JP2002270386A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】発熱損失、大型化、再始動の困難、ノイズ、絶
縁破壊を防止する。 【解決手段】放電空間の容積１立方ミリメートルあたり
０.１５ｍｇ以上の水銀を含み、電極間隔が２.５ｍｍ以
下である一対の主たる放電のための電極Ｅ１，Ｅ２が対
向配置されると共に、主たる放電のための電極以外の補
助電極Ｅｔを主たる放電のための放電空間に接しないよ
うに設けた放電ランプＬｄと、主たる放電のための電極
Ｅ１，Ｅ２に放電電流を供給するための給電回路Ｂｘ
と、主たる放電のための両極の電極Ｅ１，Ｅ２の何れか
と前記補助電極Ｅｔの間に高電圧を発生するスタータＵ
ｅとを接続してなる光源装置において、スタータＵｅ
は、室温状態のランプに主たる放電を始動させるために
必要な電圧の２〜５倍の電圧を発生させる能力を有する
ように光源装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プロジェ
クタ用の光源として使用される、高圧水銀放電ランプを
用いた光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタやＤＬＰ^ＴＭ（テキサ
スインスツルメンツ社）プロジェクタ等の光学装置ため
の光源装置においては、高輝度放電ランプ（ＨＩＤラン
プ）が使用される。しかし近年、前記光学装置を明るい
ものとするために、従来よりも放電ランプに封入する水
銀量を多くすることが求められて来ている。この種の放
電ランプにおいては、始動時にスタータを用いて高電圧
を発生させ、放電空間を絶縁破壊させて放電を開始させ
る必要がある。

【０００３】従来の放電ランプ光源装置の構成を図１２
に示す。光学装置用光源装置において、通常はスタータ
として、両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）の間に高電圧を印加
する方式のスタータ（Ｕｉ）が用いられる。この方式の
場合、スタータの高電圧トランス（Ｔｉ）の２次側巻線
（Ｓｉ）はランプ（Ｌｉ）に直列に接続されるため、放
電が開始してスタータ（Ｕｉ）の機能はもう必要ないに
もかかわらず、ランプ（Ｌｉ）に供給する放電電流は、
巻数の大きい高電圧トランス２次側巻線（Ｓｉ）を介し
て流さなければならない。このときの巻線（Ｓｉ）での
発熱損失発生を抑えるためには、巻線の線径を太くする
必要があり、スタータ（Ｕｉ）の大型化、重量化が避け
られない問題があった。

【０００４】この問題を解決するための方策として、フ
ラッシュランプのトリガのために多用されている、外部
トリガ方式を利用することができる。この方式は、主た
る放電、すなわち始動後のアーク放電のための第１およ
び第２の両極の電極以外に、補助電極を設け、これと前
記第１または第２の電極との間に高電圧を印加して、誘
電体バリア放電により放電空間にプラズマを発生させ、
このプラズマを種として、第１の電極と第２の電極の間
に予め印加された電圧（無負荷開放電圧）によって主た
る放電を開始させるものである。

【０００５】このような構造にすることにより、ランプ
の放電開始後は、スタータの高電圧トランスの１次およ
び２次側巻線にはランプの放電電流は流れないため、ス
タータの高電圧トランスの１次および２次側巻線におい
て発熱損失は発生せず、スタータの大型化、重量化を避
けることができる。

【０００６】ところが、封入水銀量の多い放電ランプに
おいては、ランプが室温状態にある場合には、水銀が凝
結しているために放電空間の圧力が低いため、比較的容
易に始動することができるが、消灯後の経過時間が短く
ランプが熱い場合は、水銀が気化しているために放電空
間の圧力が高いため、再始動（ホットリスタート）が困
難である問題がある。

【０００７】ホットリスタートの条件における再始動が
困難な問題は、プロジェクタ等の光学装置にとっては、
その装置の使用者の使い勝手に影響する性能上の重要な
問題である。そして、前記した近年の封入水銀量の増加
に伴い、この再始動性困難の問題は、外部トリガ方式に
とってますます深刻になって来ている。

【０００８】一方、従来、放電ランプ（Ｌｉ）と給電装
置（Ｎｉ）とは給電線（Ｋ１，Ｋ２）により接続され、
放電ランプ（Ｌｉ）を始動させるためのスタータ（Ｕ
ｉ）は給電装置側（Ｎｉ）に設置されていた。スタータ
は高電圧（Ｕｉ）を発生させる必要がある。スタータ
（Ｕｉ）がパルス高電圧を発生させるものである場合、
給電線（Ｋ１，Ｋ２）は短時間に高電圧に充電して、強
烈なノイズを輻射する問題があった。

【０００９】また、給電線（Ｋ１，Ｋ２）と周囲導体と
の間に形成される静電容量と給電線（Ｋ１，Ｋ２）のイ
ンダクタンスに起因して、パルス高電圧のなまりが発生
し、ランプ電極（Ｅ１，Ｅ２）間の電圧の高まりが減殺
されるため、放電ランプの始動に必要なパルス電圧を得
るために、スタータ（Ｕｉ）から給電線（Ｋ１，Ｋ２）
に向けて、必要以上に大きなエネルギーを放出しなけれ
ばならないうえに、前記パルス高電圧のなまりによっ
て、パルス幅が広がってしまうため、スタータの高電圧
トランス（Ｔｉ）や給電線（Ｋ１，Ｋ２）の絶縁被覆な
ど、意図しない部分での絶縁破壊が発生する可能性が増
加し、信頼性の低下を招く危険性があった。

【００１０】一方、ＤＣスタータと呼ばれる、比較的ゆ
っくりと電圧が上昇する高電圧を発生させるスタータで
ある場合、電圧が高いほど、電圧印加時間が長いほど絶
縁破壊現象が生じ易くなるため、意図しない部分での絶
縁破壊が発生する可能性がさらに増加する問題があっ
た。

【００１１】外部トリガ方式を使用して高圧放電ランプ
を始動する従来の発明や考案として、例えば、日本国特
許庁公報実用新案公報 昭３７−８０４５号がある。こ
の考案においては、高圧水銀灯のランプ電流で磁力を発
生するコイルを設け、その磁力で補助電極に高電圧を発
生させる起動回路の動作を制御する構成について述べら
れている。

【００１２】また、日本国特許庁公報特開平５−５４９
８３号の発明においては、高圧水銀灯等のランプに補助
電極（外部電極）を数ｍｍの間隔で近接して配置する構
成について述べられている。

【００１３】しかし、これらの従来の発明や考案におい
ては、前記したホットリスタートにおいても意図しない
部分での絶縁破壊が発生する問題を回避して再始動でき
る光源装置とするための指針や条件は全く考慮されてい
なかった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
が抱える問題、すなわち、巻線での発熱損失を避けるた
めにスタータの大型化または重量化が避けられない問
題、消灯後の経過時間が短くランプが熱い場合に再始動
が困難である問題、ノイズを輻射する問題や、給電線と
周囲の導体間の容量性結合に起因して、スタータから給
電線に向けて必要以上に大きなエネルギーを放出しなけ
ればならない問題、意図しない部分での絶縁破壊が発生
する可能性が増加して信頼性の低下を招く問題、などを
解決することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項１の発明は、放電空間（１２）の容
積１立方ミリメートルあたり０.１５ｍｇ以上の水銀を
含み、電極間隔が２.５ｍｍ以下である一対の主たる放
電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）が対向配置されると共
に、前記主たる放電のための電極以外の補助電極（Ｅ
ｔ）を主たる放電のための放電空間（１２）に接しない
ように設けた放電ランプ（Ｌｄ）と、前記主たる放電の
ための電極（Ｅ１，Ｅ２）に放電電流を供給するための
給電回路（Ｂｘ）と、前記主たる放電のための両極の電
極（Ｅ１，Ｅ２）の何れかと前記補助電極（Ｅｔ）の間
に高電圧を発生するスタータ（Ｕｅ）とを接続してなる
光源装置において、前記スタータ（Ｕｅ）は、室温状態
のランプに前記主たる放電を始動させるために必要な電
圧の２〜５倍の電圧を発生させる能力を有するように光
源装置を構成することを特徴とするものである。

