JPH1125924A

JPH1125924A - 放電容器、無電極メタルハライド放電ランプ、無電極メタルハライド放電ランプ点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JPH1125924A
Application number: JP17421197A
Authority: JP
Inventors: Kozo Kamimura; 幸三上村; Akira Ito; 彰伊藤; Akihiro Inoue; 昭浩井上
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-29
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: JP3708679B2

Abstract

(57)【要約】【課題】遊離ハロゲンを抑制して放電のアーク揺れやア
ークの立ち消えが発生しにくく、始動性が低下しにくい
無電極メタルハライド放電ランプに好適な放電容器、こ
れを用いた無電極メタルハライド放電ランプ、無電極メ
タルハライド放電ランプ点灯装置および照明装置を提供
する。【解決手段】ハロゲンと金属ハロゲン化物を生成する金
属および金属ハロゲン化物１モルに対して０．０００５
モル以上の過剰な金属であって、発光金属および遊離ハ
ロゲンと容易に反応して金属ハロゲン化物を生成するが
気密容器とは反応しにくいハロゲンゲッター性金属を含
む金属を気密容器内に緩衝ガスとともに封入した。遊気
密容器内に遊離ハロゲンが発生すると、ハロゲンゲッタ
ー性金属またはその金属ハロゲン化物が遊離ハロゲンを
ゲットするために、遊離ハロゲンによる従来の問題であ
るアーク揺れやアークの立ち消えが発生しにくいし、始
動性が阻害されるようなことが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属ハロゲン化物を
封入した無電極放電ランプ用として好適な放電容器、こ
れを用いた無電極メタルハライド放電ランプ、無電極メ
タルハライド放電ランプ点灯装置および照明装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】有電極のメタルハライドランプにおい
て、ハロゲンに対して過剰な金属を封入して遊離ハロゲ
ンを抑制しつつ所望の作用効果を得ようとすることは、
特開昭５５−１８９１９号公報および特開昭５５−４８
６０号公報などに記載されている。

【０００３】また、発光金属としてネオジムをハロゲン
化物の形で封入し、かつ低水銀にすることにより、良好
な色、効率および平均演色評価数Ｒａを有する無電極メ
タルハライド放電ランプを得ようとすることが特開平７
−２４２１１号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】有電極のメタルハライ
ドランプの寿命は、主として次の要素によって制限され
る。

【０００５】（１）光束維持率の低下光束維持率の低下は、発光管の黒化および失透によって
発生する。

【０００６】黒化は、電極の飛散による発光管内壁への
膜形成および金属ハロゲン化物と電極との反応生成物付
着が主な原因である。

【０００７】失透は、金属ハロゲン化物と放電容器を構
成する石英ガラスとの反応によって発生する。

【０００８】（２）アークの立ち消えおよび揺れアークの立ち消えおよびゆれは、ランプ電圧上昇によっ
て発生する。ランプ電圧の上昇は、発光管の黒化、遊離
ハロゲンの発生などに起因する。

【０００９】（３）始動不良始動不良は、発光管への不純ガスの混入、遊離ハロゲン
の発生、電極の変形、電極エミッター枯渇、始動素子ま
たは始動回路の不良などによって発生する。

【００１０】（４）発光管の破裂およびリーク発光管の破裂およびリークは、発光管の失透や封止部の
クラックなどによって発生する。

【００１１】（５）光色劣化および色むら光色劣化は、発光金属であるＮａ、Ｌｉなどの消耗によ
って発生する。

【００１２】色むらは、封入物の発光管付着位置が不適
当であったり、アークの色分離発生が原因である。

【００１３】以上の要因のうち、（２）〜（５）は設計
および製造を適切に行えば改善できるが、（１）は非常
に困難である。

【００１４】（１）を改善した例として、特開昭４８−
６０４８４号公報には、ハロゲン化錫を封入するものが
開示されている。

【００１５】確かに光束維持率は改善されるものの、発
光効率、始動性および電極寿命などが劣化しやすい。

【００１６】したがって、有電極のメタルハライドラン
プにおいては、（２）〜（５）の要因の悪化がない形で
（１）の光束維持率を改善することができなかった。

【００１７】これに対して、無電極のメタルハライドラ
ンプにおいては、放電容器に封装した電極がないため
に、放電容器の黒化は本質的に発生しないし、また封入
するハロゲン化物を適切に選択すれば、失透も少なくす
ることができるので、結果として高い光束維持率を容易
に得ることができるという特質を備えている。

