JP2001093464A - 放電管用陰極 - Google Patents
放電管用陰極Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属蒸気、不活性ガス又はその他のガスの放
電管で、放電開始は冷陰極であり放電作動中は熱陰極と
なる放電形態にあって、長寿命な放電管用陰極を提供す
る。 【解決手段】 陰極基体に黒鉛を使用し、その先端を円
錐状、半球状又は球状となし、この部分にＭＢ６または
ＭＢ１２、ただしＭはＩＩａ族、ＩＩＩａ族元素（ラン
タノイドを含む）の１種類又は複数種類を電子放射物質
として塗布固着し、又はこれら電子放射物質に３０重量
％以下のＣｒＢ或いはＣｒＢ２を添加して黒鉛基体の先
端部に塗布し、真空中、不活性ガス或いはＮ２ガス雰囲
気中で、１９００℃〜２０００℃にて焼結した陰極とす
る。
電管で、放電開始は冷陰極であり放電作動中は熱陰極と
なる放電形態にあって、長寿命な放電管用陰極を提供す
る。 【解決手段】 陰極基体に黒鉛を使用し、その先端を円
錐状、半球状又は球状となし、この部分にＭＢ６または
ＭＢ１２、ただしＭはＩＩａ族、ＩＩＩａ族元素（ラン
タノイドを含む）の１種類又は複数種類を電子放射物質
として塗布固着し、又はこれら電子放射物質に３０重量
％以下のＣｒＢ或いはＣｒＢ２を添加して黒鉛基体の先
端部に塗布し、真空中、不活性ガス或いはＮ２ガス雰囲
気中で、１９００℃〜２０００℃にて焼結した陰極とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホウ素化合物を陰
極の電子放射物質とした金属蒸気、不活性ガス或いはそ
の他のガスの放電管の陰極に関する。更に特徴的には本
発明はホウ素化合物を電子放射物質とし、又陰極基体に
黒鉛を使用しその先端を円錐状、半球状又は球状に形成
したことにより、冷陰極起動でも比較的低い電圧で安定
に放電を開始することが可能で、アーク放電に移行後も
陽光柱のゆれ、移動縞の発生もなく、点滅点灯にも強
く、本発明の放電管用陰極を、蛍光ランプ、高圧水銀ラ
ンプ或いはキセノンなどの高圧ショートアークランプ或
いはフラッシュランプなどに用いて安定で長寿命な放電
管を提供することが可能である。
極の電子放射物質とした金属蒸気、不活性ガス或いはそ
の他のガスの放電管の陰極に関する。更に特徴的には本
発明はホウ素化合物を電子放射物質とし、又陰極基体に
黒鉛を使用しその先端を円錐状、半球状又は球状に形成
したことにより、冷陰極起動でも比較的低い電圧で安定
に放電を開始することが可能で、アーク放電に移行後も
陽光柱のゆれ、移動縞の発生もなく、点滅点灯にも強
く、本発明の放電管用陰極を、蛍光ランプ、高圧水銀ラ
ンプ或いはキセノンなどの高圧ショートアークランプ或
いはフラッシュランプなどに用いて安定で長寿命な放電
管を提供することが可能である。
【０００２】
【従来の技術】ホウ化物が陰極の電子放射物質として注
目されたのは、Ｊ．Ｍ．Ｌａｆｆｅｒｔｙがホウ化物陰
極Ｂｏｒｉｄｅ ＣａｔｈｏｄｅｓとしてＪｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｄｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．
２２，Ｎｏ．３ｐ２９９〜３０９ １９５１（昭２６）
にＬａＢ６が電子放射物質として他の電子放射物質に無
い種々の利点及び欠点を発表したことに始まる。これ以
来ＬａＢ６を電子放射物質として試みた多くの研究論文
が発表されているが、例えば、石川、林 氏らは電子放
射研究会報告 昭２８ ３月 に２０Ｗ蛍光ランプの電
極に、細い焼結せる棒状のＢ４Ｃ上にＬａＢ６を塗布し
た陰極を用いたランプを試作し、スパッターの傾向が無
く良好な特性を示したことを報告している。
目されたのは、Ｊ．Ｍ．Ｌａｆｆｅｒｔｙがホウ化物陰
