JPH11339713A - Electrode for discharge tube - Google Patents

Electrode for discharge tube

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Publication number
JPH11339713A
JPH11339713A JP14769198A JP14769198A JPH11339713A JP H11339713 A JPH11339713 A JP H11339713A JP 14769198 A JP14769198 A JP 14769198A JP 14769198 A JP14769198 A JP 14769198A JP H11339713 A JPH11339713 A JP H11339713A
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JP
Japan
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metal
electrode
discharge
discharge tube
cap
Prior art date
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Pending
Application number
JP14769198A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kawai
浩司 河合
Nobuharu Harada
信春 原田
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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Publication of JPH11339713A publication Critical patent/JPH11339713A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode capable of realizing stability of discharge, long life, ease of fabrication, etc., without causing contradictions among these properties. SOLUTION: In an electrode for a discharge tube wherein a negative electrode and a positive electrode facing to each other are sealed in a discharge gas atmosphere and arc discharge is performed between both electrodes, the negative electrode is formed of either an impregnated metal wherein a porous high melting metal is impregnated with a readily emissive material or a sintered metal wherein a high melting metal is impregnated with a readily emissive material and then sintered. Further, a tip part 22 facing the positive electrode is composed of a metal base body 221 having a pointed head and a cap 222 covering a major portion of this metal base body 221 except the pointed head protruding through the cap 222, being disposed in close contact with the tip part 22, which is made up of an insulating ceramic free of readily emissive materials.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主に光源用として
用いられる光源用放電管の電極に関し、特に、キセノン
ランプ、キセノン水銀ランプなどの光源用放電管の電極
に関する。
The present invention relates to an electrode of a discharge tube for a light source mainly used for a light source, and more particularly to an electrode of a discharge tube for a light source such as a xenon lamp or a xenon mercury lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば特開平1−213952号(従来例1)、特開平
1−213953号(従来例2)、実公平4−3388
号(従来例3)、特開平8−273622号(従来例
4)、特開平9−92201号(従来例5)、特開平3
−283341号(従来例6)の各公報に開示された技
術が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques in such a field include:
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-213952 (conventional example 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-213953 (conventional example 2),
JP-A-8-273622 (conventional example 4), JP-A-9-92201 (conventional example 5),
The technology disclosed in each publication of -283341 (Conventional Example 6) is known.

【0003】従来例1では、多孔質のタングステンなど
からなる金属基体に、アルカリ土類金属などの易電子放
射物質を含ませた陰極を有する光源用放電管が開示され
ている。そして、陽極と対向する陰極先端に高融点金属
からなる被膜が形成されている。これにより、易電子放
射物質の余分な蒸発が抑制され、アークの安定性が向上
すると記載されている。
[0003] In prior art example 1, a discharge tube for a light source having a cathode in which a metal substrate made of porous tungsten or the like contains an electron emitting material such as an alkaline earth metal is disclosed. Then, a coating made of a high melting point metal is formed on the tip of the cathode facing the anode. It is described that this suppresses excessive evaporation of the electron-emitting material and improves the stability of the arc.

【0004】従来例2では、高融点金属からなる金属基
体の先端表面に易電子放射物質層と高融点金属層を積層
する技術が開示されている。これにより、易電子放射物
質の供給を安定させるとともにその余分な蒸発が抑制さ
れ、アークの安定性が向上すると記載されている。
[0004] In prior art example 2, a technique is disclosed in which an electron-emitting material layer and a high-melting-point metal layer are laminated on the front end surface of a metal base made of a high-melting-point metal. It is described that this stabilizes the supply of the electron-emitting material, suppresses excessive evaporation thereof, and improves the stability of the arc.

【0005】従来例3は、いわゆる含浸型の電極基体の
表面に電子放射を容易にする金属膜を形成する技術が開
示されている。これにより、アーク放電が安定すると記
載されている。
The prior art 3 discloses a technique of forming a metal film for facilitating electron emission on the surface of a so-called impregnated electrode substrate. It is described that the arc discharge is thereby stabilized.

