JPH02189852A - 放電灯用電極およびその製造方法 - Google Patents
放電灯用電極およびその製造方法Info
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- JPH02189852A JPH02189852A JP776189A JP776189A JPH02189852A JP H02189852 A JPH02189852 A JP H02189852A JP 776189 A JP776189 A JP 776189A JP 776189 A JP776189 A JP 776189A JP H02189852 A JPH02189852 A JP H02189852A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、放電灯用電極およびその製造方法に関する。
高圧キセノンランプまたは高圧水銀ランプ等の高圧放電
灯は、一般に、発光管内において陽極と陰極とが対向配
置されて構成されている。
灯は、一般に、発光管内において陽極と陰極とが対向配
置されて構成されている。
斯かる高圧放電灯を構成する陰極としては、従来、トリ
エーテッドタングステンよりなる陰極が知られている。
エーテッドタングステンよりなる陰極が知られている。
この陰極は、仕事関数が約2.60 V程度であるため
、動作温度は約2000℃に設定される。すなわち、動
作温度が高すぎるとトリウム原子の蒸発が著しくなり、
動作温度が低すぎるとトリアの分解、拡散が十分に行わ
れず、いずれの場合にも満足な動作を示さなくなるから
である。
、動作温度は約2000℃に設定される。すなわち、動
作温度が高すぎるとトリウム原子の蒸発が著しくなり、
動作温度が低すぎるとトリアの分解、拡散が十分に行わ
れず、いずれの場合にも満足な動作を示さなくなるから
である。
しかし、トリニーテンドタングステンよりなる陰極は上
記のように動作温度が概して高いので、以下の問題があ
る。
記のように動作温度が概して高いので、以下の問題があ
る。
(1)高圧放電灯を点滅を繰返して使用する場合におい
ては、約300回の点滅により陰極の先端が単結晶化し
てドリアの拡散性が悪化し、その結果使用に耐えないも
のとなる。
ては、約300回の点滅により陰極の先端が単結晶化し
てドリアの拡散性が悪化し、その結果使用に耐えないも
のとなる。
(2)高圧放電灯を連続点灯して使用する場合において
は、約1000〜2000時間の連続点灯により上記(
1〕と同様にドリアの拡散性が悪化し、その結果使用に
耐えないものとなる。
は、約1000〜2000時間の連続点灯により上記(
1〕と同様にドリアの拡散性が悪化し、その結果使用に
耐えないものとなる。
(3)陰極の先端の消耗が著しく、そのため電極間距離
が次第に拡大して輝点の位置が変位する。その結果、高
圧放電灯を光学系に組込んで使用する場合には輝点の位
置が光学系の焦点から早期に変位して支障を生ずる。
が次第に拡大して輝点の位置が変位する。その結果、高
圧放電灯を光学系に組込んで使用する場合には輝点の位
置が光学系の焦点から早期に変位して支障を生ずる。
本考案は以」−の如き事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、使用寿命の長い放電灯用電極および
その製造方法を提供することにある〔課題を解決するた
めの手段〕 上記目的を達成するため、請求項1の発明は、電極基体
と、この電極基体の先端に固定された電極部とを備えて
なり、前記電極部は、バリウム系のエミッター物質を低
濃度で含有しかつ先端がコーン状で空洞部を有する外殻
と、この外殻の空洞部に嵌合装着された、バリウム系の
エミッター物質を高濃度で含有するエミッター補給源よ
りなる内殻とを有し、前記外殻および内殻が同時に焼結
処理されて両者が連結固定されたことを特徴とする 請求項2の発明は、バリウム系のエミッター物質と高融
点金属の粉末との混合物をプレス成形して先端がコーン
状の有底筒状の未焼結外殻を形成する工程と、バリウム
系のエミッター物質と高融点金属の粉末との混合物をプ
レス成形してエミッター補給源よりなる未焼結内殻を形
成する工程と、前記未焼結外殻に前記未焼結内殻を嵌合
装着した状態で両者を同時に焼結処理して一体的に連結
固定して電極部を形成する工程とを含むことを特徴とす
る。
って、その目的は、使用寿命の長い放電灯用電極および
