JP2740741B2 - ガス放電管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分光光度計や液体クロ
マトグラフィーなどの紫外線光源等として用いられるガ
ス放電管に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス放電管は、管内に封入されたガスの
アーク放電による陽光柱発光を利用する放電光源であ
る。ガス放電管の代表的な例として、封入された重水素
の放電により紫外光を発する重水素放電管がよく知られ
ている。この重水素放電管では、その主な用途が分光光
度計等に用いる紫外用連続スペクトル光源であるため、
長時間の連続点灯において０．０１％、０．００１％と
いった微妙な出力変動が問題になる等から、多くの場合
厳しい特性が要求される。

【０００３】以下、従来のガス放電管の構成及び作用に
ついて、図１３ないし図１５を参照して簡単に説明す
る。なお、このガス放電管は、管側部より光を取り出す
サイドオン型に構成された重水素放電管である。

【０００４】図１３に示すように、このガス放電管７０
では、アーク放電の発生によって光を取り出す発光部８
０がガラス製の外囲器７１の内部に収容されており、
（図示しない）重水素ガスが圧力数Ｔｏｒｒ程度を有し
て外囲器７１の内部に封入されている。この発光部８０
は、金属製の放電遮蔽箱によって構成され、ステム７２
によってマウントされているとともに、リードピン７３
〜７６を介して（図示しない）外部電源と接続されてい
る。

【０００５】図１４及び１５に示すように、この発光部
８０では、ともに金属製の放電遮蔽後板８１、放電遮蔽
下板８２、放電遮蔽上板８３、収束電極８４、前面窓電
極８５及び陰極スリット８６から放電遮蔽箱が組み立て
られている。この放電遮蔽箱の内部には、熱電子を放出
する熱陰極８８、熱電子を受容する陽極８７及び両極間
に発生するアーク放電を収斂する収束電極８４は、リー
ドピン７３〜７６以外とは接しない形態、すなわちフロ
ーティング形態で収容されている。

【０００６】次に、このようなガス放電管７０の動作に
ついて説明する。

【０００７】まず、放電前の２０秒程度の間に１０Ｗ前
後の電力を供給することにより、熱陰極８８が予熱され
る。この熱陰極８８が十分に加熱された後に、熱陰極８
８と陽極８７との間に１５０Ｖ程度の直流開放電圧を印
加する。このようにアーク放電の準備が整ったときに、
熱陰極８８と陽極８７との間に３５０〜５００Ｖのトリ
ガ電圧を印加することにより、アーク放電が開始する。
このとき、矢印９０の方向に進行する熱電子の流路は、
収束電極８４による収斂効果及び放電遮蔽箱による遮蔽
効果によって、放電路９１ただ一つに限定される。即
ち、熱陰極８８より放出された熱電子は、収束電極８４
により収斂された放電路９１を通り、陽極８７に受容さ
れる。ここで、アーク放電による高密度放電領域として
アークボール９２が、収束電極８４の前部空間において
陽極８７と反対側に生じる。そのため、このアーク放電
により生ずる陽光柱発光から取り出される紫外光は、陽
極８７の前方、すなわち矢印９３の方向に投光される。

【０００８】これらの従来技術とは別に、ガス放電管の
一つの例として、外囲器を兼ねる放電容器がセラミクス
から成るものも知られている。このガス放電管は陽極側
から紫外光を取り出す型式のものであり、熱陰極、陽極
及び収束電極がリード線以外とは接しないフローティン
グ形態でセラミクス製の放電遮蔽箱の内部に収容されて
いる。なお、このような重水素放電管の一例としては、
公報「特開平４−２５５６６２号」がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガス放電管では、陽極及び収束電極はそれぞれフロ
ーティング形態で放電遮蔽箱内に包含され、両極間の絶
縁状態は陽極と収束電極との間に空間をとることにより
維持されている。このため、長時間の発光を行うと、陽
極は熱電子の受容によって発熱し、収束電極も陽イオン
の衝突によって発熱するため、陽極及び収束電極自身は
かなりの高温になる。このとき、陽極及び収束電極の温
度が１０００℃を越える場合もあり、電極自体は残留応
力により変形することもある。フローティング形態で設
置された陽極及び収束電極が高温下で変形すれば、予め
所望の間隔に設定されていた熱陰極と陽極との間の距離
が変化するので、収束電極と陽極との間において、熱電
子の流路が変形してしまう。したがって、アーク放電の
状態が不安定になり、放電管の発光の安定性を損ねる原
因になる。また、陽極の損失が増大するため、放電管の
寿命を短縮させる原因にもなっていた。

