JP2004055438A - Short arc type ultra-high pressure discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
点灯時の水銀蒸気圧が、例えば150気圧以上になるように水銀を封入した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などのバックライトとして使用されるショートアーク型超高圧放電ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ装置は、スクリーンに対して均一にかつ十分な演色性を持って、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。このようなメタルハライドランプは、最近ではより一層の小型化、点光源化が進められている。
【0003】
しかしながら、メタルハライドランプは、ハロゲン化物として存在する比較的多量のハロゲンが、電極の腐食、管壁の黒化を引き起こすことが知られている。
【0004】
このような背景から、最近ではメタルハライドランプに代わって、封入ハロゲン量が少なく、高い水銀蒸気圧、例えば150気圧以上を持つようなランプが提案されている。水銀の蒸気圧を高くすることで、アークの広がりを抑えるとともに光出力の向上を図るというものである。
【0005】
このような超高圧放電ランプは、点灯中に発光部内が、例えば150気圧以上もの高圧になるので、発光部の両側に延在する側管部において、当該側管部を構成する材料、例えば石英ガラスと、電極および金属箔を十分に密着させて封止する必要がある。
【0006】
通常、このような超高圧放電ランプの側管部を封止する工程では、例えば2000℃もの高温で加熱し、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している。
【0007】
このように、高温で石英ガラスを焼き込んで収縮したり、ピンチシールすると、側管部と電極および金属箔の密着性は向上する。しかしながら、封止工程終了後、側管部の温度が下がる段階で、両者の接触部にクラックが発生する。この理由は、電極を構成するタングステンと側管部を構成する石英ガラスとの熱膨張係数の違いによって、相対的な伸縮量が異なるからである。このクラックにより、前記ランプの点灯時に、頻繁に側管部の破損が発生するという問題があった。
【0008】
このような問題は、例えば特開2001−351576号に記載の技術によって解決される。この技術は、側管部を冷却した後に再加熱することにより、前述のクラックを消滅させるものである。さらに、電極軸の周りに空隙を作ることで、ランプ点灯時におけるクラックの発生も防止できる。
具体的には、図7に示すように、微小な空隙dが、電極3と側管部2の内表面との間に形成されている。この空隙dが、ランプ点灯時における電極の膨張を吸収することによって、電極と側管部の接触部におけるクラックの発生を防止する。
【0009】
この空隙は、側管部の製造工程において、電極に対して何らかの形で振動を加え、電極を石英ガラスに対して強制的に移動させて形成するものである。しかしながら、この強制的な振動により、電極の端面ではある程度の空隙が形成できるかもしれないが、電極の側面では、現実には十分に形成できなかった。そして、空隙の形成が不十分だと、ランプ点灯時における電極の膨張によって、電極の側面と石英ガラスが接触していることになり、前述のように両者の接触部にクラックを発生させてしまう。そして、発光部1の水銀蒸気圧が150気圧以上もの高圧下では、ランプ点灯中にクラックの成長が促進され、側管部の破損につながるという問題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
点灯時の水銀蒸気圧が極めて高いショートアーク型超高圧放電ランプにおいて、十分に高い耐圧力性を有する構造を形成することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明のショートアーク型超高圧放電ランプは、発光部内に一対の電極が対向配置され、この電極に接続された金属箔が、発光部の両側に延在する側管部で封止され、前記電極は、その側面および端面が、前記側管部内において、当該側管部を構成する材料との間に微小空隙を形成して配置しており、かつ、前記金属箔に接合された直線部と当該直線部に続き少なくとも一つのテーパー部とを有し、当該テーパー部は、アーク放電を保持する側から上記金属箔に接続される側に向かうにつれて、直径が減少することを特徴とする。
【0012】
【作用】
