JPH11149907A

JPH11149907A - 無電極放電灯

Info

Publication number: JPH11149907A
Application number: JP31403197A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Saimi; 元洋齋見; Eiji Shiohama; 英二塩浜; Kazuhiko Watanabe; 和彦渡辺; Takuma Hashimoto; 拓磨橋本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】始動性が悪化することなく、発光管の失透や破
損を防止した無電極放電灯を提供する。【解決手段】発光管１は透光性の金属酸化物から略球状
に形成され、発光管１の内部には、希土類金属ハロゲン
化物以外の金属ハロゲン化物からなる発光物質と、発光
管１の内壁近傍で発生するハロゲンサイクルを促進する
促進物質とが封入される。誘導コイル３は発光管１の外
周に巻回されており、その両端は高周波発生装置４に接
続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電灯に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に発光物質として金属ハロゲン化物
を用いた金属蒸気放電灯では、点灯中に発光管が高温に
なるため、発光管材料の結晶化による失透現象が発生し
たり、発光管内に封入された発光物質と発光管材料との
反応により発光管が変色して、発光管の光透過率が低下
し、ランプ寿命が短くなるという問題があった。このよ
うな現象は、プラズマによって発光管材料が溶融した後
再結晶したり、発光物質が発光管へ溶け込むことにより
発生するものと考えられる。また、発光管材料の再結晶
によって発生した失透物と母材（発光管材料）の線膨張
係数が異なる場合、ランプの点灯／消灯による温度変化
によって失透物と発光管材料との間に歪が発生し、発光
管に亀裂が発生することがあり、このランプを長時間使
用する間にこの亀裂が成長して、発光管が破裂する虞も
あった。

【０００３】このような問題を解決するために、有電極
の金属蒸気放電灯においては、発光管の内部に封入する
物質の組成によって長寿命化を図ったものが提案されて
おり、例えば特開平６−１１１７６９号公報には、発光
管内に封入された金属ハロゲン化物が高温部で金属とハ
ロゲンに解離し、低温部で金属ハロゲン化物に結合する
というハロゲンサイクルに着目し、発光管内部に過剰の
ハロゲンを封入することによって、発光管の管壁付近で
金属ハロゲン化物の結合を促進し、発光管の黒化を防止
した金属蒸気放電灯が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで我々はこのハロ
ゲンサイクルを利用し、無電極放電灯において、発光管
の内部に封入された発光物質と発光管材料との反応を防
止するために、特開平６−１１１７６９号公報に記載さ
れた条件で、過剰のハロゲンガスをガス状態で発光管内
に封入した無電極放電灯を作製し、点灯を試みたとこ
ろ、電子親和性の強いハロゲンガスが発光管内に過剰に
存在するため、ランプ始動時に必要な電子がハロゲンに
よって奪われ、絶縁破壊が非常に困難になり、点灯時の
光束値が低いことが判明した。また、過剰のハロゲンを
金属ハロゲン化物の状態で発光管内に封入した場合、ラ
ンプの始動性は改善されるものの、点灯時の光束値の低
下は防止できなかった。この結果から、有電極の金属蒸
気放電灯に対して電極による発光管の黒化を防止するた
めにおこなったハロゲンサイクルの促進方法は、無電極
金属放電灯には適さないことが判明した。

【０００５】発光管の内部に過剰のハロゲンを封入した
無電極放電灯としては、例えば特開昭６２−４３０５８
号公報に示されるように、発光物質として沃化ナトリウ
ム、過剰なハロゲンとして沃化水銀を発光管内部に封入
したものが開示されている。この構成では、高温部で解
離したナトリウムを発光管の管壁付近で過剰のハロゲン
（沃素）と結合させて沃化ナトリウムを生成しているの
で、管壁付近にナトリウムのままで存在した場合に、ア
ーク中心部で発生したナトリウムのＤ線が自己吸収さ
れ、発光効率が低下するのを防止している。

