JP2005183240A

JP2005183240A - 放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブ

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Publication number: JP2005183240A
Application number: JP2003424014A
Authority: JP
Inventors: Michio Takagaki; 倫夫高垣; Takashi Fukushiro; 毅史福代; Shinichi Irisawa; 伸一入澤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2023-12-22
Also published as: DE102004061552A1; JP4086158B2; US20050156529A1; US7583028B2

Abstract

【課題】過渡時の発光が赤紫色に見えない放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブの提供。
【解決手段】少なくともＮａ，ＳｃおよびＩｎの金属ハロゲン化物が希ガスとともに封入され、かつ電極が対設された内容積５０μｌ以下の密閉チャンバーを備えた水銀フリーアークチューブで、密閉チャンバー内の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率を０．１〜２．０重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％に構成した。ＩｎＩの封入量の比率が０．１重量％以上で、安定放電時の発光色の色度ｘ，ｙが白色光源の色度規格範囲Ａ内となる。ＩｎＩの封入量の比率が２％以下で、過渡時のアークチューブの発光の色度ｙ極小値が０．２９以上となって、赤紫がほとんど目立たず、赤色標識灯と誤認する惧れがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくともＮａ，ＳｃおよびＩｎの金属ハロゲン化物が希ガスとともに封入されかつ電極が対設された内容積５０μｌ以下の密閉チャンバーを備えた放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブに関する。

図８は従来の放電ランプ装置であり、石英ガラス製アークチューブ５の前端部は絶縁性ベース１の前方に突出する一本のリードサポート２によって支持され、アークチューブ５の後端部はベース１の凹部１ａで支持され、アークチューブの後端部寄りが絶縁性ベース１の前面に固定された金属製支持部材４によって、把持された構造となっている。アークチューブ５から導出する前端側リード線８は、溶接によってリードサポート２に固定され、一方、後端側リード線８は、ベース１の凹部１ａ形成底面壁１ｂを貫通し、底面壁１ｂに設けられている端子３に、溶接により固定されている。符号Ｇは、アークチューブ５から発した光の中で、人体に有害な波長域の紫外線成分をカットする円筒形状のガラス製紫外線遮蔽用グローブ（シュラウド）で、アークチューブ５に溶着一体化されている。

そしてアークチューブ５は、前後一対のピンチシール部５ｂ，５ｂ間に、電極６，６を対設し発光物質（Ｎａ，Ｓｃの金属ハロゲン化物およびＨｇ）を始動用希ガスとともに封入した密閉ガラス球５ａが形成された構造となっている。ピンチシール部５ｂ内には、密閉ガラス球５ａ内に突出する電極６とピンチシール部５ｂから導出するリード線８とを接続するモリブデン箔７が封着されて、ピンチシール部５ｂにおける気密性が確保されている。

しかし、密閉ガラス球５ａ内に封入されているＨｇは、所定の管電圧を維持し、電極６への電子の衝突量を減少させて電極の損傷を緩和する非常に有用な物質であるが、環境有害物質であることから、最近では、環境有害物質であるＨｇを封入しない、いわゆる水銀フリーアークチューブの開発が進められている。

そして、下記特許文献１，２では、Ｈｇの代わりにＩｎハロゲン化物等を封入して、管電圧の維持を図る提案がなされている。

即ち、特許文献１では、Ｈｇに代わる電圧勾配形成体としてＩｎハロゲン化物を１〜１００μｍｏｌ/cm^３封入するように構成されており、特許文献２では、金属ハロゲン化物としてＳｃＩ_３およびＮａＩに加えてＩｎＩを封入することで、水銀フリー化による電圧の低下を改善できるとともに、白色光源として要求される色度規格範囲内の発光色が得られるようになっている。
特開平１１−８６７９５（段落００２６）特開平１１−３０７０４８（段落００３１〜３４）

しかし、発明者が水銀フリーアークチューブの開発を進める過程で、前記した特許文献１，２に開示されている量のＩｎＩを密閉ガラス球内に封入した場合に、放電開始当初のアークチューブが赤紫色に発光して、テールランプやストップランプ等の赤色標識灯の点灯と誤認混同する惧れがあり、好ましくないという問題が発生した。

