JP4501431B2

JP4501431B2 - 閃光放電ランプ装置

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Publication number: JP4501431B2
Application number: JP2004003052A
Authority: JP
Inventors: 貴文溝尻; 満池内
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: JP2005197512A

Description

本発明は、閃光放電ランプ装置に関し、詳しくは、例えば半導体ウエハなどの基板を加熱処理するために用いられる閃光放電ランプ装置、あるいは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造工程の熱処理、例えばアモルファスシリコンをポリシリコンへ結晶化する処理を行うために用いられる閃光放電ランプ装置に関するものである。

現在、例えば半導体製造工程においては、例えばシリコンウエハなどの基板の表面に酸化膜を形成するための成膜工程や、シリコンウエハの表層部分におけるシリコン結晶に対してホウ素や砒素などの不純物イオンを注入した状態において、例えば１０００℃以上の熱処理を施すことにより当該不純物を拡散させる拡散工程などを行うに際して、基板を光照射によって加熱処理することが行われており、閃光放電ランプを光源（加熱源）として備えた閃光放射装置が用いられている。

このような閃光放電ランプを備えた閃光放射装置によれば、被処理物であるシリコンウエハにおける極表面層を短時間で処理することができるので、例えば拡散処理を行う場合に際して、シリコンウエハに注入された不純物イオンのプロファイルを壊すことがなく、しかも、シリコンウエハの温度上昇を抑制することができ、これにより、シリコンウエハの変形や破損を防止することができる、などの利点がある。

一方、近年においては、シリコンウエハの大面積化（大口径化）の要請があり、このような要請に対して、例えば多数本の棒状の閃光放電ランプを備え、当該多数本の閃光放電ランプが一斉に点灯される構成の閃光放射装置が用いられるようになってきている。
このような閃光放射装置においては、各閃光放電ランプが一斉に点灯された場合に、各閃光放電ランプには、他の閃光放電ランプに流れる放電電流によってローレンツ力が加わる結果、当該閃光放電ランプを移動させたり、破損させたりすることがあるので、例えば、隣接する閃光放電ランプ同士において流れる放電電流の向きが互いに逆向きになる状態で多数本の閃光放電ランプを配設し、これにより、隣接する閃光放電ランプ同士によって生起されるローレンツ力を相殺し、各閃光放電ランプに加わるローレンツ力を低減する技術が提案されている（特許文献１参照。）。
特開２００２−２３１４８８号公報

しかしながら、このような閃光放射装置においても、閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプの各々には、当該閃光放電ランプに隣接する閃光放電ランプによるローレンツ力を低減させるための閃光放電ランプが存在しないため、当該隣接する閃光放電ランプによるローレンツ力のみが作用することとなり、当該ローレンツ力によって、最外側に位置される閃光放電ランプが移動したり、破損したりすることがある、という問題がある。

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、複数本の閃光放電ランプを備えてなり、当該閃光放電ランプの点灯時に、最外側に位置される閃光放電ランプに作用するローレンツ力を低減することができ、従って、当該最外側に位置される閃光放電ランプが破損することを確実に防止することができる閃光放電ランプ装置を提供することにある。

本発明の閃光放電ランプ装置は、複数本の棒状の閃光放電ランプが、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプに流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなるよう、配設されてなり、各々の閃光放電ランプがパルス幅が１０μｓｅｃ以上の点灯条件で一斉に点灯される閃光放電ランプ装置において、
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプのそれぞれの外側に、アルミニウムよりなる金属板が当該複数本の閃光放電ランプのランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、当該金属板は、その厚みが２ｍｍ以上のものであって、当該金属板の表面と最外側に位置される閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離が９〜２１ｍｍとなる状態とされていることを特徴とする。

本発明の閃光放電ランプ装置は、複数本の棒状の閃光放電ランプが、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプに流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなるよう、配設されてなり、各々の閃光放電ランプがパルス幅が１０μｓｅｃ以上の点灯条件で一斉に点灯される閃光放電ランプ装置において、
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプのそれぞれの外側に、金属板が当該複数本の閃光放電ランプのランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、
当該金属板は、下記（式１）で示されるアルミニウム等価厚みｔが２ｍｍ以上のものであって、当該金属板の表面と最外側に位置される閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離が９〜２１ｍｍとなる状態とされていることを特徴とする。