極Ｂｏｒｉｄｅ ＣａｔｈｏｄｅｓとしてＪｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｄｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．
２２，Ｎｏ．３ｐ２９９〜３０９ １９５１（昭２６）
にＬａＢ６が電子放射物質として他の電子放射物質に無
い種々の利点及び欠点を発表したことに始まる。これ以
来ＬａＢ６を電子放射物質として試みた多くの研究論文
が発表されているが、例えば、石川、林 氏らは電子放
射研究会報告 昭２８ ３月 に２０Ｗ蛍光ランプの電
極に、細い焼結せる棒状のＢ４Ｃ上にＬａＢ６を塗布し
た陰極を用いたランプを試作し、スパッターの傾向が無
く良好な特性を示したことを報告している。
【０００３】ホウ素化合物を電子放射物質とした陰極に
は、特公昭４３−２９５３２にはホウ素と週期律表のＩ
Ｉ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ及びＶＩＩ族或いはランタノイド
群、或いはアクチノイド群から選んだ少なくとも１種類
の金属との化合物に、アルカリ土類金属酸化物を０．１
〜１５重量％混合した電子放射物質を電極支持体（材質
の明記は無いが、耐熱金属のＷ又はＭｏより成るものと
思われる）に被着した低圧水銀放電灯の電極。特公昭４
４−６１８２には耐熱金属（Ｗ或いはＭｏ）ベース上に
焼結された障壁層（ＺｒＣ）、及び障壁層の上に電子放
射物質としてＬａＢ６を被覆した電極。実開平３−９５
５５１には冷陰極の表面をホウ化ランタンにて被覆した
平板型蛍光灯。特開平７−１５３４２２には例えばＮ
ｉ、ステンレスなどより成る電極上にＬａＢ６又は金属
酸化物とＬａＢ６との混合物を適当な方法にて塗布して
電子放射物質とした水銀と不活性ガスを封入した放電灯
の電極。特開平７−２１９７９には例えばＷの焼結体よ
り成る円柱状電極にＬａＢ６をＷ焼結体に対して約７５
ｗｔ％程度含有して形成した陰極。特開平７−２９６７
６８には高融点金属或いは半導体セラミックスから成る
有底円筒状の電極円筒の中空部に電子放射物質として、
例えばＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＢｅＢ６、ＮｂＢ２、Ｔａ
Ｂ２、ＴｉＢ２を塗布した電極。特開平９−８２２７５
にはＮｉ製円筒状カップ電極の表面にＹＢ６、Ｇｄ
Ｂ６、ＬａＢ６、ＣｅＢ６から選択した希土類元素を主
体とした電子放射物質を塗布した電極。特開平１０−３
８４５には（Ｌａ１−ｘＣｅｘ）Ｂ６の固溶体（ｘ＝
０．１〜０．４）を熱電子放射物質とした電子顕微鏡や
電子線描画装置などの陰極。特開平１１−５４０８６に
はＷとホウ素の化合物と、Ｌａとホウ素の化合物を共に
含有した高圧放電灯などのＷ系電極材料。特開平１１−
１２０９５８には冷陰極の電子放射物質がＣａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅの何れか一種類以上の元素を含む化合
物から成る冷陰極蛍光ランプの陰極。特開平１１−１５
４４８７にはＷとホウ化タングステンを４：１となる重
量比で混合した粉末を充填加圧し焼結した放電管用陰極
などあるが、上記特公昭４４−６１８２及び特開平１０
−３８４５以外のものは、陰極の基体金属（例えばＷ、
Ｍｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、ステンレスなど）に電子放射物質と
しての金属ホウ化物が直接塗布されており、このため陰
極の基体金属とホウ素が合金を作り、金属ホウ化物の金
属が蒸発して電子放射物質としての特性を維持すること
が困難になり、放電管の放電開始電圧の上昇、光束の減
少などの短寿命になる欠点を有していた。
は、特公昭４３−２９５３２にはホウ素と週期律表のＩ
