JP2005243339A - 閃光放電ランプおよび光エネルギー照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
均一で、しかも、効率のよい光エネルギー照射を行える閃光放電ランプおよびこれを用いた光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ＨＦＬは、外径Ｄ（ｍｍ）が４≦Ｄ≦３０の透光性で細長い気密容器ＳＥと；気密容器ＳＥの両端内部に封装されている一対の電極Ｅ、Ｅと；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と；気密容器ＳＥの外周に近接してピッチＰ（ｍｍ）が４≦Ｐ≦５０の螺旋状をなして配設されたトリガーワイヤＴＷと；を具備している。
トリガーワイヤＴＷのピッチＰが上記の範囲内であると、トリガーワイヤＴＷを流れる電流によって生じる磁界と閃光放電におけるアークとの相互作用で、アークの中心がほぼ管軸上に安定する。このため、ミラーなどの光学系の設計が容易になるとともに、光エネルギーの集光効率が向上する。
【選択図】
図１

Description

本発明は、瞬間的に大きな強度の光を照射するのに適した閃光放電ランプおよびこれを用いた光エネルギー照射装置に関する。

透光性の細長い気密容器の内部にキセノンからなる放電媒体を封入した閃光放電ランプにパルス状のランプ電流を供給して放電させると、瞬間的に大きな強度の閃光、紫外光、可視光および赤外光を含む放射を瞬間的に発生させることができる。閃光放電ランプの発光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。

従来は、この種の光照射には主としてレーザやハロゲン電球を用いているが、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、極めて短時間で比較的面積の大きい被照射物全体を同時に光照射することが可能になる。また、閃光放電ランプは、比較的ランプの長寸化が容易なため、被照射物の大面積化を実現することができる。

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）などの希ガスを封入していて、かつ、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。

発明者らは、上述の用途に好適な閃光放電ランプを先に提案し、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。提案された閃光放電ランプは、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。

上述した表面処理のためには、閃光放電ランプによる被照射物への光照射を一層効率よく行えるようにすることが要求されており、これに伴って均一で、かつ、効率が高くて、しかも、操作性の良好な光エネルギー照射装置およびこれに組み込む閃光放電ランプの実現が強く期待されている。

例えば、閃光放電ランプにあっては、放電のアークが気密容器の上側に湾曲したり、螺旋状に配設されたトリガーワイヤ側へ吸引されて螺旋状にねじれたりする。このため、ミラーなどの光学系を効果的に機能させることが困難になり、光照射の効率低下の原因となる。放電のアークの中心が管軸上に位置すれば、ミラーなどの光学系の配置を管軸に沿って一定の条件になるように設定することが容易になる。そうすれば、均一で、かつ、効率のよい光エネルギー照射を行えるようになる。ところが、従来および先願発明の閃光放電ランプでは必ずしも十分に上記の要求に応えることができなかった。

また、光照射処理の内容によっては、キセノン単体封入の場合より波長２００〜３００ｎｍの範囲の紫外光を多くしたいとする要求がある。

さらに、閃光放電ランプから放射される光エネルギーを効率よく利用するためには、閃光放電ランプの背面側にミラーを配設すると効果的であるが、トリガーワイヤに印加した始動用の高電圧がミラー側へ放電しやすいという問題があり、改善が望まれている。また、併せて一層効率的なミラーの構造も追求されている。

さらにまた、閃光放電ランプの閃光放電時に大きな衝撃波が発生するので、これに耐えるランプ支持構造を備えているとともに、光エネルギー照射装置のメンテナンス作業のために、閃光放電ランプの交換を行う必要があり、閃光放電ランプの光エネルギー照射装置などへの着脱が容易、かつ、確実に行えることが望まれている。

本発明は、表面処理の実用に供するのに好適なように改良された閃光放電ランプおよびこれを用いた光エネルギー照射装置を提供することを一般的で、かつ、共通の目的とする。

本発明は、均一で、しかも、効率のよい光エネルギー照射を行える閃光放電ランプおよびこれを用いた光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。

また、本発明は、アークが気密容器の管軸上にほぼ真っ直ぐ発生する閃光放電ランプおよびこれを用いた光エネルギー照射装置を提供することをより具体的な目的とする。

さらに、本発明は、波長２００〜３００ｎｍの紫外光を増加した閃光放電ランプおよびこれを用いた光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。

さらにまた、本発明は、トリガーワイヤに印加された始動用高電圧がミラー側へ放電しないように改良された閃光放電ランプの配置を備えた光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。

さらにまた、本発明は、着脱を容易、かつ、確実にした閃光放電ランプの支持構造を備えた光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。

請求項１の発明の閃光放電ランプは、外径Ｄ（ｍｍ）が６≦Ｄ≦３０の透光性で細長い気密容器と；気密容器の両端内部に封装されている一対の電極と；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と；気密容器の外周に近接してピッチＰ（ｍｍ）が５≦Ｐ≦５０の螺旋状をなして配設されたトリガーワイヤと；を具備していることを特徴としている。

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。

＜気密容器について＞ 気密容器は、その外径Ｄ（ｍｍ）が４≦Ｄ≦３０の範囲内にある。ただし、「外径Ｄ（ｍｍ）」は、管軸方向の後述する主要部における外周の平均値の大きさを外周が等しい円形に換算したときの値とする。

また、気密容器は、少なくともその主要部、すなわち少なくとも放電により発生した光、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が上記の光に対して透光性の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とする所望波長帯の光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。

さらに、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、０．４〜２ｍ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もできる。

さらにまた、気密容器は、所望により中空部の管軸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。

＜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。

また、電極は、例えば電極主部および電極軸を含み、電極主部を電極軸の先端に支持させて構成することができる。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る。なお、グレーデッドシール構造の場合、外部リードを電極軸と兼用することができ、したがって外部リードを気密容器の封止部を貫通させて気密容器の内部へ突出させ、その先端電極主部を支持させることができる。

