(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する発光部と、発光部の両端に連続する封止部とを有するバルブを備え、前記内部空間内に一対の電極が対向配置されるとともに０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀が封入された超高圧水銀ランプにおいて、
前記電極は、電極前方部と、該電極前方部よりも小径であって前記封止部内まで伸びる電極後方部とより構成され、
前記電極後方部の最小径部の径をｄ（ｍｍ）とし、当該最小径部を電極中心軸を含む平面で切断した断面において、電極中心軸と直交する直線が横切る電極構成物質の結晶粒界の個数をｎとしたとき、ｄ３×ｎ２≧１．９４の関係を満たすことを特徴とする超高圧水銀ランプ。
【請求項２】
前記電極は、前記内部空間に突出する電極前方部が、９９．９９％以上の純度を有するタングステン材からなることを特徴とする請求項１に記載の超高圧水銀ランプ。
【請求項３】
前記電極は、前記電極前方部と、電極後方部と、が接合されてなることを特徴とする請求項２に記載の超高圧水銀ランプ。
【請求項４】
前記電極前方部と、前記電極後方部とが、レーザーにより接合されてなることを特徴とする請求項３に記載の超高圧水銀ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ装置やＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）を使用したＤＬＰ（デジタルライトプロセッサ）などのプロジェクタ装置に使用される超高圧水銀ランプに関する。特に、発光管内に０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀が封入され、点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上になる超高圧水銀ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば液晶プロジェクタ装置や、ＤＭＤを使用したＤＬＰなどに代表される投射型プロジェクタ装置においては、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ている。このような要求に対して、小型化および点光源化されたものを光源として用いることが必要とされ、例えば水銀が封入されてなる超高圧水銀ランプが光源として使用されている。
【０００３】
超高圧水銀ランプにおいては、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧が１５０気圧以上にもなり、このように点灯時における水銀蒸気圧が極めて高いものであることにより、アークの広がりを抑えるとともに、光出力の向上を図ることができる。このような超高圧水銀ランプは、例えば特許文献１、２に示されている。
【０００４】
図１は、超高圧水銀ランプを管軸を含む平面で切断した断面図である。
超高圧水銀ランプ１００は、内部空間Ｓが形成された略球状の発光部１１と、発光部１１の両端に連続する柱状の封止部１２とを有するバルブ１０を備えている。内部空間Ｓには、一対の電極１３，１４が対向配置されるとともに、発光物質として０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、ハロゲンサイクルを行なうためのハロゲンガスが封入されている。電極１３，１４は、一部が封止部１２に埋設されるとともに、基端部が給電用の金属箔１５の一端に接続されている。金属箔１４の他端には、封止部１２から外方に突出する外部リード１６が接続されている。
【０００５】
ところで、このような超高圧水銀ランプは、点灯時に発光部１１内の圧力が極めて高くなるので、図１に示す封止部１２においては、封止部１２を構成する石英ガラスと、電極１３，１４および給電用の金属箔１５を十分かつ強固に密着させる必要がある。密着性が悪いと、発光部１１内の内部空間Ｓに封入されたハロゲンガスなどの抜けが生じ、またクラック発生の原因にもなるからである。そのため、電極および金属箔を封止して封止部を形成する封止工程においては、例えば２０００℃もの高温でバルブとなる石英管を加熱して溶融させ、その状態において、肉厚の石英ガラスを徐々に収縮させて、石英ガラスと電極および金属箔の密着性を高めている。
