JPH06505360A - 平均出力が高く寿命が長い堅固なフラッシュランプ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 平均出力が高く寿命が長い堅固なフラッシュランプ発明の背景 本発明はフラッシュランプに関し、より詳細には、簡単に製造でき、確実に作動 し、高い平均出力を有し、更に寿命の長いフラッシュランプに関する。

フラッシュランプ（時には「ストロボ」と称される）は、気体のイオン化によっ て短時間の閃光を発生する装置である。フラッシュランプは、例えばキセノンの 如き低圧の気体が充填されたガラスチューブ（あるいは他の石英の容器）と、該 チューブの両端部に各々設けられる２つの電極とを備えている。幾つかの例にお いては、チューブをコイル状に巻いてその長さを増大させると同時にその占有容 積を極力小さくし、これにより、より明るい閃光すなわちフラッシュをもたらす ようにすることができる。上記電極の間に十分に高い電圧を瞬間的に与えると、 チューブの中の気体がイオン化して閃光を発生する。

電極に電圧が与えられたその瞬間に、フラッシュランプすなわちストロボによっ て閃光が発生されるように制御することが効果的である。従って、フラッシュラ ンプは、単一の閃光を発するように、あるいは、非常に速い速度で不規則又は定 期的に複数の閃光を発するように制御することができる。フラッシュランプは一 般にストロボ光に使用される。フラッシュランプはまた、写真、並びに、特定の 時間に瞬間的に又は周期的に閃光が必要とされる他の用途において頻繁に使用さ れる。更に、フラッシュランプは、食品処理設備等において生物学的な殺菌を行 うために、処理設備で一般に使用することもできる。また、エポキシの硬化又は 紫外線フォトリトグラフィーにおいて使用することもできる。

従来技術のフラッシュランプに伴う困難性の１つは、ガラスチューブと、該チュ ーブの両端部の金属電極との間に適正なシールを維持することに関するものであ る。フラッシュランプは、（１）金属シールに「硬質」ガラスを使用するもの、 及び、（２）金属シールに軟らかいハンダガラスを使用するものの、２つの基本 的な設計に分類される。第１のタイプのフラッシュランプは、ガラス吹製者の技 術を必要とし、均一に製造することが極めて困難であり、基本的に脆弱である。

また、このタイプのフラッシュランプは、電極の中に発生した熱をガラスチュー ブを介して抜き出さなければならないので、その取り扱うことのできる平均出力 が大きく制限される。

第２のタイプのフラッシュランプは、第１のタイプのものよりもより「堅固」で あり（すなわち、脆弱ではない）、ハンダシールが形成される電極の端部が追加 の熱伝導度を有するので、取り扱うことのできる平均出力が幾分改善されている 。上記追加の熱伝導度は、ランプが作動する間に生じた熱の大部分が通過して消 散する熱的な経路を提供する。しかしながら、上記第２のタイプのフラッシュラ ンプ、並びに上記第１のタイプのフラッシュランプは幾つかの共通する欠点を有 している。例えば、溶接又はハンダ付は等の最終的なシール作業を行った後には 、ランプを清掃すること、すなわち、ガラスチューブ又は他の石英の容器（エン ビローブ）の内側を清掃することができない。また、いずれのタイプの設計にお いても、最適な性能並びに長い寿命を阻害する深刻な設計上の欠点を有している 。この欠点は、電極を適宜なサポートステムにろう付けしなければならないとい うことに起因している。そのようなろう付けは、電極に汚染物を発生する。

従って、電極はもともとの電極材料の純度を保ち得ない。例えばろう付けによっ て導入されて電極に存在する汚染物は総て、最終的にはガラスチューブ又は他の 石英容器の内側に堆積するという欠点をもたらす。そのような堆積は、ガラス又 は石英の材料を通って伝達することができる光の量を制限するだけではなく（す なわち、フラッシュランプの内側を曇らせるだけではなく）、ガラス又は石英材 料の熱的な特性に悪影響を与え、これにより、ガラス又は石英のチューブを最終 的に破壊させることがある。いずれにしても、電極に何等かの汚染物が存在する と、フラッシュランプの有効寿命を短縮させる。

上述の欠点に鑑み、容易に製造することができ、高い平均出力をその中で消散さ せる改善された熱伝導度を有し、石英の容器すなわちエンビロープの清掃を可能 とし、電極をサポートステムにろう付けする必要がなく、これにより、電極材料 の純度を維持すると共に有効動作寿命の長いフラッシュランプが必要とされてい ることは明らかである。本発明は、上記並びに他の必要性に対して効果的に対応 するものである。