【００１８】それゆえ、無電極のメタルハライドランプ
においては、前記（２）〜（５）の要因に関連して下記
の事項によって寿命が制限される。

【００１９】（２）アークの立ち消えおよび揺れ遊離ハロゲンの発生に起因する。

【００２０】（３）始動不良不純ガスの混入、遊離ハロゲンの発生および始動回路の
不良などによって発生する。

【００２１】（４）発光管の破裂およびリーク封入物や放電容器の温度が適切でない場合、失透によっ
て発生する。

【００２２】（５）光色劣化および色むら発光金属であるＮａ、Ｌｉなどの消耗によって光色劣化
が発生する。

【００２３】封入物の放電容器付着位置が不適当であっ
たり、アークの色分離発生によって発生する。

【００２４】上記（２）および（３）において、遊離ハ
ロゲンの発生が原因となる理由は以下のとおりでる。

【００２５】すなわち、発生した遊離ハロゲンは、概ね
５００〜１０００℃であるところのランプの動作温度下
において、完全に蒸発するため、その蒸気圧が高くな
る。蒸発したハロゲンガスとりわけヨウ素ガスは、電子
吸着性が高いために、絶縁破壊電圧を高めたり、グロー
放電からアーク放電への転移をしにくくしたり、アーク
を収縮させてアークの揺れを発生させたり、再点弧電圧
を上昇させてアークを立ち消えしやすくする。

【００２６】また、ハロゲンは、始動時の室温において
も比較的高い蒸気圧を示し、始動を困難にする。

【００２７】図８は、従来の無電極メタルハライド放電
ランプにおける点灯時間に対する遊離ハロゲンガス濃度
の関係を示すグラフである。

【００２８】図において、横軸は点灯時間を、縦軸は相
対遊離ハロゲンガス濃度（％）を、それぞれ示す。

【００２９】曲線ＡおよびＢは、ともに異なる金属ハロ
ゲン化物を封入したランプで、いずれも点灯時間の増加
に伴って遊離ハロゲンガスの濃度が増加していることが
分かる。

【００３０】（４）の要因は、封入物や放電容器の温度
管理をなるべく低くなるように適切に設計することで抑
制できる。

【００３１】（５）の要因は、発光金属の消耗を見越し
て過剰に封入したり、放電容器の最冷部を適切に設計す
ることで回避できる。

【００３２】一方、無電極放電ランプにおいては、プラ
ズマが放電容器に接近するので、放電容器と封入金属と
の反応および封入金属の放電容器壁の透過消失は加速さ
れる。

【００３３】加えて、誘導結合形の無電極のメタルハラ
イドランプの場合、放電容器に接近して誘導コイルが配
設される関係で、誘導コイルによる強い電界が放電容器
および放電媒体に作用するために、封入金属が金属イオ
ンの形で吸引されるから、封入金属の透過消失は一層加
速される。

【００３４】さらに、放電容器に水銀を本質的に封入し
ない場合には、以下の問題がある。第１に、水銀を封入
する場合においては、遊離ハロゲンが水銀に捕捉されて
ＨｇＩとなることにより、始動時の室温付近におけるハ
ロゲン特にヨウ素の蒸気圧を低下させる作用があるが、
水銀を封入していない場合には、このような作用を期待
することができないため、始動時のハロゲン蒸気圧が高
くなり、始動を困難にする。

【００３５】第２に、放電容器内に水銀が本質的に存在
しないために、点灯時の放電容器内の圧力は、有電極の
メタルハライドランプのように水銀を封入するものに比
較して、はるかに小さい。このため、平均自由行程が大
きくなり、プラズマ中でハロゲン化金属から解離した金
属原子が放電容器壁に到達する確率が増大するから、放
電容器との反応および透過消失が加速される。

【００３６】以上の問題の相乗効果によって、無電極の
メタルハライドランプは、有電極のメタルハライドラン
プに比較して、遊離ハロゲンの発生速度が大きくなるの
で、無電極のメタルハライドランプにおいては、遊離ハ
ロゲンが寿命制限要素の最も大きな要素である。

【００３７】本発明は、遊離ハロゲンを抑制して、放電
のアーク揺れやアークの立ち消えが発生しにくく、始動
性が低下しない無電極メタルハライド放電ランプ用とし
て好適な放電容器、これを用いた無電極メタルハライド
放電ランプ、無電極メタルハライド放電ランプ点灯装置
および照明装置を提供することを目的とする。

【００３８】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の放電容
器は、耐火性にして放射透過性の気密容器と；気密容器
内に封入されたハロゲンと；ハロゲンと金属ハロゲン化
物を生成する金属および金属ハロゲン化物１モルに対し
て０．０００５モル以上のハロゲンに対して過剰な金属
であって、発光金属および遊離ハロゲンと容易に反応し
て金属ハロゲン化物を生成するが気密容器とは反応しに
くいハロゲンゲッター性金属を含み、気密容器内に封入
された金属と；気密容器内に封入された緩衝ガスと；を
具備し、本質的に水銀が封入されていないことを特徴と
している。

【００３９】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。

【００４０】まず、気密容器について説明する。

【００４１】気密容器が耐火性であるとは、放電容器の
通常の作動温度に耐え得る範囲であればよい。

【００４２】放射透過性であるとは、放電によって発生
した放射を外部に導出することができればよい。気密容
器のほぼ全体が放射を導出できる必要はなく、所望の部
分から放射を導出できればよい。

