(57)【要約】【課題】エイジング時間短時間での発光管黒化を抑制し、高品質で長寿命のショートアーク型高圧放電ランプを提供する。【解決手段】タングステン電極棒２２２の放電側先端部に、２層巻タングステンコイル２２３を、第１層コイルの巻始め部２２６と第２層コイルの巻終り部２２７がともに放電側先端部の側に位置するように取り付け、放電側先端部においてタングステンコイル２２３とタングステン電極棒２２２とを溶融一体化することにより、特に最外層コイルにおけるエイジング過程でのコイルの変形、ピッチの変化等を防止し、発光管黒化を十分抑制することができる。【選択図】          図３
2004288394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステン電極棒の先端部に、タングステン線を巻回して複数層巻きとしたコイル状部材を取り付け、放電側先端部を溶融加工することにより、当該放電側先端部において前記電極棒と前記コイル状部材の一部とが溶融一体化した電極を用いた高圧放電ランプにおいて、
点灯時に前記コイル状部材の最外層を構成するタングステン線の変形による熱容量の変化が生じないように、前記最外層を構成するタングステン線の端部が固定されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記最外層を構成するタングステン線の端部は放電側先端部にあって、前記溶融加工により前記電極棒と溶融一体化することにより固定されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記コイル状部材は、
一本のタングステン線を用い、第１層の放電側先端部に巻き始め端部、最外層である第２層の放電側先端部に巻き終り端部が存するように取り付けられたものであり、
前記巻き始め端部と前記巻き終り端部とが共に前記溶融加工により前記電極棒と溶融一体化していることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記最外層を構成するタングステン線の端部は、放電側先端部とは逆側にあって前記電極棒と接触するように延長されており、当該接触部分が前記電極棒との間で固定されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記最外層を構成するタングステン線の端部は、最外層以外の他の層を構成するタングステン線との間で固定されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の高圧放電ランプと、
当該高圧放電ランプからの光を、一定方向に照射させる反射鏡とを含むことを特徴とするランプユニット。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の高圧放電ランプと、
前記高圧放電ランプからの光を、一定方向に照射させる反射鏡と、
前記反射鏡からの光を集光する集光手段と、
前記集光部により集光された光について画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成部により形成された画像を、被投射部材に投射する投射手段とを含むことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電ランプ、ランプユニット、及び画像表示装置に関し、特に高圧放電ランプの電極構成の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶プロジェクタ等の投射型画像表示装置の開発・展開が活発に図られている。かかる投射型画像表示装置には点光源に近い高輝度の光源が必要であり、一般的にショートアーク型の高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの高圧放電ランプが用いられている。
【０００３】
上記のショートアーク型の高圧水銀ランプの発光管構成においては、発光管容器が石英からなり、管両端には一対のタングステン電極がモリブデン箔を介して封着されている。ここで、タングステン電極は、タングステン電極棒とこれに挿入・固定された複数層巻、例えば２層巻のタングステンコイルから構成されている。発光管内には、発光物質としての水銀（Ｈｇ）と、アルゴンなどの始動補助用希ガスのほかに、特に臭素などのハロゲンが封入されている。このハロゲンは、発光管内に設けられた電極から蒸発して発光管管壁に付着したタングステンを再蒸発させて電極に戻す、いわゆるハロゲンサイクルに作用するものであり、このように管壁に付着したタングステンのクリーンアップにより発光管の黒化が抑制されている。
