JP5423240B2

JP5423240B2 - 閃光放電管用電極及び閃光放電管

Info

Publication number: JP5423240B2
Application number: JP2009192814A
Authority: JP
Inventors: 博志済木; 幸星堀田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-08-24
Also published as: EP2428976B1; WO2011024426A1; EP2428976A4; US20120112632A1; EP2428976A1; CN102473582A; JP2011044373A; CN102473582B

Description

本発明は、例えば写真撮影用の棒状の人工光源として用いられる閃光放電管及びこの閃光放電管に備えられている閃光放電管用電極に関する。

従来の閃光放電管は、例えば図３に示すように、硼珪酸ガラスからなるガラスバルブ１の一端部にビードガラス２を介してアノード電極３を封止し、ガラスバルブ１の他端部にビードガラス２を介してカソード電極４を封止し、ガラスバルブ１の外周全面に透明な導電性被膜からなるトリガー電極５を設け、ガラスバルブ１内にキセノンなどの希ガスを封入したものとされている。

前記アノード電極３は、ガラスバルブ１内に導入されている例えばタングステン製の内部電極６と、ガラスバルブ１外に導出されている例えばニッケル製の外部電極７とを直列状態で溶接した棒状の接合金属体によって形成されている。

また、カソード電極４は、ガラスバルブ１内に導入される例えばタングステン製の内部電極８と、ガラスバルブ１外に導出されている例えばニッケル製の外部電極９とを直列状態に溶接した接合金属体に加え、ガラスバルブ１内で内部電極８の先端部付近に焼結電極構体１０を固定したものとされている。

焼結電極構体１０は、閃光を発生させるためのもので、内部電極８が焼結電極構体１０を貫通し、焼結電極構体１０をカシメ止めすることによって、両者８，１０が固定されている。

ところで、近年、各種撮像機器の小型化の要請が著しく、これに使用される閃光放電管についても小型化が要請されている。閃光放電管を小型化するには、ビードガラス２及び焼結電極構体１０を細径化しなければならない。

しかし、焼結電極構体１０を細径化すると、焼結電極構体１０の肉厚が薄くなり、カシメ止めするときに割れやすくなることから、焼結電極構体１０を細径化するにも限界がある。また、焼結電極構体１０を貫通する内部電極８も細径化しすぎると、放電の関係から、短命化してしまう。

そこで、特許文献１には、リード線（前記の閃光放電管におけるカソード電極４の内部電極８に相当）の先端にリード線と同じ外径またはこれ以下の外径の電極体（前記の閃光放電管におけるカソード電極４の焼結電極構体１０に相当）を直列状態に突き合わせ、両者を溶接によって結合した閃光放電管が記載されている。この電極体は少なくとも１．２ｍｍの高さを有するとされ、それにより、電極体は過大の熱を放散することなく、リード線上への溶接の際に把持される。また焼結電極構体の保持方法をカシメから溶接の固定方法にすることにより、焼結電極構体に内部電極を貫通させ固定する必要がなくなるため、内部電極の径を太く設計し、内部電極と硝子との封着面積を増し、封着強度を向上させることが可能となり、細径化において封止部信頼性の確保が容易となる。

特表昭６０−５０２０２８号公報

焼結電極構体１０としては、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、ニッケルなどの高融点金属材料からなる金属粉末を１種又は２種以上混合して生成される焼結体に電子放出材料を保持させたものが提案されている。そして、閃光放電管が多量の電子を瞬間的に放出する機能を備えるように、電子放出材料としてセシウム化合物を用いたものが提案されている。

このような焼結電極構体１０を製造するには、セシウム化合物を水やアルコールに溶かした溶液中に焼結体を浸漬させ、その後、乾燥処理する。焼結体には、大小様々の空孔が形成されていることから、焼結体の空孔にセシウム化合物の溶液が含浸する。

