(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電回路であって、
入力電圧を昇圧する昇圧回路と、
蓄電素子を有し前記昇圧回路の出力を該蓄電素子に充電する蓄電回路であって、前記昇圧回路の出力を整流する第１の整流素子、該第１の整流素子から前記蓄電素子への充電経路に挿入された逆流防止用の第２の整流素子、及び該第２の整流素子のアノード端子側でかつ前記第１の整流素子の出力端子間に接続され、降伏電圧が前記蓄電素子の絶対最大定格値よりも低い放電ギャップを備えた蓄電回路と、
前記第２の整流素子のアノード端子側において前記第１の整流素子の出力端子間の電圧を検出する充電入力検出部と、
前記充電入力検出部によって検出された充電入力電圧に基づいて前記放電ギャップが導通したか否かを判別し、前記放電ギャップが導通したと判別した場合に前記昇圧回路を停止させるように構成された制御部と
を備えた充電回路。
【請求項２】
閃光放電ランプ点灯装置であって、
請求項１に記載の充電回路、及び
閃光放電ランプを絶縁破壊させて前記蓄電素子からのエネルギーを該閃光放電ランプに投入させるための始動回路
を備えた閃光放電ランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄電素子に電荷を充電するための充電回路、及びそれを用いた閃光放電ランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紫外線照射用の光源として、閃光放電光を照射できるキセノンランプに代表される閃光放電ランプが用いられている。そのような閃光放電ランプは、例えば紫外線硬化性の材料を硬化させるのに用いられ、専用の点灯装置によって瞬時に数十ｋＷの大電力が投入される。ここで、仮にこのような大電力を瞬時に商用電源から閃光放電ランプに直接供給すると、同じ商用電源の系統の周辺機器に障害を及ぼすことや、商用電源と照射装置の間に容量の大きい接点及び配線が必要となることが問題となる。そこで一般には、点灯装置に充電回路を設け、商用電源からの電力を充電回路に一旦蓄積してから、点灯指令に応じてその蓄積された電力を閃光放電ランプに供給する構成が採用される。
【０００３】
図１０に従来の充電回路を用いた閃光放電ランプ点灯装置（以下、「点灯装置」という）を示す。点灯装置は、ＡＣ電源を整流平滑化する整流部（１、２）、整流部の出力を昇圧して充電する充電回路（３−１３）、閃光放電ランプ４０を絶縁破壊させて蓄電回路からのエネルギーを閃光放電ランプ４０に投入するための始動回路（１９、２０）、及び閃光放電ランプ４０に一連の点灯を行わせるために充電回路及び始動回路を制御する制御部３０を備える。充電回路は、整流部の出力を昇圧する昇圧回路（３−９）及び昇圧回路の出力を整流して充電する蓄電回路（１０−１３）からなる。
【０００４】
昇圧回路は、整流部（１、２）の出力を交流変換するフルブリッジ回路（３−６）を備える昇圧インバータ回路からなる。昇圧制御回路７は制御部３０からの充電開始指令を受けると、フルブリッジ回路を５０ｋＨｚ程度の高周波で交互にオン／オフさせる。このスイッチング動作によって整流部からの直流入力が交流変換される。フルブリッジ回路の交流出力はインダクタ８によって電流制限されて昇圧トランス９の１次巻線に入力され、昇圧トランス９の巻数比に従って昇圧された電圧が２次巻線に発生する。昇圧トランス９の２次巻線に発生した電圧がダイオードブリッジ１０−１２によって整流され、この整流出力が蓄電コンデンサ１３に充電される。そして、充電電圧検出部（１６、１７）によって検出される充電電圧が充電設定値まで上昇したことが検出されると、制御部３０は昇圧回路の動作を停止させる。充電設定値は、例えば、２０００〜３０００Ｖｄｃ程度である。
【０００５】
