JP2003257362A

JP2003257362A - 瞬時始動回路の蛍光灯電極

Info

Publication number: JP2003257362A
Application number: JP2003041950A
Authority: JP
Inventors: Thomas F Soules; トマス・エフ・スーレ; Igor V Lisitsyn; イゴール・ブイ・リシチン; Zsolt Buday; ツォルト・ブダイ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2003-09-12
Also published as: DE60321254D1; EP1341207B1; EP1341207A2; EP1341207A3; US20030160554A1; US6809477B2

Abstract

(57)【要約】【課題】寿命が改善された蛍光灯を提供する。【解決手段】蛍光灯（１０）は、第１、第２及び第３の
マンドレル（４５、４６、５０）を使用してコイル（３
０）を巻き付けることにより形成される。第３のマンド
レルは少なくとも１.０ｍｍの直径を有する。コイルは
１インチ当たり少なくとも８０の巻き数（ＴＰＩ）を示
すように第２のマンドレルに巻き付けられる。第３のマ
ンドレルは従来のコイルにおけるマンドレルより大きい
ため、従来のコイルで塗布できる電子放出物質（３２）
より約５０％多い量を使用できる。この結果、約０.８
６ｍｍの直径を有するコイルの場合より１.２５ｍｍの
直径の場合で約５０％ランプ寿命が長くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に蛍光灯に関
し、特に、瞬時始動回路と共に使用するための低圧水銀
蒸気放電蛍光灯の陰極に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、蛍光灯は、紫外線光によ
り励起されると蛍光を発する蛍光体粉末で内面を被覆さ
れたガラス管を含む。ガラス管は希ガス（アルゴン、ネ
オン及びクリプトンなど）と、少量の水銀で充満されて
おり、相対的に低い圧力で動作する。ガラス管の内部に
は電極が装着されている。電極は電子放出物質の混合
物、通常はバリウム、カルシウム及びストロンチウムの
炭酸塩から成る混合物で被覆されている。これらの炭酸
塩は、活性化されると対応する酸化物から成るセラミッ
ク物質に変換される。ランプの点灯中、電子放出物質は
電子を放出する。電子は電圧によりガラス管内部を進む
ように加速されて、最終的には水銀原子と衝突し、それ
により、水銀原子を電離させ、励起する。水銀原子が正
常状態に戻るとき、可視領域と紫外線領域の双方で水銀
のスペクトル線に対応する光子が発生され、その結果、
ガラス管の内面の蛍光体被覆膜が励起されて発光する。
蛍光灯は白熱灯に代わるプラグイン照明器具として広く
受け入れられるようになってきている。

【０００３】蛍光灯を始動する場合、電極からの電子放
出を誘起する方法はいくつかある。第１の方法では、フ
ィラメント電極に電流を通すことにより電極を加熱す
る。そのような蛍光灯を「予熱」蛍光灯と呼んでも良
い。予熱蛍光灯を初期始動する間、スイッチとして動作
するスタータバルブが閉成し、その結果、電極が短絡さ
れる。２つの電極に電流が流れ、それにより電極は予熱
される。これで電極は電子の放出を受けやすくなる。電
極が加熱されるための適切な時間が経過した後、スター
タバルブは開成する。そこで、２つの電極の間に電位が
印加されると、電極間に電子流が発生し、その後にラン
プは動作する。始動を目的として、当初、相対的に高い
電圧が印加される。その後、正規動作中より低い電圧が
使用される。蛍光灯の損傷を防止するために、印加電圧
と動作電圧との差を吸収するように、蛍光灯と直列にリ
アクタンスが配置されている。安定器として知られる装
置の中にこのリアクタンス、適切な変圧器、コンデン
サ、並びにその他に始動及び動作のために必要とされる
部品が含まれている。

【０００４】第２の始動方法においては、電極を予熱せ
ず、蛍光灯の放電を開始させるのに十分な高い電圧が蛍
光灯に印加される。一般に今日使用されているいわゆる
「瞬時始動」回路は、通常、この始動方法を採用してい
る。そのような瞬時始動蛍光灯は、電極を加熱する旧来
の安定器よりエネルギー効率の点ではるかに優れている
安定器を使用する。電極に電流が流れないため、瞬時始
動蛍光灯の電極は１つしか端子をもたなくて良い。しか
し、蛍光灯を瞬時始動安定器又はその他の安定器といず
れと組み合わせても使用できるように、２つの端子を設
けても良い。電極を予熱せずに電流の流れを誘起するた
めに、通常、きわめて高い始動電圧（例えば、５００〜
８００Ｖまで）が高周波数で印加される。高い始動電圧
は特殊な瞬時始動安定器により供給される。