本発明は、電極が軸部分においてテーパー部を持つ構成とした。これにより、製造工程において、電極の側面と側管部の内表面との間に空隙が十分に形成されなかったとしても、ランプ点灯時において、テーパー部の存在と電極の膨張によって、空隙を新たに形成することができる。そして、この新たに形成された空隙によって、電極と側管部が接触することはなくなるので、両者の接触部にクラックが発生するという問題を確実に防止できる。
【0013】
ここで、本発明の電極構造が、ランプ点灯時において、電極の側面と側管部の内表面との間に、新たに空隙を形成できることについて説明する。
ランプ点灯時において、電極は、径方向に膨張するとともに、電極軸方向においても主に発光部方向へ膨張する。この膨張により、電極は発光部方向へ伸びる。一方、側管部の内表面は、石英ガラスの膨張係数が電極を構成するタングステンよりも遥かに小さいことに起因して、電極と比べてほとんど膨張せず、その形状は維持されたままである。
後述するように、ランプ点灯時において、テーパー部を有する電極が発光部方向へ伸び、テーパー部の大径部が側管部の内表面と対向していた場所には、テーパー部の小径部が位置することになる。これにより、テーパー部の大径部と小径部の半径の差に相当する間隔だけ、電極の側面と側管部の内表面との間に新たに空隙を形成することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
まず図1を用いて、本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの全体構造を説明する。発光部1の両側に伸びるように側管部2が形成されている。発光部内に一対の電極3が対向配置され、この電極3に接続された金属箔4が、側管部2で各々封止されている。外部リード棒5は、金属箔4と溶着されている。尚、図1の電極3はテーパー部を有しているが、ここでは図面説明の便宜上、テーパー部は省略して表現している。
【0015】
発光部1内には、水銀、希ガス、ハロゲンガスが封入されている。水銀は、可視光波長、例えば波長が360〜780nmの領域に存在する放射光を得るために封入され、点灯時における水銀蒸気圧が150気圧を超えるように計算された量が封入される。希ガスは、点灯始動性を向上させるため、ハロゲンガスは、発光管の白濁を防止するために封入される。
【0016】
図2は、発光部1と側管部2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。ここで、本発明では、直線部3aとテーパー部3bと発光管内に露出した放電保持部3cの全てを含有するものを電極3と称する。
直線部3aは、側管部側先端に設けられるもので、同一径、すなわち円柱形状であって、金属箔との溶接を行う部分である。テーパー部3bは、直線部3aに続き形成され、後述のように周囲に微小空隙dを形成するとともに、発光部側から金属箔に向けて漸次縮小する形状である。放電保持部3cは、アーク放電を保持する部分で、放熱などのため大径に形成される。尚、図2、図3の空隙dは、実際には極めて小さいものであるが、図面説明の便宜上、誇張して表現している。
【0017】
ここで、空隙dは、テーパー部を構成する材料と側管部を構成する材料の膨張係数の差に起因して形成されるものである。本発明のように、テーパー部がタングステンからなり、側管部が石英ガラスからなる場合には、空隙は幅が5〜20μmであり、電極の長さ方向に1〜20mm存在する。
【0018】
ここで、図6を用いて、テーパー部の作用について説明する。尚、図中の実線部は、ランプ点灯時に移動した電極であり、斜線部は移動前の電極を示している。
電極3は、ランプ点灯時に発生する熱エネルギーによって、電極軸方向において、主に発光部1の方向へ図中xで示す長さだけ膨張する。つまり、テーパー部3bもこの電極の膨張により、発光部1の方向へx伸びることになる。ここで、テーパー部3bと対向している側管部2の内表面は、石英ガラスの膨張係数が、タングステンと比較して、遥かに小さいことに起因して、テーパー部3bと比較してほとんど膨張せず、その形状は維持されたままである。したがって、ランプ点灯時において、テーパー部3bは発光部方向へ膨張し、テーパーの大径部が側管部2の内表面と対向していた場所には、テーパーの小径部が位置することになる。すなわち、電極3と側管部2の内表面の間には、製造工程で形成された空隙dに加え、図中d´に示す空隙が新たに形成されることになる。この空隙は、大径部の半径と小径部の半径の差に相当する。
尚、理論的には径方向にも膨張して、その膨張により空隙が塞がるようにも考えられる。しかし、径方向への膨張は、ランプ点灯時に形成される空隙d´と比較して遙かに小さいので、空隙が塞がることはない。
【0019】
ここで、本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの電極に関する数値例を紹介する。
