測定工程]。１本の金属軸体５２の一部をレーザ切断により切断幅ＤＬで、電極軸素体５２Ａと電極軸素体５２Ｂとに切断する[（ａ）切断工程]。電極軸素体５２Ａの先端部分と電極軸素体５２Ｂの先端部分とにそれぞれレーザビームＬＢ３、ＬＢ４を照射して、当該先端部分を溶融させて縮退させる[（ｂ）溶融工程]。この際、前記測定結果に応じて溶融量（縮退量）を調整し、電極間距離をＤ１、Ｄｓ、Ｄ２（Ｄ１＜Ｄｓ＜Ｄ２）のいずれかに設定する。【選択図】          図８
2006093116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本管部の両端から第１および第２の側管部が延設されてなるガラス管に、第１の電極となる第１の電極軸素体と第２の電極となる第２の電極軸素体とからなる一対の電極軸素体がその軸心を揃えた状態で、それぞれ第１の側管部と第２の側管部に封着されたものを準備する準備工程と、
前記両電極軸素体が封着された状態において、放電室を形成する本管部内の容積の大きさを測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された容積の大きさに応じ、両電極軸素体の対向間隔を広げて電極間距離を設定する電極間距離設定工程と、
を含むことを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
【請求項２】
前記電極間距離設定工程では、
前記容積の大きさが大きいほど電極間距離を長くすることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項３】
前記電極間距離設定工程は、
前記第１および第２の電極軸素体の対向する先端部分を、前記容積の大きさに応じて溶融させて縮退させることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項４】
前記測定工程において測定される容積の大きさＶｘと前記本管部の基準となる容積の大きさＶｓとを比較する比較工程を有し、
第１の電極と第２の電極間の基準となる電極間距離をＬｓとし、最終的に得られる電極間距離をＬｘとした場合に、
前記電極間距離設定工程においては、前記比較工程における比較結果に応じ、
ＶｘがＶｓより大きいの場合は、ＬｘがＬｓよりも長くなるように、
ＶｘがＶｓとほぼ等しい場合は、ＬｘがＬｓとほぼ等しくなるように、
ＶｘがＶｓよりも小さい場合は、ＬｘがＬｓよりも短くなるように、
第１および第２の電極軸素体の前記先端部分を溶融させて縮退させることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項５】
前記電極軸素体の溶融は、前記第１の電極軸素体の先端部分と前記第２の電極軸素体の先端部分にレーザビームを照射することによってなされることを特徴とする請求項３または４に記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項６】
前記電極軸素体の溶融は、前記第１の電極軸素体と前記第２の電極軸素体との間で放電させることによりなされることを特徴とする請求項３または４に記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項７】
凹面反射鏡を有し、当該凹面反射鏡の焦点位置に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された高圧放電ランプの電極間中心が位置するように、当該高圧放電ランプが備えられていることを特徴とするランプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプの製造方法、および当該製造方法によって製造された高圧放電ランプを備えたランプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧放電ランプ、中でも、電極間距離の短いショートアーク型の高圧放電ランプは、液晶プロジェクタ等の光源として好適に用いられている。ショートアーク型の高圧放電ランプは、文字通りアーク長が短く擬似点光源が実現できるため、凹面反射鏡等の光学系と組み合わされランプユニットとして用いられる際の集光効率が向上し、スクリーンに投影される画面の高輝度化が図れるからである。
【０００３】
従来、高圧放電ランプは、例えば以下のようにして製造されている。
直管状をしたガラス管の長手方向中央部分を加熱して軟化させた上で、略球体状または略回転楕円体状をしたキャビティ部分を有する金型に、前記軟化した中央部が前記キャビティ部に位置するように前記ガラス管をセットし、ガラス管の一方端を塞ぎ、他方端から圧搾空気等を送り込んで、前記中央部分を膨出させて略球体状または略回転楕円体状に形成する。これにより、略球体状または略回転楕円体状をした本管部の両端から側管部が延設されてなるガラス管が作製される（特許文献１参照）。
【０００４】
