JP3482713B2 - メタルハライドランプ - Google Patents
メタルハライドランプInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヨウ化タリウムを封入し
たメタルハライドランプに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】メタルハライドランプは、両端部に電極
を備えた発光管内に金属ハロゲン化物、水銀およびアル
ゴンガス等の始動用希ガスを封入して構成されている。
かかるメタルハライドランプは、封入金属ハロゲン化物
によって決まる発光スペクトルを利用して目的に合った
ランプを得ている。また、寿命は点灯時の高温・高圧状
態の金属ハロゲン化物と電極や発光管材料として用いら
れている石英ガラスやアルミナセラミックスとの反応等
によって決まるが、通常施設照明において水平点灯で６
０００時間、垂直点灯で９０００時間が一般的である。 【０００３】上記施設照明において光色によるアクセン
トを付けるために４１０ｎｍ及び４５１ｎｍに強い発光
を持つヨウ化インジウムを用いたいわゆるブルーランプ
が商品化されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところが、我々が実験
を行ったところ、ヨウ化インジウムを単独で用いると光
色のバラツキが生じやすいことが分かった。 【０００５】光色を評価する方法としてこの種のランプ
の場合色純度を用いるのが一般的である。色純度とは、
ｘｙ色度図上の白色点と試料の色度座標までの距離と、
白色点と試料の主波長の色度座標までの距離との比をい
う。ブルーランプがその光色に特徴を持つためには色純
度は６５％以上必要である。この値より低い場合は光色
として薄く感じられ、白色ランプとの差が少なくなって
しまう。例えば７０Ｗのランプを２０灯試作したときの
色純度を測定したところ、最高、最低、平均がそれぞれ
７５％、６３％、６９％であり、安定した光色が得られ
ないという問題点があった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明のメタルハライド
ランプは、両端部に電極を備えた発光管の内容積をＶｃ
ｍ３とし、始動用希ガス、水銀、ヨウ化セシウム（Ｃｓ
Ｉ）と共にヨウ化インジウム（ＩｎＩ）をｍｇ単位で表
したとき ０．１６５×Ｖ０．５２６≦ＩｎＩ≦０．５２３×Ｖ
０．５２６ の範囲に封入し、かつ、前記ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）
を前記ヨウ化インジウムに対して重量比で、１≦ＣｓＩ
／ＩｎＩ≦５の範囲に封入すると共に、色純度が６５％
以上であることを特徴としている。 このような構成によ
り、バラツキの少ない安定した青色の光色を持ったメタ
ルハライドランプが容易に得ることが可能となる。 【０００７】 【実施例】以下本発明の詳細を図示の実施例によって説
明する。図１は、本発明の第１の実施例における水平点
灯をした７０Ｗメタルハライドランプを示している。 【０００８】同図において１は石英ガラスからなる内径
１０ｍｍ、内容積が約１．４ｃｍ3の発光管であり両端
には一対の電極２及び３が封止されている。４は内径１
８ｍｍ、外径２１ｍｍの円筒状の石英ガラス製外管で、
両端部を封止することにより発光管を気密に保持する構
造になっている。 【０００９】ここで本発明者は、光色を改善するための
検討を行うにあたり、従来のランプの分光分布にはナト
リウムの発光である５８９ｎｍの輝線やリチウムの発光
である６７０ｎｍの輝線が含まれることがあることを見
出した。 【００１０】図２に分光例を示す。これは、ランプ製造
工程中に不純物として混入したナトリウムやリチウムが
発光したためと思われる。この発光がランプ特性に悪影
響を及ぼしているものと考え、ナトリウムよりも励起電
圧の低いセシウムを含む封入物すなわち水銀１８ｍｇ、
ヨウ化インジウム０．５ｍｇ、始動用アルゴンガス２５
トール及びヨウ化セシウム１．０ｍｇを封入したランプ
を製作した。１時間のエージング後水平点灯で特性測定
を実施したところ、色度座標（ｘ，ｙ）は（０．１９
９，０．１３３）であり、色度を計算すると、色純度６
