JP3463475B2 - 無電極放電灯 - Google Patents
無電極放電灯Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無電極放電灯、特に
その発光管内に効果的な封入物を封入した無電極金属蒸
気放電灯に関するものである。
その発光管内に効果的な封入物を封入した無電極金属蒸
気放電灯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、発光物質として金属ハロゲン化
物を用いた金属蒸気放電灯は、点灯中に発光管が高温に
なるために、封入されている発光物質と発光管が反応
し、発光管が変色したり、発光管材料の結晶化による失
透現象等が生じ、発光管の光透過率を低下させ、ランプ
寿命を短くさせるという問題がある。
物を用いた金属蒸気放電灯は、点灯中に発光管が高温に
なるために、封入されている発光物質と発光管が反応
し、発光管が変色したり、発光管材料の結晶化による失
透現象等が生じ、発光管の光透過率を低下させ、ランプ
寿命を短くさせるという問題がある。
【０００３】また、金属ハロゲン化物の金属が発光管に
溶け込んだり、発光管と反応し、消失することによって
残されたハロゲンにより、始動電圧あるいはランプ電圧
の上昇による不点灯や立ち消え現象が生じ、これによっ
てもランプ寿命を短くするという問題もある。
溶け込んだり、発光管と反応し、消失することによって
残されたハロゲンにより、始動電圧あるいはランプ電圧
の上昇による不点灯や立ち消え現象が生じ、これによっ
てもランプ寿命を短くするという問題もある。
【０００４】これらの問題を解決するために、有電極の
金属蒸気放電灯では、発光管内への封入物の組成によっ
てランプを長寿命化する方法が提案されている。例えば
特開平６−１１１７６９号公報には、発光管内でのハロ
ゲンサイクルに着目し、過剰のハロゲンを加えることに
よって電極による黒化を防止する手段が開示されてい
る。
金属蒸気放電灯では、発光管内への封入物の組成によっ
てランプを長寿命化する方法が提案されている。例えば
特開平６−１１１７６９号公報には、発光管内でのハロ
ゲンサイクルに着目し、過剰のハロゲンを加えることに
よって電極による黒化を防止する手段が開示されてい
る。
【０００５】そこで、我々はハロゲンサイクルを利用し
て発光物質と発光管の反応を防止するために、上記特開
平６−１１１７６９号公報に記載された条件で、過剰の
ハロゲンをガス状態で発光管内に含む無電極放電灯を作
製し、点灯を試みたところ、電子親和力の強いハロゲン
が過剰に発光管内に存在するために、ランプの始動時に
必要な電子がハロゲンによって奪われ、絶縁破壊が非常
に困難であり、点灯時の光束値が低いことが判明した。
また、過剰のハロゲンを金属ハロゲン化物の状態で封入
した場合、始動の困難性は改良されるが、点灯時の光束
の低下は防ぐことができなかった。
て発光物質と発光管の反応を防止するために、上記特開
平６−１１１７６９号公報に記載された条件で、過剰の
ハロゲンをガス状態で発光管内に含む無電極放電灯を作
製し、点灯を試みたところ、電子親和力の強いハロゲン
が過剰に発光管内に存在するために、ランプの始動時に
必要な電子がハロゲンによって奪われ、絶縁破壊が非常
に困難であり、点灯時の光束値が低いことが判明した。
また、過剰のハロゲンを金属ハロゲン化物の状態で封入
した場合、始動の困難性は改良されるが、点灯時の光束
の低下は防ぐことができなかった。
【０００６】この結果から、有電極金属蒸気放電灯にお
ける電極による発光管の黒化を防止するハロゲンサイク
ルの促進方法は、無電極金属蒸気放電灯には適さないこ
とが判明した。
ける電極による発光管の黒化を防止するハロゲンサイク
ルの促進方法は、無電極金属蒸気放電灯には適さないこ
とが判明した。
【０００７】無電極金属蒸気放電灯に過剰のハロゲンを
封入した例として特開昭６２−４３０５８号公報に、発
光物質に沃化ナトリウム、過剰なハロゲンとして沃化水
銀を用いた構成が開示されている。この構成は、過剰な
ハロゲンによって発光管の管壁付近のナトリウムを沃化
ナトリウムにすることにより、ナトリウムのままでは発
光管内のアーク中心部で発生したナトリウムのＤ線が自
己吸収され効率が低下することを防止する。
封入した例として特開昭６２−４３０５８号公報に、発
光物質に沃化ナトリウム、過剰なハロゲンとして沃化水
銀を用いた構成が開示されている。この構成は、過剰な
ハロゲンによって発光管の管壁付近のナトリウムを沃化
ナトリウムにすることにより、ナトリウムのままでは発
光管内のアーク中心部で発生したナトリウムのＤ線が自
己吸収され効率が低下することを防止する。
【０００８】発光物質として希土類金属ハロゲン化物を
用いた無電極金属蒸気放電灯に、沃化水銀をハロゲンサ
イクル促進物質として用いた場合、沃化水銀の蒸気圧が
高いために始動が困難になったり、始動しても点灯時の
光束量が沃化水銀を封入しないときに比べ低くなるとい
う問題がある。
用いた無電極金属蒸気放電灯に、沃化水銀をハロゲンサ
イクル促進物質として用いた場合、沃化水銀の蒸気圧が
高いために始動が困難になったり、始動しても点灯時の
光束量が沃化水銀を封入しないときに比べ低くなるとい
う問題がある。
【０００９】さらに、無電極金属蒸気放電灯において発
光物質に希土類金属の一種であるネオジウムを用いたも
のが特開平５−２１７５６１号公報に記載されている。
発光物質に希土類金属の化合物を用いた場合、発光管が
金属酸化物で形成されていると、点灯中の温度により発
光管と希土類金属が反応し、複合酸化物を形成する。無
電極金属蒸気放電灯の場合、有電極金属蒸気放電灯に比
べると、発光管内に発生するアークが発光管の内壁に近
いため、上記の反応も激しい。
光物質に希土類金属の一種であるネオジウムを用いたも
のが特開平５−２１７５６１号公報に記載されている。
発光物質に希土類金属の化合物を用いた場合、発光管が
金属酸化物で形成されていると、点灯中の温度により発
光管と希土類金属が反応し、複合酸化物を形成する。無
電極金属蒸気放電灯の場合、有電極金属蒸気放電灯に比
べると、発光管内に発生するアークが発光管の内壁に近
いため、上記の反応も激しい。
【００１０】従って、発光物質に希土類金属ハロゲン化
物を用いた無電極金属蒸気放電灯では、上記の反応で複
合酸化物を生成し、その反応によって残ったハロゲンに
よって始動が困難になる問題が残り、何らかの手段を施
さない場合、この始動性劣化は改善できない。
物を用いた無電極金属蒸気放電灯では、上記の反応で複
合酸化物を生成し、その反応によって残ったハロゲンに
よって始動が困難になる問題が残り、何らかの手段を施
さない場合、この始動性劣化は改善できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたもので、その目的とするとこ
ろは、始動特性の改善および点灯中に発光管と封入物質
との反応によって発生する発光管の失透や始動電圧の上
昇を抑制することのできる無電極放電灯を提供すること
にある。
を解決するためになされたもので、その目的とするとこ
ろは、始動特性の改善および点灯中に発光管と封入物質
との反応によって発生する発光管の失透や始動電圧の上
昇を抑制することのできる無電極放電灯を提供すること
にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、金属酸化物の透光性材料で形成された気密性
を有する発光管を備え、その発光管内に少なくとも１種
類以上の希土類金属ハロゲン化物を含む発光物質が封入
