(57)【要約】【課題】小形で集光用として好適な透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプ、これを用いた高圧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】高圧放電ランプＨＰＤＬは、両端が開口した透光性セラミックス放電容器１と、先端側の開口部分が透光性セラミックス放電容器１の端部に挿入して封着されることによって透光性セラミックス放電容器１の両端部を閉塞し、かつ、先端間の距離ＬＭで対向し、基端側が透光性セラミックス放電容器１の外部に露出しているとともに封止されている一対の金属パイプ２、２と、基端部が金属パイプ２の基端側２ｂの封止部分に接続して支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器１内に距離Ｇで対向して突出している一対の電極３、３と、透光性セラミックス放電容器１内に封入された放電媒体とを具備し、上記距離の比Ｇ／ＬＭがＧ／ＬＭ＜０．８５を満足している。【選択図】図１
2004171833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した透光性セラミックス放電容器と；
先端側の開口部分が透光性セラミックス放電容器の端部に挿入して封着されることによって透光性セラミックス放電容器の両端部を閉塞し、かつ、先端間の距離ＬＭで対向し、基端側が透光性セラミックス放電容器の外部に露出しているとともに封止されている一対の金属パイプと；
基端部が金属パイプの基端側の封止部分に接続して支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器内に距離Ｇで対向して突出している一対の電極と；
透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；
を具備し、上記距離の比Ｇ／ＬＭが数式１を満足していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【数１】
2004171833.tif 000003
【請求項２】
両端が開口して直管状をなした単結晶の透光性セラミックス放電容器と；
透光性セラミックス放電容器の両端部を気密に封止している一対の封着性部材と；
基端部が封着性部材に支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器内に突出し、かつ、先端と透光性セラミックス放電容器内面との最短距離ＬＢ（ｍｍ）が数式２を満足している一対の電極と；
透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【数２】
2004171833.tif 000004
【請求項３】
管壁負荷Ｐ（Ｗ／ｃｍ２）が数式３を満足することを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
【数３】
2004171833.tif 000005
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプと；
高圧放電ランプを始動し、かつ、付勢する点灯回路と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
照明装置本体と；
照明装置本体に支持された請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプと；
高圧放電ランプを始動し、かつ、付勢する点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプ、これを用いた高圧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】透光性セラミックスを用いたランプ電力２０Ｗ程度のメタルハライド形の小形高圧放電ランプに関する技術が開発され、既に実用に供されている。
【０００３】
一方、特許文献１には、その図９および図１０に電極心棒が接続された金属リードと金属パイプとの両者を加熱溶融する技術が開示されている。また、セラミックスまたはサーメットからなる第１の部材と金属からなる第２の部材とを第１の部材に接触する主相および第２の部材に接触する中間ガラス部材を介在させることにより接合する接合体構造であって、中間ガラス部材は第２の部材に接触し、かつ、第２の部材および主相の間に存在し、主相は開口を有し、金属粉末の焼結体製で、かつ、開口にガラス相が含浸されている多孔質の骨格構造で構成されている旨記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、透光性セラミックス放電容器の両端を金属パイプで閉塞し、金属パイプの基端に電極の基端を溶着した高圧放電ランプにおいて、セラミックプラグを貫通してモリブデン製のパイプを排気管として封着し、透光性セラミックス放電容器の包囲部の最大外径と高圧放電ランプの全長との比などを最適化して、小形でありながら高い発光効率およびまたは所望の発光色を得られるようにした高圧放電ランプが記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、始動時におけるバルブの発光管部に熱応力割れを発生させないことを目的として、透光性セラミックスからなるバルブの内面と電極コイルとの間の最短距離を０．６ｍｍ以上およびまたは発光管部の最大肉厚を１．２ｍｍ以下にしたセラミック製放電ランプが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
ＥＰ  ０  ９８２  ２７８  Ａ１号（特開２００１−５８８８２号）
【特許文献２】
特開２００２−２４５９７１号
【特許文献３】
特開平１１−２０４０８６号
【発明が解決しようとする課題】ところが、特許文献１および２に記載されている金属パイプを用いて透光性セラミックス放電容器は、小形の高圧放電ランプに適した構造であるが、本発明者が同様な高圧放電ランプを製作して追試を行ったところ、設計条件によっては、始動時に金属パイプ間でグロー放電が発生することが分かった。このような場合には、グロー放電からアーク放電への転移が不可能になる。
【０００７】
一方、透光性セラミックス放電容器を用いた高圧放電ランプは、高圧ナトリウムランプおよびメタルハライドランプにおいて、高効率、長寿命な光源としてその価値が認められて普及しつつある。これらの高圧放電ランプに用いられている透光性セラミックス放電容器には、一般に多結晶アルミナセラミックスが用いられている。多結晶形の透光性セラミックスは、全透過率は高いが、直線透過率が低いという共通的な特徴がある。したがって、点灯中のアークからの放射光が透光性セラミックス放電容器を透過する際に拡散されるので、透光性セラミックス放電容器が光源の大きさとなる。
【０００８】
高圧放電ランプの用途には、プロジェクション用および自動車の前照灯用などの集光用途もあるが、このような用途の場合、直線透過率が高いため、アークの大きさが光源の大きさになり、光源をより一層小形化できるので、多結晶形の透光性セラミックスより単結晶形の透光性セラミックスの方が有利である。