上記（式１）中において、ｄは、実際に用いられる金属板構成材料の厚み〔ｍｍ〕、ρは、実際に用いられる金属板構成材料の抵抗率〔Ωｍ〕、μｒは、実際に用いられる金属板構成材料の比透磁率、ρ_Alは、アルミニウムの抵抗率〔Ωｍ〕、μｒ_Alは、アルミニウムの比透磁率を、それぞれ、示す。

本発明の閃光放電ランプ装置においては、金属板を２種以上の金属が重ね合わされてなる複合板により構成することができる。

本発明の閃光放電ランプ装置によれば、基本的には、閃光放電ランプの点灯時において、隣接する閃光放電ランプにおける放電電流の流れる向きが互いに逆方向となるよう配置されていることにより、最外側に位置されるものを除く閃光放電ランプにおいては、隣接する２つの閃光放電ランプによって生起されるローレンツ力が実質的に互いに相殺され、個々の閃光放電ランプに作用するローレンツ力が低減され、しかも、特定の厚みのアルミニウムよりなる金属板が、最外側に位置される閃光放電ランプとの最近接距離が適正な大きさに調整された状態で、配設されていることにより、最外側に位置される閃光放電ランプには、当該閃光放電ランプに隣接する閃光放電ランプによるものと互いに逆方向のローレンツ力が作用すると共に、金属板によるローレンツ力が適正な大きさとなるよう調整され、その結果、最外側に位置される閃光放電ランプに作用するローレンツ力を低減することができ、当該閃光放電ランプが移動したり、破損したりすることを確実に防止することができる。

また、各々の閃光放電ランプに加わるローレンツ力が低減されて、当該ローレンツ力によって閃光放電ランプが移動することを確実に防止することができるので、閃光放電ランプの配設間隔を小さく設定することができ、従って、被処理物に対して実質的に均一な照度で光を照射することができる。

金属板がアルミニウム以外の金属材料により構成されている場合であっても、当該金属材料の厚み、並びに最外側に位置される閃光放電ランプと金属板の表面との最短離間距離を特定の大きさに規定することにより、実際上十分な効果を得ることができる。

以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る閃光放電ランプ装置の一例における構成の概略を示す平面図、図２は、図１に示す閃光放電ランプ装置の、閃光放電ランプに直交する断面を示す部分断面図である。なお、図１においては、便宜上、ランプ支持部材および反射板を省略した状態で示してある。
この閃光放電ランプ装置においては、複数本例えば５本の棒状の閃光放電ランプ１０が、各々のランプ中心軸Ｃが互いに平行に伸び、ランプ点灯時に、隣接する閃光放電ランプ１０において放電電流の流れる方向が互いに逆向きとなるよう、配設されており、各々の閃光放電ランプ１０は、両端部において、ランプ支持部材２０によって各々のランプ中心軸Ｃが同一平面上に位置された状態で支持されている。
各閃光放電ランプ１０の後方（閃光放電ランプ装置の光放射方向の反対側）には、反射板２１が閃光放電ランプ１０と同方向に伸びるよう設けられている。

各閃光放電ランプ１０は、いずれも、両端が封止された直管状の発光管１１を備えており、この発光管１１内には、陰極１２および陽極１３が対向配置されていると共に、当該陰極１２または陽極１３を先端に有する電極芯棒１４，１５が発光管１１内をその管軸方向に沿って伸び、後端が発光管１１の両端におけるシール部を介して外方に突出するよう配置されている。
発光管１１を構成する材料としては、例えば石英ガラス、サファイア、アルミナ等を例示することができる。
各閃光放電ランプ１０における発光管１１の外表面には、両端が封止された、例えば石英ガラスよりなる直管状の誘電体部材１６が、発光管１１の外周面に接触した状態で発光管１１と平行にその管軸方向に伸びるよう、両端が適宜の支持部材（図示せず）によって支持されて配設されており、誘電体部材１６の内部空間には、線条のトリガー電極１７が配設されている。トリガー電極１７は、誘電体部材１６の端部に埋設された金属箔を介して図示しないトリガ電圧印加用リード棒に接続されており、陰極１２および陽極１３の間に印加される電圧とは独立したトリガー電圧が印加される。
また、各閃光放電ランプ１０における発光管１１内には、例えばアルゴン、キセノン、クリプトン及びこれらの混合ガスが発光物質として適宜の量で封入されている。

