氙气闪光灯的制作方法

本发明涉及氙气闪光灯。

背景技术：

氙气灯是高亮度放电灯中的一种，是利用通过氙气中的放电而产生的发光的灯。其中，氙气闪光灯被利用为基于光脉冲的光源。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-19131“闪光放电灯，闪光放电灯点亮装置以及光照射装置”(公开日：2005/01/20)申请人：哈利盛东芝照明株式会社

专利文献2：日本特开2005-56638“闪光灯”(公开日：2005/03/03)申请人：岩崎电气株式会社

技术实现要素：

发明所要解决的课题

图1是示出氙气灯的典型的发光分布的图。氙气灯以从紫外线区域(UV波区域)到红外线区域(IR波区域)的连续光谱为特征，呈与太阳光非常近似的发光分布。

本发明人等将在这样的氙气闪光灯中提高特定的波长区域、此处为UV波区域的发光效率作为研究课题。

因此，本发明的目的是提供提高UV波区域的发光效率的氙气闪光灯。

此外，本发明的目的是，提供如下构造的氙气闪光灯：在提高UV波区域的发光效率的氙气闪光灯中，灯启动性良好、且在灯点亮初期，在灯管壁上不发生白化现象或黑化现象。

用于解决问题的手段

本发明的氙气闪光灯是在一方面，在由大直径管体的发光部和该大直径管体的两端的小直径管体的电极配置部构成的双重管构造的氙气闪光灯中，至少阴极的末端部与上述小直径管体的末端在灯轴线方向上齐平。

上述氙气闪光灯还可以在包围上述阴极的末端部的上述小直径管体的外周配置有触发带。

在上述氙气闪光灯中，阳极的末端部与上述小直径管体的末端还可以在灯轴线方向上齐平。

在上述氙气闪光灯中，上述电极配置部还可以为电极与小直径管体被加热而熔接的热压构造。

发明效果

根据本发明，能够提供提高了UV波区域的发光效率的氙气闪光灯。

而且，根据本发明，能够提供如下构造的氙气闪光灯：在提高了UV波区域的发光效率提高的氙气闪光灯中，灯启动性良好、且在灯点亮初期，在灯管壁上不发生白化现象或黑化现象。

附图说明

图1是示出氙气灯的典型的发光分布的图。

图2是说明当前使用的氙气闪光灯的图。

图3是示出与表1所示的发光管内径相对的光量(波长254nm)和电流的特性的图。

图4是说明本实施方式的双重管构造的氙气闪光灯的图。

图5A是说明阴极末端部相对于双重管构造的氙气闪光灯的小直径管体末端，在位置上处于小直径管体内的构造的灯的图。

图5B是说明阴极末端部相对于双重管构造的氙气闪光灯的小直径管体末端，在位置上齐平的构造的灯的图。

图5C是说明阴极末端部相对于双重管构造的氙气闪光灯的小直径管体末端，在位置上处于大直径部管体内的构造的灯的图。

标号说明

2：电极配置部，3：发光部，4：电极配置部，5：阴极，5a：阴极主体部，5b：阴极芯片部，6：阳极，8-1：触发线，8-2：大直径部管体的触发线，8-3：小直径管体的触发带，10：氙气闪光灯，灯，12：白化现象，14：黑化现象，20：电极配置部，30：发光部，40：电极配置部，50：阴极，60：阳极，80-1：触发线，80-2，80-3：圆环状触发线，100：现有的灯

ID：发光管内径，发光部内径，内径，L：发光长度

具体实施方式

以下，关于本发明的氙气闪光灯的实施方式，参照附图进行说明。在图中，对相同的要素标注相同的参照符号，省略了重复的说明。此外，这些实施方式是用于理解本发明的例示，丝毫不限定本发明的技术的范围。

图2是说明现有的氙气闪光灯100的图。现有的灯100是中央的发光部30的管内径与两端的电极配置部20、40的管内径相同的圆筒形即直管型的灯。在一个电极配置部20上形成有阴极50，在另一个电极配置部40上形成有阳极60。为了辅助灯的启动，在管体的外周部缠绕了几个圆环状触发线80-2，各圆环状触发线通过触发线80-1相互连接。

