(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス管の発光部内に延出される内部リード棒と、前記石英ガラス管の端部に形成される封止部から外に導出される外部リード棒と、前記内部リード棒及び外部リード棒の各端部が接続されかつこれらの端部と共に前記封止部内に埋設されるモリブデン金属箔を有する高圧放電灯であって、少なくともモリブデン金属箔の表面には、電解液中に前記モリブデン金属箔を浸漬することにより酸化膜が形成されていることを特徴とする高圧放電灯。
【請求項２】
前記モリブデン金属箔と前記電解液との間に直流電圧を印加することからなる請求項１記載の高圧放電灯。
【請求項３】
前記内部リード棒と前記モリブデン金属箔とを接続した状態で酸化膜を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電灯。
【請求項４】
前記内部リード棒と前記モリブデン金属箔と前記外部リード棒とを接続した状態で酸化膜を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高圧放電灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、メタルハライドランプのように、石英ガラス管の発光部内に延出される内部リード棒と、上記石英ガラス管の端部に形成される封止部から外に導出される外部リード棒とが金属箔にて接続されかつこの金属箔部が上記封止部に埋設されている高圧放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧放電灯は、プロジェクターやＯＨＰ、映写機等の光学機器に使用されている。このような高圧放電灯は、通常、石英ガラス管の発光部内に延出される内部リード棒と、上記石英ガラス管の端部に形成される封止部から外に導出される外部リード棒と、前記内部リード棒及び外部リード棒の各端部が接着されかつこれらの端部と共に上記封止部内に埋設されるモリブデン金属箔を有しており、上記内部リード棒の発光部側端部には電極が構成されている。
【０００３】
近年、上記光学機器は、長寿命・高輝度化が加速度的に進み、主要部品であるランプに対し長寿命化、高輝度化の要求が多くなってきた。ところで、高圧放電灯を長寿命化、高輝度化するためには、例えば特願平０９−２５２７５４号の明細書に記載されているように封入金属を最適化する方法もあるが、最も効果的な方法としては、点灯中の動作圧力を上げることが一般的に採用されているものである。
【０００４】
ここで問題となるのが、動作圧力が高いため、高圧放電灯を構成する石英ガラス管の封止部が高圧に耐え得ず破裂する事である。この破裂には色々な原因はあるが、上記封止部に埋設されるモリブデン金属箔表面と石英ガラス管のガラス面との密着が悪いためによるものが多い。
【０００５】
ところで、モリブデン金属箔をわずかに酸化させれば、モリブデン金属箔と石英ガラスとの密着性が良くなることは公知である。これは以下のように説明される。すなわち石英ガラスの表面はイオン結合性を有すると考えられ、モリブデン金属箔は金属結合である。両者はこのままでは直接結合することはできないが、石英ガラスとモリブデン金属箔の間に酸化膜が存在すると酸化膜は石英ガラスに対してはイオン結合で結びつき、モリブデン金属箔に対しては金属結合で結びつくため、高い密着性が得られる。
【０００６】
ところが、バーナー加熱や電気炉加熱等による酸化処理では、酸化膜が厚すぎたり酸化度合いが一定に制御されないため、逆効果であり、高い密着性が得られなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、モリブデン金属箔を埋設した石英ガラス管の端部封止部が密着性良好な高圧放電灯を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かくして本願『請求項１』に係る発明によれば、『石英ガラス管(1a)の発光部(1a1)内に延出される内部リード棒(a12)と、前記石英ガラス管(1a)の端部に形成される封止部(1a2)から外に導出される外部リード棒(a13)と、前記内部リード棒(a12)及び外部リード棒(a13)の各端部が接続されかつこれらの端部と共に前記封止部(1a2)内に埋設されるモリブデン金属箔(a11)を有する高圧放電灯であって、少なくともモリブデン金属箔(a11)の表面には、電解液中に前記モリブデン金属箔を浸漬することにより酸化膜が形成されていることを特徴とする高圧放電灯(A1)』が提供される。
