JP2003282021A - 高圧放電ランプ、ランプ用石英ガラスバルブの製造方法および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】石英ガラス製気密容器の包囲部の内表面から深
さ１００μｍまでにおけるＯＨ基量を低減することでＯ
Ｈ基に起因する白濁が十分に抑制されて、光束維持率が
良好で、特に自動車前照灯用のメタルハライドランプな
どの小形で高管壁負荷の高圧放電ランプに好適な高圧放
電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。 【解決手段】高圧放電ランプは、最大内径の部位におい
て内表面から深さ１００μｍまでのＯＨ基量が１ｐｐｍ
以下に低減した包囲部１ａを備えている石英ガラス製の
気密容器１と、気密容器１の包囲部１ａの内部に離間対
向して封装されている一対の電極３、３と、気密容器１
内に封入されている放電媒体とを具備している。ランプ
用石英ガラスバルブの製造方法は、素管およびまたは未
封止バルブの内面をフッ酸洗浄処理するか、あるいは内
部を１１００Ｐａ以下の真空状態か、内部に水分量が１
０ｐｐｍ以下の不活性ガスを通流させ、外面を加熱離脱
処理する。

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、
ランプ用石英ガラスバルブの製造方法および高圧放電ラ
ンプを用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプや水銀ランプなど
の高圧放電ランプでは、石英ガラス製の発光管が多く用
いられている。高圧放電ランプの中でも自動車前照灯用
のメタルハライドランプや投射用の超高圧水銀ランプな
ど管壁負荷が比較的大きいものは、発光管の管壁温度お
よび放電媒体の圧力が高くなるので、発光管の白濁（失
透）などの不具合現象が発生しやすくなる。この白濁
は、発光管を構成する石英ガラスから点灯中徐々に放出
されるＨ_２ＯなどＯＨ基により促進されていると考えら
れている。発光管の石英ガラス中に含まれるＯＨ基を低
減する従来技術として、特開平５-１４４４１３号およ
び特開平１１−３２９３５０号公報に記載されている発
明がある。

【０００３】特開平５-１４４４１３号公報に記載され
ている発明は、外面から水酸基濃度の高い表層部を除去
して、水酸基濃度を１０ｐｐｍ以下にしたガラス管体を
用いて発光管を製作している。具体的には研削加工法、
ブラスト加工法、バフ加工法、イオンスパッタ加工法お
よびエッチング加工法の中から少なくとも一つの加工法
によって、火炎加工したガラス管外面の水酸基濃度の高
い表層部を除去するとしている。（従来技術１） 特開平１１−３２９３５０号公報に記載されている発明
は、その請求項１において石英ガラスからなる発光部お
よび発光部に通じる封止部のＯＨ基含有量を重量比で５
ｐｐｍ以下に規定している。また、請求項７において発
光部のＯＨ基含有量を重量比で５ｐｐｍ以下に規定して
いる。さらに、請求項２２において真空中で加熱するガ
ラス表面吸着水を除去する脱着真空熱処理工程を含む放
電ランプの製造方法を規定している。（従来技術２） 一方、特開２００２−３３０４９号公報には、発光管部
を有する透光性の管の内面に付着したＮａといったアル
カリ成分の不純物を洗浄するために、透光性の管の一端
から洗浄流体を導入し、管の内面の少なくとも発光管部
の内面に洗浄流体を接触させながら洗浄流体を流通させ
ることによって発光管部の内面に付着した不純物を除去
する透光性の管の洗浄方法が記載されている。そして、
洗浄流体は、気体、液体または微粒子粉体のいずれかで
あるとしている。（従来技術３）

【発明が解決しようとする課題】本発明者の調査、研究
によれば、発光管の白濁は、発光管の放電空間を包囲す
る包囲部の内面側の表層部に含まれているＯＨ基が点灯
中に徐々に包囲部の内面に放出されることによる影響が
支配的である。

【０００４】ところが、従来技術１は、ガラス管体すな
わち発光管の包囲部の外面表層部に含まれているＯＨ基
を除去しているだけである。しかし、石英ガラス管に
は、その製造過程で内面側にもＯＨ基が含有されている
ので、たとえ外面側のＯＨ基濃度の高い表層部を除去し
たとしても、火炎加工したガラス管体の内面側のＯＨ基
濃度を低下させることができないという問題がある。し
たがって、従来技術１においては、ＯＨ基による白濁の
問題を所望の程度まで解決することができない。

【０００５】これに対して、第２の従来技術２は、その
請求項７におけるように発光管の包囲部の内面側に含有
されるＯＨ基を低減しようとするものであるから、従来
技術１におけるような問題はない。ところが、その低減
化処理を従来技術２の請求項２２におけるように脱着真
空熱処理によって内面側のＯＨ基を低減しようとする
と、石英ガラス管全体を真空炉中に入れて加熱する必要
があるので、処理装置が複雑、かつ、大形化して高価に
なるとともに、作業が面倒で処理に時間がかかる。

【０００６】また、従来技術１および２は、そのいずれ
も石英ガラス中のＯＨ基の含有量について石英ガラスの
深さ方向の位置を特定していない。本発明者の測定によ
れば、たとえ表層部を除去した場合であっても、残部の
石英ガラス中のＯＨ基量は、表面から奥に行くにしたが
って指数関数的に減少し、１００μｍより深いところで
は大幅に減少し、さらに２００μｍ以深ではほぼ一定に
なる。ところが、従来技術１の前記公報の図３において
は、表層部から最奥部までＯＨ基濃度が一定に分布して
いるとして示されていることから、従来技術１および２
においては、ＯＨ基の含有量を少なくとも２００μｍま
での変化領域における深さ方向の濃度分布の平均値的な
ものとして捉えているのではないかと考えられる。この
ような場合、ＯＨ基量がたとえば５ｐｐｍであるとする
と、表層部のＯＨ基量は、５ｐｐｍより明らかに大きく
なっている筈である。

【０００７】さらに、比較的管壁負荷が大きい高圧放電
ランプの中でも、自動車用ヘッドライトに用いるメタル
ハライドランプは、後述する理由によりなおさら高い管
壁負荷で作動するために、相対的に白濁を生じやすい。
そして、この用途の高圧放電ランプには、現在使用され
ている水銀を封入するタイプ（以下、便宜上「水銀入り
タイプ」という。）と、現在開発されている水銀に代え
て蒸気圧の比較的高い金属ハロゲン化物を封入するタイ
プ（以下、便宜上「水銀フリータイプ」という。）とが
あるが、そのいずれにおいても点灯時の光束立ち上がり
を早くするために、点灯初期にランプ電流を定格ランプ
電流より大きくして投入ランプ電力を増加する過負荷点
灯を行なう点で共通している。このため、自動車用ヘッ
ドライトに用いるメタルハライドランプは、点灯初期に
管壁負荷がその他の用途の高圧放電ランプより相対的に
高い状態で作動する。しかも、ヘッドライトは、自動車
を運転中頻繁に点滅が繰り返されるので、高圧放電ラン
プの気密容器に白濁が発生しやすいという問題がある。
そこで、この問題を図１ないし図３を参照してさらに詳
細に説明する。

【０００８】図１ないし図３は、水銀入りタイプと水銀
フリータイプにおける点灯初期の動作状態を説明するグ
ラフで、図１はランプ電流の変化を示すグラフ、図２は
気密容器内の蒸気圧の変化を示すグラフ、図３は水銀フ
リータイプの全光束の変化を示すグラフである。なお、
各図において、横軸はいずれも時間（秒）を、縦軸は相
対値で図１がランプ電流、図２が（水銀およびハロゲン
化物の）蒸気圧を、図３が全光束を、それぞれ示す。ま
た、図中、曲線Ａは水銀フリータイプ、曲線Ｂは水銀入
りタイプ、をそれぞれ示す。