【０００６】
しかしながら、封止部１２を構成する石英ガラスに埋設された電極１３，１４の径が大きい場合は、封止部１２を形成する際にあまりに高温で石英ガラスを焼き込むと、石英ガラスと石英ガラスに比べて厚みの薄い金属箔１５との密着性は向上する反面、ランプ点灯時やランプ消灯時において封止部１２が破損し易くなる、という不具合が生じる。
この原因としては、高温で石英ガラスを焼き込む際に、封止部１２の温度が一気に上昇すると、電極１３，１４を構成するタングステンと封止部１２を構成する石英ガラスとの膨張係数の違いによって、電極１３，１４と封止部１２との間で相対的な膨張量が異なるため、封止部１２の電極１３，１４と当接する部位にクラックが発生するからである。このクラックは、極めて小さなものであるが、ランプ点灯時に内部空間Ｓが１５０気圧以上の超高圧状態となることに伴って成長し、やがては封止部１２を破損に導く原因となる。
このような理由から、封止部１２と当接する部分における電極１３，１４の径は、例えば１．５ｍｍ以上とすることはできない。
【０００７】
また、上記の超高圧水銀ランプの製造工程では、電極１３，１４をバルブ１０に挿入する前段階において、電極１３，１４に含まれる不純物を放出させるため、例えば電気炉内にて電極１３，１４に対して熱処理を施している。しかし、この熱処理の温度が高すぎる場合には、電極構成物質（例えばタングステン）が結晶化することによって、電極構成物質の結晶粒界の成長が促進されることになる。
【０００８】
以上のように、上記のような超高圧水銀ランプにおいては、電極１３，１４の径を１．５ｍｍ以上に太くすることはできない。さらに、従来は上記の熱処理において、結晶粒界の成長については全く考慮されていなかったことから、電極１３，１４中に存在する電極構成物質の結晶粒界の成長が過剰に促進されて、電極径に比して電極構成物質の結晶粒界が大きいものとなる場合があった。このような場合、電極構成物質の結晶粒界面における強度が低下するため、例えば超高圧水銀ランプを製造する工程において電極１３，１４をバルブ１０内に挿入する際、或いは超高圧水銀ランプの使用時等において、電極１３，１４に対して振動が加わると、電極構成物質の結晶粒界面を起点として電極折れが発生する、という問題が生じていた。
【特許文献１】特開平２−１４８５６１号公報
【特許文献２】特開平６−５２８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上から、本発明は、電極構成物質の結晶粒界面を起点とした電極折れが生じることを抑制するとともに、信頼性の高い超高圧水銀ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の請求項１の発明は、
内部空間を有する発光部と、発光部の両端に連続する封止部とを有する発光管を備え、前記内部空間内に一対の電極が対向配置されるとともに０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀が封入された超高圧水銀ランプにおいて、
前記電極は、最小径部の径をｄとし、当該最小径部を電極中心軸を含む平面で切断した断面において、電極中心軸と直交する直線が横切る電極構成物質の結晶粒界の個数をｎとしたとき、ｄ３×ｎ２≧１．７３の関係を満たすことにより、上記の課題を解決する。
【００１１】
電極折れの生じ易さは、電極の封止部に埋設された箇所における最小径部（以下、単に最小径部ともいう）の径と、最小径部を電極の長手方向に切断した断面において電極中心軸と直交する直線に交わる結晶粒界（以下、単に結晶粒界ともいう）の個数によって決まる。
