JP2000100377A

JP2000100377A - 高圧放電ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP2000100377A
Application number: JP9696199A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Honda; 久司本田; Seiji Ashida; 誠司芦田; Atsushi Saida; 淳斉田; Ariyoshi Ishizaki; 有義石崎; Akira Ito; 彰伊藤; Shigehisa Kawazuru; 滋久川鶴; Tatsuo Kotabe; 辰男小田部
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】電極表面に残留する炭素などの不純物を少なく
して電極物質の飛散および放電のちらつきを少なくし、
点灯１００時間以内の光束維持率の低下を著しく改善し
た高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供す
る。【解決手段】電極の表面の中心線平均粗さＲａの平均値
が０．３μｍ以下好ましくは０．１μｍ以下、十点平均
粗さＲｚの平均値が１μｍ以下好ましくは０．３μｍ以
下または表面積増加率の平均値が１％以下好ましくは
０．６μｍ以下であることにより、電極物質の飛散が少
なくなって放電容器の透過率の低下が少ないから光束維
持率が向上する。また、電極表面の凹凸が少なくなるか
ら、放電のちらつきが改善される。電極表面の粗さを小
さくするには、たとえば電解研磨により実現できる。さ
らに、電極表面の残留炭素量を２５ｐｐｍ以下好ましく
は１３ｐｐｍ以下にすることにより、高圧放電ランプに
おける点灯１００時間以内の光束維持率の低下を改善で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透光性の気密な放
電容器を備えた高圧放電ランプおよびこれを用いた照明
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】透光性セラミックスからなる放電容器
（以下、「透光性セラミックス放電容器」という。）を
備えた高圧放電ランプ（以下、「セラミックス放電ラン
プ」という。）は、従来から用いられてきた石英ガラス
からなる放電容器（以下、「石英ガラス放電容器」とい
う。）に比較して耐熱性および耐食性に優れることか
ら、高い発光効率および高演色性を実現できるととも
に、優れた寿命特性を有する。

【０００３】また、透光性セラミックス放電容器は、ジ
スプロシウムＤｙやナトリウムＮａなどの発光金属との
反応による失透現象が少なく、したがってこれに伴う光
束低下を抑制できることから、セラミックス放電ランプ
は、光束維持率においても石英ガラス放電容器を備えた
高圧放電ランプ（以下、「石英ガラス放電ランプ」とい
う。）より高い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者ら
は、セラミックス放電ランプのさらに高い光束維持率に
ついて調査、研究する中で、点灯１００時間内の光束維
持率の変化が大きいことに注目した。

【０００５】図１１は、市販および試作の４種類のセラ
ミックス放電ランプの点灯時間−発光効率特性を示すグ
ラフである。

【０００６】図において、横軸は時間（ｈｒ）を、縦軸
は発光効率（ｌｍ／Ｗ）を、それぞれ示す。

【０００７】図中、曲線Ａは第１の市販ランプ、曲線Ｂ
は第２の市販ランプ、曲線Ｃは第１の試作ランプ、曲線
Ｄは第２の試作ランプ、の点灯時間−発光効率特性をそ
れぞれ示している。いずれのセラミックス放電ランプも
１５０Ｗ・３０００Ｋタイプで、透光性セラミックス放
電容器、電極、封着構造および放電媒体がほぼ同様な条
件で設計されているものである。

【０００８】図から明かなように、いずれのセラミック
ス放電ランプにおいても、点灯１００時間以内における
光束低下が著しい。しかも、この時間帯の光束維持率低
下は、全光束維持率の数十％に達する。甚だしいときに
は、製作後のエージング中の点灯数分間ないし数時間の
うちにセラミックス放電容器が黒化して急激な光束維持
率の低下が発生することさえある。

【０００９】図１２は、セラミックス放電容器であるア
ルミナバルブの全透過率と光束維持率との関係を示すグ
ラフである。

【００１０】図において、横軸はアルミナバルブの全透
過率（％）を、縦軸は光束維持率（％）を、それぞれ示
す。

【００１１】また、図は、点灯１００時間までのセラミ
ックス放電ランプのアルミナバルブの全透過率と光束維
持率の変化とをプロットして得たものである。

【００１２】図から明かなように、全透過率と光束維持
率との間には明確な相関が認められ、光束維持率の低下
は、セラミックス放電容器の黒化に起因する。

【００１３】そこで、本発明者は黒化の原因物質につい
て分析の結果、主成分は炭素であることを発見した。す
なわち、炭素がセラミックス放電容器の内面に析出する
ことによって黒化が生じる。

【００１４】次に、炭素の出所について調査を進めたと
ころ、その出所は電極、セラミックス放電容器およびセ
ラミックス封着用コンパウンドなどの構成材料であり、
その中でも電極に残留した炭素が主因であることを発見
した。

【００１５】さらに、上記黒化は、セラミックス放電ラ
ンプ特有の現象なのかについて調査した結果、石英ガラ
ス放電容器においても本質的には同様の現象が発生する
ことが分かった。ただし、同一電極、同一封入条件であ
っても石英ガラス放電容器に比較してセラミックス放電
容器の方が黒化が激しい。

【００１６】さらに、調査、研究の結果、電極表面に残
留する炭素などの不純物濃度は、電極の表面粗さに重要
な関係のあることが分かった。すなわち、高圧放電ラン
プのタングステンを主成分とする電極には、線引き法に
より所定の太さに形成した線材が一般に多く用いられて
いるが、その線引き時にダイマークと称される一種の傷
が付き、その傷跡に炭素などの潤滑、研磨材が多量に残
留する。

【００１７】通常、線引きにより得られたタングステン
線材は、高温水素処理、真空加熱処理さらに要すれば化
学的な研磨処理が施されているが、これらの処理によ
り、表面の凹凸、および不純物が十分に除去されている
かについて、詳細な検討がなされていないのが実状であ
った。

【００１８】電極表面に炭素が残留してＷＣなどを形成
していると、純粋なタングステンに較べて蒸気圧は上昇
し、融点は低下するため、点灯中の電極物質の飛散量が
大幅に増加する。

【００１９】また、研削して電極を形成した後にバレル
研磨と称する機械研磨したものも一部に用いられている
が、研磨材にアルミナを使用するため、タングステン線
材の表面にアルミナが付着して残留しやすい。

【００２０】電極に付着したアルミナは、石英ガラス放
電容器内においては点灯中の高温で石英と反応してアル
ミナ・シリケートを生成し、放電容器に白濁を生じさせ
る。さらに、アルミナは、点灯中電極表面のタングステ
ンと反応してタングステンアルミネートを形成する。タ
ングステンアルミネートが形成されると、純粋なタング
ステンに比べて蒸気圧は上昇し、融点は低下するので、
点灯中の電極物質の飛散量が大幅に増加する。

【００２１】また、上記したような処理をした後に、な
お電極の表面に無数の凹凸が存在すると、電極表面上の
電子放射能、実効的な仕事関数が電極表面の各部位で変
化するため、放電がちらつく原因になるものと考えられ
る。

【００２２】本発明者は、電極表面の状態を所定条件に
設定することにより、電極表面に残留する炭素などの不
純物濃度および表面の凹凸を管理して、電極物質の飛散
および放電のちらつきを大幅に改善できることを見いだ
した。

【００２３】ところで、高圧放電ランプにおいて、放電
容器の黒化、白濁または失透による透過率の低下によっ
てもたらされる光束維持率低下、さらには放電のちらつ
き現象を改善する技術が、たとえば特公平５−８６０２
６号公報などに記載されている。

