JP3965156B2 - ガス放電管 - Google Patents

Description

技術分野
本発明はガス放電管に関し、特に、分光器やクロマトグラフィなどの光源として利用するためのガス放電管に関するものである。
背景技術
従来、このような分野の技術として、特開平６−３１０１０１号公報がある。この公報に記載されたガス（重水素）放電管は、陽極と陰極との放電路上に２枚の金属隔壁を配置させ、各金属隔壁に小穴を形成させ、この小穴によって放電路を狭窄させている。その結果、放電路上の小穴によって高輝度の光を得ることが可能となる。また、金属隔壁を３枚以上にすると更に高い輝度が得られ、小穴を小さくすればする程、高輝度な光が得られる。
発明の開示
発明者は、上記した従来技術を検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、前述した従来のガス放電管において、各金属隔壁の小穴は、放電路を狭窄するために利用され、放電路を狭窄することで輝度をアップさせることができるが、この公報にも記載されているように、小穴を小さくすればする程、放電始動電圧を著しく高くしなければならず、小穴の直径や金属隔壁の枚数が著しい制限を受けることになる。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、高輝度化を実現しつつ始動性を良好にしたガス放電管を提供することを目的とする。
本発明に係るガス放電管は、密封容器内にガスが封入され、密封容器内に配置した陽極部と陰極部との間で放電を発生させることにより、密封容器の光出射窓から外部に向けて所定の光を放出させるガス放電管において、陽極部と陰極部との間の放電路の途中に配置されて、放電路を狭窄する第１の開口をもった第１の放電路制限部と、第１の放電路制限部と陽極部との間の放電路の途中に配置されて、放電路を狭窄する第２の開口をもった第２の放電路制限部と、第１の放電路制限部と第２の放電路制限部との間に配置されると共に、外部電源に電気的に接続される第１の放電路誘導部とを備えたことを特徴とする。
ガス放電管においては、高輝度な光を作り出す場合、単に放電路狭窄用の開口部分を小さくすればよいという訳ではなく、小さくすればする程、ランプ始動時の放電が起き難くなる。そして、ランプの始動性を高めるためには、陰極部と陽極部との間に著しく大きな電位差を発生させる必要があり、その結果として、ランプの寿命が短くなることが実験で確かめられている。そこで、本発明のガス放電管では、放電路を狭窄させてもランプの始動性を良好にさせるために、第１の放電路制限部と第２の放電路制限部との間に第１の放電路誘導部を配置させ、この第１の放電路誘導部に外部から電圧を印加させる。これにより、陰極部と第１の放電路誘導部との間において、第１の放電路制限部の第１の開口を通過するような積極的な始動放電が作り出される。そのため、第２の開口内を始動時の放電が通過し易くなり、その結果として、陰極部と陽極部との間の放電が素早く開始されることになる。よって、高輝度化を促進させるために、ランプ始動時の電圧を著しく高めなくとも、始動性を良好に保ちつつ、放電路制限部の開口の更なる小面積化を容易に推進させることができる。
また、第１の放電路制限部と第２の放電路制限部との間が電気的に絶縁されると好適である。このような構成を採用した場合、第１の放電路制限部と第２の放電路制限部とを異なる電位にすることができ、これによって、ランプの始動性を高めることができる。
また、第１の放電路誘導部の先端部分は円錐形状であると好適である。このような構成を採用した場合、第１の放電路誘導部の先端において、荷電粒子の密度を高めることができるので、ランプの始動性が更に良好になる。
また、第１及び第２の放電路制限部の第１及び第２の開口は、光出射窓に向けて広げられたカップ部の底部に形成されると好適である。このような構成を採用すると、第１及び第２の放電路制限部のカップ部でアークボールが確実に作り出され、２つのアークボールの形成により、更なる高輝度化が達成される。
また、第２の放電路制限部と陽極部との間の放電路の途中に配置されて、放電路を狭窄する第３の開口をもった第３の放電路制限部を更に備えると好適である。これは、高輝度な光を作り出す一助をなすものである。
また、第２の放電路制限部と第３の放電路制限部との間が電気的に絶縁されると好適である。第２の放電路制限部と第３の放電路制限部とを異なる電位にすることができ、これによって、３つの放電路制限部を利用しても、ランプの始動性を高めることができる。
また、第３の放電路制限部の第３の開口は、光出射窓に向けて広げられたカップ部の底部に形成されると好適である。このような構成を採用すると、第３の放電路制限部のカップ部でアークボールが確実に作り出され、更なる高輝度化が達成される。
また、第２の放電路制限部と第３の放電路制限部との間に配置されると共に、外部電源に電気的に接続される第２の放電路誘導部を備えると好適である。第２の放電路誘導部の採用により、３つの放電路制限部を利用した際のランプの始動性が更に高められる。
