(57)【要約】【課題】  易電子放射物質が利用されて電極構成物質が放電容器の内壁に付着することが防止された構成のものでありながら、当該易電子放射物質が放電容器の内壁に付着することが確実に防止され、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】  放電空間を有する発光管を具え、当該放電空間内に、一対の電極が対向配置されると共に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀とハロゲンとが封入されてなる超高圧水銀ランプにおいて、少なくとも一方の電極に、粒状の易電子放射物質が含有されており、当該易電子放射物質の粒子単体または複数の粒子の凝集体よりなる粒状物は、平均粒径が０．０１〜１０μｍであるものであって、電極軸を含む断面において、すべての粒状物のうち、電極軸方向に沿って３つ以上が１５μｍ以下の間隔で並んだ状態にあるものの割合が１０％以下となる状態とされている。【選択図】  図２
2007103155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を有する発光管を具え、当該放電空間内に、一対の電極が対向配置されると共に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀とハロゲンとが封入されてなる超高圧水銀ランプにおいて、
少なくとも一方の電極に、粒状の易電子放射物質が含有されており、当該易電子放射物質の粒子単体または複数の粒子の凝集体よりなる粒状物は、平均粒径が０．０１〜１０μｍであるものであって、電極軸を含む断面において、すべての粒状物のうち、電極軸方向に沿って３つ以上が１５μｍ以下の間隔で並んだ状態にあるものの割合が１０％以下となる状態とされていることを特徴とする超高圧水銀ランプ。
【請求項２】
易電子放射物質の粒状物は、当該粒状物の最大径ａと最小径ｂとの比ａ／ｂを粒径比と定義するとき、すべての粒状物の８０％以上のものが粒径比が１０以下であるものであ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】
易電子放射物質が、イットリウム、ランタン、セリウム、バリウム、ストロンチウム、ハフニウム、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも一種類以上の元素を含むものであることを特徴とする請求項１または請求項２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：登録商標）を使用したＤＬＰ（デジタルライトプロセッサ：登録商標）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し、特に、０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀が発光管内に封入されてなり、点灯時における水銀蒸気圧が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（登録商標）を使用したＤＬＰ（登録商標）等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、このような要求に対して、小型化および点光源化が図られたものを光源ランプとして用いることが必要とされており、例えば水銀およびハロゲンが封入されてなる超高圧水銀ランプが光源として用いられている。
【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例えば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に開示されている。
【０００４】
しかしながら、一般に、超高圧水銀ランプは、放電容器の透過率が点灯時間の経過に伴って低下して照度維持率が著しく低下する、という問題を有する。この問題は、電極構成物質である例えばタングステンがランプ点灯時に蒸発し、当該タングステンが放電容器の内壁に付着することにより放電容器が黒化することが主な原因と考えられている。
このような問題に対して、例えば所定量のハロゲンが発光管内に封入されてなる構成のものが提案されており、このような超高圧水銀ランプによれば、ハロゲンサイクルを利用することにより、電極構成物質であるタングステンが放電容器の内壁に付着することを抑制することができる、とされている。
【０００５】
しかしながら、このような構成の超高圧水銀ランプであっても、ランプ始動時においては、電極および放電容器内の温度が十分に高くないため、電極のタングステンが飛散しやすい状態となっており、当該タングステンが放電容器の内壁に付着することを確実に抑制することができず、特に、ランプの始動電圧が高い場合には、タングステンが放電容器の内壁に付着するおそれが高くなる。
この原因としては、次のようなことが考えられる。すなわち、超高圧水銀ランプの始動時（点灯初期）は、陰極を起点とするグロー放電が生じ、グロー放電によって電極が高温状態となると、放電起点が陰極先端に移行して、熱アーク放電による定常点灯に移行する。而して、始動電圧が高い場合には、グロー放電時に、例えば激しいイオンスパッタが電極に対して加えられことによって、タングステンが飛散しやすく、しかも、ランプ始動時には、ハロゲンサイクルが十分に機能しないため、放電容器の黒化が生じやすくなるものと考えられる。