このようなセシウム化合物を焼結体に含浸させた焼結電極構体１０が特許文献１に記載された閃光放電管の電極体として使用されると、セシウム化合物が活性化しない。また、特許文献１に記載された閃光放電管の電極体は、先端面が露出していることから、放電により発生したイオンの衝突が、先端面に集中し電極体が溶融したり、電極体付近のガラスバルブにクラックが生じたりして、寿命が短いものとなる。

そこで、本発明は、細径化及び長寿命化を図ったカソード電極である閃光放電管用電極、及びこの閃光放電管用電極を備えた閃光放電管を提供することを課題とする。

本発明に係る閃光放電管用電極は、閃光放電管のガラスバルブの端部に封止される閃光放電管用電極であって、ガラスバルブ内に導入されている内部電極の先端部に同一外径またはこれ以下の径の焼結電極構体が設けられ、該焼結電極構体の先端面から部分的に突出する状態に高融点金属製の突出物が設けられていることを特徴としている。

この閃光放電管用電極によれば、焼結電極構体の先端面から部分的に突出する状態に高融点金属製の棒または箔が設けられることにより、放電時、焼結電極放電面の単位面積に衝突するイオンの量が集中することなく軽減できる構造となる為、細径化しても、ガラスバルブにクラックが入らないものとすることができる。なお、突出物が部分的に突出するとは、突出物によって焼結電極構体の先端部が部分的に覆われることであり、突出物の面積が焼結電極構体面積に対し２０〜６０％露出していることが好ましい。

また、前記本発明に係る閃光放電管用電極において、前記突出物は、０．１〜０．３ｍｍの厚さに焼結電極構体から突出していることが好ましい。この閃光放電管用電極によれば、突出物が焼結電極構体から突出する厚さが０．１〜０．３ｍｍとされることにより、この閃光放電管用電極を備えた閃光放電管は、使用に好ましい点灯電圧で点灯し、使用に好ましい光量を得ることができる。

また、本発明に係る閃光放電管は、前記本発明に係る閃光放電管用電極がガラスバルブの一端部に封止され、ガラスバルブの他端部に棒状の電極が封止され、ガラスバルブの外周全面に透明なトリガー電極が設けられ、ガラスバルブ内に希ガスが封入されていることを特徴としている。

この閃光放電管によれば、細径化した閃光放電管用電極がガラスバルブの一端部に封止されることにより、ガラスバルブを細径化することができる。

本発明によれば、焼結電極構体の先端面から部分的に突出する状態の高融点金属製のアタッチメントを設けた閃光放電管用電極が提供されることにより、この閃光放電管用電極を備えた閃光放電管は、細径化され、しかも、長寿命化を図ることができる。

本発明に係る閃光放電管の一実施形態を示す概略断面正面図本発明に係る閃光放電管用電極の実施形態であって、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ異なる実施形態を示す概略断面正面図従来の閃光放電管の一例を示す概略断面正面図

本発明に係る閃光放電管用電極及び閃光放電管の実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。なお、従来と同一に相当する部分には、同一符合を付して説明する。

この閃光放電管は、従来と同様、ガラスバルブ１の一端部にビードガラス２を介してアノード電極３を封止し、ガラスバルブ１の他端部にビードガラス２を介してカソード電極４を封止し、ガラスバルブ１の外周全面に透明な導電性被膜からなるトリガー電極５を設け、ガラスバルブ１内にキセノンなどの希ガスを封入したものである。

アノード電極３も従来と同様、ガラスバルブ１内に導入されている内部電極６とガラスバルブ１外に導出されている外部電極９とを直列状態で溶接した棒状の接合金属体によって形成されている。

カソード電極４は、本願発明に係る閃光放電管用電極であり、ガラスバルブ１内に導入されている内部電極８の先端部に焼結電極構体１０が設けられ、この焼結電極構体１０の先端面から部分的に突出する状態に例えば、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブなどの高融点金属製の突出物１１が設けられていることを特徴としている。突出物１１の先端面の面積は、焼結電極構体１０の先端面の面積に対し２０〜６０％露出するように焼結電極構体１０の先端面に固定される。

