JP2006147841A - フラッシュランプ発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フラッシュランプが配置されてなり、しかも発生する音圧の衝撃の音圧レベルの小さい小型のフラッシュランプ発光を提供すること。
【解決手段】 フラッシュランプ発光装置は、発光管の内部に一対の電極が対向配置されたフラッシュランプと、その内部に当該フラッシュランプを配置するためのランプ配置空間を有する筐体とを備え、筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の水蒸気圧を低下させるための水蒸気圧減少手段が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フラッシュランプ発光装置に関し、更に詳しくは、半導体装置の製造工程、薄膜トランジスタ装置の製造工程および液晶基板製造工程などにおける加熱処理を行うための熱源として用いられるフラッシュランプ発光装置に関する。

半導体装置の製造工程や薄膜トランジスタ装置の製造工程においては、フラッシュランプを用いたアニール処理技術の開発が進められており、例えば最先端ロジックＬＳＩ装置の製造工程においては、半導体ウエハの厚さ（深さ）１０〜１５ｎｍの表層部分にイオン注入により導入した不純物を活性化させるためのアニール処理に、フラッシュランプを備えた発光装置が用いられている。
このような半導体ウエハのアニール処理には、当該半導体ウエハの表面層のみを例えば１０００℃以上の所定の高温に、しかも当該半導体ウエハの全面にわたって温度均一性が高い状態で加熱することが必要である。
そして、被処理物の表面層のみを高温に加熱することは、フラッシュランプよりの閃光を被処理物に照射する方法によって好適に達成することができるが、フラッシュランプは、通常、棒状であるため、単独では半導体ウエハの全面を温度均一性が高い状態に加熱することができない。

そこで、棒状のフラッシュランプの複数を平行に並んだ状態に配置してなるフラッシュランプ発光装置を用いることが提案されているが、実際上、近年における大口径の半導体ウエハに対処するためには、多数のフラッシュランプを並べて一斉に駆動することが必要とされる。

然るに、フラッシュランプにおいては、駆動されたときに、非常に大きな音圧の衝撃が発生して大きな炸裂音が生じ、例えば長さが３６０ｍｍ、電極間距離が２８０ｍｍのフラッシュランプを５ｋＪの入力エネルギーで駆動した場合には、発生する音圧の衝撃の音圧レベルはフラット特性で約９０ｄＢにも達するため、通常のフラッシュランプ発光装置においては、フラッシュランプの数が少ないこともあって、生じる炸裂音が問題視されることはほとんどなかったが、特に入力エネルギーが大きいフラッシュランプの複数を一斉に駆動させる場合には、この音圧の衝撃が問題となる場合があることが判明した。

例えば、半導体ウエハによる半導体装置の製造現場においては、フラッシュランプ発光装置が設置されると、当該フラッシュランプ発光装置が音源または振動源となることが原因となって重要な問題が生ずることが判明した。すなわち、半導体装置の製造における、例えば回路パターンの露光工程などにおいては、微小で高精度の加工工程、例えばサブミクロンのオーダーの線幅の露光処理が必要とされているが、加工されるべき半導体ウエハや加工用の装置に振動が伝達されると、その影響によって加工精度が低下する現象が発生する。
そのため、実際の半導体装置の製造現場においては、音圧レベルが７０ｄＢを超えるような音源または振動源となるものは排除される必要があり、結局、フラッシュランプを複数備えたフラッシュランプ発光装置をそのまま使用することができず、また、フラッシュランプよりの大きな炸裂音は、それ自体が非常に大きな音圧の衝撃であるために、当該フラッシュランプ発光装置に設けられた各種の装置や部材、並びに、光照射処理すべき被処理物を振動させるため、所期の処理を好適に達成することができず、また、操作者の身体に対しても悪影響を与える、という問題がある。

以上のような問題を解決するために、光放射窓を有する筐体の内部に、フラッシュランプと共に防音板を設け、この防音板によって外部に対する音圧の衝撃の音圧レベルを低減させる構成のフラッシュランプ発光装置（例えば、特許文献１参照）や、その内部にフラッシュランプの配置されている筐体自体に防音材を取り付けた構成のフラッシュランプ発光装置が用いられている。

しかしながら、このようなフラッシュランプ発光装置においては、防音板や防音材などの防音用部材が設けられている上、入力エネルギーが大きいフラッシュランプの複数を一斉に駆動させるために駆動電源として大型のものが用いられていることから、装置自体が大型化してその重量が大きくなり、当該フラッシュランプ発光装置を設置する床等の耐荷重性が問題となるため、装置を軽量化して小型化することが要求されている。