さらに、電極軸をセラミックスで被覆することができる。これにより、閃光放電ランプの点灯によって高温に加熱された電極軸から炭素（Ｃ）などの不純物が気密容器の内部に放出されて気密容器の内面を黒化して閃光放電ランプが短寿命になるのを抑制することができる。また、上記セラミックスを適当な大きさに形成することにより、加えて電極を所定位置に保持するための電極保持部材としても作用させることができる。さらに、所望により上記セラミックスにゲッタを保持させることもできる。

＜放電媒体について＞ 放電媒体は、その放電により所望波長域の光を放射する媒体であり、希ガス、希ガスのハロゲン化物または希ガスおよび水銀（Ｈｇ）などであることを許容する。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、または複数種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、例えば５０Ｐａ〜２００ｋＰａ程度であることを許容する。希ガスおよび水銀を封入する場合、水銀は、閃光放電によりその蒸気が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するものとする。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。また、キセノンを主体としてこれにクリプトンを添加することにより、キセノンによる紫外域から赤外域にわたる放射に加えて、２００〜３００ｎｍの紫外光の放射を増加することができる。

＜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。本発明において、トリガーワイヤは、気密容器の外周に近接してピッチＰ（ｍｍ）が４≦Ｐ≦５０の螺旋状をなして配設される。ピッチは、本発明の目的を達成するうえで極めて重要な意味を有している。すなわち、ピッチＰが上記の範囲内であれば、気密容器の管長が２ｍ程度以下の範囲において、閃光放電におけるアークの中心がほぼ管軸上に安定して形成されるとともに、放電によって発生した光エネルギーの所望程度を外部へ導出することができる。なお、トリガーワイヤのピッチは、気密容器の管長によりその最適な範囲が変化するので、上記の範囲内において、管長に応じて最適な条件を選択することができる。例えば、管長が３００〜４００ｍｍの場合、２０〜３０ｍｍが好適である。しかしながら、ピッチＰが４ｍｍ未満になると、アークの安定性は問題ないが、遮光率が大きくなりすぎるので、不可である。また、ピッチＰが３０ｍｍを超えると、遮光率の問題はないが、アークの安定性が悪くなるので、不可である。

また、トリガーワイヤは、好ましくは上記に加えてその線径ｄ（ｍｍ）が０．１≦ｄ≦２．０の範囲内であれば、点灯時の熱膨張による影響がなくて、しかも、遮光率が大きくなりすぎない。これに対して、線径が０．１ｍｍ未満になると、点灯時の熱膨張が大きくなって気密容器との間に隙間が形成されやすくなるとともに、トリガーワイヤのピッチが乱れやすくなる。トリガーワイヤと気密容器との間の隙間が大きくなる、始動性が損なわれる。また、ピッチが乱れると、アークの安定性が損なわれる。また、線径が２．０ｍｍを超えると、遮光率が大きくなるとともに、外部へ導出される管軸方向の光エネルギー分布の均整度が悪くなる。

さらに、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トリガー用電源を接続したり、トリガーワイヤを他方の電極に接続したりすればよい。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。

さらにまた、トリガーワイヤを気密容器の外周面に接触状態で所定の位置に固定するために、トリガーワイヤの両端を好ましくは金属製のリング状部材によって緊縛することができる。この場合、金属製のリング状部材からリード線を導出するように構成することができる。このため、リード線に不所望な張力が作用したとしても、トリガーワイヤのピッチが乱れたりするのを防止することができる。

＜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、トリガーワイヤを流れる電流によって生じる磁界と閃光放電におけるアークとの相互作用で、アークの中心がほぼ管軸上に安定する。このため、ミラーなどの光学系の設計が容易になるとともに、光エネルギーの集光効率が向上する。また、気密容器の上面部がアークの湾曲による接近で過熱されて劣化するといった問題の発生を抑制する。

また、トリガーワイヤの線径ｄを０．１≦ｄ≦２．０の範囲内に構成することにより、閃光放電ランプの始動性および管軸方向の光エネルギー分布の均整度が良好になる。

＜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。

１．（ゲッター） ゲッターは、電極の近傍に配設される。ゲッター材料としては、バリウム（Ｂａ）ゲッター、ＺｒＡｌ合金ゲッターなど既知のものを用いることができる。バリウム（Ｂａ）ゲッターは、気密容器の内面の電極近傍位置に蒸着膜としてこれを形成することができる。ＺｒＡｌ合金ゲッターは、電極軸の電極主部に近接した位置に溶接するなどにより配設することができる。なお、上記のゲッターは、本発明はもとより水銀を含まない放電媒体を封入する閃光放電ランプに対しても効果的である。

＜本発明の目的を達成するためのその他の構成について＞ 以下の構成を上述の構成に付加して、または独立して採用することができる。

１．少なくとも管軸方向の主要部に平坦部を有する透光性で細長い気密容器と；気密容器の両端内部に封装されている一対の電極と；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と；気密容器の外面に近接して配設されたトリガーワイヤと；を具備していることを特徴とする閃光放電ランプ。

本構成において、気密容器の平坦部は、被照射物に対面する部位に形成されているのが好ましい。平坦部を形成するために、気密容器の管軸方向の中間部に形成される主要部の横断面形状を３つ以上の直線部を有して閉じた形状、好ましくはほぼ四角形にしたり、楕円形の一部を平坦面にしたりすることができる。気密容器の両端部は、電極の封装のために横断面円形すなわち円筒状にすることが好ましい。

そうして、本構成によれば、気密容器の内部に生じる閃光放電のアークが平坦部に沿って形成される。その結果、気密容器の平坦部を被照射物に対面させて閃光放電させることにより、被照射物に対して均一で、かつ、効率のよい光照射を行うことができるようになる。