制御部３０は昇圧回路を停止させた後、所定のタイミングで点灯指令（始動信号）をイグナイタ回路１９に出力する。イグナイタ回路１９は始動信号を受けると、外部トリガ２０に高圧パルス電圧を発生させる。外部トリガ２０からの高圧パルスによって閃光放電ランプ４０が絶縁破壊されると、蓄電コンデンサ１３に充電されていたエネルギーが閃光放電ランプ４０に投入される。これにより、閃光放電ランプ４０の一回の閃光点灯が行われる。類似の点灯装置が、例えば特許文献１及び２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１４０２７９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９２４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の構成においては、蓄電コンデンサ１３の充電電圧が充電設定値に達しても何らかの不具合により昇圧回路が停止しない場合の保護機能が確保されていなかった。このような保護機能がないと、蓄電コンデンサ１３の充電電圧は充電設定値を超えて上昇し、蓄電コンデンサ１３の絶対最大定格電圧を超えてしまう可能性があり、蓄電コンデンサの故障をもたらす虞がある。
【０００８】
上記の不具合として、マイコンなどからなる制御部３０における動作上の不具合又は充電電圧検出部（１６−１７）周辺のハードウェア的な不具合が考えられる。マイコンにおける動作上の不具合としては、充電動作時の回路発振により発生されるノイズによる充電電圧の誤検出、充電動作時の回路発振により発生されるノイズによるラッチ、その他外来ノイズによるマイコンの誤動作などがあり得る。ハードウェア的な不具合としては、充電電圧検出部における分圧抵抗などの部品ハンダ不良（特に、抵抗１６の接触不良又は抵抗１７の短絡）、充電電圧検出部におけるプリント基板パターン切れなどの不良、充電電圧検出部から制御基板へのハーネス部などでの断線、コネクタ部での電線かしめ不良、コネクタ挿し忘れなどがあり得る。
【０００９】
従って、本発明は、昇圧電圧を蓄電素子に充電する充電回路において、充電電圧が充電設定値に達したにもかかわらず何らかの不具合により昇圧回路が停止しない場合でも、蓄電素子の充電電圧が所定値を超えないような構成を提供することを課題とする。本発明はまた、このような充電回路を用いた閃光放電ランプ点灯装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の側面は、充電回路であって、入力電圧を昇圧する昇圧回路、及び蓄電素子を有し昇圧回路の出力を蓄電素子に充電する蓄電回路を備える。蓄電回路は、昇圧回路の出力を整流する第１の整流素子、第１の整流素子から蓄電素子への充電経路に挿入された逆流防止用の第２の整流素子、及び第２の整流素子のアノード端子側でかつ第１の整流素子の出力端子間に接続された電圧降伏型素子を備え、電圧降伏型素子の降伏電圧は蓄電素子の絶対最大定格値よりも低い。
【００１１】
ここで、蓄電素子の充電電圧を検出する充電電圧検出部、及び充電電圧検出部によって検出された充電電圧が充電設定値に到達したと判断した場合に充電完了信号を生成する制御部をさらに備え、制御部が、充電開始から所定時間経過後も充電完了信号の生成が行われない場合に異常検出信号を出力して昇圧回路を停止させるように構成してもよい。
【００１２】
また、第１の整流素子の出力端子間の電圧を検出する充電入力検出部、及び充電入力検出部によって検出された充電入力電圧に基づいて電圧降伏型素子が導通したか否かを判別する制御部をさらに備え、制御部が、電圧降伏型素子が導通したと判別した場合に昇圧回路を停止させるように構成してもよい。
【００１３】
またさらに、異常検出信号が出力されたことを報知する報知手段をさらに備える構成としてもよい。
【００１４】
