放電管の製造方法
【課題】ガラスビードと電極との界面におけるボイドの発生を抑制し、且つガスリークの発生を防止することを可能とする放電管の製造方法を提供する。
【解決手段】酸化処理を行った後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で交流電源３４から抵抗加熱部材３２を通電し、前記抵抗加熱部材３２の抵抗加熱によって発生した熱で電極１４、１６を加熱させる。これにより、酸化処理工程で酸化面２４を形成した際に電極１４、１６に生成される化学結合の不安定な物質が気体として外部に放出される。ここで、前記加熱処理された電極１４、１６の酸化面２４に対してガラスビード２２を熱融着させると、前記気体の発生が抑制されるので、前記酸化面２４と前記ガラスビード２２との界面に残留するボイドの発生が抑制される。従って、放電管１０における気密性や封止強度が向上し、ガスリークの発生が防止される。
【解決手段】酸化処理を行った後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で交流電源３４から抵抗加熱部材３２を通電し、前記抵抗加熱部材３２の抵抗加熱によって発生した熱で電極１４、１６を加熱させる。これにより、酸化処理工程で酸化面２４を形成した際に電極１４、１６に生成される化学結合の不安定な物質が気体として外部に放出される。ここで、前記加熱処理された電極１４、１６の酸化面２４に対してガラスビード２２を熱融着させると、前記気体の発生が抑制されるので、前記酸化面２４と前記ガラスビード２２との界面に残留するボイドの発生が抑制される。従って、放電管１０における気密性や封止強度が向上し、ガスリークの発生が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を固定したガラスビードによりガラス管の両端部が封止された放電管の製造方法であって、一層詳細には、カメラのストロボ装置等の閃光放電管として好適に用いられる放電管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カメラのストロボ装置等の閃光放電管に用いられる放電管は、キセノン等の希ガス雰囲気中に配置されたガラス管の両端部に対して、電極を固定したガラスビードを用いて気密封止することにより製造される（特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、前記電極の一端部は前記ガラス管内に突出し、その中央部は前記ガラスビードによって固定され、その他端部は外部に突出されている。ここで、前記中央部の表面は、前記ガラスビードとの密着性を向上させるために予め酸化処理が施されており、前記電極の酸化面に対して前記ガラスビードを熱融着させることにより、前記電極に対して前記ガラスビードを固定する。
【０００４】
【特許文献１】実公平７−１８１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術に係る放電管の製造方法では、電極に対してガラスビードを熱融着させる際に、該ガラスビードの熱によって前記電極の酸化面から気体が発生するので、前記ガラスビードが冷却して前記電極に対して前記ガラスビードを固定すると、前記気体がボイドとなって前記電極の酸化面と前記ガラスビードとの界面に残留するに至る。
【０００６】
このようなボイドによって、前記ガラスビードと前記電極との間における前記放電管の気密性や封止強度が低下し、ガスリークを発生させるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ガラスビードと電極との界面におけるボイドの発生を抑制し、且つガスリークの発生を防止することを可能とする放電管の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る放電管の製造方法は、ガラス管と、前記ガラス管の両端部に各々配置される２つの電極と、前記各電極を固定し且つ前記ガラス管の両端部と熱融着して該ガラス管の内部を気密封止させる２つのガラスビードとを備える放電管の製造方法において、前記各ガラスビードによって固定される前記各電極の表面を酸化させた後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記各電極に対する加熱処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記酸化処理を行った後に、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記電極に対する前記加熱処理を行うと、前記電極に付与された熱によって、前記酸化処理の際に形成された化学結合の不安定な物質が気体として外部に予め十分に放出されるので、前記電極の酸化面に対して前記ガラスビードを熱融着させた場合において前記気体の発生が抑制される。従って、前記ガラスビードが冷却されて前記電極に対して該ガラスビードを固定した際に、前記電極の酸化面と前記ガラスビードとの界面に残留するボイドの発生が抑制され、前記放電管における気密性や封止強度が向上し、ガスリークの発生が防止される。
【００１０】
また、前記ボイドの発生が抑制されることにより、前記放電管が、外観上、美感に優れたものとなり、商品の品質が向上する。
【００１１】
さらに、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記加熱処理が行われるので、加熱によって前記電極の他の部分が酸化されることを防止することが可能となる。
【００１２】
なお、前記ボイドとは、前記放電管の気密性、封止強度やガスリークに影響を及ぼす０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドをいう。
【００１３】
ここで、前記加熱処理を抵抗加熱処理とすることにより、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記電極を容易に加熱することが可能となる。なお、前記抵抗加熱処理には、前記電極に接触する抵抗体を直接通電し、該抵抗体からのジュール発熱によって前記電極を直接加熱させる処理方法や、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中に抵抗体を配置し、該抵抗体によって該真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気の全体を加熱し、この熱で前記電極を加熱させる処理方法が含まれる。
【００１４】
また、前記加熱処理における加熱温度は７５０℃〜８４０℃であり、その加熱時間は２分〜１０分であることが好ましい。前記加熱温度が７５０℃未満であると、前記化学結合の不安定な物質の気化温度よりも低いので、前記気体を前記電極から十分に放出することができない。一方、８４０℃を越えると、前記化学結合の不安定な物質の気化温度よりも高くなるが、前記電極を構成する物質と、該電極の酸化面を形成する物質との結合構造（結晶構造）が変化して、前記ガラスビードと前記酸化面との密着性が低下し、前記界面における気密性が却って低下する。さらに、前記加熱時間が２分未満であると、前記電極に付与される熱量が少ないので、前記気体を前記電極から十分に放出することができない。
【００１５】
さらにまた、前記加熱処理を行った後に、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記各電極の酸化面に前記各ガラスビードを熱融着させて、該各電極に対して前記各ガラスビードを固定することが好ましい。これにより、前記放電管の製造工数を削減して、製造コストを低減することが可能となる。
【００１６】
