(57)【要約】【課題】「短アーク」を長時間維持できる高圧放電灯を提供する。【解決手段】この高圧放電灯１０は中央部が球状に成形された石英ガラス製の灯管１１内に一対のタングステン電極１２Ａ，１２Ｂが対向して挿入されている。タングステン電極１２Ａもしくはタングステン電極１２Ｂは、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、鉄族金属であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、Ｆｅ含有率が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料が使用されている。また、双方のタングステン電極１２Ａと１２Ｂの先端間の長さである電極間距離は１〜２ｍｍ程度以下に設定されている。【選択図】　　図１
2004071530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密封止された石英ガラス製の灯管内に一対の電極が対向して挿入され、かつ前記灯管内に少なくとも水銀とハロゲンガスとが封入された高圧放電灯において、
前記灯管内の前記電極のうち少なくとも一方の電極が、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなることを特徴とする高圧放電灯。
【請求項２】
気密封止された石英ガラス製の灯管内に一対の電極が対向して挿入され、かつ前記灯管内に少なくとも水銀とハロゲンガスとが封入された高圧放電灯において、
前記灯管内の前記電極のうち少なくとも一方の電極が、鉄族金属であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなることを特徴とする高圧放電灯。
【請求項３】
気密封止された石英ガラス製の灯管内に一対の電極が対向して挿入され、かつ前記灯管内に少なくとも水銀とハロゲンガスとが封入された高圧放電灯において、
前記灯管内の前記電極のうち少なくとも一方の電極が、Ｆｅの含有率が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなることを特徴とする高圧放電灯。
【請求項４】
直流高圧放電灯で、陽極側の電極の方が大きい請求項１、２または３に記載の高圧放電灯。
【請求項５】
直流高圧放電灯で、少なくとも陽極側の電極が、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなる請求項１に記載の高圧放電灯。
【請求項６】
直流高圧放電灯で、少なくとも陽極側の電極が、鉄族金属であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなる請求項２に記載の高圧放電灯。
【請求項７】
直流高圧放電灯で、少なくとも陽極側の電極が、Ｆｅの含有率が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなる請求項３記載の高圧放電灯。
【請求項８】
交流高圧放電灯で、対向する電極が同一形状である請求項１、２または３に記載の高圧放電灯。
【請求項９】
交流高圧放電灯で、陰極および陽極の両方が、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなる請求項１に記載の高圧放電灯。
【請求項１０】
交流高圧放電灯で、陰極および陽極の両方が、鉄族金属であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなる請求項２に記載の高圧放電灯。
【請求項１１】
交流高圧放電灯で、陰極および陽極の両方が、Ｆｅの含有率が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなる請求項３記載の高圧放電灯。
【請求項１２】
短アークのランプとして設計された請求項１から１１のいずれか１項に記載の高圧放電灯。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の高圧放電灯を用いたランプユニットであって、反射膜が形成された凹曲面を有するリフレクタを有し、該リフレクタの凹曲面の焦点に高圧放電灯の発光中心が位置するように配置されているランプユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルハライドランプ，超高圧水銀ランプ等を含む高圧放電灯に関し、特に、より点光源に近い「短アーク」の高圧放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来技術の直流高圧放電灯６０を示して説明する。石英ガラス製の灯管６１内に一対のタングテン電極６２Ａ、６２Ｂが対向し挿入されている。図６に示した直流高圧放電灯６０の場合、双方のタングステン電極６２Ａ、６２Ｂの形状は異なる形状である。放電時のタングステンの蒸発による消耗を考慮して、放電灯の動作時に陽極として用いるタングステン電極６２Ａの寸法は、陰極となるタングステン電極６２Ｂよりも大きく設計されている。このタングステン電極６２Ａ，６２Ｂは高純度９９．９９％以上のタングステンから構成されている。タングステン中における複数の鉄族金属各々の含有率は１０ｐｐｍ以下であり、それらを合計しても１０ｐｐｍ以下である。
