WO2002041359A1 - Tube d'ejection de gaz - Google Patents

Description

糸田

ガス放電管

技術分野

本発明は、 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— 3 1 0 1 0 1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

本発明のガス放電管では、 陰極と陽極との間の熱電子の通過経路内に配置され た 2つ以上の導電性開口部材と、 導電性開口部材間を電気的に絶縁する絶縁体と を備えている。 すなわち、 これらの導電性開口部材は独立の電位を与えることが でき、 このような構成を用いれば、 発光の始動性を高めることができると共に高 輝度の発光を行うことができる。 すなわち、 特に、 熱電子通過経路後段側の導電 性開口部材の開口面積を好適に設定することで、これらの特性は著しく向上する。 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断面図である。

図 3は陽極部の要部拡大断面図である。

図 4は図 1の I 一 I線に沿う断面図である。

図 5は第 2の放電路制限部を示す平面図である。

図 6は放電路制限部の要部拡大断面図である。 図 7は図 1の I I— I I線に沿う断面図である。

図 8は図 1の III一 III線に沿う断面図である。

図 9は陽極部の他の固定方法を示す断面図である。

図 1 0は第 2の放電路制限部の他の固定方法を示す断面図である。

図 1 1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 1 2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 1 3は図 1 2に示したガス放電管の断面図である。

図 1 4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 1 5は図 1 4に示したガス放電管の断面図である。

図 1 6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 1 7は図 1 6に示したガス放電管の断面図である。

図 1 8は図 1 7に示したガス放電管の要部拡大断面図である。

図 1 9は図 1 8の平面図である。

図 2 0はリベットによる固定方法の他の例を示す断面図である。

図 2 1はリベットによる固定方法の更に他の例を示す断面図である。

図 2 2はリベットによる固定方法の更に他の例を示す断面図である。

図 2 3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 2 4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 2 5は図 2 4に示したガス放電管の断面図である。

図 2 6は本 明に係るガス放電管の第 8の実施形態を示す断面図である。 図 2 7は図 2 6に示したガス放電管の断面図である。

図 2 8は本発明に係るガス放電管の第 9の実施形態を示す断面図である。 図 2 9は図 2 8に示したガス放電管の断面図である。

図 3 0は本究明に係るガス放電管の第 1 0の実施形態を示す断面図である _c 図 3 1は図 3 0の I, V— I V線に沿う断面図である。

図 3 2は図 3 0の V— V線に沿う断面図である。 図 3 3は本発明に係るガス放電管の第 1 1の実施形態を示す断面図である。 図 3 4は本発明に係るガス放電管の第 1 2の実施形態を示す断面図である。 図 3 5は図 3 4の V I— V I線に沿う断面図である。

図 3 6は図 3 5に示したガス放電管の要部拡大断面図である。

図 3 7はリベットによる固定方法の他の例を示す断面図である。

図 3 8はリベットによる固定方法の更に他の例を示す断面図である。

図 3 9はリベットによる固定方法の更に他の例を示す断面図である。

図 4 0は本発明に係るガス放電管の第 1 3の実施形態を示す断面図である。 図 4 1は図 4◦の V I I - V I I線に沿う断面図である。

図 4 2は本発明に係るガス放電管の第 1 4の実施形態を示す断面図である。 図 4 3は図 4 2の VIII— VIII線に沿う断面図である。

図 4 4は本発明に係るガス放電管に適用させる第 1の駆動回路を示す図である ₍ 図 4 5は本発明に係るガス放電管に適用させる第 2の駆動回路を示す図である _; 図 4 6は本発明に係るガス放電管に適用させる第 3の駆動回路を示す図である _t 図 4 7は本発明に係るガス放電管に適用させる第 4の駆動回路を示す図である _t 図 4 8は本発明に係るガス放電管の第 1 5の実施形態を示す断面図である。 図 4 9は図 4 8に示したガス放電管の断面図である。

図 5 0は陽極部の要部拡大断面図である。

図 5 1は図 4 8の I一 I線に沿う断面図である。

図 5 2は第 2の放電路制限部を示す平面図である。

図 5 3は放電路制限部の要部拡大断面図である。

図 5 4は図 4 8の I I一 I I線に沿う断面図である。

図 5 5は図 4 8の III— III線に沿う断面図である。

図 5 6は陽極部の他の固定方法を示す断面図である。

図 5 7は第 2の放電路制限部の他の固定方法を示す断面図である。

図 5 8は図 5 3の放電路制限部の他の変形例を示す要部拡大断面図である。 図 5 9は本発明に係るガス放電管の第 1 6の実施形態を示す断面図である _t 図 6 0は本 明に係るガス放電管の第 1 7の実施形態を示す断面図である _c 図 6 1は図 5 9に示したガス放電管の断面図である。

図 6 2は本発明に係るガス放電管の第 1 8の実施形態を示す断面図である _c 図 6 3は図 6 1に示したガス放電管の断面図である。

図 6 4は本発明に係るガス放電管の第 1 9の実施形態を示す断面図である _c 図 6 5は図 6 3に示したガス放電管の断面図である。

図 6 6は図 6 4に示したガス放電管の要部拡大断面図である。

図 6 7は図 6 5の平面図である。

図 6 8はリベットによる固定方法の他の例を示す断面図である。

図 6 9はリベットによる固定方法の更に他の例を示す断面図である。

図 7 0はリベットによる固定方法の更に他の例を示す断面図である。

図 7 1は本発明に係るガス放電管の第 2 0の実施形態を示す断面図である。 図 7 2は本発明に係るガス放電管の第 2 1の実施形態を示す断面図である。 図 7 3は図 7 1に示したガス放電管の断面図である。

図 7 4は本発明に係るガス放電管の第 2 2の実施形態を示す断面図である。 図 7 5は図 7 3に示したガス放電管の断面図である。

図 7 6は本発明に係るガス放電管の第 2 3の実施形態を示す断面図である。 図 7 7は図 7 5に示したガス放電管の断面図である。

図 7 8は本発明に係るガス放電管の第 2 4の実施形態を示す断面図である。 図 7 9は図 7 7の I V— I V線に沿う断面図である。

図 8 0は図 7 7の V— V線に沿う断面図である。

図 8 1は本発明に係るガス放電管の第 2 5の実施形態を示す断面図である。 図 8 2は本発明に係るガス放電管の第 2 6の実施形態を示す断面図である。 図 8 3は図 8 1の V I— V I線に沿う断面図である。

図 8 4は図 8 2に示したガス放電管の要部拡大断面図である。 図 8 5はリベットによる固定方法の他の例を示す断面図である。

図 8 6はリベットによる固定方法の更に他の例を示す断面図である。

図 8 7はリベットによる固定方法の更に他の例を示す断面図である。

図 8 8は本発明に係るガス放電管の第 2 7の実施形態を示す断面図である。 図 8 9は図 8 7の V I I— V I I線に沿う断面図である。

図 9 0は本発明に係るガス放電管の第 2 8の実施形態を示す断面図である。 図 9 1は図 8 9の VIII— VIII線に沿う断面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 図面と共に本発明によ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。 なお、 同一要素には同一符号を用い、 重複する説明は省略する。

[第 1の実施形態]

図 1及び図 2に示すように、 ガス放電管 1はへッ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 P a程度封入されたガラス製の密封容器 2を有し、 この密封容器 2は、 円筒状の側管 3と、 この側管 3の一側を封止する 光出射窓 4と、 側管 3の他側を封止するステム 5とからなる。 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、 電気絶縁性のセラミックスからなる円板状の電気絶縁 部 （第 1の支持部） 7を有している。 図 3及び図 4に示すように、 この電気絶縁 部 7上には陽極板 （陽極部） 8を配置させている。 この陽極板 8の円形の本体部 8 aは電気絶縁部 7から離間させ、本体部 8 aから延びた 2本のリード部 8 bは、 ステム 5に立設させて管軸 G方向に延在する陽極用ステムピン （第 1のステムピ ン） 9 Aの先端部分にそれぞれ電気的に接続させている。 なお、 電気絶縁部 7に 設けた凸部 7 aの上面と後述の第 2の支持部 1 0の裏面とで本体部 8 aを挟み込 み固定させてもよい （図 9参照)。

図 1及び図 2に示すように、 発光部組立体 6は、 電気絶縁性のセラミックスか らなる円板状の電気絶縁部 （第 2の支持部） 1 0を有している。 この第 2の支持 部 1 0は、 第 1の支持部 7の上に重ねるようにして載置され、 第 1の支持部 7と 同径に形成されている。 この第 2の支持部 1 0の中央には円形の放電開口 1 1が 形成され、 この放電開口 1 1は、 陽極板 8の本体部 8 aが司見き出るように形成さ れている （図 4参照）。 そして、第 2の支持部 1 0の上面に円板状の金属製の放電 路制限板 （第 2の放電路制限部） 1 2を当接させることで、 陽極板 8の本体部 8 aと放電路制限板 1 2とを対面させている。

図 5に示すように、 放電路制限板 1 2の中央には、 放電路を狭窄させるための 直径 0 . 2 mmの小孔 （第 2の開口） 1 3が形成されている。 また、 放電路制限 板 1 2には 2本のリード部 1 2 aが設けられ、 各リード部 1 2 aは、 ステム 5に 立設させた放電路制限板用ステムピン （第 4のステムピン） 9 Bの先端部分にそ れぞれ電気的に接続させている。

図 1、 図 2及び図 6に示すように、 発光部組立体 6は、 電気絶縁性のセラミツ クスからなる円板状の電気絶縁部 （第 3の支持部） 1 4を有している。 この第 3 の支持部 1 4は、 第 2の支持部 1 0の上に重ねるようにして载置され、 第 2の支 持部 1 0と同径に形成されている。 そして、 第 3の支持部 1 4の下面と第 2の支 持部 1 0の上面とで第 2の放電路制限板 1 2を挟み込み固定させる。 なお、 第 2 の放電路制限板 1 2は第 2の支持部 1 0の上面に形成した凹部 1 0 a内に収容さ せて、 第 2の放電路制限板 1 2の着座性を向上させてもよい。 （図 1 0参照)。 このような構成は、 ガス放電管 1の組立て作業性を考慮したもので、 密封容器 2 内で第 2の放電路制限板 1 2を確実に固定させるようにしたものである。 また、 ランプ動作中において、 第 2の放電路制限板 1 2が高温になった時の熱膨脹によ る移動を防止することができる。

この第 3の支持部 1 4の中央には、 導電性の金属 （例えば、 モリブデン、 タン ダステン、 或いはこれらから成る合金） からなる第 1の放電路制限部 1 6を装填 するための装填口 1 7が形成されている。 この放電路制限部 1 6には、 放電路を 狭窄するために、 第 2の開口 1 3より大径の第 1の開口 1 8が形成され、 この第 1の開口 1 8は、 第 2の開口 1 3と同一の管軸 G上に位置する。

この第 1の開口 1 8は、 管軸 G方向に延在して良好なアークポーノレを作り出す ためのロート状の部分 1 8 aを有し、 このロート状の部分 1 8 aは、 光出射窓 4 から陽極部 8に向けて縮径させている。 具体的に、 光出射窓 4側では直径 3 . 2 mmに形成され、 陽極部 8側では、 第 2の開口 1 3より大きな開口面積をもつよ うに直径 l mm程度に形成されている。 このようにして、 放電路は、 第 1の開口 1 8と第 2の開口 1 3との協働により狭窄する。

