JPH0586026B2 - - Google Patents
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- JPH0586026B2 JPH0586026B2 JP63150391A JP15039188A JPH0586026B2 JP H0586026 B2 JPH0586026 B2 JP H0586026B2 JP 63150391 A JP63150391 A JP 63150391A JP 15039188 A JP15039188 A JP 15039188A JP H0586026 B2 JPH0586026 B2 JP H0586026B2
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- Japan
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- cathode
- tip
- carbide
- cone
- coated
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
- H01J61/06—Main electrodes
- H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
- H01J61/0735—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the material of the electrode
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電子放出物質である二酸化トリウム、
および場合によつては別の添加物でドーピングさ
れている高融点の金属、タングステンから成る高
圧放電ランプ用カソードであつて、該カソードは
放電側で円錐状に先細になつている円筒体を有
し、当該の先細になつている領域は外側がカーバ
イト層で被覆されている高圧放電ランプ用カソー
ドに関する。
および場合によつては別の添加物でドーピングさ
れている高融点の金属、タングステンから成る高
圧放電ランプ用カソードであつて、該カソードは
放電側で円錐状に先細になつている円筒体を有
し、当該の先細になつている領域は外側がカーバ
イト層で被覆されている高圧放電ランプ用カソー
ドに関する。
従来の技術
ドイツ連邦共和国特許第1088155号明細書（DE
−PS1088155）により、ガスまたは蒸気を充填し
た高圧放電ランプ用電極が高知である。この電極
は二酸化トリウムを含有するタングステン棒で製
造されている。こうしたランプは、好んで光学的
なビーム路を有する装置において使用されるた
め、電子管構造用の電極と比較してアークの不安
定性および強度の変動といつた問題が一層発生し
易くなり、カソードとして使用される電極の早期
の破壊を伴なう。近年、このような問題について
のこの種のランプに対する要求が高まつている。
とりわけ、このことは新しい適用分野の開発上の
課題に帰せられる。
−PS1088155）により、ガスまたは蒸気を充填し
た高圧放電ランプ用電極が高知である。この電極
は二酸化トリウムを含有するタングステン棒で製
造されている。こうしたランプは、好んで光学的
なビーム路を有する装置において使用されるた
め、電子管構造用の電極と比較してアークの不安
定性および強度の変動といつた問題が一層発生し
易くなり、カソードとして使用される電極の早期
の破壊を伴なう。近年、このような問題について
のこの種のランプに対する要求が高まつている。
とりわけ、このことは新しい適用分野の開発上の
課題に帰せられる。
発明が解決しようとする課題
本発明の基礎となる課題は、アークの強度変動
を軽減し、アークの不安定性を低減し、カソード
先端の早期の破壊を防止することである。
を軽減し、アークの不安定性を低減し、カソード
先端の早期の破壊を防止することである。
課題を解決するための手段
この課題は、高圧放電ランプ用カソードにおい
て、請求項１の特徴部分により解決されている。
て、請求項１の特徴部分により解決されている。
発明の作用
本発明により得られる利点は、特に、アークの
安定性の改善と寿命の延長である。
安定性の改善と寿命の延長である。
本発明の他の構成は、引用請求項の特徴部分に
記載されている。
記載されている。
特に有利となり得るのは、カソードの先端領域
