(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管の放電空間の両端近傍に配設された一対の主電極と、点灯時における最冷点温度部が放電空間の両端近傍よりも中央側になるように放電空間の両端近傍を保温する保温手段とを備え、発光管は上記一対の主電極が上下方向に沿って位置するように配設されたものであって、上下方向において発光管の放電空間の上側で主電極が封止された電極封止部を備え、保温手段は、上下方向における発光管の管壁外表面の下端部に主電極よりも高い位置まで設けた第１の保温膜と、上下方向における発光管の管壁外表面の上端部において当該上端部と当該電極封止部との境界近傍に設けた第２の保温膜を備え、点灯時における第１の保温膜の上端の温度と放電空間の下端部の主電極近傍の第１の保温膜の温度との温度差を５０℃以内とすることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
上下方向において発光管の放電空間の上側で主電極の近傍に配置される始動補助電極と、当該主電極および始動補助電極が封止された電極封止部とを備え、当該電極封止部の表面積を当該電極封止部からの放熱が抑制されるように小さくしてなることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
上記電極封止部内でそれぞれ主電極、始動補助電極と各電極導入線との間に挿入された一対の金属箔導体を備え、上記一対の金属箔導体は厚み方向で重なるように対向配置されてなることを特徴とする請求項２記載のメタルハライドランプ。
【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てなる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高輝度、高効率、高演色性という特長をもつことから幅広い分野で用いられている。一般的なメタルハライドランプには、ランプを始動させるための希ガスと、バッファガスの役割を果たす水銀と、所望の光を発する金属ハロゲン化物が封入されている。例えば、金属ハロゲン化物として、沃化ナトリウム、沃化タリウム、及び沃化インジウムが発光管に封入されたメタルハライドランプや、金属ハロゲン化物として沃化ナトリウム及び沃化スカンジウムが発光管に封入されたメタルハライドランプが広く利用されている。
【０００３】
しかし、ランプが多数設置されている場所では、いわゆる青みが強い、あるいは赤みが強い等と言われる全体の色の感じからずれたランプがある場合や、数が少なくても隣のランプとの比較で色ムラとして問題となることがある。例えば、赤成分の光を主に発する沃化ナトリウム、緑成分の光を主に発する沃化タリウム、及び青成分の光を主に発する沃化インジウムが発光管に封入されたメタルハライドランプでは以下の原因により色ムラが発生する。
【０００４】
ランプの点灯中は、水銀、沃化タリウム、沃化インジウムはほとんど蒸発している。これに対し、沃化ナトリウムは、点灯中に消耗することを考慮して発光管に余剰に封入されているので、ランプの点灯中であっても大部分が液状で発光管内の温度の一番低い場所（いわゆる最冷点）に存在している。ところで、最冷点の温度（以下、最冷点温度と称す）は、例えば電源電圧の変動によるランプ入力の変動や製造時の形状ばらつき等の様々な要因でばらつきを生じ、このメタルハライドランプでは、最冷点部温度にばらつきがあるとナトリウムの蒸発量が変化してナトリウムの発光強度が変化するので、３原色の発光バランスがくずれて色ムラが発生する。すなわち発光管の最冷点温度が低い場合にはナトリウムの発光強度が低下し青みを帯び、発光管の最冷点温度が高い場合にはナトリウムの発光強度が上昇し赤みを帯びることになる。
【０００５】
一方、沃化ナトリウム及び沃化スカンジウムが発光管に封入されたメタルハライドランプの場合には、スカンジウムが連続したスペクトルで発光しているので、ナトリウムの発光強度が少々変化しても光色の変化は目立ちにくい。
【０００６】
しかしながら、光特性をほぼ一定に保ったまま入力を変化させることにより光出力を自由に変化させる点灯（いわゆる調光点灯）は、以下の理由から実現が困難であった。