Ｉ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ及びＶＩＩ族或いはランタノイド
群、或いはアクチノイド群から選んだ少なくとも１種類
の金属との化合物に、アルカリ土類金属酸化物を０．１
〜１５重量％混合した電子放射物質を電極支持体（材質
の明記は無いが、耐熱金属のＷ又はＭｏより成るものと
思われる）に被着した低圧水銀放電灯の電極。特公昭４
４−６１８２には耐熱金属（Ｗ或いはＭｏ）ベース上に
焼結された障壁層（ＺｒＣ）、及び障壁層の上に電子放
射物質としてＬａＢ６を被覆した電極。実開平３−９５
５５１には冷陰極の表面をホウ化ランタンにて被覆した
平板型蛍光灯。特開平７−１５３４２２には例えばＮ
ｉ、ステンレスなどより成る電極上にＬａＢ６又は金属
酸化物とＬａＢ６との混合物を適当な方法にて塗布して
電子放射物質とした水銀と不活性ガスを封入した放電灯
の電極。特開平７−２１９７９には例えばＷの焼結体よ
り成る円柱状電極にＬａＢ６をＷ焼結体に対して約７５
ｗｔ％程度含有して形成した陰極。特開平７−２９６７
６８には高融点金属或いは半導体セラミックスから成る
有底円筒状の電極円筒の中空部に電子放射物質として、
例えばＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＢｅＢ６、ＮｂＢ２、Ｔａ
Ｂ２、ＴｉＢ２を塗布した電極。特開平９−８２２７５
にはＮｉ製円筒状カップ電極の表面にＹＢ６、Ｇｄ
Ｂ６、ＬａＢ６、ＣｅＢ６から選択した希土類元素を主
体とした電子放射物質を塗布した電極。特開平１０−３
８４５には（Ｌａ１−ｘＣｅｘ）Ｂ６の固溶体（ｘ＝
０．１〜０．４）を熱電子放射物質とした電子顕微鏡や
電子線描画装置などの陰極。特開平１１−５４０８６に
はＷとホウ素の化合物と、Ｌａとホウ素の化合物を共に
含有した高圧放電灯などのＷ系電極材料。特開平１１−
１２０９５８には冷陰極の電子放射物質がＣａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅの何れか一種類以上の元素を含む化合
物から成る冷陰極蛍光ランプの陰極。特開平１１−１５
４４８７にはＷとホウ化タングステンを４：１となる重
量比で混合した粉末を充填加圧し焼結した放電管用陰極
などあるが、上記特公昭４４−６１８２及び特開平１０
−３８４５以外のものは、陰極の基体金属（例えばＷ、
Ｍｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、ステンレスなど）に電子放射物質と
しての金属ホウ化物が直接塗布されており、このため陰
極の基体金属とホウ素が合金を作り、金属ホウ化物の金
属が蒸発して電子放射物質としての特性を維持すること
が困難になり、放電管の放電開始電圧の上昇、光束の減
少などの短寿命になる欠点を有していた。
【０００４】黒鉛より成り先端表面にホウ素化合物を塗
布して電子放射物質とした棒状陰極基体の放電に面する
先端の形状を円錐状、半球状又は球状に形成した公知資
料は無く、他の物質で陰極の先端形状を円錐状にしたも
のは、特許番号第２６２３０９５、特許番号第２７９２
５４３、特開平１１−１０２６６１などがあるが、これ
等は陰極基体にＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｉ、ステンレス或い
は半導体磁器などが用いられており、電子放射物質は金
属酸化物、金属窒化物などを採用している。特開平６−
８９６５４には電子放射物質としてＬａＢ６が用いられ
ているが、陰極基体はステンレス、Ｃｕ、Ｎｉ或いはＮ
ｉ合金などであり、平板状基体に円錐状突起を複数個設
けたものであって、本出願の発明とは明らかに異なって
いる。その他特許番号第２９３１８１９には、硫黄又は
セレンを封入した放電管の陰極基体にグラファイトを使
用し、先端を円錐形に形成したもの。或いは特開平１１