特開２００３−１７４３２号公報

本発明は、従来から諸説あって完全には解明されていなかったフラッシュランプの駆動時に生じる炸裂音の原因について発明者らが鋭意検討し、その原因がフラッシュランプが配置されている筐体内部の雰囲気中に存在する水蒸気および酸素が、当該フラッシュランプから放射される真空紫外光あるいは赤外光を吸収することによって温められて筐体内部の圧力が急激に上昇することにあることを見出した結果なされたものであって、その目的は、フラッシュランプが配置されてなり、しかも発生する音圧の衝撃の音圧レベルの小さい小型のフラッシュランプ発光装置を提供することにある。

本発明のフラッシュランプ発光装置は、発光管の内部に一対の電極が対向配置されたフラッシュランプと、その内部に当該フラッシュランプを配置するためのランプ配置空間を有する筐体とを備え、
筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の水蒸気圧を低下させるための水蒸気圧減少手段が設けられていることを特徴とする。

本発明のフラッシュランプ発光装置は、フラッシュランプの発光管が真空紫外光を透過する材料よりなり、
筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の酸素濃度を低下させるための酸素濃度減少手段が設けられていることが好ましい。

本発明のフラッシュランプ発光装置においては、水蒸気圧減少手段が、筐体におけるランプ配置空間の雰囲気を形成するための雰囲気形成ガスから水蒸気を吸着する吸着剤よりなることが好ましい。

本発明のフラッシュランプ発光装置においては、酸素濃度減少手段が、筐体におけるランプ配置空間の雰囲気を形成するための雰囲気形成ガスから酸素を吸着する吸着剤よりなることが好ましい。

本発明のフラッシュランプ発光装置は、ランプ配置空間とその両端において連通し、当該ランプ配置空間内に冷却風を供給するための冷却風供給用循環路を有し、当該冷却風供給用循環路上に水蒸気圧減少手段および酸素濃度減少手段の少なくとも一方が設けられていることが好ましい。

本発明のフラッシュランプ発光装置においては、筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の水蒸気圧が３００Ｐａ以下であることが好ましい。

本発明のフラッシュランプ発光装置においては、筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の酸素濃度が０．０２体積％以下であることが好ましい。

本発明の請求項１に係るフラッシュランプ発光装置によれば、水蒸気圧減少手段が設けられており、この水蒸気圧減少手段の作用によって筐体内部に形成されているランプ配置空間の雰囲気中の水蒸気圧を、外部雰囲気中の水蒸気圧に比にして小さくすることにより、フラッシュランプの駆動時に生じる炸裂音の衝撃の一因である、ランプ配置空間の雰囲気中に存在する水蒸気がフラッシュランプから放射される真空紫外光および赤外光を吸収することによって温められることに起因して筐体内部の圧力が急激に上昇することを抑制することができるため、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいものとなり、その結果、当該フラッシュランプ発光装置が音源または振動源となることによる弊害を有効に防止することができると共に、筐体内部に配置された配置部材がフラッシュランプの駆動に伴う振動によって劣化することを抑制することができる。
また、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいものであることから、フラッシュランプ発光装置自体に防音用部材を必ずしも設ける必要がなくなるため、装置自体を軽量化することによって小型化を図ることができる。

本発明の請求項２に係るフラッシュランプ発光装置によれば、水蒸気圧減少手段と共に酸素濃度減少手段が設けられており、これらの水蒸気圧減少手段および酸素濃度減少手段の作用によって筐体内部に形成されているランプ配置空間の雰囲気中の水蒸気圧および酸素濃度を、外部雰囲気中の水蒸気圧および酸素濃度に比にして小さくすることにより、フラッシュランプの駆動時に生じる炸裂音の原因である、ランプ配置空間の雰囲気中に存在する水蒸気がフラッシュランプから放射される真空紫外光および赤外光を吸収することによって温められると共に、ランプ配置空間内に存在する酸素がフラッシュランプから放射される真空紫外光を吸収することによって温められることに起因して筐体内部の圧力が急激に上昇することを抑制することができるため、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいものとなり、その結果、当該フラッシュランプ発光装置が音源または振動源となることによる弊害を有効に防止することができると共に、筐体内部に配置された配置部材がフラッシュランプの駆動に伴う振動によって劣化することを抑制することができる。
また、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいものであることから、フラッシュランプ発光装置自体に防音用部材を必ずしも設ける必要がなくなるため、装置自体を軽量化することによって小型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明のフラッシュランプ発光装置の構成の一例を概略的に示す説明図である。
この第１のフラッシュランプ発光装置１０は、冷却風入口１５および冷却風出口１６が形成された上面板１２Ａ、下面板１２Ｂ、並びに、開閉可能な前面板１２Ｃを有する外周側壁板よりなる、全体が直方体の形状に構成された筐体１２を備えてなり、水平方向に延びる下面板１２Ｂには、これに形成された開口が石英ガラス板によって塞がれることにより、光放射窓１４が設けられている。この筐体１２の材料としては、例えばアルミニウム板またはステンレス鋼板が用いられる。

