短弧型放电灯以及短弧型放电灯用的阴极的制造方法

摘要

提供一种能够稳定地获得所期望的点亮启动性的短弧型放电灯以及放电灯用的阴极的制造方法。短弧型放电灯具备使多个阴极形成件接合而形成的阴极，通过向各个该阴极形成件通电使夹设于各个该阴极形成件之间的接合件(50)熔融，从而使含有发射极物质的一个阴极形成件(35)和接合于该阴极形成件的其他阴极形成件(32)接合。

说明书

技术领域

本发明涉及一种短弧型放电灯以及短弧型放电灯用的阴极的制造方 法。特别涉及一种具备在前端侧部分包含发射极物质的阴极的短弧型放电 灯以及该阴极的制造方法。

背景技术

短弧型放电灯(以下，也简称作“放电灯”。)由于接近点光源，因此 通过与光学系统组合，用作于聚光效率较高的曝光装置的光源。

另外，封入了氙的短弧型放电灯被用作于投影仪等的光源。

以往，在这种放电灯的阴极中，出于提高点亮启动性的目的，添加有 被称作发射极物质的、用于使功函数降低的材料。作为阴极所包含的发射 极物质，由于对启动性的贡献优秀而长期使用钍化合物(参照专利文献1。)。 然而，钍为放射性较强的物质，由于近年来的放射性物质管制，输出输入 的量受限。因此，难以在相对较大型的放电灯中使阴极整体含有钍。

因此，在专利文献2中公开了仅在阴极的前端侧部分包含钍的构造， 即，在必要的位置局部含有钍的构造。该阴极通过以扩散接合将由构成前 端部且包含钍的钨构成的阴极形成件、以及由构成主干部且不包含钍的纯 钨构成的阴极形成件接合而构成。

在具备这种主体部的阴极中，可在接合部获得足够高的机械强度，即 使在放电灯的点亮中的温度条件、例如2000～2400℃中，也可避免产生阴 极的前端部脱落这样的问题。

然而，在上述那种阴极的制造方法中存在为了将阴极形成件接合，需 要真空装置、加热·加压装置等特别的设备，而这些设备的成本较高的问 题。

另外，在接合工序中存在真空处理、加热处理、冷却处理等的工序需 要时间的问题。而且，存在因制造时间长导致制造成本也增加的问题。

另外，如上述那样，由于钍为放射性元素，因此需要充分顾虑钍化合 物的管理、处理。

出于这种情况，最近，提出有包含氧化镧(La₂O₃)、氧化铪(HfO₂) 等的非放射性的稀有金属化合物、钡化合物作为发射极物质而成的阴极(参 照专利文献3。)。

然而，在使用含有稀有金属化合物、钡化合物作为发射极物质而成的 阴极的情况下，存在以下这样的问题。

在放电灯的阴极，有助于电子放射特性的发射极物质仅存在于该阴极 的前端侧部分。这里，存在于阴极的前端侧部分的发射极物质因在放电灯 的点亮时阴极的前端侧部分被加热而蒸发，但通过发射极物质从阴极的后 端朝向前端移动，从而向该阴极的前端侧部分补给发射极物质。

然而，与由钍化合物构成的发射极物质相比，由稀有金属化合物、钡 化合物构成的发射极物质在放电灯的点亮时更容易蒸发。而且，若阴极的 前端侧部分的发射极物质蒸发的速度比发射极从阴极的后端朝向前端移动 的速度大，则阴极的前端侧部分的发射极物质提前用尽。因此，在作为阴 极所包含的发射极物质使用除钍化合物以外的物质的放电灯时，存在点亮 状态提前变得不稳定的问题。特别是，在1kW以上的高输入的放电灯中， 稀有金属化合物、钡化合物的蒸发显著，明显产生点亮状态提前变得不稳 定的现象。

因此，本发明人们制作了在阴极的内部配置有以高浓度含有由稀有金 属化合物、钡化合物构成的发射极物质的发射极件的方式的阴极。为了将 发射极件配置于阴极的内部，需要在主体部内形成凹部。因此，当对主体 部进行切削等而形成凹部，并在该凹部中配置发射极件之后，将切削面接 合。在这种接合处理中，难以将接合面彼此气密地接合，在接合面彼此之 间形成微小的间隙。若使如此制作的放电灯点亮，则发射极物质因蒸气压 较高而容易蒸发，因此产生液体、蒸气从接合面彼此的微小的间隙向外部 喷出的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11－96965号公报

专利文献2：日本特开2012－190627号公报

专利文献3：日本特开2005－519435号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供一种能够将在必要的部位局部含有发射极物质 的阴极构成为，即使在灯点亮中的高温下也可维持足够高的机械强度，从 而能够稳定地获得所期望的点亮启动性的短弧型放电灯。

本发明的其他目的在于提供一种即使阴极所含有的发射极物质为钍化 合物以外的物质，发射极物质也不向外部喷出，可实现长时间稳定的点亮 状态的短弧型放电灯。

本发明的另一目的在于提供一种能够通过简便的方法以短时间制造在 必要的部位局部含有发射极物质的、即使在灯点亮中的高温下下也可维持 足够高的机械强度的阴极的阴极的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的短弧型放电灯在发光管的内部使阳极与在前端侧部分含有发 射极物质的阴极相互对置地配置而成，该短弧型放电灯的特征在于，

所述阴极使多个阴极形成件接合而形成， 通过向各个该阴极形成件通电使夹设于各个该阴极形成件之间的接合件熔 融，从而使含有所述发射极物质的一个阴极形成件和接合于该阴极形成件 的其他阴极形成件接合。

在本发明的短弧型放电灯中，优选的是采用如下构成，在所述阴极的 内部具有由所述一个阴极形成件与所述其他阴极形成件包围的密闭空间， 在该密闭空间内配置有含有不含钍的发射极物质的发射极件。

在本发明的短弧型放电灯中，也可以是如下构成，所述阴极具备主体 部，所述主体部具有主干部和与该主干部的前端面连续的前端部，

所述一个阴极形成件是构成所述前端部的前端部形成件，所述其他阴 极形成件是构成所述主干部的主干部形成件，

该主干部件具有凹部，所述凹部沿轴向延伸，并在阴极前端侧具有开 口，

该主干部形成件的环状的前端面与所述前端部形成件的后端面经由所 述接合件而接合。

在本发明的短弧型放电灯中，也可以是如下构成，所述阴极具有主体 部与保持该主体部的电极轴部，

所述一个阴极形成件是构成主体部的主体部形成件，所述其他阴极形 成件是构成电极轴部的芯棒部件，

该主体部形成件具有第1凹部和第2凹部，所述第1凹部沿轴向延伸， 并在阴极后端侧具有开口，所述第2凹部与该第1凹部连续地沿轴向延伸， 并具有比所述第1凹部的内径小的内径，