【００１０】そこで、本発明は、長時間連続発光におけ
る動作の安定性を向上でき、かつ長い寿命を有するガス
放電管を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のガス放電管は、
上記の目的を達成するために、熱電子を放出する熱陰極
と、この熱陰極から放出された熱電子を受容する陽極
と、熱電子の経路を収斂する収束開口を有する収束電極
と、収束開口よりも大きい内径でかつ同軸上に配置した
貫通穴を有し、この貫通穴の背面側に位置する第１の開
口縁部に陽極を接触して設置させると共に、貫通穴の前
面側に位置する第２の開口縁部に収束電極を接触して設
置させる電気絶縁性の放電遮蔽板と、を収容する外囲器
を備え、第１の開口縁部の少なくとも２箇所を陽極の周
縁に接合させ、第１の開口縁部の他の部分を陽極の周縁
に合致させたことを特徴とする。

【００１２】なお、陽極を挟んで放電遮蔽板と反対側に
電気絶縁性の支持板を設置し、この支持板は、陽極に対
向する表面に凹部を有すると共に、凹部の周辺領域に第
１の開口縁部と陽極との接合部分を押圧する凸部を有
し、陽極を支持板と放電遮蔽板とで挟持することを特徴
としてもよい。

【００１３】この場合、放電遮蔽板は陽極を収容すると
共に第１の開口縁部をもった窪み部を有し、この窪み部
は、支持板の凸部の高さと陽極の厚さとの和に一致する
深さを有し、支持板の前面に形成した外周縁部を放電遮
蔽板の背面に当接させたことが好適である。

【００１４】また、矩形の前記陽極の少なくとも二つの
コーナ部分を窪み部の底面に当接させ、支持板の円柱状
凸部と窪み部の底面との協働により、陽極を固定させた
ことが好適である。

【００１５】さらに、放電遮蔽板及び支持板は、それぞ
れセラミクスで形成したことがより望ましい。

【００１６】

【作用】本発明のガス放電管においては、熱陰極、収束
電極及び陽極の間にアーク放電が発生する際には、陽極
は熱電子の受容によって発熱し、収束電極も陽イオンの
衝突によって発熱する。陽極及び収束電極は、放電遮蔽
板の貫通穴の第１及び第２の開口縁部にそれぞれ接触し
て設置されているので、これら両電極間の絶縁距離を放
電遮蔽板によって維持させることができる。

【００１７】さらに、第１の開口縁部の少なくとも２箇
所は陽極の周縁に接合しており、第１の開口縁部の他の
部分は陽極の周縁に合致していることから、陽極の表面
を放電遮蔽板の貫通穴から最大限に露出させている。そ
のため、陽極及び収束電極の放熱を促進させ、放電遮蔽
板を構成する電気絶縁性の材料における熱伝導率が一般
に小さくとも、陽極及び収束電極の近傍空間の温度を比
較的低温に維持することができる。

【００１８】なお、放電遮蔽板と支持板とによって陽極
を挟んで保持する場合、支持板の複数個の凸部を利用す
ることにより、陽極の表面を最大限に露出させ、支持板
の凹部を設けることにより、陽極の放熱スペースを確保
している。そのため、陽極及び収束電極の放熱がいっそ
う促進されるので、陽極及び収束電極の近傍空間の温度
を従来よりもかなり低温に維持させることができる。

【００１９】

【実施例】第１実施例 以下、本発明のガス放電管に係る第１実施例の構成及び
作用について、図１ないし図７を参照して詳細に説明す
る。なお、本実施例のガス放電管は、管側部より光を取
り出すサイドオン型の重水素放電管である。

【００２０】図１に示したガス放電管１０において、ガ
ラス製の外囲器１１の内部には、発光部２０が収容され
ているとともに、重水素ガス（図示しない）が数Ｔｏｒ
ｒ程度封入されている。頂部を封止して円筒状に成形さ
れた外囲器１１の底部は、ガラス製のステム１２によっ
て気密に封止されている。なお、外囲器１１は、良好な
紫外線透過率を有する紫外線透過ガラスや石英ガラスな
どから形成されている。