そこで発明者は、この原因を確かめるべく、水銀フリーアークチューブとして密閉ガラス球内にＸｅガスとともに封入する金属ハロゲン化物（ＳｃＩ_３，ＮａＩ，ＩｎＩ等）に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）を異ならしめた各サンプルを用いて、放電開始後、安定放電に至るまでの過渡時のアークチューブの発光色の変化（色度特性曲線）を調べる実験を行った。

図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）が０．１％、１．０％、２．９％である場合について示すが、いずれの場合も、時間経過とともに左斜め下向きに下降し色度極小値Ｐminとなった後、右斜め上向きに上昇し、安定放電時には白色光源の色度規格ＥＣＥＲ９９（ｘ≧０．３４５ｙ≦０．１５０＋０．６４０ｘ，ｘ≦０．４０５ｙ≧０．０５０＋０．７５０ｘ（以下、「ＥＣＥＲ９９」といい、図６において、その範囲を符号Ａで示す）内に色度ｘ，ｙの値をもつ安定した位置Ｐａとなる。即ち、アークチューブの発光色としては、アークチューブの温度の上昇に伴って、まずＸｅの発光色である白を帯び、次いでＩｎ，Ｓｃの発光色である青を帯び、最後にＮａの発光色である赤を帯びた後、全ての発光物質が発光する白色の安定放電状態に移行する。

このため、前記した特許文献１，２に開示されている量のＩｎＩを封入した場合には、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）が多すぎるため、安定放電に至るまでの過渡時の発光色が色度ｘ，ｙ値の低い赤紫色を強く帯びた光となって赤色標識灯の点灯と誤認混同するものと推定される。

そこで、発明者は、前記したＳｃＩ_３，ＮａＩ，ＩｎＩ等の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）を異ならしめたサンプル（アークチューブ）について、過渡時の色度極小値Ｐminについての視認評価試験（アークチューブの発光を肉眼で見て赤紫色が目立つか否かを評価する試験）を行ったところ、図３に示すように、色度ｙ極小値が０．２９未満では目立つ赤紫色は色度ｙ極小値が０．２９〜０．３２の範囲ではそれほど目立たないし、色度ｙ極小値が０．３２以上であれば赤紫色が全く気にならない（違和感がない）、という評価結果となった。即ち、図３から、過渡時におけるアークチューブの発光色に赤紫が目立つか否かの評価は、色度ｘ極小値では特定することができないが、色度ｙ極小値で特定することができるといえる。

また、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）と色度ｙ極小値との間には、図４に示すように、略反比例するという相関関係があることがわかった。

さらに、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率を、図４に示す相関関係の範囲である０〜３．０重量％の範囲で調整したとしても、図５に示すように、アークチューブの管電圧は、４５Ｖを境に約±５Ｖの範囲で変動するに過ぎず、ＩｎＩの封入量の比率のわずかな変化（最大３％）は管電圧に全く影響しないこともわかった。

また、図６は、前記したＳｃＩ_３，ＮａＩ，ＩｎＩ等の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）を異ならしめたサンプル（アークチューブ）の安定放電時における発光の色度ｘ，ｙを示す図であるが、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率が０．１〜２．９重量％の場合は、色度ｙが白色光源として要求される色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａ内にくるが、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が０重量％の場合には、色度ｙ（＝０．３９６）が色度規格範囲「ＥＣＥＲ９９」Ａ内から外れた緑色を帯びた光となるので、密閉チャンバーに封入する金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率は０．１重量％以上であることが望ましい。

以上のような実験と考察の結果、アークチューブの過渡時における赤紫色の発光を回避するとともに、アークチューブの安定放電時における発光色が白色光源として要求される色度規格範囲内にくるようにするためには、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率を０．１〜２．０重量％（望ましくは０．１〜０．５重量％）の範囲に調整すればよい、ということが確認されたので、本発明を提案するに至ったものである。