第 3の支持部 1 4の上面に導電板 1 9を当接配置させ、 この導電板 1 9に形成 した開口 1 9 aは装填口 1 7に合致させることで、 第 1の放電路制限部 1 6の装 填を可能にする。 また、 導電板 1 9には 2本のリード部 1 9 bが設けられ、 各リ ード部 1 9 bは、 ステム 5に立設させた放電路制限板用ステムピン （第 3のステ ムピン） 9 Cの先端部分にそれぞれ電気的に接続させている（図 2及び図 7参照）。 そして、 導電板 1 9には、 第 1の放電路制限部 1 6に設けられたブランジ部 1 6 aを当接配置させ、 導電板 1 9にフランジ部 1 6 aを溶接することで、 導電板 1 9と第 1の放電路制限部 1 6との一体化を図っている。

ここで、 第 1の放電路制限部 1 6と第 2の放電路制限部 1 2とは電気的に絶縁 するために空間部 Gをもって離間させている。 さらに、 この絶縁を確実ならしめ るために、 第 1の放電路制限部 1 6と第 3の支持部 1 4とを離間させている。 こ れは、 ランプの動作中において、 第 1の放電路制限部 1 6及ぴ第 2の放電路制限 部 1 2が高温になると、 スパッタ物及ぴ蒸発物が放電路制限部 1 6及ぴ第 2の放 電路制限部 1 2から発生するが、 このときの金属蒸発物を、 装填口 1 7の壁面に 積極的に付着させるものである。 すなわち、 第 1の放電路制限部 1 6と第 3の支 持部 1 4とを離間させることで、 金属蒸発物の付着面積を増大させ、 これによつ て、 第 1の放電路制限部 1 6と第 2の放電路制限部 1 2とを短絡させ難くしてい る。

また、 ロート状の部分 1 8 aの壁面をミラー面に加工する。 この場合、 この壁 面は、 タングステン、 モリプデン、 パラジウム、 ニッケル、 チタン、 金、 銀又は 白金等の素材単体 （或いは合金） に研磨加工するよつて鏡面に仕上げてもよく、 又は上記素材単体或いは合金を母材として、 或いはセラミックを母材として、 メ ツキ処理、 蒸着処理等により上記素材にコーディングを施して鏡面仕上げにして もよい。 これによつて、 アークボールによる発光を、 ロート状の部分 1 8 aの鏡 面で反射させ、 光出射窓 4に向けて光を集光させることで、 光の輝度のアップが 図られる。

図 1及ぴ図 8に示すように、 発光部組立体 6には、 光出射窓 4側で光路から外 れた位置に陰極部 2 0が配置され、 この陰極部 2 0に両端は、 ステム 5に立設さ せて各支持部 7 , 1 0， 1 4を貫通させた陰極部用ステムピン （第 2のステムピ ン） 9 Dの先端部分にそれぞれ電気的に接続させている。 この陰極部 2 0では熱 電子が発生するが、 具体的にこの陰極部 2 0は、 光出射窓 4に対して平行に延在 して熱電子を発生させるタングステン製のコイル部 2 0 aを有している。

更に、 この陰極部 2 0は、 キャップ状の金属製フロント力パー 2 1内に収容さ れている。 このフロントカバー 2 1は、 これに設けられた爪片 2 1 aを、 第 3の 支持部 1 4に設けられたスリット孔 2 3内に差し込んだ後に折り曲げることで固 定される。 また、 フロントカバー 2 1には光出射窓 4に対面する部分に円形の光 通過口 2 1 bが形成されている。

更に、 フロントカバー 2 1内において、 陰極部 2 0と第 1の放電路制限部 1 6 との間には、 光路から外れた位置に放電整流板 2 2が設けられている。 この放電 整流板 2 2の電子放出窓 2 2 aは、 熱電子を通過させるための矩形の開口として 形成されている。 そして、 放電整流板 2 2に設けた脚片 2 2 bは、 第 3の支持部 1 4の上面に载置させ、 脚片 2 2 bから支持部 1 4に向けてリベット 2 4を打ち 込むことで放電整流板 2 2は固定される （図 7参照）。 このように、 フロントカバ 一 2 1と放電整流板 2 2とで陰極部 2 0を包囲させ、 陰極部 2 0から出るスパッ 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レヽる。 このような構成の発光部組立体 6は密封容器 2内に設けられるが、 この密封容 器 2内を数百 P aの重水素ガスで満たす必要性から、 密封容器 2のステム 5の中 央にはガラス製の排気管 2 6がー体形成されている。 この排気管 2 6は、 組立最 終工程において、 密封容器 2内の空気を一旦抜き、 所定圧の重水素ガスを適切に 充填させた後に融着によって封止されるものである。 なお、 ガス放電管 1の他の 例として、 ヘリウム、 ネオン等の希ガスを封入させる場合もある。

更に、 図 1〜図 3に示すように、 ステム 5に立設させた 8本のステムピン 9 A 〜9 Dは、 ステム 5と支持部 7との間で露出しないように、 セラミックス製の電 気絶縁チューブ 2 7 A〜2 7 Dで包囲され、 ステムピン 9 A~ 9 D間の放電を防 止している。 また、 チューブ 2 7 A, 2 7 B , 2 7 Cの先端は、 第 1の支持部 7 を下から支持するように下面側から差し込まれ、 チューブ 2 7 Dは、 第 3の支持 部 1 4を下から支持するように下面側から差し込まれている。 このようにして、 発光部組立体 6は、 各チューブ 2 7 A〜2 7 Dによっても保持され、 ランプの耐 振性の向上に寄与する。

このようなガス放電管 1は、 高輝度化を促進させるための構造であり、 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、 第 1及び第 2の 放電路制限部 1 6 , 1 2の開口 1 8， 1 3の更なる小面積化を容易に推進させる ことができる。 更に、 ガス放電管 1は、 8本のステムピン 9 A〜9 Dをステム 5 に立設させているので、 発光部組立体 6内の各部品への給電を可能にすると同時 に、 発光部組立体 6の保持を容易にし、 密封容器 2内において発光部組立体 6の フローテイング構造が容易に作り出されることになる。

次に、 前述したへッドオン型の重水素放電管 1の動作について説明する。

先ず、 放電前の 2 0秒程度の間に外部電源からステムピン 9 Dを介して 1 0 W 前後の電力を陰極部 2 0に供給して、陰極部 2 0のコイル部 2 0 aを予熱させる。 その後、 陰極部 2 0と陽極板 8との間に 1 6 0 V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、 外部電源から第 2の放電路制限板 1 2にステムピン 9 B を介して 3 5 0 V程度のトリガ電圧を印加する。 なお、 第 1の放電路制限部 1 6 は無給電状態が維持され続ける。 すると、 陰極部 2 0と第 2の放電路制限板 1 2 との間、 及び陰極部 2 0と陽極部 8との間に放電が順次発生する。 このような段 階的な放電を積極的に作り出すことによって、 たとえ直径 0 . 2 mmの開口 1 8 によって放電路を狭窄させる場合でも、 陰極部 2 0と陽極部 8との間に確実な始 動放電が発生することになる。

このような始動放電が発生すると、 陰極部 2 0と陽極部 8との間でアーク放電 が維持され、 放電路を狭窄した開口 1 3 , 1 8内でそれぞれアークポールが発生 する。 そして、 このアークボールから取出される紫外線は、 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。 実験によると、 直径 1 mmの開 口をもった従来の重水素ランプと、 前述した重水素ランプ 1とは輝度が 6倍近く 高くなることが確認された。

なお、 前述した動作説明において、 第 1のステムピン 9 Cは、 発光部組立体 6 を保持するために利用されるものであり、 第 1の放電路制限部 1 6への給電を行 うために利用されない。 しかしながら、 ランプ始動時において第 1のステムピン 9 Cに外部から給電してもよい。 この場合、 第 2の放電路制限板 1 2には、 第 1 の放電路制限部 1 6より高い電圧が印加される。 例えば、 第 2の放電路制限部 1 2に 1 2 0 Vを印加した場合、 第 1の放電路制限部 1 6には 1 0 0 Vが印加され る。 このように、 第 1の放電路制限部 1 6と第 2の放電路制限部 1 2に異なる電 圧を印加するのは、 第 1の放電路制限部 1 6と第 2の放電路制限部 1 2との間に 電界を発生させ、 第 1の放電路制限部 1 6の近傍から第 2の放電路制限部 1 2へ の電子の移動を積極的に行わせる場合に有利である。

すなわち、 上記ガス放電管では、 陰極 2 0と陽極 8との間の熱電子の通過経路 内に配置された 2つ以上の導電性開口部材 （アパーチャ-) 1 6 , 1 2と、 導電性 開口部材間 1 6， 1 2を電気的に絶縁する絶縁体 1 4とを備えている。 これらの 導電性開口部材 1 6 , 1 2は独立の電位を与えることができ、 このような構成を 用いれば、 発光の始動性を高めることができると共に高輝度の発光を行うこと力 S できる。 すなわち、 特に、 熱電子通過経路後段側の導電性開口部材の開口面積を 好適に設定することで、 これらの特性は著しく向上する。

次に、 ガス放電管の他の実施形態について説明するが、 その説明は、 第 1の実 施形態と実質的に異なるものに留め、 第 1の実施形態と同一又は同等な構成部分 は同一符号を付してその説明を省略する。

[第 2の実施形態〕

図 1 1に示すように、 ガス放電管 3 0において、 第 1の支持部 7と第 2の支持 部 1 0と第 3の支持部 1 4とは、 管軸 G方向に打ち込まれた金属製のリベット 3 1によって一体化が図られている。 そして、 このガス放電管 3 0は、 第 1のステ ムピン 9 Cを採用せず、 ステム 5から第 1のステムピン 9 Cを突き出させない構 造をもつので、ステム 5から突出させたステムピンの本数は 6本となる。従って、 ステムピンの突出本数によって、 第 1の放電路制限部 1 6への給電/無給電をラ ンプ交換時に簡単に識別することができる。 ステムピン数の減少は、 ランプ動作 時において、 ステムピンの融着部分に発生する熱膨脹に対する強度を增すことが できる。

[第 3の実施形態]

図 1 2及び図 1 3に示すように、 ガス放電管 3 3において、 第 2の支持部 1 0 と第 3の支持部 1 4とで第 2の放電路制限板 1 2を挟み込み固定させることなく、 第 2の放電路制限板 1 2はステムピン 9 Bの先端に溶接させるのみで、 第 2の支 持部 1 0上に載置させている。 これによつて、 第 1の放電路制限部 1 6及び第 2 の放電路制限板 1 2の放熱を増加させ、 第 1の放電路制限部 1 6及び第 2の放電 路制限板 1 2のスパッタ物及び蒸発物を減少させることができ、 ランプの特性を 長期聞に亙って安定維持させることができる。

