JP2014011303A - Flash lamp instantaneous heating apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 フラッシュランプの発光強度の波形を様々に制御でき、加熱対象に合わせた最適な加熱が実現できるフラッシュランプ瞬間加熱装置を提供することである。
【解決手段】 フラッシュランプF1と、フラッシュランプF1に対して並列にした複数のコンデンサC1〜Cnと、各コンデンサC1〜CnとフラッシュランプF1との間、もしくは所定のコンデンサC1〜CnとフラッシュランプF1との間に設けたスイッチング素子S1〜Snと、上記コンデンサに充電するための充電回路E1〜Enと、上記スイッチング素子のオン動作のタイミングを制御する制御回路2とを備えた。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flash lamp instantaneous heating device capable of variously controlling a waveform of light emission intensity of a flash lamp and realizing an optimum heating according to a heating target.
SOLUTION: A flash lamp F1, a plurality of capacitors C1 to Cn arranged in parallel with the flash lamp F1, and between each capacitor C1 to Cn and the flash lamp F1, or a predetermined capacitor C1 to Cn and the flash lamp F1. Switching elements S1 to Sn, charging circuits E1 to En for charging the capacitor, and a control circuit 2 for controlling the timing of the on operation of the switching elements.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、フラッシュランプの放射エネルギーを利用して、半導体基板などの熱処理に用いるフラッシュランプ瞬間加熱装置に関する。 The present invention relates to a flash lamp instantaneous heating apparatus used for heat treatment of a semiconductor substrate or the like by using radiant energy of a flash lamp.
従来から、半導体基板や、プリンテッドエレクトロニクスの製造プロセスにおける熱処理技術として、フラッシュランプを利用した瞬間加熱装置が利用されている。
このような加熱処理は、その加熱対象によって必要な加熱条件が異なる。例えば、半導体基板などを熱処理によって改質する場合には、目的の温度まで昇温する必要があるとともに、急激な昇温、降温によるひび割れや破壊を防止するため半導体基板など材質や大きさに応じた条件設定が必要である。
また、基板表面の金属インクの焼成・焼結処理をする場合には、基板が変質したり、破壊したりしない加熱条件が必要である。
Conventionally, an instantaneous heating device using a flash lamp has been used as a heat treatment technique in a manufacturing process of a semiconductor substrate or printed electronics.
Such heat treatment requires different heating conditions depending on the heating target. For example, when modifying a semiconductor substrate by heat treatment, it is necessary to raise the temperature to the target temperature, and depending on the material and size of the semiconductor substrate, etc., to prevent cracking and destruction due to sudden temperature rise and fall. Condition setting is required.
Further, when baking and sintering the metal ink on the surface of the substrate, heating conditions are required so that the substrate is not altered or destroyed.
具体的には、フラッシュランプの電極にスイッチング素子を介してコンデンサを接続し、上記スイッチング素子を制御することで、コンデンサからの放電電流を制御するとともに、この放電電流によってフラッシュランプを発光させるようにしている。そして、上記コンデンサからの放電電流で発光するフラッシュランプの発光強度を、熱処理の目的に応じた強度にするため、スイッチング素子を制御しながら、放電電流の波形などを制御するようにしている。 Specifically, a capacitor is connected to the electrode of the flash lamp via a switching element, and the discharge current from the capacitor is controlled by controlling the switching element, and the flash lamp is caused to emit light by this discharge current. ing. Then, in order to make the light emission intensity of the flash lamp that emits light with the discharge current from the capacitor in accordance with the purpose of the heat treatment, the waveform of the discharge current and the like are controlled while controlling the switching element.
例えば、特許文献1に示す加熱装置は、目的の発光強度を実現するため、フラッシュランプに供給する放電電流の波形をスイッチング素子によって制御している。
つまり、上記スイッチング素子に対して上記目的の波形に対応するアナログ信号を入力し、このアナログ信号によって、スイッチング素子の内部インピーダンスを変化させるようにしている。これによって、上記アナログ信号に対応した波形の放電電流を、電流を制御するためのインピーダンスを持ったスイッチング素子を介してフラッシュランプに流すようにしている。従って、フラッシュランプに放電電流を流している間は、電流制御のためのインピーダンスを持った上記スイッチング素子に電流が流れ続けることになる。
For example, in the heating device shown in
That is, an analog signal corresponding to the target waveform is input to the switching element, and the internal impedance of the switching element is changed by the analog signal. As a result, a discharge current having a waveform corresponding to the analog signal is caused to flow to the flash lamp via a switching element having an impedance for controlling the current. Therefore, while a discharge current is flowing through the flash lamp, the current continues to flow through the switching element having an impedance for current control.
また、特許文献2の装置は、上記スイッチング素子をパルス信号によってオン・オフ制御し、フラッシュランプに流れる電流値を制御するものである。このような装置では、上記パルス信号のパルス幅と、その繰り返し回数を変更することによってスイッチング素子を流れる放電電流の時間を制御し、フラッシュランプの発光強度と発光時間とを制御するようにしている。このような装置のもとでは、スイッチング素子のオン・オフ制御を頻繁にしなければならない。
Moreover, the apparatus of
上記したように特許文献1に記載の装置では、スイッチング素子はアナログ信号で制御されるので、フラッシュランプの発光強度を大きくして、しかも、その発光時間を長く保とうとすれば、高電圧が作用している当該スイッチング素子には、フラッシュランプの発光時間に相当する長い時間、電流を制御するためのインピーダンスを持った状態で電流が流れ続けることになる。
このように電流を制御するためのインピーダンスを持ったスイッチング素子に電流が長い時間流れ続ければ、その損失パワーが大きくなってスイッチング素子が発熱し、スイッチング素子の寿命が短くなってしまうという問題があった。
As described above, in the device described in
If the current continues to flow through the switching element having the impedance for controlling the current for a long time, the loss power increases, the switching element generates heat, and the life of the switching element is shortened. It was.
