JP3652092B2

JP3652092B2 - 閃光放電管およびその製造方法

Info

Publication number: JP3652092B2
Application number: JP34642297A
Authority: JP
Inventors: 昭二西田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JPH11176384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス等の材料で形成される透光性封体の表面に透明導電性膜からなるトリガ電極が形成された、写真撮影等に用いられる閃光放電管およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、写真撮影等に用いられる閃光放電管は、円柱形のガラスにキセノン等の希ガス類を封入し、該ガラスの両端部にカソード電極およびアノード電極を設けるとともに、ガラスの外周面に酸化スズ等を主成分とする透明導電性膜からなるトリガ電極を形成して構成されている。
【０００３】
この種の閃光放電管の発光効率を向上するための手段として、本出願人は、先に、閃光放電管の被写体を直射する側の全部または大部分に透明導電性材料の非塗布部分を形成する技術を提案している（実開昭６０−１４１０６５号公報参照）。前記考案に係る閃光放電管において、例えば、放電管の裏面にのみ透明導電性材料を被覆したときの光量が、全面被覆したときの光量に比べて７％程度増加することが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、透明導電性材料の被覆条件と発光効率との関係について、上記の技術に関連して、本出願人がその後さらに鋭意検討した結果によるものであり、十分な光量が得られるとともに、発光信頼性に優れる閃光放電管およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る閃光放電管は、透光性封体の表面に透明導電性膜からなるトリガ電極が形成される閃光放電管において、該透明導電性膜による透光性封体被覆率が５〜３０％の範囲内であることを特徴とする。ここで、透光性封体被覆率とは、前記透明導電性膜による透光性封体の被覆面積と、透光性封体の中心軸と同軸上に設けられる両端部に設けられるカソード電極およびアノード電極の両電極の各先端部と軸方向に垂直の同一断面上の透光性封体の表面位置間における透光性封体の表面積との比を百分率で表したものをいう。
【０００６】
前記透光性封体の材料は、好適にはガラスを用いるが、これに限定するものではない。また、透明導電性膜を形成するための材料は、好適にはインジウムまたはスズを主成分金属として含有する有機金属化合物の溶液であり、該材料が加熱処理されてインジウムの酸化物（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）を主成分とし、またはスズの酸化物（ＳｎＯ₂＋Ｓｂ₂Ｏ₃）を主成分とする透明導電性膜が形成される。インジウムの酸化物を主成分とする皮膜はＩＴＯ膜と呼ばれるものである。なお、本発明において、これらの材料に特に限定するものではない。
【０００７】
これにより、従来の閃光放電管に比べて光量が増加するとともに、一定条件下で連続発光可能な最低発光電圧が上昇することなく、また一定条件下での連続発光試験の合格率に優れる発光信頼性の高い閃光放電管を得ることができる。なお、これら発光信頼性試験方法等の内容については、後述する。
【０００８】
また、本発明に係る閃光放電管において、前記透光性封体は該透光性封体の一端部に該透光性封体の中心軸と同軸上に設けられるカソード電極の先端部と軸方向に垂直の同一断面上における該透光性封体の表面位置近傍から該軸方向中央に向けて透光性封体被覆率が５％以上となるように透明導電性膜により帯状に被覆されていると好適である。すなわち、少なくとも透光性封体被覆率の５％分に相当する帯状の透明導電性膜を上記のカソード電極の先端部付近に形成することにより、前記した本発明の効果を得ることができる。
【０００９】
