專利名稱：短弧型超高壓放電燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及點燈時的水銀蒸氣質成為150氣壓以上的短弧型超高壓放電燈，特別是關于使用液晶顯示裝置與DMD(數(shù)字鏡裝置)的DLP(數(shù)字光處理器)等的放映(投影)裝置的作為背照光使用的短弧型超高壓放電燈。
背景技術：
投影式放映裝置，對其要求是將均一而且具有充分的舞臺燈光效果色性的影像照在矩形的銀幕上，因此，作為光源正在使用封入水銀與金屬鹵化物的金屬鹵化物燈。另外，這樣的金屬鹵化物燈也在最近更進一步小型化，開展點光源化，另外，電極間距離極小的結構正在實用化。
在這樣的背景之下，最近，代替金屬鹵化物燈，從前沒有的高水銀蒸氣壓例如具有150氣壓的燈已被提出提案。這是更加提高水銀蒸氣壓，在抑制弧的擴展(縮入)的同時，謀求更進一步提高光輸出的作法。
這樣的超高壓放電燈，例如在特開平2-148561號、特開平6-52830號中公開。
但是，這樣的超高壓放電燈，由于發(fā)光管內的壓力在點燈時變得極高，在延伸到發(fā)光管部兩側的側管部，有必要使構成該側管部的石英玻璃與電極以及供電用金屬箔充分且強固地貼緊。這是由于貼緊性不好時，封入氣體就會跑出或成為發(fā)生裂縫的原因。
因此，在側管部的密封工序中，例如在2000℃的高溫下加熱石英玻璃，在該狀態(tài)下，使厚壁的石英玻璃逐漸收縮，或對石英玻璃進行壓緊密封，以提高側管部的貼緊性。
但是，在高溫下過分地燒烤石英玻璃時，雖然提高石英玻璃與電極或與金屬箔的貼緊性，但盡管如此，仍然在放電燈完成后發(fā)生了側管部變得容易破損的問題。
此問題，是由于加熱處理后的側管部的溫度在逐漸下降的階段，構成電極的材料(鎢)與構成側管部的材料(石英玻璃)的膨脹系數(shù)不同，因而相對的伸縮量不同，這就構成在兩者的接觸部分發(fā)生裂縫的原因。
此裂縫是極小的，但在燈點燈中，還與點燈時的超高壓狀態(tài)互起作用而導致裂縫的成長，可以認為這是導致放電燈破損的原因。
為解決這一問題，提出圖6所示的構造的提案。該圖在放電燈1的發(fā)光管部2上連接在側管部3，發(fā)光管部2內的電極6、7分別在側管部3中與金屬箔8接合。并且，螺旋構件10卷繞在側管部8內所埋設的電極棒6a、7a上。
該構造是利用卷繞在電極棒上的螺旋構件10，緩和起因于電極(棒)的熱膨脹的朝向石英玻璃的應力，例如在特開平11-176385號中有所記載。
但是，盡管利用這樣的構造緩和了電極的熱膨脹，但在實際中，在電極6(6a)、7(7a)與螺旋構件10的周邊殘留有裂縫。
該裂縫雖是非常微小的，但在發(fā)光管部2的水銀蒸氣為150氣壓程度這樣的情況下，有時有與側管部3的破損相關的情形。另外，近年要求200氣壓，進而300氣壓這樣非常高的水銀蒸氣壓，在這樣高的水銀蒸氣壓下，在燈點燈中，促進裂縫的成長，結果，有側管部3的破損顯著發(fā)生的問題。就是說，盡管裂縫的存在最初是微小的，但在高水銀蒸氣壓下的燈的點燈時是逐漸長大的問題。
這在有50～100氣壓程度的點燈時蒸氣壓的水銀燈方面可以說是決不存在的新技術課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為解決這樣的問題而完成的，其目的在于提供一種在極高的水銀蒸氣壓下點燈的超高壓水銀燈上具有足夠高的耐壓力性的構造。
為解決上述課題，該發(fā)明的短弧型超高壓水銀燈，其構成包括在內部一對電極互相對向地配置，并且將0.15mg/mm3以上的水銀封入的發(fā)光管與延伸到其兩側，并在將電極的一部進行密封的同時，將電極與金屬箔進行焊接的側管部，在這樣的短弧型超高壓放電燈上，其特征在于前述金屬箔的寬度，在與前述電極的焊接部分，較小地形成為該電極的直徑值以下。
另外，方案2的短弧型超高壓水銀燈，其構成包括在內部一對電極互相對向地配置，并且將0.15mg/mm3以上的水銀封入的發(fā)光管部與延伸到其兩側，并在將電極的一部進行密封的同時，將電極與金屬箔進行焊接的側管部，其特征在于前述金屬箔，是以與前述電極的焊接部為中心，將未焊接的部分卷貼在該電極上。
