(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管と、
前記放電管内に配置される一対の電極とを備え、
少なくとも一方の電極が、縮径部を有する先端側部材の接合側端面であって、意図的な粗面や凹凸が形成されていない平坦さをもつ先端側部材の接合側端面と、縮径部を有し、前記先端側部材よりも熱膨張係数が大きい後端側部材の接合側端面であって、意図的な粗面や凹凸が形成されていない平坦さをもつ後端側部材の接合側端面とを接合させることによって形成され、
前記先端側部材の縮径部と前記後端側部材の縮径部とによって、前記電極の縮径部が構成され、
前記後端側部材と前記先端側部材との接合面が、前記電極の縮径部の表面に至るまで電極軸垂直方向に沿って形成されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記先端側部材が、円錐台形状であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
放電管と、
前記放電管内に配置される一対の電極とを備え、
少なくとも一方の電極が、縮径部を有する先端側部材の接合側端面であって、意図的な粗面や凹凸が形成されていない平坦さをもつ先端側部材の接合側端面と、前記先端側部材よりも熱膨張係数が大きい後端側部材の接合側端面であって、意図的な粗面や凹凸が形成されていない平坦さをもつ後端側部材の接合側端面とを接合させることによって形成され、
前記先端側部材において、前記縮径部の表面から離れる方向に延びる延出部が、接合面周縁付近に形成されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項４】
前記延出部が、前記先端側部材の接合面周縁付近に形成された反り部分であることを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ。
【請求項５】
ランプ点灯時に所定電力を供給するときに定められる電極間距離が、前記電極と実質的に同サイズおよび同形状である電極であって、１つの素材で一体的に形成され、あるいは複数の素材で後端側部材の熱膨張係数が先端側部材の熱膨張係数よりも大きくない電極に対し、同じ所定電力を供給するときに定められる電極間距離よりも、長いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記先端側部材と前記後端側部材が、ともに固体部材であり、
前記先端側部材と前記後端側部材とを固相接合することによって電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項７】
前記先端側部材が、タングステンまたはタングステンを主成分とする合金であり、
前記後端側部材が、モリブデンまたはモリブデンを主成分とする合金であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項８】
前記放電ランプが、ショートアーク型放電ランプであり、
前記先端側部材と前記後端側部材とが、その間にインサート材を挟んで接合していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項９】
先端側部材と、前記先端側部材よりも熱膨張係数が大きい後端側部材とを成形し、
前記先端側部材の接合側端面であって、意図的な粗面や凹凸が形成されていない平坦さをもつ先端側部材の接合側端面と、前記後端側部材の接合側端面であって、意図的な粗面や凹凸が形成されていない平坦さをもつ後端側部材の接合側端面とを接触させ、周縁まで含めて接合面に隙間が生じないように、所定の加圧力で前記先端側部材と前記後端側部材とを両側から加圧しながら通電する固相接合を行い、
鍛造あるいは切削加工により、前記電極の縮径部の表面に至るまで電極軸垂直方向に沿った接合面を含む縮径部分を形成することによって、少なくとも一方の電極を製造する
ことを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項１０】
放電管と、
前記放電管内に配置される一対の電極とを備え、
少なくとも一方の電極が、縮径部を有する先端側部材の接合側端面であって、意図的な粗面や凹凸が形成されていない平坦さをもつ先端側部材の接合側端面と、縮径部を有し、前記先端側部材よりも熱膨張係数が大きい後端側部材の接合側端面であって、意図的な粗面や凹凸が形成されていない平坦さをもつ後端側部材の接合側端面とを接合させることによって形成され、
