(57)【要約】【課題】無電極の放電管内に封入した発光物質を高周波電磁界によって励起して長時間安定に発光させることが可能な無電極放電ランプに関する。【解決手段】一端を接地し他端を開放、かつ前記他端に発光管３を取り付けた棒状の共振器１２と、前記共振器に対向して設けられ、外部から供給されるマイクロ波を前記共振器に放出するマイクロストリップ線路１５と、前記発光管からの放電発光を反射して外部に放射するリフレクタ２と、前記リフレクタ及び前記共振器の前記一端を固定するシールドケースとからなる無電極放電ランプにおいて、前記シールドケースにバネ性を有する保持部材３０，３１により前記発光管を固定し、固定された前記発光管と前記共振器の他端との対向する取り付け面は摺動可能に密着させた。【選択図】　　　図１
2004079263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を接地し他端を開放、かつ前記他端に発光管を取り付けた棒状の共振器と、前記共振器に対向して設けられ、外部から供給されるマイクロ波を前記共振器に放出するマイクロストリップ線路と、前記発光管からの放電発光を反射して外部に放射するリフレクタと、前記リフレクタ及び前記共振器の前記一端を固定するシールドケースとからなる無電極放電ランプにおいて、
前記シールドケースにバネ性を有する保持部材により前記発光管を固定し、固定された前記発光管と前記共振器の他端との対向する取り付け面は摺動可能に密着させたことを特徴とする無電極放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極の放電管内に封入した発光物質を高周波電磁界によって励起して長時間安定に発光させることが可能な無電極放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無電極放電ランプを用いた光源装置は、発光部に電極を有していないので、メタルハライド、キセノンランプ等の有電極放電ランプのように、発光時のプラズマによって電極が消耗しランプの寿命を短縮させてしまう問題がなく、長寿命化が図れるといった特徴を有している。そのため、紫外線硬化インクの光源装置用、液晶プロジェクタ等の光源装置用などに適用すべく検討がなされてきている。
【０００３】
そこで、本出願人は光源装置に関し、既に特開２００１−３５１７９１号公報において、小型で廉価な無電極放電ランプの共振装置を提案した。
図９はその無電極ランプ共振装置を示した構成図で、図９（ａ）は側面図、（ｂ）は前面図である。図９（ａ）に示した無電極ランプ共振装置の一例７０Ａでは、接地用導体ケース７１がアルミニウム（Ａｌ）あるいは銅（Ｃｕ）などの金属を用いて箱状又は円筒状に形成されている。接地用導体ケース７１の前面７１ａ側には、無電極ランプ８０からの光を出射させるための開口部７１ａ１が形成されている。
【０００４】
また、接地用導体ケース７１の底面７１ｂ側には、５０Ωの同軸ケーブルあるいは硬質タイプのマイクロ波ケーブルを用いた第１給電線７２が底面７１ｂに穿設した孔７１ｂ１を通って外部から内部に進入している。
この第１給電線７２の一端は接地用導体ケース７１の外部に設けたインピーダンス整合器７３に接続され、更に、インピーダンス整合器７３は第１給電線７２と同種の第２給電線７４によりマイクロ波を発生させるための高周波電源７５に接続されている。また、第１給電線７２の他端は接地用導体ケース７１の内部に設けたマイクロストリップ線路７８の一端に接続されている。
【０００５】
上記した高周波電源７５は、マグネトロンを用いることなく、例えば略８００ＭＨｚのマイクロ波を発生するものであり、高周波用トランジスタを用いた電源を適用している。そして、この高周波電源７５で発生したマイクロ波のインピーダンスと、第１給電線７２側のインピーダンスとのマッチングを取るためにインピーダンス整合器７３が設けられている。また、接地用導体ケース７１の内部で底面７１ｂ上には、金属性支持台７６が底面７１ｂに対してこの上面が略平行になるよう取り付けられている。
【０００６】
また、金属性支持台７６の上面上には、誘電媒体であるアルミナ基板７７が接着されており、更に、アルミナ基板７７上にマイクロストリップ線路７８が接着されている。そして、前述したように第１給電線７２の他端をマイクロストリップ線路７８の一端に半田付けにより接続している。
