(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性材料よりなる発光部を有する有底円筒状の容器と、この容器内に配置された一対の放電電極と、スパーカ電極とを備えてなり、前記容器の開口がステム部材によって気密に封止された構造を有する一端封止型ショートアーク型フラッシュランプであって、
前記容器における発光部は、透過率が５０％となる光の波長が２００ｎｍ以下であり、当該容器内には、３気圧以上の不活性ガスが封入されており、
１パルス当たり５Ｊ以上のエネルギーによって点灯されることを特徴とする一端封止型ショートアーク型フラッシュランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底円筒状の容器の開口がステム部材によって気密に封止されてなる構造を有する一端封止型ショートアーク型フラッシュランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばカメラのストロボ光源や高画像処理用光源として、ショートアーク型フラッシュランプが用いられている。図２は、従来のショートアーク型フラッシュランプの一例における構成を示す説明図である。このショートアーク型フラッシュランプは、中空円柱状の硬質ガラスよりなる容器９１を有し、この容器９１の一端（図２において下端）の底部には、それぞれ硬質ガラスよりなる複数のステム９２が設けられ、このステム９２の各々には、当該ステム９２を気密に貫通して伸びる複数のリードピン９３が設けられている。容器９１内には、陽極９４および陰極９５が互いに離間して対向するよう配置され、陽極９４と陰極９５との間には、トリガー電極９６が配置されている。９７は、スパーカ電極である。そして、陽極９４、陰極９５、トリガー電極９６およびスパーカ電極９７の各々は、リードピン９３に電気的に接続されて保持されている。また、容器９１内には、例えばキセノンガスなどの不活性ガスが封入されている。このような構成のショートアーク型フラッシュランプは、下記特許文献１に記載されている。
【０００３】
而して、最近においては、ショートアーク型フラッシュランプとして、高出力の光を放射し得るものが求められており、このようなショートアーク型フラッシュランプを得るためには、容器９１内に例えば３気圧以上の不活性ガスが封入されると共に、大きい入力電力例えば１パルス当たり５Ｊ以上のエネルギーを有する入力電力によって点灯されることが必要である。
【０００４】
しかしながら、従来のショートアーク型フラッシュランプにおいて、高出力の光を放射するものを構成した場合には、多数回にわたって点灯したときに、容器が破損するため、長い使用寿命が得られないことが判明した。
このような問題が生じる理由は、以下のように推測される。
例えばキセノンガスが封入されたショートアーク型フラッシュランプにおいては、可視光線と共に波長の短い紫外線も放射され、この紫外線は、入力電力が大きくなるに従って放射強度が高くなる。そのため、容器９１には、高い放射強度の紫外線が吸収されることにより、内部に歪み（内部応力）が生じる結果、当該容器９１が破損する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−１０６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、高出力の光を放射することができ、しかも、多数回にわたって点灯させても、容器が破損することを防止または抑制することができ、従って、長い使用寿命が得られる一端封止型ショートアーク型フラッシュランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一端封止型ショートアーク型フラッシュランプは、光透過性材料よりなる発光部を有する有底円筒状の容器と、この容器内に配置された一対の放電電極と、スパーカ電極とを備えてなり、前記容器の開口がステム部材によって気密に封止された構造を有する一端封止型ショートアーク型フラッシュランプであって、
前記容器における発光部は、透過率が５０％となる光の波長が２００ｎｍ以下であり、当該容器内には、３気圧以上の不活性ガスが封入されており、
１パルス当たり５Ｊ以上のエネルギーによって点灯されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一端封止型ショートアーク型フラッシュランプによれば、容器内に３気圧以上の不活性ガスが封入されていると共に、１パルス当たり５Ｊ以上のエネルギーによって点灯されるため、高出力の光を放射することができ、しかも、容器における発光部は、透過率が５０％となる光の波長が２００ｎｍ以下であるため、発光部において紫外線の吸収による内部応力の発生が抑制される結果、多数回にわたって点灯させても、容器が破損することを防止または抑制することができ、従って、長い使用寿命が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一端封止型ショートアーク型フラッシュランプの一例における構成を示す説明図である。
