JP3915749B2

JP3915749B2 - Super high pressure discharge lamp

Info

Publication number: JP3915749B2
Application number: JP2003191601A
Authority: JP
Inventors: 彰饗庭; 繁典野澤; 幸裕森本
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: JP2005026128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超高圧放電ランプに関し、例えば液晶ディスプレイ装置などの光源として好適に用いられる超高圧放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
投射型のプロジェクタ装置は、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る。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、キセノンランプ或は水銀ランプなどのショートアーク型放電ランプが使われている。
【０００３】
上記技術分野に係る液晶プロジェクタは、各会議室へ据え付けられるほど普及していないことから、持ち運びされることが多く、小形軽量化が重要な課題となっている。このために、液晶プロジェクタ用の液晶パネルは年々小形化されてきており、これに伴って小形化された液晶パネルに効率よく集光させるためにも、光源のいっそうの小形化が要求されている。光源の小形化を達成するためには、アーク長を短くするのが光学的に一番効果的な手段であるが、従来の仕様のまま単にアーク長を短縮するだけでは、ランプ電圧が低下してしまう。これを補って所定のランプ電力を投入しようとすると、ランプ電流を増大しなければならない。ところが、ランプ電流を増大させるために点灯装置が大形化してしまうので、液晶プロジェクタ装置を小形化するというコンセプトから外れることになり、結局アーク長を短くする手段を採用することはできない。
【０００４】
そこで、ランプ電圧を低下させないでアーク長を短くするために、アークのインピーダンスを高くすること、換言すれば、点灯中の放電媒体の圧力を上昇させる手段が採用されてきている。これによれば照度維持率の向上を図りながら演色性の向上を図ることができるといわれ、近時においては動作時の圧力が１０ＭＰａ以上となるように、多量の水銀を封入した高圧放電ランプが好適に利用されてきている（特許文献１，２参照）。
【０００５】
ところで、上述の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層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り、上記のようにランプ点灯中の圧力が極めて高くなるようなランプでは、電極の先端部を有する内部リード棒と、該リード棒の後端部が接続された金属箔と、該金属箔の該端部に接続され側管部端部から導出される外部リード棒とが、シュリンクシール方式により側管部に埋設されてなる封止構造が、好適に採用されている（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−１４８５６１号
【特許文献２】
特開平６−５２８３０号
【特許文献３】
特開２００３−１０９５０４号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記ランプでは、金属箔と側管部を構成するガラスとの間の結合が切断されて当該金属箔が側管部内部において浮いた状態（以下「箔浮き」という。）になると側管部における耐圧強度が低下して、ランプの側管部が破損することがある。このため、更なる高輝度化、つまりランプ動作圧力の増大が要望されるが、これを実現することができないという問題がある。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ランプ点灯中の箔浮き現象を抑制できてランプ動作圧力の増大を図ることが可能であって、高輝度化を実現でき、長い使用寿命が得られる超高圧水銀ランプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る超高圧放電ランプは、石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ^３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、ランプ点灯中、前記側管部のガラスに掛かる半径方向の応力を、引張り方向を正としたとき、前記内部リード棒後端から軸方向外方に２ｍｍの範囲において、応力が負となる領域の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、応力が正となる領域の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、下記の関係式を満たすＡとＢの絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）を満足するように、前記内部リード棒の後端部が、多数の空隙が形成された焼結体より構成されていることを特徴とする。
（式）｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜
【０００９】
又、石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ^３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、ランプ点灯中、前記側管部のガラスに掛かる半径方向の応力を、引張り方向を正としたとき、前記内部リード棒後端から軸方向外方に２ｍｍの範囲において、応力が負となる領域の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、応力が正となる領域の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、下記の関係式を満たすＡとＢの絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）を満足するように、前記内部リード棒に、その後端に開口を有する有底穴が形成されていることを特徴とする。
（式）｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜
【００１１】
【作用】
ランプを点灯すると内部リード棒は熱で膨張する。側管部のガラスは、内部リード棒の後端部を囲繞するため、内部リード棒により半径方向に押し広げられるようになる。このため、金属箔を埋設するガラスがこれに引っ張られるように半径方向外方に応力を受けることとなる。この半径方向の引張り応力が大きく、側管部のガラスと金属箔とが引き剥がされると箔浮きが生じると考えられる。
本発明者らは、ランプ点灯中における側管部ガラスと金属箔界面の応力分布状態を調査した。
ランプ点灯時、内部リード棒後端部からランプの軸方向外方に向かう２ｍｍの領域の応力状態を、引張り方向及び圧縮方向の両方の応力を一定レベル以下に抑えることにより、シリカガラスが金属箔から剥がれることが抑制され、両者の密着状態を保持でき、箔浮きを起こさず、側管部の耐圧強度を高く維持することができるようになる。更に、本発明においては、引張り方向の応力のみならず、圧縮方向の応力も低減させておく必要がある。これは、ガラスに、半径方向に圧縮する応力が掛かっていると、反力としてランプ軸方向に引張り応力が働いてランプの軸方向にガラスの密度が疎となり、ガラスに含まれるアルカリ金属（主としてナトリウム）の移動度が高くなって、側管部の高温の部分、即ち、内部リード棒と金属箔との接合部近傍に集結し易くなり、金属箔とガラスとの結合が切断されるようになる。
本願請求項１又は請求項２記載の発明によれば、ガラスと金属箔との密着強度を高く維持でき、シリカガラスと金属箔との結合が切断されることを長期間にわたり維持できるので、箔浮き現象を生じることなく側管部近傍に生じる破損を回避することができる。
特に、請求項１記載の発明によれば、内部リード棒が後端部に多数の空隙が形成された焼結体より構成されているので熱膨張の程度が小さくてガラスに掛かる応力を小さくでき、金属箔とガラスとを引き剥がす応力を小さくできる。