【０００５】第３の種類の蛍光灯は「急速始動」蛍光灯
として知られている。急速始動安定器は、電極を加熱す
るための適切な電圧と電流を絶えず供給する変圧器巻線
を含む。電極の加熱によって、安定器内に存在する２次
巻線からの印加電圧のみを使用して電極から電極へ相対
的に速くアークを発生させることができる。

【０００６】部品や、頻繁に使用される精巧な密閉取り
付け器具の費用を考慮すると、交換の費用を抑えるため
には蛍光灯の寿命を延ばすことが望ましい。寿命を延ば
すために様々な方法が開発されてきた。安定器の構造は
蛍光灯の始動をよりスムーズにするように改善された。
高周波数急速始動安定器及びプログラム始動安定器が開
発されたが、これらは、まず、電極を加熱し、次に動作
中は電極を高温状態に保持する（急速始動）か、又はヒ
ータ電流をオフにする（プログラム安定器）。高電流又
は高Ｒｈ／Ｒｃ急速始動安定器の使用はランプの寿命を
延ばすことがわかっている。

【０００７】ガスの組成を変えることもランプ寿命の改
善につながることがわかっている。例えば、アルゴンの
圧力を標準の２.５ｔｏｒｒより高くすることにより、
蛍光灯の陰極の拡散係数が減少し、従って、コイルから
の電子放出物質の蒸発が妨げられることがわかってい
る。例えば、充填圧力を２.５ｔｏｒｒから２.８ｔｏｒ
ｒに上昇させることで、ランプの寿命は２０％延長され
ることがわかっている。しかし、充填圧力が増すにつれ
て蛍光灯の効率は低下する。また、圧力が高くなると、
蛍光灯の始動電圧にもマイナスの影響が出る。

【０００８】蛍光灯の寿命を延ばすもう１つの方法は、
充填気体中のＫｒ及びＸｅなどの重いガスの割合を増加
させるという方法である。これにより陰極の電子放出物
質の蒸発が減少し、蛍光灯の寿命は延びる。しかし、ガ
スの組成を変更すると蛍光灯のワット数や、始動特性も
変わる。

【０００９】改善にもかかわらず、急速始動安定器を使
用する蛍光灯は、通常、瞬時始動安定器の蛍光灯より長
い寿命を有する。例えば、General Electric Company製
の典型的なＴ８ＳＰStarcoat（商標）蛍光灯は急速始
動安定器で２００００時間、従来の瞬時始動安定器で１
５０００時間の寿命を有すると見積もられている（いわ
ゆるＴ８蛍光灯は１"の内径を有する。Ｔ１２蛍光灯は
１.５"の内径を有する）。

【００１０】一般に、瞬時始動安定器は急速始動安定器
より製造するのが容易である。従って、ＧＥのＦ３２Ｔ
８Ultra Watt Miser及びUltra Watt Miser XLなどのい
くつかの最新のデザインの蛍光灯は瞬時始動安定器と組
み合わせて使用するように設計されている。瞬時始動安
定器と共に動作するが、急速始動安定器に匹敵する又は
それを越える寿命を有する蛍光灯が依然として必要とさ
れている。

【００１１】

【発明の概要】本発明の一実施例では、放電ランプが提
供される。ランプは外囲器を含む。外囲器の内側には放
電維持充填気体が密封されている。第１及び第２の電極
が放電を発生させる。少なくとも第１の電極は電流搬送
ワイヤと、第１の円筒形部材の周囲に重ね巻きワイヤを
巻き付けることにより形成される第１のコイル構造、第
２の円筒形部材の周囲に第１のコイル構造を巻き付ける
ことにより形成される第２のコイル構造、及び第３の円
筒形部材の周囲に第２のコイル構造を巻き付けることに
より形成される第３のコイル構造を含むコイルとを含
む。第３の円筒形部材は少なくとも１.０ｍｍの直径を
有する。コイルには電子放出物質が付着されている。