一方、特許文献2のパルス信号を用いた制御でも、一つのスイッチング素子を繰り返しオン・オフさせるため、やはりオン・オフ時の損失パワーが大きく、スイッチング素子のダメージも大きくなるという問題があった。
このように、従来の上記いずれの装置も、スイッチング素子に対する負荷が大きいので、発光時間を長く保ったり、あるいは頻繁にオン・オフ制御をしたりすることが難しかった。そのために、様々な加熱条件に対応することが難しくなるという問題を解消できなかった。
On the other hand, even in the control using the pulse signal of
As described above, in any of the conventional devices described above, since the load on the switching element is large, it is difficult to keep the light emission time long or to frequently perform on / off control. Therefore, the problem that it becomes difficult to cope with various heating conditions could not be solved.
この発明の目的は、スイッチング素子の負担を大きくすることなく、フラッシュランプの発光強度の波形を様々に制御でき、加熱対象に合わせた最適な加熱が実現できるフラッシュランプ瞬間加熱装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a flash lamp instantaneous heating device that can control the waveform of the emission intensity of the flash lamp in various ways without increasing the burden on the switching element, and can realize optimum heating according to the heating target. is there.
第1の発明は、フラッシュランプと、上記フラッシュランプに対して並列にした複数のコンデンサと、上記各コンデンサとフラッシュランプとの間、もしくは所定のコンデンサとフラッシュランプとの間のいずれかに設けたスイッチング素子と、上記コンデンサに充電するための充電回路とからなる放電回路を備え、この放電回路に、上記スイッチング素子のオン動作のタイミングを制御する制御回路を接続したことを特徴とする。 The first invention is provided in either a flash lamp, a plurality of capacitors in parallel with the flash lamp, and between each of the capacitors and the flash lamp or between a predetermined capacitor and the flash lamp. A discharge circuit comprising a switching element and a charging circuit for charging the capacitor is provided, and a control circuit for controlling the timing of the ON operation of the switching element is connected to the discharge circuit.
第2の発明は、フラッシュランプと、上記フラッシュランプに対して並列にした複数のコンデンサと、上記各コンデンサとフラッシュランプとの間、もしくは所定のコンデンサとフラッシュランプとの間のいずれかに設けたスイッチング素子と、上記コンデンサに充電するための充電回路とからなる放電回路を複数備えるとともに、これら複数の放電回路に、上記スイッチング素子のオン動作のタイミングを制御する制御回路を接続したことを特徴とする。 The second invention is provided in either a flash lamp, a plurality of capacitors in parallel with the flash lamp, and between each of the capacitors and the flash lamp or between a predetermined capacitor and the flash lamp. A plurality of discharge circuits comprising a switching element and a charging circuit for charging the capacitor are provided, and a control circuit for controlling the timing of the ON operation of the switching element is connected to the plurality of discharge circuits. To do.
第3の発明は、上記充電回路を上記コンデンサごとに個別に設けたことを特徴とする。 The third invention is characterized in that the charging circuit is individually provided for each capacitor.
第4の発明は、上記コンデンサとフラッシュランプとの間におけるいずれかの位置にインダクタンス素子を設けたことを特徴とする。 The fourth invention is characterized in that an inductance element is provided at any position between the capacitor and the flash lamp.
第5の発明は、上記各コンデンサに対応させて、インダクタンス素子を設けたことを特徴とする。 The fifth invention is characterized in that an inductance element is provided corresponding to each of the capacitors.
第1の発明によれば、一つのフラッシュランプに並列に接続した複数のコンデンサから放電されるそれぞれの放電電流を、任意に組み合わせることによって、様々な発光条件に対応させることができる。
特に、コンデンサとスイッチング素子との組を多くして、順次放電させるようにすれば、個々のスイッチング素子には、1回のオン動作による瞬間的な放電電流しか流れないので、個々のスイッチング素子は損失パワーが少なくなり、高温になることがない。しかも、各コンデンサを連続的に放電させれば、フラッシュランプの発光時間を長くすることも簡単にできる。そして、フラッシュランプの発光時間を長くしたとしても、上記のように個々のスイッチング素子には、1回のオン動作による瞬間的な放電電流しか流れないので、スイッチング素子のダメージを大きくすることもない。
また、上記のように各スイッチング素子の損失パワーが少なくなるので、その分、発熱量も少なくなる。従って、スイッチング素子を放熱するための装置が大型化することもない。
According to the first invention, it is possible to cope with various light emission conditions by arbitrarily combining the discharge currents discharged from a plurality of capacitors connected in parallel to one flash lamp.