また、第２の放電路誘導部の先端部分は円錐形状であると好適である。このような構成を採用した場合、第２の放電路誘導部の先端において、荷電粒子の密度を高めることができるので、ランプの始動性が更に良好になる。
また、第２の放電路誘導部は、第１の放電路誘導部より高い電圧を印加すると好適である。これによって、スムーズに始動放電を発生させることができる。
また本発明に係るガス放電管は、密封容器内にガスが封入され、密封容器内に配置した陽極部と陰極部との間で放電を発生させることにより、密封容器の光出射窓から外部に向けて所定の光を放出させるガス放電管において、陽極部と陰極部との間の放電路の途中に配置されて、放電路を狭窄する第１の開口をもった第１の放電路制限部と、第１の放電路制限部と陽極部との間の放電路の途中に配置されて、放電路を狭窄する第２の開口をもった第２の放電路制限部と、を備え、第１の放電路制限部と第２の放電路制限部との間が電気的に絶縁されていることを特徴とする。
このガス放電管では、放電路を狭窄させてもランプの始動性を良好にさせるために、第１の放電路制限部と第２の放電路制限部とを電気的に絶縁させる。これにより、第１の放電路制限部と第２の放電路制限部とを異なる電位にすることができる。従って、各電位を調整することで、第２の開口内を始動時の放電が通過し易くなる。その結果、陰極部と陽極部との間の放電が素早く開始されることになる。よって、高輝度化を促進させるために、ランプ始動時の電圧を著しく高めなくとも、始動性を良好に保ちつつ、放電路制限部の開口の更なる小面積化を容易に推進させることができる。
また、第２の放電路制限部は、陰極部に対して絶縁物により遮蔽されていると好適である。このようにすれば、陰極部から第２の放電路制限部への回り込み放電による異常放電の発生が防止される。
また、第２の放電路制限部と陽極部との間には、第２の放電路制限部と陽極部とを位置決めするための絶縁物よりなる筒状スペーサが設けられていると好適である。このようにすれば、第２の放電路制限部と陽極部との位置決め精度の向上が図られる。
また、第２の放電路制限部と陽極部との間の放電路の途中に配置されて、放電路を狭窄する第３の開口をもった第３の放電路制限部を更に備え、第１、第２、及び第３の放電路制限部のそれぞれは電気的に絶縁されていると好適である。このように、第３の放電路制限部を備えることで、更なる高輝度化が図られる。このとき、第１、第２、及び第３の放電路制限部のそれぞれは電気的に絶縁されているため、第１、第２、及び第３の放電路制限部をそれぞれ異なる電位にすることができる。従って、各電位を調整することで、第２及び第３の開口内を始動時の放電が通過し易くなる。その結果、陰極部と陽極部との間の放電が素早く開始されることになり、３つの放電路制限部を利用しても、ランプの始動性を高めることができる。
また、第２及び第３の放電路制限部は、陰極部に対して絶縁物により遮蔽されていると好適である。このようにすれば、陰極部から第２及び第３の放電路制限部への回り込み放電による異常放電の発生が防止される。
また、第３の放電路制限部と陽極部との間には、第３の放電路制限部と陽極部とを位置決めするための絶縁物よりなる筒状スペーサが設けられていると好適である。このようにすれば、第３の放電路制限部と陽極部との位置決め精度の向上が図られる。
本発明は以下の詳細な説明および添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これらは単に例示のために示されるものであって、本発明を限定するものと考えるべきではない。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しつつ本発明に係るガス放電管の好適な実施形態について詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１及び図２に示すように、ガス放電管１はサイドオン型の重水素ランプであり、この放電管１は、重水素ガスが数百Ｐａ程度封入されたガラス製の密封容器２を有している。この密封容器２は、一端側を封止した円筒状の側管３と、この側管３の他端側を封止するステム５とからなり、側管３の一部が光出射窓４として利用されている。そして、この密封容器２内には発光部組立体６が収容されている。
この発光部組立体６は、ニッケルなどの金属からなる導電性の筐体７を有し、この筐体７は、ステム５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン８の先端に溶接して固定されている。また、発光部組立体６内には板状の陽極部９が収容され、この陽極部９は、ステム５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン１０の先端部分に溶接して固定されている。そして、このステムピン１０は、密封容器２内で電気絶縁性を保つために、アルミナ等からなるパイプ１１内に収容されている。