されている無電極放電灯において、前記発光管内に発光
管内壁近辺で起こるハロゲンサイクルを促進しやすくす
る促進物質を封入したことを特徴とするものである。
本発明は、金属酸化物の透光性材料で形成された気密性
を有する発光管を備え、その発光管内に少なくとも１種
類以上の希土類金属ハロゲン化物を含む発光物質が封入
されている無電極放電灯において、前記発光管内に発光
管内壁近辺で起こるハロゲンサイクルを促進しやすくす
る促進物質を封入したことを特徴とするものである。
【００１３】以下、作用と共に詳細に説明する。金属酸
化物からなる発光管として石英を例に採ると、発光物質
として希土類金属が用いられた場合、希土類金属イオン
と石英が反応して失透現象が生じる。また、希土類金属
が金属ハロゲン化物の形で発光管内に封入されているた
め、石英と反応して希土類金属が失われるとハロゲンが
発光管内に残り、ハロゲンの電子親和力が強いために、
始動電圧あるいはランプ電圧の上昇につながる。これら
の現象はランプ寿命の低下を招く。金属酸化物からなる
発光管の他の例として、アルミナセラミックスを用いた
場合でも、希土類金属とアルミナセラミックスが反応す
ることが報告されている。
化物からなる発光管として石英を例に採ると、発光物質
として希土類金属が用いられた場合、希土類金属イオン
と石英が反応して失透現象が生じる。また、希土類金属
が金属ハロゲン化物の形で発光管内に封入されているた
め、石英と反応して希土類金属が失われるとハロゲンが
発光管内に残り、ハロゲンの電子親和力が強いために、
始動電圧あるいはランプ電圧の上昇につながる。これら
の現象はランプ寿命の低下を招く。金属酸化物からなる
発光管の他の例として、アルミナセラミックスを用いた
場合でも、希土類金属とアルミナセラミックスが反応す
ることが報告されている。
【００１４】発光管内に封入された金属ハロゲン化物
は、高温部で金属とハロゲンに解離し、低温部で金属ハ
ロゲン化物に結合するというハロゲンサイクルが生じて
おり、高温部で金属は励起され発光する。このハロゲン
サイクルを利用することにより、無電極金属蒸気放電灯
における管壁近辺の金属の状態を、反応性の強い金属イ
オンの状態から、より反応性の低い状態、つまり、金属
ハロゲン化物の状態にすることができる。しかし、ハロ
ゲン量によっては、無電極金属蒸気放電灯の始動性能の
低下や点灯時の光束量の低下を招く。
は、高温部で金属とハロゲンに解離し、低温部で金属ハ
ロゲン化物に結合するというハロゲンサイクルが生じて
おり、高温部で金属は励起され発光する。このハロゲン
サイクルを利用することにより、無電極金属蒸気放電灯
における管壁近辺の金属の状態を、反応性の強い金属イ
オンの状態から、より反応性の低い状態、つまり、金属
ハロゲン化物の状態にすることができる。しかし、ハロ
ゲン量によっては、無電極金属蒸気放電灯の始動性能の
低下や点灯時の光束量の低下を招く。
【００１５】本発明は、無電極金属蒸気放電灯の始動性
能の低下や点灯時の光束量の低下を招くことなく、点灯
中に発光管と封入物質の反応によって発生する発光管の
失透や始動電圧の上昇を抑制することのできるハロゲン
サイクル促進封入したことを特徴とするものである。
能の低下や点灯時の光束量の低下を招くことなく、点灯
中に発光管と封入物質の反応によって発生する発光管の
失透や始動電圧の上昇を抑制することのできるハロゲン
サイクル促進封入したことを特徴とするものである。
【００１６】金属イオンに対してハロゲンが多量に存在
すれば、金属イオンはハロゲンとの衝突確率が高くな
り、金属ハロゲン化物になりやすくなる（ハロゲンサイ
クルが促進される）。そこで、発光管内に封入する金属
ハロゲン化物以外にハロゲンを封入するか、ランプ点灯
中に、発光管内に多量のハロゲンが存在するような封入
物を好適に選択すると、金属イオンが金属ハロゲン化物
になり、発光管の内壁近辺の金属イオン密度が小さくな
って、発光物質と発光管との反応が抑制され、ランプを
長寿命化する。また、消灯中は発光管内に気体として存
在するハロゲン量が少ないほど、始動性能が良くなる。
すれば、金属イオンはハロゲンとの衝突確率が高くな
り、金属ハロゲン化物になりやすくなる（ハロゲンサイ
クルが促進される）。そこで、発光管内に封入する金属
ハロゲン化物以外にハロゲンを封入するか、ランプ点灯
中に、発光管内に多量のハロゲンが存在するような封入
物を好適に選択すると、金属イオンが金属ハロゲン化物
になり、発光管の内壁近辺の金属イオン密度が小さくな
って、発光物質と発光管との反応が抑制され、ランプを
長寿命化する。また、消灯中は発光管内に気体として存
在するハロゲン量が少ないほど、始動性能が良くなる。
【００１７】上記の効果を高める手段として、発光管内
に発光物質と共に封入する希ガスの圧力を高めることは
言うまでもない。管壁での金属イオンや金属原子に着目
すると、希ガスの圧力が高い程、希ガスと金属イオンや
金属原子との衝突確率が高くなる。つまり、衝突を繰り
返している間に、金属イオンは電子やハロゲンと出合う
確率も高くなり、管壁に対してより安定な金属原子や金
属ハロゲン化物になる。金属原子も同様に金属ハロゲン
化物になる。
に発光物質と共に封入する希ガスの圧力を高めることは
言うまでもない。管壁での金属イオンや金属原子に着目
すると、希ガスの圧力が高い程、希ガスと金属イオンや
金属原子との衝突確率が高くなる。つまり、衝突を繰り
返している間に、金属イオンは電子やハロゲンと出合う
確率も高くなり、管壁に対してより安定な金属原子や金
属ハロゲン化物になる。金属原子も同様に金属ハロゲン
化物になる。
【００１８】また、発光管内のプラズマ部から管壁へ向
かって飛んでくる電子や金属イオン等も衝突回数が増え
ることにより、各粒子が持っている運動エネルギ−も減
り、管壁に衝突した時に、管壁に与えるダメージも有効
に低減される。
かって飛んでくる電子や金属イオン等も衝突回数が増え
ることにより、各粒子が持っている運動エネルギ−も減
り、管壁に衝突した時に、管壁に与えるダメージも有効
に低減される。
【００１９】発光管内に封入するガス圧は、ランプの種
類等により異なる為に数値で限定し難いが、そのランプ
の性能等を考慮し、許せる範囲内で出来るだけ高く設定
することが望ましい。
類等により異なる為に数値で限定し難いが、そのランプ
の性能等を考慮し、許せる範囲内で出来るだけ高く設定
することが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る無電極放電灯
を点灯装置と共に示す概略図である。無電極放電灯を構
成する発光管１は、透光性を有する石英ガラスなどの材
料で気密に形成されている。発光管１の内部には、発光
物質と希ガスが封入されている。発光管１の外周には誘
導コイル３が巻かれ、その両端は高周波発生装置４に接
続されている。高周波発生装置４は、高周波を発生する
高周波発生器４ａと、高周波発生器４ａの出力を増幅す
る増幅器４ｂと、増幅器４ｂと誘導コイル３の間に介在
されインピーダンスを整合させるマッチング回路４ｃと
により構成される。
を点灯装置と共に示す概略図である。無電極放電灯を構
成する発光管１は、透光性を有する石英ガラスなどの材
料で気密に形成されている。発光管１の内部には、発光
物質と希ガスが封入されている。発光管１の外周には誘
導コイル３が巻かれ、その両端は高周波発生装置４に接
続されている。高周波発生装置４は、高周波を発生する
高周波発生器４ａと、高周波発生器４ａの出力を増幅す
る増幅器４ｂと、増幅器４ｂと誘導コイル３の間に介在