In particular, if the number of sets of capacitors and switching elements is increased and discharged sequentially, only an instantaneous discharge current due to one ON operation flows through each switching element. Loss power decreases and does not become high temperature. In addition, if each capacitor is discharged continuously, the flash lamp emission time can be easily extended. Even if the light emission time of the flash lamp is increased, since only an instantaneous discharge current due to one ON operation flows through each switching element as described above, the damage to the switching element is not increased. .
Further, since the loss power of each switching element is reduced as described above, the amount of heat generation is also reduced accordingly. Therefore, the apparatus for dissipating heat from the switching element does not increase in size.
第2の発明によれば、複数の放電回路を備えることによって、それら各放電回路に設けたそれぞれのフラッシュランプを同時に発光させて、光の照射面積を大きくすることができる。
また、個々のフラッシュランプの発光パターンは、第1の発明と同様に、スイッチング素子のオン動作のタイミングを制御するだけで様々に変更できる。
従って、スイッチング素子のダメージも小さくしながら、大きな照射面に対しても様々な加熱条件に対応できる。
According to the second invention, by providing a plurality of discharge circuits, it is possible to simultaneously emit light from the respective flash lamps provided in each of the discharge circuits, thereby increasing the light irradiation area.
In addition, the light emission pattern of each flash lamp can be variously changed just by controlling the ON operation timing of the switching element, as in the first invention.
Therefore, it is possible to cope with various heating conditions even on a large irradiation surface while reducing damage to the switching element.
第3の発明によれば、各コンデンサの充電電圧を個別に制御することができるので、充電回路ごとにコンデンサの充電電圧を変えて充電量を変化させ、コンデンサの放電電流のピーク値を変えることもできる。このように、一つの放電電流のピーク値を制御できれば、他のコンデンサの放電電流と合成することによって、発光電流の波形をより細かく制御し、様々な加熱条件に対応することができる。 According to the third invention, since the charging voltage of each capacitor can be individually controlled, the charging amount is changed by changing the charging voltage of the capacitor for each charging circuit, and the peak value of the discharging current of the capacitor is changed. You can also. As described above, if the peak value of one discharge current can be controlled, the waveform of the light emission current can be more finely controlled by combining with the discharge current of the other capacitor to cope with various heating conditions.
第4、5の発明によれば、インダクタンス素子によって、放電電流の立ち上がりを変化させるとともに、それに応じてピーク値を変化させることができる。例えば、放電電流の立ち上がりを緩やかにして、加熱温度の上昇を緩やかにすることができる。その結果、加熱対象の急激な昇温を抑えて、例えば、加熱対象の熱膨張によるひび割れの発生や、破壊などを防止することもできる。
さらに、放電電流の立ち上がりを緩やかにすれば、フラッシュランプにいきなり大電流がながれることを防止できるので、フラッシュランプの寿命を延ばすこともできる。
According to the fourth and fifth inventions, the rise of the discharge current can be changed by the inductance element, and the peak value can be changed accordingly. For example, the rise of the discharge current can be made gentle and the heating temperature can be made gentle. As a result, it is possible to suppress a rapid temperature increase of the heating target, and to prevent, for example, cracking due to thermal expansion of the heating target or destruction.
Furthermore, if the rise of the discharge current is made gentle, it is possible to prevent the flash lamp from suddenly flowing a large current, so that the life of the flash lamp can be extended.
特に、第5の発明によれば、各コンデンサに対応する放電電流の立ち上がりを個別に変化させることができるので、各コンデンサの放電電流を組み合わせて形成される発光電流の波形をより細かく制御することができる。 In particular, according to the fifth aspect of the invention, since the rise of the discharge current corresponding to each capacitor can be individually changed, the waveform of the light emission current formed by combining the discharge current of each capacitor can be controlled more finely. Can do.
この発明の第1実施形態のフラッシュランプ瞬間加熱装置は、図1に示す放電回路1を備えている。
上記放電回路1には、一つのフラッシュランプF1を備えるとともに、このフラッシュランプF1にはn個のコンデンサC1〜Cnを並列に接続している。そして、上記各コンデンサC1〜Cnには、この発明の充電回路である充電用電源E1〜Enを個別に接続している。
The flash lamp instantaneous heating apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a
The
また、各コンデンサC1〜CnとフラッシュランプF1との間には、それぞれインダクタンス素子L1〜Ln及びスイッチング素子であるサイリスタS1〜Snを設け、上記一つの充電用電源、コンデンサ、インダクタンス素子、サイリスタで構成する回路を、1つのチャンネルとしている。
図1に示す第1実施形態では、充電用電源E1と、コンデンサC1と、インダクタンス素子L1と、サイリスタS1とで構成される回路を第1のチャンネル1CH、充電用電源E2と、コンデンサC2と、インダクタンス素子L2と、サイリスタS2とで構成される回路を第2のチャンネル2CH、・・・充電用電源Enと、コンデンサCnと、インダクタンス素子Lnと、サイリスタSnとで構成される回路を第nのチャンネルnCHとし、これらチャンネル1CH〜nCHによってこの第1実施形態におけるフラッシュランプ瞬間加熱装置の放電回路1が構成されている。
In addition, inductance elements L1 to Ln and thyristors S1 to Sn as switching elements are provided between the capacitors C1 to Cn and the flash lamp F1, respectively, and are configured by the one charging power source, the capacitor, the inductance element, and the thyristor. The circuit to be used is one channel.