発明の摘要 本発明の１つの特徴によれば、容易に製造並びに組み立てられるフラッシュラン プが提供される。フラッシュランプは、例えばスブラジル（Ｓｕｐｒａｓ　ｉ　 Ｉ）から形成されるガラスチューブ又は他の石英の容器すなわちエンビローブを 備える。電極アセンブリが、チューブの両端部に取り外し可能に固定される。電 極アセンブリは、電極サポートが取り付けられる端部キャップを備え、電極サポ ートの第１の端部は上記ガラスチューブの内側へ伸び、電極サポートの第２の端 部はガラスチューブの外側へ伸びている。電極サポートは、銅、ニッケル又はチ タン等の適宜な導電性材料から形成される。適宜な電極が、不純物を導入する恐 れのあるろう付は又は他の取り付は技術を用いることなく、電極サポートの第１ の端部に螺合される。適宜な電極ラグが、ガラスチューブの外方にある電極サポ ートの第２の端部又はその付近に取り付けられ、電極と電気的に接触する便利な 手段を提供する。端部キャップは、取り付はリングの内側の対応するネジに係合 するようにネジ切りされる。ガラスチューブの両端部には、それぞれ１つの取り 付はリングが固定され、軟らかいシールによってシールされる。従って、電極ア センブリは、端部キャップを取り付はリングに単に螺合させることにより、ガラ スチューブの両端部に取り付けられる。端部キャップと取り付はリングとの間に 設けられるインジウムのワッシャが、端部キャップとガラスチューブとの間のシ ールを確実にする。

本発明のフラッシュランプの他の特徴によれば、取り付はリングは、ガラスチュ ーブの両端部にメッキ又は堆積される白金コーティングを用いることにより、ガ ラスチューブの両端部に固定され且つシールされる。上記白金コーティングは、 取り付はリングとガラスチューブとの間に介在し、ハンダを取り付けることので きるベースをもたらす。次に、通常の態様でハンダを塗布し、取り付はリングと 白金コーティングとの間に緊密で確実且つ「軟らかい」シールを形成する。

本発明の更に別の特徴によれば、電極サポートは中空の管から形成される。少な くとも一方の電極アセンブリの電極サポートの第１の端部付近に小さな充填穴が 形成される。この充填穴は、フラッシュランプの組み立てが完了した後に、フラ ッシュランプを抜気して該フラッシュランプの中に所望の気体を入れるための便 利な手段を提供する。

本発明の別の特徴によれば、フラッシュランプの設計は、電極サポートの長さを 変えて広範囲な平均出力を容易に実現することを可能にする。一方、フラッシュ ランプによって消散される平均出力は、フラッシュランプの重要な作動パラメー タである内部温度を決定する。

本発明の一実施例はフラッシュランプによって特徴付けることができ、該フラッ シュランプは、（１）その中に特定の気体が封入された石英の容器すなわちエン ビローブと、（２）上記気体と電気的に接触するように石英の容器に取り外し可 能に固定された電極手段であって、石英の容器の中で隔置された一対の電極を備 え、これら一対の電極の各々は、電極に不純物を導入するろう付は又は他の汚染 を生ずる接合プロセスを用いることなく、それぞれの電極サポートの第１の端部 に取り外し可能に接続されている電極手段と、（３）石英の容器の外方の位置か ら上記電極手段に電気的に接触する手段とを備える。

本発明の他の実施例もフラッシュランプによって特徴付けることができ、該フラ ッシュランプは、（１）第１及び第２の開放端を有する透明なチューブと、（２ ）上記第１及び第２の開放端にそれぞれ取り外し可能に固定される第１及び第２ の電極アセンブリとを備え、上記第１及び第２の電極アセンブリは各々、（ａ） 端部キャップと、（ｂ）上記端部キャップに取り付けられると共に、導電性材料 を含む剛性の電極サポートであって、上記端部キャップを貫通して第１の端部を 上記端部キャップの一側部から突出させ、第２の端部を上記端部キャ・ンプの他 側部から突出させる剛性の電極サポートと、（Ｃ）上記電極に不純物を形成する ろう付は又は他の取り付は技術を用いることなく、上記電極サポートの第１の端 部に取り外し可能に固定された電極とを備え、当該フラッシュランプは更に、（ ３）各々の電極アセンブリの電極が上記透明なチューブの内側に位置し、また、 上記電極サポートの上記第２の端部が上記透明なチューブの外側に位置するよう に、上記第１及び第２の電極アセンブリを上記透明なチューブの第１及び第２の 開放端に対してそれぞれ取り外し可能にシールするための取り付は手段と、（４ ）上記透明なチューブの内部の所定の気体と、（５）上記第１及び第２の電極ア センブリの上記電極サポートの上記第２の端部に電気的に接触する手段とを備え る。

作動の際には、上記気体を瞬時にイオン化して該気体から閃光を発生させるに十 分な電位が、上記各々の電極アセンブリの上記電極の間に確立される。

更に、本発明はフラッシュランプを組み立てる方法として見ることができる。

この方法は、（ａ）シールすべき石英チューブの端部に白金コーティングを設け る工程と、（ｂ）ネジ付きの端部キャップを収容するためのネジを有する取り付 はリングを上記白金コーティングにハンダ付けする工程と、（Ｃ）上記端部キャ ップに固定され且つ該端部キャップを貫通する中空の電極サポートを有する電極 アセンブリを組み立てる工程と、（ｄ）上記電極アセンブリを上記取り付はリン グに螺合させる工程と、（ｅ）上記中空の電極サポートを介して上記石英チュー ブの中へ気体を注入する工程と、（ｆ）上記石英チューブの外側にある上記電極 サポートの端部をかしめて上記気体を上記石英チューブの中に封止する工程とを 備える。

