JP5640838B2 - 放電ランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電ランプ装置に関し、更に詳しくは、例えばプロジェクタ装置または露光装置の光源として用いられる放電ランプ装置に関する。

従来、プロジェクタ装置または露光装置などの光源としては、種々の構成のものが用いられているが、放電容器を有する放電ランプを備え、当該放電ランプの始動性を向上させることを目的として、例えば紫外線などの短波長の光を利用する構成のものが提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献４参照。）。

特許文献１および特許文献２には、発光部の両端に封止部が形成された放電容器を有する放電ランプと、両端が封止されてなる円筒状の補助放電容器を有する補助光源とを備え、補助光源から放射される紫外線を、放電ランプにおける発光部の内部に導光する構成の放電ランプ装置が開示されている。
具体的には、特許文献１には、図８に示すように、補助光源６１が、放電ランプ２０を取り囲むように配置された反射鏡４０に設けられてなる構成の放電ランプ装置が開示されている。この放電ランプ装置において、補助光源６１は、反射鏡４０の光投射口を構成する開口４１Ａの近傍に配置されている。
図８において、６３は光透過性を有する窓部材であり、６４はベースであり、６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃは給電線である。
また、特許文献２には、図９に示すように、補助光源６１が、放電ランプ２０における一方の封止部２３Ａの端面２４Ａに対向するよう配設されてなる構成の放電ランプ装置が開示されている。
図９において、６７は、補助光源６１の外部電極として機能すると共に、当該補助光源６１を、放電ランプ２０における一方の封止部２３Ａから突出する外部リード棒２８Ａに固定するための保持部材としても機能する金属製のホルダである。

このような構成の放電ランプ装置においては、補助光源６１の補助放電容器６２の内部において発生される紫外線が、当該補助光源６１から出射され、さらに放電ランプ２０の放電容器２１に入射し、当該放電容器２１を介して発光部２２の内部に導光されることとなるが、放電ランプ２０と、補助光源６１とが離間して設けられていることから、この放電ランプ２０の放電容器２１と補助光源６１の補助放電容器６２との間に空気の層が介在していることに起因して、補助放電容器６２の内部において発生した紫外線の一部（例えば６％）は補助放電容器６２の外面によって反射されて出射されず、また、補助光源６１から出射された紫外線の一部（例えば３％）は放電容器２１の外面によって反射されて当該放電容器２１に入射されることがない。このように、補助光源６１において発生した紫外線を高い効率で放電ランプ２０の放電容器２１の内部に導光することができないことから、十分な始動性を得ることができない、という問題がある。

また、特許文献３には、両端が封止されてなる円筒状の補助放電容器を有する補助光源が、発光部の両端に封止部が形成された放電容器を有する放電ランプにおける一方の封止部の周面に当接するように配設されてなる構成の放電ランプ装置が開示されている。
この放電ランプ装置においては、放電ランプの放電容器および補助光源の補助放電容器が共にガラス製であることに伴ってその表面には凹凸が存在すること、また、放電ランプの封止部および補助光源の補助放電容器が共にその外観形状が円柱状であることから、放電ランプの封止部と補助光源とが接触している部分が極めて小さく、そのため、補助光源において発生した紫外線の大部分が、補助光源の補助放電容器と放電ランプにおける一方の封止部との間に空気の層が介在している領域を通過することとなり、その過程において補助放電容器の外面および放電容器の外面において反射が生じることに起因して紫外線を高い効率で放電ランプの放電容器の内部に導光することができない。

また、特許文献４には、図１０に示すように、放電ランプ７０として、発光部７２の両端に封止部７３が形成された放電容器７１における封止部７３の内部に、紫外線を発生させるための補助放電空間７５が形成されてなる構成のものが開示されている。
この放電ランプ７０において、補助放電空間７５は、発光部７２の近傍に配設、具体的には封止部７３の内部における、一端に電極７６の基端部が接続され、他端に外部リード棒７８が接続された金属箔７７が位置されてなる領域の中央部に配設されている。
このような構成の放電ランプ７０においては、補助放電空間７５が封止部７３の内部の発光部７２の近傍に位置されていることによって、当該放電ランプ７０の点灯中に補助放電空間７５の雰囲気温度が過剰に高温とされ、補助放電空間７５が紫外線を発生させるために必要とされる温度よりも遥かに高くなるため、補助放電空間７５内の構成部材より不純ガスが放出されることに起因して、当該補助放電空間７５における再始動性の低下および発光強度の低下が生じ、その結果、放電ランプ７０に良好な再始動性が得られなくなる、という問題がある。

特開２００４−１３９９５５号公報 特開２０１０−９２７１６号公報 特開２００３−２０３６０５号公報 特表２００３−５２６１８２号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、高い始動性と共に高い再始動性の得られる放電ランプ装置を提供することにある。