さらに、本発明に係る閃光放電管の製造方法は、透光性封体の表面に透明導電性膜からなるトリガ電極が形成される閃光放電管の製造方法において、透明導電性材料として主成分金属がインジウムまたはスズである有機金属化合物の溶液を用いて該透光性封体の表面を浸漬法により被覆し、これを乾燥した後、さらに該透明導電性材料の被覆層のうち透明導電性膜を形成する部分のみに熱風を吹き付けて該透明導電性材料に含有されるインジウムまたはスズを酸化して局部的に焼成し、その後酸性溶液で該透明導電性材料の未焼成部分をエッチング除去して該透光性封体の表面に帯状の該透明導電性膜を形成することを特徴とする。ここで、熱風は酸素含有ガスであればその種類を特に限定するものではないが、空気を用いると簡便であり、好ましい。
【００１０】
これにより、透光性封体の表面に帯状の透明導電性膜が容易に形成され、本発明に係る閃光放電管を好適に得ることができる。また、上記した方法において、透光性封体の表面に形成された透明導電性材料の被覆層のうち焼成する部分のみに局部的に熱風を吹き付けることから、閃光放電管のリード端子の酸化を防止することができ、カソード電極中のセシウム成分の加熱損失を回避することができる。
【００１１】
本発明に係る閃光放電管の製造方法において、透光性封体の表面に帯状の透明導電性膜を形成するに先立ち、予めアノード電極またはカソード電極を該透光性封体の両端部に封止処理して設ける場合は、該透明導電性膜を形成した後、さらに真空中または不活性ガス雰囲気下でアニーリング処理することにより、透明導電性膜の導電性をより高くすることができて好適である。
【００１２】
これに対して、透光性封体の表面に帯状の透明導電性膜を形成した後に、アノード電極またはカソード電極を該透光性封体の両端部に封止処理して設ける場合は、該封止処理を施すことが同時に透明導電性膜のアニーリング処理を施すことになるために、透明導電性膜のアニーリング処理を格別に行うことなく、透明導電性膜の導電性を向上させるという効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る閃光放電管およびその製造方法の好適な実施の形態例を図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１４】
先ず、図１〜図２を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る閃光放電管の構成とその製造方法について説明する。
【００１５】
本実施の形態に係る閃光放電管１０は、図１に示すように、ガラス管１２の両端部にカソード電極１４とアノード電極１６が封止処理して設けられ、カソード電極１４とアノード電極１６にはリード端子１８がそれぞれ接続される。ガラス管１２の内部には、キセノンガス２０が所定の圧力で封入される。ガラス管１２の表面には、カソード電極１４の先端部に対応するガラス管１２の表面の位置から所定の表面位置まで、透明導電性膜２２により帯状に被覆される。
【００１６】
前記透明導電性膜２２は、以下の方法により形成される。
【００１７】
先ず、図２Ａに示すように、ガラス管１２の両端部にカソード電極１４とアノード電極１６が封止処理して設けられる閃光放電管１０を準備する。
【００１８】
次いで、図２Ｂに示すようにインジウムを主成分金属とする有機金属化合物の溶液を満たした浴２４を準備し、この浴２４の中に、前記閃光放電管１０をカソード電極１４を下向きとして、アノード電極１６が浸されない位置まで浸漬し、約１０ｍｍ／ｓの引き上げ速度で引き上げることにより溶液の被覆膜２２ａを閃光放電管１０に塗布する。図示しない乾燥工程において、例えば、約６０℃程度の温度雰囲気下で約５分間程度乾燥した後、図２Ｃ中、矢印で示すように、閃光放電管１０のカソード電極１４の上端部から所定の高さ（Ｗ）までの前記被覆膜２２ａのみに局部的に、例えば、約５００℃程度の温度の空気を約２ｌ−空気／ｃｍ²−透明導電性材料／ｓ（秒）程度の量で約２０ｓ（秒）間程度吹き付けて溶液中のインジウムを酸化して焼成させる。
【００１９】
さらに、図２Ｄに示すように、１規定の塩酸水溶液を満たした浴２６を準備し、この浴２６の中に、前記閃光放電管１０全体を約３０ｓ（秒）浸漬させる。これにより、閃光放電管１０の前記被覆膜２２ａは、浴２６中の塩酸水溶液に溶解して除去され、先に高温の空気により加熱されたカソード電極１４近傍の酸化された部分の被覆膜２２ｂのみが残る。その後、図示しない水洗工程において水洗して乾燥することにより、閃光放電管１０の表面への所定の幅（Ｗ）の帯状の透明導電性膜２２ｂの形成が完了する。
【００２０】
好ましくは、図２Ｅに示すように、引き続き前記閃光放電管１０を真空中または不活性ガス雰囲気下で、例えば、約２００℃程度の温度で約２０分程度加熱してアニーリング処理を施す。これにより、前記透明導電性膜２２ｂの導電性を向上させることができる。