本発明は前記した従来技術の問題点および発明者の知見に基づいてなされたもので、その目的は、過渡時の発光が赤紫色に見えない放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブを提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る放電ランプ装置用アークチューブにおいては、少なくともＮａ，ＳｃおよびＩｎの金属ハロゲン化物が希ガスとともに封入され、かつ電極が対設された内容積５０μｌ以下の密閉チャンバーを備えた放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブにおいて、
前記密閉チャンバー内の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率を０．１〜２．０重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％の範囲に構成した。

（作用）発明者の行った過渡時のアークチューブの発光の色度極小値についての視認評価試験（アークチューブの発光を肉眼で見て赤紫色が目立つか否かを評価する試験）によれば、図３に示すように、色度ｙ極小値０．２９未満では目立つ赤紫色が色度ｙ極小値０．２９〜０．３２の範囲ではそれほど目立たないし、色度ｙ極小値０．３２以上であれば赤紫色が全く気にならない（違和感がない）。

さらに、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）と色度ｙ極小値との間には、図４に示すような相関関係があることが確認された。

即ち、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が２．０重量％を超えると、図４に示すように、過渡時のアークチューブの発光の色度ｙ極小値が０．２９未満（発光色が赤紫を強く帯びる色）となって、ストップランプやテールランプといった標識灯と誤認混同の惧れがあるのに対し、Ｉｎハロゲン化物の封入量の比率が０．５〜２．０重量％の範囲では、過渡時のアークチューブの発光の色度ｙ極小値が０．２９〜０．３２（赤紫がほとんど目立たず）で、特にＩｎハロゲン化物の封入量の比率が０〜０．５重量％の範囲では、過渡時のアークチューブの発光の色度ｙ極小値が０．３２〜０．３４（赤紫が全く気にならず、違和感がない）、という評価結果となった。

したがって、過渡時のアークチューブの発光が目立つ赤紫色とならないためには、密閉チャンバーに封入する金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率は０〜２．０重量％、好ましくは０〜０．５重量％の範囲とすることが望ましい。

また、図６には、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が異なる水銀フリーアークチューブについての安定放電時の色度ｘ，ｙを示すが、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が０．１重量％未満であると、安定放電時のアークチューブの発光色は、色度ｙが白色光源として要求される色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａから外れ（図６に示すように、色度ｙが色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａより大きい値となる緑色を帯び）た光となるが、Ｉｎハロゲン化物の封入量の比率が０．１重量％以上であると、安定放電時のアークチューブの発光色は、色度ｙが白色光源として要求される色度規格範囲Ａ内となる。

したがって、安定放電時の水銀フリーアークチューブの発光が白色光源として要求される色度規格範囲内の色度ｘ，ｙをもつ白色光となるためには、密閉チャンバーに封入する金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率を０．１重量％以上とすることが望ましい。

この結果、過渡時のアークチューブの発光が目立つ赤紫色とならず、かつ安定放電時の水銀フリーアークチューブの発光が白色光源として要求される色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａ内の色度ｘ，ｙをもつ白色光となるためには、密閉チャンバーに封入する金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率は０．１〜２．０重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％の範囲とすることが望ましい。

なお、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率を、図４に示す相関関係の範囲である０〜３．０重量％の範囲で調整したとしても、図５に示すように、アークチューブの管電圧は、４５Ｖを境に約±５Ｖの範囲で変動するに過ぎず、管電圧に全く影響しないので、ＩｎＩの封入量の比率が０．１〜２．０重量％の範囲で異なる（仕様が異なる）アークチューブであっても、それぞれのアークチューブの管電圧特性は変わらず、同一である。

請求項２においては、請求項１に記載の放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブにおいて、前記密閉チャンバー内にＺｎの金属ハロゲン化物を封入するように構成した。

（作用）Ｉｎハロゲン化物は、管電圧を上昇させる上で有効であるが、その封入量が多いと、前記した様に過渡時の発光が色度ｘ，ｙ値の低い赤紫色を帯びた光となるため、Ｉｎハロゲン化物の封入量の比率を大きく設定できない（管電圧を十分に上昇させることができない）が、管電圧を上昇させる上で有効で異常発光（赤紫色の発光）につながらないＺｎハロゲン化物を併せて封入することで、過渡時のアークチューブの異常発光（赤紫色の発光）が抑制されるとともに、管電圧の上昇により安定放電時の発光色がより適正なものとなる。

