JP2007115651A - 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
透光性セラミックス放電容器および電流導入導体間の封着部の封着性能を向上した高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置およびを提供する。
【解決手段】
高圧放電ランプＭＨＬは、開口部１ｂを備えた透光性セラミックス放電容器１と、その開口部に挿入され、開口部に封着された電流導入導体２と、これに接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極３と、放電媒体とを具備し、上記封着は透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスまたは／および電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料の融着によって形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置に関する。

従来の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、電流導入導体を介して上記放電容器を封止するために、種々の態様が提案されたり、試みられたりしてきた。その中でも最も普及しているのは、ガラスフリットを用いる態様である（例えば、特許文献１参照。）。

特開平０６−１９６１３１号公報

ところが、特許文献１に記載されているようなガラスフリットを用いて透光性セラミックス放電容器を封止する場合、ガラスフリットの耐熱性が充分に高いとはいえないことから、ランプの寿命特性を得るためには封止部の温度を所要に抑制しなければならず、そのために以下の構成を採用する必要がある。
（１）放電空間を画成する包囲部の両端から小径筒部を管軸方向に延在させる、いわゆるキャピラリー構造を形成する。
（２）管壁負荷を小さくする。

上記構成の採用により以下の問題が生じる。

上記（１）の結果、ランプの全長が大きくなってしまう。これに伴って、さらに次の問題が派生する。
・キャピラリー部分が折損しやすくなる。
・封入するハロゲン化物などの放電媒体の封入量がキャピラリーを形成しない場合に比較して数倍以上、場合によっては１０倍以上必要になる。その結果、コストアップ、放電媒体の安定性、放電媒体から放出される不純ガス増加に起因する始動性低下、白濁、黒化および電極損耗などの不具合が発生しやすくなる。

上記（２）の実施によって温度が低下するので、ハロゲン化物の蒸発が充分に行われなくなり、蒸気圧を高めることができない。その結果、発光効率を所期の程度まで高くすることができない。また、発光特性は良好であるが反応性が高いハロゲン化物を用いることができない。

本発明は、透光性セラミックス放電容器の封止構造を改良して、従来技術におけるガラスフリットを用いた封止に伴って発生していた不具合を抑制した高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、透光性セラミックス放電容器および電流導入導体間の封着部にフリットガラスを用いるのに替えて主として透光性セラミックス放電容器のセラミックスの融着および主として電流導入導体の融着の少なくともいずれか一方によって封着するものであり、これにより封着性能を著しく向上した高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することを他の目的とする。

本発明の高圧放電ランプは、開口部を備えた透光性セラミックス放電容器と；透光性セラミックス放電容器の開口部に挿入され、上記開口部に封着された電流導入導体と；電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と；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、上記封着は透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスおよび電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料のうち少なくとも一方の融着によって形成されていること特徴としている。

本発明は、以下の各態様を含む。

〔透光性セラミックス放電容器について〕 透光性セラミックス放電容器は、単結晶の金属酸化物例えばサファイヤと、多結晶の金属酸化物例えば半透明の気密性アルミニウム酸化物、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物例えばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような光透過性および耐熱性を備えたセラミック材料からなり、内部に放電空間が外部に対して気密に形成される容器である。しかし、上記材料の中でも透光性多結晶アルミナセラミックスは、工業的に量産できて比較的容易に入手できるため、透光性セラミックス放電容器の構成材料として好適である。

従来では思いもよらないことであったが、本発明者は、透光性セラミックスを比較的容易に溶融できることを見出した。本発明は、この発見に基づいてなされたものである。

また、透光性多結晶アルミナセラミックスで一般的に使用されているものは、その結晶平均粒径が数十μｍであるが、本発明においては、少なくとも開口部の結晶平均粒径が４μｍ以下のものが好適である。すなわち、少なくとも開口部の結晶平均粒径が４μｍ以下であると、開口部のセラミックスを溶融させて封止を行う際に、導入導体との馴染みが良好で、かつ、溶融により開口部と導入導体が接合した後の冷却時に、接合部やその近傍にクラックが発生しにくい。また、結晶平均粒径が１μｍ以下になると、接合によるクラック発生が極めて少なくなるので、より一層好適である。本発明においては特に優れている。さらに、結晶平均粒径が０．５μｍ以下になると、接合によるクラック発生が全く発生しなくなるので、最適である。

上述した透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部の結晶平均粒径が４μｍ以下である態様において、結晶平均粒径が４μｍ以下になっている部位は、開口部のみであってもよいし、全体であってもよい。また、所望により開口部以外の一部の部位において結晶平均粒径が４μｍ以下であってもよい。

なお、透光性セラミックス放電容器における透光性とは、放電によって発生した光を透過して外部に導出できる程度に光透過性であることをいい、透明ばかりでなく、光拡散性であってもよい。そして、少なくとも放電空間を包囲する部分の主要部が透光性を備えていればよく、要すれば上記主要部以外の付帯的構造を備えているときには、当該部分は遮光性であってもよい。

透光性セラミックス放電容器は、放電空間を包囲するために、包囲部を備えている。包囲部の内部すなわち放電空間が適当な形状、例えば球状、楕円球状、ほぼ円柱状などの形状をなしていることを許容する。放電空間の容積は、高圧放電ランプの定格ランプ電力、電極間距離などに応じてさまざまな値が選択され得る。例えば、液晶プロジェクタ用ランプの場合、０．５ｃｃ以下にすることができる。自動車前照灯用ランプの場合、０．０５ｃｃ以下にすることができる。また、一般照明用ランプの場合、定格ランプ電力に応じて１ｃｃ以上および以下のいずれにすることもできる。

また、透光性セラミックス放電容器は、包囲部に連通する開口部を備えている。開口部は、少なくとも後述する電流導入導体をそこに挿入し、かつ、電流導入導体を開口部に封着することによって透光性セラミックス放電容器を封止するために機能する。また、後述する放電媒体を透光性セラミックス放電容器すなわち包囲部の内部へ封入するためにも機能させることができる。

開口部の数は、一般的な一対の電極を封装する構成のためには２つであるが、配設する電流導入導体の数に応じて１つないし３つ以上の複数であることを許容する。一対の電極を封装するために２つの開口部を配設する場合、各開口部は、それぞれ離間した位置に配設されるが、好適には管軸に沿って離間対向している。

開口部は、透光性セラミックス放電容器を形成したときに別体をなしているが、電流導入導体と一緒に封止後には、開口部として一体化される筒状の中間部材を付加的に用いることができる。すなわち、透光性セラミックス放電容器を形成したときに一体的に形成されている開口部の部分と電流導入導体とが直接融着して封止が形成されるだけでなく、透光性セラミックス放電容器と一体の開口部と電流導入導体との間にセラミックス製などの筒状の中間部材を介在させることができる。この中間部材は、筒状に固形化された状態または粉体状態などであることが許容される。中間部材は、開口部と電流導入導体とに融着してこれらの間を良好に封止する。なお、中間部材の結晶平均粒径が４μｍ以下であれば、透光性セラミックス放電容器と一体の開口部の結晶平均粒径が４μｍ以下でなくても導入導体と開口部との馴染みが良好なる。また、この場合、開口部は、その結晶平均粒径が４μｍ以下であってもよいことはいうまでもない。

また、開口部を包囲部に連続して形成するのでもよいし、包囲部に連続する小径筒部を付帯的に形成し、この小径筒部の包囲部と反対側の端部に開口を形成するのであってもよい。後者の場合、小径筒部の長さは自由である。なお、開口部のセラミックスは遮光性であってもよい。

小径筒部は、従来フリットガラスを用いて透光性セラミック放電容器を封止する場合に採用されているいわゆるキャピラリー構造を形成するために採用されている構造であるが、本発明においても、所望によりキャピラリー構造を形成するように小径筒部を形成することが許容される。しかし、キャピラリー構造を形成しない場合であっても、短寸の筒部を開口部に形成することにより、開口部の封止が確実になる。上記のいずれの構成であっても、開口部の大きさは、電流導入導体を挿入し、かつ、開口部の透光性セラミックスが溶融することによって、溶融した透光性セラミックスが導入導体に溶着することができるような大きさおよび形状に形成されている。封着部の管軸方向の長さは、約１〜７ｍｍ程度、好適には１．５〜４ｍｍであることを許容する。

透光性セラミック放電容器を封止するために、開口部のセラミックスを溶融させる手段は、特段限定されない。例えば、開口部のセラミックスを加熱して、その溶融温度以上に温度上昇させれば、セラミックスが溶融し、開口部に挿入されている電流導入導体の表面に馴染ませることができる。そうしたら、加熱を止めて馴染んだ個所を冷却すれば、セラミックスが固化して、電流導入導体が開口部に封着され、かつ、開口部が封止される。開口部のセラミックスを加熱する手段は特段限定されない。例えば、レーザーや反射鏡付ハロゲン電球などの熱線投射形の局部加熱手段、誘導加熱手段および電気ヒータなどを用いることができる。なお、レーザーとしては、例えばＹＡＧレーザー、ＣＯ_２レーザーなどを用いることができる。

熱線投射形の上記局部加熱手段を用いて開口部の全周を加熱する場合、局部加熱手段を開口部に対して所定の離間位置、例えば開口部の側方に固定し、局部加熱手段を作動させながら透光性セラミック放電容器の開口部および局部加熱手段のいずれか一方または双方を回転させれば、開口部の全周を均一に加熱することができる。しかし、所望により、開口部の延在方向、例えば管軸方向からレーザーを照射したり、固定的に配置された開口部の周囲に複数の局部加熱手段を配置したり、局部加熱手段を開口部の周囲に回転させたり、あるいは開口部の全周を包囲する加熱手段を配設したりすれば、透光性セラミック放電容器を静止状態で加熱することもできる。

次に、透光性セラミックス放電容器を製作するには、包囲部を一体的に成形して形成してもよいし、複数の構成部材を接合させたり、嵌合させたりして形成してもよい。例えば、包囲部の他に小径の筒部などの付帯的構造を備えている場合、包囲部の両端または一端に付帯的構造を最初から一体に成形することができる。しかし、例えば包囲部と、付帯的構造とを、それぞれ別に仮焼結してから所要に接合させて、全体を焼結することにより、一体の透光性セラミックス放電容器を形成することもできる。また、筒状部分と端板部分とをそれぞれ別に仮焼結してから接合して、全体を焼結することにより、一体化された包囲部を形成することもできる。