前記先端側部材の縮径部と前記後端側部材の縮径部とによって、前記電極の縮径部が構成され、
前記後端側部材と前記先端側部材との接合面が、前記電極の縮径部の表面に至るまで電極軸垂直方向に沿って形成され、
ランプ点灯時に所定電力を供給するときに定められる電極間距離が、前記電極と実質的に同サイズおよび同形状である電極であって、１つの素材で一体的に形成され、あるいは複数の素材で後端側部材の熱膨張係数が先端側部材の熱膨張係数よりも大きくない電極に対し、同じ所定電力を供給するときに定められる電極間距離よりも、長いことを特徴とする放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置等に利用される放電ランプに関し、特に、ショートアーク型放電ランプなどの高出力放電ランプの電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショートアーク型放電ランプでは、放電管内に陰極、陽極を対向配置させており、陰極から陽極への電子放出によってアーク放電が生じ、放電発光する。ランプ点灯中電極は高温状態となるため（例えば２０００℃以上）、電極材料として高融点のタングステン（Ｗ）が一般的に用いられる。
【０００３】
電極先端部は、使用経過に伴って消耗し、エッジのある形状から丸みを帯びた形状に変形する。そのため、アーク放電の輝点移動が生じ、アーク放電が不安定となって照度低下、照度変動を招く。このような照度低下、照度変動を防ぐため、電極先端側のテーパー部分に突起部を形成し、突起部の結晶粒界の個数を限定することによって、電極先端部の変形を抑える（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３２８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
結晶粒界の個数を調整することは、電極製造工程において煩雑な作業を伴う。また、テーパー部分に突起部を形成すると電極先端部の形状が複雑となり、製造コストアップにつながる。
【０００６】
したがって、煩雑な電極先端部の製造工程を取り入れることなく、電極先端部の形状変化を抑える電極構造を得ることが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の放電ランプは、放電管と、放電管内に配置される一対の電極とを備える。そして、少なくとも一方の電極が、縮径部（例えば、テーパー部分）を有しており、その電極が、接合側端面が平坦な先端側部材と、先端側部材よりも熱膨張係数が大きく、接合側端面が平坦な後端側部材とを接合させることによって形成されている。例えば、後端側部材が、タングステンまたはタングステンを主成分とする合金で構成し、後端側部材が、モリブデンまたはモリブデンを主成分とする合金で構成することが可能である。
【０００８】
本発明では、後端側部材の熱膨張係数が大きいため、熱応力が接合面の周縁付近に集まり、応力が電極テーパー面などの縮径面に沿って電極先端面周縁付近へ掛かることにより、長時間ランプ点灯に関わらず、電極先端部の形状が維持される。ここで、「接合側端面が平坦である」とは、意図的に溝や凹凸が接合側端面に設けられておらず、粗面でないことを表し、平滑面までを要求するものではない。熱応力が接合面において周縁付近に集中するのを妨げない範囲で平坦であればよい。
【０００９】
接合面付近における熱伝導性などの特性が安定するようにするため、先端側部材と後端側部材を、ともに固体部材として用意し、先端側部材と後端側部材とを固相接合することによって電極を形成することが可能である。
【００１０】
後端側部材と先端側部材との接合面の位置については、縮径部に、電極軸垂直方向に沿って形成することが可能である。テーパー形状により、電極先端面周縁付近を持ち上げようとする力が大きく作用する。
【００１１】
先端側部材において、縮径部分の表面から離れる方向に延びる延出部を、接合面周縁付近に形成してもよい。例えば、延出部を、先端側部材の接合面周縁付近に反り部分として形成することができる。あるいは、後端側部材の接合面周縁付近の部分が、先端側部材の接合面周縁を覆うように構成してもよい。
【００１２】
後端側部材の熱膨張によって電極先端面がもう一方の電極側に伸びることを考慮し、ランプ点灯時の一対の電極に対する電極間距離を、１つの素材で一体的に形成された電極、あるいは複数の素材で後端側部材の熱膨張係数が先端側部材の熱膨張係数よりも大きくない電極に対して定められる所定の電極間距離よりも、長く設定するのがよい。
