JP2011154876A

JP2011154876A - 高圧放電ランプおよび照明装置

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Publication number: JP2011154876A
Application number: JP2010015495A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ashida; 誠司芦田; Katsuya Otani; 勝也大谷
Original assignee: Osram Melco Toshiba Lighting Ltd
Current assignee: Osram Melco Toshiba Lighting Ltd
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-08-11

Abstract

【課題】紫外線照射による始動方式を採用したランプにおいて、外管内に配設される始動部品点数の低減やコンパクト化および部品配設位置の精度向上などをはかった高圧放電ランプおよびこの放電ランプを装着した照明装置を提供する。
【解決手段】外管５内に封装された発光管１Ａが、膨出部、導入導体、小径筒状部１２ａ，１２ｂを備えた放電容器を有し、この小径筒状部１２ａ，１２ｂの少なくとも一方側には、放電容器内と隔離され希ガス封入気密小容器部が設けられ、この気密小容器部の内部を貫通する上記導入導体を内部電極とし、上記気密小容器部を形成する小径筒状部１２ａ，１２ｂの外周部に形成されるとともに上記導入導体とは異電位の給電部材６ａ，６ｂに接続された外部電極６０とで構成された始動用の紫外線発生源２を備えた高圧放電ランプＬ１およびこの放電ランプＬ１を装着した照明装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、外管内に発光管とともにランプ始動用の紫外線発生源を封装したメタルハライドランプなどの高圧放電ランプおよびこの放電ランプを用いた照明装置に関する。

高圧放電ランプ、たとえばメタルハライドランプは、道路、広場や競技場などの広域照明用をはじめ店舗や車両などの照明用の他、オーバヘッドプロジェクタや液晶プロジェクタなどの光学機器用の光源として広く使用されている。

メタルハライドランプは、発光管内にナトリウム（Ｎａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）などの金属あるいはディスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ネオジム（Ｎｄ）、セリウム（Ｃｅ）などの希土類金属がヨウ素や臭素などとのハロゲン化物として水銀および希ガスとともに封入された放電ランプであって、封入金属原子のスペクトル線や金属ハロゲン化物の分子スペクトルの発光を利用して、水銀ランプなどに比べて高い発光効率、相関色温度や演色性を得ることができるランプである。

この高圧放電ランプの始動手段としてはいくつかの方式があり、たとえば発光管内の主電極の近くに補助電極を設けておき、始動時、主電極と近接した補助電極との間で放電を生起させた後、主電極間の放電に移行させる補助電極方式、一対の主電極間に点灯管やバイメタル、抵抗やフィラメントなどから構成された始動ユニットを並列的に接続しておき、点灯管やバイメタルの接点離脱時の高圧パルスを利用するパルス方式あるいは一対の主電極間にエンハンサなどの紫外線発生源を並列的に接続しておき、始動時、エンハンサから紫外線を主電極に向け放射して主電極間に放電生起をさせる紫外線照射方式などがある。

このような始動手段は高圧放電ランプの種類、定格、特性や構造などにより選択されるが、発光管などランプの高効率化や小形化などの観点から、近時、たとえば特許文献１に示されるような紫外線発生源（エンハンサ）を用いた上記紫外線照射方式を採用することが多くなってきた。

この方式による紫外線発生源（エンハンサ）は特許文献１に示されるように、略円筒状をした石英ガラスからなる紫外線透過性の気密容器と、この気密容器内に封入されたアルゴン（Ａｒ）などの希ガスと、上記気密容器の端部に封止したリード線と、このリード線に接続され気密容器内に延在したモリブデン箔や線からなる内部電極と、気密容器の外周面に巻装された鉄−ニッケル合金線からなる外部電極とで構成されている。

この紫外線発生源（エンハンサ）は、発光管に向け紫外線が効率よく照射するよう、紫外線発生源を発光管の端部外側付近や端部側面の近傍に位置して給電部材に発光管と同様に支持固定されるとともに内部電極と外部電極とから延在した導電部材を接続している。

そして、発光管の近くにこの始動用の紫外線発生源（エンハンサ）を配設した高圧放電ランプは、始動時、発光管内の電極間に比べインピーダンスの低い紫外線発生源（エンハンサ）の内部電極と外部電極との間に放電が起こり、この放電により気密容器内に紫外線が発生するとともに、この気密容器を透過して紫外線が発光管を含む外部に放射されることにより、電極間の放電が促進され短時間のうちにランプを容易に始動できるという利点を有する。

特開２００４−２８８６１７号公報

近時、この種高圧放電ランプ分野においても省資源、省エネルギー化が要望され、本発明者等はこの紫外線照射方式について構成や製造について検討見直しを行い本発明の完成にいたった。