〔電流導入導体について〕 電流導入導体は、後述する電極に電圧を印加して、電極に電流を供給し、かつ、透光性セラミックス放電容器を封止するために機能する導体である。そのために、透光性セラミックス放電容器の開口部の内部に挿入されている先端側の部分が電極に接続し、基端側が透光性セラミックス放電容器の外部に露出している。なお、透光性放電容器の外部に露出しているとは、透光性セラミックス放電容器から外部へ突出していてもよいし、また突出していなくてもよいが、外部から給電できる程度に外部に臨んでいればよい。

また、電流導入導体は、封着性金属すなわちその熱膨張係数が透光性セラミックス放電容器を構成している透光性セラミックスのそれと近似している導電性金属であるニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）などの金属やサーメットなどを用いることができる。また、透光性セラミックス放電容器の材料にアルミナセラミックスなどのアルミニウム酸化物を用いる場合、ニオブおよびタンタルは、平均熱膨張係数がアルミニウム酸化物とほぼ同一であり、またモリブデンはその平均熱膨張係数が上記酸化物のそれと接近しているから、封止に好適である。イットリウム酸化物およびＹＡＧの場合も差が少ない。窒化アルミニウムを透光性セラミックス放電容器に用いる場合には、電流導入導体にジルコニウムを用いるとよい。また、電流導入導体を複数の材料部分を接合して形成することもできる。例えば、一部を上記のグループから選択した金属の部分とし、この金属部分にサーメットを管軸方向に接合したり、管軸と直交する周方向に接合したりした構成とすることができる。そして、電流導入導体の少なくとも一部にサーメットを用いる場合、当該サーメットの部分で透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体との間の封着を行うことができる。

上記サーメットは、その構成材料のセラミックスがアルミナセラミックスで、金属が上記グループから選択された一種または複数種の金属、例えばモリブデンまたはタングステンからなるものを用いることができる。また、電流導入導体の透光性セラミックス放電容器に封着されるサーメット部分は、少なくともニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステンなどの金属成分と、アルミナ、ＹＡＧおよびイットリアなどのセラミックス成分とを含み、金属成分の含有比率が５〜６０質量％であることを許容する。

そうして、サーメットが上記のような構成であると、加熱手段による封着予定部を加熱した際に、加熱の仕方にもよるが、一般的には透光性セラミックス放電容器では熱吸収が生じにくい。これに対して、サーメット表面では熱吸収が大きくなり、その結果サーメットの表面が加熱されて温度上昇し、さらに透光性セラミックス放電容器の開口部に伝熱されることで封着予定部が溶融する。

また、金属成分の含有量が６０質量％以下なので、透光性セラミックス放電容器の熱膨張率に大きな差がなく、透光性セラミックス放電容器が直接モリブデン接触した場合と比較して、高圧放電ランプを点灯した際のヒートショックによる破損およびリークが生じにくい。

上記サーメットは、上記とは異なる以下の観点からすれば、金属成分の含有比率が５０〜８０質量％であるのが好ましい。

すなわち、主としてサーメットの導電性を重視する観点からすれば、金属成分の含有比率を上記の範囲内にあるようにすれば、十分な導電性を得ることができる。そして、サーメットが上記のような構成であれば、所要の導電性を有するサーメットであっても、そ
の直径を小さくすることができるので、本発明による封着がより一層容易になる。

しかし、金属成分の含有量が８０質量％を超えると、透光性セラミックス放電容器との間の熱膨張率が大きくなりすぎるので、所望の封着を得るのが困難になる。また、金属成分の含有量が５０質量％になると、所望の導電性を得るのが困難になる。

さらに、電流導入導体をニオブなどの封着性金属の棒状体、パイプ状体やコイル状体などによって構成することができる。棒状体の場合、棒状体の周囲にコイルを巻装することが許容される。なお、パイプ状体やコイル状体の場合、電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の内部を外部に対して封止するのに支障をきたさないように閉塞可能な構成でなければならない。また、ニオブなどは酸化性が強いので、高圧放電ランプを大気に通じた状態で点灯する場合には、耐酸化性の導体を電流導入導体にさらに接続するとともに、透光性セラミックス放電容器の開口部から外部へ露出した部分をフリットガラスなどの気密性物質で被覆するなどにより、電流導入導体が大気に接触しないようにする必要がある。

さらにまた、電流導入導体は、主として透光性セラミックス放電容器の開口部に封着する部分と、主として電極を支持する部分とに機能が分かれている。そこで、各部分をそれぞれの機能に対して最適化するために、各部分を別の材料を用いたり、別のサイズや構造にして形成し、かつ、それらを接続して電流導入導体を構成したりすることがきる。例えば、主として透光性セラミックス放電容器の開口部に封着する部分をニオブとし、主として電極を支持する部分を耐ハロゲン性金属により形成することが既知である。本発明においても主たる機能に応じた材料、サイズおよび形状などの仕様を異ならせて、これらを管軸方向に接続して電流導入導体を構成することを許容する。しかし、本発明においては、所望により電流導入導体のほぼ全長を通じて同一材質の導電性部材を用いることもできる。この場合、上記それぞれの機能を発揮するために、導電性部材の周囲に所要に応じて他の材料を付加することができる。例えば、電流導入導体の開口部に溶着する部分については、必ずしも導電性は必要がないので、セラミックス成分の構成比率が高い材料を導電性部材の周囲に設け、この部材の一部をもって溶着させるようにしてもよい。

次に、透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体との間の封着手段について説明する。本発明においては、以下の態様を含む。いずれの態様も透光性セラミックス放電容器の開口部または／および電流導入導体の封着部の材料と同質の材料が融着することにより、封着が形成されている。したがって、従来技術におけるフリットガラスのような透光性セラミックス放電容器および封着部の電流導入導体の材料とは異なる材料成分、例えばＳｉＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３などが介在していないという共通点が存在する。
（１）透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスが主として電流導入導体に融着する態様。
（２）電流導入導体の透光性セラミックス放電容器の開口部に対向する部分が主として融着する態様。
（３）透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスと電流導入導体が互いに融着する態様。
（４）透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスおよび電流導入導体の透光性セラミックス放電容器の開口部に対向する部分の材料と同質の封着材が主として融着する態様。なお、上記封着材は、電流導入導体に予め一体化させておく構成および電流導入導体とは別に用意する構成のいずれでもよい。

〔電極について〕 電極は、透光性セラミックス放電容器の内部に後述する放電媒体の放電を生起させる手段である。電極は、一般的にその一対が透光性セラミックス放電容器の内部において電極間でアーク放電が生起されるように離間対向して配設される。なお、本発明においては、少なくとも１個の電極が上記導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装されている。

また、電極は、電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内の所定位置に支持されている。例えば、電極の基端が電流導入導体の透光性セラミックス放電容器の内部側に位置する先端部に接続される。

さらに、電極を電極主部または／および電極軸部により構成することができる。電極主部は、放電の起点となる部分で、したがって主として陰極およびまたは陽極として作用する部分であり、所望により電極軸部を介さないで直接電流導入導体に接続することができる。また、電極主部の表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じてタングステンのコイルを巻装したり、電極軸部より径大にしたりすることができる。電極が電極軸部を備えている場合、電極軸部は、電極主部と一体に、または溶接されて、電極主部の背面から後方へ突出して電極主部を支持し、かつ、電流導入導体に接続する。なお、所望により電極軸部と電流導入導体の先端部を単一のタングステンにより一体化させることができる。

さらにまた、電極の材料には、タングステン、ドープドタングステン、トリエーテッドタングステン、レニウムまたはタングステン−レニウム合金などを用いることができる。

さらにまた、一対の電極を用いる場合、交流点灯形の場合にはそれらを対称構造とするが、直流点灯形の場合には、非対称構造にすることができる。

〔放電媒体について〕 放電媒体は、その放電により所望の発光を得るための手段であるが、本発明においてその構成が特段限定されない。例えば、下記に列挙する態様であることを許容する。しかし、好ましくは発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成媒体および希ガスにより構成される。なお、本発明において、「高圧放電」とは、イオン化媒体の点灯中の圧力が大気圧以上になる放電をいい、いわゆる超高圧放電を含む概念である。

発光金属のハロゲン化物は、主として可視光を発光する発光金属のハロゲン化物であり、既知の各種金属ハロゲン化物を採用することができる。すなわち、発光金属の金属ハロゲン化物は、発光色、平均演色評価数Ｒａおよび発光効率などについて所望の発光特性を備えた可視光の放射を得るため、さらには透光性セラミックス放電容器のサイズおよび入力電力に応じて、既知の金属ハロゲン化物の中から任意所望に選択することができる。例えば、ナトリウム（Ｎａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、希土類金属（ジスプロシウム（Ｄｙ）、ツリウム（Ｔｍ）、ホルミウム（Ｈｏ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ランタン（Ｌａ）およびセリウム（Ｃｅ）など）、タリウム（Ｔｌ）、インジウム（Ｉｎ）およびリチウム（Ｌｉ）からなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。

ランプ電圧形成媒体は、ランプ電圧を形成するのに効果的な媒体であり、例えば水銀または下記の金属のハロゲン化物を用いることができる。すなわち、ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物は、点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、かつ、可視域の発光量が上記発光金属による可視域の発光量に比較して少ない金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、マンガン（Ｍｎ）などのハロゲン化物が好適である。

希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用し、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）などを単体でまたは混合して用いることができる。

１．発光金属のハロゲン化物＋水銀＋希ガス：いわゆる水銀入りのメタルハライドランプの構成である。

２．発光金属のハロゲン化物＋ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物＋希ガス：環境負荷の大きな水銀を用いないいわゆる水銀フリーのメタルハライドランプの構成である。

３．水銀＋希ガス：いわゆる高圧水銀ランプの構成である。

４．希ガス：希ガスとしてＸｅを用いると、いわゆるキセノンランプの構成である。

次に、発光金属のハロゲン化物は、ハロゲンとしてよう素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種または複数種を用いることができる。