【０００４】
ショートアーク型高圧放電ランプに関する主要な技術課題として、その寿命特性の改善による長寿命化が挙げられる。なかでも、ショートアーク型ランプの寿命中の固有な現象として、発光管両端に設置されるタングステン電極先端部の温度が過度に上昇する故に、タングステン物質が溶融・蒸発して、電極先端部分が変形・損耗することが避けらない。そして、ハロゲンが封入されているにもかかわらず、発光管黒化によりランプ光束の減衰が大きくなる。  この解決のために、主に発光管の電極構成に関する改良が検討された。
【０００５】
有効な解決策の一つとして、タングステン電極の先端部が半球状の凸曲面をなすように溶融・加工された改良電極が提案された。例えば、特許文献１、特許文献２などにかかる改良電極に関する従来技術が開示されている。
図８は、その代表例としての電極構成の例を示す図である。同図に示される電極９２０は、（ａ）まず、従来の一般照明用の高圧放電ランプの電極と同様に、タングステン電極棒９２２に、予め作成されている２層巻タングステンコイル９２３を挿入・固定し、（ｂ）タングステン電極棒９２２の先端部と２層巻タングステンコイル９２３の放電側先端部分を、例えばアルゴンプラズマを用いた放電加工方法、あるいはレーザを照射することにより溶融・加工して、ほぼ形状が半球状の凸曲面をなす電極先端部９２４を形成する、という２つの工程から製造されるものである。
【０００６】
従来の電極においては、通常タングステンコイル９２３の第２層（同図の例では最外層）を構成しているタングステン線の巻き終わり端部９３２は固定されておらず、コイルヒゲ部分も含めて、いわゆるフリーな状態のままで残されている。なお、上記した（ａ）の工程でタングステン電極棒９２２に２層巻タングステンコイル９２３を固定する際には、タングステンコイル９２３の第１層（もっとも電極棒に近い層）の巻始め端部９３１を電極棒９２２に溶接するか、あるいはタングステンコイル９２３を予め作成する際のコイル内径をタングステン電極棒９２２の直径よりも小さくしておき、タングステンコイル９２３を電極棒９２２に圧挿入する方法で行われる。
【０００７】
このように製造された電極９２０の特徴は、２層巻タングステンコイル９２３と溶融・加工された電極先端部９２４により、特に電極先端部９２４の熱が前記２層巻タングステンコイル９２３へと速やかに伝導され、ここから熱輻射が効率よく放射されるために、電極先端部９２４の温度を低下させることができる点にある。これにより、電極材料の溶融・蒸発と電極先端部の変形・損耗とが抑制され、電極周辺部の発光管黒化が効果的に抑制される。この改良電極は、従来実用化されたショートアーク型高圧放電ランプに広く適用されている。
【０００８】
以上のように、従来実用化されてきた典型的な液晶プロジェクタ用のショートアーク型の高圧水銀ランプなどの高圧放電ランプでは、上記の改良電極の適用によって、発光管黒化によるランプ光束の減衰を抑制している。そして、例えば定格寿命時間３０００時間と比較的長寿命のランプが得られている。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２８２０８６４号
【００１０】
【特許文献２】
特開平１０―９２３７７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のタングステンコイル電極を用いた高圧水銀ランプにおいては、定格寿命時間３０００時間に対して５００時間という短時間のうちに著しい発光管黒化が発生するランプがあることが判明した。本願発明者らの追跡調査では、このような短寿命ランプの発生率は平均で約４％と無視できないレベルであった。
【００１２】
本発明は、管両端にタングステン電極棒と複数層巻タングステンコイルから構成され、かつ先端部が半球状の凸曲面をなすように溶融・加工されたタングステン電極が設置された発光管からなる高圧放電ランプにおいて、発光管黒化を十分抑制して、高品質で長寿命のショートアーク型高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る高圧放電ランプは、タングステン電極棒の先端部に、タングステン線を巻回して複数層巻きとしたコイル状部材を取り付け、放電側先端部を溶融加工することにより、当該放電側先端部において前記電極棒と前記コイル状部材の一部とが溶融一体化した電極を用いた高圧放電ランプにおいて、点灯時に前記コイル状部材の最外層を構成するタングステン線の変形による熱容量の変化が生じないように、前記最外層を構成するタングステン線の端部が固定されていることを特徴としている。
