JPH10312772A - 低圧水銀放電ランプおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉器具形、および、高負荷形の低圧水銀放
電ランプ、特に電球形蛍光ランプやコンパクト形蛍光ラ
ンプの点灯初期における光束立ち上がりを改善する。 【解決手段】 ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧を
制御する主アマルガム８とランプ点灯初期の水銀蒸気圧
を速やかに上昇させる補助アマルガム９を設け、かつ放
電空間３のいずれかの位置に、電流を流すことにより発
熱する発熱素子５を有する低圧水銀放電ランプであり、
発熱素子５に通電することにより、補助アマルガム９を
加熱する。ランプ始動時に瞬時に発熱素子５から補助ア
マルガム９に熱が伝えられ、放電空間３内に、大量の水
銀蒸気を瞬時に拡散移動させることができる。また、安
定点灯中は主アマルガム８により、水銀蒸気圧を最適値
に維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電球形蛍光ランプ
等の高負荷で点灯されるコンパクト形蛍光ランプや、密
閉器具内等、高温条件下で使用される機会の多い蛍光ラ
ンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】低圧水銀放電ランプの主用途である蛍光
ランプのうち、電球形蛍光ランプは、両端部に電極が設
けられた発光管を、例えばＵ字状等に屈曲し、白熱電球
に似せたグローブ形カバーの内部に収納している。その
ため、ランプ点灯時には、グローブ内部の発光管の温度
が上昇しすぎて、それとともに水銀蒸気圧も上昇し、最
適水銀量を大幅に超えてしまい、その結果として、ラン
プ光束が著しく低下する事態を招くという問題がある。

【０００３】このような問題を解決するために、例え
ば、特開昭６２−６４０４４号公報に開示されているよ
うに、発光管内部の放電空間における水銀蒸気圧を、以
下のように、アマルガムを用いることにより制御してい
る。

【０００４】主アマルガムは、バルブの両端の一対の電
極のいずれかの近傍に設けられた細管内に、位置決め用
のガラス棒等とともに収容されている。補助アマルガム
は、その全表面積が直接放電空間に露出するように電極
の近傍に設けられている。そして、安定点灯中の水銀蒸
気圧を主アマルガムにより制御し、補助アマルガムによ
り点灯初期の放電空間への水銀放出を容易にしている。
これらの効果により、点灯初期から安定点灯中まで一定
の明るさを確保するように構成されている。

【０００５】また、補助アマルガムの水銀蒸気圧は、主
アマルガムの水銀蒸気圧よりも低く設計されているた
め、ランプ消灯後には、補助アマルガムは主アマルガム
から水銀原子を吸着する。

【０００６】上記の従来例では、主としてグロー管内蔵
型の銅鉄バラスト回路が点灯回路に用いられていた。そ
の場合、点灯初期においてグロー管動作時の電極が予熱
により加熱され、その輻射熱により補助アマルガムが加
熱されて、補助アマルガムから水銀蒸気が放出されるた
め、補助アマルガム近傍を中心に水銀蒸気圧が上昇し
た。

【０００７】ところが、グロー管内蔵型の銅鉄バラスト
回路を用いると、グロー管が動作し終わるまではランプ
は点灯しないという欠点を有していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、電球形蛍光ラン
プにおいても、より瞬時に点灯することが要求されるよ
うになり、従来のグロー管内蔵の銅鉄バラスト回路に代
わって、瞬時起動形の電子バラスト回路が多く用いられ
るようになってきた。

【０００９】しかし、瞬時起動形の電子バラスト回路を
従来の電球形蛍光ランプに用いた場合、電極の予熱の時
間が短いために、補助アマルガムを十分に加熱すること
ができない。そのため、点灯初期において、補助アマル
ガムから放出される水銀原子の量が少ないことになり、
点灯初期の水銀蒸気圧を一定以上に維持することは困難
となる。その結果、瞬時起動形の電子バラストを電球形
蛍光ランプに用いると、瞬時に点灯させることができる
代わりに、点灯開始から一定の光束に達するまでの時間
が長くなるという問題点を有していた。

【００１０】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、点灯開始から安定点灯時までの
時間を短縮することが可能な低圧水銀放電ランプを提供
することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の低圧水銀放電ラ
ンプは、ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧を制御す
る主アマルガムと、ランプ点灯初期の水銀蒸気圧を速や
かに上昇させる補助アマルガムとが放電空間内に設けら
れ、かつ、放電空間のいずれかの位置に、電流を流すこ
とにより発熱する、電極以外の発熱素子を有する低圧水
銀放電ランプであって、前記発熱素子に通電することに
より、ランプ点灯初期に前記補助アマルガムを加熱する
ものである（請求項１）。

