(57)【要約】【課題】箔浮き現象を抑制できてランプ動作圧力の増大を図ることが可能で、高輝度で長い使用寿命が得られる超高圧水銀ランプを提供すること。【解決手段】石英ガラス製の発光管の側管部内に内部リード棒の後端部と金属箔が埋設された超高圧放電ランプにおいて、ランプ点灯中該側管部のガラスに掛かる半径方向の応力を、引張り方向を正とし、内部リード棒後端から軸方向外方に２ｍｍの範囲において、応力が負となる領域の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、応力が正となる領域の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜を満足する絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）を満足する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、
ランプ点灯中、前記側管部のガラスに掛かる半径方向の応力を、引張り方向を正としたとき、
前記内部リード棒後端から軸方向外方に２ｍｍの範囲において、応力が負となる領域の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、応力が正となる領域の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、
下記の関係式を満たすＡとＢの絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）を満足することを特徴とする超高圧放電ランプ。
｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜
【請求項２】
石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、
前記内部リード棒には後端部に多数の空隙が形成されていることを特徴とする超高圧放電ランプ。
【請求項３】
石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、
前記内部リード棒には後端に開口を有する穴が形成されていることを特徴とする超高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超高圧放電ランプに関し、例えば液晶ディスプレイ装置などの光源として好適に用いられる超高圧放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
投射型のプロジェクタ装置は、矩形状のスクリーンに対して、均一に、しかも十分な演色性をもって画像を照明させることが要求される。このため、光源としては、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタルハライドランプ、キセノンランプ或は水銀ランプなどのショートアーク型放電ランプが使われている。
【０００３】
上記技術分野に係る液晶プロジェクタは、各会議室へ据え付けられるほど普及していないことから、持ち運びされることが多く、小形軽量化が重要な課題となっている。このために、液晶プロジェクタ用の液晶パネルは年々小形化されてきており、これに伴って小形化された液晶パネルに効率よく集光させるためにも、光源のいっそうの小形化が要求されている。光源の小形化を達成するためには、アーク長を短くするのが光学的に一番効果的な手段であるが、従来の仕様のまま単にアーク長を短縮するだけでは、ランプ電圧が低下してしまう。これを補って所定のランプ電力を投入しようとすると、ランプ電流を増大しなければならない。ところが、ランプ電流を増大させるために点灯装置が大形化してしまうので、液晶プロジェクタ装置を小形化するというコンセプトから外れることになり、結局アーク長を短くする手段を採用することはできない。
【０００４】
そこで、ランプ電圧を低下させないでアーク長を短くするために、アークのインピーダンスを高くすること、換言すれば、点灯中の放電媒体の圧力を上昇させる手段が採用されてきている。これによれば照度維持率の向上を図りながら演色性の向上を図ることができるといわれ、近時においては動作時の圧力が１０ＭＰａ以上となるように、多量の水銀を封入した高圧放電ランプが好適に利用されてきている（特許文献１，２参照）。
【０００５】