【００４３】耐火性と放射透過性とを備えている材料と
しては、石英ガラス、透光性アルミナ、ＹＡＧなどの透
光性セラミックスやこれらの単結晶などを用いることが
できる。石英ガラスとしては溶融石英および合成石英を
用いることができる。

【００４４】気密容器の形状は、電気エネルギー供給手
段によって異なる。

【００４５】電気エネルギー供給手段として誘導コイル
が用いられる場合は、誘導コイルがトランスの１次コイ
ルとなり、誘導コイルが発生して気密容器内を貫通する
磁束の回りにリング状の放電アークが形成され、この放
電アークが単巻の２次コイルとして作用する関係で、気
密容器はほぼ楕円球形、またはほぼ球形であるのが一般
的である。なお、ここでほぼ楕円球形とは、楕円球形を
含み、さらに楕円球形に類似する形状を含むという意味
である。同様にほぼ球形とは、球形およびこれに類似す
る形状である。

【００４６】これに対して、容量結合の場合には、ほぼ
平行に配設された一対の電極間に放電容器の封入物が誘
電体として介在するから、気密容器は偏平な形状にする
のが一般的である。

【００４７】さらに、気密容器には所望により、始動用
の気密な細管すなわち始動用細管を一体に形成おくこと
ができる。この始動用細管の内部には始動用のガスを相
対的に低い圧力で封入しておくものとする。そして、始
動時には、始動用細管に対して始動電圧を印加して、ま
ず始動用ガスを絶縁破壊をさせてプラズマ放電させ、こ
れにより次に気密容器内の緩衝ガスに高電圧を印加させ
て、これを絶縁破壊させてプラズマ放電を発生させるこ
とにより、始動することができる。

【００４８】また、始動用細管を利用して放電容器を所
定の位置に支持することができる。

【００４９】さらにまた、放電容器を始動用細管を利用
して、これらを包囲する外囲器内に吊持させることもで
きる。この場合、外囲器は放電容器を機械的に保護する
ことができる。

【００５０】次に、ハロゲンについて説明する。

【００５１】ハロゲンは、ヨウ素、臭素、塩素およびフ
ッ素のいずれか１種または複数種が許容される。

【００５２】金属について説明する。

【００５３】気密容器に封入される金属は、発光金属お
よびハロゲンゲッター性金属を含むとともに、ハロゲン
と金属ハロゲン化物を生成する金属およびハロゲンに対
して過剰な金属からなる。

【００５４】ハロゲンゲッター性金属とハロゲンに対し
て過剰な金属とは、同一であってもよいし、異なってい
てもよい。すなわち、ハロゲンゲッター性金属が金属ハ
ロゲン化物を構成していて、発光金属の一部がハロゲン
に対して過剰な金属であってもよい。なぜなら、後者の
場合でも点灯中ハロゲンゲッター性金属のハロゲン化物
は、遊離ハロゲンをゲットしてさらに多価のハロゲン化
物になるか、解離してハロゲンゲッター性金属となり、
遊離ハロゲンをゲットするように作用することができる
からである。

【００５５】発光金属は、所望の放射およびそのアーク
効率に応じてメタルハライド放電ランプの発光金属とし
て既知の全ての金属の中から任意所望に単体または複数
組み合わせて選択して用いることができる。たとえば、
Ｎａ、Ｓｃ、Ｎｄ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｄｙ、Ｃｓなどを用い
ることができる。

【００５６】発光金属のハロゲン化物の組み合わせとし
ては、ＳｃＩ₃−ＮａＩ、ＮａＩ−ＴｌＩ−ＩｎＩ、Ｄ
ｙＩ₃−ＮｄＩ₃−ＣｓＩ、ＮｄＩ₃−ＮａＩなどが有用
である。また、その封入量としては、たとえば気密容器
の内容積１ｃｃ当たり各ハロゲン化物を０．２〜５ｍｇ
程度が推奨される。

【００５７】ハロゲンゲッター性金属は、遊離ハロゲン
と容易に反応して金属ハロゲン化物を生成するが、気密
容器とは反応しにくい金属でなければならない。

【００５８】ハロゲンゲッター性金属としては、実際的
には元素周期律表の３Ｂ、４Ｂ、５Ｂおよび６Ｂ族の金
属または半導体から適切なものを得ることが可能であ
る。したがって、本発明において、ハロゲンゲッター性
金属の金属とは、上記のうちの金属および半導体をいう
ものとする。

【００５９】これに対して、Ｓｃ、Ｎａ、ＤｙおよびＮ
ｄなどは一応ハロゲンゲッター性を備えているが、これ
らの金属は気密容器の石英と激しく反応するなどの理由
により、不可である。

