(57)【要約】【課題】ランプ点灯早期の照度低下、点灯中のランプ破裂、色ムラ等を抑え、安価な電極、高品質なランプを提供する。【解決手段】放電灯において、一対の電極を備えた放電容器内に、０．１〜０．３ｍｇ／ｍｍ３の水銀とハロゲン及び希ガスを封入し、電極芯棒１２に１本のタングステン線によるコイル１３が２重に巻かれ、そのコイルの巻き始め、巻き終わりが主たるアーク放電が起きる側に位置した電極を具備して構成してある。また、それらの電極が、アーク放電あるいはレーザー照射による方法で、その電極コイル部分の幅より先端部１４が小さく溶融されている電極を具備する金属蒸気放電灯ならびに高圧水銀蒸気放電灯において、高品質なランプを提供することができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯において、一対の電極は、電極芯棒に１本のタングステン線によるコイルが２重に巻かれ、そのコイルの巻き始め、巻き終わりが主たるアーク放電が起きる側に位置した電極を具備することを特徴とする金属蒸気放電灯。
【請求項２】
電極先端の芯棒を溶融し、かつその溶融部分は一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さいことを特徴とする請求項１記載の金属蒸気放電灯。
【請求項３】
電極先端の芯棒及び、内側のコイルを溶融し、かつその溶融部分は一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さいことを特徴とする請求項１記載の金属蒸気放電灯。
【請求項４】
電極先端の溶融方法は、アーク放電による方法、或いはレーザー照射による方法で溶融したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の金属蒸気放電灯。
【請求項５】
放電灯において、一対の電極を備えた放電容器内に、０．１〜０．３ｍｇ／ｍｍ３の水銀とハロゲン及び希ガスを封入し、一対の電極距離は２．０ｍｍ以下であり、電極芯棒に１本のタングステン線によるコイルが２重に巻かれ、そのコイルの巻き始め、巻き終わりが主たるアーク放電が起きる側に位置した電極を具備することを特徴とする高圧水銀蒸気放電灯。
【請求項６】
電極先端の芯棒を溶融し、かつその溶融部分は一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さいことを特徴とする請求項５記載の高圧水銀蒸気放電灯。
【請求項７】
電極先端の芯棒及び、内側のコイルを溶融し、かつその溶融部分は一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さいことを特徴とする請求項５記載の高圧水銀蒸気放電灯。
【請求項８】
電極先端の溶融方法は、アーク放電による方法、或いはレーザー照射による方法で溶融したことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の高圧水銀蒸気放電灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にプロジェクタ装置のバックライトとして用いられる金属蒸気放電灯および高圧水銀蒸気放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、反射鏡と組み合わされるショートアーク放電ランプからなる光源装置は、プロジェクタ装置や映写機等の光源として多く用いられている。
一般にプロジェクタ装置は、スクリーン上で十分な明るさを要求され、そのため点光源に近い光源が必要であり、ランプはメタルハライドランプや水銀灯が使用され、更なる短アークのものが望まれる。しかしながら、ランプは、短アークにすることにより、ランプ電圧の低下、ランプ電流の増大を招く事等により電極の消耗が著しくなる。
【０００３】
従来の電極例を図３に示す。
同図に示す電極は通常、タングステンからなる芯棒１７とタングステンからなるコイル１８で構成されており、コイルを芯棒に巻き付ける関係上、芯棒とコイルの太さの関係はある範囲で制限されてしまい、芯棒に対して極端に太いコイルは巻けない。
図３のような電極では、ランプ点灯中に電極先端が過度に加熱することにより、早期に溶融してしまい、明るさの低下を招いてしまう。
【０００４】
また、溶融を防止するために電極を大きくする等の対策が考えられるが、電極が大きければ大きいほど、点灯中、電極材質であるタングステンと放電容器材質である石英等との熱膨張率の差により、点灯中の圧力が高いため破裂に到る。
そのため、図４に示すように電極の先端１９を溶融し、先端の熱容量を大きくすることにより消耗を遅くする等の改良が考えられるが（例えば、特許文献１、２および３参照。）、この方法により電極の消耗を遅くすることは可能であるが、放熱効果が小さいため、電極を大きくする必要があり、前述の問題が発生してしまう。
