JPS63257177A - 超高圧水銀灯 - Google Patents
超高圧水銀灯Info
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- JPS63257177A JPS63257177A JP8880287A JP8880287A JPS63257177A JP S63257177 A JPS63257177 A JP S63257177A JP 8880287 A JP8880287 A JP 8880287A JP 8880287 A JP8880287 A JP 8880287A JP S63257177 A JPS63257177 A JP S63257177A
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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、例えばカラー陰極線管けい光面を形成する際
の露光用光源などに用いて好適な超高圧水銀灯に関する
。
の露光用光源などに用いて好適な超高圧水銀灯に関する
。
従来よシ、例えばグロジエクションアライナーの照明用
などとして、水銀蒸気を封入した楕円体状のパルプの内
部に、陰極および陽極を対向配置した、いわゆるショー
トアークタイプ(電極負荷形)の超高圧水銀灯が用いら
れる場合がある。その場合、陰極には例えば2%のトリ
ウム酸化物を含むタングステン(以下2%rhos−W
)が用いられ、陽極には純タングステン(以下Pur・
−W)が用いられている。
などとして、水銀蒸気を封入した楕円体状のパルプの内
部に、陰極および陽極を対向配置した、いわゆるショー
トアークタイプ(電極負荷形)の超高圧水銀灯が用いら
れる場合がある。その場合、陰極には例えば2%のトリ
ウム酸化物を含むタングステン(以下2%rhos−W
)が用いられ、陽極には純タングステン(以下Pur・
−W)が用いられている。
ところが、このようなショートアークタイプの超高圧水
銀灯では、電極の劣化、特に篭手放出側電極である陰極
先端部の消耗が最大の問題であった。
銀灯では、電極の劣化、特に篭手放出側電極である陰極
先端部の消耗が最大の問題であった。
第5図は、このような電極の劣化を示したもので、同図
(a)〜(f)は、それぞれ時間が0.100,200
、400 、800 、1600 時間と経過して行く
に伴い、電極先端部がどのように変形して行くかを示し
ている。陰極1には直径DI=2mで先端部を0゜31
1!IIφの球面に加工した2 % ThOz Wか
らなるテーパ電極(テーバ角θ=70’)を用い、電子
吸収側の陽極2としては、直径D2=4mm で、放電
アークのゆらぎを防止するため、先端のD3=1〜1.
6nφの部分を平面加工したPure−Wからなる電極
を用いている。初期状態における陰極1と陽極2との間
の距離(アーク長)gは1.9富冨で、両電極は球状の
バルブに配置しである。
(a)〜(f)は、それぞれ時間が0.100,200
、400 、800 、1600 時間と経過して行く
に伴い、電極先端部がどのように変形して行くかを示し
ている。陰極1には直径DI=2mで先端部を0゜31
1!IIφの球面に加工した2 % ThOz Wか
らなるテーパ電極(テーバ角θ=70’)を用い、電子
吸収側の陽極2としては、直径D2=4mm で、放電
アークのゆらぎを防止するため、先端のD3=1〜1.
6nφの部分を平面加工したPure−Wからなる電極
を用いている。初期状態における陰極1と陽極2との間
の距離(アーク長)gは1.9富冨で、両電極は球状の
バルブに配置しである。
このように陰極1の劣化・消耗が激しいのは、アーク中
のエネルギー分布に起因し、プラズマの核が陰極側に寄
るためと考えられるが、劣化に伴い、陰極の金属の結晶
構造が変化している。この金属結晶の変化についてよく
調べると、はとんどの場合、電極先端部の溶解によるも
のである。
のエネルギー分布に起因し、プラズマの核が陰極側に寄
るためと考えられるが、劣化に伴い、陰極の金属の結晶
構造が変化している。この金属結晶の変化についてよく
調べると、はとんどの場合、電極先端部の溶解によるも
のである。
これを防止するには、陰極の仕事関数を下げ、低い温度
でも電子が放出できるようにすればよい。
でも電子が放出できるようにすればよい。
本来、2%Th02−Wを使用している理由もそこにあ
るのであるが、上述したようにその効果は十分とはいえ
ない。特に、このランプをドツトタイプのカラー陰極線
管けい光面を形成する際の露光用光源として利用しよう
とすると、その不都合は明らかである。
るのであるが、上述したようにその効果は十分とはいえ
ない。特に、このランプをドツトタイプのカラー陰極線
管けい光面を形成する際の露光用光源として利用しよう
とすると、その不都合は明らかである。
第6図(a)〜(f)は、第5図(a)〜(f)の各電