【００６０】本発明において、過剰な金属が金属ハロゲ
ン化物１モルに対して０．０００５モル以上の量である
理由は、上記の量封入されていれば、点灯中ハロゲンゲ
ッター性金属が単体で過剰になるか、または金属ハロゲ
ン化物であっても、さらに多価の金属ハロゲン化物にな
って、所要の長期間にわたって遊離ハロゲンをゲットし
て遊離ハロゲンの生成を抑制することができるからであ
る。ハロゲンゲッター性金属のハロゲン化物が、さらに
多価の金属ハロゲン化物になるとは、たとえばＳｎＩ₂
がＳｎＩ₄になり、ＩｎＩがＩｎＩ₃になることなどをい
う。

【００６１】なお、ハロゲンゲッター性金属と発光金属
とが同一金属であってもよい。

【００６２】ハロゲンゲッター性金属をあまり多く封入
すると、効率が低下したり、特定の封入金属の発光を抑
制するために、演色性劣化や黒体放射に対する色偏差が
大きくなるので、注意する必要がある。

【００６３】緩衝ガスについて説明する。

【００６４】緩衝ガスとしては、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒなど
の希ガスを用いる。ただし、気密容器が石英ガラスから
構成されている場合には、Ｎｅは透過しやすいので、緩
衝ガスとして不適当である。

【００６５】緩衝ガスの許容される封入圧力は５〜８０
ＫＰａである。

【００６６】さらに、水銀について説明する。

【００６７】本発明において、本質的にＨｇが封入され
ていないとは、以下のとおりである。Ｈｇが放電容器内
に存在するにしても、放電容器の内容積１ｃｃ当たり一
般的には１ｍｇ未満であることをいう。また、好ましく
は０．３ｍｇ未満、さらに好ましくは０．２ｍｇ未満で
ある。すなわち、無電極メタルハライド放電ランプにお
いては、緩衝ガスとしてのＨｇ蒸気は本質的に不要であ
る。

【００６８】最後に、作用について説明する。

【００６９】放電容器を用いて無電極メタルハライドラ
ンプを構成して、これを点灯中ハロゲンゲッター性金属
は解離状態または少価の金属ハロゲン化物の形で存在す
るが、遊離ハロゲンが発生すると、ハロゲンゲッター性
金属またはその金属ハロゲン化物は、ハロゲンガスを速
やかにゲットして金属ハロゲン化物またはより多価の金
属ハロゲン化物になる。

【００７０】その結果、点灯中の遊離ハロゲン発生を抑
制するので、ランプ電圧の上昇を少なくするので、アー
クの立ち消えおよびアークの揺れを低減することができ
る。

【００７１】さらに、遊離ハロゲンの抑制により、始動
不良を低減することができる。

【００７２】以上により、放電容器および無電極メタル
ハライド放電ランプは長寿命になる。

【００７３】請求項２の発明の放電容器は、請求項１記
載の放電容器において、ハロゲンゲッター性金属は、元
素周期律表の３Ｂ、４Ｂ、５Ｂおよび６Ｂ族からなるグ
ループの中から選択された１種または複数種の金属であ
ることを特徴としている。

【００７４】本発明は、ハロゲンゲッター性金属を元素
周期律表の族によりグルーピングして規定したものであ
る。

【００７５】請求項３の発明の放電容器は、請求項１ま
たは２記載の放電容器において、ハロゲンゲッター性金
属は、発光金属のハロゲン化物１モル当たり０．５８モ
ル以下であることを特徴としている。

【００７６】本発明は、ハロゲンゲッター性金属の一般
的な封入量の最大値を規定したものである。

【００７７】この最大値は、具体的な金属に応じて上記
の範囲内でさらに異なるから、個々の金属ごとにそれぞ
れさらに選択すればよい。

【００７８】請求項４の発明の放電容器は、請求項１な
いし３のいずれか一記載の放電容器において、ハロゲン
ゲッター性金属は、発光金属のハロゲン化物１モル当た
り０．１モル以下であることを特徴としている。

【００７９】本発明は、種々のハロゲンゲッター性金属
について好ましい封入量の最大値を規定したものであ
る。

【００８０】請求項５の発明の放電容器は、請求項１な
いし４のいずれか一記載の放電容器において、ハロゲン
ゲッター性金属は、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｓ
ｎ、Ｇｅ、Ｂｉ、ＳｂおよびＴｅからなるグループの中
から選択された１種または複数種であることを特徴とし
ている。

【００８１】本発明は、ハロゲンゲッター性金属として
好適な金属を具体的に特定したものである。なお、Ｔ
ｌ、Ｉｎは発光金属の一部または全部としても用いるこ
とができる。このような場合においても、過剰な金属と
して所定量を封入する。

