(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内に発光物質が封入される発光管と、
前記発光管内に配置された一対の電極棒と、
前記電極棒に接続された金属箔と、
前記発光管から延在した第１のガラス部と当該第１のガラス部よりも歪点温度が低く当該第１のガラス部に外周が覆われている第２のガラス部とからなり、かつ、前記電極棒の軸方向に略垂直な断面において前記金属箔の断面が当該第２のガラス部に覆われている封止部と、
を有する高圧放電ランプの製造方法であって、
前記第２のガラスの歪点温度よりも高く、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度範囲で、前記第２のガラス部が位置する部分を含む前記封止部を保持した状態で前記第２のガラス部に圧力を印加する工程
を包含する、高圧放電ランプの製造方法。
【請求項２】
管内に発光物質が封入される発光管と、前記発光管の両端から延びた一対の封止部とを有する高圧放電ランプの製造方法であって、
高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部の両端から延在した一対の側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプを用意する工程と、
前記一対の側管部のうちの一方の側管部に、前記側管部を構成する第１のガラスよりも歪点温度の低い第２のガラスから構成されたガラス管と、電極棒と当該電極棒に接続された金属箔を含む電極構造体とを挿入し、次いで、前記ガラス管内に前記金属箔が挿入され且つ前記電極棒と前記金属箔との接続部が前記ガラス管内に位置した状態で前記側管部を加熱収縮することによって、前記一対の封止部のうちの一方の封止部を形成する工程と、
前記一方の封止部を形成した後、前記発光管部内に発光物質を導入する工程と、
前記発光物質を導入した後、前記一方に対する他方の側管部に、前記第２のガラスから構成されたガラス管と、電極棒と当該電極棒に接続された金属箔とを含む電極構造体とを挿入し、次いで、前記ガラス管内に前記金属箔が挿入され且つ前記電極棒と前記金属箔との接続部が前記ガラス管内に位置した状態で前記側管部を加熱収縮することによって、前記一方に対する他方の封止部および前記発光物質が封入された発光管を形成する工程と、
両方の封止部および発光管が形成されたランプ完成体に対して、前記第２のガラスの歪点温度よりも高い温度で、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度で、前記発光管および前記ガラス管および前記側管部を少なくとも含む部分を加熱する工程と
を包含する、高圧放電ランプの製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程は、２時間以上行われる、請求項２に記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項４】
光弾性効果を利用した鋭敏色板法を用いて前記封止部を測定した場合、前記第２のガラス部に相当する領域に１０ｋｇｆ／ｃｍ2以上５０ｋｇｆ／ｃｍ2以下の長手方向の圧縮応力が存在するように圧力を印加する工程が実施される、請求項１に記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項５】
光弾性効果を利用した鋭敏色板法を用いて前記封止部を測定した場合、前記ガラス管に相当する領域に１０ｋｇｆ／ｃｍ2以上５０ｋｇｆ／ｃｍ2以下の長手方向の圧縮応力が存在するように加熱工程が実施される、請求項２に記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項６】
前記加熱は、前記第２のガラスの歪点温度よりも高く且つ前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度の炉に、前記ランプ完成体を配置することよって実行される、請求項２または３に記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項７】
前記第１のガラスは、ＳｉＯ2を９９重量％以上含み、
前記第２のガラスは、１５重量％以下のＡｌ2Ｏ3および４重量％以下のＢのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ2とを含む、請求項１から６の何れか一つに記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項８】
前記高圧放電ランプは、高圧水銀ランプであり、
前記発光物質として水銀を、前記発光管の内容積を基準に、１５０ｍｇ／ｃｍ3以上封入する、請求項１から７の何れか一つに記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項９】
管内に発光物質が封入される発光管と、
前記発光管内に配置された一対の電極棒と、
前記電極棒に接続された金属箔と、
前記発光管から延在した第１のガラス部と当該第１のガラス部よりも歪点温度が低く当該第１のガラス部に外周が覆われている第２のガラス部とからなり、かつ、前記電極棒の軸方向に略垂直な断面において前記金属箔の断面が当該第２のガラス部に覆われている封止部と、
を有する高圧放電ランプであって、
前記第２のガラスの歪点温度よりも高く、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度範囲で、前記第２のガラス部が位置する部分を含む前記封止部を保持した状態で前記第２のガラス部に圧力を印加する工程によって、前記第２のガラス部に圧縮応力が印加された、高圧放電ランプ。
【請求項１０】
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Ｂのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ2とを含む、請求項９に記載の高圧放電ランプ。
【請求項１１】
前記高圧放電ランプは、高圧水銀ランプであり、
前記発光物質として水銀が、前記発光管の内容積を基準に、１５０ｍｇ／ｃｍ3以上封入されている、請求項９または１０に記載の高圧放電ランプ。
放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電ランプの製造方法、高圧放電ランプおよびランプユニットに関する。特に、一般照明や、反射鏡と組み合わせてプロジェクター、自動車の前照灯などの用途に使用される高圧放電ランプを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、高い輝度を示す高圧放電ランプが一般的に広く使用されている。従来の高圧放電ランプ１０００の構成を図４９に模式的に示す。図４９に示したランプ１０００は、いわゆる超高圧水銀ランプであり、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
ランプ１０００は、石英ガラスから構成された発光管（バルブ）１０１と、発光管１０１の両端から延在する一対の封止部（シール部）１０２とを有している。発光管１０１の内部（放電空間）には、発光物質（水銀）１０６が封入されており、そして、タングステンを材料とする一対のタングステン電極（Ｗ電極）１０３が一定の間隔をおいて互いに対向して配置されている。Ｗ電極１０３の一端は、封止部１０２内のモリブデン箔（Ｍｏ箔）１０４と溶接されており、Ｗ電極１０３とＭｏ箔１０４とは電気的に接続されている。Ｍｏ箔１０４の一端には、モリブデンから構成された外部リード（Ｍｏ棒）１０５が電気的に接続されている。なお、発光管１０１内には、水銀１０６の他に、アルゴン（Ａｒ）および少量のハロゲンも封入されている。
【０００４】
ランプ１０００の動作原理を簡単に説明すると、外部リード１０５およびＭｏ箔１０４を介してＷ電極１０３、１０３間に始動電圧が印加されると、アルゴン（Ａｒ）の放電が起こり、この放電によって発光管１０１の放電空間内の温度が上昇し、それによって水銀１０６が加熱・気化される。その後、Ｗ電極１０３、１０３間のアーク中心部で水銀原子が励起されて発光する。ランプ１０００の水銀蒸気圧が高いほど放射光も多くなるため、水銀蒸気圧が高いほど画像投影装置の光源として適しているが、発光管１１０の物理的耐圧強度の観点から、１５〜２０ＭＰａ（１５０〜２００気圧）の範囲の水銀蒸気圧でランプ１０００は使用されている。
【０００５】
なお、関連する文献として後述する特許文献２がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−１４８５６１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３５７０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のランプ１０００は、２０ＭＰａ程度の耐圧強度を有するものであるが、ランプ特性をさらに向上させるべく、耐圧強度をより高める研究・開発が行われている（例えば、特許文献２など参照）。これは、今日、より高性能の画像投影装置を実現する上で、より高出力・高電力のランプが求められており、この要求を満たすべく、より耐圧強度の高いランプが必要となっているからである。
【０００８】
さらに説明すると、高出力・高電力のランプの場合、電流の増大に伴って電極の蒸発が早くなることを抑制するために、通常よりもさらに多くの水銀を封入して、ランプ電圧を高くする必要がある。ランプ電力に対して封入水銀量が足りなければ、必要なレベルまでランプ電圧を高くできないため、ランプ電流が増大してしまい、その結果、電極が早く蒸発してしまうので、実用的なランプは実現できない。言い換えると、高出力のランプを実現する観点から見れば、ランプ電力を高くし、そして、電極間距離が従来のものよりもさらに短いショートアーク型のランプを作製すればよいのであるが、実際に、高出力・高電力のランプを作製する上では、耐圧強度を向上させて、封入水銀量を増やすことが必要となるのである。そして、今日の技術において、極めて高い耐圧強度（例えば、３０ＭＰａ程度以上）で、実用化可能な高圧放電ランプは、まだ実現されていない。
【０００９】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、従来の高圧放電ランプよりも、高い耐圧強度を有する高圧放電ランプを製造する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の高圧放電ランプの製造方法は、管内に発光物質が封入される発光管と、前記発光管内に配置された一対の電極棒と、前記電極棒に接続された金属箔と、前記発光管から延在した第１のガラス部と当該第１のガラス部よりも歪点温度が低く当該第１のガラス部に外周が覆われている第２のガラス部とからなり、かつ、前記電極棒の軸方向に略垂直な断面において前記金属箔の断面が当該第２のガラス部に覆われている封止部と、を有する高圧放電ランプの製造方法であって、前記第２のガラスの歪点温度よりも高く、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度範囲で、前記第２のガラス部が位置する部分を含む前記封止部を保持した状態で前記第２のガラス部に圧力を印加する工程を包含する。
【００１１】
ある好適な実施形態において、前記ガラス部材は、１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３および４重量％以下のＢのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ２とからなるガラス管またはガラス板である。
【００１２】
本発明による第２の高圧放電ランプの製造方法は、管内に発光物質が封入される発光管と、前記発光管の両端から延びた一対の封止部とを有する高圧放電ランプの製造方法であって、高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部の両端から延在した一対の側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプを用意する工程と、前記一対の側管部のうちの一方の側管部に、前記側管部を構成する第１のガラスよりも軟化点の低い第２のガラスから構成されたガラス管と、少なくとも電極棒を含む電極構造体とを挿入し、次いで、前記側管部を加熱収縮することによって、前記一対の封止部のうちの一方の封止部を形成する工程と、前記一方の封止部を形成した後、前記発光管部内に発光物質を導入する工程と、前記発光物質を導入した後、前記一方に対する他方の側管部に、前記第２のガラスから構成されたガラス管と、少なくとも電極棒を含む電極構造体とを挿入し、次いで、前記側管部を加熱収縮することによって、前記一方に対する他方の封止部および前記発光物質が封入された発光管を形成する工程と、両方の封止部および発光管が形成されたランプ完成体に対して、前記第２のガラスの歪点温度よりも高い温度で、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度で、前記ガラス管および前記側管部を少なくとも含む部分を加熱する工程とを包含する。
【００１３】
前記加熱工程は、２時間以上行われることが好ましい。
【００１４】
前記加熱工程は、１００時間以上行ってもよい。
【００１５】
ある好適な実施形態では、光弾性効果を利用した鋭敏色板法を用いて前記封止部を測定した場合、前記第２のガラス部に相当する領域に１０ｋｇｆ／ｃｍ2以上５０ｋｇｆ／ｃｍ2以下の長手方向の圧縮応力が存在するように圧力を印加する工程が実施される。
【００１６】
ある好適な実施形態では、前記一対の封止部のそれぞれについて、前記圧縮応力が生じる。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記加熱は、前記第２のガラスの歪点温度よりも高く且つ前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度の炉に、前記ランプ完成体を配置することよって実行される。
【００１８】
前記炉内は、真空または減圧状態であることが好ましい。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記第１のガラスは、ＳｉＯ２を９９重量％以上含み、前記第２のガラスは、１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３および４重量％以下のＢのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ２とを含む。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記高圧放電ランプは、高圧水銀ランプであり、前記発光物質として水銀を、前記発光管の内容積を基準に、１５０ｍｇ／ｃｍ３以上封入する。
【００２１】
前記発光物質として水銀を、前記発光管の内容積を基準に、２２０ｍｇ／ｃｍ３以上封入することが好ましい。
【００２２】
前記発光物質として水銀を、前記発光管の内容積を基準に、３００ｍｇ／ｃｍ３以上封入してもよい。
【００２３】
本発明による第３の高圧放電ランプの製造方法は、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封止部を備えた高圧放電ランプの製造方法であって、高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部から延在した側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプを用意する工程と、前記側管部内にガラス管を挿入し、次いで、前記側管部を加熱して両者を密着させる工程と、前記側管部に密着した前記ガラス管内に、少なくとも電極棒を含む電極構造体を挿入し、次いで、前記側管部および前記ガラス管を加熱・収縮させて、前記電極構造体を封止する工程と、前記電極構造体を封止する工程を実行することによって、高圧放電ランプの封止部を完成させた後、前記ガラス管の歪点温度よりも高い温度で、当該封止部を２時間以上、加熱する工程とを包含する。
【００２４】
本発明による第４の高圧放電ランプの製造方法は、ガラス管内に、少なくとも電極棒を含む電極構造体を挿入する工程と、前記ガラス管の一部と、前記電極構造体の少なくとも一部とを密着させる工程と、高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部から延在した側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプにおける側管部に、前記電極構造体の少なくとも一部が密着した前記ガラス管を挿入する工程と、前記側管部および前記ガラス管を加熱・収縮させることにより、前記電極構造体を封止する工程と、前記電極構造体を封止する工程を実行することによって、高圧放電ランプの封止部を完成させた後、前記ガラス管の歪点温度よりも高い温度で、当該封止部を２時間以上、加熱する工程とを包含する。
【００２５】
ある好適な実施形態において、前記電極構造体は、前記電極棒と、前記電極棒に接続された金属箔と、前記金属箔に接続された外部リードとから構成されている。
【００２６】
前記電極棒の少なくとも一部に、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属から構成された金属膜が形成されていることが好ましい。