筐体１２の内部に形成されたランプ配置空間内には、各々直線状に伸びる棒状のフラッシュランプ２０の多数が、当該筐体１２の上面板１２Ａの下面に装着された、例えばセラミック製のランプ保持部材（図示せず）に保持されることにより、水平面内において互いに平行に並んだ状態（図１においては紙面に垂直な方向に並んだ状態）に配置されている。

フラッシュランプ２０としては、例えばキセノンガスなどの発光ガスが封入されてなるものであって、両端が封止され、内部に放電空間を区画する直管型の発光管と、当該発光管内部の放電空間内において対向配置された、例えばタングステンまたはタングステンを主成分とした材料よりなる一対の電極とを備え、発光管の外面に沿って管軸方向に伸びるよう配置されたトリガ電極２３が設けられてなるものが用いられる。
図１において、１９は、筐体１２の上面板１２Ａに配置された、各種のリード線を外部から当該筐体１２の内部に導入するための絶縁性のリード線中継部材であり、２８は、フラッシュランプ２０を点灯駆動するために必要なトリガ電圧印加回路を含む高電圧発生装置であって、トリガ電圧印加回路は、図１に示したような外部トリガ方式に限定されず、フラッシュランプの一方の電極にトリガ用高電圧が重畳印加されるよう構成された内部トリガ方式であってもよい。

フラッシュランプ２０を構成する発光管は、透明ガラスよりなるものであるが、例えばチタンをドープした石英ガラスなどの真空紫外光（波長２００ｎｍ以下の光）に対して透過性を有さない材料よりなるものであることが好ましい。

また、筐体１２におけるランプ配置空間内には、フラッシュランプ２０の各々に対応して凹状溝若しくは樋状溝を有する、例えばアルミニウム製のリフレクタ（図示せず）が筐体１２の上面板１２Ａとフラッシュランプ２０との間に配置されており、上面板１２Ａの下面に適宜の支持部材（図示せず）によって支持されている。

このリフレクタは、すべてのフラッシュランプ２０に対応する樋状溝を有する一体型のものであることが好ましいが、フラッシュランプ２０の各々に対応する単一の樋状溝を有するリフレクタ要素の集合体、あるいはフラッシュランプ２０の複数に対応する複数の樋状溝を有するリフレクタ要素の集合体であってもよい。ここに、リフレクタは、フラッシュランプ２０の電極間領域を完全にカバーするものであることが好ましい。

そして、第１のフラッシュランプ発光装置１０には、筐体１２におけるランプ配置空間の雰囲気を形成するための雰囲気形成ガスから水蒸気を吸着する吸着剤（以下、「水蒸気吸着剤」ともいう。）よりなり、ランプ配置空間の雰囲気中の水蒸気圧を低下させる機能を有する水蒸気圧減少手段３０が設けられている。
水蒸気圧減少手段３０を構成する水蒸気吸着剤としては、モレキュラーシーブ、活性アルミナなどの水蒸気に対して強い吸着特性を有するものを好適に用いることができる。

この第１のフラッシュランプ発光装置１０は、具体的に、水蒸気吸着剤よりなる水蒸気圧減少手段３０が、冷却風入口１５に連通するよう配置された吸着剤充填管（以下、「水蒸気吸着剤管」ともいう。）３１内に充填された状態で設けられていると共に、冷却風入口１５に連通する水蒸気吸着剤菅３１の雰囲気形成ガス入口３１Ａおよび冷却風出口１６の一方または両方に冷却風供給装置（図示せず）が接続されており、雰囲気形成ガスとして水蒸気圧減少手段３０を介して冷却風入口１５から流入された冷却風が筐体１２の内部のランプ配置空間を流過して冷却風出口１６から排出される構成とされている。

また、第１のフラッシュランプ発光装置１０には、筐体１２の内部に湿度センサー３８が設けられており、この湿度センサー３８によってランプ配置空間内の水蒸気圧が監視されているため、例えば長期間の使用などによって水蒸気吸着剤の吸着能力が低下したことを把握することなどができるため、ランプ配置空間の雰囲気を確実に所望の状態とすることができる。

以上のような構成の第１のフラッシュランプ発光装置１０においては、駆動信号が加えられると、高電圧発生装置２８からの高電圧が印加されることにより、複数のフラッシュランプ２０が同時に駆動されて一斉に閃光を放射する。
このフラッシュランプ２０からの閃光は、直接、あるいはリフレクタによって反射され、光放射窓１４を介して筐体１２の下方に放射される。
従って、当該光放射窓１４の下方位置に、適宜の支持部材に支持された被処理物を配置しておくことにより、この被処理物に閃光が照射されて目的とする処理が行われる。

そして、筐体１２におけるランプ配置空間には、冷却風入口１５から供給される冷却風によって当該ランプ配置空間の雰囲気が形成されており、この冷却風が、雰囲気形成ガスとして冷却風供給装置から水蒸気圧減少手段３０を介して冷却風入口１５に至る過程において、水蒸気圧減少手段３０を構成する水蒸気吸着剤によって水蒸気が除去された水蒸気量が少ない状態とされたものであるため、ランプ配置空間の雰囲気は、水蒸気圧が外部雰囲気中（具体的には大気中）の水蒸気圧に比にして小さい状態とされる。