その製造方法を提供することにある〔課題を解決するた
めの手段〕 上記目的を達成するため、請求項1の発明は、電極基体
と、この電極基体の先端に固定された電極部とを備えて
なり、前記電極部は、バリウム系のエミッター物質を低
濃度で含有しかつ先端がコーン状で空洞部を有する外殻
と、この外殻の空洞部に嵌合装着された、バリウム系の
エミッター物質を高濃度で含有するエミッター補給源よ
りなる内殻とを有し、前記外殻および内殻が同時に焼結
処理されて両者が連結固定されたことを特徴とする 請求項2の発明は、バリウム系のエミッター物質と高融
点金属の粉末との混合物をプレス成形して先端がコーン
状の有底筒状の未焼結外殻を形成する工程と、バリウム
系のエミッター物質と高融点金属の粉末との混合物をプ
レス成形してエミッター補給源よりなる未焼結内殻を形
成する工程と、前記未焼結外殻に前記未焼結内殻を嵌合
装着した状態で両者を同時に焼結処理して一体的に連結
固定して電極部を形成する工程とを含むことを特徴とす
る。
請求項1の発明によれば、電極部を構成する外殻がバリ
ウム系のエミッター物質を低濃度で含有するので、仕事
関数が約1.5〜1.8V程度に低下し、従って、動作
温度を1000℃程度にまで低くすることができ、電極
部の早期消耗を抑制することができる。しかも、外殻の
空洞部に嵌合装着された内殻がバリウム系のエミッター
物質を高濃度で含有するエミッター補給源よりなるので
、当該エミッター物質が外殻に徐々に拡散してそのコー
ン状の先端に良好に補給され、エミッター物質の機能が
長期間にわたり安定に発揮される。しかも、外殻および
内殻が同時に焼結処理されて両者が連結固定されている
ので、電極部の熱伝導が阻害されることがなく、電極部
の過熱を十分に防止することができる。
ウム系のエミッター物質を低濃度で含有するので、仕事
関数が約1.5〜1.8V程度に低下し、従って、動作
温度を1000℃程度にまで低くすることができ、電極
部の早期消耗を抑制することができる。しかも、外殻の
空洞部に嵌合装着された内殻がバリウム系のエミッター
物質を高濃度で含有するエミッター補給源よりなるので
、当該エミッター物質が外殻に徐々に拡散してそのコー
ン状の先端に良好に補給され、エミッター物質の機能が
長期間にわたり安定に発揮される。しかも、外殻および
内殻が同時に焼結処理されて両者が連結固定されている
ので、電極部の熱伝導が阻害されることがなく、電極部
の過熱を十分に防止することができる。
請求項2の発明によれば、未焼結外殻に未焼結内殻を嵌
合した状態で両者を同時に焼結処理して一体的に連結固
定して電極部を形成するので、外殻と内殻との結合が強
固となる。
合した状態で両者を同時に焼結処理して一体的に連結固
定して電極部を形成するので、外殻と内殻との結合が強
固となる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
(実施例1)
本実施例においては放電灯用電極について説明する。
本実施例の放電灯用電極は、第1図に示すように、電極
基体10と、この電極基体10の先端に固定された電極
部20とを備え、電極部20は、バリウム系のエミッタ
ー物質を低濃度で含有しかつ先端31がコーン状で内部
に空洞部32を有する外殻30と、この外殻30の空洞
部32に嵌合装着された、バリウム系のエミッター物質
を高濃度で含有するエミッター補給源よりなる内殻40
とを有し、外殻30および内殻40が同時に焼結処理さ
れて両者が連結固定されてなる。
基体10と、この電極基体10の先端に固定された電極
部20とを備え、電極部20は、バリウム系のエミッタ
ー物質を低濃度で含有しかつ先端31がコーン状で内部
に空洞部32を有する外殻30と、この外殻30の空洞
部32に嵌合装着された、バリウム系のエミッター物質
を高濃度で含有するエミッター補給源よりなる内殻40
とを有し、外殻30および内殻40が同時に焼結処理さ
れて両者が連結固定されてなる。
電極基体10において、11は電極部20を固定するた
めの筒部、12は円柱状の胴部、13は金属箔との溶接
部である。電極基体10は例えばモリブデン、タンタル
等の高融点金属よりなり、電極部20は筒部11に嵌合
されて例えばカシメ等により挟圧された状態で電極基体
10に固定されている。
めの筒部、12は円柱状の胴部、13は金属箔との溶接
部である。電極基体10は例えばモリブデン、タンタル
等の高融点金属よりなり、電極部20は筒部11に嵌合
