(57)【要約】放電容器（１０）を具えた低圧水銀蒸気放電ランプである。放電容器（１０）は各々長手軸線（１２，１２’）を有する管状端部（１１，１１’）を有し、水銀と不活性ガスの封入物を含む放電空間（１８）を気密に包囲する。放電空間内には電極（２０，２０’）が配置される。補助アマルガム（２７）が電極（２０，２０’）に近接配置される。本発明では、補助アマルガム（２７）を、別個の支持体を用いないで、ランプの一部分に、電極（２０，２０’）に対し電気的に絶縁されるように固定する。
2004527079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々長手軸線を有する管状端部を有するとともに、水銀と希ガスの封入物を含む放電空間を気密に包囲する放電容器を具え、前記放電空間内には前記放電空間内に放電を維持する電極が配置され、且つ少なくとも１つの補助アマルガムが放電容器内に前記電極の少なくとも１つの近くに設けられている低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、前記補助アマルガムを、別個の支持体を用いずに、ランプの一部分に、電極に対し電気的に絶縁されるように設けたことを特徴とする低圧ステージ銀上記放電ランプ。
【請求項２】
前記管状端部内のステムが電極を支持し、前記補助アマルガムが前記ステムに特に接着剤により固着されていることを特徴とする請求項１記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項３】
前記補助アマルガムが放電容器の内壁に特に接着剤により固着されていることを特徴とする請求項１記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項４】
前記補助アマルガムが電極の電流供給導体に固着されていることを特徴とする請求項１記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項５】
前記補助アマルガムが電気絶縁性接着剤により固着されていることを特徴とする請求項４記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項６】
前記補助アマルガムが電気絶縁性のクランプ結合により固着されていることを特徴とする請求項４記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項７】
前記補助アマルガムが電極の放電空間側とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１−６の何れかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項８】
前記補助アマルガムが前記長手軸線を横切る平面内に配置されていることを特徴とする請求項１−７の何れかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項９】
前記補助アマルガムと電極との間の距離ｄが０．５＜ｄ＜８ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１−８の何れかに記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１０】
前記補助アマルガムと電極との間の距離ｄが１＜ｄ＜３ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項９記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々長手軸線を有する２つの管状端部を有するとともに、水銀と不活性ガスの封入物を含有する放電空間を気密に包囲する放電容器を具え、前記放電空間内には前記放電空間内に放電を維持する電極が配置され、且つ補助アマルガムが放電容器内に前記電極の少なくとも一つの近くに設けられている低圧水銀蒸気放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水銀蒸気放電ランプでは、水銀が紫外（ＵＶ）光を（効率的に）発生する主要成分を構成する。放電容器の内壁面に発光材料（例えばけい光体粉末）を含む発光層を設けて、ＵＶを他の波長、例えば人工的に日焼けを生じさせる（日焼け用ランプ）ためのＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ａや、一般照明用の可視光に変換することができる。この理由のために、このような放電ランプはけい光ランプとも称されている。低圧水銀蒸気放電ランプの放電容器の形は一般に円形であり、細長形とコンパクト形がある。一般に、いわゆるコンパクト形けい光ランプの管状放電容器は、比較的小径の短い直管部分の集合体を具え、これらの直管部分は一方ではブリッジ部分により及び／又は他方では湾曲部分により相互連結されている。コンパクト形けい光ランプには一般に（統合）口金が設けられる。
