WO2006016521A1

WO2006016521A1 - ガス放電管

Info

Publication number: WO2006016521A1
Application number: PCT/JP2005/014331
Authority: WO
Inventors: Yoshinobu Ito; Tsuyoshi Minamizawa; Koji Matsushita
Original assignee: Hamamatsu Photonics K.K.
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2006-02-16
Also published as: JP2006054081A; EP1780767A1; KR101086936B1; KR20070041674A; DE602005024818D1; JP4969772B2; AU2005272548A1; US20070296338A1; CN101002297B; EP1780767A4; EP1780767B1; US7764018B2; CN101002297A; AU2005272548B2

Description

明細書

ガス放電管

技術分野

[0001] 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等の光源として利用される重水素ランプ等のガス放電管に関する。

背景技術

[0002] 上述した分野の従来技術としては、下記の特許文献 1及び 2に示す技術が挙げられる。これらの特許文献に記載のガス (重水素)放電管は、いずれも陽極部と陰極部との間の放電路上に金属製の隔壁を配置し、この隔壁に小孔を形成して、この小孔によって放電路を狭窄させる構成を採っている。力かる構成においては、放電路上の小孔によって高輝度の光を得ることができる。特に、特許文献 1に記載のガス放電管では、小孔、すなわち放電路を狭窄させる部分の長さを長くすることで、さらに、輝度を高めている。一方、特許文献 2に記載のガス放電管は、小孔の長さを長くするとともに、隔壁を複数枚配置することで、高輝度化を図っている。

特許文献 1 :特開平 7— 288106号公報

特許文献 2：特開平 10— 64479号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] これらの技術により、ガス放電管の高輝度化という要請は比較的満足されている。し力ながら、放電路を狭窄させる部分を長くした場合、放電が起こりに《なるという問題がある。この問題点に対して、特許文献 2に記載のガス放電管では、金属製隔壁を複数枚配置し、放電を段階的に発生させることで回避しているが、その結果、電源回路が複雑ィ匕すると、う問題がある。

[0004] そこで、本発明は、高輝度化を達成しつつ、同時に放電を確実に発生させることのできるガス放電管を提供することを課題として、る。

課題を解決するための手段

[0005] 上記課題を解決するため、本発明は、ガスが封入された密封容器内に配置され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力外部に向けて光を放出させるガス放電管において、 (i)陽極部と陰極部との間に配置され、陽極部と陰極部との間の放電路を狭窄する貫通孔を有する筒状の放電路制限部であって、外部電源に電気的に接続される導電性の放電路制限部と、（ii)放電路制限部の周囲を覆うように配置され、かつ、放電路制限部と電気的に絶縁された放電遮蔽部と、を備え、放電路制限部は、陰極部側の端部が放電遮蔽部の陰極部側の面よりも所定の突出量だけ突出する一方、陽極部側の端部が陽極部の位置する空間内へ突出していることを特徴としている。放電路制限部の陰極部側の突出量は 0. 5mm以内であることが好まし!/、。

[0006] このような構成においては、放電路制限部の外周面から陰極部への放電路の大部分が放電遮蔽部により遮断されるとともに、放電路制限部の陰極部側の端部の一部のみ、すなわち最大 0. 5mm程度の突出部分のみが陰極部との間で始動放電のための放電路を形成するため、始動用電源を投入した際、放電路制限部の突き出した先端部の近傍及び貫通孔の陰極部側の一部のみに高密度電子領域が形成される。その結果、始動放電が確実に発生される。また、放電路制限部が、陽極部が位置している側の空間内に所定に突き出しているため、陽極部が位置している側の空間が拡大されて、当該空間で陽極部の放熱が好適に行われ、陽極部の温度上昇が防止される。その結果、陽極部からの蒸発物が低減される。

[0007] ここで、上記作用を効果的に奏する構成としては、具体的には、放電路制限部を支持する放電路制限部支持部を備え、放電路制限部は、その外周面に、放電路制限部支持部に支持される鍔部を有し、放電路制限部の陰極側、陽極側の端面は、この鍔部から陰極側、陽極側にそれぞれ突出している構成が挙げられ、これにより、放電路制限部の位置決め取り付けが容易になる。また、放電路制限部支持部が放電路制限部の長手方向の途中に設けられた鍔部を支持するため、放電路制限部を同じ長さとして、放電路制限部の陽極部側の端部を支持する場合に比して、同長手方向における放電路制限部支持部の厚さを薄くすることが可能となり、ガス放電管の小型化が可能となる。