【００１６】本発明の請求項２の発明は、スタータ回路
の少なくとも高電圧トランス（Ｔｅ）を含む高電圧発生
部（Ｕｂ）を、給電回路部（Ｂｙ）から分離することを
特徴とするものである。

【００１７】本発明の請求項３の発明は、前記ランプ
（Ｌｄ）と、少なくとも前記スタータの高電圧トランス
（Ｔｅ）とを一体のユニットとに構成することを特徴と
するものである。

【００１８】

【作用】外部トリガ方式の場合、前記本来の主たる放電
を開始させるためには、前記第１の電極（Ｅ１）または
第２の電極（Ｅ２）と補助電極（Ｅｔ）との間に印加す
る高電圧、または無負荷開放電圧の何れか一方のみを単
に高くするだけでは、始動性を上げることはできない。

【００１９】すなわち、消灯後の経過時間、つまり始動
しようとする時点での温度などのランプの条件に応じ
て、適切なバランスを有する前記高電圧と無負荷開放電
圧を印加する必要があり、また、適切なバランスを保っ
ている場合でも、消灯後の経過時間によっては、印加す
べき前記高電圧または無負荷開放電圧の何れかまたは両
方が非常に高くなり、実現しようとすると前記したよう
な意図しない部分での絶縁破壊が発生する危険性がある
ことがわかる。

【００２０】したがって、目的とする光学装置に要求さ
れるコンパクト性と経済性の観点より課せられる、光源
装置に付与することが可能な絶縁耐力の限界の元では、
再始動可能な消灯後の最短経過時間が存在することにな
る。

【００２１】上記事項を踏まえた上で、請求項１の発明
について、先ず、発明者らの行った実験に関する図１，
図２，図３に基づいて説明する。アルゴンと放電空間の
容積１立方ミリメートルあたり０.２ナノモルの臭素、
放電空間の容積１立方ミリメートルあたり０.１５ｍｇ
の水銀を含み、前記主たる放電のための第１および第２
の両極の電極間の距離（ＡＬ）が０.６〜２.５ｍｍであ
るランプを用いた実験結果を図１、図２に示す。

【００２２】図１は無負荷開放電圧（Ｖｏｐｎ）を２８
０Ｖとした場合、図２は無負荷開放電圧（Ｖｏｐｎ）を
３５０Ｖとした場合である。実験は、図３に示すよう
に、ＤＣ電源（Ｍｘ）と給電回路（Ｂｘ）、スタータ
（Ｕｅ）をランプ（Ｌｄ）に接続して行った。ただし、
とスタータの高電圧トランスの１次側巻線（Ｐｅ）に独
立の印加電圧を与えるために、可変電圧源（Ｖｐ）を接
続し、無負荷開放電圧（Ｖｏｐｎ）をランプ（Ｅｔ）印
加した状態で、第１の電極（Ｅ１）と補助電極（Ｅｔ）
の間に前記スタータ（Ｕｅ）が発生する高電圧パルスを
印加して行った。

【００２３】前記高電圧パルスの印加に際しては、事前
にランプ（Ｌｄ）を４分間点灯し、その消灯後に、前記
可変電圧源（Ｖｐ）の電圧を低い値から徐々に上昇させ
て行き、ランプ（Ｌｄ）の始動に成功するまでの時間、
すなわち再始動不能時間（Ｔｒｓｔ）を測定した（図
１，図２の縦軸）。

【００２４】ランプ（Ｌｄ）の消灯後に、前記スタータ
の高電圧トランスの２次側巻線（Ｓｅ）とランプの補助
電極（Ｅｔ）との接続を一旦断ち、前記スタータの高電
圧トランスの２次側を無負荷状態にして、前記可変電圧
源（Ｖｐ）の電圧をランプ（Ｌｄ）の始動成功時と変え
ないままで前記スタータ（Ｕｅ）を動作させ、前記スタ
ータの高電圧トランスの２次側巻線（Ｓｅ）の発生電圧
をオシロスコープを用いて測定し、この測定値を高電圧
パルスのピーク電圧（Ｖｔｒｇ）とした（図１，図２の
横軸）。ただし、高電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒ
ｇ）の低い方の領域において、ランプ（Ｌｄ）の始動成
功率が５０％未満である条件は、図１，図２にプロット
していない。

【００２５】すなわち、図１，図２の無負荷開放電圧、
電極間距離の各条件において、高電圧パルスのピーク電
圧（Ｖｔｒｇ）がより低い条件においても、たまたま始
動に成功する場合があったが、このような例は現象のバ
ラツキと考えられるため、複数回試行したときにその成
功率が概ね５０％未満であった条件については、プロッ
トしなかった。

【００２６】図１，図２において、主たる放電のための
電極間の距離（ＡＬ）のそれぞれについてのプロット点
群の左端部に対応する高電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔ
ｒｇ）と再始動不能時間（Ｔｒｓｔ）は、前記した室温
状態のランプに前記主たる放電を始動させるために必要
な電圧 Ｖｔｍｉｎと、再始動不能時間の最大値 Ｔｒｍ
ａｘ を与える。

【００２７】図１，図２から直ちに指摘できることは、
主たる放電のための電極間の距離（ＡＬ）のそれぞれに
ついて、高電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒｇ）を高く
するほど、再始動不能時間（Ｔｒｓｔ）は短縮されるこ
と、また、室温状態のランプに前記主たる放電を始動さ
せるために必要な電圧 Ｖｔｍｉｎ の２倍までは、高電
圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒｇ）を高くするほど、再
始動不能時間（Ｔｒｓｔ）は短縮される効果が大きいこ
と、そして、室温状態のランプに前記主たる放電を始動
させるために必要な電圧 Ｖｔｍｉｎ の５倍を超えて高
電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒｇ）を高くしても、再
始動不能時間（Ｔｒｓｔ）は、さらなる短縮はほとんど
期待できないことである。

【００２８】これを詳しく述べれば、例えば、図１にお
ける、電極間距離１.２ｍｍに関するデータに注目した
とき、室温状態のランプに前記主たる放電を始動させる
ために必要な電圧 Ｖｔｍｉｎ は４.１ｋＶであるが、
Ｖｔｍｉｎ から、その２倍である８.４ｋＶに対応する
部分に至る領域においては、高電圧パルスのピーク電圧
（Ｖｔｒｇ）の増加に対応して、順調に再始動不能時間
（Ｔｒｓｔ）が減少しているが、 Ｖｔｍｉｎ の５倍を
超える領域では、高電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒ
ｇ）を増加しても、プロット点はほとんど水平に並んで
いるため、再始動不能時間（Ｔｒｓｔ）が減少していな
い。そしてこのことは、他の電極間距離に関するデータ
についても言える。さらに、この事情は、無負荷開放電
圧（Ｖｏｐｎ）の値によらず同様である。

【００２９】したがって、高電圧パルスのピーク電圧
（Ｖｔｒｇ）について、室温状態のランプに前記主たる
放電を始動させるために必要な電圧 Ｖｔｍｉｎ の２倍
未満では、前記ホットリスタートの条件まで考慮した場
合には、再始動性を改善する可能性を有効に利用してい
ないことになり、逆に、室温状態のランプに前記主たる
放電を始動させるために必要な電圧 Ｖｔｍｉｎ の５倍
を超えて高くしても、前記ホットリスタートの条件での
再始動性を改善する可能性がほとんど期待できず、むし
ろ前記した意図しない部分での絶縁破壊の危険性を助長
するものであることがわかる。