【００２７】
Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属を少なくとも表面に有するコイルが、前記電極棒の少なくとも一部に巻き付けられていることが好ましい。
【００２８】
ある好適な実施形態において、前記放電ランプ用ガラスパイプにおける前記側管部と前記発光管部と境界周辺には、前記側管部の内径が他の部分よりも小さくされた径小部が設けられている。
【００２９】
ある好適な実施形態において、前記側管部は、ＳｉＯ２を９９重量％以上含むガラスから構成されており、前記ガラス管は、１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３および４重量％以下のＢのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ２とを含むガラスから構成されており、前記加熱する工程は、１０８０℃以下で実行される。
【００３０】
本発明による第５の高圧放電ランプの製造方法は、管内に発光物質が封入される発光管と、前記発光管の両端から延びた一対の封止部とを有する高圧放電ランプの製造方法であって、高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部の両端から延在した一対の側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプを用意する工程と、前記一対の側管部のうちの一方の側管部に、前記側管部を構成する第１のガラスよりも軟化点の低い第２のガラスから構成されたガラス管と、金属箔の一端に電極棒が接続され且つ当該金属箔の他端に外部リードが接続されてなる電極構造体とを挿入し、次いで、前記側管部を加熱収縮することによって、前記一対の封止部のうちの一方の封止部を形成する工程と、前記一方の封止部を形成した後、前記発光管部内に発光物質を導入する工程と、前記発光物質を導入した後、前記一方に対する他方の側管部に、前記第２のガラスから構成されたガラス管と、金属箔の一端に電極棒が接続され且つ当該金属箔の他端に外部リードが接続されてなる電極構造体とを挿入し、次いで、前記側管部を加熱収縮することによって、前記一方に対する他方の封止部および前記発光物質が封入された発光管を形成する工程と、両方の封止部および発光管が形成されたランプ完成体に対して、前記第２のガラスの歪点温度よりも高い温度で、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度で、少なくとも前記ガラス管および前記側管部を含む部分を加熱する工程とを包含する。
【００３１】
ある好適な実施形態では、前記一方の封止部を形成する工程および前記他方の封止部を形成する工程において、前記電極構造体は、前記電極棒と前記金属箔との接続部が前記ガラス管によって覆われるように、且つ、前記電極棒の先端が前記発光管部内に位置するように、前記側管部に挿入される。
【００３２】
ある好適な実施形態では、前記一方の封止部を形成する工程および前記他方の封止部を形成する工程の少なくとも一方において、前記電極構造体は、前記金属箔の全体が前記ガラス管によって覆われるように、且つ、前記電極棒の先端が前記発光管部内に位置するように、前記側管部に挿入される。
【００３３】
ある好適な実施形態において、前記ガラス管の一端には、径小部が形成されており、前記径小部が前記金属箔の一部に接触するように、前記ガラス管は前記金属箔を覆う。
【００３４】
前記ガラス管の肉厚は、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
前記ガラス管の長手方向の長さは、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
前記ガラス管の長手方向の長さは、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であってもよい。
【００３７】
本発明による第６の高圧放電ランプの製造方法は、管内に発光物質が封入される発光管と、前記発光管の両端から延びた一対の封止部とを有する高圧放電ランプの製造方法であって、高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部の両端から延在した一対の側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプを用意する工程と、前記一対の側管部のうちの一方の側管部に、前記側管部を構成する第１のガラスよりも軟化点の低い第２のガラスを含むガラス管と、金属箔の一端に電極棒が接続され且つ当該金属箔の他端に外部リードが接続されてなる電極構造体とを挿入し、次いで、前記側管部を加熱収縮することによって、前記一対の封止部のうちの一方の封止部を形成する工程と、前記一方の封止部を形成した後、前記発光管部内に発光物質を導入する工程と、前記発光物質を導入した後、前記一方に対する他方の側管部に、前記第２のガラスを含むガラス管と、金属箔の一端に電極棒が接続され且つ当該金属箔の他端に外部リードが接続されてなる電極構造体とを挿入し、次いで、前記側管部を加熱収縮することによって、前記一方に対する他方の封止部および前記発光物質が封入された発光管を形成する工程と、両方の封止部および発光管が形成されたランプ完成体に対して、前記第２のガラスの歪点温度よりも高い温度で、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度で、少なくとも前記ガラス管および前記側管部を含む部分を加熱する工程とを包含し、前記一対の側管部のうちの少なくとも一方の側管部に挿入される前記ガラス管は、少なくとも二層構造となっており、前記電極構造体に面する側に位置する前記ガラス管の層は、前記第２のガラスから構成されており、そして、前記側管部に面する側の前記ガラス管の層は、前記第１のガラスから構成されている。
【００３８】
ある好適な実施形態において、前記ガラス管は、二層構造であり、前記ガラス管の内側の層は、１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３および４重量％以下のＢのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ２とを含むガラスから構成されており、前記ガラス管の外側の層は、ＳｉＯ２を９９重量％以上含むガラスから構成されており、前記ガラス管は、前記一対の側管部のそれぞれに挿入される。
【００３９】
ある好適な実施形態において、前記加熱の温度は、１０３０℃±４０℃である。
【００４０】
本発明による第７の高圧放電ランプの製造方法は、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封止部とを有する高圧放電ランプの製造方法であって、高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部から延在した側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプを用意する工程と、前記側管部を構成する第１のガラスよりも軟化点の低い第２のガラスから構成されたガラス部材を前記側管部内に挿入し、次いで、前記側管部を加熱して前記ガラス部材と前記側管部とを密着させる工程と、前記密着工程の後、前記第２のガラスの歪点温度よりも高く、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度で、前記ガラス部材と前記側管部とを少なくとも含む部分を保持する工程と、前記保持工程の際に、前記第２のガラス部へ圧力を加える工程とを包含する。
【００４１】
前記発光物質として水銀を、前記発光管の内容積を基準に、２２０ｍｇ／ｃｍ３以上封入することが好ましい。
【００４２】
本発明による高圧放電ランプは、管内に発光物質が封入される発光管と、前記発光管内に配置された一対の電極棒と、前記電極棒に接続された金属箔と、前記発光管から延在した第１のガラス部と当該第１のガラス部よりも歪点温度が低く当該第１のガラス部に外周が覆われている第２のガラス部とからなり、かつ、前記電極棒の軸方向に略垂直な断面において前記金属箔の断面が当該第２のガラス部に覆われている封止部と、を有する高圧放電ランプであって、前記第２のガラスの歪点温度よりも高く、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度範囲で、前記第２のガラス部が位置する部分を含む前記封止部を保持した状態で前記第２のガラス部に圧力を印加する工程によって、前記第２のガラス部に圧縮応力が印加されている。
【００４３】
ある好適な実施形態では、前記金属箔の全部が前記第２のガラス部内に位置している。
【００４４】
ある好適な実施形態では、前記第２のガラス部の端部が前記金属箔上に位置する場合、前記第２のガラス部の長手方向の長さは、３ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００４５】
ある好適な実施形態において、前記第２のガラス部のうち前記金属箔上に位置する部分の厚さは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【００４６】
ある好適な実施形態において、前記高圧放電ランプは、高圧水銀ランプであり、前記発光物質として水銀が、前記発光管の内容積を基準に、１５０ｍｇ／ｃｍ３以上封入されている。
【００４７】
前記発光物質として水銀が、前記発光管の内容積を基準に、２２０ｍｇ／ｃｍ３以上封入されていることが好ましい。
【００４８】
前記発光物質として水銀が、前記発光管の内容積を基準に、３００ｍｇ／ｃｍ３以上封入されていてもよい。
【００４９】
本発明によるランプユニットは、上記高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプから発する光を反射する反射鏡とを備えている。
【００５０】
ある実施形態において、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封止部とを備え、前記封止部は、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、かつ、前記封止部は、圧縮応力が印加されている部位を有している。
【００５１】
前記圧縮応力が印加されている部位は、前記第２のガラス部、前記第２のガラス部と前記第１ガラス部との境界部、前記第２ガラス部のうちの前記第１のガラス部側の部分、および、前記第１ガラス部のうちの前記第２のガラス部側の部分からなる群から選択された部分であればよい。
【００５２】
前記第１のガラス部と前記第２のガラス部との境界周辺には、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てもよい。
【００５３】
前記封止部内には、前記第２のガラス部と接する金属部であって、電力を供給するための金属部が設けられていることが好ましい。
【００５４】
前記圧縮応力は、前記封止部の少なくとも長手方向に印加されていればよい。
【００５５】
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Ｂのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ２とを含むことが好ましい。
【００５６】
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ことが好ましい。
【００５７】
前記第２のガラス部は、ガラス管から形成されたガラス部であることが好ましい。
【００５８】
前記第２のガラス部は、ガラス粉末を圧縮形成して焼結してなるガラス部ではないことが好ましい。
【００５９】
ある実施形態において、前記発光管からは、一対の前記封止部が延在しており、前記一対の封止部のそれぞれが、前記第１のガラス部と前記第２のガラス部とを有しており、前記一対の封止部のそれぞれが、圧縮応力が印加されている部位を有している。
【００６０】
ある実施形態において、前記圧縮応力が印加されている部位における前記圧縮応力は、約１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上約５０ｋｇｆ／ｃｍ２以下である。
【００６１】
ある実施形態において、前記圧縮応力の差は、約１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上約５０ｋｇｆ／ｃｍ２以下である。
【００６２】
ある実施形態において、前記発光管内には、一対の電極棒が互いに対向して配置されており、前記一対の電極棒のうちの少なくとも一方の電極棒は、金属箔に接続されており、前記金属箔は、前記封止部内に設けられており、かつ、当該金属箔の少なくとも一部は、前記第２のガラス部内に位置している。
【００６３】
ある実施形態において、前記発光物質として、少なくとも水銀が前記発光管内に封入されており、前記水銀の封入量は、３００ｍｇ／ｃｃ以上である。
【００６４】
ある実施形態において、前記高圧放電ランプは、平均演色評価数Ｒａが６５を超える高圧水銀ランプである。
【００６５】
前記高圧水銀ランプの色温度は、８０００Ｋ以上であることが好ましい。
【００６６】
前記高圧放電ランプは、前記発光物質として少なくとも金属ハロゲン化物を含むメタルハライドランプであってもよい。
【００６７】
ある実施形態において、高圧放電ランプは、管内に一対の電極棒が配置された発光管と、前記発光管から延在し、前記発光管内の気密性を保持する一対の封止部とを備え、前記一対の電極棒のそれぞれの電極棒の一部は、前記一対の封止部のそれぞれの内に埋め込まれており、前記封止部は、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、前記少なくとも一方の封止部は、圧縮応力が印加されている部位を有しており、前記圧縮応力が印加されている部位は、前記第２のガラス部、前記第２のガラス部と前記第１ガラス部との境界部、前記第２ガラス部のうちの前記第１のガラス部側の部分、および、前記第１ガラス部のうちの前記第２のガラス部側の部分からなる群から選択され、前記第２のガラス部には、前記封止部の少なくとも長手方向への圧縮応力が存在しており、前記少なくとも一方の封止部内に埋め込まれた部分における前記電極棒の少なくとも一部の表面には、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属から構成された金属膜が形成されている。
【００６８】
ある実施形態において、管内に一対の電極棒が配置された発光管と、前記発光管から延在し、前記発光管内の気密性を保持する一対の封止部とを備え、前記一対の電極棒のそれぞれの電極棒の一部は、前記一対の封止部のそれぞれの内に埋め込まれており、前記封止部の少なくとも一方は、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、前記少なくとも一方の封止部は、圧縮応力が印加されている部位を有しており、前記圧縮応力が印加されている部位は、前記第２のガラス部、前記第２のガラス部と前記第１ガラス部との境界部、前記第２ガラス部のうちの前記第１のガラス部側の部分、および、前記第１ガラス部のうちの前記第２のガラス部側の部分からなる群から選択され、前記少なくとも一方の封止部内に埋め込まれた部分における前記電極棒の少なくとも一部には、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属を少なくとも表面に有するコイルが巻かれている。
【００６９】
ある実施形態において、前記一対の電極棒のそれぞれは、前記一対の封止部のそれぞれの内部に設けられた金属箔に接続されており、前記少なくとも一方の封止部内に設けられた金属箔の少なくとも一部は、前記第２のガラス部内に位置している。
【００７０】
ある実施形態において、前記第２のガラス部は、１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３および４％以下のＢのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ２とを含み、前記第１のガラス部は、ＳｉＯ２を９９重量％以上含み、前記第２のガラス部の軟化点は、第１のガラス部の軟化点温度よりも低く、前記第２のガラス部は、ガラス粉末を圧縮形成して焼結してなるものではない。
【００７１】
ある実施形態において、前記圧縮応力が印加されている部位における前記圧縮応力は、約１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上約５０ｋｇｆ／ｃｍ２以下である。
【００７２】
ある実施形態において、前記発光管内に、発光物質として少なくとも水銀が封入されており、前記水銀の封入量は、３００ｍｇ／ｃｃ以上である。
【００７３】
前記高圧放電ランプは、前記発光物質として少なくとも金属ハロゲン化物を含むメタルハライドランプであってもよい。
【００７４】