[第 4の実施形態] 図 1 4及ぴ図 1 5に示すように、 ガス放電管 3 5において、 第 2の放電路制限 板 1 2 Aを電気絶縁部 （第 3の支持部） 1 4の裏面に当接配置させ、 金属製のリ ベット 3 6によって、 第 2の放電路制限板 1 2 Aを電気絶縁部 1 4に固定させて いる。 これによつて、 電気絶縁部 1 4と第 2の放電路制限板 1 2 Aとの一体化を 図っている。 そして、 組立て作業時において、 リベット 3 6をステムピン 9 Bの 先端に電気的に接続させる。 このように構成することで、 セラミックス製の第 2 の支持部 1 0を省略することができ、 支持部を 3個から 2個に減らすことができ る。 また、 第 2の放電路制限板 1 2 A及び陽極板 8の放熱を増加させ、 第 2の放 電路制限板 1 2 A及び陽極板 8のスパッタ物及び蒸発物を減少させることができ、 ランプ特性を長期間に亙って安定維持させることができる。

[第 5の実施形態]

図 1 6、 図 1 7及び図 1 8に示すように、 ガス放電管 3 7において、 円板状の 第 2の放電路制限部 3 8と円板状の第 3の放電路制限部 3 9の間に円板状のセラ ミックス製スぺーサ 4 0を介在させて電気的絶縁を図っている。 そして、 スぺー サ 4 0は、金属製のリベット 4 1によって第 2の支持部 1 0に固定される。また、 第 2の放電路制限部 3 8と第 3の放電路制限部 3 9とスぺーサ 4 0とは、 第 2の 支持部と第 3の支持部 1 4とで挟み込み固定される。

更に、 図 1 6及び図 1 9に示すように、 第 2の放電路制限部 3 8と第 3の放電 路制限部 3 9とに異なる電位を印加するために、 第 2の放電路制限部 3 8は、 ス テム 5に立設させた第 4のステムピン 9 Bの先端にリード部 3 8 aを介して電気 的に接続させている。 これに対し、 第 3の放電路制限部 3 9は、 ステム 5に立設 させた第 5のステムピン 9 Eの先端部分にリード部 3 9 aを介して電気的に接続 させている。 なお、 符号 2 7 Eは、 ステムピン 9 Eを保護する電気絶縁性のチュ ーブである。 また、 第 3の放電路制限部 3 9には、 第 2の放電路制限部 3 8より 高い電圧が印加される。 例えば、 第 3の放電路制限部 3 9に 1 4 0 Vを印加した 場合、 第 2の放電路制限部 3 8には 1 2 O V印加される。 このように、 第 2の放 電路制限部 3 8と第 3の放電路制限部 3 9とに異なる電圧を印加するのは、 第 2 ' の放電路制限部 3 8と第 3の放電路制限部 3 9との間に電界を発生させ、 第 2の 放電路制限部 3 8の近傍から第 3の放電路制限部 3 9への電子の移動を積極的に 行わせる場合に有利である。

そして、 第 3の放電路制限部 3 9の中央には放電路を狭窄するための第 3の開 口 4 2が形成されている。 この第 3の開口 4 2は、 第 2の放電路制限部 3 8の第 2の開口 1 3と同径であってもよいし、 異なる径であってもよい。 例えば、 例え ば、 第 2の開口 1 3が 0 . 3 mmの場合、 第 3の開口 4 2を 0 . 1 mmに形成さ せと、 放電路の更なる狭窄を可能にし、 更なる高輝度化が達成される。

なお、 ランプの動作中において、 リベット 4 1が高温になるとスパッタ物及び 蒸発物がリベット 4 1のへッド部分から発生する。そこで、図 2 0に示すように、 リベット 4 1の端部を、 第 2の支持部 1 0に設けた凹部 4 3内に収容させること で、 金属蒸発物の付着面積を増大させ、 リベット 4 1を介在させた第 2の放電路 制限部 3 8と第 3の放電路制限部 3 9との短絡を発生させ難くしている。 また、 図 2 1に示すように、 第 2の支持部 1 0には、 リベット 4 1のヘッド部分の収容 体積の増大を図った凹部 4 4が形成されている。 また、 図 2 2に示すように、 第 2の支持部 1 0には、 リベット 4 1のへッド部分の収容体積の更なる増大を図つ た凹部 4 5が形成され、 この凹部 4 5の壁面は、 へッド部分から離間させる部分 を最大にしたものである。

[第 6の実施形態]

図 2 3に示すように、 ガス放電管 4 7において、 第 1の支持部 7と第 2の支持 部 1 0と第 3の支持部 1 4とは、 管軸 G方向に打ち込まれた金属製のリベット 4 8によって一体化が図られている。 そして、 このガス放電管 4 7は、 第 1のステ ムピン 9 Cを採用せず、 ステム 5から第 1のステムピン 9 Cを突き出させていな い。 その結果、 第 1の放電路制限部 1 6への確実な無給電化が可能となり、 ステ ムピンの数の減少は、 ランプ動作時にステムピンの融着部分に発生する熱膨脹に 対する強度を増すことができる。 なお、 図 1 7に示したガス放電管 3 7の構成と 実質的に共通する部分には同一符号を付して、 その説明は省略している。

[第 7の実施形態]

図 2 4及び図 2 5に示すように、 ガス放電管 5 0において、 第 2の放電路制限 板 5 1を電気絶縁部 （第 3の支持部） 1 4の裏面に当接配置させ、 金属製のリベ ット 5 2によって、第 2の放電路制限部 5 1を電気絶縁部 1 4に固定させている。 これによつて、 電気絶縁部 1 4と第 2の放電路制限板 5 1との一体化を図ってい る。 更に、 第 2の支持部 1 0の上面に第 3の放電路制限部 5 3を当接配置させ、 空間を介して第 2の放電路制限部 5 1と第 3の放電路制限部 5 3とを離間させる。 また、 第 2の放電路制限部 5 1は、 リベット 5 2を介して第 4のステムピン 9 B に電気的に接続させ、 第 3の放電路制限部 5 3は、 ステム 5に立設させた第 5の ステムピン 9 Eの先端部分に電気的に接続させている。

[第 8の実施形態]

図 2 6及ぴ図 2 7に示すように、 ガス放電管 5 5において、 第 2の支持部 1 0 と第 3の支持部 1 4とで、 円板状のセラミックス製スぺーサ 5 6を挟み込んでい る。 このスぺーサ 5 6の上面には第 2の放電路制限部 3 8を当接配置させ、 この 裏面には第 3の放電路制限部 3 9を当接配置させ、 第 3の放電路制限部 3 9をス ぺーサ 5 6と第 2の支持部 1 0とで挟み込み固定させている。 このように構成す ると、 スぺーサ 5 6をリベット等で第 2の支持部 1 0に固定させる必要がない。

[第 9の実施形態]

図 2 8及び図 2 9に示すように、 ガス放電管 5 8において、 第 2の支持部 1 0 と第 3の支持部 1 4とで、 円板状のセラミックス製スぺーサ 5 9を挟み込んでい る。 そして、 このスぺーサ 5 9の上面には第 2の放電路制限部 3 8を当接配置さ せ、 第 2の支持部 1 0の上面に第 3の放電路制限部 3 9を当接配置させている。 その結果、 空間とスぺーサ 5 9とを介して第 2の放電路制限部 3 8と第 3の放電 路制限部 3 9とを離間させ、 スぺーサ 5 9をリベット等で第 2の支持部 1 0に固 定させる必要がない。

[第 1 0の実施形態]

図 3 0及び図 3 1に示すガス放電管 6 0はサイドオン型の重水素ランプであり、 この放電管 6 0は、 重水素ガスが数百 P a程度封入されたガラス製の密封容器 6 2を有している。 この密封容器 6 2は、 一端側を封止した円筒状の側管 6 3と、 この側管 6 3の他端側を封止するステム 6 5とからなり、 側管 6 3の一部が光光 出射窓 6 4として利用されている。 そして、 この密封容器 6 2内には発光部組立 体 6 6が収容されている。

この発光部組立体 6 6は、 電気絶縁性のセラミックスからなる電気絶縁部 （第 1の支持部） 6 7を有している。 この電気絶縁部 6 7の前面に形成した凹部 6 7 a内に陽極板 （陽極部） 6 8を収容させている。 この陽極板 6 8の背面には、 ス テム 6 5に立設させて管軸 G方向に延在する陽極用ステムピン （第 1のステムピ ン） 9 Aの先端部分が電気的に接続されている。 なお、 第 1の支持部 6 7には、 第 1のステムピン 9 Aを貫通させたセラミックス製の装填部 6 9が嵌め込まれる。 更に、発光部耝立体 6 6は、電気絶縁性のセラミックスからなる電気絶縁部（第

2の支持部） 7 0を有している。 この第 2の支持部 7 0は、 管軸 Gに対して垂直 な方向において、 第 1の支持部 6 7に重ねるようにして固定されている。 また、 第 1の支持部 6 7の前面と第 2の支持部 7 0の背面とで板状の第 2の放電路制限 部 7 2を挟み込み固定させ、 第 2の放電路制限部 7 2と陽極板 6 8とを対面させ ている。

この第 2の放電路制限部 7 2の中央には、 放電路を狭窄させるための直径 0 . 2 mmの小孔 （第 2の開口） 7 3が形成されている。 また、 放電路制限板 7 2に は左右に 2本のリード部 7 2 aが設けられ、 各リード部 7 2 aは、 ステム 6 5に 立設させた放電路制限板用ステムピン （第 4のステムピン） 9 Bの先端部分にそ れぞれ電気的に接続させている。

第 2の支持部 7 0には、 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） からなる第 1の放電路制限部 7 6を側方から装填す るために、 管軸 Gに対して垂直方向に延在する装填口 7 7が形成されている。 こ の第 1の放電路制限部 7 6には、 放電路を狭窄するために、 第 2の開口 7 3より 大径の第 1の開口 7 8が形成され、 この第 1の開口 7 8は、 第 2の開口 7 3と同 一の管軸 G上に位置する。

この第 1の開口 7 8は、 管軸 Gに対して垂直な方向に延在して良好なアークポ ールを作り出すためのロート状の部分 7 8 aを有し、 このロート状の部分 7 8 a は、 光出射窓 6 4から陽極部 6 8に向けて縮径させている。 具体的に、 光出射窓 6 4側では直径 3 . 2 mmに形成され、 陽極部 6 8側では、 第 2の開口 7 3より 大きな開口面積をもつように直径 1 m m程度に形成されている。このようにして、 放電路は、 第 1の開口 7 8と第 2の開口 7 3との協働により狭窄させる。

第 2の支持部 7 0の前面に導電板 7 9を当接配置させ、 この導電板 7 9は、 第 1及び第 2の支持部 6 7 , 7 0を貫通するリベット 7 5によって固定させている (図 3 2参照）。また、 この導電板 7 9に形成した開口は装填口 7 7に合致させる ことで、 第 1の放電路制限部 7 6の装填を可能にする。 また、 導電板 7 9は、 第 1の支持部 6 7及び第 2の支持部 7 0の表面に沿って後方まで延在すると共に、 ステム 6 5に立設させて第 1の支持部 6 7を貫通させた放電路制限板用ステムピ ン （第 3のステムピン） 9 Cの先端部分に電気的に接続させている。 そして、 導 電板 7 9には、 第 1の放電路制限部 7 6に設けられたブランジ部 7 6 aを当接配 置させ、 導電板 7 9にフランジ部 7 6 aを溶接させることで、 導電板 7 9と第 1 の放電路制限部 7 6との一体化を図っている。

