高圧放電灯
【課題】発光管部の耐圧強度を確実に維持しつつ、金属箔と導電体との間における容量結合を強くして、始動電圧をさらに低下させることのできる高圧放電灯を提供する。
【解決手段】発光管部26と、発光管部26の両側から延出され、その内部に埋設されてその一部となるプレシールガラス部材38、およびプレシールガラス部材38の外面に接し且つ発光管部26の発光空間から離隔して設けられた不活性ガス封入空間46を少なくともいずれか一方に有する封止部28と、一対の電極34、外部リード棒36、および金属箔32で構成された通電部材Kと、封止部28aの外周にて不活性ガス封入空間38に一致して設けられ、他方の外部リード棒36bに接続された外側導電体16と、一方の封止部28a内の不活性ガス封入空間38aに配置され、外側導電体16が設けられた一方の封止部28aの通電部材K1と同電位の内側導電体15とで高圧放電灯10を構成することにより、上記課題を解決できる。
【解決手段】発光管部26と、発光管部26の両側から延出され、その内部に埋設されてその一部となるプレシールガラス部材38、およびプレシールガラス部材38の外面に接し且つ発光管部26の発光空間から離隔して設けられた不活性ガス封入空間46を少なくともいずれか一方に有する封止部28と、一対の電極34、外部リード棒36、および金属箔32で構成された通電部材Kと、封止部28aの外周にて不活性ガス封入空間38に一致して設けられ、他方の外部リード棒36bに接続された外側導電体16と、一方の封止部28a内の不活性ガス封入空間38aに配置され、外側導電体16が設けられた一方の封止部28aの通電部材K1と同電位の内側導電体15とで高圧放電灯10を構成することにより、上記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクターなどに使用される高圧放電灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターなどの光源として使用される高圧放電灯は、内部の空間に水銀が封入された発光管部と、この発光管部の両側から延び、発光管部の内部の空間を封止する封止部とを備えており、高圧放電灯はこの発光管部に封入され、点灯時に蒸発した水銀蒸気の量が多いほど高圧放電灯から放射される光の量も多くなるという性質を有している。このため、より多くの光を放射することを目的として、発光管部に封入する水銀の量が次第により多く設定されるようになってきている。
【０００３】
このような高圧放電灯の点灯とこれに続く発光は、一対の電極間に高い始動電圧を印加することにより、同電極間において絶縁破壊を生じさせ、この絶縁破壊により形成されたアークで発光管部に封入された水銀を蒸発させ、これを励起することにより行われるが、上述のように発光管部に封入する水銀の量を多くすると、点灯していた高圧放電灯を消灯した時に高圧放電灯の冷却と共に電極表面に水銀微細粒が冷却凝集し、これが点灯時(或いは再点灯時を含む。以下同じ。)のアーク発生を阻害するようになる。その結果、再点灯時にはより高い電圧を電極間に印加しなければならなくなる、換言すれば高圧放電灯の始動性が悪くなるという問題が生じていた。
【０００４】
そこで、始動電圧を低くすることが出来る高圧放電灯始動性向上技術が開発されている。例えば、特許文献１に記載された高圧放電灯１は、図５に示すように、封体容器２における一対の封止部３ａ、３ｂの内周面と金属箔４ａ、４ｂとの間に不活性ガス(Ａｒ)や水銀が封入された不活性ガス封入空間５が形成されており、更に一方の封止部３ａの外周に導電体６の一端が巻設され、これが更に引き出されて他方の封止部３ｂの外部リード棒７ｂに接続されている。なお、一方の封止部３ａの外部リード棒を７ａで示す。
【０００５】
そして点灯時に、一方の封止部３ａ内の金属箔４ａと導電体６との間に通常の電極間絶縁破壊電圧よりも低い電圧を印加すると、該金属箔４と導電体６との間に放電が生じて紫外線が放射され、この紫外線を受けた陰極側電極８の表面から電子が放出されることにより、両電極８、８間における絶縁破壊が生じ易くなる。その結果、始動性が悪い高圧放電灯１の始動電圧を低下させることができる。
【０００６】
これは封止部３ａの金属箔４ａと導電体６との間の容量結合に関係し、封止部３ａのガラス厚Ｔが薄ければ薄い程、金属箔４ａと導電体６との間の容量結合が強くなり、始動時において低い電圧でも金属箔４と導電体６との間に放電が生じ易くなり、紫外線が放射されて電極８、８間での始動電圧が低くなるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５２６１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１に記載された高圧放電灯１では、上述のように、始動電圧をある程度低下させることはできるものの、前述のように発光管部９内の水銀封入量を増加させていくと、点灯時の水銀蒸発に伴う発光管部９の高い内圧に耐えるようにするために高圧放電灯１の耐圧強度を高めなければならず、それにはより厚手の封体容器用ガラス管を使用しなければならない。それ故、導電体６が巻き付けられる封止部３ａの不活性ガス封入空間５の構成部分におけるガラス厚Ｔが必然的に厚くなることから、金属箔４ａと導電体６との間の容量結合が弱くなる（換言すれば、導電体６を巻き付けた部分のガラス厚Ｔは金属箔４と導電体６との間の容量結合に関係し、ガラス厚Ｔが薄くなれば容量結合が強くなり、逆に厚くなれば弱くなる。）。この結果、低い印加電圧では金属箔４ａと導電体６との間に放電による紫外線の放射が発生しなくなることから、高い印加電圧が必要となってしまい、前述の不活性ガス封入空間５や導電体６を使用することによる電極８、８間の始動電圧の低下要求に応えることができなかった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものである。それ故に本発明の主たる課題は、発光管部の耐圧強度を確実に維持しつつ、金属箔と導電体との間における容量結合を強くして金属箔と導電体との間で放電を生じさせるために必要な電圧を低くすることにより、電極間の始動電圧を更に低下させることのできる高圧放電灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、
(1a) 発光物質を封入した発光空間を内部に有する発光管部２６と、
(1b) 前記発光管部２６の両側から延出され、その内部に埋設されてその一部となるプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂ、および前記プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂの外面に接し且つ前記発光管部２６の発光空間から離隔して設けられた不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂを少なくともいずれか一方に有する封止部２８ａ、２８ｂと、
(1c) 前記プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂを貫通して設けられ、一端が前記発光空間内にて相対向して配置されている一対の電極３４ａ、３４ｂ、一端が前記封止部２８ａ、２８ｂの外部へ導出された外部リード棒３６ａ、３６ｂ、および前記プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂ内に埋設され、前記電極３４ａ、３４ｂと前記外部リード棒３６ａ、３６ｂとを接続する金属箔３２ａ、３２ｂで構成された通電部材Ｋ１、Ｋ２と、
