(57)【要約】【課題】封止部において封着性に優れ、長時間の使用によってもリークし難くする。【解決手段】第１の金属酸化物を主成分とし、放電空間を形成する包囲部およびこの包囲部の両側に連通してそれぞれ設けられた小径筒部１３を備える放電容器１と；小径筒部１３に挿入されて小径筒部の両端側で封着される導電体２３ａと；放電容器１の包囲部内に設けられ、導電体の先端側に設けられた電極２Ａと；第１の金属酸化物を含む封着用セラミックスおよび第２の金属酸化物を含有し、導電体２３ａと小径筒部１３との間隙に設けられて両者を封着すると共に、前記封着用セラミックスの成分および第２の金属酸化物の成分による結晶を析出させたフリットガラス１３と；放電容器内部に封入された放電媒体と；を具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属酸化物を主成分とし、放電空間を形成する包囲部およびこの包囲部の両側に連通してそれぞれ設けられた小径筒部を備える放電容器と；
小径筒部に挿入されて小径筒部の両端側で封着される導電体と；
放電容器の包囲部内に設けられ、導電体の先端側に設けられた電極と；
第１の金属酸化物を含む封着用セラミックスおよび第２の金属酸化物を含有し、導電体と小径筒部との間隙に設けられて両者を封着すると共に、前記封着用セラミックスの成分および第２の金属酸化物の成分による結晶を析出させたフリットガラスと；
放電容器内部に封入された放電媒体と；
を具備することを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
導電体の金属がフリットガラスに拡散されて導電体を封着していることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
結晶析出部位の厚さとこれに直交する方向の広がり幅が、それぞれ1.0 μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
導電体の一部にサーメットが設けられ、
前記小径筒部と前記サーメットとの少なくとも一方が、前記第１の金属酸化物を含む封着用セラミックスまたは第２の金属酸化物を含有しており、フリットガラスに隣接する前記小径筒部または前記サーメットとの界面に前記封着用セラミックスの成分および第２の金属酸化物の成分による結晶を析出させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
界面に析出された結晶に、第２の金属酸化物を形成する金属元素のアルミネート化合物またはシリケート化合物の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項４に記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
サーメットの表面に導電性物質が存在していないことを特徴とする請求項４または５に記載の高圧放電ランプ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高圧放電ランプと；
高圧放電ランプを保持する照明装置本体と；
高圧放電ランプを点灯させる点灯回路と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、透光性セラミックスの放電容器を備えた高圧放電ランプ及びこれを用いた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高圧放電ランプに対する高効率化、小型化の要求が強まっており、これに伴って点灯時の温度や内圧などが従来品より高くなっている。また、高圧放電ランプの放電容器についても、石英ガラスよりも融点が高く、点灯温度を高く保つことが可能なアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）などの金属酸化物からなるセラミックスが用いられるようになりつつある。このようなセラミックスを用いた高圧放電ランプとしては、特許文献１、特許文献２に記載のものを挙げることができる。
【０００３】
上記金属酸化物からなるセラミックスを用いた高圧放電ランプにあっては、封着部分にフリットガラスを使用している例が多い。フリットガラスによる封着に関しては特許文献３に記載されている。
【特許文献１】特表２００５−５３２２５０号公報
【特許文献２】特開２００６−１６０５９５号公報
【特許文献３】特開２００６−２０２７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記セラミックスを用いた放電容器では、封止部にフリットガラスやサーメットと称される封止用導体を用いているために、現状では石英ガラスのモリブデン箔を用いた封着構造に比べて耐熱性が低い。このため、セラミックス製の放電容器は封着部の信頼性が劣り、リークが発生し易く長寿命化を図ることが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、封止部において封着性に優れ、長時間の使用によってもリークし難く、長寿命化を図ることの可能な高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る高圧放電ランプは、第１の金属酸化物を主成分とし、放電空間を形成する包囲部およびこの包囲部の両側に連通してそれぞれ設けられた小径筒部を備える放電容器と；小径筒部に挿入されて小径筒部の両端側で封着される導電体と；放電容器の包囲部内に設けられ、導電体の先端側に設けられた電極と；第１の金属酸化物を含む封着用セラミックスおよび第２の金属酸化物を含有し、導電体と小径筒部との間隙に設けられて両者を封着すると共に、前記封着用セラミックスの成分および第２の金属酸化物の成分による結晶を析出させたフリットガラスと；放電容器内部に封入された放電媒体と；を具備することを特徴とする。