【００８２】請求項６の発明の放電容器は、請求項１な
いし５のいずれか一記載の放電容器において、ハロゲン
ゲッター性金属は、発光金属のハロゲン化物１モルに対
して０．２２モル以下のＢｉであることを特徴としてい
る。

【００８３】本発明は、ハロゲンゲッター性金属として
Ｂｉを封入する場合の最大値を規定するものである。

【００８４】請求項７の発明の放電容器は、請求項１な
いし５のいずれか一記載の放電容器において、ハロゲン
ゲッター性金属は、発光金属のハロゲン化物１モルに対
して０．４９モル以下のＳｂであることを特徴としてい
る。

【００８５】本発明は、元素周期律表の５Ｂ族に属する
Ｓｂのハロゲンゲッターとして作用させる最大値を規定
するものである。

【００８６】請求項８の発明の無電極メタルハライド放
電ランプは、請求項１ないし７のいずれか一記載の放電
容器と；電気エネルギーを放電容器内の封入物に供給し
て、発光アークを発生させる電気エネルギー供給手段
と；を具備していることを特徴としている。

【００８７】電気エネルギー供給手段は、容量結合形お
よび誘導結合形のいずれでもよい。

【００８８】また、請求項１において述べたように、放
電容器の形状は、電気エネルギー供給手段の形式に応じ
て最適な形状にすればよい。

【００８９】請求項９の発明の無電極メタルハライド放
電ランプは、請求項８記載の無電極メタルハライド放電
ランプにおいて、電気エネルギー供給手段は、無線周波
の電気エネルギーを供給する誘導コイルであることを特
徴としている。

【００９０】本発明は、誘導結合形の電気エネルギー供
給手段を用いる場合の最適な周波数帯域を規定してい
る。ここで、無線周波とは、０．１〜３００ＭＨｚの範
囲をいう。

【００９１】請求項１０の発明の無電極メタルハライド
放電ランプ点灯装置は、請求項８または９記載のメタル
ハライド放電ランプと；電気エネルギー供給手段に電気
エネルギーを出力する電源装置と；を具備していること
を特徴としている。

【００９２】本発明は、無電極メタルハライド放電ラン
プと電源装置とを備えて点灯装置を構成している。

【００９３】請求項１１の発明の照明装置は、照明装置
本体と；照明装置本体に配設された請求項８または９記
載の無電極メタルハライド放電ランプと；を具備してい
ることを特徴としている。

【００９４】本発明は、各種照明器具、各種紫外線照射
装置など無電極メタルハライド放電ランプを放射源とし
て、その放射を所定の目的のために用いるあらゆる用途
に適合するものである。

【００９５】各種照明器具については、屋内用としてた
とえば天井用照明器具、壁面用照明器具など、また屋外
用として道路照明器具、トンネル照明器具、景観照明器
具特に橋梁照明、ビルディング照明用などメンテナンス
が困難な箇所に設置される照明器具などに適用すること
ができる。

【００９６】各種紫外線照射装置については、紫外線硬
化装置、紫外線露光装置、紫外線殺菌装置、紫外線アッ
シング装置などに適用することができる。

【００９７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００９８】図１は、本発明の放電容器および無電極メ
タルハライド放電ランプの第１の実施形態を示す断面図
である。

【００９９】図において、１は無電極メタルハライド放
電ランプである。

【０１００】無電極メタルハライド放電ランプ１は、放
電容器１ａおよび電気エネルギー供給手段１ｂからな
る。

【０１０１】放電容器１ａは、溶融石英ガラスからな
り、直径約３０ｍｍのほぼ楕円球状をなす気密容器１ａ
１および気密容器１ａ１の上面中央部に一体に形成され
た始動用細管１ａ２を備えている。

【０１０２】気密容器１ａ１内には、ハロゲン、金属お
よび緩衝ガスからなる放電媒体が封入されている。

【０１０３】金属は、ハロゲンと金属ハロゲン化物を生
成する化学的等量の金属および過剰な金属からなる。ま
た、これらの金属は、その目的から分類すると、発光金
属およびハロゲンゲッター性金属を含んでいる。

【０１０４】本実施形態においては、発光金属を金属ハ
ロゲン化物として封入し、ハロゲンゲッター性金属を金
属単体で封入した。発光金属としては、ＳｃＩ３−Ｎａ
Ｉを用いた。

【０１０５】ハロゲンゲッター性金属および発光金属の
ハロゲン化物１モルに対する封入量を表１に示す。

【０１０６】

【表１】Ｎｏ．ハロケ゛ンケ゛ッター性金属封入量（モル）１Ｉｎ０．１４２Ｓｎ０．６３Ｐｂ０．０４３４Ｇｅ０．１２５Ｓｂ０．１２６Ｂｉ０．１２緩衝ガスは、Ｘｅを２６．７ＫＰａ封入した。