されて例えばカシメ等により挟圧された状態で電極基体
10に固定されている。
外殻30は例えばタングステンを主体としこれにバリウ
ム系のエミッター物質を低濃度で含有してなり、その濃
度は例えば5〜20重量%程度が好ましい。この濃度が
過大のときはエミッター物質の蒸発が過剰となって早期
に黒化現象が発生ずる。
ム系のエミッター物質を低濃度で含有してなり、その濃
度は例えば5〜20重量%程度が好ましい。この濃度が
過大のときはエミッター物質の蒸発が過剰となって早期
に黒化現象が発生ずる。
一方、この濃度が過小のときはエミッター物質による機
能が不十分となり、点灯不良となる。
能が不十分となり、点灯不良となる。
外殻30の空洞部32に嵌合装着された、バリウム系の
エミッター物質を高濃度で含有するエミッター補給源よ
りなる内殻40において、バリウム系のエミッター物質
の濃度は、例えば30〜70重量%程度が好ましい。そ
の他の併用物質としては、タングステン、タンクル、ジ
ルコニウム、チタン、マク不ソウム、ニンケル等の単体
の混合物からなる還元剤を挙げることができる。
エミッター物質を高濃度で含有するエミッター補給源よ
りなる内殻40において、バリウム系のエミッター物質
の濃度は、例えば30〜70重量%程度が好ましい。そ
の他の併用物質としては、タングステン、タンクル、ジ
ルコニウム、チタン、マク不ソウム、ニンケル等の単体
の混合物からなる還元剤を挙げることができる。
バリウム系のエミッター物質としては、3a△11
Ba、IMy (M ; W、Mo、Ti、Zr、Ta
、Ni )等を用いることができる。
、Ni )等を用いることができる。
以上の構成の放電灯用電極において、さらに好ましい条
件について説明する。
件について説明する。
(1)コーン状の先端31の角度αが50〜120°で
あることが好ましい。なお、この角度αは、軸Pに沿っ
た切断面における角度である。このような特定のコーン
状であることにより、輝度の高い輝点を形成することが
できるうえ、先端の消耗を抑制することができる。
あることが好ましい。なお、この角度αは、軸Pに沿っ
た切断面における角度である。このような特定のコーン
状であることにより、輝度の高い輝点を形成することが
できるうえ、先端の消耗を抑制することができる。
(2)空洞部32の輪郭がいわばテーパー状であって、
最大径をdl、最小径をd2とするとき、以下の関係を
満足することが好ましい。
最大径をdl、最小径をd2とするとき、以下の関係を
満足することが好ましい。
d I(mm) −d 2 (mm) + (0,2m
m 〜0.05mm)このようなテーパー状とすること
により、外殻30を容易にプレス成形することができる
。
m 〜0.05mm)このようなテーパー状とすること
により、外殻30を容易にプレス成形することができる
。
(3)空洞部32の最大径d1 と、外殻30の外径り
とが、以下の関係を満足することが好ましい。
とが、以下の関係を満足することが好ましい。
0.3D<d、<0.8D
斯かる条件を満足することにより、外殻30の機械的強
度を高めることができ、かつ、エミッター物質の充填量
の増大を図ることができる。なお、dlが0.8Dを超
えるときには、外殻30に内殻40を連結する時に、あ
るいは焼結完了時に熱膨張の差により外殻30が壊れや
すい。一方、dlが03D未満のききには、エミッター
物質の充填量が不足しやすい。
度を高めることができ、かつ、エミッター物質の充填量
の増大を図ることができる。なお、dlが0.8Dを超
えるときには、外殻30に内殻40を連結する時に、あ
るいは焼結完了時に熱膨張の差により外殻30が壊れや
すい。一方、dlが03D未満のききには、エミッター
物質の充填量が不足しやすい。
(4)外殻30の長さしと、空洞部32の長さβとが、
以下の関係を満足することが好ましい。
以下の関係を満足することが好ましい。
(1,/10)D<L−1!<D
斯かる条件を満足することにより、コーン状の先端31
の早期変形を防止する効果を高め、内殻40からのエミ
ッター物質の補給を長時間にわたり安定化できる効果を
高必ることができる。なお、Lβの値がDを超えるとき
には、内殻40からのエミッター物質の補給が悪化しゃ
すいう一方、LlO値が(1/10) D未満のときに
は、コーン状の先端31が早期に変形しやすい。
の早期変形を防止する効果を高め、内殻40からのエミ
ッター物質の補給を長時間にわたり安定化できる効果を
高必ることができる。なお、Lβの値がDを超えるとき
