JP2004335457A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 始動電圧をさらに低減する、トリガー線が巻き付けられた高圧放電ランプを提供すること。
【解決手段】 側管部１０９に巻かれたトリガー線１０５を備える高圧放電ランプにおいて、側管部１０９が発光管から延在した第１のガラス部１０１’と、第１のガラス部１０１’の内側の少なくとも一部に設けられた第２のガラス部１０６とを有しており、第２のガラス部１０６にＬｉ、Ｎａ、Ｋの少なくとも１つの物質が０．００１重量％以上で１．０重量％以下で含有している構成とすることにより、始動電圧を劇的に低減させた高圧放電ランプを提供できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般照明やプロジェクタ用の光源などに使用される高圧放電ランプに関し、特に始動電圧を低減した高圧放電ランプに関する。

近年、大画面映像を実現するシステムとして液晶プロジェクタやＤＭＤプロジェクタなどの画像投影装置が広く用いられており、このような画像投影装置には、高圧放電ランプのうち高い輝度を示す超高圧水銀ランプが一般的に広く使用されている。

このプロジェクタ装置は、明るさ、大きさ、重量がおおきな開発ポイントであり、より小型軽量で明るいプロジェクタ装置の開発が行われている。

そのなかで、小型化、軽量化を実現するための１つの手段として、高圧放電ランプの始動電圧の低減化がある。始動電圧を低減できると、点灯回路の小型化、軽量化、省コスト化が可能となる。また、始動電圧を低減できると、電圧に対する安全性の向上や、より簡素な配線、コネクタで済むために省コスト化できる。また、始動電圧の、他の電子回路へのノイズなどの影響を低減できるため、誤動作、故障の可能性が低くなるなどのメリットも有る。

このような背景の中、高圧放電ランプの始動電圧を低減するために、トリガ線を巻く方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。特許文献１または特許文献２に記載された発明は、トリガ線の敷設方法を改良し、トリガ線を敷設したときのデメリットを改良した発明である。以下に詳しく説明する。

特許文献１に記載された発明は、水平点灯される、直流点灯方式のメタルハライドランプにおいて、トリガーワイヤーの一端が陰極に接続され、トリガーワイヤーの中間部が発光管の外壁から離れている構成を有している。この構成によって、トリガーワイヤーに引き寄せられるプラスイオンによる発光管材料である石英へのダメージを低減できると記されている。

特許文献２に記載された発明は、膨出部と一対の枝管部からなるバルブを備えた直流点灯のショートアーク型混合金属蒸気放電灯であって、トリガーワイヤーの一端を陰極側に接続し、他端を陽極部の枝管部のバルブの立ち上がり端から３ｍｍ以上はなれた位置に張り渡した構成を有している。この構成によって、特許文献１と同様に、トリガーワイヤーに引き寄せられるプラスイオンによる発光管材料である石英へのダメージを低減できると記されている。
特開平９−２６５９４７号公報（例えば図１を参照） 特開平８−８７９８４号公報（例えば段落番号０００５を参照）

近年、プロジェクタの小型化の開発競争が激化しており、さらなる小型化を実現するために始動電圧の低減が要求されている。しかし、高圧放電ランプに単にトリガー線を敷設することでは十分に始動電圧を低減することができなかった。

本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、始動電圧を低減したトリガー線が巻き付けられた高圧放電ランプを提供することにある。

本発明の高圧放電ランプは、管内に発光物質が封入される発光管と、前記発光管の気密性を保持する側管部と、前記側管部に巻かれたトリガー線とを備え、前記側管部は、前記発光管から延在した第１のガラス部と、前記第１のガラス部の内側の少なくとも一部に設けられた第２のガラス部とを有しており、前記第２のガラス部にはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される少なくとも１つが０．００１重量％以上で１．０重量％以下で含有されており、前記発光管の管内には、一対の電極が互いに対向して配置されており、前記一対の電極のそれぞれは、金属箔に電気的に接続されており、前記金属箔は前記側管部に埋没され、かつ、前記金属箔の少なくとも一部が前記第２のガラス部に被われており、前記側管部は、圧縮応力が印加されている部位を有している。

前記圧縮応力は、光弾性効果を利用した鋭敏色板法を用いて前記側管部を測定した場合、前記第２のガラス部に相当する領域において、１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上５０ｋｇｆ／ｃｍ²以下であることが好ましい。

ある実施形態において、前記電極の一部は、前記側管部に埋没されており、前記電極の前記側管部に埋没した部分の少なくとも一部に金属製のコイルが巻き付けられている。

ある実施形態において、前記側管部は、一対存在しており、前記一対の電極に接続された前記金属箔は、それぞれ異なる側管部に埋没されており、前記トリガー線は、第１および第２のトリガー線を含み、前記第１のトリガー線は、一方の前記電極に電気的に接続されて、他方の前記電極が配置されている前記側管部に巻き付けられており、前記第２のトリガー線は、前記他方の前記電極に電気的に接続されて、前記一方の電極が配置されている前記側管部に巻き付けられている。ここで、トリガー線と電極との間に導電性部材が介在していている場合も、トリガー線と電極とが電気的に接続されているということができる。

前記発光管の管内には、臭素と前記発光物質として水銀とが封入されており、前記臭素の封入量は、前記発光管内容積あたりに換算して１０^-4μｍｏｌ／ｃｍ³以上１０μｍｏｌ／ｃｍ³以下であることが好ましい。

前記第１のガラス部は、ＳｉＯ₂を９９重量％以上含み、前記第２のガラス部は、１５重量％以下のＡｌ₂Ｏ₃および４重量％以下のＢ₂Ｏ₃のうちの少なくとも一方と、９９重量％よりも少ないＳｉＯ₂を含むことが好ましい。

