(57)【要約】【課題】傍熱型電極の極性を極めて容易に選択することが可能なガス放電管を提供すること。【解決手段】管状バルブ１は、当該管状バルブ１の端部を構成するステム１ａを含む。第１〜第３のステムピン３，５，７は、管状バルブ１の両端において、管状バルブ１のステム１ａに立設されている。傍熱型電極Ｃ１は、第１〜第３のステムピン３，５，７の先端部に装着されて、管状バルブ１内に気密に封着されている。傍熱型電極Ｃ１は、加熱用ヒータ１１と、コイル部材としての二重コイル１３と、電気導体としての線状部材１５と、易電子放射物質としての金属酸化物１７とを有する。加熱用ヒータ１１の一端部１１ａは、溶接等により、第１のステムピン３に電気的に接続されている。加熱用ヒータ１１の他端部１１ｂは、溶接等により、第２のステムピン５に電気的に接続されている。線状部材１５は、リードロッド１６を介して、第３のステムピン７に電気的に接続されている。【選択図】　図２
2004014467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封容器内にガスを封入し、前記密封容器内に傍熱型電極を気密に封着したガス放電管であって、
前記傍熱型電極は、
表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、
前記加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出する電子放射部と、
前記電子放射部の最表面側部分に設けられ、所定長さを有する電気導体と、を有しており、
前記密封容器の端部を構成するステムに立設された第１及び第２のステムピンに前記加熱用ヒータの端部をそれぞれ電気的に接続させ、
前記ステムに立設された第３のステムピンに前記電気導体を電気的に接続させていることを特徴とするガス放電管。
【請求項２】
前記電子放射部は、易電子放射物質としての金属酸化物と、前記金属酸化物を保持するコイル部材とを含んでおり、
前記電気導体は、前記金属酸化物に接触するとともに、前記コイル部材の長手方向にそって前記コイル部材の複数のコイル部分に接触して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス放電管。
【請求項３】
密封容器内にガスを封入し、前記密封容器内に傍熱型電極を気密に封着したガス放電管であって、
前記傍熱型電極は、
コイル状に巻き回されたコイル部材と、
前記コイル部材の内側に配設され、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、
前記コイル部材に保持される易電子放射物質としての金属酸化物と、
前記コイル部材の内側に当該コイル部材と接触して設けられ、所定長さを有する電気導体と、を有しており、
前記密封容器の端部を構成するステムに立設された第１及び第２のステムピンに前記加熱用ヒータの端部をそれぞれ電気的に接続させ、
前記ステムに立設された第３のステムピンに前記電気導体を電気的に接続させていることを特徴とするガス放電管。
【請求項４】
前記電気導体は、前記金属酸化物に接触するとともに、前記コイル部材の複数のコイル部分に接触して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のガス放電管。
【請求項５】
前記金属酸化物は、前記電気絶縁層を介して前記加熱用ヒータに接触していることを特徴とする請求項３に記載のガス放電管。
【請求項６】
前記コイル部材は、前記電気絶縁層を介して前記加熱用ヒータに接触していることを特徴とする請求項３に記載のガス放電管。
【請求項７】
前記コイル部材は、マンドレルを有するコイルをコイル状に巻き回して構成した多重コイルであることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のガス放電管。
【請求項８】
前記電気導体は、メッシュ状、線状あるいは板状に形成された高融点金属であることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のガス放電管。
【請求項９】
密封容器内にガスを封入し、前記密封容器内に傍熱型電極を気密に封着したガス放電管であって、
前記傍熱型電極は、
マンドレルを有するコイルをコイル状に巻き回して構成した多重コイル部材と、
前記多重コイル部材の内側に配設され、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、
前記多重コイル部材に接触するように当該多重コイル部材に保持される易電子放射物質としての金属酸化物と、を有しており、
前記密封容器の端部を構成するステムに立設された第１及び第２のステムピンに前記加熱用ヒータの端部をそれぞれ電気的に接続させ、
前記ステムに立設された第３のステムピンに前記多重コイル部材を電気的に接続させていることを特徴とするガス放電管。
【請求項１０】
前記金属酸化物は、前記電気絶縁層を介して前記加熱用ヒータに接触していることを特徴とする請求項９に記載のガス放電管。
【請求項１１】
前記多重コイル部材は、前記電気絶縁層を介して前記加熱用ヒータに接触していることを特徴とする請求項９に記載のガス放電管。
【請求項１２】
前記金属酸化物は、バリウム、ストロンチウム、カルシウムの内のいずれか単体の酸化物、又はこれらの酸化物の混合物あるいは希土類金属の酸化物を含んでいることを特徴とする請求項１、請求項３又は請求項９に記載のガス放電管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傍熱型電極を備えたガス放電管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のガス放電管として、たとえば特開平４−３５７６５９号公報に開示されたようなものが知られている。特開平４−３５７６５９号公報に開示されたガス放電管は、ガスが気密封止された管状の容器と、この容器の両端部にそれぞれ封装された一対のステムピンの先端部に装着された傍熱型電極とを備えており、傍熱型電極のそれぞれは、一端部が一対のステムピンの一方と電気的に接続される加熱用ヒータと、加熱用ヒータの他端部と電気的に接続されると共に、一対のステムピンの他方と電気的に接続され、加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出する電子放射部と、を有している。
【０００３】
