(57)【要約】【課題】  蛍光ランプの暗所即時点灯性を損なうことなく放射性物質を排除でき、それと同時に生産性を損なうこともなく、動作電圧を寿命初期から寿命末期まで安定して維持でき、かつ安全で扱いやすいグロースタータを提供する。【解決手段】  放電容器と、グロー放電による発生熱により変位して接触する放電容器内に封装された一対の電極２、３と、放電容器内に封入された放電媒体７とを備えたグロースタータ１であって、放電容器の内表面に、動作電圧上昇抑制物質を含む被着層８が設けられ、被着層８の塗布面積が０．５ｃｍ2以上であり、被着層８の塗布密度が０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下であるグロースタータとする。【選択図】  図１
2004281387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容器と、グロー放電による発生熱により変位して接触する前記放電容器内に封装された一対の電極と、前記放電容器内に封入された放電媒体とを備えたグロースタータであって、
前記放電容器の内表面に、動作電圧上昇抑制物質を含む被着層が設けられ、
前記被着層の塗布面積が０．５ｃｍ2以上であり、
前記被着層の塗布密度が０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下であることを特徴とするグロースタータ。
【請求項２】
前記動作電圧上昇抑制物質が、バリウムを含むアルミン酸塩および酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つである請求項１に記載のグロースタータ。
【請求項３】
前記一対の電極が、可動電極と固定電極である請求項１または２に記載のグロースタータ。
【請求項４】
前記可動電極と前記固定電極との接点位置と、前記被着層との最短距離が、７．０ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のグロースタータ。
【請求項５】
前記放電媒体がネオンを含み、前記ネオンの封入量が前記放電媒体全体の９５容量％以上１００容量％未満である請求項１〜４のいずれかに記載のグロースタータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のグロースタータの製造方法であって、
（ａ）分散媒に、少なくとも動作電圧上昇抑制物質を分散させて塗布液を作製する工程と、
（ｂ）前記塗布液を放電容器内に注入した後、一定量の塗布液を排出する工程と、
（ｃ）前記塗布液が残存している前記放電容器を乾燥して、前記放電容器の内表面に、前記動作電圧上昇抑制物質を含む被着層を形成する工程と、
を含むことを特徴とするグロースタータの製造方法。
【請求項７】
前記動作電圧上昇抑制物質が、バリウムを含むアルミン酸塩および酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一つである請求項６に記載のグロースータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプの予熱始動時に動作すべきグロースタータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から蛍光灯の起動用にはグロースタータが用いられているが、このグロースタータは高温に長時間さらされると、放電容器の各部材から徐々に不純ガスが放出され、グロースタータの特性が低下するという問題があった。この問題を解決するために、不純ガスを吸収する物質として、金属バリウムを放電容器内に被着することがよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、一般に金属バリウムを析出させるにはバリウムアザイド（ＢａＮ6）が用いられる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
また、従来のグロースタータは、暗所での始動を容易にするため、起動時の初期電子を確保すべく、放電容器内に放射性物質が封入されていた。例えば、放電容器内にペースト状のトリウム２３２（232Ｔｈ）を設置する、またはリード線内にプロメシウム１４７（147Ｐｍ）を含有させる、またはガス状のクリプトン８５（85Ｋｒ）を放電容器内に封入することなどが行われていた（例えば、特許文献３参照。）。これらの放射性物質は、放電ガスを電離させて、暗所でのグロースタータの始動遅れを回避することに多大の貢献をしてきた。