In the first embodiment shown in FIG. 1, a circuit composed of a charging power source E1, a capacitor C1, an inductance element L1, and a thyristor S1 is a first channel 1CH, a charging power source E2, a capacitor C2, A circuit composed of the inductance element L2 and the thyristor S2 is a second channel 2CH,... A circuit composed of the charging power source En, the capacitor Cn, the inductance element Ln, and the thyristor Sn. The
また、上記各チャンネルのサイリスタS1〜Snには、制御回路2を接続している。この制御回路2は、上記サイリスタS1〜Snのオン動作を制御する機能を備え、外部から発光指令が入力されたとき、各サイリスタS1〜Snの動作タイミングを制御する。
具体的には、発光指令信号が入力されたら、予め設定された手順に従って、各チャンネルのサイリスタS1〜Snにトリガ信号を入力し、サイリスタS1〜Snのスイッチ機能を順次オン動作させる。
The
Specifically, when a light emission command signal is input, a trigger signal is input to the thyristors S1 to Sn of each channel according to a preset procedure, and the switch functions of the thyristors S1 to Sn are sequentially turned on.
なお、コンデンサC1〜Cnには、上記制御回路2に発光指令が入力される前に、予め対応する充電用回路E1〜Enによって充電を完了させ、充電用電源からの出力を停止させておく。このように充電が完了した状態で、上記サイリスタS1〜Snのいずれかをオン動作させれば、そのサイリスタに対応したコンデンサからの放電電流がフラッシュランプF1へ供給される。
上記サイリスタS1〜Snは、制御回路2から入力されたトリガ信号によってオン動作し、コンデンサC1〜Cnからの上記放電電流を流すが、放電が終了して放電電流が流れなくなった時点で自動的にオフ状態になる。
Before the light emission command is input to the
The thyristors S1 to Sn are turned on by a trigger signal input from the
また、上記制御回路2には、トリガ駆動回路3が接続されている。
このトリガ駆動回路3は、フラッシュランプF1に高電圧のトリガパルスを供給するための回路である。この高電圧のトリガパルスを供給してフラッシュランプF1内の分子を活性化させることによって、上記サイリスタS1〜Snを流れた放電電流によって、フラッシュランプF1が確実に発光するようにしている。
そのため、上記制御回路2は、上記複数のサイリスタS1〜Snをそれぞれオン動作させるタイミングに合わせて、トリガパルスが出力されるようにトリガ駆動回路3を制御する。
A
The
Therefore, the
上記のように構成した加熱装置の作用と、この装置によって実現できる発光パターンについて説明する。
ここでは、説明を簡単にするため、図1の放電回路1が4つのチャンネルCH1〜CH4を備えている例を説明する。
また、この第1実施形態では、コンデンサC1〜C4はそれぞれ同一容量であり、各充電用電源E1〜E4によって充電される充電量も等しいものとする。また、インダクタンス素子L1〜L4も同一のものとする。
The operation of the heating apparatus configured as described above and the light emission pattern that can be realized by this apparatus will be described.
Here, in order to simplify the description, an example in which the
In the first embodiment, the capacitors C1 to C4 have the same capacity, and the charging amounts charged by the charging power sources E1 to E4 are also equal. The inductance elements L1 to L4 are also the same.
まず、この加熱装置の全てのサイリスタS1〜S4のオフ状態において、各充電用電源E1〜E4によって対応するコンデンサC1〜C4を充電しておく。上記充電用電源E1〜E4は、上記制御回路2によって制御されるように構成してもよいし、図示しない他の制御回路によって制御されるようにしてもよい。いずれにしても、充電用電源E1〜E4は、各コンデンサC1〜C4に接続されたサイリスタS1〜S4がオフ状態であるときに充電を開始し、制御回路2に発光指令が入力される前に充電が終了するように制御される。
First, in the off state of all the thyristors S1 to S4 of the heating device, the corresponding capacitors C1 to C4 are charged by the charging power sources E1 to E4. The charging power sources E1 to E4 may be configured to be controlled by the
なお、サイリスタS1〜S4は上記制御回路2からトリガ信号が供給されるとオン動作して放電電流を流すが、この放電電流が流れなくなった時点で自動的にオフ状態となる。つまり、上記サイリスタS1〜S4のオン・オフ状態は、放電電流が流れているか否かで判断することができる。従って、各チャンネルにおいて放電電流を検出し、その検出値がゼロになってから充電を開始するように充電用電源E1〜E4を制御することができる。
The thyristors S1 to S4 are turned on when a trigger signal is supplied from the
また、各サイリスタS1〜S4は予め設定された手順で制御されるので、発光指令の入力から各コンデンサC1〜C4の放電が終了するまでの時間は予め設定できる。そこで、発光指令の入力から所定時間経過した時点で、各サイリスタS1〜S4がオフ状態にあると判断して充電を開始するようにしてもよい。 Further, since each thyristor S1 to S4 is controlled according to a preset procedure, the time from the input of the light emission command to the end of the discharge of each capacitor C1 to C4 can be set in advance. Therefore, when a predetermined time has elapsed from the input of the light emission command, it may be determined that each of the thyristors S1 to S4 is in an off state and charging is started.