前記第２のガラス部の軟化点は、第１のガラス部の軟化点温度よりも低い。

ある実施形態において、前記金属箔の前記発光管に近い側における端部がエッチングされている。

ある実施形態において、前記発光物質として水銀が封入されており、前記水銀の封入量は、前記発光管内容積あたりに換算して、１６０ｍｇ／ｃｍ³以上である。

ある実施形態において、前記発光物質として水銀が封入されており、前記水銀の封入量は、前記発光管内容積あたりに換算して、３００ｍｇ／ｃｍ³以上である。

本願の発明は、側管部に巻かれたトリガー線を備える高圧放電ランプにおいて、側管部が発光管から延在した第１のガラス部と、第１のガラス部の内側の少なくとも一部に設けられた第２のガラス部とを有しており、前記第２のガラス部にＬｉ、Ｎａ、Ｋの少なくとも１つの物質が０．００１重量％以上で１．０重量％以下で含有しており、側管部には外部リードと電極とを電気的に接続している金属箔が埋没されていて、この金属箔の少なくとも一部が前記第２のガラス部に被われており、側管部は、圧縮応力が印加されている部位を有している構成とすることにより、始動電圧が劇的に低下させた高圧放電ランプが提供でき、点灯回路の小型化、軽量化、省コスト化が図れる。加えて、点灯回路からの高電圧による安全性の向上が図れると共に、ランプ導入線等の絶縁部材がより簡単な構造のもので済むので、より低コストとなる光源セット（例えばプロジェクタ）が実現できる。また、他の電気回路へのノイズ低減も図れ、誤動作の低減も図れる。そして、耐圧強度の向上を図ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施形態を説明する。以下の図面においては説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（実施形態１）
図１は、本発明に係る実施形態１の高圧放電ランプ１０００の概略図である。高圧放電ランプ１０００は、管内に発光物質が封入される発光管１０１と、発光管１０１の気密性を保持する側管部（または一般的に「封止部」と言われる）１０９とを備える。側管部１０９，１０９は一対存していて、発光管１０１の両端からそれぞれ反対の方向に延びている。そして側管部１０９は、発光管１０１から延在した第１のガラス部１０１’と、第１のガラス部１０１’の内部の少なくとも一部に設けられた第２のガラス部１０６とを有している。第１のガラス部１０１’は、ＳｉＯ₂を９９重量％以上含むものである。本実施形態では、第１のガラス部１０１’は石英ガラスから構成される。発光管１０１の中央部外径（最大径）は約１０ｍｍ、内径は約５ｍｍ、ガラス厚（肉厚）は約３ｍｍであり、発光管１０１の内容積は約０．１ｍｌである。

発光管１０１の管内には一対の電極１０２，１０２が配置されており、各電極１０２の一部は、それぞれ別々の側管部１０９内に埋没されている。つまり電極１０２の一部は側管部１０９を構成するガラスに取り囲まれている。電極１０２はタングステン製である。電極１０２の先端間距離は約１．０ｍｍである。なお、電極間の距離は、使用する高圧放電ランプの用途によって約０．８〜１．５ｍｍから適宜選択される。

電極１０２の発光管１０１内に存する端部とは反対側の端部には金属箔１０３が電気的に接続（溶接）されている。また、金属箔１０３は側管部１０９に埋没されている。つまり、金属箔１０３の周囲は側管部１０９を構成するガラスにより取り囲まれて封止されている。別の言葉でいうと、金属箔１０３は全面において側管部１０９を構成するガラスと密着している。本実施形態では、金属箔１０３の全面は第２のガラス部１０６により被われている。第２のガラス部と金属箔１０３とが密着して、発光管１０１の気密性が確保されている。金属箔１０３は、少なくともその一部が第２のガラス部１０６に被われていればよい。つまり、本実施形態では、図８に示すように、側管部１０９の横断面（側管部１０９の長手方向に直交する断面）において、金属箔１０３の周囲全てが第２のガラス部１０６により被われていて、このことは言い換えると、少なくとも金属箔１０３の一部はその幅方向の周囲全てを第２のガラス部１０６により被われており、この部分では金属箔１０３のエッジ部が第２のガラス部１０６に囲まれていて、これにより気密性の確保が十分となる。

第２のガラス部１０６を構成するガラスは、１５重量％以下のＡｌ₂Ｏ₃および、４重量％以下のＢ₂Ｏ₃のうち少なくとも一方と、９９重量％よりも少ないＳｉＯ₂を含み、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される少なくとも一つの元素がさらに添加されていて、その総添加量は１重量％以下である。ＳｉＯ₂にＡｌ₂Ｏ₃やＢ₂Ｏ₃を添加するとガラスの軟化点は下がるため、第２のガラス部１０６の軟化点は第１のガラス部１０１’の軟化点よりも低い。本実施形態では、第２のガラス部１０６を構成するガラスとしてバイコールガラス（Ｖｙｃｏｒ Ｇｌａｓｓ：商標登録１６５７１５２号）を使用した。バイコールガラスとは、石英ガラスに添加物を混入させたもので軟化点が石英よりも低いため、加工性が向上している。バイコールガラスの組成は、たとえば、ＳｉＯ₂：９６．５％、Ａｌ₂Ｏ₃：０．５％、Ｂ₂Ｏ₃：３％、このほかに微量ではあるがＮａ₂Ｏを０．０４％含んでいる。本実施の形態の第１のガラス部の軟化点は１６８０℃、歪点は１１２０℃で、第２のガラス部（バイコール）の軟化点は１５３０℃、歪点は８９０℃である。

本実施形態において側管部１０９は、圧縮応力が印加されている部位を有している。この圧縮応力が印加されている部位は、第２のガラス部１０６に相当する部分である。第２のガラス部１０６は、側管部１０９の中心部に位置しており、第２のガラス部１０６の外周は、第１のガラス部１０１’によって覆われている。

本実施形態の高圧放電ランプ１０００に対して、光弾性効果を利用した鋭敏色板法による歪み測定を実行して、側管部１０９を観察すると、第２のガラス部１０６に相当する部分に圧縮応力が存在していることが確認される。この観察は、側管部１０９が延びる方向（長手方向）に対して垂直な方向（いわゆる横方向）から行った。鋭敏色板法による歪み測定では、高圧放電ランプ１０００の形状を維持したまま、側管部１０９を輪切り状にした断面内の歪み（応力）の観測を行うことができないのであるが、第２のガラス部１０６に相当する部分に圧縮応力が観測されたということは、第２のガラス部１０６の全体または大半に圧縮応力が印加されている場合の他、第２のガラス部１０６と第１のガラス部１０１’との境界部に圧縮応力が印加されている場合、第２ガラス部１０６のうちの第１のガラス部１０１’側の部分、または、第１ガラス部１０１’のうちの第２のガラス部１０６側の部分に圧縮応力が印加されている場合のいずれか又はそれらが複合した形で、側管部１０９の一部に圧縮応力が印加されているということになる。また、この測定では、側管部１０９の長手方向に圧縮する応力（または歪み）は積分値で観測される。

なお、本実施形態では第２のガラス部１０６を構成するガラスとしてバイコールガラスが用いられているが、ＳｉＯ₂：６２重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１３．８重量％、ＣｕＯ：２３．７重量％を成分とするガラスを用いても良い。

側管部１０９の一部に印加されている圧縮応力は、実質的にゼロ（すなわち、０ｋｇｆ／ｃｍ²）を超えたものであればよい。なお、この圧縮応力の値は、高圧放電ランプが点灯していない状態における値である。この圧縮応力の存在により、従来の構造よりも耐圧強度を向上させることができる。この圧縮応力は、約１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上（約９．８×１０⁵Ｎ／ｍ²以上）であることが好ましい。そして、約５０ｋｇｆ／ｃｍ²以下（約４．９×１０⁶Ｎ／ｍ²以下）であることが好ましい。１０ｋｇｆ／ｃｍ²未満であると、圧縮歪みが弱く、ランプの耐圧強度を十分に上げられない場合が生じ得るからである。そして、５０ｋｇｆ／ｃｍ²を超えるような構成にするには、それを実現させるのに、実用的なガラス材料が存在しないからである。ただし、１０ｋｇｆ／ｃｍ²未満であっても、実質的に０の値を超えれば、従来の構造よりも耐圧を上げることができ、また、５０ｋｇｆ／ｃｍ²を超えるような構成を実現できる実用的な材料が開発されたならば、５０ｋｇｆ／ｃｍ²を超える圧縮応力を第２のガラス部１０６が有していてもよい。