上記方法により電極アセンブリを組み立てる工程は、（ｃｌ）上記端部キャップ の中央に（ドリル又は他の方法で）穴を形成する工程と、（Ｃ２）上記電極サポ ートを上記端部キャップの上記穴に挿入し、該電極サポートを上記端部キャップ の両側から伸長させ、上記端部キャップから第１の端部までの電極の長さを所定 の距離とする工程と、（Ｃ３）上記電極サポートを上記端部キャップの上記穴の 中でハンダ付けして上記穴をシールする工程と、（Ｃ４）上記電極サポートの上 記第１の端部に電極を取り外し可能に固定する工程とを備えるのが効果的である 。

本発明の特徴は、容易に製造でき、構造が堅固であり、且つ効率的に作動する改 善されたフラッシュランプを提供することである。

本発明の他の特徴は、長寿命にわたって高い平均出力で動作可能なフラッシュラ ンプを提供することである。

本発明の別の特徴は、電極をサポート構造にろう付けする必要のないフラッシュ ランプを提供することである。

本発明の別の特徴は、例えば部品を清掃又はリサイクル使用とする時に、分解す ることのできるフラッシュランプを提供することである。

本発明の他の利点は、（１）電極サポート及び電極を有し、該電極が上記サポー ト部材に螺合され、これにより、その組み立てを容易にする電極アセンブリと使 用することと、（２）軟らかいハンダシールによって石英の容器（例えば石英チ ューブ）に封止された取り付はリングに上記電極アセンブリを螺合させることが できるように上記電極アセンブリを取り外し可能に収容するようになされたチュ ーブアセンブリを使用し、これにより、フラッシュランプの組み立てを更に容易 にすることと、（３）上記石英の容器の両端部の周囲に白金コーティングを設け 、通常のハンダを用いて上記取り付はリングと上記石英の容器との間に軟らかい ハンダシールを形成することと、（４）上記電極サポートと上記電極にそれぞれ 異なる温度係数を有する材料を使用し、フラッシュランプの通常の作動の間にフ ラッシュランプが加熱されると、上記電極が上記電極サポートに対してより緊密 に接合され、これにより、良好な電気的な接触を確実に行わせることである。

本発明の更に別の利点は、電極アセンブリとチューブアセンブリの取り付はリン グとの間で真空シールの役割を果たすインジウムを使用することである。

図面の簡単な説明 本発明の上述及び他の観点、特徴並びに効果は、図面に関連して述べる以下のよ り詳細な記載からより明らかとなろうが、図面においては、図１は、本発明に従 って形成されたフラッシュランプの一端部の分解図であり、図２は、組み立てら れたフラッシュランプの半分の側方断面図であり、図３は、１又はそれ以上のフ ラッシュランプを制御するために使用されるフラッシュランプ制御回路のブロッ ク図であり、図４は、本発明のフラッシュランプを組み立てる手順を示すフロー チャートである。

発明の詳細な説明 以下の説明は、本発明を実施するために現時点において予期される最善の態様で ある。この記載は、本発明の一般的な原理を単に説明するものであり、限定的な 意味にとってはならない。本発明の範囲は請求の範囲を参照して決定されるべき である。

図１は、本発明に従って形成されたフラッシュランプ１０の分解図である。図２ は、組み立てられた図１のフラッシュランプ１０の半部を示す側方断面図である 。フラッシュランプに関する以下の説明は、図１及び図２に適用されるものであ り、これら図面においては、同様の参照符号を同様の要素に付しである。

フラッシュランプは透明のチューブ１２を備えており、該チューブの一端部だけ が図１及び図２に示されている。好ましい実施例においては、透明なチューブ１ ２は、例えばスブラジル（Ｓｕｐｒａｓ　ｉ　１　：石英の一形態）等の石英か ら形成される。勿論、他のタイプの透明な材料をチューブ１２に使用することも できる。チューブ１２は、円形の断面を有する丸い管である。本発明の一実施例 においては、チューブ１２は例えば、内径が７ｍｍで外径が８ｍｍのスブラジル のチューブから形成される。

電極が取り付けられるチューブ１２の両端部には、蒸着又は被覆あるいはメッキ によって、白金のコーティング１４が付着されている。そのようなコーティング は、通常の塗布技術を用いることにより、チューブ１２の両端部に簡単に「塗る 」ことができる。好ましいコーティング材料並びに塗布技術は、白金酸の適宜な 混合物を準備すなわち調達し、そのような混合物をチューブの端部に塗布して僅 かに不透明なコーティングの如き薄いコーティングを形成し、上記チューブの端 部を加熱して白金以外を総て除去することである。そのような薄いコーティング は、ガラス又は、永続的に接合された石英の表面を模倣し、ハンダが付着する表 面を提供する。