【０００９】
単結晶形の透光性セラミックスは、結晶粒界が存在しないので、多結晶形に比較して熱伝導率が大きくなる。また、単結晶形の透光性セラミックスは、引き上げ法により製造するのが一般的であり、そのため筒状に形成することはできるが、放電容器として好適な球形や楕円形などの球形類似の形状に成形することが極めて困難である。
【００１０】
放電容器が円筒形であると、球形類似の形状に比較して放電容器の温度勾配が大きくなり、内外面の温度差による熱応力に起因するクラックを生じやすいという問題がある。この問題に対しては特許文献３があるが、特許文献３は、放電容器が球形類似で、しかも、多結晶形の透光性セラミックスにおけるものであり、以上の理由から単結晶形の透光性セラミックスで、かつ、円筒形の放電容器とは異なるものである。また、特許文献３のセラミック製放電ランプは、当該文献に記載されているように、発光管部の最大外径が８．７〜１１．０ｍｍ、内容積０．４〜０．７５ｃｍ３であり、定格ランプ電力では５０〜１００Ｗ程度の比較的大きな一般照明用に用いられるものと推定される。さらに、特許文献３のセラミック製放電ランプは、その放電容器が発光管部の両端に外径２．０〜２．６ｍｍ、内径０．６〜１．０ｍｍの封止管部を一体に形成した構造であり、全長が３４〜４０ｍｍである。高圧放電ランプの放電容器における熱応力の問題は、放電容器の大きさおよび構造により異なる様相を呈する。
【００１１】
本発明は、小形で集光用として好適な透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することを一般的な目的とする。
【００１２】
また、本発明は、加えて両端開口部に金属パイプを挿入して封止した透光性セラミックス放電容器を備えながらグロー・アーク転移を容易にした高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することを具体的な目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、加えて直管状をなした単結晶形の透光性セラミックス放電容器における熱応力を低減した高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することを他の目的とする。
【００１４】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の高圧放電ランプは、両端が開口した透光性セラミックス放電容器と；先端側の開口部分が透光性セラミックス放電容器の端部に挿入して封着されることによって透光性セラミックス放電容器の両端部を閉塞し、かつ、先端間の距離ＬＭで対向し、基端側が透光性セラミックス放電容器の外部に露出しているとともに封止されている一対の金属パイプと；基端部が金属パイプの基端側の封止部分に接続して支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器内に距離Ｇで対向して突出している一対の電極と；透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備し、上記距離の比Ｇ／ＬＭが数式１を満足していることを特徴としている。
【００１５】
【数１】
Ｇ／ＬＭ＜０．８５
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。
【００１６】
＜透光性セラミックス放電容器について＞    「透光性セラミックス放電容器」とは、単結晶形および多結晶形の金属酸化物例えば気密性アルミニウム酸化物、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（ＡｌＮ）とのような光透過性および耐熱性を備えた材料からなる放電容器を意味する。単結晶形のアルミニウム酸化物はサファイヤと呼ばれている。なお、「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、透明ばかりでなく、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すなわち包囲部が透光性を備えていればよく、要すれば包囲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。
【００１７】
しかしながら、単結晶形の透光性セラミックスは、透明であるから、これを用いた透光性セラミックス放電容器を備えることにより、光源の大きさがアークの大きさにまで小さくなるので、高い集光効率が得られるため、集光用の高圧放電ランプとして好適である。また、単結晶形の透光性セラミックスは、多結晶形の透光性セラミックスに比較して、熱伝導率が大きいので、内外表面間に生じる熱応力が小さくなり、熱応力に起因する放電容器のクラックが発生しにくい。単結晶形の透光性セラミックスの中でも、サファイヤは、その熱伝導率が相対的に大きいので、一層熱応力が少ないとともに、無色透明で８０〜９０％の高い直線透過率を有するものが容易に得ることができるために、透光性セラミックス放電容器として最適である。なお、酸化アルミニウムの熱伝導率は、単結晶形のサファイヤが４２Ｗ／ｍ・Ｋ、多結晶形のアルミナセラミックスが３６．７Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００１８】
また、透光性セラミックス放電容器は、一般的にはその形状が多様であることを許容する。多結晶形の透光性セラミックスを用いる場合には、比較的成形が容易なので、一体成形法または焼き嵌め法により球形類似や円筒状の包囲部と包囲部より外径の小さい封止部とを備えた形状を採用することができる。なお、焼き嵌め法は、例えば包囲部と、封止のための付帯的構造部とを、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放電容器を形成する方法である。これに対して、単結晶形の透光性セラミックスの場合には、引き上げ法により単結晶成長を行わせるのが主流になっているため、直管状の材料を比較的容易に得ることができるので、直管状の材料をそのまま利用して放電空間を包囲する包囲部と両端の封止部とを同径にするのがよい。
【００１９】
さらに、透光性セラミックス放電容器は、その寸法が一般的には限定されないが、単結晶形の透光性セラミックスからなる自動車前照灯用の場合、外径が１．５〜５．０ｍｍ、より一層好適には２．５〜４．０ｍｍ、内径が０．４〜３．０ｍｍ、より一層好適には１．０〜２．５ｍｍ、全長が１０〜４０ｍｍ、より一層好適には２０〜３０ｍｍであり、また、プロジェクタ装置用の場合、外径が５〜２０ｍｍ、好適には５〜１０ｍｍ、内径が３．０〜１０ｍｍ、より一層好適には３．０〜５０ｍｍ、全長が２０〜６０ｍｍ、より一層好適には３０〜５０ｍｍである。
【００２０】