【００１２】本発明の別の実施例では、放電ランプは外
囲器を含む。外囲器の内側には放電維持充填気体が密封
されている。第１及び第２の電極が放電を発生させる。
少なくとも第１の電極は、第１の円筒形部材の周囲にワ
イヤを巻き付けることにより形成される第１のコイル構
造と、第２の円筒形部材の周囲に第１のコイル構造を巻
き付けることにより形成される第２のコイル構造とを含
むコイルを含む。第２のコイル構造は、１インチ当たり
少なくとも８０の巻き数（ＴＰＩ）を示すように離間し
て配置された複数のコイルを有する。第３の円筒形部材
の周囲に第２のコイル構造を巻き付けることにより第３
のコイル構造が形成される。コイルには電子放出物質が
付着される。

【００１３】別の実施例においては、蛍光灯のコイルを
形成する方法が提供される。方法は、第１の円筒形部材
及び電流搬送ワイヤの周囲にワイヤを巻き付けて第１の
コイル構造を形成することを含む。第２の円筒形部材の
周囲に第１のコイル構造を巻き付けて第２のコイル構造
を形成する。第３の円筒形部材の周囲に第２のコイル構
造を巻き付けて第３のコイル構造を形成する。第３のコ
イル構造は少なくとも１ｍｍの直径を有する。コイルに
電圧が印加されたとき、活性化されると電子を放出する
電子放出物質混合物によって第３のコイル構造を被覆す
る。

【００１４】本発明の少なくとも１つの実施例の１つの
利点は、電極により長い寿命が与えられることにより、
その電極が使用される蛍光灯の寿命も延びることであ
る。

【００１５】本発明の少なくとも１つの実施例の別の利
点は、瞬時始動安定器と共に使用するための、より有効
寿命が長い蛍光灯が提供されることである。

【００１６】本発明の更に別の利点は、以下の好ましい
実施例の詳細な説明を読み、理解することにより当業者
には明白になるであろう。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、代表的な低圧水銀蒸気放
電蛍光灯１０を示す。シングルエンド蛍光灯又はダブル
エンド蛍光灯、及び湾曲形状の蛍光灯又は直線状の蛍光
灯を含めて、多様な蛍光灯を本発明と組み合わせて使用
できることは理解されるであろう。蛍光灯１０は、横断
面が円形であるガラス製又は他の適切な材料から形成さ
れた光透過管又は外囲器１２を含む。ガラス外囲器の内
面１４には１つ以上のリン含有層１６が設けられてい
る。蛍光灯は管の両端にそれぞれ装着された口金１８、
２０により密閉されている。口金１８、２０には２つの
互いに離間して配置される電極２２、２４がそれぞれ装
着されている。ガラス管の内側には、好ましくは水銀と
不活性ガスから形成される放電維持充填気体２６が密封
されている。不活性ガスは通常は低圧のアルゴン、又は
アルゴンと他の希ガスの混合物であり、これが少量の水
銀と組み合わされて、低蒸気圧動作を行う。蛍光灯は先
に説明したように低圧水銀蒸気放電ランプであるのが好
ましいが、本発明は高圧水銀蒸気放電ランプと組み合わ
せて使用されても良い。

【００１８】１つ以上の蛍光体含有層１６は、通常、当
該技術では知られている、アンチモン及びマンガンによ
り賦活されたハロリン酸カルシウムのような、白色光を
発する相対的に安価な「ハロ」フォスファなどの蛍光体
粒子を含有する。希土類蛍光体も使用できるであろう。
それらの蛍光体は、通常、赤色発光蛍光体、青色発光蛍
光体及び緑色発光蛍光体の混合物などの希土類蛍光体の
混合物である。

【００１９】蛍光灯には瞬時始動安定器２８が装着され
ている。当該技術では知られているように、瞬時始動安
定器は、電極間に充填気体のブレークダウンを引き起こ
し、アークを発生させるのに十分な電圧の高電圧パルス
を「瞬時に」（約４０ＫＨｚ）発生するように設計され
た電子回路を含む。瞬時始動安定器が好ましいが、本発
明の蛍光灯と組み合わせて他の種類の安定器を採用して
も良い。その場合にも、本発明により蛍光灯の寿命は同
様に延長されるであろう。

