(57)【要約】    【課題】  閃光放電ランプを高電圧低容量のパルス電源により点灯して、放射エネルギーの照射の際に被照射物に与える物理的ダメージを最小限にして表面処理などを行える閃光放電ランプ点灯装置およびこれを用いた放射エネルギー照射装置を提供する。    【解決手段】  閃光放電ランプ点灯装置は、透光性の細長い気密容器ＳＥ、その両端内部に封装されている一対の電極Ｅ１、Ｅ２、希ガスを含み気密容器ＳＥの内部に封入されて放電時に発光する放電媒体およびトリガーワイヤＴＷを備えた閃光放電ランプＨＦＬと；これを点灯するパルス電源ＰＳと；パルス電源ＰＳおよび閃光放電ランプＨＦＬの間に直列に介在するスパークギャップＳＧと；閃光放電ランプＨＦＬのトリガーワイヤＴＷおよびスパークギャップＳＧに対して同期してトリガー信号を供給するトリガー信号発生回路ＴＳＧと；を具備している。【選択図】    図１
2005203221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の細長い気密容器、気密容器の両端内部に封装されている一対の電極、希ガスを含み気密容器の内部に封入されて放電時に発光する放電媒体および気密容器の外周に近接して配設されたトリガーワイヤを備えた閃光放電ランプと；
閃光放電ランプを点灯するパルス電源と；
パルス電源および閃光放電ランプの間に直列に介在するスパークギャップと；
閃光放電ランプのトリガーワイヤおよびスパークギャップに対して同期してトリガー信号を供給するトリガー信号発生回路と；
を具備していることを特徴とする閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
請求項１記載の閃光放電ランプ点灯装置と；
閃光放電ランプの放射エネルギーを放射エネルギー照射処理部に集束する反射鏡と；
を具備していることを特徴とする放射エネルギー照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度の大きな放射エネルギーを被照射物に瞬間的に照射するのに適した閃光放電ランプを点灯するのに好適な閃光放電ランプ点灯装置およびこれを用いた放射エネルギー照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透光性の細長い気密容器の内部にキセノンなどの放電媒体を封入した閃光放電ランプを点灯させてパルス状のランプ電流を通流させると、強度の大きな閃光、例えば波長４００ｎｍ以下の紫外光、可視光および赤外光を主体とする瞬間的な放射エネルギーを発生させることができる。この閃光放電ランプの瞬間的な放射エネルギーを照射することによって半導体材料のアニール、割断など半導体、液晶プロセス分野など各種の分野における表面加熱、表面殺菌および表面硬化などの表面処理が可能になる。
【０００３】
従来、この種の目的の放射エネルギー照射には主としてレーザやハロゲン電球を用いている。ところが、レーザやハロゲン電球に代えて上記の閃光放電ランプを多灯並列配置することにより、極めて短時間で上述の処理が可能になるとともに、ランプの長寸化が可能なため処理の大面積化が可能となる。
【０００４】
上述の用途に用いる閃光放電ランプは、気密容器が細長くて石英ガラスからなり、気密容器の両端内部に一対の電極を封装し、気密容器の内部にキセノン（Ｘｅ）などの希ガスを含む放電媒体を封入していて、さらに気密容器の外周に近接してトリガーワイヤを配設した構造である。そして、トリガーワイヤにトリガー信号を印加することによって閃光放電ランプの一対の電極間を絶縁破壊して作動させる。また、上述の用途においては、光照射処理に対して閃光放電ランプから放射される放射エネルギーのうち波長４００ｎｍ以下の紫外光や熱エネルギーが特に効果的に作用する。
【０００５】
発明者らは、上述の用途に好適な閃光放電ランプの発明をなし、当該発明は特願２００３−１８０９７７号（以下、便宜上「先願発明」という。）として出願されている。この閃光放電ランプは、内部断面積がＳ１の第１の領域および内部断面積がＳ２の第２の領域を管軸方向に備え、石英ガラスを主体として形成されていて、数式０．３＜Ｓ２／Ｓ１＜０．９を満足する透光性の細長い気密容器を備えている点で特徴付けられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
閃光放電ランプによる閃光を上述した表面処理の実用に供するには、閃光放電ランプおよびこれを用いる放射エネルギー照射装置の性能向上についての改良が要求されている。また、これに加えて、被照射物に対してなるべく物理的ダメージを与えることなく所望の熱効果のみを与えるように閃光放電ランプ点灯装置を構成することが望まれている。後者の要求を満足するためには、閃光放電ランプから発生する放射エネルギーの時間幅を短くすることが効果的であることが分かった。そのためには、閃光放電ランプ点灯装置のパルス電源を高電圧低容量に構成するのがよい。閃光放電ランプ点灯装置のパルス電源を高電圧低容量に構成するには、パルス電源に備えられている充放電用のコンデンサを高耐圧でありながら低容量にして、これに高電圧の充電を行えばよい。
【０００７】
ところが、充放電用のコンデンサを高耐圧、かつ、低容量にして、これに高電圧の充電を行うと、上記コンデンサが所望の電圧まで充電される以前の段階で、閃光放電ランプのトリガーワイヤにトリガー信号を印加しないのにもかかわらず、閃光放電ランプの一対の電極間において絶縁破壊が生じて閃光放電ランプが不所望に点灯してしまう。したがって、閃光放電ランプに所要の電気エネルギーを投入できないという問題のあることが分かった。
【０００８】
本発明は、閃光放電ランプを高電圧低容量のパルス電源により点灯して、放射エネルギーの照射の際に被照射物に与える物理的ダメージを最小限にして表面処理などを行える閃光放電ランプ点灯装置およびこれを用いた放射エネルギー照射装置を提供することを一般的な目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の一般的な目的を達成するために、パルス電源に備えられた充放電用のコンデンサが所望の電圧まで充電される以前に、閃光放電ランプが不所望に点灯しないように構成された閃光放電ランプ点灯装置およびこれを用いた放射エネルギー照射装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、パルス電源と閃光放電ランプとの間にスイッチを直列に挿入した閃光放電ランプ点灯装置およびこれを用いた放射エネルギー照射装置を提供することを具体的な目的とする。
【００１１】