【００３０】放電空間のが含む水銀量がさらに多くなる
と、水銀が気化していることによる放電空間の圧力がさ
らに高まるため、前記ホットリスタートの条件での再始
動性はより悪くなるため、室温状態のランプに前記主た
る放電を始動させるために必要な電圧 Ｖｔｍｉｎ の少
なくとも２倍以上にすることが望ましいが、５倍を超え
て高くしても、前記した意図しない部分での絶縁破壊の
危険性を助長すること、再始動性を改善する可能性がほ
とんど期待できないことは同様である。

【００３１】なお、図１における、電極間距離１.２ｍ
ｍに関するデータに注目したとき、室温状態のランプに
前記主たる放電を始動させるために必要な電圧 Ｖｔｍ
ｉｎすなわち４.１ｋＶから、その２.５倍の１０.２５
ｋＶあるいは３倍の１２.３ｋＶ未満の領域において
は、高電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒｇ）の増加に対
応して、再始動不能時間（Ｔｒｓｔ）が依然として減少
しているため、高電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒｇ）
は、 Ｖｔｍｉｎ の２.５倍あるいは３倍程度以上とす
ることが望ましい。

【００３２】また、Ｖｔｍｉｎ の４倍の１６.４ｋＶあ
るいは４.５倍の１８.４５ｋＶを超える領域において
は、高電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒｇ）の増加に対
する再始動不能時間（Ｔｒｓｔ）の減少の効果が鈍って
来るため、高電圧パルスのピーク電圧（Ｖｔｒｇ）は、
Ｖｔｍｉｎ の４倍あるいは４.５倍程度以下とするこ
とが望ましい。

【００３３】前記したように、外部トリガ方式であるこ
とにより、ランプ（Ｌｄ）の放電開始後は、スタータ
（Ｕｅ）の高電圧トランス（Ｔｅ）の１次側巻線（Ｐ
ｅ）および２次側巻線（Ｓｅ）にはランプ（Ｌｄ）の放
電電流は流れないため、スタータ（Ｕｅ）の高電圧トラ
ンス（Ｔｅ）の１次側巻線（Ｐｅ）および２次側巻線
（Ｓｅ）において発熱損失は発生せず、スタータ（Ｕ
ｅ）の大型化、重量化を避けることができる。

【００３４】したがって、請求項１の発明のように光源
装置を構成することにより、前記ホットリスタートの条
件においても再始動性が改善されたうえに、意図しない
部分での絶縁破壊の危険性が抑制され、しかもスタータ
の大型化、重量化を避けた光源装置を実現することがで
きる。

【００３５】次に、請求項２の発明について図７を用い
て説明する。スタータ回路（Ｕｅ）の少なくとも高電圧
トランス（Ｔｅ）を含む高電圧発生部（Ｕｂ）を給電回
路部（Ｂｙ）から分離することにより、高電圧トランス
（Ｔｅ）の２次側回路部と前記補助電極（Ｅｔ）との接
続のための電流経路の長さを短くすることができる。こ
のことにより、高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側回路部
と前記補助電極（Ｅｔ）との接続のための電流経路部分
と周囲導体との間に形成される静電容量を小さく、ま
た、前記電流経路のインダクタンスを小さくすることが
できる。

【００３６】そのため、スタータがパルス高電圧を発生
させるものである場合、前記電流経路の静電容量やイン
ダクタンスの存在に起因する、パルス高電圧のなまりに
よって、ランプ電極間の電圧（Ｅ１，Ｅ２）の高まりが
減殺される悪影響が抑えられ、必要以上に大きなエネル
ギーを放出しなければならない問題が解決され、また、
前記パルス高電圧のなまりによって、パルス幅が広がっ
て、意図しない部分での絶縁破壊が発生する可能性を抑
えることができる。

【００３７】高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側回路部と
前記補助電極（Ｅｔ）との接続のための電流経路の長さ
を短く、ループ面積を小さくすることができるため、ノ
イズを輻射する問題を抑えることができる。さらに、前
記スタータと前記補助電極（Ｅｔ）との接続線の長さが
短いため、前記スタータが比較的ゆっくりと電圧が上昇
する高電圧を発生させるものである場合においても、意
図しない部分での絶縁破壊が発生する可能性を抑えるこ
とができる。

【００３８】次に、請求項３の発明について説明する。
高電圧を発生させる前記スタータの高電トランス（Ｔ
ｅ）は、絶縁性能が、その使用回数の累積に伴い不可避
的に劣化する。一方、ランプ（Ｌｄ）には寿命があり、
これについては、有限使用時間内での交換が必須であ
る。前記ランプ（Ｌｄ）と、少なくとも前記スタータの
高電圧トランス（Ｔｅ）とを一体のユニットに構成する
ことにより、ランプ寿命に起因してランプを交換する
際、前記スタータの高電圧トランス（Ｔｅ）も交換され
ることになり、前記スタータの高電圧トランス（Ｔｅ）
の絶縁性能の劣化に起因する絶縁破壊の危険性を未然に
防止することができる。

【００３９】さらに、前記スタータと前記補助電極（Ｅ
ｔ）との接続線の長さを、より短くすることに対して有
利となり、前記した意図しない部分での絶縁破壊が発生
する可能性を抑え、前記スタータがパルス高電圧を発生
させるものである場合にも、前記したノイズ輻射の問題
を抑える上で有利となる。

【００４０】この場合、凹面鏡など、ランプ（Ｌｄ）か
らの発光を特定の方向に向けるための光学手段とを含め
て一体化することにより、ランプ交換作業の簡略化が図
れる。

【００４１】

【発明の実施の形態】図４は、本願請求項１の発明の簡
略化された実施例である。降圧チョッパ型の給電回路
（Ｂｘ）は、ＰＦＣなどのが接続される。給電回路（Ｂ
ｘ）においては、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑｘ）によ
ってＤＣ電源（Ｍｘ）よりの電流をオン・オフし、チョ
ークコイル（Ｌｘ）を介して平滑コンデンサ（Ｃｘ）に
充電が行われる。

【００４２】ランプ（Ｌｄ）の主たる放電のための電極
（Ｅ１，Ｅ２）間を流れる放電電流、または主たる放電
のための電極（Ｅ１，Ｅ２）間の電圧、あるいはこれら
電流と電圧の積であるランプ電力が、その時点における
ランプ（Ｌｄ）の状態に応じた適切な値になるように、
ゲート駆動回路（Ｇｘ）から適当なデューティサイクル
比を有するゲート信号が、スイッチ素子（Ｑｘ）に加え
られる。

【００４３】通常は、上記ランプ電流または電圧、電力
を適切に制御するために、平滑コンデンサ（Ｃｘ）の電
圧、平滑コンデンサ（Ｃｘ）からランプ（Ｌｄ）に供給
される電流を検出するための分圧抵抗やシャント抵抗が
設けられ、ゲート駆動回路（Ｇｘ）が適切なゲート信号
を発生できるようにするための制御回路が設けられる
が、これらは同図においては省略されている。

【００４４】ランプ（Ｌｄ）を点灯させる場合は、始動
に先立ち、前記無負荷開放電圧をランプ（Ｌｄ）の主た
る放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）間に印加する。スタ
ータ（Ｕｅ）の入力端（Ｆ１）およびグランド端（Ｆ
２）は、ランプ（Ｌｄ）に並列に接続されているから、
ランプ（Ｌｄ）に印加される電圧と同じ電圧が、スター
タ（Ｕｅ）にも供給される。この電圧を受けて、スター
タ（Ｕｅ）では、抵抗（Ｒｅ）を介してコンデンサ（Ｃ
ｅ）が充電される。

