JP2012204232A

JP2012204232A - 閃光放電管

Info

Publication number: JP2012204232A
Application number: JP2011069236A
Authority: JP
Inventors: Osamu Asada; 修浅田; Kakuji Amari; 覚司甘利
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】キセノン閃光放電管においてカソード電極ペレット内のセシウム化合物の飛散量を低減させることで外観不良のない閃光放電管の提供。
【解決手段】カソード電極ピンに熱が加わりにくいカーボン形状を採用したことにより、カソード電極ペレット内のセシウム化合物の飛散量を低減することができ、結果としてセシウムが硝子管内に集中的に付着しなくなり、エージング工程において放電させることで発生するセシウムが黒くリング状に変色したことによる外観不良がなくなるという効果がある。さらに従来に比べ、点灯電圧のばらつき、発光かけがなくなり、また長寿命という効果を得ることが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、細管化してもセシウム化合物がガラス管の内面に付着せず、外観不良が発生しない閃光放電管に関するものである。

閃光放電管は、従来よりストロボ装置の光源等に利用されている。近年ではデジタルカメラの普及により内蔵ストロボ用光源に利用されている閃光放電管は、デジタルカメラの小型化、薄型に対応するため、よりいっそうの小型化、細管化が望まれている。

この種の閃光放電管７は、図４に示すように、ガラス管５の一端にガラスビード２を介して封着されるアノード電極ピン４と、アノード電極ピン４に対向する一端にカソード電極ピン１を備え、ガラス管内にはキセノンガスが封入されている。アノード電極ピン４はガラスビード２が封着される部分及びガラス管５内の部分はタングステンであり、外部部分はニッケルで両者は溶接により接合されている。またカソード電極ピン１もアノード電極ピン４と同様の構成であり、タングステンの先端付近には、エミッタ材料としてセシウム化合物が含浸された高融点金属の焼結体であるペレット６を備えている。（特許文献１参照）
閃光放電管７を製造する方法において、ガラスビード２を封着済みのアノード電極ピン４およびカソード電極ピン１をそれぞれガラス管５の両端に封着するには、例えばキセノンガスをガラス管５内に封入させながら、封止部付近を覆うように、各電極及びガラス管５を、保持する形状の保持部を備えたカーボン治具が両端に付随している銅電極を通電することにより加熱され、その熱がガラス管５に伝わることでガラス管５両端のガラスとガラスビード２を溶融する。

その後、溶融したガラス管５のガラスとガラスビード２が一体化し外部との隙間を封鎖して冷却され、ガラス管５内にキセノンガスが封入される。

ここで、カソード電極ピン１を封着する際に、カーボン治具からカソード電極ピン１を解してペレット６に伝わる熱によって、ペレット６に含浸されているセシウム化合物の一部が熱により１．６５μｇ以上がガラス管５内に飛散する。

特開２００１−１３５２７３号公報

カソード電極ピン１のペレットから飛散するセシウムは、カーボン治具３が加熱されることでカソード電極ピン１に熱が伝達しガラス管５内に飛散する、ペレット内に含浸されているセシウムがガラス管５中に含まれる塩素と化学結合しセシウム化合物となって、ガラス管５の内壁の、高温部分から一定温度以下になる境の冷点にリング状に集中的に付着する。そしてエージング工程において閃光放電管７を繰り返し発光させると、前記セシウム化合物は発光時の熱により結晶構造が変化し、変色して黒色のリング状の線となる。この線は閃光放電管７がカメラ等に取付けた際に好ましくないため、外観不良と判断される。