【００１４】
本願発明者らは、後に詳細に説明するように、最外層コイルの変形によりコイルの熱容量が変化し、上記のようなエイジング短時間での発光管黒化が発生していることを明らかにした。上記本発明の構成は、そのような変形やピッチの変化が生じないように最外層コイルの端部を固定することで、発光管黒化を抑制するようにしたものである。
【００１５】
ここで、前記最外層を構成するタングステン線の端部は放電側先端部にあって、前記溶融加工により前記電極棒と溶融一体化することにより固定されているとすることができる。また、前記コイル状部材は、一本のタングステン線を用い、第１層の放電側先端部に巻き始め端部、最外層である第２層の放電側先端部に巻き終り端部が存するように取り付けられたものであり、前記巻き始め端部と前記巻き終り端部とが共に前記溶融加工により前記電極棒と溶融一体化しているとすることができる。
【００１６】
また、前記最外層を構成するタングステン線の端部は、放電側先端部とは逆側にあって前記電極棒と接触するように延長されており、当該接触部分が前記電極棒との間で固定されているとすることができる。
また、前記最外層を構成するタングステン線の端部は、最外層以外の他の層を構成するタングステン線との間で固定されているとしてもよい。
【００１７】
また、本願発明のランプユニットは、上記のいずれかに記載の高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプからの光を、一定方向に照射させる反射鏡とを含むことを特徴としている。
さらに、本願発明の画像表示装置は、上記いずれかに記載の高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプからの光を、一定方向に照射させる反射鏡と、前記反射鏡からの光を集光する集光手段と、前記集光部により集光された光について画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成部により形成された画像を、被投射部材に投射する投射手段とを含むことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（１）高圧水銀ランプの構成
図１は、本発明に係る高圧放電ランプの一例としての高圧水銀ランプの構成を示す図である。なお、本実施の形態の高圧水銀ランプは、超高圧水銀ランプと称されることもあるランプであって、点灯時の発光管内の水銀蒸気圧が約１５〜３５ＭＰａの高圧水銀ランプである。
【００１９】
高圧水銀ランプ１００においては、発光管１０１内の放電空間１１１において、二本の電極１０２、１０３が所定の電極間距離（Ｄｅ）をもって対向するように、それぞれが放電空間１１１両端の封止部１０４及び１０５から放電空間１１１内へと延出した構造を有している。電極１０２及び１０３は、いずれも前記した改良電極と同様の基本構成を有するものであり、ランプの長寿命化のために電極の放電側先端部を半球状に加工したものである。
【００２０】
発光管１０１は、容囲器が石英ガラスで構成されており、ほぼ回転楕円体形状を有している。一対のタングステン電極１０２及び１０３は、発光管１０１の封止部１０４及び１０５のそれぞれにおいてモリブデン箔１０６及び１０７を介してバーナー加工により気密封着されており、モリブデン箔１０６及び１０７は、さらにそれぞれ外部モリブデンリード線１０８及び１０９に接続されている。
【００２１】
発光空間１１１内部には、発光物質である水銀１１０、及び始動補助用としてのアルゴン、クリプトン、キセノンなど希ガスと、併せて沃素、臭素などのハロゲンが封入されている。水銀１１０の封入量は発光空間１１１内の容積あたり１５０〜３５０ｍｇ／ｃｍ３（ランプ定常点灯時の水銀封入圧力にして約１５〜３５ＭＰａに相当する。）の範囲に規定され、希ガスのランプ冷却時の封入圧力は１０〜１０００ＫＰａの範囲に設定されている。
【００２２】
なお、前記ハロゲンとしては通常１０−９〜１０−５ｍｏｌ／ｃｍ３の範囲の臭素が用いられており、これはいわゆるハロゲンサイクル作用により、電極から蒸発して発光管１０１内面に付着したタングステンを元の電極に戻して発光管の黒化を抑制する機能を果たすために封入されている。更に、前記発光管１０１の管壁負荷Ｗｅ（ランプ入力を前記発光管１０１の容囲器全内表面積で除した値）は、石英発光管で得られる最高に近いランプ効率を実現するために、０．８Ｗ／ｍｍ２以上の比較的高い範囲（例えば０．８〜１．５Ｗ／ｍｍ２程度）に設定されている。つまり、高圧放電ランプのランプ効率は基本的に管壁負荷Ｗｅと共に上昇するので、ランプ効率を高めるためにＷｅ値は、定常点灯で石英発光管に許容できる限界温度（約１３５０Ｋ）に相当する範囲まで高められている。