ところで、上述の高圧放電ランプは発光管内の圧力が点灯時に極めて高くなるので、発光管部の両側に延在する側管部においては当該側管部を構成する石英ガラス層と電極および給電用の金属箔を十分かつ強固に密着させる必要があり、上記のようにランプ点灯中の圧力が極めて高くなるようなランプでは、電極の先端部を有する内部リード棒と、該リード棒の後端部が接続された金属箔と、該金属箔の該端部に接続され側管部端部から導出される外部リード棒とが、シュリンクシール方式により側管部に埋設されてなる封止構造が、好適に採用されている（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−１４８５６１号
【特許文献２】
特開平６−５２８３０号
【特許文献３】
特開２００３−１０９５０４号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記ランプでは、金属箔と側管部を構成するガラスとの間の結合が切断されて当該金属箔が側管部内部において浮いた状態（以下「箔浮き」という。）になると側管部における耐圧強度が低下して、ランプの側管部が破損することがある。このため、更なる高輝度化、つまりランプ動作圧力の増大が要望されるが、これを実現することができないという問題がある。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ランプ点灯中の箔浮き現象を抑制できてランプ動作圧力の増大を図ることが可能であって、高輝度化を実現でき、長い使用寿命が得られる超高圧水銀ランプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る超高圧放電ランプは、石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、ランプ点灯中、前記側管部のガラスに掛かる半径方向の応力を、引張り方向を正としたとき、前記内部リード棒後端から軸方向外方に２ｍｍの範囲において、応力が負となる領域の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、応力が正となる領域の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、下記の関係式を満たすＡとＢの絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）を満足することを特徴とする。
（式）｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜
【０００９】
又、石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、前記内部リード棒には後端部に多数の空隙が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、前記内部リード棒には後端に開口を有する穴が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
ランプを点灯すると内部リード棒は熱で膨張する。側管部のガラスは、内部リード棒の後端部を囲繞するため、内部リード棒により半径方向に押し広げられるようになる。このため、金属箔を埋設するガラスがこれに引っ張られるように半径方向外方に応力を受けることとなる。この半径方向の引張り応力が大きく、側管部のガラスと金属箔とが引き剥がされると箔浮きが生じると考えられる。
本発明者らは、ランプ点灯中における側管部ガラスと金属箔界面の応力分布状態を調査した。
ランプ点灯時、内部リード棒後端部からランプの軸方向外方に向かう２ｍｍの領域の応力状態を、引張り方向及び圧縮方向の両方の応力を一定レベル以下に抑えることにより、シリカガラスが金属箔から剥がれることが抑制され、両者の密着状態を保持でき、箔浮きを起こさず、側管部の耐圧強度を高く維持することができるようになる。更に、本発明においては、引張り方向の応力のみならず、圧縮方向の応力も低減させておく必要がある。これは、ガラスに、半径方向に圧縮する応力が掛かっていると、反力としてランプ軸方向に引張り応力が働いてランプの軸方向にガラスの密度が疎となり、ガラスに含まれるアルカリ金属（主としてナトリウム）の移動度が高くなって、側管部の高温の部分、即ち、内部リード棒と金属箔との接合部近傍に集結し易くなり、金属箔とガラスとの結合が切断されるようになる。
本願請求項１記載の発明によれば、ガラスと金属箔との密着強度を高く維持でき、シリカガラスと金属箔との結合が切断されることを長期間にわたり維持できるので、箔浮き現象を生じることなく側管部近傍に生じる破損を回避することができる。