＜金属パイプについて＞    金属パイプは、少なくとも先端が開口しており、その先端部が透光性セラミックス放電容器の両端の開口部に挿入して当該端部を気密に閉塞して透光性セラミックス放電容器を封止するとともに、電極を支持する。そして、透光性セラミックスの両端部に挿入された一対の金属パイプは、透光性セラミックス放電容器を挟んで、その先端間の距離がＬＭで対向している。なお、距離ＬＭは、後述する一対の電極間の距離Ｇとの比率が所定値範囲内にあるように設定される。さらに詳述すれば、金属パイプは、先端側に開口部分を有し、基端側が封止されていて（この点について後述する。）、先端側の開口部分が透光性セラミックス放電容器の端部内に挿入され、その挿入部分と当該部分に対向する透光性セラミックス放電容器の端部部分の内面とが適用な手段により封着されることによって、透光性セラミックス放電容器が封止されている。一方、金属パイプの基端側は、透光性セラミックス放電容器から外部に露出している。
【００２１】
金属パイプは、上記の構造から理解されるように、その内部が透光性セラミックス放電容器の内部に連通した状態になるので、耐火性で、かつ、放電媒体によって腐食しない耐腐食性であるとともに、熱膨張率が透光性セラミックス放電容器のそれに比較的近い耐火性金属からなるのが好適である。例えば、酸化アルミニウムからなる透光性セラミックス放電容器の場合、モリブデンが最適であるが、タングステンなどであってもよい。
【００２２】
金属パイプを透光性セラミックス放電容器に封着するには、サーメットやサーメットおよびセラミックス封止用コンパウンドの組み合わせなどを用いることができる。なお、後者の構成として、例えば特許文献１に開示されている技術を用いることができる。
【００２３】
一方、金属パイプの基端部は、どのような封止構造であってもよい。例えば、金属パイプの基端部をピンチして圧接し、かつ、溶接したり、基端部を溶融させたりして、直接封止することができる。また、融着金属を介して金属パイプの基端部を封止してもよい。なお、「融着金属」とは、金属パイプに気密に融着し得る金属をいい、特定の金属の種類を意味するものではないが、金属パイプの融点以下の融点を有し、高圧放電ランプの正常な作動中の温度上昇に耐える程度の耐火性を備え、金属パイプの熱膨張率に近い熱膨張率を有する金属を用いるのがよい。例えば、白金、白金およびモリブデンの合金などが好適である。
【００２４】
＜一対の電極について＞    一対の電極は、その基端部が金属パイプの基端側の封止部分に接続して支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器の包囲部内に突出していて、これにより電極間距離Ｇを形成している。電極間距離Ｇは、その具体的な寸法が一般的には限定されないが、単結晶形の透光性セラミックスからなる自動車前照灯用の場合、１．０〜８．０ｍｍ、より一層好適には２．０〜５．０ｍｍに設定するのがよく、また、プロジェクタ装置用の場合、０．５〜２．０ｍｍ、より一層好適には０．５〜１．５ｍｍに設定するのがよい。なお、この電極間距離Ｇ（ｍｍ）と前述の金属パイプの先端間距離ＬＭとの比率関係については後述する。また、電極の基端部を金属パイプの封止部分に接続する構造は、どのようなものでもよい。
【００２５】
電極は、電極軸部および電極主部から構成されているのが一般的な構成であるが、このような構成における電極軸部は、細長い棒状をなしていて、電極の基端部および中間部を構成する。そして、タングステン、ドープドタングステンまたはモリブデンなどの導電性にして、かつ、耐火性の物質を単体で、または適宜組み合わせて用いることにより、電極軸を構成することができる。これに対して、電極主部は、電極軸の先端に配設されて主として陰極およびまたは陽極として作用する部分であり、電極の先端部を構成する。また、電極主部は、材料にタングステン、ドープドタングステンレニウムまたはタングステン−レニウム合金などを用いて構成することができる。そして、自動車前照灯用などに用いるランプ電力が５０Ｗ以下、好適には３５Ｗ程度の小形の高圧放電ランプの場合には、電極軸部の先端をそのまま電極主部とすることができる。プロジェクタ装置用などのランプ電力１００Ｗ以下の小形の高圧放電ランプの場合には、そ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することができる。
【００２６】
さらに、一対の電極は、交流点灯形の場合には対称構造とするが、直流点灯形の場合には、非対称構造にすることができる。
【００２７】
＜放電媒体について＞    放電媒体は、発光物質、ランプ電圧形成媒体および希ガスをたとえば以下の組み合わせで用いるのが好適である。なお、発光物質としては、希ガスおよびまたは金属蒸気を用いることができる。金属蒸気としては、可視光を発光する発光金属またはその合金あるいはこれらの金属のハロゲン化物として封入することができる。ランプ電圧形成媒体には、水銀または後述する金属のハロゲン化物を主体的に用いることができる。水銀は、下記の３．の場合に発光金属としても寄与する。ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物は、点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、可視域の発光が比較的少ない金属、例えばＡｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｍｎなどのハロゲン化物が好適である。希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用する。希ガスとしては、キセノン、アルゴン、クリプトンおよびネオンなどを単体でまたは任意の２種以上を混合して用いることができる。なお、本発明において、「高圧放電」とは、イオン化媒体の点灯中の圧力が大気圧以上になる放電をいい、いわゆる超高圧放電を含む概念である。
【００２８】
１．発光金属のハロゲン化物＋水銀＋希ガス：いわゆるメタルハライドランプの構成である。
【００２９】
２．発光金属のハロゲン化物＋ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物＋希ガス：環境負荷の大きな水銀を用いないいわゆる水銀レスのメタルハライドランプの構成である。
【００３０】
３．水銀＋希ガス：いわゆる高圧水銀ランプの構成である。
【００３１】
４．希ガス：希ガスとしてＸｅを用いると、いわゆるキセノンランプの構成である。
【００３２】
次に、発光金属のハロゲン化物は、ハロゲンとしてよう素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種または複数種を用いることができる。発光金属の金属ハロゲン化物は、発光色、平均演色評価数Ｒａおよび発光効率などについて所望の発光特性を備えた可視光の放射を得るため、さらには透光性セラミックス放電容器のサイズおよび入力電力に応じて、既知の金属ハロゲン化物の中から任意所望に選択することができる。たとえば、ナトリウムＮａ、スカンジウムＳｃ、希土類金属およびリチウムＬｉからなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。
【００３３】