この閃光放電ランプ装置においては、閃光放電ランプ１０の配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプ（以下、「最外側閃光放電ランプ１０Ａ、１０Ｂ」という。）のそれぞれの外側の位置に、アルミニウムよりなる金属板３０，３０が一端部分が反射板２１の端部に固定され、各閃光放電ランプ１０のランプ中心軸Ｃの各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプ１０と同方向に伸びるよう配置されている。この例においては、金属板３０，３０は、最外側閃光放電ランプ１０Ａ、１０Ｂの発光管１１の外部において、陰極１２および陽極１３の電極間に亘って伸びる状態で配置されている。

金属板３０，３０は、厚みｄ，ｄが２ｍｍ以上のものとされ、最外閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂのランプ中心軸Ｃ，Ｃと当該金属板３０，３０の表面との最近接距離（最短離間距離）Ｌ，Ｌの大きさが９〜２１ｍｍとなる状態で配置されている。

閃光放電ランプの各々は、パルス幅が１０μｓｅｃ以上、好ましくは０．２〜５ｍｓｅｃ、特に好ましくは０．４〜５ｍｓｅｃの点灯条件で点灯される。ここに、パルス幅の下限値を１０μｓｅｃとしたのは、電源の設計が困難となり実用に供さないものとなるためである。

この閃光放電ランプ装置における閃光放電ランプの具体的な仕様およびその他の点灯条件を示すと、発光管１１の外径が１０〜１５ｍｍ、発光管１１の全長が３６０〜５８０ｍｍ、陰極１２と陽極１３との電極間距離で示される発光長が２８０〜５００ｍｍであり、ランプ電流値が１．５〜５ｋＡ、入力エネルギーが１〜１１ｋＪである。

上記構成の閃光放電ランプ装置においては、各閃光放電ランプ１０が一斉に点灯される。具体的には、各閃光放電ランプ１０における陰極１２および陽極１３の間に電圧を印加すると共に各閃光放電ランプ１０のトリガー電極１７にトリガー電圧を印加することにより、各閃光放電ランプ１０からフラッシュ光が発生され、このフラッシュ光からの直射光と反射板２１からの反射光とが図示しない被処理物に照射され、これにより、被処理物に対して加熱処理が行われる。

而して、上記構成の閃光放電ランプ装置によれば、基本的には、複数本の閃光放電ランプ１０が、隣接する閃光放電ランプ１０における放電電流の流れる向きが互いに逆方向となるよう、配置されていることにより、最外側に位置されるものを除く閃光放電ランプ１０においては、隣接する２つの閃光放電ランプ１０によって生起されるローレンツ力が実質的に互いに相殺され、これにより、個々の閃光放電ランプ１０に加わるローレンツ力が低減され、しかも、特定の厚みのアルミニウムよりなる金属板３０，３０が、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂとの最近接距離Ｌが適正な大きさに調整された状態で、配設されていることにより、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂには、金属板３０，３０によって、当該最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに隣接する閃光放電ランプ１０，１０によるローレンツ力と互いに逆方向であって、適正な大きさとされたローレンツ力が作用する。以下、この現象について具体的に説明する。

最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに放電電流が流れることによって生ずる磁界が金属板３０内に進入する深さ（以下、「表皮深さ」ともいう。）δは、下記（式２）で示される。