【０００３】
タングステン電極６２Ａと６２Ｂにはそれぞれモリブテン箔（Ｍｏ箔）６３Ａ，６３Ｂを介して、電気的リード線となるモリブテン棒６４Ａ，６４Ｂが接続されている。このような電極部品はそれぞれ灯管６１の両端部の挿入口６５Ａと６５Ｂから挿入されており、灯管６１の両端部の石英ガラスで、タングステン電極６２Ａ，６２Ｂの後端、モリブテン箔（Ｍｏ箔）６３Ａ，６３Ｂおよびモリブテン棒６４Ａ，６４Ｂの一端が埋設される。このことにより、挿入口６５Ａと６５Ｂが閉じられ灯管６１の内部が気密に封止されている。気密に封止された灯管６１の内部は、高真空に排気された後、水銀、ハロゲンガス、及び不活性ガスが封入されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような高圧放電灯は、液晶プロジェクタで代表されるデータプロジェクタやリアプロジェクションテレビ用のランプ光源に用いられる場合がある。このようなプロジェクタのランプは一般に、光源からの光を平行光に変えて光学系に入射させる放物面を持つリフレクタを備えている。この構成において、リフレクタの放物面の焦点に置かれる光源が点光源であればリフレクタの開口から放射される光は平行光線になり、その後に光が入射するプロジェクタの光学系にも効率よく入射できる。しかしながら、実際の光源は理想的な点光源ではなく、ある大きさを有しているので、リフレクタから放射される光は広がりをもち、その結果、光学系への入射効率は理想状態に対して低い値となる。昨今のプロジェクタの普及に伴いプロジェクタでは光学系への入射効率の高効率化が求められている。そのため、光源に使用する高圧放電灯としては、光学系への入射効率を高められるように、電極間距離が短く放電プラズマが小さく、より点光源の状態に近い「短アーク（ショートアーク）」のランプが求められている。
【０００５】
したがって、図６に示した従来構成の高圧放電灯をプロジェクタに用いる場合は、「短アーク」となるように、双方のタングステン電極６２Ａと６２Ｂの先端間の長さである電極間距離を１〜２ｍｍ程度以下に設定して放電プラズマの長さを短くするとともに、電極の先端形状は円錐形状として放電プラズマの径を小さくしている。
【０００６】
ところが、従来構成の高圧放電灯を長時間動作させると次のような問題を生じていた。図７には従来構成の直流高圧放電灯を２０００時間動作させた後の陽極形状を示す。この図に示すように、従来構成の直流高圧放電灯を長時間動作させるとタングステン電極６２Ａの先端の円錐形状は消耗して平らになり、電極間距離は大きく拡大する。さらに、陽極の先端の角度が鈍ってしまうことにより放電のプラズマが径方向に拡がるので点光源の状態とはほど遠くなり、光学系への入射効率は低下してしまう。
【０００７】
なお、公知文献として特開２００１―３１９６１７号公報では電極材料であるタングステンの高純度化が示され、特開２００１―３１９６１７号公報ではタングステン電極におけるＦｅ含有率は３ｐｐｍ以下が望ましいとしており、Ｆｅはタングステン電極の不純物としてのＦｅを減らす旨の提案がなされている。
【０００８】
しかしながら、これらの提案でも、上記従来構成の高圧放電灯と同様に、電極間距離が短く放電プラズマが小さく、より点光源の状態に近い「短アーク」を長時間維持することは難しく、電極先端は消耗し形状も変化してしまう。これによって、「短アーク」の高圧放電灯用に設計されたプロジェクタでは光学系への入射効率が大きく低下し、製品として短寿命になるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、「短アーク」を長時間維持できる高圧放電灯を提供することにある。
【００１０】
【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は、気密封止された石英ガラス製の灯管内に一対の電極が対向して挿入され、かつ前記灯管内に少なくとも水銀とハロゲンガスとが封入された高圧放電灯において、前記灯管内の前記電極のうち少なくとも一方の電極が、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、鉄族金属であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、またはＦｅ含有率が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料からなることを特徴とする。
【００１１】
