JP2003346710A - フラッシュランプ装置および閃光放射装置 - Google Patents
フラッシュランプ装置および閃光放射装置Info
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- H01J61/18—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
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- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い放射効率を得ることができ、しかも使用
寿命が長いフラッシュランプ装置を提供すること、ま
た、小型であっても、優れた閃光放射性能を有する閃光
放射装置を提供すること。 【解決手段】 フラッシュランプ装置は、水銀が放電容
器内に封入されてなるフラッシュランプを備えてなるフ
ラッシュランプ装置であって、フラッシュランプを予備
加熱するための予備加熱手段が設けられており、フラッ
シュランプにおける水銀の封入量が０．２〜５５ｍｇ／
ｃｍ3 であって、当該フラッシュランプが、特定の条件
で点灯されることを特徴とする。閃光放射装置は、光源
として、上記のフラッシュランプ装置を具えることを特
徴とする。
寿命が長いフラッシュランプ装置を提供すること、ま
た、小型であっても、優れた閃光放射性能を有する閃光
放射装置を提供すること。 【解決手段】 フラッシュランプ装置は、水銀が放電容
器内に封入されてなるフラッシュランプを備えてなるフ
ラッシュランプ装置であって、フラッシュランプを予備
加熱するための予備加熱手段が設けられており、フラッ
シュランプにおける水銀の封入量が０．２〜５５ｍｇ／
ｃｍ3 であって、当該フラッシュランプが、特定の条件
で点灯されることを特徴とする。閃光放射装置は、光源
として、上記のフラッシュランプ装置を具えることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラッシュランプ
装置および閃光放射装置に関する。
装置および閃光放射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、閃光放射装置によれば、被処理体
に対して閃光を照射することにより、例えば被処理体の
表層部分のみを選択的に短時間で高温に加熱する光加熱
処理、被処理体を殆ど加熱することなしにその表面に強
力な紫外線を照射する低温紫外線照射処理などの処理が
行われている。
に対して閃光を照射することにより、例えば被処理体の
表層部分のみを選択的に短時間で高温に加熱する光加熱
処理、被処理体を殆ど加熱することなしにその表面に強
力な紫外線を照射する低温紫外線照射処理などの処理が
行われている。
【０００３】このような閃光放射装置の光源としては、
固体レーザー放射装置、ガスレーザー放射装置などのレ
ーザー放射装置、例えばキセノン、クリプトンなどの希
ガスが、例えば石英ガラス製の放電容器内に封入されて
なるフラッシュランプ（以下、「希ガスフラッシュラン
プ」ともいう。）が知られているが、レーザー放射装置
では、放射される閃光の波長が単一であること、単位エ
ネルギー当たりの光子を放射するためのレーザー装置が
極めて高価であるため、広い被処理面を有する被処理体
の被処理面全面を照射することが困難であることなどか
ら、希ガスフラッシュランプが広く用いられている。
固体レーザー放射装置、ガスレーザー放射装置などのレ
ーザー放射装置、例えばキセノン、クリプトンなどの希
ガスが、例えば石英ガラス製の放電容器内に封入されて
なるフラッシュランプ（以下、「希ガスフラッシュラン
プ」ともいう。）が知られているが、レーザー放射装置
では、放射される閃光の波長が単一であること、単位エ
ネルギー当たりの光子を放射するためのレーザー装置が
極めて高価であるため、広い被処理面を有する被処理体
の被処理面全面を照射することが困難であることなどか
ら、希ガスフラッシュランプが広く用いられている。
【０００４】しかしながら、希ガスフラッシュランプ
は、フラッシュ電力が供給されると共に、トリガー用高
電圧が印加されることによって駆動されることにより、
短時間に閃光が放射されるフラッシュ点灯状態となる
が、投入されたフラッシュ電力量に対する閃光の放射量
を示す放射効率が小さく、また、放射される閃光におい
ては、特に、光化学反応を行うための低温紫外線照射処
理に有効とされる、長波長域（波長２００〜４００ｎ
ｍ）の光（以下、「長波域紫外光」ともいう。）の放射
割合が小さい、という問題がある。
は、フラッシュ電力が供給されると共に、トリガー用高
電圧が印加されることによって駆動されることにより、
短時間に閃光が放射されるフラッシュ点灯状態となる
が、投入されたフラッシュ電力量に対する閃光の放射量
を示す放射効率が小さく、また、放射される閃光におい
ては、特に、光化学反応を行うための低温紫外線照射処
理に有効とされる、長波長域（波長２００〜４００ｎ
ｍ）の光（以下、「長波域紫外光」ともいう。）の放射
割合が小さい、という問題がある。
【０００５】而して、閃光放射装置による処理に必要と
される放射量の閃光を得るために、フラッシュ電力供給
用の電源装置として大型のものを用い、希ガスフラッシ
ュランプに投入するフラッシュ電力量を大きくすること
が検討されている。しかしながら、フラッシュ点灯状態
の希ガスフラッシュランプにおいては、放電容器内にお
いて発生する長波域紫外光の発光割合が小さい一方で、
当該放電容器を構成する材料に吸収される短波長域の光
（以下、「短波域紫外光」ともいう。）が発生する発光
割合が大きいため、投入するフラッシュ電力量を大きく
することに伴って長波域紫外光の発光量が大きくなると
共に、必然的に、短波域紫外光の発光量も大きくなる。
その結果、大きなフラッシュ電力量が投入される閃光放
射装置においては、希ガスフラッシュランプの放電容器
が多量の短波域紫外光を吸収することに起因して早期劣
化をひき起こす、という問題がある。従って、閃光放射
装置においては、処理に必要とされる閃光放射性能を得
るため、比較的低電力で点灯される多数の希ガスフラッ
シュランプを光源として用いていることから、閃光放射
装置が大型化されて、高価なものとなっている。
される放射量の閃光を得るために、フラッシュ電力供給
用の電源装置として大型のものを用い、希ガスフラッシ
ュランプに投入するフラッシュ電力量を大きくすること
が検討されている。しかしながら、フラッシュ点灯状態
の希ガスフラッシュランプにおいては、放電容器内にお
いて発生する長波域紫外光の発光割合が小さい一方で、
当該放電容器を構成する材料に吸収される短波長域の光
（以下、「短波域紫外光」ともいう。）が発生する発光
割合が大きいため、投入するフラッシュ電力量を大きく
することに伴って長波域紫外光の発光量が大きくなると
共に、必然的に、短波域紫外光の発光量も大きくなる。
その結果、大きなフラッシュ電力量が投入される閃光放
射装置においては、希ガスフラッシュランプの放電容器
が多量の短波域紫外光を吸収することに起因して早期劣
化をひき起こす、という問題がある。従って、閃光放射
装置においては、処理に必要とされる閃光放射性能を得
るため、比較的低電力で点灯される多数の希ガスフラッ
シュランプを光源として用いていることから、閃光放射
装置が大型化されて、高価なものとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
高い放射効率を得ることができ、しかも使用寿命が長い
フラッシュランプ装置を提供することにある。また、本
発明の他の目的は、小型であっても、優れた閃光放射性
能を有する閃光放射装置を提供することにある。
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
高い放射効率を得ることができ、しかも使用寿命が長い
フラッシュランプ装置を提供することにある。また、本
発明の他の目的は、小型であっても、優れた閃光放射性
能を有する閃光放射装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のフラッシュラン
プ装置は、水銀が放電容器内に封入されてなるフラッシ
ュランプを備えてなるフラッシュランプ装置であって、
前記フラッシュランプを予備加熱するための予備加熱手
段が設けられており、前記フラッシュランプにおける水
銀の封入量が０．２〜５５ｍｇ／ｃｍ3 であって、当該
フラッシュランプが、フラッシュランプにおける平均電
力密度（Ｗ／ｃｍ3 ）をＷ1 、フラッシュ電力量（Ｊ）
をＱ、放電容器の内容積（ｃｍ3 ）をＶ、電力半値幅
（ｓ）をΔｔおよび水銀の封入量（ｍｇ／ｃｍ3 ）をＨ
とするとき、下記式（１）が満たされる条件で点灯され
ることを特徴とする。
プ装置は、水銀が放電容器内に封入されてなるフラッシ
ュランプを備えてなるフラッシュランプ装置であって、
前記フラッシュランプを予備加熱するための予備加熱手
段が設けられており、前記フラッシュランプにおける水
銀の封入量が０．２〜５５ｍｇ／ｃｍ3 であって、当該
フラッシュランプが、フラッシュランプにおける平均電
力密度（Ｗ／ｃｍ3 ）をＷ1 、フラッシュ電力量（Ｊ）
をＱ、放電容器の内容積（ｃｍ3 ）をＶ、電力半値幅
（ｓ）をΔｔおよび水銀の封入量（ｍｇ／ｃｍ3 ）をＨ
とするとき、下記式（１）が満たされる条件で点灯され
ることを特徴とする。
【０００８】
【数５】
【０００９】本発明のフラッシュランプ装置において
は、予備加熱手段が、フラッシュランプを構成する放電
容器の外周面の温度をＴｗ1 （Ｋ）とするとき、下記式
（２）が満たされる条件となるまで予備加熱を行うもの
であることが好ましい。
は、予備加熱手段が、フラッシュランプを構成する放電
容器の外周面の温度をＴｗ1 （Ｋ）とするとき、下記式
（２）が満たされる条件となるまで予備加熱を行うもの
であることが好ましい。
【００１０】
【数６】
【００１１】本発明のフラッシュランプ装置は、水銀が
放電容器内に封入されてなるフラッシュランプを備えて
なるフラッシュランプ装置であって、前記フラッシュラ
ンプを予備加熱するための予備加熱手段が設けられてお
り、前記フラッシュランプの放電容器内に、ナトリウ
ム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムの少なくとも
１種よりなるアルカリ元素が、水銀のモル数に対する当
該アルカリ元素のモル数の割合が０．１〜２０％となる
量で封入されており、前記フラッシュランプが、フラッ
シュランプにおける平均電力密度（Ｗ／ｃｍ 3 ）を
Ｗ2 、フラッシュ電力量（Ｊ）をＱ、放電容器の内容積
（ｃｍ3 ）をＶ、電力半値幅（ｓ）をΔｔおよび水銀の
モル数に対するアルカリ元素のモル数の割合をα
（％）、アルカリ元素の原子量の平均値に対するセシウ
ムの原子量の比をＳとするとき、下記式（３）が満たさ
れる条件で点灯されることを特徴とする。
放電容器内に封入されてなるフラッシュランプを備えて
なるフラッシュランプ装置であって、前記フラッシュラ
ンプを予備加熱するための予備加熱手段が設けられてお
り、前記フラッシュランプの放電容器内に、ナトリウ
ム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムの少なくとも
１種よりなるアルカリ元素が、水銀のモル数に対する当
該アルカリ元素のモル数の割合が０．１〜２０％となる
量で封入されており、前記フラッシュランプが、フラッ
シュランプにおける平均電力密度（Ｗ／ｃｍ 3 ）を
Ｗ2 、フラッシュ電力量（Ｊ）をＱ、放電容器の内容積
（ｃｍ3 ）をＶ、電力半値幅（ｓ）をΔｔおよび水銀の
モル数に対するアルカリ元素のモル数の割合をα
