JPH11162409A

JPH11162409A - 高圧放電ランプおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH11162409A
Application number: JP22798298A
Authority: JP
Inventors: Makoto Horiuchi; 誠堀内; Yuriko Kaneko; 由利子金子; Mamoru Takeda; 守竹田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 1999-06-18
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: JP3213281B2

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた耐高圧力を有する高圧放電ランプとそ
の製造方法を提供する。【解決手段】タングステン電極３と石英ガラスとの界
面付近にタングステン粉末が分布する構造とすること
で、タングステン電極と石英ガラスとの界面付近に分布
するタングステンの粉末４が、非常に密着しにくいタン
グステンと石英ガラスとを接合するバインダーの役目を
果たす。おそらくタングステン粉末をガラス内に分布さ
せたことで、石英ガラスの熱膨張係数がタングステンの
それに近づき、剥離しにくくなったと思われる。また、
タングステン粉末の一部がタングステン電極と化学的に
強固に結合したと考えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高圧放電ランプ、特
に高圧放電ランプのシール構造と、その製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】文字、図形などの画像を拡大投影し表示
する手段として、最近、液晶プロジェクタ装置などが知
られている。このような画像投影装置は所定の光出力が
必要であるため、光源としては輝度の高い高圧放電ラン
プが一般に、広く使用されている。この種のランプは、
反射鏡と組み合わされるのが一般的である。最近は、反
射鏡の集光率の向上のために、高圧放電ランプの電極間
距離（アーク長）の短縮が要望されている。

【０００３】ところが、こうした電極間距離の短縮は、
ランプ電圧の低下に結びつき、したがって同じランプ電
力で動作しようとした場合、ランプ電流の増加を結果と
して生じる。ランプ電流の増加は、電極損失の増大につ
ながり、電極材料の蒸発を活発にし、電極の早期劣化、
すなわちランプの短寿命化をまねく。

【０００４】このような理由から電極間距離を短縮する
場合は、ランプ動作時の水銀蒸気圧などを増加させて、
ランプ電圧の低下（ランプ電流の増加）を防ごうとする
のが一般的であり、その例として、特開平２−１４８５
６１号公報に開示されている高圧水銀ランプがある。

【０００５】開示されているランプの電極間距離は１．
２ｍｍであり、５０Ｗの定各電力にて点灯したとき、動
作圧力は約２００気圧に達し、その高圧力により、７６
Ｖという高いランプ電圧が得られるとの開示がなされて
いる。

【０００６】このように電極間距離を短縮する場合は、
適切なランプ電圧を得るために、十分に動作圧力を高め
る必要があり、それゆえランプは、そのような超高圧動
作に耐え得る十分な、耐高圧力を有するシール構造を持
たねばならない。

【０００７】図３９(ａ)は特開平２−１４８５６１号公
報に開示されている高圧力動作のランプのシール部の概
略構成の一部分を示す図である。

【０００８】図中１００は石英ガラスからなる略球状の
発光部、１０１は発光部１００から延在する側管部であ
り、また１０２は発光部１００内に電流を導入するタン
グステン製の電極である。１０３はモリブデン箔、１０
４はモリブデン製の外部電流導入リード線であって、こ
れらはモリブデン箔１０３の一端に、一端が発光部１０
０内に突出する電極１０２、他端には外部電流導入リー
ド線１０４が接続されてなる電極組立体１０５を構成し
ている。そして電極組立体１０５は、モリブデン箔、１
０３の塑性変形によって石英ガラスとの熱膨張の差を吸
収する箔シール構造にて、側管部１０１に気密に封着さ
れている。

【０００９】この箔シール構造にて２００気圧もの高い
動作圧力に耐えうる有力な手段は、別の文献、例えば、
「ザセブンスインターナショナルシンポジウム
オンザサイエンスアンドテクノロジオブライ
トソースズ１９９５」（The 7th International Sy
mposium on the Science & Technology of Light Sourc
es(1995)Symposium Proceedings）の１１１項に詳しく
記載されている。

【００１０】この記載されている内容の概要を図３９
(b)を用いて説明する。

【００１１】図３９(b)は、図３９(a)のＡＡ’部の断面
図である。電極１０２の一部は側管部１０１内に埋設さ
れているが、電極１０２の周りには、図３７のドットで
示すように、未密着部１０７が生じている。この未密着
部１０７の幅をＷとすると、記載されている内容によれ
ば、未密着部１０７の幅Ｗを小さくことで、ランプの耐
高圧力を向上させることができるとある。つまり幅Ｗを
小さくする構造とすることで、この未密着部１０７への
応力集中を低減でき、ランプの耐高圧力が向上するとの
説明がなされている。

【００１２】一方、別の耐高圧力のシール構造として、
例えば、米国特許第４２８２３９５号に開示されている
ようなロッドシール構造なるものが知られている。これ
は、図４０に示すように、発光部１００から離れた側管
部１０１の部位Ｂで、石英ガラス（膨張係数５．５×１
０-7／℃）とタングステン（膨張係数４６×１０-7／
℃）の中間の熱膨張係数を有するガラス、例えば超硬質
ガラス２００（膨張係数３２×１０-7／℃）を介して、
電極１０２を側管部１０１に気密に封着する構造であ
る。中間ガラス２００を介した電極１０２と石英ガラス
の密着力は、モリブデン箔の塑性変形によるモリブデン
箔と石英ガラスとの密着力より、はるかに強く、箔シー
ル構造よりも耐高圧力の点で優れている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図３９(ｂ)に示した幅
Ｗの最小値は電極１０２の径であるから、以上の教授に
よると、箔シール構造の場合、ランプの最高耐圧力は電
極１０２の径で制限される。ゆえにランプ電流が大き
く、その電流を許容するのに十分に太い電極を必要とす
る高出力のランプにおいては、箔シール構造によって、
例えば、特開平２−１４８５６１号公報に開示されてい
る２００気圧もの高い動作圧力のランプは実現困難であ
る。それゆえ特開平２−１４８５６１号公報に開示され
ているランプの例は、いずれも５０Ｗ以下の低出力のも
のに限られている。

【００１４】図４０に示すロッドシール構造では、箔シ
ール構造よりも高い耐高圧力をランプに持たせることが
でき、箔シール構造のランプよりも大出力で、かつ動作
圧力の高いランプを提供できる。しかしながら、図４０
に示す従来のロッドシール構造は、例えば先の特開平２
−１４８５６１号公報に開示されているランプのよう
に、水銀などの、動作中のランプの温度によって、蒸気
圧が大きく変化する物質から、発光物質が構成されてい
るランプには適さない。

【００１５】なぜなら、ロッドシール構造に用いられる
中間ガラスの使用最高温度は、超硬質ガラスの２３０℃
（常用値。最高は４９０℃）に代表されるように、石英
ガラスの９００℃（常用値。最高は１１００℃）よりも
低いので、通常、電極は、図４０に示すように、動作時
もっとも温度の高い発光部１００からできる限り離れ
た、低温度部の部位Ｂ付近で気密封着されねばならな
い。