【０００９】
本願『請求項１』の高圧放電灯(A1)によれば、少なくともモリブデン金属箔(a11)はその表面に、電解液中に前記モリブデン金属箔を浸漬することにより、略均一な厚さで酸化膜が形成されてイオン結合性の層となっている。一方、石英ガラス管(1a)の封止部(1a2)は二酸化ケイ素による網目構造であり、若干イオン結合性を帯びていると考えられる。従って酸化膜はモリブデン金属箔(a11)に対しては金属結合で、石英ガラスに対してはイオン係合性で結びつき、この結果両者は互いに接着し合うと共に、接触面全体に亘って均等な接着性が得られるので、この封止部(1a2)における石英ガラス面とモリブデン金属箔(a1)との密着性は良好となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、石英ガラス管(1a)の発光部(1a1)内に延出される内部リード棒(a12)と、石英ガラス管(1a)の端部に形成される封止部(1a2)から外に導出される外部リード棒(a13)と、前記内部リード棒(a12)及び外部リード棒(a13)の各端部が接続されかつこれらの端部と共に上記封止部(1a2)内に埋設されるモリブデン金属箔(a11)を有する高圧放電灯であればいずれのものであっても良く、メタルハライドランプ等が好適なものとして挙げられるが、これに限定されるものでもない。
【００１１】
本発明の高圧放電灯は、直流点灯用、交流点灯用及び直・交流点灯用のいずれであっても良く、またシングルエンド型及びダブルエンド型のいずれであっても良い。
【００１２】
本発明において、少なくともモリブデン金属箔(a11)の表面に設けられる酸化膜は、略均一な厚さで形成される。このような酸化膜の形成は、本願『請求項１』に示すように『電解液中にモリブデン金属箔を浸漬する』ことにより達成される。上記電解液としては、希硝酸等が挙げられる。
【００１３】
また、上記電解液中への浸漬により酸化膜を形成する場合、本願『請求項２』に示すように『モリブデン金属箔と電解液との間に直流電圧を印加』すれば、酸化膜の形成に要する時間を短縮できる点で好ましい。
【００１４】
本発明において、上記酸化膜が形成される部分は、少なくともモリブデン金属箔(a11)の表面であるが、本願『請求項３』に示すように『内部リード棒とモリブデン金属箔とを接続した状態で酸化膜を形成』するものであっても良く、また本願『請求項４』に示すように『内部リード棒とモリブデン金属箔と外部リード棒とを接続した状態で酸化膜を形成』するものであっても良い。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳述するが、これにより本発明は限定されるものではない。
【００１６】
［耐圧試験］
本発明のランプの主たる構成要素であるマウントを以下に示すように３種（a1、a2、a3）用意し、これらを下記する構成の比較例のマウント（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）とそれぞれ耐圧性能について比較した。
【００１７】
本発明に用いるマウントa1は、図１に示すように、モリブデン金属箔(a11)のみを0.01Ｎ硝酸溶液(N)が入っている容器(R)内に浸漬し、この硝酸溶液(N)とモリブデン金属箔(a11)との間に直流電圧を印加（電圧１５Ｖ、通電時間１５秒）して酸化処理し、処理後のモリブデン金属箔(a11)に内部リード棒(a12)及び外部リード棒(a13)を溶接して構成されている。（なお電圧印加は酸化膜の形成に要する時間を短縮するためであり、電圧印加しないで浸漬したままで放置しても良い。）
【００１８】
本発明に用いるマウントa2は、図2に示すように、モリブデン金属箔(a21)に内部リード棒(a22)を接続したものを、上記と同様に0.01Ｎ硝酸溶液(N)に浸漬しかつ電圧印加して酸化処理し、処理後のものに外部リード棒(a23)を溶接して構成されている。
【００１９】
本発明に用いるマウントa3は、図３に示すように、モリブデン金属箔(a31)に内部リード棒(a32)及び外部リード棒(a33)を接続したものを、上記と同様に0.01Ｎ硝酸溶液(N)に浸漬しかつ電圧印加して酸化処理して構成されている。
【００２０】
比較例のマウントＢは、いずれも酸化処理していないモリブデン金属箔と内部リード棒と外部リード棒とを溶接したものである。
【００２１】