【００２０】次に図２から図５を参照して説明すると、
電極は、それぞれ、電子放出物質３２で被覆されたコイ
ル３０を含む。電極は同様に形成されているのが好まし
い。蛍光灯は交流回路で使用されるため、電極は交互に
極性を変え、各々が順次陰極となる。電子放出物質は炭
酸カルシウム、炭酸ストロンチウム及び炭酸バリウムな
どの第II属元素の１つ以上の炭酸塩から形成されている
のが好ましい。好ましい電子放出物質はそれら３つの炭
酸塩の各々の混合物から成る。活性化されると、炭酸塩
は対応する酸化物、すなわち、好ましい実施例では酸化
バリウム、酸化ストロンチウム及び酸化カルシウムから
成るセラミックを形成する。

【００２１】例えば、共沈炭酸塩電子放出物質を製造す
るときには、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの溶液を対応する硝酸
塩又は他の塩を熱い脱イオン水に溶解させることにより
調製する。その溶液をスチームジャケット付き反応器内
で攪拌する。過剰な炭酸アンモニウム又は他の可溶性炭
酸塩をゆっくりと添加することにより、又は反応器溶液
を通して二酸化炭素を発泡させることにより、炭酸塩を
沈殿させる。その結果、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａの炭酸塩の
沈殿物ができる。典型的な全体組成は４０〜７０ｗｔ％
等価の炭酸バリウム、３０〜５０ｗｔ％等価の炭酸スト
ロンチウム及び１０〜２０ｗｔ％等価の炭酸カルシウム
である。炭酸塩沈殿物の形成を助け且つ沈殿物を濃縮
し、その後、沈殿物から水を除去するように設計された
いくつかの沈殿後工程があっても良い。沈殿前に溶液に
可溶性ジルコニウム塩を添加することにより、少量の、
例えば、２〜５ｗｔ％の炭酸ジルコニウムを同様に沈殿
させても良い。別の実施例では、後にジルコニア（酸化
ジルコニウム）又はジルコニウム金属を添加する。通
常、乾燥後の共沈炭酸塩粉末の平均粒径は１５〜２５μ
ｍである。粒子は非常に凝集されている。

【００２２】蛍光灯コイルを被覆するために使用される
スラリを製造するために、混合炭酸塩粉末を液体媒体と
組み合わせる。液体媒体はラッカーで使用されている媒
体と同様であっても良く、酢酸ブチル又は他の分子量の
小さい酢酸塩などのなどの有機溶剤と、シックナー及び
結合剤として使用されるニトロセルロースとから構成さ
れている。所望の粘度を実現するために、アルコールな
どの他の成分を添加しても良い。例えば、アルミナ又は
ジルコニアミル媒体を入れたボールミルに相対的に少量
の液体媒体を添加する。次に、ボールミルに粉末を加え
る。コイルに塗布するのに適するスラリは４０〜６５ｗ
ｔ％、より好ましくは約６０ｗｔ％の炭酸塩粉末であ
る。

【００２３】炭酸塩粉末はミルに全て一度に添加されて
も良いし、あるいは添加から次の添加までの間にミルを
回転させながら段階的に添加されても良い。例えば、所
望の量の１/２の粉末を液体及びミル媒体に添加し、そ
の後、残りの粉末を添加する前に短時間ミルを回転させ
ることができる。これにより、粉砕中に粉末を湿潤させ
ることが容易になる。全ての粉末をミルに添加した後、
所望の粒径が実現されるまで、ボールミルを数時間にわ
たり、一般には約５０００から２００００回転させる。
平均粒径は、コイルを被覆する能力及び蛍光灯の端部変
退色の有無を含めたいくつかの基準に基づいて選択され
る。粒度計で測定した場合、２.５〜６μｍの平均粒径
が好ましく、３〜５μｍであるのがより好ましい。粉砕
中又は粉砕後の任意の時点で２〜５ｗｔ％のジルコニア
又はジルコニウム金属を添加しても良い。スラリは必要
になるまで貯蔵されていても良い。