又、上記請求項２記載の発明によれば、内部リード棒には後端に開口を有する有底穴が形成されているので当該箇所が熱膨張しても半径方向打内方に潰れるので、ガラスが応力を受けることなく、金属箔とガラスとを引き剥がす応力を小さくできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る超高圧水銀ランプの構成の一例を示す説明用断面図であり、金属箔の面方向に切断した断面で示す図である。図２は図１中の一方の側管部を拡大して示す拡大断面図である。尚、図２では図１のランプに対して管軸を９０°回転した断面で示している。
図１において、超高圧水銀ランプの発光管１０は石英ガラスからなり、大略楕円球形をなし主放電空間を形成する発光管部１１を有し、この発光管部１１内には陰極側電極２０及び陽極側電極２０’が互いに対向するよう配置されている。又、発光管部１１の両端部から伸びるように側管部１２，１２’が形成されており、これら側管部１２，１２’内には、通常モリブデンよりなる金属箔３０，３０’が気密に埋設されている。
陰極側電極２０および陽極側電極２０’には各々内部リード棒２１，２１’が連設されており、内部リード棒２１，２１’の後端部２１Ａ，２１Ａ’が金属箔３０，３０’の端部に溶接され、金属箔３０，３０’の他端にはそれぞれ外部に突出する外部リード棒２２，２２’が接続されている。この内部リード棒２１，２１’の後端部２１Ａ，２１Ａ’には応力緩衝部Ｂ，Ｂ’が形成されている。
又、発光管部１０内には０．１５ｍｇ／ｍｍ^３以上の水銀と、所定の希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。
【００１３】
この応力緩衝部Ｂは、ランプ点灯中に側管部１２，１２’のガラスに掛かる半径方向の応力を緩衝するものであり、以下これについて説明する。
図２に示す拡大図において、ランプ点灯中に側管部１２のガラスに半径方向に掛かる応力について、引張り方向の応力を正（プラス：＋）と定義したとき、内部リード棒２１の後端２１ａから軸方向外方の２ｍｍの領域Ｓにおいて、負（マイナス：−）の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、正の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）を満足し、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜を満足するような、ＡとＢの絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が、−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）の範囲とされる。
【００１４】
内部リード棒２１の後端２１ａから軸方向外方に２ｍｍの領域Ｓにおいて、上記Ａ，Ｂの関係が｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のとき、つまり圧縮応力の成分が引張り応力の成分よりも多いとき、Ｄ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）を満足するＤが、−６０ＭＰａ・ｍｍ以上であることにより、アルカリ金属が当該箇所に集結することが抑制され、金属箔３０，３０’とガラスとの密着強度低下が抑止される。Ｄが、−６０ＭＰａ・ｍｍ未満になると、ガラスの密度が低くてアルカリ金属が集結し易くなる。このため、アルカリ金属が側管部１２に移動した場合には金属箔３０とガラスとの結合が切断されてしまい、箔浮きを生じ易くなる。
一方、内部リード棒２１の後端２１ａから軸方向外方に２ｍｍの領域Ｓにおいて、上記Ａ，Ｂの関係が｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のとき、つまり引張り応力の成分が圧縮方向の応力成分より多いとき、Ｄ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜を満足するＤが、３０ＭＰａ・ｍｍ以下であることにより、ガラスと金属箔３０との密着強度がガラスを金属箔３０から引き剥がそうとする力よりも大きく、箔浮きの発生を好適に防止することができる。
【００１５】
ここで、上記応力緩衝部について、図３（ａ），（ｂ）を参照しての実施形態を説明する。図３（ａ），（ｂ）は図１，２中の陰極側電極（２０）側内部リード棒（２１）のみ拡大して示す斜視図である。
〔１〕
図３（ａ）は、請求項１記載の発明の実施形態を説明する図である。同図において応力緩衝部Ｂは例えば金属の粉末を圧縮成形して焼結した焼結体からなり、その内部には多数の空隙が形成されている。本実施形態においては、応力緩衝部Ｂは、例えば理論密度が５５〜６５％の焼結体からなるのが好ましく、内部リード棒２１の外径がφ０．７ｍｍである場合には応力緩衝部Ｂは１．０ｍｍ以上の長さ形成されているのが好ましい。
この焼結体からなる応力緩衝部Ｂは、例えば、タングステンの粉末を、内部リード棒（２１）の本体部分を構成するタングステン棒と同径の略円柱形状に圧縮して粉末の成形体を製作し、これをタングステン棒の後端面に接続して焼結することにより、タングステン棒と一体に製作することができる。焼結条件の一例を挙げると、例えば真空雰囲気中で、約１２００℃、約０．５時間加熱し、更に温度を上げて１７００℃、約０．５時間加熱して行う。
この請求項１記載の発明によれば、応力緩衝部Ｂの内部に多数の空隙を形成することができるので、熱膨張の程度を小さくできて、金属箔を埋設する側管部のガラスへの応力を小さくすることができる。その結果、側管部のガラスを金属箔から引き剥がす方向の力が低減され、両者の結合が切断され難く、箔浮きを防止できて、ランプの側管部の耐性を高く維持することができるようになる。
〔２〕
図３（ｂ）は、請求項２記載の発明の実施形態を説明する図である。同図に示すように請求項２記載の発明は、応力緩衝部Ｂを内部リード棒２１の後端面２１ａから軸方向に有底の穴２１０を形成して設けた例である。穴２１０は１つでも多数設けても構わない。尚、この穴２１０は例えばランプの管軸方向に０．７〜１．０ｍｍ形成されているのが好ましい。
この請求項２記載の発明によれば、内部リード棒２１の温度が上昇し、熱膨張したとしても、応力緩衝部Ｂはガラスを押圧する際、その反力で半径方向内方に潰れてしまうので、ガラスに掛かる応力が小さくなり、側管部のガラスを金属箔から引き剥がす方向に掛かる力が低減されるようになる。その結果、ガラスと金属箔との結合が切断され難く、箔浮きを防止できてランプの側管部の耐性を高く維持することができるようになる。
無論、従来の内部リード棒と比較してガラスへの応力を小さくできる形態であれば上記実施形態にとどまらず、どのような形態であってもよい。
【００１６】
〔実験例〕
下記の手順に従い、本発明に係るランプを製作した。
まず、本発明の実施例に係るランプを製作した。ここでは、図３（ａ）で示した〔１〕の手段によって、内部リード棒に応力緩衝部が設けられたランプを９本製作した。仕様については下記の通りである。ここで、実施例に係るランプをランプＮｏ．１〜９と称する。
〔発光管（１０）〕材質：シリカガラス、発光部（１１）内容積：７５ｍｍ^２、発光部（１１）最大外径：φ１０．０ｍｍ、側管部（１２，１２’）外径：φ６．０ｍｍ、側管部（１２，１２’）長さ：１６．０ｍｍ
〔封入物〕水銀０．２２ｍｇ／ｍｍ^３、ハロゲン（臭素）３．０×１０^‐４μｍｏｌ／ｍｍ^３
〔電極（２０，２０’）〕材質：タングステン（純タングステン）
〔内部リード棒（２１，２１’）〕材質：タングステン、外径：φ０．７ｍｍ、全長：８．５ｍｍ、応力緩衝部（Ｂ，Ｂ’）の長さ：１．０ｍｍ
〔金属箔（３０，３０’）〕材質：モリブデン、厚さ：２０μｍ、軸方向長さ：１１．０ｍｍ、幅：１．５ｍｍ
【００１７】
次に、本発明の従来技術に相当する比較例に係るランプ、即ち、上記実施例のランプとは、内部リード棒が１体のタングステン棒で構成されて後端部に応力緩衝部が形成されていないランプを１２本製作した。尚、内部リード棒を除く、他の仕様は上記と同様とした。ここで、これら比較例に係るランプをランプＮｏ．１０〜２１と称す。
【００１８】
＜応力測定＞
上記実施例及び比較例に係るランプＮｏ．１〜２１についてランプ点灯中の側管部の応力を測定した。
▲１▼ 装置
応力の測定には複屈折測定装置（溝尻光学工業所、ＥＬＰ−１５０ＡＲＴ型、光源：Ｈｅ−Ｎｅレーザ光、波長６３３ｎｍ）を用いた。
▲２▼ 原理