（％）、アルカリ元素の原子量の平均値に対するセシウ
ムの原子量の比をＳとするとき、下記式（３）が満たさ
れる条件で点灯されることを特徴とする。
【００１２】
【数７】
【００１３】本発明のフラッシュランプにおいては、予
備加熱手段が、フラッシュランプを構成する放電容器の
外周面の温度をＴｗ2 （Ｋ）、アルカリ元素の封入量を
Ａ（ｍｇ／ｃｍ3 ）とするとき、下記式（４）が満たさ
れる条件となるまで予備加熱を行うものであることが好
ましい。
備加熱手段が、フラッシュランプを構成する放電容器の
外周面の温度をＴｗ2 （Ｋ）、アルカリ元素の封入量を
Ａ（ｍｇ／ｃｍ3 ）とするとき、下記式（４）が満たさ
れる条件となるまで予備加熱を行うものであることが好
ましい。
【００１４】
【数８】
【００１５】本発明のフラッシュランプ装置において
は、予備加熱手段による予備加熱が、フラッシュランプ
を構成する放電容器を、当該放電容器の外周面から加熱
することによって行われてもよく、また、フラッシュラ
ンプにフラッシュ時の平均電力よりも小さい大きさを有
する予備加熱用平均電力を投入することによって行われ
てもよい。
は、予備加熱手段による予備加熱が、フラッシュランプ
を構成する放電容器を、当該放電容器の外周面から加熱
することによって行われてもよく、また、フラッシュラ
ンプにフラッシュ時の平均電力よりも小さい大きさを有
する予備加熱用平均電力を投入することによって行われ
てもよい。
【００１６】本発明のフラッシュランプにおいては、フ
ラッシュランプを構成する放電容器内に、ヘリウムガ
ス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスおよび
キセノンガスの少なくとも１種よりなる希ガスが、室温
において３×１０5 Ｐａ以下の圧力となる量で封入され
ていることが好ましい。
ラッシュランプを構成する放電容器内に、ヘリウムガ
ス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスおよび
キセノンガスの少なくとも１種よりなる希ガスが、室温
において３×１０5 Ｐａ以下の圧力となる量で封入され
ていることが好ましい。
【００１７】本発明の閃光放射装置は、光源として、上
記のフラッシュランプ装置を具えることを特徴とする。
記のフラッシュランプ装置を具えることを特徴とする。
【００１８】
【作用】上記のようなフラッシュランプ装置によれば、
フラッシュランプにおける平均電力密度および特定の封
入物質の封入量を制御することにより、封入物質の電離
に由来する電子に係る制動放射を大きな割合で利用し、
それにより、フラッシュランプから放射される閃光にお
ける長波域紫外光（波長２００〜４００ｎｍの光）や短
波長可視光（波長４００〜６００ｎｍの光）の放射割合
を大きくすることができる。しかも、主発光物質として
水銀を用いていることから、フラッシュ点灯状態におい
てフラッシュランプの放電容器内において発生する短波
域紫外光の発光割合が小さいため、放電容器が短波域紫
外光を吸収することに起因して生じるフラッシュランプ
の早期劣化を防止することができる。従って、本発明の
フラッシュランプ装置は、高い放射効率を得ることがで
き、しかも長い使用寿命を得ることができる。
フラッシュランプにおける平均電力密度および特定の封
入物質の封入量を制御することにより、封入物質の電離
に由来する電子に係る制動放射を大きな割合で利用し、
それにより、フラッシュランプから放射される閃光にお
ける長波域紫外光（波長２００〜４００ｎｍの光）や短
波長可視光（波長４００〜６００ｎｍの光）の放射割合
を大きくすることができる。しかも、主発光物質として
水銀を用いていることから、フラッシュ点灯状態におい
てフラッシュランプの放電容器内において発生する短波
域紫外光の発光割合が小さいため、放電容器が短波域紫
外光を吸収することに起因して生じるフラッシュランプ
の早期劣化を防止することができる。従って、本発明の
フラッシュランプ装置は、高い放射効率を得ることがで
き、しかも長い使用寿命を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００２０】（第１の実施の形態）図１は、本発明のフ
ラッシュランプ装置の一実施例を示す説明図であり、図
２は、図１のフラッシュランプ装置に備えられているフ
ラッシュランプを示す説明図である。このフラッシュラ
ンプ装置は、主発光物質として水銀が放電容器１１内に
封入されてなるフラッシュランプ１０と、当該フラッシ
ュランプ１０を覆うよう設けられた円筒状の加熱管２１
の外周面に沿って、例えばニクロム線などの線状のヒー
ター２２が巻回されてなる予備加熱手段２０とを備えて
いる。この例において、予備加熱手段２０を構成する加
熱管２１は、フラッシュランプ１０を構成する放電容器
１１の外径よりも僅かに大きい外径を有し、当該放電容
器１１の全長より大きい全長を有する石英ガラス製のも
のであり、当該加熱管２１内に挿入されたフラッシュラ
ンプ１０を支持用部材（図示せず）で固定保持する構成
を有するものである。
ラッシュランプ装置の一実施例を示す説明図であり、図
２は、図１のフラッシュランプ装置に備えられているフ
ラッシュランプを示す説明図である。このフラッシュラ
ンプ装置は、主発光物質として水銀が放電容器１１内に
封入されてなるフラッシュランプ１０と、当該フラッシ
ュランプ１０を覆うよう設けられた円筒状の加熱管２１
の外周面に沿って、例えばニクロム線などの線状のヒー
ター２２が巻回されてなる予備加熱手段２０とを備えて
いる。この例において、予備加熱手段２０を構成する加
熱管２１は、フラッシュランプ１０を構成する放電容器
１１の外径よりも僅かに大きい外径を有し、当該放電容
器１１の全長より大きい全長を有する石英ガラス製のも
のであり、当該加熱管２１内に挿入されたフラッシュラ
ンプ１０を支持用部材（図示せず）で固定保持する構成
を有するものである。
【００２１】フラッシュランプ１０は、円筒状であって
両端が封止され、内部に放電空間を区画する直管型の放
電容器１１を備えてなり、この放電容器１１の両端から
管軸方向内方に突出して伸びる電極棒１２、１３の各々
の先端に形成された陽極１４および陰極１５が、当該放
電容器１１内において互いに対向する状態とされてい
る。フラッシュランプ１０に封入する水銀は、単体であ
っても化合物であってもよいが、化合物として封入する
場合には、その蒸気圧が同じ温度での単体の蒸気圧と同
じ程度のものか高いものを選択することが好ましい。図
２において、フラッシュランプ１０は、放電容器１１の
外面に管軸方向に螺旋状に伸びるよう配設したトリガー
電極１６を有し、このトリガー電極１６はバンド１７に
よって支持されている。
両端が封止され、内部に放電空間を区画する直管型の放
電容器１１を備えてなり、この放電容器１１の両端から
管軸方向内方に突出して伸びる電極棒１２、１３の各々
の先端に形成された陽極１４および陰極１５が、当該放
電容器１１内において互いに対向する状態とされてい
る。フラッシュランプ１０に封入する水銀は、単体であ
っても化合物であってもよいが、化合物として封入する
場合には、その蒸気圧が同じ温度での単体の蒸気圧と同
じ程度のものか高いものを選択することが好ましい。図
２において、フラッシュランプ１０は、放電容器１１の
外面に管軸方向に螺旋状に伸びるよう配設したトリガー
電極１６を有し、このトリガー電極１６はバンド１７に
よって支持されている。
【００２２】図３は、図２のフラッシュランプの点灯用
回路の具体例を示す説明図である。フラッシュランプ１
０は、エネルギーを供給するための主コンデンサ３１に
波形整形用コイル３３を介して接続されると共に、フラ
ッシュランプ１０のトリガー電極１６はトリガー回路１
８に接続されている。この例において、３４は主コンデ
ンサ３１に電力を供給するための電源装置である。
回路の具体例を示す説明図である。フラッシュランプ１
０は、エネルギーを供給するための主コンデンサ３１に
波形整形用コイル３３を介して接続されると共に、フラ
ッシュランプ１０のトリガー電極１６はトリガー回路１
８に接続されている。この例において、３４は主コンデ
ンサ３１に電力を供給するための電源装置である。
【００２３】放電容器１１を構成する材料としては、例
えば石英ガラス、多結晶アルミナ、サファイアなどの透
光性を有する材料を用いることができる。また、放電容
器１１は、全長、外径および内径が特に限定されるもの
ではなくフラッシュランプ装置の用途に応じて、種々の
形状のものとすることができるが、通常、全長は１〜５
０ｃｍ、外径は０．７〜１．８ｃｍ、内径は０．５〜
１．５ｃｍとされる。
えば石英ガラス、多結晶アルミナ、サファイアなどの透
光性を有する材料を用いることができる。また、放電容
器１１は、全長、外径および内径が特に限定されるもの
ではなくフラッシュランプ装置の用途に応じて、種々の
形状のものとすることができるが、通常、全長は１〜５
０ｃｍ、外径は０．７〜１．８ｃｍ、内径は０．５〜
１．５ｃｍとされる。
【００２４】放電容器１１の内部には、水銀が封入され
ており、当該放電容器１１内における単位体積当たりの
水銀の封入量は、０．２〜５５ｍｇ／ｃｍ3 とされる。
ており、当該放電容器１１内における単位体積当たりの
水銀の封入量は、０．２〜５５ｍｇ／ｃｍ3 とされる。
【００２５】水銀の封入量が０．２ｍｇ／ｃｍ3 未満で
ある場合には、フラッシュ点灯状態のフラッシュランプ
における電子密度を十分な大きさとすることができない
ため、高い放射効率を得ることができない。一方、水銀
の封入量が５５ｍｇ／ｃｍ3 を超える場合には、放電容
器の内圧が大きくなることに伴って始動電圧が大きくな
ると共に、フラッシュ点灯時の圧力が高くなり十分な安
全性が確保できなくなると共に、フラッシュランプの点
灯用回路の設計における自由度が小さくなる。
ある場合には、フラッシュ点灯状態のフラッシュランプ
における電子密度を十分な大きさとすることができない
ため、高い放射効率を得ることができない。一方、水銀
の封入量が５５ｍｇ／ｃｍ3 を超える場合には、放電容
器の内圧が大きくなることに伴って始動電圧が大きくな
ると共に、フラッシュ点灯時の圧力が高くなり十分な安
全性が確保できなくなると共に、フラッシュランプの点
灯用回路の設計における自由度が小さくなる。
【００２６】以上のような構成を有するフラッシュラン
プ装置は、予備加熱手段２０によって所定の温度にまで
予備加熱したフラッシュランプ１０に対して、トリガー
回路１８において発生したトリガー用高電圧がトリガー
電極１６に印加されて絶縁破壊が生じることにより、直
ちに電気容量Ｃ（μＦ）の主コンデンサ３１に充電電圧
Ｖ0 （Ｖ）で蓄えられた、下記式（ａ）で表される大き
さを有するエネルギーが、フラッシュ電力量Ｑ（Ｊ）と
して波形整形用コイル３３を介してフラッシュランプ１
０に投入される。このようにしてフラッシュランプ１０
が駆動されて、短時間に極めて高い放射輝度の放射光が
得られるフラッシュ点灯状態となる。
プ装置は、予備加熱手段２０によって所定の温度にまで
予備加熱したフラッシュランプ１０に対して、トリガー
回路１８において発生したトリガー用高電圧がトリガー
電極１６に印加されて絶縁破壊が生じることにより、直
ちに電気容量Ｃ（μＦ）の主コンデンサ３１に充電電圧
Ｖ0 （Ｖ）で蓄えられた、下記式（ａ）で表される大き
さを有するエネルギーが、フラッシュ電力量Ｑ（Ｊ）と
して波形整形用コイル３３を介してフラッシュランプ１
０に投入される。このようにしてフラッシュランプ１０
が駆動されて、短時間に極めて高い放射輝度の放射光が
得られるフラッシュ点灯状態となる。
【００２７】
【数９】
【００２８】〔式中、Ｑはフラッシュ電力量（Ｊ）、Ｃ
は主コンデンサの電気容量（μＦ）、Ｖ0 は充電電圧
（Ｖ）を示す。〕
は主コンデンサの電気容量（μＦ）、Ｖ0 は充電電圧