〔本発明の作用について〕 本発明においては、透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスまたは／および電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料を融着させるには、溶融させる部材をレーザーなどの加熱手段を用いて集中的に加熱すればよい。このとき、少なくとも融着の相手方の部材もその表面が濡れる程度に加熱されるので、フリットガラスを用いることなしに、電流導入導体と透光性セラミックス放電容器の開口部が良好に封着される。

したがって、従来から透光性セラミックス放電容器の封着に使用されているフリットガラスにおけるような、例えばＳｉＯ_２やＤｙ_２Ｏ_３などの電流導入導体や透光性セラミックス放電容器の開口部の材料中には含まれていない異種物質の介在なしに直接的に封着されているために、得られた封着部の耐熱衝撃性、耐高温性および封着強度が向上する。

また、上記封着予定部の加熱溶融により、封着界面にセラミックスと電流導入導体物質の固溶体を形成することも比較的容易になる。固溶体が形成されることにより、当該封着部の耐熱衝撃性、耐高温性および封着強度がより一層向上する。

また、本発明によれば、封着部の耐高温性が優れているために、従来から透光性セラミックス放電容器に採用されている、細長くて内部にキャピラリーと称されるわずかな隙間を電流導入導体との間に形成して温度勾配を形成するための、小径筒部を必要としない態様が許容されるが、この場合には、以下の作用、効果を奏する。しかし、本発明は、所望により上述のようなキャピラリーを形成するための小径筒部の備えた透光性セラミックス放電容器の使用を排除するものではない。
（１）透光性セラミックス放電容器の耐衝撃性および耐熱衝撃性が一層良好になる。
（２）小径筒部を省略することにより、透光性セラミックス放電容器の軸方向のサイズを短縮して高圧放電ランプの小形化を図ることができる。
（３）透光性セラミックス放電容器の管壁負荷を大きくして、その作動温度を従来のそれより高く設定することが可能になる。このため、ハロゲン化物の蒸気圧が一層増大して発光効率を向上させることができる。
（４）キャピラリー内に進入する分の放電媒体が不要になるので、放電媒体の封入量を削減することができる。これに伴い、放電媒体中に紛れ込む不純物の量も低減するので、始動性が向上し、白濁や黒化が低減して光束維持率が向上し、電極損耗が減少する。その結果、高圧放電ランプの寿命特性が向上する。また、放電媒体の封入量の低減により、高圧放電ランプのコストダウンを図ることができる。

〔本発明におけるその他の態様について〕 本発明においては、以下の各態様を含むものである。

（第１の態様）
本発明の高圧放電ランプにおいて、電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部のセラミックスが溶融することによって透光性セラミックス放電容器に気密に封着されている。

第１の態様においては、少なくとも開口部のセラミックスが加熱されて溶融することによって、そこに挿入された電流導入導体によく馴染む。そして、溶融したセラミックスが冷却すると、固化して電流導入導体が開口部のセラミックスが溶融した部位に接合して封着される。その結果、開口部が閉鎖されて透光性セラミックス放電容器が封止される。

なお、上記において「少なくとも開口部のセラミックスが溶融する」とは、電流導入導体を開口部に封着する際に、開口部のセラミックスが溶融して封着に寄与しているのであればよく、セラミックスのみが溶融するだけでなく、電流導入導体の表面も同時に溶融している場合を含む意味である。また、電流導入導体と開口部のセラミックスとの上記接合部に電流導入導体の金属が拡散しているように構成すれば、なお一層なじみの良好な封着が行われる。

（第２の態様）
本発明の高圧放電ランプにおいて、電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向する部分がサーメットで構成されている。なお、この場合、サーメットは導電性があってもよいし、なくてもよい。後者の場合、電流導入導体の主として導電性機能部分と主として封着機能部分を分けて、封着機能部分を導電性がないか、少ないサーメットで構成し、導電性機能部分を金属や導電性のあるサーメットを用いるように構成することもできる。

したがって、第２の態様においては、上記サーメットの部分で電流導入導体を透光性セラミックス放電容器の開口部に封着することができる。サーメットの構成材料中のセラミックスとして透光性セラミックス放電容器と同質系のセラミックスを用い、また金属として例えばモリブデン、タングステンまたはニオブなどを用いることにより、サーメットと透光性セラミックス放電容器の熱膨張率が接近するので、両者の馴染みが良好になる。このため、クラック発生のない良好な封着部を形成することができる。したがって、透光性セラミックスの粒径が比較的大きくても良好な封着が得られる。

また、モリブデンやタングステンなどとセラミックスのサーメットは、ニオブのような放電媒体との反応性を有していないので、一部が放電空間に露出するような配置を許容する。したがって、サーメットの部分を電極のタングステン部分または電流導入導体のタングステン部分に接続しても、クラックが生じにくくなる。

これに対して、ニオブを電流導入導体の封着部に用いた場合、その端部が放電空間に露出すると、ニオブが放電媒体と反応しやすいので、短寿命になる。そこで、従来はフリットガラスでニオブの放電空間内の表面を被覆している。ところが、フリットガラスがニオブを越えてニオブに接続するタングステンやモリブデンの部分まで被覆してしまうと、熱膨張率の相違のために、クラックが発生しやすくなる。

さらに、サーメットの熱膨張率が金属のそれにも接近するため、サーメットの放電空間側の先端にタングステンまたはモリブデンの部分を接続しやすくなる。このため、電極の支持が良好になる。

（第３の態様）
第２の態様において、電流導入導体は、サーメット部分に隣接する金属棒部分を備え、金属棒部分がサーメット部分の少なくとも一部に没入している。

第３の態様において、上記金属棒は、放電空間側および外部側のいずれか一方および両方にあることを許容する。金属棒が放電空間側に位置する場合、当該金属棒の先端側の部分がサーメット部分から突出して電極を支持する。金属棒が外部側に位置する場合、当該金属棒の基端側の部分がサーメット部分から外部へ露出して発光管の支持や給電のために機能する。

また、金属棒のサーメット部分への没入の程度は、サーメット部分を貫通する態様および貫通しない態様のいずれであってもよい。

本態様においては、サーメット部分における導電性を少なくとも主として金属棒部分により確保できるようになる。したがって、たとえ金属棒が貫通していない領域が存在しても、サーメット部分の全体をセラミックス−金属の含有比率を封着に対して最適な範囲に設定することができる。このため、より一層クラックが生じにくくなるようにすることができる。

また、一般にサーメットは、金属単体の場合より溶融しやすいので、封着時の加熱によってサーメット部分が軟化したとしても、金属棒部分で外部に露出する給電のための機能部分の形状を所定に維持できる。このため、封着時の加熱条件をより高温にするなど最適化させることができる。

さらに、金属棒がサーメット部分を貫通している場合、サーメット部分における導電性は不要であり、金属棒の部分で導電性を確保できる。したがって、サーメット部分を実質的に導電性のないサーメットを用いることができる。このため、サーメット部分の熱膨張率について最適設計を行うことができる。また、サーメット部分は、加熱の際に温度が上がりがちな端部が早く軟化しても、金属棒が貫通しているために、特別な支持なしに電極マウントの不所望な傾斜を阻止できる。なお、電極マウントは、電流導入導体および電極を封着以前に予め溶接などにより接続して一体化させた構造体である。

一方、金属棒がサーメット部分を貫通していない場合、金属棒が貫通していない領域によって電流導入導体の気密性を確保できる。したがって、サーメット部分とそこに貫通する金属棒との間の気密性を維持する必要がない。このため、サーメットの濡れ性が比較的悪くても差し支えないので、溶融性の良好なサーメットの使用が可能になる。

（第４の態様）
第２または第３の態様において、電流導入導体のサーメット部分と透光性セラミックス放電容器の開口部との間に形成されている非封着部平均隙間が２０〜２００μｍである。なお、非封着部平均隙間とは、次のように定義する。すなわち、透光性セラミックス放電容器とサーメット部分との間に封着部を形成したときに、封着部に隣接して封着されないで残留した部分が形成されるので、当該部分を非封着部といい、その非封着部における隙間の大きさの平均値を非封着部平均隙間という。

第４の態様は、サーメット部分と透光性セラミックス放電容器の開口部との間に良好な封着を行うための隙間を規定している。なお、非封着部は、サーメット部分の全長にわたって開口部との間に封着部が形成されないで、残留している部分である。したがって、非封着部隙間は、透光性セラミックス放電容器の開口部の内面とそこに挿入されたサーメット部分との間の隙間を示している。

非封着部平均隙間が２０μｍ未満であると、電極マウントの透光性セラミックス放電容器の開口部への挿入部の太さのばらつきを高度に小さくしなけば、挿入が困難になる。また、封着時にサーメット部分が先に膨張して隙間がなくなり、応力で開口部が破損しやすくなる。

これに対して、非封着部平均隙間が２００μｍ超であると、封着時に開口部とサーメット部分が馴染んで接合するまでの時間が長くなる。その結果、サーメットが溶融しすぎて流れ出し、所要の導電性や十分な電流容量を確保するための断面積を維持しにくくなる。

一方、非封着部の管軸方向の平均距離は、０．１ｍｍ以上であるのが好ましい。上記距離が１ｍｍ未満になると、サーメットに接続するモリブデンやタングステンなどの部分まで封着されやすくなり、高圧放電ランプの信頼性が低下する。また、これらの部分まで封着されると、クラックが生じやすくなったり、溶融時の熱衝撃でサーメットとモリブデンやタングステンなどの金属との接合が外れるか、強度が低下したりするなどの不具合が発生する。

（第５の態様）
本発明の高圧放電ランプにおいて、電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向するニオブ部分およびニオブ部分の透光性セラミックス放電容器内に位置する先端部を覆う薄肉の耐ハロゲン性金属製のカップ体を備えている。

第５の態様は、二オブ部分で透光性セラミックス放電容器の開口部に封着する場合の放電空間にニオブが露出しないための構成を規定している。

電流導入導体の封着部にニオブを用いる場合、放電空間内でニオブが放電媒体に接触するのを阻止するために、放電空間側のニオブ部分を耐ハロゲン性の物質で被覆する必要がある。