図４は、複屈折測定装置全体を側面方向からみた構成図である。Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置５１からのレーザ光は集光レンズを通し、直径０．０５ｍｍのスポット光として試料に入射する。先ず、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光は偏光子５２を通過させて光路に対して方位４５°の直線偏光とし、１／４波長板５３を通して左回り円偏光にしてから、ランプ点灯灯具５４内部にセットした試料に入射する。試料のガラスを通過した光の位相差、即ちΔ（ｄｅｇ）、Ｒ（ｎｍ）及び楕円偏光の方位角（軸の傾き）φ（ｄｅｇ）から偏光状態を調べ、歪量を測定する。測定した歪の大きさを評価することによりガラスに掛かる応力を見積もる。
【００１９】
本実験においては試料とするランプＬをランプ点灯灯具５４内で点灯し、ランプ点灯灯具５４ごとステッピングモーター５５を駆動させてランプを上下左右方向に移動し、所定の領域の偏光状態を測定した。尚、本実験ではランプＬからの光が検出器５６に入射することを防止するため、灯具５４と検出器５６の間に前に６３３ｎｍバンドパスフィルタ５７（半値幅：約１．５ｎｍ）を設置した。
【００２０】
＜手順＞
▲１▼ ランプの加工
試料用ランプについて、レーザ光がランプ側管部表面で乱反射することを避けるために研磨機で側管部の加工を行った。
ここでの加工は、図５の試料用ランプの説明用斜視図に示すように、入射光が箔厚さ方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向（Ｚ方向）に入るようにＸ−Ｙ平面の面出しを行うものである。歪の測定領域は、内部リード棒２１の後端部２１Ａ及び金属箔３０を含み、側管部の研磨面においてランプ管軸方向（Ｘ方向）の長さが１０．０ｍｍ、金属箔３０の厚さ方向（Ｙ方向）の長さが２．５ｍｍの略矩形部分とした。
【００２１】
▲２▼ 歪測定
図６は上記複屈折測定装置におけるランプ点灯灯具（５４）の詳細図である。全体が概略矩形の箱体であり、レーザ光の通過部には石英ガラス製の窓部材５４１，５４１を設置した。又、同図に示すランプからの直接光を遮断するためシャッタＳを設けた。これらシャッタＳ及び点灯用灯具５４の表面にはランプ光の反射を防止するため黒色の耐熱塗料を全体に塗布しておいた。
ランプＬを点灯用灯具５４に設置し、レーザ光が石英ガラス窓５４１，５４１のみ通過する位置へ移動してランプＬを点灯させた。ランプＬが安定状態となってから（例えば、点灯後約５分後）、１／４波長板を補正した。これにより石英ガラス窓５４１，５４１の熱歪がキャンセルされて点灯時のランプ側管部のガラスの歪量を正確に測定することができる。
しかる後、上述したランプ側管部における歪測定領域を０．１ｍｍ間隔でレーザを入射させて歪を点で測定し、マッピングを行った。
【００２２】
▲３▼ データ評価
以上の手順により、ランプ側管部ガラスの歪による偏光状態（Δ、Ｒ、φ）を測定した。これをもとに、位相差Ｒ値［ｎｍ］を次式で応力値［ＭＰａ］に変換した。
（式）Ｆ［ＭＰａ］＝Ｒ／Ｃ・Ｌ＊０．０９８
但し、Ｃ：光弾性常数［（ｎｍ・ｃｍ^−１）／（ｋｇ・ｃｍ^−２）］、Ｌ：光路長（箔幅）（ｍｍ）＝１．５である。
本実験においては、試料がシリカガラスであるため光弾性常数Ｃを３．５とした。測定値はガラスの厚さ方向全体の積算であるが、光路長Ｌは応力が発生するのが金属箔の幅の部分と考えられるため、光路長＝箔幅（１．５ｍｍ）として計算した。
【００２３】
図７は、実施例のランプＮｏ．１の歪を解析した結果の一例を示す応力分布図である。なお、理解容易のため、ランプの内部リード棒後端部（２１Ａ）近傍の拡大図と共に示している。同図において縦軸は引っ張り方向を正として示す側管部（１２）の半径方向の応力（ＭＰａ）、横軸は内部リード棒（２１）の後端（２１ａ）からの距離である。
ここで、内部リード棒の後端（２１ａ）からの距離２ｍｍの間において、圧縮応力の領域ａにおける応力の積算値Ａ（ＭＰａ・ｍｍ）は−１２であり、引張り応力が働く領域ｂにおける応力の積算値Ｂ（ＭＰａ・ｍｍ）は１０であった。即ちこのランプにおいては、｜Ａ｜＞｜Ｂ｜であるので、Ｄは−２２ＭＰａ・ｍｍである。
【００２４】
その他の実施例及び比較例に係るランプについても同様に、側管部ガラスの応力の積算値Ａ，Ｂ及びＤ（ＭＰａ）を測定した。
【００２５】
〔側管部の観察〕
上記応力測定後のランプをランプ点灯灯具から取出し、定格電力で点灯させて側管部内部の金属箔の状態を観察した。ランプ点灯後、金属箔と側管部の間の密着状態が壊れ、間隙があると認められたものについて箔浮き有りと判定し、両者の密着状態が良好で、間隙などが形成されなかったものについて箔浮き無しと判定した。
【００２６】
更に、金属箔とガラスとの界面に間隙が認められ「箔浮き有り」と判定されたランプについて、箔とガラスの間に生じた間隙の軸方向の長さを測定した。尚ここでは、金属箔と内部リード棒の重ね代部分を除いて、内部リード棒後端から軸方向の最大長さを測定した。以下、この間隙の長さを簡単に「箔浮き距離」という。
【００２７】
以上のランプＮｏ．１〜２１について、応力及び箔浮き状態を観察した結果を、図８に表にしてまとめて示す。
この結果、応力緩衝部を設けた実施例に係るランプ（ランプＮｏ．１〜Ｎｏ．９）はいずれも、内部リード棒後端から２ｍｍ間の応力の積算値Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が、−６０≦Ｄ≦３０を満足するものであった。そして、実施例に係るランプ（ランプＮｏ．１〜Ｎｏ．９）はいずれも、箔浮きが認められなかった。
同図の右欄の括弧内の数値は、箔浮き「有り」と認められたランプ（即ち、ランプＮｏ．１０〜Ｎｏ．２１）の箔浮き距離（ｍｍ）である。
同図から明らかなように、何れのランプも箔浮きは内部リード棒後端から２ｍｍ以内の範囲において発生し、２ｍｍを超えて生じていないことが判明した。この結果から、側管部の応力を内部リード棒後端から２ｍｍ以内の範囲で所定に抑えることにより、箔浮きを効果的に抑止することができるとわかった。
【００２８】
以上において本実験例においては図３（ａ）に示した内部リード棒の構成のものでランプを製作したが、本発明者らは図３（ｂ）で示した内部リード棒を用いて製作したランプでも、上記と同様に良好な結果が得られることを確認した。
無論、内部リード棒に設ける応力緩衝部は上記実施形態のものに限定されず、種々の方法で形成することが可能である。要は、側管部に働く応力即ち、内部リード棒後端から２ｍｍ間の応力の積算値Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）を−６０≦Ｄ≦３０とすることで、側管部における金属箔とガラスとの密着状態を良好に維持でき、側管部の破損を好適に回避できるランプとすることができるようになる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本願請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、内部リード棒後端から軸方向外方の２ｍｍの領域において、ランプ点灯中に側管部を構成するガラスに掛かる応力を所期に制御することができ、ランプ点灯中の箔浮き現象を抑制できるようになる。その結果、ランプ動作圧力の増大を図ることが可能で、高輝度化を実現でき、長い使用寿命が得られる超高圧水銀ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超高圧水銀ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
【図２】図１中の一方の側管部を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】応力緩衝部を説明するための図１，２中の陰極側電極側内部リード棒を拡大して示す斜視図である。
【図４】複屈折測定装置全体を側面方向からみた構成図である。
【図５】試料用ランプの説明用斜視図である。
【図６】ランプ点灯灯具の詳細図である。
【図７】実施例のランプＮｏ．１の歪を解析した結果の一例を示す応力分布図である。
【図８】Ｎｏ．１〜２１について応力及び箔浮き状態を観察した結果を示す図表である。
【符号の説明】
１０発光管
１１発光部
１２，１２’ 側管部
２０陰極側電極
２０’ 陽極側電極
２１，２１’ 内部リード棒
２１Ａ，２１Ａ’ 後端部
２１ａ，２１ａ’ 後端
Ｂ応力緩衝部
２１０穴
２２，２２’ 外部リード棒
３０，３０’ 金属箔
５１Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置
５２偏光子
５３１／４波長板