ここで、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の放電路制限部 7 2とは電気的に絶縁 するために空間部 Gをもって離間させている。 さらに、 この絶縁を確実ならしめ るために、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の支持部 7 0とを離間させている。 こ れは、 ランプの動作中において、 第 1の放電路制限部 7 6及ぴ第 2の放電路制限 部 7 2が高温になると、 スパッタ物及ぴ蒸発物が第 1の放電路制限部 7 6及び第 2の放電路制限部 7 2から発生するが、 このときの金属蒸発物を、 装填口 7 7の 壁面に積極的に付着させるものである。 すなわち、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の支持部 7 0とを離間させることで、 金属蒸発物の付着面積を増大させ、 これ によって、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の放電路制限部 7 2とを短絡させ難く している。

また、 ロート状の部分 7 8 aの壁面をミラー面に加工する。 この場合、 この壁 面は、 タングステン、 モリプデン、 パラジウム、 ュッケル、 チタン、 金、 銀又は 白金等の素材単体 （或いは合金） に研磨加工するよつて鏡面に仕上げてもよく、 又は上記素材単体或いは合金を母材として、 或いはセラミックを母材として、 メ ツキ処理、 蒸着処理等により上記素材にコーディングを施して鏡面仕上げにして もよい。 これによつて、 アークボールによる発光を、 ロート状の部分 7 8 aの鏡 面で反射させ、 光出射窓 6 4に向けて光を集光させることで、 光の輝度のアップ が図られる。

発光部組立体 6 6には、 光出射窓 6 4側で光路から外れた位置に陰極部 8 0が 配置され、陰極部 8 0の両端は、ステム 6 5に立設させた陰極部用ステムピン（第 2のステムピン） 9 Dの先端部分に、 図示しない接続ピンを介してそれぞれ電気 的に接続させている。 この陰極部 8 0では熱電子が発生するが、 具体的にこの陰 極部 8 0は、 管軸 G方向に延在して熱電子を発生させるタングステン製のコイル 部を有している。

更に、 この陰極部 8 0は、 キャップ状の金属製フロントカバー 8 1内に収容さ れている。 このフロントカバー 8 1は、 これに設けられた爪片 8 1 aを、 第 1の 支持部 6 7に設けられたスリット孔 （図示せず） 内に差し込んだ後に折り曲げる ことで固定される。 また、 フロントカバー 8 1には光出射窓 6 4に対面する部分 に矩形の光通過口 8 1 bが形成されている。

更に、 フロントカバー 8 1内において、 陰極部 8 0と第 1の放電路制限部 7 6 との間には、 光路から外れた位置に放電整流板 8 2が設けられている。 この放電 整流板 8 2の電子放出窓 8 2 aは、 熱電子を通過させるための矩形の開口として 形成されている。

そして、 放電整流板 8 2は、 これに設けた爪片 8 2 bを、 第 1の支持部 6 7に 設けられたスリ ット孔 （図示せず） 内に差し込んだ後に折り曲げることで固定さ れる。 このように、 フロントカパ一 8 1と放電整流板 8 2とで陰極部 8 0を包囲 させ、 陰極部 8 0から出るスパッタ物あるいは蒸発物を光出射窓 6 4に付着させ ないようにしている。

このような構成の発光部組立体 6 6は密封容器 6 2内に設けられるが、 この密 封容器 6 2内を数百 P aの重水素ガスで満たす必要性から、 密封容器 6 2にはガ ラス製の排気管 8 6がー体形成されている。 この排気管 8 6は、 組立最終工程に おいて、 密封容器 6 2内の空気をー且抜き、 所定圧の重水素ガスを適切に充填さ せた後に融着によって封止されるものである。 なお、 ステム 6 5に立設させたス テムピン 9 A〜9 Dの全てをセラミックス製の電気絶縁チューブで保護してもよ いが、 少なくともステムピン 9 A及ぴ 9 Bをチューブ 8 7 A及び 8 7 Bで包囲さ せる。

このように構成させたサイドオン型の重水素ランプ 6 0の動作原理は、 前述し たへッドオン型の重水素ランプ 1と同様であるので、その説明は省略する。なお、 第 1のステムピン 9 Cは、 発光部組立体 6 6を保持するために利用されるもので あり、 第 1の放電路制限部 7 6への給電を行うために利用されない。 し力、しなが ら、 ランプ始動時において第 1のステムピン 9 Cに外部から給電してもよい。 この場合、 第 2の放電路制限板 7 2には、 第 1の放電路制限部 7 6より高い電圧 が印加される。 例えば、 第 2の放電路制限部 7 2に 1 2 O Vを印加した場合、 第 1の放電路制限部 7 6には 1 0 O Vが印加される。 このように、 第 1の放電路制 限部 7 6と第 2の放電路制限部 7 2に異なる電圧を印加するのは、 第 1の放電路 制限部 7 6と第 2の放電路制限板 7 2との間に電界を発生させ、 第 1の放電路制 限部 7 6近傍から第 2の放電路制限板 7 2への電子の移動を積極的に行わせる場 合に有利である。

次に、 サイドオン型のガス放電管の他の実施形態について説明するが、 その説 明は、 第 1 0の実施形態と実質的に異なるものに留め、 第 1 0の実施形態と同一 又は同等な構成部分は同一符号を付してその説明を省略する。

[第 1 1の実施形態]

図 3 3に示すように、 ガス放電管 8 8において、 第 1の放電路制限部 7 6への 無給電状態を達成させるために、 導電板 7 9を第 1のステムピン 9 Cに接続させ ない。 このようにすることで、 第 1の放電路制限部 7 6は外部電源と電気的に非 接続状態になる。

[第 1 2の実施形態]

図 3 4， 図 3 5及び図 3 6に示すように、 ガス放電管 8 9において、 第 2の放 電路制限部 7 2の裏面に電気絶縁性のセラミックス製スぺーサ 9 0を配置させ、 このスぺーサ 9 0の裏面に第 3の放電路制限部 9 1を配置させる。 また、 スぺー サ 9 0と電気絶縁板 9 2とで第 3の放電路制限部 9 1を挟み込み、 リベット 9 3 によって、 第 2の放電路制限部 7 2と第 3の放電路制限部 9 1との一体化が図ら れている。 そして、 第 1の支持部 6 7の前面と第 2の支持部 7 0の背面とで板状 の第 2の放電路制限部 7 2を挟み込み固定させている。

更に、 第 3の放電路制限部 9 1の中央には放電路を狭窄するための第 3の開口 9 4が形成されている。 この第 3の開口 9 4は、 第 2の放電路制限部 7 2の第 2 の開口 7 3と同径であってもよいし、 異なる径であってもよい。 例えば、 第 2の 開口 7 3が 0 . 3 mmの場合、 第 3の開口 9 1を 0 . 1 mmに形成させと、 放電 路の更なる狭窄を可能にし、 更なる高輝度化が達成される。

なお、 ランプの動作中において、 リベット 9 3が高温になるとスパッタ物がリ べット 9 3のへッド部分から発生する。 そこで、 図 3 7に示すように、 電気絶縁 板 9 2に障壁 9 2 aを突出させて、 リベット 9 3から発生する金属蒸発物が第 3 の放電路制限部 9 1に付着させ難くし、 リベット 9 3を介在させた第 2の放電路 制限部 7 2と第 3の放電路制限部 9 1との短絡を発生させ難くしている。 また、 図 3 8に示すように、 電気絶縁板 9 2の表面に切込み部 9 2 bを設け、 金属蒸発 物の付着面積の拡大化を図っている。 同様に、 図 3 9に示すように、 電気絶縁板 9 2の裏面に切込み部 9 2 cを設け、 金属蒸発物の付着面積の拡大化を図ってい る。

[第 1 3の実施形態]

図 4 0 , 図 4 1に示すように、 ガス放電管 9 5において、 第 1の放電路制限部 7 6への無給電状態を達成させるために、 導電板 7 9を第 1のステムピン 9 に 接続させない。 このようにすることで、 第 1の放電路制限部 7 6は、 外部電源と 電気的に非接続状態になる。そして、第 1の支持部 6 7と第 2の支持部 7 0とは、 光出射方向に打ち込まれた金属製のリベット 9 6によって一体化が図られている。

[第 i 4の実施形態]

図 4 2及び図 4 3に示すように、 ガス放電管 9 7において、 第 2の放電路制限 部 7 2と第 3の放電路制限部 9 1とに異なる電位を印加するために、 第 2の放電 路制限部 7 2は、 ステム 6 5に立設させた第 4のステムピン 9 Bの先端に電気的 に接続させている。 これに対し、 第 3の放電路制限部 9 1は、 ステム 6 5に立設 させた第 5のステムピン 9 Eの先端部分に電気的に接続させている。 なお、 符号 8 7 Eは、 ステムピン 9 Eを保護する電気絶縁性のチューブである。

次に、 前述したガス放電管を動作させるための種々の回路について、 図面に基 づいて説明する。 なお、 図 4 4〜図 4 7において、 符号 C 1， C 2は陰極部 S用 の端子、 符号 C 3は陽極部、 符号 C 4は第 2の放電路制限部、 符号 C 5は第 3放 電路制限部、 符号 1は主電源、 符号 2はトリガ電源、 符号 3は陰極加熱用電源、 符号 4はサイリスタである。 また、 第 1の放電路制限部は、 無給電の状態になつ ているので回路上には現れない。

図 4 4に示す第 1の駆動回路について説明する。 先ず、 端子 C 1と端子 C 2間 に電源 3より電圧 1 0 W前後の電力を供給して陰極部 Sを加熱させ、 トリガ電源 2によりコンデンサ Aを充電する。 その後、 主電源 1により端子 C 1と陽極部 C 3との間に 1 6 0 V印加する。 そして、 陰極部 Sが十分に加熱された時機を見計 らつて、 スィッチ Bを切り換えて、 コンデンサ Aからの給電によって、 〇 1と〇 3との間に電圧 3 5 0 Vを印加し、 端子 C 1と C 4との間に電圧 3 5 0 Vを印カロ し、 C 1と C 5との間に電圧 3 5 O Vを印加する。

このとき、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 4との間に放電が発生し、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 4との間の電圧が低下する。 この電圧低下によって、 第 2の放電路制限部 C 4と第 3の放電路制限部 C 5との電位差が増大し、 第 2の 放電路制限部 C 4近傍に存在する荷電粒子が第 3の放電路制限部 C 5に移動する。 その結果、 陰極部 Sと第 3の放電路制限部 C 5との間に放電が発生し、 陰極部 S と第 3の放電路制限部 C 5と間の電圧が低下する。 なお、 陰極部 Sと第 2の放電 路制限部 C 4との間の放電は継続している。