【０００３】
本明細書及び本特許請求の範囲において、「公称点灯」とは、最適点灯中、即ち水銀蒸気圧が最適である点灯状態におけるランプの放射出力の80％以上の放射出力を生ずる水銀蒸気圧における点灯状態を示す。更に、本明細書及び本特許請求の範囲において、「初期放射出力(initial radiation output)」とは、放電ランプのスイッチオンから1秒後の放電ランプの放射出力を意味し、「上昇時間(run-up time)」とは、放電ランプが最適点灯中の放射の80％の照射出力に到達するのに要する時間を意味する。
【０００４】
頭書に記載した低圧水銀蒸気放電ランプはＵＳ−Ａ５，２０４，５８４から既知である。この既知の低圧水銀蒸気放電ランプは適切な組合せの主アマルガムと補助アマルガムを含んでいる。
【０００５】
この既知の放電ランプでは、電極から管状端部のいわゆるステムを介して放電容器の境界を越えて延在する電流供給導体の一つに補助アマルガムを塗布している。特にいわゆる低温始動(cold-start)低圧水銀蒸気放電ランプでは、この構成は補助アマルガムの材料を飛散させ、放電容器の管状端部に堆積させる。理論的な説明をする必要がなければ、本発明者は、この問題は放電灯を低温点弧(cold-igniting)することにより生じ、ランプの始動直後に放電が補助アマルガムのみならず（まだ）冷たいエミッタにも作用し、その結果としてエミッタと補助アマルガムに放電が生ずる。補助アマルガム上の放電はアマルガムを支持体からスパッタ（飛散）させ、管状端部の黒化及び低い上昇特性をもたらす。スパッタも黒化も不所望である。更に、補助アマルガムから発したアマルガムが電極に付着すると、ランプの寿命が悪影響を受ける。この影響は、低温始動低圧水銀蒸気放電ランプの特徴である比較的大きな陰極降下により更に大きくなる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術の欠点、特に上述したスパッタ及び黒化に関する欠点を解消し、長い寿命を有する頭書に記載したタイプのランプを提供することにある。
【０００７】
この目的を達成するために、本発明は、頭書に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、前記補助アマルガムを、別個の支持体を用いないで、ランプの一部分に、電極に対し電気的に絶縁されるように設けたことを特徴とする。
【０００８】
補助アマルガムは電極から電気的に絶縁されているので、前記補助アマルガムは周囲と同一の電位にあり、放電内に存在するイオンを引き付けない。その結果として、放電ランプの上昇特性が改善されるとともに、低圧水銀蒸気放電ランプの管状端部の黒化がかなり防止される。補助アマルガムは誘導ランプに匹敵する態様で放電により加熱される。補助アマルガムをランプに本来存在するランプ部分に直接（即ち別個の支持体によらずに）設けることにより、簡単に、従って経済的に製造し得る洗練された構成が得られる。
【０００９】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの好適例では、管状端部内のステムが電極を支持し、補助アマルガムを前記ステムに、特に接着剤により、固着する。
【００１０】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの他の好適例では、補助アマルガムを放電容器の内壁に、特に接着剤により、固着する。
【００１１】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの他の好適例では、補助アマルガムを電極の電流供給導体に固着する。この固着のためには、図面を参照して後に詳述するように、電気絶縁性接着剤又は電気絶縁クランプ結合を用いることができる。
【００１２】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの他の好適例では、補助アマルガムを電極の放電空間側とは反対側に配置する。この実施例では、補助アマルガムはステムと電極との間に位置する。このようにすると、簡単な構造が得られる。
【００１３】
一般に、十分な水銀を含む補助アマルガムを具える低圧水銀蒸気放電ランプは比較的短い上昇時間を有する。ランプをスイッチオンすると、補助アマルガムが電極により加熱されるため、補助アマルガムは補助アマルガムに含まれる水銀のかなりの部分を比較的急速に放出する。ランプは再びスイッチオンする前に十分長い期間に亘って不作動にして補助アマルガムが十分な水銀を吸収しうるようにするのが望ましい。ランプが比較的短い期間不作動であった場合には、上昇時間の減少がごく僅かとなる。更に、初期放射出力は主アマルガムのみを具えるランプの初期放射出力より（依然として）低い。これは、補助アマルガムが放電空間内の水銀蒸気圧の設定を比較的低くすることに起因する。更に、比較的長いランプに適用される他の欠点として、補助アマルガムにより放出された水銀は放電容器全体に広がるのに比較的大きな時間を必要とし、その結果としてこのようなランプは補助アマルガムの近くに比較的明るい区域を有し、補助アマルガムから離れたところに比較的暗い区域を有し、この状態がスイッチオン後の数分間続く欠点がある。