直線部3aは、直径が0.2〜1.0mmの範囲で、例えば0.4mmであり、長さが0.5〜20.0mmの範囲で、例えば2.5mmである。テーパー部3bは、小径側の直径が0.2〜1.0mmの範囲で、例えば0.4mmであり、太径側の直径が0.21〜4.0mmの範囲で、例えば0.7mmであり、長さが0.5〜20mmの範囲で、例えば2.5mmである。放電保持部3cは、小径側の直径が0.21〜4.0mmの範囲で、例えば0.7mmであり、太径側の直径が0.21〜4.0mmの範囲で、例えば1.8mmであり、長さが1.0〜30.0mmの範囲で、例えば5.0mmである。
【0020】
図4は、電極の他の構造を示す。電極のテーパー部の形状は、図2に示す構造に限らず、(a)に示すように直線部から放電保持部に向かって曲線を描くもの、(b)に示すように直線部から放電保持部に向かって階段形状になっているものでもよく、またその他の形状のものであっても構わない。さらに、発光管内に露出した放電保持部の先端の形状は、(a)、(b)に示すように曲面状であっても、また平面状などその他の形状であっても構わない。
【0021】
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。尚、電極3は、テーパー部を有しているが、図面説明の便宜上、ここでは省略している。
【0022】
まず、図5(イ)の封止工程について説明する。
発光部1の両側に延在する側管部2のうち、一方の側管部2a内に電極3、金属箔4、外部リード棒5が一体に形成された電極組立体を挿入する。そして、電極3の先端が発光部1に露出するとともに、電極3の一部と金属箔4が側管部2aの内表面と向かい合うように配置する。その後、図中Aで示すように、電極3と金属箔4を取り囲む側管部2aを加熱する。側管部2aを構成する材料は、石英ガラスであり、この石英ガラスの軟化点温度は約1680℃であるから、この軟化点温度以上の2000℃程度でガスバーナーによって加熱する。
【0023】
この封止工程においては、側管部2aの端部が既に閉じられているので、他方の側管部2bの開口端を介して、ガラスバルブ内は例えば100Torrまで減圧される。このため、側管部2aが加熱されると、この側管部2aは縮径されて電極3と金属箔4は封止される。尚、この方法以外にも側管部2aを加熱後、ピンチャーによって封止することもできる。
【0024】
次に図5(ロ)の冷却工程について説明する。
前記封止工程が終了した後、強制冷却や自然冷却により側管部2aを冷却する。この冷却は、例えば1200℃になるまで行われ、電極3や金属箔4が側管部2aに封止されて固定されるようにする。
【0025】
この冷却工程により、電極3の一部が側管部2aと溶着されるが、電極3の表面全体が側管部2aと溶着されるわけではない。その理由は、電極を構成するタングステンと、側管部を構成する石英ガラスでは膨張係数が異なるので、電極3と側管部2aの溶着部分が一部剥離するからである。この剥離によって、側管部2aの内表面にクラックが発生する。
【0026】
次に、図5(ハ)の加熱工程について説明する。
前記冷却工程の終了後、図中Bで示すように、電極3が封止された側管部を再加熱する。この加熱は、例えばガスバーナーを用い、側管部2aを構成する石英ガラスが粘性流動状態となって電極3と再び接し、電極3と石英ガラスが相対的に動くことができるようになるまで行う。
尚、この加熱工程は、側管部2aのうち、図中Bで示す部分のみを再加熱し、金属箔4がすでに封止固定されている部分までも加熱するものではないから、金属箔4と側管部2aの気密性にはなんら影響を及ぼすものではない。
このような再加熱を行うことで、電極3の周辺の側管部2aの内表面に存在していた微小クラックを消滅させることができる。
【0027】
次に、図5(ニ)の振動工程について説明する。
前記加熱工程の終了後、側管部2aを構成する石英ガラスが粘性流動状態であって、電極3と石英ガラスが相対的に動くことのできる時に、側管部2aに対して、図中の矢印の方向に振動を加える。具体的には、側管部2aの図中Bの部分の温度が石英ガラスの軟化点(約1680℃)以下、除冷点(約1280℃)以上の温度において、図中の矢印の方向に振動を加える。
振動は、例えば1〜10回行われ、これにより、電極3が発光部へ向かって0.1〜1.0mm移動する。
【0028】
前記の振動を加える方法としては、図5(ニ)に示すように、側管部2を掴んだ保持部材6がモーターなどに接続され、モーターの駆動によって、矢印方向の振動を発生させる方法が挙げられる。この振動により、電極3と側管部2aが強制的かつ相対的にずれて、電極3と側管部2aとの間に空隙が発生するはずである。しかしながら、電極3の端面ではある程度の空隙が形成できるかもしれないが、電極の側面では十分に形成できなかった。
【0029】
尚、側管部2bにおける電極の封止については、前記振動工程の終了後、発光部1に必要な水銀と希ガスとハロゲン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。