比較例のマウントＣは、モリブデン金属箔に内部リード棒及び外部リード棒を溶接したものをバーナー加熱にて酸化処理したものである。
【００２２】
比較例のマウントＤは、モリブデン金属箔に内部リード棒及び外部リード棒を溶接したものを５００℃の電気炉に１時間入れて酸化処理したものである。
【００２３】
比較例のマウントＥは、モリブデン金属箔に内部リード棒及び外部リード棒を溶接したものを５００℃の電気炉に３時間入れて酸化処理したものである。
【００２４】
以上の様に構成されている各マウント（a1、a2、a3、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）それぞれについて、図４に示すように石英ガラス管(S)に封止し、図中矢印の方向から圧縮空気を入れて加圧し、破壊する圧力を調べ、下記表１に示す結果を得た。なお、各マウントは各１０本ずつ作製して試験に供した。
【００２５】
【表１】
0004185650.tif 000002
【００２６】
表１の結果から、本発明に用いる各マウントa1、a2、a3はいずれも比較例の各マウントＢ、Ｃ、Ｄに比して耐圧性能が優れていることが分かる。また、比較例のマウントＥはバラツキが大きく、安定した耐圧性能を示すことができないことが分かる。
【００２７】
［実施例１］
図５は本発明の一例のメタルハライドランプの正面概略図である。このメタルハライドランプ(A1)は、１５０Ｗ、交流点灯用ダブルエンド型のもので、動作圧力は１８０気圧であり、明るさが７０％になる時間が２０００時間と設定したものである。
【００２８】
上記メタルハライドランプ(A1)の石英ガラス管(1a)は、その中央部が球状の発光部(1a1)に形成されており、この両側には略矩形状に封止部(1a2)(1a2)がそれぞれ形成されている。なお、本発明のランプはこのような交流点灯用ダブルエンド型に限らず、直流点灯用や交・直流点灯用であってもよく、またシングルエンド型であっても良いことはいうまでもない。
【００２９】
上記各封止部(1a2)内には、モリブデン金属箔(a11)がそれぞれ埋設・固定されている。そして各モリブデン金属箔(a11)において、その発光部側端部には、先端部に電極(a10)が構成された内部リード棒(a12)が溶接されており、その他端部には外部リード棒(a13)が溶接されている。
【００３０】
各内部リード棒(a12)は、各モリブデン金属箔(a11)に溶接された部分が各封止部(1a2)内に埋設固定されると共に、各先端部に設けられた各電極(a10)が石英ガラス管(1a)の発光部(1a1)内に突出して互いに所定の電極間距離を隔てて対向配置されている。一方、各外部リード棒(a13)は、各モリブデン金属箔(a11)に溶接された部分が各封止部(1a2)内に埋設固定されると共に、他の部分は各封止部(1a2)から石英ガラス管外部に導出されている。
【００３１】
本例のメタルハライドランプ(A1)において、各モリブデン金属箔(a11)、各内部リード棒(a12)及び各外部リード棒(a13)により各マウント(a1)が構成されている。この各マウント(a1)は、モリブデン金属箔のみが酸化処理された上記マウントa1と同じ構成のものが用いられている。
【００３２】
以上のように構成された本例のメタルハライドランプ(A1)について寿命試験を行った。なお、比較として、マウントを、前記マウントＣ（バーナー加熱による酸化処理）及び前記マウントＥ（電気炉中で３時間加熱による酸化処理）にそれぞれ変更する以外は本例のメタルハライドランプと同様に構成したランプ(B11)及び(B12)を構成し、これらの寿命試験も同様に行った。なお、各試料数はそれぞれ１０本とした。結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
0004185650.tif 000003
【００３４】
光量測定は、各ランプをそれぞれ楕円リフレクタに組み込み、６mmφのアパーチャを通過した光を球面光束計内に導入し測定した。７０％減衰時間は、光量の初期値を１００％として、光量が７０％に減衰する時間を測定した。
【００３５】
以上の結果から、本発明のランプ(A1)は、破裂の発生が無くなっていることが分かる。また、ランプ(A1)(B11)(B12)のいずれにおいても、マウントに形成される酸化膜は光量と寿命に悪影響を及ぼさないことが確認された。
【００３６】
［実施例２］
各マウントを、モリブデン金属箔及び内部リード棒を酸化処理した上記マウントa2の構成とする以外は実施例１と同様にしてメタルハライドランプ(A2)を構成した。
