WO2008050867A1

WO2008050867A1 - Lampe de décharge à haute pression, matériel d'éclairage et dispositif correspondant à la lampe

Info

Publication number: WO2008050867A1
Application number: PCT/JP2007/070938
Authority: WO
Inventors: Kozo Uemura; Masazumi Ishida; Hiroshi Kamata; Takuya Honma
Original assignee: Toshiba Lighting & Technology Corporation
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2008-05-02
Also published as: EP2091304A1; US20090206766A1; EP2091304A4

Description

明細書

高圧放電ランプ、照明装置及び高圧放電ランプ装置

技術分野

[0001] 本発明は、水銀を本質的に含まない高圧放電ランプ、この高圧放電ランプを備えた照明装置及び高圧放電ランプ装置に関する。

背景技術

[0002] 水銀代替材料である Znlの封入量を規制した高圧放電ランプは既知である（特開

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2003— 303571号公報参照）。

また、主発光金属に Na, T1及び Dyのグループから選択された金属を主成分として用い、副成分として Ho, Tm及び Inの 1種または複数種を封入し、水銀代替材料として Al、 Zn及び Feなどのハロゲン化物を用いる高圧放電ランプは既知である（特開 20 04— 55140号公報参照）。

[0003] ところで、高圧放電ランプを始動させるためには、高電圧ノルスを 1対の電極間に印加するのが一般的である。また、高電圧ノルスを発生する手段として、ィグナイタと称される高電圧ノルス発生器を用いることは当業者に周知である。高電圧パルス発生器を高圧放電ランプ用のランプソケットと一体化して、高圧放電ランプとの間の距離を短縮することで高電圧発生器から発生する高電圧パルスの減衰を防止することが知られている（特開 2003— 158022号公報参照）。

また、高電圧ノレス発生器を高圧放電ランプと一体化することも知られている（特開 2002— 8878号公報参照）。

[0004] 一方、従来、高圧放電ランプのランプ電圧形成用の緩衝物質としては、水銀を封入するのが一般的である。この理由は、水銀は所望の高いランプ電圧を形成でき、しかも比較的波高値の低い高電圧ノルス印加で始動できるためである。し力もながら、水銀は、環境負荷物質であるので、これを用いない水銀フリーの高圧放電ランプが研究されている。水銀に代わって亜鉛 (Zn)などの蒸気圧が高くて可視光発光が少ない金属のハロゲン化物を第 2のハロゲン化物として発光金属のハロゲン化物からなる第 1のハロゲン化物に添加することにより、水銀入りのメタルハライドランプとほぼ同等のランプ電圧が得られるメタルノ、ライドランプが開発されている（特開平 11— 23848 8号公報参照）。この技術は、自動車前照灯用のメタルハライドランプとして実用に供されている。

[0005] また、高圧放電ランプの透光性気密容器として透光性セラミックスを用いる技術が開発されている（特開平 6— 196131号公報参照）。この技術は、主として一般照明用として実用に供されている。透光性セラミックス気密容器は、石英ガラス気密容器より耐熱温度が高いので、最冷部温度を高く設定することが可能である。また、水銀フリ一のメタルハライドランプに透光性セラミックス気密容器を用いることにより、ランプ電圧をさらに高めることができる。

[0006] しかしながら、従来の透光性セラミックス気密容器は、直線透過率が 20%未満である。そのため、光学系を用いて所定の配光特性を満足する必要のある例えば自動車前照灯用の高圧放電ランプに適用することが困難である。しかし、直線透過率が 20 %以上の多結晶透光性アルミナセラミックスが得られるようになり、水銀フリーのメタルノ、ライドランプなど高圧放電ランプの多様な用途への適用の期待が高くなつた。

[0007] 既知の水銀フリーの高圧放電ランプ（以下、便宜上「水銀フリーランプ」という）は、発光金属のハロゲン化物に加えて Znlなどランプ電圧形成用としてのいわゆる第 2

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の金属ハロゲン化物を封入している。なお、第 2の金属ハロゲン化物を封入しない水銀フリーランプも知られている力 S、実用的なランプ電圧が得られないか、特殊な点灯態様が要求されるために実用的でない。

[0008] ところ力 Znlなどランプ電圧形成用としての第 2の金属ハロゲン化物を封入する

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場合に問題点がある。それは、第 2の金属ハロゲン化物の吸湿性が顕著であり、不純物として水分をランプ内に導入する主要因となることである。そのため、ランプ寿命は、 Znlなどの第 2の金属ハロゲン化物を減量するほど改善される。

2

[0009] また、 Znlなどの第 2の金属ハロゲン化物の封入量が多くなるほどこれらの金属ハ

2

ロゲン化物と透光性気密容器との反応による白濁が顕著になる傾向があるという問題もある。このため、 Znlなどのいわゆる第 2のハロゲン化物の封入量を減量することに

2

より、ランプ寿命が改善される。

[0010] さらに、 Znlなどの第 2のハロゲン化物は、例えば Tmなどの発光金属のハロゲン化物に比べて低融点であるため、これらを混合して一体化したペレットを製造することができないという問題もある。このため、透光性気密容器内に封入するペレットが 2種以上になってしまい、製造コストが上昇してしまう。

発明の開示

[0011] 本発明者は、 Znlなどのいわゆる第 2のハロゲン化物及び水銀を用いることなしで

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も発光金属として既知のツリウム（Tm)またはホルミウム（Ho)のハロゲン化物を透光性気密容器内に封入すると、ランプ電圧が高くなるとともに、色偏差が小さくなることを発見した。本発明は、この発見に基づいてなされたものである。

[0012] 本発明は、水銀及び水銀代替材料すなわちランプ電圧形成用のハロゲン化物を実質的に封入しないで実用的な電気特性及び発光特性を有し、色偏差が少なくて、しかも寿命特性が改善された高圧放電ランプ及びこれを備えた照明装置を提供することを目白勺とする。

[0013] 本発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間を有する透光性気密容器と、透光性気密容器の放電空間内に放電を生起させる電極手段と、金属ハロゲン化物及び希ガスを含み、さらに金属ハロゲン化物は封入されている全ての金属ハロゲン化物に対する封入比率が 30質量％以上のツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物を含み、希ガスは 25°Cで 3気圧以上のキセノンである透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体とを具備し、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物および水銀を透光性気密容器内に実質的に含んでレ、な!/、ことを特徴とする。

[0014] 本発明の照明装置は、照明装置本体と、この照明装置本体内に配設された前記高圧放電ランプと、この高圧放電ランプを点灯する点灯装置とを具備して!/、ることを特徴とする。

[0015] 本発明の高圧放電ランプ装置は、前記高圧放電ランプと、発光管の一対の電極間に印加して高圧放電ランプを始動させるための高電圧ノルスを発生する高電圧パルス発生器と、高圧放電ランプの発光管及び高電圧ノルス発生器の間を接続する 9k V以上の絶縁耐カを有する電流導入系とを具備していることを特徴とする。

[0016] [透光性気密容器について]

本発明において、透光性気密容器は、放電によって発生した所望波長域の可視光を外部に導出することが可能な気密容器を意味する。透光性気密容器は、透光性を有していて、ランプの通常の作動温度に十分耐える耐火性の材料であれば、どのようなもので作られていてもよい。例えば、石英ガラスや透光性セラミックスを用いることができる。しかし、透光性セラミックスからなる透光性気密容器は、最冷部温度を高く設定して、ランプ電圧を高くするとともに、発光効率を向上させることができるので、本発明においては特に好適である。なお、透光性セラミックスとしては、透光性アルミナ、イットリウム—アルミニウム—ガーネット (YAG)、イットリウム酸化物 (YOX)と、多結晶非酸化物、例えばアルミニウム窒化物 (A1N)などの多結晶または単結晶のセラミックスなどを用いることができる。なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐ハロゲン性または耐金属性の透明性被膜を形成するか、透光性気密容器の内面を改質することが許容される。