−２０４０７８には、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族
元素を含む炭化物又は窒化物を放電管用陰極の陰極基材
とし、その先端を円錐形に形成したしたものなどが公知
になっているが、本出願の発明とは明らかに異なってい
る。
布して電子放射物質とした棒状陰極基体の放電に面する
先端の形状を円錐状、半球状又は球状に形成した公知資
料は無く、他の物質で陰極の先端形状を円錐状にしたも
のは、特許番号第２６２３０９５、特許番号第２７９２
５４３、特開平１１−１０２６６１などがあるが、これ
等は陰極基体にＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｉ、ステンレス或い
は半導体磁器などが用いられており、電子放射物質は金
属酸化物、金属窒化物などを採用している。特開平６−
８９６５４には電子放射物質としてＬａＢ６が用いられ
ているが、陰極基体はステンレス、Ｃｕ、Ｎｉ或いはＮ
ｉ合金などであり、平板状基体に円錐状突起を複数個設
けたものであって、本出願の発明とは明らかに異なって
いる。その他特許番号第２９３１８１９には、硫黄又は
セレンを封入した放電管の陰極基体にグラファイトを使
用し、先端を円錐形に形成したもの。或いは特開平１１
−２０４０７８には、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族
元素を含む炭化物又は窒化物を放電管用陰極の陰極基材
とし、その先端を円錐形に形成したしたものなどが公知
になっているが、本出願の発明とは明らかに異なってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に詳述し
た放電管用陰極の電子放射物質の飛散、劣化による放電
管の放電開始電圧の上昇の防止、陽光柱の安定化、及び
良好な光束と光束維持率を可能にした放電管用陰極を提
供することを目的とする。
た放電管用陰極の電子放射物質の飛散、劣化による放電
管の放電開始電圧の上昇の防止、陽光柱の安定化、及び
良好な光束と光束維持率を可能にした放電管用陰極を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載した本発明のＭＢ６型化合
物のＭがＩＩａ族、ＩＩＩａ族（ランタノイドを含む）
より成るホウ化物の１類種又は複数種類にて構成された
電子放射物質を、先端を円錐状、半球状又は球状に形成
した黒鉛より成る丸棒或いは多角棒の他方の底端にはＦ
ｅ、Ｎｉ、又はステンレスなどより成り放電管容器と気
密封着可能な電気導入線又は金属箔を接続せるキヤップ
を嵌合した陰極基体に、先端よりキヤップに接しないよ
うに本発明のＭＢ６型化合物を塗布固着してあるため
に、ＭＢ６型化合物の特性である（１）電子放射能率が
良い（ＬａＢ６陰極では１５００℃で８Ａ／ｃｍ２にも
達する）。（２）イオン衝撃の対抗性が大きいので、蛍
光ランプやその他の放電管の陰極用電子放射物質として
使用されている酸化物陰極に比較して陰極物質の飛散損
耗が少なく従って管端の黒化が少なく、光束の減衰も少
ない。（３）耐酸、耐ガス性が大きいために、放電管内
の不純ガス発生に対しても反応することが少なく、長時
間陰極としての機能を発揮出来る。以上（１）〜（３）
の利点は本発明の陰極基体に黒鉛を使用してあるため
に、ＭＢ６型化合物のＭが蒸発することなく安定に動作
するためである。又陰極基体の形状を円錐状、半球状又
は球状に形成せしめてあるために、放電開始時の電界強
度が高まりＭＢ６型化合物の電子放射能と相俟って、冷
陰極放電開始にも拘わらず比較的低い印加電圧でも放電
の開始が可能となる。検討の結果によると、Ｍの中で好
ましい元素はＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、ＴｂＢ６、Ｙｂである。
に、本発明の請求項１に記載した本発明のＭＢ６型化合