本発明の放電ランプ装置は、両端に封止部を有する放電容器を備えた放電ランプと、放電用媒質が封入された補助放電容器の外面に少なくとも１つの外部電極を有する補助光源とを備え、補助光源からの光が放電ランプにおける一方の封止部を透過して当該放電ランプの放電容器の内部に導光される構成の放電ランプ装置において、
前記補助光源は、前記補助放電容器が円筒状であって、前記放電ランプの封止部の端面に配設されており、
前記放電ランプの封止部の径方向外方に位置する前記補助放電容器の一端側に前記外部電極が配置され、当該補助放電容器の他端側において、当該補助放電容器が当該放電ランプの封止部の端面に接合されてなる接合部が形成されており、
前記補助光源の補助放電容器を構成する材料が、前記一方の封止部を構成する材料に境界なく連続していることを特徴とする。

本発明の放電ランプ装置においては、前記放電ランプには反射鏡が配設されており、前記補助光源が当該反射鏡の背後に位置することが好ましい。

本発明の放電ランプ装置においては、前記補助光源は、補助放電容器内に金属棒よりなる内部トリガが設けられており、前記放電ランプの一方の封止部から突出するよう設けられている外部リード棒に近接して配置されていることが好ましい。

本発明の放電ランプ装置においては、前記補助光源は、補助放電容器内にゲッタ部材が設けられているものであることが好ましい。

本発明の放電ランプ装置においては、前記補助光源は、補助放電容器の外面に紫外線反射膜が設けられているものであることが好ましい。

本発明の放電ランプ装置においては、補助光源が、当該補助光源の補助放電容器を構成する材料が放電ランプにおける一方の封止部を構成する材料に境界なく連続するように設けられており、補助光源の補助放電容器と放電ランプにおける一方の封止部との間において、両者の境界がなくて空気層の介在しない領域が形成され、この領域を介して補助光源からの光を一方の封止部に導光することができるため、補助放電容器の内部において発生する光を一方の封止部に導光する過程において反射が生じることに起因する、補助放電容器から出射されない光、および一方の封止部に入射されない光の発生が防止される。そのため、補助光源の補助放電容器の内部において発生される光を、高い効率で放電ランプの放電容器の内部に導光することができることから、放電ランプに良好な始動性が得られる。
しかも、補助光源が発光部と離間して位置するため、点灯状態の放電ランプによって補助光源における補助放電容器の内部の雰囲気温度が過剰に高温とされることがない。そのため、補助光源の補助放電容器の内部の雰囲気温度が過剰に高温となること起因して、当該補助光源に始動性の低下および発光強度の低下が生じることがないことから、放電ランプに良好な再始動性が得られる。
従って、本発明の放電ランプ装置によれば、補助光源の補助放電容器の内部において発生される光を高い効率で放電ランプの放電容器の内部に導光することができ、また、補助光源における補助放電容器の内部の雰囲気温度が過剰に高温とされることが抑制されるため、高い始動性と共に高い再始動性が得られる。

本発明の放電ランプ装置の構成の一例を示す説明用断面図である。 図１のＡ−Ａ断面における要部を示す説明用断面図である。 図１の放電ランプ装置を構成する補助光源の構成の一例を示す説明用断面図である。 本発明の放電ランプ装置の構成の他の例を示す説明用断面図である。 図４の放電ランプ装置を構成する補助光源の構成の一例を示す説明用断面図である。 本発明の放電ランプ装置の構成の更に他の例を示す説明用断面図である。 図６のＢ−Ｂ断面における要部を示す説明用断面図である。 従来の放電ランプ装置の構成の一例を示す説明図である。 従来の放電ランプ装置の構成の他の例を示す説明図である。 従来の放電ランプの構成の一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の放電ランプ装置の構成の一例を示す説明用断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面における要部を示す説明用断面図であり、図３は、図１の放電ランプ装置を構成する補助光源の構成の一例を示す説明用断面図である。
第１の実施の形態に係る放電ランプ装置（以下、「第１の放電ランプ装置」ともいう。）１０は、両端に封止部２３Ａ，２３Ｂを有する放電容器２１を備えた放電ランプ２０と、当該放電ランプ２０に配設された反射鏡４０と、当該反射鏡４０の背後において、放電ランプ２０の放電容器２１における一方（図１における右方）の封止部（以下、「一方封止部」ともいう。）２３Ａに配設された補助光源３０とを具備しており、補助光源３０からの紫外線（好ましくは波長１８４．９ｎｍおよび／または波長２５３．７ｎｍの光を含む紫外線）が放電ランプ２０における一方封止部２３Ａを透過して当該放電ランプ２０の放電容器２１の内部に導光される構成を有するものである。