さらにまた、前記各電極に対する前記各ガラスビードの固定処理を行った後に、前記各電極における前記各ガラスビードからの露呈部分に対して非酸化処理又は還元処理を行うことが好ましい。これにより、前記露呈部分では酸化膜が除去され、この結果、前記固定処理後に行われる前記各電極の外方の端部に対する半田付け作業の際に、該端部に対する半田の溶着性能が向上すると共に、前記ガラス管内での発光性能が向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る放電管の製造方法によれば、酸化処理を行った後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で電極に対する加熱処理を行うと、前記電極に付与された熱によって、前記酸化処理の際に形成された化学結合の不安定な物質が気体として外部に予め十分に放出されるので、前記電極の酸化面に対してガラスビードを熱融着させた場合において前記気体の発生が抑制される。従って、前記ガラスビードが冷却されて前記電極に対して該ガラスビードを固定した際に、前記電極の酸化面と前記ガラスビードとの界面に残留するボイドの発生が抑制され、前記放電管における気密性や封止強度が向上し、ガスリークの発生が防止される。
【００１８】
また、前記ボイドの発生が抑制されることにより、前記放電管が、外観上、美感に優れたものとなり、商品の品質が向上する。
【００１９】
さらに、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記加熱処理が行われるので、加熱によって前記電極の他の部分が酸化されることを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る放電管の製造方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る放電管１０（以下、本実施形態に係る放電管１０と呼称する。）を示す断面図であり、図２は、電極１４、１６に対する第１の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器３０の断面図であり、図３は、前記電極１４、１６に対する第２の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器５０を示す断面図であり、図４は、図２に示す第１の加熱処理工程を利用して製造された放電管１０に関する実験結果を示す表である。
【００２２】
本実施形態に係る放電管１０は、例えば、カメラのストロボ装置における閃光放電管として用いられ、図１に示すように、ガラス管１２と、前記ガラス管１２の一端部に配置された電極１４と、前記ガラス管１２の他端部に配置された電極１６と、前記各電極１４、１６を固定し、且つ前記ガラス管１２の両端部を封止するガラスビード２２とから基本的に構成されている。
【００２３】
前記ガラス管１２は、電極１４、１６及びガラスビード２２と略同一の熱膨張率を有するガラス材料から構成され、前記ガラスビード２２によって封止された空間内には、キセノン等の希ガス１８が気密封止されている。
【００２４】
前記電極１４、１６は、コバール（ニッケル、鉄及びコバルトからなる合金）からなる金属棒であり、ガラスビード２２内部を貫通することにより該ガラスビード２２を介してガラス管１２に支持されている。この場合、前記電極１４、１６の一端部はガラス管１２内部に延在し、略中央部は前記ガラスビード２２を介して前記ガラス管１２に固定され、他端部は外部に突出している。また、前記電極１４、１６における前記中央部の表面は、前記ガラスビード２２との密着性を向上させるために酸化処理が施された酸化面２４とされている。ここで、前記電極１４は放電管１０の陽極とされる一方で、前記電極１６は該放電管１０の陰極とされ、その一端部には電子を放出するための陰極部材２０が取り付けられており、前記放電管１０は冷陰極管として機能する。
【００２５】
ガラスビード２２は、前記ガラス管１２と同一のガラス材料から構成され、電極１４、１６の酸化面２４に熱融着した後に冷却固化されることによって前記電極１４、１６に固定され、前記ガラス管１２の両端部と熱融着することにより該ガラス管１２内を気密封止させる。この場合、酸化面２４が形成された電極１４、１６に対して後述する加熱処理を行ってから、前記加熱処理が施された酸化面２４にガラスビード２２を熱融着させて該ガラスビード２２を冷却固化させる。
【００２６】
次いで、本実施形態に係る放電管１０の製造方法について説明する。
【００２７】
前記放電管１０の製造工程は、（１）電極１４、１６の略中央部の表面に対して酸化処理を行う工程と、（２）前記中央部の表面が酸化面２４となった電極１４、１６に対して加熱処理を行う工程と、（３）前記加熱処理が施された電極１４、１６にガラスビード２２を固定する工程と、（４）前記電極１４、１６に固定されたガラスビード２２とガラス管１２の両端部とを熱融着させて、該ガラス管１２内を気密封止させる工程とから構成される。
【００２８】
すなわち、（１）の工程では、電極１４、１６の両端部を図示しないクランプ部材で固定した状態で、該電極１４、１６に電流を流すことにより、前記電極１４、１６における略中央部がジュール熱で加熱され、この熱によって前記電極１４、１６を構成する鉄が空気中の酸素と反応して、該中央部の表面のみが酸化されて酸化面２４を形成する。また、前記中央部の表面にレーザ光や赤外光を照射して加熱し、この熱によって該表面を酸化させることも可能である。さらに、前記中央部の表面を図示しないセラミックヒータによって非接触で加熱し、この熱で該表面を酸化させてもよい。さらにまた、前記中央部を囲曉するように配置されたコイルに高周波の交流電流を流すことにより、前記中央部の表面に誘導電流を発生させ、該誘導電流によるジュール熱で前記表面を加熱して酸化処理を行うようにしてもよい。
【００２９】
また、（３）の工程では、ガラスビード２２に電極１４、１６を貫通させて該ガラスビード２２を前記電極１４、１６の酸化面２４に位置決めさせた後に、前記電極１４、１６に対して前記ガラスビード２２を熱融着させ、次いで、前記ガラスビード２２を常温まで冷却させて前記電極１４、１６に対して前記ガラスビード２２を固定する。また、前記電極１４、１６に対する前記ガラスビード２２の位置決めを容易にするために、前記電極１４、１６の他端部と略中央部との間に図示しない突起部を設けてもよい。この場合、前記電極１４、１６の一端部から前記ガラスビード２２を貫通させて、該ガラスビード２２と前記突起部とを当接させることにより、前記ガラスビード２２が位置決めされる。
【００３０】
さらに、（４）の工程では、電極１６の一端部に陰極部材２０を取り付けてから、キセノン等の希ガス中に配置されたガラス管１２の両端部に電極１４、１６を固定支持したガラスビード２２を挿入させる。次いで、該ガラスビード２２と前記ガラス管１２の両端部とを加熱させて、この熱で前記ガラスビード２２と前記ガラス管１２の両端部とを熱融着させた後に、前記ガラスビード２２と前記ガラス管１２の両端部とを常温まで冷却させることにより、前記ガラス管１２内が気密封止され、図１に示す放電管１０が完成する。
【００３１】
次に、（２）の工程について図２及び図３を参照しながら説明する。前記（２）の工程では、以下に説明する第１の加熱処理工程（図２参照）又は第２の加熱処理工程（図３参照）のいずれかの工程が選択されて、電極１４、１６に対する加熱処理が行われる。
【００３２】
第１の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器３０の内部には、図２に示すように、カーボン材料からなる板状の抵抗加熱部材３２が配置され、前記中央部の表面が酸化面２４として形成された複数の電極１４、１６が、前記抵抗加熱部材３２に設けられた孔に嵌合保持される。また、前記加熱処理容器３０内には、前記抵抗加熱部材３２の両端部をクランプし、且つ導電材料からなるクランプ部材３３と、交流電源３４と前記クランプ部材３３とを電気的に接続する接続部材３６とが配置されている。
【００３３】
前記第１の加熱処理工程では、電極１４、１６を抵抗加熱部材３２により保持した状態で、先ず、バルブ３８を開放して、図示しない真空ポンプを用いて、加熱処理容器３０に連通する排気路４０から該加熱処理容器３０内の真空引きを行う。これにより、前記加熱処理容器３０内の酸素が排気される。この場合、加熱処理容器３０の内部は、例えば、０．０５Ｔｏｒｒ以下の気圧になるまで真空引きが行われる。
【００３４】
