(57)【要約】【課題】耐圧構造の優れた放電ランプを提供すること。【解決手段】内部に一対の電極４，５が対向配置され、かつ、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した発光部２と、その両側に延在したプレシール体６を埋設した封止部２からなり、プレシール体６は電極４と金属箔７のマウントを有し、当該電極４と金属箔７の溶接位置には空洞１０が形成されることを特徴とする。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極が対向配置され、かつ、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した発光部と、その両側に延在したプレシール体を埋設した封止部からなるショートアーク型超高圧放電ランプにおいて、
前記プレシール体は、前記電極と金属箔のマウントを有し、
当該電極と金属箔の接合位置には空洞が形成されることを特徴とするショートアーク型超高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上となるショートアーク型放電ランプに関し、特に、液晶ディスプレイ装置やＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）を使ったＤＬＰ（デジタルライトプロセッサ）などのプロジェクター装置のバックライトとして使うショートアーク型放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型プロジェクター装置は、矩形状のスクリーンに対して、均一にしかも十分な演色性をもって画像を照明させることが要求され、このため、光源は、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタルハライドランプが使われてきた。
【０００３】
また、最近では、メタルハライドランプに代わって、高い水銀蒸気圧、例えば１５０気圧を持つ放電ランプが提案されている。水銀蒸気圧をより高くすることで、アークの広がりを抑える(絞り込む）とともに、より一層の光出力の向上を図るものである。
この放電ランプは、例えば、特開平２−１４８５６１号、特開平６−５２８３０号に開示されている。
【０００４】
このような点灯時の圧力が高い放電ランプは、電極と金属箔の封止構造がより重要となる。このため、例えば、特開２０００−３１１６１０号ではプレシールガラスを使う技術が提案されている。この技術は、金属箔、電極、外部リードが一体となったマウントを予めプレシールガラスで封止して、その後、放電ランプを封止工程では封止部内面とプレシールガラスの外面を融着させて一体化するものである。
この技術は、放電ランプの封止工程においてマウントを封止することに比べて、プレシールを融着させるため耐圧の優れた封止構造を達成できる。
しかし、上記プレシールを使った封止構造は、せいぜい数十気圧程度のガス圧には耐えられるかもしれないが、１５０気圧以上という高いガス圧の場合は完全といえるわけではなかった。
【特許文献１】特開平２−１４８５６１号
【特許文献２】特開平６−５２８３０号
【特許文献３】特開２０００−３１１６１０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入して１５０気圧以上の点灯時蒸気圧を有するショートアーク型放電ランプにおいて、より耐圧に優れた封止構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明のショートアーク型超高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置され、かつ、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した発光部と、その両側に延在したプレシール体を埋設した封止部からなる。
そして、前記プレシール体は、前記電極と金属箔のマウントを有し、当該電極と金属箔の溶接位置には空洞が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成を採用することにより、電極と金属箔で形成される微小間隙を介して高圧力はプレシール体の空洞に蓄積されて金属箔と石英ガラスの密着性を高めることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に本発明に係るショートアーク型超高圧放電ランプ（以下、単に「放電ランプ」ともいう）の全体構成を示す。
放電ランプ１は、石英ガラスからなる放電容器によって形成された大略球形の発光部２と、この発光部２の両端部から伸びるように封止部３が形成される。発光部２の内部は、陰極４と陽極５が対向配置している。また、封止部３にはプレシール体６が埋設している。プレシール体６は、陰極４あるいは陽極５と、金属箔７、外部リード８のマウントが埋設している。プレシール体６には後述する空洞１０が形成される。
なお、陰極６、陽極７は、金属箔と接合する棒状部分を区別して表現する場合もあるが、本発明では、特段のことわりがない限り、棒状部分まで含めて称している。
【０００９】
発光部２には、水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。
水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０〜７８０ｎｍという放射光を得るためのもので、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上封入されている。この封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時１５０気圧以上で極めて高い蒸気圧となる。また、水銀をより多く封入することで点灯時の水銀蒸気圧２００気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなるほどプロジェクター装置に適した光源を実現することができる。
希ガスは、例えば、アルゴンガスが約１３ｋＰａ封入され、点灯始動性を改善する。
ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀その他の金属との化合物の形態で封入する。ハロゲンの封入量は、例えば、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲から選択できるものであって、その機能はハロゲンサイクルを利用した長寿命化であるが、本発明の放電ランプのように極めて小型で高い内圧を有するものは、このようなハロゲンを封入することは放電容器の破損、失透の防止という作用があると考えられる。
【００１０】