本発明は、紫外線照射による始動方式を採用したランプにおいて、外管内に配設される始動部品点数の低減やコンパクト化および部品配設位置の精度向上などをはかった高圧放電ランプおよびこの放電ランプを装着した照明装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の高圧放電ランプは、放電空間を形成する膨出部の両端に設けられた膨出部より内径の小さい一対の小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器、この放電容器の各小径筒状部内に気密封止された導入導体およびこの導入導体に接続されるとともに膨出部内に先端を臨ませた一対の電極、上記放電容器内に封入された金属ハロゲン化物および始動ガスを含む放電媒体とを備えた発光管と；内部にこの発光管を管軸に沿って配設するとともに気密閉塞された外管と；この外管の端部に封止され、上記発光管の導入導体に電気的に接続するとともに発光管を保持する一対の給電部材とを備えた高圧放電ランプにおいて、上記放電容器を形成する小径筒状部の少なくとも一方側には、放電容器内と隔離されるとともに希ガスが封入された気密小容器部を有し、この気密小容器部の内部を貫通する上記導入導体を内部電極とし、上記気密小容器部を形成する小径筒状部の外周部に設けられるとともに上記導入導体とは異電位の給電部材に接続された外部電極とで構成された始動用の紫外線発生源が設けられていることを特徴とする。

本発明は外管内に単体容器により形成した始動用の紫外線発生源を設けず、発光管の放電容器を構成する導電導体が挿通された小径筒状部に紫外線発生源を設けたもので、ランプの始動時にはこの紫外線発生源で発生放射される紫外線を放電容器に照射し、放電容器内の希ガスを励起して電極間の放電へと導き容易に始動して点灯を開始できる。

そして、本発明では発光管と紫外線発生源とが連設され一体化されたことで、部品点数や組み立て作業工程を減らせるとともに格別な製造装置を用いず同じ装置で余り手間をかけずに製造が可能になる。また、個々のランプ間における発光管と紫外線発生源との間隔をほぼ一定化できる。また、紫外線発生源は、発光管の一対の小径筒状部のうちの少なくとも一方に設けられていればよい。

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

＜発光管の放電容器について＞
発光管の放電容器を形成する材料としては、サファイヤ、アルミニウム酸化物（アルミナ)、イットリウム−アルミニウム−ガーネットの酸化物（ＹＡＧ）、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）やアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）などの透光性、紫外線透過性、耐熱性やハロゲン化物からの耐蝕性が高いセラミックスを用いることができる。

放電容器の形状は、円筒形や中央部が膨出した長円形、球形やあるいはこれら形状の複合体などをなし、この膨出部の両端には膨出部と一体成形または別途成形して接合した小径の筒状部が設けられ、この筒状部の端部は封止して気密に閉塞されている。この端部の封止部は金属製、サーメット（セラミックスとタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）などとの混合粉末を焼結した導電性のもの。）製やセラミックス製などの栓体あるいはセラミックス系の耐熱性接着剤などの充填剤で閉塞することにより形成できる。

また、膨出部の両端に連設する小径筒状部の長さは同一であっても、紫外線発生源が設けられることにより異なっていてもよい。

また、上記の透光性とは、放電によって発生した光を透過して外部に放出できる程度の光透過性を有し、透明に限らず、光拡散性であってもよく、また、紫外線透過性とは、２００〜４６０ｎｍの波長の紫外線の少なくとも一部を透過するものであればよい。

また、本発明において、ランプの定格によっても異なり制限されるものではないが、放電容器の放電空間を形成する長円形、球形や円筒形などをなす部分の内径は４〜３０ｍｍ程度、内部の全長は３０〜９０ｍｍ程度、内容積は０．０２〜５．０ｃｃ、好ましくは０．２〜４．５ｃｃ程度のものを用いることができる。

さらに、ランプ電力Ｗとこの放電容器の内表面積ｃｍ^２との関係を示す管壁負荷は、電力が１０〜４０Ｗ程度のランプでは２６Ｗ／ｃｍ^２以上、５０Ｗ程度〜５００Ｗ未満のランプでは２３Ｗ／ｃｍ^２以上、５００〜１０００Ｗ程度のランプでは１３Ｗ／ｃｍ^２以上がよい。

＜導入導体および電極について＞
導入導体は、電極に接続してこれを支持し電極に放電電流を供給するとともに小径筒状部内に固定される機能を有し、小径筒状部の端部を閉塞する栓体を貫通したりまたは栓体の内外に接続したり、あるいは小径筒状部内にセラミックス系の耐熱性接着剤などの充填剤で気密に封止されていて、かつ、小径筒状部の端部から外部に直接または他の接続導体を介して導出され、発光管を支持するのに利用される。