には、内殻40からのエミッター物質の補給が悪化しゃ
すいう一方、LlO値が(1/10) D未満のときに
は、コーン状の先端31が早期に変形しやすい。
(5)空洞部32の人口の内面32Aを滑らかな曲面状
とすることが好ましい。すなわち、空洞部32に内殻4
0をスムーズに進入させることができる。
とすることが好ましい。すなわち、空洞部32に内殻4
0をスムーズに進入させることができる。
本実施例によれば、電極部20を構成する外殻30がバ
リウム系のエミッター物質を低濃度で含有するので、仕
事関数が約1.5〜1.8v程度に低下し、従って、動
作温度を1000℃程度にまで低くすることができ、電
極部20の早期消耗を抑制することができる。しかも、
外殻30の空洞部32にバリウム系のエミッター物質を
高濃度で含有するエミッター補給源よりなる内殻40が
嵌合装着されたうえ、外殻30および内殻40が同時に
焼結処理されて連結固定されているので、幽該エミッタ
ー物質が外殻30に徐々に拡散してそのコーン状の先端
31に良好に補給され、エミッター物質の機能が長期間
にわたり安定に発揮されるとともに、熱伝導が十分とな
って電極部20の過熱を有効に防止することができる。
リウム系のエミッター物質を低濃度で含有するので、仕
事関数が約1.5〜1.8v程度に低下し、従って、動
作温度を1000℃程度にまで低くすることができ、電
極部20の早期消耗を抑制することができる。しかも、
外殻30の空洞部32にバリウム系のエミッター物質を
高濃度で含有するエミッター補給源よりなる内殻40が
嵌合装着されたうえ、外殻30および内殻40が同時に
焼結処理されて連結固定されているので、幽該エミッタ
ー物質が外殻30に徐々に拡散してそのコーン状の先端
31に良好に補給され、エミッター物質の機能が長期間
にわたり安定に発揮されるとともに、熱伝導が十分とな
って電極部20の過熱を有効に防止することができる。
このように、先端31の消耗が抑制されるため、輝点の
位置が長期間にわたり安定に維持され、光学系と組合せ
て用いる場合に、長期間にわたり安定に使用でき、また
、エミッター物質の機能が長期間にわたり安定に発揮さ
れるため、放電灯用電極の使用寿命が格段に向上する。
位置が長期間にわたり安定に維持され、光学系と組合せ
て用いる場合に、長期間にわたり安定に使用でき、また
、エミッター物質の機能が長期間にわたり安定に発揮さ
れるため、放電灯用電極の使用寿命が格段に向上する。
実際に、上記放電灯用電極を用いて構成した高圧放電灯
を点滅を繰返して使用する場合においては、約10.0
00回の点滅使用にも十分に耐えつるものであった。ま
た、連続点灯して使用する場合においては、約7.00
0時間の連続点灯使用にも十分に耐えろるものであった
。
を点滅を繰返して使用する場合においては、約10.0
00回の点滅使用にも十分に耐えつるものであった。ま
た、連続点灯して使用する場合においては、約7.00
0時間の連続点灯使用にも十分に耐えろるものであった
。
第2図は本実施例の放電灯用電極を用いて構成された放
電灯の一例を示し、61はガラス製発光管、62は本実
施例の電極と同一構成の陰極、63は陽極、64は陰極
側口金、65は陽極側口金、66は陰極リード、67は
陽極リードである。
電灯の一例を示し、61はガラス製発光管、62は本実
施例の電極と同一構成の陰極、63は陽極、64は陰極
側口金、65は陽極側口金、66は陰極リード、67は
陽極リードである。
(実施例2)
本実施例においては、放電灯用電極の製造方法について
説明する。
説明する。
本実施例においては、バリウム系のエミッター物質と高
融点金属の粉末との混合物をプレス成形して、第3図に
示すように、有底筒状の未焼結外殻35を形成する。
融点金属の粉末との混合物をプレス成形して、第3図に
示すように、有底筒状の未焼結外殻35を形成する。
方、バリウム系のエミッター物質と高融点金属の粉末と
の混合物をプレス成形して、第4図に示すように、エミ
ッター補給源よりなる未焼結内殻45を形成し、そして
、未焼結外殻35に未焼結内殻45を嵌合装着した状態
で両者を同時に焼結処理して一体的に連結固定する。
の混合物をプレス成形して、第4図に示すように、エミ
ッター補給源よりなる未焼結内殻45を形成し、そして
、未焼結外殻35に未焼結内殻45を嵌合装着した状態
で両者を同時に焼結処理して一体的に連結固定する。
そして、この焼結体の先端側(第4図において破線で示