【００１３】
放電ランプが、ショートアーク型放電ランプの場合、長時間点灯による先端側部材の消耗を考慮し、先端側部材の軸方向長さを２ｍｍ以上に定めるのがよい。
【００１４】
本発明の他の態様における放電ランプの製造方法は、接合側端面が平坦な先端側部材と、先端側部材よりも熱膨張係数が大きく、接合側端面が平坦な後端側部材とを成形し、先端側部材と後端側部材を接合側端面で接触させ、所定の加圧力で先端側部材と後端側部材とを両側から加圧しながら通電し、鍛造あるいは切削加工により縮径部分を形成することによって、少なくとも一方の電極を製造する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、異なる金属部材を接合して電極を形成する放電ランプにおいて、アーク放電を安定化させて照度変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態であるショートアーク型放電ランプを模式的に示した平面図である。
【図２】陰極の概略的断面図である。
【図３】ランプ点灯中の陰極先端部の変形を示した図である。
【図４】第２の実施形態における陰極の接合面付近（図２の符号Ｑ参照）の断面図である。
【図５】第３の実施形態における陰極の接合面付近の断面図である。
【図６】実施例における電極先端部の変位量をグラフ化した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、第１の実施形態であるショートアーク型放電ランプを模式的に示した平面図である。
【００１９】
ショートアーク型放電ランプ１０は、パターン形成する露光装置（図示せず）の光源などに使用可能な放電ランプであり、透明な石英ガラス製の放電管（発光管）１２を備える。放電管１２には、陰極２０、陽極３０が所定間隔をもって対向配置されている。
【００２０】
放電管１２の両側には、石英ガラス製の封止管１３Ａ、１３Ｂが対向するように放電管１２と一体的に設けられており、封止管１３Ａ、１３Ｂの両端は、口金１４Ａ、１４Ｂによって塞がれている。放電ランプ１０は、ここでは、陽極３０が上側、陰極２０が下側となるように鉛直方向に沿って配置されている。
【００２１】
封止管１３Ａ、１３Ｂの内部には、金属性の陰極２０、陽極３０を支持する導電性の電極支持棒１７Ａ、１７Ｂが配設され、金属リング（図示せず）と、モリブデンなどの金属箔１６Ａ、１６Ｂを介して導電性のリード棒１５Ａ、１５Ｂにそれぞれ接続される。封止管１３Ａ、１３Ｂは、封止管１３Ａ、１３Ｂ内に設けられるガラス管（図示せず）と溶着しており、これによって、水銀、および希ガスを封入した放電空間ＤＳが封止される。
【００２２】
リード棒１５Ａ、１５Ｂは外部の電源部（図示せず）に接続されており、リード棒１５Ａ、１５Ｂ、金属箔１６Ａ、１６Ｂ、そして電極支持棒１７Ａ、１７Ｂを介して陰極２０、陽極３０の間に電圧が印加される。放電ランプ１０に電力が供給されると、電極間でアーク放電が発生し、水銀による輝線（紫外光）が放射される。
【００２３】
図２は、陰極の概略的断面図である。
【００２４】
陰極２０は、陰極先端面２０Ｓを有する金属部材（先端側部材）２２と、電極支持棒１７Ａと連結する金属部材（後端側部材）２４から構成されている。円錐台形状の金属部材２２は、テーパー部分（縮径部）２０Ａを有する。金属部材２４は、電極支持棒１７Ａと接合する円柱状部分２４Ｂと、金属部材２２と接合するテーパー部分（縮径部）２４Ａとを有する。先端側部材２２のテーパー部分２２Ａと後端側部材２４のテーパー部分２４Ａによって陰極２０のテーパー部分（縮径部）２０Ａが構成される。
【００２５】
金属部材２２は、ここではタングステン（Ｗ）にトリウムを含ませたトリエーテッドタングステンを素材とした電極として構成されている。一方、金属部材２４は、金属部材２２よりも熱膨張係数の大きい金属から構成されており、ここではモリブデン（Ｍｏ）によって成形されている。モリブデンにすることで、１つのタングステン材で一体的に形成された電極に比べて重量が軽くなり、耐振性に優れる。なお、金属部材２２は、タングステンを主成分とする合金で成形することも可能であり、純タングステンで成形することも可能である。また、金属部材２４は、モリブデンを主成分とする合金で成形してもよい。
【００２６】
トリエーテッドタングステンから成る金属部材２２の熱膨張係数は、トリウムの含有量が微小であることから（例えば、２ｗｔ％以下、）、実質的にタングステンの熱膨張係数（約４．４×１０−６ｍ／℃）と等しい。一方、モリブデンから成る金属部材２４の熱膨張係数は、約５．２×１０−６ｍ／℃となり、金属部材２４の熱膨張係数は、金属部材２２の熱膨張係数よりも大きい。