加熱処理容器３０内の真空度が０．０５Ｔｏｒｒ以下に到達した場合、バルブ３８を閉塞し、前記加熱処理容器３０内を真空の状態に維持するか、あるいは、窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気に置換する。前記加熱処理容器３０内を真空から前記窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気に置換するためには、該加熱処理容器３０内に連通する図示しない気体導入路から前記窒素ガス又は前記希ガスを導入する。この場合、前記加熱処理容器３０内における前記窒素ガスの気圧は、例えば、３００Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましく、アルゴンガス等の前記希ガスでも、例えば、３００Ｔｏｒｒ以下の気圧とすることが好ましい。
【００３５】
次いで、交流電源３４から接続部材３６及びクランプ部材３３を介して抵抗加熱部材３２に交流電流を流すと、抵抗加熱部材３２の抵抗加熱によって発生する熱が電極１４、１６に伝えられ、前記電極１４、１６を加熱する。これにより、（１）の工程で酸化面２４を形成した際に前記電極１４、１６内に生成される化学結合の不安定な物質が気化されて、前記酸化面２４から前記加熱処理容器３０内に放出される。
【００３６】
この場合、前記抵抗加熱部材３２に前記交流電流を流す時間、すなわち、抵抗加熱部材３２及び電極１４、１６の加熱時間は、２分〜１０分であることが好ましい。また、前記電極１４、１６の加熱温度は、７５０℃〜８４０℃であることが好ましい。
【００３７】
前記加熱温度が７５０℃未満であると、前記化学結合が不安定な物質を気化させるために必要な温度よりも低くなるので、前記気体を電極１４、１６から十分に放出することができない。
【００３８】
一方、８４０℃を越えると、この温度は、前記化学結合が不安定な物質を気化させるために必要な温度よりも高いので、前記気体を放出させるという作用が得られるが、前記電極１４、１６を構成するコバールに含まれる鉄と、該電極１４、１６の酸化面２４を構成する酸素との化学結合、すなわち、結晶構造が変化する。この場合、酸化面２４を構成する物質の結晶構造が変化することにより、前記（３）の工程において、前記電極１４、１６の酸化面と前記ガラスビード２２とを熱融着させ、前記ガラスビード２２を常温まで冷却させて前記電極１４、１６を前記ガラスビード２２で固定支持させた際に、前記ガラスビード２２と前記酸化面との密着性が低下するという問題がある。
【００３９】
さらに、前記加熱時間が２分未満であると、前記電極１４、１６に付与される熱量が少ないので、前記気体を前記電極１４、１６から十分に放出することができない。
【００４０】
次いで、電極１４、１６を２分〜１０分加熱した後に、交流電源３４から抵抗加熱部材３２に対する通電を停止し、前記加熱処理容器３０内を前記真空、窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気としたままで、前記電極１４、１６を常温まで冷却させる。
【００４１】
次いで、前記加熱処理容器３０の内部が真空の状態である場合には真空抜きを行い、その内部が窒素ガスの雰囲気又は希ガスの雰囲気である場合には、ガス抜きを行ってから前記加熱処理が施された電極１４、１６を取り出す。これにより、第１の加熱処理工程が完了する。
【００４２】
なお、前記第１の加熱処理工程において、電極１４、１６を２分〜１０分加熱して酸化面２４から前記化学結合の不安定な物質を十分に気化させ、且つ交流電源３４から抵抗加熱部材３２に対する通電を継続した状態で、ガラスビード２２を前記電極１４、１６に貫通させ、前記抵抗加熱部材３２からの熱をそのまま利用して（３）の工程を行ってもよい。
【００４３】
次に、第２の加熱処理工程について、図３を参照しながら説明する。なお、第１の加熱処理工程（図２参照）と同じ構成要素については、同一の参照符号を付して説明する。
【００４４】
第２の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器５０の内部には、図３に示すように、支持部材５４によって該加熱処理容器５０内に支持されたセラミックス製の受皿５２に、酸化面２４が形成された複数の電極１４、１６が配置され、この受皿５２の近傍に交流電源３４と電気的に接続された２つのヒータ５６が配置されている。
【００４５】
前記第２の加熱処理工程では、受皿５２に電極１４、１６を配置した状態で、先ず、バルブ３８を開放し、前記真空ポンプを用いて排気路４０から該加熱処理容器３０内の真空引きを行って前記加熱処理容器３０内の酸素を排気させ、加熱処理容器５０の内部を、例えば、０．０５Ｔｏｒｒ以下の気圧になるまで真空引きを行う。
【００４６】
加熱処理容器５０内の真空度が０．０５Ｔｏｒｒ以下に到達した場合、バルブ３８を閉塞し、前記加熱処理容器５０内を真空の状態に維持するか、あるいは、窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気に置換する。前記加熱処理容器３０内を真空から前記窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気に置換するためには、該加熱処理容器３０内に連通する図示しない気体導入路から前記窒素ガス又は前記希ガスを導入する。この場合、前記加熱処理容器３０内における前記窒素ガスの気圧は、例えば、３００Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましく、アルゴンガス等の前記希ガスでも、例えば、３００Ｔｏｒｒ以下の気圧とすることが好ましい。
【００４７】
次いで、交流電源３４から各ヒータ５６に交流電流を流すと、ヒータ５６の抵抗加熱によって発生する熱で前記加熱処理容器５０の内部全体が加熱され、この熱によって前記電極１４、１６が加熱される。これにより、（１）の工程で酸化面２４を形成した際に前記電極１４、１６内に生成される前記化学結合の不安定な物質が気化されて、前記酸化面２４から前記加熱処理容器３０内に放出される。
【００４８】
この場合、前記抵抗加熱部材３２に前記交流電流を流す時間、すなわち、抵抗加熱部材３２及び電極１４、１６の加熱時間は、第１の加熱処理工程と同様に、２分〜１０分であり、前記電極１４、１６の加熱温度は、７５０℃〜８４０℃であることが好ましい。
【００４９】
次いで、電極１４、１６を２分〜１０分加熱した後に、交流電源３４からヒータ５６に対する通電を停止し、前記真空、窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気としたままで、加熱処理容器３０内及び前記電極１４、１６を常温まで冷却させる。
【００５０】
次いで、前記加熱処理容器３０の内部が真空である場合には真空抜きを行い、その内部が窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガスの雰囲気である場合にはガス抜きを行ってから、加熱処理が施された電極１４、１６を取り出す。これにより、第２の加熱処理工程が完了する。
【００５１】
ここで、１つの実験例について図４を参照しながら説明する。この実験例は、前記第１の加熱処理工程（図２参照）における電極１４、１６の加熱温度を３パターン（７００℃、８００℃及び８５０℃）に設定し、これらの各パターンで加熱処理が施された電極１４、１６を用いて製造された放電管１０（図１参照）について、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面におけるボイドの有無と、ガスリークが発生した放電管１０の個数（ガスリーク発生数）とを比較したものである。
【００５２】
なお、前記加熱処理工程では、加熱処理容器３０（図２参照）の内部を０．０５Ｔｏｒｒの気圧になるまで真空引きを行ってから、窒素ガスの雰囲気に置換し、その気圧を３００Ｔｏｒｒ以下に設定している。また、前記電極１４、１６の加熱時間は、前記各パターンとも２分に設定している。
【００５３】
ここで、前記ボイドは、０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドであり、このような大きさのボイドは、ガラスビード２２によってガラス管１２内に気密封止されたキセノン等の希ガスを前記ボイドを介して外部にリークさせる原因となっている。この場合、前記ボイドの有無は、顕微鏡で観察することにより確認した。
【００５４】
また、前記ガスリーク発生数とは、前述した条件で製作された４００個（Ｎ＝４００）の放電管１０のうち、電極１４、１６に電圧を印加した際に、ガスリークによって発光しない放電管１０の個数であり、前記発光しない放電管１０の個数をガスリークが発生した放電管１０の個数としている。
