(57)【要約】【課題】セラミックＨＩＤランプの動作を向上させるための単純で経済的な方法を提供する。【解決手段】高輝度放電ランプのための発光管１０において、耐熱材料から形成されておりかつ放電空間１４を規定しておりかつ間隔を置いて配置された電極１６，１８を含む透光性ボディが設けられており、前記放電空間内に含まれた始動補助体２０が設けられており、該始動補助体が、導電性材料と耐熱材料との混合物から形成された導電性のストライプを含む。【選択図】図１
2006100274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高輝度放電ランプのための発光管において、
耐熱材料から形成されておりかつ放電空間を規定しておりかつ、間隔を置いて配置された電極を含む、透光性ボディが設けられており、
前記放電空間内に含まれた始動補助体が設けられており、該始動補助体が、導電性材料と耐熱材料との混合物から形成された導電性のストライプを含むことを特徴とする、高輝度放電ランプのための発光管。
【請求項２】
耐熱材料がアルミナであり、前記始動補助体が、タングステンとアルミナとモリブデンとアルミナとから成るグループから選択されたサーメットから成っている、請求項１記載の発光管。
【請求項３】
前記透光性ボディが円筒状である、請求項１記載の発光管。
【請求項４】
前記セラミック材料がアルミナである、請求項１記載の発光管。
【請求項５】
前記始動補助体が、タングステンとアルミナとのサーメットでありかつ、約６０体積％のタングステンと約４０体積％のアルミナとを含む、請求項２記載の発光管。
【請求項６】
高輝度放電ランプのための発光管において、
耐熱材料から形成されておりかつ放電空間を規定しておりかつ、間隔を置いて配置された電極を含む、透光性ボディが設けられており、
前記放電空間内にアーク発生及び維持媒体が設けられており、
前記放電空間内に含まれた始動補助体が設けられており、該始動補助体が、タングステンとアルミナとモリブデンとアルミナとから成るグループから選択されたサーメットの導電性のストライプを含むことを特徴とする、高輝度放電ランプのための発光管。
【請求項７】
前記始動補助体が、タングステンとアルミナのサーメットでありかつ、約６０体積％のタングステンと、約４０体積％のアルミナとを含む、請求項６記載の発光管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度放電ランプ、特にこのようなランプのための始動補助体に関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度放電（ＨＩＤ）ランプは、一般的に、ランプの作動電圧よりも著しく高い始動電圧又は点灯電圧の提供を必要とする。この始動電圧は、電子なだれ開始電子の存在において、ブレークダウンが生じるように、十分に高い電界を提供しなければならない。高い緩衝ガス圧力を用いるランプ、水銀なしランプ、又はランプが消滅された直後の再始動状況において、ＨＩＤランプを点灯することが困難である可能性があることが当業者によく知られている。
【０００３】
ＨＩＤの始動を改良するために多くの試みがなされてきた。例えば、幾つかの点灯補助体は、電子なだれ開始電子の存在を保証することによって始動性能を改良する。特に、ＵＶエンハンサ及びクリプトン８５を含有する緩衝ガスの使用がよく知られている。その他の方法及び装置は、電極の間の領域において（又は無電極ランプのため放電容積において）局所的な電界を高めることが意図されている。放電の開始を補助する別の方法は、外部から印加された与えられた電圧における電界を増大することを伴う。本発明は後者のカテゴリに属する。
【０００４】
一般的に、このような電界向上は、ワイヤ又は金属化されたストライプ等の導電性部材を付け加えることによって達成され、前記導電性部材は、電界の間の有効アークギャップを減じ、ブレークダウン電圧を低下させる。高圧ナトリウムランプの場合のように、導体は浮揚していることができるか（例えば、米国特許第６６６１１７１号明細書参照）、又は導体は電極のうちの１つに電気的に接続されることができる。電極のうちの１つへの接続は、メタルハライドランプ又はナトリウムランプの場合にナトリウム移動に望ましくない影響を導入するので、ランプが加熱されたときに始動補助体を電極から解離させるために、バイメタルスイッチが通常は使用される。
【０００５】
無電極ランプにおいて、電界を向上させるために導体を石英外管内に埋め込むことが提案されている（例えば、米国再発行特許第３２６２６号明細書参照）。導電性及び／又は半導電性繊維のマトリックスコーティングの堆積も、始動を促進するために提案されている。堆積は、内部又は外部であることができ、内部の場合、繊維は、繊維をプラズマ環境から保護するために、ゾル−ゲル堆積されたシリカコーティングでコーティングされることが提案されている（米国特許第６６２８０７９号明細書参照）。