【００２７】
陰極２０は、金属部材２２、２４を接合することによって成形されており、ここでは放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）に基づいて製造されている。具体的には、金属紛体を焼結して固形化した円柱状金属素材１１２２、１１２４（図２参照）を用意し、ＳＰＳ装置に設置する。
【００２８】
ＳＰＳ装置では、金属素材１１２２の平坦な端面（接合側端面）１１２２Ｓと金属素材１１２４の端面１１２４Ｓとを密接させ、金属素材１１２２と金属素材１１２４の両端を加圧しながら電圧をかけ、プラズマ放電によって金属素材１１２２、１１２４を固相接合させる。このときの電圧値、加圧力、加圧時間は、電極サイズ等に基づいて定められる。この金属素材１１２２と金属素材１１２４が、それぞれ先端側の金属部材２２、後端側の金属部材２４となる。
【００２９】
そして、固相接合後に切削加工などの加工処理を施すことにより、テーパー部分２０Ａをもつ陰極２０が形成される。陰極２０と、タングステンから成る陽極３０の陽極先端面３０Ｓとの間の電極間距離Ｄは、陰極２０を純タングステンもしくはタングステンを主成分とする合金だけで成形し、異なる金属部材を接合しないで陰極２０を成形した場合に定められる電極間距離よりも長く、その電極間距離Ｄに従って陰極２０、陽極３０が対向配置される。
【００３０】
陰極２０の接合面Ｓは、テーパー部分２０Ａの電極軸Ｃに垂直な方向（ここでは９０°）に沿って形成されており、接合面Ｓ全体に渡って隙間が実質的に生じてない。すなわち、金属素材１１２２、１１２４の端面１１２２Ｓ、１１２４Ｓがともに平坦であることから、あらかじめ意図的に形成された粗面や凹凸などに起因する隙間が接合面Ｓには生じていない。また、接合面Ｓの周縁ＱＴにも隙間がないように固相接合されている。
【００３１】
このような陰極２０の構造により、アーク放電の輝点移動が抑制され、アーク放電の安定化が実現される。これについて、以下説明する。
【００３２】
図３は、ランプ点灯中の陰極先端部の変形を示した図である。  
【００３３】
ランプ点灯中、金属部材２２、２４にはともに膨張しようとする力が働くが、金属部材２４よりも金属部材２２の熱膨張係数が小さいため、金属部材２４の電極軸Ｃに沿った膨張力は、接合面Ｓ付近で抵抗を受ける。
【００３４】
一方、上述したように互いに平坦な金属素材端面同士を突き合わせて接合しているために接合面Ｓには応力が働くような比較的広大な隙間、空隙が生じていない。そのため、接合面Ｓ付近で生じる熱膨張の応力は、接合面Ｓの周縁ＱＴに集中する（矢印参照）。
【００３５】
接合面Ｓの周縁ＱＴに集中する応力は、後端側の金属部材２４のテーパー表面２４Ａに働く熱膨張力の方が相対的に大きいことなどから、先端側の金属部材２２の先端面周縁２０Ｗに向けてテーパー表面２２Ａに沿って作用する（矢印参照）。その結果、先端面周縁２０Ｗが盛り上がるように変化する。特に、接合面Ｓが陰極２０のテーパー部分２０Ａに形成されていることで、テーパー表面２２Ａに沿って作用する熱膨張力がより大きくなる。
【００３６】
ランプ点灯中の陰極先端面２０Ｓは非常に高温になるため、点灯時間が累積するのに伴って先端面周縁２０Ｗは溶融などによって消耗し、エッジ部分を形成した先端面周縁２０Ｗが変形し、丸みを帯びる。しかしながら、接合面Ｓ付近から先端面周縁２０Ｗ付近に向けた力がランプ点灯中作用することから、先端面周縁２０Ｗでは、ランプ点灯初期に近いエッジ形状が長期間維持される。
【００３７】
図３には、ランプ点灯時間が所定時間経過したときの先端面周縁２０Ｗの形状を破線ＣＲ２で示している。また、１つの金属素材（タングステンなど）で陰極を形成したときの先端面周縁２０Ｗの形状を破線ＣＲ１で示している。先端面２０Ｓの電極軸Ｃから丸みを帯び始める位置までの距離を“ＳＴ”で表すと、距離ＳＴは１つの金属材料からなる陰極での距離と比べて長くなり、また、角の落ち方が緩やかになる。そのため、アークの輝点移動が低減し、照度が安定化する。
【００３８】
一方、ランプを長時間点灯させると、金属部材２２と金属部材２４の熱膨張係数の違いから、電極先端面２０Ｓは陽極３０の方へ上昇し、電極間距離が短くなる。
【００３９】
しかしながら、あらかじめ設定した電極間距離Ｄが、実質的同サイズ、同形状であって１つの金属素材で陰極２０を成形した場合の電極間距離よりも長く設定しているため、ランプ点灯時間が長時間に至るのに伴ってアーク放電が不安定になることはない。  