チューブ１２の端部を被覆するために使用される好ましい白金酸の溶液は以下の ように準備することができる。すなわち、３ｇのＰｔＯを沸点よりも僅かに低い 温度の２５ｃｃの６．２５ＮＨＣ１の中で、約１時間にわたってすなわち液体の 体積が約５ｃｃまで減少するまで反応させて白金酸（Ｈ４Ｆ　ｔ　Ｃ１ｇ・６Ｈ ２０）を形成する。これを冷却し且つ（注射器を用いて）「デカンテーション」 して沈殿物から液体を取り出す。液体を清浄な容器に移して沸点まで加熱する。

液体の加熱を止め、３ｇの蔗糖をゆっくりと混合する。この時点において、蔗糖 は熱い酸と反応して黒くなり、いくらかの気体を放出する。砂糖が完全に溶解す ると、５ｃｃのグリセリンを加える。冷却した後に、溶液をガラスチューブに加 えて所望の白金コーティングを形成する準備が調う。

取り付はリング１６は、白金コーティング１４で被覆されたチューブ１２の端部 に被さるスリーブ１８を含む。取り付はリング１６は、例えば錫−鉛又はインジ ウム−錫から形成されるハンダ等の通常のハンダ２０を用いて白金リング１６に 固定される。ハンダの好ましいタイプは、５０％のインジウムと５０％の錫であ る。白金コーティングが存在することにより、ハンダを効果的に使用してこのシ ール並びに接合作業を容易に行うことができる。ハンダは、フラッシュランプ１ ０を堅固にする役割を果たす軟らかいシールを提供する。

取り付はリング１６はニッケルから形成するのが好ましい。ニッケルが好ましい 理由は、酸化せずまた正確な嵌合を必要としないからである。また、ニッケルは 、石英チューブ１２が必要とするような同一のあるいは類似の膨張特性を必要と しないからである。すなわち、（フラッシュランプが動作するデユーティサイク ルによって基本的に生ずる）ｉ変度化によってチューブが膨張又は収縮すると、 ニッケルの取り付はリング１６は同じたけ膨張又は収縮する必要がない。むしろ 、ニッケルと白金との間に位置するハンダ層が必要に応じて緩む。しかしながら 、本発明のフラッシュランプの大部分の用途においては、フラッシュランプは水 冷されるので、大きな温度変化は生じない。他の方法、又はコバール（Ｋｏｖａ ｒ：鉄、ニッケル及びコバルトから形成される合金）の如きニッケルに類似の材 料を用いることができる。

図１及び図２に示すように、取り付はリング１６は、スリーブ１８とは反対側の 端部の内周に形成されるネジ２２を有している。これらのネジは、以下により詳 細に説明するように、電極アセンブリ２４を石英チューブ１２に取り外し可能に 固定するための手段を提供する。

電極アセンブリ２４は、貫通する電極サポート２８を有する端部キャップ２６を 備えている。ネジ３０が端部キャップ２６の一端部の周囲に設けられている。

ネジ３０はネジ２２と合致し、これにより、端部キャップ２６を取り付はリン１ ６に螺合させたり取り外したりすることかできる。好ましい実施例においては、 第１及び第２のネジ２２．３ｏは各々１／４−２８ＵＮＦ（７）ピッチと、０． ２５インチの高さを有する。

端部キャップ２６の中央を貫通する穴２９が穿孔すなわち機械加工される。電極 サポート２８はこの穴を貫通し、図２に示すように端部キャップ２６のネジ付き の端部から距離Ｌ１だけ突出する。電極サポート２８の第１の端部３２には、電 極３４を収容するためのネジが形成されている。電極ラグ３６が、電極サポート ２８の他端部に取り付けられている。

好ましい実施例においては、電極サポート２８はニッケルから形成され、端部キ ャップ２６もニッケルから形成される。しかしながら、端部キャップ２６は、銅 、あるいは他の適宜な金属又は合金から形成することもできる。電極サポート２ ８は端部キャップ２６にハンダ付けされ、電極サポート力慣通する穴２９をシー ルする。電極３４は、概略８０％のタングステンと２０％の添加物から成るタン グステンのディスペンサ・カソードを用いて形成するのが好ましい。添加物は一 般に、バリウム、カルシウム、アルミニウム、ストロンチウムの酸化物又はこれ らの組み合わせである。好ましいタングステンのディスペンサ・カソードは、バ リウム、カルシウム及びアルミニウムの酸化物の組み合わせから成る添加物を含 んでいる。そのようなタングステンのディスペンサ・カソードは、カリフォルニ ア州ワトソンビルのスペクトラマット（ＳＰＥＣＴＲＡ−ＭＡＴ）から入手可能 である。電極サポートと電極との間のネジ式の接続が温度が上昇するに従ってよ り堅固になるように、電極サポート２８の温度係数は、電極３４の温度係数とは 十分に異なっているのが効果的である。この作用により、フラッシュランプの動 作温度が上昇するに従って、電極と電極サポートとの間の電気的及び機械的な接 続がより堅固で且つ確実になる。