本発明の第２の側面は、上記第１の側面の充電回路、及び閃光放電ランプを絶縁破壊させて蓄電素子からのエネルギーを閃光放電ランプに投入させるための始動回路を備えた閃光放電ランプ点灯装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例による充電回路を含む閃光放電ランプ点灯装置を示す図である。
【図２】本発明に用いる閃光放電ランプを示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施例の充電回路における充電電圧を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例の充電回路における充電電圧を示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施例の充電回路における充電入力電圧を説明する図である。
【図４Ｂ】本発明の実施例の充電回路における充電入力電圧を説明する図である。
【図５】本発明の第１の変形例による充電回路を含む閃光放電ランプ点灯装置を示す図である。
【図６】本発明の第２の変形例による充電回路を含む閃光放電ランプ点灯装置を示す図である。
【図７】本発明の第２の変形例の充電回路における充電入力電圧を説明する図である。
【図８Ａ】本発明の第３の変形例による充電回路を含む閃光放電ランプ点灯装置を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の第３の変形例による充電回路を含む閃光放電ランプ点灯装置を示す図である。
【図９】本発明が適用される光照射器を示す図である。
【図１０】従来の閃光放電ランプ点灯装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施例．
図１に、本発明の実施例による充電回路を含む閃光放電ランプ点灯装置（以下、「点灯装置」という）を示す。点灯装置は、ＡＣ電源を整流平滑化する整流部（１、２）、整流部の出力を昇圧して充電する充電回路（３−１５）、閃光放電ランプ４０を絶縁破壊させて蓄電回路からのエネルギーを閃光放電ランプ４０に投入するための始動回路（１９、２０）、及び閃光放電ランプ４０に一連の点灯を行わせるために充電回路及び始動回路を制御する制御部３０を備える。充電回路は、整流部の出力を昇圧する昇圧回路（３−９）及び昇圧回路の出力を整流して充電する蓄電回路（１０−１５）を備える。但し、各回路素子が上記のどの回路に属するかは便宜的なものであり、本発明を拘束するものではない。抵抗１６及び１７は充電電圧検出部を構成し、充電電圧検出部によって検出される蓄電コンデンサ１３の充電電圧が制御部３０に入力される。
【００１７】
昇圧回路（３−９）は、整流部（１、２）の出力を交流変換するフルブリッジ回路（３−６）を備える昇圧インバータ回路からなる。フルブリッジ回路において、昇圧制御回路７は制御部３０からの充電開始指令を受けると、トランジスタ３及び６とトランジスタ４及び５を数十ｋＨｚ（例えば、５０ｋＨｚ程度）の高周波で交互にオン／オフさせる。このスイッチング動作によって整流部からの直流入力が交流変換される。フルブリッジ回路の交流出力はインダクタ８によって電流制限されて昇圧トランス９の１次巻線に入力され、昇圧トランス９の巻数比に従って昇圧された電圧が２次巻線に発生する。
【００１８】
蓄電回路（１０−１５）は、昇圧回路の出力を整流するダイオードブリッジ１０−１２（第１の整流素子）、この整流出力が充電される蓄電コンデンサ１３（蓄電素子）、ダイオードブリッジ１０−１２から蓄電コンデンサ１３への充電経路に挿入された整流素子１４（第２の整流素子）、及び整流素子１４のアノード端子側でかつダイオードブリッジ１０−１２の出力端子間に接続された電圧降伏型素子１５を備える。ダイオードブリッジ１０−１２は昇圧トランス９の複数の２次巻線のそれぞれの出力を全波整流し、その合計電圧を出力する。ダイオードブリッジ１０−１２の各々の耐圧は、充電設定値乃至は蓄電コンデンサ１３の絶対最大定格値の３分の１程度であればよい。整流素子１４は蓄電コンデンサ１３から電圧降伏型素子１５側への逆流を防止するダイオードである。電圧降伏型素子１５は、例えば放電ギャップからなり、その降伏電圧以上の電圧が印加されると導通する。詳細を後述するように、電圧降伏型素子１５の降伏電圧は充電設定値よりも高く、蓄電コンデンサの絶対最大定格値よりも低いものとする。