この電圧低下によって、 第 3の放電路制限部 C 5と陽極部 C 3との電位差が增 大し、第 3の放電路制限部 C 5近傍に存在する荷電粒子が陽極部 C 3に移動する。 その結果、陰極部 Sと陽極部 C 3との間に始動放電が発生することになる。なお、 陰極部 Sと第 2及び第 3の放電路制限部 C 4， C 5との間の放電は継続している。 そして、 この始動放電に起因して、 陰極部 Sと陽極部 C 3との間の放電が主電源 1によって維持できるようになり、 ランプが点灯し続ける。 なお、 コンデンサ A の放電が完了した時点で、 始動放電は終了する。

図 4 5に示す第 2の駆動回路について説明する。 先ず、 端子 C 1と端子 C 2間 に電源 3より電圧 1 0 W前後の電力を給電して陰極部 Sを加熱させ、 トリガ電源 2によりコンデンサ Aを充電する。 その後、 主電源 1により端子 C 1と陽極部 C 3との間に 1 6 O V印カロする。 そして、 陰極部 Sが十分に加熱された時機を見計 らつて、 スィッチ Bを切り換えて、 コンデンサ Aからの給電によって、 。 1とじ 3との間に電圧 3 5 O Vを印加し、 C 1と C 4との間に電圧 3 5 0 Vを印加し、

C 1と C 5との間に電圧 3 5 0 Vを印加する。 このとき、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 4との間に放電が発生し、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 4との間の電圧が低下する。 そして、 リレースィッチ R 1と第 2の放電路制限部 C 4との間に設けた電流検知部によって、 陰極部 Sと 第 2の放電路制限部 C 4との間の通電が検知されると、 リレースィツチ R 1を開 き、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 4との間の放電を終了させる。

その後、 第 2の放電路制限部 C 4近傍に存在する荷電粒子が第 3の放電路制限 部 C 5に移動する。 その結果、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 5との間に放電 が発生し、 陰極部 Sと第 3の放電路制限部 C 5と間の電圧が低下する。 そして、 リレースィツチ R 2と第 3の放電路制限部 C 5との間に設けた電流検知部によつ て、 陰極部 Sと第 3の放電路制限部 C 5との間の通電が検知されると、 リレース ィツチ R 2を開き、 陰極部 Sと第 3の放電路制限部 C 5との間の放電を終了させ る。

その後、 第 3の放電路制限部 C 5近傍に存在する荷電粒子が陽極部 C 3に移動 する。その結果、陰極部 Sと陽極部 C 3との間に始動放電が発生することになる。 そして、 この始動放電に起因して、 陰極部 Sと陽極部 C 3との間の放電が主電源 1によつて維持できるようになり、 ランプが点灯し続ける。

図 4 6に示す第 3の駆動回路について説明する。 先ず、 端子 C 1と端子 C 2間 に電源 3より電圧 1 O W前後の電力を供給して陰極部 Sを加熱させる。 その後、 主電源 1により、 コンデンサ Aを充電し、 端子 C 1と陽極部 C 3との間に 1 6 0 Vを印加し、 抵抗 P l， 抵抗 P 2及び抵抗 P 3により電位勾配を形成する。 そし て、 陰極部 Sが十分に加熱された時機を見計らって、 スィッチ Bを O Nにするこ とで、 コンデンサ Aから電荷を放出させると同時にパルストランス Tによって高 電圧パルスを発生させる。

このパルス電圧は、 各バイパスコンデンサ Q 1〜Q 3を介して第 2の放電路制 限部 C 4， 第 3の放電路制限部 C 5及ぴ陽極部 C 3にそれぞれ印加される。 そし て、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 4との間、 第 2の放電路制限部 C 4と第 3 の放電路制限部 C 5と間、 及び第 3の放電路制限部 C 5と陽極部 C 3との間に始 動放電が発生する。 そして、 この始動放電に起因して、 陰極部 Sと陽極部 C 3と の間の放電が主電源 1によつて維持できるようになり、 ランプが点灯し続ける。 なお、 主電源 1と陽極部 C 3との間に設けられた電流検知部により、 陰極部 Sと 陽極部 C 3との間の放電形成確認を行った後、 リレースィツチ R 1を開状態にし て、 始動放電を終了させる。

図 4 7に示す第 4の駆動回路について説明する。 先ず、 端子 C 1と端子 C 2間 に電源 3より 1 O W前後の電力を供給して陰極部 Sを加熱させ、 トリガ電源 2に よりコンデンサ Aを充電する。 その後、 主電源 1により端子 C 1と陽極部 C 3と の間に 1 6 O V印加する。 そして、 陰極部 Sが十分に加熱された時機を見計らつ て、 スィッチ Bを切り換えて、 C 1と C 3との間に電圧 3 5 0 Vを印加し、 端子 C 1とサイリスタ 4との間に電圧 3 5 O Vを印加する。 そして、 トリガ電圧の発 生により、 サイリスタ 4が通電状態になり、 C 1と C 4との間に電圧 3 5 O Vを 印加し、 C 1と C 5との間に電圧 3 5 0 Vを印加する。

このとき、 コンデンサ Aに充電した電荷によって、 陰極部 Sと第 2の放電路制 限部 C 4との間に放電が発生し、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 4との間の電 圧が低下する。 この電圧低下によって、 第 2の放電路制限部 C 4と第 3の放電路 制限部 C 5との電位差が増大し、 第 2の放電路制限部 C 4近傍に存在する荷電粒 子が第 3の放電路制限部 C 5に移動する。 その結果、 陰極部 Sと第 3の放電路制 限部 C 5との間に放電が発生し、 陰極部 Sと第 3の放電路制限部 C 5と間の電圧 が低下する。 なお、 陰極部 Sと第 2の放電路制限部 C 4との間の放電は継続して いる。

この電圧低下によって、 第 3の放電路制限部 C 5と陽極部 C 3との電位差が增 大し、第 3の放電路制限部 C 5近傍に存在する荷電粒子が陽極部 C 3に移動する。 その結果、陰極部 Sと陽極部 C 3との間に始動放電が発生することになる。なお、 陰極部 Sと第 2及ぴ第 3の放電路制限部 C 4， C 5との間の放電は継続している。 そして、 この始動放電に起因して、 陰極部 Sと陽極部 C 3との間の放電が主電源 1によって維持できるようになり、 ランプが点灯し続ける。 なお、 〇 1と〇4と の間及び C 1と C 5との間のそれぞれの放電電流値の合計が、 サイリスタ 4を絶 縁状態にする電流値以下になった時点で、 C 1と C 4との間及ぴ C 1と C 5との 間のそれぞれの始動放電が終了する。

本発明に係るガス放電管は、 前述した実施形態に限定されるものではなく、 例 えば、 前述した第 3の放電路制限部 3 9 , 5 3， 9 1は、 複数枚で構成されても よい。

上述した従来のガス放電管には、 次のような課題が存在している。 すなわち、 各金属隔壁には電圧が印加されておらず、 各金属隔壁の小穴は、 放電路を単に狭 窄するために利用されている。 従って、 確かに放電路を狭窄することで輝度をァ 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。

上述の放電管は、高輝度化を実現しつつ始動性を良好にしたガス放電管である。 上述のガス放電管は、 密封容器内にガスを封入し、 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 路の途中に配置させて、 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、 放電制限部と陽極部との間の放電路の途中に配置させて、 第 1の開口より 小さな開口面積で放電路を狭窄する第 2の開口を有すると共に、 外部電源に電気 的に接続させる第 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 部との間に配置させる電気絶縁部とを備えている。

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、 高輝度な光を 得るために、 第 2の放電路制限部の第 2の開口は、 第 1の開口より小さな開口面 積で形成させ、 開口面積を段階的に絞るようにしている。 更に、 放電路を狭窄さ せてもランプの始動性を良好にするため、 第 2の放電路制限部に外部から所定の 電圧を印加させる。 これにより、 陰極部と第 2の放電路制限部との間において、 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ので、 第 1及ぴ第 2の開口内を始動時の放電が通過し易くなり、 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。 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の放電路制限部は、 外部電源と電気的に非接続状態であると好適で ある。 このような構成を採用した場合、 電気導入用のピンの数を少なくすること を可能にする。

また、 第 1の放電路制限部を外部電源と電気的に接続させる場合、 第 2の放電 路制限部には第 1の放電路制限部より高い電圧を印加すると好適である。 このよ うな構成を採用した場合、 陰極部と陽極部との間の電位差に応じるように、 第 1 の放電路制限部と第 2の放電路制限部との間に適正な放電始動電圧を印加するこ とができ、 スムーズに始動放電を発生させることができる。

また、 第 1の放電路制限部の第 1の開口は、 光出射窓から陽極部に向けて縮径 させたロート状の部分を有すると好適である。 このロート状の部分によって、 第 1の開口に放電が収斂し易くなり、 アークボールをこの部分に確実に発生させる ことができ、 アークボールの広がりを適正に防止できる。

また、 第 2の放電路制限部を電気絶縁性の支持部に当接配置させると好適であ る。 このような構成を採用した場合、 密封容器内において第 2の放電路制限部を 安定した状態で配置させることができる。 また、 第 2の放電路制限部を電気絶縁部と支持部との間で挟み込み固定させる と好適である。 このような構成は、 ガス放電管の組立て作業性を考慮した上で、 密封容器内で第 2の放電路制限部を確実に固定させるようにしたものである。 ま た、 ランプ動作中において、 第 2の放電路制限部が高温になった時に起こる熱膨 脹による第 2の放電路制限部の移動を防止させることができる。

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せて、 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、 各放電路制限部の各開口の協働によって、 放電路の段階的な絞りを可能 にするものであり、 更なる輝度のアップと更なる始動性のアップが図られる。 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電気絶縁部を配置さ せると好適である。 このような構成を採用した場合、 第 2の放電路制限部と第 3 の放電路制限部とにそれぞれ異なる電圧にすることができ、 始動性を良好にする ものである。

また、 第 3の放電路制限部を外部電源と電気的に接続させる場合、 第 3の放電 路制限部には第 2の放電路制限部より高い電圧を印加すると好適である。 このよ うな構成を採用した場合、 陰極部と陽極部との間の電位差に応じるように、 第 2 の放電路制限部と第 3の放電路制限部との間に適正な放電始動電圧を印加するこ とができ、 スムーズに始動放電を発生させることができる。

また、 第 3の放電路制限部を電気絶縁性の支持部に当接配置させると好適であ る。 このような構成を採用した場合、 密封容器内において第 3の放電路制限部を 安定した状態で配置させることができる。

また、 第 3の放電路制限部を電気絶縁部と支持部との間で挟み込み固定させる と好適である。 このような構成は、 ガス放電管の組立て作業性を考慮した上で、 密封容器内で第 3の放電路制限部を確実に固定させるようにしたものである。 ま た、 ランプ動作中において、 第 3の放電路制限部が高温になった時に起こる熱膨 脹による第 3の放電路制限部の移動を防止させることができる。 また、 高輝度化を実現しつつ始動性を良好にしたガス放電管は第 2開口を大きく することでも実現できる。