【０００７】
金属の発光量は金属ハロゲン化物の蒸気圧に依存するが、封入された水銀や金属ハロゲン化物は、温度に対する蒸気圧特性が全て異なるので、それぞれの蒸発量は最冷点温度の変化により大きく影響を受ける。したがって、発光量は最冷点温度の影響を大きく受ける。そこで、メタルハライドランプにおいては、所望の発光色が得られるように定格ランプ電力時の最冷点温度に合わせて水銀や金属ハロゲン化物の封入比率等のランプ設計を行なっている。
【０００８】
このようにして設計されたメタルハライドランプにおいて、入力電力を増減させると、最冷点温度がそれに伴って上下し、各金属の発光スペクトルがそれぞれ変動するので、色バランスが崩れてしまったり、光色が大幅に変化してしまう。例えば、アルゴン、水銀、沃化ナトリウム及び沃化スカンジウムが発光管に封入されたメタルハライドランプにおいて、入力電力を定格電力よりも下げると、ナトリウム及びスカンジウムの発光は大幅に弱まる。それに対して水銀は、蒸気圧が高いので、多少最冷点温度が低下しても発光は弱まらない。したがって、入力電力を定格時よりも下げると、ナトリウムやスカンジウムの発光に対して水銀の発光の相対比率が高まるので、光色に対する水銀の発光の影響が増加する。ここにおいて、水銀は主に青領域に発光を持っているので、ランプからの放射光は白色から青白い色に変化し、光色に大きな変化を生じてしまう。
【０００９】
また、発光物質としてヨウ化スカンジウムの代わりにヨウ化セリウムを封入した場合にも同様の効果が生じ、ランプへの入力電力を定格時よりも下げると光色に大きな変化を生じてしまう。
【００１０】
このような光色の変化を低減させたメタルハライドランプとして、沃化ナトリウムおよび沃化スカンジウムを封入したランプは、特開平６−８４４９６号公報（以下、従来例１と称す）、特開平６−１１１７２号公報（以下、従来例２と称す）、特開平８−２０３４７１号公報（以下、従来例３と称す）に開示されたメタルハライドランプがある。
【００１１】
また、最冷点温度や発光物質が効率、寿命、アークの安定性に与える影響については、例えば特開昭５５−３２３５５号公報（以下、従来例４と称す）、特開昭５６−１０９４４７号公報（以下、従来例５と称す）に開示されている。
【００１２】
また、ヨウ化セリウムを封入したランプは、米国特許第３，７８６，２９７号（以下、従来例６と称す）に開示されている
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例１ないし従来例３には、ランプへの入力電力を変化させた時の色温度の変化、演色評価数の変化について開示されているが、発光管の最冷点温度の影響や発光物質の封入量、封入比率が色特性へ与える影響について明確な記載がない。そして、従来例１ないし従来例３に開示されたランプでは、ランプ個々における発光管の封止部の形状、寸法のばらつき、ランプ電力のばらつき等のようなランプ製造段階で生じるランプばらつき、電源電圧の変動や安定器出力のばらつき等により、光色にばらつきが生じているのが現状である。さらに、ランプへ供給される電力（または電圧）が低下した場合に、発光効率の低下が大きい。
【００１４】
また、上述した従来例４及び従来例５には、最冷点温度や発光物質が効率、寿命、アークの安定性に与える影響について開示されているが、色特性への影響については開示されていない。また、従来例４及び従来例５に記載されたランプ全て定格点灯時の特性について言及したものであり、ランプ電力、電源電圧変動による色特性のばらつきについては解消できていない。
【００１５】
また、従来例６においては、セラミック発光管における封入物がヨウ化セリウムとヨウ化ナトリウムを封入したセラミック発光管の条件が記載されているが、ばらつき改善方法に関しては開示されておらず、このときの発光効率の変化についても開示されていない。
