(57)【要約】【課題】  始動時直流駆動かつ定常時の交流駆動の超高圧水銀ランプにおいて、電極先端の突起を維持しつつ、直流・交流極性反転時におけるコイルからの放電による発光管内壁へのダメージを抑制し、高寿命化を図った構造を有する超高圧水銀ランプを提供すること。【解決手段】  石英ガラスよりなる発光管内に、その先端部に突起を有する一対の電極を２ｍｍ以下の間隔で対向配置し、この発光管内に０．１６ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、希ガスと、1×１０−６〜１×１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲でハロゲンを封入し、交流点灯される超高圧水銀ランプにおいて、一対の電極のうちの一方の電極は、電極芯棒と該電極芯棒の先端に位置する電極本体と該電極本体に具備されたコイルとからなり、他方の電極は電極芯棒と該電極芯棒の先端に位置する電極本体とからなることを特徴とする超高圧水銀ランプとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスよりなる発光管内に、その先端部に突起を有する一対の電極を２ｍｍ以下の間隔で対向配置し、この発光管内に０．１６ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、希ガスと、1×１０−６〜１×１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲でハロゲンを封入し、交流点灯される超高圧水銀ランプにおいて、
該一対の電極のうちの一方の電極は、電極芯棒と該電極芯棒の先端に位置する電極本体と該電極本体に具備されたコイルとからなり、他方の電極は電極芯棒と該電極芯棒の先端に位置する電極本体とからなることを特徴とする超高圧水銀ランプ。
【請求項２】
前記一方の電極の体積をＶ（ｍｍ３）としたとき、前記他方の電極の体積は０．８Ｖ（ｍｍ３）〜１．２Ｖ（ｍｍ３）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】
前記一対の電極の双方の先端側コーン部が略等しい形状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。
【請求項４】
前記超高圧水銀ランプは、点灯始動後一定時間を直流駆動期間として直流駆動され、その後、交流駆動に移行されて定常時は交流点灯されるものであり、該直流駆動期間に陰極動作する側の電極が前記一方の電極であることを特徴とする請求項1乃至請求項３の何れか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】
この発明は定常時に交流点灯される超高圧水銀ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレゼンテーション用途に使用されるプロジェクタ装置には、液晶プロジェクタ装置やＤＬＰ（テキサスインスツルメンツ社商標）プロジェクタ装置があり、それらプロジェクタ装置用の光源としては、希土類金属のハロゲン化物を発光物質とするメタルハライドランプや、水銀を発光物質とし点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上にも達するように多量の水銀が封入された超高圧水銀ランプが知られている。
【０００３】
近年、このようなプロジェクタ装置は、容易に持ち運びができるように小型軽量化の要求が高まっていることから、プロジェクタ用の液晶パネル等のパネルは年々小型化されてきている。したがって、小型化されたパネルに効率良く集光させるために、光源の一層の小型化と高輝度化が要求されている。このため、近年ではプロジェクタ用光源として、前述のランプのうち、超高圧水銀ランプが用いられている。
【０００４】
その超高圧水銀ランプは直流点灯ランプと交流点灯ランプがあるが、直流点灯ランプに比べ交流点灯ランプは発光効率が良いことから、最近では交流点灯ランプが主として使用されるようになってきている。