【００２１】一直線上に並列配置した４本のリードピン
１３〜１６が、それぞれ発光部２０の底部から延びてス
テム１２を貫通し、それぞれ絶縁材１３０，１４０，１
５０，１６０に被覆されて外部電源（図示しない）に接
続されている。発光部２０は、セラミクス製の放電遮蔽
板（スペーサ）２１を挟んでセラミクス製の支持板２２
と金属製の前面窓電極２３とを貼り合わせた遮蔽箱構造
に組み立てられている。

【００２２】以下に、発光部２０の詳細な構成につい
て、図２ないし図７を参照して説明する。

【００２３】図２及び図３に示すように、断面凸字形の
角柱をなす支持板２２には、縦貫通穴２２０と、凹型溝
２２１〜２２３と、凹部２２４と、４個の凸部２２５
と、４個の横貫通穴２２６とが形成されている。縦貫通
穴２２０は、断面凸状の支持板２２後方の隆起部２２Ａ
を上下方向に貫通している。凹型溝２２１、凹部２２４
及び凹型溝２２２，２２３は、前方の平板部２２Ｂの表
面から陥没形成されると共に、外囲器１１の底部に向か
って順次延びることで、リードピン１４及び絶縁材１４
１を適切に収容することができる。４個の凸部２２５
は、陽極２４の各コーナに対峙させるために、凹型溝２
２１，２２２の開口縁部に近接して２個ずつ平板部２２
Ｂの表面から突出している。４個の横貫通穴２２６は、
水平方向に延在し、上端部及び下端部において２箇所ず
つ貫通している。

【００２４】この支持板２２は、縦貫通穴２２０を挿通
するリードピン１３と、凹部溝２２１〜２２３に収容さ
れたリードピン１４とを介してステム１２に保持されて
いる。矩形平板状に成形された陽極２４は、リードピン
１４の先端に溶接して固定され、４個の凸部２２５によ
って裏面から支持されている。この陽極２４の後方に
は、陽極２４の表面積に略匹敵した開口をなす凹部２２
４により、放熱スペースが確保されている。

【００２５】図２及び図４に示すように、平板状に成形
された放電遮蔽板２１は、支持板２２と比較して薄型か
つ幅広の断面凸状をなすと共に、貫通穴２１０と、凹部
２１１と、縦貫通穴２１２と、４個の横貫通穴２１３
と、２個の横貫通穴２１４と、４個の横貫通穴２１５と
を有している。貫通穴２１０は、陽極２４に対峙させる
ために、略中央に貫通している。窪み部２１１は、陽極
２４を収容するために、放電遮蔽板２１の背面において
平板部２２Ａの表面から陥没すると共に、貫通穴２１０
の背面側に位置する第１の開口縁部を含んでいる。縦貫
通穴２１２は、前方の隆起部２２Ｂを貫通している。４
個の横貫通穴２１３は、水平方向に延在し、支持板２２
の４個の横貫通穴２２６に対峙している。なお、放電遮
蔽板２１における２個の横貫通穴２１４は、後述する陰
極スリット２７の係止爪２７１を収容する位置に形成さ
れ、４個の横貫通穴２１５は、後述する前面窓電極２３
の係止爪２３１を収容する位置に形成されている。

【００２６】略Ｌ字型に折り曲げられた電極棒２１６の
片側は、縦貫通穴２１２を挿通させると共に、この下端
を放電遮蔽板２１から露出させることにより、リードピ
ン１５の先端を溶接させることができる。したがって、
電極棒２１６を介して放電遮蔽板２１をステム１２に保
持されることができる。また、熱陰極（フィラメント）
２５の両端には、それぞれ電極棒２５０，２５１が溶接
され、電極棒２５０の先端を電極棒２１６に溶接し、電
極棒２５１の先端をリードピン１６の先端に溶接するこ
とで、熱陰極２５をステム１２に保持させることができ
る。

【００２７】図５ないし図７に示すように、破線で示し
た矩形の陽極２４は、放電遮蔽板２１の窪み部２１１に
収容され、陽極２４の各コーナ部分は、放電遮蔽板２１
の窪み部２１１の底面と支持板２２の４個の凸部２２５
との協働によって挟持されている。丸みを帯びた略矩形
状の貫通穴２１０には、陽極２４の４辺の大部分が合致
し、その第１の開口縁部の他の部分は陽極２４の４コー
ナ部分に接合している。円形の表面を有する４個の凸部
２２５は、陽極２４の４コーナ部分と接合し、陽極２４
を押圧している。特に図７に示すように、矩形の窪み部
２１１は、４個の凸部２２５の高さと陽極２４の厚さと
の和に一致した深さを有し、結果的に、支持板２２の前
面に形成した外周縁部を放電遮蔽板２１の背面に当接さ
せることができる。