【０００６】しかしながら、発光物質として希土類金属
ハロゲン化物を用いた無電極金属蒸気放電灯に、沃化水
銀をハロゲンサイクル促進物質として用いた場合、沃化
水銀の蒸気圧が高いためにランプの始動性が困難になっ
たり、ランプが始動しても点灯時の光束量が沃化水銀を
封入しない場合の光束量に比べて低下するという問題も
あった。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、請求項１乃至４の発明の目的は、発光管の失透
や破裂を防止した無電極放電灯を提供することにあり、
請求項５乃至９の発明の目的は、上記目的に加えて、ラ
ンプの始動性が悪化するのを防止した無電極放電灯を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、透光性の金属酸化物から形成された気
密性を有する発光管を備え、希土類金属ハロゲン化物以
外の金属ハロゲン化物からなる発光物質、及び、発光管
の高温部で金属ハロゲン化物が解離してできた金属イオ
ンが発光管の管壁付近でハロゲンと結合するハロゲンサ
イクルを促進する促進物質を発光管の内部に封入してお
り、促進物質により発光管の管壁付近でハロゲンサイク
ルが促進されるので、発光管の管壁付近に存在する金属
イオンがハロゲンと結合して金属ハロゲン化物を生成す
ることにより、管壁付近の金属イオンの密度が低減し、
発光管材料と発光物質との反応を抑制することができ
る。しかも、発光管の管壁からプラズマを離すことがで
きるので、発光管の温度を下げることができる。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、発光物質は、少なくとも１種類以上のアルカリ金
属ハロゲン化物若しくは第３Ｂ族元素のハロゲン化物を
含んでおり、請求項３の発明では、発光物質は、ナトリ
ウムハロゲン化物、タリウムハロゲン化物、インジウム
ハロゲン化物の内の少なくとも１つを含んでおり、請求
項４の発明では、発光物質は、沃素、臭素、塩素の内の
少なくとも２種類以上のハロゲンからなる金属ハロゲン
化物を含んでおり、本発明の望ましい実施形態である。

【００１０】請求項５の発明では、請求項１乃至４の発
明において、促進物質は４００℃における蒸気圧が１Ｔ
ｏｒｒ以上且つ１０００Ｔｏｒｒ以下の金属ハロゲン化
物からなり、発光物質１モルに対して２×１０^-3／
｛（金属ハロゲン化物の１分子中のハロゲン原子の数）
／２｝モル以上の促進物質が発光管内に封入されてお
り、ランプ始動時、促進物質は金属ハロゲン化物の状態
のままなので、ランプを始動させるのに必要な電子がハ
ロゲンによって奪われることがなく、ランプの始動性が
悪化するのを抑制できる。

【００１１】請求項６の発明では、請求項５の発明にお
いて、促進物質は、発光物質１モルに対して２×１０^-3
／｛（金属ハロゲン化物の１分子中のハロゲン原子の
数）／２｝モル以上、且つ、５×１０^-2／｛（金属ハロ
ゲン化物の１分子中のハロゲン原子の数）／２｝モル以
下発光管内に封入されているので、ランプ点灯時に発光
管中に存在するハロゲンの数が増加して、放電プラズマ
の発光体積が低下するのを抑制することができ、発光管
の光束が低下するのを抑制できる。

【００１２】請求項７の発明では、請求項１乃至６の発
明において、促進物質に沃化アンチモンを用いており、
本発明の望ましい実施形態である。請求項８の発明で
は、請求項１乃至４の発明において、促進物質は沃素、
臭素、塩素のいずれかのハロゲンガスからなり、発光物
質１モルに対して５×１０^-3モル以上且つ１×１０^-1モ
ル以下の促進物質が発光管内に封入されており、請求項
９の発明では、促進物質は沃素、臭素、塩素のハロゲン
ガスの内の複数を混合した混合ガスからなり、発光物質
１モルに対して５×１０^-3モル以上且つ１×１０^-1モル
以下の促進物質が発光管内に封入されているので、ラン
プ始動性の悪化や、光束の低下を抑制しつつ、ランプ点
灯時に発光管の管壁付近でのハロゲンサイクルを促進す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本実施形態の無電極放電灯及びそ
の点灯装置を図１に示す。無電極放電灯を構成する略球
状の発光管１は例えば透光性を有する石英ガラスから気
密に形成されており、発光管１の内部には発光物質とし
て希土類金属ハロゲン化物を含まない金属ハロゲン化物
と、ハロゲンサイクルを促進するための促進物質とが封
入されている。発光管１の外周には誘導コイル３が複数
回巻回されており、誘導コイル３の両端は高周波発生装
置４の出力に接続されている。ここに、高周波発生装置
４は、高周波電圧を発生する高周波発生回路４ａと、高
周波発生回路４ａの出力電圧を増幅する増幅回路４ｂ
と、増幅回路４ｂと誘導コイル３との間に接続されてイ
ンピーダンス整合を行うマッチング回路４ｃとから構成
され、誘導コイル４に数ＭＨｚから数百ＭＨｚの高周波
電力を印加して、誘導コイル４に高周波の磁界を発生さ
せ、発光管１に高周波電力を供給する。而して、発光管
１ではこの高周波電力によって内部に高周波プラズマ電
流が発生し、発光管１が点灯する。