[0017] なお、透光性セラミックス気密容器における透光性とは、放電によって発生した光を透過して外部に導出できる程度に光透過性であることをいい、透明ばかりでなぐ光拡散性であってもよい。そして、少なくとも放電空間を包囲する部分の主要部が透光性を備えていればよぐ要すれば上記主要部以外の付帯的構造を備えているときには、当該部分は遮光性であってもよい。

[0018] また、透光性気密容器は、その内部に放電空間を有している。そして、放電空間を包囲するために、透光性気密容器は、包囲部を備えている。包囲部は、その内部が適当な形状、例えば球状、楕円球状、ほぼ円柱状などの形状をなしている。放電空間の容積は、メタルハライドランプの定格ランプ電力、電極間距離などに応じてさまざまな値が選択され得る。例えば、液晶プロジェクタ用ランプの場合、 1. Occ以下にすること力 Sできる。自動車前照灯用ランプの場合、 0. 05cc以下にすることができる。また、一般照明用ランプの場合、定格ランプ電力に応じて lcc以上及び以下のいずれにすることあでさる。

[0019] 透光性セラミックス気密容器を製作するには、包囲部を一体的に成形して形成してもよいし、複数の構成部材を接合させたり、嵌合させたりして形成してもよい。例えば、包囲部の他に小径の筒部などの付帯的構造を備えている場合、包囲部の両端または一端に付帯的構造を最初から一体に成形することができる。しかし、例えば包囲部と、付帯的構造とを、それぞれ別に仮焼結してから所要に接合させて、全体を焼結することにより、一体の透光性セラミックス気密電容器を形成することもできる。また、筒状部分と端板部分とをそれぞれ別に仮焼結してから接合して、全体を焼結することにより、一体化された包囲部を形成することもできる。

[0020] また、包囲部の両端に一対の封止部を備えていることが許容される。一対の封止部は、包囲部を封止するとともに、電極の軸部がここに支持され、かつ点灯回路から電流を電極へ気密に導入するのに寄与する手段である。前記封止部は、一般的には包囲部の両端に配設されている。気密容器の材質が石英ガラスの場合、電極を封装し、かつ点灯回路から電流を電極へ気密に導入するために、好適には封止部の内部に適当な気密封止導通手段として封着金属箔を気密に埋設した構造を採用すること力 Sでさる。なお、封着金属箔は、封止部の内部に埋設されて封止部が透光性気密容器の包囲部の内部を気密に維持するのに封止部と協働しながら電流導通導体として機能するための手段である。前記封着金属箔は、透光性気密容器が石英ガラスからなる場合、材料としてはモリブデン (Mo)が最適である。封着金属箔を封止部に埋設する方法は、特段限定されないが、例えば減圧封止法、ピンチシール法及びこれらの組み合わせ法などの中から適宜選択して採用することができる。

[0021] 小径筒部の数は、一般的な一対の電極を封装する構成のためには 2つである。しかし、配設する電流導入導体の数に応じて 1つないし 3つ以上の複数であることを許容する。一対の電極を封装するために 2つの開口部を配設する場合、各小径筒部は、それぞれ離間した位置に配設される。しかし、一対の電極は、好適には管軸に沿つて離間対向している。なお、小径筒部を構成するセラミックスは遮光性であってもよい

[0022] 小径筒部には、所望により中間部材を付加することができる。即ち、透光性セラミツタス気密容器を形成したときに別体をなしているが、電流導入導体と一緒に封止後には、小径筒部として一体化される筒状の中間部材を付加的に用いることができる。

[0023] 一方、透光性気密容器が透光性セラミックスからなる場合の封止手段としては、例えばフリットガラスを透光性セラミックスと導入導体の間に流し込んで封止するフリット封着する手段が挙げられる。また、別な封止手段としては、例えばフリットガラスに代えて金属を用いる金属封着及び透光性セラミックス気密容器の封止予定の開口部を溶融させて電流導入導体に直接又は間接的に封着する手段が挙げられる。これらの各種封止手段を所望により適宜選択的に採用することができる。また、包囲部に連通する小径筒部を形成することができる。この理由は、透光性気密容器の封止部を所要の比較的低い温度に保持しながら透光性気密容器内に形成される放電空間の最冷部温度を所望の比較的高い温度に維持するためである。この構造の場合、封止部は小径筒部の端部部分に配設されるとともに、小径筒部内に電極軸を延在させて電極軸と小径筒部の内面との間にキヤビラリ一と称される僅かな隙間を小径筒部の軸方向に沿って形成する。

[0024] [電極手段について]

電極手段は、例えば透光性気密容器に封装されて放電空間に離間して臨むように配設される一対の電極によって形成することができる。この場合の電極間距離は、液晶プロジェクタなどの場合、好適には 2mm以下であり、 0. 5mmのものであってもよい。前照灯用としては中心値で 4. 2mmが規格化されている。一般照明用ランプの場合、小形で電極間距離の小さいものでは 6mm以下、中形ないし大形では 6mm以上に設定することができる。

[0025] また、電極は、後述する電流導入導体に接続して透光性セラミックス気密容器内の所定位置に支持されている。例えば、電極の基端が電流導入導体の透光性セラミツタス気密容器の内部側に位置する先端部に接続される。

[0026] 更に、電極を電極主部又は/及び電極軸部により構成することができる。電極主部は、放電の起点となる部分で、従って主として陰極及び/又は陽極として作用する部分である。電極主部は、所望により電極軸部を介さないで直接電流導入導体に接続すること力 Sできる。また、電極主部の表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じてタングステンのコイルを巻装したり、電極軸部より径大にしたりすることができる。電極が電極軸部を備えている場合、電極軸部は、電極主部と一体に、または溶接されて、電極主部の背面から後方へ突出して電極主部を支持し、かつ、電流導入導体に接続する。なお、所望により電極軸部と電流導入導体の先端部を単一のタンダステンにより一体化させることができる。 [0027] また、電極の構成材としては、耐火性で、導電性の金属、例えば純タングステン (W )、ドープ剤を含有するドープドタングステン、酸化トリウムを含有するトリエーテッドタングステン、レニウム（Re)又はタングステン一レニウム（W— Re)合金を用いて形成すること力 Sできる。なお、ドープ剤とは、例えばスカンジウム（Sc)、アルミニウム (Al)、カリウム (K)及びケィ素（Si)のグループから選択された一種または複数種を示す。

[0028] 更に、小形のランプの場合、直棒状の線材ゃ先端部に径大部を形成した線材を電極として用いること力 Sできる。中形ないし大形の電極の場合、電極軸の先端部に電極構成材製のコイルを巻回したりすることができる。なお、一対の電極は、交流で作動する場合、同一構造とするが、直流で作動する場合、一般に陽極は温度上昇が激しいから、陰極より放熱面積の大きい、従って主部が太いものを用いることができる。また、電極手段としては、透光性気密容器内に封装される一対の電極の他に、前記容器の外部に設けられて、誘導結合形放電又は誘電体放電を生起する!/、わゆる無電極形であってもよい。

[0029] [イオン化媒体について]