そして、このように作製されたガラス管の一方の側管部から、電極・金属箔・リード線がこの順に接合された第１の電極組立体を、前記電極を先頭に当該電極が前記本管部に位置するまで挿入した後、当該一方の側管部を封着し、次に、他方の側管部から封入物を挿入した後、前記第１の電極組立体に対する位置合わせ（電極間距離の調整）をしながら、前記第１の電極組立体と同じ構成を有する第２の電極組立体を挿入し、当該他方の側管部を封着して、前記本管部の気密封止がなされる（特許文献２参照）。
【０００５】
これにより、気密封止された本管部内で一対の電極の先端同士が略対向して配置された高圧放電ランプが作製されることとなる。
なお、上記の封着は、例えば、側管部を加熱して軟化させた上で、前記金属箔が位置する側管部分を、例えばシュリンク封止することにより行われている。
【特許文献１】特開平３−１４７２３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９８７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、液晶プロジェクタ等の高性能化が進む中で、よりアーク長の短い高圧放電ランプが求められており、例えば１００Ｗ〜１５０Ｗの小型のランプにおいては、その電極間距離に１ｍｍ以下のものが要求されている。
しかしながら、上記従来の製造方法では、本管部の形成と側管部の封着とを、ガラス管を軟化させた状態で塑性変形させることによって実施しているので、その製法上、どうしても本管部内面の形状にばらつきが生じたり、封着位置にばらつきが生じたりする。その結果、本管部の気密封止空間（放電室）の容積にばらつきが生じてしまう。当該容積のばらつきはランプ輝度のばらつきとなって現れ、その結果、スクリーンに投影される画面の輝度が使用されるランプ毎にばらついてしまうこととなる。
【０００７】
上述したように、電極間距離の短縮化に伴い、より厳格な精度が要求されるようになると、上記した従来の製造方法では、輝度のばらつきが激しくなり、製品の品質を一定に保持しようとするとその歩留まりが著しく低下してしまうこととなっている。
本発明は上記した課題に鑑み、従来製法よりも、製造されるランプ間における輝度むらを抑制することが可能な高圧放電ランプの製造方法、および当該製造方法によって製造された高圧放電ランプを備えるランプユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る高圧放電ランプの製造方法は、本管部の両端から第１および第２の側管部が延設されてなるガラス管に、第１の電極となる第１の電極軸素体と第２の電極となる第２の電極軸素体とからなる一対の電極軸素体がその軸心を揃えた状態で、それぞれ第１の側管部と第２の側管部に封着されたものを準備する準備工程と、前記両電極軸素体が封着された状態において、放電室を形成する本管部内の容積の大きさを測定する測定工程と、前記測定工程で測定された容積の大きさに応じ、両電極軸素体の対向間隔を広げて電極間距離を設定する電極間距離設定工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、前記電極間距離設定工程では、前記容積の大きさが大きいほど電極間距離を長くすることを特徴とする。
さらに、前記電極間距離設定工程は、前記第１および第２の電極軸素体の対向する先端部分を、前記容積の大きさに応じて溶融させて縮退させることを特徴とする。
また、前記測定工程において測定される容積の大きさＶｘと前記本管部の基準となる容積の大きさＶｓとを比較する比較工程を有し、第１の電極と第２の電極間の基準となる電極間距離をＬｓとし、最終的に得られる電極間距離をＬｘとした場合に、前記電極間距離設定工程においては、前記比較工程における比較結果に応じ、ＶｘがＶｓより大きいの場合は、ＬｘがＬｓよりも長くなるように、ＶｘがＶｓとほぼ等しい場合は、ＬｘがＬｓとほぼ等しくなるように、ＶｘがＶｓよりも小さい場合は、ＬｘがＬｓよりも短くなるように、第１および第２の電極軸素体の前記先端部分を溶融させて縮退させることを特徴とする。
【００１０】
また、前記電極軸素体の溶融は、前記第１の電極軸素体の先端部分と前記第２の電極軸素体の先端部分にレーザビームを照射することによってなされることを特徴とする。
あるいは、前記電極軸素体の溶融は、前記第１の電極軸素体と前記第２の電極軸素体との間で放電させることによりなされることを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係るランプユニットは、凹面反射鏡を有し、当該凹面反射鏡の焦点位置に、上記した製造方法によって製造された高圧放電ランプの電極間中心が位置するように、当該高圧放電ランプが備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本実施の形態に係る高圧放電ランプの製造方法によれば、電極軸素体が封着された本管部内の容積の大きさに応じて、電極間距離が確保されるので、製造されるランプ間における輝度むらを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態に係る製造方法による製造対象となる高圧水銀ランプ１０（以下、単に「ランプ１０」という。）の概略構成を示す図である。なお、図１は後述するガラスバルブ１２のみをその軸心を含む平面で切断した図である。また、図１を含む全ての図において各構成要素間の縮尺は統一していない。
