(57)【要約】  【課題】  近年の放電灯を光源とし、レンズを素通状しとしたヘッドライトなどにおいては、点灯時の発熱でソケットを形成する樹脂からガスが発生し、反射面を白濁させて素通状のレンズを通して外部から観視され、外観を損なう問題点を生じていた。  【解決手段】  本発明により、反射面５が形成された部分を覆っては、拡散反射率を７％以下とした可視光透過性を有する超撥水性保護膜６が形成されている放電灯具１とすることで、長時間の点灯によっても反射面５の白濁の発生を防止し、レンズを素通状としたときの外観を損なわないものとして、課題を解決するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素通しのレンズが用いられ略閉止状態とされた灯室内に加熱によりガスを放出する部品が封入されている放電灯具において、少なくともアルミニウム膜による反射面が形成された部分を覆っては、拡散反射率を７％以下とした可視光透過性を有する撥水性保護膜が形成されていることを特徴とする放電灯具。
【請求項２】
前記撥水性保護膜はＨＭＤＳＯモノマーから成る有機シリコンを材料として形成されていることを特徴とする請求項１記載の放電灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のヘッドライト、フォグライト、或いは、液晶式のプロジェクター型テレビの光源として採用されているメタルハライド放電灯に関するものであり、詳細には、前記放電灯具が外観不良などの理由により使用不能となる状態の解決を目的とするものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図７に示すように、自動車のヘッドライト９０などの反射鏡９１は、アルミニウム、銀など、反射効率が高く、また、反射時した後の光が光源の光の演色性を損なわない反射用部材を、例えば回転放物面など所望の反射特性を有する形状とした基材９２面に、真空蒸着などの手段で付着させ成膜する方法とすることが多い。尚、このときには、前記反射鏡９１の真空蒸着の前に基材９２表面に塗料をスピンコートなど、高度の平滑面が得られる方法でアンダーコート層９３の塗布を行い、良好な平滑面を有する反射鏡９１が得られるものとしている。
【０００３】
このようにすることで、前記反射用部材は前記基材９２の面に極めて薄い均一な膜厚の反射鏡９１として付着させることが可能であり、前記基材９２が形成された精度と同等の表面精度が容易に得られるものであり、また、大型の真空槽中で上記した真空蒸着を行うことで複数個の成膜が同時に行え、大量生産も可能であるので、上記した自動車のヘッドライト９０などの反射鏡９１用の製造手段として、一般的に採用されている。
【０００４】
このときに、自動車のヘッドライト９０などは屋外で使用され、排気ガスなどの汚染物質により曇りを生じたりして、反射率が低下するものとなるので、通常には塗料、セラミックなど透明部材を反射鏡９１面に塗装してオーバーコート層９４とし、曇り、腐食を防ぐものとしているが、更に積極的には、前記オーバーコート層９４に加えて、光触媒層９５で被覆を行い、上記した汚染物質による曇りを触媒効果により浄化し、反射率の低下、言い換えればヘッドライト９０としての明るさの低下の防止を図るものもある。
【特許文献１】特開２０００−０５１０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に説明したヘッドライト９０などにおいて、従来の構成においては、オーバーコート層９４、光触媒層９５で覆われた前記反射鏡９１は更にレンズカット９６ａが施されたレンズ９６で覆われ、前記レンズカット９６ａによりヘッドライト９０としての配光特性を得る構成が採用されているので、前記反射鏡９１面の状態は前記レンズカット９６ａで屈折されて、外部から明確に見えるものではなく、多少の汚れ、曇りを生じても、極端な反射率の低下を生じなければ、実質的に、それ程に実用性を損なうことはなかった。
【０００６】
よって、反射鏡９１を形成するための基材９２も金属板のプレス加工などにより回転放物面など、比較的に単純な径状として形成されるものであり、光源の点灯により内部温度が上昇しても基材９２からの大量のガスの発生などは考えられず、よって、上記のように光触媒層９５による浄化であっても、総合の反射率が維持できれば目的が達せられるものであった。
【０００７】
