【事件の表示】
　特許第３３３０５９１号「ショートアーク型水銀ランプおよびランプユニット」の請求項１ないし５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３３３０５９１号の請求項１ないし５に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
　特許第３３３０５９１号の請求項１ないし５に係る発明についての出願は、平成１３年５月１８日（優先権主張平成１２年５月３１日）に特許出願され、平成１４年７月１９日にその発明について特許の設定登録がなされた後、平成１５年３月３１日付けで特許異議申立人芳松由江より請求項１，２，３，４，５に係る特許に対する特許異議の申立てがなされ、平成１５年６月１８日付けで請求項１，２，３，４，５に係る特許に対する取消理由通知がなされ、その指定期間である平成１５年８月２６日に訂正請求がなされたものである。
　
　
２．訂正の適否についての判断
　
　２−１　訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
　
【訂正事項ａ】
特許請求の範囲の請求項１〜３に記載されている
「最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大きい」を
「最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）
１／３
以下である
　
【訂正事項ｂ】
段落番号【００１６】、【００１７】、【００１８】及び【００２２】に記載されている
「最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大きい」を
「最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）
１／３
以下である
　
　２−２　訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記の【訂正事項ａ】及び【訂正事項ｂ】に関連する記載として、願書に添付した明細書（以下、「特許明細書」という）には「Ｗ電極１１２が冷えていき、水銀蒸気の凝縮が進むと、図１４（ａ）に示すように、Ｗ電極１１２の先端１１１から対向するＷ電極の先端に向かってＨｇ玉１１８が同心円状に成長していく。Ｈｇ玉１１８には表面張力が加わるため、Ｈｇ玉１１８の成長方向は、電極中心軸１１９方向と同じ方向となる。Ｗ電極１１２のＨｇ玉１１８ａの成長が進み、Ｗ電極１１２’から成長してきたＨｇ玉１１８ｂと接触すると、表面張力によって２つのＨｇ玉は一体化して、図１４（ｂ）に示すように、水銀ブリッジ１４０が形成されることになる。水銀ブリッジ１４０が一旦形成されてしまうと、Ｗ電極１１２および１１２’間がショートし、ランプ１０００に正常に始動電圧が印加されなくなってしまうので、ランプ１０００は動作しなくなる。」（【００１３】）と記載されており、本件発明の前提条件である「水銀ブリッジ１４０が形成される」ことと「
配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）
１／３
以下である
配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）
１／３
以下である
　そして、上記訂正は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　むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、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．特許異議の申立てについて
　
　３−１　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】 発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、
　前記一対の電極のうちの一方の電極の電極中心軸と、他方の電極の電極中心軸とは互いにずれており、かつ、
　前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ3以上であり、かつ、
　前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）1/3の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）
１／３
以下である
【請求項２】 発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、
　前記一対の電極のうちの一方の電極の電極中心軸と他方の電極の電極中心軸とは、共通の同一軸上に位置しておらず、且つ、前記一方の電極の電極中心軸方向に沿って前記一方の電極の先端面を投影した投影面は、前記他方の電極の先端面と接した状態または少なくとも一部が重なった状態であって、
　前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ3以上であり、かつ、
　前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）1/3の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）
１／３
以下である
【請求項３】 発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、
　前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄよりも、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄの方が長く、
　前記配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ3以上であり、かつ、
　前記最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）1/3の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）
１／３
以下である
【請求項４】 点灯形式が交流点灯型である、請求項１から３の何れか一つに記載のショートアーク型水銀ランプ。
【請求項５】 請求項１から４の何れか一つに記載のショートアーク型水銀ランプと、前記水銀ランプから発する光を反射する反射鏡とを備えたランプユニット。
　
　３−２　特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、下記の甲第１ないし６号証を提出して、訂正前の請求項１〜５に係る発明は、甲第１ないし６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るから、本件の請求項１〜５に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである旨主張する。
　　　　　　　　　　　　　　　記
甲第１号証：特開平１１−３２９３６２号公報（以下の「刊行物１」と同一。）
甲第２号証：特開平　２−１４８５６１号公報（以下、「刊行物４」という。）
甲第３号証：特開平　６−　５２８３０号公報（以下、「刊行物５」という。）
甲第４号証：特開平１１−２９７２７４号公報（以下、「刊行物６」という。）
甲第５号証：特開平　３−２１０７４７号公報（以下、「刊行物７」という。）
甲第６号証：特開平１０−３１２７７１号公報（以下の「刊行物３」と同一。）
　
　３−３　取消理由の概要
　取消理由の概要は、訂正前の請求項１〜５に係る発明は、その出願前に頒布された下記の刊行物１ないし３に記載された発明に基づいて、その出願前にその発明の属する分野における通常の知識を有するものが、容易に発明をすることができたものであるから、訂正前の請求項１〜５に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである、というものである。