【０００６】
上記の方法は、現在使用されている様々な大きなランプにおいて成功しているが、小さなセラミックＨＩＤランプのために信頼できる始動補助体が供給されることができるならば技術上の進歩であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の課題は、従来技術の欠点を排除することである。
【０００８】
本発明の別の課題は、セラミックＨＩＤランプの動作を向上させることである。
【０００９】
本発明のさらに別の課題は、セラミックＨＩＤランプの動作を向上させるための単純で経済的な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの課題は、発明の１つの態様において、放電空間を規定しておりかつ間隔を置いて配置された電極を含む透光性ボディと；放電空間内のアーク発生及び維持媒体と；放電空間内に含まれた始動補助体とが設けられており、始動補助体が、実質的にＷ及びＡｌ２Ｏ３から成るサーメットの導電性ストライプを含んでいる、高輝度放電ランプのための発光管によって達成された。
【００１１】
高輝度放電ランプのための発光管のためのボディを製造する方法は、前記ボディの少なくとも一部を第１の材料から形成し；前記ボディの前記少なくとも一部を予備焼結し；第２の材料のストライプを前記ボディ内に提供し；前記第２の材料が、導電性材料と、前記第１の材料の粉末と、揮発性キャリヤとの混合物を含み、前記揮発性キャリヤを除去するために前記ボディを空気中で乾燥させ；予備焼結された端部キャップを前記セラミック発光管ボディに挿入してアセンブリを形成し；該アセンブリを焼結することを含む、高輝度放電ランプのための発光管のためのボディを製造する方法。
【００１２】
焼結作業の後、アセンブリは、アーク発生及び維持媒体で充填されることができ；電極は、アーク発生及び維持媒体内に挿入及び維持されることができる。
【００１３】
方法の好適な実施態様において、発光管ボディは第１の材料から形成されており、始動補助体ストライプは、タングステン（Ｗ）と、第１の材料の粉末との混合物であるサーメットを、除去可能なバインダと共に含んでいる。
【００１４】
Ｗストライプは、放電空間内の材料に危険を課すことはない。なぜならば、電極自体は、通常、タングステンから形成されており、混合物の第２の部分が、発光管ボディと同じ材料から成っており、発光管の動作に干渉しないことを保証するからである。
【００１５】
サーメットは、適用のための多くの形式に向いており、商業的環境において多くの利点を持つ単純で高価でない方法を生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のその他の課題、利点及び能力と共に本発明をより深く理解するために、後で説明する図面に関連した以下の開示及び添付の請求項が参照される。
【００１７】
ここで図面をより具体的に参照すると、図１には、高輝度放電ランプのための発光管１０が示されている。発光管１０は、多結晶アルミナ（ＰＣＡ）等の耐熱材料から形成された透光性ボディ１２を有している。ＡＩＯＮ、ＡＩＮ又は石英等の他の耐熱材料を使用することもできる。図示のように、ボディ１２は、円筒状であり、放電空間１４を有しており、電極１６，１８を含む端部キャップ２２，２４によって閉鎖されている。実質的に楕円形状を有する膨らみとして知られているもののような、ボディ１２のための別の形状を用いることができる。
【００１８】
発光管は、慣用のアーク発生及び維持媒体で充填されている。
【００１９】
材料のストライプの形式の始動補助体２０は、ボディ１２の内面に位置決めされている。本発明の好適な実施態様においては、始動補助体は、タングステンと粉末アルミナとのサーメットから成っている。
【００２０】
導電性ストライプを採用した始動補助体は、浮揚した、容量結合された始動補助体として知られている。このような始動補助体は、２つの電極の間のポテンシャルの約１／２まで帯電する。したがって、始動補助体とそれぞれの電極との間に提供される電圧は、提供される始動電圧の１／２の最大値に達する。始動補助体が発光管の外側に設けられている場合には、電圧、ひいては電界は、発光管の壁部の厚さと、発光管内のガスとの間で分割される（実質的に、容量分圧器）。始動補助体が発光管ボディの内面に配置されている場合、絶縁発光管を横切る電圧降下が排除され、電極の近くの電界が、さらに高められることができる。
【００２１】