【０００５】
そこで図５に示すようにコイル２０を２重にし、芯棒２１を細く、コイル部を大きくし、先端の溶融を行い、溶融部を大きくする手段も考えられるが、溶融部が大きすぎて寿命中のアークの移動量が大きくなりすぎて、スクリーン上に色ムラ等の不具合が発生し、小さ過ぎると前述の問題が発生する。
【０００６】
そこで図６のようにタングステンの棒より、機械的な切削加工等により、擬似的にコイル部２２を作製し（例えば、特許文献４参照）、先端部２３を細く、点灯中に温度が低いコイル端部に向かって太くすることにより十分な冷却効果が得られるため点灯中の消耗は少なく、芯棒部を細くすることにより、点灯中、電極材質であるタングステンと放電容器材質である石英等との熱膨張率の差により、点灯中の圧力が高いため破裂に至るランプの発生確率の低い、問題のない電極を作製することは可能ではあるが価格が高く、また、太いタングステンから切り出すため、タングステンの性質上、機械的に脆く、取り扱いにくい電極となってしまう。
【０００７】
【特許文献１】
特許３３２７８９５号公報（請求項１、及び第１３頁の第図４）
【特許文献２】
特許３３２７８９６号公報（第８頁の第図３）
【特許文献３】
特開平１０−９２３７７号公報（第６頁の第図１）
【特許文献４】
特開平１０−９２３７７号公報（第６頁の第図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ランプ点灯早期の電極消耗による照度低下、点灯中の破裂、寿命中の大きなアーク移動による色ムラ等を抑え、取り扱いやすい安価な電極を用いることにより、高品質なランプを安価に提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の放電灯において、一対の電極は、電極芯棒に１本のタングステン線によるコイルが２重に巻かれ、そのコイルの巻き始め、巻き終わりが主たるアーク放電が起きる側に位置した電極を具備することを特徴とする金属蒸気放電灯とした。
【００１０】
ならびに、請求項２記載の発明において、電極先端の芯棒を溶融し、かつその溶融部分は一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さいことを特徴とする請求項１記載の金属蒸気放電灯とした。
【００１１】
ならびに、請求項３記載の発明において、電極先端の芯棒及び、内側のコイルを溶融し、かつその溶融部分は一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さいことを特徴とする請求項１記載の金属蒸気放電灯とした。
【００１２】
ならびに、請求項４記載の発明において、電極先端の溶融方法は、アーク放電による方法、或いはレーザー照射による方法で溶融したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の金属蒸気放電灯とすることにより、安価な電極を用いた、特性の安定した金属蒸気放電灯が提供できる。
【００１３】
また、請求項５記載の発明の放電灯において、一対の電極を備えた放電容器内に、０．１〜０．３ｍｇ／ｍｍ３の水銀とハロゲン及び希ガスを封入し、一対の電極距離は２．０ｍｍ以下であり、電極芯棒に１本のタングステン線によるコイルが２重に巻かれ、そのコイルの巻き始め、巻き終わりが主たるアーク放電が起きる側に位置した電極を具備することを特徴とする高圧水銀蒸気放電灯とした。
【００１４】
ならびに、請求項６記載の発明において、電極先端の芯棒を溶融し、かつその溶融部分は一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さいことを特徴とする請求項５記載の高圧水銀蒸気放電灯とした。
【００１５】
ならびに、請求項７記載の発明において、電極先端の芯棒及び、内側のコイルを溶融し、かつその溶融部分は一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さいことを特徴とする請求項５記載の高圧水銀蒸気放電灯とした。
【００１６】
ならびに、請求項８記載の発明において、電極先端の溶融方法は、アーク放電による方法、或いはレーザー照射による方法で溶融したことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の高圧水銀蒸気放電灯とすることにより、安価な電極を用いた、特性の安定した高圧水銀蒸気放電灯が提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
電極芯棒１５に１本のタングステン線によるコイル１６が２重に巻かれ、そのコイル１６の巻き始め、巻き終わりが主たるアーク放電が起きる側に位置するようにした図２に示す電極を、先端部の芯棒の一部と内側のコイルの一部を溶融し、電極図１とし、その電極を用いた本発明の金属蒸気放電灯にて説明する。