【０００６】
このような問題に対して、始動電圧を低くしてランプの始動性を改善するための技術として、例えば露光装置用の放電ランプにおいては、易電子放射物質を電極に含有させることが開示されている（例えば特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−０５２８３０号公報
【特許文献２】特開２００２−０５６８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、露光装置用の放電ランプは、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧が例えば数十気圧程度であるから、上記の技術を液晶プロジェクタ装置などに用いられる超高圧水銀ランプにそのまま適用することはできない。すなわち、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上にもなる超高圧水銀ランプにおいては、放電容器内にハロゲンが封入されており、当該ハロゲンと易電子放射物質とは互いに反応性が非常に高いものであるため、電極から易電子放射物質が蒸発して飛散したときに、ハロゲン化合物が生成されてハロゲンが消費されることに加え、このハロゲン化合物が解離して易電子放射物質が放電容器の内壁に付着することにより放電容器の透過率が点灯時間の経過に伴って低下するため、照度維持率が著しく低下しやすく、易電子放射物質を電極に含有させることによって、かえって超高圧水銀ランプを短寿命化させることになる、という問題がある。
【０００８】
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って、易電子放射物質を利用して電極構成物質が放電容器の内壁に付着することが防止された構成のものでありながら、当該易電子放射物質が放電容器の内壁に付着することを確実に防止することができ、従って、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって確実に維持することができ、長い使用寿命を得ることのできる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】
【０００９】
本発明の超高圧水銀ランプは、放電空間を有する発光管を具え、当該放電空間内に、一対の電極が対向配置されると共に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀とハロゲンとが封入されてなるものにおいて、
少なくとも一方の電極に、粒状の易電子放射物質が含有されており、当該易電子放射物質の粒子単体または複数の粒子の凝集体よりなる粒状物は、平均粒径が０．０１〜１０μｍであるものであって、電極軸を含む断面において、すべての粒状物のうち、電極軸方向に沿って３つ以上が１５μｍ以下の間隔で並んだ状態にあるものの割合が１０％以下となる状態とされていることを特徴とする。
ここに、「粒状物の平均粒径」とは、すべての粒状物の最大径の平均値を示し、「粒状物の最大径」とは、粒状物を２本の平行線で挟んだとき、その間隔が最大となる幅の大きさをいう。
【００１０】
本発明の超高圧水銀ランプにおいては、易電子放射物質の粒状物は、当該粒状物の最大径ａと最小径ｂとの比ａ／ｂを粒径比と定義するとき、すべての粒状物の８０％以上のものが粒径比が１０以下であるものであることが好ましい。
ここに、「粒状物の最小径」とは、粒状物を２本の平行線で挟んだとき、その間隔が最小となる幅の大きさをいう。
【００１１】
また、本発明の超高圧水銀ランプにおいては、易電子放射物質として、イットリウム、ランタン、セリウム、バリウム、ストロンチウム、ハフニウム、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも一種類以上の元素を含むものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の超高圧水銀ランプによれば、易電子放射物質の粒状物が特定の状態で電極に含有されていることにより、易電子放射物質が適正な量に抑制された状態で電極表面に染み出してくるので、ランプ始動時においては、当該易電子放射物質の作用により始動電圧を低下させることができる結果、電極構成物質が放電容器の内壁に付着することによって発光管が黒化することを確実に防止することができ、しかも、ランプ安定点灯時においては、易電子放射物質が蒸発して飛散する量が少なく抑制されて当該易電子放射物質が放電容器に付着することを防止することができ、従って、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができ、超高圧水銀ランプを長い使用寿命を有するものとして構成することができる。
【００１３】
また、易電子放射物質の粒状物が、すべての粒状物の８０％以上のものが粒径比が１０以下であるもの、すなわち、大きさおよび形状が揃ったものであることにより、電極表面に染み出してくる易電子放射物質の量が抑制された構成でありながら、易電子放射物質を確実に電極表面に染み出させることができるので、上記効果を一層確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の超高圧水銀ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この超高圧水銀ランプ１０は、放電空間Ｓを形成する例えば球形状または楕円球形状の発光管部１２と、この発光管部１２の両端から外側へ伸びるよう連設されたロッド状の封止部１３とを有する、例えば石英ガラスよりなる放電容器１１を具えている。