【００５５】
加熱温度が７００℃の場合、製造された全ての放電管１０について、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面において、０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドが確認された。この場合、前記ボイドによって、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面における封止部分の気密性及び封止強度が低下し、ガラス管１２内から外部へのガスリークが発生する。これは、加熱処理温度（７００℃）が、前記化学結合の不安定な物質が気化する温度よりも低いので、電極１４、１６の酸化面２４から前記物質が気体として十分に放出されないためであると考えられる。なお、７００℃の加熱温度条件では、全ての放電管１０で０．１５ｍｍの直径を有するボイドが確認されたので、電極１４、１６に電圧を印加して、発光しない放電管１０の個数を調査する実験は特に行っていない。
【００５６】
次に、８００℃の加熱温度条件では、製造された全ての放電管１０について、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面で、０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドは確認されなかった。また、前記各放電管１０について、電極１４、１６に電圧を印加すると、全ての放電管１０が発光し、従って、ガスリークの発生した放電管１０は存在しなかった。これは、加熱処理温度（８００℃）が、前記化学結合の不安定な物質を気化させる温度よりも高いので、前記加熱処理工程において、前記電極１４、１６の酸化面２４から前記物質が気体として十分に放出されるためであると考えられる。
【００５７】
また、８５０℃の加熱温度条件では、製造された全ての放電管１０について、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面で、０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドは確認されなかった。しかしながら、前記各放電管１０について、電極１４、１６に電圧を印加すると、４００個の放電管１０のうち４個の放電管１０が発光せず、従って、ガスリークの発生した放電管１０の個数は４個であった。これは、加熱処理温度（８５０℃）が、前記化学結合の不安定な物質を気化させる温度よりも高いが、前記加熱処理温度によって、酸化面２４を構成する酸素と、前記電極１４、１６に含まれる鉄との結合構造（結晶構造）が変化するので、前記酸化面２４とガラスビード２２との密着性が低下し、前記界面における気密性が却って低下するためであると考えられる。
【００５８】
このように、本実施形態に係る放電管１０の製造方法では、酸化処理を行った後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で電極１４、１６に対する加熱処理を行うと、前記電極１４、１６に付与された熱によって、前記酸化処理の際に形成された化学結合の不安定な物質が気体として外部に予め十分に放出される。これにより、前記電極１４、１６の酸化面２４に対してガラスビード２２を熱融着させた場合において、前記気体の発生が抑制される。従って、前記ガラスビード２２が冷却させて前記電極１４、１６に対して該ガラスビード２２を固定した際に、前記電極１４、１６の酸化面２４と前記ガラスビード２２との界面に残留するボイドの発生が抑制され、前記放電管１０における気密性や封止強度が向上して、ガスリークの発生が防止される。
【００５９】
また、前記ボイドの発生が抑制されることにより、前記放電管１０が、外観上、美感に優れたものとなり、商品の品質が向上する。
【００６０】
さらに、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記加熱処理が行われるので、加熱によって前記電極１４、１６の他の部分が酸化されることを防止することが可能となる。
【００６１】
ここで、前記加熱処理を、抵抗加熱部材３２による抵抗加熱処理（第１の加熱処理工程）又はヒータ５６による抵抗加熱処理（第２の加熱処理工程）とすることにより、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記電極１４、１６を容易に加熱させることが可能となる。
【００６２】
また、前記加熱処理における加熱温度を７５０℃〜８４０℃とし、その加熱時間を２分〜１０分とすることにより、前記気体を前記電極１４、１６から十分に放出することが可能となる。
【００６３】
さらにまた、前記第１の加熱処理工程において、加熱処理を行った後に、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で電極１４、１６の酸化面２４にガラスビード２２を熱融着させて、該電極１４、１６を前記ガラスビード２２に固定させることにより、前記放電管１０の製造工数を削減して、製造コストを低減することが可能となる。
【００６４】
本実施形態では、（１）の酸化処理工程において、図示しない炉の中に電極１４、１６を配置し、該電極１４、１６の表面全体を酸化処理することも可能である。この場合、上記した（３）の工程において、前記各電極１４、１６に対してガラスビード２２を固定した後に、該電極１４、１６における前記ガラスビード２２からの露呈部分、すなわち、前記電極１４、１６の両端部側の表面に対して非酸化処理又は還元処理を行い、最後に（４）の気密封止処理を行う。
【００６５】
前述した非酸化処理又は還元処理によって、ガラスビード２２で被覆されていない電極１４、１６の両端部側では酸化膜が除去され、この結果、（４）の工程後に行われる前記各電極１４、１６の他端部に対する半田付け作業の際に、該他端部に対する半田の溶着性能が向上すると共に、前記各電極１４、１６の一端部が延在するガラス管１２内での発光性能が向上することが可能となる。
【００６６】
なお、本発明に係る放電管の製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施形態に係る製造方法で製造される放電管の概略縦断面図である。
【図２】第１の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器の概略縦断面図である。
【図３】第２の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器の概略縦断面図である。
【図４】図２に示す第１の加熱処理工程を適用して得られた実験結果を示す表である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…放電管 １２…ガラス管
１４、１６…電極 １８…希ガス
２０…陰極部材 ２２…ガラスビード
２４…酸化面 ３０、５０…加熱処理容器
３２…抵抗加熱部材 ３３…クランプ部材
３４…交流電源 ３６…接続部材
３８…バルブ ４０…排気路
５２…受皿 ５４…支持部材
５６…ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を固定したガラスビードによりガラス管の両端部が封止された放電管の製造方法であって、一層詳細には、カメラのストロボ装置等の閃光放電管として好適に用いられる放電管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カメラのストロボ装置等の閃光放電管に用いられる放電管は、キセノン等の希ガス雰囲気中に配置されたガラス管の両端部に対して、電極を固定したガラスビードを用いて気密封止することにより製造される（特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、前記電極の一端部は前記ガラス管内に突出し、その中央部は前記ガラスビードによって固定され、その他端部は外部に突出されている。ここで、前記中央部の表面は、前記ガラスビードとの密着性を向上させるために予め酸化処理が施されており、前記電極の酸化面に対して前記ガラスビードを熱融着させることにより、前記電極に対して前記ガラスビードを固定する。