導入導体はニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）やバナジウム（Ｖ）などの封止用金属からなる封止部材を兼ねる無空棒状や管状などに形成されている外部導入導体に、電極が設けられたタングステン（Ｗ）やドープドタングステンからなる電極軸を直接溶接した２部材あるいは両者間にモリブデン（Ｍｏ）やサーメットなどの１ないし２つの導電部材からなる中間導体を介し直列的に計２ないし４部材の複数部材を突合せ溶接などの手段で接続したものからなる。

なお、外部導入導体の選択はセラミックス放電容器や耐熱性接着剤の材料の熱膨張係数などに応じ適宜選ぶことができる。

また、電極の電極軸部は、放電容器に対して電極を所定の位置に固定するとともに、外部から電流を導入するために機能し、上述のようにその基端部は導入導体の先端に固着することで電気的および機械的に支持されている。

電極は、容器内において一対が対峙するよう配設されており、電極軸の先端部が直接電極を兼ねても、また、表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じて先端部にタングステン（Ｗ）線やドープドタングステン線からなるコイルを巻装することができる。

また、小径筒状部に位置する上記電極軸または中間にある給電用導体は、その外面と小径筒状部の内面との最小間隔が０．１ｍｍ以下（接触していてもよい。）となるように挿通されているのが好ましい。この間隔を小さくする（接触していてもよい。）手段としては挿通部材の一部にタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）などの材料からなる線材をコイル状に巻装したり、板材をパイプ状に成形したものを巻装して対応させるようにしてもよい。

＜放電媒体について＞
放電媒体は、水銀（Ｈｇ）などの発光物質の金属ハロゲン化物やアマルガムなどを含む。この金属ハロゲン化物の種類および封入量は、発光効率、演色性や色温度などの発光特性あるいはランプ電力や発光管容器の内容積などに応じて選択することができる。

発光金属としては水銀（Ｈｇ）、ナトリウム（Ｎａ）、タリウム（Ｔｌ）、インジウム（Ｉｎ）、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）など、あるいはディスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ネオジム（Ｎｄ）やセリウム（Ｃｅ）などの希土類金属が、また、ハロゲンとしてはヨウ素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）、塩素（Ｃｌ）やフッ素（Ｆ）のいずれか一種または複数種を用いることができる。なお、上記ハロゲン化物は発光用のほか電気的特性調整用として封入されるものを含む。

また、始動および緩衝ガスとしてアルゴン（Ａｒ）やネオン（Ｎｅ）などが封入されるが、必要に応じてその他の希ガスを封入することができる。なお、希ガスは、点灯中、約１気圧以上の圧力を呈するよう放電容器内に封入されている。

＜外管について＞
外官は発光管を収容する外囲器であって、石英ガラス、ほうけい酸ガラスなどの硬質ガラス、半硬質ガラスや軟質ガラスなどのガラスあるいはセラミックスからなる透光性および耐熱性を有する材料で形成されたＡ形、ＡＰ形、Ｂ形、ＢＴ形、ＥＤ形、Ｒ形、Ｔ形などをなし、端部の開口部から上記発光管を保持したマウントを入れ、この開口部をバーナで加熱し溶融閉塞してマウントを封止した封止部が形成されている。なお、Ｔ（直管）形などの外管の場合は両端に封止部が形成されていてもよい。

また、外管内は真空雰囲気であっても、窒素（Ｎ_２）やアルゴン（Ａｒ）などの希ガスが封入された不活性ガス雰囲気であってもよい。

＜給電部材について＞
給電部材は、外管の封止部内に封止られる部分がガラスとの気密性やなじみがよい封止用金属部分と、この封止用金属の一端側に接続し外管内に延在して発光管などと電気的な接続をなすとともにこれらを固定支持するサポート部材と、封止用金属の他端側に接続し外管外に導出された外部リードとからなる。

上記サポート部材はモリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）やステンレスなどの線材や板材で略直線形状や略長四角形状の枠状あるいは略コ字形状に形成され小径筒状部の端部から導出した外部導体と電気的に接続するとともに発光管や始動補助回路部品などを管軸に沿って配設固定している。また、外部リードはモリブデン（Ｍｏ）やニッケル（Ｎｉ）系材料などの線材からなり、キャップ状口金のシェルやアイレット端子あるいはピン状の端子に接続される。

なお、上記構成の材料、寸度などの形態は発光管の品種、電力、重量、外管材料などに合わせ適宜選べばよい。

また、外管内のサポート部材などに、外管内を清浄にするジルコニウムＺｒ−アルミニウム（Ｚｒ−Ａｌ）合金などのゲッタを設けておくことは構わない。＜口金について＞
口金は、高圧放電ランプの本体をソケットに保持し、電源と電気的に接続する機能を果たすランプ構成要素であり、本発明においてはねじ込み形（Ｅ形など）、差込み形（Ｇ形やＳ形など）、ピンなし差込み形やバイポスト形の口金など既知の多様な構造を採用することができる。

