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JP6634597B2 - Tempered glass tube for discharge tube, method for manufacturing the same, flash discharge tube using the tempered glass tube, and light irradiation device provided with the flash discharge tube - Google Patents
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JP6634597B2 - Tempered glass tube for discharge tube, method for manufacturing the same, flash discharge tube using the tempered glass tube, and light irradiation device provided with the flash discharge tube - Google Patents

Tempered glass tube for discharge tube, method for manufacturing the same, flash discharge tube using the tempered glass tube, and light irradiation device provided with the flash discharge tube Download PDF

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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
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Description

本発明は、放電管の外囲器として用いられる透光性のガラス管に関し、特に放電耐性を大幅に向上させた放電管用強化ガラス管及びその製造方法及びその強化ガラス管を用いた閃光放電管及び該閃光放電管を備えた光照射装置に関する。   The present invention relates to a translucent glass tube used as an envelope of a discharge tube, and in particular, a tempered glass tube for a discharge tube having greatly improved discharge resistance, a method of manufacturing the same, and a flash discharge tube using the tempered glass tube. And a light irradiation device provided with the flash discharge tube.

従来から、閃光放電管は、例えば写真撮影の際の被写体照明用の人工光源であるストロボ装置や橋梁・高層ビル等の高所に設置されている航空機障害灯、航空機やパトカー等の緊急自動車に搭載される警光灯などの光照射装置の光源として有用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a flash discharge tube has been used as an artificial light source for illuminating a subject in photographing, for example, a strobe device, an aircraft obstacle light installed at a high place such as a bridge or a high-rise building, or an emergency vehicle such as an aircraft or a police car. It is useful as a light source of a light irradiation device such as a warning light mounted.

また、上記ストロボ装置で見れば、上記写真撮影を行うカメラのデジタル化が進み、このため、撮影ショット数が飛躍的に増大し、結果として先のストロボ装置においても発光寿命耐久特性の大幅向上が強く求められていることは周知である。なお、かかる発光寿命耐久特性の大幅な向上の要望は上述した他の光照射装置においても例外ではない。   Further, in the case of the above-mentioned strobe device, the digitalization of the camera for taking the above-mentioned photograph has been advanced, and therefore, the number of shots has increased drastically. It is well known that there is a strong need. It should be noted that such a demand for a significant improvement in the durability against light emission life is no exception in the other light irradiation devices described above.

ところで、上記ストロボ装置等の光照射装置の発光寿命耐久特性を向上させるには、光源である閃光放電管の耐久特性を向上させることが必須となり、そのためには、上記閃光放電管の構成材料個々の強化が必要となることは詳述するまでもない。   By the way, in order to improve the light emission lifetime durability characteristics of a light irradiation device such as the above-mentioned strobe device, it is essential to improve the durability characteristics of a flash discharge tube which is a light source. Needless to say, it is necessary to reinforce this.

ここで、上記閃光放電管の構成について見てみると、閃光放電管の透光性の外囲器を構成するガラス管の両端に、その内部にキセノンガスを封入した状態で、電極ピンとこの電極ピンに取付けられる焼結体を主体として形成される陰極と、電極ピン自体を主体として形成される陽極とからなる一対の放電電極を気密封着してなる構成が周知であり、従って従来から上記ガラス管を含む構成材料の強化が強く望まれていた。なお、上記電極ピンの材料は、閃光放電管の発光はアーク放電現象であり瞬間的に大電流が流れることからこの大電流に耐える材料を選定する必要があり、従来、約3400度の融点を有し、電極ピン状態への加工も比較的容易な高融点金属であるタングステンの採用が一般的であった。   Here, looking at the configuration of the flash discharge tube, when the xenon gas is sealed at both ends of the glass tube constituting the translucent envelope of the flash discharge tube, the electrode pin and this electrode It is well known that a pair of discharge electrodes composed of a cathode formed mainly of a sintered body attached to a pin and an anode formed mainly of an electrode pin itself are hermetically sealed to each other. There has been a strong demand for reinforcement of constituent materials including glass tubes. As the material of the electrode pins, since the light emission of the flash discharge tube is an arc discharge phenomenon and a large current flows instantaneously, it is necessary to select a material that can withstand this large current. Generally, tungsten, which is a high melting point metal which is relatively easy to process into an electrode pin state, is generally used.

一方、従来より外囲器であるガラス管の強化手段としては、外囲器用ガラス管として従来から採用されていた周知のタングステン封着ガラス、すなわち熱膨張係数を先のタングステンのそれと近似させ、かつアルカリ金属の酸化物である酸化ナトリウムや酸化カリウム等のアルカリ金属酸化物を適宜量含有させることにより軟化点を下降させるように設計したいわゆるホウ珪酸ガラス管の陰極封止部分を除く内外面に二酸化珪素等の透明な絶縁膜を形成する手段が周知であり、かかる手段にて、放電時のイオン衝突による不純ガスの発生を防止して耐久性、起動特性の向上を図り、さらに黒化を防止する、いわゆる放電動作に対する耐性(放電耐性)を向上させた閃光放電管が提案されている。(特許文献1)
また、二酸化珪素を用いて放電管における放電耐性を向上させる他例としては、放電管の外囲器を構成するガラスバルブの内面に0.05μm〜0.11μmの二酸化珪素からなる被膜を形成して閃光放電管の発光寿命耐久特性を向上させる手段も周知である。(特許文献2)
On the other hand, as a strengthening means of a glass tube which is a conventional envelope, a well-known tungsten sealing glass conventionally used as a glass tube for an envelope, that is, the coefficient of thermal expansion is approximated to that of the foregoing tungsten, and The so-called borosilicate glass tube designed to contain a suitable amount of alkali metal oxides such as sodium oxide and potassium oxide, which are alkali metal oxides, to lower the softening point. Means for forming a transparent insulating film of silicon or the like are well-known, and by such means, the generation of impurity gas due to ion collision at the time of electric discharge is prevented to improve durability and start-up characteristics, and further prevent blackening. There has been proposed a flash discharge tube having improved resistance to discharge operation (discharge resistance). (Patent Document 1)
Another example of improving discharge resistance in a discharge tube using silicon dioxide is to form a coating of 0.05 μm to 0.11 μm silicon dioxide on the inner surface of a glass bulb constituting an envelope of the discharge tube. Means for improving the light emission life durability characteristics of the flash discharge tube are also known. (Patent Document 2)

特開昭62−206761号公報JP-A-62-206761 特許第3977259号公報Japanese Patent No. 3977259

上述したように特許文献1、2は、両者共に外囲器を構成する放電管用ガラス管であるホウ珪酸ガラス管に二酸化珪素被膜を形成することによってホウ珪酸ガラス管の一部(内壁)を石英化し、ホウ珪酸ガラス管の放電耐性、すなわちアーク放電時のガラス管内壁へのイオン衝突や封入ガスの熱膨張等のいわゆる熱衝撃という閃光放電管の外囲器を構成する放電管用ガラス管のみにおいて生じていた現象に対する耐久特性(耐熱特性、耐熱衝撃特性)を、二酸化珪素被膜を形成しない場合に比して改善、強化することができる。   As described above, Patent Documents 1 and 2 disclose a part (inner wall) of a borosilicate glass tube by forming a silicon dioxide film on a borosilicate glass tube which is a glass tube for a discharge tube, both of which constitute an envelope. The discharge resistance of the borosilicate glass tube, that is, only the glass tube for the discharge tube constituting the envelope of the flash discharge tube, which is the so-called thermal shock such as ion collision against the inner wall of the glass tube at the time of arc discharge and the thermal expansion of the sealed gas Durability characteristics (heat resistance characteristics, thermal shock resistance characteristics) against the phenomenon that has occurred can be improved and strengthened as compared with the case where the silicon dioxide film is not formed.

しかしながら、ガラス分野でこれまで放電管用ガラス管の強化対策として広く認識されていた熱膨張係数が小さく、高耐熱衝撃特性並びに大きな機械的強度を有する石英ガラス管を放電管用ガラスとして使用する場合と比較すると、コスト面はともかく、先の放電耐性の強化レベルはまだまだ不十分と判断せざるを得ず、改善が要望されていた。   However, compared to the case where quartz glass tubes with low thermal expansion coefficient, high thermal shock resistance and high mechanical strength, which have been widely recognized in the glass field as measures to strengthen glass tubes for discharge tubes, are used as glass for discharge tubes. Then, aside from the cost aspect, it was inevitable that the level of enhancement of the discharge resistance was still insufficient, and improvement was demanded.

例えば、耐熱衝撃特性が大きく寄与する発光寿命回数を比較してみると、ホウ珪酸ガラス管に二酸化珪素被膜を形成した場合の回数は、確かにホウ珪酸ガラス管のみの場合に比して2倍超に増やすことができるが、石英ガラス管に比べると場合によっては約1/10程度と圧倒的に少ない回数となっていた。すなわち、石英ガラス管を用いた場合、放電時の熱衝撃により石英ガラス管より先に内部電極が劣化し、これにより発光寿命回数が制限されることになるのに対し、ホウ珪酸ガラス管に二酸化珪素被膜を形成した場合には、内部電極の劣化に加えホウ珪酸ガラス管及び二酸化珪素被膜自体の劣化も発光寿命回数を制限する要素となり、結果として石英ガラス管に比して圧倒的に少ない発光寿命回数しか得ることはできなかった。   For example, when comparing the number of times of light emission life to which the thermal shock resistance greatly contributes, the number of times when a silicon dioxide film is formed on a borosilicate glass tube is twice as large as that when only a borosilicate glass tube is used. Although it can be increased to an extremely large number, the number of times is about 1/10 compared to a quartz glass tube, which is overwhelmingly small. In other words, when a quartz glass tube is used, the internal electrode is deteriorated earlier than the quartz glass tube due to thermal shock at the time of discharge, thereby limiting the number of times of emission life. When a silicon film is formed, the deterioration of the borosilicate glass tube and the silicon dioxide film itself, in addition to the deterioration of the internal electrode, also becomes an element limiting the number of times of light emission life, and as a result, the light emission is overwhelmingly smaller than that of a quartz glass tube. Only the number of lifetimes could be obtained.