ここに、筐体１２のランプ配置空間における水蒸気圧は、３００Ｐａ以下であることが好ましい。
水蒸気圧が３００Ｐａ以下であることにより、後述する実験でも明らかなように、フラッシュランプ２０の駆動時に発生する音圧の衝撃の音圧レベルを十分に小さくすることができる。

而して、筐体１２におけるランプ配置空間は、その雰囲気中に存在する水蒸気の量が少ない状態であることから、フラッシュランプ２０の駆動時に生じる炸裂音の一因である、ランプ配置空間の雰囲気中に存在する水蒸気がフラッシュランプ２０から放射される真空紫外光および赤外光を吸収することによって温められることに起因して筐体１２の内部の圧力が急激に上昇することが抑制されるため、フラッシュランプ２０よりの炸裂音が生じるものの、その音圧レベルは小さくなり、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいものとなる。

従って、第１のフラッシュランプ発光装置１０が外部に対して大きな音圧レベルの音源を構成することが回避されるので、そのような音源の共存が禁止されるような環境においても、弊害を伴わずに当該第１のフラッシュランプ発光装置１０を使用することができると共に、筐体１２の内部に配置された高電圧発生装置２８などの配置部材がフラッシュランプ２０の駆動に伴う振動によって劣化することを抑制することができ、更に、付近の作業者にも悪影響を与えることがない。
また、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいものであることから、第１のフラッシュランプ発光装置１０自体に、防音板や防音材などの防音用部材を必ずしも設ける必要がなくなるため、軽量化することによって小型化を図ることができる。

そして、第１のフラッシュランプ発光装置１０においては、筐体１２の内部のランプ配置空間に冷却風が流過されることにより、当該ランプ配置空間に配置されたフラッシュランプ２０、リフレクタ、高電圧発生装置２８、湿度センサー３８などの配置部材が直接的に冷却されるため、これらの配置部材が過熱状態となることが防止され、特にフラッシュランプ２０を長い使用寿命で用いることができる。

更に、フラッシュランプ２０を構成する発光管が、真空紫外光を透過しない材料よりなる場合には、フラッシュランプ２０の駆動時に生じる炸裂音のもう一つの一因である、ランプ配置空間の雰囲気中に存在する酸素がフラッシュランプ２０から放射される真空紫外光を吸収することによって温められることに起因して筐体１２の内部の圧力が急激に上昇することを抑制することができるため、発生する音圧の衝撃の音圧レベルを一層小さいものとすることができる。

〔第２の実施の形態〕
図２は、本発明のフラッシュランプ発光装置の構成の他の例を概略的に示す説明図である。
この第２のフラッシュランプ発光装置４０は、筐体１２の内部に形成されたランプ配置空間の雰囲気中の酸素濃度を低下させる機能を有する酸素濃度減少手段４５と、酸素濃度センサー４８設けられおり、フラッシュランプ２０を構成する発光管が、例えばサファイアや合成石英ガラスなどの真空紫外光を透過する材料よりなるものであること以外は、第１の実施の形態に係る第１のフラッシュランプ発光装置１０と同様の構成を有するものである。

酸素濃度減少手段４５としては、筐体１２におけるランプ配置空間の雰囲気を形成するための雰囲気形成ガスから酸素を吸着する吸着剤（以下、「酸素吸着剤」ともいう。）が用いられており、この酸素吸着剤としては、銅触媒などの優れた酸素分離特性を有するものを好適に用いることができる。

第２のフラッシュランプ発光装置４０は、具体的に、酸素気吸着剤よりなる酸素濃度減少手段４５が、水蒸気圧減少手段３０である水蒸気吸着剤が充填された状態の水蒸気吸着剤管３１の雰囲気形成ガス入口３１Ａに連通する吸着剤充填管（以下、「酸素吸着剤管」ともいう。）４６内に充填された状態で設けられていると共に、水蒸気吸着剤管３１を介して冷却風入口１５に連通する酸素吸着剤菅４６の雰囲気形成ガス入口４６Ａおよび冷却風出口１６の一方または両方に冷却風供給装置（図示せず）が接続されており、雰囲気形成ガスとして酸素濃度減少手段４５および水蒸気圧減少手段３０を介して冷却風入口１５から流入された冷却風が筐体１２の内部のランプ配置空間を流過して冷却風出口１６から排出される構成とされている。
図２において、第１のフラッシュランプ発光装置１０を構成する部材と同様の構成を有する部材には同一の符号を付した。