【００１６】それゆえ、ロッドシール構造のランプで
は、密閉された発光部１００内部に、図４０において部
位Ａと示した低温度領域（電極１０２と側管部１０１が
密着していない隙間）が生じてしまう。したがって、従
来のロッドシール構造により、例えば発光部１００内部
に発光物質として水銀を封入し、特開平２−１４８５６
１号公報に開示されている高圧力動作の水銀ランプを得
ようとしても、部位Ａに水銀が凝縮し、所望とする水銀
蒸気圧が得られず、正常にランプは動作し得ないからで
ある。ランプを正常に動作させようとして無理に、発光
部１００と側管部１０１との接続部付近で封着すると、
今度は、動作中に、中間ガラス２００が高い温度にさら
されて軟化し、そして高圧力の発光部１００内部と、略
大気圧である外部との圧力差により、密着が破られ、ラ
ンプが破損してしまう。

【００１７】本発明は上記の課題を解決し、優れた耐高
圧力を有し、かつランプの高出力化にも対応できる高圧
放電ランプのシール構造、およびそのようなシール構造
を有する高圧放電ランプを製造するための方法を提供す
ることを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にかかる高圧放電ランプは、少なくとも、
高融点ガラス質材料からなる発光部と、同じく高融点ガ
ラス質材料からなり前記発光部から延在する封止部と、
前記発光部内部に封入された、少なくとも、希ガスおよ
び、室温で固体もしくは液体の材料と、前記発光部内に
形成される放電アークに電流を供給する、前記封止部に
一部が埋設された導電性金属構造物と、前記封止部にお
いて高融点ガラス質材料と前記導電性金属構造物との界
面領域付近に、金属もしくは前記金属の酸化物の少なく
とも１種類の金属材料が付与され、前記導電性金属構造
物に対し、高融点ガラス質材料が気密に封着する気密封
着部から成ることを特徴とするものである。

【００１９】ここで、上記気密封着部は、上記金属材料
の粉末が前記導電性金属構造物に分布されて形成される
ことを特徴とする高圧放電ランプである。

【００２０】また、別の形態では、上記気密封着部は、
上記金属材料の薄膜が前記導電性金属構造物に設けられ
て形成されることを特徴とする高圧放電ランプである。

【００２１】さらに別の形態では、上記気密封着部は、
上記金属材料の粉末が前記封止部に混合されて形成され
ることを特徴とする高圧放電ランプである。

【００２２】そして導線性金属構造物の少なくとも一部
の表面に、酸化処理面を形成したものである。

【００２３】気密封着部においては、優れた耐高圧力お
よび密着性を有し、かつランプの高出力化にも対応でき
る高圧放電ランプのシール構造を提供する。

【００２４】本発明にかかる高圧放電ランプの製造方法
は、少なくとも、発光部と前記発光部から延在する管状
部分を有する高融点ガラス質材料の外管、および前記発
光部に放電アークを形成するために電流を供給する導電
性金属構造物を準備する工程と、前記導電性金属構造物
を、一端が前記発光部内に配置されるように、前記管状
部分に挿入する工程と、前記管状部分の内面と前記導電
性金属構造物との間に、金属もしくは前記金属の酸化物
の少なくとも１種類の金属材料を付与する工程と、前記
管状部分を加熱崩壊せしめて導電性金属構造物を適正に
封止する工程とからなるものである。

【００２５】また上記構造を有する高圧放電ランプを、
発光部と発光部から延在する管状部分を有する高融点ガ
ラス質材料の外管、および発光部に放電アークを形成す
るために電流を供給する導電性金属構造物を準備し、管
状部分の内面に金属もしくは金属酸化物の少なくとも１
種類の粉末を塗布するか、金属もしくは金属酸化物の少
なくとも１種類の薄膜を形成したした後に、前記導電性
金属構造物を、一端が前記発光部内に配置されるよう
に、前記管状部分に挿入して、前記管状部分を加熱崩壊
せしめて導電性金属構造物を適正に封止することで製造
するものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２７】（実施の形態１）図１は、本発明の高圧放
電ランプの実施の形態１における構造図である。図１に
おいて、１は放電外管となる発光管部、２は電極封止
部、３は放電電極棒、４はガラス筒、５は封入水銀と金
属ハロゲン化物、６発光管内と電極封止部の境を示す。
発光管部１は、石英ガラスを用い、ガラス筒４は、９６
％シリカガラス、たとえばコーニング社(Corning Inc.)
製のバイコール(Vycorョ)を用いた。放電電極棒３はタン
グステン材料で、電極棒径は０．９ｍｍである。また、
発光管部１の容積は、約０．４５ｃｃ、封止する前の状
態での発光管内と電極封止部の境の内径６は、２．０ｍ
ｍである。

【００２８】水銀を９０ｍｇ、また金属ハロゲン化物を
沃化インジウム０．４ｍｇと沃化ツリウム１．０ｍｇ封
入した図１のランプは、２００Ｗの電力にて点灯した場
合、約８０Ｖのランプ電圧を得る。この場合の推定され
る動作圧は約２００気圧である。驚くべきことに、従来
の箔封止構造でもなく、また従来のロッド封止構造でも
ない、放電電極棒３と封止部石英ガラス２との間に石英
ガラスよりも融点の低いバイコールのガラス筒４を介在
させた本発明の高圧放電ランプは、封入発光材料が発光
管部１内にて蒸発して、移動することなく正常に動作
し、約２００気圧もの動作圧に耐える。

【００２９】本発明の実施の形態１に示す高圧放電ラン
プの封止構造の優れた点は、以下に述べる検証実験の結
果で、より明らかにすることができる。

【００３０】ここで、図２は、従来の金属箔を用いた封
止の高圧放電ランプの構造説明図である。７は放電外
管、８は封止部、９は放電電極棒、１０は金属箔、１１
は外部駆動装置に接続された引き出しリード線、１２は
封入水銀と金属ハロゲン化物、１３は発光管内と封止部
の境を示す。放電電極棒９はタングステン材料で、電極
棒径は０．９ｍｍである。また、封止する前の状態での
発光管内と電極封止部の境の内径１３は、２．０ｍｍで
ある。金属箔１０はモリブデン材料を用いた。

【００３１】図３は、上記構成において封止したランプ
の気密性、耐圧を測定するためのテストランプの構造図
である。１４は封止部であり（代表して図３は図１の封
止方法にて封止した図）、図１，２各々の状態で封止し
てある。１５は、発光管内排気部であり、封止しないで
石英ガラス管のままである。

【００３２】図１，図２各々の状態で封止した図３の測
定ランプを用い、封止部の隙間の観察を行った。隙間の
観察のために、発光管排気部１５より注射器でインク
（ニューコクシン・食用赤色１０２号）を注入し、小さ
い隙間にもインクが進入するようシール部を水中に入れ
た状態で超音波振動を与え、数時間放置した。

【００３３】その結果、図１の封止部にはインクの進入
は観察されなかった。しかし、従来封止のランプ（図２
ランプ）は金属箔と電極棒との接続部にまで電極棒に沿
ってインクが挿入した様子が観察された。つまり、従来
よりも優れた気密性を有していることが判る。

【００３４】また、同様に図１，図２各々の状態で封止
した図３の測定ランプを用い、気密性を測定するため、
発光管排気部１５をロータリーポンプとターボ分子ポン
プに接続された排気台に接続し、真空に引いた。する
と、図１，図２両方のランプとも数分で２．０＊１０^-6
ａｔｍまで引いた。この真空度はランプの実用に充分耐
えうるレベルである。

【００３５】次に、上記のランプの初期耐圧を測定し
た。発光管排気部１５から高圧ガスを導入し、破壊する
圧力を測定する。そのランプ破壊圧力をランプの初期耐
圧とした。今回使用した高圧ガスは２００ｋg／ｃｍ²が
最高圧なので、それ以上高圧の測定ができなかった。図
１のランプは２００ｋg／ｃｍ²で破壊されなかった。