【0030】
次に、本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの数値例を紹介する。
陰極の外径 : 1mm
陰極の長さ : 10mm
陽極の外径 : 2mm
陽極の長さ : 10mm
側管部の外径 : 6mm
側管部の長さ : 20mm
ランプ全長 : 50mm
発光管の内容積 : 0.1cc
電極間距離 : 1mm
定格点灯電圧 : 100V
定格点灯電流 : 2A
封入水銀量 : 30mg
希ガス : アルゴンを100Torr
【0031】
次に、本発明の効果を示す実験について説明する。本発明者らは、実験を行うにあたって、上記のような製造工程を経て、本発明のテーパー部を持つ電極を用いて作製したランプ(図2に示すランプ)と、テーパー部を持たない電極を用いて作製したランプ(図7に示すランプ)をそれぞれ100本用意した。具体的に説明すると、合計200本のランプに対して、表1に示すように、まず始めに、ランプを2分間点灯させた後に消灯し1分間放置するという試行を7回繰り返した。次に、5分間点灯させた後に消灯し、5分間放置するという試行を5回繰り返した。最後に、30分間点灯させた後に消灯し、ランプが常温になるまで待ち、ランプを目視して側管部のクラックの有無を確認するというものである。
【0032】
【表1】
【0033】
この実験の結果、従来の電極構造のランプは、100本のうち70本のランプがクラックを発生したのに対し、本発明の電極構造のランプは、100本のうちクラックを発生したランプが1本も存在しないことが確認された。
【0034】
以上説明したように、本発明のショートアーク型超高圧放電ランプは、電極にテーパー部を設けることにより、製造工程において、空隙を電極の側面と側管部の内表面との間に十分に形成することができなくても、ランプ点灯時において、このような空隙を新たに形成することができる。この新たに形成された空隙により、電極と側管部が接触しないので、両者の接触部へクラックが発生することを確実に防止できる。
【0035】
【発明の効果】
本発明の電極構造を用いれば、ランプ点灯時において、電極の端面および側面と側管部との間に微小空隙が確実に存在し、電極と側管部が接触しないので、側管部にクラックが発生しない。これにより、発光管部が150気圧を超える高い水銀蒸気圧になっても側管部の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図3】図2におけるA−A´断面図である。
【図4】本発明の電極の構造を示す図である。
【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。
【図6】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。
【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。
【符号の説明】
1 発光部
2 側管部
3 電極
4 金属箔
5 外部リード
d 空隙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a short arc type ultra-high pressure discharge lamp in which mercury is sealed so that a mercury vapor pressure at the time of lighting becomes, for example, 150 atm or more, and particularly to a short arc type ultra high pressure discharge lamp used as a backlight of a liquid crystal display device or the like.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device is required to illuminate an image with uniform and sufficient color rendering properties on a screen. For this reason, a metal halide lamp in which mercury or a metal halide is sealed is used as a light source. In recent years, such metal halide lamps have been further reduced in size and made into point light sources.