【００１３】
ランプ１０は、図１に示すように、気密封止された放電室（発光空間）１４を有するガラスバルブ１２を備えている。ガラスバルブ１２は石英ガラスで形成されている。
また、ランプ１０は、上記放電室１４内でその先端部を互いに対向させて配置した一対の電極１６、１８を有している。第１の電極１６は電極軸２０にコイル２２が巻回されてなるものであり、同じく、第２の電極１８は電極軸２４にコイル２６が巻回されてなるものである。
【００１４】
電極軸２０、２４の基端はガラスバルブ１２に支持されており、各電極軸２０、２４は、ほぼ同軸上に、前記放電室１４へと延出されていて、その先端部分に前記各コイル２２、２６が巻回されている。各コイル２２、２６は、適度な放熱機能を発揮して、ランプ１０の点灯時における電極の過熱を防止するために設けられている。
また、第１の電極１６と第２の電極１８の対向する先端部分の一部は、後述するようにして、略半球状に加工されて頭部２８、３０が形成されている。このように略半球状に加工するのは、点灯時の放電を可能な限り当該頭部の先端に集中させて、アークが無秩序に変位するいわゆるアークジャンプ現象を防止するためである。もちろん、アークジャンプ現象を防止するにあたり、その先端形状を「略半球状」とするのは一例であり、例えば、略球状や略円錐状としてもよい。
【００１５】
両頭部２８、３０先端の、ガラスバルブ１２の管軸方向の間隔、すなわち、電極間距離Ｄは後述するようにして１．０〜１．５ｍｍの範囲で調整される。なお、上記電極軸２０、２４の直径は０．４ｍｍ、コイル２２、２６の外径は１．２ｍｍである。また、電極軸２０、２４とコイル２２、２６とは、共にタングステンで形成されている。
各電極軸２０、２４の、前記頭部２８、３０とは反対側の端部は、短冊状をした金属箔３２、３４の一方の端部と接合されている。一対の金属箔３２、３４の各々は、モリブデン箔からなる。
【００１６】
第１の金属箔３２のもう一方の端部には、第１の外部リード線３６の一端部が接合されており、第２の金属箔３４のもう一方の端部には、第２の外部リード線３８が接合されている。そして、第１および第２の外部リード線３６、３８の金属箔３２、３４とは反対側の端部部分は、ガラスバルブ１２から露出していて、当該端部部分から給電することによって、ランプ１０を点灯させることができる。なお、第１および第２のリード線は、共に、モリブデン線からなる。
【００１７】
また、上記ガラスバルブ１２は、主に金属箔３２、３４に対応する部分で封着されていて、前記気密封止された放電室１４が形成されている。
放電室１４には、発光物質である水銀４０及び始動補助用としてのアルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガス（不図示）と、併せて沃素、臭素などのハロゲン物質（不図示）が封入されている。なお、前記ハロゲン物質は、いわゆるハロゲンサイクルにより、電極１６、１８から蒸発したタングステンを石英ガラスバルブ１２内面に付着させることなく電極１６、１８に戻してガラスバルブの黒化を抑制するという機能を果たすために封入されるものである。
【００１８】
続いて、上記の構成から成るランプ１０の製造方法について説明する。
図２に示すように、先ず、ランプ１０用ガラス管４２（以下、単に「ガラス管４２」という。）と電極組立体４４とを準備する。
ガラス管４２は、前記ガラスバルブ１２となる部材であり、例えば、略球体状または略回転楕円体状をした本管部４６とその両端から延設されてなる、円筒形をした第１の側管部４８および第２の側管部５０とを有している。また、いうまでもなく、ガラス管４２は石英ガラスで形成されている。
【００１９】
図３を参照しながら、ガラス管４２の製造方法について説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、一方端部が閉塞され、他方端部が開放されたガラス管４１をその管軸周りに回転させながら、前記本管部４６の形成予定部分をバーナー４３で外周から加熱し軟化させる。
次に、図３（ｂ）に示すように、上型４５と下型４７とからなり、閉じた状態で本管部４６外周と同形状をしたキャビティ部４５Ａ、４７Ａが形成される金型４９で、上記軟化部分を挟持する。
【００２０】
そして、図３（ｃ）に示すように、開放端部から不活性ガスからなる圧搾気体を吹き込んで、上記軟化部分を膨出させてガラス管４１外周を上記キャビティ部４５Ａ、４７Ａの内面に沿わせて、本管部４６が形成される。その後、ガラス管４１の両端部部分を適当な位置でカットして、ガラス管４２が完成する。
図２に戻り、電極組立体４４は、１本の金属軸体５２の両端に前記金属箔３２、３４が接合され、さらに、当該金属箔３２、３４に前記外部リード線３６、３８が接合されてなるものである。また、金属軸体５２には、第１のコイル５４と第２のコイル５６とからなる一対のコイルが外挿されている。ここで、金属軸体５２に第１のコイル５４と第２のコイル５６とを外挿してなるものが、後述するようにして、前記第１の電極１６、第２の電極１８に加工される。
【００２１】