ある実施形態における高圧放電ランプは、透光性の気密容器と、気密容器内に設けられた一対の電極と、前記気密容器に連結された一対の封止部とを備え、前記一対の封止部の少なくとも一方は、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、前記封止部の少なくとも長手方向への圧縮応力が存在しており、前記気密容器内には、水銀が実質的に封入されてなく、かつ、少なくとも、第１のハロゲン化物と、第２のハロゲン化物と、希ガスとが封入されており、前記第１のハロゲン化物の金属は、発光物質であり、前記第２のハロゲン化物は、第１のハロゲン化物と比較して、蒸気圧が大きく、かつ、前記第１のハロゲン化物の金属と比較して、可視域において発光しにくい金属の１種または複数種のハロゲン化物である。
【００７５】
ある実施形態における高圧放電ランプは、透光性の気密容器と、気密容器内に設けられた一対の電極と、前記気密容器から延在した一対の封止部とを備え、前記一対の封止部の少なくとも一方は、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、前記封止部の少なくとも長手方向への圧縮応力が存在しており、前記気密容器内には、水銀が実質的に封入されてなく、かつ、少なくとも、第１のハロゲン化物と、第２のハロゲン化物と、希ガスとが封入されており、前記第１のハロゲン化物は、ナトリウム、スカンジウム、および希土類金属からなる群から選択された１種または複数種のハロゲン化物であり、前記第２のハロゲン化物は、相対的に蒸気圧が大きく、かつ、前記第１のハロゲン化物の金属と比較して、可視域に発光しにくい金属の１種または複数種のハロゲン化物である。
【００７６】
ある実施形態において、高圧放電ランプの製造方法は、高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部から延在した側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプを用意する工程と、前記側管部にガラス管を挿入し、次いで、前記側管部を加熱して両者を密着させる工程と、前記側管部に密着した前記ガラス管内に、少なくとも電極棒を含む電極構造体を挿入し、次いで、前記側管部および前記ガラス管を加熱・収縮させて、前記電極構造体を封止する工程とを包含する。
【００７７】
ある実施形態において、高圧放電ランプの製造方法は、ガラス管内に、少なくとも電極棒を含む電極構造体を挿入する工程と、前記ガラス管の一部と、前記電極構造体の少なくとも一部とを密着させる工程と、高圧放電ランプの発光管となる発光管部と、前記発光管部から延在した側管部とを有する放電ランプ用ガラスパイプにおける側管部に、前記電極構造体の少なくとも一部が密着した前記ガラス管を挿入する工程と、前記側管部および前記ガラス管を加熱・収縮させることにより、前記電極構造体を封止する工程とを包含する。
【００７８】
ある実施形態において、前記側管部は、ＳｉＯ２を９９重量％以上含み、前記ガラス管は、１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３および４％以下のＢのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ２とを含む。
【００７９】
前記ガラス管の軟化点は、前記側管部の軟化点温度よりも低いことが好ましい。
【００８０】
ある実施形態において、前記電極構造体を封止する工程を実行することにより、前記ガラス管、前記ガラス管と前記側管部との境界部、前記ガラス管のうちの前記側管部側の部分、および、前記側管部のうちの前記ガラス管側の部分からなる群から選択される部分に、約１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上約５０ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧縮応力が、前記側管部の少なくとも長手方向に生じる。
【００８１】
ある実施形態では、前記電極構造体を封止する工程を実行して、高圧放電ランプの封止部を完成させた後、当該封止部に熱を加えて、約１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上約５０ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧縮応力を前記封止部の一部に生じさせる。
【００８２】
前記電極構造体を封止する工程を実行して、高圧放電ランプの封止部を完成させた後、前記ガラス管の歪点温度よりも高い温度で、当該封止部を２時間以上、加熱する工程をさらに実行することが好ましい。
【００８３】
ある実施形態において、前記電極構造体は、前記電極棒と、前記電極棒に接続された金属箔と、前記金属箔に接続された外部リードとから構成されている。
【００８４】
ある実施形態において、前記電極棒の少なくとも一部に、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属から構成された金属膜が形成されている。
【００８５】
ある実施形態では、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属を少なくとも表面に有するコイルが、前記電極棒の少なくとも一部に巻き付けられている。
【００８６】
ある実施形態において、前記放電ランプ用ガラスパイプにおける前記側管部と前記発光管部と境界周辺には、前記側管部の内径が他の部分よりも小さくされた径小部が設けられている。
【００８７】
ある実施形態における高圧放電ランプは、高圧放電ランプの発光管となる発光管部から延在した側管部と、前記側管部内に挿入されたガラス管との両者を加熱・密着して形成された封止部を、前記ガラス管の歪点温度よりも大きく前記側管部を構成するガラスの歪点温度よりも低い温度でアニール処理することによって得られたものを備えている。
【００８８】
ある実施形態における高圧放電ランプは、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封止部とを備え、前記封止部は、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、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すると、前記封止部のうち、前記第２のガラス部に相当する領域の少なくとも一部に、圧縮応力が観察される。
【００８９】
前記歪み測定は、東芝製のＳＶＰ−２００の歪検査器を用いて行えばよい。
【００９０】
ある実施形態における電球は、管内に発光物質が封入されるバルブと、前記バルブ内の気密性を保持する封止部とを備え、前記封止部は、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、前記封止部は、圧縮応力が印加されている部位を有している。
【００９１】
本発明では、側管部を構成する第１のガラスよりも軟化点の低い第２のガラスから構成されたガラス部材を前記側管部内に挿入し、次いで、前記側管部を加熱して前記ガラス部材と前記側管部とを密着させた後、前記第２のガラスの歪点温度よりも高く、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度で、前記ガラス部材および前記側管部を少なくとも含む部分を加熱する。これにより、封止部が、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、かつ、封止部は、圧縮応力が印加されている部位を有する高圧放電ランプを製造することができる。この圧縮応力が印加されている部位の存在によって、高圧放電ランプの耐圧強度を向上させることができる。
【００９２】
少なくとも一方の封止部内に埋め込まれた部分における電極棒の少なくとも一部の表面に、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属から構成された金属膜が形成されている場合には、電極棒の表面と、封止部のガラスとの間の濡れ性を悪くすることができるため、ランプ製造工程時において、両者の離れがよくなる。その結果、微細なクラックの発生を防止することが可能となり、ランプの耐圧強度をさらに向上させることができる。また、少なくとも一方の封止部内に埋め込まれた部分における電極棒の少なくとも一部に、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属を少なくとも表面に有するコイルが巻かれている場合にも、微細なクラックの発生を防止することが可能となり、ランプの耐圧強度をさらに向上させることができる。
【００９３】
本発明は、高圧水銀ランプだけでなく、メタルハライドランプ、キセノンランプなどの他の高圧放電ランプに適用でき、そして、水銀の入っていない無水銀メタルハライドランプにも適用することができる。本発明による無水銀メタルハライドランプは、耐圧強度が高いがゆえに、希ガスを高圧封入でき、その結果、効率を簡便に向上させることができ、加えて、点灯の始動性も向上させることができる。なお、本発明は、高圧水銀ランプだけでなく、電球（例えば、ハロゲン電球）にも適用可能であり、それにより、従来のものよりも破裂の防止を図ることができる。
【００９４】
【発明の実施の形態】
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（ａ）および（ｂ）は、本実施形態にかかるランプ１００の構成を模式的に示している。本実施形態のランプ１００は、管内に発光物質（６）が封入される発光管１と、発光管１から延在した封止部２とを備えた高圧放電ランプであり、図１に示したランプは、高圧水銀ランプである。図１（ａ）は、ランプ１００の全体構成を模式的に示しており、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の線ｂ−ｂ線における発光管１側から見た封止部２の断面構成を模式的に示している。
【００９５】
ランプ１００の封止部２は、発光管１の内部１０の気密性を保持する部位であり、ランプ１００は、封止部２を２つ備えたダブルエンド型のランプである。封止部２は、発光管１から延在した第１のガラス部（側管部）８と、第１のガラス部８の内側（中心側）の少なくとも一部に設けられた第２のガラス部７とを有しており、そして、封止部２は、圧縮応力が印加されている部位（７）を有しており、本実施形態において、圧縮応力が印加されている部位は、第２のガラス部７に相当する部分である。封止部２の断面形状は、図１（ｂ）に示すように、略円形であり、封止部２内に、ランプ電力を供給するための金属部（４）が設けられている。この金属部（４）の一部は、第２のガラス部７と接しており、本実施形態では、第２のガラス７の中心部に金属部４が位置している。第２のガラス７は、封止部２の中心部に位置しており、第２のガラス部７の外周は、第１のガラス部８によって覆われている。
【００９６】
本実施形態のランプ１００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、封止部２を観察すると、第２のガラス部７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。鋭敏色板法による歪み測定では、ランプ１００の形状を維持したまま、封止部２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７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７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７と第１ガラス部８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７のうちの第１のガラス部８側の部分、または、第１ガラス部８のうちの第２のガラス部７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、封止部２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、封止部２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。
【００９７】
封止部２における第１のガラス部８は、ＳｉＯ２を９９重量％以上含むものであり、例えば、石英ガラスから構成されている。一方、第２のガラス部７は、１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３および４重量％以下のＢのうちの少なくとも一方と、ＳｉＯ２とを含むものであり、例えば、バイコールガラスから構成されている。ＳｉＯ２にＡｌ２Ｏ３やＢを添加すると、ガラスの軟化点は下げるため、第２のガラス部７の軟化点は、第１のガラス部８の軟化点温度よりも低い。なお、バイコールガラス（Ｖｙｃｏｒ  ｇｌａｓｓ；商品名）とは、石英ガラスに添加物を混入させて軟化点を下げて、石英ガラスよりも加工性を向上させたガラスであり、例えば、ホウケイ酸ガラスを熱・化学処理して、石英の特性に近づけることによって作製することができる。バイコールガラスの組成は、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）９６．５重量％、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）０．５重量％、ホウ素（Ｂ）３重量％である。本実施形態では、バイコールガラス製のガラス管から、第２のガラス部７は形成されている。なお、バイコール製のガラス管の代わりに、ＳｉＯ２：６２重量％、Ａｌ２Ｏ３：１３．８重量％、ＣｕＯ：２３．７重量％を成分とするガラス管を用いても良い。
【００９８】
封止部２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、この圧縮応力は、ランプが点灯していない状態のものである。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、５０ｋｇ／ｃｍ２を超える圧縮応力を第２のガラス部７が有していてもよい。
【００９９】
ランプ１００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８と第２のガラス部７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２０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７（または、第２のガラス部７の外周近傍領域）に存在しており、第１のガラス部８全体には、第２のガラス部７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（８、７）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。
【０１００】
ランプ１００の発光管１は、略球形をしており、第１のガラス部８と同様に、石英ガラスから構成されている。なお、長寿命等の優れた特性を発揮する高圧水銀ランプ（特に、超高圧水銀ランプ）を実現する上では、発光管１を構成する石英ガラスとして、アルカリ金属不純物レベルの低い（例えば、１ｐｐｍ以下）高純度の石英ガラスを用いることが好ましい。なお、勿論、通常のアルカリ金属不純物レベルの石英ガラスを用いることも可能である。発光管１の外径は例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、発光管１のガラス厚は例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。発光管１内の放電空間（１０）の容積は、例えば０．０１〜１ｃｃ程度（０．０１〜１ｃｍ３）である。本実施形態では、外径９ｍｍ程度、内径４ｍｍ程度、放電空間の容量０．０６ｃｃ程度の発光管１が用いられる。
【０１０１】
発光管１内には、一対の電極棒（電極）３が互いに対向して配置されている。電極棒３の先端は、０．２〜５ｍｍ程度（例えば、０．６〜１．０ｍｍ）の間隔（アーク長）Ｄで、発光管１内に配置されており、電極棒３のそれぞれは、タングステン（Ｗ）から構成されている。電極棒３の先端には、ランプ動作時における電極先端温度を低下させることを目的として、コイル１２が巻かれている。本実施形態では、コイル１２として、タングステン製のコイルを用いているが、トリウム−タングステン製のコイルを用いてもよい。また、電極棒３も、タングステン棒だけでなく、トリウム−タングステンから構成された棒を使用してもよい。
【０１０２】
発光管１内には、発光物質として、水銀６が封入されている。超高圧水銀ランプとしてランプ１００を動作させる場合、水銀６は、例えば、２００ｍｇ／ｃｃ程度またはそれ以上（２２０ｍｇ／ｃｃ以上または２３０ｍｇ／ｃｃ以上、あるいは２５０ｍｇ／ｃｃ以上）、好ましくは、３００ｍｇ／ｃｃ程度またはそれ以上（例えば、３００ｍｇ／ｃｃ〜５００ｍｇ／ｃｃ）の水銀と、５〜３０ｋＰａの希ガス（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１内に封入されている。
【０１０３】