なお、ホウ珪酸ガラス管の放電耐性をより改善、強化するために先の二酸化珪素被膜の厚みを厚くして先の石英化領域を増大させることも考えられるが、ホウ珪酸ガラス管の場合、前述したように、軟化点を下降させるためにアルカリ金属酸化物である酸化ナトリウム等のアルカリ酸化物を適宜量含有させており、一方でかかるアルカリ金属酸化物はガラスの結晶格子を切断する性質を有する物質としても知られており、本願発明者らによる確認では、二酸化珪素被膜を厚くすればするほど形成した被膜にクラック(ひび割れ)が発生する現象の出現頻度が増加し、さらにこのクラックが発生すると石英化を実現できないことから耐久性能がホウ珪酸ガラス管に依存する状態となることと併せてクラック発生部の被膜の一部が放電時の発熱により溶融して管内に異物として存在することによるガラス管劣化を生じることから、期待する放電耐性の改善、強化を得られなくなることはもちろんクラック発生部の光透過状態の変化による比光量の低下を生じさせてしまうことが確認できている。   In order to further improve and enhance the discharge resistance of the borosilicate glass tube, it is conceivable to increase the thickness of the silicon dioxide film to increase the quartized region. As described above, in order to lower the softening point, an appropriate amount of an alkali oxide such as sodium oxide which is an alkali metal oxide is contained, while the alkali metal oxide has a property of cutting the crystal lattice of glass. It is also known as a substance, and it has been confirmed by the inventors of the present application that the thicker the silicon dioxide film, the higher the frequency of occurrence of a crack (crack) in the formed film, and the more the cracks occur. Since quartification cannot be achieved, the durability performance depends on the borosilicate glass tube, and in addition, some of the coating on the crack generating part generates heat during discharge. The glass tube deteriorates due to the melting and the presence of foreign matter in the tube, so it is not possible to obtain the expected improvement and strengthening of the discharge resistance, as well as to reduce the specific light amount due to the change in the light transmission state of the crack generation part. It has been confirmed that it would be caused.

本発明は、上記問題点に鑑み、二酸化珪素被膜を形成したホウ珪酸ガラス管に対して大幅な放電耐性の向上、すなわち高耐熱特性、並びに高耐熱衝撃特性の向上を実現することはもちろん、電極の放電耐性をも考慮した場合における石英ガラス管の放電耐性に、より近づけることができる二酸化珪素被膜を用いた放電管用強化ガラス管及びその製造方法及びその強化ガラス管を用いた閃光放電管及び該閃光放電管を備えた光照射装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and realizes a significant improvement in discharge resistance to a borosilicate glass tube formed with a silicon dioxide film, that is, a high heat resistance property, as well as an improvement in high heat shock resistance. The tempered glass tube for a discharge tube using a silicon dioxide film that can be made closer to the discharge resistance of a quartz glass tube in consideration of the discharge resistance of the glass tube, a method for manufacturing the same, a flash discharge tube using the tempered glass tube, and It is an object to provide a light irradiation device provided with a flash discharge tube.

詳細には、本発明は、クラックの発生が少ないより緻密、強固な二酸化珪素被膜を形成することを課題とし、かかる課題を、従来はホウ珪酸ガラス管であった放電管用ガラス管の母材として、ガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備えたガラス管を採用することにより解決するものである。   In detail, the present invention has an object to form a denser and stronger silicon dioxide film with less occurrence of cracks, and to solve such an issue as a base material of a discharge tube glass tube which has conventionally been a borosilicate glass tube. By adopting a glass tube which hardly contains an alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of glass, and has a property of containing an alumina component and having a property of forming a crystal lattice serving as a glass skeleton together with silicon dioxide. Is the solution.

より具体的には、アルミノ珪酸塩を主成分としてアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備え、更に軟化点がホウ珪酸ガラス管よりも高いアルミノシリケートガラス管を放電管用ガラス管の母材として採用することにより先の課題を解決するものである。   More specifically, it has a property of containing an aluminosilicate as a main component, containing almost no alkali metal oxide, containing an alumina component and forming a crystal lattice serving as a glass skeleton together with silicon dioxide, and further having a softening point of HO. The object is solved by adopting an aluminosilicate glass tube higher than a silicate glass tube as a base material of a glass tube for a discharge tube.

本発明にかかる放電管用強化ガラス管は、ガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備えたガラス管を母材としてなり、この母材ガラス管の内壁に、二酸化珪素被膜を、二酸化珪素が母材ガラス管の内壁内部へ拡散し前記結晶格子を形成している格子形成領域部を含んで形成したことを特徴とする。   The tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention contains almost no alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of glass, and contains an alumina component and can form a crystal lattice that forms a glass skeleton together with silicon dioxide. A glass tube provided with a base material, and a silicon dioxide film is coated on the inner wall of the base material glass tube, and a lattice forming region portion where silicon dioxide is diffused into the inner wall of the base material glass tube to form the crystal lattice. Is formed.

かかる構成によれば、母材ガラス管の内壁に、アルカリ金属酸化物によるガラスの結晶格子の切断を殆ど生じることなく、二酸化珪素被膜が、母材ガラス管の内壁内部に二酸化珪素が拡散してなる格子形成領域部を含んで形成されることから、この形成された二酸化珪素被膜は、アルカリ金属酸化物を含むホウ珪酸ガラス管に形成した二酸化珪素被膜とは異なり、一部領域に結晶格子を形成したより緻密、強固な被膜となり、結果、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された放電管用強化ガラス管を得られることになる。さらに、同二酸化珪素被膜は、格子形成領域部を含んで形成されることから、その膜厚を厚くしてもクラックの発生が少ない緻密な被膜となり、したがって、より好ましい膜厚の厚い、より強固な二酸化珪素被膜を形成することができた放電管用強化ガラス管を得られることになる。   According to such a configuration, the silicon dioxide film is diffused into the inner wall of the base glass tube, with almost no cutting of the crystal lattice of the glass by the alkali metal oxide on the inner wall of the base glass tube. Since the silicon dioxide film is formed to include a lattice forming region portion, the silicon dioxide film thus formed is different from a silicon dioxide film formed on a borosilicate glass tube containing an alkali metal oxide in that a crystal lattice is formed in a partial region. The formed denser and stronger film is obtained, and as a result, a tempered glass tube for a discharge tube having a denser and stronger silicon dioxide film formed thereon can be obtained. Further, since the silicon dioxide film is formed including the lattice-forming region, even if the film thickness is increased, the film becomes a dense film with less occurrence of cracks. It is possible to obtain a tempered glass tube for a discharge tube in which a suitable silicon dioxide film can be formed.

請求項1に記載の本発明において、母材ガラス管は、アルミノ珪酸塩を主成分としてアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備え、更に軟化点がホウ珪酸ガラス管よりも高いアルミノシリケートガラス管であることを特徴とする。   In the present invention as set forth in claim 1, the base glass tube contains aluminosilicate as a main component, hardly contains an alkali metal oxide, contains an alumina component, and forms a crystal lattice which serves as a glass skeleton together with silicon dioxide. Aluminosilicate glass tube having a softening point higher than that of a borosilicate glass tube.

かかる構成によれば、母材であるアルミノシリケートガラス管の内壁に、二酸化珪素被膜が、アルミノシリケートガラス管の内壁内部に二酸化珪素が拡散してなる格子形成領域部を含んで形成されることから、形成された二酸化珪素被膜は、一部領域に結晶格子を形成した緻密・強固な被膜となり、結果、より緻密、強固な二酸化珪素被膜を形成することができた放電管用強化ガラス管を得られることになる。   According to this configuration, the silicon dioxide film is formed on the inner wall of the aluminosilicate glass tube as the base material, including the lattice-forming region formed by diffusion of silicon dioxide inside the inner wall of the aluminosilicate glass tube. The formed silicon dioxide film becomes a dense and strong film having a crystal lattice formed in a partial region, and as a result, a tempered glass tube for a discharge tube in which a denser and stronger silicon dioxide film can be formed can be obtained. Will be.

請求項1及び2に記載の本発明おいて、二酸化珪素被膜は、その膜厚が50nm〜400nmであることを特徴とする。   In the present invention described in claims 1 and 2, the silicon dioxide film has a thickness of 50 nm to 400 nm.

かかる構成によれば、形成される二酸化珪素被膜は、アルカリ金属酸化物を含むホウ珪酸ガラス管に形成した二酸化珪素被膜とは異なり、一部領域に結晶格子を形成した緻密・強固な被膜となると共に、膜厚を130nm以上とすることにより、クラックの発生が少ない、かつ膜厚の厚い、より緻密、強固な被膜として得られることになる。   According to this configuration, the formed silicon dioxide film is a dense and strong film having a crystal lattice formed in a partial region, unlike the silicon dioxide film formed on a borosilicate glass tube containing an alkali metal oxide. At the same time, by setting the film thickness to 130 nm or more, a thicker, denser and stronger film with less occurrence of cracks can be obtained.

本発明にかかる放電管用強化ガラス管の製造方法は、少なく共、ガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備えた母材ガラス管の内壁に、焼成されることにより二酸化珪素被膜となるシラノール溶液を塗布してシラノール塗布膜を形成する塗布工程と、前記内壁に塗布されたシラノール塗布膜を乾燥すると共に前記シラノール塗布膜の形成領域を所望領域に規制する乾燥規制工程と、母材ガラス管の徐冷点以上の温度にて前記シラノール塗布膜が形成された前記母材ガラス管を焼成し、前記母材ガラス管の内壁に、二酸化珪素が前記母材ガラス管内部に拡散して同ガラス管が含有しているアルミナ成分との間で結晶格子を形成してなる格子形成領域部を含んだ二酸化形成被膜を形成する焼成工程とを備えたことを特徴とする。   The method for producing a tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention contains, at least, almost no alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of glass, and contains an alumina component to form a glass skeleton together with silicon dioxide. An application step of applying a silanol solution that becomes a silicon dioxide film by firing to form an silanol coating film on an inner wall of a base glass tube having a property capable of forming a crystal lattice, and a silanol applied to the inner wall. A drying regulation step of drying the coating film and regulating the formation area of the silanol coating film to a desired area, and the base glass tube on which the silanol coating film is formed at a temperature equal to or higher than the annealing point of the base glass tube Is calcined, and on the inner wall of the base material glass tube, silicon dioxide is diffused into the base material glass tube and between the alumina component contained in the glass tube. Characterized in that a firing step of forming dioxide formation film containing a grating forming region portion by forming a crystal lattice.

かかる構成によれば、アルカリ金属酸化物によるガラスの結晶格子の切断を殆ど生じることなく、かつ二酸化珪素が母材ガラス管の内壁内部に拡散、母材ガラス管が含有しているアルミナ成分と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成してなる格子形成領域部を形成できることになる。この格子形成領域部は、二酸化珪素が上記アルミナ成分と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成した極めて緻密、強固な被膜形成領域となることは詳述するまでも無く、結果、母材ガラス管の内壁に、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された放電管用強化ガラス管を製造できることになる。   According to such a configuration, the crystal lattice of the glass is hardly cut by the alkali metal oxide, and the silicon dioxide diffuses into the inner wall of the base glass tube, and the glass together with the alumina component contained in the base glass tube. Can form a lattice-forming region portion formed by forming a crystal lattice that serves as a skeleton of. It is needless to say that this lattice-forming region is an extremely dense and strong film-forming region in which silicon dioxide forms a crystal lattice that forms a glass skeleton together with the above-mentioned alumina component. A tempered glass tube for a discharge tube in which a denser and stronger silicon dioxide film is formed on the inner wall can be manufactured.