[0008] また、放電路制限部における貫通孔は、陽極部側に設けられた内径一定の小孔部と、この小孔部に連続して陰極部側に延び、陰極部側ほど内径が拡大されている口ート状の拡径孔部とからなることが好適である。主として小孔部が放電を狭窄する部分として機能し、拡径孔部がその内部で良好なアークボールを形成し、高輝度化に寄与するからである。

[0009] さらに、小孔部と拡径孔部の境界は、放電遮蔽部の陰極部側の面よりも陽極部側に配置される構成とすることで、高密度電子領域は拡径孔部の内部に特に集中して形成されることとなり、始動放電がより一層確実に発生されることとなる。なお、放電路制限部における小孔部の内径を Dl、拡径孔部の最大内径を D2とした場合、 D2を 1 mm以上 3mm以下とし、比 D2ZD1が 4以上 10以下とすること力電子領域の高密度化及び良好なアークボール形成に有効である。さらにまた、放電遮蔽部は、放電路制限部との電気的絶縁を容易に達成できるよう、電気的絶縁性材料で形成されて、ることが好まし!/、。

発明の効果

[0010] このように本発明によるガス放電管によれば、放電を十分に狭窄する放電路制限部を有し、高輝度が得られるという効果を奏するとともに、放電路制限部と放電遮蔽部との位置関係により、放電路制限部の先端部にて確実に始動放電が発生されるので、段階的に始動放電が進行して、主放電も確実に発生するという効果も奏するものである。また、陽極部力もの蒸発物が低減されるため、長期に渡って安定した放電を維持することができる。また、複雑な電源回路も不要であるため、本発明によるガス放電管を用いる装置全体のコストダウンにも寄与することができる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明によるガス放電管の第 1の実施形態を示す断面図である。

[図 2]図 1中の発光部組立体の放電路制限部支持部及びベース部を示す分解斜視図である。

[図 3]図 1中の発光部組立体の放電路制限部支持部、放電路制限部及び陽極部を示す分解斜視図である。

[図 4]図 1中の発光部組立体の放電路制限部支持部、放電遮蔽部、放電整流板、陰極部及び前面カバーを示す分解斜視図である。 [図 5]図 1のガス放電管における放電路制限部及びその周辺部を拡大して示す断面図である。

[図 6]本発明によるガス放電管の第 2の実施形態を示す断面図である。

[図 7]図 6のガス放電管における放電路制限部及びその周辺部を拡大して示す断面図である。

[図 8]本発明によるガス放電管の第 3の実施形態を示す断面図である。

[図 9]本発明によるガス放電管の第 4の実施形態を示す断面図である。

[図 10]本発明によるガス放電管の第 5の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

10、 110、 210、 310、 410 ガス放電管

12、 212 密封容器

18、 218 光出射窓

20、 220 発光部組立体

24、 224 陽極部

28、 128、 228 放電路制限部

30、 130、 230、 300 放電路制限部支持部

42、 242 貫通孔

44 フランジ（鍔部）、 46、 246 小孔部

48、 248 拡径孔部

50、 150、 250 放電遮蔽部

52、 152、 252 開口

54 第 1突出部 (放電路制限部）

56、 256 陰極部

62、 362、 462 陽極部が位置している側の空間

64 第 2突出部 (放電路制限部）

65、 265 開口

270 放電遮蔽部支持部

発明を実施するための最良の形態 [0013] 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。図 1は、本発明のガス放電管の第 1の実施形態を、軸線 (管軸)方向に直角な方向に切断して示す断面図、図 2 〜図 4は、図 1中の発光部組立体の各分解斜視図、図 5は、図 1のガス放電管における放電路制限部及びその周辺部を拡大して示す断面図である。なお、以下の説明において、「上」、「下」等の方向を示す語については各図の状態に応じて言うものとする。

[0014] 図 1に示すガス放電管 10はいわゆるサイドオン型の重水素ランプであり、例えば、分析機器や半導体検査装置等の光源として使用されるものである。このガス放電管 1 0は、重水素ガスが数百 Pa程度の圧力で封入されたガラス製の密封容器 12と、陽極部 24及び陰極部 56を有し、紫外線を発光する発光部組立体 20とを具備してヽる。