【００３６】それに対し従来封止ランプ（図２ランプ）
は、１００〜１５０ｋg／ｃｍ²の初期耐圧であった。金
属箔のない封止構造にすることで高耐圧構造になってい
ることがわかる。

【００３７】以上のように、放電電極棒と封止部石英ガ
ラスとの間に石英ガラスよりも融点の低いバイコールの
ガラス筒を介在させた封止構造をもつ本発明の高圧放電
ランプは、高耐圧かつ、封入水銀や金属ハロゲン化物が
シール部の放電電極棒付近に凝縮することもないランプ
を実現できる。

【００３８】尚、放電電極棒３とガラス筒４との間隙に
ガラス粉末を充填したもの、また、そのガラス粉末に金
属を混合したもの、さらに電極棒３に金属膜のついたも
のにおいても同様な実験を行い、同様な結果を得た。

【００３９】電極棒３とガラス筒４のみで封止したラン
プに関しては、封止した後も電極棒とガラス筒との間隙
がわずかに残る場合があり、ランプ間の封止状態のばら
つき要因となっていたが、ガラス粉もしくは、ガラス粉
に金属を混合したものを充填した場合は、そのばらつき
がなくなり、より気密封止できるようになった。

【００４０】また、電極棒３に酸化金属膜のついたもの
に関しては、封止時にガラスと電極棒との熱膨張係数の
違いによって生じるクラックがなくなった。この理由に
ついて正確にはわからないが、おそらく酸化金属膜によ
りガラスと電極棒との熱膨張係数の違いが緩和されたの
であろう。封止時にできるクラックがなくなることによ
り、よりガラスと電極棒との気密性が向上し、また、ク
ラックが大きくできてしまったことにより起こる設計値
よりも極端に耐圧が下がるといったランプ間のばらつき
を抑える効果が得られた。

【００４１】また、電極棒を、電極の長軸に垂直な断面
積の放電アークを保持する側を０．９ｍｍ²、外部駆動
装置に電気的に接続される他端部側の断面積を０．０５
ｍｍ²と連続的に細くなる形状にし、同様な実験を行っ
た。このランプを図４に示す。すると、電極棒１６が細
くなっていくにつれ、封止部に圧縮の歪みが強くかかっ
ていることが観察された。一般に封止部の圧縮歪みは耐
圧を向上させるので、さらに高耐圧構造になっているこ
とが判る。

【００４２】（実施の形態２）次に、実施の形態１で説
明した図１のランプの製造方法について、説明する。

【００４３】図５は電極棒５０である。また、図６は電
極形成体を形成するための型５１である。型には、電極
棒５０を立てるための穴５２と、ガラス筒を挿入するた
めの穴５３がある。穴５２は、電極棒５０を挿入した
際、電極棒５０が傾くことなく挿入できるだけの径の穴
が開いている。電極棒５０は、電極をランプ内に気密封
止した際、封止部端から外部駆動装置へ接続する側を、
穴５２に挿入するため、あらかじめ穴５２の深さを規制
しておかなくてはならない。もちろん、放電アークを保
持する側を穴５２に挿入しても良いが、その際には封止
部端から、放電アークを保持する側端の電極棒に合わせ
て穴５２の深さを調整し、規制しなくてはならない。ま
た、ガラス筒を挿入するための穴５３は、ガラス筒を挿
入した際、ガラス筒が傾くことなく挿入できるだけの径
の穴が開いている。

【００４４】また、図７は、ガラス筒である。ガラス筒
は、ランプ外管よりも低い融点の材料であるが、ここで
はバイコールを用いる。ガラス筒外径は、ランプ側管部
内径よりも小さく、ガラス筒内径は電極棒径よりも大き
いものを準備する。

【００４５】この準備した電極棒５０を準備したタング
ステン製の型５１に図８のように挿入し、立てる。次
に、ガラス筒５４を、型５１に図９のように挿入し、立
てる。また次にガラス筒と同じ材料、もしくはガラス筒
よりもさらに融点の低い材料のガラス粉を、ガラス筒の
内側に充填する（図１０の５５に示す）。

【００４６】そして、図１０の圧縮形成用治具５６に示
しているようにドーナツ型で、外径が型の穴５３にちょ
うど隙間なく挿入できるように、また内径が電極棒が通
るように準備した圧縮形成治具５６を用いて図１０のよ
うに矢印５７の方向からガラス粉５５を圧縮し、固定す
る。このようにして、電極形成体ができる。

【００４７】なお、以上のようにしてできた電極形成体
を真空、あるいは水素雰囲気中高温で加熱焼成してもよ
い。また必要であれば、以上の工程の後に、放電アーク
を保持する側に、コイルを溶接してもよい。図１１は、
コイルの付いた状態での電極形成体５７である。

【００４８】また、図１２に示すように電極棒５０の代
わりに、電極棒径と同サイズのタングステン製・棒状治
具２００を用い、ガラス筒５４にガラス粉５５を詰め
る。次に、図１３に示すように、そのガラス粉付きガラ
ス筒を型５１より取り出し、焼結する事で、焼結された
ガラス筒２０１を形成する。このようにして焼結された
ガラス筒２０１を、電極棒の所定の位置に挿入し、電極
形成体２０２として用いても良い（図１４）。なお、型
５１、棒状治具２００について、本実施例ではタングス
テン製のものを使用したが、もちろん、モリブデン製や
ステンレス製等でも本実施例は実現可能であり、材料は
特定しない。

【００４９】又、ガラス粉に電極棒材料の熱膨張係数の
近い金属粉を混合し用いても良い。例えば、タングステ
ン粉、酸化タングステン粉、また、モリブデン粉、酸化
モリブデン粉等を、バイコール粉に乳鉢で均等に摺り合
わせた混合粉を前記したと同様に、ガラス筒に充填し用
いても良い。金属粉を混合することにより、混合粉の熱
膨張係数が電極棒のそれに近くなり、より気密性の高い
封止ができるようになる。

【００５０】不均一な混合粉を用いる場合には、融点の
高い混合粉が放電アークを保持する一端側に位置するよ
うにすればよい。

【００５１】また、混合粉でなくとも、電極棒の外管に
封止する部分に金属を蒸着してもよい。図１５に、電極
棒に金属を蒸着する様子を示した。図１５には示してい
ないが、蒸着の雰囲気は真空中もしくは不活性ガス中で
行う。電極棒５０の両端は回転可能なチャック５８で保
持し、電極棒の下には、蒸着しない部分への蒸着防止の
ためのシャッター板５９を配置し、その下から、金属蒸
気６０をあて、電極棒の外管と封止する部分に金属蒸着
を施す。その金属蒸着施した電極棒を用いて、図９、図
１０に示したように、ガラス筒を電極棒に配置して、電
極形成体を形成する。

【００５２】また、その他にも、金属のスパッタリング
や、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などであってもよ
い。このように変形した工程であっても、最終的に得ら
れるランプの封止構造は、優れた耐高圧力や密着性を有
す。