（Ｖ）を示す。〕
【００２９】そして、フラッシュランプ１０は、平均電
力密度に係る上記式（１）が満たされる条件でフラッシ
ュ点灯されることが必要とされる。
力密度に係る上記式（１）が満たされる条件でフラッシ
ュ点灯されることが必要とされる。
【００３０】式（１）において、「フラッシュランプに
おける平均電力密度（Ｗ1 ）」とは、フラッシュランプ
の放電容器内の単位体積当たりにおける単位時間当たり
のフラッシュ電力を示す値であり、具体的には、フラッ
シュランプに投入されるフラッシュ電力量（Ｑ）を、放
電容器の内容積（Ｖ）と電力半値幅（Δｔ）の積で除す
ることにより求められる。
おける平均電力密度（Ｗ1 ）」とは、フラッシュランプ
の放電容器内の単位体積当たりにおける単位時間当たり
のフラッシュ電力を示す値であり、具体的には、フラッ
シュランプに投入されるフラッシュ電力量（Ｑ）を、放
電容器の内容積（Ｖ）と電力半値幅（Δｔ）の積で除す
ることにより求められる。
【００３１】また、「電力半値幅（Δｔ）」とは、フラ
ッシュランプに投入されるフラッシュ電力に基づく値で
あり、フラッシュランプの点灯用回路における電流波形
の整形の仕方に応じて下記（１）または下記（２）のよ
うに定義される。なお、式（１）においては、電力半値
幅（Δｔ）として、フラッシュランプから放射される閃
光についての、波長３００〜５００ｎｍの光に係る波形
から、下記（１）または下記（２）に係る手法によって
求められる半値幅を代用することができる。
ッシュランプに投入されるフラッシュ電力に基づく値で
あり、フラッシュランプの点灯用回路における電流波形
の整形の仕方に応じて下記（１）または下記（２）のよ
うに定義される。なお、式（１）においては、電力半値
幅（Δｔ）として、フラッシュランプから放射される閃
光についての、波長３００〜５００ｎｍの光に係る波形
から、下記（１）または下記（２）に係る手法によって
求められる半値幅を代用することができる。
【００３２】（１）コンデンサ、波形整形用コイル、フ
ラッシュランプの電気抵抗からなる過渡電流回路におい
て、電流のダンピングが大きい条件下においては、フラ
ッシュランプ（１０）に投入されるフラッシュ電力と時
間との関係を示す波形（以下、単に「フラッシュ電力の
波形」ともいう。）として、図４（ｉ）に示すような単
純衰退型の波形が得られることから、ピークにおける電
力量の半分の大きさを示す２点（図４（ｉ）において点
ａおよび点ｂ）間の時間軸上の幅をこの場合の電力半値
幅と定義する。 （２）電流のダンピングが小さい条件下では、フラッシ
ュ電力の波形として、図４（ｉｉ）に示すような振動衰
退型の電力波形が得られることから、当該波形を構成す
る複数のピークのうちの最大電力ピーク値の半分以上に
なっている時間の総和をこの場合の電力半値幅と定義す
る。具体的に、図４（ｉｉ）の波形においては、点ａ1
および点ｂ1 間の幅Δｔ1と、点ａ2 および点ｂ2 間の
幅Δｔ2 との和が電力半値幅（Δｔ）となる。
ラッシュランプの電気抵抗からなる過渡電流回路におい
て、電流のダンピングが大きい条件下においては、フラ
ッシュランプ（１０）に投入されるフラッシュ電力と時
間との関係を示す波形（以下、単に「フラッシュ電力の
波形」ともいう。）として、図４（ｉ）に示すような単
純衰退型の波形が得られることから、ピークにおける電
力量の半分の大きさを示す２点（図４（ｉ）において点
ａおよび点ｂ）間の時間軸上の幅をこの場合の電力半値
幅と定義する。 （２）電流のダンピングが小さい条件下では、フラッシ
ュ電力の波形として、図４（ｉｉ）に示すような振動衰
退型の電力波形が得られることから、当該波形を構成す
る複数のピークのうちの最大電力ピーク値の半分以上に
なっている時間の総和をこの場合の電力半値幅と定義す
る。具体的に、図４（ｉｉ）の波形においては、点ａ1
および点ｂ1 間の幅Δｔ1と、点ａ2 および点ｂ2 間の
幅Δｔ2 との和が電力半値幅（Δｔ）となる。
【００３３】電力半値幅（Δｔ）は、０．３μｓ〜１０
ｍｓであることが好ましい。電力半値幅（Δｔ）が０．
３μｓ未満である場合、特に０．１μｓ以下である場合
には、フラッシュランプにフラッシュ電力を投入するこ
とによって放電容器内に発生するプラズマの直径が十分
な大きさとならずに好適な放射状態が得られないおそれ
がある。一方、電力半値幅（Δｔ）が１０ｍｓを超える
場合には、１回のフラッシュ点灯に必要とされるフラッ
シュ電力量が極めて大きくなるため、このような態様は
特別の要請がある場合を除いては実用的ではない。
ｍｓであることが好ましい。電力半値幅（Δｔ）が０．
３μｓ未満である場合、特に０．１μｓ以下である場合
には、フラッシュランプにフラッシュ電力を投入するこ
とによって放電容器内に発生するプラズマの直径が十分
な大きさとならずに好適な放射状態が得られないおそれ
がある。一方、電力半値幅（Δｔ）が１０ｍｓを超える
場合には、１回のフラッシュ点灯に必要とされるフラッ
シュ電力量が極めて大きくなるため、このような態様は
特別の要請がある場合を除いては実用的ではない。
【００３４】平均電力密度が特定の範囲から外れる場合
には、封入物質（水銀）の電離に由来する電子に係る制
動放射の強度を十分に大きくすることができないため、
高い放射効率を得ることができない。
には、封入物質（水銀）の電離に由来する電子に係る制
動放射の強度を十分に大きくすることができないため、
高い放射効率を得ることができない。
【００３５】予備加熱手段２０による予備加熱は、フラ
ッシュランプ１０を構成する放電容器１１の外周面の温
度が、フラッシュ点灯直前には上記式（２）が満たされ
る条件となるまで行われることが点灯時の放射の再現性
を確保するためには好ましい。実際上、予備加熱は、フ
ラッシュランプ１０の構成要素などに対する熱の影響を
考慮して、例えば水銀の封入量が５ｍｇ／ｃｍ3 である
フラッシュランプ１０においては、通常、当該フラッシ
ュランプ１０を構成する放電容器１１の外周面の温度が
５４０〜６００Ｋとなるまで行われる。
ッシュランプ１０を構成する放電容器１１の外周面の温
度が、フラッシュ点灯直前には上記式（２）が満たされ
る条件となるまで行われることが点灯時の放射の再現性
を確保するためには好ましい。実際上、予備加熱は、フ
ラッシュランプ１０の構成要素などに対する熱の影響を
考慮して、例えば水銀の封入量が５ｍｇ／ｃｍ3 である
フラッシュランプ１０においては、通常、当該フラッシ
ュランプ１０を構成する放電容器１１の外周面の温度が
５４０〜６００Ｋとなるまで行われる。
【００３６】予備加熱が放電容器の外周面の温度が特定
の温度域となるまで行われない場合には、当該放電容器
の内周面の温度が十分に高くならないことから、放電容
器内に封入されている水銀が完全に蒸発しておらず、水
銀の蒸気圧が十分に高くなっていない状態でフラッシュ
電力が投入されることとなるため、フラッシュ点灯毎に
放射輝度にバラツキが生じて安定した閃光放射特性が得
られないおそれがある。また、特に、フラッシュランプ
装置を連続して駆動させるような場合においては、フラ
ッシュ点灯回数が大きくなるに従ってフラッシュランプ
内の温度が上昇することに伴って放射輝度が次第に変化
するため、安定した閃光放射特性が得られないおそれが
あり、また、フラッシュ点灯中に放電容器内の電極間の
空間に形成されている発光領域において蒸発した水銀
が、放電容器内の電極棒の伸びる空間に形成されている
非発光領域に存在する低温部において凝縮することに起
因して、フラッシュ電力を投入しても水銀の発光が得ら
れなくなるおそれがある。
の温度域となるまで行われない場合には、当該放電容器
の内周面の温度が十分に高くならないことから、放電容
器内に封入されている水銀が完全に蒸発しておらず、水
銀の蒸気圧が十分に高くなっていない状態でフラッシュ
電力が投入されることとなるため、フラッシュ点灯毎に
放射輝度にバラツキが生じて安定した閃光放射特性が得
られないおそれがある。また、特に、フラッシュランプ
装置を連続して駆動させるような場合においては、フラ
ッシュ点灯回数が大きくなるに従ってフラッシュランプ
内の温度が上昇することに伴って放射輝度が次第に変化
するため、安定した閃光放射特性が得られないおそれが
あり、また、フラッシュ点灯中に放電容器内の電極間の
空間に形成されている発光領域において蒸発した水銀
が、放電容器内の電極棒の伸びる空間に形成されている
非発光領域に存在する低温部において凝縮することに起
因して、フラッシュ電力を投入しても水銀の発光が得ら
れなくなるおそれがある。
【００３７】以上のような構成のフラッシュランプ装置
によれば、フラッシュランプ１０を構成する放電容器１
１内に、主発光物質として、最低励起電圧および電離電
圧が希ガスに比べて小さい特性を有する水銀が封入さ
れ、更に、この水銀の封入量は、当該水銀が電離するこ
とに起因して大きくなる電子密度が、フラッシュ点灯状
態において十分な大きさとなる量に特定されており、し
かも、予備加熱手段２０によって予備加熱されたフラッ
シュランプ１０が特定の条件によって要求される放射源
のフラッシュ点灯状態とされることから、フラッシュラ
ンプ１０における平均電力密度および水銀の封入量が制
御されるため、水銀の電離に由来する電子に係る制動放
射を大きな割合で利用することができ、フラッシュラン
プ１０から放射される閃光における長波域紫外光や短波
長可視光の放射割合が大きくなる。また、封入されてい
る水銀の最低励起電圧が小さいことから、水銀が励起さ
れることによって発生する輝線の強度が大きくなる。従
って、このフラッシュランプ装置においては、高い放射
効率を得ることができる。なお、水銀の最低励起電圧は
約４．６ｅＶ、電離電圧は約１０ｅＶであるが、これら
の値は、各々、希ガスフラッシュランプにおいて発光物
質として用いられているキセノン（最低励起電圧が約８
ｅＶ、電離電圧が約１２ｅＶ）の値に比して小さいもの
である。
によれば、フラッシュランプ１０を構成する放電容器１
１内に、主発光物質として、最低励起電圧および電離電
圧が希ガスに比べて小さい特性を有する水銀が封入さ
れ、更に、この水銀の封入量は、当該水銀が電離するこ
とに起因して大きくなる電子密度が、フラッシュ点灯状
態において十分な大きさとなる量に特定されており、し
かも、予備加熱手段２０によって予備加熱されたフラッ
シュランプ１０が特定の条件によって要求される放射源
のフラッシュ点灯状態とされることから、フラッシュラ
ンプ１０における平均電力密度および水銀の封入量が制
御されるため、水銀の電離に由来する電子に係る制動放
射を大きな割合で利用することができ、フラッシュラン
プ１０から放射される閃光における長波域紫外光や短波
長可視光の放射割合が大きくなる。また、封入されてい
る水銀の最低励起電圧が小さいことから、水銀が励起さ
れることによって発生する輝線の強度が大きくなる。従
って、このフラッシュランプ装置においては、高い放射
効率を得ることができる。なお、水銀の最低励起電圧は
約４．６ｅＶ、電離電圧は約１０ｅＶであるが、これら
の値は、各々、希ガスフラッシュランプにおいて発光物
質として用いられているキセノン（最低励起電圧が約８
ｅＶ、電離電圧が約１２ｅＶ）の値に比して小さいもの
である。
【００３８】実際上、このような構成のフラッシュラン
プ装置においては、閃光を放射する放射体を黒体に近く
でき、投入されたフラッシュ電力量に対する閃光の放射
量を示す放射効率を、容易に、しかも、弊害を伴わずに
確実に４０％以上とすることができる。ここに、黒体に
おいては投入電力量の放射量への転換効率は１００％と
なる。なお、希ガスフラッシュランプにおいては、弊害
を伴わずに放射効率を４０％以上とすることは非常に困
難である。
プ装置においては、閃光を放射する放射体を黒体に近く
でき、投入されたフラッシュ電力量に対する閃光の放射
