JPS592145B2 - 短弧光放電灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は短弧光放電灯に係り、特にその陽極の材質を改
良した短弧光放電灯に幽する。

短弧光放電灯、たとえばキセノン放電灯は映画の映写機
の光源などに広く使用されているが、従来の上記短弧光
放電灯は添加物のない純度の高いメンゲステンの陽極と
、酸化トリウムを含有する電子放射能のよいメンゲステ
ンの陰極とを石英などからなる透光性気密容器内に封蔵
し、易放電性気体として数気圧のキセノンガスを封入し
ているが、使用状態でアーク放電が発生すると電極が高
温になり、タングステンが蒸発する。

蒸発したタングステンはそのまま気焙容器壁に沈着して
気密容器壁を黒化するものと、放電灯の気密容器内に残
留する微量の酸素と結合してタングステン酸化物を形成
し、気密容器壁を白濁化するものとがある。

この気密容器壁の白濁化と黒化とは、短弧光放電灯から
放射される光束を吸収して光度を低下させる欠点を有し
ている。

このような電極からのタングステンの蒸発は気密容器壁
の白濁化と黒化を起すばかりでなく、さらに陽極の形状
を変形させる現象も発生させていた。

これは、上記したタングステン酸化物のうち、弧光の近
傍に存在するのが弧光の熱によって還元されメンゲステ
ンを陽極に沈着させると考えられる。

上記した気密容器壁の白濁ならびに黒化は前記したよう
に短弧光放電灯、竹に映写機の光源に使用されるキセノ
ン放電灯においては、光源の光度を低下させるので映写
面の明るさが低下するという致命的な欠点となり、さら
に、その陽極へのメンゲステンの沈着は電極形状を変化
させ、そのため映写機の光源反射鏡の焦点に設定してあ
った高輝度点が移動して映写フィルム面への照度分布や
フィルム面の画像の分解能を低下させるという欠点とな
っていた。

本発明は上記した欠点に鑑みなされたもので、短弧光放
電灯の陽極を形成する材料を改良すると・とにより上記
した欠点の発生を改良した短弧光放電灯を提供すること
を目的とする。

すなわち、本発明は、短弧光放電灯の陽極をけい素、ア
ルミニウムならびにカリウムから選ばれた１種または複
数種を含有するタングステンで構成したことを特徴とす
る特 以下に本発明の詳細を図示の一実施例を参照して説明す
る。

第１図は本発明一実施例の正面図、第２図は本発明の詳
細な説明を明確にするために第１図に示す実施例の気密
容器を切欠した部分拡大正面図である。

第１図において、キセノン放電灯１は石英からなる気密
容器２の両端部に陽極３と陰極４とを所定の放電間隔５
を保持して封止され、気密容器２内を排気して６気圧程
度の高圧のキセノンＸｅを封入して封緘された封緘端６
を有している。

陽極３および陰極４はそれぞれ導入線７，７の一端に導
電的に接続されており、導入線７．γの他端は口金８，
８の外部端子９，９に導電的に接続されている。

第２図において、第１図と同一個所については同一符号
を附して示しである。

本発明は上記第１図および第２図に示すキセノン放電灯
１の陽極３をけい素、アルミニウムならびにカリウムか
ら選ばれ″に１種または複数種を含有するタングステン
で構成されているのであって、本発明の効果について実
験例によって詳述する。

本発明者らは、キセノン放電灯の気密容器壁の黒化なら
びに白濁化と陽極の変形を防止する手段として陽極を構
成する材料を変更して試験を行なった。

試Ｍの方法はタングステンにけい素、アルミニウムなら
びにカリウムから選ばれた１種または複数種の材料を酸
化物または塩化物の形で添加し、通常の粉末冶金法によ
って還元、成形、焼結、鍛造、機械加工の工程を経て陽
極形状にし、キセノン放電灯に組込んで無添加タングス
テンを陽極としたキセノン放電灯と共に試験した。

その結果を下記の表に示す。

なお表中、添加物残存量とは、試験を行なった１９種類
の陽極材料の焼結工程終了後に試料を採増して分析を行
ない、それぞれの添加物の残存量を秤量した値であシ、
点灯後の評価は、それぞれの陽極材料を使用して２６Ｖ
、８０Ａの映写用キセノン放電灯を各試料番号毎に１０
個ずつ製作し、上記キセノン放電灯の通常の使用条件の
１２０係過負荷に相箔する気密容器壁の負荷が３０Ｗ／
ｃｒｔｌとなる様なランプ電流で水平点灯して表に示す
時間毎のり密容器壁の変色の度合を下記評価基準により
評価して点灯後の評価とした。

評価 評価基準 Ａ 変色が全く認められない。

Ａ′ かすかな変色が認められる。

Ｂ 気密容器壁の上部に部分的な変色が認められる。

Ｂ′ 気密容器壁の上部全体に変色が認められる。

Ｃ変色が相澁著しく、変色の面積が大き い。

また、総合評価は２００間間、６００時間、１０００時
間のそれぞれの時間点灯後の評価を総合して気密容器壁
の変色が映写用として使用に耐えるか否かによる評価で
あって、全く問題なく使用できるものを○、部分的な変
色があるが使用上支障のないものを○ζ変色が認められ
るか使用可能なものを△、いちじるしい変色のため使用
不能であるものを×とした。

表の結果から明らかなように、無添加タングステンと比
較してけい素、アルミニウムおよびカリウムのうち１種
または複数種をタングステンに添加したものは１０００
時間におよぶ点灯試験の間気密容器壁の黒化や白濁化が
その発生面積に差は認められるが少く、いずれも良好な
結果を示した。