【００１５】
発光管部１２内には、陽極２０および陰極２５が対向配置されており、当該陽極２０および陰極２５は、それぞれ、封止部１３に気密に埋設された例えばモリブデンよりなる金属箔１５を介して、封止部１３の外端面より外方に突出して伸びるよう設けられた外部リード棒１６に接続されており、これにより、気密シール構造が形成されている。
【００１６】
また、発光管部内１２には、水銀およびハロゲンが封入されており、希ガスが必要に応じて適宜に封入される。
水銀の封入量は、０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上とされており、この水銀封入量は、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧が１５０気圧以上となるものである。
ハロゲンとしては、例えば沃素ガス、臭素ガス、塩素ガス等を例示することができ、その封入量は、例えば２．０×１０-4〜７．０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 の範囲内から選択することができる。
希ガスとしては、例えばアルゴン、クリプトン、キセノンおよびこれらの混合物を例示することができ、その封入量は、例えば５ｋＰａ以上である。
【００１７】
陽極２０は、例えばタングステンよりなり、先端に向かうに従ってその外径が小さくなるよう円錐台状に形成された陽極本体２１が内部リード棒２２の先端に固定保持されて構成されている。
陰極２５は、例えばタングステンを主体とする材料よりなる金属コイル２６が例えばタングステンよりなるロッド状の内部リード棒２７の先端部分に巻回されて構成されており、例えば金属コイル２６には、粒状の易電子放射物質が含有されている。ここに、金属コイル２６を構成する金属素線の素線径は、例えば０．０５〜０．５ｍｍである。
【００１８】
易電子放射物質の含有割合は、総量で例えば０．００５〜４重量％（ｗｔ％）であることが好ましい。含有割合が上記範囲内であることにより、十分に高いランプ始動性を確実に得ることができると共に、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって確実に維持することができ、超高圧水銀ランプ１０を確実に長い使用寿命を有するものとして構成することができる。これに対して、易電子放射物質の含有割合が過少である場合には、ランプ始動性を改善することが困難であり、一方、易電子放射物質の含有割合が過多である場合には、易電子放射物質が電極表面に染み出しやすくなり、照度が点灯時間の経過に伴って大幅に低下しやすくなる。
【００１９】
易電子放射物質としては、電極構成材料例えばタングステンよりも仕事関数の低い物質が用いられ、このような物質の具体例としては、例えばイットリウム、ランタン、セリウム、バリウム、ストロンチウム、ハフニウム、ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも一種類以上の元素またはこれらの化合物を例示することができる。
【００２０】
上記構成の超高圧水銀ランプ１０においては、易電子放射物質が陰極２５に特定の状態で含有されている。
具体的には、図２に示すように、粒状の易電子放射物質の粒子単体または複数の粒子の凝集体よりなる粒状物Ｐが、内部リード棒２７の中心軸を含む金属コイル２６を構成する素線の断面において、すべての粒状物Ｐのうち、内部リード棒２７の軸方向に沿って３つ以上が１５μｍ以下の間隔で並んだ状態にあるものの割合が１０％以下となる状態（以下、このような状態を「分散状態」という。）で、含有されている。
易電子放射物質の粒状物Ｐの平均粒径は、０．０１〜１０μｍの範囲内である。
【００２１】
易電子放射物質の粒状物Ｐは、その最大径ａと最小径ｂとの比ａ／ｂを粒径比とするとき、すべての粒状物のうちの８０％以上のものが粒径比が１０以下であるものであることが好ましい。すべての粒状物Ｐのうちの８０％以上のものが粒径比が１０以下であるものであることにより、後述する実施例に示すように、十分に高いランプ始動性を確実に得ることができると共に、ランプ点灯初期時の照度を長時間の間にわたって確実に維持することができ、超高圧水銀ランプ１０を確実に長い使用寿命を有するものとして構成することができる。
【００２２】
易電子放射物質が電極に含有されてなる超高圧水銀ランプにおいては、超高圧水銀ランプを小さい始動電圧で確実に点灯させることができるので、ランプ始動時において放電容器の黒化が生ずることを確実に防止することができるものの、易電子放射物質が単に含有されたもの、例えば図３に示すように、易電子放射物質の粒状物Ｐが軸方向に沿って線状に並んだ状態（以下、この状態を「線状状態」という。）で含有されたものにおいては、後述する実施例の結果から明らかなように、点灯時間の経過に伴って照度が大幅に低下し、易電子放射物質を含有しないものよりもかえって超高圧水銀ランプを短寿命化させる。この原因としては、易電子放射物質の粒状物Ｐが電極軸方向に線状に並んだ状態で含有されたものにおいては、易電子放射物質間のタングステンよりなる粒界も電極軸に沿っており、易電子放射物質が電極表面に染み出しやすい状態とされていると考えられ、ランプ安定点灯中において、電極表面に染み出した過剰な量の易電子放射物質が蒸発して飛散することにより、当該易電子放射物質と放電空間内に封入されたハロゲンとの反応が進行してハロゲン化合物が生成される結果、ハロゲンが多量に消費されると共に、当該ハロゲン化合物が解離して易電子放射物質が発光管部１２の内壁に付着したためであると考えられる。
