专利名称：超高压水银灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器装置或在使用了DMD(数字微镜器件)的DLP(数字光学处理器)等投影装置中使用的、在发光管内封装了0.15mg/mm3以上的水银且在照明时水银蒸汽压力达到150大气压以上的超高压水银灯。
背景技术：
在液晶投影仪或使用了DMD的以DLP等为代表的投射式投影装置中，由于对于矩形的屏幕而言，要求其具有均匀且充分的现色性并能照明图像，因此，在光源中使用封装了水银或金属卤化物的金属卤素灯。近来，这种金属卤素灯朝着进一步小型化、点光源化方向发展，电极间距极小的卤素灯也得以应用。
在这样的背景下，最近，代替金属卤素灯，提出了在照明时，水银蒸汽压力高达从未有过的例如150大气压以上的灯。通过如此提高水银蒸汽压力，能够抑制(缩小)弧光的扩散，同时，进一步提高光输出。例如，在专利文献1、专利文献2中披露了这种超高压水银灯。
根据上述文献中披露的水银灯，在中央部具有球状发光部的发光管内相对设有一对电极，在发光管的内部空间封装了0.15mg/mm3以上的作为发光物质的水银，同时，为了进行卤素循环，还封装有规定量的卤素气体。
在这种超高压水银灯中，例如，如专利文献3所示，为了在照明起动时，易于从辉光放电转移到弧光放电，大多使在电极前端附近用导线缠制而成的线圈部曝露于放电空间。
特开平2-148561号公报[专利文献2]特开平6-52830号公报[专利文献3]特开2001-319617号公报发明内容近些年来，由于对小型化及增强光输出的要求很强烈，因此，在投影装置中使用的超高压水银灯的管壁负荷倾向于越来越高，电极与发光管内壁之间的距离倾向于越来越短。在这种超高压水银灯中会出现不良情况，即在起动初期时利用直流电流并通过灯具照明装置进行照明时，通过起动时线圈部的放电，作为电极构成物质的钨将会附着于线圈部附近的发光管内壁，从而产生发光管变黑的不良现象。
另外，电极的形状变形，从而无法获得所要求的辉度及发光长度，并缩短使用寿命，还会引起闪烁现象。
如上所述，在电极的形状变形时，由于闪烁或发光管变黑而降低透光率以及发光长度变得过短而减少光束，因此，会产生使用寿命缩短的问题。
鉴于以上问题，本发明的目的在于提供一种超高压水银灯，其能够抑制发光管变黑及电极变形的产生，并且使用寿命较长，能够抑制闪烁。
为了解决上述课题，本发明的超高压水银灯在发光管内相对设置一对电极，同时作为发光物质，封装有0.15mg/mm3以上的水银，在上述一对电极中起到阴极作用的电极轴部的前端部，通过卷绕规定长度的导线形成线圈部，其特征在于在上述线圈部中，上述导线与上述轴部的接触面积相对于轴长方向的单位长度的比例在该线圈部的后端部最大，并且，在上述后端部之前的至少一部分上形成接触面积的比例较小的部分。
此处，上述线圈部优选在其后端部紧密卷绕导线，并在该后端部之前的至少一部分上形成疏松卷绕所述导线的部分。
另外，在上述线圈部前端部的导线中相邻导线之间的间隙优选为0.05～0.3mm。
优选通过在轴部与导线之间夹设与形成上述线圈部的导线不同的金属部件，由此增加接触面积。
另外，上述金属部件优选由第2导线形成。
另外，上述第2导线的直径最好小于上述导线的直径。
另外，上述金属部件最好由烧结体构成。
另外，优选通过在上述轴部中相当于线圈部后端部的表面形成槽，并且，使导线嵌入该槽，由此增加导线与轴部的接触面积的比。
本发明人在研究发光管产生变黑的原因时，注意到在水银灯刚起动之后从辉光放电转移至弧光放电时，当产生以线圈部的后端部(简称为“后端部”)为起点的放电时，电流会向线圈部后端部集中。
另外发现正是由于电流集中于线圈部的后端部，从而产生变黑的现象。