にカーバイトが全く被覆されないことである。こ
の種のカソードは、場合によつてはカソードの先
端領域においてタングステンカーバイトの融解温
度（2710℃）を超える温度が生じるシヨートアー
クランプ（キセノン高圧ランプおよび水銀高圧ラ
ンプ）において使用される。この領域においてタ
ングステンカーバイトが被覆されていれば先端の
部分的な溶融を引き起こすこととなる。その結
果、トリウムの後拡散が困難となり、また仕事関
数が上昇し、それに伴なつてアークの不安定性が
増大することになろう。
にカーバイトが全く被覆されないことである。こ
の種のカソードは、場合によつてはカソードの先
端領域においてタングステンカーバイトの融解温
度（2710℃）を超える温度が生じるシヨートアー
クランプ（キセノン高圧ランプおよび水銀高圧ラ
ンプ）において使用される。この領域においてタ
ングステンカーバイトが被覆されていれば先端の
部分的な溶融を引き起こすこととなる。その結
果、トリウムの後拡散が困難となり、また仕事関
数が上昇し、それに伴なつてアークの不安定性が
増大することになろう。
本発明の作用を一層良く理解するための基礎と
して、電子管構造用電極を一般的に記載している
イギリス特許第929668号明細書（GB−
PS929668）およびドイツ連邦共和国特許出願公
開第3205746号公報（DE−OS3205746）を参照す
る。ここに記載された電極は高融点の材料、通常
タングステンから成り、該タングステンは電子放
出物質、通常二酸化トリウムでドーピングされて
いる。二酸化トリウムの割合は、適用目的如何に
より広範囲で（0.1〜５重量％）変化してよい。
ランプの作動時には、高い温度によつて基本的な
放出物質が形成され、粒界に沿つた拡散によつて
有利に当該表面へ移動する。この過程は電極の品
質に対して決定的作用を及ぼし種々の手段によつ
て制御され得る。別のドーピング材（例えば、カ
リウム、アルミニウム）によつて、粒界拡散を一
層容易にするように、粒状構造を付加的に変化調
整させることが可能である。
して、電子管構造用電極を一般的に記載している
イギリス特許第929668号明細書（GB−
PS929668）およびドイツ連邦共和国特許出願公
開第3205746号公報（DE−OS3205746）を参照す
る。ここに記載された電極は高融点の材料、通常
タングステンから成り、該タングステンは電子放
出物質、通常二酸化トリウムでドーピングされて
いる。二酸化トリウムの割合は、適用目的如何に
より広範囲で（0.1〜５重量％）変化してよい。
ランプの作動時には、高い温度によつて基本的な
放出物質が形成され、粒界に沿つた拡散によつて
有利に当該表面へ移動する。この過程は電極の品
質に対して決定的作用を及ぼし種々の手段によつ
て制御され得る。別のドーピング材（例えば、カ
リウム、アルミニウム）によつて、粒界拡散を一
層容易にするように、粒状構造を付加的に変化調
整させることが可能である。
更に、放出物質の還元を容易にするために、金
属体に炭素をドーピングすることが公知である。
その他に、外側のカーバイト層を金属体に被着す
ることも可能である。この場合、炭素の高い拡散
率は、金属体への浸透を確実にする。（G.H.
Gessinger，Ch，Buxbaum，Mater.Sci.Res.10
（1975），第295頁および次頁） 実施例 本発明を実施例に基づき詳細に説明する。第１
図には直流で作動するワツト数の低い（例えば
150W）キセソンシヨートアークランプ１が示さ
れている。このランプは、例えば投射光源とし
て、また分光光度計および色彩再生装置に使用さ
れる。石英ガラスから成る楕円形の放電容器２に
はキセノン（作動圧力約50bar）が充填されてい
る。該放電容器内には、アノード３およびカソー
ド４が相互に軸方向に約２mmの間隔で設けられて
いる。各電極は、それぞれ軸部５を有する。電気
リード線は公知のようにモリブデン箔６を介して
行われており、このもりブデン箔はピンを介して
金属製スリーブソケツト７に接続している。モリ
ブデン箔６は放電容器２の両端部へ気密に溶封さ
れている。モリブデン箔を用いる溶封に代わつて
他の技術、例えば棒状溶封あるいは杯状溶封が使
用されてもよい。
属体に炭素をドーピングすることが公知である。
その他に、外側のカーバイト層を金属体に被着す
ることも可能である。この場合、炭素の高い拡散
率は、金属体への浸透を確実にする。（G.H.