【０００４】
しかし、近年の商品廃棄後の環境保全や安全に対する意識の高揚に伴い、放射性物質を使用しなくてもグロースタータの暗所始動特性を損なわない製品の開発要求がなされてきた。
【０００５】
このような状況の中で、長残光性蛍光体とグロースタータとを組み合わせて、残光による光電子放出効果を利用して暗所始動遅れを改善しようとする取り組み（例えば、特許文献４参照。）、エキソ電子放出物質からの放出電子を利用して暗所始動遅れを改善しようとする取り組み（例えば、特許文献５参照。）、または電極に連結する導体にＢａＯを含むガラスを接触させて暗所始動遅れを改善しようとする取り組み（例えば、特許文献６参照。）などがなされている。
【特許文献１】特開昭５９−２２４０４４号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１６３５３号公報
【特許文献３】米国特許第４６４６０４９号明細書
【特許文献４】特開平１０−２５５７２４号公報
【特許文献５】特開２００１−３４５１９０号公報
【特許文献６】特表平１１−５１４７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述したバリウムアザイド（ＢａＮ6）は真空中では約２１９℃で加熱分解し、分解された窒素を放電容器から排出する必要があるため生産性が悪く、窒素の排出が不足すると封入ガスのアルゴン（Ａｒ）に窒素（Ｎ2）が混入して不動作限界電圧が低下する（特許文献１）などの不具合や、摩擦や静電気などにより引火すると爆発する危険性が強い材料であった。また、長残光性蛍光体を用いたグロースタータは、長時間暗所に放置された後に起動される場合には、すでにその残光性が損なわれて始動時間が遅れるという問題があり、エキソ電子放出物質を用いたグロースタータは、６０００回以上の点滅後に起動される場合には、エキソ電子放出物質の上をスパッタ飛散物質が覆い、次第に暗所始動時間が遅れたり、その動作電圧が初期値より上昇するという問題があり、またＢａＯを含むガラスを電極の導体に接触させたグロースタータは、２次電子を放出しやすいＢａを使用しているためガラスと電極の近くで放電が発生し、エージングがかかりにくくなり、またはパルス電圧のバラツキが多くなり、グロースタータの性能を安定して発揮できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、蛍光ランプと組み合わせて使用され、蛍光ランプの暗所即時点灯性を損なうことなく放射性物質を排除でき、それと同時に生産性を損なうこともなく、動作電圧を寿命初期から寿命末期まで安定して維持でき、かつ安全で扱いやすいグロースタータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、放電容器と、グロー放電による発生熱により変位して接触する前記放電容器内に封装された一対の電極と、前記放電容器内に封入された放電媒体とを備えたグロースタータであって、
前記放電容器の内表面に、動作電圧上昇抑制物質を含む被着層が設けられ、
前記被着層の塗布面積が０．５ｃｍ2以上であり、
前記被着層の塗布密度が０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下であるグロースタータを提供する。
【０００９】
また、本発明は、前記グロースタータの製造方法であって、
（ａ）分散媒に、少なくとも動作電圧上昇抑制物質を分散させて塗布液を作製する工程と、
（ｂ）前記塗布液を放電容器内に注入した後、一定量の塗布液を排出する工程と、
（ｃ）前記塗布液が残存している前記放電容器を乾燥して、前記放電容器の内表面に、前記動作電圧上昇抑制物質を含む被着層を形成する工程と、
