JP3480453B2 - Short arc type ultra-high pressure discharge lamp - Google Patents
Short arc type ultra-high pressure discharge lampInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、点灯時の水銀蒸気
圧が150気圧以上となるショートアーク型超高圧放電
ランプに関し、特に、液晶ディスプレイ装置やDMD
(デジタルミラーデバイス)を使ったDLP(デジタル
ライトプロセッサ)などのプロジェクター装置のバック
ライトとして使うショートアーク型超高圧放電ランプに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short arc type ultra-high pressure discharge lamp which has a mercury vapor pressure of 150 atm or more when lit, and particularly to a liquid crystal display device and a DMD
The present invention relates to a short arc type ultra high pressure discharge lamp used as a backlight of a projector device such as a DLP (digital light processor) using a (digital mirror device).
【0002】[0002]
【従来の技術】投射型のプロジェクター装置は、矩形状
の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、このため、光源
としては、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタル
ハライドランプが使われている。また、このようなメタ
ルハライドランプも、最近では、より一層の小型化、点
光源化が進められ、また電極間距離の極めて小さいもの
が実用化されている。2. Description of the Related Art A projection type projector device is required to illuminate an image uniformly and with sufficient color rendering on a rectangular screen. Therefore, as a light source, mercury or metal halide is used. The enclosed metal halide lamp is used. In addition, such a metal halide lamp has recently been further miniaturized and made into a point light source, and a lamp having an extremely small distance between electrodes has been put into practical use.
【0003】このような背景のもと、最近では、メタル
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば150気圧、を持つランプが提案されてい
る。これは、水銀蒸気圧をより高くすることで、アーク
の広がりを抑える(絞り込む)とともに、より一層の光
出力の向上を図るというものである。このような超高圧
放電ランプは、例えば、特開平2−148561号、特
開平6−52830号に開示されている。Under such a background, recently, a lamp having a mercury vapor pressure which has never been present, for example, 150 atm has been proposed in place of the metal halide lamp. This is to increase the mercury vapor pressure to suppress (narrow down) the spread of the arc and to further improve the light output. Such an ultra-high pressure discharge lamp is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-145861 and 6-52830.
【0004】ところで、このような超高圧放電ランプ
は、発光管内の圧力が点灯時に極めて高くなるので発光
管部の両側に延在する側管部においては、当該側管部を
構成する石英ガラスと電極および給電用の金属箔を十分
かつ強固に密着させる必要がある。密着性が悪いと封入
ガスが抜けたり、あるいはクラック発生の原因になるか
らである。このため、側管部の封止工程では、例えば、
2000℃もの高温で石英ガラスを加熱して、その状態
において、厚肉の石英ガラスを徐々に収縮したり、ある
いは、石英ガラスをピンチシールすることで側管部の密
着性を上げている。By the way, in such an ultra-high pressure discharge lamp, the pressure inside the arc tube becomes extremely high at the time of lighting. Therefore, in the side tube parts extending on both sides of the arc tube part, the quartz glass forming the side tube part is It is necessary to firmly and firmly adhere the electrode and the metal foil for power supply. This is because if the adhesion is poor, the filled gas may escape or cracks may occur. Therefore, in the step of sealing the side tube portion, for example,
The quartz glass is heated at a temperature as high as 2000 ° C., and in that state, the thick quartz glass is gradually shrunk or the quartz glass is pinch-sealed to improve the adhesion of the side tube portion.
【0005】しかしながら、あまりに高温で石英ガラス
を焼き込むと、石英ガラスと、電極あるいは金属箔との
密着性は向上するものの、放電ランプ完成後に側管部が
破損し易くなるという問題が発生した。この問題は、加
熱処理後の側管部の温度が徐々に下がる段階において、
電極を構成する材料(タングステン)と側管部を構成す
る材料(石英ガラス)との膨張係数の違いによって相対
的な伸縮量が異なり、これが原因して両者の接触部分に
クラックが発生するものとと考えられる。このクラック
は、ごく小さいものではあるが、ランプ点灯中の超高圧
状態とも相俟ってクラックの成長を導き、これが原因と
なり放電ランプの破損を導くものと考えられる。However, if the quartz glass is baked at an excessively high temperature, the adhesion between the quartz glass and the electrode or the metal foil is improved, but the side tube portion is easily damaged after the discharge lamp is completed. This problem is due to the fact that the temperature of the side pipe part after the heat treatment gradually decreases,
The relative expansion and contraction amount differs depending on the difference in the expansion coefficient between the material that constitutes the electrode (tungsten) and the material that constitutes the side tube (quartz glass), and this causes cracks to occur at the contact area between the two. it is conceivable that. Although this crack is very small, it is considered that the crack grows in combination with the super high pressure state during lamp lighting, which causes damage to the discharge lamp.