【００２４】現在、従来の蛍光灯の場合、時間の経過に
伴ってセラミック材料が破損し、剥がれることがよくあ
るということがわかっている。本発明の範囲を限定しよ
うとする意図ではなく、そのような破損はランプの始動
中のコイルの加熱と関連する反復される熱衝撃及び熱不
整合ストレスにランプがさらされることに起因する可能
性があることを提案する。機械的ストレスも破損の一因
となるであろう。電子放出物質の破片が最終的に電極か
ら剥がれ落ち、その結果、最後にはランプの故障が起こ
る。従来のＴ８ランプのセラミック材料の破損と剥離を
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して調べてみると、ラ
ンプ寿命の終わりに向かって電子放出物質が急速に劣化
することが明らかになった。ランプ寿命の初めの２/３
の期間では電子放出物質の重量は相対的にゆっくりと減
少するが、その後は著しく速く減少することもわかっ
た。寿命が短くなるもう１つの原因は、蒸着及びスパッ
タリングによって電子放出物質の損失が起こることであ
る。

【００２５】これらの問題に対処し且つランプの寿命を
延ばすために、本発明の電極は従来のランプと比べて多
い量の電子放出物質を有する。図４に示すように、コイ
ルは１次コイル構造、２次コイル構造及び３次コイル構
造を有し、２次コイル構造と３次コイル構造はそれぞれ
１次コイルと、２次コイルを巻き付けることにより形成
される。主に３次マンドレルの直径を大きくしたこと
と、コイルの長さを延長したことにより、ランプは従来
のランプより約５０％多い量の電子放出物質を有するの
が好ましい。例えば、Ｔ８ランプで使用されている従来
のコイルは、通常、全長が約１１.５ｍｍであるコイル
に約７〜８ｍｇの電子放出物質を有する。本発明のコイ
ルは、約１１.５ｍｍの全長ａを有するコイルについて
９〜１６ｍｇの電子放出物質を有することができる（図
１を参照）。支持できる電子放出物質の量は２次コイル
の長さ（すなわち、３次コイル構造を製造するために巻
き付けを行う前のコイルの長さ）によって決まる。追加
される電子放出物質が余りにも多いと、物質が３次コイ
ル間の間隙を充填してしまう（ブリッジング）。その結
果、物質の活性化が容易でなくなる。ランプの寿命は電
子放出物質の量によって決まる。電子放出物質の量とラ
ンプ寿命との間にはほぼ直線的な関係があることがわか
っている。従って、有効に活性化できる電子放出物質の
最大限の使用量を実現することが望ましい。

【００２６】図４に示すように、電極は３重コイル構造
を有するのが好ましい。コイル３０は、直径が１.５〜
３ミル（３８〜７６ミクロン）であるのが好ましく、長
さは約１００〜１５０ｍｍ、より好ましくは約１３０〜
１４０ｍｍである電流搬送ワイヤ４０を含む。図２に示
すように、電流搬送ワイヤ４０の周囲に重ね巻きワイヤ
４２を巻き付けて１次コイル４４を形成する。マンドレ
ル４５（想像線で示す）などのほぼ円筒形の第１の部材
を使用して、コイルの各々の巻きの幅を確定する。従っ
て、重ね巻きワイヤはマンドレルと電流搬送ワイヤの双
方に巻き付けられることになる。その後、図３に示すよ
うに、１次コイルを（マンドレル４５及び電流搬送ワイ
ヤ４０と共に）第２のマンドレル４６（想像線で示す）
などのほぼ円筒形の第２の部材の周囲に巻き付けて、２
次コイル４７を製造する。２次コイルのコイルループ間
の間隔４８は従来の陰極の場合よりも狭くなっているこ
とが見て取れる。２次コイルは１インチ当たり約８０か
ら約３００の巻き数（ＴＰＩ）（１ｃｍ当たり３０〜１
２０の巻き数）を示す間隔４８を有しているのが好まし
い。この間隔は１インチ当たり少なくとも８５の巻き数
を示すように定められるのがより好ましく、１インチ当
たり９０〜２００の巻き数となるのが最も好ましい。実
際には、コイルに容易に認知できるほどの重なりを生じ
させずに有効にコイルを巻き付けることを可能にするた
めに、ＴＰＩは約８０〜１３０に限定されるであろう。
これは、ＴＰＩが約６０である従来のランプより著しく
大きい。２次コイルは、形成後、約２０〜４０ｍｍ、好
ましくは約３０ｍｍの全長ｌを有する。