【０００５】
非特許文献１にあるように、交流点灯ランプの電極先端には突起が生成されることが知られている。通常の放電ランプでは、アークと接する電極先端は最も高温となるため蒸発損耗することが良く知られているが、交流点灯のプロジェクタ用超高圧水銀ランプにおいては、特定の条件下で突起が蒸発損耗することなく維持される。すなわち、１５０気圧を超える水銀動作圧と、電極先端が広範囲でなく部分的に融点を超えるような精密な電流制御により突起が維持される。高圧動作によるアークの径方向の収縮作用に加え、突起の存在によりアークスポットを小さく高輝度に維持することが可能となる。また、突起は部分的に融点以上の高温で動作しているため、十分な熱電子放出が可能となり安定したアーク放電を持続することができる。さらに、アークスポットが電極本体から遠ざかることにより、電極本体によるアーク光の遮蔽を低減できるため、アークの出射光束を効率よく利用することができる。したがって、突起の存在はプロジェクタに要求される明るさと安定した光束を長時間にわたり維持するために非常に重要な役割を担っている。
【０００６】
プロジェクタ用交流ランプの始動方式には大きく分けて2つの方式がある。高電圧パルス印加により放電空間の絶縁破壊させた後、すぐに高い周波数で交流駆動を行う方式と、特許文献１に示すように、始動後一定時間内は直流駆動を行い、その後交流駆動に移行する方式である。ここで確実な始動性を得るためには図６のような回路の電源を用いて始動初期は直流駆動を行うことが望ましい。
【０００７】
点灯初期の直流駆動段階での電流、電圧の時間変化および従来の超高圧水銀ランプ内の電極と放電の模式図を図７に示し正常な点灯動作について説明する。図７（ａ）はランプ電流Ｉの時間変化を示し、図７（ｂ）はランプ電圧Ｖの時間変化を示す。図中、グローはグロー放電期間を、アークはアーク放電期間を、ＤＣ区間は直流駆動期間、ＡＣ区間は交流駆動期間を表す。なお、この表記は後述する図２、図８においても同じである。図７（ｃ）には電極付近の放電の模式図を示している。この場合は正常放電の様子である。
【０００８】
電源の起動後、イグナイタ電圧がランプに印加されて放電空間で絶縁破壊が起こる。その後、一定電流で電極および電極に付着した水銀を起点としてアーク放電が行われるが両電極の温度が低いためアーク放電を維持できずグロー放電に移行する。グロー放電中は水銀ガスおよび希ガスの陽イオンの衝突による陰極の加熱現象が起こる（図７（ｃ）の状態（１））。
【０００９】
陰極が加熱され熱電子放出が可能となる温度になれば、グロー放電から再びアーク放電へと移行する（図７（ｃ）の状態（２））。このとき電極に加熱されやすい部分があれば、その部分から優先的に熱電子が放出される。このため、アーク放電への遷移がスムーズに行えるよう加熱されやすい部分を予め設けておくことが望ましい。その一般的な手段としては、電極にコイルを装着することが挙げられる。
【００１０】
以上のことから、アーク放電移行直後はコイルに比べて陰極先端部の温度が低いためコイルからアーク放電が行われるが、コイルからの伝熱によって陰極先端部の温度が上昇し、やがてアークは陰極先端部に移動する（図７（ｃ）の状態（３））。そしてアークが陰極先端に移行し安定した後、交流駆動が開始され、定常点灯となる（図７（ｃ）の状態（４））。
【００１１】
ところで、プロジェクタ用途としてランプに要求される高輝度、光束安定性、長寿命を実現するために、両方の電極の先端には突起が設けられている。この突起を両方の電極の先端で維持するためには、定常点灯時に両電極が等しい動作温度となる必要がある。そのため、プロジェクタ用交流ランプでは一般的に両側とも等しい熱容量の電極が用いられている。すなわち、両側電極とも同形状であり、グロー放電からアーク放電へのスムーズに遷移させるため、一般的に両側電極にコイルが装着されている。
【００１２】
しかし、放電空間で絶縁破壊後に直流駆動を行う方式の場合、特許文献２にあるように、絶縁破壊直後に陰極となる側の電極コイルを起点としてアーク放電が行なわれるが、この時点では、水銀の蒸発量とともに高くなる放電アークの温度も低く、仮に発光管内壁に近接したとしても甚大なダメージを与えることが少ない。
