(57)【要約】    【課題】  ツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種のハロゲン化物を含むがタリウムハロゲン化物の封入による青色発光抑制が低減して発光色が改善され、発光効率が高くて、しかも平均演色評価数Ｒａのバランスが良好な水銀フリーの高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。    【解決手段】  高圧放電ランプは、透光性気密容器1と、一対の電極2、2と、金属ハロゲン化物および希ガスを含み、さらに金属ハロゲン化物はツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種のハロゲン化物およびヨウ化タリウム（ＴｌＩ）に換算して透光性気密容器の単位内容積に対して０．８ｍｇ／ｃｃ以下のタリウム（Ｔｌ）ハロゲン化物または金属タリウム（Ｔｌ）を含み、希ガスはキセノン（Ｘｅ）主体が室温換算で１〜２０気圧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ている。【選択図】図１
2009231133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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する放電生起手段と；
金属ハロゲン化物および希ガスを含み、さらに金属ハロゲン化物はツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種のハロゲン化物およびヨウ化タリウム（ＴｌＩ）に換算して透光性気密容器の単位内容積に対して０．８ｍｇ／ｃｃ以下のタリウム（Ｔｌ）ハロゲン化物または金属タリウム（Ｔｌ）を含み、希ガスは室温換算で１〜２０気圧のキセノン（Ｘｅ）主体である透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
主としてランプ電圧形成に効果的な金属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。
【請求項３】
ツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種のハロゲン化物は、それらの合計で主として発光に寄与する金属ハロゲン化物中３５質量％以上含有されていることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
照明装置本体と；
照明装置本体内に配設された請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプと；
高圧放電ランプを点灯する点灯装置と；
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】
【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およびこれを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
５０〜５００ｋＰａのＸｅと、それぞれ所定比率のＮａＩ、ＣｅＩ３、ＤｙＩ３、ＣａＩ２およびＴｌＩを含み、Ｈｇ、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎのフリーで調光可能な高圧放電ランプは既知である（例えば、特許文献１参照。）。この高圧放電ランプでは、特定の実施例として内容積０．３６９ｃｃのセラミック容器、ＮａＩ１．８０ｍｇ、ＣｅＩ３０．６９ｍｇ、ＤｙＩ３１．８５ｍｇ、ＣａＩ２０．６２ｍｇおよびＴｌＩ０．１８ｍｇの化学封入物、Ｘｅ封入圧２００ｋＰａが記載されている（第５欄第１０〜２２行）。
【０００３】
また、放電媒体が第１のハロゲン化物、第２のハロゲン化物および希ガスを含み、第１のハロゲン化物は全ての金属ハロゲン化物中で最大封入比率のツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物を含み、アルカリ金属ハロゲン化物が１０質量％未満であり、第２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が５〜２０質量％であり、Ｈｇを含まない高圧放電ランプ高圧放電ランプは既知である（特許文献２参照。）。この高圧放電ランプでは、実施例１として内容積０．０２５ｃｃの気密容器、ＺｎＩ２（１２．１）−ＩｎＩ（３．１）−ＴｌＩ（１２．１）−ＴｍＩ３（６４．２）−ＬｉＩ（８．５）＝０．７ｍｇ（ただし、（）内の数値は質量％）、Ｘｅ１３気圧の放電媒体封入が記載されている（［００７７］−［００７８］）。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７２４５０７５−Ｂ２号公報
【特許文献２】ＷＯ  ２００６／０４６７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、本発明者は、水銀フリーの高圧放電ランプにおいて、発光金属の主成分として発光効率が高く、ランプ電圧形成作用もあるツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物を封入し、かつタリウム（Ｔｌ）ハロゲン化物を従来一般的に使用されている程度の割合で添加すると、波長３８０−４８０ｎｍの青色発光が極端に抑制されてしまい、その結果高圧放電ランプの発光色が不所望に変化するという現象が生じることを見出した。この現象は、電極間の電位傾度を７Ｖ／ｍｍ以上の実用的な程度まで高めた際に顕著に現れた。また、タリウムを封入しない場合に比較して平均で５０％まで青色発光抑制が生じた。その結果、色度座標のｙが特に増加して色度差ｄｕｖ．が０．００００から０．０１８０まで増加し、発光色が白色から黄色がかった発光色へ劣化した。ただし、発光効率とランプ電圧がた各なお、上記の現象はツリウムと同様に発光効率が高く、ランプ電圧形成作用を有するホルミウム（Ｈｏ）でも生じた。また、水銀を封入した高圧放電ランプにおいてのＴｌＩの封入量は、Ｔｌ自体の緑色発光を考慮して決定されていて、ツリウムの発光抑制についての着眼は見られない。
【０００６】
そこで、本発明者がさらに検討を進めた結果、水銀フリーの高圧放電ランプにおいてはタリウム（Ｔｌ）ハロゲン化物の添加量を所定量以下に低減すれば、ツリウムまたはホルミウムおよびタリウムを封入した場合の青色発光抑制が効果的に低減できることを究明し、かつ発光効率とランプ電圧が実用レベルの高圧放電ランプを実現できることも究明し、本発明をなすに至った。
【０００７】
