(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管部の両側から封止部が突設された封体容器と、封止部内に埋設された金属箔にその一端が溶接され、その他端が発光管部中に対向して配置されたアノード電極およびカソード電極と、前記金属箔にその一端が溶接され、その他端が外部に導出された外部リード棒とで構成された放電灯において、
アノード電極側の外部リード棒に接続された主トリガ線を発光管部の外側に延出すると共に前記主トリガ線の先端を発光管部の外側に配置し、
カソード電極側の外部リード棒に副トリガ線の一端を接続すると共に前記副トリガ線の他端をカソード側の封止部に巻着し、さらに、前記副トリガ線の弛んで湾曲した部分を前記発光管部の外面に沿って配置したことを特徴とする放電灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリガ線を設けることで低いブレークダウン電圧にて点灯できる高輝度放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、高輝度放電灯、たとえば高圧水銀灯が液晶プロジェクターの光源として多用されている。以下、従来の高輝度放電灯の問題点を図５〜７に従って簡単に説明する。図５は従来例１の高輝度放電灯(B1)で、石英ガラスからなり、その両側に封止部(3a)(3b)が突設された発光管部(1)と、前記封止部(3a)(3b)内に気密状に埋設されたモリブデン金属箔(4a)(4b)と、発光管部(1)内に対向して配置され、その一端が前記モリブデン金属箔(4a)(4b)にそれぞれ溶接されている一対の電極(2a)(2b)と、前記封止部(3a)(3b)から導出され、その一端が前記前記モリブデン金属箔(4a)(4b)にそれぞれ溶接されている外部リード棒(5a)(5b)とで構成されている。前記一対の電極(2a)(2b)は、直流点灯の場合、それぞれアノード電極(2a)、カソード電極(2b)となる。
【０００３】
発光管部(1)内には始動用としてアルゴンガスなどの不活性ガス、水銀およびそれぞれ用途に合わせた金属ハロゲン化物が封入されている。この従来例１(B1)を点灯させようとした場合、電極(2a)(2b)間において絶縁破壊を起こさせる必要があるためイグナイタにより高圧の始動電圧を印加する必要がある。この高圧始動電圧は放電灯(B1)が搭載されている光学機器の制御回路に対するノイズとなり誤動作の原因となる。それ故、始動電圧をできる限り低くすることが現在要求されている。また、光学機器そのものも小型化に向かっており、点灯装置の小型化も強く要求されている。
【０００４】
図５は、従来例１(B1)の改良例である従来例２(B2)を示す。従来例２(B2)は従来例１(B1)に対してアノード電極(2a)側の外部リード棒(5a)に接続されたトリガ線(6c)が発光管部(1)の外面に沿って配置され、カソード電極(2b)側の封止部(3b)のネックに巻きつけられている。この従来例２(B2)を直流点灯すると、電極(2a)(2b)とトリガ線(6c)との間で電界が形成され、この電界の影響で電極(2a)(2b)のアルゴンガスの絶縁破壊が有利になり、従来例１(B1)に比べてブレークダウン電圧が低くなる。
【０００５】
アーク長さ１.３ｍｍの高圧水銀灯[従来例２(B2)]の実験によると、高圧パルス約１０ｋV(パルス幅＝約０.１μsec)が始動できるほぼ最低値であった。これに対して従来例１(B1)の場合はトリガ線(6c)がないので、始動の最低電圧はほぼ高圧パルス１２ｋVであった。図６は従来例３(B3)であり、従来例２(B2)とは逆の例であり、この場合も従来例２(B2)と同様、始動の最低電圧は高圧パルス約１０ｋVであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前述のように近年のプロジェクターのような光学機器の小型化への要求や制御回路に対する更なるノイズの低減要求に伴い、始動高圧パルス電圧が１０ｋV以下になるようにして点灯装置の一部を構成するイグナイタの小型化を達成できるような放電灯が求められるようになっている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
「請求項１(図４参照)」に係る発明は、「発光管部(1)の両側から封止部(3a)(3b)が突設された封体容器(10)と、封止部(3a)(3b)内に埋設された金属箔(4a)(4b)にその一端が溶接され、その他端が発光管部(1)中に対向して配置されたアノード電極(2a)およびカソード電極(2b)と、前記金属箔(4a)(4b)にその一端が溶接され、その他端が外部に導出された外部リード棒(5a)(5b)とで構成された放電灯(A4)において、
