JP2000315456A - 放電型ランプとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス漏れがない、長寿命の放電型ランプ及び
その製造方法を提供することである。 【解決手段】 放電空間２ｃと放電空間に通じる一対の
電極棒挿入孔２ｄとを有する石英ガラス製の容器２と、
放電空間２ｃで対向するように各電極棒挿入孔２ｄに挿
入された一対の電極棒３とを備えている放電型ランプ１
０において、各電極棒３と電極棒３が挿入された各電極
棒挿入孔２ｄとの間の少なくとも一部分に密閉膜７を介
在させて放電空間２ｃを密閉しガスを閉じ込めた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電型ランプ及び
その製造方法に関する。詳細には、自動車用の前照灯や
液晶プロジェクターの光源等に利用される放電型ランプ
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の放電型ランプは、石英ガラス製の
容器と１対の第１電極棒とを有する。容器は放電空間と
電極棒固定部（加圧部）とを備え、さらに電極棒固定部
には放電空間と容器の外側とを連続させる電極棒挿入孔
が形成されている。第１電極棒は、一方の先端が放電空
間に突出するよう電極棒挿入孔に挿入され、他方の先端
は、電極棒挿入孔内で電極箔を介して第２電極棒に接合
されている。第２電極棒の一方の先端が電極棒挿入孔に
挿入され電極棒固定部に固定され、他方の先端は外部か
ら電圧が印加できるように電極棒固定部から外部に突出
している。また、放電空間の内壁には金属ヨウ化物が付
着され、放電空間にはガスが封止されている。

【０００３】次に、第１電極棒を電極棒固定部に固定す
る従来の方法について説明する。まず、第１電極棒と電
極箔と第２電極棒とを接合し、次に第１電極棒の先端が
放電空間に突出するように、第１電極棒を電極棒挿入孔
に挿入する。さらに電極棒固定部に外部から圧力を印加
しながら、ガスバーナー等で石英ガラスの軟化点以上の
温度まで加熱して石英ガラスを溶融させて、第１電極棒
を電極棒固定部に接合していた。

【０００４】

【発明が解決しようする課題】次に従来の放電型ランプ
の動作について説明する。外部から第２電極棒間に高周
波の交流の高電圧を印加すると、放電空間に突出してい
る第１電極棒間で放電現象が発生し、この放電により、
放電空間中の金属ヨウ化物とガスとが励起され放電型ラ
ンプが発光する。このようにしてランプを発光させる
と、放電空間のガス圧力が急速に高くなり、容器の温度
が上昇する。特に容器の内部の温度は、１０００℃以上
に昇温される。

【０００５】第１電極棒として用いられるタングステン
の熱膨張係数が５０×１０^-7（１／Ｋ）であるのに対
し、容器をなす石英ガラスの熱膨張率は、その約１／１
０の６×１０^-7（１／Ｋ）である。従って、放電型ラン
プが発光する際、タングステンと石英ガラスの熱膨張率
の差から、第１電極棒と電極棒固定孔との間に隙間が生
じ、放電空間に密閉されるべきガスがその隙間に侵入す
る。さらに高圧となったガスは隙間を拡大し、最終的に
容器の外部に漏れる。このように、容器の外部にガスが
漏れ放電空間のガスの量が減少すると、ランプとして機
能しない。即ち、従来の放電型ランプには、電極棒と電
極棒固定部との隙間からガスが外部に漏れ、ランプの寿
命が短くなるという課題があった。

【０００６】さらに放電型ランプを実際に用いる際、電
圧を連続的に印加してランプを連続点灯して使用する場
合より、ランプに電圧を断続的に印加して、ランプの点
灯や消灯を繰り返して使用する場合の方が圧倒的に多い
ため、第１電極棒及び電極棒挿入孔では、短時間に何度
も昇降温が繰り返され、第１電極棒と電極棒挿入孔との
間に隙間が発生し易くなり、ガス漏れが発生し易くな
る。このようにして、ランプの寿命がさらに短くなると
いう課題があった。

【０００７】通常放電型ランプは２０００時間以上点灯
することが要求されているが、前述した課題が原因で、
従来の放電型ランプは点灯時間が２０００時間に達する
前に寿命が尽きる場合があった。

【０００８】このようなランプの寿命劣化を解決するべ
く、第１電極棒と容器の電極棒固定部との接着性を向上
させて放電空間の密閉性を優れたものにするために、第
１電極棒の表面を機械加工して凹凸にし、第１電極棒と
電極棒固定部との接触面積を増加させることが提案され
ていた。しかしながら、第１電極棒の表面に凹凸を形成
しても、放電型ランプの寿命劣化を大幅に改善すること
はできなかった。

【０００９】本発明の目的は、放電空間からのガス漏れ
がない、長寿命の放電型ランプ及びその製造方法を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１電極棒と電極棒固定部との接着性について検証
した。従来技術では、第１電極棒と電極棒固定部とを接
合するために、第１電極棒を電極棒固定部に挿入し、外
部から電極棒固定部に圧力を印加しながら、ガスバーナ
ー等で加熱していたが、この際、第１金属棒はタングス
テンであり、融解した石英ガラスと第１金属棒とのぬれ
性が悪く、第１電極棒と電極棒固定部との接着性が低い
ので、ガスを放電空間に充分に密閉することができない
ことが判明した。