【００４０】
なお、複数の金属部材を接合させて陰極を形成した場合であっても、後端側の金属部材の熱膨張係数が先端側の金属部材の熱膨張係数より大きくない場合には、従来と同じ電極間距離あるいはそれよりも短い電極間距離を定める。  
【００４１】
なお、金属部材２２の軸方向高さＨは、通常のショートアーク型放電ランプ１０の陰極サイズ（例えば、縦４２ｍｍ、横２０ｍｍ）を基準とした場合、２ｍｍ以上とするのが良い。これは、ランプ点灯中金属部材２２が１ｍｍ以上消耗することが多く、軸方向高さＨが２ｍｍより短い場合、接合面の周縁部分などが露出してしまう恐れがあるためである。接合面が露出すると、先端面周縁２０Ｗを押し上げようとする力が十分働かなくなる。より好ましくは、軸方向高さＨを３ｍｍ以上にするのが良い。
【００４２】
このように本実施形態によれば、陰極２０、陽極３０を備えたショートアーク型放電ランプ１０において、トリエーテッドタングステンから成る金属部材２２と、金属部材２２よりも熱膨張係数の大きいモリブデンから成る金属部材２４とを固相接合することによって、接合面Ｓがテーパー部分２０Ａの電極軸垂直方向に沿って形成された陰極２０を形成する。
【００４３】
次に、図４を用いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、接合面周縁付近で反り部が形成されている。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。
【００４４】
図４は、第２の実施形態における陰極の接合面付近（図２の符号Ｑ参照）の断面図である。
【００４５】
陰極２０’は、先端側の金属部材２２’と、後端側の金属部材２４’とから構成されており、接合面Ｓが電極軸Ｃの垂直方向に沿って形成されている。さらに、金属部材２２’には、接合面周縁ＱＴ付近において、テーパー表面２２Ａ’から離れるように反り部２５が形成されている。
【００４６】
反り部２５は、接合面Ｓの周縁ＱＴ全体に渡って形成されており、固相接合後に切削加工することによって形成可能である。また、固相接合時に反り部が形成されるように加熱温度、加圧力、加圧時間等を調整してもよい。なお、部分的に接合面Ｓの周縁ＱＴに反り部２５を形成してもよい。さらに、切削加工の代わりに、鍛造によって反り部２５を形成することも可能であり、また、ショートアーク型放電ランプ１０の点灯時における金属部材２４’の熱膨張力で形成してもよい。
【００４７】
このように反り部２５を形成することにより、ランプ点灯中にテーパー表面２２Ａ’に沿って金属部材２２’を押し上げようとする応力が反り部２５にかかり、反り部２５の変形しようとする力が、先端面端部のエッジ形状を維持することにつながる（矢印参照）。その結果、アーク放電の輝点移動が抑制され、アーク放電が安定する。
【００４８】
なお、ここでは、金属部材２２’の接合面側端部が、先端側の金属部材２２’から後端側の金属部材２４’に向けて反っている構成であるが、反っていなくても構わず、テーパー表面２２Ａ’から離れる方向（電極外方向）に延びるような延出部を設ける構成であればよい。また、図４では、周縁ＱＴにおいて、接合面が露出するように楔状の隙間が形成されているが、押し上げることを考慮すればこれはなくてもよい。
【００４９】
次に、図５を用いて、第３の実施形態である放電ランプについて説明する。第３の実施形態では、先端側の金属部材の接合面付近が、後端側の金属部材によって覆われている。
【００５０】
図５は、第３の実施形態における陰極の接合面付近の断面図である。
【００５１】
陰極１２０は、先端側の金属部材１２２と、後端側の金属部材１２４から構成されており、接合面Ｓが電極軸Ｃの垂直方向に沿って形成されている。さらに、金属部材１２４の接合面周縁ＱＴ付近の部分１２５は、接合面周縁ＱＴを覆っている。
【００５２】
このような形状は、固相接合時の加熱温度、加圧力、加圧時間等を調整することによって形成することができる。あるいは、金属部材１２４を構成する金属素材の周縁部に凹部を設け、金属部材１２２を構成する金属素材を嵌めこんだ後に固相接合することでも可能である。また、切削加工によって形成してもよい。
【００５３】
このように接合面周縁ＱＴが金属部材１２４に覆われることにより、ランプ点灯中にテーパー表面１２２Ａに沿って金属部材１２２を押し上げようとする力が伝わり（矢印参照）、先端面端部のエッジ形状が維持され、アーク輝点移動が抑えられる。なお、接合面周縁ＱＴの一部を覆うようにしてもよい。