さらにまた、本発明は、パルス電源と閃光放電ランプとの間に直列に挿入するスイッチとしてスパークギャップを用いた閃光放電ランプ点灯装置およびこれを用いた放射エネルギー照射装置を提供することを具体的な他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明の閃光放電ランプ点灯装置は、透光性の細長い気密容器、気密容器の両端内部に封装されている一対の電極、希ガスを含み気密容器の内部に封入されて放電時に発光する放電媒体および気密容器の外周に近接して配設されたトリガーワイヤを備えた閃光放電ランプと；閃光放電ランプを点灯するパルス電源と；パルス電源および閃光放電ランプの間に直列に介在するスパークギャップと；閃光放電ランプのトリガーワイヤおよびスパークギャップに対して同期してトリガー信号を供給するトリガー信号発生回路と；を具備していることを特徴としている。
【００１３】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１４】
＜閃光放電ランプについて＞    閃光放電ランプは、上記のように気密容器、一対の電極、放電媒体およびトリガーワイヤを備えている。本発明において、閃光放電ランプは、後述するパルス電源に対して単一で、または複数で接続することができる。後者の場合、複数の閃光放電ランプは、互いに直列接続、並列接続および直並列接続のいずれの態様であってもよい。
【００１５】
（気密容器について）    気密容器は、少なくとも放電により発生した放射エネルギーのうち所望波長の放射、例えば紫外光または／および可視光や赤外光を外部に導出して利用しようとする部位すなわち主要部が上記の放射に対して透光性であり、好ましくは石英ガラスにより形成されている。したがって、上記の部位以外のその他の部位は透光性でなくてもよい。本発明における「透光性」とは、外部に導出して利用しようとする所望波長帯の放射エネルギーを実質的に透過すればよく、要すれば真空紫外光に対しても実質的に透過性にすることができる。
【００１６】
また、気密容器は、全体として細長い形状をなしていて、内部が中空になっていて、放電空間として利用される。気密容器の長さは、被処理物の大きさに応じて所望の値に設定することができる。例えば、１〜２ｍ程度の長さを有する気密容器を備えた閃光放電ランプを得ることができる。
【００１７】
さらに、気密容器は、所望により中空部の長さ方向に内部断面積が例えばある値を有する第１の領域および内部断面積が上記の値と異なる値を有する第２の領域を管軸方向に備え、それら領域の断面積比が所定の関係を満足するように構成することができる。なお、「内部断面積」とは、管軸方向に対して垂直な面内における気密容器の内壁面により囲まれた空間の面積をいう。このように管軸方向における内部断面積の変化は、段階的および連続的のいずれであってもよい。内部断面積の変化は、以下に例示する目的に沿って適宜設定することができる。なお、目的の如何にかかわらず、ある領域の内部断面積が相対的に小さくなると、当該領域を流れる電流密度が大きくなり、これに伴って発光の強さが相対的に大きくなり、反対に内部断面積が相対的に大きくなると、当該領域を流れる電流密度が小さくなり、これに伴って発光の強さが相対的に小さくなる関係にある。
１．管軸方向に沿って均一な光照射効果が比較的長い距離にわたり得られるようにする。
２．管軸方向の中間部に比較的発光の強い領域が形成されるようにする。
３．管軸方向の両端部に比較的発光の強い領域が形成されるようにする。設定されている
さらにまた、気密容器は、その内部を外気に対して気密に封止するとともに、後述する電極を封装して支持するために、その両端に封止部を備えている。封止部には、適宜の構成を採用することができるが、閃光放電時には数千Ａの大電流が瞬間的に流れるので、これに耐える封止構造を採用する必要がある。好適にはグレーデッドシール構造を採用するのがよい。
【００１８】
（一対の電極について）    一対の電極は、気密容器の両端内部に対向して封装されている。そして、従来から閃光放電ランプに一般に用いられている構成であるところの冷陰極形の電極を用いることができる。この場合、例えばニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）およびチタン（Ｔｉ）のグループから選択された一種または複数種の耐火性金属あるいはこれらの複数種からなる合金またはステンレス鋼などを用いて電極を形成することができる。
【００１９】
また、電極は、例えば電極主部および電極軸を含む構成を採用することができる。この場合、電極主部を上記グループの金属で形成して同種金属または異種金属からなる電極軸の先端に支持させることができる。電極軸は、その基端が気密容器の封止部に気密に封着され、タングステンなどの耐火性に優れた金属を用いて形成することができる。なお、グレーデッドシール構造の場合、電極軸を気密容器の封止部を貫通させ、その基端を直接外部へ露出させて、外部へ露出した基端部を外部導入導体として兼用させるように構成することもできる。
【００２０】
（放電媒体について）    放電媒体は、その放電により所望波長の放射を生じる媒体であり、本発明においては少なくとも希ガスを含んでいる。希ガスは、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）のグループから選択された一種を単独で、または任意の複数種の希ガスを混合して用いることができる。また、希ガスの封入圧は、従来から閃光放電ランプに一般に用いられているのと同様な圧力であればよい。
【００２１】
放電媒体は、所望により上記希ガスに加えて水銀を含むことが許容される。この場合、水銀は、その蒸気が閃光放電に寄与して特有のスペクトルの放射を行うように適量を封入される。水銀蒸気は、閃光放電において、主として波長２５４ｎｍ、３６５ｎｍの紫外光を高効率で放射する。封入した水銀は、その全量が蒸発するように封入してもよいし、一部が蒸発しないで液相で滞留するように封入してもよい。
【００２２】
（トリガーワイヤについて）    トリガーワイヤは、気密容器の外面に近接して配設され、少なくとも一方の電極との間に強い電位傾度を形成することにより、気密容器内の内部を絶縁破壊して、一対の電極間に放電を生起させるための手段である。トリガーワイヤによって一方の電極との間に強い電位傾度を形成するためには、例えばトリガーワイヤと当該一方の電極との間に後述するトリガー信号発生回路を接続する。また、トリガーワイヤの電極間における長さを調節することによって、一対の電極間における放電開始電圧を所望値になるように制御することもできる。
【００２３】
＜パルス電源について＞    パルス電源は、パルス電流を閃光放電ランプに通流させて、これを瞬間的に放電させるためのエネルギー源として機能し、時間幅の短い電流を出力する。このように機能すればよいため、具体的な回路構成については特段限定されない。パルス電流の時間幅としては、例えば１〜５００μ秒程度の範囲内で適宜設定することが可能なように構成することができる。また、電圧は、点灯する閃光放電ランプの電極間距離、したがって閃光放電ランプの長さや点灯時に発生する放射エネルギーの所望の強さなど、すなわち閃光放電ランプの物理的サイズや放射エネルギーの照射条件などによって変わるが、一例として２０ｋＶにすることができる。さらに、閃光放電ランプに供給されるパルス電力は、一例として４０００Ｊ／秒程度にすることができる。