【図２】従来のショートアーク型フラッシュランプの一例における構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一端封止型ショートアーク型フラッシュランプの実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一端封止型ショートアーク型フラッシュランプの一例における構成を示す説明図である。この一端封止型ショートアーク型フラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」という。）においては、光が出射される光透過性材料よりなる発光部１１を有する有底円筒状の容器１０が設けられ、この容器１０の開口がステム部材２０によって気密に封止された封止構造が形成されている。具体的に説明すると、ステム部材２０は、容器１０の外径と略同等の外径を有する円管状のコバールよりなる金属管２１内に、当該金属管２１の内径に適合する径を有する円板状のステムベース２２が配置されてなり、当該ステムベース２２が金属管２１の内面に気密に融着されて構成されている。一方、容器１０は、発光部１１における開口側の一端に、段継部１２を介して、コバールガラスよりなる接合部１３が形成されて構成されている。そして、ステム部材２０における金属管２１が、容器１０における接合部１３に当該接合部１３が融着されて気密に接合されることによって、容器１０の開口がステム部材２０によって気密に封止された封止構造が形成されている。
ステム部材２０におけるステムベース２２には、それぞれコバールよりなる、後述する放電電極３０，３１、トリガー電極３２およびスパーカ電極３３に給電するための複数のリードピン２５，２６，２７，２８が、当該ステム部材２０をその厚み方向に貫通して容器１０の軸方向に沿って伸びるよう設けられている。
【００１１】
容器１０における発光部１１内には、タングステン、各種酸化物ドープタングステン、エミッター含浸タングステンなどの高融点金属よりなる一対の放電電極３０，３１が容器１０の軸方向（図において上下方向）に沿って互いに離間して対向するよう配置されていると共に、容器１０の軸方向と垂直な方向に伸びる、タングステンよりなるトリガー電極３２が、その先端が一対の放電電極３０，３１の間に位置するよう配置されており、一対の放電電極３０，３１およびトリガー電極３２の各々は、リードピン２５，２６，２７の各々における垂直に屈曲した先端部２５ａ，２６ａ，２７ａに電気的に接続されて保持されている。
また、発光部１１内には、アルミナ質の絶縁碍管３３ａと、この絶縁碍管３３ａ内に挿入されて当該絶縁碍管３３ａの一端から突出する細いタングステン線３３ｂとよりなるスパーカ電極３３が設けられている。このスパーカ電極３３におけるタングステン線３３ｂの先端部は、リードピン２８の先端部に接合されて電気的に接続され、絶縁碍管３３ａは、一方の放電電極３０を保持するリードピン２５の中央部分に保持されている。
【００１２】
容器１０における発光部１１は、透過率が５０％となる光の波長が２００ｎｍ以下とさている。発光部１１における透過率が５０％となる光の波長が２００ｎｍを超える場合には、多数回にわたって点灯させたときに、容器が破損しやすくなるため、長い使用寿命を得ることが困難となる。
ここで、透過率が５０％となる光の波長は、発光部１１の分光透過率を評価し、その透過率が５０％になる光の波長のことである。
【００１３】
容器１０における発光部１１の肉厚は、０．３〜３．０ｍｍであることが好ましい。この肉厚が過小である場合には、十分な強度を有する容器１０を得ることが困難となる。一方、この肉厚が過大である場合には、透過率が５０％となる光の波長が２００ｎｍ以下である発光部１１を構成することが困難となることがある。
【００１４】
このような容器１０における発光部１１を構成する光透過性材料としては、石英ガラス、ボロシリケート系ガラス（例えばショット社製の紫外線透過性ガラス「８３３７Ｂ」）などを用いることができる。
また、段継部１２は、互いに異なる材質の複数のガラス層が容器１１の軸方向に沿って一体に積層されて構成され、ガラス層の各々は、それぞれ発光部１１を構成する光透過性材料例えば石英ガラスの線熱膨張係数より高く、かつ、接合部１３を構成するコバールガラスの線熱膨張係数より低い線熱膨張係数を有すると共に、発光部１１側から接合部１３に向かうに従って線熱膨張係数が高くなるよう積層されている。
また、発光部１１を構成する光透過性材料として、ステム部材２０における金属管２１を構成するコバールと同等若しくは近似した線熱膨張係数を有するものを用いる場合には、段継部１２を形成することは不要であり、従って、発光部１１と接合部１３とが直接連結されていてもよい。
【００１５】
容器１０の具体的な寸法の一例を挙げると、全長が４０ｍｍ、外径が２２ｍｍ、肉厚が０．７ｍｍ、発光部１１の長さが３０ｍｍ、段継部１２および接合部１３の合計の長さが１０ｍｍである。
【００１６】
容器１０内には、不活性ガスが封入されている。不活性ガスとしては、キセノンガス、クリプトンガス、アルゴンガス、またはこれらの混合ガスなどを用いることができる。
不活性ガスの封入圧は、３気圧以上とされ、好ましくは３〜８気圧とされる。不活性ガスの封入圧が３気圧未満である場合には、高出力の光を出射することが困難となる。一方、不活性ガスの封入圧が８気圧を超える場合には、フラッシュランプが点灯しにくくなるため好ましくない。
【００１７】
