JP2009543284A - ガス放電ランプ - Google Patents

Abstract

放電容器（３）及び該放電容器に配置される２つの管状部（６，７）を含む内側エンベロープ（２）と、放電容器内へと管状部から突出する２つの電極（４，５）であって、電気が供給されることが可能となるように、対応する管状部を通って延びシーリング部（８，９）に沿ってガスケットシールで管状部内に封止されるそれぞれの伝導体（１０，１１）に、電気的に接続される２つの電極と、気密のシールにより、放電容器を囲繞しつつ、自身と放電容器との間に、１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスが充填される外側の空間（２０）を残す外側エンベロープ（１８）とを含み、外側の空間内では、唯一の導体（１１，２２，２３）が、該空間を満たすガスと直接接触し、該導体は、外側エンベロープ外まで走り、該導体とその周辺部との間の放電を点火する高電圧パルスを印加することを可能とする、ガス放電ランプ（１）が開示される。また、この種のガス放電ランプの動作方法や種々の製造方法が開示される。

Description

本発明は、放電容器及び該放電容器に配置される２つの管状部を含む内側エンベロープを含むガス放電ランプに関し、当該管状部からは放電容器内に電極が突出し、当該電極は、電気が供給されることが可能となるように、対応する管状部を通って延びシーリング部に沿ってガスケットシールで前記管状部内に封止されるそれぞれの伝導体に、電気的に接続される。ガス放電ランプは、また、前記内側エンベロープの前記管状部のそれぞれ１つにそれぞれの端部が接続され、自身と前記放電容器との間に外側の空間を残しつつ前記放電容器を気密に囲繞する外側エンベロープを有する。本発明は、また、この種の放電容器の動作方法及び種々の製造方法に関する。

冒頭の段落で特定されるように構成されるガス放電ランプは、高圧ガス放電ランプとしばしば称され、例えば、高圧ナトリウムランプ、特にはＭＰＸＬ（Micro Power Xenon Light）ランプや、特に対応する水銀不使用の高圧ガス放電ランプである。これらの全てのランプでは、放電容器（通常、“バーナー”とも呼ばれる）は、数マイクロリットルのガスだけを含む。かかるランプの効率性は、放電容器に存在する挿入ガスの圧力が高くなるほど、光の生成に関してますます高くなる。残念ながら、挿入ガス用の高圧は、ガス内の放電を点火することがより困難になることを意味する。

この種のランプを始動させるため、放電は、バーナーの内側の電極間で生成される必要がある。概して、これは、２つの電極間の非常に高圧な電圧のパルスにより達成される。十分に高い電場が与えられると、電子は、放電用の空間内に放出され、電子雪崩様の増倍プロセス後に、自由電子、イオン化された原子及び／又は分子によりなる電導路が電極間に形成し、それに伴いガス放電が生ずる。上述のプロセスにとって本質的なものは、特にブレークダウン開始時の、自由電子の利用可能性である。膨大な種類の手順は、これらの自由電子を生成するために採用することができる。

１つの可能性は、可能な限り短い時間で電極に非常に高い電場、即ち非常に高くて急峻な始動パルスを印加することである。或いは、十分に高レベルの電圧は、適宜、より長い時間に亘って印加されることもできる。しかし、多くのアプリケーション、特に例えば自動車のヘッドランプでは、安全上の理由から、ランプは、オンされている非常に短い時間内に信頼性の高い態様で始動することが必要である。これが意味することは、低温状態と高温状態の双方において、信頼性の高い始動を保証するために、例えばランプがオフされた直後に新たな始動が生じたときに、比較的高レベルの高出力の始動パルスが印加される必要があるということである。これは、比較的出力が高く、且つ、複雑で、従って、高価でサイズの大きい点火回路を必要とする。また、高い点火電圧は、例えば車両の電子システムのような、周辺の他の電子機器においてランプにより生じる電磁気干渉の問題を強める。始動プロセスにより生ずる電磁気干渉パルスを無くす又は防止するために、より精力的な対策を講じる必要がある。

点火をより簡単にするその他の考えられる方法は、ランプに、例えばKr-85やThのような、放射性物質を導入することである。しかし、ランプの製造時に生ずるより重大な危険や環境上の理由のため、この種の放射性物質は、ランプにおいては避けられるべきである。

高圧放電ランプでの点火電圧は、一般的に“始動補助アンテナ"と称されるデバイスの補助により適切に低減できることも知られている。このようにして、例えば特許文献１に開示されるように、放電容器に沿って走るアンテナ若しくは放電容器まわりでループされるアンテナには、正の電位が印加される。これが与えるものとは、放電容器内部の電場の増加を引き起こすことを意図する補助電極の類である。この種の“アクティブ"アンテナは、点火用の所与の電位まで上昇されるが、一般的に設計が複雑であり、それ故にしばしば大量生産には高価となりすぎてしまう。この理由の１つは、高温のバーナーの近傍に安定なアンテナを収容することが極めて困難であることである。

かかるランプの始動を補助するその他の既知の変形態様は、例えば特許文献２に記載するように、“UVエンハンサー”と称されるものにより、若しくは、例えば特許文献３に記載するように、外側エンベロープ内の誘電体バリア放電（DBD）と称されるものにより、始動プロセスにおけるUV光子を提供することである。しかし、かかるUVエンハンサーや外側エンベロープ内の誘電体バリア放電の点火は、同様に、自由電子の存在を必要とする。従って、この種の点火補助が使用されるとき、可能な限り速やかに、所望の放電用のUV光子を供給し次いで同様の高速で消えることになるUVエンハンサー若しくは外側エンベロープ内の放電を点火することに、問題が存在する。従って、問題は、ある程度、バーナーから点火補助に単にシフトされる。

