(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔の設けられた筒状側壁と、この孔に連通する突出部とを有する容器を備え、前記容器内に重水素を含む気体を封入し、前記容器内部に配置された一対の電極間の放電によって前記電極間の気体から出力される発光を、前記容器の前記孔に連通した前記突出部の先端に位置する光出射窓部を介して外部に出力する放電管を備え、
前記筒状側壁における前記孔の周辺領域に放熱体を接触させ、
前記放熱体は貫通孔を有する放熱ブロックを有しており、
前記放熱ブロックの前記貫通孔内に前記突出部は挿入され、
前記放電管及び前記放熱体を収容する放熱箱を備え、
前記放熱箱に設けられた開口から、前記突出部が突き出ており、
前記放熱ブロックは、前記放熱箱の側壁内面に固定されている、
ことを特徴とする光源。
【請求項２】
前記放熱箱を収納する外側箱と、
前記放熱箱の外表面と前記外側箱との間に空気を流通させる空冷ファンと、
前記外側箱の側壁に形成された通気口と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重水素ランプやキセノンフラッシュランプ等の放電管を有するランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波を利用したランプは特開平７−１８２９１０号公報に記載されている。同公報に記載のランプは容器内に気体を封入し、当該気体にマイクロ波を照射することにより、気体を励起させて発光を生ぜしめる。前記気体はフッ素系ガスを含んでおり、このフッ素系ガスが石英ガラス容器内面をエッチングし、エッチングによって発生したＳｉ不純物が容器の内面に付着する。そこで、同公報に記載のランプにおいては、容器内に冷却管を貫通させ、フッ素ガスによるエッチングによって発生した不純物を吸着させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、従来から電極間のアーク放電を利用した放電管が知られている。このような放電管は公知である。サイドオン型の放電管としては、重水素ランプやキセノンフラッシュランプ等が知られている。サイドオン型の放電管は筒状側壁を有する容器内に重水素やキセノン等の気体を封入し、この容器内部に配置された一対の電極間の放電によって電極間の気体から出力される発光を側壁の光出射窓部を介して外部に出力する。
【０００４】
このようなタイプの放電管は、電極間の放電を利用するため、フッ素系ガスを利用する必要はなく、したがって、容器のエッチングは生じず、容器内面に不純物が付着するものとは考えられなかった。
【０００５】
しかしながら、重水素ランプやキセノンフラッシュランプ等の放電管においても、長時間の使用によって出力光強度が低下する。これは当初、陰極が劣化することによるものと考えられた。もちろん、長時間の使用によって陰極は劣化するが、本願発明者らは、光出力の低下の主要な原因は陰極の劣化ではないことを発見した。すなわち、光出力の低下は、放電管における電極間放電に伴って陰極等がスパッタ等されることにより容器中に放出された物質が容器の光出射窓部に付着することに起因するとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づくものであり、放電管の寿命を長期化可能な光源を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明に係る光源は、孔の設けられた筒状側壁と、この孔に連通する突出部とを有する容器を備え、前記容器内に重水素を含む気体を封入し、前記容器内部に配置された一対の電極間の放電によって前記電極間の気体から出力される発光を、前記容器の前記孔に連通した前記突出部の先端に位置する光出射窓部を介して外部に出力する放電管を備え、前記筒状側壁における前記孔の周辺領域に放熱体を接触させ、前記放熱体は貫通孔を有する放熱ブロックを有しており、前記放熱ブロックの前記貫通孔内に前記突出部は挿入され、前記放電管及び前記放熱体を収容する放熱箱を備え、前記放熱箱に設けられた開口から、前記突出部が突き出ており、前記放熱ブロックは、前記放熱箱の側壁内面に固定されていることを特徴とする。