＜数式１について＞    数式１（Ｇ／ＬＭ＜０．８５）は、本発明において、グロー・アーク転移を確実にするための重要な構成要件であり、Ｇ／ＬＭが０．８５以上になると、始動時に金属パイプ間ないし一方の金属パイプと他方の電極主部との間で不所望なグロー放電すなわち異常放電が発生しやすくなる。このような異常放電が生じると、電子放出が不足するため、アーク放電へ転移できなくなる。その結果、始動時のグロー・アーク転移の確率が低下して、グロー放電からアーク放電へ転移にできない場合が多くなる。始動時におけるグロー・アーク転移の確率は、寿命中常に１００％であるのが理想的な姿であるが、実際上においては９０％以上であればよいといえる。なお、Ｇ／ＬＭが０．８０以下であれば、グロー・アーク転移の確率がさらに高くなるので、好適であり、また、Ｇ／ＬＭが０．７５以下であれば、グロー・アーク転移の確率がさらに高くなるので、より一層好適である。
【００３４】
＜その他の構成について＞    本発明において、必須構成要件ではないが、所望により以下の構成の一部または全部を好適な構成として付加することにより、高圧放電ランプの性能が向上したり、新しい機能が追加したりするができる。
１．高圧放電ランプの全長    高圧放電ランプの全長は、透光性セラミックス放電容器の長さおよびその両端から外側へ突出する一対の金属パイプの基端部によって決まり、一般的には自由に設定することができる。
２．ランプ電力    ランプ電力は、高圧放電ランプに投入が推奨される電力であり、一般的には自由に設定することができるが、自動車前照灯用の場合には、２０〜５０、好適には３０〜４０であり、プロジェクタ装置用には、２０〜３００、好適には５０〜１５０である。
３．管壁負荷    高圧放電ランプの管壁負荷は、透光性セラミックス放電容器の内面に露出している透光性セラミックスの単位表面積（ｃｍ２）当たりのランプ電力（Ｗ）により求めるものとして、自動車前照灯用としては２０〜１００Ｗ／ｃｍ２、好適には２５〜８０Ｗ／ｃｍ２である。
４．外管    外管は、透光性セラミックス放電容器および一対の金属パイプにより外形が規定される高圧放電ランプを内部に収納する透光性容器であり、この場合、上記の高圧放電ランプを発光管といい、全体を高圧放電ランプともいうことがある。本発明の高圧放電ランプは、透光性セラミックス放電容器が大気中に露出した状態で点灯するように構成することができる。しかし、例えば自動車前照灯用の高圧放電ランプのように、所望により透光性セラミックス放電容器を外管内に気密に収納することができる。外管を付加する理由は、それぞれの必要性に基づくことができる。例えば、自動車前照灯用などの場合、紫外線遮断に応じた外管の構造を採用することができる。
【００３５】
外管の内部は、外気に対して気密に封止してもよいし、連通していてもよい。また、外管の内部を気密に封止する場合、内部を真空にしたり、不活性ガスを適当な圧力で封入したりすることができる。
５．反射鏡    反射鏡を一体に付加する場合、本発明の高圧放電ランプは、透光性セラミックス放電容器の最大径に対して全長が相対的に小さくすることができるから、反射鏡を著しく小形化することが可能になる。
６．始動補助導体    始動補助導体は、一方の電極の電位と等しい電位を有する導体を透光性セラミックス放電容器の他方の電極に相対的に接近した位置まで延在させることにより構成され、始動電圧を低下させることができる。
【００３６】
一般に、透光性セラミックス放電容器の包囲部の内径を相対的に大きくするとともに、これに対応して電極間距離を相対的に大きくすると、高圧放電ランプの始動電圧が上昇する傾向があるので、必要に応じて始動補助導体を配設することができる。
【００３７】
＜本発明の作用について＞    本発明においては、以上説明した構成を備えていることにより、透光性セラミックス放電容器の内部に露出している金属パイプ間または一方の金属パイプ−他方の電極間のグロー放電が生じにくくなる。その結果、始動時のグロー・アーク転移が容易になる。
【００３８】
また、本発明の高圧放電ランプは、全長が比較的短くて小形化できるので、集光用殊に自動車前照灯用やプロジェクタ装置用として好適である。
【００３９】
なお、以上の作用、効果は、高圧放電ランプの点灯方法、例えば点灯周波数が高周波、例えば４５ｋＨｚおよび低周波、例えば５０〜５００Ｈｚのいずれであっても変わらない。また、低周波交流点灯および直流点灯のいずれであっても変わらない。
【００４０】
請求項２の発明の高圧放電ランプは、両端が開口して直管状をなした単結晶の透光性セラミックス放電容器と；透光性セラミックス放電容器の両端部を気密に封止している一対の封着性部材と；基端部が封着性部材に支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器内に突出し、かつ、先端と透光性セラミックス放電容器内面との最短距離ＬＢ（ｍｍ）が数式２を満足している一対の電極と；透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴としている。
【００４１】
【数２】
０．４≦ＬＢ≦３．０
本発明は、光源の大きさをアークの大きさまで小形化した高圧放電ランプの好適な構成を規定している。
【００４２】
＜透光性セラミックス放電容器について＞    本発明において、透光性セラミックス放電容器は、単結晶形で、かつ、直管状をなしていればよく、一般的には材質が限定されない。例えば、請求項１の発明において説明した単結晶形の透光性セラミックスを用いることができる。透光性セラミックスを直管状に成形するための手段は限定されない。例えば、単結晶を直管状に引き上げ成長させたものを適当な長さに切断して得ることができるし、柱状または塊状の単結晶を研削して直管状に成形したりしてもよい。しかし、前者の方が量産性に優れている。
【００４３】
また、透光性セラミックスは、その直線透過率が一般に８０〜９０％のものを得ることができるが、本発明においては、少なくとも５０％以上の直線透過率を有している必要がある。
【００４４】
さらに、透光性セラミックス放電容器の寸法は、一般には特定の範囲に限定されるものではないが、好適には請求項１において説明した自動車前照灯用およびプロジェクタ装置用としての数値範囲が好適である。
【００４５】
＜封着性部材について＞    封着性部材は、透光性セラミックスの両端部を気密に封止する手段であるが、本発明においては、既知の各種封止構造を採用すると好適である。
１．金属パイプを挿入して封止する手段    この手段は、請求項１におけるような金属パイプを透光性セラミックス放電容器の端部の開口部に挿入して封着する手段である。この手段において、金属パイプは、金属パイプの外部に突出している基端部に外部リード線などを接続するように構成すれば、これを導入導体やランプ支持光体としても機能させることができる。
２．金属パイプを外側から嵌合して封止する手段    この手段は、金属パイプを透光性セラミックス放電容器の端部の開口の外側に嵌合して封着する構成である。この手段において、金属パイプを上記１．におけるのと同様に導入導体やランプ支持構体としても機能させることができる。