従来は、フリットガラスを用いて封着し、その際にフリットガラスを放電空間内に露出するニオブ部分の先端部まで進入させてフリットガラスで被覆している。

これに対して、本態様においては、薄肉の耐ハロゲン性金属製のカップ体を用いてニオブ部分の先端部を被覆するものである。

第５の態様において、電流導入導体は、ニオブ部分、ニオブ部分に接続するサーメット部分および／または耐ハロゲン性金属の部分からなる構成、ニオブ部分のみで構成したなどであることを許容する。なお、電流導入導体がニオブ部分のみからなる構成の場合、電極軸部の基端をニオブ部分の先端に接続することができる。

カップ体は、その材質が耐ハロゲン性金属であればよいが、特にモリブデンが好適である。また、カップ体は、肉薄であり、材質がモリブデン製の場合、所望の伸縮性およびハロゲン遮断性を奏するためには、２〜６０μｍの範囲内にあると好適である。なお、最適には５〜２５μｍの範囲である。肉厚が２μｍ未満になると、薄すぎて組立が困難になるとともに、溶融時の軟化でカップ体に亀裂が生じやすくなる。また、６０μｍを超えると、伸縮性が悪くなり、ニオブ部分から剥離したり、開口部や電流導入導体に応力クラックが生じたりしやすくなる。

また、カップ体は、予め形成したものをニオブ部分の先端部に被せ、次に高圧プレス機で上記先端部に接合することができる。また、ニオブ部分の先端部にモリブデンをめっき、蒸着およびイオンプレーティングなど既知の被着手段を用いて直接先端部に密着したカップ体を形成するのでもよい。さらに、モリブデン箔を成形型に置き、次にニオブ部分を上記成形型の中に押し込んで、カップ体を成形により形成すると同時にニオブ部分の先端に接合させてもよい。

そうして、第５の態様においては、薄肉の耐ハロゲン性金属製のカップ体を用いて放電空間側に露出するニオブ部分を被覆したので、従来のようなフリットガラスを用いることなしに放電媒体のハロゲン化物とニオブとの反応を阻止できる。

（第６の態様）
本発明の高圧放電ランプにおいて、電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向するニオブ部分を備えており；ニオブ基材およびニオブ基材の少なくとも一面に被着された透光性セラミックス放電容器と同質材料の膜を備え、透光性セラミックス放電容器の開口端の外側に配置されて透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体の間を封着している封着材を具備している。

第６の態様は、第５の態様と同様に電流導入導体のニオブ部分で封着するが、従来のフリットガラスを用いる場合のように、開口部の外部から上記封着材を溶融させて封着予定部まで進入させて封着するように構成されている。

電流導入導体は、第５の態様と同様にニオブ部分、ニオブ部分に接続するサーメット部分および／または耐ハロゲン性金属の部分からなる構成、ニオブ部分のみで構成したなどであることを許容する。なお、電流導入導体がニオブ部分のみからなる構成の場合、電極軸部の基端をニオブ部分の先端に接続することができる。

封着材は、複数層構造体である。その構成は、基材および透光性セラミックス放電容器と同質材料の膜からなる。基材は、ニオブ箔であり、肉厚０．１ｍｍ程度のものを用いることができる。透光性セラミックス放電容器と同質材料の膜は、例えば透光性セラミックス放電容器が透光性アルミナセラミックスからなる場合、アルミナの膜であり、膜厚０．１ｍｍ程度のものが好都合である。また、透光性セラミックス放電容器と同質材料の膜は、基材の一面または両面に形成される。膜の形成手段は、塗布、めっき、真空蒸着などのＰＶＤ法（物理的気相成長法）およびＣＶＤ法（化学的気相成長法）など既知の製膜手段を採用することができる。

本態様において、封着を行うには、透光性セラミックス放電容器の管軸を鉛直方向に立て、上側の開口部から電極マウントを透光性セラミックス放電容器の内部へ挿入した状態にし、開口部の上で、かつ、電流導入導体の外部突出部の周囲に封着材を載置して、封着材および封着予定部を例えばレーザーなどの加熱手段によって加熱する。加熱により温度が上昇して封着材が溶融すると、重力により透光性セラミックス放電容器の開口部の内面と電流導入導体のニオブ部分との間の隙間に進入し、加熱を停止して温度が低下すると、上記隙間に進入した封着材が固化するので、封着が形成される。なお、この場合、開口部のセラミックスおよび／または電流導入導体の表面部位が軟化ないし溶融して封着材と融合させれば、封着界面に固溶体が形成されるので、より一層良好な封着が得られる。

そうして、本態様によれば、透光性セラミックス放電容器の開口部および封着材の両者を同時に加熱する製造方法を採用することができるので、ＹＡＧレーザーやＣＯ_２レーザーを用いても熱吸収が良好である。したがって、迅速な加熱を行って短時間のうちに封着作業を行うことができる。

また、透光性セラミックス放電容器を立てた位置で管軸方向から封着時の加熱を行うことができるので、円筒形で小形軽量な耐圧ボックス内で封着工程を実施することが可能になる。このため、封着設備が小形で、しかも安価になる。

さらに、耐圧ボックス内に回転機構を配設する必要がないので、雰囲気汚染による透光性セラミックス放電容器内への不純物混入が顕著に低減する。

さらにまた、封着の均一性および安定性が向上するので、封着部の信頼性が向上する。

（第７の態様）
本発明の高圧放電ランプにおいて、透光性セラミックス放電容器は、外側に向かって拡径したテーパー部を有する開口部を備えており；電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の開口部に挿入され、少なくとも当該開口部のテーパー部に対向する部分が適合するテーパー部を備えている。

第７の態様において、透光性セラミックス放電容器の開口部の内面には、少なくと開口部の外部側の部分に位置し、かつ、外側へ向かって拡開する円錐形状のテーパー部を有している。

電流導入導体は、その封着部の材質が例えばニオブ、サーメットまたはモリブデンなど透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスと熱膨張率が接近している物質であればよく、特段限定されない。しかし、電流導入導体は、その封着予定部の少なくとも軸方向の一部に開口部のテーパー部に適合するように開口部の外側に向かって拡開した円錐形状のテーパー部を有している。

透光性セラミックス放電容器の開口部のテーパー部と電流導入導体の封着部のテーパー部は、電極が管軸方向の所定位置で、かつ、中心が管軸上にあるときに、両テーパー部同士が面接触した状態で封着するように形成されている。

そうして、本態様によれば、上記の構成を具備することで、電流導入導体を透光性セラミックス放電容器の開口部へ停止する位置まで挿入すれば、設計のとおりの電極間距離が設定され、かつ、電極が管軸に一致するようにセンタリングが行われる。したがって、電流導入導体の位置決めが容易になるとともに、電極マウントの透光性セラミックス放電容器への組立が容易になる。

また、封着予定部にテーパー部を形成すると、伝熱を受ける封着部の面積が、管軸に平行な封着部におけるそれより大きくなる。その結果、伝熱量が増大して封着予定部が溶融しやすくなる。

さらに、封着予定部を加熱する手段としてレーザーを用いる場合、レンズ系でレーザービームを絞って照射するが、その際にレーザービームの焦点角とテーパー部角度がそれぞれ大きい方が効率よく加熱することができる。

さらにまた、透光性セラミックス放電容器の管軸を鉛直に立てて管軸方向から加熱して封着することができ、そのために第６の態様において説明したのと同じ利点がある。

（第８の態様）
本発明の高圧放電ランプにおいて、電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部の内面に対向する部分が、導電性物質棒体ならびに導電性物質棒体の周面を覆うニオブ層およびニオブ層の外面を覆う透光性セラミックス放電容器と同質材料の層を有する封着材を備えており、透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体の間の封着部が少なくとも封着材の融着により形成されている。

第８の態様において、導電性物質棒体は、特段材質が限定されないが、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部の内面に対向する部分、換言すれば封着予定部を耐ハロゲン性金属（例えばモリブデンまたはタングステン）、ニオブまたはサーメットなどを用いて形成することができる。ただし、ニオブを用いる場合、放電空間内に露出する部分を耐ハロゲン性物質、例えばアルミナ、モリブデンなどを用いて被覆する必要がある。この場合、本発明の第５の態様を用いることができる。

封着材は、導電性物質棒体の封着予定部の周囲を覆うように配設される。この封着材は、導電性物質棒体の表面側、すなわち下側がニオブ層で、ニオブ層の表面全体を覆うようにその上側に透光性セラミックス放電容器と同質材料、例えばアルミナの層が積層して形成されている。

また、封着材は、その単一を、または所望により複数組を導電性物質棒体の封着予定部の周囲に順次積層して配設することができる。

さらに、ニオブ層および透光性セラミックス放電容器と同質材料の層は、いずれもその層厚を１〜５００μｍ程度の範囲で形成するのがよい。

さらにまた、ニオブ層および透光性セラミックス放電容器と同質材料の層は、塗布、めっき、真空蒸着などのＰＶＤ法（物理的気相成長法）およびＣＶＤ法（化学的気相成長法）など既知の製膜手段を用いて形成することができる。

そうして、第８の態様においては、積層構造の封着材を導電性物質棒体の封着予定部の周囲に形成しておき、加熱時にこの封着材が薄い膜状をなしているために、吸熱しやすく、したがって温度上昇が早いので、溶融の起点となりやすい。その結果、封着部が比較的短時間での形成される。封着は、主として封着材が融着して形成されたり、封着材の溶融が起点となって開口部のセラミックスや電流導入導体の構成物質が溶融して形成されたりする。上記いずれの態様であっても良好な封着部を形成することができる。

また、第８の態様は、封着材を所要に応じて複数組積層できるため、電流導入導体の封着予定部の導電性物質が耐ハロゲン性金属であっても、透光性セラミックスとの熱膨張率の違いによる応力を吸収する封着部を形成できるので、特に好適である。

さらに、封着材は、二オブ層および透光性セラミックス放電容器と同質材料の層により形成されているので、この封着材が少なくとも融着して封着部を形成することにより、封着部の界面に封着材構成物質の固溶体が形成されやすくなる。固溶体が形成されると、形成された封着部の耐熱衝撃性が大きくなる。

（第９の態様）
本発明の高圧放電ランプにおいて、電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向する部分が、導電性物質棒体、導電性物質体の周面に被着された透光性セラミックス放電容器と同質材料の層、この層の上に形成されたニオブ層を備えた封着材を備えており、透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体の間の封着部が少なくとも封着材の融着により形成されている。

第９の態様は、第８の態様との対比において、封着材の構成物質である透光性セラミックス放電容器と同質材料の層と、ニオブ層の位置が逆になっている点で異なっているが、その他の構成は同じである。