【０００７】
上記したマイクロストリップ線路７８は、導電性の良い銅箔，金箔などの金属箔を用いており、このマイクロストリップ線路７８の幅と厚さ及びアルミナ基板７７の比誘電率と厚さなどで決まるインピーダンスを略５０Ωに設定している。そして、第１給電線７２を介して伝送された波長λ０のマイクロ波を、アルミナ基板７７、空気などの誘電媒体を介してマイクロストリップ線路７８の表面から波長λ１で空気中に放射している。
【０００８】
また、接地用導体ケース７１の内部中央部位には、マイクロストリップ線路７８から放射されるマイクロ波の波長λ１に対して略（λ１）／４の共振長のマイクロ波を得るための共振器７９が、マイクロストリップ線路７８に対して略平行に取り付けられている。
この共振器７９は、電気伝導性、熱伝導性の良好なアルミニウム、銅、銅合金などを用いて棒状に形成されており、且つ、この共振器７９の共振長と対応した共振部位７９ａの一端７９ａ１は接地用導体ケース７１の背面７１ｃの中央部に固着されて、接地用導体ケース７１に対して接地されている。
一方、共振器７９の共振部位７９ａの他端７９ａ２側は接地用導体ケース７１の前面７１ａに向かい、この前面７１ａの少し内側まで伸びて開放され、この開放端となる他端７９ａ２に無電極ランプ（発光管）８０が耐熱性、熱膨張を考慮してアルミナ粉末等を主成分としたセラミックス接着剤により固着されている。
【０００９】
ここで、マイクロストリップ線路７８から放射される波長λ１のマイクロ波を共振器７９が受信した時に、マイクロ波の電圧波形と電流波形とが９０度位相がずれ、電界強度が最大となるマイクロ波の共振長は略（λ１）／４となる。
又前記共振器７９の共振長は、接地用導体ケース７１の内部が空気で満たされている場合には、空気の比誘電率を略１とすればよく、接地用導体ケース７１内が空気と異なる媒体で満たされている場合はこの媒体の比誘電率を考慮すればよい。
【００１０】
上記した無電極ランプ８０は、内部に希ガス、ハロゲン金属などの放電媒体が封入されており、無電極ランプ８０のガラス球は可視光に対して透過性があり、耐熱強度のよい石英ガラスが使われる。この際、無電極ランプ８０内の放電媒体とし、希ガス、金属ハロゲン化物等が封入されている。無電極ランプ８０内には電極がなく長寿命化が図れるものであり、封入金属の種類によって出射光の発光スペクトルを制御出来る。
【００１１】
更に、接地用導体ケース７１の内部で前面７１ａ側に楕円面状又は放物面状のリフレクタ８１が無電極ランプ８０の周囲を覆うように設けられ、このリフレクタ８１は楕円面状又は放物面状のガラスベースの内側に誘電体薄膜をコートしたミラーに形成されている。
【００１２】
次に、上記構成の無電極ランプ共振装置７０Ａの動作について説明する。
高周波電源７５で発生したマイクロ波は、第２給電線７４、インピーダンス整合器７３、第１給電線７２からアルミナ基板７７上のマイクロストリップ線路７８に有線で伝送される。
次に、マイクロストリップ線路７８に有線で伝送された波長λ０のマイクロ波は、アルミナ基板７７、空気などの誘電媒体を介してこのマイクロストリップ線路７８の表面から空気中に波長λ１で放射されて棒状の共振器７９で受信され、このマイクロ波の波長λ１に対して略（λ１）／４の共振長のマイクロ波が棒状の共振器７９で得られる。
【００１３】
ここで、共振器７９の共振部位７９ａの一端７９ａ１は接地用導体ケース７１の背面７１ｃに接地されており、且つ、共振部位７９ａの他端７９ａ２は開放されているので、この共振器７９の電界分布が開放端となる他端７９ａ２で最大となる。
そして、共振部位７９ａの他端７９ａ２で生じた電界が強い領域に放電媒体を封入した無電極ランプ８０を配置することにより、無電極ランプ８０内の放電媒体がマイクロ波による強電界により均一に効率よく励起発光される。この後、発光した光はリフレクタ８１を介して接地用導体ケース７１の前面７１ａ側から出射される。
【００１４】
なお、上記した構成部材のうちで、金属材料を用いて形成した接地用導体ケース７１、金属性支持台７６、金箔以外を用いた場合のマイクロストリップ線路７８、共振器７９は、各金属の表面に金メッキを施すことにより、無電極ランプ８０はより安定で高効率な励起発光が可能となる。