【０００４】
【特許文献１】実公平７−１８１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術に係る放電管の製造方法では、電極に対してガラスビードを熱融着させる際に、該ガラスビードの熱によって前記電極の酸化面から気体が発生するので、前記ガラスビードが冷却して前記電極に対して前記ガラスビードを固定すると、前記気体がボイドとなって前記電極の酸化面と前記ガラスビードとの界面に残留するに至る。
【０００６】
このようなボイドによって、前記ガラスビードと前記電極との間における前記放電管の気密性や封止強度が低下し、ガスリークを発生させるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ガラスビードと電極との界面におけるボイドの発生を抑制し、且つガスリークの発生を防止することを可能とする放電管の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る放電管の製造方法は、ガラス管と、前記ガラス管の両端部に各々配置される２つの電極と、前記各電極を固定し且つ前記ガラス管の両端部と熱融着して該ガラス管の内部を気密封止させる２つのガラスビードとを備える放電管の製造方法において、前記各ガラスビードによって固定される前記各電極の表面を酸化させた後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記各電極に対する加熱処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記酸化処理を行った後に、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記電極に対する前記加熱処理を行うと、前記電極に付与された熱によって、前記酸化処理の際に形成された化学結合の不安定な物質が気体として外部に予め十分に放出されるので、前記電極の酸化面に対して前記ガラスビードを熱融着させた場合において前記気体の発生が抑制される。従って、前記ガラスビードが冷却されて前記電極に対して該ガラスビードを固定した際に、前記電極の酸化面と前記ガラスビードとの界面に残留するボイドの発生が抑制され、前記放電管における気密性や封止強度が向上し、ガスリークの発生が防止される。
【００１０】
また、前記ボイドの発生が抑制されることにより、前記放電管が、外観上、美感に優れたものとなり、商品の品質が向上する。
【００１１】
さらに、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記加熱処理が行われるので、加熱によって前記電極の他の部分が酸化されることを防止することが可能となる。
【００１２】
なお、前記ボイドとは、前記放電管の気密性、封止強度やガスリークに影響を及ぼす０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドをいう。
【００１３】
ここで、前記加熱処理を抵抗加熱処理とすることにより、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記電極を容易に加熱することが可能となる。なお、前記抵抗加熱処理には、前記電極に接触する抵抗体を直接通電し、該抵抗体からのジュール発熱によって前記電極を直接加熱させる処理方法や、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中に抵抗体を配置し、該抵抗体によって該真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気の全体を加熱し、この熱で前記電極を加熱させる処理方法が含まれる。
【００１４】
また、前記加熱処理における加熱温度は７５０℃〜８４０℃であり、その加熱時間は２分〜１０分であることが好ましい。前記加熱温度が７５０℃未満であると、前記化学結合の不安定な物質の気化温度よりも低いので、前記気体を前記電極から十分に放出することができない。一方、８４０℃を越えると、前記化学結合の不安定な物質の気化温度よりも高くなるが、前記電極を構成する物質と、該電極の酸化面を形成する物質との結合構造（結晶構造）が変化して、前記ガラスビードと前記酸化面との密着性が低下し、前記界面における気密性が却って低下する。さらに、前記加熱時間が２分未満であると、前記電極に付与される熱量が少ないので、前記気体を前記電極から十分に放出することができない。
【００１５】
さらにまた、前記加熱処理を行った後に、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記各電極の酸化面に前記各ガラスビードを熱融着させて、該各電極に対して前記各ガラスビードを固定することが好ましい。これにより、前記放電管の製造工数を削減して、製造コストを低減することが可能となる。
【００１６】
さらにまた、前記各電極に対する前記各ガラスビードの固定処理を行った後に、前記各電極における前記各ガラスビードからの露呈部分に対して非酸化処理又は還元処理を行うことが好ましい。これにより、前記露呈部分では酸化膜が除去され、この結果、前記固定処理後に行われる前記各電極の外方の端部に対する半田付け作業の際に、該端部に対する半田の溶着性能が向上すると共に、前記ガラス管内での発光性能が向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る放電管の製造方法によれば、酸化処理を行った後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で電極に対する加熱処理を行うと、前記電極に付与された熱によって、前記酸化処理の際に形成された化学結合の不安定な物質が気体として外部に予め十分に放出されるので、前記電極の酸化面に対してガラスビードを熱融着させた場合において前記気体の発生が抑制される。従って、前記ガラスビードが冷却されて前記電極に対して該ガラスビードを固定した際に、前記電極の酸化面と前記ガラスビードとの界面に残留するボイドの発生が抑制され、前記放電管における気密性や封止強度が向上し、ガスリークの発生が防止される。
【００１８】
また、前記ボイドの発生が抑制されることにより、前記放電管が、外観上、美感に優れたものとなり、商品の品質が向上する。
【００１９】
さらに、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記加熱処理が行われるので、加熱によって前記電極の他の部分が酸化されることを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る放電管の製造方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る放電管１０（以下、本実施形態に係る放電管１０と呼称する。）を示す断面図であり、図２は、電極１４、１６に対する第１の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器３０の断面図であり、図３は、前記電極１４、１６に対する第２の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器５０を示す断面図であり、図４は、図２に示す第１の加熱処理工程を利用して製造された放電管１０に関する実験結果を示す表である。
【００２２】
本実施形態に係る放電管１０は、例えば、カメラのストロボ装置における閃光放電管として用いられ、図１に示すように、ガラス管１２と、前記ガラス管１２の一端部に配置された電極１４と、前記ガラス管１２の他端部に配置された電極１６と、前記各電極１４、１６を固定し、且つ前記ガラス管１２の両端部を封止するガラスビード２２とから基本的に構成されている。
【００２３】
前記ガラス管１２は、電極１４、１６及びガラスビード２２と略同一の熱膨張率を有するガラス材料から構成され、前記ガラスビード２２によって封止された空間内には、キセノン等の希ガス１８が気密封止されている。
【００２４】