各コンデンサC1〜C4の充電が終了した状態で、上記制御回路2に発光指令が入力されると、制御回路2は第1のチャンネル1CHのサイリスタS1をオン動作させるとともに、上記トリガ駆動回路3を制御してトリガパルスを出力させる。
これにより、フラッシュランプF1には、トリガ駆動回路3からのトリガパルスとともにサイリスタS1を流れた放電電流が供給され、フラッシュランプF1が発光する。このときの発光強度を図2(a)に示すが、1CHの発光強度の波形はコンデンサC1の放電電流の波形に対応するものである。つまり、発光強度はサイリスタS1のオン動作に伴って立ち上がり、コンデンサC1の放電終了でゼロとなる。
When a light emission command is input to the
Thereby, the flash lamp F1 is supplied with the discharge current flowing through the thyristor S1 together with the trigger pulse from the
制御回路2は、発光指令が入力された時点t1(図2(a))から、所定のタイミングで、上記サイリスタS1〜S4を順次オン動作させるとともに、各オン動作のタイミングに合わせて上記トリガ駆動回路3を制御する。すなわち、上記トリガ駆動回路3は、上記サイリスタS1〜S4のオン動作のたびに動作して、フラッシュランプF1にトリガパルスを供給し発光させる。
The
この第1実施形態では、全てのコンデンサC1〜C4の充電量及びインダクタンス素子L1〜L4を等しくしている。そのため、各コンデンサC1〜C4の充電量に応じた放電電流の波形は等しく、その大きさも放電時間も同じである。
従って、各チャンネルの放電電流に応じた発光強度の波形も等しくなる。
つまり、所定の間隔を保って各サイリスタS1〜S4を順次オン動作させるようにすれば、フラッシュランプF1が、同じ発光強度で同じ時間、繰り返し発光することになる。そして、1回の発光指令に基づく第1〜第4のチャンネル1CH〜4CHまでの発光を、発光の1サイクルとすれば、1サイクルあたり4回発光することになる。
なお、図中の1CH、2CH,・・・は、各発光が、どのチャンネルの放電電流による発光なのかを示すものである。
In the first embodiment, the charge amounts of all the capacitors C1 to C4 and the inductance elements L1 to L4 are made equal. Therefore, the waveforms of the discharge currents corresponding to the charge amounts of the capacitors C1 to C4 are the same, and the magnitude and discharge time are the same.
Therefore, the waveform of the light emission intensity corresponding to the discharge current of each channel is also equal.
That is, if the thyristors S1 to S4 are sequentially turned on at a predetermined interval, the flash lamp F1 repeatedly emits light for the same time with the same light emission intensity. If light emission from the first to fourth channels 1CH to 4CH based on one light emission command is one light emission cycle, light emission is performed four times per cycle.
In the figure, 1CH, 2CH,... Indicate which channel emits light by each discharge current.
そして、上記制御回路2が、各サイリスタS1〜S4のオン動作の間隔を大きく制御すれば、図2(a)に示すように、上記1サイクルの時間が長くなり、加熱時間が長くなる。結果として、加熱対象を緩やかに昇温させることができる。
一方、各チャンネルのサイリスタS1〜S4のオン動作の間隔を短くすれば、図2(b)に示すように、各発光間隔が短くなり、それに伴って1サイクルの時間も短くなる。そのため、図2(a)の場合と比べて、短時間に加熱対象を昇温させることができる。
And if the said
On the other hand, if the interval between the ON operations of the thyristors S1 to S4 of each channel is shortened, as shown in FIG. 2B, each light emission interval is shortened, and accordingly, one cycle time is also shortened. Therefore, it is possible to raise the temperature of the heating target in a shorter time than in the case of FIG.
また、サイリスタS1〜S4のオン動作の間隔をさらに短くすれば、図2(c)に示すように、各チャンネルの放電による発光が重なって、フラッシュランプF1は連続発光することになる。図2(c)では、一つのチャンネルの放電による発光強度を破線で示し、全体としての発光強度を実線で示している。つまり、実線で示す波形の発光強度が必要な場合には、第1〜第4チャンネル1CH〜4CHのサイリスタS1〜S4を順次連続してオン動作させる制御をすればよい。 Further, if the interval between the ON operations of the thyristors S1 to S4 is further shortened, as shown in FIG. 2C, the light emission due to the discharge of each channel overlaps and the flash lamp F1 emits light continuously. In FIG. 2C, the light emission intensity due to the discharge of one channel is indicated by a broken line, and the light emission intensity as a whole is indicated by a solid line. That is, when the light emission intensity having the waveform shown by the solid line is necessary, the thyristors S1 to S4 of the first to fourth channels 1CH to 4CH may be sequentially turned on.
さらに、複数のチャンネルにおけるサイリスタS1〜S4を同時にオン動作させれば、図2(d)に示すように、大きな発光強度を実現できる。
このように、この第1実施形態の加熱装置は、各サイリスタS1〜S4のオン動作タイミングを制御するだけで、図2(a)〜(d)に示した発光パターンを実現できるので、これらの発光パターンを組み合わせることによって、様々な加熱条件に対応することができる。
Furthermore, if the thyristors S1 to S4 in a plurality of channels are simultaneously turned on, a large light emission intensity can be realized as shown in FIG.
As described above, the heating device of the first embodiment can realize the light emission patterns shown in FIGS. 2A to 2D only by controlling the ON operation timings of the thyristors S1 to S4. By combining the light emission patterns, various heating conditions can be handled.