を含むグロースタータの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、蛍光ランプの暗所即時点灯性を損なうことなく放射性物質を排除でき、それと同時に生産性を損なうこともなく、動作電圧を寿命初期から寿命末期まで安定して維持でき、かつ安全で扱いやすいという優れた効果を有するグロースタータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のグロースタータは、放電容器の内表面に、動作電圧上昇抑制物質を含む被着層が設けられ、その被着層の塗布面積が０．５ｃｍ2以上であり、その被着層の塗布密度が０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下である。これにより、蛍光ランプの暗所即時点灯性を損なうことなく放射性物質を排除でき、それと同時に寿命後半の動作電圧の上昇を抑制することができる。
【００１２】
上記動作電圧上昇抑制物質としては、例えばアルミン酸バリウム（ＢａＡｌ12Ｏ19）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ2Ｏ4）、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ12Ｏ19）、アルミン酸カルシウム（ＣａＡｌ12Ｏ19）などのアルミン酸塩、または例えばアルミン酸バリウムストロンチウム（Ｂａ，Ｓｒ）Ａｌ2Ｏ4などのアルカリ土類金属を一種以上含むアルカリ土類アルミン酸塩、またはγ族アルミナ、すなわち高活性アルミナや、η−アルミナおよびθ−アルミナからなる活性アルミナなどが使用できる。高活性アルミナは、アルコール水溶液を分散媒にして使用するか、あるいは乾式塗布などの導入プロセスを適正に選ぶことにより、約１２０ｍ2／ｇという極めて大きいＢＥＴ値を確保できるため、不純ガス吸蔵能力に優れている。また、上記動作電圧上昇抑制物質としては、バリウム（Ｂａ）を含みユーロピウム（Ｅｕ）などの付活剤を有するアルミン酸塩系の蛍光体であってもよい。
【００１３】
上記放電容器の内表面には、グロースタータのガラス容器の内面およびステムの表面が含まれる。
【００１４】
また、本発明のグロースタータの製造方法は、水を含む分散媒に、少なくとも動作電圧上昇抑制物質を分散させた塗布液を用いているため、塗布工程が容易になるとともに、有害な廃棄物の発生が少なくでき、作業環境も良好に保持できる。
【００１５】
上記動作電圧上昇抑制物質を含む被着層の塗布面積は、塗布液の塗布領域などを調整することにより、また、その塗布密度は、塗布液の濃度、塗布後の塗布液の排出量などを調整することにより、それぞれ制御することができる。また、上記水を含む分散媒には、水またはアルコール水溶液などが含まれる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本発明のグロースタータの一例を示す断面図である。図１において、グロースタータ１の起動電圧は１４７Ｖであり、タイプはＦＧ−５Ｐである。グロースタータ１は、円筒状のガラス容器６と、このガラス容器６内にグロー放電による発生熱により変位して接触する一対の電極２、３とを備えている。この電極は、可動電極２と固定電極３から構成されている。可動電極２は、高膨張側がＭｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金で形成され、低膨張側がＦｅ−Ｎｉ合金で形成されているバイメタルからなる。また、固定電極３は、Ｎｉ−Ｍｎ合金から形成されている。可動電極２と固定電極３は、それぞれ金属線５を介してガラス製のステム４に支持されており、ステム４とガラス容器６で封じられた放電容器内にはネオン−アルゴン混合ガスからなる封入ガス７（ネオンの封入量：９９．５容量％、ガス圧：６．３Ｐａ）からなる放電媒体で充たされている。
【００１８】
ガラス容器６の内表面には、バリウム（Ｂａ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを含むアルミン酸塩（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、平均粒径：約１．０μｍ、以下ＢＡＭという。）８ａを含む動作電圧上昇抑制物質からなる白色の被着層８が設けられている。この被着層８の塗布面積は１．２５ｃｍ2で、平均の塗布密度は０．２ｍｇ／ｃｍ2とした。本実施形態においては、ステム４とは反対側であるガラス容器６の先端部内表面に被着層８を設けた。
【００１９】