なお、外管と口金を相互に固定支持させるのに用いられる接着剤は、高圧放電ランプの点灯中の動作温度に耐えるものであれば特段限定されない。一般的には耐熱性のセラミックス系無機質接着剤が適するが、接着剤を用いないで、凹凸やかしめなどのメカニカル的な手段によって固定される態様でもよい。

＜その他＞
発光管を囲繞してセラミックスあるいは石英ガラスや硬質ガラスからなる耐熱透光性の材料からなる中管を設けることができる。この中管により、発光管の保温が行え発光金属を容易に作用させて高効率化や高演色化など発光特性の向上がはかれるとともに万一の発光管容器破損時の防護をなすことができる。また、発光管および中管を電位のかからない部材に支持させることにより、点灯時に光電子作用により発光管容器内からナトリウム（Ｎａ）イオンなどが抜け出すことを防ぎ、ランプの発光効率の低下を抑制できる。

さらに、紫外線発生源部分の外周に巻装や添設されて外部電極となる導電体は線状、箔状やメッシュ状の材料を用いることが可能であるが、できる限り紫外線放射を遮蔽しない小面積のものが好ましい。

請求項２の発明の高圧放電ランプは、紫外線発生源を構成する気密小容器部が、小径筒状部内に設けられていることを特徴とする。

小径筒状部を直接容器として、耐熱性接着剤で気密閉塞した気密小容器（気密室）を形成することにより紫外線発生源を得ることができる。

請求項３の発明の高圧放電ランプは、紫外線発生源を構成する気密小容器部が、小径筒状部に接合して一体的に設けられていることを特徴とする。

小径筒状部の外端部にこの筒状部と同質同形などの筒状体を容器として、耐熱性接着剤で気密接合や閉塞して気密小容器（気密室）を形成することにより紫外線発生源を得ることができる。

請求項４の発明の照明装置は、照明装置本体と、この装置本体に設けられた請求項１ないし３のいずれか一に記載の高圧放電ランプと、この高圧放電ランプを点灯させる点灯回路手段とを具備していることを特徴としている。

上記照明装置本体とは、照明器具を含み上記照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路手段を除いた筐体、反射鏡、透光性カバーやレンズなどの残余の部分を指すがこれら部材全部が必須のものではない。

この高圧放電ランプの点灯手段としては、矩形波点灯回路方式、チョークコイル式やトランス式などの磁気励起式の安定器を用いることができる。

本発明において、照明装置は、高圧放電ランプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む広い概念である。たとえば、電球形高圧放電ランプ、照明器具、移動体用前照灯、光ファイバー用光源装置、画像投射装置、光化学装置、指紋判別装置などに適用することができる。

請求項１ないし３の発明によれば、ランプ部品点数の低減、組立作業の軽減化や製造が容易など生産性の向上および紫外線放射強度に関係する発光管との間隔や指向性などの精度が高められるランプ間における始動特性にばらつきの小さい品質の向上した高圧放電ランプを提供することができる。

請求項４の発明によれば、上記請求項１ないし３のいずれか一に記載の効果を奏する高圧放電ランプを備えているので、始動特性に優れた照明器具などの照明装置を提供することができる。

図１は本発明の高圧放電ランプの実施形態を示す概略正面図である。図１中の発光管部分を示す拡大断面正面図である。図２中の小径筒状部近傍部分をさらに拡大して示す封止前の断面正面図である。図２中の小径筒状部近傍部分をさらに拡大して示す封止後の断面正面図である。本発明に係わる小径筒状部近傍部分の封止前の状態を示す拡大断面正面図である。本発明の高圧放電ランプの他の実施の形態を示す正面図である。本発明の照明装置の実施形態を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の高圧放電ランプの実施形態を示す概略正面図、図２は図１中の発光管部分を示す拡大断面正面図、図３は図２中の紫外線発生源が設けられた側の小径筒状部近傍部分をさらに拡大して示す（ａ）図は封止前の断面正面図、（ｂ）図は封止後の断面正面図である。

高圧放電ランプＬ１は、発光管１Ａ、この発光管１Ａを囲繞する中管８、この発光管１Ａと中管８を支持するとともに給電をなす一対の給電部材６ａ，６ｂを内部に収容した外管５およびこの外管５の端部に設けられた口金７を主体として構成されている。なお、図中の中管８は必須のものではない。

発光管１Ａは、略球状をなしている膨出部１１の両端に連続的な曲面によって繋った膨出部より内径の小さい小径筒状部１２ａ，１２ｂを連設した透光性セラミックスたとえばアルミニウム酸化物（アルミナ)からなる放電容器１を備え、この放電容器１の小径筒状部１２ａ，１２ｂ内を貫通して膨出部１１に臨む先端部に電極４ａ，４ｂが設けられた線状の導入導体３ａ，３ｂを小径筒状部１２ａ，１２ｂの端部においてセラミックス系の耐熱性接着剤１３，１３により気密に封止された構造をしている。