【0006】従来例4では、高融点金属からなる鋭利な
電極の周囲に多孔質タングステン等からなる含浸型電極
を配置し、表面にタングステン被膜を形成する技術が開
示されている。これによれば、熱電子放出能力が向上
し、陰極降下電圧が減少すると記載されている。
[0006] In prior art example 4, a technique is disclosed in which an impregnated electrode made of porous tungsten or the like is arranged around a sharp electrode made of a high melting point metal, and a tungsten film is formed on the surface. According to this document, the thermoelectron emission capability is improved and the cathode drop voltage is reduced.

【0007】従来例5では、多孔質タングステンからな
る電極の周囲に易電子放射物質を含浸させた含浸部を形
成し、多孔質タングステンの先端を露出させるように含
浸部の周囲を高融点金属でコーティングする技術が開示
されている。これによれば、易電子放射物質の不要な蒸
発が抑制され、安定したアーク放電が行える、と記載さ
れている。
In Conventional Example 5, an impregnated portion impregnated with an electron-emitting material is formed around an electrode made of porous tungsten, and the periphery of the impregnated portion is made of a high-melting metal so as to expose the tip of the porous tungsten. A coating technique is disclosed. According to this, unnecessary evaporation of the electron-emitting material is suppressed, and a stable arc discharge can be performed.

【0008】従来例6では、中空の棒状モリブデン電極
の中心部に多孔質タングステンを埋めこんで、加工する
ことにより埋めこんだ多孔質タングステンを露出させて
製作する技術が開示されている。この場合も、易電子放
射物質の不要な蒸発が抑制され、安定したアーク放電が
行える、と記載されている。
In prior art example 6, a technique is disclosed in which porous tungsten is buried in the center of a hollow rod-shaped molybdenum electrode, and the buried porous tungsten is exposed by processing to manufacture. It is also described that also in this case, unnecessary evaporation of the electron emitting material is suppressed, and stable arc discharge can be performed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来か
ら、光源用放電管の陰極に関しては様々な改良、工夫が
されているが、製造の容易さ、放電の安定性、長寿命な
どの光源用放電管に要求される種々の要請を、相互に矛
盾することなく満足させたものは未だ提供されていな
い。
As described above, the cathode of the discharge tube for the light source has been variously improved and devised as described above. However, the light source such as easiness of manufacture, discharge stability, and long life has been considered. There has not yet been provided a product that satisfies various requirements required for a discharge tube for use without inconsistency with each other.

【0010】上記の各従来例においては、放電位置の安
定性という面で問題がある。というのは、いずれも陰極
表面を高融点金属等でコーティングしているため、電極
表面の広い場所で放電が起こる可能性があるからであ
る。さらに、単位表面積あたりの放電流を増すと、電極
温度が上昇し、易電子放射物質の蒸発が増大する虞があ
る。また、必ずしも製造が容易といえないものもある。
In each of the above-mentioned conventional examples, there is a problem in terms of stability of the discharge position. This is because the cathode surface is coated with a high-melting metal or the like, so that a discharge may occur in a wide area of the electrode surface. Further, when the discharge current per unit surface area is increased, the electrode temperature may be increased, and the evaporation of the electron-emitting substance may be increased. In addition, some of them are not always easy to manufacture.

【0011】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて、
放電の安定性、長寿命、製造の容易さなどを矛盾するこ
となく実現することが可能な放電管用の電極を提供する
ことを課題とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems,
An object of the present invention is to provide an electrode for a discharge tube capable of realizing discharge stability, long life, ease of manufacture, and the like without contradiction.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の放電管用の電極は、その陰極が、多孔質の
高融点金属に易電子放射物質を含浸させた含浸型もしく
は高融点金属に易電子放射物質を含有させて焼結させた
焼結型金属からなり、陽極に対向する先端部に尖頭を有
する金属基体と、この金属基体の尖頭部の先端のみを突
出させて露出させるとともに金属基体の表面を覆って密
着して配置されている易電子放射物質を含まない高融点
金属からなるキャップと、を備えていることを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned problems, an electrode for a discharge tube according to the present invention is characterized in that its cathode is an impregnated type or a high-melting-point metal in which a porous high-melting-point metal is impregnated with an electron emitting material. A metal substrate made of a sintered metal containing an electron-emitting substance and sintered, and having a pointed tip at the tip end facing the anode, and exposing only the tip of the pointed tip of the metal base to protrude. And a cap made of a high-melting-point metal that does not contain an electron-emitting material and that is placed in close contact with the surface of the metal substrate.