作動する際には、電極の添加物が電極表面へ流れて必要とされる低い仕事関数電 子放出をもたらすに丁度十分なだけ電極を熱くすることが望ましい。電極が熱す ぎると、添加物はフラッシュランプの中で飛散し、石英の容器を曇らせてしまう 傾向がある。電極が冷たすぎると、タングステンが飛散し、タングステンの堆積 物を石英の容器の内側に出す傾向がある。従って、電極の温度を適正に制御して 石英の容器の内側を清浄に維持し、これにより、フラッシュランプの有効な寿命 を長くすることが重要である。このタイプのディスペンサ・カソード電極の好ま しい動作温度範囲は約９００°Ｃである。

端部キャップ２６と取り付はリング１６との間に確実で且つ緊密な真空シールを もたらすために、シールワッシャ３８又は同等のものを端部キャップ３０のネジ 部に被せる。このシールワッシャ３８は、端部キャップ２６及び取り付はリング １６のそれぞれの対向する表面４０，４２の間に位置する。ワッシャ３８は、比 較的軟らかい金属材料から形成され、端部キャップ２６及び取り付はリング１６ が互いに螺合された時に、これら端部キャップ並びに取り付はリングの対向する 表面の間に間隔を形成し且つ該間隔を封止する。ワッシャ３２の好ましい材料は インジウムである。インジウムは非常に軟らかい金属であるという利点を有し、 フラッシュランプ１０の組み立てを容易にするだけではなく、端部キャップ２６ と取り付はリング１６との間に存在する空隙を容易に充填する。必要であれば、 インジウムのワッシャ３８を使用するのではなく、インジウムのビードを（例え ば最初に加熱し次に冷却することにより）端部キャップ２６の表面４０及び／又 は取り付はリング１６の表面４２に設けることができる。次に、端部キャップ２ ６を取り付はリング１６に螺合させる際に、冷たいインジウムが流動して総ての 空隙を充填し、２つの部品の間の真空を緊密にする。接合部から流れ出た過剰の インジウムは、単に掻き取られて廃棄される。

電極ラグ３６は、電極サポート２８と電極３４とを電気的に接触させるための便 利な手段を提供する。好ましい実施例においては、電極ラグは電極サポート２８ にハンダ付けされる。ラグ３６と電極サポート２８との間の機械的及び電気的な 接続を確実にするようになされた他の適宜な取り付は手段、例えば圧力嵌めを用 いることもできる。

図２に最もよ（示すように、電極サポート２８は中空のチューブすなわちパイプ を備えている。「充填穴」４４が端部３２付近に設けられている。サポート２８ の他端部４４（端部３２とは反対側の端部）は、適宜な気体を石英チューブ１２ の中へ注入するまで開いたままである。石英チューブ１２の中へ気体が注入する 時に、電極サポート２８はそのような注入を行うのに都合の良い手段を提供する 。最初に中空のサポートチューブすなわちバイブ２８を用い、開放した端部４４ を適宜な真空ポンプに接続することにより石英チューブ１２を減圧し、次に所望 の気体を石英チューブ１２に注入する。注入が完了すると、開放端４４は、図２ に示すように、例えばサポートの端部４４をかしめるか又は締め付けることによ りシールされる。かしめられたタブ４４を次にハンダの中に浸し、より確実な機 械的なシールを形成する。従って、例えば、かしめられた端部４４が不用意に衝 突しても同等漏洩が生じない。

図１及び図２にはフラッシュランプ１０の一端部のみを示している。作動の際に は、電極アセンブリ２４をチューブ１２の両端部に取り付け、該チューブ１２の 中に気体に接触する２つの電極を設ける。十分な大きさの電位が上記２つの電極 の間に生ずると、気体の蒸気がイオン化して閃光を発生する。

フラッシュランプ１０に使用される好ましい気体はキセノンである。当業界にお いて周知の他の気体も使用することができる。一般的には、使用する気体は、フ ラッシュランプの意図する用途において望まれるスペクトル特性ををもたらすよ うに選択される。例えば、幾つかの波長が、生物学的な殺菌、エポキシの硬化及 び／又は紫外線フォトリトグラフィーに特に有効である。望ましい波長の範囲は 、石英チューブ１２の中の気体の圧力を制御することによりフラッシュランプか ら効率的に得ることができる。

本発明によれば、電極の動作温度（フラッシュランプの平均出力に対して）は、 チューブ１２の中の電極サポート２８の長さＬｌ並びにその材料を調節すること により制御される。従って、フラッシュランプが製造され且つ組み立てられた時 の所定の値にＬｌを設定することにより、望ましい平均動作出力を得ることがで きる。必要に応じて、例えば水冷装置の如き通常の冷却装置を用いて、動作して いるフラッシュランプを冷却することができる。