【００２４】
また、パルス電源は、高耐圧のコンデンサを用いることにより、所望電圧のパルス電流を閃光放電ランプに対して供給することができる。コンデンサは、所望の充電電圧およびパルス電流値を得るために、その単体または複数を組み合わせて用いることが許容される。複数のコンデンサの組み合わせは、直列接続、並列接続および直並列接続のいずれであってもよい。また、コンデンサの接続を切り換えてパルス電流の電圧を変更可能に構成することもできる。
【００２５】
さらに、パルス電源から出力されるパルス電流の持続時間を調整するために、適当な値を有するインピーダンス、例えばインダクタンスをパルス電流波形の補正用としてコンデンサの放電回路に挿入することができる。インダクタンスは、その値が固定されていてもよいし、可変であってもよい。インダクタンスをパルス電流の通流回路に挿入するためには、チョークコイルなどのインダクタを用いる。
【００２６】
＜スパークギャップについて＞    スパークギャップは、閃光放電ランプとパルス電源との間に直列に介在して、閃光放電ランプの作動開始をトリガーワイヤの制御と同期して制御するスイッチ手段として用いられる。スパークギャップは、高電圧パルス発生回路において、一般に高圧放電ランプの始動回路として用いられる弛張発振器のスイッチ素子として用いられるが、本発明においては閃光放電ランプ点灯用のスイッチとして機能する。そして、点灯の際にパルス状のランプ電流が当該スパークギャップを通流する。したがって、本発明において用いるスパークギャップは、その電流容量が閃光放電ランプの点灯の際に流れる瞬時値の大きなパルス状のランプ電流に耐える電流容量を有するものでなければならない。
【００２７】
また、スパークギャップは、後述するトリガー信号の印加によってその一対の電極間で絶縁破壊が行われ、放電すなわちスパークが発生することによって導通すなわちスイッチオンする。また、これと同期して閃光放電ランプのトリガーワイヤと一方の電極との間にはトリガー信号が印加される。したがって、そのときに閃光放電ランプの一対の電極間が絶縁破壊されて、閃光放電ランプが点灯し、閃光放電が生起する。
【００２８】
さらに、スパークギャップは、その絶縁耐力が大きいものを容易に得ることができるので、これをパルス電源の高圧側に挿入することができる。そうすれば、閃光放電ランプの絶縁の安全性が高くなる。
【００２９】
＜トリガー信号発生回路について＞    トリガー信号発生回路は、トリガー信号を発生して、これを閃光放電ランプおよびスパークギャップに同期して印加することにより、これらをトリガーして閃光放電ランプを点灯させるための手段である。閃光放電ランプおよびスパークギャップのそれぞれに対するトリガー信号は、同期して行われるのであれば共通する単一のトリガー信号発生回路でもよいし、また閃光放電ランプおよびスパークギャップに対してそれぞれ個別に配設されたトリガー信号発生回路により構成されていてもよい。
【００３０】
また、トリガー信号発生回路から発生するトリガー信号は、閃光放電ランプおよびスパークギャップの電極間における絶縁破壊を生起させる程度に十分に高い電圧信号からなる。このような高電圧のトリガー信号は、例えば高圧放電ランプの始動回路としての高電圧パルス発生回路と同様な回路構成によって形成することができる。すなわち、パルストランス、コンデンサおよび第２のスパークギャップ（なお、この場合、第１のスパークギャップは、閃光放電ランプに直列接続するスパークギャップである。）を主構成要素としていて、コンデンサを直流電源に適当な時定数回路を形成して接続することにより当該コンデンサが直流電源から充電される。また、コンデンサ、第２のスパークギャップおよびパルストランスの１次巻線は、閉回路を形成する。そうして、コンデンサの充電電圧が所定値になったときに第２のスパークギャップが絶縁破壊を起こして導通し、そのときにコンデンサの電荷が当該コンデンサ、第２のスパークギャップおよびパルストランスの閉回路内を放電することにより、パルストランスの２次巻線に高電圧パルスが誘起される。そこで、この高電圧パルスをトリガー信号として用いる。
【００３１】
したがって、トリガー信号発生回路の一対の出力端子を閃光放電ランプとパルス電源との間に直列に挿入された（第１の）スパークギャップの両端に接続すれば、トリガー信号によって当該スパークギャップをスイッチとしてオンさせることができる。
【００３２】
＜本発明の作用について＞    本発明は、以上の構成を具備していることにより、閃光放電ランプを点灯するに際してパルス電源を高電圧に充電する過程で閃光放電ランプが不所望に点灯してしまうようなことを防止することができる。すなわち、パルス電源の電圧は、スパークギャップと閃光放電ランプとに分圧されて印加するので、閃光放電ランプに対して印加される電圧が低くなる。このため、たとえパルス電源のコンデンサを高電圧で充電したとしても、その途中で閃光放電ランプが不所望に点灯するようなことがなくなる。
【００３３】
したがって、閃光放電ランプを点灯させる場合には、トリガー信号発生回路からトリガー信号を発生させ、これを閃光放電ランプおよびスパークギャップの両方に対して同期して印加する。これによって、閃光放電ランプおよびスパークギャップのいずれも絶縁破壊して、スパークギャップがスイッチオンするので、閃光放電ランプは点灯することができる。
【００３４】
スパークギャップは、その絶縁破壊電圧すなわち放電開始電圧の頗る高い定格を有するとともに電流容量定格の大きなものを比較的容易に得ることが可能であるため、高電圧が印加されて点灯した際に瞬時値の大きなランプ電流が流れる閃光放電ランプの点灯を直接スイッチング制御する手段として甚だ好適である。また、スパークギャップは、短時間の放電によりスイッチ動作を行うが、閃光放電ランプもまたパルス状のランプ電流が流れて点灯するので、閃光放電ランプの制御用として良好なマッチングが得られる。
【００３５】
そうして、閃光放電ランプから発生した放射エネルギーを被照射物に照射して表面処理などを行うことができる。本発明によれば、パルス電源を高電圧低容量にして閃光放電ランプの発光の時間幅をより一層短くすることが可能になる。したがって、放射エネルギー照射の際に被照射物に与える物理的ダメージを最小限にして表面処理などを行うことが可能になる。
【００３６】
＜本発明におけるその他の構成について＞    本発明においては、以下の構成を選択的に付加することができる。これにより閃光放電ランプ点灯装置としての性能が向上したり、機能が追加されたりする。
【００３７】
１．（複数の閃光放電ランプの平面的配列）    複数の閃光放電ランプを平面的に配列して、同時に点灯させることにより、大型すなわち大面積の被照射物に対して一時に表面処理などを行うことができる。この場合、複数の閃光放電ランプは、パルス電源に対して直列、並列または直並列などどのような接続態様をとってもよい。また、パルス電源は、複数の閃光放電ランプの接続態様に応じて単一および複数のいずれであってもよい。しかし、好ましい構成は、平面的に配列された複数の閃光放電ランプに対して複数のパルス電源をそれぞれ１対１の関係に配設するとともに、それぞれの閃光放電ランプおよびこれに対して直列接続したスパークギャップを同期してトリガーすることである。