【００１３】
また、絶縁破壊直後に陰極となる側の電極については、コイルが存在することによりランプ消灯後にコイルおよびその付近に水銀が付着しやすい構造であるため、アーク放電に遷移する際に急激に温度上昇することを抑制することが可能であり、このような問題は発生しない。
【特許文献１】特開２００４−３９３９１号公報
【特許文献２】特開２００５-２０９４５７号公報
【非特許文献１】T.Tsukamoto; Current wave optimization of AC-operated short arc ultra high pressure mercury lamps for projection applications, Proceedings of 11th international Symposium on the Science and Technology of Light Sources in Shanghai, China, 2007, pp.249-250
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
この直流駆動期間中に陽極側となる電極にコイルが存在することにより、以下のような問題が発生することがある。図８に示した点灯初期の直流駆動段階での電流、電圧の時間変化および従来の超高圧水銀ランプ内の電極と放電の模式図を使って異常な点灯動作について説明する。図８（ｃ）において、状態（１）〜（３）までは正常点灯の図７（ｃ）と同じだが、グロー放電を経てアーク放電に移行後、直流駆動から交流駆動へ切り替わるとき、直流駆動期間中には陽極動作を行っていた電極が陰極動作を開始する。このとき電極先端が十分に加熱されており、電極先端から十分な熱電子放出が可能な温度になっていれば問題は無いが、電極先端よりもコイルの温度が高くなっていた場合には、陽極動作から陰極動作に切り替わった際、コイルからアーク放電を開始するが、コイルの温度が熱電子放出可能な十分な温度に達していない場合、アーク放電からグロー放電に移行し（図８（ｃ）の状態（４））、コイルが十分に加熱された後、再びコイルを起点としたアーク放電に移行する（図８（ｃ）の状態（５））。
【００１５】
その結果、図３に示すように、放電アーク１１が発光管内壁１Ａに接近して発光管にダメージを与えることがある。図３は従来のランプでの電極間での直流・交流極性反転時における異常なアーク放電の状態を示す。
【００１６】
また、コイルの放電起点部分に対向する部分の発光管内壁にはタングステンおよびその酸化物が堆積する。具体的な現象としては、コイルの急激な温度上昇を伴うコイル部分の一部を起点としたアーク放電を開始することにより、タングステンが蒸発および飛散して放電容器の透過率を劣化させるとともに、熱いアークが発光管の内壁面に接触し、ＳｉＯ２が蒸発して放電空間内に飛散する。蒸発したＳｉＯ２は、放電プラズマにより珪素Ｓｉと酸素Ｏに分離してタングステン電極と反応する。Ｓｉはタングステンの融点の低下を引き起こし、Ｏは電極先端からタングステンの酸化物としての蒸発を促進する。タングステンの酸化物は内壁面へ輸送され堆積することにより、放電容器の透過率が低下して照度劣化を引き起こす。さらに、融点の低下により電極が異常損耗してアークギャップが増大することにより、光束利用効率が低下して照度劣化を引き起こす。ランプ始動のたびにある確率でこの現象が生じると、さらなる照度劣化を引き起こすことになる。
【００１７】
この現象は特にコイルと電極芯線の熱伝導が悪い場合や、コイルに鋭利な端部が存在し、その端部が局所加熱される場合に発生しやすいと考えられる。