本発明は、ツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種のハロゲン化物を含むがタリウムハロゲン化物の封入による青色発光抑制が低減して発光色が改善され、しかも発光効率が高くて、しかも平均演色評価数Ｒａのバランスが良好でランプ電圧も確保できる水銀フリーの高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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する放電生起手段と；金属ハロゲン化物および希ガスを含み、さらに金属ハロゲン化物はツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種のハロゲン化物およびヨウ化タリウム（ＴｌＩ）に換算して透光性気密容器の単位内容積に対して０．８ｍｇ／ｃｃ以下のタリウム（Ｔｌ）ハロゲン化物または金属タリウム（Ｔｌ）を含み、希ガスは室温換算で１〜２０気圧のキセノン（Ｘｅ）主体である透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体と；を具備していることを特徴としている。
【０００９】
〔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し、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など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（ＡｌＮ）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。
【００１０】
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、高圧放電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、一般照明用ランプの場合、定格ランプ電力に応じて１ｃｃ以上および以下のいずれにすることもできる。また、液晶プロジェクタ用ランプの場合、１．０ｃｃ以下にすることができる。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。
【００１１】
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り、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ができる。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り、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、ピンチシール法およ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。
【００１２】
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やフリットガラスに代えて金属を用いる金属封着およ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または間接的に封着する手段など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、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に、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ャピラリー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。
【００１３】
〔放電生起手段について〕    放電生起手段は、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有電極形放電を生起させる形式であることを許容する。この場合の間に形成される電極間距離は、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。
【００１４】
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（例えばスカンジウム（Ｓｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、カリウム（Ｋ）およびケイ素（Ｓｉ）などのグループから選択された一種または複数種）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）またはタングステン−レニウム（Ｗ−Ｒｅ）合金などを用いて形成することができる。
【００１５】
さらに、小形のランプの場合、直棒状の線材や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ができる。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、したがって主部が太いものを用いることができる。
【００１６】
また、放電生起手段としては、透光性気密容器内に封装される一対の電極の他に、当該容器の外部に設けられて、誘導結合形放電を生起するいわゆる無電極形や誘電体バリア放電を生起する外部電極形の放電生起手段であってもよい。
【００１７】
〔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、金属ハロゲン化物および希ガスを含んでいる。
【００１８】
（金属ハロゲン化物について）    金属ハロゲン化物は、ツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種のハロゲン化物を含んでいる。ツリウム（Ｔｍ）は、放電時に視感度特性曲線のピーク波長付近に多数の輝線スペクトルを放射し、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とともに、水銀フリーにおいてランプ電圧を高める作用がある。また、ホルミウムもツリウムに類似した性質を有している。
【００１９】
また、ツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）のハロゲン化物は、それらの合計が後述する主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を除いた主として発光に寄与する金属のハロゲン化物の全体に対して３５質量％以上であるのが好ましい。この範囲であればランプ電圧を十分に実用範囲まで高める作用を呈するとともに高い発光効率が得られる。このため、例えばＺｎＩ２などのランプ電圧形成用金属ハロゲン化物の封入量を例えば１／５のように少なくしても、少なくする前の封入量におけるのと同等のランプ電圧が得られる。ランプ電圧形成用金属ハロゲン化物の封入量が多くなるにしたがって色偏差が増大するため、ランプ電圧形成用金属ハロゲン化物の封入量を少なくすることによって色偏差が著しく改善される。さらに、５０質量％以上であれば、より高いランプ電圧とより高い発光効率を得ることができる。なお、上記封入比率が８０質量％を超えると、ツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）以外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。