【００１６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、電源電圧変動あるいは安定器出力のばらつき、ランプ製造段階で生じるランプばらつき等が発生してもランプ点灯時の発光色の色ばらつきが少なく、しかも、調光点灯時の発光効率の低下が少なく色温度変化が少ないメタルハライドランプを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、発光管の放電空間の両端近傍に配設された一対の主電極と、点灯時における最冷点温度部が放電空間の両端近傍よりも中央側になるように放電空間の両端近傍を保温する保温手段とを備え、発光管は上記一対の主電極が上下方向に沿って位置するように配設されたものであって、上下方向において発光管の放電空間の上側で主電極が封止された電極封止部を備え、保温手段は、上下方向における発光管の管壁外表面の下端部に主電極よりも高い位置まで設けた第１の保温膜と、上下方向における発光管の管壁外表面の上端部において当該上端部と当該電極封止部との境界近傍に設けた第２の保温膜を備え、点灯時における第１の保温膜の上端の温度と放電空間の下端部の主電極近傍の第１の保温膜の温度との温度差を５０℃以内とすることを特徴とするものであり、点灯時における最冷点温度部が放電空間の両端近傍よりも中央側になるように放電空間の両端近傍を保温する保温手段を備えていることにより、電源電圧変動あるいは安定器出力のばらつき、ランプ製造段階で生じるばらつき等が発生してもランプ点灯時の発光色の色ばらつきを少なくすることができ、また、調光点灯時の発光効率が定格点灯時の発光効率に比べて低下するのを抑制することができるとともに、調光点灯時の色温度の変化を少なくすることができる。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上下方向において発光管の放電空間の上側で主電極の近傍に配置される始動補助電極と、当該主電極および始動補助電極が封止された電極封止部とを備え、当該電極封止部の表面積を当該電極封止部からの放熱が抑制されるように小さくしてなることを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、上記電極封止部内でそれぞれ主電極、始動補助電極と各電極導入線との間に挿入された一対の金属箔導体を備え、上記一対の金属箔導体は厚み方向で重なるように対向配置されてなることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本実施形態のメタルハライドランプは、図１に示すように、一端部に口金１０を設けた外管３内に発光管１が収納されている。要するに、外管３は発光管１を包んでいる。発光管１は外管３に溶着されたステム４に接続された２つの発光管支柱５を介して外管３に支持されている。ここに一方の発光管支柱５の一部は発光管１の側方を通るように配置されている。また、外管３の内部（外管３と発光管１の間の空間）は不活性ガスたる窒素が封入されている。
【００２３】
発光管１は石英ガラス等により円筒状に形成され、少なくとも数種類の金属ハロゲン化物（主としてハロゲン化ナトリウム及びハロゲン化セリウム、またはハロゲン化スカンジウム）と希ガスとが封入されている。
【００２４】
発光管１の長手方向の両端部内には、それぞれ発光管１の両端の電極封止部１１に封着された主電極たる電極２，２が配設されている。すなわち、一対の電極２，２が、発光管１の放電空間の両端近傍に配設されている。電極２は、電極封止部１１内で例えばモリブデンよりなる金属箔導体８の一端に接続されている。金属箔導体８の他端は電極導入線９を介して発光管支柱５に接続されている。
【００２５】
発光管１は上記一対の電極２，２が上下方向（図１においては左右方向）に沿って位置するように配設されたものであって、発光管１の上端部（図１における左端部）および下端部（図１における右端部）の管壁外表面には、酸化ジルコニウム等からなる保温膜１４が設けられている（保温膜１４は、図１中にクロスハッチングを施した部位に設けられている）。ここに、発光管１の下端部側の保温膜１４は、電極封止部１１及び電極２周囲を覆うように設け（電極２よりも高い位置まで設け）、発光管１の上端部側の保温膜１４は、電極封止部１１との境界近傍に設けてある。また、外管３の他端部側でジルコニウム・アルミニウムゲッタ７が取り付けられている。外管３内が真空である場合には、上記一方の発光管支柱５には外管３の上記一端部側でバリウムゲッタ６が取り付けられる。さらに、本実施形態では、発光管１を囲む円筒状のスリーブ１２が外管３内に収納されている。ここに、スリーブ１２は、発光管支柱５に接続されたスリーブ支柱１３により支持されている。なお、口金１０は、発光管支柱５、電極導入線９、金属箔導体８を介して電極２と電気的に接続されている。また、スリーブ１２は透光性材料により形成されている。