上記の高圧放電灯としては直流高圧放電灯で、陽極側の電極の方が大きいものや、交流高圧放電灯で、対向する電極が同一形状であるものが適用できる。直流高圧放電灯の場合、少なくとも陽極側の電極が、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、鉄族金属であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、Ｆｅ含有率が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料からなることが好ましい。さらに、交流高圧放電灯の場合においても、両方の電極が、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、鉄族金属であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、Ｆｅ含有率が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料からなることが好ましい。
【００１２】
このような高圧放電灯は短アークのランプとして設計された場合に特に有効である。
【００１３】
さらに、本発明は、上記の高圧放電灯を用いたランプユニットであって、反射膜が形成された凹曲面を有するリフレクタを有し、該リフレクタの凹曲面の焦点に高圧放電灯の発光中心が位置するように配置されているランプユニットを含む。
【００１４】
上記のとおりの発明では、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、Ｆｅ含有率が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料を電極に用いたことにより、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのいずれか１種の含有率またはそれらの含有率の合計が１０ｐｐｍ以下のタングステン材料を電極に用いた従来の高圧放電灯に比べ、放電時に蒸発した電極材料のタングステンが灯管壁に付着することなく電極に戻る「ハロゲンサイクル」の効率が高く、電極先端への堆積が効率よく行われる。これによって、見かけ上、電極先端の消耗が少なく電極間距離の拡がりが小さいため、「短アーク」の高圧放電灯の長寿命化が実現する。さらに、このような高圧放電灯の発光中心がリフレクタの放物面の焦点に位置するようにランプユニットを構成し、これを例えば液晶プロジェクタの光源として用いると、光学系への入射効率の高い製品となる。
【００１５】
【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て説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１に本発明の第１の実施形態である高圧放電灯の模式的断面図を示す。図１に示す高圧放電灯１０は中央部が球状に成形された石英ガラス製の灯管１１内に一対のタングステン電極１２Ａ、１２Ｂが対向して挿入されている。
【００１７】
タングステン電極１２Ａと１２Ｂにはそれぞれモリブテン箔（Ｍｏ箔）１３Ａ，１３Ｂを介して、電気的リード線となるモリブテン棒１４Ａ，１４Ｂが接続されている。このような電極部品はそれぞれ灯管１１の両端部の挿入口１５Ａと１５Ｂから挿入され、灯管１１の両端部の石英ガラスで、タングステン電極１２Ａ，１２Ｂの後端、モリブテン箔（Ｍｏ箔）１３Ａ，１３Ｂおよびモリブテン棒１４Ａ，１４Ｂの一端が埋設される。このことにより、挿入口１５Ａと１５Ｂが閉じられ灯管１１の内部が気密に封止されている。気密に封止された灯管１１の内部は、高真空に排気された後、水銀、ハロゲンガス、及び不活性ガスが封入されている。
【００１８】
タングステン電極１２Ａもしくはタングステン電極１２Ｂは鉄族金属であるＮｉの含有率が１０ｐｐｍ以上のタングステン材料が使用されている。図１に示した高圧放電灯１０は直流高圧放電灯でありタングステン電極１２Ａと１２Ｂとでは寸法形状は異なっていて、陽極側の電極の方が大きい。図１に示した高圧放電灯ではタングステン電極１２Ａが陽極、タングステン電極１２Ｂが陰極として外部の電源から電力は供給される。また、「短アーク」の高圧放電灯とするため、双方のタングステン電極１２Ａと１２Ｂの先端間の長さである電極間距離を１〜２ｍｍ程度以下に設定して放電プラズマの長さを短くするとともに、タングステン電極１２Ａと１２Ｂの先端形状は円錐形状として放電プラズマの径を小さくしている。この電極間距離の例を挙げると、２００Ｗのランプとする場合は電極間距離を１ｍｍ、２５０Ｗの場合は１．３ｍｍなどが考えられている。
【００１９】
この高圧放電灯１０は、タングステン電極１２Ａ、１２Ｂ間を絶縁破壊させるため、両極間に２０ｋＶ程度の高電圧を印加すると、不活性ガスの雰囲気下にグロー放電が誘発され、封入された水銀が気化し瞬時にアーク放電に移行する。水銀ガスによるプラズマ放電は高輝度で演色性の良好な光を放射する。また、灯管１１に封入されるハロゲンガスは点灯時の高温下にハロゲンイオンを生成し、放電時に蒸発してガラス管壁に付着するタングステン（電極材料）と結合して気化し、比較的低温の電極基部に沈着する、いわゆる「ハロゲンサイクル」を繰り返すことによってガラス管壁の黒化を防止することができる。