前記電極１４、１６は、コバール（ニッケル、鉄及びコバルトからなる合金）からなる金属棒であり、ガラスビード２２内部を貫通することにより該ガラスビード２２を介してガラス管１２に支持されている。この場合、前記電極１４、１６の一端部はガラス管１２内部に延在し、略中央部は前記ガラスビード２２を介して前記ガラス管１２に固定され、他端部は外部に突出している。また、前記電極１４、１６における前記中央部の表面は、前記ガラスビード２２との密着性を向上させるために酸化処理が施された酸化面２４とされている。ここで、前記電極１４は放電管１０の陽極とされる一方で、前記電極１６は該放電管１０の陰極とされ、その一端部には電子を放出するための陰極部材２０が取り付けられており、前記放電管１０は冷陰極管として機能する。
【００２５】
ガラスビード２２は、前記ガラス管１２と同一のガラス材料から構成され、電極１４、１６の酸化面２４に熱融着した後に冷却固化されることによって前記電極１４、１６に固定され、前記ガラス管１２の両端部と熱融着することにより該ガラス管１２内を気密封止させる。この場合、酸化面２４が形成された電極１４、１６に対して後述する加熱処理を行ってから、前記加熱処理が施された酸化面２４にガラスビード２２を熱融着させて該ガラスビード２２を冷却固化させる。
【００２６】
次いで、本実施形態に係る放電管１０の製造方法について説明する。
【００２７】
前記放電管１０の製造工程は、（１）電極１４、１６の略中央部の表面に対して酸化処理を行う工程と、（２）前記中央部の表面が酸化面２４となった電極１４、１６に対して加熱処理を行う工程と、（３）前記加熱処理が施された電極１４、１６にガラスビード２２を固定する工程と、（４）前記電極１４、１６に固定されたガラスビード２２とガラス管１２の両端部とを熱融着させて、該ガラス管１２内を気密封止させる工程とから構成される。
【００２８】
すなわち、（１）の工程では、電極１４、１６の両端部を図示しないクランプ部材で固定した状態で、該電極１４、１６に電流を流すことにより、前記電極１４、１６における略中央部がジュール熱で加熱され、この熱によって前記電極１４、１６を構成する鉄が空気中の酸素と反応して、該中央部の表面のみが酸化されて酸化面２４を形成する。また、前記中央部の表面にレーザ光や赤外光を照射して加熱し、この熱によって該表面を酸化させることも可能である。さらに、前記中央部の表面を図示しないセラミックヒータによって非接触で加熱し、この熱で該表面を酸化させてもよい。さらにまた、前記中央部を囲曉するように配置されたコイルに高周波の交流電流を流すことにより、前記中央部の表面に誘導電流を発生させ、該誘導電流によるジュール熱で前記表面を加熱して酸化処理を行うようにしてもよい。
【００２９】
また、（３）の工程では、ガラスビード２２に電極１４、１６を貫通させて該ガラスビード２２を前記電極１４、１６の酸化面２４に位置決めさせた後に、前記電極１４、１６に対して前記ガラスビード２２を熱融着させ、次いで、前記ガラスビード２２を常温まで冷却させて前記電極１４、１６に対して前記ガラスビード２２を固定する。また、前記電極１４、１６に対する前記ガラスビード２２の位置決めを容易にするために、前記電極１４、１６の他端部と略中央部との間に図示しない突起部を設けてもよい。この場合、前記電極１４、１６の一端部から前記ガラスビード２２を貫通させて、該ガラスビード２２と前記突起部とを当接させることにより、前記ガラスビード２２が位置決めされる。
【００３０】
さらに、（４）の工程では、電極１６の一端部に陰極部材２０を取り付けてから、キセノン等の希ガス中に配置されたガラス管１２の両端部に電極１４、１６を固定支持したガラスビード２２を挿入させる。次いで、該ガラスビード２２と前記ガラス管１２の両端部とを加熱させて、この熱で前記ガラスビード２２と前記ガラス管１２の両端部とを熱融着させた後に、前記ガラスビード２２と前記ガラス管１２の両端部とを常温まで冷却させることにより、前記ガラス管１２内が気密封止され、図１に示す放電管１０が完成する。
【００３１】
次に、（２）の工程について図２及び図３を参照しながら説明する。前記（２）の工程では、以下に説明する第１の加熱処理工程（図２参照）又は第２の加熱処理工程（図３参照）のいずれかの工程が選択されて、電極１４、１６に対する加熱処理が行われる。
【００３２】
第１の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器３０の内部には、図２に示すように、カーボン材料からなる板状の抵抗加熱部材３２が配置され、前記中央部の表面が酸化面２４として形成された複数の電極１４、１６が、前記抵抗加熱部材３２に設けられた孔に嵌合保持される。また、前記加熱処理容器３０内には、前記抵抗加熱部材３２の両端部をクランプし、且つ導電材料からなるクランプ部材３３と、交流電源３４と前記クランプ部材３３とを電気的に接続する接続部材３６とが配置されている。
【００３３】
前記第１の加熱処理工程では、電極１４、１６を抵抗加熱部材３２により保持した状態で、先ず、バルブ３８を開放して、図示しない真空ポンプを用いて、加熱処理容器３０に連通する排気路４０から該加熱処理容器３０内の真空引きを行う。これにより、前記加熱処理容器３０内の酸素が排気される。この場合、加熱処理容器３０の内部は、例えば、０．０５Ｔｏｒｒ以下の気圧になるまで真空引きが行われる。
【００３４】
加熱処理容器３０内の真空度が０．０５Ｔｏｒｒ以下に到達した場合、バルブ３８を閉塞し、前記加熱処理容器３０内を真空の状態に維持するか、あるいは、窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気に置換する。前記加熱処理容器３０内を真空から前記窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気に置換するためには、該加熱処理容器３０内に連通する図示しない気体導入路から前記窒素ガス又は前記希ガスを導入する。この場合、前記加熱処理容器３０内における前記窒素ガスの気圧は、例えば、３００Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましく、アルゴンガス等の前記希ガスでも、例えば、３００Ｔｏｒｒ以下の気圧とすることが好ましい。
【００３５】
次いで、交流電源３４から接続部材３６及びクランプ部材３３を介して抵抗加熱部材３２に交流電流を流すと、抵抗加熱部材３２の抵抗加熱によって発生する熱が電極１４、１６に伝えられ、前記電極１４、１６を加熱する。これにより、（１）の工程で酸化面２４を形成した際に前記電極１４、１６内に生成される化学結合の不安定な物質が気化されて、前記酸化面２４から前記加熱処理容器３０内に放出される。
【００３６】
この場合、前記抵抗加熱部材３２に前記交流電流を流す時間、すなわち、抵抗加熱部材３２及び電極１４、１６の加熱時間は、２分〜１０分であることが好ましい。また、前記電極１４、１６の加熱温度は、７５０℃〜８４０℃であることが好ましい。
【００３７】
前記加熱温度が７５０℃未満であると、前記化学結合が不安定な物質を気化させるために必要な温度よりも低くなるので、前記気体を電極１４、１６から十分に放出することができない。
【００３８】
一方、８４０℃を越えると、この温度は、前記化学結合が不安定な物質を気化させるために必要な温度よりも高いので、前記気体を放出させるという作用が得られるが、前記電極１４、１６を構成するコバールに含まれる鉄と、該電極１４、１６の酸化面２４を構成する酸素との化学結合、すなわち、結晶構造が変化する。この場合、酸化面２４を構成する物質の結晶構造が変化することにより、前記（３）の工程において、前記電極１４、１６の酸化面と前記ガラスビード２２とを熱融着させ、前記ガラスビード２２を常温まで冷却させて前記電極１４、１６を前記ガラスビード２２で固定支持させた際に、前記ガラスビード２２と前記酸化面との密着性が低下するという問題がある。
【００３９】
さらに、前記加熱時間が２分未満であると、前記電極１４、１６に付与される熱量が少ないので、前記気体を前記電極１４、１６から十分に放出することができない。
【００４０】
次いで、電極１４、１６を２分〜１０分加熱した後に、交流電源３４から抵抗加熱部材３２に対する通電を停止し、前記加熱処理容器３０内を前記真空、窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気としたままで、前記電極１４、１６を常温まで冷却させる。