更に、筐体７内には、陽極部９に対峙する第２の放電路制限部１２が収容され、この第２の放電路制限部１２は、導電性の金属製支持板１５を介して筐体７に溶接固定されている。第２の放電路制限部１２は、導電性の金属（例えば、モリブデン、タングステン、或いはこれらから成る合金）からなると共に、アークボール成形用カップ部１３を有し、このカップ部１３は、放電によって作り出されたアークボールを収容させて、高い輝度の光を効率良く取り出すために、光出射窓４に向けて広げられている。更に、このカップ部１３の底部には、放電路を狭窄させるための第２の開口１４が設けられ、この第２の開口１４は、例えば直径０．５〜１ｍｍ程度の小孔からなる。
更に、筐体７には、第２の放電路制限部１２に対峙する第１の放電路制限部１６が固定され、この第１の放電路制限部１６は、導電性の金属製支持板１７を介して筐体７に溶接固定されている。第１の放電路制限部１６は、導電性の金属（例えば、モリブデン、タングステン、或いはこれらから成る合金）からなると共に、アークボール成形用カップ部１８を有し、このカップ部１８は、放電によって作り出されたアークボールを収容させて、光を効率良く取り出すために、光出射窓４に向けて広げられている。更に、このカップ部１８の底部には、放電路を狭窄させるための第１の開口１９が設けられ、この第１の開口１９は、第２の開口１４と同径又はそれ以上の径（例えば０．５〜１ｍｍ程度）の小孔からなる。そして、第１の開口１９と第２の開口１４とは、光軸線Ｘ上に整列させている。
また、発光部組立体６において、光路から外れた位置に陰極部２０が配置され、陰極部２０は、熱電子を発生させるためにタングステン製のコイル部を有している（図２参照）。そして、この陰極部２０の一端は、ステム５に立設させたステムピン２１に溶接されて電気的に接続され、陰極部２０の他端は、ステム５に立設させたステムピン２２に溶接されて電気的に接続されている。
更に、陰極部２０と第１の放電路制限部１６との間において、光路から外れた位置に放電整流板２３が設けられ、この放電整流板２３には、熱電子を通過させるための電子放出開口２４が形成されている。また、筐体７には、ニッケルなどの金属からなる導電性のフロントカバー２６が固定され、このフロントカバー２６には、第１の開口１９及び第２の開口１４に対して光軸線Ｘ上に整列させた光通過開口２７が設けられている。このように、フロントカバー２６内に陰極部２０を収容させることで、陰極部２０から発生するスパッタ物あるいは蒸発物を光出射窓４に付着させないようにしている。
ここで、高輝度な光を作り出す場合、単に放電路狭窄用の開口１４，１９を小さくすればよいという訳ではなく、小さくすればする程、ランプ始動時の放電が起き難くなる。そして、ランプの始動性を高めるためには、陰極部２０と陽極部９との間に著しく大きな電位差を発生させる必要があり、その結果として、ランプの寿命が短くなることが実験で確かめられている。
そこで、筐体７内において、第１の放電路制限部１６と第２の放電路制限部１２との間に第１の放電路誘導部２９を配置させる。この放電路誘導部２９は、ステム５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン３０の先端部分に溶接して固定されている。そして、このステムピン３０は、密封容器２内で電気絶縁性を保つために、アルミナなどからなるパイプ３１内に収容されていると共に、外部から所定の電圧の給電を可能にしている。
更に、放電路誘導部２９の先端部分は円錐形状であり、その尖端は、放電の邪魔にならないように、第１の開口１９と第２の開口１４とを結ぶ線上から僅かに外れた位置に設けられる。このように、放電路誘導部２９の先端を尖らせると、第１の放電路誘導部２９の尖端において、荷電粒子の密度を高めることができるので、ランプの始動性を良好にすることができる。
前述したような放電路誘導部２９の採用によって、陰極部２０と第１の開口１９との間において、第１の放電路制限部１６の第１の開口１９を通過するような積極的な始動放電が作り出される。そのため、第２の開口１４内を始動時の放電が通過し易くなり、その結果として、陰極部２０と陽極部９との間の放電が素早く開始されることになる。よって、高輝度化を促進させるために、ランプ始動時の電圧を著しく高めなくとも、始動性を良好に保ちつつ、放電路制限部の開口１４，１９の更なる小面積化を容易に推進させることができる。
次に、前述した重水素ガス放電管１の動作について説明する。
先ず、放電前の２０秒程度の間に外部電源からステムピン２１，２２を介して、１０Ｗ前後の電力を陰極部２０に供給して、陰極部２０のコイル部を予熱させる。その後、外部電源から陰極部２０と陽極部９との間に１６０Ｖ程度の電圧を印加して、アーク放電の準備を整える。