５４ランプ点灯灯具
５５ステッピングモーター
５６検出器
５７６３３ｎｍバンドパスフィルタ
Ｌランプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultra high pressure discharge lamp, and more particularly to an ultra high pressure discharge lamp suitably used as a light source for a liquid crystal display device or the like.
[0002]
[Prior art]
A projection-type projector device is required to illuminate an image uniformly and with sufficient color rendering on a rectangular screen. For this reason, a short arc type discharge lamp such as a metal halide lamp, xenon lamp or mercury lamp in which mercury or a metal halide is enclosed is used as the light source.
[0003]
Since the liquid crystal projector according to the above technical field is not widespread so as to be installed in each conference room, it is often carried around, and the reduction in size and weight is an important issue. For this reason, liquid crystal panels for liquid crystal projectors have been miniaturized year by year, and in order to efficiently collect light on the miniaturized liquid crystal panels, further miniaturization of the light source is required. . In order to achieve miniaturization of the light source, shortening the arc length is the optically most effective means. However, if the arc length is simply shortened with the conventional specifications, the lamp voltage is lowered. End up. In order to make up for this and to input a predetermined lamp power, the lamp current must be increased. However, since the lighting device is increased in size to increase the lamp current, the concept of downsizing the liquid crystal projector device is deviated, and eventually, means for shortening the arc length cannot be employed.
[0004]
Therefore, in order to shorten the arc length without reducing the lamp voltage, means for increasing the arc impedance, in other words, increasing the pressure of the discharge medium during lighting, has been adopted. According to this, it is said that the color rendering property can be improved while improving the illuminance maintenance factor. Recently, a high-pressure discharge lamp in which a large amount of mercury is enclosed so that the operating pressure becomes 10 MPa or more. It has been suitably used (see Patent Documents 1 and 2).
[0005]
By the way, in the above-mentioned high-pressure discharge lamp, the pressure in the arc tube becomes extremely high when the lamp is turned on. Therefore, in the side tube portion extending on both sides of the arc tube portion, the quartz glass layer and electrodes constituting the side tube portion and the power supply In a lamp in which the metal foil needs to be sufficiently and firmly adhered, and the pressure during lamp operation is extremely high as described above, the internal lead bar having the tip of the electrode and the rear end of the lead bar A sealing structure in which the connected metal foil and the external lead rod connected to the end of the metal foil and led out from the end of the side tube are embedded in the side tube by a shrink seal method is preferable. (See Patent Document 3).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-148561 [Patent Document 2]
JP-A-6-52830 [Patent Document 3]
JP 2003-109504 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above lamp, when the connection between the metal foil and the glass constituting the side tube portion is cut and the metal foil floats inside the side tube portion (hereinafter referred to as “foil floating”), the side tube portion. As a result, the pressure strength of the lamp may decrease, and the side tube portion of the lamp may be damaged. For this reason, it is desired to further increase the brightness, that is, increase the lamp operating pressure, but there is a problem that this cannot be realized.