【００４５】適当なタイミングでゲート駆動回路（Ｇ
ｅ）によって、ＳＣＲサイリスタ等のスイッチ素子Ｑｅ
を導通させることにより、高電圧トランス（Ｔｅ）の１
次側巻線（Ｐｅ）にはコンデンサ（Ｃｅ）の充電電圧が
印加されるから、高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側巻線
（Ｓｅ）には、高電圧トランス（Ｔｅ）の構造に応じ
た、昇圧された電圧が発生する。この場合、１次側巻線
（Ｐｅ）に印加される電圧は、コンデンサ（Ｃｅ）の放
電に伴って急速に低下するから、２次側巻線（Ｓｅ）に
発生する電圧も同様に急速に低下するため、２次側巻線
（Ｓｅ）に発生する電圧はパルスとなる。

【００４６】高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側巻線（Ｓ
ｅ）の一端はランプ（Ｌｄ）一方の電極（Ｅ１）（いま
の場合は陰極）に接続され、高電圧トランス（Ｔｅ）の
２次側巻線（Ｓｅ）の他端はランプ（Ｌｄ）の放電容器
（１１）の外部に設けた補助電極（Ｅｔ）に接続されて
いるから、高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側巻線（Ｓ
ｅ）に発生した高電圧は、ランプ（Ｌｄ）一方の電極
（Ｅ１）とランプ（Ｌｄ）の放電容器（１１）の内面と
の間で、誘電体バリア放電により放電が発生する。

【００４７】スタータ（Ｕｅ）の設計に際しては、前記
無負荷開放電圧が印加されたスタータを動作させたと
き、スタータ（Ｕｅ）の出力端（Ｆ３）とグランド端
（Ｆ２）に発生する高電圧のピーク値が、前記したよう
に、ランプ（Ｌｄ）が室温状態であるときに、前記主た
る放電を始動させるために必要な電圧 Ｖｔｍｉｎ の２
〜５倍の値になるようにする。

【００４８】一般に、トランスの２次側電圧は、近似的
に１次側電圧に１次と２次の巻数比を乗じて見積ること
ができるが、いまの場合は、前記したようにパルスであ
るため、２次側巻線（Ｓｅ）に発生する電圧波形は、高
電圧トランス（Ｔｅ）の漏洩インダクタンスや寄生静電
容量の影響を受ける。そのため、高電圧トランス（Ｔ
ｅ）の２次側巻線（Ｓｅ）巻数については、種々の巻数
のものを試作して決定するとよい。

【００４９】なお、スタータが適正に設計されているか
どうかについては、ランプ（Ｌｄ）を接続しない無負荷
状態でスタータ（Ｕｅ）の出力端（Ｆ３）とグランド端
（Ｆ２））に発生する電圧のピーク値 Ｖ１ と、室温状
態のランプ（Ｌｄ）を接続した状態で、スタータの電圧
出力能力を制限できる状態にして、その能力を徐々に上
げて行き、ランプ始動に成功する確率が概ね５０％とな
るときのスタータ（Ｕｅ）の出力端（Ｆ３）とグランド
端（Ｆ２）に発生する電圧のピーク値 Ｖ２ とを測定
し、Ｖ１をＶ２で除算した値が２〜５になっていること
により確認することができる。

【００５０】前記したスタータの電圧出力能力を制限で
きるようにする方法として、高電圧トランス（Ｔｅまた
はＴｋ）の１次２次巻線の巻数比を変える方法や、スタ
ータ（Ｕｅ）への電源入力端（Ｆ１）への供給電圧を、
例えば図３に記載の、可変電圧源（Ｖｐ）からのものと
する方法、コンデンサ（Ｃｅ）の充電電圧をクリップす
るためにコンデンサ（Ｃｅ）に並列にツェナダイオード
を付加する方法、スイッチ素子（Ｑｅ）を導通させるタ
イミングを制御してスイッチ素子（Ｑｅ）が導通する瞬
間のコンデンサ（Ｃｅ）の電圧を制御し、高電圧トラン
スの１次側巻線（Ｐｅ）に掛かる電圧を制御する方法、
あるいは、図１３に記載するような、アレスタなどの放
電ギャップ（Ａｋ）等が使用され、この動作電圧がスタ
ータの電圧出力能力を規定する方式のスタータ（Ｕｋ）
の場合は、前記放電ギャップ（Ａｋ）等を動作電圧が異
なるものに交換する方法などの方法を使うことができ
る。

【００５１】なお、図１３に記載のスタータ（Ｕｋ）
は、抵抗（Ｒｊ）を介してコンデンサ（Ｃｊ）の充電が
開始される。サイダック等のスイッチ素子（Ｑｊ）は、
コンデンサ（Ｃｊ）の電圧が所定のスレショルド電圧ま
で充電されると自ら導通し、トランス（Ｔｊ）の１次側
巻線（Ｐｊ）にその電圧を印加し、２次側巻線（Ｓｊ）
に接続されたダイオード（Ｄｊ）を介して、２次側のコ
ンデンサ（Ｃｋ）を充電する。１次側のコンデンサ（Ｃ
ｊ）の放電が進んで、電流が所定値以下になると、スイ
ッチ素子（Ｑｊ）は自ら非導通に転じることにより、再
度コンデンサ（Ｃｊ）の充電が開始される。コンデンサ
（Ｃｊ）の充放電の度毎に、２次側のコンデンサ（Ｃ
ｋ）の充電が累積されて、その電圧が上昇して行く。コ
ンデンサ（Ｃｋ）の電圧が所定のスレショルド電圧まで
充電されると、アレスタなどの放電ギャップ（Ａｋ）が
自ら導通し、トランス（Ｔｋ）の１次側巻線（Ｐｋ）に
その電圧を印加し、２次側巻線（Ｓｋ）に高電圧を発生
する。

【００５２】図４においては、スタータの高電圧を、ラ
ンプの陰極側と補助電極との間に印加するものを示した
が、これをランプの陽極側と補助電極との間に印加する
ものとしてもよい。

【００５３】図５は、本願請求項１の発明の簡略化され
た、さらなる実施例である。前記図４の実施例において
は、パルス高電圧を発生するスタータ（Ｕｅ）を用いる
場合を示したが、図５はのスタータ（Ｕｆ）は、比較的
ゆっくりと電圧が上昇する高電圧を発生させるものを用
いる場合を示す。

【００５４】図４の場合と同様に、スタータ（Ｕｆ）の
入力端（Ｆ１）およびグランド端（Ｆ２）は、ランプ
（Ｌｄ）に並列に接続されているから、ランプ（Ｌｄ）
に印加される前記無負荷開放電圧が、スタータ（Ｕｆ）
にも供給される。この電圧を受けて、スタータ（Ｕｆ）
では、抵抗（Ｒｆ）を介してコンデンサ（Ｃｆ１）の充
電が開始される。サイダック等のスイッチ素子（Ｑｆ）
は、コンデンサ（Ｃｆ１）の電圧が所定のスレショルド
電圧まで充電されると自ら導通し、高電圧トランス（Ｔ
ｆ）の１次側巻線（Ｐｅ）にその電圧を印加し、２次側
巻線（Ｓｅ）に接続されたダイオード（Ｄｆ）を介し
て、２次側のコンデンサ（Ｃｆ２）を充電する。１次側
のコンデンサ（Ｃｆ１）の放電が進んで、電流が所定値
以下になると、スイッチ素子（Ｑｆ）は自ら非導通に転
じることにより、再度コンデンサ（Ｃｆ１）の充電が開
始される。コンデンサ（Ｃｆ１）の充放電の度毎に、２
次側のコンデンサ（Ｃｆ２）の充電が累積されて、その
電圧が上昇して行く。

【００５５】コンデンサ（Ｃｆ２）の一端はランプ（Ｌ
ｄ）一方の電極（Ｅ１）（いまの場合は陰極）に接続さ
れ、コンデンサ（Ｃｆ２）の他端はランプ（Ｌｄ）の放
電容器（１１）の外部に設けた補助電極（Ｅｔ）に接続
されているから、コンデンサ（Ｃｆ２）の電圧が、その
時点での放電開始電圧に達すると、ランプ（Ｌｄ）一方
の電極（Ｅ１）とランプ（Ｌｄ）の放電容器（１１）の
内面との間で、誘電体バリア放電により放電が発生す
る。