その準備が整った後、外部電源からステムピン３０を介して放電路誘導部２９に３５０Ｖ程度のトリガ電圧を印加する。すると、陰極部２０と放電路誘導部２９との間に放電が発生し、これを引き金として、陰極部２０と陽極部９との間に放電が発生することになる。そして、このような始動放電が一旦発生すると、陰極部２０と陽極部９との間でアーク放電が維持され、放電路を狭窄した第１及び第２の開口１９，１４のそれぞれの近傍でアークボールが発生する。そして、２個のアークボールから取り出される紫外線は、極めて輝度の高い光として光出射窓４を透過して外部に放出される。
［第２実施形態］
図３及び図４に示すように、ガス放電管３４はサイドオン型の重水素ランプであり、このガス放電管３４は、３個の放電路制限部が設けられている点が第１の実施形態と異なり、同一又は同等の構成部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
このガス放電管３４の筐体７内には、第２の放電路制限部１２と陽極部９との間に第３の放電路制限部３６が収容され、この第３の放電路制限部３６は、導電性の金属製支持板３７を介して筐体７に溶接固定されている。第３の放電路制限部３６は、導電性の金属（例えば、モリブデン、タングステン、或いはこれらから成る合金）からなると共に、アークボール成形用カップ部３８を有し、このカップ部３８は、放電によって作り出されたアークボールを収容させて、光を効率良く取り出すために、光出射窓４に向けて広げられている。
更に、カップ部３８の底部には、放電路を狭窄させるための第３の開口３９が設けられ、この第３の開口３９は、第２の開口１４と同径又はそれ以下の径（例えば０．５〜１ｍｍ程度）の小孔からなる。そして、第１の開口１９と第２の開口１４と第３の開口３９は、光軸線Ｘ上に整列させている。このように、整列させた３個の放電路制限部１２，１６，３６を利用することで、それぞれのカップ部１３，１８，３８で適切なアークボールを作り出すことができるので、更なる輝度アップを図ることができる。
［第３実施形態］
図５及び図６に示すように、ガス放電管４０はサイドオン型の重水素ランプであり、このガス放電管４０は、３個の放電路制限部１２，１６，３６が設けられている点では第２の実施形態と同じであるが、第２の放電路制限部１２と第３の放電路制限部３６とを近接させる点で異なっている。このように、第２の放電路制限部１２と第３の放電路制限部３６とを例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍの距離に近接させる結果として、第２の開口１４と第３の開口３９との間の放電路で、放電の広がりを抑えることができ、始動性を良好にし、輝度を増加させることができる。
［第４実施形態］
図７及び図８に示すように、ガス放電管４２はサイドオン型の重水素ランプであり、このガス放電管４２は、２個の放電路誘導部が設けられている点が第２の実施形態と異なり、同一又は同等の構成部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
このガス放電管４２の筐体７内には、第２の放電路制限部１２と第３の放電路制限部３６との間に第２の放電路誘導部４３を配置させる。この放電路誘導部４３は、ステム５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン４４の先端部分に溶接して固定されている。そして、このステムピン４４は、密封容器２内で電気絶縁性を保つために、アルミナなどからなるパイプ４５内に収容されていると共に、外部から所定の電圧の給電を可能にしている。
更に、第２の放電路誘導部４３の先端部分は円錐形状であり、その尖端は、放電の邪魔にならないように、第２の開口１４と第３の開口３９とを結ぶ線上から僅かに外れた位置に設けられる。このように、第２の放電路誘導部４３の先端を尖らせることで、第２の放電路誘導部４３の尖端において、荷電粒子の密度を高めることができるので、ランプの始動性を良好にすることができる。
前述したような第２の放電路誘導部４３の採用によって、始動時において、例えば、第１の放電路誘導部２９に３５０Ｖを印加し、第２の放電路誘導部４３に４００Ｖを印加する。その結果、陰極部２０と第１の放電路誘導部２９との間でスムーズに放電が発生し、続いて、陰極部２０と第２の放電路誘導部４３との間でスムーズに放電が発生し、これらの放電を引き金として、陰極部２０と陽極部９との間でスムーズに放電が発生することになる。そして、このような始動放電が一旦発生すると、陰極部２０と陽極部９との間でアーク放電が維持され、放電路を狭窄した第１、第２及び第３の開口１９，１４，３９のそれぞれの近傍でアークボールが発生する。そして、３個のアークボールから取り出される紫外線は、極めて輝度の高い光として光出射窓４を透過して外部に放出される。
［第５実施形態］