【０００９】まず、水銀入りタイプについて説明する。
このタイプの高圧放電ランプは、始動直後に最初にキセ
ノンが主に発光するが、その後水銀が速やかに、しか
も、急速に蒸発して発光し始める。水銀の発光効率は、
キセノンのそれより数倍高いので、始動４秒後に定格光
束の８０％以上の光束が得られ、光束立ち上がりが比較
的早い。また、始動直後に定格ランプ電力の２倍程度の
電力を投入することで上記の光束が得られ、ランプ電流
は、最大電流が始動直後だけ流れ、１〜２秒経過した後
は急激に低下して、４秒後には半分以下になる。

【００１０】これに対して、水銀フリータイプは、始動
直後にキセノンが前者と同様に発光するが、その後ハロ
ゲン化物が４００〜６００℃程度にまで温度上昇しない
と十分に蒸発しない。また、その間始動から４秒程度を
要する。したがって、それまでの間は、キセノンが発光
を続ける。このため、水銀入りタイプに比較すると、同
一ランプ電力で十分な光束立ち上がりを得ることができ
ないことから、定常時ランプ電力の２倍超、一例として
３．５倍のランプ電力を４秒間程度投入する必要がある
ために、図１に示すように始動から４秒程度までの間最
大ランプ電流を継続して流し続ける必要がある。水銀フ
リーランプでは、光束立ち上がりを改善するために、キ
セノン封入圧を高くしている。そのため、アークの曲が
りが大きくなり、包囲部上部の温度が高くなり、白濁な
どの反応が発生しやすくなる。また、ランプ電圧形成媒
体として水銀に代えて第２のハロゲン化物を封入する関
係で、ハロゲン化物の総封入量が多くなるため、これに
伴って気密容器内に侵入するＨ_２Ｏ量も多くなる。した
がって、気密容器内のＨ_２Ｏ量が水銀入りランプに比較
して多くなる。このため、白濁などの反応が発生しやす
くなるという特に対策すべき特別な事情がある。以上の
理由から、水銀フリータイプは、水銀入りタイプに比較
して、ＯＨ基による白濁が一層発生しやすい。

【００１１】従来技術１および２におけるＯＨ基の含有
量が石英ガラスの表層部の値を意味していると仮定した
としても、本発明者は、上述したような高管壁負荷の高
圧放電ランプ、殊に水銀フリータイプの場合、ＯＨ基の
含有量を５ｐｐｍ以下にする従来技術では、ＯＨ基に起
因する白濁を所望の程度まで抑制することができないと
いうことを見出した。

【００１２】一方、従来技術３は、アルカリ成分を洗浄
できたとしても、石英ガラスに含有されているＯＨ基が
低減するか不明である。

【００１３】本発明は、石英ガラス製気密容器の包囲部
の内面の表層部におけるＯＨ基量を低減することが重要
である点に着目したもので、ＯＨ基に起因する白濁が十
分に抑制されて、光束維持率が良好で、特に自動車前照
灯用のメタルハライドランプなどの小形で高管壁負荷の
高圧放電ランプに好適な高圧放電ランプおよびこれを用
いた照明装置を提供することを目的とする。

【００１４】また、本発明は、包囲部の内面側の表層部
におけるＯＨ基量が１ｐｐｍ以下に低減した未封止バル
ブが得られるランプ用石英ガラスバルブの製造法を提供
することを他の目的とする。

【００１５】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプは、最大内径の部位において内表面から深さ１
００μｍまでの表層部のＯＨ基量が１ｐｐｍ以下に低減
した包囲部を備えている石英ガラス製の気密容器と；気
密容器の包囲部の内部に離間対向して封装されている一
対の電極と；気密容器内に封入されている放電媒体と；
を具備していることを特徴としている。

【００１６】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１７】まず、本発明において重要な構成要件であ
るところの気密容器について説明する。気密容器は、石
英ガラス製であり、放電空間を包囲して画成する包囲部
を備えている。包囲部の内面の形状および外面の形状
は、特段限定されない。たとえば、内外両面の形状が楕
円球、真球や紡錘状などの形状であったり、内部形状が
円柱または回転長円体の形状で、かつ、外部形状が楕円
球、真球または紡錘状などの形状にしたりすることが許
容される。また、必要に応じて包囲部に連続した封止部
が一体に配設される。封止部は、包囲部の両端すなわち
両端封止構造および一端すなわち片端封止構造のいずれ
であってもよい。そして、封止部は、気密容器の内部を
排気して放電媒体を封入後、気密容器を封止するととも
に、電極を支持し、かつ、外部から給電を受けられるよ
う外部導入体に電気的に接続するために機能する。

【００１８】本発明において、気密容器は、その包囲部
の内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯＨ基量が
最大内径の部位において１ｐｐｍ以下に低減していると
いう従来技術にはない特徴的構成を備えている。なお、
ＯＨ基量の測定は、顕微測定用フーリエ変換赤外線分光
光度計（μＦＴ−ＩＲ）により測定するものとする。上
記のようなＯＨ基量が極端に低減した構成は、その詳細
については後述するが、簡単にいえば素管およびまたは
未封止バルブの内面をフッ酸溶液洗浄処理したり、内部
を真空または不活性ガスを通流状態にして外面を加熱離
脱処理したり、あるいはこれらの処理を併用したりする
ことにより、実現可能である。また、包囲部の最大内径
の部位においてＯＨ基量を規定する理由は、以下のとお
りである。すなわち、当該部位は、点灯中アークが接近
するために最も高温に曝されるので、とりわけ当該部位
からＯＨ基が放出されやすく、白濁発生に対する当該部
位の影響が大きい。そのため、当該部位におけるＯＨ基
が少なければ、白濁の発生を効果的に抑制できることに
なる。さらに、上記の部位におけるＯＨ基量は、好適に
は０．５ｐｐｍ以下である。

【００１９】また、本発明は、自動車用ヘッドライトの
光源として用いるメタルハライドランプのような高管壁
負荷の高圧放電ランプに好適なので、この場合に好適な
気密容器についてさらに詳細に説明する。放電空間は、
好ましくは内径１．５〜３．５ｍｍの円柱状をなすとと
もに、軸方向に５〜９ｍｍの長さを有する細長い形状を
なしているのがよい。これにより、アークが水平点灯に
おいては上方へ湾曲しようとするために、気密容器の上
側の内面に接近するので、気密容器の上部の温度上昇が
早くなる。そして、放電空間を包囲する部分の肉厚を比
較的大きくする、したがって包囲部の外面形状を楕円球
状に形成することができる。換言すれば、電極間距離の
ほぼ中央部の肉厚をその両側の肉厚より大きくすること
ができる。これにより、気密容器の伝熱が良好になって
気密容器の放電空間の下部および側部内面に付着してい
る放電媒体の温度上昇が早まるために、光束立ち上がり
が早くなる。また、封止部は、両端封止構造として形成
され、包囲部の軸方向の両端に棒状をなして連続してい
て、その一対が包囲部と一体に形成される。そして、こ
の一対の封止部内に好適には減圧封止法により封着金属
箔を埋設し、この封着金属箔を介して電極と外部導入体
とを接続することで、包囲部の内部を気密状態に保持し
ながら電極に電流を供給することが可能になる。なお、
減圧封止法により封止する場合、封止部を経由して包囲
部の内部を排気し、かつ、放電媒体を封入できるので、
包囲部をチップレスにして、配光特性が排気チップ部に
よって乱れるのを回避することができる。

