JP2001202919A - 閃光放電ランプ - Google Patents
閃光放電ランプInfo
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- JP2001202919A JP2001202919A JP2000008527A JP2000008527A JP2001202919A JP 2001202919 A JP2001202919 A JP 2001202919A JP 2000008527 A JP2000008527 A JP 2000008527A JP 2000008527 A JP2000008527 A JP 2000008527A JP 2001202919 A JP2001202919 A JP 2001202919A
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- JP
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- electrode
- emitter
- tungsten
- powder
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電極と電極芯棒の固定を強固なものとし、電
極製造時およびランプ使用時にエミッタ材料の飛散が少
なく、使用電圧約１５００Ｖで２００万ショットという
ような、高電圧で極多回数の放電にも耐えうる閃光放電
ランプを提供することものである。 【解決手段】タングステン粉末を焼結してなる電極を有
する閃光放電ランプにおいて、該電極はタングステン粉
末とエミッタ材料粉末との混合粉末とからなり、エミッ
タ含有量が３０ｗｔ％~１５ｗｔ％である高エミッタ混
合層と、タングステン粉末と前記エミッタ材料粉末との
混合粉末とからなり、エミッタ含有量が１４ｗｔ％~
２．５ｗｔ％である低エミッタ混合層と、前記タングス
テン粉末のみの粉末からなる純金属層とが、この順番で
電極先端側から複数段に積み重なっており、タングステ
ン製の電極芯棒に該電極が焼結により固定されているこ
とを特徴とする閃光放電ランプとする。
極製造時およびランプ使用時にエミッタ材料の飛散が少
なく、使用電圧約１５００Ｖで２００万ショットという
ような、高電圧で極多回数の放電にも耐えうる閃光放電
ランプを提供することものである。 【解決手段】タングステン粉末を焼結してなる電極を有
する閃光放電ランプにおいて、該電極はタングステン粉
末とエミッタ材料粉末との混合粉末とからなり、エミッ
タ含有量が３０ｗｔ％~１５ｗｔ％である高エミッタ混
合層と、タングステン粉末と前記エミッタ材料粉末との
混合粉末とからなり、エミッタ含有量が１４ｗｔ％~
２．５ｗｔ％である低エミッタ混合層と、前記タングス
テン粉末のみの粉末からなる純金属層とが、この順番で
電極先端側から複数段に積み重なっており、タングステ
ン製の電極芯棒に該電極が焼結により固定されているこ
とを特徴とする閃光放電ランプとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は閃光放電ランプ、
とりわけ光化学反応用途の高電圧印加の閃光放電ランプ
に関する。
とりわけ光化学反応用途の高電圧印加の閃光放電ランプ
に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、閃光放電ランプは写真撮影スタジオ
やアマチュアカメラの写真撮影用などで使用されてい
る。この場合、閃光放電させるために点灯回路のコンデ
ンサーに充電した電圧は、最大でも４００Ｖ程度であ
る。そして、アマチュアカメラで必要とされる放電ショ
ット回数は約３千ショットといわれ、写真撮影スタジオ
の場合は約３万ショット程度である。放電ショット回数
は換言すればランプ寿命であり、このランプ寿命は、閃
光放電ランプの累積点灯回数と共に起きる電極構成物質
のバルブ壁への付着やエミッタ物質の付着や電極のぐら
つき発生により決まってくる。
やアマチュアカメラの写真撮影用などで使用されてい