(1f) 前記封止部２８ａの外周にて前記不活性ガス封入空間４６ａに一致して設けられ、他方の前記封止部２８ｂから導出された前記外部リード棒３６ｂに接続された外側導電体１６と、
(1g) 一方の前記封止部２８ａ内の前記不活性ガス封入空間４６ａに配置され、前記外側導電体１６が設けられた一方の前記封止部２８ａの通電部材Ｋ１と同電位の内側導電体１５とで構成された事を特徴とする高圧放電灯１０である。
【００１１】
本発明に係る高圧放電灯１０の封止部２８ａ、２８ｂの内部には、プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂが埋設されて該封止部２８ａ、２８ｂの一部となっており、このプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂの外面に接するようにして、不活性ガスが封入された不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂが発光管部２６の発光空間から離隔して設けられている。該不活性ガス封入空間は、外側導電体１６がいずれか一方の封止部に設けられる関係からいずれか一方だけでもよい。
【００１２】
このようにプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂが封止部２８ａ内に一体的に埋設されているので、発光管部２６の肉厚ｔ１に対して不活性ガス封入空間４６ａ部分の肉厚ｔ２を薄くすることができ、これにより耐圧強度を維持しつつ容量結合を大きくできて始動電圧を低くすることができるようになった。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１の内側導電体１５を限定したものであり、「前記内側導電体１５は、前記プレシールガラス部材３８ａの外周面に沿って配設された金属箔又は該外周面３８ａ４から端面３８ａ３にかけて一体に設けられた導電膜或いは金属箔３２ａからのプレシールガラス貫通部Ｋｔで、一端が前記不活性ガス封入空間４６ａに配設され、他端が一方の前記封止部２８ａの通電部材Ｋ１に接続されている」ことを特徴とする。
【００１４】
内側導電体１５として「金属箔」や「導電膜」を用いることにより、プレシールガラス部材３８ａ内に埋設された通電部材Ｋ１の「金属箔」と同様の作用効果、即ち、「気密性確保」を奏することができるだけでなく、内側導電体１５として「金属箔」が外部リード棒３６ａに接続(溶接)された状態で用いられたり、「導電膜」がプレシールガラス部材３８ａと一体に設けられていることにより、高圧放電灯１０を組み立てる際にプレシールガラス部材３８ａと内側導電体１５とを別々に保持しつつ封止部２８ａの空間内に挿入して封止部２８ａと融着させる必要がなく、プレシールガラス部材３８ａのみを保持して封止部２８ａと融着させるだけでよくなり、高圧放電灯１０の生産効率を向上させることができる。
【００１５】
一方、内側導電体１５として金属箔３２ａからのプレシールガラス貫通部Ｋｔを用いる場合は、前記生産効率向上だけでなく、「金属箔」や「導電膜」のようにプレシールガラス部材３８の外周面と封止部２８ａの内周面との間に挟み込まれる物がなくなることから、プレシールガラス部材３８の外周面と封止部２８ａの内周面とを完全に融着一体化して不活性ガス封入空間４６ａの気密性を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光管部の耐圧強度を維持しつつ、外側導電体と内側導電体との間のガラス厚を小さくすることで両者間の容量結合の度合いを強くし、外側導電体と内側導電体との間で放電を生じさせ易くして電極間での必要な始動電圧をさらに低下させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる第１の実施例およびこれを用いた光源装置を示す図である。
【図２】第１の実施例にかかる高圧放電灯の製造手順を示す図である。
【図３】本発明にかかる第２の実施例を示す図である。
【図４】本発明にかかる他の実施例を示す図である。
【図５】従来技術にかかる高圧放電灯を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施例）
以下、本発明が適用された高圧放電灯１０について説明する。図１は、本発明に係る第１実施例に係るダブルエンド型の高圧放電灯１０Ａの断面図である。本発明に係る高圧放電灯１０Ａは、大略、封体容器１２と、この封体容器１２における一対の封止部２８ａ、２８ｂの内部に埋設された一対のマウント１４ａ、１４ｂと、内側導電体１５と、外側導電体１６とで構成されている。また、この高圧放電灯１０Ａに直流電源１８（もちろん、交流電源であってもよい）と安定器回路２０と高周波始動回路２２とを組み合わせて、光源装置２４が構成されている。
【００１９】
封体容器１２は、内部に空間を有する略球状の発光管部２６と、発光管部２６の両側から延びる一対の封止部２８ａ、２８ｂとを備えており、熱膨張および熱収縮がほとんど発生しない石英ガラスで形成され、発光管部２６の内部空間に必要ガスや必要充填物(Ａｒその他必要ガスや水銀その他)が封入され、更に当該空間において互いに対向して一対の電極３４ａ、３４ｂが配設されており、発光管部２６の肉厚ｔ１は点灯時の水銀蒸気による内圧上昇に十分耐えるだけの厚さで形成されている。
【００２０】
封止部２８ａ、２８ｂの内部にはマウント１４ａ、１４ｂが埋設されており、金属箔３２ａ、３２ｂと電極３４ａ、３４ｂ及び外部リード棒３６ａ、３６ｂとで構成された通電部材Ｋ１、Ｋ２がマウント１４ａ、１４ｂを構成するプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂを貫通するように配設されており、前述のように通電部材Ｋ１、Ｋ２の先端部分を構成する電極３４ａ、３４ｂが発光管部２６の空間内で互いに対向するように配設されている。
【００２１】
そして、プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂと、一体的に融着されてこれらを取り巻く封止部構成ガラス層２８ａ１、２８ｂ１とは、封止部２８ａ、２８ｂの基部２８ａ２、２８ｂ２側と端部２８ａ３、２８ｂ３側とにおいて一体に融着されており、前記融着部分の間にてプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂの外面に接し且つ発光管部２６の発光空間から離隔して設けられ、アルゴンガスが封入された不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂが設けられている。本明細書では不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂは両封止部２８ａ、２８ｂに設けられている例を示すが、外側導電体１６が設けられる方だけでもよい。
【００２２】