Gessinger，Ch，Buxbaum，Mater.Sci.Res.10
（1975），第295頁および次頁） 実施例 本発明を実施例に基づき詳細に説明する。第１
図には直流で作動するワツト数の低い（例えば
150W）キセソンシヨートアークランプ１が示さ
れている。このランプは、例えば投射光源とし
て、また分光光度計および色彩再生装置に使用さ
れる。石英ガラスから成る楕円形の放電容器２に
はキセノン（作動圧力約50bar）が充填されてい
る。該放電容器内には、アノード３およびカソー
ド４が相互に軸方向に約２mmの間隔で設けられて
いる。各電極は、それぞれ軸部５を有する。電気
リード線は公知のようにモリブデン箔６を介して
行われており、このもりブデン箔はピンを介して
金属製スリーブソケツト７に接続している。モリ
ブデン箔６は放電容器２の両端部へ気密に溶封さ
れている。モリブデン箔を用いる溶封に代わつて
他の技術、例えば棒状溶封あるいは杯状溶封が使
用されてもよい。
アノード３はハンマリングしたタングステンか
ら成る堅固な円筒体として作成され、幅の広い、
外側を多少面取りした端面を有する。
ら成る堅固な円筒体として作成され、幅の広い、
外側を多少面取りした端面を有する。
比較的小さいカソード４は、0.4重量％の二酸
化トリウムでドーピングされたタングステンから
作成されている。このカソードは第２図に拡大さ
れて、図示されている。（ただし縮尺どおりでは
ない）アークの高い安定性を確保するために、カ
ソード４の円筒状の基体８（直径約２mm）は、円
錐状９に先細になつており、その先端部１０は先
鋭ではない。該円錐体は25°の開口角度αを成し、
約４mmの全長を有する。該円錐体９は、母体８か
ら始まつてその全長の３分の２までがタングステ
ンカーバイトから成る層１１で被覆されている。
層厚は約10μmである。円錐体全長の残り３分の
１（約1.3mm幅の部分）は先端部１０までカーバイ
トに被覆されていない。
化トリウムでドーピングされたタングステンから
作成されている。このカソードは第２図に拡大さ
れて、図示されている。（ただし縮尺どおりでは
ない）アークの高い安定性を確保するために、カ
ソード４の円筒状の基体８（直径約２mm）は、円
錐状９に先細になつており、その先端部１０は先
鋭ではない。該円錐体は25°の開口角度αを成し、
約４mmの全長を有する。該円錐体９は、母体８か
ら始まつてその全長の３分の２までがタングステ
ンカーバイトから成る層１１で被覆されている。
層厚は約10μmである。円錐体全長の残り３分の
１（約1.3mm幅の部分）は先端部１０までカーバイ
トに被覆されていない。
図示の構成において、カソード先端のカーバイ
トに被覆されていない空き部分の最少幅は0.7mm
である。この最少幅は、実質的にカソード先端の
温度分布によつて定められる。このカーバイトに
被覆されない空き部分によつて、タングステンと
比較してタングステンカーバイト層の融解温度が
比較的に低いことによる先端の溶融が生じ得ない
ことが確実となる。
トに被覆されていない空き部分の最少幅は0.7mm
である。この最少幅は、実質的にカソード先端の
温度分布によつて定められる。このカーバイトに
被覆されない空き部分によつて、タングステンと
比較してタングステンカーバイト層の融解温度が
比較的に低いことによる先端の溶融が生じ得ない
ことが確実となる。
カーバイト層の製造は、炭素を含有するガス、
例えばCH4からの炭素の析出によつて行われる
（気相成長法）。10μmの層厚さを達成するために
は、約１／分の流量のガスの流れを約10分間
2100℃で維持する。円錐体先端の、カーバイトに
被覆されるべきでない部分は、その時、回分支持
体（Chargentraeger）の窪みによつて覆われる、
この方法では、円筒体も一部カーバイト層により
被覆される。しかし、このことは本発明の本質に
は重要ではない。
例えばCH4からの炭素の析出によつて行われる
（気相成長法）。10μmの層厚さを達成するために
は、約１／分の流量のガスの流れを約10分間
2100℃で維持する。円錐体先端の、カーバイトに
被覆されるべきでない部分は、その時、回分支持
体（Chargentraeger）の窪みによつて覆われる、
この方法では、円筒体も一部カーバイト層により
被覆される。しかし、このことは本発明の本質に
は重要ではない。
1000時間の動作持続時間中、該カソードを装備
したランプは、アークの不安定性に起因する輝度
の変動を４％以下に、連続作動時に生じる強度の
ドリフトを毎時１％以下に抑えることが可能であ
つた。溶融による先端の早期の脱落は認められな
かつた。
したランプは、アークの不安定性に起因する輝度
の変動を４％以下に、連続作動時に生じる強度の
ドリフトを毎時１％以下に抑えることが可能であ
つた。溶融による先端の早期の脱落は認められな
かつた。
本発明の他の実施例形態では、円錐全体をカー
バイト層で被覆し、その際該円錐体の底辺から先
端までの層厚を連続的に減少する。これは、浸沈
方法、塗布、噴射によつて達成され、また適当な
手段（雫を垂らしたり、エツチングすること）に
より、十分な先端方向への層厚の減少が確実にな
る。
バイト層で被覆し、その際該円錐体の底辺から先
端までの層厚を連続的に減少する。これは、浸沈
方法、塗布、噴射によつて達成され、また適当な
手段（雫を垂らしたり、エツチングすること）に
より、十分な先端方向への層厚の減少が確実にな
る。
本発明は、示された実施例に限定されない。特
に、カソードの形状を異つて構成することができ
る。例えば、円錐体に代わつて半球等が使用され
てもよい。
に、カソードの形状を異つて構成することができ
る。例えば、円錐体に代わつて半球等が使用され
てもよい。
発明の効果
本発明により、アークの強度変動が軽減され、
アークの不安定性が低減され、カソード先端の早
期の破壊が防止される。
アークの不安定性が低減され、カソード先端の早
期の破壊が防止される。
第１図はキセノンシヨートアークランプの略
図、第２図は特に有利な実施例におけるカソード
の略図である。 １……キセノンシヨートアークランプ、２……
放電容器、３……アノード、４……カソード、５
……軸部、６……モリブデン箔、７……ソケツ
ト、８……円筒状の基体、９……円錐体、１０…
…先端、１１……カーバイト層。
図、第２図は特に有利な実施例におけるカソード
