(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧水銀放電ランプであって、
放電空間を形成する封止エンベロープ（１６）と、
前記封止エンベロープ（１６）の一端に配設された熱放出電極と、
前記放電空間内に封入された水銀蒸気と、
前記放電空間内に配設された水銀放出点灯フラッグ（３２）と、
結合分子ふるい粒子とを有し、該ふるい粒子は結晶ゼオライトであり、その気孔が、水銀の吸着および、加熱による吸着水銀の放出に十分な約０．４２ｎｍの直径を有し、
前記点灯フラッグ（３２）は前記電極のリード線（４０）上に配設されている、低圧水銀放電ランプにおいて、
前記点灯フラッグ（３２）は金属箔（３６）を有し、前記結合分子ふるい粒子は前記金属箔に付着せられた層（３８）として設けられており、
前記電極は、第１と第２の対向する端部において第１と第２のリード線に固定されたコイル（４４）を有し、前記点灯フラッグ（３２）は前記電極の一方のリード線上において前記コイル（４４）に隣接して配設されていることを特徴とする、低圧放電水銀ランプ。
【請求項２】
前記ランプはさらに、前記放電空間内に配設された主アマルガムを具備する、請求項１記載のランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は低圧水銀放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に略示するように、高周囲温度で使用するための公知の低圧水銀放電（蛍光）ランプは多くの場合、ビスマス／インジウム／水銀等のアマルガム１を有し、それによりランプ４内の水銀蒸気圧を制御し、ランプを上記条件のもとで使用する際のルーメン出力を増大させている。アマルガム１は水銀を吸収し高温下における水銀蒸気圧を低減する。この水銀蒸気圧制御用アマルガムは多くの場合ランプ口金内に配設される。ランプの使用温度とアマルガムの組成を変えることにより、ルーメン出力は、アマルガムを有しない同等のランプに比べて同条件下で２５パーセント以上増大可能である。
【０００３】
蛍光灯にアマルガムを使用する場合に付随する問題は、室温等の比較的低温において点灯が困難になるということである。素早く確実な点灯に必要な温度を下回ると、スイッチを投入する前のランプ内の水銀蒸気圧がアマルガムにより低減され得る。さらに低い温度条件のもとでアマルガムランプを点灯しようとすると、この問題はより一層顕著となり、ランプの点灯が全く不可能になるか、または点灯サイクル毎のグロー期間が長くなることによりランプ寿命が著しく短くなる。この問題は以前から認識されており、その解決策として点灯ないし補助アマルガム２を配設して、隣接するランプ電極の加熱により水銀をランプ内に放出させる構成が一般的である。補助アマルガム２、いわゆる「点灯フラッグ」により放出された水銀により、ランプと主アマルガム１が通常動作温度に達するまでの間、正常な点灯と動作が可能となる。点灯フラッグ２により放出された水銀はランプ動作中徐々に主アマルガム１に吸収される。つまり主アマルガム１はランプ内における水銀蒸気圧制御素子の役目を果たしている。ランプのスイッチを切ると、点灯フラッグすなわち補助アマルガム２は冷却し主アマルガム１から放出された水銀蒸気を徐々に吸収する。点灯フラッグ２の材料としては、その平衡水銀蒸気圧が温度に関わらず主アマルガム１のそれより低いものであることが望ましい。上記したように、ランプ４のスイッチが切られている間、水銀は蒸気として主アマルガム１から徐々に点灯フラッグ２へと移動する。フラッグ２の水銀の量がある一定のレベルに達すると、その時のランプ温度においてフラッグの水銀蒸気圧が主アマルガム１のそれとの平衡状態に達する。ランプのスイッチが投入されると点灯フラッグは再びその機能を果たすことができる。
【０００４】
図１と２に示すごとく、小型の蛍光灯に使用される典型的な点灯フラッグ２はインジウム金属８で被覆されたエキスパンデッドステンレス鋼箔６の小片を有し、コイル１４から所定の間隔を置いて取付構造体１２のワイヤ１０に取り付けられている。ランプのスイッチを入れるとコイル１４から放射される熱により点灯フラッグ２の温度が上昇し、インジウム被覆８は吸収している水銀の大部分を放出してランプ内のアーク放電の開始を助長する。