そして、各サイリスタS1〜S4は、1回のオン動作によってほぼ瞬間的に放電電流が流れるだけなので、損失パワーは少なく、ダメージも少ない。
また、図2(c)のように、連続発光させたい場合や、図2(d)のように、一度に大きな発光強度を実現したい場合にも、個々のサイリスタS1〜S4に流れる電流は図2(a)の一つのチャンネルの場合と同様であり、個々のスイッチング素子のダメージや損失パワーを抑えた制御が可能になる。
In each thyristor S1 to S4, only a discharge current flows almost instantaneously by one ON operation, so that the loss power is small and the damage is small.
Further, when it is desired to continuously emit light as shown in FIG. 2C or when it is desired to realize a large emission intensity at once as shown in FIG. 2D, the currents flowing through the individual thyristors S1 to S4 are shown in FIG. This is the same as in the case of one channel 2 (a), and control that suppresses damage and power loss of individual switching elements becomes possible.
さらに、長時間の発光を実現したいときには、1サイクルで使用するチャンネル数を多くすれば、特定のスイッチング素子にダメージを与えることなく長い加熱時間を保つことができる。
従って、この第1実施形態の加熱装置では、上記サイリスタS1〜Snをオン動作させるタイミングを、上記制御回路2に、用途に応じていろいろ設定し、様々な加熱条件に対応することができる。
Furthermore, when it is desired to realize long-time light emission, if the number of channels used in one cycle is increased, a long heating time can be maintained without damaging a specific switching element.
Therefore, in the heating apparatus of the first embodiment, the timing for turning on the thyristors S1 to Sn can be set variously in the
なお、この第1実施形態では、上記トリガ駆動回路3が、各チャンネルの発光タイミングに合わせてトリガパルスをフラッシュランプF1に供給するようにしているが、図2(b)、(c)、(d)のように発光タイミングの間隔がある程度以上接近あるいは一致している場合には、トリガ駆動回路3によるトリガパルスの供給は最初の1回のみにして、あとは省略してもよい。なぜなら、発光タイミングが接近している場合には、直前の発光によってフラッシュランプF1内の分子が活性化しているからである。
In the first embodiment, the
また、フラッシュランプF1の放電を確実かつ安定化するために、上記トリガ駆動回路3を設ける代わりに常時微小のアーク放電を継続させるシマー回路を用いることもできる。この場合には、どのタイミングでも確実にフラッシュランプF1を発光させることができる。
Further, in order to reliably and stabilize the discharge of the flash lamp F1, a simmer circuit that continuously continues a small arc discharge can be used instead of providing the
さらに、上記第1実施形態では、全ての充電用電源E1〜E4の充電電圧と、コンデンサC1〜C4の容量とを同一とし、コンデンサC1〜C4の充電量を等しくしているが、各コンデンサC1〜C4の充電量を変えれば、チャンネルごとに放電電流量を変化させることもできる。
例えば、各充電用電源E1〜E4による充電電圧を変えて、第1〜第4のチャンネル1CH〜4CHの順に、コンデンサC1〜C4の充電量を大きくすれば、各放電電流による発光強度は、図3に示すようになる。このように充電量を変化させたコンデンサC1〜C4に対応する各サイリスタS1〜S4を、所定のタイミングt1,t2,t3,t4でオン動作させれば、1サイクル中で徐々に発光強度を大きくすることができる。
Further, in the first embodiment, the charging voltages of all the charging power sources E1 to E4 and the capacities of the capacitors C1 to C4 are made the same, and the charging amounts of the capacitors C1 to C4 are made equal. If the charge amount of .about.C4 is changed, the discharge current amount can be changed for each channel.
For example, if the charging voltage of each of the charging power sources E1 to E4 is changed and the charging amount of the capacitors C1 to C4 is increased in the order of the first to fourth channels 1CH to 4CH, the emission intensity due to each discharging current is as shown in FIG. As shown in FIG. If the thyristors S1 to S4 corresponding to the capacitors C1 to C4 whose charge amount is changed in this way are turned on at predetermined timings t1, t2, t3, and t4, the emission intensity gradually increases in one cycle. can do.
そして、図3のように充電量を変化させたコンデンサC1〜C4に対応したサイリスタS1〜S4の動作順序や、動作タイミングを変更すれば、さらに複雑な波形も実現でき、様々な発光パターンによって様々な加熱パターンを実現できる。
上記には、各充電用電源E1〜E4の充電電圧の大きさを異なる値にすることによって各コンデンサC1〜C4の充電量を変える例を説明したが、コンデンサC1〜C4の容量を変えることによってコンデンサの充電量を変えることもできる。
Further, if the operation order and operation timing of the thyristors S1 to S4 corresponding to the capacitors C1 to C4 whose charge amounts are changed as shown in FIG. 3 are changed, a more complicated waveform can be realized, and variously according to various light emission patterns. A simple heating pattern.
Although the example which changes the charge amount of each capacitor | condenser C1-C4 by making the magnitude | size of the charging voltage of each charging power supply E1-E4 into a different value was demonstrated above, by changing the capacity | capacitance of capacitor | condenser C1-C4 The charge amount of the capacitor can also be changed.
