(57)【要約】【課題】垂直配置した高圧放電ランプにおいて、上電極先端が短くなることを抑制することを可能にした光源装置及び光源装置の点灯方法を提供すること。【解決手段】上下方向に位置するように配置された一対の上電極２１と下電極２２を有する高圧放電ランプ２を交流点灯する光源装置において、光源装置１は、点灯開始時に、上電極２１が陰極動作する期間をＴ１、下電極２２が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯し、点灯開始後に、上電極２１先端が短くなったことを判定して、前記比率を前記所定値が増大するように設定する制御部４を備えることを特徴とする光源装置である。【選択図】図１
2011129493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置において、
該光源装置は、点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯し、点灯開始後に、上電極先端が短くなったことを判定して、前記比率を前記所定値が増大するように設定する制御部を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記制御部における、前記点灯開始後の上電極先端が短くなったことの判定は、前記点灯開始後、所定時間経過したこと、又は前記点灯開始後、前記高圧放電ランプの照度が所定最低照度より低下したこと、又は前記点灯開始後、前記高圧放電ランプのランプ電圧が所定最高電圧より上昇したことによるものであることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記点灯開始後、前記高圧放電ランプの照度が所定最低照度より低下した際、前記比率を前記所定値以上に設定したことにより、前記照度が前記所定最低照度より大きくなり過ぎたときは、前記比率を前記増大した前記所定値より小さく設定し直す、又は、前記点灯開始後、前記高圧放電ランプのランプ電圧が所定最高電圧より上昇した際、前記比率を前記所定値以上に設定したことにより、前記ランプ電圧が前記所定最高電圧より小さくなり過ぎたときは、前記比率を前記増大した前記所定値より小さく設定し直すことを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項４】
上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置の点灯方法において、
点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯し、点灯開始後に、上電極先端が短くなったことを判定して、前記比率を前記所定値が増大するように設定することを特徴とする光源装置の点灯方法。
【請求項５】
前記点灯開始後の上電極先端が短くなったことの判定は、前記点灯開始後、所定時間経過したこと、又は前記点灯開始後、前記高圧放電ランプの照度が所定最低照度より低下したこと、又は前記点灯開始後、前記高圧放電ランプのランプ電圧が所定最高電圧より上昇したことによるものであることを特徴とする請求項４記載の光源装置の点灯方法。
【請求項６】
前記点灯開始後、前記高圧放電ランプの照度が所定最低照度より低下した際、前記比率を前記所定値以上に設定したことにより、前記照度が前記所定最低照度より大きくなり過ぎたときは、前記比率を前記増大した前記所定値より小さく設定し直す、又は、前記点灯開始後、前記高圧放電ランプのランプ電圧が所定最高電圧より上昇した際、前記比率を前記所定値以上に設定したことにより、前記ランプ電圧が前記所定最高電圧より小さくなり過ぎたときは、前記比率を前記増大した前記所定値より小さく設定し直すことを特徴とする請求項５記載の光源装置の点灯方法。
【請求項７】
上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置の点灯方法において、
点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯する第１のステップと、点灯時間が所定時間経過したかを判定する第２のステップと、該第２のステップにおいて前記点灯時間が前記所定時間経過したと判定された場合は、前記比率Ｔ１／Ｔ２を増大する第３のステップと、該第３のステップ後、再び前記第２のステップ以降の処理を繰り返す第４のステップを備えることを特徴とする光源装置の点灯方法。  
【請求項８】
上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置の点灯方法において、
点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯する第１のステップと、照度が所定最低照度より低くなったかを判定する第２のステップと、該第２のステップにおいて前記照度が前記所定最低照度より低いと判定された場合は、前記比率Ｔ１／Ｔ２を増大する第３のステップと、該第３のステップ後、再び前記第２のステップ以降の処理を繰り返す第４のステップを備えることを特徴とする光源装置の点灯方法。
【請求項９】
上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置の点灯方法において、
点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯する第１のステップと、ランプ電圧が所定最高電圧より高くなったかを判定する第２のステップと、該第２のステップにおいて前記ランプ電圧が前記所定最高電圧より高いと判定された場合は、前記比率Ｔ１／Ｔ２を増大する第３のステップと、該第３のステップ後、再び前記第２のステップ以降のステップを繰り返す第４のステップを備えることを特徴とする光源装置の点灯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及び光源装置の点灯方法に係わり、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）を使用したＤＬＰ（登録商標）（デジタルライトプロセッサ）等のプロジェクタ装置や、液晶カラーフィルタ、ＰＤＰ基板、プリント基板等の基板を露光処理する露光装置に用いられる光源装置及び光源装置の点灯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プロジェクタ装置等に用いられる、交流点灯されるショートアーク型超高圧水銀ランプが記載されており、ランプ内には、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、希ガスと、ハロゲンとが封入され、電極間距離が１．５ｍｍであって、点灯時間の経過に伴って、電極の先端に突起が生成される問題が提起されている。
