JP2003007249A - High-pressure discharge lamp, lamp unit, manufacturing method of high-pressure discharge lamp, and incandescent lamp - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high pressure discharge lamp that has long service life. SOLUTION: The high-pressure discharge lamp 100 comprises an arc tube 10 substantially of quartz glass filled at least with rare gas and halogen, and electrodes 12 substantially of tungsten disposed in the arc tube 10. The mole number of halogen is larger than the sum of the total mole number of metal elements (except a tungsten element and a mercury element), having a property of combining with halogen and present in the arc tube 10, and a mole number of tungsten present in the arc tube through vaporization from, the electrodes 12 during lamp operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電ランプ、
ランプユニットおよび高圧放電ランプの製造方法、なら
びに電球に関する。特に、一般照明、および反射鏡と組
み合わせて液晶プロジェクターや投射型液晶テレビに使
用される高圧放電ランプに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high pressure discharge lamp,
The present invention relates to a lamp unit, a method for manufacturing a high-pressure discharge lamp, and a light bulb. In particular, it relates to a high-pressure discharge lamp used in a liquid crystal projector or a projection type liquid crystal television in combination with general lighting and a reflecting mirror.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の高圧放電ランプの具体的な例とし
ては、特開平２-１８５６１号公報、特許２９８０８８
２号公報に開示されている高圧水銀蒸気放電ランプがあ
る。これらの公報に開示された高圧放電ランプの構成を
模式的に図１３に示す。以下、図１３を参照しながら、
従来の高圧放電ランプ１０００の説明をする。2. Description of the Related Art As a concrete example of a conventional high pressure discharge lamp, Japanese Patent Laid-Open No. 2-18561 and Japanese Patent No. 298088 are given.
There is a high pressure mercury vapor discharge lamp disclosed in Japanese Patent Publication No. The structure of the high-pressure discharge lamp disclosed in these publications is schematically shown in FIG. Hereinafter, referring to FIG.
A conventional high pressure discharge lamp 1000 will be described.

【０００３】ランプ１０００は、石英ガラスから構成さ
れた発光管（バルブ）１１０と、発光管１１０の両端に
連結された一対の封止部（シール部）１２０とを有して
いる。発光管１１０の内部（放電空間）には、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）１
１２が一定の間隔をおいて互いに対向して配置されてお
り、Ｗ電極１１２の一端は、封止部１２０内のモリブデ
ン箔（Ｍｏ箔）１２４と溶接されており、Ｗ電極１１２
とＭｏ箔１２４とは電気的に接続されている。Ｍｏ箔１
２４の一端には、モリブデンから構成された外部リード
（Ｍｏ棒）１３０が電気的に接続されている。The lamp 1000 has an arc tube (bulb) 110 made of quartz glass and a pair of sealing parts (seal parts) 120 connected to both ends of the arc tube 110. Inside the arc tube 110 (discharge space), a pair of tungsten electrodes (W electrodes) 1 made of tungsten is used.
12 are arranged so as to face each other at regular intervals, and one end of the W electrode 112 is welded to a molybdenum foil (Mo foil) 124 in the sealing portion 120.
And Mo foil 124 are electrically connected. Mo foil 1
An external lead (Mo rod) 130 made of molybdenum is electrically connected to one end of 24.

【０００４】上記特開平２-１８５６１号公報には、図
１３に示した構成と同様な構成において、希ガスと、２
００ｍｇ／ｃｃ以上の水銀１１８と、１０^-3〜１０^-1μ
ｍｏｌ／ｃｃの範囲のハロゲンとを発光管１１０内に封
入して、１００Ｗ／ｃｍ²以上の管壁負荷で動作させる
高圧放電ランプが開示されている。In the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2-18561, a rare gas and a rare gas are added in the same structure as that shown in FIG.
Mercury 118 above 100 mg / cc and 10 ^-3 to 10 ^-1 μ
A high-pressure discharge lamp is disclosed in which halogen in the range of mol / cc is enclosed in the arc tube 110 and operated with a wall load of 100 W / cm ² or more.

【０００５】特開平２-１８５６１号公報によると、１
００Ｗ／ｃｍ²以上に管壁負荷を高めると、最冷点温度
を高くすることができるため、２００ｍｇ／ｃｃ以上の
水銀を封入した場合、発光管１１０内の圧力が高くな
り、特に赤色領域の連続スペクトルが増加し、演色性が
改善されるということが記載されている。また、ハロゲ
ンの封入は発光管１１０の黒化を防止するためとの理由
は記載されているが、１０ ^-3〜１０^-1μｍｏｌ／ｃｃの
範囲のハロゲン封入を規定する明確な理由は特に記載さ
れていない。According to Japanese Patent Laid-Open No. 2-18561, 1
00W / cm²If the pipe wall load is increased above, the coldest spot temperature
Can be higher than 200 mg / cc
When mercury is enclosed, the pressure inside the arc tube 110 becomes high.
In particular, the continuous spectrum in the red region increases and the color rendering
It is described that it is improved. Also, the halogen
The reason why encapsulation is to prevent blackening of the arc tube 110
Is listed, but 10 ^-3-10^-1μmol / cc
The specific reason for defining the range of halogen inclusions is not specifically stated.
It is not.

【０００６】一方、特許２９８０８８２号公報には、図
１３に示した構成と同様な構成において、希ガスと、１
６０ｍｇ／ｃｃ以上の水銀１１８と、２×１０^-1〜７μ
ｍｏｌ／ｃｃの範囲のハロゲンとを発光管１１０内に封
入して、８０Ｗ／ｃｍ²以上の管壁負荷で動作させる高
圧放電ランプが開示されている。On the other hand, Japanese Patent No. 2980882 discloses that a rare gas and a rare gas are used in the same structure as that shown in FIG.
60 mg / cc or more of mercury 118 and 2 × 10 ^{−1 to} 7 μ
There is disclosed a high pressure discharge lamp in which halogen in the range of mol / cc is enclosed in the arc tube 110 and operated at a tube wall load of 80 W / cm ² or more.

【０００７】特許２９８０８８２号公報によると、８０
Ｗ／ｃｍ²以上の管壁負荷で動作させた場合、発光管１
１０の温度が高くなることによって石英ガラスの吸収波
長帯域が長波長側にずれるために、波長１８５ｎｍの水
銀−希ガスエキシマ光（１６０ｍｇ／ｃｃ以上の水銀１
１８を封入した場合に高圧な水銀蒸気と希ガスとの混合
ガス中の放電において放射される光）が吸収されやすい
状態となり、その結果、石英ガラスの白濁失透が急激に
成長するとの推測が記載されている。さらに、短波長紫
外線を吸収した石英ガラスからＳｉまたはＳｉＯが放出
され、それらが電極１１２先端に付着してタングステン
の融点を下げて、それによって電極１１２の変形やタン
グステンの管壁黒化を生じさせるとの記載もある。According to Japanese Patent No. 2980882, 80
When operated with a wall load of W / cm ² or more, arc tube 1
Since the absorption wavelength band of quartz glass shifts to the long wavelength side as the temperature of 10 increases, mercury-rare gas excimer light of wavelength 185 nm (mercury of 160 mg / cc or more of mercury 1
It is speculated that when 18 is filled, the light emitted during discharge in a mixed gas of high-pressure mercury vapor and a noble gas) is easily absorbed, and as a result, the cloudiness devitrification of quartz glass grows rapidly. Have been described. Further, Si or SiO is released from the quartz glass that has absorbed short-wavelength ultraviolet rays, and these adhere to the tip of the electrode 112 to lower the melting point of tungsten, thereby causing deformation of the electrode 112 and blackening of the tungsten tube wall. There is also a description.

【０００８】特許２９８０８８２号公報では、この課題
に対して、２×１０^-1μｍｏｌ／ｃｃ以上の範囲のハロ
ゲンを封入してエキシマ光をハロゲンで吸収することに
よって、石英ガラスの白濁失透を防止することが記載さ
れている。そして、ハロゲンの封入量を７μｍｏｌ／ｃ
ｃ以下にする理由は、電極１１２の変形を防止するため
ということが記載されている。さらに、白濁失透の成長
を抑制するために、石英ガラスの内表面（深さ０．２ｍ
ｍの範囲）の平均ＯＨ基濃度を２０ｐｐｍ以下に規定す
ることが開示されている。In Japanese Patent No. 2980882, in order to solve this problem, by enclosing a halogen in the range of 2 × 10 ⁻¹ μmol / cc or more and absorbing the excimer light with the halogen, the opaque devitrification of the quartz glass is prevented. It is described to do. And, the amount of halogen enclosed is 7 μmol / c
It is described that the reason for setting it to be c or less is to prevent deformation of the electrode 112. Furthermore, in order to suppress the growth of cloudiness devitrification, the inner surface of the quartz glass (depth 0.2 m
It is disclosed that the average OH group concentration in the range (m) is set to 20 ppm or less.

【０００９】また、当該公報において、炭素は点灯中に
発光管１１０内面に付着して紫外線を吸収し、結果とし
て石英ガラスの白濁失透を促進するので、ハロゲンを発
光管１１０内に封入する形態としては、炭素を含む化合
物（ＣＨ₂Ｂｒ₂など）ではない例えば臭化水素（ＨＢ
ｒ）などの形態で行うとの記載がある。さらに、石英ガ
ラス中のアルミニウムとアルカリ金属（ナトリウム、カ
リウム、リチウム）との比が高くなるほど、ガラスの粘
度が高くなるため、白濁失透（ＳｉＯ₂の結晶成長）の
速度が低くなることが紹介されている。そして、このよ
うな仕様により、液晶プロジェクタとして必要とされる
２０００時間程度の寿命を有する高圧放電ランプが実現
できるということが説明されている。Further, in the publication, carbon adheres to the inner surface of the arc tube 110 during lighting and absorbs ultraviolet rays, and as a result promotes opaque devitrification of the quartz glass, so that halogen is enclosed in the arc tube 110. Are not compounds containing carbon (CH ₂ Br _2, etc.), such as hydrogen bromide (HB
There is a description that it is performed in a form such as r). Furthermore, the higher the ratio of aluminum to alkali metals (sodium, potassium, lithium) in the quartz glass, the higher the viscosity of the glass, and thus the lower the rate of cloudiness devitrification (SiO ₂ crystal growth). Has been done. Then, it is explained that such a specification can realize a high-pressure discharge lamp having a life of about 2000 hours, which is required for a liquid crystal projector.

【００１０】従来の高圧放電ランプ１０００では、上記
公報で示されたように、発光管１１０の黒化または白濁
失透をハロゲンによって防止している。In the conventional high-pressure discharge lamp 1000, as shown in the above publication, the arc tube 110 is prevented from blackening or devitrification by halogen.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本願発明者は、上記公
報に開示された技術および仕様に基づいて、種々、多数
のハロゲンを含んだ高圧放電ランプを試作し、試作した
ランプを反射鏡に組み込んで寿命試験を行い、液晶プロ
ジェクタなどのスクリーン照度の変化を調べたところ、
数十時間から数百時間程度の点灯時間で、スクリーンの
照度が著しく減少するという課題があることを見出し
た。特に、特開平２-１８５６１号公報で実施の形態に
開示されていない５０Ｗ以上の高出力なランプについ
て、照度低下が激しくなるという結果を得た。また、こ
れらの従来のランプは、点灯時間が長くなるにつれて、
放電開始時電圧が高くなり、点灯しにくくなるという課
題を有していることもわかった。The inventor of the present application prototypes various high-pressure discharge lamps containing a large number of halogens based on the technology and specifications disclosed in the above publication, and incorporates the prototyped lamps into a reflecting mirror. After performing a life test with, and checking the change in screen illuminance of LCD projectors,
It was found that there is a problem that the illuminance of the screen is significantly reduced in the lighting time of several tens to several hundreds of hours. In particular, with respect to a high-power lamp of 50 W or more, which is not disclosed in the embodiment of Japanese Patent Laid-Open No. 2-18561, the result is that the reduction in illuminance becomes severe. Also, these traditional lamps have
It was also found that there is a problem that the voltage at the start of discharge becomes high and it becomes difficult to light.

【００１２】本願発明者は、これらのランプを詳細に観
察した結果、次のような知見を得た。すなわち、まず初
めに点灯直後からの早い時間において発光管１１０の内
面に電極１１２のタングステンが付着して発光管１１０
が黒くなり（黒化）、次に、その黒化が急速に進行し、
その黒化が原因となって、発光管１１０の透過率が著し
く低下して、発光管１１０内から出る光量が低下するこ
とがわかった。この観察結果は、上記公報に開示された
技術および仕様だけでは、発光管１１０にハロゲンを封
入しても、発光管１１０の黒化や白濁失透を完全に防止
しきれないことを意味している。従って、上記公報に開
示された従来のランプ１０００では、ランプを点灯した
後、早い時間に光出力が低下してしまうという結果をも
たらす。As a result of observing these lamps in detail, the inventor of the present application has obtained the following findings. That is, first, the tungsten of the electrode 112 adheres to the inner surface of the arc tube 110 in a short time period immediately after lighting, so that the arc tube 110 is not affected.
Turns black (blackening), then the blackening progresses rapidly,
It was found that due to the blackening, the transmittance of the arc tube 110 was significantly reduced, and the amount of light emitted from the arc tube 110 was reduced. This observation result means that only the technology and specifications disclosed in the above publications cannot completely prevent blackening and cloudiness devitrification of the arc tube 110 even if halogen is enclosed in the arc tube 110. There is. Therefore, in the conventional lamp 1000 disclosed in the above publication, the light output is reduced in a short time after the lamp is turned on.

【００１３】パソコンの画面などを拡大投射する液晶プ
ロジェクタ（いわゆる、データプロジェクタ）におい
て、この種の従来のランプ１０００を使用する場合、ラ
ンプの短寿命はそれ程大きな問題とはならなかったと考
えられる。その理由を述べると、このような用途では、
会社や学校などの会議の場において不特定多数の人々に
比較的短時間使用されることがほとんどであり、そのた
め、ランプを交換する作業が頻繁に行われることは実質
的になく、使用者に負担がかからなかったからである。When a conventional lamp 1000 of this type is used in a liquid crystal projector (so-called data projector) for enlarging and projecting the screen of a personal computer, it is considered that the short life of the lamp has not been such a big problem. The reason is that in such applications,
It is mostly used by a large number of unspecified people for a relatively short period of time at meetings such as companies and schools.Therefore, it is practically not necessary to replace the lamp frequently, and It was not burdened.

【００１４】しかしながら、従来のランプ１０００を一
般家庭用のテレビ（プロジェクションテレビ）に使用す
る場合には、従来のランプ１０００の短寿命は大きな問
題となる。すなわち、デジタル放送に代表されるよう
に、一般家庭に数十チャンネルのテレビ番組が放送され
るようになった現在、家庭でも大画面のテレビでそれら
の放送をマルチ画面で楽しんだり、さらには画像ととも
に多くの文字情報などを表示したいという要望が増えて
きている。この要望に対して、大画面映像を簡単に得ら
れるデータプロジェクタを一般家庭用のテレビ（プロジ
ェクションテレビ）に応用するための開発が本格的に開
始されているが、このような用途の場合、テレビは一日
に何時間も使用されるため、データプロジェクタにて使
用される場合よりもランプの点灯時間は必然的に長くな
る。さらに、ランプの交換は不要か、あるいは可能な限
り少ないことが要望される。この要望に応えるために
は、少なくとも５０００時間から１００００時間以上の
ランプの寿命が必要となる。しかし、従来のランプ１０
００を用いては、投写型液晶テレビなどに必要と考えら
れる５０００時間から１００００時間以上のランプ寿命
を達成することはできない。However, when the conventional lamp 1000 is used in a television for general household use (projection television), the short life of the conventional lamp 1000 becomes a serious problem. That is, as represented by digital broadcasting, dozens of channels of television programs have been broadcast to general households nowadays, and even at home, those broadcastings can be enjoyed on a multi-screen and even on a large screen. At the same time, there is an increasing demand for displaying a lot of text information. In response to this demand, full-scale development has begun to apply a data projector that can easily obtain a large-screen image to a television (projection television) for general household use. Is used for many hours a day, the lamp lighting time will inevitably be longer than that used in a data projector. Further, it is desired that lamp replacement is unnecessary or as few as possible. In order to meet this demand, a lamp life of at least 5000 hours to 10,000 hours or more is required. However, the conventional lamp 10
It is impossible to achieve a lamp life of 5000 hours to 10000 hours or more, which is considered necessary for a projection type liquid crystal television or the like, by using 00.

【００１５】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、長寿命の高圧放電ランプを提
供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and a main object thereof is to provide a high-pressure discharge lamp having a long life.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明による第１の高圧
放電ランプは、管内に少なくとも希ガスとハロゲンとが
封入され、実質的に石英ガラスからなる発光管と、前記
発光管内に配置され、実質的にタングステンからなる電
極とを備えた高圧放電ランプであって、前記ハロゲンの
モル数は、前記ハロゲンと結合する性質を有する金属元
素であって前記発光管内に存在する金属元素（ただし、
タングステン元素および水銀元素を除く）の合計モル数
と、ランプ動作中において前記電極から蒸発して前記発
光管内に存在する前記タングステンのモル数との和より
も多い。In a first high pressure discharge lamp according to the present invention, at least a rare gas and a halogen are enclosed in a tube, and the arc tube is substantially made of quartz glass, and the arc tube is arranged in the arc tube. A high-pressure discharge lamp comprising an electrode consisting essentially of tungsten, wherein the number of moles of the halogen is a metal element having a property of combining with the halogen and present in the arc tube (however,
It is larger than the sum of the total number of moles of elemental tungsten (excluding elemental mercury) and the number of moles of tungsten present in the arc tube that is evaporated from the electrodes during lamp operation.

【００１７】前記金属元素（ただし、タングステン元素
および水銀元素を除く）の各種類をＭｉとしたときの前
記金属元素Ｍｉのモル数をｍｉとし、前記金属元素Ｍｉ
の化学量論係数をｎｉとした場合において、前記金属元
素Ｍｉの前記モル数ｍｉに前記化学量論係数ｎｉを乗じ
た数を前記金属元素Ｍｉの各種類について足し合わした
合計数（Σ（ｍｉ×ｎｉ））と、前記タングステンの前
記モル数との和よりも、前記ハロゲンの前記モル数が多
いことが好ましい。When each kind of the metal element (excluding tungsten element and mercury element) is Mi, the number of moles of the metal element Mi is mi, and the metal element Mi is
Where the stoichiometric coefficient of the metal element Mi is ni, the total number of the metal elements Mi is multiplied by the stoichiometric coefficient ni for each kind of the metal element Mi (Σ (mi It is preferable that the number of moles of the halogen is larger than the sum of xni)) and the number of moles of the tungsten.

