短弧放電燈及光源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及適合于曝光裝置或投影裝置等的光源的短弧放電燈及使用了短弧放電燈的光源裝置。
【背景技術】
[0002]—直以來，作為投影裝置的光源，已知有如圖2所示的短弧放電燈，該短弧放電燈在發光管3內封入有以氙氣等稀有氣體為主要成分的放電氣體。
[0003]在該短弧放電燈中，在石英玻璃制的發光管3的兩端連續地形成有石英玻璃制的密封管4，在發光管3內配置有以鎢或鉬為主要成分的一對電極5，該電極5通過與以鎢或鉬為主要成分的電極芯棒6接合而被保持。
[0004]另外，該短弧放電燈(以下稱為“燈”)通過使點亮中的發光管內部的放電氣體壓力變得非常高，來提高亮度。并且，在發光管內部未封入水銀，因此，燈的點亮時流過燈的電流值比封入有水銀的短弧水銀放電燈高。因此，為了使得即使在高封入氣體壓力下密封管4也不會破損，而且向電極5供給大電流，采用了對開接合(段継)玻璃密封構造，該對開接合玻璃密封構造中，使與電極5接合的電極芯棒6從密封管端部突出，在密封管4的內部經由對開接合玻璃7密封接合電極芯棒6和密封管4。
[0005]有時在密封管4上設有燈頭8。另外，有時燈頭8與電極芯棒6電連接。燈頭8例如具有保持燈、或安裝向電極芯棒6供給點亮電流的布線的功能等。
[0006]在發光管3中封入有大氣壓以上的氙氣來作為放電氣體，向燈供給了點亮電力時，通過電極之間的放電而產生電弧，從電弧放射以可見光為中心的紫外光到紅外光的大范圍區域的光。如圖1所示，燈2被配置在一方開口且以電弧為焦點的橢圓狀的反射鏡1內。從燈放射的光被反射鏡1會聚而得以利用。
[0007]然而，從電弧放射的光的一部分以光在光纖的內部進行全反射的方式，在發光管3及與發光管3連續設置的密封管4的內部傳播(以下稱為“光纖效應”)。另外，電弧具有規定的寬度，從偏離了反射鏡1的焦點的位置的電弧放射的光沒有被反射鏡1適當地會聚，而被照射到發光管3和密封管4。所照射的光的一部分因光纖效應而在發光管3及密封管4的內部傳播。
[0008]圖4是現有的經由對開接合玻璃7接合了密封管4和電極芯棒6的對開接合玻璃密封構造的剖視圖。密封管4經由在燈軸向外側描繪弧那樣的突出部9與對開接合玻璃7接合。在一般情況下，通過熔融等進行加工、變形，來制造出這樣的密封管的形狀，因此，在制造時，會在密封管4的突出部9處殘留有微小的加工形變。
[0009]從電弧放射的光的一部分L1朝向燈軸向端部，在密封管4的內部傳播，集中在密封管4的突出部9。放電所產生的光是從紫外線到紅外線的大范圍區域的光，紫外線會切斷構成密封管4的石英玻璃的分子耦合，導致石英玻璃劣化。特別是，紫外線集中在密封管4的突出部9這樣的具有形變的部分處，由此，形變部分的分子耦合被切斷，石英玻璃變脆，不久便會產生裂紋。如果在產生了裂紋的狀態下點亮燈，則有可能因高壓狀態的放電氣體而以裂紋為起點導致燈破裂。
[0010]同樣地，紅外線集中在密封管4的突出部9，從而密封管的突出部9被加熱。由此，在突出部9處進一步產生因熱造成的形變，從而容易產生上述的紫外線集中所造成的裂紋。另外，包含突出部9的密封管被加熱，由此，保持著電極芯棒6的對開接合玻璃7也被加熱。如果對開接合玻璃7的溫度超過形變點，則對開接合玻璃7產生形變，并且，對開接合玻璃7的溫度長時間地超過形變點，由此，對開接合玻璃7 —點點地變形。另外，如果對開接合玻璃7的溫度超過軟化點，則對開接合玻璃7在短時間內較大程度地變形。對開接合玻璃7因點亮中的高壓狀態的放電氣體而向燈軸向外側變形，導致由電極芯棒支承的電極的位置也隨著對開接合玻璃而移動。因此，電弧的位置偏離反射鏡的焦點，導致放射的光的利用效率降低。并且，有時因電極之間距離的變動而引起的燈的點亮電力特性的變化，導致無法正常地點亮燈。
[0011 ] 對此，通過在密封管4的外表面具有光反射部件，能夠防止光照射密封管4。然而，密封管4在燈的點亮中被加熱至幾百度。其結果是，例如有可能產生如下這樣的不利影響等:因密封管4與光反射部件的熱膨脹差而對密封管4施加應力，從而密封管4破損；或者，光反射部件的成分與密封管4發生反應而使密封管4的強度劣化，從而密封管4破損。除此以外，利用光反射部件無法防止在密封管內部傳播的光。另外，在密封管表面具有這種能夠耐受住幾百度的溫度環境的光反射部件時，導致燈的制造成本上升。
【發明內容】
[0012]為了解決上述課題，第1方面所述的短弧放電燈包括:發光管，其在內部具有一對電極；電極芯棒，其支承所述電極；以及密封管，其與所述發光管連續設置，且與所述電極芯棒密封接合，所述密封管包括:外側密封管，其與所述發光管連續設置；外側密封管直徑縮小部，其與所述外側密封管連續設置，且外徑朝向燈軸向外側縮小；外側密封管端部，其與所述外側密封管直徑縮小部連續設置，且沿著燈徑向位于所述外側密封管直徑縮小部的電極芯棒側；內側密封管，其與所述外側密封管端部的發光管側連續設置；以及對開接合玻璃，其與所述內側密封管連續設置，且與所述電極芯棒密封接合，所述短弧放電燈的特征在于，在所述外側密封管端部的燈軸向外側端面上具有沿著燈徑向的第1平坦面，所述第1平坦面比所述外側密封管的內徑更靠燈徑向內側，在所述外側密封管端部的電極芯棒側內周面的一部分處，具有直徑增大部，所述直徑增大部具有比所述外側密封管端部的燈軸向外側端面的內徑大的內徑且直徑朝向燈軸向內側增大。