【０００７】
フリットガラスは、放電容器の小径筒部と電極につながる導電体との間を封着する封着材である。また、フリットガラスは、セラミックス封止用コンパウンドであり、例えばＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｄｙ2 Ｏ3 を主成分とする組成のものなどを用いることができる。さらに、フリットガラスは、加熱により溶融して小径筒部と導電体との間の隙間に進入して固化することにより、小径筒部と導電体との間を封着することによって放電容器内を気密に封止する。
【０００８】
第１の金属酸化物としては、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）やイットリウム酸化物（ＹＯＸ）などの透光性と耐熱性を有する金属酸化物セラミックスを採用することができる。第２の金属酸化物を形成する金属元素としては希土類金属が許容される。第２の金属酸化物としては特にＤｙ2Ｏ3が好ましい。フリットガラス中に析出される結晶は、例えばディスプロシウムシリケートまたはディスプロシウムアルミネートを許容する。また、アルミニウムシリケートの結晶が析出されていても構わない。析出は、フリットガラスと小径筒部との界面に発生し易いが、このほかの部位に発生しても良い。すなわち、析出の位置は、フリットガラス内部であってよい。さらに析出の位置は、フリットガラスと小径筒部との界面およびフリットガラス内部を許容する。析出物は連続的に析出されていても、不連続に析出されていても良い。
【０００９】
放電容器は、放電空間を内部に形成する包囲部を備える。放電空間は球状、楕円球状、紡錘形状、ほぼ円柱状などであり、包囲部はこれらの形状に対応するものである。放電容器の成分として、酸化物セラミックス以外に焼結助剤を含むことを許容する。焼結助剤としては酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）などを許容する。
【００１０】
小径筒部は、一対の電極を封装するために通常２本設けられる。しかし、ランプ構造に応じて１または３本以上備えられても良い。電極は、タングステン、ドープドタングステン、レニウム、タングステン−レニウム合金などを用いて作成される。放電媒体は、放電による発光を得るためのもので、好ましくは発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成媒体及び希ガスにより構成される。
【００１１】
本発明に係る高圧放電ランプでは、導電体の金属がフリットガラスに拡散されて導電体を封着していることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る高圧放電ランプでは、結晶析出部位の厚さとこれに直交する方向の広がり幅が、それぞれ1.0 μｍ以上であることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る高圧放電ランプは、導電体の一部にサーメットが設けられ、前記小径筒部と前記サーメットとの少なくとも一方が、前記第１の金属酸化物を含む封着用セラミックスまたは第２の金属酸化物を含有しており、フリットガラスに隣接する前記小径筒部または前記サーメットとの界面に前記封着用セラミックスの成分および第２の金属酸化物の成分による結晶を析出させたことを特徴とする。
【００１４】
結晶は、ディスプロシウムシリケートとディスプロシウムアルミネートの少なくとも一方を含み、アルミナを含ませて結晶を析出させても良い。析出物は連続的に析出されていても、不連続に析出されていても良い。小径筒部に析出させる場合には、内側表面のみに析出させることで十分であり、また、析出の厚みが０．５μｍ以上であるように構成すると良い。
【００１５】