また、特開平４−３５７６５９号公報に開示されたガス放電管に対しては、一方のステムピン間にチョークコイル（安定器）を介して交流電源が結合され、他方のステムピン間にスタータ等が結合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、傍熱型電極は、直熱型電極と比べ、極性を有している。たとえば、特開平４−３５７６５９号公報に開示されたガス放電管のように、加熱用ヒータを介して電子放射部と交流電源とを接続してしまうと、ガス放電管の動作中、加熱用ヒータは通電されることとなり、▲１▼傍熱型電極がオーバヒート状態となり、電極が劣化する惧れがある、▲２▼加熱用ヒータで消費される電力が加わり、放電管としての発光効率（照度／入力電力）が低下する、といった問題点を有することになる。
【０００５】
しかしながら、特開平４−３５７６５９号公報に開示されたガス放電管では、電子放射部が加熱用ヒータの他端部とが既に電気的に接続されているので、極性を選択することができなかった。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、傍熱型電極の極性を極めて容易に選択することが可能なガス放電管を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るガス放電管は、密封容器内にガスを封入し、密封容器内に傍熱型電極を気密に封着したガス放電管であって、傍熱型電極は、表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出する電子放射部と、電子放射部の最表面側部分に設けられ、所定長さを有する電気導体と、を有しており、密封容器の端部を構成するステムに立設された第１及び第２のステムピンに加熱用ヒータの端部をそれぞれ電気的に接続させ、ステムに立設された第３のステムピンに電気導体を電気的に接続させていることを特徴としている。
【０００８】
本発明に係るガス放電管では、加熱用ヒータの端部は、それぞれがステムに立設された第１及び第２のステムピンに電気的に接続されている。また、電気導体は、ステムに立設された第３のステムピンに電気的に接続されている。これにより、第１のステムピンを第３のステムピンとを短絡した状態、あるいは、第２のステムピンを第３のステムピンとを短絡した状態とを選ぶことが可能となり、傍熱型電極の極性を極めて容易に選択することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、電気導体により電子放射部に等電位面が実効的に形成されるので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きるために放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量（電子放出密度）が大きくなり、放電位置における負荷が軽減されることになる。これにより、局所的な放電の発生を抑制でき、傍熱型電極の長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたって安定した放電を得ることができる。また、放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくでき、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作を実現することができる。
【００１０】
また、電子放射部は、易電子放射物質としての金属酸化物と、金属酸化物を保持するコイル部材とを含んでおり、電気導体は、金属酸化物に接触するとともに、コイル部材の長手方向にそってコイル部材の複数のコイル部分に接触して設けられていることが好ましい。このように構成した場合、電気導体により複数の放電点あるいは放電線からなる放電面の電位がほぼ等しくなり、劣化要因である金属酸化物のスパッタ、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）、つまり熱電子放出能の低下を抑制することができ、放電位置の移動も抑制することができる。この結果、電気導体を金属酸化物に接触して設けるという簡易な構成により、傍熱型電極の長寿命化及び安定した放電を得ることができる。
【００１１】
本発明に係るガス放電管は、密封容器内にガスを封入し、密封容器内に傍熱型電極を気密に封着したガス放電管であって、傍熱型電極は、コイル状に巻き回されたコイル部材と、コイル部材の内側に配設され、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、コイル部材に保持される易電子放射物質としての金属酸化物と、コイル部材の内側に当該コイル部材と接触して設けられ、所定長さを有する電気導体と、を有しており、密封容器の端部を構成するステムに立設された第１及び第２のステムピンに加熱用ヒータの端部をそれぞれ電気的に接続させ、ステムに立設された第３のステムピンに電気導体を電気的に接続させていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係るガス放電管では、加熱用ヒータの端部は、それぞれがステムに立設された第１及び第２のステムピンに電気的に接続されている。また、電気導体は、ステムに立設された第３のステムピンに電気的に接続されている。これにより、第１のステムピンを第３のステムピンとを短絡した状態、あるいは、第２のステムピンを第３のステムピンとを短絡した状態とを選ぶことが可能となり、傍熱型電極の極性を極めて容易に選択することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、電気導体によりコイル部材の裏面（放電面とは反対側の面）に等電位面が実効的に形成されるので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きて放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量（電子放出密度）が大きくなり、放電位置における負荷が軽減されることになる。これにより、局所的な放電の発生を抑制でき、電極の長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたって安定した放電を得ることができる。また、放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくでき、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作を実現することができる。