この図の例において、第２のフラッシュランプ発光装置４０は、水蒸気圧減少手段３０および酸素濃度減少手段４５が、冷却風入口１５の上方においてこの順に重ねられた構成を有するものであるが、水蒸気圧減少手段３０および酸素濃度減少手段４５は、酸素濃度減少手段４５、水蒸気圧減少手段３０の順に重ねられていてもよく、また、１つの吸着剤充填管に酸素吸着剤および水蒸気吸着剤が、区画された状態でまたは区画されていない状態で充填されていてもよい。

酸素濃度センサー４８は、筐体１２の内部に設けられており、この酸素濃度センサー４８によってランプ配置空間内の酸素濃度が監視されているため、例えば長期間の使用などによって酸素吸着剤の吸着能力が低下したことを把握することなどができるため、ランプ配置空間の雰囲気を確実に所望の状態とすることができる。

以上のような構成の第２のフラッシュランプ発光装置４０においては、第１のフラッシュランプ発光装置１０と同様にして駆動信号が加えられることにより、複数のフラッシュランプ２０が同時に駆動されて一斉に閃光を放射し、このフラッシュランプ２０からの閃光が光放射窓１４を介して筐体１２の下方に放射され、当該光放射窓１４の下方位置に配置された被処理物に閃光が照射されて目的とする処理が行われる。

そして、筐体１２におけるランプ配置空間には、冷却風入口１５から供給される冷却風によって当該ランプ配置空間の雰囲気が形成されており、この冷却風が、雰囲気形成ガスとして冷却風供給装置から水蒸気圧減少手段３０および酸素濃度減少手段４５を介して冷却風入口１５に至る過程において、水蒸気圧減少手段３０を構成する水蒸気吸着剤によって水蒸気が除去されると共に、酸素濃度減少手段３０を構成する酸素吸着剤によって酸素が除去され、水蒸気量が少なくて酸素濃度が小さい状態とされたものであるため、ランプ配置空間の雰囲気は、水蒸気圧および酸素濃度が外部雰囲気中（具体的には大気中）の水蒸気圧および酸素濃度に比にして小さい状態とされる。

ここに、筐体１２のランプ配置空間においては、水蒸気圧が３００Ｐａ以下であり、酸素濃度が０．０２体積％以下であることが好ましい。
水蒸気圧が３００Ｐａ以下であって酸素濃度が０．０２体積％以下であることにより、後述する実験でも明らかなように、フラッシュランプ２０の駆動時に発生する音圧の衝撃の音圧レベルを十分に小さくすることができる。

而して、筐体１２におけるランプ配置空間は、その雰囲気中に存在する水蒸気の量および酸素濃度が少ない状態であることから、フラッシュランプ２０の駆動時に生じる炸裂音の原因である、ランプ配置空間の雰囲気中に存在する水蒸気がフラッシュランプ２０から放射される真空紫外光および赤外光を吸収することによって温められると共に、ランプ配置空間内に存在する酸素がフラッシュランプ２０から放射される真空紫外光を吸収することによって温められることに起因して筐体１２の内部の圧力が急激に上昇することが抑制されるため、フラッシュランプ２０よりの炸裂音が生じるものの、その音圧レベルは小さくなり、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいものとなる。

従って、第２のフラッシュランプ発光装置４０が外部に対して大きな音圧レベルの音源を構成することが回避されるので、そのような音源の共存が禁止されるような環境においても、弊害を伴わずに当該第２のフラッシュランプ発光装置４０を使用することができると共に、筐体１２の内部に配置された高電圧発生装置２８などの配置部材がフラッシュランプ２０の駆動に伴う振動によって劣化することを抑制することができ、更に、付近の作業者にも悪影響を与えることがない。
また、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいものであることから、第２のフラッシュランプ発光装置４０自体に、防音板や防音材などの防音用部材を必ずしも設ける必要がなくなるため、軽量化することによって小型化を図ることができる。

そして、第２のフラッシュランプ発光装置４０においては、筐体１２の内部のランプ配置空間に冷却風が流過されることにより、当該ランプ配置空間に配置されたフラッシュランプ２０、リフレクタ、高電圧発生装置２８、湿度センサー３８、酸素濃度センサー４８などの配置部材が直接的に冷却されるため、これらの配置部材が過熱状態となることが防止され、特にフラッシュランプ２０を長い使用寿命で用いることができる。

以上のような本発明のフラッシュランプ発光装置は、外部に対する音圧の衝撃の音圧レベルを容易に７０ｄＢ以下とすることができるため、特に半導体装置の製造工程における半導体ウエハを加熱処理するための熱源として好適に用いることができる。

本発明のフラッシュランプ発光装置には、種々の変更を加えることができる。
以下に示す種々の例は、第１のフラッシュランプ発光装置および第２のフラッシュランプ発光装置に共通のものであり、これらの例おいては、第１のフラッシュランプ発光装置および第２のフラッシュランプ発光装置の必須の構成要素である水蒸気圧減少手段、および第２のフラッシュランプ発光装置の必須の構成要素である酸素濃度減少手段をまとめて、「特定減少手段」として示す。