上記導入導体３ａ，３ｂは、ニオブ（Ｎｂ）線が小径筒状部１２ａ，１２ｂとの気密封止部および外部導入導体３１として、このニオブ（Ｎｂ）線にモリブデン（Ｍｏ）線が中間導体３２として、また、このモリブデン（Ｍｏ）線にタングステン（Ｗ）線が電極軸３３として接続構成されている。この接続は突合せ溶接などの手段で行われ一本の直線状の部材としてある。

また、上記各電極４ａ，４ｂは、電極軸３３の先端部にタングステン線を巻装したコイル状電極として構成されている。

なお、このとき小径筒状部１２ａ，１２ｂ内を貫通する導入導体３ａ，３ｂと小径筒状部１２ａ，１２ｂ内壁面との隙間は０．１ｍｍ以下となっていて、隙間が大きい場合は、電極軸３３や中間導体３２にモリブデンなどの細線からなるコイル３４を巻装して隙間を小さくしてもよく、このコイルの外側面が小径筒状部１２ａ，１２ｂの内面と接触していてもよい。また、上記電極軸３３の先端のコイルは必須のものではなく、電極軸３３の先端が電極作用を行うものであってもよい。

また、発光管１Ａ放電容器１の膨出部１１に連設している一方、ここ図２では下方側の小径筒状部１２ｂの先端側中間部内には耐熱性接着剤１４を充填することにより隔離された小さい容積の紫外線発生源２となる気密小容器部（気密室）２０が形成されている。

上記発光管１Ａの放電容器１内には、放電媒体としてアルゴン（Ａｒ）などを含む始動および緩衝ガスならびに発光金属としてよう化ナトリウム（ＮａＩ）、よう化タリウム（ＴｌＩ）、よう化インジウム（ＩｎＩ）およびよう化ツリウム（ＴｍＩ_３）などの金属ハロゲン化物と水銀とが封入されている。

また、下方側の小径筒状部１２ｂ先端部の気密小容器部（気密室）２０内はアルゴン（Ａｒ）が封入されている。

外管５はホウケイ酸ガラスなどで形成された一端側（図において上側）が閉塞されたＢＴ形をなし、他端側（下側）の開口部には発光管１Ａを支持したステム６ｓを溶着することにより閉塞された封止部（図示しない。）が形成してある。また、外管５内は封止部形成後に排気管（図示しない。）を介し排気された真空雰囲気あるいは極低圧の窒素（Ｎ_２）やアルゴン（Ａｒ）などの希ガス雰囲気にしてある。なお、５５はゲッタである。

一対の給電部材６ａ，６ｂは、上記ステム６ｓに気密封着された封着線（図示しない。）から延出した内部リード線６１ａ，６１ｂ，６１ｃの一端側に接続され外管５内に延在するモリブデン（Ｍｏ）やステンレスなどの線材や板材からなる給電を兼ねるサポート部材６２ａ，６２ｂ部分と、他端側に接続され外管５外に延在するモリブデン線などからなる外部リード（図示しない。）部分と、この一方のサポート部材６２ｂに設けられた上記発光管１Ａや中管８を支持する支持部材６３ａ，６３ｂとで構成されている。

上記一方のサポート部材６２ａは略Ｖ字形に形成した先端側が離間して並行するよう折曲され、延伸したその先端部がＢＴ形をなす外管５の頂部内壁と弾性的に当接するよう配設されている。また、この並行するサポート部材６２ａの中間部には金属板やセラミックス板などでドーナツ状や帯状などに成形した、ここではドーナツ状の支持部材６３ａ，６３ｂが間隔を隔て直接に溶接などの手段で接続したり、固定部材６４，…を介し取り着けられ、離間したサポート部材６２ａ，６２ａ間を強固に保持する構成をなしている。なお、この支持部材６３ａ，６３ｂは光線や紫外線をできるだけ遮蔽しないよう広い窓部が形成してあるのが好ましい。

そして、発光管１Ａは放電容器１の小径筒状部１２ａ，１２ｂが、離間したドーナツ状の支持部材６３ａ，６３ｂの中央に形成した透孔内に挿入して支持されるとともに支持部材６３ａ，６３ｂ間に中管８がこの発光管１Ａを囲繞した状態で固定部材６４，…などを介し配設固定されている。

また、一方のサポート部材６２ａに接続した支持部材６３ａと発光管１Ａから導出された外部導入導体３１とが導電線６５を介し接続してあり、また、略直線状の他方のサポート部材６２ｂは先端部に接続した導電線６６を介し外部導入導体３１と接続してある。

また、６０は外部電極で、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金などの金属線や金属箔からなり一端側がサポート部材６２ａに接続され、他端側が小径筒状部１２ｂの先端側に形成した気密小容器２０の外周面に１ないし５ターン巻装してある。すなわち、この外部電極６０は、他方の小径筒状部１２ａ内に挿通される導入導体３ａと同電位置である。

