(57)【要約】【課題】  放射強度の高い、かつ長寿命が達成できる構造を持つ、閃光放電ランプを提供することにある。【解決手段】  放電容器内１に一対の電極４、５を備え、陰極４が設けられた部分Ｂの放電容器の内径より小さい小径部Ａを、電極４、５間の放電容器１に形成し、該小径部Ａの封入ガスと接する面を耐熱性の材料８で構成し、キセノンガス単独、或いはキセノンガスを主成分とする混合ガスを室温で１．３×１０３〜１．６×１０５Ｐａの圧力で封入し、電流半値幅が１５０μｓ〜２ｍｓで、該小径部での電流密度が２１１０Ａ／ｃｍ２以上で点灯する、ことを特徴とする高放射輝度閃光放電ランプである。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容器内に一対の電極を備え、陰極が設けられた部分の放電容器の内径より小さい小径部を、電極間の放電容器に形成し、該小径部の封入ガスと接する面を耐熱性の材料で構成し、キセノンガス単独、或いはキセノンガスを主成分とする混合ガスを室温で１．３×１０３〜１．６×１０５Ｐａの圧力で封入し、電流半値幅が１５０μｓ〜２ｍｓで、該小径部での電流密度が２１１０Ａ／ｃｍ２以上で点灯する、ことを特徴とする高放射輝度閃光放電ランプ。
【請求項２】
放電容器内に一対の電極を備え、陰極が設けられた部分の放電容器の内径より小さい小径部を、電極間の放電容器に形成し、該小径部の封入ガスと接する面を耐熱性の材料で構成し、クリプトンガス単独、或はクリプトンガスを主成分とする混合ガスを室温で７×１０２〜１．３×１０５Ｐａの圧力で封入し、電流半値幅が１５０μｓ〜２ｍｓで、該小径部での電流密度が２９３０Ａ／ｃｍ２以上で点灯する、ことを特徴とする高放射輝度閃光放電ランプ。
【請求項３】
該耐熱性の材料はセラミックであることを特徴とする請求項１または２記載の高放射輝度閃光放電ランプ
【請求項４】
該セラミックは、透光性アルミナ、非透光性アルミナ、マグネシア、イットリア、ＹＡＧまたは窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項３記載の高放射輝度閃光放電ランプ。
【請求項５】
該一対の電極のうち少なくとも一つの電極が、放電容器の管軸上から外れた所に配置され、放電容器の管軸上に放射取り出し部材が設けられた、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の高放射輝度閃光放電ランプ。
【請求項６】
該管軸上から外れた所に配置される電極は陽極であり、放射取り出し部材は該管軸上の放電容器の陽極側に設けられることを特徴とする請求項５の高放射輝度閃光放電ランプ。
【請求項７】
光化学反応用、ＤＮＡやアミノ酸の光化学変化、検出用に使用することを特徴とする請求項１、2の高放射輝度閃光放電ランプ。
【請求項８】
表面加熱用に使用することを特徴とする請求項1、2の高放射輝度閃光放電ランプ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はキセノン（Ｘｅ）、クリプトン（Ｋｒ）などの発光用希ガスを封入した閃光放電ランプ(フラッシュランプ)に関し、特に、殺菌処理、紫外線や可視光線による感光性硬化樹脂の硬化処理などに好適に用いられる高い放射輝度を有する閃光放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、閃光放電ランプは、遠紫外光による殺菌として機能する光化学的機構、および熱として機能する光熱力学的機構、という２つのメカニズムによる殺菌効果を得ることができる点に特長を有するために、閃光放電ランプを用いた殺菌方法が注目されている。