イオン化媒体は、本発明の特徴的構成部分であり、金属ハロゲン化物及び希ガスを含んでいる。

[0030] (金属ハロゲン化物について）

金属ハロゲン化物は、所定比率のツリウム (Tm)及びホルミウム（Ho)の少なくとも 1 種のハロゲン化物を含んでいる。上記所定比率は、透光性気密容器内に封入されている全ハロゲン化物に対して 30質量％以上である。従って、最大で 70質量％までその他の金属のハロゲン化物の添加が許容される。なお、ツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物の封入比率が 30質量％未満になると、ランプ電圧の上昇が所望の範囲まで高くならない。

[0031] また、ツリウム及びホルミウムのハロゲン化物の少なくとも 1種の上記封入比率が 50 質量％以上になれば、より一層高いランプ電圧が得られるので、好適である。

ツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物を形成するハロゲンとしては、適度の反応性を有していることからヨウ素が好適である力所望により臭素及び塩素のいずれかでもよぐまたヨウ素、臭素及び塩素のうち所望の二種以上を用いてもよい。更に、ツリウムは、その発光のピークが視感度曲線のピークに一致するので、発光効率を向上させるのに極めて効果的な発光金属である。また、ホルミウムもツリウムに類似した性質を有して!/、る。

[0032] なお、上記封入比率が 80質量％を超えると、ツリウム及びホルミウム以外のその他の金属のハロゲン化物の封入比率が相応して低下し、その結果所望の白色発光が得られなくなるので、白色発光を得る目的に対しては好ましくない。

[0033] その他の金属のハロゲン化物は、上記のように白色発光を得る以外に、ツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種に添加して封入することができる。これは、例えば発光の色度を調整したり、または発光効率を高くするなどの目的のためである。発光効率は、上記封入比率が 50〜70質量％の範囲のときに高くなる。

[0034] 上記その他の金属のハロゲン化物は、多様な目的で適宜添加することができるので、本発明では特段限定されない。以下、その他の金属のハロゲン化物の主な例について説明する。

[0035] 1. (アルカリ金属）

アルカリ金属は、全ての金属ハロゲン化物に対して 60質量％未満好ましくは 50質量％未満とすれば、ランプ電圧低下の効果が得られる。さらに、 30質量％未満程度が最適であるが、発光特性や製造性等の諸条件が許容される場合には、 3質量％未満の範囲内で封入することによって、ランプ電圧の低下は最小限に抑制される。また、発光効率、ランプ寿命改善及び光色調整、特に色偏差改善が可能になる。このような観点から、所要のランプ電圧を確保できる範囲内において、封入が許容される。なお、好ましくは 2〜8質量％、より好ましくは 3〜7質量％、なお一層好ましくは 4〜6質量％である。また、その他のアルカリ金属としては、ナトリウム（Na)、セシウム（Cs)及びリチウム（Li)のグループの一種または複数種を選択的に封入することができる。

[0036] 2. (その他の希土類金属のハロゲン化物）

ツリウム及びホルミウム以外の希土類金属のハロゲン化物として、プラセオジム（Pr) 、セリウム（Ce)及びサマリウム（Sm)からなる希土類金属の一種又は複数種のハロゲン化物を副成分として封入することができる。上記希土類金属は、ツリウムハロゲン化物及びホルミウムハロゲン化物に次いで発光金属として有用であり、所定量以下の封入比率で封入することが許容される。即ち、上記希土類金属は、そのいずれも視感度特性曲線のピーク波長付近で無数の輝線スペクトルを有するため、発光効率向上に寄与することができる。

[0037] 3. (タリウム（T1)又は/及びインジウム（In)のハロゲン化物）

タリウム（T1)又は/及びインジウム（In)のハロゲン化物は、所望の演色性及び/ 又は色温度などを得るなどの目的で副成分として選択的に封入することが許容され

[0038] (希ガスについて）

希ガスとしてのキセノン (Xe)は、室温（25°C)換算で 3気圧以上封入される。キセノンの封入圧を上記のように高くする理由は、ランプ電圧の上昇及び発光効率の向上が得られるからである。即ち、本発明においては、ツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種の上記混合比率での封入によるランプ電圧の上昇と、キセノンの上記封入圧によるランプ電圧の上昇とが共存する。これにより、所望の高いランプ電圧を得ることができる。しかし、キセノンの封入圧が 3気圧未満になると、ランプ電圧の上昇が所望の程度まで得られなくなる。そして、キセノンの封入圧が 5気圧以上になると、さらにランプ電圧上昇の効果が顕著になるので、好適である。し力、し、 15気圧を超えると、ランプ電圧上昇率が大幅に鈍る。

[0039] 一方、キセノンの封入圧と発光効率は、正の相関を示すが、 3気圧未満になると、所期の発光効率が得られない。また、 15気圧を超えると、発光効率の上昇が鈍る。以上を総合すると、キセノンの封入圧は 15気圧以下が好ましい。

[0040] [ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物または金属について]

本発明においては、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物および水銀を実質的に透光性気密容器の内部に封入しない。従来技術においては、既述のようにランプ電圧を形成するための媒体として Znlに代表されるランプ電圧形成用の金属ハロゲン

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化物には、イオン化エネルギーが 8eV以上で、かつ融点が 500°C以下の金属ハロゲン化物が含まれることが多い。なお、イオン化エネルギーが 8eV以上で、かつ融点が 500°C以下の金属ハロゲン化物としては、例えば亜鉛（Zn) ,アルミニウム（A1)及びマンガン（Mn)のハロゲン化物がある。 [0041] 本発明の場合、ツリウムハロゲン化物及びホルミウムハロゲン化物の少なくとも 1種を所定比率封入し、かつキセノンを 3気圧以上封入することで、所望のランプ電圧が形成される。従って、上記ハロゲン化物又は水銀を実質的に封入しない。なお、実質的に封入しないとは、例えば全封入物質の 1質量％以下の不純物程度に含む場合は許容されるとレ、う意味である。

[0042] ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物は、本発明において透光性気密容器内に封入するハロゲン化物に比較して蒸気圧が高くて、高圧放電ランプにおけるランプ電圧を主として決定する作用がある。なお、「蒸気圧が大きい」とは、点灯中の蒸気圧が高いことを意味する力 S、水銀のように大きすぎる必要はなぐ好ましくは点灯中の気密容器内の圧力は 5気圧程度以下である。従って、上記の条件を備えていれば特定の金属のハロゲン化物に限定されない。

[0043] また、ランプ電圧形成用のハロゲン化物は、主としてランプ電圧を形成する金属ハロゲン化物により構成される。例えばマグネシウム（Mg)、鉄（Fe)、コバルト（Co)、クロム（Cr)、亜鉛（Zn)、ニッケル（Ni)、マンガン（Mn)、アルミニウム（A1)、アンチモン (Sb)、ベリリウム（Be)、レニウム（Re)、ガリウム（Ga)、チタン (Ti)、ジルコニウム（Zr) 及びハフニウム（Hf)力、らなるグループから選択された一種または複数種の金属のハロゲン化物を主体として用いることができる。そして、その殆どが水銀より蒸気圧が低ぐまたランプ電圧の調整範囲が水銀より狭い。しかし、必要に応じてこれらを複数種混合して封入することにより、ランプ電圧の調整範囲を拡大することができる。例えば、 Allが不完全蒸発の状態になっていて、し力、も所望のランプ電圧が得られていない

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場合に Allを追加してもランプ電圧は変わらない。

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[0044] これに対して、 Allの追加に代えて Znlを添加すれば、 Znlの作用により生じる分

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のランプ電圧が加算される。従って、ランプ電圧を増加させることができる。さらに、他のランプ電圧形成用のハロゲン化物を添加すれば、より高いランプ電圧を得ることができる。