そこで、本発明の目的は、始動時直流駆動かつ定常時の交流駆動の超高圧水銀ランプにおいて、電極先端の突起を維持しつつ、直流・交流極性反転時におけるコイルからの放電による発光管内壁へのダメージを抑制し、高寿命化を図った構造を有する超高圧水銀ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、石英ガラスよりなる発光管内に、その先端部に突起を有する一対の電極を２ｍｍ以下の間隔で対向配置し、この発光管内に０．１６ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、希ガスと、1×１０−６〜１×１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲でハロゲンを封入し、交流点灯される超高圧水銀ランプにおいて、該一対の電極のうちの一方の電極は、電極芯棒と該電極芯棒の先端に位置する電極本体と該電極本体に具備されたコイルとからなり、他方の電極は電極芯棒と該電極芯棒の先端に位置する電極本体とからなることを特徴とする超高圧水銀ランプとするものである。
【００１９】
請求項2に記載の発明は、前記一方の電極の体積をＶ（ｍｍ３）としたとき、前記他方の電極の体積は０．８Ｖ（ｍｍ３）〜１．２Ｖ（ｍｍ３）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とするものである。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記一対の電極の双方の先端側コーン部が略等しい形状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とするものである。
【００２１】
そして、請求項４に記載の発明は、点灯始動後一定時間を直流駆動期間として直流駆動され、その後、交流駆動に移行されて定常時は交流点灯されるものであり、該直流駆動期間に陰極動作する側の電極が前記一方の電極であることを特徴とする請求項1乃至請求項３の何れかに記載の超高圧水銀ランプとするものである。
【００２２】
発明者は、鋭意検討の結果、ランプ点灯を開始し絶縁破壊後、直流駆動期間で陰極動作する電極にのみコイルを巻回し具備する、換言すれば、直流駆動期間に陽極動作する電極にコイルを装着しないことで、直流・交流極性反転時におけるコイルからの放電による発光管内壁へのダメージを抑制できることを新たに見出して本発明を完成した。
【００２３】
コイルが存在しないことにより、陽極動作する電極は熱容量の小さい先端突起が優先的に加熱され、直流駆動から交流駆動に切り替わって陰極動作を開始した際に先端からの熱電子放出が可能となり、放電プラズマが発光管内壁に接近することを抑制できる。
【００２４】
点灯初期時直流駆動の交流駆動方式では、点灯開始後、イグナイタ電圧による絶縁破壊からアーク放電が安定するまでは直流駆動し、その後交流駆動に切り替わる。
【００２５】
本発明に係る超高圧水銀ランプは、直流駆動期間は陽極動作し、交流駆動開始の極性反転1回目に陰極動作をする側の電極にコイルが無いように用いる。そして、電極先端に突起を有し、この突起を維持するために突起付近の温度は両電極ともにおおむね同じ温度になる必要があるため、特に先端のコーン部は一対の電極において互いに概ね等しい形状を備えている。
【００２６】
定常点灯期間では交流駆動し、それぞれの電極が陽極動作と陰極動作を交互に行うため、両電極は概ね等しい熱容量、すなわち概ね等しい大きさを持ち、コイルのある側の電極の体積をＶ（ｍｍ３）としたとき、他方の電極の体積は０．８Ｖ（ｍｍ３）〜１．２Ｖ（ｍｍ３）の範囲にある。
【００２７】
交流点灯のランプでは、直流駆動期間に陽極動作する電極は、電極先端の突起が優先的に加熱される。直流駆動期間に陰極動作する電極は、直流駆動期間には熱電子放出を行い、交流駆動期間の陽極動作時には先端突起を維持しつつ熱負荷に耐えなければならない。
【００２８】
