(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが気密封止されたガス放電管に用いられるガス放電管用直熱型電極であって、
易電子放射物質としての金属酸化物と、
前記金属酸化物を加熱する加熱用ヒータと、
前記金属酸化物の最表面側部分に当該金属酸化物に接触して設けられる電気導体とを有しており、
前記加熱用ヒータと前記電気導体とは電気的に絶縁されていることを特徴とするガス放電管用直熱型電極。
【請求項２】
前記電気導体は、所定長さを有しており、前記加熱用ヒータの長手方向にわたっ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用直熱型電極。
【請求項３】
前記電気導体は、メッシュ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に記載のガス放電管用直熱型電極。
【請求項４】
前記電気導体の表面のうち前記加熱用ヒータ側となる面には、電気絶縁層が形成さ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用直熱型電極。
【請求項５】
開口部を有する電気絶縁性部材を有し、
前記電気絶縁性部材は、前記電気導体と前記加熱用ヒータとの間に設けられており、
前記金属酸化物は、前記電気絶縁性部材の前記加熱用ヒータ側に設けられていると共に、前記電気絶縁性部材の前記開口部を通り前記電気導体に接触していることを特徴とする請求項１に記載のガス放電管用直熱型電極。
【請求項６】
前記電気絶縁性部材は、その側壁部分に前記開口部が形成された筒状部材であって、
前記加熱用ヒータは、前記筒状部材の内側に設けられ、
前記電気導体は、前記筒状部材の外側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のガス放電管用直熱型電極。
【請求項７】
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に記載のガス放電管用直熱型電極。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のガス放電管用直熱型電極を有することを特徴とするガス放電管。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ガス放電管用直熱型電極に関する。
背景技術
この種のガス放電管用直熱型電極として、たとえば実開昭５８−６０８５２号公報に開示されたようなものが知られている。実開昭５８−６０８５２号公報に開示されたガス放電管用直熱型電極（ガス放電管用直熱型陰極）は、電子放射性物質が被覆された電極（タングステンフィラメントコイル）を有し、この電極が金属網により粗く被覆されており、放電時に電子放射性物質がスパッタによって飛散脱落するのを防止して、電極（蛍光ランプ）の寿命を長くすることができるものである。
発明の開示
本発明は、通電時のショート（短絡）の発生を抑制すると共に、電極の長寿命化及び安定した放電を得ることが可能なガス放電管用直熱型電極を提供することを課題としている。
本発明者は、放電表面電位を実験因子として、従来のガス放電管用直熱型電極（ガス放電管用直熱型陰極）との比較を陰極降下電圧（ボックス電位）を中心に着目し、調査研究の結果、以下のような事実を新たに見出した。
なお、以後使用する等電位面、等電位界面、ボックス電位と放電形態は、次のように定義する。等電位面とは、電位的に等電位状態となっている放電面が構成された状態をと定義する。等電位界面とは、等電位面に易電子放射物質としての金属酸化物が接触塗布され、ガスと接触した構造と定義する。ボックス電位とは、放電中、陰極近傍の陰極と電気的に絶縁された端子と陰極間に発生する電位と定義する。放電物性の一般用語として使われている陰極降下電圧に近似している値である。イオン電流とは、ガス放電管中のガス分子に電子が衝突することで、ガス分子が電離生成した電離ガスによって発生する電流と定義する。熱電子放出とは、金属の温度を上昇させると、熱運動エネルギが増加し、金属の持つ電子エネルギ障壁（仕事関数）を超えて空間中に電子が飛びだす電子放出のことで、ここでは化学的に不安定な易電子放射物質としての金属酸化物からの電子放出のことである。二次電子放出とは、電離ガスの陰極への衝突時に、陰極から空間中に電子が押し出される電子放出のことである。
直流動作でのボックス電位の変化を等電位化の前後で比較してみると、図１７に示されるように、ボックス電位の顕著な差を確認した。発明者は、等電位界面モデルを作成し、本現象の調査研究結果の考察を行った。ガス放電での放電形態としては、イオン電流、熱電子放出、二次電子放出の３形態でほぼ言い表すことができ、理論的には、下記のような関係式で表現される。因みに、真空放電での放電形態としては、熱電子放出のみでほぼ言い表すことができ、ガス放電の放電形態とは異なる。
0003999663.tif 000002
ショットキー効果関連の式
0003999663.tif 000003
ここで、Ｉｉ：イオン電流
Ｉｅ：エミッション電流
Ｉｔｈ：熱電子電流
Ｉｓｅ：二次電子電流
Ｉｄ：放電電流
Ｖｃ：陰極降下電圧
γ：二次電子放出に関わる係数（利得）
α、Ｖｏ：パラメータ
Ｓ：電極表面積
Ａ：材料で決定される定数
Ｔ：陰極温度
ｅ：電子負荷
φ：仕事関数
ｋ：ボルツマン定数
εｏ：真空中の誘電率
Ｅ：陰極降下部の電界強度
次に、ガス放電管におけるイオン電流（Ｉｉに相当）とエミッション電流（電子：Ｉｅに相当）について考察する。電子の静止質量が９．１０９×１０−３１ｋｇであるのに対して、元素の中で最も軽い水素でも１．６７５×１０−２７ｋｇと電子に比べ格段に重い。更に、電離ガスは陰極に吸寄せられて衝突するのに対して、電子の場合は、陰極から引き離されることから、電離ガスの衝撃力が電子の衝撃力を上回り、電離ガスの陰極に与える損傷は電子に比べて大きい。以上のことからイオン電流の陰極に対する有害性が分かる。一方、ガス放電管の発光および放電現象の観点から見ると、電離ガスが、発光物質として寄与するほか、真空中に比べ、イオン電流に依存して多くの放電電流を空間中に引き出す効用がある。ガス放電管においては、イオン電流の功罪を加味しつつ、陰極に対する影響を最小限に保つことが寿命特性、安定性を図る上で大切である。
ボックス電位は、陰極降下電圧に近似し、ガスの励起、電離状態を相対的に示していて、電離ガス発生量の目安となる。ボックス電位が低ければ低いほど、電離ガス生成量は少ないことを意味している。
ガス放電での放電形態としては、イオン電流、熱電子放出、二次電子放出の３形態あることは、上述した。熱電子放出は、易電子放射物質としての、バリウム等の金属酸化物を加熱することで起きる。熱電子放出は、放電開始時に、ガス電離を起こし、放電を開始させる役目が有る。放電を開始した後、ガス放電の場合、易電子放射物質としての金属酸化物から放出される熱電子に引き寄せられる形で電離ガスが衝突してくる。その際、電離ガス衝突により、主に電気導体と易電子放射物質としての金属酸化物の界面上から二次電子放出が起きる。ガス放電の場合、単位面積あたりの放電電流密度が、真空放電に比べ数十倍から数百倍にもなり、全放電電流中の大半が二次電子放出で形成される。