EP 1 069 596 A2 US 5,942,840 US 6,624,580 B2

それ故に、本発明の目的は、先行技術で知られるガス放電ランプに対する代替物であって、ほとんどコストや労力を要せずに製造することができ、低減された点火電圧でも信頼性高く始動する代替物を提供し、また、この種のガス放電ランプの動作方法及び適切な製造方法を特定することである。

この目的は、一方では、請求項１でクレームされたガス放電ランプにより達成され、他方では、請求項１０でクレームされたガス放電ランプの動作方法及び請求項１２，１３，１４，１５でクレームされたガス放電ランプの製造方法により達成される。

本発明によるガス放電ランプでは、放電容器と外側エンベロープの間の外側の空間であって、気密に封止される空間に、１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスが充填されることが保証される。また、唯一の導体が当該外側の空間に充填するガスに直接接触することが保証される。空間内若しくは他言すると外側エンベロープ内の放電の点火用の高電圧パルスを、導体とその周囲との間に印加することを可能とするため、当該導体は、外側エンベロープの外に走る。外側エンベロープが１０００ｍｂａｒ未満の圧力で充填され、適切な高電圧パルスが、外側エンベロープ内の単一の絶縁されていない導体のみに印加される場合、比較的速やかに点火する放電は、高電圧パルスが印加されるとき、この導体まわりに導体と周囲との間に形成する。初期的には、これは、コロナ放電と想定され、これは、次いで、導体と例えば電極の１つ若しくはその供給導体との間の誘電体バリア放電へと変化し、当該供給導体は、水晶ガラスの部位の絶縁で放電容器内へと外側エンベロープを通って走り、例えば接地電位のような適切な異なる電位である。

この種のガス放電ランプの対応する動作方法では、それ故に、ガス放電ランプの電極への始動パルスの印加と同時に若しくはその直前に、対応する高電圧パルスが、単に、外側の空間を満たすガスに接触する導体に印加される。

外側エンベロープ内のこの導体とその周囲との間の放電の点火が生ずると直ぐに、放電容器内の本来のガス放電の点火を促進する所望のＵＶ光子が形成される。充填したガスに接触するのはこの導体だけであり、外側エンベロープ内に異なる電位で他の絶縁されていない導体は存在しないので、外側エンベロープ内の２つの導体間に直接の放電は存在しない。せいぜい、所望の誘電体バリア放電が、放電容器内の電極の１つで生ずることができるが、放電は、適切な高い周波数パルス若しくは他言すると適切な高周波数電圧によってのみ維持されることができる。これは、外側エンベロープと放電容器の間の外側の空間に充填するガスに接触する唯一の導体が存在するという記載が、この第１の導体とは別の第２の導体であって、導体間の直接の放電を点火するために非絶縁の反対の電位でありうる第２の導体が、外側エンベロープ内の空間に設けられないことを意味すると理解されるべきである場合である。

従属クレーム及び説明の残りは、それぞれ、本発明の特に効果的な実施例及び改良をカバーする。

ランプの動作方法の特定の好ましい変形例では、放電容器内の放電を点火するために電極の１つに印加される始動パルスは、単に、外側の空間に充填するガスに接触する導体に同時に印加される。これが意味することは、外側の空間に充填するガスに接触する導体用の高電圧パルスは、ランプを点火するための電極用の始動パルスと同一であることである。この目的のため、外側の空間に充填するガスに接触する導体は、電極まで走る関連する伝導体に電気的に接続される必要がある。特定の単純な設計の変形例では、自身に関連する電極まで走る伝導体は、外側の空間に充填するガスに接触する導体を形成する。

この目的のため、伝導体は、ガラスにより絶縁された１つのポイントで給電されるだけで十分である。特定の簡易でそれ故に好ましい変形例では、管状部に単に穴があり、当該穴は、管状部内へ伝導体まで外側エンベロープと内側エンベロープの間の外側の空間から延在する。当該穴は、好ましくは、比較的小さい円形の穴である。しかし、任意の他の所望の形状の穴若しくは穿孔であってもよい。

この種のランプは、特に製造が容易である。

この種の高圧ガス放電ランプの本発明による製造方法では、次の方法ステップが、とりわけ、進められる。

放電容器及び該放電容器に配置される２つの管状部を有する内側エンベロープが、先ず製造される。

次いで、前記放電容器内へと前記管状部から突出する２つの電極であって、電気が供給されることが可能となるように、対応する管状部を通って延びるそれぞれの伝導体に、電気的に接続される２つの電極を導入し、前記放電容器内を、例えば挿入ガス、メタルハライド、必要ならば水銀の混合物のような所望の充填材料で充填し、それぞれのシーリング部に沿ってガスケットシールで前記それぞれの管状部内に前記伝導体を適切な方法で封止する。このプロセスを実行する考えられる方法の範囲が存在する。このようにして、１つの電極は、例えば先ず導入されてよく、最初のピンチ若しくはその類が、関連する伝導体のシールのために関連する側でなされてもよい。充填材料が、次いで、内部に供給され、第２の電極が挿入され、内側エンベロープが、第２の側で気密に封止される。あるフラッシング及び脱ガスステップは、この場合、内側エンベロープ及び導入されるべき電極及び充填材料を汚染除去するために一般的に必要である。しかし、充填及び封止されるランプエンベロープを製造するための多くの多様な異なる方法は、当業者に知られており、それ故に、ここでは詳細に説明される必要はない。