３．セラミックスの閉塞部材を用いる手段    この手段は、セラミックスからなる円盤状の閉塞部材を透光性セラミックス放電容器の両端の開口部に嵌合して両者間をフリットガラスや焼き嵌めなど適宜の手段により封着するとともに、閉塞部材に導入導体をフリットガラスを用いて封着して支持し、導入導体の内部先端に電極軸の基端を接続する構成である。
【００４６】
＜一対の電極について＞    一対の電極は、請求項１におけるのと同様に構成することができる。しかし、本発明においては、電極の先端と透光性セラミックス放電容器の内面との間に形成される最短距離ＬＢ（ｍｍ）が後述する数式２を満足するように構成されている。
【００４７】
＜放電媒体について＞    放電媒体は、請求項１におけるのと同様に構成することができる。
【００４８】
＜数式２について＞    数式２（０．４≦ＬＢ≦３．０）は、直管状をなす単結晶形の透光性セラミックス放電容器における電極先端と透光性セラミックス放電容器の内面との間の最短距離を所定範囲内に規定しているものである。すなわち、単結晶形の透光性セラミックスは、熱伝導率が高く、多結晶形の透光性セラミックスにおけるような結晶粒界が存在しないので、多結晶形の透光性セラミックスに比べると、温度勾配が小さい。この点では透光性セラミックス放電容器の熱設計が比較的容易になるが、一方、形状が直管状であるため、端部の熱容量が球形類似の透光性セラミックス放電容器に比較して大きくなってしまう。そのため、温度勾配が大きくなる。このように直管状をなす単結晶形の透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプにおいては、放電空間を包囲する包囲部の位置の変化に対するアークおよび電極との間の距離が大きくなるために、熱応力に起因するクラックなどの不都合が生じにないように適切な熱設計を行うことが困難であるが、本件発明により改善することが可能になった。しかし、最短距離ＬＢが下限の０．４ｍｍ未満であると、最冷部温度が高くなるので、発光効率は高くなるが、透光性セラミックス放電容器の内面温度が高くなりすぎて透光性セラミックスが溶解・昇華を生じて透光性セラミックス放電容器の内面が黒化したり、白濁したりして、クラックやランプ特性低下の原因になりやすいので、不可である。また、最短距離が上限の３．０ｍｍを超えると、最冷部温度が低下して発光効率が低下しすぎるので、不可である。
【００４９】
＜本発明におけるその他の構成について＞    本発明におけるその他の構成は、請求項１における同様の記載と同じである。
【００５０】
＜本発明の作用について＞    本発明においては、以上説明した構成を具備していることにより、直管状をなした放電容器が単結晶形の透光性セラミックスにより構成されているため、透光性セラミックス放電容器を備えていることに伴う高効率、長寿命の高圧放電ランプが得られるのに加えて、アークの大きさが光源の大きさとなるため、光源の大きさを大幅に低減することができ、これにより集光効率が飛躍的に向上する。このため、自動車前照灯用やプロジェクタ装置用として極めて効果的な高圧放電ランプを得ることができる。
【００５１】
また、放電容器が直管状をなした単結晶形の透光性セラミックスにより構成されているため、構造が簡単であるから、製造が容易になり、高圧放電ランプを比較的安価に得ることができる。
【００５２】
さらに、重要なことは、本発明の高圧放電ランプによれば、数式２を満足していることにより、熱応力によるクラック、透光性セラミックスの溶融・昇華などの不都合の生じにくくなる。
【００５３】
請求項３の発明の高圧放電ランプは、請求項２記載の高圧放電ランプにおいて、管壁負荷Ｐ（Ｗ／ｃｍ２）が数式３を満足することを特徴としている。
【００５４】
【数３】
２０≦Ｐ≦１００
本発明は、請求項２に規定する発明の高圧放電ランプにおいて、自動車前照灯用として好適な管壁負荷の一般的な範囲を規定している。なお、管壁負荷は、以下の基準により算出するものとする。すなわち、管壁負荷は、透光性セラミックス放電容器の放電空間を包囲する包囲部の内面に露出している透光性セラミックスの単位表面積（ｃｍ２）当たりのランプ電力（Ｗ）により求める。管壁負荷は、一般的には２０〜１００Ｗ／ｃｍ２である。しかしながら、管壁負荷が２５〜８０Ｗ／ｃｍ２であると、透光性セラミックスの内面温度が一層適切になり、長寿命な高圧放電ランプを得ることができるので、好適である。
【００５５】
そうして、本発明においては、管壁負荷が所定範囲内であるために、発光効率および演色性が適当な範囲内になるとともに、熱応力に起因するクラック発生などの不都合が生じにくい。
【００５６】
請求項４の発明の高圧放電ランプ点灯装置は、請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプと；高圧放電ランプを始動し、かつ、付勢する点灯回路と；を具備していることを特徴としている。
【００５７】
本発明において、高圧放電ランプの点灯回路としては、既知の各種回路方式を採用することができる。例えば、高周波点灯回路、低周波交流点灯回路および直流点灯回路などを用いることができる。なお、始動時に始動用の波高値が１５ｋＶｐ−ｐ以上のパルス電圧を発生して高圧放電ランプに印加するイグナイタを併用することが許容される。
【００５８】
高周波点灯回路は、電球形蛍光ランプに組み込まれているような蛍光ランプを高周波で点灯するのに好適なインバータおよびインダクタを主体とする回路方式であって、点灯周波数は２０ｋＨｚ超〜２００ｋＨｚ程度以下が実用的であり、かつ、好適である。このような高周波点灯回路によれば、点灯回路を著しく小形、かつ、軽量化することができるので、一般照明用の高圧放電ランプに好適である。
【００５９】
低周波交流点灯回路は、直流電圧を低周波でフルブリッジインバータなどを用いてチョッピングして得た矩形波交流電圧を印加して点灯する回路方式であって、点灯周波数は一般に５００Ｈｚ程度以下である。また、低周波交流点灯回路は、始動時に定格ランプ電力の３．５倍程度のランプ電力を入力して光束立ち上がり時間を短縮するなど制御が容易になるので、自動車前照灯用の高圧放電ランプの点灯用として好適である。
【００６０】
直流点灯回路は、チョッパによって制御された直流出力を印加して点灯する回路方式である。直流点灯回路は、直流点灯用の電極構造を備えた高圧放電ランプを用いるのが好ましいものの、高圧放電ランプの制御が容易で、しかも、点灯回路を小形、かつ、軽量化できるので、自動車前照灯用、プロジェクタ装置用および一般照明用として好適である。
【００６１】
なお、要すれば、始動時または始動時および始動直後の一定期間を直流点灯し、その後低周波交流点灯に切り換える交流／直流切換形の点灯回路を採用することもできる。
【００６２】