【００１４】
また、電気導体は、金属酸化物に接触するとともに、コイル部材の複数のコイル部分に接触して設けられていることが好ましい。このように構成した場合、電気導体により、複数の放電点あるいは放電線からなる放電面の電位がほぼ等しくなり、劣化要因である金属酸化物のスパッタ、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）、つまり熱電子放出能の低下を抑制することができ、放電位置の移動も抑制することができる。この結果、電気導体を金属酸化物に接触して設けるという簡易な構成により、電極の長寿命化及び安定した放電を得ることができる。
【００１５】
また、金属酸化物は、電気絶縁層を介して加熱用ヒータに接触していることが好ましい。このように構成した場合、加熱用ヒータの熱が直接的に金属酸化物に伝わり、予熱時に加熱用ヒータの熱を確実且つ効率よく金属酸化物に伝えることができる。また、従来技術のように円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を大きくすることなく電極を動作させることが可能となる。
【００１６】
また、コイル部材は、電気絶縁層を介して加熱用ヒータに接触していることが好ましい。このように構成した場合、加熱用ヒータの熱が直接的にコイル部材に伝わり、予熱時に加熱用ヒータの熱を確実且つ効率よくコイル部材に伝えることができる。また、従来技術のように円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を大きくすることなく電極を動作させることが可能となる。
【００１７】
また、コイル部材は、マンドレルを有するコイルをコイル状に巻き回して構成した多重コイルであることが好ましい。このように構成した場合、易電子放射物質である金属酸化物がコイルを形成する線材間の間隔である、ピッチ（心距）間に挟み込まれて保持されることになる。これにより、各ピッチ間の距離は隙間程度に小さいため振動による金属酸化物の脱落を抑制することができる。また、隙間構造のピッチが多数存在するため、多量の金属酸化物を保持でき、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。更に、マンドレルを有しているので、加工時の多重コイルの変形を抑制することができる。
【００１８】
また、電気導体は、メッシュ状、線状あるいは板状に形成された高融点金属であることが好ましい。このように、電気導体がメッシュ状、線状あるいは板状に形成された高融点金属であることにより、熱電子放出能の低下及び放電位置の移動を抑制し得る構成の電気導体を低コスト且つより一層簡易に実現することができる。また、電気導体が剛体となるために、加工が容易であると共に、金属酸化物に密接して設けることができる。なお、本明細書において用いる「板状」とは、リボン状、箔状等の形状が含まれるものとする。
【００１９】
本発明に係るガス放電管は、密封容器内にガスを封入し、密封容器内に傍熱型電極を気密に封着したガス放電管であって、傍熱型電極は、マンドレルを有するコイルをコイル状に巻き回して構成した多重コイル部材と、多重コイル部材の内側に配設され、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、多重コイル部材に接触するように当該多重コイル部材に保持される易電子放射物質としての金属酸化物と、を有しており、密封容器の端部を構成するステムに立設された第１及び第２のステムピンに加熱用ヒータの端部をそれぞれ電気的に接続させ、ステムに立設された第３のステムピンに多重コイル部材を電気的に接続させていることを特徴としている。
【００２０】
本発明に係るガス放電管では、加熱用ヒータの端部は、それぞれがステムに立設された第１及び第２のステムピンに電気的に接続されている。また、多重コイル部材は、ステムに立設された第３のステムピンに電気的に接続されている。これにより、第１のステムピンを第３のステムピンとを短絡した状態、あるいは、第２のステムピンを第３のステムピンとを短絡した状態とを選ぶことが可能となり、傍熱型電極の極性を極めて容易に選択することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、多重コイル部材がマンドレルを有しているので、多重コイル部材の剛性が高くなり、成形を容易に行うことができ、この結果、傍熱型電極の製造が容易となる。また、加工時及び使用時の多重コイル部材の変形を抑制することができる。また、易電子放射物質である金属酸化物がコイル部分の間隔である、ピッチ（心距）間に挟み込まれて保持されることになる。これにより、各ピッチ間の距離は隙間程度に小さいため振動による金属酸化物の脱落を抑制することができる。また、隙間構造のピッチが多数存在するため、多量の金属酸化物を保持でき、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
【００２２】
また、金属酸化物は、電気絶縁層を介して加熱用ヒータに接触していることが好ましい。このように構成した場合、加熱用ヒータの熱が直接的に金属酸化物に伝わり、予熱時に加熱用ヒータの熱を確実且つ効率よく金属酸化物に伝えることができる。また、従来技術のように円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を大きくすることなく電極を動作させることが可能となる。
【００２３】
また、多重コイル部材は、電気絶縁層を介して加熱用ヒータに接触していることが好ましい。このように構成した場合、加熱用ヒータの熱が直接的に多重コイル部材に伝わり、予熱時に加熱用ヒータの熱を確実且つ効率よく多重コイル部材に伝えることができる。また、従来技術のように円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を大きくすることなく電極を動作させることが可能となる。
【００２４】
また、金属酸化物は、バリウム、ストロンチウム、カルシウムの内のいずれか単体の酸化物、又はこれらの酸化物の混合物あるいは希土類金属の酸化物を含んでいることが好ましい。このように、金属酸化物がバリウム、ストロンチウム、カルシウムの内のいずれか単体の酸化物、又はこれらの酸化物の混合物あるいは希土類金属の酸化物を含んでいることにより、電子放射部における仕事関数を効果的に小さくすることが可能となり、熱電子の放出が容易となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら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、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２６】