ここに、（式２）中において、ρは、金属板構成材料の抵抗率〔Ωｍ〕、μ＝μ₁×μ₀であり、μ₁は、金属板構成材料の比透磁率、μ₀は、真空の透磁率〔Ｈ／ｍ〕、ｆは、磁束の周波数〔Ｈｚ〕であり、磁束の周波数ｆ〔Ｈｚ〕は、実際上、閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに対してローレンツ力が関与するのがランプ電流の立ち上がり時間Ｔｒ〔ｓｅｃ〕の間と考えることができるので、時間Ｔｒ〔ｓｅｃ〕のプロファイルをもつ正弦波ｆ〔Ｈｚ〕＝１／４Ｔｒで示すことができる。
そして、上記のランプ点灯条件の範囲において、例えばパルス幅が２００μｓｅｃの点灯条件で閃光放電ランプを点灯させる場合について考えると、磁束の周波数ｆは２．５ｋＨｚであり、上記（式２）により、表皮深さδは１．７ｍｍ程度と算出される。
従って、パルス幅が２００μｓｅｃ以下の点灯条件に設定される場合には、上記（式２）によりパルス幅が短くなるに従って表皮深さδが小さくなるので、表皮深さδは１．７ｍｍ以下となる。一方、パルス幅が２００μｓｅｃより大きい点灯条件で点灯される場合には、パルス幅が長くなるに従って表皮深さδは大きくなるので、点灯条件に応じてアルミニウムよりなる金属板３０の厚みを適宜に設定すればよいことになる。
従って、アルミニウムよりなる金属板３０の厚みｄが２ｍｍ以上であれば、表皮深さδが確実に金属板３０の厚みｄより小さくなる状態を得ることができ、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに生ずる磁界が金属板３０を通り抜けることがなく、金属板３０の内部においては、当該金属板３０の内部に進入してきた磁界が打ち消されるよう、うず電流が生じるその結果、当該うず電流によって生じた磁界によって、ローレンツ力が最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに当該最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに隣接する閃光放電ランプ１０によるローレンツ力と互いに逆方向に作用し、しかも、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂと金属板３０，３０の表面との最近接距離Ｌを特定の大きさに設定することにより、後述する実験例から明らかなように、金属板３０，３０による最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに対するローレンツ力の大きさが適正な大きさに調整される。最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂと金属板３０，３０の表面との最近接距離Ｌが９ｍｍより小さい場合および２１ｍｍより大きい場合には、いずれも、十分なローレンツ力低減効果を得ることができない。
従って、単に、金属板３０，３０を配置した構成のものであれば生ずる、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂの放電電流によって生ずる磁界が金属板３０，３０を通り抜けたり、あるいは、仮に隣接する閃光放電ランプ１０によるローレンツ力と逆向きのローレンツ力が偶発的に生じたとしても、当該ローレンツ力の大きさが隣接する閃光放電ランプ１０によるローレンツ力の大きさに対して十分な大きさあるいは適正な大きさでなかったりするなどの不具合が、上記構成の閃光放電ランプ装置によれば生ずることがなく、適正な大きさに調整されたローレンツ力を金属板３０，３０によって確実に発生させることができる。これにより、図３に示されているように、最外側閃光放電ランプ１０Ａの金属板３０に対する鏡像の位置に、最外側閃光放電ランプ１０Ａと放電電流の向きが互いに異なる閃光放電ランプＤが配置されている場合と実質的に同等の効果が得られ、最外側閃光放電ランプ１０Ａに作用する隣接する閃光放電ランプ１０によるローレンツ力Ｆが金属板３０によるローレンツ力Ｆ’によって低減され、これにより、当該最外側閃光放電ランプ１０Ａが移動したり、破損したりすることを確実に防止することができる。他方の最外側閃光放電ランプ１０Ｂについても同様である。

また、上記構成の閃光放電ランプ装置によれば、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに作用する隣接する閃光放電ランプ１０，１０によるローレンツ力が低減されるので、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂが隣接する閃光放電ランプ１０，１０によるローレンツ力によって移動することを防止することができ、閃光放電ランプ間の離間距離Ｒを小さく例えば１〜２ｍｍ程度に設定することが可能となり、被処理物に対して光を実質的に均一に放射することができる。

さらに、従来の構成のものであれば、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂに作用するローレンツ力を低減させるために必要とされる、例えば最外側閃光放電ランプの外側にダミーの閃光放電ランプを配置するなどの措置を講ずることが不要となるので、閃光放電ランプ装置における閃光放電ランプ（群）を配設するための占有スペースを大幅に増大させることがなく、閃光放電ランプ装置が大型化することを防止することができる。