本発明によれば、次いで、穴が、電極まで走る２つの伝導体の１つに関連する管状部内に、この領域の伝導体を露出するために作成される。

管状部に穴を作成することは、種々の方法で実行されてもよい。このようにして、穴は、穿孔されてもよく、若しくは、好ましい方法で、管状部にレーザーにより作成されてもよい。その他のより安価な方法によって、穴は、シーリング部が管状部に生成されるピンチングプロセス中に同時に単に凹設されてもよい。

最後に、外側エンベロープは、通常の方法で、例えば“ロールオン”と呼ばれる気密なガラスの管状部の材料に外側エンベロープの材料を接続することによって、内側エンベロープの管状部に取り付けられることができる。これがなれるとき、外側エンベロープが管状部に取り付けられるポイントが、管状部内の穴の外側であること、即ち穴が外側エンベロープ内に位置することに、適切な注意が当然ながら払われなければならない。外側エンベロープが取り付けられるとき、外側エンベロープと内側エンベロープの間の空間は、同時に、１０００ｍｂａｒ以下の圧力で所望のガスが充填される。適切なシーリング方法及び充填方法は、当業者に十分良く知られており、それ故に、ここでは詳細に説明される必要はない。
穴が管状部内に作成されるとき、当然ながら、シールされていないポイントが生じないことが保証されるべきである。これが意味することは、穴は、外側エンベロープと内側エンベロープの間の空間と真空容器の内部との間の接続を生成せず、且つ、外側エンベロープが周囲から隔離されていることが保証されるべきであることである。
この種の穴は、それ故に、好ましくは、シーリング部の領域内に、若しくは、関連する管状部における必要な場合に互いに離間されてよい２つの隣接するシーリング部間に作成される。

特定の好ましい実施例では、伝導体は、穴の領域に、例えばモリブデンのような金属片により形成されることも保証される。シーリング部内では、電極への給電導体は、通常、モリブデンフォイルをとにかく含む。これが意味することは、電極は、例えば先ずモリブデンフォイルに接続されることであり、モリブデンフォイルは、外側の端部が、ランプの外側の接続部として機能するモリブデン線若しくはその類に接続される。管状部のシールは、この場合、モリブデンフォイルがシーリング部内に完全に収容されるような方法でなされる。

放電容器は動作時に非常に高温になるので、好ましくは、シーリング部の穴は、外側エンベロープの充填時に酸素や水が存在する場合に供給導体との接触点が酸化されるのを防止するために、放電容器からできるだけ遠くに離される。シーリング部の穴は、それ故に、少なくとも１２ｍｍ離されるべきであり、特に好ましくは、関連する伝導体に接続される電極の放電容器内に突出する先端から、即ち放電アークから少なくとも１５ｍｍ離されるべきである。これを達成するため、通常よりも長く、例えば少なくとも１０ｍｍの長さ、好ましくは少なくとも１２ｍｍの金属片が、単に、例えば製造過程で、電極の対応する端部に接続されてもよい。

代替的な好ましい変形例では、この電極の端部での伝導体は、金属片の部位により、互いに離間した２つの部位で、形成される。これが意味することは、使用される伝導体は、電極端にて、電極に直接接続される金属片の第１の部位からなるものであることである。電極から離れる方に向く端部では、金属線は、金属片のこの部位に通常の方法で接続される。しかし、この金属線は、比較的短く、金属片の部位に接続され、金属片は、外側の端部で、ランプの外側の接触部として最終的に機能する金属線に最終的に接続される。金属片の２つの部位をカバーする２つのシーリング部は、次いで、電極のこの端部に作成される。代替的に、金属片の双方の部位をカバーするほど十分に長い１つの連続したシーリング部が作成されてもよい。シールは、ピンチングプロセス若しくは真空プロセスによりなされることができる。この設計の伝導体の場合、穴は、好ましくは、放電容器から遠い側の金属片の部位間のシーリング部に若しくは金属片の部位間の線の領域に作成される。モリブデンは、好ましくは、金属片の部位及び金属線用の材料として再び使用される。

本発明によるガス放電ランプのその他の実施例では、外側の空間を満たすガスと接触し、電極の１つまで走る伝導体は、外側エンベロープ内まで、その第１の端面にて、他の電極まで走る第２の伝導体から距離をおいて走る。この伝導体は、次いで、非絶縁の外側エンベロープを通って走り、外側エンベロープの第１の端面から遠い側の内側エンベロープの端部にて、そこに位置する前記管状部内に走り、対応する電極に接続される。これは、ランプの特にコンパクトな形態を与える。というのは、戻り導体は、外側エンベロープの外側のキャップまで通常のように走って戻る必要が無いからである。この場合、キャップから遠い側の電極に走る伝導体は、従って、外側エンベロープを充填するガスに露出して接触するものである。この実施例では、それ故に、この導体に、点火用の始動パルスが印加されるべきである。

この種のガス放電ランプを製造する１つの考えられる方法は、通常の方法で、放電容器及び該放電容器に配置される２つの管状部を有する内側エンベロープを製造することである。２つの電極は、次いで、再度、管状部から放電容器内に導入されることができ、当該電極は、関連する管状部を通って延在するそれぞれの伝導体に電気的に接続され、放電容器は、所望の充填材料で充填されることができ、伝導体は、シーリング部に沿ってガスケットシールでそれぞれの管状部内に封止されることができる。しかし、この際、保証されるべきこととして、伝導体の１つは、内側エンベロープに沿って対応する管状部から、外側で、他の管状部が配置される内側エンベロープの端部まで、走り戻される。最後に、内側エンベロープは、放電容器と外側エンベロープの間に外側の空間を残しつつ外側エンベロープにより気密に包囲される必要がある。これがなされるとき、保証されるべきこととして、外側で内側エンベロープに沿って走り戻される伝導体は、内側エンベロープから適切な距離で外側エンベロープ内部に延在し、関連する管状部から反対側の端部に位置する外側エンベロープの端面にてシールで外側エンベロープの外へと走る。この場合も、空間は、１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスにより充填されるべきである。