【００１４】
従って、前記米国特許明細書から既知の低圧水銀蒸気放電ランプの欠点は、補助アマルガムを使用するにも関わらず、上昇時間が比較的長い点にある。
【００１５】
この欠点を防止するために、本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの他の実施例では、アマルガムを前記長手軸線を横切る平面内に配置する。
【００１６】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプ内に補助アマルガムは、既知の放電ランプに対して９０°回転したように設けられているため、支持体の主部分が電極に平行に配置されている。理論的な説明を必要としなければ、本発明者は、上昇時間の短縮は、支持体上の補助アマルガムから放出された水銀の一部分が低圧水銀蒸気放電ランプの放電容器のもっと遠くに落ちることにより生ずるものと信じる。その結果として、放電ランプの始動直後において、電極の放電空間側とは反対側の冷点に向かう水銀の逆拡散プロセスが既知のランプより長い時間を要する。そのおかげで、比較的急速に加熱される放電空間内の位置で一層多量の水銀が使用可能になり、その結果改善された上昇特性を生ずる。
【００１７】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴は図面を参照して以下に記載する種々の実施例を参照すると明らかになる。
図は純粋に概略図であって、一定の寸法比で描いてない。特に、明瞭のために、いくつかの寸法は大きく拡大してある。また、各図において同様の部分は可能な限り同一の参照番号で示してある。
【００１８】
図１は管状端部１１；１１’を有する（ガラス）放電容器１０を具えた本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの第１の実施例を示す。放電容器１０は放電空間１８を気密に包囲し、放電空間１８には３ｍｇ以下の水銀と不活性ガス（例えばアルゴンとネオンの７５/２５混合物）を含むイオン化可能充填物が封入される。図示の実施例では、放電容器１０は２つの管部分１３；１３’を有し、各管部分は長手軸線１２；１２’を有する管状端部１１；１１’を有する。端部１１；１１’はランプ口金５０内に一緒にはめ込まれるが、この構成は極めて概略的に示されている。他の実施例では、銅−鉄安定器又は電子制御器具を内臓したいわゆる統合ランプ口金を用いる。このランプ口金には，例えばいわゆるＥ１４又はＥ２７接続手段を更に設けることができる。ランプ口金５０側とは反対側の管端部１４；１４’の位置において管部分１３；１３’は通路１５を介して互いに連通している。放電容器１０は、例えば単一伸長管や（多重）折曲げ管、例えばホーク状に折り曲げた管に具体化することもできる。放電容器１０には、放電空間に面する表面にけい光体層１６’が設けられる。各端部１１；１１’内には、電極２０；２０’が放電空間１８内にいわゆるステム２１；２１’上に配設される。電極２０；２０’は長手軸線を横切って延在するように配設するのが好ましい。低圧水銀蒸気放電ランプの他の実施例では、電極を端部内に軸方向に取り付ける。低圧水銀蒸気放電ランプの更に他の実施例では、放電容器の端部に外部電極を設けてランプをランプ電源に容量結合させることができる。電極２０；２０’から電流供給導体３０Ａ，３０Ｂ；３０Ａ’，３０Ｂ’が端部１１；１１’内のステム２１；２１’を経て放電容器１０の境界を越えて延在する。補助アマルガム２７を、電極２０；２０’の近くに、電気絶縁性接着剤又はセメントにより各電流供給導体３０Ａ；３０Ｂ’に固着する。この結果として、補助アマルガム２７は周囲と同一の電位になり、放電内に存在するイオンを引き付けない。このように、補助アマルガム２７は電流供給導体３０Ａ；３０Ｂ’に実際上迅速且つ簡単に取り付けることができる。
【００１９】
図２は図１に示す放電ランプの細部の斜視図である。図２では、放電容器１０は破線で表されている。本例では鉛−錫−水銀又はインジウム−水銀である補助アマルガム２７を電流供給導体３０Ｂに電気絶縁性接着剤２５により被着する。補助アマルガムは板の形にすることができ、且つ又、好ましくは補助アマルガム材料が堆積された金網とすることができる。他の実施例では、補助アマルガム２７は、所望の長さの細条素材に小さな切込みを設けた後に延伸して得た開口構造の上に補助アマルガム材料を堆積して形成する。図１及び図２に示す実施例では、補助アマルガム２７を電極２０；２０’の放電空間１８とは反対側に配置している。この実施例では、補助アマルガム２７はステム２１；２１’と電極０；２０’との簡に位置している。