上記のように構成されたガラス管４２をジグ５８にセットし、図２に示すように、当該ガラス管４２に電極軸組立体４４を、第１のコイル５４および第２のコイル５６が本管部４６に位置するように挿入する[電極組立体挿入工程]。もう少し言うと、ガラス管４２の管軸方向における第１のコイル５４と第２のコイル５６との真ん中が、本管部４６の真ん中に位置するまで、電極軸組立体４４を挿入する。
【００２２】
次に、図４に示すように、側管部４８、５０の各々の一部を封着して、本管部４６を気密封止し放電室１４を形成する[封止工程]。なお、気密な封着は、主に金属箔３２、３４が位置する部分でなされる。
当該封止工程は、例えば、以下の手順で実現できる。
先ず、ガラス管４２内を減圧（例えば、２０ｋＰａ程度）し、この減圧状態で、ガラス管４２をその管軸６０周りに回転させながら、第１の側管部４８の金属箔３２が位置する部分を例えばバーナー（不図示）で加熱し軟化させる。そうすると、第１の側管部４８の軟化した部分が収縮し、当該第１の側管部４８の内面の一部と金属箔３２とが密着して、封着がなされることとなる。
【００２３】
次に、ガラス管４２内（本管部４６内）に前記水銀４０、希ガス（不図示）、およびハロゲン物質（不図示）を導入した後、第２の側管部５０を、第１の側管部４８の場合と同様にして封着することによって、封止工程が完了する。
封止工程が終了した時点で、金属軸体５２は、その軸芯をガラス管４２の管軸６０と略一致した状態で固定されることとなる。すなわち、金属軸体５２の軸心が本管部４６の中心軸と略一致することとなる。
【００２４】
封止工程が終了すると、今度は、放電室１４の容積の大きさ、すなわち本管部４６の容積の大きさを測定する。ここでは、「容積の大きさ」とは、「ｃｃ」や「ｃｍ3」で測定される容積の絶対的な数値をいうのではなく、測定対象となる空間の相対的な広さをいう。もっとも、カメラスケールから実際のスケールへ換算すれば、絶対的な測定も可能である。
【００２５】
上記容積の大きさを測定するシステム１００の概略構成を示すブロック図を図５に示す。
容積の大きさは、Ｘ線により本管部４６の縦断面を撮影して行う。そのため、測定システム１００は、Ｘ線を本管部４６に向けて照射するＸ線管１０２と、当該照射によって得られるＸ線像を可視像に変換するＸ線イメージインテンシファイア１０４と、変換された可視像を撮像するエリアＣＣＤ（以下、単に「ＣＣＤ」という。）１０６を有する。
【００２６】
なお、ここでは、容積の大きさを測定するに当たり、ガラスの屈折率の影響を受けにくいＸ線による撮像方式を用いたが、当該測定が可能であれば、特に限定されるものではなく、例えば、赤外カメラ、紫外カメラ、可視カメラ（モノクロ／カラー）を用いてもよい。
撮像に供されるランプ１０（まだ、製造途中で完成はしていないのであるが、便宜上ランプ１０として説明する。）は、回転自在に保持するジグ１０８に取り付けられる。ジグ１０８に取り付けられたランプ１０の一端部側は、ゴムチューブなどからなる自在継ぎ手１１０を介して、ステッピングモータ１１２の出力軸１１２Ａと接続される。
【００２７】
なお、本発明の実施の形態では、ランプ１０を回転させる方式であるが、撮像側であるＸ線管１０２とＸ線イメージインテンシファイア１０４及びＣＣＤ１０６とを回転させてもよい。
１１４は、パソコンなどからなり、ＣＣＤ１０６が撮像した画像から本管部４６の容積の大きさを演算したり、ステッピングモータ１１２の回転角度を制御したりする制御装置である。
【００２８】
画像取込み部１１６は、後述する主制御部１３０の指示によってＣＣＤ１０６が撮影した画像を取り込む。撮影画像の様子を図６（ａ）に示す。Ｘ線のため、金属部分は黒く、ガラス部分はその厚みに応じた濃淡で撮影される。なお、図６以降では、本管部４６内の水銀４０の図示は省略している。
画像解析部１１８は、一般的な画像認識処理によって、放電室１４の外周１２０をエッジ検出によって特定する。
【００２９】
図６（ｂ）は、上記外周（エッジ）１２０のみを表した図であり、小さく方形状に区画された一枡が一画素を示している。一例として、撮像は２５万〜１００万画素のＣＣＤ１０６でなされており、言うまでも無く、図６（ｂ）の一画素の大きさは現実よりもかなり誇張して描いている。
画像解析部は、エッジ１２０を検出すると当該エッジ１２０で囲まれた画素（以下、「エッジ内画素」という。）の数を計数して、容積演算部１２２（図５）に出力する。図６（ｂ）中、実線で区画しているのがエッジ内画素である。当該計数は以下のように行われる。Ｘ軸方向にｎ列並んだ画素列を第１列目から順に第ｎ列目まで走査し、各列毎にエッジ内画素の数を計数する。計数結果は、各列毎に容積演算部１２２（図５）へ出力される。撮像１枚に付出力結果は「ｐ１、ｐ２、…、ｐｘ、…、ｐｎ」となる。勿論、Ｘ軸方向両端部寄りの個数は大抵の場合「０個」となる。
【００３０】
上記撮像は、ランプ１０の軸心周りの回転角度を等角度（３６０度をｍ等分した角度）で変化させてｍ回行われる。画像解析部１１８は、撮像の度毎に上記計数を行い、計数結果を容積演算部１２２へ出力する。
容積演算部１２２は、一例として、次式によって、ｍ枚の撮像結果から同じ列同士の画素数の合計をｍで除して得られる各列における平均個数に、一画素のＹ軸方向の長さｒを乗じて、各列毎のＹ軸方向の長さＰ１〜Ｐｎを演算する。