【００３７】
上記構成のメタルハライドランプ(A2)についても実施例１と同様の寿命試験を行った。また、比較としても実施例１と同様、マウントを、前記マウントＣ（バーナー加熱による酸化処理）及び前記マウントＥ（電気炉中で３時間加熱による酸化処理）にそれぞれ変更する以外は本例のメタルハライドランプと同様に構成したランプ(B21)及び(B22)を構成し、これらの寿命試験も同様に行った。なお、各試料数はそれぞれ１０本とした。結果を表３に示す。また、光量及び寿命試験はいずれも実施例１と同様の方法で測定した。
【００３８】
【表３】
0004185650.tif 000004
【００３９】
以上の結果から、本発明のランプ(A2)においても、破裂の発生が無くなっていることが分かる。また、ランプ(A2)(B21)(B22)のいずれにおいても、マウントに形成される酸化膜は光量と寿命に悪影響を及ぼさないことが確認された。
【００４０】
［実施例３］
各マウントを、モリブデン金属箔及び内部リード棒並びに外部リード棒を夫々酸化処理した上記マウントa3の構成とする以外は実施例１と同様にしてメタルハライドランプ(A3)を構成した。
【００４１】
上記構成のメタルハライドランプ(A3)についても実施例１と同様の寿命試験を行った。また、比較としても実施例１と同様、マウントを、前記マウントＣ（バーナー加熱による酸化処理）及び前記マウントＥ（電気炉中で３時間加熱による酸化処理）にそれぞれ変更する以外は本例のメタルハライドランプと同様に構成したランプ(B31)及び(B32)を構成し、これらの寿命試験も同様に行った。なお、各試料数はそれぞれ１０本とした。結果を表３に示す。また、光量及び寿命試験はいずれも実施例１と同様の方法で測定した。
【００４２】
【表４】
0004185650.tif 000005
【００４３】
以上の結果から、本発明のランプ(A3)においても、破裂の発生が無くなっていることが分かる。また、ランプ(A3)(B31)(B32)のいずれにおいても、マウントに形成される酸化膜は光量と寿命に悪影響を及ぼさないことが確認された。
【００４４】
【発明の効果】
本願『請求項１』にかかる高圧放電灯は、石英ガラス管の封止部に埋設されるマウントの少なくとも金属箔の表面には、電解液中への浸漬により厚さが略一様な酸化膜が形成されているので、石英ガラス面との密着性が良好かつ略均一なものとなっており、封止が完全で耐圧性に優れるものとなっているので、高圧にしても破裂する危険がない。従って、長寿命、高輝度の高圧放電灯を提供することができる。
【００４５】
加えて、厚さの一様な酸化膜が電解液中への浸漬により達成されるので、工程が簡単かつ安全なものとなる。
【００４６】
本願『請求項２』にかかる発明によれば、厚さが一様な酸化膜の形成が時間短縮できるので、工程を簡略化できる。
【００４７】
本願『請求項３』にかかる発明によれば、内部リード棒とモリブデン金属箔とが接続された状態で酸化膜が形成されるので、封止部における金属箔及び内部リード棒と石英ガラス面との密着性が確保され、より一層耐圧性に優れるものとなる。
【００４８】
本願『請求項４』にかかる発明によれば、内部リード棒とモリブデン金属箔と外部リード棒とが接続された状態で酸化膜が形成されるので、封止部における金属膜及び内部リード棒並びに外部リード棒と石英ガラス面との密着性が確保され、さらに耐圧性に優れるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランプに用いるマウントの酸化処理の一例の模式図
【図２】本発明のランプに用いるマウントの酸化処理の他の例の模式図
【図３】本発明のランプに用いるマウントの酸化処理の更に他の例の模式図
【図４】耐圧試験の方法を説明する構成図
【図５】本発明のランプの一例の構成説明図
【符号の説明】
(A1)…メタルハライドランプ
(1a)…石英ガラス管
(1a2)…封止部
(a1)(a2)(a3)…マウント
(a11)(a21)(a31)…モリブデン金属箔
(a12)(a22)(a32)…内部リード棒
(a13)(a23)(a33)…外部リード棒
(N)…硝酸溶液
(R)…容器
【図１】
0004185650.tif 000006
【図２】
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【図３】
0004185650.tif 000008
【図４】
0004185650.tif 000009
【図５】
0004185650.tif 000010