JPH1129340A - キセノンフラッシュランプ用ホウケイ酸ガラス、外囲器およびキセノンフラッシュランプ - Google Patents

キセノンフラッシュランプ用ホウケイ酸ガラス、外囲器およびキセノンフラッシュランプ

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JPH1129340A
JPH1129340A JP19779797A JP19779797A JPH1129340A JP H1129340 A JPH1129340 A JP H1129340A JP 19779797 A JP19779797 A JP 19779797A JP 19779797 A JP19779797 A JP 19779797A JP H1129340 A JPH1129340 A JP H1129340A
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JP
Japan
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glass
xenon flash
flash lamp
borosilicate glass
envelope
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JP19779797A
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Inventor
Hiroyuki Kosokabe
裕幸 香曽我部
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 キセノンフラッシュランプの光量減衰をでき
る限り少なくした外囲器用のホウケイ酸ガラス、外囲
器、及びランプを提供する。 【解決手段】 キセノンフラッシュランプの外囲器を、
30〜380℃における平均線熱膨張係数が35〜55
×10-7/℃、ガラスの徐冷点が560℃以上であるホ
ウケイ酸ガラスで作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、キセノンフラッシュラ
ンプ用ホウケイ酸ガラス、キセノンフラッシュランプ用
外囲器、およびこれを用いて作製されたキセノンフラッ
シュランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】カメラの暗所撮影時の光源として、電子
式のキセノンフラッシュランプが数多く用いられてい
る。通常のキセノンフラッシュランプは、外囲器の両端
に高融点で耐久性が高いタングステン金属製リード線を
シールし、内部にキセノンガスを気密封入した放電ラン
プである。外囲器を構成するガラス管には、当初は石英
ガラスが使われていたが、現在では加工が容易なホウケ
イ酸ガラスが、経済性や生産性の面で有利であるために
広く使われている。また、更なるコストダウンの目的
で、タングステン金属よりはるかに安価なコバール合金
(Kovar:Westinghouse Ele.C
orp社の商標名でFe−Ni−Co系合金。本明細書
においては、他社の同等製品も含む。)製のリード線を
用いたキセノンフラッシュランプの検討も行われてい
る。
【0003】ところで、キセノンフラッシュランプの有
効寿命は、発光光量の初期値からの減衰率によって規定
されている。たとえば、通常のカメラの場合、フラッシ
ュ回数で2000回点灯後における光量減衰率が10%
以内、レンズ付フィルム用などさほど長寿命が要求され
ない用途の場合は、400回点灯後の光量減衰率が10
%以内などである。そしてこの減衰は、一般にフラッシ
ュ(放電)によって電極材料がスパッタや蒸発で飛散し
てガラスに付着し、ガラスが着色することによって生じ
ると考えられている。またこの減衰は、同じサイズなら
光量出力が高いほど、また同じ出力なら小さいランプサ
イズほど大きいことが知られている。
【0004】
【発明が解決しようする課題】近年、カメラの電子回路
のIC化やフィルム規格の変更とともにカメラの小型化
・高性能化がすすみ、そこに使われるキセノンフラッシ
ュランプにおいても更なる小型化・高出力化が求められ
ている。そこでランプの光量減衰を少なくすることが小
型化・高出力化を進めるうえで重要であるとして、その
改善が強く求められている。
【0005】本発明の目的は、キセノンフラッシュラン
プの光量減衰をできる限り少なくした外囲器用のホウケ
イ酸ガラス、外囲器、及びランプを提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は調査、研究の