の略図である。 １……キセノンシヨートアークランプ、２……
放電容器、３……アノード、４……カソード、５
……軸部、６……モリブデン箔、７……ソケツ
ト、８……円筒状の基体、９……円錐体、１０…
…先端、１１……カーバイト層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電子放出物質である二酸化トリウム、および
場合によつては別の添加物でドーピングされてい
る高融点の金属、タングステンから成る高圧放電
ランプ用カソードであつて、該カソードは放電側
で円錐状に先細になつている円筒体８を有し、当
該の先細になつている領域は外側がカーバイト層
１１で被覆されている高圧放電ランプ用カソード
において、カーバイト層１１の厚さが円錐体１の
先端１０に向かつて減少していることを特徴とす
る高圧放電ランプ用カソード。 ２ 円錐体９の先端領域はカーバイトで被覆され
ていない請求項１記載のカソード。 ３ カーバイト層の厚さは先端へ向かつて連続的
に減少している請求項１記載のカソード。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873723271 DE3723271A1 (de) | 1987-07-14 | 1987-07-14 | Kathode fuer eine hochdruckentladungslampe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424355A JPS6424355A (en) | 1989-01-26 |
| JPH0586026B2 true JPH0586026B2 (ja) | 1993-12-09 |
Family
ID=6331556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63150391A Granted JPS6424355A (en) | 1987-07-14 | 1988-06-20 | High voltage discharge lamp cathode |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4906895A (ja) |
| EP (1) | EP0299230B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6424355A (ja) |
| DE (2) | DE3723271A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004259639A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Allied Material Corp | 放電ランプ及びその電極構造 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3904552A1 (de) * | 1989-02-15 | 1990-08-16 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Hochdruckentladungslampe fuer den betrieb mit wechselstrom |
| US5107165A (en) * | 1990-11-01 | 1992-04-21 | General Electric Company | Initial light output for metal halide lamp |
| US6243057B1 (en) | 1990-11-16 | 2001-06-05 | Digital Projection Limited | Deformable mirror device driving circuit and method |
| US6561675B1 (en) | 1995-01-27 | 2003-05-13 | Digital Projection Limited | Rectangular beam generating light source |
| US5420477A (en) * | 1993-01-15 | 1995-05-30 | Welch Allyn, Inc. | Electrode for metal halide discharge lamp |
| DE9415217U1 (de) * | 1994-09-21 | 1996-01-25 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 81543 München | Hochdruckentladungslampe |
| DE69527491T2 (de) * | 1994-11-25 | 2003-02-20 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha, Tokio/Tokyo | Metallhalogenidlampe vom Kurz-Bogen Typ |
| DE19738574A1 (de) * | 1997-09-04 | 1999-03-11 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Elektrode und Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung derselben |
| US6215247B1 (en) * | 1997-10-03 | 2001-04-10 | Orc Manufacturing Co., Ltd. | Construction of electrode for high pressure discharge lamp and process for producing the same |
| WO1999049495A1 (fr) * | 1998-03-20 | 1999-09-30 | Hamamatsu Photonics K.K. | Tube a decharge pour source lumineuse |
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