【００１１】本発明の放電型ランプは、電極棒固定部と
第１電極棒との接着性を向上させ、ガスを放電空間に密
閉することで、放電型ランプの長寿命化を実現したもの
である。具体的には、放電空間と放電空間に通じる一対
の電極棒挿入孔とを有する石英ガラス製の容器と、放電
空間で対向するように各電極棒挿入孔に挿入された一対
の金属製の電極棒とを備えている放電型ランプであっ
て、各電極棒と各電極棒挿入孔との間の少なくとも一部
分に密閉膜を介在させたことを特徴とする。即ち、本発
明の放電型ランプは、電極棒と電極棒挿入孔との間の間
隙を密閉膜で塞ぐことで、放電空間からのガス漏れを防
止するものである。

【００１２】本発明の放電型ランプにおいて、電極棒
は、第１電極棒、第１電極棒をなす金属以外の金属から
なる第２電極棒及び第１電極棒の一方の先端と第２電極
棒の一方の先端とを接合する電極箔から形成されるもの
でありかつ、第１電極棒の他方の先端が放電空間に突出
し、第２電極棒の他方の先端が容器の外部に突出しかつ
電極箔が電極棒挿入孔内に位置するように、電極棒が電
極棒挿入孔に挿入され、第１電極棒と電極棒挿入孔との
間に密閉膜を介在されているのが好ましい。

【００１３】また本発明の放電型ランプにおいて、第１
電極棒をなす金属よりも酸化されやすい金属の薄膜で密
閉膜を形成することができる。具体的には、第１電極棒
をなす金属がタングステンとし、密閉膜をなす金属が、
Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕからなる群から選ばれた１つとするのが好まし
い。

【００１４】さらに、本発明の放電型ランプにおいて、
第１金属棒をなす金属以外の金属の酸化物で密閉膜を形
成するのが好ましい。具体的には、第１金属棒をなす金
属がタングステンであり、密閉膜をなす酸化物が、Ｍ
ｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕからなる群から選ばれた１つの金属の酸化物で
あるのが好ましい。

【００１５】本発明の放電型ランプの製造方法は、放電
空間と放電空間に通じる一対の電極棒挿入孔とを有する
石英ガラス製の容器と、放電空間で対向するように各電
極棒挿入孔に挿入された一対の電極棒とを備えている放
電型ランプの製造方法であって、一対の電極棒の表面の
少なくとも一部又は全部の外周面に密閉膜を形成する密
閉膜形成工程と、放電空間において、各電極棒の先端が
互いに対向しかつ密閉膜が電極棒挿入孔内に位置するよ
うに、電極棒を電極棒挿入孔に挿入する挿入工程と、電
極棒が挿入された各電極棒挿入孔の周囲の石英ガラスを
該石英ガラスの軟化温度以上に加熱し石英ガラスを溶融
させて、密閉膜を介して電極棒固定部と電極棒とを接合
して放電空間を密閉させる密閉工程とを含むことを特徴
とする。上記製造方法の密閉工程において、密閉膜を表
面に備えている電極棒を電極棒挿入孔に挿入し、電極棒
固定部を加圧し加熱する際、電極棒固定部をなす石英ガ
ラスは溶解する。この溶解した石英ガラスと密閉膜との
ぬれ性が良好であり、さらに密閉膜と電極棒とは強力に
接合されるから、電極棒と電極棒固定部とは密閉膜を介
して強固に接合され、電極棒と電極棒固定部との接着性
は向上する。

【００１６】本発明の放電型ランプの製造方法におい
て、電極棒を、第１電極棒、第１電極棒をなす金属以外
の金属からなる第２電極棒及び第１電極棒の一方の先端
と第２電極棒の一方の先端とを接合する電極箔からなる
ものとし、密閉膜形成工程において、第１電極棒の一部
又は全部の外周面に密閉膜を形成し、挿入工程におい
て、電極箔と電極箔に接合された第１電極棒の一方の先
端と密閉膜の少なくとも一部とが、電極棒挿入孔内に位
置するように、電極棒を電極棒挿入孔に挿入するのが好
ましい。

【００１７】また、本発明の放電型ランプの製造方法で
は、密閉膜形成工程において、第１電極棒をなす金属よ
りも酸化されやすい金属の薄膜を第１電極棒の表面に形
成してもよい。

【００１８】具体的には、本発明にかかる放電型ランプ
の製造方法の密閉膜形成工程において、真空蒸着法によ
って、第１電極棒をなす金属よりも酸化されやすい金属
の薄膜を第１電極棒の表面に成膜して密閉膜としてもよ
い。

【００１９】さらに、本発明にかかる放電型ランプの製
造方法の密閉膜形成工程において、第１電極棒をなす金
属以外の金属の微粒子を溶媒に分散させて電極処理塗料
を調製し、電極処理塗料を第１電極棒の表面に塗布し、
第１電極棒の表面に塗布された電極処理塗料を乾燥させ
て、第１電極棒の表面に微粒子を含有する密閉膜を形成
してもよい。

