特許 6361905 放電ランプ用陰極

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6361905

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】放電ランプ用陰極

(51)【国際特許分類】

   H01J 61/073 20060101AFI20180712BHJP

【ＦＩ】

   H01J61/073 B

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-189841(P2013-189841)

(22)【出願日】2013年9月12日

(65)【公開番号】特開2015-56322(P2015-56322A)

(43)【公開日】2015年3月23日

【審査請求日】2016年8月12日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】506378887

【氏名又は名称】河北ライティングソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001346

【氏名又は名称】特許業務法人 松原・村木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】布谷 裕

(72)【発明者】

【氏名】萩田 和明

(72)【発明者】

【氏名】横江 真徳

(72)【発明者】

【氏名】吉良 健裕

【審査官】 杉田 翠

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第９９／０４９４９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２６０５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２４１２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−１８９８５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ６１／０６−６１／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端に尖頭を有する電子放出部焼結体と高融点金属製母材とからなる放電ランプ用陰極であって、
前記電子放出部焼結体は、高融点金属に易電子放射物質を含浸させた多孔質の含浸型電極で、
前記一端に対向する他端が、前記高融点金属製母材の先端部に埋設あるいは溶接され、
前記尖頭の先端は、前記尖頭の先端角度が９５°の円錐立体角を有し、
前記尖頭の先端部形状が半球状であり、かつこの半球寸法半径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであり、
前記尖頭の先端より１ｍｍの範囲における表面は前記多孔質が露出し、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている
ことを特徴とする放電ランプ用陰極。

【請求項2】

一端に尖頭を有する電子放出部焼結体と高融点金属製母材とからなる放電ランプ用陰極であって、
前記電子放出部焼結体は、高融点金属に易電子放射物質を含浸させた多孔質の含浸型電極で、
前記一端に対向する他端が、前記高融点金属製母材の先端部に埋設あるいは溶接され、
前記尖頭の先端は、前記尖頭の先端角度が９５°の円錐立体角を有し、
前記尖頭の先端部形状が半球状であり、かつこの半球寸法半径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであり、
前記尖頭の先端より１ｍｍの範囲における表面は前記多孔質が露出し、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている状態で、前記電子放出部焼結体の表面に易電子放射物質が塗布され、溶融、含浸されてなる
ことを特徴とする放電ランプ用陰極。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ファイバー用光源や、計測機器などの用途に用いられる光源等に利用される放電ランプの陰極に関する。

【背景技術】

【0002】

ファイバー用光源や、計測機器などの用途に用いられる光源等として従来から放電ランプを利用することが知られている（例えば、特許文献１）。

【0003】

図１はこのような放電ランプ用陰極が配備されている放電ランプの一例を説明する断面図である。

【0004】

石英ガラスからなるガラスバルブ１内にキセノン、クリプトンあるいはアルゴンなどの希ガスや水銀などのランプ封入物が封入されている。ガラスバルブ１内のガス封入部には放電ランプ用陰極２（以下、単に「陰極２」と表すことがある）と、陽極３とが対向して設置される。陰極２と陽極３とは、それぞれガラスバルブ１の両端部（図１（ａ）中、上下両端部）側に配備される外部端子（不図示）に、モリブデン箔４、リードなどを介して電気的に接続される。図１では口金５、ナット６も図示している。

【0005】

ガラスバルブ１の両端部（図１中、上下両端部）に配備される口金５から陰極２と陽極３との間に電圧が印加されると陰極２と陽極３との間にアーク放電が発生し光が発せられる。

【0006】

図１（ｂ）は、この放電ランプ用陰極２の拡大図で、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体７（陰極先端チップ）を、高融点金属製母材である高融点金属棒８の先端に取り付けた構造を示すものである。

【0007】

前記の易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体７は、高融点金属に易電子放射物質を含浸させて形成した多孔質のものである。高融点金属としては、例えば、タングステンが用いられ、易電子放射物質としては、例えば、アルカリ土類金属等が用いられる。あるいは、前記の易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である多孔質の電子放出部焼結体７は、前記高融点金属の粉末と、前記易電子放射物質の粉末とをプレス成型加工し、真空中または水素雰囲気中で焼成して作製されることもある。