所述主体部形成件中的所述第1凹部的环状的底面和所述芯棒部件的 前端面经由所述接合件而接合。

在本发明的短弧型放电灯中，也可以是如下构成，所述接合件由与所 述一个阴极形成件或者所述其他阴极形成件相同的材料构成，并一体地设 于所述一个阴极形成件以及所述其他阴极形成件的至少一方。

在本发明的短弧型放电灯中，也可以是如下构成，所述接合件从钽 (Ta)、铌(Nb)、钼(Mo)、铪(Hf)、铼(Re)以及该钽(Ta)、铌(Nb)、 钼(Mo)、铪(Hf)、铼(Re)的合金中选择。

本发明的阴极的制造方法用于制造在前端侧部分含有发射极物质的短 弧型放电灯用的阴极，所述阴极的制造方法的特征在于，所述阴极的制造 方法具有如下工序：

通过将含有发射极物质的一个阴极形成件和接合于该一个阴极形成件 的其他阴极形成件以在各个该阴极形成件中的被接合面之间夹设有接合件 的状态进行配置，并向各个该阴极形成件通电，从而使该接合件熔融，将 该一个阴极形成件与其他阴极形成件接合。

本发明的阴极的制造方法的特征在于，所述阴极具备主体部，所述主 体部具有主干部和与该主干部的前端面连续的前端部，

所述一个阴极形成件是构成前端部的前端部形成件，所述其他阴极形 成件是构成主干部的主干部形成件，

所述阴极的制造方法具有：

突起部形成工序，在该主干部形成件以及该前端部形成件的至少一方 的被接合面上形成构成所述接合部的突起部；以及

接合工序，在使所述突起部的前端与所述主干部形成件或者所述前端 部形成件的被接合面对置而抵接的状态下，分别向该主干部形成件以及该 前端部形成件通电，从而使所述突起部熔融，将该主干部形成件以及该前 端部形成件熔接而接合。

在本发明的阴极的制造方法中，优选的是，所述阴极的制造方法具有 切削工序：通过以基于所述突起部的熔接部分的至少一部分残存的方式对 由所述接合工序而形成的接合体进行切削，从而形成圆锥台形状的前端部。

在本发明的阴极的制造方法中，优选的是，所述突起部形成为环状。

特别是，优选的是，在所述主干部形成件以及所述前端部形成件的至 少一方形成有发射极件用凹部，该发射极件用凹部以含有发射极物质的发 射极件暴露于被接合面的状态收容所述发射极件，在该情况下，所述突起 部形成于包围发射极件用凹部的开口的位置。

在本发明的阴极的制造方法中，优选的是，所述主干部形成件由钨构 成，

所述前端部形成件由掺杂有发射极物质的钨构成。

发明效果

根据本发明的短弧型放电灯，能够将在必要的部位局部含有发射极物 质的阴极构成为即使在灯点亮中的高温下也可维持足够高的机械强度，从 而能够稳定地获得所期望的点亮启动性。

另外，通过采用在由被接合面彼此经由接合件气密地接合的两个阴极 形成件包围的密闭空间内配置有发射极件的构成，从而即使在放电灯的点 亮时，发射极物质也不从接合面向外部喷出，可实现长时间稳定的点亮状 态。

特别是，在构成含有由在放电灯的点亮时相较于由钍化合物构成的发 射极物质更容易蒸发的稀有金属化合物所构成的发射极物质的阴极的情况 下，极其有用。

根据本发明的阴极的制造方法，能够通过简便的方法以短时间制造在 必要的部位局部含有发射极物质的阴极，在获得的阴极中，即使在点亮中 的高温下也可维持机械强度。

附图说明

图1是剖切发光管的一部分来表示本发明的短弧型放电灯的一个例子 中的构成的说明图。

图2是概略地表示本发明的短弧型放电灯中的阴极的一构成例的说明 用剖视图。

图3是表示在图2所示的阴极的制造方法的一个例子中使用的阴极形 成件的构成的说明用剖视图。

图4是表示发射极件以及构成接合件的金属片配置于作为构成主干部 的阴极形成件的主干部形成件的状态的说明用剖视图。

图5是表示主干部形成件与作为构成前端部的阴极形成件的前端部形 成件的接合工序的说明用剖视图。

图6是表示对经由接合工序获得的接合体进行的切削工序的说明用剖 视图。

图7是表示阴极形成件的构成的说明用剖视图，该阴极形成件构成在 阴极的制造方法的其他例子中使用的主体部。

图8是表示在作为构成前端部的阴极形成件的前端部形成件上形成有 突起部的状态的说明用剖视图。

图9是表示作为构成主干部的阴极形成件的主干部形成件与前端部形 成件的接合工序的说明用剖视图。

图10是表示对经由接合工序获得的接合体进行的切削工序的说明用剖 视图。

图11是概略地表示由图7所示的阴极形成件构成的阴极的主体部的构 成例的说明用剖视图。

图12是概略地表示阴极的其他构成例中的主体部的构成的说明用剖视 图。

图13是概略地表示本发明的短弧型放电灯中的阴极的另一构成例的说 明用剖视图。

图14是表示在图13所示的阴极的制造方法的一个例子中使用的阴极 形成件的构成的说明用剖视图。

图15是省略一部分来表示阴极的另一构成例的说明用剖视图。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的实施方式。

图1是剖切发光管的一部分来表示本发明的短弧型放电灯的一个例子 中的构成的说明图。

该放电灯具有例如由石英玻璃构成的发光管10。该发光管10由在内部 形成放电空间S且外形为旋转椭圆体状的发光部11，以及分别一体地连接 设置于该发光部11的两端、并沿管轴向外侧延伸的杆状的一方的密封部12 和另一方的密封部13构成。

在该发光管10的放电空间S内以沿发光管10的轴向相互对置的方式 配置有阳极20以及阴极30。

在发光管10中的发光部11内封入有例如水银、氙气等的稀有气体等 的发光物质。

阳极20例如由钨构成，并具有主体部21和保持该主体部21的电极轴 部24。主体部21由沿发光管10的轴向延伸的圆柱状的中央部21a、连续 地形成于该中央部21a的前端的圆锥台状的前端部21b、以及连续地形成于 该中央部21a的后端的圆锥台状的后端部21c构成。

阳极20中的电极轴部24的前端部接合于主体部件21的后端部21c， 且该电极轴部24以沿发光管10的轴向从一方的密封部12向放电空间S内 延伸的方式配置。另外，电极轴部24通过其基端部埋设于一方的密封部12 从而支承于该一方的密封部12。