また、閃光放電管７の発光によりガラス管５内に生じるキセノンイオンがキセノンガス中のセシウム化合物と衝突し、熱分解を起こしたセシウムがキセノンガス中の未反応の塩素と化合し、電子放出性が低下させることで、点灯電圧がばらついたり、発光欠け（不発光）が発生する。
さらに、カソード電極ピン１を加熱した際に、ペレット６からセシウムが飛散することでペレット６内のセシウム量が減少し、所定の量より少なくなるため、発光によるセシウムの消費が早くなり、発光寿命が短くなる。
また、上記のような問題を発生させないようにするため、カソード電極ピン１のガラスビード２とガラス管５との封着時の熱量を少なくすると、封着が不十分になりリーク不良や焼き不足の外観不良が発生する。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ガラス管５とカソード電極ピン１のガラスビード２との熱封着時に、カソード電極ピン１のペレット６内に含浸乾燥されているセシウム化合物がガラス管５内に飛散する量を低減することで、外観不良の発生や点灯電圧のばらつき、短寿命を防止するとともに、焼き不足不良の発生しない閃光放電管を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、ガラス管の両端にビードガラスを介して封止されたアノード電極及びカソード電極を備え、ガラス管内に希ガスが封入されたキセノン閃光放電管において、前記ガラス管内に飛散したセシウム量を１．６５μｇ未満としたことを特徴とする閃光放電管である。

本発明によれば、カソード電極に熱が加わりにくいカーボン形状を採用したことにより、閃光放電管７内のセシウム量を１．６５μｇ未満に低減することができる為、セシウム化合物が硝子管内に集中的に付着しなくなり、エージング工程において発光させても、それらが黒くリング状に変色することはなく外観不良がなくなるという効果がある。

加えて、従来に比べ、点灯電圧のばらつき、発光かけがなくなり、飛散したセシウム量が少ないため長寿命という効果を得ることが出来る。

ガラスビードを電極ピンに融着する工程を表す断面図アノード電極ピンをガラスバルブと封着する工程を表す断面図カソード電極ピンをガラスバルブと封着する工程を表す断面図閃光放電管の断面図

以下では、本発明に係る閃光放電管の一実施形態について図１、図２及び図３、図４に基づいて説明する。尚、基本的な構成は従来例と同じであり、同じ構成については、同じ符号としている。

図１にガラスビードを電極ピンに融着する工程を表す断面図、図２にアノード電極ピンをガラスバルブと封着する工程を表す断面図、図３にカソード電極ピンをガラスバルブと封着する工程を表す断面図を、図４にキセノン閃光放電管の断面図を示す。