本発明に係る高圧放電ランプでは、界面に析出された結晶に、第２の金属酸化物を形成する金属元素のアルミネート化合物またはシリケート化合物の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る高圧放電ランプでは、サーメットの表面に導電性物質が存在していないことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る高圧放電ランプは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高圧放電ランプと；高圧放電ランプを保持する照明装置本体と；高圧放電ランプを点灯させる点灯回路と；を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る高圧放電ランプでは、導電体と小径筒部との間隙に設けられて両者を封着するフリットガラスに封着用セラミックスの成分および第２の金属酸化物の成分による結晶が析出されているので、この結晶が小径筒部とフリットガラスとの熱膨張率差を緩和させる機能を有する。即ち、小径筒部とフリットガラスとの間の結晶により熱膨張率が漸次に変化するため、点灯と消灯を繰り返した場合にも熱膨張率差によるクラックの発生を防ぐことができる。また、結晶周辺にフリットガラスが存在し、フリットガラスの境界面が平坦ではなく、概ねくさび状となるので、リークの原因となる所謂ずり応力を低減することができ、封着性の向上が図られ、長時間の使用によってもリークし難く、長寿命化を図ることが可能であるという効果を奏する。
【００１９】
さらに、本発明に係る高圧放電ランプでは、導電体の金属がフリットガラスに拡散されて導電体を封着しているので、この拡散した金属がフリットガラス内部のクラックを防止するように働き、長時間の使用によってもリークし難く、長寿命化を図ることが可能であるという効果を奏する。
【００２０】
本発明に係る高圧放電ランプでは、結晶析出部位の厚さとこれに直交する方向の広がり幅が、それぞれ1.0 μｍ以上であり、結晶の範囲がある程度の大きさを有することにより、熱膨張率の漸次変化範囲や、フリットガラスの境界面が概ねくさび状となる範囲が、クラック防止や所謂ずり応力低減の効果を奏するのに十分となる。
【００２１】
本発明に係る高圧放電ランプでは、導電体の一部にサーメットが設けられ、小径筒部とサーメットとの少なくとも一方が、第１の金属酸化物を含む封着用セラミックスまたは第２の金属酸化物を含有し、フリットガラスに隣接する前記小径筒部または前記サーメットとの界面に前記封着用セラミックスの成分および第２の金属酸化物の成分による結晶を析出させた構成を備えているので、結晶により熱膨張率が漸次に変化するため、点灯と消灯を繰り返した場合にも熱膨張率差によるクラックの発生を防ぐことができる。また、結晶により境界面が平坦ではなく、概ねくさび状となるので、リークの原因となる所謂ずり応力を低減することができ、封着性の向上が図られ、長時間の使用によってもリークし難く、長寿命化を図ることが可能であるという効果を奏する。
【００２２】
本発明に係る高圧放電ランプでは、界面に析出された結晶に、第２の金属酸化物を形成する金属元素のアルミネート化合物またはシリケート化合物の少なくとも一方を含むので、これらの化合物が熱膨張率を漸次に変化させ、また結晶を概ねくさび状として、リークの原因となる所謂ずり応力を低減する。
【００２３】
本発明に係る高圧放電ランプでは、サーメットの表面に導電性物質が存在していないので、粒状結晶の成長が導電性物質に阻止されることなく良好な結晶の析出がなされる。
【００２４】
本発明に係る照明装置は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高圧放電ランプを備えた構成であるから、封着性の向上が図られた高圧放電ランプの採用により、長時間の使用によってもリークし難く、長寿命な照明装置を提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明に係る高圧放電ランプ及びそれを用いた照明装置の実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付し重複する説明を省略する。本実施例に係る高圧放電ランプは、図１および図２に示す構成を有している。これらの図に示す高圧放電ランプは、定格ランプ電力１００Ｗ用として好適な構造であり、図１に示すように、発光管１Ａ、外管５、ＵＶエンハンサ７、シュラウドガラス３、支持構体４Ａ、４Ｂおよび口金６を具備している。
【００２６】
図２に示す発光管１Ａについて説明する。発光管１Ａは、放電容器１、電極２Ａ、２Ｂ、一対の導電体２３ａ、２３ｂ、一対のフリットガラス１３、１３および放電容器１の内部に封入された放電媒体を備えている。
【００２７】
放電容器１は、アルミナセラミックスを主成分とし、焼結助剤を含むものである。包囲部１１および包囲部１１の両端に連通して配設された一対の小径筒部１２ａ、１２ｂを備えている。そして、小径筒部１２ａ、１２ｂおよび包囲部１１は、鋳込み成形により一体化されている。
【００２８】
包囲部１１は、２つの半球体が、互いに向かい合うように軸方向に離間した状態で、半球状の部分の間を直線で結んで形成されるほぼ俵形の形状をなしていており、肉厚が０．８ｍｍである。
【００２９】
一対の小径筒部１２ａ、１２ｂは、それぞれ内径約１ｍｍのパイプ状をなし、先端が対応する包囲部１１の半球状部分の中央部に一体的に接続されている。なお、包囲部１１および小径筒部１２ａ、１２ｂの境界部は、その内外両面が曲面によって形成されている。
【００３０】