【００１４】本実施形態では、発光物質として希土類金
属ハロゲン化物を含まない金属ハロゲン化物を発光管１
内に封入しており、ランプ点灯中は発光管１が高温にな
るため、発光物質である金属ハロゲン化物と発光管１と
が反応し、発光管１が変色したり、発光管材料（石英ガ
ラス）の失透現象などが発生する。これはプラズマによ
って発光管１が熔融した後再結晶することや、発光管材
料に金属が溶け込むことに原因があるものと考えられ、
この失透現象によって発光管１の光透過率が低下して、
ランプの光束寿命が短くなるという問題がある。また、
この時発生した発光管１の失透物と母材（石英ガラス）
の線膨張係数が異なる場合、ランプのオン・オフによっ
て発光管１の温度が高温・低温に変化すると、失透物と
母材との間に歪が生じ、発光管１に亀裂が発生すること
があり、このランプを長時間使用する間にこの亀裂が成
長して発光管１が破損する虞もある。

【００１５】ところで、この無電極放電灯では、発光管
１の内部に封入された発光物質としての金属ハロゲン化
物が高温部で金属とハロゲンとに解離し、解離した金属
が励起発光しており、低温部で金属ハロゲン化物に結合
するというハロゲンサイクルが発生している。したがっ
て、このハロゲンサイクルを利用し、発光管１の内部に
過剰のハロゲンを封入することにより、発光管１の管壁
付近で金属の状態を反応性の強い金属イオンの状態か
ら、より反応性の低い金属ハロゲン化物の状態にして、
発光管１の黒化を防止することが考えられるが、発光管
１の内部に封入するハロゲンの量によっては、無電極放
電灯の始動性が低下したり、点灯時の光束量が低下する
という問題を招く。

【００１６】そこで、本発明ではランプの始動性の悪化
や、ランプ点灯時の光束量の低下を招くことなく、ラン
プの点灯中に、発光管１の内部に封入された発光物質や
プラズマと発光管１との反応によって発生する発光管１
の亀裂や、ランプ始動電圧が上昇するのを抑制するため
に、ハロゲンサイクルを促進する促進物質が発光物質と
ともに発光管１内に封入されている。

【００１７】ここに、金属イオンに対してハロゲンが多
量に存在すると、金属イオンがハロゲンに衝突する確率
は高くなり、金属ハロゲン化物になりやすくなる（つま
りハロゲンサイクルが促進される）。したがって、発光
管１内に発光物質である金属ハロゲン化物以外のハロゲ
ンを促進物質として封入するか、ランプ点灯中に発光管
１内に多量のハロゲンが存在するような促進物質を選択
して発光管１内に封入する。この時発光管１内に封入さ
れた促進物質によってハロゲンサイクルが促進されるの
で、発光管１の管壁付近の金属イオンが金属ハロゲン化
物になり、管壁付近の金属イオンの密度が小さくなる。
その結果、プラズマが発光管１の管壁から遠ざかり、発
光管１の温度が低下するので、発光管１内に封入された
発光物質である金属ハロゲン化物と発光管１との反応が
抑制され、発光管１の変色や失透物が抑制され、ランプ
が長寿命化する。一方、ランプ消灯中は発光管１内に気
体として存在するハロゲンの量が少ないほど、ハロゲン
によって奪われる電子の量が減り、ランプの始動性が向
上する。さらに、発光管１の管壁からプラズマが遠ざか
ることによって管壁温度が低下し、ランプのオン・オフ
による管壁温度の変化量が小さくなる。したがって、発
光管１に発生した失透物と発光管材料との線膨張係数の
差によって、ランプのオン・オフ時に失透物と発光管材
料との間に発生する歪が小さくなり、発光管１に発生す
る亀裂が抑制され、発光管１の破損する虞も低減する。
ここで、発光管１の内部に封入された希ガスの圧力はラ
ンプの種類などによって数値が異なるが、夫々のランプ
の性能を考慮し、許容範囲内で出来るだけ高くすること
が望ましい。