【0006】このような問題を解決するために図6に示
す構造が提案されている。この図は放電ランプの一部を
拡大したものであって、発光管部10に側管部11が繋
がり、電極2は側管部11の中で金属箔3と接合され
る。そして、側管部11に埋設される電極2にはコイル
部材5が巻回されている。この構造は電極2に巻回させ
たコイル部材5によって、電極2の熱膨張に起因する石
英ガラスへの応力を緩和させるものであり、例えば、特
開平11−176385号に記載されている。In order to solve such a problem, the structure shown in FIG. 6 has been proposed. This figure is an enlarged view of a part of the discharge lamp. The side tube portion 11 is connected to the arc tube portion 10, and the electrode 2 is joined to the metal foil 3 in the side tube portion 11. The coil member 5 is wound around the electrode 2 embedded in the side tube portion 11. In this structure, the coil member 5 wound around the electrode 2 relaxes the stress on the silica glass due to the thermal expansion of the electrode 2, and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-176385.
【0007】しかしながら、このような構造により電極
2の熱膨張を緩和させたとしても、現実には、電極2や
コイル部材5の周辺にクラックKが残るものであった。
このクラックKは、非常に微小なものではあるが、発光
管部10の水銀蒸気圧が150気圧程度というような場
合には、時として、側管部11の破損につながる場合が
ある。また、近年、200気圧、さらには300気圧と
いう非常に高い水銀蒸気圧が要求されており、このよう
な高い水銀蒸気圧においては、ランプ点灯中に、クラッ
クKの成長が促進され、結果として、側管部11の破損
が顕著に起こるという問題があった。つまり、クラック
Kの存在が最初は微少なものであったとしても、高い水
銀蒸気圧におけるランプの点灯において次第に大きく成
長してしまうということである。これは50〜100気
圧程度の点灯時蒸気圧を有する水銀ランプにおいては決
して存在しない新規な技術的課題であるといえる。However, even if the thermal expansion of the electrode 2 is alleviated by such a structure, in reality, the crack K remains around the electrode 2 and the coil member 5.
Although the cracks K are extremely small, sometimes the side tube portion 11 is damaged when the mercury vapor pressure of the arc tube portion 10 is about 150 atm. Further, in recent years, a very high mercury vapor pressure of 200 atm or even 300 atm has been required. At such a high mercury vapor pressure, the growth of cracks K is promoted during the lighting of the lamp, and as a result, There is a problem that the side tube portion 11 is significantly damaged. In other words, even if the cracks K are initially small, they grow gradually larger when the lamp is lit at a high mercury vapor pressure. It can be said that this is a new technical problem that never exists in a mercury lamp having a vapor pressure during lighting of about 50 to 100 atm.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決するためになされたものであって、極めて高
い水銀蒸気圧で点灯する超高圧水銀ランプにおいて、十
分に高い耐圧力性を有する構造を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and has a sufficiently high pressure resistance in an ultra-high pressure mercury lamp which is operated at an extremely high mercury vapor pressure. Providing a structure having.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明のショートアーク型超高圧放電ランプは、内
部に一対の電極が対向配置され、かつ0.15mg/m
m3以上の水銀を封入した発光管部と、その両側に延在
して電極の一部を封止する側管部からなり、前記電極は
その側面及び端面が前記側管部内において、当該側管部
の構成材料である石英ガラスとの間に微少空隙を形成し
て配置しており、この電極部分には凹凸が形成されるこ
とを特徴とする。さらに、前記微少空間は、前記電極を
構成する材料と前記側管部を構成する材料の膨張係数の
差に起因して、当該電極が軸方向に拘束されずに自由に
伸縮可能となる程度のものであることを特徴とする。さ
らに、前記凹凸は、その深さが1.0〜100μmであ
ることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a short arc type ultra high pressure discharge lamp of the present invention has a pair of electrodes facing each other inside, and 0.15 mg / m 2.
m 3 or more mercury-sealed arc tube portion, and a side tube portion that extends on both sides thereof and seals a part of the electrode, and the side surface and end surface of the electrode are inside the side tube portion. It is characterized in that a minute gap is formed between the tube glass and quartz glass, which is a constituent material, and the electrode section is provided with irregularities. Further, the minute space has a degree that the electrode can freely expand and contract without being constrained in the axial direction due to a difference in expansion coefficient between the material forming the electrode and the material forming the side tube portion. It is characterized by being a thing. Further, the unevenness has a depth of 1.0 to 100 μm.