【００２３】
然るに、大きさおよび形状が揃った易電子放射物質の粒状物Ｐが分散状態で陰極２５に含有されていることにより、上記構成の超高圧水銀ランプ１０によれば、易電子放射物質が適正な量に抑制された状態で電極表面に染み出してくるので、ランプ始動時においては、当該易電子放射物質の作用により始動電圧を低下させることができる結果、電極構成物質である例えばタングステンが蒸発して飛散することによって発光管部１２の内壁に付着して黒化することを確実に防止することができ、しかも、ランプ安定点灯時においては、易電子放射物質が蒸発して飛散する量が少なく抑制されて当該易電子放射物質が発光管部１２に付着することを防止することができ、従って、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができ、超高圧水銀ランプ１０を長い使用寿命を有するものとして構成することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば上記実施形態においては、陰極を構成する金属コイルのみに易電子放射物質が含有された構成とされているが、内部リード棒のみに易電子放射物質が含有された構成、または金属コイルおよび内部リード棒の両方に易電子放射物質が含有された構成とされていてもよい。
また、陰極の構造は、先端部分が先端に向かうに従ってその外径が小さくなるよう円錐台状に形成された柱状の先端部が内部リード棒の先端に固定保持されてなるものであってもよい。
さらに、本発明は直流点灯型および交流点灯型のいずれの点灯方式のものにも適用することができる。例えば交流点灯型のものにおいては、少なくともランプ始動時に高圧が印加される一方の電極に、易電子放射物質が分散状態で含有されていればよい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明に係る超高圧水銀ランプ装置の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
＜実施例１＞
図１に示す構成に従って、本発明に係る超高圧水銀ランプを作製した。以下に、この超高圧水銀ランプの仕様を示す。なお、以下において示す、易電子放射物質の粒状物の粒径比の値は、すべての粒状物の粒径比の累積度数分布において、粒径比が小さいものから累計したときの累積値の、粒状物の総数に対する割合が８０％に相当する粒径比の大きさを示す。
＜ランプ仕様＞
放電容器：材質；石英ガラス、発光管部の最大外径；１２ｍｍ、全長；６２ｍｍ、放電空間の内容積；１５４ｍｍ3 、
陰極：内部リード棒の材質；タングステン、直径１．４ｍｍ、金属コイルの材質；タングステン、素線径；０．２５ｍｍ、金属コイルのみに易電子放射物質が分散状態で含有、  易電子放射物質：材質；酸化イットリウム、含有量；０．５重量％、粒状物の粒径比；５、粒状物の平均粒径；２．０μｍ、
陽極：材質；タングステン、
電極間距離：１．４ｍｍ、
金属箔：材質；モリブデン、長さ１５ｍｍ、幅２．０ｍｍ、厚み２５μｍ、
封入物：水銀；０．２ｍｇ／ｍｍ3 、臭素ガス（ハロゲン）；３．０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 、アルゴン（希ガス）；１３ｋＰａ、
ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧：１７０気圧以上、
入力電力：３００Ｗ
【００２７】
〔参照用ランプの作製〕
また、電極が易電子放射物質を含有しないものであることの他は、上記のものと同様の構成を有する参照用の超高圧水銀ランプを作製した。
【００２８】
これらの超高圧水銀ランプについて、以下に示す点灯試験１を行うことにより、本発明に係る超高圧水銀ランプの始動性についての評価を行うと共に、以下に示す点灯試験２を行うことにより照度維持率を取得し、これにより得られた結果に基づいて、本発明に係る超高圧水銀ランプの使用寿命についての評価を行った。
【００２９】
〔点灯試験１〕
パルス高圧を５秒間毎に超高圧水銀ランプに印加し、電極間が青く光って絶縁破壊するまでに要したパルス高圧の印加回数を測定する。このような操作を同一の条件（印加電圧）で１０回繰り返して行い、これにより得られる１０個のデータの平均値を求めた。
そして、このような操作を印加電圧の大きさを変更して行い、印加電圧の大きさとパルス印加回数との関係を調べたところ、本発明に係る超高圧水銀ランプについては、当該ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも１．７ｋＶの印加電圧が必要であり、また、参照用の超高圧水銀ランプについては、４．５ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
【００３０】
〔点灯試験２〕
ランプを１０分間点灯した後１５分間消灯する点灯動作を１サイクルとし、このような点灯動作を繰り返して行い、２５０サイクル目の照度および５００サイクル目の照度を測定し、予め取得しておいたライフテスト開始前の照度と比較することにより照度維持率を求めた。結果を下記表１に示す。