量を示す放射効率を、容易に、しかも、弊害を伴わずに
確実に４０％以上とすることができる。ここに、黒体に
おいては投入電力量の放射量への転換効率は１００％と
なる。なお、希ガスフラッシュランプにおいては、弊害
を伴わずに放射効率を４０％以上とすることは非常に困
難である。
【００３９】また、主発光物質として水銀が封入されて
いることから、フラッシュ点灯状態においてフラッシュ
ランプ１０の放電容器１１内において発生する短波域紫
外光の発光割合が小さいため、放電容器１１が短波域紫
外光を吸収することに起因して生じるフラッシュランプ
１０の早期劣化を防止することができる。従って、フラ
ッシュランプ装置においては、長い使用寿命を得ること
ができる。
いることから、フラッシュ点灯状態においてフラッシュ
ランプ１０の放電容器１１内において発生する短波域紫
外光の発光割合が小さいため、放電容器１１が短波域紫
外光を吸収することに起因して生じるフラッシュランプ
１０の早期劣化を防止することができる。従って、フラ
ッシュランプ装置においては、長い使用寿命を得ること
ができる。
【００４０】更に、主発光物質として水銀が封入されて
いることから、放電容器１１内の電子密度が大きくなっ
ても、それに伴ってフラッシュ点灯状態に係る放電容器
１１内の電流値が大きくなることがないため、電極（陽
極１４および陰極１５）の設計の自由度が大きいことか
ら、フラッシュランプ装置を用途に応じた好適な形状と
することが可能である。
いることから、放電容器１１内の電子密度が大きくなっ
ても、それに伴ってフラッシュ点灯状態に係る放電容器
１１内の電流値が大きくなることがないため、電極（陽
極１４および陰極１５）の設計の自由度が大きいことか
ら、フラッシュランプ装置を用途に応じた好適な形状と
することが可能である。
【００４１】予備加熱手段２０によって放電容器１１の
外周面の温度が特定の温度域となるように予備加熱が行
われることから、フラッシュ電力が投入される際には放
電容器１１内において水銀がほぼ完全に蒸気の状態で存
在することとなるため、フラッシュランプ１０は、トリ
ガー用高電圧が印加されることによって確実にフラッシ
ュ電力が投入されてフラッシュ点灯状態とされると共
に、安定した閃光放射特性を得ることができる。
外周面の温度が特定の温度域となるように予備加熱が行
われることから、フラッシュ電力が投入される際には放
電容器１１内において水銀がほぼ完全に蒸気の状態で存
在することとなるため、フラッシュランプ１０は、トリ
ガー用高電圧が印加されることによって確実にフラッシ
ュ電力が投入されてフラッシュ点灯状態とされると共
に、安定した閃光放射特性を得ることができる。
【００４２】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
フラッシュランプ装置は、主発光物質である水銀の封入
量が特定されておらず、また特定の量のアルカリ元素が
封入されており、更に、フラッシュランプが、上記式
（１）に代えて、上記式（３）が満たされる条件で点灯
されることが必要とされること以外は実施例１と同様の
構成を有する。フラッシュランプに封入する水銀あるい
はアルカリ元素は、単体であっても化合物であってもよ
いが、化合物として封入する場合には、その蒸気圧が同
じ温度での単体の蒸気圧と同じ程度か高いものを選択す
ることが好ましい。
フラッシュランプ装置は、主発光物質である水銀の封入
量が特定されておらず、また特定の量のアルカリ元素が
封入されており、更に、フラッシュランプが、上記式
（１）に代えて、上記式（３）が満たされる条件で点灯
されることが必要とされること以外は実施例１と同様の
構成を有する。フラッシュランプに封入する水銀あるい
はアルカリ元素は、単体であっても化合物であってもよ
いが、化合物として封入する場合には、その蒸気圧が同
じ温度での単体の蒸気圧と同じ程度か高いものを選択す
ることが好ましい。
【００４３】以上の構成を有するフラッシュランプ装置
において、放電容器内における水銀の単位体積当たりの
封入量は、０．２〜５５ｍｇ／ｃｍ3 であることが好ま
しい。
において、放電容器内における水銀の単位体積当たりの
封入量は、０．２〜５５ｍｇ／ｃｍ3 であることが好ま
しい。
【００４４】「アルカリ元素」とは、ナトリウム、カリ
ウム、ルビジウムおよびセシウムの１種あるいは２種以
上よりなるアルカリ金属である。放電容器内におけるア
ルカリ元素の封入量は、放電容器内に封入されている水
銀のモル数に対するアルカリ元素のモル数の割合（以
下、「アルカリ元素のモル割合」ともいう。）（α）が
０．１〜２０％となる量とされる。実質上、アルカリ元
素の放電容器内における単位体積当たりの封入量は、
０．０３μｇ／ｃｍ3 〜７．３ｍｇ／ｃｍ3 とされる。
このアルカリ元素の封入量においては、下限値はアルカ
リ元素としてナトリウムを用いた場合の値であり、上限
値はアルカリ元素としてセシウムを用いた場合の値であ
る。
ウム、ルビジウムおよびセシウムの１種あるいは２種以
上よりなるアルカリ金属である。放電容器内におけるア
ルカリ元素の封入量は、放電容器内に封入されている水
銀のモル数に対するアルカリ元素のモル数の割合（以
下、「アルカリ元素のモル割合」ともいう。）（α）が
０．１〜２０％となる量とされる。実質上、アルカリ元
素の放電容器内における単位体積当たりの封入量は、
０．０３μｇ／ｃｍ3 〜７．３ｍｇ／ｃｍ3 とされる。
このアルカリ元素の封入量においては、下限値はアルカ
リ元素としてナトリウムを用いた場合の値であり、上限
値はアルカリ元素としてセシウムを用いた場合の値であ
る。
【００４５】ここに、アルカリ元素が２種以上のアルカ
リ金属よりなる場合には、フラッシュランプのアルカリ
元素のモル数は、当該アルカリ元素を構成するすべての
アルカリ金属のモル数の総和である。
リ金属よりなる場合には、フラッシュランプのアルカリ
元素のモル数は、当該アルカリ元素を構成するすべての
アルカリ金属のモル数の総和である。
【００４６】アルカリ元素のモル割合が０．１％未満で
ある場合には、フラッシュ点灯状態のフラッシュランプ
における電子密度を十分な大きさとすることができない
ため、水銀のみを封入した場合より大きな放射効率を得
ることができない。一方、アルカリ元素のモル割合が２
０％を超える場合には、各々、水銀およびアルカリ元素
の放電容器内での蒸気圧が小さくなるため、フラッシュ
ランプの点灯信頼性を損なわずに高い放射効率を得るこ
とができない。
ある場合には、フラッシュ点灯状態のフラッシュランプ
における電子密度を十分な大きさとすることができない
ため、水銀のみを封入した場合より大きな放射効率を得
ることができない。一方、アルカリ元素のモル割合が２
０％を超える場合には、各々、水銀およびアルカリ元素
の放電容器内での蒸気圧が小さくなるため、フラッシュ
ランプの点灯信頼性を損なわずに高い放射効率を得るこ
とができない。
【００４７】式（３）において、アルカリ元素の原子量
の平均値に対するセシウムの原子量の比Ｓに係る、アル
カリ元素の原子量の平均値は、アルカリ元素が２種以上
のアルカリ金属よりなる場合には、当該アルカリ元素を
構成するすべてのアルカリ金属をモル加重平均した原子
量である。なお、「フラッシュランプにおける平均電力
密度（Ｗ2 ）」および「電力半値幅（Δｔ）」は、式
（１）におけるフラッシュランプにおける平均電力密度
および電力半値幅と同様に定義される値である。
の平均値に対するセシウムの原子量の比Ｓに係る、アル
カリ元素の原子量の平均値は、アルカリ元素が２種以上
のアルカリ金属よりなる場合には、当該アルカリ元素を
構成するすべてのアルカリ金属をモル加重平均した原子
量である。なお、「フラッシュランプにおける平均電力
密度（Ｗ2 ）」および「電力半値幅（Δｔ）」は、式
（１）におけるフラッシュランプにおける平均電力密度
および電力半値幅と同様に定義される値である。
【００４８】フラッシュランプにおける平均電力密度が
特定の範囲から外れる場合には、封入物質（水銀および
特定のアルカリ物質）の電離に由来する電子に係る制動
放射の強度を十分に大きくすることができないため、高
い放射効率を得ることができない。
特定の範囲から外れる場合には、封入物質（水銀および
特定のアルカリ物質）の電離に由来する電子に係る制動
放射の強度を十分に大きくすることができないため、高
い放射効率を得ることができない。
【００４９】予備加熱手段による予備加熱は、フラッシ
ュランプを構成する放電容器の外周面の温度が上記式
（４）が満たされる条件となるまで行われることが好ま
しい。実際上、予備加熱は、フラッシュランプの構成要
素などに対する熱の影響を考慮して、例えば水銀の封入
量が５ｍｇ／ｃｍ3 、アルカリ元素の封入量が０．１６
６ｍｇ／ｃｍ3 （アルカリ元素のモル割合５％）である
フラッシュランプにおいては、通常、フラッシュランプ
を構成する放電容器の外周面の温度が７００〜７５０Ｋ
で行われる。
ュランプを構成する放電容器の外周面の温度が上記式
（４）が満たされる条件となるまで行われることが好ま
しい。実際上、予備加熱は、フラッシュランプの構成要
素などに対する熱の影響を考慮して、例えば水銀の封入
量が５ｍｇ／ｃｍ3 、アルカリ元素の封入量が０．１６
６ｍｇ／ｃｍ3 （アルカリ元素のモル割合５％）である
フラッシュランプにおいては、通常、フラッシュランプ
を構成する放電容器の外周面の温度が７００〜７５０Ｋ
で行われる。
【００５０】予備加熱が放電容器の外周面の温度が特定
の温度域となるまで行われない場合には、当該放電容器
の内周面の温度が十分に高くならないことから、放電容
器内に封入されている封入物質（水銀および特定のアル
カリ物質）が完全に蒸発しておらず、当該封入物質の蒸
気圧が十分に高くなっていない状態でフラッシュ電力が
投入されることとなるため、フラッシュ点灯毎に放射輝
度にバラツキが生じて安定した閃光放射特性が得られな
いおそれがある。また、特に、フラッシュランプ装置を
連続して駆動させるような場合においては、フラッシュ
点灯回数が大きくなるに従ってフラッシュランプ内の温
度が上昇することに伴って放射輝度が次第に変化するた
め、安定した閃光放射特性が得られないおそれがあり、
また、フラッシュ点灯中に放電容器内の電極間の空間に
形成されている発光領域において蒸発した封入物質が、
放電容器内の電極棒の伸びる空間に形成されている非発
光領域に存在する低温部において凝縮することに起因し
て、フラッシュ電力を投入しても水銀あるいはアルカリ
元素の発光が得られず、要求される放射特性が発揮され
ない点灯状態が得られるおそれがある。
の温度域となるまで行われない場合には、当該放電容器
の内周面の温度が十分に高くならないことから、放電容
器内に封入されている封入物質（水銀および特定のアル
カリ物質）が完全に蒸発しておらず、当該封入物質の蒸
気圧が十分に高くなっていない状態でフラッシュ電力が
投入されることとなるため、フラッシュ点灯毎に放射輝
度にバラツキが生じて安定した閃光放射特性が得られな
いおそれがある。また、特に、フラッシュランプ装置を
連続して駆動させるような場合においては、フラッシュ
点灯回数が大きくなるに従ってフラッシュランプ内の温
度が上昇することに伴って放射輝度が次第に変化するた
め、安定した閃光放射特性が得られないおそれがあり、
また、フラッシュ点灯中に放電容器内の電極間の空間に
形成されている発光領域において蒸発した封入物質が、
放電容器内の電極棒の伸びる空間に形成されている非発
光領域に存在する低温部において凝縮することに起因し
て、フラッシュ電力を投入しても水銀あるいはアルカリ
元素の発光が得られず、要求される放射特性が発揮され
ない点灯状態が得られるおそれがある。
【００５１】以上のような構成のフラッシュランプ装置
によれば、第１の実施の形態のフラッシュランプ装置と