【００５３】また、ガラス筒を例えば、異なる材料のガ
ラス筒をつなげて用いる場合も、融点の高いガラス筒が
放電アークを保持する一端側に位置するようにすればよ
い。また、融点が連続的に変化しているガラス筒を用い
る場合においても、ガラス筒の融点の高くなっている端
部を放電アークを保持する一端側に位置すればよい。な
ぜならば、融点の高い材料は、一般に封入物、例えば金
属ハロゲン化物等との反応性も低く、また、より高温動
作に耐えうるので、発光管部に最も接している部分に融
点の高い材料を用いることは、ランプの寿命特性上有用
である。

【００５４】次に、電極形成体５７をランプ外管に封止
する工程を説明する。

【００５５】図１６は、ランプに挿入する電極である
が、金属バネ６１は、電極を側管部管中に保持するため
に電極形成体５７の外部駆動装置に接続する側端部６２
に溶接してある。

【００５６】図１７は、別の工程で準備した外管６６
で、石英ガラスを加熱し膨張させて、所定の形状に形成
された中空の略球状の発光管部６３と、発光管部６３の
両端から延在する石英ガラス管の側管部６４、６５とか
ら構成されている。側管部６５は、電極を挿入、封止す
る部分である。側管部６４の一端は閉じており、他端部
６５は電極挿入できるよう開口している。

【００５７】まず、図１７のランプ発光管部形成加工済
み外管側管部６５より図１６の放電電極を挿入する。電
極は、側管内部径よりも充分細い挿入棒により押し入れ
る。放電電極を挿入する様子はプロジェクターにより観
察する。プロジェクターの投射面に電極と発光管の位置
を印しておき、それに合わせて電極を挿入する。

【００５８】次に図１８の略矢印４００に示すように、
外管６６内の排気を行う。図には示していないが、排気
は真空ポンプを用い、外管６６内が１０^-5torr程度まで
減圧に排気する。その後、図１８の矢印４０１に略示す
るように、外管６６内にアルゴンガスを２００mmbarr封
入する。この状態で、図１９に示すように、例えばレー
ザー等を用いて、端部がまだ封止されていない側管部６
５の開口端付近６８を、加熱し封止する。図１９には示
していないが回転可能なチャックにて外管６６を保持
し、矢印６７で示すように、外管６６を回転させ、加熱
封止を行ってもよい。

【００５９】続いて、図２０に示すように、今度は、電
極を挿入した側管部６５が上側に位置するように、図に
は示さないが回転可能なチャックにて外管６６を保持す
る。この状態で外管６６を矢印６９が示すように回転さ
せ、回転している間に、側管部６５の端部を加熱溶融せ
しめる。これは矢印７０で略示するレーザーで行われ
る。レーザーは側管部６５の適当な長さにわたって矢印
７１が示すように上下に移動して側管部６５を加熱溶融
せしめ、側管部６５を気密封止する。

【００６０】この際、ガラス筒、及びガラス粉は、石英
ガラスよりも融点が低いため、その融点によっては石英
ガラスが溶融する前に沸騰膨張することがある。例え
ば、コーニング社製パイレックスガラスは、軟化点が８
２１℃であるが、沸騰膨張するため、封止が困難であ
る。上記したバイコールガラスは、軟化点1530℃で、沸
騰膨張することなく封止が容易かつ、実施の形態１に記
したように密着性高く封止できる。

【００６１】以上の工程において、発光管中に電極が１
本封止された。次にもう１本の電極の封止について説明
する。図２１に示すように、他端からもう１本の電極を
挿入するために、もともと閉じてあった側管部６４の端
部を、矢印３００で略示するように、例えばカッターに
より切断し、開口端部３０１を形成する。次に、図２２
に示すように、開口端部３０１が、上に向くようにラン
プを配置し、その開口端部３０１よりランプの発光材料
である水銀７２ａ、メタルハライド７２ｂ等を封入す
る。また、電極３０２を挿入する。水銀の封入量は、発
光管部の容積や電極間距離により、異なるが、発光管部
６３の内容積が０．４５ｃｃ、電極間距離が１．５ｍｍ
である場合、９０ｍｇである。これにより、点灯時のラ
ンプ電圧は８０Ｖとなる。

【００６２】また、メタルハライドとしては、沃化イン
ジウム０．４ｍｇと沃化ツリウム１．０ｍｇを封入し
た。

【００６３】次に図２３の略矢印３１０に示すように、
外管６６内の排気を行う。図には示していないが、排気
は真空ポンプを用い、外管６６内が１０^-5torr程度まで
減圧に排気する。その後、図２３の矢印３１１に略示す
るように、外管６６内に乾燥した所定量のアルゴンガス
を封入する。この状態で、図２４の矢印７４で略示する
ように、例えばレーザー等を用いて、端部がまだ封止さ
れていない側管部５４の端付近を、加熱し封止する。図
２４には示していないが回転可能なチャックにて外管６
６を保持し、矢印６７で示すように、外管６６を回転さ
せ、加熱封止行ってもよい。

【００６４】発光管部６３には水銀、メタルハライド等
蒸気圧の高い物質が封入されているので、側管部６５を
レーザーで加熱する際、発光管部内封入物７２が蒸発し
ないよう、発光管部６３を水冷しつつ、気密封着を行
う。

【００６５】そして、図２５に示すように、電極棒の外
部駆動装置に接続する側の電極を露呈せしめるため、両
側管端部のガラスを、矢印３２０で略示するように、例
えばカッターにより切断する。この時点で、両電極端に
ある金属バネ６１は、除去しておいてもよい。このよう
にして、図１のような実施の形態１と同様の優れた耐高
圧力、気密性を有する高圧放電ランプが得られる。

【００６６】また、封止方法として、前記においては、
発光管部６３内を減圧状態で加熱溶融させ封止部外管を
焼き萎めて封止行ったが、図２６のように封止部を加熱
溶融させた後、外管６６の回転を止め、すばやく金型７
５により封止部を圧縮し、成形して封止する方法でも、
特に問題なく実施例１と同様の優れた耐高圧力、気密性
を有する高圧放電ランプが得られる。金型成形を行うこ
とにより、設計したランプの封止部形状にばらつきなく
成形しやすいという有用な利点がある。

【００６７】（実施の形態３）図２７は本発明の高圧放
電ランプの実施の形態３を示す構造図である。

【００６８】図２７において、５０１は放電空間に放電
アークが形成される石英ガラス製の球形の発光部、５０
２は放電アークに電流を供給するための導電性金属構造
物が気密封止される封止部である。５０３は、その放電
アークに電流を供給する導電性金属構造体である棒状の
タングステン電極である。

【００６９】タングステン電極５０３の一端は放電アー
クを保持するために発光部５０１内に配置され、もう一
方の端は、図２７には示していない放電アークに電流を
供給する外部駆動装置に接続されるように、封止部５０
２を介して、外部に配置されている。

【００７０】封止部５０２においては、タングステン電
極５０３と石英ガラスとの界面付近には、図中の小さな
黒点で示すように、タングステンの粉末５０４が分布し
ている。そして発光部５０１内には、発光物質として水
銀５０５、および図には示していないがランプの始動を
補助するためのアルゴンガスが封入されている。

【００７１】図２７に示すランプの主要な寸法データ
は、球形発光部５０１の内容積が約０．４５ｃｃ、タン
グステン電極５０３の直径は０．９ｍｍ、球形発光部５
０１内のタングステン電極５０３の間隙、すなわち電極
間距離は１．５ｍｍである。