【0008】

前記の易電子放射物質としてはＢａＯ、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３を混合したもの等が知られている。易電子放射物質（例えば、アルカリ土類金属等）としてバリウムを用い、これをタングステンのような高融点金属に含浸させた多孔質の電子放出部焼結体からなるバリウム含浸型電極が従来から放電ランプの陰極として知られている。

【0009】

前述した構造からなる放電ランプ用陰極は、易電子放射物質を含浸させて放電部分を構成しているため、陰極材料から容易に電子が熱電子放射される。そこで、電極温度が上がらないので電極材料のタングステンが蒸発しにくく、放電ランプの壁面への付着が起こりにくい。このため、放電ランプの出力光量の低下、放電ランプの寿命短縮を防ぎ長寿命ランプとなる。

【0010】

このような優れた利点を有する前述した構造からなる放電ランプ用陰極に関しては、従来から種々の提案が行われている。

【0011】

例えば、放電ランプの電極摩耗を小さくし、放電を安定させ、輝度を上げる、等々の方法として従来から種々の提案が行われている。特許文献２、３では電極の先端部の立体角を調整する考え方、特許文献４では電極の体積を調整する考え方、特許文献５では、陰極先端部の面積を調整する考え方が提案されている。この他に、封入ガス圧を調整する方法も提案されている。

【0012】

特許文献６には、多孔質の高融点金属に含浸させた電子放出部焼結体からなるバリウム含浸型電極が提案されているが、特許文献６記載の提案では、放電が大きな面積で生じ、先端部全体の温度が一様に分布し、易電子放射物質も一様に分布しているために、放電輝点が大きくなり、輝度が低下するおそれがある。

【0013】

特許文献７では放電輝度を上げる提案がなされている。

【0014】

特許文献８および特許文献９では易電子放射物質の蒸発を抑制して長寿命を達成させる提案がなされている。

【0015】

易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体からなる放電ランプ用陰極では、従来から、電子放出部焼結体７の尖頭９（図１（ｂ））の先端角度１２（図１（ｃ））を規定することによって、放電部分の温度を最適に制御し、電子放電部分の平均温度の低下を防ぎ、放電部分を広げて、発光部分を大きくし、輝度の低下を防ぐことが試みわれている。

【0016】

すなわち、含侵型陰極の場合、易電子放射物質（例えば、バリウム）が電子放出部焼結体７に含浸されているので電子放電部分の平均温度が下がり、かつ放電部分が広くなり、発光部分も大きくなる。このため輝度が低下することがある。

【0017】

これに対して、電子放出部焼結体７の尖頭９（図１（ｂ））の先端角度１２（図１（ｃ））を規定することによって輝度の低下を防ぐものである。

【0018】

しかし、放電部分の温度をあげる目的で先端角度１２を小さくすると高融点金属が蒸発してこの蒸発物がガラスバルブ１の内面に蒸着して光量が低下して短寿命になる。その一方、先端角度１２を大きくすると放電部分の温度が下がり、放電が不安定になり、さらに輝度が低下して光出力が低下する問題が発生する。

【0019】

このように、含浸型陰極において、電子放出部焼結体７の尖頭９の先端角度１２を調整することによって、長寿命、高安定の放電を維持することは、非常に重要なことであるが、困難なことでもあった。

【0020】

電子放出部焼結体７の尖頭９（図１（ｂ））の先端角度１２（図１（ｃ））を規定する場合、陰極表面斜面部分１１（図１（Ｃ）））にも易電子放射物質が含侵しているため容易にこの斜面からも放電が開始される。このため、放電部分を広げて、発光部分を大きくし、輝度の低下を防ぐ上では有利になる。

【0021】

ところで、放電ランプ用陰極が配備されている放電ランプには、対流による放電アークの持ち上がりを強制させ、陰極先端と陽極先端の中央に放電アークを維持させる目的で磁石が配備されている。

【0022】

ランプの点灯時、例えば、水平点灯される場合などの点灯初期で、ランプ封入物である水銀が完全蒸発していない不安定状態時に、放電アークが陰極表面斜面部分から放電すると、放電アーク１３が磁石の磁力により更に大きく曲がってしまうことがある（図４）。