また、気密容器の主要の横断面形状をほぼ四角形またはほぼ三角形にすることにより、平坦部を隙間なく、ないしは隙間が少なくなるように複数の閃光放電ランプを密接して配置することが可能になる。その結果、上記に加えて光照射面の管軸と直交する方向の光エネルギー照射の均整度が向上する。

２．透光性で細長い気密容器と；気密容器の両端内部に封装されている一対の電極と；キセノン（Ｘｅ）およびその他のガスを混合して含み、気密容器の内部に封入されて閃光放電時に発光する放電媒体と；気密容器の外面に近接して配設されたトリガーワイヤと；を具備していることを特徴とする閃光放電ランプ。

放電媒体のキセノン（Ｘｅ）と混合されるその他の希ガスとしては、クリプトン（Ｋｒ）または／およびアルゴン（Ａｒ）などの希ガスや窒素（Ｎ_２）などの波長２００〜３００ｎｍの領域にキセノンより紫外光を良好に放射するガスを用いる。また、その他のガス（Ｎ）のキセノン（Ｘｅ）およびその他のガスに対する混合割合は、分圧比で０＜Ｎ≦５０の範囲内が好ましく、１０≦Ｎ≦４０の範囲がより一層好ましい。その他のガスの混合割合が少ないと、波長２００〜３００ｎｍの領域における紫外光放射のキセノン単体封入の閃光放電ランプにおけるのに対する増加の割合が小さくなる。反対に、その他のガスの混合割合が多いと、波長２００〜３００ｎｍの領域の紫外光放射はキセノン単体封入の閃光放電ランプより増加するが、可視光の放射が減少してしまう。

そうして、本形態によれば、キセノンによる波長２００〜３００ｎｍの領域の紫外光放射が増加するので、被照射物に対して波長２００〜３００ｎｍの領域の紫外光を重視したとき、被照射物に対して効率のよい光エネルギー照射を行うことができる。

３．透光性で細長い気密容器と；気密容器の両端内部に封装されている一対の電極と；クリプトン（Ｋｒ）を主体として含み、気密容器の内部に封入されて閃光放電時に発光する放電媒体と；気密容器の外面に近接して配設されたトリガーワイヤと；を具備していることを特徴とする閃光放電ランプ。

本形態は、放電媒体の希ガスがクリプトンを主体として構成されている。放電媒体の全体をクリプトンのみで構成することができる。しかしながら、所望によりキセノン（Ｘｅ）などのその他の希ガスや窒素（Ｎ_２）を副成分として混合することができる。

そうして、本形態によれば、波長２００〜３００ｎｍの領域の紫外光放射が増加するので、被照射物に対して波長２００〜３００ｎｍの領域の紫外光を重視したとき、効率のよい光照射を行うことができる。

請求項２の発明の光エネルギー照射装置は、請求項１記載の閃光放電ランプと；閃光放電ランプの発光を被照射物に集光するミラーと；閃光放電ランプにパルス電流を供給して点灯する閃光放電ランプ点灯回路と；を具備していることを特徴としている。

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光照射装置の構成を規定している。

＜閃光放電ランプについて＞ 閃光放電ランプは、請求項１に規定する構成のランプが用いられるが、その数は自由である。例えば、複数の閃光放電ランプを並列して、所望面積の被処理物を同時に光照射するように構成することが許容される。しかし、所望により、閃光放電ランプとして本発明の目的を達成するためのその他の構成に記載された閃光放電ランプまたはこれらを付加した請求項１に記載の閃光放電ランプを用いることができる。

＜ミラーについて＞ ミラーは、利用しようとする波長域の光の少なくとも一部に対して比較的高い反射率を呈する光反射性を有し、かつ、閃光放電ランプの発光を光照射処理部に集光するように構成されている。なお、「光照射処理部」とは、閃光放電ランプの発光を照射する位置に被処理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、ミラーは、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。後者の場合、隣接する閃光放電ランプの中間部が対向するミラーの反射面を閃光放電ランプ側へ突出させると、閃光放電ランプの管軸に対して直交する方向の照度分布の均整度が良好になる。なお、突出部の形状は、横断面が倒立三角形状、半円形状、放物面状または矩形状などをなしているように構成にすることができる。

＜閃光放電ランプ点灯回路について＞ 閃光放電ランプ点灯回路は、閃光放電ランプにパルス電流を供給して閃光点灯させる回路構成であれば、具体的な回路構成は問わないが、好適には高圧直流電源および充放電用のコンデンサを含む構成である。高圧直流電源は、スイッチングレギュレータなどを主体として構成することができ、充放電用のコンデンサに対して充電用の高圧直流電圧を出力する。充放電用のコンデンサは、閃光放電ランプに対してパルス電流の電源となり、閃光放電ランプを経由してそこに蓄積された電荷を放電させることによって閃光放電ランプに対して瞬間的なパルス電流を供給する。

また、閃光放電ランプ点灯回路は、閃光放電ランプとの関係において、１対１の関係や１対複数の関係などのいずれの形態であってもよい。後者の関係の場合、複数の閃光放電ランプを共通となる単一の閃光放電ランプ点灯回路に対して複数の閃光放電ランプを直列接続および並列接続のいずれであってもよく、要すれば直並列接続も許容される。なお、直列接続する場合、所望により各閃光放電ランプのトリガーワイヤを同様に直列接続することができる。

＜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、閃光放電ランプが閃光放電を行うと、発生した閃光は、反射鏡で光照射処理部に向けて集光され、光照射処理部に配置された被照射物を照射する。その結果、被照射物の表面処理などが効果的に行われる。請求項１記載の閃光放電ランプは、その気密容器の外周に管軸方向に沿って螺旋状に巻回されたトリガーワイヤのピッチを所定範囲内にしたことによって、閃光放電時のアークが管軸を中心として発生するので、ミラーの集光効率が高くなるとともに管軸方向の照度分布の均整度が向上する。