不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂに接する封止部構成ガラス層２８ａ１、２８ｂ１の肉厚ｔ２は、点灯時に発光管部２６の高内圧が直接加わらないことから発光管部２６の肉厚ｔ１より薄くされている。なお、封止部２８ａ、２８ｂの基部２８ａ２、２８ｂ２は、点灯時に発光管部２６の高内圧が直接加わるから、基部２８ａ２、２８ｂ２の形成時に十分な肉厚となるようにプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂを融着一体内蔵して封止部２８ａ、２８ｂの外径と同じ太さに成形される。本実施例では埋設溶着一体化されたプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂの先端は円錐台状に形成され、且つ該先端から発光管部２６の内周面までの肉厚も発光管部２６の肉厚ｔ１と同程度に形成されている。
【００２３】
マウント１４ａ、１４ｂは、前述のようにその大部分が封止部２８ａ、２８ｂにそれぞれ埋設されている部材であって、モリブデンで形成された金属箔３２ａ、３２ｂと、一端が発光管部２６の空間内に配設されており、他端が金属箔３２ａ、３２ｂの一端に取り付けられたタングステン製の電極３４ａ、３４ｂと、金属箔３２ａ、３２ｂの他端に取り付けられており、封止部２８ａ、２８ｂの外部へ導出された外部リード棒３６ａ、３６ｂと、金属箔３２ａ、３２ｂおよび電極３４ａ、３４ｂや外部リード棒３６ａ、３６ｂの金属箔側端部が埋設されたプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂとで構成されている。なお、金属箔３２ａ（３２ｂ）、電極３４ａ（３４ｂ）および外部リード棒３６ａ（２８ｂ）をまとめてそれぞれ通電部材Ｋ１（Ｋ２）と記載する。
【００２４】
また、発光管部２６内に配設された電極３４ａ、３４ｂの端部形状は、交流点灯用の高圧放電灯１０の場合であれば両方とも略同一形状であるが、直流点灯用の高圧放電灯１０の場合であれば陽極側の電極が陰極側に比べて大きく形成される。以上の点は第２の実施例以下でも同様である。
【００２５】
図１に示す内側導電体１５は、一方の封止部２８ａ内の不活性ガス封入空間４６ａにその一端１５ａが配置され、プレシールガラス部材３８ａの外周面に沿い、封止部２８ａの封止部構成ガラス層２８ａ１とプレシールガラス部材３８ａの外周面との気密密着部分２９を通って封止部２８ａの外部へ延び、他端１５ｂがスポット溶接にて外部リード棒３６ａに電気的に接続されており、外部リード棒３６ａを含む通電部材Ｋ１と同電位になる金属箔である。内側導電体１５の他の実施例としては、プレシールガラス部材３８ａの外周面から端面３８ａ３にかけて一体に設けられた導電膜やプレシールガラス部材３８ａを貫通するように設けられたプレシールガラス貫通部Ｋｔでもよい（「導電膜」「プレシールガラス貫通部Ｋｔ」の実施例については後述する。）。
【００２６】
外側導電体１６は、その一端部分がリング状に形成された金属線であって一方の封止部２８ａの外周にて不活性ガス封入空間４６ａに一致して巻設され、その他端側が該リング部１６ａから引き出された外側導電体用導線５０として他方の封止部２８ｂから導出された外部リード棒３６ｂに接続されている。なお、外側導電体１６の形状はリング状に限られず、内側導電体１５に対向して設けられた板状体やブロック状でもよい。外側導電体１６を封止部２８ａの外周面に巻き付けて固定した場合、外側導電体１６が封止部２８ａの外周面から不所望にずれることがない。図示していないが、更に、高圧放電灯１０の始動性を改善するために一般的に使用されるトリガワイヤ（発光管部の外側に配設されたワイヤで、点灯始動時に電極との間で放電を生じさせて使用するもの。）と外側導電体１６とを共通の金属線で形成してもよい。
【００２７】
安定器回路２０は、直流電源１８からの電圧を受けて、高圧放電灯１０Ａに供給される電圧のばらつきや、経時的な電圧変化などを考慮し、高圧放電灯１０Ａの点灯に必要な一定電力を安定的に高圧放電灯１０Ａの一対の電極３４ａ、３４ｂ間に印加するための回路である。また、安定器回路２０は、外側導電体１６が配設されている一方の通電部材Ｋ１を構成する一方の外部リード棒３６ａと、他方の通電部材Ｋ２を構成する他方の外部リード棒３６ｂとにそれぞれ高周波始動回路２２を介して導線４８ａ、４８ｂにより電気的に接続されている。
【００２８】
高周波始動回路２２は、高圧放電灯１０Ａの点灯始動時において、電極３４ａ、３４ｂ間および内側導電体１５と外側導電体１６との間における絶縁破壊を生じ易くするために安定器回路２０から受けた電圧の周波数を高くして高圧放電灯１０Ａに供給する回路である。つまり、電気的に直接接続されていない内側導電体１５と外側導電体１６との間は、静電容量結合により一種のコンデンサを形成しており、コンデンサは、周波数の高い電圧ほど通過させ易いという性質を有している。このため、高圧放電灯１０Ａの点灯時に供給する電圧の周波数を高くすることにより、電極３４ａ、３４ｂ間や内側導電体１５と外側導電体１６との間における放電、すなわち絶縁破壊を生じ易くすることができるもので、これを利用した本発明の高点灯性については後述する。
【００２９】
（高圧放電灯の製造手順）
本実施例に係る高圧放電灯１０Ａの製造手順の一例について、図２に基づいて簡単に説明する。［工程（ａ）］金属箔３２ａの一端に電極３４ａの他端をスポット溶接し、続いて外部リード棒３６ａの他端を金属箔３２ａの他端にスポット溶接して通電部材Ｋ１を形成した後、この通電部材Ｋ１を肉厚ｔ３が０．５〜０．８ｍｍのプレシールガラス部材３８ａ内に挿入する。［工程（ｂ）]然る後、プレシールガラス部材３８ａを２０００℃以上の高温（石英ガラスの軟化点は、１６５０℃付近であることから、加熱温度は、２０００℃以上に設定されている。）で加熱して熱収縮（加熱シュリンク法）させ、［工程（ｃ）]その後、所定の位置で切断して略柱状のプレシールガラス部材３８ａを有するマウント１４ａを製造する。なお、プレシールガラス部材３８ａと金属箔３２ａとの熱収縮率が異なるが、金属箔３２ａがプレシールガラス部材３８ａ内に埋設されるとプレシールガラス部材３８ａの機械的強度が金属箔３２ａのそれに比べて隔絶しているので、金属箔３２ａの熱膨張による伸縮は完全に拘束され、以後、金属箔３２ａの表面とプレシールガラス部材３８ａの接触面とは完全な気密状態で密着することになる。これらはマウント１４ｂも同様である。
【００３０】
［工程（ｄ）]次に、マウント１４ａの外部リード棒３６ａに短冊状の金属箔で出来た内側導電体１５の他端を溶接してプレシールガラス部材３８ａに沿わせ、その状態でアルゴンガスによる不活性雰囲気下で内側導電体１５とともに封体容器１２の一方の封止部２８ａとなる融着前のガラス管部Ａの内部空間に挿入し（熱収縮後のプレシールガラス部材３８は、その径が封止部２８ａの一部を構成することになる融着前のガラス管部Ａの内径よりも小さく形成されている。）、該一方の封止部２８ａを構成する融着前のガラス管部Ａの内部空間でマウント１４ａおよび内側導電体１５を位置決めし、［工程（ｅ）]この状態で封体容器１２の内部及び封体容器１２の発光管部２６と封止部２８ａとの接合部Ｂを２０００℃以上の高温で例えば１０〜１２秒間熱してシュリンクさせ、発光管部２６の内部空間と封止部２８ａとなるガラス管部Ａの内部空間とを基部２８ａ２にて互いに隔絶させる（この時、プレシールガラス部材３８ａの電極側先端部３８ａ１は封止部２８ａの基部２８ａ２内に埋設され且つ一体的に融着される。そして、基部２８ａ２の太さは前述のように発光管部２６の点灯時の高内圧に耐え得るだけの太さに形成される。なお、この時点では封止部２８ａの基部２８ａ２だけが封じられただけであるので、ガラス管部Ａの先端側（図中下側）とプレシールガラス部材３８ａの図中下側とは一定の隙間ｍをもって外部に開放している。）。上述のシュリンクシール方法の他に、熱した封止部２８ａを挟み込むピンチシール方法を採用してもよい。