更なる代替実施例では、ランプは、導体が、対応する管状部を通って外側の空間内へ外部から走り、若しくは、電極まで走る伝導体に略平行な対応する管状部に沿って走るように、設計される。この変形例では、導体は、従って、電極用の２つの伝導体の１つと必ずしも接触する必要はない別の導体である。これに応じて、この導体は、それ故に、電極に接続される導体とは異なる始動パルスが印加されてもよい。従って、例えば、追加の導体及び電極への供給導体に対する始動パルスは、互いに短い時間間隔で配置されてもよく、若しくは、異なる振幅及び／又は異なる形状の電圧パルスが選択されてもよい。しかし、この変形例では、ランプを製造する方法は、より複雑であり、従ってより高価である。

関連する種類のガス放電ランプの変形例による製造態様は、内側エンベロープが製造され、充填され、シールされた後、例えば、外側エンベロープが内側エンベロープの管状部に取り付けられ、空間に所望のガスが充填されているとき、同時に、導体を、外側から外側エンベロープ内に通って走らせ、放電容器と外側エンベロープの間の外側の空間まで走らせて、充填するガスに接触するようにさせることを含む。例えば、この目的のため、線は、内側エンベロープの管状部に平行に走ることができ、外側エンベロープが内側エンベロープに固定されるときに、ロールオンを通って走ることができる。

その他の変形例では、内側エンベロープが製造されるときでも、第２のモリブデン線のような追加の導体が、電極に関連する管状部を通って走る伝導体から絶縁されるような態様で２つの管状部の１つの中に導入されることを確認することに注意が払われる。管状部がシールされるとき、保証されるべきこととは、追加の導体は、管状部から外に横方向に走り、若しくは、追加の導体への穴は、管状部内に作成される必要があり、導体が露出するようにする。内側エンベロープの管状部への外側エンベロープの取り付けは、次いで、通常通り行うことができ、再び、空間が、１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスにより充填されることを確認することに注意が払われる。追加の導体を備える内側エンベロープの適切な準備の結果として、特別なプロセスステップは、この際、本方法のこの部分において必要とされない。

内側エンベロープと外側エンベロープの間の外側の空間内の充填ガスとして使用される好ましいものは、挿入ガス（Xe, Kr, Ar, Ne, He）、酸素及び窒素若しくはこれらのガスの混合物である。圧力は、好ましくは、１０から３００ｍｂａｒの間であり、非常に特に好ましくは、１０から１００ｍｂａｒの間である。最も良好な点火結果は、これらの圧力で得られる。この種のランプからの光の質及び寿命の点で、この場合も重要なことは、ランプにおける平衡温度条件と必要とされる点火パルスとの間の折り合い（トレードオフ）である。

本発明は、冒頭部に特定したような好ましい高圧ガス放電ランプに特に好適である。というのは、この種のアンテナで達成される点火の改善は、必要とされるブレークダウン開始電圧が高くなるほど大きいからである。これは、最も大きい作用が冒頭に述べた非常に小さい高圧ガス放電ランプで達成できる場合である。しかし、これと同様、本発明は、他のガス放電ランプに効果的に適用することもできる。更に、本発明は、自動車産業用ランプに特に適している。しかし、効果的な使用は、例えば投影システム用のランプのような他の用途のランプでも可能である。

本発明によるガス放電ランプの第１実施例を通る断面。 図１に示すガス放電ランプの外側エンベロープを通る断面の平面図。 図２に示す構成と同様の構成のランプ（右手の画像）の、外側エンベロープと内側エンベロープの間の空間内のガスに接触する供給導体での放電の写真と、比較のため、放電の無いランプの対応する部分の写真。 従来の参照ランプと比較した本発明により構成されたランプの点火する姿勢を示す棒グラフ。 本発明によるガス放電ランプの第２実施例の外側エンベロープを通る断面の平面図。 本発明によるガス放電ランプの第３実施例の外側エンベロープを通る断面の平面図。 本発明によるガス放電ランプの第４実施例を通る断面。 本発明によるガス放電ランプの第５実施例を通る断面。 本発明によるガス放電ランプの第６実施例を通る断面。

本発明のこれら及び他の局面は、以下の実施例を参照して明らかになり教示されるだろう。図面において同一の構成要素は同一の参照符号が付される。明示的に指摘するに、図面は概略的のみであり、寸法どおりでない。

図１及び２に示す実施例は、本発明はこれに限定されないが、ＸＰＸＬランプであり、ＸＰＸＬランプは、内側エンベロープ２と当該内側エンベロープ２を囲繞する外側エンベロープ１８を有するように通常的に構成される。

内側エンベロープ２は、この例では、水晶ガラスの実際の放電容器（バーナー）３を含み、放電容器３は、その２つの端部のそれぞれで一体に形成された管状部６，７を有する。これらの管状部６，７は、以下では“水晶ガラス端部ピース”とも称される。それぞれの電極４，５は、放電容器３内へこれらの水晶ガラス端部ピース６，７から突出する。