放電ランプ２０は、内部に放電空間を形成する略楕円球状の発光部２２と、この発光部２２の両端の各々に一体に形成された、それぞれ管軸に沿って外方に伸びるロッド状の封止部２３Ａ，２３Ｂとにより構成された放電容器２１を備えてなるものである。この放電容器２１においては、発光部２２の内部には、例えばタングステンよりなる、一対の電極２６Ａ，２６Ｂが、それぞれ放電容器２１の管軸方向に沿って互いに対向するよう配置されており、各々の電極２６Ａ，２６Ｂの基端部は、封止部２３Ａ，２３Ｂ内に気密に封着された、例えばモリブデンよりなる金属箔２７Ａ，２７Ｂに接続されている。これらの金属箔２７Ａ，２７Ｂは、それぞれ封止部２３Ａ，２３Ｂの各々から外方に伸びる、例えばモリブデンよりなる外部リード棒２８Ａ，２８Ｂに接続されている。また、発光部２２内には、放電媒質、具体的には水銀、希ガスおよびハロゲンガスが封入されている。
この図の例においては、放電ランプ２０の放電容器２１の外面には、その一端が他方（図１における左方）の外部リード棒２８Ｂに電気的に接続されたトリガワイヤ２９が配設けられており、当該トリガワイヤ２９は、封止部２３Ａ，２３Ｂの発光部２２の近傍において巻回されると共に、他方の封止部２３Ｂおよび発光部２２の外面に沿って放電容器２１の管軸方向に伸びるように配置されている。また、一方の外部リード棒２８Ａには、接続部材１７Ａを介して給電線１９Ａが電気的に接続されており、他方の外部リード棒２８Ｂには、接続部材１７Ｂを介して給電線１９Ｂが電気的に接続されている。

放電容器２１は、光透過性を有し、特に補助光源３０から放射される光に対する透過性、すなわち紫外線透過性を有するものであることが必要とされ、具体的には、石英ガラスよりなるものが好ましい。

放電ランプ２０の発光部２２内に封入されている水銀は、必要な可視光波長、例えば波長３６０〜８３０ｎｍの光を得るための発光物質であり、その封入量は、例えば０．０５ｍｇ／ｍｍ³ 以上である。水銀の封入量が０．０５ｍｇ／ｍｍ³ 以上であることにより、点灯状態において１００ＭＰａ以上の高い水銀蒸気圧を得ることができ、また、水銀の封入量をより大きくすることにより、例えば３００ＭＰａ以上のより一層高い水銀蒸気圧を得ることができる。
また、希ガスとしては、例えばアルゴンガスが用いられ、その封入圧は、静圧で例えば１３ｋＰａである。
また、ハロゲンガスは、発光部２２内においてハロゲンサイクルを形成すると共に、これにより、電極２６Ａ，２６Ｂを構成する電極物質が発光部２２の内面に付着することを抑制するためのものであり、例えば沃素、臭素、塩素などが用いられ、その封入量は、例えば１×１０^-6〜１×１０^-２μｍｏｌ／ｍｍ³ である。

このような構成の放電ランプ２０の具体例としては、例えば発光部２２の最大外径１１．３ｍｍ、電極間距離１．２ｍｍ、発光管２２の内容積１１６ｍｍ^３、封止部２３Ａ，２３Ｂの外径１０ｍｍ、封止部２３Ａ，２３Ｂの全長１２ｍｍ、外部リード棒２８Ａ，２８Ｂの外径０．８ｍｍ、管壁負荷１．５Ｗ／ｍｍ^３、定格電圧８０Ｖ、定格電力２００Ｗである高圧水銀ランプが挙げられる。

反射鏡４０は、放電ランプ２０から放射される光を前方（図１における左方）に投射するための凹面反射鏡であって、例えば回転放物面状の光反射部４１を有し、この光反射部４１の前端には、正面形状が円状の光投射口を構成する開口４１Ａが形成されており、また、当該光反射部４１の後端には、当該反射鏡４０の光軸方向後方に伸びる筒状頸部４２が設けられている。また、光反射部４１の内表面には、例えば誘電体多層膜よりなる、可視光に対して反射性を有する反射面が形成されている。
図の例においては、反射鏡４０の光反射部４１には、給電線１９Ｂを挿通させるための貫通孔４３が形成されている。

この反射鏡４０は、その光軸が放電ランプ２０の放電容器２１の管軸と一致するように配置されており、当該反射鏡４０の筒状頸部４２内に、放電ランプ２０一方封止部２３Ａの外端部分が挿通され、一方封止部２３Ａの端面２４Ａが筒状頸部４２から外方に突出した状態で接着剤１８により固定されている。

補助光源３０は、両端が封止された、内部に略円柱状の補助放電空間が形成されてなる円筒状の補助放電容器３１を備え、当該補助放電容器の３１の外面に外部電極３４が設けられており、また補助放電容器３１の内部に、放電用媒質、およびペニング効果を得る目的から必要に応じて水銀が封入されてなる構成を有している。
この図の例において、補助光源３０は、１つの外部電極３４を有するものであり、当該外部電極３４は、補助放電容器３１の外面における一端側（図１における上端側）に配設されている。また、外部電極３４には、給電線１９Ｃが電気的に接続されている。