并且还发现，无法获得希望的发光长度以及出现光的闪烁等问题，也是由于上述钨的沉积和生长而电极变形造成的。
此处，对于上述现象，利用图5对以往的超高压水银灯的一个例子进行详细说明。
图5为放大以往的超高压水银灯中电极根部附近的视图。图8(a)、(b)虽然表示相同的结构，但图8(a)中标有用于说明结构的符号，图8(b)中标有对发光管内的反应进行说明的符号。图8(c)为进一步放大图8(a)中线圈部22附近的视图。在该图中，1为发光管，2为电极，21为电极的轴部，22为由钨等线材卷绕而成的线圈部。
本发明人对伴随着亮灯，距离L缩短的原因进行了以下推测。
在起动初期，使直流电流流过，从而使超高压水银灯进行照明时，通过示波器及摄像机对起动初期数秒的放电形式进行观察，发现以下现象。
首先，绝缘破坏后，在直流区通过从作为阴极的电极表面产生的几十伏的水银弧光放电实现起动，之后，当阴极表面的水银完全蒸发后，进行几百伏的辉光放电。通过辉光放电，作为阴极工作的电极(以下，简称为“阴极”)2被充分加热，则易于从阴极2放出热电子，并转移到几十伏的热弧光放电。在进行辉光放电时，以覆盖整个阴极2的形式进行放电，在线圈部22与轴部21之间的尖锐楔形间隙K处电流密度增加，自此进入弧光放电。
之后，在进行该热弧光放电时，若电流集中在间隙K中，则被局部加热的钨会从表面以放射状飞散蒸发。由于蒸发的钨的电离电压低于水银及惰性气体，因此，容易被电弧e电离，将电弧e从线圈部22的后端部引导到最近的发光管1的内表面。
结果，如图所示，发光管1的内表面将与高温电弧e接触或与其碰撞，由于这一原因，从而在发光管1的内表面得局部形成凹坑，同时，作为发光管1的构成材料的石英玻璃(SiO2)蒸发。蒸发的SiO2通过放电等离子体分解为Si与O，从而使构成阴极的钨氧化，结果，致使钨的氧化物从阴极2蒸发。在将钨的氧化物输送到线圈后端部时，通过脱氧反应形成虚线所示的W堆积，从而更缩短了距离D。
应考虑到由于水银灯起动时将会以一定的概率出现这种现象，因此，会导致钨的堆积，通过这些反应的重复进行，会导致不断生长和沉积直至接触发光管1的内表面。
另外，本发明人还发现以下现象会形成不良情况。
一种情况为上述钨氧化物的蒸发物还被输送到阴极线圈部后端部之外的部分，例如阴极前端，并重新结晶而生成突起物。在该突起物在电极间生长时，将无法获得希望的适于光学系的发光长度。此外，由于电极间的放电弧损失变小，灯的电压变低，因此，一般的放电灯用稳定器会根据灯的电压将电流量控制在规定的电流，如果灯的电压比稳定照明时低，则将输入低于所希望的电功率进行照明，在这种情况下，由于灯的电功率变低，因此，会进一步降低发光效率。
更糟糕的是还存在出现多个突起物的情况，这时，弧光的辉点将在突起物的前端之间移动，从而使光输出产生闪烁现象。
本发明人发现如果能够抑制从线圈部后端部产生的放电电弧，那么也能够在该处抑制与放电同时产生的电流集中，从而能够避免构成发光管的石英玻璃的蒸发，结果，能够避免上述现象的发生。
发明效果根据本发明的超高压水银灯，在线圈部中，包括其后端的后端部与其前方相比，由于轴部与导线的接触面积的比较大，从导线向轴部的热传导良好，因此，能够避免热在线圈部中产生高温。并且，在后端部的前方，在导线与轴部的接触面积较小的部分，由于抑制了从轴部向线圈部的热传导，因此，温度上升，从而在该处易于形成热弧光放电。结果，热弧光放电是在导线与轴部的接触面积较小之处发生的，而从线圈部的后端部则不易发生。
这样，通过减少从线圈部后端部产生的弧光放电，可避免作为电极形成物质的钨附着于线圈部附近的发光管内壁上以致使发光管变黑的现象，同时，可使照明开始之后马上形成的热弧光放电远离发光管内壁，从而抑制石英玻璃的蒸发，并避免由此造成的阴极氧化现象。