８％、主波長４６５ｎｍであり良好な結果が得られた。
分光分布図を図３に示したが、図から分かるように５８
９ｎｍや６７０ｎｍの発光が抑えられている。 【００１１】次に、ヨウ化インジウム量と色特性との関
係を調べるためにヨウ化インジウム量を０．１ｍｇから
０．８ｍｇとした試作を各仕様５本ずつ製作した。色度
計算結果を表１に示す。 【００１２】 【表１】 封入量が少なすぎると十分な蒸気圧が得られず、従って
十分な色特性を示さない。また、封入量と共に蒸気圧が
上昇するが、多すぎるとインジウムの４１０ｎｍや４５
１ｎｍの発光が共鳴線であるため自己吸収を生じ、その
結果連続発光が増え色純度を下げる方向に働く。従って
封入量は０．２乃至０．６ｍｇが望ましいと判断でき
る。 【００１３】今述べた封入量と発光スペクトルとの関係
は７０Ｗランプに限定される性質のものではない。それ
を確認するために、４００Ｗランプについてヨウ化イン
ジウム量を変化させた試作を行った。外球は硬質ガラス
からなるＢＴ外球とした。ランプ完成図を図４に示す。
発光管仕様として、内径２０ｍｍ、内容積約１９ｃｍ3
の石英ガラス製発光管に水銀８０ｍｇ、アルゴン３０ト
ール、ヨウ化セシウム３ｍｇを封入した。ヨウ化インジ
ウムは０．４乃至３ｍｇ封入し、各仕様５本ずつ製作し
た。口金上方向で発光管の長手方向が地面に対して垂直
になるようにランプを点灯させ、定格電力で分光測定し
色度計算した結果を表２に示す。 【００１４】 【表２】 同表から分かるようにヨウ化インジウム量として０．８
ｍｇ乃至２．４ｍｇが望ましいと判断できる。更に１０
００Ｗについても同様の試験を行った。ランプ外球はＢ
Ｔ外球を用いたので外観形状は４００Ｗと相似である。
発光管仕様として、内径２４ｍｍ、内容積約６０ｃｃの
石英ガラス製発光管に水銀２２０ｍｇ、アルゴン２０ト
ール、ヨウ化セシウム６ｍｇを封入した。ヨウ化インジ
ウムは１乃至６ｍｇ封入し、同じく５本ずつ製作した。
色度計算結果を表３に示す。同表から封入量は１．５乃
至４．５ｍｇが望ましいと判断できる。 【００１５】 【表３】 上記一連の実験の結果を横軸に発光管内容積、縦軸にヨ
ウ化インジウム封入量をとってグラフに表すと図５のよ
うになる。図から発光管内容積とヨウ化インジウム量と
の関係を表す実験式を求めると、発光管内容積（Ｖ）及
びヨウ化インジウム封入量（ＩｎＩ）をそれぞれｃ
ｍ3 ，ｍｇ単位で表すと、 ０．１６５×Ｖ0.526 ≦ＩｎＩ≦０．５２３×Ｖ0.526 となった。 【００１６】次にヨウ化セシウムのヨウ化インジウムに
対する封入量の効果を見る実験を行った。ランプは上で
用いたと同じ７０Ｗで試験を行った。ヨウ化インジウム
は０．５ｍｇ一定とし、ヨウ化セシウムを０．１乃至
３．０ｍｇ封入した。各仕様共５灯ずつ試作し、定格電
力一定でランプを点灯し測定した結果を表４に示す。 【００１７】 【表４】 同表から分かるように、ヨウ化セシウムの封入量が増加
するほど、色純度が高くなっている。実用に供する事が
できる範囲はｃ仕様のヨウ化セシウムが０．５ｍｇ以上
封入された場合である。その他の特性を見ると主波長の
変化は無いので問題はない。また、消灯電圧も封入量が
増加するほど低下するので有利な方向である。しかし、
光束も封入量が増加するほど低下しているが、視認性の
面で考えると不利である。実用光束は最大値に対して８
０％程であるのでヨウ化セシウム封入量の限界はｆ仕様
の２．５ｍｇである。従って、ヨウ化セシウムのヨウ化
インジウムに対する封入量範囲は次式で表される。 【００１８】１≦ＣｓＩ／ＩｎＩ≦５ ヨウ化セシウムは励起電圧が低いだけでなく、放電中の
アークを安定させる効果があることが知られている。実
際、本発明にかかるランプのアーク形状を観察したとこ
ろ水平点灯ではアークの湾曲は見られず、また垂直点灯
ではアーク揺れも見られなかった。従来のランプに比し
て長寿命化が期待される。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明はヨウ化イ
ンジウムの他に励起電圧が低く、かつアークを安定させ
る効果のあるヨウ化セシウムを封入しているため、寿命
期間中の点灯初期から安定した青色の光色を持った長寿
命メタルハライドランプを容易に得ることが可能とな
る。