The present invention has been made based on the circumstances as described above, and the object thereof is to suppress the foil floating phenomenon during lamp lighting and to increase the lamp operating pressure, and to increase the brightness. It is an object of the present invention to provide an ultra-high pressure mercury lamp that can realize a long service life.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An ultra-high pressure discharge lamp according to the present invention comprises an arc tube made of quartz glass and having a substantially cylindrical side tube portion connected to the arc tube portion, an internal lead bar whose tip protrudes into the arc tube portion, and A metal foil hermetically embedded in the side tube portion and connected to the rear end portion of the internal lead rod, and 0.15 mg / mm ³ or more of mercury enclosed in the arc tube. In the high pressure discharge lamp, when the radial stress applied to the glass of the side tube portion during lamp lighting is positive in the tensile direction, the stress is in the range of 2 mm outward from the rear end of the internal lead rod in the axial direction. A and B satisfying the following relational expression, assuming that the value obtained by integrating the stress in the negative region is A (MPa · mm) and the value obtained by integrating the stress in the positive region is B (MPa · mm). The sum D (MPa · mm) of absolute values is −60 ≦ D ≦ 30 (MP a · mm), the rear end portion of the internal lead bar is formed of a sintered body in which a large number of voids are formed .
(Expression) When | A |> | B |, D = − (| A | + | B |), and when | A | ≦ | B |, D = | A | + | B |
[0009]
An arc tube made of quartz glass with a substantially cylindrical side tube portion connected to the arc tube portion, an internal lead bar whose tip protrudes into the arc tube portion, and an air tight seal on the side tube portion a metal foil trailing portion of the buried said internal lead rod is connected, and 0.15 mg / mm ³ of mercury sealed inside the arc tube, the ultra-high pressure discharge lamp having a lamp lit Integrating the stress in the region where the stress is negative in the range of 2 mm axially outward from the rear end of the internal lead rod when the radial stress applied to the glass of the side tube portion is positive. The sum of the absolute values of A and B satisfying the following relational expression D (MPa · MP), where A (MPa · mm) and the integrated value of the stress in the region where the stress is positive are B (MPa · mm). mm) satisfies −60 ≦ D ≦ 30 (MPa · mm). The inner lead bar is formed with a bottomed hole having an opening at the rear end thereof.
(Expression) When | A |> | B |, D = − (| A | + | B |), and when | A | ≦ | B |, D = | A | + | B |
[0011]
[Action]
When the lamp is turned on, the internal lead bar expands with heat. Since the glass of the side tube portion surrounds the rear end portion of the internal lead rod, the glass is pushed and spread in the radial direction by the internal lead rod. For this reason, the glass in which the metal foil is embedded is subjected to stress outward in the radial direction so as to be pulled by the glass. It is considered that when the tensile stress in the radial direction is large and the glass and the metal foil of the side tube portion are peeled off, the foil floats.
The inventors investigated the state of stress distribution at the interface between the side tube glass and the metal foil during lamp operation.
When the lamp is lit, the silica glass becomes a metal foil by suppressing the stress state in the 2 mm region from the rear end of the internal lead bar to the outside in the axial direction of the lamp to keep both the tensile and compressive stresses below a certain level. Is prevented from being peeled off, the contact state between the two can be maintained, the foil does not float, and the pressure resistance of the side tube portion can be maintained high. Furthermore, in the present invention, it is necessary to reduce not only the tensile stress but also the compressive stress. This is because when glass is subjected to a compressive stress in the radial direction, tensile stress acts in the lamp axial direction as a reaction force, and the density of the glass becomes sparse in the axial direction of the lamp. (Sodium) mobility is increased, and it is easy to gather in the high temperature part of the side tube part, that is, in the vicinity of the joint part between the internal lead bar and the metal foil, so that the bond between the metal foil and the glass is broken. Become.
According to the invention of claim 1 or claim 2 of the present application , the adhesion strength between the glass and the metal foil can be maintained high, and the bond between the silica glass and the metal foil can be maintained for a long period of time. It is possible to avoid breakage in the vicinity of the side tube portion without causing a floating phenomenon.
In particular, according to the first aspect of the invention, the internal lead bar is composed of a sintered body in which a large number of voids are formed in the rear end portion, so that the degree of thermal expansion is small and the stress applied to the glass can be reduced. The stress for peeling the metal foil and the glass can be reduced.
Further, according to the invention described in claim 2 , since the inner lead bar is formed with a bottomed hole having an opening at the rear end, even if the portion is thermally expanded, it is crushed radially inward. The stress which peels off metal foil and glass can be made small, without glass receiving stress.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of an ultrahigh pressure mercury lamp according to the present invention, and is a view showing a cross section cut in the plane direction of a metal foil. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing one side tube portion in FIG. 1 in an enlarged manner. In FIG. 2, the tube shaft is shown as a section rotated by 90 ° with respect to the lamp of FIG.
In FIG. 1, an arc tube 10 of an ultra-high pressure mercury lamp is made of quartz glass, and has an arc tube part 11 that is substantially elliptical and forms a main discharge space. Inside the arc tube part 11, a cathode side electrode 20 and The anode side electrodes 20 ′ are arranged so as to face each other. Further, side tube portions 12, 12 'are formed so as to extend from both ends of the arc tube portion 11, and metal foils 30, 30', usually made of molybdenum, are hermetically sealed in these side tube portions 12, 12 '. It is buried in.
Internal lead bars 21 and 21 'are connected to the cathode side electrode 20 and the anode side electrode 20', respectively, and rear end portions 21A and 21A 'of the internal lead bars 21 and 21' are formed of the metal foils 30 and 30 '. External lead rods 22 and 22 ′ that are welded to the end portions and project to the outside are connected to the other ends of the metal foils 30 and 30 ′, respectively. Stress buffering portions B and B ′ are formed at the rear end portions 21A and 21A ′ of the internal lead rods 21 and 21 ′.
The arc tube portion 10 is filled with 0.15 mg / mm ³ or more of mercury, a predetermined rare gas, and a halogen gas.