【００１９】
制御部３０はマイコン、パソコン等のコンピュータからなり、ＣＰＵ３１、メモリ３２、及び場合によっては入出力インターフェイス３３を備える。制御部３０は、上述したように所定のタイミングで閃光放電ランプ４０を点灯させるように構成される。従って、この所定のタイミングは、メモリ３２にプログラムしておいてもよいし、挿抜可能な記憶媒体から読み込まれるようにしてもよいし、通信機器から伝送媒体を介して読み込まれるようにしてもよい。また、制御部３０がパソコンからなる場合には、製造工程に応じてユーザが入出力インターフェイス３３を介して所望のタイミングを入力できるようにしてもよい。
【００２０】
制御部３０は、充電開始信号を昇圧制御回路７に出力してフルブリッジ回路（３−６）のスイッチングを開始させる。その後、制御部３０は、充電電圧検出部（１６−１７）によって検出される充電電圧が充電設定値まで上昇したものと判断すると、充電完了信号を生成して昇圧制御回路７にフルブリッジ回路の動作を停止させる。
【００２１】
制御部３０は昇圧回路を停止させた後、所定のタイミングで点灯指令（始動信号）をイグナイタ回路１９に出力する。イグナイタ回路１９は始動信号を受けると、外部トリガ２０に１０ｋ〜２０ｋＶの高圧パルス電圧を発生させる。外部トリガ２０からの高圧パルスによって閃光放電ランプ４０が絶縁破壊されると、蓄電コンデンサ１３に充電されていたエネルギーが放電電流ピーク制御用のインダクタ１８によって限流されつつ閃光放電ランプ４０に投入される。これにより、閃光放電ランプ４０の一回の閃光点灯が行われる。この充電から点灯までの動作が設定されたタイミングで行われる。
【００２２】
本実施例では蓄電コンデンサ１３の容量を５０μＦ、絶対最大定格値を４０００Ｖｄｃとし、充電設定値を３０００Ｖｄｃとした。充電動作においては、制御部３０からの指令値に応じて昇圧制御回路７がフルブリッジ回路（３−６）のスイッチング周波数を制御し、それにより蓄電コンデンサ１３に充電される電圧が制御される。フルブリッジ回路には、交流電源２００Ｖを全波整流した電圧約２８２Ｖ（平滑コンデンサ２の電圧）が入力され、約５０ｋＨｚのスイッチング周波数で駆動されて蓄電コンデンサ１３が充電される。
【００２３】
図２は図１の閃光放電ランプ４０及び外部トリガ２０の具体的構成を示す。閃光放電ランプ４０は、石英発光管１０１、石英発光管１０１の一端内部に配置された陽極１０２、石英発光管１０１の他端内部に配置された陰極１０３、石英発光管１０１の両端部を封止するシール部１０４、石英発光管に近接配置されたトリガワイヤ１０５（外部トリガ２０）、並びに陽極１０２及び陰極１０３にそれぞれ接続された電極芯棒１０６からなる。陽極１０２はタングステン製であり、陰極１０３はタングステン製電極の先端に焼結電極を溶接したものである。なお、焼結電極とはタングステンに酸化バリウムＢａＯや酸化アルミニウムＡＬ２０３をドープし、焼き固めたものである。
【００２４】
図３Ａは本実施例における蓄電コンデンサ１３の充電電圧を示す図であり、「発明が解決しようとする課題」において上述したような不具合（以下、「不具合」という）が発生しない場合の充電電圧を示す。ｔ０で充電が開始されると、充電電圧が上昇していき、ｔＡで充電設定値（３０００Ｖ）に到達する。ｔＡにおいて、制御部３０は充電電圧検出部（１６−１７）からの検出充電電圧に基づいて充電が完了したものと判断し、充電完了信号を生成して昇圧制御回路７にフルブリッジ回路（３−６）の動作を停止させる。ｔＢにおいて、制御部３０は始動信号をイグナイタ回路１９に出力し、イグナイタ回路１９が起動すると蓄電コンデンサ１３の電荷が閃光放電ランプ４０で放電され、充電電圧は瞬時に数十Ｖ（閃光放電ランプ４０の放電維持可能電圧）まで低下する。