されインピーダンスを整合させるマッチング回路４ｃと
により構成される。
【００２１】図２は無電極金属蒸気放電灯と点灯装置を
示す概略図で、無電極金属蒸気放電灯は、発光管１と外
管５と誘導コイル３で構成されている。発光管１は略円
筒形で、発光管１と外管５の間は真空排気されており、
発光管１の最冷点温度の上昇を図っている。なお、上記
構成は本発明に係る実施形態の一例であり、発光管形状
や封入物質等はこれに限定するものでないことは言うま
でもない。
示す概略図で、無電極金属蒸気放電灯は、発光管１と外
管５と誘導コイル３で構成されている。発光管１は略円
筒形で、発光管１と外管５の間は真空排気されており、
発光管１の最冷点温度の上昇を図っている。なお、上記
構成は本発明に係る実施形態の一例であり、発光管形状
や封入物質等はこれに限定するものでないことは言うま
でもない。
【００２２】（実施例１）この実施例に係る無電極金属
蒸気放電灯は、図２に示すような二重管構造であり、発
光管１は直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円筒形である。
発光管１には発光物質として沃化ネオジウム（Ｎｄ
Ｉ3 ）１５ｍｇと沃化セシウム（ＣｓＩ）５ｍｇとが封
入されている。この沃化セシウムは沃化ネオジウムと複
合ハロゲン化物を作り、沃化ネオジウムの蒸気圧を上昇
させるためのものである（一般に適量の沃化セシウム
は、希土類金属ハロゲン化物と複合ハロゲン化物を作
り、希土類金属ハロゲン化物の蒸気圧を高めることがで
きる）。さらに、ハロゲンサイクル促進物質として、点
灯中の発光管内のハロゲン蒸気圧を高くする為に、高蒸
気圧、多価ハロゲン化物を用いる。その例として、沃化
アンチモン（ＳｂＩ3 ）０．２ｍｇが封入されている。
蒸気放電灯は、図２に示すような二重管構造であり、発
光管１は直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円筒形である。
発光管１には発光物質として沃化ネオジウム（Ｎｄ
Ｉ3 ）１５ｍｇと沃化セシウム（ＣｓＩ）５ｍｇとが封
入されている。この沃化セシウムは沃化ネオジウムと複
合ハロゲン化物を作り、沃化ネオジウムの蒸気圧を上昇
させるためのものである（一般に適量の沃化セシウム
は、希土類金属ハロゲン化物と複合ハロゲン化物を作
り、希土類金属ハロゲン化物の蒸気圧を高めることがで
きる）。さらに、ハロゲンサイクル促進物質として、点
灯中の発光管内のハロゲン蒸気圧を高くする為に、高蒸
気圧、多価ハロゲン化物を用いる。その例として、沃化
アンチモン（ＳｂＩ3 ）０．２ｍｇが封入されている。
【００２３】ＳｂＩ3 が封入されていないランプの場
合、初期点灯時、入力電力２００Ｗで１６，６００ルー
メン（ｌｍ）、１時間点灯後の初期の始動電圧は１．６
ｋＶであったが、１０，０００時間点灯後の光束維持率
は４８％であり、さらに始動電圧は４．０ｋＶであっ
た。ここで、始動電圧とは、ランプ点灯時に必要な誘導
コイル３のコイル間電圧である。これに対して本実施例
１のランプでは、入力電力２００Ｗで１５，１００ルー
メンで、初期始動電圧は１．７２ｋＶであり、１０，０
００時間点灯後の光束維持率は８８％で、始動電圧は
１．７８ｋＶとなり、光束維持率、始動電圧とも改善さ
れていることが判る。
合、初期点灯時、入力電力２００Ｗで１６，６００ルー
メン（ｌｍ）、１時間点灯後の初期の始動電圧は１．６
ｋＶであったが、１０，０００時間点灯後の光束維持率
は４８％であり、さらに始動電圧は４．０ｋＶであっ
た。ここで、始動電圧とは、ランプ点灯時に必要な誘導
コイル３のコイル間電圧である。これに対して本実施例
１のランプでは、入力電力２００Ｗで１５，１００ルー
メンで、初期始動電圧は１．７２ｋＶであり、１０，０
００時間点灯後の光束維持率は８８％で、始動電圧は
１．７８ｋＶとなり、光束維持率、始動電圧とも改善さ
れていることが判る。
【００２４】このように、沃化アンチモン（ＳｂＩ3 ）
を封入することによって、ランプ点灯中においてＳｂＩ
3 が解離することにより発光管内に多量の沃素が存在
し、つまり、発光管壁付近でＮｄイオンに対して多量の
沃素が存在するので、発光管壁付近のハロゲンサイクル
が促進され、発光管と封入物との反応を抑制することが
できる。初期光束は９％ダウンしたが、これは沃素によ
り放電プラズマの発光体積が小さくなったことによるも
ので、光束維持率を大幅に向上させることができるとと
もに、点灯による始動性劣化の改善も図れることが判っ
た。
を封入することによって、ランプ点灯中においてＳｂＩ
3 が解離することにより発光管内に多量の沃素が存在
し、つまり、発光管壁付近でＮｄイオンに対して多量の
沃素が存在するので、発光管壁付近のハロゲンサイクル
が促進され、発光管と封入物との反応を抑制することが
できる。初期光束は９％ダウンしたが、これは沃素によ
り放電プラズマの発光体積が小さくなったことによるも
ので、光束維持率を大幅に向上させることができるとと
もに、点灯による始動性劣化の改善も図れることが判っ
た。
【００２５】また、沃化アンチモンは、点灯中は解離に
より多くの沃素を生成しハロゲンサイクルの促進に役立
つが、消灯中は温度が低いために沃化アンチモンの状態
で発光管内に存在し、発光管中に気体の状態で存在しな
いので、始動性能の低下を招かない。
より多くの沃素を生成しハロゲンサイクルの促進に役立
つが、消灯中は温度が低いために沃化アンチモンの状態
で発光管内に存在し、発光管中に気体の状態で存在しな
いので、始動性能の低下を招かない。
【００２６】実施例１に用いたランプについて、さらに
詳細に検討した結果（１０，０００時間の点灯結果）を
図８に示す。実施例１に用いたランプでは、始動電圧お
よび点灯中の光束値を考慮し、実用に適するランプ内に
封入するハロゲンサイクル促進物質としての沃化アンチ
モン量は、０．０７ｍｇから１ｍｇであった。
詳細に検討した結果（１０，０００時間の点灯結果）を
図８に示す。実施例１に用いたランプでは、始動電圧お
よび点灯中の光束値を考慮し、実用に適するランプ内に
封入するハロゲンサイクル促進物質としての沃化アンチ
モン量は、０．０７ｍｇから１ｍｇであった。
【００２７】本実施例１では、発光物質に沃化ネオジウ
ム、ハロゲンサイクル促進物質として高蒸気圧、多価ハ
ロゲン化物として沃化アンチモンを用いたが、他の希土
類金属ハロゲン化物、ハロゲンサイクル促進物質として
他の金属ハロゲン化物について検討した結果、次に示す
結果が得られた。
ム、ハロゲンサイクル促進物質として高蒸気圧、多価ハ
ロゲン化物として沃化アンチモンを用いたが、他の希土
類金属ハロゲン化物、ハロゲンサイクル促進物質として
他の金属ハロゲン化物について検討した結果、次に示す
結果が得られた。
【００２８】ハロゲンサイクル促進物質としての条件
は、寿命を考慮した始動性能を維持するためには、４０
０℃における蒸気圧が１Torr以上で１，０００Torr以下
の金属ハロゲン化物であって、発光管内に封入する量
は、その金属ハロゲン化物の組成をＭＸｎ（Ｍ：金属、
Ｘ：ハロゲン、ｎ：ハロゲンの数）と表記したとき、前
記発光物質に含まれる希土類金属１モルに対して、５×
１０-3／（ｎ／２）モル以上であった。また、さらに点
灯中のランプの光束量を考慮すると、発光管内に封入す
る量は、５×１０-3／（ｎ／２）モル以上であり、且つ
１×１０-1／（ｎ／２）モル以下であることが望まし
い。
は、寿命を考慮した始動性能を維持するためには、４０
０℃における蒸気圧が１Torr以上で１，０００Torr以下
の金属ハロゲン化物であって、発光管内に封入する量