また、この光源は、前記放熱箱を収納する外側箱と、前記放熱箱の外表面と前記外側箱との間に空気を流通させる空冷ファンと、前記外側箱の側壁に形成された通気口とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本光源によれば、所定部位から延びた突出部の先端に位置する光出射窓部を介して発光が外部に出力されるが、所定部位の周辺領域又は突出部の光出射窓部以外の表面に接触した放熱体によって、当該周辺領域は冷却される。したがって、陰極又は陽極を構成する一対の電極のスパッタ等によって発生した物質は、側壁の周辺領域に多く付着し、光出射窓部に付着する物質量が低下する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に係る光源について説明する。なお、同一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。
【０００９】
図１は実施の形態に係る光源の縦断面図、図２は図１に示した光源のＩＩ−ＩＩ矢印断面図、図３は図１に示した光源の主要部の斜視図である。
【００１０】
本実施形態の光源は、外側箱１００、外側箱１００内に収納された内側箱（放熱箱）１０１ｂｘ、内側箱１０１ｂｘ内に配置された放電管１０を備えている。また、放電管１０は内側箱１０１ｂｘの底板に固定されたソケットＳＣに取付けられており、内側箱１０１ｂｘの外表面は外側箱１００の頂部に設けられた空冷ファン１０２によって冷却されている。空冷ファン１０２から取り込まれた空気は、外側箱１００の側壁に形成された通気口１００ｂｌｄを介して外部に流れる。
【００１１】
重水素ランプは外気温の揺らぎにより光出力の安定性が低下するが、この実施例のように内側箱１０１ｂｘと外側箱１００の間に空気を流通させて直接重水素ランプに流通している空気を当てないので、出力の安定性を損なわない。
【００１２】
放電管１０は、筒状側壁１ｗを有する気密性の容器（ガラスバルブ）１を備えている。容器１内には紫外線を出力光として出射するように重水素等の気体が封入されており、容器１内部に配置された一対の電極２ｃ，２ａ間の放電によって電極２ｃ，２ａ間の気体から出力される発光は光出射窓部１ｗｗを介して外部に出力する。
【００１３】
すなわち、容器の側壁１ｗの所定部位からはバルブの管軸に垂直な方向に突出部１ｐｒが延びており、突出部１ｐｒの先端は光出射窓部１ｗｗを構成する。突出部１ｐｒは側壁１ｗに孔をあけ、ここに連通するようにガラス製のシールリングＳ１を介してガラス管１ｐｉを接続し、このガラス管１ｐｉの先端に位置する開口をガラス製のシールリングＳ２を介して窓材１ｗｗで封止してなる。この窓材１ｗｗを光出射窓部として放電管内部で発生した光は外部に出力される。
【００１４】
上記所定部位の周辺領域１ｗｓの表面には、放熱ブロック１０１ｂｌ及び放熱用バネ部材１０１ｓｐからなる放熱体が接触している。周辺領域１ｗｓは突出部１ｐｒの根元部分に位置する側壁１ｗの表面領域である。放電管１０は安定発光のため放熱箱１０１ｂｘ及び外側箱１００内に配置されているが、放熱箱１０１ｂｘと放熱体１０１ｓｐ，１０１ｂｌとは熱的に接続されているので、放熱箱１０１ｂｘが放熱体１０１ｓｐ，１０１ｂｌを介して放電管１０から吸収した熱を効率的に外部へ放射し、周辺領域１ｗｓの冷却効率は高くなっている。
【００１５】
放熱用バネ部材１０１ｓｐについて詳説すれば、バネ部材１０１ｓｐは内側に凹んだ円筒面を有しており、これが外側に凸となる円筒面を構成する周辺領域１ｗｓの表面に接触している。バネ部材１０１ｓｐの円筒面の曲率半径は、無負荷状態では放電管側壁１ｗの曲率半径よりも大きく、バネ部材１０１ｓｐを側壁１ｗに押し当てると、このバネ部材１０１ｓｐの曲率半径が小さくなるようにこれが弾性変形する。弾性変形した状態においては、バネ部材１０１ｓｐの曲率に沿った方向の両端が側面１ｗを挟持するように、また、曲率の中心部位が側面１ｗを放電管１０の管軸に垂直な方向に付勢する。放電管１０の底部はソケットＳＣに固定されおり、バネ部材１０１ｓｐのいずれの部位も側面１ｗを付勢するので、バネ部材１０１ｓｐと筒状側壁周辺領域１ｗｓの密着度は向上している。
【００１６】