【0023】

このようになるとランプ封入物が未蒸発状態で電圧が規定値に達していなくとも放電路が長いため規定電圧よりも高くなる。このため、異常検知され、装置の方で強制的に回路が遮断され、放電が遮断されて不点灯になることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0024】

【特許文献1】特開２０１０−２０５６２７号公報

【特許文献2】特開平１１−２１９６８２号公報

【特許文献3】特開２００９−４２０３号公報

【特許文献4】特開２０００−１４９８６８号公報

【特許文献5】特開平３−８２５５号公報

【特許文献6】特表２０００−５０５９３９号公報

【特許文献7】特願２０１２―１８５２２０号公報

【特許文献8】特開平１０−１４９７９６号公報公報

【特許文献9】特開平１１−２８８６８９号公報公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0025】

本発明は、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体からなる放電ランプ用陰極において、陰極からの安定した電子放出を実現し、長寿命で高安定な放電を維持すると伴に、高輝度の放電ランプ用陰極を提供することを目的にしている。

【0026】

更に、本発明は、このような高輝度の放電ランプ用陰極であって、点灯時、例えば、水平点灯される場合などの点灯初期に、放電アークが陰極表面斜面部分から放電して磁石の磁力により更に大きく曲がってしまうことにより強制的に放電が遮断されて不点灯になることを防止できる放電ランプ用陰極を提供することを目的にしている。

【課題を解決するための手段】

【0027】

前記目的を達成するため、本願の請求項１記載の発明は、一端に尖頭を有する電子放出部焼結体と高融点金属製母材とからなる放電ランプ用陰極であって、
前記電子放出部焼結体は、高融点金属に易電子放射物質を含浸させた多孔質の含浸型電極で、
前記一端に対向する他端が、前記高融点金属製母材の先端部に埋設あるいは溶接され、
前記尖頭の先端は、前記尖頭の先端角度が９５°の円錐立体角を有し、
前記尖頭の先端部形状が半球状であり、かつこの半球寸法半径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであり、
前記尖頭の先端より１ｍｍの範囲における表面は前記多孔質が露出し、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている
ことを特徴とする放電ランプ用陰極
である。

【0029】

請求項２記載の発明は、一端に尖頭を有する電子放出部焼結体と高融点金属製母材とからなる放電ランプ用陰極であって、
前記電子放出部焼結体は、高融点金属に易電子放射物質を含浸させた多孔質の含浸型電極で、
前記一端に対向する他端が、前記高融点金属製母材の先端部に埋設あるいは溶接され、
前記尖頭の先端は、前記尖頭の先端角度が９５°の円錐立体角を有し、
前記尖頭の先端部形状が半球状であり、かつこの半球寸法半径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであり、
前記尖頭の先端より１ｍｍの範囲における表面は前記多孔質が露出し、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている状態で、前記電子放出部焼結体の表面に易電子放射物質が塗布され、溶融、含浸されてなる
ことを特徴とする放電ランプ用陰極
である。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体からなる放電ランプ用陰極において、陰極からの安定した電子放出を実現し、長寿命で高安定な放電を維持すると伴に、高輝度の放電ランプ用陰極を提供することができる。

【0031】

そして、本発明によれば、このような高輝度の放電ランプ用陰極であって、なおかつ、点灯時、例えば、水平点灯される場合などの点灯初期に、放電アークが陰極表面斜面部分から放電して磁石の磁力により更に大きく曲がってしまうことにより強制的に放電が遮断されて不点灯になることを防止できる放電ランプ用陰極を提供することができる。

【0032】

すなわち、この発明によれば、含浸型電極を用いた放電ランプで陰極先端部の輝点が従来の放電ランプの輝点より大きくならず、かつ、安定した電子放出を実現できると共に、長寿命で安価な放電ランプ用陰極を提供することができる。