以上においては、金属板がアルミニウムにより構成されてなる場合を例に挙げて説明したが、本発明における金属板を構成する材料は、アルミニウムに限定されるものではなく、閃光放電ランプが点灯されることに伴って生ずる磁束を内部（肉厚中）に進入させるものであれば、いかなるものも用いることができ、例えば鉄、真鍮、ニッケル等を例示することができる。
以下に、金属板をアルミニウム以外の金属材料で構成する場合について説明する。

金属板３０をアルミニウム以外の金属で構成する場合には、下記（式１）で示されるアルミニウム等価厚みｔが２．０ｍｍ以上となるよう、実際に用いられる金属板構成材料の厚みｄが設定されると共に、最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂのランプ中心軸Ｃ，Ｃと金属板３０，３０の表面との最近接距離Ｌが９〜２１ｍｍとなる状態に設定される。

上記（式１）において、ｄは、実際に用いられる金属板構成材料の厚み〔ｍｍ〕、ρは、実際に用いられる金属板構成材料の抵抗率〔Ωｍ〕、μｒは、実際に用いられる金属板構成材料の比透磁率、ρ_Alは、アルミニウムの抵抗率〔Ωｍ〕、μｒ_Alは、アルミニウムの比透磁率を、それぞれ、示す。

一例を示すと、金属板構成材料として鉄が用いられる場合には、アルミニウム等価厚みｔを２．０ｍｍ以上とするために必要な金属板３０の厚みｄは、上記（式１）により、０．１ｍｍ以上と算出される。

金属板３０がアルミニウム以外の金属材料により構成される場合には、実際に用いられる金属材料の厚みｄをアルミニウム等価厚みｔが２．０ｍｍ以上となるよう設定すると共に、金属板３０，３０の表面と最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂのランプ中心軸Ｃ，Ｃとの最近接距離Ｌ，Ｌが特定の大きさとなる状態に設定することにより、金属板３０をアルミニウムにより構成した場合と同様に、実際上十分な効果を得ることができる。

以上において、金属板３０は、単一の金属材料により構成されたものであっても、２種以上の金属材料層が重ね合わされてなる複合材料により構成されたものであっても、いずれのものでもよい。

金属板３０を複合材料により構成する場合には、金属板３０，３０は、当該複合材料を構成する各金属材料層の積層方向が閃光放電ランプの配列方向と一致するよう、配置される。
複合材料のアルミニウム等価厚みｔは、下記（式３）により算出することができ、このアルミニウム等価厚みｔが２ｍｍ以上となるよう各金属材料層の厚みが設定される。

上記（式３）において、ｄ_iは、複合材料を構成する各金属材料層の厚み〔ｍｍ〕、ρ_iは、複合材料を構成する各金属材料層の抵抗率〔Ωｍ〕、μｒ_iは、複合材料を構成する各金属材料層の比透磁率、ρ_Alは、アルミニウムの抵抗率〔Ωｍ〕、μｒ_Alは、アルミニウムの比透磁率を、それぞれ、示し、ｎは、複合材料を構成する金属材料層の積層数を示す。

複合材料を構成する金属材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、閃光放電ランプの配列方向に対して内側に位置される最表層、すなわち最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂと対向する金属材料層がアルミニウムよりなるものを用いることができる。このような複合材料が用いられる場合においては、アルミニウム層以外の他の金属材料層を構成する金属材料としては、特に限定されるものではないが、例えば鉄、銅、真鍮、ニッケル等を例示することができる。

例えばアルミニウムと鉄とからなる複合材料により金属板３０を構成する場合において、アルミニウム等価厚みｔを２．０ｍｍ以上とするために必要なそれぞれの金属材料層の厚みの一例を示すと、例えばアルミニウム層の厚みｄ_Alが０．５ｍｍ、鉄層の厚みｄ_Feが０．０９ｍｍ、複合材料全体の厚み（ｄ_Al＋ｄ_Fe）が０．５９ｍｍである。

金属板３０が複合材料により構成されてなる閃光放電ランプ装置においても、複合材料全体の厚み（複合材料を構成する各金属材料層の厚み）を、アルミニウム等価厚みｔが２．０ｍｍ以上となるよう設定すると共に、金属板３０，３０の表面と最外側閃光放電ランプ１０Ａ，１０Ｂのランプ中心軸Ｃ，Ｃとの最近接距離Ｌ，Ｌが特定の大きさとなる状態に設定することにより、実際上十分な効果を得ることができる。