次に、上記グロースタータの製造方法について図１２を用いて説明する。先ず、１質量部の上記動作電圧上昇抑制物質９を１０質量部の水に分散させて塗布液１０を作製する（図１２（ａ））。この際、容器１２中においては攪拌機１１を用いて動作電圧上昇抑制物質９の沈殿や濃度の偏りが起きないようにする。このようにして作られた塗布液１０は注入装置１３によって一定量だけノズル１４を通してガラス容器６の底部に注入される（図１２（ａ））。
【００２０】
その後、余分に注入された塗布液１０は回収装置１５によって吸引されて排出される（図１２（ｂ））。回収装置１５に回収された塗布液１０は再び容器１２に戻して再利用が可能である。
【００２１】
続いて、塗布液１０が一定量残存している状態で乾燥装置１６から導入される温風１７を吹きかけて乾燥し、ガラス容器６の内表面に被着層８（８ａ）を形成する（図１２（ｃ））。その後は、通常の工程により、図１に示したグロースタータ１を作製する。
【００２２】
次に、本発明の一実施形態であるグロースタータ１が、上記のように構成された理由を説明する。
【００２３】
図２は、従来のグロースタータの一例を示す断面図である。図２のグロースタータ１は、図１における被着層８を設けていない以外は、上記本発明の実施形態と同様の構成である。この従来のグロースタータ２０個を用いて、点滅初期と、ＪＩＳ  Ｃ７６２２に規定された耐久性試験判定基準である６０００回点滅後の暗所におけるタッチ時間をそれぞれ測定した。ここで、タッチ時間とは、電圧投入から可動電極２と固定電極３とが接するまでの時間である。また、タッチ時間の許容範囲は、５秒未満とした。その度数分布を図３に示す。なお、ＪＩＳ規格では７秒以下（１４７Ｖ時）と規定されているが、ここではより短い５秒未満とした。図３から明らかなように、点滅初期では従来のグロースタータであってもタッチ時間は許容範囲内となっているが、６０００回点滅後ではタッチ時間が許容範囲を超えるものが見られた。これは、点滅エージング中にグロースタータの内部に発生する不純ガスの影響により、可動電極と固定電極が変位して接するまでの動作電圧が上昇したためと推察される。
【００２４】
また、本発明の実施形態のグロースタータ２０個を用いて上記と同様にしてタッチ時間を測定した。その度数分布を図４に示す。図４から明らかなように、本実施形態のグロースタータは、点滅初期および６０００回点滅後においていずれもタッチ時間が許容範囲内であった。これは、本実施形態では、ＢＡＭ（８ａ）からなる被着層８を設けているため、点滅エージング中に発生する不純ガスをこの被着層８が吸収し、動作電圧が上昇しなかったためと推察される。このことから、この被着層８は電極近傍に配置するのが好ましく、具体的には可動電極２と固定電極３との接点位置と、被着層８との最短距離は７．０ｍｍ以下が好ましく、３．５ｍｍ以下がより好ましい。この範囲であれば電極から発生する不純ガスを被着層８がより効果的に吸収できるからである。なお、被着層８の塗布位置は、上記接点位置と被着層８との最短距離である７．０ｍｍ以下の範囲を満たす位置であればよい。
【００２５】
また、上記本実施形態における効果をさらに説明すると、下記のとおりとなる。
【００２６】
(i)製造工程において水性の懸濁液（塗布液）を用いているため、環境汚染の恐れがなく、塗布工程が容易になるとともに、均質な塗布密度（膜厚）の管理が容易になる。
【００２７】
(ii)分散媒が水であり、例えばポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などの有機バインダが含まれていなため、新たな不純ガスを持ち込むことがない。
【００２８】
(iii)塗布密度（膜厚）を小さくできるので、放電容器からの排気時に被着層内の吸着ガスを排出しやすい。
【００２９】
次に、上記被着層の塗布面積と塗布密度の最適化を検討した。図５は、本実施形態のグロースタータの被着層の塗布密度とタッチ時間との関係を示した図である。図５では、被着層の塗布面積を１．２ｃｍ2としたグロースタータ２０個を用いて点滅初期と６０００回点滅後の暗所におけるタッチ時間を測定し、その最大値をプロットした。図５から明らかなように、許容時間を５秒未満とすると、塗布密度は０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下である必要があり、より好ましくは０．２ｍｇ／ｃｍ2以上０．４ｍｇ／ｃｍ2以下である。この範囲内であれば、点滅エージング中に発生する不純ガスを吸着する被着層の能力が損なわれることがなく、また、排気時の不純ガスの排出も容易となるからである。