二次電子の供給に関し、易電子放射物質としての金属酸化物の電気抵抗率は、電気導体に比べ格段に大きく、易電子放射物質としての金属酸化物単体での供給には限界があり、二次電子の供給の多くは電気導体を介して供給され、易電子放射物質としての金属酸化物との界面上から放出される。電気導体への二次電子の基となる電子供給は、直接外部回路から供給される場合と、易電子放射物質としての金属酸化物との接触面を介して行われる場合がある。電気導体と界面を成さない易電子放射物質としての金属酸化物上からも熱電子放出が起きるが、上述したように、二次電子の供給に関し、易電子放射物質としての金属酸化物単体での供給には限界があり、二次電子放出量は少なく、ガス放電中に占める易電子放射物質としての金属酸化物単体からの放電電流の絶対量はきわめて少ない。以上整理すると、ガス放電における陰極で、主に電子放出を担う場所は、電気導体と易電子放射物質としての金属酸化物界面である。
次に、図１７及び図１８を参照して、等電位界面モデルに関して説明する。図１７は、横軸をヒータ印加電圧（Ｖｆ）、つまり陰極への強制加熱量による陰極温度の増減軸とし、縦軸を陰極降下電圧（ボックス電位）（Ｖｃ）とした線図（モデル図）である。図１８は、横軸を同じくヒータ印加電圧（Ｖｆ）とし、縦軸を放電電流（Ｉｄ）とした線図（モデル図）である。ただし、図１８の放電電流（Ｉｄ）は一定として、縦軸は、熱電子電流、二次電子電流、イオン電流の構成割合（領域分布）を表している。図１７の縦軸は、高低を表している。
陰極温度の構成要因は、ヒータ印加電圧（Ｖｆ）、つまり陰極への強制加熱量の他に、電離ガスの陰極への衝突時に発生する通称、自己加熱量が有り、この合計熱量により決まる。図１７左側の陰極温度が低い、つまり強制加熱量が少ない、あるいは放熱面積が大きく、陰極からの損失熱量が多い領域では、熱電子生成量が少なく、これを補う形でイオン電流が支配的になり、陰極降下電圧が電離電圧以上となり、電離ガスの生成を加速している。この領域で、陰極表面の電位分布が不均一である場合は、イオン電流、二次電子電流の集中による局所的な放電（放電位置の偏在）が生じ易く、電離ガス衝撃による陰極表面への損傷が大きく、陰極物質材（易電子放射物質としての金属酸化物）の削り取り（スパッタ）、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）を招き易い。
これに対して、図１７左側の陰極温度が高い、つまり強制加熱量が多い、あるいは放熱面積が小さく、陰極への蓄熱量が多い領域では、熱電子生成量が過剰となり、これを補う形でイオン電流は減少し、陰極降下電圧が電離電圧以下なる。しかし、陰極温度が上昇し陰極構成物の蒸気圧を高め、蒸発による易電子放射物質としての金属酸化物の消失を招き易い。陰極への熱量の過不足は、上述した理由により好ましくない。動作領域の目安としては、ボックス電位（陰極降下電圧）で言うと、電離電圧近辺での動作が適している。
ところで、このモデルの構成要素の中で、重要な要素として、放電面積がある。これは、関係式中の電極表面積（Ｓ）と同義とみなせる。先に述べたように、ガス放電では、電気導体と易電子放射物質としての金属酸化物界面上からの電子放出が、放電主体を成している。これに加え、温度均一性に止まらず、電位的にも均一（等電位）であるか否かによって放電面積は変わる。つまり、放電面積は等電位面の面積、あるいは等電位面部の長さに比例することとなり、等電位面が広い、あるいは長いほど、電極表面積（Ｓ：放電面積）が増加し、上記（５）式から、熱電子電流（Ｉｔｈ）の割合が増加し、上記（１）式よりイオン電流量が減少し、イオン電流、二次電子電流は等電位面に分散し、図１８のモデルの細線部（等電位化前）はモデルの太線側（等電位化後）に領域分布がシフトすることになり、上記（３）式から図１７のボックス電位（陰極降下電圧）が低下する。今回の等電位面と金属酸化物、ガスの等電位界面構造を採用し、熱電子量が増加することで、放電電流中のイオン電流量が減少し、図１７のボックス電位が下がる理由を説明できる。
以上のことから、ガス放電において、従来の等電位化されていない陰極に比べ、イオン電流量を減少させることで、単位放電面積あたりの電離ガス衝撃を緩和させることができ、その結果、陰極への負荷が軽減し、熱電子放出能の低下が少なく、寿命特性が改善され、これに伴い、放電位置の移動も少なく、安定性の改善を図れることが分かる。
次に、等電位面のガス放電管への有効性について、考察する。真空放電での放電形態としては、熱電子放出のみでほぼ言い表すことができ、ガス放電の放電形態とは異なると、先に述べた。真空放電中での放電面積は、熱電子放出面にある易電子放射物質としての金属酸化物により形成された表面積で決まるといえる。従って、熱電子放出のほか、イオン電流、二次電子放出からなる放電形態を有するガス放電管における放電面積構成要素と真空放電中の放電面積構成要素とが異なり、ガス放電における陰極で、主に電子放出を担う場所は、電気導体と易電子放射物質としての金属酸化物界面であるから、放電面として、電気導体から形成されて電位をほぼ等しくした、等電位面がガス放電において有効であることを見出した。
更に、等電位面の形成手段に使う材料をメッシュ状（細線構造）とすることで、放熱面となる表面積と、熱伝導部となる体積を極力増やさず、結果的に熱損失量を抑える。金属酸化物と等電位面の接触部を増し、結果的に放電面積を増やす。以上のことから、等電位面の形成手段に使う材料をメッシュ状（細線構造）とすることで、等電位面の効果をより高めることを見出した。
従来のように、陰極表面の電位分布が不均一である場合は、発熱量もそれに伴い不均一となるため、熱電子の生成密度も不均一となり、イオン電流、二次電子電流の集中による局所的な放電（放電位置の偏在）が生じることになる。そして、局所的な放電は、陰極物質材（易電子放射物質としての金属酸化物）の削り取り（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招き、放電位置が次なる熱電子放出特性のよい位置へと移動する。このように、局所的な熱電子放出劣化を繰り返しながら、陰極表面を劣化させることになる。また、上述した放電位置の移動により、放電自体が不安定になってしまう。
また、本発明者らは、実開昭５８−６０８５２号公報に開示されたような電極構造では、通電（始動予熱通電）時に電極と金属網とがショート（短絡）して、電位差が発生せず予熱されないために、熱陰極としての機能を発揮できない惧れがあるという問題点を有していることも見出した。