焼結電極構体１０は、炭酸セシウム、硫酸セシウム、酸化セシウム、ニオブ酸セシウムなどのセシウム化合物を用いた電子放射性材料を保持したものとされている。この焼結電極構体１０は、セシウム化合物を水やアルコールに溶かした溶液中に、タンタル、ニオブなどの高融点金属を焼結して生成した焼結体を浸漬して製造される。

焼結体には、空孔が形成されるが、例えば、空孔率が２８〜３６体積％であり、水銀圧入法で測定した空孔径の分布状態のピークが１．４〜１．８μｍの範囲内に存在し、空孔径が０．７５〜２．７０μｍの範囲内に分布するようにして、セシウム化合物を均一に適量含浸させる。

なお、内部電極８と焼結電極構体１０とは同一外径またはこれ以下の外径とされており互いの接触面が最大になるように溶接によって固定され、また、ガラスバルブ１外に導出される外部電極９と内部電極８とも溶接によって棒状の接合金属体に形成されている。

そして、突出物１１は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すような種々の形態をとることができる。図２（ａ）に示した突出物１１は、薄肉片状に形成され、焼結電極構体１０の先端面に重ね合わされ、溶接によって焼結電極構体１０に固定されている。

また、図２（ｂ）に示した突出物１１は、厚肉片状に形成され、焼結電極構体１０に部分的に埋め込まれ、溶接によって焼結電極構体１０に固定されている。この図２（ｂ）に示した焼結電極構体１０の先端面には、突出物１１のほぼ半分が埋め込まれる凹陥部が形成されている。

また、図２（ｃ）に示した突出物１１は、内部電極８に到達するまでの長さに焼結電極構体１０に埋められ、かつ、全長にわたって同一の外径、すなわち円柱状に形成されている。また、図２（ｄ）に示した突出物１１は、内部電極８に到達するまでの長さに焼結電極構体１０に埋められ、焼結電極構体１０内に埋め込まれている部分が焼結電極構体１０の先端面から露出している部分よりも縮径、すなわち断面Ｔ字形状に形成されている。

したがって、図２（ｃ）（ｄ）に示した焼結電極構体１０は、中心軸に貫通穴が形成されている。図２（ｃ）に示した焼結電極構体１０の貫通穴の内径は、図２（ｄ）に示した焼結電極構体１０の貫通穴の内径よりも大きくされている。また、図２（ｃ）（ｄ）に示した突出物１１は、内部電極８の先端面に当接するため、両者１１，８を溶接などによって固定してもよい。

いずれにしても、焼結電極構体１０は、割れることなく内部電極８に固定される。そして、このような突出物１１を先端面に設けた焼結電極構体１０、内部電極８、外部電極９からなるカソード電極４によって、ガラスバルブ１、したがって閃光放電管を細径化することができる。

この閃光放電管は、焼結電極構体１０から電子が放出されるが、焼結電極構体１０の先端面に突出物１１が設けられているため、放電時、焼結電極放電面の単位面積に衝突するイオンの量が集中することなく軽減できる為、ガラスバルブ１にクラックを生じさせないことから、長寿命化を図ることができるものとなっている。

また、前記のように焼結電極構体１０がセシウム化合物を含浸していると、スパッタリングの発生がより一層少なくなり、最低発光電圧、光量も安定化し、焼結電極溶融をより効果的に抑制することができる。

また、突出物１１が図２（ｃ）（ｄ）に示したように内部電極８に当接していると、ビードガラス２によって内部電極８を封止するときの熱が突出物１１まで伝わり、エミッタが活性化されることによって、点灯電圧を下げることができる。