【００２３】
例えば２２０Ｗタイプの発光管１０１の典型的な構成を挙げると、まず発光管１０１の主要部の典型的寸法は、管中央部内径φが６ｍｍ、電極間距離（Ｄｅ）が１．０ｍｍで、管内容積は０．２ｃｍ３となる。そして、管内には、発光物質としての水銀１０を３８ｍｇ（管内水銀蒸気圧約１９ＭＰａに相当する。）、始動補助ガスとしてアルゴンガスを２０ｋＰａ、及びハロゲンとしての臭素を１．５×１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３、それぞれ封入することができる。
【００２４】
（２）短時間のエイジングで発光管黒化が発生する原因についての検討
次に、本願発明者らが、５００時間という短時間で発光管黒化が発生する原因について鋭意検討した結果について説明する。
本願発明者らは、最初に図１に示された基本的な発光管構成からなり、但しタングステン電極１０２、１０３としては前記図８に示した従来技術に係るタングステン電極９２０を用いた発光管１０１を試作して、これを装備したランプユニット３００の寿命特性を調査した。ここで、上記に説明したように、前記図８に示される従来技術に係る電極９２０では、２層巻タングステンコイル９２３の最外層にあたる第２層コイルの巻終わり端部９３２は、コイルヒゲ部分も含めて固定されておらず、いわゆるフリーな状態のままで残されている。
【００２５】
この結果、従来のタングステンコイル電極９２０を用いた高圧水銀ランプユニット３００において、特にエイジングでの発光管黒化による光束減衰が大きくなり、定格寿命時間３０００時間に対して５００時間という短時間で寿命終了に至るランプが発生し得ることを確認した。そして、このような短寿命ランプの不良発生率は、平均で約４％と無視できないレベルであることが判明した。
【００２６】
本願発明者らは上記短寿命ランプの電極状態を解析した。この結果、図２に模式的に示すように、このような短寿命ランプのタングステン電極１２０（以下、タングステン電極のみを図示する場合は、符号として１２０を用いることがある。）は、エイジングにより、その２層巻タングステンコイルの、特に、その最外層に当たる第２層コイルが、部分的なピッチの変化、伸びや緩み等により比較的大きく変形していることがわかった。このような最外層のタングステンコイルの変形（特にピッチの変化）が生じると、電極の放電側先端部からタングステンコイルへの熱伝導性が低下し、電極先端部温度が過度に上昇して発光管黒化が加速され、結果として短時間のエイジングで発光管黒化が発生するに至ったといえる。なお、このようなピッチの変化、変形は例えば定格ランプ入力２００Ｗ以上の場合に発生しやすいことがわかった。
【００２７】
以上のように、タングステン電極棒の放電側先端部にタングステンコイルを挿着し、放電側先端部を半球状に溶融加工したタングステン電極を用いて、高品質の高圧水銀ランプなどの高圧放電ランプを完成するには、比較的短いエイジング過程での複数層巻タングステンコイルの、特に最外層のタングステンコイルのピッチの変化等を確実に防止し、これによりランプ短寿命をもたらすような発光管黒化を十分抑制することが主要な技術課題であるといえる。
【００２８】
（３）短時間での発光管黒化を抑制する方法についての検討
本願発明者らは、５００時間という短時間エイジングでの発光管黒化による発光管破損を防ぐために、上記の従来タングステン電極９２０のエイジングにおける２層巻タングステンコイル９２３の、特に最外層に当たる第２層コイルの変形の変化を確実に防止できる手段を探索・検討した。
【００２９】
この結果、前記２層巻タングステンコイル９２３の特に最外周の第２層コイルの変形を防止するには、基本的に最外周の第２層コイルの巻終わり端部９３２をフリー状態にさせずに固定した電極構成が極めて有効であり、これによりエイジングでの発光管黒化を十分抑制して、短時間エイジングでの発光管破損を確実に防止できることを確かめた。
【００３０】
（４）実施の形態１
図３は、本発明の第１の実施の形態における高圧水銀ランプ用タングステン電極の各製造工程における構成を示す図である。