【００１８】尚、上述の効果を高めるためには、発光管
１の内部に発光物質とともに封入された希ガスの圧力を
高めれば良い。すなわち、発光管１の管壁付近における
金属イオンや金属原子に着目すると、希ガスの圧力が高
いほど、希ガスが金属イオンや金属原子に衝突する確率
は高くなる。そして、希ガスが金属イオンや金属原子と
衝突を繰り返す間に、金属イオンが原子やハロゲンと出
会う確率は高くなり、管壁に対してより安定な金属原子
や金属ハロゲン化物になる。また金属原子も同様に金属
ハロゲン化物になる。

【００１９】（実施例１）本実施例の無電極放電灯は、
図２に示すような二重管構造を有しており、直径が略２
７ｍｍの略球状の発光管１と、発光管１の外側に設けら
れた略円筒状の外管５と、外管５に複数回巻回された誘
導コイル３とから構成されている。ここで、発光管１と
外管５との間は真空排気されており、発光管１の最冷点
温度の上昇を図っている。尚、発光管１及び外管５以外
の構成は図１と同様であるので、その説明を省略する。

【００２０】発光管１には、例えば希土類金属ハロゲン
化物以外の金属ハロゲン化物である沃化ナトリウムが
９．６ｍｇ、沃化タリウムが１．８ｍｇ、沃化インジウ
ムが０．６ｍｇ、発光物質として封入されている。さら
に、発光管１内のハロゲンサイクルを促進するための促
進物質としては、ランプ点灯中の発光管１内のハロゲン
蒸気圧を高めるために高蒸気圧の多価ハロゲン化物を用
いればよく、例えば沃化アンチモン（ＳｂＩ₃）０．２
ｍｇが発光管１の内部に封入されている。

【００２１】ところで、沃化アンチモンが封入されてい
ない発光管１の場合、入力電力２００Ｗで１００時間点
灯後、光束は１３，８００ルーメン（ｌｍ）であり、始
動電圧は２．３６ｋＶであった。また図３に示すよう
に、ランプ点灯中に発光管１の内面に幅が約１ｍｍの白
色失透物６が発生した。ここで、始動電圧とは、ランプ
を点灯させるのに必要な誘導コイル３の両端電圧であ
る。これに対して、発光管１の内部に促進物質として沃
化アンチモンを封入した本実施例の無電極放電灯では、
入力電力２００Ｗで１００時間点灯後、光束は１３，３
００ルーメン（ｌｍ）であり、始動電圧は２．４０ｋＶ
であった。また、本実施例の無電極放電灯では、ランプ
を長時間点灯させても発行管１に失透物は発生しなかっ
た。尚、双方のランプとも１，０００時間点灯させた後
の光束維持率は約９５％以上であった。

【００２２】このように、本実施例では発光管１の内部
に促進物質として沃化アンチモンを封入することによっ
て、ランプ点灯中は沃化アンチモンが金属（アンチモ
ン）とハロゲン（沃素）に開離して、発光管１の内部に
多量の沃素が存在する。そのため、発光管１の管壁付近
に多量の沃素が存在することになり、発光管１の管壁付
近で発光物質（沃化ナトリウム、沃化タリウム、沃化イ
ンジウム）の金属イオンと沃素が結合するハロゲンサイ
クルを促進し、発光物質の金属イオンと発光管１との反
応が抑制されて、失透物の発生を防止することができ
る。また、発光管１の管壁からプラズマが離れるので、
管壁温度が下がり、管壁の温度変化によって管壁に亀裂
が発生するのを抑制することができる。