在一方的密封部12的内部例如通过收缩密封(shrinkseal)气密地埋 设有由钼构成的金属箔(省略图示)。在该金属箔的一端焊接而电连接有电 极轴部24的基端。另外，在金属箔的另一端焊接而电连接有从一方的密封 部12的外端向外侧突出的外部导线(省略图示)。

阴极30在前端侧部分含有发射极物质，并具有该主体部31和保持该 主体部31的电极轴部37。后述说明阴极30的构成。

阴极30中的电极轴部37以沿发光管10的轴向从另一方的密封部13 向放电空间S内延伸的方式配置。另外，电极轴部37通过其基端部埋设于 另一方的密封部13从而支承于该另一方的密封部13。

在另一方的密封部13的内部例如通过收缩密封气密地埋设有由钼构成 的金属箔(省略图示)。在该金属箔的一端焊接而电连接有电极轴部37的 基端。另外，在金属箔的另一端焊接而电连接有从另一方的密封部13的外 端向外侧突出的外部导线(省略图示)。

在该例的放电灯中，在一方的密封部12以及另一方的密封部13的各 自的端部设有灯头16、17。这些灯头16、17分别电连接于外部导线。

此外，本发明的放电灯有时进行垂直点亮，有时进行水平点亮，图1 并不限定本发明的放电灯的使用方式。

图2是概略表示本发明的短弧型放电灯中的阴极的一构成例的说明用 剖视图。

如上述那样，阴极30具有主体部31和保持该主体部31的电极轴部37。

主体部31具有主干部32和连续于该主干部32的前端面的前端部35， 作为构成主干部32的阴极形成部件的主干部形成件与作为构成前端部35 的阴极形成件的前端部形成件经由接合件接合而构成主体部31。在主体部 31的内部形成有由这些阴极形成件包围的密闭空间M，在该密闭空间M内 配置有发射极件E。

主干部32整体具有大致圆柱状的形状，并形成为主干部32的前端部 朝向前端去而直径变小的圆锥台状。主干部32的前端面具有圆环状的形状， 并设为平坦面。

主干部32具有在内部收容发射极件E的圆柱状的发射极件用凹部33。 该发射极件用凹部33形成为在阴极前端侧(图2中的上端侧)开口，并沿 轴向延伸。该发射极件用凹部33以该发射极件用凹部33的中心轴与主干 部32的中心轴一致的状态形成。

另外，在主干部32的后端部形成有大致圆柱状的芯棒部件用凹部34， 该芯棒部件用凹部34供作为构成电极轴部37的阴极形成件的芯棒部件插 入并接合。该芯棒部件用凹部34以在阴极后端侧(图2中的下端侧)开口， 且该芯棒部件用凹部34的中心轴与主干部32的中心轴一致的状态形成。

主干部32由钨部件构成。在本发明中，钨部件是至少含有钨作为主成 分的材料，也可以含有发射极物质、其他成分。作为构成主干部32的钨部 件，例如能够使用纯度99.99质量％的纯钨、掺杂有作为粒子生长抑制剂而 发挥功能的氧化锆的钨等。此外，在该例的阴极30中，由于主干部形成件 与前端部形成件彼此独立，因此能够以互不相同的材料构成主干部32与前 端部35。因此，主干部32无需含有发射极物质。

前端部35形成为朝向前端而直径变小的圆锥台状，且后端面设为平坦 面。

前端部35由含有发射极物质的钨部件构成。具体而言，在使用钍作为 发射极物质的情况下，能够由掺杂有氧化钍(ThO₂)的钨(敷钍钨)构成。 此处，作为发射极物质的钍以氧化钍(ThO₂)或者钍(Th)的状态被担载 于作为主成分的钨中。另外，在使用不包含钍的发射极物质的情况下，能 够由掺杂有作为发射极物质的稀有金属化合物的钨构成。作为稀有金属化 合物，例如能够例示氧化镧、氧化铈等。

前端部35所包含的发射极物质的浓度优选的是0.1～5.0质量％，更优 选的是0.3～2.5质量％。

在该阴极30中，通过主干部形成件以及前端部形成件经由接合件气密 地接合，从而形成有源自于发射极件用凹部33的密闭空间M。

在这种构成的阴极30中，必须采用使含有发射极物质的前端部35与 收容在密闭空间M内的发射极件E接触的构成。特别是，优选的是发射极 件E与含有发射极物质的前端部35紧贴。

该例中的发射极件E具有与密闭空间M的形状相符的形状，例如圆柱 状的形状，其前端面(图2中的上端面)紧贴于前端部35的后端面。

发射极件E例如含有不包含钍的发射极物质而成，具体而言，由高熔 点金属材料以及发射极物质的烧结体构成。

作为构成发射极件E的高熔点金属材料，能够使用钨、钼等。

作为发射极件E中含有的发射极物质，能够使用氧化镧、氧化铈、氧 化钆、氧化钐、氧化镨、氧化钕或氧化铪等的稀有金属化合物。

发射极件E中的发射极物质的浓度优选的是10～80质量％，更优选的 是20～50质量％。在发射极件E中的发射极物质的浓度过小的情况下，有 时难以向阴极30的前端供给足够的量的发射极。其结果，放电灯的点亮状 态容易提前变得不稳定。另一方面，在发射极件E中的发射极物质的浓度 过大的情况下，由于发射极件E中的钨的比例较低，因此氧化物的还原带 来的生成物减少。其结果，阴极30的寿命容易变短。

该例中的接合件例如由金属片(金属箔)50构成，并夹设配置于主干 部32的圆环状的前端面与前端部35的后端面之间。

该金属片50为具有符合主干部32的前端面的外径的外径、且具有符 合发射极件用凹部33的内径(开口径)的贯通孔51的圆环板状(参照图3。)。 这样，通过使金属片50具有贯通孔51，从而形成配置于密闭空间M内的 发射极件E与前端部35的后端面接触的构成。

金属片50由通过向前端部形成件以及主干部形成件通电而熔融的金属 材料构成。具体而言，金属片50由与构成前端部形成件以及主干部形成件 的材料的种类不同的高熔点金属材料、或与前端部形成件或者主干部形成 件相同的材料构成。

作为构成金属片50的高熔点金属材料，使用具有比前端部形成件以及 主干部形成件的熔点低的熔点、并且具有比放电灯点亮时的前端部35以及 主干部32的温度高的熔点的金属材料。