【００１８】本発明による第２の高圧放電ランプは、管
内に少なくとも希ガスとハロゲンとが封入され、実質的
に石英ガラスからなる発光管と、前記発光管内に配置さ
れ、実質的にタングステンからなる電極とを備えた高圧
放電ランプであって、前記発光管内に封入されたハロゲ
ンをＸとしたときの前記ハロゲンＸのモル数をＮとし、
前記ハロゲンＸと結合する性質を有する金属元素であっ
て前記発光管内に存在する金属元素の各種類をＭｉとし
たとき、前記金属元素Ｍｉのモル数をｍｉとし、前記金
属元素Ｍｉの化学量論係数をｎｉとし、そして、タング
ステンをＷとした場合において、次式（Ｉ）の化学反応
における平衡定数をＫｉとし（Ｍｉ＋ｎｉＸ → Ｍｉ
Ｘ_ni 式（Ｉ））、次式（II）の化学反応における平
衡定数をＫｗとしたときに（Ｗ＋Ｘ → ＷＸ 式（I
I））、平衡定数Ｋｗ以上の平衡定数Ｋｉを有する金属
元素Ｍｉのモル数の合計と、ランプ動作中において前記
電極から蒸発して前記発光管内に存在する前記タングス
テンＷのモル数との和よりも、前記発光管内に封入され
たハロゲンＸのモル数Ｎの方が多いことを特徴とする。The second high-pressure discharge lamp according to the present invention has a tube filled with at least a rare gas and a halogen, and an arc tube substantially made of quartz glass, and arranged in the arc tube, and substantially made of tungsten. A high pressure discharge lamp comprising an electrode, wherein N is the number of moles of the halogen X when X is the halogen enclosed in the arc tube,
Assuming that each kind of metal element existing in the arc tube is a metal element having a property of bonding to the halogen X, the number of moles of the metal element Mi is mi, and the stoichiometry of the metal element Mi is When the coefficient is ni and tungsten is W, the equilibrium constant in the chemical reaction of the following formula (I) is Ki (Mi + niX → Mi)
When the equilibrium constant in the chemical reaction of X _ni formula (I) and the following formula (II) is Kw, (W + X → WX formula (I
I)), from the sum of the number of moles of the metal element Mi having an equilibrium constant Ki equal to or greater than the equilibrium constant Kw and the number of moles of the tungsten W evaporated from the electrode and existing in the arc tube during lamp operation. Also, the number of moles N of halogen X sealed in the arc tube is larger.

【００１９】前記平衡定数Ｋｗ以上の前記平衡定数Ｋｉ
を有する前記金属元素Ｍｉのモル数ｍｉに前記化学量論
係数ｎｉを乗じた数を前記金属元素Ｍｉの各種類につい
て足し合わせた合計数（Σ（ｍｉ×ｎｉ））と、前記タ
ングステンの前記モル数との和よりも、前記ハロゲンＸ
の前記モル数Ｎが多いことが好ましい。The equilibrium constant Ki equal to or greater than the equilibrium constant Kw.
A total number (Σ (mi × ni)) obtained by multiplying the number of moles mi of the metal element Mi having the stoichiometric coefficient ni for each type of the metal element Mi, and the number of moles of the tungsten. The halogen X rather than the sum of numbers
It is preferable that the number of moles N of N is large.

【００２０】ある実施形態において、前記金属元素は、
ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌ
ｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セシウム（Ｃｓ）、ルビジ
ウム（Ｒｂ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびニ
ッケル（Ｎｉ）からなる群から選択された少なくとも１
種である。In one embodiment, the metal element is
Sodium (Na), potassium (K), lithium (L
i), at least one selected from the group consisting of calcium (Ca), cesium (Cs), rubidium (Rb), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel (Ni).
It is a seed.

【００２１】前記発光管内に含まれている水素（Ｈ）の
含有量が０．１５体積％以下であることが好ましい。The content of hydrogen (H) contained in the arc tube is preferably 0.15% by volume or less.

【００２２】前記発光管の外面における引っ張り応力が
１００ｐｓｉ以下であり、前記発光管の内面における圧
縮応力が１００ｐｓｉ以下であることが好ましい。It is preferable that the tensile stress on the outer surface of the arc tube is 100 psi or less and the compressive stress on the inner surface of the arc tube is 100 psi or less.

【００２３】本発明による第３の高圧放電ランプは、管
内に少なくとも希ガスとハロゲンとが封入され、実質的
に石英ガラスからなる発光管と、前記発光管内に配置さ
れ、実質的にタングステンからなる電極とを備えた高圧
放電ランプであって、前記発光管内に封入されるハロゲ
ンのモル数は、前記発光管内に存在するナトリウム（Ｎ
ａ）、カリウム（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の合計
モル数と、ランプ動作中において前記電極から蒸発して
前記発光管内に存在する前記タングステンのモル数との
和よりも多いことを特徴とする。In a third high pressure discharge lamp according to the present invention, at least a rare gas and a halogen are enclosed in the tube, the arc tube is substantially made of quartz glass, and the arc tube is disposed in the arc tube and is substantially made of tungsten. A high pressure discharge lamp having an electrode, wherein the number of moles of halogen enclosed in the arc tube is sodium (N) present in the arc tube.
a), potassium (K), and lithium (Li), which is more than the sum of the total number of moles of the tungsten present in the arc tube after being evaporated from the electrode during lamp operation. To do.

【００２４】前記ハロゲンのモル数は、前記発光管内に
存在するナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウ
ム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、およびルビジウム（Ｒ
ｂ）の合計モル数と、前記タングステンのモル数との和
よりも多いことが好ましい。The number of moles of the halogen is such that sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), cesium (Cs), and rubidium (R) existing in the arc tube.
It is preferably larger than the sum of the total number of moles of b) and the number of moles of the tungsten.

【００２５】本発明による第４の高圧放電ランプは、管
内に少なくとも希ガスとハロゲンとが封入され、実質的
に石英ガラスからなる発光管と、前記発光管内に配置さ
れ、実質的にタングステンからなる電極とを備えた高圧
放電ランプであって、前記発光管内に封入されるハロゲ
ンのモル数は、前記発光管内に存在する金属元素であっ
て１価のハロゲン化物を生成する金属元素の合計モル数
と、ランプ動作中において前記電極から蒸発して前記発
光管内に存在する前記タングステンのモル数との和より
も多いことを特徴とする。In the fourth high pressure discharge lamp according to the present invention, at least a rare gas and a halogen are enclosed in the tube, the arc tube is substantially made of quartz glass, and the arc tube is disposed in the arc tube and is substantially made of tungsten. In a high pressure discharge lamp including an electrode, the number of moles of halogen enclosed in the arc tube is the total number of moles of metal elements existing in the arc tube and forming a monovalent halide. And the number of moles of the tungsten evaporated in the arc tube during the lamp operation and present in the arc tube is larger than the sum.

【００２６】本発明による第５の高圧放電ランプは、管
内に少なくとも希ガスとハロゲンとが封入され、実質的
に石英ガラスからなる発光管と、前記発光管内に配置さ
れ、実質的にタングステンからなる電極とを備えた高圧
放電ランプであって、前記電極に含まれるナトリウム
（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の
含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であることを特徴とす
る。In a fifth high pressure discharge lamp according to the present invention, at least a rare gas and a halogen are enclosed in the tube, the arc tube is substantially made of quartz glass, and the arc tube is disposed in the arc tube and is substantially made of tungsten. A high pressure discharge lamp provided with an electrode, wherein the contents of sodium (Na), potassium (K) and lithium (Li) contained in the electrode are each 1 ppm or less.

【００２７】前記発光管における前記石英ガラスに含ま
れるナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、およびリチ
ウム（Ｌｉ）の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であるこ
とが好ましい。The content of sodium (Na), potassium (K) and lithium (Li) contained in the quartz glass in the arc tube is preferably 1 ppm or less.

【００２８】前記発光管内に封入されるハロゲンのモル
数は、前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カリウ
ム（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の合計モル数よりも
多いことが好ましい。The number of moles of halogen sealed in the arc tube is preferably larger than the total number of moles of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) contained in the electrode.

【００２９】前記発光管内に封入されるハロゲンのモル
数は、前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カリウ
ム（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の前記合計モル数の
５倍以上であることが好ましい。The number of moles of halogen sealed in the arc tube is preferably at least 5 times the total number of moles of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) contained in the electrode. .

【００３０】前記電極に含まれるクロム（Ｃｒ）、鉄
（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の含有量が３ｐｐｍ
以下であることが好ましい。The content of chromium (Cr), iron (Fe) and nickel (Ni) contained in the electrode is 3 ppm.
The following is preferable.

【００３１】前記発光管内に封入されるハロゲンのモル
数は、前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カリウ
ム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆ
ｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の合計モル数よりも多い
ことが好ましい。The number of moles of halogen enclosed in the arc tube is such that sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), chromium (Cr), iron (F) contained in the electrode.
It is preferable that the total number of moles of e) and nickel (Ni) is larger.

【００３２】前記発光管内に封入されるハロゲンのモル
数は、前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カリウ
ム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆ
ｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の前記合計モル数の５倍
以上であることが好ましい。The number of moles of halogen enclosed in the arc tube is such that sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), chromium (Cr), iron (F) contained in the electrode.
It is preferably 5 times or more of the total number of moles of e) and nickel (Ni).

【００３３】本発明による第６の高圧放電ランプは、管
内に少なくとも希ガスとハロゲンとが封入され、実質的
に石英ガラスからなる発光管と、前記発光管内に配置さ
れ、実質的にタングステンからなる電極とを備えた高圧
放電ランプであって、前記発光管における前記石英ガラ
スに含まれるナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、お
よびリチウム（Ｌｉ）の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下
であることを特徴とする。In a sixth high pressure discharge lamp according to the present invention, at least a rare gas and a halogen are enclosed in the tube, the arc tube is substantially made of quartz glass, and the arc tube is disposed in the arc tube and is substantially made of tungsten. A high-pressure discharge lamp including electrodes, wherein the content of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) contained in the quartz glass in the arc tube is 1 ppm or less, respectively. To do.

【００３４】前記発光管内に含まれている水素（Ｈ）の
含有量が０．１５体積％以下であることが好ましい。The content of hydrogen (H) contained in the arc tube is preferably 0.15% by volume or less.

【００３５】前記発光管の外面における引っ張り応力が
１００ｐｓｉ以下であり、前記発光管の内面における圧
縮応力が１００ｐｓｉ以下であることが好ましい。It is preferable that the tensile stress on the outer surface of the arc tube is 100 psi or less and the compressive stress on the inner surface of the arc tube is 100 psi or less.

【００３６】前記発光管における前記石英ガラスに含ま
れるＯＨ基の含有量が５ｐｐｍ以下であることが好まし
い。The content of OH groups contained in the quartz glass in the arc tube is preferably 5 ppm or less.

【００３７】前記発光管における前記石英ガラスに含ま
れるアルミニウム（Ａｌ）の含有量が１０ｐｐｍ以下で
あることが好ましい。It is preferable that the content of aluminum (Al) contained in the quartz glass in the arc tube is 10 ppm or less.

【００３８】前記発光管内に封入されるハロゲンの量
は、１００μｍｏｌ／ｃｍ³以下であることが好まし
い。The amount of halogen enclosed in the arc tube is preferably 100 μmol / cm ³ or less.

【００３９】ある実施形態では、前記発光管内に封入さ
れるハロゲンは、臭素（Ｂｒ）またはヨウ素（Ｉ）の少
なくとも１つである。In one embodiment, the halogen sealed in the arc tube is at least one of bromine (Br) and iodine (I).

【００４０】前記発光管の管壁負荷が８０Ｗ／ｃｍ²以
上であることが好ましい。The wall load of the arc tube is preferably 80 W / cm ² or more.

【００４１】ある実施形態では、前記発光管内にさらに
水銀（Ｈｇ）が封入されている。In one embodiment, mercury (Hg) is further enclosed in the arc tube.

【００４２】前記発光管内に封入される前記水銀（Ｈ
ｇ）の量は、１５０ｍｇ／ｃｍ³から３００ｍｇ／ｃｍ³
であり、ランプ動作中における水銀蒸気圧は、１５ＭＰ
ａから３０ＭＰａであることが好ましい。The mercury (H
The amount of g) is 150 mg / cm ³ to 300 mg / cm ^3.
And the mercury vapor pressure during lamp operation is 15MP
It is preferably from a to 30 MPa.

【００４３】本発明によるランプユニットは、上記放電
ランプと、前記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。A lamp unit according to the present invention comprises the above discharge lamp and a reflecting mirror that reflects the light emitted from the discharge lamp.

【００４４】本発明による高圧放電ランプの製造方法
は、管内に少なくとも希ガスとハロゲンとが封入され、
実質的に石英ガラスからなる発光管と、前記発光管内に
配置され、実質的にタングステンからなる電極とを備え
た高圧放電ランプの製造方法であって、高圧放電ランプ
の形状を完成させてランプ形状完成体を得た後、前記ラ
ンプ形状完成体の残留歪みを除去する工程を包含する。In the method for manufacturing a high pressure discharge lamp according to the present invention, at least a rare gas and a halogen are enclosed in a tube,
What is claimed is: 1. A method of manufacturing a high-pressure discharge lamp, comprising: an arc tube substantially made of quartz glass; and an electrode disposed in the arc tube and substantially made of tungsten. After obtaining the finished product, a step of removing residual strain of the lamp-shaped finished product is included.

【００４５】ある実施形態において、前記残留歪みを除
去する工程は、前記ランプ形状完成体を１０００℃から
１１００℃の高温条件下で１時間以上保持する工程を包
含する。In one embodiment, the step of removing the residual strain includes the step of holding the completed lamp shape under a high temperature condition of 1000 ° C. to 1100 ° C. for 1 hour or more.

【００４６】前記高温条件下で保持する工程は１００時
間以上行われることが好ましい。The step of holding under the high temperature condition is preferably performed for 100 hours or more.

【００４７】本発明による電球は、管内に少なくとも希
ガスとハロゲンとが封入されたバルブと、前記バルブ内
に配置された一対の内部導入線間を連結し、実質的にタ
ングステンからなるフィラメントとを備えた電球であっ
て、前記ハロゲンのモル数は、前記ハロゲンと結合する
性質を有する金属元素であって前記発光管内に存在する
金属元素（ただし、タングステン元素を除く）の合計モ
ル数と、ランプ動作中において前記フィラメントから蒸
発して前記発光管内に存在する前記タングステンのモル
数との和よりも多い。The light bulb according to the present invention comprises a bulb in which at least a rare gas and a halogen are enclosed in a tube, and a filament made of substantially tungsten, which connects a pair of internal lead wires arranged in the bulb. A lamp provided with a lamp, wherein the number of moles of the halogen is a total number of moles of metal elements (excluding tungsten element) which are metal elements having a property of binding to the halogen and present in the arc tube. More than the sum of the number of moles of the tungsten vaporized from the filament during operation and present in the arc tube.

【００４８】[0048]

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【００４９】まず、本発明の実施形態を説明する前に、
高圧放電ランプの発光管において黒化が生じるメカニズ
ムについて説明する。ハロゲンを封入した高圧放電ラン
プにおいて黒化が生じるメカニズムについては、これま
で必ずしも明らかではなかったのが現状であるが、本願
発明者は、種々の実験を行った上に、化学平衡論に基づ
く解析を進めた結果、次のようなメカニズムで黒化が進
行していることを推論した。First, before explaining the embodiment of the present invention,
The mechanism by which blackening occurs in the arc tube of the high-pressure discharge lamp will be described. It is the present situation that the mechanism of blackening in a high-pressure discharge lamp containing halogen is not always clear until now. However, the present inventor has conducted various experiments and analyzed the results based on chemical equilibrium theory. As a result, we inferred that blackening is progressing by the following mechanism.

【００５０】図１４は、ランプ点灯時の発光管を模式的
に拡大して示している。図１４（ａ）に示すように、ラ
ンプ動作時には、融点に近い高温状態となっている電極
１１２のほぼ先端部（当該先端部には数千度以上の高温
アークが接している）からタングステン（Ｗ）が蒸発し
ている。蒸発したタングステンは、図中の矢印で示すよ
うに高温の放電アーク周辺を通って、通常、数百℃から
千数百℃の温度状態となっている発光管１１０の内壁に
向かって移動する。この移動中において、蒸発したタン
グステン（Ｗ）がハロゲン（Ｘ）と結合してハロゲン化
タングステン（ＷＸ）となれば、点灯中数百℃以上とな
っている高温の発光管１１０内面にハロゲン化タングス
テンが付着することはない。その理由は、点灯中の温度
においてハロゲン化タングステンは非常に蒸発しやすい
ため、たとえハロゲン化タングステンが発光管１１０内
面に付着しても、発光管１１０内面から容易に離れるこ
とができるからである。FIG. 14 is a schematic enlarged view of the arc tube when the lamp is turned on. As shown in FIG. 14A, at the time of lamp operation, from the almost tip portion of the electrode 112 which is in a high temperature state close to the melting point (a high temperature arc of several thousand degrees or more is in contact with the tip portion) to tungsten ( W) is evaporating. The evaporated tungsten moves around the high-temperature discharge arc as shown by the arrow in the figure, and usually moves toward the inner wall of the arc tube 110 which is in the temperature state of several hundred degrees centigrade to one thousand and several hundred degrees centigrade. During this movement, if the evaporated tungsten (W) is combined with halogen (X) to become tungsten halide (WX), the tungsten halide is formed on the inner surface of the arc tube 110 at a high temperature of several hundred degrees Celsius or more during lighting. Will not adhere. The reason is that the tungsten halide is very likely to evaporate at the temperature during lighting, and even if the tungsten halide adheres to the inner surface of the arc tube 110, it can be easily separated from the inner surface of the arc tube 110.

【００５１】しかしながら、図１４（ｂ）に示すよう
に、発光管１１０内に蒸発したタングステン（Ｗ）以外
に金属元素（Ｍ）が存在すると、ハロゲン（Ｘ）は、タ
ングステン（Ｗ）と結合する前にその金属元素（Ｍ）と
結合して、そのハロゲン化合物（ＭＸ）を形成してしま
う。その理由は、水銀を除くほとんど全ての金属元素と
ハロゲンとの化学反応の平衡定数は、発光管１１０内の
温度領域（特に、アーク周辺部の二千〜三千℃から、発
光管１１０内面付近の数百℃までの温度領域）におい
て、タングステンとハロゲンとの化学反応の平衡定数よ
りも大きいからである。このことは、タングステン
（Ｗ）と金属元素（Ｍ）とハロゲン（Ｘ）とが混在して
いる場合、まず、金属元素（Ｍ）とハロゲン（Ｘ）とが
反応してしまうことを意味している。従って、発光管１
１０に封入されたハロゲンのうち、金属元素とハロゲン
との反応に必要でない残りのハロゲンだけが、タングス
テンと反応することになる。それゆえ、発光管１１０内
に存在する金属元素の数がハロゲンの数よりも多い場
合、蒸発したタングステンと結合する遊離ハロゲンが存
在しない状態となるため、タングステンは、そのままの
形態で発光管１１０内壁に到達して付着し、その結果、
その箇所が黒くなる。However, as shown in FIG. 14B, when the metal element (M) is present in the arc tube 110 in addition to the evaporated tungsten (W), the halogen (X) bonds with the tungsten (W). Before that, it combines with the metal element (M) to form the halogen compound (MX). The reason is that the equilibrium constants of the chemical reaction between almost all metal elements except mercury and the halogen are in the temperature range inside the arc tube 110 (particularly from 2,000 to 3,000 ° C. around the arc, near the inner surface of the arc tube 110). Is higher than the equilibrium constant of the chemical reaction between tungsten and halogen in the temperature range up to several hundreds of degrees Celsius). This means that when the tungsten (W), the metal element (M) and the halogen (X) are mixed, the metal element (M) and the halogen (X) first react with each other. There is. Therefore, the arc tube 1
Of the halogens enclosed in 10, only the remaining halogens that are not necessary for the reaction between the metal element and the halogens will react with the tungsten. Therefore, when the number of metal elements existing in the arc tube 110 is larger than the number of halogens, there is no free halogen that bonds with evaporated tungsten, and thus tungsten remains as it is in the inner wall of the arc tube 110. Reach and adhere, resulting in
That part turns black.