以下、本発明の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群＞
〔閃光放電ランプ装置の作製〕
図４に示す構成に従って本発明に係る閃光放電ランプ装置を作製した。
この閃光放電ランプ装置は、３０本の閃光放電ランプ（１０）が、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプ（１０）に流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなる状態で、配設されて構成されており、隣接する閃光放電ランプ（１０）のランプ中心軸間の離間距離（Ｒ）は１５．２ｍｍである。
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプ（１０Ａ，１０Ｂ）のそれぞれの外側には、アルミニウムよりなる金属板（３０，３０）が設けられており、この金属板はその先端側部分（同図において下端側部分）がランプ配置面と垂直な平面に対して外方に傾斜して伸びる形態を有する。
各閃光放電ランプ（１０）は、いずれも、同一の構成を有するものとされており、発光管（１１）は、外径が１３ｍｍ、内径が１０ｍｍ、全長が５８０ｍｍの直管状のものであり、陰極（１２）と陽極（１３）との間の離間距離で示される発光長の大きさは５００ｍｍである。図４において、２１は、アルミニウムよりなる反射板である。

この閃光放電ランプ装置において、下記表１に従って、金属板の厚み（ｄ）および金属板の表面と最外側閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離（Ｌ）の大きさを変更して、各閃光放電ランプを下記に示す点灯条件で一斉に点灯させたときに、一方の最外側閃光放電ランプ（１０Ａ）に作用するローレンツ力を測定して評価を行った。結果を下記表１に示す。
評価は、金属板を具備していない構成の閃光放電ランプ装置における最外側閃光放電ランプに加わるローレンツ力の大きさを基準（１００％）としたときのローレンツ力の相対値が５０％以下である場合を「○」、５０％より大きい場合を「△」、金属板によるローレンツ力低減効果がない場合、あるいは金属板によるローレンツ力が所期の方向と逆方向に作用する（逆効果）である場合を「×」とした。
最外側閃光放電ランプに加わるローレンツ力の測定は、閃光放電ランプの点灯時におけるランプ配置位置の変位量を測定することにより算出した。

〔ランプ点灯条件〕
・ランプ電流値；２．５ｋＡ
・パルス幅；２００μｓｅｃ

なお、この閃光放電ランプ装置は、閃光放電ランプの配列方向の中央位置に対して対称な構成とされており、他方の最外側閃光放電ランプ（１０Ｂ）についても同様の結果（傾向）が得られた。以下に示す実験例においては、一方の最外側閃光放電ランプ（１０Ａ）についての結果のみを示してあるが、他方の最外側閃光放電ランプ（１０Ｂ）についても同様の結果が得られた。

＜実験例２群＞
実験例１群において作製した閃光放電ランプ装置において、アルミニウムよりなる金属板を用いることに代えて、鉄よりなる金属板を用いたこと以外は同様の構成を有する閃光放電ランプ装置を作製し、実験例１群と同様にして、最外側閃光放電ランプに作用するローレンツ力を測定して評価を行った。結果を下記表２に示す。表２中の金属板の厚みの欄におけるかっこ内の数値は、アルミニウム等価厚みｔ〔ｍｍ〕を示す。

＜実験例３群＞
実験例１群において作製した閃光放電ランプ装置において、アルミニウムよりなる金属板を用いることに代えて、アルミニウムと銅とからなる複合材料よりなる金属板を用いたこと以外は同様の構成を有する閃光放電ランプ装置を作製し、実験例１群と同様にして、最外側閃光放電ランプに作用するローレンツ力を測定して評価を行った。結果を下記表３に示す。表３中の金属板の厚みの欄におけるかっこ内の数値は、アルミニウム等価厚みｔ〔ｍｍ〕を示す。

以上の結果より、アルミニウムよりなる厚みが２ｍｍ以上の金属板、またはアルミニウム以外の金属（鉄）あるいは複合材料（アルミニウムと銅）よりなるアルミニウム等価厚みが２ｍｍ以上の金属板を、金属板の表面と最外側閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離Ｌが９〜２１ｍｍとなる状態で設けることにより、ランプ点灯時において、最外側閃光放電ランプに作用するローレンツ力を、金属板を具備していない構成の閃光放電ランプ装置における最外側閃光放電ランプに作用するローレンツ力の５０％以下の大きさに低減することができることが確認され、このような構成の閃光放電ランプ装置においては、最外側閃光放電ランプの各々が移動したり、破損したりすることがなかった。