【０１０７】始動用細管１ａ２は、内部にＡｒを２．７
ＫＰａ（２０ｔｏｒｒ）を封入した。

【０１０８】電気エネルギー供給手段１ｂは、平板状の
金属板を２ターン巻回してなる誘導コイルからなり、放
射をなるべく遮断しないように板面を放射方向と平行に
揃えている。したがって、本実施形態の電気エネルギー
供給手段１ｂは誘導コイルである。

【０１０９】図において、２は放電アークを概念的に示
しており、誘導コイルからなる電気エネルギー供給手段
１ｂと同心のリング状に形成される。

【０１１０】以上の放電容器１ａに３００Ｗを入力して
１０００時間点灯後に行った試験結果ついて以下説明す
る。

【０１１１】実施例１においては、遊離ヨウ素の発生は
見られず、気密容器１ａ１の失透もなかった。発光効率
はＩｎを封入しない場合の４５％であった。これは添加
したＩｎが青色の発光をするために効率が低下したもの
と考えられる。しかし、Ｉｎが特定発光金属の発光を抑
制する現象は小さかった。

【０１１２】図２は、Ｉｎの添加量に対する発光効率の
関係を示すグラフである。

【０１１３】図において、横軸は金属ハロゲン化物１モ
ルに対する過剰Ｉｎのモル数を、縦軸は相対発光効率
（％）を、それぞれ示す。

【０１１４】この種のランプの実用最低限の発光効率
は、６０％程度であるので、図からＩｎの添加量は金属
ハロゲン化物１モルに対して０．１モル以下が適当であ
る。

【０１１５】実施例２においては、遊離ヨウ素の発生は
見られず、失透もなかった。発光効率はＳｎを添加しな
い場合の９２％であったが、Ｓｃの発光が弱まり、橙色
の発光になり、平均演色評価数Ｒａは、添加しない場合
の平均演色評価数Ｒａを１００％としたときの５８％に
低下した。

【０１１６】図３は、Ｓｎの添加量に対する平均演色評
価数Ｒａの関係を示すグラフである。

【０１１７】図において、横軸は金属ハロゲン化物１モ
ルに対する過剰Ｓｎのモル数を、縦軸は相対Ｒａ変化
（％）を、それぞれ示す。

【０１１８】図からＳｎを添加しないときの平均演色評
価数Ｒａを１００％とした場合に、その６０％以上を確
保するためには、Ｓｎの添加を０．５８モル以下にすれ
ばよい。

【０１１９】実施例３および４のＰｂ、Ｇｅにおいて
も、実施例２と同様に橙色の発光になり、平均演色評価
数Ｒａが低下した。そして、Ｓｎと同様な理由により、
添加量を０．５８モル以下にすれば、良好な平均演色評
価数Ｒａが得られる。

【０１２０】実施例２〜４の各実施例においては、発光
効率の低下は少ないので、これらの金属については、主
として平均演色評価数Ｒａの観点から添加量を決定する
ことができる。

【０１２１】実施例５においては、遊離ヨウ素の発生は
見られず、失透もなかった。発光効率はＢｉを封入しな
い場合の７６％であった。平均演色評価数Ｒａの低下は
小さかった。

【０１２２】実施例６においては、実施例５と同様であ
るが、発光効率はＳｂを添加しない場合の８９％であっ
た。

【０１２３】図４は、Ｂｉ、Ｓｂの添加量に対する発光
効率の関係を示すグラフである。

【０１２４】図において、横軸は金属ハロゲン化物１モ
ルに対する過剰Ｂｉ、Ｓｂのモル数を、縦軸は相対発光
効率（％）を、それぞれ示す。

【０１２５】各曲線にはそれぞれの該当する元素記号を
付してある。

【０１２６】図から実用的な添加量は、Ｂｉが０．２２
モル以下、Ｓｂが０．４９モル以下である。

【０１２７】図５は、本発明の無電極メタルハライド放
電ランプ点灯装置における電源の一例を示す回路図であ
る。

【０１２８】３は直流電源、４はインバータ装置、５は
点灯回路である。

【０１２９】直流電源３は、交流電源を整流して得る
か、電池などから得ることができる。

【０１３０】インバータ装置４は、直流電源３を入力端
に接続し、無線周波出力端に点灯回路５を接続してい
る。

【０１３１】インバータ装置４の回路構成としては、た
とえば一対のスイッチング手段４ａ、４ｂを直列接続し
てなるハーフブリッジ形のインバータ回路を用いてお
り、各スイッチング手段４ａ、４ｂをドライブ回路４ｃ
によって交互にオン、オフさせて、出力端に１３．５６
ＭＨｚの無線周波を出力する。

【０１３２】なお、スイッチング手段４ａ、４ｂには無
線周波領域においても優れたスイッチング特性を示す電
界効果トランジスタを用いている。また、出力端に直列
接続されたコンデンサ４ｄはインバータ装置側のインピ
ーダンス整合用である。