＜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。

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ミラーを収納して、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ミラー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（Ｎ_２）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。これらの置換およびパージにおいて、不活性ガスが分圧で９０％以上になるようにすると効果的である。

透光窓は、閃光放電ランプからの光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、所望の波長域の光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。なお、上記透光窓は、水銀を含まない放電媒体を封入する閃光放電ランプに対しても効果的である。

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光エネルギー照射を行うことが可能になる。また、透光窓は、光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／またはミラー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ミラー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。

２．（フィルタ） フィルタは、光エネルギー照射装置の構成部材として用いられ、例えば閃光放電ランプおよびミラーを外気に露出した状態で使用する場合において、閃光放電ランプおよびミラーと被照射物との間に介在するように配設される。そして、フィルタは、閃光放電ランプのその他の構成において述べたのと同様に構成されていることを許容する。

３．（被照射物の保持手段） 光エネルギー照射装置における被照射物の保持は、被処理物が光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、光エネルギー照射時に被照射物に吸収されて光エネルギー照射処理に寄与する光ばかりでなく、被照射物を透過する光、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光エネルギー照射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。

被照射物が光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光エネルギー照射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、被照射物の光エネルギー照射エリアの１０％以下の部分または光エネルギー照射エリアすなわち照射処理部以外の部位すなわち非処理部を支持するか、被照射物を補助加熱するのがよい。

前者としては、例えば被照射物の非処理部を保持する、ピン状の支持部材で支持する、などがこれに該当する。非処理部を保持する場合には、被照射物を直に支持してもよい。ピン状の支持部材で支持する場合には、光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光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、光エネルギー照射時に被照射物を透過する光によるダメージを受けにくくなる。

後者としては、光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光エネルギー照射を受けることができるので、光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。

なお、上記被照射物の保持手段は、請求項１の閃光放電ランプを備えた光エネルギー照射装置ばかりでなく、前述した本発明の目的を達成するためのその他の構成として記載した閃光放電ランプを備えた光エネルギー照射装置に対しても効果的である。

＜本発明の目的を達成するためのその他の構成について＞ 以下の構成を請求項２の構成に付加して、または独立して採用することができる。

１．透光性で細長い気密容器、気密容器の両端内部に封装されている一対の電極、気密容器の内部に封入されて閃光放電時に発光する放電媒体および気密容器の外面に近接して配設されたトリガーワイヤを備えている閃光放電ランプと；閃光放電ランプのトリガーワイヤとの間の距離が１０ｍｍ以上の位置に配設されて閃光放電ランプから発生する光エネルギーを被照射物に向けて反射するミラーと；を具備していることを特徴とする光エネルギー照射装置。

本構成は、始動用の高電圧がトリガーワイヤに印加されたときに、ミラー側へ放電しないようにした構成である。上記の離間距離は、トリガーワイヤの周囲に位置するミラーのどの部位、例えばミラーに正対する位置や隣接する一対の閃光放電ランプの中間部に対向して形成された突出部に対しても適用されるものとする。ミラーは、一般的に接地されていたりして始動用の高電圧の放電路を形成しやすいので、上記の離間距離が１０ｍｍ未満になると、トリガーワイヤとミラーとの間で放電しやすくなる。

そうして、本構成によれば、トリガーワイヤに印加された始動用の高電圧がミラー側へ放電しなくなるので、始動性が阻害されにくくなる。また、閃光放電ランプがミラーから離間されるので、その分集光特性が良好になる。

２．透光性で細長い気密容器、気密容器の両端内部に封装されている一対の電極、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面に近接して配設されたトリガーワイヤを備えている閃光放電ランプと；管軸方向に電極先端から１０ｍｍ以上管部端方向へ後退するとともに気密容器の端部から１５ｍｍ以上離間した位置で気密容器を支持して閃光放電ランプを保持するランプ保持手段と；を具備していることを特徴とする光エネルギー照射装置。

本構成は、閃光放電ランプの保持のための好適な手段を提示するものである。すなわち、ランプ保持手段は、管軸方向に電極先端から１０ｍｍ以上後退しているので、閃光放電時に発生する有効な光エネルギーを実質的に遮断しない。また、気密容器の端部から１５ｍｍ以上離間した位置で気密容器を支持することにより、気密容器の破損やクラックが生じにくくなる。さらに、ランプ保持手段がたとえ導電性材質であったとしても、電源に接続する外部リードとランプ保持手段との間の絶縁距離を所要に確保できる。

ランプ保持手段は、閃光放電ランプを確実に保持できると同時に、光エネルギー照射装置などに装着する場合にメンテナンスが容易であると好都合である。このためには、ランプ保持手段をランプ保持部材およびランプ押さえ部材を備えているように構成することができる。ランプ保持部材は、所定の位置に取り付けられるとともに、ランプを落とし込んで支持するスリットを備えている。スリットは、好適にはその底部がＶ字状をなしていて、閃光放電ランプの気密容器をＶ字状のテーパー部で２点支持するように構成するのがよい。ランプ押さえ部材は、ランプ保持部材と協働して閃光放電ランプをスリットの中で上下から押さえ込む。また、上記の構成に加えて固定部材を具備することが許容される。この場合の固定部材は、ランプ押さえ部材をランプ保持部材に対して固定する。

また、ランプ保持手段は、これをセラミックスで形成するのが好ましい。そうすれば、閃光放電時に生じる高熱によってランプ保持手段が加熱されて、炭素（Ｃ）などの不純物が放出され、高度の清浄状態が要求される被照射物に不所望に付着して汚損するのを効果的に抑制することができる。