極のランプを用いて露光した場合のけい光体ドツトおよ
びその接着限界径を示したものであるが、高精細カラー
陰極線管として使用可能なのは、せいぜい同図(d)ま
で、換言すれば、ランプの寿命はせいぜい400時間で
しかない。
極のランプを用いて露光した場合のけい光体ドツトおよ
びその接着限界径を示したものであるが、高精細カラー
陰極線管として使用可能なのは、せいぜい同図(d)ま
で、換言すれば、ランプの寿命はせいぜい400時間で
しかない。
この発明は、電極、特に電子放出側電極の劣化が少なく
、寿命の長い超高圧水銀灯を提供することを目的とする
。
、寿命の長い超高圧水銀灯を提供することを目的とする
。
上記問題点は、電子放出側電極、少なくともその先端部
に、La化合物を含むタングステンを使用するととKよ
シ解決される。
に、La化合物を含むタングステンを使用するととKよ
シ解決される。
La化合物、例えばLa2O3は、タングステンよシさ
らに仕事関数が低く、放電開始電圧を下降させ、電子放
出性を向上させる作用を有する。このLa2O3が有効
に作用するためには、電極が消耗して行くときに常にそ
の表面近くにLa2O3があることが必要であるが、T
he、が粒状であったのに対しLa20.は針状の結晶
であるため、その作用が持続的に得られやすい。
らに仕事関数が低く、放電開始電圧を下降させ、電子放
出性を向上させる作用を有する。このLa2O3が有効
に作用するためには、電極が消耗して行くときに常にそ
の表面近くにLa2O3があることが必要であるが、T
he、が粒状であったのに対しLa20.は針状の結晶
であるため、その作用が持続的に得られやすい。
第1図は、この発明の一実施例を示す超高圧水銀灯の外
観図である。石英からなるパルプ11の内部に、第2図
(1)の断面構造に示すように、パルプ11の中心軸Y
に清って、電子放出側の陰極12および電子吸収側の陽
極13が対向配置され、それぞれMo箔からなるリード
14.15を介して口金16.17に接続されている。
観図である。石英からなるパルプ11の内部に、第2図
(1)の断面構造に示すように、パルプ11の中心軸Y
に清って、電子放出側の陰極12および電子吸収側の陽
極13が対向配置され、それぞれMo箔からなるリード
14.15を介して口金16.17に接続されている。
バルブ11は、カラー陰極線管けい光面の露光用光源と
して用いたときに均一な照度分布が得られるように1球
状としてあり、外径aは28mM、内径すは25Mであ
る。
して用いたときに均一な照度分布が得られるように1球
状としてあり、外径aは28mM、内径すは25Mであ
る。
陰極12は、直径c=2mmの、La2O3を2%含ん
だタングステン(以下2%La2O3W)からなシ、陽
極13は、直径d=4寵のPur・−Wから−なる電極
である。陰極12には、放熱のため2係ThO2−Wか
らなる細線18が巻きつけてあシ、同じく陽極13には
T1やZrを含む2%Tho、−wからなる細線19が
巻きつけである。T14’Zrは不要な放出ガスを吸着
するゲッターとして作用する。また、21.22は対流
による放熱効果を高めるために熱吸収体として被着した
金の蒸着金属膜である。
だタングステン(以下2%La2O3W)からなシ、陽
極13は、直径d=4寵のPur・−Wから−なる電極
である。陰極12には、放熱のため2係ThO2−Wか
らなる細線18が巻きつけてあシ、同じく陽極13には
T1やZrを含む2%Tho、−wからなる細線19が
巻きつけである。T14’Zrは不要な放出ガスを吸着
するゲッターとして作用する。また、21.22は対流
による放熱効果を高めるために熱吸収体として被着した
金の蒸着金属膜である。
電極先端形状は、第2図(b)に示すように、陰極12
についてはテーパ角θ=700のテーパ電極で、先端部
は0.3 flφの球面加工を施しである。陽極13は
、テーパ角90’のテーパ電極とし、アークのゆらぎを
放出するため、先端のes=1.2tgφの部分は平面
加工しである。
についてはテーパ角θ=700のテーパ電極で、先端部
は0.3 flφの球面加工を施しである。陽極13は
、テーパ角90’のテーパ電極とし、アークのゆらぎを
放出するため、先端のes=1.2tgφの部分は平面
加工しである。
ここで、タングステンを用いているのは、例えば銅(C
u)などと比較して仕事関数および熱伝導率が低く、溶
解温度や沸点が高いことによる。これに対し、仕事関数
のさらに低い(Wの4.4eVに対し2,8・V)La
10Bを2%添加することにより、Par・−Wよ)電
子放出性が良く、溶解温度はそれに近い金属材料が得ら
れる。
u)などと比較して仕事関数および熱伝導率が低く、溶
解温度や沸点が高いことによる。これに対し、仕事関数
のさらに低い(Wの4.4eVに対し2,8・V)La
10Bを2%添加することにより、Par・−Wよ)電
子放出性が良く、溶解温度はそれに近い金属材料が得ら