この突出物１１は、焼結電極構体１０の先端面から０．１〜０．３ｍｍ突出していることが好ましい。突出物１１を設けていない場合、突出物１１の突出量を０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍとした場合の点灯電圧と光量の測定値について、表１を参照しながら説明する。

この測定値は、表の下側に示した条件下で測定したものである。また、表の突出物の突出寸法の０．０ｍｍは、突出物を設けていない場合である。

この表１から、初期の点灯電圧は、突出物１１の突出量が０．３ｍｍ以下、及び突出物１１を設けていない場合において好適なものとなり、０．４ｍｍであると使用に適さないほどの高電圧が必要となることがわかる。

また、寿命の点灯電圧は、突出物１１の突出量が０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍであると好適なものとなり、突出物１１を設けていない場合（０．０ｍｍ）と、突出物１１の突出量が０．４ｍｍである場合において、寿命の点灯電圧が高くなり、使用に適さないほどの高電圧が必要となることがわかる。

なお、突出物１１の突出量が０．４ｍｍであると、寿命の点灯電圧が高電圧になるのは、突出物１１の溶融量が大きく、寿命後の点灯電圧の上昇率が大きいからであると考えられる。

次に、初期の光量については、突出物１１の突出量がいずれであっても好適なものとなっていることがわかる。また、寿命の光量については、突出物１１の突出量が０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍであると好適なものとなり、突出物１１を設けていない場合（０．０ｍｍ）と、突出物１１の突出量が０．４ｍｍである場合において使用できない暗さとなることがわかる。

次に、外観クラック数については、突出物１１の突出量が０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍであると０本であり、突出物１１を設けていない場合（０．０ｍｍ）において５本、突出物１１の突出量が０．４ｍｍの場合において２本である。

なお、突出物１１を設けていないと、寿命の光量が低下するのは、焼結電極構体１０の溶融飛散量が多く、閃光放電管用電極の近傍のガラスバルブ１にクラックが多く生じるからであると考えられる。

このことから、突出物１１の突出量が０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍであると好適に使用でき、突出物１１を設けていない場合（０．０ｍｍ）と、突出物１１の突出量が０．４ｍｍの場合において好適に使用できないと判断することができる。

なお、本発明は、前記の実施形態に限定することなく種々変更することができる。例えば、前記の実施形態では、焼結電極構体１０が保持する電子放射性材料としてセシウム化合物を用いたが、他の化合物でもよく、焼結体の空孔率、空孔径、空孔径の分布状態についても、前記の実施形態で説明した数値に限定するものでない。

本発明に係る閃光放電管用電極は、閃光放電管に使用され、閃光放電管は、人工光源であるストロボ装置を構成するものとして有効に利用することができる。

１ガラスバルブ
４カソード電極（閃光放電管用電極）
８内部電極
１０焼結電極構体
１１突出物

Claims

閃光放電管のガラスバルブの端部に封止される閃光放電管用電極であって、
ガラスバルブ内に導入されている内部電極先端部に該内部電極と同一の外径または、これ以下の外径の焼結電極構体がその接触面の面積が最大になるように溶接され、該焼結電極構体の先端面から部分的に突出する状態に高融点金属製の突出物が設けられていることを特徴とする閃光放電管用電極。
前記突出物は、０．１〜０．３ｍｍの厚さに焼結電極構体から突出していることを特徴とする請求項１に記載の閃光放電管用電極。
前記突出物は前記焼結電極構体の中心軸に形成された貫通穴を通じて，前記内部電極の先端面に当接する形状を有し，前記内部電極と前記突出部の当接部の接触する面積が最大になるように溶接されていることを特徴とする，請求項１に記載の閃光放電管用電極
請求項１から請求項３に記載の閃光放電管用電極がガラスバルブの一端部に封止され、ガラスバルブの他端部に棒状の電極が封止され、ガラスバルブの外周全面に透明なトリガー電極が設けられ、ガラスバルブ内に希ガスが封入されていることを特徴とする閃光放電管。