このような放電ランプの数値例を示すと、例えば、発光部の外径はφ６．０〜１５．０ｍｍの範囲から選ばれて例えば９．５ｍｍ、電極間距離は０．５〜２．０ｍｍの範囲から選ばれて例えば１．５ｍｍ、発光管内容積は４０〜２００ｍｍ３の範囲から選ばれて例えば７５ｍｍ３である。点灯条件は、例えば、管壁負荷１．５Ｗ／ｍｍ２、定格電圧８０Ｖ、定格電力１５０Ｗである。
そして、放電ランプは、プロジェクター装置やオーバーヘッドプロジェクターのようなプレゼンテーション用機器に搭載され、演色性の良い放射光を提供する。
【００１１】
図２は本発明に係る放電ランプのプレシール体を示し、（ａ）は説明の便宜上溝１０’を持たないプレシール体を表し、（ｂ）（ｃ）は溝１０’を持つ本発明の放電ランプのプレシール体を表す。なお、（ｂ）（ｃ）は同一の構造を異なる断面図として表したものであり、（ｂ）は（ｃ）のＢ−Ｂ断面図を矢印方向から見た構造、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図を矢印方向から見た構造を各々示す。また、プレシール体の状態では、空洞１０が形成されていないため、溝１０’という表現を使っているが、この溝１０’が封止工程を経て空洞１０となる。
【００１２】
図３は本発明に係る放電ランプを説明するための図面であって、本発明の空洞（溝）を持たない場合のクラック発生を説明するためのプレシール体の拡大図を示す。
（ａ）は溝を持たないプレシール体の電極側先端の構造を示し、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図を示し、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示す。
プレシール体６は、電極４と金属箔７の接合部において、電極端部には極小空間Ｘが形成される。また、（ｂ）に示すように電極４とプレシール体６にも極小空間Ｘ２が存在して、（ｃ）に示すように電極４とプレシール体６と金属箔７の間にも極小空間Ｘ３が存在する。これら空間は、完全に密着することが不可能であることから、不可避的に形成されるものである。そして、ランプ点灯中における放電空間内の高圧力は電極端部の極小空間Ｘに強く影響を及ぼし、楔形の接点Ｘ１などがクラック発生の起点になっていた。
【００１３】
図４は本発明に係る放電ランプのプレシール体を示し、図３（ａ）と対比される。
図に示すように電極４の端部であって、電極４と金属箔７の接合部分は溝１０’が形成されるため、内方に向けて先細りとなる楔型接点Ｘ４、Ｘ５が形成される。従って、図３のような外方に向けて先細りとなる楔型接点Ｘ１は形成されていない。
ここで、溝１０’はプレシール体６を作った後に、グラインダーなどで形成する。
溝１０’は、（ａ）に示すように金属箔４の端部を残すよう形成してもよいが、製造工程の容易化を考慮すると、（ｂ）に示すように金属箔４の先端４’を切り落とすように形成してもよい。
前記したように、溝１０’は放電ランプになった場合は空洞１０となって存在する。空洞１０には放電空間に発生する圧力と同等の圧力、例えば、１５０気圧以上が発生する。この高圧力は、金属箔７を石英ガラス（プレシール体）に押し付けるように作用するため、両者の密着性を高めるという効果がある。また、（ａ）の構造の場合は、電極４と金属箔７と密着される方向にも作用する。その一方、図３に示すように外方に向けて先細りとなる楔型接点Ｘ１は存在しないため、接点Ｘ１を起点としたクラック発生を生じない。
【００１４】
溝１０’は電極４の端部を少なくとも含んでいなければならない。図３に示す空洞Ｘと楔形接点Ｘ１の発生を防止するためである。溝１０’の幅Ｌ１０は、０．２〜１．０ｍｍの範囲から選択されて、例えば０．４ｍｍである。幅Ｌ１０があまりに大きいと、図４（ｂ）の１００で示すように、封止工程においてプレシール体外部の石英ガラスが溝１０’に落ち込むようになり、楔型の接点ができかねないからである。
【００１５】
図５は本発明に係るプレシール体の他の実施形態を示す。
溝１０’は、金属箔７に達するまで（金属箔の表面が露出するまで）形成されるのではなく、金属箔７の表面に石英ガラスを残すように形成される。この場合、金属箔７は石英ガラスの間に挟まれた形で空洞の高圧力が作用するので密着性をより高めることができる。
この場合、電極４の端部に、図３（ａ）で示した空隙Ｘや楔形接点Ｘ１が生ずることがあっても、矢印に示す方向の力が作用するので、クラック発生防止できる。
空洞１０への高圧力の供給は、電極４の周囲に形成される極小空間によって達成できる。
【００１６】
数値例を挙げると、プレシール体はφ１．９〜３．０ｍｍの範囲から選ばれ、例えばφ２．５ｍｍ、金属箔の全長は８．０〜３０．０ｍｍの範囲から選ばれて例えば１１．０ｍｍであり、幅方向は１．０〜４．０ｍｍの範囲から選ばれて例えば１．５ｍｍである。電極径はφ０．３〜１．０ｍｍの範囲から選ばれ、例えばφ１．０ｍｍである。また、金属箔の厚みは、１０〜４０μｍの範囲から選ばれて例えば２０μｍである。
図５に示す溝構造の場合、金属箔の表面に残る石英ガラスの肉厚は、０．０５〜１．０ｍｍの範囲から選ばれ、例えば０．３ｍｍである。
【００１７】
図６は金属箔の他の形態を示す。
（ａ）に示すように、金属箔は平板状に限定されることなく、断面オメガ形状を採用できる。この場合、電極あるいは外部リードを溝に適合させることができ、電極や外部リードの不所望な偏芯を防ぐことができる。
（ｂ）に示すように、金属箔は完全な矩形状に限定されることなく、電極との接合部を小幅にすることもできる。この場合、図３（ｃ）に示す空隙Ｘ３を小さくすることができる。
なお、（ａ）に示すオメガ形状と、（ｂ）に示す先端小幅形状を組み合わせて採用することもできる。
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る放電ランプは、電極と金属箔のマウントを含むプレシール体を有し、電極と金属箔の接合部分に空洞が形成されるため、空洞に導かれる高圧力を利用してプレシールの密着性、耐圧構造を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの全体図を示す。
【図２】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの金属箔と電極と外部リードを示す。
【図３】本発明を説明するための構造を示す。
【図４】本発明のプレシール体の部分拡大図を示す。
【図５】本発明のプレシール体の部分拡大図を示す。
【図６】本発明の金属箔の他の形態を示す。
【符号の説明】
【００２０】
１  放電ランプ
２  発光部
３  封止部
４  陰極
５  陽極
６  プレシール体
７  金属箔
８  外部リード
１０  空洞
１０’  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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