ところで、例えば自動車前照灯などに用いられる高圧放電ランプを瞬時再点灯するには、波高値が１５ｋＶｐ−ｐ（正負のピーク電圧値間の電位差）以上の始動電圧を印加する。ところが、透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプは、始動時の熱衝撃に弱く、クラックしやすいという問題がある。しかし、これを克服することは可能であるが、寸法などの制約が大きく、設計うえのマージンも少なく、用途が限定されていた。  これに対して、本発明において用いる高圧放電ランプは、電極、金属パイプまたはセラミックスからなる円盤状の閉塞部材および透光性セラミックス放電容器間の熱伝導が良好で温度差が形成されにくいため、点灯中の温度分布が相対的に均一になる。これにより、高圧放電ランプの始動、点滅など熱的、電気的な衝撃に対する耐性が高い。したがって、イグナイタなどにより発生して高圧放電ランプに印加される始動時の高電圧パルス電圧の波高値が１５ｋＶｐ−ｐ以上の点灯回路で点灯しても、熱的、電気的な衝撃で高圧放電ランプが損傷を受けにくい。このため、例えば自動車前照灯用などの瞬時再始動を必要とする高圧放電ランプ点灯装置を得ることができる。
【００６３】
また、透光性セラミックス放電容器が請求項２の発明の高圧放電ランプを用いる場合、単結晶形の透光性セラミックスを用いているので、直管状をなしていても、多結晶形の場合に比較して温度分布が良好で、熱勾配が小さくなるので、始動時の高電圧パルス電圧の波高値が１５ｋＶｐ−ｐ以上の点灯回路で点灯しても、熱的、電気的な衝撃で高圧放電ランプが損傷を受けにくいため、自動車前照灯用など瞬時再始動を必要とする高圧放電ランプ点灯装置に最適である。
【００６４】
請求項５の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプと；高圧放電ランプを始動し、かつ、付勢する点灯回路と；を具備していることを特徴としている。
【００６５】
本発明において、「照明装置」とは、高圧放電ランプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む広い概念である。例えば、自動車前照灯、プロジェクタ装置、スポットライトなど高圧放電ランプの発光を集光して利用する機器や、各種照明器具、電球形高圧放電ランプ、光ファイバー用光源装置、光化学装置などに適用することができる。なお、「照明装置本体」とは、上記照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路を除いた残余の部分をいう。
また、「電球形高圧放電ランプ」とは、高圧放電ランプと、その点灯回路とを一体化し、さらに受電用の口金を付設してなり、口金に適応するランプソケットに装着することにより、白熱電球を点灯するような感覚で使用することができるように構成した照明装置を意味する。電球形高圧放電ランプを構成する場合、高圧放電ランプの発光を所望の配光特性が得られるように、集光するための反射鏡を備えることができる。さらに、高圧放電ランプの高い輝度を低減するために、光拡散性のグローブまたはカバーを備えることができる。さらにまた、口金は、所望の仕様のものを用いることができる。したがって、在来の光源ランプとの代替を図る目的の場合には、在来の光源ランプの口金と同じ口金を採用すればよい。
【００６６】
さらに、照明装置が照明器具の場合、照明器具は、点灯回路を備え高圧放電ランプを装着した構成のものでもよいし、点灯回路を備えていなくて電球形高圧放電ランプを装着した構成のものであってもよい。また、点灯回路を備えた照明器具の場合、点灯回路は、照明器具に配設されていてもよいし、照明器具から離間した位置、たとえば天井裏に配設されていてもよい。
【００６７】
点灯回路は、高周波または低周波の交流あるいは直流のいずれで高圧放電ランプを点灯する構成であってもよい。また、瞬時再点灯機能を備えていなくてもよい。
【００６８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００６９】
図１は、本発明の高圧放電ランプにおける第１の実施の形態を示す中央断面正面図である。図において、高圧放電ランプＨＰＤＬは、透光性セラミックス放電容器１、金属パイプ２、一対の電極３、３、融着金属４および図示されない放電媒体からなる。
【００７０】
透光性セラミックス放電容器１は、直管状をなした単結晶形の透光性セラミックスからなり、中央部が包囲部１ａおよび両端部が封止部１ｂ、１ｂとして機能する。しかし、包囲部１ａおよび一対の封止部１ｂ、１ｂは、透光性セラミックス放電容器１が直管状をなしているために、同一径の円筒状をなしている。なお、透光性セラミックス放電容器１は、円筒状に引き上げる引き上げ成長法により形成した長い透明質の円筒材料を所要の長さに切断して得たものである。
【００７１】
金属パイプ２は、両端が開口し、かつ、先端側２ａが封止部１ｂ内に挿入されて透光性セラミックス放電容器１の内部に連通し、かつ、図示を省略した接合層により小径筒部１ｂの端部の内面に封着されることによって、透光性セラミックス放電容器１の端部を閉塞している。また、金属パイプ２は、その基端側２ｂが後述する融着金属４により封止されているとともに、透光性放電容器１の外部に露出している。
【００７２】
透光性セラミックス放電容器１の内面と金属パイプ２の外面とを接合する接合層は、サーメットを主体とした構成されていて、接合予定の金属パイプ２の外面部および透光性セラミックス放電容器１の封止部１ｂの内面部との間に介在して、その両者間を気密に封着している。
【００７３】
一対の電極３、３は、それぞれ電極軸３ａおよび電極主部３ｂを備えている。ただし、電極軸は、１本のタングステン棒からなり、先端部近傍が電極主部３ｂとなり、残余の部分が電極軸３ａとなる。また、一対の電極３、３は、その基端部が後述する融着金属４を介して金属パイプ２に接続し、電極軸３ａの中間部が金属パイプ２内面から離間した状態で金属パイプ２の軸方向に沿って延在し、電極主部３ｂが透光性セラミックス放電容器１の包囲部１ａ内に突出している。
【００７４】
融着金属４は、金属パイプ２の基端側に融着することによって金属パイプ２の外部に突出する開口端を封止している。また、一対の電極３、３は、その基端部が融着金属４中に埋設されることによって所定の位置に支持されている。
【００７５】
金属パイプ２を封止するとともに、電極３を支持する一方法は、次のとおりである。すなわち、予め電極３の電極軸３ａの基端部を融着金属中に埋設して接続した融着金属ビード（図示しない。）を用意しておく。次に、金属パイプ２を封着した透光性セラミックス放電容器１を金属パイプ２の外部へ突出した基端側の開口が上になるように鉛直にセットする。そして、金属パイプ２の外部開口端から電極３を挿入し、金属パイプ２の上記開口端に融着金属ビードを位置させて、ＹＡＧレーザービームを融着金属ビードに短時間照射する。これによって、融着金属ビードの周囲が溶融し、一部が金属パイプ２の開口端から内部へ進入して、図１の左半分の断面部分に示すように、金属パイプ２の内面と電極軸３ａの基端部とに濡れて融着するので、金属パイプ２の基端側が封止される。また、同時に電極３が金属パイプ２の中心軸に沿って延在して所定の位置に支持される。
【００７６】
放電媒体は、発光金属の蒸気、ランプ電圧形成媒体および希ガスからなり、透光性セラミックス放電容器１の内部に封入されている。発光金属の蒸気は、水銀蒸気である場合には、ランプ電圧形成媒体を兼ねるが、その他の金属蒸気である場合には、金属ハロゲン化物として封入する。ランプ電圧形成媒体は、水銀または比較的蒸気圧の高いハロゲン化物が主体的に用いられる。希ガスは、始動ガスまたはおよび点灯初期の光束形成媒体として用いられる。