[0013]
The stress buffer B buffers the radial stress applied to the glass of the side tube portions 12 and 12 'during lamp operation, and this will be described below.
In the enlarged view shown in FIG. 2, when the stress applied in the radial direction to the glass of the side tube portion 12 during lamp operation is defined as positive (plus: +) in the tensile direction, the rear end 21a of the internal lead bar 21 In a region S 2 mm axially outward from A, the value obtained by integrating negative (minus :-) stress is A (MPa · mm), and the value obtained by integrating positive stress is B (MPa · mm). When A |> | B |, D = − (| A | + | B |) is satisfied, and when | A | ≦ | B |, D = | A | + | B | The sum D (MPa · mm) of the absolute values of B is set in a range of −60 ≦ D ≦ 30 (MPa · mm).
[0014]
In the region S of 2 mm outward in the axial direction from the rear end 21a of the internal lead bar 21, when the relationship between A and B is | A |> | B |, that is, the compressive stress component is larger than the tensile stress component. When D satisfying D = − (| A | + | B |) is −60 MPa · mm or more, the alkali metal is prevented from concentrating at the location, and the metal foils 30, 30 ′ and A decrease in adhesion strength with glass is suppressed. When D is less than −60 MPa · mm, the density of the glass is low and alkali metals are easily collected. For this reason, when an alkali metal moves to the side tube portion 12, the bond between the metal foil 30 and the glass is cut, and the foil floats easily.
On the other hand, in the region S 2 mm axially outward from the rear end 21a of the internal lead bar 21, when the relationship between A and B is | A | ≦ | B |, that is, the tensile stress component is the stress component in the compression direction. When D is more, D satisfying D = | A | + | B | is 30 MPa · mm or less, so that the adhesion strength between the glass and the metal foil 30 is a force for peeling the glass from the metal foil 30. And the occurrence of foil floating can be suitably prevented.
[0015]
Here, an embodiment of the stress buffer portion will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). FIGS. 3A and 3B are perspective views showing only the cathode side electrode (20) side internal lead rod (21) in FIGS.
[1]
FIG. 3A is a view for explaining an embodiment of the invention described in claim 1 . In the figure, the stress buffering portion B is made of a sintered body obtained by compressing and sintering a metal powder, for example, and a large number of voids are formed therein. In the present embodiment, the stress buffer B is preferably made of a sintered body having a theoretical density of 55 to 65%, for example, and when the outer diameter of the internal lead bar 21 is 0.7 mm, the stress buffer B Is preferably formed to a length of 1.0 mm or more.
The stress buffer B made of this sintered body, for example, compresses tungsten powder into a substantially cylindrical shape having the same diameter as the tungsten rod constituting the main body portion of the internal lead rod (21) to produce a powder compact. By connecting this to the rear end face of the tungsten rod and sintering, it can be manufactured integrally with the tungsten rod. An example of the sintering conditions is, for example, heating in a vacuum atmosphere at about 1200 ° C. for about 0.5 hours, further increasing the temperature and heating at 1700 ° C. for about 0.5 hours.
According to the first aspect of the present invention, since a large number of voids can be formed inside the stress buffer portion B, the degree of thermal expansion can be reduced, and the side tube portion in which the metal foil is embedded can be applied to the glass. Stress can be reduced. As a result, the force in the direction of peeling the glass of the side tube portion from the metal foil is reduced, the connection between the two is difficult to cut, the foil floating can be prevented, and the resistance of the side tube portion of the lamp can be kept high. It becomes like this.
[2]
FIG. 3B is a view for explaining an embodiment of the invention described in claim 2 . As shown in the figure, the invention described in claim 2 is an example in which the stress buffer portion B is provided by forming a bottomed hole 210 in the axial direction from the rear end surface 21 a of the internal lead bar 21. One or many holes 210 may be provided. In addition, it is preferable that this hole 210 is 0.7-1.0 mm, for example in the tube-axis direction of a lamp | ramp.
According to the second aspect of the present invention, even if the temperature of the internal lead bar 21 rises and thermally expands, the stress buffer B is crushed inward in the radial direction by the reaction force when pressing the glass. Therefore, the stress applied to the glass is reduced, and the force applied in the direction of peeling the glass of the side tube portion from the metal foil is reduced. As a result, the bond between the glass and the metal foil is difficult to cut, and the foil can be prevented from floating and the resistance of the side tube portion of the lamp can be maintained high.
Of course, as long as the stress to the glass can be reduced as compared with the conventional internal lead rod, the present invention is not limited to the above embodiment, and any form may be used.
[0016]
[Experimental example]
A lamp according to the present invention was manufactured according to the following procedure.
First, a lamp according to an embodiment of the present invention was manufactured. Here, nine lamps in which the internal lead bar is provided with a stress buffering portion were manufactured by means of [1] shown in FIG. The specifications are as follows. Here, the lamp according to the embodiment is referred to as the lamp No. Called 1-9.
[Luminescent tube (10)] Material: silica glass, light emitting portion (11) inner volume: 75 mm ² , light emitting portion (11) maximum outer diameter: φ10.0 mm, side tube portion (12, 12 ′) outer diameter: φ6. 0mm, side tube (12,12 ') length: 16.0mm
[Encapsulated matter] Mercury 0.22 mg / mm ³ , halogen (bromine) 3.0 × 10 ⁻⁴ μmol / mm ³
[Electrodes (20, 20 ')] Material: Tungsten (pure tungsten)
[Internal lead bar (21, 21 ′)] Material: Tungsten, outer diameter: φ0.7 mm, total length: 8.5 mm, length of stress buffer (B, B ′): 1.0 mm
[Metal foil (30, 30 ')] Material: Molybdenum, Thickness: 20 μm, Axial length: 11.0 mm, Width: 1.5 mm
[0017]
Next, in the lamp according to the comparative example corresponding to the prior art of the present invention, that is, the lamp of the above-described embodiment, the internal lead bar is composed of one tungsten bar and the stress buffering part is formed at the rear end. Twelve lamps that were not used were made. Except for the internal lead rod, the other specifications were the same as above. Here, the lamps according to these comparative examples are referred to as lamp Nos. 10-21.
[0018]
<Stress measurement>
Lamp No. according to the above examples and comparative examples. About 1-21, the stress of the side pipe part during lamp lighting was measured.