（第１実施形態）
まず、図１及び図２に基づいて、第１実施形態に係るガス放電管ＤＴ１を説明する。図１は、本第１実施形態に係るガス放電管（蛍光ランプ）を示す構成図であり、図２は、第１実施形態に係るガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【００２７】
ガス放電管ＤＴ１は、図１に示されるように、密封容器としての管状バルブ１と、第１〜第３のステムピン（導入線）３，５，７と、傍熱型電極Ｃ１とを備えている。
【００２８】
管状バルブ１は、ガラス等の材料からなり、当該管状バルブ１の端部を構成するステム１ａを含んでいる。管状バルブ１の内部には、アルゴン等の希ガス、あるいは、アルゴン等の希ガス及び水銀が封入されている。また、管状バルブ１の内壁には図示しない蛍光体が塗布されている。第１〜第３のステムピン３，５，７は、管状バルブ１の両端において、管状バルブ１のステム１ａに立設されており、管軸方向に延在している。傍熱型電極Ｃ１は、第１〜第３のステムピン３，５，７の先端部に装着されて、管状バルブ１内に気密に封着されている。
【００２９】
傍熱型電極Ｃ１は、図２にも示されるように、加熱用ヒータ１１と、コイル部材としての二重コイル１３と、電気導体としての線状部材１５と、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１７とを有している。
【００３０】
加熱用ヒータ１１は、直径０．０３〜０．０６ｍｍ、たとえば０．０３７ｍｍのタングステン素線を二重に巻回したフィラメントコイルからなり、このタングステンフィラメントコイルの表面には、電着法等により電気絶縁材料（たとえば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ等）が被覆されて電気絶縁層１２が形成されている。なお、電気絶縁層１２の代わりに電気絶縁材料（たとえば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ等）の円筒パイプを用い、当該円筒パイプ内に加熱用ヒータ１１を挿入して加熱用ヒータ１１を絶縁する構成を採用してもよい。ここで、二重コイル１３と易電子放射物質としての金属酸化物１７とは、加熱用ヒータ１１からの熱を受けて電子を放射する電子放射部を構成している。
【００３１】
加熱用ヒータ１１の一端部１１ａは、溶接等により、第１のステムピン３に電気的に接続されている。また、加熱用ヒータ１１の他端部１１ｂは、溶接等により、第２のステムピン５に電気的に接続されている。
【００３２】
二重コイル１３は、コイル状に巻き回されたコイルより構成される多重コイルであって、直径０．０９１３ｍｍのタングステン素線を外径０．２ｍｍの１次マンドレル１３ａにピッチ０．１３ｍｍで巻き回して一次コイル（外周径０．３８３ｍｍ）に形成し、さらにその一次コイルを外径１．７ｍｍの２次マンドレルにピッチ０．５ｍｍで、たとえば５回巻き回して二重コイルに形成したものである。二重コイル１３の内側には、加熱用ヒータ１１が挿入されて配設されている。
【００３３】
二重コイル１３は、２次マンドレルを取り除き１次マンドレル１３ａを残した状態で用いられ、当該１次マンドレル１３ａを有することになる。この１次マンドレル１３ａは、たとえばモリブデンからなる。また、二重コイル１３は、巻き回された複数のコイル部分が所定の間隔（０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ）を有している。ここで、マンドレルとは、フィラメントコイル作成時に巻径を決める型の役割を果たす芯線のことである。
【００３４】
なお、コイル部材としては、二重コイル１３を用いる代わりに、三重コイル、あるいは一重コイル等を用いるようにしもよい。また、コイル状の部材を用いる代わりに、メッシュ状の部材を用いるようにしてもよい。このように、コイルあるいはメッシュ状の部材を用いることにより、易電子放射物質としての金属酸化物１７を保持する保持手段としての放熱面積を減らすことができる。
【００３５】
線状に形成された線状部材１５は、導電性を有する剛体（金属導体）で、周期律表のＩＩＩａ〜ＶＩＩａ、ＶＩＩＩ、Ｉｂ族に属し、具体的にはタングステン、タンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウム、希土類金属等の高融点金属（融点１０００℃以上）の単体金属もしくはこれらの合金からなる。本実施形態においては、タングステン製の線状部材を用いている。線状部材１５の直径は、０．１ｍｍ程度に設定されている。
【００３６】
線状部材１５は、所定長さを有しており、二重コイル１３の外側に二重コイル１３の長手方向にわたって、放電方向に略直交するように配設されている。この線状部材１５は、図２に示されるように、二重コイル１３の長手方向に沿って二重コイル１３の複数のコイル部分に電気的に接触して設けられている。好ましくは、二重コイル１３の長手方向での全長にわたって電気的に接触して設けることがよい。この線状部材１５は、二重コイル１３と易電子放射物質としての金属酸化物１７とを含む電子放射部の最表面側部分に設けられることになる。
【００３７】
二重コイル１３及び線状部材１５は、リードロッド１６を介して、第３のステムピン７に電気的に接続されている。なお、線状部材１５の本数は、１本に限られることなく、２本以上の複数本であってもよい。また、線状部材１５と二重コイル１３との各接触点を溶接してもよい。また、線状部材１５の代わりに、メッシュ状に形成されたメッシュ状部材（例えば、直径０．０３ｍｍのタングステン素線をメッシュ状に編んだもの）や、板状（リボン状、箔状も含む）に形成された板状部材を用いてもよい。
【００３８】
傍熱型電極Ｃ１は、易電子放射物質としての金属酸化物１７を有している。金属酸化物１７は、二重コイル１３に保持され、線状部材１５に接触して設けられている。金属酸化物１７及び線状部材１５は、金属酸化物１７の表面及び線状部材１５の表面が放電面となるように、傍熱型電極Ｃ２の外側に露出しており、金属酸化物１７の表面部分に線状部材１５が接触するようになっている。
【００３９】