れる。
第3図は、上記構成の超高圧水銀灯について、第5図の
ものと同様の劣化試験を行なった結果を示すものである
。初期状態におけるアーク長gは1.9nであシ、陰極
12の材質が2%’rhoz−wでなく2%La203
−Wであるはかは、第5図の実験例と全く同一の条件で
ある。
ものと同様の劣化試験を行なった結果を示すものである
。初期状態におけるアーク長gは1.9nであシ、陰極
12の材質が2%’rhoz−wでなく2%La203
−Wであるはかは、第5図の実験例と全く同一の条件で
ある。
第3図から明らかなように、2%Laz03−Wを用い
た本実施例の陰極12は、少なくとも400時間までは
ほとんど劣化はなく、800時間になってはじめて、わ
ずかに劣化が見られるようになる程度である。
た本実施例の陰極12は、少なくとも400時間までは
ほとんど劣化はなく、800時間になってはじめて、わ
ずかに劣化が見られるようになる程度である。
第4図に、アーク長とその変化率について実験した結果
を示す。当然のことながら、アーク長が短いほど、陰極
12への温度負荷は大きく、先端部の劣化・変形に伴う
アーク長の変化率を増大させて寿命を短くする。同図中
、曲線1が2%ThO2−Wを用いた場合 が2%La
203−Wを用いた場合の結果を示すが、2%Th0z
−Wの場合、アーク長1.9顛で変化率は0.6μm/
hrであったのに対し、2%La 203− Wの場合
は0.14m/hrであシ、さらに1.5nで0.15
μm/hr、 1.2n+で0.25μrn/hr。
を示す。当然のことながら、アーク長が短いほど、陰極
12への温度負荷は大きく、先端部の劣化・変形に伴う
アーク長の変化率を増大させて寿命を短くする。同図中
、曲線1が2%ThO2−Wを用いた場合 が2%La
203−Wを用いた場合の結果を示すが、2%Th0z
−Wの場合、アーク長1.9顛で変化率は0.6μm/
hrであったのに対し、2%La 203− Wの場合
は0.14m/hrであシ、さらに1.5nで0.15
μm/hr、 1.2n+で0.25μrn/hr。
1、 Ovraでも0.4μm/hrと、アーク長を短
くしても劣化はきわめて少ない。アーク長が短くするこ
とにより、光源径の小さい、点光源に近い光源が得られ
、特にドツトタイプの高精細カラー陰極線管けい光面の
形成には有用であるが、本実施例によれば、その場合で
も劣化の少ないランプが得られる。
くしても劣化はきわめて少ない。アーク長が短くするこ
とにより、光源径の小さい、点光源に近い光源が得られ
、特にドツトタイプの高精細カラー陰極線管けい光面の
形成には有用であるが、本実施例によれば、その場合で
も劣化の少ないランプが得られる。
なお、このようにLa2O3の利用により、電子放出性
が改善されて温度を低く抑えることができる結果、アー
クプロファイルをくずさずに、陰極12の先端部のテー
パ角を70°から90°程度まで広げることが可能とな
る。このテーパ角は狭いほど、熱による変形は著しく、
これを90°まで広げることにより、ランプの寿命をさ
らに延ばすことができる。
が改善されて温度を低く抑えることができる結果、アー
クプロファイルをくずさずに、陰極12の先端部のテー
パ角を70°から90°程度まで広げることが可能とな
る。このテーパ角は狭いほど、熱による変形は著しく、
これを90°まで広げることにより、ランプの寿命をさ
らに延ばすことができる。
例えば、定格430 Wで前述した2係Th02− W
を用いたテーパ角70°、アーク長1.9flのランプ
を点灯した場合、43V 、 IOAで35W/ m
(200III (D距離における波長300〜450
nmについての値)の明るさが得られ、アーク長の率は
1.3μm/hrであった。これに対し、2%LIL2
03 Wを用いたランプでは、電子放出性の改善によ
りミ圧が36Vに低下し、その分電流が12Aに増加し
、明るさが38.5W/rr/に増した。この時、アー
ク長の変化率は1.0μr / h rであった。逆に
、この2%La 203− W タイプのランプで2%
The、−Wタイプのランプと同等の明るさを得るのな
ら、電力は390W(36V 。
を用いたテーパ角70°、アーク長1.9flのランプ
を点灯した場合、43V 、 IOAで35W/ m
(200III (D距離における波長300〜450
nmについての値)の明るさが得られ、アーク長の率は
1.3μm/hrであった。これに対し、2%LIL2
03 Wを用いたランプでは、電子放出性の改善によ
りミ圧が36Vに低下し、その分電流が12Aに増加し
、明るさが38.5W/rr/に増した。この時、アー
ク長の変化率は1.0μr / h rであった。逆に
、この2%La 203− W タイプのランプで2%
The、−Wタイプのランプと同等の明るさを得るのな
ら、電力は390W(36V 。
10.8A )で足シ、その時のアーク長変化率は0.