さらに、閃光放電ランプに給電するために、気密容器の両端内部に配設された一対の電極に対して気密に接続する外部リードが配設され、また外部リードと電源との間を導線で接続するが、外部リードや導線をセラミックスに被覆すると、上記と同様に外部リードや導線から不純物が放出されるのを抑制するのに効果的である。

そうして、本構成によれば、ランプ保持手段が閃光の外部への導出を阻害することがないとともに、気密容器の端部から外部へ導出されたリードとランプ保持手段との間を所要に絶縁できる。また、閃光放電ランプの点灯時に発生する衝撃波が気密容器を経由してランプ保持手段に作用した際に、ランプ保持手段によって気密容器を破損したり、クラックを生じたりするようなことがない。

３．透光性で細長い気密容器、気密容器の両端内部に封装されている一対の電極、一対の電極に導通するとともに気密容器の両端から外部へ導出されている一対の外部リード、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面に近接して配設されたトリガーワイヤを備えている閃光放電ランプと；閃光放電ランプの両端から導出された一対の外部リードに接続する一対の導線と；閃光放電ランプの気密容器の端部から１２ｍｍ以内の位置で一対の導線を支持することにより閃光放電ランプを保持するランプ保持手段と；を具備していることを特徴とする光エネルギー照射装置。

本構成は、閃光放電ランプに接続する一対の導線を介して保持するのに好適な手段を提示するものである。すなわち、閃光放電ランプに接続する一対の導線を介して保持する場合、上記のように閃光放電ランプの気密容器の両端から１２ｍｍ以内の位置で支持すれば、閃光放電の際に発生する衝撃波に耐えるとともに、確実に保持することができる。導線の保持位置が気密容器の端部から１２ｍｍを超えると閃光点灯時の衝撃波に耐えにくくなる。

また、閃光放電ランプのメンテナンスを容易にするためには、ランプ保持手段を導線保持部材および導線押さえ部材を備えているように構成することができる。導線保持部材は、所定の位置に取り付けられるとともに、導線を緩く挿入して支持する通孔を備えている。導線押さえ部材は、導線保持部材と協働して閃光放電ランプの外部リードを通孔の中で上下から押さえ込む。なお、前述のように導線をセラミックスに被覆した場合、セラミックスの被覆の上から導線を支持することが許容される。

そうして、本構成によれば、閃光放電ランプに給電するための一対の導線を支持して閃光放電ランプを確実に保持することができる。

４．透光性で細長い気密容器、気密容器の両端内部に封装されている一対の電極、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面に近接して配設されたトリガーワイヤを備えている閃光放電ランプと；気密容器の電極に対向する部位近傍を冷却するランプ冷却手段と；を具備していることを特徴とする光エネルギー照射装置。

本構成は、閃光放電ランプを冷却するのに好適な手段を提示するものである。すなわち、閃光放電ランプの気密容器の破損や短寿命は、過負荷や電極の過熱に起因することが多い。閃光放電ランプの始動性を改善するために、高抵抗を介して常時微放電させることによって電極を熱電子放出状態に保持することができるが、この場合、電極が常時高温になるので、電極の過熱が生じやすい。上述のような問題を回避するには、気密容器の電極に対向する部位近傍を冷却するのが効果的であることが分かった。このためのランプ冷却手段は、どのようなものでもよいが、例えば気体ブロアー、気体吸引手段、液冷ジャケットなどを用いることができる。なお、気体としては空気、窒素などを用いることができる。気体ブロアーや気体吸引手段は、気密容器の電極に対向する部位近傍に適当な距離離間して配設される。また、液冷ジャケットは、気密容器の電極に対向する部位近傍に例えば包囲するなどにより当接するように配設される。なお、液体としては水、油、代替フロンなどを用いることができる。

そうして、本構成によれば、所定の冷却手段を配設することにより、閃光放電ランプの過負荷や電極の過熱による気密容器の破損や短寿命を回避することができる。

請求項１の発明によれば、トリガーワイヤを所定のピッチで配設することにより、アークの中心がほぼ管軸上に安定するので、均一で、かつ、効率のよい光エネルギー照射を行う閃光放電ランプを提供することができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果を奏する光照射装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１ないし図３は、本発明の閃光放電ランプを実施するための第１の形態を示し、図１は正面図、図２はワイヤバルブの正面縦断面図、図３は閃光放電ランプの分光分布を示すグラフである。本形態において、閃光放電ランプＨＦＬは、気密容器ＳＥ、一対の電極Ｅ、Ｅ、一対の導入線ＬＷ、ゲッターＧ、放電媒体およびトリガーワイヤＴＷを具備している。

気密容器ＳＥは、石英ガラスからなり、直管状をなしている。そして、横断面がほぼ真円形状であり、内径１０ｍｍ、外径１２ｍｍである。気密容器ＳＥの両端部は、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ＬＷ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。なお、図１において、記号１ａは排気チップオフ部を示す。

一対の電極Ｅ、Ｅは、図２に示すように、タングステン（Ｗ）製の電極主部３ａおよび電極軸３ｂからなる。電極軸３ｂは、その先端部で電極主部３ａを支持しているとともに、電極主部３ａに対する給電路となる。なお、電極軸３ｂは、後述する導入線ＬＷがこれを兼ねている。また、一対の電極Ｅ、Ｅの一方は陽極で、他方は陰極として作用する。

ゲッターＧは、Ｚｒ−Ａｌ合金からなり、電極Ｅの後背部において気密容器ＳＥの内面に蒸着されている。

一対の導入線ＬＷは、気密容器ＳＥの両端部から外部へ気密に導出されていて、電極Ｅにランプ電流を供給する際の導電体としても機能する。気密容器ＳＥの内部に延在している先端部は、上述のように電極軸３ｂを兼ねている。また、所望により一対の導入線を支持することによって閃光放電ランプを所定の位置に保持することもできる。