金属酸化物１７としては、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）の内のいずれか単体の酸化物、又はこれらの酸化物の混合物、あるいは、主構成要件がバリウム、ストロンチウム、カルシウムの内のいずれか単体の酸化物、又はこれらの酸化物の混合物であり副構成要件がランタン系を含む希土類金属（周期律表のＩＩＩａ）である酸化物が用いられる。バリウム、ストロンチウム、カルシウムは、仕事関数が小さく、熱電子を容易に放出することができ、熱電子供給量を増加させることができる。また、副構成要件として希土類金属（周期律表のＩＩＩａ）を添加した場合、熱電子供給量を更に増加させることができると共に、耐スパッタ性能を向上することもできる。
【００４０】
金属酸化物１７は、陰極物質材として金属炭酸塩（たとえば、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウム等）の形で塗布され、塗布された金属炭酸塩を真空加熱分解することにより得られる。尚、加熱用ヒータへの通電により真空加熱分解を行う場合、直流加熱分解に比べ交流加熱分解の方が好ましい。このようにして得られた金属酸化物１７が最終的に易電子放射物質となる。陰極物質材としての金属炭酸塩は、二重コイル１３の内側に加熱用ヒータ１１が配設され、二重コイル１３の外側に線状部材１５が配設されている状態において、線状部材１５側から塗布される。なお、金属炭酸塩は、傍熱型電極Ｃ１（二重コイル１３）の全周を覆うように塗布する必要はなく、線状部材１５が設けられている部分のみに塗布するようにしてもよい。
【００４１】
加熱用ヒータ１１は、図２に示されるように、電気絶縁層１２を介して、金属酸化物１７に接触している。このため、予熱時に加熱用ヒータ１１の熱を確実且つ効率よく金属酸化物１７に伝えることができる。また、特公昭６２−５６６２８号公報に開示されたガス放電管用傍熱型陰極のように熱良導性の円筒を有するものに比して、放熱面積が少なくなり、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を必要とせず、自己加熱による熱量のみで電極が動作するよう設計できる。ここで、自己加熱とは、ガス放電管において電極から電子が出る際、放電空間中のイオン化したガス分子が衝突して電気的に中和されるが、ガス分子が電極に衝突する衝撃により、熱が発生することをいう。
【００４２】
以上のように、本第１実施形態においては、加熱用ヒータ１１の端部１１ａ，１１ｂは、それぞれがステム１ａに立設された第１及び第２のステムピン３，５に電気的に接続されている。また、線状部材１５は、ステム１ａに立設された第３のステムピン７に電気的に接続されている。これにより、第１のステムピン３を第３のステムピン７とを短絡した状態（たとえば、第１のステムピン３と第３のステムピン７とをジャンパ線等により接続する）、あるいは、第２のステムピン５を第３のステムピン７とを短絡した状態（たとえば、第２のステムピン５と第３のステムピン７とをジャンパ線等により接続する）とを選ぶことが可能となり、傍熱型電極Ｃ１の極性を極めて容易に選択することができる。
【００４３】
また、本第１実施形態の傍熱型電極Ｃ１においては、金属酸化物１７に接触して線状部材１５が設けられ、線状部材１５が複数箇所において二重コイル１３と電気的に接触することで、線状部材１５により等電位面が実効的に形成されるので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きるために放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量（電子放出密度）が大きくなり、放電位置における負荷が軽減されることになり、劣化要因である金属酸化物１７のスパッタ、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）、つまり熱電子放出能の低下を抑制することができる。この結果、局所的な放電の発生を抑制でき、陰極の長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたって安定した放電を得ることができる。
【００４４】
また、傍熱型電極Ｃ１にあっては、放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくできる。これにより、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現が可能となる。
【００４５】
また、電気導体として線状部材１５を用いているので、熱電子放出能の低下及び放電位置の移動を抑制し得る構成の電気導体を低コスト且つより一層簡易に実現することができる。また、線状部材１５（電気導体）が剛体となるために、加工が容易であると共に、金属酸化物１７に密接して設けることができる。
【００４６】
また、二重コイル１３において、易電子放射物質である金属酸化物１７がコイルを形成する線材間の間隔である、ピッチ（心距）間に挟み込まれて保持されることとなる。これにより、各ピッチ間の距離は間隙程度に小さいため振動による金属酸化物１７の脱落を抑制することができる。また、二重コイル１３のピッチ間に多量の金属酸化物１７が保持されることになり、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
【００４７】
また、二重コイル１３がマンドレル１３ａを有しているので、加工時に二重コイル１３が変形するのを抑制することができるという更なる効果を奏する。
【００４８】
ところで、活性時に加熱用ヒータ１１のアルミナ等の絶縁性金属酸化物被覆形成による絶縁層形成処理が不十分で、電気絶縁層１２に小孔が形成されてしまうことがある。この場合、易電子放射物質となるバリウム、ストロンチウム、カルシウム等の金属炭酸塩が小孔を介して加熱用ヒータ１１と接触することになるが、加熱用ヒータ１１を加熱することで金属炭酸塩を熱分解して当該金属炭酸塩が金属酸化物となった際に、易電子放射物質である金属酸化物は半導体的性質（導電性）を有することから、熱分解の途中で、加熱用ヒータ１１と電子放射部（金属酸化物１７）とが短絡状態となることがある。
【００４９】
しかしながら、本実施形態のガス放電管ＤＴ１においては、第１のステムピン３と第２のステムピン５との間に熱分解活性回路を接続することで、電子放射部（金属酸化物１７）に電位を印加せずに熱分解活性を行うことができる。このため、たとえ、加熱用ヒータ１１と電子放射部とが短絡状態となっていても、導通回路が形成されるようなことはなく、熱分解活性が妨げられることはない。