【００２５】
図３Ｂは、不具合が発生した場合の蓄電コンデンサ１３の充電電圧を示す図である。ここで、電圧降伏型素子１５の降伏電圧は３５００Ｖｄｃである。ｔ０で充電が開始されると、充電電圧が上昇していく。その後、ｔＡにおいて、充電電圧が充電設定値（３０００Ｖ）に到達しているにもかかわらず、不具合のために制御部３０は充電が完了したものと判断することができず、充電完了信号が生成されない。従って、昇圧制御回路７にフルブリッジ回路（３−６）の動作が継続される。ｔＣにおいて、充電電圧が電圧降伏型素子１５の降伏電圧（３５００Ｖ）に達し、電圧降伏型素子１５が電圧降伏して導通する。その後、昇圧回路の動作が継続された状態で電圧降伏型素子１５の電圧降伏が反復され、充電電圧が降伏電圧（３５００Ｖ）に一定に維持される。なお、図１０に示す従来の充電回路では、充電電圧はｔＣ以降も上昇を続けてしまうことになる（図３Ｂの破線部参照）。
【００２６】
図３Ｂの各時刻における充電入力波形（ノードＮ１とノードＮ２の間の電圧波形）を図４Ａ及び４Ｂに示す。図４Ａは、ｔ０とｔＡの間の充電電圧上昇過程における任意の時刻ｔ１付近の波形である。この期間においては、全波整流波形である充電入力波形が、上昇中の蓄電コンデンサ１３の充電電圧にクランプされる。なお、図面では脈流電圧の谷部が０Ｖまで低下しているが、実際には整流素子部の容量等の影響により完全に０Ｖにはならない場合がある。
【００２７】
ｔＣ直後における充電入力波形（ノードＮ１とノードＮ２の間の電圧波形）は、図４Ｂのように、充電入力電圧が降伏電圧に達すると、電圧降伏型素子１５の電圧降伏により充電入力電圧が約０Ｖとなる。電圧降伏型素子１５が一旦電圧降伏すると保持電流が継続するので降伏状態は、昇圧回路の停止等により電流がなくなるまで維持される。
【００２８】
このように、不具合により昇圧回路が停止されなくても蓄電回路は、蓄電コンデンサ１３の電圧を電圧降伏型素子１５の降伏電圧以下に抑えることができる。従って、充電電圧は蓄電コンデンサ１３の絶対最大定格を超えることはなく、蓄電コンデンサ１３が過電圧から保護される。
【００２９】
ここで、電圧降伏期間Ｔｂにおいて、ダイオードブリッジ１０−１２はオン状態であり、整流素子１４はオフ状態となる。従って、電圧降伏時に、電圧降伏型素子１５に流れる電流は昇圧回路側、即ち、昇圧トランス９の２次巻線に発生する電流のみであり、蓄電コンデンサ１３から電圧降伏型素子１５に電流が流れ込むことはない。従って、整流素子１４をノードＮ１又はＮ２と蓄電コンデンサ１３の間の経路に挿入することにより、電圧降伏型素子１５に電流容量の小さい小型のものを採用することができる。例えば、（トランスの設計にもよるが）５０μＦの蓄電コンデンサ１３を約１００ｍ秒〜１５０ｍ秒（ｔ０→ｔＡ）で３０００Ｖｄｃまで充電する際の昇圧トランス９の２次側充電電流値は約１．０Ａ〜１．５Ａ程度であり、電圧降伏型素子１５が電圧降伏してもそこに流れる電流はこの程度である。仮に整流素子１４が挿入されないとすると、電圧降伏型素子１５において、閃光放電ランプ４０へのランプ電流（数十Ａ〜１０００Ａ程度）以上の電流容量が必要になってしまう。従って、電圧降伏型素子１５の小容量化のためには整流素子１４の挿入が必要となる。
【００３０】
制御部３０はまた、充電開始信号を出力してから所定時間経過しても内部で充電完了信号が生成されない場合には異常検出信号を生成して昇圧制御回路７を停止させることが望ましい。また、充電回路の異常発生の判断及び昇圧回路の停止を、制御部３０が行ってもよいし、インターフェイス３３を介した外部コントローラなどで行ってもよい。