【００５２】以上のことから、何らかの原因で金属元素
（Ｍ）が発光管１１０内に混在している場合、上記公報
に記載された量のハロゲンを単に封入しても、発光管１
１０の黒化を完全に防止することはできない。そこで、
このような問題を解決するために、本発明では、金属元
素（Ｍ）の合計モル数と、ランプ動作中に蒸発するタン
グステン（Ｗ）のモル数との和よりも、発光管内に封入
するハロゲン（Ｘ）のモル数を多くしている。このよう
にすることによって、電極から蒸発したタングステン
（Ｗ）は、完全にハロゲン（Ｘ）と結合して、ハロゲン
化タングステン（ＷＸ）となるため、結果として、発光
管内面にタングステン（Ｗ）が付着することを防止する
ことができる。従って、本発明によると、高圧放電ラン
プの発光管の黒化を防止することができるため、従来技
術よりも寿命を長くした高圧放電ランプを提供すること
が可能となる。From the above, when the metal element (M) is mixed in the arc tube 110 for some reason, even if the amount of halogen described in the above publication is simply enclosed, the arc tube 1
Blackening of 10 cannot be completely prevented. Therefore,
In order to solve such a problem, in the present invention, the halogen enclosed in the arc tube is more than the sum of the total number of moles of the metal element (M) and the number of moles of tungsten (W) evaporated during the lamp operation. The number of moles of (X) is increased. By doing so, the tungsten (W) evaporated from the electrode is completely combined with the halogen (X) and becomes a tungsten halide (WX). As a result, tungsten (W) is formed on the inner surface of the arc tube. It is possible to prevent the adhesion. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent blackening of the arc tube of the high pressure discharge lamp, and thus it is possible to provide a high pressure discharge lamp having a longer life than that of the prior art.

【００５３】以下、図面を参照しながら、本発明の実施
形態を具体的に説明する。なお、以下の実施形態は例示
であって、限定的に解釈されない。 （実施形態１）図１から図７を参照しながら、本発明に
よる実施形態１を説明する。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. In addition, the following embodiments are exemplifications and are not limitedly interpreted. (Embodiment 1) Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

【００５４】まず、図１は、本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している。放電ラン
プ１００は、実質的に石英ガラスからなる発光管１０
と、発光管１０内に配置され、実質的にタングステンか
らなる電極１２とを有している。発光管１０内には、少
なくとも希ガスとハロゲンとが封入されており、発光管
１０内に封入されるハロゲンのモル数は、ハロゲンと結
合する性質を有する金属元素（ただし、タングステン元
素および水銀元素を除く）であって発光管１０内に存在
する金属元素の合計モル数と、ランプ動作中において電
極１２から蒸発して発光管１０内に存在するタングステ
ンのモル数との和よりも多いようにされている。First, FIG. 1 schematically shows the structure of a high-pressure discharge lamp 100 according to this embodiment. The discharge lamp 100 includes an arc tube 10 substantially made of quartz glass.
And an electrode 12 which is disposed inside the arc tube 10 and which is substantially made of tungsten. At least a rare gas and a halogen are enclosed in the arc tube 10, and the number of moles of the halogen enclosed in the arc tube 10 is a metal element (provided that it is a tungsten element and a mercury element) having a property of binding with the halogen. And the total number of moles of metallic elements present in the arc tube 10 and the number of moles of tungsten present in the arc tube 10 evaporated from the electrode 12 during lamp operation. Has been done.

【００５５】本実施形態では、ランプ１００の発光管１
０の両端に一対の封止部（シール部）２０が連結されて
おり、封止部２０によって発光管１０の内部（放電空
間）の気密が保持されている。発光管１０内の一対の電
極（Ｗ電極）１２は、一定の間隔をおいて互いに対向し
て配置されており、例えば、発光管１２の先端間距離
（電極間距離）が約１．５ｍｍになるように配置されて
いる。なお、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、電極１２の先端にコイルを巻
くように構成することも可能である。In this embodiment, the arc tube 1 of the lamp 100 is used.
A pair of sealing parts (sealing parts) 20 are connected to both ends of 0, and the sealing parts 20 keep the inside of the arc tube 10 (discharge space) airtight. The pair of electrodes (W electrodes) 12 in the arc tube 10 are arranged so as to face each other at regular intervals, and for example, the distance between the tips of the arc tube 12 (the distance between the electrodes) is about 1.5 mm. It is arranged to be. A coil may be wound around the tip of the electrode 12 for the purpose of reducing the temperature of the tip of the electrode during lamp operation.

【００５６】発光管１０の内容積（放電空間の容量）
は、約０．２ｃｃ（約０．２ｃｍ³）であり、発光管１
０の内部には、約３０ｍｇの水銀１８（単位発光管内容
積当たりの水銀量：約１５０ｍｇ／ｃｃ）と、室温にお
いて約２０ＫＰａのアルゴンガス（不図示）および約６
０ＰａのＣＨ₂Ｂｒ₂（不図示）とが封入されている。な
お、発光管１０の外径は約１３ｍｍであり、発光管１０
のガラス厚は約３ｍｍである。Internal volume of arc tube 10 (capacity of discharge space)
Is about 0.2 cc (about 0.2 cm ³ ) and the arc tube 1
In the inside of 0, about 30 mg of mercury 18 (amount of mercury per unit inner volume of the arc tube: about 150 mg / cc), and about 20 KPa of argon gas (not shown) and about 6 at room temperature.
CH ₂ Br ₂ (not shown) of 0 Pa is enclosed. The outer diameter of the arc tube 10 is about 13 mm.
Has a glass thickness of about 3 mm.

【００５７】発光管１０内に配置された電極１２の一端
は、封止部２０内の金属箔（例えば、モリブデン箔）２
４と溶接されており、電極１２と金属箔２４とは互いに
電気的に接続されている。金属箔２４の一端には、モリ
ブデンから構成された外部リード（Ｍｏ棒）３０が電気
的に接続されている。One end of the electrode 12 arranged in the arc tube 10 has a metal foil (for example, molybdenum foil) 2 in the sealing portion 20.
4 is welded, and the electrode 12 and the metal foil 24 are electrically connected to each other. An external lead (Mo rod) 30 made of molybdenum is electrically connected to one end of the metal foil 24.

【００５８】本実施形態の高圧放電ランプ１００では、
タングステン元素および水銀元素を除く金属元素の合計
モル数と、ランプ動作中において電極１２から蒸発する
タングステンのモル数との和よりも、ハロゲンのモル数
が多くなるように構成している。この構成によって、従
来技術よりも、発光管１０の黒化を防止することができ
る理由を以下に説明する。In the high pressure discharge lamp 100 of this embodiment,
The number of moles of halogen is larger than the sum of the total number of moles of metal elements excluding tungsten element and mercury element and the number of moles of tungsten evaporated from the electrode 12 during lamp operation. The reason why the blackening of the arc tube 10 can be prevented by this configuration as compared with the conventional technique will be described below.

【００５９】水銀元素（Ｈｇ）を除くほとんどすべての
金属元素とハロゲンとの化学反応の平衡定数は、タング
ステンとハロゲンとの化学反応の平衡定数よりも大きい
ため、タングステンとハロゲンとの化学反応よりも、金
属元素（Ｈｇを除く）とハロゲンとの化学反応の方が進
行しやすい。図２は、各種の金属元素とハロゲンとの化
学反応の平衡定数Ｋを温度の関数で示したグラフであ
る。図２では、タングステン（Ｗ）、リチウム（Ｌ
ｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、クロム
（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、および水銀
（Ｈｇ）が、ハロゲンである臭素（Ｂｒ）と反応する化
学反応の平衡定数Ｋと温度との関係を示している。 な
お、図２においては平衡定数Ｋを感覚的に理解しやすい
ように、平衡定数Ｋとは対数の関係にあるギブスの自由
エネルギー変化（ΔＧ＝−ＲＴｌｎ（Ｋ））を縦軸にと
し、温度Ｔ（ケルビン）を横軸として、平衡定数Ｋをプ
ロットしている。ここで、ΔＧ＝−ＲＴｌｎ（Ｋ）の式
中のＲは、気体定数を表している。なお、温度Ｔの範囲
は、発光管１０内の温度領域に対応させている。図２に
示した平衡定数は、米国のNational Technical Informa
tion Serviceから出版されている「Thermodynamic Prop
erties of Elements and Oxides」および「Thermodynam
ic Properties of Halides」に記載されている熱力学デ
ータを基にして算出した。Since the equilibrium constant of the chemical reaction between almost all metal elements except mercury (Hg) and halogen is larger than the equilibrium constant of the chemical reaction between tungsten and halogen, the equilibrium constant of the chemical reaction between tungsten and halogen is higher than that of tungsten. The chemical reaction between the metal element (excluding Hg) and the halogen is more likely to proceed. FIG. 2 is a graph showing the equilibrium constant K of the chemical reaction between various metal elements and halogen as a function of temperature. In FIG. 2, tungsten (W) and lithium (L
Equilibrium constant of a chemical reaction in which i), sodium (Na), potassium (K), chromium (Cr), iron (Fe), nickel (Ni), and mercury (Hg) react with bromine (Br) which is a halogen. The relationship between K and temperature is shown. Note that, in FIG. 2, for easy perceptual understanding of the equilibrium constant K, the vertical axis is the Gibbs free energy change (ΔG = −RTln (K)) that has a logarithmic relationship with the equilibrium constant K, and the temperature is The equilibrium constant K is plotted with T (Kelvin) as the horizontal axis. Here, R in the formula of ΔG = −RTln (K) represents a gas constant. The range of the temperature T corresponds to the temperature region inside the arc tube 10. The equilibrium constants shown in Figure 2 are the National Technical Informa of the United States.
tion Service published "Thermodynamic Prop
`` Erties of Elements and Oxides '' and `` Thermodynam
It was calculated based on the thermodynamic data described in “ic Properties of Halides”.

【００６０】図２から理解できるように、水銀（Ｈｇ）
を除いて、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カ
リウム（Ｋ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびニ
ッケル（Ｎｉ）のそれぞれと、臭素（Ｂｒ）とが反応す
る化学反応の自由エネルギー変化（ΔＧ）は、発光管１
０内のアーク周辺部の２千〜３千℃から発光管内面付近
の数百℃の範囲において、タングステンと臭素とが反応
する化学反応の自由エネルギー変化（ΔＧ）よりも小さ
い。自由エネルギー変化（ΔＧ）が値が小さいほど（負
の値が大きいほど。すなわち、縦軸の下にいくほど）、
その反応の方が容易に起こることを意味しているため、
タングステンと臭素との反応よりも、水銀を除く金属元
素と臭素との反応の方が起こりやすいことがわかる。一
方、水銀と臭素との反応については、自由エネルギー変
化（ΔＧ）が値が大きいため、反応が起こりにくいこと
がわかる。また、このことは、自由エネルギー変化（Δ
Ｇ＝−ＲＴｌｎ（Ｋ））から平衡定数を求めた場合に、
水銀を除く金属元素（例えば、リチウム）と臭素との化
学反応の平衡定数が、タングステンと臭素との化学反応
の平衡定数よりも大きくなることからも理解できる。As can be understood from FIG. 2, mercury (Hg)
Free of chemical reaction in which each of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel (Ni) is reacted with bromine (Br) except The energy change (ΔG) is the arc tube 1
It is smaller than the free energy change (ΔG) of the chemical reaction in which tungsten and bromine react in the range of 2,000 to 3,000 ° C. around the arc inside 0 to several hundreds of degrees near the inner surface of the arc tube. The smaller the free energy change (ΔG) (the larger the negative value, that is, the lower the vertical axis),
Since the reaction means that it will occur more easily,
It can be seen that the reaction between the metal elements other than mercury and bromine occurs more easily than the reaction between tungsten and bromine. On the other hand, regarding the reaction between mercury and bromine, it is understood that the reaction is unlikely to occur because the free energy change (ΔG) has a large value. This also means that the change in free energy (Δ
When the equilibrium constant is calculated from G = −RTln (K),
It can also be understood from the fact that the equilibrium constant of the chemical reaction between metal elements other than mercury (for example, lithium) and bromine is larger than the equilibrium constant of the chemical reaction between tungsten and bromine.

【００６１】以上のことから、ランプ動作時において融
点に近い高温状態にある電極のほぼ先端部（その部分に
は、数千度以上の高温アークが接している）から蒸発し
たタングステン以外に金属元素（ただし、水銀を除く）
が存在すると、２０００℃〜３０００℃の放電アークの
周辺を通って発光管内面（この部分は、通常、数百℃か
ら千数百℃の温度状態にある）に向かって移動する際、
ハロゲンは、タングステンと結合する前にその金属元素
と結合してしまうことになる。From the above, metal elements other than tungsten evaporated from almost the tip of the electrode in the high temperature state close to the melting point during operation of the lamp (a high temperature arc of several thousand degrees or more is in contact with the electrode) (However, excluding mercury)
Is present, when moving toward the inner surface of the arc tube (which is usually in the temperature state of several hundreds to several hundreds of degrees Celsius) through the periphery of the discharge arc of 2000 to 3000 ° C.,
Halogen will combine with the metal element before combining with tungsten.

【００６２】しかしながら、水銀を除く発光管内に存在
する金属元素の量（勿論、発光管１０内に配置された固
体状の電極であるタングステンは含まれない）を、封入
されているハロゲンの量よりも少なくすることによっ
て、電極１２から蒸発したタングステンと反応するハロ
ゲンを絶えず確保することが可能となる。However, the amount of the metallic elements existing in the arc tube excluding mercury (of course, the tungsten which is the solid electrode arranged in the arc tube 10 is not included) is determined from the amount of the enclosed halogen. By reducing the amount also, it becomes possible to constantly secure the halogen that reacts with the tungsten evaporated from the electrode 12.

【００６３】化学平衡論的に一般化して言い換えると、
発光管１０内に封入されたハロゲンをＸとしたときのハ
ロゲンＸのモル数をＮとし、ハロゲンＸと結合する性質
を有する発光管内に存在する金属元素の各種類をＭｉ
（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなど）としたとき、金属元素
Ｍｉのモル数をｍｉとし、金属元素Ｍｉの化学量論係数
をｎｉ（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋの場合は「１」となる。）と
し、そして、タングステンをＷとした場合において、下
式（Ｉ）の化学反応における平衡定数をＫｉとし、 Ｍｉ＋ｎｉＸ → ＭｉＸ_ni 式（Ｉ） 下式（II）の化学反応における平衡定数をＫｗとしたと
きに、 Ｗ＋Ｘ → ＷＸ 式（II） 平衡定数Ｋｗ以上の平衡定数Ｋｉを有する金属元素Ｍｉ
（ここで、平衡定数Ｋｗ＝平衡定数Ｋｉとなるタングス
テン元素は除く。）のモル数の合計と、ランプ動作中に
おいて電極１２から蒸発して発光管１０内に存在するタ
ングステンＷのモル数との和が、発光管１０内に封入さ
れたハロゲンＸのモル数Ｎよりも少ないと、電極１２か
ら蒸発したタングステンＷと反応するハロゲンＸを絶え
ず確保することができる。なお、上式（Ｉ）および（I
I）における平衡定数Ｋｗ未満の平衡定数Ｋｉを有する
金属元素Ｍｉ（例えば、水銀）が発光管１０内に存在し
たとしても、実質的にタングステンとハロゲンとの化学
反応を阻害しないことは明らかであるので（図２参
照）、それゆえ、平衡定数Ｋｗ未満の平衡定数Ｋｉを有
する金属元素Ｍｉの存在は実質的に無視することができ
る。Generalizing in chemical equilibrium theory, in other words,
When the halogen enclosed in the arc tube 10 is X, the number of moles of the halogen X is N, and each kind of metal element existing in the arc tube having a property of binding to the halogen X is Mi.
(For example, Li, Na, K, etc.), the number of moles of the metal element Mi is mi, and the stoichiometric coefficient of the metal element Mi is ni (“1” in the case of Li, Na, K). And when tungsten is W, the equilibrium constant in the chemical reaction of the following formula (I) is Ki, and the equilibrium constant in the chemical reaction of the following formula (II) is Mi + niX → MiX _ni formula (I) is Kw. Sometimes, W + X → WX formula (II) Metal element Mi having equilibrium constant Ki equal to or greater than equilibrium constant Kw
(Here, the tungsten element having the equilibrium constant Kw = equilibrium constant Ki is excluded.) And the total number of moles of tungsten W evaporated in the arc tube 10 from the electrode 12 during the lamp operation. When the sum is less than the number N of moles of the halogen X sealed in the arc tube 10, the halogen X that reacts with the tungsten W evaporated from the electrode 12 can be constantly secured. The above formulas (I) and (I
Even if the metal element Mi (for example, mercury) having the equilibrium constant Ki less than the equilibrium constant Kw in I) is present in the arc tube 10, it is clear that it does not substantially inhibit the chemical reaction between tungsten and halogen. Therefore (see FIG. 2), therefore, the presence of the metallic element Mi having an equilibrium constant Ki less than the equilibrium constant Kw can be substantially ignored.

【００６４】なお、ハロゲンと金属元素とが結合して金
属ハロゲン化物を生成する際、例えば、下式（III）に
示すＦｅとＢｒとが結合するときのように、１つのＦｅ
が２つのＢｒと結合して、２価のハロゲン化物を生成す
る場合がある（上式（Ｉ）の化学量論係数ｎｉが２のと
きに相当する）。When the halogen and the metal element are combined to form a metal halide, for example, when Fe and Br shown in the following formula (III) are combined, one Fe
May combine with two Br to form a divalent halide (corresponding to a stoichiometric coefficient ni of 2 in the above formula (I)).