る。この場合、閃光放電させるために点灯回路のコンデ
ンサーに充電した電圧は、最大でも４００Ｖ程度であ
る。そして、アマチュアカメラで必要とされる放電ショ
ット回数は約３千ショットといわれ、写真撮影スタジオ
の場合は約３万ショット程度である。放電ショット回数
は換言すればランプ寿命であり、このランプ寿命は、閃
光放電ランプの累積点灯回数と共に起きる電極構成物質
のバルブ壁への付着やエミッタ物質の付着や電極のぐら
つき発生により決まってくる。
【０００３】図１は従来の閃光放電ランプの一例の断面
図を示している。ここで、１は閃光放電ランプ、２はガ
ラスバルブ、３は電極、４は電極芯棒であり、５はガラ
ス巻き部であり、この部分で気密封止されている。電極
３はタングステン粉末とバリウム酸化物系エミッタ粉末
を均質に混合し焼結されたものである。
図を示している。ここで、１は閃光放電ランプ、２はガ
ラスバルブ、３は電極、４は電極芯棒であり、５はガラ
ス巻き部であり、この部分で気密封止されている。電極
３はタングステン粉末とバリウム酸化物系エミッタ粉末
を均質に混合し焼結されたものである。
【０００４】この電極の場合、電極芯棒と電極は焼き締
め、あるいは溶接により固定されており、放電ショット
回数３千〜３万ショットの間に、電極と電極芯棒の固定
部がぐらつくようになる。また、ガラスバルブ管壁への
エミッタ材料の付着量も多いものであった。さらに、電
極を真空中で焼結する際にエミッタ材料が揮発して真空
焼結用の炉の炉壁を汚染するという製造上の問題もあっ
た。
め、あるいは溶接により固定されており、放電ショット
回数３千〜３万ショットの間に、電極と電極芯棒の固定
部がぐらつくようになる。また、ガラスバルブ管壁への
エミッタ材料の付着量も多いものであった。さらに、電
極を真空中で焼結する際にエミッタ材料が揮発して真空
焼結用の炉の炉壁を汚染するという製造上の問題もあっ
た。
【０００５】最近になって、閃光放電ランプの用途は写
真撮影にとどまらず、産業用途である光化学反応の用途
が増えてきている。たとえばＤＶＤ（ディジタルビデオ
ディスク）の貼り合わせ技術に閃光放電ランプが応用さ
れるようになった。この場合、閃光放電の必要な放電シ
ョット回数（要求寿命回数）は、使用電圧約１５００Ｖ
で２００万ショットである。このような高電圧で極多回
数の放電には、従来の閃光放電ランプでは耐えられない
ものであった。
真撮影にとどまらず、産業用途である光化学反応の用途
が増えてきている。たとえばＤＶＤ（ディジタルビデオ
ディスク）の貼り合わせ技術に閃光放電ランプが応用さ
れるようになった。この場合、閃光放電の必要な放電シ
ョット回数（要求寿命回数）は、使用電圧約１５００Ｖ
で２００万ショットである。このような高電圧で極多回
数の放電には、従来の閃光放電ランプでは耐えられない
ものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の閃光放電ランプ
について、鋭意、短寿命の原因を検討した結果、閃光放
電ランプの発光によるガス膨張に起因して電極部へ圧力
負荷が繰返しかかることにより、電極と電極芯棒の固定
部がぐらつくようになることがわかった。また、エミッ
タ材料が電極内に均質に、電極の基体金属であるタング
ステンに対して３０ｗｔ％程度混合されているので、実
際にエミッタ機能に寄与する以上に含有していることか
らガラスバルブ管壁へのエミッタ材料の付着量も多いこ
とがわかった。
について、鋭意、短寿命の原因を検討した結果、閃光放
電ランプの発光によるガス膨張に起因して電極部へ圧力
負荷が繰返しかかることにより、電極と電極芯棒の固定
部がぐらつくようになることがわかった。また、エミッ
タ材料が電極内に均質に、電極の基体金属であるタング
ステンに対して３０ｗｔ％程度混合されているので、実
際にエミッタ機能に寄与する以上に含有していることか
らガラスバルブ管壁へのエミッタ材料の付着量も多いこ
とがわかった。
【０００７】そこで本発明における目的は、電極と電極
芯棒の固定を強固なものとし、電極製造時およびランプ
使用時にエミッタ材料の飛散が少なく、使用電圧約１５