另外，金属片50在接合部、在该例中为前端部35的后端面与主干部 32的前端面之间的至少接合界面形成合金。因此，需要该合金也是以比放 电灯点亮时的前端部35以及主干部32的温度高的温度产生合金相(alloy phase)的组合。而且，为了确保接合部的气密性，需要在放电灯点亮时使 该接合部的合金熔融，避免接合面剥离等的现象。因此，需要在放电灯点 亮时避免接合部的合金产生液相。此外，推断接合部的温度最大为2000～ 2500℃左右。

进而，作为金属片50，在不与发光部11内的封入物发生反应的物质中 进行选择。具体而言，在封入物是稀有气体的情况下，不引起反应，但在 水银、金属卤化物的情况下，可能引起与水银之间的合金化、与卤化物之 间的反应。

进而，由于金属片50被用作密封部件，因此优选的是具有延展性。特 别是，在通过电阻焊接进行接合的情况下，由于在加压的基础上进行通电， 因此优选的是避免在加压时产生裂缝。

出于以上的理由，作为构成金属片50的高熔点金属材料，优选的是使 用从钽(Ta)、铌(Nb)、钼(Mo)、铪(Hf)、铼(Re)或者它们的合金 中选择的高熔点金属材料。

此外，作为接合件，不仅能够使用金属片50，还能够使用金属粉末的 成型体。

电极轴部37例如由钨构成，具有插入到主干部32中的芯棒部件用凹 部34内的圆柱状的小径部38、以及与该小径部38连续形成的大径部39。 小径部38具有符合芯棒部件用凹部34的内径的外径，且前端面设为平坦 面。大径部39具有比芯棒部件用凹部34的内径大的外径。

在上述构成的阴极30中，前端部35所含有的发射极物质由于在灯点 亮中成为高温而还原，成为钍或者稀有金属的原子，因钨粒的粒界扩散、 表面扩散而向温度高的前端面移动并供给。由此，使阴极前端面的功函数 降低，电子发射特性良好。

图2所示的阴极30例如能够通过以下的方式制造。

首先，如图3所示，分别准备作为构成主干部32、前端部35以及电极 轴部37的阴极形成件的主干部形成件42、前端部形成件45、芯棒部件47。 另外，准备接合件以及发射极件E。

主干部形成件42能够通过在圆柱状的主干部形成件用金属体42a的前 端侧形成圆柱状的发射极件用凹部33、并且在后端侧形成大致圆柱状的芯 棒部件用凹部34而获得。前端部形成件45是具有圆柱状的形状的金属体， 圆柱状的形状具有与主干部形成件42的外径同等的大小的外径。芯棒部件 47能够通过对圆柱状的芯棒部件用金属体的前端侧部分进行切削加工而形 成小径部38来获得，该芯棒部件用金属体具有与应形成的大径部39相同 的大小的外径。芯棒部件用金属体的后端侧部分构成大径部39。另外，构 成接合件的金属片50例如能够通过在圆板状的片状的金属体50a中的规定 位置形成贯通孔51而成形加工为圆环状来获得。

发射极件E能够通过以下的方式制造。首先，例如向由钨等的高熔点 金属材料构成的粉末与由发射极物质构成的粉末的混合物(质量比1：1) 中添加硬脂酸等的粘接剂，从而调制发射极件用材料。接着，通过加压压 力等对发射极件用材料进行成型。通过在氢气气氛下，例如以处理温度为 1000℃且处理时间为1小时的条件对获得的成型体进行加热，从而对该成 型体进行脱脂·预烧结处理。然后，在减压下，以处理温度为例如1600～ 2000℃、优选的是1700～1900℃、处理时间为例如1小时的条件对脱脂· 预烧结处理后的成型体进行正式烧结处理，从而获得由包含发射极物质的 钨烧结体构成的发射极件E。

接着，进行将主干部形成件42与前端部形成件45经由金属片50接合 的接合工序。在该接合工序中，首先，如图4所示，将圆柱状的发射极件E 以暴露于构成主干部形成件42的被接合面的前端面42s的方式配置于主干 部形成件42的前端侧的发射极件用凹部33内。另外，将圆环状的金属片 50以使发射极件E的前端面露出的状态配置在主干部形成件42的前端面 上。然后，将前端部形成件42配置在金属片50上，使该金属片50被主干 部形成件42的前端面42s与构成前端部形成件45的被接合面的后端面45s 夹持。接着，如图5所示，通过以沿接合方向(图5中的上下方向)对主 干部形成件42与前端部形成件45进行加压的状态下进行通电(电阻焊接)， 从而使金属片50加热，熔融。图5中的60是电流供给用电源。然后，源 自于金属片50的熔融的金属被填充并熔接于主干部形成件42的前端面42s 与前端部形成件45的后端面45s之间的间隙，从而如图6所示那样形成主 干部形成件42与前端部形成件45的接合体48。在该接合体48中，发射极 件用凹部33的开口被前端部形成件45封堵，从而将收容有发射极件E的 发射极件用凹部33的内部空间气密地密封，形成密闭空间M。这样的接合 工序在减压下或者非活性气体气氛下进行，优选的是在氩气气氛下进行。

通过将如此获得的接合体48的前端侧部分切削加工成锥状，从而形成 主体部前驱体。图6所示的虚线表示切削面。

接着，例如以处理温度为1500～2400℃、处理时间为1小时的条件对 该主体部前驱体进行真空热处理，从而形成图2所示的阴极的主体部31。 之后，向主体部31中的芯棒部件用凹部34插入并接合芯棒部件47的小径 部38。作为芯棒部件47相对于主体部31的接合方法，可列举例如点焊法、 扩散焊接法、压入法等。由此，能够获得作为目的阴极30。

图2所示的构成的阴极30的主体部31能够通过使用与前端部形成件 或者主干部形成件相同的材质作为接合件，并将前端部形成件以及主干部 形成件接合而形成。在这种情况下，能够采用使接合件一体地设于前端部 形成件以及主干部形成件的至少一方的被接合面的构成。

这样的阴极的制造方法包含例如下述(1)～(3)的工序。

(1)突起部形成工序，在主干部形成件以及前端部形成件的至少一方 的被接合面上形成构成接合件的突起部

(2)接合工序，将突起部的前端面与主体部形成件或者前端部形成件 的被接合面以抵接的状态配置，使主干部形成件与前端部形成件通电，从 而使突起部熔融，将该主干部形成件以及该前端部形成件熔接而形成接合 体