[0015] 密封容器 12は、一端側を封止した円筒状の側管部 14と、この側管部 14の他端側を封止するステム部（図示せず)と力もなり、側管部 14の一部が光出射窓 18として利用されて、る。この密封容器 12内に発光部組立体 20が収容されて、る。

[0016] この発光部組立体 20は、図 1〜図 3に示すように、略矩形板状のセラミックス等からなる電気的絶縁性のベース部 22および放電路制限部支持部 (以下「支持部」 t 、う） 30を具備している。ベース部 22及び支持部 30は、互いに対向して当接配置され、その対向する面に凹部 23、 32がそれぞれ形成されている。これらの凹部 23、 32により形成された空間が、陽極部 24を収容する陽極部収容空間（陽極部が位置している側の空間） 62となる。この陽極部収容空間 62には、陽極部 24の他に、後述する放電路制限部 28の一部およびこの放電路制限部 28に接続される導電板 36が収容されている。

[0017] 支持部 30の凹部 32の略中央には、円形の開口 34が形成されている。この開口 34 が光出射窓 18に対向するように、支持部 30が配置されている。

[0018] 陽極部 24は、略矩形の平板状であって、陽極部収容空間 62の凹部 32から離間する側に、その表面が光出射窓 18に対向して配置されている。また、陽極部 24の裏面には、ステム部に立設させて管軸 (側管部 14の中心軸線)方向に延在するステムピン 26の先端部分が固着され、電気的に接続されている。

[0019] 導電板 36は、図 1および図 3に示すように、矩形平板状の導電板本体 36aを備え、その中央に円形の開口 40が形成されている。この導電板本体 36aは、支持部 30の凹部 32内に収容され、支持部 30の開口 34と導電板 36の開口 40とが同軸となるように位置決めされ、例えばピン等により支持部 30に固定されている。また、導電板 36 の側縁には、陽極部 24に向力つて伸びる一対の腕部 36bが設けられている。この腕部 36bには、ステム部に立設させて管軸 (側管部 14の中心軸線)方向に延在するステムピン 38の先端部分が固着され、電気的に接続されている。導電板 36の開口 40 の内径は以下詳説する放電路制限部 28の外径と実質的に同一とされている。

[0020] 放電路制限部 28は、図 5に示すように、円筒形状を有し、導電板 36の開口 40に挿入され、例えば、モリブデン、タングステン、或いはこれら力なる合金等の金属から形成されて、導電性を有している。放電路制限部 28の軸線方向の途中には導電板 3 6を介して支持部 30に支持させるためのフランジ (鍔部) 44が形成され、このフランジ 44の外径は、支持部 30の上記開口 34の内径と実質的に同一とされている。このフランジ 44は、陽極部 24側の面が導電板本体 36aに固定されて、電気的に接続され、導電板本体 36aを支持部 30に取り付けることで、支持部 30の開口 34に挿入配置されている。

[0021] そして、放電路制限部 28の陽極部 24側とは反対側の端部である陰極部 56側の端部からフランジ 44までが陰極部 56側に向力第 1突出部 54とされ、フランジ 44から陽極部 24側の端部までが陽極部 24側に向力第 2突出部 64とされている。この第 2 突出部 64は、陽極部収容空間 62に所定量突出するように配置される。したがって、陽極部収容空間 62は、第 2突出部 64および陽極部 24を収容すべく所定の大きさとされている。

[0022] 放電路制限部 28の内部には、陽極部 24からの放電路を狭窄または制限するための貫通孔 42が、その軸線方向に伸びている。この放電路制限部 28の貫通孔 42は、陽極部 24の側に設けられた内径が一定である小孔部 46と、この小孔部 46に連設され上方（陰極部 56側）に延び、かつ、上方 (端部）にかけて内径が拡大されたロート状の拡径孔部 48とから構成されて、る。小孔部 46は主として放電路を狭窄する部分であり、拡径孔部 48は主としてアークボール形成用であり、本実施形態では、その内周面は円錐面とされている。放電を狭窄させるためには小孔部 46の内径 D1は 0. 5 mm前後であることが好ましい。また、拡径孔部 48の最大内径 D2、すなわち陰極部 56側の端面での貫通孔 42の内径 D2は、 1mm以上 3mm以下とすることが好ましぐさらに小孔部 46の内径 D1との比 D2ZD1が 4以上 10以下となるような大きさとすることが好ましい。