また、特許文献２には、プロジェクタ装置に用いられるランプを垂直配置して交流点灯する垂直ランプ装置が記載されており、上部電極が負電極として動作する時間Ｔ１を下部電極が負電極として動作する時間Ｔ２よりも大きくすることが記載されている。
また、特許文献３には、露光装置等に用いられる、ランプを垂直配置又は水平配置して、直流点灯する光照射装置が記載されており、ランプ内に、０．０８ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、希ガスと、ハロゲンとが封入され、電極間距離が０．５〜２．０ｍｍとすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４７０９２号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７０７１号公報
【特許文献３】特開２００６−２７８９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献３に示すように、０．０８ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀、希ガス、ハロゲンが封入されるランプは、露光装置の光源として用いられ、特に０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入したランプは、特許文献１に示すようにプロジェクタ装置で用いられる。また、特許文献３には、ランプを直流点灯することが記載されているが、特許文献１及び２に記載されているように、最近は交流点灯することが行われる。このようなランプは、プロジェクタ装置の光源の用途においては特許文献２に記載されているように、また、露光装置の光源の用途においては特許文献３に記載されているように、一対の電極を上下に垂直配置することが行なわれる。
【０００５】
図１１は、垂直配置した高圧放電ランプの一部構成を示す図である。この高圧放電ランプ１００を、上部電極１０１が負電極として動作する時間Ｔ１、下部電極１０２が負電極として動作する時間Ｔ２とし、Ｔ１／Ｔ２のデューティ比を５０／５０で交流点灯させると、特許文献２の段落００２９にも記載されているように、熱対流による加熱を受けて上電極１０１は下電極１０２よりもより大きく加熱されてしまう。このような高圧放電ランプ１００を電極間距離０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのように近接配置して交流点灯すると、上電極１０１の加熱量が大きく、時間の経過に伴って徐々に溶けてしまう。
【０００６】
そこで、特許文献２においては、上電極が下電極より加熱されることを抑制するために、上電極が負電極として動作する時間Ｔ１を下電極が負電極として動作する時間Ｔ２よりも長くすることによって、上電極の加熱量を抑制している。つまり、電極は陽極動作するときは電子を受けて加熱され、陰極動作しているときに、陽極動作していたときの蓄熱を放熱する。従って、特許文献２では、上電極の負電極動作時間が、下電極の負電極動作時間より長いということは、上電極が下電極よりも放熱する時間が長いということであり、上電極が熱対流を受けて下電極よりも加熱されていても、放熱する時間を下電極よりも長くすることによって、両電極間での温度差を小さくすることができるというものである。
【０００７】
このように、特許文献２では、熱対流による上電極の加熱問題を解決しようとしているが、本発明者らが、垂直配置した高圧放電ランプを特許文献２の技術を使って点灯したところ時間の経過に伴って、上電極先端が短くなってしまい、ランプの照度維持率（ランプを点灯開始したときの照度に対する時間経過後の照度の比率）が低下してしまうことに気が付いた。
【０００８】
このように、熱対流の問題を解決しているのにもかかわらず、上電極先端が短くなってしまう理由は、本発明者らは以下のように推測している。
電極間距離を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのように近接配置した高圧放電ランプの場合、特許文献１にも記載されているように、電極が溶けてしまって、電極を構成する部材（以下では、電極を構成する部材が「タングステン」として説明する）が蒸発し、発光管の内部に飛散してしまう。発光管の内部には、蒸発したタングステンが存在するが、発光管内に均一にタングステンが存在するわけではなく、図１１に示すように、下方に行くにしたがってタングステンが高濃度で存在し、上方においてはタングステンが低濃度で存在するように分布するものと推測される。このような分布の発生理由は、以下の２つの理由の、いずれか又は両方の理由によるものと考えられる。第１に、発光管１０３の内部で気化される元素の中で、タングステンは比重が大きく、下方にタングステンが高濃度で存在してしまう。第２に、発光管１０３の内部は熱対流によって上方に比べて下方が冷えており、気化したタングステンが下方で冷却され運動エネルギーが低くなって、凝集されて行くために、下方にタングステンが高濃度で存在してしまう。気化したタングステンは陽イオンとなり、電極が陰極動作するときに、電極に引き寄せられ、溶けた電極を生成するものと推測されるが、上電極１０１が下電極１０２に比べて陰極動作する時間が長くても、前述のように、発光管１０３の内部においては、発光管１０３の上方は下方に比べてタングステンが低濃度であることから、上電極１０１に引き寄せられるタングステンの量は少なくなるので、上電極１０１先端が短くなってしまったものと推測される。
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、垂直配置した高圧放電ランプにおいて、上電極先端が短くなることを抑制することを可能にした光源装置及び光源装置の点灯方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置において、
該光源装置は、点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯し、点灯開始後に、上電極先端が短くなったことを判定して、前記比率を前記所定値が増大するように設定する制御部を備えることを特徴とする光源装置である。