【０００５】
蛍光灯に使用されている公知の金属被覆点灯フラッグには多くの問題がある。その一つは、インジウム、またはフラッグ被覆材料としてはより好適なインジウム合金が、溶融相（すなわちランプの動作中）において容易に濡れて隣接表面に移行してしまうことである。条件によってはインジウムがエンベロープガラス１６を濡らすことさえある。このため、インジウムがリード線１０に移行し、フラッグとしてその水銀分を素早く放出するという機能を十分に果たさなくなる。これはリード線１０の質量が相対的に大きいためウォーミングアップに時間がかかり、フラッグ２の薄膜基板６に比して平衡温度が低いということに起因する。公知の標準的なフラッグの別の問題点は、ランプの製造中にランプ封止の熱によりインジウムが酸化してしまうということである。酸化インジウムは水銀の吸収放出という不可欠な機能を果たさない。第３の問題は、陰極被覆の作用中にフラッグにアークが発生したり、ランプの使用中に何らかの理由によりフラッグが過熱すると、インジウムが揮発してしまう点である。インジウムが蒸発するとエンベロープ１６内面の燐光物質被覆１８上にインジウムが堆積し、ルーメン出力が低下・維持不可能になってしまうことがある。インジウム被覆点灯フラッグの更に別の問題点は、インジウムがフラッグ２からリード線１０へと移行するのを防止ないし遅延するために、リード線が厚い酸化膜で覆われていることに起因する。この酸化膜は例えば製造中にリード線１０、２０を火炎により熱処理することにより得られる。この酸化処理の結果リード線１０、２０とコイル１４間の接触抵抗が増加し、外部接点２２、２４から見た抵抗範囲が広がってしまう。一般的な「急速点灯回路」等の、コイルに与える加熱電圧が低い蛍光灯点灯回路においては、ランプが高抵抗であると十分なフィラメント温度が得られない。
【０００６】
アマルガム蛍光灯は例えば以下の文献から公知である：米国特許第４０９３８８９号、Ｊｕｎｅ  ６，  １９７８、Ｊ．Ｂｌｏｅｍ，  ｅｔ  ａｌ；  米国特許第４１０５９１０号、Ａｕｇｕｓｔ  ８，  １９７８、Ｇ．Ｓ．Ｅｖａｎｓ；米国特許第４１５７４８５号、Ｊｕｎｅ  ５，１９７９、Ｇ．Ａ．Ｗｅｓｓｅｌｉｎｋ，  ｅｔ  ａｌ；  米国特許第４９７２１１８号、Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２０，  １９９０、Ｔ．Ｙｏｒｉｆｕｇｉ，ｅｔ  ａｌ；  米国特許第５２０４５８４号、Ａｕｇｕｓｔ  ２０，  １９９３、Ｔ．Ｉｋｅｄａ。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の課題は、被覆のリード線またはガラスへの移行、参加および高圧動作条件下における蒸発が無く、リード線の酸化を要しない、低圧水銀放電ランプを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、点灯フラッグは金属箔を有し、結合分子ふるい粒子は金属箔に付着せられた層として設けられており、電極は、第１と第２の対向する端部において第１と第２のリード線に固定されたコイルを有し、点灯フラッグは電極の一方のリード線上においてコイルに隣接して配設されていることにより解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本願発明の一実施例によれば、放電空間を形成する封止エンベロープと、エンベロープの一端に配設された熱放出電極から構成された低圧水銀放電ランプが提供される。この放電空間内には不活性ガスと所定量の水銀が封入されており、さらに点灯フラッグが放電空間内に配設されている。点灯フラッグは金属箔と、該金属箔に付着せられた結合分子ふるい粒子層から構成される。
【００１０】
【実施例】