【００３０】
また、図６は、本実施形態のグロースタータの被着層の塗布面積とタッチ時間との関係を示した図である。図６では、被着層８の塗布密度を０．２ｍｇ／ｃｍ2としたグロースタータ２０個を用いて点滅初期と６０００回点滅後の暗所におけるタッチ時間を測定し、その最大値をプロットした。図６から明らかなように、許容時間を５秒未満とすると、塗布面積は０．５ｃｍ2以上である必要があり、より好ましくは１．０ｃｍ2以上である。この範囲内であれば、点滅エージング中に発生する不純ガスを吸着する被着層の能力が十分発揮できるからである。また、その塗布面積の上限は特に限定はされないが、放電容器の内表面積の大きさや塗布プロセスの適否を考慮すると、塗布面積は４．５ｃｍ2以下が好ましい。
【００３１】
続いて、グロースタータの動作電圧と点灯所要時間について考察する。ここで、動作電圧とはグロースタータの可動電極２と固定電極３とが接するのに必要な電圧をいい、点灯所要時間とはグロースタータに電圧を投入してから蛍光灯が点灯するまでの時間をいう。
【００３２】
図７および表１は、グロースタータの点滅回数と動作電圧との関係を示した図および表である。
【００３３】
【表１】
2004281387.tif 000003
【００３４】
図７および表１において、動作電圧上昇抑制物質からなる被着層８を設けずに放電容器内の金属線に放射性物質として、プロメシウム１４７を金属線１本当たり約１０ｋＢｑ含ませたグロースタータをサンプルＡ、プロメシウム１４７を含ませない以外はサンプルＡと同様にして作製したグロースタータをサンプルＢ、塗布密度０．２ｍｇ／ｃｍ2で被着層を設けた本実施形態のグロースタータをサンプルＣ、塗布密度を１．２ｍｇ／ｃｍ2とした以外はサンプルＣと同様にして作製した比較例のグロースタータをサンプルＤとした。サンプルはそれぞれ２０個作製し、定格電圧１４７Ｖで点滅させて、サンプルの半数が１０秒以内に始動しなかった時点を寿命（図７では、ＥＮＤと表示）とした。図７および表１から明らかなように、被着層８の塗布密度を適度な数値に限定すれば、前述のＪＩＳ規格における耐久性試験判定基準の６０００回において放射性物質を用いなくても動作電圧の上昇を抑制することができることが分かる。
【００３５】
また、図８は、本発明の実施形態における被着層８の塗布密度と動作電圧との関係を示す図である。図８では、被着層８の塗布面積を２．０ｃｍ2とし、判定基準として試験的に定めた点滅２万回後のサンプル２０個の平均動作電圧をプロットしたものである。図８から明らかなように、塗布密度が０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下の範囲において動作電圧の上昇が抑制されていることが分かる。
【００３６】
また、図９は、本発明の実施形態における被着層の塗布面積と動作電圧との関係を示す図である。図９では、被着層８の塗布密度を０．２ｍｇ／ｃｍ2とし、点滅２万回後のサンプル２０個の平均動作電圧をプロットしたものである。図９から明らかにように、塗布面積が０．５ｃｍ2以上、より好ましくは１．０ｃｍ2以上の範囲で動作電圧の上昇が抑制されていることが分かる。
【００３７】
また、図１０は本発明の実施形態における被着層の塗布密度と点灯所要時間との関係を示した図である。図１０では、被着層の塗布面積を２．０ｃｍ2とし、点滅２万回後のサンプル２０個の点灯所要時間の最大値をプロットしたものである。許容時間は１０秒未満（ＪＩＳ  Ｃ７６２２の暗所点灯所要時間）とした。図１０から明らかなように、被着層の塗布密度が０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下の範囲で始動性が良好であることが分かる。
【００３８】
また、図１１は本発明の実施形態における被着層の塗布面積と点灯所要時間との関係を示した図である。図１１では、被着層の塗布密度を０．２ｍｇ／ｃｍ2とし、点滅２万回後のサンプル２０個の点灯所要時間の最大値をプロットしたものである。図１１から明らかなように、塗布面積が０．５ｃｍ2以上、より好ましくは１．０ｃｍ2以上の範囲で始動性が良好であることが分かる。
【００３９】
上記本実施形態では、被着層をバリウムとマグネシウムとを含むアルミン酸塩により形成したが、これに限定されず、他の動作電圧上昇抑制物質を用いて形成してもよい。