すなわち、最も電極折れの発生し易い部位である最小径部が太い場合には、結晶粒界の個数は少なくても電極折れが抑制される。当然のことながら、最小径部が太い場合において、結晶粒界の個数が多ければ、さらに確実に電極折れを抑制することができる。但し、前述したように、電極径は、例えば１．５ｍｍよりも太くできないことから、最小径部を大きくするには限界がある。
一方、超高圧水銀ランプの設計により最小径部が小さくならざるを得ない場合であっても、結晶粒界の個数が多ければ、電極折れを抑制することができる。
従って、超高圧水銀ランプ、特に電極の仕様に応じて、最小径部の大きさと、結晶粒界の個数との関係を最適に規定することにより、電極折れの発生を確実に抑制することができる。最小径部の径ｄと結晶粒界の個数ｎとの関係をｄ３×ｎ２≧１．７３と規定しているのは、本発明者らが後述の実験結果を検証したところ、電極折れが生じなかった電極サンプルは全てｄ３×ｎ２≧１．７３の関係を満たしていたからである。
【００１２】
さらに、本願の請求項２の発明は、前記電極が、前記内部空間に突出する電極前方部が純度９９．９９％以上のタングステン材からなることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、上記の電極折れを防止できることに加え、電極のうち内部空間に突出する部分である電極前方部に含有される不純物の量が極めて少なくなる。そのため、不純物が発光部の内壁に付着することにより、発光部に黒化が生じる、という不具合の発生を確実に防止することができる。さらには、タングステン材に含まれる代表的な不純物である、カリウム等の含有量が少ないことから、環境面に対する負荷も小さい、という利点を有する。
【００１４】
さらに、本願の請求項３の発明は、前記電極が、前記電極前方部と、電極後方部と、が接合されてなることを特徴とする。
【００１５】
本願の請求項３の発明の技術的意義を以下に説明する。
電極の内部空間に突出する電極前方部を高いタングステン純度を有する材料で構成するのが望ましいことは、上記したとおりである。しかしながら、電極全体を９９．９９％以上もの高い純度を有するタングステン材で構成すると、次のような点で好ましくない。
タングステン材の熱処理は、タングステン材中に含まれる不純物を予め除去する目的でなされるが、通常は、タングステン材を加熱炉中に配置して行うため、タングステン材の全体が加熱されることになる。そして、９９．９９％以上もの高純度を有するタングステン材は、純度の低い（不純物の含有量の多い）タングステン材よりも熱処理時に結晶粒界が成長し易い。そのため、電極全体を高い純度を有するタングステン材で構成した場合は、電極全体に渡って結晶粒界が成長して結晶粒界の個数が少なくなる。従って、電極前方部に含有される不純物の量が少なくなるという点では良いのであるが、電極の最小径部の結晶粒界が成長して最小径部に存在する結晶粒界の個数が少ないものとなり、前述した電極折れの問題を解決することができない。
このような理由から、別々に用意した電極前方部と電極後方部とを接合することにより、電極の最小径部に存在する結晶粒界の個数が多いものでありながら、突出部に含有される不純物の量を少なくすることができる。
【００１６】
さらに、本願の請求項４の発明は、前記電極前方部と、前記電極後方部とが、レーザーにより接合されてなることを特徴とする。
【００１７】
レーザーを使用することにより、電極前方部と電極後方部とを容易に接合することができる。
【００１８】
さらに、本願の請求項５の発明は、超高圧水銀ランプ用の電極であって、電極の最小径部の径をｄとし、当該最小径部を電極中心軸を含む平面で切断した断面において、電極中心軸と直交する直線が横切る電極構成物質の結晶粒界の個数をｎとしたとき、ｄ３×ｎ２≧１．７３の関係を満たすことを特徴とする。
【００１９】
これにより、電極の最小径部に存在する結晶粒界の個数が多いため、電極自体の機械的強度が高いものとなり、電極折れが生じる不具合を抑制することができる。
【００２０】
さらに、本願の請求項６の発明は、前記電極が、９９．９９％以上の純度を有する電極前方部と、電極後方部と、が接合されてなることを特徴とする。
【００２１】
これにより、電極折れの不具合を抑制できることに加え、電極前方部における不純物含有量を低減することができる。
