(57)【要約】本発明は、セラミック壁部を具えた放電容器（３）を有するメタルハライドランプであって、この放電容器（３）が、イオン化可能な充填剤を含む放電空間を包囲しており、このイオン化可能な充填剤が、Ｈｇに加えて、ある量のＮａ、Ｃａ及びＴｌのハロゲン化物を含んでいるメタルハライドランプに関するものである。本発明によれば、イオン化可能な充填剤が、ハロゲン化物の総モル量に対して２０〜５０％のモル量のＣａＩ2 を含むようにする。ハロゲン化物の総モル量に対するＣａＩ2のモル量を２５〜３５％とするのが好ましい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック壁部を具えた放電容器を有するメタルハライドランプであって、
この放電容器が、イオン化可能な充填剤を含む放電空間を包囲しており、
このイオン化な充填剤が、Ｈｇに加えて、ある量のＮａ、Ｃａ及びＴｌのハロゲン化物を含んでいるメタルハライドランプにおいて、
前記イオン化可能な充填剤が、前記ハロゲン化物の総モル量に対して２０〜５０％のモル量のＣａＩ2 を含んでいることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
請求項１に記載のメタルハライドランプにおいて、
前記ハロゲン化物の総モル量に対するＣａＩ2のモル量が２５〜３５％であることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のメタルハライドランプにおいて、
前記放電容器が酸素ディスペンサを含んでいることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項４】
請求項３に記載のメタルハライドランプにおいて、
前記酸素ディスペンサがＣａＯを含んでいることを特徴とするメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック壁部を具えた放電容器を有するメタルハライドランプであって、この放電容器が、イオン化可能な充填剤を含む放電空間を包囲しており、このイオン化可能な充填剤が、Ｈｇに加えて、ある量のＮａ、Ｃａ及びＴｌのハロゲン化物を含んでいるメタルハライドランプに関するものである。
【０００２】
頭書に記載した種類のランプは、国際公開パンフレットWO99/53 522 の明細書から既知である。この既知のランプはタングステン電極を有している。この既知のランプは、高い発光効率と相俟って良好な色特性を有する。この既知のランプは、例えば、屋内照明用の光源として好適なものである。このランプでは、ランプの充填剤の成分としてＮａ−ハロゲン化物を用いると演色性を良好なものとすることができるという認識をうまく利用している。この場合、ランプの点灯中に、Ｎａ−Ｄ線におけるＮａ放射の著しい幅広化及び反転がある。このことにより、放電容器の最冷点（コールドスポット）温度を高く、少なくとも１１７０Ｋ（９００℃）とする必要がある。Ｎａ−Ｄ線が反転し且つ幅広化すると、Ｎａ−Ｄ線のスペクトルはΔλだけ離れた２つの最大値を有する発光バンドの形態をとる。Ｃａが存在することにより演色評価数に好ましい影響を与える。Ｔkpの値を大きくする必要があるため、放電容器は比較的小さくなり、放電容器の壁部に石英又は石英ガラスを用いることができず、放電容器の壁部にセラミックを利用せざるを得なくする。
【０００３】
本発明の明細書及び特許請求の範囲におけるセラミック壁部とは、単結晶金属酸化物（例えばサファイア）、高密度焼結多結晶金属酸化物（例えばＡｌ2Ｏ3、ＹＡＧ）及び高密度焼結多結晶金属窒化物（例えばＡｌＮ）の材料のうちの１つから形成した壁部を意味するものである。
【０００４】
放電容器の充填剤は、Ｎａ、Ｃａ及びＴｌの他に１種以上の希土類金属を含んでおり、これにより平均演色評価数Ｒa ≧８０及び色温度Ｔc に対する所望の値を達成する。本発明の明細書及び特許請求の範囲における希土類金属とは、Ｓｃ、Ｙ及びランタニド元素を意味するものである。
【０００５】