放電媒体は、キセノン（Ｘｅ）からなり、気密容器ＳＥ内に１３．３ｋＰａの圧力で封入されている。

トリガーワイヤＴＷは、図１に示すように、例えば線径１ｍｍのモリブデン（Ｍｏ）線からなり、気密容器ＳＥの外面に接触した状態で、ピッチ３０ｍｍで螺旋状に巻回されて管軸方向に沿って延在している。なお、図において、記号４はトリガーワイヤＴＷの両端を気密容器ＳＥの外周面に固定する金属リングであり、記号５は金属リング４を介してトリガーワイヤＴＷから導出されたリード部である。

そうして、静電容量４０μＦの充放電用のコンデンサに電圧７ｋＶに充電し、かつ、インダクタンス０μＨの直流電源を用いて本形態の閃光放電ランプＨＦＬを点灯させたところ、ピーク電流６．０６ｋＡ、電流半値幅３５．２μｓのランプ電流が流れて閃光放電が生起した。そして、図３に示す分光分布の瞬間的な発光を生じた。なお、図３において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は分光強度（相対値）を、それぞれ示す。

以下、図４ないし図８を参照して本発明の閃光放電ランプを実施するためのその他の形態を説明する。なお、各図において、図１ないし図３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。

図４（ａ）および（ｂ）ないし図６は、本発明の閃光放電ランプを実施するための第２の形態および比較例を示し、図４（ａ）は本形態の拡大断面略図、図４（ｂ）は同じく変形例、図５は本形態における管軸と直交する方向の照度分布を示すグラフ、図６は比較例における同様の照度分布を示すグラフである。本形態は、管軸と直交する方向の照度分布の均整度を向上するのに好適な構成を具備している。

すなわち、図４（ａ）において、気密容器ＳＥの中間部に位置する主要部の横断面形状がほぼ横長四角形状に形成されている。図４（ｂ）に示す変形例は、基本形が横長の楕円形であり、かつ、図の下部が平坦に形成されている。なお、気密容器ＳＥの両端部は、外径が主要部の輪郭内に収まる大きさの円筒状をなしている。

気密容器ＳＥの横断面形状が上記のように形成されていると、図５に示すように、管軸と直交する方向の照度分布が平坦になる。なお、図５は、横軸が径方向距離（ｍｍ）であり、閃光放電ランプに接近した位置における管軸と直交する方向の距離を示している。

これに対して、比較例は、図示しないが、横断面円形をなしていて、その管軸と直交する方向の照度分布が図６に示すように、閃光放電ランプに正対する中央位置をピークとしてその左右方向に向かって低下する照度分布を示す。

図７は、本発明の閃光放電ランプを実施するための第３の形態における閃光放電ランプの分光分布を示すグラフである。本形態において、閃光放電ランプＨＦＬは、放電媒体がキセノン（Ｘｅ）およびクリプトン（Ｋｒ）の混合希ガスからなる点で第１の形態と異なる。

すなわち、放電媒体は、キセノン（Ｘｅ）およびクリプトン（Ｋｒ）を７：３の分圧比で封入している。

本形態の閃光放電ランプは、図７に示すように、その分光分布における波長２００〜３００ｎｍの紫外光の放射エネルギーが、キセノンのみを封入した閃光放電ランプにおけるのと比較して増加していることが図３と比較して理解できる。また、波長３００ｎｍ以上の光エネルギーは、キセノンのみを封入した閃光放電ランプにおけるのと概ね同様であるが、波長５５０ｎｍ以上の可視光および近赤外光の領域でいくらか光エネルギーが低下していることが分かる。

図８は、本発明の閃光放電ランプを実施するための第４の形態における閃光放電ランプの分光分布を示すグラフである。本形態において、閃光放電ランプＨＦＬは、放電媒体がクリプトン（Ｋｒ）からなる点で第１の形態と異なる。

すなわち、放電媒体は、クリプトン（Ｋｒ）を１３．３ｋＰａ封入している。

本形態の閃光放電ランプは、図８に示すように、その分光分布における波長２００〜３００ｎｍの紫外光の放射エネルギーが、キセノンのみを封入した閃光放電ランプにおけるのと比較して増加していることが図３と比較して理解できる。また、波長３００ｎｍ以上の光エネルギーは、キセノンのみを封入した閃光放電ランプにおけるのと概ね同様であるが、波長５５０ｎｍ以上の可視光および近赤外光の領域でいくらか光エネルギーが低下していることが分かる。

図９は、本発明の光エネルギー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、光照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬ、ミラー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。

閃光放電ランプＨＦＬには、図１、図４、図７または図８にそれぞれ示す第１ないし第４の形態に示す閃光放電ランプを任意に選択して用いることができる。

ミラー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焦点に光エネルギー照射処理部ＬＰが位置する用に配置される。なお、上記のようなミラー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。

フィルタＦは、閃光放電ランプＨＦＬおよびミラーＭと光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。

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に接続した充放電用のコンデンサおよびこのコンデンサを充電するための直流電源および必要な制御回路手段などを備えている。

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、光エネルギー照射処理部ＬＰに配置される。

そうして、光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光エネルギー照射による放射エネルギーが瞬間的に、かつ、集中して被照射物Ｓの被照射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。これをさらに詳細に説明すると、次のとおりである。

すなわち、最初に直流電源が動作して充放電用のコンデンサが充電される。コンデンサの端子電圧が所定値に到達してから、閃光放電ランプＨＦＬを通じて当該コンデンサを放電させると、閃光放電ランプＨＦＬにコンデンサの放電電流がパルス状に流れ、閃光放電ランプＨＦＬが閃光放電を行う。この閃光放電により、放電媒体のスペクトルによる真空紫外光を含む紫外光、可視光および近赤外光が発生する。発生したこれらの光は、その殆どがミラーＭで反射することによって集光され、また一部が直射光として、それぞれフィルタＦを経由して被処理物Ｓの表面に照射される。