一方で、直流駆動期間に陽極動作する電極は、直流駆動期間には陰極からの熱電子を受入れ、交流駆動期間の陰極動作時には先端から熱電子放出を行わなければならない。したがって、直流駆動期間に陽極動作する電極は、もう一方の直流駆動期間に陰極動作する電極と概ね等しい熱容量を持ち、交流駆動期間に電極先端から熱電子放出を行うための突起を有し、直流駆動期間で優先的に先端突起が加熱されるようコイルを廃したものであることが望ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の超高圧水銀ランプは、ランプ点灯を開始し絶縁破壊後、直流駆動期間に陰極動作する電極にコイルを巻回し具備した電極を配置し、陽極動作する電極にコイルが無い電極を配置して使用することによって、電極先端突起部が優先的に加熱される。その後、直流駆動から交流駆動へ切り替わり、直流駆動期間で陽極動作していた電極は陰極動作を開始し、その際には加熱されている電極先端部から熱電子放出が起こる。この結果として、放電プラズマが発光管内壁へ接近することによるダメージを抑制することができ、超高圧水銀ランプの長寿命化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の超高圧水銀ランプ１０の実施形態の主要部を図１（ａ）に示す。石英ガラスよりなる発光管内１に、その先端部に突出する突起５を有する一対の電極２、電極４を２ｍｍ以下の間隔で対向配置し、この発光管１内に０．１６ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、希ガスと、1×１０−６〜１×１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲でハロゲンを封入している。発光管１の両側には封止部９、９が連設されており、封止部９、９において電極２，４と外部リード８，８を接続する金属箔７，７が埋設されている。
【００３１】
使用される電極に関しては図１（ａ）の通り、直流駆動期間に陰極動作する電極２（始動時陰極側電極）にのみコイル３を備えており、一方の直流駆動期間に陽極動作する電極４（始動時陽極側電極）にはコイルが装着されていない。加えて、両電極の先端部には同様の突起５が設けられている。
【００３２】
本発明において電極２，４とはそれぞれ、電極２は電極芯棒２１と電極本体２２とコイル３からなり、電極４は電極芯棒４１と電極本体４２からなる。
【００３３】
また、直流駆動期間に陰極動作する電極のコイルを含めた体積と、直流駆動期間に陽極動作する電極の体積は概ね等しく、コイルのある側の電極の体積をＶ（ｍｍ３）としたとき、他方の電極の体積は０．８Ｖ（ｍｍ３）〜１．２Ｖ（ｍｍ３）の範囲にある。そして、概ね熱容量は等しい。そして特に先端突起部の定常時の動作温度に影響する先端部分の形状、すなわち、図１（ｂ）で示した電極先端の略円錐形であるコーン部６の形状、は略等しくなっている。図中のコイルの無い側の電極本体の径Ｄを一定にして電極本体の長さＬを変えることで上記体積０．８Ｖ（ｍｍ３）〜１．２Ｖ（ｍｍ３）の範囲に変化させることにより、電極先端の略円錐形であるコーン部６の形状、は略等しくできる。
【００３４】
本発明において、両電極の体積の相対比率はコイルのある側の電極の体積をＶとするとコイルのない側の電極の体積は０．８Ｖ〜１．２Ｖであることが好ましい理由は以下の通りである。
【００３５】
それは定常点灯時において先端突起部は溶けた状態で安定するが、０．８Ｖよりも体積が小さい場合には定常点灯時に先端突起部だけでなくコーン部まで溶けてしまい有効な電極間距離が維持できないという問題が生じるおそれがあり、１．２Ｖよりも体積が大きい場合には定常点灯時に先端突起部の一部しか溶けないため溶融した突起の位置が安定しないという問題が生じるおそれがあるからである。
【００３６】
本発明において電極の体積とは電極本体と電極芯棒を含めた体積であり、電極本体に巻かれたコイルがある場合はコイルをも含めた体積である。本発明の超高圧水銀ランプの接続の概略図を図５に示すが、始動後の直流駆動期間で陰極動作する側の電極にのみコイルを具備している。
【００３７】
ここで点灯装置は始動時に直流駆動するものであり、その一例の回路の概略図は図６の通りである。点灯装置１００の回路は、直流電圧が供給される、コイルＬ１、トランジスタＳ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１を含む降圧チョッパ回路を備えたスイッチング部１０１、チョッパ回路の出力側に接続され直流電圧を矩形波電圧に変換するフルブリッジ回路を有するフルブリッジ部１０２、絶縁破壊のために高圧パルスを発生させるイグナイタ装置１０４から構成される。
