【事件の表示】
　特許第３２１６８７７号「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」の請求項１ないし６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３２１６８７７号の請求項１ないし５に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３２１６８７７号の手続きの経緯の概要は以下の通りである。
　平成９年１１月１８日　　　特許出願
　平成１３年８月３日　　　　特許権の設定の登録
　平成１３年１０月９日　　　特許掲載公報発行
　平成１４年４月５日　　　　城かつ代より特許異議の申立て
　平成１４年４月９日　　　　福田充宏より特許異議の申立て
　平成１４年７月１５日付　　取消理由通知
　平成１４年９月２４日　　　意見書及び訂正請求書提出
　
２．訂正の適否
２−１．訂正事項
　訂正を請求する事項は、次のとおりである。
訂正事項ａ：特許請求の範囲の訂正
(a1)請求項３を削除するとともに、他の請求項の番号を１ずつ繰り上げる。
(a2)訂正前の請求項４に「請求項１ないし請求項３のいずれかに記載」とあるのを、「請求項１または請求項２記載」と訂正する。
(a3)訂正前の請求項５に「請求項１ないし請求項４のいずれかに記載」とあるのを、「請求項１ないし請求項３のいずれかに記載」と訂正する。
(a4)訂正前の請求項６に「請求項５記載」とあるのを、「請求項４記載」と訂正する。
 
訂正事項ｂ：発明の詳細な説明の記載の訂正
(b1)段落【００２０】の記載を全て削除する。
(b2)段落【００２１】ないし【００２３】の記載を、
「【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、直流点灯する場合、点灯中に陽極となる電極の体積を陰極となる電極の体積に比べて大きく形成することが好ましい。
【００２２】これにより、さらなる長寿命化が図れる。本発明の請求項４記載の照明光学装置は、反射面が放物面あるいは楕円面からなる反射鏡と、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高圧放電ランプとが、前記高圧放電ランプのアーク軸が前記反射鏡の光軸上に位置されて一体化された構成を有する。
【００２３】これにより、長寿命な照明光学装置を得ることができる。本発明の請求項５記載の画像表示装置は、光源および集光部からなる光源部と、画像形成部とからなる画像表示装置において、前記光源部に請求項４記載の照明光学装置を用いた構成を有する。」と訂正する。（アンダーラインは訂正箇所を示す。）
　
２−２．新規事項追加の有無、訂正の目的の適否、及び特許請求の範囲の実質上の拡張又は変更の存否
(１)訂正事項(a1)ないし(a4)は、請求項３を削除するとともに、請求項を繰り上げるものであるから、願書に添付された明細書又は図面に記載されていた事項の範囲内の訂正であって、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、また、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　
(２)訂正事項(b1)及び(b2)は、上記訂正事項ａによる請求項３の削除に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の項の記載との整合を図るためのものであるから、願書に添付された明細書又は図面に記載されていた事項の範囲内の訂正であって、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであり、また、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　
２−３．訂正の適否の結論
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．本件発明
　上述のとおり、本件訂正請求は認められるので、本件発明は、訂正請求書に添付された全文訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし５に記載された事項により特定される次のとおりのものである。（以下、それぞれ「本件発明１」ないし「本件発明５」という。）
「【請求項１】内部に一対の電極を具備し、かつ内部に水銀、不活性ガスおよびハロゲンガスが封入された発光管を備え、前記水銀の封入量は０．１２〜０．３５ｍｇ／ｍｍ３の間にあるとともに、前記ハロゲンガスとしてＣｌ、Ｂｒ、Ｉのうちの少なくとも１つが１０−７〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の間で存在し、かつ前記電極が主にタングステンからなるとともに、主にタングステンからなる前記タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの含有量が１２ｐｐｍ以下であることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】前記発光管が石英ガラスからなり、前記石英ガラス中の水分（ＯＨ基）含有量が３ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】直流点灯する場合、点灯中に陽極となる電極の体積を陰極となる電極の体積に比べて大きく形成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】反射面が放物面あるいは楕円面からなる反射鏡と、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高圧放電ランプとが、前記高圧放電ランプのアーク軸が前記反射鏡の光軸上に位置されて一体化されていることを特徴とする照明光学装置。
【請求項５】光源および集光部からなる光源部と、画像形成部とからなる画像表示装置において、前記光源部に請求項４記載の照明光学装置を用いたことを特徴とする画像表示装置。」
　
４．特許異議申立ての理由の概要
(１)特許異議申立人城かつ代（以下、「申立人１」という。）は、
甲第１号証：特開平２−１４８５６１号公報(以下、「刊行物１」という。)
甲第２号証：特開平９−１６５６４１号公報(以下、「刊行物２」という。)
甲第３号証：特開平６−３０５７６８号公報(以下、「刊行物３」という。)
甲第４号証：特開平７−２７２６７９号公報(以下、「刊行物４」という。)
甲第５号証：照明学会誌　第６８巻、(以下、「刊行物５」という。)
を提出して、
　訂正前の請求項１、３〜６に係る発明は、甲第１号証及び甲第２号証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って、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものであり、また、訂正前の請求項２に係る発明は、甲第１号証、甲第２号証及び甲第３号証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って、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものであり、さらに訂正前の請求項１及び３に係る発明は、特許発明そのものが明確ではないため特許法第３６条第６項第２号の規定により特許を受けることができないものである旨主張する。
　
(２)特許異議申立人福田充宏（以下、「申立人２」という。）は、
甲第１号証：特開平２−１４８５６１号公報（刊行物１と同一）
甲第２号証：特開平４−２２０９３９号公報(以下、「刊行物６」という。)
甲第３号証：特開平５−２９０８０２号公報(以下、「刊行物７」という。)
甲第４号証：特開平９−１６５６４１号公報（刊行物２と同一）
甲第５号証：特開平５−１６６４８９号公報(以下、「刊行物８」という。)
甲第６号証：特開昭５６−５００４６号公報(以下、「刊行物９」という。)
甲第７号証：特開平７−２７２６７９号公報（刊行物４と同一）
を提出して、