【００２１】
なお、本実施の形態に係る閃光放電管１０の製造方法に代えて、ガラス管１２の両端部にカソード電極１４とアノード電極１６を封止する作業を前記した透明導電性膜２２ｂを形成した後に最終工程で行う場合には、該封止作業によって、前記透明導電性膜２２のアニーリング処理を兼ねることができる。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る閃光放電管１０の発光特性の評価方法および評価結果について、図３〜図６を参照しつつ、以下に説明する。
【００２３】
閃光放電管１０の発光特性の評価は、図３に示す基本回路を構成して行った。すなわち、基本回路は、電源である乾電池２８とこの乾電池２８の電圧を昇圧させるためのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を有し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０にはメインコンデンサ３２が接続される。メインコンデンサ３２には、さらに抵抗３４と抵抗３６とからなる分圧回路が並列接続され、その分圧点と接地線間にはパイロットランプ３８が接続される。メインコンデンサ３２には、さらに抵抗４０、トリガ用コンデンサ４２および抵抗４４の直列回路が並列接続されるとともに、閃光放電管１０の一対の電極が接続される。トリガ用コンデンサ４２の一端には、トリガコイル４６の一次巻線４８の一端が接続され、トリガ用コンデンサ４２の他端と一次巻線４８の他端はスイッチ５０に接続される。トリガコイル４６の二次巻線５２は、透明導電性膜からなるトリガ電極５４に接続される。
【００２４】
図示しない電源スイッチを投入すると、メインコンデンサ３２の電圧が数百Ｖに昇圧されて、発光準備が完了する。次いで、スイッチ５０をオンすると、トリガコイル４６の二次巻線５２に数ｋＶのパルスを生じ、トリガ電極５４に印加されて放電を誘発し、閃光放電管１０が発光する。スイッチ５０のオン、オフにより発光が連続して繰り返される。ここで、発光量を測定するために、閃光放電管１０に対置するように受光素子としての積分球５６を設ける。
【００２５】
発光特性の評価は、次の３項目について行った。
【００２６】
光量は、前記閃光放電管１０の基本回路において、静電容量が１００μＦのメインコンデンサ３２に２８０Ｖ充電して発光させ、前記積分球５６を用いて光量を測定し、これをガイドナンバ（光量）に換算した。評価には、１０本の閃光放電管１０の平均値を用いた。
【００２７】
最低発光電圧は、前記静電容量が１００μＦのメインコンデンサ３２を１４０Ｖの電圧から始めて５Ｖずつ昇圧した場合において、５回連続して全て発光したときの最低電圧とした。これについても、評価には、１０本の閃光放電管１０の平均値を用いた。
【００２８】
連続発光試験の合格率は、前記閃光放電管１０の基本回路において、静電容量が１７０μＦのメインコンデンサ３２に３２０Ｖ充電して２０ｓ（秒）間隔で連続して３００回発光させて、３００回全て発光したときを合格とし、各設定電圧で行った１０本の閃光放電管１０のうちの合格本数の比率とした。
【００２９】
評価対象となる閃光放電管１０は、透光性封体被覆率（図１において、（Ｗ／Ｗ₀）×ガラス管円周長さ×１００）が、１００％、５４．０％、２３．０％、１５．４％、７．７％、３．８％、０％のものを用いた。
【００３０】
各評価項目についての評価結果を図４〜図６に示す。
【００３１】
図４に示すガイドナンバ（光量）は、透光性封体被覆率を減少させるにつれて顕著に増加し、例えば、透光性封体被覆率が１００％のものに比べて５０％のものの方が約５％程度増加する点は、先の知見と同様であったが、今回さらに透光性封体被覆率が小さい範囲において、透光性封体被覆率が５％未満となるまではさらに漸増傾向が続くことがわかった。
【００３２】
図５に示す最低発光電圧は、透光性封体被覆率を５％まで減少させてもほぼ同等レベルに維持されるが、これを超えて透光性封体被覆率を減少させると急激に上昇することがわかった。
【００３３】
図６に示す連続発光試験の合格率は、透光性封体被覆率を５％まで減少させても１００％が維持されるが、これを超えて透光性封体被覆率を減少させると急激に低下することがわかった。
【００３４】