【００２６】
図１に示したメタルハライドランプを点灯させる放電灯点灯装置は、始動時に両電極２，２間へ印加するパルス電圧を発生させるパルス発生器（始動装置）を内蔵した安定器等を介して商用電源に接続される（図示せず）。ここにおいて、安定器はメタルハライドランプへ供給する電力を変化させる機能を有しており、該安定器が点灯手段を構成している。要するに、この放電灯点灯装置では、安定器によってメタルハライドランプに供給される電力を変化させることができ、メタルハライドランプの調光が可能になる。
【００２７】
ところで、本実施形態では、発光管１の管壁外表面の上端部および下端部に設けた保温膜１４が、点灯時における最冷点温度部が放電空間の両端近傍よりも中央側になるように放電空間の両端近傍を保温する保温手段を構成している。ここにおいて、保温膜１４の形成位置や材料は、点灯時における発光管１の下端部側の保温膜１４の上端の温度と放電空間の下端近傍の当該保温膜１４の温度との温度差を５０℃以内とするように設計されている。
【００２８】
しかして、本実施形態のメタルハライドランプでは、点灯時における最冷点温度部が放電空間の両端近傍よりも中央側になるように放電空間の両端近傍を保温する保温手段を備えていることにより、定格点灯時に高い発光効率が得られるとともに調光点灯時の発光効率の低下を抑制することができ、また、電源電圧変動あるいは安定器出力のばらつき、ランプ製造段階で生じるばらつき等が発生してもランプ点灯時の発光色の色ばらつきを少なくすることができ、また、発光管１に封入する発光物質の比率を変化させた場合にも、色ばらつきを小さくしたまま、発光色を設計することが可能となる。
【００２９】
なお、最冷点温度の上限については限定していないが、該上限は発光管１の材料の耐熱温度等に応じて適宜設定することが望ましい。また、本実施形態では、発光管１の材料を石英ガラスとしているが、発光管１の材料として透光性セラミックスを用いても良い。発光管の材質をセラミックとした場合、上記保温手段として発光管１の両端部に金属膜よりなる保温膜を塗布したり、発光管１の両端部にタンタル（Ｔａ）などの薄膜を巻きつけてもよい。
【００３０】
ところで、図２に示すように発光管１の管壁外表面の上端部（図２における左端部）に設ける保温膜１４は、発光管１の管壁外表面の上端部において上端部と電極封止部１１との境界近傍に設けることが望ましい。また、上下方向において発光管１の放電空間の上側で電極２の近傍に始動補助電極を設けるようにしてもよく、この場合には電極２と始動補助電極とが封止された電極封止部１１の表面積を当該電極封止部１１からの放熱が抑えられるように小さくすることが望ましい。ここに、始動補助電極も電極２と同様に電極封止部１１内で電極２用の金属箔導体８とは別に設けた金属箔導体に接続されるが、始動補助電極が接続される金属箔導体を電極２が接続される金属箔導体と厚み方向で重なるように対向配置して、当該電極封止部１１の表面積を小さくし、当該電極封止部１１での放熱を抑制することが望ましい。
【００３１】
（実施例１）
実施形態にて説明したメタルハライドランプにおいて、石英ガラス製の発光管１の中央部の内径を約１８ｍｍ、上記電極２間の距離を約５０ｍｍとし、発光管１内に３．７０×１０−６ｍｏｌ／ｃｍ３の沃化ナトリウム（ＮａＩ）、８．００×１０−６ｍｏｌ／ｃｍ３の沃化セリウム（ＣｅＩ３）を封入し、上記保温手段として図２に示すように発光管１の上端部（図２における左端部）および下端部（図２における右端部）の両方の管壁外表面に酸化ジルコニウムからなる保温膜１４を塗布したメタルハライドランプを作成した。ここにおいて、発光管１の上端部における保温膜１４は、図２に示すように発光管１の上端部と電極封止部１１との境界近傍にだけ形成されている。