　訂正前の請求項１に係る発明は、甲第１号証及び甲第２号証乃至甲第４号証に記載された発明ならびに周知技術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って、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものであり、また、訂正前の請求項２乃至請求項６に係る発明は、甲第１号証及び甲第２号証乃至甲第４号証に記載された発明ならびに周知技術、さえあに甲第５号証乃至甲第７号証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って、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものである旨主張する。
　
５．３６条違反（明細書の記載不備）についての判断
(１)申立人１の主張
　申立人１が、本件明細書の記載が不備であると主張する点は、以下の点である。
請求項１について：
　請求項１には、酸化カリウムの含有量が「１２ｐｐｍ以下」であるというだけで、下限値が設定されていないため、技術的範囲を定めることができず、不明確である。特に、酸化カリウムの含有量が０（ゼロ）を含むのか否かが不明である。
　よって、請求項１の記載は、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしていない。
　
訂正前の請求項３について：
　訂正前の請求項３の記載は、特許発明そのものが明確ではないため、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしていない。
　すなわち、ランプ点灯直後（１０秒後から２分以内）に見られる再点弧電圧は、放電ランプによる影響を受けるものではあるが、同時に放電ランプに対する電源の影響も受けるものであるから、放電ランプが特定されたとしても、電源から放電ランプに供給される点灯電流の電流休止期間等の設定によって、放電ランプの再点弧電圧は変位するものであるが、請求項３の記載では、この様な電源による影響、点灯電流波形に関する条件を全く関与させることなく再点弧電圧を規定している。
　
(２)当審の判断
請求項１について：
　本件明細書の段落【００４７】ないし【００５０】には、以下のように記載されている。
　「電極が主にタングステンからなり、タングステン電極中の酸化カリウムＫ２Ｏの含有量が１２ｐｐｍ以下としたのは次の理由による。
　電極中の酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下、８ｐｐｍ、１２ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、１００ｐｐｍの７種類の電極を使用し、ランプ試作を行い、ライフ試験を行った。ランプ点灯１００時間での照度維持率の結果を表１に示す。・・・（表１の記載を省略）・・・
　表１から明らかなように、１５ｐｐｍ以上の酸化カリウムＫ２Ｏを含有した電極を使用したランプでは点灯初期に発光管に黒化が発生し、照度維持率が低下した。発光管の黒化程度は電極中に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が多いほど激しい、という結果が得られた。解析の結果、タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの存在は、ハロゲンサイクルを著しく阻害することが判明したため、上記のように電極中の酸化カリウムＫ２Ｏ濃度を規定した。そして、タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの含有量は少なければ少ない程良い。」
　該記載からみて、本件発明１においては、タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの含有量は１２ｐｐｍ以下であって、かつ、少なければ少ない程良いことは明らかである。
　したがって、請求項１に「下限値」が記載されていないことを理由として、特許を受けようとする発明が明確でないとすることはできない。
　
訂正前の請求項３について：
　上記訂正請求により、訂正前の請求項３は削除されたので、理由は解消された。
　
６．２９条２項違反（進歩性）についての判断
６−１．各刊行物に記載された発明
刊行物１：特開平２−１４８５６１号公報（申立人１が提出した甲第１号証　　　　　、申立人２が提出した甲第１号証）
(1a) 「タングステン電極と、実質的に水銀、希ガスおよび動作状態における遊離ハロゲンより成る封入物とを有する、高温に耐えることのできる材料より成る容器を有する高圧水銀蒸気放電ランプにおいて、水銀の量は０．２ｍｇ／ｍｍ３より多く、水銀蒸気圧は２００バールよりも高く、管壁負荷は１Ｗ／ｍｍ２よりも大きく、またハロゲンＣｌ、ＢｒまたはＩの少なくとも１つが１０−６と１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３の間で存在することを特徴とする高圧水銀蒸気放電ランプ。」（特許請求の範囲の請求項１）
(1b)「水銀の量は０．２と０．３５ｍｇ／ｍｍ３の間にあり、動作時の水銀蒸気圧は２００と３５０バールの間にある請求項１記載の高圧水銀蒸気放電ランプ。」（同請求項２）に関し、
(1c)従来技術として、「英国特許明細書第１１０９１３５号には、０．１５ｍｇ／ｍｍ３までの水銀（これは約１５０バールの水銀蒸気圧に相当する）が封入された石英ガラスの細い円筒状容器を有する超高圧水銀蒸気放電ランプが開示されている。このランプは、演色性を改良するために更に少なくとも１つの金属沃化物が封入されている。このランプの高い電極負荷のためにタングステンの電極が蒸発し、容器壁に付着する。このため容器の黒化をきたし、この結果該容器が強く熱せられ、特に高い水銀蒸気圧で容器の破裂を生じることがある。」
と記載され、
(1d)発明に係るランプについて、「電極の非常に小さい寸法は、電極から蒸発したタングステンによる容器壁の黒化の増加をきたすおそれがある。けれども、このような容器の黒化は絶対に避けねばならない。・・・タングステンの輸送によるこのような容器壁の黒化を避ける手段として、本発明の高圧水銀蒸気放電ランプは、ハロゲンＣｌ、ＢｒまたはＩの少なくとも１つの少量を有する。これ等のハロゲンはタングステン輸送サイクルを生じ、これにより、蒸発したタングステンは電極に戻される。」（第２頁左下欄下から第６行〜右下欄第６行）
(1e)「本発明の高圧水銀蒸気放電ランプは金属ハロゲン化物を含まない。その理由は、放射の連続部分の増加には非常に大きな金属ハロゲン化物濃度を必要とするので、大きなタングステン輸送速度のために電極の極めて速い腐食が生じることになるからである。例えば英国特許明細書第１１０９１３５号に記載されたような高負荷メタルハライドランプはしたがって数１００時間の寿命しか得られないのが典型であるが、・・・」（第２頁右下欄第１２〜末行）
と記載されている。
　
刊行物２：特開平９−１６５６４１号公報（申立人１が提出した甲第２号証　　　　　、申立人２が提出した甲第４号証）
(2a)「【請求項１】Ｗを主成分組成とし、Ａｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを副成分組成とする放電陽極用のタングステン電極材において、前記副成分組成における各元素の含有量の総和は前記主成分組成であるＷの含有量に対して０．００１％以下であることを特徴とするタングステン電極材。」
(2b)「【発明の属する技術分野】本発明は、主として放電灯装置等の放電陽極への適用が有効なタングステン電極材に関する。」（段落【０００１】）
(2c)「【発明が解決しようとする課題】上述した金属タングステン電極材を用いて製造された電極の場合、最近の大型化、高出力化された放電灯装置で使用すると、タングステン電極材の耐放電特性が十分に保証されていないため、放電中の高温加熱によって陽極が蒸発して比較的早期に放電管内のガラス面が黒化する黒化現象を起こして電極の寿命が短命になり易いという問題がある。」（段落【０００５】）