さらに、上記第1実施形態では、各チャンネル1CH〜nCHにおいて、コンデンサC1〜CnとサイリスタS1〜Snとの間にインダクタンス素子L1〜Lnを設けている。これらインダクタンス素子L1〜LnによってコンデンサC1〜Cnの放電電流の立ち上がりを緩やかにし、その波形を変えている。
例えば、インダクタンス素子L1〜Lnによって放電電流の立ち上がりを緩やかにすると、図4に示すように、実線で示す発光強度の波形が破線で示すようになる。すなわち、放電電流の立ち上がりを緩やかにするとは、放電電流のピーク値が下がり、波幅が大きくなることである。このように、インダクタンス素子L1〜Lnを用いることによっても、一つの発光強度の波形を調整し、そのピーク値と発光時間とを制御することが可能である。
Further, in the first embodiment, in each channel 1CH to nCH, the inductance elements L1 to Ln are provided between the capacitors C1 to Cn and the thyristors S1 to Sn. These inductance elements L1 to Ln moderate the rise of the discharge currents of the capacitors C1 to Cn and change their waveforms.
For example, when the rise of the discharge current is moderated by the inductance elements L1 to Ln, the waveform of the emission intensity indicated by the solid line is indicated by the broken line as shown in FIG. That is, to make the rise of the discharge current gentle means that the peak value of the discharge current is lowered and the wave width is increased. As described above, by using the inductance elements L1 to Ln, it is possible to adjust the waveform of one emission intensity and control the peak value and the emission time.
上記インダクタンス素子L1〜Lnを用いて、最初の放電電流の立ち上がりを緩やかにすれば、発光強度の立ち上がりに応じた加熱温度の上昇も緩やかになり、加熱対象を急激に昇温させることがなく、ひび割れなどの発生を防止できる。
また、供給される放電電流の立ち上がりが緩やかであれば、フラッシュランプF1の寿命を長くできるというメリットもある。
Using the inductance elements L1 to Ln, if the rise of the first discharge current is made gentle, the rise in the heating temperature according to the rise of the emission intensity becomes gentle, and the temperature of the heating target is not rapidly raised, Generation of cracks and the like can be prevented.
Further, if the rise of the supplied discharge current is slow, there is an advantage that the life of the flash lamp F1 can be extended.
なお、この第1実施形態は、各チャンネル1CH〜4CHのコンデンサC1〜C4には、個別に充電用電源E1〜E4が接続されているので、各コンデンサC1〜C4の充電を個別のタイミングで開始することができる。
つまり、コンデンサの放電が終了して対応するサイリスタがオフ状態になっていれば、他のコンデンサが放電中であったり、サイリスタがオフ状態で充電量を保っているコンデンサがあったとしても、上記放電が終了したコンデンサの充電を開始することが可能である。
In the first embodiment, since the charging power sources E1 to E4 are individually connected to the capacitors C1 to C4 of the channels 1CH to 4CH, charging of the capacitors C1 to C4 is started at individual timings. can do.
In other words, if the capacitor discharge is completed and the corresponding thyristor is in the off state, even if another capacitor is discharging or there is a capacitor in which the thyristor is in the off state and the charge amount is maintained, It is possible to start charging the capacitor after discharging.
そのため、上記サイリスタS1〜S4を順次オン動作させてコンデンサC1〜C4を放電させる1サイクル中であっても、先に放電が終了したコンデンサの充電を開始して、次の放電、すなわち次の発光のサイクルの開始を早くすることができる。
また、一度放電したコンデンサに再充電し、同一サイクル中に再放電させることによって、上記1サイクルを長くすることも可能である。
Therefore, even during one cycle in which the thyristors S1 to S4 are sequentially turned on to discharge the capacitors C1 to C4, charging of the capacitor that has been discharged first is started and the next discharge, that is, the next light emission. The start of the cycle can be made earlier.
It is also possible to lengthen the one cycle by recharging the capacitor once discharged and re-discharging during the same cycle.
図5に示す第2実施形態は、第1〜第nのチャンネルからなる放電回路7を備えた加熱装置であり、上記第1実施形態と同じ構成要素には図1と同じ符号を用いている。
この第2実施形態も、各チャンネル1CH〜nCHが、それぞれコンデンサC1〜Cn、インダクタンス素子L1〜Ln、サイリスタS1〜Snを備えている点は上記第1実施形態と同じである。
また、制御回路2が、各サイリスタS1〜Snのオン動作のタイミングを制御して、対応する各コンデンサC1〜Cnからの放電電流をフラッシュランプF1に供給する動作も第1実施形態と同じである。
The second embodiment shown in FIG. 5 is a heating device including a discharge circuit 7 composed of first to n-th channels, and the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the same constituent elements as those in the first embodiment. .
This second embodiment is also the same as the first embodiment in that each channel 1CH to nCH includes capacitors C1 to Cn, inductance elements L1 to Ln, and thyristors S1 to Sn, respectively.
The operation of the
但し、この第2実施形態では、全てのチャンネルに共通の充電用電源E0を接続し、全てのコンデンサC1〜Cnがこの充電用電源によって充電されるようにしている。
また、各チャンネルにはダイオードD1〜Dnを接続している。
このダイオードD1〜Dnは、他のチャンネルから電流が流れ込むことを防止するために設けたものである。もし、上記ダイオードD1がなければ、チャンネル1CHのサイリスタS1のみがオン動作してコンデンサC1が放電したとき、他のチャンネルのコンデンサ、例えばコンデンサC2が放電してその放電電流が上記コンデンサC1に供給されてしまうことになるので、このようなことを防止するために上記ダイオードD1〜Dnを設けている。
However, in this second embodiment, a common charging power source E0 is connected to all channels, and all capacitors C1 to Cn are charged by this charging power source.