同様にして、高い放射効率を得ることができ、しかも長
い使用寿命を得ることができるという作用効果を得るこ
とができるが、第２の実施の形態に係るフラッシュラン
プ装置は、主発光物質である水銀と、アルカリ元素とが
封入されており、このアルカリ元素が水銀に比して極め
て小さい最低励起電圧および電離電圧を有するものであ
り、また、放電容器内の温度が比較的低温である場合に
おいては、当該放電容器内の電子密度はアルカリ元素に
係る電子に由来するものとなり、平均電力密度（Ｗ2 ）
が増加するとフラッシュランプ内プラズマ温度が上昇
し、やがて当該アルカリ元素が殆ど電離した後に水銀の
電離が開始されることとなるため、フラッシュランプが
特定の条件によってフラッシュ点灯状態とされることに
よってフラッシュランプにおける平均電力密度およびア
ルカリ元素の封入量を制御する構成を有する。なお、ア
ルカリ元素の最低励起電圧、電離電圧は約５ｅＶ以下で
ある。
によれば、第１の実施の形態のフラッシュランプ装置と
同様にして、高い放射効率を得ることができ、しかも長
い使用寿命を得ることができるという作用効果を得るこ
とができるが、第２の実施の形態に係るフラッシュラン
プ装置は、主発光物質である水銀と、アルカリ元素とが
封入されており、このアルカリ元素が水銀に比して極め
て小さい最低励起電圧および電離電圧を有するものであ
り、また、放電容器内の温度が比較的低温である場合に
おいては、当該放電容器内の電子密度はアルカリ元素に
係る電子に由来するものとなり、平均電力密度（Ｗ2 ）
が増加するとフラッシュランプ内プラズマ温度が上昇
し、やがて当該アルカリ元素が殆ど電離した後に水銀の
電離が開始されることとなるため、フラッシュランプが
特定の条件によってフラッシュ点灯状態とされることに
よってフラッシュランプにおける平均電力密度およびア
ルカリ元素の封入量を制御する構成を有する。なお、ア
ルカリ元素の最低励起電圧、電離電圧は約５ｅＶ以下で
ある。
【００５２】また、予備加熱手段によって放電容器の外
周面の温度が特定の温度域となるまで予備加熱が行われ
ることから、フラッシュ電力が投入される際には放電容
器内において封入物質（水銀および特定のアルカリ物
質）が蒸気の状態で存在することとなるため、フラッシ
ュランプは、トリガー用高電圧が印加されることによっ
て、確実にフラッシュ電力が投入されてフラッシュ点灯
状態とされると共に、安定した閃光放射特性を得ること
ができる。
周面の温度が特定の温度域となるまで予備加熱が行われ
ることから、フラッシュ電力が投入される際には放電容
器内において封入物質（水銀および特定のアルカリ物
質）が蒸気の状態で存在することとなるため、フラッシ
ュランプは、トリガー用高電圧が印加されることによっ
て、確実にフラッシュ電力が投入されてフラッシュ点灯
状態とされると共に、安定した閃光放射特性を得ること
ができる。
【００５３】アルカリ元素が封入されていることによ
り、放電容器内に水銀のみを封入した場合に比して、封
入物質に係る高密度の蒸気が得られ、低温において高い
電子密度が得られるため、小さいフラッシュ電力で高い
放射効率が得られる。
り、放電容器内に水銀のみを封入した場合に比して、封
入物質に係る高密度の蒸気が得られ、低温において高い
電子密度が得られるため、小さいフラッシュ電力で高い
放射効率が得られる。
【００５４】このようなフラッシュランプ装置は、閃光
放射装置の光源として好適に用いることができる。この
閃光放射装置は、光源を構成するフラッシュランプ装置
が高い放射効率を有するものであることから、被処理体
に対する処理に必要とされる放射量の閃光を得るため
に、実際上、希ガスフラッシュランプを光源とする閃光
放射装置において光源として必要とされるランプの数よ
り少ない数のフラッシュランプ装置を光源とすれば十分
であり、更に、当該フラッシュランプを構成するフラッ
シュランプの各々に投入するフラッシュ電力を大きくす
る必要がない。従って、小型であっても、優れた閃光放
射性能が得られ、また閃光放射装置自体が高価なものと
ならない。或いはフラッシュランプ装置のフラッシュ電
力を低く抑えることができることから、電源装置の小型
化、低価格化を実現することができる。
放射装置の光源として好適に用いることができる。この
閃光放射装置は、光源を構成するフラッシュランプ装置
が高い放射効率を有するものであることから、被処理体
に対する処理に必要とされる放射量の閃光を得るため
に、実際上、希ガスフラッシュランプを光源とする閃光
放射装置において光源として必要とされるランプの数よ
り少ない数のフラッシュランプ装置を光源とすれば十分
であり、更に、当該フラッシュランプを構成するフラッ
シュランプの各々に投入するフラッシュ電力を大きくす
る必要がない。従って、小型であっても、優れた閃光放
射性能が得られ、また閃光放射装置自体が高価なものと
ならない。或いはフラッシュランプ装置のフラッシュ電
力を低く抑えることができることから、電源装置の小型
化、低価格化を実現することができる。
【００５５】閃光放射装置は、例えば金属、セラミック
ス、ガラス、プラスチックなどよりなる製品や、半導体
装置の製造工程などで瞬間加熱するアニーリング処理、
合金反応処理、リフロー処理、光硬化材の硬化などの光
化学反応処理、記録媒体の一括処理などの種々の処理を
好適に行うことができる。
ス、ガラス、プラスチックなどよりなる製品や、半導体
装置の製造工程などで瞬間加熱するアニーリング処理、
合金反応処理、リフロー処理、光硬化材の硬化などの光
化学反応処理、記録媒体の一括処理などの種々の処理を
好適に行うことができる。
【００５６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明においては、種々の変更を加えることがで
きる。例えば、フラッシュランプの放電容器の内部に、
ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトン
およびキセノンガスのうちの１種あるいは２種以上の希
ガスよりなるガスが、室温（２５℃以下）で３×１０5
Ｐａ以下の圧力となる量で封入されていてもよい。
たが、本発明においては、種々の変更を加えることがで
きる。例えば、フラッシュランプの放電容器の内部に、
ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトン
およびキセノンガスのうちの１種あるいは２種以上の希
ガスよりなるガスが、室温（２５℃以下）で３×１０5
Ｐａ以下の圧力となる量で封入されていてもよい。
【００５７】この場合には、フラッシュランプを容易に
フラッシュ点灯状態とすることができると共に、予備加
熱手段によって放電容器の内周面の温度を、短時間で均
一に所望の温度にまで予備加熱することができる。この
ような作用効果を確実に得るためには、希ガスの封入量
が室温で１０００Ｐａ以上の圧力となる量であることが
好ましいが、希ガスの封入量が過大である場合には、フ
ラッシュランプに大きな始動電圧が必要となることか
ら、トリガー回路において発生させるべきトリガー用高
電圧が大きくなるため、トリガー回路の設計の自由度が
小さくなる。
フラッシュ点灯状態とすることができると共に、予備加
熱手段によって放電容器の内周面の温度を、短時間で均
一に所望の温度にまで予備加熱することができる。この
ような作用効果を確実に得るためには、希ガスの封入量
が室温で１０００Ｐａ以上の圧力となる量であることが
好ましいが、希ガスの封入量が過大である場合には、フ
ラッシュランプに大きな始動電圧が必要となることか
ら、トリガー回路において発生させるべきトリガー用高
電圧が大きくなるため、トリガー回路の設計の自由度が
小さくなる。
【００５８】また、予備加熱手段は、フラッシュランプ
を構成する放電容器の外周面に、直接線状のヒーターが
巻回されてなる構成を有するものであってもよい。この
場合には、フラッシュランプとして、トリガー電極が放
電容器の外周面に配置されていない構成を有するものを
用いることが好ましい。
を構成する放電容器の外周面に、直接線状のヒーターが
巻回されてなる構成を有するものであってもよい。この
場合には、フラッシュランプとして、トリガー電極が放
電容器の外周面に配置されていない構成を有するものを
用いることが好ましい。
【００５９】更に、予備加熱手段は、フラッシュランプ
を、放電容器の外周面から加熱する構成のものに限定さ
れず、例えばフラッシュランプに対してフラッシュ時の
平均電力よりも小さく、例えばフラッシュ時の平均電力
の０．１％の大きさを有する予備加熱用平均電力を投入
する構成のものであってもよい。このような予備加熱手
段は、予備加熱用平均電力を投入することによって発生
するエネルギーによってフラッシュランプ自体を予備加
熱する構成を有するものである。この場合には、予備加
熱によって発生するエネルギーを、フラッシュランプを
加熱するのみでなく、例えばフラッシュランプ装置を光
源とする閃光放射装置に係る被処理体を予備加熱するこ
となどに用いることも可能となり、更に、当該被処理体
を予備加熱するための電源装置を、予備加熱用電力投入
用電源として兼用することもできる。
を、放電容器の外周面から加熱する構成のものに限定さ
れず、例えばフラッシュランプに対してフラッシュ時の
平均電力よりも小さく、例えばフラッシュ時の平均電力
の０．１％の大きさを有する予備加熱用平均電力を投入
する構成のものであってもよい。このような予備加熱手
段は、予備加熱用平均電力を投入することによって発生
するエネルギーによってフラッシュランプ自体を予備加
熱する構成を有するものである。この場合には、予備加
熱によって発生するエネルギーを、フラッシュランプを
加熱するのみでなく、例えばフラッシュランプ装置を光
源とする閃光放射装置に係る被処理体を予備加熱するこ
となどに用いることも可能となり、更に、当該被処理体
を予備加熱するための電源装置を、予備加熱用電力投入
用電源として兼用することもできる。
【００６０】フラッシュランプは、電極を介して電力を
投入する構成のものに限定されず、例えば放電容器の内
部に電極を持たない無電極放電ランプであってもよく、
この場合は透光性を有する材料よりなる放電容器内にお
いて絶縁破壊を生じさせると共に、このタイミングにお
いてフラッシュ電力を投入することのできる回路を備え
てなるものであればよい。
投入する構成のものに限定されず、例えば放電容器の内
部に電極を持たない無電極放電ランプであってもよく、
この場合は透光性を有する材料よりなる放電容器内にお
いて絶縁破壊を生じさせると共に、このタイミングにお
いてフラッシュ電力を投入することのできる回路を備え
てなるものであればよい。
【００６１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明がこれによって制限されるものではない。
本発明がこれによって制限されるものではない。
【００６２】＜実施例１＞図１に示されている構成に従
い、図３に示されている形式であって、電源装置が直流
電源である点灯用回路を有するフラッシュランプと、石
英ガラス製であって円筒状の加熱管に、ニクロム線より
なるヒーターが巻回されてなる予備加熱手段とを備えて
なるフラッシュランプ装置（以下、「フラッシュランプ
装置（１）」ともいう。）を製造した。フラッシュラン
プ装置（１）を構成するフラッシュランプの仕様は、放
電容器の内容積が１０ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が２００μＦ、充電電圧が１９２０Ｖ、電力半値幅が
０．２４ｍｓであった。また、放電容器内には、水銀
３．５ｍｇ／ｃｍ3 を封入した。
い、図３に示されている形式であって、電源装置が直流
電源である点灯用回路を有するフラッシュランプと、石