【００１５】
上記のように、無電極ランプ共振装置７０Ａでは、マイクロ波を発生させる高周波電源７５はトランジスタ電源を適用し、また、高周波電源７５からマイクロ波をマイクロストリップ線路７８に伝送する第１給電線７２も同軸ケーブルあるいはマイクロ波ケーブルを適用している。
更に、共振器７９の共振部位７９ａの一端７９ａ１を接地用導体ケース７１に接地し、共振部位７９ａの他端７９ａ２を開放してこの開放端となる他端７９ａ２に無電極ランプ８０を配置し、強電界が共振部位７９ａの他端７９ａ２に一極集中するため、無電極ランプ８０を均一に効率よく励起発光させることが出来る。
【００１６】
図１０に従来の無電極ランプ共振装置のランプ近傍に接地電極を配置した一例を示した。図１０は無電極ランプ共振装置を示した構成図であり、図１０（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
図１０（ａ）に示した如く、無電極ランプ共振装置７０Ｂでは、先に説明した無電極ランプ共振装置７０Ａの一部を構成する無電極ランプ８０の近傍に接地電極８２を配置したものである。
【００１７】
上記接地電極８２は、接地用導体ケース７１の前面７１ａ側で無電極ランプ８０の光出射側に設けられており、細径の導電線を用いて球状の無電極ランプ８０の径より大きなリング部８２ａを無電極ランプ８０と接近して対向させ、且つ、このリング部８２ａから垂下した直線部８２ｂをリフレクタ８１に穿設した孔８１ａを通して接地用導体ケース８１の底面８１ｂに接地して取り付けている。
【００１８】
上記の構成により、無電極ランプ共振装置７０Ｂの動作は、接地電極８２により共振器７９の共振部位７９ａの他端７９ａ２から発生する強電界域を無電極ランプ８０の内部あるいはその近傍に誘導することが出来、無電極ランプ８０内の放電媒体を励起発光させることを可能にすると共に、無電極ランプ８０からの光の一部は接地電極８２のリング部８２ａ内を通り、残りの光はリング部８２ａ外を通って外部に出射させる。
この接地電極８２は無電極ランプ共振装置７０Ａの一部を構成する無電極ランプ８０の近傍に配置されるものであるが、この接地電極８２は無電極ランプ８０を固定はしていない。
【００１９】
図１１に従来の無電極放電ランプを用いた共振装置のランプ近傍にメッシュで形成した接地電極を配置した一例を示した。図１１（ａ）は側面図、（ｂ）は前面図である。
図１１の無電極ランプ共振装置７０Ｃでは、前記の無電極ランプ共振装置７０Ａの一部を構成する接地用導体ケース７１の前面７１ａに、無電極ランプ８０からの光を外部に出射させるために金属メッシュで形成した接地電極８３を取り付けている。接地電極８３は無電極ランプ８０と対向する部位を無電極ランプ８０側に向かって凹状にへこませて凹状部８３ａを形成し、この凹状部８３ａを無電極ランプ８０の光出射側に接近対向させている。
【００２０】
上記の構成により、無電極ランプ共振装置７０Ｃの動作は、先の従来例と同様に、接地電極８３により共振器７９の共振部位７９ａの他端７９ａ２から発生する強電界域を無電極ランプ８０の内部あるいはその近傍に誘導出来、無電極ランプ８０内の放電媒体をより簡単に励起発光出来る。
接地用導体ケース７１の前面７１ａに、無電極ランプ８０からの光を外部に出射させるために金属メッシュで形成した接地電極８３を取り付けている。
【００２１】
この接地電極８３は無電極ランプ８０と対向する部位を無電極ランプ８０側に向かって凹状にへこませて凹状部８３ａを形成し、この凹状部８３ａを無電極ランプ８０の光出射側に接近対向させている。
接地電極８３は無電極ランプ８０に接近対向させて配置されており、接地電極８３は無電極ランプ８０を固定しているものではない。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
このような発光管８０の駆動の動作において、共振器７９の先端には強い電界が発生しており、共振器７９の先端と発光管８０の間に隙間（空気層）が少しでも存在するとその隙間部分で絶縁破壊が生じ放電してしまい、発光管８０を長時間安定に発光させることが出来ないという問題がある。