【００２８】図２及び図６に示すように、略Ｌ字型に金
属板を折り曲げ成形した収束電極２６には、開口２６０
及び４個の横貫通穴２６３が形成されている。収束開口
２６０は、放電遮蔽板２１の貫通穴２１０と同軸上に配
置されている。この開口２６０の周辺領域には、開口径
を制限する開口制限板２６１が溶接されている。開口制
限板２６１には、開口２６０を通過するように陽極２４
に向かって屈曲された収束開口２６２が形成されてい
る。４個の横貫通穴２６３は、収束電極２６の厚さ方向
に延在すると共に、放電遮蔽板２１の４個の横貫通穴２
１３に対峙している。

【００２９】この収束電極２６は、放電遮蔽板２１の隆
起部２１Ｂ上に当接設置され、後方に折り曲げられた先
端部２６Ｂと支持板２２から突出させたリードピン１３
の先端との溶接により、収束電極２６は、放電遮蔽板２
１及び支持板２２に固定されている。なお、この開口制
限板２６１と陽極２４との間の距離は、放電遮蔽板２１
の厚さよりも小さくなっている。ここで、放電遮蔽板２
１、支持板２２及び収束電極２６の各横貫通穴２２６，
２１３，２６３はそれぞれ一直線状に整列している。し
たがって、放電遮蔽板２１、支持板２２及び収束電極２
６を貼り合わせた状態において、４本の金属製のリベッ
ト２８を差込むことにより、これらを一体としてステム
１２に固定させることができる。

【００３０】図２、図６及び図７に示すように、金属製
の陰極スリット２７は、放電遮蔽板２１の段差領域の形
状に対応して３段に折り曲げられ、開口２７０及び２個
の係止爪２７１を有している。縦長矩形状に成形された
開口２７０は貫通している。陰極スリット２７の上端及
び下端に成形された２本の係止爪２７１は、後方に折り
曲げられている。

【００３１】この陰極スリット２７は、陰極２５に対向
すると共に放電遮蔽板２１の一側方の前面上に設置さ
れ、２本の係止爪２７１を放電遮蔽板２１の２個の横貫
通穴２１４に差し込むことにより、放電遮蔽板２１に固
定されている。なお、開口２７０は、熱陰極２５と開口
制限板２６１との間に配置されている。

【００３２】また、金属製の前面窓電極２３は、４段に
折り曲げた断面略Ｕ字型をなすと共に、開口窓２３０及
び４個の係止爪２３１をも有している。矩形状に形成さ
れた開口窓２３０は、収束電極２６の収束開口２６２と
同軸上に配置されている。前面窓電極２３の両側端の上
部及び下部に成形された４本の係止爪２３１は、後方に
向かって突出している。なお、開口窓２３０は、収束開
口２６２の前方空間から紫外線を投光する位置に配置さ
れている。

【００３３】この前面窓電極２３は、放電遮蔽板２１の
前面の両側に設置され、４本の係止爪２３１を放電遮蔽
板２１の４個の横貫通穴２１５に差し込むことにより、
放電遮蔽板２１に固定されている。そして、陰極スリッ
ト２７の前端を前面窓電極２３の内面に接触させること
により、熱陰極２５を配置させる空間とアーク放電を発
生させる発光空間とを分離させることができる。

【００３４】次に、本実施例の動作について説明する。

【００３５】まず、放電前の２０秒程度の間に外部電源
（図示しない）から１０Ｗ前後の電力を供給することに
より、熱陰極２５に所定の定格電圧が印加され、熱陰極
２５は予熱される。この熱陰極２５が十分に加熱された
後に、熱陰極２５と陽極２４との間に１５０Ｖ程度の直
流開放電圧を印加する。

【００３６】このようにアーク放電の準備が整ったとき
に、熱陰極２５と陽極２４との間に３５０〜５００Ｖの
トリガ電圧を印加することにより、熱陰極２５、収束電
極２６及び陽極２４の間にアーク放電が開始する。この
とき、矢印３０の方向に進行する熱電子の流路は、収束
電極２６の開口制限板２６１による収斂効果と、陰極ス
リット２７及び前面窓電極２３による遮蔽効果によっ
て、放電路３１ただ一つに限定される。即ち、熱陰極２
５から放出された熱電子は、陰極スリット２７の収束開
口２７０から開口制限板２６１の収束開口２６２を通過
し、放電遮蔽板２１の貫通穴２１０を通って陽極２４に
至って受容される。