アノード電極(2a)側の外部リード棒(5a)に接続された主トリガ線(6a)を発光管部(1)の外側に延出すると共に前記主トリガ線(6a)の先端(61)を発光管部(1)の外側に配置し、
カソード電極側(2b)の外部リード棒(5b)に副トリガ線(6d)の一端を接続すると共に前記副トリガ線(6d)の他端をカソード側の封止部(3b)に巻着し、さらに、前記副トリガ線(6d)の弛んで湾曲した部分を前記発光管部(1)の外面に沿って配置したことを特徴とする放電灯」である。
【００１２】
このように主トリガ線(6a)の先端(61)を発光管部(1)の外側に配置したので、始動時に先端(61)とカソード電極(2b)の先端部(21b)との間に著しく不平等な電界が形成され、電極(2a)(2b)間の絶縁破壊が起こりやすくなり、その結果始動電圧を従来に比べて低くすることが出来た。
また、主トリガ線(6a)に加えて副トリガ線(6d)を備えているので、主トリガ線(6a)と副トリガ線(6d)とが協働してより不平等な電界が形成されることになり、電極(2a)(2b)間の絶縁破壊がより起こりやすくなり、その結果始動電圧を最も低くすることが出来た。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適な実施例(A1)〜(A4)を用いて説明する。図１は本発明の第1実施例にかかるダブルエンド型の高輝度放電灯(A1)の断面図である。封体容器(10)は熱膨張収縮がほとんど起こらない石英ガラスで構成されており、中空球体状の発光管部(1)の両端からストレートに伸びた封止部(3a)(3b)とで構成されている。前記封止部(3a)(3b)にはシュリンクシールにて内部にモリブデン金属箔(4a)(4b)がそれぞれ気密状に埋設されており、その一端にアノードおよびカソード電極(2a)(2b)の基端部分(22a)(22b)が溶接されており、その他端には外部リード棒(5a)(5b)の埋設端がそれぞれ溶接され、外部リード棒(5a)(5b)の他端が外部に導出されている。前記アノードおよびカソード電極(2a)(2b)の先端部分(21a)(21b)は所定の間隔(０.８〜１.５ｍｍ)を空けて対向している。
【００１４】
前記アノード電極(2a)の先端部分(21a)は、基端部分(22a)に比べて太径に形成されており、その先端面(21c)は平らな円形に形成されている。これに対してカソード電極(2b)はアノード電極(2a)に比べて細く、その先端は尖っている。以上の構成は実施例１〜４に共通であり、上記の記述は実施例２〜４に援用する。
【００１５】
主トリガ線(6a)は、細線或いは若干腰のある棒材で構成されており(Fe-Cr,Ni,またはPtなどが使用される)、その一端はアノード側の外部リード棒(5a)に巻着されており、アノード側の封止部(3a)および発光管部(1)に沿って延出されており、その端部(61)は発光管部(1)の外面に配置されている。そして前記発光管部(1)の外面に配置された端部(61)は電界を集中させるために尖っていることが望ましい。
【００１６】
一般的に、放電灯を始動させるには電極間に高電圧を印加して絶縁破壊を起こさせ(タウンゼント放電と呼ばれる領域)、それが外部からの高圧エネルギを絶たれても消滅しない持続放電に成長する必要がある。これには電界の分布が著しく不平等の場合に発生するコロナ放電と呼ばれる局部的な持続放電(発光管部内の一部分に電離作用が営まれる現象)から発達するものと考えられている。電極の先端がカソード電極のように先鋭であればその先鋭な先端に電界が集中し、コロナ放電が発達しやすいがアノード電極のように先端面が平坦な場合、電界の集中が阻害されコロナ放電の発達に不利になると考えられる。アノード電極の先端は点灯時連続的な電子の流入で高温になるための熱容量の関係から先鋭にできず通常平坦な形状となっている。
【００１７】
実施例１における放電灯(A1)を点灯すると、始動時には電極(2a)(2b)間に始動用高電圧を印加することになるが、主トリガ線(6a)の先鋭な先端(61)とカソード電極(2b)との間で著しく不平等な電界が形成され、従来よりはるかに低い始動高圧パルスでも絶縁破壊を起こすことができ、コロナ放電の発生を容易にすることができた。この場合、５〜９ｋVという低い始動電圧にてコロナ放電を発生させることができた。これに対して前述のように、図５の従来例２(B2)の場合、トリガ線(6c)の他端はカソード側の封止部(3b)に巻着されてループ構成しているため、実施例１(A1)のような先鋭な先端はもはや存在せず、トリガ線(6c)は存在するもののその始動電圧降下効果は小さく、約１０ｋVの始動電圧が必要であった。