[0045] さらに、ランプ電圧形成用のハロゲン化物は、透光性気密容器内に封入される前記ハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい金属のハロゲン化物でもある。「前記ハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい」とは、絶対的な意味で可視光の発光が少ないという意味ではなぐ相対的な意味である。なぜなら、確かに Feや Niは、紫外域発光の方が可視域発光より多いが、 Ti、 Al及び Znなどは可視域に発光が多い。従って、これらの可視域発光の多い金属を単独で発光させると、エネルギーが当該金属に集中するので、可視域発光が多い。

[0046] ランプ電圧形成用ハロゲン化物の中で、 Feや Niは紫外域発光が多いが、 Ti, Alおよび Znなどは単独で発光させた場合には可視光域に発光が多い。しかし、前記 Ti, Al及び Znといったランプ電圧形成用ハロゲン化物は、発光させるのに必要なェネルギー準位が、 Tmをはじめとする主に発光に寄与するハロゲン化物（発光用ハロゲン化物）を発光させるのに必要なエネルギー準位よりも高い。そのため、両者を同時に封入してランプを点灯させた場合には、エネルギー準位の低!/、発光用ハロゲン化物による可視光城発光が相対的に支配的となり、ランプ電圧形成用ハロゲン化物による発光は少ない。

[0047] 従って、後者のハロゲン化物は、可視光の発光が禁止されるものではなぐ放電ランプが放射する全可視光に対する割合が小さくて影響が少ないものである。ところが、両ハロゲン化物を混合した状態で併用した高圧放電ランプは、後述のようにランプ特性上不都合があることが本発明者等の実験で明らかになった。

[0048] [高電圧ノルス発生器について]

高電圧パルス発生器は、高圧放電ランプの始動時に高電圧パルスを発生して高圧放電ランプの電極間に印加して高圧放電ランプを始動させるための手段である。高圧放電ランプが水銀フリーの場合、水銀入りの高圧放電ランプに印加する高電圧パルスより波高値の極端に高い高電圧パルスが必要である。

しかし、本発明において、高電圧発生器の具体的な構成は、特段限定されない。既知の回路及び実装構造を適宜採用して所望の波高値の高電圧パルスを発生する高電圧ノルス発生器を構成することができる。

[0049] [電流導入系について]

電流導入系は、高圧放電ランプと高電圧パルス発生器との間を電気的に接続する導電体手段である。電流導入系は、高電圧パルス発生器から発生する高電圧パルスで絶縁劣化や絶縁破壊が生じないように 9kV以上、好適には 25kV以上の絶縁耐性を有しているように構成されている。絶縁耐性を上記のように高めるための手段は、本発明において特段限定されないが、絶縁耐性を高めるための既知の手段を適宜採用すること力でさる。

[0050] また、電流導入系の具体的な構成は、本発明にお!/、て特段限定されな!/、。例えば、高圧放電ランプ側において、電気的接続及び高圧放電ランプの機械的な支持のために、口金を配設する場合、当該口金は、電流導入系の一部をなす。また、高圧放電ランプに高電圧パルス発生器及び点灯回路を導電的に接続し、かつ高圧放電ランプを機械的に支持するための手段としてランプソケットを用いる場合がある。この場合、当該ランプソケットもまた電流導入系の一部をなす。勿論、高電圧パルス発生器と高圧放電ランプとの間に介在する導電線、例えばケーブル、コネクタ及び端子などの導電体も電流導入系を構成する。

[0051] [その他の構成について]

本発明においては、以下の構成を所望により選択的に付加することができる。 1. (外管）

透光性気密容器、一対の電極及び放電媒体を備えた構成部分を発光管として、この発光管を外管の内部に配設することができる。外管は、任意所望の形状及び大きさにすること力 Sできる。また、外管の内部を外部に対して気密にし、かつ真空ないし減圧状態に保持して発光管の最冷部温度を高めてもよいし、発光管の材質が石英の場合は外気に連通させてもよい。外気に対して気密にする場合、必要に応じてアルゴン、窒素などの不活性ガスを封入することができる。さらに、外管は、石英ガラス、硬質ガラスや軟質ガラスなどの透光性材料を用いて形成することができる。

[0052] 2. (反射ミラー）

透光性気密容器を反射ミラー内の所定の位置に固定的に配設することができる。なお、反射ミラーには、ガラス基体の内面に赤外線透過 ·可視光反射形のダイクロイックミラーを形成した物を用いることができる。

[0053] 3. (定格ランプ電力）

本発明において、高圧放電ランプの定格ランプ電力は、広範囲の値の中から自由に設定することができ、例えば数 kW以下の任意の値に設定することができる。用途においても多様であることを許容し、例えば自動車前照灯用、プロジェクシヨン用、一般照明用などに適している。従って、定格ランプ電力及び用途に応じて適当な形状及び大きさの気密容器、適当な値の電極間距離ならびに適当な値の放電媒体の封人量とすること力 Sでさる。

[0054] [本発明の高圧放電ランプの作用につ!/、て]

本発明の高圧放電ランプの作用は以下のとおりである。

1.実用的な高いランプ電圧が得られる。本発明において、イオン化媒体中のッリウム及びホルミウムの少なくとも 1種は、所定封入比率で封入すると、ランプ電圧を高くすること力 Sできる。また、キセノンを所定圧力で封入することにより、ランプ電圧が高くなる。そうして、本発明においては、上記両者のランプ電圧上昇作用によって所望のランプ電圧が得られる。

[0055] 従って、本発明においては、従来技術におけるような Znlなどのイオン化エネルギ

2

一が 8eV以上で、かつ融点が 500°C以下の金属ハロゲン化物からなるランプ電圧形成用のハロゲン化物や水銀を封入しなくても所要の実用的なランプ電圧を得ることができる。

[0056] 2.実用的な発光特性が得られる。本発明においては、ツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物を所定封入比率で封入していることにより、白色系の発光を高効率で発光する。従って、本発明においては、所要の実用的な発光効率を得ること力 Sでさる。

[0057] 3.色偏差が減少する。本発明においては、ツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物を所定封入比率で封入し、ランプ電圧形成用のハロゲン化物として例えば Znlを封入しない。これにより、色度図における Xが増加し、かつ yが減少する

2

傾向がある。その結果、プラスの色偏差値が小さくなり、黒体放射ラインに接近する方向に色度が改善される。これに対して、例えば既知の封入物である Scl — Nal系

3 において、 Znlを封入しないと、色度図における X及び yがともに増加して、プラスの

2

色偏差値がさらに大きくなつてしまうという問題がある。

[0058] 4.ランプ寿命が改善される。（1)本発明においては、吸湿性の高いランプ電圧形成用のハロゲン化物を封入しないので、不純物の水分が透光性気密容器の内部に持ち込まれなくなる。その結果、ランプ寿命が改善される。（2)ランプ電圧形成用のノ、ロゲン化物を封入しないことにより、当該ハロゲン化物と透光性気密容器との反応によって生じる白濁が発生しなくなる。その結果、ランプ寿命が改善される。

[0059] 5.製造コストの上昇を回避できる。本発明においては、ランプ電圧形成用のハロゲン化物を封入しないので、ペレット製造上の既述の問題がない。そのため、製造コストの上昇を回避できる。

[0060] 本発明の照明装置は、照明装置本体と、照明装置本体内に配設された本発明の高圧放電ランプと、高圧放電ランプを点灯する点灯装置とを具備して!/、ることを特徴としている。

[0061] 本発明において、照明装置とは、本発明の高圧放電ランプを光源とする装置を含む概念であり、例えば照明器具、標識灯、表示灯、光化学反応装置である。また、照明装置本体とは、照明装置から高圧放電ランプを除外した残余の全てをいう。

[0062] [本発明におけるその他の態様につ!/、て]