【００５０】
ここで、熱分解とは、金属炭酸塩を加熱することで、炭酸基から二酸化炭素を熱分解により放出させ、金属酸化物を形成させる過程を指す。また、活性とは、熱分解後の易電子放射物質である金属酸化物と電子放射部の金属（主としてタングステン、モリブデン等の二重コイルの構成材料）との間で、電子供給回路を形成するための金属間化合物を形成する過程を指す。
【００５１】
なお、ガス放電管ＤＴ１の点灯回路としては、図３に示されるように、グロー管５３、安定器５４、交流電源５５を有した既知のスタータ（予熱始動）形の点灯回路５０を用いることができる。このとき、第３のステムピン７は、ガス放電管ＤＴ１の外部において、ジャンパ線５７を介して第２のステムピン５に電気的に接続される。そして、第２のステムピン５間に、安定器５４、交流電源５５を結合し、第１のステムピン３間にグロー管５３を結合している。
【００５２】
図３に示されたように、ガス放電管ＤＴ１を点灯回路５０に接続した場合には、ガス放電管ＤＴ１の動作中、加熱用ヒータ１１に通電されることはなく、▲１▼傍熱型電極Ｃ１がオーバヒート状態となるようなことはなく、傍熱型電極Ｃ１の劣化を抑制できる、▲２▼加熱用ヒータ１１で消費される電力が加わるようなことはなく、ガス放電管ＤＴ１としての発光効率（照度／入力電力）が低下するのを抑制できる、といった作用効果を奏することとなる。ガス放電管ＤＴ１においては、一方の傍熱型電極Ｃ１が陰極として動作している場合、他方の傍熱型電極Ｃ１は陽極として動作する。
【００５３】
電源として交流電源５５を用いた場合には、傍熱型電極Ｃ１は、カソードサイクルとアノードサイクルが繰り返されることになるが、カソードサイクルのときは、放電面積が増えるためイオン電流過多による金属酸化物１７のスパッタを防止することができる。また、アノードサイクルのときは、線状部材１５が電子収束部としての役割を果たすことになり、受電子面積が大きく、過剰となる温度上昇を防止でき、金属酸化物１７の蒸発を抑制することができる。
【００５４】
点灯回路としては、スタータ形に代え、ラピッドスタート形にも対応できる。駆動方式とてして、高周波点灯専用形（Ｈｆ）への対応もできる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、図４及び図５に基づいて、第２実施形態に係るガス放電管ＤＴ２を説明する。図４は、本第２実施形態に係るガス放電管を示す構成図であり、図５は、第２実施形態に係るガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【００５６】
ガス放電管ＤＴ２は、図４に示されるように、密封容器としての管状バルブ１と、第１〜第３のステムピン３，５，７と、傍熱型電極Ｃ２とを備えている。
【００５７】
傍熱型電極Ｃ２は、図５にも示されるように、加熱用ヒータ１１と、コイル部材としての二重コイル２２と、電気導体としての板状部材２３と、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１７とを有している。
【００５８】
二重コイル２２は、コイル状に巻き回されたコイルより構成される多重コイルであって、直径０．０９１ｍｍのタングステン素線を径０．２５ｍｍ、ピッチ０．１４６ｍｍの一次コイルに形成し、さらにその一次コイルで径１．７ｍｍ、ピッチ０．６ｍｍの二重コイルに形成したものである。二重コイル２２の内側には、加熱用ヒータ１１が挿入されて配設されている。なお、コイル部材としては、二重コイル２２を用いる代わりに、三重コイル等を用いるようにしもよい。
【００５９】
板状に形成された板状部材２３は、導電性を有する剛体（金属導体）で、周期律表のＩＩＩａ〜ＶＩＩａ、ＶＩＩＩ、Ｉｂ族に属し、具体的にはタングステン、タンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウム、希土類金属等の高融点金属（融点１０００℃以上）の単体金属もしくはこれらの合金からなる。本実施形態においては、幅１．５ｍｍ、厚さ２５．４μｍのタングステン製の板状部材を用いている。
【００６０】
板状部材２３は、二重コイル２２の内側（加熱用ヒータ１１と二重コイル２２との間）に二重コイル２２の長手方向にわたって、放電方向に略直交して設けられている。板状部材２３は、二重コイル２２と電気的に接続された状態にある。また、板状部材２３は、二重コイル２２の内側において複数のコイル部分に接触しており、二重コイル２２と複数個の接点を形成している。
【００６１】
二重コイル２２及び板状部材２３は、リードロッド１６を介して、第３のステムピン７に電気的に接続されている。なお、板状部材２３を用いる代わりに、メッシュ状に形成されたメッシュ状部材（例えば、直径０．０３ｍｍのタングステン素線をメッシュ状に編んだもの）線状に形成された線状部材（たとえば、直径０．１ｍｍ程度のタングステン素線）を用いるようにしてもよい。また、板状部材２３と二重コイル２２との各接触点を溶接してもよい。
【００６２】
金属酸化物１７は、二重コイル２２及び加熱用ヒータ１１に保持され、板状部材２３に接触して設けられている。金属酸化物１７の表面及び二重コイル２２の表面が傍熱型電極Ｃ２の外側に露出しており、金属酸化物１７の表面部分に二重コイル２２の表面部分が接触するようになっている。金属酸化物１７は、第１実施形態と同様にして、設けられる。
【００６３】
加熱用ヒータ１１は、電気絶縁層１２を介して、金属酸化物１７と二重コイル２２とに接触している。このため、予熱時に加熱用ヒータ１１の熱を確実且つ効率よく金属酸化物１７及び二重コイル２２に伝えることができる。また、特公昭６２−５６６２８号公報に開示されたガス放電管用傍熱型陰極のように熱良導性の円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を必要とせず、自己加熱による熱量のみで電極が動作するよう設計できる。
【００６４】
以上のように、本第２実施形態においては、加熱用ヒータ１１の端部１１ａ，１１ｂは、それぞれがステム１ａに立設された第１及び第２のステムピン３，５に電気的に接続されている。また、板状部材２３は、ステム１ａに立設された第３のステムピン７に電気的に接続されている。これにより、第１のステムピン３を第３のステムピン７とを短絡した状態（たとえば、第１のステムピン３と第３のステムピン７とをジャンパ線等により接続する）、あるいは、第２のステムピン５を第３のステムピン７とを短絡した状態（たとえば、第２のステムピン５と第３のステムピン７とをジャンパ線等により接続する）とを選ぶことが可能となり、傍熱型電極Ｃ２の極性を極めて容易に選択することができる。