電極２Ａ、２Ｂは、それぞれ外径０．５ｍｍのタングステン棒からなる細長い軸部２１および電極主部２２を備えている。細長い軸部２１は、小径筒部１２ａ、１２ｂ内に挿通されていて、タングステン細線を巻き付けてその周囲にコイル部２４、２４を形成している。そして、細長い軸部２１と小径筒部１２ａ、１２ｂの内面との間にわずかな隙間が形成されている。電極主部２２は、細長い軸部２１の先端部に外径０．１ｍｍのタングステン細線を５ターン巻き付けて形成されていて、包囲部１１内に突出している。
【００３１】
一対の導電体２３ａ、２３ｂは、それぞれニオブ棒状体Ｎｂと、電極主部２２側に存在する封止用導体としてのサーメットＳＭからなり、これらニオブ棒状体ＮｂとサーメットＳＭが直線状に溶接されて一体に形成されている。ニオブ棒状体Ｎｂは、その先端が小径筒部１２ａ、１２ｂ内に挿入されるとともに、基端が小径筒部１２ａ、１２ｂから外部へ突出している。棒状体のサーメットＳＭは、外径０．６ｍｍで、モリブデン−アルミナセラミックスの焼結体からなり、その先端に電極２Ａ、２Ｂの細長い軸部２１の基端部が溶接などにより一体に接続されている。本発明の高圧放電ランプは、フリットガラス１３を用いて封止されている。
【００３２】
放電媒体は、始動ガスおよびバッファガスとしてアルゴン（Ａｒ）、下記のハロゲン化金属、ならびにバッファ蒸気としての水銀からなり、透光性セラミックスの放電容器１内に封入されている。なお、金属ハロゲン化物および水銀は、蒸発する分より過剰に封入されているので、その一部が安定点灯時に小径筒部１２ａ、１２ｂ内に形成されるわずかな隙間内のコイル部２４、２４に形成された隙間内に液相状態で滞留している。そして、点灯中下側となる例えば小径筒部１２ｂ内に液相状態で滞留している放電媒体の表層部付近に最冷部が形成される。
【００３３】
外管５は、硬質ガラスからなるＴ形バルブ状をなしていて、そのネック部にフレアステム４ｓを封着して備えている。フレアステム４ｓは、一対の導入線４１ａ、４１ｂを気密に導入している。そして、外管５は、その内部の所定位置に発光管１Ａを後述する支持構体４Ａ、４Ｂにより支持して収納している。
【００３４】
ＵＶエンハンサ７は、気密容器、導入線、内部電極、放電媒体および外部電極を具備して構成されている。気密容器は、石英ガラスなどの紫外線透過性ガラス製で、その一端部にピンチシール部が形成されていることにより、内部に細長い放電空間が形成されている。導入線は、先端が後述する内部電極に溶接し、ピンチシール部から外部へ導出され、基端部の部分で図１に示すように、後述する支持枠４２ａに溶接されている。
【００３５】
上記内部電極は、モリブデン製の板状をなしていて、気密容器の放電空間内に封装されており、その基部がピンチシール部内に気密に埋設されている。外部電極は、外径０．４ｍｍのモリブデン線からなり、気密容器の外周に密着して５ターン巻き付けられているとともに、その基端部が支持構体４２ｂに溶接されている。そうして、ＵＶエンハンサ７は、その導入線の基端部および外部電極の基端部により、外管５内の所定の位置に配置されている。以上説明した構造により、ＵＶエンハンサ７は、外管５内において発光管１Ａと並列に接続されているとともに、発光管１Ａの一方の電極に接近した位置に保持されている。
【００３６】
シュラウドガラス３は、肉厚１．０ｍｍで外管５内に収納可能な外径の円筒状石英ガラス体からなり、外管５内において発光管１Ａを包囲する位置に後述する支持部材４５ａによって保持されている。
【００３７】
支持構体４Ａは、支持枠４２ａ、ブリッジ導体４３ａ、スプリング片４４ａ、４４ａおよび支持部材４５ａからなる。支持枠４２ａは、図１において下端が導入線４１ａに接続し、上端が延長されてスプリング片４４ａを形成している。ブリッジ導体４３ａは、発光管１Ａの図において上側の導電体２３ａに溶接されることによって発光管１Ａの上部を支持している。スプリング片４４ａは、外管５の内面に弾力的に当接して、支持枠４２ａの上部を外管５の内面に対して横揺れを防止している。支持部材４５ａは、シュラウドガラス３の上下両端を支持している。
【００３８】
支持構体４Ｂは、直棒状をなしていて、その下部がフレアステム４ｓに封着されている導入線４１ｂに溶接されることによって電気的に接続し、かつ、機械的に支持されている。そして、上端部が発光管１Ａの図において下側の導電体２３ｂに接続導体を介して溶接されて、発光管１Ａの下部を支持している。
【００３９】
口金６は、Ｅ３９形口金であり、外管５のネック部に固着され、外管５から外部へ露出した図示しない一対の導入線の一方がシェル部に、他方がセンターコンタクトに、それぞれ接続している。なお、図１において、符号Ｇはゲッタであり、外管５内を清浄化するもので、支持枠４２ａの上部に溶接されている。
【００４０】
本発明の高圧放電ランプの発光管１Ａは、フリットガラス１３を用いて封止されている。フリットガラス１３の組成は、Ａｌ2Ｏ3：Ｄｙ2Ｏ3：ＳｉＯ2＝２０：６０：２０（Ｗｔ％）とした。封止の手順では、まず図３（ａ）に示すような電極マウント８を用いる。電極マウント８は、電極主部２２とサーメットＳＭ及び導電体２３ａにより構成される。電極マウント８は、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ（ニオブ）などの金属を含有するものである。このような電極マウント８を小径筒部１２ａの開口から所定の位置まで挿入する。電極マウント８において、導電体２３ａ、２３ｂの所定位置にはストッパ８ｓが形成されている。このため、ストッパ８ｓが小径筒部１２ａの端面に当接した位置が所定の挿入位置となる（図３（ｂ））。