請求項4に記載の本発明において、焼成工程は、母材ガラス管としてアルミノ珪酸塩を主成分としてアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備え、更に軟化点がホウ珪酸ガラス管よりも高いアルミノシリケートガラス管を用いることにより、このアルミノシリケートガラス管の内壁に塗布されたシラノール塗布膜の焼成温度を高めたことを特徴とする。   In the present invention according to claim 4, in the firing step, the base material glass tube contains aluminosilicate as a main component and contains almost no alkali metal oxide, and contains an alumina component and serves as a glass skeleton together with silicon dioxide. By using an aluminosilicate glass tube having a property capable of forming a lattice and having a softening point higher than that of a borosilicate glass tube, the firing temperature of the silanol coating film applied to the inner wall of the aluminosilicate glass tube was increased. Features.

かかる構成によれば、焼成温度を高くできることから、より多くの二酸化珪素がアルミノシリケートガラス管の内壁内部に拡散してアルミノシリケートガラス管が含有しているアルミナ成分と共にガラスの骨格となる結晶格子を多く形成できることになる。よって、格子形成領域部は、多くの結晶格子が形成された極めて緻密、強固な被膜形成領域となることは詳述するまでも無く、結果、アルミノシリケートガラス管の内壁に、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された放電管用強化ガラス管を製造できることになる。   According to this configuration, since the firing temperature can be increased, more silicon dioxide is diffused into the inner wall of the aluminosilicate glass tube, and the crystal lattice that forms the glass skeleton together with the alumina component contained in the aluminosilicate glass tube is formed. Many can be formed. Therefore, it is needless to say that the lattice forming region portion is an extremely dense and strong film forming region in which many crystal lattices are formed. As a result, the denser and stronger film is formed on the inner wall of the aluminosilicate glass tube. A tempered glass tube for a discharge tube having a silicon dioxide film formed thereon can be manufactured.

本発明にかかる閃光放電管は、透光性の外囲器の両端に、その内部にキセノンガスを封入した状態で陽極及び陰極からなる一対の放電電極を気密封着してなる閃光放電管であって、前記外囲器として本発明による放電管用強化ガラス管を採用したことを特徴とする。   The flash discharge tube according to the present invention is a flash discharge tube in which a pair of discharge electrodes including an anode and a cathode are hermetically sealed at both ends of a light-transmitting envelope with xenon gas sealed therein. Further, a tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention is employed as the envelope.

かかる構成によれば、母材である例えばアルミノシリケートガラス管の内壁に、アルミノシリケートガラス管の内壁内部に二酸化珪素が拡散してなる格子形成領域部を含んで形成された、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された放電管用強化ガラス管を外囲器として備えることから、アーク放電時の熱衝撃に基づく閃光放電管の外囲器のみにおいて生じていた現象に対する耐久特性(耐熱特性、耐熱衝撃特性)の大幅な改善を実現できる閃光放電管を得られることになる。   According to such a configuration, for example, a denser and more rigid body is formed on the inner wall of the aluminosilicate glass tube as the base material, including the lattice-forming region portion formed by diffusion of silicon dioxide inside the inner wall of the aluminosilicate glass tube. Since a tempered glass tube for a discharge tube on which a silicon dioxide film is formed is provided as an envelope, durability characteristics (heat resistance, heat resistance) against the phenomenon that occurred only in the envelope of the flash discharge tube due to thermal shock during arc discharge Thus, it is possible to obtain a flash discharge tube capable of realizing a significant improvement in impact characteristics.

また、請求項6に記載の本発明において、前記放電電極の内の少なくとも陰極は、電極ピンと、ホウ珪酸ガラスからなり前記電極ピンに前記アルミノシリケートガラス管の内径未満の外径となるように直接巻付けられて形成、気密封着された陰極ビードと、前記電極ピンの先端部に固着される焼結体とからなり、前記陰極ビードの側面略中央部と前記アルミノシリケートガラス管端部近傍を局所的に加熱溶融することにより前記管端部を前記陰極ビードの側面略中央部に潜り込ませて前記陰極ビードの側面略中央部に凹部を形成することにより前記アルミノシリケートガラス管と気密封着されることを特徴とする。   Further, in the present invention according to claim 6, at least the cathode of the discharge electrode is formed of an electrode pin and borosilicate glass, and is directly formed on the electrode pin so as to have an outer diameter less than the inner diameter of the aluminosilicate glass tube. A cathode bead wound and formed, hermetically sealed, and a sintered body fixed to the tip of the electrode pin. A substantially central portion of the side surface of the cathode bead and the vicinity of the end of the aluminosilicate glass tube are formed. By locally heating and melting, the tube end is sunk into the substantially central portion of the side surface of the cathode bead, and a concave portion is formed in the substantially central portion of the side surface of the cathode bead, so that the tube end is hermetically sealed with the aluminosilicate glass tube. It is characterized by that.

かかる構成によれば、陰極とアルミノシリケートガラス管との溶着が、陰極ビードの側面略中央部とアルミノシリケートガラス管の端面を含む管端部近傍のみを加熱溶融してこの管端部を上記側面略中央部に凹部を形成するように潜り込ませて実現されることから、上記側面部略中央部以外への加熱の影響を小さくでき、これにより熱膨張係数差に起因して生じる恐れのある不都合の発生を抑制でき、この結果、簡素な工程とすることができ、これにより閃光放電管を安価に形成できることになる。   According to this configuration, the welding between the cathode and the aluminosilicate glass tube heats and melts only the vicinity of the tube end including the substantially central portion of the side surface of the cathode bead and the end surface of the aluminosilicate glass tube, and this tube end is placed on the side surface. Since it is realized by being sunk so as to form a concave portion at a substantially central portion, it is possible to reduce the influence of heating to portions other than the substantially central portion of the side portion, thereby causing a problem that may occur due to a difference in thermal expansion coefficient. Can be suppressed, and as a result, a simple process can be performed, whereby the flash discharge tube can be formed at low cost.

本発明にかかる光照射装置は、本発明による閃光放電管を光源として使用するものであり、すなわち、閃光放電管の外囲器のみにおいて生じていたアーク放電時の熱衝撃現象等に対する耐久特性(耐熱特性、耐熱衝撃特性)の大幅な改善を安価に実現できた本発明による閃光放電管を用いることから、光照射装置、例えばストロボ装置としての発光寿命耐久特性や短時間の繰り返し発光耐久特性に優れた光照射装置を提供することができる。   The light irradiation device according to the present invention uses the flash discharge tube according to the present invention as a light source, that is, a durability characteristic against a thermal shock phenomenon or the like at the time of arc discharge that occurs only in the envelope of the flash discharge tube ( Since the flash discharge tube according to the present invention which can realize a great improvement in heat resistance and thermal shock resistance at a low cost is used, the light emitting device, for example, a light emitting life durability characteristic and a short-time repetitive light emission durability characteristic as a strobe device can be obtained. An excellent light irradiation device can be provided.

本発明の放電管用強化ガラス管及びその製造方法によれば、母材としてガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつ二酸化珪素とガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を有するガラス管を採用することから、母材ガラス管の内壁に、二酸化珪素被膜を、アルカリ金属酸化物によるガラスの結晶格子の切断を殆ど生じることなく二酸化珪素が母材ガラス管の内壁内部に拡散、母材ガラス管が含有しているアルミナ成分と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成してなる格子形成領域部を含んで形成できることになる。   According to the tempered glass tube for a discharge tube of the present invention and the method for manufacturing the same, the base material contains almost no alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of the glass, and the crystal lattice serving as a skeleton of the silicon dioxide and the glass. Since a glass tube having a property that can be formed is adopted, a silicon dioxide film is formed on the inner wall of the base glass tube, and the silicon dioxide is applied to the base glass tube with almost no cutting of the crystal lattice of the glass by the alkali metal oxide. It can be formed so as to include a lattice-forming region formed by forming a crystal lattice serving as a skeleton of glass together with an alumina component contained in the base glass tube by diffusion into the inner wall.

したがって、この形成された二酸化珪素被膜は、アルカリ金属酸化物を含むホウ珪酸ガラス管に形成した二酸化珪素被膜とは異なり、一部領域に結晶格子を形成した緻密、強固な被膜となり、結果、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された放電管用強化ガラス管を得られることになる。さらに、同二酸化珪素被膜は、上述したように格子形成領域部を含んで形成されることから、その膜厚を厚くしてもクラックの発生が少ない緻密な被膜となることから、より好ましい膜厚の厚い、より強固な二酸化珪素被膜を形成することができた放電管用強化ガラス管を得られることになる。   Therefore, unlike the silicon dioxide film formed on the borosilicate glass tube containing the alkali metal oxide, the formed silicon dioxide film becomes a dense and strong film having a crystal lattice in a partial region, and as a result, It is possible to obtain a tempered glass tube for a discharge tube on which a dense and strong silicon dioxide film is formed. Further, since the silicon dioxide film is formed including the lattice forming region as described above, even if the film thickness is increased, it becomes a dense film with less occurrence of cracks. Thus, a tempered glass tube for a discharge tube in which a thicker and stronger silicon dioxide film can be formed can be obtained.

本発明の閃光放電管によれば、母材ガラス管である例えばアルミノシリケートガラス管の内壁に、二酸化珪素被膜が、アルミノシリケートガラス管の内壁内部に二酸化珪素が拡散してなる格子形成領域部を含んで形成され、すなわち結晶格子を形成した格子形成領域部を含む膜厚の厚い、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された本発明による放電管用強化ガラス管を外囲器として備えることから、アーク放電時の熱衝撃という閃光放電管の外囲器のみにおいて生じていた現象に対する耐久特性(耐熱特性、耐熱衝撃特性)の大幅な改善を実現でき、この結果、発光に対する寿命耐久特性並びに短時間の繰返し発光耐久特性に優れた閃光放電管を提供することができる効果を有している。   According to the flash discharge tube of the present invention, a silicon dioxide film is formed on the inner wall of a base material glass tube, for example, an aluminosilicate glass tube, and a lattice forming region formed by diffusion of silicon dioxide inside the inner wall of the aluminosilicate glass tube. In other words, the strengthened glass tube for a discharge tube according to the present invention in which a thicker, more dense, and stronger silicon dioxide film including a lattice forming region portion formed with a crystal lattice is formed as an envelope is included. It is possible to greatly improve the durability characteristics (heat resistance, thermal shock resistance) against the phenomenon that occurred only in the envelope of the flash discharge tube, which is the thermal shock at the time of arc discharge. This has the effect of providing a flash discharge tube having excellent light emission durability characteristics over time.

本発明の光照射装置によれば、耐熱特性、耐熱衝撃特性を大幅に向上させた本発明による閃光放電管を光源として用いることから、発光寿命耐久特性並びに短時間の繰り返し発光耐久特性に優れた光照射装置を提供することができる効果を有している。   According to the light irradiation device of the present invention, since the flash discharge tube according to the present invention having significantly improved heat resistance and thermal shock resistance is used as a light source, it has excellent light emission lifetime durability and short-time repeated light emission durability. This has an effect that a light irradiation device can be provided.