物のＭがＩＩａ族、ＩＩＩａ族（ランタノイドを含む）
より成るホウ化物の１類種又は複数種類にて構成された
電子放射物質を、先端を円錐状、半球状又は球状に形成
した黒鉛より成る丸棒或いは多角棒の他方の底端にはＦ
ｅ、Ｎｉ、又はステンレスなどより成り放電管容器と気
密封着可能な電気導入線又は金属箔を接続せるキヤップ
を嵌合した陰極基体に、先端よりキヤップに接しないよ
うに本発明のＭＢ６型化合物を塗布固着してあるため
に、ＭＢ６型化合物の特性である（１）電子放射能率が
良い（ＬａＢ６陰極では１５００℃で８Ａ／ｃｍ２にも
達する）。（２）イオン衝撃の対抗性が大きいので、蛍
光ランプやその他の放電管の陰極用電子放射物質として
使用されている酸化物陰極に比較して陰極物質の飛散損
耗が少なく従って管端の黒化が少なく、光束の減衰も少
ない。（３）耐酸、耐ガス性が大きいために、放電管内
の不純ガス発生に対しても反応することが少なく、長時
間陰極としての機能を発揮出来る。以上（１）〜（３）
の利点は本発明の陰極基体に黒鉛を使用してあるため
に、ＭＢ６型化合物のＭが蒸発することなく安定に動作
するためである。又陰極基体の形状を円錐状、半球状又
は球状に形成せしめてあるために、放電開始時の電界強
度が高まりＭＢ６型化合物の電子放射能と相俟って、冷
陰極放電開始にも拘わらず比較的低い印加電圧でも放電
の開始が可能となる。検討の結果によると、Ｍの中で好
ましい元素はＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、ＴｂＢ６、Ｙｂである。
【０００７】本発明の請求項２に記載した本発明のＭＢ
１２型化合物は陰極の電子放射物質としては上記と同様
な効果作用を発揮し、放電管用陰極の電子放射物質とし
て好結果が期待出来る。検討の結果によると、好ましい
Ｍの元素はＬａ、Ｃｅである。
１２型化合物は陰極の電子放射物質としては上記と同様
な効果作用を発揮し、放電管用陰極の電子放射物質とし
て好結果が期待出来る。検討の結果によると、好ましい
Ｍの元素はＬａ、Ｃｅである。
【０００８】本発明の請求項３に記載した本発明の電子
放射物質の焼結幇助剤として好適なホウ素化合物はＣｒ
Ｂ又はＣｒＢ２である。一般にホウ素化合物は２０００
℃以上の高融点であるが、丸善発行の化学便覧による
と、ＣｒＢの融点は１７５０℃またＣｒＢ２の融点は１
９００℃である。従ってＣｒＢ又はＣｒＢ２を焼結幇助
剤として本発明の電子放射物質に添加することにより、
真空中、不活性カス中又はＮ２雰囲気中にて１７５０℃
〜２０００℃の比較的低い温度にて焼結が可能である。
添加量は電子放射物質の３０重量％以下で、好ましくは
４％〜１２重量％である。かつ本発明の電子放射物質の
電子放射温度の１５００℃前後においては焼結状態は何
等変化することなく電子放射物質は安定に作動する。
放射物質の焼結幇助剤として好適なホウ素化合物はＣｒ
Ｂ又はＣｒＢ２である。一般にホウ素化合物は２０００
℃以上の高融点であるが、丸善発行の化学便覧による
と、ＣｒＢの融点は１７５０℃またＣｒＢ２の融点は１
９００℃である。従ってＣｒＢ又はＣｒＢ２を焼結幇助
剤として本発明の電子放射物質に添加することにより、
真空中、不活性カス中又はＮ２雰囲気中にて１７５０℃
〜２０００℃の比較的低い温度にて焼結が可能である。
添加量は電子放射物質の３０重量％以下で、好ましくは
４％〜１２重量％である。かつ本発明の電子放射物質の
電子放射温度の１５００℃前後においては焼結状態は何
等変化することなく電子放射物質は安定に作動する。
【０００９】本発明の請求項４に記載した本発明の陰極
基体に黒鉛を採用することにより、ＭＢ６或いはＭＢ
１２型化合物のホウ素は黒鉛とは反応せずＭは失われず
安定に電子放射を行う。若し陰極基体にＷ、Ｍｏ、その
他の金属を使用した場合にはこの金属とホウ素が化合物
を作り、Ｍは損耗して電子放射能が劣化してしまうこと
になる。又陰極基体の先端を円錐状、半球状又は球状に