【００２２】
さらに、本願の請求項７の発明によれば、前記電極は、電極前方部と、電極後方部とが、レーザーにより接合されてなることを特徴とする。
【００２３】
レーザーを使用することにより、電極前方部と電極後方部とを容易に接合することができる。
【００２４】
さらに、本願の請求項８の発明によれば、超高圧水銀ランプ用の電極の製造方法であって、前記電極前方部を熱処理する工程と、前記電極後方部を熱処理する工程と、電極前方部と電極後方部とを対接させた状態で、電極前方部と電極後方部との接合されるべき箇所をレーザーによって溶融させ電極前方部と電極後方部とを接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
本願の請求項８の発明の技術的意義を以下に説明する。
９９．９９％以上の高純度を有する電極前方部については、熱処理を施して結晶粒界を成長させることにより、電極前方部に含有される不純物を予め放出させ、不純物の含有量を少ないものとする。
一方、電極後方部については、結晶粒界が成長しにくいように純度が低めのタングステン材を用いる、或いは、高純度のタングステン材を用いても結晶粒界が成長しにくい条件で熱処理を施す。
このように、別々に熱処理が施された電極前方部と電極後方部とを対接させた状態で、電極前方部と電極後方部との接合されるべき箇所をレーザーにより溶融させて、電極前方部と電極後方部とを接合するため、電極後方部に存在する結晶粒界の個数が多いものでありながら、電極前方部に含有される不純物の量の少ない電極を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、電極の機械的強度が高いため、超高圧水銀ランプの製造時、或いは超高圧水銀ランプの使用時において、電極折れの不具合が生じる、という問題を確実に解消するができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明に係る超高圧水銀ランプの概略構成を示す長手方向の断面図である。
超高圧水銀ランプ１は、石英ガラスからなり、略球状の発光部１１と、発光部１１の両端に連続する円柱状の封止部１２とからなるバルブ１０を備えている。発光部１１の内部空間Ｓには、発光物質として０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、主としてハロゲンサイクルを行なうための、例えば２×１０−４μｍｏｌ／ｍｍ３〜７×１０−３μｍｏｌ／ｍｍ３の臭素などのハロゲンガスと、始動性改善のための、５ｋＰａ以上のアルゴンなどの希ガスが封入されている。また、発光部１１の内部空間Ｓには、タングステンからなる一対の電極１３および１４が各々の先端が対向して配置されている。電極１３および１４の基端部は、封止部１２に埋設されモリブデンからなる給電用の金属箔１５の一端に接続されている。金属箔１５の他端には、モリブデンからなり、一部が封止部１２から外方に突出する外部リード１６の一端が接続されている。
このような超高圧水銀ランプ１は、両端の外部リード１６に不図示の給電装置が接続され、電極１３および１４に給電されることによって、電極１３および１４間で絶縁破壊して電極間に放電アークが形成され、発光部１１から可視光を含む光線が発光部１１の外方に放射される。
【００２８】
図２は、電極近傍における拡大断面図を示す。一方の電極１３は、電極前方部１３１と電極後方部１３２とが、例えばレーザーによって接合されている。
大径の電極前方部１３１は、他方の電極１４からの電子衝突を受ける部分であって、発光部１１の内部空間Ｓに、他方の電極１４に対向して配置されている。電極前方部１３１に接合された円柱状の電極後方部１３２は、バルブの中心軸と概ね一致するよう封止部１２に埋設され、封止部１２に埋設された金属箔１５にその基端部が、例えばスポット溶接により接続されている。
以下において、「埋設」とは、電極後方部１３２が封止部１２の内周面に当接している状態、および、電極後方部１３２と封止部１２の内周面との間に微小空隙が介在している状態の両方を意味する。