は、その金属ハロゲン化物の組成をＭＸｎ（Ｍ：金属、
Ｘ：ハロゲン、ｎ：ハロゲンの数）と表記したとき、前
記発光物質に含まれる希土類金属１モルに対して、５×
１０-3／（ｎ／２）モル以上であった。また、さらに点
灯中のランプの光束量を考慮すると、発光管内に封入す
る量は、５×１０-3／（ｎ／２）モル以上であり、且つ
１×１０-1／（ｎ／２）モル以下であることが望まし
い。
【００２９】（実施例２）本実施例における実験結果を
先ず説明する。沃化ネオジウム（ＮｄＩ3 ）を一定量に
して沃化セシウム（ＣｓＩ）の量が異なるランプについ
て点灯実験を行なった。用いた発光管１は、直径３０ｍ
ｍ、高さ１５ｍｍの円筒形であり、発光管１内に封入す
る沃化ネオジウムは一定量の１５ｍｇとし、沃化セシウ
ムの封入量を５ｍｇ，１０ｍｇ，１５ｍｇと変えた３種
類のランプを用意した。
先ず説明する。沃化ネオジウム（ＮｄＩ3 ）を一定量に
して沃化セシウム（ＣｓＩ）の量が異なるランプについ
て点灯実験を行なった。用いた発光管１は、直径３０ｍ
ｍ、高さ１５ｍｍの円筒形であり、発光管１内に封入す
る沃化ネオジウムは一定量の１５ｍｇとし、沃化セシウ
ムの封入量を５ｍｇ，１０ｍｇ，１５ｍｇと変えた３種
類のランプを用意した。
【００３０】その結果、１時間点灯後では、ＮｄＩ3 ：
１５ｍｇ，ＣｓＩ：５ｍｇのランプで、光束１３，９０
０ルーメン、始動電圧０．９２ｋＶ、ＮｄＩ3 ：１５ｍ
ｇ，ＣｓＩ：１０ｍｇのランプで、初期光束１４，４０
０ルーメン、始動電圧０．９８ｋＶ、ＮｄＩ3 ：１５ｍ
ｇ，ＣｓＩ：１５ｍｇのランプで、初期光束１３，１０
０ルーメン、始動電圧１．００ｋＶであった。
１５ｍｇ，ＣｓＩ：５ｍｇのランプで、光束１３，９０
０ルーメン、始動電圧０．９２ｋＶ、ＮｄＩ3 ：１５ｍ
ｇ，ＣｓＩ：１０ｍｇのランプで、初期光束１４，４０
０ルーメン、始動電圧０．９８ｋＶ、ＮｄＩ3 ：１５ｍ
ｇ，ＣｓＩ：１５ｍｇのランプで、初期光束１３，１０
０ルーメン、始動電圧１．００ｋＶであった。
【００３１】また、１０，０００時間点灯後では、Ｎｄ
Ｉ3 ：１５ｍｇ，ＣｓＩ：５ｍｇのランプで、光束７，
６００ルーメン、始動電圧２．４５ｋＶ、ＮｄＩ3 ：１
５ｍｇ，ＣｓＩ：１０ｍｇのランプで、光束１１，５０
０ルーメン、始動電圧２．６ｋＶ、ＮｄＩ3 ：１５ｍ
ｇ，ＣｓＩ：１５ｍｇのランプで、光束９，５００ルー
メン、始動電圧２．０５ｋＶであった。
Ｉ3 ：１５ｍｇ，ＣｓＩ：５ｍｇのランプで、光束７，
６００ルーメン、始動電圧２．４５ｋＶ、ＮｄＩ3 ：１
５ｍｇ，ＣｓＩ：１０ｍｇのランプで、光束１１，５０
０ルーメン、始動電圧２．６ｋＶ、ＮｄＩ3 ：１５ｍ
ｇ，ＣｓＩ：１５ｍｇのランプで、光束９，５００ルー
メン、始動電圧２．０５ｋＶであった。
【００３２】上記結果をグラフにすると、図５及び図６
のようになる。なお、図５は１時間点灯後の光束及び始
動電圧を示すグラフであり、図６は１０，０００時間点
灯後の光束及び始動電圧を示すグラフである。
のようになる。なお、図５は１時間点灯後の光束及び始
動電圧を示すグラフであり、図６は１０，０００時間点
灯後の光束及び始動電圧を示すグラフである。
【００３３】これらのグラフより明らかなように、光束
については、ＣｓＩ量が約１０ｍｇのとき最大値を示す
ことがわかる。これは、ＣｓＩには発光管内のプラズマ
体積を増大させる効果がある一方、封入量が多いと、そ
れ自身の発光が赤外領域にあるために光束が落ちること
に起因する。
については、ＣｓＩ量が約１０ｍｇのとき最大値を示す
ことがわかる。これは、ＣｓＩには発光管内のプラズマ
体積を増大させる効果がある一方、封入量が多いと、そ
れ自身の発光が赤外領域にあるために光束が落ちること
に起因する。
【００３４】また、始動電圧については、ＣｓＩ量が多
いほど始動電圧上昇が小さい。これは、ＣｓＩ量が多い
ほど発光管内のＮｄに対する沃素の量が増え、ハロゲン
サイクルが促進され、また、Ｃｓは発光管とは反応性が
小さいことに因る。
いほど始動電圧上昇が小さい。これは、ＣｓＩ量が多い
ほど発光管内のＮｄに対する沃素の量が増え、ハロゲン
サイクルが促進され、また、Ｃｓは発光管とは反応性が
小さいことに因る。
【００３５】このように、光束劣化、始動性劣化を考慮
すると、ＣｓＩ量は８〜２０ｍｇが適当であると考えら
れる。他の希土類金属ハロゲン化物についてもほぼ同じ
ような結果が得られた。このＣｓＩ量は、希土類金属１
モルに対して換算すると、１．００〜２．７０モルにす
ることが好ましいことが判った。
すると、ＣｓＩ量は８〜２０ｍｇが適当であると考えら
れる。他の希土類金属ハロゲン化物についてもほぼ同じ
ような結果が得られた。このＣｓＩ量は、希土類金属１
モルに対して換算すると、１．００〜２．７０モルにす
ることが好ましいことが判った。
【００３６】（実施例３）本実施例３において、発光管
１の内部には、キセノン（Ｘｅ）ガス１００Torrと、発
光物質として希土類金属ハロゲン化物である沃化ネオジ
ウム（ＮｄＩ3 ）１５ｍｇと沃化セシウム（ＣｓＩ）５
ｍｇとが封入され、さらに、沃素ガスが０．５Torr（Ｎ
ｄＩ3 ：１モルに対して５．７×１０-3モルに相当）封
入されている。
１の内部には、キセノン（Ｘｅ）ガス１００Torrと、発
光物質として希土類金属ハロゲン化物である沃化ネオジ
ウム（ＮｄＩ3 ）１５ｍｇと沃化セシウム（ＣｓＩ）５
ｍｇとが封入され、さらに、沃素ガスが０．５Torr（Ｎ
ｄＩ3 ：１モルに対して５．７×１０-3モルに相当）封
入されている。
【００３７】次に、本実施例３のランプと、沃素ガスが
封入されていない比較例のランプとを用いた点灯試験の
結果を説明する。
封入されていない比較例のランプとを用いた点灯試験の
結果を説明する。
【００３８】比較例のランプの場合は、初期点灯（１時
間点灯）時、入力電力２００Ｗで１６，６００ルーメ
ン、初期の始動電圧（ランプ点灯に必要な誘導コイル３
のコイル間電圧）は１．６ｋＶであったが、１０，００
０時間点灯後の光束維持率は４８％であり、さらに始動
電圧は４．０ｋＶであった。
間点灯）時、入力電力２００Ｗで１６，６００ルーメ
ン、初期の始動電圧（ランプ点灯に必要な誘導コイル３
のコイル間電圧）は１．６ｋＶであったが、１０，００
０時間点灯後の光束維持率は４８％であり、さらに始動
電圧は４．０ｋＶであった。
【００３９】これに対して本実施例３のランプでは、初
期点灯（１時間点灯）時、入力電力２００Ｗで１５，４
００ルーメンで、初期の始動電圧は１．６８ｋＶであ
り、１０，０００時間点灯後の光束維持率は８８％で、
始動電圧は１．７５ｋＶとなり、光束維持率、始動電圧
とも改善されていることがわかる。
期点灯（１時間点灯）時、入力電力２００Ｗで１５，４
００ルーメンで、初期の始動電圧は１．６８ｋＶであ
り、１０，０００時間点灯後の光束維持率は８８％で、
始動電圧は１．７５ｋＶとなり、光束維持率、始動電圧
とも改善されていることがわかる。
【００４０】このように、沃素ガスを封入することによ
って、ランプ点灯中において発光管１の内壁近辺に多量
の沃素が存在し、発光管壁付近のハロゲンサイクルが促
進され、発光管と封入物との反応を抑制することができ
た。初期光束は７％ダウンしたが、これは沃素により放
電プラズマの発光体積が小さくなったことによるもの
で、光束維持率を大幅に向上させることができ、始動性
も改善できた。
って、ランプ点灯中において発光管１の内壁近辺に多量
の沃素が存在し、発光管壁付近のハロゲンサイクルが促
進され、発光管と封入物との反応を抑制することができ
た。初期光束は７％ダウンしたが、これは沃素により放