上記各評価結果を総合的に判断すると、光量を十分に確保するとともに、発光信頼性の高い閃光放電管を得るためには、透明導電性膜による透光性封体被覆率を５〜３０％の範囲内とすると好適であることがわかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る閃光放電管によれば、透光性封体の表面に透明導電性膜からなるトリガ電極が形成される閃光放電管において、該透明導電性膜による透光性封体被覆率を５〜３０％の範囲内としている。
【００３６】
このため、十分な光量が得られるとともに、発光信頼性に優れる閃光放電管を得ることができるという効果が達成される。
【００３７】
また、本発明に係る閃光放電管の製造方法によれば、透明導電性材料として主成分金属がインジウム等の有機金属化合物の溶液を用いて該透光性封体の表面を浸漬法により被覆し、これを乾燥した後、さらに該透明導電性材料の被覆層のうち透明導電性膜を形成する部分のみに熱風を吹き付けて該透明導電性材料に含有されるインジウム等を酸化して局部的に焼成し、その後酸性溶液で該透明導電性材料の未焼成部分をエッチング除去して該透光性封体の表面に帯状の該透明導電性膜を形成している。
【００３８】
このため、透光性封体の表面に帯状の透明導電性膜を容易に形成することができ、本発明に係る閃光放電管が好適に得られるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る閃光放電管の概略断面図である。
【図２】図１の閃光放電管において、ガラス管の表面に透明導電性膜を形成する工程を説明するための概略工程図であり、図２Ａは、ガラス管の両端部にカソード電極とアノード電極が封止処理して設けられた閃光放電管の概略外形図であり、図２Ｂは、図２Ａの閃光放電管を透明導電性材料の溶液に浸漬して塗布する工程を示す説明図であり、図２Ｃは、図２Ｂの閃光放電管の透明導電性膜形成予定部分に高温空気を吹き付ける工程を示す説明図であり、図２Ｄは、図２Ｃの閃光放電管を酸性溶液によりエッチング処理する工程を示し、左側部分は処理前の状態、右側部分は処理後の状態を示す説明図であり、図２Ｅは、図２Ｄの閃光放電管の透明導電性膜にアニーリング処理を施す工程を示す説明図である。
【図３】本実施の形態に係る閃光放電管の発光特性を評価するために用いる基本回路図である。
【図４】本実施の形態に係る閃光放電管の光量と透光性封体被覆率との関係を示すグラフである。
【図５】本実施の形態に係る閃光放電管の最低発光電圧と透光性封体被覆率との関係を示すグラフである。
【図６】本実施の形態に係る閃光放電管の連続発光試験の合格率と透光性封体被覆率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…閃光放電管１２…ガラス管
１４…カソード電極１６…アノード電極
２２…透明導電性膜２２ａ、２２ｂ…被覆膜
２４、２６…浴３２…メインコンデンサ
５４…トリガ電極５６…積分球

Claims

透光性封体の表面に透明導電性膜からなるトリガ電極が形成される閃光放電管において、
前記透光性封体は、該透光性封体の一端部に該透光性封体の中心軸と同軸上に設けられるカソード電極の先端部と軸方向に垂直の同一断面上における該透光性封体の表面位置近傍から該軸方向中央に向けて透光性封体被覆率が５〜３０％の範囲となるように、前記透明導電性膜が前記カソード電極先端から前記透光性封体の中央部に向けて、前記透光性封体の外面周方向に帯状に被覆されていることを特徴とする閃光放電管。
透光性封体の表面に透明導電性膜からなるトリガ電極が形成され、かつ、前記透光性封体の一端部に該透光性封体の中心軸と同軸上に設けられるカソード電極の先端部と軸方向に垂直の同一断面上における該透光性封体の表面位置近傍から該軸方向中央に向けて透光性封体被覆率が５〜３０％の範囲となるように、前記透明導電性膜が前記カソード電極先端から前記透光性封体の中央部に向けて、前記透光性封体の外面周方向に帯状に被覆された閃光放電管の製造方法において、
透明導電性材料として主成分金属がインジウムまたはスズである有機金属化合物の溶液を用いて該透光性封体の表面を浸漬法により被覆し、これを乾燥した後、さらに該透明導電性材料の被覆層のうち透明導電性膜を形成する部分のみに熱風を吹き付けて該透明導電性材料に含有されるインジウムまたはスズを酸化して局部的に焼成し、その後酸性溶液で該透明導電性材料の未焼成部分をエッチング除去して該透光性封体の表面に帯状の該透明導電性膜を形成することを特徴とする閃光放電管の製造方法。