【００２０】本発明の放電型ランプの製造方法では、第
１電極棒をなす金属をタングステンとし、密閉膜をなす
金属を、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、
Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群から選ばれた１つとすること
ができる。

【００２１】また、本発明の放電型ランプの製造方法で
は、第１電極棒をなす金属以外の金属の酸化物で密閉膜
を形成するのが好ましい。

【００２２】具体的には、本発明にかかる放電型ランプ
の製造方法の密閉膜形成工程において、スパッタリング
法によって、第１電極棒をなす金属以外の金属の酸化物
を第１電極棒の表面に成膜して密閉膜としてもよい。

【００２３】また、本発明にかかる放電型ランプの製造
方法の密閉膜形成工程において、第１電極棒をなす金属
以外の金属の酸化物の微粒子を溶媒に分散させて電極処
理塗料を調製し、電極処理塗料を上記第１電極棒の表面
に塗布し、第１電極棒の表面に塗布された処理塗料を乾
燥させて、第１電極棒の表面に微粒子を含有する密閉膜
を形成することができる。

【００２４】本発明の放電型ランプの製造方法では、第
１電極棒をなす金属をタングステンとし、密閉膜をなす
酸化物を、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群から選ばれた１つの金
属材料の酸化物とするのが好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、図１を参
照して、本発明の実施の形態１にかかる放電型ランプ１
０について説明する。放電型ランプ１０は、石英ガラス
製の容器２と一対の第１電極棒３とを備えている。さら
に容器２は、放電部２ａと放電部２ａの両端に位置する
電極棒固定部（加圧部）２ｂとを備え、放電部２ａは中
空部である放電空間２ｃを備えている。また、放電空間
２ｃと容器２の外部とを連続させる電極棒挿入孔２ｄ
が、電極棒固定部２ｂを貫通させるように形成されてい
る。さらに、放電部２ａの内壁には金属ヨウ化物６が付
着され、放電空間２ｃにはガスが封入されている。

【００２６】また、第１電極棒３と第２電極棒５とは電
極箔４に溶接され接続されている。第１電極棒３は放電
空間２ｃで放電現象を発生させるものであり、第２電極
棒５は外部から電圧を印加するためのものであり、電極
箔４は、例えば厚さ５０μｍの金属箔であり、第１電極
棒３と第２電極棒５とを導通させるものである。つま
り、第１電極棒３、第２電極棒５及び電極箔４は一体化
されて、１つの電極棒としての役割を果たす。このよう
に一体化された第１電極棒３、第２電極棒５及び電極箔
４は、電極棒挿入孔２ｄに挿入され、電極棒固定部２ｂ
に固定されている。詳細には、第１電極棒３の一方の先
端は放電空間２ｃで互いに対向し、他方の先端は電極棒
挿入孔２ｄに挿入されている。また、第２電極棒５の一
方の先端は容器２の外部に突出し、他方の先端は電極棒
挿入孔２ｄに挿入されている。尚、電極箔４は、実質的
には厚みがほとんどない箔形状である。

【００２７】第１電極棒３、第２電極棒５及び電極箔４
の３つの部材を一体化して電極棒を形成した理由につい
て以下に説明する。１つの部材のみから形成された電極
棒を有する放電型ランプを点滅させた場合、電極棒は円
柱形状であるから、電極棒と電極棒挿入孔との間に隙間
が発生し易くなり、放電空間からのガス漏れが容易に発
生する。このような不具合に対処するために、上述した
放電型ランプ１０のように、加圧しながら電極箔４を電
極棒挿入孔２ｄに密閉させることで、電極箔４と電極棒
挿入孔２ｄとの間に発生する隙間を抑制するために、第
１電極棒３と第２電極棒５とを電極箔４で接続して一体
化している。

【００２８】第２電極棒５間に高周波の高電圧を印加す
ると、放電空間２ｃ内で対向している第１電極棒３間で
放電現象が発生し、放電空間２ｃ内でガスと金属ヨウ化
物とが励起され、放電型ランプ１０は発光する。放電型
ランプ１０が発光する際、放電空間内２ｃのガス圧力が
急速に高くなり、放電空間２ｃ内の温度が上昇する。従
って、第１電極棒３は、融点が高い金属から形成する必
要があり、具体的には、タングステンからなる第１電極
棒が用いられる。また、第２電極棒５は、第１電極棒と
は別の材料であるモリブデンで形成され、電極箔４もモ
リブデンで形成される。

【００２９】本実施の形態１の放電型ランプ１０には、
第１電極３と電極棒挿入孔２ｄとの間の間隙に介在する
ように密閉膜７が形成されている。密閉膜７は第１電極
棒３の表面、即ち第１電極棒３の外周面を覆うように形
成されていて、第１電極棒３と電極棒固定部２ｂとを強
固に接合する。このようにすると、第１電極棒３と電極
棒挿入孔２ｄとの間の間隙は密閉膜７で塞がれ、放電空
間２ｃの密閉が保持される。従って、放電型ランプ１０
を発光させる際に放電空間２ｃ内の圧力が高くなり、放
電空間２ｃ内が高温になっても、第１電極棒３と電極棒
固定部２ｂとを接合する密閉膜７が破壊されることな
く、放電空間２ｃの気密が保持されるので、放電空間２
ｃからガスが漏れることがない。