【００２７】その後、図４に示すように、２次コイルを
第３のマンドレル５０などの第３の円筒形部材の周囲に
巻き付けて３次コイルを製造する。第３のマンドレルの
直径ｄは少なくとも１ｍｍであるのが好ましく、１〜２
ｍｍであるのがより好ましく、１.２〜１.５５ｍｍであ
るのが最も好ましい。これは従来の陰極の約０.８ｍｍ
とは対照的である。第３のマンドレルは２ｍｍを越えて
いることも可能であろうが、いずれかの箇所でコイルが
その構造の一体性を失う。

【００２８】３つのマンドレルは、コイル構造を形成し
た後に、マンドレルを酸の浴の中で溶解させることによ
り除去されるのが好ましい。

【００２９】第３のマンドレルの直径を大きくした結
果、コイルの長さｌ（すなわち、第３のコイルを形成す
るために巻き付けを行う前の２次コイルの有効長さ）は
従来の蛍光灯より約５０％長くなる。コイルが支持でき
る電子放出物質の量はコイルの長さｌに比例するので、
２次コイルの長さｌの５０％の増加は通常は電子放出物
質の量の約５０％の増加をもたらし、それに対応して蛍
光管の寿命が（約５０％）長くなる。ＴＰＩの増加も、
電子放出物質をケージ状構造上により長い期間にわたり
保持することにより、ランプ寿命の延長につながること
がわかっている。これら２つの特徴をコイルで組み合わ
せることにより、最新型ランプから標準型ランプまで、
約２倍の寿命が実現される。

【００３０】このようにして形成されたコイルを（Ｂ
ａ,Ｃａ,Ｓｒ）ＣＯ₃のスラリ又はその他の適切な電子
放出物質スラリで被覆する。スラリは活性化されると電
子放出物質を形成する。コイル上で支持できる三重炭酸
塩材料の量は９〜１６ｍｇであるのが好ましい（これは
完成後の長さが１０〜１２ｍｍのコイルの場合であり、
これより短いコイル又は長いコイルについては、電子放
出物質の量はそれに応じて変わるであろう）。

【００３１】このようにして形成された電極は、一般に
Ｔ８及びＴ１２と呼ばれているランプのような、直径が
約１"〜１¹/₂"（２.５〜３.８ｍｍ）の蛍光灯の陰極／
陽極として使用するのに適している。コイル３０が蛍光
管の長さに対してほぼ垂直に配置されるように、第１及
び第２の導電性支持部６０、６２によりコイル３０を口
金に装着する。ガラス管の内面をＵＶ反射被覆膜として
機能する微細なアルミナ粉末で被覆するのが好ましい。
アルミナ粉末を乾燥させた後、希土類蛍光体粉末混合
物、ハロリン酸蛍光体混合物又はその他の選択された蛍
光体材料を含有するスラリによって被覆する。これに代
わるＵＶ反射被覆膜及び蛍光体被覆膜も考えられる。

【００３２】電極を管の両端部に密封し、一般に知られ
ているように管を排気し、少量の水銀を投与し、選択さ
れた不活性ガスを充満させる。

【００３３】以下の実施例は実現できるランプ寿命の改
善を示す。実施例

【００３４】電流搬送ワイヤの直径、重ね巻きワイヤの
ピッチ、２次コイルのピッチ及び第３のマンドレルの直
径などのコイルパラメータを様々に変えて、Ｔ８ランプ
で使用すべき陰極コイルを形成した。それらのパラメー
タの中で有益な結果をもたらすものがあれば、それはど
れかを判定するために、全ての変数を２⁴要因配置実験
で使用した。結果は、電子放出物質の質量と、急速サイ
クル試験における始動回数を判定するために最も重要な
パラメータは第３のマンドレルの直径と、第２のマンド
レルの１インチ当たり巻き数（ＴＰＩ）であることを指
示していた。電子放出物質の質量は、電子放出物質被覆
膜を乾燥させたコイルのサンプルの重量を測定し、その
後、振動水／酸浴の中で被覆膜を除去し、再び重量を測
定することにより判定された。