【００２０】
なお、発光に寄与する金属とは、高圧放電ランプとしての発光に対して寄与することが明らかな金属であり、ランプ電圧形成作用の有無については問わない。すなわち、ツリウムやホルミウムは、前述のように可視域における発光が多く、しかもランプ電圧形成作用もあるが、発光に寄与する金属に該当する。したがって、発光に寄与する金属は、後述する主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を除いた発光金属でもある。
【００２１】
ツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）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が、所望により臭素および塩素のいずれかでもよく、またヨウ素、臭素および塩素のうち所望の二種以上を用いてもよい。
【００２２】
タリウム（Ｔｌ）は、タリウムハロゲン化物または金属タリウムとして封入することができるが、その封入量がヨウ化タリウム（ＴｌＩ）に換算して気密容器の内容積に対し０〜０．８ｍｇ／ｃｃ、好適には０〜０．２ｍｇ／ｃｃでなければならない。なお、タリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物または金属タリウムを封入すると、タリウム（Ｔｌ）の緑色発光がツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種の発光に加算されるので、高圧放電ランプの発光効率が高くなる。
【００２３】
本発明においては、タリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物を封入しなくても青色発光抑制が低減するので、タリウムを封入しない態様も本発明に含まれる。したがって、タリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物の封入量の範囲は、０ｍｇ／ｃｃを含んでいる。しかし、タリウムを封入していることにより、高圧放電ランプの発光効率を高める場合もあるので、タリウムは、青色発光抑制が低減する程度に封入されていてもよい。この場合、タリウムの封入量の好適な下限値は、０．０５ｍｇ／ｃｃである。
【００２４】
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、例えば発光の色度を調整する、または発光効率を高くするなどの目的で添加することができる。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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％、好ましくは５０質量％とすれば、ランプ電圧低下の効果が得られ、さらに３０質量％未満程度が最適であるが、発光特性や製造性など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一方、発光効率、ランプ寿命改善および光色調整、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）およびリチウム（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。
【００２７】
２．（その他の希土類金属のハロゲン化物）    ツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）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）およびサマリウム（Ｓｍ）からなる希土類金属の一種また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およ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。すなわち、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。
【００２８】
３．（インジウム（Ｉｎ）のハロゲン化物）    インジウム（Ｉｎ）のハロゲン化物は、所望の演色性および／また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る。
【００２９】
（希ガスについて）    希ガスは、室温（２５℃）換算で１〜２０気圧のキセノン（Ｘｅ）主体が封入される。キセノン主体の希ガスの封入圧を上記のように広範囲に許容される理由は、この範囲内でタリウムの封入量を前述のように規制することによる青色発光抑制が低減するからである。反対に、この希ガス封入厚範囲内では、上記規制をしなければ、青色発光抑制が顕著に現れる。
【００３０】
すなわち、キセノン主体の希ガス封入圧が１〜２０気圧の範囲において、水銀フリーのときに実用的なランプ電圧の下で、タリウムのハロゲン化物の封入量を前述のように規制することによって、ツリウムおよびホルミウムによる青色発光抑制が低減できることが確認された。なお、キセノン主体とは、キセノンの体積が８０％以上であればよいことを意味する。キセノンに混合し得る希ガスとしてはアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびネオン（Ｎｅ）などである。
【００３１】
〔ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物について〕    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を所望により透光性気密容器の内部に封入することができる。ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物としては、イオン化エネルギーが８ｅＶ以上で、かつ融点が５００℃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℃以下の金属ハロゲン化物としては、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）およびマンガン（Ｍｎ）のハロゲン化物などがある。
【００３２】
本発明の場合、ツリウムハロゲン化物およ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ので、上記ハロゲン化物または金属を実質的に封入しなくてもよい。しかし、ツリウムハロゲン化物およびホルミウムのハロゲン化物の少なくとも１種を上記より広い範囲で封入してもタリウムハロゲン化物の封入量を前述のように規制することにより、ツリウムおよびホルミウムの青色発光の抑制を阻止できるので、一対の電極間に７Ｖ／ｍｍ以上の電位傾度を形成するために必要であれば、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を所要量封入することが許容される。