電プラズマの発光体積が小さくなったことによるもの
で、光束維持率を大幅に向上させることができ、始動性
も改善できた。
【００４１】封入沃素の量が多いほどハロゲンサイクル
が促進されやすくなり、劣化が少なくなるが、光束値が
小さくなるという問題が残る。実験結果より、封入沃素
の量を１〜２Torrにすることにより発光管と封入物との
反応を抑制することができ、また、初期光束も１桁％ダ
ウンに抑えることができることがわかった。
が促進されやすくなり、劣化が少なくなるが、光束値が
小さくなるという問題が残る。実験結果より、封入沃素
の量を１〜２Torrにすることにより発光管と封入物との
反応を抑制することができ、また、初期光束も１桁％ダ
ウンに抑えることができることがわかった。
【００４２】実施例３に用いたランプについて、さらに
詳細に検討した結果（１０，０００時間の点灯結果）を
図７に示す。実施例３に用いたランプでは、始動電圧を
考慮しランプ内に封入するハロゲンサイクル促進物質と
しての沃素ガス量は、０．４Torr以上であった。また、
始動電圧および点灯中の光束値を考慮しランプ内に封入
するハロゲンサイクル促進物質としての沃素ガス量は、
０．４Torrから８．８Torrであった。
詳細に検討した結果（１０，０００時間の点灯結果）を
図７に示す。実施例３に用いたランプでは、始動電圧を
考慮しランプ内に封入するハロゲンサイクル促進物質と
しての沃素ガス量は、０．４Torr以上であった。また、
始動電圧および点灯中の光束値を考慮しランプ内に封入
するハロゲンサイクル促進物質としての沃素ガス量は、
０．４Torrから８．８Torrであった。
【００４３】他の希土類金属ハロゲン化物についても試
みた結果、寿命および光束も考慮すると、希土類金属１
モルに対してハロゲンを５．０×１０-3モル以上、１．
０×１０-1モル以下封入すればよいことが判った。
みた結果、寿命および光束も考慮すると、希土類金属１
モルに対してハロゲンを５．０×１０-3モル以上、１．
０×１０-1モル以下封入すればよいことが判った。
【００４４】（実施例４）図３及び図４は実施例４を示
すもので、この実施例において、発光管となる部分１
は、直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円筒形であり、その
底面の略中央には、直径５ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒状
の補助管６と支持棒９が設けられ、発光管となる部分１
と補助管６とは、図４（ａ）に示すように接合部で連通
し、同一の気密空間を形成している。
すもので、この実施例において、発光管となる部分１
は、直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円筒形であり、その
底面の略中央には、直径５ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒状
の補助管６と支持棒９が設けられ、発光管となる部分１
と補助管６とは、図４（ａ）に示すように接合部で連通
し、同一の気密空間を形成している。
【００４５】このように構成された気密空間内に、発光
物質として希土類金属ハロゲン化物である沃化ネオジウ
ム（ＮｄＩ3 ）１５ｍｇと沃化セシウム（ＣｓＩ）５ｍ
ｇを封入し、補助管６内に存在するようにした。始動用
ガスとしてキセノン（Ｘｅ）ガスを１００Torr封入し
た。
物質として希土類金属ハロゲン化物である沃化ネオジウ
ム（ＮｄＩ3 ）１５ｍｇと沃化セシウム（ＣｓＩ）５ｍ
ｇを封入し、補助管６内に存在するようにした。始動用
ガスとしてキセノン（Ｘｅ）ガスを１００Torr封入し
た。
【００４６】次に、図４（ａ）に示すように、補助管６
の外周に巻回したコイル７により、入力電力３００Ｗで
１時間点灯させたところ、図４（ｂ）に示すように、補
助管６のコイル巻回部分の内壁に白濁した失透現象（図
中、符号８で示す）が観察された。この時、同時に遊離
沃素が発生していることは、その後の分析によって確認
されている。なお、この遊離沃素発生量は、ランプ始動
が可能な量だけ発生させることは言うまでもない。
の外周に巻回したコイル７により、入力電力３００Ｗで
１時間点灯させたところ、図４（ｂ）に示すように、補
助管６のコイル巻回部分の内壁に白濁した失透現象（図
中、符号８で示す）が観察された。この時、同時に遊離
沃素が発生していることは、その後の分析によって確認
されている。なお、この遊離沃素発生量は、ランプ始動
が可能な量だけ発生させることは言うまでもない。
【００４７】次に、図４（ｃ）に示すように、補助管６
と発光管１との接合部をバーナーによって封着し、気密
空間が直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍの発光管１の部分だ
けになるようにする。なお、封着時に沃化ネオジウム、
沃化セシウム及び先の点灯で発生した沃素が発光管１内
に封入されるようにすることは言うまでもない。
と発光管１との接合部をバーナーによって封着し、気密
空間が直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍの発光管１の部分だ
けになるようにする。なお、封着時に沃化ネオジウム、
沃化セシウム及び先の点灯で発生した沃素が発光管１内
に封入されるようにすることは言うまでもない。
【００４８】このようにして製作した実施例４のランプ
と、沃素ガスが封入されていない比較例として作製した
ランプとによる点灯試験の結果は次の通りである。
と、沃素ガスが封入されていない比較例として作製した
ランプとによる点灯試験の結果は次の通りである。
【００４９】比較例のランプの場合、１時間の初期点灯
時に、入力電力２００Ｗで１３，６００ルーメン、初期
始動電圧（ランプ点灯に必要な誘導コイル３のコイル間
電圧）は１．５ｋＶであったが、１０，０００時間点灯
後の光束維持率は５７％であり、さらに始動電圧は４．
０ｋＶであった。
時に、入力電力２００Ｗで１３，６００ルーメン、初期
始動電圧（ランプ点灯に必要な誘導コイル３のコイル間
電圧）は１．５ｋＶであったが、１０，０００時間点灯
後の光束維持率は５７％であり、さらに始動電圧は４．
０ｋＶであった。
【００５０】これに対して実施例４のランプでは、入力
電力２００Ｗで１２，７００ルーメンで、初期始動電圧
は１．６ｋＶであり、１０，０００時間点灯後の光束維
持率は８８％で、始動電圧は１．９ｋＶとなり、光束維
持率、始動電圧とも改善されていることがわかる。
電力２００Ｗで１２，７００ルーメンで、初期始動電圧
は１．６ｋＶであり、１０，０００時間点灯後の光束維
持率は８８％で、始動電圧は１．９ｋＶとなり、光束維
持率、始動電圧とも改善されていることがわかる。
【００５１】発生した沃素ガス量を調べた結果、図４
（ｂ）に示す失透現象が発生する面積８を制御（補助管
６の寸法や補助管６の外周に巻回したコイル７の巻回数
を変える）することにより、本実施例４においても実施
例３と同等の効果が得られた。また、実施例４の場合
は、ランプの製造装置に沃素ガスの導入経路を設けるこ
となく、ランプ化後、沃素ガスを発生させることができ
るので、沃素の取り扱いが容易である。
（ｂ）に示す失透現象が発生する面積８を制御（補助管
６の寸法や補助管６の外周に巻回したコイル７の巻回数
を変える）することにより、本実施例４においても実施
例３と同等の効果が得られた。また、実施例４の場合
は、ランプの製造装置に沃素ガスの導入経路を設けるこ