【００２３】また、ランプの始動電圧は、発光管１の内
部に沃化アンチモンからなる促進物質を封入したか否か
にかかわりなく略同じ値となっているが、初期点灯時の
光束は、沃化アンチモンを封入していないランプに比べ
て、沃化アンチモンを封入した本実施例のランプでは約
４％低下している。この原因は、発光管１の内部に存在
する沃素が増加したことによって、放電プラズマの発光
体積が低下したことにある。

【００２４】ここで、ランプの点灯時間と失透物６の発
生面積との関係を図４に示す。図４中の曲線イは、発光
管１の内部に沃化アンチモン０．２ｍｇを封入したラン
プの特性曲線であり、図４中の曲線ロは、発光管１の内
部に沃化アンチモンを封入していないランプの特性曲線
である。図４より、沃化アンチモンを封入していないラ
ンプでは、点灯時間が増加するにつれて、失透物の発生
面積が増加し、発光管１の光透過率が悪化するが、沃化
アンチモンを０．２ｍｇ封入したランプでは３００時間
点灯させても失透物は全く発生しておらず、ハロゲンサ
イクルを促進する促進物質として沃化アンチモンを発光
管１の内部に封入することにより、失透物の発生を抑制
することができ、失透物の発生によって発光管１に亀裂
が発生するのを防止できる。

【００２５】尚、ランプ点灯中は、発光管１内に封入さ
れた沃化アンチモンが金属とハロゲンに解離し、多量の
沃素を生成してハロゲンサイクルを促進するが、ランプ
消灯中は発光管１内の温度が低いために、沃化アンチモ
ンはそのままの状態で発光管１内に存在し、気体の状態
で存在しないので、ランプ始動時に必要な電子がハロゲ
ンによって奪われることがなく、ランプの始動性が悪化
することはない。

【００２６】ここで、発光管１の内部に封入する沃化ア
ンチモンの封入量（ｍｇ）と１，０００時間点灯後のラ
ンプの光束（ｌｍ）との関係を図５に示す。図５よりラ
ンプ点灯中の光束や失透物の有無を考慮すると、発光管
１内に封入する沃化アンチモンの封入量を略０．０７ｍ
ｇ以上且つ１ｍｇ以下とすることが望ましい。尚、発光
管１内に封入する促進物質の条件は、失透を考慮して始
動性を維持するために、約４００℃における蒸気圧が１
Ｔｏｒｒ以上且つ１，０００Ｔｏｒｒ以下の金属ハロゲ
ン化物である。また、発光管１内に封入する促進物質の
量は、その組成をＭｍＸｎ（Ｍは金属の元素記号、ｍは
促進物質１分子中の金属原子の数、Ｘはハロゲンの元素
記号、ｎは促進物質１分子中のハロゲン原子の数をそれ
ぞれ示す）と表現したときに、発光物質である金属ハロ
ゲン化物１モルに対して２×１０^-3／（ｎ／２）モル以
上である。さらに、点灯中の光束量を考慮すると、発光
管１内に封入する促進物質の量は２×１０^-3／（ｎ／
２）モル以上且つ５×１０^-2／（ｎ／２）モル以下とす
るのが望ましい。

【００２７】尚、本実施例では、発光物質として沃化ナ
トリウム、沃化タリウム、沃化インジウムを用いたが、
発光物質を沃化ナトリウム、沃化タリウム、沃化インジ
ウムに限定する趣旨のものではなく、リチウム、カリウ
ム、ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属やアルミ
ニウム、ガリウムなどの第３Ｂ族元素（アルミニウム
族）の沃化物を用いても良いし、沃化物以外の塩化物や
臭化物を用いても良いし、沃化物や塩化物や臭化物の内
の複数のハロゲン化物を用いても良い。