上述の過程において、フィルタＦは、所望波長域の光エネルギー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や光エネルギーが被照射物Ｓの被照射処理面に加わるので、被照射物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やミラー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およびミラーＭは、飛散物による汚損から保護される。

以下、図１０ないし図２１を参照して本発明の光エネルギー照射装置を実施するためのその他の形態を説明する。なお、各図において、図１、図２および図９と同一部分について葉同一符号を付して説明は省略する。

図１０は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第２の形態を示す概念的要部断面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬおよびミラーＭの構成に特徴を有している。

すなわち、閃光放電ランプＨＦＬは、図４（ａ）に示す第２の形態であり、その気密容器ＳＥの中間部に位置する主要部が図においてほぼ横長四角形状をなしている。そして、複数の閃光放電ランプＨＦＬがほぼ密接して並列配置されている。なお、気密容器ＳＥの両端部は、上記四角形状の輪郭内に収まるサイズの外径を有する円筒状をなしている。

ミラーＭは、並列配置された複数の閃光放電ランプＨＦＬの背面側に平行に離間して配設され、図において左右の両端側がスカート状に屈曲されている。

そうして、本形態によれば、被照射処理部の位置において、管軸と直交する図において左右方向の照度分布の均整度が飛躍的に向上する。

図１１は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第３の形態を示し、図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は概念的側面断面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬのトリガーワイヤＴＷとミラーＭとの間の最短離間距離を１０ｍｍ以上に規定している点が特徴的である。

すなわち、トリガーワイヤＴＷとミラーＭとは、図１１（ｂ）に示すように、気密容器ＳＥの側面、斜め上面および状面において、気密容器ＳＥの上部半円部分にわたり離間対向していて、図１１（ｂ）に示すように、上記３位置における離間距離がＤ１、Ｄ２およびＤ３であるが、その中で最も離間距離が小さいＤ１が１０ｍｍ以上になるように設定されている。これにより、トリガーワイヤＴＷに印加される始動用高電圧がミラーＭ側へ放電しなくなる。

図１２は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第４の形態を示す概念的要部断面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬを所定の位置に保持するためのランプ保持手段ＬＨを具備している点に特徴を有している。

すなわち、ランプ保持手段ＬＨは、電極Ｅの先端から１０ｍｍ以上管軸方向に後退し、かつ、気密容器ＳＥの端部から１５ｍｍ以上管軸方向に離間した位置において、気密容器ＳＥの両端近傍の部位を支持する。なお、ランプ保持手段ＬＨは、図において、上側部材６ａおよび下側部材６ｂからなり、それらが上下に開閉して気密容器ＳＥを挟持するように構成することができる。

図１３は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第５の形態を示し、図１３（ａ）は正面図、図１３（ｂ）は概念的側面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬを所定の位置に保持するためのランプ保持手段ＬＨが第４の形態におけるのと異なる構造を具備している。ただし、ランプ保持手段ＬＨの配設図１２に示す位置は、第４の形態におけるのと同様である。

すなわち、ランプ保持手段ＬＨは、ランプ保持部材６ｃおよびランプ押さえ部材６ｄからなる。ランプ保持部材６ｃは、セラミックスを成形して形成されていて、光エネルギー照射装置におけるミラーの内面などの所定位置に取り付けられるとともに、図１３（ｂ）に示すように、ランプを落とし込んで支持する底面がＶ字状をなしたスリット６ｃ１を備えている。ランプ押さえ部材６ｄは、同様にセラミックスからなり、ランプ保持部材６ｃと協働して閃光放電ランプＨＦＬをスリット６ｃ１の中で上下から押さえ込み、かつ、ランプ保持部材６ｃに固定される。これにより閃光放電ランプＨＦＬは、ランプ保持手段ＬＨに３点支持される。

図１４は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第６の形態を示し、図１４（ａ）は正面図、図１４（ｂ）は概念的側面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、ランプ保持手段ＬＨが図１３に示す第５の形態におけるのと若干異なる構造を具備している。

すなわち、ランプ保持手段ＬＨは、ランプ保持部材６ｃおよびランプ押さえ部材６ｄに加えて固定部材６ｅを備えている。固定部材６ｅは、ランプ押さえ部材６ｄに取り付けられていて、これをボルトなどの固着手段を介してランプ保持部材６ｃに取り付けることによって、ランプ押さえ部材６ｄを固定する。

図１５は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第７の形態を示す正面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬを所定の位置に保持するためのランプ保持手段ＬＨが上述の各形態におけるのと異なる構造を具備している。

すなわち、ランプ保持手段ＬＨは、挿通孔を有するセラミックス板からなり、気密容器ＳＥの端部から１２ｍｍ以内の位置において、導入線ＬＷを挿通孔に挿通して支持することにより、閃光放電ランプＨＦＬを所定位置に保持するように構成されている。

図１６は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第８の形態を示し、図１７（ａ）は正面図、図１７（ｂ）は側面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬを所定の位置に保持するためのランプ保持手段ＬＨが図１５に示す第７の形態におけるのと若干異なる構造を具備している。

すなわち、ランプ保持手段ＬＨは、セラミックスからなる導入線挿通部材７ａおよび導入線押さえ部材７ｂを備えている。導入線挿通部材７ａは、比較的大径の挿通孔７ａ１を有していて、この挿通孔７ａ１に導入線ＬＷを挿通する。導入線押さえ部材７ｂは、導入線ＬＷを押さえつけるように作用する。これにより、閃光放電ランプＨＦＬの着脱作業が容易になる。

図１７は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第９の形態を示し、図１７（ａ）は正面図、図１７（ｂ）は側面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、閃光放電ランプＨＦＬを所定の位置に保持するためのランプ保持手段ＬＨが図１６に示す第７の形態におけるのと異なる構造を具備している。