【００２４】しかし、上記従来技術は、それなりの効果
を得ることができるものの、残留炭素による黒化の抜本
的対策ではなく、どちらかといえば２次的対策（アフタ
ートリートメント）であって、根本的解決策とはいいに
くい。したがって、従来技術による効果の程度および安
定性は、十分満足できるものではなかった。

【００２５】本発明は、電極表面の状態を所定条件に設
定することにより、電極表面に残留する炭素などの不純
物を少なくした高圧放電ランプおよびこれを用いた照明
装置を提供することを目的とする。

【００２６】また、本発明は、点灯１００時間以内にお
ける急激な光束維持率の低下が放電容器の炭素による黒
化に起因するものであり、その黒化の主因が電極表面に
残留した炭素であることの本発明者による知見に基づい
てなされたもので、点灯１００時間以内における光束維
持率および発光効率を向上した高圧放電ランプおよびこ
れを用いた照明装置を提供することを他の目的とする。

【００２７】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプは、透光性の気密な放電容器と；表面の中心線
平均粗さＲａの平均値が０．３μｍ以下であるととも
に、タングステンを主成分として形成され、放電容器内
に封着された電極と；発光金属のハロゲン化物を含み放
電容器内に封入された放電媒体と；を具備していること
を特徴としている。

【００２８】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００２９】（放電容器について）放電容器を構成する
材料は、透光性セラミックスおよび石英ガラスのいずれ
であってもよい。

【００３０】最初に、透光性セラミックス放電容器につ
いて説明する。

【００３１】「透光性セラミックス」とは、単結晶の金
属酸化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属酸化物た
とえば半透明の気密性アルミニウム酸化物（ＤＧＡ）、
イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）お
よびイットリウム酸化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物
たとえばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような耐火材
料を意味する。

【００３２】なお、「透光性」とは、放電による発光を
放電容器を透過して外部に導出できる程度に透過すれば
よく、透明および拡散透光性のいずれでもよい。

【００３３】透光性セラミックス放電容器の場合、一般
的には膨出部の両端に一対の端部部分を形成してなり、
膨出部内で放電を生起させ、端部部分で封着する。

【００３４】放電容器を製作するには、最初から膨出部
および端部部分を透光性セラミックスで一体に成形する
ことができる。これと異なる方法としては、円筒体およ
び円筒体の両端を閉塞する中心孔明きの一対の端板をそ
れぞれセラミックス材料の仮成形により形成して膨出部
を、また端板の中心孔にセラミックス材料またはサーメ
ット材料の仮成形により形成した細長いチューブを挿入
して端部部分を、それぞれ用意して、これらを放電容器
の形状に組み立ててから、これらを焼結して気密に一体
化してもよい。

【００３５】放電容器の端部部分での封着は、後述する
セラミックス封着用コンパウンドのシールを介して給電
導体の封着金属部分を気密に取り付ける。しかし、本発
明においては、透光性セラミックス放電容器の封着は、
セラミックス封着用コンパウンドを必須とするものでは
なく、適当な手段によって封着されるならば、どのよう
な封着であってもよい。

【００３６】次に、石英ガラス放電容器について説明す
る。

【００３７】石英ガラス放電容器は、透光性セラミック
ス放電容器が用いられる以前から多用されてきたもの
で、今でも使用されている。

【００３８】石英ガラス放電容器は、透光性セラミック
ス放電容器と同様中央の膨出部およびその両端の一対の
端部部分から構成されているのが一般的である。しか
し、石英ガラスは、加熱すると軟化し、溶融するので、
一般的には封着金属箔を用いた端部部分のピンチシール
によって封着される。しかし、本発明においては、封着
金属箔を用いたピンチシールは必須ではなく、適当な手
段によって封着されるならば、どのような封着であって
もよい。

【００３９】（電極について）まず、電極表面の粗さに
ついて説明する。

【００４０】放電容器内に封装される電極は、放電容器
内に放電を生起させるのに機能するものであるが、表面
の中心線平均粗さＲａの平均値が０．３μｍ以下に規制
されていなければならない。なお、本発明においては、
「中心線平均粗さＲａ」とは、粗さ曲線から中心線を求
め、中心線より下にある波形は中心線を中心に折り返し
て、中心線ととの間に囲まれた面積の総和を測定長で割
った値をいうが、実際の測定は以下によるものとする。
また、平均値とは、資料の１２０μｍ×９０μｍの範囲
の中で多点測定結果の平均値をいう。

【００４１】すなわち、測定装置として（株）エリオニ
クス製「電子線３次元粗さ解析装置ＥＲＡ−８０００
形」を用いて電極の表面を撮影し、１０００倍に拡大し
て解析する。

【００４２】電極の表面は、表面粗さの測定しやすさ、
および電極物質の飛散に対する影響の程度から、電極コ
イルなどの主部に隣接する電極軸部の表面として測定す
る。

【００４３】電極表面の粗さを上記のように規制する理
由は、不純物の付着が少なくなり、そのため一般に電極
物質の飛散が少なくて光束維持率が向上するとともに、
放電のちらつきが少なくなるからである。これに対し
て、上記の範囲を超えると、電極物質の飛散が多くなる
とともに、放電のちらつきが多くなる傾向がある。

【００４４】なお、本発明においては、表面粗さを小さ
くする手段は問わない。たとえば化学研磨により所望の
表面粗さを得ることができる。

【００４５】ところで、本発明において、電極をタング
ステンを主成分とするものに限定した理由は、タングス
テンは耐熱性および電子放射性に優れることから、電極
材料として一般的に多用されているばかりでなく、タン
グステン素材および電極を製作する過程でＷＣやＷ
_２Ｃ、タングステンアルミネートなどの不純物が表面に
含有されやすいからである。

【００４６】「タングステンを主成分とする」とは、純
粋タングステンおよび副成分を含むタングステンである
ことを許容する意味である。副成分を含むタングステン
とは、たとえばいわゆるドープドタングステン、Ｒｅ添
加タングステンなどである。

【００４７】さらに、本発明においては、表面粗さの規
制を満足する電極は一対の電極のうち少なくとも一方で
あればよい。それは少なくとも半分の効果が得られるか
らである。

【００４８】次に、電極構造について説明する。

【００４９】本発明において、電極の構造は問わない。
高圧放電ランプの定格消費電力に応じて既知の電極構造
の中から適当なものを選択して用いることができる。

【００５０】本発明の高圧放電ランプは、交流および直
流のいずれで点灯するように構成されていてもよいの
で、電極は、交流で作動する場合、同一構造とするが、
直流で作動する場合、一般に陽極は温度上昇が激しいか
ら、陰極より放熱面積の大きいものを用いることができ
る。

【００５１】さらに、電極の封着および放電容器の封止
について説明する。

【００５２】まず、透光性セラミックス放電容器の場合
について説明する。

【００５３】すなわち、透光性セラミックス放電容器の
場合、電極は以下の給電導体を介して封着されるととも
に、放電容器は封止される。

【００５４】給電導体は、封着金属部分および封着金属
部分の先端に配設された耐ハロゲン化物部分とからな
る。

【００５５】封着金属部分は、透光性セラミックスと熱
膨張率が近いニオブなどの金属棒が用いられる。

【００５６】耐ハロゲン化物部分は、モリブデン、タン
グステンなその金属棒が用いられる。しかし、タングス
テンよりモリブデンの方が熱膨張率がニオブやセラミッ
クに近いので、封着金属部分に接続する部位には比較的
短いモリブデン棒を用い、モリブデン棒の先端にタング
ステン棒を接続することができる。