しかしながら、近年にいたり、素通し状のレンズが採用されることが多くなり、配光特性は、自由曲面反などと称されて、反射面を配光特性上、必要とされる部分に必要な量の光が達するように、例えば、回転放物面を基本として、場所、場所で放物面を基本方向から適宜に偏寄させ、総合としては反射鏡からの反射光のみで、すれ違い配光を形成するようにしたものの採用が増加している。
【０００８】
従って、基材９２には極めて高い精度の複雑な形状が要求されるものとなり、上記従来例のように金属板のプレス加工での製造は精度不足となるので、ガラス添加の樹脂など耐熱性を向上させた樹脂部材を採用し射出成形などで形成し、その表面に、前記アンダーコート層やアルミニウムの蒸着で鏡面（反射面）を形成するものとしている。
【０００９】
よって、反射面が外部から素通しのレンズを通して形状などが明確に見えるものとなり、これに伴い、反射面に汚れ、光沢の喪失などが存在すると、外部から認識されやすく、美観の低下が従来構成のもの以上に認識されやすいものと成る。また、近年では、上記素通し状のレンズが採用と共に、メタルハライド放電灯など、放電灯が光源として採用されることも多くなり、この場合、光源のソケットにも絶縁性が要求され、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂など高耐熱性の樹脂が用いられている。
【００１０】
特に、放電灯を光源としたことにより、自動車用灯具として高い照度を有することになったが、同時に、反射面に対しても多くの光を集めることになった。そのため、従来の白熱電球を光源とする場合には生じなかった新たな問題が発生した。すなわち、放電灯を光源とした自動車用灯具において、使用時間の経過と共に反射鏡の反射面に曇りが発生した。反射面の曇りは、上記した上記した素通しのレンズを採用した場合には、外部から視認されやすく美観の低下をもたらす。また、曇り度合いが大きくなると照度の低下、光の拡散を引き起こす恐れがある。
【００１１】
上記の曇りは、点灯時の高熱により、反射面、及び、ソケットが形成された樹脂からガス発生を生じるものとなり、特にソケットが形成されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂が発生するガスは硫化物を含む可能性が高く、結果として反射面が形成されたアルミニウムを腐食させ、白濁、光沢の喪失などが生じやすく、ヘッドランプの美観と照度とを共に損なう可能性があるという課題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、素通しのレンズが用いられ密閉されている灯室内に加熱によりガスを放出する部品が封入されている放電灯具において、少なくともアルミニウム膜による反射面が形成された部分を覆っては、拡散反射率を７％以下とした可視光透過性を有する超撥水性保護膜が形成され、前記撥水性保護膜はＨＭＤＳＯモノマーから成る有機シリコンを材料として形成されていることを特徴とする放電灯具を提供することで課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、反射膜（アルミニウム蒸着膜）を、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）から成る有機シリコンを材料とした超撥水性保護膜で覆ったことで、ソケットを形成するために使用したポリフェニレンサルファイド樹脂が加熱により発生する硫化性ガスが、前記反射膜（アルミニウム蒸着膜）に付着することをなくして、反射膜に、曇り、腐食を生じないものとして、これにより、反射率の低下、美観の低下を共に生じないものとし、放電灯具の耐久性を向上させるという極めて優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符合１で示すものは、本発明に係る放電灯具であり、この放電灯具１は、車両用のヘッドランプ、フォグランプなどとして使用されるものであり、素通しのレンズ２が用いられ、基材３はガラス強化の樹脂などにより形成され、その基材３の、後に反射面５を形成する側の表面には、塗料のスピンコートなどによりアンダーコート層４が形成されている。
【００１５】
そして、前記アンダーコート層４の表面には、真空蒸着、スパッタ、或いは、イオンプレーティングなどによりアルミニウムの薄膜が形成されて反射面５とされているものである点は従来例のものと同様である。但し、光源７としては、メタルハライド放電灯などが採用され、よって、この光源７には絶縁性の確保のために、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂によるソケット７ａが設けられている。
【００１６】