【００３０】密閉膜７は、第１電極棒３をなす金属以外
の金属材料の酸化物で形成する。例えば、タングステン
からなる第１電極棒３を用いる場合、密閉膜７はタング
ステン以外の金属材料の酸化物で形成する。さらに、タ
ングステンを第１電極棒３として、密閉膜７に用いる金
属材料の酸化物について検討したところ、以下の実施例
で説明するように、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の金属材料の酸化物を密閉膜７
として用いることが好ましいことが判明した。

【００３１】次に、本実施の形態にかかる放電型ランプ
の製造方法について説明する。最初に、粒径の小さい金
属酸化物からなる密閉膜を、１対の第１電極電極棒３の
全表面を覆うように形成する。つまり、第１電極棒の外
周面の全部を覆うように形成する。具体的には、スパッ
タリング法によって、第１電極棒３の表面に金属酸化膜
を成膜して密閉膜としてもよいし、金属酸化物の微粒子
を含有する電極処理塗料を調製して、この塗料を一次電
極棒３の表面に塗布し乾燥させて密閉膜としてもよい。
以下、本明細書において、電極処理液を用いて密閉膜を
形成する方法をディップ法と呼ぶものとする。

【００３２】次に、第１電極棒３と第２電極棒５とをモ
リブデン製の電極箔４に溶接して接合する。続いて、放
電空間２ｃの内壁に金属ヨウ化物６を付着させ、さらに
放電空間２ｃにガスを封入する。次に、電極棒挿入孔２
ｄに第１電極棒３を挿入し、第１電極棒３の一方の先端
が放電空間２ｃに突出しかつ放電空間２ｃで対向するよ
うに、接合された第１電極棒３と電極箔４と第２電極棒
５とを電極棒固定部２ｂに配置する。このように第１電
極棒３を配置すると、第１電極棒３と電極棒挿入孔２ｄ
とは、密閉膜７を介して対向する。つまり、第１電極棒
３の一部とその表面に形成された密閉膜７とは、電極棒
挿入孔２ｄ内に配置される。続いて、電極棒固定部２ｂ
に外部から圧力を印加しながらガスバーナーで加熱し、
約１８００℃、即ち石英の軟化温度よりも高い温度で、
第１電極棒３が挿入された電極棒固定部２ｂを約３０秒
間熱処理する。

【００３３】密閉膜７をなす金属酸化物の粒径が小さい
ため、活性が高く反応性が高いので、電極固定部２ｂを
加熱することで、タングステンの第１電極棒と密閉膜７
とが化学反応して、複合酸化膜が形成され、密閉膜７と
第１電極棒３とが強固に接合される。また、電極棒固定
部２ｂを加熱することで溶融する石英ガラスは密閉膜７
をなす金属酸化物に対して、濡れ性は良好であるから、
電極棒固定部２ｂと電極棒３とは、密閉膜７を介して強
力に接合される。

【００３４】即ち、密閉膜７を介して第１電極棒３を電
極棒固定部２ｂに接合することで、放電空間２ｃの気密
が確実に保持される。このため、放電型ランプ１０を発
光させるために、放電空間２ｃで金属ヨウ化物とガスと
を励起させることによって、放電空間２ｃのガス圧力が
高くなり、容器の内部の温度が１０００℃以上になって
も、第１電極棒３と電極棒挿入孔２ｄとの間に隙間が発
生することなく、放電空間からガスが漏れることもな
い。つまり、第１電極棒３と電極棒固定部２ｃとの間に
密閉膜８を設けることで、放電空間２ｃからのガス漏れ
を防止して、放電型ランプ１０の寿命を長期化すること
ができる。

【００３５】前述した製造方法では、第１電極棒の全表
面を覆うように密閉膜を形成したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、第１電極棒の電極棒挿入孔に挿
入される部分の表面にのみ密閉膜を形成すれば、本発明
の作用・効果を得ることができる。

【００３６】（実施の形態２）実施の形態１では金属酸
化物を用いて密閉膜を形成したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、第１電極棒を形成する金属よりも
酸化されやすくかつ粒径の小さい金属材料の薄膜を第１
電極棒の表面に形成し密閉膜としても、実施の形態１と
同様の作用・効果を得ることができる。タングステンを
第１電極棒３として、密閉膜７に用いる金属材料につい
て検討したところ、以下の実施例で説明するように、Ｍ
ｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
等の金属材料を密閉膜７として用いることが好ましいこ
とが判明した。このような密閉膜は、上述した金属材料
の薄膜を真空蒸着法によって、第１電極棒３の表面に成
膜して形成してもよいし、上述した金属材料の微粒子を
含有する電極処理塗料を調製して、この塗料を一次電極
棒の表面に塗布し乾燥させて形成することもできる。

【００３７】

【実施例】（実施例１）実施例１として、ディップ法を
用いて密閉膜を形成して、上記実施の形態１にかかる放
電型ランプを製造した。最初に、酸化亜鉛の微粒子粉末
とエチルアルコール溶液（溶媒）とを混合し混合液を作
製した。混合する酸化亜鉛の微粒子は、平均粒子径Ｄ５
０ｎｍである一次粒子が凝縮された凝縮粒子とした。ま
た、混合液を作製する際、混合液中の固形分濃度を５重
量％とした。