本発明の高圧放電ランプ装置におけるその他の態様として、以下に述べる第;!〜 1 1の態様の一部又は全部の態様を採用することができる。

(第 1の態様）

第 1の態様は、高圧放電ランプと高電圧ノルス発生器の間の距離が、高圧放電ランプの定格ランプ電力が 50〜150Wでは 60〜500mm、定格ランプ電力が 150超〜400Wでは 80〜500mm、定格ランプ電力力 00超〜 1000Wでは 130〜500m m離間している。なお、上記距離は、高圧放電ランプの発光管の中心位置と高電圧ノレス発生器の重心位置との間の空間的直線距離をいうものとする。上記距離がそれぞれの定格ランプ電力において、下限値未満になると、高電圧パルス発生器は、高圧放電ランプの点灯時における高い動作温度の影響を受けて、その温度上昇が激しくなるために故障しやすくなる。

[0063] 一方、定格ランプ電力の如何にかかわらず上記距離が上限値の 500mmを超えると、高電圧ノルス発生器においては十分な波高値及びパルス電力であっても、高電圧ノルスの減衰量が大きくなりすぎる。その結果、高圧放電ランプに印加される高電圧ノルスの波高値ゃノルス電力カ、高圧放電ランプの確実な始動に必要な値より低くなつてしまう。なお、上記距離の上限が 300mm以内であれば、高電圧パルスの減衰は実際上少なくなり、十分な波高値及びパルス電力を有する高電圧ノ^レスを印加すること力 Sできる。上記距離の上限は、定格ランプ電力に応じて 150〜200mmであれば、高電圧パルス電圧の減衰が一層低減するので、最適である。

[0064] (第 2の態様）

第 2の態様は、高圧放電ランプが垂直点灯や斜め点灯など水平点灯以外の点灯姿勢である。このような点灯姿勢は、主として一般照明用途に適用されている。

[0065] (第 3の態様）

第 3の態様は、高圧放電ランプの定格ランプ電力が 50W以上、好ましくは 70W以上である。このような定格ランプ電力は、主として一般照明用途に適用される。

[0066] (第 4の態様）

第 4の態様は、高電圧パルス発生器と点灯主回路 (バラスト）との間が 2m以上離間している。この場合の距離は、高電圧ノルス発生器と点灯主回路の間を接続している導電線、例えばケーブルの長さで表すものとする。なお、上記距離は好ましくは 10 m以上である。高圧放電ランプの場合、高電圧ノルス発生器は、高圧放電ランプと比較的接近して配置されるが、点灯主回路は高圧放電ランプからかなり離間して配置されることもあるので、このような配置例に対しても本発明の高圧放電ランプ装置が正常に作動するように構成されている。

[0067] (第 5の態様）

第 5の態様は、高電圧ノルス発生器と高圧放電ランプが機械的に一体化されている。本態様において、高圧放電ランプと高電圧パルス発生器とは、口金及びランプソケットを用いないで分離不納に一体化されている。本態様において、高圧放電ランプと高電圧パルス発生器とは、一体化された状態で照明装置に対して着脱される。

[0068] (第 6の態様）

第 6の態様は、高圧放電ランプが口金を具備しており、高電圧ノルス発生器力ランプソケットを具備している。本態様において、高圧放電ランプと高電圧ノルス発生器とは、口金及びランプソケットの間で着脱可能になっている。本態様において、高圧放電ランプは、高電圧パルス発生器から分離された状態で照明装置に対して着脱すること力 Sでさる。

[0069] (第 7の態様）

第 7の態様は、高電圧パルス発生器と高圧放電ランプの間が電流導入系に含まれる導電線で接続されている。そして、高圧放電ランプが導電線の部分で高電圧パルス発生器力、ら分離可能に構成されている。なお、導電線の分離部分にコネクタを介揷させて、当該コネクタで分離するように構成することができる。

[0070] (第 8の態様）

第 8の態様は、第 7の態様において、高電圧パルス発生器と点灯主回路との間が第 2の導電線を介して接続され、かつ高電圧パルス発生器が第 2の導電線の部分で点灯主回路から分離可能に構成されている。なお、第 2の導電線の分離部分にコネクタを介揷させて、当該コネクタで分離するように構成することができる。

[0071] (第 9の態様）

第 9の態様は、高圧放電ランプ点灯中の高電圧ノルス発生器の内部最大温度が 1 70°C以下、好適には 120°C以下に保持されるように構成されている。このために、既知の放熱手段や熱絶縁手段を適宜高電圧パルス発生器に適用することができる。

[0072] (第 10の態様）

第 10の態様は、本発明の高圧放電ランプ装置に加えて点灯主回路 (バラスト）を具備している。なお、本態様において、点灯主回路は、どのような構成であってもよい。また、交流点灯及び直流点灯のいずれの点灯方式であってもよい。交流点灯の場合、例えばインバータを主体とする電子化点灯回路を構成することができる。所望により、インバータの入力端子間に接続する直流電源に昇圧チヨツバまたは降圧チヨツバなどの直流一直流間変換回路を付加することができる。直流点灯の場合、例えば上記直流一直流間変換回路を主体とする電子化点灯回路を構成することができる。

[0073] (第 11の態様）

第 11の態様は、本発明の高圧放電ランプ装置を備えた照明装置である。この照明装置は、照明装置本体と、照明装置本体に配設された本発明の高圧放電ランプ装置と、高圧放電ランプ装置中の高圧放電ランプを点灯する点灯主回路と、を具備していることを特 ί毁としている。 [0074] 本態様において、照明装置は、高圧放電ランプを光源とする全ての装置を含む概念である。例えば、屋外用及び屋内用の各種照明器具、自動車前照灯、画像または映像投射装置、標識灯、信号灯、表示灯、化学反応装置、検査装置などである。

[0075] 照明装置本体は、照明装置から高圧放電ランプ装置及び点灯主回路を除いた残余の部分をいう。

点灯主回路は、照明装置本体から離間した位置に配置されるのであってもよい。

[0076] (発明の効果）

本発明によれば、水銀及び水銀代替材料，即ちランプ電圧形成用のハロゲン化物を実質的に封入しないで実用的な電気特性及び発光特性を有し、色偏差が少なくて、寿命特性が改善され、し力、もペレット製造上の問題がない高圧放電ランプ及びこれを備えた照明装置を提供することができる。

[0077] 本発明によれば、水銀フリーの高圧放電ランプ及び高電圧パルス発生器の間を 9k V以上の絶縁耐性を有する電流導入系で接続したことにより、始動が容易で、しかも長期間にわたり信頼性の高い始動性を有して実用的な高圧放電ランプ装置を提供すること力 Sでさる。

[0078] また、本発明によれば、上記に加えて高電圧ノルスの減衰が低減されるとともに高電圧ノルス発生器が故障しに《て、しかも多様な照明器具への適合性が良好で取扱いが容易で実用的な高圧放電ランプ装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0079] [図 1]図 1は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第 1の形態を示す断面図である。

[図 2]図 2は、ツリウムハロゲン化物の封入比率とランプ電圧及び発光効率との関係を園 3]図 3は、キセノンの封入圧とランプ電圧及び発光効率との関係を示すグラフであ園 4]図 4は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第 2の形態を示す正面図である。

園 5]図 5は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての天井埋込ダウンライトを示す断面図である。

[図 6]図 6は、本発明の高圧放電ランプ装置を実施するための第 1の形態を示す高圧放電ランプ装置全体の正面図である。

[図 7]図 7は、図 6の分解正面図である。

[図 8]図 8は、本発明の実施例において、高圧放電ランプと高電圧パルス発生器の間の距離を変化させた場合の高電圧ノ^レスの減衰及び高電圧ノ^レス発生器の動作温度の変化を試験した結果を示すグラフである。