其结果，可有效防止因发光管变黑而降低透光率的问题、因发光长度变得过短而使光束减少造成使用寿命缩短的问题以及闪烁现象的发生。
此外，在上述超高压水银灯中，通过使上述线圈部的间隙xmin.在0.05～0.3mm之间，伴随由空心效应产生的效果，能够很好地控制热弧光放电的发生位置。在线圈部后端部之外的地方至少设置一处以上形成上述范围的间隙，由此，能够更可靠地避免形成上述问题的从线圈后端产生弧光放电。上述范围的间隙可设置于除线圈后端部之外的任何地方，但在线圈的前端处更为理想。
此外，可以通过在线圈前端处，扩大线圈与电极轴部之间的间隙来减少电极轴部与线圈的接触面积，或者相反，通过在线圈后端侧，填埋线圈与电极轴部之间的间隙以增加电极轴部与线圈的接触面积这两种方法或其中的任一种方法，推迟线圈前端处向电极轴部的热扩散，使其易于达到从辉光放电转移至弧光放电的温度。其结果，向热弧光放电转移的起点可集中于线圈部的前端侧，从而能够可靠防止线圈后端在热弧光放电时成为放电的起点。
图1为用于说明本发明第一实施例的超高压水银灯的剖面图。
图2为阴极的放大图，其中，(a)为主视图，(b)为包含中心轴的剖面图。
图3为放大显示了阴极的线圈部附近的轴向剖面图，其说明了本发明的阴极的第2实施例。
图4用于说明本发明的阴极的第3实施例，其中，(a)为主视图，(b)为包含中心轴的剖面图。
图5用于说明本发明的阴极的第4实施例，其中，(a)为主视图，(b)为包含中心轴的剖面图。
图6为用于说明本发明的其它实施例的含有阴极中心轴的剖面图。
图7为用于说明本发明的其它实施例的含有阴极中心轴的剖面图。
图8为放大显示现有技术中的电极根部的视图。
具体实施例方式
图1为用于说明第一实施例的超高压水银灯的剖面图。
超高压水银灯100带有例如由石英玻璃制成的发光管1。发光管1带有大致球状的发光部11和与发光部11两端相连的棒状封闭部12、12。在发光管1的内部空间S中相对设有阴极2与阳极3。阴极2包括轴部21和通过将导线W绕在轴部21上而形成的线圈部22，阳极3包括轴部31和设置在轴部31前端的本体部32。
在发光管1中的封闭部12、12中分别埋设有例如由钼制成的供电用金属箔4、4并将它们密封。将这些金属箔4、4的一端与轴部21、31的基端部211、311焊接在一起以实现电连接，另一端与从封闭部12、12向外伸出的供电用外部导线5、5焊接在一起以实现电连接。
在发光管1内封装有水银、卤素气体以及惰性气体。
水银用于获得必要的可见光波长，例如360～780nm的放射光，为了使照明时的水银蒸汽压力达到150大气压以上，应封装0.15mg/mm3以上的水银。水银量随温度条件不同而不同，可根据希望的水银蒸汽压力适当改变水银量。
对于惰性气体而言，为了改善照明起动性，可封装5～50kPa、例如13kPa的氩气。
卤素是以碘、溴、氯等与水银或其它金属的化合物的形式封入的，封装量的范围为10-6～10-1μmol/mm3，例如3.0×10-4μmol/mm3。其功能虽然也具有利用卤素循环来延长使用寿命，但是，在如本发明的放电灯那样的极小型且具有高内压的放电灯中，其主要目的在于防止发光管失透。
图2表示图1所示的超高压水银灯的阴极放大图。图2(a)显示了主视图，图2(b)为包含中心轴L的剖面中的主要部分放大图。在图2中，与图1相同的部分采用了相同的标号。
阴极2中的线圈部22例如是通过由线状钨制成的导线W紧绕在电极轴部21外周面形成的。其卷绕方式为在线圈部22的电极前方侧的前端部221中相邻的导线W彼此之间留有间隙，从其前方向后方减小间隔。在包含后端22a的后端部222，紧密卷绕以使导线W之间的间隔几乎为零。