この絶縁破壊による放電現象は特に点灯時に発生し易く、点灯時に放電が発生すると発光管８０の発光部に十分な強度の電界が供給出来ず、正規の放電発光に到らない。
また、発光中に前記隙間での放電が発生すると、発光部に十分なエネルギーが供給されなくなるので、放電が維持出来なくなり立ち消えになるか、放電は維持出来ても発光効率が大幅に低下する。
【００２３】
また、隙間をなくすため共振器７９と発光管８０を、例えばセラミック系の接着剤など接着剤材質の弾性係数が大きな接着剤で接合すると、共振器７９と発光管８０の熱膨張係数の差によって接着層に生ずる熱応力により接着層と発光管８０、あるいは接着層と共振器７９の界面が剥離してしまう。また、接着力が十分大きい場合は発光管８０が破壊してしまう。
【００２４】
そこで、本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、共振器７９と発光管８０の接合部の隙間をなくし、かつ、接着界面での剥離や発光管８０の破壊が防止出来、高温になる動作状態でも発光管８０の発光部に十分なエネルギーを供給可能な無電極放電ランプを提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために
請求項１に記載された発明は、
一端を接地し他端を開放、かつ前記他端に発光管３を取り付けた棒状の共振器１２と、
前記共振器に対向して設けられ、外部から供給されるマイクロ波を前記共振器に放出するマイクロストリップ線路１５と、
前記発光管からの放電発光を反射して外部に放射するリフレクタ２と、
前記リフレクタ２及び前記共振器１２の前記一端を固定するシールドケース１１とからなる無電極放電ランプにおいて、
前記シールドケース１１にバネ性を有する保持部材により前記発光管３を固定し、固定された前記発光管３と前記共振器１２の他端との対向する取り付け面は摺動可能に密着させたことを特徴とする無電極放電ランプを提供するものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の無電極放電ランプの実施の形態につき、好ましい実施例により、以下に図と共に説明する。
図１は本発明の無電極放電ランプの第１実施例の全体の構成を示した図である。
【００２７】
図１（ａ）は無電極放電ランプの側面図及び無電極放電ランプ駆動回路、（ｂ）は図１（ａ）の無電極放電ランプをＭＭ方向から見た正面図である。
図１（ａ）において、本発明の無電極放電ランプ２０は、
一端を接地し他端を開放、かつ前記他端に発光管３を取り付けた棒状の共振器１２と、前記共振器に対向して設けられ、外部から供給されるマイクロ波を前記共振器に放出するマイクロストリップ線路１５と、前記発光管からの放電発光を反射して外部に放射するリフレクタ２と、前記リフレクタ２及び前記共振器１２の前記一端を固定するシールドケース１１とからなる無電極放電ランプにおいて、
前記シールドケース１１にバネ性を有する保持部材により前記発光管３を固定し、固定された前記発光管３と前記共振器１２の他端との対向する取り付け面は摺動可能に密着させたものである。
【００２８】
ここで、図８に示すように、発光管３は、円柱状凹部を有した石英ガラスからなる発光管半体１６と、凹部を閉じるように発光管半体１６に接合された部材１７と、この部材１７を接合することによって形成された中空部１８に封入された放電始動ガスを含む発光物質１９とからなる。
【００２９】
また、リフレクタ２と、発光管３と、共振器１２とで無電極放電ランプ２０を形成している。
前記発光管３からの放電発光を反射して外部に放射するリフレクタ２は、楕円面又は放物面を利用してその焦点の位置に前記発光管３を配置して前記発光管３からの放電発光をリフレクタ２により反射させて外部に放射する。
【００３０】
前記発光管３と前記共振器１２との対向する取り付け面は摺動可能に密着させて構成されるが、この発光管３は、図１（ａ），（ｂ）に示されるように、取り付け面を摺動可能に密着させる構成とするために、前記発光管３は保持部材である、スタッド３０及びバネ性を有するアーム３１により接地用導体ケース（シールドケース）１１に固定される。詳細は図３と共に後述する。
【００３１】
なお、上記共振器１２の長さは、マイクロストリップ線路１５から放出されるマイクロ波の波長をλｇとした場合、略（λｇ）／４となるように形成される。