【００３８】
２．（放射エネルギーの検出による閃光放電ランプの制御）    閃光放電時に発生する放射エネルギーすなわち閃光エネルギーを検出して閃光放電ランプの点灯を帰還制御することができる。この場合、閃光エネルギー測定装置を用いて、パルス電源を帰還制御するのがよい。
【００３９】
閃光エネルギー測定装置は、閃光エネルギー検出手段および計測手段を備えている。閃光エネルギー検出手段として受光手段および光選択導入手段を組み合わせて使用することにより、閃光エネルギーを的確に検出することができる。受光手段は、紫外光から赤外光までの波長域の少なくとも一部に属する放射の波長域にピーク感度が有り、光選択導入手段により導入された光エネルギーを受光して電気信号を出力する手段であり、例えば焦電素子や光電素子などを用いることができる。また、光選択導入手段は、前記微小位置に照射される閃光放電ランプから発生する放射エネルギーを選択して上記受光手段へ導入する手段である。計測手段は、受光手段から出力される電気信号に基づいて前記微小位置に照射される放射エネルギーの強度を計測する手段である。なお、計測手段は、パルス電源の帰還制御回路の一部または全部が兼ねていることを許容するものである。すなわち、閃光エネルギー検出手段の出力に基づいて帰還制御が行われるということは、閃光エネルギーが計測されたことを意味するからである。そうして、閃光放電ランプが放射する紫外光から赤外光までの波長域の少なくとも一部に属する放射エネルギーを、閃光放電ランプから所定距離離間した位置において、その位置の微小部分に対して閃光放電ランプから照射される放射エネルギーの強度を測定することができる。
【００４０】
一方、パルス電源は、閃光エネルギー測定装置による計測結果に基づいて最適に調整されたパルス電流を閃光放電ランプに供給するように構成される。パルス電源を帰還制御する場合、パルス電流の波高値または／および時間幅を帰還制御することができる。パルス電流の波高値を帰還制御する場合は、パルス電源の出力電圧を調節する。これは以下の手段のいずれかにより実現することができる。
（１）充放電用のコンデンサに対する充電電圧を当該コンデンサの耐電圧の範囲内で調節する。
（２）異なる耐電圧を有する複数のコンデンサから最適なものを予め接続可能に用意しておき、最適なコンデンサを選択して、その耐電圧に応じた充電を行う。
（３）複数のコンデンサの直列接続数を変更する。
【００４１】
また、パルス電流の時間幅を調整する場合は、コンデンサの静電容量を調節する。これは以下の手段のいずれかにより実現することができる。
（１）充電されるコンデンサの並列接続数を変更する。
（２）異なる静電容量を有する複数のコンデンサから最適なものを選択して接続する。
（３）コンデンサに対して直列にインダクタを挿入する。なお、インダクタは、そのインダクタンスが可変であるか、異なるインダクタンスを有する複数のインダクタを用意しておき、所望のインダクタをコンデンサに接続するように構成することができる。
【００４２】
したがって、パルス電流の波高値および時間幅を調整する場合は、上述の手段の両方を採用することによって実現することができる。
【００４３】
そうして、以上説明した閃光エネルギーの検出により閃光放電ランプを帰還制御すれば、被照射物に対する光熱の瞬間的な照射量を正確に把握して、しかもこれを適切に制御することが可能になる。このため、被照射物の表面処理などを良好に行うことができる。
【００４４】
また、閃光エネルギー測定装置を用いて閃光放電ランプの点灯を帰還制御する場合、閃光エネルギーの大きさについての外部指令信号と閃光エネルギーの計測値信号とを比較して、その差に応じてパルス電源のパルス電流を負帰還的に制御するように構成することができる。そうして、上記のように構成することにより、閃光エネルギーの大きさを外部から所望に制御することが可能になる。
【００４５】
さらに、閃光エネルギー測定装置は、１灯の閃光放電ランプに対して複数の閃光エネルギー検出手段を配設するように構成することができる。この場合、複数の閃光エネルギー検出手段を閃光放電ランプの例えば中央部と端部に分散して配置し、それぞれの検出出力を演算装置で演算するこができる。そうして、上記のように構成することにより、閃光エネルギー計測の精度が向上するので、延いては被照射物に対する放射エネルギーの照射を適切に行うことが可能になる。
【００４６】
請求項２の発明の放射エネルギー照射装置は、請求項１記載の閃光放電ランプ点灯装置と；閃光放電ランプの放射エネルギーを放射エネルギー照射処理部に集束する反射鏡と；を具備していることを特徴としている。
【００４７】
本発明は、請求項１に規定する閃光放電ランプを具備する被照射物の表面処理に効果的な放射照射装置の構成を規定している。
【００４８】
＜閃光放電ランプ点灯装置について＞    閃光放電ランプ点灯装置は、請求項１に規定する構成が用いられるが、そこに含まれる閃光放電ランプの数は自由である。例えば、複数の閃光放電ランプを平面的に並列して、所望面積の被照射物を同時に放射エネルギーを照射するように構成することが許容される。
【００４９】
＜反射鏡について＞    反射鏡は、利用しようとする波長域の放射エネルギーの少なくとも一部に対して比較的高い反射率を呈する放射エネルギー反射性を有し、かつ、閃光放電ランプの放射エネルギーを放射エネルギー照射処理部に集束するように構成されている。なお、「放射エネルギー照射処理部」とは、閃光放電ランプが発生する放射エネルギーを照射する位置に被照射物を配置するように構成されている手段をいう。複数の閃光放電ランプを配列して配置する場合、反射鏡は、閃光放電ランプに対して１対１の関係になるように配設することができる。しかし、要すれば、単一の反射鏡を複数の閃光放電ランプに対して共通になるように配設することも許容される。
【００５０】
＜本発明の作用について＞    本発明は、以上の構成を具備していることにより、パルス電源を高電圧低容量にして閃光放電ランプから発生する放射エネルギーの時間幅をより一層短くすることが可能になる。そして、閃光放電ランプが閃光放電を行うと、発生した放射エネルギーは、反射鏡で放射エネルギー照射処理部に向けて集束され、放射エネルギー照射処理部に配置された被照射物を照射する。その結果、放射エネルギー照射の際に被照射物に与える物理的ダメージを最小限にして表面処理などが効果的に行われる。
【００５１】
＜本発明のその他の構成について＞    本発明においては、以下の構成を選択的に付加することにより、閃光放電ランプの性能が向上する。
【００５２】