【００２８】また、本実施例では、発光管１の形状を略
球状に形成しているが、発光管１の形状を略球状に限定
する趣旨のものではなく、発光管１の形状を略球状以外
の円筒形状などの形状としても良いことは言うまでもな
い。（実施例２）本実施例では、発光管１の内部にキセノン
（Ｘｅ）ガスが２００Ｔｏｒｒと、発光物質としての沃
化ナトリウム９．６ｍｇ、沃化タリウム１．８ｍｇ、沃
化インジウム０．６ｍｇとが封入されており、さらに発
光管１の内部には促進物質としての沃素ガスが０．５Ｔ
ｏｒｒ（すなわち、発光物質１モルに対して１．２８×
１０^-2モルに相当）封入されている。尚、発光管１内に
封入された封入物質以外の構成は実施例１の構成と同様
であるので、その説明は省略する。

【００２９】ここで、発光管１内に沃素ガスが封入され
ていない無電極放電灯と、発光管１内に沃素ガスを封入
した本実施例の無電極放電灯とを用いて点灯試験を行っ
た結果を以下に示す。沃素ガスが封入されていないラン
プでは、入力電力２００Ｗで１００時間点灯後、光束は
１３，８００ルーメン（ｌｍ）であり、始動電圧は２．
３６ｋＶであった。また、ランプ点灯中に発光管１の内
面に幅約１ｍｍの白色失透物６が発生した。これに対し
て、沃素ガスを０．５Ｔｏｒｒ封入したランプでは、入
力電力２００Ｗで１００時間点灯後、光束は１３，００
０ルーメン（ｌｍ）であり、始動電圧は２．５１ｋＶで
あった。また、ランプ点灯中に発光管１の内壁に失透物
は発生しなかった。

【００３０】本実施例のランプでは、発光管１の内部に
促進物質として沃素ガスを０．５Ｔｏｒｒ封入したため
に、発光管１の内部に多量の沃素が存在して、放電プラ
ズマの発光体積が小さくなるので、ランプの光束が約６
％低下し、始動電圧が約０．１５ｋＶ増加するものの、
ランプ点灯中に発光管１の管壁付近に多量のハロゲン
（沃素）が存在するので、この管壁付近の沃素によって
ハロゲンサイクルが促進され、発光管１に封入された発
光物質の金属イオンと発光管１との反応が抑制される。

【００３１】ここで、発光管１内に封入する沃素ガスの
量が多いほど、ハロゲンサイクルが促進されるので、発
光物質との反応によって発光管１が劣化するのを抑制す
ることができるが、発光管１内の沃素が増加しすぎる
と、放電プラズマの発光体積が小さくなり、ランプの光
束が低下してしまう。本願発明者らは発光管１に封入す
る沃素ガスの封入量を変化させてランプの点灯実験を行
ったところ、沃素ガスの封入量を１Ｔｏｒｒ以上且つ２
Ｔｏｒｒ以下（すなわち、発光物質１モルに対して略
２．５６×１０^-2モル以上且つ５．１２モル以下に相
当）とすれば、光束の低下量を１０％以内におさえると
ともに、発光管１に封入された発光物質と発光管１との
反応を抑制できることが判明した。

【００３２】また、促進物質として沃素ガスを封入した
ランプについて更に検討を重ねたところ、ランプの始動
電圧を改善するためには、発光管１に封入する沃素ガス
の封入量は略０．２Ｔｏｒｒとするのが望ましく、ラン
プの始動電圧を改善するとともに、光束の低下を抑制す
るためには、沃素ガスの封入量を略０．２Ｔｏｒｒ以上
且つ４．４Ｔｏｒｒ以下（すなわち、発光物質１モルに
対して略５×１０^-3以上且つ１×１０^-1以下）とするの
が望ましい。尚、本実施例では促進物質として沃素ガス
を用いているが、促進物質を沃素ガスに限定する趣旨の
ものではなく、促進物質として沃素ガス以外の塩素や臭
素などのハロゲンガス単体を用いても良いし、複数のハ
ロゲンガスの混合ガスを用いても良い。