【００３１】
なお、次式は容積の断面形状がほぼ円として近似している。
Ｐ１＝｛（ｐ１＋ｐ１＋…＋ｐ１）／ｍ｝×ｒ
Ｐ２＝｛（ｐ２＋ｐ２＋…＋ｐ２）／ｍ｝×ｒ
：
Ｐｘ＝｛（ｐｘ＋ｐｘ＋…＋ｐｘ）／ｍ｝×ｒ
：
Ｐｎ＝｛（ｐｎ＋ｐｎ＋…＋ｐｎ）／ｍ｝×ｒ
次に、容積演算部１２２は、次式によって本管部４６の容積の大きさＶｄを算出する。
【００３２】
Ｖｄ＝π｛（Ｐ１／２）2＋（Ｐ２／２）2＋…＋（Ｐｘ／２）2＋…＋（Ｐｎ／２）2｝
容積演算部１２２は、算出結果Ｖｄ（以下、「測定容積Ｖｄ」と称する。）を比較判定部１２４へ出力する。
比較判定部１２４は、表１の上段に記載した判定基準に基づき、中段に記載した判定結果を出す。なお、Ｖ１、Ｖ２は、ランプ１０の本管部４６の設計容積をＶｓ（以下、「基準容積Ｖｓ」と称する。）とした場合に、Ｖ１＜Ｖｓ＜Ｖ２の関係となる値である。
【００３３】
【表１】
2006093116.tif 000003
すなわち、比較判定部１２４は、Ｖ１≦Ｖｄ≦Ｖ２の場合は、本管部４６の容積はほぼ設計通りに確保されているとみなして「標準」の判定をし、Ｖｄ＜Ｖ１の場合、本管部４６の容積は設計基準よりも狭くなっているとみなして「狭」の判定をし、Ｖ２＜Ｖｄの場合は、本管部４６の容積は設計基準よりも広くなっているとみなして「広」の判定をする。ここで、測定容積Ｖｄが基準容積Ｖｓと完全に一致することは、あまり生じないと思われるので、基準容積Ｖｄに対しある幅（Ｖ１以上Ｖ２以下）に入っている場合には、測定容積Ｖｄは基準容積Ｖｓとほぼ等しいとして「標準」の判定をすることとしたのである。
【００３４】
比較判定部１２４は、判定結果を１３０へ出力し、主制御部１３０は表示部１２６に判定結果を表示させる。なお、モータ制御部１２８は、主制御部１３０の指示にしたがい、ステッピングモータ１１２の回転制御する。主制御部１３０は、上記した各部１１６〜１２８やＣＣＤ１０６を統括的に制御する。
上記判定結果に続いて、金属軸体５２をレーザ切断する切断工程を実施する。
【００３５】
図７（ａ）は、上記判定終了時（封止工程終了時）の本管部４６およびその付近の拡大図である。
当該切断工程では、公知のＹＡＧレーザ発振器（不図示）を用いる。
不図示の光学系によって、スポット径０．１ｍｍに絞ったレーザビームＬＢ１を、図７（ａ）に示すように、金属軸体５２の軸心に対し略垂直に照射する。当該ビーム径は、金属軸体５２の直径よりも小さいので、図７（ｂ）に示すように、レーザビームＬＢ１を、金属軸体５２の軸心に直交する方向に相対的に移動させて切断を行う。
【００３６】
図８（ａ）に示すように、前記ビーム径と略等しいかまたはそれ以下の切断幅ＤＬで切断でき、しかも、当該切断幅は、レーザビームＬＢ１の前記移動方向において略一様なものとなる。すなわち、本実施の形態の切断工程における切断は、部材を溶融させてその表面張力によって当該部材を分離するような切断（以下、このような切断を「溶融切断」と称する。）とは明らかに異なる態様の切断とする。さらに言えば、溶融切断においては、切断後の先端部分は、表面張力によって丸まってしまい、その切断幅が一様でないのに対し、本実施の形態の上記切断は、略一様な幅の切断とするのである。
【００３７】
また、金属軸体５２を切断するのであれば、図７（ａ）において破線で示すように、当該金属軸体５２に対して斜め方向からレーザビームを照射することも考えられる（以下、単に「斜め照射」という場合がある。）。しかしながら、この場合には、以下の理由から、金属軸体５２におけるレーザビームの照射位置にばらつきが生じる可能性が大きくなってしまう。各図において、本管部４６は便宜上一様な厚みを有する球殻形状に描いているが、実際には、その製造上の理由から厚みは一様でなく、しかも個体ごとにばらついてしまう。厚みのばらつきは、側管部４８、５０に近いほど大きくなり、その側管部５０寄りの位置４６Ｂを通る斜め照射では、その厚みのばらつきの影響をうけてガラスを通過する際の屈折方向にばらつきが生じて、照射位置及び焦点とワークの位置関係がばらついてしまうのである。そこで、本実施の形態では、本管部４６の厚みのばらつきによる影響が最も少ない位置４６Ａ、すなわち、金属軸体５２の軸心（管軸６０）に対して最も膨出した部分からレーザビームを照射することとしているのである。
【００３８】
なお、上記した例では、円形に絞ったビームを移動させて切断をすることとしたが、これに限らず、例えば、図７（ｃ）に示すように、適当な光学系を用いて、短辺が０．１ｍｍの長方形断面にレーザビームを整形して照射するようにしても構わない（ＬＢ２）。このようにすれば、レーザビームＬＢ２を移動させることなく切断することが可能となる。なお、この場合でも切断幅が略一様となるのは前記の場合と同様である。
【００３９】
上記切断工程によって金属軸体５２二つに切断され、第１の電極１６となる第１の電極軸素体５２Ａと第２の電極１８となる第２の電極軸素体５２Ｂとが形成されると（図８（ａ））、今度は、電極間距離を設定するためにする溶融工程を実行する。
図８（ｂ）に示すように、切断工程で切断分離された電極軸素体５２Ａ、５２Ｂの各々の先端部分にレーザビームＬＢ３、ＬＢ４を照射して、先端部分を溶融させる。この溶融量は、ビームの出力および／または照射時間によって、適宜調整することができる。