[図 9]図 9は、本発明を実施するための第 2の形態を示す分解正面図である。

[図 10]図 10は、本発明を実施するための第 3の形態を示す分解正面図である。

[図 11]図 11は、本発明を実施するための第 4の形態を示すブロック回路図である。発明を実施するための最良の形態

[0080] 以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図 1は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第 1の形態を示す断面図である

。本形態の高圧放電ランプは、一般照明用や自動車前照灯用など多様な用途に適応し得るメタルハライドランプである。高圧放電ランプは、透光性気密容器 1、一対の電極 2, 3、一対の電流導入導体 4, 5、一対のシール材 6, 7及びイオン化媒体からなる。なお、上記各構成要素は、所要に組み立てられ一体化されて発光管 ITを構成し、外管（図示せず）内に封装されて、使用に供される。

[0081] 透光性気密容器 1は、透光性セラミックス、例えば透光性多結晶アルミナセラミックスからなる。透光性気密容器 1は、包囲部 l a及びこの包囲部 laと一体の一対の小径筒状部 lb, lbを備えていて、一体成形された構造をなしている。包囲部 laは、俵形をなし、中間の円筒部とその両端に連続する一対の半球部からなる。小径筒状部 lb は、細長いパイプ状をなしていて、先端が包囲部 laの半球部の中央部に連通してい

[0082] 電極 2, 3は、ドープドタングステンの棒状体からなる。電極 2の一方の先端は透光性気密容器 1の包囲部 laの内部に臨み、他方の先端は電流導入導体 4の先端に突合せ溶接されている。電極 2の中間部は、小径筒状部 lbの内部に周囲に僅かな隙間であるキヤピラリーを形成しながら揷通している。電極 3の一方の先端は透光性気密容器 1の包囲部 laの内部に臨み、他方の先端は電流導入導体 5の先端に突合せ溶接されている。電極 3の中間部は、小径筒状部 lbの内部に周囲に僅かな隙間であるキヤピラリーを形成しながら揷通している。

[0083] 電流導入導体 4は、夫々直列に接続した封着性部分 4a及び耐ハロゲン性部分 4b を備えている。電流導入導体 5は、夫々直列に接続した封着性部分 5a及び耐ハログン性部分 5bを備えている。封着性部分 4aは、ニオブの棒状体からなり、シール材 6と協働して透光性気密容器 1を封止しているとともに、基端が透光性気密容器 1の外部に露出している。封着性部分 5aは、ニオブの棒状体からなり、シール材 7と協働して透光性気密容器 1を封止しているとともに、基端が透光性気密容器 1の外部に露出している。耐ハロゲン性部分 4bは、モリブデンの棒状体からなり、その基端が封着性部分 4aの先端に突合せ溶接されて透光性気密容器 1の小径筒部 lbの内部に揷入されている。また、その先端部に電極 2の基端が溶接されている。耐ハロゲン性部分 5b は、モリブデンの棒状体からなり、その基端が封着性部分 5aの先端に突合せ溶接されて透光性気密容器 1の小径筒部 lbの内部に揷入されている。また、その先端部に電極 3の基端が溶接されて!/、る。

[0084] シール材 6, 7は、フリットガラス即ちセラミックスコンパウンドの溶融固化体からなる。

シール材 6は、小径筒状部 lb内に進入して、小径筒状部 lb内に位置する電流導入導体 4の封着性部分 4aと小径筒状部 lb内面との間の隙間に充填されるとともに、封着性部分 4aの表面が透光性気密容器 1内に露出しな!/、ように包囲して!/、る。シール材 7は、小径筒状部 lb内に進入して、小径筒状部 lb内に位置する電流導入導体 5 の封着性部分 5aと小径筒状部 lb内面との間の隙間に充填されるとともに、封着性部分 5aの表面が透光性気密容器 1内に露出しな!/、ように包囲して!/、る。

[0085] イオン化媒体は、金属ハロゲン化物及び希ガスからなる。金属ハロゲン化物は、ッリゥム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物を全ハロゲン化物に対して 30質量％以上の割合で含んでいる。また、イオン化エネルギーが 8eV以上で、かつ融点力 S500°C以下の金属ハロゲン化物または金属を含んでいない。希ガスは、室温換算 (25°C)で 3気圧以上のキセノンからなる。

[0086] (実施例 1) 実施例 1は、図 1に示すメタルハライドランプである。

透光性気密容器：一体成形、包囲部長 8mm、最大内径 2. 9mm、肉厚 0. 5mm、全 34mm、

一対の電極：電極間距離 4. 2mm、

イオン化媒体： Tml —NaI(75:25質量％)=2mg、Xel3気圧、

3

電気特性：ランプ電圧 55V、ランプ電力 30W、

発光特性：発光効率 97 lm/W

色偏差 duv. :0. 0030

(実施例 2)

イオン化媒体： Hoi —NaK75:25質量％)=2mg、 Xel3気圧、

3

その他は実施例 1と同じ。

電気特性：ランプ電圧 52V、ランプ電力 30W、

発光特性：発光効率 94 lm/W

色偏差 duv. :0. 0020

(比較例 1)

イオン化媒体： Tml —NaI(75:25質量％)=lmg、 Znl =lmg、Xel3気圧、

3 2 その他は実施例 1と同じ。

電気特性：ランプ電圧 70V、ランプ電力 30W、

発光特性：発光効率 100 lm/W,

色偏差 duv. :0. 0070

(実施例 3)

イオン化媒体： Tml —NaI(75:25質量％)=2mg、Xe5気圧、

3

その他は実施例 1と同じ。

電気特性：ランプ電圧 40V、ランプ電力 30W、

発光特性：発光効率 87 lm/W

色偏差 duv. :0. 0050

(実施例 4)

イオン化媒体： Tml —NaI—TlI(40:40:20質量％)=2mg、Xel3気圧、電気特性：ランプ電圧 45V、ランプ電力 30W、

発光特性：発光効率 97 lm/W

色偏差 duv. : 0. 0080

上記実施例 1及び 2は、比較例 1と比較するとイオン化媒体に Znlを含んでいない

2

点で共通している。しかし、ランプ電圧については比較例 1に及ばないものの、十分実用に供し得る範囲内である。また、発光効率については比較例 1とほぼ同等であるといえる。さらに、色偏差については、比較例に比較して極めて良好であり、特にホノレミゥムハロゲン化物を封入する実施例 2の場合、色偏差が頗る小さ!/、。

[0087] 上記実施例 3は、実施例 1と比較するとキセノンの封入圧が 5気圧に低下していて、ランプ電圧、発光効率がともに実施例 1のそれより低いものの、実用に供し得る範囲内である。また、色偏差については、実施例 1のそれより大きいものの、比較例 1に比較すれば明らかに小さい。

[0088] 上記実施例 4は、実施例 1と比較すると、ハロゲン化物に T1Iを追加している点で異なり、ランプ電圧、発光効率がともにやや低いが、十分実用的な範囲内である。しかし、色偏差につ!/、ては比較例 1に比べてやや劣る。

[0089] 図 2は、ツリウムハロゲン化物の封入比率とランプ電圧及び発光効率との関係を示すグラフである。図 2において、横軸はツリウムハロゲン化物の全ハロゲン化物に対する封入比率（質量％)を、縦軸は右側がランプ電圧 (V)、左側が発光効率 lm/Wを夫々示す。また、図 2中の線 (a)はランプ電圧を、線 (b)発光効率を夫々示す。