電極の先端間の光学的距離は４．２ｍｍである。シーリング部８，９では、電極４，５は、水晶ガラス端部ピース６，７の端部にて水晶ガラス端部ピース６，７の外側に突出し外側で接点として機能するそれぞれの伝導体１０，１１に接続される。これらの伝導体１０，１１は、先ず、例えばモリブデンフォイルのような比較的薄い金属片１２，１３を含み、金属片１２，１３は、一端で電極４，５に接続され、他端で供給線１４，１５に接続され、供給線１４，１５は、最終的に、水晶ガラス端部ピース６，７から外側に突出する。供給線１４，１５は、例えばモリブデン線であってよい。金属片８，９の領域では、水晶ガラス端部ピース６，７は、シールで関連する金属片１２，１３を囲繞するシーリング部８，９の形態をとる。このシールは、例えば関連する水晶ガラス端部ピース６，７をピンチングすることによって通常の方法で作成されてもよい。シーリング部８，９は、それ故に、通常“ピンチーズ（pinches）”とも称される。このようにして、放電容器３は、周囲から空気密若しくは気密の、シールで封止されることが保証される。
放電容器３の内部１９には、比較的高圧で挿入ガスがある。この挿入ガスにより、放電アークは、ランプ１が点火したときに２つの電極４，５間で形成し、点火電圧に対して非常に小さい電圧により、定常状態の動作時に維持されることができる。従来のランプでは、点火電圧は、通常１６から２５ｋＶのオーダーであり、定常状態の範囲に対する動作電圧は４０から１００ボルトである。図示の実施例では、点火電圧は、それぞれの場合、図の左側に示された伝導体１１に印加される。

挿入ガスは、原理上、通常的に使用される任意の所望の挿入ガスであってよい。同様に、ランプは、水銀を含んでもよい。しかし、点火する姿勢の最も大きい改善は、水銀不使用のランプで特に達成される。というのは、点火は、これらのランプでは水銀含有ランプよりも一般的に大きな問題であるためである。その他の観点から、水銀不使用のランプは、環境的な理由から好ましい。それ故に、本発明が水銀不使用のランプで使用されることが特に好ましい。

外側エンベロープ１８の主なる目的は、放電容器内の物理的なプロセスに起因して光の所望のスペクトルに加えて生ずる紫外線放射を除外することである。外側エンベロープ１８は、通常、適切に浸漬された水晶ガラスから同様に製造され、ロールオン１６，１７と称される内側エンベロープ２の水晶ガラス端部ピース６，７に端部が接続される。これらのロールオン１６，１７は、同様に、気密になるように作成され、内側エンベロープ２と外側エンベロープ１８の間のギャップ２０、即ち外側の空間２０は、ガス若しくはガスの混合物で、必要な場合は空気でも充填され、好ましくは１０から３００ｍｂａｒの圧力で、特に好ましくは１００ｍｂａｒ未満の圧力で充填される。

ランプ１は、一般的に、点火電圧用の供給導体１１を有する端部にてキャップ（図示せず）に保持される。ガス放電ランプ１は、一般的に、この場合適切なマウンチングによりキャップに固定式で接続され、キャップと共に共通のランプユニットを形成する。キャップから遠い側に位置する電極４に接続される導体１０は、一般的に、外側エンベロープ１８を超えてキャップに戻るように走る外部電気戻り導体（図示せず）に接続される。この種のライトユニットは、キャップを保持する適切なレセプタクルを有する膨大な種類のライトで使用されることができ、特に自動車のヘッドランプにおいて使用されることができる。

点火するためのランプ１の姿勢を改善するため、外側エンベロープ１８内の空間２０からシーリング部９の水晶ガラスを通って金属片１３まで若しくは金属片１３を通って走る穴２１がシーリング部９に作成される。
金属片１３上にシーリング部９の領域で穴２１を作成することは、穴２１にも拘らず、シーリング部９は、双方の方向、即ち放電容器３の内部１９との関係と外側の環境との関係の双方で依然としてシールされたままであるという利点を有する。
放電容器３は、動作時に非常に熱くなるので、穴２１は、好ましくは、放電容器３から比較的長距離離れてシーリング部９内に作成され、外側エンベロープ内に酸化ガスが存在する場合に考えられる金属片の酸化を防止する。この目的のため、点火パルスを運ぶ伝導体１１が位置する側のシーリング部９は、他の側よりも幾分長くなるように形成され、若しくは、他言すると、より長い金属片１３が、適宜、このポイントにて使用される。金属片１３の長さｂは、この場合、約１５ｍｍである。それ以外の場合、たった約７ｍｍの長さのモリブデン片は、一般的に、他の電極４が位置する側に示すように、かかるランプに使用される。このより長い金属片１３によって、穴２１は、対応する電極５の先端から、即ち後に放電アークになるものから例えば約１５ｍｍの距離１にて金属片１３上に配置されることが可能である。

この穴は、外側エンベロープ１８の内部２０内のガスに接触する電極５までの供給導体１１を置く。全体としてのランプの設計がこの場合保証することは、導体１１が外側エンベロープ１８内の充填ガスに直接接触する唯一の電流担持導体であることと、外側エンベロープ１８内に異なる電位の他の非絶縁の導体が存在しないことである。点火パルスが、電極５まで供給導体１１に通常の方法で印加された場合、放電Ｄは、外側エンベロープ１８の内部２０の適切に設定された圧力の結果として導体１１とその周囲の間に来る。