次に図３を参照すると、１又はそれ以上のフラッシュランプ１０を制御するため に用いることのできるあるタイプのフラッシュランプ制御回路５０のブロック図 が示されている。図３のフラッシュランプ１０は、図１及び図２に関して上に説 明したものと同じであり、同一の部品には同一の参照符号を用いている。完成さ れたフラッシュランプ１０が図３に示されており、このフラッシュランプは、フ ラッシュランプのチューブ１２に各々取り付けられた２つの電極アセンブリ２４ を備えている。制御回路５０は、フラッシュランプ１０の第１の電極ラグ３６ａ に高電圧源５２を選択的に接続するスイッチＳ１を備えている。第２の電極ラグ ３６ｂは、接地電位に電気的に接続されている。フラッシュランプ制御回路５４ は、励起信号５６に従ってスイッチＳｌを制御する。一方励起信号５６は、スイ ッチ５８によって選択される複数のソースから選択的に得ることができる。スイ ッチ５１及び制御回路５０は、例えば、５ＣＲ（シリコン制御整流器）並びに適 宜なＳＣＲ励起回路等の通常の要素から形成することができる。スイッチ５８を ある設定にすると、例えば押しボタン等の手動操作源（ｒＭＡＮＪ）から励起信 号を得ることができる。他の設定により、調節可能な周波数制御６４を有する内 部発振器（ｒＯ３ｃＪ　）６２から励起信号を得ることができる。また別の設定 により、外部ソース（ｒＥＸＴＪ）６６から励起信号を得ることができる。

作動の際には、スイッチ５８がＭＡＮ位置にあると、押しボタン６０を押す度に フラッシュランプ１０が１回だけ閃光を発する。スイッチ５８がＯ８Ｃ位置にあ る時には、フラッシュランプ１０は発振器６２の周波数によって決定される割合 で閃光を発し、その周波数は、調節可能な周波数制御６４によって所望の値に調 節することができる。スイッチ５８がＥＸＴ位置にある時には、外部のトリが信 号が外部ターミナルに与えられると常にフラッシュランプ１０が閃光を発する。

従って、ＥＸＴ位置においては、コンピュータあるいは他の処理回路等により形 成される外部発生器が適正な時間にトリガ信号を発生することができる。生物学 的な殺菌の如きある用途においては、温度センサをフラッシュランプ１０に又は その付近に取り付けることができ、また、外部発生器は、動作温度を所望のレベ ルに維持するために必要に応じてフラッシュランプをトリガするように設計する ことができる。フラッシュランプの中の温度を所望の温度に維持することは、作 動寿命を長（する役割を果たすだけではなく、ある用途においては、フラッシュ ランプの中の圧力を所望の動作圧力又は圧力範囲に設定する役割を果たす。

ここに説明するフラッシュランプによってもたらされる重要な特徴の１つはその 寿命が長いことである。電極に不純物又は汚染物を導入するろう付は又は同様の 接合技術を用いないことにより、フラッシュランプは汚染物の無い状態で作動す ることができ、これにより、石英チューブの中の曇り又は石英チューブに対する 堆積を防止することができる。上記曇り及び堆積はいずれもランプの有効な寿命 を短くする。前に説明したように、電極３４は、該電極をサポートに単に螺合さ せることにより電極サポート２８に取り付けられる。どのような種類の不純物又 は汚染物も導入されない。良好な電気的な接続を行うためにネジ式の取り付けに 加えた別の取り付けを必要とする場合には、例えばアーク溶接等によって電極３ ４を電極サポート２８に取り付けることができる。しかしながら、大部分の用途 においては、電極をサポートに機械的にネジ結合することにより、十分良好な電 気的な接続が得られ、フラッシュランプの長い動作寿命がもたらされる。更に、 簡単な機械的な組み立てにより、低いコストで実行することができる自動化され た組み立てが可能となる。

本発明の別の特徴は、電極サポートの長さを単に変えることにより、また、電極 サポートを構成するために種々の熱伝導率の材料を選定することにより、広い範 囲の平均出力（約１００倍の強さ）を取り扱うフラッシュランプを設計すること ができることである。電極サポートは、例えばニッケル、銅、又はチタン、ある いはニッケル、銅又はチタンの合金から形成することができる。上述のように、 電極はタングステン並びに種々の酸化物から形成することができる。例えば、容 器すなわちエンビロープの全体の寸法をその内径が約７ｍｍであり、アーク長さ く電極の間の距離）が２０ｃｍであるとすると、長さくＬｌ）が１ｃｍである電 極サポートにニッケル）は、６キロワツト（ＫＷ）の平均ランプ出力をもたらす 。

Ｌｌを５ｍｍに変えることにより、平均ランプ出力を１２ＫＷにすることができ る。

ここに説明するフラッシュランプによってもたらされる他の重要な特徴は、フラ ッシュランプを容易に組み立てることができることである。フラッシュランプ１ ０を組み立てる工程は、図４のフローチャートに示されている。（以下に述べる 図４の説明においては、組み立て方法の種々の工程は「ブロック」として参照さ れ、各々のブロックには参照符号が付されている。フラッシュランプの構成部品 には、図１乃至図３で使用したのと同一の参照符号が付されている。）。