英ガラス製であって円筒状の加熱管に、ニクロム線より
なるヒーターが巻回されてなる予備加熱手段とを備えて
なるフラッシュランプ装置（以下、「フラッシュランプ
装置（１）」ともいう。）を製造した。フラッシュラン
プ装置（１）を構成するフラッシュランプの仕様は、放
電容器の内容積が１０ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が２００μＦ、充電電圧が１９２０Ｖ、電力半値幅が
０．２４ｍｓであった。また、放電容器内には、水銀
３．５ｍｇ／ｃｍ3 を封入した。
【００６３】製造したフラッシュランプ装置（１）を予
備加熱手段によってフラッシュランプの放電容器の外周
面の温度が７００Ｋとなるまで予備加熱した後、当該フ
ラッシュランプを、平均電力密度が下記式（イ）となる
条件でフラッシュ点灯状態とし、放射される閃光の平均
分光放射輝度を測定した。結果を図５に示す。なお、下
記式（イ）に係る平均電力密度は、上記（１）の条件を
満たしている。
備加熱手段によってフラッシュランプの放電容器の外周
面の温度が７００Ｋとなるまで予備加熱した後、当該フ
ラッシュランプを、平均電力密度が下記式（イ）となる
条件でフラッシュ点灯状態とし、放射される閃光の平均
分光放射輝度を測定した。結果を図５に示す。なお、下
記式（イ）に係る平均電力密度は、上記（１）の条件を
満たしている。
【００６４】
【数１０】
【００６５】〔式中、Ｈは水銀の封入量（ｍｇ／ｃ
ｍ3 ）を示す。〕
ｍ3 ）を示す。〕
【００６６】図５において、曲線（１ａ）はフラッシュ
ランプ装置（１）に係る平均分光放射輝度を示し、曲線
（１ｂ）はフラッシュランプ装置（１）における放電容
器内に発生するプラズマの温度と同一の温度を有する黒
体に係る分光放射輝度を示す。曲線（１ｂ）に示す黒体
の分光放射輝度に対する曲線（１ａ）に示すフラッシュ
ランプ装置（１）の平均分光放射輝度の大きさから放射
効率を求めたところ、８０％であった。
ランプ装置（１）に係る平均分光放射輝度を示し、曲線
（１ｂ）はフラッシュランプ装置（１）における放電容
器内に発生するプラズマの温度と同一の温度を有する黒
体に係る分光放射輝度を示す。曲線（１ｂ）に示す黒体
の分光放射輝度に対する曲線（１ａ）に示すフラッシュ
ランプ装置（１）の平均分光放射輝度の大きさから放射
効率を求めたところ、８０％であった。
【００６７】＜実施例２＞フラッシュランプとして、放
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が１００μＦ、充電電圧が３０００Ｖ、電力半値幅が
０．２ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀５５
ｍｇ／ｃｍ3 が封入されてなるフラッシュランプを備え
てなること以外は実施例１と同様の構成を有するフラッ
シュランプ装置（以下、「フラッシュランプ装置
（２）」ともいう。）を製造し、当該フラッシュランプ
装置（２）を予備加熱手段によってフラッシュランプの
放電容器の外周面の温度が１３００Ｋとなるまで予備加
熱した後、当該フラッシュランプを、平均電力密度が下
記式（ロ）となる条件でフラッシュ点灯状態とし、放射
される閃光の平均分光放射輝度を測定した。結果を図６
に示す。なお、下記式（ロ）に係る平均電力密度は、上
記（１）の条件を満たしている。
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が１００μＦ、充電電圧が３０００Ｖ、電力半値幅が
０．２ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀５５
ｍｇ／ｃｍ3 が封入されてなるフラッシュランプを備え
てなること以外は実施例１と同様の構成を有するフラッ
シュランプ装置（以下、「フラッシュランプ装置
（２）」ともいう。）を製造し、当該フラッシュランプ
装置（２）を予備加熱手段によってフラッシュランプの
放電容器の外周面の温度が１３００Ｋとなるまで予備加
熱した後、当該フラッシュランプを、平均電力密度が下
記式（ロ）となる条件でフラッシュ点灯状態とし、放射
される閃光の平均分光放射輝度を測定した。結果を図６
に示す。なお、下記式（ロ）に係る平均電力密度は、上
記（１）の条件を満たしている。
【００６８】
【数１１】
【００６９】〔式中、Ｈは水銀の封入量（ｍｇ／ｃ
ｍ3 ）を示す。〕
ｍ3 ）を示す。〕
【００７０】図６において、曲線（２ａ）はフラッシュ
ランプ装置（２）に係る平均分光放射輝度を示し、曲線
（２ｂ）はフラッシュランプ装置（２）における放電容
器内に発生するプラズマの温度と同一の温度を有する黒
体に係る分光放射輝度を示す。曲線（２ｂ）に示す黒体
の分光放射輝度に対する曲線（２ａ）に示すフラッシュ
ランプ装置（２）の平均分光放射輝度の大きさから放射
効率を求めたところ、４２％であった。
ランプ装置（２）に係る平均分光放射輝度を示し、曲線
（２ｂ）はフラッシュランプ装置（２）における放電容
器内に発生するプラズマの温度と同一の温度を有する黒
体に係る分光放射輝度を示す。曲線（２ｂ）に示す黒体
の分光放射輝度に対する曲線（２ａ）に示すフラッシュ
ランプ装置（２）の平均分光放射輝度の大きさから放射
効率を求めたところ、４２％であった。
【００７１】＜実施例３＞フラッシュランプとして、放
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が１００μＦ、充電電圧が５１００Ｖ、電力半値幅が
０．２ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀５５
ｍｇ／ｃｍ3 が封入されてなるフラッシュランプを備え
てなること以外は実施例１と同様の構成を有するフラッ
シュランプ装置（以下、「フラッシュランプ装置
（３）」ともいう。）を製造し、当該フラッシュランプ
装置（３）を予備加熱手段によってフラッシュランプの
放電容器の外周面の温度が１３００Ｋとなるまで予備加
熱した後、当該フラッシュランプを、平均電力密度が下
記式（ハ）となる条件でフラッシュ点灯状態とし、放射
される閃光の平均分光放射輝度を測定した。結果を図７
に示す。なお、下記式（ハ）に係る平均電力密度は、上
記（１）の条件を満たしている。
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が１００μＦ、充電電圧が５１００Ｖ、電力半値幅が
０．２ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀５５
ｍｇ／ｃｍ3 が封入されてなるフラッシュランプを備え
てなること以外は実施例１と同様の構成を有するフラッ
シュランプ装置（以下、「フラッシュランプ装置
（３）」ともいう。）を製造し、当該フラッシュランプ
装置（３）を予備加熱手段によってフラッシュランプの
放電容器の外周面の温度が１３００Ｋとなるまで予備加
熱した後、当該フラッシュランプを、平均電力密度が下
記式（ハ）となる条件でフラッシュ点灯状態とし、放射
される閃光の平均分光放射輝度を測定した。結果を図７
に示す。なお、下記式（ハ）に係る平均電力密度は、上
記（１）の条件を満たしている。
【００７２】
【数１２】
【００７３】〔式中、Ｈは水銀の封入量（ｍｇ／ｃ
ｍ3 ）を示す。〕
ｍ3 ）を示す。〕
【００７４】図７において、曲線（３ａ）はフラッシュ
ランプ装置（３）に係る平均分光放射輝度を示し、曲線
（３ｂ）はフラッシュランプ装置（３）における放電容
器内に発生するプラズマの温度と同一の温度を有する黒
体に係る分光放射輝度を示す。曲線（３ｂ）に示す黒体
の分光放射輝度に対する曲線（３ａ）に示すフラッシュ
ランプ装置（３）の平均分光放射輝度の大きさから放射
効率を求めたところ、８９％であった。
ランプ装置（３）に係る平均分光放射輝度を示し、曲線
（３ｂ）はフラッシュランプ装置（３）における放電容
器内に発生するプラズマの温度と同一の温度を有する黒
体に係る分光放射輝度を示す。曲線（３ｂ）に示す黒体
の分光放射輝度に対する曲線（３ａ）に示すフラッシュ
ランプ装置（３）の平均分光放射輝度の大きさから放射
効率を求めたところ、８９％であった。
【００７５】＜比較例１＞フラッシュランプとして、放
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が５０μＦ、充電電圧が８５０Ｖ、電力半値幅が０．３
８ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀４．１ｍ
ｇ／ｃｍ3 が封入されてなるフラッシュランプを備えて
なること以外は実施例１と同様の構成を有するフラッシ
ュランプ装置（以下、「比較用フラッシュランプ装置
（１）」ともいう。）を製造し、当該比較用フラッシュ
ランプ装置（１）を予備加熱手段によってフラッシュラ
ンプの放電容器の外周面の温度が６８０Ｋとなるまで予
備加熱した後、当該フラッシュランプを、平均電力密度
が下記式（ニ）となる条件でフラッシュ点灯状態とし、
放射される閃光の平均分光放射輝度を測定した。結果を
図８に示す。
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が５０μＦ、充電電圧が８５０Ｖ、電力半値幅が０．３
８ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀４．１ｍ
ｇ／ｃｍ3 が封入されてなるフラッシュランプを備えて
なること以外は実施例１と同様の構成を有するフラッシ
ュランプ装置（以下、「比較用フラッシュランプ装置
（１）」ともいう。）を製造し、当該比較用フラッシュ
ランプ装置（１）を予備加熱手段によってフラッシュラ
ンプの放電容器の外周面の温度が６８０Ｋとなるまで予
備加熱した後、当該フラッシュランプを、平均電力密度
が下記式（ニ）となる条件でフラッシュ点灯状態とし、
放射される閃光の平均分光放射輝度を測定した。結果を
図８に示す。
【００７６】
【数１３】
【００７７】〔式中、Ｈは水銀の封入量（ｍｇ／ｃ
ｍ3 ）を示す。〕
ｍ3 ）を示す。〕
【００７８】図８において、曲線（４ａ）は比較用フラ
ッシュランプ装置（１）に係る平均分光放射輝度を示
し、曲線（４ｂ）は比較用フラッシュランプ装置（１）
における放電容器内に発生するプラズマの温度と同一の
温度を有する黒体に係る分光放射輝度を示す。曲線（４
ｂ）に示す黒体の分光放射輝度に対する曲線（４ａ）に
示す比較用フラッシュランプ装置（１）の平均分光放射
輝度の大きさから放射効率を求めたところ、８％であっ
た。
ッシュランプ装置（１）に係る平均分光放射輝度を示
し、曲線（４ｂ）は比較用フラッシュランプ装置（１）
における放電容器内に発生するプラズマの温度と同一の
温度を有する黒体に係る分光放射輝度を示す。曲線（４
ｂ）に示す黒体の分光放射輝度に対する曲線（４ａ）に
示す比較用フラッシュランプ装置（１）の平均分光放射
輝度の大きさから放射効率を求めたところ、８％であっ
た。
【００７９】＜比較例２＞フラッシュランプとして、放
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が５０μＦ、充電電圧が１０５０Ｖ、電力半値幅が０．
３８ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀４．３
ｍｇ／ｃｍ3 が封入されてなるフラッシュランプを備え
てなること以外は実施例１と同様の構成を有するフラッ
シュランプ装置（以下、「比較用フラッシュランプ装置
（２）」ともいう。）を製造し、当該比較用フラッシュ
ランプ装置（２）を予備加熱手段によってフラッシュラ
ンプの放電容器の外周面の温度が７００Ｋとなるまで予
備加熱した後、当該フラッシュランプを、平均電力密度
が下記式（ホ）となる条件でフラッシュ点灯状態とし、