[0023] 支持部 30の光出射窓 18側の面には図 1及び図 4に示すように平板状の放電遮蔽部 50が当接配置されている。この第 1の実施形態においては、放電遮蔽部 50は、金属等の導電性材料カゝらなっている。放電遮蔽部 50は略中央に開口 52を有し、この開口 52と支持部 30の開口 34とが同軸となるよう放電遮蔽部 50は支持部 30に対して位置決めされて、例えばピン等により固定されている。

[0024] また、放電遮蔽部 50の開口 52は、図 5に示すように、第 1突出部 54の外径 D3よりも僅かに大きな内径 dを有している。組付状態では、第 1突出部 54は放電遮蔽部 50 の開口 52内に挿通され、放電遮蔽部 50が第 1突出部 54の周囲を取り囲む状態となる。放電遮蔽部 50の開口 52の内周面と放電路制限部 28の第 1突出部 54の外周面との間には隙間が形成されるが、その大きさは極めて小さぐこの隙間を通る放電の漏れが極めて少量又は実質的に生じない程度とされている。この隙間の存在により、電気的絶縁性の支持部 30に取り付けられた放電遮蔽部 50は放電路制限部 28と電気的に絶縁状態となっており、また、その他の電位が加えられる部分とも接していな V、ので電位的に浮動（フローティング)状態となって、る。

[0025] また、放電路制限部 28の長手方向における第 1突出部 54の長さ及びフランジ 44 の厚さの合計 Hは、支持部 30の厚さ及び放電遮蔽部 50の厚さの合計 Tよりも僅かに長ぐ放電路制限部 28の上端 (陰極部 56側端部）が放電遮蔽部 50の上面 (陰極部 56側表面)から上方（陰極部 56側）に突き出している。この突出し量 Pは 0. 5mm以下とすることが好ましぐさら〖こ好ましくは 0. 3mm程度である。

[0026] さらに、放電路制限部 28における貫通孔 42の陰極部 56側部分である拡径孔部 4 8の軸方向長さ hは、突出し量 Pよりも大きい。すなわち、拡径孔部 48の下端 (拡径孔部 48と小孔部 46との境界線）は放電遮蔽部 50の上面（陰極部 56側表面)よりも陽極部 24側に位置する。

[0027] 上記放電路制限部 28、ベース部 22及び支持部 30等を備える発光部組立体 20はまた、図 1及び図 4に示すように、光出射窓 18側で光路からずれた位置 (左側）に配置された陰極部 56を有している。この陰極部 56は、熱電子を発生させるためのものであり、具体的には、管軸方向に延設されたタングステン製のコイル上に電子放射物質を塗布して構成されている。このような陰極部 56は、図示しないが、ステム部に立設させたステムピンの先端部分に接続ピンを介して外部電源へと電気的に接続され、外部力給電が可能とされている。

[0028] さらに、発光部組立体 20は、陰極部 56から出るスパッタ物または蒸発物を光出射窓 18に付着させないよう、金属製の前面カバー 60と放電整流板 58とを有している。前面カバー 60は、支持部 30の光出射窓 18側の面と陰極部 56とを覆うように配置され、支持部 30に固定されている。この前面カバー 60には、放電遮蔽部 50の開口 52 に対応する位置に、紫外線を通過させる光通過口 62が形成されている。放電整流板 58は、前面カバー 60の陰極部 56側（図 1に示す左側）部分とで、陰極部 56を囲むように配置され、支持部 30に固定されている。放電整流板 58の陰極部 56に対面する部分には開口 65が形成され、この開口 65を陰極部 56で発生した熱電子が通過するようになっている。

[0029] 次に、上述したガス放電管 10の動作について説明する。まず、放電前に 20秒程度、陰極用外部電源（図示せず)からステムピン（図示せず)を介して 10W前後の電力を陰極部 56に供給して、陰極部 56を構成するコイルを予熱する。次いで、陰極部 56 と陽極部 24との間に主放電用外部電源 (図示せず)からステムピン 26を介して 160V 程度の電圧を印加して、アーク放電の準備を整える。

[0030] その後、トリガ用外部電源（図示せず)から放電路制限部 28と陽極部 24との間にステムピン 38、 26を介して所定の電圧、例えば 350V程度の電圧を印加する。すると、陰極部 56と、放電遮蔽部 50の上面よりも陰極部 56の側に突き出した放電路制限部 28の突出し部分との間で始動放電が発生する。