補助放電容器３１は、当該補助放電容器３１の内部において発生される光に対する透過性、すなわち紫外線透過性を有するものであることが必要とされ、また、放電容器２１と同一の材質よりなるものであることが好ましい。具体的に、補助放電容器３１の材質としては、石英ガラスが好ましい。

また、補助放電容器３１の寸法は、例えば外径が４ｍｍであり、全長が１５〜２０ｍｍである。

放電用媒質としては、例えばアルゴン、キセノン、ネオンなどの希ガス、窒素ガスおよびヘリウムガスなどの気体の１種または２種以上が用いられ、その封入圧は、例えば放電用媒質としてアルゴンを用いる場合においては、１×１０² 〜５×１０⁴ Ｐａとされ、好ましくは１×１０³ Ｐａである。

また、放電用媒質と共に水銀が封入される場合において、水銀の封入量は、少量で十分であり、例えば５×１０^-3ｍｇ／ｍｍ³ である。

外部電極３４としては、種々の構成のものを用いることができ、例えば金属製ワイヤが補助放電容器３１の外面に密着するようにコイル状に巻回されてなる構成のもの、金属箔または金属製網状体が補助放電容器３１の外面に密着するように巻きつけられてなる構成のもの、複数の金属製板状体が補助放電容器３１を挟み込むように配設されてなる構成のものなどが挙げられる。
この図の例において、外部電極３４は、金属製ワイヤが補助放電容器３１の外面に密着するようにコイル状に巻回されてなる構成のものである。

外部電極３４を構成する金属材料としては、高温条件下における耐酸化性および耐熱衝撃性の観点から、ステンレス、カンタル（鉄クロム合金）が好ましく、特に好ましくはカンタルである。

また、外部電極３４は、補助放電容器３１の管軸方向の長さが、例えば０．５〜７．０ｍｍである。

そして、補助光源３０は、補助放電容器３１が、放電ランプ２０における、反射鏡４０の背後に位置されている一方封止部２３Ａの端面２４Ａに接合されることによって配設されており、これにより、放電ランプ２０における一方封止部２３Ａと補助光源３０の補助放電容器３１とが一体とされることにより、補助放電容器３１を構成する材料が、一方封止部２３Ａを構成する材料に境界なく連続している状態とされている。
この図の例においては、補助光源３０は、補助放電容器３１の周面において一方封止部２３Ａの端面２４Ａに接合されており、これにより、補助放電容器３１の管軸が放電ランプ２０の放電容器２１の管軸方向に垂直な方向に伸びるように配置されている。

ここに、補助放電容器３１を放電ランプ２０における一方封止部２３Ａに接合する手法としては、例えばバーナー、加熱レーザーなどの加熱手段を利用する溶着法などが用いられる。

図２に示される、補助光源３０の補助放電容器３１が一方封止部２３Ａに接合することによって形成される接合部１５においては、補助放電容器３１の外面における接合部１５の形成されている接合部形成領域が、当該接合部形成領域以外の領域（以下、「非接合部形成領域」ともいう。）に比して小面積であることが好ましい。
補助放電容器３１における接合部形成領域が、非接合部形成領域よりも小さいことにより、点灯状態において加熱される放電ランプ２０の発光部２２の熱が接合部１５を介して補助放電容器３１に伝導されることが抑制され、その上、発光部２２から伝導された熱を十分に放熱することができるため、補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が発光部２２からの伝熱によって高温とされることを抑制することができる。

また、補助光源３０は、放電ランプ２０における一方封止部２３Ａから突出するよう設けられている外部リード棒（以下、「一方外部リード棒」ともいう。）２８Ａに近接して配置されていることが好ましい。
図の例においては、補助光源３０は、一方外部リード棒２８Ａに当接して配置されている。

補助光源３０が一方外部リード棒２８Ａに近接して位置することにより、当該一方外部リード棒２８Ａを補助光源３０の外部電極としても機能させることができ、補助光源３０の外部電極３４と一方外部リード棒２８Ａとの間において、補助光源３０において絶縁破壊を生じさせるために必要とされる電気エネルギーを得るための十分な静電容量を蓄えることができる。

更に、補助光源３０が一方外部リード棒２８Ａに近接して位置されている場合には、補助放電容器３１上において、外部電極３４と一方外部リード棒２８Ａとは、これらの間において補助放電容器３１の内部で生じる放電がリークしてしまうことのないよう、当該補助放電容器３１の管軸方向において、十分に離間した状態とされることが好ましい。
外部電極３４と一方外部リード棒２８Ａとの離間距離は、例えば３〜５ｋＶの高圧電圧が印加される場合には、３〜５ｍｍとされる。
この図の例において、補助光源３０は、補助放電容器３１の他端側（図１における下端側）に接合部形成領域が形成され、よって当該他端側において一方外部リード棒２８Ａに当接し、外部電極３４が設けられている一端側が放電ランプ２０における一方封止部２３Ａの径方向外方に位置するように配設されている。