高圧放電ランプ１０００を歪検査器で観測した結果から推測すると、第１のガラス部１０１’と第２のガラス部１０６との間の境界周辺には、両者の圧縮応力の差によって生じた歪み境界領域が存在していると思われる。このことは、圧縮応力は、専ら、第２のガラス部１０６（または、第２のガラス部１０６の外周近傍領域）に存在しており、第１のガラス部１０１’全体には、第２のガラス部１０６の圧縮応力がそれほど（または、ほとんど）伝わってないことを意味していると考えられる。両者（１０６、１０１’）の圧縮応力の差は、例えば、約１０ｋｇｆ／ｃｍ²から約５０ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲内となり得る。

なお、本実施形態において、歪みの定量化のために使用した測定器は、歪検査器（東芝製：ＳＶＰ−２００）であり、この歪検査器を用いると、側管部１０９の圧縮歪みの大きさを、側管部１０９に印加されている応力の平均値として求めることができる。

図９を参照しながら、光弾性効果を利用した鋭敏色板法による歪み測定の原理を簡単に説明する。図９（ａ）および（ｂ）は、偏光板を透過させてなる直線偏光をガラスに入射させた状態を模式的に示している。ここで、入射させた直線偏光をｕとすると、ｕは、直交する２つの直線偏光ｕ１とｕ２とが合成してできたものとみなすことができる。

図９（ａ）に示すように、ガラスに歪みがないときは、その中をｕ１とｕ２とは同じ速さで通過するので、ガラスを透過した後ではｕ１とｕ２との間にずれは生じない。一方、図９（ｂ）に示すように、ガラスに歪みがあり、応力Ｆが働いているときは、その中をｕ１とｕ２とは同じ速さで通過しないので、ガラスを透過した後ではｕ１とｕ２との間にずれが生じる。つまり、ｕ１とｕ２のうち一方が他方より遅れることになる。この遅れた距離を光路差という。光路差Ｒは、応力Ｆと、ガラスの通過距離Ｌとに比例するため、比例定数をＣとすると、
Ｒ ＝ Ｃ・Ｆ・Ｌ
で表すことができる。ここで、各記号の単位は、それぞれ、Ｒ（ｎｍ）、Ｆ（ｋｇｆ／ｃｍ²）、Ｌ（ｃｍ）、Ｃ（｛ｎｍ／ｃｍ｝／｛ｋｇｆ／ｃｍ²｝）である。Ｃは、ガラス等の材質により決まる定数であって、光弾性常数と呼ばれる。上記式からわかるように、Ｃが知られていれば、ＬおよびＲを測定すると、Ｆを求めることができる。

本願発明者は、側管部１０９における光の透過距離Ｌ、すなわち、側管部１０９の外径Ｌを測定し、そして、歪み標準器を用いて、測定時の側管部１０９の色から光路差Ｒを読みとった。また、光弾性常数Ｃは、石英ガラスの光弾性常数３．５を使用した。これらを上記式に代入し、算出された応力値の結果から金属箔１０３の長手方向の圧縮歪みを定量化した。

なお、本測定では、側管部１０９の長手方向（電極１０２軸が延びる方向）についての応力を観察したが、このことは、他の方向において圧縮応力が存在していないことを意味するものではない。側管部１０９の径方向（中心軸から外周へ向かう方向、またはその逆方向）、または、側管部１０９の周方向（例えば、時計周り方向）について圧縮応力が存在しているかどうかを測定するには、発光管１０１や側管部１０９を切断する必要があるのであるが、そのような切断を行ったとたん、第２のガラス部１０６の圧縮応力が緩和されてしまう。したがって、ランプ１０００に対して切断を行わない状態で測定できるのは、側管部１０９の長手方向についての圧縮応力であるため、本願発明者らは、少なくとも、その方向での圧縮応力を定量化したのである。

本実施形態のランプ１０００では、第１のガラス部１０１’の内側の少なくとも一部に設けられた第２のガラス部１０６に圧縮歪み（少なくとも長手方向への圧縮歪み）が存在しているので、高圧放電ランプ１０００の耐圧強度を向上させることができる。言い換えると、第２のガラス部１０６に圧縮歪みが存在していないものよりも耐圧強度を高くすることができる。図１に示した本実施形態の放電ランプ１０００は、従来の最高レベルの動作圧である２０ＭＰａ（水銀封入量２００ｍｇ／ｃｍ³に相当）程度を超える、３０ＭＰａ（水銀封入量３００ｍｇ／ｃｍ³に相当）以上の動作圧で動作させることが可能である。また、水銀量を３００ｍｇ／ｃｍ³以上に増加できた場合、アーク幅（太さ）が細くなり、アーク輝度を格段に増加させることができる。

金属箔１０３はモリブデン製である。図示はしないが、発光管１０１側の金属箔１０３の先端はエッチング処理が施されている。エッチング処理とは、金属箔１０３を、例えばＮａＯＨといったアルカリ溶液につけて金属箔１０３に電流を流すことによって、金属箔１０３の先端部を溶かすことでバリとりをしたものである。発光管１０１側の金属箔１０３の先端における短長側の断面形状は、くさび形状（菱形の角度をなまらした形状）をしている。このようにエッチング処理をした金属箔１０３を使うことで、エッチング処理をしていないものよりも耐圧を向上させることができる。

金属箔１０３には、電極１０２が接続されている側の反対側に外部リード線１０４が電気的に接続（溶接）されている。外部リード線１０４はモリブデン製である。

電極１０２の側管部１０９に埋没された部分には、タングステン製のコイル１０７が巻き付けられている。本実施形態のコイル１０７の線径は、０．０６ｍｍである。なお、コイル１０７の線径は０．０６ｍｍに限定されず、０．０１〜０．３ｍｍから適宜選択される。なお、コイル１０７は、電極１０２の側管部１０９に埋没された部分の少なくとも一部にあれば良く、発光管１０１の管内にコイル１０７が存在しても構わない。ただし、コイル１０７が発光管１０１の管内に存在すると、コイル１０７から点灯開始時に根元放電が起こりやすくなる。したがって、コイル１０７は発光管１０１の管内に露出しない方が好ましい。

