JP4433052B2 - ランプユニット - Google Patents

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Description

本発明は、半導体製造や薄膜トランジスタ製造に用いられるアニール装置のランプユニットに関する。
半導体製造や薄膜トランジスタ製造においては、フラッシュランプを具備したランプユニットを有するアニール装置が使用されている。例えば、シリコンウエハ表層に浅い拡散層(pn接合)を形成(イオン注入した不純物活性化)する工程においては、上記ランプアニール装置が使用される。
上述のアニール工程では特にイオン注入した不純物のプロファイルのくずれや形成したパターンの揮発などの問題を回避し、かつ、不純物の良好な活性化状態を得ることが必要である。
また、液晶表示パネル用の薄膜トランジスタ製造においても、基板上に形成された半導体膜を確実かつ均一に活性化させる必要がある。特にガラス基板による場合は係るアニール処理を達成しつつ基板への過度の加熱を防止して基板の伸縮や「そり」の発生を抑制しなければならない。
このようなアニール装置に具備されるフラッシュランプ及びトリガー部材からなるランプユニットは、例えば特許文献1に記載されている。
図9は、特許文献1に記載されたランプユニット1の説明図である。図9(a)はフラッシュランプ2の長手方向に沿った断面図であり、図9(b)はフラッシュランプ2の長手方向に対して垂直方向に沿った断面図(図9(a)のB−B断面図)である。
ランプユニット1はフラッシュランプ2とトリガー部材3により構成される。
フラッシュランプ2は、例えば石英ガラスからなる棒状の発光管25の密閉された内部26に、例えばキセノン(Xe)ガスからなる発光ガスが封入される。さらに、棒状の発光管25の内部26には、その中心軸に延在するように棒状のリード21,22に接続された一対の電極23,24が対向して配置される。各電極23,24に接続されたリード21,22は、発光管25の長手方向における両端から突出する。
フラッシュランプ2の発光管25の外面には、例えばタングステンからなる棒状の導体34がトリガー部材3として発光管25の長手方向に沿って配設される。この棒状の導体34の両端には、導体34をフラッシュランプ2に固定するバンド5が発光管の外周面に巻き回されて設けられる。
図10は、フラッシュランプ2を点灯させるランプ点灯装置の回路構成例である。
フラッシュランプ2の電極23,24はランプ点灯回路50に接続され、トリガー部材3を構成する導体34はトリガー点灯回路53に接続される。
ランプ2の点灯開始前、電極23,24に接続されたコンデンサCに、充電器51から点灯電流制御用インピーダンス52を介して電圧が印加され、エネルギーが蓄えられる。ランプ2の点灯時、トリガー点灯回路53から導体34に電圧が印加されることで、フラッシュランプ2の電極23,24間で絶縁破壊が起こり、コンデンサCに蓄えられたエネルギーが直ちにフラッシュランプ2に投入される。
このようにしてフラッシュランプ2が点灯することで、短時間に極めて高い放射輝度を有する放射光が得られるフラッシュ点灯状態となる。
特開2001−185088公報
近時の要望として、例えばシリコンウエハ表層に浅い拡散層(pn接合)を形成(イオン注入した不純物活性化)する工程において、シリコンウエハ表層に形成される拡散層の部分をさらに浅く形成したいという要望があった。そのためには、フラッシュランプ2のフラッシュパルス幅を従来のものより短くすることで、例えばシリコンウエハ表層における加熱される層を、従来よりさらに浅い位置のみで加熱することが考えられる。
パルス幅を短くしたとしても、拡散層形成に必要な放射輝度はほとんど同じであるので、コンデンサに充電される充電電圧を上昇させることになる。