【００５６】この放電が発生して、ランプが始動し、ア
ーク放電への移行が成功したならば、ランプ（Ｌｄ）の
電圧が、したがってスタータ（Ｕｆ）への供給電圧が低
下するため、コンデンサ（Ｃｆ１）の充電電圧が低下し
て、スイッチ素子（Ｑｆ）は動作しないようになる。

【００５７】スタータ（Ｕｆ）の設計に際しては、前記
無負荷開放電圧が印加されたスタータを動作させたと
き、スタータ（Ｕｆ）の出力端（Ｆ３）とグランド端
（Ｆ２）に発生する高電圧の最高値が、前記したよう
に、ランプ（Ｌｄ）が室温状態であるときに、前記主た
る放電を始動させるために必要な電圧 Ｖｔｍｉｎ の２
〜５倍の値になるようにする。

【００５８】なお、スタータが適正に設計されているか
どうかについては、ランプ（Ｌｄ）を接続しない無負荷
状態でスタータ（Ｕｆ）の出力端（Ｆ３）とグランド端
（Ｆ２））に発生する電圧 Ｖ３ と、室温状態のランプ
（Ｌｄ）を接続した状態で、スタータの電圧出力能力を
徐々に上げて行き、ランプ始動に成功する確率が概ね５
０％となるときのスタータ（Ｕｆ）の出力端（Ｆ３）と
グランド端（Ｆ２）に発生する電圧 Ｖ４ とを測定し、
Ｖ３をＶ４で除算した値が２〜５になっていることによ
り確認することができる。

【００５９】図５においては、スタータの高電圧を、ラ
ンプの陰極側と補助電極との間に印加するものを示した
が、これをランプの陽極側と補助電極との間に印加する
ものとしてもよい。

【００６０】図６は、本発明の請求項１の発明の簡略化
された、さらなる実施例である。図６の回路は、前記図
４の回路に対して、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４）を追加してフルブリッジインバータを
構成することにより、ランプ（Ｌｄ’）に交流的な放電
電圧を印加することができるようにしたものである。

【００６１】各スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ
４）は、各ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）
により駆動され、各ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ
３，Ｇ４）は、フルブリッジインバータの対角要素のス
イッチ（Ｑ１，Ｑ４）（Ｑ２，Ｑ３）が同時に導通する
よう、フルブリッジインバータ制御回路（Ｈｃ）により
制御される。

【００６２】スタータ（Ｕｅ’）は、前記図４のスター
タ（Ｕｅ）と同様であるが、２次側巻線（Ｓｉ）の一端
が、前記図４のスタータ（Ｕｅ）ではグランド端（Ｆ
２）に接続されているものが、スタータ（Ｕｅ’）では
出力端（Ｆ３’）としてランプ（Ｌｄ’）の一方の電極
（Ｅ１’）への配線に直接に接続されている。

【００６３】スタータ（Ｕｅ’）の出力端（Ｆ３，Ｆ
３’）が発生する高電圧は、ランプ（Ｌｄ’）の主たる
放電のための一方の電極（Ｅ１’）と補助電極（Ｅｔ）
との間に印加され、一方の電極（Ｅ１’）とランプ（Ｌ
ｄ’）の放電容器（１１）の内面との間で、誘電体バリ
ア放電により放電が発生してランプを始動する。

【００６４】なお、もしフルブリッジインバータのスイ
ッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の導通状態の切換
わりと、スタータ（Ｕｅ）の高電圧発生のタイミング
が、ランプの放電始動の観点からのタイミング上の不都
合が生じる可能性がある場合は、スイッチ素子（Ｑ１，
Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の導通状態の切換わりと、スタータ
（Ｕｅ）の高電圧発生のタイミングが、適正なものとな
るように同期させる、あるいはランプの放電始動が完了
するまでフルブリッジインバータの動作を停止させるこ
とにより、前記ランプの放電始動の観点からのタイミン
グ上の不都合を回避することができる。

【００６５】図示は省略するが、図６の回路におけるス
タータ（Ｕｅ）を、前記図５に示した比較的ゆっくりと
電圧が上昇する高電圧を発生させるスタータ（Ｕｆ）に
置き換えてもよい。この場合も、２次側巻線（Ｓｉ）の
一端とコンデンサ（Ｃｆ２）が、前記図４のスタータ
（Ｕｆ）ではグランド端（Ｆ２）に接続されているもの
を、ランプ（Ｌｄ’）の一方の電極（Ｅ１’）への配線
に直接に接続する。

【００６６】図７は、本願請求項２または３の発明の、
簡略化された実施例である。この図においては、スター
タは、スタータトランス駆動回路部（Ｕａ）と少なくと
も高圧トランス（Ｔｅ）を含む高電圧トランス回路部
（Ｕｂ）とから構成される。そして、これら回路部（Ｕ
ａ，Ｕｂ）は、前記図４に記載のスタータ（Ｕｅ）を分
割したもので、スタータトランス駆動回路部（Ｕａ）は
スタータ（Ｕｅ）から高電圧トランス回路部（Ｕｂ）を
除いた部分である。前記高電圧トランス回路部（Ｕｂ）
は、給電回路部（Ｂｙ）から分離して設置される。スタ
ータ（Ｕｅ）のグランド端（Ｆ１）は、スタータトラン
ス駆動回路部（Ｕａ）のグランド端（Ｆ１’）と高電圧
トランス回路部（Ｕｂ）グランド端（Ｆ１”）に分けら
れており、また、高電圧トランス（Ｔｅ）の１次側巻線
（Ｐｅ）への接続線（Ｋｐ）が延長されている。

【００６７】前記図４に記載のスタータ（Ｕｅ）の出力
端（Ｆ３）からランプ（Ｌｄ）補助電極（Ｅｔ）への配
線が高電圧パルスを伝えるものであるのに対し、接続線
（Ｋｐ）は遥かに低い電圧であるため、この接続線（Ｋ
ｐ）を延長することの悪影響、すなわちノイズの輻射や
意図しない部分での絶縁破壊発生の可能性が増大する懸
念は小さい。

【００６８】図１１は、本願請求項３の発明の、簡略化
された実施例である。この図においては、ランプ（Ｌ
ｄ）と前記スタータの高電圧トランス回路部（Ｕｂ）と
が一体化され、ランプハウス（Ｌｙ）として構成される
様子が示されている。ランプハウス（Ｌｙ）は、ランプ
からの発光を特定の方向に向けて出力するための反射鏡
（Ｙ１）、反射鏡（Ｙ１）の前面を覆う光出力窓（Ｙ
２）、給電回路部（Ｂｙ）とランプハウス（Ｌｙ）とを
電気的に接続するためのコネクタ（Ｃｎ）もまた一体化
されて構成される場合が示されている。

【００６９】図８は、本発明のランプ部分に関する簡略
化された実施例である。補助電極（Ｅｔ）を、主たる放
電のための放電空間（１２）に接しないように放電ラン
プに設けるに際しては、補助電極（Ｅｔ）を放電空間包
囲部（１７）の中に埋め込む、あるいは放電空間包囲部
（１７）の外面に接しせしめる、放電空間包囲部（１
７）の外面の近傍に配置するなどの設置方法を採用する
ことができるが、図８（ａ）、（ｂ）は共に、放電ラン
プの放電空間包囲部（１７）の外面に接しせしめて補助
電極（Ｅｔ）を設置する構造の一例をそれぞれ示すもの
で、放電容器（１１）によって形成された放電空間（１
２）内に一対の主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）
が対向配置されると共に、前記主たる放電のための電極
以外の補助電極（Ｅｔ）を主たる放電のための放電空間
（１２）に接しないように設けた放電ランプ（Ｌｄ）で
あって、前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電空間（１２）を
囲む放電空間包囲部（１７）の外形の最も太い部分（９
０）の周囲長よりも周囲長が短い導体環（Ｅｔ１）を、
前記放電空間包囲部（１７）の外形の最も太い部分（９
０）よりも前記主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）
の一方に近い側に第１の設置し、かつ放電空間包囲部
（１７）の外形の最も太い部分（９０）の周囲長よりも
周囲長が短い導体環（Ｅｔ２）を、前記放電空間包囲部
（１７）の外形の最も太い部分（９０）よりも前記主た
る放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）の他方に近い側に第
２の導体環（Ｅｔ２）を設置し、前記第１の導体環（Ｅ
ｔ１）と前記第２の導体環（Ｅｔ２）を導体ワイヤ（Ｗ
１）で結線したものを前記補助電極（Ｅｔ）とすること
を特徴とするものである。