そうして、第９の態様においても、第８の態様と基本的に同様の効果を奏する。しかし、ニオブ層が透光性セラミックス放電容器と同質材料の層の上に形成されるので、電流導入導体の封着予定部がニオブの場合であっても、封着材が吸熱の早い複層の薄膜構造体を形成する。したがって、第９の態様は、電流導入導体の封着予定部がニオブの場合に特に好適である。

（第１０の態様）
本発明の高圧放電ランプにおいて、透光性セラミックス放電容器は、透光性多結晶アルミナセラミックスからなる。

第１０の態様は、最も実用的な透光性セラミックス放電容器の構成材料を規定している。

（第１１の態様）
第１１の態様において、透光性多結晶アルミナセラミックスは、少なくとも開口部の結晶平均粒径が４μｍ以下である。

第１１の態様は、本発明において、透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスまたは／および電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料の融着によって封着部を形成するのに好適な透光性セラミックス放電容器の構成材料を規定している。

（第１２の態様）
第１２の態様において、電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向する部分がサーメットで構成されているとともに、このサーメット部分の外周面に主として透光性セラミックス放電容器と同質材料からなる表層を備えており、透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体の間の封着部が少なくとも表層と透光性セラミックス放電容器の開口部とが固溶することにより形成されている。

第１２の態様においては、サーメットの外周面に備えられる表層が透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスと同質材料からなることにより、透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体のサーメット部分の表層との熱膨張率差がなくなる。そして、上記開口部とサーメット部分との間に形成される封着部が、少なくとも上記開口部と上記表層とが固溶して形成されている。その結果、良好で信頼性の高い封着が得られ、高圧放電ランプ点灯の際のヒートショックによる封着部の破損やリークがより一層発生しにくくなる。

なお、同質材料とは、その全てが上記セラミックスと同一の材料であることが好ましいが、本態様における上記作用、効果が本質的に失われない範囲内において上記セラミックスと異なる副成分が若干量含有されていてもよい。副成分としては、例えばサーメットの構成金属が上記条件を満足する範囲内で含有していることが許容される。

また、封着部が少なくとも表層と透光性セラミックス放電容器の開口部とが固溶することにより形成されているとは、次のように定義される。すなわち、上記開口部と表層とが固溶する態様、ならびにサーメット部分、表層および開口部が固溶する態様のいずれをも含む。

第１２の態様において、サーメットの外周面に表層を形成するための手段は特段限定されない。例えば、強酸を用いてサーメット部分の外周面に析出しているサーメット構成金属を除去することにより、サーメット構成セラミックスを残留させれば、透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスと同質材料の表層が得られる。また、透光性セラミックス放電容器が透光性アルミナセラミックスからなるとともに、サーメット部分のセラミックスがアルミナからなる場合、電流導入導体のサーメット部分の外周面に真空蒸着、スパッタリングなどの既知の製膜手段を適宜選択的に用いてアルミニウム膜を形成し、その後アルミニウム膜を陽極酸化法によって酸化させてアルミナ層を形成することにより、透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスと同質材料の表層を得ることもできる。

封着部を形成する際の加熱手段は、好適にはレーザー、最適にはＹＡＧレーザーである。レーザーを封着予定部に照射する場合、レーザービームの焦点が封着予定部より好ましくは５〜１０ｍｍ程度後方に位置させてオフフォーカスとなるように設定するのが好ましい。そうすれば、レーザーエネルギーが適度に分散されて封着予定部を広い領域にわたって同時に加熱できるので、急速な加熱に伴うクラック発生を防止でき、封着作業が容易になるとともに、良好な封着部を形成できる。

また、レーザー照射の際に、透光性セラミックス放電容器および電流導入導体を数十ｒｐｍの回転数で回転させると、管軸周りに均一な封着が得られるので好ましい。この場合、回転機構には、回転部の気密確保に磁気流体を用いた回転導入端子を採用して回転部全体を水冷することで、透光性セラミックス放電容器内部の不純物発生を効果的に抑制することができる。

なお、封着部の内部において表層２ｃの有無は必ずしも明確でなくなるが、一般的には封着部の管軸方向の長さより大きな領域にわたって表層２ｃが形成されるので、表層２ｃｄの管軸方向の両端部は非封着部となって残留するから、非封着部に表層が形成されているのであれば、封着に際して表層２ｃが存在し、かつ、表層２ｃが介在して封着部が形成されている第１２の態様が実施されていることを十分に推定できる。

〔本発明のその他の構成について〕 本発明の必須構成要件ではないが、所望により以下の構成の一部または全部を具備することにより、高圧放電ランプの機能が付加されたり、性能が向上したりする。

（１）（外管について） 本発明の高圧放電ランプは、透光性セラミックス放電容器が大気中に露出した状態で点灯するように構成することができる。しかし、要すれば、透光性セラミックス放電容器を外管内に収納することができる。なお、外管内は、真空、ガス入り、または大気に連通した雰囲気にすることもできる。

（２）（反射鏡について） 本発明の高圧放電ランプは、反射鏡を一体化して具備することができる。

次に、本発明の高圧放電ランプ点灯装置は、前記本発明の高圧放電ランプと；高圧放電ランプを点灯する点灯回路と；を具備していることを特徴としている。

本発明において、点灯回路は、どのような構成であってもよい。また、交流点灯および直流点灯のいずれの点灯方式であってもよい。交流点灯の場合、例えばインバータを主体とする電子化点灯回路を構成することができる。所望により、インバータの入力端子間に接続する直流電源に昇圧チョッパまたは降圧チョッパなどの直流−直流間変換回路を付加することができる。直流点灯の場合、例えば上記直流−直流間変換回路を主体とする電子化点灯回路を構成することができる。

本発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に配設された本発明の高圧放電ランプと；高圧放電ランプを点灯する点灯回路と；を具備していることを特徴としている。

本発明において、照明装置は、高圧放電ランプを光源とする全ての装置を含む概念である。例えば、屋外用および屋内用の各種照明器具、自動車前照灯、画像または映像投射装置、標識灯、信号灯、表示灯、化学反応装置、検査装置などである。

照明装置本体は、照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路を除いた残余の部分をいう。

点灯回路は、照明装置本体から離間した位置に配置されるのであってもよい。

本発明によれば、フリットガラスを用いないで透光性セラミックス放電容器および電流導入導体間の封着部の封着性能を向上した高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することができる。

また、本発明によれば、フリットガラスを用いないために、透光性セラミックス放電容器の最冷部温度を高く設定することが可能になる。このため、ハロゲン化物の蒸気圧が一層増大して発光効率を向上させることができる。

さらに、本発明によれば、フリットガラスを用いないために、内部にキャピラリーと称されるわずかな隙間を形成するための小径筒部を必ずしも必要としなくなるので、この場合にはさらに以下の効果を奏する。
（１）透光性セラミックス放電容器の耐衝撃性および耐熱衝撃性が一層良好になる。
（２）小径筒部を省略することにより、透光性セラミックス放電容器の軸方向のサイズを短縮して高圧放電ランプの小形化を図ることができる。
（３）キャピラリー内に進入する分の放電媒体が不要になるので、放電媒体の封入量を削減することができる。これに伴い、放電媒体中に紛れ込む不純物の量も低減するので、始動性が向上し、白濁や黒化が低減して光束維持率が向上し、電極損耗が減少する。その結果、高圧放電ランプの寿命特性が向上する。また、放電媒体の封入量の低減により、高圧放電ランプのコストダウンを図ることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図１および図２は、本発明の高圧放電ランプにおける第１の実施形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示し、図１はランプ全体の正面図、図２は発光管の拡大断面図である。自動車前照灯用メタルハライドランプＭＨＬは、発光管ＩＴ、リード線Ｌ１、Ｌ２、絶縁チューブＴ、外管ＯＴおよび口金Ｂを主たる部品として構成されている。

発光管ＩＴは、透光性セラミックス放電容器１、電流導入導体２、電極３および放電媒体からなる。

透光性セラミックス放電容器１は、図２に示すように、透光性セラミックスを主材料として一体成形により形成されており、包囲部１ａおよび一対の開口部１ｂ、１ｂを具備している。包囲部１ａは、肉厚がほぼ一定な中空の紡錘形状に成形され、内部に同様形状の放電空間１ｃが形成されている。放電空間１ｃの内容積は、約０．０５ｃｃ以下である。一対の開口部１ｂ、１ｂは、それぞれが包囲部１ａの管軸方向の両端から一体に延長された比較的短くて細い筒状部分によって形成されている。

電流導入導体２は、封着性金属棒からなり、透光性セラミックス放電容器１のそれぞれの開口部１ｂに挿入され、かつ、少なくとも開口部１ｂのセラミックスの溶融により封着されている。したがって、電流導入導体２の先端部は開口部１ｂ内に位置し、基端部は透光性セラミックス放電容器１の外部へ露出している。

電極３は、タングステン線からなり、軸方向の先端部、中間部および基端部にわたり軸部の直径が同じで、かつ、先端部および中間部の一部が放電空間１ｃ内に露出している。また、電極３は、その基端部が電流導入導体２の先端部に溶接により接続していることによって、透光性セラミックス放電容器１の管軸方向に沿って支持されている。なお、電極３の中間部と開口部１ｂの筒状部分の内面との間に管軸方向に短いわずかな隙間ｇすなわちキャピラリーが形成されている。しかし、このキャピラリーは、フリットガラスを用いて透光性セラミックス放電容器を封止する従来の高圧放電ランプにおけるそれに比較すると、明らかに短くなっている。

放電媒体は、発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成用媒体および希ガスからなる。ランプ電圧形成用媒体は、水銀またはランプ電圧計形容用ハロゲン化物からなる。なお、ランプ電圧計形容用ハロゲン化物は、蒸気圧が高くて発光金属のハロゲン化物との共存下で可視域の発光量が発光金属の発光量に比較して少ない金属のハロゲン化物である。

リード線Ｌ１、Ｌ２は、それぞれの先端が電流導入導体２、２の基端に溶接により接続して発光管ＩＴを支持している。リード線Ｌ１は、管軸に沿って延在して後述する口金Ｂ内に導出され、図示されていない中央に配設されたピン状をなす他方の口金端子に接続している。リード線Ｌ２は、中間部が後述する外管ＯＴに沿って折り返されて口金Ｂ内に導入されて口金Ｂの外周面に配設されたリング状をなす一方の口金端子ｔ１に接続している。