形成せしめることにより放電開始時の電界強度が高まり
本発明の電子放射物質と相俟って放電開始電圧を低下さ
せることに効果的である。又本発明の電子放射物質の塗
布固着部分の陰極基体部分は粗面或いは溝を設けること
により一層強固に固着することが出来る。
基体に黒鉛を採用することにより、ＭＢ６或いはＭＢ
１２型化合物のホウ素は黒鉛とは反応せずＭは失われず
安定に電子放射を行う。若し陰極基体にＷ、Ｍｏ、その
他の金属を使用した場合にはこの金属とホウ素が化合物
を作り、Ｍは損耗して電子放射能が劣化してしまうこと
になる。又陰極基体の先端を円錐状、半球状又は球状に
形成せしめることにより放電開始時の電界強度が高まり
本発明の電子放射物質と相俟って放電開始電圧を低下さ
せることに効果的である。又本発明の電子放射物質の塗
布固着部分の陰極基体部分は粗面或いは溝を設けること
により一層強固に固着することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に１例として
蛍光ランプに於ける検討実施結果を以下に示す。電極間
距離Ｌ＝３４５ｍｍ、外径Ｄ＝１５．５ｍｍの軟質ガラ
ス管にＨｇとＡｒを封入し、蛍光体は５０００ＫのＥＸ
−Ｎをガラス管内面に塗布してある。標準ランプとして
は、ピンチステムに陰極として１０Ｗ用のＷより成るダ
ブルコイルをマウントし、電子放射物質として一般に用
いられているアルカリ土類金属の３元酸化物をフィラメ
ントコイルに塗布してある。これ等ランプの点灯５００
０時間の放電開始電圧をＶｓ（％）とし、光束をＬ
（％）とし、光束維持率をη（％）として、標準ランプ
のこれらの値を１００（％）とし本発明のために検討し
た電子放射物質のランプのそれぞれの値を比較したのが
表１である。 従って電子放射物質を含めた陰極以外のランプ諸元は標
準ランプと同じである。又陰極に使用した電子放射物質
の仕事関数はφ（ｅＶ）とし推定値にて示した。試験条
件は、ランプ電流１６０ｍＡ、点灯周波数２５ｋＨｚ、
点滅周期は２時間５０分点灯−１０分消灯のＪＩＳ方式
に準拠した。検討した本発明の陰極構造は図１に示す
が、黒鉛棒は直径１．６ｍｍで先端は円錐形に形成し、
キヤップはＮｉを使用した。電子放射物質の塗布液は硝
化綿と有機溶剤との懸濁液で公知の電子放射物質用の調
合方法を採用している。
蛍光ランプに於ける検討実施結果を以下に示す。電極間
距離Ｌ＝３４５ｍｍ、外径Ｄ＝１５．５ｍｍの軟質ガラ
ス管にＨｇとＡｒを封入し、蛍光体は５０００ＫのＥＸ
−Ｎをガラス管内面に塗布してある。標準ランプとして
は、ピンチステムに陰極として１０Ｗ用のＷより成るダ
ブルコイルをマウントし、電子放射物質として一般に用
いられているアルカリ土類金属の３元酸化物をフィラメ
ントコイルに塗布してある。これ等ランプの点灯５００
０時間の放電開始電圧をＶｓ（％）とし、光束をＬ
（％）とし、光束維持率をη（％）として、標準ランプ
のこれらの値を１００（％）とし本発明のために検討し
た電子放射物質のランプのそれぞれの値を比較したのが
表１である。 従って電子放射物質を含めた陰極以外のランプ諸元は標
準ランプと同じである。又陰極に使用した電子放射物質
の仕事関数はφ（ｅＶ）とし推定値にて示した。試験条
件は、ランプ電流１６０ｍＡ、点灯周波数２５ｋＨｚ、
点滅周期は２時間５０分点灯−１０分消灯のＪＩＳ方式
に準拠した。検討した本発明の陰極構造は図１に示す
が、黒鉛棒は直径１．６ｍｍで先端は円錐形に形成し、
キヤップはＮｉを使用した。電子放射物質の塗布液は硝
化綿と有機溶剤との懸濁液で公知の電子放射物質用の調
合方法を採用している。
【００１１】
【発明の効果】表１からわかるごとく、放電開始電圧Ｖ
ｓは、一般的に使用されるＢａ、Ｓｒ、Ｃａの３元酸化
物の電子放射物質を使用した標準ランプに比較して本発
明の陰極形状の効果により放電開始時の陰極全面の電界
強度が高められるためと、ホウ化物ＭＢ６或いはＭＢ