(3)切削工序，以使突起部的熔接部分的至少一部分残存的方式对经 由接合工序获得的接合体进行切削，从而形成圆锥台形状的前端部

(1)突起部形成工序

如图7所示，准备主干部形成件42与前端部形成件45。该主体部形成 件42能够通过在圆柱状的主干部形成件用金属体42a的前端侧的中心部形 成圆柱状的发射极件用凹部33而获得。前端部形成件45是具有与主体部 形成件41的外径同等大小的外径的圆柱状的金属体45a。

接下来，如图8所示，例如在构成前端部形成件45的金属体45a的后 端面45b形成构成接合件的突起部55。作为突起部55的形成方法，例如可 列举通过车床等进行切削的方法。

该例的突起部55在包围发射极件用凹部33的开口的周围的位置以遍 及周向的整周地延伸的方式形成为圆环状，突起部55的端面56设为平坦 面。突起部55沿阴极30的轴向的截取面上的端面形状例如为长方形状。

在主干部形成件42与前端部形成件45的接合工序中，优选的是确保 发射极件E的露出面、并且对其外周进行熔接。因此，突起部55在包围发 射极件用凹部33的开口的周围的位置以遍及周向的整周地延伸的方式形成 为圆环状，从而能够获得使发射极件E的前端面与前端部35的后端面接触 的状态，并且能够利用其外周的熔接部密闭发射极件用凹部33。因此，能 够将来自发射极件E的发射极物质可靠地供给到前端部35，并且能够抑制 发射极物质漏出。

突起部55必须形成于比后述的切削工序中的被切削的区域部分(以下， 称作“被切削部分”。)更靠阴极30的中心轴侧的位置。

突起部55的高度优选的是0.1～1.0mm，突起部55的端面56的宽度 优选的是1～3mm左右。突起部55也能够以包围构成前端部形成件45的 被接合面的后端面45s的中央区域的方式形成为多个圆环状。

另外，也如后述的实验例所示，出于接合强度的观点，突起部55的端 面56的面积(Sw)优选的是构成主干部形成件42的被接合面的前端面42s 或者构成前端部形成件45的被接合面的后端面45s的面积(S)的0.3倍以 上的大小，更优选的是0.5倍以上0.8倍以下的大小。

(2)接合工序

如图9所示，将圆柱状的发射极件E以暴露于构成主干部形成件42的 被接合面的前端面42s的方式配置于主干部形成件42的发射极件用凹部33 内。然后，使形成于前端部形成件45的突起部55的端面56与主干部形成 件42的前端面42s抵接，并以使前端部形成件45的中心轴与主干部形成 件42的中心轴一致的状态对置地配置。维持该状态地将主干部形成件42 与前端部形成件45以沿接合方向(图9上下方向)加压的状态进行通电。 此时，通过对主干部形成件42以及前端部形成件45进行通电加热，能够 先于热容量较大的母体的材料地仅热容量较小的突起部55熔融。这样，通 过仅使作为接合件的突起部55熔融，从而将突起部55和对置的主干部形 成件42的前端面42s粘接。由此，主干部形成件42与前端部形成件45熔 接，如图10所示那样形成基于主干部形成件42与前端部形成件45的接合 体48。

这里，在形成的接合体48中，在主干部形成件42的前端面42s与前 端部形成件45的后端面45s的界面(以下，也称作“接合面”。)，除了通 过熔融的突起部55熔接的部分(以下，也称作“熔接部分”。)48X以外的 区域未被熔接。

作为通电条件，根据各阴极形成件的尺寸、突起部55的尺寸而不同， 电流量例如为5,000～10,000A，通电时间例如为5～20秒。

根据以上这种接合工序，与以往的扩散接合相比，能够以短时间接合， 并且能够缩短制造时间。这里，在以往的扩散接合中，由于在各阴极形成 件的被接合面上，以熔点以下的温度不熔融地进行接合，因此一次接合时 间约为15～20分钟左右。

另外，上述接合方法虽然不是完全的以平面彼此进行接合的方法，但 也能够通过沿接合面的周向形成均匀的熔接部分48X，从而获得依照接合 面的接合的接合强度。

而且，由于在接合面上存在未被熔接的区域，导致前端部35的热量难 以传导到主干部32，前端部35的温度被维持在高温，因此可维持发射极效 率。

(3)切削工序

如图10所示，以熔接部分48X的至少一部分残存的方式例如通过车床 等切削通过接合工序形成的接合体48，从而形成具有与图2所示的构成实 际相同的构成的阴极30的主体部31。将如此获得的主体部31表示在图11 中。在该主体部31中，作为形成于前端部形成件45的接合件的突起部55 与主干部形成件42一体化。

在切削工序中，必须以不将熔接部分48X全部去除的方式进行切削， 但出于获得的阴极30的机械强度的观点，优选的是如图10中虚线所示那 样对与熔接部分48X相比更靠外侧的部分进行切削。即，虽然被切削部分 48a可以与熔接部分48X局部重叠，但优选的是被切削部分48a比熔接部 分48X更靠外侧。

此外，在图10所示的例子中，也对主干部形成件42的一部分进行了 切削，但也可以仅切削前端部形成件45。

如以上那样，在上述的阴极30的制造方法中具有接合工序，即，通过 向主干部形成件42以及前端部形成件45通电，使由夹设在构成主干部形 成件42的被接合面的前端面42s与构成前端部形成件45的被接合面的后 端面45s之间的金属片50或者突起部55构成的接合件加热、熔融，将主 干部形成件42与前端部形成件45熔接而接合。因此，与以往的扩散接合 相比，能够简便并且以短时间进行使将收容有发射极件E的密闭空间M划 分的主干部形成件42与前端部形成件45气密地接合的接合处理，能够缩 短阴极30自身的制造时间。另外，获得的阴极30即使在放电灯点亮中的 高温下也具有足够高的机械强度。

而且，通过上述制造方法获得的阴极30中的主体部31在通过被接合 面彼此经由接合件气密地接合的主干部形成件42与前端部形成件45包围 的密闭空间M内配置有发射极件43。因此，根据具备这种阴极40的放电 灯，即使在放电灯的点亮时，发射极物质也不从接合面向外部喷出，可实 现长时间稳定的点亮状态。特别是，在构成含有在放电灯的点亮时由相较 于由钍化合物构成的发射极物质更容易蒸发的稀有金属化合物所构成的发 射极物质的阴极的情况下，本发明所涉及的阴极30的构造极其有用。

在本发明中，并不限定于上述的实施方式，也能够加入各种变更。

例如，发射极件用凹部只要形成于主干部形成件以及前端部形成件的 至少一方即可，也可以如图12所示那样在形成前端部35的前端部形成件 中形成发射极件用凹部33。

此外，例如作为接合件的突起部55既可以形成于主干部形成件42，也 可以形成于主干部形成件42以及前端部形成件45这两方。在突起部55形 成于主干部形成件42以及前端部形成件45这两方的情况下，优选的是双 方的突起部55的端面56彼此以对置的方式形成。