【００３１】
さらに、制御部３０に報知手段３５を設けて、制御部３０が異常検出信号を報知手段３５に出力し、報知手段３５がユーザに充電回路の異常を報知し、併せて点検又は修理を促すようにしてもよい。報知手段３５は、視覚的（ランプ表示、液晶表示等）、聴覚的（ビープ音、音声等）又はその組合せによって上記の情報を報知することができるものとする。
【００３２】
このように、本実施例の充電回路の構成によると、充電回路において、充電電圧が充電設定値に達したにもかかわらず不具合により昇圧回路が停止しない場合でも、蓄電コンデンサ１３の充電電圧が降伏電圧（従って、蓄電コンデンサの絶対最大定格）を超えないようにすることができる。しかも、逆流防止用の整流素子１４の挿入により、電圧降伏型素子１５を小容量化して充電回路を小型かつ低コストな構成とすることができる。
【００３３】
変形例１．
上記実施例では、充電完了信号が生成されないことに基づいて昇圧回路の停止が行われる構成としたが、本変形例では、電圧降伏型素子が電圧降伏したことに基づいて昇圧回路を停止させる構成を示す。図５に本変形例の充電回路を含む点灯装置を示す。図１に示す実施例との相違は、抵抗２１及び２２からなる充電入力検出部がダイオードブリッジ１０−１２の出力端子間に接続され（本実施例では、電圧降伏型素子１５に並列接続され）、その検出電圧が制御部３０に入力される点である。それ以外の点は図１に示す実施例の構成と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
図４Ａに関して説明したように、電圧降伏型素子１５が電圧降伏していない場合の充電入力電圧の波形は全波整流波形のピークがクランプされたものとなり、基本的には充電入力電圧が０Ｖに留まることはない。一方、図４Ｂに示したように、電圧降伏型素子１５が電圧降伏している期間においては、充電入力電圧は実質的に０Ｖに留まる。従って、制御部３０は、充電入力検出部による検出電圧が一定期間０Ｖに留まることを検出した場合に、電圧降伏型素子１５が導通したものと判別し、異常検出信号を生成することができる。
【００３５】
また、図４Ｂに示したように、電圧降伏型素子１５が電圧降伏する瞬間に充電入力電圧は急峻に立ち下がる。従って、制御部３０が、検出充電入力電圧の微分値を検出し、充電入力電圧の立ち下がり時の微分値の絶対値が閾値を超えた場合に電圧降伏型素子１５が導通したものと判別して異常検出信号を生成する構成としてもよい。
【００３６】
なお、充電入力検出部を一部のダイオードブリッジ（例えば、ダイオードブリッジ１２）の出力端に接続する構成としてもよい。また、制御部３０が、所定期間に内部で充電完了信号が生成されなかったという判断結果と電圧降伏型素子１５が電圧降伏したという判断結果との論理積又は論理和に基づいて異常検出信号生成の可否を決定するようにしてもよい。
【００３７】
このように、本変形例によると、電圧降伏型素子１５が電圧降伏すると制御部３０が異常検出信号を生成し、昇圧制御回路７にフルブリッジ回路（３−６）を停止させることができる。従って、電圧降伏回数を低減して電圧降伏型素子１５を長寿命化することができるとともに、電圧降伏動作によるノイズ及び電力消費を低減することができる。
【００３８】
変形例２．
上記実施例では、ダイオードブリッジ１０−１２の全出力を電圧降伏させる構成を示したが、本変形例ではダイオードブリッジ１０−１２の出力の一部を電圧降伏させる構成を示す。図６に本変形例の充電回路を含む閃光放電ランプ点灯装置を示す。図１に示す実施例との相違は電圧降伏型素子１５´がダイオードブリッジ１１−１２の合計出力を電圧降伏するように接続された点である。ここで、昇圧トランス９の３つの２次巻線の巻数は等しいものとし、電圧降伏型素子１５´の降伏電圧は、実施例における電圧降伏型素子１５の降伏電圧の２／３程度であるものとする。それ以外の点は図１に示す実施例の構成と同様であるので説明を省略する。