【００７２】水銀５０５の封入量を９０ｍｇとして、こ
のランプを２００Ｗの電力にて点灯した場合、約８０Ｖ
のランプ電圧を得る。この場合の推定される動作圧は約
２００気圧である。驚くべきことに、従来の箔シール構
造でもなく、また従来のロッドシール構造でもない、タ
ングステン電極５０３と石英ガラスとの界面付近に、タ
ングステンの粉末５０４が分布しているシール構造の本
発明の高圧放電ランプは、水銀５０５が封止部５０２の
タングステン電極５０３付近に凝縮することもなく、完
全に蒸発して正常に動作し、約２００気圧もの動作圧力
に耐える。

【００７３】本発明の実施の形態３に示す高圧放電ラン
プのシール構造の優れた点は、以下に述べる検証実験の
結果で、より明らかにすることができる。

【００７４】図２８は、その検証実験に使用したシール
構造を示す図である。図２８(ａ)は、外径６ｍｍ、内径
２ｍｍの石英ガラス管５１３に、図２７に示した本発明
の実施の形態３と同様に、直径０．９ｍｍのタングステ
ン電極５０３を、電極と石英ガラスとの界面付近にタン
グステン粉末５０４を分布させて封止したガラス管であ
る。

【００７５】また図２８(ｂ)は石英ガラス管５１３に箔
シールを施したガラス管を示している。５１０はタング
ステン電極５０３と同じ直径０．９ｍｍを有し、長さが
異なるタングステン電極、５１１、５１２はそれぞれモ
リブデン箔、モリブデン棒で、モリブデン箔５１１の厚
さ０．０２ｍｍである。

【００７６】図２８(ａ)、(ｂ)に示すガラス管に対し
て、石英ガラス管５１３の開口端５１５から一定の速度
で窒素ガスを導入して加圧しながら、ガラス管が破壊し
た圧力を耐高圧力として測定を行った。その結果、図２
８(ｂ)に示した箔シール構造のガラス管は、約１６０気
圧で破壊したのに対し、図２８(ａ)に示す本発明の実施
の形態３のシール構造では、２１０気圧の圧力を加えて
も破壊することはなった。

【００７７】別の測定として、今度は石英ガラス管５１
３の開口端５１５から石英ガラス管５１３内部を真空排
気したところ、図２８(a)、(b)に示すガラス管ともに、
１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空度まで排気されることが確
認された。

【００７８】このように、図２７又は図２８(ａ)に示す
本発明の実施の形態３のシール構造は、タングステン電
極５０３と石英ガラスとの界面付近に分布するタングス
テンの粉末５０４が、非常に密着しにくいタングステン
（タングステン電極５０３）と石英ガラスとを接合する
バインダーの役目を果たす（この原因は正確にはわから
ないが、おそらくタングステン粉末５０４をガラス内に
分布させたことで、石英ガラスの熱膨張係数がタングス
テンのそれに近づき、剥離しにくくなったこと、及びタ
ングステン粉末５０４の一部がタングステン電極５０３
と化学的に強固に結合することが考えられる）結果、従
来の箔シール構造より優れた耐高圧力や気密性を有す
る。

【００７９】なお、本実施の形態では、タングステン電
極５０３と石英ガラスとの界面付近にタングステン粉末
５０４が分布する高圧放電ランプについて説明したが、
タングステン粉末５０４は酸化タングステンの粉末であ
ってもかまわない。またタングステン以外の金属、例え
ばモリブデンの粉末であってもかまわないし、酸化モリ
ブデンの粉末であってもかまわない。これらの粉末に置
換したランプにおいても、優れた耐高圧力や気密性が損
なわれることはなかった。さらにはこれらの混合物の粉
末であってもかまわない。

【００８０】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４を、図２９に示し説明する。

【００８１】図２９に示す本発明の実施の形態４の高圧
放電ランプは、図２７に示した実施の形態３のランプに
おいて、タングステン粉末５０４を、タングステンの薄
膜５０６に置換し、タングステン電極５０３が、この薄
膜５０６を介して石英ガラス（封止部５０２）に気密封
着されたシール構造を有する。

【００８２】本実施の形態のランプにおいても、水銀５
０５の封入量を９０ｍｇとして、このランプを２００Ｗ
の電力にて点灯した場合、動作圧力は約２００気圧で、
約８０Ｖのランプ電圧を得る。水銀５０５が封止部５０
２のタングステン電極５０３付近に凝縮することもな
く、完全に蒸発して正常に動作し、約２００気圧もの動
作圧力に耐える耐高圧力シール構造を有している。

【００８３】なお、本実施の形態の高圧放電ランプにお
いて、タングステン薄膜５０６を酸化タングステンの薄
膜に置換した構造としても優れた耐高圧力や気密性が損
なわれることはない。また別の金属薄膜、例えばモリブ
デン薄膜や酸化モリブデンの薄膜に置換した構成であっ
てもかまわないし、これらの多層薄膜を形成した構造で
あってもかまわない。

【００８４】実施の形態３および実施の形態４におい
て、タングステン電極５０３の、少なくとも封止部５０
２に埋設させている部分の表面に、酸化処理を施すこと
が、特に有益であることを付記しておく。表面を酸化さ
せておくことで、タングステン電極５０３表面付近の石
英ガラスにクラックが生じることを、ほぼ完全に防止で
き、耐高圧力や気密性に有利に働く。

【００８５】また実施の形態３および実施の形態４で
は、放電アークに電流を供給するための導電性金属構造
物が、タングステン電極５０３のみで構成されているラ
ンプを例に説明したが、図３９や図２８(ｂ)で示した従
来の箔シール構造でみられる、タングステン電極（図３
９の１０２、図２８(ｂ)の５１０）とモリブデン箔（図
３９の１０３、図２８(ｂ)の５１１）と外部電流導入リ
ード線（図３９の１０４、図２８(ｂ)の５１２））とか
ら導電性金属構造物が構成されたランプであっても、少
なくともタングステン電極（図３９の１０２、図２８
(ｂ)の５１０）と石英ガラスとの界面付近にタングステ
ンの粉末が分布しているか、又はタングステン電極がタ
ングステンの薄膜を介して石英ガラスと接合する構造で
あれば、実施の形態３および実施の形態４のランプと同
様の優れた耐高圧力や気密性が得られる。

【００８６】また実施の形態３および実施の形態４で
は、発光物資として水銀のみが封入されている、高圧放
電ランプを例に説明したが、発光物質としては、水銀以
外に、例えば金属ハロゲン化物が添加されたランプであ
ってもよい。

【００８７】実施の形態３および実施の形態４に例示し
たランプのシール構造は、水銀や金属ハロゲン化物など
のように室温では、液体又は固体で、点灯中に蒸発し発
光する物質が封入される高圧放電ランプに特に有益であ
るが、例えばキセノン放電ランプのような、希ガスのみ
が封入されたランプに対しても有効であることは勿論で
ある。

【００８８】さらに実施の形態３および実施の形態４で
は、封止部５０２が発光部５０１から、互いに反対方向
に延在する、いわゆるダブルエンド型のランプについて
説明したが、封止部が１つで、その１つの封止部に一対
の電極が封止される、いわゆるシングルエンド型のラン
プであってもかまわないし、この場合は、本発明のシー
ル構造は、放電ランプではない、発熱コイルを有する電
球にも適用可能である。