ここで、本発明では、前記反射面５を覆い、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）モノマーと高密度プラズマによるプラズマ重合で超撥水性保護膜６の形成を行った。このときに、前記超撥水性保護膜６の製造については、図２に１例として示す成膜装置１０を使用した。
【００１７】
前記成膜装置１０には、排気管１１ａを有する真空容器１１が設けられており、この真空容器１１中に前記基材３を収納し、プラズマ重合により超撥水性保護膜６を形成するものであり、よって、前記真空容器１１の適宜な面にはプラズマガン１２が一端を真空容器１１中に開口させて設けられている。
【００１８】
尚、前記プラズマガン１２には、放電ガス導入管１２ａ、プラズマ発生用電源１２ｂ、陰極１２ｃ、陽極１２ｄなどが設けられると共に、電磁コイル１３、成膜の材料となる有機モノマーガスを真空容器中に導入するための原料供給配管１４も設けられている。
【００１９】
以上説明の構成とされた成膜装置１０で、前記超撥水性保護膜６の成膜を行う際には、まず、真空容器１１内の空気を排気管１１ａから排出する。放電ガス導入管１２ａから放電ガスをプラズマガン１２内に供給し、プラズマ発生用電源１２ｂから電圧を印加する。容器内圧力を１〜９０Ｐａの範囲内の所定の値になるように設定し、プラズマ発生用電源１２ｂから電圧を印加する状態で放電ガス導入管１２ａから放電ガスをプラズマガン１２内に供給する。
【００２０】
前記プラズマ発生用電源１２ｂからの電圧の印加により、陰極１２ｃと陽極１２ｄとの間にはプラズマが発生すると共に、陰極１２ｃをフィラメントなど熱陰極を用いることにより、印加電圧を上昇させることにより大電流を流すことができるものとなる。また、このプラズマを真空容器１１に吐出する際に電磁コイル１３により発生した磁場に沿って導入されるので、高密度プラズマが効率良く吐出される。
【００２１】
そして、この高密度プラズマの電流値を適宜に設定した後に、前記原料供給配管１４からヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）ガスなど材料モノマーガスをプラズマ内に向けて供給して、真空容器１１内の圧力を１〜９０Ｐａの範囲内の所定の値になるように設定することで、重合膜となって基材３上の反射面５の表面に超撥水性保護膜６を形成することができる。
【００２２】
図３は、上記に説明した成膜装置１０で形成した超撥水性保護膜６の特性を示すもので、前記超撥水性保護膜６はプラズマ重合を行うときの前記真空容器１１内の圧力により撥水性が異なることが得られ、概ねの傾向としては、前記真空容器１１内の圧力が高いほど接触角が大きい、即ち、撥水性の高いものが得られ、１０Ｐａ以上では超撥水特性の膜が得られることが解った。
【００２３】
図４は、上記の成膜装置により形成された放電灯具１を要部で示すものであり、基材３上に形成されるスピンコートなどの手法で形成されるアンダーコート層４、更に、前記アンダーコート層４の上面にアルミニウムの真空蒸着などで形成される反射面５までの構成は従来例のものと全く同様であるが、従来例では前記反射面５がアンダーコート層４と同様に透明樹脂によるオーバーコート層で覆われていたのが、本発明では超撥水性保護膜６で覆われているのが異なるものとなる。
【００２４】
従って、本発明によれば、放電灯具１を形成するに当たり、オーバーコート層の形成工程に換えて超撥水性保護膜６の形成工程を行うのみの変更で良く、変更工程も一工程に過ぎないので、生産設備にも生産性にも、それ程に大きな影響を与えることなく、素通しのレンズ２を採用する放電灯具１を、反射面５に曇りなどを生じないものとすることが可能となる。
【００２５】
図５、及び、図６に示すものは、上記に説明した超撥水性保護膜６を採用した放電灯具１の試験結果を示すものであり、試験は、前記反射面５上に、種々の圧力下で作成した超撥水性保護膜６で成膜したものを用意しておき、前記ソケット７ａが形成されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂から強制的に放出させたガス（以下、ＰＰＳガスと略称する）を付着させ、その反射率を測定することで評価した。
【００２６】
まず、図５に示すグラフは、反射面５としての全反射率の変化を示すものであり、図中に符合Ａで示す曲線は、ＰＰＳを付着させる前の前記超撥水性保護膜６を含む反射面５の全反射率であり、図中に符合Ｂで示す曲線は、ＰＰＳガスを付着させた後の同じ部分の全反射率である。そして、曲線Ｃは従来例のオーバーコート層によるＰＰＳガス付着前と付着後の全反射率の変化を示すものである。