本発明にかかる放電管用強化ガラス管の一実施形態を示す一部拡大略断面図を含む概略図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic including one part enlarged schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the tempered glass tube for discharge tubes concerning this invention. 同実施形態にかかる放電管用強化ガラス管の製造工程例を示す概略図The schematic diagram which shows the example of a manufacturing process of the tempered glass tube for discharge tubes concerning the embodiment. 本発明にかかる放電管用強化ガラス管を用いた閃光放電管の一実施形態を示す概略図Schematic view showing one embodiment of a flash discharge tube using a tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention. 同実施形態にかかる閃光放電管の製造工程例を示す概略図Schematic showing an example of the manufacturing process of the flash discharge tube according to the same embodiment 同実施形態にかかる閃光放電管の製造工程例を示す概略図Schematic showing an example of the manufacturing process of the flash discharge tube according to the same embodiment 同実施形態にかかる閃光放電管の製造工程例を示す概略図Schematic showing an example of the manufacturing process of the flash discharge tube according to the same embodiment 本発明にかかる放電管用強化ガラス管を用いた閃光放電管の他の実施形態を示す部分断面を含む概略図Schematic diagram including a partial cross section showing another embodiment of a flash discharge tube using a tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention. 本発明にかかる閃光放電管を用いた光照射装置の一例であるストロボ装置の一実施形態を示す概略構成図1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a strobe device as an example of a light irradiation device using a flash discharge tube according to the present invention.

以下、本発明にかかる放電管用強化ガラス管及びその製造方法及びその強化ガラス管を用いた閃光放電管等について、図面を参酌しつつ説明する。   Hereinafter, a tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention, a method for manufacturing the same, a flash discharge tube using the tempered glass tube, and the like will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明にかかる放電管用強化ガラス管の一実施形態を示す一部拡大略断面図を含む概略断面図であり、図示のように、放電管用強化ガラス管1は、母材となるガラス管2の内壁に二酸化珪素被膜3が、格子形成領域部4を含んで形成されている。なお、ガラス管2の内壁両端部には、図示していない一対の放電電極を気密封着するために、二酸化珪素被膜3を形成しない非形成部2a、2bを設けている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view including a partially enlarged schematic cross-sectional view showing one embodiment of a tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention. As shown, the tempered glass tube for a discharge tube 1 is a base material. A silicon dioxide coating 3 is formed on the inner wall of the glass tube 2, including the lattice forming region 4. At both ends of the inner wall of the glass tube 2, non-formed portions 2a and 2b where the silicon dioxide film 3 is not formed are provided in order to hermetically seal a pair of discharge electrodes (not shown).

母材となるガラス管2は、ガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備えたガラス管であり、本実施形態においては、アルミノ珪酸塩を主成分としてアルカリ金属酸化物を殆ど含まないことからホウ珪酸ガラス管より軟化点が高く、またアルミナ成分を含有することから二酸化珪素とガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を有するアルミノシリケートガラス管によって構成している。   The glass tube 2 serving as a base material contains almost no alkali metal oxide having a property of cutting a crystal lattice of glass, and has a property of containing an alumina component and forming a crystal lattice serving as a glass skeleton together with silicon dioxide. In this embodiment, a softening point is higher than that of a borosilicate glass tube because it contains an aluminosilicate as a main component and hardly contains an alkali metal oxide, and also contains silicon dioxide because it contains an alumina component. It is composed of an aluminosilicate glass tube having the property of forming a crystal lattice serving as a skeleton of glass.

このアルカリ金属酸化物を殆ど含まないアルミノシリケートガラス管は、アルカリ酸化物フリーのアルミノシリケートガラス管であり、その成分組成については、約20w%の酸化アルミニウム、約60w%の二酸化珪素、そして残部の殆どを占めるアルカリ土類金属を主組成として含み、アルカリ金属酸化物である上記アルカリ酸化物については0.03w%未満となるように構成されている従来周知のガラスである。   The aluminosilicate glass tube containing almost no alkali metal oxide is an alkali oxide-free aluminosilicate glass tube having a composition of about 20% by weight of aluminum oxide, about 60% by weight of silicon dioxide, and the balance of It is a conventionally well-known glass which contains an alkaline earth metal which occupies most as a main composition and the alkali oxide which is an alkali metal oxide is less than 0.03 w%.

具体例としてSCHOTT社Glass8253の組成を見てみると、16.5w%の酸化アルミニウム、61w%の二酸化珪素、アルカリ土類金属の酸化物として13w%の酸化カルシウム、8w%の酸化バリウム、アルカリ酸化物である0.02w%未満の酸化ナトリウム等を含んで構成され、かつアルカリ酸化物については合計でも0.03w%未満となるように設定されている。なお、上記ガラス8253の特性については、軟化点は約1000度とアルカリ金属酸化物を含有している従来より放電管用ガラス管として周知のホウ珪酸ガラスの約700〜830度より高い特性を備えている。   Looking at the composition of SCHOTT Glass8253 as a specific example, 16.5 w% of aluminum oxide, 61 w% of silicon dioxide, 13 w% of calcium oxide as an alkaline earth metal oxide, 8 w% of barium oxide, and alkali oxidation It is configured to contain less than 0.02 w% of sodium oxide or the like, and alkali oxides are set to be less than 0.03 w% in total. The glass 8253 has a softening point of about 1000 degrees, which is higher than about 700 to 830 degrees of borosilicate glass conventionally known as a discharge tube glass tube containing an alkali metal oxide. I have.

以下、本発明にかかる放電管用強化ガラス管1の詳細についてその製造工程例を示した図2を参照しつつ簡単に説明する。   Hereinafter, the details of the tempered glass tube for a discharge tube 1 according to the present invention will be briefly described with reference to FIGS.

図2(a)、(b)、(c)は本発明にかかる放電管用強化ガラス管の一実施形態にかかる放電管用強化ガラス管の製造工程例を示す概略図を示し、図2(a)は、母材となるガラス管2の内壁面に、焼成されることにより二酸化珪素被膜3となるシラノール溶液5を塗布する塗布工程の概略断面図を示している。   2A, 2B, and 2C are schematic views showing an example of a manufacturing process of a tempered glass tube for a discharge tube according to an embodiment of the tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention, and FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of an application step of applying a silanol solution 5 that becomes a silicon dioxide film 3 by being fired on the inner wall surface of the glass tube 2 that becomes a base material.

また、図2(b)は、ガラス管2の内壁に塗布されたシラノール溶液を乾燥する共に上記シラノール溶液の塗布領域を所望領域に規制してシラノール塗布膜5aを形成する乾燥規制工程の概略断面図を示し、図2(c)は、シラノール塗布膜5aが形成された上記ガラス管2を焼成する焼成工程の概略断面図を示している。   FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of a drying regulation step of drying the silanol solution applied to the inner wall of the glass tube 2 and regulating the application area of the silanol solution to a desired area to form a silanol coating film 5a. FIG. 2C is a schematic sectional view of a firing step of firing the glass tube 2 on which the silanol coating film 5a has been formed.

すなわち、本発明にかかる放電管用強化ガラス管1の製造方法は、少なくとも上記図2(a)、(b)、(c)に示した各製造工程を備え、まず、図2(a)に示した塗布工程にて、母材として採用している前述したアルミノシリケートガラス管2の内壁に、焼成されることにより二酸化珪素被膜3を構成することになるシラノール溶液5が塗布される。   That is, the method for manufacturing the strengthened glass tube for a discharge tube 1 according to the present invention includes at least the respective manufacturing steps shown in FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c). In the application step, a silanol solution 5 that forms the silicon dioxide film 3 by being fired is applied to the inner wall of the aluminosilicate glass tube 2 described above, which is used as a base material.

具体的には、図2(a)に示したように、容器Cに入れられたシラノール溶液5にアルミノシリケートガラス管2の一端を浸漬し、同ガラス管2の他端に接続された図示していない真空ポンプによりシラノール溶液5を吸引して放電電極が封止される部分を除く所定位置まで上昇させて上記ガラス管2の内壁面にシラノール溶液を供給し、その後、真空ポンプを解除して上記ガラス管2をシラノール溶液5から取り出し、その内部のシラノール溶液5を排出することにより、上記ガラス管2の内壁面にシラノール溶液5が塗布されることになる。   Specifically, as shown in FIG. 2A, one end of the aluminosilicate glass tube 2 is immersed in a silanol solution 5 placed in a container C, and is connected to the other end of the glass tube 2. The silanol solution 5 is sucked by a vacuum pump that has not been pulled up and raised to a predetermined position except for the portion where the discharge electrode is sealed, and the silanol solution is supplied to the inner wall surface of the glass tube 2, and then the vacuum pump is released. By taking out the glass tube 2 from the silanol solution 5 and discharging the silanol solution 5 therein, the silanol solution 5 is applied to the inner wall surface of the glass tube 2.

次に、図2(b)に示した乾燥規定工程にて、アルミノシリケートガラス管2の内壁に塗布されたシラノール溶液を例えばファン6によって乾燥すると共に上記ガラス管2の下端部分に塗布されたシラノール溶液が例えば図示しないがブラシ等によって除去することになる。これにより、アルミノシリケートガラス管2の内壁面に前述した非形成部2a、2bが形成され、その形成領域が所望領域に規制されたシラノール塗布膜5aが形成されることになる。   Next, in a drying regulation step shown in FIG. 2B, the silanol solution applied to the inner wall of the aluminosilicate glass tube 2 is dried by, for example, a fan 6, and the silanol solution applied to the lower end portion of the glass tube 2 is dried. The solution is removed by, for example, a brush (not shown). As a result, the above-mentioned non-formed portions 2a and 2b are formed on the inner wall surface of the aluminosilicate glass tube 2, and the silanol coating film 5a whose formation region is restricted to a desired region is formed.

その後、図2(c)に示した焼成工程にて、上記シラノール塗布膜5aが形成されたアルミノシリケートガラス管2を、例えば適宜の焼成炉7を用いてアルミノシリケートガラス管2の徐冷点以上の温度にて焼成することにより、アルミノシリケートガラス管2の内壁に、二酸化珪素がアルミノシリケートガラス管2の内部に拡散して同ガラス管2が含有しているアルミナ成分との間でガラスの骨格となる結晶格子を形成してなる格子形成領域部4を含んだ二酸化形成被膜3が形成された本発明にかかる放電管用強化ガラス管が完成することになる。   Thereafter, in the firing step shown in FIG. 2C, the aluminosilicate glass tube 2 on which the silanol coating film 5a has been formed is cooled, for example, using an appropriate firing furnace 7 to a temperature lower than the annealing point of the aluminosilicate glass tube 2. Sintering at the temperature described above causes silicon dioxide to diffuse into the aluminosilicate glass tube 2 inside the aluminosilicate glass tube 2 and form a glass framework between the aluminosilicate glass tube 2 and the alumina component contained in the glass tube 2. Thus, a tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention in which a dioxide formation film 3 including a lattice forming region portion 4 formed by forming a crystal lattice is completed.