しかしながら、光化学的機構による殺菌効果を高くするためには、放射が波長２００〜３００ｎｍの遠紫外領域に高い放射強度を有することが必要である。そのため、殺菌に用いる閃光放電ランプにおいては、例えばプリンターにおけるトナーの定着などに用いられる通常の光加熱用の閃光放電ランプに比べて、閃光パルス幅を小さくすると共に、電流密度を大きくしなければならないとされている。
【０００３】
一方、閃光放電ランプにおいては、波長３００〜４００ｎｍの近紫外領域の紫外光や４００〜５００ｎｍの可視光線も放射されることにより、紫外線や可視光線による感光性硬化樹脂の硬化処理に有効に用いることができる。具体的には、例えばデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）の製作におけるディスク要素の貼り合わせ工程において、接着用樹脂の硬化処理に好適に用いられている。
このような感光性硬化樹脂の硬化処理のために、近紫外領域および可視領域に高い放射強度の放射を得ようとする場合にも、電流密度を大きくする必要がある。
この閃光放電ランプは、こうした殺菌、樹脂の硬化以外にも、さまざまな分野において使用される。
【０００４】
ところが、こうした高い放射強度の放射を発する閃光放電ランプにおいては、電流密度が高い状態で発光されるので高温状態になり、電極の劣化が早期に生じるほかに、放電容器に多大な熱的負荷がかかり、放電容器に早期劣化をもたらすという問題が新たに発生するようになってきた。このような放電容器の早期劣化は、当然ながら閃光放電ランプからの放射光の減衰をもたらし、悪くすると放電容器の破壊へつながってしまうことがある。
しかしながら、放電容器の早期劣化、破壊などが生じない、電流密度が高い閃光放電ランプを如何にして提供することができるか、そのランプの最適な構造については従来から充分な検討がなされていなかった。
【特許文献１】特開２００１−１８５０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、放射強度の高い、かつ長寿命が達成できる構造を持つ、閃光放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
放射強度の高いランプは、どのようにして達成できるのかを検討した結果、電流密度を上げてやれば温度を上げることができ、高い温度になることで発光用希ガスの熱電離が促進されて多量の希ガスイオンが形成され、このイオンと電子との相互作用で高強度の連続した放射（発光スペクトル）を生じる上に、この希ガスイオンが熱励起によって励起され、その結果、励起された希ガスイオンから、強い輝線状のイオン発光の放射が得られることから、放射への変換効率が向上し、これらのことから、放射強度の高いランプとすることができるという、これまでに無い新しい知見に基づき、そのために最適なランプ構造を探求した。
【０００７】
電流密度を高めることは、閃光放電ランプ全体の構造を小さくすることでも理論的には可能ではあるが、それでは電極までも小さくせざるをえず高温になって電極からのスパッタリングが起きて電極が早期に損耗してしまうことが判明した。このことは、特にイオンが衝突する陰極においてより顕著に起きることであった。
【０００８】
そこで、電流密度を上げるためには、放電容器の放電が起きている部分の内径を細くして狭小な部分を形成し、放電を狭い範囲に絞ることで電流密度を上げ、それによって放電部分の温度を上昇させ、放電ガスを熱電離でイオン化し、熱励起させて高い励起状態を作り出し、結果的に高い放射強度の放射が得られるようになった。
電極については、小さな電極とすると電極の温度が上がりすぎ電極の損耗が激しくなるので、電極およびそれを取り巻く放電容器はある程度の大きさを確保するようにした。
【０００９】