従来のランプユニット1を用いてコンデンサの充電電圧を従来の値より上昇させていくと、導体34にトリガー電圧を印加する前に、電極23,24とトリガー部材3である導体34との間に絶縁破壊が起こって、一方の電極とトリガー部材34との間で電流が流れ、発光管25の外面に沿ってこの電流が流れる場合がある。このように、トリガー部材3と他方の電極との間で電流が流れることで、ランプ2が点灯を開始してしまい、コンデンサには所望の充電電圧まで印加できない問題が起きた。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、ランプ点灯開始前における電極とトリガー部材との間での絶縁破壊を抑制することができるとともに、フラッシュ点灯を確実に行なうことができるランプユニットを提供することである。
本発明においては、上記課題を次のように解決する。
(1)一対の電極と、該電極を内部に設けた発光管とからなるフラッシュランプと、上記発光管の外方に設けたトリガー用の導体と、から構成されるランプユニットにおいて、上記発光管の外方に、上記一対の電極を結ぶ軸に沿って、少なくとも該電極間の全長に渡って、誘電性を有するトリガー管を設け、該トリガー管内を大気圧より減圧状態にするか、または内部に不活性ガスを封入し、該トリガー管内に、上記電極間の空間部分の領域上における長さが、上記電極間距離以下の導体を設け、該導体の少なくとも一部を上記電極上に配置する。すなわち、導体を、電極が設けられた領域を発光管の径方向に延長した領域上および電極間の空間部分を発光管の径方向に延長した領域上に跨って配置し、該導体の上記電極間の空間部分の領域上における長さを、上記電極間距離以下とする。
(2)上記(1)において、上記導体を、上記電極上であって電極間の空間部分を除いた領域上に配置する。すなわち、上記導体を、電極が設けられた領域を発光管の径方向に延長した領域上のみに配置し、電極間の空間部分を発光管の径方向に延長した領域上には上記導体が配置されないようにする。
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)発光管の外方に、上記一対の電極を結ぶ軸に沿って、少なくとも該電極間の全長に渡って、誘電性を有するトリガー管を設け、該トリガー管内を大気圧より減圧状態にするか、または内部に不活性ガスを封入し、該トリガー管内に、上記電極間の空間部分の領域上における長さが、上記電極間距離以下の導体を設け、該導体の少なくとも一部を上記電極上に配置したので、電極と導体との間における絶縁破壊に要するエネルギーを大きくすることができ、ランプ点灯開始前における電極とトリガー部材との間での絶縁被壊を抑制することができる。また、該導体の長さに応じて上記絶縁破壊に要するエネルギーの大きさを変えることができ、これにより、電極に接続されたコンデンサに所望の電位を印加することができる。
また、電極間の全長に渡って、誘電性を有するトリガー管を設けているので、トリガー管と電極との距離を近接することができ、また、電極と導体との間に、トリガー管の肉厚と、トリガー管の内部の減圧状態又は不活性ガスとを介在させることができる。
このため、ランプ点灯開始時において、導体に電圧が印加されると、導体を内部に有するトリガー管は誘電性を有しているため、トリガー管に電位がかかり、高電位側の電極からこれに近接したトリガー管に電流が流れ、さらにトリガー管に近接した低電位側の電極に電流を流すことができる。
すなわち、一対の電極とトリガー管とを近接させることにより、ランプ点灯開始時における絶縁破壊を容易にすることができ、フラッシュランプによるフラッシュ点灯を確実に行なうことができ、コンデンサに蓄えられた所望のエネルギーが直ちにフラッシュランプに投入され、所望のパルス幅で極めて高い放射強度を有する放射光を得ることができる。(2)上記導体を、上記電極上であって電極間の空間部分上を除いた領域に配置することにより、ランプ点灯開始前における電極とトリガー部材との間での絶縁被壊をさらに抑制することができ、また、電極間で発生する放電により生ずる光が、上記導体で妨げられることがなく、ランプからの光を効率よく利用することができる。
本発明に係る第1の実施例を図1を用いて説明する。