本発明によれば、放電開始後の安定放電に至るまでの過渡時のアークチューブの発光の中の赤紫色がほとんど目立たず、ストップランプやテールランプといった標識灯と誤認混同する惧れがないとともに、安定放電時には白色光源として要求される色度規格範囲内の適正な色度の発光色が得られる放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブを提供できる。

請求項２によれば、過渡時の異常発光（赤紫色の発光）がなく、安定放電時には適正な色度の発光色が確実に得られる放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブを提供できる。

次に、本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図６は本発明を石英ガラス製アークチューブに適用した第１の実施の形態を示すもので、図１は本発明の第１の実施の形態である放電ランプ装置用石英ガラス製水銀フリーアークチューブの縦断面図、図２は過渡時のアークチューブの発光の色度特性曲線を示し、（ａ），（ｂ），（ｃ）はＩｎＩの封入量の比率が０．１重量％，１．０重量％，２．９重量％のアークチューブの発光の色度特性曲線を示す図である。図３はＩｎＩの封入量の比率（重量％）の異なるアークチューブの過渡時における発光の色度極小値についての視認評価試験結果を示す図、図４はＩｎＩの封入量の比率（重量％）と色度ｙ極小値との相関関係を示す図、図５はＩｎＩの封入量の比率（重量％）と管電圧との関係を示す図、図６は金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）と安定放電時のアークチューブの発光の色度との関係を示す図である。

図１において、アークチューブ１０を装着した放電ランプ装置の全体構造は、アークチューブ１０の構成が異なる点を除いて、図８に示す従来構造と同一であり、その重複した説明は省略する。

図１に示すアークチューブ１０は、直線状延出部の長手方向途中に球状膨出部が形成された円パイプ形状の石英ガラス管の球状膨出部寄りがピンチシールされて、放電空間を形成する楕円体形状又は円筒体形状のチップレス密閉ガラス球１２の両端部に横断面矩形状のピンチシール部１３，１３が形成された非常にコンパクトな構造で、密閉チャンバーである密閉ガラス球１２内には、電極１４，１４が対設されるとともに、金属ハロゲン化物が始動用希ガスとともに封入されている。電極１４，１４はピンチシール部１３に封着されたモリブデン箔１７に接続され、ピンチシール部１３，１３の端部からはモリブデン箔１７，１７に接続されたモリブテン製リード線１８，１８が導出している。

密閉ガラス球１２の内容積は５０μｌ以下、電極間距離は、３．５〜４．５mmで、密閉ガラス球１２内には、金属ハロゲン化物としてＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩに加えて必要に応じＴｌＩ，ＺｎＩ_２の少なくともいずれか一方が、始動用希ガスであるＸｅガスとともに封入されている。Ｎａ，Ｓｃ，Ｘｅは、いずれも発光物質として作用し、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎは、適量封入することで色度ｙ値を変化させる、色度調整物質として作用する。

また、密閉ガラス球内の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率が０．１〜２．０重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％に構成されて、放電開始から安定放電に至るまでの過渡時のアークチューブの発光の中の赤紫色がほとんど目立たず、ストップランプやテールランプといった標識灯と誤認混同する惧れがないとともに、安定放電時には白色光源として要求される色度規格範囲内の適正な色度の発光色が得られるようになっている。

即ち、図６は、密閉ガラス球内の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）を異ならしめたサンプル（アークチューブ）の安定放電時における発光の色度ｘ，ｙを示す図であるが、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率が０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、１．８％、２．２％、２．９％のそれぞれの場合には、アークチューブの安定放電時における発光の色度ｙが白色光源として要求される色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａ内にくるのに対し、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が０％であると、色度ｙ（＝０．３９６）が色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａから外れた緑色を帯びた光となる。