此处，线圈部的“后端22a”是指位于电极轴部21上的构成线圈部22的导线W的最后端，“后端部222”是指包含上述线圈部后端22a的规定长度的区域，并将其适当地设定为线圈部22全长的20～60％。线圈部“前端部221”是指包含导线W前端的规定长度的区域，其为后端部222之外的区域。
这样，导线W的卷绕间隔沿轴部的长度方向是不同的，导线W与轴部21的接触面积的每单位长度内的比例在后端部222达到最大，因此，与其它部分相比，在后端部222，在辉光放电期间产生的热易于传导到轴部21，从而能够促进散热。而在线圈部22的前端部221，由于与电极轴部21的接触面积较小，因此，向轴部21传导的热较少，线圈部22中的温度较高。
这样，由于在线圈部22中，后端部222温度较低而在其前方的位置处存在温度较高的部分，因此，可以使发生热弧光放电的位置转移到后端部222之外的线圈部的前端部221，从而能够降低后端部222发生热弧光放电的几率。
其结果，通过减少从线圈部后端部222产生的热弧光放电，能够避免作为电极构成物质的钨附着于线圈部22附近的发光部内壁11A上而导致发光部11变黑，同时，由于可以使热弧光放电与发光部内壁11A隔离，因此，还能够抑制构成发光管1的石英玻璃的蒸发，以及避免由此造成的阴极2的氧化现象。
在以上基础上，在线圈部22的前端部221中，最好带有相邻的导线W彼此的间隙xmin.在0.05mm以上，例如在0.05～0.5mm的部分。这样，由于通过使间隙xmin.在0.05～0.3mm的范围之内，能够获得由所谓空心效应(见后面说明)产生的加热效果，从而能够有效地使线圈部22的前端部221升温，因此，更易于成为热弧光放电的起点。
这时，在线圈部22的后端部222，导线W的间隙最好小于0.05mm。这样，就不会产生由空心效应产生的加温效果。因此，与前端部221温度升高的情况结合，可以有效地避免后端部222产生热弧光放电。
下面，对空心效应进行简单说明。
一般来说，若减少阴极线圈部中导线的间隔，则会使线圈表面的2个负辉区产生重叠，并分别减小阴极位降区的距离和负辉区的距离。在通常的放电中，如果将电极间的放电电压值保持为相同的值，则上述放电电压几乎都加载到阴极位降区，因此，致使阴极位降区的电场增加。另外，离子密度的进一步增加会进一步增大阴极间的离子电流密度。另外，通过缩短阴极下降部的距离，对于从阴极飞出的电子在途中加速所获得的能量而言，由于在阴极暗部区内碰撞的次数减少，因此，能够减小其损失的比例。其结果，电子将以高能量飞进负辉区，从而促进负辉区中的电离和激发。由于负辉区光强度也会增加，因此，在光中所含的紫外线会碰撞阴极，从而促进阴极发出光电子。因此，辉光放电电流密度也增加，周围的线圈温度升高，从而能够比其它阴极部位更快地转移到热弧光放电。
另一方面，由于在阴极的线圈不存在间隙的情况下，其功能与平板阴极几乎相同，因此，不会减小线圈表面的阴极位降区的距离，因此，不能获得促进上述光电子发射的效果。所以，辉光放电电流密度较低，从而无法使线圈温度上升。
为了制造这种可在电极长度方向局部获得空心效应的电极，例如，可采用以下的方法来制作电极。
例如，可将由钨等制成的导线按一定的间隔卷绕数圈，在其后方进一步卷绕以使导线彼此紧密相连，从而制成线圈成形体。将其套到由钨制产的轴部，并通过铆接等方式固定。或者，也可以将导线直接卷绕到电极轴部，同样通过铆接固定。
如果需要部分扩大或改变线圈节距，则可以通过车床对电极轴部或卷绕的线圈导线的输送量进行程序控制，由此可进行自由改变，从而获得希望的线圈部的节距。此外，在按等间隔节距卷绕线圈之后，可以在线圈的一端或局部施加拉伸应力，从而拉伸并扩大部分节距。如果将该应力兼用于切断线圈端部的应力，则能够减少工时。另外，在以等间隔卷绕的线圈中，通过在局部选择并施加铆接等压力，也可以有选择性地局部扩大节距。
以下给出了与阴极相关的数据。