7μm/hrにとどまる。これが、さらにテーパ角90
゜の2%La203 W電極を用いた場合には、アー
ク長変化率は0.53μm/hrに減少する。
7μm/hrにとどまる。これが、さらにテーパ角90
゜の2%La203 W電極を用いた場合には、アー
ク長変化率は0.53μm/hrに減少する。
La2O3の含有率は、1〜4%程度が適当である。含
有率が低い場合には、電子放出性の改善効果が十分に得
られない。含有率が高いと、電子放出性は良く々る反面
、加工性が悪化するとともに、耐熱性が低下する。
有率が低い場合には、電子放出性の改善効果が十分に得
られない。含有率が高いと、電子放出性は良く々る反面
、加工性が悪化するとともに、耐熱性が低下する。
また、La2O3以外にも、例えばLaB6などのLa
化合物を用いるととも可能である。LaB6の仕事関数
は2.59eV、融点は2803℃である。
化合物を用いるととも可能である。LaB6の仕事関数
は2.59eV、融点は2803℃である。
上述した実施例は、陰極12全体をL&化合物を含むタ
ングステンにより形成したが、少なくとも先端部をそれ
により形成すればよく、例えば、L&化合物を含むタン
グステンからなる棒状の芯材の外周を、熱吸収性の良好
な他の材料で覆った構成等としてもよい。
ングステンにより形成したが、少なくとも先端部をそれ
により形成すればよく、例えば、L&化合物を含むタン
グステンからなる棒状の芯材の外周を、熱吸収性の良好
な他の材料で覆った構成等としてもよい。
以上ショートアークタイプの超高圧水銀灯について説明
したが、管壁負荷形のいわゆるロングアークタイプの超
高圧水銀灯においても電極の劣化は長寿命化をはかる上
で問題であシ、本発明はこの場合にも有用である。
したが、管壁負荷形のいわゆるロングアークタイプの超
高圧水銀灯においても電極の劣化は長寿命化をはかる上
で問題であシ、本発明はこの場合にも有用である。
本発明によれば、超高圧水銀灯の電子放出側電極の消耗
の抑え、ランプの寿命を延ばすことができる。
の抑え、ランプの寿命を延ばすことができる。
第1図は本発明の一実施例を示す超高圧水銀灯の要部断
面図および電極先端部正面図、第2図は同じく超高圧水
銀灯の外観を示す正面図、第3図はアーク長とアーク長
変化量との関係を示す図、第4図は陰極先端部形状の経
時変化を示す図、第5図および第6図は従来例の陰極先
端部形状の経時変化を示す図およびそのランプで露光し
たドツトの形状を示す平面図である。 11−@−・バルブ、12・・・・陰極、13・・・#
陽極。 第1図 13:114 4々 第2図 第3図 ブー7長(mm) − 第4図
面図および電極先端部正面図、第2図は同じく超高圧水
銀灯の外観を示す正面図、第3図はアーク長とアーク長
変化量との関係を示す図、第4図は陰極先端部形状の経
時変化を示す図、第5図および第6図は従来例の陰極先
端部形状の経時変化を示す図およびそのランプで露光し
たドツトの形状を示す平面図である。 11−@−・バルブ、12・・・・陰極、13・・・#
陽極。 第1図 13:114 4々 第2図 第3図 ブー7長(mm) − 第4図
Claims (1)
- 1、水銀蒸気を封入したバルブ内に、電子放出側電極と
対向電極とを、相互に一定の距離をおいて対向配置して
なる超高圧水銀灯において、電子放出側電極先端部を、
La化合物を含むタングステンにより構成したことを特
徴とする超高圧水銀灯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8880287A JPS63257177A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 超高圧水銀灯 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8880287A JPS63257177A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 超高圧水銀灯 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63257177A true JPS63257177A (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=13953002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8880287A Pending JPS63257177A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 超高圧水銀灯 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63257177A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03274649A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-05 | Ushio Inc | 電極及びその製造方法 |
EP0759633A1 (de) * | 1995-08-17 | 1997-02-26 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Hochdruckentladungslampe |
US5817766A (en) * | 1995-04-05 | 1998-10-06 | Roche Diagnostic Systems, Inc. | Reagents for a cannabinoid immunoassay |
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1987
- 1987-04-13 JP JP8880287A patent/JPS63257177A/ja active Pending
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