したがって、密閉チャンバーに封入する金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が０．１重量％以上に構成されて、放電安定時のアークチューブには、白色光源として要求される色度規格範囲内の適正な色度の発光色が得られる。

また、図３は、密閉ガラス球内の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）の異なるアークチューブの過渡時における発光の色度極小値についての視認評価試験結果を示すが、色度ｙ極小値０．２９未満では目立つ赤紫色が色度ｙ極小値０．２９〜０．３２の範囲ではそれほど目立たないし、色度ｙ極小値０．３２以上であれば赤紫色が全く気にならない（違和感がない）。

また、図４は、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）と色度ｙ極小値との関係を示し、両者間には、略反比例という相関関係がある。

このため、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が２．０重量％を超えると、図４に示すように、過渡時のアークチューブの発光の色度ｙ極小値が０．２９未満（発光色が赤紫を強く帯びる色）となって、ストップランプやテールランプといった標識灯と誤認混同の惧れがあるのに対し、Ｉｎハロゲン化物の封入量の比率が０〜２．０重量％の範囲では、過渡時のアークチューブの発光の色度ｙ極小値が０．２９〜０．３２（赤紫がほとんど目立たず）、特にＩｎハロゲン化物の封入量の比率が０〜０．５重量％の範囲では、過渡時のアークチューブの発光の色度ｙ極小値が０．３２〜０．３４（赤紫が全く気にならず、違和感がない）。

したがって、密閉チャンバーに封入する金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が０．１〜２．０重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％の範囲に構成されることで、過渡時において従来問題視されていた赤色標識灯との誤認混同がなくなるとともに、安定放電時には適正な色度の白色の発光が得られるようになっている。

また、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率を、図４に示す相関関係の範囲である０〜２．９重量％の範囲で調整したとしても、図５に示すように、アークチューブの管電圧は、４５Ｖを境に約±５Ｖの範囲で変動するに過ぎず、管電圧に全く影響しないので、ＩｎＩの封入量の比率が０〜２．９重量％の範囲で異なる仕様のアークチューブであっても、それぞれのアークチューブの管電圧特性は変わらず、同一である。

したがって、本実施例のように、金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率を０．１〜２．９重量％の範囲で異なるようにアークチューブを構成したとしても、ＩｎＩの封入量の比率の異なるアークチューブ毎に管電圧が異なるものではないので、ユーザ側のニーズに対応できるように、積極的にＩｎＩの封入量の比率を変えた発光色の違う複数種の放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブを提供することもできる。

以下、本発明の第１の実施の形態を具体化した実施例について説明する。

第１実施例

密閉ガラス球１２の内容積は１８μｌ、電極先端部の外径は０．３５mmで、密閉ガラス球１２内に封入されている金属ハロゲン化物は、ＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩ，ＴｌＩで、始動用希ガスはＸｅガスである。

金属ハロゲン化物（ＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩ，ＴｌＩ）の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率は、１．８重量％で、図３，４に示すように、色度ｙ極小値は０．２９４となるため、過渡時のアークチューブの発光中に赤紫色がそれほど目立たない。

また、安定放電時のアークチューブの発光の色度（色度ｘ＝０．３８２，色度ｙ＝０．３９１）は、図６に示すように、白色光源の色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａ内にくるので、適正な白色を呈する。

第２実施例

密閉ガラス球１２の内容積は２０μｌ、電極先端部の外径は０．３５mmで、密閉ガラス球１２内に封入されている金属ハロゲン化物は、ＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩ，ＺｎＩ_２で、始動用希ガスはＸｅガスである。

金属ハロゲン化物（ＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩ，ＺｎＩ_２）の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率は、１．５重量％で、図３，４に示すように、色度ｙ極小値は０．２９４となるため、過渡時のアークチューブの発光中に赤紫色がそれほど目立たない。

また、安定放電時のアークチューブの発光の色度（色度ｘ＝０．３８３，色度ｙ＝０．３９１）は、図６に示すように、白色光源の色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａ内にくるので、適正な白色を呈する。