【００２９】
他方の電極１４は、先端が尖頭状の軸部１４２の先端近傍にコイル状の始動補助部１４１が取付けられて構成されている。電極１４は、バルブの中心軸と概ね一致するように、コイル状の始動補助部１４１および軸部１４２の一部が発光部１１の内部空間Ｓに配置され、軸部１４２の大部分が封止部１２に埋設されている。コイル状の始動補助部１４１を設けることにより、点灯始動時において始動補助部１４１が容易に昇温するため、容易に始動させることができる。
【００３０】
電極の「最小径部」とは、図２に示すように、軸部１３１および電極後方部１３２が円柱形状を有して長手方向において外径が均一である場合には、任意の箇所のことをいう。なお、一方の電極１３が図３に示すような形状を有する場合には、図３（ａ）に示すｄ、図３（ｂ）に示すｄが最小径部の径となる。
【００３１】
上記のような本発明に係る超高圧水銀ランプの仕様の一例を示すと以下のとおりである。
バルブ１０は、全長が１０．８ｍｍ、発光部１１の最大外径が１２．０ｍｍ、封止部１２の最大外径が７．６ｍｍである。一方の電極１３は、全長が１３．５ｍｍ、電極前方部１３１の最大外径が３．０ｍｍ、電極後方部１３２の最大外径が０．８ｍｍ、電極後方部１３２の封止部１２への埋設長が６．０ｍｍである。他方の電極１４は、全長が１１．０ｍｍ、軸部１４２の最大外径が１．３ｍｍ、軸部１４２の封止部１２への埋設長が５．０ｍｍである。金属箔１５は、全長が１４．０ｍｍ、厚みが２０μｍである。ランプ点灯電力は２７０Ｗ〜３００Ｗである。
【００３２】
以下に、本発明の電極の製造方法について説明する。図４は、本発明の電極の製造方法を説明するための図である。
（イ）
電極前方部となる、９９．９９％以上の純度を有するタングステン材１３１´を用意する。このタングステン材を加熱炉内に配置し、所定の処理条件で熱処理を行う。これにより、タングステン材中に存在する結晶粒界が成長して、結晶粒界の個数が少ないものとなるため、元々タングステン材中に含有されている不純物が少ないものとなる。
熱処理条件の一例を挙げると、昇温速度４０℃／分で２２００℃まで昇温させ、この状態で、２時間保持した。
（ロ）
電極後方部となる、９９．０％程度の純度を有するタングステン材１３２´を用意する。このタングステン材を加熱炉内に配置して所定の処理条件で熱処理を行うことにより、タングステン材中に含有される不純物をタングステン材中からある程度放出させつつ、電極後方部に存在する結晶粒界の個数を最適に制御する。
熱処理条件の一例を挙げると、昇温速度４０℃／分で２２００℃まで昇温させ、この状態で、２時間保持した。
（ハ）
上記の熱処理を経た電極前方部となるタングステン材１３１´および電極後方部となるタングステン材１３２´の各々の端面を対接させた状態で、電極前方部となるタングステン材と電極後方部となるタングステン材との接合されるべき箇所に対し、レーザーを照射する。これにより、両タングステン材１３１´，１３２´が溶融して接合部１３３が形成され、電極１３が形成される。
レーザーの照射条件の一例を挙げると、ＹＡＧレーザーを用いる場合には、レーザー光の照射照度が７２Ｊ、照射時間が９０ｍｓｅｃである。
【００３３】
以上のような電極の製造方法によれば、９９．９９％以上の純度を有するタングステン材を使用するため、電極前方部１３１の結晶粒界の成長が促進されて、電極前方部１３１に含有される不純物の量が少ないものとなり、さらには、電極１３の最小径部を含む電極後方部１３２の結晶粒界が過剰に成長することがなく、電極後方部に存在する結晶粒界の個数を多くした電極１３を製造することができる。そのため、電極折れが生じやすい部位である、電極の最小径部の機械的強度が高いものとなることから、電極折れが生じる不具合を抑制することができる。
【００３４】
従って、以上のような製造方法によって得られる電極を組み込んだ超高圧水銀ランプにおいては、電極１３の最小径部の機械的強度が十分に高いため、例えば超高圧水銀ランプを製造する工程で電極１３をバルブ１０内に挿入する際、或いは、超高圧水銀ランプの点灯時に、電極１３に電極折れが生じることが確実に防止される。