【００３１】
＜実施例２＞
実施例１において作製した超高圧水銀ランプにおいて、粒状物の粒径比が１０であることの他は、実施例１における超高圧水銀ランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを作製した。この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも２．２ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表１に示す。
【００３２】
＜比較例１＞
実施例１において作製した超高圧水銀ランプにおいて、粒状物の粒径比が１５であることの他は、実施例１における超高圧水銀ランプと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも３．７ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表１に示す。
【００３３】
＜比較例２＞
実施例１において作製した超高圧水銀ランプにおいて、陰極が、易電子放射物質が、例えば図３に示すように、内部リード棒の軸方向に線状に並んだ状態で含有されてなるものであることの他は実施例１における超高圧水銀ランプと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも１．９ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表１に示す。
【００３４】
＜比較例３＞
比較例２において作製した比較用の超高圧水銀ランプにおいて、粒状物の粒径比が１０であることの他は、比較例２におけるものと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも２．３ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表１に示す。
【００３５】
【表１】
2007103155.tif 000003
【００３６】
以上の結果から明らかなように、大きさおよび形状が揃った易電子放射物質の粒状物が分散された状態で含有されてなる本発明に係る超高圧水銀ランプによれば、易電子放射物質を含有しない参照用の超高圧水銀ランプに比して、低い印加電圧で超高圧水銀ランプを確実に点灯させることができ、しかも、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができ、長い使用寿命が得られることが確認された。
また、易電子放射物質の粒状物の粒径比が小さい程、低い印加電圧で超高圧水銀ランプを確実に点灯させることができ、超高圧水銀ランプの始動性を改善することができることが確認された。この理由は、易電子放射物質の粒状物の粒径比が小さい程、粒状物の形状が球形状に近くなるため、電極表面に存在し得る易電子放射物質の量が多くなり、当該易電子放射物質を確実に放電に寄与させることができるためであると考えられる。
【００３７】
これに対して、易電子放射物質を単に含有させたもの、具体的には易電子放射物質の粒状物が電極軸方向に線状に並んだ状態で含有されたもの、および易電子放射物質の粒状物が分散された状態で含有されてなるものであっても、粒状物の粒径比が大きいものにおいては、ランプの始動性を高くすることができるものの、易電子放射物質を含有しない参照用の超高圧水銀ランプに比して、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができず、かえって超高圧水銀ランプを短寿命化させることがわかった。
【００３８】
＜実施例３＞
実施例１において作製した超高圧水銀ランプにおいて、易電子放射物質として、酸化イットリウムに代えて酸化ランタンを用いたことの他は、実施例１におけるものと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを作製した。
この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも１．９ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表２に示す。
【００３９】
＜実施例４＞
実施例３において作製したランプにおいて、易電子放射物質の粒状物の粒径比が１０であることの他は、実施例３におけるものと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを作製した。
この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも２．５ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表２に示す。
【００４０】
＜比較例４＞
実施例３において作製した超高圧水銀ランプにおいて、粒状物の粒径比が１５であることの他は、実施例３におけるものと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも３．６ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表２に示す。
【００４１】
＜比較例５＞