す)を切削加工してコーン状の先端31を形成して、電
極部20を形成する。
す)を切削加工してコーン状の先端31を形成して、電
極部20を形成する。
このようにして形成した電極部20を、電極基体10の
先端に形成した筒部11に嵌合し、次いて、筒部11を
例えばかしめて電極部20を挟圧して固定し、もって第
1図に示した構成の放電灯用電極を製造する。
先端に形成した筒部11に嵌合し、次いて、筒部11を
例えばかしめて電極部20を挟圧して固定し、もって第
1図に示した構成の放電灯用電極を製造する。
本実施例の製造方法によれば、未焼結外殻35に未焼結
内殻45を嵌合装着した状態で両者を同時に焼結処理し
て一体的に連結固定して、電極部20を形成するので、
外殻30と内殻40との連結が十分となり、エミッター
補給源からのエミッター物質の補給が円滑となるうえ、
熱伝導がよくて電極部20の過熱を有効に防止すること
ができ、信頼性の高い放電灯用電極を製造することがで
きる。
内殻45を嵌合装着した状態で両者を同時に焼結処理し
て一体的に連結固定して、電極部20を形成するので、
外殻30と内殻40との連結が十分となり、エミッター
補給源からのエミッター物質の補給が円滑となるうえ、
熱伝導がよくて電極部20の過熱を有効に防止すること
ができ、信頼性の高い放電灯用電極を製造することがで
きる。
請求項1の発明によれば、動作温度を低くできるため電
極の消耗を抑制でき、しかもエミッター補給源によりエ
ミッターが絶えず補給され、これらの結果、放電灯用電
極の使用寿命が格段に向上する。そして、熱伝導がよい
ので電極部の過熱を招来しない。
極の消耗を抑制でき、しかもエミッター補給源によりエ
ミッターが絶えず補給され、これらの結果、放電灯用電
極の使用寿命が格段に向上する。そして、熱伝導がよい
ので電極部の過熱を招来しない。
請求項2の発明によれば、未焼結外殻35に未焼結内殻
45を嵌合装着した状態で両者を同時に焼結処理して一
体的に連結固定して、電極部を形成するので、外殻と内
殻との連結が十分となり、エミッター補給源からのエミ
ッター物質の補給が円滑となるうえ、熱伝導がよくて電
極部の過熱を有効に防止することができる。
45を嵌合装着した状態で両者を同時に焼結処理して一
体的に連結固定して、電極部を形成するので、外殻と内
殻との連結が十分となり、エミッター補給源からのエミ
ッター物質の補給が円滑となるうえ、熱伝導がよくて電
極部の過熱を有効に防止することができる。
第1図は本発明の一実施例、第2図は放電灯の一例を示
す説明図、第3図は外殻を示す説明図、第4図は夕1殻
の空洞部にエミッター補給源が充填された状態を示す説
明図である。 10・・・電極基体 11・筒部12・・胴部
13・・溶接部20・・・電極部
30・・・外殻31・・・先端 3
2・・・空洞部35・・・未焼結外殻 40・・
内殻45・・・未焼結内殻 61・・・ガラス製
発光管62・・・陰極 63・・・陽極6
4.65・・・口金 66、67・・リード2
1−3図 / 十4図 /
す説明図、第3図は外殻を示す説明図、第4図は夕1殻
の空洞部にエミッター補給源が充填された状態を示す説
明図である。 10・・・電極基体 11・筒部12・・胴部
13・・溶接部20・・・電極部
30・・・外殻31・・・先端 3
2・・・空洞部35・・・未焼結外殻 40・・
内殻45・・・未焼結内殻 61・・・ガラス製
発光管62・・・陰極 63・・・陽極6
4.65・・・口金 66、67・・リード2
1−3図 / 十4図 /
Claims (2)
- (1)電極基体と、この電極基体の先端に固定された電
極部とを備えてなり、 前記電極部は、バリウム系のエミッター物質を低濃度で
含有しかつ先端がコーン状で空洞部を有する外殻と、こ
の外殻の空洞部に嵌合装着された、バリウム系のエミッ
ター物質を高濃度で含有するエミッター補給源よりなる
内殻とを有し、 前記外殻および内殻が同時に焼結処理されて両者が連結
固定されたことを特徴とする放電灯用電極。 - (2)バリウム系のエミッター物質と高融点金属の粉末
との混合物をプレス成形して先端がコーン状の有底筒状
の未焼結外殻を形成する工程と、バリウム系のエミッタ
ー物質と高融点金属の粉末との混合物をプレス成形して
エミッター補給源よりなる未焼結内殻を形成する工程と
、前記未焼結外殻に前記未焼結内殻を嵌合装着した状態
で両者を同時に焼結処理して一体的に連結固定して電極
部を形成する工程とを含むことを特徴とする放電灯用電