内置于阴极50的电极配置部20以及内置于阳极60的电极配置部40可以分别为被加热而密封的粘合构造。将这样的粘合构造称为热压构造。

点亮条件是采用外加电压3.3kV对电容进行充电，对灯的阴极阳极之间施加该充电电压。

该现有的灯100的尺寸规格如下述这样。

电极间距离(发光长)：L＝550～850mm

发光管的内径：ID＝8mm，管壁厚(厚度)：1mm

电极直径：6.4mm或7.5mm

本发明人等当初以获得“强的发光”的氙气闪光灯的开发为目标，分别变更灯的规格而进行了研究开发。在此过程中，试制研究了如下这样的灯，即与图2所示的现有的灯相比，增大灯的内径，降低点亮时的电极之间的电阻值，流动更多的电流。

测定已增大灯内径的灯的发光光谱的结果是，确认了与现有的灯相比，在UV波区域获得较强的发光的情况。在UV波区域获得较强的发光的氙气闪光灯对于杀菌处理来说是最佳的灯。

针对图2所示的现有的灯100，试制了增大发光管内径ID的灯，来测定点亮时的灯的UV波区域的光量与电流。表1是增大发光管内径ID后的灯的发光管内径ID与紫外线光量之间的关系的实验数据。作为紫外线光量，测定了例如作为杀菌用途具有效果的UV波区域的波长254nm的光量。还一并显示了与发光部内径ID相对的电流的变化。图3图示了与表1的发光管内径相对的光量以及峰值电流。

【表1】

与发光管内径相对的光量(波长254nm)以及电流的关系

如图3所示，如发明人等所期望的那样，随着发光管内径ID增加到6～20mm，峰值电流(在图中用□表示。)大致成比例地增加。此时，在UV波区域中的光量(在图中用■表示。)也大幅增加。因此，可知道为了增加光量(波长254nm)，只要进一步增大现有的灯的发光管内径8mm既可。

图2所示的现有的灯100的电极直径是7.5mm和6.4mm这两种。这里，在增大发光管内径的情况下，如图2所示的现有的灯100那样，还考虑到使放电部与电极配置部成为相同的管内径的情况。但是，在成为相同的管内径的情况下，产生以下这样的问题。

(1)当发光管的电极配置部的管内径变大时，辅助启动的触发带/触发线与电极芯片之间的间隔变大，未获得充分的触发效果，灯启动性恶化。

(2)当发光管的电极配置部的管内径变大时，电极与管内周面之间的间隙变大，在成为热压构造的情况下，粘合作业花费时间。而且，密封本身的精度也变差，产品的合格率也变差，可靠性也降低。

(3)还考虑了与增大发光管的电极配置部的管内径的情况对应地，采用适合该管内径的新的大直径的电极。但是，大直径的电极会导致成本上升，另外，在灯批量生产工场中，不希望部件种类的增加。

因此，本发明人等开发了由大直径部管体的发光部和小直径管体的电极配置部构成的双重管构造的灯。即，关于电极配置部，采用了与现有的灯100相同的构造。

图4是说明本实施方式的氙气闪光灯10的图。灯10是接合管内径相对较大的发光部3与在发光部的两端围绕电极部的管内径相对较小的电极配置部2、4而形成的。在电极配置部中的一个上配置阴极5，在另一个上配置阳极6。电极配置部既可以是热压构造，也可以是非热压构造。为了辅助灯的启动，在电极配置部2、4的外周缠绕几个圆环状触发线8-3，在发光部3的外周缠绕圆环状触发线8-2，这些圆环状触发线通过触发线8-1相互连接。

灯10的点亮条件与现有的灯100相同。

本实施方式的灯10的尺寸规格如以下这样。

电极间距离(发光长度)：L＝550mm

发光管的大直径部IDa＝16mm，小直径部IDb＝10mm，管壁厚(厚度)：1mm

电极直径：6.4mm或7.5mm

封入气体：氙气58.2Pa(相当于437torr)