【0013】この構成によれば、金属基体の尖塔部の先
端のみが高融点金属のキャップから突出して露出されて
いるので、易電子放射物質はこの露出部分に集中して供
給される。このため、易電子放射物質の不要な蒸発が抑
制されるとともに、放電位置は突出先端部分に集中す
る。そして、キャップ部分の熱容量が大きいため、金属
基体の発熱による温度上昇が抑制される。
According to this configuration, since only the tip of the spire portion of the metal base is exposed so as to protrude from the high-melting-point metal cap, the electron-emitting material is supplied intensively to this exposed portion. Therefore, unnecessary evaporation of the electron-emitting material is suppressed, and the discharge position is concentrated on the protruding tip portion. Further, since the heat capacity of the cap portion is large, a rise in temperature due to heat generation of the metal base is suppressed.

【0014】ここで、易電子放射物質は、バリウム、カ
ルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属の酸化
物の混合物、あるいは、酸化アルミニウムを添加したこ
れらの混合物であることが好ましい。
The electron emitting material is preferably a mixture of oxides of alkaline earth metals such as barium, calcium and strontium, or a mixture of these with addition of aluminum oxide.

【0015】これによれば、金属基体の仕事関数を小さ
くすることができ、これに伴い、動作中の電極の突出先
端部の温度が低下する。したがって、他の易電子放射物
質を用いた場合に比べて、突出部分をより小さくするこ
とが可能となり、放電位置がより狭い領域に集中させら
れる。
According to this, the work function of the metal substrate can be reduced, and accordingly, the temperature of the protruding tip of the electrode during operation decreases. Therefore, it is possible to make the protruding portion smaller as compared with the case where another electron emitting material is used, and it is possible to concentrate the discharge position in a narrower region.

【0016】また、この金属基体の突出先端を除く表面
全体を覆う金属製あるいは金属炭化物製の被膜をさらに
備えていることが好ましい。いずれの場合も、被膜自体
が易電子放射物質の蒸発を抑制するので、上述のキャッ
プを設ける効果がさらに高められる。特に、炭化物製の
被膜を用いた場合には、キャップと金属基体の導通を遮
断するので、不要な電子放射が除去される。
It is preferable that a metal or metal carbide coating covering the entire surface of the metal substrate except for the protruding tip is further provided. In any case, the effect of providing the cap described above is further enhanced because the coating itself suppresses evaporation of the electron-emitting substance. In particular, when a carbide coating is used, conduction between the cap and the metal substrate is cut off, so that unnecessary electron emission is removed.

【0017】また、キャップの外側表面を覆う金属製あ
るいは金属炭化物製の被膜をさらに備えていることが好
ましい。これによれば、陰極からの放熱がさらに向上す
る。特に炭化物コーティングの場合は、キャップ上での
放電が防止される。
Further, it is preferable that a metal or metal carbide coating covering the outer surface of the cap is further provided. According to this, the heat radiation from the cathode is further improved. In particular, in the case of a carbide coating, discharge on the cap is prevented.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について説明する。なお、説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に
対しては可能な限り同一の参照符号を附し、重複する説
明は省略する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. To facilitate understanding of the description, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals as much as possible in each drawing, and redundant description will be omitted.