しかも、発光部１１の内部空間Ｓに突出している電極前方部１３１に含有される不純物が極めて少ないものであるため、内部空間Ｓに不純物が放出されて内部空間Ｓでのハロゲンサイクルが阻害されることにより、発光部１１の内壁に黒化が生じる、という問題の発生を確実に防止することができる。
【００３５】
本発明の超高圧水銀ランプによれば、電極の最小径部（図２に示す例では電極後方部１３２）の径ｄと、最小径部を電極中心軸を含む平面で切断した断面において、電極中心軸と直交する直線が結晶粒界を横切る個数ｎと、の関係で表されるｄ３×ｎ２が１．７３以上に規定されていることにより、電極の最小径部における機械的強度が十分なものとなるため、電極折れの問題を確実に解決することができる。この効果は、以下に説明する実験によって確認されている。
【００３６】
以下に、本発明の効果を確認するために行なった実験について説明する。実験に供するため、図２に示す電極１３の構成に基づいて、実験用のサンプル電極を３００個作製した。サンプル電極は、タングステン製であり、全長１３．５ｍｍ、最大外径３．０ｍｍで統一し、最小径部の径ｄを０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍの６種類とし、６種類のそれぞれについて熱処理方法を変えて、最小径部の長手方向の断面において電極中心軸と直交する直線が横切る結晶粒界の個数ｎが１、３、５、７、９個の５種類となるようにした。すなわち、３００本のサンプル電極の内訳は、最小径部の径ｄと結晶粒界の個数ｎとの組合せが３０種類有り、それぞれの組合せが１０個ずつになっている。
【００３７】
ここで、結晶粒界の個数ｎをカウントする方法を以下に図５を用いて説明する。図５は、電極の最小径部を電極中心軸を含む平面で切断した断面を顕微鏡で拡大した図を示す。
図５に示す実線部分で囲まれた領域Ｘが１つの結晶粒界を示す。結晶粒界の個数は、電極の最小径部における断面を研磨して結晶面を露出させて写真に撮り、写真上で断面での電極中心軸Ｌに直交する直線Ｍを引いて、この直線Ｍと交わる実線Ｘで示す結晶粒界の個数ｎを数えた。なお、図５に示すように、電極の稜線Ｒと実線Ｘで囲まれた領域Ｙも１つの結晶粒界としてカウントした。
図５において、直線Ｍ上の数字は、直線Ｍが横切る結晶粒界Ｘの個数を示しており、図５に示す例では結晶粒界の個数を９個とカウントする。
【００３８】
図６は、上記サンプル電極の全てについて行なった実験方法を説明するための概略図である。固定用冶具５１には、サンプル電極の最小径部の径とほぼ同じ大きさに形成された有底孔５２が形成されている。この有底孔にサンプル電極１３´の最小径部１３２´を嵌め込むことにより、サンプル電極１３´を大地と垂直方向に固定した状態で、サンプル電極１３´の側方から荷重付加手段５３を用いて５ｋｇｆの負荷を加え、サンプル電極１３´の破損の有無を目視で確認した。５ｋｇｆの負荷を加えた理由は、本発明者らの経験上、本発明に係る超高圧水銀ランプに使用される電極が５ｋｇｆの負荷に耐え得るのであれば、電極折れが生じることはない、と予想されるからである。
【００３９】
【表１】
0005346428.tif 000002
【００４０】
表１において、「○」は、１０個のサンプル電極中、電極折れが１個も生じなかったことを示し、「△」は、１０個のサンプル電極中、電極折れが１〜２個生じたことを示し、「×」は、１０個のサンプル電極中、電極折れが３個以上生じたことを示す。
【００４１】
表１によれば、サンプル電極１３´の最小径部１３２´の径ｄが１．２ｍｍの場合には、最小径部１３２´を電極軸を含む平面で切断した断面において、電極軸と直交する直線が横切る結晶粒界の個数ｎが１つであっても、電極折れが生じないことが確認された。これにより、最小径部１３２´の径ｄが１．２ｍｍ以上の場合には、結晶粒界の個数ｎが１つであっても電極折れが生じないと予想される。最小径部１３２´の径ｄが０．６ｍｍ以上である場合には、結晶粒界の個数ｎが３つ以上であれば、電極折れが生じないことが確認された。最小径部１３２´の径ｄが０．４ｍｍの場合には、結晶粒界の個数ｎが７つ以上、最小径部１３２´の径ｄが０．３ｍｍの場合には、結晶粒界の個数ｎが９つ以上で、電極折れが生じないことが確認された。