補助光源３０においては、補助放電容器３１の内部に、内部トリガ３２が設けられていることが好ましい。
ここに、内部トリガ３２は、補助放電容器３１の内部において、補助放電空間の電界を歪ませることによって局所的に高電界を発生させ、これにより、比較的小さな電圧の印加によって放電を発生させることができるようにする作用を有するものである。すなわち、内部トリガ３２を設けることにより、補助光源３０に放電発生容易性が得られることとなる。

内部トリガ３２は、補助放電容器３１の管軸方向において、当該補助放電容器３１の内面に沿って伸びる長尺なものであることが好ましく、また、補助放電容器３１の内面上に配設されていることが好ましい。

具体的に、内部トリガ３２は、金属棒よりなるものであることが好ましく、内部トリガ３２を構成する金属棒の材質としては、例えばニッケルが挙げられる。
内部トリガ３２が金属棒よりなるものである場合には、補助光源３０における放電開始が容易になる、という利点がある。
また、内部トリガ３２を構成する金属棒は、その外径が０．１〜１．５ｍｍであることが好ましい。
図の例においては、金属棒よりなる内部トリガ３２は、補助光源３０の補助放電容器３１の管軸方向における外部電極３４と外部リード棒２８Ａとの離間距離よりも大きな全長を有しており、補助放電容器３１の内面に沿って当該補助放電容器３１の管軸方向に伸び、その一端部が外部電極３４と交差し、他端部が補助放電容器３１の管壁を介して外部リード棒２８Ａと交差するように、当該内面上に配設されている。

更に、補助放電容器３１の内部には、ゲッタ部材３３が設けられていることが好ましい。
ここに、ゲッタ部材３３は、補助光源３０が放電を繰り返すことに伴って補助放電容器３１の内表面から発生する、例えば水素ガスなどの不純ガスを吸着し、これにより、不純ガスが存在することに起因して補助光源３０の絶縁破壊電圧値が大きくなることを抑制する作用を有するものである。すなわち、ゲッタ部材３３を設けることにより、補助光源３０に放電発生容易性が得られることとなる。

ゲッタ部材３３としては、例えばジルコニウム（Ｚｒ）およびチタン（Ｔｉ）などの金属部材などが用いられる。
ゲッタ部材３３の具体例としては、例えばＳＡＥＳ社製の「ＳＴＨＧＳ／ＷＩＲＥ／ＮＩ／０．６−３００（Ｃｏｄｅ ＳＥ１０１４）（ゲッター［Ｓｔ１０１−５０５」）」を用いることができる。

また、補助光源３０は、補助放電容器３１の外面上に紫外線反射膜３５が設けられていることが好ましい。
この紫外線反射膜３５は、補助放電容器３１の外面上において、放電ランプ２０における一方封止部２３Ａに向かって紫外線を出射させるための紫外線出射領域が形成されることとなる接合部形成領域以外の領域全域に形成されていることが好ましい。
ここに、紫外線反射膜３５が補助放電容器３１の外面における接合部形成領域以外の領域全域に形成されてなる場合、あるいは紫外線反射膜３５が外部電極３４を配置すべき領域に形成されてなる場合においては、外部電極３４は、紫外線反射膜３５上に形成されることとなる。
この図の例において、紫外線反射膜３５は、補助放電容器３１の外面における接合部形成領域以外の領域全域に形成されており、この紫外線反射膜３５上に外部電極３４が形成されている。

紫外線反射膜３５は、紫外線に対して反射性を有すると共に、その外面上に外部電極３４が配設されることから、電気絶縁性を有するものであることが好ましい。
紫外線反射膜３５が電気絶縁性を有するものであることにより、外部電極と３４と一方外部リード棒２８Ａとが短絡することを防止することができる。
また、紫外線反射膜３５の材質は、補助放電容器３１の材質よりも大きな熱伝導率を有するものであることが好ましい。
紫外線反射膜３５の材質が大きな熱伝導率を有するものであることにより、点灯状態において加熱される放電ランプ２０の発光部２２から補助光源３０に伝導される熱を十分に放熱させることができる。

紫外線反射膜３５の具体例としては、例えばシリカ、チタニア、タンタルの酸化物、ニオブの酸化物などよりなる単層膜あるいは多層膜が挙げられる。
紫外線反射膜３５を構成する多層膜としては、例えばシリカ層とチタニア層とにより構成されるもの、シリカ層と酸化ハフニウム層とにより構成されるもの、酸化ハフニウム層とフッ化マグネシウム層とにより構成されるものなどが挙げられる。

ここに、補助放電容器３１の外面上に紫外線反射膜３５を形成する手法としては、例えば蒸着法、ディッピング法などが用いられ、また、補助放電容器３１に対する紫外線反射膜３５の形成は、放電容器２１の封止部２３Ａと、補助放電容器３１とを接合した後であってもよく、また接合する前であってもよい。