【００４０】
すなわち、ビーム出力を一定として、判定結果が「標準」の場合は、照射時間をＴｓ[秒]とし、判定結果が「狭」の場合は、Ｔｓよりも短いＴ１[秒]とし、判定結果が「広」の場合は、Ｔｓよりも長いＴ２[秒]とするのである。
上記レーザビームＬＢ３、ＬＢ４の照射によって、電極軸素体５２Ａ、５２Ｂの先端部分は溶融し、溶融した部分は表面張力によって各々の基端（支持端）側へと縮退し、図８（ｃ）に示すように略半球面を有するように丸くなる。上記縮退量に応じて電極間距離が設定されることとなる。そして、縮退量は溶融量に比例し、溶融量は例えばレーザビームの照射時間に比例する。そこで、本管部４６の容積の大小に応じ、レーザビームの照射時間によって、電極間距離を調整することとしたのである。なお、ビーム出力を一定とした場合において、照射時間と縮退量の間の相関関係は、実験により経験的に求め得るものである。
【００４１】
この場合に、判定結果が「広」で本管部４６の容積が設計基準よりも大きくなっていると、水銀蒸気の密度が低下し、標準の電極間距離Ｄｓに設定したのでは輝度が低下してしまう。そこで、電極間距離をＤｓよりも長めのＤ２に設定するのである（表１参照）。
一方、この反対に判定結果が「狭」で本管部４６の容積が設計基準よりも小さくなっていると、水銀蒸気の密度が過剰に高くなり、標準の電極間距離Ｄｓに設定したのでは輝度が上がり過ぎてしまい、品質ばらつきの問題が発生する。そこで、電極間距離をＤｓよりも短めのＤ１に設定するのである（表１参照）。
【００４２】
また、判定結果が「標準」で、本管部４６の容積がほぼ設計基準通りに出来上がっている場合には、設計通りの電極間距離Ｄｓとするのである（表１参照）。
ここで、電極間距離Ｄ１、Ｄｓ、Ｄ２の各々は、例えば、１．０≦Ｄ１＜１．２、１．２≦Ｄｓ≦１．３、１．３＜Ｄ２≦１．５とする（単位はｍｍ）。
これにより、本管部４６の容積の大小に応じた電極間距離Ｄ１、Ｄｓ、Ｄ２が設定されることとなるので、製造されるランプ間での輝度のばらつきが、従来よりも抑制できることとなる。なお、上記した出力や照射時間等の条件は、被溶融物（電極軸素体、コイル）の材質、溶融量などによって適宜決定されるものである。
上述したように、本管部４６の容積が変動すると水銀蒸気の密度が変動し、これに起因して（電極間距離が一定のままであると）所望する輝度が得られないため、上記の例では、本管部４６の容積の大きさ（測定容積Ｖｄの基準容積Ｖｓからの変動分）に応じて、電極間距離を調整している。
【００４３】
ここで、水銀蒸気の密度は、本管部４６内（放電室１４）における空間（物体が存在しない場所）の大きさで決定されるところ、上記の例では、第１および第２の電極１６，１８の体積（但し、放電室１４内に存在する部分）を考慮しない本管部４６の容積（基準容積Ｖｓ、測定容積Ｖｄ）を用いて、電極間距離の調整を行っているので、一見すると不具合があるように思われる。
しかしながら、ここで問題としているのは上記空間の変動分であり、第１および第２の電極１６，１８の体積（但し、放電室１４内に存在する部分）が略一定とみなせる以上、当該空間の大きさの変動分は、測定体積Ｖｄの変動分と同じとなるので、何らの問題はない。さらに言うと、本管部４６の容積が基準容積Ｖｓである場合に、水銀蒸気が適切な（ほぼ設計基準どおりの）密度となるような空間が確保されているのである。
【００４４】
もっとも、電極間距離の調整に用いる本管部４６の容積を、第１および第２の電極１６，１８の体積（但し、放電室１４内に存在する部分）を考慮したものとしても構わない。すなわち、第１および第２の電極１６，１８のうち、放電室１４に存在することとなる部分の体積の平均的な値（以下、単に「電極体積」と言う。）を予め求めておき、上記基準容積Ｖｓから当該電極体積を差し引いて得られるＶｓ'を基準容積とし、上記測定容積Ｖｄから当該電極体積を差し引いて得られるＶｄ'を測定容積としても構わない。
【００４５】
上記照射工程におけるレーザビームＬＢ３の照射とレーザビームＬＢ４の照射は、同時であってもよいし、順次であっても構わない。また、同時の場合は、レーザ発振器を必ずしも２台用いる必要はない。１台のレーザ発振器から射出される１本のレーザビームをハーフミラーなどで２本に分岐させてレーザビームＬＢ３とレーザビームＬＢ４を創出するようにしてもよい。
【００４６】
上記レーザビームＬＢ３、ＬＢ４の照射によって、上述したように、コイル５４、５６の一部（１〜２巻き程度）も溶融し、溶融した部分は表面張力によって各々の基端（支持端）側へと縮退し、図８（ｃ）に示すように略半球面を有するように丸くなる。上記縮退によって、必要とする電極間距離Ｄ１、Ｄｓ、Ｄ２（図８（ｃ））のいずれかが設定されることとなる。溶融した部分が固化すると、コイル２２と電極軸２０、コイル２６と電極軸２４とがそれぞれ一体的に接合されてなる電極１６および電極１８が完成する。
【００４７】
上記した例では、電極軸素体５２Ａ、５２Ｂの先端部分にレーザビームを照射して、溶融することとしたが、溶融する方法はレーザビームの照射に限らない。