図1は、第1の実施例に係るランプユニット1の説明図である。図1(a)はランプユニット1に具備されるフラッシュランプ2の長手方向に沿った断面図であり、図1(b)はランプユニット1に具備されるフラッシュランプ2の長手方向に対して垂直方向に沿った断面図(図1(a)のA−A断面図)である。図1(c)は、図1(a)のランプユニット1を構成するフラッシュランプ2とトリガー部材3との支持構造の説明図である。図1においては、図9に示したものと同じものに同一の符号を付している。
本実施例において、図1(a)及び図1(b)に示すように、ランプユニット1は、フラッシュランプ2とトリガー部材3とにより構成される。
フラッシュランプ2は、例えば石英ガラスからなる棒状の発光管25の密閉された内部26に、例えばキセノン(Xe)ガスからなる希ガスが発光ガスとして封入される。さらに、棒状の発光管25の内部26には、その中心軸に延在するように棒状のリード21,22に接続された一対の電極(陽極23及び陰極24)が対向して配置される。各電極(陽極23及び陰極24)に接続された棒状のリード21,22は、発光管25の長手方向における両端から突出する。
このリード21,22は例えばタングステン(W)により形成される。また、一方のリード21の先端に設けられた陽極23は例えばタングステン(W)により形成され、他方のリード22の先端に設けられた陰極24は例えばバリウム・アルミネート(Ba・Al2 3 )を含有するタングステン(W)により形成される。
直管状の発光管25の外面には、この外面に沿うように並行してトリガー部材3が設けられる。
このトリガー部材3は、例えば石英ガラスのような誘電性を有する部材からなる直管状のトリガー管31と、このトリガー管31の中心軸に延在するように設けられた例えばタングステン(W)からなる導体34により構成される。トリガー管31の一端(図1(a)においては、トリガー管31における陰極24側の端部)には、封止部33が形成される。トリガー管31の封止部33は、トリガー管31の一端から伸びる例えば石英ガラスのパイプ体を溶融状態にして圧潰するピンチシール法により形成される。封止部33の内部には、導体34と外部リード36とを電気的に接続する例えばモリブデン(Mo)からなる金属箔35が埋設される。
また、図1(c)に示すように、第1の支持体41と第2の支持体42がそれぞれ発光管25の外面と、トリガー管31の外面に当接され、ランプユニット1は第1の支持体41と第2の支持体42とによって押圧されて挟持される。
なお、このトリガー管31の封止部33は、トリガー管31の一端から伸びる例えば石英ガラスのパイプ体を溶融状態にして内部を減圧することによる、いわゆるシュリンクシール法により形成してもかまわない。
また、トリガー管31の封止部33は、金属箔35を埋設しないで、導体34の外周に加熱した中間ガラス(導体34とトリガー管31の中間的な線膨張率のガラス)を直接巻きつけ、石英ガラスに溶着して封止するグレーテッドシール法であってもかまわない。
このように密閉されたトリガー管31の内部32、例えば0.01Torr以下にまで減圧された状態にするか、又は、例えば10Torr以上の窒素(N2 )ガスのような不活性ガスが封入される。
トリガー部材3のトリガー管31は、一対の電極である陽極23及び陰極24が設けられた領域上(すなわち電極23,24が設けられた部分を発光管の径方向に延長した領域)、および、電極間(距離L1)の空間部分上(すなわち電極間の空間部分を発光管の径方向に延長した領域)に跨って、発光管25の外面の部分に、少なくともその全長に亘って発光管25と当接し、並行するように配設される。
さらに、トリガー管31の内部32に設けられた導体34は、本実施例では導体34の、電極23,24間の空間部分の領域上の長さが一対の電極23,24間距離L1の半分以下であり、電極間(距離L1)の空間部分上(すなわち電極間の空間部分を発光管の径方向に延長した領域)および一方の電極(例えば電極24)が設けられた領域上(すなわち電極が設けられた部分を発光管の径方向に延長した領域上)に配設される。