となく、ランプ化後、沃素ガスを発生させることができ
るので、沃素の取り扱いが容易である。
【００５２】このように、実施例４の場合も実施例１と
同様の効果が得られた。また、本実施例４の場合、沃素
の発生方法の簡略化が図れるという特徴もある。なお、
実施例４のランプは、図３に示す方式（外管なし）で点
灯した結果を示したが、他の実施例のように図２に示す
外管を設けた二重管方式にも適用できることは言うまで
もない。
同様の効果が得られた。また、本実施例４の場合、沃素
の発生方法の簡略化が図れるという特徴もある。なお、
実施例４のランプは、図３に示す方式（外管なし）で点
灯した結果を示したが、他の実施例のように図２に示す
外管を設けた二重管方式にも適用できることは言うまで
もない。
【００５３】（実施例５）本実施例５において点灯装置
の構成は上述の実施例と同様である。他の実施例と異な
る点は、発光管１が石英で形成された直径２７ｍｍの球
状の発光管を用いたことである。
の構成は上述の実施例と同様である。他の実施例と異な
る点は、発光管１が石英で形成された直径２７ｍｍの球
状の発光管を用いたことである。
【００５４】発光管１内には、Ｘｅガス２００Torr以外
に、発光物質として希土類金属発光物質であるＮｄＩ3
が１５ｍｇ、ＣｓＩが５ｍｇ封入されている。また、ハ
ロゲンサイクル促進物質として沃化アンチモン（ＳｂＩ
3 ）が０．２ｍｇ封入されている。本実施例では、さら
に、色温度を低下させるために、赤色発光物質であるナ
トリウムのハロゲン化物とリチウムのハロゲン化物の
内、沃化ナトリウム（ＮａＩ）を２ｍｇ添加した。
に、発光物質として希土類金属発光物質であるＮｄＩ3
が１５ｍｇ、ＣｓＩが５ｍｇ封入されている。また、ハ
ロゲンサイクル促進物質として沃化アンチモン（ＳｂＩ
3 ）が０．２ｍｇ封入されている。本実施例では、さら
に、色温度を低下させるために、赤色発光物質であるナ
トリウムのハロゲン化物とリチウムのハロゲン化物の
内、沃化ナトリウム（ＮａＩ）を２ｍｇ添加した。
【００５５】このランプを他の実施例と同様に初期点灯
（１時間点灯）した（入力は１８０Ｗである）ところ、
その結果、沃化ナトリウムを添加する前のランプの特性
は、光束：１３，７００ルーメン、色温度：６，５００
Ｋ、平均演色評価数：８２であったが、沃化ナトリウム
添加後のランプの特性は、光束：１４，６００ルーメ
ン、色温度：５，８００Ｋ、平均演色評価数：８０とな
り、色温度を低下させることができた。
（１時間点灯）した（入力は１８０Ｗである）ところ、
その結果、沃化ナトリウムを添加する前のランプの特性
は、光束：１３，７００ルーメン、色温度：６，５００
Ｋ、平均演色評価数：８２であったが、沃化ナトリウム
添加後のランプの特性は、光束：１４，６００ルーメ
ン、色温度：５，８００Ｋ、平均演色評価数：８０とな
り、色温度を低下させることができた。
【００５６】一方、初期点灯（１時間点灯）時の初期の
始動電圧は１．７ｋＶであったが、点灯時間が５００時
間の時点では、始動電圧は４．３ｋＶに上昇した。これ
は、希土類金属ハロゲン化物と発光管との反応を抑制す
るために封入したハロゲンサイクル促進物質である沃化
アンチモン（ＳｂＩ3 ）０．２ｍｇでは、赤色発光物質
であるナトリウムと発光管との反応を抑制できずに、ナ
トリウムが発光管内に溶け込み、その結果発生した遊離
沃素により始動電圧を上昇させたものと考えられる。
始動電圧は１．７ｋＶであったが、点灯時間が５００時
間の時点では、始動電圧は４．３ｋＶに上昇した。これ
は、希土類金属ハロゲン化物と発光管との反応を抑制す
るために封入したハロゲンサイクル促進物質である沃化
アンチモン（ＳｂＩ3 ）０．２ｍｇでは、赤色発光物質
であるナトリウムと発光管との反応を抑制できずに、ナ
トリウムが発光管内に溶け込み、その結果発生した遊離
沃素により始動電圧を上昇させたものと考えられる。
【００５７】そこで、ナトリウムと発光管との反応を抑
制するために、赤色発光物質用ハロゲンサイクル促進物
質の増量を試みた。上記と同様の封入材料（Ｘｅガス：
２００Torr、ＮｄＩ3 ：１５ｍｇ、ＣｓＩ：５ｍｇ、Ｎ
ａＩ：２ｍｇ）に、ハロゲンサイクル促進物質である沃
化アンチモン（ＳｂＩ3 ）を０．４ｍｇ更に増量したラ
ンプを作製し、同様の実験を行ったところ、初期点灯
（１時間点灯）時のランプ特性は、光束：１３，５００
ルーメン、色温度：５，７００Ｋ、平均演色評価数：８
０であった。また、初期の始動電圧は１．７２ｋＶであ
り、点灯時間が５００時間の時点でも、始動電圧は１．
７２ｋＶと変化なく、さらに点灯実験を続けた結果、１
０，０００時間点灯後の結果も始動電圧が１．８１ｋ
Ｖ、光束維持率が８７％と良好な結果が得られた。
制するために、赤色発光物質用ハロゲンサイクル促進物
質の増量を試みた。上記と同様の封入材料（Ｘｅガス：
２００Torr、ＮｄＩ3 ：１５ｍｇ、ＣｓＩ：５ｍｇ、Ｎ
ａＩ：２ｍｇ）に、ハロゲンサイクル促進物質である沃
化アンチモン（ＳｂＩ3 ）を０．４ｍｇ更に増量したラ
ンプを作製し、同様の実験を行ったところ、初期点灯
（１時間点灯）時のランプ特性は、光束：１３，５００
ルーメン、色温度：５，７００Ｋ、平均演色評価数：８
０であった。また、初期の始動電圧は１．７２ｋＶであ
り、点灯時間が５００時間の時点でも、始動電圧は１．
７２ｋＶと変化なく、さらに点灯実験を続けた結果、１
０，０００時間点灯後の結果も始動電圧が１．８１ｋ
Ｖ、光束維持率が８７％と良好な結果が得られた。
【００５８】次に、追加して添加する赤色発光物質用ハ
ロゲンサイクル促進物質として、沃化アンチモン（Ｓｂ
Ｉ3 ）０．４ｍｇの代わりに沃化インジウム（ＩｎＩ）
０．３ｍｇを用いた構成について説明する。このランプ
の初期点灯（１時間点灯）時の特性は、光束：１５，５
００ルーメン、色温度：５，５００Ｋ、平均演色評価
数：８６であった。また、初期の始動電圧は１．７６ｋ
Ｖであり、１０，０００時間点灯後の結果も始動電圧が
１．８３ｋＶ、光束維持率が８７％と良好な結果が得ら
れた。沃化アンチモン０．４ｍｇの場合と比べると、始
動電圧に関してはほぼ同等の良好な結果が得られ、光
束、平均演色評価数については改善が図られた。
ロゲンサイクル促進物質として、沃化アンチモン（Ｓｂ
Ｉ3 ）０．４ｍｇの代わりに沃化インジウム（ＩｎＩ）
０．３ｍｇを用いた構成について説明する。このランプ
の初期点灯（１時間点灯）時の特性は、光束：１５，５
００ルーメン、色温度：５，５００Ｋ、平均演色評価
数：８６であった。また、初期の始動電圧は１．７６ｋ
Ｖであり、１０，０００時間点灯後の結果も始動電圧が
１．８３ｋＶ、光束維持率が８７％と良好な結果が得ら
れた。沃化アンチモン０．４ｍｇの場合と比べると、始
動電圧に関してはほぼ同等の良好な結果が得られ、光
束、平均演色評価数については改善が図られた。
【００５９】他の希土類金属ハロゲン化物や赤色発光物
質としてリチウムのハロゲン化物を用いた場合にも、ほ
ぼ同様の結果が得られた。この結果をまとめると、１
０，０００時間以上点灯させても始動電圧の大幅な上昇
を生じず、他の実施例と同様にするためには、ハロゲン
サイクル促進物質を希土類金属に関しては請求項２に記
載した量に加えて、赤色発光物質用に新たに加えればよ
い。このとき、赤色発光物質用ハロゲンサイクル促進物
質を多く封入し過ぎると、点灯中の光束量が低下するこ
とを考慮する必要がある。
質としてリチウムのハロゲン化物を用いた場合にも、ほ
ぼ同様の結果が得られた。この結果をまとめると、１
０，０００時間以上点灯させても始動電圧の大幅な上昇