図９及び図１０に示すように、ガス放電管５０はサイドオン型の重水素ランプであり、この放電管５０は、重水素ガスが数百Ｐａ程度封入されたガラス製の密封容器５２を有している。この密封容器５２は、一端側を封止した円筒状の側管５３と、この側管５３の他端側を封止するステム５５とからなり、側管５３の一部が光出射窓５４として利用されている。そして、この密封容器５２内には発光部組立体５６が収容されている。
この発光部組立体５６は、セラミックスからなる電気絶縁性の筐体５７を有し、この筐体５７は、組立性に配慮して、筐体５７の前方に位置する第１の電気絶縁部５７ａと、筐体５７の中間に位置する第２の電気絶縁部５７ｂと、筐体５７の後方に位置する第３の電気絶縁部５７ｃとからなる。第１の電気絶縁体５７ａ及び第２の電気絶縁体５７ｂは筒状をなし、互いに同軸的に設けられてその軸方向が光軸線Ｘの方向に沿っている。第３の電気絶縁部５７ｃには、ステム５５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン５８が貫通している。また、第２の電気絶縁部５７ｂと第３の電気絶縁部５７ｃとで板状の陽極部５９を挾み込み、この陽極部５９は、ステム５５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン６０の先端部分に溶接して固定されている。そして、このステムピン６０は、密封容器５２内で電気絶縁性を保つために、アルミナなどからなるパイプ６１内に収容されている。
更に、筐体５７内には、陽極部５９に対峙する第２の放電路制限部６２が収容され、この第２の放電路制限部６２は導電性の金属製支持板６５に溶接固定されている。この支持板６５は、第１の電気絶縁部５７ａと第２の電気絶縁部５７ｂとで挟み込まれて筐体５７に固定されている。このように、第２の放電路制限部６２は、金属製支持板６５を介して第１の電気絶縁部５７ａ及び第２の電気絶縁部５７ｂに挟まれて位置決めされている。また、陽極部５９は、第２の電気絶縁部５７ｂ及び第３の電気絶縁部５７ｃに挟み込まれて位置決めされている。従って、第２の電気絶縁部５７ｂは陽極部５９と第２の放電路制限部６２とを位置決めするスペーサとして機能し、これらの位置決め精度の向上が図られている。第２の放電路制限部６２は、導電性の金属（例えば、モリブデン、タングステン、或いはこれらから成る合金）からなると共に、アークボール成形用カップ部６３を有し、このカップ部６３は、放電によって作り出されたアークボールを収容させて、高い輝度の光を効率良く取り出すために、光出射窓４に向けて広げられている。更に、カップ部６３の底部には、放電路を狭窄させるための第２の開口６４が設けられ、この第２の開口６４は、例えば直径０．５〜１ｍｍ程度の小孔からなる。
また、筐体５７を電気絶縁性のセラミックスで構成させ、後述の第１の放電路制限部６６と第２の放電路制限部６２とを電気的に絶縁させているので、ランプの始動性を高めるために、第１の放電路制限部６６と第２の放電路制限部６２とを異なる電圧にすることができる。そこで、第２の放電路制限部６２に所定の電圧を印加するために、金属支持板６５は、ステム５５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン（図示せず）の先端部分に電気的に接続されている。
また、第２の放電路制限部６２は、第１〜第３の電気絶縁部５７ａ〜５７ｃより構成される筐体５７内に収容され、陰極部７０から見えないように陰極部７０に対して遮蔽されている。これにより、第１の放電路制限部６６の第１の開口６９を経由する経路以外から第２の放電路制限部６２へ熱電子が回り込むことが防止され、回り込み放電による異常放電の発生が防止される。
更に、筐体５７には、第２の放電路制限部６２に対峙する第１の放電路制限部６６が固定されている。この第１の放電路制限部６６は、第１の電気絶縁部５７ａの前面に配置させた導電性の金属製支持板６７に溶接固定され、この支持板６７は、ステムピン５８の先端に溶接固定されている。この第１の放電路制限部６６は、導電性の金属（例えば、モリブデン、タングステン、或いはこれらから成る合金）からなると共に、アークボール成形用カップ部６８を有し、このカップ部６８は、放電によって作り出されたアークボールを収容させて、光を効率良く取り出すために、光出射窓５４に向けて広げられている。更に、カップ部６８の底部には、放電路を狭窄させるための第１の開口６９が設けられ、この第１の開口６９は、第２の開口６４と同径又はそれ以上の径（例えば０．５〜１ｍｍ程度）の小孔からなる。そして、第１の開口６９と第２の開口６４とは、光軸線Ｘ上に整列させている。
また、発光部組立体５６において、光路から外れた位置に陰極部７０が配置され、陰極部７０は、熱電子を発生させるためにタングステン製のコイル部を有している（図１０参照）。そして、この陰極部７０の一端は、ステム５５に立設させたステムピン７１に溶接されて電気的に接続され、陰極部７０の他端は、ステム５５に立設させたステムピン７２に溶接させたリード部を介して電気的に接続されている。