結果、キセノンフラッシュランプの光量減衰は、電極金
属のスパッタや蒸発等の飛散に因るガラスの着色の他
に、ホウケイ酸ガラスそれ自身がフラッシュ時の光や熱
による反応によって着色やクラック等の変質が発生し、
これがフラッシュランプの光量減衰の大きな要因になっ
ていることを突き止めた。さらに、これがホウケイ酸ガ
ラスの徐冷点と密接に関係しており、徐冷点を所定の温
度以上にすることで、このガラスの変質が大きく改善す
ることを見いだし、本発明として提案するものである。
【0007】即ち、本発明のキセノンフラッシュランプ
用ホウケイ酸ガラスは、30〜380℃における平均線
熱膨張係数が35〜55×10-7/℃、ガラスの徐冷点
が560℃以上であることを特徴とする。
【0008】また本発明のキセノンフラッシュランプ用
外囲器は、30〜380℃における平均線熱膨張係数が
35〜55×10-7/℃、ガラスの徐冷点が560℃以
上のホウケイ酸ガラスからなることを特徴とする。
【0009】また本発明のキセノンフラッシュランプ
は、外囲器が、30〜380℃における平均線熱膨張係
数が35〜55×10-7/℃、ガラスの徐冷点が560
℃以上のホウケイ酸ガラスからなることを特徴とする。
【0010】
【作用】ランプの外囲器に用いられるホウケイ酸ガラス
の徐冷点は、キセノンフラッシュランプの耐着色性や耐
クラック性に大きな影響を与える特性である。即ち、ガ
ラスの徐冷点が560℃より低いと、フラッシュによっ
てガラス内表面が茶や黒色に着色し、またガラス内表面
に微小なクラックが多出するなどガラスの変質が著しく
なり、キセノンフラッシュランプの光量減衰が大きくな
る。この傾向は、特に外囲器の内径が小さいほど顕著に
現れるため、徐冷点が低いとランプの小型化・高出力化
が困難になる。従って、ガラスの徐冷点は560℃以上
にすることが重要である。
【0011】またホウケイ酸ガラスの30〜380℃に
おける平均線熱膨張係数を35〜55×10-7/℃に限
定した理由は次の通りである。つまり、ホウケイ酸ガラ
スからなる外囲器を、タングステンやコバールからなる
リード線と直接或いはビードガラスを介してシールする
ためには、ホウケイ酸ガラスがタングステンやコバール
或いはビードガラスと適合する熱膨張係数を有すること
が必要である。タングステンの平均線熱膨張係数は約4
5×10-7/℃であり、これに適合するガラスの30〜
380℃における平均線熱膨張係数は35〜43×10
-7/℃である。一方、コバールの平均線熱膨張係数は温
度域によって約43〜65×10-7/℃の間で変化する
が、これに適合するにはガラスの30〜380℃におけ
る平均線熱膨張係数が43〜55×10-7/℃の範囲に
ある必要がある。またコバールガラス用のビードガラス
は、30〜380℃の温度域で43〜55×10-7/℃
の平均線熱膨張係数を示すため、これを介してコバール
とシールするホウケイ酸ガラスにはビードガラスと同様
の膨張係数を有する必要がある。従って、キセノンフラ
ッシュランプ用ホウケイ酸ガラスの平均線熱膨張係数
は、35〜55×10-7/℃の範囲に限定される。なお
熱膨張係数がこの範囲から外れると、膨張係数の不整合
によってスローリークやクラックが発生し、キセノンフ
ラッシュランプの機能が損なわれる。
【0012】ホウケイ酸ガラスは、以上の要件を満たす
ものであれば使用可能であるが、特に重量比でSiO2
/B23 が5.2以上の組成を有するものは、徐冷点
が高くなり易いために好ましい。また具体的には、重量
百分率でSiO2 60〜80%、B23 5〜13
%、Al23 1〜10%、ZrO2 0〜5%、L
2 O 0〜4%、Na2 O 0〜10%、K2 O 0
〜10%、Li2 O+Na2 O+K2 O 4〜12%の
組成を有するガラスが好適に使用できる。
【0013】上記組成系において、各成分の含有量を限
定した理由を述べる。
【0014】SiO2 はガラスの骨格を構成するために
必要な主成分であり、その含有量は60〜80%、好ま
しくは68〜75%である。SiO2 が80%より多い
と熱膨張係数が低くなってリード線とシールできなくな
るとともに、溶解性が悪化し、60%より少ないと、徐
冷点が560℃より低くなると同時に耐候性が悪化し、
ヤケ等の原因となる。ガラス表面にヤケ等が生じた場合
にはリード線やビードガラスとの完全なシールができな
かったり、キセノンフラッシュランプとしての光量低下
などの性能の劣化を招く。
【0015】B23 は溶解性の向上やガラスの安定性
を高めるために必要な成分である。また、ガラスの徐冷
点にも大きな影響を与える成分である。その含有量は5