なお、導体34の長さは、上記に限定されるわけではなく、電極23,24間の空間部分の領域上の長さが電極間距離L1より短ければよく、要は必要とされる絶縁破壊に要するエネルギーの大きさ等に応じて適宜選定する。
図2は、本発明に係る第2の実施例に係るランプユニット1の説明図であり、ランプユニット1に具備されるフラッシュランプ2の長手方向に沿った断面図を示す。フラッシュランプ2の長手方向に対して垂直方向に沿った断面図は図1(a)に示したものと同様である。
図2において、トリガー部材3のトリガー管31は、図1に示したものと同様、一対の電極である陽極23及び陰極24が設けられた部分上および、電極間(距離L1)の空間部分上に跨って、発光管25の外面の部分に、少なくともその全長に亘って発光管25と当接し、並行するように配設される。
また、トリガー管31の内部32に設けられた導体34は、本実施例では一方の電極(例えば電極24)が設けられた領域上(すなわち電極が設けられた部分を発光管の径方向に延長した領域)に配設される。すなわち、トリガー管31の内部32に設けられた導体34は、対向する電極23,24間(距離L1)の空間部分上に、位置しないように配設される。
その他の構成は図1に示した第1の実施例と同様であり、例えば石英ガラスからなる棒状の発光管25の密閉された内部26に、例えばキセノン(Xe)ガスからなる希ガスが発光ガスとして封入され、棒状の発光管25の内部26に、その中心軸に延在するように棒状のリード21,22に接続された一対の電極(陽極23及び陰極24)が対向して配置される。各電極(陽極23及び陰極24)に接続された棒状のリード21,22が、発光管25の長手方向における両端から突出する。
第1、第2の実施例に係るランプユニットの数値例を以下に挙げる。
発光管25の長手方向における全長L2は580mmであり、電極23,24間距離L1は500mmである。発光管25の外径L3が13mmであり、発光管25の内径L4が10.5mmであり、発光管25の内部26に封入されるキセノン(Xe)ガスは、450Torrである。
トリガー管31の長手方向における全長L5は540mmであり、トリガー管31の外径L6が4mmであり、トリガー管31の内径L7が2mmである。
トリガー管31の内部32に配置された導体34の先端と陽極23との管軸方向の距離L9は、第1の実施例においては250mm、第2の実施例においては550mmである
上述の第1、第2の実施例に係るランプユニット1は、具備されるアニール装置において、図1(c)に示したように、フラッシュランプ2の発光管25とトリガー部材3のトリガー管31とが、発光管25の外面に当接された第1の支持体41とトリガー管31の外面に当接された第2の支持体42とによって押圧されて挟持され、フラッシュランプ2の一対の電極(陽極23及び陰極24)に図示しないランプ2電源が電気的に接続される。トリガー部材3のトリガー管31の内部32に設けた導体34には、図示しないトリガー電源が電気的に接続される。
そして、ランプ2の点灯前に、電極と図示しないランプ2電源との間に設けられた図示しないコンデンサに、図示しないランプ2の電源から所望の電圧が印加され、エネルギーが蓄えられる。
ランプ2の点灯時、図示しないトリガー電源から導体34に電圧が印加されることで、トリガー管31に電圧が印加され、トリガー管31を介して一対の電極23,24間で絶縁破壊が起こり、図示しないコンデンサに蓄えられたエネルギーが直ちにフラッシュランプ2に投入される。このエネルギーが投入されることにより、発光管25の内26部に封入された例えばキセノン(Xe)ガスからなる発光ガスが励起される。このようにフラッシュランプ2がランプ2点灯することで、短時間に極めて高い放射輝度を有する放射光が得られるフラッシュ点灯状態となる。
第1、第2の実施例においては、上記電極23,24間の空間部分の領域上における導体34の長さを、上記電極間距離L1の半分以下とし、該導体34の少なくとも一部を上記電極上に配置したので、電極23,24と導体34との絶縁距離を伸ばすことができる。