００Ｖで２００万ショットというような、高電圧で極多
回数の放電にも耐えうる閃光放電ランプを提供すること
にある。
芯棒の固定を強固なものとし、電極製造時およびランプ
使用時にエミッタ材料の飛散が少なく、使用電圧約１５
００Ｖで２００万ショットというような、高電圧で極多
回数の放電にも耐えうる閃光放電ランプを提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的のために請求項
１に記載の発明は、タングステン粉末を焼結してなる電
極を有する閃光放電ランプにおいて、該電極はタングス
テン粉末とエミッタ材料粉末との混合粉末とからなり、
エミッタ含有量が３０ｗｔ％〜１５ｗｔ％である高エミ
ッタ混合層と、タングステン粉末と前記エミッタ材料粉
末との混合粉末とからなり、エミッタ含有量が１４ｗｔ
％〜２．５ｗｔ％である低エミッタ混合層と、タングス
テン粉末のみからなる純金属層とが、この順番で電極先
端側から複数段に積み重なっており、タングステン製の
電極芯棒に該電極が焼結により固定されていることを特
徴とする閃光放電ランプとするものである。
１に記載の発明は、タングステン粉末を焼結してなる電
極を有する閃光放電ランプにおいて、該電極はタングス
テン粉末とエミッタ材料粉末との混合粉末とからなり、
エミッタ含有量が３０ｗｔ％〜１５ｗｔ％である高エミ
ッタ混合層と、タングステン粉末と前記エミッタ材料粉
末との混合粉末とからなり、エミッタ含有量が１４ｗｔ
％〜２．５ｗｔ％である低エミッタ混合層と、タングス
テン粉末のみからなる純金属層とが、この順番で電極先
端側から複数段に積み重なっており、タングステン製の
電極芯棒に該電極が焼結により固定されていることを特
徴とする閃光放電ランプとするものである。
【０００９】
【作用】電極が複数段の積層構造になっており、電極後
端側にある層が電極芯棒と同じタングステンの純金属層
となっていることから、電極芯棒と電極とが焼結によっ
て確実に固定される。また、電極先端側にある高エミッ
タ混合層は、タングステン粉末とエミッタ材料粉末をエ
ミッタ材料が高濃度となるように混合した粉末の焼結体
であることから、放電に必要なエミッタ材料を電極の高
エミッタ混合層部分に大部分を存在させることとなり、
電極１個あたりに使用されるエミッタ材料の量は少なく
て所期の電極特性を満たす。そして、真空焼結時に電極
からのエミッタ材料の飛散が少ない。
端側にある層が電極芯棒と同じタングステンの純金属層
となっていることから、電極芯棒と電極とが焼結によっ
て確実に固定される。また、電極先端側にある高エミッ
タ混合層は、タングステン粉末とエミッタ材料粉末をエ
ミッタ材料が高濃度となるように混合した粉末の焼結体
であることから、放電に必要なエミッタ材料を電極の高
エミッタ混合層部分に大部分を存在させることとなり、
電極１個あたりに使用されるエミッタ材料の量は少なく
て所期の電極特性を満たす。そして、真空焼結時に電極
からのエミッタ材料の飛散が少ない。
【００１０】さらに、高エミッタ混合層と純金属層の間
に低エミッタ混合層を配置したので、低エミッタ混合層
は、高エミッタ混合層と純金属層の真空焼結時の収縮差
を緩和する緩衝層としての機能を果たし、各積層界面の
亀裂発生を防ぐことができる。
に低エミッタ混合層を配置したので、低エミッタ混合層
は、高エミッタ混合層と純金属層の真空焼結時の収縮差
を緩和する緩衝層としての機能を果たし、各積層界面の
亀裂発生を防ぐことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を用いて
説明する。図２は本発明の閃光放電ランプの一端側断面
図を示している。電極３は複数段（図では３段）の積層
構造になっており、高エミッタ混合層３１がタングステ
ン粉末とエミッタ粉末との混合粉末の焼結体であり、エ
ミッタ含有量の多い層であり、純金属層３３がタングス
テン粉末の焼結体からなっている。そして、低エミッタ
混合層３２はタングステン粉末と前記エミッタ粉末との
混合粉末の焼結体であり、エミッタ含有量の少ない層で