【００３５】１分オン、１分オフのサイクル、又は５分
オン、５分オフのサイクルのいずれかで蛍光灯の点灯、
消灯を行うことにより急速サイクル試験を実施した。２
つの実験は共に実験構想の各セルで８個のランプについ
て実施された。故障を起こす前の始動回数を記録した。

【００３６】表１は、電子放出物質の質量の増加及び急
速サイクル始動の回数に基づいた予測寿命延長をまとめ
たものである。表は、第２のマンドレルのＴＰＩを６
８.６から８９.９に増加させたことの効果及び第３のマ
ンドレルの直径を０.８６ｍｍから１.２５ｍｍに増加さ
せたことの効果を示す。これらの結果は５分オン、５分
オフのサイクルに関する。

【００３７】

【表１】

【００３８】１分のオン／オフサイクルでも同様の結果
が見られた。結果は予測しない大きなランプ寿命の改善
を示す。

【００３９】好ましい実施例を参照して本発明を説明し
た。以上の詳細な説明を読み、理解することにより当業
者には変形及び変更が思い浮かぶであろうということは
自明である。本発明は、特許請求の範囲又はそれに相当
するものの範囲内に入る限りのそのような変形及び変形
の全てを含むとみなされるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるランプの部分断面側面図。

【図２】図１のランプの１次コイル及び電流搬送ワイ
ヤの斜視図。

【図３】２次コイルを製造するために巻き付けられた
図２の１次コイルの斜視図。

【図４】３次コイルを製造するために巻き付けられた
２次コイルの斜視図。

【図５】コイル３０の斜視図。

【符号の説明】

１０…低圧水銀蒸気放電蛍光灯、１２…外囲器、２２、
２４…電極、２６…放電維持充填気体、３０…コイル、
３２…電子放出物質、４０…電流搬送ワイヤ、４２…重
ね巻きワイヤ、４４…１次コイル、４５…第１のマンド
レル、４６…第２のマンドレル、４７…２次コイル、５
０…第３のマンドレル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者イゴール・ブイ・リシチンアメリカ合衆国、オハイオ州、ジョーガ・カウンティ、シャグリン・フォールズ、ベインブルック・ロード、8010番 (72)発明者ツォルト・ブダイハンガリー、2100、ゴドール、ポドマニツキー、25番Ｆターム(参考） 5C015 CC02 CC03 CC04 CC14 EE01 EE02 EE03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外囲器（１２）と、前記外囲器の内側に
密封された放電維持充填気体（２６）と、放電を発生させる第１及び第２の電極（２２、２４）と
を具備し、少なくとも前記第１の電極は電流搬送ワイヤ
（４０）と、コイル（３０）とを含み、前記コイルは、第１の円筒形部材（４５）の周囲に重ね巻きワイヤ（４
２）を巻き付けることにより形成される第１のコイル構
造（４４）と、第２の円筒形部材（４６）の周囲に前記第１のコイル構
造を巻き付けることにより形成される第２のコイル構造
（４７）と、少なくとも１.０ｍｍの直径を有する第３の円筒形部材
（５０）の周囲に前記第２のコイル構造を巻き付けるこ
とにより形成される第３のコイル構造と、前記コイル上に付着される電子放出物質（３２）とを含
む放電ランプ（１０）。
【請求項２】前記第３の円筒形部材（５０）は少なく
とも１.２ｍｍの直径を有する請求項１記載の放電ラン
プ（１０）。
【請求項３】前記第３の円筒形部材（５０）は少なく
とも１.２〜１.５ｍｍの直径を有する請求項２記載の放
電ランプ（１０）。
【請求項４】前記第２のコイル構造（４７）は１イン
チ当たり少なくとも８０の巻き数を有する請求項１記載
の放電ランプ（１０）。
【請求項５】前記第２のコイル構造（４７）は１イン
チ当たり少なくとも８５の巻き数を有する請求項４記載
の放電ランプ（１０）。
【請求項６】前記第３のコイル構造（３０）は少なく