【００３３】さらに、他の封入物についても検討した結
果、発光管１を長寿命にするとともに、光束の低下量を
抑制するためには、発光管１内に封入された金属ハロゲ
ン化物からなる発光物質１モルに対して、略２×１０^-3
／（ｎ／２）モル以上且つ５×１０^-2／（ｎ／２）モル
以下のハロゲンを促進物質として封入するのが望まし
い。ここに、ｎは金属ハロゲン化物からなる促進物質１
分子中のハロゲン原子の数を示す。

【００３４】尚、本実施例では、発光物質として沃化ナ
トリウム、沃化タリウム、沃化インジウムを用いたが、
発光物質を沃化ナトリウム、沃化タリウム、沃化インジ
ウムに限定する趣旨のものではなく、リチウム、カリウ
ム、ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属やアルミ
ニウム、ガリウムなどの第３Ｂ族元素の沃化物を用いて
も良いし、沃化物以外の塩化物や臭化物を用いても良い
し、沃化物や塩化物や臭化物の内の複数のハロゲン化物
を用いても良い。また、本実施例では、発光管１内に封
入したキセノンガスのガス圧を２００Ｔｏｒｒとしてい
るが、ガス圧を２００Ｔｏｒｒに限定する趣旨のもので
はなく、それぞれのランプに応じたガス圧に設定すれば
良い。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、上述のように、透光性の金属
酸化物から形成された気密性を有する発光管を備え、希
土類金属ハロゲン化物以外の金属ハロゲン化物からなる
発光物質、及び、発光管の高温部で金属ハロゲン化物が
解離してできた金属イオンが発光管の管壁付近でハロゲ
ンと結合するハロゲンサイクルを促進する促進物質を発
光管の内部に封入しており、促進物質により発光管の管
壁付近でハロゲンサイクルが促進されるので、発光管の
管壁付近に存在する金属イオンがハロゲンと結合合して
金属ハロゲン化物を生成することにより、管壁付近の金
属イオンの密度が低減し、発光管材料と発光物質との反
応を抑制することができる。したがって、発光管材料と
発光物質との反応によって発生する失透物を抑制し、発
光管の光透過率が低下するのを防止するという効果があ
る。そのうえ、発光管の管壁付近における金属イオンの
密度が低下するため、発光管の管壁からプラズマが離
れ、発光管の温度を下げることができる。したがって、
ランプのオン・オフ時の温度変化が小さくなり、発光管
材料と失透物との線膨張率の違いによって、ランプのオ
ン・オフ時に発生する歪が小さくなり、発光管に亀裂が
発生するのを抑制することができ、亀裂の成長による発
光管の破損を防止できるという効果もある。

【００３６】請求項２の発明では、発光物質は、少なく
とも１種類以上のアルカリ金属ハロゲン化物若しくは第
３Ｂ族元素のハロゲン化物を含んでおり、請求項３の発
明では、発光物質は、ナトリウムハロゲン化物、タリウ
ムハロゲン化物、インジウムハロゲン化物の内の少なく
とも１つを含んでおり、請求項４の発明では、発光物質
は、沃素、臭素、塩素の内の少なくとも２種類以上のハ
ロゲンからなる金属ハロゲン化物を含んでおり、本発明
の望ましい実施形態である。

【００３７】請求項５の発明では、促進物質は４００℃
における蒸気圧が１Ｔｏｒｒ以上且つ１０００Ｔｏｒｒ
以下の金属ハロゲン化物からなり、発光物質１モルに対
して２×１０^-3／｛（金属ハロゲン化物の１分子中のハ
ロゲン原子の数）／２｝モル以上の促進物質が発光管内
に封入されており、ランプ始動時、促進物質は金属ハロ
ゲン化物の状態のままなので、ランプを始動させるのに
必要な電子がハロゲンによって奪われることがなく、ラ
ンプの始動性が悪化するのを抑制できるという効果があ
る。

【００３８】請求項６の発明では、促進物質は、発光物
質１モルに対して２×１０^-3／｛（金属ハロゲン化物の
１分子中のハロゲン原子の数）／２｝モル以上、且つ、
５×１０^-2／｛（金属ハロゲン化物の１分子中のハロゲ
ン原子の数）／２｝モル以下発光管内に封入されている
ので、ランプ点灯時に発光管中に存在するハロゲンの数
が増加して、放電プラズマの発光体積が低下するのを抑
制することができ、発光管の光束が低下するのを抑制で
きるという効果がある。