その結果、放電容器は中央が細い内径を持ち、両端部、特に陰極側はそれよりも太い内径を持つ、形状が適していることがわかった。なお、ここでは内径という表現を用いて説明しているが、放電容器は一般に断面円形の円管を用いて作成されることからこのような表現を用いているのであって、円管ではないすなわち断面が円ではない特殊な形状の放電容器の場合には、放電容器内の空間の断面積の大小が問題となってくることは当然であり、内径が細いとは断面積が小さいことと、内径が太いとは断面積が大きいことと同義である。
【００１０】
放電容器の放電が起きている部分の内径を細くして小径部を形成し、電流密度を高めたことから、該放電容器が放電プラズマに近接し容器の熱的負荷が高まり容器の白濁、破壊等の問題が生じる可能性がでてきた。そのような問題を考慮して放電容器の小径部内面には耐熱性の部材を配置することが必要になった。
【００１１】
すなわち、放電容器内に一対の電極を備え、陰極が設けられた部分の放電容器の内径より小さい小径部を、電極間の放電容器に形成し、該小径部の封入ガスと接する面を耐熱性の材料で構成することで、２００〜１０００ｎｍの波長領域で、多くの放射が得られることがわかった。
【００１２】
電流密度をどの程度にすれば高い放射強度の放射が得られるのかの検討のために、キセノンガスを封入した閃光放電ランプを、投入電力を同じにして電流密度を２１１０Ａ／ｃｍ２、２８３０Ａ／ｃｍ２、３３９０Ａ／ｃｍ２のような高電流密度に変えて点灯する実験を行った。そのときの放射分光分布を図７、図８、図９に示す。これらの図の横軸は放射の波長を単位ｎｍで表し、縦軸は相対的な放射強度を無次元で表すことで、放射の分光分布を示している。これらの図から、２００〜３００ｎｍおよび４００〜６００ｎｍを中心として、強い放射強度の放射が得られていることが分かった。そこで、本願発明において、電流密度の値は２１１０Ａ／ｃｍ２以上必要であることが分かった。
【００１３】
ここで、キセノンガスの圧力が室温で１．３×１０３Ｐａ以下であると、電極からスパッタリング現象が起き始め、電極の早期損耗が生じるので、装置として現実的ではない。また、ガスの圧力が室温で１．６×１０５Ｐａ以上であると、始動時のトリガー電圧が高くなってしまい点灯が困難になるとともに、その高電圧に耐えるように特別な電気絶縁を施した点灯回路が必要になったりして、装置として現実的ではない。したがって、キセノンガスの封入圧力は、室温で１．３×１０３〜１．６×１０５Ｐａとされる必要が有る。
【００１４】
また、電流の半値幅が１５０μｓ以下になると、電流幅が短くなりすぎて大きな電力投入ができず、大きな電力を投入するためにはピーク電流を上げる必要がでてくる。しかし、ピーク電流を上げると電極からのスパッタリング現象が始まり、放電容器の放射透過率の低下という問題が発生する。電流の半値幅が２ｍｓ以上になるとそれだけの大電流を流すために必要なコンデンサ容量を確保する必要が生じ、それがコスト高の原因となり現実的ではない。したがって、電流の半値幅は、１５０μｓ〜２ｍｓで点灯される必要が有る。
【００１５】
以上のことから、本発明の閃光放電ランプは、放電容器内に一対の電極を備え、陰極が設けられた部分の放電容器の内径より小さい小径部を、電極間の放電容器に形成し、該小径部の封入ガスと接する面を耐熱性の材料で構成し、キセノンガス単独、或いはキセノンガスを主成分とする混合ガスを室温で１．３×１０３〜１．６×１０５Ｐａの圧力で封入し、電流半値幅が１５０μｓ〜２ｍｓ、該小径部での電流密度が２１１０Ａ／ｃｍ２以上になるようにして点灯する、ことを特徴とする。
【００１６】
封入ガスがクリプトンガスの場合については次のようになる。
電極間の放電容器に小径部を形成し、電流密度を高めること、および電極およびそれを取り巻く放電容器はある程度の大きさを確保することは、ガスがクリプトンの場合でもキセノンの場合と同様に要求されることがらであるので、放電容器は中央が細い内径を持ち、両端部、特に陰極側はそれよりも太い内径を持つ、形状が適している。