【００５７】さらに、耐ハロゲン化物部分の周囲にモリ
ブデンまたはタングステンからなる細線を巻回すること
ができる。このコイルは、キャピラリーコイルと称され
る。なお、耐ハロゲン化物の少なくとも殆どをタングス
テン棒で形成し、かつタングステンのキャピラリーコイ
ルを備えることにより、給電導体からの不純物の飛散を
少なくしながら封着金属部分およびセラミックのそれと
の熱膨張率の差を吸収して良好な封着を行うことができ
る。

【００５８】なお、耐ハロゲン化物の少なくとも殆どを
タングステン棒で形成し、かつタングステンのキャピラ
リーコイルを備えることにより、給電導体からの不純物
の飛散を少なくしながら封着金属部分およびセラミック
のそれとの熱膨張率の差を吸収して良好な封着を行うこ
とができる。

【００５９】そうして、タングステン棒の先端に電極が
配設される。電極軸の基端を耐ハロゲン化物部分のタン
グステン棒の先端に接続するか、当該タングステン棒の
先端部に電極コイルを装着するか、または装着しない
で、電極を耐ハロゲン化物部分と一体的に形成すること
ができる。

【００６０】次に、封着金属部分の一部が放電容器の端
部部分内に位置するように挿入して、端部部分にセラミ
ックス封着用コンパウンドを施与し、かつ加熱溶融させ
て、封着金属部分と端部部分との間にシールを形成す
る。なお、給電導体の封着性の部分は、ハロゲンに侵さ
れやすいので、端部部分内に位置している部分をセラミ
ックス封着用コンパウンドのシールで完全に被覆するの
が好ましい。

【００６１】以上の工程を経て完成したセラミックス放
電ランプにおいて、給電導体の封着金属部分は、一部分
が放電容器の端部部分から外部に突出しているので、当
該部分は、バラスト手段を介して電極間に電圧を印加し
て、高圧放電ランプを始動し、電流を導入して点灯する
ためのリード線として機能する。

【００６２】ところで、透光性セラミックス放電容器の
端部部分と給電導体の耐ハロゲン化物部分（タングステ
ンの電極軸またはおよびモリブデン棒）との間には、キ
ャピラリーと称されるわずかな隙間を形成する。このわ
ずかな隙間は、給電導体の耐ハロゲン化物部分および放
電容器の端部部分の内面との間に形成される空所が少な
くとも５μｍで、最大でも端部部分の内径の１／４の大
きさで、約２００μｍ以下の空所に形成する。したがっ
て、端部部分を貫通する給電導体の耐ハロゲン化物部分
の直径は、端部部分の内径の少なくとも１／２とする。

【００６３】また、わずかな隙間は、給電導体の耐ハロ
ゲン化物部分をタングステンまたはモリブデンの棒体
と、棒体に巻回したコイルとで形成して、耐ハロゲン化
物部分のコイルの外周面と端部部分の内面との間に形成
することもできる。

【００６４】さらに、セラミックス放電ランプの作動
中、わずかな隙間の中には、余剰のハロゲン化物が液化
状態で侵入して最冷部を形成するが、隙間の間隔を適当
に設定することにより、所望の最冷部温度にすることが
できる。

【００６５】セラミックス封止用コンパウンドのシール
は、高圧放電ランプの点灯中の高温に十分耐え得る耐熱
性を備えるとともに、熱膨張係数がリード線のそれと透
光性セラミックス放電容器のそれとの中間であるように
調整するものとする。たとえば、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２
−Ｄｙ_２Ｏ_３系またはＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｎｄ_２Ｏ
_３系のセラミックス封着用コンパウンドを用いることが
できる。

【００６６】次に、石英ガラス放電容器の場合の電極お
よび放電容器の封着について説明する。

【００６７】モリブデンからなる封着金属箔の両端に電
極軸および外部リード線を溶接して電極組立体を用意
し、石英ガラス放電容器の端部部分に電極から挿入して
封着金属箔を端部部分に位置させ、端部部分を加熱軟化
させてから型を用いて封着金属箔の上からピンチする。
これにより、封着金属箔とピンチされた石英ガラスとが
気密に密着して封着される。電極軸は、軟化して縮径し
た端部部分によって緩く支持される。

【００６８】（放電媒体について）放電媒体は、発光金
属のハロゲン化物を必須として、その他必要に応じて希
ガスおよびランプ電圧を所定値にする緩衝媒体などから
なる。

【００６９】発光金属としては、任意所望に選択して用
いることができるが、たとえばナトリウムＮａ、スカン
ジウムＳｃおよび希土類金属を単独または複数種を混合
して用いることができる。なお、ハロゲンとしては、ヨ
ウ素Ｉ、臭素Ｂｒ、塩素Ｃｌおよびフッ素Ｆを用いるこ
とができる。

【００７０】希ガスは、主として始動用として、アルゴ
ンＡｒ、クリプトンＫｒまたはキセノンＸｅを用いるこ
とができる。さらに、セラミック放電容器に対しては、
ネオンを用いることもできる。

【００７１】緩衝媒体としては、水銀または水銀に代え
て可視光域に発光がないか相対的に少なくて点灯中の蒸
気圧が比較的高い金属たとえばアルミニウムＡｌ、鉄Ｆ
ｅなどのハロゲン化物の１種または複数種を用いること
ができる。

【００７２】（その他の構成について）本発明の高圧放
電ランプは、短アーク形であってもよいし、長アーク形
であってもよい。

【００７３】短アーク形とは、放電容器内の一対の電極
の間に形成される電極間距離を小さくすることにより、
アーク放電を電極によって安定させるいわゆる電極安定
形のものである。たとえば、液晶プロジェクタ用、自動
車の前照灯用などに短アーク形の高圧放電ランプが用い
られる。

【００７４】一方、長アーク形とは、放電容器内の一対
の電極の間に形成される電極間距離を放電容器の膨出部
の内径より大きくすることにより、アーク放電を放電容
器の内面で安定させるいわゆる管壁安定形のものをい
う。長アーク形の高圧放電ランプは、一般照明などにお
いて広く用いられている。

【００７５】（本発明の作用について）本発明において
は、電極の表面の中心線平均粗さＲａの平均値を０．３
μｍ以下に規制したことにより、タングステンの線引き
時に形成されたダイマークなどの傷や傷に付着して残留
した潤滑、研磨材などによる主として炭素などの不純物
が殆ど除去され、このため放電容器の黒化、白濁または
失透による透過率の低下が著しく少なくなる。したがっ
て、光束維持率が良好になる。

【００７６】また、電極表面の凹凸が少なくなるので、
放電のちらつき現象が本質的に改善される。

【００７７】請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求
項１記載の高圧放電ランプにおいて、電極は、その表面
の中心線平均粗さＲａの平均値が０．１μｍ以下である
ことを特徴としている。

【００７８】本発明は、電極の表面の中心線平均粗さＲ
ａの平均値を上記のとおりにさらに厳しく規制すること
により、線引き時に形成されるダイマークなどの傷およ
び傷に付着して残留した潤滑、研磨材などの不純物、あ
るいは研削後のバレル研磨などの機械研磨によって付着
した研磨材などの不純物がほぼ全部除去され、このため
放電容器の黒化、白濁または失透による透過率の低下が
極めて少なくなる。したがって、光束維持率がさらに向
上する。また、電極表面の凹凸が一層少なくなるので、
放電のちらつきが顕著に改善される。