ある。４は電極芯棒であり、５はガラス巻き部である。
説明する。図２は本発明の閃光放電ランプの一端側断面
図を示している。電極３は複数段（図では３段）の積層
構造になっており、高エミッタ混合層３１がタングステ
ン粉末とエミッタ粉末との混合粉末の焼結体であり、エ
ミッタ含有量の多い層であり、純金属層３３がタングス
テン粉末の焼結体からなっている。そして、低エミッタ
混合層３２はタングステン粉末と前記エミッタ粉末との
混合粉末の焼結体であり、エミッタ含有量の少ない層で
ある。４は電極芯棒であり、５はガラス巻き部である。
【００１２】高エミッタ混合層のエミッタ濃度は電極の
基体金属であるタングステンに対し、３０〜１５ｗｔ％
の範囲とする。それは１４ｗｔ％以下であると電子放射
能力が不足するからであり、３１ｗｔ％以上であると焼
結時に焼結が進まず、放電動作時にエミッタが飛散する
からである。低エミッタ混合層のエミッタ濃度は基体金
属であるタングステンに対し、１４〜２．５ｗｔ％の範
囲とする。それは２．５ｗｔ％以下であると高エミッタ
混合層と低エミッタ混合層との間に焼結時に収縮率の差
による亀裂を生じるからであり、１５ｗｔ％以上である
と純金属層と低エミッタ混合層との間に焼結時に収縮率
の差による亀裂を生じるからである。なお、低エミッタ
混合層３２は一層でなく、エミッタ材料粉末の量を電極
先端側から段階的に少なくした複数の層を積層したもの
でもよい。
基体金属であるタングステンに対し、３０〜１５ｗｔ％
の範囲とする。それは１４ｗｔ％以下であると電子放射
能力が不足するからであり、３１ｗｔ％以上であると焼
結時に焼結が進まず、放電動作時にエミッタが飛散する
からである。低エミッタ混合層のエミッタ濃度は基体金
属であるタングステンに対し、１４〜２．５ｗｔ％の範
囲とする。それは２．５ｗｔ％以下であると高エミッタ
混合層と低エミッタ混合層との間に焼結時に収縮率の差
による亀裂を生じるからであり、１５ｗｔ％以上である
と純金属層と低エミッタ混合層との間に焼結時に収縮率
の差による亀裂を生じるからである。なお、低エミッタ
混合層３２は一層でなく、エミッタ材料粉末の量を電極
先端側から段階的に少なくした複数の層を積層したもの
でもよい。
【００１３】次に、本発明の閃光放電ランプの製造方法
について説明する。 （１）電極成形 図３は高エミッタ混合層３１、低エミッタ混合層３２、
純金属層３３を積層して形成する工程を説明する図であ
る。金型７に電極芯棒４をセットして高エミッタ混合
層、低エミッタ混合層、純金属層を形成すべく、タング
ステン粉末にバリウム酸化物系エミッタ材料粉末を２０
ｗｔ％含有させた混合粉末、タングステン粉末にバリウ
ム酸化物系エミッタ材料粉末を１０ｗｔ％含有させた混
合粉末、タングステンのみの粉末を準備し、各粉末を順
に型内に充填しては、金型上パンチ７３により加圧する
ことを繰り返すことによりプレス成形する。あるいは、
各粉末を順に充填した後で一括でプレス成形する。
について説明する。 （１）電極成形 図３は高エミッタ混合層３１、低エミッタ混合層３２、
純金属層３３を積層して形成する工程を説明する図であ
る。金型７に電極芯棒４をセットして高エミッタ混合
層、低エミッタ混合層、純金属層を形成すべく、タング
ステン粉末にバリウム酸化物系エミッタ材料粉末を２０
ｗｔ％含有させた混合粉末、タングステン粉末にバリウ
ム酸化物系エミッタ材料粉末を１０ｗｔ％含有させた混
合粉末、タングステンのみの粉末を準備し、各粉末を順
に型内に充填しては、金型上パンチ７３により加圧する
ことを繰り返すことによりプレス成形する。あるいは、
各粉末を順に充填した後で一括でプレス成形する。
【００１４】プレス圧力は５〜１０Ｔｏｎ／ｃｍ2であ
る。なお、７１は金型底部材であり電極芯棒のセンター
出し部材でもある。７２は金型下パンチである。７４は
金型側壁である。
る。なお、７１は金型底部材であり電極芯棒のセンター
出し部材でもある。７２は金型下パンチである。７４は
金型側壁である。
【００１５】（２）電極焼結 金型でプレスにより三段の積層構造に成形され、電極芯