したがって、この給電部材６ａ，６ｂの外管５内に延在するサポート部材６２ａ，６２ｂ部分は、発光管１Ａ両端の導入導体３ａ，３ｂと電気的に接続して給電を行うとともに発光管１Ａを外管５軸に沿って配設保持している。

そして、この外管５の封止部には、品種や用途に応じて口金７が被冠して設けられるとともに口金７の端子部に外部リードが接続されメタルハライドランプを構成する高圧放電ランプＬ１が完成する。

この放電ランプＬ１は、口金７部をソケットに装着して図示しない安定器などを備えた点灯回路装置からランプに通電すると、口金７、給電部材６ａ，６ｂを介し発光管１Ａの外部導入導体３１，３１−中間部材３２，３２−電極軸３３，３３を経て両電極４ａ，４ｂに電圧が印加されるとともに一方の小径筒状部２ｂの先端側の気密小容器部（気密室）２０の外周面に巻装してある外部電極６０にも電圧が印加される。

この電圧印加によって、まず、上記両電極４ａ，４ｂ間よりもインピーダンスの低い気密小容器部（気密室）２０の外周面の外部電極６０と、この気密小容器部（気密室）２０内を貫通している導入導体３ｂの内部電極を兼ねる外部導入導体３１との間の気密小容器部（気密室）２０内に封入したアルゴン（Ａｒ）が励起され放電が生起して紫外線を発生し、この紫外線が気密小容器部（気密室）２０壁を透過して外部に放射される。すなわち、この気密小容器部（気密室）２０は紫外線発生源として作用する。

そして、放射された紫外線の一部は放電容器１の膨出部１１壁を透過して放電空間内を照射するので、放電容器１内に封入されたアルゴン（Ａｒ）などを含む始動および緩衝ガスが励起されるためランプＬ１の始動電圧が低下して、電極４ａ，４ｂ間の放電が促進される結果、きわめて短時間のうちに容易に始動することができるとともにその後は安定した点灯を持続させることができる。

すなわち、セラミックス製の発光管容器１で遮蔽されることなく放電空間内に紫外線を照射することができランプ１Ａの始動性を高めることができる。

なお、上述した高圧放電ランプＬ１に用いた発光管１Ａの製造は、たとえば図３（ａ）に示すように、気密小容器部（気密室）２０を形成する側の導入導体３ｂが挿通される小径筒状部１２ｂの透孔１５の端部側の内径を大きく形成しておき、小径筒状部１２ｂ側を上方にして小径筒状部１２ｂ内に導入導体３ｂを挿通させるとともに筒状部１２ｂ内面に形成された段部１６および開口端部１７上にセラミックスフリットなどをドーナツ状に成形した耐熱性接着剤１３ａ，１４ａを載置した状態で封止作業を行うことができる。

すなわち、上記状態の半製品１ないし複数十組をチャンバー式の封止装置内に直立状態でセットしておき、装置内を真空にした後、気密小容器部（気密室）２０内に封入するたとえばアルゴン（Ａｒ）を所定圧充填し、ついで小径筒状部２ｂ付近を加熱し、耐熱性接着剤１３ａ，１４ａを溶融して段部１６付近および開口端部１７付近に流下させ固化することにより接着剤１３，１４が充填され小径筒状部２ｂ側の２か所の気密封止が行われ、この作業により図３（ｂ）に示す気密小容器部（気密室）２０の形成ができる。

この小径筒状部２ｂ側の封止が済んだ放電容器１は、小径筒状部１２ａ内に導入導体３ａを挿通させるとともに開口端部１７上にドーナツ状に成形した耐熱性接着剤１３ａを載置し小径筒状部１２ａ側を上方にした直立状態でチャンバー式の封止装置内にセットする。つぎに、装置内を真空にした後、放電容器１内に発光金属のハロゲン化物と始動用および緩衝用の希ガスを所定量封入したら小径筒状部１２ａ付近を加熱し、耐熱性接着剤１３ａを溶融して開口端部１７付近に接着剤１３を流下充填させる小径筒状部１２ａ側の気密封止を行い、発光管１Ａを完成させることができる。

上記実施の形態では、紫外線発生源を形成する気密小容器部（気密室）２０を放電容器１と一体の小径筒状部１２ｂの端部内に設けたが、これに限らず図４に示すように小径筒状部１２ｂの端部に別途成形した気密小容器部（気密室）２０部を接合するようにしてもよい。

図４は一方の小径筒状部１２ｂ側の封止前の断面正面図で、図中、図３と同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