【００２７】
ここで、曲線Ａと曲線Ｂとを仔細に検討すると、成膜するときの圧力は、１０Ｐａを超えた近傍で全反射率が低下する傾向が認められると共に、その一方で圧力が高いほどＰＰＳガスの付着に対して、反射率の低下が少なくなる傾向が認められる。ちなみに、成膜時の圧力が２Ｐａ近傍では従来の透明塗料によるオーバーコート層とほとんど同一の性能（曲線Ｃと比較されたい）となる。
【００２８】
また、図６に示すグラフは、反射した光がどの程度の拡散性を与えられたかを測定したものであり、図中に符合Ｄで示す曲線は、形成されたままの状態の前記超撥水性保護膜６を含む反射面５からの反射光の拡散反射率を示し、符合Ｅで示す曲線は、ＰＰＳガスを付着させた後の同じ部分の拡散反射率である。そして、曲線Ｆは従来例のオーバーコート層によるＰＰＳガス付着前と付着後の拡散反射率を示す。
【００２９】
ここで、拡散反射率について説明を行うと、反射光中に含まれる拡散光の量であり、この種の放電灯具１においては、反射面５は通常、滑らかな面の回転放物面、回転楕円面として形成されている。従って、光源７からの光を反射するときに、反射面５のそれぞれの部分からの反射光中には拡散光の成分は含まれることはなく、よって、想定通りの配光特性が形成できるものとなるのであり、拡散光を含むほど規定の形状の配光特性を形成するのは困難となる。また、拡散光は遠方まで到達せず車両用灯具などとしての性能を低下させる要因となる。また、反射面５を見るときにも白濁した感じが強くなる。
【００３０】
上記の条件に基づき図６を検討すると、曲線Ｄによれば、圧力９Ｐａ以下で形成した超撥水性保護膜約６では拡散反射率はほぼ０である反射光が得られ、その圧力を超えると、かなり急激に拡散反射率が増加するものとなることが理解できる。その一方で、曲線Ｅによれば、ＰＰＳガスを付着させた状態では、圧力が低い方で拡散反射率は大きく、圧力が増えるに従って、拡散反射率は一旦小さくなる方向に向かう。
【００３１】
しかしながら、この傾向も圧力１２Ｐａ近傍に最低値があり、それを超えると、拡散反射率は飛躍的に増加し、従来のオーバーコート層にも劣る性能となる。これは、成膜時の圧力が大きくなると、撥水性自体は向上するが、前記超撥水性保護膜６自体を形成する粒子が大きくなりポーラスとなって、ＰＰＳガスの吸着を生じ始めるためと思われる。
【００３２】
よって、本発明を有効に実施するためには、できるだけ、撥水性が高く、且つ、超撥水性保護膜６の表面が平滑である範囲が好ましいと考えられる。この条件を図５と図６とを併せて検討すると、図５にも図６にも、圧力１２Ｐａ近傍にＰＰＳガスの付着の有無に拘わらず、全反射率、拡散反射率双方の数値があまり変わらず安定した位置があり、この位置以下、即ち、拡散反射率が７％以下の範囲であれば従来と同程度以上の効果を有する超撥水性保護膜６を得ることが可能である。
【００３３】
特に、圧力が１２Ｐａ近傍で形成した超撥水性保護膜６は、使用時間の経過によっても拡散反射率の増加もほとんどなく、従来のオーバーコート層に比較して曇りの発生が著しく改善されることが確認された。また、通常のＨＭＤＳＯモノマーを採用していることで、既存の材料を流用でき、安価に生産することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る放電灯具の一実施形態を示す略示的な断面図である。
【図２】本発明に係る超撥水性保護膜を形成するための成膜装置の例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る超撥水性保護膜の特性を成膜時の圧力との関係で示すグラフである。
【図４】本発明に係る放電灯具の要部を示す断面図である。
【図５】本発明に係る超撥水性保護膜の全反射特性をＰＰＳガスの付着時と非付着時との状態で示すグラフである。
【図６】本発明に係る超撥水性保護膜の拡散反射特性をＰＰＳガスの付着時と非付着時との状態で示すグラフである。
【図７】従来例を要部で示す断面図である
【符号の説明】
【００３５】
１…放電灯具
２…レンズ
３…基材
４…アンダーコート層
５…反射面
６…超撥水性保護膜
７…光源
７ａ…ソケット
１０…成膜装置
１１…真空容器
１１ａ…排気管
１２…プラズマガン
１２ａ…放電ガス導入管
１２ｂ…プラズマ発生用電源
１２ｃ…陰極
１２ｄ…陽極
１３…電磁コイル
【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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