また本実施例では、ＩｎＩに加えてＺｎＩ_２も密閉ガラス球１２内に封入されて、第１の実施例よりも高い管電圧が得られるようになっている。即ち、ＩｎＩは、管電圧を上昇させる上で有効であるが、その封入量が多いと、過渡時の発光が色度ｘ，ｙ値の低い赤紫色を帯びた光となるため、ＩｎＩの封入量の比率を３重量％以上に大きく設定できず、管電圧を上昇させる上で限界があるが、管電圧を上昇させる上で有効で異常発光（赤紫色の発光）につながらないＺｎＩ_２をＩｎＩに加えて封入（例えば、金属ハロゲン化物の総封入量に対し１５重量％封入）することで、過渡時のアークチューブの異常発光（赤紫色の発光）が抑制されるとともに、管電圧の上昇により安定放電時におけるより適正な発光色を確保できる。

第３，４，５，６実施例

密閉ガラス球１２の内容積は２０μｌ、電極先端部の外径は０．３５mmで、密閉ガラス球１２内に封入されている金属ハロゲン化物は、ＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩ，ＴｌＩで、始動用希ガスはＸｅガスである。以上の構成は、第３，４，５，６実施例において共通する。

また、金属ハロゲン化物（ＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩ，ＴｌＩ）の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率は、第３実施例では１．５重量％、第４実施例では１．０重量％、第５実施例では０．５重量％、第６実施例では０．１重量％で、それぞれの色度ｙ極小値は、第３実施例では０．３００、第４実施例では０．３０７、第５実施例では０．３２０、第６実施例では０．３３５となるため、図３，４に示すように、第３，４実施例では過渡時のアークチューブの発光中に赤紫色がそれほど目立たず、第５，６実施例では過渡時のアークチューブの発光中に赤紫色が全く気にならない（違和感がない）。

また、図６に示すように、安定放電時のアークチューブの発光の色度は、第３実施例（ＩｎＩ＝１．５重量％）では色度ｘ＝０．３８３，色度ｙ＝０．３９１、第４実施例（ＩｎＩ＝１．０重量％）では色度ｘ＝０．３８３，色度ｙ＝０．３９２、第５実施例（ＩｎＩ＝０．５重量％）では色度ｘ＝０．３８３，色度ｙ＝０．３９３、第６実施例（ＩｎＩ＝０．１重量％）では色度ｘ＝０．３８３，色度ｙ＝０．３９４で、いずれの場合も白色光源の色度規格「ＥＣＥＲ９９」Ａ内にくるので、適正な白色を呈する。

図７は本発明をセラミックス製アークチューブに適用した第２の実施の形態を示すもので、第２の実施の形態である放電ランプ装置用セラミックス製アークチューブの要部縦断面図である。

アークチューブ２０の前後端部からは、密閉チャンバーである密閉空間Ｓ内に突出する電極１６と電気的に接続されたリード線１８が導出し、リード線１８に紫外線遮蔽用のシュラウドガラス３０がシール（封着）されることで、両者（アークチューブ２０とシュラウドガラス３０）が一体化されている。

アークチューブ２０は、直円筒体形状の透光性セラミックス管２２の両端部が封着されて、セラミックス管２２内部の密閉空間Ｓに電極１６，１６が対設されかつ発光物質である金属ハロゲン化物（ＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩ，ＴｌＩ等）が始動用希ガスとともに封入された水銀フリーアークチューブで、セラミックス管２２の前後の封着部にリード線１８がそれぞれ接合されて、同軸状に延びている。

符号２４は、アークチューブ２０（セラミックス管２２）の両端開口部を封止するとともに、電極１６を固定保持するために用いられているモリブデンパイプ、符号２５は、セラミックス管２２とモリブデンパイプ２５とを接合してセラミックス管２２の両端開口部を封止するするメタライズ層である。

電極１６は、先端側のタングステン部分１６ａと、基端側のモリブデン部分１６ｂとが溶接により同軸状に接合一体化されており、このモリブデン部分１６ｂがモリブデンパイプ２４に溶接されることで、電極１６がモリブデンパイプ２４を介してセラミックス管２２に固定されている。符号２６はレーザ溶接部である。そして、セラミックス管２２の前後端に突出するモリブデンパイプ２４には、モリブデン製リード線１８の先端屈曲部１８ａが溶接により固定されて、リード線１８と電極１６とが同一軸上に配置されている。