〜13%、好ましくは8〜13%である。B23 が5
%より少ないとガラスの溶解が困難になる。一方、13
%より多いと徐冷点が560℃より低くなり、また蒸発
によって均質なガラスが得られなくなったり、耐候性が
悪化するといった問題が発生する。
【0016】Al23 はガラスの安定性を向上するの
に著しい効果があり、その含有量は1〜10%、好まし
くは4〜8%である。Al23 が10%より多いとガ
ラスの溶解が困難になり、1%より少ないとガラスが失
透し易くなり化学的耐久性も著しく悪化する。また何れ
の場合においても均質なガラスの製造や安定した成形が
困難になる。
【0017】ZrO2 は化学的耐久性を向上させ、アル
カリ吹きやヤケを防止する成分であり、その含有量は0
〜5%、好ましくは0〜3%である。ZrO2 が5%よ
り多いと失透性が悪化してガラスが不均一になり、寸法
精度が悪くなったり、外観上の欠陥が生じ、高品質のガ
ラスが得難くなる。
【0018】アルカリ金属酸化物であるLi2 O、Na
2 O及びK2 Oはガラスの溶解を容易にし、また熱膨張
係数や粘度を調節するために添加する成分であり、その
含有量はLi2 Oが0〜4%(好ましくは0〜2%)、
Na2 Oが0〜10%(好ましくは0〜8%)、K2
が0〜10%(好ましくは0〜8%)である。しかし、
Li2 Oが4%より多いと失透性が悪化するため好まし
くない。またNa2 Oが10%より多いと熱膨張係数が
高くなりすぎる。K2 Oが10%を越える場合も熱膨張
係数が高くなり過ぎる。
【0019】Li2 O、Na2 O及びK2 Oの合量は4
〜12%、好ましくは5〜10%である。これら成分の
合量が4%未満では熱膨張係数が小さくなり過ぎる。一
方、12%を超えると逆に熱膨張係数が高くなりすぎて
何れの場合においてもリード線やビードガラスとのシー
ルには適さなくなる。さらに耐候性の大幅な低下を招
き、キセノンフラッシュランプの信頼性を損なう。
【0020】なお上記成分の他に、ガラスの粘度の調整
や耐候性、溶解性、清澄性を改善する目的で、MgO、
CaO、SrO、BaO、ZnO、TiO2 、P2
5 、SO3 、F2、Cl2 、Sb23 、As23
の成分を適量添加することが可能である。特に、Mg
O、CaO、SrO、BaO等はガラスの徐冷点を高く
する効果が大きいために好ましい。これらアルカリ土類
金属酸化物の含有量は合量で10%まで添加することが
できる。
【0021】
【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。
【0022】表1は本発明の実施例(試料No.1〜
5)、表2は比較例(試料No.6〜9)をそれぞれ示
している。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】No.1〜9の各試料は、次のようにして
調製した。
【0026】まず表に示す組成になるようにガラス原料
を調合した後、白金坩堝を用いて1550℃で8時間溶
解した。溶解後、一部の融液をカーボン板上に流しだ
し、アニールすることによって試料を作製し、30〜3
80℃の温度範囲における平均線熱膨張係数と徐冷点を
測定した。また、残りの融液を用いて管状の外囲器を成
型し、キセノンフラッシュランプを作製して点灯試験を
行い、耐着色性及び耐クラック性を評価した。結果を表
に示す。
【0027】表から明らかなように、本発明の実施例で
あるNo.1〜5の各試料は、平均線熱膨張係数が38
〜52×10-7/℃であり、タングステン金属やコバー
ル合金と直接、或いはビードガラスを介してシールする
ことができる。また徐冷点が560℃より高く、400
回点灯後においてもガラスの着色やクラックの発生が殆
どなかった。それゆえ光量低下が少なく、十分に信頼性
の高いキセノンフラッシュランプが得られることが判っ
た。
【0028】一方、比較例であるNo.6〜9の試料
は、平均線熱膨張係数がタングステン金属やコバール合
金と直接、或いはビードガラスを介してシールできる3
7〜51×10-7/℃の範囲内であった。しかし、何れ
もガラスの徐冷点が560℃より低く、点灯試験によっ
てガラスの着色やクラックが著しく生じ、ランプの光量
が大きく低下した。
【0029】なお、表中の平均線熱膨張係数は、ガラス
融液を直径約3mm、長さ約50mmの円柱状に成型加
工した後に、自記示差熱膨張計で30〜380℃の温度
範囲における値を測定したものである。ガラスの徐冷点
は、ASTM C−336−71に準拠したファイバ伸
び法で測定したものである。
【0030】またキセノンフラッシュランプの点灯試験
は次のようにして行った。まず、ガラス融液を外径2.