更に、陰極部７０と第１の放電路制限部６６との間において、光路から外れた位置に放電整流板７３が設けられ、この放電整流板７３には、熱電子を通過させるための電子放出開口７４が形成されている。また、筐体５７には、ニッケルなどの金属からなる導電性のフロントカバー７６が固定され、このフロントカバー７６には、第１の開口６９及び第２の開口６４に対して光軸線Ｘ上に整列させた光通過開口７７が設けられている。このように、フロントカバー７６内に陰極部７０を収容させることで、陰極部７０から発生するスパッタ物あるいは蒸発物を光出射窓５４に付着させないようにしている。
ここで、高輝度な光を作り出す場合、単に放電路狭窄用の開口６４，６９を小さくすればよいという訳ではなく、小さくすればする程、ランプ始動時の放電が起き難くなる。そして、ランプの始動性を高めるためには、陰極部７０と陽極部５９との間に著しく大きな電位差を発生させる必要があり、その結果として、ランプの寿命が短くなることが実験で確かめられている。
そこで、筐体５７内において、第１の放電路制限部６６と第２の放電路制限部６２との間に第１の放電路誘導部７９を配置させる。この放電路誘導部７９は、ステム５５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン８０の先端部分に溶接して固定されている。そして、このステムピン８０は、密封容器５２内で電気絶縁性を保つために、アルミナなどからなるパイプ８１内に収容されていると共に、外部から所定の電圧の給電を可能にしている。
更に、放電路誘導部７９の先端部分は円錐形状であり、その尖端は、放電の邪魔にならないように、第１の開口６９と第２の開口６４とを結ぶ線上から僅かに外れた位置に設けられる。このように、放電路誘導部７９の先端を尖らせると、第１の放電路誘導部７９の尖端において、荷電粒子の密度を高めることができるので、ランプの始動性を良好にすることができる。
前述したような放電路誘導部７９の採用によって、陰極部７０と第１の開口６９との間において、第１の放電路制限部６６の第１の開口６９を通過するような積極的な始動放電が作り出される。そのため、第２の開口６４内を始動時の放電が通過し易くなり、その結果として、陰極部７０と陽極部５９との間の放電が素早く開始されることになる。このように構成することで、高輝度化を促進させるために、ランプ始動時の電圧を著しく高めなくとも、始動性を良好に保ちつつ、放電路制限部の開口６４，６９の更なる小面積化を容易に推進させることができる。なお、符号９９は、発光部組立体５９を支持するためのステムピンである。
次に、前述した重水素ガス放電管１の動作について説明する。
先ず、放電前の２０秒程度の間に外部電源からステムピン７１，７２を介して、１０Ｗ前後の電力を陰極部７０に供給して、陰極部７０のコイル部を予熱させる。その後、外部電源から陰極部７０と陽極部５９との間に１６０Ｖ程度の電圧を印加して、アーク放電の準備を整える。
その準備が整った後、外部電源からステムピン（図示せず）を介して第２の放電路制限部６２に３７０Ｖ程度のトリガ電圧を印加し、同様に、外部電源からステムピン８０を介して放電路誘導部２９に３５０Ｖ程度のトリガ電圧を印加する。すると、陰極部７０と放電路誘導部７９との間に放電が発生し、これを引き金として、陰極部７０と陽極部５９との間に放電が発生することになる。そして、このような始動放電が一旦発生すると、陰極部７０と陽極部５９との間でアーク放電が維持され、放電路を狭窄した第１及び第２の開口６９，６４のそれぞれの近傍でアークボールが発生する。そして、２個のアークボールから取り出される紫外線は、極めて輝度の高い光として光出射窓５４を透過して外部に放出される。
［第６実施形態］
図１１及び図１２に示すように、ガス放電管８４はサイドオン型の重水素ランプであり、このガス放電管８４は、３個の放電路制限部が設けられている点が第５の実施形態と異なり、同一又は同等の構成部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
このガス放電管８４の筐体５７内には、第２の放電路制限部６２と陽極部５９との間に第３の放電路制限部８６が収容され、この第３の放電路制限部８６は、導電性の金属製支持板８７に溶接固定されている。この支持板８７は、第２の電気絶縁部５７ｂと第４の電気絶縁部５７ｄとで挟み込まれて筐体５７に固定されている。この第４の電気絶縁体５７ｄは筒状をなし、第１の電気絶縁体５７ａ及び第２の電気絶縁体５７ｂと同軸的に設けられている。このように、第３の放電路制限部８６は、金属製支持板８７を介して第２の電気絶縁部５７ｂ及び第４の電気絶縁部５７ｄに挟まれて位置決めされている。また、陽極部５９は、第４の電気絶縁部５７ｄ及び第３の電気絶縁部５７ｃに挟み込まれて位置決めされている。従って、第４の電気絶縁部５７ｄは陽極部５９と第３の放電路制限部８６とを位置決めするスペーサとして機能し、これらの位置決め精度の向上が図られている。第３の放電路制限部８６は、導電性の金属（例えば、モリブデン、タングステン、或いはこれらから成る合金）からなると共に、アークボール成形用カップ部８８を有し、このカップ部８８は、放電によって作り出されたアークボールを収容させて、光を効率良く取り出すために、光出射窓５４に向けて広げられている。