又、上記請求項２記載の発明によれば内部リード棒には後端部に多数の空隙が形成されているので熱膨張の程度が小さくてガラスに掛かる応力を小さくでき、金属箔とガラスとを引き剥がす応力を小さくできる。
又、上記請求項３記載の発明によれば、内部リード棒には後端に開口を有する穴が形成されているので当該箇所が熱膨張しても半径方向打内方に潰れるので、ガラスが応力を受けることなく、金属箔とガラスとを引き剥がす応力を小さくできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る超高圧水銀ランプの構成の一例を示す説明用断面図であり、金属箔の面方向に切断した断面で示す図である。図２は図１中の一方の側管部を拡大して示す拡大断面図である。尚、図２では図１のランプに対して管軸を９０°回転した断面で示している。
図１において、超高圧水銀ランプの発光管１０は石英ガラスからなり、大略楕円球形をなし主放電空間を形成する発光管部１１を有し、この発光管部１１内には陰極側電極２０及び陽極側電極２０’が互いに対向するよう配置されている。又、発光管部１１の両端部から伸びるように側管部１２，１２’が形成されており、これら側管部１２，１２’内には、通常モリブデンよりなる金属箔３０，３０’が気密に埋設されている。
陰極側電極２０および陽極側電極２０’には各々内部リード棒２１，２１’が連設されており、内部リード棒２１，２１’の後端部２１Ａ，２１Ａ’が金属箔３０，３０’の端部に溶接され、金属箔３０，３０’の他端にはそれぞれ外部に突出する外部リード棒２２，２２’が接続されている。この内部リード棒２１，２１’の後端部２１Ａ，２１Ａ’には応力緩衝部Ｂ，Ｂ’が形成されている。
又、発光管部１０内には０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、所定の希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。
【００１３】
この応力緩衝部Ｂは、ランプ点灯中に側管部１２，１２’のガラスに掛かる半径方向の応力を緩衝するものであり、以下これについて説明する。
図２に示す拡大図において、ランプ点灯中に側管部１２のガラスに半径方向に掛かる応力について、引張り方向の応力を正（プラス：＋）と定義したとき、内部リード棒２１の後端２１ａから軸方向外方の２ｍｍの領域Ｓにおいて、負（マイナス：−）の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、正の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）を満足し、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜を満足するような、ＡとＢの絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が、−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）の範囲とされる。
【００１４】
内部リード棒２１の後端２１ａから軸方向外方に２ｍｍの領域Ｓにおいて、上記Ａ，Ｂの関係が｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のとき、つまり圧縮応力の成分が引張り応力の成分よりも多いとき、Ｄ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）を満足するＤが、−６０ＭＰａ・ｍｍ以上であることにより、アルカリ金属が当該箇所に集結することが抑制され、金属箔３０，３０’とガラスとの密着強度低下が抑止される。Ｄが、−６０ＭＰａ・ｍｍ未満になると、ガラスの密度が低くてアルカリ金属が集結し易くなる。このため、アルカリ金属が側管部１２に移動した場合には金属箔３０とガラスとの結合が切断されてしまい、箔浮きを生じ易くなる。
一方、内部リード棒２１の後端２１ａから軸方向外方に２ｍｍの領域Ｓにおいて、上記Ａ，Ｂの関係が｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のとき、つまり引張り応力の成分が圧縮方向の応力成分より多いとき、Ｄ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜を満足するＤが、３０ＭＰａ・ｍｍ以下であることにより、ガラスと金属箔３０との密着強度がガラスを金属箔３０から引き剥がそうとする力よりも大きく、箔浮きの発生を好適に防止することができる。