発光管１内に封入されるハロゲンは、ランプ動作中に電極棒３から蒸発したＷ（タングステン）を再び電極棒３に戻すハロゲンサイクルの役割を担っており、例えば、臭素である。封入するハロゲンは、単体の形態だけでなく、ハロゲン前駆体の形態（化合物の形態）のものでもよく、本実施形態では、ハロゲンをＣＨ２Ｂｒ２の形態で発光管１０内に導入している。また、本実施形態におけるＣＨ２Ｂｒ２の封入量は、０．００１７〜０．１７ｍｇ／ｃｃ程度であり、これは、ランプ動作時のハロゲン原子密度に換算すると、０．０１〜１μｍｏｌ／ｃｃ程度に相当する。なお、ランプ１００の耐圧強度（動作圧力）は、２０ＭＰａ以上（例えば、３０〜５０ＭＰａ程度、またはそれ以上）にすることができる。また、管壁負荷は、例えば、６０Ｗ／ｃｍ２程度以上であり、特に上限は設定されない。例示的に示すと、管壁負荷は、例えば、６０Ｗ／ｃｍ２程度以上から、３００Ｗ／ｃｍ２程度の範囲（好ましくは、８０〜２００Ｗ／ｃｍ２程度）のランプを実現することができる。冷却手段を設ければ、３００Ｗ／ｃｍ２程度以上の管壁負荷を達成することも可能である。なお、定格電力は、例えば、１５０Ｗ（その場合の管壁負荷は、約１３０Ｗ／ｃｍ２に相当）である。
【０１０４】
放電空間１０内に一端が位置する電極棒３は、封止部２内に設けられた金属箔４に溶接により接続されており、金属箔４の少なくとも一部は、第２のガラス部７内に位置している。図１に示した構成では、電極棒３と金属箔４との接続部を含む箇所を、第２のガラス部７が覆うような構成にしている。図１に示した構成における第２のガラス部７の寸法を例示すると、封止部２の長手方向の長さで、約２〜２０ｍｍ（例えば、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ）であり、第１のガラス部８と金属箔４との間に挟まっている第２のガラス部７の厚さは、約０．０１〜２ｍｍ（例えば、０．１ｍｍ）である。第２のガラス部７の発光管１側の端面から、発光管１の放電空間１０までの距離Ｈは、約０ｍｍ〜約６ｍｍ（例えば、０ｍｍ〜約３ｍｍ、または、１ｍｍ〜６ｍｍ）である。第２のガラス部７を放電空間１０内に露出させたくない場合には、距離Ｈは０ｍｍよりも大きくなり、例えば、１ｍｍ以上となる。そして、金属箔４の発光管１側の端面から、発光管１の放電空間１０までの距離Ｂ（言い換えると、電極棒３だけで封止部２内に埋まっている長さ）は、例えば、約３ｍｍである。
【０１０５】
上述したように、封止部２の断面形状は、略円形であり、そのほぼ中央部に金属箔４が設けられている。金属箔４は、例えば、矩形のモリブデン箔（Ｍｏ箔）であり、金属箔４の幅（短辺側の長さ）は、例えば、１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ程度（好ましくは、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ程度）である。金属箔４の厚さは、例えば、１５μｍ〜３０μｍ程度（好ましくは、１５μｍ〜２０μｍ程度）である。厚さと幅との比は、だいたい１：１００程度になっている。また、金属箔４の長さ（長辺側の長さ）は、例えば、５ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。
【０１０６】
電極棒３が位置する側と反対側には、外部リード５が溶接により設けられている。金属箔４のうち、電極棒３が接続された側と反対側には、外部リード５が接続されており、外部リード５の一端は、封止部２の外まで延びている。外部リード５を点灯回路（不図示）に電気的に接続することにより、点灯回路と、一対の電極棒３とが電気的に接続されることになる。封止部２は、封止部のガラス部（７、８）と金属箔４とを圧着させて、発光管１内の放電空間１０の気密を保持する役割を果たしている。封止部２によるシール機構を以下に簡単に説明する。
【０１０７】
封止部２のガラス部を構成する材料と、金属箔４を構成するモリブデンとは互いに熱膨張係数が異なるので、熱膨張係数の観点からみると、両者は、一体化された状態にはならない。ただし、本構成（箔封止）の場合、封止部のガラス部からの圧力により、金属箔４が塑性変形を起こして、両者の間に生じる隙間を埋めることができる。それによって、封止部２のガラス部と金属箔４とを互いに圧着させた状態にすることができ、封止部２で発光管１内のシールを行うことができる。すなわち、封止部２のガラス部と金属箔４との圧着による箔封止によって、封止部２のシールは行われている。本実施形態では、圧縮歪みのある第２のガラス部７が設けられているので、このシール構造の信頼性が向上されている。
【０１０８】
次に、封止部２における圧縮歪みについて説明する。図２（ａ）および（ｂ）は、封止部２の長手方向（電極軸方向）に沿った圧縮歪みの分布を模式的に示しており、図２（ａ）は、第２のガラス部７が設けられたランプ１００の構成の場合、一方、図２（ｂ）は、第２のガラス部７の無いランプ１００’の構成（比較例）の場合を示している。
【０１０９】
図２（ａ）に示した封止部２のうち、第２のガラス部７に相当する領域（網掛け領域）に圧縮応力（圧縮歪み）が存在し、第１のガラス部８の箇所（斜線領域）における圧縮応力の大きさは、実質的にゼロである。一方、図２（ｂ）に示すように、第２のガラス部７の無い封止部２の場合、局所的に圧縮歪みが存在している箇所はなく、第１のガラス部８の圧縮応力の大きさは、実質的にゼロである。
【０１１０】
本願発明者は、実際にランプ１００の歪みを定量的に測定し、封止部２のうち第２のガラス部７に圧縮応力が存在することを観測した。その測定結果を図３および図４に示す。この歪みの定量化は、光弾性効果を利用した鋭敏色板法を用いて行った。この手法によると、歪み（応力）のある箇所の色が変化して見え、その色を歪み標準器と比較して歪みの大きさを定量化することができる。つまり、測定したい歪みの色と同色の光路差を読みとることで、応力を算出することができる。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、封止部２の圧縮歪みの大きさを、封止部２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。
【０１１１】
図３（ａ）は、光弾性効果を利用した鋭敏色板法を用いて測定されたランプ１００についての圧縮応力の分布を示す写真であり、一方、図３（ｂ）は、第２のガラス部７の無いランプ１００’についての圧縮応力の分布を示す写真である。なお、図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３（ａ）および（ｂ）についてのトレース図である。
【０１１２】
図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、ランプ１００の封止部２のうち、第２のガラス部７の領域が周囲（８）と異なる色（薄い色）となっているところがあり、第２のガラス部７に圧縮応力（圧縮歪み）が存在していることがわかる。一方、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、ランプ１００’の封止部２のうち、異なる色（薄い色）の領域はなく、したがって、封止部２（第１のガラス部８）の特定部分に圧縮応力が存在しているようなことはないことがわかる。
【０１１３】
次に、図５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５（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、直線偏光の振動方向をｕとすると、ｕは、ｕ１とｕ２とが合成してできたものとみなすことができる。
【０１１４】
図５（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、透過光のｕ１とｕ２との間にずれは生じない。一方、図５（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、透過光の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るもので、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。
【０１１５】
本願発明者は、封止部２における光の透過距離Ｌ、すなわち、封止部２の外径Ｌを測定し、そして、歪み標準器を用いて、測定時の封止部２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を図６の棒グラフに示す。
【０１１６】
図６に示すように、応力が０［ｋｇｆ／ｃｍ２］であったランプ本数は、０本であり、１０．２［ｋｇｆ／ｃｍ２］であったランプ本数は、４３本であり、２０．４［ｋｇｆ／ｃｍ２］であったランプ本数は、１７本であり、そして、３５．７［ｋｇｆ／ｃｍ２］であったランプ本数は、０本であった。一方、比較例のランプ１００’の場合、測定した全てのランプについて、応力は、０［ｋｇｆ／ｃｍ２］であった。なお、測定原理上、封止部２に印加されている応力の平均値から、封止部２の圧縮応力を算定したが、第２のガラス部７を設けることで封止部２の一部に圧縮応力が印加された状態になることは、図３、図４および図６の結果より容易に結論付けることができる。なぜならば、比較例のランプ１００’については、封止部２に圧縮応力は存在しなかったからである。また、図６は、離散的な応力値を示しているが、これは、歪み標準器から読み取る光路差が離散的なものであることに起因している。したがって、応力値が離散的なのは、鋭敏色板法による歪み測定の原理によるものである。実際には、例えば、１０．２［ｋｇｆ／ｃｍ２］と２０．４［ｋｇｆ／ｃｍ２］との間の値を示す応力値も存在するものと思われるが、第２のガラス部７もしくは第２のガラス部７の外周周辺領域に、所定量の圧縮応力が存在していることにはかわりない。
【０１１７】
なお、本測定では、封止部２の長手方向（電極軸３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。封止部２の径方向（中心−外周方向）、または、封止部２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１や封止部２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７の圧縮応力が緩和されてしまう。したがって、ランプ１００に対して切断を行わない状態で測定できるのは、封止部２の長手方向についての圧縮応力であるため、本願発明者は、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。
【０１１８】
本実施形態のランプ１００では、第１のガラス部８の内側の少なくとも一部に設けられた第２のガラス部７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、高圧放電ランプの耐圧強度を向上させることができる。言い換えると、図１および図２（ａ）に示した本実施形態のランプ１００の方が、図２（ｂ）に示した比較例のランプ１００’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ランプ１００は、従来の最高レベルの動作圧である２０ＭＰａ程度を超える、３０ＭＰａ以上の動作圧で動作させることが可能である。
【０１１９】
次に、図７を参照しながら、第２のガラス部７に圧縮歪みが入っていることにより、ランプ１００の耐圧強度が上がる理由を説明する。図７（ａ）は、ランプ１００の封止部２の要部拡大図であり、一方、図７（ｂ）は、比較例のランプ１００’の封止部２の要部拡大図である。
【０１２０】
ランプ１００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、本願発明者は、それについて次のように推論した。
【０１２１】
まず前提として、封止部２内の金属箔４は、ランプ動作中に加熱・膨張するため、封止部２のガラス部には、金属箔４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、電極棒３に熱的に接続されており、かつ、電流が通過する金属箔４の方が、封止部２のガラス部よりも加熱されやすいため、金属箔４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。
【０１２２】
ここで、図７（ａ）に示すように、第２のガラス部７の長手方向に圧縮応力が加わっていると、金属箔４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７の圧縮応力１５によって、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、封止部２のガラス部にクラックが生じたり、封止部２のガラス部と金属箔４との間でのリークの発生が低減して、封止部２の強度が向上することになる。
【０１２３】
一方、図７（ｂ）に示すように、第２のガラス部７の無い構造の場合には、金属箔４からの応力１７は、図７（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４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４からの応力１７は、図７（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７（ａ）に示した構成の方が、図７（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。
【０１２４】
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１００の封止部２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、封止部２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、封止部２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１００の耐圧強度が向上したという結果は、本願発明者がランプ１００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７（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、ランプ点灯時に封止部２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７を有するランプ１００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１の部分を切断すると、第２のガラス部７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７の応力歪みによる負荷は、発光管１全体で上手く受け止めているのかもしれない。
【０１２５】
なお、その高い耐圧強度を示す構造は、第１のガラス部８と第２のガラス部７との圧縮応力の差によって生じた歪み境界領域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８には、実質的に圧縮応力が加わってなく、歪み境界領域２０よりも中心側に位置する第２のガラス部７（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７等においては、歪み境界領域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、歪み境界領域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、逆に歪み境界領域２０を規定することができると思われる。
【０１２６】
本実施形態のランプ１００では、図１に示すように、電極棒３と金属箔４との溶接部を覆うように第２のガラス部７を配置した構成にしたが、これに限らず、図８に示した構成にしてもよい。すなわち、図８に示すように、封止部２内に埋め込まれている部分の電極棒３の全部と、金属箔４の一部を覆うように配置する。このとき、第２のガラス部７の一部が発光管１内の放電空間１０に露出させるようにしてもよい。すなわち、図１（ａ）中のＨ＝０として、第２のガラス部７の一部が発光管１内の放電空間１０に露出させても、耐圧向上の観点からは特に問題ない。ただし、ランプ１００が高圧水銀ランプの場合には、光色特性や寿命の観点からみると、第２のガラス部７を放電空間１０に露出させない構成を採用するのも一つ考え方である。その理由は、第２のガラス部７には、ＳｉＯ２の他に、Ａｌ２Ｏ３やＢも含有しているので、それらの添加物が放電空間１０に出ると、ランプの特性が悪くなり得るおそれがあるからである。なお、図１や図８に示すように、電極棒３と金属箔４との溶接部を覆うように第２のガラス部７を配置するのは、この溶接部での破損・クラックが比較的多いので、この箇所の強度を高めるようにするものである。
【０１２７】
また、図９から図１１に示した構成にしてもよい。すなわち、図９に示すように、金属箔４の中央部を第２のガラス部７が覆うように第２のガラス部７を配置してもよいし、図１０に示すように、金属箔４と外部リード５との溶接部を覆うように第２のガラス部７を配置してもよい。また、図１１に示すように、金属箔４の全体を覆うように第２のガラス部７を配置してもよい。
【０１２８】
図１に示した構成だけでなく、図８から図１１に示した構成でも、ランプの耐圧強度を向上させることができる。言い換えると、比較例のランプ１００’よりも、多くの水銀を封入させて、高い動作圧で点灯させることができる。
【０１２９】