すなわち、母材として、アルカリ金属酸化物を含有させて軟化点を下降させたホウ珪酸ガラス管より軟化点の高いアルミノシリケートガラス管2を採用したことから焼成工程におけるシラノール塗布膜5aの焼成温度を高くすることができ、このため、二酸化珪素がアルミノシリケートガラス管2の内壁内部に拡散、アルミノシリケートガラス管2が含有しているアルミナ成分と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質によって形成される結晶格子を、より多く形成できることになる。   That is, since the aluminosilicate glass tube 2 having a softening point higher than that of the borosilicate glass tube containing an alkali metal oxide and having a lowered softening point was employed as the base material, the firing temperature of the silanol coating film 5a in the firing step was reduced. Accordingly, silicon dioxide diffuses into the inner wall of the aluminosilicate glass tube 2 and is formed by a property capable of forming a crystal lattice serving as a glass skeleton together with the alumina component contained in the aluminosilicate glass tube 2. More crystal lattices can be formed.

より多くの結晶格子が形成されてなる格子形成領域部4は、極めて緻密・強固な被膜形成領域となることは詳述するまでも無く、結果、本発明による放電管用強化ガラスの製造方法によれば、アルミノシリケートガラス管2の内壁に、より緻密・強固な二酸化珪素被膜3が形成された放電管用強化ガラス管1を製造できることになる。   It goes without saying that the lattice-forming region portion 4 in which more crystal lattices are formed is an extremely dense and strong film-forming region. As a result, according to the method for producing a tempered glass for a discharge tube according to the present invention. For example, a strengthened glass tube for a discharge tube 1 in which a denser and stronger silicon dioxide film 3 is formed on the inner wall of the aluminosilicate glass tube 2 can be manufactured.

なお、上記二酸化珪素被膜3の膜厚については、厚く形成できればできるほどアルミノシリケートガラス管2の内壁における石英化領域を拡大できることから放電管用ガラス管のみにおいて生じていた現象に対する耐久特性(耐熱特性、耐熱衝撃特性)、いわゆる放電耐性については大幅に向上できることにはなるが、本願発明者らによる確認では、膜厚が400nmを越えると形成した被膜にクラックが発生する現象の出現頻度が急激に上昇することが確認できている。   As for the thickness of the silicon dioxide film 3, the thicker the film can be formed, the more the quartized region on the inner wall of the aluminosilicate glass tube 2 can be expanded. Therefore, the durability characteristics against the phenomenon that occurs only in the discharge tube glass tube (heat resistance, Thermal shock resistance), a so-called discharge resistance, can be greatly improved. However, the present inventors have confirmed that when the film thickness exceeds 400 nm, the frequency of occurrence of cracks in the formed film increases sharply. It has been confirmed that.

表1は、母材ガラス管としてアルミノシリケートガラス管を用いた後述する本発明による閃光放電管の一実施形態と冒頭に述べた母材ガラス管としてホウ珪酸ガラス管を用いた従来構成による閃光放電管における二酸化珪素被膜の膜厚とクラック並びに放電耐性の評価を簡単に纏めたものである。   Table 1 shows an embodiment of a flash discharge tube according to the present invention described below using an aluminosilicate glass tube as a base material glass tube, and a flash discharge according to a conventional configuration using a borosilicate glass tube as a base material glass tube described at the beginning. 1 is a summary of the evaluation of the film thickness, cracks and discharge resistance of a silicon dioxide film in a tube.

なお、形成した被膜におけるクラックの発生は、ガラス管内壁の石英化を実現できていないことに他ならず、よって耐久性能が母材ガラス管に依存する状態となることと併せてクラック発生部の被膜の一部が放電時の発熱により溶融して管内に異物として存在することによる母材ガラス管劣化を生じることから、耐熱衝撃特性等の放電耐性の大幅向上を望めなくなることは詳述するまでも無い。加えて、クラックの存在自体による光透過状態の変化も発生し、これによって比光量の低下を生じることも明らかである。   In addition, the occurrence of cracks in the formed coating is nothing but the fact that the inner wall of the glass tube has not been made into quartz, and therefore, the durability of the film depends on the base material glass tube. Since the base material glass tube deteriorates due to the fact that a part of the coating melts due to heat generated during discharge and is present as a foreign substance in the tube, it will not be possible to expect a significant improvement in discharge resistance such as thermal shock resistance. Not even. In addition, it is apparent that a change in the light transmission state due to the presence of the crack itself also occurs, which causes a decrease in the specific light amount.

表1に示したように、本発明の場合、従来構成では膜厚が110nmを越えると不可であったクラック評価が400nmを越えてはじめて不可評価となる。すなわち、本発明においては、母材ガラス管をガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備えたガラス管であるアルミノシリケートガラス管としていることから、クラックの発生頻度は膜厚が400nmまでは特に問題を生じることなく良評価であり、400nmを超えるとはじめて高くなることから評価も不可評価となり、よって従来構成よりも二酸化珪素被膜の膜厚を大幅に厚く形成できることになる。   As shown in Table 1, in the case of the present invention, the crack evaluation, which was not possible when the film thickness exceeds 110 nm in the conventional configuration, is not possible until the film thickness exceeds 400 nm. That is, in the present invention, the base glass tube contains almost no alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of the glass, and can form a crystal lattice which contains an alumina component and serves as a glass skeleton together with silicon dioxide. Since the aluminosilicate glass tube, which is a glass tube with properties, is used, the crack occurrence frequency is a good evaluation without any particular problem up to a film thickness of 400 nm, and is evaluated only when the film thickness exceeds 400 nm. The evaluation was unacceptable, so that the silicon dioxide film could be formed much thicker than the conventional configuration.

このため、放電耐性についても、従来構成ではクラック発生頻度が高くなる110nmを越えると不可評価であったが、本発明の場合には400nmを越えてはじめて不可評価となる。   For this reason, with respect to the discharge resistance, the conventional configuration is not evaluated when the frequency of crack occurrence is higher than 110 nm, but is not evaluated when it exceeds 400 nm in the case of the present invention.

また、放電耐性について更に詳細に見てみると、膜厚が50nmないし110nmの範囲においては、本発明が良評価であるのに対し従来構成は可評価となることも確認できている。すなわち、本発明によれば、母材ガラス管の内壁に、アルカリ金属酸化物によるガラスの結晶格子の切断を殆ど生じることなく、二酸化珪素被膜が、母材ガラス管の内壁内部に二酸化珪素が拡散してなる格子形成領域部を含んで形成されることから、この形成された二酸化珪素被膜は、従来構成であるアルカリ金属酸化物を含むホウ珪酸ガラス管に形成した二酸化珪素被膜とは異なり、一部領域に結晶格子を形成した緻密、強固な被膜となり、よって、同一膜厚であっても放電耐性については、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された本発明の場合が有利となることも確認できている。   Further, looking at the discharge resistance in more detail, it has been confirmed that in the film thickness range of 50 nm to 110 nm, the present invention is evaluated as good, whereas the conventional structure is evaluated as evaluated. That is, according to the present invention, the silicon dioxide film is diffused into the inner wall of the base glass tube with almost no cutting of the crystal lattice of the glass by the alkali metal oxide on the inner wall of the base glass tube. Since the silicon dioxide film is formed including the lattice-forming region portion formed in this manner, the formed silicon dioxide film is different from the silicon dioxide film formed on the borosilicate glass tube containing the alkali metal oxide, which is a conventional structure, and is different from the silicon dioxide film. It becomes a dense and strong film with a crystal lattice formed in the partial region, and therefore, even with the same thickness, the case of the present invention in which a denser and stronger silicon dioxide film is formed is advantageous in terms of discharge resistance. Has also been confirmed.

さらに、本発明の二酸化珪素被膜は、上述したように格子形成領域部を含んで形成されることから、その膜厚を厚くしてもクラックの発生が少ない緻密な被膜となり、したがって、二酸化珪素被膜の膜厚が130nm以上の厚みとなると、表1において優評価として記載したように、その厚みに基づく石英化の寄与・貢献度が大きくなり、先の放電耐性はそれまでの放電耐性に比して大きく向上することも確認できている。   Further, since the silicon dioxide film of the present invention is formed including the lattice forming region as described above, even if the film thickness is increased, the film becomes a dense film with less occurrence of cracks. When the film thickness becomes 130 nm or more, the contribution and the contribution of the quartification based on the thickness increase as described as excellent evaluation in Table 1, and the previous discharge resistance is higher than the previous discharge resistance. Has been confirmed to be greatly improved.

以上のように、本発明によれば、母材ガラス管をガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備えたガラス管としていることから、ホウ珪酸ガラス管を母材ガラス管として採用していた場合とは異なり、より緻密、強固な二酸化珪素被膜を形成できることになると共に、従来構成の場合には膜厚が110nm以上で発生頻度が高くなる二酸化珪素被膜のクラックが生じにくくなり、したがって、膜厚を厚く、好ましくは130nm以上と大幅に厚くできることになるが、膜厚が400nmを越えると、先のホウ珪酸ガラス管における膜厚110nm以上の場合と同様に、急激に形成した被膜におけるクラックの発生頻度が高くなってしまうことが確認できている。   As described above, according to the present invention, the base glass tube contains almost no alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of glass, and contains an alumina component and serves as a glass skeleton together with silicon dioxide. Unlike the case where a borosilicate glass tube was used as the base glass tube, a denser and stronger silicon dioxide film can be formed because the glass tube has the property of forming a lattice. In the case of the structure, cracks in the silicon dioxide film, which frequently occur when the film thickness is 110 nm or more, are unlikely to occur. Therefore, the film thickness can be increased to a large value, preferably 130 nm or more. When the thickness exceeds 110, cracks occur in the rapidly formed film, as in the case of the film thickness of 110 nm or more in the borosilicate glass tube. It has confirmed that the frequency is increased.

したがって、二酸化珪素被膜の膜厚については、本発明においてもいたずらに厚くすることなく400nm以下に設定することが望まれる。   Therefore, it is desired that the thickness of the silicon dioxide film be set to 400 nm or less without unnecessarily increasing the thickness in the present invention.

図3は、図1に示した本発明にかかる放電管用強化ガラス管1を用いた閃光放電管の一実施形態を示す概略図であり、図示のように、閃光放電管8は、外囲器を構成する放電管用強化ガラス管1の両端に、このガラス管1の内部にキセノンガス9を封入した状態で陽極ビード10を介して放電電極A(陽極)の一部を形成する電極ピン12と、陰極ビード11を介して放電電極C(陰極)の一部を形成する電極ピン13を気密封着することにより構成されている。   FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a flash discharge tube using the tempered glass tube for a discharge tube 1 according to the present invention shown in FIG. 1, and as shown, the flash discharge tube 8 is an envelope. Electrode pins 12 forming a part of a discharge electrode A (anode) via an anode bead 10 in a state in which xenon gas 9 is sealed inside the glass tube 1 at both ends of the tempered glass tube 1 for a discharge tube constituting An electrode pin 13 forming a part of the discharge electrode C (cathode) is hermetically sealed via a cathode bead 11.