而且，例如突起部55并不限定于形成为环状，也可以形成为例如圆盘 状。即使在突起部55形成为环状的情况下，也可以是局部具有间隙的状态。 另外，作为突起部55沿阴极30的轴向的截取面上的端面形状，例如可列 举梯形形状、矩形状等，突起部55的端面56并不限定于平坦面，也可以 是曲面。

进而，能够采用阴极30中的收容有发射极件E的密闭空间M由作为 构成主体部的阴极形成件的主体部形成件、以及作为构成电极轴部的阴极 形成件的芯棒部件来划分的构成。

图13是概略地表示本发明的短弧型放电灯中的阴极的另一构成例的说 明用剖视图。

该阴极30具有主体部31和保持该主体部31的电极轴部37，该阴极 30使作为构成主体部31的阴极形成部件的主体部形成件与作为构成电极 轴部37的阴极形成件的芯棒部件经由接合件接合而形成。在主体部31的 内部形成有由这些阴极形成件包围的密闭空间M，在该密闭空间M内配置 有发射极件E。

该例的主体部31整体具有大致圆柱状的形状，并形成为前端部朝向前 端而直径变小的圆锥台状。

主体部31具有供电极轴部37插入的圆柱状的第1凹部31a、以及收容 有发射极件E的圆柱状的第2凹部31b。第1凹部31a在后端侧(图13中 的下端侧)具有开口，并以沿轴向延伸的方式形成。第2凹部31b以与第1 凹部31a连续地沿轴向延伸的方式形成，并具有比第1凹部31a的内径小 的内径。第1凹部31a以及第2凹部31b以中心轴与主体部31的中心轴一 致的状态形成。第1凹部31a的底面351a具有圆环状的形状。第1凹部31a 的底面31c以及第2凹部31b的底面分别设为平坦面。

主体部31由至少在前端侧部分含有发射极物质的钨部件形成。发射极 物质的浓度例如为0.1～3.0质量％。作为发射极物质，能够使用作为构成 图2所示的阴极30而例示了的物质。

电极轴部37例如由钨构成，具有插入到主体部31的第1凹部31a内 的圆柱状的小径部38、以及与该小径部38连续地形成的圆柱状的大径部 39。小径部38具有符合第1凹部31a的内径的外径，且前端面设为平坦面。 大径部39具有比第1凹部31a的内径大的外径。

在该阴极30中，主体部形成件以及芯棒部件经由接合件气密地接合， 从而形成有源自于第2凹部31b的密闭空间M。

在该阴极30中，必须采用主体部31中的含有发射极物质的前端侧部 分与密闭空间M内的发射极件E接触的构成。特别是，优选发射极件E与 含有发射极物质的前端侧部分紧贴。

发射极件E具有与由主体部形成件以及芯棒部件划分而成的密闭空间 M的形状相符的形状，例如具有圆柱状的形状，其前端面(图13中的上端 面)紧贴于主体部31的第2凹部31b的底面。

作为构成发射极件E的材料，能够使用作为构成图2所示的阴极30而 例示了的材料。

接合件例如由金属片50构成，并夹设配置于第1凹部31a的圆环状的 底面40s与电极轴部37的小径部38的前端面47s的周缘部之间。

该金属片50具有符合第1凹部31a的内径的外径、并且具有符合第2 凹部31b的内径(开口径)的具有贯通孔51的圆环状的形状(参照图14。)。 另外，在该例的金属片50中，也可以是不具有贯通孔的圆盘状。

作为构成金属片50的材料，能够使用作为构成图2所示的阴极而例示 了的材料。

这样的阴极30例如能够通过以下的方式制造。

首先，如图14所示，准备主体部形成件40、芯棒部件47、接合件以 及发射极件E。

主体部形成件40能够通过下述方式而获得，形成在圆柱状的主体部形 成件用金属体40a的后端侧开口的第1凹部31a并且形成与第1凹部31a 连续的第2凹部31b、而且将前端侧部分切削加工成锥状。芯棒部件47能 够通过对具有与用于形成大径部39相同的大小的外径的圆柱状的芯棒部件 用金属体的前端侧部分进行切削加工而形成小径部38来获得。芯棒部件用 金属体的后端侧部分构成大径部39。另外，构成接合件的金属片50例如能 够通过在圆板状的片状的金属体50a中的规定位置形成贯通孔51而成形加 工成圆环状来获得。发射极件E能够与上述方法相同地进行制造。

接着，进行将主体部形成件40与芯棒部件47经由金属片50接合的接 合工序。在该接合工序中，首先，将圆柱状的发射极件E以其前端面暴露 于构成主体部形成件40的被接合面的第1凹部31a的底面40s的方式配置 于主体部形成件40的第2凹部31b内。另外，在第1凹部31a的底面40s 在使发射极件E的前端面露出的状态下将金属片50配置于第1凹部31a的 底面40s。然后，将芯棒部件47的小径部38插入到第1凹部31a，利用第 1凹部31a的底面40s与构成芯棒部件47的被接合面的前端面47s夹持金 属片50。之后，通过在沿接合方向对主体部形成件40与芯棒部件47进行 加压的状态下进行通电(电阻焊接)，从而使金属片50加热，熔融。源自 于该金属片50的熔融金属被填充并熔接于主体部形成件40中的第1凹部 31a的底面40s与芯棒部件47的前端面47s之间的间隙，从而形成主体部 形成件40与芯棒部件47接合的阴极前驱体。在该阴极前驱体中，第2凹 部31b的开口被芯棒部件47封堵，从而将收容有发射极件E的第2凹部 31b的内部空间气密地密封，形成密闭空间M。这样的接合处理在减压下 或者非活性气体气氛下进行，但优选的是在氩气气氛下进行。

之后，通过对阴极前驱体进行真空热处理而获得作为目标的阴极30。 真空热处理的条件例如是，处理温度为2000～2400℃，处理时间为1小时。

如以上那样，在上述的阴极30的制造方法中，具有接合工序，即，通 过向主体部形成件40以及芯棒部件47通电，使作为夹设配置在构成主体 部形成件40的被接合面的第1凹部31a的底面40s与构成芯棒部件47的 被接合面的前端面47s之间的接合件的金属片50加热，熔融，从而将主体 部形成件40与芯棒部件47熔接而接合。因此，与以往的扩散接合相比， 能够简便并且以短时间进行使将收容有发射极件E的密闭空间M划分的主 体部形成件40与芯棒部件47气密地接合的接合处理，能够缩短阴极30自 身的制造时间。另外，获得的阴极30即使在放电灯点亮中的高温下也具有 足够高的机械强度。