(2d)「【作用】一般に、放電灯装置では陽極及び陰極に電圧を印加すると、陰極から陽極へ向けて放電が起こり、この放電により放電管内に封入された内部ガスが励起されて発光し、放電灯として機能する。このとき、各電極間では陰極から放射された電子が高いエネルギーを持ったまま陽極へ突入する。この状態の陽極では、電子の持つ運動エネルギー及びジュール熱により局部的に２０００℃以上の高温となって加熱される。このような高温加熱条件下にある場合、陽極は結晶粒の再配列挙動を起こすことが知られている。このとき、一般的なタングステンの場合、粒界に副成分組成であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの各元素の集積現象が起き、粒界では各元素の集積現象に起因する融点の低下と電子密度の上昇による高温化とによって成分の蒸発拡散が顕著に生ずるようになる。そこで、本発明では高純度タングステン粉を用いることにより、副成分組成の各元素の含有量をＷの含有量に対して０．００１％以下とすることで組成分を改良している。このようなタングステン電極材を放電陽極に用いて放電灯装置を使用すると、副成分組成の各元素における集積現象が抑制され、粒界では電子密度が上昇しなくなるため、陽極の蒸発がもたらす黒化現象が顕著に抑制される。」（段落【００１０】）
と記載され、
(2e)実施例には、「このようにして、一例として副成分組成の各元素であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの含有量がそれぞれ０．１，０．１，０．２，０．１，０．７，０．１，０．１，０．１，１．０，０．５，０．１，０．１，１．０，１．０，０．５［ＰＰＭ］のタングステン陽極を得た。」（段落【００１４】）
と記載され、
(2f)従来のタングステン電極材について、「因みに、従来装置において一般タングステン電極材を用いた放電陽極に関する副成分組成の各元素であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの含有量は、それぞれ２，１，１，１，１０，１，１，２，５，２，１，１，２０，１，１［ＰＰＭ］となっている。」（段落【００１７】）
と記載されている。
　
刊行物３：特開平６−３０５７６８号公報(申立人１が提出した甲第３号証)
(3a)「シリカガラス製の発光管は、点灯を続けるうちにその内表面に徐々に黒色失透や白色失透が生じ、光の強度低下を招き、また演色性も悪化する。その上、再点弧スパイク電圧の発生および作動電圧の上昇が起こり、ランプの寿命は短いものであった。前記黒色失透は、シリカガラス中に存在する水分子またはＯＨ基の分解により発生する酸素と封入金属ガスおよび電極の金属タングステンとの反応に基づくものであり、また、再点弧スパイク電圧の発生および作動電圧の上昇はシリカガラス中に溶存する水素分子および前記水分子またはＯＨ基の分解により発生する水素分子によるものである。さらに、白色失透は、アルカリ金属元素やアルカリ土類金属元素による結晶化の促進および封入ガスによる化学的エッチングが原因と推定されている（松野博光他（１９８１）メタルハライドランプにおける光束維持率低下の機構、照明学会誌、第６５巻，第４号、１７６〜１８１頁）。そこで、上記ＯＨ基の濃度およびアルカリ金属元素並びにアルカリ土類金属元素濃度を低減したシリカガラスがメタルハライドランプ用シリカガラスとして開発され市販されている。具体的にはＯＨ基濃度が２ｗｔ．ｐｐｍ以下の高純度の合成シリカガラスがある。確かに、前記市販のシリカガラスは、黒色失透および作動電圧の上昇並びに再点弧スパイク電圧の発生を抑えたガラスではあるが、白色失透の抑制は未だ充分でなく、今日に至も寿命の長いメタルハライドランプ用シリカガラスは提案されていない。」（段落【０００３】〜【０００４】）
(3b)「本発明の目的は、白色失透および黒色失透の起こり難いランプ用シリカガラス、特にメタルハライドランプ用シリカガラスを提供することをその目的とする。また、本発明は、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高出力放電ランプ（ＨＩＤランプ）として長い寿命を保持できるランプ用シリカガラスを提供することをその目的とする。」（段落【０００６】〜【０００７】）
と記載され、
(3c)実施例１には、ＯＨ濃度が２ｐｐｍのシリカガラス（表【１】の参照）が具体的に記載されている。
　
刊行物４：特開平７−２７２６７９号公報（申立人１が提出した甲第４号証　　　　　、申立人２が提出した甲第７号証）
(4a)「本発明は、ショートアークメタルハライドランプ、このランプを点灯する放電灯点灯装置および液晶プロジェクタに関する。」（段落【０００１】）
(4b)「一般に放電灯を直流点灯すると、陽極は電子衝撃を受けるため高温になる。耐熱性を高くするためには陽極の形状を大きくして熱容量を大きくする必要がある。これに対し陰極は、速やかに電子を放出する必要があるため迅速に温度上昇させなければならず、よって高温化させるために極力細くする必要がある。なお、交流点灯用のランプの電極は、両電極がそれぞれ電子を放出する必要があるため、電極を直流点灯用のランプの陽極のように大きくすることは好ましくない。したがって、陽極となる電極およびその電極の電極軸との総合体積は、放熱性が得られる程度に大きくする必要がある。、さらに、電極が陽極となる場合、陰極からの電子を広範囲で受けるために、陰極に対向する面が広く構成されるのが好ましい。陽極となる電極の電極軸は、陽極が電子衝撃で発生する熱を外部に効率よく伝達できるように、電極と同じかそれ以下の所定の太さに構成される。」（段落【００２９】）
(4c)「カラー液晶プロジェクタの全体構成を説明すると、カラー液晶プロジェクタは、光源となる定格入力が２５０Ｗのショートアークメタルハライドランプ１およびこのランプ１から輻射された光を反射するリフレクタ２からなる投光部５０を備えており、投光部５０の前方にリフレクタ２で反射された反射光を集光する集光レンズ３を配設している。ランプ１は、投光部５０近傍に配設した電子安定器などの安定装置７０の直流電力にて点灯される。安定装置７０には、電源７１が接続され、電力供給を受けるように構成される。」（段落【００４５】）
(4d)「図１において２０は、ショートアークメタルハライドランプ１の気密容器であり、気密容器２０の発光部分は肉厚１．４mmの石英ガラスからなるほぼ楕円回転体をなしており、この発光部分は長径がほぼ１５ｍｍ、短径がほぼ１０．５ｍｍとなるように形成され、発光空間の容積がほぼ０．９ＣＣとなっている。この気密容器２０の発光空間には陽極２１ａおよび陰極２１ｂが電極間距離Ｌが６ｍｍとなるように配設されている。なお、電極間距離Ｌが２ｍｍ以上であれば、電極先端２１ａの先端にタングステンが堆積しても、長時間放電を維持できる。」（段落【００５０】）
(4e)「陽極２１ａは、例えばカリウム、アルミニウムあるいはトリウムなどを微量混入（ドープ）したタングステンからなる直径３．６ｍｍで先端が半球状をなし、この陽極２１ａは、直径１．６ｍｍの陽極２１ａと同材質の陽極軸２１ｃに例えば溶接などで接続されている。また、陰極２１ｂは、陽極軸２１ｃと同材質の直径０．６ｍｍの陰極軸２１ｄの先端が半球状に形成された部分である。」（段落【００５１】）
(4f)「このようなランプ１は、ランプ軸Ｏ１ −Ｏ１ がリフレクタ２の中心軸、つまり光軸Ｏ２−Ｏ２と略一致するようにしてリフレクタ２に取着されている。この場合、ランプ１の陰極２１ｂがリフレクタ２の前面投光部側に位置するようになっている。」（段落【００５６】）
　
刊行物５：「照明学会誌」第６８巻、第６号、昭和５９年６月、第２６５〜　　　　　２７０頁（申立人１が提出した甲第５号証）
　「メタルハライドランプにおける再点弧電圧の抑制」と題した論文において、
(5a)「メタルハライドランプにおける再点弧現象は、不純ガスの混入した不良ランプの場合を１図に示すように、
(１)始動後数サイクルないし数十サイクルまでにみられるもの
(２)始動後１０秒までにみられるもの
(３)始動後３０秒から１〜２分までにみられるもの
(４)安定点灯時にみられるもの
の４種類がある。」（第２６５頁左欄下から第８〜２行）
(5b)「本論文では、(２)および(３)の始動後数秒から１〜２分までにみられる再点弧電圧をそれぞれ第１再点弧電圧、および第１再点弧電圧と呼ぶことにし、この両再点弧電圧を扱う。」（第２６６頁左欄第６〜８行）
(5c)「メタルハライドランプの再点弧電圧は前章で述べたように、不純ガスの混入した発光管ほど高く現れる。また放電電流に休止期間が長く存在するほど高くなる。したがって再点弧電圧の観察には電流休止期間の存在するリードピーク形安定器がよいが、わが国ではこの型の安定器は非常に少ない。」（第２６６頁左欄第４７〜５１行）
と記載され、
(5d)第２６６頁の図３には、第２再点弧電圧と電流休止期間の長さの関係が図示されている。
　
刊行物６：特開平４−２２０９３９号公報(申立人２が提出した甲第２号証)
　「金属ハロゲン化物充填封入物を有する高圧放電ランプ」に関し、