棒４の挿入された電極３を真空焼結炉（不図示）にて焼
結する。焼結温度は１６００℃で、処理時間は３０分で
ある。また、より一層強固に電極３と電極芯棒４とを固
定させるために電極芯棒４の電極内部に位置する箇所に
芯棒切欠き部（不図示）を形成しておくのも好ましい。
棒４の挿入された電極３を真空焼結炉（不図示）にて焼
結する。焼結温度は１６００℃で、処理時間は３０分で
ある。また、より一層強固に電極３と電極芯棒４とを固
定させるために電極芯棒４の電極内部に位置する箇所に
芯棒切欠き部（不図示）を形成しておくのも好ましい。
【００１６】具体的に閃光放電ランプを製造し、その性
能を確認した。電極の基体金属材料としては、粒径１〜
１０μｍのタングステン粉末を用い、また、エミッタ材
料としてはのバリウム酸化物系エミッタであるＢａ1.8
Ｓｒ0.2Ｃａ1.0ＷＯ６1.0の粉末を用いた。プレス時の
圧力は８Ｔｏｎ／ｃｍ2である。そして、真空度２．７
×１０-5〜６．７×１０-3Ｐａの真空焼結炉で温度１６
００℃で３０分焼結した。
能を確認した。電極の基体金属材料としては、粒径１〜
１０μｍのタングステン粉末を用い、また、エミッタ材
料としてはのバリウム酸化物系エミッタであるＢａ1.8
Ｓｒ0.2Ｃａ1.0ＷＯ６1.0の粉末を用いた。プレス時の
圧力は８Ｔｏｎ／ｃｍ2である。そして、真空度２．７
×１０-5〜６．７×１０-3Ｐａの真空焼結炉で温度１６
００℃で３０分焼結した。
【００１７】ガラスバルブ内には封入ガスとしてキセノ
ンを２．７×１０4〜６．７×１０4Ｐａ封入した。そし
て、上記の方法で作製した閃光放電ランプを、１５００
Ｖで繰返し点灯試験した結果、放電ショット回数２００
万回を確認することができ、化学反応の産業用途の分野
でも充分使用に耐えることが判明した。
ンを２．７×１０4〜６．７×１０4Ｐａ封入した。そし
て、上記の方法で作製した閃光放電ランプを、１５００
Ｖで繰返し点灯試験した結果、放電ショット回数２００
万回を確認することができ、化学反応の産業用途の分野
でも充分使用に耐えることが判明した。
【００１８】なお、本発明においては、エミッター材料
のバリウム酸化物系エミッタとしては上記バリウムタン
グステートに限定されるものではなく、例えばバリウム
アルミネートであっても同様の効果が期待されるもので
ある。
のバリウム酸化物系エミッタとしては上記バリウムタン
グステートに限定されるものではなく、例えばバリウム
アルミネートであっても同様の効果が期待されるもので
ある。
【００１９】
【発明の効果】電極が複数段の積層構造になっており、
電極後部にある層が電極芯棒と同じタングステンの純金
属層となっていることから、電極芯棒に電極が焼結によ
って確実に固定される。また、電極先端側にある高エミ
ッタ混合層は、前記タングステン粉末とエミッタ材料粉
末をエミッタ材料が高濃度となるように混合した粉末の
焼結体であることから、放電に必要なエミッタ材料を電
極の高エミッタ混合層部分に大部分を存在させることと
なり、電極１個あたりに使用されるエミッタ材料の量は
少なくて所期の電極特性を満たす。そして、真空焼結時
に電極からのエミッタ材料の飛散が少ない。
電極後部にある層が電極芯棒と同じタングステンの純金
属層となっていることから、電極芯棒に電極が焼結によ
って確実に固定される。また、電極先端側にある高エミ
ッタ混合層は、前記タングステン粉末とエミッタ材料粉
末をエミッタ材料が高濃度となるように混合した粉末の
焼結体であることから、放電に必要なエミッタ材料を電
極の高エミッタ混合層部分に大部分を存在させることと
なり、電極１個あたりに使用されるエミッタ材料の量は
少なくて所期の電極特性を満たす。そして、真空焼結時
に電極からのエミッタ材料の飛散が少ない。
【００２０】さらに、高エミッタ混合層と純金属層の間
に低エミッタ混合層を配置したので、低エミッタ混合層
は、高エミッタ混合層と純金属層の真空焼結時の収縮差
を緩和する緩衝層としての機能を果たし、各積層の界面
での亀裂発生を防ぐことができる。
に低エミッタ混合層を配置したので、低エミッタ混合層