【００３９】
図７に、電圧降伏型素子１５´の動作時における充電入力波形（ノードＮ１とノードＮ２の間の電圧波形）を示す。図７に示すように、電圧降伏型素子１５´にかかる電圧が降伏電圧に達すると電圧降伏型素子１５´が電圧降伏し、電圧降伏期間における充電入力電圧は電圧降伏がない場合の１／３となる。
【００４０】
電圧降伏型素子１５´が電圧降伏している間は、整流素子１４はオフ状態となっている。従って、電圧降伏時に、電圧降伏型素子１５´に流れる電流は昇圧回路側、即ち、昇圧トランス９の２次巻線に発生する電流のみであり、蓄電コンデンサ１３からダイオードブリッジ１０及び電圧降伏型素子１５´に電流が流れ込むことはない。また、電圧降伏時に、ダイオードブリッジ１０に蓄電コンデンサ１３の充電電圧に相当する高い電圧が印加されることもない。なお、電圧降伏型素子１５´を接続する位置は、ダイオードブリッジ１１及び１２の合計出力点に限られず、ダイオードブリッジ１０及び１１の合計出力点であってもよい。
【００４１】
このように、電圧降伏型素子１５´を昇圧出力の一部を電圧降伏させる構成としたので、電圧降伏型素子１５´に降伏電圧の低い、より小型のものを採用することができる。
【００４２】
変形例３．
上記実施例では、充電設定電圧よりも高い降伏電圧の電圧降伏型素子１５を用いる構成を示したが、本変形例では、充電設定値に等しい降伏電圧の電圧降伏型素子を用いる構成を示す。本変形例の構成によると、充電電圧検出部（１６−１７）を不要とすることができる。図８Ａ及び８Ｂに本変形例の充電回路を含む閃光放電ランプ点灯装置を示す。
【００４３】
図８Ａに示す点灯装置においては、電圧降伏型素子１５の降伏電圧は充電設定値に等しく、３０００Ｖｄｃである。そして、点灯装置には、充電入力検出部（２１−２２）が設けられているが、充電電圧検出部（１６−１７）は設けられていない。制御部３０は、第１の変形例と同様に、充電入力検出部（２１−２２）からの検出電圧に基づいて電圧降伏型素子１５が導通したこと検出した後に昇圧制御回路７にフルブリッジ回路（３−６）を停止させる。
【００４４】
充電動作における蓄電コンデンサ１３の充電電圧の変化は図３Ａと同じものとなる。図３Ａを参照すると、ｔ０において充電が開始され、ｔＡにおいて充電電圧が充電設定電圧、即ち、降伏電圧（３０００Ｖ）に到達すると電圧降伏型素子１５が電圧降伏する。制御部３０は電圧降伏動作を充電入力検出部（２１−２２）からの電圧に基づいて検出し、充電完了信号を生成する。昇圧制御回路７が充電完了信号を受けて昇圧回路を停止することにより、充電電圧が充電設定値で一定となる。ｔＢにおいて、制御部３０は始動信号をイグナイタ回路１９に出力し、イグナイタ回路１９が起動すると蓄電コンデンサ１３の電荷が閃光放電ランプ４０に放電され、充電電圧は瞬時に数十Ｖまで低下する。
【００４５】
図８Ｂに示す点灯装置においても、電圧降伏型素子１５の降伏電圧は充電設定電圧に等しく、３０００Ｖである。一方、点灯装置には、各検出手段及び制御部３０は設けられていない。昇圧制御回路７は、昇圧動作開始から所定時間が経過した時点でフルブリッジ回路（３−６）を停止させるとともにイグナイタ回路１９に始動信号を出力する。蓄電コンデンサ１３における充電電圧の変化は図３Ａと同様であるが、図８Ａの点灯装置においてはｔＡとｔＢの間でフルブリッジ回路が停止しているのに対し、図８Ｂの点灯装置においてはｔＡとｔＢの間でフルブリッジ回路は動作を継続し、電圧降伏型素子１５の電圧降伏状態が維持される。図８Ｂの構成では、一連の点灯制御は簡素なもので済み、例えば、昇圧制御回路７にタイマー機能を持たせれば制御部３０を不要とすることができる。
【００４６】
従って、本変形例の構成によると、電圧降伏型素子１５の電圧降伏動作はもはや保護機能の一部としてではなく、充電電圧決定機能の一部として作用する。これにより、各検出部又は制御部を省略することができ、点灯装置の構成をより簡素なものとすることができる。