【００１８】
次に第2実施例(A2)について説明する。この場合も前述同様、先端面(21c)の平坦なアノード電極(2a)の先端部分(21a)にコイル上にて主トリガ線(7)が巻着され、その先鋭な先端(71)が先端面(21c)に近接して配置されているので、始動高電圧を電極(2a)(2b)に印加すると、アノード電極(2a)の先端部分(21a)に巻着された前記主トリガ線(7)の先鋭な先端(71)とカソード電極(2b)の先端部(21b)との間で前述同様、著しく不平等な電界が形成され、従来よりはるかに低い始動高圧パルスでも絶縁破壊を起こすことができ、コロナ放電の発生を容易にすることができた。この場合も、５〜９ｋVという低い始動電圧にてコロナ放電を発生させることができた。
【００１９】
次に第3実施例(A3)について説明する。この場合は、カソード電極(2b)側を外部リード棒(5b)にその一端が巻着され、発光管部(1)の外側を通ってアノード側の封止部(3a)のネック部分に巻着された副トリガ線(6d)と、その一端がアノード側の外部リード棒(5a)に巻着され、発光管部(1)の外側に延出され且つその先鋭な先端(61)が発光管部(1)の外面に配置された主トリガ線(6a)とを備えるものであって、副トリガ線(6d)と主トリガ線(6a)が協働して始動電圧を引き下げ、その結果４〜８ｋVという最も低い高圧パルスでコロナ放電の発生を達成することができた。
【００２０】
最後に第４実施例(A4)について説明する。この場合は第１実施例(A1)に副トリガ線(6e)を設けたものである。副トリガ線(6e)の一端はカソード側の外部リード棒(5b)に巻着され、他端はカソード側の封止部(3b)のネックに巻着され、その中間部(6e1)は発光管部(1)の外面に沿って配置されている。この状態で始動点灯すると、前述のように主トリガ線(6a)の先端(61)とカソード電極(2b)の先端(21b)との間および副トリガ線(6e)の中間部(6e1)とアノード電極(2a)の先端面(21c)との間でより著しく不平等な電界が形成されることになり、その結果、第3実施例(A3)と同様、４〜８ｋVという最も低い高圧パルスでコロナ放電の発生を達成することができた。なお、第3実施例(A3)より有利な点は、主トリガ線(6a)と副トリガ線(6e)との間の距離を大きくとることができ、主トリガ線(6a)と副トリガ線(6e)における始動時の放電を防止することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の第１，２実施例にかかる放電灯では、アノード側の外部リード棒に接続された主トリガ線の先鋭な先端を発光管部の外面に配置しておくので、或はアノード電極の先端部分に主トリガ線を巻着し、その先端をアノード電極の先端面に近接されて配置しておくので、始動時、この主トリガ線の先鋭な先端とカソード電極の先端との間に著しく不平等な電界が形成され、従来よりもはるかに低い始動電圧でコロナ放電の発生を達成することができるようになった。
【００２６】
これに加えて第3、４実施例に示すように、主トリガ線に加えて副トリガ線を設けることで、両トリガ線を協働させ、以ってさらに低い始動電圧によってコロナ放電の発生を達成することができるようになった。その結果、イグナイタの小型化および低ノイズ化を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高輝度放電灯の第１実施例の断面図。
【図２】本発明の高輝度放電灯の第２実施例の断面図。
【図３】本発明の高輝度放電灯の第３実施例の断面図。
【図４】本発明の高輝度放電灯の第４実施例の断面図。
【図５】従来例１の断面図。
【図６】従来例２の断面図。
【図７】従来例３の断面図。
【符号の説明】
(A1)〜(A3)  本発明の放電灯
(1)          発光管部
(2a)(2b)      封止部
(3a)(3b)      封止部
(5a)(5b)      外部リード棒
(6a)(7)        主トリガ線
(6d)(6e)      副トリガ線
(10)          封体容器
【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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