例えば、フラッシュランプ発光装置は、図３に示すように、筐体１２におけるランプ配置空間と、一端５１Ａおよび他端５１Ｂにおいて連通し、当該ランプ配置空間内に冷却風を供給するための冷却風供給用循環路５１を有し、当該冷却風供給用循環路５１上に特定減少手段７０が設けられており、筐体１２が密閉された状態の構成のものであってもよい。
図３の例のフラッシュランプ発光装置５０は、その一端５１Ａが特定減少手段７０を介して冷却風入口１５に連通すると共に、他端５１Ｂが冷却風出口１６に連通するコの字状の冷却風供給用循環路５１が設けられていること以外は図１に示した第１のフラッシュランプ発光装置１０あるいは図２に示した第２のフラッシュランプ発光装置４０と同様の構成を有するものである。
図３において、５２は、熱交換器である。

このフラッシュランプ発光装置５０においては、例えば筐体１２におけるランプ配置空間内に、電極間距離が２８０ｍｍである３０本のフラッシュランプ２０を配置し、これらのフラッシュランプ２０の各々を１．６ｋＪの入力エネルギーで一斉に駆動した場合には、筐体１２の内部が高温（２００℃程度）となるが、冷却風出口１６から排出されることによって冷却風供給用循環路５１に導入され、この冷却風供給用循環路５１を通過して再び冷却風入口１５からランプ配置空間内に、例えば毎分３ｍ³ 程度の流量で供給される循環風が、冷却風供給用循環路５１を流通する過程において熱交換器５２によって室温にまで冷却されることによって冷却風として機能するため、筐体１２の内部の配置部材が過熱状態となることが防止される。
なお、このように筐体が密閉状態とされた構成のフラッシュランプ発光装置においては、熱交換器は必須のものではなく、例えばフラッシュランプの入力エネルギーが小さい場合、フラッシュランプの点灯周期が長い場合などの循環風が冷却風供給用循環路を流通することのみによって十分に冷却されるような場合には熱交換器を設ける必要はない。

この場合には、筐体１２が密閉された状態であるため、当該筐体１２におけるランプ配置空間の雰囲気が、一旦所期の状態とされた後には水蒸気圧や酸素濃度が大きく変動することがないことから、必ずしも湿度センサーや酸素濃度センサーを設ける必要がない。

また、フラッシュランプ発光装置は、図４に示すように、吸着剤よりなる特定減少手段７０が吸着剤管７１に充填された状態の特定減少手段ユニット（具体的には、水蒸気吸着剤よりなる水蒸気圧減少手段が水蒸気吸着剤管に充填された状態の水蒸気吸着手段ユニットあるいは酸素吸着剤よりなる酸素濃度減少手段が酸素吸着剤管に充填された状態の酸素濃度減少手段ユニット）が、ダクト５４Ａを介して筐体１２に接続されており、ランプ配置空間に対して特定減少手段７０、ダクト５４Ａ、冷却風流路５５およびダクト５４Ｂをこの順に介した冷却風が供給される構成を有するものであってもよい。
この場合には、特定減少手段ユニットを筐体１２に対して一体的に設ける必要がないため、設計の自由度が大きくなると共に、筐体１２の内部にフラッシュランプが配置されてなる装置本体の軽量化を図ることができる。

また、フラッシュランプ発光装置は、同一種類の特定減少手段ユニットを２つ有し、これらの２つの特定減少手段ユニットを交互に使用することのできる構成のものであってもよい。この場合には、特定減少手段ユニットを構成する吸着剤が長期間使用することなどによって吸着能力が低下した際に行う交換操作を、フラッシュランプ発光装置自体の動作を停止することなく行うことができる。

更に、同一種類の特定減少手段ユニットを２つ有するフラッシュランプ発光装置において、酸素濃度減少手段として銅触媒を用いた場合には、この銅触媒が水素雰囲気下で加熱されることによって吸着した酸素を分離・離脱する特性を有するものであることを利用し、例えば図５に示すような、２つの酸素濃度減少手段ユニット６０Ａ、６０Ｂと共に、一方の酸素濃度減少手段ユニットに雰囲気形成ガスを導入しつつ、他方の酸素濃度減少手段ユニットを水素ガスを供給しながら加熱することによって酸素分離・離脱処理を行うユニットリフレッシュ機構を設けることにより、ユニット自体の交換操作を行うことなく、２つの酸素濃度減少手段ユニット６０Ａ、６０Ｂに対して交互に酸素分離・離脱処理を行うことができる。