キセノンガスとクリプトンガスとは共に希ガスであり、放電時に放射される発光分布の形状が似ていることから、クリプトンガスを封入した閃光放電ランプで高い放射強度の放射を得るために必要な電流密度の下限値を、キセノンガスを封入した閃光放電ランプの場合の電流密度２１１０Ａ／ｃｍ２の値から、求めた。具体的には、閃光放電ランプへの投入エネルギーとランプから放散するエネルギーはバランスしているという関係式、電子密度を求めるためのＳａｈａ（サハ）の熱電離の式、クリプトンを封入した閃光放電ランプの放射率から温度を逆算する式などを用い、イオン効果の始まる状態の時のキセノンを封入した閃光放電ランプの電流密度の値と、その時のスペクトル分布から、クリプトンを封入した閃光放電ランプにおける電流密度の下限値を求めた。その結果、クリプトンガスを封入した閃光放電ランプにおいては、高い放射輝度の放射を得るためには、小径部での電流密度は２９３０Ａ／ｃｍ２以上必要であることがわかった。
また、キセノンガスの場合と同様の理由から、クリプトンガスの封入圧力は、室温で７×１０２〜１．３×１０５Ｐａとされる必要が有る。
さらに、同様に、電流の半値幅は、１５０μｓ〜２ｍｓとされる必要が有る。
【００１７】
以上のことから、本発明の閃光放電ランプは、放電容器内に一対の電極を備え、陰極が設けられた部分の放電容器の内径より小さい小径部を、電極間の放電容器に形成し、該小径部の封入ガスと接する面を耐熱性の材料で構成し、クリプトンガス単独、或はクリプトンガスを主成分とする混合ガスを室温で７×１０２〜１．３×１０５Ｐａの圧力で封入し、電流半値幅が１５０μｓ〜２ｍｓ、該小径部での電流密度が２９３０Ａ／ｃｍ２以上になるようにして点灯する、ことを特徴とする。
【００１８】
小径部内面に設ける耐熱性の材料としては、セラミックが好ましい。該耐熱性の材料が放射取り出し窓であり透光性が要求されるような場合には、透光性アルミナ、非透光性アルミナ、マグネシア、イットリア、ＹＡＧ、或は窒化アルミニウムを用いることがより好ましい。
以上のことから、本発明の閃光放電ランプは、該耐熱性の材料はセラミックであり、その中でも、透光性アルミナ、非透光性アルミナ、マグネシア、イットリア、ＹＡＧまたは窒化アルミニウムであることを特徴とする。
【００１９】
放電容器の管軸上に、窓またはライトガイドからなる放射取り出し部材を設けたことで、放射を広がりの少ない絞られたものとして取り出すことが可能となる。
したがって、本発明の閃光放電ランプは、該一対の電極のうち少なくとも一つの電極が、放電容器の管軸上から外れた所に配置され、放電容器の管軸上に放射取り出し部材が設けられた、ことを特徴とする。
【００２０】
管軸上から外れた所に配置される電極が陽極であることで、放射取り出し部材は該管軸上の放電容器の陽極側に設けられ、イオン衝突による電極からのスパッタリングが起きやすい陰極を放射取り出し窓から遠くはなすことができ、窓の汚れを少なくすることができるという効果がある。
したがって、本発明の閃光放電ランプは、該管軸上から外れた所に配置される電極は陽極であり、放射取り出し部材は該管軸上の放電容器の陽極側に設けられることを特徴とする。
【００２１】
本発明の閃光放電ランプは、光化学反応のための光源として、使用することができる。また、ＤＮＡやアミノ酸の光化学変化、検出のための光源として、使用することができる。
【００２２】
本発明の閃光放電ランプは、表面での高い表面照射照度の特性を活かし瞬間的な表面加熱用の熱源としても使用することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の閃光放電ランプによれば、電極の損耗の問題も無く、イオン発光を利用することで高い放射強度の放射へ効率よく変換され、放電容器の熱的な劣化の生じにくい、長寿命なランプとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