絶縁チューブＴは、セラミックスのチューブからなり、リード線Ｌ２を被覆している。

外管ＯＴは、紫外線カット性能を備えており、内部に発光管ＩＴを収納していて、両端の縮径部４（図では右方の一端のみが示されている。）がリード線Ｌ２にガラス溶着している。しかし、外管ＯＴの内部は気密ではなく、外気に連通している。

口金Ｂは、自動車前照灯用として規格化されているもので、発光管ＩＴおよび外管ＯＴを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面から内部へ着脱可能に装着される。また、装着時に電源側のランプソケットと接続し得るように筒状部の外周面に配設されたリング状をなす一方の口金端子ｔ１と、筒状部の内部に形成された一端開放の凹部内において中央で軸方向に突出して配設されたピン状をなす他方の口金端子とを備えて構成されている。

透光性セラミックス放電容器：一体成形の透光性アルミナセラミックス製、全長１６ｍｍ 、包囲部；最大内径５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、長さ６ｍｍ
、開口部；内径０．７ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、長さ５ｍｍ
電流導入導体 ：Nb棒
電極 ：タングステン棒、電極間距離４．２ｍｍ
放電媒体 ：発光金属のハロゲン化物DyI_３-NdI_３-CsI＝３ｍｇ、
ランプ電圧形成用ハロゲン化物ZnI_２＝１ｍｇ、
希ガスXe１０．５気圧
封着方法 ：回転する開口部に外部からＹＡＧレーザーを照射して、透 光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスを溶融 させて電流導入導体を開口部に封着させた。
電気特性 ：ランプ電力３５Ｗ、ランプ電圧７０Ｖ

図３は、本発明の高圧放電ランプにおける第２の実施形態を示す概念図である。なお、図において、図２と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。第２の実施形態において、高圧放電ランプの透光性セラミックス放電容器１は、レーザーを、その開口部１ｂの延在方向すなわち透光性セラミックス放電容器１の管軸方向から照射することにより、開口部に挿入された電流導入導体と一緒に封止される。以下、さらに詳細に説明する。

すなわち、第２の実施形態における封止方法は、開口部１ｂを溶融するための加熱源は、局部加熱手段の一種であるＹＡＧレーザーであり、開口部１ｂおよび電流導入導体２の管軸方向に沿って電流導入導体のほぼ中心位置に照射軸を一致させてレーザービームＬＢを照射することを特徴としている。

また、第２の実施形態においては、透光性セラミックス放電容器１を回転させることなく静止状態とし、またＹＡＧレーザーのレーザービームＬＢの焦点ｆを開口部１ｂの端面から管軸方向の包囲部１ａ側に２〜１０mm偏位した位置に設定して照射する。

封着雰囲気は、５〜４０気圧であることを許容する。なお、この雰囲気のガスおよびその圧力を所定圧力の封入希ガスとすることができる。

さらに、透光性セラミックス放電容器１を構成するセラミックスがアルミナセラミックスで、使用するレーザーがＹＡＧレーザーの場合には、好ましくは開口部１ｂの封止予定部を包囲するように金属保温筒を被せる。

そうして、本発明の第２の実施形態によれば、レーザービームＬＢの照射方向を透光性セラミックス放電容器１の管軸方向にほぼ一致させて照射すると、レーザービームＬＢの照射窓と透光性セラミックス放電容器１が１軸上に一致するため、円筒形状の小型軽量で簡便な耐圧ＢＯＸ内で透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂを、開口部１ｂのセラミックスが溶融して電流導入導体２に馴染むことにより形成され、太線で示された封止部ｓにより封止することができる。このため、装置コスト、雰囲気汚染による不純物混入が飛躍的に低減される。

また、開口部１ｂを周方向に均一に短時間で加熱できるため、封止のインデックス時間が半減され、実質の装置価格はさらに半減する。

さらに、開口部１ｂの封止の均一性および安定性が向上し、このため封止部の信頼性が高くなる。

これに対して、レーザービームの照射方向が管軸に垂直な方向である場合には、透光性セラミックス放電容器１を回転させながら、ランプ封入ガス雰囲気のボックス内で行うと、回転機構をボックス内に設ける必要があるため、雰囲気汚染が生じやすい。また５気圧以上の高圧雰囲気で行う場合は回転ユニットの気密性確保の難しさがあった。

さらにまた、開口部のセラミックスがレーザーエネルギーを吸収しにくくても上述のように金属保温筒ＭＴを配設することにより、金属保温筒が照射エネルギーを吸収して温度上昇するので、２次加熱源となって開口部１ｂを所望に加熱して封止することができる。すなわち、ＹＡＧレーザーの照射エネルギーは、アルミナセラミックスには吸収されにくいので、溶融したい開口部の周囲に金属管を被せることで、この問題を解決することができる。これより、金属保温筒を用いない場合に比較して、数分の一のより少ないパワーのレーザーユニットで同等の加熱が可能になる。ゆえに装置価格が大幅低減できる。また、封止の軸方向均一性が大幅に高まり信頼性が向上する。

さらにまた、レーザーブームの焦点ｆを開口部１ｂの端面から管軸方向の奥の方向すなわち包囲部側へ適度のオフセットをさせることにより、開口部の端面だけが先に加熱されることなく、しかも管軸方向および管軸から半径方向へ広がった幅広い範囲を溶融できるので、封止の信頼性が増す。

一方、ＹＡＧレーザーをＣＯ_２レーザーに置き換えることでアルミナセラミックスに直接照射エネルギーを吸収させることができる。そうすれば、より少ないパワーで封止できるとともに、表面からある程度深い位置に対する加熱も可能なため、電流導入導体が比較的低融点の金属でも封止が可能になり、幅広い範囲の金属から封止性の良好なものが選べるとともに、封止の信頼性が向上する。

以下、図４ないし図１３を参照して本発明の第２ないし第９の実施態様を実施するための第３ないし第１１の各実施形態について説明する。なお、図中、図２と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

図４は、本発明の高圧放電ランプにおける第３の実施形態における発光管の断面図である。第３の実施形態は、本発明の第２および第４の態様を実施するものである。

すなわち、第３の実施形態において、電流導入導体２は、封着性物質棒体２ａ´および耐ハロゲン性金属棒体２ｂの直列接続構造を有している。また、封着性物質棒体２ａ´がサーメットである。このサーメットは、アルミナ−モリブデンの混合焼結体である。

電極３は耐ハロゲン性金属棒体２ｂの先端に溶接されている。

サーメットからなる封着性物質棒体２ａ´の部分に封着予定部があり、この封着予定部が透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂの封着予定部に対向する。また、サーメットからなる封着性物質棒体２ａ´の部分と、上記開口部１ｂの内面との間の隙間が２０〜２００μｍの範囲内になるように予め設定されている。

サーメットからなる封着性物質棒体２ａ´の部分に封着予定部と、これに対向する透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂの封着予定部とは、例えば図中符号ＬＢで示すレーザービームを管軸に直交する方向から照射することにより加熱されて温度上昇し、温度がサーメットの溶融温度に到達すると、封着性物質棒体２ａ´のサーメットが最初に溶融し、開口部１ｂの封着予定部に融着する。この融着過程において、開口部１ｂのセラミックスも少なくとも表面が濡れる程度に軟化ないし溶融すれば、より良好な封着部が形成される。

サーメットからなる封着性物質棒体２ａ´の部分の電極３側において、管軸方向に非封着部（図示しない。）が約１ｍｍ程度以上の長さにわたり形成される。封着部形成に際して、上記非封着部を形成することにより、耐ハロゲン性金属棒体２ｂの一部が直接開口部１ｂに接合するのを回避できる。封着部の形成時に耐ハロゲン性金属棒体２ｂの一部が直接開口部１ｂに接合すると、開口部１ｂのセラミックスと耐ハロゲン性金属との熱膨張率の差によって強い熱応力が作用して封着部にクラックが発生しやすくなる。

図４に示す構造である。
電流導入導体 ：０．６５mm径サーメット（Mo-アルミナ）棒体＋
０．３mm径Mo棒体
電極 ：W棒体、電極間距離３．０mm
封着部 ：主として電流導入導体のサーメットが溶着している。なお、サーメ ットが溶着しないで、開口部が溶着してもよい。
非封着部 ：放電空間側で平均隙間０．０５ｍｍ、管軸方向の長さ１．５mm
希ガス ：Xe０．５気圧
その他の構成は実施例１と同じ。

図５は、本発明の高圧放電ランプにおける第４の実施形態における発光管の断面図である。第４の実施形態は、本発明の第２、第３および第４の態様を実施するものである。

すなわち、前述の第３の実施形態においては、電流導入導体２が、サーメットからなる封着性物質棒体２ａ´および耐ハロゲン性金属棒体２ｂ´の直列接続構造であるが、耐ハロゲン性金属棒体２ｂ´はサーメットからなる封着性物質棒体２ａ´を貫通して基端部２ｂ１が開口部１ｂの外部に突出している。

これに対して、第４の実施形態においては、電流導入導体２の導電性を主として耐ハロゲン性金属棒体２ｂ´が担当する。このため、封着性物質棒体２ａ´のサーメットは、封着性を考慮したMo-アルミナ混合率を採用して、より一層良好な封着を行うことができる。

また、上記基端部２ｂ１は、サーメットからなる封着性物質棒体２ａ´より溶融温度が高いので、封着部を形成しても軟化して変形することがない。

図５に示す構造である。
電流導入導体 ：サーメット（Mo-アルミナ、混合比率（質量％）５０：５０）棒体 ＋Mo棒体
非封着部 ：平均隙間０．０５ｍｍ、管軸方向の長さ１．５ｍｍ
その他の構成は実施例２と同じ。
なお、上記非封着部の平均隙間は、封着部に隣接する部位で、かつ封着に伴う変形が生じていない部位において計測するものとし、透光性セラミックス放電容器の開口部の内径と電流導入導体の直径との差の１／２により求める。

図６は、本発明の高圧放電ランプにおける第５の実施形態における発光管の一部切欠断面図である。第５の実施形態は、第４の実施形態の変形例に相当する。すなわち、本発明の第２、第３および第４の態様を実施するものである。