【００７０】前記した放電空間包囲部（１７）の中に埋
め込む設置方法は、ランプ放電容器のバーナー加工によ
る設置を要し、手間が掛かる欠点があるばかりでなく、
石英ガラスなどの放電容器材料に金属などの補助電極材
料を、すなわち異種材料を埋め込むことによる、熱膨張
率の違いに起因する放電容器のクラック発生の危険性を
生ずる欠点がある。

【００７１】また、前記した放電空間包囲部（１７）の
外面の近傍に配置する設置方法は、ランプ放電容器と補
助電極との位置関係を確定させるために、堅牢な補助電
極の保持構造を必要とするが、点灯状態のランプの表面
温度が１０００℃程度になり、前記保持構造には特別の
耐熱性と機械的精度を要求されるため、コストが高くつ
く欠点がある。さらに、そのような堅牢な補助電極の保
持構造をランプの近傍に設置することは、ランプ発光を
遮蔽するため、ランプ発光の利用効率が低下する欠点が
ある。

【００７２】一方、前記した放電空間包囲部（１７）の
外面に接しせしめる設置方法の、例えば放電空間包囲部
（１７）の周囲に細い導体ワイヤを巻き付ける方法の場
合、前記した放電空間包囲部（１７）の中に埋め込む設
置方法のような手間が掛かる欠点や放電容器のクラック
発生の危険性を生ずる欠点が無く、また、前記した放電
空間包囲部（１７）の外面の近傍に配置する設置方法の
ようなコストが高くつく欠点や、ランプ発光の利用効率
が低下する欠点が無い。

【００７３】しかし、放電空間包囲部（１７）の形状
が、中央部が膨らんだ構造を有するランプの場合、細い
導体ワイヤを巻き付ける方式による補助電極（Ｅｔ）の
設置方法では、誘電体バリア放電によってランプの主た
る放電を始動させるために有効な補助電極（Ｅｔ）の設
置位置である、放電空間包囲部（１７）の中央部近辺に
それを設置しようとすると重大な問題が発生する。

【００７４】すなわち、放電空間包囲部（１７）の中央
部が膨らんでいるため、この近辺に補助電極（Ｅｔ）で
ある細い導体ワイヤを巻き付けたとしても、滑りによっ
て巻き付けられたワイヤが前記主たる放電のための何れ
かの電極（Ｅ１またはＥ２）の方向へ移動してしまう問
題が発生する。

【００７５】この移動が発生すると、巻き付けられたワ
イヤが囲む断面積よりも小さい断面積を有する放電空間
包囲部（１７）の部分や封止部（１３）へ移動すること
を意味するため、補助電極（Ｅｔ）と放電空間包囲部
（１７）との間隙が増加し、誘電体バリア放電によるラ
ンプの主たる放電を始動させるための効果が減縮されて
しまう。

【００７６】さらに、補助電極（Ｅｔ）の前記移動が封
止部（１３）を超えて、外部リード棒（２１Ａ，２１
Ｂ）に達した場合には、これらに対して、補助電極（Ｅ
ｔ）に印加された電圧が短絡してしまうことになるた
め、ランプの始動不能に陥る危険性や、給電回路（Ｂ
ｘ）等の破損の危険性が生じる。

【００７７】これに対して、前記図８の補助電極（Ｅ
ｔ）の設置方法の場合は、前記放電空間包囲部（１７）
の外形の最も太い部分（９０）を挟んで両方の導体環
（Ｅｔ１，Ｅｔ２）が配置され、これらが導体ワイヤ
（Ｗ１）で結ばれるため、これらの導体（Ｅｔ１，Ｅｔ
２，Ｗ１）から構成される補助電極（Ｅｔ）が、ランプ
の主たる放電を始動させるための誘電体バリア放電とし
て好適な位置から外れてしまう不都合が防止できる利点
がある。

【００７８】なお、導体ワイヤ（Ｅｔ１，Ｅｔ２，Ｗ
１）から構成される補助電極（Ｅｔ）は、接続された導
体ワイヤ（Ｗｅ）を介して、スタータ（Ｕｅ）の出力端
（Ｆ３）に接続される。これら導体ワイヤとしては、ラ
ンプ点灯中の放電容器（１１）が高温になるため、タン
クステン等の耐熱性の高い材料を使用すべきである。

【００７９】図９は、本発明のランプ部分に関する簡略
化された、さらなる実施例である。図９においては、ラ
ンプ（Ｌｄ）の陰極側の外部リード棒（２１Ａ）は、ス
タータ（Ｕｅ）のグランド端（Ｆ２）と給電回路（Ｂ
ｘ）のグランド出力端（Ｔ２）とに接続され、陽極側の
外部リード棒（２１Ｂ）は、給電回路（Ｂｘ）のプラス
出力端（Ｔ１）に接続される。

【００８０】一方、補助電極（Ｅｔ）は、導体ワイヤ
（Ｗｅ）を介してスタータ（Ｕｅ）の出力端（Ｆ３）に
接続されるが、封止部（１３）の陰極側の方を囲むよう
に設置された導体（Ｅｔ３）に対しても、導体ワイヤ
（Ｗ２）を介して接続される。なお、図９においては、
前記封止部（１３）の陰極側の方を囲むように設置され
た導体（Ｅｔ３）は、前記封止部（１３）の陰極側に巻
かれた導体コイルにより実現されている。

【００８１】スタータ（Ｕｅ）の出力端（Ｆ３）とグラ
ンド端（Ｆ２）とは、高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側
巻線（Ｓｅ）の両端に接続されているから、スタータ
（Ｔｅ）が動作していない期間、とりわけランプ始動が
完了した後の、点灯中においては、スタータ（Ｕｅ）の
出力端（Ｆ３）とグランド端（Ｆ２）との間には電圧は
発生しない。

【００８２】前記したように、陰極側の外部リード棒
（２１Ａ）は、スタータ（Ｕｅ）のグランド端（Ｆ２）
に接続され、封止部（１３）の陰極側の方を囲むように
設置された導体（Ｅｔ３）は、導体ワイヤ（Ｗ２）、補
助電極（Ｅｔ）、導体ワイヤ（Ｗｅ）を介して接続され
るため、点灯中においては、陰極側の外部リード棒（２
１Ａ）から給電回路（Ｂｘ）のグランド出力端（Ｔ２）
に至る配線中の、スタータ（Ｕｅ）のグランド端（Ｆ
２）との接続点（Ｆｚ）と、封止部（１３）の陰極側の
方を囲むように設置された導体（Ｅｔ３）とは同電位状
態が維持される。

【００８３】ところで、ランプ（Ｌｄ）の点灯状態にお
いては、陰極（１４）先端から陰極側の外部リード棒
（２１Ａ）を経由して接続点（Ｆｚ）に至る経路にラン
プ（Ｌｄ）の主たる放電電流が流れるため、その経路の
抵抗値と流れる電流値の積に比例した電圧降下が発生
し、陰極（１４）先端に近づくほど電位が高くなる。

【００８４】前記したように、接続点（Ｆｚ）と導体
（Ｅｔ３）とは同電位であるため、陰極、とりわけその
封止部（１３）付近の部分は、その周りを囲む導体（Ｅ
ｔ３）より電位が高くなる。