[0013]第2方面所述的短弧放電燈在第1方面所述的短弧放電燈中，其特征在于，所述第1平坦面是第1光放射面，所述第1光放射面將在所述外側密封管的內部傳播的光向所述密封管外部放射，所述直徑增大部是光反射面，所述光反射面將在所述外側密封管端部的內部朝向燈徑向內側傳播的光向燈軸向反射。
[0014]第3方面所述的短弧放電燈在第2方面所述的短弧放電燈中，其特征在于，在所述外側密封管端部的燈端側具有管狀的導光部，所述導光部的內表面與所述電極芯棒側內周面連續，在所述管狀的導光部的燈軸向外側端面上具有沿著燈徑向的第2平坦面，所述第2平坦面是第2光放射面，所述第2光放射面將被所述光反射面反射并在所述導光部的內部傳播的光向外部放射。
[0015]第4方面所述的短弧放電燈在第2方面或第3方面所述的短弧放電燈中，其特征在于，所述直徑增大部的具有最大內徑的部分比所述外側密封管端部的燈軸向中心更靠所述發光管側。
[0016]第5方面所述的光源裝置具有第1方面至第4方面中的任意一項所述的短弧放電燈，所述光源裝置的特征在于，包括:所述短弧放電燈；以及橢圓狀的反射鏡，其一方開口，并配置成圍著所述短弧放電燈，以在所述反射鏡的開口側具有所述密封管的方式具有短弧放電燈，所述密封管在所述外側密封管端部的燈軸向外側端面上具有平坦面。
[0017]根據本發明，能夠抑制在密封管的內部傳播的光集中在密封管的端部，并且，能夠將因光纖效應而在密封管的內部傳播的光向燈軸向外側放射，能夠防止光所包含的紫外線及紅外線所造成的燈破損、或電極位置偏離。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的燈及反射鏡的概略剖視圖。
[0019]圖2是本發明的燈的概略剖視圖。
[0020]圖3是本發明實施方式的密封構造剖視圖。
[0021 ] 圖4是現有的燈的密封構造截面說明圖。
[0022]圖5是在外側密封管端部具有平坦面的燈的密封構造截面說明圖。
[0023]圖6是具有外側密封管直徑縮小部的燈的密封構造截面說明圖。
[0024]圖7是本發明實施方式的具有直徑增大部的密封構造截面說明圖。
[0025]圖8是本發明實施方式的具有導光部的密封構造截面說明圖。
[0026]標號說明
[0027]1:反射鏡；2:燈；3:發光管；4:密封管；401:外側密封管；402:外側密封管直徑縮小部；403:外側密封管端部；404:內側密封管；405:平坦面(第1光放射面)；406:電極芯棒側內周面；407:直徑增大部；408:管狀的導光部；409:平坦面(第2光放射面)；5:電極；6:電極芯棒；7:對開接合玻璃；8:燈頭；9:密封管的突出部；10:產生了熱形變的部分；M1:外側密封管端部的燈軸向中心；R1:燈軸向外側端面的內徑；R2:直徑增大部的最大內徑。
【具體實施方式】
[0028]以下，根據附圖，具體地說明本發明的實施方式。圖2是示出本發明的燈的構造的概略剖視圖。
[0029]該燈由以下部分構成:發光管3，其在內部具有一對電極5 ;電極芯棒6，其與電極5接合且支承電極5 ;以及密封管4，其與發光管3的兩端連續設置且經由對開接合玻璃7密封接合電極芯棒6。有時在密封管的端部設有燈頭8。是一種在發光管3內封入有大氣壓以上的氙氣來作為放電氣體的短弧放電燈。
[0030]使用圖3，對本發明的燈的密封構造進行說明，圖3示出了本發明實施方式的密封構造剖視圖。
[0031]密封管4由以下部分構成:外側密封管401，其與發光管3連續設置；外側密封管直徑縮小部402，其與外側密封管401連續設置，且外徑朝向燈軸向外側縮小；外側密封管端部403，其與外側密封管直徑縮小部402連續設置，且沿著燈徑向位于外側密封管直徑縮小部402的電極芯棒側；以及內側密封管404，其一端與外側密封管端部403的發光管側連續設置，另一端與對開接合玻璃7連續設置。
[0032]在外側密封管端部403的燈軸向外側端面上，比外側密封管的內徑更靠內側，具有沿著燈徑向的平坦面(第1光放射面)405，作為后述的將在外側密封管的內部傳播的光向外部放射的光放射面。在外側密封管端部403的電極芯棒側內周面406的一部分中，具有直徑增大部407，作為后述的將在外側密封管端部403的內部朝向燈徑向內側傳播的光朝燈軸向反射的光反射面，其中，該直徑增大部407具有比外側密封管端部403的燈軸向外側端面的內徑R1大的內徑R2且直徑朝燈軸向內側增大，該直徑增大部407的具有最大內徑的部分比外側密封管端部403的燈軸向中心Ml更靠發光管側。燈軸向中心Ml是具有第1光放射面405的外側密封管端部403的壁厚最薄的部分在燈軸向上的壁厚中央。
[0033]在外側密封管端部403