{Circle around (1)} A birefringence measuring device (Mizojiri Optical Industry, ELP-150ART type, light source: He—Ne laser light, wavelength 633 nm) was used for measuring the device stress.
{Circle over (2)} Principle FIG. 4 is a configuration diagram of the entire birefringence measuring apparatus as viewed from the side. Laser light from the He-Ne laser device 51 passes through the condenser lens and enters the sample as spot light having a diameter of 0.05 mm. First, the He—Ne laser light passes through the polarizer 52 to be linearly polarized light having an azimuth of 45 ° with respect to the optical path, and is made to turn counterclockwise circularly polarized light through the quarter-wave plate 53 and set inside the lamp lighting fixture 54. Incident on the sample. The polarization state is examined from the phase difference of light passing through the glass of the sample, that is, Δ (deg), R (nm) and the azimuth angle (axis tilt) φ (deg) of elliptically polarized light, and the amount of distortion is measured. The stress applied to the glass is estimated by evaluating the magnitude of the measured strain.
[0019]
In this experiment, the lamp L as a sample was lit in the lamp lighting lamp 54, the stepping motor 55 was driven together with the lamp lighting lamp 54, and the lamp was moved in the vertical and horizontal directions, and the polarization state of a predetermined region was measured. In this experiment, in order to prevent light from the lamp L from entering the detector 56, a 633 nm band pass filter 57 (half-value width: about 1.5 nm) is installed in front of the lamp 54 and the detector 56. did.
[0020]
<Procedure>
(1) Processing of the lamp With respect to the sample lamp, the side tube portion was processed with a polishing machine in order to avoid laser light from being irregularly reflected on the surface of the lamp side tube portion.
In this processing, as shown in the perspective view for explanation of the sample lamp in FIG. 5, the incident light enters the direction (Z direction) perpendicular to the foil thickness direction (Y direction). A flat surface is obtained. The strain measurement region includes the rear end portion 21A of the inner lead bar 21 and the metal foil 30, the length of the lamp tube axial direction (X direction) is 10.0 mm on the polished surface of the side tube portion, and the thickness of the metal foil 30 The length in the length direction (Y direction) was a substantially rectangular portion having a length of 2.5 mm.
[0021]
(2) Strain measurement FIG. 6 is a detailed view of the lamp lighting fixture (54) in the birefringence measuring apparatus. The whole is a substantially rectangular box, and quartz glass window members 541 and 541 are installed in a laser beam passage portion. Further, a shutter S is provided to block direct light from the lamp shown in FIG. A black heat-resistant paint was applied to the entire surfaces of the shutter S and the lighting lamp 54 in order to prevent reflection of lamp light.
The lamp L was installed in the lighting lamp 54, and the lamp L was turned on by moving to a position where the laser light passes only through the quartz glass windows 541 and 541. After the lamp L became stable (for example, about 5 minutes after lighting), the quarter-wave plate was corrected. Thereby, the thermal strain of the quartz glass windows 541 and 541 is canceled, and the amount of strain of the glass in the lamp side tube portion during lighting can be accurately measured.
Thereafter, the strain measurement region in the above-mentioned lamp side tube portion was irradiated with a laser at an interval of 0.1 mm, and the strain was measured at a point to perform mapping.
[0022]
(3) Data evaluation The polarization state (Δ, R, φ) due to the distortion of the lamp side tube glass was measured by the above procedure. Based on this, the phase difference R value [nm] was converted to the stress value [MPa] by the following equation.
(Formula) F [MPa] = R / C · L * 0.098
However, C: Photoelastic constant [(nm · cm ⁻¹ ) / (kg · cm ⁻² )], L: Optical path length (foil width) (mm) = 1.5.
In this experiment, since the sample was silica glass, the photoelastic constant C was set to 3.5. The measured value is an integration of the entire glass in the thickness direction, but the optical path length L was calculated as optical path length = foil width (1.5 mm) because stress is considered to occur in the width portion of the metal foil.
[0023]
7 shows the lamp No. of the example. It is a stress distribution figure which shows an example of the result of having analyzed 1 distortion. For easy understanding, an enlarged view of the vicinity of the rear end portion (21A) of the internal lead rod of the lamp is shown. In the figure, the vertical axis represents the stress (MPa) in the radial direction of the side tube portion (12) with the pulling direction as positive, and the horizontal axis represents the distance from the rear end (21a) of the internal lead rod (21).
Here, within a distance of 2 mm from the rear end (21a) of the internal lead bar, the integrated value A (MPa · mm) of the stress in the compressive stress region a is −12, and the stress in the region b where the tensile stress is applied. The integrated value B (MPa · mm) of was 10. That is, in this lamp, since | A |> | B |, D is −22 MPa · mm.
[0024]
Similarly, the integrated values A, B, and D (MPa) of the stress of the side tube glass were measured for the lamps according to other examples and comparative examples.
[0025]
[Observation of side tube]
The lamp after the stress measurement was taken out from the lamp lighting fixture, lit at the rated power, and the state of the metal foil inside the side tube portion was observed. After the lamp is lit, the contact state between the metal foil and the side tube part is broken and it is determined that there is a gap between the metal foil and the side tube. It was determined that the foil did not float.
[0026]
Furthermore, the axial length of the gap formed between the foil and the glass was measured for a lamp in which a gap was recognized at the interface between the metal foil and the glass and it was determined that “the foil floated”. Here, the maximum length in the axial direction was measured from the rear end of the internal lead bar, excluding the overlapping portion of the metal foil and the internal lead bar. Hereinafter, the length of the gap is simply referred to as “foil floating distance”.
[0027]
The above lamp No. The result of having observed the stress and the foil floating state about 1-21 is summarized and shown in a table in FIG.
As a result, all of the lamps (lamps No. 1 to No. 9) according to the examples provided with the stress buffer portion have an integrated value D (MPa · mm) of stress between 2 mm from the rear end of the internal lead bar, − 60 ≦ D ≦ 30 was satisfied. And as for the lamp | ramp (Lamp No.1-No.9) which concerns on an Example, foil floating was not recognized.
The numerical value in the parenthesis in the right column of the figure is the foil lifting distance (mm) of the lamps recognized as “present” (that is, lamps No. 10 to No. 21).
As is clear from the figure, it was found that the foil floating occurred in any lamp within a range of 2 mm from the rear end of the internal lead rod and did not occur beyond 2 mm. From this result, it was found that the foil floating can be effectively suppressed by suppressing the stress of the side tube portion within a range of 2 mm from the rear end of the internal lead bar.