【００３７】このようなアーク放電による高密度放電領
域としてアークボール３２が、開口制限板２６１の前部
空間において陽極２４と反対側に発生する。そして、こ
の陽光柱発光としてのアークボール３２から取り出され
る紫外光は、陽極２４の前方方向、すなわち矢印３３の
方向に出射され、開口窓２３０を通って投光される。

【００３８】ここで、陽極２４及び収束電極２６は、放
電遮蔽板２１を介在してそれぞれ貫通穴２１０の両開口
縁部に接触して設置されている。そのため、これら両極
間の絶縁状態が、放電遮蔽板２１の構成材料の絶縁性に
よって維持されている。アーク放電の発生時において、
陽極２４は熱電子３０の受容によって発熱し、収束電極
２６も陽イオン（図示しない）の衝突によって発熱す
る。

【００３９】しかしながら、放電遮蔽板２１の貫通穴２
１０は、陽極２４の表面をほとんど塞がず陽極２４の表
面を最大限に露出させている。また、支持板２２の凸部
２２５が、陽極２４の裏面にほとんど接触せず陽極２４
の裏面を最大限に露出させ、支持板２２の凹部２２４が
陽極２４の後方スペースを拡張させている。そのため、
陽極２４及び収束電極２６の放熱が促進され、放電遮蔽
板２１及び支持板２２を構成する電気絶縁性の材料がも
つ熱伝導率が一般に小さくとも、陽極２４及び収束電極
２６の近傍空間の温度を比較的低温に維持させることが
できる。

【００４０】この結果、陽極２４及び収束電極２６に
は、高温状態における残留応力による構成材料の変形
や、蒸発またはスパッタ現象による構成材料の損失など
の発生が低減する。すなわち、両電極間の距離の変動や
通電の発生によってアーク放電の状態が不安定になった
り、両極の構成材料の損失によってアーク放電の発生が
困難になったりすることが起こりにくくなる。したがっ
て、長時間の連続発光による動作時においても陽極２４
及び収束電極２６の位置は精度よく保持されるので、長
時間に亘り連続的に安定した動作が実現される。

【００４１】第２実施例 以下、本発明のガス放電管に係る第２実施例の構成及び
作用について、図８ないし図１２を参照して詳細に説明
する。なお、本実施例の放電管は、管頂部より光を取り
出すヘッドオン型の重水素放電管である。

【００４２】図８に示すように、ガス放電管４０では、
ガラス製の外囲器４１の内部に、発光部５０が収容され
ているとともに、重水素ガス（図示しない）が数Ｔｏｒ
ｒ程度封入されている。頂部を封止して円筒状に成形さ
れた外囲器４１の底部は、ガラス製のステム４２によっ
て気密に封止されている。なお、外囲器４１は、良好な
紫外線透過率を有する紫外線透過ガラスや石英ガラスな
どから形成されている。

【００４３】略円周上に並列配置した６本のリードピン
４４〜４９が、それぞれ発光部５０の底部から延びてス
テム４２を貫通し、それぞれ絶縁材４４０〜４９０に被
覆されて外部電源（図示しない）に接続されている。ス
テム４２には、外囲器４１の内部に排気及びガス封入を
行うために、チップ管３３２が取り付けられ、このチッ
プ管２３２は外部に向かって伸びて気密に封止されてい
る。発光部５０は、セラミクス製の放電遮蔽板（スペー
サ）５１を挟んでセラミクス製の支持板５２と金属製の
前面窓電極５３とを貼り合わせた遮蔽箱構造として組み
立てられている。

【００４４】以下に、発光部５０の詳細な構成につい
て、図９ないし図１２を参照して説明する。

【００４５】図９、図１０及び図１２に示すように、上
方に開放された円筒状に成形された支持板５２には、６
個の縦貫通穴５２０〜５２５と、凹部５２６と、４個の
凸部５２７とが形成されている。６個の縦貫通穴５２０
〜５２５は、支持板５２の円形の断面に対して略垂直方
向に貫通している。凹部５２６は、中央の表面から陥没
している。４個の凸部５２７は、凹部５２６の開口縁部
に近接して表面から突出している。