同図に示されるタングステン電極２２０は、（ａ）まずタングステン電極棒２２２に、事前に作成した２層巻タングステンコイル２２３を、タングステン電極棒２２２の放電側先端部の側に、コイル２２３の巻始め２２６と巻終り２２７を、位置させるように取り付ける。即ち、前記図８に示した従来技術の電極９２０の場合とは逆の方向でタングステンコイル２２３を挿入・固定し（図３（ａ）参照）、（ｂ）次いでタングステン電極棒２２２の先端部と、上記逆さ方向で挿入、固定されたタングステン２層巻コイル２２３の第１層コイルの巻始め端部２２６と、最外層である第２層コイルの巻終わり端部２２７とを、それぞれのコイルヒゲ部分も含めて、アルゴンプラズマ溶接装置を用いた放電加工方法により半球状の凸曲面の形状をなすような電極先端部２２４に溶融、加工する（図３（ｂ）参照）、という製造工程で作成される。なお、本実施の形態では、上記（ａ）の工程でタングステン電極棒２２２に２層巻タングステンコイル２２３を固定する際には、例えば、その第１層コイルの巻始め端部２２６を電極棒２２２に溶接するか、あるいは２層巻タングステンコイル２２３の全体をタングステン電極棒２２２に圧挿入する方法で行うことができる。また、タングステンコイル２２３の放電側先端部からタングステン電極棒２２２が突出している部分の長さ（Ｌ）は、０〜１ｍｍとすることが好ましい。この値はランプワットタイプに関係なく、また、他の実施の形態のコイルでも同様である。
【００３１】
上記第１の実施の形態であるタングステン電極２２０の特徴は、基本的に２層巻タングステンコイル２２３の最外層の第２層コイルの巻終わり端部２２７がコイルヒゲ部分も含めて、上記（ｂ）の溶融、加工工程においてタングステン電極棒２２２の先端部と共に溶融一体化されることにより固定されており、フリーな状態にないことである。このために、エイジングの際の、特に最外層の第２層コイルの変形（特に部分的なピッチの伸びや緩み）が効果的に防止できる。
【００３２】
本実施の形態である例えば２２０Ｗタイプのタングステン電極２２０の典型的構成の例について以下に説明する。タングステン電極棒２２２の線径は０．４ｍｍで全長９．５ｍｍ（溶融・加工前）、タングステン２層巻コイル２２３の線径は０．２５ｍｍで第１層コイルのコイル巻数は８ターン、第２層コイル巻数は７ターンとすることができる（溶融・加工前）。
【００３３】
本願発明者らは、上記第１の実施の形態のタングステン電極２２０を、電極１０２、１０３（図１参照）として用いた発光管１０１を装備した２２０Ｗタイプのランプユニット３００（図６参照）を試作生産して、前記と同様にその寿命特性を測定した。この結果、エイジング５００時間後でも、タングステン電極１０２あるいは１０３におけるタングステン２層巻コイルの、特に最外層の第２層コイルのピッチ伸びや緩みによるピッチの変化（変形を含む）は発生せず、これにより発光管黒化が十分抑制されることが確認された。
【００３４】
（５）実施の形態２
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施の形態における高圧水銀ランプ用のタングステン電極３２０の各製造工程における構成の一例を示す。
本実施の形態におけるタングステン電極３２０が、上記図８に示した従来のタングステン電極９２０と異なる点は、第１に、その２層巻タングステンコイル３２３のコイル巻構造にある。つまり、２層巻タングステンコイル３２３は、第２層コイルの巻終り端部３２７がタングステン電極棒３２２と接触するように延長される、という特有のコイル巻構造を有する（図４（ａ）参照）。
【００３５】
そして、第２には、上記２層巻タングステンコイル３２３をタングステン電極棒３２２に挿入・固定する工程（ａ）において、第２層コイルの巻終り端部３２７がタングステン電極棒３２２に溶接・固定されることである。なお、その次の電極先端部３２４の溶融・加工工程（ｂ）は、前記図８の従来技術によるタングステン電極９２０の場合と同様である。
【００３６】
前記第１の実施の形態で説明したタングステン電極２２０では、最外層の第２層コイルの巻終り端部２２７が半球状の電極先端部とともに溶融一体化さて固定されていたが、本実施の形態のタングステン電極３２０では、最外層の第２層コイルの巻終り端部３２７が、タングステン電極棒３２２に溶接されることにより固定されており、従って上記第１の実施の形態と同様、最外層である第２層コイルの巻終り端部３２７はコイルヒゲ部分を含めてフリーな状態にない。
【００３７】
これにより、前記第１の実施の形態のタングステン電極２２０の場合と同様に、エイジング５００時間後における２層巻タングステンコイル３２３の、特に最外層の第２層コイルにおけるピッチの伸びや緩みによる変形が効果的に防止でき、この結果発光管黒化が十分抑制されることが明かとなった。