すなわち、ランプ保持手段ＬＨは、セラミックスからなる導入線支持部材７ｃおよび導入線押さえ部材７ｂを備えている。導入線支持部材７ｃは、その上面に比較的小さな切欠７ｃ１を有していて、この切欠７ｃ１に導入線ＬＷを載置する。導入線押さえ部材７ｂは、その下面に比較的大きな切欠７ｂ１を有していて、切欠７ｂ１の部分で導入線ＬＷを導入線支持部材７ｃの切欠７ｃ１の底部に押さえ付けるように作用する。これにより、閃光放電ランプＨＦＬの着脱作業が容易になるとともに、所定に位置に定置される。

図１８は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１０の形態を示し、図１８（ａ）は概念的側面図、図１８（ｂ）は底面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、複数の閃光放電ランプＨＦＬを並列配置し、管軸と直交する方向における照度の均整度が良好になるように構成されている。

すなわち、複数の閃光放電ランプＨＦＬは、その管外径よりいくらか狭い間隔をおいて並列配置され、それらの背面側に離間して共通のミラーＭが配設されている。ミラーＭは、複数の閃光放電ランプＨＦＬの間の間隔部に対向して突出部Ｐが管軸方向に延在して形成されている。

図１９は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１１の形態を示す概念的側面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、ミラーＭの突出部Ｐの形状が図１８に示す第１０の形態におけるのと異なる形状をなしている。

すなわち、ミラーＭの突出部Ｐは、その横断面形状がほぼ半円形をなしている。

図２０は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１２の形態を示し、図２０（ａ）は平面図、図２０（ｂ）は概念的側面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、ミラーＭの突出部Ｐの形状が図１８に示す第１０および第１２の形態におけるのと異なる形状をなしている。

すなわち、ミラーＭの突出部Ｐは、その横断面形状がほぼ四角形をなしている。

図２１は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１３の形態を示す概念的要部正面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、ランプ冷却手段ＬＣを備えている。

すなわち、ランプ冷却手段ＬＣは、閃光放電ランプＨＦＬにおける気密容器ＳＥの両端部の電極Ｅ、Ｅに対向する位置近傍を空冷方式により冷却するように構成されている。空冷方式による冷却は、図中矢印Ａirで示すように空気の吹き付けおよび吸い込みのいずれであってもよい。

図２２は、本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１４の形態を示す概念的要部正面図である。本形態において、光エネルギー照射装置は、図２１に示す第１３の形態におけるのと異なる構成のランプ冷却手段ＬＣを備えている。

すなわち、ランプ冷却手段ＬＣは、水冷ジャケットおよび通水パイプｐからなり、この水冷ジャケットを閃光放電ランプＨＦＬにおける気密容器ＳＥの両端部の電極Ｅ、Ｅに対向する位置近傍を抱持するように配設され、通水パイプｐ内に冷却水を矢印方向に通流させて、ランプ冷却手段ＬＣを冷却する水冷方式によって構成されている。なお、図中、ランプ冷却手段ＬＣの水冷ジャケットに対向する外側から気密容器ＳＥの内部は本来見えないが、理解を容易にするために図示してある。

本発明の閃光放電ランプを実施するための第１の形態を示す正面図 同じくワイヤバルブの正面縦断面図 同じく閃光放電ランプの分光分布を示すグラフ 本発明の閃光放電ランプを実施するための第２の形態および比較例を示し、図４（ａ）は本形態の拡大断面略図、図４（ｂ）は同じく変形例の拡大断面略図 同じく本形態における管軸と直交する方向の照度分布を示すグラフ 比較例における同様の照度分布を示すグラフ 本発明の閃光放電ランプを実施するための第３の形態における閃光放電ランプの分光分布を示すグラフ 本発明の閃光放電ランプを実施するための第４の形態における閃光放電ランプの分光分布を示すグラフ 本発明の光エネルギー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 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第２の形態を示す概念的要部断面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第３の形態を示し、図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は概念的側面断面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第４の形態を示す概念的要部断面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第５の形態を示し、図１３（ａ）は正面図、図１３（ｂ）は概念的側面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第６の形態を示し、図１４（ａ）は正面図、図１４（ｂ）は概念的側面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第７の形態を示す正面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第８の形態を示し、図１７（ａ）は正面図、図１７（ｂ）は側面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第９の形態を示し、図１７（ａ）は正面図、図１７（ｂ）は側面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１０の形態を示し、図１８（ａ）は概念的側面図、図１８（ｂ）は底面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１１の形態を示す概念的側面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１２の形態を示し、図２０（ａ）は平面図、図２０（ｂ）は概念的側面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１３の形態を示す概念的要部正面図 本発明の光エネルギー照射装置を実施するための第１４の形態を示す概念的要部正面図

符号の説明

１ａ…排気チップオフ部、４…金属リング、５…リード部、Ｅ…電極、ＨＦＬ…閃光放電ランプ、ＬＷ…導入線、ＳＥ…気密容器、ＴＷ…トリガーワイヤ

Claims (2)

1. 外径Ｄ（ｍｍ）が４≦Ｄ≦３０の透光性で細長い気密容器と；
   気密容器の両端内部に封装されている一対の電極と；
   気密容器の内部に封入されて閃光放電時に発光する放電媒体と；
   気密容器の外周に近接してピッチＰ（ｍｍ）が４≦Ｐ≦５０の螺旋状をなして配設されたトリガーワイヤと；
   を具備していることを特徴とする閃光放電ランプ。
2. 請求項１記載の閃光放電ランプと；
   閃光放電ランプの発光を被照射物に集光するミラーと；
   閃光放電ランプにパルス電流を供給して点灯する閃光放電ランプ点灯回路と；
   を具備していることを特徴とする光エネルギー照射装置。

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