なお、図１に示した構成では、一対の封止部２のいずれにも、第２のガラス部７を設けたが、これに限らず、一方の封止部２だけに、第２のガラス部７を設けても、比較例のランプ１００’よりも耐圧強度を向上させることができる。ただし、両方の封止部２に第２のガラス部７を設けた構成で、かつ、両方の封止部２が圧縮応力が印加されている部位を有する構成にした方が好ましい。これは、一方の封止部よりも、両方の封止部２が圧縮応力が印加されている部位を有している方がより高い耐圧を達成することができるからであり、単純に考えて、圧縮応力が印加されている部位を有する封止部を一つ備えているときよりも、２つ備えているときの方が、封止部でリークが生じる確率（すなわち、あるレベルの高耐圧を保持できない確率）を１／２にすることが可能となるからである。
【０１３０】
また、本実施形態では、水銀６の封入量の極めて多い高圧水銀ランプ（例えば、動作圧が２０ＭＰａを超える超高圧水銀ランプ）について説明したが、水銀蒸気圧がそれほど高くない１ＭＰａ程度の高圧水銀ランプにも好適に適用することができる。なぜならば、動作圧力が極めて高くても安定して動作できるということは、ランプの信頼性が高いことを意味するからである。すなわち、本実施形態の構成を、動作圧力のそれほど高くないランプ（ランプの動作圧力が３０ＭＰａ程度未満、例えば、２０ＭＰａ程度〜１ＭＰａ程度）に適用した場合、当該動作圧力で動作するランプの信頼性を向上させ得ることになるからである。本実施形態の構成は、封止部２に、新たな部材として第２のガラス部７の部材を導入するだけでよいので、少ない改良で耐圧向上の効果を得ることができる。したがって、非常に工業的な用途に適しているものである。
【０１３１】
次に、図１２から図１９を参照しながら、本実施形態にかかるランプ１００の製造方法を説明する。
【０１３２】
まず、図１２に示すように、ランプ１００の発光管（１）となる発光管部１’と、発光管部１’から延在した側管部２’とを有する放電ランプ用ガラスパイプ８０を用意する。本実施形態のガラスパイプ８０は、外径６ｍｍ、内径２ｍｍの筒状石英ガラスの所定位置を加熱し膨張させて、略球形の発光管部１’を形成したものである。
【０１３３】
また、図１３に示すように、別途、第２のガラス部７となるガラス管７０を用意する。本実施形態のガラス管７０は、外径（Ｄ１）１．９ｍｍ、内径（Ｄ２）１．７ｍｍ、長さ（Ｌ）７ｍｍのバイコール製ガラス管である。ガラス管７０の外径Ｄ１は、ガラスパイプ８０の側管部２’に挿入できるように、側管部２’の内径よりも小さくしてある。
【０１３４】
次に、図１４に示すように、ガラスパイプ８０の側管部２’にガラス管７０を固定する。この固定は、側管部２’にガラス管７０を挿入した後、側管部２’を加熱して両者（２’、７０）を密着させる。以下、この工程をさらに詳述する。
【０１３５】
まず、一方の側管部２’に、１つのガラス管７０を挿入する。次いで、ガラスパイプ８０を両旋盤に取り付ける。ここで、洗浄したタングステンの棒を用いて、ガラス管７０の位置を微調整する。側管部２’の内径よりも、径が小さいタングステン棒を用いれば、この微調整作業は便利である。なお、勿論、タングステン以外の棒を用いてもよい。
【０１３６】
最後に、バーナーで側管部２’を加熱することにより、側管部２’の内壁にガラス管７０の外壁を密着させて固定する。なお、この工程によって、ランプに悪影響を及ぼすと考えられる水分（具体的には、ガラス管７０を構成するバイコール中の水分）をランプから飛ばすことができ、その結果、ランプの高純度化を図ることができる。他方の側管部２’についても、同様の工程を行って、側管部２’にガラス管７０を固定する。このようにして、図１４に示すような構成が得られる。ここで、図１４に示した構成を作製した後、一度、管内を洗浄するのが好ましい。ガラス管７０を挿入し固定する工程の中で、不純物が侵入している可能性があるからである。
【０１３７】
次に、図１５に示すような、別途作製した電極構造体５０を用意しておき、ガラス管７０が固定された側管部２’に挿入する。電極構造体５０は、電極棒３と、電極棒３に接続された金属箔４と、金属箔４に接続された外部リード５とから構成されている。電極棒３は、タングステン製電極棒であり、その先端にはタングステン製コイル１２が巻きつけられている。コイル１２は、トリウム−タングステン製のものを用いてもよい。また、電極棒３も、タングステン棒だけでなく、トリウム−タングステンから構成された棒を使用してもよい。また、外部リード５の一端には、側管部２’の内面に電極構造体５０を固定するための支持部材（金属製の留め金）１１が設けられている。図１５に示した支持部材１１は、モリブデンからなるモリブデンテープ（Ｍｏテープ）であるが、これに代えて、モリブデン製のリング状のバネを用いてもよい。Ｍｏテープ１１の幅ａは、側管部２’の内径２ｍｍよりも若干大きくされており、それにより、電極構造体５０を側管部２’内に固定することができる。
【０１３８】
本実施形態では、図１２に示したような放電ランプ用ガラスパイプ８０を用いたが、これに代えて、図１６に示すようなガラスパイプ８０を用いることも可能である。図１６に示したガラスパイプ８０では、側管部２’と発光管部１’との境界周辺に、側管部２’の内径が他の部分よりも小さくされた径小部８３が設けられている。この径小部８３は、リーディングとも呼ばれる。径小部８３の内径ｄは、ガラス管７０が止まるくらいの大きさにされており、例えば、１．８ｍｍ程度である。径小部８３が形成されている領域ｈの寸法（側管部２’長手方向の寸法）は、例えば、１〜２ｍｍ程度である。径小部８３は、図１２に示したガラスパイプ８０の所定箇所（領域ｈ）にレーザーを照射して、当該箇所を加熱して形成される。本実施形態では、パイプ８０内を減圧状態（例えば、Ａｒの圧力が１０−３Ｐａの状態）にして、径小部８３を形成したが、領域ｈの箇所をシュリンクできるのであれば、大気圧下でも径小部８３を形成できる。ガラスパイプ８０に径小部８３を設けることにより、ガラス管７０の挿入工程が容易になる。つまり、ガラス管７０を所定位置に固定することが容易となる。
【０１３９】
側管部２’に電極構造体５０を挿入するには、次のようにしてすればよい。図１７に示すように、一方の側管部２’に電極構造体５０を通して、電極棒３の先端１２を発光管部１’内に位置づける。このとき、Ｍｏテープ１１が側管部２’内壁に接触し、電極構造体５０を通すのに多少の抵抗がかかるので、そこで、十分に洗浄したタングステン棒を用いて、所定の位置まで電極構造体５０を押し入れる。所定の位置まで電極構造体５０を押し入れたら、Ｍｏテープ１１によって電極構造体５０は、その位置で固定されることになる。図１７の線ｃ−ｃにおける断面構成を図１８に示す。
【０１４０】
次に、電極構造体５０挿入後のガラスパイプ８０の両端を、気密性を保ちながら、回転可能なチャック８２に取り付ける。チャック８２は、真空系（不図示）に接続されており、ガラスパイプ８０内を減圧できる。ガラスパイプ８０内を真空排気した後、２００ｔｏｒｒ程度（約２０ｋＰａ）の希ガス（Ａｒ）を導入する。その後、電極棒３を回転中心軸として、矢印８１の方向に、ガラスパイプ８０を回転させる。
【０１４１】
次いで、側管部２’およびガラス管７０を加熱・収縮させて、電極構造体５０を封止することにより、図１９に示すように、側管部２’であった第１のガラス部８の内側に、ガラス管７０であった第２のガラス部７が設けられた封止部２を形成する。この封止部２の形成は、発光管部１’と側管部２’との間の境目部分から、外部リード５の中間付近まで、順々に、側管部２’およびガラス管７０を加熱して、シュリンクさせていくことにより行う。この封止部形成工程により、側管部２’およびガラス管７０から、少なくとも長手方向（電極棒３の軸方向）に圧縮応力が印加された状態の部位を含む封止部２が得られる。なお、外部リード５の方から、発光管部１’の方へ、加熱・収縮を行ってもよい。この後、開放している側管部２’側の端部から、所定量の水銀６を導入する。このとき、必要に応じて、ハロゲン（例えば、ＣＨ２Ｂｒ２）も導入する。
【０１４２】
水銀６の導入後、他方の側管部２’についても上記と同様の工程を実行する。すなわち、まだ封止されていない側管部２’に電極構造体５０を挿入した後、ガラスパイプ８０内を真空引きして（好ましくは、１０−４Ｐａ程度まで減圧して）、希ガスを封入し、次いで、加熱封止する。この時の加熱封止の際は、水銀が蒸発するのを防ぐため、発光管部１を冷却しながら行うことが好ましい。このようにして、両方の側管部２’を封止すると、図１に示したランプ１００が完成する。
【０１４３】
次に、図２０（ａ）および（ｂ）を参照しながら、封止部形成工程により、第２のガラス部７（または、その外周周辺部）に圧縮応力が加わる機構を説明する。なお、この機構は、本願発明者が推考したものであり、必ずこの通りになっているとは言い切れない。しかし、例えば図３（ａ）に示したとおり、第２のガラス部７（またはその外周周辺部分）に圧縮応力（圧縮歪み）が存在するのは事実であるし、そして、その圧縮応力が加わった部位を含む封止部２によって耐圧が向上することも事実である。
【０１４４】
図２０（ａ）は、側管部２’状態の第１のガラス部８内に、ガラス管７０状態の第２のガラス部７ａを挿入した時点の断面構成を模式的に示し、一方、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）の構成において第２のガラス部７ａが軟化して溶融状態７ｂになった時点の断面構成を模式的に示している。本実施形態において、第１のガラス部８は、ＳｉＯ２を９９ｗｔ％以上含む石英ガラスから構成され、そして、第２のガラス部７ａは、バイコールガラスから構成されている。
【０１４５】
まず前提として、圧縮応力（圧縮歪み）が存在するということは、互いに接触する材料同士の熱膨張係数に差があることが多い。すなわち、封止部２内に設けられた状態の第２のガラス部７に圧縮応力が加わっている理由としては、両者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、この場合、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、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８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、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。
【０１４６】
図２０（ａ）に示した状態から、第１のガラス部８（側管部２’）を外側から加熱してシュリンクさせると、最初、両者の間にあった隙間７ｃが埋まり、両者は接する。シュリンク後においては、図２０（ｂ）に示すように、軟化点が高く、外気に触れる面積の多い第１のガラス部８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７ｂ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７ｂは、第１のガラス部８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７ｂが冷えて、第２のガラス部７ｂの温度が軟化点も下回ると、第２のガラス部７も、第１のガラス部８と同様に固まることになる。ここで、第１のガラス部８と第２のガラス部７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、外側のガラス部（８）が早めに固まって、しばらくしてから、内側のガラス部（７）が固まるため、当該内側の第２のガラス部７に圧縮歪みが残ることになると思われる。このようなことを考えると、第２のガラス部７は、一種のピンチングが間接的に行われた状態になったと言えるかもしれない。
【０１４７】
なお、このような圧縮歪みが残っていると、通常、両者の熱膨張率の差によって、ある温度で両者（７、８）の密着状態が終わってしまうことになるのであろうが、本実施形態の構成の場合、両者の熱膨張率がほぼ等しいので、圧縮歪みが存在していても、両者（７、８）の密着状態が保持できると推測される。
【０１４８】
さらに、第２のガラス部７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ランプ（ランプ完成体）に対して、１０３０℃で２時間以上、加熱することが必要であることがわかった。具体的には、完成したランプ１００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）７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）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が実験した場合において効果がある場合もあった。
【０１４９】
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、高圧放電ランプの封止部に第２のガラス部７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。
【０１５０】
アニール（または真空ベーク）の時間については、２時間以上であれば、経済的な観点からみた上限を除けば、特に上限はない。２時間以上の範囲で、好適な時間を適宜設定すればよい。また、２時間未満でも、効果がみられる場合には、２時間未満での熱処理（アニール）を行ってもよい。このアニール工程により、ランプの高純度化、言い換えると、不純物の低減が達成されているかもしれない。なぜならば、ランプ完成体をアニールすることにより、ランプに悪影響を及ぼすと考えられる水分（例えば、バイコール中の水分）をランプから飛ばすことができると思われるからである。アニールを１００時間以上すれば、ほぼ完全にバイコール中の水分をランプ内から除去することが可能である。
【０１５１】
上述の説明では、第２のガラス部７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℃）から第２のガラス部７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。
【０１５２】
次に、本願発明者が推論した、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７に圧縮応力が加わる機構について図２１を参照しながら説明する。
【０１５３】
まず、図２１（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。
【０１５４】
次に、そのランプ完成体を加熱すると、図２１（ｂ）に示すように、水銀（Ｈｇ）６が蒸発を始め、その結果、発光管１内および第２のガラス部７にも圧力が加わる。図中の矢印は、水銀６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１内だけでなく、第２のガラス部７にも水銀６の蒸気圧が加わる理由は、目には見えない程度の隙間１３が電極棒３の封止部分にあるからである。
【０１５５】
さらに加熱の温度を上げて、第２のガラス部７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７が軟らかい状態で、水銀の蒸気圧が第２のガラス部７に加わるため、第２のガラス部７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。
【０１５６】
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２１（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７は歪点より温度が低くなり、その結果、第２のガラス部７に圧縮応力が残留することになる。
【０１５７】
最後に、室温程度まで冷却が進むと、図２１（ｄ）に示すように、第２のガラス部７に圧縮応力が約１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上存在するランプ１００が得られる。
図２１（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７に圧力を加えるため、この手法によれば、両方の封止部２に約１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧縮応力を確実に加えることができる。
【０１５８】
この加熱プロファイルを模式的に図２２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７の歪点（Ｔ２）の温度に達する（時間Ａ）。次に、第２のガラス部７の歪点（Ｔ２）と第１のガラス部８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７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２３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７に圧縮応力が入る。
【０１５９】
なお、水銀蒸気圧によって第２のガラス部７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２２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７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５を押すことによって）、第２のガラス部７に圧縮応力を加えることも可能であると推測する。
【０１６０】