【００４１】
次に、電極マウント８の導電体２３ａの上から予めリング状に成形したフリットガラス成形体１３Ａを挿入して、上向きに延在する小径筒部１２ａの端面に載置する。ここにおいて、フリットガラス成形体１３Ａを含む封着予定部に対し、例えばレーザビームなどのレーザ光Ｒを小径筒部１２ａの軸方向から照射して加熱する（図３（ｃ））。フリットガラス成形体１３Ａが溶融すると、フリットガラス１３の一部が小径筒部１２ａの端面から内部に進入し、導電体２３ａの挿入部分を包囲して放電容器１を封止する（図３（ｄ））。
【００４２】
上記加熱は炉内において行い、例えば、１２５０℃以上（好ましくは１７００℃程度）において行い、その後、徐々に冷却すれば発光管１Ａの一端側の封止が形成される。小径筒部１２ｂに係る他端側も同様に封止する。この封止部位には、結晶の析出が見られた。また、電極マウント８に含有されたＷ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ（ニオブ）などの金属の拡散も確認された。
【００４３】
フリットガラス１３の一部が小径筒部１２ａの端面から内部に進入し、導電体２３ａの挿入部分を包囲して封止した部位における析出物の析出状態について、電子顕微鏡写真の模式図を図４に示す。図４（ａ）、（ｂ）では、フリットガラス１３と小径筒部１２ａとの界面に析出物（ディスプロシウムシリケートまたはディスプロシウムアルミネート）Ｓが析出しており、図４（ｃ）、（ｄ）では、フリットガラス１３内に析出物（ディスプロシウムシリケートまたはディスプロシウムアルミネート）Ｓが析出しており、図４（ｅ）は析出物が析出しない状態を示す。ここに、アルミニウムシリケートの結晶が析出されていても構わない。
【００４４】
析出物が析出しない図４（ｅ）では、フリットガラス１３と小径筒部１２ａとの界面において所謂ずり応力が大きく封着部分にリークが生じやすく、また点灯消灯を繰り返すことにより、図４（ｅ）に示すクラックＣＬがフリットガラス１３内に生じ易い。これに対し、析出物Ｓが連続的に析出されている図４（ａ）の例と、析出物Ｓが不連続的に析出されている図４（ｂ）の例では、両方共に、結晶周辺にフリットガラス１３が存在し、フリットガラス１３の境界面が平坦ではなく、概ねくさび状となるので、リークの原因となる所謂ずり応力を低減することができる。
【００４５】
また、析出物Ｓがリットガラス１３内に析出している図４（ｃ）の例では、クラックＣＬが例え発生しても図４（ｄ）に示されるように、フリットガラス１３内の析出物Ｓが障害となりクラックＣＬが析出物Ｓの部分で途切れて、そこから延びることなく、リークまでの時間を長くする効果がある。
【００４６】
＜実施例１＞
本実施例１は図４（ａ）（ｂ）のようにフリットガラス１３と小径筒部１２ａ（１２ｂ）との界面に析出物Ｓを析出させた４つの試作品（高圧放電ランプ）である。この４つの試作品は、レーザ封着の際の温度を制御して析出物Ｓの種類を変化させると共に、高温に保つ時間を変化させて得られたもので、図５に示す４つの試作品１〜４の特性を有する。図５は、これら４つの試作品１〜４について連続点灯試験を行い、リークの有無を調べた結果を示している。小径筒部１２ａ、１２ｂと封止用導体であるサーメットＳＭとフリットガラス１３とについては、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）セラミックスを主成分とするものを用い、ガラスフリットにＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｄｙ2Ｏ3系を用いた。これらの試作品１〜４では、図４（ａ）の界面を切断面として、フリットガラス１３側を見た図である図６において、析出物Ｓの広がり幅ＷＨがいずれも0.1 μｍ以上である。
【００４７】
なお、ランプの放電容器１の肉厚は１ｍｍ、外形１５ｍｍであり、封入ガスをキセノン（Ｘｅ）とし、封入薬品としてＳｃＩ3 −ＮａＩ系のものを用いた。この結果、図６に示すように、析出物Ｓの厚さＤ（図４（ａ））がいずれも0.1 μｍ以上である試作品３、４においては、それぞれ１千２百時間、５千７百時間以上までリークが生じなかった。試作品１、２においては、数百時間の点灯でリークを生じ、実際上は製品化が難しいものであることが分かった。
【００４８】
＜実施例２＞
本実施例２では図４（ｃ）（ｄ）のようにガラスフリット１３内に析出物Ｓを析出させた試作品であり、レーザ封着の際の温度を制御して析出物Ｓの種類を変化させると共に、高温に保つ時間を変化させて図７に示す特性の４つの試作品１１〜１４を作成した。この４つの試作品１１〜１４について連続点灯試験を行い、リークの有無を調べた。試作品１１〜１４の小径筒部１２ａ、１２ｂと封止用導体であるサーメットＳＭとフリットガラス１３とについては、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）セラミックスを主成分とするものであり、ガラスフリットにＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｄｙ2Ｏ3系を用いた。これらの試作品１１〜１４では、図４（ｃ）のＡ−Ａ断面を示す図６における析出物Ｓが占有する面積と、図４（ｃ）における析出物Ｓが占有する面積とから、これらの図に対応するガラスフリット１３の体積に対し、析出物Ｓが占有する体積を推定して図７に示す「析出物の量」とした。