在试制多个图4所示的双重管构造的氙气闪光灯10之后进行了实验，知道了在几个灯中发生启动不良。而且，还知道了在几个灯的发光管内壁中发生黑化现象或白化现象。

本发明人等在分析了此原因之后，根据电极末端部相对于小直径管体末端(即，小直径管体与大直径部管体的边界部)的位置，知道了发生黑化现象或白化现象的情况。而且，该发光管内壁的黑化现象或白化现象与阳极附近相比，大多发生于阴极附近。

因此，本发明人等制作改变了阴极的末端部相对于小直径管体与大直径部管体的边界部的位置的灯，来调查发生发光管内壁的黑化现象或白化现象的状况。

图5A是说明阴极末端部相对于双重管构造的氙气闪光灯的小直径管体末端处于小直径管体内的构造的灯的图。图5B是说明阴极末端部相对于小直径管体末端齐平的构造的灯的图。图5C是说明阴极末端部相对于小直径管体末端处于大直径部管体内的构造的灯的图。

表2表示图5A～图5B的灯的启动性以及发光管内壁的外观的结果。

【表2】

灯的启动性以及发光管内壁的外观的结果

这里，关于启动性评价，分别制作两个灯进行了试验。试验条件为以对灯施加的电容充电电压2.5kV来进行试验，并通过反复启动点亮1000次进行了评价。

关于发光管内壁的外观评价，分别制作两个灯进行了试验。试验条件为以对灯施加的电容充电电压3.6kV来进行试验(所使用的电容600μF)，以30秒1次的比例进行点亮，进行10000次后进行了评价。

在图5A所示的、将图中观察的灯轴线右方向作为正且以小直径管体末端为基准，阴极末端位置是Sa＝-5mm的灯中，存在未启动的灯。而且，存在在阴极附近的发光管内壁发生白化现象12的灯。在阴极5处于小直径管体内的情况下，因为从电极产生的电弧与石英制的管体接触，所以可知管体由于电弧的热而发生白化。

在图5B所示的小直径管体末端与阴极末端位置齐平的Sb＝0mm的灯中，不存在启动不良。而且，阴极附近的发光管内壁没有变化，是漂亮的状态。

在图5C所示的以小直径管体末端为基准，使阴极末端位置是Sc＝+5mm的灯中，存在未启动的灯。而且，存在在阴极附近的发光管内壁发生黑化现象14的灯。阴极5通过由钨构成的阴极主体部5a以及含有与主体部末端接合的电子放出用的发射器的阴极芯片部5b来形成。阴极芯片部5b由钨和氧化钡的化合物构成。在阴极末端部位于大直径部管体内的构造的情况下，电弧不是从阴极芯片部5b产生，而是从阴极主体部5a产生，主体部的钨大量飞散而成为黑化现象14的原因。

根据以上的结果知道了以下的情况：小直径管体末端与阴极末端位置齐平的灯构造在启动性以及发光管内壁的外观方面是最好的。

关于阳极，虽然评价了小直径管体末端与阴极末端位置齐平的灯的启动性以及发光管内壁的外观，但启动性以及发光管内壁的外观没有问题。

(本实施方式的优点/效果)

(1)因为使电极配置部为小直径管体，所以电极末端与触发带之间的间隔可以以接近状态维持，获得充分的触发效果，可确保良好的启动性。

(2)尤其，关于阴极，可在阴极芯片部5b的附近配置触发带，始终从阴极芯片部5b产生电弧。即，能够阻止从阴极主体部5a产生电弧。因此，没有从阴极主体部5a产生电弧，导致钨飞散而发生黑化现象这样的情况。

(3)通过使电极配置部成为热压构造，可抑制电极温度的上升。因此，可抑制由于电极材料的飞散而引起的黑化现象。

[总结]

以上，关于本发明本实施方式的氙气闪光灯进行了说明，但本发明不仅限于此。本领域技术人员对本实施方式能够容易地进行追加/削除/变更。改良也属于本发明的范围内。根据权利要求的记载来确定本发明的技术范围。