【００６５】
また、本第２実施形態の傍熱型電極Ｃ２においては、金属酸化物１７に接触するとともに二重コイル２２に接触して板状部材２３が設けられているので、板状部材２３は、二重コイル２２の裏面（放電面とは反対側の面）において当該二重コイル２２の内側部分とともに等電位面を実効的に形成することになる。すなわち、板状部材２３と二重コイル２２の内側部分とは、複数の電気配線（導電路）で構成され、かつ単一の方向へ電流が流れるよう規制されることはない。したがって、板状部材２３の表面の端々間の電気抵抗は著しく小さく、板状部材２３の表面においてはほぼ等電位状態となっており、複数の放電点あるいは放電線からなる放電面の電位はほぼ等しくなる。言い換えると、板状部材２３により、放電面に平行な方向に放電電流が流れ得る複数の電気回路が形成、つまり、放電電子（エミッション）の通り路（等電位回路）が複数形成されることとなる。
【００６６】
したがって、傍熱型電極Ｃ２では、板状部材２３と二重コイル２２とにより、二重コイル２２の裏面（放電面とは反対側の面）において等電位面が実効的に形成されているので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きて放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量（電子放出密度）が大きくなって放電位置における負荷が軽減されることになり、劣化要因である金属酸化物１７のスパッタ、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）、つまり熱電子放出能の低下を抑制することができる。この結果、局所的な放電の発生を抑制でき、陰極の長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたって安定した放電を得ることができる。また、放電面積が増加することから、傍熱型電極Ｃ２の動作電圧及び発生熱量を低くすることもできる。
【００６７】
また、傍熱型電極Ｃ２にあっては、放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくできる。これにより、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現が可能となる。
【００６８】
また、電気導体として板状部材２３を用いているので、熱電子放出能の低下及び放電位置の移動を抑制し得る構成の電気導体を低コスト且つより一層簡易に実現することができる。また、板状部材２３（電気導体）が剛体となるために、加工が容易であると共に、金属酸化物１７に密接して設けることができる。更に、板状部材２３と金属酸化物１７とが接触する箇所を容易に多く設けることができる。
【００６９】
また、傍熱型電極Ｃ２においては、加熱用ヒータ１１を核として、その外側に金属酸化物１７を保持する二重コイル２２を取り巻くように配置し、二重コイル２２の内側において金属酸化物１７に接触するように板状部材２３を配設することにより、二重コイル２２の振動抑制効果が働き、金属酸化物１７の落下を防ぐことができる。また、二重コイル２２のピッチ間に多量の金属酸化物１７が保持されることになり、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
【００７０】
また、本実施形態のガス放電管ＤＴ２においては、第１のステムピン３と第２のステムピン５との間に熱分解活性回路を接続することで、電子放射部（金属酸化物１７）に電位を印加せずに熱分解活性を行うことができる。このため、たとえ、加熱用ヒータ１１と電子放射部とが短絡状態となっていても、導通回路が形成されるようなことはなく、熱分解活性が妨げられることはない。
【００７１】
（第３実施形態）
次に、図６及び図７に基づいて、第３実施形態に係るガス放電管ＤＴ３を説明する。図６は、本第３実施形態に係るガス放電管を示す構成図であり、図７は、第３実施形態に係るガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【００７２】
ガス放電管ＤＴ３は、図６に示されるように、密封容器としての管状バルブ１と、第１〜第３のステムピン３，５，７と、傍熱型電極Ｃ３とを備えている。
【００７３】
傍熱型電極Ｃ３は、図７にも示されるように、加熱用ヒータ１１と、多重コイル部材としての二重コイル１３と、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１７とを有している。二重コイル１３は、溶接等によりに、第３のステムピンに電気的に接続されている。
【００７４】
金属酸化物１７は、二重コイル１３及び加熱用ヒータ１１に保持されている。金属酸化物１７の表面及び二重コイル１３の表面が傍熱型電極Ｃ３の外側に露出しており、金属酸化物１７の表面部分に二重コイル１３の表面部分が接触するようになっている。金属酸化物１７は、第１実施形態と同様にして、設けられる。
【００７５】
加熱用ヒータ１１は、電気絶縁層１２を介して、金属酸化物１７と二重コイル１３に接触している。このため、予熱時に加熱用ヒータ１１の熱を確実且つ効率よく金属酸化物１７及び二重コイル１３に伝えることができる。また、特公昭６２−５６６２８号公報に開示されたガス放電管用傍熱型陰極のように熱良導性の円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を必要とせず、自己加熱による熱量のみで電極が動作するよう設計できる。
【００７６】
ところで、多重コイル部材としてマンドレルを有する２重コイルを用い、電源として交流電源を用いた場合には、マンドレルの表面上での熱量の均衡によって放電が保たれる。マンドレルの表面上での放電により電極表面上の発生熱量は放電電流（Ｉｄ）と比例関係にある。また、マンドレルの断面積（Ｓｍ）が大きいと、表面積も増えることになるため熱損失量は増える。以上のことから、電極表面温度（Ｔｃ）は、Ｔｃ∝Ｉｄ／Ｓｍとの関係を有する。表面電極温度が許容範囲より小さすぎると、陰極動作温度不足となる。このため、放電を持続するように、局所的に温度を上昇させて熱電子を供給しようとして、放電が集中する。この結果、局所過熱による易電子放射物質のスパッタ現象を助長し、電極の劣化を加速させる。一方、表面電極温度が許容範囲より大きすぎると、電極表面全体が過熱状態となり、易電子放射物質の蒸発を助長し、電極の劣化を加速させる。