既知のランプには、電極から気化したＷ（タングステン）が放電容器の壁部に堆積するために、この壁部の黒化がかなり早く起こるという欠点がある。放電容器の寸法が比較的小さいことにより、この壁部の黒化の影響が著しいものとなる。既知のランプの他の欠点は、ランプ点灯中に、存在する希土類金属の影響下で、放電容器の一部分、特に壁部の腐食が起こることである。このことにより、最終的にはランプが早期に寿命を迎えることになる。
【０００６】
本発明の目的は、上述した欠点を解消する手段を提供することである。この目的のために、本発明によれば、頭書に記載した種類のランプにおいて、イオン化可能な充填剤が、ハロゲン化物の総モル量に対して２０〜５０％のモル量のＣａＩ2 を含んでいることを特徴とする。
【０００７】
驚いたことに、本発明による放電ランプでは光束維持率が著しく向上することを確かめた。８０００時間の点灯時間後の発光効率は、１００時間における値の約８５％となる。既知のランプについては、８０００時間の点灯時間後の発光効率は、１００時間における値の約８０％以下である。赤色及び青色の双方に対するＣａのスペクトル的寄与が比較的大きいため、ランプ寿命中の平均演色評価数の値をＲa ≧８０にすることができる。さらに、本発明によるランプでは、色温度Ｔcを３５００Ｋまでの値とすることができる。更に、安定したＣａアルミン酸塩化合物が形成されなくなり、Ｃａの存在によりＷ−ハロゲンサイクルが促進されるため、電極のＷの気化による放電容器の壁部の黒化も著しく抑制されるという他の利点がある。
【０００８】
本発明によるランプの好適例では、ハロゲン化物の総モル量に対するＣａＩ2のモル量を２５〜３５％とする。本発明のこの例による放電ランプでは光束維持率がさらに向上する。８０００時間の点灯時間後の発光効率は、１００時間における値の約９０％となる。ランプ寿命中の平均演色評価数をＲa ≧８５にすることができる。電圧上昇率及び電圧波高率は良好である。
【０００９】
少量の遊離酸素を放電容器中に存在させることが、Ｗ−ハロゲンサイクルを起こすための必要条件である。一般的に、ランプ製造中に導入され且つ点灯状態でランプから放出される汚染物からある量の遊離酸素が発生する。放電容器の充填剤成分との反応の影響下でセラミック壁部の材料から酸素が放出されることも確かめた。酸素濃度が低すぎる場合には、ランプ点灯中のＷ−ハロゲンサイクルを充分に維持することは殆どできない。酸素濃度が高すぎる場合には、特にＷ（タングステン）電極の腐食が起きる。
【００１０】
本発明によるランプの好適例では、放電容器に酸素ディスペンサを含ませる。このことにより、放電容器中に導入する酸素が制御されるという重大な利点が得られる。ランプの適切な動作のために必要な製造の正確性及びその結果としての汚染物の減少を考慮すると、汚染物から放出されるＯ2 の量に対する濃度はあまりにも低すぎる。この好適例によるランプには、ランプ寿命中のドージング（酸素の自動供給）が可能になるという更なる利点がある。本発明によるランプの好適例では、酸素ディスペンサがＣａＯを含むようにする。ＣａＯは、放電容器の充填剤の一部を形成するようにするのが有利である。
【００１１】
放電容器の充填剤には、Ｎａ、Ｃａ及びＴｌに加えて、１種以上の金属、特にランプの色特性に影響を与える金属、例えばＩｎを含ませることができる。さらに希土類金属以外のＴｉ、Ｚｒ及びＨｆを充填剤に用いるのは好ましくない。なぜならこれら金属は比較的安定な酸化物を形成するためである。
【００１２】
ランプの色特性を良好なものとするためには、Δλの値を１２ｎｍ〜６０ｎｍとするのが望ましいことを実験により確かめた。Ｔkpの値を１２００Ｋ〜１３００Ｋの範囲とした場合、一般にΔλ値を所望の大きさにすることができると共に放電容器の壁部の最大温度を１４５０Ｋまでにすることもできる。
【００１３】
本発明のこれらの及び他の観点を、図面を参照してより詳細に説明する。
図面は線図的なものであり、各部の寸法は実際のものに正比例して描いていない。ある方向の寸法については、明確化のために特に誇張してある。可能な場合には、図において同様の構成素子に同じ参照符号を付した。
【００１４】