而且，通过上述制造方法获得的阴极30的主体部31在通过被接合面 彼此经由由金属片50所构成的接合件气密地接合的主体部形成件40与芯 棒部件47而包围的密闭空间M内配置有发射极件E。因此，根据具备这种 阴极40的放电灯，即使在放电灯的点亮时，发射极物质也不从接合面向外 部喷出，可实现长时间稳定的点亮状态。特别是，在构成含有由在放电灯 的点亮时相较于由钍化合物构成的发射极物质更容易蒸发的稀有金属化合 物所构成的发射极物质的阴极的情况下，本发明的阴极30的构造极其有用。

另外，在阴极为例如在必要的位置局部含有由钍构成的发射极物质的 构成等中，也可以如图15所示那样不采用在主体部的内部配置有发射极件 的构成。该例的阴极的主体部31除了不具备发射极件之外，具有与图11 所示的构成的主体部31相同的基本构成。

在制造这种构成的阴极30的主体部31的情况下，也能够使用例如与 制造图11所示的主体部31的方法相同的方法，与以往的扩散接合相比， 能够简便并且以短时间进行主干部形成件与前端部形成件的接合处理，能 够缩短阴极自身的制造时间。另外，获得的阴极即使在放电灯点亮中的高 温下也具有足够高的机械强度。

实施例

〔实验例1〕

在前端部形成件与主干部形成件的接合中，对通过扩散接合获得的接 合体、以及通过将由本发明的突起部构成的接合件熔接(以下，也称作“突 起熔接”。)而获得的接合体的接合强度进行了测量。

具体而言，通过扩散接合与突起熔接进行由纯钨构成的外径φ15mm、 全长80mm的主干部形成件(42)、以及由掺杂有ThO₂的钨(ThO₂的浓度： 2质量％)构成的外径φ15mm、全长80mm的前端部形成件(45)的接合， 分别测量了所获得的接合体的拉伸强度。此外，关于突起熔接，在前端部 形成件的被接合面上将高度1mm的突起部(55)形成为圆环状。

另外，适当地变更突起部(55)的端面(56)的面积Sw(mm²)来进 行接合强度的测量。突起部(55)的端面(56)的面积在将前端部形成件 (45)的被接合面(45s)的面积设为“S(mm²)”时成为0.2×S(mm²)、 0.3×S(mm²)、0.5×S(mm²)以及S(mm²)的大小。

[表1]

根据表1的结果，确认到在通过突起熔接获得的本发明的接合体中， 在突起部的端面的面积Sw为0.3×S以上的情况下，可获得超过扩散接合 的接合强度。

〔实验例2〕

〈接合体的制作例1〉

经由以下所示的工序，制作具有图15所示的构成的阴极的主体部。

(1)突起部形成工序

以成为下述尺寸的方式对各阴极形成件进行切削处理，对表面进行研 磨·清洗处理，并以1000℃进行了氢处理。此外，作为接合件的突起部(55) 形成于前端部形成件(45)。

主干部形成件(42)的尺寸：外径为10mm，全长为18mm

主干部形成件(42)的材质：纯钨

前端部形成件(45)的尺寸：外径为10mm，全长为10mm

前端部形成件(45)的材质：掺杂有ThO₂的钨(ThO₂的浓度：2质量％)

突起部(55)的尺寸：外径为7mm，宽度为2.4mm，高度为1mm，端 面(56)的面积是前端部形成件(45)的被接合面(45s)的面积的0.3倍 的大小

(2)接合工序

使突起部(55)的端面(56)与前端部形成件(45)的被接合面(45s) 以抵接的状态对置地配置，以加压5kN的加压条件沿接合方向对主干部形 成件(42)与前端部形成件(45)进行加压，并且以电流10，000A、10 秒钟的通电条件进行通电。

(3)切削工序

在将通过接合工序形成的接合体切削成下述尺寸之后，进行清洗，且 进行真空热处理，并制作了阴极的主体部(31)(以下，称作“接合体〔A〕”。)。 该接合体〔A〕例如被用作7kW的氙灯用的阴极的主体部。

接合体〔A〕的尺寸：外径为10mm，全长为21mm，前端角为40度

〈接合体的制作例2〉

经由以下所示的工序，制作了具有图11所示的构成的阴极的主体部。

(1)突起部形成工序

以成为下述尺寸的方式对各阴极形成件进行切削处理，对表面进行研 磨·清洗处理，并以1000℃进行了氢处理。此外，突起部(55)形成于前 端部形成件(45)，在主干部形成件(42)形成了发射极件用凹部(33)。

主干部形成件(42)的尺寸：外径为8mm，全长为41.5mm

主干部形成件(42)的材质：纯钨

前端部形成件(45)的尺寸：外径为8mm，全长为10mm

前端部形成件(45)的材质：掺杂有CeO₂的钨(CeO₂的浓度：2质量％)

突起部(55)的尺寸：外径为5.6mm，宽度为1.1mm，高度为1mm， 端面(56)的面积是前端部形成件(45)的被接合面(45s)的面积的0.3 倍的大小

发射极件用凹部(33)的尺寸：孔径为2.5mm，全长为3mm

发射极部件(E)的材料：CeO₂、ZrO₂、W的烧结体

(2)接合工序

将发射极部件(E)插入到发射极件用凹部(33)中，使突起部(55) 的端面(56)与前端部形成件(45)的被接合面(45s)对置而抵接，以3kN 的加压条件沿接合方向对主干部形成件(42)与前端部形成件(45)进行 加压，并且以电流6，000A、10秒钟的通电条件进行通电。

(3)切削工序

在将通过接合工序形成的接合体切削成下述尺寸之后，进行清洗，且 进行真空热处理，并制作了阴极的主体部(31)(以下，称作“接合体〔B〕”。)。 该接合体〔B〕被用作2kW的高压UV灯用的阴极的主体部。

接合体〔B〕的尺寸：外径为8mm，全长为50mm，前端角为40度

〈接合体的制作例3〉

在接合体的制作例1中，除了在突起部形成工序中不形成突起部、在 接合工序中通过真空处理、加热处理(1800℃，7分钟)以及冷却处理进行 扩散接合之外以相同方式处理，制作了比较用的阴极的主体部(以下，称 作“接合体〔C〕”。)。