１２の電子放射能により殆ど高くなっていない。光束φ
が良好なことは、ＭＢ６及びＭＢ１２が酸化物陰極より
もイオン衝撃の耐性が大きいためと、陰極基体に黒鉛を
使用しているためにＭＢ６及びＭＢ１２が陰極基体物質
と化学反応を起こすことが無く安定に作動しているため
である。又本発明の電子放射物質の飛散損耗が少なく放
電管々壁内面に塗布した蛍光体が汚染されることが少な
く、明るくなっている。光束維持率ηについてみると、
光束φと同様理由により標準ランプより良い傾向を示し
ている。
ｓは、一般的に使用されるＢａ、Ｓｒ、Ｃａの３元酸化
物の電子放射物質を使用した標準ランプに比較して本発
明の陰極形状の効果により放電開始時の陰極全面の電界
強度が高められるためと、ホウ化物ＭＢ６或いはＭＢ
１２の電子放射能により殆ど高くなっていない。光束φ
が良好なことは、ＭＢ６及びＭＢ１２が酸化物陰極より
もイオン衝撃の耐性が大きいためと、陰極基体に黒鉛を
使用しているためにＭＢ６及びＭＢ１２が陰極基体物質
と化学反応を起こすことが無く安定に作動しているため
である。又本発明の電子放射物質の飛散損耗が少なく放
電管々壁内面に塗布した蛍光体が汚染されることが少な
く、明るくなっている。光束維持率ηについてみると、
光束φと同様理由により標準ランプより良い傾向を示し
ている。
【００１２】高圧水銀灯、キセノンショートアーク灯及
びキセノンフラッシュランプについても、例とした示し
た水銀、Ａｒ封入の低圧水銀放電管である一般型の蛍光
ランプと同様な結果が得られていて、黒鉛より成る陰極
基体にＭＢ６或いはＭＢ１２を電子放射物質として塗布
固着した本発明の放電管用陰極は放電管用陰極として極
めて有効である。
びキセノンフラッシュランプについても、例とした示し
た水銀、Ａｒ封入の低圧水銀放電管である一般型の蛍光
ランプと同様な結果が得られていて、黒鉛より成る陰極
基体にＭＢ６或いはＭＢ１２を電子放射物質として塗布
固着した本発明の放電管用陰極は放電管用陰極として極
めて有効である。
【００１３】図２、図３、図４に示したのは本発明によ
るホウ化物ＭＢ６、及びＭＢ１２を使用した陰極先端部
分を示す形状の縦断面図であるが、図１の形状と同様な
効果を有することが検討の結果得られている。なおこれ
らの図面にはＭＢ６又はＭＢ１２を塗布した陰極基体部
分の粗面については図示してない。
るホウ化物ＭＢ６、及びＭＢ１２を使用した陰極先端部
分を示す形状の縦断面図であるが、図１の形状と同様な
効果を有することが検討の結果得られている。なおこれ
らの図面にはＭＢ６又はＭＢ１２を塗布した陰極基体部
分の粗面については図示してない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による放電管用陰極の縦断面図
【図２】本発明による他の形状の放電管用電極の先端部
分の縦断面図
分の縦断面図
【図３】本発明による他の形状の放電管用電極の先端部
分の縦断面図
分の縦断面図
【図４】本発明による他の形状の放電管用電極の先端部
分の縦断面図
分の縦断面図
１ 陰極基体 ２ 電子放射物質 ３ キヤップ ４ 導入線 ５ 溝
Claims (4)
- 【請求項１】 ＭＢ６型化合物のＭがＩＩａ族、ＩＩＩ
ａ族（ランタノイドを含む）より成るホウ化物の１種類
又は複数種類にて構成された電子放射物質を、黒鉛より
成る陰極基体を棒状（丸棒又は多角棒何れでも良い）に
形成し、放電に面する一端を先端とし、この先端を円錐
状、半球状又は球状に形成し、この反対端を底端とし、
底端には外部より電位を印加出来、かつ放電管容器と気
密封着可能な金属線又は金属箔を接続したＦｅ、Ｎｉ又
はステンレスなどより成るキヤップを嵌合させ、この電
子放射物質をキヤップに接触しないように陰極基体の先
端まで、適当な方法にて塗布固着せしめ、要すれば陰極
基体の電子放射物質の塗布固着部分は粗面、又は溝を設