【００１２】本発明の低圧水銀放電ランプは、電極の輻
射熱により補助アマルガムを加熱するといった従来の方
式を用いずに、電極とは別に、補助アマルガムを加熱す
るための専用の発熱素子を用いているところが特徴であ
る。

【００１３】従来の方式では、補助アマルガムが電極を
スパッタリングにより被毒するために、電極と補助アマ
ルガムの距離を近づけることができなかった。そのた
め、補助アマルガムを加熱するのに時間を要した。

【００１４】しかし、本発明の構成にすると、専用の発
熱素子により補助アマルガムが加熱されるので、補助ア
マルガムと電極とを近づける必要はなく、被毒の恐れも
ない。さらに、効率良く補助アマルガムを加熱すること
が可能となり、発熱素子の抵抗値を変化させることで、
補助アマルガムの加熱速度を任意に変化させることがで
きる。

【００１５】また、補助アマルガムは発熱素子と近接し
て設けることが好ましい（請求項２）。

【００１６】このような構成にすると、補助アマルガム
をより速やかに加熱することが可能となる。

【００１７】また、発熱素子上に補助アマルガム材料を
コーティングすると、さらに効率良く補助アマルガムを
加熱することができる（請求項３）。

【００１８】このような構成にすると、熱源である発熱
素子上の補助アマルガムは、空間的に距離のある電極の
輻射熱により加熱される補助アマルガムよりも早く加熱
することが可能となる。

【００１９】また、本発明の低圧水銀放電ランプは、ラ
ンプの内部に一対の電極を有するもの（請求項４）のほ
か、ランプの外部に設けられた電磁誘導コイルからラン
プ内部に高周波電力を投入する無電極形の放電ランプに
も適用可能である（請求項５）。

【００２０】発熱素子上に補助アマルガムをコーティン
グする方法としては、化学メッキによる方法、真空蒸着
による方法、スパッタリングによる方法、および、補助
アマルガム材料を加熱溶解させて発熱素子上に接触させ
る方法を用いることができる（請求項６）。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の低圧水銀放電ラン
プについて、図１を用いて説明する。

【００２２】図１は、本発明の低圧水銀放電ランプの一
実施形態である電球形蛍光ランプの発光管の一部切欠側
面図を示す。

【００２３】図１に示すように、ランプ１は、Ｕ字状に
屈曲したバルブ２とその両端部に設けられた一対の電極
４、発熱素子５および細管１０とからなり、バルブ２の
内面には蛍光体１２が被着されている。バルブ２内部の
放電空間３は、適当量のアルゴン等の希ガスで満たされ
ているとともに、細管１０と空間的に連通している。

【００２４】細管１０内には主アマルガム８の位置決め
用のガラス棒１１とその上に存在している主アマルガム
８が収容されている。

【００２５】電極４は、内部導入線６でかしめることに
より固定され、発熱素子５は第３の内部導入線７および
内部導入線６の一方にスポット溶接され固定されてい
る。発熱素子５は、電極４と同じタングステンフィラメ
ントからなるものである。

【００２６】主アマルガム８には、ビスマス、鉛、およ
び、スズの三元系のアマルガム形成合金を用いた。補助
アマルガム９にはインジウムアマルガムを用い、発熱素
子５上にコーティングした。なお、コーティング方法
は、インジウムを加熱溶融して、発熱素子５上に接触さ
せることにより行った。

【００２７】次に、本発明の低圧水銀放電ランプの動作
原理について説明する。ランプ消灯中に放電空間３内の
水銀蒸気は、主アマルガム８と補助アマルガム９に吸着
されている。ランプに電力を投入すると、電極４に予熱
電流が流れるとともに、発熱素子５にも電流が流れて発
熱素子５が発熱する。この発熱に電極４からの輻射熱も
加わって補助アマルガム９が加熱され、水銀蒸気を速や
かに放出する。この補助アマルガム９からの水銀蒸気の
放出が早いほど、ランプ始動時の光束立ち上がりは早く
なる。