【００４６】この支持板５２は、４個の凸部５２７の外
周領域で上下方向に貫通した縦貫通穴５２０〜５２５を
挿通するリードピン４４〜４９を介し、ステム４２に保
持されている。矩形平板状に成形された陽極５４は、４
個の凸部５２７で押圧されるように設置され、リードピ
ン４９の先端に溶接した略Ｌ字型の電極棒５４０の一端
に接続されている。なお、凹部５２６は、陽極５４の表
面積に略匹敵した開口をなすことで、放熱スペースを拡
張することができる。

【００４７】図９ないし図１２に示すように、支持板５
２と略同一の外径を有した放電遮蔽板５１には、貫通穴
５１０と、凹部５１１と、４個の縦貫通穴５１３〜５１
６とが形成されている。貫通穴５１０は、放電遮蔽板５
１の円形の断面に対して略垂直方向に貫通している。窪
み部５１１は、放電遮蔽板５１の背面の略中央に陥没
し、貫通穴５１０の第１の開口縁部を含んでいる。４個
の縦貫通穴５１３〜５１６は、放電遮蔽板５１の円形の
断面に対して略垂直方向に貫通している。この放電遮蔽
板５１は、窪み部５１１の外周領域で上下方向に貫通し
た縦貫通穴５１３〜５１６を挿通するリードピン４４〜
４７を介し、支持板５２に保持されている。

【００４８】矩形状の表面を有する陽極５４は、放電遮
蔽板５１の窪み部５１１に収容され、陽極５４の各コー
ナ部分は、放電遮蔽板５１の窪み部５１１の底面と支持
板５２の４個の凸部５２７との協働によって挟持されて
いる。丸みを帯びた略矩形状の貫通穴５１０には、陽極
５４の４辺の大部分が合致し、その第１の開口縁部の他
の部分は陽極５４の４コーナ部分に接合している。円形
の表面を有する４個の凸部５２７は、陽極５４の４コー
ナ部分と接合し、陽極５４を押圧している。矩形の窪み
部５１１は、４個の凸部５２７の高さと陽極５４の厚さ
との和に一致した深さを有し、結果的に支持板５２の前
面に形成した外周縁部を放電遮蔽板５１の背面に当接さ
せることができる。

【００４９】矩形平板状に成形された金属製の収束電極
５６には、開口５６０が形成されている。開口５６０
は、放電遮蔽板５１の貫通穴５１０と同軸上に配置され
ている。この開口５６０の周縁領域には、開口径を制限
する開口制限板５６１が溶接されている。開口制限板５
６１には、開口５６０を通過するように陽極５４に向か
って屈曲された収束開口５６２が形成されている。

【００５０】収束電極５６は、放電遮蔽板５１の中央の
前面上に設置され、リードピン４４の先端に溶接した直
線状の電極棒５６３の一端に接続されている。なお、こ
の開口制限板５６１と陽極５４との間の距離は、放電遮
蔽板５１の厚さよりも小さくなっている。

【００５１】螺旋状の熱陰極（フィラメント）５５に溶
接した電極棒５５０の両端をリードピン４６，４７の先
端に溶接することで、熱陰極５５をステム４２に保持さ
せることができる。矩形の平板状に成形された放電整流
板５７は、熱陰極５５と開口制限板５６１との間に介挿
されると共に、収束電極５６の端部に溶接されている。
なお、熱陰極５５は、放電整流板５７を挟んで開口制限
板５６１と反対側に位置すると共に、放電整流板５７の
頂部よりも上方に配置されている。

【００５２】金属製の前面窓電極５３は、放電遮蔽板５
１と略同一の外径を有すると共に、下方に開放された円
筒状に成形され、頂部に開口窓５３０を有している。円
形状に形成された開口窓５３０は、収束電極５６の収束
開口５６２と同軸上に配置され、中央部を貫通してい
る。なお、開口窓５３０は、収束開口５６２の上方空間
から紫外線を投光する位置に配置されている。この前面
窓電極５３は、放電遮蔽板５１の外周縁上に配置固定さ
れている。

【００５３】次に、本実施例の動作について説明する。

【００５４】まず、放電前の２０秒程度の間に外部電源
（図示しない）から１０Ｗ前後の電力を供給することに
より、熱陰極５５に所定の定格電圧が印加され、熱陰極
５５は予熱される。この熱陰極５５が十分に加熱された
後に、熱陰極５５と陽極５４との間に１５０Ｖ程度の直
流開放電圧を印加する。