発光管の内面に導電性の始動補助体を配置することは、特に高温再発光のために、一方の電極から他方の電極への改良されたストリーマ伝播も促進するべきである。
【００２２】
前記のように、導電性ストライプのための好適な材料は、タングステン（ボディ内の環境と両立可能な材料）と、ボディ１２を構成した材料の粉末形式とから成るサーメットである。したがって、ボディ１２がＰＣＡから形成されている場合、サーメットは、タングステンと粉末アルミナとの混合物を含む。好適な混合物は、アルコールとセルロースとから成る液体キャリヤにおける６０体積％のタングステン及び４０体積％のアルミナである。キャリヤの正確な量は、ストライプをボディ内に配置するために使用される方法に依存する。
【００２３】
発光管１０のための内部導電性ストライプ２０を含むボディ１２を製造する方法は、まず第１の材料からボディ１２を形成することを含む。ボディ１２は、好適にはセラミックであり、未加工部材を形成するためにスリップキャスティング又はダイプレシング等のあらゆる適切な方法によって形成されることができる。次いで、未加工部材は、締焼された部品を形成するために熱処理される。熱処理は、未加工部材を室温から約８５０〜１３５０℃の最大温度の空気中で２〜１６時間加熱し、最大温度を約１〜３時間維持し、次いで部材を冷却することによって行われることができる。次いで、除去可能なバインダ又はキャリヤに保持された導電性の第２の材料と第１の材料の粉末形式との混合物から成るストライプが、例えばペインティングによって、内面に塗布される。択一的に、ストライプは、ペン先を介するインクディスペンサ又はシリンジを用いて自動的に塗布されることができる。粉末混合物の粘度は、液体キャリヤを調整することによって様々な塗布方法のためにチューニングされることができる。次いで、ボディは、バインダを除去するために乾燥される。その後、アセンブリを形成するために、予備焼結された又は締焼された端部キャップ２２，２４が発光管ボディ１２に挿入され、アセンブリが、約１時間１８８０℃で水素中で焼成することによって焼結される。
【００２４】
好適な実施態様において、ボディ１２はＰＣＡから形成されており、ストライプ２０は、６０体積％タングステン、４０体積％アルミナ、及びアルコール及びセルロースの除去可能なキャリヤ又はバインダを含んでいる。モリブデン及びアルミナを含むサーメットを使用することもできる。
【００２５】
焼結作業中、ストライプ２０は、発光管ボディ内に同時に焼結する。焼結作業の後、技術上知られているように、ボディは、アーク発生及び支持媒体で充填され、発光管１０を形成するために電極１６，１８がボディに挿入及びシールされる。
【００２６】
試験のために、内部導電性ストライプを備えた及び備えない発光管のサンプルが、製造され、３００トルのアルゴンが充填された。サンプルの電気的なブレークダウン特性が、高電圧発電器及びオシロスコープを用いて測定された。始動ストライプを備えない発光管は、５．４８ｋＶの最小ブレークダウン電圧を有しており、始動ストライプを備えた発光管は、標準的な発光管のブレークダウンの半分よりも少ない、２．５２ｋＶの最小ブレークダウンを有していた。
【００２７】
外部に始動ストライプを有する発光管と、ストライプを有さないストライプとの試験は、２５％のブレークダウン電圧の差を示しているのに対し、ストライプがない場合と、内部ストライプの場合との差は、５５％のブレークダウン差を示している。前者の試験は、１５０Ｗで定格されかつ３００トルのアルゴンが充填された円筒状発光管において行われたのに対し、後者の試験は、１５０Ｗで定格されているが９０トルのアルゴンが充填された、膨らみを有する発光管において行われた；しかしながら、形状が異なっていたが、データは、発光管の内側における始動補助体が、発光管の外側における同様の始動補助体よりも低いブレークダウン電圧を生じるという推定を支持している。
【００２８】
現時点で発明の好適な実施態様であると考えられるものが示されかつ説明されたが、当業者は、添付の請求項によって定義されたような発明の範囲から逸脱することなく実施態様に様々な変更を加えることができることが明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の態様による発光管の平面図である。
【図２】本発明の方法の流れ図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  発光管、  １２  ボディ、  １４  放電空間、  １６，１８  電極、  ２０  始動補助体、  ２２，２４  端部キャップ
【図１】
2006100274.tif 000003
【図２】
2006100274.tif 000004