また、上記マイクロストリップ線路１５は、インピーダンスが略５０Ωとなるように、誘電体基板１４の誘電率を考慮して適当な線幅、厚さでもって形成される。
例えば、誘電体基板１４として誘電率が８〜１０で、厚さが１．５ｍｍのアルミナを用いた場合には、マイクロストリップ線路１５は幅が２ｍｍで厚さが０．１７ｍｍとなるように設定される。
【００３２】
また、接地用導体ケース１１の背面部１１ｃには穿設した孔２１が形成されている。この孔２１を介して、マイクロストリップ線路１５とインピーダンス整合回路２２とが同軸ケーブルまたは硬質のマイクロ波ケーブルを用いた第１給電線２３によって接続されている。
【００３３】
このインピーダンス整合器２２は、さらに第１給電線２３と同種の第２給電線２４によって、共振器１２からの反射波を検出して駆動周波数や整合条件を可変させる方向性結合器２５に接続されている。
この方向性結合器２５は、第１及び２給電線２３、２４と同種の第３給電線２６によって、マイクロ波を発生する高周波電源２７に接続されている。
【００３４】
上記インピーダンス整合器２２は、高周波電源２７のインピーダンスと、共振器１２側のインピーダンスとのマッチングをとるために設けられるものであり、マッチングをとる必要がない場合には、第１給電線２３の一端を直接高周波電源２７に接続してもよい。
【００３５】
この無電極放電ランプの共振装置１０は、以下のように動作する。
高周波電源２７で発生した６００ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚ程度のマイクロ波を、第３給電線２６、方向性結合器２５、第２給電線２４、インピーダンス整合器２２、及び第１給電線２３を伝送してマイクロストリップ線路１５に供給する。
そして、方向性結合器２５により、共振器１２からの反射波を検出して共振器１２の反射波が小さくなる反射波条件を高周波電源２７に供給する。
【００３６】
この高周波電源２７からは、上記したようにマイクロ波を供給する一方、前記した反射波条件に基づいて共振器１２側のインピーダンスとマッチングする整合定数をインピーダンス整合器２２に出力する。
【００３７】
そして、インピーダンス整合器２２では、上記した整合定数に基づいて共振器１２側と高周波電源２７のインピーダンスがマッチングするように調整する。インピーダンスマッチングをしない場合には、反射波が増加する。
ここで、伝送された波長λｖ（自由空間における波長）のマイクロ波を誘電体基板１４、空気などの誘電媒体を介してマイクロストリップ線路１５の表面より波長λｇで空気中に放出する。
【００３８】
この場合、誘電体基板１４の比誘電体及び空気の比誘電率を考慮した実効比誘電率をε１とすれば、自由空間におけるマイクロ波の波長λｖと、マイクロストリップ線路１５から放出されるマイクロ波の波長λｇとは、次式で表される関係になる。即ち、
波長（λｇ）＝（λｖ）／（ε１）１／２
となる。
【００３９】
マイクロストリップ線路１５から放出されるマイクロ波の波長λｇに対して略（λｇ）／４の共振長のマイクロ波を得るための共振器１２が、マイクロストリップ線路１５に対して略平行に取り付けられている。
このマイクロ波の強い電界が発光管３に供給され、希ガスの放電によって発光管３の管壁が熱せられ、発光物質を気化させて、発光物質特有の発光スペクトルの光を発光させる。
【００４０】
発光物質としては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトン等の希ガス及びガリウム・インジウム・タリウム等の金属のハロゲン化物、水銀、亜鉛、硫黄、セレン、テルル等が封入されている。
勿論、無電極ランプ２０内には電極がないために長寿命化が図れるものであり、封入する金属の種類によって出射される光の発光スペクトルを制御することが出来る。
【００４１】
図２及び図３は本発明の無電極放電ランプの主要部の第１の実施例を示したものである。
図２（ａ）に示すように、共振器１２の先端に発光管３が配置されており、両者は密着しているが、図２（ａ）で左右方向の位置関係は拘束されておらず、摺動可能である。
この共振器１２の先端の端面１２ａと発光管３の先端の端面３ａとで形成される境界部の温度は、無電極光源の動作時には、条件にもよるが略３００〜４００℃となる。