すなわち、 このようなガス放電管は、 密封容器内にガスを封入し、 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せて、 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、放電制限部と陽極部との間の放電路の途中に配置させて、 第 1の開口の面積以上の開口面積で放電路を狭窄する第 2の開口を有すると共に、 外部電源に電気的に接続させる第 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せる電気絶縁部とを備えたことを特徴とする。 高輝度な光を作り出す場合、 単に放電路狭窄用の放電制限部を複数段設置すれ ばよいという訳ではなく、 放電路制限部を多くすることによって、 ランプ始動時 の放電が起き難くなり、 また、 開口を小さくすることによつても、 ランプ始動時 の放電は起き難くなる。 更に、 ランプの始動性を高めるには、 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、 高輝度な光を得るために、 第 1の開口と第 2の開口との協働によって放電路 の狭窄が図られる。 更に、 放電路を狭窄させてもランプの始動性を良好に保った めに、 第 2の放電路制限部に外部から所定の電圧を印加する。 これにより、 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。 更に、 第 2の開口の 面積は、 第 1の開口と同じ、 或いは第 1の開口より大きい面積であるため、 第 2 の開口でランプ合動時における放電は制限されない。 これにより第 1及び第 2の 開口内を始動時の放電が通過し易くなり、 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。 このように構成することで、 ランプ始動時の電圧を著し く高めなくとも始動性が良好に保たれると共に、 放電路制限部を多くして高輝度 化を促進することができる。 以下、 このようなタイプのガス放電管について説明する。

[第 1 5の実施形態]

図 4 8及び図 4 9に示すように、 ガス放電管 1はヘッドオン型の重水素ランプ である。 図 5 0及び図 5 1に示すように、 この電気絶縁部 7上には陽極板 （陽極 部） 8を配置させている。 なお、 電気絶縁部 7に設けた凸部 7 aの上面と後述の 第 2の支持部 1 0の裏面とで本体部 8 aを挟み込み固定させてもよい （図 5 6参 照）。 図 4 8及び図 4 9に示すように、発光部組立体 6は、電気絶縁性のセラミッ タスからなる円板状の電気絶縁部 （第 2の支持部） 1 0を有している。 第 2の支 持部 1 0の上面に円板状の金属製の放電路制限板 （第 2の放電路制限部） 1 2を 当接させることで、 陽極板 8の本体部 8 aと放電路制限板 1 2とを対面させてい る。

図 5 2に示すように、 放電路制限板 1 2の中央には、 放電路を狭窄させるため の直径 0 . 5 m:mの小孔 （第 2の開口） 1 3が形成されている。 また、 放電路制 限板 1 2には 2本のリード部 1 2 aが設けられ、 各リード部 1 2 aは、 ステム 5 に立設させた放電路制限板用ステムピン （第 4のステムピン） 9 Bの先端部分に それぞれ電気的に接続させている。

図 4 8、 図 4 9及び図 5 3に示すように、 発光部組立体 6は、 電気絶縁性のセ ラミックスからなる円板状の電気絶縁部 （第 3の支持部） 1 4を有している。 こ の第 3の支持部 1 4は、 第 2の支持部 1 0の上に重ねるようにして载置され、 第 2の支持部 1 0と同径に形成されている。 そして、 第 3の支持部 1 4の下面と第

2の支持部 1 0の上面とで第 2の放電路制限板 1 2を挟み込み固定させる。

なお、 第 2の放電路制限板 1 2は第 2の支持部 1 0の上面に形成した凹部 1 0 a 内に収容させて、第 2の放電路制限板 1 2の着座性を向上させてもよい。 （図 5 7 参照）。 この第 3の支持部 1 4の中央には、 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） からなる第 1の放電路制限部 1 6を 装填するための装填口 1 7が形成されている。 この放電路制限部 1 6には、 放電 路を狭窄するために、 第 2の開口 1 3と同径の第 1の開口 1 8が形成され、 この 第 1の開口 1 8は、 第 2の開口 1 3と同一の管軸 G上に位置する。

この第 1の開口 1 8は、 管軸 G方向に延在して良好なアークポールを作り出す ためのロート状の部分 1 8 aを有し、 このロート状の部分 1 8 aは、 光出射窓 4 から陽極部 8に向けて縮径させている。 具体的に、 光出射窓 4側では直径 3 . 2 mmに形成され、 陽極部 8側では、 第 2の開口 1 3と同径の開口面積をもつよう に直径 0 . 5 mmに形成されている。

このようにして、 放電路は、 第 1の開口 1 8と第 2の開口 1 3との協働により狭 窄されるが、 第 2の開口 1 3は第 1の開口 1 8と同径であるため、 第 2の開口 1 3でランプ始動時における放電は制限されない。 そのため、 高輝度化を促進させ るために、 放電制限部の数を增やした場合においても、 ランプ始動時における放 電が制限されない。

第 3の支持部 1 4の上面に導電板 1 9を当接配置させ、 この導電板 1 9に形成 した開口 1 9 aは装填口 1 7に合致させることで、 第 1の放電路制限部 1 6の装 填を可能にする。 また、 導電板 1 9には 2本のリード部 1 9 bが設けられ、 各リ ード部 1 9 bは、 ステム 5に立設させた放電路制限板用ステムピン （第 3のステ ムピン） 9 Cの先端部分にそれぞれ電気的に接続させている （図 4 9及ぴ図 5 4 参照）。 そして、導電板 1 9には、第 1の放電路制限部 1 6に設けられたフランジ 部 1 6 aを当接配置させ、 導電板 1 9にフランジ部 1 6 aを溶接することで、 導 電板 1 9と第 1の放電路制限部 1 6との一体化を図っている。

ここで、 第 1の放電路制限部 1 6と第 2の放電路制限部 1 2とは電気的に絶縁 するために空間部 Gをもって離間させている。 さらに、 この絶縁を確実ならしめ るために、 第 1の放電路制限部 1 6と第 3の支持部 1 4とを離間させている。 こ れは、 ランプの動作中において、 第 1の放電路制限部 1 6及び第 2の放電路制限 部 1 2が高温になると、 スパッタ物及ぴ蒸発物が放電路制限部 1 6及ぴ第 2の放 電路制限部 1 2から発生するが、 このときの金属蒸発物を、 装填口 1 7の壁面に 積極的に付着させるものである。 すなわち、 第 1の放電路制限部 1 6と第 3の支 持部 1 4とを離間させることで、 金属蒸発物の付着面積を増大させ、 これによつ て、 第 1の放電路制限部 1 6と第 2の放電路制限部 1 2とを短絡させ難く してい る。

図 4 8及び図 5 5に示すように、 発光部組立体 6には、 光出射窓 4側で光路か ら外れた位置に陰極部 2 0が配置され、 この陰極部 2 0の両端は、 ステム 5に立 設させて各支持部 7， 1 0 , 1 4を貫通させた陰極部用ステムピン （第 2のステ ムピン） 9 Dの先端部分にそれぞれ電気的に接続させている。

上述のタイプのガス放電管 1は、 高輝度化を促進させるための構造であり、 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 部を多くして高輝度ィヒを促進することができる。

また、 ガス放電管 1の別の態様として、 図 5 8に示すように、 第 2の開口 1 3が 直径 l mmであり、 第 2の開口 1 3の直近に位置する第 1の開口 1 8の開口面積 に比べて、 第 2の開口 1 8の開口面積が大きい場合でも、 光量の更なる増加が可 能である。

このへッドオン型の重水素放電管 1の動作は前述のものの動作と同一であるが、 詳説すると、 先ず、 放電前の 2 0秒程度の間に外部電源からステムピン 9 Dを介 して 1 0 W前後の電力を陰極部 2 0に供給して、 陰極部 2 0のコイル部 2 0 aを 予熱させる。 その後、 陰極部 2 0と陽極板 8との間に 1 6 0 V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、 外部電源から第 2の放電路制限板 1 2にステムピン 9 B を介して 3 5 0 V程度のトリガ電圧を印加する。 なお、 第 1の放電路制限部 1 6 は無給電状態が維持され続ける。 すると、 陰極部 2 0と第 2の放電路制限板 1 2 との間、 及び陰極部 2 0と陽極部 8との間に放電が順次発生する。 このように、 段階的な放電を積極的に作り出すことによって、 2個の放電路制限部 1 2 , 1 6 で放電路を狭窄させても、 陰極部 2 0と陽極部 8との間には確実な始動放電が発 生する。

このような始動放電が発生すると、 陰極部 2 0と陽極部 8との間でアーク放電 が維持され、 放電路を狭窄した開 PI 1 3 , 1 8内でそれぞれアークポールが発生 する。 そして、 このアークボールから取出される紫外線は、 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。 実験によると、 直径 l mmの開 口をもった従来の重水素ランプと、 図 4 8以降に示した重水素ランプ 1とは輝度 が 3倍近く高くなることが確認された。

[第 1 6の実施形態]

図 5 9に示すように、 図 4 8以降に示したタイプのガス放電管 3 0において、 第 1の支持部 7と第 2の支 if部 1 0と第 3の支持部 1 4とは、 管軸 G方向に打ち 込まれた金属製のリベット 3 1によって一体化が図られている。 そして、 このガ ス放電管 3 0は、 第 1のステムピン 9 Cを採用せず、 ステム 5から第 1のステム ピン 9 Cを突き出させない構造をもつので、 ステム 5から突出させたステムピン. の本数は 6本となる。 従って、 ステムピンの突出本数によって、 第 1 放電路制 限部 1 6への給電/無給電をランプ交換時に簡単に識別することができる。 ステ ムピン数の減少は、 ランプ動作時において、 ステムピンの融着部分に発生する熱 膨脹に対する強度を増すことができる。

[第 1 7の実施形態]

図 6 0及び図 6 1に示すように、 図 4 8以降に示したタイプのガス放電管 3 3 において、 第 2の支持部 1 0と第 3の支持部 1 4とで第 2の放電路制限板 1 2を 挟み込み固定させることなく、 第 2の放電路制限板 1 2はステムピン 9 Bの先端 に溶接させるのみで、 第 2の支持部 1 0上に载置させている。 これによつて、 第 1の放電路制限部 1 6及び第 2の放電路制限板 1 2の放熱を増加させ、 第 1の放 電路制限部 1 6及び第 2の放電路制限板 1 2のスパッタ物及ぴ蒸発物を減少させ ることができ、 ランプの特性を長期間に亙って安定維持させることができる。

[第 1 8の実施形態] 図 6 2及び図 6 3に示すように、 図 4 8以降に示したタイプのガス放電管 3 5 において、 第 2の放電路制限板 1 2 Aを電気絶縁部 （第 3の支持部） 1 4の裏面 に当接配置させ、 金属製のリベット 3 6によって、 第 2の放電路制限板 1 2 Aを 電気絶縁部 1 4に固定させている。 これによつて、 電気絶縁部 1 4と第 2の放電 路制限板 1 2 Aとの一体化を図っている。 そして、 組立て作業時において、 リベ ッ ト 3 6をステムピン 9 Bの先端に電気的に接続させる。 このように構成するこ とで、 セラミックス製の第 2の支持部 1 0を省略することができ、 支持部を 3個 から 2個に減らすことができる。 また、 第 2の放電路制限板 1 2 A及び陽極板 8 の放熱を增加させ、 第 2の放電路制限板 1 2 A及び陽極板 8のスパッタ物及び蒸 発物を減少させることができ、 ランプ特性を長期間に亙って安定維持させること ができる。

[第 1 9の実施形態]