電流密度を上げるためには放電容器の放電が起きている部分の内径を狭くすることが好ましく、そのランプの具体的な構造例を図１に示す。
閃光放電ランプ１０は以下のように構成されている。
１は放電容器であって、電極４、５間の放電容器１には内径が小さくなった小径部Ａに形成され、放電容器１の両端部Ｂは電極が設けられる部分であり比較的大きな内径に形成されており、この結果この例では放電容器１全体はほぼ鼓（つづみ）状をなしている。放電容器１は一般的には円管が使用されるため、小径部Ａ、パイプ８および両端部Ｂは、その中心を管軸Ｘ−Ｘ上に置き、断面は円形である。しかし、断面形状は必ずしも円形に限られない。放電容器１の両端から放電容器１の内方に向かってほぼ管軸Ｘ-Ｘ上に電極棒２、３が突出して伸び、その各々の先端に形成された陰極４および陽極５が、当該放電容器１内において互いに対向する状態とされている。電極棒２、３と放電容器１は、熱膨張係数が異なっているので、放電容器１の電極棒２、３近傍は熱膨張係数が徐々に変化するように、ガラスを継ぎ足した段継ぎガラスとされている。電極４，５の大きさは高い電流密度による高温が発生してもその熱的負荷によって電極損耗が生じないような大きさに選定されているので、放電容器１の両端部Ｂは中央の小径部Ａより大きな内径となっている。
【００２６】
この閃光放電ランプ１０の放電は電極４、５間で形成されるが、この放電が形成される部分の放電容器１の内面を絞り狭くすることで、電流密度を上げるように構成されている。そして、そのように内面を絞り狭くして電流密度を上げることは放電容器１の熱的な負荷が高まることになるので、放電容器１の寿命が短くなる可能性が有る。放電容器１を構成する材料としては、一般には例えば石英ガラスなどが用いられて来たが、本発明では少なくとも放電容器の小径部Ａの内側には耐熱性を有する材料を設ける。耐熱性材料としてはセラミックであることが好ましい。特に、小径部Ａの外周から放射光を取り出す場合には、耐熱性の材料に透光性が要求されるので、透光性アルミナ、非透光性アルミナ、マグネシア、イットリア、ＹＡＧ、あるいは窒化アルミニウムの層８を設けることが必要である。具体的には、石英ガラスで形成され狭小化された放電容器１の内側に上記の材質からなるパイプ８を設けた。なお、パイプ８を含めた放電容器１全体をこれらの耐熱性の材料で構成するようにしても良いことは当然である。
【実施例２】
【００２７】
放電容器に小径部を設けるために、図２に示すような構成であっても良い。
すなわち、放電容器を構成するパイプ１１の内側に、その内径と等しい外径を持つ別のパイプ状の部材８を挿入して固定する。パイプ１１の両端には蓋１２を設け全体として円筒状の放電容器１を形成する。この場合には、放電部を絞るために内側のパイプ８はやや肉厚にする必要がある。電極４、５の構造は図１と同様である。
【実施例３】
【００２８】
なお、上記２つの例では、電極の大きさは陽極５と陰極４でほぼ同じであるが、必ずしもその必要は無い。イオン衝突によるスパッタリングの発生が生じやすい陰極は小さくすることは好ましくないが、そうした問題の少ない陽極は比較的小さな電極とすることが可能である。そこで、図３に示すように、陰極４およびそれを取り囲む放電容器１の内径を大きくして陰極４を大きくできるようにし、中央および陽極５を取り囲む放電容器の内径を小さくしたような放電容器１構造であってもかまわない。
【００２９】
実施例１から３の図１から図３において、６は、放電容器１の外面に沿って配設したトリガー電極であり、７は、放電容器１の両端部分の外周面に装着された、トリガー電極６の止め具である。