【００４９】
なお、試作したランプの放電容器１の肉厚は１ｍｍ、外形１５ｍｍであり、封入ガスをキセノン（Ｘｅ）とし、封入薬品としてＳｃＩ3 −ＮａＩ系のものを用いた。この結果、析出物の量がいずれも４０％以上である試作品１３、１４においては、それぞれ２千３百時間、５千８百時間以上までリークが生じなかった。試作品１１、１２においては、数百時間の点灯でリークを生じ、実際上は製品化が難しいものであることが分かった。
【００５０】
＜電極マウントの金属拡散＞
上記実施例１、２では、レーザ封着の際の温度により、電極マウント８のモリブデン（Ｍｏ）界面において、モリブデン（Ｍｏ）金属またはその酸化物がフリットガラス１３側に拡散していることが分かった。各試作品とモリブデン（Ｍｏ）界面からの拡散距離を測定した結果を図８に示す。この図８に鑑みると、電極マウント８に含有されていた金属またはその酸化物の拡散距離が大であり、従って金属またはその酸化物の拡散量が多い試作品１、１１が特にリークまでの時間が長く、封止部分についてクラックの低減により、ランプの長寿命化に寄与するという知見が得られる。
【００５１】
＜実施例３＞
この実施例３では、上記実施例１及び実施例２の構成に加えて、サーメットＳＭにＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｄｙ2 Ｏ3 系を含むものを用いた。ここでは、サーメットＳＭにディスプロシウムシリケートなどを用いており、次の通りにしてサーメットＳＭを製造した。
【００５２】
ディスプロシウムシリケートやディスプロシウムアルミネートの粉末をサーメット材の原料とし、有機系溶媒などを用い、予め、サーメット成形体を成形し、溶媒除去のために焼成を行って、その後、本焼結を行うことによりサーメットＳＭを得る。
【００５３】
また、有機系溶媒にディスプロシウムシリケートなどの粉末を溶解させ、これをディスプロシウムを用いない通常の方法で作成したサーメット表面に塗布した後に、溶媒除去のため焼成し、その後に本焼結を行うことにより製造するようにしても良い。この製法によりサーメットＳＭを製造した場合には、表面のみにサーメットにディスプロシウムシリケートが存在することになる。
【００５４】
なお、ディスプロシウムシリケートやディスプロシウムアルミネートの粉末は、酸化ディスプロシウムやアルミナ、シリカなどの粉末を混合し、ある一定の条件で焼成することで得られたものを使用する。
【００５５】
比較のために、３つの試作品（高圧放電ランプ）を作成し２０００時間連続点灯を行い、フリットガラス１３とサーメットＳＭとの界面におけるクラック発生状況を電子顕微鏡により確認し図９に示す結果を得た。試作品２２、２３においては、フリットガラス１３とサーメットＳＭとの界面にディスプロシウムシリケートの結晶が析出するように、レーザ封着の際の温度を制御すると共に、高温に保つ時間並びに温度低下の時間を制御した。試作品２２では、界面にディスプロシウムシリケートの結晶と共にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3 ）が存在するようにしたものである。
【００５６】
なお、ランプの放電容器１の肉厚は１ｍｍ、外形１５ｍｍであり、封入ガスをキセノン（Ｘｅ）とし、封入薬品としてＳｃＩ3 −ＮａＩ系のものを用いた。この結果、図９に示すように、界面にアルミナが存在しディスプロシウムシリケートが存在しない試作品２１では、１０００時間でクラックが確認された。これに対し、界面にディスプロシウムシリケートが存在する試作品２３では、２０００時間でもクラックが全く確認されなかった。界面にディスプロシウムシリケート及びアルミナが存在する試作品２２では、１９００時間でクラックが確認され、アルミナを有する場合においてもディスプロシウムシリケートが存在することにより、クラックまでの時間が長くなり、長寿命化を図ることが可能であることが分かった。
【００５７】
図１５に、この界面の透過型電子顕微鏡写真を示す。写真における左上の黒い部分が電極マウント８のニオブ（Ｎｂ）であり、写真における横方向の中心線かラ下側に見えている白いブロック状の部分はＰＣＡ（多結晶アルミナ）である。そのＰＣＡの上にいくつかの黒いブロックとなって見えるものがディスプロシウムシリケート（Ｄｙ2ＳｉＯ5）である。ディスプロシウムシリケート（Ｄｙ2ＳｉＯ5）の上はモリブデン（Ｍｏ）である。ここでは、ディスプロシウムシリケートであるが、ディスプロシウムアルミネートによっても、界面が平坦ではなく、概ねくさび状とする作用があり、ディスプロシウムアルミネートをディスプロシウムシリケートに代えても、また、ディスプロシウムアルミネートとディスプロシウムシリケートとを共に析出させた構成が可能である。
【００５８】
＜実施例４＞
