(57)【要約】【課題】電子放射性物質の吸蔵水素の放出による放電開始電圧の上昇を抑制したグロー放電ランプおよびその製造方法を提供する。【解決手段】グロー放電ランプは、放電容器１と、放電容器１内に封装された一対の電極２、３と、放電容器１内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と、吸蔵水素が低減するように析出効率が安定した状態でめっきされた亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を含み、一対の電極の少なくともいずれか一方に配設された電子放射性物質４とを具備している。吸蔵水素が低減するように析出効率が安定した状態でめっきするには、亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種をめっきする際に、めっき開始直後を避けてめっきすればよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容器と；
放電容器内に封装された一対の電極と；
放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；
吸蔵水素が低減するように析出効率が安定した状態でめっきされた亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を含み、一対の電極の少なくともいずれか一方に配設された電子放射性物質と；
を具備していることを特徴とするグロー放電ランプ。
【請求項２】
放電容器と；
放電容器内に封装された一対の電極と；
放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；
吸蔵水素が低減するように析出効率が安定した状態でめっきされた金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金を含み、一対の電極の少なくともいずれか一方に配設された電子放射性物質と；
を具備していることを特徴とするグロー放電ランプ。
【請求項３】
亜鉛合金は、Ｘ線回折ピーク高さ比で金属亜鉛単体を、金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金に対して３０〜９５％含有していることを特徴とする請求項２記載のグロー放電ランプ。
【請求項４】
めっき開始直後の金属析出効率の低い状態時を避けて亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を一対の電極の少なくともいずれか一方にめっきして電子放射性物質を配設する第１の工程と；
第１の工程により電子放射性物質を配設した一対の電極を放電容器に封装する第２の工程と；
放電容器内に希ガスを主体とする放電媒体を封入する第３の工程と；
を具備していることを特徴とするグロー放電ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプなどを始動するグロースタータとして好適なグロー放電ランプおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グロー放電ランプは、蛍光ランプなどの放電ランプを始動するのに用いるグロースタータや表示ランプとして従来から多用されている。
【０００３】
ところが、グロースタータなどのグロー放電ランプは、暗所中における点灯所要時間が長くなる傾向があるために、それを改善する必要がある。なお、点灯所要時間は、グロースタータの場合、放電遅れ時間、グロー放電持続時間、閉止時間およびパルス発生時間の和である。暗所中で点灯所要時間が長くなるのは、初期電子の供給が不足するために、放電遅れ時間が長くなるからである。
【０００４】
そこで、従来は、１４７Ｐｍなどの放射性同位元素の微量を電極近傍に塗布したり、電気化学的に被覆し、さらにＮｉなどの金属を鍍金したり、あるいは８５Ｋｒ、３Ｈなどの気体性放射性同位元素を放電容器内にイオン化充填ガスとして封入したりしていた。これらによれば、そのいずれも放射性同位元素により常時放電容器内の充填ガスをイオン化しておくことができ、これにより点灯時には速やかに放電が開始されるので、放電遅れ時間に対する改善効果は顕著である。しかしながら、放射性物質を使用する場合、それがたとえ微量であったとしても、製造上および取り扱い上放射線安全基準を満たす施設と安全取り扱いのための厳格な管理とが要求されるという問題がある。
【０００５】