轴部21的直径在φ0.3mm～φ3mm的范围内，例如为φ0.8mm，其体积在4mm3～40mm3的范围之内，例如为23mm3。此外，表面积在10mm2～45mm2，例如为20mm2，全长在7mm～20mm，例如为10mm。轴部21中，将相当于全长一半的部分埋设于封闭部12中，使剩下的一半曝露于内部空间S中。构成导线W的线状钨的直径为0.2mm～0.6mm，例如为0.25mm，相对于轴部21的卷绕圈数为2～10圈左右，例如为5圈。前端部221的节距为0.2mm～2mm，例如为0.3mm。
此外，轴部及导线优选使用纯度在99.99％以上的钨。
根据以上所述的本发明的超高压水银灯，在包括线圈部后端的后端部中，由于与电极轴部的接触面积的每单位长度内的比例大于其它部分，因此，在辉光放电中产生的热在后端部易于传导到轴部，从而能够促进散热，并将后端部维持在较低温度。在温度相对较高的线圈部的前端部，能够以高几率发生热弧光放电。
其结果，能够减少从线圈部后端部产生的弧光放电，从而可避免作为电极构成物质的钨附着于线圈部附近的发光管内壁上而造成发光管变黑的现象，同时，通过使照明开始后马上形成的热弧光放电与发光管内壁隔离，能够抑制石英玻璃的蒸发，并避免由此造成的阴极氧化现象。
此外，如果在线圈部的前端部还形成了导线间隔达到0.05～0.3mm范围的部分，则由于能够获得由空心效应产生的加热效果，因此，能够使热弧光放电的发生集中于线圈部的前端部，从而可避免在后端部产生弧光放电，并防止电流集中在该位置处。
下面，对本发明的第2实施例进行说明。图3单独显示了涉及本发明第2实施例的阴极，其中，(a)为主视图、(b)剖面图。阴极之外的其它结构与上述第1实施例相同，故省略了对它们的说明。
导线W在相邻的导线之间形成间隙，同时，在整个线圈部22均按一定节距卷绕。即，在本实施例中，导线W与电极轴部21接触的每单位长度内的面积比在整个线圈部22中几乎是相同的。
在该电极轴部21的外周面，从线圈部22的后端22a向前方，以规定距离卷绕设置第2导线23。第2导线23由高融点金属，例如钨丝构成，设置部分的范围占线圈部22全长的20～60％。此外，第2导线最好比如本实施例那样构成线圈部的导线细，这样就不会过分增加线圈尺寸，其优点在于能将线圈对从电极间发出的射出光束的利用的阻碍抑制在最小限度。具体地说，在线圈部22侧的导线直径为0.25mm时，其直径为0.1mm左右。
这种第2导线23的设置方式为在与构成线圈部22的导线W接触的同时，能够填入其间隙中，以此方式，导线W通过导线23与电极轴部21接触，从而实际上扩大了接触面积。
这样，由于通过在电极轴部21上卷绕第2导线，通过第2导线23扩大了电极轴部21与线圈部22之间的接触面积，因此，可使线圈部22后端部222中的热量迅速转移至轴部21，以便促进该处的散热。因此，线圈部22后端部222与位于其前方的不具备第2导线23的部分相比，温度难以上升，从而能够避免热弧光放电的发生。
其结果，可获得与上述第1实施例同样的效果。
下面，对本发明的第3实施例进行说明。图4单独显示了涉及本发明第3实施例的阴极，其中，(a)为主视图，(b)为剖面图。此处，阴极之外的其它结构与上述第1实施例相同，故省略了对它们的说明。
导线W在与其相邻的导线之间形成有间隙，同时，在整个线圈部22均按一定的节距卷绕。这样，导线W与电极轴部21接触的每单位长度的面积比在整个线圈部22中几乎是一定的。
在电极轴部21的外周面上，从线圈部22的后端部222稍后的位置，向轴方向前方设有规定长度的钨烧结体24。该烧结体24是将钨粉末与适量粘结剂的混合物涂布于规定区域之后，在真空环境(例如6×10-5Pa)中、通过高温(例如，2000℃)锻烧而成的。通过设置钨烧结体24，实际上增加了导线W通过钨烧结体24与电极轴部21接触的面积，从而促进辉光弧光中的热量向电极轴部21转移，因此，在辉光弧光中，与未设置钨烧结体24的其它部分相比，该部分的温度更不易升高。