発光管１０１の管内には、臭素（図示せず）と希ガス（例えば、アルゴン）と発光物質としての水銀１０８とが封入されている。臭素は、発光管１０１の黒化防止のために封入されており、発光管１０１内の内容積あたりに換算して約１０^-1μｍｏｌ／ｃｍ³で封入されている。さらに希ガス（アルゴン）は２５℃において０．０３ＭＰａの分圧となるように封入されている。また、水銀は発光管１０１内の内容積あたりに換算して３００ｍｇ／ｃｍ³で表される量が封入されている。なお、臭素以外のヨウ素のなど他のハロゲンを発光管１０１内に封入してもよい。ただし、ハロゲン種によって最適な量は異なるので適宜調整した量を封入すればよい。水銀封入量は発光管１０１内の内容積あたりに換算して１６０ｍｇ／ｃｍ³〜４００ｍｇ／ｃｍ³の範囲であれば良いが、本実施形態のランプは、最高で６００ｍｇ／ｃｍ³（６００ＭＰａに相当）までの水銀を封入することができる。そして、水銀封入量は、１６０ｍｇ／ｃｍ³以上であれば高圧水銀ランプとして好適であり、３００ｍｇ／ｃｍ³以上であれば明るさをより向上させることができて好ましい。また、希ガスはアルゴン、キセノン、ネオン、クリプトンから少なくとも一つ選ばれ、２０℃において０．００１〜０．１ＭＰａの分圧になるように封入されれば良い。

参考に第２のガラス部を使った高圧放電ランプの製造方法を簡単に示す。

電極１０２と金属箔１０３と外部リード線１０４からなる電極構造体を第２のガラス部１０６を構成するバイコールガラスからできた管の中にいれた状態で、発光管１０１および第１のガラス部１０１’を構成する石英ガラスからなるバルブ中に挿入する。発光管１０１内を減圧の状態にしてバーナ等の加熱手段で第１のガラス部１０１’が加熱され、第１のガラス１０１’部と第２のガラス部１０６とが軟化して金属箔１０３の部分を封止する。その結果、電極１０２と第１のガラス部１０１’との間に第２のガラス部１０６が存在する構造が完成される。

続いて、第２のガラス部１０６に圧縮応力が加わる機構を説明する。

一般的には、互いに接触する材料同士の熱膨張係数に差がある場合に圧縮応力（圧縮歪み）が存在するようになる、ということが多い。すなわち、側管部１０９内に設けられた状態の第２のガラス部１０６に圧縮応力が加わっている理由としては、互いに接触する２つの材料同士の熱膨張係数に差があると考えるのが一般的である。しかし、本実施形態の場合、実際には、両者の熱膨張係数に大きな差はなく、ほぼ等しいと言える。より具体的に説明すると、電極１０２や金属箔１０３に用いられる金属であるタングステンおよびモリブデンの熱膨張係数が、それぞれ、約４６×１０^-7／℃および約３７〜５３×１０^-7／℃であるところ、第１のガラス部１０１’を構成する石英ガラスの熱膨張係数は、約５．５×１０^-7／℃であり、そして、第２のガラス部１０６のバイコールガラスの熱膨張係数は、石英ガラスの熱膨張係数と同レベルとみなせる約７×１０^-7／℃である。僅かこれくらいの熱膨張係数の差で、両者の間に、約１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の圧縮応力が発生するとは思えない。両者の性質の違いは、熱膨張係数よりも、むしろ軟化点または歪点にあり、この点に着目すると、次のような機構により、圧縮応力が加わることが説明できると思われる。なお、石英ガラスの軟化点および歪点は、それぞれ、１６５０℃および１０７０℃（徐冷点は、１１５０℃）であり、一方、バイコールガラスの軟化点および歪点は、それぞれ、１５３０℃および８９０℃（徐冷点は、１０２０℃）である。

高圧放電ランプ１０００の封止工程において、第１のガラス部１０１’（側管部１０９）を外側から加熱してシュリンクさせると、最初、第１のガラス部１０１’と第２のガラス部１０６の間にあった隙間が埋まり、両者は接する。シュリンク後においては、軟化点が高く、外気に触れる面積の多い第１のガラス部１０１’の方が先に軟化状態から解放された時点（つまり、固まった時点）でも、それよりも内側に位置し、かつ、軟化点の低い第２のガラス部１０６は、依然として、軟化したまま（溶融状態のまま）の時点が存在する。このときの第２のガラス部１０６は、第１のガラス部１０１’と比較して、流動性を持っており、仮に通常時（軟化状態でない時点）の両者の熱膨張係数がほぼ同じであったとしても、この時点の両者の性質（例えば、弾性率、粘度、密度など）は大きく異なっていると考えられる。そして、さらに時間が経過し、流動性を持っていた第２のガラス部１０６が冷えて、第２のガラス部１０６の温度が軟化点を下回ると、第２のガラス部１０６も、第１のガラス部１０１’と同様に固まることになる。ここで、第１のガラス部１０１’と第２のガラス部１０６との軟化点が同じであれば、外側から徐々に冷えて圧縮歪みが残らないように、両方のガラス部が固まるのであろうが、本実施形態の構成の場合、外側に位置する第１のガラス部１０１’が早めに固まって、しばらくしてから、内側の第２のガラス部１０６が固まるため、当該内側の第２のガラス部１０６に圧縮歪みが残ることになると思われる。

次に、図１０を参照しながら、第２のガラス部１０６に圧縮歪みが入っていることにより、ランプ１０００の耐圧強度が上がる理由を説明する。図１０（ａ）は、本実施形態のランプ１０００の側管部１０９の要部拡大図であり、一方、図１０（ｂ）は、比較のための第２のガラス部が存せず第１のガラス部１０１’のみからなる側管部１０９の要部拡大図である。

ランプ１０００の耐圧強度が上がる機構については、実際のところ明確にわからない部分もあるが、本願発明者らは、それについて次のように推論した。

まず前提として、側管部１０９内の金属箔１０３は、ランプ動作中に加熱・膨張するため、側管部１０９のガラス部には、金属箔１０３からの応力が加わる。より具体的に説明すると、ガラスよりも金属の方が熱膨張率が大きいことに加えて、電極１０２に熱的に接続されており、かつ、電流が通過する金属箔１０３の方が、側管部１０９のガラス部よりも加熱されやすいため、金属箔１０３から（特に、面積の小さい箔側面から）ガラス部へと応力が加わり易い。

ここで、図１０（ａ）に示すように、第２のガラス部１０６の長手方向に圧縮応力１５が加わっていると（圧縮応力が印加されている部位２０）、金属箔１０３からの応力１６の発生を抑制することができると考えられる。言い換えると、第２のガラス部１０６の圧縮応力１５によって、金属箔１０３から大きな応力１６が生じるのを抑制することができると考えられる。その結果、例えば、側管部１０９のガラス部におけるクラックの発生および側管部１０９のガラス部と金属箔１０３との間でのリーク（剥がれ）の発生が低減して、側管部１０９の強度が向上することになる。