本発明にかかる閃光放電管8の外囲器を構成する放電管用強化ガラス管1は、アルカリ金属酸化物を殆ど含まないアルミノシリケートガラス管(例えば、SCHOTT社Glass8253等)にて構成され、また陽極ビード10並びに陰極ビード11は、軟化点が低くなるように設計されたホウ珪酸ガラス管にて構成されている。(例えば、SCHOTT社Glass8487等)
陽極である放電電極Aは、図示のように陽極ビード10が溶着される電極ピン12とこの電極ピン12に溶接された外部ピン14で構成しており、さらにこの電極ピン12は熱膨張係数が4.4〜4.5×10−6・K−1であり融点が約3400℃と極めて高いタングステンにて構成し、外部ピン14としては例えばニッケルであるニッケル系金属を採用している。
The tempered glass tube for a discharge tube 1 constituting the envelope of the flash discharge tube 8 according to the present invention is formed of an aluminosilicate glass tube containing almost no alkali metal oxide (for example, Glass8253 from SCHOTT). The bead 10 and the cathode bead 11 are each formed of a borosilicate glass tube designed to have a low softening point. (For example, SCHOTT Glass8487 etc.)
The discharge electrode A, which is an anode, is composed of an electrode pin 12 to which an anode bead 10 is welded and an external pin 14 welded to the electrode pin 12, as shown in FIG. The outer pins 14 are made of tungsten having an extremely high melting point of about 3400 ° C., which is 4.4 to 4.5 × 10 −6 · K −1 , and a nickel-based metal such as nickel is used as the external pins 14.

陽極ビード10は、電極ピン12に対して直接溶着される第1ビード10aとこの第1ビード10aの周囲に上記ガラス管1の内径未満の外径を有し、かつ第1ビード10aの軸方向長さより短い長さにて溶着された第2ビード10bとから形成しており、第2ビード10bの側面部と上記ガラス管1の内壁面部とを溶融接合することにより、上記ガラス管1と電極ピン12との気密封着を間接的に実現している。   The anode bead 10 has a first bead 10a directly welded to the electrode pin 12 and an outer diameter around the first bead 10a that is smaller than the inner diameter of the glass tube 1 and in the axial direction of the first bead 10a. The glass tube 1 is formed from a second bead 10b welded with a length shorter than the length, and the side surface of the second bead 10b and the inner wall surface of the glass tube 1 are melt-bonded to form the glass tube 1 and the electrode. Airtight sealing with the pin 12 is realized indirectly.

陰極である放電電極Cは、図示のように陰極ビード11が気密溶着される電極ピン13とこの電極ピン13にカシメ等の工法にて取り付けられた焼結電極15と電極ピン13に溶接された外部ピン16とで構成しており、これらの陰極ビード11と電極ピン13と外部ピン16も、先の放電電極Aと同様に、夫々、ホウ珪酸ガラス、タングステン、ニッケル系金属にて構成している。   The discharge electrode C serving as the cathode was welded to the electrode pin 13 to which the cathode bead 11 was hermetically welded, and the sintered electrode 15 and the electrode pin 13 attached to the electrode pin 13 by a method such as caulking as shown in the figure. The cathode bead 11, the electrode pin 13 and the external pin 16 are also made of borosilicate glass, tungsten, and a nickel-based metal, respectively, similarly to the discharge electrode A. I have.

陰極ビード11も、陽極ビード10と同様に、電極ピン13に対して直接溶着される第3ビード11aとこの第3ビード11aの周囲に上記ガラス管1の内径未満の外径を有し、かつ第3ビード11aの軸方向長さより短い長さにて溶着された第4ビード11bとから形成しており、第4ビード11bの側面部と上記ガラス管1の内壁面部とを溶融接合することにより、上記ガラス管1と電極ピン13との気密封着を間接的に実現している。   Like the anode bead 10, the cathode bead 11 also has a third bead 11a directly welded to the electrode pin 13, and an outer diameter less than the inner diameter of the glass tube 1 around the third bead 11a, and The fourth bead 11b is welded with a length shorter than the length of the third bead 11a in the axial direction. The fourth bead 11b is formed by melting and joining the side surface portion of the fourth bead 11b and the inner wall surface portion of the glass tube 1. In addition, the hermetic sealing between the glass tube 1 and the electrode pins 13 is indirectly realized.

次に、本発明の第1の実施形態にかかる閃光放電管8の製造工程について、同閃光放電管8の製造工程例を示す概略図である図4〜図6を参照しつつ簡単に説明する。   Next, the manufacturing process of the flash discharge tube 8 according to the first embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 4 to 6, which are schematic views showing an example of the manufacturing process of the flash discharge tube 8. .

図4(a)、(b)は陽極である放電電極Aを製造する工程概略図を示し、図5(a)、(b)は陰極である放電電極Cを製造する工程概略図を示し、図6(a)、(b)は図4、図5にて製造した各工程部材を用いて本発明にかかる閃光放電管8を製造する工程概略図を示している。   FIGS. 4A and 4B are schematic views showing steps of manufacturing a discharge electrode A as an anode, and FIGS. 5A and 5B are schematic views showing steps of manufacturing a discharge electrode C as a cathode. FIGS. 6A and 6B are schematic views showing the steps of manufacturing the flash discharge tube 8 according to the present invention using the respective process members manufactured in FIGS.

図4、図5に示した放電電極AおよびC共に、電極ピン12、13である熱膨張係数が4.4〜4.5×10−6・K−1のタングステンに、中空円筒形状を備え熱膨張係数が3.2〜4.1×10−6・K−1のホウ珪酸ガラスからなる陽極ビード10(第1ビード10aと第2ビード10b)、陰極ビード11(第3ビード11aと第4ビード11b)を、図4(a)、図5(a)中に矢印で示した方向に移動させて挿通し、その後、例えば図4(b)、図5(b)に示したようにビード加熱用のバーナーB1、B2にて加熱することにより先の電極ピン12、13に溶融接合している。 Each of the discharge electrodes A and C shown in FIGS. 4 and 5 has a hollow cylindrical shape on tungsten having a thermal expansion coefficient of 4.4 to 4.5 × 10 −6 · K −1 as the electrode pins 12 and 13. An anode bead 10 (first bead 10a and second bead 10b) and a cathode bead 11 (third bead 11a and second bead 10) made of borosilicate glass having a coefficient of thermal expansion of 3.2 to 4.1 × 10 −6 · K −1 . The four beads 11b) are moved in the directions indicated by arrows in FIGS. 4 (a) and 5 (a) and inserted, and then, for example, as shown in FIGS. 4 (b) and 5 (b). Heating is performed by the bead heating burners B1 and B2, so that the electrode pins 12 and 13 are melt-bonded.

すなわち、放電電極Aは、ホウ珪酸ガラスからなる第1ビード10aを、タングステンからなる電極ピン12に、閃光放電管8の外囲器を構成する本発明による放電管用強化ガラス管1の内径未満の外径となるように直接巻き付け、さらに同じくホウ珪酸ガラスからなる第2ビード10bを、上記ガラス管1の内径未満の外径となるように上記第1ビード10aの周囲に上記第1ビード10aの軸方向長さより短い長さにて巻付けることにより形成している。   That is, the discharge electrode A has a first bead 10a made of borosilicate glass, and an electrode pin 12 made of tungsten, which is smaller than the inner diameter of the tempered glass tube 1 for a discharge tube according to the present invention, which forms the envelope of the flash discharge tube 8. The first bead 10a is wound directly around the first bead 10a so as to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the glass tube 1 by directly winding the second bead 10b also made of borosilicate glass. It is formed by winding with a length shorter than the axial length.

また、放電電極Cも放電電極Aと同様に、ホウ珪酸ガラスからなる第3ビード11aを、タングステンからなる電極ピン13に、閃光放電管8の外囲器を構成する本発明による放電管用強化ガラス管1の内径未満の外径となるように直接巻き付け、さらに同じくホウ珪酸ガラスからなる第4ビード11bを、上記ガラス管1の内径未満の外径となるように上記第3ビード11aの周囲に上記第1ビード11aの軸方向長さより短い長さにて巻付け、さらに焼結電極15を、図示はしないが周知のカシメ工程を経て電極ピン13に取り付けることにより形成している。   Similarly to the discharge electrode A, the discharge electrode C is provided with a third bead 11a made of borosilicate glass and an electrode pin 13 made of tungsten, and a tempered glass for a discharge tube according to the present invention constituting an envelope of the flash discharge tube 8. Directly wound so as to have an outer diameter less than the inner diameter of the tube 1, and further wrapped a fourth bead 11 b made of borosilicate glass around the third bead 11 a so as to have an outer diameter less than the inner diameter of the glass tube 1. The first bead 11a is formed by winding the first bead 11a with a length shorter than the length in the axial direction, and attaching the sintered electrode 15 to the electrode pin 13 through a known caulking step (not shown).

この時、電極ピン12、13と陽極ビード10、陰極ビード11の夫々の熱膨張係数の差は小さく、具体的には1×10−6・K−1以下の設定であることから、上記直接の加熱による溶融接着時における熱膨張係数差に基づく不都合の発生を防止できることになる。 At this time, the difference in the coefficient of thermal expansion between the electrode pins 12 and 13 and the anode bead 10 and the cathode bead 11 is small, and specifically, is set to 1 × 10 −6 · K −1 or less. This can prevent the occurrence of inconvenience due to the difference in the coefficient of thermal expansion at the time of fusion bonding by heating.

また、ガラス管1に対し、必要に応じてトリガ電圧が印加されるトリガ電極として機能する透明導電性被膜を、その外表面の所定領域に周知の方法により形成しても良いことは詳述するまでもない。   Further, it will be described in detail that a transparent conductive film functioning as a trigger electrode to which a trigger voltage is applied as necessary may be formed on a predetermined region of an outer surface of the glass tube 1 by a known method. Not even.

次に図6に示したように、図4、図5にて説明したように製造した放電電極A、Cが以下のように組み合わされることにより本発明にかかる閃光放電管8が完成する。   Next, as shown in FIG. 6, the discharge electrodes A and C manufactured as described with reference to FIGS. 4 and 5 are combined as follows to complete the flash discharge tube 8 according to the present invention.

まず、陽極である放電電極Aを図6(a)中の矢印方向に移動させ、その陽極ビード10をガラス管1の一端部内部に位置させ、その後、例えばバーナーB3により加熱することによって上記陽極ビード10を形成する第2ビード10bの側面部とガラス管1の一端部の内壁面部とを溶融接合し、これにより陽極である放電電極Aを陽極ビード10を介してガラス管1に気密封着する。   First, the discharge electrode A, which is the anode, is moved in the direction of the arrow in FIG. 6A, and the anode bead 10 is positioned inside one end of the glass tube 1. Thereafter, the anode bead 10 is heated by a burner B3, for example. The side surface of the second bead 10b forming the bead 10 and the inner wall surface at one end of the glass tube 1 are fusion-bonded, whereby the discharge electrode A as an anode is hermetically sealed to the glass tube 1 via the anode bead 10. I do.