　　　　　　　　　　　　　　　　記
刊行物１：特開平１１−３２９３６２号公報（申立人が提出した甲第１号証）
刊行物２：特開昭５９−２０１３５９号公報　　
刊行物３：特開平１０−３１２７７１号公報（申立人が提出した甲第６号証）
　
　３−４　各刊行物に記載された発明
刊行物１（甲第１号証）：
　（１−１）「【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明にかかる高圧水銀ランプを示す。放電ランプ１は石英ガラスよりなり、中央の放電容器２とその両端につながる細長の封止部３より構成される。放電容器２の中（以下、これを「発光空間」ともいう)には、陰極４と陽極５が、１．０〜２．０ｍｍ程度の間隙をもって配置される。陰極４は上方であって後端は封止部３の中に埋設されて金属箔６に接合され、陽極５は下方であって後端は封止部３の中で同様に金属箔６に接合される。それぞれの金属箔６の他端は外部リード７が接合される。
【００１４】発光空間には、発光物質として水銀が封入され、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、キセノン等の希ガスが封入される。希ガスは例えば、５．３×１０4Ｐａ封入される。ここで、水銀の封入量は０．１５５ｍｇ／ｍｍ３以上であって、これは安定点灯時の蒸気圧が百数十気圧以上になるものである。
【００１５】このような高圧水銀ランプの一例を紹介すると、放電容器の最大外径１１．６ｍｍ、最大内径４．６ｍｍ、発光空間長（ランプの軸方向の長さ）１６．０ｍｍ、封入水銀量２０．０ｍｇ、発光空間の内容積１２０ｍｍ３、発光空間の内表面積１２８ｍｍ２、管壁負荷１．５６Ｗ／ｍｍ２、定格電力２００Ｗである。（段落番号【００１３】〜【００１５】）」
と記載されている。
　
刊行物２：
（２−１）「第２図に示す石英ガラス製球形発光管１内には電極２１，２１が互に対向して設けられている。電極２１，２１は電極軸２２に電極コイル２３を巻装して構成されている。そして本実施例の電極軸２２は上方に向けて屈折されており、電極先端部２１ａ，２１ａが角度θ＝５°から３０°の範囲に位置するようになっている。角度θは、両電極２１，２１の封止部側基端を互に結んだ線Ｏ１−Ｏ１に対して封止部基端を頂角として上向きになす角度である。なお線Ｏ１−Ｏ１は、電極軸２２，２２が正しく球形発光管１の管軸に設けられる場合にはこの管軸と一致する。また図中３，３は発光管封止部、４，４はモリブデンなどの高融点金属箔、５，５はリード線を示す。
　発光管１内にはスカンジウム・ナトリウムの沃化物（ＳＣＩ２・ＮａＩ）および水銀、始動用希ガスが封入されている。」（第２頁左下欄１３行〜同右下欄１０行）　　　
（２−２）「またアークの上方への曲がり具合が一番多い例を調べると、距離Ｌが５ｍｍ、電極間距離ｌが２ｍｍに設定された２０ワット級のランプにおいて、第４図に示すように一方の電極２の基端部と他方の電極２の先端部とにアークスポットが形成される場合であった。」（第３頁右上欄４行〜９行）
（２−３）「なお、直流点灯されるランプの場合は、第５図に示した陰極５１を、必らずその先端がθ＝５°〜３０°の範囲に設け、陽極５２は上記範囲内に設けるかまたは設けなくてもよい。」（第３頁左下欄４行〜７行）
と記載されている。
　
刊行物３（甲第６号証）：
（３−１）「【００１６】本実施の形態のランプは、交流点灯方式で点灯され、ランプ電圧は約６０Ｖでランプ消費電力は２５０Ｗである。
【００１７】また、発光管の一方の封止部３に、放物面である反射面を備えたガラスからなる凹面反射鏡１２がセメント１３によって固着されている。」（段落番号【００１６】〜【００１７】）
と記載されている。
　
刊行物４（甲第２号証）：
　高圧水銀蒸気放電ランプに関し、
(４−１)「水銀の量は、０．２ｍｇ／ｍｍ３より多く、」と記載され、
(４−２)実施例の例１、例２及び例３において、それぞれ「封入水銀Ｈｇ６ｍｇ（０．２６１ｍｇ／ｍｍ３）、放電ギャップ１．２ｍｍ」、「封入水銀Ｈｇ４ｍｇ（０．２４３ｍｇ／ｍｍ３）、放電ギャップ１．０ｍｍ」、 及び「封入水銀Ｈｇ２．５ｍｇ（０．３５７ｍｇ／ｍｍ３）、放電ギャップ１．０ｍｍ」であることが記載されている。
　
刊行物５（甲第３号証）：
　高圧水銀放電ランプに関し、
(５−１)「放電スペース内に、少なくとも２ｍｇＨｇ／ｍｍ３、及び希ガスの封入物とを有する高圧水銀放電ランプにおいて、」
(５−２)「放電路の長さＤｐは１．０〜２．０ｍｍの範囲内で、」
と記載されている。
　
刊行物６（甲第４号証）：
　両端に一対の電極を封着した高圧水銀蒸気放電灯に関し、
(６−１)「電極間のアーク長を０．５〜１．５ｍｍと規定し、」
(６−２)「内容積が約０．０５ｃｃの略楕円球状であり、」
(６−３)「アーク長（両電極の先端間の距離）が１．２ｍｍとなるように配置されている。このように構成された発光管内にはバッファガスとしての水銀を１０ｍｇ、・・・封入している。」
と記載されている。
　
刊行物７（甲第５号証）：
　片封止型金属蒸気放電灯に関し、
(７−１)「本発明においては、封止部の大きさを変えることなしに、電極先端部間の距離を大きくすることのできる片封止型金属蒸気放電灯を提供しようとするものである。」
(７−２)「第２図に示すように電極３の先端部５は一対の電極軸部４を含む平面に対し、例えば２０°程度の角度分互いに異なる方向に曲折されており、電極の先端間最短距離は６．４ｍｍとなっている。」
と記載されている。
　
　３−５　対比・判断
　
３−５−１　本件発明１について
　本件明細書の記載からみて、本件発明１において、「配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である」と特定しているのは、本件発明１が、水銀ブリッジが発生する虞のある電極の配置間隔Ｄを持つショートアーク型水銀ランプであることを意味するものであることは明らかであって、本件発明１では、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下であるショートアーク型水銀ランプにおいて、一方の電極の電極中心軸と、他方の電極の電極中心軸とを互いにずらすとともに、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることにより、水銀ブリッジの発生を抑制できるという効果を奏するものである。
　これに対して、上記刊行物１ないし７のいずれにも、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下の水銀ランプにおいて、一方の電極の電極中心軸と、他方の電極の電極中心軸とを互いにずらすとともに、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることを示唆する記載はない。
　すなわち、刊行物１には、一対の封止部を有する高圧水銀ランプにおいて、陰極と陽極とが１．０〜２．０ｍｍ程度の間隙をもって配置されること、及び水銀の封入量が０．１５５ｍｇ／ｍｍ３以上であることが記載されており、刊行物１記載の発明における「陰極と陽極との間隙」は、本件発明１における「一方の電極の先端と他方の電極との配置間隔Ｄ」に相当するから、配置間隔Ｄが２ｍｍ以下である点、及び水銀の総封入量が１５０ｍｇ／ｃｍ３以上である点では、本件発明１と一致している。また、刊行物１には、（６Ｍ／１３．６π）１／３ の値については、直接の記載はないが、実施例の「水銀２０ｍｇ」、すなわちＭ＝０．０２ｇを用いて計算すると、刊行物１記載の発明の実施例における（６Ｍ／１３．６π）１／３ は、約０．１４（ｃｍ）、すなわち約１．４ｍｍとなり、刊行物１記載の発明における陰極と陽極との間隙（配置間隔）１．０〜２．０ｍｍのうち、１．０ｍｍ以上で１．４ｍｍ未満の場合には、本件発明１と一致することとなる。しかしながら、刊行物１には、陰極と陽極との間隙（配置間隔）を１．０ｍｍ以上で１．４ｍｍ未満に限定する旨の記載はない。また、刊行物１記載の発明では、両電極軸がずれてはいないので、本件発明１における「最短距離ｄ（ｃｍ）」は、刊行物１記載の発明における陰極と陽極との間隙（配置間隔）となり、刊行物１記載の発明において、電極間隙が「１．０ｍｍ以上で１．４ｍｍ未満」の場合には、「最短距離ｄ（ｃｍ）を水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きく」するという本件発明の構成を満足しないことは自明である。