実施例３において作製した超高圧水銀ランプにおいて、易電子放射物質の粒状物が電極軸方向に線状に並んだ状態で含有されてなることの他は、実施例３におけるものと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも２．０ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表２に示す。
【００４２】
＜比較例６＞
比較例５において作製した超高圧水銀ランプにおいて、易電子放射物質の粒状物の粒径比が１０であることの他は、比較例５におけるものと同様の構成を有する比較用の超高圧水銀ランプを作製した。
この比較用の超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験１を行ったところ、当該超高圧水銀ランプを１０回以下の点灯動作で確実に点灯させるためには、少なくとも２．７ｋＶの印加電圧が必要であることが確認された。
また、この超高圧水銀ランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより、ランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表２に示す。
【００４３】
【表２】
2007103155.tif 000004
【００４４】
以上の結果より、易電子放射物質として酸化ランタンが用いられた超高圧水銀ランプにおいても、酸化イットリウムが用いられてなるものと同様の結果が得られ、大きさおよび形状が揃った易電子放射物質の粒状物が分散状態で電極に含有されてなるものによれば、易電子放射物質を含有しない参照用の超高圧水銀ランプに比して、低い印加電圧で超高圧水銀ランプを確実に点灯させることができ、しかも、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって維持することができ、長い使用寿命が得られることが確認された。
また、易電子放射物質の粒状物の粒径比が小さい程、低い印加電圧で超高圧水銀ランプを確実に点灯させることができ、超高圧水銀ランプの始動性を改善することができることが確認された。
この結果から、上記において易電子放射物質として好適なものとして例示したものについても、同様の結果が得られるものと想定される。
【００４５】
＜実施例５＞
実施例１において作製した超高圧水銀ランプにおいて、易電子放射物質の含有量を下記表３に従って変更したことの他は実施例１におけるものと同様の構成を有する４種類の超高圧水銀ランプを作製した。
これらのランプについて、実施例１と同様の点灯試験２を行うことにより５００サイクル時の照度維持率を取得し、この結果に基づいてランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表３に示す。
【００４６】
【表３】
2007103155.tif 000005
【００４７】
＜実施例６＞
実施例５において作製したランプにおいて、易電子放射物質として、酸化イットリウムに代えて酸化ランタンを用いたことの他はこれらのランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを作製し、これらのランプについて、実施例５と同様の点灯試験２を行うことにより５００サイクル時の照度維持率を取得し、この結果に基づいてランプの使用寿命についての評価を行った。結果を下記表４に示す。
【００４８】
【表４】
2007103155.tif 000006
【００４９】
以上の結果より、易電子放射物質が陰極に分散状態で含有されてなるものにおいて、易電子放射物質の含有割合が総量で４．０ｗｔ％以下とされた超高圧水銀ランプにおいては、易電子放射物質が含有されていないものに比して、ランプ点灯初期時の照度を長期間の間にわたって確実に維持することができ、超高圧水銀ランプに長い使用寿命が得られることが確認された。
これに対して、易電子放射物質が分散状態で含有されてなるものであっても、易電子放射物質の含有割合が大きい場合には、易電子放射物質が含有されていないものよりも、かえって超高圧水銀ランプを短寿命化させることが確認された。
また、易電子放射物質として酸化ランタンが用いられたものについても、酸化イットリウムが用いられたものと同様の結果が得られ、このことから、上記において易電子放射物質として好適なものとして例示したものについても、同様の結果が得られるものと想定される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の超高圧水銀ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
【図２】易電子放射物質が電極構成部材に分散状態で含有された状態を示す、電極の断面の電子顕微鏡写真である。
【図３】易電子放射物質が電極構成部材に線状に並んだ状態で含有された状態を示す、電極の断面の電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  超高圧水銀ランプ
１１  放電容器
１２  発光管部
１３  封止部
１５  金属箔
１６  外部リード棒
２０  陽極
２１  陽極本体
２２  内部リード棒
２５  陰極
２６  金属コイル
２７  内部リード棒
Ｓ  放電空間
Ｐ  易電子放射物質の粒状物
【図１】
2007103155.tif 000007
【図２】
2007103155.tif 000008
【図３】
2007103155.tif 000009