かかる調査研究結果を踏まえ、本発明に係るガス放電管用直熱型電極は、ガスが気密封止されたガス放電管に用いられるガス放電管用直熱型電極であって、易電子放射物質としての金属酸化物と、金属酸化物を加熱する加熱用ヒータと、金属酸化物の最表面側部分に当該金属酸化物に接触して設けられる電気導体とを有しており、加熱用ヒータと電気導体とは電気的に絶縁されていることを特徴としている。
本発明に係るガス放電管用直熱型電極では、電気導体により金属酸化物の表面部分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、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、電気導体は加熱用ヒータに対して電気的に絶縁された状態で設けられているので、通電時に電気導体と加熱用ヒータとが短絡するのを抑制でき、確実に予熱を行うことができる。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、大放電電流のガス放電管用直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。
また、電気導体は、所定長さを有しており、加熱用ヒータの長手方向にわたっ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、電極の長寿命化及び安定した放電を得ることができる。
また、電気導体は、メッシュ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。また、電気導体がメッシュ状に形成された高融点金属である場合には、高融点金属と金属酸化物とが接触する箇所を容易に多く設けることができる。
また、電気導体の表面には、電気絶縁層が形成されていることが好ましい。このように、電気導体の表面に電気絶縁層が形成されることにより、放電時における電気導体と加熱用ヒータとの短絡を確実に抑制し得る構成を低コスト且つ簡易に実現することができる。
また、開口部を有する電気絶縁性部材を有し、電気絶縁性部材は、電気導体と加熱用ヒータとの間に設けられており、金属酸化物は、電気絶縁性部材の開口部を介して電気導体に接触するように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には、放電時における電気導体と加熱用ヒータとの短絡を確実に抑制し得る構成を低コスト且つ簡易に実現することができる。
また、電気絶縁性部材は、その側壁部分に開口部が形成された筒状部材であって、加熱用ヒータは、筒状部材の内側に設けられ、電気導体は、筒状部材の外側に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には、放電時における電気導体と加熱用ヒータとの短絡を確実に抑制し得る構成をより一層低コスト且つ簡易に実現することができる。
また、金属酸化物は、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。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しながら本発明によるガス放電管用直熱型電極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。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極の概略斜視図であり、図２は、同じく第１実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極の概略断面図である。なお、図１は、易電子放射物質としての金属酸化物を設けていない状態を示している。また、本実施形態においては、ガス放電管用直熱型電極を陰極（ガス放電管用直熱型陰極）に適用した例を示す。
ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１は、図１及び図２に示されるように、加熱用ヒータ１と、メッシュ状部材３（電気導体）と、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１０ａ，１０ｂとを有している。加熱用ヒータ１は、直径０．０７ｍｍ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、金属酸化物１０ａが被覆されている。
金属酸化物１０ａ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。金属酸化物１０ａ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。なお、加熱用ヒータ１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。
メッシュ状に形成されたメッシュ状部材３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、直径０．０３ｍｍのタングステン素線をメッシュ状に編んだメッシュ状部材を用いている。メッシュ状部材３におけるメッシュの大きさは、８０メッシュとされている。
メッシュ状部材３は、所定長さを有しており、加熱用ヒータ１の外側に加熱用ヒータ１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。このメッシュ状部材３は、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１０ｂの最表面側部分に設けられることになる。また、メッシュ状部材３は、加熱用ヒータ１側となる面（放電面とは反対側の面）の一部あるいは全体に、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４が形成されている。なお、メッシュ状部材３を加熱用ヒータ１の接地側の端子に接続する接続部を設け、メッシュ状部材３を確実に保持するようにしてもよい。
本第１実施形態のガス放電管用直熱型陰極Ｃ１においては、加熱用ヒータ１の外側（外周）にメッシュ状部材３を設けた状態において、メッシュ状部材３の表面側（放電面側）から上述した金属炭酸塩を塗布、充填して、充填した金属炭酸塩を真空加熱分解することにより金属酸化物１０ｂを設けるようにしている。このようにして得られた金属酸化物１０ａ，１０ｂが最終的に易電子放射物質となる。なお、金属炭酸塩は、加熱用ヒータ１の全周を覆うように塗布する必要はなく、放電面側となるメッシュ状部材３が設けられている側の部分のみに塗布するようにしてもよい。金属酸化物１０ｂとしては、上述した金属酸化物１０ａと同様に、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、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である酸化物が用いられる。