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７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７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７の圧縮応力を印加して残留させる。
【０１６１】
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。図２４は、発光管１内の水銀量と圧縮応力との関係を示している。
【０１６２】
第２のガラス部７を有し、水銀量が１９０，２２０，２３０，２４０，２７０，２９０，３３０ｍｇ／ｃｃのランプを、それぞれ、７，８，８，８，７，８，６本ずつ作製し、そのランプを加熱（アニール）することによって、圧縮応力を生成させた。水銀量が１９０ｍｇ／ｃｃのランプの場合、７本中５本（７１．４％）に０ｋｇｆ／ｃｍ２、そして、２本（２８．６％）に１０．２ｋｇｆ／ｃｍ２の圧縮応力が観測された。水銀量を３３０ｍｇ／ｃｃまで増加させた場合には、６本中３本（５０％）に１０．２ｋｇｆ／ｃｍ２、そして、残りの３本（５０％）には２０．４ｋｇｆ／ｃｍ２の圧縮応力が観測された。このように、水銀量が多くなるにしたがって、圧縮応力が大きくなる傾向が見られた。
【０１６３】
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。
【０１６４】
また、本願発明者は、バイコールガラスの歪点を越える１０８０℃で１５０時間、ランプ完成体を真空ベーク（アニール）している際に、金属箔４の箔切れが生じることを発見した。または、金属箔４にシワが生じる現象も観測された。そこで、本願発明者は、金属箔４の箔切れ等が生じる条件を調べるために実験を行った。その結果を下記表１に示す。
【０１６５】
【表１】
0003618332.tif 000002
【０１６６】
表１中の用語を説明すると、「箔幅」および「箔厚」は、それぞれ、金属箔４の幅および厚さであり、「ガラス長」は、第２のガラス部７の長手方向の長さである。「ベーク温度」および「ベーク時間」は、それぞれ、真空ベーク時の温度および時間である。
【０１６７】
箔切れが観察されたのは、条件ＩおよびＩＸであった。この結果から、１０８０℃で真空ベークをする場合には、ガラス長は、７ｍｍ未満（例えば５ｍｍ以下）にすることが好ましい。また、この実験例の場合、１０３０℃の真空ベークでは、箔切れは観察されなかった。したがって、真空ベークは、１０８０℃を下回る温度（例えば、１０３０℃±４０℃）で実行することが好ましい。
【０１６８】
次に、図２５から図２９を参照しながら、本実施形態にかかるランプ１００の他の製造方法を説明する。
【０１６９】
まず、図２５に示すように、第２のガラス部７となるガラス管７０を用意する。図２５に示したガラス管７０は、バイコール製ガラス管であり、その寸法は、外径（Ｄ１）１．９ｍｍ、内径（Ｄ２）１．７ｍｍ、長さ（Ｌ）１００ｍｍである。このガラス管７０の中に、図２６に示すように、電極棒３を含む電極構造体５０を挿入し、次いで、ガラス管７０の両側を、気密性を保ちながら回転可能なチャック８２に取り付ける。電極構造体５０の構成は、図１５で説明した通りである。チャック８２は、真空系（不図示）につながっており、ガラス管７０内を真空引きすることができる。
【０１７０】
ガラス管７０内を真空に引いた後、減圧状態の希ガス（例えば、２０ｋＰａ）を封入する。次に、電極棒３を軸として、ガラス管７０を回転させた後、ガラス管７０のうち、外部リード５に対応する部分７２を加熱してシュリンクさせると、図２７に示すような構成となる。そして、図２７に示したガラス管７０を、図中の線ａ、ｂの箇所で切断して、図２８に示すように加工する。なお、シュリンクさせる部分は、外部リード５の一部でなくとも、電極棒３の一部または金属箔４の一部であっても良い。
【０１７１】
次に、図２９に示すように、ガラス管７０付きの電極構造体５０を、ガラスパイプ８０の一方の側管部２’に挿入する。具体的には、洗浄したタングステン棒を用いて、電極構造体５０を側管部２’の所定の位置まで押し込んで、固定する。電極構造体５０の留め金１１として幅が２ｍｍよりも若干大きいものを用いると、側管部２’の所定位置に容易に固定することができる。
【０１７２】
次に、ガラスパイプ８０の両側を、気密性を保ちながら回転可能なチャック（不図示）に取り付ける。その後、上述した実施形態の製造方法と同様に（図１７、図１９参照）、パイプ８０内を真空に引き、希ガスを封入した後、電極棒３を軸として、矢印８１の方向にガラスパイプ８０を回転させ、次いで、発光管部１’と側管部２’との境界付近部分から、外部リード５の中間付近まで、順々に加熱をしてシュリンクさせていく。このようにして、ガラス管７０付きの電極構造体５０を封止する。その後、開放している側管部側から規定量の水銀（例えば、２００ｍｇ／ｃｃ程度、または、３００ｍｇ／ｃｃ程度、あるいはそれ以上）を導入する。水銀導入後、上記と同様の方法で、ガラス管７０付きの電極構造体５０を他方の側管部２’に挿入する。次いで、真空引き後、希ガスを封入し、そして、加熱封止する。上述したように、この加熱封止は、水銀蒸発防止のため、発光管部１を冷却しながら行うことが好ましい。この製造方法により、図１１に示した構成のランプ１００が得られることになる。また、この実施形態においても、側管部２’を両方封止した後、１０３０℃で２時間以上加熱することにより、圧縮歪みを大きくすることができる。
【０１７３】
また、上記製造方法は、図３０（ａ）〜（ｄ）のようにして実行してもよい。
【０１７４】
まず、図２５に示したバイコール製ガラス管７０を所定長さ（例えば、約２０ｍｍ以下、または、約１７ｍｍ〜約１９ｍｍ）に切断した後、図３０（ａ）に示すように、ガラス管７０の一端を、加熱手段（例えば、バーナー。またはレーザ）で加熱してシュリンクさせる。ガラス管７０の一端を径小にするのは、このガラス管７０に挿入する電極構造体（特に、金属箔）への固定部位にするためである。ガラス部材には固定手段を取り付け難いので、このような工夫は非常に有用であり、作業効率を向上させる。
【０１７５】
次に、図３０（ｂ）に示すように、ガラス管７０に電極構造体５０を鉛直方向に挿入する。ガラス管７０には径小部が形成されているので、電極構造体５０とガラス管７０とを容易に所定位置にセットすることができる。
【０１７６】
次いで、図３０（ｃ）に示すように、電極構造体５０の一端に、モリブデンテープ（別名、リボン）１１を溶接する。その後、このガラス管７０付きの電極構造体５０を、ガラスパイプ８０の側管部２’に挿入し、次いで、所定箇所を封止する。他の側管部２’にも同じことを繰り返せば、本発明の実施形態に係るランプを製造することができる。
【０１７７】
図２５〜図２９、および、図３０（ａ）〜（ｄ）に示した製造方法は、図１３に示した短いバイコール製ガラス管よりも、長いバイコール製ガラス管を用いるので、これらの製法をロングバイコール方式と呼んでもよい。一方、図１２〜図１９で示した、短いバイコール製ガラス管を用いる製法は、ショートバイコール方式と呼んでもよい。
【０１７８】
なお、本実施形態の製造方法に使用するための、図２５に示した寸法のバイコール製ガラス管７０は、市販されておらず、市販のバイコール製ガラス管から、所定工程を経て作製する必要がある。本実施形態においては、市販のバイコール製ガラス管を研磨等によって機械的に加工するよりも、径の太いバイコール製ガラス管を加熱して（焼いて）、その管をひき、元のガラス管よりも径の小さい所定寸法のバイコール製ガラス管７０を作製する方が好ましい。その理由は、バイコールガラスは吸湿性を持っているため、加工前のバイコール製ガラス管は水分を含んでおり、その水分を加熱および引き工程にて飛ばすようにするのが良いからである。さらに説明すると、バイコール製ガラス管に含まれている水分は不純物となり、ランプ製造工程時に圧縮応力の入りを悪くしたり、気泡の原因となったりして、ランプ特性を低下させたりする要因になり得るからである。また、バイコールガラスを焼きながら引くと、ガラス組成が均一になりやすいという利点もある。
【０１７９】
このバイコール製ガラス管７０のリサイズ工程によって、元管において外径および内径がそれぞれ約１５ｍｍおよび約１３ｍｍのものが、外径および内径が約１．６〜２．０ｍｍおよび約１．２〜１．５ｍｍになる。リサイズ後のガラス管７０の厚さは、約０．１ｍｍである。
【０１８０】
次に、図３１（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、更に別の製造方法について説明する。上記実施形態の製造方法では、バイコール製のガラス管を用いたが、ここでは、バイコール製のガラス板を用いて、ランプを作製する。
【０１８１】
まず、図３１（ａ）に示すように、バイコール製ガラス板７２を二枚と、電極構造体５０を用意する。次に、図３１（ｂ）に示すように、電極構造体５０の金属箔４を二枚のガラス板７２で挟むように配置する。そして、図３１（ｃ）に示すように、当該二枚のガラス板７２で挟んだ電極構造体５０を、ガラスパイプ８０の側管部２’に挿入し、その後、所定箇所を封止する。このようにしても、本発明の実施形態に係るランプを製造することができる。この手法は、バイコール板方式と呼んでもよい。
【０１８２】
さらに、図３２（ａ）および（ｂ）に示すような製造方法を採用することもできる。
【０１８３】
まず、図３２（ａ）に示すように、石英管（外管）７４の中に、バイコール製ガラス管（内管）７０を配置させ、そのバイコール製ガラス管７０の中に電極構造体５０を配置させる。
【０１８４】
ここで、電極構造体５０の金属箔４周囲の領域７６を加熱して、外管７４・内管７０をシュリンクさせて、図３２（ｂ）に示すような二重管を備えた電極構造体５０を作製する。シュリンク工程は、真空中で外管７４・内管７０を加熱して、その後、ガラス管を所定の寸法にカットすればよい。
【０１８５】
図３２（ｂ）に示した二重管付きの電極構造体５０を、ガラスパイプ８０の側管部２’に挿入し、その後、所定箇所を封止すれば、本発明の実施形態に係るランプを製造することができる。この手法は、最終的に三重管構造のランプが得られるので、トリプルシュリンク方式と呼んでもよい。この手法で製造されたランプは、バイコールガラスの周りを石英ガラスで覆っているので、ランプ点灯中にバイコールガラスから不純物が染み出すことを防止することができるという利点を備えている。
【０１８６】
バイコール製ガラス管７０を、ガラスパイプ８０の側管部２’に配置する手法として、上記実施形態では、図１６に示したような径小部８３を側管部２’に形成してガラス管７０を固定したが、これに限定されず、他の固定手法を採用してもよい。例えば、ガラス管７０を側管部２’の内面に焼き付けて固定してもよいし、ガラス管７０を側管部２’の内面に接着剤（例えば、有機系バインダー、ニトロセルロース、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）など）で固定してもよい。また、静電気を用いてもよいし、磁力を用いてもよい。なお、径小部８３を形成する場合でも、図１６に示した位置の径小部８３に加えて、バイコール管７０の前方と後方の両方を止めて固定できるように、もう一つ径小部を形成してもよい。また、側管部２’内のうち、バイコール管７０の前方（発光管側）に小さな石英管を取り付けて、その石英管によってバイコール管７０を側管部２’内に固定することも可能である。そのような石英管は、リーディングによって固定してもよいし、電極棒３の一部にコイルを取り付けてそのコイルによって固定してもよい。
【０１８７】
また、バイコール製ガラス管７０を電極構造体５０に固定させる手法として、図２８では、ガラス管７０の一端をシュリンクさせることにより、外部リード（例えば、モリブデン棒）５に接触させて固定しているが、これに限定されず、他の固定手段を採用してもよい。例えば、図３０（ｂ）に示すように、シュリンクしたガラス管７０の一端を、金属箔４に引っかけるようにしてもよい。また、そのシュリンクした一端と、金属箔４の一端（外部リード５側の端部）との間に、小さなガラス管（ビート管）を介在させて、固定するようにしてもよい。さらには、ガラス管７０のシュリンクした部分が、金属箔４に引っかかりやすく、より安定して固定できるように、金属箔４のうちの外部リード寄りの部位を波打ち形状又は鋸状の形状にしてもよい。
【０１８８】
本実施形態のランプ１００の耐圧強度を更に向上させるには、図３３に示したランプ２００のように、封止部２内に埋め込まれた部分における電極棒３の少なくとも一部の表面に、金属膜（例えば、Ｐｔ膜）３０を形成することが好ましい。なお、金属膜３０は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属から構成されていればよく、密着性の観点から、下層がＡｕ層で、上層が例えばＰｔ層のようにすることが好ましい。
【０１８９】
ランプ２００では、封止部２に埋め込まれている部分の電極棒３の表面に金属膜３０が形成されているため、電極棒３の周囲に位置するガラスに、微小なクラックが発生することを防止することができる。すなわち、ランプ２００では、ランプ１００で得られる効果に加えて、クラック発生防止という効果も得られ、それにより、さらに耐圧強度を向上させることができる。以下、クラック発生防止効果について説明を続ける。
【０１９０】
封止部２内に位置する電極棒３に金属膜３０の無いランプの場合、ランプ製造工程における封止部形成の際に、封止部２のガラスと電極棒３とが一度密着した後、冷却時において、両者の熱膨張係数の差違により、両者は離されることになる。この時に、電極棒３の周囲の石英ガラスにクラックが生じる。このクラックの存在により、クラックの無い理想的なランプよりも、耐圧強度が低下することになる。
【０１９１】
図３３に示したランプ２００の場合、表面にＰｔ層を有する金属膜３０が電極棒３の表面に形成されているので、封止部２の石英ガラスと、電極棒３の表面（Ｐｔ層）との間の濡れ性が悪くなっている。つまり、タングステンと石英ガラスとの組み合わせの場合よりも、白金と石英ガラスとの組み合わせの場合の方が、金属と石英ガラスとの濡れ性が悪くなるため、両者は引っ付かずに、離れやすくなるのである。その結果、電極棒３と石英ガラスとの濡れ性の悪さにより、加熱後の冷却時における両者の離れがよくなり、微細なクラックの発生を防止することが可能となる。このような濡れ性の悪さを利用してクラックの発生を防止するという技術的思想に基づいて作製されたランプ２００は、ランプ１００よりも更に高い耐圧強度を示す。
【０１９２】
なお、図３３に示したランプ２００の構成に代えて、図３４に示すランプ３００の構成にしても良い。ランプ３００は、図１に示したランプ１００の構成において、表面を金属膜３０で被覆したコイル４０を、封止部２に埋め込まれている部分の電極棒３の表面に巻き付けたものである。言い換えると、ランプ３００は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属を少なくとも表面に有するコイル４０が電極棒３の根本に巻き付けられた構成を有している。なお、図３４に示した構成では、コイル４０は、発光管１の放電空間１０内に位置する電極棒３の部分にまで巻かれている。図３４に示したランプ３００の構成でも、コイル４０表面の金属膜３０によって、電極棒３と石英ガラスとの濡れ性を悪くすることができ、その結果、微細なクラックの発生を防止することができる。コイル４０の表面の金属は、例えば、メッキにより形成すればよい。密着性の観点からは、コイル４０上に、まず下層となるＡｕ層を形成し、次いで、上層となる例えばＰｔ層を形成することが好ましい。ただし、Ｐｔ（上層）／Ａｕ（下層）メッキの２層構造にせずに、Ｐｔメッキだけを施したコイル４０でも、実用上の十分な密着性を確保することができる。
【０１９３】
Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅからなる群から選択される少なくとも一種の金属（「Ｐｔ等」とも称する。）を、電極棒３の表面またはコイル４０の表面に設けた構成の場合において、本発明の実施形態の構成のように、金属箔４の周囲に第２のガラス部７が存在する意義は非常に大きい。これについて、さらに説明を続ける。Ｐｔ等の金属は、ランプ製造工程（封止工程）において、加工中の加熱によっていくらか蒸発する可能性があるため、それが金属箔４のところに拡散すると、金属箔とガラスとの密着を弱める結果を招き、耐圧を低下させてしまうことがある。しかし、本実施形態の構成のように、金属箔４の周囲に第２のガラス部７を設け、そこに圧縮歪みを存在させると、もはや、Ｐｔ等とガラスとの間の濡れ性の悪さは無関係となり、その結果、Ｐｔ等の拡散が招く耐圧低下を防止することができる。
【０１９４】
次に、本実施形態のランプ１００および２００の耐圧強度について説明する。図３５は、本実施形態のランプに対して、静水圧を用いた耐圧試験を行うときのランプ構成を模式的に示している。静水圧を用いた耐圧試験は、図３５に示すように、一方の封止部２は、図１に示したランプ１００の封止部２、または図３３および図３４に示したランプ２００、３００の封止部２と同じ構成をしている。そして、他方の封止部を側管部２’の状態のままとされており、その開放された側の側管部２’の一端から、水を入れて水圧を加えて、ランプの耐圧を測定する。具体的に説明すると、開放された側管部２’から純水を導入し、静水圧を加え、その圧を徐々に大きくしていく。ランプが破裂した時の静水圧の値を、ランプの耐圧（静水圧による耐圧）とする。
【０１９５】