【００２０】
他の実施例では、補助アマルガム２７を、放電ランプの管状端部内の電極のステムとは反対側の放電空間内に配置する。この実施例では、補助アマルガム２７を放電空間内に、誘導ランプともいう無電極放電ランプ内に補助アマルガムを配置する方法に一致する方法で配置する。
【００２１】
図３は本発明の第２の実施例の細部の平面図（ａ）及び斜視図（ｂ）を示す。本例では、補助アマルガム２７の材料が設けられた細条２８を電流供給導体３０Ｂの周囲にクランプ結合する。このクランプ又はクリップ結合は、細条２８を電流供給導体３０Ｂの周囲に巻きつけ、次いで（ａ）矢印の方向に圧縮力を、最終状態（ｂ）が得られるまで加えることにより達成される。補助アマルガム２７は電気絶縁体２９により電極２０，２０’に対して電気的に絶縁する。細条２８は実際には小さな帯（ｃ）であり、補助アマルガム材料がその一端に堆積され、電気絶縁体２９の電気絶縁材料が他端の近くに堆積されている。この細条２８を、細条形状の出発状態から電流供給導体３０Ｂの周囲に巻きつけることにより、電気絶縁体２９が電流供給導体３０Ｂと実際の支持体２８との間に位置する状態（ａ，ｂ）が得られる。
【００２２】
図４及び図５は図２及び図１にそれぞれ対応し、対応する部分は同一の参照番号で示されている。各例において、電気絶縁性接着剤を用い、これにより補助アマルガム２７を支持する細条２８をそれぞれステム２１（図４）に及び放電容器１０の内壁（図５）に、電気的に絶縁して取り付ける。後者の場合には、けい光体層１０’を局部的に除去する。
【００２３】
図２，３，４及び５において、電流供給導体３０Ａ，３０Ｂは０．６ｍｍの太さの鉄線の第１部分３１Ａ，３１Ｂと、０．３５ｍｍの太さのＮｉＦｅＣｕＭｎ線の第２部分３２Ａ，３２Ｂと、０．４ｍｍの太さのＣｕＳｎ線の第３部分３３Ａ，３３Ｂとを具え、これらの部分はそれぞれ放電容器１０内、ステム２１の壁内，及び放電容器１０の外部を延在する（図２及び図４参照；第２部分３２Ａ，３２Ｂは破線で示してある）。端部１１’も同一に構成される（図２及び図４には示されてない）。
【００２４】
図２，３，４及び５において、補助アマルガム２７は電極２０，２０’から距離ｄの位置に位置する（ここで、ｄ＞０）。この距離ｄは、図２及び図４に示すように、アマルガム２７の表面（その中心）から電極２０，２０’の中心までの距離である。本発明の好適実施例では、距離ｄは次の関係：
０．５≦ｄ≦８ｍｍ
を満足するものとする。
距離ｄの特に好適な値は：１≦ｄ≦３ｍｍである。このようにすると、コンパクトな放電ランプが得られる。
【００２５】
本発明の範囲内において種々の変形や変更が当業者に可能であること明らかである。
本発明の範囲は上述した実施例に限定されない。本発明は新規な特徴の各々で及びそれらの組合せの各々で具体化される。請求項の記載における「具える」とは、請求項に記載する構成要素以外の構成要素の存在を除外するものでない。また、数詞のない構成要素は１つ場合も複数の場合も意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの第１の実施例の断面図である。
【図２】図１の放電ランプの細部の斜視図である。
【図３】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの第２の実施例の細部を示す図である。
【図４】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの第３の実施例の細部の斜視図である。
【図５】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプの第４の実施例の断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004527079.tif 000003
2004527079.tif 000004
2004527079.tif 000005
2004527079.tif 000006
2004527079.tif 000007
2004527079.tif 000008
2004527079.tif 000009
2004527079.tif 000010
2004527079.tif 000011
2004527079.tif 000012
2004527079.tif 000013
2004527079.tif 000014
2004527079.tif 000015
2004527079.tif 000016
2004527079.tif 000017
2004527079.tif 000018
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004527079.tif 000019
【国際調査報告】
2004527079.tif 000020
2004527079.tif 000021
2004527079.tif 000022