【0010】[0010]
【作用】この発明のショートアーク型超高圧放電ランプ
は、上記構成により、電極と側管部を構成する石英ガラ
スとの封止工程において、微少クラックの発生を完全、
あるいはほぼ完全に抑えることができた。この理由は、
側管部に位置する電極(電極棒とも称する)は、その表
面において空隙を有しており石英ガラスとの境界も密着
していないからであり、電極の表面には石英ガラスが存
在しないことから当然にクラックの発生もありえないと
いうものである。The short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention has the above-mentioned structure, and in the sealing step of the electrode and the quartz glass forming the side tube portion, the generation of minute cracks is completely eliminated.
Or it was almost completely suppressed. The reason for this is
This is because the electrode (also referred to as the electrode rod) located in the side tube has a void on its surface and does not adhere to the boundary with the quartz glass, and because there is no quartz glass on the surface of the electrode. As a matter of course, cracks cannot occur.
【0011】ここで、本出願人は、先に特願2000−
168798号において、図7に示すような電極の外表
面に空隙を設ける側管部の構造を提案している。しかし
ながら、この出願に開示される空隙構造は、図に示すよ
うな空隙構造が完全正確に形成することができれば何ら
問題はないが、現実にはこのような完全正確な空隙の形
成は困難であることが判明した。具体的に説明すると、
空隙の形成は、側管部の製造工程において電極に振動を
加えることで形成することが開示されているが、現実に
は振動だけでは十分に空隙の形成ができないというのが
実情である。そして、本発明はこのような空隙の形成を
より簡易かつ、確実に形成するための構成として、電極
の表面に凹凸を設けることを発明したものである。Here, the present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 2000-
No. 168798 proposes a structure of a side tube portion having a gap on the outer surface of an electrode as shown in FIG. However, the void structure disclosed in this application has no problem if the void structure as shown in the figure can be formed completely accurately, but in reality, it is difficult to form such completely accurate voids. It has been found. Specifically,
It is disclosed that the void is formed by applying vibration to the electrode in the manufacturing process of the side tube portion. However, in reality, the void cannot sufficiently form the void. Then, the present invention invents that unevenness is provided on the surface of the electrode as a structure for forming such a void more easily and surely.
【0012】このように凹凸形状を形成することが空隙
の確実な形成につながるという技術的説明は必ずしも明
らかではないが、本出願人は鋭意検討を重ねた結果、以
下のように考えている。すなわち、前記先願明細書にも
開示されるように、空隙を形成するための製造方法は、
封止工程の最終段において電極に対して衝撃を加えるこ
とである。そして、衝撃を加える際に凹凸が形成されて
いた方が、凹部に存在する溶融状態の石英ガラスが、衝
撃とともに外部に飛び出すことになり、この飛び出しに
よって空隙が確実に形成できるものと推測している。Although the technical explanation that the formation of the uneven shape leads to the reliable formation of the voids is not clear, the applicant of the present invention has considered the following as a result of intensive studies. That is, as disclosed in the above-mentioned prior specification, the manufacturing method for forming the void is
It is to apply an impact to the electrode in the final stage of the sealing process. Then, if unevenness was formed when the shock was applied, the fused silica glass present in the recess would jump out with the shock, and it is speculated that this jump may form a void reliably. There is.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明のショートアーク型超高圧
放電ランプについて説明するが、まず、図1を使って、
放電ランプの全体構造について説明する。放電ランプ1
は、石英ガラスよりなる発光管部10をほぼ中央に有
し、その両端に側管部11を有する。側管部11は石英
ガラスにより気密に封止されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A short arc type ultra high pressure discharge lamp of the present invention will be described. First, referring to FIG.