(6a)「電球ピン（１７，３８）と、電極頭部（１９，３９）の螺旋ワイヤとが、カリウムを僅かに含むタングステンから成る（ＢＳＤワイヤ）ことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の高圧放電ランプ。」（特許請求の範囲の請求項４）
(6b)「ワイヤとしては有利にはＢＳＤワイヤが用いられる。これは、処理を好適にするために僅かな量のカリウムを添加したタングステンワイヤである。」（段落【００１７】）
と記載されている。
　
刊行物７：特開平５−２９０８０２号公報(申立人２が提出した甲第３号証)
　「ショートアーク型放電灯用の電極」に関し、
(7a)「エミッター物質として希土類酸化物を含むタングステン基体金属に、該タングステン基体金属に対して１０重量ｐｐｍ以上のカリウムが含まれていることを特徴とする放電灯用電極。」（特許請求の範囲の請求項１）
(7b)目的について、「バルブが早期に黒化せず、また長期間点灯しても基体金属であるタングステンの結晶が粗大化しないでアーク安定度の良い放電灯用電極を提供することにある。」（段落【０００６】）
(7c)作用について、「タングステン基体金属に対して、カリウムを１０重量ｐｐｍ以上含有させることにより、タングステンの再結晶温度が上昇し、また、電極先端での結晶の成長が抑制される。このためエミッター物質の拡散が最もし易いタングステンの結晶粒界が維持され、電極先端にエミッター物質をスムーズに供給することができる。」（段落【０００８】）
と記載され、
(7d)表１には、カリウム含有量が「０重量ｐｐｍ」、「５重量ｐｐｍ」、「１０重量ｐｐｍ」、「２０重量ｐｐｍ」及び「９０重量ｐｐｍ」の場合について、それぞれのアーク安定度（チラツキ）が、「５．０％（不良）」、「４．５％（不良）」、「１．５％（良好）」、「１．０％（良好）」及び「０．９％（良好）」であったことが示されるとともに、
(7e)「表１に示すように、酸化ガドリニウムをエミッター物質として使用した場合、カリウム含有量が１０重量ｐｐｍ以上でアーク安定度は１.５％ 以下であり、チラツキが少なくて良好なアーク放電を示した。このアーク安定度は従来の「トリウム電極」とほぼ同じ値であり、長時間安定的に動作することが確認できた。そして、１０００時間点灯後もバルブの黒化はほとんど観察されなかった。また、１０００時間点灯後に電極を切断してタングステンの結晶組成を調べたところ、カリウムを１０重量ｐｐｍ以上含有したものは、電極先端においても、結晶はほとんど粗大化していなかった。なお、カリウムの含有量は、１００重量ｐｐｍ以上になると現状の電極製造方法ではスエージング加工が困難になるので、実際上９０重量ｐｐｍ以下となる。」（段落【００１４】）
と記載されている。
　
刊行物８：特開平５−１６６４８９号公報(申立人２が提出した甲第５号証)
(9a)「Ｓｉ?Ｈ結合が２×１０１８個／ｃｍ３ 以上含まれる石英ガラスを発光管として用いたことを特徴とするメタルハライドランプ。」（特許請求の範囲の請求項１）
(9b)「大気中の水は、
　　　　　Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ＋Ｈ２Ｏ＝２ＳｉＯＨ　　　　　　　　　(1) 
として、石英ガラス中にＯＨの形で溶解し、石英ガラス中を拡散してランプ内に侵入して前記した不具合を発生させる。しかしながら、本発明においては、Ｓｉ−Ｈ結合が２×１０１８個／ｃｍ３ 以上含まれる石英ガラスを用いているので、
　　　　　Ｓｉ−Ｈ＋Ｈ−Ｏ−Ｓｉ→Ｈ２＋Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ　　　　(2) 
の反応により、Ｈ２ がガスとして発光管外に放出されて発光管の管壁に侵入してきたＯＨが取り除かれるので、ＯＨが発光管内に侵入するのが抑制され、結果として発光管内に水が侵入するのを遅らせることができる。」（段落【０００６】）
と記載されている。
　
刊行物９：特開昭５６−５００４６号公報(申立人２が提出した甲第６号証)
　「一般に、キセノンランプは第１図に示すように石英バルブ１内にトリウム−タングステンからなるカソード電極２と純タングステン又は合金タングステンから成るアノード電極３とを対向させて配置し、さらに該石英バルブ内にキセノンガスを封入してある。」（第１頁左下欄第１２〜１７行）
と記載されている。
　
６−２．対比・判断
６−２−１．本件発明１について
(本件発明１の作用・効果)
　本件明細書には、発明の課題・目的について、以下の記載がある。
「このようなショートアークで高輝度な放電ランプを点灯すると、電極先端温度は非常に高くなり、電極材料であるタングステンが飛散し、発光管内壁に付着、すなわち、発光管の黒化が数十時間以内で発生する。この発光管の黒化を抑制するために、発光管内にハロゲンガスを封入し、ハロゲンサイクルと呼ばれる反応を利用し発光管の黒化を防止する方法が知られている（特開平２?１４８５６１号公報）。この公報で知られた超高圧水銀ランプは、水銀の封入量が０．２ｍｇ／ｍｍ３より多く、ハロゲンＣｌ、ＢｒまたはＩの少なくとも１つが１０−６〜１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３の間で封入されている。しかしながら、このようなランプでは動作時の発光管内部の圧力が２００バールを越えるため、発光管の若干の黒化でさえも、発光管の変形を生じ、結果として発光管の破裂を引き起こす。また、発光管内部の残留不純ガスと電極および発光管材料である石英ガラスから放出される不純ガスはハロゲンサイクルを阻害するため、結果としてランプの短寿命を招く。このように、従来のショートアークで、高輝度な高圧放電ランプにおいては、初期特性は優れているが、ランプ寿命の点で問題を有していた。本発明は、発光管内の水銀封入量とハロゲンガス濃度の最適化を図り、さらに発光管内部の残留ガスおよび点灯中に発生する不要なガスの発生を抑制することにより、長寿命な高圧放電ランプ、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を得ることを目的とするものである。」（段落【００１２】〜【００１５】）
　また、本件明細書には、発明の作用・効果について、以下の記載がある。
「解析の結果、タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの存在は、ハロゲンサイクルを著しく阻害することが判明したため、上記のように電極中の酸化カリウムＫ２Ｏ濃度を規定した。」（段落【００５０】）
「以上のように本発明は、発光管内の水銀封入量とハロゲンガス濃度の最適化を図り、さらに発光管内部の残留ガスおよび点灯中に発生する不要なガスの発生を抑制することにより、長寿命な高圧放電ランプを得ることができる。」（段落【００６１】）
　これらの記載から明らかなように、本件発明１は、発光管内の水銀封入量とハロゲンガス濃度の最適化を図るとともに、タングステン電極に含まれる酸化カリウムの含有量を１２ｐｐｍ以下とすることにより、酸化カリウムに起因するハロゲンサイクルの阻害を抑制し、発光管の黒化および照度維持度の低下を防止でき、長寿命化を図ることができるという効果を奏するものである。
（刊行物１記載の発明との対比）
　そこで、刊行物１に記載された発明と、本件発明１とを対比する。
　刊行物１は、本件明細書において従来技術として記載された刊行物であって、摘記事項(1c)、(1e)から明らかなように、本件発明１と刊行物１記載の発明は、共に、従来の金属ハロゲン化物を用いたメタルハライドランプが有する欠点を改良したものである。そして、両者は、共に「内部に一対の電極を具備し、かつ内部に水銀、不活性ガス、および、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉのうちの少なくとも１つのハロゲンガスが封入された発光管を備え、前記電極が主にタングステンからなる高圧放電ランプ。」であって、前記水銀の封入量は「０．２〜０．３５ｍｇ／ｍｍ３」で重複し、前記ハロゲンガス濃度も、「１０−６〜１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３」で重複している。
　よって、両者は、
「内部に一対の電極を具備し、かつ内部に水銀、不活性ガスおよびハロゲンガスが封入された発光管を備え、前記水銀の封入量は０．２〜０．３５ｍｇ／ｍｍ３の間にあるとともに、前記ハロゲンガスとしてＣｌ、Ｂｒ、Ｉのうちの少なくとも１つが１０−６〜１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３の間で存在し、かつ前記電極が主にタングステンからなる高圧放電ランプ。」