[0090] 図 2から理解できるように、ランプ電圧については、ツリウムハロゲン化物の封入比率が 30%以上であれば、実用的なランプ電圧が得られる。これに対して、 30%未満ではランプ電圧が低くて実用的でなくなる。

[0091] また、発光効率については、ツリウムハロゲン化物の封入比率が 30%以上であれば、高くて実用的な発光効率が得られる。これに対して、上記封入比率が 30%未満になると、発光効率が急激に低下してしまい、実用的でなくなる。

[0092] 図 3は、キセノンの封入圧とランプ電圧及び発光効率との関係を示すグラフである。

図 3において、横軸はキセノンの封入圧（気圧）を、縦軸は右側がランプ電圧 (V)、左側が発光効率 lm/Wを夫々示す。また、図中の線 (a)はランプ電圧を、線 (b)は発光効率を夫々示す。

[0093] 図 3から理解できるように、ランプ電圧については、キセノンの封入圧が 3気圧以上であれば、実用的なランプ電圧が得られる。これに対して、 3気圧未満ではランプ電圧が急激に低くなり、実用的なランプ電圧が得られない。

[0094] また、発光効率につ!/、ては、キセノンの封入圧が 3気圧以上であれば、発光効率が高くなり、実用的な発光効率が得られる。これに対して、上記封入比率が 3気圧未満になると、発光効率が急激に低下してしまい、所要のランプ電圧が得られないので、実用的でなくなる。

[0095] 図 4は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第 2の形態を示す正面図である。図 4において、図 1と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本形態は、定格ランプ電力 100W形のメタルノヽライドランプであり、発光管 ITが外管 OT内に収納されている。なお、図中、 SGはシユラウドガラス、 SFは発光管支持部材、 Gはゲッタ、 Bは口金である。

[0096] 外管 OTは、硬質ガラスからなる T形バルブを用いている。そして、内部に発光管 IT 、シュラウドガラス SG及び発光管支持部材 SFなどの部材を所定の位置に収納している。また、外管 OTは、図 4において下部に位置するネック部にフレアステム 11を封着して備えている。フレアステム 11は、一対の内部導入線 12a, 12bを外管 OT内へ気密に突出させて備えている。

[0097] 発光管 ITは、図 1に示すものと同様な構成である。そして、上部の電流導入導体 4 が後述する接続片 13に溶接されて支持されるとともに、発光管支持部材 SFを介して内部導入線 12aに接続している。また、発光管 ITは、その下部の電流導入導体 5が、接続導体 14に溶接されて支持されているとともに、接続導体 14を介して内部導入線 12bに接続している。

[0098] シュラウドガラス SGは、石英ガラス製の円筒体からなり、発光管 ITの周囲を離間状態にして包囲するとともに、発光管支持部材 SFに支持されている。

[0099] 発光管支持部材 SFは、支持枠 15、一対の支持プレート 16, 16及び接続片 13からなる。支持枠 15は、ステンレス鋼棒を縦長の変形コ字形に屈曲してなり、内部導入線 12aに接続している。一対の支持プレート 16, 16は、ステンレス鋼板をほぼ円盤状に形成してなり、支持枠 15に固定されている。また、一対の支持プレート 16, 16の中央部には通孔が形成されており、透光性気密容器 2の一対の小径筒部 2b、 2bを上記通孔に揷通させている。これにより、発光管 ITを外管 OTの管軸位置に定置しているとともに、発光管 ITをその管軸方向に支持している。接続片 13は、支持枠 15の上部に溶接されて!/、て、発光管 ITの図にお!/、て上方の電流導入導体 4に接続してレ、る。 1対の支持プレート 16, 16は、シュラウドガラス SGの上下端面に嵌合してそれらの間にシュラウドガラス SGを挟持するとともに、発光管支持部材 SFに固定されている。従って、シュラウドガラス SGは、 1対の支持プレート 16, 16を介して発光管支持部材 SFに支持されている。

[0100] ゲッタ Gは、発光管支持部材 SFの上部に支持されているパフォーマンスゲッタである。口金 Bは、 E26形ねじ口金からなり、外管 OTのネック部に装着されている。口金 Bは、外管 OTを気密に介して一対の内部導入線 12a, 12bに接続している。

[0101] (実施例 5)

実施例 5は、図 4に示すメタルノ、ライドランプである。

透光性気密容器：一体成形、包囲部長 18mm、最大内径 10mm、肉厚 0. 7mm、全; fe40mm、

一対の電極：電極間距離 1 Omm、

イオン化媒体： Tml -NaI (75 : 25 r%) =4mg, Xel3¼j±,

3

電気特性：ランプ電圧 70V、ランプ電力 100W、

発光特性：発光効率 97 lm/W、

色偏差 duv. : 0. 0030、

実施例 5によれば、イオン化媒体が実施例 1と同じであるが、ランプ電圧は 70Vにな

[0102] 図 5は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての天井埋込形ダウンライトを示す断面図である。図 5において、天井埋込形ダウンライトからなる照明装置 21 は、高圧放電ランプ 22及び照明器具本体 23を備えて構成されている。高圧放電ランプ 22は、図 4に示す本発明の高圧放電ランプを実施するための第 2の形態におけるのと同じ構成である。 [0103] 照明器具本体 23は、天井埋込形ダウンライト本体であり、基体 24、反射板 25を具備している。基体 24は、天井に埋め込まれるために、下端に天井面当接縁 26を備えている。反射板 25は、基体 24に支持されているとともに、高圧放電ランプ 22の発光中心がそのほぼ焦点に位置するように包囲している。

[0104] 図 6,図 7及び前記図 1は、本発明の高圧放電ランプ装置を実施するための第 1の形態を示し、図 6は高圧放電ランプ装置全体の正面図、図 7は分解正面図を示す。また、高圧放電ランプの一構成である発光管の拡大断面図は、図 1に述べたとおりである。高圧放電ランプ装置は、高圧放電ランプ MHL、高電圧パルス発生器 IG及び電流導入系 CM1を具備している。また、高圧放電ランプ MHLは、高電圧パルス発生器 IGから発生する高電圧ノルスの印加により始動して、点灯主回路 OCにより点灯を持続する。

[0105] 高圧放電ランプ MHLは、発光管 IT、リード線 Ll、絶縁チューブ T、外管 ΟΤ及び口金 Βを主たる部品として構成されて!/、る。

発光管 ITは、前述したように、透光性気密容器 1、電極 2, 3、電流導入導体 4, 5、シール材 6, 7及び放電媒体からなる。

[0106] リード泉 L1は、図 6において、その先端が後述する外管 OTの図 6において下側の部分を気密に貫通して発光管 ITの下方の電流導入導体 5の基端に溶接により接続して、発光管 ITを外管 OT内の所定の位置に支持している。なお、発光管 ITの図において上側の電流導入導体 4は、図示を省略している他方のリード線により上記と同様に支持されている。また、他方のリード線は、管軸に沿って延在して後述する口金 B内に導出され、図示されていない一方の口金端子に接続している。これに対して、上記リード泉 L1は、中間部が後述する外管 OTに沿って折り返されて口金 B内に導入されて口金 Bに配設された他方の口金端子に接続してレ、る。

[0107] 絶縁チューブ Tは、セラミックスのチューブからなり、リード線 L1を被覆している。外管 OTは、内部に発光管 ITを収納していて、内部が外気に対して気密になっている。口金 Bは、外管 OTの一端部に装着されている。

