短弧型超高压水银灯制造技术

提供一种能够抑制电极的形状变化并可以进行长期稳定的电弧放电的短弧型超高压水银灯。其特征在于：在由石英玻璃构成的发光管内，以２ｍｍ以下的间隔相向设置一对电极；该发光管内封入０．１５ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银、稀有气体、在１×１０↑［－６］～１×１０↑［－２］μｍｏｌ／ｍｍ↑［３］的范围内的卤素；上述一对电极中至少有一个电极由熔融粗径部分和线圈部分构成，所述熔融粗径部分通过熔融缠绕在轴部分上的线圈的前端而形成，所述线圈部分连续并且成一体地连接在所述熔融粗径部分的后面而形成；所述线圈的根部一侧的端部不存在锐角部分，而是具有圆形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种短弧型超高压水银灯。特别涉及到DLP(数字光处理器)等放映装置中所使用的光源用放电灯，DLP使用液晶显示装置、DMD(数字微镜设备)，而液晶显示装置、DMD使用将发光管内封入有0.15mg/mm3以上的水银、点灯时的水银蒸汽压力为110气压以上的超高压水银灯作为光源。
技术介绍
投射型放映装置要求在矩形的屏幕上对图象进行均匀的照明，并要求有高度的显色性，因此，使用封入水银、金属卤化物的金属卤化物灯作为光源。并且随着时代的发展，金属卤化物现在都进一步小型化、点光源化了，电极之间距离极其小的产品也在实际应用中出现了。在这种背景下，最近出现了新的方案使用目前为止没有用过的具有较高的水银蒸汽压力，例如150气压的灯来取代金属卤化物灯。这样可以通过提高水银的蒸汽压力，来抑制(限制)电弧的扩大，同时可以进一步提高光的输出。这样的超高压放电灯，例如，在特开平2-148561号、特平开6-52830号中已经公开。例如上述灯使用如下的超高压水银灯在由石英玻璃构成的发光管内，以2mm以下的间隔相向设置一对电极，向该发光管内封入0.15mg/mm3以上的水银，以及1×10-6～1×10-2μmol/mm3范围内的卤素。封入卤素的主要目的是防止发光管的失透，但通过封入卤素也会产生所谓的“卤素循环”。但是上述超高压水银灯(以下也单独称作放电灯)会引起如下的现象随着点灯时间的增长，其电极形状发生变形，放电电弧的形状变乱。该现象根据放电灯的不同，有的会发生，也有的几乎不发生，而随着其形状变化的加剧导致其无法作为放电灯使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就是，提供一种能够抑制电极的形状变化，并可以进行长期稳定的电弧放电的短弧型超高压水银灯。为了解决上述问题，权利要求1所述的短弧型超高压水银灯有以下特征在由石英玻璃构成的发光管内，以2mm以下的间隔相向设置一对电极，向该发光管封入0.15mg/mm3以上的水银、稀有气体、以及在1×10-6～1×10-2μmol/mm3范围内的卤素，所述一对电极中至少有一个电极由熔融粗径部分和线圈部分构成，所述熔融粗径部分通过熔融缠绕在轴部分上的线圈的前端而形成，所述线圈部分连续并且成一体地连接在所述熔融粗径部分的后面，所述线圈的根部一侧的端部不存在锐角部分，而是具有圆形。并且，其特征还在于，对所述线圈的根部一侧的端部施加曲面化处理。并且，其特征还在于，所述线圈被熔融。并且，其特征还在于，所述线圈从电极的前端朝向根部缠绕在电极轴上，然后又从根部朝向前端折返缠绕，是双重缠绕结构，至少将位于外表面的端部和熔融粗径部分熔融为一体。并且，其特征还在于，将所述线圈的根部一侧的端部熔融到轴部分而成为一体。本专利技术者经过专心研究，发现所述电极形状的变化是在灯启动之后，从发光放电转移到电弧放电时，发生以线圈后端作为起点而放电的情况下，电流集中到线圈后部所造成的。由于这个原因，通过放电容器内的化学反应，钨堆积于线圈的后部，经过数百个小时的点灯，就会堆积到达放电容器的内表面，有时会在放电容器内发生裂化。附图3表示电极根部附近的放大结构。(a)、(b)都表示相同的结构，而其中(a)标有用于说明结构的符号，(b)标有用于说明放电容器内的反应的符号。如同本专利技术中的放电灯一样，安装在放映装置中的灯随着对放映装置小型化的需求，也产生了放电灯本身小型化的强烈需求。而另一方面，由于放电灯在高温条件下点灯，其电极需要有一定的热容量，因而需要放电灯具有一定的大小(体积)。因此，如图所示，电极1的线圈部分4和放电容器的器壁之间的距离L变得极其短，用数值举例而言，为2.0mm以下，具体实施中存在1.5mm以下，甚至1.0mm以下的灯。此外，这里定义的距离是指线圈部分和放电容器的器壁之间的最短距离。对于随着灯的点灯距离L逐渐变短的原因，本专利技术者进一步进行如下推测。也就是说，当电流集中到线圈4的后端部分后，被局部加热的钨从表面以放射状飞散蒸发。蒸发后的钨的电离电压比水银以及稀有气体要低，所以很容易被电弧e电离，从而产生从线圈4的后端部分到离放电容器内表面最近的电弧e的路径。