とも１０ｍｍの長さである請求項１記載の放電ランプ
（１０）。
【請求項７】前記第３のコイル構造（３０）は１１〜
１２ｍｍの長さであり、ランプはＴ８ランプである請求
項６記載の放電ランプ（１０）。
【請求項８】前記電子放出物質（３２）はバリウム、
ストロンチウム、カルシウム、ジルコニウム及びその組
み合わせから成る群から選択される酸化物から形成され
る請求項１記載の放電ランプ（１０）。
【請求項９】外囲器（１２）と、前記外囲器の内側に密封された放電維持充填気体（２
６）と、放電を発生させる第１及び第２の電極（２２、２４）と
を具備し、少なくとも前記第１の電極はコイル（３０）
を含み、前記コイルは、第１の円筒形部材（４５）の周囲にワイヤを巻き付ける
ことにより形成される第１のコイル構造（４４）と、第２の円筒形部材（４６）の周囲に前記第１のコイル構
造を巻き付けることにより形成され、１インチ当たり少
なくとも８０の巻き数（ＴＰＩ）を示すように互いに離
間して配置された（４８）複数のコイルを有する第２の
コイル構造（４７）と、第３の円筒形部材（５０）の周囲に前記第２のコイル構
造を巻き付けることにより形成される第３のコイル構造
と、前記コイル上に付着される電子放出物質（３２）とを含
む放電ランプ（１０）。
【請求項１０】前記第３の円筒形部材（５０）は１〜
２ｍｍの直径を有する請求項９記載の放電ランプ（１
０）。
【請求項１１】前記第３の円筒形部材（５０）は１.
２〜１.５ｍｍの直径を有する請求項１０記載の放電ラ
ンプ（１０）。
【請求項１２】前記第２のコイル構造（４７）は１イ
ンチ当たり少なくとも９０の巻き数を有する請求項９記
載の放電ランプ（１０）。
【請求項１３】前記第２のコイル構造（４７）は約３
０ｍｍの長さである請求項９記載の放電ランプ（１
０）。
【請求項１４】前記電子放出物質（３２）の量は１０
〜１５ｍｇである請求項１３記載の放電ランプ（１
０）。
【請求項１５】蛍光灯（１０）のコイル（３０）を形
成する方法において、第１の円筒形部材（４５）及び電流搬送ワイヤ（４０）
の周囲にワイヤ（４２）を巻き付けて第１のコイル構造
（４４）を形成することと、第２の円筒形部材（４６）の周囲に前記第１のコイル構
造を巻き付けて第２のコイル構造（４７）を形成するこ
とと、少なくとも１ｍｍの直径を有する第３の円筒形部材（５
０）の周囲に前記第２のコイル構造を巻き付けて第３の
コイル構造を形成することと、加熱されたとき、活性化されると電子を放出する電子放
出物質（３２）で前記第３のコイル構造を被覆すること
とから成る方法。
【請求項１６】前記電子放出物質（３２）は炭酸バリ
ウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム及びその組
み合わせからなる群から選択される炭酸塩を含む請求項
１５記載の方法。
【請求項１７】第２の円筒形部材（４６）に第１のコ
イル構造（４４）を巻き付けて第２のコイル構造（４
７）を形成する工程は、前記第１のコイル構造を１イン
チ当たり少なくとも８０の巻き数を与える間隔（４８）
で巻き付けることを含む請求項１５記載の方法。
【請求項１８】前記第１、第２及び第３の円筒形部材
（４５、４６、５０）を酸の浴内で溶解させることを更
に含む請求項１５記載の方法。
【請求項１９】前記第３の円筒形部材（５０）は少な
くとも１ｍｍの直径を有する請求項１５記載の方法。
【請求項２０】前記第３の円筒形部材は１.２〜１.５
ｍｍの直径を有する請求項１９記載の方法。
【請求項２１】前記第２のコイル構造（４７）は１イ
ンチ当たり約９０の巻き数を有する請求項１５記載の方
法。
【請求項２２】前記第３のコイル構造（３０）は約１
１.５ｍｍの長さである請求項１５記載の方法。
【請求項２３】第３のコイル構造を電子放出物質（３
２）で被覆する工程は、少なくとも９グラムの１つ以上
の炭酸塩を含む混合物で前記第３のコイル構造を被覆す
ることを含む請求項２２記載の方法。