本発明のフラッシュランプにおいては、リードピン２５、２６、２７、２８は不図示の給電装置に接続されており、フラッシュランプと給電装置とによりフラッシュランプ装置を構成する。そして、本発明のフラッシュランプは、給電装置により給電され、１パルス当たり５Ｊ以上、好ましくは５〜３００Ｊのエネルギーによって点灯される。１パルス当たりのエネルギーが５Ｊ未満である場合には、高出力の光を出射することが困難となる。また、１パルス当たりのエネルギーが３００Ｊを超える場合には、一対の放電電極３０，３１のうち陰極となる放電電極のエミッター物質が蒸発することにより、当該放電電極の寿命が著しく短くなるため、実用的ではない。
【００１８】
上記のフラッシュランプによれば、容器１０内に３気圧以上の不活性ガスが封入されていると共に、１パルス当たり５Ｊ以上のエネルギーによって点灯されるため、高出力の光を放射することができ、しかも、容器１０における発光部１１は、透過率が５０％となる光の波長が２００ｎｍ以下であるため、発光部１１において紫外線の吸収による内部応力の発生が抑制される結果、後述する実施例からも明らかなように、多数回にわたって点灯させても、容器１０が破損することを防止または抑制することができ、従って、長い使用寿命が得られる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明のフラッシュランプの具体的な実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２０】
〈実施例１〉
図１に示す構成に従い、下記の仕様のフラッシュランプを作製した。
［容器（１０）］
発光部（１１）の材質：石英ガラス，接合部（１３）の材質：コバールガラス，寸法：全長＝４０ｍｍ，外径＝２９ｍｍ，肉厚＝０．７ｍｍ，発光部（１１）の長さ＝３０ｍｍ，段継部（１２）および接合部（１３）の合計の長さ＝１０ｍｍ，発光部（１１）における透過率が５０％となる光の波長（λ50）＝１７０ｎｍ
［ステム部材（２０）］
金属管（２１）の材質：コバール，金属管（２１）の寸法：外径＝２９ｍｍ，内径＝２８ｍｍ，長さ＝１６ｍｍ，ステムベース（２２）の材質：コバールガラス，ステムベース（２２）の寸法：外径＝２６．６ｍｍ，厚み＝５ｍｍ
［リードピン（２５，２６，２７，２８）］
材質：コバール，外径＝２．０ｍｍ、１．０ｍｍ
［放電電極（３０，３１）］
一方の放電電極（陽極）の材質：タングステン、他方の放電電極（陰極）の材質：ＢａＯ系酸化物含浸タングステン，寸法：外径＝４ｍｍ、長さ＝５ｍｍ，電極間距離＝３．００ｍｍ
［トリガー電極（３２）］
材質：タングステン，外径＝０．５ｍｍ
［スパーカ電極（３３）］
外径が１ｍｍで内径が０．５ｍｍの９８％アルミナよりなる絶縁碍管（３３ａ）と外径が０．４ｍｍのタングステン線（３３ｂ）とよりなるもの
［不活性ガス］
ガス種：キセノンガス，封入圧＝５気圧
【００２１】
〈実施例２〉
容器（１０）における発光部（１１）の材質を、石英ガラスからボロシリケート系ガラス（ショット社製の紫外線透過性ガラス「８３３７Ｂ」）に変更した（発光部（１１）における透過率が５０％となる光の波長（λ50）＝１９５ｎｍ）こと以外は、実施例１と同様の構成のフラッシュランプを作製した。
【００２２】
〈比較例１〉
容器（１０）における発光部（１１）の材質を、石英ガラスからボロシリケート系ガラス（国内製の紫外線透過性ガラス）に変更した（発光部（１１）における透過率が５０％となる光の波長（λ50）＝２３０ｎｍ）こと以外は、実施例１と同様の構成のフラッシュランプを作製した。
【００２３】
〈比較例２〉
容器（１０）における発光部（１１）の材質を、石英ガラスからコバールガラスに変更した（発光部（１１）における透過率が５０％となる光の波長（λ50）＝３５０ｎｍ）こと以外は、実施例１と同様の構成のフラッシュランプを作製した。
【００２４】
〈容器の耐久性試験〉
実施例１〜２および比較例１〜２に係るフラッシュランプに対して、１パルス当たりのエネルギーが５Ｊ（１０μＦ，１０００Ｖ）および１０Ｊ（２０μＦ，１０００Ｖ）となる電力を供給することによって、当該フラッシュランプの各々を繰り返し点灯させ、容器が破損するまでの点灯回数を測定した。以上、結果を下記表１に示す。
【００２５】
【表１】
0005573828.tif 000002
【００２６】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜２に係るフラッシュランプによれば、１パルス当たりのエネルギーが５Ｊ以上となる条件で多数回にわたって繰り返し点灯させても、容器が破損することが防止または抑制され、特に１パルス当たりのエネルギーが５Ｊとなる電力を供給したときには、放電電極に故障が生じるまで点灯することが可能であり、従って、長い使用寿命が得られることが確認された。
【符号の説明】
【００２７】
１０  容器
１１  発光部
１２  段継部
１３  接合部
２０  ステム部材
２１  金属管
２２  ステムベース
２５，２６，２７，２８  リードピン
２５ａ，２６ａ，２７ａ  先端部
３０，３１  放電電極
３２  トリガー電極
３３  スパーカ電極
３３ａ  絶縁碍管
３３ｂ  タングステン線
９１  容器
９２  ステム
９３  リードピン
９４  陽極
９５  陰極
９６  トリガー電極
９７  スパーカ電極
【図１】
0005573828.tif 000003
【図２】
0005573828.tif 000004