けて電子放射物質の脱落を防止した水銀蒸気、或いはそ
の他の物質の蒸気、不活性ガス、その他のガスによる直
流或いは交流電圧により放電する放電管用陰極。 - 【請求項２】 電子放射物質はＭＢ１２型の化合物で、
ＭがＩＩａ族、ＩＩＩａ族（ランタノイドを含む）より
成るホウ化物の１種類又は複数種類にて構成された請求
項１の放電管用電極。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２の電子放射物質を
陰極基体に強固に固着せしめるために、重量％にてこの
電子放射物質の３０％以下のＣｒＢ又はＣｒＢ２を混合
させて陰極基体に適当な方法にて塗布し、真空中、不活
性ガス或いはＮ２雰囲気中にて１９００℃乃至２０００
℃の温度にて焼結した請求項１の放電管用電極。 - 【請求項４】 電子放射物質にホウ素化合物を使用した
放電管用陰極の陰極基体を黒鉛とし、陰極基体の放電に
面する先端を円錐状、半球状又は球状に形成した請求項
１の放電管用陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30973999A JP2001093464A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 放電管用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30973999A JP2001093464A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 放電管用陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001093464A true JP2001093464A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17996725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30973999A Pending JP2001093464A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 放電管用陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001093464A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010205627A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Kahoku Lighting Solutions Corp | ガス放電灯電極 |
| CN111825463A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-27 | 井冈山大学 | 一种LaB6-CrB2复合阴极材料及其制备方法 |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP30973999A patent/JP2001093464A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010205627A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Kahoku Lighting Solutions Corp | ガス放電灯電極 |
| CN111825463A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-27 | 井冈山大学 | 一种LaB6-CrB2复合阴极材料及其制备方法 |
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