[0031] ここで、本実施形態においては、放電路制限部 28の外周面から陰極部 56へ向力放電路の大部分が放電遮蔽部 50により遮断され、かつ、放電路制限部 28の第 1突出部 54の端部のみ、すなわち最大 0. 5mm、好ましくは 0. 3mm程度の突出し量 P の部分のみが陰極部 56との間で始動放電のための放電路を形成するため、放電路制限部 28の拡径孔部 48内及びその近傍のみに高密度電子領域が形成される。加えて、拡径孔部 48の円錐状の内周面が放電遮蔽部 50の上面よりも下側に延びていること力ゝら、高密度電子領域は特に拡径孔部 48の内部に形成される。その結果、始動放電が確実に発生されることとなる。

[0032] 放電路制限部 28の上端部と陰極部 56との間で始動放電が発生すると、続いて陰極部 56と陽極部 24との間でも始動放電が発生し、その後、主放電用外部電源による主放電 (アーク放電)が発生する。このように段階的な放電を作り出すことができるため、放電路制限部 28の全長 (H +第 2突出部 64の長さ)を放電狭窄に十分な長さ (例えば 2mm以上）とした場合であっても、確実に主放電を発生させることができる。

[0033] 主放電が発生した後は、陰極部 56の温度が最適となるように陰極用外部電源からの電力を調整する。これによつて陰極部 56と陽極部 24との間で主放電が維持されるとともに、放電路制限部 28における拡径孔部 48内にアークボールが形成される。このように、放電路制限部 28において十分な長さをもって放電が狭窄され、かつ、ァークボールが形成されることから、発生する紫外線は、極めて輝度の高い光として、放電整流板 58と前面カバー 60との間の光通過口 62から密閉容器 12の光出射窓 18を透過して外部に放出される。ここで、拡径孔部 48の内周面が円錐形状とされており、拡径孔部 48の最大内径 D2が 1mm以上 3mm以下で、小孔部 46の内径 D 1との比 D2ZD1を 4以上 10以下としているので、形成されるアークボールは安定した良好な形状となる。したがって、出射される光の輝度や光量も安定する。なお、 D1と D2を上記寸法とすることで、拡径孔部 48内での電子領域の高密度化がより一層増進されることになる。

[0034] また、本実施形態においては、放電路制限部 28が陽極部 24側に突き出し、この第 2突出部 64及び陽極部 24を収容する陽極部収容空間 62が充分な空間として形成されるため、当該陽極部収容空間 62で陽極部 24の放熱が好適に行われ、陽極部 2 4の温度上昇が防止されて、陽極部 24からの蒸発物が低減される。このため、長期に渡って安定した放電を維持することができる。また、金属製隔壁を複数枚配置する場合のような複雑な電源回路が不要であるため、本発明によるガス放電管を用いる装置全体のコストダウンにも寄与することができる。

[0035] また、本実施形態においては、放電路制限部 28は、その外周面に、当該放電路制限部 28を支持するためのフランジ 44を有し、放電路制限部 28の陽極部 24側の端部がフランジ 44の陽極部 24側の面よりも突き出しているため、放電路制限部 28の位置決め取り付けが容易になる。また、放電路制限部 28を支持する支持部 30が放電路制限部 28の長手方向の途中に設けられたフランジ 44を支持するため、同じ長さの放電路制限部 28の陽極部 24側端部を支持する場合に比べて、同長手方向における支持部 30の厚さを薄くすることができ、ガス放電管 10が小型化される。さらに、蓄熱性の高いセラミック製の支持部 30を薄くして、陽極部収容空間 62を大きくしているので、陽極部 24の放熱がより一層効果的に行われる。

[0036] 図 6は、本発明のガス放電管の第 2の実施形態を示す断面図、図 7は、図 6のガス放電管における放電路制限部及びその周辺部を拡大して示す断面図である。図 6に示すガス放電管 110は、放電遮蔽部 150が、セラミックス等の電気的絶縁性材料から形成されている点で、第 1実施形態のガス放電管 10と異なる。

[0037] このガス放電管 110においては、前述したように、放電遮蔽部 150がセラミックス等の電気的絶縁材料力も作られているため、図 7に示すように、放電路制限部 28と接していても、放電を遮蔽することができる。このため、放電路制限部 28と放電遮蔽部 15 0との間の位置決め精度は低くても放電路制限部 28との電気的絶縁を簡単に達成でき、製造が容易となる。また、この第 2の実施形態においては、放電遮蔽部 150の開口 152の内径は放電路制限部 28の第 1突出部 54の外径と略同一とし、放電遮蔽部 150と放電路制限部 28との間には隙間が全く無い状態とすることができる。したがつて、放電遮蔽部 150から下側の放電路制限部 28の外周面と陰極部 56との間の放電路の遮蔽効果はさらに高ぐ放電路制限部 28の拡径孔部 48内にお、て電子はより高密度化され、始動放電力主放電が確実に発生される。