図４に示すように、フラッシュランプの２つの主要な構成要素、すなわち、電極 アセンブリ２４及びチューブアセンブリ（その両端部に取り付はリング１６が固 定されたチューブ１２から成る）を組み立てるには２つの平行な経路をたどる。

チューブアセンブリは、最初に白金のコーティング又はメッキ１４を石英チュー ブ１２の各端部に設けることにより組み立てられる（図４のブロック７０）。次 に、取り付はリング１６のスリーブ１８を通常の態様で白金コーティング１４に ハンダ付けする（ブロック７２）。

電極アセンブリは、最初に端部キャップ２６に貫通穴２９を形成することにより 組み立てられる（ブロック７３）。次に、電極サポートのチューブ２８を穴に挿 入しくブロック７４）、端部キャップからのネジ付きの端部３２の長さく距離Ｌ ｌ）を調節して所望の長さにする（ブロック７６）。次に、サポートチューブ８ ２を端部キャップ２６にハンダ付けして穴２９をシールする（ブロック７８）。

電極ラグ３６をサポートチューブ２８の端部４４付近に取り付け（ブロック８０ ）、電極３４をサポートチューブのネジ付きの端部３２に螺合させる。充填穴４ ５がまだ形成されていない場合には、電極の端部３２付近でサポートチューブ２ ８にドリル又はパンチで上記充填穴を形成する。次に、インジウムのシールワッ シャ３８又はこれと同等の物を端部キャップ２６及び取り付はリング１６のそれ ぞれの表面４０．４２の間に設ける（ブロック８４）。

電極アセンブリ２４をチューブアセンブリの取り付はリング１６の中にねじ込む ことにより、電極アセンブリをチューブアセンブリに取り付け（図４のブロック ８６）、これにより、２つのアセンブリを互いにシールする。次に、例えばキセ ノン等の気体を電極サポート２８の開放端４４を介してチューブアセンブリの中 に注入する（ブロック８８）。この工程は一般に、適宜な真空ポンプを用いて先 ずサポート２８の開放端を介してチューブ１２を負圧にする工程を含む。次に、 所望量の気体をチューブ１２の中に注入し、電極サポートの端部４４を例えば、 適宜な油圧かしめ装置を用いてかしめたりあるいは締め付けることによってシー ルする（ブロック９０）。次に、かしめられた端部をハンダの中に浸漬させる。

最後に、電気的並びに他のテストを行い（ブロック９２）、形成されたフラッシ ュランプが所望の機械的、電気的並びに光学的な特性を有することを確認する。

ここに説明するフラッシュランプは、フラッシュランプの中の温度を制御するた めの簡便且つ効果的な方法を提供するという利点を有する。長さＬｌを所望の長 さに選択的に設定することに加えて、石英チューブの内側面に適宜な温度をもた らすように石英チューブの厚みを選定する。

上述のように、本発明は、簡単に製造でき、堅固な構造を有し、更に、長い寿命 にわたって高い平均出力で動作することができるように効率的に作動する改善さ れたフラッシュランプを提供することが分かる。ろう付は又は同様の汚染物をも たらす技術を用いないことにより汚染物を排除することにより、使用寿命を長く することができる。また、簡素化された機械的な組み立てにより、容易に製造で き、且つ、最初に組み立てた後に分解して清掃作業等の保守を行うことができる フラッシュランプが提供される。しかしながら、このフラッシュランプは十分廉 価に製造することができ、フラッシュランプの通常の使用寿命の後に幾つかの部 品を単に廃棄し、他の幾つかの部品を再生並びにリサイクルすることをコスト的 に可能にする。ここに説明するフラッシュランプの使用寿命は、通常のフラッシ ュランプの使用寿命よりも１０倍程度長（することができる利点がある。

特定の実施例並びにその用途を参照して本発明を説明したが、当業者は、以下の 請求の範囲に記載する本発明の範囲から逸脱することな（、種々の変更及び変形 を行うことができる。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　５年　７月２６日■が