これらの放電容器１の内部には、発光用希ガスであるキセノンガスまたはクリプトンガスが単独で、あるいはキセノンガスまたはクリプトンガスを主成分とする混合ガスが、封入されている。キセノンガスを主成分とする混合ガスの場合には、キセノンガスを約８割程度封入し、残りのガスとしてクリプトン、アルゴン、ネオンを混合する。クリプトンガスを主成分とする混合ガスの場合には、クリプトンガスを約８割程度封入し、残りのガスとしてキセノン、アルゴン、ネオンを混合する。
そして、たとえば後述する図６のような点灯回路によって点灯されることで、波長２００〜１０００ｎｍの領域の放射が、放電容器１の小径部Ａの外周方向へ放射される。
大面積や大きな体積のところを照射するには、このような、高電流密度が形成されているランプ小径部の外表面から外周方向へ出てくる放射を利用すると良い。
【００３０】
図６は本発明における閃光放電ランプの点灯回路の一例を示す。
充電器５１から点灯電流制御用インピーダンス５２を介して充放電用コンデンサＣに充電が行なわれる。閃光放電ランプ１０と直列にサイリスタＳＲ、インダクタンス要素Ｌ、および充放電用コンデンサＣが接続され、サイリスタＳＲにオンオフ信号をパルス発振器５３から送ることで充放電コンデンサＣからの放電電流を放電ランプ１０に印加する。一方、パルス発振器５３からのオン信号とほぼ同時にトリガー回路５４からトリガー信号をトリガー電極６に送り、閃光放電ランプ１０の放電空間の絶縁破壊を起こさせる。この絶縁破壊によって、充放電コンデンサＣからの放電電流がランプに流れ、閃光放電ランプ１０に閃光放電が生じる。このような動作により１回の閃光発光が行われ、この動作を必要に応じて繰り返す。閃光放電ランプ１０に接続された回路には、充放電用コンデンサＣと閃光放電ランプ１０の間の配線を取り囲むように、ロゴウスキーコイルＬ２を設け、出力電圧を測定すれば電流値を求めることができる。（たとえば、社団法人電気学会編、社団法人電気学会発行「電気学会大学講座  プラズマ工学」１９９７年１２月２５日第３４６から３４７頁「１４．１．２磁気プローブ」参照）このようにして、電圧を検出して電流を求め、封入ガスがキセノンであれば、閃光放電ランプ１０の小径部の電流密度が２１１０Ａ／ｃｍ２以上となるように、閃光放電ランプへの供給電圧を変化させる。インダクタンス要素Ｌの容量、コンデンサＣの容量などを変化させることによって、電流密度を変更することもできる。なお、電流密度は、（最大電流値）÷（小径部の断面積）と定義される。
【００３１】
上記の閃光放電ランプ１０を、放電容器の中央部を狭小化して狭い小径部を形成し、その小径部での電流密度を２１１０Ａ／ｃｍ２以上になるように、閃光放電ランプの小径部の内径、電流値を選定し、かつ電流半値幅が１５０μｓ〜２ｍｓになるように、閃光放電ランプの電極間距離などの構造、点灯回路のインダクタンス要素の容量Ｌ、コンデンサＣの容量、閃光放電ランプへの供給電圧などを選定した。
放電容器の小径部の内径は３．５ｍｍに、放電容器の両端部の内径は８ｍｍに選定し、キセノンガスを室温で１．３×１０４Ｐａ放電容器に封入して、電流値を変えて電流密度２１１０Ａ／ｃｍ２、２８３０Ａ／ｃｍ２、３３９０Ａ／ｃｍ２として閃光放電ランプを点灯した。そのときの放射分光分布を図７、８、９に示す。図から分かるように、本願発明の閃光放電ランプは、２００から１０００ｎｍの領域の放射を良好に放射できた。
【実施例４】
【００３２】
さらに、放電容器から２００から１０００ｎｍの波長の放射を広がりの少ない放射として放出するために、図４のような構造のランプとすることができる。
１は放電容器であって、放電容器１の中央は内径が小さくなった小径部Ａに形成され、放電容器１の両端部Ｂは電極が入る大きさの比較的大きな内径に形成されている。
この放電容器１の管軸Ｘ−Ｘ上にその内方に向かって電極棒２が突出して伸び、その先端に一方の電極４が設けられている。他方の電極５は、放電容器の管軸Ｘ−Ｘ上から外れた所になるように、管軸Ｘ−Ｘと垂直な方向に設けられた電極棒３の先端に設けられている。