である点で一致し、以下の点で相違している。
相違点：
　本件発明１では、「主にタングステンからなる前記タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの含有量が１２ｐｐｍ以下である」としているのに対し、刊行物１には、「タングステン電極」とあるだけで、酸化カリウムＫ２Ｏの含有量に関する記載はない。
（判断）
(１)上記相違点について検討する。
　上記各刊行物の摘記事項から明らかなように、刊行物２ないし刊行物９の中で、上記相違点に関連する記載があるのは、刊行物２だけである。
　すなわち、刊行物３及び刊行物８には、メタルハライドランプに用いられるシリカガラスに関する記載があり、刊行物５には、再点弧電圧に関する記載があるが、いずれもタングステン電極材に関する記載はない。
　また、刊行物９には、キセノンランプにおいて、アノード電極に純タングステン又は合金タングステンが用いられることが記載されているだけで、合金についての具体的な記載はない。
　さらに刊行物４には、ショートアークメタルハライドランプに関し、「陽極２１ａは、例えばカリウム、アルミニウムあるいはトリウムなどを微量混入（ドープ）したタングステンからなる直径３．６ｍｍで先端が半球状をなし、この陽極２１ａは、直径１．６ｍｍの陽極２１ａと同材質の陽極軸２１ｃに例えば溶接などで接続されている。また、陰極２１ｂは、陽極軸２１ｃと同材質の直径０．６ｍｍの陰極軸２１ｄの先端が球状に形成された部分である。」（摘記事項(4e)参照）と記載されている。しかしながら、刊行物４には、「微量混入」という記載があるだけで、カリウム、アルミニウムあるいはトリウムなどを混入させる際の混入量の上限値については記載がないばかりでなく、刊行物４記載の発明は、刊行物１に従来技術として記載された「メタルハライドランプ」に関するものである。よって、刊行物４記載の発明から上記相違点に係る構成を導き出すことは困難である。
　同様に、刊行物６にも、「金属ハロゲン化物充填封入物を有する高圧放電ランプ」に関し、電極ピンと電極頭部の螺旋ワイヤが、カリウムを僅かに含むタングステンから成ること（摘記事項(6a)参照）が記載されている。しかしながら、刊行物６には、「僅かに含む」という記載があるだけで、カリウムの含有量の上限値については記載がないばかりでなく、刊行物６記載の発明は、金属ハロゲン化物充填封入物を有する高圧放電灯、すなわち刊行物１に従来技術として記載された「メタルハライドランプ」に関するものである。よって、刊行物６記載の発明から上記相違点に係る構成を導き出すことは困難である。
　さらに、刊行物７には、「エミッター物質として希土類酸化物を含むタングステン基体金属に、該タングステン基体金属に対して１０重量ｐｐｍ以上のカリウムが含まれていることを特徴とする放電灯用電極」（摘記事項(7a)）に関し、「タングステン基体金属に対して、カリウムを１０重量ｐｐｍ以上含有させることにより、タングステンの再結晶温度が上昇し、また、電極先端での結晶の成長が抑制される。このためエミッター物質の拡散が最もし易いタングステンの結晶粒界が維持され、電極先端にエミッター物質をスムーズに供給することができる。」と記載され、実施例においては「１０ｐｐｍ」、「２０ｐｐｍ」及び「９０ｐｐｍ」のカリウムを含有させたことが記載されている。ここで刊行物７記載の発明におけるカリウム含有量である「１０ｐｐｍ以上」を、酸化カリウムに換算すると（９４／３９＝２．４培）「２４ｐｐｍ以上」となり、該刊行物７の記載は、上記相違点と背反するものである。よって、刊行物７記載の発明から、上記相違点に係る構成を導くことは困難である。
(２)次に、刊行物２に記載された発明について検討する。
　刊行物２には、「一般的なタングステンの場合、粒界に副成分であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの各元素の集積現象が起き、粒界では各元素の集積現象に起因する融点の低下と電子密度の上昇による高温化とによって成分の蒸発拡散が顕著に生ずるようになる。そこで、本発明では高純度タングステン粉を用いることにより、副成分組成の各元素の含有量をＷの含有量に対して０．００１％以下とすることで組成分を改良している。このようなタングステン電極材を放電陽極に用いて放電灯装置を使用すると、副成分組成の各元素における集積現象が抑制され、粒界では電子密度が上昇しなくなるため、陽極の蒸発がもたらす黒化現象が顕著に抑制される。」（摘記事項(2d)）と記載されており、一般タングステン電極材を用いた放電陽極に関する副成分組成の上記各元素の含有量は、それぞれ２，１，１，１，１０，１，１，２，５，２，１，１，２０，１，１［ＰＰＭ］となっている（摘記事項(2f)参照）こと、及び実施例におけるの副成分組成の上記各元素の含有量は、それぞれ０．１，０．１，０．２，０．１，０．７，０．１，０．１，０．１，１．０，０．５，０．１，０．１，１．０，１．０，０．５［ＰＰＭ］となっている（摘記事項(2e)参照）ことが記載されている。
　ここで、刊行物２には、数多くある副成分の１つとして「カリウム元素」が記載されており、カリウム元素の含有量には、酸化物等のカリウム化合物としてタングステン中に存在するものも含まれるから、刊行物２記載の「カリウム元素」の含有量を酸化カリウムに換算すると（９４／３９＝２．４培）、刊行物２記載の発明においては、一般タングステン電極材では、最大２．４ｐｐｍの酸化カリウムが含まれることとなり、実施例のタングステン電極材では、最大０．２４ｐｐｍ酸化カリウムが含まれることとなり、いずれも、本件発明１において特定する範囲に包含される。
(３)そこで、刊行物１記載の発明に、刊行物２記載の発明を適用することを容易に想到しうるか否かについて検討する。
　刊行物１記載の発明は、摘記事項(1c)ないし(1e)から明らかなように、メタルハライドランプにおけるタングステンの蒸発による容器壁の黒化現象を防止することを目的とするものであって、該黒化現象を避ける手段として、従来の発光管内に封入する金属ハロゲン化物に代えて、ハロゲンガスを封入し、該ハロゲンガスにより生じたタングステン輸送サイクルにより、蒸発したタングステンを電極に戻すようにしたものである。
　これに対して、刊行物２には、「放電灯装置」との記載があるだけで、「放電灯」が、メタルハライドランプであるのか、あるいは刊行物１記載の発明と同様のハロゲンガスを少量含有させたランプであるのかについては全く記載がない。しかも、刊行物２記載の発明は、「高純度タングステン粉を用いることにより、副成分組成の各元素の含有量をＷの含有量に対して０．００１％以下とすることで組成分を改良したタングステン電極材を放電陽極に用いて放電灯装置を使用すると、副成分組成の各元素における集積現象が抑制され、粒界では電子密度が上昇しなくなるため、陽極の蒸発がもたらす黒化現象が顕著に抑制される。」との記載から明らかなように、直流点灯ランプの陽極に、高純度のタングステン電極材を用いることにより、電極の蒸発を抑制して黒化を防止するものである。
　すなわち、刊行物１記載の発明と、刊行物２記載の発明とは、タングステンの蒸発による黒化現象を防止するという点では、共通の課題を有しているものの、その解決手段が全く異なるうえ、刊行物２記載の発明は、如何なるタイプのランプであるか不明であって、さらに、直流点灯ランプの陽極に限られるものである。
　しかも、刊行物２には、副成分組成の元素としては、「Ａｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈ」といった数多くの元素が記載され、それらの含有量の総和を規制する点については記載があるものの、特にカリウム元素の含有量の上限値を特定することを示唆する記載もない。
　したがって、刊行物１に記載された発明と刊行物２に記載された発明を組み合わせる根拠が見いだせない。
(４)以上のとおり、本件発明１が、刊行物１ないし９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とすることはできない。
　
６−２−２．本件発明２ないし５について