このような構成の第１の放電ランプ装置１０においては、例えば放電ランプ２０が交流電源によって点灯駆動される放電ランプである場合には、給電線１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃを介して、放電ランプ２０における外部リード棒２８Ａ，２８Ｂ間に交流電流が供給されると共に、補助光源３０における外部電極３４に高圧電圧が印加されることにより、補助光源３０においては、内部トリガ３２の他端側に位置する一方外部リード棒２８Ａが当該内部トリガ３２の一端側に位置する外部電極３４に対して定期的に低圧となる。そして、一方外部リード棒２８Ａが外部電極３４に対して低圧とされた際に、補助放電容器３１の内部において、一方外部リード棒２８Ａと外部電極３４との間に誘電体バリア放電（エキシマ放電）が生じ、この誘電体バリア放電によって紫外線が発生する。このようにして補助光源３０において紫外線を発生させる、すなわち補助光源３０を点灯状態とすることにより、接合部１５を介して放電ランプ２０の放電容器２１の内部に紫外線が導光されるが、この紫外線により、放電容器２１の内部に封入された放電用媒質が活性化されることから、電極２６Ａ，２６Ｂ間において放電アークを形成するために必要とされる絶縁破壊電圧が低下し、その結果、放電ランプ２０の点灯を容易に行うことができる。

而して、第１の放電ランプ装置１０においては、補助光源３０が、当該補助光源３０の補助放電容器３１を構成する材料が放電ランプ２０における一方封止部２３Ａを構成する材料に境界なく連続するように設けられており、補助放電容器３１と一方封止部２３Ａとの間において、両者の境界がなくて空気層の介在しない領域、具体的には接合部１５が形成され、この接合部１５を介して補助光源３０からの紫外線を一方封止部２３Ａに導光することができるため、補助放電容器３１の内部において発生する紫外線を一方封止部２３Ａに導光する過程において反射が生じることに起因して、補助放電容器３１から出射されない紫外線、および一方封止部２３Ａに入射されない紫外線が発生することが防止される。そのため、補助光源３０の補助放電容器３１の内部において発生される紫外線を、高い効率で放電ランプ２０の放電容器２１の内部に導光することができることから、放電ランプ２０の絶縁破壊電圧が十分に低下される結果、良好な始動性が得られる。
しかも、補助光源３０が一方封止部２３Ａの端面２４Ａに配設されており、発光部２２と離間して位置するため、点灯状態の放電ランプ２０によって補助光源３０の補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が過剰に高温とされることがない。そのため、補助光源３０の補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が過剰に高温となることに起因して、当該補助光源３０の絶縁破壊電圧が高くなって始動性が低下すること、および発光強度が低下することがないことから、放電ランプ２０に良好な再始動性が得られる。
従って、第１の放電ランプ装置１０によれば、補助光源３０の補助放電容器３１の内部において発生される紫外線を高い効率で放電ランプ２０の放電容器２１の内部に導光することができ、また、補助光源３０における補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が過剰の高温とされることが抑制されるため、高い始動性と共に高い再始動性が得られる。

また、第１の放電ランプ装置１０においては、反射鏡４０が放電ランプ２０に配設されており、この反射鏡４０の背後に補助光源３０が位置していることから、補助光源３０に対して反射鏡４０からの投射光が照射されることがないため、補助光源３０が反射鏡４０からの投射光によって加熱されることを防止することができる。すなわち、補助光源３０の補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が、補助光源３０に反射鏡４０の投射光が照射されることに起因して高温とされることがない。従って、高い再始動性を得ることができる。

また、第１の放電ランプ装置１０においては、補助放電容器３１の外面における、紫外線出射領域が形成されることとなる接合部形成領域以外の領域全域に紫外線反射膜３５が設けられていることから、補助放電容器３１の内部に生じた紫外線のうちの接合部形成領域に向かう方向以外の方向に向かう紫外線を反射し、接合部形成領域に向かって導光することができるため、補助光源３０からの紫外線を極めて高い効率で利用することができる。従って、極めて高い始動性を得ることができる。

＜第２の実施の形態＞
図４は、本発明の放電ランプ装置の構成の他の例を示す説明用断面図であり、図５は、図４の放電ランプ装置を構成する補助光源の構成の一例を示す説明用断面図である。
第２の実施の形態に係る放電ランプ装置（以下、「第２の放電ランプ装置」ともいう。）５０は、補助光源３７の補助放電容器３１が、放電ランプ２０における一方封止部２３Ａに導光体５１を介して接合されて配設されることにより、補助放電容器３１を構成する材料が、一方封止部２３Ａを構成する材料に境界なく連続している状態とされていること以外は第１の放電ランプ１０と同様の構成を有するものである。
この図の例において、補助光源３７は、２つの外部電極３４，３４を有するものであり、これらの２つの外部電極３４，３４は、各々、補助放電容器３１の外面における一端側および他端側に互いに離間した状態で配設されている。この補助光源３７は、２つの外部電極３４，３４が設けられていること以外は第１の放電ランプ装置１０を構成する補助光源３０と同様の構成を有するものであり、補助放電容器３１の内部には、金属棒よりなる内部トリガ３２およびゲッタ部材３３が設けられている。また補助放電容器３１の外面上には、接合部形成領域以外の領域（非接合部形成領域）に紫外線反射膜３５が設けられており、この紫外線反射膜３５上には２つの外部電極３４，３４が配置されている。
図４において、１９Ｄは、接続部材１７Ｂを介して他方外部リード棒２８Ｂに電気的に接続されると共に、補助放電容器３１における他端側に位置する外部電極３４に電気的に接続されている給電線である。