放電容器１の管軸Ｘ−Ｘ上に、放射を取り出すために平らな放射取り出し窓９が設けられている。放電が放電容器１の小径部Ａの管軸Ｘ−Ｘ上で発生するので、管軸Ｘ−Ｘ上に放射取り出し窓９を設けることで広がりの少ない放射を取り出すことができる。放射取り出し窓の材質として、石英ガラス、サファイア、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等を用いることができる。
【００３３】
また、陰極は放電によって電離したイオンが衝突することで激しいスパッタリング現象を生じ、陰極からの飛散物質が放電容器内面に付着して白濁を生じさせやすいので、放射取り出し窓９から離れた位置に設ける電極４を陰極とし、放電容器１の管軸Ｘ−Ｘから外した放射取り出し窓９の近傍に設けられる電極５を陽極とすることによって、陰極４からのスパッタリングによって放電容器１内面が白濁する、という問題点を回避することができる、という効果を期待することができる。
【実施例５】
【００３４】
また、上記の放射取り出し窓９にかえて、放射取り出しの機能を有する導光棒(ライトガイド)２０を放電容器1の管軸Ｘ−Ｘ上に設け、該導光棒２０にコネクタ２２を介して光ファイバ２１へ放射を導いて取り出すこともできる。その閃光放電ランプ１０の構造を図５に示す。導光棒(ライトガイド)２０に変えて放電容器1の管軸Ｘ−Ｘ上に光ファイバ２１を直接埋め込むようにしても良い。
小面積または小さな体積のところを照射するには、上記のような、ライトガイドや放射取り出し窓から管軸方向に出てくる放射を利用すると良い。
【００３５】
本発明の閃光放電ランプは、つぎのような用途にも利用することができる。
その第1は、光化学反応用の光源であり、これには先に段落番号０００３に示した樹脂の硬化用以外に、次のような用途が考えられる。
（１）オゾン（Ｏ３）は約２２０〜２９０ｎｍの波長域の放射をよく吸収し、分解される。その際に酸化力の強い活性酸素を発生する。そこで、
（１−１）オゾンが供給される雰囲気に、紫外線を照射することで、オゾンと紫外線を利用した表面洗浄を、本発明の閃光放電ランプの上記波長域の放射を用いて行なう。その時、被洗浄物体の表面は全波長域の放射を受け、被洗浄物体に吸収される波長域の放射により被洗浄物体の表面温度が上昇する。オゾンの分解はこの高い温度によっても実現され、単純な紫外線によるオゾンの分解のみ以上に洗浄効果を発揮する。
（１−２）シリコン（Ｓｉ）や化合物半導体のゲート酸化膜の極薄化が要求されてきている。オゾンが供給される雰囲気に、紫外線を照射することで、紫外線によるオゾンの分解による活性酸素の発生や、ランプ放射の照射による被照射体、とりわけ酸化膜を生成したい部分を加熱できる。その結果として、活性酸素は酸化膜中を熱拡散しやすくなる。すなわち、生成速度が大きい。
（２）２２０〜２６０ｎｍの波長域にも感光域を持つＫｒＦ、ＡｒＦレーザー用レジストのリソグラフィ露光前あるいは後の、全面あるいは部分のみに露光を行なうことで、レジストのハードニング（硬化）等を行なう際にも、本発明の閃光放電ランプを用いることができる。
【００３６】
その第２は、ＤＮＡやアミノ酸の光化学変化、検出用であり、これには先に段落番号０００２で示した光化学的機構および光熱力学的機構を利用した殺菌用以外に次のような用途が考えられる。
（１）ＤＮＡに２００〜２８０ｎｍの波長の紫外線を照射すると主として塩基の一つであるチミンが二量体となり、変成することは良く知られている。殺菌はこのＤＮＡの変成による菌の死亡によることも明らかになっている。菌を取り巻く膜の紫外線に対する耐性、特に透光性によって、菌そのものの紫外線耐性が左右される。殺菌は２００ｎｍ近傍から短波長側では空気中でオゾンが発生するので２２０〜３００ｎｍの波長の紫外線で行なわれる。閃光放電ランプの放射による殺菌は上記の波長域より長い所の放射の吸収による菌そのものの昇温効果も付加される。