これに対して、放射性同位元素を用いない手段も模索され、長残光性を示す蛍光体を用いて暗所中において残光を電極表面部に入射させることで光電子放出により初期電子を供給して放電遅れ時間を改善する技術が知られている（特許文献１参照。）。特許文献１によれば、放射性物質を用いないので、前述した問題に対して効果的である。ところが、長残光性を示す蛍光体とはいうものの、所要の残光量を維持できる期間には限度がある。特許文献１においては、ＦＬ１５形蛍光ランプによる１００ｌｘ、３０分間光照射後暗所中放置６０時間（２．５日）ないし９０時間（３．７５日）経過までが限度である旨記載されている。また、長残光性を示す蛍光体は、外光が届く部位に設ける必要があるため、遮光性のケースを備えたグロースタータには使用できないといった制約がある。
【０００６】
一方、電気めっきなどによって電極を亜鉛で被覆したことにより、暗所における始動時間を短縮する技術が知られている（特許文献２参照。）。特許文献２によれば、グロー放電により亜鉛の表面層がスパッタし、それにより清浄なかなり活性な表面が形成される。また、飛散した亜鉛原子がガス中の不純物ガスを吸着してガラス管内壁に付着し、ガスを清浄化するとともにガラス管からの不純物ガスの放出も抑える。これらにより、電極表面から初期電子が放出されやすくなる旨記載されている。特許文献２によれば、バイメタルまたは固定電極に亜鉛を被覆すると、亜鉛がグロー放電または高圧パルス放電に伴うスパッタリングにより飛散して消耗が激しくなり、グロースタータの保証点滅回数以下で電極から消失してしまい、所望の点灯所要時間特性を維持できなくなることがあると考えられていた。これに対して、亜鉛の膜厚を増して所定範囲にすることによって改善されるものの、製造の困難さや電気特性の変動などの不具合要因が考えられるため、本質的な解決にはなっていない。
【０００７】
これに対して、本発明者らは、種々研究の結果、融点が４５０℃以上の亜鉛合金を含む電子放射性物質を用いることにより、上記従来の問題点が解決できることを見出した（特許文献３参照。）。そして、亜鉛合金の電極への配設は、共析めっき法により比較的容易にこれを行うことができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２５５７２４号公報
【特許文献２】特開昭５４−６４８７３号公報
【特許文献３】特許第３３７９５３５号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献３に基づくグロースタータの中には、暗黒中に長時間放置した後、放電開始電圧が上昇し、延いては放電遅れ時間が長くなるものが混じることが分かった。
【０００９】
そこで、本発明者が詳細な調査を行った結果、亜鉛合金のめっきの状態によって始動電圧が変化することが分かり、さらに検討したところ、めっき開始直後にめっき膜が形成された電極を用いて製作したグロースタータに問題の発生することが分かった。すなわち、上記のようなめっき膜を用いたグロースタータは、めっき膜の亜鉛合金中に吸蔵される水素が非常に多くなり、グロー放電によって吸蔵されていた水素が放電容器中に放出されるために、放電開始電圧が上昇する事実が分かった。
【００１０】
また、従来、金属亜鉛単体を電子放射性物質として用いるのはスパッタの問題のために困難であると考えてきたが、吸蔵水素を低減したりすることにより実用に耐えることが分かった。さらに、吸蔵水素を低減した亜鉛合金と金属亜鉛単体と併用することにより、初期電子放出作用を促進するとともに、スパッタを低減して長期間にわたる使用に耐えるグロー放電ランプが得られることを本発明者は発見した。本発明は、以上の各発見に基づいてなされたものである。
【００１１】
本発明は、電子放射性物質の吸蔵水素の放出による放電開始電圧の上昇を抑制したグロー放電ランプおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を含む電子放射性物質を配設するとともに、これらの電子放射性物質における吸蔵水素の放出による放電開始電圧の上昇を抑制したグロー放電ランプおよびその製造方法を提供することを他の目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、加えて初期電子の発生が良好であるとともに、長期間にわたる使用に耐えるグロー放電ランプおよびその製造方法を提供することを他の目的とする。
【００１４】
【課題を達成するための手段】
本発明のグロー放電ランプは、放電容器と；放電容器内に封装された一対の電極と；放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；吸蔵水素が低減するように析出効率が安定した状態でめっきされた亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を含み、一対の電極の少なくともいずれか一方に配設された電子放射性物質と；を具備していることを特徴としている。
【００１５】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。本発明のグロー放電ランプは、上記のように放電容器、一対の電極、放電媒体および電子放射性物質を構成要素として備えていて、表示用グローランプ、冷陰極形蛍光ランプ、グロースタータなどグロー放電を生起して作動する放電ランプを包含する。以下、構成要素ごとに説明する。
【００１６】
＜放電容器について＞    放電容器は、気密性、加工性および好ましくは耐熱性を備えた材料たとえばガラスから形成され、内部に放電空間を有している。また、ガラス材料の中でも軟質ガラスが加工性およびコストの面で優れている。
【００１７】
＜一対の電極について＞    一対の電極は、熱電子放射性物質を備えていない、いわゆる冷陰極を用いることができる。表示用のグロー放電ランプの場合には、一対の電極は固定形のものを用いる。これに対して、グロースタータの場合には、少なくともその一方がバイメタルを備えた可動電極からなる。すなわち、一対の電極の一方が可動電極で、他方が固定電極からなる態様および双方の電極が可動電極からなる態様のいずれであってもよい。なお、いずれの放電ランプであっても、一対の電極は、放電容器内に封装されている。
【００１８】
次に、グロースタータとして好適なバイメタルとしては、たとえばＦｅ−Ｎｉ合金からなる薄板と、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｆｅ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金またはＣｒ−Ｃｕ−Ｎｉ合金からなる薄板とを直接または中間の熱膨張率を有する第３の薄板を間に介在させて間接に、溶接などにより張り合わせて形成したものを用いることができる。そして、電極間に生じたグロー放電の発生熱により可動電極が温度上昇に伴って変位して温度が５０〜１５０℃になったときに一対の電極が接触する。接触により電極間が短絡されるので、グロー放電が停止すると、可動電極の温度が低下して再び一対の電極は離間する。
【００１９】
また、一対の電極は、グロースタータの場合、グロー放電の持続時間がなるべく短くなるように、その電極間距離を０．１〜２ｍｍ程度になるように設定する。
【００２０】
さらに、一対の電極を所定の電極間距離を保持して放電容器内の所定の位置に封装するために、ステムを用いて予め所定の電極間距離に組み立てたマウントを使用することができる。ステムは、フレアステム、ビードステムなど適宜用いることができる。なお、電極間のステム表面で沿面放電が発生してパルス電圧が低下するのを抑制するために、当該部分の表面を絶縁物質で被覆することができる。
【００２１】
＜放電媒体について＞    放電媒体は、希ガスを主体とするもので、放電容器内に封入される。希ガスとしては、一般的にはアルゴンを用いるが、グロー放電電流を増加させる目的、または寿命中の再動作電圧低下を抑制する目的で、アルゴンに水素または有機ガスなどを混合することができる。あるいは、アルゴンに代えてネオンまたはネオン・アルゴンのペニング効果を利用した混合ガスを用いることもできる。さらに、ネオンおよびアルゴンのいずれか一方または両方と、クリプトンおよびまたはキセノンとの混合ガスを用いることもできる。
【００２２】
＜電子放射性物質について＞    電子放射性物質は、電極活性剤とも称するが、本発明においては吸蔵水素が低減するような制御下において電極にめっきされた亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を含んでいる。そして、一対の電極の少なくとも一方の表面の一部またはほぼ全体を被覆するように配設される。めっきにおいて、吸蔵水素が低減するように制御するには、めっきの析出効率すなわち電流効率が高くなるようにすればよいことが分かった。めっきの析出効率すなわち電流効率は、めっき槽の電極間電圧に依存するので、当該電極間電圧を監視して、当該電極間電圧が低いときにめっきを行うようにすれば、めっきの析出効率すなわち電流効率が高くなる。また、めっき槽の電極間電圧が高く、析出効率が低い状態は、めっき開始の直後に発生しやすく、その後電極間電圧が低下していき、析出効率が安定する。したがって、めっき開始後は、析出効率が低く不安定であるため、めっき開始から析出効率が安定するまでの間にめっきされた電子放射性物質は使用しないようにする必要がある。
【００２３】
本発明においては、電子放射性物質として亜鉛合金、金属亜鉛単体、または亜鉛合金および金属亜鉛単体の併用のいずれの態様であっても許容されるが、それらのいずれを用いる場合であっても、吸蔵水素が低減するような制御下においてめっきされたという構成を備えている必要がある。
【００２４】
次に、亜鉛合金について説明する。亜鉛合金は、亜鉛と合金を形成する金属の種類が限定されない。例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｌａ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｔｉ、ＷおよびＺｒのグループから選択された一種または複数種を他方の成分とする亜鉛合金を用いることができる。しかし、上記のグループの中では、Ｎｉを成分とする場合に最も作用が良好で、容易、かつ、安価に亜鉛合金を得ることができる。また、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｎ、ＣｒおよびＭｏも比較的容易に得やすい。
【００２５】
一方、亜鉛合金は、耐スパッタ性を向上させるために、融点が４５０℃以上のものが好ましい。しかし、亜鉛合金の製造工程を容易にするためには、融点が５５０〜８３０℃の範囲であるのが好ましい。また、所定の電子放射特性を得るために、亜鉛の含有率は、５０質量％以上であるのが好ましく、より一層好ましくは６５〜９８質量％の範囲内であるのがよい。
【００２６】
亜鉛合金の好適な構成例は、上述のように亜鉛−ニッケル合金であり、以下この点について詳しく説明する。すなわち、Ｎｉを他方の成分とする亜鉛合金の場合、Ｎｉを約２５質量％前後含有することで融点８８１℃のＮｉＺｎ３となり、またＮｉを約１９質量％前後含有することで融点８７０℃程度のＮｉＺｎ２１となり、さらにＮｉを約１１質量％前後含有することで融点が７９０℃程度のＮｉＺｎ８となり、いずれも安定な金属間化合物を形成する。このように亜鉛−ニッケル合金は、種々の形態が適用可能であり、例えば固溶体の形態も許容される。
【００２７】
また、亜鉛−ニッケル合金の好適な構成比は、ニッケルの含有量が２〜１５質量％である。すなわち、ニッケルの組成が上記の範囲にあれば、融点が約５５０〜８３０℃程度の亜鉛合金が得られる。亜鉛単体の融点が４１９．４℃であることから明らかなように、亜鉛合金の融点が十分に高くなる。このため、耐スパッタリング性が向上する。しかし、Ｎｉが２質量％未満であると、融点が低下しすぎる。これに対して、Ｎｉが１５質量％を超えると、融点は飽和傾向を示す。
【００２８】
さらに、上記の亜鉛合金は、吸蔵水素が低減するような制御下における共析電気めっき法により電極上に直接膜状に形成することができ、したがって電子放射性物質の配設が容易になる。さらにまた、亜鉛−ニッケル合金は、工業的規模で容易に入手し得て、しかも安価な電子放射性物質を備えたグロー放電ランプを提供することができる。
【００２９】
さらにまた、亜鉛合金は、亜鉛と、コバルト、銅、ニッケル、スズおよびモリブデンのグループから選択された２種の金属とを主成分とする３元亜鉛合金からなるものを用いることができる。３元亜鉛合金としては、例えばＺｎ−Ｃｏ−Ｍｏ、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ、Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃｏなどを用いることができる。Ｚｎ−Ｃｏ−Ｍｏにおいては、Ｃｏ：１〜３％、Ｍｏ：０．１〜０．５％、残部Ｚｎである。Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒにおいては、Ｃｏ：０．１〜０．５％（例えば０．３％）、Ｃｒ：０．０１〜０．１％（例えば０．０５％）、残部Ｚｎである。Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃｏにおいては、Ｎｉ：１５〜２０％（例えば１７％）、Ｃｏ：０．１〜０．５％（例えば０．３％）、残部Ｚｎである。なお、上記％はいずれも質量％である。また、これらの３元亜鉛合金は、上述の２元合金の場合と同様に吸蔵水素が低減するような制御下における共析電気めっき法により形成することができる。
【００３０】
次に、電子放射性物質として亜鉛合金および金属亜鉛単体が併用される場合には、亜鉛合金と同様に吸蔵水素が低減するような制御下において電極にめっきされ、亜鉛および亜鉛と合金を形成する金属とを単一のめっき被膜の中に共存させることにより、金属単体を含有した亜鉛合金のめっき膜を形成することができる。しかし、要すれば亜鉛合金と金属亜鉛単体を交互にめっきしてもよい。
【００３１】
＜本発明の作用について＞    本発明においては、上記の構成を具備していることにより、電極に配設された亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を電子放射性物質とする場合に、当該電子放射性物質中の吸蔵水素が少ないため、寿命中の水素放出が著しく低減するので、グロー放電ランプの始動電圧が不所望に上昇することが抑制される。したがって、寿命中に不点に至るようなことがなくなる。
【００３２】
金属亜鉛単体を電子放射性物質として用いる場合、スパッタが相対的に多くなる傾向は否めないが、電極への配設量を多くするとともに、放電容器の内容積を大きくすることにより、実用に供するグロー放電ランプが得られる。
【００３３】
＜その他の構成について＞    本発明の必須要素ではないが、所望により以下の構成を選択的に付加することができる。
【００３４】
１．（ゲッターについて）    グロー放電ランプの寿命中に放電容器内に不純ガスが放出されると、始動性が低下する。そこで、ガス吸着を行なうゲッター材としてパーフォーマンスゲッターを放電容器の内部に配設することができる。
【００３５】
ゲッター材としてＢａまたはその合金、あるいはＺｒ、Ａｌまたはこれらの合金を透光性放電容器の内部へ配設することができる。Ｂａの合金としては、たとえばＢａＡｌ４を用いることができる。また、Ｂａの化合物としてＢａＮ６（アジ化バリウム）を用いることもできる。そして、封入後ＢａＡｌ４またはＢａＮ６をフラッシングすると、Ｂａ単体となってゲッター作用を行う。また、ＺｒおよびＡｌの合金としては、たとえばＺｒＡｌを用いることができる。さらに、水素ゲッターとしてＢａＯ２（過酸化バリウム）を使用することもできる。
【００３６】
また、ゲッター材は、リング状または板状に整形して電極に固着したり、粉末にしてステムや透光性放電容器に膜状に付着させたりすることができる。
【００３７】
２．（ケースについて）    ケースは、グロースタータを機械的に保護するために、放電容器の周囲を包囲する手段である。また、ケースは、金属、合成樹脂またはセラミックスなどの所要の機械的強度を有する材料を用いて形成することができる。さらに、ケースには、グロースタータをソケットに対する着脱を容易にするために、摘みやすいようにすべり止めの突条などの操作補助部を形成することができる。
【００３８】
３．（口金について）    口金は、適合蛍光ランプの定格に応じてねじ口金たとえばＥ１７形またはピン口金たとえばＰ２１形などを用いることができる。
【００３９】
請求項２の発明のグロー放電ランプは、放電容器と；放電容器内に封装された一対の電極と；放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；吸蔵水素が低減するように析出効率が安定した状態でめっきされた金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金を含み、一対の電極の少なくともいずれか一方に配設された電子放射性物質と；を具備していることを特徴としている。
【００４０】
本発明は、電子放射性物質が金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金を含んでいる。金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金は、亜鉛と合金形成金属との共析めっき法により形成することができる。亜鉛合金中に含有される金属亜鉛単体の含有量は、比較的広範囲に許容される。なお、亜鉛合金中の金属亜鉛単体が含有しているか否かはＸ線回折により確認することができる。
【００４１】
そうして、本発明においては、亜鉛合金が金属単体の亜鉛を含有していることにより、初期電子の放出性能が格段に向上する。そのため、グロー放電ランプの暗黒特性が向上する。
【００４２】
また、電子放射性物質が金属亜鉛単体のみであると、電子放射特性は良好であるが、金属亜鉛単体がスパッタにより消耗され、吸蔵水素を放出しやすいという傾向がある。これに対して、本発明においては、金属亜鉛単体が亜鉛合金中に分散して含有されている。そのため、スパッタによる消耗が抑制されるとともに、スパッタされても吸蔵水素量が少ないので、安定した始動特性が寿命中継続することが分かった。
【００４３】
請求項３の発明のグロー放電ランプは、請求項２記載のグロー放電ランプにおいて、亜鉛合金は、Ｘ線回折ピーク高さで金属亜鉛単体を、金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金に対して３０〜９５％含有していることを特徴としている。
【００４４】
本発明は、亜鉛合金中に含有される金属亜鉛単体の許容され得る含有量範囲を規定している。なお、Ｘ線回折ピーク高さ比による含有量は、Ｘ線回折により得られたピーク波形のうち、金属亜鉛単体によるピークの高さをＡとし、亜鉛合金によるピークの高さをＢとしたとき、比率Ａ／（Ａ＋Ｂ）を％で表した値をいうものとする。含有量を求める場合に、誤差を生む虞があるので、他の成分と紛らわしいピークを回避して求めるべきである。また、上記のＸ線回折ピーク高さ比による含有量は、金属亜鉛単体の亜鉛合金および金属亜鉛単体の総量に対する重量割合と正の相関があるが、比例関係にはない。
【００４５】