【００４１】
次いで、前記加熱処理容器３０の内部が真空の状態である場合には真空抜きを行い、その内部が窒素ガスの雰囲気又は希ガスの雰囲気である場合には、ガス抜きを行ってから前記加熱処理が施された電極１４、１６を取り出す。これにより、第１の加熱処理工程が完了する。
【００４２】
なお、前記第１の加熱処理工程において、電極１４、１６を２分〜１０分加熱して酸化面２４から前記化学結合の不安定な物質を十分に気化させ、且つ交流電源３４から抵抗加熱部材３２に対する通電を継続した状態で、ガラスビード２２を前記電極１４、１６に貫通させ、前記抵抗加熱部材３２からの熱をそのまま利用して（３）の工程を行ってもよい。
【００４３】
次に、第２の加熱処理工程について、図３を参照しながら説明する。なお、第１の加熱処理工程（図２参照）と同じ構成要素については、同一の参照符号を付して説明する。
【００４４】
第２の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器５０の内部には、図３に示すように、支持部材５４によって該加熱処理容器５０内に支持されたセラミックス製の受皿５２に、酸化面２４が形成された複数の電極１４、１６が配置され、この受皿５２の近傍に交流電源３４と電気的に接続された２つのヒータ５６が配置されている。
【００４５】
前記第２の加熱処理工程では、受皿５２に電極１４、１６を配置した状態で、先ず、バルブ３８を開放し、前記真空ポンプを用いて排気路４０から該加熱処理容器３０内の真空引きを行って前記加熱処理容器３０内の酸素を排気させ、加熱処理容器５０の内部を、例えば、０．０５Ｔｏｒｒ以下の気圧になるまで真空引きを行う。
【００４６】
加熱処理容器５０内の真空度が０．０５Ｔｏｒｒ以下に到達した場合、バルブ３８を閉塞し、前記加熱処理容器５０内を真空の状態に維持するか、あるいは、窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気に置換する。前記加熱処理容器３０内を真空から前記窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気に置換するためには、該加熱処理容器３０内に連通する図示しない気体導入路から前記窒素ガス又は前記希ガスを導入する。この場合、前記加熱処理容器３０内における前記窒素ガスの気圧は、例えば、３００Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましく、アルゴンガス等の前記希ガスでも、例えば、３００Ｔｏｒｒ以下の気圧とすることが好ましい。
【００４７】
次いで、交流電源３４から各ヒータ５６に交流電流を流すと、ヒータ５６の抵抗加熱によって発生する熱で前記加熱処理容器５０の内部全体が加熱され、この熱によって前記電極１４、１６が加熱される。これにより、（１）の工程で酸化面２４を形成した際に前記電極１４、１６内に生成される前記化学結合の不安定な物質が気化されて、前記酸化面２４から前記加熱処理容器３０内に放出される。
【００４８】
この場合、前記抵抗加熱部材３２に前記交流電流を流す時間、すなわち、抵抗加熱部材３２及び電極１４、１６の加熱時間は、第１の加熱処理工程と同様に、２分〜１０分であり、前記電極１４、１６の加熱温度は、７５０℃〜８４０℃であることが好ましい。
【００４９】
次いで、電極１４、１６を２分〜１０分加熱した後に、交流電源３４からヒータ５６に対する通電を停止し、前記真空、窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガス等の希ガスの雰囲気としたままで、加熱処理容器３０内及び前記電極１４、１６を常温まで冷却させる。
【００５０】
次いで、前記加熱処理容器３０の内部が真空である場合には真空抜きを行い、その内部が窒素ガスの雰囲気又はアルゴンガスの雰囲気である場合にはガス抜きを行ってから、加熱処理が施された電極１４、１６を取り出す。これにより、第２の加熱処理工程が完了する。
【００５１】
ここで、１つの実験例について図４を参照しながら説明する。この実験例は、前記第１の加熱処理工程（図２参照）における電極１４、１６の加熱温度を３パターン（７００℃、８００℃及び８５０℃）に設定し、これらの各パターンで加熱処理が施された電極１４、１６を用いて製造された放電管１０（図１参照）について、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面におけるボイドの有無と、ガスリークが発生した放電管１０の個数（ガスリーク発生数）とを比較したものである。
【００５２】
なお、前記加熱処理工程では、加熱処理容器３０（図２参照）の内部を０．０５Ｔｏｒｒの気圧になるまで真空引きを行ってから、窒素ガスの雰囲気に置換し、その気圧を３００Ｔｏｒｒ以下に設定している。また、前記電極１４、１６の加熱時間は、前記各パターンとも２分に設定している。
【００５３】
ここで、前記ボイドは、０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドであり、このような大きさのボイドは、ガラスビード２２によってガラス管１２内に気密封止されたキセノン等の希ガスを前記ボイドを介して外部にリークさせる原因となっている。この場合、前記ボイドの有無は、顕微鏡で観察することにより確認した。
【００５４】
また、前記ガスリーク発生数とは、前述した条件で製作された４００個（Ｎ＝４００）の放電管１０のうち、電極１４、１６に電圧を印加した際に、ガスリークによって発光しない放電管１０の個数であり、前記発光しない放電管１０の個数をガスリークが発生した放電管１０の個数としている。
【００５５】
加熱温度が７００℃の場合、製造された全ての放電管１０について、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面において、０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドが確認された。この場合、前記ボイドによって、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面における封止部分の気密性及び封止強度が低下し、ガラス管１２内から外部へのガスリークが発生する。これは、加熱処理温度（７００℃）が、前記化学結合の不安定な物質が気化する温度よりも低いので、電極１４、１６の酸化面２４から前記物質が気体として十分に放出されないためであると考えられる。なお、７００℃の加熱温度条件では、全ての放電管１０で０．１５ｍｍの直径を有するボイドが確認されたので、電極１４、１６に電圧を印加して、発光しない放電管１０の個数を調査する実験は特に行っていない。
【００５６】
次に、８００℃の加熱温度条件では、製造された全ての放電管１０について、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面で、０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドは確認されなかった。また、前記各放電管１０について、電極１４、１６に電圧を印加すると、全ての放電管１０が発光し、従って、ガスリークの発生した放電管１０は存在しなかった。これは、加熱処理温度（８００℃）が、前記化学結合の不安定な物質を気化させる温度よりも高いので、前記加熱処理工程において、前記電極１４、１６の酸化面２４から前記物質が気体として十分に放出されるためであると考えられる。
【００５７】
また、８５０℃の加熱温度条件では、製造された全ての放電管１０について、前記電極１４、１６の酸化面２４とガラスビード２２との界面で、０．１５ｍｍ以上の直径を有するボイドは確認されなかった。しかしながら、前記各放電管１０について、電極１４、１６に電圧を印加すると、４００個の放電管１０のうち４個の放電管１０が発光せず、従って、ガスリークの発生した放電管１０の個数は４個であった。これは、加熱処理温度（８５０℃）が、前記化学結合の不安定な物質を気化させる温度よりも高いが、前記加熱処理温度によって、酸化面２４を構成する酸素と、前記電極１４、１６に含まれる鉄との結合構造（結晶構造）が変化するので、前記酸化面２４とガラスビード２２との密着性が低下し、前記界面における気密性が却って低下するためであると考えられる。