【００１５】
ここで、上記応力緩衝部について、図３（ａ），（ｂ）を参照しての実施形態を説明する。図３（ａ），（ｂ）は図１，２中の陰極側電極（２０）側内部リード棒（２１）のみ拡大して示す斜視図である。
〔１〕
図３（ａ）は、請求項２記載の発明の実施形態を説明する図である。同図において応力緩衝部Ｂは例えば金属の粉末を圧縮成形して焼結した焼結体からなり、その内部には多数の空隙が形成されている。本実施形態においては、応力緩衝部Ｂは、例えば理論密度が５５〜６５％の焼結体からなるのが好ましく、内部リード棒２１の外径がφ０．７ｍｍである場合には応力緩衝部Ｂは１．０ｍｍ以上の長さ形成されているのが好ましい。
この焼結体からなる応力緩衝部Ｂは、例えば、タングステンの粉末を、内部リード棒（２１）の本体部分を構成するタングステン棒と同径の略円柱形状に圧縮して粉末の成形体を製作し、これをタングステン棒の後端面に接続して焼結することにより、タングステン棒と一体に製作することができる。焼結条件の一例を挙げると、例えば真空雰囲気中で、約１２００℃、約０．５時間加熱し、更に温度を上げて１７００℃、約０．５時間加熱して行う。
この請求項３記載の発明によれば、応力緩衝部Ｂの内部に多数の空隙を形成することができるので、熱膨張の程度を小さくできて、金属箔を埋設する側管部のガラスへの応力を小さくすることができる。その結果、側管部のガラスを金属箔から引き剥がす方向の力が低減され、両者の結合が切断され難く、箔浮きを防止できて、ランプの側管部の耐性を高く維持することができるようになる。
〔２〕
図３（ｂ）は、請求項３記載の発明の実施形態を説明する図である。同図に示すように請求項３記載の発明は、応力緩衝部Ｂを内部リード棒２１の後端面２１ａから軸方向に有底の穴２１０を形成して設けた例である。穴２１０は１つでも多数設けても構わない。尚、この穴２１０は例えばランプの管軸方向に０．７〜１．０ｍｍ形成されているのが好ましい。
この請求項３記載の発明によれば、内部リード棒２１の温度が上昇し、熱膨張したとしても、応力緩衝部Ｂはガラスを押圧する際、その反力で半径方向内方に潰れてしまうので、ガラスに掛かる応力が小さくなり、側管部のガラスを金属箔から引き剥がす方向に掛かる力が低減されるようになる。その結果、ガラスと金属箔との結合が切断され難く、箔浮きを防止できてランプの側管部の耐性を高く維持することができるようになる。
無論、従来の内部リード棒と比較してガラスへの応力を小さくできる形態であれば上記実施形態にとどまらず、どのような形態であってもよい。
【００１６】
〔実験例〕
下記の手順に従い、本発明に係るランプを製作した。
まず、本発明の実施例に係るランプを製作した。ここでは、図３（ａ）で示した〔１〕の手段によって、内部リード棒に応力緩衝部が設けられたランプを９本製作した。仕様については下記の通りである。ここで、実施例に係るランプをランプＮｏ．１〜９と称する。
〔発光管（１０）〕材質：シリカガラス、発光部（１１）内容積：７５ｍｍ２、発光部（１１）最大外径：φ１０．０ｍｍ、側管部（１２，１２’）外径：φ６．０ｍｍ、側管部（１２，１２’）長さ：１６．０ｍｍ
〔封入物〕水銀０．２２ｍｇ／ｍｍ３、ハロゲン（臭素）３．０×１０‐４μｍｏｌ／ｍｍ３
〔電極（２０，２０’）〕材質：タングステン（純タングステン）
〔内部リード棒（２１，２１’）〕材質：タングステン、外径：φ０．７ｍｍ、全長：８．５ｍｍ、応力緩衝部（Ｂ，Ｂ’）の長さ：１．０ｍｍ
〔金属箔（３０，３０’）〕材質：モリブデン、厚さ：２０μｍ、軸方向長さ：１１．０ｍｍ、幅：１．５ｍｍ
【００１７】
次に、本発明の従来技術に相当する比較例に係るランプ、即ち、上記実施例のランプとは、内部リード棒が１体のタングステン棒で構成されて後端部に応力緩衝部が形成されていないランプを１２本製作した。尚、内部リード棒を除く、他の仕様は上記と同様とした。ここで、これら比較例に係るランプをランプＮｏ．１０〜２１と称す。
【００１８】
＜応力測定＞
上記実施例及び比較例に係るランプＮｏ．１〜２１についてランプ点灯中の側管部の応力を測定した。
▲１▼  装置
応力の測定には複屈折測定装置（溝尻光学工業所、ＥＬＰ−１５０ＡＲＴ型、光源：Ｈｅ−Ｎｅレーザ光、波長６３３ｎｍ）を用いた。
▲２▼  原理