[0108] 高電圧ノルス発生器 IGは、ランプソケット LSを一体に備えて!/、る。そして、高電圧ノルス発生器 IGは、図示を省略しているが、その出力する高電圧ノルスがランプソケット LSに印加されるように、ランプソケット LSに導電的に接続している。従って、高圧放電ランプ MHLは、その口金 Bがランプソケット LSに装着されることで、高電圧パノレス発生器 IG及び後述する点灯主回路 OCに着脱自在に接続する。なお、図 7は、高圧放電ランプ MHLがランプソケット LSから離脱した状態を示している。

[0109] 電流導入系 CM1は、高電圧ノルス発生器 IGの出力端力も発光管 ITに至る導電路に介在している導電体手段であり、本形態においてはランプソケット LS及び高圧放電ランプ MHLの口金 Bを含んで!/、る。

[0110] 点灯主回路 OCは、始動した高圧放電ランプ MHLを持続的かつ安定にアーク放電させる回路手段である。なお、点灯主回路 OCは、高圧放電ランプ装置とともに高圧放電ランプ点灯装置を構成する。また、点灯主回路 OCと高圧放電ランプ装置との間は、第 2の電流導入系 CM2により導電的に接続しているが、空間的には離間して配置することが可能になっている。

[0111] (実施例 6)

透光性セラミックス気密容器:一体成形の透光性アルミナセラミックス製、包囲部；長さ 18mm、最大外径 13mm、小径筒部；外径 2. 7mm、長さ 14mm、

3

定格ランプ電力：150W、

高電圧パルス発生器：高電圧ノルス 24kV、動作温度 90°C、

電流導入系の絶縁耐性：28kV、

高圧放電ランプと高電圧ノルス発生器の距離： 180mm

(比較例 2)

透光性気密容器：石英ガラス製、包囲部；長さ 10mm、最大外径 10mm、イオン化媒体： Scl -Nal-Znl : 0. 4mg、 XelO気圧、

3 2

定格ランプ電力： 70W、

高電圧パルス発生器：高電圧ノルス 24kV、動作温度 90°C、

電流導入系の絶縁耐性：28kV、

高圧放電ランプと高電圧ノルス発生器の距離： 70mm

図 8は、本発明の実施例において、高圧放電ランプと高電圧パルス発生器の間の距離を変化させた場合の高電圧パルスの減衰及び高電圧パルス発生器の動作温度の変化を試験した結果を示すグラフである。図 8において、横軸は高圧放電ランプと高電圧ノルス発生器の間の距離 (mm)を、縦軸は左側が高電圧ノルスのランプ印加値/発生器出力値、右側が高電圧パルス発生器の動作温度相対値 (°C)を夫々示す。なお、試験に供した高電圧ノレスは、 25kV, 2MHzである。また、高電圧パノレス発生器の動作温度は、重心位置における動作温度である。図中の曲線 (a)は高電圧ノ^レスの減衰の程度を示し、曲線 (b)は高電圧パルス発生器の動作温度を示す。

[0112] 図 8から理解できるように、曲線 (a)によれば、高圧放電ランプ MHLと高電圧パルス発生器 IGの間の距離が 500mm以下であれば、高圧放電ランプ MHLの始動が確実になることが分かる。この理由は、高電圧ノレスが減衰しても当初の約 75%の 19k V以上で印加できるためである。また、曲線 (b)によれば、高圧放電ランプと高電圧ノルス発生器の間の距離が 60mm未満になると、高電圧パルス発生器 IGの温度上昇が大きくなりすぎる。従って、試験に供した定格ランプ電力 150Wの高圧放電ランプ MHLの場合、高圧放電ランプ MHLと高電圧ノルス発生器 IG間の距離は、 60〜 500mmの範囲が適当であることが分かる。

[0113] 以下、図 9乃至図 11を参照して本発明を実施するためのその他の形態について説明する。なお、図 6と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

図 9は、本発明を実施するための第 2の形態を示す分解正面図である。本形態は、高電圧パルス発生器 IGと点灯主回路 OCとの間を接続する第 2の電流導入系 CM2 が分離可能になっている。なお、図示を省略しているが、第 2の電流導入系 CM2の分離は、介在させているコネクタの部分で行うように構成されている。また、コネクタは、導電線の中間部、導電線と高電圧パルス発生器 IGとの接続部または導電線と点灯主回路 OCとの接続部に配設することができる。

[0114] 図 10は、本発明を実施するための第 3の形態を示す分解正面図である。本形態は、ランプソケット LSと高電圧ノレス発生器 IGとが分離していて、両者間が導電線 CW で接続している。従って、本形態において、口金 B、ランプソケット LS及び導電線 CW が電流導入系 CM1に含まれる。図 11は、本発明を実施するための第 4の形態を示すブロック回路図である。本形態は、点灯主回路 OCが昇圧チヨッパ BUT及びフルブリッジ形インバータ FBIにより構成されてレ、て、直流電源 DCから供給される直流を矩形波低周波交流電圧に変換して高圧放電ランプ MHLに供給するとともに、高電圧パルス発生器 IGに電源を供給する。

Claims

請求の範囲

[1] 内部に放電空間を有する透光性気密容器と、

透光性気密容器の放電空間内に放電を生起させる電極手段と、

金属ハロゲン化物及び希ガスを含み、さらに金属ハロゲン化物は封入されている全ての金属ハロゲン化物に対する封入比率が 30質量％以上のツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物を含み、希ガスは 25°Cで 3気圧以上のキセノンである透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体とを具備し、

ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物および水銀を透光性気密容器内に実質的に含んで!/、な!/、ことを特徴とする高圧放電ランプ。

[2] ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物または金属は、イオン化エネルギーが 8eV 以上で、かつ融点が 500°C以下であることを特徴とする請求項 1記載の高圧放電ランプ。

[3] イオン化媒体は、全ての金属ハロゲン化物に対する封入比率が 50質量％以上のツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物を含んでいることを特徴とする請求項 1記載の高圧放電ランプ。

[4] イオン化媒体は、全ての金属ハロゲン化物に対する封入比率が 80質量％以下のツリウム及びホルミウムの少なくとも 1種のハロゲン化物を含んでいることを特徴とする請求項 1記載の高圧放電ランプ。

[5] イオン化媒体は、 5気圧以上のキセノンを含んでいることを特徴とする請求項 1記載の高圧放電ランプ。

[6] 照明装置本体と、この照明装置本体内に配設された請求項 1乃至 5のいずれか一記載の高圧放電ランプと、この高圧放電ランプを点灯する点灯装置とを具備してレ、ることを特徴とする照明装置。

[7] 請求項 1記載の高圧放電ランプと、

発光管の一対の電極間に印加して高圧放電ランプを始動させるための高電圧パルスを発生する高電圧パルス発生器と、

高圧放電ランプの発光管及び高電圧ノルス発生器の間を接続する 9kV以上の絶縁耐カを有する電流導入系とを具備していることを特徴とする高圧放電ランプ装置。

[8] 高圧放電ランプと高電圧パルス発生器とは、高圧放電ランプの定格ランプ電力が 5

0〜； 150Wでは 60〜500mm、定格ランプ電力力 150超〜 400Wでは 80〜500mm

、定格ランプ電力が 400超〜 1000Wでは 130〜500mm離間していることを特徴とする請求項 7記載の高圧放電ランプ装置。

[9] 高圧放電ランプと高電圧パルス発生器とは、機械的に一体化されていることを特徴とする請求項 7記載の高圧放電ランプ装置。

[10] 高圧放電ランプと高電圧パルス発生器とは、機械的に一体化されていることを特徴とする請求項 8記載の高圧放電ランプ装置。

[11] 高圧放電ランプは口金を有しており、前記高電圧パルス発生器は、高圧放電ランプの口金を受容するランプソケットを一体に有して!/、ることを特徴とする請求項 7乃至

10のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置。