この放電の過程で生成されるＵＶ光子は、放電容器内部の点火を加速するのに十分である。高電圧のパルスが消えると直ぐに、放電は自動的に消える。

全体の物理的なプロセスは、次のように発生していると想定される。即ち、図２に概略的に示すようなコロナ放電Ｄが、先ず、露出した伝導体１１と周囲の間に発生する。このコロナ放電Ｄは、次いで、短時間で、外側エンベロープ１８内に誘電体バリア放電を引き起こし、当該放電は、放電容器３内の放電アーク点火時に再び直ぐに消える。プロセスが動作するメカニズムは、ゲート速度が２０ｎｓｅｃ未満であった非常に高速のＩＣＣＤカメラの補助により検査され、これにより、ランプ１内の光がバーナー３のブレークダウンの直前に検出されることが可能となった。

図３の左手に示されるのは、XenEco D4の車両ランプの点火プロセス中の、この種のカメラで取られた写真であり、当該車両ランプは、本発明に従って準備されており、即ち、点火パルスを担持する供給導体を保持する水晶ガラスのシーリング部に穴が設けられている。当該ランプは、３５ワットの定格の出力を有するＤ４Ｒであった。電極間の光学的距離は、約４．２ｍｍであった。外側エンベロープの外径は、８．７ｍｍであり、その壁厚は１ｍｍであり、内側エンベロープの外径は約６．１ｍｍであり、その壁厚は約１．７ｍｍであった。放電容器の容積は、この場合、約２０マイクロリットルであった。充填物は、種々の金属塩を含んでいた。ランプの内側エンベロープの圧力は、約１０ｂａｒであった。外側エンベロープの内部の充填物は、窒素と酸素の混合物を含んだ。外側エンベロープの内部の圧力は約１００ｍｂａｒであった。
供給導体とその周囲との間の放電は、穴まわりのコロナ放電Ｄとして写真ではっきりと見ることができる。しかし、コロナ放電Ｄと同様に、光が外側エンベロープ内の他のポイントで生じている、即ち光子もそこに生じていることも分かる。これが表すこととして、誘電体バリア放電は、穴２１まわりの放電の点火直後に全体として外側エンベロープ内に最終的にトリガされる。

比較として右の写真は放電が無いときに取られた。モリブデンフォイル及び電極線がモリブデンフォイルの右手側の端部に搭載されていることが分かる。また、モリブデンフォイルの一部が露出される水晶ガラスの部分に作成された穴２１がはっきりと見える。
図４は、このようにして準備されたランプに対する初期の試験測定値の結果（L_prepと付された右側の棒）を、参考として用いられた本発明に従って準備されていない同一種類の従来のランプによる結果（L_refと付された左側の棒）と比較して示す。図によって示されることとして、本発明により低減できるのは平均の点火電圧 V_ignだけでなく、図４のそれぞれの誤りラインにより指示するように、それが受けるばらつきの幅も低減できる。

図５は、ランプ１の僅かに修正された変形例を示す。原理上、ランプ１は、図１及び２に示すランプと絶対的に同一の方法でこの場合に構成される。設計が僅かに異なる唯一の方法は、点火パルスが印加される電極５と同一の側に位置するシーリング部９の領域の伝導体１１により取られる実際の形態にある。

（図１及び２に示すような）長くされた金属片１３の位置のこのポイントで使用されるのは、好ましくはモリブデン線である金属線１３ｃにより互いに接続される金属片１３ａ，１３ｂの２つの部位である。穴２１は、遠い側に位置する金属片の部位１３ｂ上に作成される。

シーリング部９は、この場合は２段階で製造されることができる。即ちピンチが、先ず、例えば電極に近い金属片の部位１３ａまわりに作成され、第２のピンチが、次いで、遠い側に位置する金属片の部位１３ｂまわりに作成される。この場合も、穴２１と電極の先端の間の距離は、一実施例では約１５ｍｍである。他の電極４が位置する側に配置される伝導体１０でも使用されるような、例えば７．２５ｍｍの長さの通常のモリブデン片は、電極に近い金属片の部位１３ａとして使用されてもよい。金属片の第２の部位１３ｂは、例えば６ｍｍの長さであってよく、その間に位置する金属線１３ｃの片は、約２ｍｍの自由長であってよい。

図６は、図５のランプと同様の変形例を示し、この場合、穴１２は、この場合は金属片１３ａ，１３ｂの部位間の金属線１３ｃ上に位置し、穴２１と電極の先端の間の距離は、約１３ｍｍである。製造プロセスが正確にはどういうものかに依存するが、この変形例は、穴の作成に関してプロセス設計の観点から利点を有しうる。

図７は、更なる変形例を示す。このランプは、上述の実施例に対して、供給導体１１に平行に、電極５用の当該供給導体１１から絶縁された更なる導体２２が、水晶ガラス７の左手の部位を通って走る点が異なる。シーリング部９の穴２１’は、このとき、この追加の導体２２まで走るだけである。この場合も、穴２１は、好ましくは、外側エンベロープ１８の内部２０と周囲の間の漏れが無いことを保証するために、シーリング部９内に作成される。図７に示す実施例では、追加の導体は、単純なモリブデン線である。しかし、基本的には、モリブデンフォイル若しくはその類を有する導体も、この場合使用されてもよく、特に穴２１’の領域における端部で使用されてもよい。

水晶ガラス部７内を互いに対して絶縁されつつ平行に走る必要がある２つの導体１１，２２を有するこの種のランプは、構成するのが非常に困難である。このため、図１乃至図３に示す実施例は、製造の観点から好ましい。しかし、図７に示す種の実施例は、例えば、放電容器３内の放電を点火するために導体１１に印加される実際の点火パルスとは異なるパルスが、例えば時間的に早いパルスや異なる振幅及び／又は形状のパルスが、コロナ放電を点火するために追加の導体２２に印加されるとき、効果的となるだろう。
ガラス管２２の部位内の第２の追加の導体２２の挿入を除いて、ランプの全体の生産は、図１乃至図３に示す実施例に対して既に記載したような通常の生産プロセスにより実行されることができる。電極５及びそれに接続される供給導体１１が導入されるときだけ、第２の導体２２は、適切な方法で同時に挿入される必要があり、２つの導体２２，１１間に絶縁層が存在することが保証される必要がある。これは比較的複雑なプロセスであるので、提唱されることは、この側の電極５が先ず導入され、水晶ガラス容器３が先ずこの側でシールされることであり、これにより、ランプは、次いで、その中身を構成する所望の物質で充填されることができ、第２の電極４を導入でき、放電容器３が最後に第２の側でシールされることができる。