【００３１】
［工程（ｆ）］前述のようにアルゴンガスによる不活性雰囲気下でのシュリンク作業なので封止部２８ａを構成するガラス管部Ａの内周面とプレシールガラス部材３８ａの外周面との間に形成された隙間ｍにアルゴンガスが満たされており、この状態でプレシールガラス部材３８ａの外部リード棒側端部３８ａ２の外周面に対応するガラス管部Ａの対応部分２８ａ３を外側から２０００℃以上の高温で例えば１０〜１２秒間熱してシュリンク（勿論、ピンチシールでもよい。）させ、プレシールガラス部材３８ａの当該外周面と封止部２８ａのガラス管部Ａの当該内周面とを融着して(短冊状の金属箔で出来た内側導電体１５が配設されている部分は、内側導電体１５を介して)、該融着部分２９と基部２８ａ２との間にアルゴンガスが封止された気密空間４６ａ「即ち、不活性ガス封入空間４６ａ」を形成する。これにより、一方の封止部２８ａが完成し、プレシールガラス部材３８ａはこの封止部２８ａに一体的に埋設された状態となる。
【００３２】
一方の封止部２８ａを完成させた後、発光管部２６の内部空間に必要な不活性ガス(Ａｒその他の必要ガス)、水銀その他の必要充填物を封入したのち、内側導電体１５のないマウント１４ｂを用いて上述したのと同様の手順で他方の封止部２８ｂを完成させる。なお、マウント１４ｂについては不活性ガス封入空間４６ａを形成せず、プレシールガラス部材３８ｂ全体を封止部２８ｂに溶着してもよい。
【００３３】
最後に、外側導電体１６のリング部１６ａを一方の封止部２８ａの外周に巻着し、リング部１６ａから導出した外側導電体用導線５０を他方の外部リード棒３６ｂに接続して高圧放電灯１０の製造が完了する。
【００３４】
（高圧放電灯の点灯手順）
次に、本実施例に係る高圧放電灯１０Ａを点灯する手順について説明する（図１）。点灯すると、高周波始動回路２２にて高周波の高電圧(ただし電極間始動電圧より低い電圧)が発生し、電極３４ａ、３４ｂ間に該高電圧が印加されると同時に外側導電体用導線５０を介して、外側導電体１６と一方の封止部２８ａに設けられた内側導電体１５のリング部１６ａとの間にも同じ高電圧が印加される。外側導電体１６のリング部１６ａと内側導電体１５との間に存在する封止部構成ガラス層２８ａ１の厚さｔ２は前述のようにプレシールガラス部材３８ａの存在によって薄いので、その分だけ両者間の静電容量結合は強く、その結果、電極３４ａ、３４ｂ間で絶縁破壊が生じるよりも低く、且つ、不活性ガス封入空間４６ａのアルゴンガスの絶縁破壊電圧を超える印加電圧で内側導電体１５と外側導電体１６との間に絶縁破壊が生じ、該絶縁破壊により励起されたアルゴンガスから紫外線が放射される。
【００３５】
そして、この紫外線が封体容器１２の封止部２８ａを通して瞬時に発光管部２６に伝わり（いわゆる、光ファイバ効果）、電極３４ａ、３４ｂに導かれることによって陰電極３４ａ(又は３４ｂ)の表面からの電子放射が開始される。この電子の放射開始により、電極３４ａ、３４ｂ間の絶縁破壊が誘引され、紫外線の放射がない場合に比べてはるかに低い始動電圧で電極３４間の絶縁破壊が生じる。
【００３６】
本実施例の高圧放電灯１０Ａによれば、上述のように、耐圧強度を維持しつつ、外側導電体１６が設けられる封止部２８ａの不活性ガス封入空間４６ａの構成部分におけるガラス厚ｔ２を薄くすることができ、互いに離隔された外側導電体１６と内側導電体１５との間の容量結合の度合いを耐圧強度に関係なく強くすることができ、両電極３４ａ、３４ｂ間で放電を生じさせるために必要な始動電圧を低下させることができる。
【００３７】
（第２実施例）
次に、図３を用いて本発明の第２実施例に係る高圧放電灯１０Ｂについて説明する。第２実施例は上述した第１実施例と比較して、内側導電体１５が「プレシールガラス部材３８ａの外周面に一体に設けられた導電膜」である点が異なっている。以下、この内側導電体１５に関係する事項についてのみ説明し、第２実施例に係る他の部分についての構成および作用効果については、第１の実施例における記載を援用する。
【００３８】
本実施例において、内側導電体１５は、プレシールガラス部材３８ａの外周面３８ａ４(その一部は不活性ガス封入空間４６ａ内に位置する。)、端面３８ａ３、および外部リード棒３６ａにかけて一体に設けられた導電膜であり、具体的には「珪タングステン酸」にプレシールガラス部材３８ａの約半分から外部リード棒３６ａにかけての部分を浸漬(或いは塗着)し、これを焼成炉で水素還元することによって形成された導電膜である。
【００３９】
このように、内側導電体１５として導電膜を用いることにより、上述した「金属箔」を用いる場合と同様の作用効果を奏することができるだけでなく、当該導電膜がプレシールガラス部材３８ａと一体に設けられていることから、高圧放電灯１０Ｂを組み立てる際にプレシールガラス部材３８ａと内側導電体１５とを別々に保持しつつ封止部２８ａの空間内に挿入して封止部２８ａと融着させる必要がなく、プレシールガラス部材３８ａのみを保持して封止部２８ａと融着させるだけでよくなり、高圧放電灯１０Ｂの生産効率を向上させることができる。
【００４０】
なお、内側導電体１５は上述のような態様に限られず、図４に示すように、通電部材Ｋ１を構成する短冊状の金属箔３２ａの中程にプレシールガラス貫通部Ｋｔを設け（図示実施例では、金属箔３２ａの上下方向に２箇所のプレシールガラス貫通部Ｋｔが設けられている。）、図示しないが２本の短いプレシール用のガラス管に通電部材を挿通し、これを加熱シュリンクさせることで２本の短いプレシール用のガラス管の突合せ面からプレシールガラス貫通部Ｋｔの先端部が融着したプレシールガラス部材３８ａを貫通させるようにし、該先端部が不活性ガス封入空間４６ａに配設されるように封止部２８ａを構成してもよい。この場合、マウント１４ａと内側導電体１５とを別部材として配設する必要がなくなることから、高圧放電灯１０Ｃの生産効率をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０Ａ〜Ｃ…高圧放電灯
１２…封体容器
１４ａ、１４ｂ…マウント
１５…内側導電体
１６…外側導電体
１８…直流電源
２０…安定器回路
２２…高周波始動回路
２４…光源装置
２６…発光管部
２８ａ，２８ｂ…封止部
３２ａ，３２ｂ…金属箔
３４ａ，３４ｂ…電極
３６ａ，３６ｂ…外部リード棒
３８ａ，３８ｂ…プレシールガラス部材
４６ａ，４６ｂ…不活性ガス封入空間
４８ａ，４８ｂ…導線
５０…外側導電体用導線
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクターなどに使用される高圧放電灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターなどの光源として使用される高圧放電灯は、内部の空間に水銀が封入された発光管部と、この発光管部の両側から延び、発光管部の内部の空間を封止する封止部とを備えており、高圧放電灯はこの発光管部に封入され、点灯時に蒸発した水銀蒸気の量が多いほど高圧放電灯から放射される光の量も多くなるという性質を有している。このため、より多くの光を放射することを目的として、発光管部に封入する水銀の量が次第により多く設定されるようになってきている。
【０００３】
このような高圧放電灯の点灯とこれに続く発光は、一対の電極間に高い始動電圧を印加することにより、同電極間において絶縁破壊を生じさせ、この絶縁破壊により形成されたアークで発光管部に封入された水銀を蒸発させ、これを励起することにより行われるが、上述のように発光管部に封入する水銀の量を多くすると、点灯していた高圧放電灯を消灯した時に高圧放電灯の冷却と共に電極表面に水銀微細粒が冷却凝集し、これが点灯時(或いは再点灯時を含む。以下同じ。)のアーク発生を阻害するようになる。その結果、再点灯時にはより高い電圧を電極間に印加しなければならなくなる、換言すれば高圧放電灯の始動性が悪くなるという問題が生じていた。
【０００４】
そこで、始動電圧を低くすることが出来る高圧放電灯始動性向上技術が開発されている。例えば、特許文献１に記載された高圧放電灯１は、図５に示すように、封体容器２における一対の封止部３ａ、３ｂの内周面と金属箔４ａ、４ｂとの間に不活性ガス(Ａｒ)や水銀が封入された不活性ガス封入空間５が形成されており、更に一方の封止部３ａの外周に導電体６の一端が巻設され、これが更に引き出されて他方の封止部３ｂの外部リード棒７ｂに接続されている。なお、一方の封止部３ａの外部リード棒を７ａで示す。
【０００５】
そして点灯時に、一方の封止部３ａ内の金属箔４ａと導電体６との間に通常の電極間絶縁破壊電圧よりも低い電圧を印加すると、該金属箔４と導電体６との間に放電が生じて紫外線が放射され、この紫外線を受けた陰極側電極８の表面から電子が放出されることにより、両電極８、８間における絶縁破壊が生じ易くなる。その結果、始動性が悪い高圧放電灯１の始動電圧を低下させることができる。
【０００６】
これは封止部３ａの金属箔４ａと導電体６との間の容量結合に関係し、封止部３ａのガラス厚Ｔが薄ければ薄い程、金属箔４ａと導電体６との間の容量結合が強くなり、始動時において低い電圧でも金属箔４と導電体６との間に放電が生じ易くなり、紫外線が放射されて電極８、８間での始動電圧が低くなるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５２６１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１に記載された高圧放電灯１では、上述のように、始動電圧をある程度低下させることはできるものの、前述のように発光管部９内の水銀封入量を増加させていくと、点灯時の水銀蒸発に伴う発光管部９の高い内圧に耐えるようにするために高圧放電灯１の耐圧強度を高めなければならず、それにはより厚手の封体容器用ガラス管を使用しなければならない。それ故、導電体６が巻き付けられる封止部３ａの不活性ガス封入空間５の構成部分におけるガラス厚Ｔが必然的に厚くなることから、金属箔４ａと導電体６との間の容量結合が弱くなる（換言すれば、導電体６を巻き付けた部分のガラス厚Ｔは金属箔４と導電体６との間の容量結合に関係し、ガラス厚Ｔが薄くなれば容量結合が強くなり、逆に厚くなれば弱くなる。）。この結果、低い印加電圧では金属箔４ａと導電体６との間に放電による紫外線の放射が発生しなくなることから、高い印加電圧が必要となってしまい、前述の不活性ガス封入空間５や導電体６を使用することによる電極８、８間の始動電圧の低下要求に応えることができなかった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものである。それ故に本発明の主たる課題は、発光管部の耐圧強度を確実に維持しつつ、金属箔と導電体との間における容量結合を強くして金属箔と導電体との間で放電を生じさせるために必要な電圧を低くすることにより、電極間の始動電圧を更に低下させることのできる高圧放電灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、
(1a) 発光物質を封入した発光空間を内部に有する発光管部２６と、
(1b) 前記発光管部２６の両側から延出され、その内部に埋設されてその一部となるプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂ、および前記プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂの外面に接し且つ前記発光管部２６の発光空間から離隔して設けられた不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂを少なくともいずれか一方に有する封止部２８ａ、２８ｂと、
(1c) 前記プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂを貫通して設けられ、一端が前記発光空間内にて相対向して配置されている一対の電極３４ａ、３４ｂ、一端が前記封止部２８ａ、２８ｂの外部へ導出された外部リード棒３６ａ、３６ｂ、および前記プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂ内に埋設され、前記電極３４ａ、３４ｂと前記外部リード棒３６ａ、３６ｂとを接続する金属箔３２ａ、３２ｂで構成された通電部材Ｋ１、Ｋ２と、
(1f) 前記封止部２８ａの外周にて前記不活性ガス封入空間４６ａに一致して設けられ、他方の前記封止部２８ｂから導出された前記外部リード棒３６ｂに接続された外側導電体１６と、
(1g) 一方の前記封止部２８ａ内の前記不活性ガス封入空間４６ａに配置され、前記外側導電体１６が設けられた一方の前記封止部２８ａの通電部材Ｋ１と同電位の内側導電体１５とで構成された事を特徴とする高圧放電灯１０である。
【００１１】
本発明に係る高圧放電灯１０の封止部２８ａ、２８ｂの内部には、プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂが埋設されて該封止部２８ａ、２８ｂの一部となっており、このプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂの外面に接するようにして、不活性ガスが封入された不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂが発光管部２６の発光空間から離隔して設けられている。該不活性ガス封入空間は、外側導電体１６がいずれか一方の封止部に設けられる関係からいずれか一方だけでもよい。
【００１２】
このようにプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂが封止部２８ａ内に一体的に埋設されているので、発光管部２６の肉厚ｔ１に対して不活性ガス封入空間４６ａ部分の肉厚ｔ２を薄くすることができ、これにより耐圧強度を維持しつつ容量結合を大きくできて始動電圧を低くすることができるようになった。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１の内側導電体１５を限定したものであり、「前記内側導電体１５は、前記プレシールガラス部材３８ａの外周面に沿って配設された金属箔又は該外周面３８ａ４から端面３８ａ３にかけて一体に設けられた導電膜或いは金属箔３２ａからのプレシールガラス貫通部Ｋｔで、一端が前記不活性ガス封入空間４６ａに配設され、他端が一方の前記封止部２８ａの通電部材Ｋ１に接続されている」ことを特徴とする。
【００１４】
内側導電体１５として「金属箔」や「導電膜」を用いることにより、プレシールガラス部材３８ａ内に埋設された通電部材Ｋ１の「金属箔」と同様の作用効果、即ち、「気密性確保」を奏することができるだけでなく、内側導電体１５として「金属箔」が外部リード棒３６ａに接続(溶接)された状態で用いられたり、「導電膜」がプレシールガラス部材３８ａと一体に設けられていることにより、高圧放電灯１０を組み立てる際にプレシールガラス部材３８ａと内側導電体１５とを別々に保持しつつ封止部２８ａの空間内に挿入して封止部２８ａと融着させる必要がなく、プレシールガラス部材３８ａのみを保持して封止部２８ａと融着させるだけでよくなり、高圧放電灯１０の生産効率を向上させることができる。
【００１５】
一方、内側導電体１５として金属箔３２ａからのプレシールガラス貫通部Ｋｔを用いる場合は、前記生産効率向上だけでなく、「金属箔」や「導電膜」のようにプレシールガラス部材３８の外周面と封止部２８ａの内周面との間に挟み込まれる物がなくなることから、プレシールガラス部材３８の外周面と封止部２８ａの内周面とを完全に融着一体化して不活性ガス封入空間４６ａの気密性を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光管部の耐圧強度を維持しつつ、外側導電体と内側導電体との間のガラス厚を小さくすることで両者間の容量結合の度合いを強くし、外側導電体と内側導電体との間で放電を生じさせ易くして電極間での必要な始動電圧をさらに低下させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる第１の実施例およびこれを用いた光源装置を示す図である。
【図２】第１の実施例にかかる高圧放電灯の製造手順を示す図である。
【図３】本発明にかかる第２の実施例を示す図である。
【図４】本発明にかかる他の実施例を示す図である。
【図５】従来技術にかかる高圧放電灯を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施例）
以下、本発明が適用された高圧放電灯１０について説明する。図１は、本発明に係る第１実施例に係るダブルエンド型の高圧放電灯１０Ａの断面図である。本発明に係る高圧放電灯１０Ａは、大略、封体容器１２と、この封体容器１２における一対の封止部２８ａ、２８ｂの内部に埋設された一対のマウント１４ａ、１４ｂと、内側導電体１５と、外側導電体１６とで構成されている。また、この高圧放電灯１０Ａに直流電源１８（もちろん、交流電源であってもよい）と安定器回路２０と高周波始動回路２２とを組み合わせて、光源装置２４が構成されている。
【００１９】
封体容器１２は、内部に空間を有する略球状の発光管部２６と、発光管部２６の両側から延びる一対の封止部２８ａ、２８ｂとを備えており、熱膨張および熱収縮がほとんど発生しない石英ガラスで形成され、発光管部２６の内部空間に必要ガスや必要充填物(Ａｒその他必要ガスや水銀その他)が封入され、更に当該空間において互いに対向して一対の電極３４ａ、３４ｂが配設されており、発光管部２６の肉厚ｔ１は点灯時の水銀蒸気による内圧上昇に十分耐えるだけの厚さで形成されている。
【００２０】
封止部２８ａ、２８ｂの内部にはマウント１４ａ、１４ｂが埋設されており、金属箔３２ａ、３２ｂと電極３４ａ、３４ｂ及び外部リード棒３６ａ、３６ｂとで構成された通電部材Ｋ１、Ｋ２がマウント１４ａ、１４ｂを構成するプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂを貫通するように配設されており、前述のように通電部材Ｋ１、Ｋ２の先端部分を構成する電極３４ａ、３４ｂが発光管部２６の空間内で互いに対向するように配設されている。
【００２１】
そして、プレシールガラス部材３８ａ、３８ｂと、一体的に融着されてこれらを取り巻く封止部構成ガラス層２８ａ１、２８ｂ１とは、封止部２８ａ、２８ｂの基部２８ａ２、２８ｂ２側と端部２８ａ３、２８ｂ３側とにおいて一体に融着されており、前記融着部分の間にてプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂの外面に接し且つ発光管部２６の発光空間から離隔して設けられ、アルゴンガスが封入された不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂが設けられている。本明細書では不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂは両封止部２８ａ、２８ｂに設けられている例を示すが、外側導電体１６が設けられる方だけでもよい。
【００２２】
不活性ガス封入空間４６ａ、４６ｂに接する封止部構成ガラス層２８ａ１、２８ｂ１の肉厚ｔ２は、点灯時に発光管部２６の高内圧が直接加わらないことから発光管部２６の肉厚ｔ１より薄くされている。なお、封止部２８ａ、２８ｂの基部２８ａ２、２８ｂ２は、点灯時に発光管部２６の高内圧が直接加わるから、基部２８ａ２、２８ｂ２の形成時に十分な肉厚となるようにプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂを融着一体内蔵して封止部２８ａ、２８ｂの外径と同じ太さに成形される。本実施例では埋設溶着一体化されたプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂの先端は円錐台状に形成され、且つ該先端から発光管部２６の内周面までの肉厚も発光管部２６の肉厚ｔ１と同程度に形成されている。
【００２３】
マウント１４ａ、１４ｂは、前述のようにその大部分が封止部２８ａ、２８ｂにそれぞれ埋設されている部材であって、モリブデンで形成された金属箔３２ａ、３２ｂと、一端が発光管部２６の空間内に配設されており、他端が金属箔３２ａ、３２ｂの一端に取り付けられたタングステン製の電極３４ａ、３４ｂと、金属箔３２ａ、３２ｂの他端に取り付けられており、封止部２８ａ、２８ｂの外部へ導出された外部リード棒３６ａ、３６ｂと、金属箔３２ａ、３２ｂおよび電極３４ａ、３４ｂや外部リード棒３６ａ、３６ｂの金属箔側端部が埋設されたプレシールガラス部材３８ａ、３８ｂとで構成されている。なお、金属箔３２ａ（３２ｂ）、電極３４ａ（３４ｂ）および外部リード棒３６ａ（２８ｂ）をまとめてそれぞれ通電部材Ｋ１（Ｋ２）と記載する。
【００２４】
また、発光管部２６内に配設された電極３４ａ、３４ｂの端部形状は、交流点灯用の高圧放電灯１０の場合であれば両方とも略同一形状であるが、直流点灯用の高圧放電灯１０の場合であれば陽極側の電極が陰極側に比べて大きく形成される。以上の点は第２の実施例以下でも同様である。
【００２５】
図１に示す内側導電体１５は、一方の封止部２８ａ内の不活性ガス封入空間４６ａにその一端１５ａが配置され、プレシールガラス部材３８ａの外周面に沿い、封止部２８ａの封止部構成ガラス層２８ａ１とプレシールガラス部材３８ａの外周面との気密密着部分２９を通って封止部２８ａの外部へ延び、他端１５ｂがスポット溶接にて外部リード棒３６ａに電気的に接続されており、外部リード棒３６ａを含む通電部材Ｋ１と同電位になる金属箔である。内側導電体１５の他の実施例としては、プレシールガラス部材３８ａの外周面から端面３８ａ３にかけて一体に設けられた導電膜やプレシールガラス部材３８ａを貫通するように設けられたプレシールガラス貫通部Ｋｔでもよい（「導電膜」「プレシールガラス貫通部Ｋｔ」の実施例については後述する。）。
【００２６】
外側導電体１６は、その一端部分がリング状に形成された金属線であって一方の封止部２８ａの外周にて不活性ガス封入空間４６ａに一致して巻設され、その他端側が該リング部１６ａから引き出された外側導電体用導線５０として他方の封止部２８ｂから導出された外部リード棒３６ｂに接続されている。なお、外側導電体１６の形状はリング状に限られず、内側導電体１５に対向して設けられた板状体やブロック状でもよい。外側導電体１６を封止部２８ａの外周面に巻き付けて固定した場合、外側導電体１６が封止部２８ａの外周面から不所望にずれることがない。図示していないが、更に、高圧放電灯１０の始動性を改善するために一般的に使用されるトリガワイヤ（発光管部の外側に配設されたワイヤで、点灯始動時に電極との間で放電を生じさせて使用するもの。）と外側導電体１６とを共通の金属線で形成してもよい。
【００２７】
安定器回路２０は、直流電源１８からの電圧を受けて、高圧放電灯１０Ａに供給される電圧のばらつきや、経時的な電圧変化などを考慮し、高圧放電灯１０Ａの点灯に必要な一定電力を安定的に高圧放電灯１０Ａの一対の電極３４ａ、３４ｂ間に印加するための回路である。また、安定器回路２０は、外側導電体１６が配設されている一方の通電部材Ｋ１を構成する一方の外部リード棒３６ａと、他方の通電部材Ｋ２を構成する他方の外部リード棒３６ｂとにそれぞれ高周波始動回路２２を介して導線４８ａ、４８ｂにより電気的に接続されている。
【００２８】
高周波始動回路２２は、高圧放電灯１０Ａの点灯始動時において、電極３４ａ、３４ｂ間および内側導電体１５と外側導電体１６との間における絶縁破壊を生じ易くするために安定器回路２０から受けた電圧の周波数を高くして高圧放電灯１０Ａに供給する回路である。つまり、電気的に直接接続されていない内側導電体１５と外側導電体１６との間は、静電容量結合により一種のコンデンサを形成しており、コンデンサは、周波数の高い電圧ほど通過させ易いという性質を有している。このため、高圧放電灯１０Ａの点灯時に供給する電圧の周波数を高くすることにより、電極３４ａ、３４ｂ間や内側導電体１５と外側導電体１６との間における放電、すなわち絶縁破壊を生じ易くすることができるもので、これを利用した本発明の高点灯性については後述する。
【００２９】
（高圧放電灯の製造手順）
本実施例に係る高圧放電灯１０Ａの製造手順の一例について、図２に基づいて簡単に説明する。［工程（ａ）］金属箔３２ａの一端に電極３４ａの他端をスポット溶接し、続いて外部リード棒３６ａの他端を金属箔３２ａの他端にスポット溶接して通電部材Ｋ１を形成した後、この通電部材Ｋ１を肉厚ｔ３が０．５〜０．８ｍｍのプレシールガラス部材３８ａ内に挿入する。［工程（ｂ）]然る後、プレシールガラス部材３８ａを２０００℃以上の高温（石英ガラスの軟化点は、１６５０℃付近であることから、加熱温度は、２０００℃以上に設定されている。）で加熱して熱収縮（加熱シュリンク法）させ、［工程（ｃ）]その後、所定の位置で切断して略柱状のプレシールガラス部材３８ａを有するマウント１４ａを製造する。なお、プレシールガラス部材３８ａと金属箔３２ａとの熱収縮率が異なるが、金属箔３２ａがプレシールガラス部材３８ａ内に埋設されるとプレシールガラス部材３８ａの機械的強度が金属箔３２ａのそれに比べて隔絶しているので、金属箔３２ａの熱膨張による伸縮は完全に拘束され、以後、金属箔３２ａの表面とプレシールガラス部材３８ａの接触面とは完全な気密状態で密着することになる。これらはマウント１４ｂも同様である。
【００３０】
［工程（ｄ）]次に、マウント１４ａの外部リード棒３６ａに短冊状の金属箔で出来た内側導電体１５の他端を溶接してプレシールガラス部材３８ａに沿わせ、その状態でアルゴンガスによる不活性雰囲気下で内側導電体１５とともに封体容器１２の一方の封止部２８ａとなる融着前のガラス管部Ａの内部空間に挿入し（熱収縮後のプレシールガラス部材３８は、その径が封止部２８ａの一部を構成することになる融着前のガラス管部Ａの内径よりも小さく形成されている。）、該一方の封止部２８ａを構成する融着前のガラス管部Ａの内部空間でマウント１４ａおよび内側導電体１５を位置決めし、［工程（ｅ）]この状態で封体容器１２の内部及び封体容器１２の発光管部２６と封止部２８ａとの接合部Ｂを２０００℃以上の高温で例えば１０〜１２秒間熱してシュリンクさせ、発光管部２６の内部空間と封止部２８ａとなるガラス管部Ａの内部空間とを基部２８ａ２にて互いに隔絶させる（この時、プレシールガラス部材３８ａの電極側先端部３８ａ１は封止部２８ａの基部２８ａ２内に埋設され且つ一体的に融着される。そして、基部２８ａ２の太さは前述のように発光管部２６の点灯時の高内圧に耐え得るだけの太さに形成される。なお、この時点では封止部２８ａの基部２８ａ２だけが封じられただけであるので、ガラス管部Ａの先端側（図中下側）とプレシールガラス部材３８ａの図中下側とは一定の隙間ｍをもって外部に開放している。）。上述のシュリンクシール方法の他に、熱した封止部２８ａを挟み込むピンチシール方法を採用してもよい。
【００３１】
［工程（ｆ）］前述のようにアルゴンガスによる不活性雰囲気下でのシュリンク作業なので封止部２８ａを構成するガラス管部Ａの内周面とプレシールガラス部材３８ａの外周面との間に形成された隙間ｍにアルゴンガスが満たされており、この状態でプレシールガラス部材３８ａの外部リード棒側端部３８ａ２の外周面に対応するガラス管部Ａの対応部分２８ａ３を外側から２０００℃以上の高温で例えば１０〜１２秒間熱してシュリンク（勿論、ピンチシールでもよい。）させ、プレシールガラス部材３８ａの当該外周面と封止部２８ａのガラス管部Ａの当該内周面とを融着して(短冊状の金属箔で出来た内側導電体１５が配設されている部分は、内側導電体１５を介して)、該融着部分２９と基部２８ａ２との間にアルゴンガスが封止された気密空間４６ａ「即ち、不活性ガス封入空間４６ａ」を形成する。これにより、一方の封止部２８ａが完成し、プレシールガラス部材３８ａはこの封止部２８ａに一体的に埋設された状態となる。
【００３２】
一方の封止部２８ａを完成させた後、発光管部２６の内部空間に必要な不活性ガス(Ａｒその他の必要ガス)、水銀その他の必要充填物を封入したのち、内側導電体１５のないマウント１４ｂを用いて上述したのと同様の手順で他方の封止部２８ｂを完成させる。なお、マウント１４ｂについては不活性ガス封入空間４６ａを形成せず、プレシールガラス部材３８ｂ全体を封止部２８ｂに溶着してもよい。
【００３３】
最後に、外側導電体１６のリング部１６ａを一方の封止部２８ａの外周に巻着し、リング部１６ａから導出した外側導電体用導線５０を他方の外部リード棒３６ｂに接続して高圧放電灯１０の製造が完了する。
【００３４】
（高圧放電灯の点灯手順）
次に、本実施例に係る高圧放電灯１０Ａを点灯する手順について説明する（図１）。点灯すると、高周波始動回路２２にて高周波の高電圧(ただし電極間始動電圧より低い電圧)が発生し、電極３４ａ、３４ｂ間に該高電圧が印加されると同時に外側導電体用導線５０を介して、外側導電体１６と一方の封止部２８ａに設けられた内側導電体１５のリング部１６ａとの間にも同じ高電圧が印加される。外側導電体１６のリング部１６ａと内側導電体１５との間に存在する封止部構成ガラス層２８ａ１の厚さｔ２は前述のようにプレシールガラス部材３８ａの存在によって薄いので、その分だけ両者間の静電容量結合は強く、その結果、電極３４ａ、３４ｂ間で絶縁破壊が生じるよりも低く、且つ、不活性ガス封入空間４６ａのアルゴンガスの絶縁破壊電圧を超える印加電圧で内側導電体１５と外側導電体１６との間に絶縁破壊が生じ、該絶縁破壊により励起されたアルゴンガスから紫外線が放射される。
【００３５】
そして、この紫外線が封体容器１２の封止部２８ａを通して瞬時に発光管部２６に伝わり（いわゆる、光ファイバ効果）、電極３４ａ、３４ｂに導かれることによって陰電極３４ａ(又は３４ｂ)の表面からの電子放射が開始される。この電子の放射開始により、電極３４ａ、３４ｂ間の絶縁破壊が誘引され、紫外線の放射がない場合に比べてはるかに低い始動電圧で電極３４間の絶縁破壊が生じる。
【００３６】
本実施例の高圧放電灯１０Ａによれば、上述のように、耐圧強度を維持しつつ、外側導電体１６が設けられる封止部２８ａの不活性ガス封入空間４６ａの構成部分におけるガラス厚ｔ２を薄くすることができ、互いに離隔された外側導電体１６と内側導電体１５との間の容量結合の度合いを耐圧強度に関係なく強くすることができ、両電極３４ａ、３４ｂ間で放電を生じさせるために必要な始動電圧を低下させることができる。
【００３７】
（第２実施例）
次に、図３を用いて本発明の第２実施例に係る高圧放電灯１０Ｂについて説明する。第２実施例は上述した第１実施例と比較して、内側導電体１５が「プレシールガラス部材３８ａの外周面に一体に設けられた導電膜」である点が異なっている。以下、この内側導電体１５に関係する事項についてのみ説明し、第２実施例に係る他の部分についての構成および作用効果については、第１の実施例における記載を援用する。
【００３８】
本実施例において、内側導電体１５は、プレシールガラス部材３８ａの外周面３８ａ４(その一部は不活性ガス封入空間４６ａ内に位置する。)、端面３８ａ３、および外部リード棒３６ａにかけて一体に設けられた導電膜であり、具体的には「珪タングステン酸」にプレシールガラス部材３８ａの約半分から外部リード棒３６ａにかけての部分を浸漬(或いは塗着)し、これを焼成炉で水素還元することによって形成された導電膜である。
【００３９】
このように、内側導電体１５として導電膜を用いることにより、上述した「金属箔」を用いる場合と同様の作用効果を奏することができるだけでなく、当該導電膜がプレシールガラス部材３８ａと一体に設けられていることから、高圧放電灯１０Ｂを組み立てる際にプレシールガラス部材３８ａと内側導電体１５とを別々に保持しつつ封止部２８ａの空間内に挿入して封止部２８ａと融着させる必要がなく、プレシールガラス部材３８ａのみを保持して封止部２８ａと融着させるだけでよくなり、高圧放電灯１０Ｂの生産効率を向上させることができる。
【００４０】
なお、内側導電体１５は上述のような態様に限られず、図４に示すように、通電部材Ｋ１を構成する短冊状の金属箔３２ａの中程にプレシールガラス貫通部Ｋｔを設け（図示実施例では、金属箔３２ａの上下方向に２箇所のプレシールガラス貫通部Ｋｔが設けられている。）、図示しないが２本の短いプレシール用のガラス管に通電部材を挿通し、これを加熱シュリンクさせることで２本の短いプレシール用のガラス管の突合せ面からプレシールガラス貫通部Ｋｔの先端部が融着したプレシールガラス部材３８ａを貫通させるようにし、該先端部が不活性ガス封入空間４６ａに配設されるように封止部２８ａを構成してもよい。この場合、マウント１４ａと内側導電体１５とを別部材として配設する必要がなくなることから、高圧放電灯１０Ｃの生産効率をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０Ａ〜Ｃ…高圧放電灯
１２…封体容器
１４ａ、１４ｂ…マウント
１５…内側導電体
１６…外側導電体
１８…直流電源
２０…安定器回路
２２…高周波始動回路
２４…光源装置
２６…発光管部
２８ａ，２８ｂ…封止部
３２ａ，３２ｂ…金属箔
３４ａ，３４ｂ…電極
３６ａ，３６ｂ…外部リード棒
３８ａ，３８ｂ…プレシールガラス部材
４６ａ，４６ｂ…不活性ガス封入空間
４８ａ，４８ｂ…導線
５０…外側導電体用導線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光物質を封入した発光空間を内部に有する発光管部と、
前記発光管部の両側から延出され、その内部に埋設されてその一部となるプレシールガラス部材、および前記プレシールガラス部材の外面に接し且つ前記発光管部の発光空間から離隔して設けられた不活性ガス封入空間を少なくともいずれか一方に有する封止部と、
前記プレシールガラス部材を貫通して設けられ、一端が前記発光空間内にて相対向して配置されている一対の電極、一端が前記封止部の外部へ導出された外部リード棒、および前記プレシールガラス部材内に埋設され、前記電極と前記外部リード棒とを接続する金属箔で構成された通電部材と、
前記封止部の外周にて前記不活性ガス封入空間に一致して設けられ、他方の前記封止部から導出された前記外部リード棒に接続された外側導電体と、
一方の前記封止部内の前記不活性ガス封入空間に配置され、前記外側導電体が設けられた一方の前記封止部の通電部材と同電位の内側導電体とで構成された事を特徴とする高圧放電灯。
【請求項２】
前記内側導電体は、前記プレシールガラス部材の外周面に沿って配設された金属箔又は該外周面から端面にかけて一体に設けられた導電膜或いは金属箔からのプレシールガラス貫通部で、一端が前記不活性ガス封入空間に配設され、他端が一方の前記封止部の通電部材に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電灯。
【請求項１】
発光物質を封入した発光空間を内部に有する発光管部と、
前記発光管部の両側から延出され、その内部に埋設されてその一部となるプレシールガラス部材、および前記プレシールガラス部材の外面に接し且つ前記発光管部の発光空間から離隔して設けられた不活性ガス封入空間を少なくともいずれか一方に有する封止部と、
前記プレシールガラス部材を貫通して設けられ、一端が前記発光空間内にて相対向して配置されている一対の電極、一端が前記封止部の外部へ導出された外部リード棒、および前記プレシールガラス部材内に埋設され、前記電極と前記外部リード棒とを接続する金属箔で構成された通電部材と、
前記封止部の外周にて前記不活性ガス封入空間に一致して設けられ、他方の前記封止部から導出された前記外部リード棒に接続された外側導電体と、
一方の前記封止部内の前記不活性ガス封入空間に配置され、前記外側導電体が設けられた一方の前記封止部の通電部材と同電位の内側導電体とで構成された事を特徴とする高圧放電灯。
【請求項２】
前記内側導電体は、前記プレシールガラス部材の外周面に沿って配設された金属箔又は該外周面から端面にかけて一体に設けられた導電膜或いは金属箔からのプレシールガラス貫通部で、一端が前記不活性ガス封入空間に配設され、他端が一方の前記封止部の通電部材に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１６０９３３（Ｐ２０１０−１６０９３３Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５０８（Ｐ２００９−１５０８）
【出願日】平成２１年１月７日（２００９．１．７）
【出願人】（３９５０１９２８１）ヘリオステクノホールディング株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月７日（２００９．１．７）
【出願人】（３９５０１９２８１）ヘリオステクノホールディング株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
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