【0033】

そして、点灯初期において陰極先端部からの安定した電子放出を実現し、長寿命で高安定な放電を維持すると伴に、高輝度の放電ランプ用陰極を提供することができる。

【0034】

本発明によれば、含浸型陰極を使用する放電ランプで水平点灯する場合、装置既存の放電アーク強制用磁石のため点灯初期の放電不安定期間に異常アークによる装置強制シャットダウンを防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の放電ランプ用陰極が採用される放電灯の一例を説明する図であって、（ａ）一部を省略して表す断面図、（ｂ）本発明の放電ランプ用陰極の先端側で、高融点金属母材に接続される電子放出部焼結体の一例を説明する図、（ｃ）本発明の放電ランプ用陰極の電子放出部焼結体の尖頭の先端部形状の拡大図。

【図2】本発明の放電ランプ用陰極の先端側で、高融点金属母材に接続される電子放出部焼結体の尖頭の先端部半円部半径と光ファイバー出口での照度との関係を表す図。

【図3】本発明の放電ランプ用陰極が採用される放電ランプで水平点灯した場合に陰極の先端部と陽極先端部の間の放電アーク形状を説明する概念図。

【図4】従来の放電ランプで水平点灯した場合に陰極の先端部と陽極先端部の間の放電アーク形状を説明する概念図。

【発明を実施するための形態】

【0036】

本発明の放電ランプ用陰極は、一端に尖頭を有する電子放出部焼結体と、高融点金属製母材とからなる。ここで、前記の電子放出部焼結体は、従来公知のように、高融点金属に易電子放射物質を含浸させて形成されている多孔質のものである。前記において、高融点金属としては、多孔質の高融点金属、例えば、タングステンが採用される。易電子放射物質としては、例えば、アルカリ土類金属等が採用される。また、前記の高融点金属製母材は、高融点金属、例えば、タングステンやモリブデンなどから形成されている。

【0037】

本発明において、前記電子放出部焼結体の前記一端に対向する他端は、前記高融点金属製母材の先端部に埋設あるいは溶接されている。また、前記電子放出部焼結体の前記尖頭の先端は、円錐立体角に近似する先端立体角を備えている。

【0038】

そして、本発明の放電ランプ用陰極は、前記尖頭の先端より１ｍｍの範囲における表面は前記多孔質が露出し、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている構造になっている。

【0039】

本願の発明者等は、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体からなる放電ランプ用陰極において、前記電子放出部焼結体の尖頭の先端立体角頂点部分の尖頭形状・寸法を規定することによって、陰極からの安定した電子放出を実現し、長寿命で高安定な放電を維持すると伴に、高輝度の放電ランプ用陰極を提供することが可能であることを見出した。

【0040】

すなわち、放電部分である易電子放射物質を含浸させた陰極先端部の形状寸法を変えて輝度との関係を検討することにより、電子放出部焼結体の尖頭の頂点部分の尖頭形状・寸法を規定することによって、陰極からの安定した電子放出を実現し、長寿命で高安定な放電を維持すると伴に、高輝度の放電ランプ用陰極を提供することが可能であることを見出した。

【0041】

本願の発明者等は、本願発明のような含浸型陰極を使用する放電ランプでは陰極先端角度あるいは直径を制御するよりは、先端部の形状半径を制御することにより長寿命、高安定でさらに輝度が低下しないことを見出した。

【0042】

本願の発明者等が見出した電子放出部焼結体の前記尖頭の先端の好ましい形状は、前記電子放出部焼結体の前記尖頭の先端を、円錐立体角に近似する先端立体角を備えているものにすることである。

【0043】

これによって、陰極からの安定した電子放出を実現し、長寿命で高安定な放電を維持すると伴に、高輝度の放電ランプ用陰極を提供することが可能になった。

【0044】

前述した構造の本発明の放電ランプ用陰極において、前記電子放出部焼結体の前記尖頭の先端部形状を半円状とし、かつこの半円寸法半径Ｒ（図１（ｃ））を０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍにすることが望ましい。半円寸法半径Ｒが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍになるので、この場合の、本発明の陰極先端形状（すなわち、前記尖頭の先端形状）は、針状にとがっている形状・構造になる。

【0045】

なお、前述した構造からなる本発明の先端形状を備えた陰極において、前記電子放出部焼結体の前記尖頭の先端が有する先端立体角を円錐立体角とすることが上述した優れた効果を発揮させる上でより望ましい。