なお、本実施の形態において、例えば２２０Ｗタイプのタングステン電極３２０の典型的構成の例として、タングステン電極棒３２２の線径０．４ｍｍで全長９．５ｍｍ（溶融・加工前）、２層巻タングステンコイル３２３の線径は０．２５ｍｍで、第１層コイルのコイル巻数は６ターン、第２層コイル（最外層）のコイル巻数は７ターンである（溶融・加工前）。また、このタングステン電極３２０を用いた発光管構成は、図１に示した発光管１０１と同様である。
【００３８】
（６）実施の形態３
図５は、本発明の第３の実施の形態における高圧水銀ランプ用のタングステン電極の各製造工程における構成を示す図である。
本実施の形態のタングステン電極４２０の特徴は、第１に、上記各実施の形態のような２層巻コイルとは異なる３層巻タングステンコイル４２３を用いた点にある。第２に、３層巻タングステンコイル４２３の最外層の第３層コイルの巻終り端部４２７が、コイルヒゲ部分を含めて、電極先端部４２４の溶融・加工工程（ｂ）において共に溶融一体化されることにより固定されており、従って、上記最外層の第３層コイルの巻終り端部４２７は、コイルヒゲ部分も含めてフリーな状態にない点にある。なお、３層巻タングステンコイル４２３の第１層コイルの巻始め端部４２６は、タングステン電極棒４２２に溶接・固定されている。
【００３９】
本実施の形態のタングステン電極４２０の構成では、前記第１の実施の形態におけるタングステン電極２２０の場合と同様に、エイジング５００時間後における３層巻タングステンコイル４２３の、特に最外層の第３層目コイルの部分的なピッチの伸びや緩みによるピッチの変化（変形）が効果的に防止でき、従って発光管黒化が十分抑制されることがわかった。
【００４０】
なお、本実施の形態を適用した、例えば２２０Ｗタイプのタングステン電極４２９の典型的構成の例としては、タングステン電極棒４２２の線径０．４ｍｍで全長９．５ｍｍ（溶融・加工前）、３層巻タングステンコイル４２３の線径０．２５ｍｍで、第１層コイルのコイル巻数は７ターン、第２層コイルの巻き数は４ターン、第３層コイル（最外層）のコイル巻数は３ターンである（溶融・加工前）。また、このタングステン電極４２０を用いた発光管構成は、図１に示した発光管１０１と同様である。
【００４１】
以上に説明したように、管両端にタングステン電極棒と複数層巻タングステンコイルから構成され、かつ先端部が半球状の凸曲面を有するタングステン電極が設けられた発光管からなる高圧放電ランプにおいて、上記各実施の形態で示したような基本的に複数層巻タングステンコイルの最外周層コイルの巻終わり端部をフリー状態にさせないような電極構成を適用することにより、ランプエイジングにおける前記複数層巻タングステンコイルの特に最外周層コイルの部分的なピッチの伸びや緩みによる変形が効果的に防止でき、この結果、発光管黒化を十分抑制することができる。
【００４２】
本発明によれば、管両端にタングステン電極棒と複数層巻タングステンコイルから構成され、かつ先端部が半球状の凸曲面をなすように溶融・加工されたタングステン電極が設置された発光管からなる高圧放電ランプにおいて、前記複数層巻タングステンコイルの特に最外周層コイルにおけるエイジング過程でのピッチの変化や変形を確実に防止でき、これによりランプ短寿命をもたらすような発光管黒化を十分抑制して、高品質で長寿命のショートアーク型高圧放電ランプが得られる。
【００４３】
（７）ランプユニット及び画像表示装置
次に、本発明に係る高圧放電ランプを用いたランプユニット及び画像表示装置について説明する。図６は、上記実施の形態で説明した高圧水銀ランプを用いたランプユニット３００の構成の一例を示す一部切り欠き斜視図である。同図に示されるように、完成ランプ２００は、前記発光管１０１の片方の管端部に口金１２０が装着されて構成されており、更に当該完成ランプ２００に反射ミラー２１０が装着されてランプユニット３００が構成される。
【００４４】
完成ランプ２００の一方の外部リード線（図示せず）に口金１２０が接続され、同じく他方の外部リード線に電力供給線が接続される。なお、本実施の形態における高圧水銀ランプとしては、第１の実施の形態で説明した高圧水銀ランプを用いてもよいし、他の実施の形態で説明した高圧放電ランプ用電極を用いて構成した高圧水銀ランプ等の高圧放電ランプを用いてもよいことは言うまでもない。
【００４５】
そして、完成ランプ２００を反射ミラー２１０の内側に、完成ランプ２００のアーク軸が反射ミラー２１０の光軸上に位置するよう、一体化してランプユニット３００が構成される。なお、本実施の形態の反射ミラー２１０はセラミック製で漏斗形状であり、その内面に酸化チタン−酸化シリコンの蒸着膜からなる反射面を有し、反射ミラー２１０の前面投光部、すなわち開口部はその直径が７０ｍｍ程度の大きさを有している。反射ミラー２１０の半開口部側には支持筒部を有しており、この支持筒部に口金１２０が絶縁セメントによって固着されている。