[0003]
However, in a metal halide lamp, it is known that a relatively large amount of halogen present as a halide causes corrosion of an electrode and blackening of a tube wall.
[0004]
From such a background, recently, instead of the metal halide lamp, a lamp having a small amount of enclosed halogen and having a high mercury vapor pressure, for example, 150 atm or more has been proposed. By increasing the vapor pressure of mercury, the spread of the arc is suppressed and the light output is improved.
[0005]
In such an ultra-high pressure discharge lamp, since the inside of the light emitting portion becomes as high as 150 atm or more during lighting, for example, a material constituting the side tube portion, for example, quartz, in the side tube portion extending on both sides of the light emitting portion It is necessary that the glass, the electrode and the metal foil are sufficiently adhered and sealed.
[0006]
Usually, in the step of sealing the side tube portion of such an ultra-high pressure discharge lamp, the quartz glass is heated at a high temperature of, for example, 2000 ° C., and the quartz glass is gradually shrunk or the quartz glass is pinch-sealed.
[0007]
As described above, when the quartz glass is baked and shrunk at a high temperature, or when pinch sealing is performed, the adhesion between the side tube, the electrode, and the metal foil is improved. However, after the end of the sealing step, cracks occur in the contact portions between the side tubes at a stage where the temperature of the side tube portion decreases. The reason for this is that the relative amount of expansion and contraction differs due to the difference in the thermal expansion coefficient between tungsten forming the electrode and quartz glass forming the side tube portion. Due to this crack, there is a problem that the side tube portion is frequently damaged when the lamp is turned on.
[0008]
Such a problem is solved, for example, by the technique described in JP-A-2001-351576. In this technique, the above-mentioned cracks are eliminated by cooling the side tube portion and then reheating it. Further, by creating a gap around the electrode axis, it is possible to prevent the occurrence of cracks when the lamp is turned on.
Specifically, as shown in FIG. 7, a minute gap d is formed between the
[0009]
This gap is formed by applying vibrations to the electrode in some form in the manufacturing process of the side tube portion and forcibly moving the electrode with respect to the quartz glass. However, this forced vibration may allow some gaps to be formed at the end faces of the electrodes, but not enough at the side faces of the electrodes. If the formation of the gap is insufficient, the side surfaces of the electrode and the quartz glass are in contact with each other due to the expansion of the electrode when the lamp is turned on, and cracks are generated in the contact portion between the two as described above. . If the mercury vapor pressure of the light emitting section 1 is as high as 150 atm or more, crack growth is promoted during operation of the lamp, leading to a problem that the side tube is damaged.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to form a structure having a sufficiently high pressure resistance in a short arc type ultra-high pressure discharge lamp having an extremely high mercury vapor pressure during operation.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in a short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention, a pair of electrodes are arranged opposite to each other in a light emitting unit, and a metal foil connected to the electrodes extends on both sides of the light emitting unit. The electrode is sealed with a side tube portion, and the side surface and the end surface of the electrode are arranged in the side tube portion so as to form a minute gap with a material constituting the side tube portion, and It has a straight portion joined to the metal foil and at least one tapered portion following the straight portion, and the tapered portion has a diameter from the side holding the arc discharge to the side connected to the metal foil. It is characterized by decreasing.
[0012]
[Action]
The present invention has a configuration in which the electrode has a tapered portion in the shaft portion. As a result, even if a gap is not sufficiently formed between the side surface of the electrode and the inner surface of the side tube portion in the manufacturing process, the gap is newly formed due to the presence of the tapered portion and the expansion of the electrode during lamp operation. Can be formed. Then, the electrode and the side tube portion do not come into contact with each other due to the newly formed void, so that a problem that a crack occurs at a contact portion between the electrode and the side tube portion can be surely prevented.
[0013]
Here, the fact that the electrode structure of the present invention can newly form a gap between the side surface of the electrode and the inner surface of the side tube portion when the lamp is turned on will be described.