１．（透光窓を備えた収納容器）    透光窓を備えた収納容器は、閃光放電ランプおよび反射鏡を収納して、これらを外気から遮断する手段である。すなわち、閃光放電ランプおよび反射鏡を収納容器内に収納して、当該容器の内部に紫外光の減衰の少ない不活性ガス、例えば窒素（Ｎ２）を封入して外気と置換したり、不活性ガスをフローして外気をパージしたりするように構成することができる。
【００５３】
透光窓は、閃光放電ランプからの放射エネルギーが容器から外部へ出射する位置に配設される。また、透光窓は、所望の波長域の放射エネルギーをなるべく減衰しないで透過するような材料で構成してフィルタ作用を呈するようにするのが望ましい。透光窓をシリカが９０質量％以上含むガラス質材料、例えば合成石英ガラスなどで形成することにより、例えばキセノンが放射する波長１７２ｎｍや水銀が放射する波長１８５ｎｍなどの真空紫外光を含む紫外光および可視光を良好に透過させることができる。
【００５４】
そうして、以上のように透光窓を備えた収納容器用いることにより、被照射物に対する減衰の少ない放射エネルギー照射を行うことが可能になる。また、透光窓は、放射エネルギー照射の際に生じる被照射物からの飛散物が閃光放電ランプおよび／または反射鏡に到達しないように阻止するように作用する。したがって、透光窓があることにより、閃光放電ランプおよび反射鏡を汚損から保護して、それらの寿命特性が短縮するのを阻止することができる。また、透光窓に付着した飛散物は、これを比較的容易に除去することができる。
【００５５】
２．（被照射物の保持手段）    放射エネルギー照射装置における被照射物の保持は、被照射物が放射エネルギー照射を受けたときに急激な温度変化により不所望な変形やマイクロクラックなどのダメージを受けないように配慮することが望ましい。特に被照射物が薄い場合にはその傾向が強い。すなわち、放射エネルギー照射時に被照射物に吸収されて放射エネルギー照射処理に寄与する放射エネルギーばかりでなく、被照射物を透過する放射エネルギー、例えば可視光および赤外光なども存在する。ところが、被照射物が支持台からなる放射エネルギー照射処理部などに密接して支持されていると、被照射物を透過する光によって被照射物の表裏の温度差が顕著になり、上述のダメージを与える。
【００５６】
被照射物が放射エネルギー照射時にダメージを受けないようにするためには、被照射物を熱容量の大きな支持台などの部材から実質的に浮かして支持するように放射エネルギー照射処理部を構成すると効果的であることが分かった。このような作用下において被照射物を支持するには、被照射物の放射エネルギー照射エリアの１０％以下の部分または放射エネルギー照射エリアすなわち放射エネルギー照射処理部以外の部位すなわち非照射処理部を支持するか、被照射物を補助加熱するのがよい。
【００５７】
前者としては、例えば被照射物の非照射処理部を保持する、ピン状の支持部材で支持する、などがこれに該当する。非照射処理部を保持する場合には、被照射物を直かに支持してもよい。ピン状の支持部材で支持する場合には、放射エネルギー照射エリア全体を均等に支持することができる。これにより被照射物の放射エネルギー照射エリアの９０％以上が雰囲気エリア内に浮いている状態で光照射を受けることができる。その結果、放射エネルギー照射時に被照射物を透過する放射エネルギーによるダメージを受けにくくなる。
【００５８】
後者としては、放射エネルギー照射部において、ホットプレートなどを用いて被照射物の支持台を加熱することができる。被照射物が補助加熱されることにより、被照射物が予め加熱された状態で放射エネルギー照射を受けることができるので、放射エネルギー照射によって受ける熱衝撃を緩和する。その結果、上述のダメージが軽減される。
【発明の効果】
【００５９】
請求項１の発明によれば、パルス電源と閃光放電ランプの間に直列にスパークギャップを挿入していることにより、閃光放電ランプを高電圧低容量のパルス電源により点灯でき、その結果光照射の際に被照射物に与える物理的ダメージを最小限にして表面処理などを行える閃光放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【００６０】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果を奏する放射エネルギー照射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００６２】
図１および図２は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１の形態を示し、図１は回路図、図２は閃光放電ランプの正面縦断面図である。本形態において、閃光放電ランプ点灯装置は、閃光放電ランプＨＦＬ、パルス電源ＰＳ、スパークギャップＳＧおよびトリガー信号発生回路ＴＳＧを具備して構成されている。
【００６３】
＜閃光放電ランプＨＦＬ＞    閃光放電ランプＨＦＬは、気密容器ＳＥ、一対の電極Ｅ１、Ｅ２、放電媒体およびトリガーワイヤＴＷからなり、例えば発光長３４０ｍｍ、内径１０ｍｍである。また、他の例によれば、閃光放電ランプＨＦＬは、発光長５００ｍｍ、内径１２ｍｍである。
【００６４】
気密容器ＳＥは、石英ガラスからなり、横断面が内径１０ｍｍの真円形状で細長い直管状をなしている。そして、両端部は、気密容器ＳＥの封止端部を構成している。この封止端部は、いわゆるグレーデッドシールを形成していて、円筒状の石英ガラスからなる主体部分と後述する導入線３との間を熱膨張係数が徐々に変化している複数の封止材を順次溶着することによって気密に封着している。
【００６５】
一対の電極Ｅ１、Ｅ２は、タングステン（Ｗ）製であり、電極主部４および電極軸５からなる。そして、電極主部４は、気密容器ＳＥの端部側の内部において、電極軸５の先端に支持されている。電極軸５は、その基端部が気密容器ＳＥの封止端部を貫通した状態で封着され、かつ、気密容器ＳＥの外部へ露出していて、その外部に露出した部分が導入線３を兼ねている。なお、一対の電極Ｅ１、Ｅ２は、その一方Ｅ１が陽極として、また他方Ｅ２が陰極として、それぞれ作用する。また、導入線３は、電極Ｅ１、Ｅ２にランプ電流を供給する際の導電体として機能する。
【００６６】
放電媒体は、気密容器ＳＥ内に封入され、希ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を含み、さらに所望により水銀（Ｈｇ）を加えることができる。
【００６７】
トリガーワイヤＴＷは、例えばモリブデン（Ｍｏ）線からなり、気密容器ＳＥの外面に接触した状態で管軸方向に沿って延在している。
【００６８】