また、上記実験例１群〜実験例３群において、パルス幅の大きさを変更して実験例１群〜実験例３群と同様の実験を行ったところ、各閃光放電ランプを４００μｓｅｃまでの範囲内のパルス幅で点灯させた場合には、金属板をその表面と最外側閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離Ｌが９〜２１ｍｍとなる状態で設けると共に、アルミニウムよりなる金属板の厚み、あるいは、アルミニウム以外の金属（鉄）あるいは複合材料（アルミニウムと銅）よりなる金属板のアルミニウム等価厚みを２．５ｍｍ以上となるよう設定することにより、所期のローレンツ力低減効果が確実に得られることが確認された。
また、各閃光放電ランプを４００μｓｅｃより大きく８００μｓｅｃまでの範囲内のパルス幅で点灯させた場合には、金属板をその表面と最外側閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離Ｌが９〜２１ｍｍとなる状態で設けると共に、アルミニウムよりなる金属板の厚み、あるいは、アルミニウム以外の金属（鉄）あるいは複合材料（アルミニウムと銅）よりなる金属板のアルミニウム等価厚みを３ｍｍ以上となるよう設定することにより、所期のローレンツ力低減効果が確実に得られることが確認された。
さらに、各閃光放電ランプを８００μｓｅｃより大きく３０００μｓｅｃまでの範囲内のパルス幅で点灯させた場合には、金属板をその表面と最外側閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離Ｌが９〜２１ｍｍとなる状態で設けると共に、アルミニウムよりなる金属板の厚み、あるいは、アルミニウム以外の金属（鉄）あるいは複合材料（アルミニウムと銅）よりなる金属板のアルミニウム等価厚みを６ｍｍ以上となるよう設定することにより、所期のローレンツ力低減効果が確実に得られることが確認された。

本発明に係る閃光放電ランプ装置の一例における構成の概略を示す平面図である。図１に示す閃光放電ランプ装置の、閃光放電ランプのランプ中心軸に直交する断面を示す部分断面図である。金属板が設けられている場合における、最外側閃光放電ランプに生ずる磁界を模式的に示す説明図である。実験例において作製した本発明に係る閃光放電ランプ装置における構成の概略を、閃光放電ランプのランプ中心軸に直交する断面において示す部分断面図である。

符号の説明

１０閃光放電ランプ
１０Ａ、１０Ｂ最外側閃光放電ランプ
１１発光管
１２陰極
１３陽極
１４，１５電極芯棒
１６誘電体部材
１７トリガー電極
２０ランプ支持部材
２１反射板
３０金属板

Claims

複数本の棒状の閃光放電ランプが、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプに流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなるよう、配設されてなり、各々の閃光放電ランプがパルス幅が１０μｓｅｃ以上の点灯条件で一斉に点灯される閃光放電ランプ装置において、
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプのそれぞれの外側に、アルミニウムよりなる金属板が当該複数本の閃光放電ランプのランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、当該金属板は、その厚みが２ｍｍ以上のものであって、当該金属板の表面と最外側に位置される閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離が９〜２１ｍｍとなる状態とされていることを特徴とする閃光放電ランプ装置。
複数本の棒状の閃光放電ランプが、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプに流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなるよう、配設されてなり、各々の閃光放電ランプがパルス幅が１０μｓｅｃ以上の点灯条件で一斉に点灯される閃光放電ランプ装置において、
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプのそれぞれの外側に、金属板が当該複数本の閃光放電ランプのランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、
当該金属板は、下記（式１）で示されるアルミニウム等価厚みｔが２ｍｍ以上のものであって、当該金属板の表面と最外側に位置される閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離が９〜２１ｍｍとなる状態とされていることを特徴とする閃光放電ランプ装置。
金属板が、２種以上の金属が重ね合わされてなる複合材料よりなることを特徴とする請求項２に記載の閃光放電ランプ装置。