図５のユニットリフレッシュ機構は、水素ガス供給装置６１と、酸素濃度減少手段ユニット６０Ａ、６０Ｂの各々を加熱するための加熱装置６２Ａ、６２Ｂとを備え、水素ガス流路選択用バルブ６４Ａ、６４Ｂおよび雰囲気形成ガス流路選択用バルブ６５Ａ、６５Ｂにより、交互に、一方の酸素濃度減少手段ユニットには、水素ガス供給装置６１から水素ガスが導入され、他方の酸素濃度減少手段ユニットには、雰囲気形成ガス流路６３Ａから冷却風とされる雰囲気形成ガスが導入されるような流路が形成されるものである。図５において、６３Ｂは冷却風流路であり、６１Ａは酸素分離・離脱処理に用いられて酸素濃度減少手段から排出されたガスの排出ガス流路である。
なお、水蒸気圧減少手段としてモレキュラーシーブ、活性アルミナを用いた場合には、これらが加熱されることによって吸着した水を分離・離脱する特性を有するものであることから、この特性を利用することにより、図５に示した機構を用いることによって２つの水蒸気圧減少手段を交互に水分分離・離脱処理することができる。

また、フラッシュランプ発光装置は、図６に示すように、特定減少手段が、例えば窒素ガス、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などの酸素および水蒸気を一定量以上含有しない乾燥ガスを筐体内に供給するガス供給装置６６よりなる構成のものであってもよい。
図６において、６７は流量調整バルブであり、６８はダクトであり、６９はガス流路である。
このガス供給装置６６は、供給するガスの種類を適宜に選択することにより、水蒸気圧減少手段として用いることもでき、また酸素濃度減少手段として用いることもできると共に、水蒸気圧減少手段および酸素濃度減少手段として兼用することもできる。

更に、本発明のフラッシュランプ発光装置は、例えば筐体の内部に防音板が配置されてなる構成を有するもの（特許文献１参照）、また、筐体に防音材が取り付けてなる構成を有するものなどの防音用部材が設けられたものであってもよい。
この場合には、発生する音圧の衝撃の音圧レベルが小さいことから、用いられる防音用部材の総重量を、従来のフラッシュランプ発光装置に用いていたものに比して、例えばその厚さを薄いものとするなどして小さくすることができるため、軽量化することによって小型化を図ることができる。

以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験例について説明する。

〔実験例１〕
図７は、実験に用いた実験装置の構成を概略的に示す説明図である。
この実験装置は、２つのガス導入口８１Ａ、８１Ｂを有し、その内部に、一方のガス導入口８１Ａからは、容器８２Ａ内に充填された水またはモレキュラーシーブを介して窒素ガスが供給され、他方のガス導入口８１Ｂからは、容器８２Ｂ内に充填された水またはモレキュラーシーブを介して空気が供給される構成の筐体８１を備え、容器８２Ａ、８２Ｂの各々の充填物を調整することによって筐体８１の内部の湿度を変化させることができると共に、ガス導入口８１Ａからの窒素ガスの流量と、ガス導入口８１Ｂからの空気の流量とを調整することによって筐体８１の内部の酸素濃度を変化させることのできる構成のものである。
図７において、８４は温度計であり、８５は湿度計であり、８６は酸素濃度計であり、８７はマイクロフォンである。

この実験装置の筐体８１の内部に、真空紫外光（波長２００ｎｍ以下の光）に対して透過性を有さない材料である、チタンをドープした石英ガラスよりなる発光管を備えた電極間距離２５０ｍｍの１本のフラッシュランプ８９を配置し、この筐体８１の内部の環境条件を、温度２６℃、酸素濃度２０体積％の一定条件の下で水蒸気圧を変化させながら、当該フラッシュランプ８９を１．６ｋＪの入力エネルギーで駆動させたときに生じる炸裂音の大きさを、当該フラッシュランプとの離間距離３０ｃｍの位置に配置したマイクロフォン８７によって測定した。結果を図８に示す。
ここに、筐体８１の内部の水蒸気圧は、当該筐体８１の内部の湿度および温度２６℃における飽和水蒸気量に基づいて求めた。

以上の結果から、フラッシュランプとして真空紫外光に対して透過性を有さない材料よりなる発光管を備えたものを用いた場合には、水蒸気圧が減少するに従って炸裂音の音圧レベルが小さくなることが確認され、特に、水蒸気圧が３００Ｐａ以下である場合には、その傾向が顕著となると共に、実用上問題のない大きさとなることが確認された。
ここに、マイクロフォン８７によって測定される音圧レベルが１００ｄＢ以下である場合には、実験装置の筐体の外部に対する音圧レベルが、７０ｄＢ以下となることを確認した。

〔実験例２〕
実験例１に用いた実験装置を用い、先ず、この実験装置の筐体８１の内部に、フラッシュランプ８９として、真空紫外光を透過する材料である、合成石英ガラスよりなる発光管を備えたものを用い、当該筐体８１内部の環境条件を、水蒸気圧３００Ｐａの一定条件の下で酸素濃度を変化させながら、当該フラッシュランプ８９を駆動させたこと以外は実験例１と同様にして生じる炸裂音の大きさを測定し、次いで、水蒸気圧を２０００Ｐａの一定条件とした場合についても同様の測定を行った。これらの結果を図９に示す。
図９において、水蒸気圧が３００Ｐａである場合の測定結果を曲線（ア）で示し、水蒸気圧が２０００Ｐａである場合の測定結果を曲線（イ）で示した。