【００１８】
図１に示す一対の電極を備えた放電容器内に、０．１〜０．３ｍｇ／ｍｍ３の水銀とハロゲン及び希ガスを封入した高圧水銀蒸気放電灯において、一対の電極距離は２．０ｍｍ以下で、該電極は芯棒にコイルが２重に巻かれており、コイルの巻き始め、巻き終わりが主たるアーク放電が起きる側に位置し、芯棒の一部と内側のコイルの一部が溶融されている。
【００１９】
本発明である図２の電極において、その先端を一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅Ａが電極コイル部分Ｂより小さく溶融し、動作温度の低いコイル端部を前記溶融部より大きくすることにより図１に示す電極となり、溶融部の早期消耗によるランプとしての早期照度低下を抑え、一対の電極の対向方向に対して垂直方向の幅が電極コイル部分より小さくすることで従来の形状図５に比べ、寿命中のアーク移動量による色ムラは抑えられ、芯棒を細く抑えられることにより、ランプ破裂の可能性は低く、機械的強度は強く扱いやすく、かつ機械的な加工等を行っていないため安価な電極である。
この電極を用いることにより、高品質なランプを安価に提供することが出来た。
【００２０】
図７は本発明に係わる高圧水銀蒸気放電灯の一実施例であり、図１は本発明の高圧水銀蒸気放電灯に用いられている電極の一実施例である。
図７を参照するに、定格２２０Ｗとしたこのショ−トアーク放電ランプは、石英製の放電容器１を有し、内部にはアルゴンガス、ハロゲン、そして０．２ｍｇ／ｍｍ３の密度で水銀が封入されており、タングステンからなる一対の電極２ａ、２ｂが１．３ｍｍの距離で配置され、モリブデンからなる金属箔３を介して、放電容器１より外部に伸びる導線４に接続されている。
【００２１】
図１に示す本発明による電極と図５に示す従来の電極を用いた電極以外の仕様を同一とした放電灯を図８に示すように同仕様の反射鏡に組み込み、それぞれ６本寿命試験を行い、図９に示す光学系にて評価を行ったところ、スクリーン上の色ムラの原因となる左右の照度バランスが、図１０における本発明品を用いたもので初期の左右の照度バランスを１００とした場合にその変動が１０％以下であるのに対し、図１１に示す従来品では、同変動が１０％を超えるものが存在するという結果が得られた。
また、図７のランプにディスプロシウム（Ｄｙ）−ネオジウム（Ｎｄ）−セシウム（Ｃｓ）を主成分とする金属ハロゲン化物を封入したものでも同様の結果が得られた。
以上のように明らかに本発明の高圧水銀蒸気放電灯の特性の方が良いことが判った。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電極を用いた高圧水銀蒸気放電灯は、寿命中のアーク移動量による色ムラが抑えられ、芯棒を細く抑えられることにより、ランプ破裂の可能性は低く、機械的強度は強く扱いやすく、かつ機械的な加工等を行っていないため安価な電極となり、この電極を用いることにより、高品質なランプを安価に提供することが出来た。
【００２３】
また同様に、金属蒸気放電灯においても、本発明の電極を用いることにより、高品質なランプを安価に提供することが出来た。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に用いた電極の例を示した平面図である。
【図２】本発明の一実施例に用いた電極の溶融前の例を示した平面図である。
【図３】従来の電極の例を示した平面図である。
【図４】従来の電極の例を示した平面図である。
【図５】従来の電極の例を示した平面図である。
【図６】従来の電極の例を示した平面図である。
【図７】本発明の一実施例の電極を用いた発光管の概略図である。
【図８】本発明の発光管を反射鏡に組み込んだものについて評価を行った形態の概略図である。
【図９】本発明のランプについて評価を行った光学系の概略図である。
【図１０】本発明の一効果を示す放電ランプの照度バランスを示した実験結果である。
【図１１】従来品の放電ランプにおける同実験結果である。
【符号の説明】
１  放電容器
２  電極
３  金属箔
４  外部導線
５  ショートアーク放電ランプ
６  反射鏡
７  カバーガラス
８  本発明の一実施例
９  レンズ
１０  液晶
１１  スクリーン
１２  電極芯棒
１３  コイル
１４  先端部
１５  先端部
１６  コイル
１７  電極芯棒
１８  コイル
１９  先端部
２０  コイル
２１  電極芯棒
２２  擬似的コイル部
２３  先端部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004164996.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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