＜パルス電源ＰＳ＞    パルス電源ＰＳは、負荷である閃光放電ランプＨＦＬにパルス電流を供給し得る電源であり、少なくとも高圧電源１および充放電用のコンデンサ２を含んでいて、負荷である閃光放電ランプＨＦＬにパルス電流を供給してこれを点灯する。高圧電源１は、例えば商用交流電源を整流して直流高電圧、例えば２０ｋＶを得る。また、他の例によれば、直流高電圧は８ｋＶを得る。したがって、高圧電源１は、負荷の閃光放電ランプＨＦＬの要求条件に応じてコンデンサ２の充電電圧を可変に構成されているのが好ましい。充放電用のコンデンサ２は、耐圧２０ｋＶ、静電容量５０μＦであり、高圧電源１により例えば５ｋＶの電圧によって充電される。さらに、所要によりコンデンサ２の放電路に対して直列で、かつ、挿脱可能にインダクタ（図示しない。）が配設される。しかし、高電圧低容量のパルス電源を志向する場合には、インダクタが０μＨになるように放電路の回路定数を調整するのが好ましい。
【００６９】
＜スパークギャップＳＧ＞    スパークギャップＳＧは、閃光放電ランプＨＦＬとパルス電源ＰＳとの間に直列に挿入されていて、閃光放電ランプＨＦＬを点灯するサイのスイッチとして作用する。
【００７０】
＜トリガー信号発生回路ＴＳＧ＞    トリガー信号発生回路ＴＳＧは、高電圧のトリガー信号を発生してスパークプラグＳＧおよび閃光放電ランプＨＦＬを同期してトリガーするが、例えば高圧電源１から付勢されるように構成されている。閃光放電ランプＨＦＬを点灯する際に、スパークプラグＳＧに対してはその両端すなわち一対の電極間にトリガー信号を印加する。また、閃光放電ランプＨＦＬに対してはそのトリガーワイヤＴＷと一方の電極、例えばＥ１との間にトリガー信号を印加する。なお、他方の電極Ｅ２とトリガーワイヤＴＷとの間にトリガー信号が印加されるように構成することもできる。
【００７１】
＜回路動作＞    以下のとおりである。
【００７２】
１．閃光放電ランプＨＦＬとパルス電源ＰＳの間にはスパークギャップＳＧが直列接続により介在していて、しかも閃光放電ランプＨＦＬの消灯時には非導通すなわちスイッチオフしている。そのため、パルス電源ＰＳのコンデンサ２を低容量にして、かつ、高電圧で充電する間、閃光放電ランプＨＦＬが不所望に点灯するようなことはない。
【００７３】
閃光放電ランプおよびその点灯条件は、例えば次の２とおりである。
（１）閃光放電ランプＨＦＬ：発光長３４０ｍｍ、内径１０ｍｍ
パルス電源ＰＳ：高圧電源１の出力電圧５ｋＶ、コンデンサ２の静電容量２０μＦ、
インダクタンス０μＨ
（２）閃光放電ランプＨＦＬ：発光長５００ｍｍ、内径１２ｍｍ
パルス電源ＰＳ：高圧電源１の出力電圧８ｋＶ、コンデンサ２の静電容量２０μＦ、
インダクタンス０μＨ
２．閃光放電ランプＨＦＬを点灯するには、トリガー信号発生回路ＴＳＧを作動させて発生したトリガー信号をスパークギャップＳＧおよび閃光放電ランプＨＦＬに同期して印加する。その結果、スパークギャップＳＧは、トリガー信号によりその一対の電極間が絶縁破壊するために、スパーク放電が生じて導通すなわちスイッチオンする。また、閃光放電ランプＨＦＬは、そのトリガーワイヤＴＷと一方の電極Ｅ１の間にトリガー信号が印加されると、その一対の電極Ｅ１、Ｅ２間の絶縁が破壊するので、パルス電源ＰＳからパルス電流がスパークギャップＳＧを経由して供給されて点灯する。その結果、閃光放電が生じて瞬間的な放射エネルギーが発生する。
【００７４】
以上を要するに、スパークギャップＳＧが閃光放電ランプＨＦＬに直列に介在しているので、スパークギャップＳＧがスイッチとして作用して閃光放電ランプＨＦＬの不所望な点灯を防止する。
【００７５】
以下、図３ないし図１４を参照して本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するためのその他の形態について説明する。なお、各図において、図１および図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。また、各図において、トリガー信号発生回路および閃光放電ランプのトリガーワイヤについては図示を省略している。さらに、図中の符号であって、当該図の番号より図の番号が小さな図中における符号と同じものについては同一部分を示しており、したがって説明は省略する。
【００７６】
図３は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第２の形態を示す回路図である。本形態は、複数、例えば３灯の閃光放電ランプＨＦＬを平面的に配列して各閃光放電ランプＨＦＬを同時に点灯するように構成されている点で異なる。複数の閃光放電ランプＨＦＬは、それぞれ専用のコンデンサ２にそれぞれスパークギャップＳＧを直列に介して接続している。しかし、複数のコンデンサ２は、互いに並列接続して共通の高圧電源１から充電されるように構成されている。
【００７７】
なお、内径１２ｍｍ、発光長５００ｍｍの閃光放電ランプＨＦＬを２３ｍｍピッチで１５灯並列配置すれば、３００ｍｍ四方の面積に対して同時に閃光の放射エネルギーを照射することができる。
【００７８】
図４は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第３の形態を示す回路図である。本形態は、複数、例えば３灯の閃光放電ランプＨＦＬを平面的に配列して各閃光放電ランプＨＦＬを同時に点灯するように構成されている点では図３に示す第２の形態と同じであるが、それらが直列接続している点で異なる。すなわち、複数の閃光放電ランプＨＦＬは、直列接続して共通のパルス電源ＰＳのコンデンサ２にスパークギャップＳＧを直列に介して接続している。もちろん、コンデンサ２は、共通の高圧電源１から充電されるように構成されている。
【００７９】
図５は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第４の形態を示す回路図である。本形態は、閃光エネルギー測定装置ＦＥＭを用いて閃光放電ランプＨＦＬの閃光エネルギーを測定し、その結果に基づいてパルス電源ＰＳの充電電圧を変化させて閃光放電ランプＨＦＬの点灯を帰還制御するように構成されている。
【００８０】
すなわち、閃光エネルギー測定装置ＦＥＭは、閃光エネルギー検出手段６および計測手段からなる。閃光エネルギー検出手段６は、例えば焦電素子からなり、閃光放電ランプＨＦＬからの放射エネルギーを受光してその出力を計測手段に制御入力する。計測手段は、充電量制御回路７によって構成されている。
【００８１】
充電量制御回路７は、パルス電源ＰＳの高圧電源１およびコンデンサ２の間に介在して計測した放射エネルギーの大きさに応じてコンデンサ２の充電電圧を変化させることによって、発生する放射エネルギーが一定になるように閃光放電ランプＨＦＬの点灯を負帰還的に制御するように構成されている。なお、この場合、コンデンサ２の充電電圧は、充電時間を制御することによって変化させる。しかし、後述するように高圧電源１の出力電圧を可変にすることにより変化させることもできる。
【００８２】
図６は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第５の形態を示す回路図である。本形態は、第４の形態におけると同様に閃光エネルギー測定装置ＦＥＭを用いて閃光放電ランプＨＦＬの閃光エネルギーを測定するが、その結果に基づいてパルス電源ＰＳのコンデンサ２の合成静電容量を切り換えることによって、閃光放電ランプＨＦＬの点灯を帰還制御するように構成されている点で異なる。