　同様に、刊行物３、４、５及び６に記載された発明も、両電極軸がずれてはいないので、本件発明１における「最短距離ｄ（ｃｍ）」は、同時に本件発明１における「配置間隔Ｄ（ｍｍ）」となり、これ等の刊行物記載の発明においては、「最短距離ｄ（ｃｍ）を水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きく」するという本件発明の構成と、と、「一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である」という構成の両方を同時にを満足しないことは自明である。
　また、刊行物２には、摘記事項から明らかなように、一方の電極の電極中心軸と他方の電極の電極中心軸とが互いにずれている小形高圧金属蒸気放電灯が記載されているものの、その目的は、アークスポットが電極基端部に発生しても電極先端部へ速やかに移行させることができるようにすることであって、水銀ブリッジの発生を防止することについては、何ら開示もない。また、刊行物２に記載された「電極間距離ｌ」は、本件発明１における「配置間隔Ｄ」に相当するものであって、それが「２ｍｍ」である場合が記載されているものの（摘記事項(２−２)参照）、水銀量については何ら記載がないから、該電極間距離「２ｍｍ」が、水銀ブリッジを発生する虞のある距離、すなわち、本件発明で特定する「１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下」であるか否かは不明である。
　さらに、刊行物７には、摘記事項から明らかなように、片封止形金属蒸気放電灯に関し、「電極の先端部は、一対の前記軸部を含む平面に対し互いに異なる方向に配設されている」と記載されており、一方の電極の電極中心軸と他方の電極の電極中心軸とが互いにずれていることは明らかであるが、その目的は、電極先端部間の距離を大きくすることであって、水銀ブリッジの発生を防止することについては、何ら開示もない。また、刊行物７には、「例えば、２０°程度の角度分互いに異なる方向に曲折されており、電極の先端部間最短距離は６．４ｍｍとなっている。」と記載されており、該「先端部間最短距離」は、本件発明１の「最短距離ｄ（ｃｍ）」に相当するものであるが、刊行物７には、水銀量については何ら記載がない以上、刊行物７における「６．４ｍｍ」が、（６Ｍ／１３．６π）１／３以下の数値よりも大きいか否かは不明であるばかりでなく、刊行物７記載の発明においては、本件発明１における「配置間隔Ｄ」に相当する距離が２ｍｍ以下であることは到底あり得ないことは明らかである。
　以上のとおり、上記刊行物１ないし７のいずれにも、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下の水銀ランプにおいて、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることを示唆する記載はない。そして、本館発明１は、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下の水銀ランプにおいて、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることにより、水銀ブリッジの発生を抑制できるという、これらの刊行物の記載からでは予期し得ない効果を奏するものである。
　よって、本件発明１が刊行物１ないし７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。
　
３−５−２　本件発明２について
　本件発明２は、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下であるショートアーク型水銀ランプにおいて、一方の電極の電極中心軸と他方の電極中軸とは共通する同一軸上に位置しておらず、且つ、前記一方の電極の電極中心軸方向に沿って前記一方の電極の先端面を投影した投影面は、前記他方の電極の先端面と接したまたは少なくとも一部が重なった状態であるとするとともに、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることにより、水銀ブリッジの発生を抑制できるという効果を奏するものである。
　これに対し、前項に詳述したとおり、上記刊行物１ないし７のいずれにも、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下の水銀ランプにおいて、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることを示唆する記載はない。そして、本件発明２は、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下の水銀ランプにおいて、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることにより、水銀ブリッジの発生を抑制できるという、これらの刊行物の記載からでは予期し得ない効果を奏するものである。
　よって、本件発明２が刊行物１ないし７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。
　
３−５−３　本件発明３について
　本件発明３は、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下であるショートアーク型水銀ランプにおいて、一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄより、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端とも最短距離ｄの方が長くするとともに、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることにより、水銀ブリッジの発生を抑制できるという効果を奏するものである。
　これに対し、前項に詳述したとおり、上記刊行物１ないし７のいずれにも、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下の水銀ランプにおいて、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることを示唆する記載はない。そして、本件発明３は、一対の電極の配置間隔Ｄ（ｍｍ）が１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下の水銀ランプにおいて、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）を、水銀の封入総質量がＭ（ｇ）の時に（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値より大きくすることにより、水銀ブリッジの発生を抑制できるという、これらの刊行物の記載からでは予期し得ない効果を奏するものである。
　よって、本件発明３が刊行物１ないし７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。
　
３−５−４　本件発明４及び本件発明５について
　請求項４、５に係る発明は、請求項１、２，３に係る発明の技術的事項を限定したものであるから、上記本件発明１、２，３についての判断と同様の理由により、当業者が容易になし得たものではない。　
　
　
４．むすび
　以上のとおりであるから、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１０月３日（２００３．１０．３）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
ショートアーク型水銀ランプおよびランプユニット