また、比較例１として、図３に示すように発光管１に保温膜１４を設けていないメタルハライドランプ、比較例２として、図４に示すように発光管１の下端部（図４における右端部）のみに保温膜１４を設けたメタルハライドランプ、比較例３として、図５に示すように発光管１の上端部（図５における右端部）と下端部（図５における左端部）とに同じように保温膜１４を設けたメタルハライドランプをそれぞれ作成した。ここに比較例３では、発光管１の上端部においても下端部同様、電極２を覆うように保温膜１４が形成されている。なお、実施例１と各比較例１〜３とでは、沃化ナトリウム及び沃化セリウム各々の封入量を上記封入量で固定してある。
【００３２】
下記表１に実施例１および各比較例１〜３それぞれのメタルハライドランプの点灯実験を行った結果を示す。点灯実験では、安定器出力及び電源電圧の変動による発光効率の変化や、色温度のばらつきを評価するために、ランプ電力を変化（定格ランプ電力よりも減少）させたときの最冷点温度の変化を測定した。なお、ランプ個々のばらつきは発光管１の最冷点温度の変化で代用できると考えた。
【００３３】
表１には、ランプ入力電圧を「Ｖｓ（Ｖ）」の欄、ランプ電圧を「Ｖｌａ（Ｖ）」の欄、ランプ電流を「Ｉｌａ（Ａ）」の欄、ランプ電力を「Ｗｌａ（Ｗ）」の欄、色温度を「Ｔｃ（Ｋ）」の欄、定格ランプ電力（４００Ｗ）時の色温度を基準としたときの各ランプ電力での色温度の変化幅を「△Ｔｃ（Ｋ）」の欄、発光効率を「η（ｌｍ／Ｗ）」の欄に、それぞれ記載してある。
【００３４】
また、表１において、「上端部温度（℃）」の欄に示した値は図６におけるＣ点の温度、「下端部温度（℃）」の欄に示した値は図６におけるＡ点の温度、「温度差（℃）」の欄に示した値はＣ点の温度とＡ点の温度との温度差である。
【００３５】
なお、実施例１および比較例１〜３それぞれの最冷点温度部は保温膜１４の有無や形成位置などによって変化し図６に示すＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ｅ点の５箇所のいずれかであった。ここに、Ａ点は電極２の付け根の部分、Ｂ点は発効管１の長手方向（図６における左右方向）において電極２と同じ位置の部分（つまり、上下方向において同じ高さとなる部分）、Ｃ点は発光管１の下端部の管壁外表面に設けた保温膜１４の上端、Ｄ点はいわゆるチップオフ部、Ｅ点はＢ点と対向する電極２の付け根部分である。
【００３６】
また、表１の「堆積位置」の欄には、点灯時に発光物質が堆積している位置を示している。例えば、「Ａ〜Ｂ」と記載している例では、図６においてＡ点からＢ点までの範囲に発光物質が堆積していることを示している。「Ａ〜ＣおよびＥ」と記載している例では、図６においてＡ点からＣ点までの範囲およびＥ点に発光物質が堆積していることを示している。
【００３７】
【表１】
0003601413.tif 000002
【００３８】
表１の結果から、実施例１のような部位に保温膜１４を設けたメタルハライドランプでは、定格ランプ電力（４００Ｗ）時の発効効率ηが比較例１〜３に比べて高く、調光点灯時（定格ランプ電力よりも低い電力で点灯させた時）の発光効率ηを比較例１〜３に比べて高くなっていることが分かる。また、色温度の変化幅△Ｔｃも比較例１〜３に比べて小さくなっていることが分かる。
【００３９】
比較例１では、Ａ点からＢ点までの範囲に発光物質が堆積しているが、これは発光管１に保温膜１４を設けていないので、他の比較例２，３や実施例１に比べて全体的に温度が低く発光物が蒸発しにくい状態であって、発光管１の下端部の温度が低くなっていることにより、この部分に発光物質が堆積しやすくなるためである。
【００４０】
比較例２では、発光管１の下端部に保温膜１４を設けているので、保温膜１４近傍では発光管１の表面温度が上昇するが、調光点灯時には保温膜１４を設けていない上端部の温度が低くなるので、Ｅ点に発光物質が堆積する。
【００４１】
比較例３では、発光管１の両端部に保温膜１４を同じように塗布してあるので、保温膜１４を塗布した周辺で発光管１の表面温度が上昇するが、下端部の温度の方が上端部の温度より低くなり、Ａ点からＢ点の範囲に発光物質が堆積する。
【００４２】