【００５４】
第１〜第３の実施形態では、異なる金属を固相接合することによって陰極を形成しているが、陽極についても同様に構成してもよい。また、陽極だけを固相接合によって形成してもよい。先端側の金属部材と後端側の金属部材は、トリエーテッドタングステン、モリブデンに限定されず、後端側の金属部材の熱膨張係数が大きくなるように、例えばタンタルなどの金属素材あるいは金属以外の素材を用いて電極を形成することが可能である。
【００５５】
電極先端部を押し上げる膨張力が働くことを考慮し、先端側金属部材と後端側金属部材との間にインサート材を挟み、接合面間の密着化をしてもよい。インサート材は、例えば、レニウム、タンタル、モリブデン、またはこれらの合金を用いることが可能である。また、接合面については、電極軸に対して厳密に垂直でなくてもよく、およそ垂直方向に沿っていればよい。
【００５６】
接合方法としては、固相接合以外の拡散接合を適用してもよく、また、レーザ溶接など拡散接合以外の接合方法を適用することも可能である。さらに、ショートアーク型放電ランプ以外の放電ランプにも適用可能である。
【００５７】
第１〜第３実施形態では、接合面が電極軸垂直方向に沿って電極テーパー部分に形成されているが、テーパー部分以外の部分に形成することも可能である。この場合においても、電極先端面周縁付近の形状が維持され、照度が安定化する。また、第１〜第３実施形態では、電極をテーパー形状としたが、いわゆる砲弾型の円弧形状であってもよい。さらに、接合面をテーパー部分に形成されるものを示したが、円柱状部分に形成してもよい。
【００５８】
以下、図６を用いて、本発明の実施例を説明する。ここでは、第１の実施形態に対応する放電ランプに関し、電極先端形状の変化をシミュレーションによって検証した。
【実施例１】
【００５９】
本実施例の放電ランプは、先端側金属部材をトリエーテッドタングステン、後端側金属部材をモリブデンで構成した陰極によって構成され、２つの金属部材はＳＰＳ接合によって接合されている。ＳＰＳ接合装置には、ＳＰＳシンテックス株式会社製のＳＰＳ装置を使用し、真空雰囲気の条件下で、圧力４５ＭＰａを金属部材両側から加え、接合面付近の焼結温度１５００℃を１０分間保持して、固相接合を行った。
【００６０】
先端側金属部材の軸方向長さは３ｍｍ、陰極の直径を２０ｍｍ、全長を４２ｍｍとなる陰極をモデル化し、電力１２．５ｋＷで想定した熱量に基づいて、計算機による放電ランプ点灯時に接合面付近にかかる応力のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、放電ランプの点灯中、接合面の縁に応力が集中し、接合面付近で盛り上がるような形状になっていることが確認された。
【実施例２】
【００６１】
実施例２では、先端側金属部材の軸方向長さを３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍとした３種類の陰極をモデル化し、放電ランプの点灯時の温度分布を再現し、点灯中の電極先端の変位量（膨張量）を計算した。ここでの変位量は、電極先端の中心の変位量を基準（１００％）としたときの電極軸からの距離（図３の符号ＳＴ参照）に対する形状変化量（図３の符号Ｇ参照）を表す。なお、先端側金属部材の軸方向長さ以外は、上記実施例１と同様の仕様である。比較例としては、金属部材同士を接合せずにタングステンのみで一体的に形成された陰極（軸方向長さ４２ｍｍ）を採用した。
【００６２】
図６は、電極先端部の変位量をグラフ化した図である。
【００６３】
図６に示すとおり、本発明である先端側金属部材の軸方向長さを３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍとした３種類の陰極の先端変位量（割合）が、従来品と比べて大きいことが分かる。言わば、電極先端の形状を維持しながら消耗するようになる。したがって、アーク放電が安定し、アークの輝点移動が低減される。
【符号の説明】
【００６４】
１０  ショートアーク型放電ランプ
１２  放電管
２０  陰極
２０Ａ  テーパー部分（縮径部）
２２  金属部材（先端側部材）
２４  金属部材（後端側部材）
３０  陽極
Ｃ  電極軸
Ｓ  接合面
ＱＴ  接合面周縁
【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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