更に、カップ部８８の底部には、放電路を狭窄させるための第３の開口８９が設けられ、この第３の開口８９は、第２の開口６４と同径又はそれ以下の径（例えば０．５〜１ｍｍ程度）の小孔からなる。そして、第１の開口６９と第２の開口６４と第３の開口８９は、光軸線Ｘ上に整列させている。このように、整列させた３個の放電路制限部６２，６６，８６を利用することで、それぞれのカップ部６３，６８，８８で適切なアークボールを作り出すことができるので、更なる輝度アップを図ることができる。
そして、第２の放電路制限部６２と第３の放電路制限部８６とを近接させる結果として、第２の開口６４と第３の開口８９との間の放電路で、放電の広がりを抑えることができ、始動性を良好にし、輝度を増加させることができる。
また、筐体５７を電気絶縁性のセラミックスで構成させ、第１の放電路制限部６６、第２の放電路制限部６２、及び第３の放電路制限部８６のそれぞれを電気的に絶縁させているので、第１の放電路制限部６６と第２の放電路制限部６２と第３の放電路制限部８６とを異なる電圧にすることができ、その結果、ランプの始動性を高めることができる。
また、第２及び第３の放電路制限部６２，８６は、第１〜第４の電気絶縁部５７ａ〜５７ｄより構成される筐体５７内に収容され、陰極部７０から見えないように陰極部７０に対して遮蔽されている。これにより、第１の放電路制限部６６の第１の開口６９を経由する経路以外から第２及び第３の放電路制限部６２，８６へ熱電子が回り込むことが防止され、回り込み放電による異常放電の発生が防止される。
［第７実施形態］
図１３及び図１４に示すように、ガス放電管９２はサイドオン型の重水素ランプであり、このガス放電管９２は、２個の放電路誘導部が設けられている点が第６の実施形態と異なり、同一又は同等の構成部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
このガス放電管９２の筐体５７内には、第２の放電路制限部６２と第３の放電路制限部８６との間に第２の放電路誘導部９３を配置させる。この放電路誘導部９３は、ステム５５に立設させて管軸Ｙ方向に延在するステムピン９４の先端部分に溶接して固定されている。そして、このステムピン９４は、密封容器５２内で電気絶縁性を保つために、アルミナなどからなるパイプ９５内に収容されていると共に、外部から所定の電圧の給電を可能にしている。
更に、第２の放電路誘導部９３の先端部分は円錐形状であり、その尖端は、放電の邪魔にならないように、第２の開口６４と第３の開口８９とを結ぶ線上から僅かに外れた位置に設けられる。このように、第２の放電路誘導部９３の先端を尖らせることで、第２の放電路誘導部９３の尖端において、荷電粒子の密度を高めることができるので、ランプの始動性を良好にすることができる。
前述したような第２の放電路誘導部９３の採用によって、始動時において、例えば、第１の放電路誘導部７９に３５０Ｖを印加し、第２の放電路誘導部９３に４００Ｖを印加する。その結果、陰極部７０と第１の放電路誘導部７９との間でスムーズに放電が発生し、続いて、陰極部７０と第２の放電路誘導部９３との間でスムーズに放電が発生し、これらの放電を引き金として、陰極部７０と陽極部５９との間でスムーズに放電が発生することになる。そして、このような始動放電が一旦発生すると、陰極部７０と陽極部５９との間でアーク放電が維持され、放電路を狭窄した第１、第２及び第３の開口６９，６４，８９のそれぞれの近傍でアークボールが発生する。そして、３個のアークボールから取り出される紫外線は、極めて輝度の高い光として光出射窓５４を透過して外部に放出される。
なお、上記した第５及び第６実施形態に係るガス放電管５０，８４では、第１の放電路誘導部７９を備える構成としたが、かかる放電路誘導部７９を備えることなくガス放電管を構成してもよい。また、第７実施形態に係るガス放電管９２では、第１及び第２の放電路誘導部７９，９３を備える構成としたが、かかる放電路誘導部７９，９３を備えることなくガス放電管を構成してもよい。
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
産業上の利用可能性
本発明によれば、高輝度化を実現しつつ始動性が良好なガス放電管が提供される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係るガス放電管の第１の実施形態を示す断面図である。
図２は、図１に示したガス放電管の横断面図である。
図３は、本発明に係るガス放電管の第２の実施形態を示す断面図である。
図４は、図３に示したガス放電管の横断面図である。
図５は、本発明に係るガス放電管の第３の実施形態を示す断面図である。