次いで、図6(a)に図示したように放電電極Cを矢印方向に移動させ、その陰極ビード11をガラス管1の他端部内部に位置させた状態でガラス管1の内部に所望量のキセノンガス9を充填し、例えばバーナーB4により加熱することによって上記陰極ビード11を形成する第4ビード11bの側面部とガラス管1の一端部の内壁面部とを溶融接合し、これにより陰極である放電電極Cを陰極ビード11を介してガラス管1に気密封着する。   Next, as shown in FIG. 6A, the discharge electrode C is moved in the direction of the arrow, and a desired amount of the cathode bead 11 is placed inside the other end of the glass tube 1 inside the glass tube 1. The side wall of the fourth bead 11b forming the cathode bead 11 and the inner wall surface at one end of the glass tube 1 are melt-bonded by filling with a xenon gas 9 and heating by, for example, a burner B4, thereby forming a cathode. The discharge electrode C is hermetically sealed to the glass tube 1 via the cathode bead 11.

その後、図示はしないが、外部ピン14、16の長さを所望の長さに設定する工程や同外部ピン14、16に対して予備半田を施す工程等を必要に応じて行うことにより図3に示した本発明にかかる閃光放電管8が完成することになる。   Thereafter, although not shown, a step of setting the lengths of the external pins 14 and 16 to a desired length and a step of performing preliminary soldering on the external pins 14 and 16 are performed as necessary to obtain the configuration shown in FIG. The flash discharge tube 8 according to the present invention shown in FIG.

なお、本発明にかかる閃光放電管は、上記した実施形態に限定されること無く、例えば放電電極A、Cの気密封着工法やキセノンガスの封入工法等については、以下のように種々変更することができることはいうまでもない。   In addition, the flash discharge tube according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the method of hermetically sealing the discharge electrodes A and C and the method of sealing xenon gas are variously changed as follows. It goes without saying that it can be done.

すなわち、上述した実施形態では、放電電極A、C共、ガラス管1の両端部に、夫々二重ビード構成とした陽極ビード10の第2ビード10bの側面部と、陰極ビード11の第4ビード11bの側面部とガラス管1の端部内壁面部とを溶融接合することにより電極ピン12、13とガラス管1との気密封着を行っていたが、例えば図7に本発明にかかる閃光放電管8の他の実施形態として示した部分断面を含む概略図のように、夫々のビードを上述したような二重ビード構成ではなく一体物の陽極ビード17、陰極ビード18として構成し、この陽極ビード17、陰極ビード18を、夫々の側面略中央部に上記ガラス管1の両管端部が位置するようにガラス管1の両端部内に配置した状態にて両ビード17、18の夫々の側面略中央部を上記ガラス管1の管端部近傍と共に局所的に加熱することにより、同側面部略中央部にガラス管1の管端部を潜り込ませ、これにより凹部を形成してガラス管1と気密封着し、上記ガラス管1と放電電極A並びに放電電極Cにおける電極ピン12,13との気密封着を間接的に実現しても良いことは言うまでもない。   That is, in the above-described embodiment, both side portions of the second bead 10b of the anode bead 10 and the fourth bead of the cathode bead 11 are formed on both ends of the glass tube 1 for both the discharge electrodes A and C, respectively. The electrode pins 12, 13 and the glass tube 1 are hermetically sealed by fusion bonding the side surface portion of the glass tube 1 to the side surface portion of the glass tube 1; for example, FIG. 7 shows a flash discharge according to the present invention. As shown in a schematic diagram including a partial cross section of another embodiment of the tube 8, each bead is configured as a unitary anode bead 17, cathode bead 18 instead of a double bead configuration as described above. A bead 17 and a cathode bead 18 are arranged in both ends of the glass tube 1 such that both tube ends of the glass tube 1 are located substantially at the center of each side. Above the middle part By locally heating the vicinity of the end of the glass tube 1 together with the vicinity of the end, the end of the glass tube 1 is sunk into the substantially central portion of the side surface portion, thereby forming a concave portion and hermetically sealing with the glass tube 1. Needless to say, the hermetic sealing between the glass tube 1 and the electrode pins 12 and 13 of the discharge electrode A and the discharge electrode C may be realized indirectly.

換言すれば、陽極ビード17、陰極ビード18を夫々一体物として構成し、図7中の断面に示したように、ガラス管1(アルミノシリケートガラス管)の内径未満の側面部外径を有するように電極ピン12、13に直接巻き付けると共に、その夫々の側面部略中央部を、同側面部略中央部近傍に位置しているガラス管1の管端部近傍と共に局所的に加熱することにより、同側面部略中央部にガラス管1の管端部を潜り込ませることにより凹部を形成して両ビード17,18とガラス管1との気密封着を実現し、これによりガラス管1と電極ピン12,13との気密封着を間接的に実現しても良いことは言うまでもない。   In other words, each of the anode bead 17 and the cathode bead 18 is formed as a single unit, and has a side portion outer diameter smaller than the inner diameter of the glass tube 1 (aluminosilicate glass tube) as shown in the cross section in FIG. The electrode pins 12 and 13 are directly wound around the glass tube 1, and the respective sides of the glass tube 1 are heated substantially together with the glass tube 1 near the tube center. The tube end of the glass tube 1 is sunk into the substantially central portion of the side surface to form a concave portion, thereby realizing an air-tight seal between the beads 17, 18 and the glass tube 1, thereby achieving the glass tube 1 and the electrode pins. Needless to say, the hermetically sealed attachment with 12, 13 may be realized indirectly.

また、上記した放電電極Cのガラス管1の内部にキセノンガスを封入しつつの気密封着工程を実現する他の工法例としては、バーナーB4に換えて例えばカーボンヒーターを用い、具体的にはバーナーB4を除く図6に示した放電電極Aが封着されたガラス管1と放電電極C及びカーボンヒーターを、内部を真空にできると共に所定圧力のキセノンガスを充填できる作業空間を備えた真空容器内に配置し、この真空容器内にてキセノンガスの充填並びにカーボンヒーターによる放電電極Cの陰極ビード11とガラス管1間の加熱および溶融接合を実施する工法を採用できることはもちろんである。   Further, as another example of the method of realizing the hermetic sealing process while enclosing the xenon gas inside the glass tube 1 of the discharge electrode C, for example, a carbon heater is used in place of the burner B4. Except for the burner B4, a vacuum vessel equipped with a work space capable of evacuating the inside and filling a predetermined pressure of xenon gas with the glass tube 1, the discharge electrode C and the carbon heater sealed to the discharge electrode A shown in FIG. It is a matter of course that a method of filling the vessel with xenon gas and heating and melting and joining the cathode bead 11 of the discharge electrode C and the glass tube 1 by a carbon heater in the vacuum vessel can be adopted.

なお、上記した工法は、上記真空容器内に、例えばガラス管1の管端部が放電電極Cの陰極ビード18の側面略中央部に位置するように配置し、この真空容器内にてキセノンガスの充填並びにカーボンヒーターによる放電電極Cの陰極ビード18とガラス管の管端部近傍の局所を加熱する等、図7に示した構成例にも適用できることも言うまでもない。   In addition, the above-mentioned method is arranged such that the tube end of the glass tube 1 is positioned substantially at the center of the side surface of the cathode bead 18 of the discharge electrode C in the above-mentioned vacuum container, and the xenon gas is placed in the vacuum container. It is needless to say that the present invention can also be applied to the configuration example shown in FIG. 7, for example, by heating the cathode bead 18 of the discharge electrode C and the local portion near the end of the glass tube by a carbon heater.

次に、本発明にかかる光照射装置の一実施形態について説明する。   Next, an embodiment of the light irradiation device according to the present invention will be described.

図8は、本発明にかかる閃光放電管8を用いた光照射装置の一例であるストロボ装置Sの一実施形態を示す概略構成図である。   FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a strobe device S which is an example of a light irradiation device using the flash discharge tube 8 according to the present invention.

図示のように、本発明による光照射装置の一実施形態例であるストロボ装置Sは、本体19内に、被写体20の照明用光源となる本発明にかかる閃光放電管8、この閃光放電管8の発光光を被写体20方向に向けて導く反射傘21、閃光放電管8と被写体20の間に配置され短波長領域の光、例えば400nm以下の光を遮断する光学部材22、光学部材22を介して入射する光の射出方向、射出角度等を制御する光学制御手段23、閃光放電管8の発光動作を制御する発光動作制御手段24等を備えて構成されている。   As shown in the drawing, a strobe device S, which is an embodiment of the light irradiation device according to the present invention, includes a flash discharge tube 8 according to the present invention, which serves as a light source for illuminating a subject 20, and a flash discharge tube 8 according to the present invention. A reflector 21 for guiding the emitted light toward the subject 20, an optical member 22 disposed between the flash discharge tube 8 and the subject 20 to block light in a short wavelength region, for example, light of 400 nm or less, via an optical member 22. Optical control means 23 for controlling the emission direction, emission angle, and the like of the incident light, and light emission operation control means 24 for controlling the light emission operation of the flash discharge tube 8.

このため、発光動作制御手段24により閃光放電管8が発光動作を行った場合、閃光放電管8が射出する発光光は、直接及び反射傘21によって反射されて光学部材22に到達して短波長領域の光が遮断された光(例えば400nm以下の波長の光を含まない光)に制御され、さらに光学制御手段23によって照射角度等が制御されて被写体20に照射されることになる。   For this reason, when the flash discharge tube 8 performs a light emission operation by the light emission operation control means 24, the emitted light emitted from the flash discharge tube 8 is reflected directly and by the reflector 21 to reach the optical member 22 and has a short wavelength. The light in the region is controlled to be blocked light (for example, light that does not include light having a wavelength of 400 nm or less), and the irradiation angle and the like are controlled by the optical control unit 23 to irradiate the subject 20.

この時、本発明にかかる光照射装置の一例である上記ストロボ装置は、その光源として本発明にかかる閃光放電管8、すなわち母材ガラス管である例えばアルミノシリケートガラス管の内壁に、結晶格子を形成した格子形成領域部を含む、より好ましくは膜厚の厚い、より緻密・強固な二酸化珪素被膜が形成された、アーク放電時の熱衝撃という閃光放電管の外囲器のみにおいて生じていた現象に対する耐久特性(耐熱特性、耐熱衝撃特性)の大幅な改善を実現できた閃光放電管を用いていることから、ストロボ装置としての発光寿命耐久特性並びに短時間の繰り返し発光耐久特性の大幅向上を実現できることになる。   At this time, the above-mentioned strobe device, which is an example of the light irradiation device according to the present invention, has a crystal lattice on the inner wall of the flash discharge tube 8 according to the present invention, that is, a base material glass tube, for example, an aluminosilicate glass tube. A phenomenon that occurred only in the envelope of the flash discharge tube, that is, thermal shock during arc discharge, in which a thicker, more dense and stronger silicon dioxide film was formed, including the formed grid-forming region. The use of a flash discharge tube, which has greatly improved the durability characteristics (heat resistance and thermal shock resistance), has greatly improved the light emission lifetime durability and short-time repeated light emission durability of a strobe device. You can do it.