【0019】図1は、本発明に係る電極を用いたキセノ
ン・ショートアークランプの構成を示す縦断面図であ
り、図2は、その陰極先端部の構成を一部破砕断面で示
す側面図である。棒状の石英製ガラスバルブ1の中間部
に中空のガス封入部11が形成され、その内部には放電
ガスとしてキセノンが約10気圧の圧力となるよう封入
されている。ガス封入部11の内部では陰極2と陽極3
とが対向しており、ガラスバルブ1の棒状の長手方向両
端には陰極2および陽極3にそれぞれ電気的に接続され
ている外部端子4,5が取り付けられている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a xenon short arc lamp using an electrode according to the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a configuration of a cathode tip portion in a partially crushed section. is there. A hollow gas sealing portion 11 is formed in the middle of the rod-shaped quartz glass bulb 1, and xenon is sealed therein as a discharge gas at a pressure of about 10 atm. Cathode 2 and anode 3 inside gas filling section 11
External terminals 4, 5 electrically connected to the cathode 2 and the anode 3, respectively, are attached to both ends of the glass bulb 1 in the bar-shaped longitudinal direction.

【0020】陰極2は石英製のガラスバルブ1に基部が
固定された直径2.4mmのタングステン製のリード棒
21と、このリード棒21の先端に基部が固定された陰
極先端部22を有している。この陰極先端部22は金属
基体221とキャップ222から構成されている。この
うち、金属基体221は多孔質のタングステン(高融点
金属)にアルカリ土類金属等(易電子放射物質)を含浸
させて形成されており、基本的に陽極3に向かって尖っ
た円錐状の尖頭を有する直径2.0mm、長さ2.0ミ
リの砲弾形状をなしている。一方、キャップ222は例
えば、タングステン製であって、厚さ0.3mmで金属
基体221の表面を覆って密着して配置されており、そ
の陽極3側の先端に直径0.4mmの開口が設けられて
いて、この開口から金属基体221の先端が0.2mm
突出している。
The cathode 2 has a 2.4 mm diameter tungsten lead rod 21 having a base fixed to the quartz glass bulb 1 and a cathode tip 22 having a base fixed to the tip of the lead rod 21. ing. The cathode tip 22 includes a metal base 221 and a cap 222. Among them, the metal substrate 221 is formed by impregnating a porous tungsten (high melting point metal) with an alkaline earth metal or the like (electron emitting material), and is basically formed in a conical shape pointed toward the anode 3. It has a cannonball shape with a point of 2.0 mm in diameter and 2.0 mm in length. On the other hand, the cap 222 is made of, for example, tungsten, has a thickness of 0.3 mm, and is disposed in close contact with the surface of the metal base 221. An opening having a diameter of 0.4 mm is provided at the tip of the anode 3. The tip of the metal base 221 is 0.2 mm from this opening.
It is protruding.

【0021】この金属基体221は、平均粒径が2μm
〜8μmのタングステン粉末をプレス成形加工し、真空
中または水素雰囲気中で焼成して製作される。その空孔
率は10〜35%程度である。平均粒径が2μm〜8μ
mのタングステン粉末を用いることにより、多孔質本体
の製作が容易であり、空孔率を10〜35%程度とする
ことにより、易電子放射物質を必要かつ十分な量充填す
ることが可能である。易電子放射物質としては、例え
ば、BaO、CaO、Al23を4対1対1の割合で混
合したものを用いている。
This metal substrate 221 has an average particle size of 2 μm.
It is manufactured by press forming a tungsten powder of 88 μm and firing in a vacuum or a hydrogen atmosphere. The porosity is about 10 to 35%. Average particle size is 2μm ~ 8μ
By using tungsten powder of m, the porous body can be easily manufactured, and by setting the porosity to about 10 to 35%, a necessary and sufficient amount of the electron-emitting material can be filled. . As the electron emitting material, for example, a material obtained by mixing BaO, CaO, and Al 2 O 3 at a ratio of 4: 1 to 1 is used.