【００８９】以下の実施の形態５からは、実施の形態３
および実施の形態４に例示した本発明の高圧放電ランプ
を製造する方法に関するものである。

【００９０】（実施の形態５）図３０から図３５は本発
明の実施の形態５に係る高圧放電ランプの製造方法の工
程図である。

【００９１】図３９において、５４０は、別の工程で準
備した外管で、石英ガラス管を加熱し膨張させて、所定
の形状に形成された中空の球状の発光部５４１と、発光
部５４１の両端から延在する石英ガラス管の側管部５４
２ａ、５４２ｂとから構成されている。側管部５４２
ａ、５４２ｂ各々は、その長さ方向にわたり円形で断面
均一であり、発光部５４１よりも断面は勿論小さい。

【００９２】この準備された外管５４０は、側管部５４
２ａ、５４２ｂの内面にタングステン粉末が塗布され
る。図３１を基にその詳細を説明する。図３１におい
て、５４３は平均粒径２μｍのタングステン粉末と平均
粒径２０μｍのＳｉＯ２粉末を、ニトロセルロースを酢
酸ブチルに溶かして作成した有機バインダーに混合した
溶液である。

【００９３】この溶液５４３を側管部５４２ａに塗布す
る。その作業は図３１に示すように、外管５４０を側管
部５４２ａ、５４２ｂが上下に位置するように配置し
て、それを矢印５４４が示すがごとく、上下に移動させ
て行う。側管部５４２ａに塗布し、約１０分程度自然乾
燥したのち、今度は外管５４０の上下を入れ替え、残り
の側管部５４２ｂに、同様に溶液５４３を塗布する。そ
の後、側管部５４２ａ、５４２ｂに溶液５４３が塗布さ
れた外管５４０を、約５００℃の温度で３０分間、熱処
理を施し、有機バインダーを熱分解させれば、側管部５
４２ａ、５４２ｂの内面にはタングステン粉末５４５が
付着して塗布の工程が完結する。

【００９４】次に側管部５４２ａの端部を封止し、図３
２に示すように、別の行程で準備した放電アークに電流
を供給するための導電性金属構造物であるタングステン
電極５５０を、側管部５４２ｂから側管部５４２ａへ挿
入する。ここでタングステン電極５５０の発光部５４１
内に配置されアーク放電を維持する端でない、他方の端
には鉄片５５１が接続されている。この状態で、図には
示していないが回転可能なチャックで側管部５４２ａ、
５４２ｂを保持し、矢印５５２で示すように、ガラス管
５４０を回転させる。そして外管５４０内を排気しなが
ら、端部がまだ封止されていない側管部５４２ｂの端付
近を、加熱し封止する。これは矢印５５３で略示するよ
うに、例えばレーザーで行う。

【００９５】続いて、図３３に示すように、今度は、タ
ングステン電極５５０を挿入した側管部５４２ａが上側
に位置するように、図には示さないが回転可能なチャッ
クにて外管５４０を保持する。このとき側管部５４２ａ
の外側に、移動可能な磁石５６０を用意して、鉄片５５
１に磁力を作用させて、タングステン電極５５０が下方
向に落下するのを防止し、さらにタングステン電極５５
０のアークを保持する端が、発光部５４１内の所定の位
置に配置されるように、タングステン電極５５０を側管
部５４２ａ内に適切に配置する。

【００９６】この状態で外管５４０を矢印５６５が示す
ように、ほぼ外管５４０の長軸を中心にして回転させ、
回転している間に、側管部５４２ａ（石英ガラス）を加
熱崩壊せしめる。これは矢印５６１で略示するレーザー
で行われる。レーザーは側管部５４２ａの適当な長さに
わたって矢印５６２が示すように上下に移動して側管部
５４２ａ（石英ガラス）を軟化崩壊させ、側管部５４２
ａを気密封止する。

【００９７】次に図３４に示すように外管５４０をチャ
ックの保持から解放し、側管部５４２ｂの封止端を切断
し、一端に鉄片５５１が接続されているタングステン電
極５５０を、再び、側管部５４２ｂへ挿入する。同時に
発光物質である水銀５７０を発光部５４１内に挿入す
る。この作業は、図には示していないが、側管部５４２
ｂの開口端部から管状針を挿入し、その先端が発光部５
４１の中央近くにきたときに針を止めて行われる。針は
乾燥した比較的低圧のアルゴンガス源に連通しており、
このガス流が針を通して水銀５７０を押し出す。水銀５
７０の封入量は、発光部５４１の容積や電極間距離によ
り、大いに異なるが、発光部５４１の内容積が０．４５
ｃｃ、電極間距離が１．５ｍｍという特定の例では、９
０ｍｇである。

【００９８】この状態で、図には示していないが回転可
能なチャックで側管部５４２ａ、５４２ｂを保持し、矢
印５５２で示すように、ガラス管５４０を回転させる。
そして外管５４０内を真空排気して、今度は、乾燥した
所定量のアルゴンガスを外管５４０内に導入し、側管部
５４２ｂの端付近を、加熱封止する。この加熱は矢印５
５３で略示するようにレーザーで行う。

【００９９】そして最後に図３４に示した側管部５４２
ａの場合と同様に（又は必要ならば水銀５７０の蒸発を
防止するために発光部５４１を冷却する手段を付加し
て）、側管部５４２ｂを、レーザーにて加熱崩壊せし
め、側管部５４２ｂを気密封止する。側管部５４２ａ、
５４２ｂの端部を切り落とし、タングステン電極５５０
の鉄片５５１が接続されている一端を露呈させ、鉄片５
５１を除すると、図３５に示すタングステン電極５５０
と石英ガラスとの界面付近にタングステンの粉末５４５
が分布した、実施の形態３と同様の優れた耐高圧力や気
密性を有する高圧放電ランプが得られる。

【０１００】また、図３１に示した側管部５４２ａ、５
４２ｂにタングステン粉末５４５を塗布する工程と、図
３２に示した側管部５４２ａにタングステン電極５５０
を封止する工程の間に、タングステン電極５５０の表面
を酸化処理する工程、例えば陽極酸化処理の工程を付加
した製造方法としてもかまわない。

【０１０１】（実施の形態６）次に本発明の高圧放電ラ
ンプの製造方法の実施の形態６を説明する。本実施の形
態における高圧放電ランプの製造方法は、先の実施の形
態５に示した製造方法において、図３１で説明した、タ
ングステン粉末５４５を側管部５４２ａ、５４２ｂに塗
布する工程を、以下に説明するように、側管部５４２
ａ、５４２ｂ内面に、タングステンの薄膜を製膜する工
程に置換したものであり、それ以外の工程は実施の形態
５と同様の製造方法である。

【０１０２】図３６は本実施の形態において、タングス
テンの薄膜を側管部５４２ａ、５４２ｂ内面に製膜する
工程で使用するスパッタリング装置を模式的に示した図
である。図中５８０ａ、５８０ｂは一対のタングステン
製のスパッタ電極であり、これらは、それぞれ側管部５
４２ａ、５４２ｂの開口端から挿入され、側管部５４２
ａ内に電極間領域Ｗｓｐが形成されるように配置されて
いる。

【０１０３】薄膜は、ほぼこの電極間領域Ｗｓｐで成長
し、それゆえ電極間領域Ｗｓｐは、側管部５４２ａ（又
は５４２ｂ）に形成されねばならない。スパッタ電極５
８０ａ、５８０ｂそれぞれの一端には、スパッタ中の温
度上昇を抑制するためにアルミニウムの放熱版５８１が
接続されており、さらに整合器５８３を介して高周波電
源５８２が接続されている。この装置にて以下に説明す
るようにタングステンの薄膜を側管部５４２ａ、５４２
ｂ内面に製膜する。