【００４２】
例えば発光管３の材質が石英ガラスで、一方、共振器１２の材質が銅の場合、銅の方が石英ガラスに対して略５０倍も線熱膨張率が大きいため図２（ｂ）に示されるように、共振器１２と発光管３に形状のズレを生ずるが、発光管３の端面３ａと共振器１２の端面１２ａは摺動可能に構成されているので、この結合部で応力を発生することはなく、従って発光管３が破壊することもない。
この場合は、共振器１２の端面１２ａの表面粗さ及び平面度がある水準に達していないと両者がきちんと密着せず、その目的を達することが出来ない。
【００４３】
発光管３と共振器１２との取り付け面の密着状態を保持するには、図３に示すような保持部材を使用した構成とする。
図３に示されるように保持部材である、スタッド３０とそれを支持するアーム３１とにより、発光管３を押えるが、このアーム３１はその曲げ方向の変位に対して適度なバネ成分を有している。
【００４４】
従って、温度変化により発光管３及び共振器１２が伸縮しても両者の接合面の密着状態を保持することが出来る。
なお、保持部材はスタッド３０及びアーム３１共に適度なバネ成分を有するようにして構成することも出来る。
【００４５】
また、発光管３と共振器１２とが径方向に大きくずれないように、図４の実施例に示すように径方向の位置を規制する仕組みを設けてもよい。
図４（ａ）は発光管３側を凹とした実施例であり、前述したように発光管３の材質が石英ガラス、共振器１２の材質が銅の時は、動作時には共振器１２の直径の方がより膨張するので、はめあい部には隙間を設けておく必要がある。
隙間の程度は、例えば、はめあい部の直径が５ｍｍ、温度上昇が４００℃の時で４０μｍ程度である。
【００４６】
図４（ｂ）は共振器１２側を凹とした実施例であり、材料の組合わせが図４（ａ）と同様に、発光管３の材質が石英ガラス、共振器１２の材質が銅の時は、動作時には共振器１２の直径の方がより膨張するので、はめあい部に温度上昇を見越した隙間は不要である。
【００４７】
次に、本発明の無電極放電ランプの主要部の第２の実施例について、図５を用いて説明する。
第２の実施例５０は、図５に示したように、発光管３の取り付け面である端面３ａと共振器１２の取り付け面である端面と１２ａの間に、少なくとも動作状態（４００℃程度）では融解している低融点金属３２を介在させている実施例である。
【００４８】
低融点金属３２としては、例えばＩｎ（インジウム：融点１５７℃）、Ｓｎ（スズ：融点２３２℃）、ＩｎＧａ合金（インジウム−ガリウム：融点は組成により様々）などが使用出来る。
【００４９】
低融点金属３２は動作状態では液状であるため、発光管３と共振器１２の形状にズレが生じても応力を発生することはない。
また、発光管３の取り付け面である端面３ａと共振器１２の取り付け面である端面１２ａの表面形状が悪くても隙間が埋められるので、第１の実施例の場合とは異なり、問題は発生しない。
【００５０】
例えば共振器１２の端面１２ａの平均表面粗さＲａが数十ミクロン程度あっても全く問題がないことを実験で確認した。
また、径方向の位置ずれ対策や密着保持の方法に関しては、既に説明した第１の実施例４０の場合と全く同様でよい。
【００５１】
次に、本発明の無電極放電ランプの主要部の第３の実施例について、図６を用いて説明する。
第３の実施例６０は、図６に示されるように発光管３と共振器１２とは接着剤よりなる接着層３３によって接合されている。
【００５２】
例えば、発光管３の材質が石英ガラス、共振器１２の材質が銅の場合における動作時には、図６（ｂ）に示すように共振器１２側が大きく（長く）なり、接着層３３には歪が発生する。
【００５３】
この歪みにより接着層３３に生ずる応力が、発光管３の取り付け面である端面３ａとの接着力、共振器１２の取り付け面である端面１２ａとの接着力、発光管３の破壊応力、接着層３３の破壊応力のいずれよりも小さければ、動作中に発光管３と共振器１２が剥がれることも、発光管３が破壊することも起きない。
【００５４】
図７は固体における歪εと応力σとの関係を模式的なグラフにより図示したものである。
実線のグラフＡは弾性係数が大きい固体であり、別の実線のグラフＢは弾性係数の小さな固体である。