【0022】そして、キャップ222は、金属基体22
1の外形に適合する形状に予め成形しておき、これをリ
ード棒21の先端に高融点ろう付けまたは圧入によって
固着させた金属基体221の先端に被せて、電気スポッ
ト溶接、レーザ溶接、アーク溶接等リード棒21に固定
することにより、陰極2を形成することができる。
The cap 222 is connected to the metal base 22.
1 is formed in advance into a shape conforming to the outer shape of the lead rod 21 and is put on the tip of a metal base 221 which is fixed to the tip of the lead rod 21 by high melting point brazing or press fitting, and is subjected to electric spot welding, laser welding, arc welding. The cathode 2 can be formed by fixing to the equal lead rod 21.

【0023】一方、陽極3は、直径3.0mmのタング
ステン棒からなり、陰極2と陽極3の先端部の間隔は
2.0mmに調整されている。この陽極3と陰極2の間
に所定の電圧を印加することで、アーク放電が起こる。
On the other hand, the anode 3 is made of a tungsten rod having a diameter of 3.0 mm, and the distance between the cathode 2 and the tip of the anode 3 is adjusted to 2.0 mm. By applying a predetermined voltage between the anode 3 and the cathode 2, arc discharge occurs.

【0024】本発明によれば、陰極2の金属基体221
の先端露出部分に放電を集中させることができる。この
放電位置の集中化により、キャップ222を設けない場
合と比較して放電による発光の輝度が2倍以上向上する
ことを本願発明者は実験により確認した。
According to the present invention, the metal substrate 221 of the cathode 2
The discharge can be concentrated on the exposed portion of the tip. The inventor of the present application has confirmed by experiments that the concentration of the discharge positions improves the luminance of the light emission by the discharge more than twice as compared with the case where the cap 222 is not provided.

【0025】キャップ222の開口が大きすぎると、放
電位置を特定する効果が弱まるので小さくすることが好
ましい。本実施形態の定格150W(8.5A、18
V)のキセノンランプの電極の場合は、直径を0.8m
m以上にすると蒸発を抑制する効果が薄れる。また、輝
度向上の効果は直径を0.4mm以下としたとき顕著で
あった。一方、0.1mm以下とすると易電子放射物質
が十分に供給されず、放電が維持できなかった。この開
口径の最適な大きさはランプへの入力電圧、電流に依存
するので、用途に応じて適宜設定する必要がある。
If the opening of the cap 222 is too large, the effect of specifying the discharge position is weakened. Rated 150 W (8.5 A, 18
In the case of the xenon lamp electrode of V), the diameter is 0.8 m.
When it is more than m, the effect of suppressing evaporation is weakened. The effect of improving the brightness was remarkable when the diameter was set to 0.4 mm or less. On the other hand, when the thickness was 0.1 mm or less, the electron emitting material was not sufficiently supplied, and the discharge could not be maintained. Since the optimal size of the aperture diameter depends on the input voltage and current to the lamp, it needs to be set appropriately according to the application.

【0026】また、金属基体221の突出量が小さい
か、あるいは突出していない場合は、キャップ222の
開口周辺部に放電によるアークが接触して、開口周辺部
が溶融、蒸発してしまい開口径が大きくなってしまう虞
がある。このため、アークがキャップ222に接触しな
いように突出量を調整する必要がある。
If the amount of protrusion of the metal base 221 is small or does not protrude, the arc due to discharge comes into contact with the periphery of the opening of the cap 222, and the periphery of the opening melts and evaporates. There is a possibility that it will become large. Therefore, it is necessary to adjust the amount of protrusion so that the arc does not contact the cap 222.

【0027】キャップ222により、放電位置以外の金
属基体221表面からの易電子放射物質の蒸発が抑えら
れるので、長寿命化が図れる。さらに、蒸発した易電子
放射物質がバルブ1の内面に付着することによって生ず
るバルブ1の黒化も防止できる。また、金属基体221
で発生した熱が効果的に熱容量の大きなキャップ222
に伝えられ、放熱されるため、金属基体221の過熱を
防止でき、先端部の温度が安定する。これも放電の安定
化に寄与するとともに輝度増加にも貢献する。
The cap 222 prevents evaporation of the electron-emitting material from the surface of the metal base 221 other than at the discharge position, thereby extending the life. Further, blackening of the bulb 1 caused by the vaporized electron emitting substance adhering to the inner surface of the bulb 1 can be prevented. Also, the metal base 221
The heat generated by the cap 222 effectively has a large heat capacity.
And the heat is dissipated, so that overheating of the metal base 221 can be prevented, and the temperature of the distal end portion is stabilized. This also contributes to stabilization of the discharge and an increase in luminance.