一方、図１０（ｂ）に示すように、第２のガラス部１０６が無い構造の場合には、金属箔１０３からの応力１７は、図１０（ａ）に示した構成の場合よりも、大きくなると考えらる。すなわち、金属箔１０３の周囲に、圧縮応力の加わっている領域が存在しないので、金属箔１０３からの応力１７は、図１０（ａ）に示した応力１６よりも大きくなると思われる。それゆえ、図１０（ａ）に示した構成の方が、図１０（ｂ）に示した構成よりも、耐圧強度を向上させることができると推論される。この考えは、ガラスに引っ張り歪み（引っ張り応力）が入っていると割れやすく、圧縮歪み（圧縮応力）が入っていると割れにくくなるというガラスの一般的な性質と相容れるものと思われる。

ただし、ガラスに圧縮応力が入っていると割れにくくなるというガラスの一般的な性質から、ランプ１０００の側管部１０９が高い耐圧強度を持つということまで推論することはできない。なぜならば、仮に、圧縮歪みが入っている領域のガラスの強度が増したとしても、側管部１０９全体として見たら、歪みがない場合と比較して、負荷が生じていることになるため、側管部１０９全体としての強度はかえって低下するという考えも成り立ち得るからである。ランプ１０００の耐圧強度が向上したという結果は、本願発明者らがランプ１０００を試作し実験して初めてわかったことであり、まさに理論だけからは導き出せなかったものである。必要以上の大きな圧縮応力が第２のガラス部１０６（またはその外周周辺領域）に存在したままになれば、実際には、ランプ点灯時に側管部１０９の破損をもたらし、かえって、ランプの寿命を短くしてしまうことになるかもしれない。そのようなことを考えると、第２のガラス部１０６を有するランプ１０００の構造は、絶妙なバランスの下で、その高い耐圧強度を示しているものと考えられる。発光管１０１の部分を切断すると、第２のガラス部１０６の応力歪みが緩和されることから推測すると、第２のガラス部１０６の応力歪みによる負荷は、発光管１０１全体で上手く受け止めているのかもしれない。

なお、その高い耐圧強度を示す構造は、第１のガラス部１０１’と第２のガラス部１０６との圧縮応力の差によって生じた圧縮応力が印加されている部位２０によってもたらされているとも考えられる。つまり、第１のガラス部１０１’には、実質的に圧縮応力が加わってなく、圧縮応力が印加されている部位２０よりも中心側に位置する第２のガラス部１０６（または、その外周周辺）だけの領域に上手く圧縮歪みが閉じ込めることができたことにより、優れた耐圧特性を発揮させることに成功しているという推論も成立し得る。鋭敏色板法による歪み測定の原理に起因して、応力値が離散的に示されてしまう結果、図１０等においては、圧縮応力が印加されている部位２０が明確に示されているのであるが、仮に、現実の応力値を連続的に示せるとしても、圧縮応力が印加されている部位２０においては応力値が急峻に変化していると考えられ、その急峻に変化する領域にて、逆に圧縮応力が印加されている部位２０を規定することができると思われる。

さらに、第２のガラス部１０６に約１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の圧縮応力を与えるためには、上述した作製方法で完成させた高圧放電ランプ１０００（ランプ完成体）に対して、第２のガラス部１０６の歪点温度よりも高い温度で加熱することが必要であることがわかった。そして、１０３０℃で２時間以上、加熱することが好ましいこともわかった。具体的には、封止を終えたランプ１０００を１０３０℃の炉に入れて、アニール（例えば、真空ベークまたは減圧ベーク）すればよい。なお、１０３０℃の温度は例示であり、第２のガラス部（バイコールガラス）１０６の歪点温度よりも高い温度であればよい。すなわち、バイコールの歪点温度８９０℃よりも大きければよい。好適な範囲は、バイコールの歪点温度８９０℃より大きく、第１のガラス部（石英ガラス）１０１’の歪点温度（ＳｉＯ₂の歪点温度１０７０℃）よりも低い温度であるが、１０８０℃や１２００℃程度の温度で本願発明者らが実験した場合において効果がある場合もあった。

なお、比較参考のために、アニールを行っていない高圧放電ランプについて、鋭敏色板法による測定を行ったところ、高圧放電ランプの側管部１０９に第２のガラス部１０６を設けた構成であるにもかかわらず、封止部に約１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の圧縮応力は観測されなかった。

上述の説明では、第２のガラス部１０６をバイコールガラスから構成した例で説明したが、ＳｉＯ₂：６２重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１３．８重量％、ＣｕＯ：２３．７重量％を成分とするガラス（商品名；ＳＣＹ２、ＳＥＭＣＯＭ社製。歪点；５２０℃）によって第２のガラス部１０６を構成した場合でも、少なくとも長手方向に圧縮応力が印加された状態になることもわかった。

次に、本願発明者らが推論した、ランプ完成体に対して所定の温度で所定時間以上のアニールを施すと、ランプの第２のガラス部１０６に圧縮応力が加わる機構について図１１を参照しながら説明する。

まず、図１１（ａ）に示すように、ランプ完成体を用意する。なお、ランプ完成体の作製方法は上述した通りである。

次に、そのランプ完成体を加熱すると、図１１（ｂ）に示すように、水銀（Ｈｇ）１０８が蒸発を始め、その結果、発光管１０１内および第２のガラス部１０６にも圧力が加わる。図中の矢印は、水銀１０８の蒸気による圧力（例えば、１００気圧以上）を表している。発光管１０１内だけでなく、第２のガラス部１０６にも水銀１０８の蒸気圧が加わる理由は、目には見えない程度の隙間１３が電極１０２の封止部分にあるからである。

さらに加熱の温度を上げて、第２のガラス部１０６の歪点を越える温度（例えば、１０３０℃）で加熱を続けると、第２のガラス部１０６が軟らかい状態で、水銀の蒸気圧が第２のガラス部１０６に加わるため、第２のガラス部１０６において圧縮応力が発生する。圧縮応力が発生する時間は、例えば歪点で加熱したときに約４時間、徐冷点で加熱したときに約１５分であると推測される。この時間は、歪点および徐冷点の定義から導き出したものである。すなわち、歪点とは、この温度で４時間保つと内部歪が実質的に除去できる温度を意味し、徐冷点とは、この温度で１５分保つと内部応力が実質的に除去できる温度を意味するところから、上記時間は推測されている。

次に、加熱をやめて、ランプ完成体を冷却させる。加熱をやめた後も、図１１（ｃ）に示すように、水銀は蒸発したままであるので、水銀蒸気による圧力を受け続けながら第２のガラス部１０６は歪点より温度が低くなり、その結果、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、第２のガラス部１０６に圧縮応力が金属箔の長手方向だけではなく径方向等にも残留することになる（但し、歪検査器では長手方向の圧縮応力しか確認できない）。