【００３８】次に、この混合液をビーズミルにて分散処
理をし、凝縮された酸化亜鉛の一次微粒子を分散させ
た。この際、混合液中の粒子の粒度分布を測定しなが
ら、混合液中の粒子の平均粒子径Ｄ５０が、酸化亜鉛の
一次粒子の平均粒子径（５０ｎｍ）と一致するまで分散
処理を行い、電極処理用塗料を調製した

【００３９】次に、ディップ法によってタングステン製
の第１電極棒の表面に電解処理用塗料を塗布し、自然乾
燥させた。このときの塗布条件は、乾燥後の電解処理塗
料の平均膜厚が約１００ｎｍとなるようにした。さら
に、第１電極棒と第２電極棒とを溶接してモリブデン製
の電極箔に接合した。次に、放電部の内壁に金属ヨウ化
物を付着させ、さらに、放電空間にガスを封入した。続
いて、上記手順で一体化した第１電極を石英ガラス製の
容器の電極棒挿入孔に挿入し、電極棒固定部に外部から
圧力を印加しながらガスバーナーで石英ガラスの軟化点
以上の約１８００℃に加熱し、約３０秒間熱処理を行っ
た。

【００４０】第１電極棒の表面で密閉膜をなす酸化亜鉛
の粒径は小さく、活性で反応性が高いので、第１電極棒
の表面と密閉膜が反応して、複合酸化化合物であるＷ−
Ｚｎ―Ｏ化合物が形成され、第１電極棒と密閉膜とは強
固に接合される。また、電極棒固定部を加熱すること
で、電極棒固定部をなす石英ガラスが軟化し溶融する。
密閉膜をなす酸化金属膜に対し、このように溶融した石
英ガラスのぬれ性は良好であるから、密閉膜は電極棒固
定部に強固に接合される。つまり、第１電極棒と電極棒
固定部とは、密閉膜を介して強固に接合される。

【００４１】このようにして実施例１にかかる放電型ラ
ンプを２００本製造し、これらの放電型ランプの寿命実
験を行った。さらに、第１電極棒の表面に凹凸を設け、
第１電極棒と電極棒固定部との接触面積を増加させた従
来技術にかかる放電型ランプを２００本製造し、これら
の放電型ランプの寿命実験を比較例として行った。両者
の寿命実験の結果を以下の表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１から従来技術にかかる放電型ランプ
は、寿命が２０００時間以上のものが全体のわずか３０
％であり、寿命が３０００時間以上のものが０％である
のに対し、実施例１にかかる放電型ランプは、寿命が３
０００時間以上のものが１００％であるのが判った。つ
まり、実施例１にかかる放電型ランプの寿命時間は全て
３０００時間以上であり、従来技術にかかる放電型ラン
プの寿命時間を大幅に上回ることが判った。

【００４４】また、上記実施例１では、一次粒子の平均
粒径Ｄ５０が５０ｎｍである酸化亜鉛を用いて密閉膜を
形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。
金属酸化物の一次粒子の平均粒径Ｄ５０と、この金属酸
化物によって形成された密閉膜を備える放電型ランプの
寿命時間について、詳細に検討したところ、一次粒子の
平均粒径Ｄ５０が２００ｎｍ以下の金属酸化物で密閉膜
を形成すれば、実施例１と同様の効果が得られることが
判った。

【００４５】さらに、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのそれぞれの酸化物を本実施例１
と同様の方法で第１電極棒の表面に密閉膜として形成
し、放電型ランプを製造して、寿命実験を行ったとこ
ろ、これらの全ての放電型ランプの寿命時間は、実施例
１の放電型ランプと同様に３０００時間以上であること
が判った。

【００４６】（実施例２）実施例２として、真空スパッ
タリング法を用いて密閉膜を形成して、上記実施の形態
１にかかる放電型ランプを製造した。最初に、タングス
テン製の第１電極棒の表面に真空スパッタリング法にて
酸化亜鉛の膜を形成した。このときの酸化亜鉛の平均膜
厚が約１００ｎｍとなるように調整した。このようにし
て作製した第１電極棒と第２電極棒とをモリブデン製の
電極箔を介して接合する工程以降は、上記実施例１と同
様である。

【００４７】実施例１にかかる放電型ランプと同様に、
実施例２にかかる放電型ランプは、第１電極棒と電極棒
固定部とが、密閉膜を介して強固に接合される。

【００４８】このようにして実施例２にかかる放電型ラ
ンプを２００本製造し、これらの放電型ランプの寿命実
験を行った。さらに、第１電極棒の表面に凹凸を設け、
第１電極棒と電極棒固定部との接触面積を増加させた従
来技術にかかる放電型ランプを２００本製造し、これら
の放電型ランプの寿命実験を比較例として行った。両者
の寿命実験の結果を以下の表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】表２から従来技術にかかる放電型ランプ
は、寿命が２０００時間以上のものが全体のわずか３０
％であり、寿命が３０００時間以上のものが０％である
のに対し、実施例２にかかる放電型ランプは、寿命が３
０００時間以上のものが１００％であることが判った。
つまり、実施例２にかかる放電型ランプの寿命時間は全
て３０００時間以上であり、従来技術にかかる放電型ラ
ンプの寿命時間を大幅に上回ることが判った。