図 6 4、 図 6 5及び図 6 6に示すように、 図 4 8以降に示したタイプのガス放 電管 3 7において、 円板状の第 2の放電路制限部 3 8と円板状の第 3の放電路制 限部 3 9の間に円板状のセラミックス製スぺーサ 4 0を介在させて電気的絶縁を 図っている。 そして、 スぺーサ 4 0は、 金属製のリベット 4 1によって第 2の支 持部 1 0に固定される。 また、 第 2の放電路制限部 3 8と第 3の放電路制限部 3 9とスぺーサ 4 0とは、 第 2の支持部と第 3の支持部 1 4とで挟み込み固定され る。

更に、 図 6 4及ぴ図 6 7に示すように、 第 2の放電路制限部 3 8と第 3の放電 路制限部 3 9とに異なる電位を印加するために、 第 2の放電路制限部 3 8は、 ス テム 5に立設させた第 4のステムピン 9 Bの先端にリード部 3 8 aを介して電気 的に接続させている。 これに対し、 第 3の放電路制限部 3 9は、 ステム 5に立設 させた第 5のステムピン 9 Eの先端部分にリード部 3 9 aを介して電気的に接続 させている。 なお、 符号 2 7 Eは、 ステムピン 9 Eを保護する電気絶縁性のチュ ーブである。 また、 第 3の放電路制限部 3 9には、 第 2の放電路制限部 3 8より高い電圧が印 加される。 例えば、 第 3の放電路制限部 3 9に 1 4 O Vを印加した場合、 第 2の 放電路制限部 3 8には 1 2 0 V印加される。 このように、 第 2の放電路制限部 3 8と第 3の放電路制限部 3 9とに異なる電圧を印加するのは、 第 2の放電路制限 部 3 8と第 3の放電路制限部 3 9との間に電界を発生させ、 第 2の放電路制限部 3 8の近傍から第 3の放電路制限部 3 9への電子の移動を積極的に行わせる場合 に有利である。

そして、 第 3の放電路制限部 3 9の中央には放電路を狭窄するための第 3の開 口 4 2が形成されている。 これによつて、 第 3の放電路制限部 3 9の第 3の開口 4 2内でアークボー < /レが発生し、 更なる高輝度化が達成される。 また、 この第 3 の開口 4 2は、 第 2の放電路制限部 3 8の第 2の開口 1 3と同径であってもよい し、 異なる径であってもよい。

なお、 ランプの動作中において、 リベット 4 1が高温になるとスパッタ物及び 蒸発物がリベット 4 1のへッド部分から発生する。そこで、図 6 8に示すように、 リベット 4 1の端部を、 第 2の支持部 1 0に設けた凹部 4 3内に収容させること で、 金属蒸発物の付着面積を増大させ、 リベット 4 1を介在させた第 2の放電路 制限部 3 8と第 3の放電路制限部 3 9との短絡を発生させ難くしている。 また、 図 6 9に示すように、 第 2の支持部 1 0には、 リベット 4 1のへッド部分の収容 体積の増大を図った凹部 4 4が形成されている。 また、 図 7 0に示すように、 第 2の支持部 1 0には、 リベット 4 1のヘッド部分の収容体積の更なる増大を図つ た凹部 4 5が形成され、 この凹部 4 5の壁面は、 ヘッド部分から離間させる部分 を最大にしたものである。

[第 2 0の実施形態]

図 7 1に示すように、 ガス放電管 4 7において、 第 1の支持部 7と第 2の支持 部 1 0と第 3の支持部 1 4とは、 管軸 G方向に打ち込まれた金属製のリベット 4 8によって一体化が図られている。 そして、 このガス放電管 4 7は、 第 1のステ ムピン 9 Cを採用せず、 ステム 5から第 1のステムピン 9 Cを突き出させていな い。 その結果、 第 1の放電路制限部 1 6への確実な無給電化が可能となり、 ステ ムピンの数の減少は、 ランプ動作時にステムピンの融着部分に発生する熱 J5彭脹に 対する強度を増すことができる。 なお、 図 6 5に示したガス放電管 3 7の構成と 実質的に共通する部分には同一符号を付して、 その説明は省略している。

[第 2 1の実施形態〕

図 7 2及ぴ図 7 3に示すように、 ガス放電管 5 0において、 第 2の放電路制限板 5 1を電気絶縁部 （第 3の支持部） 1 4の裏面に当接配置させ、 金属製のリベッ ト 5 2によって、 第 2の放電路制限部 5 1を電気絶縁部 1 4に固定させている。 これによつて、 電気絶縁部 1 4と第 2の放電路制限板 5 1 との一体化を図ってい る。 更に、 第 2の支持部 1 0の上面に第 3の放電路制限部 5 3を当接配置させ、 空間を介して第 2の放電路制限部 5 1と第 3の放電路制限部 5 3とを離間させる。 また、 第 2の放電路制限部 5 1は、 リベット 5 2を介して第 4のステムピン 9 B に電気的に接続させ、 第 3の放電路制限部 5 3は、 ステム 5に立設させた第 5の ステムピン 9 Eの先端部分に電気的に接続させている。

[第 2 2の実施形態]

図 7 4及び図 7 5に示すように、 ガス放電管 5 5において、 第 2の支持部 1 0 と第 3の支持部 1 4とで、 円板状のセラミックス製スぺーサ 5 6を挟み込んでい る。 このスぺーサ 5 6の上面には第 2の放電路制限部 3 8を当接配置させ、 この 裏面には第 3の放電路制限部 3 9を当接配置させ、 第 3の放電路制限部 3 9をス ぺーサ 5 6と第 2の支持部 1 0とで挟み込み固定させている。 このように構成す ると、 スぺーサ 5 6をリベット等で第 2の支持部 1 0に固定させる必要がない。

[第 2 3の実施形態]

図 7 6及び図 7 7に示すように、 ガス放電管 5 8において、 第 2の支持部 1 0 と第 3の支持部 1 4とで、 円板状のセラミックス製スぺ一サ 5 9を挟み込んでい る。 そして、 このスぺーサ 5 9の上面には第 2の放電路制限部 3 8を当接配置さ せ、 第 2の支持部 1 0の上面に第 3の放電路制限部 3 9を当接配置させている。 その結果、 空間とスぺーサ 5 9とを介して第 2の放電路制限部 3 8と第 3の放電 路制限部 3 9とを離間させ、 スぺーサ 5 9をリベット等で第 2の支持部 1 0に固 定させる必要がない。

[第 2 4の実施形態]

図 7 8及び図 7 9に示すガス放電管 6 0はサイドオン型の重水素ランプであり、 この放電管 6 0は、 重水素ガスが数百 P a程度封入されたガラス製の密封容器 6 2を有している。 この密封容器 6 2は、 一端側を封止した円筒状の側管 6 3と、 この側管 6 3の他端側を封止するステム 6 5とからなり、 側管 6 3の一部が光光 出射窓 6 4として利用されている。 そして、 この密封容器 6 2内には発光部組立 体 6 6が収容されている。

この発光部組立体 6 6は、 電気絶縁性のセラミックスからなる電気絶縁部 （第 1の支持部） 6 7を有している。 この電気絶縁部 6 7の前面に形成した凹部 6 7 a内に陽極板 （陽極部） 6 8を収容させている。 この陽極板 6 8の背面には、 ス テム 6 5に立設させて管軸 G方向に延在する陽極用ステムピン （第 1のステムピ ン） 9 Aの先端部分が電気的に接続されている。 なお、 第 1の支持部 6 7には、 第 1のステムピン 9 Aを貫通させたセラミックス製の装填部 6 9が嵌め込まれる。 更に、発光部組立体 6 6は、電気絶縁性のセラミックスからなる電気絶縁部（第 2の支持部） 7 0を有している。 この第 2の支持部 7 0は、 管軸 Gに対して垂直 な方向において、 第 1の支持部 6 7に重ねるようにして固定されている。 また、 第 1の支持部 6 7の前面と第 2の支持部 7 0の背面とで板状の第 2の放電路制限 部 7 2を挟み込み固定させ、 第 2の放電路制限部 7 2と陽極板 6 8とを対面させ ている。

この第 2の放電路制限部 7 2の中央には、 放電路を狭窄させるための直径 0 . 5 mmの小孔 （第 2の開口） 7 3が形成されている。 また、 放電路制限板 7 2に は左右に 2本のリード部 7 2 aが設けられ、 各リード部 7 2 aは、 ステム 6 5に 立設させた放電路制限板用ステムピン （第 4のステムピン） 9 Bの先端部分にそ れぞれ電気的に接続させている。

第 2の支持部 7 0には、 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） からなる第 1の放電路制限部 7 6を側方から装填す るために、 管軸 Gに対して垂直方向に延在する装填口 7 7が形成されている。 こ の第 1の放電路制限部 7 6には、 放電路を狭窄するために、 第 2の開口 7 3と同 径の第 1の開口 7 8が形成され、 この第 1の開口 7 8は、 第 2の開口 7 3と同一 の管軸 G上に位置する。

この第 1の開口 7 8は、 管軸 Gに対して垂直な方向に延在して良好なアークボ 一^ "を作り出すためのロート状の部分 7 8 aを有し、 このロート状の部分 7 8 a は、 光出射窓 6 4から陽極部 6 8に向けて縮径させている。 具体的に、 光出射窓 6 4側では直径 3 . 2 mmに形成され、 陽極部 6 8側では、 第 2の開口 7 3と同 じ開口面積をもつように直径 0 . 5 mmに形成されている。 このようにして、 放 電路は、 第 1の開口 7 8と第 2の開口 7 3との協働により狭窄させる。

第 2の支持部 7 0の前面に導電板 7 9を当接配置させ、 この導電板 7 9は、 第

1及び第 2の支持部 6 7 , 7 0を貫通するリベット 7 5によって固定させている (図 8 0参照）。 また、 この導電板 7 9に形成した開口は装填口 7 7に合致させる ことで、 第 1の放電路制限部 7 6の装填を可能にする。 また、 導電板 7 9は、 第 1の支持部 6 7及び第 2の支持部 7 0の表面に沿って後方まで延在すると共に、 ステム 6 5に立設させて第 1の支持部 6 7を貫通させた放電路制限板用ステムピ ン （第 3のステムピン） 9 Cの先端部分に電気的に接続させている。 そして、 導 電板 7 9には、 第 1の放電路制限部 7 6に設けられたフランジ部 7 6 aを当接配 置させ、 導電板 7 9にフランジ部 7 6 aを溶接させることで、 導電板 7 9と第 1 の放電路制限部 7 6との一体化を図っている。

ここで、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の放電路制限部 7 2とは電気的に絶縁 するために空間部 Gをもって離間させている。 さらに、 この絶縁を確実ならしめ るために、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の支持部 7 0とを離間させている。 こ れは、 ランプの動作中において、 第 1の放電路制限部 7 6及び第 2の放電路制限 部 7 2が高温になると、 スパッタ物及び蒸発物が第 1の放電路制限部 7 6及び第 2の放電路制限部 7 2から発生するが、 このときの金属蒸発物を、 装填口 7 7の 壁面に積極的に付着させるものである。 すなわち、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の支持部 7 0とを離間させることで、 金属蒸発物の付着面積を増大させ、 これ によって、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の放電路制限部 7 2とを短絡させ難く している。