　本件発明２ないし本件発明５は、本件発明１を引用する形式で記載されており、本件発明１の構成を引用するものであるから、本件発明１が刊行物１ないし９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とすることができない以上、本件発明２ないし本件発明５も、刊行物１ないし９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とすることはできない。
　
７．むすび
　以上のとおりであるから、各特許異議の申立ての理由及び証拠によっては本件の請求項１ないし５に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項１ないし５に係る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１５年４月７日（２００３．４．７）
【訂正の要旨】
訂正事項（訂正の要旨）
　ａ．特許請求の範囲の請求項３の全文を削除する。
　これに伴い、請求項４、５、６が、１項ずつ繰り上がり、新請求項３、４、５と訂正する。あわせて、元請求項４において「請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高圧放電ランプ」とあったのを、「請求項１または請求項２記載の高圧放電ランプ」と訂正し、元請求項５において「請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の」とあったのを、「請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の」と訂正し、元請求項６において「請求項５記載の照明光学装置」とあったのを、「請求項４の照明光学装置」と訂正する。
　ｂ．特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るため、明瞭でない記載の釈明を目的として、
　▲１▼段落番号【００２０】に記載の内容を全て削除する、
　▲２▼段落番号【００２１】〜【００２３】の記載を次のとおり訂正する。
　【００２１】　請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、直流点灯する場合、点灯中に陽極となる電極の体積を陰極となる電極の体積に比べて大きく形成することが好ましい。
　【００２２】　これにより、さらなる長寿命化が図れる。本発明の請求項４記載の照明光学装置は、反射面が放物面あるいは楕円面からなる反射鏡と、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高圧放電ランプとが、前記高圧放電ランプのアーク軸が前記反射鏡の光軸上に位置されて一体化された構成を有する。
　【００２３】　これにより、長寿命な照明光学装置を得ることができる。本発明の請求項５記載の画像表示装置は、光源および集光部からなる光源部と、画像形成部とからなる画像表示装置において、前記光源部に請求項４記載の照明光学装置を用いた構成を有する。
（５４）【発明の名称】
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
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　内部に一対の電極を具備し、かつ内部に水銀、不活性ガスおよびハロゲンガスが封入された発光管を備え、前記水銀の封入量は０．１２〜０．３５ｍｇ／ｍｍ３の間にあるとともに、前記ハロゲンガスとしてＣｌ、Ｂｒ、Ｉのうちの少なくとも１つが１０−７〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の間で存在し、かつ前記電極が主にタングステンからなるとともに、主にタングステンからなる前記タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの含有量が１２ｐｐｍ以下であることを特徴とする高圧放電ランプ。
　【請求項２】　前記発光管が石英ガラスからなり、前記石英ガラス中の水分（ＯＨ基）含有量が３ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
　【
請求項３
または請求項２
　【
請求項４
請求項３
　【
請求項５
請求項４
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は一般照明や光学機器等に用いられる高圧放電ランプ、高圧放電ランプと反射鏡とを組み合わせた照明光学装置、および照明光学装置と画像形成部とを組み合わせた画像表示装置に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、液晶プロジェクタ等に用いる画像表示装置の光源として使用される照明光学装置は、通常、光源と反射鏡とが一体化されて使用されており、光源としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ等が使用されている。
　【０００３】
　近年、照明光学装置に用いられる光源としては、効率の良さ、高輝度、放射光における赤、青、緑のバランスの良さ、長寿命等の理由から電極間距離を短くした点光源に近いショートアークな超高圧水銀ランプが主流になりつつある。
　【０００４】
　このような照明光学装置としては、従来、図８に示すように高圧放電ランプ、例えば超高圧水銀ランプ１７と、反射面が放物面あるいは楕円面からなる凹面反射鏡９（以下、反射鏡９という）とを一体に組み合わせたものが使用されていた。
　【０００５】
　超高圧水銀ランプ１７から放射された光は反射鏡９によって反射され、前方に放射される。このような照明光学装置を集光レンズまたは液晶パネル等の画像形成部を有する画像表示装置と組み合わせた場合、前方に放射された光は画像表示装置の、一定の面積を有する集光レンズまたは液晶パネル等の画像形成部に導かれる。
　【０００６】
　反射鏡９によって前方に反射される光は平行光線であれば集光効率が高い。このため光源は点光源であることが望ましく、したがって、点光源の実現可能な電極間距離の短い、いわゆるショートアークな超高圧水銀ランプが使用される。
　【０００７】
　以下、図面を参照しながら上述した従来の超高圧水銀ランプの一例について説明する。
　【０００８】
　図８に示すように従来の超高圧水銀ランプ１７は、内部に一対の電極を有する発光部１７ａと、この発光部１７ａの両端に連設された封止部１７ｂとからなる。
　【０００９】
　封止部１７ｂには、後述の導入体が封止されている。導入体は、電極棒１８ｂの先端部に電極コイル１８ａが設けられた電極１８と、一端部に、この電極棒１８ｂの後端部が接続されたモリブデンからなる金属箔５と、この金属箔５の他端部に、一端部が接続された外部リード線６とからなる。そして、この導入体は電極１８が発光部１７ａ内に位置するように封止部１７ｂに封止されている。
　【００１０】
　一方の外部リード線（図示せず）は口金７に電気的に接続され、他方の外部リード線６は電力供給線（図示せず）に接続される。
　【００１１】
　発光部１７ａには発光金属としての水銀、アルゴン等の希ガスが封入されている。超高圧水銀ランプ１７は反射鏡９に取り付けられ一体化されており、反射鏡９はガラス、金属あるいはセラミックからなり、回転鏡面の内面に反射特性に優れたＴｉＯ２−ＳｉＯ２等の蒸着膜からなる反射面を有している。この反射鏡９の前面投光部つまり開口部は開口径が５０〜１２０ｍｍ程度に形成されており、背部には支持筒部１０が設けられている。この支持筒部１０には超高圧水銀ランプ１７の口金７が絶縁セメント等の接着剤１１により固着されている。これにより、超高圧水銀ランプ１７はランプ軸が反射鏡９の中心と略一致するようにして反射鏡９に固着されている。なお、反射鏡９には導入孔（図示せず）が形成されており、この導入孔に前述の電力供給線が貫通されており、この電力供給線は反射鏡９の背面側に導かれる。このような従来の超高圧水銀ランプ１７は、消費電力８０〜１５０Ｗの場合、電極間距離は１．０〜２．０と短く、通常は１２５〜４００Ｈｚの高周波交流電源により点灯される。
　【００１２】
　【発明が解決しようとする課題】