【００８５】このため、日本国特許庁公報特公平４−４
０８２８号に記載されているように、点灯状態において
高温になったランプの放電容器（１１）について、その
封止部（１３）付近の部分において、放電容器（１１）
の材料に含まれる不純物金属陽イオンは、陰極を構成す
る電極材料から離れる方向に駆動されることになり、前
記電極材料表面に不純物金属陽イオンが蓄積することに
よる、放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極
材料との剥がれ現象が防止されるため、ランプを前記図
９に記載の構造を有するように構成することにより、前
記剥がれ現象に起因する、ランプの破損の問題を未然に
防止する効果を享受することができる。

【００８６】なお、図５に記載したような、スタータ
（Ｕｆ）の出力端（Ｆ３）とグランド端（Ｆ２）が高電
圧トランス（Ｔｆ）の２次側巻線（Ｓｆ）の両端に直接
接続されておらずに、ダイオード（Ｄｆ）や抵抗等の素
子が直列に挿入されている場合であっても、出力端（Ｆ
３）とグランド端（Ｆ２）の間には電流が全く流れない
か微小電流しか流れないため、前記ダイオード（Ｄｆ）
が挿入されている場合でも、その電圧降下（順方向また
は逆方向に電流が流れた場合の電圧）はほとんど発生せ
ず、また前記抵抗が挿入されている場合でも、その電圧
降下ほとんど発生しないため、前記した、陰極、とりわ
けその封止部（１３）付近の部分が、その周りを囲む導
体（Ｅｔ３）より電位が高くなる効果は有効に発揮され
る。

【００８７】図１０は、本発明のランプ部分に関する簡
略化された、さらなる実施例である。図１０のランプ
は、放電容器（１１）によって形成された放電空間（１
２）内に一対の主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）
が対向配置されると共に、前記一対の主たる放電のため
の電極（Ｅ１，Ｅ２）に通電する導電用金属体（２０，
２０Ａ）が配置された封止部が形成され、当該封止部の
少なくとも一方に長尺な導電用金属体（２０Ａ）が配置
されて、その長さ方向に離間する２個所において気密シ
ール部（１３Ａ，１３Ｂ）が形成され、この２つの気密
シール部（１３Ａ，１３Ｂ）の間に気密空間部（２５）
が形成されており、前記主たる放電のための電極以外の
補助電極（Ｅｔ）を、主たる放電のための放電空間（１
２）に接しないように設けた放電ランプ（Ｌｄ）であっ
て、前記気密空間部（２５）の少なくとも一部に対向さ
せて、気密シール部（１３Ａおよび／または１３Ｂ）の
外部に導体（Ｅｔ３）を設置すると共に、前記導体（Ｅ
ｔ３）が前記補助電極（Ｅｔ）に対して電気的に接続さ
れていることを特徴とするものである。

【００８８】なお、図１０においては、前記気密空間部
（２５）の少なくとも一部に対向させて設置された導体
（Ｅｔ３）は、前記気密シール部（１３Ａおよび／また
は１３Ｂ）に巻かれた導体コイルにより実現されてい
る。また、前記気密空間部（２５）は、陰極（１４）と
外部リード棒（２１Ａ）とを接続するための、モリブデ
ン等よりなる導電用金属箔（２０Ａ）に接して形成され
ている。

【００８９】日本国特許庁公報特開２０００−３４８６
８０号に記載されているように、前記気密空間部（２
５）を設けたことにより、封止部の２個所に形成されて
いる気密シール部のうち、内方側のものに箔浮きが生じ
てその気密性が失われたときには、放電空間部（１２）
内の水銀蒸気が気密空間部（２５）に流れ込んで凝縮す
るため、当該高圧放電ランプ内の圧力が大幅低下し、そ
の結果、当該高圧放電ランプの放電状態が維持されなく
なり、当該高圧放電ランプが破裂することがない利点を
享受することができる。

【００９０】そして、前記主たる放電のための両極の電
極（Ｅ１，Ｅ２）のうちの前記気密空間部（２５）を設
けた側の外部リード棒（２１Ａ）と前記補助電極（Ｅ
ｔ）の間にスタータを接続することにより、本発明の図
１０に記載の実施例は、以下で説明するように、さらな
る利点を享受することができる。

【００９１】すなわち、前記気密空間部（２５）と前記
放電空間部（１２）とは、空間内の導体が共通に接続さ
れた導体（すなわち導電用金属箔（２０Ａ）と陰極（１
４）でこれらは接続されている）であり、また、ガラス
バルブ外の導体が共通に接続された導体（すなわち補助
電極（Ｅｔ）と導体コイル（Ｅｔ３）でこれらは接続さ
れている）であるため、スタータから見れば、２個の誘
電体バリア放電器が並列に接続されていることになる。

【００９２】ここで、前記気密空間部（２５）は、前記
放電空間部（１２）に比して、ランプ点灯時の温度が低
く保たれ、単位体積あたりの水銀封入量を少なくするか
実質的に皆無にされることが可能であるため、圧力につ
いて、前記気密空間部（２５）は、前記放電空間部（１
２）に比して低く、したがって、スタータが高電圧を発
生した際には、前記気密空間部（２５）の方が誘電体バ
リア放電をはるかに発生し易い。この放電が発生する
と、紫外線が発生され、発生された紫外線は、気密シー
ル部（１３Ａ）を透過して前記放電空間部（１２）に入
射し、前記放電空間部（１２）内のガスを電離すること
により、前記放電空間部（１２）の誘電体バリア放電も
また発生し易くなる。すなわち、前記気密空間部（２
５）は、前記放電空間部（１２）のための光励起用光源
として機能するため、本発明の図１０に記載の実施例
は、スタータが発生すべき高電圧値を下げることができ
る大きな利点を享受することができる。

【００９３】なお、図１０に記載の実施例においては、
前記気密空間部（２５）は、導電用金属箔（２０Ａ）に
接して形成されているが、電極（１４）の延長部、また
は外部リード棒（２１Ａ）の延長部に接して形成される
ようなものでもよい。しかし、導電用金属箔（２０Ａ）
の厚さは、通常、数十ミクロン以下の程度と薄いことに
より、また、そのエッジ部分には、製作過程で生ずるバ
リなどの不可避的に発生する突起（または意図的に形成
した突起）が存在することにより、エッジ部分に電界が
集中する効果があるため、前記気密空間部（２５）は、
導電用金属箔（２０Ａ）に接して、とりわけそのエッジ
部分に接して形成することが、前記した誘電体バリア放
電をより発生し易くする観点から有利である。

【００９４】また、図１０に記載の実施例においては、
前記気密空間部（２５）は、陰極側の気密シール部に形
成したが、これは、前記図９に記載の実施例に関して説
明した、不純物金属陽イオンに起因する、放電容器封止
部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象
の防止の観点から好適だからである。もし、この剥がれ
現象が無視できる場合、あるいは他の手段でこれを防止
できる場合は、前記気密空間部（２５）は、陽極側の気
密シール部に形成してもよい。

【００９５】さらに、前記した前記気密空間部（２５）
が有する、前記放電空間部（１２）のための光励起用光
源としてはたらく機能は、主たる放電のために印加する
電圧が、直流であるか交流であるかには無関係に、ま
た、スタータが、高電圧パルスを発生させるものである
か、比較的ゆっくりと電圧が上昇する高電圧を発生させ
るものであるかにも無関係に良好に発揮される。

【００９６】

【発明の効果】本願請求項１に記載の発明によれば、ホ
ットリスタートの条件においても再始動性が改善された
うえに、意図しない部分での絶縁破壊の危険性が抑制さ
れ、しかもスタータの大型化、重量化を避けた光源装置
を実現することができる。