金属酸化物１０ｂは、上述したようにして設けられることにより、主として加熱用ヒータ１に保持されることになり、メッシュ状部材３に接触することになる。金属酸化物１０ｂ及びメッシュ状部材３は、金属酸化物１０ｂの表面及びメッシュ状部材３の表面が放電面となるように、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１の外側に露出しており、金属酸化物１０ｂの表面部分にメッシュ状部材３が接触するようになっている。
なお、上記した金属酸化物以外には、熱電子供給源としてほう化ランタン等の金属ほう化物、金属炭化物、金属窒化物等を用いることも考えられるが、これらの金属ほう化物、金属炭化物、金属窒化物等はガス放電管用の熱陰極としての熱電子供給源としての実績が乏しく、主副構成要件として加える意味はない。ただし、熱電子供給源以外の効果、たとえば放電部以外での熱放散量を抑制するための絶縁効果向上等のために陰極周辺部に使用することがある。
また、予め金属酸化物１０ｂを保持させた加熱用ヒータ１にメッシュ状部材３を接触させて配設することによりガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を構成することも可能であるが、メッシュ状部材３と金属酸化物１０ｂとを確実に接触させる状態とするためには、上述したように、加熱用ヒータ１の外側にメッシュ状部材３を配設した状態で陰極物質材としての金属炭酸塩を塗布し、その後金属炭酸塩を金属酸化物１０ｂに変えるほうが好ましい。
以上のことから、第１実施形態のガス放電管用直熱型陰極Ｃ１においては、金属酸化物１０ｂ（あるいは１０ａ）に接触してメッシュ状部材３が設けられているので、メッシュ状部材３は、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１の放電面（金属酸化物１０ｂ（あるいは１０ａ）の表面及びメッシュ状部材３の表面）において等電位面を実効的に形成することになる。すなわち、メッシュ状部材３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、メッシュ状部材３の表面の端々間の電気抵抗は著しく小さく、メッシュ状部材３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、メッシュ状部材３により、放電面内において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。
これにより、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１では、金属酸化物１０ｂ（あるいは１０ａ）に接触するメッシュ状部材３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１０ｂ（あるいは１０ａ）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、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１の動作電圧及び発生熱量を低くすることもできる。
また、ガス放電管用直熱型陰極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、大放電電流のガス放電管用直熱型陰極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現が可能となる。
また、メッシュ状部材３の表面には電気絶縁層４が形成されており、メッシュ状部材３は、加熱用ヒータ１に対して電気的に絶縁された状態で設けられることとなり、通電時にメッシュ状部材３と加熱用ヒータ１とが短絡するのを抑制でき、確実にガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を予熱することができる。また、メッシュ状部材３の表面に電気絶縁層４を形成することで、放電時におけるメッシュ状部材３と加熱用ヒータ１との短絡を確実に抑制し得る構成を低コスト且つ簡易に実現できる。
また、電気導体としてメッシュ状部材３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、メッシュ状部材３（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１０ｂ（あるいは１０ａ）に密接して設けることができる。更に、メッシュ状部材３と金属酸化物１０ｂ（あるいは１０ａ）とが接触する箇所を容易に多く設けることができる。
なお、メッシュ状部材３におけるメッシュの大きさは、小さいほど金属酸化物１０ｂ（あるいは１０ａ）の露出面積が減少するために、金属酸化物１０ｂ（あるいは１０ａ）の耐スパッタ性が向上することになる。ただし、二次電子放出を起こすために、理論的には、金属酸化物１０ｂ（あるいは１０ａ）に衝突してくる励起あるいは電離ガスが通過する程度の大きさは必要である。また、メッシュの大きさを小さくした場合には、等電位面の面積も増加するために、放電面積をより一層増加させることができる。
メッシュ状部材３の保持は、図３に示されるように、加熱用ヒータ１の両端部のそれぞれに接合される導入線５，６のうちの一方の導入線５により行うようにしてもよい。この場合には、メッシュ状部材３に接合された保持ピン７と一方の導入線５とが接合された構成となっている。また、メッシュ状部材３の保持は、図４に示されるように、メッシュ状部材３に接合された保持ピン７に接合された導入線８により行うようにしてもよい。この場合には、ガス放電管外で導入線５と導入線８とが接地されることになる。
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極の概略断面図である。第２実施形態は、電気絶縁性の筒状部材を有している点で第１実施形態と相違する。
ガス放電管用直熱型陰極Ｃ３は、図５に示されるように、加熱用ヒータ１と、メッシュ状部材３と、電気絶縁性の筒状部材３１（電気絶縁性部材）と、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１０ｂとを有している。
筒状部材３１は、電気絶縁性材料（たとえば、アルミナ等）からなり、側壁部分に開口部３３が形成されている。この筒状部材３１の内側には、加熱用ヒータ１が配設されている。メッシュ状部材３は、筒状部材３１の外側に加熱用ヒータ１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。メッシュ状部材３は、ワイヤ３５により筒状部材３１に巻き付けられて固定されている。なお、第２実施形態のガス放電管用直熱型陰極Ｃ３においては、メッシュ状部材３が接続部３７を介して加熱用ヒータ１と電気的に接続されるように構成しているが、必ずしもメッシュ状部材３を加熱用ヒータ１と電気的に接続する必要はない。