[0028]
As described above, in this experimental example, the lamp was manufactured with the configuration of the internal lead rod shown in FIG. 3A, but the present inventors manufactured using the internal lead rod shown in FIG. 3B. It was confirmed that good results were obtained with the lamp as well.
Of course, the stress buffering portion provided in the internal lead rod is not limited to that of the above embodiment, and can be formed by various methods. The point is that the integrated value D (MPa · mm) of the stress acting on the side tube portion, that is, the stress between 2 mm from the rear end of the internal lead rod is set to −60 ≦ D ≦ 30. It is possible to obtain a lamp that can maintain a good contact state with the side tube and can suitably avoid breakage of the side tube portion.
[0029]
【The invention's effect】
As described above , according to the invention described in claim 1 or claim 2 of the present invention, in the region 2 mm axially outward from the rear end of the internal lead bar, the glass constituting the side tube portion during lamp lighting. The applied stress can be controlled as desired, and the foil floating phenomenon during lamp lighting can be suppressed. As a result, it is possible to provide an ultrahigh pressure mercury lamp that can increase the lamp operating pressure, achieve high brightness, and obtain a long service life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of an extra-high pressure mercury lamp according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing one side tube portion in FIG. 1 in an enlarged manner.
3 is an enlarged perspective view showing a cathode side electrode side internal lead rod in FIGS. 1 and 2 for explaining a stress buffering portion. FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram of the entire birefringence measuring apparatus as viewed from the side.
FIG. 5 is a perspective view for explaining a sample lamp.
FIG. 6 is a detailed view of a lamp lighting lamp.
7 is a lamp No. in the example. It is a stress distribution figure which shows an example of the result of having analyzed 1 distortion.
FIG. It is a graph which shows the result of having observed the stress and the foil floating state about 1-21.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light emission tube 11 Light emission part 12, 12 'side tube part 20 Cathode side electrode 20' Anode side electrode 21, 21 'Internal lead rod 21A, 21A' Rear end part 21a, 21a 'Rear end B Stress buffer part 210 Hole 22, 22 'external lead rods 30 and 30' metal foil 51 He-Ne laser device 52 polarizer 53 quarter wave plate 54 lamp lighting lamp 55 stepping motor 56 detector 57 633 nm band pass filter L lamp

Claims

石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ^３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、
ランプ点灯中、前記側管部のガラスに掛かる半径方向の応力を、引張り方向を正としたとき、
前記内部リード棒後端から軸方向外方に２ｍｍの範囲において、応力が負となる領域の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、応力が正となる領域の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、
下記の関係式を満たすＡとＢの絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）を満足するように、
前記内部リード棒の後端部が、多数の空隙が形成された焼結体より構成されていることを特徴とする超高圧放電ランプ。
｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜An arc tube made of quartz glass with a substantially cylindrical side tube portion connected to the arc tube portion, an internal lead bar with a tip projecting inside the arc tube portion, and an airtightly embedded in the side tube portion In an ultrahigh pressure discharge lamp comprising a metal foil to which a rear end portion of the internal lead rod is connected, and 0.15 mg / mm ³ or more of mercury enclosed in the arc tube,
When the lamp is lit, the stress in the radial direction applied to the glass of the side tube part, when the tensile direction is positive,
In the range of 2 mm axially outward from the rear end of the inner lead rod, A (MPa · mm) is a value obtained by accumulating stress in a region where stress is negative, and a value obtained by accumulating stress in a region where stress is positive. If B (MPa · mm),
The sum D (MPa · mm) of the absolute values of A and B satisfying the following relational expression satisfies −60 ≦ D ≦ 30 (MPa · mm) .
An ultra-high pressure discharge lamp, wherein a rear end portion of the internal lead bar is formed of a sintered body in which a large number of voids are formed .
When | A |> | B |, D = − (| A | + | B |), and when | A | ≦ | B |, D = | A | + | B |

石英ガラスからなり発光管部に略円柱状の側管部が連設された発光管と、前記発光管部の内部にその先端が突出する内部リード棒と、前記側管部に気密に埋設され前記内部リード棒の後端部が接続された金属箔と、前記発光管の内部に封入された０．１５ｍｇ／ｍｍ^３以上の水銀と、を備えた超高圧放電ランプにおいて、
ランプ点灯中、前記側管部のガラスに掛かる半径方向の応力を、引張り方向を正としたとき、
前記内部リード棒後端から軸方向外方に２ｍｍの範囲において、応力が負となる領域の応力を積算した値をＡ（ＭＰａ・ｍｍ）、応力が正となる領域の応力を積算した値をＢ（ＭＰａ・ｍｍ）とすると、
下記の関係式を満たすＡとＢの絶対値の和Ｄ（ＭＰａ・ｍｍ）が−６０≦Ｄ≦３０（ＭＰａ・ｍｍ）を満足するように、
前記内部リード棒に、その後端に開口を有する有底穴が形成されていることを特徴とする超高圧放電ランプ。
｜Ａ｜＞｜Ｂ｜のときＤ＝−（｜Ａ｜＋｜Ｂ｜）、｜Ａ｜≦｜Ｂ｜のときＤ＝｜Ａ｜＋｜Ｂ｜An arc tube made of quartz glass with a substantially cylindrical side tube portion connected to the arc tube portion, an internal lead bar with a tip projecting inside the arc tube portion, and an airtightly embedded in the side tube portion In an ultrahigh pressure discharge lamp comprising a metal foil to which a rear end portion of the internal lead rod is connected, and 0.15 mg / mm ³ or more of mercury enclosed in the arc tube,
When the lamp is lit, the stress in the radial direction applied to the glass of the side tube part, when the tensile direction is positive,
In the range of 2 mm axially outward from the rear end of the inner lead rod, A (MPa · mm) is a value obtained by accumulating stress in a region where stress is negative, and a value obtained by accumulating stress in a region where stress is positive. If B (MPa · mm),
The sum D (MPa · mm) of the absolute values of A and B satisfying the following relational expression satisfies −60 ≦ D ≦ 30 (MPa · mm) .
An ultrahigh pressure discharge lamp , wherein the inner lead bar is formed with a bottomed hole having an opening at a rear end thereof .
When | A |> | B |, D = − (| A | + | B |), and when | A | ≦ | B |, D = | A | + | B |