【００８３】
すなわち、充電量制御回路７は、パルス電源ＰＳの高圧電源１およびコンデンサ２の間に介在して計測した放射エネルギーの大きさに応じてコンデンサ２の静電容量を変化させることによって、放電エネルギーの大きさを変化させる。コンデンサ２は、いずれも耐圧が例えば２０ｋＶで、並列的に配設された複数の単位コンデンサの集合からなり、その平列接続数、したがって合成静電容量が例えば０〜５００μＦの範囲内で切換スイッチＳＷにより変更可能になっている。切換スイッチＳＷは、充電量制御回路７の出力に応じて放射エネルギーが負帰還的に制御されるように操作される。そうして、コンデンサ２の平列接続数が増加してその合成静電容量が大きくなると、閃光放電ランプＨＦＬに投入される電力が大きくなって放射エネルギーが増大する。また、反対にコンデンサ２の平列接続数が減少してその合成静電容量が小さくなると、投入電力が小さくなって放射エネルギーが低減する。
【００８４】
図７は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第６の形態を示す回路図である。本形態は、外部設定値に基づいて閃光放電ランプＨＦＬからの放射エネルギーを制御可能に構成されている。すなわち、閃光エネルギー測定装置ＦＥＭの閃光エネルギー検出手段６と計測手段である充電量制御回路７との間に比較回路８が介在し、さらに外部設定値回路９が配設されている。比較回路８は、閃光エネルギー検出手段６の検出出力と外部設定値回路９による外部設定値とを比較する。そして、それらの間の差に応じて充電量制御回路７がコンデンサ２の充電量を制御して、上記の差がなくなるように制御を行う。その結果、外部設定値に応じて放射エネルギーが変化する。
【００８５】
図８は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第７の形態を示す回路図である。本形態は、高圧電源１の直流出力電圧を変化させることによって放射エネルギーを変化させるように構成されている。すなわち、閃光エネルギー測定装置ＦＥＭによる計測値に応じて放射エネルギーが一定になるように高圧電源１の出力直流電圧を変化させる。また、図に示すように比較回路８が介在し、さらに外部設定値回路９が配設されている場合には、外部設定値に応じて放射エネルギーが変化するように高圧電源１の出力直流電圧が変化する。
【００８６】
図９は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第８の形態を示す回路図である。本形態は、図３に示す第２の形態と同様に複数の閃光放電ランプＨＦＬを並列配置して同時に閃光放電させることにより、比較的大きな平面を一括照射可能にした構成である。また、加えて各閃光放電ランプＨＦＬに対してそれぞれ図５に示す本発明の第４の形態または図６に示す第５の形態におけるのと同様な構成の閃光エネルギー測定装置ＦＥＭを付設して、各閃光放電ランプＨＦＬに対して個別に帰還制御を行うように構成されている。
【００８７】
図１０は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第９の形態を示す回路図である。本形態は、図５に示す第４の形態におけるのと同様な構成に加えて、閃光エネルギー測定装置ＦＥＭの閃光エネルギー検出手段６が複数配設されるとともに、演算回路１０が配設されている。そして、複数の閃光エネルギー検出手段６の各検出値を演算回路１０で演算してから充電量制御回路７に制御入力させて閃光放電ランプＨＦＬの点灯に対して帰還制御を行うように構成されている。複数の閃光エネルギー検出手段６は、例えば閃光放電ランプＨＦＬの中央部と端部に配設され、それらの検出値が演算されることによって、閃光放電ランプＨＦＬ全体としての適切な放射エネルギー量が算出され、この値に基づいて帰還制御が行われる。
【００８８】
図１１は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１０の形態を示す回路図である。本形態は、図６に示す第５の形態におけるのと同様の構成に加えて、閃光エネルギー測定装置ＦＥＭの閃光エネルギー検出手段６が複数配設されるとともに、演算回路１０が配設されている。その余の構成は、図１０に示す第９の形態におけるのと同様である。
【００８９】
図１２は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１１の形態を示す回路図である。本形態は、図７に示す第６の形態におけるのと同様の構成に加えて、閃光エネルギー測定装置ＦＥＭの閃光エネルギー検出手段６が複数配設されるとともに、演算回路１０が配設されている。その余の構成は、図１０に示す第９の形態におけるのと同様である。
【００９０】
図１３は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１２の形態を示す回路図である。本形態は、図９に示す第８の形態と同様の構成に加えて、各閃光放電ランプＨＦＬに対して配設された閃光エネルギー測定装置ＦＥＭの閃光エネルギー検出手段６の検出値が演算回路１０に集合され、ここで演算されることによっていったん全体として調和された検出値が算出され、この検出値に基づいて各充電量制御回路７を経由して各閃光放電ランプＨＦＬの点灯に対して統制のとれた帰還制御を行うように構成されている。
【００９１】
図１４は、本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１３の形態を示す回路図である。本形態は、図９に示す第８の形態と同様の構成に加えて、実際的なシステム構成を付加している。すなわち、複数の閃光放電ランプＨＦＬ、ＨＦＬ´の個々に対して高圧ユニットＨＰＵ、ＨＰＵ´が１対１の関係に配設され、また複数の高圧ユニットＨＰＵ、ＨＰＵ´に対して制御盤ＣＰが共通に配設されている。なお、図は、閃光放電ランプＨＦＬおよび高圧ユニットＨＰＵについてのみ詳細を示しているが、閃光放電ランプＨＦＬ´および高圧ユニットＨＰＵ´も同様な構成である。
【００９２】
高圧ユニットＨＰＵは、パルス電源ＰＳ、スパークギャップＳＧ、トリガー信号発生回路ＴＳＧ、制御ユニットＣＵおよびブレーカＢＲなどからなり、ケース１１内に収納されている。制御ユニットＣＵは、高圧ユニットＨＰＵのその他の構成要素に対して制御および電源供給などを行う。なお、ケース１１にはその内部を開閉する扉ｄが備えられていて、ケース１１の内部に高圧ユニットＨＰＵを収納し、かつ、点検できるようになっている。
【００９３】
制御盤ＣＰは、外部から各種の操作を行うとともに、図９における充電量制御回路７を含み、高圧ユニットＨＰＵとの間で電源の供給、各種の指令および制御状況報告などの送受を行う。
【００９４】