次に、図６Ａ〜図６Ｃ及び図７Ａ〜７Ｂに基づいて、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ３を製造する（筒状部材３１に対して加熱用ヒータ１及びメッシュ状部材３を配設する）工程の一例を説明する。
まず、図６Ａに示された筒状部材３１の内側に、図６Ｃに示された加熱用ヒータ１を、図７Ａに示されるように、挿入する。なお、筒状部材３１として、図６Ｂに示されるように、開口部３３が筒状部材３１の両端部にわたって形成された、開放された形状の筒状部材を用いるようにしてもよい。
次に、図７Ｂに示されるように、筒状部材３１の開口部３３が形成された部分の外側（外周）にメッシュ状部材３を装着、固定する。メッシュ状部材３の固定は、上述したように、ワイヤ３５を用いてメッシュ状部材３を筒状部材３１に巻き付けることにより行われる。以上の工程により、筒状部材３１の内側に加熱用ヒータ１が配設され、筒状部材３１の外側にメッシュ状部材３が配設されている構成を得ることができる。
また、筒状部材３１として、図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、開口部３３が複数に分割された形状の筒状部材４１を用いるようにしてもよい。この場合においても、図８Ａに示された筒状部材４１の内側に、図８Ｃに示された加熱用ヒータ１を、図９Ａに示されるように、挿入し、その後、図９Ｂに示されるように、筒状部材４１の開口部３３が形成された部分の外側（外周）にメッシュ状部材３を装着、固定する。ここで、図８Ａに示された筒状部材４１は、開口部３３が筒状部材４１の周方向に分割されている。なお、筒状部材４１として、図８Ｂに示されるように、開口部３３が筒状部材４１の長手方向に分割されている形状の筒状部材を用いるようにしてもよい。
このように、開口部３３が複数に分割された形状の筒状部材４１を用いることにより、開口部３３の開口面積を広くした状態においてもメッシュ状部材３が開口部３３から筒状部材４１内に凹み難くなる。これにより、メッシュ状部材３を筒状部材４１の外周面上において支持することができ、メッシュ状部材３と加熱用ヒータ１との短絡をより一層確実に抑制することができる。
図５に戻ると、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ３は、易電子放射物質としての金属酸化物１０ｂを有している。金属酸化物１０ｂは、筒状部材３１内に保持され、開口部３３を介してメッシュ状部材３に接触して設けられている。金属酸化物１０ｂ及びメッシュ状部材３は、金属酸化物１０ｂの表面及びメッシュ状部材３の表面が放電面となるように、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ３の外側に露出しており、金属酸化物１０ｂの表面部分にメッシュ状部材３が接触するようになっている。
金属酸化物１０ｂは、上述したように、陰極物質材として金属炭酸塩の形で塗布され、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。なお、加熱用ヒータ１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１０ｂ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、図７Ｂに示された、筒状部材３１の内側に加熱用ヒータ１が配設され、筒状部材３１の外側にメッシュ状部材３が配設されている状態において、メッシュ状部材３側から塗布され、開口部３３を通って筒状部材３１内に充填される。
このように、筒状部材３１の内側に加熱用ヒータ１が配設され、筒状部材３１の外側にメッシュ状部材３が配設されている状態において、金属炭酸塩を筒状部材３１内に充填し、その後金属炭酸塩を金属酸化物１０ｂに変えることにより、メッシュ状部材３と金属酸化物１０ｂとを確実且つ容易に接触させる状態とすることができる。
以上のことから、本第２実施形態のガス放電管用直熱型陰極Ｃ３では、第１実施形態と同様に、金属酸化物１０ｂに接触するメッシュ状部材３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１０ｂ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、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ３の動作電圧及び発生熱量を低くすることもできる。
また、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ３においても、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、大放電電流のガス放電管用直熱型陰極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現が可能となる。
また、筒状部材３１には開口部３３が形成されており、筒状部材３１の内側に加熱用ヒータ１が配設され、筒状部材３１の外側にメッシュ状部材３が配設され、金属酸化物１０ｂが筒状部材３１内に保持され、開口部３３を介してメッシュ状部材３に接触して設けられていることにより、放電時におけるメッシュ状部材３と加熱用ヒータ１との短絡を確実に抑制し得る構成をより一層低コスト且つ簡易に実現することができる。
また、筒状部材３１内に金属酸化物１０ｂが保持されるので、金属酸化物１０ｂの落下等を確実に防ぐことができる。
次に、図１０〜図１２に基づいて、上述した構成のガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を用いたガス放電管について説明する。図１０は、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を用いたガス放電管の全体斜視図、図１１はその発光部の分解斜視図、図１２は発光部の横断面図である。本実施形態においては、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１をサイドオン型の重水素ガス放電管に適用している。なお、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１の代わりにガス放電管用直熱型陰極Ｃ３を用いるようにしてもよい。
重水素ガス放電管ＤＴ１は、ガラス製の外周器６１を有している。外周器６１の内部には、図１０に示されるように、発光部組立体６２が収容され、外周器６１の底部はガラス製のステム６３により気密に封止されている。発光部組立体６２の下部からは４本のリードピン６４ａ〜６４ｄが延び、ステム６３を貫通して外部に露出している。発光部組立体６２は、共にアルミナ製の放電遮蔽板（放電遮蔽部）７１及び支持板７２を貼り合わせた遮蔽箱構造と、放電遮蔽板７１の前面に取り付けられた金属製の前面カバー７３とを有している。