【００７７】
以上のように、本第３実施形態においては、加熱用ヒータ１１の端部１１ａ，１１ｂは、それぞれがステム１ａに立設された第１及び第２のステムピン３，５に電気的に接続されている。また、二重コイル１３は、ステム１ａに立設された第３のステムピン７に電気的に接続されている。これにより、第１のステムピン３を第３のステムピン７とを短絡した状態（たとえば、第１のステムピン３と第３のステムピン７とをジャンパ線等により接続する）、あるいは、第２のステムピン５を第３のステムピン７とを短絡した状態（たとえば、第２のステムピン５と第３のステムピン７とをジャンパ線等により接続する）とを選ぶことが可能となり、傍熱型電極Ｃ３の極性を極めて容易に選択することができる。
【００７８】
また、本第３実施形態の傍熱型電極Ｃ３では、二重コイル１３がマンドレル１３ａを有しているので、二重コイル１３の剛性が高くなり、成形を容易に行うことができ、この結果、傍熱型電極Ｃ３の製造が容易となる。また、加工時及び使用時の二重コイル１３の変形を抑制することができる。
【００７９】
また、傍熱型電極Ｃ３では、易電子放射物質である金属酸化物１７が二重コイル１３のコイル部分の間隔である、ピッチ（心距）間に挟み込まれて保持されることになる。これにより、各ピッチ間の距離は隙間程度に小さいため振動による金属酸化物１７の脱落を抑制することができる。また、隙間構造のピッチが多数存在するため、多量の金属酸化物１７を保持でき、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
【００８０】
また、二重コイル１３に含まれるタングステン素線とマンドレル１３ａとの間に生じる空間にも金属酸化物１７が保持されることになる。このタングステン素線とマンドレル１３ａとの間に生じる空間に金属酸化物１７は、電極動作中の金属酸化物１７のスパッタ等により消失する金属酸化物分を有効に補充する機能を有する。タングステン素線とマンドレル１３ａとの間に生じる空間に金属酸化物１７を有効に保持させるためには、上述した一次コイルにおけるコイル部分の間隔が１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲が更に好ましい。
【００８１】
また、本実施形態のガス放電管ＤＴ３においては、第１のステムピン３と第２のステムピン５との間に熱分解活性回路を接続することで、電子放射部（金属酸化物１７）に電位を印加せずに熱分解活性を行うことができる。このため、たとえ、加熱用ヒータ１１と電子放射部とが短絡状態となっていても、導通回路が形成されるようなことはなく、熱分解活性が妨げられることはない。
【００８２】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、第１〜第３のステムピン３，５，７は、図８に示されるように三角形の角部に位置するように配列してもよく、また、図９に示されるように直線状に位置するように配列してもよい。なお、直線状に配列させる場合には、第３のステムピンを中央に配置させることが好ましい。また、それぞれのステムピン３，５，７の間隔は、等間隔であることが好ましい。
【００８３】
また、本実施形態においては、電気導体として高融点金属を用いるようにしているが、導電性を有し融点が陰極の作動温度よりも高い剛体であれば、高融点金属の代わりに厚さの薄い多孔質金属、炭素繊維等を用いるようにしてもよい。また、金属酸化物１７の耐スパッタ性向上、放電性能向上のために、タンタル、チタン、ニオブ等の窒化物あるいは炭化物を金属酸化物１７の表面、あるいは二重コイル１３，２２、あるいは線状部材１５、板状部材２３に付着させるようにしてもよい。
【００８４】
また、第１実施形態においては、線状部材１５の表面が露出するようにしているが、必ずしもこれらを露出させる必要はなく、金属酸化物１７に線状部材１５が接触しているのであれば、線状部材１５の表面が金属酸化物１７に覆われていてもよい。
【００８５】
また、第３実施形態においては、二重コイル１３の表面部分が露出するようにしているが、必ずしもこれを露出させる必要はなく、金属酸化物１７に二重コイル１３の表面部分が接触しているのであれば、二重コイル１３の表面部分が金属酸化物１７に覆われていてもよい。なお、二重コイル１３の表面部分を露出させることにより、放電性をより向上させることができる。
【００８６】
また、図３に示された点灯回路５０に対して、ガス放電管ＤＴ１の代わりに、ガス放電管ＤＴ２，ＤＴ３を接続するようにしてもよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、傍熱型電極の極性を選択することが可能なガス放電管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るガス放電管を示す構成図である。
【図２】第１実施形態に係るガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【図３】ガス放電管の点灯回路を示す回路図である。
【図４】第２実施形態に係るガス放電管を示す構成図である。
【図５】第２実施形態に係るガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【図６】第３実施形態に係るガス放電管を示す構成図である。
【図７】第３実施形態に係るガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【図８】第１〜第３のステムピンの配列を説明するための図である。
【図９】第１〜第３のステムピンの配列を説明するための図である。
【符号の説明】
１…管状バルブ、１ａ…ステム、３…第１のステムピン、５…第２のステムピン、７…第３のステムピン、１０…金属酸化物、１１…加熱用ヒータ、１１ａ…一端部、１１ｂ…他端部、１２…電気絶縁層、１３…二重コイル、１３ａ…マンドレル、１５…線状部材、１６…リードロッド、１７…金属酸化物、２２…二重コイル、２３…板状部材、５０…点灯回路、５３…グロー管、５４…安定器、５５…交流電源、５７…ジャンパ線、Ｃ１〜Ｃ３…傍熱型電極、ＤＴ１〜ＤＴ３…ガス放電管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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