図８は、追加の導体２３が同様に使用される第５の変形例を示す。しかし、図６に示す実施例とは対照的に、この場合、導体２３は、水晶ガラス部７の内部ではなく水晶ガラス部７の近傍の外部から放電容器１８内に走る。示される実施例では、追加の導体２３は、水晶ガラス端部ピース７まで水晶ガラスエンベロープ１８に結合するロールオン１７を通って走る。これが意味することは、内側エンベロープ２が既知の従来の方法で製造されることができることである。追加の導体２３が気密シールで走ることを確認することに注意が払わされるべきは、外側エンベロープ１８が内側エンベロープ２に取り付けられるときだけである。導体２３は、図５に示すような追加の線であってよい。鋭利なポイントを形成するために、線は、例えば、この場合、水晶ガラス部７から外方向に屈曲されてもよい。しかしながら、基本的には、任意の他の形態の導体が使用されてもよい。特に、伝導性コーティングの薄いストリップが、このポイントで水晶ガラス部７に付与されることは可能である。しかし、これがなされる場合、保証されるべきことは、当該材料は、外側エンベロープ１８の水晶ガラス部６，７への取り付けが１９００℃周辺で生ずることから、短時間での高温に耐性を有することである。

図９は、第６の変形例を示し、この変形例では、キャップから離れた伝導体１０は、外側エンベロープ１８を通してキャップ端部に、露出して走り戻る以外は通常の方法で外側エンベロープ１８の外側の戻り導体としてキャップに走り戻らない。このため、図９に示す変形例では、当該伝導体１０は、シーリング部９の背後の水晶ガラス部６から外に走り、次いで、例えばモリブデンの、露出した、即ち絶縁されていない金属線２４として、キャップの近くの外側エンベロープ１８の端面まで走る。この実施例では、それ以外が通常のものとは対照的に、ランプ１を点火するための始動パルスが、キャップから遠い電極４まで走る導体１０に印加される。

この変形例では、外側エンベロープ１８は、線２４が極めて大きな距離で放電容器３を過ぎて走ることを可能とするため他の実施例よりも幾分広い。この実施例でも、外側エンベロープ１８は、内側エンベロープ２の水晶ガラス部６，７に固定されることができる。キャップに近い端面では、走り戻る伝導体の金属線２４は、気密で外側エンベロープの外に走る。この目的のため、線２４は、端部壁内に融合される、例えばモリブデンフォイルのような金属片の部位２５に接続されてもよい。外側では、この金属片の部位２５は、電子機器までキャップ内へと走る標準的な供給線２６に接続される。この場合、外側エンベロープ１８が内側エンベロープ２の水晶ガラス部７へのシールされた接続部を有する場合、キャップ近傍の電極５まで走る他の伝導体１１の更なるシーリングは必要とされない。しかし、基本的に、伝導体１０，１１の双方は、同一の方法でなされたシールで互いに平行にキャップ端にて外側エンベロープ１８の端部壁を通って走ってもよい。

結論として、再度指摘するに、実際に図面に示され記載で説明されたランプ及び方法は、例示的な実施例であり、本発明の観点を超えることなく広範に亘って当業者により変更されうるものである。安全の目的のため、再度指摘するに、単数の冠詞“ａ”や“ａｎ”の使用は、関係する特徴の１つ以上の存在の可能性を除外するものでない。

Claims (15)