図４は、複屈折測定装置全体を側面方向からみた構成図である。Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置５１からのレーザ光は集光レンズを通し、直径０．０５ｍｍのスポット光として試料に入射する。先ず、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光は偏光子５２を通過させて光路に対して方位４５°の直線偏光とし、１／４波長板５３を通して左回り円偏光にしてから、ランプ点灯灯具５４内部にセットした試料に入射する。試料のガラスを通過した光の位相差、即ちΔ（ｄｅｇ）、Ｒ（ｎｍ）及び楕円偏光の方位角（軸の傾き）φ（ｄｅｇ）から偏光状態を調べ、歪量を測定する。測定した歪の大きさを評価することによりガラスに掛かる応力を見積もる。
【００１９】
本実験においては試料とするランプＬをランプ点灯灯具５４内で点灯し、ランプ点灯灯具５４ごとステッピングモーター５５を駆動させてランプを上下左右方向に移動し、所定の領域の偏光状態を測定した。尚、本実験ではランプＬからの光が検出器５６に入射することを防止するため、灯具５４と検出器５６の間に前に６３３ｎｍバンドパスフィルタ５７（半値幅：約１．５ｎｍ）を設置した。
【００２０】
＜手順＞
▲１▼  ランプの加工
試料用ランプについて、レーザ光がランプ側管部表面で乱反射することを避けるために研磨機で側管部の加工を行った。
ここでの加工は、図５の試料用ランプの説明用斜視図に示すように、入射光が箔厚さ方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向（Ｚ方向）に入るようにＸ−Ｙ平面の面出しを行うものである。歪の測定領域は、内部リード棒２１の後端部２１Ａ及び金属箔３０を含み、側管部の研磨面においてランプ管軸方向（Ｘ方向）の長さが１０．０ｍｍ、金属箔３０の厚さ方向（Ｙ方向）の長さが２．５ｍｍの略矩形部分とした。
【００２１】
▲２▼  歪測定
図６は上記複屈折測定装置におけるランプ点灯灯具（５４）の詳細図である。全体が概略矩形の箱体であり、レーザ光の通過部には石英ガラス製の窓部材５４１，５４１を設置した。又、同図に示すランプからの直接光を遮断するためシャッタＳを設けた。これらシャッタＳ及び点灯用灯具５４の表面にはランプ光の反射を防止するため黒色の耐熱塗料を全体に塗布しておいた。
ランプＬを点灯用灯具５４に設置し、レーザ光が石英ガラス窓５４１，５４１のみ通過する位置へ移動してランプＬを点灯させた。ランプＬが安定状態となってから（例えば、点灯後約５分後）、１／４波長板を補正した。これにより石英ガラス窓５４１，５４１の熱歪がキャンセルされて点灯時のランプ側管部のガラスの歪量を正確に測定することができる。
しかる後、上述したランプ側管部における歪測定領域を０．１ｍｍ間隔でレーザを入射させて歪を点で測定し、マッピングを行った。
【００２２】
▲３▼  データ評価
以上の手順により、ランプ側管部ガラスの歪による偏光状態（Δ、Ｒ、φ）を測定した。これをもとに、位相差Ｒ値［ｎｍ］を次式で応力値［ＭＰａ］に変換した。
（式）Ｆ［ＭＰａ］＝Ｒ／Ｃ・Ｌ＊０．０９８
但し、Ｃ：光弾性常数［（ｎｍ・ｃｍ−１）／（ｋｇ・ｃｍ−２）］、Ｌ：光路長（箔幅）（ｍｍ）＝１．５である。
本実験においては、試料がシリカガラスであるため光弾性常数Ｃを３．５とした。測定値はガラスの厚さ方向全体の積算であるが、光路長Ｌは応力が発生するのが金属箔の幅の部分と考えられるため、光路長＝箔幅（１．５ｍｍ）として計算した。
【００２３】
図７は、実施例のランプＮｏ．１の歪を解析した結果の一例を示す応力分布図である。なお、理解容易のため、ランプの内部リード棒後端部（２１Ａ）近傍の拡大図と共に示している。同図において縦軸は引っ張り方向を正として示す側管部（１２）の半径方向の応力（ＭＰａ）、横軸は内部リード棒（２１）の後端（２１ａ）からの距離である。
ここで、内部リード棒の後端（２１ａ）からの距離２ｍｍの間において、圧縮応力の領域ａにおける応力の積算値Ａ（ＭＰａ・ｍｍ）は−１２であり、引張り応力が働く領域ｂにおける応力の積算値Ｂ（ＭＰａ・ｍｍ）は１０であった。即ちこのランプにおいては、｜Ａ｜＞｜Ｂ｜であるので、Ｄは−２２ＭＰａ・ｍｍである。
【００２４】
その他の実施例及び比較例に係るランプについても同様に、側管部ガラスの応力の積算値Ａ，Ｂ及びＤ（ＭＰａ）を測定した。
【００２５】
〔側管部の観察〕
上記応力測定後のランプをランプ点灯灯具から取出し、定格電力で点灯させて側管部内部の金属箔の状態を観察した。ランプ点灯後、金属箔と側管部の間の密着状態が壊れ、間隙があると認められたものについて箔浮き有りと判定し、両者の密着状態が良好で、間隙などが形成されなかったものについて箔浮き無しと判定した。
【００２６】