【００２０】
本実施形態のＮｉ含有率が１０ｐｐｍ以上のタングステン材料を電極に用いた高圧放電灯１０では、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのいずれか１種の含有率またはそれらの含有率の合計が１０ｐｐｍ以下のタングステン材料を電極に用いた従来の高圧放電灯に比べ、放電時に蒸発した電極材料のタングステンが灯管壁に付着することなく電極に戻る「ハロゲンサイクル」の効率が高く、電極先端への堆積が効率よく行われることがわかった。これによって、見かけ上、電極先端の消耗が少なく電極間距離の拡がりが小さいため、「短アーク」の高圧放電灯の長寿命化が実現できた。
【００２１】
次に、上記の高圧放電灯１０の使用方法について図２を用いて説明する。高圧放電灯１０はおわん形のリフレクタ２１にセメント２８で固定されている。そのリフレクタ２１の開放側には高圧放電灯が破損したときの保護を目的とした前面ガラス２３が固定されていて、ランプユニット２０が構成される。一般にリフレクタ２１は結晶化ガラスまたは硬質ガラスなどの、機械強度と耐高温性を有するガラスからなり、内側の凹曲面は光学的な反射膜２２が蒸着されている。この凹曲面は放物面や楕円面などで、それら曲面の幾何的な焦点２４に高圧放電灯１０の発光中心が位置するように配置されセメント２８で固定される。なお、リフレクタ２１の凹曲面は上記の放物面や楕円面などが考えられるが、焦点を持つ形状であればこれらに限られない。
【００２２】
この高圧放電灯１０は電気的に接続された口金２５とリード線２６を通して電力を供給することによって灯管１１内で放電を行う。図２の例では放物面のリフレクタ２１で点光源という理想的な状態を示している。高圧放電灯１０からの放射される光はリフレクタ２１の反射膜２２に反射され、矢印の軌跡で代表される光線軌跡２７Ａ、２７Ｂの様に平行光線となってリフレクタ２１の開放側に前面ガラス２３を透過して放射される。このランプユニット２０は液晶プロジェクタで代表されるデータプロジェクタやリアプロジェクションテレビ用の光源として用いられる。この場合、放物面の焦点２４に置かれる光源が点光源であればリフレクタ２１の開口から放射される光は平行光線になり、その後に光が入射するプロジェクタの光学系にも効率よく入射できる。しかしながら、実際の光源は理想的な点光源ではなく、ある大きさを有しているので、リフレクタ２１から放射される光は広がりをもち、その結果、光学系への入射効率は理想状態に対して低い値となる。昨今のプロジェクタの普及に伴いプロジェクタでは光学系への入射効率の高効率化が求められている。そこで、光源に使用する高圧放電灯としては光学系への入射効率を高めるため、電極間距離が短く放電プラズマが小さくより点光源に近い、「短アーク」のランプが求められている。
【００２３】
Ｎｉの含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料を用いた本実施形態のタングステン電極１２Ａと１２Ｂに用いると、上述したように電極先端の消耗が少なく電極間距離の拡がりが小さいという特徴をもつ高圧放電灯になるため、短アークのランプとして求められる２０００時間の寿命を有する高圧放電灯を実現することができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、一対のタングステン電極１２Ａと１２Ｂのうちのいずれか一方が、Ｎｉの含有率が１０ｐｐｍ以上のタングステン材料からなるが、特に本例のような直流高圧放電灯では長時間動作による先端の消耗は陽極の方が大きいため、少なくとも陽極となるタングステン電極１２Ａが、Ｎｉの含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなることが好ましい。もちろん、タングステン電極１２Ａと１２Ｂの両方が、Ｎｉの含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなっていると、長寿命の「短アーク」の観点でなお良い。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３に本発明の第２の実施形態である高圧放電灯の模式的断面図を示す。この図に示す高圧放電灯５０は交流高圧放電灯であり、石英ガラス製の灯管５１内に一対のタングテン電極５２Ａ，５２Ｂが対向し挿入されている。
【００２６】
タングステン電極５２Ａと５２Ｂにはそれぞれモリブテン箔（Ｍｏ箔）５３Ａ，５３Ｂを介して、電気的リード線となるモリブテン棒５４Ａ，５４Ｂが接続されている。このような電極部品はそれぞれ灯管５１の両端部の挿入口５５Ａと５５Ｂから挿入され、灯管５１の両端部の石英ガラスで、タングステン電極５２Ａ，５２Ｂの後端、モリブテン箔（Ｍｏ箔）５３Ａ，５３Ｂおよびモリブテン棒５４Ａ，５４Ｂの一端が埋設される。このことにより、挿入口５５Ａと５５Ｂが閉じられ灯管５１の内部が気密に封止されている。気密に封止された灯管５１の内部は、高真空に排気された後、水銀、ハロゲンガス、及び不活性ガスが封入されている。