【００６５】 Ｆｅ＋２Ｂｒ → ＦｅＢｒ₂ （「２」は化学量論係数） 式（III） このような場合には、例えば１モルのＦｅが発光管内に
存在するときには、電極から蒸発したタングステンとハ
ロゲンとがより確実に結合することを保証するために、
Ｆｅのモル数に、Ｆｅについてのハロゲン化物の価数
（化学量論係数）を乗じた２モル以上のハロゲンを封入
することが好ましい。化学平衡論的に一般化して言い換
えると、平衡定数Ｋｗ以上の平衡定数Ｋｉを有する金属
元素Ｍｉのモル数ｍｉに化学量論係数ｎｉを乗じた数を
金属元素Ｍｉの各種類について足し合わせた合計数（こ
の合計数を「Σ（ｍｉ×ｎｉ）」として表す。）と、タ
ングステンのモル数との和よりも、ハロゲンＸのモル数
Ｎが多くなるように、ハロゲンを封入することが好まし
い。すなわち、Ｎ＞（Σ（ｍｉ×ｎｉ）＋蒸発タングス
テンのモル数）の関係を満たすように、ハロゲンを封入
することが好ましい。Fe + 2Br → FeBr ₂ (“2” is a stoichiometric coefficient) Formula (III) In such a case, for example, when 1 mol of Fe exists in the arc tube, tungsten and halogen evaporated from the electrode are separated from each other. To ensure a more secure bond,
It is preferable to encapsulate 2 moles or more of halogen obtained by multiplying the number of moles of Fe by the valence (stoichiometric coefficient) of the halide for Fe. In other words, generalizing in terms of chemical equilibrium theory, in other words, the sum of the numbers obtained by multiplying the number of moles mi of the metal element Mi having an equilibrium constant Ki equal to or greater than the equilibrium constant Kw by the stoichiometric coefficient ni for each kind of the metal element Mi. It is preferable to encapsulate the halogen such that the number N (the total number is represented as “Σ (mi × ni)”) and the number of moles of tungsten is greater than the sum of the number of moles of tungsten. That is, it is preferable to fill the halogen so that the relationship of N> (Σ (mi × ni) + the number of moles of evaporated tungsten) is satisfied.

【００６６】ただし、１価のハロゲン化物を生成するア
ルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなど）と比較して、２価や
３価のハロゲン化物を生成する金属元素（Ｆｅなど）
は、実際には多数のハロゲンと同時に結合する必要があ
るため、たとえそれらのハロゲン化物を生成する化学反
応の平衡定数Ｋｉが、タングステンとハロゲンとの化学
反応の平衡定数Ｋｗよりも大きくても、２価や３価のハ
ロゲン化物を生成する反応は、１価のハロゲン化物を生
成する反応と比べて起こりにくいことが実験的に確認さ
れている。したがって、単に、各種の金属元素の合計モ
ル数（Σ（ｍｉ））と蒸発タングステンのモル数）との
和を超えるモル数のハロゲンを封入するようにしてもよ
い。However, as compared with an alkali metal (Li, Na, K, etc.) which produces a monovalent halide, a metal element (Fe etc.) which produces a divalent or trivalent halide.
In fact, since it is necessary to bond a large number of halogens at the same time, even if the equilibrium constant Ki of the chemical reaction for forming those halides is larger than the equilibrium constant Kw of the chemical reaction between tungsten and halogen, It has been experimentally confirmed that the reaction for producing a divalent or trivalent halide is less likely to occur than the reaction for producing a monovalent halide. Therefore, it is possible to simply enclose halogen in a mole number exceeding the sum of the total mole number (Σ (mi)) of various metal elements and the mole number of evaporated tungsten.

【００６７】また、１価のハロゲン化物を生成する金属
元素（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属）
は、ハロゲンと反応する場合、たった１個のハロゲンと
反応して１価の安定なハロゲン化物を形成する。このた
め、１価のハロゲン化物を生成する金属元素は、他の金
属元素と比較して非常にハロゲンと結合しやすく、蒸発
したタングステンとハロゲンとの反応を最も阻害しすい
金属である。したがって、１価のハロゲン化物を生成す
る金属元素の合計モル数と蒸発タングステンのモル数と
の和よりも多くのモル数のハロゲンを発光管１０に封止
する構成にすれば、実質的には、ランプ動作中に電極１
２から蒸発したタングステンとハロゲンとを確実に結合
させることができるため、発光管１０内壁にタングステ
ンが付着することを防止することができる。A metal element that produces a monovalent halide (for example, an alkali metal such as Li, Na, or K)
When reacting with halogen, reacts with only one halogen to form a monovalent stable halide. Therefore, a metal element that forms a monovalent halide is a metal that binds to halogen very easily as compared with other metal elements, and is a metal that most hinders the reaction between evaporated tungsten and halogen. Therefore, if the arc tube 10 is sealed with a halogen of a larger number of moles than the sum of the total number of moles of metal elements that generate a monovalent halide and the number of moles of evaporated tungsten, it is substantially effective. , Electrode 1 during lamp operation
Since it is possible to reliably bond the tungsten evaporated from 2 and the halogen, it is possible to prevent the tungsten from adhering to the inner wall of the arc tube 10.

【００６８】具体的には、発光管１０内に存在するナト
リウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、
セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）などのアルカリ
金属、より好ましくは、これらのアルカリ金属に加え
て、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、ガリウム
（Ｇａ）、銀（Ａｇ）などの一価のハロゲン化物を生成
する金属元素の合計モル数と、蒸発タングステンのモル
数との和よりも多くのモル数のハロゲンを発光管１０に
封止する構成にすればよい。Specifically, sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), which are present in the arc tube 10,
Alkali metals such as cesium (Cs) and rubidium (Rb), and more preferably, in addition to these alkali metals, monovalent metals such as indium (In), thallium (Tl), gallium (Ga), and silver (Ag). A configuration may be employed in which the arc tube 10 is sealed with a halogen in a mole number larger than the sum of the total mole number of metal elements forming a halide and the mole number of evaporated tungsten.

【００６９】なお、動作中のタングステン電極の最高温
度（先端部）は、通常、約３０００℃〜約３４００℃で
あり、この温度に対するタングステンの飽和蒸気圧は、
おおよそ１０^-3Ｐａ〜１Ｐａ程度であるため、電極１２
から蒸発して発光管１０内に漂うタングステンの予想モ
ル数は、極めて微量であると推定される。したがって、
ハロゲンや金属元素の量に対して、蒸発して発光管１０
内に存在しているタングステンの量（蒸発タングステン
のモル数）は、無視できる場合が多いと考えられる。The maximum temperature (tip) of the tungsten electrode during operation is usually about 3000 ° C. to about 3400 ° C., and the saturated vapor pressure of tungsten with respect to this temperature is
Since it is approximately 10 ⁻³ Pa to 1 Pa, the electrode 12
It is estimated that the expected number of moles of tungsten that evaporates and drifts in the arc tube 10 is extremely small. Therefore,
The arc tube 10 evaporates with respect to the amount of halogen and metal elements
It is considered that the amount of tungsten (moles of evaporated tungsten) existing inside is often negligible.

【００７０】再び図１を参照する。本実施形態の放電ラ
ンプ１００では、発光管１０内に封入されるハロゲンの
モル数が、発光管１０内に存在する金属元素（ただし、
タングステン元素および水銀元素を除く）の合計モル数
と、蒸発タングステンのモル数との和よりも多くなるよ
うに構成するために、発光管１０内に存在する金属元素
を極力少なくしている。具体的には、従来の高圧放電ラ
ンプ１０００の構成と比較して、本実施形態の放電ラン
プ１００では、発光管１０を構成する石英ガラスに含ま
れる不純物、および電極１２に含まれる不純物とを極め
て少なくしている。Referring again to FIG. In the discharge lamp 100 of the present embodiment, the number of moles of halogen enclosed in the arc tube 10 is the metal element existing in the arc tube 10 (however,
Since the total number of moles of elemental tungsten (excluding elemental mercury and mercury) and the number of moles of evaporated tungsten are greater than the total number of moles, the number of metal elements present in the arc tube 10 is minimized. Specifically, as compared with the configuration of the conventional high pressure discharge lamp 1000, in the discharge lamp 100 of the present embodiment, impurities contained in the quartz glass forming the arc tube 10 and impurities contained in the electrode 12 are extremely reduced. I am less.

【００７１】下記表１に、本実施形態の高圧放電ランプ
１００の石英ガラスに含まれる不純物量（ｐｐｍ）と、
従来の高圧放電ランプ１０００の石英ガラスに含まれる
不純物量（ｐｐｍ）との比較を示す。下記表２は、両者
のタングステン電極に含まれる不純物量（ｐｐｍ）の比
較を示している。なお、表中の不純物量（ｐｐｍ）は、
重量百万分率（重量ｐｐｍ）を示している。Table 1 below shows the amount of impurities (ppm) contained in the quartz glass of the high pressure discharge lamp 100 of the present embodiment,
A comparison with the amount of impurities (ppm) contained in the quartz glass of the conventional high pressure discharge lamp 1000 is shown. Table 2 below shows a comparison of the amount of impurities (ppm) contained in both tungsten electrodes. The amount of impurities (ppm) in the table is
The parts per million by weight (ppm by weight) is shown.

【００７２】[0072]

【表１】 [Table 1]

【００７３】[0073]

【表２】 [Table 2]

【００７４】上記表１および表２から、石英ガラスおよ
びタングステン電極の両者とも、従来の高圧放電ランプ
１０００よりも本実施形態の高圧放電ランプ１００の方
が不純物量が少ないことがわかる。さらに、下記表３〜
表６において、本実施形態の高圧放電ランプ１００およ
び従来の高圧放電ランプ１０００における石英ガラスと
タングステン電極とのそれぞれに含まれる不純物量（ｐ
ｐｍ）を示すための別の金属含有量（含有率）分析結果
を示す。From the above Tables 1 and 2, it can be seen that the high-pressure discharge lamp 100 of this embodiment has less impurities in both the quartz glass and the tungsten electrode than the conventional high-pressure discharge lamp 1000. In addition, Table 3 below
In Table 6, the amount of impurities contained in each of the quartz glass and the tungsten electrode in the high pressure discharge lamp 100 of the present embodiment and the conventional high pressure discharge lamp 1000 (p
The other metal content (content) analysis result for showing pm) is shown.

【００７５】[0075]

【表３】 [Table 3]

【００７６】[0076]

【表４】 [Table 4]

【００７７】[0077]

【表５】 [Table 5]

【００７８】[0078]

【表６】 [Table 6]

【００７９】上記表３〜表６からもわかるように、石英
ガラスおよびタングステン電極の両者とも、従来の高圧
放電ランプ１０００よりも本実施形態の高圧放電ランプ
１００の方が不純物量を少なくするように構成されてい
る。As can be seen from the above Tables 3 to 6, both the quartz glass and the tungsten electrode have a smaller amount of impurities in the high pressure discharge lamp 100 of the present embodiment than in the conventional high pressure discharge lamp 1000. It is configured.

【００８０】発光管内の不純物（例えばアルカリ金属）
の量を出来るだけ低下させた本実施形態のランプ１００
では、定格電力１５０Ｗ（管壁負荷約８５Ｗ／ｃｍ²に
相当する）という高い電力で点灯したにもかかわらず、
驚くべきことに、５０００時間から８０００時間という
極めて長い間において管壁黒化が生じない。ランプ１０
０の石英ガラスおよびタングステン電極に含まれる不純
物の量を従来のランプ１０００のレベルにした場合に
は、定格電力１５０Ｗの条件で点灯すると、たった１時
間点灯しただけでも、管壁黒化が生じる。本実施形態の
ランプ１００は、極めて長い間において管壁黒化が生じ
ないために、おおよそ８０００時間を超えても、実質上
何ら変化を示さずに、そして従来技術では到底達成する
ことができなかった非常に長い寿命を有する。Impurities in the arc tube (eg alkali metal)
100 of the present embodiment in which the amount of
Then, even though the lamp was turned on with a high rated power of 150 W (corresponding to a tube wall load of about 85 W / cm ² ),
Surprisingly, no blackening of the tube wall occurs in the extremely long period of 5000 hours to 8000 hours. Lamp 10
When the amount of impurities contained in the quartz glass of 0 and the tungsten electrode is set to the level of the conventional lamp 1000, when the lamp is lit under the condition of the rated power of 150 W, the blackening of the tube wall occurs even if the lamp is lit for only 1 hour. The lamp 100 of the present embodiment does not cause blackening of the wall of the tube for an extremely long period of time, and therefore shows substantially no change even after approximately 8000 hours, and cannot be achieved by the conventional technique. Have a very long life.

【００８１】本実施形態のランプ１００では、従来のラ
ンプ１０００よりも不純物の量が少ない石英ガラスおよ
びタングステン電極から構成されており、それによっ
て、発光管１０内に封入される臭素（Ｂｒ）のモル数
が、発光管１０内に存在する不純物（例えば、アルカリ
金属）の合計モル数と、電極１２から蒸発したタングス
テンのモル数との和よりも多くなるようにされている。
その結果、電極１２から蒸発したタングステンを再び電
極１２に戻すハロゲン輸送サイクルを担っている臭素Ｂ
ｒが、ランプ動作中において石英ガラスやタングステン
電極から放出される不純物と結合する機会が少なくなる
ため、管壁黒化が長時間生じない。The lamp 100 of the present embodiment is composed of quartz glass and a tungsten electrode having a smaller amount of impurities than the conventional lamp 1000, whereby the mol of bromine (Br) sealed in the arc tube 10 is made. The number is set to be larger than the sum of the total number of moles of impurities (for example, alkali metals) present in the arc tube 10 and the number of moles of tungsten evaporated from the electrode 12.
As a result, bromine B which is responsible for the halogen transport cycle in which tungsten evaporated from the electrode 12 is returned to the electrode 12 again
Since there is less chance that r will combine with impurities emitted from the quartz glass or the tungsten electrode during lamp operation, blackening of the tube wall does not occur for a long time.

【００８２】一方、従来のランプ１０００では、発光管
内においてタングステン以外にも臭素Ｂｒと結合してし
まう金属元素が過剰にあるので、この金属元素によって
タングステンと臭素Ｂｒとが結合する機会が奪われしま
う。したがって、蒸発したタングステン全てがハロゲン
輸送サイクルによって電極に戻されないため、管壁に付
着するタングステンが生じてしまう。その結果、比較的
短時間で管壁黒化が生じることになる。On the other hand, in the conventional lamp 1000, since there is an excess of metal elements that bond with bromine Br in the arc tube in addition to tungsten, this metal element deprives the opportunity of bonding between tungsten and bromine Br. . Therefore, not all the evaporated tungsten is returned to the electrode by the halogen transport cycle, so that tungsten adheres to the tube wall. As a result, tube wall blackening occurs in a relatively short time.

【００８３】臭素（ハロゲン）と結合してしまう不純物
としては、特に、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム
（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、クロ
ム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）が疑
われる。その理由は、黒化を生じるランプ（従来のラン
プ１０００）から、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム
（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の相対的に強い発光が
しばしば観察されるからであり（後述の図４参照）、そ
して、黒くなった発光管の付着物として、カルシウム
（Ｃａ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、またはニッケ
ル（Ｎｉ）が検出されるからである。図３（ａ）から
（ｃ）に本実施形態のランプ１００の発光スペクトル
（放射強度）を示し、図４（ａ）から（ｃ）に従来のラ
ンプ１０００の発光スペクトル（放射強度）を示す。図
３および図４から、ランプ１００では、ナトリウム（Ｎ
ａ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）の発光は実質
的に観察されないのに対し、従来のランプ１０００で
は、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム
（Ｋ）の相対的に強い発光が観察されることがわかる。Impurities that combine with bromine (halogen) include sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), calcium (Ca), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel. (Ni) is suspected. The reason is that relatively strong light emission of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) is often observed from a lamp that causes blackening (conventional lamp 1000) (see the figure below). This is because calcium (Ca), chromium (Cr), iron (Fe), or nickel (Ni) is detected as the deposit on the blackened arc tube. 3A to 3C show the emission spectrum (radiation intensity) of the lamp 100 of the present embodiment, and FIGS. 4A to 4C show the emission spectrum (radiation intensity) of the conventional lamp 1000. From FIGS. 3 and 4, in the lamp 100, sodium (N
A), lithium (Li), and potassium (K) are not substantially observed, whereas the conventional lamp 1000 emits relatively strong sodium (Na), lithium (Li), and potassium (K). It can be seen that is observed.

【００８４】したがって、本実施形態のランプ１００
は、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウム
（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、クロム（Ｃｒ）、鉄
（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の量が、所定レベル
以下の石英ガラスとタングステン電極から構成されてい
ると言い換えることも可能である。Therefore, the lamp 100 of the present embodiment.
Is a quartz glass and tungsten electrode in which the amounts of sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), calcium (Ca), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel (Ni) are below a predetermined level. It can also be said that it is composed of.

【００８５】具体的には、発光管１０（および封止部２
０）を構成する石英ガラス中のナトリウム（Ｎａ）、カ
リウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびニッケル
（Ｎｉ）の合計量は、例えば、従来のランプ１０００の
石英ガラスに含まれる不純物レベル以下（表１および表
５参照）であること、つまり約２ｐｐｍ以下である。さ
らに具体的に述べると、石英ガラス中のクロム（Ｃ
ｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の含有量
（含有率）は典型的に低レベルであるので、本実施形態
のランプ１００は、発光管１０を構成する石英ガラス中
のナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌ
ｉ）、カルシウム（Ｃａ）の合計量が約２ｐｐｍ以下と
なるように構成されていればよい。Specifically, the arc tube 10 (and the sealing portion 2
0) constituting quartz glass such as sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), and calcium (C).
a), the total amount of chromium (Cr), iron (Fe), and nickel (Ni) is below the impurity level contained in the quartz glass of the conventional lamp 1000 (see Tables 1 and 5), That is, it is about 2 ppm or less. More specifically, the chromium (C
Since the contents (content ratios) of r), iron (Fe), and nickel (Ni) are typically low levels, the lamp 100 according to the present embodiment includes sodium ( Na), potassium (K), lithium (L
It is sufficient that the total amount of i) and calcium (Ca) is about 2 ppm or less.

【００８６】また、タングステンからなる電極１２に含
まれるナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウム
（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、クロム（Ｃｒ）、鉄
（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の合計量は、例え
ば、従来のランプ１０００のタングステンのレベル以下
（表２および表６参照）であること、つまり約１５ｐｐ
ｍ以下である。The total of sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), calcium (Ca), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel (Ni) contained in the electrode 12 made of tungsten. The amount is, for example, below the level of tungsten in a conventional lamp 1000 (see Tables 2 and 6), ie about 15 pp.
m or less.

【００８７】なお、本実施形態のランプ１００において
は、発光管１０（および封止部２０）を構成する石英ガ
ラス中のナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウ
ム（Ｌｉ）の合計量は約２ｐｐｍ（この値は、従来のラ
ンプ１０００の石英ガラス中の（Ｎａ）、カリウム
（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）の合計量に相当）以下である
ことが好ましく、約１ｐｐｍ以下であることがさらに好
ましい。その理由は、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム
（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）は可視波長域に発光スペクト
ルを有するので（図４参照）、これらの不純物（アルカ
リ金属）は、ハロゲンと結合してタングステンのハロゲ
ン輸送サイクルを不完全にするだけでなく、ランプの光
色に悪い影響を与えるからである。In the lamp 100 of the present embodiment, the total amount of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) in the quartz glass forming the arc tube 10 (and the sealing portion 20) is about. It is preferably 2 ppm or less (this value corresponds to the total amount of (Na), potassium (K), and lithium (Li) in the quartz glass of the conventional lamp 1000) or less, and more preferably about 1 ppm or less. . The reason is that sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) have an emission spectrum in the visible wavelength range (see FIG. 4), and these impurities (alkali metal) are bound to halogen to form tungsten. This is because it not only makes the halogen transport cycle incomplete but also adversely affects the light color of the lamp.

【００８８】さらに詳しく述べると、例えば、ナトリウ
ム（Ｎａ）は、波長５８９ｎｍ付近に発光を有するため
に、光色を黄ばんだものとしてしまう。さらに、不運な
ことに、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウ
ム（Ｌｉ）は、図４（ａ）〜（ｃ）にも示したように、
ほんの数ｐｐｍ程度の量だけ石英ガラス中に含まれてい
ても、励起エネルギーレベルが２〜３ｅＶと低いため
に、比較的強く発光してしまう。ナトリウム（Ｎａ）、
カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）を約１ｐｐｍ以下の
レベルにまで少なくすると、比較的発光も弱くすること
ができ、光色にほとんど影響を及ぼさないようにするこ
とができる（図３参照）。More specifically, for example, sodium (Na) emits light in the vicinity of a wavelength of 589 nm, so that the light color is yellowed. Furthermore, unfortunately, sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li), as shown in FIGS.
Even if it is contained in the quartz glass in an amount of only a few ppm, the excitation energy level is as low as 2 to 3 eV, so that relatively strong light emission occurs. Sodium (Na),
When potassium (K) and lithium (Li) are reduced to a level of about 1 ppm or less, light emission can be relatively weakened, and light color can be hardly affected (see FIG. 3).

【００８９】石英ガラスについての説明と同様の理由に
よって、本実施形態のランプ１００においては、電極１
２を構成するタングステンに含まれるナトリウム（Ｎ
ａ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）の合計は約５
ｐｐｍ以下であることが好ましく、約１ｐｐｍ以下であ
ることがより好ましい。For the same reason as described for the quartz glass, in the lamp 100 of this embodiment, the electrode 1 is used.
Sodium contained in tungsten (N
The total of a), potassium (K), and lithium (Li) is about 5
It is preferably ppm or less, more preferably about 1 ppm or less.

【００９０】また、本実施形態のランプ１００において
は、電極１２を構成するタングステンに含まれるクロム
(Ｃｒ)、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）の合計量は
約１０ｐｐｍ以下であることが好ましく、約３ｐｐｍ以
下であることがより好ましい。その理由は、クロム（Ｃ
ｒ）、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）のハロゲン化
物は非常に蒸発しにくいので、仮にそれらがランプの動
作中に発光管１０内に染み出てきて臭素（ハロゲン）と
結合すると、直ちに管壁に付着した状態となり、なおか
つ２度と蒸発しないからである。すなわち、クロム（Ｃ
ｒ）、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）の染み出し
は、直ちに管壁黒化を生じ、極めて短い時間でランプを
寿命に至らしめるからである。この観点から、クロム
（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）の許容さ
れるべき上限値は、可能な限り小さい方が好ましい。た
だし、実用的観点の範囲においては、おおよそ３ｐｐｍ
程度が上限値として十分であることを本願発明者は実験
的に確認している。Further, in the lamp 100 of the present embodiment, chromium contained in tungsten forming the electrode 12 is used.
The total amount of (Cr), iron (Fe) and nickel (Ni) is preferably about 10 ppm or less, more preferably about 3 ppm or less. The reason is chromium (C
Since the halides of r), iron (Fe), and nickel (Ni) are very hard to evaporate, if they seep into the arc tube 10 and combine with bromine (halogen) during the operation of the lamp, the tube is immediately removed. This is because it is attached to the wall and is never evaporated again. That is, chromium (C
This is because the exudation of r), iron (Fe) and nickel (Ni) immediately causes the blackening of the tube wall, and reaches the end of the lamp life in an extremely short time. From this viewpoint, it is preferable that the allowable upper limit values of chromium (Cr), iron (Fe) and nickel (Ni) are as small as possible. However, within the range of practical viewpoint, it is approximately 3ppm.
The present inventor has experimentally confirmed that the degree is sufficient as the upper limit value.

【００９１】実用的な観点から３ｐｐｍ程度の上限値で
十分である理由は、次のようである。数百ワットまでの
高圧放電ランプの電極１２の重量は、おおよそ数十ミリ
グラムから百数十ミリグラムのオーダーであるから、ク
ロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）の合
計量が約３ｐｐｍの場合、その総モル数は、おおよそ１
０^-4から１０^-3μｍｏｌのオーダーとなる。この値は、
封入しているハロゲン臭素（Ｂｒ）の総モル数（約３×
１０^-2μｍｏｌ）よりも一桁以上も十分に少ない量であ
るため、実用的な観点から３ｐｐｍ程度の上限値で十分
といえることになる。The reason why the upper limit of about 3 ppm is sufficient from a practical point of view is as follows. The weight of the electrode 12 of the high-pressure discharge lamp up to several hundred watts is on the order of several tens of milligrams to hundreds of tens of milligrams, so that the total amount of chromium (Cr), iron (Fe) and nickel (Ni) is about 3 ppm. , The total number of moles is approximately 1
The order is 0 ⁻⁴ to 10 ⁻³ μmol. This value is
Total number of moles of halogen bromine (Br) enclosed (about 3 x
Since the amount is sufficiently smaller by one digit or more than 10 ⁻² μmol), the upper limit of about 3 ppm is sufficient from a practical viewpoint.

【００９２】このことに関連して、本実施形態のランプ
１００においては、発光管１０内に封入される臭素（Ｂ
ｒ）の量は、電極１２に含まれるナトリウム（Ｎａ）、
カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎ
ｉ）の総モル数の１０倍以上であることが好ましい。当
該総モル数の１０倍以上の量の臭素が封入されている
と、それらの不純物が電極１２から染み出して臭素（Ｂ
ｒ）と結合しても、タングステンを電極１２に戻すのに
充分な量の臭素（Ｂｒ）が発光管１０内に絶えず存在し
ていることになるからである。In relation to this, in the lamp 100 of this embodiment, the bromine (B
The amount of r) is sodium (Na) contained in the electrode 12,
Potassium (K), lithium (Li), calcium (C
a), chromium (Cr), iron (Fe) and nickel (N
It is preferably 10 times or more the total number of moles of i). When 10 times or more of the total number of moles of bromine is encapsulated, those impurities are exuded from the electrode 12 and the bromine (B
Even if combined with r), a sufficient amount of bromine (Br) for returning the tungsten to the electrode 12 will be constantly present in the arc tube 10.

【００９３】ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リ
チウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）などの不純物は石
英ガラス中にも含まれているが、ランプ動作中の温度
は、石英ガラスよりもタングステン電極１２の方がずっ
と高いので、石英ガラスおよびタングステン電極１２の
それぞれからの不純物の放出は、タングステン電極１２
からの方が支配的となる。このため、発光管１０内に封
入される臭素（Ｂｒ）の量は、電極１２に含まれるナト
リウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、
カルシウム（Ｃａ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およ
びニッケル（Ｎｉ）の総モル数を上述したように考慮し
て封入すれば十分である。Although impurities such as sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), and calcium (Ca) are also contained in the quartz glass, the temperature during lamp operation is higher than that of the quartz glass by the tungsten electrode. Since 12 is much higher, the emission of impurities from each of the quartz glass and tungsten electrodes 12 is
From is more dominant. Therefore, the amount of bromine (Br) sealed in the arc tube 10 is such that sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), and
It suffices to encapsulate calcium (Ca), chromium (Cr), iron (Fe) and nickel (Ni) in consideration of the total number of moles as described above.

【００９４】さらに、本実施形態のランプ１００におい
ては、発光管１０内に封入される臭素（Ｂｒ）の量は、
電極１２と石英ガラスに含まれるナトリウム（Ｎａ）、
カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎ
ｉ）の合計モル数だけではなく、ナトリウム（Ｎａ）、
カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎ
ｉ）に代表される金属元素（すなわち、臭素と結合可能
で、タングステンと臭素の結合をじゃまする金属元素）
であって、発光管１０内の存在する水銀以外の金属元素
の合計モル数よりも多いことが好ましい。Further, in the lamp 100 of this embodiment, the amount of bromine (Br) sealed in the arc tube 10 is
Sodium (Na) contained in the electrode 12 and quartz glass,
Potassium (K), lithium (Li), calcium (C
a), chromium (Cr), iron (Fe) and nickel (N
Not only the total number of moles of i), but sodium (Na),
Potassium (K), lithium (Li), calcium (C
a), chromium (Cr), iron (Fe) and nickel (N
Metal elements represented by i) (that is, metal elements that can bond with bromine and interfere with the bond between tungsten and bromine)
It is preferable that the total number of moles of metal elements other than mercury present in the arc tube 10 is greater than the total number of moles.

【００９５】さらに、その合計モル数と、動作中にタン
グステン電極１２から蒸発して発光管１０内に漂うタン
グステンのモル数（ランプ動作中の電極１２の最高温度
は典型的に約３０００℃から約３４００℃であり、この
温度に対するタングステンの飽和蒸気圧は、おおよそ１
０^-3Ｐａ〜１０^-1Ｐａである。したがって、発光管１０
内に存在するタングステンのモル数は１０^-9マイクロモ
ル〜１０^-6マイクロモルであって、典型的には、電極１
２や石英ガラスに含まれる不純物よりも非常に少ない量
である。）との総和よりも、臭素（Ｂｒ）のモル数が多
いことがより好ましく、１０倍ないし１００倍以上多い
ことがさらに好ましい。Further, the total number of moles thereof and the number of moles of tungsten that evaporates from the tungsten electrode 12 during operation and drifts in the arc tube 10 (the maximum temperature of the electrode 12 during lamp operation is typically about 3000 ° C. to about 3400 ° C, and the saturated vapor pressure of tungsten at this temperature is approximately 1
It is 0 ^-3 Pa to 10 ^-1 Pa. Therefore, the arc tube 10
The number of moles of tungsten present therein is from 10 ^-9 micromoles to 10 ^-6 micromoles, and typically 1
2, which is much smaller than the impurities contained in quartz glass. It is more preferable that the number of moles of bromine (Br) is larger than that of (10) to 100 times or more.

【００９６】このような量の臭素を発光管１０内に封入
することによって、電極１２から蒸発したタングステン
と結合可能な臭素を絶えず確保することが可能となり、
それゆえ、電極１２から蒸発したタングステンは、いつ
でも容易に臭素と結合することができる。１０倍ないし
１００倍以上の臭素量を封入した場合、ランプ動作中に
いくらかの割合で起こる電極やガラスの吸着によって臭
素量が減少したとしても、その減少量は、実質的にタン
グステンと結合可能な臭素量に対して無視することがで
きる。このことは、完全なハロゲン輸送サイクルが保証
され、非常に長い時間のあいだ実質的に発光管１０の黒
化を予防できることを意味している。By enclosing such an amount of bromine in the arc tube 10, it becomes possible to constantly secure bromine capable of combining with tungsten evaporated from the electrode 12,
Therefore, the tungsten evaporated from the electrode 12 can easily combine with bromine at any time. When a bromine content of 10 to 100 times or more is enclosed, even if the bromine content is reduced due to the adsorption of electrodes or glass at some rate during lamp operation, the reduced amount can be substantially combined with tungsten. It can be ignored for the amount of bromine. This means that a complete halogen transport cycle can be guaranteed and substantially blackening of the arc tube 10 can be prevented for a very long time.

【００９７】ただし、臭素（Ｂｒ）が逆にあまりに多量
に存在する場合、ランプの放電開始電圧が上昇しランプ
の点灯が困難になる。その理由を次に述べる。臭素など
のハロゲン元素は、電気陰性度が大きいために電気を捕
獲しやすく、そのため、Ｂｒが多量に存在すると、電極
の間隙（間隙の気体）を絶縁破壊させて放電を起こす。
それゆえ、ランプを点灯させる際に電極間での「電子な
だれ」が起きにくくなり、ランプが点灯しにくくなる。
本実施形態では、臭素封入量は約１００μｍｏｌ／ｃｃ
以下にしている。なお、これを超えるＢｒ量ではランプ
を点灯させるためには、２０ｋＶ以上の高圧パルスをラ
ンプに印加させればよい。２０ｋＶを超える電圧をＴＶ
などの民間用電子機器などで使用する場合には、安全
上、絶縁距離を長くしたり、さらに、その高電圧発生部
に特殊な絶縁カバーやシートを貼るなどの処理をとるこ
とが好ましい。However, when bromine (Br) is present in an excessively large amount, the discharge starting voltage of the lamp rises and it becomes difficult to light the lamp. The reason will be described below. Since a halogen element such as bromine has a large electronegativity, it is easy to capture electricity. Therefore, when a large amount of Br is present, the gap between the electrodes (gas in the gap) is dielectrically broken down to cause discharge.
Therefore, when the lamp is turned on, "electron avalanche" between the electrodes is less likely to occur, and the lamp is less likely to be turned on.
In this embodiment, the amount of bromine encapsulated is about 100 μmol / cc.
Below. It should be noted that in order to turn on the lamp with a Br amount exceeding this, a high-voltage pulse of 20 kV or more may be applied to the lamp. TV with voltage over 20kV
When used in commercial electronic devices such as, for safety, it is preferable to increase the insulation distance, and to further treat the high voltage generating part with a special insulating cover or sheet.

【００９８】また、本実施形態のランプ１００の構成に
おいて、石英ガラスに含まれるアルミニウム（Ａｌ）量
を例えば約１０ｐｐｍ以下、好ましくは約５ｐｐｍ以下
とすると、発光管１０の失透が抑制されるという別の効
果が得られる。この範囲のアルミニウム（Ａｌ）の量に
すると、ランプ動作中の高い温度によって起こる酸化ア
ルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の生成を非常に少なくすること
ができ、その結果、透明な発光管１０を保持することが
できる。酸化アルミニウムの生成は、ガラス強度を低下
させるので、石英ガラスに含まれるアルミニウム（Ａ
ｌ）量を例えば約１０ｐｐｍ以下、好ましくは約５ｐｐ
ｍ以下にすることによって、寿命中のランプの破裂確率
を大幅に低減させることができるという別の効果も得ら
れる。同様の理由によって、石英ガラスに含まれるＯＨ
基（水酸基）の量は約５ｐｐｍ以下にすることが好まし
い。Further, in the structure of the lamp 100 of the present embodiment, when the amount of aluminum (Al) contained in the quartz glass is, for example, about 10 ppm or less, preferably about 5 ppm or less, devitrification of the arc tube 10 is suppressed. Another effect is obtained. This amount of aluminum (Al) can greatly reduce the production of aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) caused by the high temperature during lamp operation, so that the transparent arc tube 10 is retained. be able to. Since the generation of aluminum oxide lowers the glass strength, aluminum (A
l) The amount is, for example, about 10 ppm or less, preferably about 5 pp
By setting m or less, another effect that the burst probability of the lamp during the life can be significantly reduced can be obtained. For the same reason, OH contained in quartz glass
The amount of the group (hydroxyl group) is preferably about 5 ppm or less.

【００９９】また、本願発明者は、高圧放電ランプの発
光管１０内に含まれている水素（Ｈ）の含有量（含有
率）が少ないほど、発光管１０の黒化が起こりにくいこ
とを実験的に見出した。発光管内の水素含有量（体積
％）と黒化と関係を下記表７に示す。黒化の判定は、ラ
ンプを１時間点灯した後、ランプを目視観察して行っ
た。表中「○」は黒化なしを表し、「×」は黒化したこ
とを表している。Further, the inventor of the present application has conducted an experiment that the blackening of the arc tube 10 is less likely to occur as the content (content rate) of hydrogen (H) contained in the arc tube 10 of the high pressure discharge lamp is smaller. I found it. Table 7 below shows the relationship between the hydrogen content (volume%) in the arc tube and the blackening. The blackening was judged by visually observing the lamp after the lamp was turned on for 1 hour. In the table, "○" indicates that there is no blackening, and "x" indicates that it is blackened.

【０１００】[0100]

【表７】 [Table 7]

【０１０１】表７から、発光管内の水素含有量（体積
％）がある値以上になると、黒化がおこることが理解で
きる。したがって、黒化防止の観点から、発光管内に含
まれている水素の含有量が０．１５体積％以下であるこ
とが黒化防止の観点から好ましい。表７は、石英ガラス
およびタングステン電極１２の両者とも不純物が少ない
ものから構成したランプ１００の場合の結果を示してい
るが、従来の不純物レベルの石英ガラスおよびタングス
テン電極１２から構成したランプの場合でも、同様の傾
向を示す結果となった。このように水素含有量が少ない
ランプが黒化を起こさない正確な理由は不明であるが、
ＨＢｒ（臭化水素）に代表されるように、ＨとＢｒとの
安定な化合物が存在することから推測すると、ＮａやＬ
ｉなどの金属元素と同様にＨ₂（気体元素）もＢｒと結
合しやすい性質があり、ＷとＢｒとの反応を阻害する物
質であると考えられる。From Table 7, it can be understood that blackening occurs when the hydrogen content (volume%) in the arc tube exceeds a certain value. Therefore, from the viewpoint of blackening prevention, the content of hydrogen contained in the arc tube is preferably 0.15% by volume or less from the viewpoint of blackening prevention. Table 7 shows the results in the case of the lamp 100 composed of both the silica glass and the tungsten electrode 12 having a small amount of impurities, but even in the case of the lamp composed of the conventional silica glass and the tungsten electrode 12 having the impurity level. , The result showed the same tendency. Although the exact reason why a lamp with a low hydrogen content does not cause blackening is unknown,
As typified by the presence of stable compounds of H and Br, as typified by HBr (hydrogen bromide), Na and L
Like metal elements such as i, H ₂ (gas element) has a property of easily binding to Br, and is considered to be a substance that inhibits the reaction between W and Br.

【０１０２】さらに、本願発明者は、高圧放電ランプの
発光管１０における残留歪みを所定の値以下にすれば、
ランプ寿命を延ばすことができることも見出した。図５
は、ランプ１００の発光管１０周囲を拡大した構成を示
している。なお、図５では、電極１２の先端部分にコイ
ル１４が巻かれた構成を示している。Furthermore, the inventor of the present application can set the residual strain in the arc tube 10 of the high pressure discharge lamp to a predetermined value or less,
It has also been found that the lamp life can be extended. Figure 5
Shows a configuration in which the circumference of the arc tube 10 of the lamp 100 is enlarged. Note that FIG. 5 shows a configuration in which the coil 14 is wound around the tip portion of the electrode 12.

【０１０３】図５に示した残留歪みが少ない発光管１０
においては、発光管１０の外面１０ａにおける引っ張り
応力が約１００ｐｓｉ以下しかなく、発光管１０の内面
１０ｂにおける圧縮応力が約１００ｐｓｉ以下しかな
い。一方、残留歪みの多い従来のランプ１０００におい
ては、発光管１０の外面１０ａにおける引っ張り応力
は、７００〜２３００ｐｓｉであり（２３００ｐｓｉ＝
１５６．５ａｔｍ）、発光管１０の内面１０ｂにおける
圧縮応力は、７００〜２３００ｐｓｉである。なお、外
面１０ａにおいて引っ張り応力が加わり、内面１０ｂに
おいて圧縮応力が加わるのは、発光管１０の成形方法に
よるものである。すなわち、発光管１０の成形は、典型
的に、ガラス管を加熱軟化させた状態で管内を加圧にし
ながらガラス管を型に押し当て、そして膨らませること
によって行われるため、型に接触するガラス管の外側
（外面）の温度がまず低下することになり、その結果、
外面１０ａに引っ張り応力が加わり、内面１０ｂに圧縮
応力が加わることなる。The arc tube 10 shown in FIG. 5 with less residual distortion.
, The tensile stress on the outer surface 10a of the arc tube 10 is about 100 psi or less, and the compressive stress on the inner surface 10b of the arc tube 10 is about 100 psi or less. On the other hand, in the conventional lamp 1000 having a large residual strain, the tensile stress on the outer surface 10a of the arc tube 10 is 700 to 2300 psi (2300 psi =
156.5 atm), and the compressive stress on the inner surface 10b of the arc tube 10 is 700 to 2300 psi. The tensile stress is applied to the outer surface 10a and the compressive stress is applied to the inner surface 10b because of the method of forming the arc tube 10. That is, since the arc tube 10 is typically formed by pressing the glass tube against the mold and expanding the glass tube while applying pressure inside the glass tube while heating and softening the glass tube, the glass that contacts the mold is inflated. The temperature on the outside (outer surface) of the tube will first drop, resulting in
A tensile stress is applied to the outer surface 10a, and a compressive stress is applied to the inner surface 10b.

【０１０４】本実施形態における残留歪みが少ない発光
管１０のランプ特性（ランプ寿命）を下記表８に示し、
従来の残留歪みが多い発光管のランプ特性（ランプ寿
命）を下記表９に示す。このランプ特性の試験結果は、
１５分間点灯と１５分間消灯とを１サイクルとした点灯
消灯を繰り返し、何サイクルでランプが破裂などにより
点灯しなくなるかを調べた結果である。Table 8 below shows the lamp characteristics (lamp life) of the arc tube 10 with little residual distortion in the present embodiment.
Table 9 below shows the lamp characteristics (lamp life) of a conventional arc tube with a large residual strain. The test result of this lamp characteristic is
The results are obtained by repeating lighting and extinguishing with one cycle consisting of lighting for 15 minutes and extinguishing for 15 minutes, and examining how many cycles the lamp does not light due to bursting or the like.

【０１０５】[0105]

【表８】 [Table 8]

【０１０６】[0106]

【表９】 [Table 9]

【０１０７】表８から、本実施形態の残留歪みが少ない
発光管のランプでは、ランプＮｏ．１〜Ｎｏ．１０まで
全て１５００サイクルまで正常に点灯し、このランプの
特性が優れていることがわかる。一方、表９から、従来
の残留歪みが多い発光管のランプでは、多くのランプが
わずか数サイクルで破裂し、多くても１５サイクルでラ
ンプの破裂が起こって、不点灯となっていることがわか
る。すなわち、１５００サイクルまで正常に点灯するも
のは従来のランプでは一つもなく、本実施形態の残留歪
みが少ない発光管のランプが、従来のランプよりもラン
プ特性において極めて優れていることが理解できる。From Table 8, in the lamp of the arc tube of the present embodiment with a small residual distortion, the lamp No. 1-No. It was found that all lamps were normally lit up to 1500 cycles up to 10, and that the characteristics of this lamp were excellent. On the other hand, it can be seen from Table 9 that in the conventional arc tube lamp with a lot of residual distortion, many lamps burst in only a few cycles, and the lamp burst in 15 cycles at most, and the lamp was not lit. Recognize. That is, there is no single lamp that can be normally lit up to 1500 cycles, and it can be understood that the arc tube lamp of the present embodiment having a small residual distortion is extremely superior in lamp characteristics to the conventional lamp.

【０１０８】図６は、本実施形態におけるランプの寿命
特性を示しており、図６中の線Ａ〜Ｃは、本実施形態の
ランプを反射鏡に組み込んだ構成におけるスクリーンの
明るさの維持率（％）を示している。図６中の線Ａは、
高純度石英ガラス（不純物が少ない石英ガラス）と高純
度タングステン電極（不純物が少ないタングステン電
極）とから構成したランプの場合を示しており、線Ｂ
は、従来の石英ガラス（不純物が従来レベルの石英ガラ
ス）と高純度タングステン電極（不純物が少ないタング
ステン電極）とから構成したランプの場合を示してお
り、そして、線Ｃは、高純度石英ガラス（不純物が少な
い石英ガラス）と従来のタングステン電極（不純物が従
来レベルのタングステン電極）とから構成したランプの
場合を示している。なお、線Ｄは、従来の石英ガラス
（不純物が従来レベルの石英ガラス）と従来のタングス
テン電極（不純物が従来レベルのタングステン電極）と
から構成したランプの場合を示す比較例である。線Ａか
ら線Ｄの場合のいずれについても、発光管内の水素含有
量が少なく、発光管の残留歪みが少ないランプが使用さ
れている。FIG. 6 shows the life characteristics of the lamp in this embodiment, and the lines A to C in FIG. 6 indicate the maintenance ratio of the screen brightness in the structure in which the lamp of this embodiment is incorporated in the reflecting mirror. (%) Is shown. Line A in FIG. 6 is
The case of a lamp composed of high-purity quartz glass (quartz glass with few impurities) and a high-purity tungsten electrode (tungsten electrode with few impurities) is shown, and line B is shown.
Shows the case of a lamp composed of conventional quartz glass (quartz glass with conventional impurities) and high-purity tungsten electrodes (tungsten electrodes with few impurities), and line C shows high-purity quartz glass ( It shows a case of a lamp composed of quartz glass with a small amount of impurities) and a conventional tungsten electrode (a tungsten electrode with a conventional level of impurities). Line D is a comparative example showing the case of a lamp composed of conventional quartz glass (quartz glass having impurities of the conventional level) and a conventional tungsten electrode (tungsten electrode of impurities having the conventional level). In each of the lines A to D, a lamp having a low hydrogen content in the arc tube and a small residual strain in the arc tube is used.

【０１０９】図６から、本実施形態のランプ（線Ａから
線Ｃ）は、点灯時間が長くなっても、いずれも高い明る
さの維持率（％）を示し、本実施形態のランプの寿命特
性が優れていることがわかる。本実施形態のランプ（線
Ａから線Ｃ）はいずれも、点灯時間が４０００時間の時
点でも、８０％以上の明るさの維持率を確保しており、
線Ａについてのランプでは、５０００時間の時点でも、
点灯開始時と同じ明るさの維持率を実質的に確保してい
る。一方、比較例のランプ（線Ｄ）では、点灯開始から
比較的早い時間に明るさの維持率が低下し、そして２０
００時間の時点でほぼ５０％程度の明るさの維持率にま
で低下している。比較例と比べると、本実施形態のラン
プ（線Ａから線Ｃ）の寿命特性が非常に優れていること
がはっきりと理解できる。 （実施形態２）図７から図９を参照しながら、本発明に
よる実施形態２の説明をする。本実施形態では、従来技
術と比較して、発光管における残留歪みを低下させた高
圧放電ランプの製造方法を説明する。From FIG. 6, the lamps of the present embodiment (lines A to C) all show a high brightness maintenance rate (%) even when the lighting time is long, and the lamp life of the present embodiment is long. It can be seen that the characteristics are excellent. Each of the lamps (lines A to C) of this embodiment has a brightness maintenance rate of 80% or more even when the lighting time is 4000 hours.
With the lamp on line A, at 5000 hours,
The maintenance factor of the same brightness as at the start of lighting is virtually secured. On the other hand, in the lamp of the comparative example (line D), the maintenance factor of the brightness is lowered in a relatively early time from the start of lighting, and
At 00 hours, the brightness maintenance rate has dropped to about 50%. It can be clearly understood that the life characteristics of the lamp of the present embodiment (lines A to C) are very excellent as compared with the comparative example. (Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9. In the present embodiment, a method of manufacturing a high pressure discharge lamp in which the residual strain in the arc tube is reduced as compared with the conventional technique will be described.

【０１１０】本実施形態における高圧放電ランプの製造
方法は、高圧放電ランプの形状を完成させてランプ形状
完成体を得た後、ランプ形状完成体の残留歪みを除去す
る工程を包含している。残留歪みを除去する工程は、熱
処理工程（アニーリング）であり、既知のランプ製作工
程にしたがって得られたランプ形状完成体を得た後、こ
のランプ形状完成体に対して実行される。The manufacturing method of the high pressure discharge lamp in this embodiment includes a step of completing the shape of the high pressure discharge lamp to obtain a completed lamp shape, and then removing residual strain of the completed lamp shape. The step of removing residual strain is a heat treatment step (annealing), and is performed on the completed lamp shape after obtaining the completed lamp shape obtained according to a known lamp manufacturing process.

【０１１１】従来における高圧放電ランプの製造方法で
は、ランプ製作工程によってランプ形状完成体を得た
後、このランプ形状完成体を高圧放電ランプとして提供
しているため、ランプ形状完成体に対しては特別な熱処
理は行われていない。その理由は、ランプ形状完成体に
対して更なる工程を追加すると、高圧放電ランプ製造の
スループットが低下するため、ランプの製造効率が低下
するからである。しかし、上述したように、残留歪みが
少ない発光管を有する高圧放電ランプのランプ特性（ラ
ンプ寿命）が優れていることを本願発明者が見出したこ
とより、この優れたランプ特性を有する高圧放電ランプ
を得るために、ランプ形状完成体に対してあえて熱処理
工程を追加して、高圧放電ランプを得る高圧放電ランプ
の製造方法を実現した。In the conventional method for manufacturing a high-pressure discharge lamp, after the lamp-shaped completed body is obtained by the lamp manufacturing process, this lamp-shaped completed body is provided as a high-pressure discharge lamp. No special heat treatment has been performed. The reason is that if a further step is added to the completed lamp shape, the throughput of manufacturing the high pressure discharge lamp is reduced, and thus the manufacturing efficiency of the lamp is reduced. However, as described above, the inventor of the present application has found that the high-pressure discharge lamp having the arc tube with a small residual distortion has excellent lamp characteristics (lamp life). Therefore, the high-pressure discharge lamp having the excellent lamp characteristics is obtained. In order to obtain a high-pressure discharge lamp, a heat treatment process was intentionally added to the completed lamp shape to realize a high-pressure discharge lamp manufacturing method.

【０１１２】図７を参照しながら、本実施形態における
高圧放電ランプの製造方法を例示する。図７は、本実施
形態の製造方法を説明するためのフローチャートであ
る。With reference to FIG. 7, a method of manufacturing the high pressure discharge lamp in this embodiment will be illustrated. FIG. 7 is a flowchart for explaining the manufacturing method of this embodiment.

【０１１３】まず、高圧放電ランプを製造するための石
英ガラス管を用意する（Ｓ１００）。上記実施形態１で
説明した低不純物の発光管を有するランプ１００を製造
する場合には、高純度の石英ガラスからなるガラス管を
用意する。First, a quartz glass tube for manufacturing a high pressure discharge lamp is prepared (S100). When manufacturing the lamp 100 having the low-impurity arc tube described in the first embodiment, a glass tube made of high-purity quartz glass is prepared.

【０１１４】次に、公知のランプ製作工程を実行して、
ランプ形状完成体を得る（Ｓ２００）。具体的には、図
８に示すようにすればよい。まず、図８（ａ）に示すよ
うに、発光管部１０と側管部２２とを有する放電ランプ
用ガラス管５０内に、電極１２と外部リード３０とを有
する金属箔（Ｍｏ箔）２４を挿入する（電極挿入工程Ｓ
２１０）。次に、図８（ｂ）に示すように、ガラス管
（ガラスパイプ）５０内を減圧状態（例えば、１気圧以
下）にした上で、バーナー５４でガラス管５０の側管部
２２を加熱し軟化させることによって、側管部２２と金
属箔２４との両者を密着させ、それによって封止部２０
を形成する（封止部形成工程Ｓ２２０）。その後、発光
管部１０内に希ガスとハロゲンと水銀とを封入し、次い
で、電極挿入工程Ｓ２１０と封止部形成工程Ｓ２２０と
を他方の側管部２２に対しても実行して、一対の封止部
２０によって発光管１０を密閉すると、図８（ｃ）に示
すように、ランプ形状完成体９０が得られる。Next, a known lamp manufacturing process is carried out,
A completed lamp shape is obtained (S200). Specifically, it may be as shown in FIG. First, as shown in FIG. 8A, a metal foil (Mo foil) 24 having an electrode 12 and an external lead 30 is provided in a discharge lamp glass tube 50 having an arc tube portion 10 and a side tube portion 22. Insert (electrode insertion step S
210). Next, as shown in FIG. 8B, the inside of the glass tube (glass pipe) 50 is depressurized (for example, 1 atmospheric pressure or less), and then the side tube portion 22 of the glass tube 50 is heated by the burner 54. By softening, both the side tube portion 22 and the metal foil 24 are brought into close contact with each other, whereby the sealing portion 20
Are formed (sealing portion forming step S220). After that, a rare gas, halogen, and mercury are sealed in the arc tube portion 10, and then the electrode inserting step S210 and the sealing portion forming step S220 are performed on the other side tube portion 22 to make a pair. When the arc tube 10 is hermetically sealed by the sealing portion 20, a lamp-shaped completed product 90 is obtained as shown in FIG.

【０１１５】得られたランプ形状完成体９０に対して、
残留歪み除去工程Ｓ３００を施すと、残留歪みが除去さ
れた高圧放電ランプが得られる。残留歪み除去工程Ｓ３
００は、例えば、次のようにして実行される。With respect to the obtained lamp-shaped finished product 90,
By performing the residual strain removing step S300, a high pressure discharge lamp from which the residual strain has been removed is obtained. Residual strain removal step S3
00 is executed as follows, for example.

【０１１６】まず、ランプ製作工程Ｓ２００で得られた
ランプ形状完成体９０を、ガラスの軟化点温度（１５０
０℃〜１６７０℃程度）よりも低い温度の高温条件下、
好ましくは、温度１０００℃〜１１００℃程度の高温条
件下の炉に入れる。炉内は、例えば、不活性気体（Ａ
ｒ、Ｎ₂）雰囲気、大気雰囲気、または真空雰囲気にさ
れている。この条件の下でランプ形状完成体９０を例え
ば１時間以上（場合によっては、１時間以内でも可能）
保持し、その後、例えば一晩かけて室温までさげると、
ランプ形状完成体９０全体の残留歪みが除去されて、ラ
ンプ寿命特性に優れた高圧放電ランプが得られる。First, the lamp-shaped finished body 90 obtained in the lamp manufacturing step S200 is processed to a glass softening temperature (150
0 ° C. to 1670 ° C.) under high temperature conditions,
Preferably, it is placed in a furnace under a high temperature condition of a temperature of about 1000 to 1100 ° C. In the furnace, for example, an inert gas (A
r, N ₂ ) atmosphere, air atmosphere, or vacuum atmosphere. Under this condition, the completed lamp shape 90 is, for example, for one hour or more (in some cases, it can be less than one hour).
Hold, then lower to room temperature, for example overnight,
The residual distortion of the entire lamp-shaped finished product 90 is removed, and a high-pressure discharge lamp having excellent lamp life characteristics is obtained.

【０１１７】なお、１１００℃よりも高い温度条件の場
合、より短い高温保持時間（例えば、除冷点にあたる温
度１２１５℃ではわずか１５分）で残留歪みが解消され
る。ただし、１１００℃よりも高い温度（場合によって
は１１５０℃よりも高い温度）では、発光管１０の内部
は蒸発した水銀蒸気によって比較的高圧になっているの
で、熱処理中に炉内でランプが破裂したり、またはガラ
スの結晶化が進行して白く失透する可能性が高くなる。
また、１０００℃未満の温度では歪みの解消に長い時間
を有することになる。Under the temperature condition higher than 1100 ° C., the residual strain is eliminated in a shorter high temperature holding time (for example, only 15 minutes at the temperature 1215 ° C. corresponding to the cooling point). However, at a temperature higher than 1100 ° C. (in some cases, a temperature higher than 1150 ° C.), the inside of the arc tube 10 has a relatively high pressure due to the evaporated mercury vapor, so that the lamp bursts in the furnace during the heat treatment. Or the crystallization of the glass progresses to increase the possibility of devitrification in white.
Further, if the temperature is lower than 1000 ° C., it takes a long time to eliminate the strain.

【０１１８】また、本願発明者は、残留歪み除去工程Ｓ
３００において、ランプ形状完成体９０を高温条件下で
保持する時間を１００時間以上にすると、驚くべきこと
に、発光管１０内に含まれる水素量を低減できることを
見出した。上述したように、発光管内の水素量を低減す
ると優れたランプ特性を有する高圧放電ランプを提供で
きる。しかし、水素（Ｈ）は、石英ガラス中や雰囲気な
どのあらゆるところに存在しているため、水素を効果的
に低減することは難しい。本願発明者は、ランプ形状完
成体９０を高温条件下で保持する時間を１００時間以上
（例えば、１００時間から２００時間程度）にすること
によって発光管１０内の水素量を低減することを実現し
た。Further, the inventor of the present application, the residual strain removing step S
In 300, it was surprisingly found that the amount of hydrogen contained in the arc tube 10 can be reduced by keeping the lamp-shaped finished product 90 under high temperature conditions for 100 hours or more. As described above, by reducing the amount of hydrogen in the arc tube, a high pressure discharge lamp having excellent lamp characteristics can be provided. However, hydrogen (H) exists everywhere in the quartz glass and in the atmosphere, so it is difficult to effectively reduce hydrogen. The inventor of the present application realized to reduce the amount of hydrogen in the arc tube 10 by keeping the lamp-shaped finished product 90 under high temperature conditions for 100 hours or more (for example, about 100 hours to 200 hours). .

【０１１９】図９に、残留歪み除去工程Ｓ３００におけ
る熱処理時間（時間）と水素量（任意目盛り）との関係
を示す。水素量の測定誤差もあるために熱処理時間と水
素量との関係を明確に説明することは難しいが、本願発
明者の測定結果によれば、１００時間以上（例えば、２
００時間）の処理時間において、水素が検出されなくな
ることが示された。図９に示した測定結果は、温度１０
８０℃で真空雰囲気中のデータであるが、大気中やＡｒ
中でも同様な測定結果が得られた。 （実施形態３）上記実施形態１の高圧放電ランプ１００
は、反射鏡と組み合わせランプユニットにすることがで
きる。図１０は、上記実施形態１のランプ１００を備え
たランプユニット５００の断面を模式的に示している。FIG. 9 shows the relationship between the heat treatment time (hour) and the hydrogen amount (arbitrary scale) in the residual strain removing step S300. It is difficult to clearly explain the relationship between the heat treatment time and the hydrogen amount due to the measurement error of the hydrogen amount, but according to the measurement result of the inventor of the present application, 100 hours or more (for example, 2
It was shown that hydrogen was not detected in the treatment time of (00 hours). The measurement result shown in FIG.
Data in a vacuum atmosphere at 80 ° C.
Above all, similar measurement results were obtained. (Embodiment 3) The high-pressure discharge lamp 100 of Embodiment 1 above
Can be a lamp unit combined with a reflector. FIG. 10 schematically shows a cross section of a lamp unit 500 including the lamp 100 of the first embodiment.

【０１２０】ランプユニット５００は、略球形の発光部
１０と一対の封止部２０とを有する放電ランプ１００
と、放電ランプ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。The lamp unit 500 includes a discharge lamp 100 having a substantially spherical light emitting portion 10 and a pair of sealing portions 20.
And a reflecting mirror 60 that reflects the light emitted from the discharge lamp 100.

【０１２１】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放電ラン
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。The reflecting mirror 60 emits light from the discharge lamp 100 so that, for example, the light flux is a parallel light flux, a condensed light flux that converges in a predetermined minute area, or a divergent light flux equivalent to that emitted from a predetermined minute area. Is configured to reflect. As the reflecting mirror 60, for example, a parabolic mirror or an ellipsoidal mirror can be used.

【０１２２】本実施形態では、ランプ１００の一方の封
止部２０に口金５５が取り付けられており、封止部２０
から延びた外部リードと口金とは電気的に接続されてい
る。口金５５が取り付けられた側の封止部２０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２０の外部リード３０には、リー
ド線６５が電気的に接続されており、リード線６５は、
外部リード３０から、反射鏡６０のリード線用開口部６
２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。In this embodiment, the base 55 is attached to one sealing portion 20 of the lamp 100, and the sealing portion 20
The external lead extending from the base and the base are electrically connected. The sealing portion 20 on the side to which the base 55 is attached and the reflecting mirror 60 are, for example, an inorganic adhesive (for example, cement).
It is fixed and integrated with. The lead wire 65 is electrically connected to the external lead 30 of the sealing portion 20 located on the front opening side of the reflecting mirror 60.
From the external lead 30 to the lead wire opening 6 of the reflecting mirror 60.
It is extended to the outside of the reflecting mirror 60 through 2. A front glass can be attached to the front opening of the reflecting mirror 60, for example.

【０１２３】このようなランプユニットは、例えば、プ
ロジェクションテレビ用の光源、または、液晶プロジェ
クタやＤＭＤを用いたプロジェクタ用の光源として使用
することができる。上記実施形態の高圧放電ランプおよ
びランプユニットは、これらの用途の他に、一般照明、
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などとしても使用すること
ができる。 （他の実施形態）上記実施形態では、１５０ｍｇ／ｃｃ
の水銀を封入した場合を例にして説明したが、この水銀
量に限定されず、この水銀量よりも多くても少なくても
よい。すなわち、上記実施形態では、水銀蒸気圧が２０
ＭＰａ程度の場合（いわゆる超高圧水銀ランプの場合）
について説明したが、水銀蒸気圧が１ＭＰａ程度の高圧
水銀ランプについても適応可能である。また、一対の電
極１２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
実施形態の高圧放電ランプは、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。Such a lamp unit can be used, for example, as a light source for a projection television or a light source for a projector using a liquid crystal projector or DMD. The high-pressure discharge lamp and the lamp unit of the above-described embodiment are used for general lighting, in addition to these applications.
It can also be used as a light source for an ultraviolet stepper, a light source for a competition stadium, a headlight of an automobile, or the like. (Other Embodiments) In the above embodiment, 150 mg / cc
Although the description has been made by taking as an example the case of enclosing mercury, the amount of mercury is not limited to this and the amount may be larger or smaller than this amount. That is, in the above embodiment, the mercury vapor pressure is 20.
In the case of MPa (so-called ultra-high pressure mercury lamp)
However, the present invention is also applicable to a high pressure mercury lamp having a mercury vapor pressure of about 1 MPa. The distance (arc length) between the pair of electrodes 12 may be a short arc type or may be longer than that. The high-pressure discharge lamp of the above-mentioned embodiment can be used in either an AC lighting type or a DC lighting type of lighting system.

【０１２４】また、水銀の代わりに、あるいは水銀とと
もに、金属ハロゲン化物を封入してもよい。すなわち、
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、金属
ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプなどの高
圧放電ランプにも適用することができる。ただし、上記
実施形態の高圧放電ランプの構成では、水銀封入量は約
２００ｍｇ／ｃｃ以下とすることが好ましい。その理由
は、これ以上の水銀封入量では、動作中の発光管1０内
の圧力が高くなりすぎて、封止部２０のモリブデン箔２
４の部分で気密が保持できなくなり、ランプが破損して
しまう確率が高くなるためである。なお、気密を保持す
ることが可能であれば、水銀封入量を約２００ｍｇ／ｃ
ｃよりも大きくしてもよい。水銀封入量が２００ｍｇ／
ｃｃを超える場合、発光管１０内の気体の熱伝導性が高
くなる。そのため、放電プラズマの熱が電極１２や発光
管１０（石英ガラス）に伝わりやすくなり、より高温状
態となって、ガラスや電極からの不純物のしみ出しが激
しくなる。それゆえ、このような２００ｍｇ／ｃｃを超
える水銀を封入する場合、高純度の材料から構成した上
記実施形態のランプ１００はより強い効果を発揮する。A metal halide may be enclosed instead of or together with mercury. That is,
In the above embodiment, a mercury lamp using mercury as a light emitting substance has been described as an example of a high pressure discharge lamp, but the present invention can also be applied to a high pressure discharge lamp such as a metal halide lamp in which a metal halide is enclosed. However, in the configuration of the high-pressure discharge lamp of the above embodiment, it is preferable that the enclosed amount of mercury be about 200 mg / cc or less. The reason for this is that when the amount of enclosed mercury is more than this, the pressure inside the arc tube 10 during operation becomes too high, and the molybdenum foil 2 of the sealing portion 20 is
This is because the airtightness cannot be maintained at the portion 4 and the probability of damaging the lamp increases. If airtightness can be maintained, the amount of mercury enclosed should be approximately 200 mg / c.
It may be larger than c. The amount of mercury enclosed is 200 mg /
When it exceeds cc, the thermal conductivity of the gas in the arc tube 10 becomes high. Therefore, the heat of the discharge plasma is easily transferred to the electrode 12 and the arc tube 10 (quartz glass), the temperature becomes higher, and the exudation of impurities from the glass and the electrode becomes severe. Therefore, when encapsulating such mercury in excess of 200 mg / cc, the lamp 100 of the above-described embodiment made of a high-purity material exerts a stronger effect.

【０１２５】また、上記実施形態では、管壁負荷が約８
０Ｗ／ｃｍ²の場合を例にして説明したが、管壁負荷は
これに限定されない。小さくても良いし、逆に、これよ
りも高い負荷であってもよい。より高い負荷の場合、よ
り高い温度状態で動作することから、ガラスや電極から
の不純物のしみ出しが激しくなるので、高純度の材料か
ら構成した上記実施形態のランプ１００はより強い効果
を発揮する。ただし、上記実施形態の高圧放電ランプの
構成では、管壁負荷はおおよそ１００Ｗ／ｃｍ ²以下と
することが好ましい。その理由は、これを超える負荷で
は、発光管１０の温度が高くなりすぎて、熱による変形
や劣化という問題が生じるからである。この場合におい
て、発光管１０を冷却する別の手段を付加して当該問題
を回避できるならば、管壁負荷を１００Ｗ／ｃｍ²より
も大きくしてもよい。In the above embodiment, the pipe wall load is about 8
0 W / cm²In the above explanation, the load on the pipe wall is
It is not limited to this. It can be small, but on the contrary, this is
It may be a much higher load. For higher loads, yo
Since it operates at a higher temperature,
The impurities in the sample will exude severely.
The lamp 100 of the above-mentioned embodiment configured from
Exert. However, in the high pressure discharge lamp of the above embodiment
With the configuration, the tube wall load is approximately 100 W / cm ²With
Preferably. The reason is that over this load
Causes the temperature of the arc tube 10 to become too high, causing deformation due to heat.
This is because the problem of deterioration occurs. In this case
Then, another means for cooling the arc tube 10 is added to the problem.
If it can be avoided, the tube wall load is 100 W / cm²Than
May also be increased.

【０１２６】さらに、上記実施形態では、定格電力１５
０Ｗの場合を例にして説明したが、定格電力はこれに限
定されず、１５０Ｗ以上でもよいし、１５０Ｗ以下でも
よい。ただし、上記実施形態の高圧放電ランプの構成
は、５０Ｗ以上の比較的大きな電力のランプに特に適し
ている。大きな電力のランプは、より高い温度状態で動
作することから、ガラスや電極からの不純物の染み出し
が激しいので、高純度の材料から構成した上記実施形態
のランプ１００は、このような状態での動作においてよ
り強い効果を発揮するからである。Further, in the above embodiment, the rated power is 15
Although the case of 0 W has been described as an example, the rated power is not limited to this and may be 150 W or more or 150 W or less. However, the structure of the high-pressure discharge lamp of the above-described embodiment is particularly suitable for a lamp having a relatively large electric power of 50 W or more. Since a high power lamp operates in a higher temperature state, impurities are exuded from the glass and the electrodes, so the lamp 100 of the above-described embodiment made of a high-purity material can be used in such a state. This is because it exerts a stronger effect in operation.

【０１２７】なお、上記実施形態の高圧放電ランプは、
ハロゲンとして臭素（Ｂｒ）を封入したランプを例にし
て説明したが、ハロゲンは塩素（Ｃｌ）であってもよい
し、沃素（Ｉ）であってもよい。The high pressure discharge lamp of the above embodiment is
Although a lamp in which bromine (Br) is filled as the halogen is described as an example, the halogen may be chlorine (Cl) or iodine (I).

【０１２８】また、上記実施形態では、発光管内に対向
に配置された一対の電極間で放電によって放射されるい
わゆる放電ランプを例にして説明したが、放電ランプだ
けでなく、図１１および１２に示すような電球にも適用
することが可能である。Further, in the above-described embodiment, the so-called discharge lamp, which is radiated by the discharge between the pair of electrodes arranged so as to face each other in the arc tube, has been described as an example, but not only the discharge lamp but also FIGS. It is also possible to apply to the light bulb as shown.

【０１２９】図１１は、上記実施形態の高圧放電ランプ
１００の構成において、一対のタングステン電極１２の
間がタングステンのコイル１６で結ばれた電球２００の
構成を模式的に示している。電球２００は、一対の電極
１２間がタングステンコイル１６で結ばれていること、
および発光管（バルブ）１０内に水銀が封入されていな
いことを除くと、上記実施形態１のランプ１００の構成
と実質的に同じである。タングステンコイル１６は、不
純物が少ない高純度タングステンからなり、好ましくは
石英ガラスも高純度石英ガラスからなる。このように構
成された電球２００は、上記実施形態のランプ１００と
同様に、非常に寿命の長い電球となる。勿論、発光管１
０の残留歪みを小さくすれば、ランプの破裂が少なくな
るため、より好ましい。FIG. 11 schematically shows a structure of a light bulb 200 in which a pair of tungsten electrodes 12 are connected by a tungsten coil 16 in the structure of the high pressure discharge lamp 100 of the above embodiment. In the light bulb 200, the pair of electrodes 12 are connected by the tungsten coil 16,
The lamp 100 has substantially the same configuration as the lamp 100 of Embodiment 1 except that mercury is not sealed in the arc tube (bulb) 10. The tungsten coil 16 is made of high-purity tungsten containing few impurities, and preferably quartz glass is also made of high-purity quartz glass. The light bulb 200 configured in this manner is a light bulb having a very long life, like the lamp 100 of the above-described embodiment. Of course, arc tube 1
It is more preferable to reduce the residual strain of 0 because the burst of the lamp is reduced.

【０１３０】また、寿命の長い電球の別の例を図１２に
示す。図１２は、一般の家庭に使われる白熱電球によく
似た構成の電球（ランプ）３００を模式的に示してい
る。電球３００は、タングステンフィラメント１６に上
述の高純度タングステンを使用し、バルブ１０内に封入
されるガスとしてハロゲンとアルゴン（Ａｒ）やキセノ
ン（Ｘｅ）を使用することを除くと、その他の構成は、
よく知られた白熱電球の構成と同様である。アンカ１７
や内部導入線１９ａ、封繊部導入線１９ｂや外部導入線
１９ｃを高純度のタングステンに置き換えた構成にして
も勿論構わない。FIG. 12 shows another example of a long-life light bulb. FIG. 12 schematically shows a light bulb (lamp) 300 having a configuration similar to that of an incandescent light bulb used in a general household. The bulb 300 uses the above-mentioned high-purity tungsten for the tungsten filament 16, and except that halogen and argon (Ar) or xenon (Xe) are used as the gas sealed in the bulb 10, other configurations are as follows.
It is similar to the well-known incandescent bulb configuration. Anchor 17
Alternatively, the internal introduction line 19a, the sealed portion introduction line 19b, and the external introduction line 19c may be replaced with high-purity tungsten.

【０１３１】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。Although the preferred examples of the present invention have been described above, the description is not a limitation and, of course, various modifications are possible.

【０１３２】[0132]

【発明の効果】本発明によれば、ハロゲンのモル数が、
発光管内に存在する金属元素（ただし、タングステン元
素および水銀元素を除く）の合計モル数と、ランプ動作
中において電極から蒸発して発光管内に存在するタング
ステンのモル数との和よりも多いため、発光管の黒化を
防止することができ、その結果、長寿命の高圧放電ラン
プを提供することができる。発光管の管壁負荷が例えば
８０Ｗ／ｃｍ²以上である場合でも、発光管の黒化を防
止することができるため、従来技術では早期にランプ寿
命がきてしまうような高出力条件で使用しても、長寿命
（例えば、５０００時間から１００００時間以上）の高
圧放電ランプを提供することができる。According to the present invention, the number of moles of halogen is
Since the total number of moles of metal elements (excluding tungsten element and mercury element) present in the arc tube is more than the sum of the number of moles of tungsten evaporated in the arc tube during the lamp operation and present in the arc tube, It is possible to prevent blackening of the arc tube, and as a result, it is possible to provide a high-pressure discharge lamp having a long life. Even if the wall load of the arc tube is, for example, 80 W / cm ² or more, it is possible to prevent the arc tube from blackening. Therefore, according to the conventional technique, the lamp is used under a high output condition such that the lamp life is reached early. In addition, a high-pressure discharge lamp having a long life (for example, 5000 hours to 10,000 hours or more) can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による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。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a high pressure discharge lamp 100 according to an embodiment of the present invention.

【図２】各種の金属元素とハロゲンとの化学反応の自由
エネルギー変化（ΔＧ）と温度（Ｋ）との関係を示すグ
ラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the change in free energy (ΔG) of a chemical reaction between various metal elements and halogen and the temperature (K).

【図３】（ａ）から（ｃ）は、ランプ１００の発光スペ
クトル（放射強度）を示すグラフである。3 (a) to (c) are graphs showing an emission spectrum (radiation intensity) of the lamp 100. FIG.

【図４】（ａ）から（ｃ）は、従来のランプ１０００の
発光スペクトル（放射強度）を示すグラフである。4 (a) to 4 (c) are graphs showing emission spectra (radiation intensity) of a conventional lamp 1000. FIG.

【図５】発光管１０周囲を拡大した図である。FIG. 5 is an enlarged view of the periphery of the arc tube 10.

【図６】本発明による実施形態におけるランプの寿命特
性を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing life characteristics of a lamp in an embodiment according to the present invention.

【図７】本発明による実施形態の製造方法を説明するた
めのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図８】ランプ製作工程を説明するための工程断面図で
ある。FIG. 8 is a process cross-sectional view for explaining the lamp manufacturing process.

【図９】熱処理時間（時間）と水素量（任意目盛り）と
の関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between heat treatment time (hour) and hydrogen amount (arbitrary scale).

【図１０】ランプユニット５００の構成を模式的に示す
断面図である。FIG. 10 is a sectional view schematically showing the configuration of a lamp unit 500.

【図１１】電球２００の構成を模式的に示す断面図であ
る。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a light bulb 200.

【図１２】電球３００の構成を模式的に示す断面図であ
る。FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a light bulb 300.

【図１３】従来の高圧放電ランプ１０００の構成を模式
的に示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view schematically showing a configuration of a conventional high pressure discharge lamp 1000.

【図１４】（ａ）および（ｂ）は、ランプ点灯時の発光
管を模式的に拡大して示す図である。14 (a) and 14 (b) are schematic enlarged views of an arc tube when a lamp is turned on.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 発光管 １２ 電極（Ｗ電極） １４ コイル １６ タングステンコイル １８ 水銀（発光物質） ２０ 封止部 ２４ 金属箔（Ｍｏ箔） ３０ 外部リード ５０ 放電ランプ用ガラス管 ５４ バーナー ５５ 口金 ６０ 反射鏡 ６２ リード線用開口部 ６５ リード線 １００ 高圧放電ランプ １１２ Ｗ電極 １１８ 水銀（発光物質） １２０ 封止部 １２４ Ｍｏ箔 １３０ 外部リード ２００、３００ 電球 ５００ ランプユニット １０００ 高圧放電ランプ 10 arc tube 12 electrodes (W electrode) 14 coils 16 tungsten coil 18 Mercury (luminescent substance) 20 Sealing part 24 Metal foil (Mo foil) 30 external leads 50 Glass tube for discharge lamp 54 burner 55 mouthpiece 60 reflector 62 Lead wire opening 65 lead wire 100 high pressure discharge lamp 112 W electrode 118 Mercury (luminescent substance) 120 sealing part 124 Mo foil 130 external leads 200, 300 light bulbs 500 lamp unit 1000 high pressure discharge lamp

───────────────────────────────────────────────────── 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 61/88 Ｈ０１Ｋ 1/50 Ｈ０１Ｋ 1/50 Ｆ２１Ｙ 101:00 // Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｍ 1/00 Ｍ (72)発明者 竹田 守 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 一番ヶ瀬 剛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 関 智行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 北原 良樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森 俊雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 竹内 泰郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K042 AA01 AB01 AC06 BB03 BB05 5C012 FF01 FF06 5C015 JJ08 QQ02 QQ03 QQ04 QQ34 QQ35 QQ43 QQ45 QQ49 5C039 HH02 HH06 5C043 AA07 BB09 CC03 CD01 DD03 EB15 EC06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) H01J 61/88 H01K 1/50 H01K 1/50 F21Y 101: 00 // F21Y 101: 00 F21M 1/00 M (72) Inventor Mamoru Takeda 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Go Ichigase, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Tomoyuki Seki 1006, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsuda Denki Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiki Kitahara, Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture 1006 Kadoma, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Toshio Mori Kadoma, Kadoma City, Osaka 1006 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Yasushi Takeuchi, Kadoma City, Osaka Prefecture 1006 Kadoma Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (Reference) 3K042 AA01 AB01 AC06 BB03 BB05 5C012 FF01 FF06 5C015 JJ08 QQ02 QQ03 QQ04 QQ34 QQ35 QQ43 QQ45 QQ49 5C039 HH02 HH06 5C043 AA07 BB09 CC03 CD01 DD03 EB15 EC06

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 管内に少なくとも希ガスとハロゲンとが
封入され、実質的に石英ガラスからなる発光管と、 前記発光管内に配置され、実質的にタングステンからな
る電極とを備えた高圧放電ランプであって、 前記ハロゲンのモル数は、前記ハロゲンと結合する性質
を有する金属元素であって前記発光管内に存在する金属
元素（ただし、タングステン元素および水銀元素を除
く）の合計モル数と、ランプ動作中において前記電極か
ら蒸発して前記発光管内に存在する前記タングステンの
モル数との和よりも多い、高圧放電ランプ。1. A high-pressure discharge lamp comprising: an arc tube which is filled with at least a rare gas and a halogen and which is substantially made of quartz glass; and an electrode which is disposed in the arc tube and is made of substantially tungsten. And the number of moles of the halogen is the total number of moles of the metal elements (excluding tungsten element and mercury element) existing in the arc tube, which are metal elements having a property of bonding with the halogen, and lamp operation. A high-pressure discharge lamp in which the number of moles of the tungsten vaporized from the electrode and present in the arc tube is greater than the total. 【請求項２】 前記金属元素（ただし、タングステン元
素および水銀元素を除く）の各種類をＭｉとしたときの
前記金属元素Ｍｉのモル数をｍｉとし、前記金属元素Ｍ
ｉの化学量論係数をｎｉとした場合において、前記金属
元素Ｍｉの前記モル数ｍｉに前記化学量論係数ｎｉを乗
じた数を前記金属元素Ｍｉの各種類について足し合わし
た合計数（Σ（ｍｉ×ｎｉ））と、前記タングステンの
前記モル数との和よりも、前記ハロゲンの前記モル数が
多いことを特徴とする、請求項１に記載の高圧放電ラン
プ。2. The number of moles of the metal element Mi, where Mi is each kind of the metal element (excluding tungsten element and mercury element), and the metal element M is
When the stoichiometric coefficient of i is ni, the total number (Σ (is calculated by adding the number obtained by multiplying the number of moles mi of the metal element Mi by the stoichiometric coefficient ni for each type of the metal element Mi. High pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the number of moles of the halogen is greater than the sum of mi x ni)) and the number of moles of the tungsten. 【請求項３】 管内に少なくとも希ガスとハロゲンとが
封入され、実質的に石英ガラスからなる発光管と、 前記発光管内に配置され、実質的にタングステンからな
る電極とを備えた高圧放電ランプであって、 前記発光管内に封入されたハロゲンをＸとしたときの前
記ハロゲンＸのモル数をＮとし、前記ハロゲンＸと結合
する性質を有する金属元素であって前記発光管内に存在
する金属元素の各種類をＭｉとしたとき、前記金属元素
Ｍｉのモル数をｍｉとし、前記金属元素Ｍｉの化学量論
係数をｎｉとし、そして、タングステンをＷとした場合
において、下式（Ｉ）の化学反応における平衡定数をＫ
ｉとし、 Ｍｉ＋ｎｉＸ → ＭｉＸ_ni 式（Ｉ） 下式（II）の化学反応における平衡定数をＫｗとしたと
きに、 Ｗ＋Ｘ → ＷＸ 式（II） 平衡定数Ｋｗ以上の平衡定数Ｋｉを有する金属元素Ｍｉ
のモル数の合計と、ランプ動作中において前記電極から
蒸発して前記発光管内に存在する前記タングステンＷの
モル数との和よりも、前記発光管内に封入されたハロゲ
ンＸのモル数Ｎの方が多いことを特徴とする、高圧放電
ランプ。3. A high-pressure discharge lamp comprising a light-emitting tube substantially made of quartz glass, in which at least a rare gas and a halogen are enclosed, and an electrode which is arranged in the light-emitting tube and is substantially made of tungsten. When the halogen enclosed in the arc tube is X, the number of moles of the halogen X is N, and the metal element has a property of binding to the halogen X and is a metal element present in the arc tube. When each type is Mi, the number of moles of the metal element Mi is mi, the stoichiometric coefficient of the metal element Mi is ni, and tungsten is W, the chemical reaction of the following formula (I) Equilibrium constant at K
i + NiX → MiX _ni formula (I) where Kw is the equilibrium constant in the chemical reaction of formula (II) below, W + X → WX formula (II) Metal element Mi having an equilibrium constant Ki equal to or greater than the equilibrium constant Kw.
The total number of moles of the halogen X and the number of moles of the tungsten W present in the arc tube that is evaporated from the electrode during lamp operation and the number of moles of the halogen X enclosed in the arc tube is N. High-pressure discharge lamp, which is characterized by many 【請求項４】 前記平衡定数Ｋｗ以上の前記平衡定数Ｋ
ｉを有する前記金属元素Ｍｉのモル数ｍｉに前記化学量
論係数ｎｉを乗じた数を前記金属元素Ｍｉの各種類につ
いて足し合わせた合計数（Σ（ｍｉ×ｎｉ））と、前記
タングステンの前記モル数との和よりも、前記ハロゲン
Ｘの前記モル数Ｎが多いことを特徴とする、請求項３に
記載の高圧放電ランプ。4. The equilibrium constant K not less than the equilibrium constant Kw.
The total number (Σ (mi × ni)) of the number of moles mi of the metal element Mi having i multiplied by the stoichiometric coefficient ni for each type of the metal element Mi, and the tungsten content The high pressure discharge lamp according to claim 3, wherein the number of moles N of the halogen X is larger than the sum of the number of moles. 【請求項５】 前記金属元素は、ナトリウム（Ｎａ）、
カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、
鉄（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）からなる群から選
択された少なくとも１種である、請求項１から４に記載
の高圧放電ランプ。5. The metal element is sodium (Na),
Potassium (K), lithium (Li), chromium (Cr),
The high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the high pressure discharge lamp is at least one selected from the group consisting of iron (Fe) and nickel (Ni). 【請求項６】 前記発光管内に含まれている水素（Ｈ）
の含有量が０．１５体積％以下であることを特徴とす
る、請求項１から５の何れか一つに記載の高圧放電ラン
プ。6. Hydrogen (H) contained in the arc tube
The high pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the content of 0.15% by volume or less. 【請求項７】 前記発光管の外面における引っ張り応力
が１００ｐｓｉ以下であり、前記発光管の内面における
圧縮応力が１００ｐｓｉ以下である、請求項１から６の
何れか一つに記載の高圧放電ランプ。7. The high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the tensile stress on the outer surface of the arc tube is 100 psi or less and the compressive stress on the inner surface of the arc tube is 100 psi or less. 【請求項８】 管内に少なくとも希ガスとハロゲンとが
封入され、実質的に石英ガラスからなる発光管と、 前記発光管内に配置され、実質的にタングステンからな
る電極とを備えた高圧放電ランプであって、 前記発光管内に封入されるハロゲンのモル数は、前記発
光管内に存在するナトリウム（Ｎａ）、カリウム
（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の合計モル数と、ラン
プ動作中において前記電極から蒸発して前記発光管内に
存在する前記タングステンのモル数との和よりも多いこ
とを特徴とする、高圧放電ランプ。8. A high-pressure discharge lamp provided with an arc tube which is filled with at least a rare gas and a halogen and which is substantially made of quartz glass, and an electrode which is disposed in the arc tube and is made of substantially tungsten. The number of moles of halogen sealed in the arc tube is the total number of moles of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) present in the arc tube, and the number of moles of halogen from the electrode during lamp operation. A high-pressure discharge lamp, characterized in that it is more than the sum of the number of moles of the tungsten vaporized and present in the arc tube. 【請求項９】 前記ハロゲンのモル数は、前記発光管内
に存在するナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リチ
ウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、およびルビジウム
（Ｒｂ）の合計モル数と、前記タングステンのモル数と
の和よりも多いことを特徴とする、請求項８に記載の高
圧放電ランプ。9. The number of moles of the halogen is the total number of moles of sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), cesium (Cs), and rubidium (Rb) present in the arc tube, and 9. The high pressure discharge lamp according to claim 8, wherein the high pressure discharge lamp is more than the sum of the number of moles of tungsten. 【請求項１０】 管内に少なくとも希ガスとハロゲンと
が封入され、実質的に石英ガラスからなる発光管と、 前記発光管内に配置され、実質的にタングステンからな
る電極とを備えた高圧放電ランプであって、 前記発光管内に封入されるハロゲンのモル数は、前記発
光管内に存在する金属元素であって１価のハロゲン化物
を生成する金属元素の合計モル数と、ランプ動作中にお
いて前記電極から蒸発して前記発光管内に存在する前記
タングステンのモル数との和よりも多いことを特徴とす
る、高圧放電ランプ。10. A high-pressure discharge lamp provided with an arc tube which is filled with at least a rare gas and a halogen and which is substantially made of quartz glass, and an electrode which is arranged in the arc tube and is made of substantially tungsten. The number of moles of halogen enclosed in the arc tube is the total number of moles of metal elements existing in the arc tube that generate a monovalent halide, and the number of moles of the metal element from the electrode during lamp operation. A high-pressure discharge lamp, characterized in that it is more than the sum of the number of moles of the tungsten vaporized and present in the arc tube. 【請求項１１】 管内に少なくとも希ガスとハロゲンと
が封入され、実質的に石英ガラスからなる発光管と、 前記発光管内に配置され、実質的にタングステンからな
る電極とを備えた高圧放電ランプであって、 前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カリウム
（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の含有量がそれぞれ１
ｐｐｍ以下であることを特徴とする、高圧放電ランプ。11. A high-pressure discharge lamp comprising a light-emitting tube which is filled with at least a rare gas and a halogen and which is substantially made of quartz glass, and an electrode which is arranged in the light-emitting tube and is made of substantially tungsten. The content of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) contained in the electrode is 1 each.
A high-pressure discharge lamp, characterized in that it is below ppm. 【請求項１２】 前記発光管における前記石英ガラスに
含まれるナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、および
リチウム（Ｌｉ）の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であ
ることを特徴とする、請求項１１に記載の高圧放電ラン
プ。12. The content of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) contained in the quartz glass in the arc tube is 1 ppm or less, respectively. High pressure discharge lamp. 【請求項１３】 前記発光管内に封入されるハロゲンの
モル数は、前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カ
リウム（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の合計モル数よ
りも多いことを特徴とする、請求項１１または１２に記
載の高圧放電ランプ。13. The number of moles of halogen sealed in the arc tube is larger than the total number of moles of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) contained in the electrode. The high pressure discharge lamp according to claim 11 or 12. 【請求項１４】 前記発光管内に封入されるハロゲンの
モル数は、前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カ
リウム（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）の前記合計モル
数の５倍以上であることを特徴とする、請求項１３に記
載の高圧放電ランプ。14. The number of moles of halogen sealed in the arc tube is 5 times or more the total number of moles of sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) contained in the electrode. The high pressure discharge lamp according to claim 13, characterized in that. 【請求項１５】 前記電極に含まれるクロム（Ｃｒ）、
鉄（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の含有量が３ｐｐ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１１から１４の何
れか一つに記載の高圧放電ランプ。15. Chromium (Cr) contained in the electrode,
Iron (Fe) and nickel (Ni) content is 3pp
The high pressure discharge lamp according to any one of claims 11 to 14, wherein the high pressure discharge lamp has a length of m or less. 【請求項１６】 前記発光管内に封入されるハロゲンの
モル数は、前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カ
リウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄
（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の合計モル数よりも
多いことを特徴とする、請求項１５に記載の高圧放電ラ
ンプ。16. The number of moles of halogen sealed in the arc tube is such that sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel contained in the electrode. The high-pressure discharge lamp according to claim 15, wherein the high-pressure discharge lamp is more than the total mole number of (Ni). 【請求項１７】 前記発光管内に封入されるハロゲンの
モル数は、前記電極に含まれるナトリウム（Ｎａ）、カ
リウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄
（Ｆｅ）、およびニッケル（Ｎｉ）の前記合計モル数の
５倍以上であることを特徴とする、請求項１６に記載の
高圧放電ランプ。17. The number of moles of halogen sealed in the arc tube is such that sodium (Na), potassium (K), lithium (Li), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel contained in the electrode. The high pressure discharge lamp according to claim 16, wherein the total number of moles of (Ni) is 5 times or more. 【請求項１８】 管内に少なくとも希ガスとハロゲンと
が封入され、実質的に石英ガラスからなる発光管と、 前記発光管内に配置され、実質的にタングステンからな
る電極とを備えた高圧放電ランプであって、 前記発光管における前記石英ガラスに含まれるナトリウ
ム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）
の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であることを特徴とす
る、高圧放電ランプ。18. A high-pressure discharge lamp provided with an arc tube, which is filled with at least a rare gas and a halogen, and which is substantially made of quartz glass, and an electrode, which is arranged in the arc tube and is made of substantially tungsten. And sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li) contained in the quartz glass in the arc tube.
The high-pressure discharge lamp is characterized in that the content of each is 1 ppm or less. 【請求項１９】 前記発光管内に含まれている水素
（Ｈ）の含有量が０．１５体積％以下であることを特徴
とする、請求項８から１８の何れか一つに記載の高圧放
電ランプ。19. The high pressure discharge according to claim 8, wherein the content of hydrogen (H) contained in the arc tube is 0.15% by volume or less. lamp. 【請求項２０】 前記発光管の外面における引っ張り応
力が１００ｐｓｉ以下であり、前記発光管の内面におけ
る圧縮応力が１００ｐｓｉ以下である、請求項８から１
９の何れか一つに記載の高圧放電ランプ。20. The tensile stress on the outer surface of the arc tube is 100 psi or less, and the compressive stress on the inner surface of the arc tube is 100 psi or less.
9. The high pressure discharge lamp according to any one of 9. 【請求項２１】 前記発光管における前記石英ガラスに
含まれるＯＨ基の含有量が５ｐｐｍ以下であることを特
徴とする、請求項１から２０の何れか一つに記載の高圧
放電ランプ。21. The high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the content of OH groups contained in the quartz glass in the arc tube is 5 ppm or less. 【請求項２２】 前記発光管における前記石英ガラスに
含まれるアルミニウム（Ａｌ）の含有量が１０ｐｐｍ以
下であることを特徴とする、請求項１から２１の何れか
一つに記載の高圧放電ランプ。22. The high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the content of aluminum (Al) contained in the quartz glass in the arc tube is 10 ppm or less. 【請求項２３】 前記発光管内に封入されるハロゲンの
量は、１００μｍｏｌ／ｃｍ³以下であることを特徴と
する、請求項１から２２の何れか一つに記載の高圧放電
ランプ。23. The high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein an amount of halogen sealed in the arc tube is 100 μmol / cm ³ or less. 【請求項２４】 前記発光管内に封入されるハロゲン
は、臭素（Ｂｒ）またはヨウ素（Ｉ）の少なくとも１つ
である、請求項１から２３の何れか一つに記載の高圧放
電ランプ。24. The high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the halogen sealed in the arc tube is at least one of bromine (Br) and iodine (I). 【請求項２５】 前記発光管の管壁負荷が８０Ｗ／ｃｍ
²以上であることを特徴とする、請求項１から２４の何
れか一つに記載の高圧放電ランプ。25. The wall load of the arc tube is 80 W / cm.
25. The high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the high pressure discharge lamp has ^two or more. 【請求項２６】 前記発光管内にさらに水銀（Ｈｇ）が
封入されたことを特徴とする、請求項１から２５の何れ
か一つに記載の高圧放電ランプ。26. The high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein mercury (Hg) is further enclosed in the arc tube. 【請求項２７】 前記発光管内に封入される前記水銀
（Ｈｇ）の量は、１５０ｍｇ／ｃｍ³から３００ｍｇ／
ｃｍ³であり、ランプ動作中における水銀蒸気圧は、１
５ＭＰａから３０ＭＰａであることを特徴とする、請求
項２６に記載の高圧放電ランプ。27. The amount of mercury (Hg) sealed in the arc tube is 150 mg / cm ³ to 300 mg / cm ^3.
cm ³ and the mercury vapor pressure during lamp operation is 1
27. The high pressure discharge lamp according to claim 26, characterized in that the pressure is 5 MPa to 30 MPa. 【請求項２８】 請求項１から２７の何れか一つに記載
の放電ランプと、前記放電ランプから発する光を反射す
る反射鏡とを備えたランプユニット。28. A lamp unit comprising the discharge lamp according to claim 1, and a reflecting mirror that reflects light emitted from the discharge lamp. 【請求項２９】 管内に少なくとも希ガスとハロゲンと
が封入され、実質的に石英ガラスからなる発光管と、前
記発光管内に配置され、実質的にタングステンからなる
電極とを備えた高圧放電ランプの製造方法であって、 高圧放電ランプの形状を完成させてランプ形状完成体を
得た後、前記ランプ形状完成体の残留歪みを除去する工
程を包含する、高圧放電ランプの製造方法。29. A high pressure discharge lamp comprising: an arc tube, which is filled with at least a rare gas and a halogen, and which is substantially made of quartz glass; and an electrode which is disposed in the arc tube and is made of substantially tungsten. A method of manufacturing a high-pressure discharge lamp, comprising the steps of completing a shape of a high-pressure discharge lamp to obtain a lamp-shaped completed body, and then removing residual strain of the lamp-shaped completed body. 【請求項３０】 前記残留歪みを除去する工程は、前記
ランプ形状完成体を１０００℃から１１００℃の高温条
件下で１時間以上保持する工程を包含する、請求項２９
に記載の高圧放電ランプの製造方法。30. The step of removing the residual strain includes the step of holding the completed lamp shape under high temperature conditions of 1000 ° C. to 1100 ° C. for 1 hour or more.
A method for manufacturing a high pressure discharge lamp according to. 【請求項３１】 前記高温条件下で保持する工程は１０
０時間以上行われる、請求項３０に記載の高圧放電ラン
プの製造方法。31. The step of holding under the high temperature condition is 10
The method of manufacturing a high pressure discharge lamp according to claim 30, wherein the method is performed for 0 hours or more. 【請求項３２】 内部に少なくとも希ガスとハロゲンと
が封入されたバルブと、 前記バルブ内に配置された一対の内部導入線間を連結
し、実質的にタングステンからなるフィラメントとを備
えた電球であって、 前記ハロゲンのモル数は、前記ハロゲンと結合する性質
を有する前記バルブ内に存在する金属元素（ただし、タ
ングステン元素を除く）の合計モル数と、ランプ動作中
において前記フィラメントから蒸発して前記発光管内に
存在する前記タングステンのモル数との和よりも多い、
電球。32. A light bulb comprising: a bulb in which at least a rare gas and a halogen are enclosed, and a filament, which is made of tungsten and which connects between a pair of internal lead wires disposed in the bulb. Wherein the number of moles of the halogen is the total number of moles of metal elements (excluding tungsten element) present in the bulb having the property of binding with the halogen, and the number of moles of the halogen vaporized from the filament during lamp operation. More than the sum of the number of moles of the tungsten present in the arc tube,
light bulb.