最後に、室温程度まで冷却が進むと、図１１（ｄ）に示すように、第２のガラス部１０６に圧縮応力が約１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上存在するランプ１０００が得られる。図１１（ｂ）および（ｃ）に示したように、水銀の蒸気圧は、両方の第２のガラス部１０６に圧力を加えるため、この手法によれば、両方の側管部１０９に約１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上の圧縮応力を確実に加えることができる。

この加熱プロファイルを模式的に図１３に示す。まず、加熱を始めると（時間Ｏ）、その後、第２のガラス部１０６の歪点（Ｔ₂）の温度に達する（時間Ａ）。次に、第２のガラス部１０６の歪点（Ｔ₂）と第１のガラス部１０１’の歪点（Ｔ₁）との間の温度で、ランプを所定時間保持する。この温度領域は、基本的に、第２のガラス部１０６だけが変形可能な範囲とみなすことができる。この保持の間に、図１４の概略図に示すように、水銀蒸気圧（例えば、１００気圧以上）によって第２のガラス部１０６に圧縮応力が入る。

なお、水銀蒸気圧によって第２のガラス部１０６へ圧力を加えることが、アニール処理を最も効果的に利用する手法と思えるが、図１３におけるＴ₂以上Ｔ₁以下の温度範囲でランプを保持している時であれば、第２のガラス部１０６へ何らかの力を加えることができれば、水銀蒸気圧だけでなく、その力によって（例えば外部リード１０４を押すことによって）、第２のガラス部１０６に圧縮応力を加えることも可能であると推測する。

次に、加熱をやめると、ランプが冷却していき、時間Ｂ以降、第２のガラス部１０６の温度は歪点（Ｔ₂）を下回る。歪点（Ｔ₂）を下回ると、第２のガラス部１０６の圧縮応力は残留することになる。本実施形態では、１０３０℃で１５０時間保持した後、冷却（自然冷却）することによって、第２のガラス部１０６の圧縮応力を印加して残留させる。

上記のようなメカニズムで、水銀蒸気圧によって圧縮応力が発生するので、圧縮応力の大きさは、水銀蒸気圧（言い換えると、封入水銀量）に依存することになる。

一般的に、水銀量が多くなるほどランプは破裂しやすくなるところ、本実施形態の封止構造を用いると、水銀量を多くするほど圧縮応力が大きくなり、耐圧が向上する。つまり、本実施形態の構成によれば、水銀量を多くするほど高い耐圧構造を実現することができるため、現在の技術では実現できなかったような、極めて高耐圧での安定点灯を可能にする。

次にトリガー線１０５について説明する。

外部リード線１０４には、トリガー線１０５が電気的に接続されている。このトリガー線１０５は、外部リード線１０４および金属箔１０３を介して電極１０２と電気的に接続している。すなわち、トリガー線１０５が電気的に接続されている側にある電極１０２と金属箔１０３と外部リード線１０４に、トリガー線１０５が電気的に接続されていることになる。外部リード線１０４に接続しているのとは反対側のトリガー線１０５の端部は、ｋのトリガー線１０５が電気的に接続されている電極１０２の一部が埋め込まれている側の側管部１０９に巻き付けられている。トリガー線１０５は、材質がカンタル（Ｃｒが２２％、Ａｌが５〜６％含有されているＦｅ合金）であり、線径約０．３ｍｍである。なお、トリガー線１０５は高圧放電ランプ１０００の発熱に耐えられるように材料はカンタルであることが好ましい。また、線径はφ０．１〜０．８ｍｍ程度が好ましい。０．１ｍｍより細くなると、ランプの熱によってランプ寿命がつきる前にトリガー線１０５が腐食してしまう可能性が有るためである。また、０．８ｍｍより太くなると、加工が困難で実用的でないといった問題点が有るためである。

続いて、本実施形態の高圧放電ランプの始動性試験の結果を示す。

本実施形態の高圧放電ランプ１０００を用い、始動パルスを発生できる点灯回路でランプを点灯させ、始動電圧の測定を行った。測定に使用した始動パルスは、図２に示すような波形であり、ピークの電圧は約１３ｋＶである。また、パルスの時間幅はＧＮＤレベルで約２８０ｎｓｅｃである。

ここで比較のために、第２のガラス部を有していない従来の構成の高圧放電ランプ３０００と比較した。従来の高圧放電ランプ３０００の模式図を図３に示す。図３に示す高圧放電ランプ３０００は、図１の高圧放電ランプ１０００と比較して、側管部１０９に第２のガラス部１０６が存在しないことのみが異なる。高圧放電ランプ３０００のその他の構成は高圧放電ランプ１０００と同じであり、高圧放電ランプ１０００と同一符号を記して説明を省略する。

始動性試験は次のように実施した。

高圧放電ランプ１０００と高圧放電ランプ３０００とを１６０Ｗで３．５時間ＯＮと０．５時間ＯＦＦのサイクルで点滅点灯し、始動電圧の点灯時間の推移を測定した。高圧放電ランプ１０００，３０００は各１０本で測定し、始動電圧の平均値で比較した。

始動電圧測定の結果を図４に示す。図４から本実施形態の高圧放電ランプ１０００は、従来の高圧放電ランプ３０００と比較して、点灯後の始動電圧が非常に低くなる。例えば、点灯１００時間（ｈ）後であれば約４．５ｋＶ低くなり、点灯１００時間よりも長く点灯した場合であっても少なくとも２ｋＶ（点灯後５００時間の場合）も始動電圧を低減できる。この始動性の低減の効果は非常に大きく、点灯回路からの高電圧による安全性の向上が図れるとともに、高圧放電ランプ１０００への導入線等の絶縁部材がより簡単な構造のもので済む。これにより、より低コストな光源セット（例えばプロジェクタ）を実現できる。また、始動電圧が低減するので、他の電気回路へのノイズ低減も図れ、誤動作の低減も図れる。

本実施形態の高圧放電ランプ１０００の構成によって、始動電圧が大きく低下する理由は詳しくはわからないが、トリガー線１０５によって発生される高電圧と第二のガラス部１０６中に含まれるＮａとが何らかの反応をして、発光管１０１内の始動を補助するような作用があると考えられる。

側管部１０９に存在するＮａによって始動電圧が低下するという驚くべきかつ際だった上記の効果は、トリガー線１０５と側管部１０９内に第２のガラス部１０６を含む構造が組み合わさったときに起こる特有な現象である。このような効果は、従来の技術の延長では考えられなかった新たな発見である。