【００２０】次に、一対の電極について説明する。電極
は、包囲部の内部に放電を生起させるために、その一対
が包囲部に臨むように配設される。なお、「包囲部に臨
む」とは、電極の主要部が包囲部の内部に突出するか、
または包囲部に連続する筒状部の内部に位置して、包囲
部の内部に放電を生起させるように配設されていること
を意味する。本発明において、高圧放電ランプは、交流
点灯および直流点灯のいずれの態様で作動するように構
成されていてもよい。前者の態様の場合、一対の電極
は、基本的に同一の構造およびサイズすなわち対称構造
に形成される。これに対して、後者の場合、陽極は、そ
の発熱が多いので、陰極に対して放熱面積が大きくなる
ように相対的に大きく形成される。

【００２１】また、電極は、タングステン、ドープドタ
ングステン、レニウムまたはレニウム−タングステン合
金などにより構成することができる。また、電極を気密
容器に封装する構造として、気密容器の一対の封止部に
電極の基端部を埋設させて支持することができる。な
お、電極の基端は、封止部に気密に埋設されたモリブデ
ンなどからなる封着金属箔に溶接などの手段によって接
続される。

【００２２】さらに、自動車用ヘッドライトの光源とし
て用いるメタルハライドランプのような高圧放電ランプ
の場合、一対の電極は、電極間距離が５ｍｍ以下になる
ように対向して気密容器の内部に封装される。そして、
電極は、主として交流で点灯する場合、その直径が長手
方向に沿ってほぼ同一の直棒状をなした軸部を備えてい
る。そして、軸部の直径が０．３ｍｍ以上であるととも
に、その軸部から直径が大きくなることなしに先端に至
り、かつ、アークの起点となる先端が曲面を形成した構
造を採用することができる。この場合、軸部の直径は、
点灯直後のランプ電圧が低いときに流れる大きなランプ
電流に耐えるために、好適には０．３ｍｍ以上に設定さ
れる。なお、電極のアークの起点となる先端の曲面は、
ほぼ球面状をなし、その半径が軸部の直径の１／２以下
になっているのがよい。なお、「電極のアークの起点と
なる先端」とは、電極の先端側において、アークの起点
となる部位を意味し、必ずしも電極の幾何学的な先端の
全体を示すものではない。すなわち、電極の先端側であ
って、アークの起点になる部位が電極の軸部の直径に対
して１／２以下の半径を有する曲面を形成していればよ
い。そうすれば、アークの起点が安定して、明るさのち
らつきを低減することができる。しかし、要すれば、電
極軸部の放電空間側の先端をほぼ平坦に形成することが
できる。また、電極の気密容器内への突出長は、軸径と
ともに電極温度に影響するが、この種の小形のメタルハ
ライドランプにおける通例にしたがえばよく、したがっ
てたとえば１．４±０．１ｍｍ程度に設定することがで
きる。

【００２３】次に、放電媒体について説明する。本発明
において、放電媒体は、高圧放電ランプの構成に応じて
所要に選択される。すなわち、メタルハライドランプの
場合、放電媒体は、発光金属のハロゲン化物、希ガスお
よびランプ電圧形成用の媒体が用いられる。このランプ
電圧形成媒体としては、一般的には所望の蒸気圧が容易
に得られることから水銀が用いられる（水銀入りタイ
プ）。しかし、水銀は、環境負荷が大きい物質なので、
近時これに代わり蒸気圧が比較的高くて可視域の発光の
少ない後述する金属のハロゲン化物を用いるいわゆる水
銀フリータイプも開発されている。また、超高圧水銀ラ
ンプの場合、放電媒体は、水銀および希ガスまたはこれ
らに加えてハロゲンを用いる。さらに、高圧希ガス放電
ランプの場合、放電媒体は、キセノンなどの希ガスを主
体とする。

【００２４】また、前述したように本発明は、自動車用
ヘッドライトの光源として用いるメタルハライドランプ
のような高圧放電ランプに好適であるが、その中でも特
に水銀フリータイプに最適であるので、この場合の放電
媒体について以下に説明する。すなわち、放電媒体は、
発光金属のハロゲン化物および蒸気圧が高くて可視域に
発光しないか、発光が比較的少ない金属など発光金属以
外の金属のハロゲン化物を気密容器の単位内容積当たり
０．００５ｍｇ／ｍｍ^３以上と、２５℃で５気圧以上の
キセノンとを含み、かつ、水銀を本質的に含まない構成
である。発光金属のハロゲン化物は、少なくともナトリ
ウムＮａ、スカンジウムＳｃおよび希土類金属のヨウ化
物の少なくとも２種を含む発光金属のハロゲン化物を含
んでいるものとするのが好ましい。上記ナトリウムＮ
ａ、スカンジウムＳｃおよび希土類金属は、高効率な発
光物質であり、主発光金属として好適である。しかし、
要すれば、上記に加えて他の発光金属のハロゲン化物を
封入することが許容される。

【００２５】一方、蒸気圧が高くて可視域に発光しない
か、発光が比較的少ない金属すなわち発光金属として期
待されないが、主としてランプ電圧を形成するのに好適
な金属のハロゲン化物として、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚ
ｎ、Ｍｎ、Ｓｂ、Ｒｅ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、ＺｒおよびＨｆのグループから選択された一種また
は複数種のハロゲン化物を添加することができる。これ
らのランプ電圧形成媒体は、水銀に代わって主としてラ
ンプ電圧を形成するのに寄与し、２５〜７０Ｖ程度のラ
ンプ電圧を得ることができる。また、これらの放電媒体
は、蒸気圧が比較的高くて、しかも、可視域における発
光が比較的に少ないという共通した特徴があり、これら
のハロゲン化物からなる媒体を選択的に適量封入するこ
とにより、ランプ電圧を所要範囲に高めることができ
る。そのため、比較的少ないランプ電流で所要のランプ
電力を投入することが可能になる。

【００２６】ハロゲン化物の封入量は、気密容器の単位
内容積当たり０．００５ｍｇ／ｍｍ ^３以上であるので、
これに気密容器のｍｍ^３単位で表した内容積を乗じるこ
とにより、ハロゲン化物の全封入量を求めることができ
る。封入されるハロゲン化物は、水銀入りタイプに比較
すると、かなり多くなっている。また、ハロゲン化物
は、余剰に封入されていて、蒸発されない余剰の部分が
点灯中気密容器の包囲部の内面に液相となって付着す
る。

【００２７】さらに、ハロゲン化物を構成するハロゲン
について説明する。すなわち、反応性については、ヨウ
素が最も適当であり、少なくとも上記主発光金属は、主
としてヨウ化物として封入される。しかし、要すれば、
ヨウ化物および臭化物のように異なるハロゲンの化合物
を併用することができる。

【００２８】次に、キセノンは、始動ガスおよび緩衝ガ
スとして作用するとともに、始動直後には主発光を担当
するように作用する。また、キセノンの封入圧力は２５
℃で５気圧以上、好適には８〜１６気圧である。キセノ
ンの封入圧が高いので、メタルハライドランプのランプ
電圧が高くなり、同一ランプ電流に対してランプ電力を
大きくして、光束立ち上がり特性を向上させることがで
きる。光束立ち上がり特性が良好であることは、どのよ
うな使用目的であっても好都合であるが、特に自動車用
前照灯装置においては極めて重要な特性である。