放射される閃光の平均分光放射輝度を測定した。結果を
図９に示す。
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が５０μＦ、充電電圧が１０５０Ｖ、電力半値幅が０．
３８ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀４．３
ｍｇ／ｃｍ3 が封入されてなるフラッシュランプを備え
てなること以外は実施例１と同様の構成を有するフラッ
シュランプ装置（以下、「比較用フラッシュランプ装置
（２）」ともいう。）を製造し、当該比較用フラッシュ
ランプ装置（２）を予備加熱手段によってフラッシュラ
ンプの放電容器の外周面の温度が７００Ｋとなるまで予
備加熱した後、当該フラッシュランプを、平均電力密度
が下記式（ホ）となる条件でフラッシュ点灯状態とし、
放射される閃光の平均分光放射輝度を測定した。結果を
図９に示す。
【００８０】
【数１４】
【００８１】〔式中、Ｈは水銀の封入量（ｍｇ／ｃ
ｍ3 ）を示す。〕
ｍ3 ）を示す。〕
【００８２】図９において、曲線（５ａ）は比較用フラ
ッシュランプ装置（２）に係る平均分光放射輝度を示
し、曲線（５ｂ）は比較用フラッシュランプ装置（２）
における放電容器内に発生するプラズマの温度と同一の
温度を有する黒体に係る分光放射輝度を示す。曲線（５
ｂ）に示す黒体の分光放射輝度に対する曲線（５ａ）に
示す比較用フラッシュランプ装置（２）の平均分光放射
輝度の大きさから放射効率を求めたところ、２０％であ
った。
ッシュランプ装置（２）に係る平均分光放射輝度を示
し、曲線（５ｂ）は比較用フラッシュランプ装置（２）
における放電容器内に発生するプラズマの温度と同一の
温度を有する黒体に係る分光放射輝度を示す。曲線（５
ｂ）に示す黒体の分光放射輝度に対する曲線（５ａ）に
示す比較用フラッシュランプ装置（２）の平均分光放射
輝度の大きさから放射効率を求めたところ、２０％であ
った。
【００８３】以上の結果から、比較例１および比較例２
に係るフラッシュランプ装置においては、当該フラッシ
ュランプ装置を構成するフラッシュランプの平均電力密
度が過小であって特定の条件を満足しない状態でフラッ
シュ点灯が行われたため、高い放射効率を得ることがで
きなかったが、実施例１〜実施例３に係るフラッシュラ
ンプ装置によれば、各々、特定量の封入物質が封入さ
れ、フラッシュランプ装置を構成するフラッシュランプ
における平均電力密度が特定の条件を満たした状態でフ
ラッシュ点灯が行われることから、高い放射効率が得ら
れることが確認された。
に係るフラッシュランプ装置においては、当該フラッシ
ュランプ装置を構成するフラッシュランプの平均電力密
度が過小であって特定の条件を満足しない状態でフラッ
シュ点灯が行われたため、高い放射効率を得ることがで
きなかったが、実施例１〜実施例３に係るフラッシュラ
ンプ装置によれば、各々、特定量の封入物質が封入さ
れ、フラッシュランプ装置を構成するフラッシュランプ
における平均電力密度が特定の条件を満たした状態でフ
ラッシュ点灯が行われることから、高い放射効率が得ら
れることが確認された。
【００８４】＜実施例４＞フラッシュランプとして、放
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が１００μＦ、充電電圧が２３００Ｖ、電力半値幅が
０．５４ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀
３．０ｍｇ／ｃｍ3 およびアルカリ元素としてセシウム
０．２ｍｇ／ｃｍ3 （アルカリ元素のモル割合αは１０
％）が封入されてなるフラッシュランプを備えてなるこ
と以外は実施例１と同様の構成を有するフラッシュラン
プ装置（以下、「フラッシュランプ装置（４）」ともい
う。）を製造し、当該フラッシュランプ装置（４）を予
備加熱手段によってフラッシュランプの放電容器の外周
面の温度が１０５０Ｋとなるまで予備加熱した後、当該
フラッシュランプを、平均電力密度が下記式（ヘ）とな
る条件でフラッシュ点灯状態とし、放射される閃光の平
均分光放射輝度を測定した。結果を図１０に示す。な
お、下記式（ヘ）に係る平均電力密度は、上記（３）の
条件を満たしている。また、アルカリ元素としてはセシ
ウムのみを封入しているのでアルカリ元素の原子量の平
均値に対するセシウムの原子量の比は１となる。
電容器の内容積が１２ｃｍ3 、主コンデンサの電気容量
が１００μＦ、充電電圧が２３００Ｖ、電力半値幅が
０．５４ｍｓである仕様を有し、放電容器内に、水銀
３．０ｍｇ／ｃｍ3 およびアルカリ元素としてセシウム
０．２ｍｇ／ｃｍ3 （アルカリ元素のモル割合αは１０
％）が封入されてなるフラッシュランプを備えてなるこ
と以外は実施例１と同様の構成を有するフラッシュラン
プ装置（以下、「フラッシュランプ装置（４）」ともい
う。）を製造し、当該フラッシュランプ装置（４）を予
備加熱手段によってフラッシュランプの放電容器の外周
面の温度が１０５０Ｋとなるまで予備加熱した後、当該
フラッシュランプを、平均電力密度が下記式（ヘ）とな
る条件でフラッシュ点灯状態とし、放射される閃光の平
均分光放射輝度を測定した。結果を図１０に示す。な
お、下記式（ヘ）に係る平均電力密度は、上記（３）の
条件を満たしている。また、アルカリ元素としてはセシ
ウムのみを封入しているのでアルカリ元素の原子量の平
均値に対するセシウムの原子量の比は１となる。
【００８５】
【数１５】
【００８６】〔式中、αは水銀のモル数に対するアルカ
リ元素のモル数の割合（％）を示す。〕
リ元素のモル数の割合（％）を示す。〕
【００８７】図１０において、曲線（６ａ）はフラッシ
ュランプ装置（４）に係る平均分光放射輝度を示し、曲
線（６ｂ）はフラッシュランプ装置（４）における放電
容器内に発生するプラズマの温度と同一の温度を有する
黒体に係る分光放射輝度を示す。曲線（６ｂ）に示す黒
体の分光放射輝度に対する曲線（６ａ）に示すフラッシ
ュランプ装置（４）の平均分光放射輝度の大きさから放
射効率を求めたところ、５０％であった。
ュランプ装置（４）に係る平均分光放射輝度を示し、曲
線（６ｂ）はフラッシュランプ装置（４）における放電
容器内に発生するプラズマの温度と同一の温度を有する
黒体に係る分光放射輝度を示す。曲線（６ｂ）に示す黒
体の分光放射輝度に対する曲線（６ａ）に示すフラッシ
ュランプ装置（４）の平均分光放射輝度の大きさから放
射効率を求めたところ、５０％であった。
【００８８】以上の結果から、実施例４に係るフラッシ
ュランプ装置によれば、特定量の封入物質が封入され、
フラッシュランプ装置を構成するフラッシュランプにお
ける平均電力密度が特定の条件を満たした状態でフラッ
シュ点灯が行われることから、高い放射効率が得られる
ことが確認された。なお、平均電力密度をいろいろ変化
させて同様の実験を行ったところ、平均電力密度が下記
式（ト）で示される値以上である場合に放射効率が高く
なることが確認された。
ュランプ装置によれば、特定量の封入物質が封入され、
フラッシュランプ装置を構成するフラッシュランプにお
ける平均電力密度が特定の条件を満たした状態でフラッ
シュ点灯が行われることから、高い放射効率が得られる
ことが確認された。なお、平均電力密度をいろいろ変化
させて同様の実験を行ったところ、平均電力密度が下記
式（ト）で示される値以上である場合に放射効率が高く
なることが確認された。
【００８９】
【数１６】
【００９０】また、実施例１〜実施例４に係るフラッシ
ュランプ装置の各々を、連続して駆動させたところ、実
施例１〜実施例３に係るフラッシュランプ装置において
は、上記式（２）を満たす条件となるまで、実施例４に
係るフラッシュランプ装置においては、上記式（４）を
満たす条件となるまで予備加熱を行ったため、ラッシュ
電力が投入されてトリガー用高電圧が印加されることに
よって確実にフラッシュ点灯状態とされると共に、安定
した閃光放射特性を得ることができた。更に、連続駆動
した後に、実施例１〜実施例４に係るフラッシュランプ
装置を構成するフラッシュランプの各々を目視にて確認
したところ、劣化が生じておらず、長い使用寿命が得ら
れることが確認された。
ュランプ装置の各々を、連続して駆動させたところ、実
施例１〜実施例３に係るフラッシュランプ装置において
は、上記式（２）を満たす条件となるまで、実施例４に
係るフラッシュランプ装置においては、上記式（４）を
満たす条件となるまで予備加熱を行ったため、ラッシュ
電力が投入されてトリガー用高電圧が印加されることに
よって確実にフラッシュ点灯状態とされると共に、安定
した閃光放射特性を得ることができた。更に、連続駆動
した後に、実施例１〜実施例４に係るフラッシュランプ
装置を構成するフラッシュランプの各々を目視にて確認
したところ、劣化が生じておらず、長い使用寿命が得ら
れることが確認された。
【００９１】
【発明の効果】本発明のフラッシュランプ装置によれ
ば、フラッシュランプにおける平均電力密度および特定
の封入物質の封入量を制御することにより、封入物質の
電離に由来する電子に係る制動放射を大きな割合で利用
し、それにより、フラッシュランプから放射される閃光
における長波域紫外光（波長２００〜４００ｎｍの光）
や短波長可視光（波長４００〜６００ｎｍの光）の放射
割合を大きくすることができる。しかも、主発光物質と
して水銀を用いていることから、フラッシュ点灯状態に
おいてフラッシュランプの放電容器内において発生する
短波域紫外光の発光割合が小さいため、放電容器が短波
域紫外光を吸収することに起因して生じるフラッシュラ
ンプの早期劣化を防止することができる。従って、本発
明のフラッシュランプ装置は、高い放射効率を得ること
ができ、しかも長い使用寿命を得ることができる。
ば、フラッシュランプにおける平均電力密度および特定
の封入物質の封入量を制御することにより、封入物質の
電離に由来する電子に係る制動放射を大きな割合で利用
し、それにより、フラッシュランプから放射される閃光
における長波域紫外光（波長２００〜４００ｎｍの光）
や短波長可視光（波長４００〜６００ｎｍの光）の放射
割合を大きくすることができる。しかも、主発光物質と
して水銀を用いていることから、フラッシュ点灯状態に
おいてフラッシュランプの放電容器内において発生する
短波域紫外光の発光割合が小さいため、放電容器が短波
域紫外光を吸収することに起因して生じるフラッシュラ
ンプの早期劣化を防止することができる。従って、本発
明のフラッシュランプ装置は、高い放射効率を得ること
ができ、しかも長い使用寿命を得ることができる。
【００９２】本発明の閃光放射装置は、光源として上記
のフラッシュランプ装置を用いてなるものであり、当該
フラッシュランプ装置が高い放射効率を有するものであ
るため、小型であっても、優れた閃光放射性能が得られ
る。
のフラッシュランプ装置を用いてなるものであり、当該
フラッシュランプ装置が高い放射効率を有するものであ
るため、小型であっても、優れた閃光放射性能が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフラッシュランプ装置の一実施例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】図１のフラッシュランプ装置に備えられている
フラッシュランプを示す説明図である。
フラッシュランプを示す説明図である。
【図３】図２のフラッシュランプの点灯用回路の具体例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】フラッシュランプに投入されるフラッシュ電力
と時間との関係を示す波形を示す説明図である。
と時間との関係を示す波形を示す説明図である。
【図５】実施例１に係る平均分光放射輝度を示す説明図
である。
である。