本実施形態のランプ１００について７本、ランプ２００について５本、比較例のランプ（図２（ｂ）参照）について９本、耐圧試験を行った結果を図３６に示す。図３６は、耐圧と破損確率との関係を示したワイブルプロットである。図３６において、横軸の値が大きいほど耐圧が大きく、そして、傾きが大きいほど（すなわち、垂直に近いほど）耐圧のばらつきが小さいことになる。
【０１９６】
図３６からわかるように、破損確率が５０％となるのは、比較例では２１ＭＰａであるのに対し、ランプ１００では２５．３ＭＰａであり、ランプ２００では２８．５ＭＰａにまで大きくなった。ランプ１００および２００の耐圧（静水圧による耐圧）は、耐圧に優れた従来のランプでも到底到達できなかった高い耐圧である。また、傾きをみても、本実施形態のランプ１００および２００の方が、比較例のものよりも大きく、それゆえに、耐圧のばらつきが少ないことがわかる。
【０１９７】
一般的に、耐圧試験により得られる耐圧よりも、点灯動作圧の方が高くなることが知られている。点灯動作圧の方が高くなる理由を説明すると次のようである。ランプが点灯して加熱されると、発光管のガラスは、熱膨張することになるが、実際には、ランプの構造上、発光管のガラスは自由に膨張することができず、結果として、収縮する力が発光管に加わる。この収縮する力、すなわち、戻ろうとする力が働くことによって、耐圧試験により得られる耐圧よりも、点灯動作圧の方が高くなるのである。点灯動作圧での方で評価すると、ランプ１００は、動作圧を３０ＭＰａ以上にすることができ、ランプ２００に至っては、４０ＭＰａ以上にもすることができる。一方、比較例のランプの動作圧を３０ＭＰａにしたとすれば、破裂してしまうことになる。
【０１９８】
図３７は、比較例のランプ（図４９に示した構成）および本発明の実施形態のランプ（本発明のランプ。例えば、図３４に示した構成）について点灯時間に対する残存率を示している。比較例のランプ１０本および本発明のランプ１３本を、点灯動作圧４０ＭＰａ、１２０Ｗで点灯させたところ、比較例のランプでは、点灯時間が１００時間以内の時点で５０％以上が破損してしまったのに対し、本発明のランプの場合、２６００時間時点でも５０％以上の残存率を示した。この結果は、現行で用いられている動作圧２０ＭＰａの従来のランプが、２０００時間５０％の残存率であることを考えると、本発明のランプが非常に優れていることがわかる。また、本発明の構成にすることによって初めて、３０ＭＰａ以上という非常に高い動作圧でも安定して動作させることが可能なランプを提供できることも意味している。
【０１９９】
図３８は、第２のガラス部７の位置と、初期点灯中（５時間）の破裂率との関係を示している。グループａは、電極棒３と金属箔４との接続部（溶接部）を覆うように第２のガラス部７を配置した構成を表しており、グループｂは、そうでないものを表している。グループａの上段のランプは、第２のガラス部７が電極棒３と金属箔４との接続部を覆うとともに、第２のガラス部７における外部リード５側の端面が金属箔４上に位置している構成をしており、一方、その下段のランプは、金属箔４の全体を覆うように第２のガラス部７が位置するような構成をしている。
【０２００】
各ランプを動作圧３５０気圧で５時間、グループａは５６本（ｎ＝５６）、グループｂは２１本（ｎ＝２１本）について初期点灯させたところ、グループａのランプの破裂率は０％だったのに対し、グループｂのランプの破裂率は４３％であった。したがって、電極棒３と金属箔４との接続部（溶接部）を覆うように、第２のガラス部７を配置することが好ましい。
【０２０１】
点灯動作圧が３０ＭＰａ以上で動作する高圧放電ランプは従来には存在しなかったので、動作圧を極めて大きくした場合に、その分光特性がどのようになるか非常に興味がもたれる。動作圧を３０ＭＰａ以上にした場合、平均演色評価指数Ｒａおよび照度が大幅に向上することが明らかになった。以下、その結果について説明する。
【０２０２】
図３９は、本実施形態のランプを、点灯動作圧４０ＭＰａで動作させた時の分光分布を示している。そして、図４０は、本実施形態のランプを、点灯動作圧１９ＭＰａで動作させた時の分光分布を示している。一方、図４１は、従来のランプ（Ｐｈｉｌｉｐｓ社製）を、動作圧２０ＭＰａ、１２０Ｗで点灯させた時の分光分布を参考として示している。図３９から図４１に示した分光分布は、実測データである。
【０２０３】
図４０および図４１と比較して、図３９を見ると、動作圧が４０ＭＰａのランプでは、４０５ｎｍ、４３６ｎｍ、５４６ｎｍ、５４７ｎｍ付近の輝線の割合が小さくなることがわかった。また、平均演色評価指数Ｒａに注目すると、図３９に示した例では、Ｒａが７０．７という非常に高い値を示した。一方、図４０に示した例では、Ｒａは６０．２であり、そして、図４１に示した例では、５９．４であった。なお、参考までに、図３９から図４１に示した例についての他の特性を示すと、以下のようである。なお、Ｒ９〜Ｒ１５は、特殊演色評価数である。
【０２０４】
図３９に示した例（動作圧４０ＭＰａ、Ｒａ＝７０．７）：
色度値（ｘ、ｙ）＝（０．２９３５、０．２９６７）、Ｔｃ＝８３７０Ｋ、ＤＵＶ＝−３．４
Ｒ９＝−１１．０、Ｒ１０＝３４．４、Ｒ１１＝５６．７、Ｒ１２＝５８．６、
Ｒ１３＝６６．３、Ｒ１４＝８４．１、Ｒ１５＝６６．８
図４０に示した例（動作圧１９ＭＰａ、Ｒａ＝６０．２）：
色度値（ｘ、ｙ）＝（０．２９３４、０．３０３０）、Ｔｃ＝８１９３Ｋ、ＤＵＶ＝０．１
Ｒ９＝−５３．３、Ｒ１０＝１１．６、Ｒ１１＝４２．０、Ｒ１２＝４１．９、
Ｒ１３＝５４．０、Ｒ１４＝７９．０、Ｒ１５＝５２．４
図４１に示した例（動作圧２０ＭＰａ、Ｒａ＝５９．４）：
色度値（ｘ、ｙ）＝（０．２８９５、０．３０１０）、Ｔｃ＝８５７４Ｋ、ＤＵＶ＝１．３
Ｒ９＝−５３．２、Ｒ１０＝９．９、Ｒ１１＝４０．９、Ｒ１２＝４１．５、
Ｒ１３＝５２．８、Ｒ１４＝７８．５、Ｒ１５＝５０．８
次に、平均演色評価指数Ｒａと点灯動作圧との関係について説明する。図４２は、Ｒａの点灯動作圧依存性を示すグラフである。
【０２０５】
図４２からわかるように、点灯動作圧が大きくなるにつれて、Ｒａが大きくなる。動作圧を１９ＭＰａから４０ＭＰａまで上げると、Ｒａが約１４％向上した。従来の超高圧水銀ランプのＲａがせいぜい６０（場合によっては６５）であるのに対して、Ｒａを６５よりも大きくすることができれば、ランプの汎用性が非常に広がることになる。すなわち、蛍光ランプのＲａが６１で、蛍光形の水銀ランプのＲａが４０〜５０であるところ、超高圧水銀ランプのＲａを６５よりも大きくすることができれば、高効率形のメタルハライドランプ（例えば、Ｒａ６５〜７０）の用途にも積極的に使用することが可能となるからである。そして、超高圧水銀ランプのＲａを７０以上にすれば、工業的な作業用だけでなく、オフィスにもより好適に使用することが可能となるため、非常にランプの汎用性が高まる。したがって、本実施形態のランプの平均演色評価数Ｒａは、例えば、６５よりも大きい値、または、６７以上、７０以上と上がるほどより好ましい。このランプ（超高圧水銀ランプ）の色温度は、８０００Ｋ以上であり、色温度が８０００Ｋ以上で、Ｒａが６５を超えるランプは、現時点でまだ存在しない。Ｒａを非常に高くしたメタルハライドランプ等は色温度が比較的低く、そして、電球も色温度が比較的低い。色温度が８０００Ｋ以上で、Ｒａが６５を超える本実施形態のランプは、人工太陽光源（人工太陽装置もしくは人工太陽システム）となり得るもの、または、それに近づくものであり、今日まだ存在しない新たな需要を生み出すもととなり得る画期的なランプである。
【０２０６】
さらに、本実施形態のランプ１００および２００は、反射鏡と組み合わせて、ミラー付きランプないしランプユニットにすることができる。
【０２０７】
図４３は、本実施形態のランプ１００を備えたミラー付きランプ９００の断面を模式的に示している。
【０２０８】
ミラー付ランプ９００は、略球形の発光管１と一対の封止部２とを有するランプ１００と、ランプ１００から発せられた光を反射する反射鏡６０とを備えている。なお、ランプ１００は例示であり、勿論、ランプ２００であってもよい。また、ミラー付ランプ９００は、反射鏡６０を保持するランプハウスをさらに備えていてもよい。ここで、ランプハウスを備えた構成のものは、ランプユニットに包含されるものである。
【０２０９】
反射鏡６０は、例えば、平行光束、所定の微小領域に収束する集光光束、または、所定の微小領域から発散したのと同等の発散光束になるようにランプ１００からの放射光を反射するように構成されている。反射鏡６０としては、例えば、放物面鏡や楕円面鏡を用いることができる。
【０２１０】
本実施形態では、ランプ１００の一方の封止部２に口金５６が取り付けられており、当該封止部２から延びた外部リード（５）と口金５６とは電気的に接続されている。封止部２と反射鏡６０とは、例えば無機系接着剤（例えばセメントなど）で固着されて一体化されている。反射鏡６０の前面開口部側に位置する封止部２の外部リード５には、引き出しリード線６５が電気的に接続されており、引き出しリード線６５は、リード線５から、反射鏡６０のリード線用開口部６２を通して反射鏡６０の外にまで延ばされている。反射鏡６０の前面開口部には、例えば前面ガラスを取り付けることができる。
【０２１１】
このようなミラー付ランプないしランプユニットは、例えば、液晶やＤＭＤを用いたプロジェクタ等のような画像投影装置に取り付けることができ、画像投影装置用光源として使用される。また、このようなミラー付ランプないしランプユニットと、画像素子（ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）パネルや液晶パネルなど）を含む光学系とを組み合わせることにより、画像投影装置を構成することができる。例えば、ＤＭＤを用いたプロジェクタ（デジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）プロジェクタ）や、液晶プロジェクタ（ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）構造を採用した反射型のプロジェクタも含む。）を提供することができる。さらに、本実施形態のランプ、およびミラー付ランプないしランプユニットは、画像投影装置用光源の他に、紫外線ステッパ用光源、または競技スタジアム用光源や自動車のヘッドライト用光源、道路標識を照らす投光器用光源などとしても使用することができる。
【０２１２】
次に、本実施形態のランプにおける点灯動作圧と照度との関係について説明する。
【０２１３】
図４４は、動作圧（ＭＰａ）と平均照度（ｌｘ）との関係を示すグラフである。この照度の測定は、次のようにして行った。図４３に示したような反射鏡にランプを組み込んで、適切な光学系を用いてスクリーンに光を照射した状態で、スクリーンを等面積の９つの面に分割し、それぞれの面の中心で照度を測定した。９つの照度の平均値をランプの平均照度とし、それをランプの照度の指標とした。
【０２１４】
図４４からわかるように、動作圧が大きくなるにつれ、照度も大きくなっていく。動作圧を１９ＭＰａから４０ＭＰａに上げることにより、照度が約１４％向上した。したがって、４０ＭＰａのランプを用いれば、従来よりも、より明るい画像投影装置を実現することができる。近年、スクリーンの明るさがより強く要求されてるようになってきているので、この照度を約１４％向上できることは、既存の技術のブレイクスルーの一つになり得る意味合いも持っている。
（他の実施形態）
上記実施形態では、発光物質として水銀を使用する水銀ランプを高圧放電ランプの一例として説明したが、本発明は、封止部（シール部）によって発光管の気密を保持する構成を有するいずれの高圧放電ランプにも適用可能である。例えば、金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプやキセノンなどの高圧放電ランプにも適用することができる。メタルハライドランプ等においても、耐圧が向上すればするほど好ましいからである。つまり、リーク防止やクラック防止を図ることにより、高信頼性で長寿命のランプを実現することができるからである。  また、水銀だけでなく金属ハロゲン化物も封入されているメタルハライドランプに、上記実施形態の構成を適用する場合には、次のような効果も得られる。すなわち、第２のガラス部７を設けることにより、封止部２内における金属箔４の密着性を向上させることができ、金属箔４と金属ハロゲン化物（または、ハロゲンおよびアルカリ金属）との反応を抑制することが可能となり、その結果、封止部の構造の信頼性を向上させることができる。特に、図１、図８や図１０に示した構成のように、金属棒３の部分に第２のガラス部７が位置している場合には、金属棒３と封止部２のガラスの間にある僅かな隙間から侵入して金属箔４に反応して箔の脆化をもたらす金属ハロゲン化物のその侵入を第２のガラス部７により効果的に軽減させることが可能となる。このように、上記実施形態の構成は、メタルハライドランプに好適に適用可能である。
【０２１５】
近年、水銀を封入しない無水銀メタルハライドランプの開発も進んでいるが、そのような無水銀メタルハライドランプに、上記実施形態の技術を適用することも可能である。以下、さらに詳述する。
【０２１６】
上記実施形態の技術が適用された無水銀メタルハライドランプとしては、図１図３３または図３４に示した構成において、発光管１内に、水銀が実質的に封入されてなく、かつ、少なくとも、第１のハロゲン化物と、第２のハロゲン化物と、希ガスとが封入されているものが挙げられる。このとき、第１のハロゲン化物の金属は、発光物質であり、第２のハロゲン化物は、第１のハロゲン化物と比較して、蒸気圧が大きく、かつ、前記第１のハロゲン化物の金属と比較して、可視域において発光しにくい金属の１種または複数種のハロゲン化物である。例えば、第１のハロゲン化物は、ナトリウム、スカンジウム、および希土類金属からなる群から選択された１種または複数種のハロゲン化物である。そして、第２のハロゲン化物は、相対的に蒸気圧が大きく、かつ、第１のハロゲン化物の金属と比較して、可視域に発光しにくい金属の１種または複数種のハロゲン化物である。具体的な第２のハロゲン化物としては、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｂｅ、Ｒｅ、Ｇａ、Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選択された少なくとも一種の金属のハロゲン化物である。そして、少なくともＺｎのハロゲン化物を含むような第２のハロゲン化物がより好適である。
【０２１７】
また、他の組み合わせ例を挙げると、透光性の発光管（気密容器）１と、発光管１内に設けられた一対の電極３と、発光管１に連結された一対の封止部２とを備えた無水銀メタルハライドランプにおける発光管１内に、発光物質であるＳｃＩ３（ヨウ化スカンジウム）およびＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）と、水銀代替物質であるＩｎＩ３（ヨウ化インジウム）およびＴｌＩ（ヨウ化タリウム）と、始動補助ガスとしての希ガス（例えば１．４ＭＰａのＸｅガス）が封入されているものである。この場合、第１のハロゲン化物は、ＳｃＩ３（ヨウ化スカンジウム）、ＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）となり、第２のハロゲン化物は、ＩｎＩ３（ヨウ化インジウム）、ＴｌＩ（ヨウ化タリウム）となる。なお、第２のハロゲン化物は、比較的蒸気圧が高く、水銀の役割の代わりを担うものであればよいので、ＩｎＩ３（ヨウ化インジウム）等に代えて、例えば、Ｚｎのヨウ化物を用いても良い。
【０２１８】
このような無水銀メタルハライドランプにおいて、上記実施形態１の技術が好適に適用可能な理由を次に説明する。
【０２１９】
まず、Ｈｇの代替物質（Ｚｎのハロゲン化物など）を用いた無水銀メタルハライドランプの場合、有水銀のランプと比べて、効率が低下する。効率を上げるためには、点灯動作圧を上げることが非常に有利に働く。上記実施形態のランプの場合、耐圧を向上させた構造であるので、希ガスを高圧封入できるので、簡便に効率を向上させることができるので、実用化可能な無水銀メタルハライドランプを容易に実現することができる。この場合、希ガスとしては、熱伝導率の低いＸｅが好ましい。
【０２２０】
そして、無水銀メタルハライドランプの場合、水銀を封入しない関係上、有水銀のメタルハライドランプよりも、ハロゲンを多く封入する必要がある。したがって、電極棒３付近の隙間を通って金属箔４まで達するハロゲンの量も多くなり、ハロゲンが金属箔４（場合によっては、電極棒３の根本部分）と反応する結果、封止部構造が弱くなり、リークが生じやすくなる。図３３および図３４に示した構成では、電極棒３の表面を金属膜３０（またはコイル４０）で被覆しているので、電極棒３とハロゲンとの反応を効果的に防止することができる。また、図１のように、電極棒３の周辺に第２のガラス部７が位置している構成の場合、その第２のガラス部７によって、ハロゲン化物（例えば、Ｓｃのハロゲン化物）の侵入を防ぐことができ、それによって、リークの発生を防止することが可能となる。それゆえ、上記実施形態の構造を備えた無水銀メタルハライドランプの場合、従来の無水銀メタルハライドランプよりも、高効率化および長寿命化を図ることができる。このことは、一般照明用のランプに広く言えることである。車の前照灯用のランプについていえば、さらに次のような利点がある。
【０２２１】