極の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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JPH02189852A true JPH02189852A (ja) | 1990-07-25 |
JP2732452B2 JP2732452B2 (ja) | 1998-03-30 |
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ID=11674672
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000045417A1 (fr) * | 1999-01-26 | 2000-08-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Electrode pour tube a decharge et tube a decharge l'utilisant |
WO2000045418A1 (fr) * | 1999-01-26 | 2000-08-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Electrode pour tube a decharge et tube a decharge comprenant cette electrode |
JP2002050315A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Yumex Inc | 放電ランプ用の陰極、その陰極を備える放電ランプ、及びその陰極の製造方法 |
JP2010205627A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Kahoku Lighting Solutions Corp | ガス放電灯電極 |
JP2015043270A (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプ |
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1989
- 1989-01-18 JP JP776189A patent/JP2732452B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2000045417A1 (fr) * | 1999-01-26 | 2000-08-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Electrode pour tube a decharge et tube a decharge l'utilisant |
WO2000045418A1 (fr) * | 1999-01-26 | 2000-08-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Electrode pour tube a decharge et tube a decharge comprenant cette electrode |
US6664733B2 (en) | 1999-01-26 | 2003-12-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | Electrode for discharge tube, and discharge tube using it |
JP2002050315A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Yumex Inc | 放電ランプ用の陰極、その陰極を備える放電ランプ、及びその陰極の製造方法 |
JP2010205627A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Kahoku Lighting Solutions Corp | ガス放電灯電極 |
JP2015043270A (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプ |
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