実施例４では、上記実施例３の構成において、サーメットＳＭの表面に導電性物質を有さない構成を採用した。サーメットＳＭの表面に（即ち、サーメットＳＭとフリットガラス１３の界面に）、ディスプロシウムシリケートの結晶が析出する過程では、これらの結晶以外の粒子が存在すると、結晶の成長が阻止される場合がある。例えば、サーメットＳＭの表面Ｈに近い部分を示す図１０のように、ディスプロシウムシリケートの結晶Ｄが析出しつつある状態において、Ｍｏ（モリブデン）が存在すると、結晶Ｄ（１）、結晶Ｄ（２）がＭｏにぶつかり、成長できなくなると考えられる。
【００５９】
そこで、図１１に示すように、長手方向に延びる線状のモリブデン−アルミナセラミックスＭＡを芯のようにして配置し、モリブデン−アルミナセラミックスＭＡを覆うように外側に材料Ｍ１を設けたサーメットＳＭを作成する。材料Ｍ１は、導電性物質を含まず、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｄｙ2 Ｏ3 系を含む材料である。このようにサーメットＳＭにおいて、非導電性物質のみにより表面を構成する場合には、製造方法としては、以下の二方法を提示する。
【００６０】
その第一は、表面塗布法である。即ち、有機系溶媒にアルミナ粉末を溶解させたものを、通常の方法で作成したサーメット表面に塗布した後に、溶媒除去のために焼成を行って、その後、本焼結を行うことにより、非導電性物質のみにより表面が構成されたサーメットＳＭを得る。
【００６１】
第二の手法は、押し出し式法（エクストルージョンモールディング）というべき手法である。樹脂製造方法で用いられる押し出し式法のような方法（特に、電線の被覆等に用いる引き抜き法）により、押し出された状態において、表面が非導電性物質のみが存在するものを生成し、溶媒除去のために焼成を行って、その後、本焼結を行うことにより、非導電性物質のみにより表面が構成されたサーメットＳＭを得る。
【００６２】
ここでは比較のために、２つの試作品（高圧放電ランプ）を作成し３０００時間連続点灯を行い、サーメットＳＭとフリットガラス１３との界面におけるクラック発生状況を電子顕微鏡により確認し図１２に示す結果を得た。試作品３２においては、フリットガラス１３とサーメットＳＭとの界面にディスプロシウムシリケートの結晶が析出するように、レーザ封着の際の温度を制御すると共に、高温に保つ時間並びに温度低下の時間を制御した。試作品３１では、図１１に示す構造とせず、サーメットＳＭの表面にＭｏ（モリブデン）などの導電性物質を含み、界面にディスプロシウムシリケートの結晶と共にＭｏ（モリブデン）などの導電性物質が存在するようにしたものである。
【００６３】
なお、ランプの放電容器１の肉厚は１ｍｍ、外形１５ｍｍであり、封入ガスをキセノン（Ｘｅ）とし、封入薬品としてＳｃＩ3 −ＮａＩ系のものを用いた。この結果、図１２に示すように、試作品３２は、３０００時間を経過してもクラックが全く確認されなかった。これに対し、試作品３１では、２６００時間でクラックが確認された。これより、サーメットＳＭの表面にＭｏ（モリブデン）などの導電性物質を含まず、ディスプロシウムシリケートの結晶成長が適切に行われる場合に、クラックまでの時間が長くなり、長寿命化を図ることが可能であることが分かった。
【００６４】
＜実施例５＞
この実施例５では、上記実施例１及び／または実施例２の構成に加えて、小径筒部１２ａ（１２ｂ）にＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｄｙ2 Ｏ3 系を含むものを用いた。このようにサーメットＳＭにおいて、非導電性物質のみにより表面を構成する場合には、製造方法としては、以下の二方法を提示する。
【００６５】
その第一は、表面塗布法である。即ち、有機系溶媒にアルミナ粉末を溶解させたものを、通常の方法で作成したサーメット表面に塗布した後に、溶媒除去のために焼成を行って、その後、本焼結を行うことにより、非導電性物質のみにより表面が構成されたサーメットＳＭを得る。
【００６６】
第二の手法は、押し出し式法（エクストルージョンモールディング）というべき手法である。樹脂製造方法で用いられる押し出し式法のような方法（特に、電線の被覆等に用いる引き抜き法）により、押し出された状態において、表面が非導電性物質のみが存在するものを生成し、溶媒除去のために焼成を行って、その後、本焼結を行うことにより、非導電性物質のみにより表面が構成されたサーメットＳＭを得る。
【００６７】
比較のために、３つの試作品（高圧放電ランプ）を作成し２０００時間連続点灯を行い、フリットガラス１３と小径筒部１２ａ（１２ｂ）との界面におけるクラック発生状況を電子顕微鏡により確認し図１３に示す結果を得た。試作品４２、４３においては、フリットガラス１３と小径筒部１２ａ（１２ｂ）との界面にディスプロシウムシリケートの結晶が析出するように、レーザ封着の際の温度を制御すると共に、高温に保つ時間並びに温度低下の時間を制御した。試作品４２では、界面にディスプロシウムシリケートの結晶と共にアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）が存在するようにしたものである。