【００４７】
以上に、本発明による充電回路とそれを用いた閃光放電ランプ点灯装置を説明した。以下にその適用例である光照射器について説明する。
図９は本発明の光照射器を示すものであり、上段が上面図、下段が側面図である。光照射器は、ランプを内包する照射器３０１、ランプ３４０（図１の閃光放電ランプ４０に対応するものとする）、反射板３０２、及びダクト３０３を備える。照射対象となる半導体ウェハー等の基板３０４がランプ３４０及び反射鏡３０２に対して対向配置される。また、上述のイグナイタ回路１９からの高圧パルスが減衰しないように、ランプ３４０に付されるトリガワイヤ２０とイグナイタ回路１９との間の配線は短い方が好ましい。従って、照射器３０１にイグナイタ回路１９が設けられるものとする。反射板３０２はランプからの放電光を被照射物に対して効率よく反射させるためのものであり、ダクト３０３はランプを冷却（空冷）するための吸気用又は排気用のダクトである。
【００４８】
本発明を適用した光照射器は、不具合により昇圧回路が停止しない場合でも蓄電コンデンサ１３が保護される点灯装置を搭載したので光照射器の安全性をより高めることができる。また、点灯装置に追加する回路部品（整流素子及び電圧降伏型素子）を小型の部品で構成できるので点灯装置は大型化せず、光照射器への搭載の妨げとはならない。またさらに、充電回路の異常時に報知手段３５により異常を検知する構成とすれば、光照射器の保守点検作業が容易となる。
【００４９】
上記の光照射器は、半導体製造におけるダイシング工程において、分離前に半導体ウェハー基板に貼付する紫外線硬化性テープ又は半導体ウェハー基板に塗布する紫外線硬化性の塗料を硬化させるための紫外線照射装置として用いることができる。また、上記の光照射器は、短時間で高照度の放射光の中に含まれる短波長域の紫外光を活用した殺菌用途にも活用できる。
【００５０】
なお、上記実施例は本発明の最も好適な例として示したものであるが、以下を注記しておく。
（１）実施例においては、入力電源は単相電源であるが三相電源であってもよい。
（２）実施例においては、整流部（１、２）をいわゆるコンデンサインプット型のものとして説明したが、昇圧チョッパ回路等で構成してもよい。なお、入力電源として直流電源が接続される場合には整流部はなくてもよい。また、整流部が昇圧チョッパ回路で構成される場合は、昇圧回路の昇圧機能を昇圧チョッパ回路側に持たせてもよい。
（３）実施例においては、昇圧回路（３−９）としてフルブリッジインバータと昇圧トランスの組合せを用いたが、昇圧回路は、ハーフブリッジインバータと昇圧トランスの組合せ、フライバックコンバータ、フォワードコンバータなどであってもよい。
（４）実施例においては、蓄電素子として蓄電コンデンサ１３を示したが、バッテリーを用いてもよい。
（５）実施例においては、制御部３０と昇圧制御回路７、イグナイタ回路１９及び報知手段３５との信号送受信を有線で行う構成を示したが、無線通信で行う構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１．整流回路
２．平滑コンデンサ
３−６．トランジスタ
７．昇圧制御回路
８．インダクタ
９．昇圧トランス
１０−１２．ダイオードブリッジ
１３．蓄電コンデンサ
１４．整流素子
１５、１５´．電圧降伏型素子
１６、１７．抵抗
１８．インダクタ
１９．イグナイタ回路
２０．外部トリガ
２１、２２．抵抗
３０．制御部
３１．ＣＰＵ
３２．メモリ
３３．入出力インターフェイス
３５．報知手段
４０．閃光放電ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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