【００３９】請求項７の発明では、促進物質に沃化アン
チモンを用いており、本発明の望ましい実施形態であ
る。請求項８の発明では、促進物質は沃素、臭素、塩素
のいずれかのハロゲンガスからなり、発光物質１モルに
対して５×１０^-3モル以上且つ１×１０^-1モル以下の促
進物質が発光管内に封入されており、請求項９の発明で
は、促進物質は沃素、臭素、塩素のハロゲンガスの内の
複数を混合した混合ガスからなり、発光物質１モルに対
して５×１０^-3モル以上且つ１×１０^-1モル以下の促進
物質が発光管内に封入されているので、ランプ始動性の
悪化や、光束の低下を抑制しつつ、ランプ点灯時に発光
管の管壁付近でのハロゲンサイクルを促進することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の無電極放電灯と点灯装置とを示す
概略構成図である。

【図２】同上の無電極放電灯と点灯装置とを示す概略構
成図である。

【図３】同上の無電極放電灯の失透部の発生を示す図で
ある。

【図４】同上の点灯時間と失透部の発生面積との関係を
示す図である。

【図５】同上の沃化アンチモンの封入量と１，０００時
間点灯後の光束及び失透部の有無との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１発光管３誘導コイル４高周波発生装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本拓磨大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性の金属酸化物から形成された気密性
を有する発光管を備え、希土類金属ハロゲン化物以外の
金属ハロゲン化物からなる発光物質、及び、ランプ点灯
時に発光管の高温部で金属ハロゲン化物が解離してでき
た金属イオンが発光管の管壁付近でハロゲンと結合する
ハロゲンサイクルを促進する促進物質を発光管の内部に
封入して成ることを特徴とする無電極放電灯。
【請求項２】発光物質は、少なくとも１種類以上のアル
カリ金属ハロゲン化物若しくは第３Ｂ族元素のハロゲン
化物を含むことを特徴とする請求項１記載の無電極放電
灯。
【請求項３】発光物質は、ナトリウムハロゲン化物、タ
リウムハロゲン化物、インジウムハロゲン化物の内の少
なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１又は２記
載の無電極放電灯。
【請求項４】発光物質は、沃素、臭素、塩素の内の少な
くとも２種類以上のハロゲンからなる金属ハロゲン化物
を含むことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯。
【請求項５】促進物質は４００℃における蒸気圧が１Ｔ
ｏｒｒ以上且つ１０００Ｔｏｒｒ以下の金属ハロゲン化
物からなり、発光物質１モルに対して２×１０^-3／
｛（金属ハロゲン化物の１分子中のハロゲン原子の数）
／２｝モル以上の促進物質が発光管内に封入されたこと
を特徴とする請求項１乃至４記載の無電極放電灯。
【請求項６】促進物質は、発光物質１モルに対して２×
１０^-3／｛（金属ハロゲン化物の１分子中のハロゲン原
子の数）／２｝モル以上、且つ、５×１０^-2／｛（金属
ハロゲン化物の１分子中のハロゲン原子の数）／２｝モ
ル以下発光管内に封入されたことを特徴とする請求項５
記載の無電極放電灯。
【請求項７】促進物質は沃化アンチモンであることを特
徴とする請求項１乃至６記載の無電極放電灯。
【請求項８】促進物質は沃素、臭素、塩素のいずれかの
ハロゲンガスからなり、発光物質１モルに対して５×１
０^-3モル以上且つ１×１０^-1モル以下の促進物質が発光
管内に封入されて成ることを特徴とする請求項１乃至４
記載の無電極放電灯。
【請求項９】促進物質は沃素、臭素、塩素のハロゲンガ
スの内の複数を混合した混合ガスからなり、発光物質１
モルに対して５×１０^-3モル以上且つ１×１０^-1モル以
下の促進物質が発光管内に封入されて成ることを特徴と
する請求項１乃至４記載の無電極放電灯。