【００６８】
なお、ランプの放電容器１の肉厚は１ｍｍ、外形１５ｍｍであり、封入ガスをキセノン（Ｘｅ）とし、封入薬品としてＳｃＩ3 −ＮａＩ系のものを用いた。この結果、図１３に示すように、界面にアルミナが存在しディスプロシウムシリケートが存在しない試作品４１では、１１００時間でクラックが確認された。これに対し、界面にディスプロシウムシリケートが存在する試作品４３では、２０００時間を経過してもクラックが全く確認されなかった。また、界面にディスプロシウムシリケート及びアルミナが存在する試作品４２では、１８５０時間でクラックが確認され、アルミナを有する場合においてもディスプロシウムシリケートが存在することにより、クラックまでの時間が長くなり、長寿命化を図ることが可能であることが分かった。ここでは、ディスプロシウムシリケートであるが、ディスプロシウムアルミネートによっても、界面が平坦ではなく、概ねくさび状とする作用があり、ディスプロシウムアルミネートをディスプロシウムシリケートに代えても、また、ディスプロシウムアルミネートとディスプロシウムシリケートとを共に析出させた構成が可能である。
【００６９】
小径筒部１２ａ（１２ｂ）において析出するディスプロシウムシリケート（ディスプロシウムアルミネート）の厚みは、小径筒部１２ａ（１２ｂ）の全体に及んでいても良いが、小径筒部１２ａ（１２ｂ）の断面について検査し、０．５μｍ以上であれば、図１３に示すような効果を得ることが確認された。なお、この例において界面に析出されるディスプロシウムシリケートの透過型顕微鏡写真も、既に示した図１５のようである。
【００７０】
図１４に、たとえば上記高圧放電ランプＬ１が用いられた本発明に係わる照明装置９を示す一部断面正面図を示す。この照明装置９は天井９１に埋め込み設置される埋込形照明装置で、天井９１側に取り付けられる器具（装置）本体９２を有し、この器具（装置）本体９２内に設けられたソケット９３に上記高圧放電ランプＬ１の口金６が装着される。また、この器具（装置）本体９２内にはランプＬ１の放射光を下方に反射させる反射鏡９４が配設され、この反射鏡９４の開口側を覆ってガラスなどからなるカバー部材やレンズなどからなる制光体９５が配設されている。
【００７１】
そして、上記高圧放電ランプＬ１は、器具（装置）本体９２やあるいはこの本体９２とは別置された安定器などを有する点灯装置と電気的に接続され、この点灯装置からの給電により点灯することができる。
【００７２】
また、照明装置は上記実施の形態に限らず、他の構造や用途をなすものであってもよく、点灯方式も矩形波点灯回路装置を用いるものに限らず、チョークコイル式やトランス式などの磁気式の安定器を用いるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の高圧放電ランプにおける実施形態としてのランプの全体を示す正面図。
【図２】本発明の高圧放電ランプにおける実施形態としてのランプの発光管の拡大断面図。
【図３】本発明の高圧放電ランプにおける実施形態としてのランプの小径筒部に関する封止過程を示す断面図。
【図４】本発明の高圧放電ランプにおける実施形態としてのランプについてフリットガラス付近の結晶析出例を示す図。
【図５】本発明の高圧放電ランプにおける実施例１に係るランプ試作品についてリーク試験結果を示す図。
【図６】図４（ｃ）のＡ−Ａ断面図。
【図７】本発明の高圧放電ランプにおける実施例２に係るランプ試作品についてリーク試験結果を示す図。
【図８】本発明の高圧放電ランプにおける実施例１、２に係るランプ試作品について金属拡散量をパラメータとしたリーク試験結果を示す図。
【図９】本発明の高圧放電ランプにおける実施例３に係るランプ試作品についてクラック試験結果を示す図。
【図１０】本発明の高圧放電ランプにおける実施形態としてのランプについてサーメット表面付近の結晶析出例を示す図。
【図１１】本発明の高圧放電ランプにおける実施例４に係るランプについて採用したサーメットの構成を示す斜視図。
【図１２】本発明の高圧放電ランプにおける実施例４に係るランプ試作品についてクラック試験結果を示す図。
【図１３】本発明の高圧放電ランプにおける実施例５に係るランプ試作品についてクラック試験結果を示す図。
【図１４】本発明の照明装置における一実施形態としての照明装置を示す概念的側面図。
【図１５】本発明の高圧放電ランプにおける実施例３または５に係るランプ試作品について撮像した界面の図面代用顕微鏡写真を示す図。
【符号の説明】
【００７４】
Ｎｂ  ニオブ棒状体
ＳＭ  サーメット
１  放電容器
１Ａ  発光管
２Ａ  電極
３  シュラウドガラス
５  外管
６  口金
８  電極マウント
９  照明装置
１１  包囲部
１２ａ  小径筒部
１２ｂ  小径筒部
１３  フリットガラス
１３Ａ  フリットガラス成形体
２３ａ、２３ｂ  導電体
９１  天井
９２  本体
９３  ソケット
９４  反射鏡
９５  制光体
Ｓ  析出物
【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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