このため、ランプ2の点灯前において、電極23,24と導体34との間における絶縁破壊を要するエネルギーを大きくすることができる。すなわち、ランプ2の点灯前における電極23,24とトリガー部材3との間での絶縁破壊を抑制することができるので、電極23,24とトリガー部材3との間で電流が流れることを抑制できる。これにより電極23,24に接続された図示しないコンデンサに所望の電位を印加することができる。
特に、後述する実験2における図7の実験結果に示すように、トリガー管31の内部32に設けた導体34を、電極23,24間距離L1の半分以下の長さとすることにより、ランプ2の点灯前、電極23,24と導体34との間における絶縁破壊に要するエネルギーを大きくすることができる。
特に、第2の実施例のように、導体34を一方の電極が設けられた領域上のみに配設することにより、ランプ2の点灯前における、電極23,24と導体34との間における絶縁破壊に要するエネルギーをさらに大きくすることができる。また、電極間で発生する放電により生ずる光を、上記導体34が妨げることがない。このため、ランプからの光を効率よく利用することができる。
さらに、第1、第2の実施例に係るランプユニット1は、導体34を誘電性を有するトリガー管31の内部32に設けたことにより、電極23,24と導体34との間に、トリガー管31の肉厚と、トリガー管31の内部32の減圧状態又は不活性ガスとを介在させることができる。
第1、第2の実施例に係るランプユニット1は、ランプ2点灯時において、導体34に電圧が印加されると、導体34を内部32に有するトリガー管31は誘電性を有しているため、直ちにトリガー管31に電位がかかり、フラッシュランプ2の電極23,24に接続されたコンデンサに蓄えられた所望のエネルギーを直ちにフラッシュランプ2に投入され、所望のパルス幅で極めて高い放射強度を有する放射光を得ることができる。
特に、後述する実験1における図6の実験結果に示すように、トリガー管31の内部32には不活性ガスを封入することで、ランプ2点灯前、電極23,24と導体34との間における絶縁破壊に要するエネルギーを大きくすることができる。
また、第1、第2の実施例に係るランプユニット2は、トリガー管31の長さを一対の電極23,24間距離L1と少なくとも同等にしたことにより、トリガー管31と一対の電極(陽極23及び陰極24)との距離を近接することができる。
このため、ランプ2の点灯時においては、導体34に電圧が印加されることにより、トリガー管31に電位がかかり、高電位側の電極23からこれに近接したトリガー管31に向かって電流が流れ、さらにトリガー管31に沿って発光管25の内部26の長手方向に電流が流れ、その上でトリガー管31に近接した低電位側の電極24に電流を流すことができる。すなわち、一対の電極23,24とトリガー管31とを近接させることにより、ランプ2点灯時における絶縁破壊を容易にすることができ、フラッシュランプ2によるフラッシュ点灯を確実に行なうことができる。
上記本発明に係るランプユニット1の効果を示すため、以下の本発明のランプユニット1と比較例1,2とを用いて以下の実験1〜3を行なった。
図3に上記比較例1の構成を示す。
図3は、前記図1、図2と同様、ランプユニット1に具備されるフラッシュランプ2の長手方向に沿った断面図であり、図1、図2に示したものと同じものには同一の符号を付している。
図3に示すものは、トリガー部材3を構成する導体34の、発光管25の管軸方向の長さを電極間距離L1より長くしたものである。
すなわち、トリガー部材3のトリガー管31は、一対の電極である陽極23及び陰極24が設けられた領域上および電極間(距離L1)の空間部分の領域上であって、発光管25の外面の部分にまたがって、少なくともその全長に亘って発光管25と当接し、並行するように配設される。
また、トリガー管31の内部32に設けられた導体34は、上記トリガー管31と同様、一対の電極である陽極23及び陰極24が設けられた領域上および電極間(距離L1)の空間部分の領域上にまたがって、発光管25の外面の部分に少なくともその全長に亘って配設される。
図4に上記比較例2の構成を示す。