[0038] 図 8は、本発明のガス放電管の第 3の実施形態を示す断面図である。この第 3実施形態のガス放電管 310の第 1実施形態のガス放電管 10との相違点を以下に述べる。まず、支持部 30 (放電路制限部支持部）に代えて用いられる支持部 300は、陰極部 56側に大径の凹部 334を有し、この凹部 334の略中央には、凹部 334より小径をなして陽極部 24側へ貫通する開口 332が設けられている。導電板 36に代えて用いられる導電板 336は、その腕部 (周縁部） 336bが陰極部 56側に突出し、支持部 300 の凹部 334に配置されたステムピン 38の先端部に固着されている。そして、支持部 3 00により支持される導電板本体 336aには、放電路制限部 28が挿入される開口 400 が設けられ、この導電板本体 336aにより放電路制限部 28のフランジ 44を支持することで、間接的に支持部 300により放電路制限部 28のフランジ 44を支持している。さらに、ベース部 22に代えて用いられるベース部 322は、支持部 300の開口 332を陽極部 24側力も覆うとともに陽極部 24が配置される凹部 323を有しており、これらのベース部 322の凹部 323及び支持部 300の開口 332により形成される空間（連通空間）力陽極部 24を収容する陽極部収容空間（陽極部が位置している側の空間） 362とされている。

[0039] このように構成された第 3実施形態のガス放電管 310にあっても、放電路制限部 28 の外周面力も陰極部 56への放電路の大部分が放電遮蔽部 50により遮蔽されるとともに、放電路制限部 28の第 1突出部 54の端部のみが陰極部 56との間で始動放電のための放電路を形成するため、始動放電が確実に発生され、また、放電路制限部 28が陽極部 24側に突き出すように伸び、この第 2突出部 64及び陽極部 24を収容する陽極部収容空間 362が形成されるため、陽極部 24の温度上昇が防止され陽極部 24からの蒸発物が低減される。すなわち、第 1実施形態のガス放電管 10と同様な効果を得ることができる。なお、この第 3実施形態のガス放電管 310に第 2実施形態の構成を適用することももちろん可能である。

[0040] 図 9は、本発明のガス放電管の第 4の実施形態を示す断面図である。この第 4実施形態のガス放電管 410が、第 3実施形態のガス放電管 310と違う点は、ベース部 32 2に代えて、凹部 323より小さな凹部 423を有するベース部 422を用い、この凹部 42 3に陽極部 24を収容して、その周縁部をベース部 422と支持部 300とで挟み込み、支持部 300の開口 332を陽極部 24の露出面により閉じることで形成される空間を、陽極部 24が位置している側の空間（陽極部収容空間） 462とした点である。なお、陽極部 24に対するステムピンは、陽極部 24の紙面垂直方向の背面側に電気的に接続されている。

[0041] このように構成された第 4実施形態のガス放電管 410にあっても、第 3実施形態のガス放電管 310と同様な効果を得ることができるというのは言うまでもない。なお、この第 4実施形態のガス放電管 410に第 2実施形態の構成を適用することももちろん可能である。

[0042] 図 10は、本発明のガス放電管の第 5の実施形態を軸線方向に沿って切断して示す断面図である。このガス放電管 210はいわゆるヘッドオン型の重水素ランプであり、重水素ガスが数百 Pa程度の圧力で封入されたガラス製の密封容器 212を有している。この密封容器 212は、円筒状の側管部 214と、この側管部 214の下端側を封止するステム部 216と、上端側を封止する光出射窓 218とからなる。密封容器 212内には発光部組立体 220が収容されてヽる。

[0043] 発光部組立体 220は、セラミックス等力なる電気的絶縁性の円板状のベース部 2 22を有している。ベース部 222は、光出射窓 218と対向して配置されている。ベース部 222の上側には陽極部 224が配置されており、この陽極部 224には、ステム部 21 6に立設させて管軸 (側管の中央軸線)方向に延在するステムピン（図示せず)の先端部分が電気的に接続されている。