該發(fā)明的短弧型超高壓放電燈，由于采用上述構成，使側管部處的空隙自身減小，是想要抑制微小裂縫的發(fā)生與成長的舉措。
具體地講，放電燈如圖5所示，在金屬箔8與電極軸7a之間，不可避免地發(fā)生空隙X。查明了由于發(fā)光管部的超高壓施加在該空隙X上，是助長裂縫的發(fā)生的原因。
就是說，發(fā)現(xiàn)了即使如前所述將螺旋構件卷繞在電極軸上，良好地緩和兩者的熱膨脹系數(shù)的不同，但這樣的空隙X的存在自身就是導致裂縫的發(fā)生、成長與助長的因素。
并且，本申請發(fā)明由于新采用上述構成，在側管部能將電極良好的焊接在金屬箔上，同時能控制空隙X極小，實際上幾乎到不發(fā)生的程度。
附圖的簡要說明

圖1表示短弧型超高壓放電燈的總體圖。
圖2表示本發(fā)明的短弧型超高壓放電燈的部分圖。
圖3表示本發(fā)明的短弧型超高壓放電燈的部分圖。
圖4表示本發(fā)明的短弧型超高壓放電燈的部分圖。
圖5是用于說明現(xiàn)有技術的圖。
圖6表示現(xiàn)有的短弧型超高壓放電燈。
發(fā)明的實施形態(tài)圖1表示本發(fā)明的超高壓放電燈(下面，簡稱“放電燈”)的總體構成。
放電燈1具有由石英玻璃構成的放電容器所形成的大致球形的發(fā)光管2，在該發(fā)光管2內，陰極6與陽極7互相對向地配置。另外，各側管部3由發(fā)光管2的兩端部延伸地形成，在此等側管3內，例如通過壓緊密封氣密地埋設通常由鉬構成的導電用金屬箔8，在將先端具有陰極6與陽極7的各自的電極棒6a、7a的端部配置在金屬箔8的一端部的狀態(tài)下進行焊接以實現(xiàn)電氣上的連接。另外，向外部突出的外部導線9焊接在金屬箔8的另一端。
再者，陰極6、陽極7包括到其電極棒6a、7a為止有時也稱作“電極”。
在發(fā)光管部2內，封入有水銀、稀有氣體、鹵素氣體。
水銀是為獲得必要的可見光波長，例如波長360～780nm這樣的放射光，封入0.15mg/mm3以上。該封入量因溫度條件而異，點燈時150氣壓以上，成為極高的蒸氣壓。另外，更多地封入水銀，能制成點燈時的水銀蒸氣壓200氣壓以上、300氣壓以上這樣的高水銀蒸氣壓和放電燈，水銀蒸氣壓愈增高，愈能實現(xiàn)適合于投影器裝置的光源。
稀有氣體，例如將氬氣封入約13kPa，是用于改善點燈起動性。
鹵素是以碘、溴、氯等與水銀及其他金屬的化合物的形態(tài)封入，鹵素的封入量例如能由10-6～10-2μmol/mm3的范圍內選擇，其功能是利用鹵素周期所得到的長壽命化，如本發(fā)明的放電燈那樣極小型而且具有高內壓的構成，將這樣的鹵素封入，也可以考慮對于后述的放電容器的破損、透明消失這一現(xiàn)象帶來影響的問題。
如果表示這樣的放電燈的數(shù)值例時，例如發(fā)光部的最大外徑9.5mm、電極間距離1.5mm、發(fā)光管內容積75mm3、管壁負荷1.5w/mm3、額定電壓80V、額定電力150W。
并且，該放電燈安裝在前述放映裝置與高架投影器那樣的演出用設備上，能提供舞臺燈光效果色良好的放射光。
圖2表示本發(fā)明的超高壓放電燈的陽極根部的說明用放大圖。
(a)表示接合前的陽極7與金屬箔8的狀態(tài)，(b)表示將陽極7與金屬箔8接合后的狀態(tài)。(c)表示(b)的A-A’剖面圖。金屬箔8為總體矩形，對應于與電極接合的部分具有寬度狹窄的先端部8a。該先端部8a的寬度8a1的特征是比電極(軸)7a的直徑值7a1小。因此，在電極軸7a與金屬箔8的接合部分能消除不可避免地產(chǎn)生的空隙X，或能使其非常小。結果，能很好地防止由于該空隙X發(fā)生的裂縫。
再者，(b)(c)表示電極軸7a與金屬箔8的接合狀態(tài)，在寬度狹窄的先端部8a的大致全范圍內進行與電極軸7a的焊接，例如電阻焊。
如舉出數(shù)值例時，電極軸7a的直徑由φ0.3～1.5mm的范圍選擇，例如為φ0.8mm，金屬箔先端部8a的寬度由0.3～1.5mm的范圍選擇，例如為0.8mm。并且根據(jù)由金屬箔向電極的供電作用這一觀點，金屬箔先端部8a的寬度大者為宜，最好具有電極軸7a的直徑值的70％以上。