【００５１】さらに、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのそれぞれの酸化物を本実施例２
と同様に真空スパッタリング法で第１電極棒の表面に密
閉膜として形成し、放電型ランプを製造して、寿命実験
を行ったところ、これらの全ての放電型ランプの寿命時
間は、実施例２の放電型ランプと同様に３０００時間以
上であることが判った。

【００５２】（実施例３）実施例３として、ディップ法
を用いて密閉膜を形成して、実施の形態２にかかる放電
型ランプを製造した。最初に、金属マンガン（Ｍｎ）の
微粒子粉末とエチルアルコール溶液（溶媒）とを混合し
混合液を作製した。混合するマンガンの微粒子は、平均
粒子径Ｄ６０ｎｍである一次粒子が凝縮された凝縮粒子
とした。また、混合液を作製する際、混合液中の固形分
濃度を５重量％とした。

【００５３】次に、この混合液をビーズミルにて分散処
理をし、凝縮された金属マンガンの一次微粒子を分散さ
せた。この際、混合液の粒子の粒度分布を測定しなが
ら、粒子の平均粒子径Ｄ５０が、マンガンの一次粒子の
平均粒子径（６０ｎｍ）と一致するまで分散処理を行
い、電極処理用塗料を調製した。

【００５４】続いて、ディップ法によってタングステン
製の第１電極棒の表面に電解処理用塗料を塗布し、自然
乾燥させた。このときの塗布条件は、乾燥後の電解処理
塗料の平均膜厚が約１００ｎｍとなるようにした。この
ようにして作製した第１電極棒と第２電極棒とをモリブ
デン製の電極箔を介して接合する工程以降は、上記実施
例１と同様である。

【００５５】第１電極棒の表面で密閉膜をなすマンガン
の粒径は小さく、活性で反応性が高いので、第１電極棒
の表面と密閉膜が反応して、複合酸化化合物であるＷ−
Ｍｎ―Ｏ化合物が形成され、第１電極棒と密閉膜とは強
固に接合される。また、電極棒固定部を加熱すること
で、電極棒固定部をなす石英ガラスが軟化し溶融する。
密閉膜をなすマンガン薄膜に対し、このように溶融した
石英ガラスのぬれ性は良好であるから、密閉膜は電極棒
固定部に強固に接合される。つまり、第１電極棒と電極
棒固定部とは、密閉膜を介して強固に接合される。

【００５６】このようにして実施例１にかかる放電型ラ
ンプを２００本製造し、これらの放電型ランプの寿命実
験を行った。さらに、第１電極棒の表面に凹凸を設け、
第１電極棒と電極棒固定部との接触面積を増加させた従
来技術にかかる放電型ランプを２００本製造し、これら
の放電型ランプの寿命実験を比較例として行った。両者
の寿命実験の結果を以下の表３に示す。

【００５７】

【表３】

【００５８】表３から従来技術にかかる放電型ランプ
は、寿命が２０００時間以上のものが全体のわずか３０
％であり、寿命が３０００時間以上のものが０％である
のに対し、実施例３にかかる放電型ランプは、寿命が３
０００時間以上のものが９０％であるのが判った。つま
り、実施例３にかかる放電型ランプのほとんどが、その
寿命時間が３０００時間以上であり、従来技術にかかる
放電型ランプの寿命時間を大幅に上回ることが判った。

【００５９】さらに、金属材料であるＭｎ、Ｎｉ、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕをそれぞれ本
実施例３と同様の方法で第１電極棒の表面に密閉膜とし
て形成し、放電型ランプを製造して、寿命実験を行った
ところ、ほとんどのこれらの放電型ランプの寿命時間
は、実施例１の放電型ランプと同様に３０００時間以上
であることが判った。

【００６０】また、上記実施例３では、一次粒子の平均
粒径Ｄ５０が６０ｎｍにマンガンを用いて密閉膜を形成
したが、本発明はこれに限定されるものではない。金属
材料の一次粒子の平均粒径Ｄ５０と、この金属材料によ
って形成された密閉膜を備える放電型ランプの寿命時間
について、詳細に検討したところ、一次粒子の平均粒径
Ｄ５０が２００ｎｍ以下の金属材料で密閉膜を形成すれ
ば、実施例３と同様の効果が得られることが判った。

【００６１】（実施例４）実施例４として、真空蒸着法
を用いて密閉膜を形成して、上記実施の形態２にかかる
放電型ランプを製造した。最初に、タングステン製の第
１電極棒の表面に真空蒸着法により金属マンガンの薄膜
を密閉膜として形成した。このとき、マンガン薄膜の平
均膜厚が約１００ｎｍとなるように調整した。このよう
にして作製した第１電極棒と第２電極棒とをモリブデン
製の電極箔を介して接合する工程以降は、上記実施例１
と同様である。