【０１０４】まず側管部５４２ａ、５４２ｂの開口端付
近に設置した、略示したフランジ５８７、５８８、およ
びＯリングシール５８６により外管５４１内を真空シー
ルする。この状態でフランジ５８７に設けた排気口５８
５より、図には示さないターボ分子ポンプを主排気ポン
プとする真空装置にて、外管５４１内を一定のバックグ
ラウンドまで排気する。その後フランジ５８８に設けた
ガス導入口よりアルゴンガスを導入する。

【０１０５】アルゴンガスは約３ｓｃｃｍ一定の流量で
流される。そして周波数５００ＫＨｚの高周波電力２０
Ｗをスパッタ電極５８０ａ、５８０ｂ間に印加し、グロ
ー放電を発生させ、タングステンをスパッタする。

【０１０６】これにより電極間領域Ｗｓｐにおいて、側
管部５４２ａの内面にタングステンの薄膜が成長する。
所定の時間、放電を持続して１００ｎｍ程度の膜厚のタ
ングステン薄膜５９０を製膜した後、今度は側管部５４
２ｂ内に、スパッタ電極５８０ａ、５８０ｂを再配置
し、同様に側管部５４２ｂ内面にタングステンの薄膜を
製膜する。

【０１０７】タングステン薄膜５９０を側管部５４２
ａ、５４２ｂ内面に製膜した後は、図３２から図３４に
示した実施の形態５と同様の工程により、最終的に図３
７に示すように（これは実質的には図３５に示すランプ
と同様の構成である）、タングステン電極５５０が、タ
ングステン薄膜が拡散分布する石英ガラス層５９９を介
して、石英ガラスに気密封着されたシール構造を有する
高圧放電ランプを得る事が出来る。

【０１０８】なお、図３６においては、アルゴンガスを
フローさせてスパッタリングを行ったが、所定の圧力の
アルゴンガスを封入した状態でスパッタリングを行って
もよいし、又は酸素ガスのフローを付加して、反応性ス
パッタリングとしても構わない。またタングステン薄膜
５９０を作成した後、熱酸化やプラズマ酸化などの酸化
処理をさらに行い、酸化タングステン膜としても構わな
い。

【０１０９】さらに先端を酸化処理したタングステン電
極を使用してもよいし、またモリブデン製のスパッタ電
極を用いて、タングステン薄膜を作成する工程をモリブ
デン薄膜を作成する工程に置換したり、又はそれらの多
層膜を作成する工程に置換して構わない。

【０１１０】本実施の形態では、一対のスパッタ電極５
８０ａ、５８０ｂを側管部５４２ａ、又は５４２ｂに挿
入してスパッタリングを行う例を説明したが、図３８に
示すように、棒状のスパッタ電極５９２を側管部５４２
ａ（又は５４２ｂ）内に挿入し、筒状のスパッタ電極５
９３をスパッタ電極を中心軸として側管部５４２ａ（又
は５４２ｂ）の外周部に配置し、アルゴンガスに置換さ
れた真空チャンバー５９１内でスパッタリングを行い、
タングステン薄膜５９０を作成してもかまわない。

【０１１１】また製膜の方法は、スパッタリング法以外
に、例えば、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着
法などであってもよい。このように変形した製膜工程で
あっても、最終的に得られるランプのシール構造は、優
れた耐高圧力や密着性を有する。

【０１１２】実施の形態５および実施の形態６では、放
電アークに電流を供給するための導電性金属構造物が、
タングステン電極５５０のみで構成されているランプの
製造方法を例に説明したが、導電性金属構造物が、図３
９や図２８(b)で示した従来の箔シール構造でみられ
る、タングステン電極（図３９の１０２、図２８(ｂ)の
５１０）とモリブデン箔（図３９の１０３、図２８(ｂ)
の５１１）と外部電流導入リード線（図３９の１０４、
図２８(ｂ)の５１２））とから構成されていても、同様
の方法で製造可能である。

【０１１３】また、同様に水銀だけでなく、金属ハロゲ
ン化物が封入されるランプについても、同様の製造方法
で製造可能であるし、逆に水銀を含まない、例えばキセ
ノン放電ランプの製造も、同様の方法で製造可能であ
り、封入物の種類には制限はされない。また、実施の形
態３から６では、導電性金属構造物がタングステン棒の
場合を例に説明したが，導電性金属構造物はこれに限ら
れるものではなく、例えばタングステン棒とモリブデン
棒とが突き合わせ溶接により一体化された棒状の金属で
あっても良い。

【０１１４】以上、本発明は好ましい実施例について説
明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、種々
の変形が可能であることは勿論である。本実施の形態で
示した本発明の高圧放電ランプの製造点灯方法は例示で
あって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって決定さ
れるものである。

【０１１５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、優れた耐
高圧力および密着性を有し、かつランプの高出力化にも
対応できる高圧放電ランプのシール構造を提供し、そし
てそのようなシール構造を有する高圧放電ランプの製造
を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による、放電電極
棒と封止部石英ガラスとの間に石英ガラスよりも融点の
低いガラス筒を介在させた封止構造を備えた高圧放電ラ
ンプの構成を示す図。

【図２】従来の箔封止構造を備えた高圧放電ランプの
構成を示す図。

【図３】ランプの気密性、耐圧を測定するためのテス
トランプの構成を示す図。

【図４】電極の長軸に垂直な断面積は、放電アークを
生成する部分に向かって、大きくなるように形成されて
いるランプの構成を示す図。

【図５】本発明の第２の実施の形態における放電電極
棒の構成を示す図。

【図６】本発明の第２の実施の形態における電極形成
体を形成するための型の構成図。

【図７】本発明の第２の実施の形態におけるガラス筒
の構成を示す図。

【図８】本発明の第２の実施の形態における電極形成
体の製造方法を示す図。

【図９】本発明の第２の実施の形態における電極形成
体の製造工程を示す図。

【図１０】本発明の第２の実施の形態における電極形
成体の製造方法を示す図。

【図１１】本発明の第２の実施の形態における電極形
成体の構成を示す図。

【図１２】図９と似た工程を示す図。

【図１３】図７と似た構成を示す図。

【図１４】図１１と似た構成を示す図。

【図１５】本発明の第２の実施の形態における電極
棒に金属を蒸着する製造方法を示す図。

【図１６】本発明の第２の実施の形態における電極の
構成を示す図。

【図１７】本発明の第２の実施の形態における外管の
構成を示す図。

【図１８】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図１９】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図２０】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図２１】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図２２】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図２３】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図２４】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図２５】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図２６】本発明の第２の実施の形態における製造方
法の工程を示す図。