[0044] また、発光部組立体 220は、セラミックス等力もなる電気的絶縁性の放電路制限部支持部（支持部） 230を有している。この支持部 230は、ベース部 222の上面に重なるように配置、固定されている。支持部 230の中央には円形の開口 234が形成されて、そこが陽極部 224の主部分（図 8に示されている部分)を収容する陽極部収容空間 62とされている。この陽極部収容空間 62内に陽極部 224の主部分が配置され、かつ、支持部 230がベース部 222上に重ねられて固定された状態で、図示しない陽極部 224の端部が支持部 230とベース部 222との間で挟持された状態とされている

[0045] さらに、支持部 230の上面には導電板 236が当接配置されている。この導電板 236 は、ステム部 216に立設させたステムピン 238の先端部分に電気的に接続されている。なお、ステムピン 238、及び、前述の陽極部 224に接続されたステムピンは、ステム部 216とベース部 222との間で露出しないよう、セラミックス等力もなる電気的絶縁性のチューブ 239により包囲されている。

[0046] 導電板 236には、支持部 230の開口 234の内径よりも小さな円形の開口 240力形成されており、導電板 236が支持部 230上に固定された状態において、この開口 24 0は支持部 230の開口 234と同軸に配置される。

[0047] 導電板 236の上面の中央には、陽極部 224からの放電路を狭窄または制限させるために、金属力も作られた放電路制限部 228が、前記の開口 234、 240と同軸となるよう、溶接固定されている。したがって、この放電路制限部 228へは、導電板 236及びステムピン 238を介して外部からの給電が可能となっている。

[0048] この放電路制限部 228は、第 1の実施形態に係る放電路制限部 28、すなわち図 5 に明示するものと実質的に同等のものである。したがって、同一符号を用い、図 5を参照して簡単に説明するならば、この放電路制限部 228は、第 1突出部 54とフランジ 44と第 2突出部 64とから構成されており、その内側に小孔部 46と拡径孔部 48とからなる貫通孔 42を備え、導電板 236の開口 240に挿通された状態で、そのフランジ 44 が導電板 236に固定されている。

[0049] さらに、発光部組立体 220は、後述の放電遮蔽部 250を支持するための円板状の放電遮蔽部支持部 270を備えている。この放電遮蔽部支持部 270は、セラミックス等の電気的絶縁性の材料力もなり、支持部 230の上面に当接配置されている。放電遮蔽部支持部 270の中央には、開口 272が形成され、当該開口 272に放電路制限部 228のフランジ 44が進入配置されるとともに、第 1突出部 54が挿通されている。

[0050] 放電遮蔽部 250は金属等の導電性円板であり、放電遮蔽部支持部 270の上面に当接配置されている。また、放電遮蔽部 250の中央には開口 252が形成されており、組付状態において、この開口 252は放電遮蔽部支持部 270の開口 272と同軸とされる。放電路制限部 228の長手方向における第 1突出部 54の長さ及びフランジ 44の厚さの合計 Hは、放電遮蔽部支持部 270の厚さと放電遮蔽部 250の厚さの合計 Tよりも僅かに長ぐ組付状態では、放電路制限部 228の上端が放電遮蔽部 250の開口 252を通り、放電遮蔽部 250の上面から、好ましくは 0. 5mm以内、より好ましくは 0. 3mm程度の突出し量 Pで突き出している。なお、突出し量 Pは放電路制限部 228の拡径孔部 48の長さ hよりも小さぐ拡径孔部 48の下端は放電遮蔽部 250の上面よりも下方に位置する。さらに、開口 252の内径は放電路制限部 228の第 1突出部 54の外径よりも僅かに大きぐ両者間に小さな隙間が形成されている。これにより、放電遮蔽部は放電路制限部 228及びその他の電位が加えられる部分力も絶縁されている。なお、この隙間は実質的な放電遮蔽を可能にするものである。

[0051] また、発光部組立体 220は、光出射窓 218側で光路から外れた位置に配置された陰極部 256を有している。この陰極部 256は、熱電子を発生させるためのものであり、具体的には、管軸方向に延設されたタングステン製のコイル上に電子放射物質を塗布して構成されている。このような陰極部 256は、ステム部 216に立設させたステムピン (図示せず)の先端部分に接続ピンを介して外部電源に電気的に接続され、外部から給電が可能とされて、る。