【００３８】
超高圧水銀ランプ１０はフルブリッジ回路102の出力側に接続される。また、上記スイッチング部１０１とイグナイタ装置１０４を制御する回路と、フルブリッジ回路を駆動させるための制御回路を含む制御部１０３が設けられる。
【００３９】
点灯装置は点灯開始からアーク放電初期まで図2の電圧波形図のように直流駆動を行う。この直流駆動期間では、コイルの装着されている電極が陰極として、コイルの装着されていない電極が陽極として動作する。絶縁破壊が起き、グロー放電期間に移行すると、陰極側ではコイルが優先的に加熱される。
【００４０】
そして、陽極側電極の先端突起部が優先的に加熱される。十分に陰極側のコイルが加熱されると熱電子放出が起こり、グロー放電からアーク放電へと移行する。その後、直流駆動から交流駆動に切り替わる。このときには図４に示したようにアークによって直流駆動期間で陽極動作する電極４の先端突起５が十分に加熱されており、陽極動作から陰極動作に変化する際に先端突起５から熱電子放出が起こり、電極先端を起点としたアーク放電となることが可能である。
【００４１】
点灯初期の直流駆動段階での電流、電圧の時間変化および本発明の超高圧水銀ランプ１０内の電極と放電の様子を図２および点灯回路図の図６を使って説明する。イグナイタの高電圧パルス（TR1のコンデンサ利用）によってランプが絶縁破壊を起こす。また、絶縁破壊と同時に制御部103内のタイマ28が計数を開始する。絶縁破壊はアーク放電電圧検出によって検知される。タイマ28の出力はフルブリッジ駆動回路３０、信号選択器29に入力され、所定時間に達するまでフルブリッジ駆動回路３０はフルブリッジ部102の極性をコイルが装着されていない電極が陽極となるよう固定する。一方の信号選択機29は比較器25の出力を選択し、PWM部26へ与える。これによって超高圧水銀ランプ１０へ直流電流（定電流制御）が流れる。
【００４２】
通常、この時点ではまだ電極の温度が低いためアーク放電を維持できずグロー放電状態に移行する。グロー放電状態ではランプの抵抗値が高いため、電流値は低い状態で制御しなければならない。この際の制御は定電流制御であり、タイマ28の計数値は電流設定器27へも出力されており、これによって電流値を制御する（図２の状態（１））。
【００４３】
グロー放電によって電極が加熱され熱電子放出が可能な状態になると、再びアーク放電へ移行する。アーク放電への移行はアーク放電電圧検出によって検知する（図２の状態（２））。
【００４４】
アーク放電移行後はアークが電極先端部に移行し安定するように所定時間に達するまで、タイマ28によって電流設定器27により定電流制御を行う（図２の状態（３））。タイマ28の計数値が所定値に達すると、フルブリッジ駆動回路３０はフルブリッジ部102の極性切換を開始させ、加えて信号選択器29は比較器24の出力を選択しPWM部26へ与える。これによって超高圧水銀ランプへ交流電流が流れ始める（図２の状態（４））。交流動作の初期は定電流制御されるが、徐々に電圧が上昇する。その後、電圧が安定すると定電力制御に切り替え定常動作となる。
【実施例】
【００４５】
次に、対向する2つの電極について相対的に大きさを変え、電極先端の突起を維持しつつ、直流・交流極性反転時におけるコイルからの放電による発光管内壁へのダメージを抑制できるかを検証した実験について説明する。
【００４６】
実験した超高圧水銀ランプの仕様は次の通りである。石英ガラスよりなる発光管内に、その先端部に突出する突起を有する一対のタングステン製電極を１．５ｍｍの間隔で対向配置し、この発光管内に０．２０ｍｇ／ｍｍ３の水銀と、約１３ｋＰａのアルゴンガスと、1×１０−６〜１×１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲でハロゲンを封入したランプである。一方の電極にはタングステン製コイルが形成されている。