【００２７】
本実施形態の交流高圧放電灯の場合、タングステン電極５２Ａ，５２Ｂは同一形状である。このタングステン電極５２Ａおよび５２ＢはＮｉとＦｅの含有率の合計が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料から構成されている。また、「短アーク」の高圧放電灯とするため、双方のタングステン電極５２Ａと５２Ｂの先端間の長さである電極間距離が１〜２ｍｍ程度以下に設定され、タングステン電極５２Ａと５２Ｂの先端は突起形状としている。
【００２８】
タングステン電極５２Ａと５２Ｂの間に絶縁破壊させるための２０ｋＶ程度の高電圧を印加すると、不活性ガスの雰囲気下に両電極下にグロー放電が誘発され、封入された水銀が気化し瞬時にアーク放電に移行する。アーク放電移行後、放電が安定した後に定常状態での動作周波数となる数十〜数百Ｈｚの周波数の交流電圧が印加され、交流のアーク放電は定常状態となる。この交流高圧放電灯の長時間動作の場合でも、電極先端の蒸発に伴う電極間距離の拡大は小さく、先端に突起が残る形状で維持する効果が得られる。
【００２９】
また、本実施形態の交流高圧放電灯も図２に示したプロジェクタ用ランプユニットの光源として有効である。
【００３０】
（実験例）
図４に、Ｎｉの含有率が１０ｐｐｍ以上のタングステン材料を陽極に用いた本発明の直流高圧放電灯と、Ｎｉの含有率が１０ｐｐｍ以下のタングステン材料を陽極に用いた従来の直流高圧放電灯との寿命試験を行い、Ｘ線撮影により測定した電極間距離の時間変化を示す。この図から判るように、初期の電極間距離が１ｍｍの場合、従来の直流高圧放電灯では２０００時間で約１．４ｍｍまで拡大するが、本発明の直流高圧放電灯では約１．２ｍｍまでしか拡大しない。
【００３１】
図５に２０００時間経過後における本発明の直流高圧放電灯の陽極形状を示す。従来構成の直流高圧放電灯の陽極は長時間動作させると電極先端の円錐形状が消耗し、対向する電極に向かって平らな面を向ける（図７参照）。これに対し、本発明の直流高圧放電灯の陽極では、先端形状が、中心軸に対して線対称の断面形状を持つ初期状態から図５に示すとおり軸がずれた様に変形するが、電極先端には円錐形状の突起は残る。これは、電極は消耗するがハロゲンサイクルによって再び電極に堆積して、見かけ上電極間距離の拡がりが少なくなる効果が得られることを示している。
【００３２】
また、直流高圧放電灯の陽極側のタングステン電極の含有物としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの各々、さらにはこれら鉄族金属のうちの２種の組み合わせであるＦｅとＮｉ、ＮｉとＣｏ、ＦｅとＣｏで、電極の寿命試験を実施し、２０００時間後の電極の消耗長さを比較した。表１はこの試験結果を示すものである。
【００３３】
【表１】
2004071530.tif 000003
表中の「Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ＜１０ｐｐｍ」は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのいずれか１種の含有率またはそれらの含有率の合計が１０ｐｐｍ以下であることを示す。
【００３４】
この表から分かるようにＣｏ単体や、上記の鉄族金属間の組み合わせについても電極形状維持の効果があることが確認できた。
【００３５】
したがって、上述した第１の実施形態の直流高圧放電灯（図１）では、一対のタングステン電極１２Ａと１２Ｂのうちのいずれか一方が、Ｎｉの含有率が１０ｐｐｍ以上のタングステン材料からなるが、タングステン電極１２Ａまたは１２Ｂにおいて１０ｐｐｍ以上となる含有物の材質がＮｉではなくＣｏであっても、表１に示すように電極先端の摩耗が少ない。また、タングステン電極１２Ａまたは１２Ｂ中の含有物の材質がＦｅ単体である場合、表１に示すようにＦｅ含有率が２０ｐｐｍ以上であれば電極形状維持の効果がある。さらに、タングステン電極１２Ａまたは１２Ｂが、鉄族金属であるＣｏ，Ｎｉのうちの少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上である材質からなる場合に限らず、鉄族金属であるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのうちの少なくとも２種の含有率が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなっていても、表１に示すように電極形状維持の効果がある。
【００３６】