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、
前記一対の電極のうちの一方の電極の電極中心軸と、他方の電極の電極中心軸とは互いにずれており、かつ、
前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、
前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ３以上であり、かつ、
前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である
　【請求項２】　発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、
前記一対の電極のうちの一方の電極の電極中心軸と他方の電極の電極中心軸とは、共通の同一軸上に位置しておらず、且つ、前記一方の電極の電極中心軸方向に沿って前記一方の電極の先端面を投影した投影面は、前記他方の電極の先端面と接した状態または少なくとも一部が重なった状態であって、
前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ３以上であり、かつ、
前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である
　【請求項３】　発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、
前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄよりも、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄの方が長く、
前記配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ３以上であり、かつ、前記最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｍｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である
　【請求項４】　点灯形式が交流点灯型である、請求項１から３の何れか一つに記載のショートアーク型水銀ランプ。
　【請求項５】　請求項１から４の何れか一つに記載のショートアーク型水銀ランプと、前記水銀ランプから発する光を反射する反射鏡とを備えたランプユニット。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、ショートアーク型水銀ランプおよびランプユニットに関する。特に、液晶プロジェクタ用光源やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）プロジェクタなどの画像投影装置用光源として使用されるショートアーク型水銀ランプおよびランプユニットに関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　近年、大画面映像を実現するシステムとして液晶プロジェクタやＤＭＤを用いたプロジェクタなどの画像投影装置が広く用いられており、このような画像投影装置には、高い輝度を示す高圧放電ランプが一般的に広く使用されている。画像投
影装置では、液晶パネルなどの極めて小さな領域に光を集光する必要があるため、高輝度に加えて点光源に近いことも要求されている。
　【０００３】
　このような要求を満たす高圧放電ランプとして、当初、メタルハライドランプの研究・開発が先行していた。しかし、点光源に近づけ且つ高輝度にするためにアーク長を短くしていくと、メタルハライドランプの場合、アーク幅が広がるという現象が生じることがわかり、今日では、より点光源に近く高輝度の特長を有するショートアーク型の超高圧水銀ランプが有望な光源として注目されている。超高圧水銀ランプでは、全光束の９０％が有効領域で発光するのに対し、アーク幅が広がるメタルハライドランプでは全光束の５０％だけしか有効発光領域で発光しない。これは、メタルハライドランプの場合、封入される金属の平均励起ポテンシャルが４〜５ｅＶと比較的低いためにアークの周辺領域で発光してアーク幅が広くなるに対し、超高圧水銀ランプの場合には、メタルハライドランプのときに封入する金属よりも水銀の方が平均励起ポテンシャルが高い（７．８ｅＶ）ので、アークの中心領域で発光してアーク幅が狭くなるからである。したがって、メタルハライドランプよりも超高圧水銀ランプの方がアークの平均輝度を高くすることができる。
　【０００４】
　図１２（ａ）および（ｂ）を参照しながら、従来におけるショートアーク型の超高圧水銀ランプ１０００の説明をする。
　【０００５】
　図１２（ａ）は、超高圧水銀ランプ１０００を模式的に示している。ランプ１０００は、石英ガラスから構成され略球状の発光管（バルブ）１１０と、同じく石英ガラスから構成され発光管１１０に連結された一対の封止部（シール部）１２０および１２０’とを有している。発光管１１０の内部には放電空間１１５があり、放電空間１１５には、発光物質として水銀１１８（水銀封入量：例えば、１５０〜２５０ｍｇ／ｃｍ３）と、希ガス（例えば、数十ｋＰａのアルゴン）と少量のハロゲンとが封入されている。
　【０００６】
　放電空間１１５には、一対のタングステン電極（Ｗ電極）１１２および１１２’が一定の間隔Ｄ（例えば、約１．５ｍｍ）をおいて互いに対向して配置されている。Ｗ電極１１２および１１２’は、それぞれ、電極軸（Ｗ棒）１１６と、電極軸１１６の先端領域に巻かれたコイル１１４とを有しており、コイル１１４は、電極先端温度を低下させる機能を有している。Ｗ電極１１２および１１２’のそれぞれの電極軸１１６は、光学的対称性を維持するために互いに同一軸となるように軸合わせされており、それゆえ、Ｗ電極１１２と１１２’との電極中心軸１１９は互いに一致している。
　【０００７】
　Ｗ電極１１２の電極軸１１６は、封止部１２０内のモリブデン箔（Ｍｏ箔）１２４に溶接されており、両者が溶接された溶接部１１７によって、Ｗ電極１１２とＭｏ箔１２４とは電気的に接続されている。封止部１２０は、発光管１１０から延ばされたガラス部１２２とＭｏ箔１２４とを有しており、ガラス部１２２とＭｏ箔１２４とを圧着させることによって、発光管１１０内の放電空間１１５の気密を保持している。すなわち、Ｍｏ箔１２４とガラス部１２２との圧着による箔封止によって、封止部１２０のシールは行われている。封止部１２０の断面形状はいずれも円形であり、封止部１２０内部の中心に矩形のＭｏ箔１２４が配置されている。封止部１２０内のＭｏ箔１２４は、溶接部１１７側と反対の側に、モリブデンから構成された外部リード（Ｍｏ棒）１３０を有している。Ｍｏ箔１２４と外部リード１３０とは互いに溶接されており、溶接部１３２で両者は電気的に接続されている。なお、Ｗ電極１１２’および封止部１２０’の構成については、Ｗ電極１１２および封止部１２０と同様であるので説明を省略する。
　【０００８】
　図１２（ｂ）に示すように、ランプ１０００は、点灯の際には点灯回路１２００に電気的に接続される。外部リード１３０を点灯回路１２００に接続した状態で点灯回路１２００を作動させると、ランプ１０００の点灯が行われることになる。
　【０００９】
　次に、ランプ１０００の動作原理を簡単に説明する。点灯回路１２００から外部リード１３０およびＭｏ箔１２４を介してＷ電極１１２および１１２’に始動電圧が印加されると、アルゴン（Ａｒ）の放電が起こり、この放電によって発光管１１０の放電空間１１５内の温度が上昇し、それによって水銀１１８が加熱・気化される。その後、Ｗ電極１１２および１１２’間のアーク中心部で水銀原子が励起されて発光する。ランプ１０００の水銀蒸気圧が高いほど発光効率も増加するため、水銀蒸気圧が高いほど画像投影装置の光源として適しているが、発光管１１０の物理的耐圧強度の観点から、１５〜２５ＭＰａの範囲の水銀蒸気圧でランプ１０００は使用されている。
　【００１０】
　【発明が解決しようとする課題】