請求項２記載の発明は、前記制御部における、前記点灯開始後の上電極先端が短くなったことの判定は、前記点灯開始後、所定時間経過したこと、又は前記点灯開始後、前記高圧放電ランプの照度が所定最低照度より低下したこと、又は前記点灯開始後、前記高圧放電ランプのランプ電圧が所定最高電圧より上昇したことによるものであることを特徴とする請求項１記載の光源装置である。
請求項３記載の発明は、前記制御部は、前記点灯開始後、前記高圧放電ランプの照度が所定最低照度より低下した際、前記比率を前記所定値以上に設定したことにより、前記照度が前記所定最低照度より大きくなり過ぎたときは、前記比率を前記増大した前記所定値より小さく設定し直す、又は、前記点灯開始後、前記高圧放電ランプのランプ電圧が所定最高電圧より上昇した際、前記比率を前記所定値以上に設定したことにより、前記ランプ電圧が前記所定最高電圧より小さくなり過ぎたときは、前記比率を前記増大した前記所定値より小さく設定し直すことを特徴とする請求項２記載の光源装置である。
請求項４記載の発明は、上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置の点灯方法において、点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯し、点灯開始後に、上電極先端が短くなったことを判定して、前記比率を前記所定値が増大するように設定することを特徴とする光源装置の点灯方法である。
請求項５記載の発明は、前記点灯開始後の上電極先端が短くなったことの判定は、前記点灯開始後、所定時間経過したこと、又は前記点灯開始後、前記高圧放電ランプの照度が所定最低照度より低下したこと、又は前記点灯開始後、前記高圧放電ランプのランプ電圧が所定最高電圧より上昇したことによるものであることを特徴とする請求項４記載の光源装置の点灯方法である。
請求項６記載の発明は、前記点灯開始後、前記高圧放電ランプの照度が所定最低照度より低下した際、前記比率を前記所定値以上に設定したことにより、前記照度が前記所定最低照度より大きくなり過ぎたときは、前記比率を前記増大した前記所定値より小さく設定し直す、又は、前記点灯開始後、前記高圧放電ランプのランプ電圧が所定最高電圧より上昇した際、前記比率を前記所定値以上に設定したことにより、前記ランプ電圧が前記所定最高電圧より小さくなり過ぎたときは、前記比率を前記増大した前記所定値より小さく設定し直すことを特徴とする請求項５記載の光源装置の点灯方法である。
請求項７記載の発明は、上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置の点灯方法において、点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯する第１のステップと、点灯時間が所定時間経過したかを判定する第２のステップと、該第２のステップにおいて前記点灯時間が前記所定時間経過したと判定された場合は、前記比率Ｔ１／Ｔ２を増大する第３のステップと、該第３のステップ後、再び前記第２のステップ以降の処理を繰り返す第４のステップを備えることを特徴とする光源装置の点灯方法である。  
請求項８記載の発明は、上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置の点灯方法において、点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯する第１のステップと、照度が所定最低照度より低くなったかを判定する第２のステップと、該第２のステップにおいて前記照度が前記所定最低照度より低いと判定された場合は、前記比率Ｔ１／Ｔ２を増大する第３のステップと、該第３のステップ後、再び前記第２のステップ以降の処理を繰り返す第４のステップを備えることを特徴とする光源装置の点灯方法である。
請求項９記載の発明は、上下方向に位置するように配置された一対の上電極と下電極を有する高圧放電ランプを交流点灯する光源装置の点灯方法において、点灯開始時に、前記上電極が陰極動作する期間をＴ１、下電極が陰極動作する期間をＴ２とするとき、比率Ｔ１／Ｔ２を１以上の所定値で点灯する第１のステップと、ランプ電圧が所定最高電圧より高くなったかを判定する第２のステップと、該第２のステップにおいて前記ランプ電圧が前記所定最高電圧より高いと判定された場合は、前記比率Ｔ１／Ｔ２を増大する第３のステップと、該第３のステップ後、再び前記第２のステップ以降の処理を繰り返す第４のステップを備えることを特徴とする光源装置の点灯方法である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜請求項９記載の発明によれば、点灯開始後の照度は、点灯開始時の照度に近づくので、長時間ランプを使用しても、照度維持率の低下を抑制することができる。
また、請求項２及び５記載の発明によれば、照度が、所望の照度より下がってしまうことを抑制でき、プロジェクタ用途においては、照度不足によって画面が所期の明るさより暗くなることを抑制でき、露光用途においては、ワークへの照度不足による処理不良を抑制することができる。
また、請求項３及び６記載の発明によれば、照度が、所望の照度より上がってしまうことを抑制でき、プロジェクタ用途においては、照度過剰によって画面が所期の明るさより明るくなることを抑制でき、露光用途においては、ワークの照度過剰による処理不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る高圧放電ランプを点灯する光源装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示した制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態に係る光源装置の各部におけるタイムチャートである。
【図４】第２の実施形態に係る高圧放電ランプを点灯する光源装置の構成を示す図である。
【図５】図４に示した制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態に係る光源装置の各部におけるタイムチャートである。
【図７】第３の実施形態に係る高圧放電ランプを点灯する光源装置の構成を示す図である。
【図８】図７に示した制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施形態に係る光源装置の各部におけるタイムチャートである。