次に、図１５および図１６を参照して本発明の放射エネルギー照射装置を実施するための形態について説明する。なお、各図において、図１と同一部分は同一符号を付して説明は照尺する。図中の矢印線は、閃光の光路を示している。また、符号Ｍは反射鏡、ＬＰは放射エネルギー照射処理部、Ｓは被照射物である。
【００９５】
図１５は、本発明の光照射装置を実施するための第１の形態を示す概念的断面図である。本形態において、放射エネルギー照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬ、反射鏡Ｍ、フィルタＦおよび図示しない閃光放電ランプ点灯装置を具備して構成されている。
【００９６】
閃光放電ランプＨＦＬには、図１ないし図１４にそれぞれ示す第１ないし第１３の形態に示すランプを任意に選択して用いることができる。
【００９７】
反射鏡Ｍは、閃光放電ランプＨＦＬの発光を所望に集光するような光学特性を有している。例えば、横断面が楕円体形状を有する樋状をなしていて、第１焦点の位置に閃光放電ランプＸＦＬの発光中心が位置し、第２焦点に放射エネルギー照射処理部ＬＰが位置するように配置される。なお、上記のような反射鏡Ｍは、例えば焦点位置２０：４０の放物面状反射面によってこれを得ることができる。
【００９８】
フィルタＦは、閃光放電ランプＨＦＬおよび反射鏡Ｍと放射エネルギー照射処理部ＬＰとの間に介在するように配設される。そして、フィルタＦは、シリカが８０質量％以上含む石英ガラスの板体からなる。
【００９９】
閃光放電ランプ点灯装置は、図示を省略しているが、閃光放電ランプＨＦＬに接続したスパークギャップ、トリガー信号発生回路およびパルス電源などを備えている。
【０１００】
被照射物Ｓは、例えば半導体薄膜を備えたガラス基板からなり、放射エネルギー照射処理部ＬＰに配置される。
【０１０１】
そうして、放射エネルギー照射装置を作動させて閃光放電ランプＨＦＬを点灯すると、紫外線および可視光を主体とする放射エネルギーが瞬間的に発生し、これが反射鏡Ｍで反射することによって集中して被照射物Ｓの被処理面に加えられる。これにより、被照射物Ｓは、所望の表面処理が行われる。
【０１０２】
上述の過程において、フィルタＦは、所望波長域の光を選択的に透過するとともに、飛散物が閃光放電ランプＨＦＬや反射鏡Ｍに付着するのを防止する。すなわち、光照射を行うと、瞬間的に非常に大きな放射エネルギーが被処理物Ｓの被処理面に加わるので、被処理物Ｓから飛散物が発生しやすくなる。発生して閃光放電ランプＨＦＬや反射鏡Ｍに向かう飛散物は、フィルタＦの表面で補足される。そのため、閃光放電ランプＨＦＬおよび反射鏡Ｍは、飛散物による汚損から保護される。
【０１０３】
図１６は、本発明の光照射装置を実施するための第２の形態を示す概念的的断面図である。本形態において、光照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬおよび反射鏡Ｍを内部に収納する収納容器Ｈを具備している点で第１の形態と異なる。
【０１０４】
収納容器Ｈは、その内部に不活性ガスである窒素を封入して外気を置換するか、または窒素をフローして外気をパージするように構成されている。また、収納容器Ｈは、紫外光および可視光を外部へ出射するために、透光窓ＬＷを備えている。透光窓ＬＷは、シリカ８０質量％以上で構成されたガラス質材料からなる板状をなしていて、フィルタＦを兼ねている。
【０１０５】
そうして、本形態においては、収納容器Ｈ内に収納されている閃光放電ランプＨＦＬから放射され、反射鏡Ｍで反射されてから後述する透光窓ＬＷを透過して収納容器Ｈから外部へ出射するまでの光路を進行する過程における放射エネルギーのうち、紫外光の減衰が大幅に抑制される。このため、照射光中に含まれる紫外光の減衰が少なくなる。また、透光窓ＬＷから被処理物までの光路は短いので、放射エネルギーの減衰は少ない。したがって、本形態は、主として紫外光の照射処理が重要な場合に好適である。しかし、所望により被照射物を含めた全体を紫外光の減衰の少ない窒素などの雰囲気中で放射エネルギー照射を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１の形態を示す回路図
【図２】同じく閃光放電ランプの正面縦断面図
【図３】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第２の形態を示す回路図
【図４】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第３の形態を示す回路図
【図５】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第４の形態を示す回路図
【図６】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第５の形態を示す回路図
【図７】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第６の形態を示す回路図
【図８】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第７の形態を示す回路図
【図９】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第８の形態を示す回路図
【図１０】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第９の形態を示す回路図
【図１１】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１０の形態を示す回路図
【図１２】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１１の形態を示す回路図
【図１３】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１２の形態を示す回路図
【図１４】本発明の閃光放電ランプ点灯装置を実施するための第１３の形態を示す回路図
【図１５】本発明の光照射装置を実施するための第１の形態を示す概念的断面図
【図１６】本発明の光照射装置を実施するための第２の形態を示す概念的断面図
【符号の説明】
【０１０７】
１…高圧電源、２…コンデンサ、Ｅ１、Ｅ２…電極、ＨＦＬ…閃光放電ランプ、ＰＳ…パルス電源、ＳＥ…気密容器、ＳＧ…スパークギャップ、ＴＳＧ…トリガー信号発生回路、ＴＷ…トリガーワイヤ
【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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【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１５】
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【図１６】
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