　従来のランプ１０００には、正常な使用をしているにもかかわらず、ランプの消灯後に再び点灯する際に、ランプが点灯しないという問題が発生することがあった。ランプが点灯しない原因は従来不明であったが、本願発明者が鋭意研究した結果、図１３に示すように、Ｗ電極１１２と１１２’との間に水銀１１８の橋かけ（水銀ブリッジ）１４０が起こって、Ｗ電極１１２と１１２’との間が短絡（ショート）してしまうことが原因であることがわかった。
　【００１１】
　水銀ブリッジ１４０によるショートが起こっている状態でランプ１０００に始動電圧を印加すると、ランプ１０００に極めて大量の電流が流れるため、点灯回路１２００は動作異常を感知してランプの点灯開始を自動的に停止する。ランプの点灯開始を停止した後も水銀ブリッジ１４０は形成されたままであるので、点灯回路１２００が再び点灯の開始をしても、ランプ１０００の点灯は行われないことになる。
　【００１２】
　水銀ブリッジ１４０は次のようにして形成されると考えられる。ランプ１０００の点灯時において、放電を行っているＷ電極１１２および１１２’は約３０００℃の温度になり、Ｗ電極の周囲に位置する発光管１１０は約１０００℃の温度になる。ランプ１０００の点灯を停止すると、ガラスからなる発光管１１０よりも金属からなるＷ電極１１２の方が速く冷却されるので、放電空間１１５内の水銀蒸気は、発光管１１０の内壁よりもＷ電極１１２の方に凝縮して、Ｗ電極１１２に水銀玉（Ｈｇ玉）として析出する傾向が強い。
　【００１３】
　Ｗ電極１１２が冷えていき、水銀蒸気の凝縮が進むと、図１４（ａ）に示すように、Ｗ電極１１２の先端１１１から対向するＷ電極の先端に向かってＨｇ玉１１８が同心円状に成長していく。Ｈｇ玉１１８には表面張力が加わるため、Ｈｇ玉１１８の成長方向は、電極中心軸１１９方向と同じ方向となる。Ｗ電極１１２のＨｇ玉１１８ａの成長が進み、Ｗ電極１１２’から成長してきたＨｇ玉１１８ｂと接触すると、表面張力によって２つのＨｇ玉は一体化して、図１４（ｂ）に示すように、水銀ブリッジ１４０が形成されることになる。水銀ブリッジ１４０が一旦形成されてしまうと、Ｗ電極１１２および１１２’間がショートし、ランプ１０００に正常に始動電圧が印加されなくなってしまうので、ランプ１０００は動作しなくなる。
　【００１４】Ｗ電極１１２と１１２’との間隔（電極配置間隔）Ｄが比較的長い（例えば１ｃｍ程度）ランプと比較して、間隔Ｄが２ｍｍ程度またはそれ未満のショートアーク型のランプ１０００の場合、ショートアーク化に伴う電流増加を抑制するために放電空間１１５内に封入する水銀量を増加させる。従って、ショートアーク型ランプの場合、間隔Ｄが短くなっていることに加えて、Ｗ電極１１２に凝縮する水銀の量が多くなるので、間隔Ｄが比較的長いランプと比較して、水銀ブリッジ１４０がより形成されやすくなる。より高輝度でより点光源に近いランプの要求に伴って間隔Ｄはより短くなる傾向にあり、それゆえ、水銀ブリッジの問題はより顕在化していくと思われる。
　【００１５】
　本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、水銀ブリッジの形成を防止・抑制して、ランプ動作の信頼性を向上させたショートアーク型水銀ランプを提供することにある。
　【００１６】
　【課題を解決するための手段】
　本発明によるショートアーク型水銀ランプは、発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、前記一対の電極のうちの一方の電極の電極中心軸と、他方の電極の電極中心軸とは互いにずれており、かつ、前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ３以上であり、かつ、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｃｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である
　【００１７】
　本発明による他のショートアーク型水銀ランプは、発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、前記一対の電極のうちの一方の電極の電極中心軸と他方の電極の電極中心軸とは、共通の同一軸上に位置しておらず、且つ、前記一方の電極の電極中心軸方向に沿って前記一方の電極の先端面を投影した投影面は、前記他方の電極の先端面と接した状態または少なくとも一部が重なった状態であって、前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ３以上であり、かつ、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｃｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である
　【００１８】
　本発明による更に他のショートアーク型水銀ランプは、発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、前記一対の電極のうちの一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄよりも、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄの方が長く、前記配置間隔Ｄが２ｍｍ以下であり、前記水銀の封入総質量が１５０ｍｇ／ｃｍ３以上であり、かつ、前記最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｃｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である
　【００１９】
　前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大きいことが好ましい。
　【００２０】
　ある実施形態では、点灯形式は交流点灯型である。
　【００２１】
　本発明によるランプユニットは、上記ショートアーク型水銀ランプと、前記水銀ランプから発する光を反射する反射鏡とを備えている。
　【００２２】
　本発明による高圧水銀ランプは、発光物質として少なくとも水銀が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された一対の金属箔のそれぞれを封止する一対の封止部とを備え、前記一対の電極のうちの一方の電極の電極中心軸と、他方の電極の電極中心軸とは互いにずれており、かつ、前記一方の電極の先端と前記他方の電極の先端との最短距離ｄ（ｃｍ）は、前記水銀の封入総質量がＭ（ｇ）のときに、（６Ｍ／１３．６π）１／３の数値よりも大き
く、配置間隔Ｄ（ｃｍ）は１０×（６Ｍ／１３．６π）１／３以下である
　【００２３】
　【００２４】
　本発明のショートアーク型水銀ランプによると、一方の電極の電極中心軸と他方の電極の電極中心軸とが互いにずれているので、発光管内に封入される水銀が凝縮して一方の電極の先端から成長していっても、従来技術と比較して、他方の電極の電極中心軸に沿って他方の電極から成長してくる水銀と接触しないようにすることができる。その結果、一対の電極間に水銀ブリッジが生じることを防止・抑制することができる。また、電極中心軸が互いにずれているので、たとえ水銀ブリッジが形成されたとしても、形成された水銀ブリッジに対して表面張力が対称に加わらないため、水銀ブリッジは電極の先端間に安定して維持しつづけることができず、形成されたとしても水銀ブリッジが取れやすくなる。このため、ランプ動作の信頼性を向上させることができる。
　【００２５】
　また、本発明の他のショートアーク型水銀ランプでは、共通の同一軸上に一対の電極のそれぞれの電極中心軸に位置していないことから、水銀ブリッジの形成を防止・抑制することができることに加えて、一方の電極の投影面と他方の電極の先端面とが接した状態または少なくとも一部が重なった状態にされているので、少なくとも放電の安定性に関しては電極が同一軸となるように軸合わせされた場合と実質的に差がない。
　【００２６】