図4は、前記図1、図2と同様、ランプユニット1に具備されるフラッシュランプ2の長手方向に沿った断面図であり、図1、図2に示したものと同じものには同一の符号を付している。
図4に示すものは、トリガー部材3を構成するトリガー管31の、発光管25の管軸方向の長さを電極間距離L1の半分以下とし、導体34の長さをトリガー管31と同様の長さとしたものである。
(1)実験1
実験1では、トリガー管を有しない従来のランプユニット(図9参照)とトリガー管を有するランプユニットについて耐電圧性を比較した。
すなわち、従来のランプユニット1として、トリガー部材3をフラッシュランプ1の発光管25の外面に設け、図9に示す従来に係るランプユニット1を構成した。また、トリガー管を有するランプユニット1として、トリガー部材3を発光管25の外面に設けた本実施例として図2に示すランプユニット1を構成した。
実験1に用いたフラッシュランプ2は、発光管25の内部26にキセノン(Xe)ガスを封入したものを準備した。具体的には、図5(a)に示すキセノン(Xe)ガスの封入量の異なる3種類のフラッシュランプA〜Cを準備した。
フラッシュランプA:キセノンガスの封入量300Torr
フラッシュランプB:キセノンガスの封入量450Torr
フラッシュランプC:キセノンガスの封入量600Torr
・フラッシュランプA〜Cはキセノンガスの封入量以外は以下の共通する構成を有する。 発光管25:石英ガラス(全長L2=580mm、内径L4=10.5mm、外径L3=13mm)
・陰極24:バリウム・アルミネートを含有するモリブデン
・陽極23:タングステン
・電極23,24間距離L1:500mm
また、実験1に用いたトリガー部材は、従来のランプユニット1を構成するための導体のみからなるトリガー部材3として棒状のタングステンを準備した。
また、上記本実施例と比較するランプユニット1を構成するためのトリガー部材3として棒状のタングステンからなる導体34を内部32に封入した石英ガラスからなるトリガー管31を準備した。
具体的には、図5(b)に示すように、1種類の従来に係るトリガー部材(従来例)と、トリガー管31の内部を減圧またはキセノンガスを封入した3種類のトリガー部材を準備した。
・従来例:トリガー管31無し
・トリガー部材a:トリガー管31の内部32が減圧状態(0.01Torr)
・トリガー部材b:トリガー管31の内部32がキセノンガス(100Toor)
・トリガー部材c:トリガー管31の内部32がキセノンガス(450Toor)
・従来例に係るトリガー部材:導体34がタングステン棒(全長520mm,外径1mm)
・トリガー部材a:導体34がタングステン棒(外径1mm)
・トリガー部材b:導体34がタングステン棒(外径1mm)
・トリガー部材c:導体34がタングステン棒(外径1mm)
トリガー部材a〜cに係る導体34は、一方の電極が設けられた領域上のみに配置し、電極23,24間距離L1の空間部分の領域上に配置しないように構成する(L9が550mmのトリガー部材)。
また、トリガー部材a〜cに係るトリガー管31は前記比較例1に示したものであり、以下の共通する構成を有する。
・トリガー管31:石英ガラス(全長L5=540mm、内径L7=2mm、外径L6=4mm)
・金属箔35:モリブデン箔
実験1では、上記導体34及びトリガー管31を有するランプユニットをランプハウスに取り囲まれた暗所に配置し、これらランプユニットに対してコンデンサ容量が200μFのコンデンサに印加する充電電圧を上げていき、トリガー部材3に電圧を印加しない状態で、電極23,24間で絶縁破壊が起きたときの電圧を測定した。その測定結果を、図6に示す。
図6に示すように、フラッシュランプA〜Cのいずれにおいても、トリガー管31を有するランプユニット1の耐電圧性が優れていることが分かる。
特に、トリガー管31にキセノンガスを封入したトリガー管b及びcを有すランプユニットの耐電圧性が優れていることも示している。
(2)実験2