5mm、内径1.5mm、長さ30mmの管状に成型加
工することによって外囲器を作製し、試料No.5及び
No.9の外囲器については、電極及びリード線にタン
グステン金属を用い、両者を直接シールすることによっ
てランプを製造した。またその他の試料については、電
極及びリード線にコバール金属を用い、ビードガラス
(30〜380℃における平均線熱膨張係数51×10
-7/℃、軟化点705℃)を介してシールすることによ
って製造した。次にランプを400回点灯した後、試料
を10倍の実体顕微鏡で観察しガラス内面の着色度合い
とクラックの発生度合いを評価した。評価は、ガラスの
着色が殆ど認められなかったものを◎、少し着色が認め
られたものを○、著しく着色したものを×とし、クラッ
クが全く認められなかったものを◎、少し認められたも
のを○、無数のクラックが認められたものを×として表
した。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明のキセノンフラッシ
ュランプ用ホウケイ酸ガラスは、徐冷点が560℃以上
であるために優れた耐着色性と耐クラック性を有してお
り、またタングステン金属やコバール合金と直接、或い
はビードガラスを介してシールできるため、キセノンフ
ラッシュランプの外囲器用ガラスとして好適である。
【0032】また本発明の外囲器は、優れた耐着色性と
耐クラック性を有しているために、光量減衰が少ないキ
セノンフラッシュランプを作製することができる。
【0033】また本発明のキセノンフラッシュランプ
は、外囲器の光量減衰が少ないため、従来と同一のラン
プ寸法・光出力なら長寿命化することができ、従来と同
一の寸法・寿命なら高出力化することができ、また従来
と同じ寿命・出力ならより小型化することができる。そ
れゆえランプの小型化・高出力化の要求に応えることで
きるものである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 30〜380℃における平均線熱膨張係
    数が35〜55×10-7/℃、ガラスの徐冷点が560
    ℃以上であることを特徴とするキセノンフラッシュラン
    プ用ホウケイ酸ガラス。
  2. 【請求項2】 重量比でSiO2 /B23 が5.2以
    上であることを特徴とする請求項1のキセノンフラッシ
    ュランプ用ホウケイ酸ガラス。
  3. 【請求項3】 重量百分率でSiO2 60〜80%、
    23 5〜13%、Al23 1〜10%、Zr
    2 0〜5%、Li2 O 0〜4%、Na2 O 0〜
    10%、K2 O 0〜10%、Li2 O+Na2 O+K
    2 O 4〜12%の組成を有することを特徴とする請求
    項1のキセノンフラッシュランプ用ホウケイ酸ガラス。
  4. 【請求項4】 30〜380℃における平均線熱膨張係
    数が35〜55×10-7/℃、ガラスの徐冷点が560
    ℃以上のホウケイ酸ガラスからなることを特徴とするキ
    セノンフラッシュランプ用外囲器。
  5. 【請求項5】 重量比でSiO2 /B23 が5.2以
    上のホウケイ酸ガラスからなることを特徴とする請求項
    4のキセノンフラッシュランプ用外囲器。
  6. 【請求項6】 ホウケイ酸ガラスが、重量百分率でSi
    2 60〜80%、B23 5〜13%、Al2
    3 1〜10%、ZrO2 0〜5%、Li2 O 0〜
    4%、Na2 O 0〜10%、K2 O 0〜10%、L
    2 O+Na2 O+K2 O 4〜12%の組成を有する
    ことを特徴とする請求項4のキセノンフラッシュランプ
    用外囲器。
  7. 【請求項7】 外囲器が、30〜380℃における平均
    線熱膨張係数が35〜55×10-7/℃、ガラスの徐冷
    点が560℃以上のホウケイ酸ガラスからなることを特
    徴とするキセノンフラッシュランプ。
  8. 【請求項8】 外囲器が、重量比でSiO2 /B23
    が5.2以上のホウケイ酸ガラスからなることを特徴と
    する請求項7のキセノンフラッシュランプ。
  9. 【請求項9】 ホウケイ酸ガラスが、重量百分率でSi
    2 60〜80%、B23 5〜13%、Al2
    3 1〜10%、ZrO2 0〜5%、Li2 O 0〜
    4%、Na2 O 0〜10%、K2 O 0〜10%、L
    2 O+Na2 O+K2 O 4〜12%の組成を有する
    ことを特徴とする請求項7のキセノンフラッシュラン
    プ。
JP19779797A 1997-07-07 1997-07-07 キセノンフラッシュランプ用ホウケイ酸ガラス、外囲器およびキセノンフラッシュランプ Pending JPH1129340A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004531445A (ja) * 2001-02-23 2004-10-14 カール−ツァイス−スティフツンク ソラリゼーションに対して安定したホウケイ酸ガラスおよびその使用
JP2005041729A (ja) * 2003-07-28 2005-02-17 Nippon Electric Glass Co Ltd 照明用ガラス
JP2022089141A (ja) * 2020-12-03 2022-06-15 ショット アクチエンゲゼルシャフト ホウケイ酸ガラス物品

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