図７から明らかなように、同一量の歪ε０を与えた場合、弾性係数が大きな固体に生ずる応力σＡの方が、弾性係数が小さな固体に生ずる応力σＢよりも大きい。
従って、熱膨張差で発生する歪で生ずる応力を小さくするには、硬化した時の弾性係数が小さな接着剤を選定すればよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、発光管と前記棒状の共振器の対向面は摺動可能に密着させたので、発光管と共振器との間で放電を生ずることなく、共振器からのマイクロ波エネルギーを効率良く発光管の発光部に伝達すると共に、発光管と共振器が剥離したり、発光管が破壊したりすることのない、高効率で高信頼性の長時間安定に発光させることが可能な無電極放電ランプを提供することが出来る。
【００５６】
また、本発明によれば、発光管を接地用導体ケースにバネ性を有する保持部材により固定したので、発光管と共振器の間で放電を生ずることなく、共振器からのマイクロ波エネルギーを効率よく発光管の発光部に伝達すると共に、発光管と共振器が剥離したり、発光管が破壊したりすることのない、高効率で高信頼性の長時間安定に発光させることが可能な無電極放電ランプを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無電極放電ランプを有するマイクロ波無電極ランプ共振装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の無電極放電ランプの第１実施例の非動作時、動作時の発光管取付け部の構成の状態を示した図である。
【図３】本発明の無電極放電ランプの第１実施例の動作時の発光管取付け部の構成を示した図である。
【図４】本発明の無電極放電ランプの第１実施例の発光管取付け部の概略断面図である。
【図５】本発明の無電極放電ランプの第２実施例の説明図である。
【図６】本発明の無電極放電ランプの第３実施例の説明図である。
【図７】固体における歪（ひずみ）と応力との関係を示した模式図である。
【図８】図１に示した本発明の無電極放電ランプを構成する発光管の断面図である。
【図９】従来の無電極放電ランプを用いた共振装置の一例のブロック構成を示した図である。
【図１０】従来の無電極放電ランプを用いた共振装置のランプ近傍に接地電極を配置した一例のブロック構成を示した図である。
【図１１】従来の無電極放電ランプを用いた共振装置のランプ近傍にメッシュで形成した接地電極を配置した一例のブロック構成を示した図である。
【符号の説明】
２　リフレクタ
２ａ　共振器１２が挿入される開口部
３　発光管
３ａ　発光管３の取り付け面（端面）
１０　共振装置
１１　接地用導体ケース（シールドケース）
１１ａ　前面部
１１ｂ　前面部の開口部
１１ｄ　背面部
１２　共振器
１２ａ　共振器１２の取り付け面（端面）
１３　インピーダンス整合器
１４　誘電体基板
１５　マイクロストリップ線路
１６　発光管半体
１７　発光管半体１６に接合された部材
１８　中空部
１９　発光物質
２０　無電極放電ランプ
２１　接地用導体ケース１１に穿設された孔
２２　インピーダンス整合器
２３　第１給電線
２４　第２給電線
２５　方向性結合器
２６　第３給電線
２７　高周波電源
３０　スタッド（保持部材）
３１　アーム（保持部材）
３２　低融点金属
３３　接着層
４０　本発明の無電極放電ランプの主要部の第１の実施例
５０　本発明の無電極放電ランプの主要部の第２の実施例
６０　本発明の無電極放電ランプの主要部の第３の実施例
Ａ　弾性係数が大きい固体のグラフ
Ｂ　弾性係数が小さい固体のグラフ
σ，σＡ，σＢ　　応力
ε，ε０　　歪
【図１】
2004079263.tif 000003
【図２】
2004079263.tif 000004
【図３】
2004079263.tif 000005
【図４】
2004079263.tif 000006
【図５】
2004079263.tif 000007
【図６】
2004079263.tif 000008
【図７】
2004079263.tif 000009
【図８】
2004079263.tif 000010
【図９】
2004079263.tif 000011
【図１０】
2004079263.tif 000012
【図１１】
2004079263.tif 000013