【００４７】
一対の電極の形状は図１に示すようにコイルを除くと概略同様の形状としている。発光管内容積は７８ｍｍ３であり、コイルの形成された電極の体積は電極本体に電極芯棒およびコイルも含めて３．１ｍｍ３とした。コイルの線径はφ０．２ｍｍであり、その体積は０．５ｍｍ３である。電極芯棒の径はφ０．４ｍｍである。
電極の体積は電極本体及び電極芯棒についてはＣＡＤにより３次元モデリングで算出し、コイルについてはコイルの断面積×巻き線長さで計算した。
【００４８】
コイル形成電極の体積を３．１ｍｍ３一定として、コイルのない方の電極の体積を３．８ｍｍ３  、  ３．７ｍｍ３  、  ３．３ｍｍ３  、  ３．１ｍｍ３  、  ２．５ｍｍ３  、  ２．3ｍｍ３  としてそれぞれ５本ずつ製作した。電極本体の円柱状部の径はφ１．4ｍｍとし、その円柱状部の長さの長短により前記６種類のランプを用意した。
【００４９】
ランプ点灯を開始後の直流駆動期間で陽極動作する電極がコイルなし電極となるように図６の回路に配線して5分間点灯の後、5分間休止という条件にて繰り返し点灯試験を行った。その結果、図９に示すように、始動時のコイルからのアーク飛びの不具合は全てのランプにおいて生じることがなかった。しかし、50時間点灯後（点灯回数600回）に電極の突起の状態を確認した。この50時間という時間は、超高圧放電ランプの不具合、例えば発光管の黒化や電極の変形を確認するための目安となる時間である。上記のコイルのない方の電極の体積が２．３ｍｍ３、３．８ｍｍ３の2種類のランプにおいて、電極先端の突起の大きさが対向する両電極で異なる結果となった。
【００５０】
これは電極の体積が２．３ｍｍ３の場合には定常点灯時に先端突起部だけでなくコーン部まで溶けてしまったためであり、電極の体積が３．８ｍｍ３の場合には定常点灯時に先端突起部の一部しか溶けなかったと考えられた。このことから、両電極の体積の相対比率はコイルのある側の電極の体積をＶとするとコイルのない側の電極の体積は０．８Ｖ〜１．２Ｖであることが好ましいと推測された。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の超高圧水銀ランプの実施形態の主要部を示す。
【図２】点灯初期の直流駆動段階での電流、電圧の時間変化および本発明の超高圧水銀ランプ内の電極と放電の模式図を示す。
【図３】従来のランプでの電極間での直流・交流極性反転時におけるアーク放電の状態を示す。
【図４】本発明のランプでの電極間での直流・交流極性反転時におけるアーク放電の状態を示す。
【図５】本発明の超高圧水銀ランプの接続の概略図を示す。
【図６】本発明の超高圧水銀ランプの点灯に使用する点灯回路図を示す。
【図７】点灯初期の直流駆動段階での電流、電圧の時間変化および従来の超高圧水銀ランプ内の電極と放電の模式図を正常状態について示す。
【図８】点灯初期の直流駆動段階での電流、電圧の時間変化および従来の超高圧水銀ランプ内の電極と放電の模式図を異常状態について示す。
【図９】本発明の効果を説明する図を示す。
【符号の説明】
【００５２】
１  発光管
１Ａ  発光管内壁
２  始動時陰極側電極
３  コイル
４  始動時陽極側電極
４´  始動時陽極側電極
５  電極先端部突起
６  コーン部
６´  コーン部
７  金属箔
８  外部リード
９  封止部
１０  超高圧水銀ランプ
１１  アーク
２１  電極芯棒
２２  電極本体
２３  電力設定器
２４  比較器
２５  比較器
２６  ＰＷＭ部
２７  電流設定器
２８  タイマー
２９  信号選択器
３０  フルブリッジ駆動回路
３１  乗算器
４１  電極芯棒
４２  電極本体
１００  点灯装置
１０１  スイッチング部
１０２  フルブリッジ部
１０３  制御部
１０４  イグナイタ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図９】
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