其结果是，如同图示一样，高温的电弧e和放电容器的内部表面接触、碰撞，导致了放电容器内部表面局部凹陷，同时，作为放电容器构成材料的石英玻璃(SiO2)蒸发。蒸发的SiO2通过放电等离子体而分离为Si和O，导致从电极前端的作为钨的氧化物的蒸发。该钨的氧化物被输送到线圈后端部分，通过氧的脱离反应，W积累，从而使距离L变短。如果每次灯刚亮的时候以一定的概率发生该现象，更导致了生长，通过这些反应循环反复的进行，直到生长、堆积到和放电容器内表面相接触。上述现象发生在线圈和放电容器内表面非常近的放电灯中，而本专利技术者发现，针对从线圈后端部分产生的放电电弧，如果在放电开始的同时可以抑制电流集中的话，可以避免上述问题的发生。附图说明图1表示本专利技术的超高压水银灯。图2表示本专利技术的超高压水银灯的电极的结构。图3表示本专利技术的超高压水银灯的电极的结构。图4表示本专利技术的超高压水银灯的电极的制造方法。图5表示使用了本专利技术的超高压水银灯的光源装置。具体实施例方式图1表示本专利技术的短弧型超高压水银灯(以下也单独称作“放电灯”)的整体结构。放电灯10具有由石英玻璃构成的放电容器所形成的大体呈球状的发光部分11，该发光部分11中，相向设置一对电极1。此外，形成从发光部分11两端开始延伸的密封部分12，在该密封部分12之中，通常用由钼构成的导电用金属箔13，例如收缩封条密封埋设。一对电极1的轴部分和金属箔13焊接并电连接，此外，在金属箔13的另一端焊接有突出到外部的外部导线14。发光部分11中封入水银、稀有气体、卤素气体。水银用于获得必要的可视光波长，例如波长360-780nm的放射光线，封入0.15mg/mm3以上。该封入量随着温度条件变化而有所不同，而在点灯时变为150气压以上、非常高的蒸汽气压。此外，通过较多地封入水银，可以制作出点灯时的水银蒸汽气压达到200气压以上、300气压以上这样的高水银蒸汽气压的放电灯，水银蒸汽气压越高，就越可以实现适于放映装置的光源。封入稀有气体，例如大约13kPa的氩气，可以用于改善点灯时的启动性能。卤素是碘、氯、溴等以与水银等其他金属的化合物的形式被封入，卤素的封入量从10-6～10-2μmol/mm3的范围内选择。由于利用了卤素循环，所以实现较长的使用寿命也是其功能之一，但本专利技术中的放电灯这样极小型的拥有极高内压的灯，封入卤素的主要目的是防止其失透。举例说明放电灯的相关数值例如，发光部分的最大外径9.5mm，电极之间距离1.5mm，发光管内容积75mm3，额定电压80V，额定功率150W，使用交流电点灯。此外，这种放电灯内置于小型化的放映装置中，由于装置整体大小非常小但同时又要求较高的发光量，所以发光管内的热量影响的要求非常严格，灯的管壁负荷值为0.8-2.0W/mm2，具体为1.5W/mm2。这种具有高水银蒸汽气压和高管壁负荷值的放电灯安装在放映装置，以及高架放映装置这样的用于演示的机器中时，可以提供具有良好显色性的放射光。附图2是电极1的放大图。(a)(b)(c)分别表示本专利技术的实施方式。任何一个图中电极1都是由突起部分2，粗径部分3，线圈部分4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短弧型超高压水银灯，在由石英玻璃构成的发光管内，以２ｍｍ以下的间隔相向设置一对电极，向该发光管封入０．１５ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银、稀有气体、以及在１×１０↑［－６］～１×１０↑［－２］μｍｏｌ／ｍｍ↑［３］范围内的卤素，其特征在于：所述一对电极中至少有一个电极由熔融粗径部分和线圈部分构成，所述熔融粗径部分通过熔融缠绕在轴部分上的线圈的前端而形成，所述线圈部分连续并且成一体地连接在所述熔融粗径部分的后面而形成；所述线圈的根部一侧的端部不存在锐角部分，而 是具有圆形。

【技术特征摘要】
JP 2003-6-3 157776/20031.一种短弧型超高压水银灯，在由石英玻璃构成的发光管内，以2mm以下的间隔相向设置一对电极，向该发光管封入0.15mg/mm3以上的水银、稀有气体、以及在1×10-6～1×10-2μmol/mm3范围内的卤素，其特征在于所述一对电极中至少有一个电极由熔融粗径部分和线圈部分构成，所述熔融粗径部分通过熔融缠绕在轴部分上的线圈的前端而形成，所述线圈部分连续并且成一体地连接在所述熔融粗径部分的后面而形成；所述线圈的根部一侧的端部不存在锐角部分，而是具有圆形。2.根据权利要求1所述的短弧型超高压水银灯，其特征在于对所述线圈的根部一侧的端部施加曲面化处理。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：塚本卓也，堀川好广，铃木义一，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]