第２の放電ランプ装置５０において、導光体５１は、補助放電容器３１の外径よりも小径の棒状の形状を有しており、放電ランプ２０の放電容器２１の管軸に平行に伸びるよう、一端が封止部２３Ａの端面２４Ａに接合され、他端が補助放電容器３１の他端に接合されている。
この導光体５１の寸法は、外径が、例えば０．５〜３．０ｍｍであり、全長が５〜１００ｍｍである。
この図の例において、補助光源３７は、補助放電容器３１の管軸が放電ランプ２０の放電容器２１の管軸方向に平行な方向に伸びるように配設されている。

ここに、導光体５１を、放電ランプ２０における一方封止部２３Ａおよび補助光源３７の補助放電容器３１に接合する手法としては、第１の放電ランプ装置１０に係る一方封止部２３Ａと補助放電容器３１とを接合する手法と同様の手法、具体的には、例えばバーナー、加熱レーザーなどの加熱手段を利用する溶着法などが用いられる。

また、導光体５１は、補助光源３７から放射される光に対する透過性、すなわち紫外線透過性有するものであることが必要とされ、また、放電容器２１および補助放電容器３１と同一の材質であることが好ましい。具体的に、導光体５１の材質としては、石英ガラスが好ましい。

このような構成の第２の放電ランプ装置５０によれば、補助光源３７が、当該補助光源３７の補助放電容器３１を構成する材料が導光体５１を構成する材料を介して放電ランプ２０における一方封止部２３Ａを構成する材料に境界なく連続するように設けられていることから、第１の放電ランプ装置１０と同様にして、補助光源３７の補助放電容器３１の内部において発生される紫外線を高い効率で放電ランプ２０の放電容器２１の内部に導光することができ、また、補助光源３７における補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が過剰に高温とされることが抑制されるため、高い始動性と共に高い再始動性が得られる。

この第２の放電ランプ装置５０においては、補助光源３７の補助放電容器３１が、放電ランプ２０における一方封止部２３Ａに導光体５１を介して接合される構成のものであることにより、補助光源を一方封止部２３Ａに直接接合することが困難である場合、具体的には、例えば放電ランプ２０が小型のものである場合であっても、補助放電容器３１を構成する材料が一方封止部２３Ａを構成する材料に境界なく連続している状態を形成することができる。
また、導光体５１が小径で長尺なものであることから、補助光源３７が発光部２２と大きく離間した状態とされており、また、放電容器２１および補助放電容器３１の各々における導光体５１が接合されている接合部形成領域が、非接合部形成領域よりも小さいことにより、点灯状態において加熱される放電ランプ２０の発光部２２の熱が導光体５１を介して補助放電容器３１に伝導されることが抑制され、その上、発光部２２から伝導された熱を十分に放熱することができるため、補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が発光部２２からの伝熱によって過剰に高温とされることを抑制することができる。従って、極めて高い再始動性を得ることができる。

＜第３の実施の形態＞
図６は、本発明の放電ランプ装置の構成の更に他の例を示す説明用断面図であり、図７は、図６のＢ−Ｂ断面における要部を示す説明用断面図である。
第３の実施の形態に係る放電ランプ装置（以下、「第３の放電ランプ装置」ともいう。）５５は、補助光源３０の補助放電容器３１が、放電ランプ２０における一方封止部２３Ａの周面２５Ａに接合されて配設されることにより、補助放電容器３１を構成する材料が、一方封止部２３Ａを構成する材料に境界なく連続している状態とされていること以外は第１の放電ランプ１０と同様の構成を有するものである。

第３の放電ランプ装置５５において、補助光源３０は、補助放電容器３１の管軸が放電ランプ２０の放電容器２１の管軸方向に垂直な方向に伸び、一方封止部２３Ａにおける一方外部リード棒２８Ａが埋設されている領域に配置、すなわち一方封止部２３Ａに埋設されている一方の金属箔２７Ａおよび一方外部リード棒２８Ａのうちの一方外部リード棒２８Ａに近接して配置されている。
この図の例において、補助光源３０は、補助放電容器３１の他端側（図６における下端部）の周面において、反射鏡４０の背後に位置されている一方封止部２３Ａの周面２５Ａに接合されており、外部電極３４が設けられている一端側が放電ランプ２０における一方封止部２３Ａの径方向外方に位置するように配設されている。