【００５５】このようにアーク放電の準備が整ったとき
に、熱陰極５５と陽極５４との間に３５０〜５００Ｖの
トリガ電圧を印加することにより、熱陰極５５、収束電
極５６及び陽極５４の間にアーク放電が開始する。この
とき、矢印６０の方向に進行する熱電子の流路は、収束
電極５６の開口制限板５６１による収斂効果と、放電整
流板５７及び前面窓電極５３による遮蔽効果によって、
放電路６１ただ一つに限定される。即ち、熱陰極５５か
ら放出された熱電子６０は、放電整流板５７の上方から
開口制限板５６１の収束開口５６２を通過し、放電遮蔽
板５１の貫通穴５１０を通って陽極５４に至って受容さ
れる。

【００５６】このようなアーク放電による高密度放電領
域としてアークボール６２が、開口制限板５６１の上部
空間において陽極５４と反対側に発生する。そして、こ
の陽光柱発光としてのアークボール６２から取り出され
る紫外光は、陽極５４の上方方向、すなわち矢印６３の
方向に出射され、開口窓５３０を通って投光される。

【００５７】ここで、陽極５４及び収束電極５６は、放
電遮蔽板５１を介在してそれぞれ横貫通穴５１０の両開
口縁部に接触して設置されている。そのため、これら両
極間の絶縁状態が、放電遮蔽板５１の構成材料の絶縁性
によって維持されている。アーク放電の発生時におい
て、陽極５４は熱電子６０の受容によって発熱し、収束
電極５６も陽イオン（図示しない）の衝突によって発熱
する。

【００５８】しかしながら、放電遮蔽板５１の貫通穴５
１０は、陽極５４の表面をほとんど塞がず陽極５４の表
面を最大限に露出させている。また、支持板５２の凸部
５２７が、陽極５４にほとんど接触せず陽極５４の裏面
を最大限に露出させ、支持板５２の凹部５２６が、陽極
５４の後方スペースを拡張させている。そのため、陽極
５４及び収束電極５６の放熱が促進されるので、放電遮
蔽板５１及び支持板５２を構成する電気絶縁性の材料が
もつ熱伝導率が一般に小さくとも、陽極５４及び収束電
極５６の近傍空間の温度を比較的低温に維持させること
ができる。

【００５９】この結果、陽極５４及び収束電極５６に
は、高温状態における残留応力による構成材料の変形
や、蒸発またはスパッタ現象による構成材料の損失など
の発生が低減する。すなわち、両電極間の距離の変動や
通電の発生によってアーク放電の状態が不安定になった
り、両極の構成材料の損失によってアーク放電の発生が
困難になったりすることが起こりにくくなる。したがっ
て、長時間の連続発光による動作時においても陽極５４
及び収束電極５６の位置は精度よく保持されるので、長
時間に亘り連続的に安定した動作が実現される。

【００６０】なお、本発明のガス放電管は上記実施例に
限られるものではなく、種々の変形を行うことが可能で
ある。

【００６１】例えば、上記諸実施例では、放電遮蔽板２
１及び支持板２２の構成材料として通常のセラミクスを
用いているが、酸化ベリリウムや窒化アルミニウムなど
の高い熱伝導率を有する熱伝導セラミクスを用いること
もできる。この場合、放電遮蔽板２１及び支持板２２は
自己発熱により高温となる陽極２４に対するヒートシン
クとして作用するので、発光部２０の内部に蓄積される
熱の外部への放熱が促進される。そのため、ガス放電管
の動作の安定性を更に高めることが可能となる。

【００６２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のガ
ス放電管においては、放電遮蔽板の貫通穴の第１の開口
縁部の少なくとも２箇所を陽極の周縁に接合させ、この
第１の開口縁部の他の部分を前記陽極の周縁に合致させ
ることにより、陽極及び収束電極は、放電遮蔽板の貫通
穴を介在してその第１及び第２の開口端にそれぞれ接触
して設置されている。ここで、放電遮蔽板の貫通穴が陽
極の表面領域を最大限に露出させることができ、陽極及
び収束電極の放熱を促進させ、陽極及び収束電極の近傍
空間の温度を従来よりもかなり低温にすることができ
る。