即ち、セラミックス管２２の両端部には、メタライズ接合によりモリブデンパイプ２４が接合固定されるとともに、このパイプ２４に電極１６のモリブデン部分１６ｂが溶接されて、セラミックス管２２の封着部２３が構成されている。したがって、セラミックス管２２の封着部２３とは、モリブデンパイプ２４を介して封止されたセラミックス管２２の端部をいい、詳しくは、モリブデンパイプ２４、レーザ溶接部２６およびメタライズ層２５をいう。

そして、セラミックス管２２は、外径２．０〜４．０ｍｍ、長さ８．０〜１２．０ｍｍで、封着部２３，２３で挟まれた密閉空間Ｓの内容積が５０μｌ以下の非常にコンパクトに構成されて、耐熱性および耐久性が確保されるとともに、アークチューブ２０（発光管２２）全体がほぼ均一に発光するように構成されている。

また、密閉空間Ｓ内には、前記した第１の実施の形態（第１〜第６の実施例）と同様、金属ハロゲン化物としてＮａＩ，ＳｃＩ_３，ＩｎＩに加えて必要に応じＴｌＩ，ＺｎＩ₂の少なくともいずれか一方が、始動用希ガスであるＸｅガスとともに封入されている。

さらに、密閉空間Ｓ内の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率が０．１〜２．０重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％に構成されて、放電開始から安定放電に至るまでの過渡時のアークチューブの発光の中の赤紫色がほとんど目立たず、ストップランプやテールランプといった標識灯と誤認混同する惧れがないとともに、安定放電時には白色光源として要求される色度規格範囲内の適正な色度の発光色が得られるようになっている。

なお、前記した実施例では、金属ハロゲン化物として金属ヨウ化物を示したが、金属臭化物その他の金属ハロゲン化物であってもよい。

本発明の第１の実施の形態である放電ランプ装置用アークチューブの要部縦断面図である。過渡時のアークチューブの発光の色度特性曲線を示す図で、（ａ）はＩｎＩの封入量の比率が０．１重量％のアークチューブの発光の色度特性曲線を示す図である。（ｂ）はＩｎＩの封入量の比率が１．０重量％のアークチューブの発光の色度特性曲線を示す図である。（ｃ）はＩｎＩの封入量の比率が２．９重量％のアークチューブの発光の色度特性曲線を示す図である。ＩｎＩの封入量の比率（重量％）の異なるアークチューブの過渡時における発光の色度極小値についての視認評価試験結果を示す図である。ＩｎＩの封入量の比率（重量％）と色度ｙ極小値との相関関係を示す図である。ＩｎＩの封入量の比率（重量％）と管電圧との関係を示す図である。金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎＩの封入量の比率（重量％）と安定放電時のアークチューブの発光の色度との関係を示す図である。本発明の第２の実施の形態である放電ランプ装置用アークチューブの要部縦断面図である。従来の放電ランプ装置の縦断面図である。

符号の説明

１０石英ガラス製水銀フリーアークチューブ
１２密閉チャンバーである密閉ガラス球
Ｓ密閉チャンバーである密閉空間
１３ピンチシール部
１４、１６電極
１７モリブデン箔
１８リード線
２０セラミックス製水銀フリーアークチューブ
２２セラミックス管
２３封着部
２４モリブデンパイプ
３０シュラウドガラス

Claims

少なくともＮａ，ＳｃおよびＩｎの金属ハロゲン化物が希ガスとともに封入され、かつ電極が対設された内容積５０μｌ以下の密閉チャンバーを備えた放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブにおいて、
前記密閉チャンバー内の金属ハロゲン化物の総封入量に対するＩｎハロゲン化物の封入量の比率が０．１〜２．０重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％に構成されたことを特徴とする放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブ。
前記密閉チャンバー内には、Ｚｎの金属ハロゲン化物が封入されたことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブ。