(57)【要約】【課題】放射性同位元素を使用せずに、暗所中に長時間放置しても放電遅れ時間を短くすることが可能なグロースタータおよびその製造方法を提供する。【解決手段】放電容器５と；この放電容器内に封装された少なくとも一方が可動電極７で構成された一対の電極６，７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；放電容器の内面にスパッタにより付着されたエキソ電子放出物質９と；を具備している。【選択図】  図１
2005235687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容器と；
この放電容器内に封装された少なくとも一方が可動電極で構成された一対の電極と；
上記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；
上記放電容器の内面にスパッタにより付着されたエキソ電子放出物質と；
を具備していることを特徴とするグロースタータ。
【請求項２】
上記エキソ電子放出物質は、上記一対の電極の少なくとも一方に塗布されていることを特徴とする請求項１記載のグロースタータ。
【請求項３】
上記エキソ電子放出物質は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛のいずれか一種またはこれらの組み合せたものであることを特徴とする請求項１または２記載のグロースタータ。
【請求項４】
放電容器内に封装される少なくとも一方が可動電極で構成された一対の電極の少なくとも一方に、エキソ電子放出物質を塗布する工程と；
上記一対の電極を放電容器内に封装する工程と；
上記固定電極と可動電極との間に放電を生起させてスパッタさせることにより上記エキソ電子放出物質を上記放電容器の内面に付着させる工程と；
を具備していることを特徴とするグロースタータの製造方法。
【請求項５】
上記エキソ電子放出物質塗布工程は、粉末状のエキソ電子放出物質を純水に分散させてなるスラリーを、上記一対の電極の少なくとも一方に塗布する工程を含んでいることを特徴とする請求項４記載のグロースタータの製造方法。
【請求項６】
上記エキソ電子放出物質は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛のいずれか一種またはこれらを組み合せたものであることを特徴とする請求項４または５記載のグロースタータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光ランプ等を始動点灯させるために使用することができる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、この種のグロースタータは、蛍光ランプ等の放電ランプを始動点灯させるために多用されている。
【０００３】
この種のグロースタータは、ガスを封入した放電容器内に、固定電極とバイメタルを備えた可動電極とを一対の電極として封装している。
【０００４】
しかし、この種のグロースタータでは、暗所中における点灯所要時間が長くなる傾向がある。この点灯所要時間は、放電遅れ時間、グロー放電持続時間、フィラメント予熱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原因は、明所では自然光の励起による初期電子の供給があるのに対し、自然光が全く無い暗所では、その自然光による初期電子の供給が殆ど期待できず、初期電子の供給不足のために放電遅れ時間が長くなる点にある。
【０００５】
そこで、従来では、この放電遅れ時間を改善するために、１４７Ｐｍ等の放射性同位元素（Ｒ１）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等の金属を鍍金している。また、放電容器内に気体性放射性同位元素をイオン化充填ガスとして封入する技術も知られている。
【０００６】
これらのいずれの手段も放射性同位元素により放電容器内を常時イオン化しておくことができるので、点灯時には速やかに放電が開始され、放電遅れ時間を改善することができる。
【０００７】
しかしながら、これら従来例では、いずれも放射性同位元素を使用しているので、それがたとえ微量であっても、製造上および取扱い上、放射線安全基準を満たす施設と安全取扱いのための厳格な管理とが要求される。
【０００８】
そこで、このような放射性同位元素を使用しない従来例としては、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て光電子放出により初期電子を供給し、放電遅れ時間を改善する技術（例えば特許文献１参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２５５７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来のグロースタータは、長残光性を示す蛍光体を用いてはいるものの、所要の残光量を維持できる時間ないし期間には限度がある。すなわち、上記特許文献１に記載されているように、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。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、放射性同位元素を使用せずに、暗所中に長時間放置しても放電遅れ時間を短くすることが可能なグロースタータおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、放電容器と；この放電容器内に封装された少なくとも一方が可動電極で構成された一対の電極と；上記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；上記放電容器の内面にスパッタにより付着されたエキソ電子放出物質と；を具備していることを特徴とするグロースタータである。
【００１２】
本発明および以下の各発明において、特に限定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１３】
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、例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。
【００１４】
一対の電極は、少なくともその一方がバイメタル等からなる可動電極からなり、放電容器内に封装されている。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のバイメタル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。その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、可動電極のバイメタルが冷却して原状のＯＦＦ位置に復帰するので、再び一対の電極は離間する。
【００１５】
また、一対の電極は、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のが好ましい。
【００１６】
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、ビードステム等を適宜用いることができる。
【００１７】
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でアルゴンに水素または有機ガス等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・アルゴン等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。
【００１８】
エキソ（ＥＸＯ）電放出物質は、エキソ電子放出により初期電子を供給するための物質であり、放電容器内の適当な位置に配設することができる。例えば放電容器の内面または電極等に配設することができる。
【００１９】
また、エキソ電気放出物質としては、種々の物質が知られているが、例えば酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等が好適である。エキソ電子放出物質は、スパッタにより放電容器内面に付着形成することができる。
【００２０】
ケースについては、グロースタータを機械的に保護するために、放電容器の周囲を合成樹脂製のケースにより包囲することができる。また、そのケースには、グロースタータをソケットに着脱する際に、摘み易いように滑り止めの突条を形成することができる。
【００２１】
口金については、適合蛍光ランプの定格に応じてねじ口金、例えばＥ１７形またはピン口金、例えばＰ２１形等を用いることができる。
【００２２】
請求項２に係る発明は、上記エキソ電子放出物質は、上記固定電極と可動電極の少なくとも一方に塗布されていることを特徴とする請求項１記載のグロースタータである。
【００２３】
請求項３に係る発明は、上記エキソ電子放出物質は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛のいずれか一種またはこれらを組み合せたものであることを特徴とする請求項１または２記載のグロースタータである。
【００２４】
請求項４に係る発明は、放電容器内に封装される少なくとも一方が可動電極からなる一対の電極の少なくとも一方に、エキソ電子放出物質を塗布する工程と；上記一対の電極を放電容器内に封装する工程と；上記固定電極と可動電極との間に放電を生起させてスパッタさせることにより上記エキソ電子放出物質を上記放電容器の内面に付着させる工程と；を具備していることを特徴とするグロースタータの製造方法である。
【００２５】
請求項５に係る発明は、上記エキソ電子放出物質塗布工程は、粉末状のエキソ電子放出物質を純水に分散させてなるスラリーを、上記一対の電極の少なくとも一方に塗布する工程を含んでいることを特徴とする請求項４記載のグロースタータの製造方法である。
【００２６】
請求項６に係る発明は、上記エキソ電子放出物質は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛のいずれか一種またはこれらを組み合せたものであることを特徴とする請求項４または５記載のグロースタータの製造方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、グロースタータが暗所中に長期放置されている場合でも、放電容器内面の比較的広い面積にスパッタにより形成されたエキソ電子放出物質から初期電子が効果的に放出されるので、暗所中においても点灯所要時間を短縮することができる。
【００２８】
また、エキソ電子放出物質をスパッタにより放電容器の内面に付着させるので、エキソ電子放出物質の付着には結着剤が不要である。このために、結着剤から炭酸ガス（ＣＯ２）等の不純ガスが放電容器内へ放出されるのを防止することができるので、暗所での放電開始電圧を低下させることができ、放電遅れを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００３０】
図１は本発明の実施形態１に係るグロースタータ１のワイヤバルブ２の一部縦断面図、図２は同グロースタータ１の外観正面図、図３は図２中、グロースタータ１の上半部を縦断面で示す要部縦断面図である。
【００３１】
これらの図に示すようにグロースタータ１は、図１で示すワイヤバルブ２を、図２で示す樹脂製等のケース３と口金４との内部空間により形成される収容部内に収容して固定しており、例えばＥ形グロースタータに形成されている。
【００３２】
図２に示すようにケース３は、透光性合成樹脂を有蓋筒状に成形して構成されており、その開口端に口金４の開口端部を係合させ、接着剤により固着している。ケース３はその側周面に、摘む際の滑り止め用の突条部３ａを複数形成している。
【００３３】
ワイヤバルブ２は、放電容器５内において、固定電極６と可動電極７とを一対の電極として配設している。
【００３４】
放電容器５は、例えば軟質ガラスからなるガラスバルブ５ａ、ステム部５ｂおよび排気チップオフ部５ｃを備え、内部に放電空間５ｄを形成している。
【００３５】
ガラスバルブ５ａは、図示しないが、その一端を、開口端に形成する一方、その他端に、相対的に細い細管の排気管を形成しており、この排気管をチップオフした跡として排気チップオフ部５ｃを形成している。ステム部５ｂはフレアステムをガラスバルブ５ａの開口端に封着してガラスバルブと一体に形成されている。
【００３６】
ワイヤバルブ２は、一対の電極としての固定電極６と可動電極７を、予めステム部５ｂ上に立設することにより、電極マウントＥＭとして一体に組み立てられており、この電極マウントＥＭをガラスバルブ５ａの開口端に封着することにより、これら一対の電極６，７を放電容器５内の所定の位置にて気密に支持している。
【００３７】
固定電極６は、その棒状金属６ａの基端部をステム部５ｂに埋設することにより立設され、その埋設基端部に接続されているアウターリード線８ａを、ステム部５ｂから外部へ気密に延出させている。
【００３８】
可動電極７は、その棒状金属７ａの基端部をステム部５ｂに埋設することにより立設され、この棒状金属７ａの図１中上部に、例えばくの字状に屈曲されたバイメタル７ｂの上端部を溶接により固着し、バイメタル７ｂの冷却状態においては、その下端部を棒状金属７ａに当接して係止させている。
【００３９】
可動電極７はその棒状金属７ａを固定電極６の棒状金属６ａよりも若干長く形成しており、この棒状金属７ａのステム部５ｂに埋設された基端部に接続されているアウターリード線８ｂを、ステム部５ｂから外部へ気密に延出している。
【００４０】
そして、放電容器５は、その内面に、エキソ電子放出物質９をスパッタにより付着している。エキソ電子放出物質９は酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛のいずれか一種またはこれらを組み合せたものよりなる。
【００４１】
このエキソ電子放出物質９の放電容器５の内面へのスパッタによる付着形成はグロースタータ１の製造工程における次のエキソ電子放出物質塗布工程とスパッタ工程とにより行なわれる。
【００４２】
エキソ電子放出物質塗布工程では、上記エキソ電子放出物質９を純水に分散させて作成したスラリーを、電極マウントに組み上がった後、またはそれ以前の固定電極６と可動電極７の少なくとも一方に、ディスペンサーを使用して塗布し、乾燥させることにより被着する。
【００４３】
次のスパッタ工程では、固定電極６と可動電極７を図４で示すワイヤバルブ２に組み立てた後に、一対のアウターリード線８ａ，８ｂを介して固定電極６と可動電極７間に、定格電圧またはその±１０％の電圧を例えば１０秒以上連続印加させる。
【００４４】
すると、固定電極６と可動電極７のバイメタル７ｂとの間でグロー放電が発生し、その発生熱によりバイメタル７ｂが加熱されて接触位置に変位し、固定電極６に接触して両電極６，７間が短絡（ＯＮ）する。
【００４５】
これにより、固定電極６と可動電極７間が短絡されるので、グロー放電が停止すると、今度はバイメタル７ｂが冷却されて再び離反位置に復帰し、固定電極６から離反して両電極６，７間が開放（ＯＦＦ）する。このために、バイメタル７ｂとの間で再びグロー放電が発生し、以下これを繰り返す。
【００４６】
すなわち、固定電極６と可動電極７とが放電による短絡と開放を繰り返すことにより、これら両電極６，７に塗布されたエキソ電子放出物質９がスパッタされて放電容器５の内面、特に両電極６，７の間に形成された隙間（放電ギャップ）に対向する内面に叩き込まれてエキソ電子放出物質９が付着する。
【００４７】
このグロースタータ１によれば、暗所放置中においてもバルブ内面に付着されたエキソ電子放出物質９から初期電子が放出される。したがって、電極やステム等に局部的に付着された場合よりも比較的広い面積からエキソ電子が放出されるので、点灯所要時間を短縮することができる。
【００４８】
また、エキソ電子放出物質９をスパッタにより放電容器５の内面に叩き込み付着するので、その付着力を増強させることができる。このために、エキソ電子放出物質９の剥落を防止ないし低減することができ、初期電子放出効果を延ばすことができる。
【００４９】
さらに、このエキソ電子放出物質９を結着剤により、放電容器５の内面と、固定電極６および可動電極７に付着ないし塗布させる必要がないので、結着剤から炭酸ガス（ＣＯ２）等の不純ガスが放電容器５内へ放出されるのを防止ないし低減することができる。
【００５０】
このために、放電容器１内の真空度を向上させることができるので、暗所での放電開始電圧を低下させることができる。これにより、放電遅れ現象の遅れを短縮することができる。
【００５１】
そして、このグロースタータ１では、放射性同位元素（Ｒ１）を使用しないので、放射線安全基準を満たす施設と安全取扱いのための厳格な管理が不要となって、製造容易性を向上させることができると共に、環境負荷を軽減することができる。
【００５２】
なお、初期電子の放出の促進を目的として固定電極６と可動電極７に、Ｚｎ−Ｎｉ鍍金を施す場合には、これら電極６，７に塗布したエキソ電子放出物質９が、電極６，７の点滅動作時のスパッタからＺｎ−Ｎｉ鍍金層を保護することができるので、寿命末期まで初期電子を安定して供給することができる。
【００５３】
なお、上記実施形態は一対の電極が固定電極６および可動電極７からなる場合を説明したが、一対の電極は両者が可動電極であっても同様の作用効果が得られる。
【００５４】
図５は本発明の実施形態２に係るグロースタータ１Ａの要部拡大正面図、図６は図５で示す固定電極６のＶ矢視図である。
【００５５】
これらの図に示すように、このグロースタータ１Ａは、上記実施形態１に係るグロースタータ１において、固定電極６の接点部の背面側に、ゲッター板１０を固着した点に特徴がある。
【００５６】
ゲッター板１０は、例えば鉄（Ｆｅ）製、ニッケル（Ｎｉ）製またはＦｅ−Ｎｉ合金製の矩形平板状の基板の少なくとも一面に、Ｚｒ−Ａｌ合金等のゲッター材の粉末を所定膜厚で付着させることにより構成されている。ゲッター板１０の基板の寸法は例えば横２ｍｍ、縦５ｍｍである。このゲッター板１０は、放電容器５内の排気後、放電容器５の外部から高周波誘導加熱により加熱されたときに、活性化され、その際に、放電容器５内の水素ガスや炭酸ガス等の不純ガスを吸蔵するものである。
【００５７】