図３と図４において、点灯フラッグ３２は図２の点灯フラッグと同様であるが、図２のインジウム層８に代わって結合分子ふるい粒子層３８が使用されている。分子ふるいとしては例えばイリノイ州のUOP Corporation, 25E. Algonquin Road, Des Plaines, IL, 60017から入手可能なMolsiv Adsorbent 5A粉末が好適である。分子ふるい粒子を点灯フラッグ３２の鋼箔３６に塗布する際、十分な量のコロイドアルミナゾル等の無機バインダーと混合して付着性塗料の様な被覆に形成することもできる。コロイドアルミナゾルとしては、マサチューセッツ州のPQ Corporation, Ashland, MA 01721から入手可能なNyacol AL-20が好適である。金属箔３６はエキスパンデッドステンレス鋼であることが望ましく、さらには空気中において加熱することにより事前に酸化させておくことが望ましい。そうすることにより油膜分が除去されて分子ふるい粒子層３８の付着性を向上できる。
【００１１】
図３から明らかなように、上記した点灯フラッグ３２を使用した改良ランプ３４のランプ構造は図１に示したものと類似している。違いはアマルガム３２が配設されるリード線４０が通常の非酸化リード線であることと、点灯フラッグ３２が有利には通常の点灯フラッグ２（図１）と比べてコイル４４からより短い距離に位置するよう配設されることである。その結果、フラッグ動作温度を高めることができ、より迅速に水銀を放出できる。
【００１２】
本願明細書において「分子ふるい」という用語は、臨界直径に基づいて分子を選択的に分離する機能を持った脱水結晶ゼオライトを指す。ゼオライトは、構造ＳｉＯ、Ａｌ３Ｏ４基、アルミノケイ酸塩構造の負電荷との均衡をとるためのカチオン、および水和水の存在により特徴付けられる分子の一族である。ゼオライトは結晶・非結晶両方存在する。本願発明の分子ふるいとしては前者が特に好適である。一般的なカチオンとしてはナトリウム、カルシウム、バリウム、カリウム、マグネシウム、ストロンチウムおよび鉄がある。天然ゼオライトは約４０種類あり、代表的なのは斜方沸石、グメリンフッ石、レビナイト、フォージャサイト、方沸石、クリオナイト、モルデン沸石である。「５Ａ」と呼ばれる分子ふるいは、立方体のいわゆる「Ａ型」結晶構造を有し、直径４．２Åの円形孔により分離された、直径１１．４Åの空洞を有する３次元網目状構造により特徴付けられる。この後者の数字がいわゆる細孔径である。結晶水を除去することにより気孔率４５容積パーセントの「活性」結晶ゼオライトが残る。本願発明の点灯フラッグ被覆内における水銀の吸着はこれら結晶内気孔内で起こる。
【００１３】
上記のゼオライトは、群として、その有効孔径以下の臨界寸法を持つ分子を吸着するという機能を持つ。吸着された化学物質は加熱により放出される。
【００１４】
【発明の効果】
上記したごとく本願発明によれば、リード線上に配設した点灯フラッグにおいて、被覆が該リード線に移行することを避けることができる。ふるい材料はステンレス鋼から容易に外れることはない。さらにランプ封止中に被覆が酸化することがなく、高温動作時においてもアマルガム分が蒸発せず、リード線の酸化を要しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、公知のアマルガムの配置を示す、低圧水銀放電ランプの部分側面図である。
【図２】図２は、図１のアマルガム被覆点灯フラッグの拡大断面図である。
【図３】図３は、本願発明の実施例によるランプを示す図である。
【図４】図４は、本願発明の実施例による点灯フラッグを示す図である。
【符号の説明】
１  主アマルガム
８  インジウム金属層
１６  エンベロープ
１８  燐光物質被覆
２、３２  点灯フラッグ（補助アマルガム）
４、３４  ランプ
６、３６  金属箔
３８  結合分子ふるい粒子層
１０、２０、４０  リード線
１４、４４  コイル
【図１】
0003902690.tif 000002
【図２】
0003902690.tif 000003
【図３】
0003902690.tif 000004
【図４】
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