【0046】

本発明の放電ランプ用陰極は、以上に説明した電子放出部焼結体の前記尖頭の先端部形状・構造を備えている上で、更に、前記尖頭の先端より１ｍｍの範囲における表面を、電子放出部焼結体の前記尖頭を形成している多孔質が露出し、それ以外の表面を前記多孔質が塞がれている構造にすることが望ましい。このような構造の本発明の放電ランプ用陰極が採用される放電ランプで水平点灯した場合、陰極先端部と陽極先端部との間の放電アーク１３の形状は図３で説明するように安定したものになる。

【0047】

これによって、陰極からの安定した電子放出を実現し、長寿命で高安定な放電を維持すると伴に、高輝度であることに加えて、点灯初期において陰極先端部からの安定した電子放出を実現し、長寿命で高安定な放電を維持することが可能になる。

【0048】

本願の発明者等は、前述した構造からなる本発明の陰極先端形状の陰極及び、比較対象例の陰極を準備して、実際に放電ランプを製作し、楕円鏡を用いて第一焦点に本願の陰極先端部を配置し、第二焦点部に光ファイバーの入射部を配置して光ファイバー出口の照度を計測して輝度を評価した。この評価試験では、評価用光学系の光ファイバー出力では３０００ルックス以下になる先端形状半径０．５ｍｍを越える範囲では照度不足になり実用的でなかった。

【0049】

一方、先端形状半径を０．０５ｍｍより小さく安定加工することは簡単ではなく、また先端部温度が上がり過ぎることによる高融点金属の溶解蒸発が起こり、その結果ガラスバルブ内壁に蒸発物が蒸着し光量の減衰となった。

【0050】

更に、易電子放射物質の蒸発が発生する結果、放電が不安定になって光出力が不安定になり、実用に供さなくなるおそれがある。

【0051】

そこで、前記電子放出部焼結体の前記尖頭の先端部形状を半円状とし、かつこの半円寸法半径Ｒ（図１（ｃ））を０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍにすることが望ましい。

【0052】

本願の発明者等が、前述した構造からなる本発明の陰極先端形状の陰極及び、比較対象例の陰極を準備して、実際に放電ランプを製作し、検討したところ、電子放出部焼結体の前記尖頭を形成している多孔質が露出している領域を、尖頭の先端より１ｍｍの範囲を越える大きさにすると、斜面からの異常放電が発生することがあった。そこで、電子放出部焼結体の尖頭の先端より１ｍｍの範囲における表面を、電子放出部焼結体の尖頭を形成している多孔質が露出し、それ以外の表面を前記多孔質が塞がれている構造にすることが望ましい。

【0053】

発明者等の検討によれば、前述した構造からなる本発明の放電ランプ用陰極は、３５Ｗ〜７５０Ｗの希ガス放電ランプ、あるいは１００Ｗ〜１０００Ｗのキセノン水銀ランプに適用することができた。すなわち、前述した構造からなる本発明の放電ランプ用陰極は３５Ｗから１０００Ｗまでの含浸型電極を用いた放電ランプに適用できた。

【実施例】

【0054】

以下、易電子放射物質としてバリウムを用い、これを多孔質の高融点金属に含浸させた電子放出部焼結体からなるバリウム含浸型陰極に本発明を適用した実施例を説明する。

【0055】

上述したように、本発明の放電ランプ用陰極は３５Ｗから１０００Ｗまでの含浸型電極を用いた放電ランプに適用できるが、この実施例では、２５０Ｗのキセノン水銀放電ランプに本発明の放電ランプ用陰極を用いた。

【0056】

本発明における放電ランプ用陰極は、図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明している、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体からなる放電ランプ用陰極において、前記電子放出部焼結体の尖頭の先端立体角頂点部分の尖頭形状・寸法・構造に特徴を有するものである。

【0057】

そこで、本発明の放電ランプ用陰極は、本明細書の背景技術の欄において、図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明した構造を含んでいるので、前述した説明と共通している部分には共通する符号を用いてその説明を省略する。

【0058】

図１（ａ）〜（ｃ）図示の実施例では、本発明の放電ランプ用陰極が採用されている２５０Ｗのキセノン水銀放電ランプは、定格ランプ電力ＤＣ２５０Ｗ、定格ランプ電圧２２．５Ｖで、キセノンガスと水銀が発光部であるガラスバルブ１にランプ封入物として封入され、陰極２と陽極３の電極間は２ｍｍとした。