【0028】図3、図4は、本発明の陰極2の別の実施
形態を示した図である。図3に示されるようにキャップ
222を金属基体221の先端部のみに被せる構成とし
ても、図4に示されるようにキャップの外面を円筒形の
形状としても図2に示された実施形態と同様の効果が得
られる。
FIGS. 3 and 4 are views showing another embodiment of the cathode 2 of the present invention. As shown in FIG. 3, even when the cap 222 is placed only on the tip of the metal base 221 or when the outer surface of the cap is cylindrical as shown in FIG. 4, the same as in the embodiment shown in FIG. The effect of is obtained.

【0029】また、金属基体221あるいはキャップ2
22の表面に金属あるいは金属炭化物製のコーティング
を施してもよい。図5は、両方にコーティングを施した
例を示しており、符号221aが金属基体221上のコ
ーティングを、符号222aががキャップ222表面の
コーティングをそれぞれ表している。
The metal substrate 221 or the cap 2
The surface of 22 may be coated with metal or metal carbide. FIG. 5 shows an example in which both are coated. Reference numeral 221a indicates a coating on the metal substrate 221 and reference numeral 222a indicates a coating on the surface of the cap 222.

【0030】金属コーティングとしては、タングステ
ン、モリブデン、タンタル、イリジウム、レニウム等の
高融点金属あるいはその合金を用いることが好ましい。
また、金属炭化物としてはこれらの高融点金属あるいは
その合金の炭化物を用いることが好ましい。
As the metal coating, it is preferable to use a metal having a high melting point such as tungsten, molybdenum, tantalum, iridium, rhenium or an alloy thereof.
Further, as the metal carbide, it is preferable to use a carbide of these refractory metals or alloys thereof.

【0031】表1は、コーティングの有無の組み合わせ
を示したものである。
Table 1 shows combinations of the presence and absence of the coating.

【0032】[0032]

【表1】 このうち、金属基体221へのコーティング221a
は、突出先端部を露出させた状態で施すことが好まし
く、これには先端部をマスキングして堆積を行うか、堆
積後に研磨等により先端部に形成された被覆を除去する
ことにより金属基体221の先端部を露出させる等の方
法を用いることができる。被膜の厚さは、数μm〜数十
μmの薄膜となる。この堆積はCVD法等を用いること
ができる。また、キャップ222側のコーティング22
2aも同様に行うことができる。
[Table 1] Among them, the coating 221a on the metal substrate 221
Is preferably performed with the protruding tip exposed, and this may be performed by masking the tip or depositing or removing the coating formed on the tip by polishing or the like after deposition. The method of exposing the tip portion of the substrate can be used. The thickness of the coating is a thin film of several μm to several tens μm. For this deposition, a CVD method or the like can be used. The coating 22 on the cap 222 side
2a can be performed similarly.

【0033】金属基体221にコーティング221aを
施した場合は、コーティング221aが露出部分以外か
らの易電子放射物質の蒸発及び電子放射を抑制する効果
があり、キャップ222による放電位置の集中化の効果
をさらに高めることができる。また、金属基体221と
キャップ222間の熱伝達を良好にする効果もある。
When the coating 221a is applied to the metal substrate 221, the coating 221a has the effect of suppressing the evaporation of the electron-emitting material and the emission of electrons from portions other than the exposed portion, and the effect of concentrating the discharge position by the cap 222. Can be even higher. In addition, there is an effect that heat transfer between the metal base 221 and the cap 222 is improved.