The overall structure of the discharge lamp will be described. Discharge lamp 1
Has an arc tube portion 10 made of quartz glass substantially at the center and side tube portions 11 at both ends thereof. The side tube portion 11 is hermetically sealed with quartz glass.
【0014】発光管部10内には、タングステン製の一
対の電極2が、例えば、2.5mm以下の間隙をもって
配置される。電極2の一端側は金属箔3が溶接されてお
り、金属箔3および電極2の一部が側管部11に埋設さ
れて封止されている。そして、金属箔3の他端は外部リ
ード4が接合されている。In the arc tube portion 10, a pair of electrodes 2 made of tungsten are arranged with a gap of 2.5 mm or less, for example. The metal foil 3 is welded to one end of the electrode 2, and the metal foil 3 and a part of the electrode 2 are embedded in the side tube portion 11 and sealed. The external lead 4 is joined to the other end of the metal foil 3.
【0015】発光管部10には、発光物質として水銀が
封入され、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、キセノ
ン等の希ガスが封入される。水銀の封入量は、安定点灯
時の蒸気圧が150気圧以上、好ましくは200気圧以
上、より好ましくは300気圧以上になる相当量が、そ
れぞれ計算されて封入されている。例えば,水銀蒸気圧
が150気圧以上になる場合は、水銀封入量は、0.1
5mg/mm3以上となる。Mercury is enclosed in the arc tube portion 10 as a light emitting substance, and a rare gas such as argon or xenon is enclosed as a lighting starting gas. The amount of mercury enclosed is calculated and enclosed so that the vapor pressure during stable lighting is 150 atm or more, preferably 200 atm or more, more preferably 300 atm or more. For example, when the mercury vapor pressure is 150 atm or higher, the amount of mercury enclosed is 0.1
It becomes 5 mg / mm 3 or more.
【0016】図2は、発光管部10と側管部11との境
界部分の拡大図を示し、図3は図2のA−A’断面図を
示す。なお、図2、図3の空隙B、凹凸20は実際には
極めて小さいものであるが、図面においては説明の便宜
上、誇張して表現している。側管部11内において、電
極2は、金属箔3と溶着されており、それ以外の領域は
側管部11を構成する石英ガラスとの間に空隙Bを有し
ている。具体的には、電極2の側面2aと封止側端面2
bでは、側管部11(石英ガラス)とは接触していな
い。なお、電極2の先端にはコイル21が巻回されてい
るが、これは点灯始動性を改善するものであり、タング
ステンが4〜5回巻き付けられている。FIG. 2 is an enlarged view of a boundary portion between the arc tube portion 10 and the side tube portion 11, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. Although the void B and the unevenness 20 in FIGS. 2 and 3 are actually extremely small, they are exaggerated in the drawings for convenience of description. In the side tube portion 11, the electrode 2 is welded to the metal foil 3, and the other region has a void B between it and the quartz glass forming the side tube portion 11. Specifically, the side surface 2a of the electrode 2 and the sealing-side end surface 2
In b, it is not in contact with the side tube portion 11 (quartz glass). A coil 21 is wound around the tip of the electrode 2. This improves the lighting startability, and tungsten is wound 4 to 5 times.
【0017】ここで、空隙Bは、電極の構成材料と側管
部を構成する材料の膨張係数の違いによって、電極が軸
方向に拘束されることなく自由に相対的な伸縮できると
いう観点から決まるものであり、電極がタングステンよ
りなり側管部が石英ガラスからなる場合は、空隙の幅B
は6〜16μmの範囲から選択され、空隙Bの電極の長
さ方向には2〜5mm存在する。また、電極の側管部に
おける外径は、例えば、0.3〜1.5mmΦである。Here, the space B is determined from the viewpoint that the electrode can freely expand and contract without being constrained in the axial direction due to the difference in expansion coefficient between the material forming the electrode and the material forming the side tube portion. If the electrode is made of tungsten and the side tube is made of quartz glass, the width B of the void is
Is selected from the range of 6 to 16 μm, and the gap B exists in the length direction of the electrode in the range of 2 to 5 mm. The outer diameter of the side tube portion of the electrode is, for example, 0.3 to 1.5 mmΦ.