【図６】実施例２に係る平均分光放射輝度を示す説明図
である。
である。
【図７】実施例３に係る平均分光放射輝度を示す説明図
である。
である。
【図８】比較例１に係る平均分光放射輝度を示す説明図
である。
である。
【図９】比較例２に係る平均分光放射輝度を示す説明図
である。
である。
【図１０】実施例４に係る平均分光放射輝度を示す説明
図である。
図である。
１０ フラッシュランプ
１１ 放電容器
１２、１３ 電極棒
１４ 陽極
１５ 陰極
１６ トリガー電極
１７ バンド
１８ トリガー回路
２０ 予備加熱手段
２１ 加熱管
２２ ヒーター
３１ 主コンデンサ
３３ 波形整形用コイル
３４ 電源装置
Claims (8)
- 【請求項１】 水銀が放電容器内に封入されてなるフラ
ッシュランプを備えてなるフラッシュランプ装置であっ
て、 前記フラッシュランプを予備加熱するための予備加熱手
段が設けられており、 前記フラッシュランプにおける水銀の封入量が０．２〜
５５ｍｇ／ｃｍ3 であって、当該フラッシュランプが、
フラッシュランプにおける平均電力密度（Ｗ／ｃｍ3 ）
をＷ1 、フラッシュ電力量（Ｊ）をＱ、放電容器の内容
積（ｃｍ3 ）をＶ、電力半値幅（ｓ）をΔｔおよび水銀
の封入量（ｍｇ／ｃｍ3 ）をＨとするとき、下記式
（１）が満たされる条件で点灯されることを特徴とする
フラッシュランプ装置。 【数１】 - 【請求項２】 予備加熱手段が、フラッシュランプを構
成する放電容器の外周面の温度をＴｗ1 （Ｋ）とすると
き、下記式（２）が満たされる条件となるまで予備加熱
を行うものであることを特徴とする請求項１に記載のフ
ラッシュランプ装置。 【数２】 - 【請求項３】 水銀が放電容器内に封入されてなるフラ
ッシュランプを備えてなるフラッシュランプ装置であっ
て、 前記フラッシュランプを予備加熱するための予備加熱手
段が設けられており、 前記フラッシュランプの放電容器内に、ナトリウム、カ
リウム、ルビジウムおよびセシウムの少なくとも１種よ
りなるアルカリ元素が、水銀のモル数に対する当該アル
カリ元素のモル数の割合が０．１〜２０％となる量で封
入されており、前記フラッシュランプが、フラッシュラ
ンプにおける平均電力密度（Ｗ／ｃｍ 3 ）をＷ2 、フラ
ッシュ電力量（Ｊ）をＱ、放電容器の内容積（ｃｍ3 ）
をＶ、電力半値幅（ｓ）をΔｔおよび水銀のモル数に対
するアルカリ元素のモル数の割合をα（％）、アルカリ
元素の原子量の平均値に対するセシウムの原子量の比を
Ｓとするとき、下記式（３）が満たされる条件で点灯さ
れることを特徴とするフラッシュランプ装置。 【数３】 - 【請求項４】 予備加熱手段が、フラッシュランプを構
成する放電容器の外周面の温度をＴｗ2 （Ｋ）、アルカ
リ元素の封入量をＡ（ｍｇ／ｃｍ3 ）とするとき、下記
式（４）が満たされる条件となるまで予備加熱を行うも
のであることを特徴とする請求項３に記載のフラッシュ
ランプ装置。 【数４】 - 【請求項５】 予備加熱手段による予備加熱が、フラッ
シュランプを構成する放電容器を、当該放電容器の外周
面から加熱することによって行われることを特徴とする
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のフラッシュラン
プ装置。 - 【請求項６】 予備加熱手段による予備加熱が、フラッ
シュランプにフラッシュ時の平均電力よりも小さい大き
さを有する予備加熱用平均電力を投入することによって
行われることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれ
かに記載のフラッシュランプ装置。 - 【請求項７】 フラッシュランプを構成する放電容器内
に、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプ
トンガスおよびキセノンガスの少なくとも１種よりなる
希ガスが、室温において３×１０5 Ｐａ以下の圧力とな
る量で封入されていることを特徴とする請求項１〜請求
項６のいずれかに記載のフラッシュランプ装置。 - 【請求項８】 光源として、請求項１〜請求項７のいず
れかに記載のフラッシュランプ装置を具えることを特徴
とする閃光放射装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2002148014A JP4140279B2 (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | フラッシュランプ装置および閃光放射装置 |
| US10/442,254 US6858987B2 (en) | 2002-05-22 | 2003-05-21 | Flash lamp unit and flash radiation device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002148014A JP4140279B2 (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | フラッシュランプ装置および閃光放射装置 |
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|---|---|
| JP2003346710A true JP2003346710A (ja) | 2003-12-05 |
| JP4140279B2 JP4140279B2 (ja) | 2008-08-27 |
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ID=29727497
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|---|---|---|---|
| JP2002148014A Expired - Fee Related JP4140279B2 (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | フラッシュランプ装置および閃光放射装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006260795A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Ushio Inc | 閃光放電ランプおよび光照射装置 |
| JP2007004988A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Ushio Inc | フラッシュランプ装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE102008002727B4 (de) | 2008-06-27 | 2020-12-17 | Brita Gmbh | Vorrichtung zur Behandlung von Wasser, insbesondere Filtervorrichtung, und Kartusche |
| DE102008040335B4 (de) | 2008-07-10 | 2013-05-08 | Brita Gmbh | Vorrichtung zur Entkeimung von Wasser und Verwendung derselben |
| DE102008044292A1 (de) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Brita Gmbh | Verfahren zum Entkeimen von Flüssigkeiten und Flüssigkeitsentkeimungsvorrichtung |
| DE102008044294A1 (de) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Brita Gmbh | Quecksilberdampflampe, Verfahren zum Entkeimen von Flüssigkeiten und Flüssigkeitsentkeimungsvorrichtung |
| FR2981346B1 (fr) * | 2011-10-18 | 2014-01-24 | Saint Gobain | Procede de traitement thermique de couches d'argent |
| DE102013204017A1 (de) * | 2013-03-08 | 2014-09-11 | Von Ardenne Gmbh | Blitzlampe mit einem beidseitig verschlossenen Lampenkörper |
| DE102013113087A1 (de) * | 2013-11-27 | 2015-05-28 | Karlsruher Institut für Technologie | Blitzlichtlampe und Verfahren zur Blitzlichterzeugung mit hoher Leistungsdichte im UV-Bereich |
| CN107844061A (zh) * | 2016-09-20 | 2018-03-27 | 广东美的生活电器制造有限公司 | 电加热器及其加热控制电路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5051649A (en) * | 1989-09-08 | 1991-09-24 | John F. Waymouth Intellectual Property And Education Trust | Arc discharge lamp with liquid metal and heating means |
| US5134336A (en) * | 1991-05-13 | 1992-07-28 | Gte Products Corporation | Fluorescent lamp having double-bore inner capillary tube |
| US6084351A (en) * | 1996-09-06 | 2000-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Metal halide lamp and temperature control system therefor |
| JP2001068056A (ja) | 1999-08-25 | 2001-03-16 | Ushio Inc | 希ガス閃光放電ランプ |
-
2002
- 2002-05-22 JP JP2002148014A patent/JP4140279B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-05-21 US US10/442,254 patent/US6858987B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006260795A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Ushio Inc | 閃光放電ランプおよび光照射装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4140279B2 (ja) | 2008-08-27 |
| US6858987B2 (en) | 2005-02-22 |
| US20030230981A1 (en) | 2003-12-18 |
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