（２）アミノ酸は生体中では、Ｌ−型のみが合成される。人工的に合成するには、左回り或いは右回りの円偏光を使用することにより、それぞれＬ−型またはＤ−型のみを不斉合成することができる。約２２０ｎｍの波長の円偏光を用いることで、Ｌ−ロイシン（Ｌ−Ｌｅｕｃｉｎｅ、必須アミノ酸）を合成することができる。このように、２００〜２５０ｎｍの波長域では円偏光を照射した光化学の方法で必須アミノ酸の不斉合成が可能になっている。
こうしたＤＮＡの変成、アミノ酸の合成では、特定波長の放射が吸収される。このことを利用すれば、特定波長の吸収から、ＤＮＡやアミノ酸の検出定量を行なうことができ、そのような検出の用途にも本願発明の閃光放電ランプは使用できる。
【００３７】
このように、本発明の閃光放電ランプは、光化学反応用、ＤＮＡや蛋白質の光化学変化、検出用に使用することができる。
【００３８】
シリコン（Ｓｉ）または化合物半導体のイオン打ち込み後の結晶回復のために、本発明の閃光放電ランプを使用することができる。また、積層間の接合部、積層と基体との接合部などのアニーリングのために、本発明の閃光放電ランプを使用することができる。また、ＴＦＴ液晶ディスプレイにおける、アモルファスシリコンの結晶化のための表面加熱に、本発明の閃光放電ランプを使用することができる。どちらの場合も、表面近くのみの加熱ができなくてはならないが、閃光放電ランプは放電時間が短くそれが可能である。また、特に波長が約４００ｎｍ以下の放射の反射率は小さいので、本発明の閃光放電ランプでの加熱はその波長域の放射に富むので有効である。
このように、本発明の閃光放電ランプは、表面で高い照射照度の特性を活かし瞬間的な表面加熱用の熱源に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の閃光放電ランプの、実施例１の断面図である。
【図２】本発明の閃光放電ランプの、実施例２の断面図である。
【図３】本発明の閃光放電ランプの、実施例３の断面図である。
【図４】本発明の閃光放電ランプの、実施例４の断面図である。
【図５】本発明の閃光放電ランプの、実施例５の断面図である。
【図６】閃光放電ランプの点灯回路図である。
【図７】本発明の閃光放電ランプの、電流密度が２１１０Ａ／ｃｍ２の放射分光分布を示す図である。
【図８】本発明の閃光放電ランプの、電流密度が２８３０Ａ／ｃｍ２の放射分光分布を示す図である。
【図９】本発明の閃光放電ランプの、電流密度が３３９０Ａ／ｃｍ２の放射分光分布を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０            閃光放電ランプ
１            放電容器
１１            パイプ
１２            蓋
２、３          電極棒
４            電極（陰極）
５            電極（陽極）
６            トリガー電極
７            止め具
８            パイプ
２０            導光棒
２１            ファイバ
２２            コネクタ
５１            充電器
５２            点灯電流制御用インピーダンス
５３            パルス発振器
５４            トリガー回路
Ａ            小径部
Ｂ            両端部
Ｘ−Ｘ            放電容器の管軸
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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