また、 ロート状の部分 7 8 aの壁面をミラー面に加工する。 この場合、 この壁 面は、 タングステン、 モリブデン、 パラジウム、 エッケル、 チタン、 金、 銀又は 白金等の素材単体 （或いは合金） に研磨加工するよつて鏡面に仕上げてもよく、 又は上記素材単体或いは合金を母材として、 或いはセラミックを母材として、 メ ツキ処理、 蒸着処理等により上記素材にコーディングを施して鏡面仕上げにして もよい。 これによつて、 アークボールによる発光を、 ロート状の部分 7 8 aの鏡 面で反射させ、 光出射窓 6 4に向けて光を集光させることで、 光の輝度のアップ が図られる。

発光部組立体 6 6には、 光出射窓 6 4側で光路から外れた位置に陰極部 8 0が 配置され、陰極部 8 0の両端は、ステム 6 5に立設させた陰極部用ステムピン（第 2のステムピン） 9 Dの先端部分に、 図示しない接続ピンを介してそれぞれ電気 的に接続させている。 この陰極部 8 0では熱電子が発生するが、 具体的にこの陰 極部 8 0は、 管軸 G方向に延在して熱電子を発生させるタングステン製のコイル 部を有している。

更に、 この陰極部 8 0は、 キャップ状の金属製フロントカバー 8 1内に収容さ れている。 このフロントカバー 8 1は、 これに設けられた爪片 8 1 aを、 第 1の 支持部 6 7に設けられたスリット孔 （図示せず） 内に差し込んだ後に折り曲げる ことで固定される。 また、 フロントカバー 8 1には光出射窓 6 4に対面する部分 に矩形の光通過口 8 1 bが形成されている。

更に、 フロントカバー 8 1内において、 陰極部 8 0と第 1の放電路制限部 7 6 との間には、 光路から外れた位置に放電整流板 8 2が設けられている。 この放電 整流板 8 2の電子放出窓 8 2 aは、 熱電子を通過させるための矩形の開口として 形成されている。、 そして、放電整流板 8 2は、 これに設けた爪片 8 2 bを、 第 1 の支持部 6 7に設けられたスリット孔 （図示せず） 内に差し込んだ後に折り曲げ ることで固定される。 このように、 フロントカバー 8 1と放電整流板 8 2とで陰 極部 8 0を包囲させ、 陰極部 8 0から出るスパッタ物あるいは蒸発物を光出射窓 6 4に付着させないようにしている。

このような構成の発光部組立体 6 6は密封容器 6 2内に設けられるが、 この密 封容器 6 2内を数百 P aの重水素ガスで満たす必要性から、 密封容器 6 2にはガ ラス製の排気管 8 6がー体形成されている。 この排気管 8 6は、 組立最終工程に おいて、 密封容器 6 2內の空気を一旦抜き、 所定圧の重水素ガスを適切に充填さ せた後に融着によって封止されるものである。 なお、 ステム 6 5に立設させたス テムピン 9 A〜 9 Dの全てをセラミックス製の電気絶縁チューブで保護してもよ いが、 少なくともステムピン 9 A及び 9 Bをチューブ 8 7 A及び 8 7 Bで包囲さ せる。

このように構成させたサイドオン型の重水素ランプ 6 0の動作原理は、 前述し たへッドオン型の重水素ランプ 1と同様であるので、その説明は省略する。なお、 第 1のステムピン 9 Cは、 発光部組立体 6 6を保持するために利用されるもので あり、 第 1の放電路制限部 7 6への給電を行うために利用されない。 しかしなが ら、 ランプ始動時において第 1のステムピン 9 Cに外部から給電してもよい。 こ の場合、 第 2の放電路制限板 7 2には、 第 1の放電路制限部 7 6より高い電圧が 印加される。

例えば、 第 2の放電路制限部 7 2に 1 4 0 Vを印加した場合、 第 1の放電路制限 部 7 6には 1 2 0 Vが印加される。 このように、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2 の放電路制限部 7 2に異なる電圧を印加するのは、 第 1の放電路制限部 7 6と第 2の放電路制限板 7 2との間に電界を発生させ、 第 1の放電路制限部 7 6の近傍 から第 2の放電路制限板 7 2への電子の移動を積極的に行わせる場合に有利であ る。

[第 2 5の実施形態]

図 8 1に示すように、 図 4 8以降に示したタイプのガス放電管 8 8において、 本例ではサイドオン型であるが、 第 1の放電路制限部 7 6への無給電状態を達成 させるために、 導電板 7 9を第 1のステムピン 9 Cに接続させない。 このように することで、 第 1の放電路制限部 7 6は外部電源と電気的に非接続状態になる。

[第 2 6の実施形態]

図 8 2， 図 8 3及び図 8 4に示すように、 ガス放電管 8 9において、 第 2の放 電路制限部 7 2の裏面に電気絶縁性のセラミックス製スぺ一サ 9 0を配置させ、 このスぺーサ 9 0の裏面に第 3の放電路制限部 9 1を配置させる。 また、 スぺー サ 9 0と電気絶縁板 9 2とで第 3の放電路制限部 9 1を挟み込み、 リベット 9 3 によって、 第 2の放電路制限部 7 2と第 3の放電路制限部 9 1との一体化が図ら れている。 そして、 第 1の支持部 6 7の前面と第 2の支持部 7 0の背面とで板状 の第 2の放電路制限部 7 2を挟み込み固定させている。

更に、 第 3の放電路制限部 9 1の中央には放電路を狭窄するための第 3の開口 9 4が形成されている。 これによつて、 第 3の放電路制限部 9 1の開口 9 4内で アークボールが発生し、 更なる高輝度化が達成される。 この第 3の開口 9 4は、 第 2の放電路制限部 7 2の第 2の開口 7 3と同径であってもよいし、 異なる径で あってもよい。

なお、 ランプの動作中において、 リベット 9 3が高温になるとスパッタ物がリ べット 9 3のへッド部分から発生する。 そこで、 図 8 5に示すように、 電気絶縁 板 9 2に障壁 9 2 aを突出させて、 リベット 9 3から発生する金属蒸発物が第 3 の放電路制限部 9 1に付着させ難くし、 リベット 9 3を介在させた第 2の放電路 制限部 7 2と第 3の放電路制限部 9 1との短絡を発生させ難くしている。 また、 図 8 6に示すように、 電気絶縁板 9 2の表面に切込み部 9 2 bを設け、 金属蒸発 物の付着面積の拡大化を図っている。 同様に、 図 8 7に示すように、 電気絶縁板 9 2の裏面に切込み部 9 2 cを設け、 金属蒸発物の付着面積の拡大化を図ってい る。

[第 2 7の実施形態]

図 8 8， 図 8 9に示すように、 ガス放電管 9 5において、 第 1の放電路制限部 7 6への無給電状態を達成させるために、 導電板 7 9を第 1のステムピン 9 Cに 接続させない。 このようにすることで、 第 1の放電路制限部 7 6は、 外部電源と 電気的に非接続状態になる。そして、第 1の支持部 6 7と第 2の支持部 7 0とは、 光出射方向に打ち込まれた金属製のリベット 9 6によって一体ィヒが図られている。

[第 2 8の実施形態]

図 9 0及び図 9 1に示すように、 ガス放電管 9 7において、 第 2の放電路制限 部 7 2と第 3の放電路制限部 9 1とに異なる電位を印加するために、 第 2の放電 路制限部 7 2は、 ステム 6 5に立設させた第 4のステムピン 9 Bの先端に電気的 に接続させている。 これに対し、 第 3の放電路制限部 9 1は、 ステム 6 5に立設 させた第 5のステムピン 9 Eの先端部分に電気的に接続させている。 なお、 符号 8 7 Eは、 ステムピン 9 Eを保護する電気絶縁性のチューブである。

本発明に係るガス放電管は、 前述した実施形態に限定されるものではなく、 例 えば、 前述した第 3の放電路制限部 3 9， 5 3， 9 1は、 複数枚で構成されても よい。

上記ガス放電管は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。 すなわち、 密封容器内にガスを封入し、 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 配置させて、 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、 放電 制限部と陽極部との間の放電路の途中に配置させて、 第 1の開口の面積以上の開 口面積で放電路を狭窄する第 2の開口を有すると共に、 外部電源に電気的に接続 させる第 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 に配置させる電気絶縁部とを備えたことにより、 高輝度化を実現しつつ始動性を 良好にする。

なお、 図 4 8以降に示したガス放電管を動作させるための種々の回路について は、 図 4 4〜図 4 7示したものと同一である。

産業上の利用可能性

本発明は、 ガス放電管に利用することができる。

Claims

請求の範匪

1 . 密封容器内にガスを封入し、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せて、 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の放電制限部と前記陽極部との間の放電路の途中に配置され第 2の開 口を有すると第 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せる電気絶 縁部とを備えたことを特徴とするガス放電管。

2 .前記第 2の放電路制限部は外部電源に電気的に接続されることを特徴 とする請求の範囲第 1項に記載のガス放電管。

3 .前記第 2の開口は、前記第 1の開口より小さな開口面積で前記放電路 を狭窄することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のガス放電管。

4 .前記第 2の開口は、前記第 1の開口の面積以上の開口面積で前記放電 路を狭窄することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のガス放電管。

5 . 前記第 1の放電路制限部は、前記外部電源と電気的に非接続状態で あることを特徴とする請求の範囲第 2項記載のガス放電管。

6 . 前記第 1の放電路制限部を前記外部電源と電気的に接続させる場合、 前記第 2の放電路制限部には前記第 1の放電路制限部より高い電圧を印加するこ とを特徴とする請求の範囲第 2項記載のガス放電管。

7 . 前記第 1の放電路制限部の前記第 1の開口は、前記光出射窓から前 記陽極部に向けて縮径させたロート状の部分を有することを特徴とする請求の範 囲第 2項記載のガス放電管。

8 . 前記第 2の放電路制限部を電気絶縁性の支持部に当接配置させたこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載のガス放電管。 ·

9 . 前記第 2の放電路制限部を前記電気絶縁部と前記支持部との間で挟 み込み固定させたことを特徴とする請求の範囲第 8記載のガス放電管。

1 0 . 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 に配置させて、 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の範囲第 1項記載のガス放電管。

1 1 . 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電気 絶縁部を配置させたことを特徴とする請求の範囲第 1 0記載のガス放電管。

1 2 . 前記第 3の放電路制限部を外部電源と電気的に接続させる場合、 前記第 3の放電路制限部には前記第 2の放電路制限部より高い電圧を印加するこ とを特徴とする請求の範囲第 1 0記載のガス放電管。

1 3 · 前記第 3の放電路制限部を電気絶縁性の支持部に当接配置させた ことを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載のガス放電管。

1 4 . 前記第 3の放電路制限部を前記電気絶縁部と前記支持部との間で 挟み込み固定させたことを特徴とする請求の範囲第 1 3記載のガス放電管。

1 5 . 陰極と陽極との間の熱電子の通過経路内に配置された 2つ以上の 導電性開口部材と、 前記導電性開口部材間を電気的に絶縁する絶縁体とを備えた ことを特徴とする放電管。