【００３３】
ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物は、前記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が、水銀のように大きすぎる必要はなく、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。したがって、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。
【００３４】
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、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（Ａｌ）、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）およびハフニウム（Ｈｆ）か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く、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、ＡｌＩ3が不完全蒸発の状態になっていて、しかも所望のランプ電圧が得られていない場合にＡｌＩ3を追加してもランプ電圧は変わらない。
【００３５】
これに対して、ＡｌＩ3の追加に代えてＺｎＩ2を添加すれば、ＺｎＩ2の作用により生じる分のランプ電圧が加算されるので、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。
【００３６】
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く、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およびＺｎなどは可視域に発光が多い。したがって、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。ランプ電圧形成用ハロゲン化物の中で、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）は紫外域発光が多いが、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）および亜鉛（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、上記チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）および亜鉛（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エネルギー準位がツリウム（Ｔｍ）を始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）を発光させるに必要なエネルギー準位より高い。そのため、両者を一緒に封入して高圧放電ランプを点灯させた場合には、エネルギー準位の低い発光用ハロゲン化物による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。
【００３７】
したがって、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く、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らの実験で明らかになった。
【００３８】
〔水銀について〕    本発明は、水銀フリーの高圧放電ランプであり、したがって水銀は封入しない。
【００３９】
〔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。
【００４０】
１．（外管）    透光性気密容器、一対の電極およ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、任意所望の形状および大きさにすることができる。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ガラスの場合に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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、プロジェクション用、一般照明用などに適している。したがって、定格ランプ電力および用途に応じて適当な形状およ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入量とすることができる。
【００４３】
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；高圧放電ランプを点灯する点灯装置と；を具備していることを特徴としている。
【００４４】
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、光化学反応装置などである。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。
【００４５】
点灯装置は、高圧放電ランプを付勢して点灯するための点灯回路と、高圧放電ランプを始動して点灯を開始させる高電圧パルス発生装置とにより構成することができる。本発明において、点灯回路としては、既知の各種点灯回路を採用することができる。例えば、フルブリッジ形インバータ回路またはハーフブリッジ形インバータ回路などの好ましくは低周波の矩形波交流電圧を発生する矩形波交流発生回路を主体とする回路構成などを用いることができる。これに加えて、所望により昇圧チョッパまたは降圧チョッパなどの直流電圧変換回路を電源電圧調整および／またはアクティブフィルタ用としてインバータ回路の直流電源に付設することができる。高電圧パルス発生装置としては、既知の各種高電圧パルス発生装置を採用することができる。例えば、イグナイタなどを用いることができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、イオン化媒体がツリウム（Ｔｍ）およびホルミウム（Ｈｏ）の少なくとも１種のハロゲン化物およびヨウ化タリウム（ＴｌＩ）に換算して透光性気密容器の単位内容積に対して０．８ｍｇ／ｃｃ以下のタリウム（Ｔｌ）ハロゲン化物または金属タリウム（Ｔｌ）を含み、希ガスはキセノン（Ｘｅ）主体が室温換算で１〜２０気圧であることにより、青色発光抑制が低減するので、発光色が改善される。また、これに加えて、他の希土類金属ハロゲン化物を封入する場合より発光効率が高くて、しかも平均演色評価数Ｒａのバランスが良好な水銀フリーの高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