また、バネ部材１０１ｓｐは突出部１ｐｒが挿入されると共に突出部１ｐｒ内を伝搬する放電管１０からの出射光が通過する開口１０１ｓｐｏを有している。放熱ブロック１０１ｂｌは対向する平行２平面を有し、これら２平面に形成された開口１０１ｂｌｏ間を連通させるように、当該ブロック１０１ｂｌを貫通する突出部挿入用の貫通孔１０１ｂｌｔを有する。したがって、放熱ブロック１０１ｂｌは、この貫通孔１０１ｂｌｔを囲むような環状を呈している。更に、内側箱１０１ｂｘは側壁に光出射用の開口１０１ｂｘｏを有している。
【００１７】
バネ部材１０１ｓｐと環状の放熱ブロック１０１ｂｌとは、それぞれの開口１０１ｓｐｏ，１０１ｂｌｏが重なるようにボルトＢ１，Ｂ２によって固定されている。また、放熱ブロック１０１ｂｌと内側箱１０１ｂｘの側壁内面とは、それぞれの開口１０１ｂｌｏ，１０１ｂｘｏが重なるように、ボルトＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３によって固定されている。なお、これらの開口１０１ｂｌｏ，１０１ｂｘｏは外側箱１００の側壁に設けられた開口１００ｏｐに重なっている。
【００１８】
本光源によれば、光出射窓部１ｗｗを介して発光が放電管外部に出力され、上記開口１０１ｓｐｏ，１０１ｂｌｏ，１０１ｂｘｏ，１００ｏｐを介して、放電管１０内の発光が外側箱１００の外部へ出力される。放熱体は周辺領域１ｗｓの表面に接触しているので、周辺領域１ｗｓは冷却される。したがって、陰極用の電極２ｃ又は陽極用の電極２ａのスパッタ等によって発生した物質は、側壁１ｗの周辺領域１ｗｓに多く付着し、光出射窓部１ｗｗに付着する物質量が低下する。すなわち、光出射窓部１ｗｗが長期間汚れないので、放電管の寿命を長期化することができる。
【００１９】
なお、放熱体はガラス管１ｐｉ、すなわち、突出部１ｐｒの光出射窓部１ｗｗ以外の領域、に接触させることとしてもよい。
【００２０】
放電管１０は従来から知られるものであるが、これについて図２を参照しつつ簡単に説明しておく。側壁１ｗを有する容器１内には、上述のように２つの電極２ｃ，２ａが配置されており、電極の一方がフィラメントからなる陰極２ｃであり、電極の他方がフィラメント２ｃに通電することによって発生した熱電子を収集する陽極２ａである。フィラメント２ｃは、これを囲む金属性のシールド体３内に配置されており、フィラメント２ｃで発生した熱電子は、シールド体３の開口を介して収束電極４方向に出射し、シールド体３及び収束電極４によって軌道を曲げられて陽極２ａに入射する。なお、シールド体３は絶縁部材５の光出射側に、陽極２ａは絶縁部材５の光入射側に取付けられており、シールド体３と陽極２ａ、及びシールド体３とフィラメント２ｃは絶縁されている。
【００２１】
容器１内に封入される気体が重水素を含む場合には、放電管１０は重水素ランプとして機能する。重水素ランプは、高圧のキセノンを封入したキセノンランプと異なり、ランプ表面の温度上昇が低い。このようなランプにおいては、放熱体による冷却領域１ｗｓと非冷却領域１ｗｗとの間の温度差がキセノンランプと比較して小さくなるので、温度差に起因する側壁１ｗの劣化は抑制される。
【００２２】
なお、本発明は容器１内にキセノンを封入したキセノンフラッシュランプや水銀キセノンランプにも適用でき、電極２ｃはフィラメントでなくてもよい。
【００２３】
以上、説明したように、陰極用の電極２ｃ又は陽極用の電極２ａのスパッタ等によって発生した物質は、側壁１ｗの周辺領域１ｗｓ或いはガラス管１ｐｒに多く付着するので、光出射窓部１ｗｗが長期間汚れず、放電管の寿命を長期化することができる。なお、突出部１ｐｒは容器１の頂部に設けられることとしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の光源によれば、その放電管の寿命を長期化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る光源の縦断面図である。
【図２】図１に示した光源のＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。
【図３】図１に示した光源の主要部の斜視図である。
【符号の説明】
１０…放電管、１０１ｓｐ，１０１ｂｌ…放熱体、１０１ｂｘ…放熱箱、１ｗ…側壁、１ｗｗ…光出射窓部、１ｗｓ…周辺領域、１ｐｒ…突出部。
【図１】
0004627350.tif 000002
【図２】
0004627350.tif 000003
【図３】
0004627350.tif 000004