図６は、図５に示したガス放電管の横断面図である。
図７は、本発明に係るガス放電管の第４の実施形態を示す断面図である。
図８は、図７に示したガス放電管の横断面図である。
図９は、本発明に係るガス放電管の第５の実施形態を示す断面図である。
図１０は、図９に示したガス放電管の横断面図である。
図１１は、本発明に係るガス放電管の第６の実施形態を示す断面図である。
図１２は、図１１に示したガス放電管の横断面図である。
図１３は、本発明に係るガス放電管の第７の実施形態を示す断面図である。
図１４は、図１３に示したガス放電管の横断面図である。

Claims (16)

1. 密封容器内にガスが封入され、前記密封容器内に配置した陽極部と陰極部との間で放電を発生させることにより、前記密封容器の光出射窓から外部に向けて所定の光を放出させるガス放電管において、
   前記陽極部と前記陰極部との間の放電路の途中に配置されて、前記放電路を狭窄する第１の開口をもった第１の放電路制限部と、
   前記第１の放電路制限部と前記陽極部との間の放電路の途中に配置されて、前記放電路を狭窄する第２の開口をもった第２の放電路制限部と、
   前記第１の放電路制限部と前記第２の放電路制限部との間に配置されると共に、外部電源に電気的に接続される第１の放電路誘導部とを備えたことを特徴とするガス放電管。
2. 前記第１の放電路制限部と前記第２の放電路制限部との間が電気的に絶縁されたことを特徴とする請求項１記載のガス放電管。
3. 前記第１の放電路誘導部の先端部分は円錐形状であることを特徴とする請求項１又は２記載のガス放電管。
4. 前記第１及び第２の放電路制限部の第１及び第２の開口は、前記光出射窓に向けて広げられたカップ部の底部に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のガス放電管。
5. 前記第２の放電路制限部と前記陽極部との間の前記放電路の途中に配置されて、前記放電路を狭窄する第３の開口をもった第３の放電路制限部を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のガス放電管。
6. 前記第２の放電路制限部と前記第３の放電路制限部との間が電気的に絶縁されたことを特徴とする請求項５記載のガス放電管。
7. 前記第３の放電路制限部の第３の開口は、前記光出射窓に向けて広げられたカップ部の底部に形成されたことを特徴とする請求項５又は６記載のガス放電管。
8. 前記第２の放電路制限部と前記第３の放電路制限部との間に配置されると共に、外部電源に電気的に接続される第２の放電路誘導部を備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項記載のガス放電管。
9. 前記第２の放電路誘導部の先端部分は円錐形状であることを特徴とする請求項８記載のガス放電管。
10. 前記第２の放電路誘導部は、前記第１の放電路誘導部より高い電圧を印加することを特徴とする請求項８又は９記載のガス放電管。
11. 密封容器内にガスが封入され、前記密封容器内に配置した陽極部と陰極部との間で放電を発生させることにより、前記密封容器の光出射窓から外部に向けて所定の光を放出させるガス放電管において、
    前記陽極部と前記陰極部との間の放電路の途中に配置されて、前記放電路を狭窄する第１の開口をもった第１の放電路制限部と、
    前記第１の放電路制限部と前記陽極部との間の放電路の途中に配置されて、前記放電路を狭窄する第２の開口をもった第２の放電路制限部と、
    を備え、
    前記第１の放電路制限部と前記第２の放電路制限部との間が電気的に絶縁されていることを特徴とするガス放電管。
12. 前記第２の放電路制限部は、前記陰極部に対して絶縁物により遮蔽されていることを特徴とする請求項１１記載のガス放電管。
13. 前記第２の放電路制限部と前記陽極部との間には、該第２の放電路制限部と該陽極部とを位置決めするための絶縁物よりなる筒状スペーサが設けられていることを特徴とする請求項１２記載のガス放電管。
14. 前記第２の放電路制限部と前記陽極部との間の前記放電路の途中に配置されて、前記放電路を狭窄する第３の開口をもった第３の放電路制限部を更に備え、
    前記第１、第２、及び第３の放電路制限部のそれぞれは電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１１記載のガス放電管。
15. 前記第２及び第３の放電路制限部は、前記陰極部に対して絶縁物により遮蔽されていることを特徴とする請求項１４記載のガス放電管。
16. 前記第３の放電路制限部と前記陽極部との間には、該第３の放電路制限部と該陽極部とを位置決めするための絶縁物よりなる筒状スペーサが設けられていることを特徴とする請求項１５記載のガス放電管。

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