【0034】キャップ222側にコーティング222a
を施した場合は、コーティング222aにより放熱が促
進される効果がある。これにより、金属基体221の温
度の安定性を高めることができる。
The coating 222a is provided on the cap 222 side.
Is applied, there is an effect that heat radiation is promoted by the coating 222a. Thereby, the temperature stability of the metal base 221 can be improved.

【0035】特に、炭化物をコーティングした場合は、
導通に伴うキャップ222からの異常放電の発生を防止
することができる。
In particular, when a carbide is coated,
It is possible to prevent occurrence of abnormal discharge from the cap 222 due to conduction.

【0036】以上の説明では、金属基体及びキャップと
してタングステンを用いた例について詳細に説明してき
たが、モリブデン、レニウム、タンタル等を素材にして
も同様な効果を得ることができる。金属基体とキャップ
の材質は同じでも異なる素材を用いてもよい。
In the above description, an example in which tungsten is used as the metal base and the cap has been described in detail. However, similar effects can be obtained by using molybdenum, rhenium, tantalum, or the like as a material. The material of the metal base and the cap may be the same or different.

【0037】また、多孔質の金属基体に易電子放射物質
を含浸させる含浸型電極を例に説明してきたが、電極は
これに限られるものではなく、易電子放射物質と高融点
金属の粉末を同時に焼結した焼結型電極を用いてもよ
い。
Although the impregnation type electrode in which the porous metal substrate is impregnated with the electron emitting material has been described as an example, the electrode is not limited to this. You may use the sintered type electrode sintered simultaneously.

【0038】あるいは、酸化トリウムをタングステン母
材に添加したいわゆるトリタン電極であってもよい。
Alternatively, a so-called tritan electrode in which thorium oxide is added to a tungsten base material may be used.

【0039】易電子放射物質は、アルカリ土類金属であ
るカルシウム、バリウム、ストロンチウム等の酸化物の
単体あるいは混合物が好ましい。または、スカンジウ
ム、イットリウム、ランタン、セリウム、トリウム等の
元素周期律表IIIa族の酸化物であってもよい。
The electron emitting material is preferably a simple substance or a mixture of oxides of alkaline earth metals such as calcium, barium and strontium. Alternatively, oxides of Group IIIa of the periodic table such as scandium, yttrium, lanthanum, cerium, and thorium may be used.

【0040】また、ここでは、陰極をキセノン・ショー
トアークランプに用いた例について説明してきたが、そ
の他の各種の放電管用の陰極として用いた場合にも同様
の効果が得られる。
Although an example in which the cathode is used for a xenon short arc lamp has been described, similar effects can be obtained when the cathode is used as a cathode for various other discharge tubes.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
陰極先端部の尖頭の基端部側表面では動作時に易電子放
射物質の蒸発が阻止される一方、尖頭部分への易電子放
射物質の拡散が促進されて電子の放出が容易とされる。
このため、比較的低温で電子を効率よく放出できるので
放電が安定し、しかも易電子放射物質の蒸発も抑制され
て大幅な長寿命化が可能になる。一方、放電領域を絞り
こむことができるので、単位面積あたりのエネルギー密
度が高まり、輝度が向上する。さらに、陰極先端部は簡
単な構成で実現できるので、実用性の高い光源用放電管
用電極が提供できる。
As described above, according to the present invention,
On the base end side surface of the tip of the cathode tip, evaporation of the electron-emitting material is prevented during operation, while diffusion of the electron-emitting material to the point is promoted to facilitate electron emission. .
For this reason, electrons can be efficiently emitted at a relatively low temperature, so that the discharge is stable, and furthermore, the evaporation of the electron-emitting material is suppressed, and the life can be greatly extended. On the other hand, since the discharge region can be narrowed, the energy density per unit area increases, and the luminance improves. Furthermore, since the cathode tip can be realized with a simple configuration, a highly practical electrode for a light source discharge tube can be provided.