なお、本発明にかかる光照射装置は、上述したストロボ装置に限定されないことはいうまでもなく、例えば橋梁・高層ビル等の高所に設置されている航空機障害灯、航空機やパトカー等の緊急自動車に搭載される警光灯など、閃光放電管を光源として用いている、あるいは用いることができる各種の光照射装置に適用できることはもちろんである。   Note that the light irradiation device according to the present invention is not limited to the above-described strobe device, and for example, an aircraft obstacle light installed on a high place such as a bridge or a high-rise building, or an emergency vehicle such as an aircraft or a police car. It is needless to say that the present invention can be applied to various light irradiation devices that use or can use a flash discharge tube as a light source, such as a warning light mounted on a vehicle.

本発明の放電管用強化ガラス管及びその製造方法によれば、母材としてガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつ二酸化珪素とガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を有するガラス管を採用することから、母材ガラス管の内壁に、一部に結晶格子を形成した緻密、強固な領域である格子形成領域部を備えた、より好ましくは膜厚の厚い、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された放電管用強化ガラス管を得ることに適用することができる。   According to the tempered glass tube for a discharge tube of the present invention and the method for manufacturing the same, the base material contains almost no alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of the glass, and the crystal lattice serving as a skeleton of the silicon dioxide and the glass. Since a glass tube having a property that can be formed is adopted, the inner wall of the base glass tube is provided with a lattice-forming region portion that is a dense and strong region in which a crystal lattice is partially formed, and more preferably a film thickness of The present invention can be applied to obtaining a strengthened glass tube for a discharge tube on which a thick, denser and stronger silicon dioxide film is formed.

本発明の閃光放電管は、母材ガラス管である例えばアルミノシリケートガラス管の内壁に、結晶格子を形成した格子形成領域部を含む、より好ましくは膜厚の厚い、より緻密、強固な二酸化珪素被膜が形成された本発明による放電管用強化ガラス管を外囲器として備えることから、アーク放電時の熱衝撃という閃光放電管の外囲器のみにおいて生じていた現象に対する耐久特性(耐熱特性、耐熱衝撃特性)の大幅な改善を実現でき、この結果、発光に対する寿命耐久特性並びに短時間の繰返し発光耐久特性に優れた閃光放電管を得ることに適用することができる。   The flash discharge tube of the present invention includes a lattice-forming region portion in which a crystal lattice is formed on the inner wall of a base material glass tube, for example, an aluminosilicate glass tube, and more preferably a thicker, more dense, stronger silicon dioxide. The provision of the tempered glass tube for a discharge tube according to the present invention having a coating formed thereon as an envelope makes it possible to withstand the heat shock at the time of arc discharge which has occurred only in the envelope of the flash discharge tube (heat resistance, heat resistance). As a result, the present invention can be applied to obtaining a flash discharge tube having excellent durability against light emission and durability against short-time repeated light emission.

また、本発明の光照射装置は、耐熱特性、耐熱衝撃特性を大幅に向上させた本発明による閃光放電管を光源として用いることから、発光寿命耐久特性並びに短時間の繰り返し発光耐久特性に優れた光照射装置を得ることに適用することができる。   In addition, the light irradiation device of the present invention has excellent heat-resistance characteristics and light-emitting durability characteristics as well as short-time repetitive light-emitting durability characteristics, since the flash discharge tube according to the present invention having significantly improved heat resistance and thermal shock characteristics is used as a light source. It can be applied to obtaining a light irradiation device.

1 放電管用強化ガラス管
2 アルミノシリケートガラス管
3 二酸化珪素被膜
4 格子形成領域部
5 シラノール溶液
6 ファン
7 焼成炉
8 閃光放電管
9 キセノンガス
10 陽極ビード
10a 第1ビード
10b 第2ビード
11 陰極ビード
11a 第3ビード
11b 第4ビード
12 電極ピン
13 電極ピン
14 外部ピン
15 焼結体
16 外部ピン
17 陽極ビード
18 陰極ビード
19 本体
20 被写体
21 反射傘
22 光学部材
23 光学制御手段
24 発光動作制御手段
REFERENCE SIGNS LIST 1 tempered glass tube for discharge tube 2 aluminosilicate glass tube 3 silicon dioxide coating 4 lattice forming region 5 silanol solution 6 fan 7 firing furnace 8 flash discharge tube 9 xenon gas 10 anode bead 10a first bead 10b second bead 11 cathode bead 11a Third bead 11b Fourth bead 12 Electrode pin 13 Electrode pin 14 External pin 15 Sintered body 16 External pin 17 Anode bead 18 Cathode bead 19 Main body 20 Subject 21 Reflector 22 Optical member 23 Optical control means 24 Light emission operation control means

Claims (8)

ガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備えたガラス管を母材ガラス管としてなり、この母材ガラス管の内壁に、二酸化珪素被膜を、二酸化珪素が母材ガラス管の内壁内部へ拡散し前記結晶格子を形成している格子形成領域部を含んで形成したことを特徴とする放電管用強化ガラス管。 A glass tube containing almost no alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of glass and containing an alumina component and having a property of forming a crystal lattice serving as a skeleton of glass together with silicon dioxide as a base material glass tube. Wherein a silicon dioxide film is formed on the inner wall of the base glass tube, including a lattice forming region where the silicon dioxide is diffused into the inner wall of the base glass tube to form the crystal lattice. Tempered glass tube for discharge tube. 前記母材ガラス管は、アルミノ珪酸塩を主成分としてアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備え、更に軟化点がホウ珪酸ガラス管よりも高いアルミノシリケートガラス管であることを特徴とする請求項1に記載の放電管用強化ガラス管。 The base glass tube has a property of containing an aluminosilicate as a main component, containing almost no alkali metal oxide, and containing an alumina component and having a property of forming a crystal lattice serving as a glass skeleton together with silicon dioxide, and further has a softening point. 2. The tempered glass tube for a discharge tube according to claim 1, wherein the tempered glass tube is an aluminosilicate glass tube higher than a borosilicate glass tube. 二酸化珪素被膜は、その膜厚が50nm〜400nmであることを特徴とする請求項1及び2に記載の放電管用強化ガラス管。 3. The tempered glass tube for a discharge tube according to claim 1, wherein the silicon dioxide film has a thickness of 50 nm to 400 nm. 4. 少なく共、ガラスの結晶格子を切断する性質を有するアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備えた母材ガラス管の内壁に、焼成されることにより二酸化珪素被膜となるシラノール溶液を塗布してシラノール塗布膜を形成する塗布工程と、前記内壁に塗布されたシラノール塗布膜を乾燥すると共に前記シラノール塗布膜の形成領域を所望領域に規制する乾燥規制工程と、母材ガラス管の徐冷点以上の温度にて前記シラノール塗布膜が形成された前記母材ガラス管を焼成し、前記母材ガラス管の内壁に、二酸化珪素が前記母材ガラス管内部に拡散して同ガラス管が含有しているアルミナ成分との間で結晶格子を形成してなる格子形成領域部を含んだ二酸化形成被膜を形成する焼成工程とを備えたことを特徴とする放電管用強化ガラス管の製造方法。 At least, a preform glass tube containing almost no alkali metal oxide having a property of cutting the crystal lattice of glass, and having a property of containing an alumina component and having a property of forming a crystal lattice serving as a glass skeleton together with silicon dioxide. An application step of applying a silanol solution to be a silicon dioxide film by being baked on the inner wall to form a silanol coating film, and drying the silanol coating film applied on the inner wall and forming a region of the silanol coating film. A drying regulation step of regulating to a desired area, and baking the base glass tube on which the silanol coating film is formed at a temperature equal to or higher than the annealing point of the base glass tube; Diacid containing a lattice-forming region formed by diffusion of silicon into the inside of the base material glass tube to form a crystal lattice with an alumina component contained in the glass tube. Method for manufacturing a discharge tube reinforced glass tube, characterized in that a firing step of forming a formation film. 焼成工程は、母材ガラス管としてアルミノ珪酸塩を主成分としてアルカリ金属酸化物を殆ど含まない、かつアルミナ成分を含有し二酸化珪素と共にガラスの骨格となる結晶格子を形成できる性質を備え、更に軟化点がホウ珪酸ガラス管よりも高いアルミノシリケートガラス管を用いることにより、このアルミノシリケートガラス管の内壁に塗布されたシラノール塗布膜の焼成温度を高めたことを特徴とする請求項4に記載の放電管用強化ガラス管の製造方法。 The firing step is characterized in that the base glass tube has a property that it contains an aluminosilicate as a main component, contains almost no alkali metal oxide, contains an alumina component, and can form a crystal lattice serving as a glass skeleton together with silicon dioxide, and is further softened. 5. The discharge according to claim 4, wherein the firing temperature of the silanol coating film applied to the inner wall of the aluminosilicate glass tube is increased by using an aluminosilicate glass tube having a point higher than that of the borosilicate glass tube. Manufacturing method of tempered glass tube for pipe. 透光性の外囲器の両端に、その内部にキセノンガスを封入した状態で陽極及び陰極からなる一対の放電電極を気密封着してなる閃光放電管であって、前記外囲器として請求項1ないし3に記載の放電管用強化ガラス管を採用したことを特徴とする閃光放電管。 A flash discharge tube in which a pair of discharge electrodes comprising an anode and a cathode are hermetically sealed with xenon gas sealed therein at both ends of a translucent envelope, wherein the envelope is claimed. Item 4. A flash discharge tube using the tempered glass tube for a discharge tube according to any one of Items 1 to 3. 前記放電電極の内の少なくとも陰極は、電極ピンと、ホウ珪酸ガラスからなり前記電極ピンに前記アルミノシリケートガラス管の内径未満の外径となるように直接巻付けられて形成、気密封着された陰極ビードと、前記電極ピンの先端部に固着される焼結体とからなり、前記陰極ビードの側面略中央部と前記アルミノシリケートガラス管端部近傍を局所的に加熱溶融することにより前記管端部を前記陰極ビードの側面略中央部に潜り込ませて前記陰極ビードの側面略中央部に凹部を形成することにより前記アルミノシリケートガラス管と気密封着されることを特徴とする請求項6に記載の閃光放電管。 At least the cathode of the discharge electrodes is an electrode pin, a cathode made of borosilicate glass and directly wound around the electrode pin so as to have an outer diameter less than the inner diameter of the aluminosilicate glass tube, and a hermetically sealed cathode. A bead, and a sintered body fixed to the tip of the electrode pin. The tube end is formed by locally heating and melting substantially the center of the side surface of the cathode bead and the vicinity of the end of the aluminosilicate glass tube. 7. An airtight seal with the aluminosilicate glass tube by forming a concave portion at a substantially central portion of the side surface of the cathode bead by sunk into a substantially central portion of the side surface of the cathode bead. Flash tube. 請求項6ないし7に記載の本発明による閃光放電管を光源として使用することを特徴とする光照射装置。 A light irradiation device using the flash discharge tube according to the present invention according to claim 6 as a light source.
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