【図２７】本発明の実施の形態３の高圧放電ランプを
示す構造図。

【図２８】（ａ）本発明の実施の形態３のシール構造
を示す構造図。（ｂ）従来のシール構造を示す構造図。

【図２９】本発明の実施の形態４の高圧放電ランプを
示す構造図。

【図３０】本発明の実施の形態５の高圧放電ランプの
製造方法の一工程を示す図。

【図３１】本発明の実施の形態５の高圧放電ランプの
製造方法の一工程を示す図。

【図３２】本発明の実施の形態５の高圧放電ランプの
製造方法の一工程を示す図。

【図３３】本発明の実施の形態５の高圧放電ランプの
製造方法の一工程を示す図。

【図３４】本発明の実施の形態５の高圧放電ランプの
製造方法の一工程を示す図。

【図３５】本発明の実施の形態５の高圧放電ランプの
製造方法の一工程を示す図。

【図３６】本発明の実施の形態６の高圧放電ランプの
製造方法で使用されるスパッタリング装置の摸式図。

【図３７】本発明の実施の形態６の高圧放電ランプを
示す図。

【図３８】本発明の実施の形態６の別のスパッタリン
グ装置を示す図。

【図３９】従来の高圧放電ランプの箔シール構造を示
す図。

【図４０】従来の高圧放電ランプのロッドシール構造
を示す図。

【符号の説明】

１発光管部２電極封止部３放電電極棒４ガラス筒５封入水銀と金属ハロゲン化物６発光管内と電極封止部の境５０１発光部５０２封止部５０３タングステン電極５０４タングステン粉末５０５水銀５０６タングステン薄膜５４５タングステン粉末５５０タングステン電極５８０ａスパッタ電極５８０ｂスパッタ電極５９０タングステン薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、高融点ガラス質材料からなる
発光部と、同じく高融点ガラス質材料からなり前記発光部から延在
する封止部と、前記発光部内部に封入された、少なくとも、希ガスおよ
び、室温で固体もしくは液体の材料と、前記発光部内に形成される放電アークに電流を供給す
る、前記封止部に一部が埋設された導電性金属構造物
と、前記封止部において高融点ガラス質材料と前記導電性金
属構造物との界面領域付近に、金属もしくは前記金属の
酸化物の少なくとも１種類の金属材料が付与され、前記
導電性金属構造物に対し、高融点ガラス質材料が気密に
封着する気密封着部から成ることを特徴とする高圧放電
ランプ。
【請求項２】上記気密封着部は、上記金属材料の粉末が
前記導電性金属構造物に分布されて形成されることを特
徴とする請求項1記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】上記気密封着部は、上記金属材料の薄膜が
前記導電性金属構造物に設けられて形成されることを特
徴とする請求項1記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】上記気密封着部は、上記金属材料の粉末が
前記封止部に混合されて形成され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５】導電性金属構造物は、一端が放電アークを
保持する発光管内に配置され、他端は放電アークに電流
を供給する外部駆動装置に電気的に接続されるために、
ランプ外部に配置された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６】導電性金属構造物は、タングステン棒であ
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７】上記金属材料の熱膨張係数は、導電性金属
構造物を構成する金属とほぼ同じか小さい熱膨張係数を
有す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８】上記金属材料は、タングステンまたはモリ
ブデンまたは酸化モリブデン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９】封止部に埋設されている部位の導線性金属
構造物において、前記導電性金属構造物の少なくとも一
部の表面に、酸化処理面が形成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。
【請求項１０】上記発光部内部に、少なくとも、水銀が
封入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。
【請求項１１】上記発光部内部に、少なくとも、金属ハ
ロゲン化物が封入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。
【請求項１２】上記気密封着部が前記封止部の少なくと
も一部分に形成した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１３】上記気密封着部は、前記封止部を構成す
るガラス材料の融点より低い融点を有するガラス材料か
ら成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１４】上記封止部を構成するガラス材料の融点
より低い融点を有するガラス材料に上記金属材料が混合
されていることを特徴とする請求項１２記載の高圧放電
ランプ。
【請求項１５】上記導電性金属構造物の長軸に垂直な断
面積は、放電アークを生成する端部に向かって、大きく
なるように形成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。
【請求項１６】少なくとも、高融点ガラス質材料からな
る発光部と、同じく高融点ガラス質材料からなり前記発光部から延在
する封止部と、前記発光部内部に封入された、希ガスと、前記発光部内に配置されるフィラメントと、前記フィラメントに電流を供給する、前記封止部に一部
が埋設された導電性金属構造物と、前記封止部において高融点ガラス質材料と前記導電性金
属構造物との界面領域付近に、金属もしくは前記金属の
酸化物の少なくとも１種類の金属材料が付与され、前記
導電性金属構造物に対し、高融点ガラス質材料が気密に
封着する気密封着部から成ることを特徴とする高圧放電
ランプ。
【請求項１７】少なくとも、発光部と前記発光部から延在する管状部分を有する高融
点ガラス質材料の外管、および前記発光部に放電アーク
を形成するために電流を供給する導電性金属構造物を準
備する工程と、前記導電性金属構造物を、一端が前記発光部内に配置さ
れるように、前記管状部分に挿入する工程と、前記管状部分の内面と前記導電性金属構造物との間に、
金属もしくは前記金属の酸化物の少なくとも１種類の金
属材料を付与する工程と、前記管状部分を加熱崩壊せしめて導電性金属構造物を適
正に封止する工程とからなる高圧放電ランプの製造方
法。
【請求項１８】上記金属材料を付与する工程は、前記管
状部分の内面に粉末を塗布する工程から成ることを特徴
とする請求項１７記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項１９】上記金属材料を付与する工程は、前記導
電性金属構造物に上記金属材料の粉末を塗布する工程か
ら成ることを特徴とする請求項１７記載の高圧放電ラン
プの製造方法。
【請求項２０】上記金属材料を付与する工程は、前記管
状部分の内面に上記金属材料の薄膜を形成する工程から
成ることを特徴とする請求項１７記載の高圧放電ランプ
の製造方法。
【請求項２１】上記金属材料を付与する工程は、前記導
電性金属構造物に上記金属材料の薄膜を形成する工程か
ら成ることを特徴とする請求項１７記載の高圧放電ラン
プの製造方法。
【請求項２２】管状部分の内面に金属材料の粉末を塗布
する工程は、前記金属材料の粉末と、ＳiＯ2の粉末とを
有機バインダー溶液に混合し、前記有機バインダー溶液
を、前記管状部分の内面に塗布した後、前記管状部分を
有する高融点ガラス質材料の外管を熱処理する工程から
なる請求項１８記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項２３】管状部分の内面に金属材料の薄膜を形成
する工程は、前記管状部分内に一対の前記金属材料の電
極を挿入し、前記電極間に高周波電力を印加して、グロ
ー放電を発生させてスパッタリング薄膜を形成すること
からなる請求項２０記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項２４】管状部分の内面に金属材料の薄膜を形成
する工程は、前記管状部分内に一対の金属の先端に前記
金属材料を具備した電極を挿入し、前記電極間に高周波
電力を印加して、グロー放電を発生させてスパッタリン
グ薄膜を形成することからなる請求項２０記載の高圧放
電ランプの製造方法。
【請求項２５】管状部分の内面に金属材料の薄膜を形成
する工程は、前記管状部分内に一対の前記金属材料の電
極を挿入し、前記金属電極間に高周波電力を印加して、
グロー放電を発生させてスパッタリング薄膜を形成した
後、酸化処理を施し酸化膜とする請求項２０記載の高圧
放電ランプの製造方法。
【請求項２６】上記金属材料を付与する工程は、上記外管の融点より低い融点を有するガラス材料からな
る筒状構造物およびガラス粉末を準備する工程と、前記筒状構造物で前記電極を包む工程と、前記電極と前記筒状構造物の間隙に前記ガラス粉末を充
填する工程とから成ることを特徴とする請求項１７記載の高圧放電ラ
ンプの製造方法。
【請求項２７】さらに、前記ガラス粉末を圧縮成形する
工程を有することを特徴とする請求項２６記載の高圧放
電ランプの製造方法。