【００６３】この結果、陽極及び収束電極には、高温状
態における残留応力による構成材料の変形や、蒸発また
はスパッタ現象による構成材料の損失などの発生が低減
する。すなわち、両電極間の距離の変動や通電の発生に
よってアーク放電の状態が不安定になったり、両電極の
構成材料の損失によってアーク放電の発生が困難になっ
たりすることが起こりにくくなる。したがって、長時間
の連続発光による動作時においても陽極及び収束電極の
位置は精度よく保持されるので、長時間に亘り連続的に
安定した動作が実現される。

【００６４】なお、放電遮蔽板と支持板とによって陽極
を挟んで保持する場合、支持板の複数個の凸部を利用す
ることで、陽極の表面領域を最大限に露出させることが
でき、支持板の凹部を設けることで、陽極の放熱スペー
スを確保することができる。そのため、陽極及び収束電
極の放熱がいっそう促進されるので、陽極及び収束電極
の近傍空間の温度を従来よりもかなり低温に維持させる
ことができる。

【００６５】したがって、長時間の連続発光においても
動作の安定性が向上した、寿命の長いガス放電管を提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス放電管に係る第１実施例を示す斜
視図である。

【図２】図１のガス放電管における発光部の分解斜視図
である。

【図３】図２の発光部における支持板と陽極との組付け
前の状態を示す斜視図である。

【図４】図２の発光部における放電遮蔽板と陽極との組
付け前の状態を示す斜視図である。

【図５】図２の発光部における放電遮蔽板と陽極と支持
板との位置関係を示す平面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図７】図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図８】本発明のガス放電管に係る第２実施例を示す斜
視図である。

【図９】図８のガス放電管における発光部の断面図であ
る。

【図１０】図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図１１】図１０のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図１２】図１０のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

【図１３】従来のガス放電管の構成を示す斜視図であ
る。

【図１４】図１３のガス放電管における発光部の分解斜
視図である。

【図１５】図１４の発光部の断面図である。

【符号の説明】

１０，４０…ガス放電管、１１，４１…外周器、２１，
５１…放電遮蔽板、２２，５２…支持板、２３，５３…
前面窓電極、２４，５４…陽極、２５，５５…熱陰極、
２６，５６…収束電極、２１０，５１０…貫通穴、２６
０，５６０…収束開口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−2976（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−159749（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−255662（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−5048（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱電子を放出する熱陰極と、 この熱陰極から放出された前記熱電子を受容する陽極
   と、 前記熱電子の経路を収斂する収束開口を有する収束電極
   と、 前記収束開口よりも大きい内径でかつ同軸上に配置した
   貫通穴を有し、この貫通穴の背面側に位置する第１の開
   口縁部に前記陽極を接触して設置させると共に、前記貫
   通穴の前面側に位置する第２の開口縁部に前記収束電極
   を接触して設置させる電気絶縁性の放電遮蔽板と、を収
   容する外囲器を備え、 前記第１の開口縁部の少なくとも２箇所を前記陽極の周
   縁に接合させ、前記第１の開口縁部の他の部分を前記陽
   極の周縁に合致させたことを特徴とするガス放電管。
2. 【請求項２】 前記陽極を挟んで前記放電遮蔽板と反対
   側に電気絶縁性の支持板を設置し、この支持板は、前記
   陽極に対向する表面に凹部を有すると共に、前記凹部の
   周辺領域に前記第１の開口縁部と前記陽極との接合部分
   を押圧する凸部を有し、前記陽極を前記支持板と前記放
   電遮蔽板とで挟持することを特徴とする請求項１記載の
   ガス放電管。
3. 【請求項３】 前記放電遮蔽板は前記陽極を収容すると
   共に前記第１の開口縁部をもった窪み部を有し、この窪
   み部は、前記支持板の凸部の高さと前記陽極の厚さとの
   和に一致する深さを有し、前記支持板の前面に形成した
   外周縁部を前記放電遮蔽板の背面に当接させたことを特
   徴とする請求項２記載のガス放電管。
4. 【請求項４】 矩形の前記陽極の少なくとも二つのコー
   ナ部分を前記窪み部の底面に当接させ、前記支持板の円
   柱状凸部と前記窪み部の底面との協働により、前記陽極
   を固定させたことを特徴とする請求項３記載のガス放電
   管。
5. 【請求項５】 前記放電遮蔽板及び前記支持板は、それ
   ぞれセラミクスで形成したことを特徴とする請求項２記
   載のガス放電管。