金屬箔先端部的長度方向的尺寸8a2，除去焊接留量，在0～5mm的范圍選擇，例如為1.5mm。電極軸配置在該范圍內進行與金屬箔的接合最好。就是說，這是由于電極軸超過先端部8a延伸到寬度大的部分時，則在該部分上就可能發(fā)生不可避免地產(chǎn)生的空間。
圖3表示金屬箔的另一實施例，如圖所示，接近金屬箔8的先端部8a的部分8a3，也可以不設置直角的棱角，而是作成錐狀。
圖4表示為說明本發(fā)明的超高壓放電燈的第2方案(方案2的發(fā)明)所用的放大圖，與圖2相同，(a)表示接合前的陽極7與金屬箔8的狀態(tài)，(b)表示將陽極7與金屬箔8接合后的狀態(tài)。(c)是(b)的A-A’剖面圖。與圖2不同之點是不具有圖2中的寬度狹窄的先端部8a。
在(a)中，金屬箔8是總體矩形，存在與電極接合的范圍8b以及在接合后卷貼在電極軸上的范圍8c。再者，在圖中，以點線劃分范圍，但這是為了說明方便，在實際的金屬箔上并無必要設置這樣的區(qū)分。
金屬箔的與電極接合的范圍8b是按同等的寬度形成電極軸7a的直徑值，是在電阻焊等焊接工序中形成。
金屬箔的卷貼在電極軸上的范圍8c是形成于接合范圍8b的兩側的范圍，在焊接合將范圍8c例如通過手操作卷貼在電極上。
如舉出數(shù)值例時，電極軸的直徑由φ0.3～1.5mm的范圍選擇，例如為0.8mm，金屬箔的范圍8b的寬度由0.3～1.0mm的范圍選擇，例如為0.5mm，縱向焊接留量由1～3mm的范圍選擇，例如為2mm。
本發(fā)明的金屬箔與電極的接合構造，不僅限于陽極，也能適用于陰極。
另外，作為電極的構造，存在圖1所示的陽極那樣，由先端的粗徑部與支持它的電極棒構成的形狀以及圖1所示的陰極那樣，保持同一直徑的電極棒延伸到先端的形狀，但本發(fā)明的金屬箔與電極的接合構造，不問陽極、陰極，在任何構造的電極上都能采用。
下面，介紹關于本發(fā)明的短弧型放電燈的數(shù)值例。
側管部外徑 6.0mm燈全長 65.0mm側管長度25.0mm發(fā)光管內容積0.08cc電極間距離 2.0mm額定點燈電壓200W額定點燈電流2.5A封入水銀量 0.15mg/mm3稀有氣體氬100Torr其次，在上述規(guī)格中，采用本發(fā)明的電極軸與金屬箔的接合構造的放電燈在120個中1個也未發(fā)生對燈的性能帶來障礙程度的裂縫，與此相反，現(xiàn)有的構造即圖6所示構造的放電燈在120個中有51個燈發(fā)生了對性能帶來障礙的裂縫。
如上所述，本發(fā)明的短弧型超高壓水銀燈，點燈時內氣壓是超過150氣壓的超高壓，其點燈條件是極其嚴峻的，但由于采用將金屬箔的寬度在與電極的焊接部分減小到電極的直徑值以下的這樣的構成以及將金屬箔以與電極的焊接部為中心，將未焊接的部分卷貼在電極上的這樣的構成，能很好地發(fā)揮防止裂縫的機能。
權利要求
1.一種短弧型超高壓放電燈，其構成包括在內部一對電極互相對向地配置，并且將0.15mg/mm3以上的水銀封入的發(fā)光管與延伸到其兩側，并在將電極的一部進行密封的同時，將電極與金屬箔進行焊接的側管部，在這樣的短弧型超高壓放電燈上，其特征在于前述金屬箔的寬度，在與前述電極的焊接部分較小地形成為該電極的直徑值以下。
2.一種短弧型超高壓放電燈，其構成包括在內部一對電極互相對向地配置，并且將0.15mg/mm3以上的水銀封入的發(fā)光管與延伸到其兩側，并在將電極的一部進行密封的同時，將電極與金屬箔進行焊接的側管部，在這樣的短弧型超高壓放電燈上，其特征在于前述金屬箔，以與前述電極的焊接部為中心，將未焊接的部分卷貼在該電極上。
全文摘要
在極高的水銀蒸氣壓下點燈的超高壓水銀燈方面，提供一種具有足夠高的耐壓力性的構造。其構成包括在內部一對電極(6、7)互相對向地配置，并且將0.15mg/mm
文檔編號H01J61/12GK1412815SQ0214721
公開日2003年4月23日 申請日期2002年10月18日 優(yōu)先權日2001年10月19日
發(fā)明者熊田豐彥, 神崎義隆, 小宮正伸 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社