【０１３３】点灯回路５は、点灯主回路５ａおよび始動
回路５ｂから構成されている。

【０１３４】点灯主回路５ａは、入力端間に並列接続さ
れたインピーダンス整合用のコンデンサ５ａ１およびこ
れと並列に接続された誘導コイルからなる電気エネルギ
ー供給手段１ｂから構成されている。始動回路５ｂ
は、点灯主回路５ａと並列接続されており、コンデンサ
５ｂ１、並列共振回路５ｂ２およびスイッチ５ｂ３の直
列回路から構成されている。

【０１３５】並列共振回路５ｂ２は、インダクタＬ、コ
ンデンサＣおよび抵抗器Ｒを並列接続して構成されてお
り、並列共振回路５ｂ２の共振電圧を放電容器１ａに一
体に形成された始動用細管１ａ２に印加する。なお、抵
抗器Ｒは、並列共振回路５ｂ２のＱを制御して始動電圧
を所望値に調整する。

【０１３６】そうして、放電容器１ａおよび電気エネル
ギー供給手段１ｂからなる無電極メタルハライド放電ラ
ンプ１を点灯するには、最初に始動回路５ｂのスイッチ
５ｂ３を閉成する。すると、並列共振回路５ｂ２が並列
共振を起こすので、その両端に高電圧が発生する。この
高電圧は始動用細管１ａ２に装着された外部電極１ａ３
に印加される。

【０１３７】外部電極１ａ３から印加された高電圧によ
り、始動用細管１ａ２内の希ガスが絶縁破壊されて、ま
ず、プラズマ放電を開始する。始動用細管１ａ２内のガ
スがプラズマ放電すると、始動用細管と電気エネルギー
供給手段１ｂとの間に位置する放電容器に高電圧が印加
されて放電容器内の放電媒体が絶縁破壊されてプラズマ
放電を開始する。この状態で誘導コイル１ｂには無線周
波の電流が流れて磁束が発生する。この磁束は放電容器
内のプラズマを貫通するので、磁束の回りにプラズマ中
を２次電流が流れる。これにより、アーク放電が磁束を
取り巻いてリング状に発生し、アーク放電から発光金属
の特性スペクトルの放射が行われる。

【０１３８】そして、放電容器１ａから取り出した放射
を所望により、制光して照明に利用することができる。

【０１３９】図６は、本発明の照明装置の一実施形態を
示す道路用照明器具を示す一部切欠側面図である。

【０１４０】図において、６はポール、７は照明装置本
体である。

【０１４１】ポール６は基端が道路面から起立してい
る。

【０１４２】照明装置本体は、ポール６の先端に装着さ
れている。

【０１４３】図７は、本発明の照明装置の一実施形態で
ある道路用照明器具における照明装置本体を示す概念図
である。

【０１４４】図において、図１および図６と同一部分に
ついては同一符号を付して説明は省略する。

【０１４５】７ａはハウジング、７ｂは透光性下面カバ
ー、７ｃは反射板、７ｄは第１の箱体、７ｅは第２の箱
体である。

【０１４６】第１の箱体７ｄは、図１におけるインピー
ダンス整合用のコンデンサ５ａ１を収納するとともに、
誘導コイル１ｂをその端子１ｂ１を支持することによっ
て支持している。

【０１４７】第２の箱体７ｅは、図１における始動用回
路を収納するとともに、細管１ａ２を支持することによ
って、放電容器１を支持している。

【０１４８】したがって、以上の説明から理解できるよ
うに、図５におけるインバータ装置４は、照明装置本体
７からは離間した場所たとえばポール６の下端部内に収
納されるか、または別置きの電源ボックス（図示しな
い。）内に収納される。

【０１４９】

【発明の効果】請求項１ないし７の各発明によれば、金
属ハロゲン化物を生成する金属の他に過剰な金属を金属
ハロゲン化物１モルに対して０．０００５モル以上封入
し、封入金属には発光金属の他にハロゲンゲッター性金
属を含んでいることにより、遊離ハロゲンが発生する
と、速やかに遊離ハロゲンをゲットするので、放電のア
ーク揺れやアークの立ち消えが発生しにくいとともに、
始動性が低下しにくい無電極メタルハライド放電ランプ
用として好適な放電容器を提供することができる。

【０１５０】請求項２の発明によれば、加えて元素周期
律表３Ｂ、４Ｂ、５ｂおよび、６Ｂ族からハロゲンゲッ
ター性金属を選択することにより、遊離ハロゲン発生に
伴う問題を低減するのに効果的な放電容器を提供するこ
とができる。

【０１５１】請求項３の発明によれば、加えてハロゲン
ゲッター性金属の封入量を発光金属のハロゲン化物１モ
ルに対して０．５８モル以下に規定したことにより、一
般的な効果を有する放電容器を提供することができる。