実験2においては、本発明に係るランプユニット1において、トリガー管31の内部32に配置された導体34の先端の発光管径方向に伸びる線から、陽極23の先端の発光管径方向に伸びる線までの発光管25の管軸方向に伸びる距離(図1に示すL9)を変化させたときの耐電圧性を比較した。
実験2では、上記距離L9が0mm(導体34が、陽極23及び陰極24が設けられた領域上および電極間の空間部分の領域上に跨って配設された図3の比較例1)、250mm(図1に示す第1の実施例のランプユニット)、375mm、500mm(電極23,24間の空間部分を径方向に延長した領域上にある発光管25の外方の部分に、導体34が配設されていないランプユニット)、550mm(図2に示す第2の実施例のランプユニット)の5種類の本発明に係るランプユニットを準備した。
各ランプユニットは以下の共通する構成を有する。
<フラッシュランプ>
・発光管25:石英ガラス(全長L2=580mm、内径L4=10.5mm、外径L3=13mm)
・発光管25の内部26:450Torr
・陰極24:バリウム・アルミネートを含有するモリブデン
・陽極23:タングステン
・電極23,24間距離L1:500mm
<トリガー部材3>
・導体34:タングステン棒(外径=1mm)
・トリガー管31:石英ガラス(内径L7=2mm、外径L6=4mm)
・トリガー管31の内部32:キセノンガス(450Torr)
・金属箔35:モリブデン箔
実験2では、各ランプユニットをランプハウスに取り囲まれた暗所に配置し、各ランプユニット1に対して、コンデンサ容量が200μFのコンデンサに印加する充電電圧を上げていき、トリガー部材3に電圧を印加しない状態で、電極23,24間で絶縁破壊が起きたときの電圧を測定した。その測定結果を、図7に示す。
図7に示すように、トリガー管31の先端の発光管径方向に伸びる線から陽極23の先端の発光管径方向に伸びる線までの発光管25の管軸方向に伸びる距離L9が大きければ大きいほど耐電圧性を向上させることができるが、特に距離L9が250mm以上、すなわち、導体34の、電極23,24間の空間部分の領域上の長さを一対の電極23,24間距離L1の半分以下にすることにより耐電圧性を向上させることができる。
さらに、トリガー管31の内部32に設けられた導体34を、一方の電極が設けられた領域上のみに配置し、電極23,24間距離L1の空間部分の領域上に配置しないように構成する(L9が500mm及び図2に示した550mmのランプユニット)ことで、ランプ2の点灯前の電極23,24と導体34との間における耐電圧性を向上させることができる。また、このように構成すれば、電極間で発生する放電により生ずる光を、上記導体34が妨げることもない。
(3)実験3
実験3においては、トリガー管31の長さを変えてランプ2点灯性を比較した。
すなわち、電極23,24に接続されたコンデンサに6KVの充電電圧を印加した本発明に係るランプユニット1において、一対の電極(陽極23及び陰極24)の対向する電極23,24間(距離L1)の空間部分上の発光管25の外面の部分におけるトリガー管31の長さ(図4に示すL10)を変化させたとき、トリガー管31に電圧を印加したことによるランプ2の点灯性を比較した。
実験3においては、対向する電極23,24間の空間部分を発光管25の径方向に延長した領域におけるトリガー管31の長さL10が、0mm(すなわち、対向する電極23,24間の空間部分を発光管25の径方向に延長した領域以外の領域にトリガー管31が配設されたランプユニット)、250mm(すなわち、対向する電極23,24間の空間部分を発光管の径方向に延長した領域の半分に亘ってトリガー管31が配設されたランプユニット、図4に示すランプユニット)、375mm、500mm(すなわち、対向する電極23,24間の空間部分を発光管の径方向に延長した領域の全長に亘ってトリガー管31が配設されたランプユニット)、550mm(すなわち、対向する電極23,24間の空間部分を発光管の径方向に延長した領域の全長に亘ってトリガー管31が配設されたランプユニット1であって、さらにトリガー管31の50mmが、電極23,24の配設された領域を発光管の径方向に延長した領域上にある図3に示すランプユニット)の5種類のランプユニットを準備した。