【0042】したがって本発明によれば、製造の容易
さ、放電の安定性、長寿命などの光源用放電管の陰極に
要求される種々の要請を、相互に矛盾することなく一挙
に満足させることが可能になる。
Therefore, according to the present invention, various requirements for the cathode of a discharge tube for a light source, such as ease of production, stability of discharge, and long life, are satisfied at once without inconsistency. Becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る陰極を利用したキセノン・ショー
トアークランプの縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a xenon short arc lamp using a cathode according to the present invention.

【図2】本発明に係る陰極の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a cathode according to the present invention.

【図3】本発明に係る陰極の別の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another configuration of the cathode according to the present invention.

【図4】本発明に係る陰極のさらに別の構成を示す断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view showing still another configuration of the cathode according to the present invention.

【図5】本発明に係る陰極のさらに別の構成を示す断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another configuration of the cathode according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラスバルブ、11…ガス封入部、2…陰極、21
…リード棒、22…陰極先端部、221…金属基体、2
22…キャップ、3…陽極、4,5…外部端子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass bulb, 11 ... Gas sealing part, 2 ... Cathode, 21
... lead rod, 22 ... cathode tip, 221 ... metal substrate, 2
22: cap, 3: anode, 4, 5: external terminal.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陰極と、陽極とを対向させて放電ガス雰
囲気中に封入し、該電極間でアーク放電を行わせる放電
管用の電極において、 前記陰極は、 多孔質の高融点金属に易電子放射物質を含浸させた含浸
型もしくは高融点金属に易電子放射物質を含有させて焼
結させた焼結型金属からなり、前記陽極に対向する先端
部に尖頭を有する金属基体と、 前記金属基体の尖頭部の先端のみを突出させて露出させ
るとともに前記金属基体の表面を覆って密着して配置さ
れている前記易電子放射物質を含まない高融点金属から
なるキャップと、 を備えていることを特徴とする放電管用の電極。
1. An electrode for a discharge tube in which a cathode and an anode are sealed in a discharge gas atmosphere with facing each other, and arc discharge is performed between the electrodes. A metal base made of an impregnated type impregnated with a radioactive substance or a sintered type metal obtained by sintering a high-melting-point metal containing an electron-emitting substance, and having a point at a tip end facing the anode; A cap made of a refractory metal that does not contain the electron-emissive substance and that is arranged so as to protrude and expose only the tip of the pointed tip of the base and cover the surface of the metal base in close contact. An electrode for a discharge tube, characterized in that:
【請求項2】 前記易電子放射物質は、アルカリ土類酸
化物の混合物、あるいは、酸化アルミニウムを添加した
前記混合物であることを特徴とする請求項1記載の放電
管用の電極。
2. The electrode for a discharge tube according to claim 1, wherein the electron emitting material is a mixture of alkaline earth oxides or the mixture to which aluminum oxide is added.
【請求項3】 前記金属基体の突出先端を除く表面全体
を覆う金属製の被膜をさらに備えていることを特徴とす
る請求項1又は2に記載の放電管用の電極。
3. The electrode for a discharge tube according to claim 1, further comprising a metal coating covering an entire surface of the metal base except for a protruding tip.
【請求項4】 前記金属基体の突出先端を除く表面全体
を覆う金属炭化物製の被膜をさらに備えていることを特
徴とする請求項1又は2に記載の放電管用の電極。
4. The electrode for a discharge tube according to claim 1, further comprising a coating made of a metal carbide covering an entire surface of the metal substrate except for a protruding tip end of the metal substrate.
【請求項5】 前記キャップの外側表面を覆う金属製の
被膜をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜4
のいずれかに記載の放電管用の電極。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a metal coating covering an outer surface of said cap.
An electrode for a discharge tube according to any one of the above.
【請求項6】 前記キャップの外側表面を覆う金属炭化
物製の被膜をさらに備えていることを特徴とする請求項
1〜4のいずれかに記載の放電管用の電極。
6. The electrode for a discharge tube according to claim 1, further comprising a metal carbide coating covering an outer surface of said cap.
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