なお、本実施形態では、第２のガラス部１０６にＮａが含有するものを示したが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋから選択される少なくとも１つが存在すれば同様な効果が得られる。また、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋの第２のガラス部１０６中の総含有量は、０．００１重量％以上で１．０重量％以下であることが好ましい。これらの含有量が０．００１重量％（１０ｐｐｍ）よりも少なくなると始動電圧の低減の効果が得られない。また、１．０重量％よりも多い場合は、第２のガラス部１０６の軟化点が低下しすぎて失透の原因となる場合がある。さらに１．０重量％よりも多い場合は、第２のガラス部１０６の膨張係数が第１のガラス部１０１’と比較して大きく変化して封止強度が低下する。このために１６０ｍｇ／ｃｍ³（１６０ＭＰａに相当）の水銀が発光管１０１に封入されたときに気密性の信頼を損ねてしまう場合があり、好ましくない。また、水銀量が１６０ｍｇ／ｃｍ³以上になると、反射鏡などと組み合わされてプロジェクタなどに用いられる光源として好適なものとなる。さらに、電極先端間距離を２ｍｍ以下にすることで、よりプロジェクタ光源として好適となる。

なお、発光管１０１に封入される臭素の量は、発光管１０１の内容積あたりに換算して１０^-4μｍｏｌ／ｃｍ³以上１０μｍｏｌ／ｃｍ³以下であることが好ましい。発光管１０１内に臭素などのハロゲンを含む高圧放電ランプの場合、始動電圧とハロゲン量との間に相関があることが判った。ハロゲン量が増えると始動電圧が上昇するのである。そのため、点灯回路の始動電圧と整合させて封入するハロゲン量を設計すれば良い。また、ハロゲン種によって、その程度は異なるので、ハロゲン種によって封入ハロゲン量を変化させても良い。例えば、始動電圧を１０ｋＶ以下にするためには、臭素を含む場合であれば、発光管１０１の単位内容積あたり１０μｍｏｌ／ｃｍ³程度以下である必要がある。また、臭素は、点灯中に発光管１０１内でハロゲンサイクルをまわして発光管１０１の黒化を抑制する効果がある。この黒化抑制のためには、臭素は１０^-4μｍｏｌ／ｃｍ³以上であることが好ましい。

また、側管部１０９に埋め込まれた電極１０２の部分の周りには、本実施形態のように、コイル１０７が巻き付けられていることが好ましい。比較のために、コイル１０７の巻かれていない高圧放電ランプで始動電圧を測定した。コイル１０７がない場合、コイル１０７が巻き付けられている場合と比較して、点灯後１００時間後の測定において始動電圧の平均値が約０．５ｋＶ高い結果となった。ここで、０．５ＫＶの始動電圧の差は大きな意味を持つ。なぜならば、高圧放電ランプを使用するユーザーは小型なセットを目指して、できるだけ耐圧の低い配線などを使いたいとの要望が強い。この始動電圧が約０．５ＫＶ低下するということは、このようなユーザーのセットの小型化を実現できる可能性を秘めている。

また第２のガラス部１０６は、金属箔１０３の全面を必ずしも被う必要ない。金属箔１０３の発光管１０１側だけを被っても良いし、電極１０２との接続部分のみを被っても良い。なお、始動性の観点からは、第２のガラス部１０６の存在する部分の外側（側管部１０９の周囲）にトリガー線１０５が巻き付けられていることが好ましい。この構成により、より始動電圧が低いランプを得ることができることを確認している。また、高圧放電ランプ１０００の耐圧を向上させるためには、第２のガラス部１０６は、少なくとも金属箔１０３の発光管１０１に近い側を被う方が好ましい。

また、第１のガラス部１０１’（発光官１０１も含む）は、高圧放電ランプに用いることを考えると、失透などの点からＳｉＯ₂が９９％以上含まれていることが好ましい。ＳｉＯ₂の成分が減少すると、第１のガラス部１０１’の軟化点が低下し、失透の原因となる可能性が高くなるためである。

（実施形態２）
実施形態２の高圧放電ランプ５０００の模式図を図５に示す。高圧放電ランプ５０００は、実施形態１の高圧放電ランプ１０００と比較して２本のトリガー線５０１ａ、５０１ｂが存することのみが異なる。他の構成は、高圧放電ランプ１０００と同じなので、同一の符号を記して説明を省略する。

発光管１０１の管内には一対の電極１０２ａ、１０２ｂが対向して配置されている。一方の電極１０２ａ（図の左側）に電気的に接続されたトリガー線５０１ａ（第１のトリガー線）は、他方の電極１０２ｂ（図の右側）が配置されている側管部１０９ｂに巻き付けられている。また、他方の電極１０２ｂに電気的に接続されたトリガー線５０１ｂ（第２のトリガー線）は、一方の電極１０２ａが配置されている側管部１０９ａに巻き付けられている。

高圧放電ランプ５０００の始動電圧を実施形態１と同様な方法で測定した結果を図６に示す。参考に図６には、高圧放電ランプ１０００、高圧放電ランプ３０００の始動電圧の結果を示す。なお、各高圧放電ランプともに１０本で測定して平均値で記載している。高圧放電ランプ５０００の構成により、すなわち、２本のトリガー線５０１ａ、５０１ｂを用いることにより、１本のトリガー線１０５を用いた高圧放電ランプ１０００よりも、さらに１ｋＶ〜２ｋＶ程度低い始動電圧で始動できることがわかった。高圧放電ランプ５０００は１０本ともすべて、点灯試験中の始動電圧が１０ｋＶ以下であった。

ここで、生産バラツキを含めて、点灯中に１０ｋＶ以下の始動電圧で点灯できる高圧放電ランプであれば、非常に有用な高圧放電ランプとなる。なぜならば、１０ｋＶ以下ならば、現在一般的に高圧放電ランプと点灯回路を接続するために使用されているコネクタおよび接続配線をより小型、軽量、低コストなものに変更できるため、装置までも小型化、軽量化、低コスト化できるためである。本実施形態の高圧放電ランプ５０００は、バラツキを含めてすべて１０ＫＶ以下となっており、装置の小型化が可能となるという大きな利点が有る。

これらのトリガー線５０１ａ、５０１ｂの敷設方法は、用途に応じて最適な方法を選択すれば良い。

また、第２のガラス部１０６ａ、１０６ｂが存していることによって、実施形態１と同様に本実施形態でも側管部１０９ａ、１０９ｂに圧縮応力が印加されている部位が存しているので、ランプ５０００の耐圧強度は高い。

（実施形態３）
図７は、本実施形態にかかる高圧放電ランプ７０００の構成を模式的に示している。本実施形態の高圧放電ランプ７０００の構成は、実施形態１の高圧放電ランプ１０００と比較して、コイル１０７がない点、金属箔１０３がエッチングされていない点でのみ相違する。他の構成要素は、高圧放電ランプ１０００と同一であり、同一符号を記して説明を省略する。