なお、トリガー管31の内部32に配設される導体34は、トリガー管31の内部32のその長手方向における略全長に亘って配設される。
各ランプユニット1の以下の共通する構成を有する。
<フラッシュランプ>
・発光管25:石英ガラス(全長L2=580mm、内径L4=10.5mm、外径L3=13mm)
・発光管25の内部26:450Torr
・陰極24:バリウム・アルミネートを含有するモリブデン
・陽極23:タングステン
・電極23,24間距離L1:500mm
<トリガー部材>
・導体34:タングステン棒(外径=1mm)
・トリガー管31:石英ガラス(内径L7=2mm、外径L6=4mm)
・トリガー管31の内部32:キセノンガス(450Torr)
・金属箔35:モリブデン箔
実験3では、各ランプユニットをランプハウスに取り囲まれた暗所に配置し、各ランプユニット1に対して、コンデンサ容量が200μFのコンデンサに6KVの充電電圧を印加した状態で、トリガー部材31に15KVの電圧を印加したときを試行回数1回とし、試行回数計10回のうち、フラッシュランプ2が発光した回数(発光回数)が何回あったかを調べた。その結果を図8に示す。
図8に示すように、トリガー部材3のトリガー管31は、電極23,24間の空間部分を径方向に延長した領域上の発光管25の外面の部分に、少なくともその全長に亘って当接させることにより、10回の試行において10回全てランプ2点灯させることができた。このことから、トリガー管31の長さは、電極23,24間の距離L1以上であることが望ましい。
本発明の第1の実施例に係るランプユニットの説明図である。 本発明の第2の実施例に係るランプユニットの説明図である。 比較例1のランプユニットの説明図である。 比較例2のランプユニットの説明図である。 実験1における実験条件の説明図である。 実験1における実験結果の説明図である。 実験2における実験結果の説明図である。 実験3における実験結果の説明図である。 従来に係るランプユニットの説明図である。 従来に係るランプユニットのランプ点灯装置の構成例を示す図である。
符号の説明
1 ランプユニット
2 フラッシュランプ
21 一方のリード
22 他方のリード
23 陽極
24 陰極
25 発光管
26 発光管の内部
3 トリガー部材
31 トリガー管
32 トリガー管の内部
33 封止部
34 導体
35 箔
36 外部リード
41 第1の支持体
42 第2の支持体
L1 一対の電極(陽極及び陰極)の対向する電極間距離
L2 発光管の長手方向における全長
L3 発光管の外径
L4 発光管の内径
L5 トリガー管の長手方向における全長
L6 トリガー管の外径
L7 トリガー管の内径
L8 トリガー管の内部における導体の長手方向の全長
L9 トリガー管の内部に配置された導体の先端と陽極の先端の発光管の管軸方向に伸びる距離
L10 対向する電極間の空間部分を発光管径方向に延長した領域上の発光管の外面の部分におけるトリガー管の長さ

Claims (2)

  1. 一対の電極と、該電極を内部に設けた発光管とからなるフラッシュランプと、上記発光管の外方に設けたトリガー用の導体と、から構成されるランプユニットにおいて、
    上記発光管の外方に、上記一対の電極を結ぶ軸に沿って、少なくとも該電極間の全長に渡って、誘電性を有するトリガー管を設け、
    該トリガー管内を大気圧より減圧状態にするか、または内部に不活性ガスを封入し、
    該トリガー管内に、上記電極間の空間部分の領域上における長さが、上記電極間距離より短い導体を設け、該導体の少なくとも一部を上記電極上に配置した
    ことを特徴とするランプユニット。
  2. 上記導体を、上記電極上であって電極間の空間部分上を除いた領域に配置した
    ことを特徴とする請求項1に記載のランプユニット。
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