は、高エミッタ混合層と純金属層の真空焼結時の収縮差
を緩和する緩衝層としての機能を果たし、各積層の界面
での亀裂発生を防ぐことができる。
【図１】従来の閃光放電ランプの一例の断面図を示す。
【図２】本発明の閃光放電ランプの一端側断面図を示
す。
す。
【図３】電極成形の工程の説明用概略図を示す。
１ 閃光放電ランプ ２ ガラスバルブ ３ 電極 ３１ 高エミッタ混合層 ３２ 低エミッタ混合層 ３３ 純金属層 ４ 電極芯棒 ５ ガラス巻き部 ７ 金型 ７１ 金型下台 ７２ 金型下パンチ ７３ 金型上パンチ ７４ 金型側壁
Claims (1)
- 【請求項１】 タングステン粉末を焼結してなる電極を
有する閃光放電ランプにおいて、 該電極はタングステン粉末とエミッタ材料粉末との混合
粉末とからなりエミッタ含有量が３０〜１５ｗｔ％の高
エミッタ混合層と、前記タングステン粉末と前記エミッ
タ材料粉末との混合粉末とからなりエミッタ含有量が１
４〜２．５ｗｔ％の低エミッタ混合層と、前記タングス
テン粉末のみからなる純金属層とが、この順番で電極先
端側から複数段に積み重なっており、タングステン製の
電極芯棒に該電極が焼結により固定されていることを特
徴とする閃光放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008527A JP2001202919A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 閃光放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008527A JP2001202919A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 閃光放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001202919A true JP2001202919A (ja) | 2001-07-27 |
Family
ID=18536785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000008527A Pending JP2001202919A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 閃光放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001202919A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101159366B1 (ko) | 2005-12-30 | 2012-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 형광램프, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 액정표시장치 |
| CN104584185A (zh) * | 2012-07-31 | 2015-04-29 | 东芝高新材料公司 | 放电灯用阴极及其制造方法 |
-
2000
- 2000-01-18 JP JP2000008527A patent/JP2001202919A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101159366B1 (ko) | 2005-12-30 | 2012-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 형광램프, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 액정표시장치 |
| CN104584185A (zh) * | 2012-07-31 | 2015-04-29 | 东芝高新材料公司 | 放电灯用阴极及其制造方法 |
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