更に、金属箔とガラスとの界面に間隙が認められ「箔浮き有り」と判定されたランプについて、箔とガラスの間に生じた間隙の軸方向の長さを測定した。尚ここでは、金属箔と内部リード棒の重ね代部分を除いて、内部リード棒後端から軸方向の最大長さを測定した。以下、この間隙の長さを簡単に「箔浮き距離」という。
【００２７】
以上のランプＮｏ．１〜２１について、応力及び箔浮き状態を観察した結果を、図８に表にしてまとめて示す。
この結果、応力緩衝部を設けた実施例に係るランプ（ランプＮｏ．１〜Ｎｏ．９）はいずれも、内部リード棒後端から２ｍｍ間の応力の積算値Ｄ  （ＭＰａ・ｍｍ）が、−６０≦Ｄ≦３０を満足するものであった。そして、実施例に係るランプ（ランプＮｏ．１〜Ｎｏ．９）はいずれも、箔浮きが認められなかった。
同図の右欄の括弧内の数値は、箔浮き「有り」と認められたランプ（即ち、ランプＮｏ．１０〜Ｎｏ．２１）の箔浮き距離（ｍｍ）である。
同図から明らかなように、何れのランプも箔浮きは内部リード棒後端から２ｍｍ以内の範囲において発生し、２ｍｍを超えて生じていないことが判明した。この結果から、側管部の応力を内部リード棒後端から２ｍｍ以内の範囲で所定に抑えることにより、箔浮きを効果的に抑止することができるとわかった。
【００２８】
以上において本実験例においては図３（ａ）に示した内部リード棒の構成のものでランプを製作したが、本発明者らは図３（ｂ）で示した内部リード棒を用いて製作したランプでも、上記と同様に良好な結果が得られることを確認した。
無論、内部リード棒に設ける応力緩衝部は上記実施形態のものに限定されず、種々の方法で形成することが可能である。要は、側管部に働く応力即ち、内部リード棒後端から２ｍｍ間の応力の積算値Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）を−６０≦Ｄ≦３０とすることで、側管部における金属箔とガラスとの密着状態を良好に維持でき、側管部の破損を好適に回避できるランプとすることができるようになる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本願請求項１記載の発明によれば、ランプ点灯中の箔浮き現象を抑制できてランプ動作圧力の増大を図ることが可能で、高輝度化を実現でき、長い使用寿命が得られる超高圧水銀ランプを提供することができるようになる。
又、本願請求項２及び請求項３記載の発明によれば、内部リード棒後端から軸方向外方の２ｍｍの領域において、ランプ点灯中に側管部を構成するガラスに掛かる応力を所期に制御することができ、ランプ点灯中の箔浮き現象を抑制できるようになる。その結果、ランプ動作圧力の増大を図ることが可能で、高輝度化を実現でき、長い使用寿命が得られる超高圧水銀ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超高圧水銀ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
【図２】図１中の一方の側管部を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】応力緩衝部を説明するための図１，２中の陰極側電極側内部リード棒を拡大して示す斜視図である。
【図４】複屈折測定装置全体を側面方向からみた構成図である。
【図５】試料用ランプの説明用斜視図である。
【図６】ランプ点灯灯具の詳細図である。
【図７】実施例のランプＮｏ．１の歪を解析した結果の一例を示す応力分布図である。
【図８】Ｎｏ．１〜２１について応力及び箔浮き状態を観察した結果を示す図表である。
【符号の説明】
１０  発光管
１１  発光部
１２，１２’  側管部
２０    陰極側電極
２０’  陽極側電極
２１，２１’  内部リード棒
２１Ａ，２１Ａ’  後端部
２１ａ，２１ａ’  後端
Ｂ    応力緩衝部
２１０  穴
２２，２２’  外部リード棒
３０，３０’  金属箔
５１  Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置
５２  偏光子
５３  １／４波長板
５４  ランプ点灯灯具
５５  ステッピングモーター
５６  検出器
５７  ６３３ｎｍバンドパスフィルタ
Ｌ    ランプ
【図１】
2005026128.tif 000003
【図２】
2005026128.tif 000004
【図３】
2005026128.tif 000005
【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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