亜鉛合金中に含有される金属亜鉛単体の許容され得る含有量範囲を３０〜９５％とした理由は次のとおりである。すなわち、含有量が上記の範囲内の下限値近傍であっても、少なくとも定格電圧を印加すれば、正常に放電を開始する。また、含有量が上限値近傍であれば、定格電圧より低い下限電圧であっても、非常に高い確率で正常に放電を開始する。これに対して、含有量が３０％未満になると、定格電圧の印加では不点になるものが発生する。また、含有量が９５％を超えると、スパッタがやや増加する。そうして、亜鉛合金中に含有される金属亜鉛単体の好適な範囲は、５０〜８０％である。この範囲内であれば、下限電圧であっても放電開始が正常に行われるとともに、スパッタの顕著な増加もない。
【００４６】
そうして、本発明においては、上記の構成を具備していることにより、少なくとも定格電圧を印加すれば、正常に放電を開始するとともに、スパッタの増加が少ないグロー放電ランプを得ることができる。
【００４７】
請求項４の発明のグロー放電ランプの製造方法は、めっき開始直後の金属析出効率の低い状態時を避けて亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を一対の電極の少なくともいずれか一方にめっきして電子放射性物質を配設する第１の工程と；第１の工程により電子放射性物質を配設した一対の電極を放電容器に封装する第２の工程と；放電容器内に希ガスを主体とする放電媒体を封入する第３の工程と；を具備していることを特徴としている。
【００４８】
本発明は、請求項１ないし３に規定するグロー放電ランプを最も簡単に製造する方法を規定している。すなわち、第１の工程において、亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一方をめっきする際に、めっき開始直後を避けてめっきを行うものである。めっき開始直後は、めっきが不安定で、めっきを行わせるためには、通常状態より高い電圧を印加しないと、所定値の電流をめっき槽に流すことができない。このようなときには、金属の析出効率、したがってめっきの電流効率が低い。そして、このような状態のときに得られためっき膜は、吸蔵水素量が多くなる。これに対して、本発明においては、上記のようにめっき開始直後を避けてめっきするので、金属の析出効率、したがってめっきの電流効率が高くなり、吸蔵水素が低減する。
【００４９】
本発明の第２および第３の工程は、既知のグロー放電ランプの製造方法と同様に行うことができる。
【００５０】
そうして、本発明においては、上記の工程を具備しているので、得られためっき膜の吸蔵水素量が少なくなり、このため放電開始電圧の不所望な上昇がなくなる。したがって、グロー放電ランプの寿命中に不点に至ることが著しく減少する。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００５２】
図１および図２は、本発明のグロー放電ランプにおける第１の実施の形態としてのグロースタータを示し、図１は正面図、図２は電極マウントを示す拡大正面図である。各図において、１は放電容器、２は固定電極、３は可動電極、４は電子放射性物質、５はケース、６は口金、７は雑音防止コンデンサである。本実施の形態は、Ｐ形グロースタータである。すなわち、グロースタータがＰ形の場合は、ケース５内に雑音防止コンデンサ７を内蔵するとともに、口金６がＰ２１形のピン口金であるという外観上の特徴がある。
【００５３】
放電容器１は、軟質ガラスからなり、ガラスバルブ１ａ、ステム部１ｂおよび排気チップオフ部１ｃを備え、内部に放電空間１ｄが形成されている。ガラスバルブ１ａは、図示しないが、予め一端に開口端、他端に相対的に細管の排気管が一体に形成されている。ステム部１ｂは、後述するフレアステムＨＳをガラスバルブ１ａの開口端に封着してガラスバルブ１ａと一体化されている。排気チップオフ部１ｃは、ガラスバルブの他端に形成された排気管をチップオフした際に形成される。
【００５４】
放電容器１の内部には、放電媒体としてネオン−キセノンの混合ガスを封入している。
【００５５】
固定電極２および可動電極３は、図２に示すように、予め電極マウントＥＭとして組み立てられ、これをガラスバルブ１ａの開口端に封着することによって放電容器１内の所定の位置に気密に支持されている。すなわち、電極マウントＥＭは、フレアステムＨＳ、固定電極２、可動電極３、外部導入線ＯＬ１、ＯＬ２、電子放射性物質４を所定の位置関係に組み立てて構成されている。そして、フレアステムＨＳのフレアの部分をガラスバルブ１ａの開口端に封着することにより、放電容器１が形成されるとともに、固定電極２および可動電極３を放電容器１内に封装している。固定電極２は、ニッケルワイヤからなり、基端がフレアステムＨＳに封着され、外部導入線ＯＬ１に接続している。可動電極３は、ニッケルワイヤ３ａおよびバイメタル３ｂからなる。棒状金属３ａは、固定電極２より長く、その基端がフレアステムＨＳの固定電極２に離間対向する位置に封着され、外部導入線ＯＬ２に接続している。また、バイメタル３ｂは、く字状に屈曲され、図１において上側の端部が棒状金属３ａの上部に溶接され、冷却状態においては下側の端部が棒状金属３ａに当接して係止している。補助的な放射性物質としてαアルミナの微粒子の膜を放電容器内の所望部位に塗布形成してもよい。