ゲッター板１０は、その基板の広い面を可動電極７側に向け、かつその側面がバイメタル７ｂの接点とほぼ平行、すなわち、放電軸に対してほぼ垂直をなすように固定電極６に溶接している。
【００５８】
そして、ゲッター板１０の基板は、電子を捕捉する機能も有するので、ゲッター板１０の基板の面積分、電極面積を増大させることができる。これにより、固定電極６と可動電極７間の始動電圧を低下することができるので、放電遅れを防止ないし低減することができる。
【００５９】
また、ゲッター板１０は、その基板に、Ｚｒ−Ａｌ合金等のゲッター材を蒸着により固着しており、結着剤を使用していないので、結着剤から不純ガスが放電容器５内に放出されるのを防止することができる。このために、不純ガスによる放電遅れを防止することができる。
【００６０】
図７は画像監視装置１１の構成を主に示すブロック図である。この画像監視装置１１は上記実施形態１に係るグロースタータ１の電極マウントＥＭにおける固定電極６と可動電極７に塗布されたエキソ電子放出物質９の塗布状態を、ＣＣＤカメラ等の撮像手段により自動的に撮像し、その良否を自動的に判別する機能等を有するものである。
【００６１】
すなわち、画像監視装置１１は、カラーＣＣＤカメラ１３を、その撮像フレームのほぼ中心に上記電極マウントＥＭが収まる位置に設置している。カラーＣＣＤカメラ１３は電極マウントＥＭをカラー画像で撮像するものであり、カラーＣＣＤカメラ１３の前方には、その撮像が可能のように監視対象の電極マウントＥＭを照明する同軸落射照明装置１２を設置している。
【００６２】
画像処理装置１４はＣＣＤカメラ１３から電極マウントＥＭのカラー画像を受けて、エキソ電子放出物質９の塗布部分の濃淡および面積を求め、これらを、予め設定した良否判定基準値と照合し、その基準以内であるか否かによってエキソ電子放出物質９の塗布部分の良否を判定する良否判定手段と、この良否判定手段による判定結果をカラー画像と共にモニター１５に与えて表示させる表示制御手段と、を有する。
【００６３】
なお、良否判定手段による他の良否判定方法としては、電極マウントＥＭに例えば３箇所の測定範囲を予め設定する方法がある。
【００６４】
すなわち、良否判定手段は、ワイヤバルブ２の上部にエキソ電子放出物質９が塗布されていないことを確認するための非塗布範囲Ａと、エキソ電子放出物質９の塗布が必要な要塗布範囲Ｂ（例えば電極マウントＥＭ、電極６，７の所望領域）と、可動電極７のバイメタル７ｂに塗布されていないことを確認するためのバイメタル非塗布範囲Ｃを予めそれぞれ設定し、非塗布範囲Ａで、エキソ電子放出物質９が塗布されていない状態を検出したときには良、塗布されている状態を検出したときは不良と判定する。
【００６５】
また、良否判定手段は、要塗布範囲Ｂで、エキソ電子放出物質９が塗布されている状態を検出したときに良、エキソ電子放出物質９が塗布されていない状態を検出したときに不良と判定する。
【００６６】
さらに、良否判定手段は、バイメタル非塗布範囲Ｃでバイメタル７ａにエキソ電子放出物質９が塗布されていない状態が検出されたときに良、エキソ電子放出物質９が塗布されている状態が検出されたときに不良と判断する。
【００６７】
したがって、この画像処理装置１４によれば、電極マウントＥＭにおけるエキソ電子放出物質９の塗布状態の良否を自動的かつ迅速に検出し、その画像をモニター１５により目視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態１に係るグロースタータのワイヤバルブの一部縦断面図。
【図２】図１で示すワイヤバルブを内蔵したグロースタータの外観正面図。
【図３】図２で示すグロースタータの上半部を一部縦断面で示す正面図。
【図４】図１で示すワイヤバルブのエキソ塗布工程時の一部縦断面図。
【図５】本発明の実施形態２に係るグロースタータの電極マウントの正面図。
【図６】図５のＶ矢視図。
【図７】画像監視装置のブロック図。
【符号の説明】
【００６９】
１，１Ａ…グロースタータ、２…ワイヤバルブ、３…ケース、４…口金、５…放電容器、５ａ…ガラスバルブ、５ｂ…ステム部、６…固定電極、７…可動電極、７ｂ…バイメタル、８ａ，８ｂ…一対のアウターリード線、９…エキソ電子放出物質、１０…ゲッター板、１１…画像監視装置。
【図１】
2005235687.tif 000003
【図２】
2005235687.tif 000004
【図３】
2005235687.tif 000005
【図４】
2005235687.tif 000006
【図５】
2005235687.tif 000007
【図６】
2005235687.tif 000008
【図７】
2005235687.tif 000009