これらの比較例１ないし３に対して、実施例１では、図６におけるＣ点からＤまでの範囲の表面温度が最も低くなり（つまり、両端部よりも中央側の部位が最冷点温度部となる）、この部分に発光物質が堆積するが、発光物質の蒸発が盛んに行われ、発光効率が上昇する。このような現象は定格点灯時に限らず調光点灯時にも起こるので、調光点灯時にも調光時にも発光効率が高く、色温度の変化が小さくなる。
【００４３】
以上の結果から、発光管１の外表面に塗布する保温膜１４の塗布部位により、最冷点部分が変化することが分かり、保温膜１４の塗布部位を制御することにより、定格ランプ電力（４００Ｗ）で点灯する時のみならず調光点灯時にも高い発光効率が得られ、しかもランプ電力を減少させた調光点灯時における色温度の変化を小さくできることがわかった。
【００４４】
（実施例２）
実施形態にて説明したメタルハライドランプにおいて、石英ガラス製の発光管１の中央部の内径を約１８ｍｍ、上記電極２間の距離が約５０ｍｍとし、発光管１内に約７．４１×１０−６ｍｏｌ／ｃｍ３の沃化ナトリウム（ＮａＩ）、約６．５２×１０−６ｍｏｌ／ｃｍ３の沃化スカンジウム（ＳｃＩ３）を封入し、上記保温手段として図２に示すように発光管１の上端部（図２における左端部）および下端部（図２における右端部）の両方の管壁外表面に酸化ジルコニウムからなる保温膜１４を塗布したメタルハライドランプを作成した。ここにおいて、発光管１の上端部における保温膜１４は、図２に示すように発光管１の上端部と電極封止部１１との境界近傍にだけ形成されている。また、比較例４として、図３に示すように発光管１に保温膜１４を設けていないメタルハライドランプ、比較例５として、図４に示すように発光管１の下端部のみに保温膜１４を設けたメタルハライドランプ、比較例３として、図６に示すように発光管１の両端部に同じように保温膜１４を設けたメタルハライドランプをそれぞれ作成した。ここに比較例３では、発光管１の上端部においても下端部同様、電極２を覆うように保温膜１４が形成されている。なお、実施例２と各比較例１〜３とでは、沃化ナトリウム及び沃化スカンジウム各々の封入量を上記封入量で固定してある。
【００４５】
下記表２に実施例２および各比較例４〜６それぞれのメタルハライドランプの点灯実験を行った結果を示す。点灯実験では、安定器出力及び電源電圧の変動による発光効率の変化や、色温度のばらつきを評価するために、ランプ電力を変化（定格ランプ電力よりも減少）させたときの最冷点温度の変化を測定した。なお、ランプ個々のばらつきは発光管１の最冷点温度の変化で代用できると考えた。
【００４６】
なお、表２の見方は表１と同様なので説明を省略する。
【００４７】
【表２】
0003601413.tif 000003
【００４８】
表２の結果から、実施例２のような部位に保温膜１４を設けたメタルハライドランプでは、定格ランプ電力（４００Ｗ）時の発効効率ηが比較例４〜６に比べて高く、調光点灯時（定格ランプ電力よりも低い電力で点灯させた時）の発光効率ηを比較例４〜６に比べて高くなっていることが分かる。また、色温度の変化幅△Ｔｃも比較例４〜６に比べて小さくなっていることが分かる。
【００４９】
比較例４では、Ａ点からＢ点までの範囲に発光物質が堆積しているが、これは発光管１に保温膜１４を設けていないので、他の比較例５，６や実施例２に比べて全体的に温度が低く発光物が蒸発しにくい状態であって、発光管１の下端部の温度が低くなっていることにより、この部分に発光物質が堆積しやすくなるためである。
【００５０】
比較例５では、発光管１の下端部に保温膜１４を設けているので、保温膜１４近傍では発光管１の表面温度が上昇するが、調光点灯時には保温膜１４を設けていない上端部の温度が低くなるので、Ｅ点に発光物質が堆積する。
【００５１】
比較例６では、発光管１の両端部に保温膜１４を同じように塗布してあるので、保温膜１４を塗布した周辺で発光管１の表面温度が上昇するが、下端部の温度の方が上端部の温度より低くなり、Ａ点からＢ点の範囲に発光物質が堆積する。
【００５２】