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．フラッシュランプにおいて、 第１及び第２の開放端を有する透明なチューブと、前記第１及び第２の開放端に それぞれ取り外し可能に固定される第１及び第２の電極アセンブリとを備え、前 記第１及び第２の電極アセンブリは各々、端部キャップと、 前記端部キャップに取り付けられると共に、導電性材料を含む剛性の電極サポー トであって、前記端部キャップを貫通して第１の端部を前記端部キャップの一側 部から突出させ、第２の端部を前記端部キャップの他側部から突出させる剛性の 電極サポートと、 前記電極サポートの第１の端部に取り外し可能に固定された電極とを備え、前記 電極及び前記電極サポートは、前記電極に不純物を導入しないような態様で取り 外し可能に固定されており、当該フラッシュランプは更に、各々の電極アセンブ リの電極が前記透明なチューブの内側に位置し、また、前記電極サポートの前記 第２の端部が前記透明なチューブの外側に位置するように、前記第１及び第２の 電極アセンブリを前記透明なチューブの第１及び第２の開放端に対してそれぞれ 取り外し可能にシールするための取り付け手段と、前記透明なチューブの内部の 所定の気体と、前記第１及び第２の電極アセンブリの前記電極サポートの前記第 ２の端部に電気的に接触し、前記透明なチューブの中の前記気体をイオン化して 該気体から閃光を発生させるに十分な電位を前記第１及び第２の電極アセンブリ の前記電極の間に確立することができる手段とを備えることを特徴とするフラッ シュランプ。
2. ２．請求項１のフラッシュランプにおいて、前記取り付け手段が、前記透明なチ ューブの前記第１及び第２の開放端に接合されると共に、第１の係合手段を有す る取り付けリングと、 前記第１の係合手段に選択的に取り付けられるように、前記第１及び第２の電極 アセンブリの各々の前記端部キャップに接合される第２の係合手段とを備え、こ れにより、前記端部キャップを前記取り付けリングに選択的に取り付け、従って 前記電極アセンブリを前記透明なチューブに取り外し可能に固定することができ ることを特徴とするフラッシュランプ。
3. ３．請求項２のフラッシュランプにおいて、前記第１及び第２の係合手段は、前 記取り付けリング及び前記端部キャップの係合部材の周囲に設けられるそれぞれ のネジの組を備え、これにより、前記電極アセンブリは、前記端部キャップを前 記取り付けリングにネジ式に係合させることにより、前記透明なチューブに固定 されることを特徴とするフラッシュランプ。
4. ４．請求項３のフラッシュランプにおいて、前記取り付けリングの前記係合部材 と前記端部キャップとの間に設けられる軟らかい金属を更に備えることを特徴と するフラッシュランプ。
5. ５．請求項４のフラッシュランプにおいて、前記透明なチューブの前記第１及び 第２の端部の周囲に設けられる金属のコーティングを更に備え、該金属のコーテ ィングは、前記取り付けリングの前記取り付けリングヘの取り付けを容易にする ことを特徴とするフラッシュランプ。
6. ６．請求項５のフラッシュランプにおいて、前記透明なチューブはガラスチュー ブを備え、前記金属のコーティングは白金コーティングを備え、更に、前記取り 付けリングは、ハンダによって前記白金コーティングに固定されることを特徴と するフラッシュランプ。
7. ７．請求項５のフラッシュランプにおいて、前記剛性の電極サポートは、第１の 温度係数を有する第１の材料から形成され、前記電極は、第２の温度係数を有す る第２の材料から形成され、前記第２の温度係数は、前記第１の温度係数とは異 なり、前記第１及び第２の温度係数は、温度が高くなるに連れて前記第１及び第 ２の材料が互いにより緊密に接合するように選定されることを特徴とするフラッ シュランプ。
8. ８．フラッシュランプにおいて、 封入された気体を有する石英の容器と、前記気体の蒸気と電気的に接触するよう に前記石英の容器に取り外し可能に固定された電極手段であって、前記石英の容 器の内側で隔置された一対の電極を有し、該対の電極の各々の電極は、対応する 電極サポートの第１の端部に取り外し可能に接続されている電極手段と、 前記石英の容器の外部の位置から前記電極手段に電気的に接触する手段とを備え るフラッシュランプ。
9. ９．請求項８のフラッシュランプにおいて、前記石英の容器は、金属製のキャッ プに取り外し可能に固定されており、前記電極サポートは前記金属製のキャップ に接合されていることを特徴とするフラッシュランプ。
10. １０．請求項９のフラッシュランプにおいて、前記電極サポートは、前記金属製 のキャップの第１の側部から前記石英の容器の中へ伸びる第１の端部と、前記金 属製のキャップの第２の側部から前記石英の容器から離れる方向へ伸びる第２の 端部とを備えることを特徴とするフラッシュランプ。
11. １１．請求項１０のフラッシュランプにおいて、前記石英の容器に固定され且つ シールされた取り付けリングを備え、該取り付けリングは、前記金属製のキャッ プに取り外し可能に係合する手段を含むことを特徴とするフラッシュランプ。
12. １２．請求項１１のフラッシュランプにおいて、前記取り付けリングが固定され る箇所において前記石英の容器の周囲に設けられる白金コーティングを備えるこ とを特徴とするフラッシュランプ。
13. １３．請求項１２のフラッシュランプにおいて、前記電極、並びに前記電極サポ ートの前記第１の端部は合致するネジを備え、前記電極は、前記電極サポートの 前記第１の端部にネジ式に固定されることを特徴とするフラッシュランプ。
14. １４．請求項１３のフラッシュランプにおいて、前記電極サポートは、前記金属 製のキャップを貫通する中空で金属製のチューブと、前記電極サポートの前記第 １の端部付近に位置し、前記気体を前記石英の容器の中へ挿入することを可能に する充填穴とを備えることを特徴とするフラッシュランプ。