【００５８】
このように、本実施形態に係る放電管１０の製造方法では、酸化処理を行った後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で電極１４、１６に対する加熱処理を行うと、前記電極１４、１６に付与された熱によって、前記酸化処理の際に形成された化学結合の不安定な物質が気体として外部に予め十分に放出される。これにより、前記電極１４、１６の酸化面２４に対してガラスビード２２を熱融着させた場合において、前記気体の発生が抑制される。従って、前記ガラスビード２２が冷却させて前記電極１４、１６に対して該ガラスビード２２を固定した際に、前記電極１４、１６の酸化面２４と前記ガラスビード２２との界面に残留するボイドの発生が抑制され、前記放電管１０における気密性や封止強度が向上して、ガスリークの発生が防止される。
【００５９】
また、前記ボイドの発生が抑制されることにより、前記放電管１０が、外観上、美感に優れたものとなり、商品の品質が向上する。
【００６０】
さらに、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記加熱処理が行われるので、加熱によって前記電極１４、１６の他の部分が酸化されることを防止することが可能となる。
【００６１】
ここで、前記加熱処理を、抵抗加熱部材３２による抵抗加熱処理（第１の加熱処理工程）又はヒータ５６による抵抗加熱処理（第２の加熱処理工程）とすることにより、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記電極１４、１６を容易に加熱させることが可能となる。
【００６２】
また、前記加熱処理における加熱温度を７５０℃〜８４０℃とし、その加熱時間を２分〜１０分とすることにより、前記気体を前記電極１４、１６から十分に放出することが可能となる。
【００６３】
さらにまた、前記第１の加熱処理工程において、加熱処理を行った後に、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で電極１４、１６の酸化面２４にガラスビード２２を熱融着させて、該電極１４、１６を前記ガラスビード２２に固定させることにより、前記放電管１０の製造工数を削減して、製造コストを低減することが可能となる。
【００６４】
本実施形態では、（１）の酸化処理工程において、図示しない炉の中に電極１４、１６を配置し、該電極１４、１６の表面全体を酸化処理することも可能である。この場合、上記した（３）の工程において、前記各電極１４、１６に対してガラスビード２２を固定した後に、該電極１４、１６における前記ガラスビード２２からの露呈部分、すなわち、前記電極１４、１６の両端部側の表面に対して非酸化処理又は還元処理を行い、最後に（４）の気密封止処理を行う。
【００６５】
前述した非酸化処理又は還元処理によって、ガラスビード２２で被覆されていない電極１４、１６の両端部側では酸化膜が除去され、この結果、（４）の工程後に行われる前記各電極１４、１６の他端部に対する半田付け作業の際に、該他端部に対する半田の溶着性能が向上すると共に、前記各電極１４、１６の一端部が延在するガラス管１２内での発光性能が向上することが可能となる。
【００６６】
なお、本発明に係る放電管の製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施形態に係る製造方法で製造される放電管の概略縦断面図である。
【図２】第１の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器の概略縦断面図である。
【図３】第２の加熱処理工程に用いられる加熱処理容器の概略縦断面図である。
【図４】図２に示す第１の加熱処理工程を適用して得られた実験結果を示す表である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…放電管 １２…ガラス管
１４、１６…電極 １８…希ガス
２０…陰極部材 ２２…ガラスビード
２４…酸化面 ３０、５０…加熱処理容器
３２…抵抗加熱部材 ３３…クランプ部材
３４…交流電源 ３６…接続部材
３８…バルブ ４０…排気路
５２…受皿 ５４…支持部材
５６…ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管と、前記ガラス管の両端部に各々配置される２つの電極と、前記各電極を固定し、且つ前記ガラス管の両端部と熱融着して該ガラス管の内部を気密封止させる２つのガラスビードとを備える放電管の製造方法において、
前記各ガラスビードによって固定される前記各電極の表面を酸化させた後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記各電極に対する加熱処理を行う
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の放電管の製造方法において、
前記加熱処理は抵抗加熱処理である
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放電管の製造方法において、
前記加熱処理における加熱温度は７５０℃〜８４０℃であり、その加熱時間は２分〜１０分である
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放電管の製造方法において、
前記加熱処理を行った後に、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記各電極の酸化面に前記各ガラスビードを熱融着させて、該各電極に対して前記各ガラスビードを固定する
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の放電管の製造方法において、
前記各電極に対する前記各ガラスビードの固定処理を行った後に、前記各電極における前記各ガラスビードからの露呈部分に対して非酸化処理又は還元処理を行う
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項１】
ガラス管と、前記ガラス管の両端部に各々配置される２つの電極と、前記各電極を固定し、且つ前記ガラス管の両端部と熱融着して該ガラス管の内部を気密封止させる２つのガラスビードとを備える放電管の製造方法において、
前記各ガラスビードによって固定される前記各電極の表面を酸化させた後に、真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記各電極に対する加熱処理を行う
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の放電管の製造方法において、
前記加熱処理は抵抗加熱処理である
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放電管の製造方法において、
前記加熱処理における加熱温度は７５０℃〜８４０℃であり、その加熱時間は２分〜１０分である
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放電管の製造方法において、
前記加熱処理を行った後に、前記真空、窒素ガスの雰囲気又は不活性ガスの雰囲気中で前記各電極の酸化面に前記各ガラスビードを熱融着させて、該各電極に対して前記各ガラスビードを固定する
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の放電管の製造方法において、
前記各電極に対する前記各ガラスビードの固定処理を行った後に、前記各電極における前記各ガラスビードからの露呈部分に対して非酸化処理又は還元処理を行う
ことを特徴とする放電管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２６０９１８（Ｐ２００６−２６０９１８Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７６１８６（Ｐ２００５−７６１８６）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
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