これらの比較例４ないし６に対して、実施例２では、図６におけるＣ点からＤまでの範囲の表面温度が最も低くなり（つまり、両端部よりも中央側の部位が最冷点温度部となる）、この部分に発光物質が堆積するが、発光物質の蒸発が盛んに行われ、発光効率が上昇する。このような現象は定格点灯時に限らず調光点灯時にも起こるので、調光点灯時にも調光時にも発光効率が高く、色温度の変化が小さくなる。
【００５３】
以上の結果から、発光管１の外表面に塗布する保温膜１４の塗布部位により、最冷点部分が変化することが分かり、保温膜１４の塗布部位を制御することにより、定格ランプ電力（４００Ｗ）で点灯する時のみならず調光点灯時にも高い発光効率が得られ、しかもランプ電力を減少させた調光点灯時における色温度の変化を小さくできることがわかった。
【００５４】
また、実施例２のように発光物質として沃化ナトリウム及び沃化スカンジウムを使用した実施例２のメタルハライドランプでも、発光物質として主として沃化ナトリウム及び沃化セリウムを使用した実施例１のメタルハライドランプと同様に、図２に示すような部位に保温膜１４を塗布すれば、色ばらつきを小さくしたい場合や発光効率を高めたい場合に効果的であることが分かった。
【００５５】
また、上述の結果から、発光管１の両端部に保温膜１４を塗布する場合も、単に塗布すれば良いのではなく、点灯時における最冷点温度部が放電空間の両側近傍よりも中央側になるようにする必要があることが分かる。
【００５６】
なお、上記実施例１、２では、発光管１に封入するハロゲン化物として沃化ナトリウム及び沃化セリウムを用いた場合、沃化ナトリウム及び沃化スカンジウムを用いた場合について説明したが、他の金属ハロゲン化物を用いた場合でも上記保温手段を設けることにより実施例１、２と同様の効果が得られる。また、ランプの設置状態に伴う点灯方向（例えば２つの電極２が上下に位置する方向や２つの電極２が左右に位置する方向）、発光管のサイズ、希ガスの封入圧力、定格ランプ電力などは上記実施例に限定されるものではない。
【００５７】
（実施例３〜４）
ところで、上記各実施例１，２で説明したメタルハライドランプでは、発光管１内に始動補助電極を設けていないので、始動にパルス発生器等の始動装置が必要であり、安定器のコストが高くなってしまう。これに対して、実施例３，４で実施形態にて説明したメタルハライドランプにおいて、始動補助電極２ａを設け、石英ガラス製の発光管１の中央部の内径を約１８ｍｍ、上記電極２，２間の距離を約５０ｍｍとし、発光管１内に約３．７０×１０−６ｍｏｌ／ｃｍ３の沃化ナトリウム（ＮａＩ）、約６．５２×１０−６ｍｏｌ／ｃｍ３の沃化スカンジウム（ＳｃＩ３）を封入してある。また、実施例４では上記保温手段として図７に示すように発光管１の上端部（図７における左端部）および下端部（図７における右端部）の両方の管壁外表面に酸化ジルコニウムからなる保温膜１４を塗布してある。また、実施例３では上記保温手段として図９に示すように発光管１の上端部（図９における左端部）および下端部（図９における右端部）の両方の管壁外表面に酸化ジルコニウムからなる保温膜１４を塗布してある。また、比較例７では図８に示すように発光管１の上端部（図７における左端部）および下端部（図７における右端部）の両方の管壁外表面に酸化ジルコニウムからなる保温膜１４を塗布してある。ここにおいて、実施例３，４では始動補助電極２ａと電極２とを封止した側の電極封止部１１の表面積を比較例７に比べて小さくしてある。なお、実施例３，４と比較例７とでは、沃化ナトリウム及び沃化スカンジウム各々の封入量を上記封入量で固定してある。
【００５８】
下記表３に実施例３，４および比較例７それぞれのメタルハライドランプの点灯実験を行った結果を示す。点灯実験では、安定器出力及び電源電圧の変動による発光効率の変化や、色温度のばらつきを評価するために、ランプ電力を変化（定格ランプ電力よりも減少）させたときの最冷点温度の変化を測定した。なお、ランプ個々のばらつきは発光管１の最冷点温度の変化で代用できると考えた。
【００５９】
なお、表３の見方は表１と同様なので説明を省略する。
【００６０】
【表３】
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【００６１】