【００４６】
次に、本発明の高圧放電ランプを用いた画像表示装置について説明する。図７は、上記に説明したようなランプユニット３００を光源とした画像表示装置５０の概略構成について説明するための図である。
この画像表示装置５０は、上記ランプユニット３００を含む光源部５１と、ミラー５２、光源部５１からの白色光を青、緑、赤の三原色に分離するダイクロイックミラー５３、５４、分離された光をそれぞれ反射するミラー５５、５６、５７、分離された三原色について、それぞれ単色光画像を形成するための液晶ライトバルブ５８、５９、６０、フィールドレンズ６１、６２、６３、リレーレンズ６４、６５、液晶ライトバルブ５８、５９、６０をそれぞれ透過した光を再度合成するダイクロイックプリズム６６、及び投射レンズ６７を備えており、画像表示装置５０からの画像はスクリーン６８上に投影されるようになっている。同図に示されるような画像表示装置５０は、光源部５１において本発明に係る高圧放電ランプを用いていることを除いては、いわゆる３板型の画像表示装置として、従来からよく知られたものであるから、その構成についての詳細な説明は省略する。なお、同図では、ＵＶフィルタなどの他のいくつかの光学素子について図示を省略している。
【００４７】
＜変形例＞
以上、本発明を種々の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論である。即ち、上記本発明に係る電極構成は、ショートアーク型高圧水銀ランプに限らず、ランプワットタイプのことなる高圧水銀ランプや、メタルハライドランプ等の他の高圧放電ランプにも適用できるものである。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る高圧放電ランプによれば、点灯時に前記コイル状部材の最外層を構成するタングステン線の変形による熱容量の変化が生じないように、前記最外層を構成するタングステン線の端部が固定されているので、エイジング時間短時間での発光管黒化の発生を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における高圧放電ランプの全体構成を示す図である。
【図２】タングステン電極において最外層に当たる第２層コイルに、部分的なピッチの変化（伸びや緩み）や変形が生じていることを示す図である。
【図３】第１の実施の形態における高圧水銀ランプ用タングステン電極の各製造工程における構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態における高圧水銀ランプ用タングステン電極の各製造工程における構成を示す図である。
【図５】第３の実施の形態における高圧水銀ランプ用タングステン電極の各製造工程における構成を示す図である。
【図６】本発明の高圧水銀ランプを用いたランプユニットの構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の高圧水銀ランプを用いた画像表示装置の構成の一例を示す模式図である。
【図８】従来技術に係る電極構成の例を示す図である。
【符号の説明】
１０１                      発光管
１０２、１０３              タングステン電極
１０４、１０５              封止部
１０６、１０７              モリブデン箔
１０８、１０９              外部リード線
２２２、３２２、４２２      タングステン電極棒
２２３、３２３、４２３      タングステンコイル
２２４、３２４、４２４      電極先端部
２２６、３２６、４２６      巻始め部
２２７、３２７、４２７      巻終り部
２１０                      反射ミラー
３００                      照明光学装置
５０                        画像表示装置
５８、５９、６０            液晶ライトバルブ
６６                        ダイクロイックプリズム
６７                        投射レンズ
６８                        スクリーン
【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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