【図１０】本発明例と実験例の点灯方法で点灯させたときの、点灯開始時の照度に対する点灯時間経過毎の照度のグラフである。
【図１１】垂直配置した高圧放電ランプの一部構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、垂直配置した高圧放電ランプを備えた光源装置において、点灯開始時における下電極が陰極動作する期間に対する上電極が陰極動作する期間の比率を、点灯開始後に変えることに特徴があり、比率を変えるタイミングは、種々の方法に応じて、以下に示すように。第１の実施形態〜第３の実施形態が考えられる。
【００１４】
本発明に係る第１の実施形態を図１〜図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る高圧放電ランプを点灯する光源装置の構成を示す図である。
同図に示すように、光源装置１は、高圧放電ランプ２に給電するランプ点灯回路３と、高圧放電ランプ２に給電する比率（以下、デューティ比という）を記憶し、且つ、デューティ比をランプ点灯回路３に設定するデューティ比設定回路４１とを備え、ランプ点灯回路３による給電時間を測定し、且つ、給電時間が所定時間経過したときにデューティ比設定回路４１に信号を送信するタイマー回路等からなる点灯時間測定装置４２とを備える。ここでは、デューティ比設定回路４１と点灯時間測定装置４２とにより光源装置１の制御部４を構成する。
デューティ比設定回路４１は、不図示のメモリを備えており、そのメモリには、高圧放電ランプ２を給電するためのデューティ比を複数備えている。例えば、高圧放電ランプ２の上電極２１と下電極２２とが陰極動作する設定値をｋとするとき、ｋ＝０がデューティ比５０／５０、ｋ＝１がデューティ比５５／４５、ｋ＝２がデューティ比６０／４０・・・、のように、メモリには、設定値ｋが大きくなるにしたがって、上電極２１が陰極動作する時間が長くなっていくデータが記憶されている。
【００１５】
また、同図に示すように、高圧放電ランプ２は、発光部２３と発光部２３の両端に封止部２４を備えた放電容器２５と、発光部２３の内部で対向させた一対の電極２１、２２と、電極２１、２２に電気的に接続され、且つ、封止部２４に埋設された金属箔２６と、金属箔２６に電気的に接続され、且つ、封止部２４から突出する外部リード２７とを備える。発光部２３の内部には、０．０８ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、約１３ｋＰａの希ガスと、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３ハロゲンとが封入されている。一対の電極２１、２２を構成する部材はタングステンであり、その電極間距離は、０．５〜２．０ｍｍである。この高圧放電ランプ２の数値例を示すと、例えば、発光部２３の最大外径９．５ｍｍ、発光管２３の内容積７．５ｍｍ３、定格電圧８０Ｖ、定格電力１５０Ｗであり、交流点灯される。また、この高圧放電ランプ２は、同図に示すように、重力方向に対して、上側に電極２１、下側に電極２２が位置するように配置される。本実施形態においては説明上、「上電極」と記載されるものは、重力方向において上側に配置された電極２１のことをいい、「下電極」と記載されるものは、重力方向において下側に配置された電極２２のことをいう。
【００１６】
図２は、図１に示した制御部４における処理手順を示すフローチャート、図３は光源装置１の各部におけるタイムチャートである。
図２に示したフローチャートにおいて、スタートにおいて、光源装置１の電源を始動する。ステップＳ１では、デューティ比設定回路４１のメモリに記憶されている設定値ｋ＝０が選択される。ステップＳ２では、ｋ＝０に対応するデューティ比をランプ点灯回路３に出力する。ランプ点灯回路３は、そのデューティ比に基づいて高圧放電ランプ２を点灯する。この時の高圧放電ランプ２のランプ電流波形は、図３（ａ）に示した波形となり、上側電極陰極比率は、図３（ｂ）に示すとおりである。同時に、ランプ点灯回路３は点灯時間測定装置４２に信号を出力する。点灯時間測定装置４２は、その信号を受けて、点灯時間を計測する。ここでは、ｋ＝０におけるデューティ比がＴ１／Ｔ２＝５０／５０であったとして説明する。なお、デューティ比設定回路４１のメモリに記憶されている設定値ｋとデューティ比Ｔ１／Ｔ２の関係を表１に示す。
【００１７】
表１
2011129493.tif 000003
【００１８】
ｋ＝０でデューティ比５０／５０で点灯された高圧放電ランプは、上電極２１が陰極動作する時間と下電極２２が陰極動作する時間が同じである。従って、発光管２３の内部では、熱対流によって、時間経過に伴って上電極２１が加熱されて溶けてしまう。また、上電極２１は、その周りの電極部材（以下、その部材をタングステンとして説明する。）の濃度が少ないので、上電極２１の陰極動作時に引き寄せられるタングステンの量が少なくなり、上電極２１先端は短くなる。このように、上電極２１先端が時間の経過に伴って短くなると、電極間距離は長くなってしまい、照度は徐々に低下する。光源装置１からの照度は、その用途に応じて、ある所定の範囲があり、点灯時間がどれ位い経過したら、つまり、所定時間経過するとどの程度照度が低下するかを予め調べてあり、所定時間ｔｋの経過と所定照度の低下との関係が点灯時間測定装置４２に記憶されている。ステップＳ３で、点灯時間測定装置４２は、所定時間ｔｋが経過したか確認し、所定時間ｔｋが経過していない場合はＮＯとなり、デューティ比５０／５０の点灯を継続し、所定時間ｔｋが経過した場合はＹＥＳとなり、図３（ｃ）に示すように、点灯時間測定装置４２はデューティ比設定回路４１に所定時間ｔｋが経過したことを伝える信号を出力する。
【００１９】
ステップＳ４では、デューティ比設定回路４１は、ｋ＝０のカウントを１つ増やし、ｋ＝１のデューティ比を選択し、そのデューティ比をランプ点灯回路３に出力する。そのデューティ比に基づいて高圧放電ランプ２の点灯を開始する。ここでは、ｋ＝１のデューティ比がＴ１／Ｔ２＝５５／４５であったとして説明する。ステップＳ５で、デューティ比設定回路４１は、具備するメモリには、様々なデューティ比ｋが記憶されており、それが上限値ｋ＝ｍａｘになったかどうかを判断する。ｋが上限値に達していない場合は、ＮＯとなり、ランプ点灯回路３を介して、点灯時間測定装置４２に信号を送信する。点灯時間測定装置４２は、その信号を受けて点灯時間を計測し、ステップＳ３からステップＳ５の処理を繰り返す。デューティ比が上限値に達した場合はＹＥＳとなり、高圧放電ランプ２への給電を終了する。
【００２０】
ステップＳ５で、ｋが上限値に達していない場合はＮＯとなり、ステップＳ３からステップＳ５の処理を繰り返す理由について説明する。
ステップＳ４で、ｋ＝１のデューティ比Ｔ１／Ｔ２＝５５／４５で、高圧放電ランプ２を点灯させると、上電極２１の陰極動作期間が下電極２２の陰極動作期間よりも延びるので、上電極２１が放熱される期間が下電極２２よりも延び、上電極２１が熱対流で加熱されたとしても、上電極２１と下電極２２との温度差は小さくなる。これにより、上電極２１は加熱により溶ける量が小さくなる。さらに、上電極２１は陰極動作期間Ｔ１が、ｋ＝０のときよりも延びるので、発光管２３の内部で気化されたタングステンイオンを引き寄せる量が増えることになり、上電極２１先端の生成を行なうことができる。これにより、上電極２１先端は下電極２２先端に向かって成長し、電極間距離が点灯開始時に近づき、照度も点灯開始時に近づかせることができる。
【００２１】
ところが、高圧放電ランプは交流点灯しているので、上電極２１は、陽極動作と陰極動作を繰り返している。上電極２１は、陽極動作時にタングステンを飛散させ、陰極動作のときに、発光管２３の内部のタングステンイオンを引き寄せており、蒸発と生成を繰り返している。このタングステンの蒸発量と、引き寄せたタングステンイオンの量とが、一致していれば、上電極２１の形状は保たれるが、実際は、上電極２１先端が再度短くなってしまう。これは、上電極２１から蒸発されたタングステンが発光管内部の下方に移動してしまって、上電極２１が陰極動作時に、タングステンイオンを引き戻そうとしても、既に上電極２１の周りには蒸発したタングステンに釣り合うような量は存在しないためと推測される。そこで、ステップＳ３からステップＳ５の処理を繰り返すことによって、上電極２１の陰極動作期間を延ばすことによって、タングステンイオンを引き寄せる時間を増やすことができ、その結果、上電極２１が引き寄せたタングステンイオンによって、再度、上電極２１先端は下電極２２先端に向かって成長させることができる。上電極２１におけるタングステンの蒸発量と生成量の不釣合いは、デューティ比を何度変更しても起こってしまうので、ｋ＝ｍａｘになるまで、上記のようにステップＳ３からステップＳ５の処理を繰り返して、上電極２１と下電極２２との電極間距離を維持しようとするのである。
【００２２】
上述のように、本実施形態に係る光源装置によれば、点灯開始時の上電極２１の陰極動作期間を、点灯開始後において上電極２１の陰極動作期間より長くすることによって、上電極２１は発光管２３内部のタングステンイオンを引きよせて、その形状を成長・生成させるので、上電極２１先端が短くなり過ぎることを抑制することができる。これにより、上電極２１先端と下電極２２先端との電極間距離が、点灯開始後の距離を点灯開始時の距離に近づけることができ、照度維持率の低下を抑制することができる。また、上電極２１の陰極動作期間を長くすることは、点灯時間測定装置４２よって所定時間経過後に行なうことができる。なお、照度維持率の低下を抑制できることについては、後述の実験で説明する。
【００２３】
なお、上述において、ｋ＝０のデューティ比をＴ１／Ｔ２＝５０／５０で説明したが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、特許文献２に記載のように、熱対流による上電極の加熱を抑制するように、Ｔ１をＴ２よりも長くしておいたデューティ比で点灯を開始するようにしてもよい。
【００２４】
また、本実施形態のような光源装置は、使用するときは高圧放電ランプを点灯させ、不使用になると消灯にするように、点灯と消灯を繰り返して使用される。そのため、光源装置１のデューティ比設定回路４１には、不図示の書き換え可能なメモリが備えられており、前回の点灯時の設定値ｋを記憶させておき、次の点灯時に、図２のステップＳ１のときに、前回の設定値ｋから始動を開始させることもできる。具体的には、初めて高圧放電ランプ２を使用したときに、ステップＳ１からステップＳ５を繰り返して、ｋ＝３までデューティ比を変更したとき、高圧放電ランプ２を消灯するときに、デューティ比設定回路４１の書き換え可能のメモリに、ｋ＝３を記憶する。次に高圧放電ランプ２を点灯するときに、ステップＳ１において、デューティ比設定回路４１は、ｋ＝０から再スタートするのではなく、書き換え可能のメモリに記憶したｋ＝３からスタートさせるものである。
【００２５】
次に、本発明に係る第２の実施形態を図４〜図６を用いて説明する。
図４は、本実施形態に係る高圧放電ランプを点灯する光源装置の構成を示す図である。
同図に示すように、光源装置１は、高圧放電ランプ２に給電するランプ点灯回路３と、高圧放電ランプ２に給電するデューティ比を記憶し、且つ、デューティ比をランプ点灯回路３に設定するデューティ比設定回路４１と、点灯された高圧放電ランプ２の照度を測定する照度計４３と、照度計４３からの照度が予め決められた範囲の照度であるかを判定する照度判定装置４４とを備え、ここでは、デューティ比設定回路４１と照度計４３と照度判定装置４４とが光源装置１の制御部４を構成する。なお、その他の構成は、図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
【００２６】
デューティ比設定回路４１は、図１と同様に、不図示のメモリを備えており、そのメモリには、高圧放電ランプ２を給電するためのデューティ比を複数備えている。例えば、高圧放電ランプ２の上電極２１と下側電極２２とが陰極動作する設定値ｋ＝０がデューティ比５０／５０、ｋ＝１がデューティ比５５／４５、ｋ＝２がデューティ比６０／４０・・・、のように、メモリには、設定値ｋが大きくなるにしたがって、上電極２１が陰極動作する時間が長くなって行くデータが記憶されている。 本実施形態の光源装置１は、デューティ比を変えるタイミングを照度計４３を用いて行なう点で、第１の実施形態の光源装置１と相違する。
【００２７】
図５は、図４に示した制御部４における処理手順を示すフローチャート、図６は、光源装置１の各部におけるタイムチャートである。
図５に示したフローチャートにおいて、スタートにおいて、光源装置１の電源を始動する。ステップＳ１では、デューティ比設定回路４１のメモリに記憶されているｋ＝０が選択される。ステップＳ２で、ｋ＝０に対応するデューティ比をランプ点灯回路３に出力する。ランプ点灯回路３は、そのデューティ比に基づいて高圧放電ランプ２を点灯する。このときの高圧放電ランプ２のランプ電流波形は、図６（ａ）に示した波形となり、上側電極陰極比率は、図６（ｂ）に示すとおりである。ステップＳ３で、照度判定装置４４は、高圧放電ランプ２の照度を照度計４３で測定し、その測定値である初期照度Ｉ０を記憶する。なお、高圧放電ランプは、水銀が封入されており、水銀は蒸発するまでに時間が掛かるので、照度が安定するまで時間が掛かる。そのため、照度判定装置４４には、例えば、タイマー回路を備えておき、予め照度が安定するまでの時間が経過するまで待って、初期照度Ｉ０を測定して記憶してもよいし、例えば、照度計４３で随時又は連続的に測定しておき、照度が安定したときに、その照度を初期照度Ｉ０として記憶してもよい。なお、ここでは、ｋ＝０のデューティ比がＴ１／Ｔ２＝５０／５０であったとして説明を続ける。
【００２８】
ステップＳ４で、照度判定装置４４は、照度が、図６（ｃ）に示すように、初期照度Ｉ０に比べて９５％より小さくなったらＹＥＳとなって、デューティ比設定回路４１に照度が低下したことを伝える信号を出力し、初期照度Ｉ０に比べて９５％以上になったときはＮＯとなって、ステップＳ７以降の処理を行う。なお、ステップＳ４における判定は、必ずしも初期照度Ｉ０の９５％より小さい場合に限定されるものではなく、用途やランプの設計によって、初期照度Ｉ０に比べて低下が許容される範囲があり、その許容される照度を所定最低照度として、照度判定装置４４に記憶されているものである。
【００２９】
ステップＳ５で、デューティ比設定回路４１は、ｋ＝０のカウントを１つ増やし、ｋ＝１のデューティ比を選択し、そのデューティ比をランプ点灯回路３に出力する。そのデューティ比に基づいて高圧放電ランプ２の点灯を開始する。なお、ここでは、ｋ＝１のデューティ比がＴ１／Ｔ２＝５５／４５であったとして説明する。ステップＳ６で、デューティ比設定回路４１は、具備するメモリにおいて、様々な設定値ｋに対応するデューティ比が記憶されており、それが上限値ｋ＝ｍａｘになったかどうかを判断する。設定値ｋが上限に達していない場合はＮＯとなり、そのときのデューティ比をランプ点灯回路３に出力する。そのデューティ比に基づいて高圧放電ランプ２の点灯を開始する。ステップＳ４からステップＳ６までの処理を繰り返す理由は、第１の実施形態において説明した場合と同様であるので、説明を省略する。
【００３０】
ステップ７で、照度判定装置４４は、照度が、初期照度Ｉ０に比べて１０３％以下の場合はＮＯとなり、ステップＳ４に戻る。照度が、初期照度Ｉ０に比べて１０３％より大きい場合はＹＥＳになり、ステップＳ８で、設定値ｋがｋ＝０、すなわち、デューティ比設定回路４１に記憶されている最初のメモリであるかどうかを確認する。最初の設定値ｋ＝０の場合はＹＥＳとなり、ステップＳ４に戻る。ステップＳ８で、設定値ｋがｋ＝０でない場合、すなわち、ステップＳ５で、既にデューティ比設定回路４１が設定値ｋのカウントを一つ増やしているとき、ステップ９で、ｋ＝ｋ−１、すなわち、前の設定値ｋに戻す処理を行う。具体的には、ステップＳ５で、例えば、ｋ＝１のデューティ比Ｔ１／Ｔ２＝５５／４５にしたときに、上電極２１が陰極動作する期間が伸びることで、上電極２１先端が下電極２２先端に向かって成長し、電極間距離が短くなるが、電極間距離が短くなり過ぎると、初期照度Ｉ０よりも照度が高くなってしまう。その場合は、ステップＳ７で、照度の上昇を許容できる範囲を超えるかどうかを確認し、越える場合であって、設定値ｋが初期のメモリｋ＝０でないことをステップＳ８で確認し、ステップＳ９において前回の設定値ｋ、すなわちｋ＝０のデューティ比Ｔ１／Ｔ２＝５０／５０に戻す処理を行う。これによって、上電極２１が陰極動作する時間が短くすることにより、上電極２１先端の成長を抑制する。なお、ステップ７は、必ずしも初期照度Ｉ０の１０３％に限定されるものではなく、用途やランプの設計に応じて、初期照度Ｉ０に比べて上昇が許容される範囲があり、その許容される照度を所定最高照度として、照度判定装置４４に記憶されているものである。
【００３１】
上述のように、本実施形態の光源装置では、点灯開始時の上電極２１の陰極動作期間を、点灯開始後の上電極２１の陰極動作期間より長くしたことで、上電極２１は発光管２３内部のタングステンイオンを引きよせて、その形状を成長させることによって、上電極２１が短くなりすぎることを抑制することができる。これにより、上電極２１と下電極２２との電極間距離が、点灯開始後の距離を点灯開始時の距離に近づけることができ、照度維持率の低下を抑制するものであり、上電極２１の陰極動作期間を長くすることは、照度判定装置４４よって、所定最低照度より低下したときに行なう。なお、照度維持率の低下を抑制できることについては、後述の実験で説明する。
【００３２】
さらに、上述のように、本実施形態の光源装置１は、点灯開始後の上電極２１の陰極動作期間を長くした後で、上電極２１が陰極動作する期間を短くすることもできるようにしたので、上電極２１が長くなり過ぎることを抑制することができる。これにより、上電極２１と下電極２２との電極間距離が、点灯開始後の距離を点灯開始時の距離に近づけることができ、照度維持率を保持できる。また、上電極２１の陰極動作期間を短くすることは、照度判定装置４４よって、所定最高照度より上昇したときに行なうことができる。
【００３３】
上述において、ｋ＝０のデューティ比をＴ１／Ｔ２＝５０／５０で説明したが、第１の実施形態の場合と同様に、必ずしもこれに限定されるわけではなく、特許文献２に記載されているように熱対流による上電極の加熱を抑制するように、Ｔ１をＴ２よりも長くしておいたデューティ比で点灯を開始するようにしてもよい。
【００３４】
なお、本実施形態の光源装置においても、高圧放電ランプ２は、使用するときに点灯させて、不使用になると消灯にするように、点灯と消灯とが繰り返して使用される。そのため、光源装置１のデューティ比設定回路４１には、書き換え可能なメモリが備えられており、前回の点灯時の設定値ｋを記憶させておき、次の点灯時に、図５のステップＳ１のときに、前回の設定値ｋから始動を開始させることができる。具体的には、第１の実施形態において述べた場合と同様であるので、説明を省略する。
【００３５】
次に、本発明に係る第３の実施形態を図７〜図９を用いて説明する。
図７は、本実施形態に係る高圧放電ランプを点灯する光源装置の構成を示す図である。
同図に示すように、光源装置１は、高圧放電ランプ２に給電するランプ点灯回路３と、高圧放電ランプ２に給電するデューティ比を記憶し、且つ、デューティ比をランプ点灯回路３に設定するデューティ比設定回路４１と、点灯された高圧放電ランプ２のランプ電圧を測定する電圧測定装置４５と、電圧測定装置４５からの照度が予め決められた範囲の照度であるかを判定する電圧判定装置４６とを備え、ここでは、デューティ比設定回路４１と、電圧測定装置４５と、電圧判定装置４６とが光源装置１の制御部４を構成する。なお、その他の構成は、図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
【００３６】
デューティ比設定回路４１は、図１と同様に、不図示のメモリを備えており、そのメモリには、高圧放電ランプ２を給電するためのデューティ比を複数備えている。例えば、高圧放電ランプ２の上電極２１と下側電極２２とが陰極動作する設定値ｋ＝０がデューティ比５０／５０、ｋ＝１がデューティ比５５／４５、ｋ＝２がデューティ比６０／４０・・・、のように、メモリには、設定値ｋが大きくなるにしたがって、上電極２１が陰極動作する時間が長くなって行くデータが記憶されている。 本実施形態の光源装置１は、デューティ比を変えるタイミングを電圧測定装置４５を用いて行なう点で、第１、２の実施形態の光源装置１と相違する。
【００３７】
図８は、図７に示した制御部４における処理手順を示すフローチャート、図９は、光源装置１の各部におけるタイムチャートである。
図８に示したフローチャートにおいて、スタートにおいて、光源装置１の電源を始動する。ステップＳ１では、デューティ比設定回路４１のメモリに記憶されているｋ＝０が選択される。ステップＳ２で、ｋ＝０に対応するデューティ比をランプ点灯回路３に出力する。ランプ点灯回路３は、そのデューティ比に基づいて高圧放電ランプ２を点灯する。このときの高圧放電ランプ２のランプ電流波形は、図９（ａ）に示した波形となり、上側電極陰極比率は、図９（ｂ）に示すとおりである。なお、ここでは、ｋ＝０のデューティ比がＴ１／Ｔ２＝５０／５０であったとして説明を続ける。
【００３８】
ステップＳ３で、電圧測定装置４５は、ランプ電圧が、図９（ｃ）に示すように、所定の最高電圧α、例えば７５Ｖ以上になったら、ＹＥＳとなって、デューティ比設定回路４１にランプ電圧が上昇したことを伝える信号を出力し、所定最高電圧αより低い場合はＮＯとなって、ステップＳ６以降の処理を行う。
【００３９】
ステップＳ４で、デューティ比設定回路４１は、ｋ＝０のカウントを１つ増やし、ｋ＝１のデューティ比を選択し、そのデューティ比をランプ点灯回路３に出力する。そのデューティ比に基づいて高圧放電ランプ２の点灯を開始する。なお、ここでは、ｋ＝１のデューティ比がＴ１／Ｔ２＝５５／４５であったとして説明する。ステップＳ５で、デューティ比設定回路４１は、具備するメモリにおいて、様々な設定値ｋに対応するデューティ比が記憶されており、それが上限値ｋ＝ｍａｘになったかどうかを判断する。設定値ｋが上限に達していない場合はＮＯとなり、そのときのデューティ比をランプ点灯回路３に出力する。そのデューティ比に基づいて高圧放電ランプ２の点灯を開始する。ステップＳ３からステップＳ５までの処理を繰り返す理由は、第１の実施形態において説明した場合と同様であるので、説明を省略する。
【００４０】
ステップＳ６で、電圧判定装置４６は、ランプ電圧が、電圧判定装置４６に記憶されている所定の最低電圧β、例えば６５Ｖより高い場合はＮＯとなり、ステップＳ３に戻る。ランプ電圧が、所定最低電圧β以下の場合はＹＥＳになり、ステップＳ７で、設定値ｋがｋ＝０、すなわち、デューティ比設定回路４１に記憶されている最初のメモリであるかどうかを確認する。最初の設定値ｋ＝０の場合はＹＥＳとなり、ステップＳ３に戻る。ステップＳ７で、設定値ｋがｋ＝０でない場合、すなわち、ステップＳ４で、既にデューティ比設定回路４１が設定値ｋのカウントを一つ増やしているとき、ステップ８で、ｋ＝ｋ−１、すなわち、前の設定値ｋに戻す処理を行う。具体的には、ステップＳ４で、例えば、ｋ＝１のデューティ比Ｔ１／Ｔ２＝５５／４５にしたときに、上電極２１が陰極動作する期間が伸びることで、上電極２１先端が下電極２２先端に向かって成長し、電極間距離が短くなるが、電極間距離が短くなり過ぎると、ランプ電圧が所定最低電圧βよりも低くなってしまう。その場合は、ステップＳ６で、ランプ電圧の低下を許容できる範囲を超えるかどうかを確認し、越える場合であって、設定値ｋが初期のメモリｋ＝０でないことをステップＳ７で確認し、ステップＳ８において前回の設定値ｋ、すなわちｋ＝０のデューティ比Ｔ１／Ｔ２＝５０／５０に戻す処理を行う。これによって、上電極２１が陰極動作する時間が短くすることにより、上電極２１先端の成長を抑制する。
【００４１】
上述のように、本実施形態の光源装置では、点灯開始時の上電極２１の陰極動作期間を、点灯開始後の上電極２１の陰極動作期間より長くしたことで、上電極２１は発光管２３内部のタングステンイオンを引きよせて、その形状を成長させることによって、上電極２１が短くなりすぎることを抑制することができる。これにより、上電極２１と下電極２２との電極間距離が、点灯開始後の距離を点灯開始時の距離に近づけることができ、ランプ電圧の上昇を抑制するものであり、上電極２１の陰極動作期間を長くすることは、電圧判定装置４６よって、ランプ電圧が所定最高電圧以上になったときに行なう。なお、照度維持率の低下を抑制できることについては、後述の実験で説明する。
【００４２】
さらに、上述のように、本実施形態の光源装置１は、点灯開始後の上電極２１の陰極動作期間を長くした後で、上電極２１が陰極動作する期間を短くすることもできるようにしたので、上電極２１が長くなり過ぎることを抑制することができる。これにより、上電極２１と下電極２２との電極間距離が、点灯開始後の距離を点灯開始時の距離に近づけることができ、ランプ電圧を所定最低電圧より高く保持することができる。また、上電極２１の陰極動作期間を短くすることは、電圧判定装置４６よって、所定最高電圧より上昇したときに行なうことができる。
【００４３】
上述において、ｋ＝０のデューティ比をＴ１／Ｔ２＝５０／５０で説明したが、第１の実施形態の場合と同様に、必ずしもこれに限定されるわけではなく、特許文献２に記載されているように熱対流による上電極の加熱を抑制するように、Ｔ１をＴ２よりも長くしておいたデューティ比で点灯を開始するようにしてもよい。
【００４４】
なお、本実施形態の光源装置においても、高圧放電ランプ２は、使用するときに点灯させて、不使用になると消灯にするように、点灯と消灯とが繰り返して使用される。そのため、光源装置１のデューティ比設定回路４１には、書き換え可能なメモリが備えられており、前回の点灯時の設定値ｋを記憶させておき、次の点灯時に、図８のステップＳ１のときに、前回の設定値ｋから始動を開始させることができる。具体的には、第１の実施形態において述べた場合と同様であるので、説明を省略する。
【００４５】
本発明に係る光源装置の効果を確認するため実験を行い、その結果を図１０に示す。
実験には、図１に示した光源装置１を用い、用いた高圧放電ランプ２の具体的な部材や数値は以下のとおりである。
放電容器：石英ガラス、電極：タングステン、金属箔：モリブデン、外部リード：タングステン、発光管内部の封入物：水銀、臭素、アルゴン、発光管の最大外径：φ１２ｍｍ水銀：０．１５ｍｇ／ｍｍ３、臭素：１×１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３、アルゴン：１３ｋＰａ、電極間距離：１．５ｍｍ。
【００４６】
高圧放電ランプは、図１に示すように、一対の電極の中心軸と重力方向とを平行させた垂直配置させた。この高圧放電ランプを２つ用意し、一方を本発明例とし、他方を比較例として、両者を比較した。
本発明例の点灯方法は、電源駆動周波数３００Ｈｚ、点灯電力２５０Ｗ、下電極に対する上電極が陰極動作するデューティ比は、表２に示すように、所定時間の経過と共に変化させ、２時間点灯・１５分消灯を繰り返し行い、点灯時間１４００時間経過した時点で実験を終了させた。実験例の点灯方法は、電源駆動周波数３００Ｈｚ、点灯電力２５０Ｗ、下電極に対する上電極が陰極動作するデューティ比は５０／５０で一定に保持し、２時間点灯・１５分消灯を繰り返し行い、点灯時間１４００時間経過した時点で実験を終了させた。   
【００４７】
【表２】
2011129493.tif 000004
【００４８】
図１０は、本発明例と実験例の点灯方法で点灯させたときの、点灯開始時（点灯時間０時間のとき）の照度と、点灯時間経過毎の照度を測定し、点灯開始時の照度に対する点灯時間経過毎の照度をグラフ化したものである。
同図に示すように、両者の点灯方法は共に、ランプ点灯時間経過に伴って、蒸発した電極の部材が多くなり、この部材が、発光管の内部で浮遊する量が増えていったり、または、発光管の内壁に付着していく。蒸発した電極の部材は、発光管内部からの光を遮光するため、両者の点灯方法では、ランプ点灯時間の経過に伴って、点灯開始時より相対照度が低下する。すなわち、ランプ点灯時間の経過に伴って照度維持率を低下させることになる。
【００４９】
そこで、両者を比較すると、本発明例の方が、ランプ点灯時間の経過に伴って照度維持率の低下が抑制されている。これは、次の理由によるものと推測される。つまり、比較例の方は、上電極の陰極動作期間が変化しないことから、上電極がタングステンイオンを引き寄せられる期間が十分でない。また、発光管の内部では、タングステンイオンの濃度が下方側で濃く、上方側で薄い、したがって、上電極の周囲では、タングステンイオンの濃度が低い。これらにより、比較例は、上電極先端は、陰極動作時に引き寄せられるタングステンイオンの量は不十分であることから、点灯時間の経過に伴って短くなっていき、上電極先端と下電極先端との電極間距離は長くなっていってしまい、照度が低下していったものと推測される。それに対して、本発明例の方は、上電極の陰極動作期間を点灯時間の経過に伴って、長くされる。このため、時間の経過に伴って上電極が短くなっても、上電極の陰極動作時間が長くなることで、上電極にタングステンが引き寄せられる時間が長くなり、上電極が短くなり、上電極と下電極との電極間距離が長くなることが抑制され、照度低下が抑制されたものと推測される。したがって、本発明例では、上電極が陰極動作する期間を長くしたことにより、上電極が短くなることを抑制でき、ランプ点灯時間の経過に伴う照度維持率の低下を抑制することができる。
【００５０】
なお、本発明の点灯方法が、上記のように、上電極が陰極動作する期間を除々に上昇させて行くには、以下の理由によるものである。
つまり、上電極の陰極動作する期間が延びたとき、上電極にタングステンイオンが引き寄せられ、上電極は引き寄せたタングステンイオンによって生成・成長し、上電極が長くなる。このとき、発光管の内部では、一時的に、上電極の周囲にタングステンイオンの濃度が上昇するものと推測され、上電極は、陽極動作時の蒸発量と、陰極動作時のタングステンイオンの引き寄せる量とが、釣り合って、上電極の形状を維持するものと推測される。しかしながら、同じ上電極の陰極動作する期間を、ただ継続させただけでは、上電極の周囲に集まったタングステンイオンは、再度下方に向かってしまい、上電極のタングステンイオンの濃度が低下してしまう。これにより、上電極は、陽極動作時の蒸発量の方が、陰極動作時のタングステンイオンの引き寄せる量より大きくなって、上電極先端が再度短くなる。したがって、本発明の点灯方法は、上電極が陰極動作する期間を長くすることを、複数回行なうことによって、上電極が陰極動作する期間を長くした後であっても、上電極が短くなることを抑制することができる。
【００５１】
なお、上記の効果は、上電極と下電極との中心軸が、重力方向と平行になるように垂直配置された場合だけでなく、上電極と下電極との中心軸が、重力方向に対して±１０°程度傾斜させた場合であっても、本発明の点灯方法の方が、比較例の点灯方法よりも照度維持率の低下を抑制することができる。したがって、本発明における、「電極が上下に位置するように垂直配置する」とは、上電極と下電極との中心軸が、重力方向と平行する場合を含み、且つ、上電極と下電極との中心軸が重力方向に対して±１０°傾斜した場合も含むものである。
【符号の説明】
【００５２】
１  光源装置
２  高圧放電ランプ
２１  上電極
２２  下電極
２３  発光部
２４  封止部
２５  放電容器
２６  金属箔
２７  外部リード
３  ランプ点灯回路
４  制御部
４１  デューティ比設定回路
４２  点灯時間測定装置
４３  照度計
４４  照度判定装置
４５  電圧測定装置
４６  電圧判定装置
【図１】
2011129493.tif 000005
【図２】
2011129493.tif 000006
【図３】
2011129493.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011129493.tif 000010
【図７】
2011129493.tif 000011
【図８】
2011129493.tif 000012
【図９】
2011129493.tif 000013
【図１０】
2011129493.tif 000014
【図１１】
2011129493.tif 000015