以上の結果から、フラッシュランプとして真空紫外光を透過する材料よりなる発光管を備えたものを用いた場合には、酸素濃度が減少するに従って炸裂音の音圧レベルが小さくなることが確認され、特に水蒸気圧が３００Ｐａの条件下において、酸素濃度が０．０２体積％以下である場合には、その傾向が顕著となると共に、音圧レベルが実用上問題のない大きさとなることが確認された。
また、ラッシュランプとして真空紫外光を透過する材料よりなる発光管を備えたものを用いた場合にも、水蒸気圧が減少することに伴って炸裂音の音圧レベルが小さくなることが確認された。

本発明のフラッシュランプ発光装置の構成の一例を概略的に示す説明図である。 本発明のフラッシュランプ発光装置の構成の他の例を概略的に示す説明図である。 本発明のフラッシュランプ発光装置の構成の更に他の例を概略的に示す説明図である。 本発明のフラッシュランプ発光装置の構成の更に他の例を概略的に示す説明図である。 本発明のフラッシュランプ発光装置に設けられるユニットリフレッシュ機構の一例の構成を概略的に示す説明図である。 本発明のフラッシュランプ発光装置の構成の更に他の例を概略的に示す説明図である。 実験例１において用いた実験装置の構成を概略的に示す説明図である。 実験例１に係る水蒸気圧と音圧レベルとの関係を示すグラフである。 実験例２に係る酸素濃度と音圧レベルとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ フラッシュランプ発光装置
１２ 筐体
１２Ａ 上面板
１２Ｂ 下面板
１２Ｃ 前面板
１４ 光放射窓
１５ 冷却風入口
１６ 冷却風出口
１９ リード線中継部材
２０ フラッシュランプ
２３ トリガ電極
２８ 高電圧発生装置
３０ 水蒸気圧減少手段
３１ 吸着剤充填管
３１Ａ 雰囲気形成ガス入口
３８ 湿度センサー
４０ フラッシュランプ発光装置
４５ 酸素濃度減少手段
４６ 吸着剤充填管
４６Ａ 雰囲気形成ガス入口
４８ 酸素濃度センサー
５０ フラッシュランプ発光装置
５１ 冷却風供給用循環路
５１Ａ 一端
５１Ｂ 他端
５２ 熱交換器
５４Ａ、５４Ｂ ダクト
５５ 冷却風流路
６０Ａ、６０Ｂ 酸素濃度減少手段ユニット
６１ 水素ガス供給装置
６１Ａ 排出ガス流路
６２Ａ、６２Ｂ 加熱装置
６３Ａ 雰囲気形成ガス流路
６３Ｂ 冷却風流路
６４Ａ、６４Ｂ 水素ガス流路選択用バルブ
６５Ａ、６５Ｂ 雰囲気形成ガス流路選択用バルブ
６６ ガス供給装置
６７ 流量調整バルブ
６８ ダクト
６９ ガス流路
７０ 特定減少手段
７１ 吸着剤管
８１ 筐体
８１Ａ、８１Ｂ ガス導入口
８２Ａ、８２Ｂ 容器
８４ 温度計
８５ 湿度計
８６ 酸素濃度計
８７ マイクロフォン
８９ フラッシュランプ

Claims (7)

1. 発光管の内部に一対の電極が対向配置されたフラッシュランプと、その内部に当該フラッシュランプを配置するためのランプ配置空間を有する筐体とを備え、
   筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の水蒸気圧を低下させるための水蒸気圧減少手段が設けられていることを特徴とするフラッシュランプ発光装置。
2. フラッシュランプの発光管が真空紫外光を透過する材料よりなり、
   筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の酸素濃度を低下させるための酸素濃度減少手段が設けられてい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発光装置。
3. 水蒸気圧減少手段が、筐体におけるランプ配置空間の雰囲気を形成するための雰囲気形成ガスから水蒸気を吸着する吸着剤よりなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラッシュランプ発光装置。
4. 酸素濃度減少手段が、筐体におけるランプ配置空間の雰囲気を形成するための雰囲気形成ガスから酸素を吸着する吸着剤よりなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフラッシュランプ発光装置。
5. ランプ配置空間とその両端において連通し、当該ランプ配置空間内に冷却風を供給するための冷却風供給用循環路を有し、当該冷却風供給用循環路上に水蒸気圧減少手段および酸素濃度減少手段の少なくとも一方が設けられてい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発光装置。
6. 筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の水蒸気圧が３００Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のフラッシュランプ発光装置。
7. 筐体におけるランプ配置空間の雰囲気中の酸素濃度が０．０２体積％以下であることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載のフラッシュランプ発光装置。

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