　このようなショートアークで高輝度な放電ランプを点灯すると、電極先端温度は非常に高くなり、電極材料であるタングステンが飛散し、発光管内壁に付着、すなわち、発光管の黒化が数十時間以内で発生する。この発光管の黒化を抑制するために、発光管内にハロゲンガスを封入し、ハロゲンサイクルと呼ばれる反応を利用し発光管の黒化を防止する方法が知られている（特開平２−１４８５６１号公報）。この公報で知られた超高圧水銀ランプは、水銀の封入量が０．２ｍｇ／ｍｍ３より多く、ハロゲンＣｌ、ＢｒまたはＩの少なくとも１つが１０−６〜１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３の間で封入されている。
　【００１３】
　しかしながら、このようなランプでは動作時の発光管内部の圧力が２００バールを越えるため、発光管の若干の黒化でさえも、発光管の変形を生じ、結果として発光管の破裂を引き起こす。また、発光管内部の残留不純ガスと電極および発光管材料である石英ガラスから放出される不純ガスはハロゲンサイクルを阻害するため、結果としてランプの短寿命を招く。
　【００１４】
　このように、従来のショートアークで、高輝度な高圧放電ランプにおいては、初期特性は優れているが、ランプ寿命の点で問題を有していた。
　【００１５】
　本発明は、発光管内の水銀封入量とハロゲンガス濃度の最適化を図り、さらに発光管内部の残留ガスおよび点灯中に発生する不要なガスの発生を抑制することにより、長寿命な高圧放電ランプ、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を得ることを目的とするものである。
　【００１６】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の請求項１記載の高圧放電ランプは、内部に一対の電極を具備し、かつ内部に水銀、不活性ガスおよびハロゲンガスが封入された発光管を備え、前記水銀の封入量は０．１２〜０．３５ｍｇ／ｍｍ３の間にあるとともに、前記ハロゲンガスとしてＣｌ、ＢｒまたはＩの少なくとも１つが１０−７〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の間で存在し、かつ前記電極が主にタングステンからなり、前記タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの含有量が１２ｐｐｍ以下である構成を有する。
　【００１７】
　これにより、タングステンに含まれる酸化カリウムＫ２Ｏに起因する発光管の黒化および照度維持度の低下を防止でき、長寿命な高圧放電ランプを得ることができる。
　【００１８】
　請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記発光管が石英ガラスからなり、前記石英ガラス中の水分（ＯＨ基）含有量が３ｐｐｍ以下であることが好ましい。
　【００１９】
　これにより、発光管の黒化を防止でき長寿命な高圧放電ランプを得ることができる。
　【００２０】
　【００２１】
　
請求項３
請求項２
　【００２２】
　これにより、さらなる長寿命化が図れる。本発明の
請求項４
請求項３
　【００２３】
　これにより、長寿命な照明光学装置を得ることができる。本発明の
請求項５
請求項４
　【００２４】
　これにより、長寿命な画像表示装置を得ることができる。
　【００２５】
　【発明の実施の形態】
　以下本発明の実施の形態について説明する。
　【００２６】
　本発明の第１の実施の形態である高圧放電ランプおよびこの高圧放電ランプを光源とした照明光学装置について説明する。
　【００２７】
　図１に示す高圧放電ランプは、略回転楕円体形状で中央部最大内径が６．５ｍｍ、内容積が１８０ｍｍ３、肉厚は２．５ｍｍである発光部２と、この発光部２の両端に連設された封止部３とからなる石英ガラス製の発光管１を有する。封止部３には、後述の導入体が封止されている。
　【００２８】
　導入体は、直径０．４ｍｍ、酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下のタングステンからなる電極棒４ｂの先端部に直径０．２ｍｍ、酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下のタングステンからなる電極コイル４ａが設けられた電極４と、一端部に、この電極棒４ｂの後端部が接続されたモリブデンからなる金属箔５と、この金属箔５の他端部に、一端部が接続された外部リード線６とからなる。そして、この導入体は電極４が発光部２内に位置するように封止部３に封止されている。
　【００２９】
　一方の封止部３には口金７が設けられ、この口金７と、この口金７が取り付けられた側の封止部３から導出した図示しない外部リード線とが電気的に接続されている。
　【００３０】
　他方の外部リード線６は、電力供給線８の一端が接続されており、電力供給線８の他端は後述の反射鏡９を貫通し反射面とは反対側の外部に導出されている。
　【００３１】
　発光部２内での電極間距離、すなわちアーク長は１．５ｍｍである。発光部２内には水銀が２８．５ｍｇ（約０．１６ｍｇ／ｍｍ３）、ハロゲンガスとしてＢｒが１．０×１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３、さらに始動用希ガスとしてＡｒが２５０ｍｂａｒ封入されている。
　【００３２】
　そして、このような発光管１は反射鏡９と組み合わされ照明光学装置１２となる。
　【００３３】
　漏斗形状でセラミック製の反射鏡９は、回転曲面の内面にＴｉＯ２−ＳｉＯ２の蒸着膜からなる反射面を有している。この反射鏡９の前面投光部、すなわち開口部はその直径が６５ｍｍ程度に形成されており、背部の頂部には支持筒部１０を有している。支持筒部１０には口金７が絶縁セメント１１によって固着されており、発光管１（一対の電極を通る）の中心軸と反射鏡９の中心軸とは、ほぼ一致するように固着されている。
　【００３４】
　本実施の形態の高圧放電ランプおよびこの高圧放電ランプを光源とした照明光学装置１２において、口金７と電力供給線８とを交流電源に接続し、ランプ電圧約６０Ｖ、ランプ電流約２．５Ａ、ランプ電力１５０Ｗで点灯した。このランプの再点弧電圧（ピーク値）は約１０Ｖであった。
　【００３５】
　本実施形態の照明光学装置１２を図２に示すような光学系に組み込み画像表示装置を構成し、定格電力で稼働させたところ、ランプ効率が６０ｌｍ／Ｗ、発光管１から放射され、反射鏡９から反射される光の色温度は約６８００Ｋとなった。次に、本実施の形態の照明光学装置１２を定格電力で稼働させ、ライフ試験を行った。なお、１２は本実施形態の照明光学装置、１３は集光レンズ、１４は投射レンズ系、１５は受光面（スクリーン）を示す。
　【００３６】
　ライフ試験の結果、２５００時間点灯しても、発光管１の白濁、黒化は全く起こらず、また、図３から明らかなようにスクリーン照度維持率は約９０％を維持することができ良好な結果が得られた。
　【００３７】
　次に同じく図１を用いて、本発明の第２の実施の形態である高圧放電ランプおよびこの高圧放電ランプを光源とした照明光学装置について説明する。
　【００３８】
　本実施形態において、発光部２の中央部最大内径は５．０ｍｍ、内容積は８０ｍｍ３、肉厚は２．５ｍｍとし、電極４は直径０．３５ｍｍ、酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下のタングステンからなる電極棒４ｂと、この電極棒４ｂの先端部に設けられた直径０．２ｍｍ、酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下のタングステンからなる電極コイル４ａとからなる。また、発光部２内での電極間距離、すなわちアーク長は１．０ｍｍとし、発光部２内には水銀が１６．５ｍｇ（約０．２０５ｍｇ／ｍｍ３）、ハロゲンガスとしてＢｒが１．５×１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３、さらに始動用希ガスとしてＡｒが２５０ｍｂａｒ封入されている。また、反射鏡９は、その前面投光部、すなわち開口部はその径が６０ｍｍ程度に形成されている。他の構成は上記第１の実施形態と同様である。
　【００３９】
　本実施の形態の短アークの高圧放電ランプと反射鏡とを一体化した照明光学装置１２において、口金７と電力供給線８とを交流電源に接続し、ランプ電圧約６０Ｖ、ランプ電流約２．１Ａ、ランプ電力１２５Ｗで点灯した。このランプの再点弧電圧（ピーク値）は約１０Ｖであった。
　【００４０】
　このような構成の照明光学装置を図２に示すような光学系に組み込み画像表示装置を構成し、定格電力で稼働させたところ、ランプ効率が５５ｌｍ／Ｗ、発光管１から放射され、反射鏡９から反射される光の色温度は約６５００Ｋとなった。そして、本実施の形態の照明光学装置を定格電力で稼働させ、ライフ試験を行った。