【００４０】
さらに、本実施形態のグロースタータでは、封入ガスとしてネオン−アルゴン、またはネオン−クリプトン混合ガス（ネオンの封入量：９９．５容量％、ガス圧：６．３Ｐａ）を用いることができるが、ネオンの封入量が放電媒体全体の９５容量％以上１００容量％未満であれば、ペニング効果のために始動性が良好となり、ネオンの封入量が９５容量％を下回ると始動性が損なわれる傾向が認められた。
【００４１】
本実施形態では、グロースタータのタイプとしてＦＧ−５Ｐ（起動電圧：１４７Ｖ）を用いた場合について説明したが、これ以外のタイプである例えばＦＧ−４Ｐなども広く用いることができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態のグロースタータでは、放電容器からの排気時に不純ガスの排出を妨げないから、放射性物質を排除してもなお暗所始動遅れ時間を最小レベルに止め、また点滅エージング中に発生する不純ガスを動作電圧上昇抑制物質からなる被着層が吸収するため、点滅エージング後半にあっても初期に比した暗所始動時間に遅れが生じないという優れた効果を有するグロースタータを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように本発明は、蛍光ランプと組み合わせて使用され、蛍光ランプの暗所即時点灯性を損なうことなく放射性物質を排除でき、それと同時に生産性を損なうこともなく、動作電圧を寿命初期から寿命末期まで安定して維持でき、かつ安全で扱いやすいグロースタータを提供することができ、その工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のグロースタータの一例を示す断面図である。
【図２】従来のグロースタータの一例を示す断面図である。
【図３】従来のグロースタータの点滅初期と６０００回点滅後のタッチ時間を比較した度数分布図である。
【図４】本発明の実施形態のグロースタータにおける点滅初期と６０００回点滅後のタッチ時間を比較した度数分布図である。
【図５】本発明の実施形態のグロースタータにおける被着層の塗布密度とタッチ時間との関係を示した図である。
【図６】本発明の実施形態のグロースタータにおける被着層の塗布面積とタッチ時間との関係を示した図である。
【図７】各種のグロースタータにおける点滅回数と動作電圧との関係を示した図である。
【図８】本発明の実施形態のグロースタータにおける被着層の塗布密度と動作電圧との関係を示した図である。
【図９】本発明の実施形態のグロースタータにおける被着層の塗布面積と動作電圧との関係を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態のグロースタータにおける被着層の塗布密度と点灯所要時間との関係を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態のグロースタータにおける被着層の塗布面積と点灯所要時間との関係を示した図である。
【図１２】本発明の実施形態のグロースタータの製造方法を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  グロースタータ
２  可動電極
３  固定電極
４  ステム
５  金属線
６  ガラス容器
７  封入ガス
８  被着層
８ａ  ＢＡＭ
９  動作電圧上昇抑制物質
１０  塗布液
１１  攪拌機
１２  容器
１３  注入装置
１４  ノズル
１５  回収装置
１６  乾燥装置
１７  温風
【図１】
2004281387.tif 000004
【図２】
2004281387.tif 000005
【図３】
2004281387.tif 000006
【図４】
2004281387.tif 000007
【図５】
2004281387.tif 000008
【図６】
2004281387.tif 000009
【図７】
2004281387.tif 000010
【図８】
2004281387.tif 000011
【図９】
2004281387.tif 000012
【図１０】
2004281387.tif 000013
【図１１】
2004281387.tif 000014
【図１２】
2004281387.tif 000015