図１は、メタルハライドランプを、放電容器３を切断した状態で示す。この放電容器３は実際のものに正比例して描いていないが、放電空間１１を包囲するセラミック壁部を有し、この放電空間１１は、図示する例ではＨｇだけでなく、Ｎａ、Ｃａ及びＴｌのハロゲン化物をも含むイオン化可能な充填剤を有する。この充填剤は、例えばセラミックのＣａＯ含浸担体の形態の、ＣａＯ含有酸素ディスペンサを有するのが好ましい。放電容器内には、電極ロッド４４、５４とそれぞれＷを含む先端部４５、５５とを有する２つの電極４、５が配置されている。放電容器３は、少なくとも一方の側においてセラミック突出プラグ３４、３５により封止されており、突出プラグ３４、３５は、それぞれリード線４０、４１及び５０、５１を隙間をもって接近して包囲しており、これらリード線は、放電容器内に配置された電極４、５まで延在しており、突出プラグは、放電容器から離れた側の端部に隣接した融解セラミック接合部１０により気密にリード線に連結されている。放電容器の構成自体は既知である。放電容器は、一方の端部に口金２を有する外側バルブ１により包囲されている。メタルハライドランプの点灯時には電極４、５の間に放電が存在する。電極４は、口金２の一部を形成する第１電気接点に導電体８を介して接続されている。電極５は、口金２の一部を形成する第２電気接点に導電体９を介して接続されている。
【００１５】
図面を参照して説明した本発明によるランプの実際例においては、ランプの定格出力は７０Ｗであり、ランプの定格電圧は９０Ｖである。放電容器の透光性壁部の厚さは、約０．８ｍｍである。放電容器の内径は約６．８５ｍｍであり、電極の先端間の距離は約７ｍｍである。本発明によれば、イオン化可能な充填剤は、ハロゲン化物の総モル量に対して２０〜５０％のモル量のＣａＩ2 を含んでいる。ＣａＩ2のモル量は、ハロゲン化物の総モル量に対して２５〜３５％の範囲にするのが好ましい。図１の実施例においては、イオン化可能な充填剤は、４．６ｍｇのＨｇに加えて、７ｍｇの（Ｎａ＋Ｔｌ＋Ｃａ）ヨウ化物を含んでおり、この（Ｎａ＋Ｔｌ＋Ｃａ）ヨウ化物のモルパーセント組成については、ヨウ化物の総モル量に対して、Ｎａが６４ｍｏｌ％、Ｔｌが５ｍｏｌ％、Ｃａが３１ｍｏｌ％となっている（対応する重量パーセント組成では、ヨウ化Ｎａが４７．５重量％、ヨウ化Ｔｌが７．５重量％、ヨウ化Ｃａが４５重量％となる）。既知のランプにおけるヨウ化Ｃａのモルパーセント組成は、本発明のものよりもかなり高い。ヨウ化Ｃａのモルパーセントをかなり低く選択することにより、驚いたことに、メタルハライドランプの光束維持率が向上し有利である。
【００１６】
放電容器には、Ａｒも起動エンハンサとして３００ｍｂａｒの充填圧で含まれている。ランプ点灯中のＴkpは１２６５Ｋである。ランプは１００時間の間９０ルーメン／ワットの発光効率で発光する。放出光の色温度Ｔc は３１５０Ｋである。平均演色評価数Ｒa は約９０である。
【００１７】
図２は、既知のランプと比較した、本発明によるランプに対する光束維持率Ｍ（％）をランプ寿命ＬＴ（時間）の関数として示すグラフである。８０００時間の点灯時間後の本発明によるランプの発光効率（図２において×印により示す）は、１００時間における値の９０％である。８０００時間の点灯時間後の既知のランプの発光効率（図２において◆印により示す）は、１００時間における値と比較して約８０％以下である。
【００１８】
本発明による保護範囲は、これまでに説明した具体的実施例に限定されるものではない。本発明は、それぞれの新規な特徴により、またこれら特徴のあらゆる組合せにより規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明によるメタルハライドランプを、放電容器を切断した状態で示す線図である。
【図２】図２は、既知のランプと比較した、本発明によるメタルハライドランプに対する光束維持率をランプ寿命の関数として示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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