また、上述した第２の実施形態のような交流高圧放電灯（図３）では、タングステン電極５２Ａおよび５２ＢはＮｉとＦｅの含有率の合計が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料からなるが、これに限られず、陰極及び陽極が、鉄族金属であるＣｏ，Ｎｉのうちの少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、もしくはＦｅの含有率が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、あるいはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのうちの少なくとも２種の含有率が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料からなっていても、電極先端の摩耗が少ないことが確認されている。
【００３７】
なお、本発明の高圧放電灯に用いる電極材料は、鉄族金属であるＣｏ，Ｎｉのうちの少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上、もしくはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのうちの少なくとも２種の含有率が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料であると良いが、タングステン電極の不純物が多すぎると機械的強度、特に耐衝撃性が低下する問題が生じるので、これら鉄族金属の含有率の上限は１％（１００００ｐｐｍ）であることが好ましい。
【００３８】
さらに、上述した第１及び第２の実施形態は一般に超高圧水銀ランプと呼ばれるものであるが、本発明の高圧放電灯はこれに限らず、例えばメタルハライドランプに適用してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、気密封止された石英ガラス製の灯管内に一対の電極が対向して挿入され、かつ前記灯管内に少なくとも水銀とハロゲンガスとが封入された高圧放電灯において、鉄族金属であるＣｏ、Ｎｉの内の少なくとも１種の含有率が１０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも２種の含有率の合計が２０ｐｐｍ以上であるタングステン材料、または、Ｆｅ含有率が２０ｐｐｍ以上のタングステン材料を電極に用いたことにより、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのいずれか１種の含有率またはそれらの含有率の合計が１０ｐｐｍ以下のタングステン材料を電極に用いた従来の高圧放電灯に比べ、電極先端の消耗が少なく電極間距離の拡がりが小さくなるので、「短アーク」の高圧放電灯の長寿命化を実現することができる。さらに、このような高圧放電灯の発光中心がリフレクタの放物面の焦点に位置するようにランプユニットを構成し、これを例えば液晶プロジェクタの光源として用いると、光学系への入射効率の高い製品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である高圧放電灯を示す模式的断面図である。
【図２】図１に示した高圧放電灯を使用したランプユニットの模式的断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態である高圧放電灯を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の高圧放電灯と従来技術の高圧放電灯の寿命試験を行ったときの、それぞれの電極間距離の時間変化を示すグラフである。
【図５】２０００時間経過後における本発明の高圧放電灯の陽極形状を示す図である。
【図６】従来の直流高圧放電灯を示す模式的断面図である。
【図７】２０００時間経過後における従来技術の高圧放電灯の陽極形状を示す図である。
【符号の説明】
１０、５０　　高圧放電灯
１１、５１　　灯管
１２Ａ、１２Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ　　タングステン電極
１３Ａ、１３Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ　　モリブテン箔
１４Ａ、１４Ｂ、５４Ａ、５４Ｂ　　モリブテン棒
１５Ａ、１５Ｂ、５５Ａ、５５Ｂ　　挿入口
２０　　ランプユニット
２１　　リフレクタ
２２　　反射膜
２３　　前面ガラス
２４　　焦点
２５　　口金
２６　　リード線
２７Ａ，２７Ｂ　　光線軌跡
２８　　セメント
【図１】
2004071530.tif 000004
【図２】
2004071530.tif 000005
【図３】
2004071530.tif 000006
【図４】
2004071530.tif 000007
【図５】
2004071530.tif 000008
【図６】
2004071530.tif 000009
【図７】
2004071530.tif 000010