図９（ａ）に示すように、点灯装置１３２に第１の外部リード線３６と第２の外部リード線３８を接続して、電極軸素体５２Ａ、５２Ｂ間で所定時間放電させることにより溶融させてもよい。点灯装置１３２には、公知のものを用いることができる。
【００４８】
点灯装置１３２によって給電すると、図９（ｂ）に示すように、電極軸素体５２Ａ、５２Ｂの先端間で放電が生じ、当該先端部分が溶融する。
この場合、給電電力Ｗを上記判定結果に応じて調整する。すなわち、判定結果が「標準」の場合は、電力をＷｓ[Ｗ]とし、判定結果が「狭」の場合は、Ｗｓよりも少ないＷ１[Ｗ]とし、判定結果が「広」の場合は、Ｗｓよりも多いＷ２[秒]とするのである。放電時間が一定であれば、溶融量（縮退量）は給電電力に比例するからである。
【００４９】
当該放電によって溶融した先端部分は、レーザで溶融させた場合と同様、その表面張力によって各々の基端（支持端）側へと縮退し、図６（ｃ）に示すように略半球面を有するように丸くなる。上記縮退によって必要とする電極間距離Ｄ１、Ｄｓ、Ｄ２のいずれか（図８（ｃ）参照）が設定され、溶融した部分が固化するとコイル２２と電極軸２０、コイル２６と電極軸２４とがそれぞれ一体的に接合されてなる電極１６および電極１８が完成するのは、レーザ溶融による場合と同様である。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、本管部４６の両端から側管部４８、５０が延設されてなるガラス管４２に、第１の電極１６となる部分と第２の電極１８となる部分とを含む１本の金属軸体５２を、前記第１および第２の電極１６，１８となる部分が前記本管部４６内に位置するように挿入する挿入工程と、前記両側管部４８、５０を封着して、前記本管部４６を封止する封止工程と、封止された本管部４６の容積の大きさを測定する測定工程と、前記第１の電極１６となる部分と前記第２の電極１８となる部分の間で前記金属軸体５２を分断し、前記測定工程で測定された容積の大きさに応じて、電極間距離を設定する電極間距離設定工程とを経て高圧放電ランプが製造されることとなる。
【００５１】
また、前記電極間距離設定工程は、前記第１の電極１６となる部分と前記第２の電極１８となる部分の間で前記金属軸体５２をレーザによって２本に切断し、第１の電極軸素体５２Ａと第２の電極軸素体５２Ｂとを作成する切断工程と、第１の電極軸素体５２Ａと第２の電極軸素体５２Ｂの対向する側の先端部分を、前記容積の大きさに応じて溶融させて縮退させる溶融工程とを含むようにしている。
【００５２】
これにより、１本の電極組立体４４（１本の金属軸体５２）がガラス管４２に挿入され、側管部４８、５０が封着され、封着後に、金属軸体５２が切断されることとなるので、完成後の電極間に軸心ずれが生じにくい。また、切断後に、第１の電極軸素体５２Ａと第２の電極軸素体５２Ｂの先端部分が溶融されることとなるので、両電極の先端部をほぼ同様な形状に加工することが可能となる。
【００５３】
さらに、本管部４６（放電室１４）の容積に応じた電極間距離に設定されるので、製造されるランプ間での輝度むらを従来よりも抑制することが可能となる。
図１０は、上記のようにして製造されたランプ１０を光源として備えたランプユニット２００の概略構成を示す図である。ランプユニット２００は、液晶プロジェクタ用の光源として用いられるものである。
【００５４】
図１０に示すように、ランプユニット２００は、凹面反射鏡２１２を有し、ランプ１０は、第１の電極１６と第２の電極１８との間の電極間中心が、前記凹面反射鏡２１２の焦点位置にくるように、当該凹面反射鏡２１２に一体的に取り付けられている。具体的には、ランプ１０の一端部に装着されている口金２１４を凹面反射鏡２１２の反射面２１６の中央に設けられた取付孔２１８に挿入して位置決めし、当該口金２１４を取付孔２１８内面に絶縁セメント２２０で固定するようにしている。第１の外部リード線３６は、凹面反射鏡２１２に開設された図示しない貫通孔を介して導入された電力供給線２２２と電気的に接続されている。第２のリード線３８（図１０では不図示）は、口金２１４と電気的に接続されている。
【００５５】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限らないことは、勿論であり、例えば、以下のような形態とすることも可能である。
（１）上記実施の形態では、レーザ照射によって溶融させる場合の溶融量（縮退量）の調整を、レーザの照射時間で行ったが、これに限らず、例えば、レーザ出力やレーザの電極軸素体に対する照射位置などによって行ってもよい。あるいは、これらの二つ以上を変化させることによって行っても構わない。
（２）上記実施の形態では、放電によって溶融させる場合の溶融量（縮退量）の調整を、給電電力によって行ったが、これに限らず、電圧を一定にして電流量を変化させてもよいし、この逆に、電流量を一定にして電圧を変化させるようにしてもよい。あるいは、放電時間によって調整することとしても構わない。
（３）上記実施の形態では、溶融工程をレーザビーム照射によるものと放電によるものとのいずれか一方で実施することとしたが、これに限らず、両者を併用することとしても構わない。
【００５６】