【００５６】
電子放射性物質４は、金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金からなり、バイメタル３ｂの表面に厚さ１．０〜２０μｍの範囲内で形成されている。亜鉛−ニッケル合金における金属亜鉛単体の含有量は、Ｘ線回折ピーク高さ比で約７０％である。
【００５７】
ケース５は、遮光性のユリア樹脂または酸化チタン微粒子を適量添加して適度の光拡散性にしたポリカーボネート樹脂を成形して有底筒状に成形してなり、開口端に口金６が係合し、かつ、接着剤により固着されている。また、頭部周縁に摘み用のローレット部５ｂを備えている。
【００５８】
口金６は、絶縁基板６ｂおよび一対の口金ピン６ｃ、６ｃから構成されている。絶縁基板６ｂは、ケース５開口端を閉塞している。一対の口金ピン６ｃ、６ｃは、絶縁基板６ｂに離間対向して固着されていて、ケース５の外部に突出した係止突部６ｃ１と、ケース５の内部に突出する接続部６ｃ２とを一体化して備えている。
【００５９】
雑音防止コンデンサ７は、そのリード線７ａを介して固定電極２および可動電極３に対して並列接続されるように一対のピン６ｃ、６ｃの接続部６ｃ１に接続している。
【００６０】
図３は、金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金のＸ線回折波形を比較用の標準データとともに示すグラフである。図の右側に付した記号（ａ）は金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金のＸ線回折波形、記号（ｂ）はニッケルＮｉの標準データ、記号（ｃ）は亜鉛Ｚｎの標準データ、記号（ｄ）は亜鉛−ニッケル合金Ｎｉ５Ｚｎ２１の標準データ、をそれぞれ示す。金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金のＸ線回折波形（ａ）中に付記した記号ＮｉはニッケルのＸ線回折ピーク、記号Ｚｎは亜鉛のＸ線回折ピーク、記号Ｚｎ−Ｎｉは亜鉛−ニッケル合金のＸ線回折ピーク、記号＊は電極を構成するニッケルワイヤのＸ線回折ピークが出ること、をそれぞれ示している。
【００６１】
図から理解できるように、Ｘ線回折によればニッケル、金属亜鉛単体および亜鉛−ニッケル合金は、ともに複数のＸ線回折ピークを生じるが、金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金に占める金属亜鉛単体の含有量比率を計算するためには、それぞれに成分が他の成分と重ならない記号◎を付記したＸ線回折ピークの高さを図から求めるものとする。
【００６２】
図４は、金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金中に占める金属亜鉛単体の含有量比率が種々異なる電子放射性物質を配設した複数種からなりそれぞれ多数のグロースタータについて暗黒中に所定時間放置後に行った放電開始試験の結果を放電開始が正常な場合と不点の場合とに分別したときの金属亜鉛単体の含有量比率の分布を示すグラフである。なお、グロースタータは、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態に示す形態である。また、暗黒中に放置の条件および測定条件は、日本工業規格ＪＩＳの規定に準拠して行った。
【００６３】
図において、横軸の「下限電圧  正常」は、定格電圧より低く設定した下限電圧を印加したときの放電開始が正常なグロー放電ランプを示す。同じく「定格電圧  正常」は、定格電圧を印加したときの放電開始が正常なグロー放電ランプを示す。「下限電圧  不点」は、定格電圧より低く設定した下限電圧を印加したときに不点のグロー放電ランプを示す。同じく「定格電圧  不点」は、定格電圧を印加したときに不点のグロー放電ランプを示す。また、縦軸は、金属亜鉛単体を含有する亜鉛ニッケル合金中に占める金属亜鉛単体の含有量比率Ｚｎ／（ＺｎＮｉ＋Ｚｎ）％を示す。
【００６４】
図から理解できるように、「下限電圧  正常」の場合の金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金中に占める金属亜鉛単体の含有量比率は、５２〜９５％の間に分布し、記号◆に示す平均値は７０％であった。「定格電圧  正常」の場合の金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金中に占める金属亜鉛単体の含有量比率は、３０〜９５％の間に分布し、記号◆に示す平均値は４６％であった。