【0059】

本発明の放電ランプ用陰極において、電子放出部焼結体７は、先端側である一端に尖頭９を有している（図１（ｂ））。

【0060】

図１（ｃ）は図１（ｂ）中の尖頭９の拡大図である。

【0061】

陰極先端チップを構成する電子放出部焼結体７は、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体を作製するために従来から行なわれている方法を応用して製作される。本実施例では、以下のようにして製作した。

【0062】

図１（ｂ）、（ｃ）図示の電子放出部焼結体７（陰極先端チップ）の形状に対応する金型の電子放出部焼結体７に対応する部分に高融点金属（タングステン）の粉末を充填した。次いで、プレス成型焼結加工を行った。プレス成型焼結加工後の先端部分は多孔質が露出している。

【0063】

次に、先端部分を旋盤を用いて切削し、引き続いてダイヤモンドやすりによる加工により、尖頭の先端の形状・寸法・構造を次のような３種類の形状・構造のものにした。なお、旋盤を用いた切削に替えてグラインダーを用いた切削にすることができる。また、ダイヤモンドやすりによる加工に替えて、レーザー加工を用いることができる。

【0064】

（第一の形態）
尖頭９の先端を、円錐立体角に近似する先端立体角を有するものにし、図１（ｃ）において符号１０で示す、尖頭９の先端より１ｍｍの範囲における表面は前記多孔質が露出し、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている構造。

【0065】

（第二の形態）
尖頭９の先端部形状を半円状で、かつこの半円寸法半径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍで、図１（ｃ）において符号１０で示す、尖頭９の先端より１ｍｍの範囲における表面は前記多孔質が露出し、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている構造。

【0066】

（第三の形態）
尖頭９の先端が有する先端立体角が円錐立体角で、図１（ｃ）において符号１０で示す、尖頭９の先端より１ｍｍの範囲における表面は前記多孔質が露出し、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている構造。

【0067】

旋盤あるいはグラインダーを用いて切削が行われた先端部分の表面は、前述したプレス成型焼結加工後に露出していた多孔質の孔がつぶされて、塞がれた構造になる。

【0068】

そして、引き続いて、図１（ｃ）において符号１０で示す、尖頭９の先端より１ｍｍの範囲における表面にダイヤモンドやすりによる加工あるいは、レーザー加工を施すことにより、この範囲における表面に、再度、多孔質を露出させる。

【0069】

一方、尖頭９の先端より１ｍｍの範囲以外の表面は、前述した旋盤あるいはグラインダーを用いた切削により多孔質が塞がれている状態が保たれる。そこで、前記の工程で、旋盤あるいはグラインダーを用いた切削は、尖頭９の先端より少なくとも１ｍｍを越えている範囲にまで行っておく。

【0070】

次に易電子放射物質（バリウム）を電子放出部焼結体７の表面に塗布し、真空中で溶融、含浸した。なお、電子放出部焼結体７の表面に塗布した易電子放射物質の溶融、含浸は、水素雰囲気中で行ってもよい。

【0071】

その後、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体７の尖頭９が存在している一端に対向する他端を、高融点金属棒８の先端部に取り付けた。

【0072】

なお、この実施例において、電子放出部焼結体７の他端（図１（ｂ）下端）は、高融点金属製母材である高融点金属棒８の先端部に埋設あるいは溶接によって取り付けられている。その取り付け方法には、電子放出部焼結体７を高融点金属棒の内部に噛合、又は、溶接、若しくは、ろう付けする方法を採用できる。

【0073】

電子放出部焼結体７の製作は、前述した以外に、電子放出部焼結体７の他端を高融点金属棒８の先端に取り付けてから、易電子放射物質（バリウム）を電子放出部焼結体７の表面に塗布し、含浸させ、真空中または水素雰囲気中にて溶融する方法を採用することもできる。

【0074】

前記では、電子放出部焼結体７の製作に用いる高融点金属、易電子放射物質として、タングステン、バリウムをそれぞれ例示したが、これら以外に、本発明の技術分野で従来から用いられている高融点金属、易電子放射物質を用いることができる。