图5单独显示了涉及本发明第4实施例的阴极，其中，(a)为主视图，(b)为剖面图。此处，阴极之外的其它结构与上述第1实施例相同，故省略了对它们的说明。
在该实施例中，在轴部21上，在规定位置出处，形成了前端侧直径较小而后端处直径较大的阶梯部21A，在阶梯部21A的大径部的外表面上形成螺旋形的槽25。
该槽25为与导线W的直径相适应的剖面半圆形，其全长为线圈部22全长的20～60％。
以使终端部与导线W的后端22a几乎一致的方式，将导线W嵌入所述槽25中，从而形成了在线圈部22的后端部222区域中，实际上增大了导线W与轴部21的接触面积比例。
这样，由于在电极轴部21上，在与线圈部22后端部222相当的部分形成有导线W配合的槽25，并扩大了接触面积，因此，可使线圈部22的后端部222中的热量迅速转移至轴部21，从而促进了该处的散热。因此，线圈部22后端部222与其前方相比，温度更不易上升，从而可避免热弧光放电的发生。
上面，虽然根据实施例进行了说明，但是，本发明不应局限于此，并且可进行适当改变。
即，根据本发明，只要使线圈部中导线与电极轴部之间的接触面积相对于轴部单位长度之比在含有该线圈后端的后端部处达到最大，并在线圈部中除后端部以外的至少一部分处形成接触面积小于后端部的部分即可。其原因在于通过在线圈部后端部之外的部分至少局部设置比该后端部温度高的地方，能够使热弧光放电的发生位置向线圈部的前方侧移动。这样，作为上述第1实施例的变形，例如，如图6所示，在改变导线W的节距的情况下，如果在线圈部的后端部222处卷绕紧密，在其前方的至少一部分上具有较松卷绕的疏卷部223，那么即使在前端处存在卷绕紧密的部分也无妨。在这种情况下，由于在疏卷部223形成了高温部，因此，易于由此处产生热弧光放电，结果，同样能够抑制由后端部222产生热弧光放电。
此外，在导线W与电极轴部21之间可以夹设其它部件，只要在线圈部22的全长设置并且从导线至电极轴部能够均匀导热即可。例如，如图7所示，可以在导线W与电极轴部21之间设置以节距一定方式形成的其它线圈部件26等。
此外，虽然上述实施例涉及直流照明式超高压水银灯，但是，本发明并不局限于此，它也适用于交流照明式超高压水银灯。
下面，对用于确认本发明作用效果的实验例进行说明。
首先，根据图1的结构制造多盏实验用灯。另外，适当改变线圈部分的节距并制作了多盏涉及比较例的灯。
灯的基本规格如下。
发光管的材质为石英玻璃，全长为74mm，发光部的最大径部为Φ10mm，发光部全长10mm，内容积为66mm3，封闭部的直径为Φ6.5mm，长为32mm。
阴极侧电极的轴部材质为钨，其直径为0.8mm，全长11mm。
在阳极的前端大径部，最大外径为1.8mm，全长为3mm。轴部材质为钨，外径为0.8mm，全长为13mm。
金属箔使用厚度为25μm，宽为2mm，长为14mm的钼箔，外部导杆使用直径为Φ0.8mm的钼制棒材。
此外，在发光部内封装了18mg的水银。
形成于阴极侧的线圈部是由线径Φ0.25mm、长度为1.0mm的钨丝卷绕而成的。从线圈部的前端开始，将占线圈全长40％的部分作为线圈部的前端部，另一方面，将从线圈部的后端开始，占线圈全长40％的长度部分定为线圈部的后端部。
在该实验例中，按以下表1使导线间隔在0(零，即小于0.05)～3.0mm之间变化，对各种规格的灯均采取n＝3个进行点灭试验。在点灭试验中，灯的输入为200W(初始电压为80V，电流为2.5A)，点亮5分钟，熄灭5分钟，反复进行500次。