この第３の放電ランプ装置５５においては、補助光源３０が一方外部リード棒２８Ａに近接して位置することにより、当該一方外部リード棒２８Ａを補助光源３０の外部電極としても機能させることができ、その上、補助光源３０が放電ランプ２０における発光部２２と大きく離間した状態とされることとなるため、点灯状態において加熱される発光部２２の熱が補助放電容器３１に伝導されることが抑制され、補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が発光部２２からの伝熱によって過剰に高温とされることを抑制することができる。

このような構成の第３の放電ランプ装置５５によれば、補助光源３０が、当該補助光源３０の補助放電容器３１を構成する材料が放電ランプ２０における一方封止部２３Ａを構成する材料に境界なく連続するように設けられていることから、第１の放電ランプ装置１０と同様にして、補助光源３０補助放電容器３１の内部において発生される紫外線を高い効率で放電ランプ２０の放電容器２１の内部に導光することができ、また、補助光源３０における補助放電容器３１の内部の雰囲気温度が過剰に高温とされることが抑制されるため、高い始動性と共に高い再始動性が得られる。

この第３の放電ランプ装置５５においては、補助光源３０が一方の封止部２３Ａの周面２５Ａに配設されていることから、放電ランプ２０から接合部１５を介して補助放電容器３１の内部に導光される光の量が少ないため、補助光源３０に放電ランプ２０からの光が導光されることに起因して補助放電容器の内部の雰囲気温度が高温とされることが抑制される。また、放電ランプ２０から補助放電容器の内部に導光される光の量が少ないことから、補助放電容器３１の内部に設けられているゲッタ部材３３に放電ランプ２０からの光が照射されることも抑制されるため、ゲッタ部材３３に放電ランプ２０からの光が照射されて加熱されることに起因して吸着した不純ガスが放出されることを抑制することができる。従って、極めて高い再始動性を得ることができる。

本発明の放電ランプ装置においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、放電ランプ装置は、両端に封止部を有する放電容器を備えた放電ランプと、放電用媒質が封入された補助光源用放電容器の外部に少なくとも１つの外部電極を有する補助光源とを具備し、当該補助光源の補助放電容器を構成する材料が、当該放電ランプにおける一方の封止部を構成する材料に境界なく連続している状態とされなる構成を有するものであれば、その他の構成がいかなるものであってもよい。

１０ 第１の放電ランプ装置
１５ 接合部
１７Ａ，１７Ｂ 接続部材
１８ 接着剤
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ 給電線
２０ 放電ランプ
２１ 放電容器
２２ 発光部
２３Ａ，２３Ｂ 封止部
２４Ａ 端面
２５Ａ 周面
２６Ａ，２６Ｂ 電極
２７Ａ，２７Ｂ 金属箔
２８Ａ，２８Ｂ 外部リード棒
２９ トリガワイヤ
３０ 補助光源
３１ 補助放電容器
３２ 内部トリガ
３３ ゲッタ部材
３４ 外部電極
３５ 紫外線反射膜
３７ 補助光源
４０ 反射鏡
４１ 光反射部
４１Ａ 開口
４２ 筒状頸部
４３ 貫通孔
５０ 第２の放電ランプ装置
５１ 導光体
５５ 第３の放電ランプ装置
６１ 補助光源
６２ 補助放電容器
６３ 窓部材
６４ ベース
６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ 給電線
６７ ホルダ
７０ 放電ランプ
７１ 放電容器
７２ 発光部
７３ 封止部
７５ 補助放電空間
７６ 電極
７７ 金属箔
７８ 外部リード棒

Claims (5)

1. 両端に封止部を有する放電容器を備えた放電ランプと、放電用媒質が封入された補助放電容器の外面に少なくとも１つの外部電極を有する補助光源とを備え、補助光源からの光が放電ランプにおける一方の封止部を透過して当該放電ランプの放電容器の内部に導光される構成の放電ランプ装置において、
   前記補助光源は、前記補助放電容器が円筒状であって、前記放電ランプの封止部の端面に配設されており、
   前記放電ランプの封止部の径方向外方に位置する前記補助放電容器の一端側に前記外部電極が配置され、当該補助放電容器の他端側において、当該補助放電容器が当該放電ランプの封止部の端面に接合されてなる接合部が形成されており、
   前記補助光源の補助放電容器を構成する材料が、前記一方の封止部を構成する材料に境界なく連続していることを特徴とする放電ランプ装置。
2. 前記放電ランプには反射鏡が配設されており、前記補助光源が当該反射鏡の背後に位置することを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ装置。
3. 前記補助光源は、補助放電容器内に金属棒よりなる内部トリガが設けられており、前記放電ランプの一方の封止部から突出するよう設けられている外部リード棒に近接して配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電ランプ装置。
4. 前記補助光源は、補助放電容器内にゲッタ部材が設けられているものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の放電ランプ装置。
5. 前記補助光源は、補助放電容器の外面に紫外線反射膜が設けられているものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の放電ランプ装置。