【実施例】
透光性セラミックス放電容器１：無色透明の合成サファイア製、直径３．１ｍｍ、内径１．１ｍｍ、長さ１２ｍｍ
金属パイプ２：モリブデン製、外径１ｍｍ、肉厚０．１５ｍｍ、全長５ｍｍ、基端側の突出長３ｍｍ、挿入長２ｍｍ、金属パイプ間距離８ｍｍ
接合層：モリブデン粉末およびアルミナセラミックスの粉末を焼結してなるサーメットを主体とする構成で、多孔質に形成されていて、かつ、サーメットの孔隙内にフリットガラスが含浸されている。
【００７７】
一対の電極３、３：いずれもタングステン製、外径０．２ｍｍ、全長８ｍｍ、電極間距離２．２ｍｍ
融着金属４：モリブデン（Ｍｏ）
放電媒体：水銀０．３ｍｇ、希ガス＝アルゴン（Ａｒ）約２６．７Ｐａ
ランプ寸法；全長１９ｍｍ
上記実施例の高圧放電ランプを電子回路化した点灯回路を用いてランプ電力２０Ｗで点灯した結果、始動後、速やかにグロー・アーク転移して良好に点灯した。なお、このときの管壁負荷は、６８Ｗ／ｃｍ２であった。
【００７８】
図２は、本発明の高圧放電ランプの第１の実施の形態における実施例と同様な形態で、かつ、電極間距離Ｇを一定とし、金属パイプ間距離ＬＭを種々変更した高圧放電ランプを製作して、始動確率を測定した結果を示すグラフである。図において、横軸はＧ／ＬＭを、縦軸は始動確率（％）を、それぞれ示す。なお、「始動確率」とは、始動時にグロー・アーク転移が行われて点灯した確率を意味する。
【００７９】
図から理解できるように、Ｇ／ＬＭが０．８５以下のときに、始動確率が９０％以上になる。また、Ｇ／ＬＭが０．８以下のときには、始動確率が９５％以上になる。
【００８０】
図３は、本発明の高圧放電ランプの第１の実施の形態における実施例と同様な形態で、かつ、電極を中心軸から偏心させて電極先端−透光性セラミックス放電容器内面間の最短距離を種々異なる高圧放電ランプを製作して、最短距離の部位における透光性セラミックス放電容器外面の温度を測定した結果を示すグラフである。図において、横軸は電極先端−放電容器最短距離（ｍｍ）を、縦軸は左側が放電容器の最短距離外面温度（℃）を、右側が発光効率（ｌｍ／Ｗ）を、それぞれ示す。また、曲線Ａは放電容器の最短距離外面温度、曲線Ｂは発光効率、をそれぞれ示す。
【００８１】
図から理解できるように、電極先端−放電容器最短距離が０．４ｍｍ未満になると、発光効率は高いが、放電容器の最短距離外面温度は１０００℃を超える。透光性セラミックス放電容器の上記最短距離部位の内面温度は、内外表面温度差が２００℃であるとすると、内面温度は１２００℃を超える。温度が１２００℃を超えると、透光性セラミックスの昇華が生じる。
【００８２】
また、電極先端−放電容器最短距離が０．８ｍｍを超えると、高圧放電ランプの最冷部温度が低くなりすぎて発光効率が８０ｌｍ／Ｗより低くなる。
【００８３】
図４は、本発明の高圧放電ランプにおける第２の実施の形態を示す正面図である。本実施形態は、図１に示すのと同様な高圧放電ランプをさらに自動車用前照灯装置に装着するように所要の構成を付加したものである。図において、高圧放電ランプＨＰＤＬは、発光管ＩＢ、外管ＯＢ、口金Ｂ、一対の外部リードＯＬａ、ＯＬｂおよび絶縁チューブＩＴを備えて構成されている。
【００８４】
発光管ＩＢは、図１に示す高圧放電ランプＨＰＤＬと同様な構造であり、図１と同一部分には同一符号を付している。
【００８５】
外管ＯＢは、円筒状の硬質ガラスの両端にガラス成形により形成した一対の閉塞部５ａ、５ｂを備え、その内部に発光管ＩＢを所定の位置に収納している。閉塞部５ａは、軸方向の長さが小さい。これに対して、閉塞部５ｂは、軸方向に長く形成されて後述する口金６内まで延在して外管５を当該口金Ｂに支持させるのに寄与している。なお、外管ＯＢは、紫外線カット性能を有している。
【００８６】
口金Ｂは、自動車前照灯用として規格化された構造になっていて、前照灯（図示しない。）の背面に装着されるように構成されている。
【００８７】
一対の外部リードＯＬａ、ＯＬｂは、ともに発光管ＩＢの融着金属４から発光管ＩＢの軸方向へ延在して、外管ＯＢの閉塞部５ａ、５ｂを貫通して外管ＯＢの外部へ導出されている。一方の外部リードＯＬａは、逆Ｕ状に折り返されて外管ＯＢと平行に延在して口金Ｂ内に進入して口金Ｂの一方のリング状をなす口金端子ｔ１に接続している。他方の外部リードＯＬｂは、口金Ｂ内で他方の口金端子ｔ２（図示しない。）に接続している。
【００８８】
絶縁チューブＩＴは、一方の外部リードＯＬａを被覆している。
【００８９】
図５は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置における一実施の形態を示す回路図である。この実施の形態は、自動車前照灯用として好適であり、図４に示すような高圧放電ランプを交流点灯するように構成されている。図において、高圧放電ランプ点灯装置は、直流電源ＤＣ、昇圧チョッパＢＴ、フルブリッジインバータＦＢＩ、イグナイタＩＧ、高圧放電ランプＨＰＤＬおよび制御手段ＣＣからなる。
【００９０】
直流電源ＤＣは、後述する昇圧チョッパＢＴに対して直流電源電圧を供給する手段であって、バッテリーまたは整流化直流電源が用いられる。自動車前照灯用の高圧放電ランプ点灯装置の場合には、一般的にバッテリーが用いられる。しかし、交流を整流する整流化直流電源であってもよい。必要に応じて電解コンデンサＣ１を並列接続して平滑化を行う。
【００９１】
昇圧チョッパＢＴは、直流電圧をそれより高い所要値の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換回路としてこの種の分野において周知であって、後述するフルブリッジインバータＦＢＩを介して高圧放電ランプＨＰＤＬに投入されるランプ電力を出力電圧の加減により所望に制御することができる。なお、直流電源電圧が高すぎるい場合には、降圧チョッパを用いることができる。
【００９２】
フルブリッジインバータＦＢＩは、４つのＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４からなるブリッジ回路ＢＣ、ブリッジ回路ＢＣのＭＯＳＦＥＴＱ１およびＱ３と、Ｑ２およびＱ４とを交互にスイッチングさせるゲートドライブ回路ＧＤＣおよび極性反転回路ＩＮＶから構成されていて、昇圧チョッパＢＴからの直流電圧を上記スイッチングにより矩形波の低周波交流電圧に変換して、高圧放電ランプＨＰＤＬに印加して、低周波交流点灯させる。
【００９３】
イグナイタＩＧは、フルブリッジインバータＦＢＩの出力により作動して高電圧パルス電圧を発生して高圧放電ランプＨＰＤＬの電極間に印加する。
【００９４】
高圧放電ランプＨＰＤＬは、図４に示す構成と同様なものがフルブリッジインバータＦＢＩの出力端に接続される。
【００９５】