[0052] さらに、発光部組立体 220は、陰極部 256から出るスパッタ物又は蒸発物を光出射窓 218に付着させないよう、金属製の前面カバー 260と放電整流板 258とを有している。前面カバー 260は、放電遮蔽部 250の光出射窓 218側の面と陰極部 256とを覆うように配置され、放電遮蔽部 250に固定されている。この前面カバー 260には、放電遮蔽部 250の開口 252に対応する位置に、紫外線を通過させる光通過口 262力 S 形成されている。放電整流板 258は、前面カバー 260の陰極部 256側（図 8に示す左側）部分とで、陰極部 256を囲むように配置され、放電遮蔽部 250に固定されている。放電整流板 258の陰極部 256に対面する部分には開口 265が形成され、この開口 265を陰極部 256で発生した熱電子が通過するようになって、る。

[0053] 以上のように構成された第 5の実施形態に係るガス放電管 210は、ヘッドオン型とサイドオン型の違、はあるものの、第 1の実施形態に係るガス放電管 10と実質的に同じ放電路制限部 228及び放電遮蔽部 250を有し、またこれらの寸法や位置関係においてもガス放電管 10と異なる点はないため、始動放電が確実に発生し、そして主放電も確実に発生するという同様の効果を奏する。また、陽極部 224からの蒸発物が低減されるため、長期に渡って安定した放電を維持することができる。また、形成されたアークボールも安定した良好な形状となるため、放射光は高輝度で光量も豊かな安定したものとなる。なお、ガス放電管 110の動作の詳細な説明については、前述のガス放電管 10と同様であるので、省略する。 [0054] ちなみに、第 5の実施形態に係るガス放電管 210における放電遮蔽部 250は金属等の導電性材料力なる力セラミックス等の電気的絶縁材料力形成することもでき、その場合には、第 2の実施形態として示した図 6及び図 7に示すような構成とすることができることは、当業者ならば容易に理解されよう。

[0055] 以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態にあっては、放電路制限部 28、 228は、その外周面に、当該放電路制限部 28、 228を支持するためのフランジ 44を備える構成としているが、放電路制限部 28、 228の外周面に段差を設けて、この段差を用いて放電路制限部を支持してもよぐその他の形状、方法により、放電路制限部 28、 228を支持しても良い。

産業上の利用可能性

[0056] 本発明に係るガス放電管の構造は、分光器やクロマトグラフィ等の光源として利用される重水素ランプに好適である。

Claims

請求の範囲

[1] ガスが封入された密封容器内に配置され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に配置され、前記陽極部と前記陰極部との間の放電路を狭窄する貫通孔を有する筒状の放電路制限部であって、外部電源に電気的に接続される導電性の放電路制限部と、

前記放電路制限部の周囲を覆うように配置され、かつ、前記放電路制限部と電気的に絶縁された放電遮蔽部と、

を備え、

前記放電路制限部は、前記陰極部側の端部が前記放電遮蔽部の前記陰極部側の面よりも所定の突出量だけ突出する一方、前記陽極部側の端部が前記陽極部の位置する空間内へ突出していることを特徴とするガス放電管。

[2] 前記放電路制限部を支持する放電路制限部支持部を備え、

前記放電路制限部は、その外周面に、前記放電路制限部支持部に支持される鍔部を有し、前記放電路制限部の陰極側、陽極側の端面は、前記鍔部から陰極側、陽極側にそれぞれ突出していることを特徴とする請求項 1記載のガス放電管。

[3] 前記放電路制限部は、前記陰極部側への突出量は 0. 5mm以内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] 前記放電路制限部の前記貫通孔は、前記陽極部側に設けられた内径一定の小孔部と、前記小孔部に連続して前記陰極部側に延び、前記陰極部側ほど内径が拡大されているロート状の拡径孔部とからなることを特徴とする請求項 1〜3のいずれか一項に記載のガス放電管。

[5] 前記小孔部と前記拡径孔部の境界は、前記放電遮蔽部の前記陰極部側の面よりも前記陽極部側に配置されていることを特徴とする請求項 4記載のガス放電管。

[6] 前記小孔部の内径を Dl、前記拡径孔部の最大内径を D2とした場合、 D2は lmm 以上 3mm以下であり、比 D2ZD1が 4以上 10以下であることを特徴とする請求項 4 又は 5のいずれかに記載のガス放電管。前記放電遮蔽部が電気的絶縁性材料で形成されていることを特徴する請求項 1 の、ずれか一項に記載のガス放電管。