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。
【００４８】
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り、透光性気密容器１、放電生起手段としての一対の電極２、２、一対の電流導入導体３、３、一対のシール材４、４およ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、図示を省略している外管内に封装されて、使用に供される。
【００４９】
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。そして、包囲部１ａおよび一対の小径筒状部１ｂ、１ｂを備えていて、一体成形された構造をなしている。包囲部１ａ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１ｂは、細長いパイプ状をなしていて、先端が包囲部１ａの半球部の中央部に連通している。
【００５０】
電極２は、ドープドタングステンの棒状体からなり、先端が透光性セラミックス気密容器１の包囲部１ａの内部に臨み、基端が電流導入導体３の先端に突合せ溶接され、中間部が小径筒状部１ｂの内部に周囲に僅かな隙間であるキャピラリーを形成しながら挿通している。
【００５１】
電流導入導体３は、直列に接続した封着性部分３ａおよび耐ハロゲン性部分３ｂを備えている。封着性部分３ａは、二オブの棒状体からなり、後述するシール材４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３ｂは、モリブデンの棒状体からなり、その基端が封着性部分３ａ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１ｂの内部に挿入されている。また、その先端部に電極２の基端が溶接されている。
【００５２】
シール材４は、フリットガラスすなわちセラミックスコンパウンドの溶融固化体からなり、小径筒状部１ｂ内に進入して、小径筒状部１ｂ内に位置する電流導入導体３の封着性部分３ａと小径筒状部１ｂ内面との間の隙間に充填されるとともに、封着性部分３ａの表面が透光性気密容器１内に露出しないように包囲している。
【００５３】
イオン化媒体は、金属ハロゲン化物および希ガスからなる。
【００５４】
金属ハロゲン化物は、ツリウムおよびホルミウムの少なくとも１種のハロゲン化物を含み、タリウムを封入する場合には透光性気密容器１の内容積に対して０．８ｍｇ／ｃｃ未満に規制される。また、所望により主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を含んでいるが、水銀は含んでいない。
【００５５】
希ガスは、室温換算（２５℃）で１〜２０気圧のキセノン主体の希ガスからなる。
【実施例１】
【００５６】
実施例１は、図１に示すメタルハライドランプである。
【００５７】
透光性気密容器  ：多結晶アルミナセラミックス一体成形、最大内径6.1mm、肉厚0.5mm、
全長34mm、内容積0.12cc
一対の電極      ：電極間距離4.2mm
イオン化媒体    ：TmI3-NaI=4mg（TmI3-NaI比率は比較例１と同じ。）、TlI=0mg、
ZnI2=0.5mg、Xe16気圧
電気特性        ：ランプ電圧65V、ランプ電力30W
発光特性        ：発光効率98 lm/W、380-385nm平均放射パワーは後述比較例１の200%
色偏差duv.      ：+0.0000
[比較例１]
イオン化媒体    ：TmI3-NaI-TlI=4mg（TmI3含有比率は60質量%）、TlI=1mg/cc、
ZnI2=0.5mg、Xe16気圧
その他は実施例1と同じ。
【００５８】
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.      ：+0.0180
【実施例２】
【００５９】
イオン化媒体    ：TmI3-NaI-TlI=4mg（TmI3-NaI比率は比較例１と同じ。）、
TlI=0.8mg/cc、ZnI2=0.5mg、Xe16気圧
その他は実施例1と同じ。
【００６０】
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、380-385nm平均放射パワーは比較例１の120%
色偏差duv.      ：+0.0140
【実施例３】
【００６１】
イオン化媒体    ：TmI3-NaI-TlI（TmI3-NaI比率は比較例１と同じ。）=4mg、
TlI=0.2mg/cc、ZnI2=0.5mg、Xe16気圧
その他は実施例1と同じ。
【００６２】
電気特性        ：ランプ電圧68V、ランプ電力30W
発光特性        ：発光効率98 lm/W、380-385nm平均放射パワーは比較例１の150%
色偏差duv.      ：+0.0090
【実施例４】
【００６３】
イオン化媒体    ：TmI3-NaI-TlI（TmI3含有比率は35質量％）＝4mg、TlI=0.2mg/cc、
ZnI2=0.5mg、Xe16気圧
その他は実施例1と同じ。
【００６４】
電気特性        ：ランプ電圧60V、ランプ電力30W
発光特性        ：発光効率94 lm/W、380-385nm平均放射パワーは後述比較例２の150%
色偏差duv.      ：+0.0050
[比較例２]
イオン化媒体    ：TmI3-NaI-TlI（TmI3含有比率は35質量％）＝4mg、TlI=1mg/cc、
ZnI2=0.5mg、Xe16気圧
その他は実施例1と同じ。
【００６５】
電気特性        ：ランプ電圧65V、ランプ電力30W
発光特性        ：発光効率96 lm/W
色偏差duv.      ：+0.0150
【実施例５】
【００６６】
イオン化媒体    ：HoI3-NaI-TlI（TmI3-NaI比率は後述比較例３と同じ。）＝4mg、
TlI=0.2mg/cc、ZnI2=0.5mg、Xe16気圧
その他は実施例1と同じ。
【００６７】
電気特性        ：ランプ電圧56V、ランプ電力30W
発光特性        ：発光効率87 lm/W、380-385nm平均放射パワーは後述比較例２の150%
色偏差duv.      ：+0.0000
[比較例３]
イオン化媒体    ：HoI3-NaI-TlI（HoI3含有比率は35質量％）＝4mg、TlI=1mg/cc、
ZnI2=0.5mg、Xe16気圧
その他は実施例1と同じ。
【００６８】
電気特性        ：ランプ電圧60V、ランプ電力30W
発光特性        ：発光効率90 lm/W