たメタルハライドランプに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】メタルハライドランプは、両端部に電極
を備えた発光管内に金属ハロゲン化物、水銀およびアル
ゴンガス等の始動用希ガスを封入して構成されている。
かかるメタルハライドランプは、封入金属ハロゲン化物
によって決まる発光スペクトルを利用して目的に合った
ランプを得ている。また、寿命は点灯時の高温・高圧状
態の金属ハロゲン化物と電極や発光管材料として用いら
れている石英ガラスやアルミナセラミックスとの反応等
によって決まるが、通常施設照明において水平点灯で６
０００時間、垂直点灯で９０００時間が一般的である。 【０００３】上記施設照明において光色によるアクセン
トを付けるために４１０ｎｍ及び４５１ｎｍに強い発光
を持つヨウ化インジウムを用いたいわゆるブルーランプ
が商品化されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところが、我々が実験
を行ったところ、ヨウ化インジウムを単独で用いると光
色のバラツキが生じやすいことが分かった。 【０００５】光色を評価する方法としてこの種のランプ
の場合色純度を用いるのが一般的である。色純度とは、
ｘｙ色度図上の白色点と試料の色度座標までの距離と、
白色点と試料の主波長の色度座標までの距離との比をい
う。ブルーランプがその光色に特徴を持つためには色純
度は６５％以上必要である。この値より低い場合は光色
として薄く感じられ、白色ランプとの差が少なくなって
しまう。例えば７０Ｗのランプを２０灯試作したときの
色純度を測定したところ、最高、最低、平均がそれぞれ
７５％、６３％、６９％であり、安定した光色が得られ
ないという問題点があった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明のメタルハライド
ランプは、両端部に電極を備えた発光管の内容積をＶｃ
ｍ３とし、始動用希ガス、水銀、ヨウ化セシウム（Ｃｓ
Ｉ）と共にヨウ化インジウム（ＩｎＩ）をｍｇ単位で表
したとき ０．１６５×Ｖ０．５２６≦ＩｎＩ≦０．５２３×Ｖ
０．５２６ の範囲に封入し、かつ、前記ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）
を前記ヨウ化インジウムに対して重量比で、１≦ＣｓＩ
／ＩｎＩ≦５の範囲に封入すると共に、色純度が６５％
以上であることを特徴としている。 このような構成によ
り、バラツキの少ない安定した青色の光色を持ったメタ
ルハライドランプが容易に得ることが可能となる。 【０００７】 【実施例】以下本発明の詳細を図示の実施例によって説
明する。図１は、本発明の第１の実施例における水平点
灯をした７０Ｗメタルハライドランプを示している。 【０００８】同図において１は石英ガラスからなる内径
１０ｍｍ、内容積が約１．４ｃｍ3の発光管であり両端
には一対の電極２及び３が封止されている。４は内径１
８ｍｍ、外径２１ｍｍの円筒状の石英ガラス製外管で、
両端部を封止することにより発光管を気密に保持する構
造になっている。 【０００９】ここで本発明者は、光色を改善するための
検討を行うにあたり、従来のランプの分光分布にはナト
リウムの発光である５８９ｎｍの輝線やリチウムの発光
である６７０ｎｍの輝線が含まれることがあることを見
出した。 【００１０】図２に分光例を示す。これは、ランプ製造
工程中に不純物として混入したナトリウムやリチウムが
発光したためと思われる。この発光がランプ特性に悪影
響を及ぼしているものと考え、ナトリウムよりも励起電
圧の低いセシウムを含む封入物すなわち水銀１８ｍｇ、
ヨウ化インジウム０．５ｍｇ、始動用アルゴンガス２５
トール及びヨウ化セシウム１．０ｍｇを封入したランプ
を製作した。１時間のエージング後水平点灯で特性測定
を実施したところ、色度座標（ｘ，ｙ）は（０．１９
９，０．１３３）であり、色度を計算すると、色純度６
８％、主波長４６５ｎｍであり良好な結果が得られた。
分光分布図を図３に示したが、図から分かるように５８
９ｎｍや６７０ｎｍの発光が抑えられている。 【００１１】次に、ヨウ化インジウム量と色特性との関
係を調べるためにヨウ化インジウム量を０．１ｍｇから
０．８ｍｇとした試作を各仕様５本ずつ製作した。色度