【０１５２】請求項４の発明によれば、加えてハロゲン
ゲッター性金属の封入量を発光金属のハロゲン化物１モ
ルに対して０．１モル以下に規定したことにより、好ま
しい効果を有する放電容器を提供することができる。

【０１５３】請求項５の発明によれば、加えてハロゲン
ゲッター性金属を具体的に規定したことにより、効果的
な放電容器を提供することができる。

【０１５４】請求項６の発明によれば、加えてハロゲン
ゲッター性金属としてＢｉを効果的な量封入した放電容
器を提供することができる。

【０１５５】請求項７の発明によれば、加えてハロゲン
ゲッター性金属としてＳｂを効果的な量封入した放電容
器を提供することができる。

【０１５６】請求項８の発明によれば、請求項１ないし
７の効果を有する無電極メタルハライド放電ランプを提
供することができる。

【０１５７】請求項９の発明によれば、加えて電気エネ
ルギー供給手段が無線周波の電気エネルギーを供給する
誘導コイルである無電極メタルハライド放電ランプを提
供することができる。

【０１５８】請求項１０の発明によれば、請求項１ない
し７の効果を有する無電極メタルハライド放電ランプ点
灯装置を提供することができる。

【０１５９】請求項１１の発明によれば、請求項１ない
し７の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電容器および無電極メタルハライド
放電ランプの第１の実施形態を示す断面図

【図２】Ｉｎの添加量に対する発光効率の関係を示すグ
ラフ

【図３】Ｓｎの添加量に対する平均演色評価数Ｒａの関
係を示すグラフ

【図４】Ｓｂ、Ｂｉの添加量に対する発光効率の関係を
示すグラフ

【図５】本発明の無電極メタルハライド放電ランプ点灯
装置における電源の一例を示す回路図

【図６】本発明の照明装置の一実施形態を示す道路用照
明器具を示す一無切欠側面図

【図７】本発明の照明装置の一実施形態を示す道路用照
明器具における照明装置本体を示す概念図

【図８】従来の無電極メタルハライド放電ランプにおけ
る点灯時間に対する遊離ハロゲンガス濃度の関係を示す
グラフ

【符号の説明】

１…無電極メタルハライド放電ランプ１ａ…放電容器１ａ…気密容器１ａ２…始動用細管１ａ３…外部電極１ｂ…電気エネルギー供給手段２…放電アーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火性にして放射透過性の気密容器と；気
密容器内に封入されたハロゲンと；ハロゲンと金属ハロ
ゲン化物を生成する金属および金属ハロゲン化物１モル
に対して０．０００５モル以上のハロゲンに対して過剰
な金属であって、発光金属および遊離ハロゲンと容易に
反応して金属ハロゲン化物を生成するが気密容器とは反
応しにくいハロゲンゲッター性金属を含み、気密容器内
に封入された金属と；気密容器内に封入された緩衝ガス
と；を具備し、本質的に水銀が封入されていないことを
特徴とする放電容器。
【請求項２】ハロゲンゲッター性金属は、元素周期律表
の３Ｂ、４Ｂ、５Ｂおよび６Ｂ族からなるグループの中
から選択された１種または複数種の金属であることを特
徴とする請求項１記載の放電容器。
【請求項３】ハロゲンゲッター性金属は、発光金属のハ
ロゲン化物１モル当たり０．５８モル以下であることを
特徴とする請求項１または２記載の放電容器。
【請求項４】ハロゲンゲッター性金属は、発光金属のハ
ロゲン化物１モルに対して０．１モル以下であることを
特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の放電容
器。
【請求項５】ハロゲンゲッター性金属は、Ｔｌ、Ｉｎ、
Ｇａ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｂｉ、ＳｂおよびＴｅ
からなるグループの中から選択された１種または複数種
であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一
記載の放電容器。
【請求項６】ハロゲンゲッター性金属は、発光金属のハ
ロゲン化物１モルに対して０．２２モル以下のＢｉであ
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載
の放電容器。
【請求項７】ハロゲンゲッター性金属は、発光金属のハ
ロゲン化物１モルに対して０．４９モル以下のＳｂであ
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載
の放電容器。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれか一記載の放電
容器と；電気エネルギーを放電容器内の封入物に供給し
て、発光アークを発生させる電気エネルギー供給手段
と；を具備していることを特徴とする無電極メタルハラ
イド放電ランプ。
【請求項９】電気エネルギー供給手段は、無線周波の電
気エネルギーを供給する誘導コイルであることを特徴と
する請求項８記載の無電極メタルハライド放電ランプ。
【請求項１０】請求項８または９記載のメタルハライド
放電ランプと；電気エネルギー供給手段に電気エネルギ
ーを出力する電源装置と；を具備していることを特徴と
する無電極メタルハライド放電ランプ点灯装置。
【請求項１１】照明装置本体と；照明装置本体に配設さ
れた請求項８または９記載の無電極メタルハライド放電
ランプと；を具備していることを特徴とする照明装置。