【００７９】請求項３の発明の高圧放電ランプは、透光
性の気密な放電容器と；表面の十点平均粗さＲｚの平均
値が１μｍ以下であるとともに、タングステンを主成分
として形成され、放電容器内に封着された電極と；発光
金属のハロゲン化物を含み放電容器内に封入された放電
媒体と；を具備していることを特徴としている。

【００８０】本発明は、電極の表面の粗さを十ｎ平均粗
さＲｚの平均値により規制するものである。そして、十
点平均粗さＲｚの平均値を所定範囲に規制することによ
り、線引き時に形成されたダイマークなどの傷および傷
に付着して残留した不純物が殆ど除去され、このため放
電容器の黒化、白濁または失透による透過率の低下が著
しく少なくなる。したがって、光束維持率が向上する。

【００８１】また、電極表面の凹凸が少なくなるので、
放電のちらつき現象が本質的に改善される。

【００８２】これに対して、上記の範囲を超えると、電
極物質の飛散が多くなるとともに、放電のちらつきが多
くなる傾向がある。

【００８３】なお、「十点平均粗さＲｚ」とは、指定面
積内の平均線に平行な平面のうち高い方から１〜５番目
の山の平均値と深い方から１〜５番目の谷の平均値の差
を求めた値をいう。また、平均値とは、請求項１と同様
である。ただし、その測定は請求項１と同様とする。

【００８４】なお、本発明においては、十点表面粗さＲ
ｚの平均値と中心線平均粗さＲａの平均値とは必ずしも
相関がない。

【００８５】請求項４の発明の高圧放電ランプは、請求
項３記載の高圧放電ランプにおいて、電極は、その表面
の十点平均粗さＲｚの平均値が０．３μｍ以下であるこ
とを特徴としている。

【００８６】本発明は、電極の表面の十点平均粗さＲａ
の平均値を上記のとおりにさらに厳しく規制することに
より、線引き時に形成されるダイマークなどの傷および
傷に付着して残留した潤滑、研磨材などの不純物、ある
いは研削後のバレル研磨などの機械研磨によって付着し
た研磨材などの不純物が十分に除去され、このため放電
容器の黒化、白濁または失透による透過率の低下が極め
て少なくなる。したがって、光束維持率が一層向上す
る。また、電極の表面の凹凸が一層少なくなるので、放
電のちらつきが顕著に改善される。

【００８７】請求項５の発明の高圧放電ランプは、透光
性の気密な放電容器と；表面の表面積増加率の平均値が
１％以下であるとともに、タングステンを主成分として
形成され、放電容器内に封着された電極と；放電容器内
に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴と
している。

【００８８】本発明においては、電極の表面の粗さを表
面積増加率の平均値により規制するものである。そし
て、表面積増加率の平均値を１％以下に規制したことに
より、タングステンの線引き時に形成されたダイマーク
などの傷や傷に付着して残留した潤滑、研磨材などの不
純物が殆ど除去され、このため放電容器の黒化、白濁ま
たは失透による透過率の低下が著しく少なくなる。した
がって、光束維持率が向上する。

【００８９】また、電極表面の凹凸が少なくなるので、
放電のちらつき現象が本質的に改善される。

【００９０】これに対して、上記の範囲を超えると、電
極物質の飛散が多くなるとともに、放電のちらつきが多
くなる傾向がある。

【００９１】なお、本発明において、「表面積増加率」
とは、測定から得られた資料の表面積を測定範囲の縦×
横で割った値をいうが、その測定は請求項１と同様な手
段によるものとする。また、平均値とは請求項と同様で
ある。

【００９２】請求項６の発明の高圧放電ランプは、請求
項５記載の高圧放電ランプにおいて、電極は、その表面
の表面積増加率が０．６％以下であることを特徴として
いる。

【００９３】本発明は、電極の表面の表面積増加率の平
均値を上記のとおりにさらに厳しく規制することによ
り、線引き時に形成されるダイマークなどの傷および傷
に付着して残留した潤滑、研磨材などの不純物、あるい
は研削後のバレル研磨などの機械研磨によって付着した
研磨材などの不純物がほぼ全部除去され、このため放電
容器の黒化、白濁または失透による透過率の低下が極め
て少なくなる。したがって、光束維持率が一層向上す
る。

【００９４】また、電極表面の凹凸が少なくなるので、
放電のちらつきが顕著に改善される。

【００９５】請求項７の発明の高圧放電ランプは、請求
項１、３、５または６記載の高圧放電ランプにおいて、
電極は、その表面の中心線平均粗さＲａの平均値が０．
３μｍ以下で、かつ十点平均粗さＲｚの平均値が１μｍ
以下であることを特徴としている。

【００９６】本発明は、電極の表面の粗さを中心線平均
粗さＲａの平均値および十点平均粗さＲｚの平均値によ
り規制するもである。そして、それらをそれぞれ上記の
ように規制すると、光束維持率および放電放電のちらつ
きに対してそれぞれを単独で規制をするより良好な結果
が得られる。

【００９７】請求項８の発明の高圧放電ランプは、請求
項１、３、４または５記載の高圧放電ランプにおいて、
電極は、その表面の中心線平均粗さＲａの平均値が０．
３μｍ以下で、かつ表面積増加率の平均値が１％以下で
あることを特徴としている。

【００９８】本発明は、電極の表面の粗さを中心線平均
粗さＲａの平均値および表面積増加率の平均値により規
制するものである。そして、それらをそれぞれ上記のよ
うに規制すると、光束維持率および放電放電のちらつき
に対してそれぞれを単独で同様な規制をするより良好な
結果が得られる。

【００９９】請求項９の発明の高圧放電ランプは、請求
項１ないし３、請求項５ないし８のいずれか一記載の高
圧放電ランプにおいて、電極は、その表面の中心線平均
粗さＲａの平均値が０．１μｍ以下で、かつ十点平均粗
さＲｚの平均値が０．４μｍ以下であることを特徴とし
ている。

【０１００】本発明は、電極の表面の粗さを中心線粗さ
Ｒａの平均値および十点平均粗さＲｚの平均値によりさ
らに厳しく規制するもである。そして、それらをそれぞ
れ上記のように規制すると、光束維持率および放電放電
のちらつきに対してそれぞれを単独で同様な規制をする
よりさらに好適な結果が得られる。

【０１０１】請求項１０の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし５、請求項７ないし９のいずれか一記載の
高圧放電ランプにおいて、電極は、その表面の中心線平
均粗さＲａの平均値が０．１μｍ以下で、かつ表面積増
加率の平均値が０．７％以下であることを特徴としてい
る。

【０１０２】本発明は、電極の表面の粗さを中心線平均
粗さＲａの平均値および表面積増加率の平均値によりさ
らに厳しく規制するものである。そして、それらをそれ
ぞれ上記のように規制すると、光束維持率および放電放
電のちらつきに対してそれぞれを単独で同様な規制をす
るよりさらに好適な効果が得られる。

【０１０３】請求項１１の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし１０のいずれか一記載の高圧放電ランプに
おいて、電極は、電極軸が線引き工程を経て製作されて
いることを特徴としている。

【０１０４】先行する各請求項の構成に加えて電極軸を
線引き工程を経て製作することにより、バレル研磨のよ
うな機械研磨工程を経て製作するより、さらに優れた効
果が得られる。その理由は詳でないが、機械研磨の際に
研磨材として用いられるアルミナが電極の表面に残留し
やすいからであると考えられる。