　【００４１】
　ライフ試験の結果、２０００時間点灯しても、発光管１の白濁、黒化は全く起こらず、また図４から明らかなように、スクリーン照度維持率は約８７％を維持することができ良好な結果が得られた。
　【００４２】
　次に、本発明の第３の実施の形態である高圧放電ランプおよびこの放電ランプを光源とした照明光学装置について説明する。
　【００４３】
　本実施形態の高圧放電ランプは、図５に示すように、発光部２の中央部最大内径は７．０ｍｍ、内容積は２３０ｍｍ３、肉厚は２．５ｍｍとし、一方の電極４は直径０．４５ｍｍ、酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下のタングステンからなる電極棒４ｂと、この電極棒４ｂの先端部に設けられた直径０．２ｍｍ、酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下のタングステン製の電極コイル４ａからなり、電極コイル４ａは電極棒４ｂ先端から０．７５ｍｍ離れたところに取り付けられている。また、他方の電極１６は酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下のタングステンからなり、電極先端部１６ａの最大径が１．７ｍｍ、先端径が０．６ｍｍ、電極埋没部１６ｂの径が０．４５ｍｍで構成されている。また、発光部２内での電極間距離、すなわちアーク長は１．５ｍｍである。発光部２内には水銀が３７．０ｍｇ（約０．１６ｍｇ／ｍｍ３）、ハロゲンガスとしてＢｒが７．５×１０−５μｍｏｌ／ｍｍ３、さらに始動用希ガスとしてＡｒが２５０ｍｂａｒ封入されている。反射鏡９は、その前面投光部、すなわち開口部はその径が７０ｍｍ程度に形成されている。他の構成は上記第１の実施形態と同様である。
　【００４４】
　本実施の形態の短アークの高圧放電ランプと反射鏡とを一体化した照明光学装置において、口金７と電力供給線８とを直流電源に接続し、ランプ電圧約６５Ｖ、ランプ電流約２．４Ａ、ランプ電力１６０Ｗで点灯した。
　【００４５】
　このような構成の照明光学装置１２を図２に示すような光学系に組み込み画像表示装置を構成し、定格電力で稼働させたところ、ランプ効率が６２ｌｍ／Ｗ、発光管１から放射され、反射鏡９から反射される光の色温度は約６５００Ｋとなった。そして、本実施の形態の照明光学装置を定格電力で稼働させ、ライフ試験を行った。
　【００４６】
　ライフ試験の結果、３０００時間点灯しても、発光管１の白濁、黒化は全く起こらず、また、図６から明らかなようにスクリーン照度維持率は約８５％を維持することができ良好な結果が得られた。
　【００４７】
　電極が主にタングステンからなり、タングステン電極中の酸化カリウムＫ２Ｏの含有量が１２ｐｐｍ以下としたのは次の理由による。
　【００４８】
　電極中の酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が５ｐｐｍ以下、８ｐｐｍ、１２ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、１００ｐｐｍの７種類の電極を使用し、ランプ試作を行い、ライフ試験を行った。ランプ点灯１００時間での照度維持率の結果を表１に示す。
　【００４９】
　【表１】
　【００５０】
　表１から明らかなように、１５ｐｐｍ以上の酸化カリウムＫ２Ｏを含有した電極を使用したランプでは点灯初期に発光管に黒化が発生し、照度維持率が低下した。発光管の黒化程度は電極中に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏ含有量が多いほど激しい、という結果が得られた。解析の結果、タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの存在は、ハロゲンサイクルを著しく阻害することが判明したため、上記のように電極中の酸化カリウムＫ２Ｏ濃度を規定した。そして、タングステン電極に含まれる酸化カリウムＫ２Ｏの含有量は少なければ少ない程良い。
　【００５１】
　また、石英ガラス中の水分（ＯＨ基）含有量が３ｐｐｍ以下としたのは以下の理由による。
　【００５２】
　ＯＨ基濃度が１ｐｐｍ、３ｐｐｍ、６ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、２０Ｐｐｍの６種類の石英ガラスを用い、ランプを製作しライフ試験を行った。ランプ点灯１００時間での照度維持率の結果を表２に示す。
　【００５３】
　【表２】
　【００５４】
　表２から明らかなように、６ｐｐｍ以上のＯＨ基を含有した石英ガラスを用いたランプでは点灯１００時間以内にランプの黒化が発生し、ＯＨ基濃度が大きくなるにつれ発光管の黒化発生の度合が大きくなった。
　【００５５】
　ランプを点灯すると、発光管内表面付近の石英ガラス中の水分は、拡散によって発光管内に浸入する。この浸入する水分が多いとハロゲンサイクルが阻害され、ランプの黒化を促進することが判明した。したがって、石英ガラス中の水分（ＯＨ基）含有量は上記のように規定してある。
　【００５６】
　さらに、始動後数秒から２分以内に見られる再点弧電圧（ピーク値）が２０（Ｖ）以下としたのは、以下の理由による。
　【００５７】
　ここで言及しておくが、再点弧電圧（ピーク値）とは、ランプ点灯直後（１０秒後から２分以内）に図７に見られるような電圧値のピーク値を指すものとする。この再点弧電圧は発光管内の不純ガス（Ｈ２Ｏ、Ｈ２など）が多いほど高くなることが知られている。
　【００５８】
　再点弧電圧が１０Ｖ以下、１５Ｖ、２０Ｖ、２５Ｖ、３０Ｖ、４０Ｖ、６０Ｖのランプを試作し、ランプのライフ試験を行った。試験結果では、再点弧電圧が２０Ｖ以下のランプではランプ黒化は発生しなかったが、２５Ｖ以上のランプでは発光管の黒化が発生した。したがって、上記のような規定を設けた。
　【００５９】
　また、直流点灯した場合、点灯中に陽極となる電極の体積を陰極となる電極の体積と同じあるいは小さくした場合、陽極となる電極の温度が過度に上昇する、あるいは陰極の温度が放電を維持する温度以下になるため、ランプとして好ましくない。点灯中に陽極となる電極の体積を陰極となる電極の体積に比べ大きく形成することにより、電極の陽極と陰極の温度がほぼ等しい温度となり、電極温度の最適化を図ることができる。したがって、上記のような規定を設けた。
　【００６０】
　なお、本発明で直流点灯というのは、厳密な意味の直流ではなく、交流を整流したもの等であっても良い。
　【００６１】
　【発明の効果】
　以上のように本発明は、発光管内の水銀封入量とハロゲンガス濃度の最適化を図り、さらに発光管内部の残留ガスおよび点灯中に発生する不要なガスの発生を抑制することにより、長寿命な高圧放電ランプを得ることができる。
　【００６２】
　また、本発明の高圧放電ランプを光源とすることにより長期にわたり集光性を損なうことがなく長寿命な照明光学装置を得ることができる。
　【００６３】
　そして、本発明の高圧放電ランプを光源とした照明光学装置を用いることにより、長寿命で、かつ長期にわたり良好な集光性を維持できる画像表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の第１の実施の形態である高圧放電ランプと反射鏡とからなる照明光学装置の一部切欠斜視図
　【図２】
　ランプ評価に用いた光学系を示す図
　【図３】
　本発明の第１の実施の形態である画像表示装置における点灯時間とスクリーン照度維持率との関係を示す図
　【図４】
　本発明の第２の実施の形態である画像表示装置における点灯時間とスクリーン照度維持率との関係を示す図
　【図５】
　本発明の第３の実施の形態である高圧放電ランプと反射鏡とからなる照明光学装置の一部切欠斜視図
　【図６】
　本発明の第３の実施の形態である画像表示装置における点灯時間とスクリーン照度維持率との関係を示す図
　【図７】
　再点弧電圧を説明するための図
　【図８】
　従来例の高圧放電ランプ反射鏡とからなる照明光学装置の一部切欠正面図
　【符号の説明】
　１　発光管
　２　発光部
　３　封止部
　４，１６　電極
　４ａ　電極コイル
　４ｂ　電極棒
　５　金属箔
　６　外部リード線
　９　反射鏡
　１２　照明光学装置
　１３　集光レンズ
　１４　投射レンズ系
　１５　受光面（スクリーン）