計算結果を表１に示す。 【００１２】 【表１】 封入量が少なすぎると十分な蒸気圧が得られず、従って
十分な色特性を示さない。また、封入量と共に蒸気圧が
上昇するが、多すぎるとインジウムの４１０ｎｍや４５
１ｎｍの発光が共鳴線であるため自己吸収を生じ、その
結果連続発光が増え色純度を下げる方向に働く。従って
封入量は０．２乃至０．６ｍｇが望ましいと判断でき
る。 【００１３】今述べた封入量と発光スペクトルとの関係
は７０Ｗランプに限定される性質のものではない。それ
を確認するために、４００Ｗランプについてヨウ化イン
ジウム量を変化させた試作を行った。外球は硬質ガラス
からなるＢＴ外球とした。ランプ完成図を図４に示す。
発光管仕様として、内径２０ｍｍ、内容積約１９ｃｍ3
の石英ガラス製発光管に水銀８０ｍｇ、アルゴン３０ト
ール、ヨウ化セシウム３ｍｇを封入した。ヨウ化インジ
ウムは０．４乃至３ｍｇ封入し、各仕様５本ずつ製作し
た。口金上方向で発光管の長手方向が地面に対して垂直
になるようにランプを点灯させ、定格電力で分光測定し
色度計算した結果を表２に示す。 【００１４】 【表２】 同表から分かるようにヨウ化インジウム量として０．８
ｍｇ乃至２．４ｍｇが望ましいと判断できる。更に１０
００Ｗについても同様の試験を行った。ランプ外球はＢ
Ｔ外球を用いたので外観形状は４００Ｗと相似である。
発光管仕様として、内径２４ｍｍ、内容積約６０ｃｃの
石英ガラス製発光管に水銀２２０ｍｇ、アルゴン２０ト
ール、ヨウ化セシウム６ｍｇを封入した。ヨウ化インジ
ウムは１乃至６ｍｇ封入し、同じく５本ずつ製作した。
色度計算結果を表３に示す。同表から封入量は１．５乃
至４．５ｍｇが望ましいと判断できる。 【００１５】 【表３】 上記一連の実験の結果を横軸に発光管内容積、縦軸にヨ
ウ化インジウム封入量をとってグラフに表すと図５のよ
うになる。図から発光管内容積とヨウ化インジウム量と
の関係を表す実験式を求めると、発光管内容積（Ｖ）及
びヨウ化インジウム封入量（ＩｎＩ）をそれぞれｃ
ｍ3 ，ｍｇ単位で表すと、 ０．１６５×Ｖ0.526 ≦ＩｎＩ≦０．５２３×Ｖ0.526 となった。 【００１６】次にヨウ化セシウムのヨウ化インジウムに
対する封入量の効果を見る実験を行った。ランプは上で
用いたと同じ７０Ｗで試験を行った。ヨウ化インジウム
は０．５ｍｇ一定とし、ヨウ化セシウムを０．１乃至
３．０ｍｇ封入した。各仕様共５灯ずつ試作し、定格電
力一定でランプを点灯し測定した結果を表４に示す。 【００１７】 【表４】 同表から分かるように、ヨウ化セシウムの封入量が増加
するほど、色純度が高くなっている。実用に供する事が
できる範囲はｃ仕様のヨウ化セシウムが０．５ｍｇ以上
封入された場合である。その他の特性を見ると主波長の
変化は無いので問題はない。また、消灯電圧も封入量が
増加するほど低下するので有利な方向である。しかし、
光束も封入量が増加するほど低下しているが、視認性の
面で考えると不利である。実用光束は最大値に対して８
０％程であるのでヨウ化セシウム封入量の限界はｆ仕様
の２．５ｍｇである。従って、ヨウ化セシウムのヨウ化
インジウムに対する封入量範囲は次式で表される。 【００１８】１≦ＣｓＩ／ＩｎＩ≦５ ヨウ化セシウムは励起電圧が低いだけでなく、放電中の
アークを安定させる効果があることが知られている。実
際、本発明にかかるランプのアーク形状を観察したとこ
ろ水平点灯ではアークの湾曲は見られず、また垂直点灯
ではアーク揺れも見られなかった。従来のランプに比し
て長寿命化が期待される。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明はヨウ化イ
ンジウムの他に励起電圧が低く、かつアークを安定させ
る効果のあるヨウ化セシウムを封入しているため、寿命
期間中の点灯初期から安定した青色の光色を持った長寿
命メタルハライドランプを容易に得ることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るメタルハライドランプの一実施例
を示す概略構成図。 【図２】従来例の分光分布図。 【図３】本発明にかかる一実施例の分光分布図。 【図４】本発明に係るメタルハライドランプの他の実施
例を示した図。 【符号の説明】 １ 石英ガラス ２ 電極 ３ 電極 ４ 石英ガラス製外管