図１１に示されるように、断面形状が凸型の支持板７２の後部には縦方向に貫通穴が形成され、ここにリードピン６４ａが挿入されてステム６３に保持されている。支持板７２の前面には下方に向かって縦に伸びる凹型溝が形成され、ここにステム６３から伸びるリードピン６４ｂが没入され、これらによって支持板７２はステム６３に固定される。リードピン６４ｂには四角形平板の陽極７４が前方に向かって固定され、支持板７２の前面に形成された２個の凸部と接することで保持される。
また、図１１に示されるように、放電遮蔽板７１は支持板７２に比べて薄型かつ幅広の凸型断面構造をなし、中央部の陽極７４と対応する位置には貫通穴７１ａが形成される。放電遮蔽板７１の凸部の側方には縦方向に貫通穴が形成されここにＬ字型に折り曲げた電極棒８１が挿通されている。そして、放電遮蔽板７１を支持板７２に貼り合わせた状態で、電極棒８１の下端とＬ字型に折り曲げられたリードピン６４ｃの先端とが溶接される。電極棒８１の側方に伸びた先端部には、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１の上側電極棒８２が溶接され、下側電極棒８３は、放電遮蔽板７１と支持板７２を貼り合わせた状態において、Ｌ字型に折り曲げられたリードピン６４ｄの先端に溶接される。
金属製の収束電極７６は、図１１に示されるように、中間部に放電遮蔽板７１の貫通穴７１ａと同軸上に収束開口７６ａを形成したＬ字型の金属板を、上部で後方に、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１方向の側部で前方に、それぞれ折り曲げて構成され、側部にガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を臨むための長方形状縦長の開口７６ｂが形成されている。そして、放電遮蔽板７１、支持板７２及び収束電極７６にはそれぞれ対応する位置に４個づつの貫通穴が形成されている。従って、放電遮蔽板７１、支持板７２及び収束電極７６を貼り合わせた状態において、Ｕ字状に折り曲げた２本の金属製のピン８４、８５を差込むことでこれらをステム６３に固定できる。
図１０及び図１１に示すように、金属製の前面カバー７３は４段に折り曲げた断面Ｕ字型をなし、中央部に投光用の開口窓７３ａが形成されている。そして両端部には２個づつの凸部７３ｂが形成されており、これが放電遮蔽板７１の前面端部に形成された４個の貫通開口７１ｂと対応している。従って、この凸部７３ｂを貫通開口７１ｂに差込むことで前面カバー７３は放電遮蔽板７１に固定され、この状態で収束電極７６の前方端部は前面カバー７３の内面に接触し、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１が配置される空間と発光空間とが分離される。
図１１及び図１２によれば、収束電極７６は中央部に放電遮蔽板７１の貫通穴７１ａと同軸上に収束開口７６ａを有しているが、ここには開口径を制限するための開口制限板７８が溶接で固定されている。尚、開口制限板７８は、収束開口７６ａの周囲で陽極７４の方向に屈曲され、従って放電遮蔽板７１の厚さよりも陽極７４と開口制限板７８の開口の距離の方が小さくなっている。
このように組み立てられた発光部６２内における各電極の配置は、図１２に示す通りである。陽極７４は放電遮蔽板７１及び支持板７２に挟まれて固定され、収束電極７６に溶接された開口制限板７８は、放電遮蔽板７１の貫通穴７１ａを介して陽極７４と向合う配置で、放電遮蔽板７１に固定される。ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１は、放電遮蔽板７１、前面カバー７３並びに収束電極７６の長方形開口７６ｂを有する面により包囲された空間内であって、長方形開口７６ｂを通して開口制限板７８を臨む位置に配置される。
次に、図１２を参照して重水素ガス放電管ＤＴ１の動作について説明する。ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１が十分に加熱された後、陽極７４とガス放電管用直熱型陰極Ｃ１との間にトリガ電圧が印加され放電が開始する。このときの熱電子の流路は、収束電極７６の開口制限板７８による収斂並びに放電遮蔽板７１及び支持板７２による遮蔽効果によって、経路９１（破線に挟まれた部分で図示される）ただ一つに限定される。即ち、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１から放出された熱電子（図示せず）は収束電極７６の長方形開口７６ｂから開口制限板７８を通過し、放電遮蔽板７１の貫通穴７１ａを通り陽極７４へと至る。アーク放電によるアークボール９２は開口制限板７８の前部空間であって陽極７４とは反対側の空間に発生する。そしてアークボール９２から取り出される光は、前面カバー７３の開口窓７３ａを通っておよそ矢印９３の方向に発せられる。
このように、本実施形態の重水素ガス放電管ＤＴ１では、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を用いることで、寿命が長く且つ動作の安定した重水素ガス放電管を実現することができる。
なお、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１は、上述した重水素ガス放電管ＤＴ１以外のガス放電管、たとえば管頂部より光を取り出すヘッドオン型重水素ガス放電管、希ガス蛍光ランプ、あるいは、水銀蛍光ランプ等の電極（ガス放電管用直熱型電極）として用いることもできる。詳しくは、本発明のガス放電管用直熱型電極を用いたガス放電管には、本発明のガス放電管用直熱型電極を含む対をなす放電用電極を有し、内面に蛍光体膜が形成された密閉容器を有し、密閉容器に対して希ガスを封入した希ガス蛍光ランプある。本発明のガス放電管用直熱型電極を用いたガス放電管には、本発明のガス放電管用直熱型電極を含む対をなす放電用電極を有し、密閉容器を有し、密閉容器に対して希ガスと水銀とを封入した水銀ランプがある。本発明のガス放電管用直熱型電極を用いたガス放電管には、本発明のガス放電管用直熱型電極を含む対をなす放電用電極を有し、内面に蛍光体膜が形成された密閉容器を有し、密閉容器に対して希ガスと水銀とを封入した蛍光ランプがある。
また、本発明のガス放電管用直熱型電極は、放電が分散する特徴を生かして、図１３に示されるように、容器５１外部に電極５２を有し、容器５１内部にガス放電管用直熱型陰極Ｃ１，Ｃ３を有し、容器５１内部に希ガスを封入し、高周波電源５３を使い駆動する片側外部電極型ランプに用いることができる。このように、本発明のガス放電管用直熱型電極は、上述した低圧ガスランプ等に用いることができる。