色偏差duv.      ：+0.0145
上記実施例１〜３を比較例１と対比し、また実施例４を比較例２と対比し、実施例五を比較例と対比して明らかなように、実施例１〜５はＴｌＩの封入量が０．８ｍｇ／ｃｃ以下に規制されている点で共通している。そして、いずれの実施例も波長３８０−３８５ｎｍの平均放射パワーが比較例１の１２０％以上である。したがって、青色発光抑制が比較例１および２より明らかに低減していて、これに伴い色偏差が少ない。
【００６９】
図２は、ヨウ化タリウム換算封入量と波長３８０−３８５ｎｍの放射パワーの関係を示すグラフである。図において、横軸はヨウ化タリウム換算封入量（ｍｇ／ｃｃ）を、縦軸は３８０−３８５ｎｍの放射相対パワーを、それぞれ示す。なお、３８０−３８５ｎｍの放射相対パワーは、従来の封入量に相当するＴｌＩ１ｍｇ／ｃｃを１００とする％を意味する。
【００７０】
図から理解できるように、ヨウ化タリウム換算封入量が０．８ｍｇ／ｃｃ以下であれば、波長３８０−３８５ｎｍの放射パワー抑制が明らかに低減していることが分かる。
【００７１】
図３は、本発明の高圧放電ランプの放射強度分布を比較例のそれと一緒に示すグラフである。図において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は標準化放射強度を、それぞれ示す。図中の実線は本発明、点線は比較例である。なお、比較例はタリウムを１ｍｇ／ｃｃ以上封入した以外は本発明と同じ仕様である。本発明は、タリウムの封入が０ｍｇ／ｃｃの態様である。
【００７２】
図から理解できるように、本発明においては、波長３８０〜３８５ｎｍの放射が多くなっている。
【００７３】
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形のメタルハ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は保護ガラス管、ＳＦは発光管支持部材、Ｇはゲッタ、Ｂは口金である。
【００７４】
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、保護ガラス管ＳＧおよび発光管支持部材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、図において下部に位置するネック部にフレアステム５を封着して備えている。フレアステム５は、一対の内部導入線６ａ、６ｂを外管ＯＴ内へ気密に突出させて備えている。
【００７５】
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３が後述する接続片１０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６ａ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３が、接続導体７に溶接されて支持されているとともに、接続導体７を介して内部導入線６ｂに接続している。
【００７６】
保護ガラス管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ことで、発光管ＩＴの破裂時に破片の飛散を抑制する手段であり、後述のように発光管支持部材ＳＦに支持されている。
【００７７】
発光管支持部材ＳＦは、支持枠８、一対の支持プレート９、９および接続片１０からなる。支持枠８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６ａに接続している。一対の支持プレート９、９は、ステンレス鋼板をほぼ円盤状に形成してなり、支持枠８に固定されている。また、一対の支持プレート９、９の中央部には通孔が形成されており、透光性気密容器１の一対の小径筒部１ｂ、１ｂを上記通孔に挿通させることにより、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１０は、支持枠８の上部に溶接されていて、発光管ＩＴの図において上方の電流導入導体３に接続している。１対の支持プレート９、９は、保護ガラス管ＳＧの上下端面に嵌合してそれらの間に保護ガラス管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。したがって、保護ガラス管ＳＧは、１対の支持プレート９、９を介して発光管支持部材ＳＦに支持されている。
【００７８】
ゲッタＧは、発光管支持部材ＳＦの図において上部に支持されているパフォーマンスゲッタである。
【００７９】
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て、外管ＯＴを気密に介して一対の内部導入線６ａ、６ｂに接続している。
【００８０】
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。
【００８１】
図において、１１は高圧放電ランプ、１２は照明器具本体である。
【００８２】
高圧放電ランプ１１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である。
【００８３】
照明器具本体１２は、天井埋込形ダウンライトを構成するもので、基体１２ａ、反射板１２ｂを具備している。基体１２ａは、天井に埋め込まれるために、下端に天井当接縁１２ａ１を備えている。反射板１２ｂは、基体１２ａに支持されているとともに、高圧放電ランプ１１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。
【００８４】
高圧放電ランプ１１を点灯させるための高圧放電ランプ点灯装置（図示を省略している。）は、これを照明器具本体１２に配設したり、照明器具本体１２に隣接する位置または遠隔した位置に別置きとしたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】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
【図２】同じくヨウ化タリリウム換算封入量と波長３８０−３８５ｎｍの放射パワーの関係を示すグラフ
【図３】本発明の高圧放電ランプの放射強度分布を比較例のそれと一緒に示すグラフ
【図４】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
【図５】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
【符号の説明】
【００８６】
１…透光性気密容器、１ａ…包囲部、１ｂ…小径筒部、１ｃ…放電空間、２…電極、３…電流導入導体、３ａ…封着性部分、３ｂ…耐ハロゲン性部分、４…シール材
【図１】
2009231133.tif 000003
【図２】
2009231133.tif 000004
【図３】
2009231133.tif 000005
【図４】
2009231133.tif 000006
【図５】
2009231133.tif 000007