表３から明らかなように、比較例７のように始動補助極２ａと電極２とが封止された電極封止部１１の表面積が比較的大きなメタルハライドランプでは、当該電極封止部１１での放熱効果が大きく、発光管１の端部の表面温度が低下し、調光点灯時に保温膜１４の両端の温度差が大きくなり、５０℃を超えてしまうことがある。
【００６２】
これに対して、実施例４のように電極封止部１１の表面積を小さくすることにより、当該電極封止部１１での放熱効果が低くなって、発光管１の温度分布が改善され、保温膜１４の両端の温度差が小さくなり、比較例７に比べて、定格点灯時の発光効率η、調光点灯時の発光効率ηおよび色温度変化幅ΔＴｃも改善された。
【００６３】
また、実施例３のように主電極たる電極２に接続された金属箔導体８と始動補助電極２ａに接続された金属箔導体８’とを厚み方向で重なるように対向配置して封止することにより、電極封止部１１の表面積を大幅に減少することがででき、電極封止部１１からの放熱効果が減少し、発光管１の温度分布が実施例４よりもさらに改善され、定格ランプ電力での点灯時の効率、調光点灯時の効率、色温度変化幅が大幅に改善された。
【００６４】
このように発光管１の両端部の電極封止部１１の表面積も発光管１の温度分布に影響を与えることが分かった。
【００６５】
上記実施例３，４では、発光管１に封入する金属ハロゲン化物として沃化ナトリウムおよび沃化スカンジウムを用いた例について説明したが、他の金属ハロゲン化物を用いた場合でも上記保温手段を設けることにより実施例３、４と同様の効果が得られる。また、ランプの設置状態に伴う点灯方向（例えば２つの電極２が上下に位置する方向や２つの電極２が左右に位置する方向）、発光管のサイズ、希ガスの封入圧力、定格ランプ電力などは上記実施例に限定されるものではない。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３の発明は、発光管の放電空間の両端近傍に配設された一対の主電極と、点灯時における最冷点温度部が放電空間の両端近傍よりも中央側になるように放電空間の両端近傍を保温する保温手段とを備え、発光管は上記一対の主電極が上下方向に沿って位置するように配設されたものであって、上下方向において発光管の放電空間の上側で主電極が封止された電極封止部を備え、保温手段は、上下方向における発光管の管壁外表面の下端部に主電極よりも高い位置まで設けた第１の保温膜と、上下方向における発光管の管壁外表面の上端部において当該上端部と当該電極封止部との境界近傍に設けた第２の保温膜を備え、点灯時における第１の保温膜の上端の温度と放電空間の下端部の主電極近傍の第１の保温膜の温度との温度差を５０℃以内とするものであり、点灯時における最冷点温度部が放電空間の両端近傍よりも中央側になるように放電空間の両端近傍を保温する保温手段を備えていることにより、電源電圧変動あるいは安定器出力のばらつき、ランプ製造段階で生じるばらつき等が発生してもランプ点灯時の発光色の色ばらつきを少なくすることができるという効果があり、また、調光点灯時の発光効率が定格点灯時の発光効率に比べて低下するのを抑制することができるとともに、調光点灯時の色温度の変化を少なくすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示す概略構成図である。
【図２】同上の他の構成例における保温膜の塗布部位の説明図である。
【図３】比較例１の発光管の説明図である。
【図４】比較例２の発光管の説明図である。
【図５】比較例３の発光管の説明図である。
【図６】最冷点温度の測定位置の説明図である。
【図７】実施例４の発光管の説明図である。
【図８】比較例７の発光管の説明図である。
【図９】実施例３の発光管の説明図である。
【符号の説明】
１  発光管
２  電極
３  外管
４  ステム
５  発光管支柱
６  バリウムゲッタ
７  ジルコニウム・アルミニウムゲッタ
８  金属箔導体
９  電極導入線
１０  口金
１１  電極封止部
１２  スリーブ
１３  スリーブ支柱
１４  保温膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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