1. ガス放電ランプであって、
   放電容器及び該放電容器に配置される２つの管状部を含む内側エンベロープと、
   前記放電容器内へと前記管状部から突出する２つの電極であって、電気が供給されることが可能となるように、対応する管状部を通って延びシーリング部に沿ってガスケットシールで前記管状部内に封止されるそれぞれの伝導体に、電気的に接続される２つの電極と、
   気密のシールにより、前記放電容器を囲繞しつつ、自身と前記放電容器との間に、１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスが充填される外側の空間を残す外側エンベロープとを含み、
   前記外側の空間内では、唯一の導体が、該空間を満たすガスと直接接触し、該導体は、前記外側エンベロープ外まで走り、該導体とその周辺部との間の放電を点火する高電圧パルスを印加することを可能とする、ガス放電ランプ。
2. 前記外側の空間を満たすガスと接触する前記導体は、前記電極に走る前記伝導体の１つである若しくは前記電極に走る前記伝導体の１つに電気的に接続される、請求項１に記載のガス放電ランプ。
3. 前記伝導体まで前記管状部内へ前記外側の空間から突出する穴を備える、請求項２に記載のガス放電ランプ。
4. 前記穴は、前記シーリング部の領域内の前記管状部内に位置し、若しくは、対応する管状部内に形成される２つのシーリング部間に位置する、請求項３に記載のガス放電ランプ。
5. 前記伝導体は、前記穴の領域における金属片により形成される、請求項３又は４に記載のガス放電ランプ。
6. 互いに離反した２つの部位において、前記伝導体は、金属線で互いに接続された金属片の部位により形成され、前記穴は、前記放電容器から遠い側に位置する金属片の部位にて又は前記金属片の部位間に位置する金属線にて、前記管状部内に位置する、請求項４又は５に記載のガス放電ランプ。
7. 前記外側の空間を満たすガスと接触し、前記電極の１つまで走る前記伝導体は、前記外側エンベロープ内まで、その第１の端面にて、第２の伝導体から距離をおいて走り、該第２の伝導体は、他の電極まで走り、前記外側エンベロープを通って走り、前記外側エンベロープの前記第１の端面から遠い側の前記内側エンベロープの端部にて、そこに位置する前記管状部内に走り、対応する電極に接続される、請求項１又は２に記載のガス放電ランプ。
8. 前記導体は、対応する管状部を通って前記外側の空間内へ外部から走り、若しくは、前記電極まで走る伝導体に略平行な対応する管状部に沿って走る、請求項１に記載のガス放電ランプ。
9. 前記外側の空間内の圧力は、１０ｍｂａｒから３００ｍｂａｒの間であり、好ましくは、１０ｍｂａｒから１００ｍｂａｒの間である、請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載のガス放電ランプ。
10. 請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載のガス放電ランプの動作方法であって、
    前記ガス放電ランプの前記電極への始動パルスの印加と同時に若しくはその直前に、高電圧パルスが、前記外側の空間を満たすガスに接触する導体に印加される、方法。
11. 前記外側の空間を満たすガスに接触する導体用の高電圧パルスは、前記ガス放電ランプを点火するための電極用の始動パルスと同一である、請求項１０に記載の方法。
12. ガス放電ランプの製造方法であって、
    放電容器及び該放電容器に配置される２つの管状部を含む内側エンベロープを製造するステップと、
    前記放電容器内へと前記管状部から突出する２つの電極であって、電気が供給されることが可能となるように、対応する管状部を通って延びるそれぞれの伝導体に、電気的に接続される２つの電極を導入し、前記放電容器内を所望の充填材料で充填し、シーリング部に沿ってガスケットシールで前記それぞれの管状部内に前記伝導体を封止するステップと、
    前記電極まで走る前記２つの伝導体の１つに関連する管状部内に、この領域の前記伝導体を露出するために穴を作成するステップと、
    外側エンベロープが前記放電容器を気密に囲繞しつつ自身と前記放電容器との間に空間を残すように、前記内側エンベロープの管状部に前記外側エンベロープを取り付け、前記空間を１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスにより充填する、ステップとを有する、方法。
13. ガス放電ランプの製造方法であって、
    放電容器及び該放電容器に配置される２つの管状部を含む内側エンベロープを製造するステップと、
    前記放電容器内へと前記管状部から突出する２つの電極であって、電気が供給されることが可能となるように、対応する管状部を通って延びるそれぞれの伝導体に、電気的に接続される２つの電極を導入し、前記放電容器内を所望の充填材料で充填し、シーリング部に沿ってガスケットシールで前記それぞれの管状部内に前記伝導体を封止するステップと、
    関連する管状部から前記内側エンベロープに沿って、外側で、前記内側エンベロープにおける他方の管状部が配置される端部まで戻るように前記伝導体の１つを走らせるステップと、
    前記内側エンベロープに沿って外側で戻るように走る伝導体が、外側エンベロープ内に延在し、関連する管状部から反対側の端部に位置する前記外側エンベロープの端面にてシールにより前記外側エンベロープの外まで走るように、外側エンベロープと前記放電容器との間に空間を残しつつ前記内側エンベロープを外側エンベロープにより囲繞し、前記空間を１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスにより充填する、ステップとを有する、方法。
14. ガス放電ランプの製造方法であって、
    放電容器及び該放電容器に配置される２つの管状部を含む内側エンベロープを製造するステップと、
    前記放電容器内へと前記管状部から突出する２つの電極であって、電気が供給されることが可能となるように、対応する管状部を通って延びるそれぞれの伝導体に、電気的に接続される２つの電極を導入すると共に、前記２つの管状部の１つに、関連する管状部を通って走る前記伝導体から絶縁されるような態様で、追加の導体を導入するステップと、
    前記放電容器内を所望の充填材料で充填し、シーリング部に沿ってガスケットシールで前記それぞれの管状部内に前記伝導体を封止し、前記追加の導体が前記管状部から横方向に外へ走らせる若しくは前記追加の導体までの穴を前記管状部に作成するステップと、
    外側エンベロープが前記放電容器を気密に囲繞しつつ自身と前記放電容器との間に空間を残すように、前記内側エンベロープの管状部に前記外側エンベロープを取り付け、前記空間を１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスにより充填する、ステップとを有する、方法。
15. ガス放電ランプの製造方法であって、
    放電容器及び該放電容器に配置される２つの管状部を含む内側エンベロープを製造するステップと、
    前記放電容器内へと前記管状部から突出する２つの電極であって、電気が供給されることが可能となるように、対応する管状部を通って延びるそれぞれの伝導体に、電気的に接続される２つの電極を導入し、前記放電容器内を所望の充填材料で充填し、シーリング部に沿ってガスケットシールで前記それぞれの管状部内に前記伝導体を封止するステップと、
    外側エンベロープが前記放電容器を気密に囲繞しつつ自身と前記放電容器との間に空間を残すように、前記内側エンベロープの管状部に前記外側エンベロープを取り付け、前記空間を１０００ｍｂａｒ以下の圧力でガスにより充填し、導体を、前記充填されたガスに該導体が接触するように、緊密に封止された前記外側エンベロープで外部から前記外側の空間内まで走らせる、ステップとを有する、方法。

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