この図４の場合は、小径筒状部１２ｂの開口端部１７上に外部導入導体３１の外径に近い内径の孔が形成されたドーナツ状に成形した耐熱性接着剤１４ａを載置し、この耐熱性接着剤１４ａの上面に小径筒状部１２と略同質で同径や異径の内外径をした円筒状の容器部２０ａを載せ、さらにこの容器部２０ａの上にドーナツ状に成形した耐熱性接着剤１３ａを載置し、これら部材内に導入導体３ｂを挿通させた後、耐熱性接着剤１３ａ，１４ａを加熱溶融して各部材を接合するとともに気密閉塞したものである。

このものは、小径筒状部１２ｂの端部に別途成形した円筒状の容器部２０ａが耐熱性接着剤１４ａを介し、また、外端部は耐熱性接着剤１３ａによりそれぞれ気密接合や閉塞されることにより、小径筒状部１２ｂと一体化した気密小容器部（気密室）２０部が形成できるもので、上記実施の形態と同様な作用効果を奏させることができる。

そして、本発明によればは上述したように放電容器１の小径筒状部１２ｂと一体あるいは一体的に紫外線発生源となる気密小容器部（気密室）２０部を形成したので、外管５内に別途製造したエンハンサなどの紫外線発生源を設ける必要がなく、ランプ部品点数の低減、取付作業の軽減や製造の容易など生産性の向上および紫外線放射強度に関係する発光管との間隔や指向性などの精度が高められランプ間の始動特性にばらつきの小さい品質の向上した高圧放電ランプを提供することができる。

また、図５は本発明の高圧放電ランプＬ２の他の実施の形態を示す正面図で、図中、上記図１ないし図４に示す放電ランプＬ１と同一部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図５に示す高圧放電ランプＬ２は、上述した発光管１Ａや１Ｂを収容する外管５が石英ガラスからなるＴ（直管）形をなし、基端部には圧潰封止部５１が、他端部には排気管のチップオフ部５２が形成されている。圧潰封止部５１内には一対のモリブデン（Ｍｏ）箔６７，６７が気密封止され、このモリブデン（Ｍｏ）箔６７，６７の一方側にはサポート部材を兼ねるモリブデン（Ｍｏ）線からなる長短の内部リード６２ａ，６２ｂ（給電部材６ａ，６ｂ）が、また、他方側にはモリブデン（Ｍｏ）線からなる外部リード６８，６８がそれぞれ接続され給電部材６ａ，６ｂを構成している。

外管５内に延在する長短一対の内部リード６２ａ，６２ｂは、発光管１Ａの端部から導出した外部導入導体３１，３１を溶接などの手段で固定し、支持と電気的接続をするとともに一方の外部導入導体３１は先端部をチップオフ部５２内に位置させるなどして発光管１Ａを外管５の管軸に沿うよう配設している。

また、他方の小径筒状部１２ａ内に挿通する電極と同電位の内部リード６２ａの下方側において一端を接続し、他端側を発光管１Ａの下方側の小径筒状部１２ｂの端部に形成した紫外線発生源２を形成する気密小容器部（気密室）２０に巻装した鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金製の板やメッシュからなる帯状の外部電極６０が設けられている。

また、外管５内は、真空雰囲気あるいは窒素（Ｎ_２）やアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガス雰囲気にしてあり、封止部５１にはセラミックス製などの筺体を有する口金が接合されていてもよい。

そして、この高圧放電ランプＬ２も、小径筒状部１２ｂの先端部に設けた紫外線発生源２を形成する気密小容器部（気密室）２０からの紫外線放射により始動点灯を容易に行える上記実施の形態のランプＬ１と同様な作用効果を奏する。

また、図６は、たとえば上記高圧放電ランプＬ１が用いられた本発明に係わる照明装置（または器具と称される）９の実施の形態の概略を示す正面図である。

この照明装置（ダウンライト）９は、装置本体を形成する筺体９１の内部上方に設けられた基台９２にソケット９３が取着されているとともに金属板製の円錐形状をして内面に反射面が形成された反射鏡９４が固定され、上記ソケット９３に上記高圧放電ランプＬ１の口金７を装着することによりランプＬ１の保持と電気的な接続がなされる。なお、図中、９５は反射鏡９４の開口部を覆うよう設けられた透光性のガラス板などからなる保護カバー部材であるが必須のものではない。

この照明装置（ダウンライト）９は、たとえばデパートなどの天井面に筺体９１が反射鏡９４の開口部側を下方に向けて取付けられ、電源スイッチを入れることにより電源から点灯回路装置（図示しない。）、ソケット９３を介し放電ランプＬ１に通電されると、紫外線発生源２の作用により所定の始動がなされ点灯する。

そして、この反射鏡９４内で口金７側を上方のベースアップの略垂直状態にあるランプＬ１からの放射光は反射面で反射され、あるいは直接に開口部を透過して、被照射物である下方の催場、商品や通路などを照射して所定の照度を得ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限るものではない。たとえば実施の形態では、発光管の一方の小径筒状部に紫外線発生源を設けたが、この種ランプは小径筒状部がランプの発光特性を制御する最冷部となり、また、どの点灯方向にも対処できるよう、両小径筒状部に紫外線発生源を設けるようにしてもよい。