　さらに、本発明による更に他のショートアーク型水銀ランプによると、一方の電極と他方の電極との配置間隔Ｄよりも、一方の電極の先端と他方の電極の先端との最短距離ｄの方が長いので、従来技術の配置間隔Ｄと同じ場合でも、従来技術よりも、それぞれの電極の先端から成長してくる水銀同士が接触しないようにすることができる。その結果、水銀ブリッジの形成を防止・抑制することができるので、ランプ動作の信頼性を向上させることができる。また、配置間隔Ｄが同じなので、水銀ランプと反射鏡（ミラー）と組み合わせた構成の場合において、従来の構成と同じ集光効率が得られることになる。
　【００２７】
　【発明の実施の形態】
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の図面においては、説明を簡明にするために、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
（実施形態１）
　まず、図１を参照する。図１は、本実施形態にかかる水銀ランプ１００の構成を模式的に示している。
　【００２８】
　実施形態１の水銀ランプ１００は、発光管（バルブ）１０と、発光管１０に連結された一対の封止部２０および２０’とを有している。発光管１０の管内には、発光物質１８が封入される放電空間１５があり、放電空間１５には、一対の電極１２および１２’が対向して配置されている。発光管１０は、石英ガラスから構成されており、略球形をしている。発光管１０の外径は例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、発光管１０のガラス厚は例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。発光管１０内の放電空間１５の容積は、例えば０．０１〜１．０ｃｃ程度である。本実施形態では、外径１３ｍｍ程度、ガラス厚３ｍｍ程度、放電空間１５の容量０．３ｃｃ程度の発光管１０が用いられ、発光物質１８として水銀を使用し、例えば１５０〜２００ｍｇ／ｃｍ３程度の水銀と、５〜２０ｋＰａの希ガス（例えば、アルゴン）と、少量のハロゲンとが放電空間１５に封入されている。なお、図１では、発光管１０の内壁に付着している状態の水銀１８を模式的に示している。
　【００２９】
　放電空間１５内の一対の電極１２および１２’は、ショートアーク型を構成するように、例えば２ｍｍ以下程度の電極配置間隔Ｄで配置されている。電極１２および１２’としては、例えば、タングステン電極（Ｗ電極）が使用される。本実施形態では、１．５ｍｍ程度の間隔ＤでＷ電極１２および１２’が配置されている。電極１２および１２’の先端には、それぞれコイル１４が巻かれており、コイル１４は、電極先端温度を低下させる機能を有している。電極１２の電極軸（Ｗ棒）１６は、封止部２０内の金属箔２４に電気的に接続されている。同様に、電極１２’の電極軸１６は、封止部２０’内の金属箔２４’に電気的に接続されている。
　【００３０】
　封止部２０は、電極１２に電気的に接続された金属箔２４と、発光管１０から延ばされたガラス部２２とを有しており、金属箔２４とガラス部２２との箔封止によって発光管１０の放電空間１５の気密を保持している。金属箔２４は、例えばモリブデン箔（Ｍｏ箔）であり、例えば矩形の形状を有している。ガラス部２２は、例えば石英ガラスから構成されている。封止部２０内の金属箔２４は、電極１２と溶接によって接合されており、金属箔２４は、電極１２が接合された側の反対側に外部リード３０を有している。外部リード３０は、例えばモリブデンから構成されている。なお、これらの封止部２０の構成は、封止部２０’についても同様であるので説明を省略する。
　【００３１】
　本実施形態におけるランプ１００では、水銀ブリッジの形成を防止・抑制するために、電極１２の電極中心軸１９と、電極１２’の電極中心軸１９’とが互いにずれるように構成されている。すなわち、電極１２の電極中心軸１９と、電極１２’の電極中心軸１９’とが同一軸とならないように構成されている。電極中心軸１９と１９’とが同一軸とならないようにすると、図２に拡大して示すように、電極１２の先端１１ａおよび電極１２’の先端１１ｂのそれぞれから電極中心軸１９および１９’に沿って水銀玉１８ａおよび１８ｂが凝縮して成長していっても、電極中心軸１９と１９’とが同一軸にされている場合よりも、水銀玉１８ａおよび１８ｂが互いに接触しにくくなる。換言すると、一対の電極１２と１２’とが同一軸でないため、電極１２と１２’の電極配置間隔Ｄよりも、電極１２の先端１１ａと電極１２’の先端１１ｂとの最短距離ｄの方を長くすることができ、水銀ブリッジの形成を防止・抑制することができる。
　【００３２】
　従来技術においては、一対の電極が同軸上に配置されていたために電極配置間隔Ｄと電極先端間距離ｄとは同じであったが、本実施形態のランプ１００では、電極配置間隔Ｄを一定にしたまま電極先端間距離ｄだけを長くすることができる。このため、発光管１０の寸法やランプ１００全体の寸法を大きくして電極配置間隔Ｄを長くしなくとも、先端１１ａおよび先端１１ｂのそれぞれから成長してくる水銀１８ａおよび１８ｂを接触し難くすることができる。なお、電極配置間隔Ｄは、例えば発光管１０の寸法やランプ１００全体の寸法などにしたがって決定され、本実施形態においては電極配置間隔Ｄは、電極中心軸１９’方向成分における一対の電極の先端間の長さのことを表している。
　【００３３】
　本実施形態におけるランプ１００の一対の電極１２および１２’の構成をより詳細に説明するために、一対の電極１２および１２’の周辺拡大図を図３に示す。なお、図３において、説明の簡略化のために、電極１２および１２’の先端に巻かれているコイル１４は省略している。
　【００３４】
　図３に示すように、一対の電極のうちの一方の電極１２は、電極１２と金属箔２４との接合部（溶接点）１７を中心にして、互いの電極中心軸が一致する場合の仮想的な位置１３から、電極中心軸１９と１９’のなす角がθとなる位置までずらされている。なお、本実施形態のランプ１００においては、一対の電極のうちの他方の電極１２’の位置は移動させていないので、電極１２’の電極中心軸１９’は、互いの電極中心軸が一致する場合の仮想的な電極中心軸と一致している。
　【００３５】
　本実施形態では、電極１２および１２’の両方とも、長さＬが１０ｍｍで外径φが１．４ｍｍの電極棒１６を用いており、電極中心軸１９’方向に投影した電極１２’の先端１１ｂの投影面１１ｃの外縁と電極１２の先端１１ａの外縁とが接する位置１１ｐまで、電極１２の電極中心軸１９はずらされている。この場合、電極中心軸１９’からのずれ量Ｚ（すなわち、電極中心軸１９上に位置する電極先端１１ａと電極中心軸１９’との距離）は、電極棒１６の外径φとほぼ等しくなるので、この場合のずれ量Ｚは、ほぼ１．４ｍｍとなる。したがって、投影面１１ｃの外縁と電極１２の先端１１ａの外縁とが接する位置１１ｐまで電極１２の電極中心軸１９をずらした場合の電極中心軸１９と１９’とがなす角θは、下式（Ｉ）から算出することができ、
　　ｔａｎθ＝ずれ量Ｚ／電極棒長Ｌ＝１．４ｍｍ／１０ｍｍ　・・・式（Ｉ）
この場合、角度θは約８度となる。
　【００３６】
　ずれ量Ｚは、ゼロを越える値であり、例えば、電極配置間隔Ｄ（またはアーク長）の１０％以上（電極配置間隔Ｄが１．５ｍｍの場合、ずれ量Ｚは０．１５ｍｍ以上）となるように構成される。具体的なずれ量Ｚの値はランプ１００の特性に応じて適宜決定すればよい。ランプ１００における一対の電極１２および１２’間の放電は電極先端面１１ａおよび１１ｂの全体で生じるため、本実施形態のように、電極１２’の投影面１１ｃと電極１２の先端面１１ａとの互いの外縁が少なくとも接するようにすることによって、すなわち、投影面１１ｃの外縁と先端面１１ａの外縁とが外れないようにすることによって、電極が同一軸に軸合わせさせられた場合と差異がない放電安定性が得られ、その結果、放電特性に与える影響を少なくしながら、水銀ブリッジの形成を防止・抑制することができる。なお、図１２で示した従来のランプ１０００においては、一対の電極１１２および１１２’の電極中心軸１１９は同一軸となるように構成されているため、電極１１２の電極中心軸１１９と電極１１２’の電極中心軸１１９とは一致しており、仮に物理的な意味において完全に一致していないときでも、例えば電極配置間隔の１０％未満の範囲における電極中心軸１１９の同一軸性は確保されるように構成されている。