【００２９】なお、水銀フリータイプにおける水銀につ
いて説明する。前述の「本質的に水銀を含まない」と
は、水銀を全く封入していないだけでなく、気密容器の
内容積１ｃｃ当たり２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下
の水銀が存在していることを許容するという意味であ
る。しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望まし
いことである。従来のように水銀蒸気によって放電ラン
プのランプ電圧を所要に高くする場合、短アーク形にお
いては気密容器の内容積１ｃｃ当たり２０〜４０ｍｇ、
さらに場合によっては５０ｍｇ以上封入していたことか
らすれば、水銀量が実質的に頗る少ないといえる。

【００３０】本発明において、高圧放電ランプのランプ
電力は、特定範囲に限定されない。なお、ランプ電力
は、高圧放電ランプに投入される電力である。しかし、
自動車用ヘッドライトに用いる水銀フリータイプの高圧
放電ランプの場合は、安定点灯時に６０Ｗ以下であるの
がよい。

【００３１】次に、本発明において付加し得るその他の
構成について説明する。以下に示す構成を選択的に付加
することにより、高圧放電ランプの性能が向上したり、
機能が増加したりする。

【００３２】１ 外管について 外管は、その内部に放
電容器を収納する。外管により、放電容器から外部へ放
射される紫外線を遮断し、機械的に保護し、かつ、包囲
部を手で触れることで人の指紋や脂肪が付いて白濁の原
因とならないようにしたり、あるいは放電容器を保温し
たり、さらには配光特性を所要に整えるための遮光膜を
配設したりすることができる。また、外管の内部は、そ
の目的に応じて外気に対して気密に封止してもよいし、
外気と同程度または減圧された空気または不活性ガスが
封入されていてもよい。さらに、要すれば、外気に連通
していてもよい。

【００３３】２ 口金について 口金は、メタルハライ
ドランプを点灯回路に接続したり、加えて機械的に支持
したりするのに機能する。高圧放電ランプの用途に応じ
て適当な既知の各種口金を用いることができる。

【００３４】３ イグナイタについて イグナイタは、
高電圧パルス電圧を発生し、これをメタルハライドラン
プに印加して、その始動を促進する手段であり、所望に
より口金の内部に収納するなどにより、メタルハライド
ランプと一体化することができる。

【００３５】４ 始動補助導体について 始動補助導体
は、電極近傍における電界強度を高くして、メタルハラ
イドランプの始動を支援する手段であり、その一端を他
方の電極と同電位個所に接続し、他端を一方の電極近傍
における放電容器の外面に配設する。

【００３６】最後に、本発明の作用について説明する。
本発明の高圧放電ランプは、気密容器の包囲部が以上説
明したとおりの構成を具備しているので、石英ガラス中
に含有されているＯＨ基量が著しく少なくなる。したが
って、点灯中高温になる包囲部の内表面に放出されるＯ
Ｈ基量も顕著に低減する。その結果、自動車用ヘッドラ
イトに用いられるメタルハライドランプのように点灯中
の包囲部の内部が著しく高温になる高管壁負荷の高圧放
電ランプであっても、白濁発生が顕著に抑制される。上
記の高管壁負荷の高圧放電ランプの中でも、自動車用ヘ
ッドライトに用いる水銀フリータイプは、光束立ち上が
りを早くするために、既述のようにより一層高管壁負荷
で点灯されるので、本発明は極めて効果的である。

【００３７】そうして、白濁が抑制される結果、高圧放
電ランプの光束維持率が良好になり、長期間にわたって
優れた照明を行なうことが可能になる。なお、本発明に
おいて、「白濁」とは、失透を含む意味である。

【００３８】これに対して、包囲部の最大内径の部位に
おいて内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯＨ基
量が１ｐｐｍを超えると、上記の高管壁負荷の高圧放電
ランプ、殊に自動車用ヘッドライトに用いる水銀フリー
タイプにおいては、白濁発生が許容範囲を超えてしま
う。

【００３９】請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求
項１記載の高圧放電ランプにおいて、気密容器は、その
包囲部の内面にフッ酸洗浄痕が形成されていることを特
徴としている。

【００４０】本発明は、請求項１に記載された高圧放電
ランプを実現するのに効果的な製造方法の一つであると
ころのフッ酸溶液洗浄処理によりＯＨ基を除去した高圧
放電ランプの構成を規定している。すなわち、気密容器
に加工する前の石英ガラス製の素管およびまたは未封止
バルブの内面をフッ酸溶液によって洗浄することによ
り、上記素管の内表面に侵入したＯＨ基濃度が高い表面
領域を除去する。そして、フッ酸溶液洗浄処理を行なっ
て製作した未封止バルブを用いた高圧放電ランプは、包
囲部の内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯＨ基
量が１ｐｐｍ以下になる。フッ酸溶液による洗浄処理を
行なうと、石英ガラスの表面に比較的長くて引っ掻いた
ような特有の洗浄痕が形成されるので、フッ酸溶液洗浄
処理を行なったことを容易に確認することができる。そ
して、この洗浄痕は、高圧放電ランプの完成後であって
も残留するので、気密容器を切断して石英ガラスの内表
面を顕微鏡で拡大して観測することにより、確認でき
る。なお、「未封止バルブ」とは、素管を熱加工して形
成した包囲部および包囲部に一体に接続する管の部分を
具備したバルブで、封止部が形成される前の状態のもの
をいう。

【００４１】次に、本発明における高圧放電ランプの製
造工程の一例を説明する。すなわち、第１の工程とし
て、用意した石英ガラス製の素管を上記のようにフッ酸
溶液洗浄処理を行なう。この素管におけるフッ酸洗浄
は、管の内部だけでなく、外部を同時に洗浄することが
許容される。なぜなら、素管の外面に形成されたフッ酸
洗浄痕は、包囲部を形成する際の熱加工によって除去す
ることができるからである。

【００４２】第２の工程として、バーナ−火炎、レーザ
ー照射、プラズマ放射などの加熱手段を用いた熱加工に
より素管の中間部に包囲部を形成するとともに、包囲部
の両端に素管の両端部からなる一対の管が一体に接続し
た構造の未封止バルブを製作する。第３の工程として、
未封止バルブの一端を上にして上方に位置する一方の管
から、電極、封着金属箔および外部導入体を溶接して一
体化して形成した電極マウントを所定位置まで挿入し、
レーザー照射やプラズマ放射などの加熱手段を用いて減
圧封止法により未封止バルブの一方の管における封止予
定部に封止部を形成する。次に、第４の工程として、未
封止バルブを反転して他方の管を上にして他端から放電
媒体を包囲部内に入れ、さらに第５の工程として、包囲
部内の放電媒体を液体窒素で冷却しながら他方の管から
側に電極マウントを所定位置まで挿入し、レーザー照射
やプラズマ放射などの加熱手段を用いて減圧封止法によ
り未封止バルブの他方の管の封止予定部を封止して、高
圧放電ランプを得る。

【００４３】また、内面側のフッ酸溶液洗浄処理は、素
管に対してだけでなく、加えて未封止バルブに対しても
行なうように製造工程を構成することができる。さら
に、要すれば、素管状態ではフッ酸溶液洗浄処理を行な
わないで、未封止バルブ状態でのみ行なうことも許容さ
れる。