すなわち、電流導入導体２は、サーメットからなる封着性物質棒体２ａ´、ニオブ棒体２ｃおよび耐ハロゲン性金属棒体２ｂ´の直列接続構造であるが、ニオブ棒体２ｃおよび耐ハロゲン性金属棒体２ｂ´は、それらの一部がサーメットからなる封着性物質棒体２ａ´に没入している。

図６に示す構造である。
電流導入導体 ：Nb棒体＋サーメット（Mo-Al₂O₃、混合比率（質量％）５０：５０） 棒体＋Mo棒体
非封着部 ：平均隙間０．０５μｍ、管軸方向の長さ１．５ｍｍ
その他の構成は実施例２と同じ。

図７は、本発明の高圧放電ランプにおける第６の実施形態における発光管の断面図である。第６の実施形態は、本発明の第５の態様を実施するものである。

すなわち、第６の実施形態において、電流導入導体２は、封着性物質棒体２ａがニオブ棒体からなる。そして、封着性物質棒体２ａの先端部を薄肉の耐ハロゲン性金属製のカップ体４が被覆している。

そうして、第６の実施形態によれば、封着性物質棒体２ａのニオブがカップ体４によって被覆されているため、透光性セラミックス放電容器１の放電空間１ｃ内に露出しないので、放電媒体のハロゲン化物と反応するのを阻止できる。

図７に示す構造である。
電流導入導体 ：Nb棒体
カップ体 ：肉厚２０μmのMo製
電極 ：W棒体、電極間距離３mm
封着部 ：主としてニオブ棒体の溶着により形成されている。なお、ニオブ棒 体が溶融しないで、開口部のセラミックスが溶融してもよい。

図８は、本発明の高圧放電ランプにおける第７の実施形態における発光管の断面図および部分拡大斜視図である。第７の実施形態は、本発明の第６の態様を実施するものである。

すなわち、第７の実施形態において、電流導入導体２は、透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂの外部に配置した封着材５の溶着により開口部１ｂに封着される。

封着材５は、斜視図に示すように中心部に通孔５ｃが形成された薄肉の円盤状をなし、ニオブ基材５ａおよびニオブ基材５ａの表面に被着された透光性セラミックス放電容器と同質材料の膜５ｂを備えている。そして、封着材５は、封着に先立って図８において左側が上となり、透光性セラミックス放電容器１の管軸を鉛直に立てた状態において、図に示すように電流導入導体２の突出部に通孔５ｃを挿通させ、開口部１ｂ端面に載置される。

封着部を形成するには、図８に示すように、管軸方向の上からレーザービームＬＢを透光性セラミックス放電容器１、電流導入導体２および封着材５に照射する。この照射を行うと、封着材５、電流導入導体２および開口部１ｂが加熱されて温度上昇する。このとき、封着材５は、その熱容量が小さくて、しかもニオブ基材５ａおよび透光性セラミックス放電容器と同質材料の膜５ｂがともに薄いために、最初に融点以上に温度上昇して溶融する。そして、溶融して透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂと電流導入導体２との間の隙間に流下し、封着予定部に達したら加熱を停止する。封着予定部に封着材５の溶融物が流下して固化すると、封着予定部に封着部が形成される。

上述の封着方法は、従来のフリットガラスを用いて封着する場合と類似しているが、フリットガラスを用いる代わりに透光性セラミックス放電容器１または／および電流導入導体２の開口部１ｂに対向する部分の材料と同質の材料の融着によって封着が行われる。

図８に示す構造である。
電流導入導体 ：Nb棒体
封着材 ：肉厚１００μmニオブ基材＋
ニオブ基材両面の肉厚１００μｍAl₂O₃膜
封着部 ：主として封着材の融着により形成されている。
その他の構成は実施例５と同じ。

図９および図１０は、本発明の高圧放電ランプにおける第８の実施形態の発光管を示し、図９は断面図、図１０は封着部近傍の拡大断面図である。第８の実施形態は、本発明の第７の態様を実施するものであり、封着部の開口部１ｂおよび電流導入導体２のそれぞれに透光性セラミックス放電容器１の外方へ向かって拡開する円錐形状のテーパー部１ｂ１および２ａ１を形成している。

第８の実施形態においては、図８に示す第７の実施形態と同様に管軸方向から加熱すると好都合である。すなわち、テーパー部１ｂ１および２ａ１の角度θ１とレーザービームＬＢの照射角度θ２をほぼ一致させると、封着部予定部の界面を集中的に加熱しやすくなる。また、テーパー部１ｂ１および２ａ１の角度が大きいと、封着予定部を効率よく加熱することができる。さらに、テーパー部１ｂ１および２ａ１が形成されていると、電極マウントの不所望な傾斜を抑制できる。

図９および図１０に示す構造である。
開口部 ：内面に角度１７．３°のテーパー部を形成している。
電流導入導体 ：封着予定部に角度１７．３°のテーパー部を形成したNb棒体
封着部 ：主として開口部のセラミックスの融着により形成されている。
その他の構成は実施例３と同じ。

図１１は、本発明の高圧放電ランプにおける第９の実施形態の発光管の断面図ならびに要部横断面図および要部縦断面図である。第９の実施形態は、本発明の第８の態様を実施するものであり、電流導入導体２は、その導電性物質棒体２ｄの封着予定部の外周面に封着材６を備えている。

すなわち、電流導入導体２の導電性物質棒体２ｄの封着予定部に封着材６が予め被着されている。封着材６は、導電性物質棒体２ｄの上にニオブ層６ａおよび透光性セラミックス放電容器１と同質材料の層６ｂを１単位として、所望単位数積層される。透光性セラミックス放電容器１と同質材料の層６ｂは、ニオブ層６ａの全体を覆うように積層されている。

封着部は、少なくとも封着材６が主として融着することにより形成される。

図１１に示す構造である。
電流導入導体 ：Mo棒体
封着材 ：いずれも約0．1mmのニオブ層およびAl₂O₃層の積層体
封着部 ：主として封着材の融着により形成されている。
その他の構成は実施例３と同じ。

図１２は、本発明の高圧放電ランプにおける第１０の実施形態の電流導入導体および封着材の模式的要部断面図である。第１０の実施形態は、本発明の第８の態様における変形例を実施するものであり、電流導入導体２の外周面に被着される封着材６が、ニオブ層６ａおよび透光性セラミックス放電容器１と同質材料の層６ｂの単位が複数積層された構造を備えている。

図１２に示す構造である。
電流導入導体 ：Mo棒体
封着材 ：肉厚約０．０５mmのニオブ層およびAl₂O₃層の単位が複数組積層さ れて構成されている。
封着部 ：主として封着材の融着により形成されている。
その他の構成は実施例３と同じ。

図１３は、本発明の高圧放電ランプにおける第１１の実施形態の発光管の断面図ならびに要部横断面図である。第１１の実施形態は、本発明の第９の態様を実施するものであり、電流導入導体２は、その導電性物質棒体２ｄ´の封着予定部の外周面に封着材６´を備えている。

すなわち、電流導入導体２の導電性物質棒体２ｄ´の封着予定部に封着材６´が予め被着されている。封着材６´は、導電性物質棒体２ｄ´の上に透光性セラミックス放電容器１と同質材料の層６ａ´およびニオブ層６ｂ´を１単位として、所望単位数積層される。透光性セラミックス放電容器１と同質材料の層６ａ´は、ニオブ層６ｂ´の全体を覆うように積層されている。

図１３に示す構造である。
電流導入導体 ：Nb棒体
封着材 ：いずれも約0．1mmのAl₂O₃層およびニオブ層の積層体
封着部 ：主として封着材の融着により形成されている。
その他の構成は実施例３と同じ。

図１４ないし図１６は、本発明の高圧放電ランプにおけるの第１２の実施形態を示し、図１４は透光性セラミックス放電容器および電流導入導体の封着工程を説明する高圧放電ランプの模式的断面図、図１５は電極マウントの模式的斜視図、図１６は（ａ）が表層形成前の封着性物質棒体の表面写真、（ｂ）が表層の表面写真である。なお、第１２の実施形態は、本発明の高圧放電ランプにおける第１２の態様を実施するものである。図１４および図１５において、図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。

第１２の実施形態は、電流導入導体２のサーメットからなる封着性物質棒体２ａ´の外周面に表層２ｅが形成されている。この表層２ｅは、透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂのセラミックスと同質材料からなる。本形態おいて、透光性セラミックス放電容器１は、透光性アルミナセラミックスからなるので、表層２ｅもアルミナを主体として構成されている。

なお、電流導入導体２および電極３は、予め溶接によって直列接続して一体化されて電極マウントＭを構成している。そして、電極マウントＭを透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂから所定位置まで挿入され、後述のように封着される。

第１２の実施形態において、表層２ｅは、封着性物質棒体２ａ´のサーメット表面に析出しているサーミット構成金属を強酸で除去してサーミット構成セラミックスのみを残留させることにより形成されている。強酸として例えば王水（塩酸：硝酸＝３：１）を用いて、これにサーメット部分を所定時間、例えば３０分程度浸漬し、その後純水で洗浄して、乾燥すれば、表面に付着した水分と不純物が除去される。そうして、強酸処理により封着性物質棒体２ａ´のサーメット表面には殆どアルミナのみが残留して露出するので、これが表層２ｅとなる。

なお、第１２の実施形態において、透光性セラミックス放電容器１は、少なくともその開口部におけるアルミナ結晶平均粒径が４μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下である。上記サーメットは、アルミナの含有質量比率が５〜６０％の範囲内にある。

透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂと電流導入導体２との封着は以下のように行われる。すなわち、透光性セラミックス放電容器１および電極マウントＭを一緒に回転させながらレーザービームＬＢを図１４に示すように封着予定部の後方へオフフォーカスさせて管軸に対して側方から照射して電流導入導体２の封着性物質棒体２ａ´、表層２ｅおよび開口部１ｂを加熱する。レーザーを照射すると、最初に封着性物質棒体２ａ´のサーメット部分の内部での熱吸収が大きくなり、封着性物質棒体２ａ´のサーメット部分からの伝熱により表層２ｅが加熱されて溶融する。そして、さらに表層２ｅに接触している開口部１ｂに伝熱されることで、表層２ｅを挟んで封着予定部の全体が溶融状態となる。その後、加熱を終了すると、溶融部が固化して固溶した封着部が形成される。このように、封着部においては、前記開口部１ｂと電流導入導体２の封着性物質棒体２ａ´とが表層２ｅを挟んで固溶することで、十分な気密が得られる。