【０１０５】なお、線引き工程を経て製作されたか否か
は、たとえ線引き後に化学研磨などによって研磨した電
極であったとしても、電極の表面のダイマーク痕の有無
をたとえば前述した電子線３次元粗さ解析装置を用いて
測定することにより、容易に判別することができる。

【０１０６】請求項１２の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし１１のいずれか一記載の高圧放電ランプに
おいて、電極は、化学研磨工程を経て製作されているこ
とを特徴としている。

【０１０７】化学研磨は、電極の表面を先行する請求項
に規定するような表面の粗さを実現するのに好適な工程
である。化学研磨には、硫酸などの酸を用いて研磨する
方法、水酸化ナトリウムの５重量％溶液などのアルカリ
を用いて研磨する方法、電解研磨などがある。

【０１０８】また、化学研磨は、電極全体または主要部
について行えばよい。主要部とは、電極主部およびこれ
に隣接する部位をいう。なぜなら、電極主部およびこれ
に隣接する部位は、点灯中放電に晒されて高温になり、
電極物質が飛散しやすいからである。これに対して、封
着金属箔に接続する部位および石英ガラスに抱持される
部位は、相対的に温度が低いため、電極物質の飛散は少
ない。

【０１０９】なお、電極を化学研磨した場合には、電極
の表面に結晶粒界が明確に現れているので、容易に判別
することができる。

【０１１０】請求項１３の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし１２のいずれか一記載の高圧放電ランプに
おいて、電極は、その表面の直線反射率が３０％以上で
あることを特徴としている。

【０１１１】本発明は、電極の表面の粗さを直線反射率
により規制するものである。

【０１１２】直線反射率は、電極と同一材質で、かつ同
一の表面処理を行った板を用意して、その板を用いて測
定することができる。そして、直線反射率が上記の範囲
であると、電極表面は平滑であるから、電極物質の飛散
が少なくなって放電容器の透過率の低下が少なくなるか
ら、光束維持率が向上する。

【０１１３】また、電極表面の凹凸が少なくなるので、
放電のちらつきは改善される。

【０１１４】さらに、直線反射率が５５％以上になる
と、極めて良好な効果が得られる。

【０１１５】請求項１４の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし１３のいずれか一記載の高圧放電ランプに
おいて、放電媒体は、発光金属のハロゲン化物および発
光に実質的に寄与しない程度のハロゲン化スズを含むこ
とを特徴としている。

【０１１６】本発明は、先行する発明の構成に加えてハ
ロゲン化スズを放電媒体に添加することにより、放電容
器内の不純物が除去されて一層優れた光束維持率を得る
ことができる。

【０１１７】また、本発明の実施に際して封入するハロ
ゲン化スズは、０．１×１０^−３〜２×１０^−３ｍｏｌ
／ｃｃの範囲が好適である。ハロゲン化スズの封入量が
多すぎると、スズの発光が多くなり、発光効率が低下す
る。反対に、封入量が少ないと、不純物除去の効果が得
られにくくなる。

【０１１８】請求項１５の発明の高圧放電ランプは、透
光性の気密な放電容器と；放電容器内に封着されるとと
もに、表面における残留炭素量が２５ｐｐｍ以下の電極
と；少なくとも発光金属のハロゲン化物を含み放電容器
内に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴
としている。

【０１１９】放電容器は、透光性セラミックス放電容器
および石英ガラス放電容器のいずれでもよい。

【０１２０】電極は、その表面の残留炭素が２５ｐｐｍ
以下であれば、どのような構成のものであってもよい。
なお、残留炭素量は、使用前の新品の高圧放電ランプの
状態における分析値とする。換言すれば、工場において
エージングした後の未使用状態の分析値である。

【０１２１】また、電極表面の残留炭素量は、炭素単体
およびＷＣまたはＷ_２Ｃのような炭素化合物の形の炭素
を含む。なお、電極の表面とは表面から２〜３μｍの深
さまでをいう。

【０１２２】さらに、残留炭素量を上記範囲に規制する
には、前述した研磨の他に水素雰囲気中または真空雰囲
気中での加熱処理を用いることができる。

【０１２３】請求項１６の発明の高圧放電ランプは、放
電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して
配置され膨出部より内径が小さい端部部分を備えた透光
性セラミックス放電容器と；封着性の部分および封着性
の部分の先端に基端部が接続している耐ハロゲン化物部
分を備え、透光性セラミックス放電容器の端部部分内に
挿入されて耐ハロゲン化物部分と端部部分の内面との間
にわずかな隙間を形成する給電導体と；給電導体の耐ハ
ロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミックス
放電容器の膨出部内に位置するとともに、表面における
残留炭素量が２５ｐｐｍ以下の電極と；透光性セラミッ
クス放電容器の端部部分および給電導体の封着性の部分
の間を封着しているセラミックス封止用コンパウンドの
シールと；少なくとも発光金属のハロゲン化物を含み透
光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；
を具備していることを特徴とする。

【０１２４】透光性セラミックス放電容器を備えた高圧
放電ランプにおいては、点灯１００時間以内の光束維持
率の低下は透光性セラミックス放電容器の黒化に起因
し、黒化の主因は電極の表面に残留する炭素であること
は既述したが、電極表面の残留炭素量を上記のとおりに
規制することにより、光束維持率の低下を著しく改善す
ることができる。電極表面の残留炭素量が２５ｐｐｍ以
下であれば、十分に高い点灯１００時間の光束維持率を
得ることができる。

【０１２５】電極表面の残留炭素量は、高周波誘導加熱
−赤外線吸収法により測定するものとする。

【０１２６】請求項１７の発明の高圧放電ランプは、請
求項１５または１６記載の高圧放電ランプにおいて、電
極は、その表面の残留炭素量が１３ｐｐｍ以下であるこ
とを特徴としている。

【０１２７】本発明は、電極表面の残留炭素量を上記の
とおりに規制することにより、最適な点灯１００時間の
光束維持率を得ることができる。

【０１２８】請求項１８の発明の高圧放電ランプは、請
求項１６記載の高圧放電ランプにおいて、給電導体は、
その耐ハロゲン化物部分がタングステン棒およびタング
ステン棒の周囲に巻装されたタングステン線からなるこ
とを特徴としている。

【０１２９】本発明は、給電導体の耐ハロゲン化物部分
を上記のように構成することにより、不純物の飛散を相
対的に少なくするとともに、熱膨張率の問題を低減した
透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプを
提供できる。

【０１３０】すなわち、透光性セラミックス放電容器を
備えた高圧放電ランプの場合には、透光性セラミックス
放電容器の封着のために、たとえばニオブなどの封着金
属部分の先端にモリブデン棒からなる耐ハロゲン化物部
分を接合などにより備え、さらに必要に応じてキャピラ
リーコイルと称するモリブデン線を耐ハロゲン化物部分
に巻回してた給電導体を用いる。そして、給電導体の耐
ハロゲン化物部分の先端にタングステンからなる電極を
接続し、封着金属部分を放電容器の端部部分に位置させ
てセラミックス封止用コンパウンドのシールを用いて封
着する。その際、シールをモリブデン棒の部分まで延在
させて封着金属部分をシールで完全に被覆することによ
り、ハロゲン化物による侵食から保護している。