【００６５】
これに対して、「下限電圧  不点」の場合の金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金中に占める金属亜鉛単体の含有量比率は、０〜６７％の間に分布し、記号◆に示す平均値は８８％であった。「定格電圧  不点」の場合の金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金中に占める金属亜鉛単体の含有量比率は、０〜５５％の間に分布し、記号◆に示す平均値は２５％であった。なお、不点の場合は、電子放射性物質以外の要因もあり得る。
【００６６】
以上の結果を総合すれば、金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金中に占める金属亜鉛単体の含有量比率が３０〜９５％の範囲内であれば、ほぼ問題なく放電開始が行われることが分かる。また、同じく含有比率が５０〜９５％であれば、なお一層高い確率で確実に放電開始が行われることが分かる。
【００６７】
図５は、本発明のグロー放電ランプにおける第２の実施形態としての表示用グロー放電ランプおけるワイヤバルブを示す正面図である。一対の電極２、２は、いずれも固定電極からなる。電子放射性物質４は、一対の電極２、２に支持されている。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、吸蔵水素が低減するように析出効率が安定した状態でめっきされた亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を含み、一対の電極の少なくともいずれか一方に配設された電子放射性物質を具備していることにより、電子放射性物質の吸蔵水素の放出による放電開始電圧の上昇を抑制したグロー放電ランプを提供することができる。
【００６９】
請求項２の発明によれば、吸蔵水素が低減するように析出効率が安定した状態でめっきされた金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金を含み、一対の電極の少なくともいずれか一方に配設された電子放射性物質を具備していることにより、電子放射性物質の吸蔵水素の放出による放電開始電圧の上昇を抑制するとともに、初期電子の放出が良好で暗黒特性が向上したグロー放電ランプを提供することができる。
【００７０】
請求項３の発明によれば、加えて亜鉛合金は、Ｘ線回折ピーク高さ比で金属亜鉛単体を、金属亜鉛単体を含有する亜鉛合金に対して３０〜９５％含有していることにより、金属亜鉛単体のスパッタが少ないグロー放電ランプを提供することができる。
【００７１】
請求項４の発明によれば、めっき開始直後の金属析出効率の低い状態時を避けて亜鉛合金および金属亜鉛単体の少なくとも一種を一対の電極の少なくともいずれか一方にめっきして電子放射性物質を配設する第１の工程を具備していることにより、電子放射性物質の吸蔵水素の放出による放電開始電圧の上昇を抑制するとともに、製造が簡単なグロー放電ランプの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のグロー放電ランプにおける第１の実施の形態としてのグロースタータを示す正面図
【図２】同じく電極マウントを示す拡大正面図
【図３】金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金のＸ線回折波形を比較用の標準データとともに示すグラフ
【図４】金属亜鉛単体を含有する亜鉛−ニッケル合金中に占める金属亜鉛単体の含有量比率が種々異なる電子放射性物質を配設した複数種からなりそれぞれ多数のグロースタータについて暗黒中に所定時間放置後に行った放電開始試験の結果を放電開始が正常な場合と不点の場合とに分別したときの金属亜鉛単体の含有量比率の分布を示すグラフ
【図５】本発明のグロー放電ランプにおける第２の実施形態としての表示用グロー放電ランプおけるワイヤバルブを示す正面図
【符号の説明】
１…放電容器、１ａ…ガラスバルブ、１ｂ…ステム部、１ｃ…排気チップオフ部、１ｄ…放電空間、２…固定電極、３…可動電極、３ａ…ニッケルワイヤ、３ｂ…バイメタル、４…電子放射性物質、５…ケース、５ｂ…ローレット部、６…口金、６ｂ…絶縁基板、６ｃ…口金ピン、６ｃ１…係止突部、６ｃ２…接続部、７…雑音防止コンデンサ、７ａ…リード線、ＥＭ…電極マウント、ＨＳ…フレアステム、ＯＬ１…外部導入線、ＯＬ２…外部導入線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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