【００２８】図２は、本発明の低圧水銀放電ランプを点
灯する点灯装置の概略図を示す。図２において、スイッ
チ１５を閉じると、交流電源１４からインバータ１６を
介して電極４に予熱電流が流れるとともに、発熱素子制
御回路１７から発熱素子５に加熱電流が流れる。ランプ
が放電を開始し、主アマルガムの温度上昇に伴って光束
がある程度上昇した時点で、発熱素子５への通電が止ま
るようになっている。

【００２９】本発明の低圧水銀放電ランプは、補助アマ
ルガム９が発熱素子５と近接していたり、補助アマルガ
ム９が発熱素子５上に位置していることにより、瞬時に
補助アマルガム９が加熱され、水銀蒸気を放出すること
が可能となるので、この時の光束立ち上がりは早くな
る。

【００３０】また、ランプが安定点灯中の放電空間３内
の水銀蒸気圧は主アマルガム８により制御されるので、
発光管の温度が上昇しすぎた時でも、主アマルガム８の
材料を適宜選択することにより高い光束を維持すること
ができる。

【００３１】アマルガムの材料には、ビスマス、鉛、す
ず、亜鉛、インジウム、銀のいずれか、または、それら
を少なくとも２つ以上含む合金が好ましい。

【００３２】また、本実施形態では、発熱素子５上に補
助アマルガム９をコーティングしたものを用いたが、補
助アマルガム９が発熱素子５に近接しているものを用い
てもよい。

【００３３】発熱素子５上への補助アマルガム９のコー
ティング方法は、本実施形態以外に、化学メッキによる
方法、真空蒸着による方法、スパッタリングによる方法
のうちのいずれであってもよい。

【００３４】低圧水銀放電ランプとしては、Ｕ字状に屈
曲した電球形蛍光ランプに限らず、高温環境下で使用さ
れ、水銀蒸気圧の過度の上昇が問題となるものであれ
ば、直管蛍光ランプや丸管蛍光ランプでも同様の効果が
得られる。

【００３５】また、本発明は、上記実施形態のようにラ
ンプ内部に一対の電極を有する有電極形の蛍光ランプに
限らず、図３に示すように、ランプの外部に設けられた
電磁誘導コイル１３からランプ内部に高周波電力を投入
する無電極形の蛍光ランプであってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明は、アマルガムを
使用する瞬時起動形の電子バラストタイプの電球形蛍光
ランプにおいて問題となるランプ始動時の光束立ち上が
りを改善するとともに、ランプが高温となるようなラン
プ点灯状態において高い光束を維持することが可能な、
低圧水銀放電ランプを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低圧水銀放電ランプの一実施形態を示
す一部切欠側面図

【図２】本発明の低圧水銀放電ランプを点灯する点灯装
置の概略図

【図３】本発明の低圧水銀放電ランプの異なる実施形態
を示す一部切欠側面図

【符号の説明】

１ ランプ ２ バルブ ３ 放電空間 ４ 電極 ５ 発熱素子 ６ 内部導入線 ７ 第３の導入線 ８ 主アマルガム ９ 補助アマルガム １３ 電磁誘導コイル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧を
   制御する主アマルガムと、ランプ点灯初期の水銀蒸気圧
   を速やかに上昇させる補助アマルガムとが放電空間内に
   設けられ、かつ、放電空間のいずれかの位置に、電流を
   流すことにより発熱する、電極以外の発熱素子を有する
   低圧水銀放電ランプであって、 前記発熱素子に通電することにより、ランプ点灯初期に
   前記補助アマルガムを加熱することを特徴とする低圧水
   銀放電ランプ。
2. 【請求項２】 前記補助アマルガムが前記発熱素子と近
   接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載
   の低圧水銀放電ランプ。
3. 【請求項３】 前記発熱素子上に前記補助アマルガム材
   料がコーティングされていることを特徴とする請求項１
   に記載の低圧水銀放電ランプ。
4. 【請求項４】 ランプの内部に一対の電極を有すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の低圧水銀
   放電ランプ。
5. 【請求項５】 ランプの外部に設けられた電磁誘導コイ
   ルからランプ内部に高周波電力を投入する無電極形の放
   電ランプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の低圧水銀放電ランプ。
6. 【請求項６】 請求項３記載の低圧水銀放電ランプを製
   造する方法であって、前記発熱素子に前記補助アマルガ
   ム素子をコーティングする方法が、化学メッキ法、真空
   蒸着法、スパッタリング法、前記補助アマルガム材料を
   加熱溶解して発熱素子に接触させる方法のいずれかから
   なることを特徴とする低圧水銀放電ランプの製造方法。