【0075】

易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体を作製する上述した方法により、上述した第一の形態〜第三の形態からなる形状・寸法・構造の尖頭９の先端を有する含浸型電極を調製できる。

【0076】

この実施例で作成した含浸型電極によれば、電子放出部焼結体７（陰極先端チップ）の形状にプレス成型焼結加工した後の先端部分で表面に露出していた多孔質は、尖頭の先端より１ｍｍの範囲では露出しているが、それ以外の表面は前記多孔質が塞がれている。

【0077】

多孔質部が露出していなくとも易電子放射物質（バリウム）を電子放出部焼結体７の表面に塗布することにより、十分に含浸させることができ本来の長寿命を達成できた。

【0078】

この実施例では、陰極２を全長２６ｍｍ、外径５ｍｍ、電子放出部焼結体７の先端角度１０（図１（ｃ））を９５°とし、後述する検討を行うため、先端部半径Ｒ（図１（ｃ））が０．０２７ｍｍ〜０．６２７ｍｍの範囲内のものを複数製作した。また、これら複数のものそれぞれについて、表面に多孔質を露出させている範囲を尖頭９の先端より１ｍｍの範囲におさめた実施例品と、１ｍｍの範囲を越えている比較例品とをそれぞれ複数準備した。

【0079】

こうして調製した本発明の放電ランプ用陰極が採用されている２５０Ｗのキセノン水銀放電ランプを準備し、前述したように、楕円鏡を用いて、第一焦点に本願の陰極先端部を配置し、第二焦点部に光ファイバーの入射部を配置して光ファイバー出口の照度を計測して輝度を評価した。前述したように、陰極として、先端部半径Ｒを０．０２７ｍｍ〜０．６２７ｍｍの範囲内で変化させたものを複数製作し、それぞれ評価を行った。

【0080】

この結果、電子放出部焼結体７の先端部の形状と光ファイバー出口の光照度との間には図２図示のような相関があることが判った。

【0081】

すなわち、先端形状半径である先端部半径Ｒが０．５ｍｍを越えると、評価用光学系の光ファイバー出力では３０００ルックス以下になり、照度不足で実用的でなくなることが判明した。

【0082】

また、先端形状半径である先端部半径Ｒが０．０５ｍｍより小さくなると、ガラスバルブ１内壁に蒸発物が蒸着し光量が減衰することがあった。先端部温度が上がり過ぎることによる高融点金属の溶解蒸発が生じたためと思われた。

【0083】

このようにして調製した本発明の放電ランプ用陰極（実施例品）が採用されている２５０Ｗのキセノン水銀放電ランプを準備し、前述した磁石を装備した光学装置に装着して点灯させても陰極先端の斜面からの放電は起こらず先端部からの放電のみで安定した状態であった。

【0084】

一方、 表面に多孔質を露出させている範囲が尖頭９の先端より１ｍｍを越えている比較例品を用いた２５０Ｗのキセノン水銀放電ランプでは、斜面からの異常放電が発生することがあった。

【0085】

このように、本発明によれば、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体７の先端部である尖頭９の先端（図１（ｃ）中、右端）の先端立体角及び、尖頭９の先端部形状と、半円寸法半径を制御することにより高照度、高安定、長寿命の放電ランプ用陰極を供することができた。

【0086】

また、本発明によれば、易電子放射物質を含浸させた含浸型電極である電子放出部焼結体７の先端部である尖頭９の先端（図１（ｃ）上端）の先端立体角及び、尖頭９の先端部形状と、半円寸法半径を制御することにより、高照度が得られ斜面部（図１−Ｃの１１）における多孔質部分の露出を抑え、先端１ｍｍだけ露出することにより安定した長寿命の放電ランプ用陰極を供することができた。

【0087】

以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態、実施例を説明した。本発明は、上述した実施形態、実施例に限られることなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。

【符号の説明】

【0088】

１ ガラスバルブ
２ 陰極
３ 陽極
４ モリブデン箔
５ 口金
６ ナット
７ 電子放出部焼結体
８ 高融点金属棒
９ 尖頭
１０ 尖頭の多孔質露出寸法
１１ 陰極斜面部分
１３ 放電アーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】