【０１３１】耐ハロゲン化物部分のモリブデン棒は、タ
ングステンより熱膨張率が小さいので、さらに熱膨張率
が小さい封着金属部分、セラミックス封止用コンパウン
ドのシールおよび透光性セラミックスとのなじみが比較
的良好であるが、モリブデンはタングステンに比較して
炭素などの不純物が付着しやすいという欠点がある。

【０１３２】そこで、本発明においては、給電導体の耐
ハロゲン化物部分にタングステン棒を用いるとともに、
さらにタングステン棒の周囲にタングステン線を巻回す
ることにより、タングステン棒のセラミックス封止用コ
ンパウンドのシールおよび透光性セラミックス放電容器
との熱膨張率差を吸収している。

【０１３３】したがって、本発明においては、給電導体
からの炭素などの不純物の飛散をも相対的に低減できる
から、さらに光束維持率が良好になる。

【０１３４】請求項１９の発明の照明装置は、照明装置
本体と；照明装置本体に装着される請求項１ないし１８
のいずれか一記載の高圧放電ランプと；を具備している
ことを特徴としている。

【０１３５】本発明は、上述した本発明の高圧放電ラン
プを光源として何らかの目的のために利用する全ての装
置に適応するもので、これらの装置を包括的に照明装置
という。たとえば、各種照明器具、表示用装置および投
光装置などである。照明器具としては、屋外用および屋
内用の照明器具を含む。投光装置としては、液晶プロジ
クタ、オーバヘッドプロジェクタ、サーチライト、移動
体用ヘッドランプなどに適用することができる。

【０１３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【０１３７】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態を示す断面図である。

【０１３８】図において、１は透光性セラミックス放電
容器、２は給電導体、３は電極、４はセラミックス封止
用コンパウンドのシールである。

【０１３９】透光性セラミックス放電容器１は、膨出部
１ａおよび一対の端部部分１ｂ、１ｂを備えている。

【０１４０】膨出部１ａは、透光性アルミナセラミック
スからなり、内径９ｍｍ、全長１３ｍｍである。そし
て、膨出部１ａは、円筒部１ａ１と、その両端面を閉塞
する中央孔を形成した一対の円盤１ａ２、１ａ２とから
なる。これらは、それぞれ別に仮成形してから組み立て
られ、さらに端部部分１ｂの仮成形品を組み立てて一緒
に焼結することにより、気密に一体化された放電容器１
を形成する。

【０１４１】端部部分１ｂは、透光性アルミナセラミッ
クスからなり、内径１ｍｍ、長さ１２ｍｍ、肉厚はほぼ
１ｍｍである。そして、端部部分１ｂは、膨出部１ａと
反対側の端部が封着部１ｂ１として作用して、後述する
セラミックス封止用コンパウンドのシール４により給電
導体２の封着金属部分２ａを封着する。

【０１４２】給電導体２は、封着性の部分２ａおよび耐
ハロゲン化物部分２ｂからなる。

【０１４３】封着性の部分２ａは、外径０．９ｍｍ、端
部部分１ｂの封着部１ｂ１への挿入深さが７ｍｍのニオ
ブ棒からなる。

【０１４４】耐ハロゲン化物部分２ｂは、外径０．４ｍ
ｍのタングステン棒２ｂ１、モリブデン棒２ｂ２および
モリブデンコイル２ｂ３からなり、封着金属部分２ａの
先端にレーザにより同軸に溶接されている。さらに、モ
リブデンコイル２ｂ３は、外径０．２５ｍｍのモリブデ
ン線からなり、線引き法により形成したタングステン棒
２ｂ１およびモリブデン棒２ｂ２の外周に巻装されてい
る。

【０１４５】電極３は、外径０．３ｍｍの線引き法によ
り形成したタングステン線を耐ハロゲン化物部分１０３
ｂの先端部に巻回することにより構成されている。そし
て、電極３は、透光性セラミックス放電容器１に封着す
る前に水酸化ナトリウム５重量％溶液中で電解研磨し
た。

【０１４６】図２は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態における電極の表面の粗さ（十点表面粗さＲ
ａ、中心線平均粗さＲｚ）および表面積増加率を比較例
とともに示すグラフである。

【０１４７】図において、横軸は実施例および比較例の
電極を、縦軸は左側がＲａ、Ｒｚ（μｍ）、右側が表面
積増加率（％）を、それぞれ示す。また、斜線入りの棒
グラフはＲａを、無地の棒グラフはＲｚを、折れ線グラ
フは表面積増加率を、それぞれ示す。ただし、図中Ｒ
ａ、Ｒｚの表記は、いずれも平均値として示している。

【０１４８】実施例実施例１：電解研磨、３０秒実施例２：同じく６０秒実施例３：同じく９０秒比較例比較例１：水素処理（１６５０℃、１０分間）比較例２：水素処理（同上）および真空処理（１２００
℃、３０分間）図３は、本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態にお
ける電極の電解研磨前の電極表面の３次元電子顕微鏡写
真である。

【０１４９】図４は、同じく電解研磨後の電極表面の３
次元電子顕微鏡写真である。

【０１５０】図５は、比較例の機械研磨前の電極表面の
３次元電子顕微鏡写真である。

【０１５１】図６は、同じく機械研磨後の電極表面の３
次元電子顕微鏡写真である。

【０１５２】なお、比較例は、タングステンを研削して
形成した電極である。また、本実施形態および比較例の
いずれにおいても、研磨の前後の撮影位置は一致してい
ない。

【０１５３】各図の対比から明かなように、本実施形態
における電極は、線引き法により形成されたものである
ので、ダイマークと称する傷が線引き方向に形成されて
おり、その傷は電解研磨した後にもわずかに残ってい
る。これに対して、研削によって形成した電極は、機械
研磨後であっても表面が不定形である。

【０１５４】次に、セラミックス封止用コンパウンドの
シール４は、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｄｙ_２Ｏ_３系のガ
ラスフリットを溶融固化してなり、透光性セラミックス
放電容器１の端部部分１ｂの封着部１ｂ１および給電導
体２の封着性の部分２ａの間を５ｍｍの深さまで気密に
封止ルしている。封着性の部分２ａは、セラミックス封
止用コンパウンドのシール４によって完全に被覆されて
いる。

【０１５５】透光性セラミックス放電容器１内には、放
電媒体として以下のものが封入されている。すなわち、
発光金属のハロゲン化物として、ヨウ化ジスプロシウム
ＤｙＩ_３を２．０ｍｇ、ヨウ化タリウムＴｌＩを０．８
ｍｇ、ヨウ化ナトリウムＮａＩを６．０ｍｇ、始動ガス
としてアルゴンＡｒを８０ｔｏｒｒ、さらに緩衝ガスと
して水銀を１０ｍｇを封入している。

【０１５６】そうして、得られた高圧放電ランプを図９
に示す実施形態のように外管内に収納して、１５０Ｗの
ランプ電力を投入して点灯し、点灯１００時間までの光
束維持率および点灯１００時間における発光効率を３種
類の比較例とともに求めた。

【０１５７】図７は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態における点灯１００時間までの光束維持率およ
び点灯１００時間における発光効率を比較例のそれと一
緒に示すグラフである。

【０１５８】図において、横軸は各試験ランプを、縦軸
は左側が０→１００ｈｒの光束維持率（％）を、右側が
１００ｈｒの発光効率（ｌｍ／Ｗ）を、それぞれ示す。
また、横軸は、左側から比較例１、実施例１、実施例
２、比較例２および比較例３である。さらに、棒グラフ
は光束維持率を、折れ線グラフは発光効率を、それぞれ
示す。