【００９７】本願請求項２に記載の発明によれば、請求
項１ に記載の発明の効果に加えて、高電圧パルスを発
生するスタータの場合には、スタータのパルス高電圧の
なまりに起因するランプ電極間の電圧の高まりが減殺さ
れる悪影響や、ノイズを輻射する問題を抑えることがで
きる。また、意図しない部分での絶縁破壊が発生する可
能性をさらに抑えることができる。

【００９８】本願請求項３に記載の発明によれば、請求
項１または２に記載の発明の効果に加えて、スタータの
高電圧トランスの絶縁性能の劣化に起因する絶縁破壊の
危険性を未然に防止することができる。高電圧パルスを
発生するスタータの場合には、スタータのパルス高電圧
のなまりに起因するランプ電極間の電圧の高まりが減殺
される悪影響や、ノイズを輻射する問題をさらに抑える
ことができる。また、意図しない部分での絶縁破壊が発
生する可能性をさらに抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタータ電圧と再始動不能時間を、異なる電極
間隔のランプについて測定した実験結果である。

【図２】図１と同様の測定を、異なる無負荷開放電圧に
対して行なった実験結果である。

【図３】図１および図２の測定のための実験回路の構成
である。

【図４】直流点灯方式で高電圧パルススタータを用い
た、本願請求項１の発明の放電ランプ光源装置の実施例
である。

【図５】直流点灯方式でＤＣスタータを用いた、本願請
求項１の発明の実施例である。

【図６】交流点灯方式で高電圧パルススタータを用い
た、本願請求項１の発明の放電ランプ光源装置の実施例
である。

【図７】本願請求項２または３の発明の放電ランプ光源
装置の実施例である。

【図８】本発明の放電ランプ光源装置のランプの補助電
極構成の実施例で、（ａ）は一例、（ｂ）は他の一例で
ある。

【図９】本発明の放電ランプ光源装置の封止部の陰極側
を囲む導体を有するランプの実施例で、（ａ）は外観、
（ｂ）は断面の一部を示すものである。

【図１０】本発明の放電ランプ光源装置の気密空間部を
有するランプの実施例で、（ａ）は外観、（ｂ）は断面
を示すものである。

【図１１】本発明の放電ランプ光源装置のランプハウス
の実施例である。

【図１２】従来の放電ランプ光源装置の構成図である。

【図１３】アレスタなどの放電ギャップを使用したスタ
ータ図である。

【符号の説明】

Ｍｘ ＤＣ電源 Ｂｘ 給電回路 Ｑｘ スイッチ素子 Ｇｘ ゲート駆動回路 Ｄｘ ダイオード Ｌｘ チョークコイル Ｃｘ 平滑コンデンサ Ｔ１ プラス出力端 Ｔ２ グランド出力端 Ｖｐ 可変電圧源 Ｕｅ スタータ Ｕｅ’ スタータ Ｒｅ 抵抗 Ｑｅ スイッチ素子 Ｇｅ ゲート駆動回路 Ｃｅ コンデンサ Ｔｅ 高電圧トランス Ｐｅ １次側巻線 Ｓｅ ２次側巻線 Ｆ１ スタータ入力端 Ｆ２ スタータグランド端 Ｆ２’ スタータグランド端 Ｆ２” スタータグランド端 Ｆ３ スタータ出力端 Ｆ３’ スタータ出力端 Ｆ４ 高電圧トランス回路部入力端 Ｆｈ ランプハウス入力端 Ｆｐ ランプハウス高電圧トランス入力端 Ｆｇ ランプハウスグランド端 Ｆｚ 接続点 Ｌｄ 放電ランプ Ｅ１ 主たる放電のための電極 Ｅ２ 主たる放電のための電極 Ｅｔ 補助電極 Ｕｆ ＤＣスタータ Ｒｆ 抵抗 Ｃｆ１ コンデンサ Ｑｆ スイッチ素子 Ｔｆ 高電圧トランス Ｐｆ １次側巻線 Ｓｆ ２次側巻線 Ｄｆ ダイオード Ｃｆ２ コンデンサ Ｑ１ スイッチ素子 Ｑ２ スイッチ素子 Ｑ３ スイッチ素子 Ｑ４ スイッチ素子 Ｇ１ ゲート駆動回路 Ｇ２ ゲート駆動回路 Ｇ３ ゲート駆動回路 Ｇ４ ゲート駆動回路 Ｈｃ フルブリッジインバータ制御回路 Ｌｄ’ 放電ランプ Ｅ１’ 主たる放電のための電極 Ｅ２’ 主たる放電のための電極 Ｂｙ 給電回路部 Ｌｙ ランプハウス Ｕａ スタータトランス駆動回路部 Ｕｂ 高電圧トランス回路部 Ｗｅ 導体ワイヤ Ｗ１ 導体ワイヤ Ｗ２ 導体ワイヤ Ｅｔ１ 導体環 Ｅｔ２ 導体環 Ｅｔ３ 導体 Ｃｎ コネクタ Ｙ１ 反射鏡 Ｙ２ 光出力窓 １１ 放電容器 １２ 放電空間部 １３ 封止部 １３Ａ 気密シール部 １３Ｂ 気密シール部 １４ 陰極 １５ 陽極 １７ 放電空間包囲部 ２０ 導電用金属箔 ２０Ａ 導電用金属箔 ２１ 外部リード棒 ２１Ａ 外部リード棒 ２１Ｂ 外部リード棒 ２５ 気密空間部 ９０ 放電空間包囲部の外形の最も太い部分 Ｎｉ 給電装置 Ｕｉ スタータ Ｒｉ 抵抗 Ｑｉ スイッチ素子 Ｇｉ ゲート駆動回路 Ｃｉ コンデンサ Ｔｉ 高電圧トランス Ｐｉ １次側巻線 Ｓｉ ２次側巻線 Ｋ１ 給電線 Ｋ２ 給電線 Ｌｉ 放電ランプ Ｒｊ 抵抗 Ｑｊ サイダック等のスイッチ素子 Ｃｊ コンデンサ Ｔｊ トランス Ｐｊ １次側巻線 Ｓｊ ２次側巻線 Ｄｊ ダイオード Ｃｋ コンデンサ Ａｋ アレスタ等の放電ギャップ Ｔｋ 高電圧トランス Ｐｋ １次側巻線 Ｓｋ ２次側巻線

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月６日（２００２．３．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K083 AA02 AA07 AA13 AA56 AA77 AA91 BA05 BA25 BA26 CA06 CA32 5C039 BA07 HH02 HH04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電空間（１２）の容積１立方ミリメー
   トルあたり０.１５ｍｇ以上の水銀を含み、電極間隔が
   ２.５ｍｍ以下である一対の主たる放電のための電極
   （Ｅ１，Ｅ２）が対向配置されると共に、前記主たる放
   電のための電極以外の補助電極（Ｅｔ）を主たる放電の
   ための放電空間（１２）に接しないように設けた放電ラ
   ンプ（Ｌｄ）と、前記主たる放電のための電極（Ｅ１，
   Ｅ２）に放電電流を供給するための給電回路（Ｂｘ）
   と、前記主たる放電のための両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）
   の何れかと前記補助電極（Ｅｔ）の間に高電圧を発生す
   るスタータ（Ｕｅ）とを接続してなる光源装置におい
   て、 前記スタータ（Ｕｅ）は、室温状態のランプに前記主た
   る放電を始動させるために必要な電圧の２〜５倍の電圧
   を発生させる能力を有するように光源装置を構成するこ
   とを特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】 スタータ回路の少なくとも高電圧トラン
   ス（Ｔｅ）を含む高電圧発生部（Ｕｂ）を給電回路部
   （Ｂｙ）から分離することを特徴とする請求項１に記載
   の光源装置。
3. 【請求項３】 前記ランプ（Ｌｄ）と、少なくとも前記
   スタータの高電圧トランス（Ｔｅ）とを一体のユニット
   に構成することを特徴とする請求項２に記載の光源装
   置。