以下表格概括了试验结果。变黑的评价是使用显微镜观察点灭后阴极根部产生的变黑状况后，根据外观进行的分级，◎符号(双重圆圈)表示没有变黑，○符号(单重圆圈)表示有一点变黑但几乎不影响透光性，△符号(三角)表示与初始阶段相比透光性约减少了一半但依然具有透光性，×符号表示因为变黑，透光性几乎消失。
如表1所示，在灯1中产生了明显的变黑，经300次点灭后几乎失去透光性。象灯2、灯3那样整个线圈部间隙相同的灯(即，以往的灯)在经300次点灭的阶段因变黑产生的影响而大幅降低了透光性，在500次点灭后几乎失去透光性。另一方面，如灯4那样，在线圈后端侧导线的间隔几乎为0(零)、在前端侧形成0.05mm间隙的灯中，能够看到在300次点灭后依然具有足够的透光性，变黑的影响大幅降低。并且，经500次点灭后，逐渐出现了变黑的影响，但依然具有透光性，并具有足够的耐用性。
另外，当线圈前端侧的间隙进一步扩大为0.1mm、0.3mm时，从灯5、灯6的结果明显得出，经300次点灭后也并出现变黑现象，经500次点灭后仍然具有足够的透光性。
以上结果表明，通过将线圈前端侧的导线的间隙设定为0.05mm～0.3mm，并将线圈后端侧导线的间隙设定为小于0.05mm，能够大幅减小变黑现象，从而使发光管的透光性维持在高水平。
另外，检查上述实验例中灯的照明状态之后发现，对于灯4～灯6而言，未出现钨的氧化物在电极的前端部沉积及发光长度变短的不良现象。另外，也未出现钨的氧化物沉积及闪烁现象。因此，根据本发明，可有效防止以往灯中形成多个氧化物突起造成弧光辉点移动的现象。
在以上的实验例中，虽然使用了直流照明式的灯，但是，对于交流式放电灯而言，由于单方的电极起到交替进行辉光放电的阴极作用，因此，也适用于交流式放电灯。
权利要求
1.一种超高压水银灯，在发光管内相对设置一对电极，同时作为发光物质，封装有0.15mg/mm3以上的水银，在所述一对电极中起到阴极作用的电极轴部的前端部，通过卷绕规定长度的导线形成线圈部，其特征在于，在所述线圈部中，所述导线与所述轴部的接触面积相对于轴长方向的单位长度的比例在该线圈部的后端部最大，在所述后端部之前的至少一部分上形成接触面积的比例较小的部分。
2.根据权利要求1所述的超高压水银灯，其特征在于，所述线圈部在其后端部紧密卷绕导线，并在该后端部之前的至少一部分上形成疏松卷绕所述导线的部分。
3.根据权利要求2所述的超高压水银灯，其特征在于，在所述线圈部前端部的导线中相邻导线之间的间隙为0.05～0.3mm。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的超高压水银灯，其特征在于，通过在轴部与导线之间夹设与形成所述线圈部的导线不同的金属部件，由此增加接触面积。
5.根据权利要求4所述的超高压水银灯，其特征在于，所述金属部件由第2导线构成。
6.根据权利要求5所述的超高压水银灯，其特征在于，所述第2导线的直径小于所述导线的直径。
7.根据权利要求4所述的超高压水银灯，其特征在于，所述金属部件由烧结体构成。
8.根据权利要求1所述的超高压水银灯，其特征在于，通过在所述轴部中相当于线圈部后端部的表面形成槽，并且，使导线嵌入该槽，由此增加导线与轴部的接触面积的比例。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种超高压水银灯，其能够抑制发光管变黑及电极变的形产生，并且使用寿命较长，能够抑制闪烁。本发明的超高压水银灯在发光管内相对设置一对电极，同时作为发光物质，封装有0.15mg/mm
文档编号H01J61/073GK1838373SQ200610009349
公开日2006年9月27日 申请日期2006年2月28日 优先权日2005年3月23日
发明者山下高史, 今村笃史 申请人:优志旺电机株式会社