【００６２】実施例１にかかる放電型ランプと同様に、
実施例４にかかる放電型ランプは、第１電極棒と電極棒
固定部とが、密閉膜を介して強固に接合される。

【００６３】このようにして実施例４にかかる放電型ラ
ンプを２００本製造し、これらの放電型ランプの寿命実
験を行った。さらに、第１電極棒の表面に凹凸を設け、
第１電極棒と電極棒固定部との接触面積を増加させた従
来技術にかかる放電型ランプを２００本製造し、これら
の放電型ランプの寿命実験を比較例として行った。両者
の寿命実験の結果を以下の表４に示す。

【００６４】

【表４】

【００６５】表４から従来技術にかかる放電型ランプ
は、寿命が２０００時間以上のものが全体のわずか３０
％であり、寿命が３０００時間以上のものが０％である
のの対し、実施例４にかかる放電型ランプは、寿命が３
０００時間以上のものが１００％であるのが判った。つ
まり、実施例４にかかる放電型ランプの寿命時間は全
て、３０００時間以上であり、従来技術にかかる放電型
ランプの寿命時間を大幅に上回ることが判った。

【００６６】さらに、金属材料であるＭｎ、Ｎｉ、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕをそれぞれ本
実施例４と同様に真空蒸着法で第１電極棒の表面に密閉
膜として形成し、放電型ランプを製造して、寿命実験を
行ったところ、これらの全ての放電型ランプの寿命時間
は、実施例４の放電型ランプと同様に３０００時間以上
であることが判った。

【００６７】

【発明の効果】本発明の放電型ランプは、電極棒と電極
棒挿入孔との間の間隙を密閉膜で塞ぐことで、放電空間
からのガス漏れを防止し、放電型ランプを長寿命化する
ものである。

【００６８】本発明の放電型ランプにおいて、電極箔で
第１電極棒と第２電極棒とを接合して電極棒を形成し、
第１電極棒と電極棒挿入孔との間に密閉膜を介在させる
ことで、放電空間からのガス漏れをより確実に防止する
ことができる。

【００６９】本発明の放電型ランプにおいて、第１電極
棒をなす金属より酸化されやすい金属で密閉膜を形成す
ることで、放電型ランプをより長寿命化することができ
る。

【００７０】本発明の放電型ランプにおいて、第１電極
棒をなす金属をタングステンとし、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群か
ら１つ選ばれた金属で密閉膜を形成することで、さらに
放電型ランプを長寿命化することができる。

【００７１】本発明の放電ランプにおいて、密閉膜を、
第１電極棒をなす金属以外の金属の酸化物で形成するこ
とによって、放電型ランプを長寿命化するものである。

【００７２】本発明の放電型ランプにおいて、第１電極
棒をなす金属をタングステンとし、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群か
ら１つ選ばれた金属材料の酸化物で密閉膜を形成するこ
とで、さらに放電型ランプを長寿命化することができ
る。

【００７３】本発明の放電型ランプの製造方法は、密閉
工程において、密閉膜を表面に備えている電極棒を電極
棒挿入孔に挿入し、電極棒固定部を加熱して、電極棒固
定部をなす石英ガラスは溶解させるものである。この溶
解した石英ガラスと密閉膜とのぬれ性が良好であるか
ら、電極棒と電極棒固定部との強固に接合することがで
できる。即ち、本発明にかかる製造方法で製造された放
電型ランプは、放電空間からのガス漏れが防止されるよ
うに、電極棒と電極棒挿入孔との間の間隙が密閉膜で塞
がれているので、長寿命である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１にかかる放電型ランプ
の断面図を示す。