【００４４】さらに、フッ酸溶液洗浄処理のみでも包囲
部の内表面のＯＨ基量を１ｐｐｍ以下に低減し得るが、
要すれば後述するように、石英ガラス素管の内部を１１
００Ｐａ以下の真空状態にして、または石英ガラス素管
の内部に水分量が１０ｐｐｍ以下の不活性ガスを通流さ
せながら、その外面を加熱処理する工程を、フッ酸溶液
洗浄処理の後に付加することが許容され、これによりＯ
Ｈ基量の一層の低減を図ることができる。

【００４５】なお、素管およびまたは未封止バルブの外
面をフッ酸溶液洗浄処理すると、包囲部の外面に傷がで
き、これが原因で高圧放電ランプの気密容器が点灯時に
破損しやすくなるので、外面のフッ酸溶液洗浄処理を避
けるのが好ましい。

【００４６】そうして、本発明においては、以上説明し
た構成を具備していることにより、石英ガラス製気密容
器の包囲部の内表面から深さ１００μｍまでの表層部に
含有されるＯＨ基量を効果的に１ｐｐｍ以下に規制し
て、自動車用ヘッドライトに用いられるような水銀入り
タイプの高管壁負荷の高圧放電ランプや管壁負荷がより
一層高い水銀フリータイプの高圧放電ランプであっても
失透の発生を効果的に抑制するので、光束維持率の優れ
た高圧放電ランプが得られる。

【００４７】また、本発明においては、フッ酸溶液洗浄
処理によって気密容器の包囲部の内表面から深さ１００
μｍまでの表層部におけるＯＨ基量が低減するばかりで
なく、内面側に付着しているその他の不純物も除去され
るという利点がある。

【００４８】請求項３の発明のランプ用石英ガラスバル
ブの製造方法は、素管およびまたは未封止バルブの内部
を１１００Ｐａ以下の真空状態にして素管およびまたは
未封止バルブの外面を加熱離脱処理して未封止バルブの
封止部の最大内径部において内表面から深さ１００μｍ
までの表層部のＯＨ基量を１ｐｐｍ以下にすることを特
徴としている。

【００４９】本発明は、請求項１記載の高圧放電ランプ
を得るのに好適なランプ用石英ガラスバルブの他の製造
方法を構成している。すなわち、石英ガラス製の素管お
よびまたは未封止バルブの状態で、本発明にしたがって
加熱離脱処理を行なう。加熱離脱処理は、素管または未
封止バルブを真空ポンプに接続して、その内部を上記の
所定圧力まで真空にしてから、加熱手段を用いて素管ま
たは未封止バルブの外面を加熱して、それにより表面に
吸着しているＯＨ基および内部に侵入しているＯＨ基を
放出させ、真空ポンプによって排出する。この場合、加
熱手段は、どのようなものであってもよく、たとえば天
然ガス−酸素バーナー、プロパンガス−酸素バーナー、
酸素−水素バーナー、レーザービーム照射、プラズマ放
射などの各種の加熱手段を用いることができる。なお、
バーナー火炎による加熱は、短時間に行なえるので、好
ましい。また、真空度が１１００Ｐａを超えると、包囲
部の最大内径部においける内表面から深さ１００μｍま
で表層部のＯＨ基量が１ｐｐｍ以下にならなくなるの
で、不可である。

【００５０】また、本発明においては、上記工程のみで
も包囲部の内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯ
Ｈ基量が１ｐｐｍ以下に低減した未封止バルブを得るこ
とができるが、要すれば上記工程の前後あるいは前また
は後に、素管または未封止バルブの内部のフッ酸溶液洗
浄処理工程を付加することが許容され、これによりＯＨ
基量の一層の低減を図ることができる。

【００５１】本発明において、「ランプ」とは、以上説
明した高圧放電ランプだけでなく、ハロゲン電球のよう
な白熱電球や低圧放電ランプなどあらゆる種類のランプ
を包含する広い概念である。また、本発明は、これらの
各種ランプに対しても効果的である。

【００５２】そうして、本発明においては、上記の処理
によって素管およびまたは未封止バルブの内表面から１
００μｍまでの表層部に含有されていたＯＨ基が放出さ
れ、真空ポンプによって外部へ排出される。その結果、
素管または未封止バルブの内表面から深さ１００μｍま
での表層部に含有されているＯＨ基量が１ｐｐｍ以下に
減少する。したがって、この素管または未封止バルブを
用いて製造されたランプは、包囲部に発生する白濁が著
しく抑制され、光束維持率が良好になる。

【００５３】請求項４の発明のランプ用石英ガラスバル
ブの製造方法は、素管およびまたは未封止バルブの内部
に水分量が１０ｐｐｍ以下の不活性ガスを通流させなが
ら素管およびまたは未封止バルブの外面を加熱離脱処理
して未封止バルブの封止部の最大内径部において内表面
から深さ１００μｍまでの表層部のＯＨ基量を１ｐｐｍ
以下にすることを特徴としている。

【００５４】本発明は、請求項１記載の高圧放電ランプ
を得るのに好適なランプ用石英ガラスバルブのさらに他
の製造方法を構成している。すなわち、石英ガラス製の
素管およびまたは未封止バルブに対して本発明にしたが
って加熱離脱処理を行なう。加熱離脱処理は、素管また
は未封止バルブを不活性ガス源に接続して、素管または
未封止バルブの内部に水分量を上記のように規制した不
活性ガスを通流させながら、石英ガラス素管の外面を加
熱手段を用いて加熱するもので、これによりＯＨ基を放
出させる。不活性ガスは、アルゴンや窒素などを用いる
ことができる。加熱手段は、どのようなものであっても
よく、たとえば天然ガス−酸素バーナー、プロパンガス
−酸素バーナー、酸素−水素バーナー、レーザービーム
照射、プラズマ放射などの各種の加熱手段を用いること
ができる。なお、この場合の加熱においても、バーナー
火炎による加熱は、短時間に行えるので、好ましい。

【００５５】加熱離脱処理時に石英ガラス素管内に通流
する不活性ガスは、その水分含有量が１０ｐｐｍ以下、
好適には５ｐｐｍ以下に低減している必要がある。水分
含有量が１０ｐｐｍを超えると、包囲部の最大内径部の
内表面から深さ１００μｍまでの表層部におけるＯＨ基
量が１ｐｐｍ以下にならなくなるので、不可である。ま
た、不活性ガス中の水分含有量が５ｐｐｍ以下になる
と、ＯＨ基量の低減作用がとりわけ顕著に得られるの
で、好適である。

【００５６】また、本発明においては、上記工程のみで
も包囲部の内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯ
Ｈ基量を１ｐｐｍ以下に低減し得るが、要すれば上記工
程の前後あるいは前または後に素管およびまたは未封止
バルブの内部のフッ酸溶液洗浄処理工程およびまたは真
空加熱離脱処理を付加することが許容され、これにより
ＯＨ基量の一層の低減を図ることができる。

【００５７】そうして、本発明においては、石英ガラス
素管の内面側の表層部に含有されていたＯＨ基が放出さ
れ、不活性ガス中に拡散する。ＯＨ基が外部へ排出され
る。その結果、素管およびまたは未封止バルブの内表面
から深さ１００μｍまでの表層部に含有されているＯＨ
基量が１ｐｐｍ以下に減少する。しがって、この素管ま
たは未封止バルブを用いて製造されたランプは、包囲部
に発生する白濁が著しく抑制され、光束維持率が良好に
なる。

【００５８】請求項５の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体内に配設された請求項１または２記
載の高圧放電ランプと；高圧放電ランプを点灯する点灯
装置と；を具備していることを特徴としている。