車の前照灯に使用する場合、スイッチをＯＮした次の瞬間に、１００％の光を得たいという要求がある。この要求に応えるには、希ガス（具体的には、Ｘｅ）を高圧で封入することが効果的である。しかしながら、通常のメタルハライドランプでＸｅを高圧で封入すれば、破裂の可能性が高まる。これは、より高度の安全性が求められる前照灯用のランプとしては好ましくない。つまり、夜間における前照灯の故障は、車の事故につながるからである。上記実施形態の構造を備えた無水銀メタルハライドランプの場合には、耐圧が向上させた構造となっているので、そのような高圧のＸｅの封入でも、安全性を確保しながら、点灯の始動性を向上させることができる。また、長寿命化も図られているので、前照灯用としてより好適に適用可能となっている。
【０２２２】
さらに、上記実施形態では、水銀蒸気圧が２０ＭＰａ程度または３０ＭＰａ程度以上の場合（いわゆる超高圧水銀ランプの場合）について説明したが、上述したように、水銀蒸気圧が１ＭＰａ程度の高圧水銀ランプに適用することを排除するものではない。つまり、超高圧水銀ランプおよび高圧水銀ランプを含む高圧放電ランプ全般に適用できるものである。なお、今日の超高圧水銀ランプと呼ばれるものの水銀蒸気圧は、１５ＭＰａまたはそれ以上（封入水銀量１５０ｍｇ／ｃｃまたはそれ以上）である。
【０２２３】
動作圧力が極めて高くても安定して動作できるということは、ランプの信頼性が高いことを意味するので、本実施形態の構成を、動作圧力のそれほど高くないランプ（ランプの動作圧力が３０ＭＰａ程度未満、例えば、２０ＭＰａ程度〜１ＭＰａ程度）に適用した場合、当該動作圧力で動作するランプの信頼性を向上させることができる。
【０２２４】
高い耐圧強度を実現できるランプの技術的意義をさらに説明すると、次の通りである。近年、より高出力・高電力の高圧水銀ランプを得るために、アーク長（電極間距離）が短いショートアーク型の水銀ランプ（例えば、電極間距離が２ｍｍ以下）の開発が進んでいるところ、ショートアーク型の場合、電流の増大に伴って電極の蒸発が早くなることを抑制するために、通常よりも多くの水銀量を封入する必要がある。上述したように、従来の構成においては、耐圧強度に上限があったため、封入水銀量にも上限（例えば、２００ｍｇ／ｃｃ程度以下）があり、さらなる優れた特性を示すようなランプの実現化に制限が加えられていた。本実施形態のランプは、そのような従来における制限を取り除け得るものであり、従来では実現できなかった優れた特性を示すランプの開発を促進させることができるものである。本実施形態のランプにおいては、封入水銀量が２００ｍｇ／ｃｃ程度を超える、３００ｍｇ／ｃｃ程度またはそれ以上のランプを実現することが可能となる。
【０２２５】
なお、上述したように、封入水銀量が３００〜４００ｍｇ／ｃｃ程度またはそれ以上（点灯動作圧３０〜４０ＭＰａ）を実現できる技術というのは、特に点灯動作圧２０ＭＰａを超えるレベルのランプ（すなわち、今日の１５ＭＰａ〜２０ＭＰａのランプを超える点灯動作圧を有するランプ。例えば、２３ＭＰａ以上または２５ＭＰａ以上のランプ）について、その安全性および信頼性を確保できる意義も有している。つまり、ランプを大量生産する場合には、ランプの特性にどうしてもばらつきが生じ得るため、点灯動作圧が２３ＭＰａ程度のランプであっても、マージンを考えた上で耐圧を確保する必要があるので、３０ＭＰａ以上の耐圧を達成できる技術は、３０ＭＰａ未満のランプについても、実際に製品を供給できるという観点からの利点は大きい。もちろん、３０ＭＰａ以上の耐圧を達成できる技術を用いて、２３ＭＰａあるいはそれ以下の耐圧でもよいランプを作製すれば、安全性および信頼性の向上を図ることができる。
【０２２６】
したがって、本実施形態の構成は、信頼性等の面からも、ランプ特性を向上させることができるものである。また、上記実施形態のランプでは、封止部２をシュリンク手法によって作製したが、ピンチング手法で作製してもよい。また、ダブルエンド型の高圧放電ランプについて説明したが、シングルエンド型の放電ランプに上記実施形態の技術を適用することも可能である。なお、上記実施形態では、例えばバイコール製のガラス管（７０）から、第２のガラス部７を形成したが、必ずしもガラス管から形成しなくてもよい。金属箔４の全周囲を覆うような構成に限らず、金属箔４に接触して、封止部２の一部に圧縮応力が存在させ得るガラス構造体であれば、ガラス管に限定されない。例えば、ガラス管７０の一部にスリットが入って「Ｃ字」状となったガラス構造体も用いられるし、金属箔４の片側または両側に接触するように例えばバイコール製のカラット（ガラス片）を配置させてもよいし、金属箔４の周囲を覆うように、例えばバイコール製のガラスファイバーを配置させてもよい。ただし、ガラス構造体ではなく、ガラス粉体、例えば、ガラス粉末を圧縮形成して焼結してなる焼結ガラス体を用いても、封止部２の一部に圧縮応力を存在させることができないので、ガラス粉体は利用できない。
【０２２７】
加えて、一対の電極３間の間隔（アーク長）は、ショートアーク型であってもよいし、それより長い間隔であってもよい。上記実施形態のランプは、交流点灯型および直流点灯型のいずれの点灯方式でも使用可能である。また、上記実施形態で示した構成および改変例は相互に採用することが可能である。なお、金属箔４を含む封止部構造について説明したが、箔無し封止部構造について上記実施形態の構成を適用することも可能である。箔無しの封止部構造の場合においても、耐圧を高めること、および、信頼性を高めることは重要なことだからである。より具体的に述べると、電極構造体５０として、モリブデン箔４を用いずに、一本の電極棒（タングステン棒）３を電極構造体とする。その電極棒３の少なくとも一部に第２のガラス部７を配置し、その第２のガラス部７および電極棒３を覆うように第１のガラス部８を形成して、封止部構造を構築することも可能である。この構成の場合、外部リード５も電極棒３によって構成することが可能となる。
【０２２８】
上述した実施形態では、放電ランプについて説明したが、上記実施形態１の技術は、放電ランプに限らず、封止部（シール部）によって発光管の気密を保持する構成のランプであれば、放電ランプ以外のランプ（例えば、電球）にも適用可能である。上記実施形態１の技術を適用した電球を図４５および図４６に示す。
【０２２９】
図４５に示した電球５００は、図１に示した構成において、発光管１内にフィラメント９が設けられたダブルエンド型の電球（例えば、ハロゲン電球）である。フィラメント９は、インナーリード（内部導入線）３ａに接続されている。発光管１内にアンカーを設けても良い。
【０２３０】
図４６に示した電球６００は、同図からわかるように、シングルエンド型の電球である。この例では、シングルエンド型のハロゲン電球を示している。電球６００は、例えば、石英製のガラス球１、封止部２（第１のガラス部８、第２のガラス部７、モリブデン箔４）、フィラメント９、インナーリード３１、アンカー３２、アウターリード（外部導入線）５、インシュレーター５１、口金５２から構成されている。このようなハロゲン電球でも破裂の問題は重要な課題であり、上記実施形態１の技術により、破裂を防止できるようになることの技術的意義は大きい。
【０２３１】
以上、本発明の好ましい例について説明したが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の変形が可能である。
【０２３２】
なお、封止部の構造に工夫をこらした公知の技術としては、次のものを挙げることができる。図４７および図４８は、特開平６−２０８８３１号公報（対応米国特許第５，４６８，１６８号）に開示されたランプ２０００を示している。ランプ２０００では、ランプの発光手段を正確に位置決めするためのリード線用の密閉および支持手段について工夫がなされている。
【０２３３】
図４７に示したランプ２０００は、光発生用内部空間２１０を取り囲んでいる石英ガラスからなるエンベロープ２０１と、内部空間２１０に突出している導電性リード線構造２５０とから構成されている。図４８は、導電性リード線構造２５０の構成を拡大して示している。
【０２３４】
導電性リード線構造２５０は、先端２１２を有する電極棒２０３と、金属箔２０４と、外部リード線２０５とを有しており、これらは、ガラス質材料の粒子を圧縮成形して焼結して構成した本体部２０８によって取り囲まれて、密閉されている。この本体部２０８は、内部空間２１０と連通するエンベロープ２０１の開口部を通って延在し、密閉部がエンベロープ２０１と本体部の間の界面領域で、エンベロープ２０１と本体部との間に形成されるようにされている。
【０２３５】
このランプ２０００では、脚部２０２の内側に、ガラス質材料の粒子を圧縮成形して焼結して構成した本体部２０８が位置して、それにより、エンベロープ２０１の開口部を密閉する構成を採用しているものであり、本実施形態のランプ１００のように、圧縮歪みが入った第２のガラス部７を含む封止部を備えた構成のものではない。それゆえ、両者は、基本的構成を異にするものである。
【０２３６】
より具体的に説明すると、ランプ２０００では、両者の熱膨張係数がほぼ同じになるように、融解シリカ粉末から本体部２０８を形成し、脚部２０２を融解石英から形成している。この場合、両者のほぼ同一組成であるので、本体部２０８に圧縮歪みが入ることはない。同公報には、バイコールガラス焼結石英のようなガラス質材料からなる多孔性母材から、本体部２０８を作製する手法も開示されているが、そのような多孔性母材から作製された本体部２０８を、脚部２０２内に設けても、電極軸方向の圧縮歪みが本体部２０８に残留する理由は見あたらないし、実際、同公報に開示されたランプ２０００の本体部２０８に圧縮歪みが残留することは記載も示唆もされていない。
【０２３７】
同公報には、信頼性の高い密閉を得るうえで、周囲と本体部２０８との熱膨張係数をぴったり合わせることの教示があるので、できるだけ、本体部２０８とその周囲の組成はできるだけ同一となるようにすることが示唆されているものと思われる。そして、仮に、ガラス質材料の粒子を圧縮成形して焼結してガラス部を中心側に配置して、外側から本実施形態のような側管部２’で収縮させたとしても、ガラス管（７０）と異なり、粒子が圧縮形成された焼結体は、その粒子が分散してしまい、残留する圧縮歪み（圧縮応力）どころか、側管部２’のガラス部へ、焼結体のガラス粉末が濃度勾配をもって分散する結果に帰することになるからである。
【０２３８】
【発明の効果】
本発明によると、側管部を構成する第１のガラスよりも軟化点の低い第２のガラスから構成されたガラス部材を側管部内に挿入し、次いで、側管部を加熱してガラス部材と側管部とを密着させた後、前記第２のガラスの歪点温度よりも高く、且つ、前記第１のガラスの歪点温度よりも低い温度で、前記ガラス部材および前記側管部を少なくとも含む部分を加熱する工程を行うことにより、圧縮応力が印加されている部位を有する封止部を備えた高圧放電ランプを製造することができる。この高圧放電ランプには、圧縮応力が印加されている部位が形成されるので、耐圧強度が向上している。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる高圧放電ランプ１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、封止部２の長手方向（電極軸方向）に沿った圧縮歪みの分布を模式的に示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、光弾性効果を利用した鋭敏色板法を用いて測定されたランプの圧縮歪みの分布を示す図面代用写真である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図３（ａ）および（ｂ）についてのトレース図である。
【図５】（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。
【図６】応力［ｋｇｆ／ｃｍ２］とランプ本数［本］との関係を示すグラフである。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、第２のガラス部７に圧縮歪が入っていることによって、ランプ１００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。
【図８】ランプ１００の改変例を模式的に示す要部拡大図である。
【図９】ランプ１００の改変例を模式的に示す要部拡大図である。
【図１０】ランプ１００の改変例を模式的に示す要部拡大図である。
【図１１】ランプ１００の改変例を模式的に示す要部拡大図である。
【図１２】放電ランプ用ガラスパイプ８０の構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】ガラス管７０の構成を模式的に示す断面図である。
【図１４】ガラスパイプ８０の側管部２’にガラス管７０を固定する工程を説明するための工程断面図である。
【図１５】電極構造体５０の構成を模式的に示す図である。
【図１６】径小部８３が設けられたガラスパイプ８０の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７】電極構造体５０の挿入工程を説明するための工程断面図である。
【図１８】図１７中の線ｃ−ｃにおける断面図である。
【図１９】封止部形成工程を説明するための工程断面図である。
【図２０】（ａ）および（ｂ）は、第２のガラス部７に圧縮歪みが入る機構を説明するための断面図である。
【図２１】（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。
【図２２】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。
【図２３】水銀蒸気圧によって第２のガラス部７に圧縮応力が入る機構を説明するための概略図である。
【図２４】発光管内の水銀量と圧縮応力との関係を示すグラフである。
【図２５】ガラス管７０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２６】ガラス管７０に電極構造体５０を挿入する工程を説明するための工程断面図である。
【図２７】ガラス管７０をシュリンクさせる工程を説明するための工程断面図である。
【図２８】ガラス管７０付きの電極構造体５０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２９】ガラスパイプ８０の側管部２’に、ガラス管７０付きの電極構造体５０を挿入する工程を説明するための工程断面図である。
【図３０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の他の実施形態にかかる製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施形態にかかる製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施形態にかかる製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３３】本発明の実施形態にかかる高圧放電ランプ２００の構成を模式的に示す断面図である。
【図３４】本発明の実施形態にかかる高圧放電ランプ３００の構成を模式的に示す断面図である。
【図３５】静水圧を用いた耐圧試験を行うときのランプ構成を模式的に示す断面図である。
【図３６】耐圧と破損確率との関係を示すワイブルプロットである。
【図３７】点灯時間に対する残存率を示すグラフである。
【図３８】第２のガラス部７の位置と、初期点灯中（５時間）の破裂率との関係を示すものである。
【図３９】点灯動作圧４０ＭＰａで動作させた時の分光分布を示すグラフである。
【図４０】点灯動作圧１９ＭＰａで動作させた時の分光分布を示すグラフである。
【図４１】従来のランプの分光分布を示すグラフである。
【図４２】平均演色評価指数Ｒａと点灯動作圧との関係を示すグラフである。
【図４３】ミラー付きランプ９００の構成を模式的に示す断面図である。
【図４４】動作圧（ＭＰａ）と平均照度（ｌｘ）との関係を示すグラフである。
【図４５】電球５００の構成を模式的に示す断面図である。
【図４６】電球６００の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４７】従来のランプ２０００の構成を模式的に示す断面図である。
【図４８】導電性リード線構造２５０の要部拡大図である。
【図４９】従来の高圧水銀ランプの構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１    発光管
１’  発光管部
２    封止部
２’  側管部
３    電極棒
４    金属箔
５    外部リード
６    発光物質（水銀）
７    第２のガラス部
８    第１のガラス部
９    フィラメント
１０  放電空間（管内）
１１  支持部材
１２  コイル
２０  歪み境界領域
５０    電極構造体
５６    口金
６０    反射鏡
６２    リード線用開口部
６５    リード線
７０  ガラス管
８０  放電ランプ用ガラスパイプ
８２  チャック
１００、２００、３００  高圧放電ランプ
５００、６００  電球（ハロゲン電球）
９００    ミラー付ランプ（ランプユニット）
１０００  超高圧水銀ランプ
２０００  ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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