図１４に示す構造である。
透光性セラミックス放電容器：一体成形の透光性アルミナセラミックス製、全長１５ｍｍ
包囲部；最大内径５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、長さ６ｍｍ、
開口部；内径０．７ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、長さ５ｍｍ
電流導入導体 ：封着性物質棒体´がサーメット（Mo-Al₂O₃＝質量比１：１）部分
によって形成され、サーメット部分の外周面にAl₂O₃薄膜の表層
が形成されている。
電極 ：W棒体で、封着性物質棒体´の先端に溶接され、電極間距離3.0mm
封着部 ：電流導入導体のサーメット部分、表層および開口部のセラミックス が固溶して封着部を形成している。
放電媒体 ：DyI3-NdI3-CsI=3mg、希ガスXe ０．５気圧
その他の構成は実施例３と同じ。

図１６（ａ）は、実施例１１における強酸処理前のサーメット部分表面の写真、図１６（ｂ）は同じく強酸処理により形成された表層２ｅの写真である。図１６（ｂ）には、サーメット部分の表層部の導電性金属が除去されてアルミナのみが残留することにより表層２ｅが形成されている状態が示されている。

次に、本発明の高圧放電ランプにおける第１３の実施形態を説明する。第１３の実施形態もまた本発明の第１２の態様を実施するものであるが、電流導入導体２の表層２ｅを形成する手段が異なる。

第１３の実施形態において、表層２ｅは、アルミニウム膜を陽極酸化により形成したアルミナ層からなる。第１３の実施形態において、上記アルミニウム膜は、その膜厚が１〜１０μｍ程度であることが許容される。そして、サーメット部分の外周面にアルミニウム膜を付着させて形成したら、次に電流導入導体２のサーメット部分を２５質量％の濃度の硫酸電解液中で、液温２０℃において、電流密度１Ａ／ｄｍ^２の電流を数分間通流させて陽極酸化処理を行う。その後、電流導入導体２を純水で洗浄し、乾燥させて表面の不純物や水分を除去する。その結果、アルミニウム膜が酸化して形成されたアルミナ膜からなる表層２ｅがサーメット部分の外周面に形成される。なお、この場合の表層２ｅは、アルミナ膜が多孔質になっている。

次に、透光性セラミックス放電容器１の開口部１ｂに電極マウントＭを挿入してから第１２の形態におけるのと同様な態様でレーザーを照射して封着を形成する。

そうして、第１３の実施形態においても第１２の実施形態におけるのと同様な作用、効果を奏する。

図１７は本発明の高圧放電ランプ点灯装置における一実施形態を示すブロック回路図である。本実施形態は、その点灯回路が低周波交流点灯回路方式を採用している。図において、ＤＣは直流電源、ＢＵＴは昇圧チョッパ、ＦＢＩはフルブリッジ形インバータ、ＩＧはイグナイタ、ＭＨＬは自動車前照灯用メタルハライドランプである。

直流電源ＤＣは、例えば自動車のバッテリーからなる。

昇圧チョッパＢＵＴは、その入力端が直流電源ＤＣに接続している。

フルブリッジ形インバータＦＢＩは、その入力端が昇圧チョッパＢＵＴの出力端に接続している。

イグナイタＩＧは、フルブリッジ形インバータＦＢＩの低周波交流出力を入力して高電圧始動パルスを発生し、始動時に後述する自動車前照灯用メタルハライドランプＭＨＬの一対の電極間に印加する。

自動車前照灯用メタルハライドランプＭＨＬは、図１および図２に示す構成であり、フルブリッジ形インバータＦＢＩの出力端間に接続して低周波交流点灯する。

図１８は、本発明の照明装置における一実施形態としての自動車前照灯を示す概念的側面図である。図において、１１は前照灯本体、１２は高圧放電ランプ点灯装置、１３は自動車前照灯用メタルハライドランプである。

前照灯本体１１は、容器状をなし、内部に反射鏡１１ａ、前面にレンズ１１ｂおよび図示を省略しているランプソケットなどを備えている。

高圧放電ランプ点灯装置１２は、図３に示す回路構成を備えていて、主点灯回路１２Ａおよび始動器１２Ｂを具備している。主点灯回路１２Ａは、図３の昇圧チョッパＢＵＴおよびフルブリッジ形インバータＦＢＩを主構成要素として構成されている。始動器１２Ｂは、同じくイグナイタＩＧを主構成要素として構成されている。

自動車前照灯用メタルハライドランプ１３は、上記ランプソケットに装着されて点灯する。

本発明の高圧放電ランプにおける第１の実施形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示す正面図 同じく発光管の拡大断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第２の実施形態を示す概念図 本発明の高圧放電ランプにおける第３の実施形態の発光管の断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第４の実施形態の発光管の断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第５の実施形態の発光管の一部切欠断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第６の実施形態の発光管の断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第７の実施形態の発光管の断面図および部分拡大斜視図 本発明の高圧放電ランプにおける第８の実施形態の発光管の断面図 同じく封着部近傍の拡大断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第９の実施形態の発光管の断面図ならびに要部横断面図および要部縦断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第１０の実施形態の電流導入導体および封着材の模式的要部断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第１１の実施形態の発光管の断面図ならびに要部横断面図 本発明の高圧放電ランプにおける第１２の実施形態の高圧放電ランプの封着工程を説明する模式的断面図 同じく電極マウントの模式的斜視図 同じく（ａ）が表層形成前の封着性物質棒体の表面写真、（ｂ）が表層の表面写真 本発明の高圧放電ランプ点灯装置における一実施形態を示すブロック回路図 本発明の照明装置における一実施形態としての自動車前照灯を示す概念的側面図

符号の説明

１…透光性セラミックス放電容器、１ａ…包囲部、１ｂ…開口部、２…電流導入導体、３…電極、４…縮径部、Ｂ…口金、ｇ…隙間、ＩＴ…発光管、Ｌ１、Ｌ２…リード線、ＭＨＬ…自動車前照灯用メタルハライドランプ、ＯＴ…外管、ｔ１…口金端子、Ｔ…絶縁チューブ

Claims (18)

1. 開口部を備えた透光性セラミックス放電容器と；
   透光性セラミックス放電容器の開口部に挿入され、上記開口部に封着された電流導入導体と；
   電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と；
   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、電流導入導体の封着は主として透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスの融着によって形成されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部のセラミックスが溶融することによって透光性セラミックス放電容器に気密に封着されていることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向するニオブ部分およびニオブ部分の透光性セラミックス放電容器内に位置する先端部を覆う薄肉の耐ハロゲン性金属製のカップ体を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
4. 電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向するニオブ部分を備えており；
   ニオブ基材およびニオブ基材の少なくとも一面に被着された透光性セラミックス放電容器と同質材料の膜を備え、透光性セラミックス放電容器の開口端の外側に配置されて透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体の間を封着している封着材を具備している；
   ことを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
5. 開口部を備えた透光性セラミックス放電容器と；
   透光性セラミックス放電容器の開口部に挿入され、上記開口部に封着された電流導入導体と；
   電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と；
   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、電流導入導体の封着は主として電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料の融着によって形成されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
6. 電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向する部分がサーメットで構成されていることを特徴とする請求項５記載の高圧放電ランプ。
7. 電流導入導体は、サーメット部分に隣接する金属棒部分を備え、金属棒部分がサーメット部分の少なくとも一部に没入していることを特徴とする請求項６記載の高圧放電ランプ。
8. 電流導入導体のサーメット部分と透光性セラミックス放電容器の開口部との間に形成されている非封着部平均隙間が２０〜２００μｍであることを特徴とする請求項６または７記載の高圧放電ランプ。
9. 電流導入導体の透光性セラミックス放電容器に封着されるサーメット部分は、少なくともニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステンなどの金属成分と、アルミナ、ＹＡＧおよびイットリアなどのセラミックス成分とを含み、金属成分の含有比率が５〜６０質量％であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
10. 電流導入導体の透光性セラミックス放電容器に封着されるサーメット部分は、少なくともニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステンなどの金属成分と、アルミナ、ＹＡＧおよびイットリアなどのセラミックス成分とを含み、金属成分の含有比率が５０〜８０質量％であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
11. 電流導入導体は、サーメット部分の外周面に主として透光性セラミックス放電容器と同質材料からなる表層を備えており、透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体の間の封着部が少なくとも表層と透光性セラミックス放電容器の開口部とが固溶することにより形成されていることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
12. 透光性セラミックス放電容器は、外側に向かって拡径したテーパー部を有する開口部を備えており；
    電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の開口部に挿入され、少なくとも開口部のテーパー部に対向する部分が当該テーパー部に適合するテーパー部を備えている；
    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。
13. 電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部の内面に対向する部分が、導電性物質棒体ならびに導電性物質棒体の周面を覆うニオブ層およびニオブ層の外面を覆う透光性セラミックス放電容器と同質材料の層を有する封着材を備えており、透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体の間の封着部が少なくとも封着材の融着により形成されてい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。
14. 電流導入導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも開口部に対向する部分が、導電性物質棒体、導電性物質体の周面に被着された透光性セラミックス放電容器と同質材料の層、この層の上に形成されたニオブ層を備えた封着材を備えており、透光性セラミックス放電容器の開口部と電流導入導体の間の封着部が少なくとも封着材の融着により形成されてい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。
15. 透光性セラミックス放電容器は、透光性多結晶アルミナセラミックスからなることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
16. 透光性多結晶アルミナセラミックスは、少なくとも開口部の結晶平均粒径が４μｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の高圧放電ランプ。
17. 請求項１ないし１６のいずれか一記載の高圧放電ランプと；
    高圧放電ランプを点灯する点灯回路と；
    を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
18. 照明装置本体と；
    照明装置本体に配設された請求項１ないし１６のいずれか一記載の高圧放電ランプと；
    高圧放電ランプを点灯する点灯回路と；
    を具備していることを特徴とする照明装置。

Images