例えば、電極軸素体５２Ａ、５２Ｂ（図８（ｂ）参照。）の先端部分にレーザビーム照射して、最終的に必要な量よりも少ない量だけ、電極軸素体５２Ａ、５２Ｂ（場合によってはコイル５４、５６も）を溶融し[予備溶融工程]、次に、図９で説明したように、放電によって、最終的に必要な量分溶融させる[本溶融工程]こととするのである。
切断工程における切断幅は可能な限り狭いことが望ましい。しかしながら、あまり狭くしすぎると、切断工程の際に僅かながら生じた溶融物が粒状となって間隙（切断面間）に挟まってしまう事態が生じる場合がある（なお、このような場合でも金属軸体自体は、完全に切断されているのである。）。特に、本実施の形態のように、アシストガスを使用できない気密空間内でレーザ切断を実施すると上記のような事態が生じ易い。このような状態で給電しても、電流は前記粒状の溶融物を通って流れてしまい、良好な放電ができない場合がある。そこで、先ず上記した予備溶融によって少し電極軸素体５２Ａ、５２Ｂを縮退させて当該先端同士を電気的に完全に分離し、その後の放電による本溶融工程を実行するようにするのである。
（４）また、（３）では予備溶融工程において、電極軸素体５２Ａ、５２Ｂの両方を予備溶融させることとしたが、一方のみを予備溶融させた後、放電による本溶融工程に移行させてもよい。こうすることにより、レーザビームを照射するための位置合わせ等の時間を短縮することが可能となり、高圧水銀ランプの全体的な製造時間の短縮を図ることができる。
（５）本発明は、上記した高圧水銀ランプの製造方法に限らず、他の高圧放電ランプ、例えば、メタルハライドランプや高圧ナトリウムランプの製造方法に適用可能である。
（６）また、本発明は、電極にコイルを有するものに限らず、軸体だけで電極が構成されてなる高圧放電ランプの製造方法にも適用可能である。
（７）上記実施の形態では、本管部４６の縦断面を撮影し、その撮影結果から当該本管部４６の容積の大きさを求めることとしたが、これに限らず、Ｘ線コンピュータ断層映像装置（Ｘ線ＣＴ[Computed tomography]）を用い、本管部４６の横断面を撮影して（断層撮影）、当該断層像から本管部４６の容積の大きさを求めることとしてもよい。すなわち、前記Ｘ軸方向（図６参照）に所定の間隔をおいて、本管部４６の断層撮影を複数回行い、各断層像における放電室１４の面積を求め、求めた面積を合計して本管部４６の容積の大きさとするのである。
（８）上記実施の形態では、測定容積Ｖｄが、Ｖ１とＶ２とで区画される三つの範囲のいずれの範囲に属するかによって、電極間距離をＤ１、Ｄｓ、Ｄ２の３段階のいずれかに制御することとした（表１等参照）。しかしながら、このように容積の範囲を区切って、数段階にデジタル的に電極間距離を設定するのではなく、アナログ的に設定することとしても構わない。すなわち、予め、実験により、本管部４６の容積と適切な電極間距離の関係を割り出し、これを、容積が求まれば適切な電極間距離が演算できるように数式化する。そして、当該数式を用い、測定容積Ｖｄから適切な電極間距離を演算して求め、当該電極間距離になるように、レーザビームの照射時間等を制御して、電極先端を縮退させるのである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
例えば、ショートアーク型の高圧放電ランプの製造方法に好適に利用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】製造対象である高圧水銀ランプの概略構成を示す図である。
【図２】電極組立体挿入工程を説明するための図である。
【図３】本管部形成工程を説明するための図である。
【図４】封止工程を説明するための図である。
【図５】本管部の容積の大きさを測定するシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は、本管部およびその近傍の撮像画像であり、（ｂ）は、本管部４６の容積の大きさの検出方法を説明するための図である。
【図７】切断工程を説明するための図である。
【図８】レーザビームの照射による溶融工程を説明するための図である。
【図９】放電による溶融工程を説明するための図である。
【図１０】ランプユニットの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    高圧水銀ランプ
１６    第１の電極
１８    第２の電極
４２    ガラス管
４６    本管部
４８、５０    側管部
５２Ａ    第１の電極軸素体
５２Ｂ    第２の電極軸素体
２００    ランプユニット
２１２    凹面反射鏡
【図１】
2006093116.tif 000004
【図２】
2006093116.tif 000005
【図３】
2006093116.tif 000006
【図４】
2006093116.tif 000007
【図５】
2006093116.tif 000008
【図６】
2006093116.tif 000009
【図７】
2006093116.tif 000010
【図８】
2006093116.tif 000011
【図９】
2006093116.tif 000012
【図１０】
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