ガラスビード２をアノード電極ピン４およびカソード電極ピン１に融着するためには、図１に示すようにアノード電極ピン４およびカソード電極ピン１をガラスビード２の孔に通した状態でカーボン治具３にセットし、カーボン治具３は両端に付随している銅電極を通電することにより高温に加熱されることでアノード電極ピン４およびカソード電極ピン１にガラスビード２を融着させる。
カーボン治具３は、アノード電極ピン４およびカソード電極ピン１の外部リード部の端部を保持する形状をしており、外部リード部はカーボン治具３に完全に覆われている。
またカーボン治具３は、ガラスビード２を加熱して熱融着させる加工治具であり、融着時ガラスビード２の端面より加熱し、ガラスビード２を軟化させアノード電極ピン４またはカソード電極ピン１に融着させる。
また、融着時大気圧以上の窒素ガスを封入することによりアノード電極ピン４およびカソード電極ピン１の酸化を防ぐとともに、ガラスビード２の融着強度を高めている。
カーボン治具３は高温で加熱されており、高温のまま取り出すとカーボン治具３は劣化してしまう為、一定時間窒素雰囲気中で冷却を行い取り出す。
ガラスビード２を融着したアノード電極ピン４をガラス管５に封止するには、図２に示すようにガラス管５の一端内部に、ガラスビード２を融着したアノード電極ピン４を挿入した状態で、カーボン治具３の両端に付随してある銅電極を通電することによりカーボン治具３を加熱する。
カーボン治具３は上記アノード電極ピン４の外部リード部の端部を保持する形状をしており、外部リード部はカーボン治具３に完全に覆われている。
上記でアノード電極ピン４に融着されたガラスビード２はガラス管５とカーボン治具３で、加熱され熱封着される。このとき、アノード電極ピン４の酸化を防ぐ為に、アルゴンガス雰囲気中でガラスビード２とガラス管５の端面より加熱し、ガラスビード２およびガラス管５を軟化させ封着させる。
アノード電極ピン４に融着されたガラスビード２とガラス管５が軟化し封着される最中に一瞬であるがアルゴンガスの封入を止め真空引きをすることでガラス管５のもう一端から塩素を逃がすことでガラス管内に塩素を付着させない。
カーボン治具３は高温で加熱されている為、高温のまま取り出すとカーボン治具３は劣化してしまう為、一定時間窒素雰囲気中で冷却を行い取り出す。
上記カーボン治具３で、加熱され熱封着されアノード封止済みのガラス管５は反転させ、ガラス管５の端面とカソード電極ピン１に融着されたガラスビード２を軟化させ封着させた後、所定のガス設定値以上のガス圧をガラス管５にかけることによりガラスビード２と封着させる。
ガラスビード２を融着し、先端部にペレット６がカシメられたカソード電極ピン１をガラス管５に封着するには、図３に示すようにカーボン治具３にガラス管５の一端内部にガラスビード２を融着したカソード電極ピン１を挿入した状態で真空引きした後、所定のガス圧になるように設定したキセノンガス雰囲気中でカーボン治具３の両端に付随してある銅電極に通電することによりカーボン治具３を加熱する。
ガラス管５の端面とカソード電極ピン１に融着されたガラスビード２を軟化させ封着させた後、ガラス管５内に封入されたキセノンガスはカーボン治具３が加熱されたことにより熱膨張をおこしガラス管を押し広げようとするのを、所定のガス設定値以上のキセノンガスを封入することによりガラス管５の熱膨張を抑え、ガラス管５の端面とカソード電極ピン１に融着されたガラスビード２を封着させる。
カーボン治具３は高温で加熱されている為、高温のまま取り出すとカーボン治具３は劣化してしまう為、一定時間窒素雰囲気中で冷却を行い取り出す。
カーボン治具３は、カソード電極ピン１の外部リード部の端部を保持しており、外部リード部はカーボン治具３に完全に覆われているが、アノード封止用のカーボン治具３に比べ覆っている面積が小さくなっている。
カーボン治具３が通電加熱されると、カーボン治具３の熱がカソード電極ピン１やガラス管５を介してガラスビード２やペレット６に伝達される。しかし、カーボン治具３がカソード電極ピン１を覆っている面積が小さいため、カーボン治具３に接触しているガラス管５とガラスビード２の封着は確実に行われるが、カソード電極ピン１を覆っている面積が小さいことでペレット６に伝わる熱が少なくなり、ペレット６に含浸乾燥しているセシウムの飛散を減少させることができる。
また、所定のガス設定値は０．１ＭＰa以上０．４ＭＰa以下であり、ガラス管５の端面とカソード電極ピン１に融着されたガラスビード２を封着する際には、所定のガス設定値以上のキセノンガスを封入する。
カーボン治具３で封着された閃光放電管７内に、ペレット６に予め含浸乾燥したセシウム化合物がガラス管内に飛散する量は、ＩＣＰ−ＭＳ測定機による測定で１．６５μg未満である。
上記、ガラス管内に飛散しているセシウム量が１．６５μｇ未満であれば、セシウム化合物が硝子管内に集中的に付着しなくなり、エージング工程において放電が発生してもそれらが黒くリング状に変色することはなく外観不良がなくなるという効果がある。
また、硝子管内に飛散しているセシウム量が１．６５μｇ未満であれば、長寿命という効果を得ることが出来る。
さらに、硝子管内に飛散しているセシウム量が１．６５μｇ未満であれば、点灯電圧ばらつきが低減する効果を得ることが出来る。

本発明は、閃光放電管として広く利用することができる。

１カソード電極ピン
２ガラスビード
３カーボン治具
４アノード電極ピン
５ガラス管
６ペレット
７閃光放電管

Claims

ガラス管の両端にビードガラスを介して封止されたアノード電極及びカソード電極を備え、ガラス管内に希ガスが封入されたキセノン閃光放電管において、前記ガラス管内に飛散したセシウム量を１．６５μｇ以下としたことを特徴とするキセノン閃光放電管。