次に、図１４に基づいて、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を用いた重水素ガス放電管ＤＴ１に適した点灯装置について説明する。図１４は、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を用いた重水素ガス放電管ＤＴ１の点灯装置を示す回路図である。
点灯装置１０１は、重水素ガス放電管ＤＴ１のガス放電管用直熱型陰極Ｃ１と陽極７４との間に接続される電源としての定電流電源１０３と、陽極７４と収束電極７６との間に接続され、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１と収束電極７６との間にトリガ放電を発生させるための補助点灯回路部１１１と、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１と陽極７４との間に接続され、加熱用ヒータ１に所定の期間通電し所定の期間が経過した後は加熱用ヒータ１への通電を遮断するための通電遮断切替回路部１２１と、陽極７４と定電流電源１０３との間に直列接続して設置した電流検知用の固定抵抗器１３１とを有している。
定電流電源１０３は、直流開放電圧約１６０Ｖを供給すると共に、定常電流約３００ｍＡを供給する。この定電流電源１０３には、放電安定用の負性抵抗１０５、ダイオード１０７とが直列に接続されている。負性抵抗１０５は、５０〜１５０Ω程度に設定されている。
補助点灯回路部１１１は、陽極７４と収束電極７６との間に直列接続して設置した固定抵抗器１１３と、この固定抵抗器１１３に並列接続したコンデンサ１１５と、を含んでいる。通電遮断切替回路部１２１は、グロー管１２３を含んでいる。なお、補助点灯回路部１１１と収束電極７６との間に、重水素ガス放電管ＤＴ１の動作（点灯）後に開かれるスイッチを設けるようにしてもよい。また、グロー管１２３を使ったグロースタータ式に替えて、タイマ機能を有する半導体素子を用いた電子スタート式、タイマ機能の有無を問わず機械式（有接点）スイッチを用いるようにしてもよい。
次に、点灯装置１０１の動作について、図１５Ａ〜図１５Ｆ及び図１６Ａ〜図１６Ｅに基づいて説明する。
図１４には示されていないが、重水素ガス放電管ＤＴ１の点灯装置１０１の主電源スイッチをオン（始動）にすると、定電流電源１０３からグロー管１２３に電力が供給されてグロー管１２３においてグロー放電が発生し、グロー管１２３の電極が互いに接触することにより、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１の加熱用ヒータ１に電力が供給されて、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１が予熱される（図１５Ａ〜図１５Ｆ及び図１６Ａ〜図１６Ｅにおける期間Ａ１）。このとき、定電流電源１０３からガス放電管用直熱型陰極Ｃ１と陽極７４との間に電圧約１３０Ｖが印加されており、陽極７４からガス放電管用直熱型陰極Ｃ１に向う電界が発生している。
このようにトリガ放電の準備が整ったときに、グロー管１２３においてグロー放電が止まり、グロー管１２３の電極が離れることにより、定電流電源１０３から並列接続したコンデンサ１１５及び固定抵抗器１１３を介して収束電極７６に電位約１３０Ｖを発生させ、トリガ放電がガス放電管用直熱型陰極Ｃ１と収束電極７６との間に発生する（図１５Ａ〜図１５Ｆ及び図１６Ａ〜図１６Ｅにおける期間Ａ２）。
そして、このようにトリガ放電を発生させることにより、アーク放電をガス放電管用直熱型陰極Ｃ１と陽極７４との間に発生させ、定電流電源１０３からガス放電管用直熱型陰極Ｃ１と陽極７４との間に供給する電流約３００ｍＡに基づいて、主電源スイッチをオフするまでアーク放電が安定して持続する（図１５Ａ〜図１５Ｆ及び図１６Ａ〜図１６Ｅにおける期間Ａ３）。なお、重水素ガス放電管ＤＴ１が動作（点灯）している間、固定抵抗器１３１により、定電流電源１０３から重水素ガス放電管ＤＴ１に印加される電圧は、始動時の約１６０Ｖから約１２０Ｖに低下することになる。
ところで、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を用いた重水素ガス放電管ＤＴ１においては、下記の（７）式及び（８）式の関係で駆動可能であることから、
0003999663.tif 000004
ここで、Ｉｆ０：始動時の加熱用ヒータへの初期供給電流
Ｉｐ  ：放電電流
Ｖｆ１：動作中の加熱用ヒータへの印加電圧
この点灯装置１０１では、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１を用いた重水素ガス放電管ＤＴ１を点灯させるための点灯装置を実現することができる。また、ガス放電管用直熱型陰極Ｃ１の予熱用、トリガ放電（初期ガス電離による放電）開始用、及び、主放電用の電源を１つの定電流電源１０３で賄うことができ、特にガス放電管用直熱型陰極Ｃ１の予熱（加熱用ヒータ）用の電源が不要となり、大幅な部品点数の削減及び構成の簡略化を図ることができる。
また、点灯装置１０１では、通電遮断切替回路部１２１がグロー管１２３を含んでいるので、通電遮断切替回路部１２１を簡易且つ低コストで実現できる。更に、補助点灯回路部１１１は、コンデンサ１１５を含んでいるので、補助点灯回路部１１１を簡易且つ低コストで実現できる。また、補助点灯回路部１１１は、固定抵抗器１１３を含んでいるので、重水素ガス放電管ＤＴ２の点灯性を向上することができる。
また、点灯装置１０１では、電流検知用の固定抵抗器１３１を有しているので、重水素ガス放電管ＤＴ１の動作時の電圧を下げることができ、重水素ガス放電管ＤＴ１の消費電力を低減することができる。
なお、第１及び第２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、これに限られることなく、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１０ｂ（あるいは１０ａ）の耐スパッタ性向上、放電性向上のために、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１０ｂ（あるいは１０ａ）の表面、あるいは加熱用ヒータ１、あるいはメッシュ状部材３に付着させるようにしてもよい。
また、第１及び第２実施形態の更なる変形例として、複数の加熱用ヒータ１を並列に設け、これらの加熱用ヒータ１にわたって、メッシュ状部材３を設けるようにしてもよい。
また、第１及び第２実施形態においては、メッシュ状部材３の表面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１０ｂ（あるいは１０ａ）にメッシュ状部材３が接触しているのであれば、メッシュ状部材３の表面が金属酸化物１０ｂ（あるいは１０ａ）に覆われていてもよい。