　【００３７】
　電極１２の先端１１ａに同心円状に形成される水銀玉１８ａの形状が球形（水銀玉の半径ｒ）となるので、水銀玉１８ａの体積が（４／３）πｒ３になることからわかるように、水銀玉の半径ｒの３乗が体積に比例するため、電極先端距離ｄが少しでも長くすることができれば、水銀ブリッジの形成を効果的に防止・抑制することが可能となる。また、水銀ブリッジの形成を防止しながら、より多くの水銀１８を発光管１０内に封入することができるので、発光効率の向上が得られる。
　【００３８】
　本実施形態のランプ１００の場合、電極配置間隔Ｄを１．５ｍｍとし、ずれ量Ｚを１．４ｍｍ（電極棒の外径φと同じずれ量）としているので、電極先端距離ｄは、下式（ＩＩ）より、２．０５ｍｍとなる。
　【００３９】
　　ｄ＝（Ｄ２＋φ２）１／２＝（１．５２＋１．４２）１／２＝２．０５
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・式（ＩＩ）
図４および図５は、それぞれ、図２で示した構成（角度θ＝約８°）のランプ１００に水銀ブリッジ４０が形成された状態と、図４の角度θがゼロの構成（同一軸）のランプに水銀ブリッジ４０が形成された状態とを模式的に示している。水銀玉の半径ｒの３乗が体積に比例するので、図４に示した水銀玉４０の体積（Ｖ１）と、図５に示した水銀玉４０の体積（Ｖ０）との比は、下式（ＩＩＩ）より、２．５５：１となる。
　【００４０】
　　Ｖ１：Ｖ０＝（ｄ／２）３：（Ｄ／２）３
　　　　　　　＝ｄ３：Ｄ３＝８．６２：３．３８＝２．５５：１
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・式（ＩＩＩ）
すなわち、図５に示した構成よりも、図４に示した構成の方が、２．５５倍も水銀を許容することができることが理解できる。また、仮に水銀ブリッジが形成された場合でも、図５の構成では水銀玉４０に対して表面張力が対称に加わるため水銀玉４０が一対の電極間に維持されやすいのに対して、図４の構成では、表面張力が対称に加わらない構成であるため、水銀玉４０は一対の電極間に維持されずに落ちやすくなっている。このように表面張力の加わり方の差異によっても水銀ブリッジ４０の形成が防止されている。
　【００４１】
　なお、従来の水銀ランプにおいて単に電極配置間隔Ｄを長くすることによっても勿論水銀ブリッジの形成を抑制することも可能である。しかし、このようにした場合には、水銀ランプと反射鏡（ミラー）とを組み合わせると、集光効率（ミラーから出てくる光の利用効率）が著しく低下する。これに対して、本実施形態の水銀ランプの構成によれば、集光効率を低下させることなく、上述のように効果的に水銀ブリッジの形成を抑制することができる。
　【００４２】
　なお、電極先端距離ｄは、発光管１０内に封入される水銀１８の封入量（ｇ）からおおよそ計算することが可能であり、電極先端間に形成される水銀ブリッジの形状は球形（半径ｒ）であるので、電極先端距離ｄが２ｒより長くするようにすればよい。具体的には、発光管１０内に封入する水銀１８の総質量がＭ（ｇ）のとき、（４／３）πｒ３×１３．６［ｇ／ｃｍ３］＝Ｍの関係が成り立つので、水銀ブリッジの２ｒ［ｃｍ］は、（６Ｍ／１３．６π）１／３となる。従って、（６Ｍ／１３．６π）１／３の値よりも大きな電極先端距離ｄにすれば、水銀ブリッジ４０の形成を効果的に防止することができる。
　【００４３】
　また、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、一対の電極１２および１２’を段違いの平行となるように配置して、電極中心軸１９および１９’が同一軸にならないようにしてもよい。図６（ａ）は、一対の電極１２および１２’の配置を模式的に示しており、図６（ｂ）は、電極中心軸１９’に沿ってみた電極先端１１ａおよび１１ｂの断面を模式的に示している。このような構成にしても、電極配置間隔Ｄよりも電極先端距離ｄを長くすることが可能であるため、水銀ブリッジの形成を防止・抑制することができる。この例では、ずれ量Ｚを電極１２の外径φと同じにして、電極中心軸１９’方向に沿って電極１２’の先端面１１ｂを投影した投影面の外縁と、電極１２の先端面１１ａの外縁が接するように構成されている。
　【００４４】
　勿論、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、ずれ量Ｚを例えば電極１２の外径φの半分にして、電極１２’の先端面１１ｂを投影した投影面と、電極１２の先端面１１ａとが少なくとも一部重なるように構成してもよい。さらに、図８に示すように、電極１２の先端部分を曲げて、電極配置間隔Ｄよりも電極先端距離ｄを長くするような構成にすることも可能である。図８に示した構成の場合、電極１２の先端における電極中心軸１９を基準にして、その電極中心軸１９と電極中心軸１９’とが同一軸でないように構成すればよい。
　【００４５】
　なお、上記実施形態では、一対の電極のうちの一方の電極１２の電極中心軸１９だけをずらした構成を示しているが、一方の電極１２の電極中心軸１９と共に、電極１２’の電極中心軸１９’をずらした構成にすることも可能である。その場合、両方の電極中心軸を移動させることによって仮想的な同一軸を設定することが困難となるときには、仮想的な同一軸に代えてランプの長さ方向を基準にしてもよい。また、上記実施形態では、一対の電極１２および１２’のそれぞれに同一長さＬで同一外径φの電極棒１６を用いているが、これに限定されず、異なる長さのものや異なる外径のものを用いることも可能である。さらに、一対の電極間でコイル１４の巻き数やコイル１４の直径を異なるように構成していもよい。
　【００４６】
　次に、水銀ランプ１００の製造方法を例示的に説明する。まず、発光管１０となる部分と封止部のガラス部２２となる部分とを有する放電ランプ用ガラスパイプ内に、電極１２と外部リード３０とを有する金属箔（Ｍｏ箔）２４を挿入した後、ガラスパイプ内を減圧状態（例えば、１気圧未満）にした上で、ガラス管を例えばバーナーで加熱し軟化させると、ガラス管２２と金属箔２４との両者が密着して封止部２０が形成される。同様にして、他方の封止部２０’も形成されると、水銀ランプが製造されることになる。この封止部の形成の際に、一方の電極１２の電極中心軸１９が仮想的な同一軸１９’（電極中心軸１９’）からずれるようにして封止部２０の形成を行うと、一対の電極１２および１２’が同一軸でないランプ１００を作製することができる。
　【００４７】
　以下、図９を参照しながら、さらに具体的な例を挙げて説明する。図９は、水銀ランプ１００の製造工程断面図を示している。
　【００４８】
　まず、発光管１０となる部分と封止部のガラス部２２となる部分とを有する放電ランプ用ガラスパイプ４５を鉛直方向に配置した後、矢印４１および４２の方向に回転可能にするためにチャック４３を用いてガラスパイプ４５を支持する。次に、電極１２と外部リード３０とを有する金属箔２４（電極組立体）をガラスパイプ４５内に挿入した後、ガラスパイプ４５内を密閉して減圧可能な状態にする。なお、同図ではガラスパイプ４５の両端を封止してガラスパイプ４５内を密閉しているが、この構成に限らず、ガラスパイプ４５内を減圧できる構成にすればよい。
　【００４９】
　次に、ガラスパイプ内を減圧状態（例えば、２０ｋＰａ）にすると共にガラスパイプ４５を矢印４１および４２の方向に回転させた後、例えばバーナー５０によってガラス管２２の一部を加熱し軟化させる。この際、ガラスパイプ４５の下部をチャック４３で支持せずにガラスパイプ４５の上部だけを支持して、ガラスパイプの下端をフリーにした状態でガラスパイプ４５を回転させると、慣性によってガラスパイプ４５の下端が周回運動をするようになる。そのような状態でガラス管２２と金属箔２４との両者を密着させると、電極１２の電極中心軸１９が仮想的な同一軸１９’から所定角度θずれた構成の封止部２０を形成することができる。より強制的にガラスパイプ４５の下端の周回運動を制御したい場合には、ガラスパイプ４５の下部に例えば円錐状の部材を配置して、円錐状の部材の側面を沿わせるようにガラスパイプ４５を回転させるようにすればよい。