When the lamp is turned on, the electrodes expand in the radial direction, and also expand in the electrode axis direction mainly in the direction of the light emitting portion. Due to this expansion, the electrode extends toward the light emitting portion. On the other hand, the inner surface of the side tube portion hardly expands as compared with the electrode due to the fact that the expansion coefficient of quartz glass is much smaller than that of tungsten constituting the electrode, and its shape is maintained.
As will be described later, when the lamp is turned on, the electrode having the tapered portion extends in the direction of the light emitting portion, and the portion where the large diameter portion of the tapered portion faces the inner surface of the side tube portion has a small diameter portion of the tapered portion. Will be located. Thereby, a new gap can be formed between the side surface of the electrode and the inner surface of the side tube portion by an interval corresponding to the difference between the radius of the large diameter portion and the radius of the small diameter portion of the tapered portion.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the overall structure of the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention will be described with reference to FIG.
[0015]
Mercury, a rare gas, and a halogen gas are sealed in the light emitting unit 1. Mercury is sealed in order to obtain a visible light wavelength, for example, radiation light having a wavelength in the range of 360 to 780 nm, and a quantity calculated so that the mercury vapor pressure at the time of lighting exceeds 150 atm. The rare gas is sealed to improve the lighting startability, and the halogen gas is sealed to prevent clouding of the arc tube.
[0016]
FIG. 2 is an enlarged view of a boundary portion between the light emitting section 1 and the
The straight portion 3a is provided at the distal end of the side tube portion and has the same diameter, that is, a columnar shape, and is a portion to be welded to a metal foil. The tapered
[0017]
Here, the gap d is formed due to the difference in expansion coefficient between the material forming the tapered portion and the material forming the side tube portion. In the case where the tapered portion is made of tungsten and the side tube portion is made of quartz glass as in the present invention, the gap has a width of 5 to 20 μm and exists in the length direction of the electrode at 1 to 20 mm.
[0018]
Here, the operation of the tapered portion will be described with reference to FIG. Note that the solid lines in the figure indicate the electrodes that have been moved when the lamp is turned on, and the hatched portions indicate the electrodes before the movement.
The
Theoretically, it is also considered that the gas expands in the radial direction and the space is closed by the expansion. However, since the expansion in the radial direction is much smaller than the gap d 'formed when the lamp is turned on, the gap is not closed.
[0019]
Here, numerical examples relating to the electrodes of the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention will be introduced.
The straight portion 3a has a diameter in the range of 0.2 to 1.0 mm, for example, 0.4 mm, and a length in the range of 0.5 to 20.0 mm, for example, 2.5 mm. The tapered
[0020]
FIG. 4 shows another structure of the electrode. The shape of the tapered portion of the electrode is not limited to the structure shown in FIG. 2, and may be such that it draws a curve from the straight portion toward the discharge holding portion as shown in FIG. The shape may be a step shape toward the part, or may be another shape. Further, the shape of the tip of the discharge holding portion exposed in the arc tube may be a curved shape as shown in FIGS. 3A and 3B, or may be another shape such as a flat shape.
[0021]
Next, a method for manufacturing the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention will be described.
5A to 5D show a series of manufacturing steps, wherein FIG. 5A shows a sealing step, FIG. 5B shows a cooling step, FIG. 5C shows a heating step, and FIG. Although the
[0022]
First, the sealing step of FIG.
An electrode assembly in which the
[0023]
In this sealing step, since the end of the side tube 2a is already closed, the pressure inside the glass bulb is reduced to, for example, 100 Torr through the open end of the
[0024]
Next, the cooling step of FIG.
After the sealing step is completed, the side tube portion 2a is cooled by forced cooling or natural cooling. This cooling is performed until the temperature reaches, for example, 1200 ° C., so that the
[0025]
In this cooling step, a part of the
[0026]
Next, the heating step of FIG.
After the completion of the cooling step, as shown by B in the figure, the side tube portion in which the
This heating step reheats only the portion indicated by B in the drawing of the side tube portion 2a and does not heat the portion where the
By performing such reheating, minute cracks existing on the inner surface of the side tube 2a around the
[0027]
Next, the vibration step of FIG.