そして、最小径部１３２´の径ｄと結晶粒界の個数ｎとの関係で表されるｄ３×ｎ２が１．７３以上である場合には、電極折れが生じないことが確認された。一方、ｄ３×ｎ２が１．７３未満である場合には、１０個のサンプル電極中の少なくとも１個に電極折れが生じることが確認された。
従って、ｄ３×ｎ２が１．７３以上となるような電極を用いることで、超高圧水銀ランプの製造時、或いは超高圧水銀ランプの点灯使用時において、電極折れが生じることを確実に防止することができる。
【００４２】
以上、本発明の超高圧水銀ランプの実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはなく、以下のような実施形態とすることもできる。
【００４３】
本発明は、一方の電極および他方の電極の両方に適用することもできるし、何れか一方の電極にのみ適用することもできる。
【００４４】
本発明は、必ずしも、電極の最小径部に存在する結晶粒界の個数を多くし、かつ、電極前方部を９９．９９％以上の純度を有するタングステン材で構成する必要はない。すなわち、電極折れの問題のみを重点的に解決したいような場合には、電極前方部を９９．９９％未満の純度を有するタングステン材で構成することもできる。
【００４５】
本発明は、必ずしも、電極全体を９９．９９％以上の純度を有するタングステン材で構成することを排除するものではない。すなわち、高純度のタングステン材は結晶粒界が成長し易いものであるが、熱処理方法を工夫することにより、電極の最小径部に存在する結晶粒界の個数が所定の個数となるよう制御することは可能である。例えば、１つのタングステン材に対し、炉室内において場所的な温度分布を設けることが可能な加熱炉を用い、電極の最小径部については、結晶粒界を過剰に成長させない条件で熱処理を施し、電極前方部については、結晶粒界を成長させる条件で熱処理を施すこともできる。
【００４６】
本発明は、電極の形成方法については、２つのタングステン材をレーザーで接合する方法に限られない。例えば、電極前方部となる何れか一方のタングステン材に形成した有底穴に対し、電極後方部となる他方のタングステン材を圧入することによって、２つのタングステン材を接合することもできる。
【００４７】
本発明は、電極の形成方法は、必ずしも２つの別部材を接合することに限定されない。すなわち、３つ以上の電極構成部材を接合することにより、電極を形成することもできる。
【００４８】
本発明は、直流点灯方式の超高圧水銀ランプ或いは交流点灯方式の超高圧水銀ランプの何れにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の超高圧水銀ランプの長手方向の断面図である。
【図２】図１の電極近傍の拡大図である。
【図３】本発明に係る電極の他の構造を示す長手方向の断面図である。
【図４】本発明の電極の製造方法を説明するための図である。
【図５】電極の最小径部を電極中心軸を含む平面で切断した断面を顕微鏡で拡大した図を示す。
【図６】本発明の効果を確認する実験について説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１          超高圧水銀ランプ
１０        バルブ
１１        発光部
１２        封止部
１３        一方の電極
１３１      電極前方部
１３２      電極後方部
１４        他方の電極
１４１      始動補助部
１４２      軸部
１５        金属箔
１６        外部リード
Ｓ          内部空間
【図１】
0005346428.tif 000003
【図２】
0005346428.tif 000004
【図３】
0005346428.tif 000005
【図４】
0005346428.tif 000006
【図５】
0005346428.tif 000007
【図６】
0005346428.tif 000008