　【００５０】
　なお、ガラスパイプ４５の下端に周回運動をさせる手法ではなく、一方の金属箔２４（電極組立体）と他方の金属箔２４’（電極組立体）とを予め所定量ずらしてガラスパイプ４５内に挿入して封止する手法によって、それぞれが同一軸とならない一対の電極１２および１２’を形成することも可能である。さらに、ガラスパイプ４５の回転速度を制御しながら、ガラス管（ガラス部）２２の一部の箇所だけをバーナ５０で加熱することによって、電極１２の電極中心軸１９を仮想的な同一軸１９’からずらすことも可能である。すなわち、ガラス管２２を均一に加熱せずに、局所的に加熱して所定箇所だけのガラス部を溶かすことによって金属箔２４（電極組立体）を中心位置からずらし、それによって電極１２の電極中心軸１９をずらすことができる。
　【００５１】
　また、図１０に示すように、例えば他方の電極中心軸１９’（または仮想的な同一軸１９’）に対して所定の角度αだけ傾けて金属箔２４に接続した電極１２と金属箔２４とをガラス部２２で封止することによって、一対の電極が同一軸上にないランプを作製することもできる。電極１２を予め傾けたものだけでなく、平行にずらしたものや電極の先端部分が曲がったものを封止することによって、一対の電極１２および１２’が同一軸上に位置しないようにすることができる。
（実施形態２）
上記実施形態１の水銀ランプは、反射鏡と組み合わせてランプユニットにすることができる。図１１は、上記実施形態１の水銀ランプ１００を備えたランプユニット５００の断面を模式的に示している。
　【００５２】
　ランプユニット５００は、略球形の発光部１０と一対の封止部２０とを有する水銀ランプ１００と、水銀ランプ１００から発せられた光を反射する反射鏡６０とを備えている。なお、水銀ランプ１００は例示であり、上記実施形態の水銀ランプのいずれであってもよい。
　【００５３】
　反射鏡６０は、例えば、平行光束、所定の微小領域に収束する集光光束、または、所定の微小領域から発散したのと同等の発散光束になるように水銀ランプ１００からの放射光を反射するように構成されている。反射鏡６０としては、例えば、放物面鏡や楕円面鏡を用いることができる。
　【００５４】
　本実施形態では、水銀ランプ１００の一方の封止部２０に口金５５が取り付けられており、封止部２０から延びた外部リード３０と口金５５とは電気的に接続されている。口金５５が取り付けられた側の封止部２０と反射鏡６０とは、例えば無機系接着剤（例えばセメントなど）で固着されて一体化されている。反射鏡６０の前面開口部６０ａ側に位置する封止部２０の外部リード３０には、リード線６５が電気的に接続されており、リード線６５は、外部リード３０から、反射鏡６０のリード線用開口部６２を通して反射鏡６０の外にまで延ばされている。反射鏡６０の前面開口部６０ａには、例えば前面ガラスを取り付けることができる。
　【００５５】
　このようなランプユニットは、例えば、液晶やＤＭＤを用いたプロジェクタ等のような画像投影装置に取り付けることができ、画像投影装置用光源として使用される。上記実施形態の水銀ランプおよびランプユニットは、画像投影装置用光源の他に、紫外線ステッパ用光源、または競技スタジアム用光源や自動車のヘッドライト用光源などとしても使用することができる。また、道路標識を照らす投光器としても使用することができる。
　【００５６】
　なお、上記実施形態の水銀ランプでは、交流点灯型の点灯形式のものを使用しているが、交流点灯型および直流点灯型のいずれの点灯方式でも使用可能である。また、上記実施形態では、ショートアーク型の水銀ランプについて説明したが、本発明は、ショートアーク型に限らず、比較的アーク長が長い水銀ランプでも、水銀封入量が多い水銀ランプには好適に適用することができる。高出力・高電力の高圧水銀ランプの場合、電流の増大に伴って電極の蒸発が早くなることを抑制するために、通常よりも封入水銀量が増加されるが、近年、より高出力・高電力の高圧水銀ランプが開発されつつあるため、ショートアーク型の水銀ランプでなくても、水銀ブリッジの問題が顕在化する可能性があるからである。上記実施形態では、封入水銀量１５０〜２５０ｍｇ／ｃｍ３の水銀ランプを例示したが、封入水銀量は、２５０ｍｇ／ｃｍ３以上であってもよい。
　【００５７】さらに、上記実施形態では、水銀蒸気圧が２０ＭＰａ程度の場合（いわゆる超高圧水銀ランプの場合）について説明したが、水銀蒸気圧が１ＭＰａ程度の高圧水銀ランプにも適応可能である。本明細書では、水銀蒸気圧が１ＭＰａ程度以上のものを高圧水銀ランプと呼び、高圧水銀ランプは、超高圧水銀ランプを含むものとする。なお、水銀蒸気圧が高いほど発光スペクトルが画像投影装置用の光源として好ましいものとなるので、発光管の物理的耐圧強度を確保できる場合には、２０ＭＰａ程度以上の水銀蒸気圧にしてもよい。
　【００５８】
　【発明の効果】
　本発明の水銀ランプによれば、水銀ブリッジの形成を防止・抑制することができるため、ランプ動作の信頼性を向上させることができる。また、水銀ブリッジの形成が防止・抑制される結果、水銀封入量を増加させることが可能となるため、水銀ランプの性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　実施形態１にかかる水銀ランプ１００の構成を模式的に示す図である。
　【図２】
　水銀玉１８が成長している状態における一対の電極１２および１２’の拡大図である。
　【図３】
　一対の電極１２および１２’の構成を模式的に示す拡大図である。
　【図４】
　水銀ブリッジ４０が形成された状態の一対の電極１２および１２’の拡大図である。
　【図５】
　水銀ブリッジ４０が形成された状態の一対の電極１２および１２’の拡大図である。
　【図６】
　（ａ）は、一対の電極１２および１２’の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）は、電極中心軸１９’に沿ってみた電極先端１１ａおよび１１ｂを模式的に示す断面図である。
　【図７】
　（ａ）は、一対の電極１２および１２’の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）は、電極中心軸１９’に沿ってみた電極先端１１ａおよび１１ｂを模式的に示す断面図である。
　【図８】
　本実施形態における改変例の構成を示す図である。
　【図９】
　本実施形態における水銀ランプ１００の製造方法を説明するための工程断面図である。
　【図１０】
　本実施形態における改変例を説明するための図である。
　【図１１】
　実施形態２にかかるランプユニット５００の構成を模式的に示す断面図である。
　【図１２】
　（ａ）は、従来の水銀ランプ１０００の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）は、点灯回路１２００に接続された水銀ランプ１０００の構成を模式的に示す図である。
　【図１３】
　従来の水銀ランプ１０００の課題を説明するための図である。
　【図１４】
　（ａ）および（ｂ）は、従来の水銀ランプ１０００の課題を説明するための図である。
　【符号の説明】
　１０　　発光管
　１１　　電極の先端
　１２、１２’　電極（Ｗ電極）
　１４　　コイル
　１５　　放電空間（管内）
　１６　　電極棒
　１７　　溶接部
　１８　　水銀（水銀玉）
　１９　　電極中心軸
　２０、２０’　封止部
　２２　　ガラス部
　２４　　金属箔（Ｍｏ箔）
　３０　　外部リード
　３２　　溶接部
　４０　　水銀ブリッジ
　４３　　チャック
　４５　　放電ランプ用ガラスパイプ
　５０　　バーナー
　５５　　口金
　６０　　反射鏡
　６２　　リード線用開口部
　６５　　リード線
　１００、２００、３００　水銀ランプ
　５００　ランプユニット
　１１０　　発光管
　１１１　　電極の先端
　１１２、１１２’　Ｗ電極
　１１４　　コイル
　１１５　　放電空間（管内）
　１１６　　電極棒
　１１８　　水銀（水銀玉）
　１１９　　電極中心軸
　１２０、１２０’　封止部
　１２２　　ガラス部
　１２４　　Ｍｏ箔
　１３０　　外部リード
　１４０　　水銀ブリッジ
　１０００　超高圧水銀ランプ
　１２００　点灯回路