【符号の説明】

２…石英製の容器、２ａ…放電部、２ｂ…電極棒固定
部、２ｃ…放電空間、２ｄ…電極棒挿入孔、３…第１電
極棒、７…密閉膜、１０…放電型ランプ。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電空間と該放電空間に通じる一対の電
   極棒挿入孔とを有する石英ガラス製の容器と、上記放電
   空間で対向するように上記各電極棒挿入孔に挿入された
   一対の金属製の電極棒とを備えている放電型ランプであ
   って、 上記各電極棒と上記各電極棒挿入孔との間の少なくとも
   一部分に密閉膜を介在させたことを特徴とする放電型ラ
   ンプ。
2. 【請求項２】 上記電極棒は、第１電極棒、該第１電極
   棒をなす金属以外の金属からなる第２電極棒及び上記第
   １電極棒の一方の先端と上記第２電極棒の一方の先端と
   を接合する電極箔から形成され、 上記第１電極棒の他方の先端が上記放電空間に突出し、
   上記第２電極棒の他方の先端が上記容器の外部に突出し
   かつ上記電極箔が上記電極棒挿入孔内に位置するよう
   に、上記電極棒が上記電極棒挿入孔に挿入され、 上記第１電極棒と上記電極棒挿入孔との間に上記密閉膜
   を介在させたことを特徴とする請求項１記載の放電型ラ
   ンプ。
3. 【請求項３】 上記密閉膜は、上記第１電極棒をなす金
   属よりも酸化されやすい金属の薄膜であることを特徴と
   する請求項２記載の放電型ランプ。
4. 【請求項４】 上記第１電極棒をなす金属がタングステ
   ンであり、 上記密閉膜をなす金属が、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃ
   ｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
   ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群から選ば
   れた１つであることを特徴とする請求項３記載の放電型
   ランプ。
5. 【請求項５】 上記密閉膜は、上記第１金属棒をなす金
   属以外の金属の酸化物からなることを特徴とする請求項
   ２記載の放電型ランプ。
6. 【請求項６】 上記第１金属棒をなす金属がタングステ
   ンであり、 上記密閉膜をなす上記酸化物が、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚ
   ｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔ
   ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群か
   ら選ばれた１つの金属の酸化物であることを特徴とする
   請求項５記載の放電型ランプ。
7. 【請求項７】 放電空間と該放電空間に通じる一対の電
   極棒挿入孔とを有する石英ガラス製の容器と、上記放電
   空間で対向するように上記各電極棒挿入孔に挿入された
   一対の電極棒とを備えている放電型ランプの製造方法で
   あって、 一対の電極棒の表面の少なくとも一部又は全部の外周面
   に密閉膜を形成する密閉膜形成工程と、 上記放電空間において、上記各電極棒の先端が互いに対
   向しかつ上記密閉膜が上記電極棒挿入孔内に位置するよ
   うに、上記電極棒を上記電極棒挿入孔に挿入する挿入工
   程と、 上記電極棒が挿入された上記各電極棒挿入孔の周囲の石
   英ガラスを該石英ガラスの軟化温度以上に加熱し上記石
   英ガラスを溶融させて、上記密閉膜を介して上記電極棒
   固定部と上記電極棒とを接合して上記放電空間を密閉さ
   せる密閉工程とを含むことを特徴とする放電型ランプの
   製造方法。
8. 【請求項８】 上記電極棒は、第１電極棒、該第１電極
   棒をなす金属以外の金属からなる第２電極棒及び上記第
   １電極棒の一方の先端と上記第２電極棒の一方の先端と
   を接合する電極箔からなり、 上記密閉膜形成工程において、上記第１電極棒の一部又
   は全部の外周面に上記密閉膜を形成し、 上記挿入工程において、上記電極箔と該電極箔に接合さ
   れた上記第１電極棒の一方の先端と上記密閉膜の少なく
   とも一部とが、上記電極棒挿入孔内に位置するように、
   上記電極棒を上記電極棒挿入孔に挿入することを特徴と
   する請求項７記載の放電型ランプの製造方法。
9. 【請求項９】 上記密閉膜形成工程において、上記第１
   電極棒をなす金属よりも酸化されやすい金属の薄膜を上
   記第１電極棒の表面に形成して、該金属薄膜を上記密閉
   膜とすることを特徴とする請求項８記載の放電型ランプ
   の製造方法。
10. 【請求項１０】 真空蒸着法によって、上記第１電極棒
    をなす金属よりも酸化されやすい金属の薄膜を該第１電
    極棒の表面に成膜することを特徴とする請求項９記載の
    放電型ランプの製造方法。
11. 【請求項１１】 上記密閉膜形成工程において、上記第
    １電極棒をなす金属以外の金属の微粒子を溶媒に分散さ
    せて電極処理塗料を調製し、 該電極処理塗料を上記第１電極棒の表面に塗布し、該第
    １電極棒の表面に塗布された上記電極処理塗料を乾燥さ
    せて、上記第１電極棒の表面に上記微粒子を含有する上
    記密閉膜を形成することを特徴とする請求項９記載の放
    電型ランプの製造方法。
12. 【請求項１２】 上記第１電極棒をなす金属がタングス
    テンであり、 上記密閉膜をなす上記金属が、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚ
    ｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔ
    ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群か
    ら選ばれた１つであることを特徴とする請求項８ないし
    １１のいずれか一つに記載の放電型ランプの製造方法。
13. 【請求項１３】 上記第１電極棒をなす金属以外の金属
    の酸化物で上記密閉膜を形成することを特徴とする請求
    項８記載の放電型ランプの製造方法。
14. 【請求項１４】 上記密閉膜形成工程において、スパッ
    タリング法によって、上記第１電極棒をなす金属以外の
    金属を該第１電極棒の表面に成膜し、該酸化物で上記密
    閉膜を形成することを特徴とする請求項１３の放電型ラ
    ンプの製造方法。
15. 【請求項１５】 上記密閉膜形成工程において、上記第
    １電極棒をなす金属以外の金属の酸化物の微粒子を溶媒
    に分散させて電極処理塗料を調製し、 上記電極処理塗料を上記第１電極棒の表面に塗布し、該
    第１電極棒の表面に塗布された上記処理塗料を乾燥させ
    て、上記第１電極棒の表面に上記微粒子を含有する密閉
    膜を形成することを特徴とする請求項１３記載の放電型
    ランプの製造方法。
16. 【請求項１６】 上記第１電極棒をなす金属がタングス
    テンであり、 上記密閉膜をなす上記酸化物が、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚ
    ｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔ
    ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群か
    ら選ばれた１つの金属材料の酸化物である特徴とする請
    求項１３ないし１５のいずれか一つに記載の放電型ラン
    プの製造方法。