また、第１及び第２実施形態においては、加熱用ヒータ１に予め金属酸化物１０ａを被覆しているが、金属酸化物１０ａが被覆されていない加熱用ヒータ１を用いて、この加熱用ヒータ１の外側にメッシュ状部材３を設けた状態において、金属炭酸塩を塗布、充填して、金属酸化物１０ｂを設けるようにしてもよい。ただし、加熱用ヒータ１に金属酸化物１０ｂを確実に保持させることができるので、加熱用ヒータ１に予め金属酸化物１０ａを被覆しておくことが好ましい。
また、第１及び第２実施形態においては、メッシュ状部材３を折り返し、あるいは積層することにより厚みを持たせ、金属酸化物１０の保持量の増量、保持性能の向上を図るようにしてもよい。
また、第２実施形態においては、筒状部材３１，４１を用いているが、電気絶縁性部材としての形状は、筒状に限られるものではない。メッシュ状部材３と加熱用ヒータ１とが電気的に絶縁された状態とされるのであれば、たとえば開口部３３を有した板状の電気絶縁性部材を用いるようにしてもよい。また、開口部３３の形状、大きさ、数等も、上述した実施形態に限られるものではなく、適宜変更して設定することができる。
産業上の利用可能性
本発明のガス放電管用直熱型電極は、希ガスランプ、希ガス蛍光ランプ、水銀ランプ、水銀蛍光ランプ、重水素ランプ等の直熱型電極（直熱型陰極）に利用できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、第１実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を示す概略斜視図である。
図２は、第１実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を示す概略断面図である。
図３は、第１実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を示す概略斜視図である。
図４は、第１実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を示す概略断面図である。
図５は、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を示す概略断面図である。
図６Ａは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図６Ｂは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図６Ｃは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図７Ａは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図７Ｂは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図８Ａは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図８Ｂは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図８Ｃは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図９Ａは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図９Ｂは、第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極における、製造工程の一例を説明するための図である。
図１０は、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管を示す全体斜視図である。
図１１は、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の発光部の分解した状態における斜視図である。
図１２は、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の発光部の横断面図である。
図１３は、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いた片側外部電極型ランプを示す構成図である。
図１４は、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置を示す回路図である。
図１５Ａは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電圧特性を示すタイムチャートである。
図１５Ｂは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電圧特性を示すタイムチャートである。
図１５Ｃは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電圧特性を示すタイムチャートである。
図１５Ｄは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電圧特性を示すタイムチャートである。
図１５Ｅは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電圧特性を示すタイムチャートである。
図１５Ｆは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電圧特性を示すタイムチャートである。
図１６Ａは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電流特性を示すタイムチャートである。
図１６Ｂは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電流特性を示すタイムチャートである。
図１６Ｃは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電流特性を示すタイムチャートである。
図１６Ｄは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電流特性を示すタイムチャートである。
図１６Ｅは、第１あるいは第２実施形態に係るガス放電管用直熱型陰極を用いたガス放電管の点灯装置における、動作電流特性を示すタイムチャートである。
図１７は、ガス放電管における、ヒータ印加電圧と陰極降下電圧（ボックス電位）との関係を示す線図である。
図１８は、ガス放電管における、ヒータ印加電圧と放電電流との関係を示す線図である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１５Ｆ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１７】
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【図１８】
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