を示す概略構成図。 【図２】従来例の分光分布図。 【図３】本発明にかかる一実施例の分光分布図。 【図４】本発明に係るメタルハライドランプの他の実施
例を示した図。 【符号の説明】 １ 石英ガラス ２ 電極 ３ 電極 ４ 石英ガラス製外管
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−168700（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−122238（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−334992（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−53172（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−67278（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−122972（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−126244（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 61/20
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】両端部に電極を備えた発光管の内容積をＶ
ｃｍ３とし、始動用希ガス、水銀、ヨウ化セシウム（Ｃ
ｓＩ）と共にヨウ化インジウム（ＩｎＩ）をｍｇ単位で
表したとき ０．１６５×Ｖ０．５２６≦ＩｎＩ≦０．５２３×Ｖ
０．５２６ の範囲に封入し、かつ、前記ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）
を前記ヨウ化インジウムに対して重量比で、１≦ＣｓＩ
／ＩｎＩ≦５ の範囲に封入すると共に、色純度が６５％以上である こ
とを特徴とするメタルハライドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27599894A JP3482713B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27599894A JP3482713B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | メタルハライドランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08115704A JPH08115704A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3482713B2 true JP3482713B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=17563353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27599894A Expired - Fee Related JP3482713B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3482713B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007194066A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Ushio Inc | 放電ランプ |
-
1994
- 1994-10-13 JP JP27599894A patent/JP3482713B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08115704A (ja) | 1996-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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