【０１５９】実施例１は、本発明の第１の実施形態にお
いて説明した仕様で、光束維持率が９８％であった。

【０１６０】実施例２は、実施例１にさらにヨウ化スズ
０．２ｍｇを添加したもので、光束維持率が９９．８％
であった。

【０１６１】比較例１は、図２における比較例１で、光
束維持率が８２％であった。

【０１６２】比較例２は、第１の市販ランプであり、光
束維持率が８６．６％であった。

【０１６３】比較例３は、第２の市販ランプであり、光
束維持率が９１．８％であった。

【０１６４】なお、比較例２、３は本実施形態とほぼ同
様なランプ構造およびランプ仕様のものである。

【０１６５】図８は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態において電極表面の残留炭素量と点灯１００時
間における光束維持率との関係を示すグラフである。

【０１６６】図において、横軸は電極表面の残留炭素量
（ｐｐｍ）を、縦軸は光束維持率（％）を、それぞれ示
す。

【０１６７】図から明かなように、電極表面の残留炭素
量と光束維持率との関係は極めて明確で、残留炭素量が
少ないほど光束維持率が高くなり、残留炭素量が２５ｐ
ｐｍ以下であれば、概ね９５％以上の光束維持率を得る
ことが可能になる。

【０１６８】なお、前述の実施例１は、残留炭素量が１
３ｐｐｍであった。

【０１６９】また、実施例２は、同じく１０ｐｐｍであ
った。

【０１７０】図９は、本発明の高圧放電ランプの第２の
実施形態を示す正面図である。

【０１７１】図において、１１は発光管、１２は支持導
体、１３は支持バンド、１４は絶縁チューブ、１５は導
体枠、１６はフレアステム、１７は外管、１８は口金、
１９は導線である。

【０１７２】発光管１１は、図１に示す実施形態と同一
構造の高圧放電ランプである。

【０１７３】支持導体１２は、発光管１１の図において
上方の封着金属部分２ａに溶接されて発光管１１を支持
するとともに、電流を導入する。

【０１７４】支持バンド１３は、絶縁チューブ１４を介
して発光管１１の図において下方の封着金属部分２ａを
絶縁的に支持している。

【０１７５】導体枠１５は、発光管１１の外側に間隔を
おいて配置され、支持導体１２および支持バンド１３の
両端部を溶接して支持し、上端部には弾性接触片１５
ａ、１１５ａを備えている。

【０１７６】フレアステム１６は、一対の内部リード線
１６ａ、１６ｂを備え、その一方の内部リード線１６ａ
に導体枠１５の図において下端を溶接して発光管１１を
所定の位置に支持している。他方の内部リード線１６ｂ
は、導線１９を介して発光管１１の図において下方の封
着性の部分に接続している。

【０１７７】外管１７は、円筒状のＴ形バルブからな
り、図において下部のネック部にフレアステム１６を封
着して以上説明した各部材を内部に気密に収納してい
る。なお、導体枠１５の接触片１５ａは、外管１７の先
端部近傍の内面に弾性的に接触し、外部から印加される
衝撃に対して、導体枠１５を保護し、かつ外管１７に対
して所定の位置に保持する。

【０１７８】また、外管１７内は、排気されて真空状態
にされる。

【０１７９】口金１８は、外管１７のネック部に固着さ
れるとともに、フレアステム１６の一対の内部リード線
１６ａ、１６ｂに電気的に接続されている。

【０１８０】なお、２０はパーフォーマンスゲッタであ
る。また、図示しないが、外管１７内には、イニシャル
ゲッタを配設必要に応じて配設する。

【０１８１】図１０は、本発明の照明装置の一実施形態
における天井埋込ダウンライトを示す断面図である。

【０１８２】図において、２１は高圧放電ランプ、２２
はダウンライト本体である。

【０１８３】高圧放電ランプ２１は、図９に示す構造の
ものと同一構造である。

【０１８４】ダウンライト本体２２は、基体２２ａ、ソ
ケット２２ｂおよび反射板２２ｃなどを備えている。

【０１８５】基体２２ａは、天井に埋め込まれるため
に、下端に天井当接縁ｅを備えている。

【０１８６】ソケット２２ｂは、基体２２ａに装着され
ている。

【０１８７】反射板２２ｃは、基体２２ａに支持されて
いるとともに、高圧放電ランプ２１の発光中心がそのほ
ぼ中心に位置するように包囲している。

【０１８８】

【発明の効果】請求項１ないし１４の各発明によれば、
放電容器内に封着された電極の表面の粗さを小さく規制
することにより、電極物質の飛散を少なくして放電容器
の透過率の低下が少なので、光束維持率が向上するとと
もに、電極表面の凹凸が少なくなるので、放電のちらつ
きが少ない高圧放電ランプを提供することができる。

【０１８９】請求項１の発明によれば、加えて電極の表
面の粗さを中心線平均粗さＲａの平均値が０．３μｍ以
下になるように規制した高圧放電ランプを提供すること
ができる。

【０１９０】請求項２の発明によれば、加えて電極の表
面の中心線平均粗さＲａの平均値が０．１μｍ以下にな
るように規制したことにより、一層効果的な高圧放電ラ
ンプを提供することができる。

【０１９１】請求項３の発明によれば、加えて電極の表
面の粗さを十点平均粗さＲｚの平均値が１μｍ以下にな
るように規制した高圧放電ランプを提供することができ
る。

【０１９２】請求項４の発明によれば、加えて電極の表
面の十点平均粗さＲｚの平均値を０．３μｍ以下に規制
したことにより、一層効果的な高圧放電ランプを提供す
ることができる。

【０１９３】請求項５の発明によれば、加えて電極の表
面の粗さを表面積増加率の平均値が１％以下になるよう
に規制した高圧放電ランプを提供することができる。

【０１９４】請求項６の発明によれば、加えて電極の表
面積増加率の平均値を０．６％以下に規制したことによ
り、一層効果的な高圧放電ランプを提供することができ
る。

【０１９５】請求項７の発明によれば、加えて電極の表
面の粗さを中心線平均粗さＲａの平均値が０．３μｍ以
下で、かつ十点平均粗さＲｚの平均値が１μｍ以下にな
るように規制したことにより、効果的な高圧放電ランプ
を提供することができる。

【０１９６】請求項８の発明によれば、加えて電極の表
面の粗さを中心線平均粗さＲａの平均値が０．３μｍ以
下で、かつ表面積増加率の平均値が１％以下になるよう
に規制したことにより、効果的な高圧放電ランプを提供
することができる。

【０１９７】請求項９の発明によれば、加えて電極の表
面の中心線平均粗さＲａの平均値が０．１μｍ以下で、
かつ十点平均粗さＲｚ平均値が０．４μｍ以下に規制し
たことにより、さらに効果的な高圧放電ランプを提供す
ることができる。

【０１９８】請求項１０の発明によれば、加えて電極の
表面の中心線平均粗さＲａの平均値が０．１μｍ以下
で、かつ表面積増加率の平均値が０．７％以下に規制し
たことにより、さらに効果的な高圧放電ランプを提供す
ることができる。

【０１９９】請求項１１の発明によれば、電極軸が線引
き工程を経て製作されていることにより、電極表面の粗
さ規制が効果的な高圧放電ランプを提供することができ
る。

【０２００】請求項１２の発明によれば、加えて電極が
化学研磨工程を経て製作されていることにより、電極表
面の粗さを所望の程度小さくした高圧放電ランプを提供
することができる。