After the heating step, when the quartz glass forming the side tube 2a is in a viscous flow state and the
The vibration is performed, for example, 1 to 10 times, whereby the
[0028]
As a method for applying the vibration, as shown in FIG. 5 (d), a method in which the holding
[0029]
Incidentally, regarding the sealing of the electrode in the
[0030]
Next, numerical examples of the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention will be introduced.
Outer diameter of cathode: 1mm
Cathode length: 10mm
Outer diameter of anode: 2mm
Anode length: 10mm
Outer diameter of side tube: 6mm
Side tube length: 20mm
Lamp length: 50mm
Inner volume of arc tube: 0.1cc
Distance between electrodes: 1 mm
Rated lighting voltage: 100V
Rated lighting current: 2A
The amount of enclosed mercury: 30mg
Noble gas: 100 Torr of argon
[0031]
Next, an experiment showing the effect of the present invention will be described. In conducting the experiment, the present inventors carried out a lamp (the lamp shown in FIG. 2) manufactured by using the electrode having the tapered portion of the present invention and an electrode having no tapered portion through the above manufacturing steps. 100 lamps (lamps shown in FIG. 7) manufactured by using the same were prepared. Specifically, as shown in Table 1, a trial of turning on the lamp for 2 minutes, turning off the lamp, and allowing the lamp to stand for 1 minute was repeated seven times for a total of 200 lamps. Next, the light was turned on for 5 minutes, then turned off, and left for 5 minutes. Finally, after turning on the light for 30 minutes, the light is turned off, the lamp is allowed to reach a room temperature, and the lamp is visually checked for cracks in the side tube portion.
[0032]
[Table 1]
[0033]
As a result of this experiment, 70 lamps out of 100 lamps had cracks in the conventional electrode structure, whereas 1 lamp out of 100 lamps had cracks in the electrode structure of the present invention. It was confirmed that there was no book.
[0034]
As described above, in the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention, the gap is sufficiently formed between the side surface of the electrode and the inner surface of the side tube portion in the manufacturing process by providing the electrode with the tapered portion. Even if it is not possible, such a gap can be newly formed when the lamp is turned on. Since the newly formed void does not allow the electrode and the side tube portion to come into contact with each other, it is possible to reliably prevent the occurrence of cracks at the contact portion between the two.
[0035]
【The invention's effect】
With the use of the electrode structure of the present invention, when the lamp is turned on, a minute gap surely exists between the end surface and side surface of the electrode and the side tube portion, and the electrode and the side tube portion do not come into contact with each other. Does not occur. Thereby, even if the arc tube part has a high mercury vapor pressure exceeding 150 atm, it is possible to prevent the side tube part from being damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of a short arc type ultra-high pressure discharge lamp.
FIG. 2 is a partial view of a short arc type ultra-high pressure discharge lamp according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a structure of an electrode of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view of a method for manufacturing a short arc type ultra-high pressure discharge lamp according to the present invention.
FIG. 6 is a partial view of the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention.
FIG. 7 is a partial view of a short arc type ultra-high pressure mercury lamp for explaining the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記電極は、その側面および端面が、前記側管部内において、当該側管部を構成する材料との間に微小空隙を形成して配置しており、
かつ、前記金属箔に接合された直線部と当該直線部に続き少なくとも一つのテーパー部とを有し、当該テーパー部は、アーク放電を保持する側から上記金属箔に接続される側に向かうにつれて、直径が減少す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。In a short arc type ultra-high pressure discharge lamp in which a pair of electrodes are disposed opposite to each other in the light emitting unit and the metal foil connected to the electrodes is sealed with side tubes extending on both sides of the light emitting unit,
The electrode, the side surface and the end surface, in the side tube portion, forming a minute gap between the material constituting the side tube portion, is arranged,
And it has a straight portion joined to the metal foil and at least one tapered portion following the straight portion, and the tapered portion is directed from the side holding the arc discharge to the side connected to the metal foil. And a short arc type ultra-high pressure discharge lamp having a reduced diameter.
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