この試験は気密容器壁の負荷を１２０係にしたときの試
験の結果であって、この試験での１０００時間点灯の結
果は通常の１００係管壁負荷のときの２０００時間点灯
後点灯後に相幽すると考えられ、使用上支障を生じない
ことが明らかである。

上記の試験結果をさらに詳らかに考察すると、けい素ｓ
ｉ、アルミニウムＡｔおよびカリウムにの３元の元素を
タングステンに添加したものは、上記元素が１ないし３
元のいずれにおいても１合計添加物残存量が２００ｐ、
ｐ、ｍ、以下の場合には６００時間の点灯後においても
気密容器壁の変色はきわめて少なぐ、良好な結果を示し
、さらに、上記合計添加物残存量が１２０ ｐ、ｐ、ｒ
ｒＪｆｉ下であると、１０００時間の点灯後においても
ほとんど気密容器壁の変色は発生しないことが明らかで
ある。

つぎに表における総合評価が○のもの、すなわち試料番
号が１．２；７．８ ；９ ；１１．１２：１３；１５
．１６；１７．１８のものをＡグループ、総合評価が○
′のもの、すなわち試料番号が３．４：１０；１４のも
のをＢグルース総合評価が△のもの、すなわち試料番号
が５．６のものをＣグループとして試料番号１９の無添
加タングステンと共にそれぞれのグループから３個ずつ
のランプを無作為に抽出して定格電圧すなわち２６Ｖで
点灯し、２００時間６００時間、１０００時間における
水平光度を測定し、初水平光妾を１００係として、３個
の平均水平光度の変化を第３図に示した。

第３図において、（Ｉ）はＡグルーフー■１１’ｒＢ’
ｆルーフ’、（ａｌ／′ｉＣグループ、（ＩＶ） １ｌ
−１試料番号１９の水平光度維持率である。

第３図から明らかなとおり、従来の無添加タングステン
を陽極に使用したキセノン放電灯は１０００時間におけ
る水平光度維持率が数水平光度の約７６係であり、Ｃグ
ループのメンゲステンを陽極に使用したキセノン放電灯
は約７８係であったが、ＡグループおよびＢグループの
タングステンを陽極に使用したキセノン放電灯の水平光
度維持率は１０００時間点灯後においても初水平光度の
それぞれ９４％、９１チであり、したがって、前記した
気密容器の変色と水平光度の働程特性とは明らかに相関
があることが判った。

つぎにキセノン放電灯の映写面への照度分布やフィルム
面の画像分解能を劣化させる原因となる陽極形状につい
て観察し、上記した定格負荷での点灯において１０００
時間経過後の陽極表面の拡大斜視図を第４図ａ、ｂに示
しである。

第４図ａは試料番号１９．すなわち無添加メンゲステン
の陽極であって、その表面には前記したようにタングス
テンが沈着して陽極を突出させ、変形がいちじるしい。

第４図すは試料番号１の陽極であって１０００時間点灯
後において、電極表面が高温になるため、若干の電極材
料の蒸発によりクリーンアップされて光沢ができている
のみで、何らの変形は認められなかった。

第４図すの現象はけい素、アルミニウムおよびカリウム
から選ばれた１種または複数種を含有するタングステン
を陽極とする前記Ａグループ、Ｂグループ、Ｃグループ
のすべてに認められた。

さらに陽極にけい素、アルミニウムならびにカリウムか
ら選ばれた１種または複数種を含有するタングステンを
使用することによって、酸化トリウム入りメンゲステン
からなる陰極の変形をも改良することができた。

これは陽極に上記材料を使用することにより陰極近傍の
酸素濃度を低下させることができたためと思われる。

以上の結果よシ、けい素、アルミニウムならびにカリウ
ムの１種または複数種を含有するタングステンはこれら
の添加物がメンゲステン酸化物の生成を防止するととも
にウォーターサイクルな遮断し、したがってタングステ
ンまたはタングステン酸化物による気密容器壁の黒化や
白濁化が防止でき、そのため水平光度の低下が少なくな
り、加えて陽極へのタングステンの沈着も防止されたも
のと思われる。

上記は、キセノン放電灯を一実施例として説明したがこ
のような現象はキセノン放電灯に限られるものでなく他
の易放電性気体を充填した短弧光放電灯においても同様
に発生するものであって、本発明は短弧光放電灯全般に
適用されるものである。

以上詳述したように、本発明は陽極にけい素、アルミニ
ウムならびにカリウムから選ばれた１種または複数種を
含有するメンゲステンを使用することにより従来使用さ
れていた無添加タングステンを陽極とする短弧光放菅丁
の気密容器壁の黒化、白濁化ならびに陽極形状の変形を
防止することができ、短弧光放電灯の点灯中水平光度の
低下をいちじるしく改善し、しかも電極の変形に原因す
る高輝度点の移動もないすぐれた特性を有する短弧光放
電灯を提供できるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の正面図、第２図は同じ実施例
の一部切欠拡大正面図、第３図は点灯時間毎の水平光度
維持率の変化を示す特性曲線図、第４図ａけ、従来の短
弧光放を丁の１０００時間点灯後の陽極の拡大斜視図、
ｂは本発明の１０００時間点灯後の陽極の拡大斜視図で
ある。 １・・・・・・キセノン放電灯、２・・・・・・気密容
器、３・・・・・・陽極、４・・・・・・陰極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透光性気密容器内に陽極と陰極とを封蔵し。 易放電性気体を充填してなるものにおいて、上記陽極は
   けい素、アルミニウムならびにカリウムから選ばれた１
   種または複数種を含有するタングステンからなっている
   ことを特徴とする短弧光放電灯。