【０２０１】請求項１３の発明によれば、加えて電極の
反射率が３０％以上に規制したことにより、電極表面の
粗さに管理可能な高圧放電ランプを提供することができ
る。

【０２０２】請求項１４発明によれば、加えて放電媒体
が発光に実質的に寄与しない程度のハロゲン化スズを含
むことにより、電極から飛散した電極物質を吸着して放
電容器の透過率の低下を抑制して光束維持率を向上した
高圧放電ランプを提供することができる。

【０２０３】請求項１５ないし１８の各発明によれば、
電極の表面の残留炭素量が２５ｐｐｍ以下であることに
より、点灯１００時間内における光束維持率の低下を著
しく改善した高圧放電ランプを提供することができる。

【０２０４】請求項１６の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器を用いていることにより、光束維
持率を顕著に改善した高圧放電ランプを提供することが
できる。

【０２０５】請求項１７の発明によれば、加えて電極の
表面の残留炭素量が１３ｐｐｍ以下であることにより、
点灯１００時間における光束維持率が一層改善された高
圧放電ランプを提供することができる。

【０２０６】請求項１８の発明によれば、加えて給電導
体の耐ハロゲン化物部分がタングステン棒およびその周
囲に巻回されたタングステン線を主体として形成されて
いることにより、給電導体からの炭素などの不純物の飛
散が少ない高圧放電ランプを提供することができる。

【０２０７】請求項１９の発明によれば、請求項１ない
し１８の効果を有する照明装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示
す断面図

【図２】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態にお
ける電極の表面の粗さ（十点表面粗さＲａ、中心線平均
粗さＲｚ）および表面積増加率を比較例とともに示すグ
ラフ

【図３】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態にお
ける電解研磨前の電極表面の３次元電子顕微鏡写真

【図４】同じく電解研磨後の電極表面の３次元電子顕微
鏡写真

【図５】比較例における機械研磨前の電極表面の３次元
電子顕微鏡写真

【図６】同じく機械研磨後の電極表面の３次元電子顕微
鏡写真

【図７】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態にお
ける点灯１００時間までの光束維持率および点灯１００
時間における発光効率を比較例のそれと一緒に示すグラ
フ

【図８】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態にお
いて電極表面の残留炭素量と点灯１００時間における光
束維持率との関係を示すグラフ

【図９】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示
す正面図

【図１０】本発明の照明装置の一実施形態における天井
埋込形ダウンライトを示す断面図

【図１１】市販および試作の４種類のセラミックス放電
ランプの点灯時間−発光効率特性を示すグラフ

【図１２】セラミックス放電容器であるアルミナバルブ
の全透過率と光束維持率との関係を示すグラフ

【符号の説明】

１…放電容器１ａ…膨出部１ａ１…円筒部１ａ２…円盤１ｂ…端部部分１ｂ１…封着部２…給電導体２ａ…封着金属部分２ｂ…耐ハロゲン化物部分２ｂ１…タングステン棒２ｂ２…モリブデン棒２ｂ３…コイル３…電極４…セラミックス封止用コンパウンドのシール

フロントページの続き (72)発明者斉田淳東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者石崎有義東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者伊藤彰東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者川鶴滋久東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者小田部辰男東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性の気密な放電容器と；表面の中心線
平均粗さＲａの平均値が０．３μｍ以下であるととも
に、タングステンを主成分として形成され、放電容器内
に封着された電極と；発光金属のハロゲン化物を含み放
電容器内に封入された放電媒体と；を具備していること
を特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】電極は、その表面の中心線平均粗さＲａの
平均値が０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項
１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】透光性の気密な放電容器と；表面の十点平
均粗さＲｚの平均値が１μｍ以下であるとともに、タン
グステンを主成分として形成され、放電容器内に封着さ
れた電極と；発光金属のハロゲン化物を含み放電容器内
に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴と
する高圧放電ランプ。
【請求項４】電極は、その表面の十点平均粗さＲｚの平
均値が０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項３
記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】透光性の気密な放電容器と；表面の表面積
増加率の平均値が１％以下であるとともに、タングステ
ンを主成分として形成され、放電容器内に封着された電
極と；放電容器内に封入された放電媒体と；を具備して
いることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項６】電極は、その表面の表面積増加率の平均値
が０．６％以下であることを特徴とする請求項５記載の
高圧放電ランプ。
【請求項７】電極は、その表面の中心線平均粗さＲａの
平均値が０．３μｍ以下で、かつ十点平均粗さＲｚの平
均値が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１、
３、５または６記載の高圧放電ランプ。
【請求項８】電極は、その表面の中心線平均粗さＲａの
平均値が０．３μｍ以下で、かつ表面積増加率の平均値
が１％以下であることを特徴とする請求項１、３、４ま
たは５記載の高圧放電ランプ。
【請求項９】電極は、その表面の中心線平均粗さＲａの
平均値が０．１μｍ以下で、かつ十点平均粗さＲｚの平
均値が０．４μｍ以下であることを特徴とする請求項１
ないし３、請求項５ないし８のいずれか一記載の高圧放
電ランプ。
【請求項１０】電極は、その表面の中心線平均粗さＲａ
の平均値が０．１μｍ以下で、かつ表面積増加率の平均
値が０．６％以下であることを特徴とする請求項１ない
し５、請求項７ないし９のいずれか一記載の高圧放電ラ
ンプ。
【請求項１１】電極は、電極軸が線引き工程を経て製作
されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいず
れか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項１２】電極は、化学研磨工程を経て製作されて
いることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一
記載の高圧放電ランプ。
【請求項１３】電極は、その表面の直線反射率が３０％
以上であることを特徴とする請求項１ないし１２のいず
れか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項１４】放電媒体は、発光金属のハロゲン化物お
よび発光に実質的に寄与しない程度のハロゲン化スズを
含むことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一
記載の高圧放電ランプ。
【請求項１５】透光性の気密な放電容器と；放電容器内
に封着されるとともに、表面における残留炭素量が２５
ｐｐｍ以下の電極と；少なくとも発光金属のハロゲン化
物を含み放電容器内に封入された放電媒体と；を具備し
ていることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項１６】放電空間を包囲する膨出部および膨出部
の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい端部
部分を備えた透光性セラミックス放電容器と；封着性の
部分および封着性の部分の先端に基端部が接続している
耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラミックス放電容
器の端部部分内に挿入されて耐ハロゲン化物部分と端部
部分の内面との間にわずかな隙間を形成する給電導体
と；給電導体の耐ハロゲン化物部分の先端に配設されて
透光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置するとと
もに、表面における残留炭素量が２５ｐｐｍ以下の電極
と；透光性セラミックス放電容器の端部部分および給電
導体の封着性の部分の間を封着しているセラミックス封
止用コンパウンドのシールと；少なくとも発光金属のハ
ロゲン化物を含み透光性セラミックス放電容器内に封入
された放電媒体と；を具備していることを特徴とする高
圧放電ランプ。
【請求項１７】電極は、その表面の残留炭素量が１３ｐ
ｐｍ以下であることを特徴とする請求項１５または１６
記載の高圧放電ランプ。
【請求項１８】給電導体は、その耐ハロゲン化物部分が
タングステン棒およびタングステン棒の周囲に巻装され
たタングステン線からなることを特徴とする請求項１６
記載の高圧放電ランプ。
【請求項１９】照明装置本体と；照明装置本体に装着さ
れる請求項１ないし１８のいずれか一記載の高圧放電ラ
ンプと；を具備していることを特徴とする照明装置。