制御手段ＣＣは、プログラム制御手段ＰＣ、ランプ電流検出手段ＩＤＣおよびランプ電圧検出手段ＶＤＣを含んでいる。プログラム制御手段ＰＣは、予め所定のランプ電力制御プログラムを内蔵していて、昇圧チョッパＢＴをそのプラグラムに応じて制御する。電流検出手段ＩＤＣは、高圧放電ランプに流れるランプ電流を検出して、ゲートドライブ回路ＧＤＣおよびプログラム制御手段ＰＣに制御入力する。ランプ電圧検出手段ＶＤＣは、高圧放電ランプのランプ電圧を検出して、ゲートドライブ回路ＧＤＣおよびプログラム制御手段ＰＣに制御入力する。少なくとも始動直後から定格ランプ電力に到達するまでは、プログラム制御手段ＰＣにおいて制御プログラムと検出データに基づいて演算により求めた実際のランプ電力とを比較してその差を求める。そして、プログラム制御手段ＰＣは、上記差に応じてゲートドライブ回路ＧＤＣを制御して、高圧放電ランプに投入されるランプ電力を所定のプログラムに沿って自動的に加減制御する。
は、が実際の主として昇圧チョッパＢＴを点灯直後に定格ランプ電力の３．５倍程度の電力をフルブリッジインバータＦＢＩを経由して高圧放電ランプＨＰＤＬに投入し、その後徐々に低減させてやがて定格ランプ電力に落ち着くように昇圧チョッパＢＴを制御する。また、所要により、フルブリッジインバータＦＢＩのゲートドライブ回路ＧＤＣを制御する。
【００９６】
そうして、本実施の形態における高圧放電ランプ点灯装置を用いて高圧放電ランプを矩形波の低周波交流で点灯すると、点灯直後から所要の光束を発生する。これにより、自動車用前照灯として必要な電源投入後１秒後に定格に対して光束２５％、４秒後に光束８０％の点灯を実現することができる。
【００９７】
図６は、本発明の自動車用前照灯装置における一実施の形態を示す背面方向から見た斜視図である。図において、図において、自動車用前照灯装置（ＨＬ）は、自動車用前照灯装置本体（２１）、ならびにそれぞれ一対の点灯回路（ＯＣ）およびメタルハライドランプ（ＭＨＬ´）を具備している。
【００９８】
自動車用前照灯装置本体（２１）は、前面透過パネル（２１ａ）、リフレクタ（２１ｂ）、（２１ｃ）、ランプソケット（２１ｄ）および取付部（２１ｅ）などから構成されている。
【００９９】
前面透過パネル（２１ａ）は、自動車の外面と合わせた形状をなし、所要の光学的手段たとえばプリズムを備えている。
【０１００】
リフレクタ（２１ｂ）、（２１ｃ）は、メタルハライドランプ（ＭＨＬ´）に対応して配設されていて、それぞれに要求される配光特性を得るように構成されている。
【０１０１】
ランプソケット（２１ｄ）は、点灯回路（ＯＣ）の出力端に接続し、メタルハライドランプ（ＭＨＬ´）の口金（２１ｄ）に装着される。
【０１０２】
取付部（２１ｅ）は、自動車用前照灯装置本体（２１）を自動車の所定の位置に取り付けるための手段である。
【０１０３】
メタルハライドランプ（ＭＨＬ´）は、図２０に示す請求の範囲５の発明の実施の形態に係る構造を備えている。なお、ランプソケット（２１ｄ）は、口金に装着されて接続する。
【０１０４】
そうして、２灯のメタルハライドランプ（ＭＨＬ´）が自動車用前照灯装置本体（２１）に装着されて、４灯式の自動車用前照灯装置（ＨＬ）が構成される。メタルハライドランプ（ＭＨＬ´）の発光部は、自動車用前照灯装置本体（２１）のリフレクタ（２１ｂ）、（２１ｃ）の焦点にほぼ位置する。
【０１０５】
点灯回路（ＯＣ）は、図２１に示す回路構成を備えていて、金属製容器（２２）内に収納されているとともに、メタルハライドランプ（ＭＨＬ´）を付勢して点灯させる。
【０１０６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、透光性セラミックス放電容器と、先端側の開口部分が透光性セラミックス放電容器の端部に挿入して封着されることによってその両端部を閉塞し、かつ、先端間の距離ＬＭで対向し、基端側が透光性セラミックス放電容器の外部に露出して封止された一対の金属パイプと、基端部が金属パイプの基端側の封止部分に接続して支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器内に距離Ｇで対向して突出している一対の電極と、放電媒体とを具備し、上記距離の比Ｇ／ＬＭが数式１を満足していることにより、異常放電が生じにくくて始動時のグロー・アーク転移が容易になる高圧放電ランプを提供することができる。
【０１０７】
請求項２の発明によれば、直管状をなした単結晶の透光性セラミックス放電容器と、透光性セラミックス放電容器の両端部を気密に封止している一対の封着性部材と、基端部が封着性部材に支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器内に突出し、かつ、先端と透光性セラミックス放電容器内面との最短距離ＬＢ（ｍｍ）が数式２を満足している一対の電極と、放電媒体とを具備していることにより、光源の大きさが小さくなって集光性が高く、かつ、構造が簡単で、製造が容易であるとともに、熱応力によるクラックが発生しにくい高圧放電ランプを提供することができる。
【０１０８】
請求項３の発明によれば、管壁負荷Ｐ（Ｗ／ｃｍ２）が数式３を満足することにより、発光効率および演色性が適当な範囲内になるとともに、熱応力に起因するクラック発生などの不都合が生じにくい高圧放電ランプを提供することができる。
【０１０９】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプと、高圧放電ランプを始動し、かつ、付勢する点灯回路とを具備していることにより、請求項１〜３の効果を有する高圧放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【０１１０】
請求項５の発明によれば、照明装置本体と、照明装置本体に支持された請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプと、高圧放電ランプを始動し、かつ、付勢する点灯回路とを具備していることにより、請求項１ないし３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】本発明の高圧放電ランプにおける第１の実施の形態を示す中央断面正面図
【図２】本発明の高圧放電ランプの第１の実施の形態における実施例と同様な形態で、かつ、電極間距離Ｇを一定とし、金属パイプ間距離ＬＭを種々変更した高圧放電ランプを製作して、始動確率を測定した結果を示すグラフ
【図３】本発明の高圧放電ランプの第１の実施の形態における実施例と同様な形態で、かつ、電極を中心軸から偏心させて電極先端−透光性セラミックス放電容器内面間の最短距離を種々異なる高圧放電ランプを製作して、最短距離の部位における透光性セラミックス放電容器外面の温度を測定した結果を示すグラフ
【図４】本発明の高圧放電ランプにおける第２の実施の形態を示す正面図
【図５】本発明の高圧放電ランプ点灯装置における一実施の形態を示す回路図
【図６】本発明の自動車用前照灯装置における一実施の形態を示す背面方向から見た斜視図
【符号の説明】
１…透光性セラミックス放電容器、１ａ…包囲部、１ｂ…小径筒部、２…金属パイプ、２ａ…先端側、２ｂ…基端側、３…電極、３ａ…電極軸、３ｂ…電極主部、４…融着金属
【図１】
2004171833.tif 000006
【図２】
2004171833.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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