発光管１０１内には、実施形態１と同様に、水銀１０８が封入されている。超高圧放電ランプとして高圧放電ランプ７０００を動作させる場合、例えば、２００ｍｇ／ｃｍ³程度またはそれ以上（２２０ｍｇ／ｃｍ³以上または２３０ｍｇ／ｃｍ³以上、あるいは２５０ｍｇ／ｃｍ³以上）、好ましくは、３００ｍｇ／ｃｍ³程度またはそれ以上（例えば、３００ｍｇ／ｃｍ³〜５００ｍｇ／ｃｍ³）の水銀と、希ガス（例えば、アルゴン）と、必要に応じて、少量のハロゲンとが発光管１０１内に封入されている。

本実施形態では、電極１０２の側管部１０９への埋没部にコイルを巻き付けておらず、また金属箔１０３の先端をエッチング処理していないので、実施形態１，２ほどは耐圧強度が向上しないが、従来の第２のガラス部１０６を有せず圧縮応力が印加されている部位を有しない高圧放電ランプよりは耐圧強度を向上させることができる。また、第２のガラス部１０６にＮａが含有されているので、始動特性も実施形態１と同様な効果が得られる。

（他の実施形態）
上記の実施の形態は、水銀を含まない無水銀高圧放電ランプ（発光物質としてハロゲン化物を使用するランプ）の場合についても同様に実施可能である。

また、パルス幅と始動電圧も相関があることが判った。パルス幅を大きく（時間的に長く）すると、始動電圧が低下するのである。具体的には、上記実施形態の始動パルス幅を小さくすると、始動電圧が上昇する傾向が見られた。また、逆にパルス幅を大きくすると、始動電圧が若干低下する傾向がみられた。この結果より、始動電圧を１０ｋＶ以下にするためには、上記実施形態のパルス幅より大きい事が好ましいと言える。

以上説明したように、本発明に係る高圧放電ランプは、始動電圧を低減させ耐圧強度を向上させているので、一般照明やプロジェクタ用の光源等として有用である。

実施形態１の高圧水銀ランプ１０００を模式的に示す図である。 始動電圧を測定する場合の始動電圧パルス波形図である。 従来の高圧水銀ランプ３０００を模式的に示す図である。 高圧放電ランプ１０００における始動電圧と点灯時間との関係を示す図である。 実施形態２の高圧水銀ランプ５０００を模式的に示す図である。 高圧放電ランプ５０００における始動電圧と点灯時間との関係を示す図である。 実施形態３の高圧水銀ランプ７０００を模式的に示す図である。 図１のＡ−Ａ’線断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、光弾性効果を利用した鋭敏色板法による歪み測定の原理を説明するための図である。 （ａ）および（ｂ）は、第２のガラス部に圧縮歪みが入っていることによって、ランプ１０００の耐圧強度が上がる理由を説明するための要部拡大図である。 （ａ）から（ｄ）は、アニールによって圧縮応力が加わる機構を説明するための断面図である。 （ａ）は第２のガラス部に存在する長手方向の圧縮応力を模式的に示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。 加熱工程（アニール工程）のプロファイルを模式的に示すグラフである。 水銀蒸気によって第２のガラス部に圧縮応力が入る機構を説明するための概略図である。

符号の説明

１０１ 発光管
１０１’ 第１のガラス部
１０２，１０２ａ，１０２ｂ 電極
１０３ 金属箔
１０４ 外部リード線
１０５，５０１ａ，５０１ｂ トリガー線
１０６ 第２のガラス部
１０７ コイル
１０８ 水銀
１０９，１０９ａ，１０９ｂ 側管部

Claims (10)

1. 管内に発光物質が封入される発光管と、
   前記発光管の気密性を保持する側管部と、
   前記側管部に巻かれたトリガー線と
   を備え、
   前記側管部は、前記発光管から延在した第１のガラス部と、前記第１のガラス部の内側の少なくとも一部に設けられた第２のガラス部とを有しており、
   前記第２のガラス部にはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される少なくとも１つが０．００１重量％以上で１．０重量％以下で含有されており、
   前記発光管の管内には、一対の電極が互いに対向して配置されており、
   前記一対の電極のそれぞれは、金属箔に電気的に接続されており、
   前記金属箔は前記側管部に埋没され、かつ、前記金属箔の少なくとも一部が前記第２のガラス部に被われており、
   前記側管部は、圧縮応力が印加されている部位を有している、高圧放電ランプ。
2. 前記圧縮応力は、光弾性効果を利用した鋭敏色板法を用いて前記側管部を測定した場合、前記第２のガラス部に相当する領域において、１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上５０ｋｇｆ／ｃｍ²以下である、請求項１に記載の高圧放電ランプ。
3. 前記電極の一部は、前記側管部に埋没されており、
   前記電極の前記側管部に埋没した部分の少なくとも一部に金属製のコイルが巻き付けられている、請求項１または２に記載の高圧放電ランプ。
4. 前記側管部は、一対存在しており、
   前記一対の電極に接続された前記金属箔は、それぞれ異なる側管部に埋没されており、
   前記トリガー線は、第１および第２のトリガー線を含み、
   前記第１のトリガー線は、一方の前記電極に電気的に接続されて、他方の前記電極が配置されている前記側管部に巻き付けられており、
   前記第２のトリガー線は、前記他方の前記電極に電気的に接続されて、前記一方の電極が配置されている前記側管部に巻き付けられている、請求項１から３までのいずれか一つに記載の高圧放電ランプ。
5. 前記発光管の管内には、臭素と前記発光物質として水銀とが封入されており、
   前記臭素の封入量は、前記発光管内容積あたりに換算して１０^-4μｍｏｌ／ｃｍ³以上１０μｍｏｌ／ｃｍ³以下である、請求項１から４までの何れか一つに記載の高圧放電ランプ。
6. 前記第１のガラス部は、ＳｉＯ₂を９９重量％以上含み、
   前記第２のガラス部は、１５重量％以下のＡｌ₂Ｏ₃および４重量％以下のＢ₂Ｏ₃のうちの少なくとも一方と、９９重量％よりも少ないＳｉＯ₂を含む、請求項１から５の何れか一つに記載の高圧放電ランプ。
7. 前記第２のガラス部の軟化点は、第１のガラス部の軟化点温度よりも低い、請求項１から５の何れか一つに記載の高圧放電ランプ。
8. 前記金属箔の前記発光管に近い側における端部がエッチングされている、請求項１から７までの何れか一つに記載の高圧放電ランプ。
9. 前記発光物質として水銀が封入されており、
   前記水銀の封入量は、前記発光管内容積あたりに換算して、１６０ｍｇ／ｃｍ³以上である、請求項１から８までの何れか一つに記載の高圧放電ランプ。
10. 前記発光物質として水銀が封入されており、
    前記水銀の封入量は、前記発光管内容積あたりに換算して、３００ｍｇ／ｃｍ³以上である、請求項１から８までの何れか一つに記載の高圧放電ランプ。
    

Images