对通过以上方式获得的接合体〔A〕、〔B〕以及接合体〔C〕的拉伸强 度进行了测量，均为相同程度的接合强度。

根据以上的结果可确认，根据本发明的突起熔接的接合方法，与扩散 接合相比能够以短时间制造可获得与通过扩散接合获得的接合体同等的机 械强度的接合体。

〈实施例1〉

根据图2所示的构成，制作了下述规格的阴极〔1〕。

主干部件：材质＝掺杂有氧化锆(ZrO₂)的钨(ZrO₂的浓度为2wt％)， 最大外径＝12mm，轴向的长度＝18mm，前端面的内径(凹部的开口径) ＝3.0mm

发射极件用凹部的内径＝3.0mm

芯棒部件用凹部的内径＝3.8mm，轴向的长度＝8.5mm

前端部形成件：材质＝掺杂有氧化镧(La₂O₃)以及氧化锆(ZrO₂)的 钨(La₂O₃的浓度为2.5wt％，ZrO₂的浓度为0.1wt％)，切削前的前端面的 外径＝12mm，轴向的长度＝3.0mm

发射极件：材质＝氧化铈(CeO₂)与钨(W)的烧结体(CeO₂与W的 质量比为1：1)，外径＝2.5mm，轴向的长度＝5.0mm

芯棒部件：材质＝钨，全长＝155mm，小径部的外径＝3.75mm，大径 部的外径＝6.0mm

金属片：材质＝钽(Ta)，切削前尺寸(接合件用金属片的尺寸)，外 径＝12mm，内径(贯通孔的孔径)＝3.4mm，厚度＝20μm(最大40μm)

另外，上述的阴极的制造条件如以下所述。

[发射极件]

脱脂·预烧结处理：

氢气气氛下，处理温度＝1000℃，处理时间＝1小时

正式烧结处理：减压下(1×10^-5Pa以下)，处理温度＝1800℃，处理 时间＝1小时

[阴极]

接合处理：

通过对主干部件用金属体与前端部件用金属体之间进行电阻焊接，从 而使接合件(接合件用金属片)加热，熔融。

氩气气氛下，通电电流＝10，000A，处理时间＝10秒钟

另外，将主干部件用金属体与芯棒部件通过卷绕并压入钽箔而接合。

真空热处理：

减压下(1×10^-5Pa以下)，处理温度＝2200℃，处理时间＝1小时

使用上述的阴极〔1〕，根据图1所示的构成制作下述规格的放电灯〔1〕。

发光管：材质＝石英玻璃，最大内径＝109mm

阳极：材质＝钨，外径＝35mm，轴向的长度＝65mm

电极间距离：9mm

额定输入：7kW

以电压为35V、电流为140A的条件使上述的放电灯〔1〕点亮，测量 了直至产生闪烁为止的点亮时间，是500小时。另外，从开始点亮起经过 500小时之后的放电灯〔1〕的照度维持率为60％。

〈实施例2〉

根据图13所示的构成，制作下述规格的阴极〔2〕。

主体部件：材质＝掺杂有氧化镧(La₂O₃)以及氧化锆(ZrO₂)的钨(La₂O₃的浓度为2.5wt％，ZrO₂的浓度为0.1wt％)，最大外径＝12mm，轴向的长 度＝21mm

第1凹部的内径＝5.0mm，轴向的长度＝11mm，底面的外径＝5.0mm， 底面的内径＝3.0mm

第2凹部的内径＝3.0mm

发射极件：材质＝氧化铈(CeO₂)与钨(W)的烧结体(CeO₂与W的 质量比为1：1)，外径＝2.5mm，轴向的长度＝5.0mm

芯棒部件：材质＝钨，全长＝155mm，小径部的外径＝4.9mm，大径 部的外径＝6.0mm

接合件：材质＝钽(Ta)，外径＝4.95mm，内径(贯通孔的孔径)＝ 3.1mm，厚度＝20μm(最大40μm)

另外，上述的阴极的制造条件如以下所述。

[发射极件]

脱脂·预烧结处理：

氢气气氛下，处理温度＝1000℃，处理时间＝1小时

正式烧结处理：减压下(1×10^-5Pa以下)，处理温度＝1800℃，处理 时间＝1小时

[阴极]

接合处理：

通过对主体部件与芯棒部件之间进行电阻焊接，从而使接合件加热、 熔融。

氩气气氛下，通电电流＝2，000A，处理时间＝10秒钟

真空热处理：

减压下(1×10^-5Pa以下)，处理温度＝2200℃，处理时间＝1小时

使用上述的阴极〔2〕，根据图1所示的构成制作下述规格的放电灯〔2〕。

发光管：材质＝石英玻璃，最大内径＝109mm

阳极：材质＝钨，外径＝35mm，轴向的长度＝65mm

电极间距离：9mm

额定输入：7kW

以电压为35V、电流为140A的条件使上述的放电灯〔2〕点亮，测量 了直至产生闪烁为止的点亮时间，是500小时。另外，从开始点亮起经过 500小时之后的放电灯〔2〕的照度维持率为60％。

〈比较例1〉

除了以不使用接合件的方式进行接合之外，以与实施例2同样的方法 进行处理，制作了比较用的阴极〔3〕。而且，制作了除使用比较用的阴极 〔3〕之外具有与在实施例2中制作的放电灯〔2〕相同规格的放电灯〔3〕。

以电压为35V、电流为140A的条件使上述的放电灯〔3〕点亮，测量 了直至产生闪烁为止的点亮时间，是100小时。另外，从开始点亮起经过 100小时之后的放电灯〔3〕的照度维持率为50％。

根据以上的结果可确认，根据实施例1的放电灯〔1〕以及实施例2的 放电灯〔2〕，可实现长时间稳定的点亮状态。

与此相对，在比较例1的放电灯〔3〕中，点亮状态提前变得不稳定。 认为这是因为，在放电灯的点亮时，发射极物质从接合面彼此之间的间隙、 即主体部件的第1凹部的底面与芯棒部件的前端面之间的间隙漏出，发射 极物质未被充分地供向前端。

附图标记说明

10发光管

11发光部

12一方的密封部

13另一方的密封部

16灯头

17灯头

20阳极

21主体部件

21a中央部

21b前端部

21c后端部

24电极轴部

30阴极

31主体部

31a第1凹部

31b第2凹部

32主干部

33发射极件用凹部

34芯棒部件用凹部

35前端部

37电极轴部

38小径部

39大径部

40主体部形成件

40s第1凹部的底面

42主干部形成件

42a主干部形成件用金属体

42s前端面

45前端部形成件

45a金属体

45s后端面

47芯棒部件

47s前端面

48接合体

48a被切削部分

48x熔接部分

50金属片

50a金属体

51贯通孔

55突起部

56端面

60电流供给用电源

E发射极件

M密闭空间

S放电空间