【００５９】本発明において、「照明装置」とは、高圧
放電ランプから発生する放射を利用するあらゆる装置を
包含する広い概念である。したがって、自動車用ヘッド
ライト、光プロジェクション装置、光ファイバ光源装
置、サーチライト、照明器具および光化学反応装置など
が該当する。また、「照明装置本体」とは、照明装置か
ら高圧放電ランプおよび点灯回路を除いた残余の全ての
部分を意味する。

【００６０】点灯装置は、高圧放電ランプを所要に点灯
する手段であり、どのような構成であってもよいが、好
ましくは制御が容易な電子回路化されたものがよい。ま
た、自動車用ヘッドライトに用いる点灯装置は、高圧放
電ランプの点灯直後に定格ランプ電流の２倍以上のラン
プ電流を流し、その後順次低減して定格ランプ電流に落
ち着くように制御する構成とするのがよい。さらに、水
銀フリータイプを用いる場合の点灯装置は、点灯後４秒
まで安定時の定格ランプ電力に対して２．５〜４倍の最
高入力電力を投入し、その後順次定格ランプ電力に落ち
着くようにランプ電流を制御するように構成するのがよ
い。これにより、点灯直後４秒までの光束立ち上がりを
早めて自動車用前照灯に必要な前照灯前面の代表点での
光度８０００ｃｄを得ることができる。また、水銀フリ
ータイプの場合、水銀入りタイプに比較して、ランプ電
圧が低いので、要すれば点灯装置の無負荷出力電圧を２
００Ｖ以下になるように構成することが可能になる。こ
れにより、点灯回路の小形化が可能になる。なお、水銀
入りタイプにおいては、４００Ｖ程度の無負荷出力電圧
を必要としている。

【００６１】そうして、本発明においては、照明装置が
請求項１または２記載の高圧放電ランプを光源として備
えているので、寿命中の失透による配光特性の悪化およ
び光束維持率が良好になり、長期間にわたって優れた照
明効果が得られる。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００６３】図４および図５は、本発明の高圧放電ラン
プの第１の実施形態としてのメタルハライドランプを示
し、図４は正面図、図５は気密容器の製作工程を説明す
る工程図である。各図において、１は気密容器、２は封
着金属箔、３、３は一対の電極、４は外部導入体、５は
素管、６は未封止バルブである。

【００６４】気密容器１は、石英ガラス製であり、包囲
部１ａ、および一対の封止部１ｂ１、１ｂ２により構成
されている。包囲部１ａは、中空で外部形状が回転楕円
体形状に成形されていて、内部に管軸方向に細長い円柱
状の放電空間１ｃが形成されている。そして、包囲部１
ａは、その内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯ
Ｈ基量が１ｐｐｍ以下に維持されている。一対の封止部
１ｂ１、１ｂ２は、包囲部１ａの両端に一体に形成され
ている。これにより、気密容器１は、両端封止構造にな
っている。

【００６５】封着金属箔２は、リボン状のモリブデン箔
からなり、減圧封止法により気密容器１の一対の封止部
１ｂ１、１ｂ２の内部に気密に埋設されている。

【００６６】一対の電極３、３は、軸部３ａが直棒状を
なし、かつ、アークの起点となる先端３ｂが軸部３ａの
直径の１／２以下の半径を有する半球状の曲面を電極軸
部の先端の全体にわたって形成している。そして、基端
部３ｃが気密容器１の一対の封止部１ｂ１、１ｂ２に埋
設して支持され、先端部側が気密容器１の包囲部１ａの
両端から放電空間１ｃ内に突出することにより、電極間
距離５ｍｍ以下になるように対向している。また、一対
の電極３、３は、それぞれ基端が封着金属箔２の一端に
溶接により接続している。

【００６７】外部導入体４は、モリブデン先端が封着金
属箔２の他端に溶接されて、気密容器１の封止部１ｂ
１、１ｂ２からそれぞれ外部へ導出されている。

【００６８】気密容器１ａ内には、放電媒体として発光
金属およびランプ電圧形成用の金属のハロゲン化物およ
びキセノンが封入されている。

【実施例】 気密容器１ ：石英ガラス製で、外径６ｍｍ、内径２．７ｍｍ、包囲部の 長さ７．０ｍｍ 電極３ ：タングステン製で、軸部の直径０．３５ｍｍ、アークの起 点となる先端の曲面の半径０．１７５ｍｍ、電極間距離４ ． ２ｍｍ、突出長１．４ｍｍ 放電媒体 金属ハロゲン化物：ＳｃＩ_３−ＮａＩ−ＺｎＩ_２＝０．８ｍｇ キセノン ：２５℃で１０気圧 電気特性 ：ランプ電力３５Ｗ、ランプ電圧４２Ｖ（いずれも安定時） 次に、図５の（ａ）から（ｅ）を参照しながら気密容器
１を形成するのに用いる未封止バルブの製造方法につい
て第１の実施形態を説明する。

【００６９】第１の工程（ａ）は、素管の内部洗浄工程
である。この工程では、石英ガラス製の素管５の内部を
５％フッ酸溶液により２４時間洗浄処理し、その後素管
の内部を１１００Ｐａ以下の真空状態にして、素管の外
面を酸素−水素バーナーで加熱する加熱離脱処理を行な
った。

【００７０】次に、図中（ｂ）に示す第２の工程（包囲
部形成）の前から（ｄ）に示す第４の工程（シリカ除
去）の後までの間、−６０℃の露点まで冷却することに
よりＨ _２Ｏを１０ｐｐｍ以下にしたＮ_２ガスを素管５の
内部に０．１ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で通流させる。すなわ
ち、Ｎ_２ガスフローを行ないながら後述する石英ガラス
の加熱加工を行なった。これにより、未封止バルブ６の
製作開始から終了までを通じて内面が大気に接触するの
を回避できる。そのため、未封止バルブ６内面の表層部
のＯＨ基量を著しく低減することができる。

【００７１】第２の工程（ｂ）は、包囲部形成工程であ
る。この工程では、酸素−水素バーナーにより素管５の
中央部を加熱溶融させてから、型（図示しない。）に入
れ、次にＮ_２ガスの排気バルブを閉めて内部を加圧し
た。これにより、石英ガラスの軟化部分が膨張して型の
内面に押し付けられて包囲部が形成され、包囲部の両端
から素管５の端部が封止管部ｄ１、ｄ２として一体に延
在する。

【００７２】第３の工程（ｃ）は、リーディング工程で
ある。この工程では、封止管部ｄ１、ｄ２の包囲部１ａ
との接続部を酸素−水素バーナーにより加熱溶融させて
縮径部１ｄ１１、１ｄ２１を形成した。

【００７３】第４の工程（ｄ）は、シリカ除去工程であ
る。第３の工程までの過程で包囲部１ａの外面にシリカ
粉末が付着するので、酸素−水素バーナーで加熱処理す
ることによってこれを除去した。その結果、包囲部１ａ
の両端に一対の封止管部１ｄ１、１ｄ２が一体に連続し
た未封止バルブ６を得た。

【００７４】さらに、第５の工程として、未封止バルブ
６の内面をフッ酸溶液により洗浄する工程を追加するこ
とにより、包囲部１ａの内面の表層部に含有されるＯＨ
基量を一層低減させることができた。

【００７５】次に、高圧放電ランプの製作手順（図示し
ない。）を説明する。すなわち、一方の封止管部１ｄ１
を上にして未封止バルブ６を立てて支持し、一方の封止
管部１ｄから電極マウントを所定位置まで挿入し、か
つ、一方の封止管部１ｄ１を経由して未封止バルブ６の
内部を排気しながら一方の封止管部１ｄ１の外側にレー
ザー照射を行なって封止予定部を加熱、軟化させて一方
の封止管部１ｄ１を減圧封止した。次に、一端側を封止
した未封止バルブ６を反転させて支持し、他方の封止管
部１ｄ２を経由して放電媒体を包囲部１ａ内に入れた。
さらに、液体窒素により包囲部１ａを冷却しながら上側
の他方の封止管部１ｄ２から電極マウントを所定位置ま
で挿入し、上記と同様に排気しながら他方の封止管部１
ｄ２の封止予定部を加熱、軟化させて減圧封止して、メ
タルハライドランプを得た。

【００７６】次に、ランプ用石英ガラスバルブの包囲部
の内表面から１００μｍまでの表層部におけるＯＨ基量
の測定手順について説明する。すなわち、上記実施形態
における未封止バルブの包囲部の最大内径部をリング状
にカットし、切断面を研磨して、厚さ０．５ｍｍのテス
トピースを作成した。そして、顕微測定用フーリエ変換
赤外線分光光度計を用いてテストピースのＯＨ基量を測
定した。その結果を図６および図７に示す。

【００７７】図６および図７は、本発明のランプ用石英
ガラスバルブの製造方法の第１の実施形態により得られ
たランプ用石英ガラスバルブのＯＨ基量の測定結果を示
し、図６は赤外線吸収特性を示すグラフ、図７はランプ
用石英ガラスバルブの深さ方向におけるＯＨ基量の分布
を示すグラフである。図６において、横軸は波数（ｃｍ
^−１）を、縦軸は透過率（％）をそれぞれ示す。また、
図７において、横軸は内表面からの距離（μｍ）を、縦
軸はＯＨ基量（ｐｐｍ）を、それぞれ示す。

【００７８】図６において、波数３６６７ｃｍ^−１はＯ
Ｈ基の吸収を示し、その波数における透過率が小さいほ
どＯＨ基量値が大きいことを示す。図７において、横軸
の０μｍの位置が内表面であり、約１６５０μｍの位置
が外表面である。したがって、第１の実施形態における
未封止バルブすなわちランプ用石英ガラスバルブのＯＨ
基量は、内表面から深さ１００μｍまでの領域が０．８
ｐｐｍ、深さ１００〜２００μｍの領域が０．２ｐｐ
ｍ、深さ３００〜１３００μｍの領域ではＯＨ基量が検
出限界のほぼ０．１ｐｐｍ、内表面から１６５０μｍの
距離にある外表面から深さ１００μｍまでの領域が９．
８ｐｐｍであった。

【００７９】次に、上記実施形態におけるのと同様に製
作した未封止バルブ（本発明）と、上記実施形態と同一
の形状および寸法を有し、かつ、包囲部の内表面の最大
内径部におけるＯＨ基量が５ｐｐｍに製作した未封止バ
ルブ（比較例）とについて、それぞれ放電媒体を封入し
てから封止し、高温炉に入れて１２００℃で５０４時間
の加熱試験を行った結果を表１に示す。なお、評価基準
は、以下のとおり。

【００８０】○：反応なし、×：わずかに反応あり、×
×：重度の反応あり

【００８１】

【表１】 試料 １９６時間 ５０４時間 本発明 ○ × 比較例 × ×× さらに、本発明により得た未封止バルブを用いて製作し
た前記実施例と同一仕様のメタルハライドランプ（本発
明）と、上記比較例の未封止バルブを用いて製作した実
施例と同一仕様のメタルハライドランプ（比較例）とに
ついて点灯５４８時間後の光束維持率の測定結果を表２
に示す。なお、点灯開始時の光束値を１００％とした。

【００８２】

【表２】 試料 光束維持率（％） 本発明 ９１ 比較例 ８３ 表２から明らかなように、本発明によれば、気密容器の
包囲部の白濁が顕著に抑制されるために、光束維持率が
良好になって点灯時間の経過に伴う光束減退が長期間に
わたって少なくなる。

【００８３】本発明のランプ用石英ガラスバルブの製造
方法の第２の実施形態について説明する。本実施形態
は、加熱離脱処理により内面のＯＨ基量を低減させる製
造方法である。すなわち、素管時に内部を１．３３Ｐａ
の真空にして外面をバーナーで加熱処理する。次に、包
囲部を形成する熱加工時に、素管の内部に−６０℃の露
点にして水分を１０ｐｐｍ以下にした０．１ｋｇ／ｃｍ
^２の圧力のＮ_２ガスを通流させながら外面を酸素−水素
バーナーにより加熱して包囲部を形成して、未封止バル
ブすなわちランプ用石英ガラスバルブを製作した。本実
施形態(本発明)および上記の加熱離脱処理を行なわない
比較例についてＯＨ基量（ｐｐｍ）の測定結果を表３に
示す。

【００８４】

【表３】 測 定 位 置 試料 内表面 ５０μｍ １００μｍ ７５０μｍ 外表面 本発明(ppm) ０．８ ０．６ ０．１ ０．１ ９．８ 比較例(ppm) ５・０ ０．８ ０．５ ０．１ ９．８ 次に、上記実施形態におけるのと同様に製作した未封止
バルブ（本発明）と、上記比較例と、を高温炉に入れて
１２００℃で５０４時間の加熱試験を行った後に、白濁
の有無について調査した結果を表４に示す。なお、評価
基準は、以下のとおり。

【００８５】○：反応なし、×：わずかに反応あり、×
×：重度の反応あり

【００８６】

【表４】 試料 １９６時間 ５０４時間 本発明 ○ × 比較例 × ×× さらに、本発明により得た未封止バルブを用いて製作し
た前記実施例と同一仕様のメタルハライドランプ（本発
明）と、上記比較例の未封止バルブを用いて製作した実
施例と同一仕様のメタルハライドランプ（比較例）とに
ついて点灯５４８時間後の光束維持率の測定結果を表２
に示す。なお、点灯開始時の光束値を１００％とした。

【００８７】

【表５】 試料 光束維持率（％） 本発明 ９１ 比較例 ８３ 図８は、本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態とし
てのメタルハライドランプを示す正面図である。本実施
形態は、図１に示すのと同様なメタルハライドランプを
さらに自動車用ヘッドライトに装着するように構成した
ものである。図において、７は外管、８は口金、ｏｌは
外部リード線、ｃｃは接続導体、９は絶縁チューブ、１
０は発光管である。

【００８８】外管７は、紫外線カット性能を備えてお
り、内部に図１に示す構造の発光管１０を収納してい
て、両端が封止部１ｂにガラス溶着されているが、先端
側の端部は空気の流通を許容するように構成されてい
る。また、外管７は、その外面の所要の部位に遮光膜７
ａが形成されている。遮光膜７ａは、顔料とフリットガ
ラスとが混合されて外管７に溶着することにより形成さ
れていて、所望の配光特性を得るのに有効に作用する。
さらに、封止部１ｂ１および外管７の基端側の部分が口
金８内に嵌入した状態で後述する締付け金具８ｄにより
口金８に支持されている。

【００８９】口金８は、絶縁性の口金基体８ａに組み付
けられた一対の受電端子８ｂ、８ｃおよび締付け金具８
ｄを備えている。受電端子８ｂは、リング状をなしてい
て、口金基体８ａの小径部８ａ１に面一になるよう装着
されている。受電端子８ｃは、口金基体８ａの基端から
背方へ突出している。

【００９０】外部リード線ｏｌは、口金基体８ａから外
管７とほぼ並行に延在していて、基端が受電端子８ｂに
接続するとともに、先端が後述する接続導体ｃｃに溶接
している。

【００９１】接続導体ｃｃは、外部リード線ｏｌの先端
と発光管１０の先端側の外部導入体４との間に介在し
て、両者間を接続している。

【００９２】絶縁チューブ７は、外部リード線ｏｌを被
覆している。

【００９３】図９は、本発明の自動車用ヘッドライトの
一実施形態を示す背面方向から見た斜視図である。図に
おいて、１１は自動車用前照灯装置本体、１２は高圧放
電ランプとしてのメタルハライドランプ、１３は点灯装
置である。

【００９４】自動車用前照灯装置本体１１は、前面透過
パネル１１ａ、リフレクタ１１ｂ、１１ｃ、ランプソケ
ット１１ｄおよび取付部１１ｅなどから構成されてい
る。前面レンズ１１ａは、自動車の外面と合わせた形状
をなし、所要の光学的手段たとえばプリズムを備えてい
る。リフレクタ１１ｂ、１１ｃは、各メタルハライドラ
ンプ１２ごとに配設されていて、それぞれに要求される
配光特性を得るように構成されている。ランプソケット
１１ｄは、点灯装置１３の出力端に接続し、メタルハラ
イドランプ１２の口金１２ｄに装着される。取付部１１
ｅは、自動車用前照灯装置本体１１を自動車の所定の位
置に取り付けるための手段である。

【００９５】メタルハライドランプ１２は、図８に示す
構造を備えている。ランプソケット１１ｄは、口金に装
着されて接続する。そうして、２灯のメタルハライドラ
ンプ１２が自動車用前照灯装置本体１１に装着されて、
４灯式の自動車用前照灯装置が構成される。各メタルハ
ライドランプ１２の発光部は、自動車用前照灯装置本体
１１のリフレクタ１１ｂ、１１ｃの焦点にほぼ位置す
る。

【００９６】点灯装置１３Ａ、１３Ｂは、それぞれ図８
に示す回路構成を備えていて、金属製容器１３ａ内に収
納されているとともに、メタルハライドランプ１２を付
勢して点灯させる。

【００９７】

【発明の効果】請求項１および２の各発明によれば、最
大内径の部位において内表面から深さ１００μｍまでの
表層部のＯＨ基量が１ｐｐｍ以下に低減した包囲部を備
えた石英ガラス製気密容器の包囲部の内部に一対の電極
を封装するとともに、気密容器内に放電媒体を封入して
いることにより、ＯＨ基に起因する白濁が十分に抑制さ
れて、光束維持率が良好で、特に自動車前照灯用のメタ
ルハライドランプなどの小形で高管壁負荷の高圧放電ラ
ンプに好適な高圧放電ランプを提供することができる。

【００９８】請求項２の発明によれば、加えて気密容器
がフッ酸溶液洗浄処理によってその包囲部の内面にフッ
酸洗浄痕が形成されていることにより、包囲部の最大内
径の部位において内表面から深さ１００μｍまでの表層
部のＯＨ基量が１ｐｐｍ以下に低減した高圧放電ランプ
を提供することができる。

【００９９】請求項３の発明によれば、素管およびまた
は未封止バルブの内部を１１００Ｐａ以下の真空状態に
して素管およびまたは未封止バルブの外面を加熱離脱処
理して包囲部の最大内径部の内表面から深さ１００μｍ
までの表層部のＯＨ基量が１ｐｐｍ以下の未封止バルブ
を得るランプ用石英ガラスバルブの製造方法を提供する
ことができる。

【０１００】請求項４の発明によれば、素管およびまた
は未封止バルブの内部に水分量が１０ｐｐｍ以下の不活
性ガスを通流させながら素管およびまたは未封止バルブ
の外面をバーナー加熱離脱処理して包囲部の最大内径部
の内表面から深さ１００μｍまでの表層部のＯＨ基量が
１ｐｐｍ以下の未封止バルブを得るランプ用石英ガラス
バルブの製造方法を提供することができる。

【０１０１】請求項５の発明によれば、加えて自動車用
前照灯装置本体と、自動車用前照灯装置本体内に配設さ
れた請求項１または２記載の高圧放電ランプと、高圧放
電ランプを点灯する点灯装置とを具備していることによ
り、請求項１および２の効果を有する自動車用前照灯装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水銀入りタイプと水銀フリータイプにおける点
灯初期の動作状態を説明するランプ電流の変化を示すグ
ラフ

【図２】同じく気密容器内の蒸気圧の変化を示すグラフ

【図３】同じく全光束の変化を示すグラフ

【図４】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態とし
てのメタルハライドランプを示す正面図

【図５】同じく気密容器の製作工程を説明する工程図

【図６】本発明のランプ用石英ガラスバルブの製造方法
の第１の実施形態により得られたランプ用石英ガラスバ
ルブの赤外線吸収特性を示すグラフ

【図７】同じくランプ用石英ガラスバルブの深さ方向に
おけるＯＨ基量の分布を示すグラフ

【図８】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態とし
てのメタルハライドランプを示す正面図

【図９】本発明の照明装置の一実施形態としての自動車
用ヘッドライトを示す背面方向から見た斜視図

【符号の説明】

１…気密容器、１ａ…包囲部、３…電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 9/24 Ｈ０１Ｊ 9/38 Ｂ 9/38 Ｆ２１Ｗ 101:10 // Ｆ２１Ｗ 101:10 Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｍ 3/02 Ｇ (72)発明者 加藤 啓幸 愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ハリソ ン東芝ライティング株式会社内 (72)発明者 出口 誠 愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ハリソ ン東芝ライティング株式会社内 (72)発明者 川島 弘道 愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ハリソ ン東芝ライティング株式会社内 Ｆターム(参考） 3K042 AA08 AC06 4G014 AH21 AH23 4G059 AA07 AB09 AB11 AC04 AC18 AC19 AC24 BB16 5C043 AA06 CC02 CC03 CD01 DD02 EB15 EC01 EC20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】最大内径の部位において内表面から深さ１
   ００μｍまでの表層部のＯＨ基量が１ｐｐｍ以下に低減
   した包囲部を備えている石英ガラス製の気密容器と；気
   密容器の包囲部の内部に離間対向して封装されている一
   対の電極と；気密容器内に封入されている放電媒体と；
   を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】気密容器は、その包囲部の内面にフッ酸洗
   浄痕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。
3. 【請求項３】素管およびまたは未封止バルブの内部を１
   １００Ｐａ以下の真空状態にして素管およびまたは未封
   止バルブの外面を加熱離脱処理して未封止バルブの封止
   部の最大内径部において内表面から深さ１００μｍまで
   の表層部のＯＨ基量を１ｐｐｍ以下にすることを特徴と
   するランプ用石英ガラスバルブの製造方法。
4. 【請求項４】素管およびまたは未封止バルブの内部に水
   分量が１０ｐｐｍ以下の不活性ガスを通流させながら素
   管およびまたは未封止バルブの外面を加熱離脱処理して
   未封止バルブの封止部の最大内径部において内表面から
   深さ１００μｍまでの表層部のＯＨ基量を１ｐｐｍ以下
   にすることを特徴とするランプ用石英ガラスバルブの製
   造方法。
5. 【請求項５】照明装置本体と；照明装置本体内に配設さ
   れた請求項１または２記載の高圧放電ランプと；高圧放
   電ランプを点灯する点灯装置と；を具備していることを
   特徴とする照明装置。