を生じず、他の実施例と同様にするためには、ハロゲン
サイクル促進物質を希土類金属に関しては請求項２に記
載した量に加えて、赤色発光物質用に新たに加えればよ
い。このとき、赤色発光物質用ハロゲンサイクル促進物
質を多く封入し過ぎると、点灯中の光束量が低下するこ
とを考慮する必要がある。
【００６０】その赤色発光物質用ハロゲンサイクル促進
物質の条件は、４００℃における蒸気圧が１Torr以上、
１０００Torr以下の金属ハロゲン化物であり、その封入
量は、始動電圧の上昇を防ぐために、金属ハロゲン化物
の組成をＭＸｎ（Ｍ：金属、Ｘ：ハロゲン、ｎ：ハロゲ
ンの数）と表記したとき、赤色発光物質に含まれるナト
リウム、リチウム、またはその合計１モルに対して、１
×１０-3／（ｎ／２）モル以上を追加封入する必要があ
る。更に点灯中の光束量を考慮するときは、希土類金属
用促進物質と赤色発光物質用促進物質の合計が１×１０
-1／（ｎ／２）モル以下となるようにすることが望まし
い。
物質の条件は、４００℃における蒸気圧が１Torr以上、
１０００Torr以下の金属ハロゲン化物であり、その封入
量は、始動電圧の上昇を防ぐために、金属ハロゲン化物
の組成をＭＸｎ（Ｍ：金属、Ｘ：ハロゲン、ｎ：ハロゲ
ンの数）と表記したとき、赤色発光物質に含まれるナト
リウム、リチウム、またはその合計１モルに対して、１
×１０-3／（ｎ／２）モル以上を追加封入する必要があ
る。更に点灯中の光束量を考慮するときは、希土類金属
用促進物質と赤色発光物質用促進物質の合計が１×１０
-1／（ｎ／２）モル以下となるようにすることが望まし
い。
【００６１】（実施例６）本実施例６についてもその実
験結果を説明する。
験結果を説明する。
【００６２】発光管１は、直径３０ｍｍ、高さ１５ｍｍ
の円筒形で、発光管１内に発光物質として、臭化ネオジ
ウム（ＮｄＢｒ3 ）１１ｍｇと沃化ネオジウム（ＮｄＩ
3 ）１５ｍｇと沃化セシウム（ＣｓＩ）５ｍｇを封入し
た。このランプを図２に示すような点灯装置で入力電力
２００Ｗで点灯し、比較例としてのランプ（ＮｄＩ3：
３０ｍｇ，ＣｓＩ：５ｍｇ）と光束及び始動電圧につい
て比較、検討した。なお、ＮｄＢｒ3 ：１１ｍｇとＮｄ
Ｉ3 ：１５ｍｇはほぼ同モル数であり、試作した２種類
の発光管内のＮｄのモル数は同一にした。
の円筒形で、発光管１内に発光物質として、臭化ネオジ
ウム（ＮｄＢｒ3 ）１１ｍｇと沃化ネオジウム（ＮｄＩ
3 ）１５ｍｇと沃化セシウム（ＣｓＩ）５ｍｇを封入し
た。このランプを図２に示すような点灯装置で入力電力
２００Ｗで点灯し、比較例としてのランプ（ＮｄＩ3：
３０ｍｇ，ＣｓＩ：５ｍｇ）と光束及び始動電圧につい
て比較、検討した。なお、ＮｄＢｒ3 ：１１ｍｇとＮｄ
Ｉ3 ：１５ｍｇはほぼ同モル数であり、試作した２種類
の発光管内のＮｄのモル数は同一にした。
【００６３】実施例６のランプの場合、１時間点灯では
光束は１４，８００ルーメン、始動電圧は１．０１ｋＶ
であった。さらに点灯を続け１０，０００時間後では、
光束は１０，９００ルーメン、始動電圧は１．７１ｋＶ
であった。一方、比較例のランプの場合、１時間点灯で
は光束は１３，０００ルーメン、始動電圧は１．０１ｋ
Ｖであったが、１０，０００時間後では、光束は７，８
００ルーメン、始動電圧は２．４６ｋＶとなった。
光束は１４，８００ルーメン、始動電圧は１．０１ｋＶ
であった。さらに点灯を続け１０，０００時間後では、
光束は１０，９００ルーメン、始動電圧は１．７１ｋＶ
であった。一方、比較例のランプの場合、１時間点灯で
は光束は１３，０００ルーメン、始動電圧は１．０１ｋ
Ｖであったが、１０，０００時間後では、光束は７，８
００ルーメン、始動電圧は２．４６ｋＶとなった。
【００６４】この結果より、実施例６のランプの方が、
光束、始動電圧とも劣化の度合いが小さいことがわか
る。これは実施例６のランプは、ハロゲン化物として、
沃化物及び臭化物が封入されており、ランプ点灯中にそ
れぞれが独立して蒸発するので、沃素、臭素がそれぞれ
独立して存在し、結果として発光管内に存在する総ハロ
ゲン数は、（ＮｄＩ3 ＋ＣｓＩ）よりも（ＮｄＩ3 ＋Ｎ
ｄＢｒ3 ＋ＣｓＩ）の方が多くなり、ハロゲンサイクル
が促進されるのである。
光束、始動電圧とも劣化の度合いが小さいことがわか
る。これは実施例６のランプは、ハロゲン化物として、
沃化物及び臭化物が封入されており、ランプ点灯中にそ
れぞれが独立して蒸発するので、沃素、臭素がそれぞれ
独立して存在し、結果として発光管内に存在する総ハロ
ゲン数は、（ＮｄＩ3 ＋ＣｓＩ）よりも（ＮｄＩ3 ＋Ｎ
ｄＢｒ3 ＋ＣｓＩ）の方が多くなり、ハロゲンサイクル
が促進されるのである。
【００６５】
【発明の効果】上述のように本発明は、金属酸化物の透
光性材料で形成された気密性を有する発光管を備え、そ
の発光管内に少なくとも１種類以上の希土類金属ハロゲ
ン化物を含む発光物質が封入されている無電極放電灯に
おいて、前記発光管内に発光管内壁近辺で起こるハロゲ
ンサイクルを促進しやすくする促進物質を封入したこと
により、始動特性の改善および点灯中に発光管と封入物
質との反応によって発生する発光管の失透や始動電圧の
上昇を抑制することのできる無電極放電灯を提供するこ
とができる。
光性材料で形成された気密性を有する発光管を備え、そ
の発光管内に少なくとも１種類以上の希土類金属ハロゲ
ン化物を含む発光物質が封入されている無電極放電灯に
おいて、前記発光管内に発光管内壁近辺で起こるハロゲ
ンサイクルを促進しやすくする促進物質を封入したこと
により、始動特性の改善および点灯中に発光管と封入物
質との反応によって発生する発光管の失透や始動電圧の
上昇を抑制することのできる無電極放電灯を提供するこ
とができる。
【図１】本発明に係る無電極放電灯を点灯装置と共に示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】本発明に係る無電極金属蒸気放電灯と点灯装置
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図３】実施例４に係る無電極金属蒸気放電灯と点灯装
置を示す概略図である。
置を示す概略図である。
【図４】実施例４に係る発光管の製造行程を示す概略図
で、（ａ）はハロゲンを発生させる状態を示し、（ｂ）
はハロゲンを発生させた後の状態を示し、（ｃ）は補助
管を封着した後の状態を示すものである。
で、（ａ）はハロゲンを発生させる状態を示し、（ｂ）
はハロゲンを発生させた後の状態を示し、（ｃ）は補助
管を封着した後の状態を示すものである。
【図５】実施例２に係るＣｓＩ量を変化させたときの１
時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフである。
時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフである。
【図６】実施例２に係るＣｓＩ量を変化させたときの１
０，０００時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフ
である。
０，０００時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフ
である。
【図７】実施例３に係るＩ2 量を変化させたときの１
０，０００時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフ
である。
０，０００時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフ
である。
【図８】実施例１に係るＳｂＩ3 量を変化させたときの
１０，０００時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラ
フである。
１０，０００時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラ
フである。
１ 発光管
３ 誘導コイル
４ 高周波発生装置
５ 外管
６ 補助管
７ コイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 東坂 真吾
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工
株式会社内
(72)発明者 西岡 浩二
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工
株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−181054（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−25854（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−111791（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−138447（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−235353（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−291351（ＪＰ，Ａ)
実開 平７−22454（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭46−35348（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 65/04
H01J 61/20
Claims (9)
- 【請求項１】金属酸化物の透光性材料で形成された気密
性を有する発光管を備え、その発光管内に少なくとも１
種類以上の希土類金属ハロゲン化物を含む発光物質が封
入されている無電極放電灯において、前記発光管内に発
光管内壁近辺で起こるハロゲンサイクルを促進しやすく
する促進物質を封入するとともに、前記促進物質は、４
００℃における蒸気圧が１Ｔｏｒｒ以上で１０００Ｔｏ
ｒｒ以下の金属ハロゲン化物であって、そのハロゲン化
物の組成をＭＸｎ（Ｍ：金属、Ｘ：ハロゲン、ｎ：ハロ
ゲンの数）と表記したとき、前記発光物質に含まれる希
土類金属１モルに対して、５×１０―３／（ｎ／２）モ
ル以上となる金属ハロゲン化物であることを特徴とする
無電極放電灯。 - 【請求項２】前記促進物質は、５×１０―３／（ｎ／
２）モル以上で、且つ１×１０―１／（ｎ／２）モル以
下となる金属ハロゲン化物であることを特徴とする請求
項１記載の無電極放電灯。 - 【請求項３】前記促進物質である金属ハロゲン化物が沃
化アンチモン（ＳｂＩ３）であることを特徴とする請求
項２記載の無電極放電灯。 - 【請求項４】金属酸化物の透光性材料で形成された気密
性を有する発光管を備え、その発光管内に少なくとも１
種類以上の希土類金属ハロゲン化物を含む発光物質が封
入されている無電極放電灯において、前記発光管内に発
光管内壁近辺で起こるハロゲンサイクルを促進しやすく
する促進物質を封入するとともに、前記促進物質が沃
素、臭素のハロゲンガス単体、またはこれらの混合ガス
であり、前記発光物質に含まれる希土類金属１モルに対
し合計５×１０―３モル以上であり、且つ１×１０―１
モル以下であることを特徴とする無電極放電灯。 - 【請求項５】前記促進物質である前記ハロゲンガスを無
電極放電灯の初期点灯で発生させるようにしたことを特
徴とする請求項４記載の無電極放電灯。 - 【請求項６】金属酸化物の透光性材料で形成された気密
性を有する発光管を備え、その発光管内に少なくとも１
種類以上の希土類金属ハロゲン化物を含む発光物質が封
入されている無電極放電灯において、前記発光管内に発
光管内壁近辺で起こるハロゲンサイクルを促進しやすく
する促進物質を封入するとともに、前記発光物質には、
赤色用として色温度を低下させるナトリウムとリチウム
の単体またはそれぞれのハロゲン化合物の内、少なくと
も１種以上を添加し、前記促進物質には、赤色物質用と
して４００℃における蒸気圧が１Ｔｏｒｒ以上で１００
０Ｔｏｒｒ以下の金属ハロゲン化物であって、そのハロ
ゲン化物の組成をＭＸｎ（Ｍ：金属、Ｘ：ハロゲン、
ｎ：ハロゲンの数）と表記したとき、前記赤色発光物質
に含まれるナトリウム、リチウム、またはその合計１モ
ルに対して、１×１０―３／（ｎ／２）モル以上となる
金属ハロゲン化物を追加封入したことを特徴とする無電
極放電灯。 - 【請求項７】前記促進物質は、１×１０―３／（ｎ／
２）モル以上で、且つ１×１０―１／（ｎ／２）モル以
下となる金属ハロゲン化物であることを特徴とする請求
項６記載の無電極放電灯。 - 【請求項８】前記促進物質として追加封入されたもの
が、沃化アンチモンであることを特徴とする請求項７記
載の無電極放電灯。 - 【請求項９】前記促進物質として追加封入されたもの
が、沃化インジウムであり、前記発光物質の希土類金属
ハロゲン化物は、沃素、臭素のハロゲン化物の内、少な
くとも２種類以上の金属ハロゲン化物が含まれているこ
とを特徴とする請求項８記載の無電極放電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20690196A JP3463475B2 (ja) | 1995-08-11 | 1996-08-06 | 無電極放電灯 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-205640 | 1995-08-11 | ||
| JP20564095 | 1995-08-11 | ||
| JP20690196A JP3463475B2 (ja) | 1995-08-11 | 1996-08-06 | 無電極放電灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115481A JPH09115481A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3463475B2 true JP3463475B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=26515175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20690196A Expired - Fee Related JP3463475B2 (ja) | 1995-08-11 | 1996-08-06 | 無電極放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463475B2 (ja) |
-
1996
- 1996-08-06 JP JP20690196A patent/JP3463475B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09115481A (ja) | 1997-05-02 |
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