また、発光管の放電容器は一体成形されたものであっても、別体成形した膨出部と小径筒状部とを接合したり、膨出部の最大外径部で縦断した形状の成形品を一対接合したりするなどして一体化したものであってもよい。

また、照明装置も上記実施の形態に限らず、他の構造をなすものであってもよい。また、用途は一般用照明器具、スポーツ、公共施設や工場などの施設用照明器具、前照灯、光ファイバー用光源装置、画像投射装置、光化学装置など発光を何らかの目的で利用する高圧放電ランプおよびこのランプを用いた照明装置（器具）に利用することができる。

図３に示すものと略同構造の小径筒状部の端部内に直接紫外線発生源を設けた発光管の構造寸法仕様。

ランプは定格電力が７０Ｗ、透光性アルミナセラミックス製の発光管１Ａで、全長約４１ｍｍ、膨出部１１の長さ約１３ｍｍ、最大外径約９．４ｍｍ、最大内径約７．８ｍｍで内容積約０．４ｃｃ、小径筒状部１２ａ，１２ｂの長さ約１１．５ｍｍ（１２ａ）と約１６．５ｍｍ（１２ｂ）、外径約２．６ｍｍ、内径約０．８ｍｍで、小径筒状部１２ｂ側には気密小容器２０部分として、外端部から長さ約５ｍｍの範囲の内径を約１．２ｍｍとし開口部と段部付近を耐熱性接着剤で気密封止し、内部にアルゴン（Ａｒ）を約４０ｋＰａ封入した小容器部（気密室）２０を形成した。

図４に示すものと略同構造の小径筒状部の先端部にスリーブ状の紫外線発生源を設けた発光管の構造寸法仕様。

ランプは定格電力が４００Ｗ、透光性アルミナセラミックス製の発光管１Ａで、全長約８２ｍｍ、膨出部１１の長さ約３３ｍｍ、最大外径約２１ｍｍ、最大内径約１９ｍｍで内容積約５３ｃｃ、各小径筒状部１２ａ，１２ｂの長さ約２２ｍｍ（１２ａ）と約２７ｍｍ（１２ｂ）、外径約３．６ｍｍ、内径約１．５ｍｍで、小径筒状部１２ｂ側には気密小容器２０部分として、小径筒状部１２ｂと略同材質の長さ約８ｍｍ、外径約３．６ｍｍ、内径約２．６ｍｍの円筒状の容器部を用意し、耐熱性接着剤を介し小径筒状部１２ｂの端部と容器部および容器部の開口部を気密封止し、内部にアルゴン（Ａｒ）を約２６ｋＰａ封入した小容器部（気密室）２０を形成した。

Ｌ１，Ｌ２；高圧放電ランプ、１Ａ，１Ｂ；発光管、１；放電容器、
１１；膨出部、１２ａ，１２ｂ；小径筒状部、２；紫外線発生源、
２０；気密小容器部（気密室）、３ａ，３ｂ；導入導体、
４ａ，４ｂ；電極、６ａ，６ｂ；給電部材、９；照明装置、
９１；装置本体（筺体）

Claims

放電空間を形成する膨出部の両端に設けられた膨出部より内径の小さい一対の小径筒状部を有する透光性セラミックス放電容器、この放電容器の各小径筒状部内に気密封止された導入導体およびこの導入導体に接続されるとともに膨出部内に先端を臨ませた一対の電極、上記放電容器内に封入された金属ハロゲン化物および始動ガスを含む放電媒体とからなる発光管と;
内部にこの発光管を管軸に沿って配設するとともに気密閉塞された外管と;
この外管の端部に封止され、上記発光管の導入導体に電気的に接続するとともに発光管を保持する一対の給電部材とを備えた高圧放電ランプにおいて、
上記放電容器を形成する小径筒状部の少なくとも一方側には、放電容器内と隔離されるとともに希ガスが封入された気密小容器部を有し、この気密小容器部の内部を貫通する上記導入導体を内部電極とし、上記気密小容器部を形成する小径筒状部の外周部に設けられるとともに上記導入導体とは異電位の給電部材に接続された外部電極とで構成された始動用の紫外線発生源が設けられていることを特徴とする高圧放電ランプ。
紫外線発生源を構成する気密小容器部が、小径筒状部内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
紫外線発生源を構成する気密小容器部が、小径筒状部に接合して一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
照明装置本体と;
この装置本体に設けられた請求項１ないし３のいずれか一に記載の高圧放電ランプと;
この高圧放電ランプを点灯させる点灯回路手段と;
を具備していることを特徴とする照明装置。