【0018】図4は電極の具体的構造を示す。(a)に
示すように同じ外径で先端まで伸びているものや、
(b)に示すように封止される部分に対して発光空間に
露出する部分が太く形成されるものがあり、また、その
他の形状の電極も採用することができる。さらに、電極
の発光空間側の先端は(a)に示すように平面であって
も、(b)に示すように曲面状であってもよく、また円
錐状などその他の形態であってもかまわない。電極2に
は側管部に相当する位置に凹凸20が形成される。凹凸
20は幅Wと深さdからなり、同図に示すようにギザギ
ザ状のものであっても、図2に示すような方形状のもの
であってもよく、さらには、その他の形状、例えば曲面
状、波状のものであってもよい。凹凸20の深さ(d)
は、例えば、1〜100μmであり、なお、この凹凸2
0は、旋盤加工、円筒研削などにより形成することがで
きる。FIG. 4 shows a specific structure of the electrode. As shown in (a), those that have the same outer diameter and extend to the tip,
As shown in (b), in some cases, the portion exposed in the light emitting space is formed thicker than the sealed portion, and electrodes of other shapes can also be adopted. Further, the tip of the electrode on the light emitting space side may be flat as shown in (a), may be curved as shown in (b), or may be another shape such as a conical shape. Absent. Concavities and convexities 20 are formed on the electrode 2 at positions corresponding to the side tube portions. The unevenness 20 has a width W and a depth d, and may have a jagged shape as shown in the figure or a square shape as shown in FIG. For example, it may be curved or wavy. Depth of unevenness 20 (d)
Is, for example, 1 to 100 μm.
0 can be formed by lathe processing, cylindrical grinding, or the like.
【0019】次に、本発明のショートアーク型超高圧放
電ランプの製造方法について説明する。図5(イ)〜
(ニ)は一連の製造工程を示し、(イ)は封止工程、
(ロ)は冷却工程、(ハ)は加熱工程、(ニ)は振動工
程を表す。なお、電極2には前記したように凹凸が形成
されているが、この図面では製造工程を説明するという
便宜上凹凸は省略している。Next, a method of manufacturing the short arc type ultra high pressure discharge lamp of the present invention will be described. Figure 5 (a) ~
(D) shows a series of manufacturing steps, (a) a sealing step,
(B) shows a cooling process, (C) shows a heating process, and (D) shows a vibration process. It should be noted that although the electrode 2 is formed with the unevenness as described above, the unevenness is omitted in this drawing for convenience of explaining the manufacturing process.
【0020】まず、図5(イ)の封止工程について説明
する。発光管部10と側管部11が形として形成された
ガラスバルブの一方の側管部11aの中に、電極2、金
属箔3、外部リード棒4が一体に形成された電極組立体
を挿入して、電極2の先端が発光管部10に露出すると
ともに、電極2の根元と金属箔3が側管部11に位置す
るように配置させる。そして、図中Cで示すように、電
極2と金属箔3を取り囲む側管部11aを、この側管部
11aの軟化点以上の温度で加熱する。具体的には、側
管部が石英ガラスよりなる場合の軟化点温度は1680
℃であり、2000℃程度でガスバーナによって加熱す
る。First, the sealing step of FIG. 5A will be described. An electrode assembly in which an electrode 2, a metal foil 3 and an external lead bar 4 are integrally formed is inserted into one side tube portion 11a of a glass bulb in which an arc tube portion 10 and a side tube portion 11 are formed. Then, the tip of the electrode 2 is exposed to the arc tube portion 10, and the base of the electrode 2 and the metal foil 3 are arranged so as to be located in the side tube portion 11. Then, as indicated by C in the figure, the side tube portion 11a surrounding the electrode 2 and the metal foil 3 is heated at a temperature equal to or higher than the softening point of the side tube portion 11a. Specifically, the softening point temperature when the side tube portion is made of quartz glass is 1680.
The heating temperature is about 2,000 ° C., and heating is performed by a gas burner at about 2,000 ° C.
【0021】この封止工程においては、側管部11aの
端部が既に閉じられているので、他方の側管部11bの
開口端を介してガラスバルブ内は、例えば、100To
rrまで減圧される。このため、側管部11aが加熱さ
れると、当該部分は縮径されて、これにより電極2と金
属箔3が封止されることになる。なお、このようなガラ
スバルブ内を負圧にする方法以外に、側管部11を加熱
した後、ピンチャーによって封止することもできる。In this sealing step, since the end of the side tube portion 11a has already been closed, the inside of the glass bulb is, for example, 100 Ton through the open end of the other side tube portion 11b.
The pressure is reduced to rr. Therefore, when the side tube portion 11a is heated, the diameter of the portion is reduced, whereby the electrode 2 and the metal foil 3 are sealed. In addition to the method of making the inside of the glass bulb a negative pressure, the side tube portion 11 may be heated and then sealed with a pincher.
【0022】次に、図5(ロ)の冷却工程について説明
する。前記封止工程に続き側管部11aを冷却する。こ
の冷却は、強制冷却や自然冷却により行い、例えば、1
200℃になるまで冷却する。Next, the cooling process of FIG. 5B will be described. Following the sealing step, the side tube portion 11a is cooled. This cooling is performed by forced cooling or natural cooling, for example, 1
Cool to 200 ° C.
【0023】この冷却工程により、電極2と側管部11
aは一部において溶着する状態になるが、電極2の全表
面において側管部を構成する材料と溶着しているわけで
はない。これは、電極を構成する材料、例えば、タング
ステンと、側管部を形成する材料、例えば、石英ガラス
の膨張係数が異なるので、電極2と側管部11の溶着部
分(封止工程で溶着した部分)の一部が剥離するからで
ある。このような剥離が発生するときに、上記極微小な
クラックKが発生する。By this cooling process, the electrode 2 and the side tube portion 11
Although part a is welded, it is not welded to the material forming the side tube portion on the entire surface of the electrode 2. This is because the material forming the electrode, for example, tungsten, and the material forming the side tube portion, for example, quartz glass, have different expansion coefficients, so that the electrode 2 and the side tube portion 11 are welded (welded in the sealing step). This is because a part of (part) is peeled off. When such peeling occurs, the minute cracks K described above occur.
【0024】次に、図5(ハ)の加熱工程について説明
する。上記冷却工程に続き、図中Dで示す部分を再度加
熱する。この加熱は、例えば、ガスバーナによって、側
管部11を構成する材料、例えば、石英ガラスが粘性流
動状態となって電極2と再び接するまで行い、電極2と
側管部11を構成する材料が、相対的に動くことができ
る状態とする。ここで、この加熱工程は、側管部11a
のうち図中Dで示す領域のみを再加熱するものであるた
め、金属箔3がすでに封止固定されている領域までも加
熱するものではない。このため、金属箔3と側管部11
の気密封止には何ら影響を与えるものではない。このよ
うな再加熱を行うことで、電極2の周辺に存在していた
極微少クラックを消滅させることができる。Next, the heating step of FIG. 5C will be described. Subsequent to the cooling step, the portion indicated by D in the figure is heated again. This heating is performed, for example, by a gas burner until the material forming the side tube portion 11, for example, quartz glass is in a viscous flow state and comes into contact with the electrode 2 again, and the material forming the electrode 2 and the side tube portion 11 is It is possible to move relatively. Here, this heating step is performed by the side tube portion 11a.
Of these, only the region indicated by D in the figure is reheated, and therefore the region where the metal foil 3 is already sealed and fixed is not heated. Therefore, the metal foil 3 and the side tube portion 11
There is no effect on the airtight sealing. By performing such reheating, the microscopic cracks existing around the electrode 2 can be eliminated.
【0025】次に、図5(ニ)の振動工程について説明
する。上記加熱工程終了後、側管部11aの領域Dの温
度が、側管部構成材料の軟化点以下の温度であって除冷
点以上の温度の状態において、当該側管部11aに対し
て振動を加える。この振動は図において矢印で示す方向
に起こす。これは、側管部11の領域Dが粘性流動状態
であり、電極2と石英ガラス11が相対的に動くことが
できる状態だからである。振動は、例えば、1〜10回
行われ、これにより0.1〜1.0mmの移動が行われ
る。なお、最後の振動では電極間距離を適正にしなけれ
ばならず、別途、手動や画像処理装置を用いて±0.0
5mmの精度により行われる。Next, the vibration step of FIG. 5D will be described. After completion of the heating step, the temperature of the region D of the side tube portion 11a is vibrated with respect to the side tube portion 11a in a state where the temperature is equal to or lower than the softening point of the side tube portion constituent material and is equal to or higher than the cooling point. Add. This vibration occurs in the direction indicated by the arrow in the figure. This is because the region D of the side tube portion 11 is in a viscous flow state and the electrode 2 and the quartz glass 11 can move relatively. The vibration is performed, for example, 1 to 10 times, and thereby a movement of 0.1 to 1.0 mm is performed. In the last vibration, the distance between the electrodes must be proper, and it can be adjusted by ± 0.0% manually or by using an image processing device.
It is performed with an accuracy of 5 mm.
【0026】この振動は、側管部11を掴んだ保持部材
13がモータなどの振動手段に接続され、このモータの
駆動に従い、矢印方向の振動が発生する。この振動によ
り、電極2と側管部11が強制的かつ相対的にずれて両
者の間に良好に空隙が発生する。この空隙の形成には、
図示略の凹凸20の凹部に位置する溶融した石英ガラス
が振動の影響を受けて、良好に飛び出すという作用も影
響している。With respect to this vibration, the holding member 13 holding the side tube portion 11 is connected to a vibration means such as a motor, and vibration in the direction of the arrow is generated in accordance with the driving of this motor. Due to this vibration, the electrode 2 and the side tube portion 11 are forcibly and relatively displaced from each other, and a good gap is generated therebetween. To form this void,
There is also an effect that the fused silica glass located in the recesses of the not-shown concavo-convex 20 is affected by the vibration and satisfactorily pops out.
【0027】なお、側管部11bにおける電極の製造に
ついては、上記の工程終了後、発光管部10に必要な水
銀と希ガスを封入した後に、同様の、封止、冷却、加
熱、振動工程を行うことになる。Regarding the production of the electrodes in the side tube portion 11b, after the above steps are completed, the necessary mercury and rare gas are sealed in the arc tube portion 10, and then the same sealing, cooling, heating and vibration steps are performed. Will be done.
【0028】ここで、振動の回数は電極に形成された凹
凸の深さが影響している。本発明者らは、数々の実験を
積み重ねた結果、凹凸の深さが35〜100μmのとき
振動は1〜2回(1回で側管部は図5(ニ)に示す矢印
方向の移動を1往復する)、凹凸の深さが12〜25μ
mのとき振動は3〜4回、凹凸の深さが1.0〜6.5
μmのとき振動は5〜10回必要であることを確認して
いる。この結果は凹凸の深さが大きいほど振動回数が少
なくて足りることを意味しており、凹凸による空隙形成
作用の影響を裏付ける理由にもなっている。なお、振動
回数が多くなると金属箔に悪影響を及ぼしかねない。本
発明者らは、振動回数は10回以下、好ましくは5回以
下が金属箔への影響という意味において有効であること
を確認している。Here, the number of vibrations is affected by the depth of the irregularities formed on the electrodes. As a result of accumulating a number of experiments, the inventors have found that when the depth of the unevenness is 35 to 100 μm, the vibration occurs once or twice (once the side pipe part moves in the arrow direction shown in FIG. 5D). 1 round trip), the depth of the unevenness is 12-25μ
When m, the vibration is 3 to 4 times, and the depth of the unevenness is 1.0 to 6.5.
It has been confirmed that vibration is required 5 to 10 times when the thickness is μm. This result means that the greater the depth of the unevenness, the smaller the number of vibrations required, which is also a reason to support the effect of the void forming action by the unevenness. In addition, if the frequency of vibration increases, the metal foil may be adversely affected. The present inventors have confirmed that a vibration frequency of 10 times or less, preferably 5 times or less is effective in the sense of affecting the metal foil.
【0029】なお、電極に形成する凹凸は、前記実施例
のように電極が伸びる方向に凹部と凸部が連続して並ぶ
構造に限定されるものではない。すなわち、電極の円周
方向に凹部と凸部が連続して並ぶ構造であってもよい。
この場合に振動を加える方向は、前記製造工程で説明し
たような側管部の端部から加えるのではなく、側管部の
側面から加えることとなる。そして、電極の円周方向に
形成される凹凸は円周方向のすべてに形成されるのでは
なく、振動を加える方向との関係で一部分に形成するこ
ともできる。The unevenness formed on the electrode is not limited to the structure in which the concave portion and the convex portion are continuously arranged in the extending direction of the electrode as in the above-mentioned embodiment. That is, the structure may be such that the concave portions and the convex portions are continuously arranged in the circumferential direction of the electrode.
In this case, the direction of applying vibration is not from the end of the side tube as described in the manufacturing process but from the side surface of the side tube. The irregularities formed in the circumferential direction of the electrode may not be formed in the entire circumferential direction, but may be formed in part in relation to the direction in which vibration is applied.
【0030】次に、本発明によるショートアーク型放電
ランプの数値例を紹介する。
陰極の外径 : 0.8mm
陽極の外径 : 1.8mm
側管部の外径 : 6.0mm
ランプ全長 : 65.0mm
側管の長さ : 25.0mm
発光管の内容積: 0.08cc
電極間距離 : 2.0mm
定格点灯電圧 : 200w
定格点灯電流 : 2.5A
封入水銀量 : 0.15mg/mm3
希ガス : アルゴンを100TorrNext, numerical examples of the short arc type discharge lamp according to the present invention will be introduced. Outer diameter of cathode: 0.8 mm Outer diameter of anode: 1.8 mm Outer diameter of side tube part: 6.0 mm Total length of lamp: 65.0 mm Length of side tube: 25.0 mm Inner volume of arc tube: 0.08 cc Distance between electrodes: 2.0 mm Rated lighting voltage: 200 w Rated lighting current: 2.5 A Encapsulated mercury amount: 0.15 mg / mm 3 Noble gas: Argon at 100 Torr
【0031】以上説明しましたように、この発明のショ
ートアーク型超高圧放電ランプは、電極の側面と端面に
おいて微小空隙を有しているため、当該部分における微
少クラックの発生を完全、あるいはほぼ完全に抑えるこ
とができ、また、電極に凹凸を設けることで放電ランプ
の製造工程において、確実、正確に微小空間を形成する
ことができる。As described above, since the short arc type ultra high pressure discharge lamp of the present invention has minute voids on the side surface and the end surface of the electrode, the generation of minute cracks at that portion is completely or almost completely generated. Further, by providing the electrodes with irregularities, it is possible to reliably and accurately form a minute space in the manufacturing process of the discharge lamp.
【図1】ショートアーク型超高圧放電ランプの全体図で
ある。FIG. 1 is an overall view of a short arc type ultra high pressure discharge lamp.
【図2】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの
部分図である。FIG. 2 is a partial view of a short arc type ultra high pressure discharge lamp of the present invention.
【図3】図3におけるA−A断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
【図4】本発明の電極の構造を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a structure of an electrode of the present invention.
【図5】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの
製造方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of a method of manufacturing a short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention.
【図6】従来のショートアーク型超高圧放電ランプの部
分図を示す。FIG. 6 shows a partial view of a conventional short arc type ultra high pressure discharge lamp.
【図7】本発明を説明するためのショートアーク型超高
圧水銀ランプの部分図を示す。FIG. 7 shows a partial view of a short arc type ultra-high pressure mercury lamp for explaining the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/36 H01J 9/32 H01J 61/073 H01J 61/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 61/36 H01J 9/32 H01J 61/073 H01J 61/20
Claims (3)
0.15mg/mm3以上の水銀を封入した発光管部
と、その両側に延在して電極の一部を封止する側管部か
らなるショートアーク型超高圧放電ランプにおいて、 前記電極は、その側面及び端面が前記側管部内において
当該側管部の構成材料である石英ガラスとの間に微少空
隙を形成して配置しており、 この電極部分には凹凸が形成されることを特徴とするシ
ョートアーク型超高圧放電ランプ。1. A pair of electrodes are arranged to face each other, and
In a short arc type ultra-high pressure discharge lamp comprising an arc tube section containing 0.15 mg / mm 3 or more of mercury and side tube sections extending on both sides of the arc tube and sealing a part of the electrode, the electrode comprises: The side surface and the end surface are arranged in the side tube portion so as to form a minute gap between the side tube portion and the quartz glass which is a constituent material of the side tube portion, and the electrode portion has irregularities. Short arc type ultra high pressure discharge lamp.
と前記側管部を構成する材料の膨張係数の差に起因し
て、当該電極が軸方向に拘束されずに自由に伸縮可能と
なる程度のものであることを特徴とする請求項1のショ
ートアーク型超高圧放電ランプ。2. The micro space can be freely expanded and contracted without being constrained in the axial direction due to a difference in expansion coefficient between a material forming the electrode and a material forming the side tube portion. The short arc type ultra-high pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that
あることを特徴とする請求項1のショートアーク型超高
圧放電ランプ。3. The short arc type ultra high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the unevenness has a depth of 1.0 to 100 μm.
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