Further, diodes D1 to Dn are connected to each channel.
The diodes D1 to Dn are provided to prevent current from flowing from other channels. If the diode D1 is not provided, when only the thyristor S1 of the channel 1CH is turned on and the capacitor C1 is discharged, the capacitor of the other channel, for example, the capacitor C2 is discharged and the discharge current is supplied to the capacitor C1. In order to prevent this, the diodes D1 to Dn are provided.
この第2実施形態においても、制御回路2は発光指令が入力された時点で、トリガ駆動回路3を制御するとともに、第1のチャンネル1CHのサイリスタS1をオン動作させ、その後、サイリスタS2〜Snについても、所定のタイミングで順次オン動作させ、目的の発光パターンを実現する。
この第2実施形態の加熱装置でも、制御回路2がサイリスタS1〜Snのオン動作のタイミングを制御することによって、複数のチャンネルの放電電流を組み合わせて様々な発光パターンを実現し、様々な加熱条件に対応することができる。
Also in the second embodiment, the
Also in the heating device of the second embodiment, the
この第2実施形態の過熱装置は、一つの充電用電源E0が全てのコンデンサンC1〜Cnの充電用になっているので、充電用電源E0を制御して個々のコンデンサC1〜Cnの充電量を変化させることはできない。但し、個々のコンデンサC1〜Cnの容量を変えれば、充電量を変化させることができる。
このように第2実施形態の放電回路7は、充電用電源E0が一つなので、コンデンサごとに充電電圧を変化させることはできないが、コンデンサごとに充電用電源を設ける場合と比べて加熱装置全体を小型化できるというメリットがある。
In the overheating device of the second embodiment, since one charging power source E0 is for charging all the capacitors C1 to Cn, the charging power source E0 is controlled to charge the individual capacitors C1 to Cn. Cannot be changed. However, the charge amount can be changed by changing the capacities of the individual capacitors C1 to Cn.
Thus, since the discharge circuit 7 of the second embodiment has one charging power source E0, the charging voltage cannot be changed for each capacitor, but the entire heating device is compared with the case where the charging power source is provided for each capacitor. There is an advantage that can be downsized.
また、この第2実施形態では、一つの充電用電源E0を複数のコンデンサC1〜Cnで共用しているため、全てのコンデンサC1〜Cnを同じタイミングで充電する必要がある。そのため、一つの発光指令に対応した1サイクルの放電において、必要な全てのチャンネルの放電が終了し、全てのサイリスタS1〜Snがオフ状態になってから、充電を開始するようにしている。
なお、サイリスタS1〜Snのオン・オフ状態は、放電電流が流れているか否かで判断することができる。従って、フラッシュランプF1の近傍で放電電流を検出し、その検出値がゼロになってから充電を開始するように充電用電源E0を制御することができる。
In the second embodiment, since one charging power source E0 is shared by a plurality of capacitors C1 to Cn, it is necessary to charge all the capacitors C1 to Cn at the same timing. For this reason, in one cycle of discharge corresponding to one light emission command, charging is started after all necessary channels are discharged and all thyristors S1 to Sn are turned off.
The on / off state of the thyristors S1 to Sn can be determined by whether or not a discharge current is flowing. Therefore, it is possible to detect the discharge current in the vicinity of the flash lamp F1, and to control the charging power source E0 so that charging is started after the detected value becomes zero.
また、各サイリスタS1〜Snは予め設定された手順で制御されるので、発光指令の入力から全放電が終了するまでの時間は予め設定できる。そこで、発光指令の入力から所定時間経過した時点で、サイリスタS1〜Snがオフ状態にあると判断して充電を開始するようにしてもよい。 Further, since each thyristor S1 to Sn is controlled according to a preset procedure, the time from the input of the light emission command to the end of the total discharge can be set in advance. Therefore, when a predetermined time has elapsed from the input of the light emission command, it may be determined that the thyristors S1 to Sn are in the off state and charging is started.
図6に示す第3実施形態は、放電回路8を備えた加熱装置であり、図1に示す第1実施形態の放電回路1におけるサイリスタS1に替えてダイオードD1を設けたものである。この放電回路8は、上記サイリスタS1に替えてダイオードD1を設けた以外は、上記第1実施形態と同じ構成である。
The third embodiment shown in FIG. 6 is a heating device provided with a
この第3実施形態では、発光の1サイクルにおいてフラッシュランプF1に最初に放電電流を供給するチャンネルを第1のチャンネル1CHと決めている。このチャンネル1CHのコンデンサC1の放電電流は、スイッチング素子の制御ではなく、上記トリガ駆動回路3からトリガパルスが供給されたタイミングでダイオードD1を介して流れるようにしている。
In the third embodiment, the channel that first supplies the discharge current to the flash lamp F1 in one cycle of light emission is determined as the first channel 1CH. The discharge current of the capacitor C1 of the channel 1CH is made to flow through the diode D1 at the timing when the trigger pulse is supplied from the
そして、上記第1のチャンネル1CH以外のチャンネルの放電電流は、上記した第1実施形態と同様に、制御回路2が所定のタイミングでサイリスタS2〜Snをオン動作させることでフラッシュランプF1へ供給される。
従って、この第3実施形態でも、各チャンネルのコンデンサC1〜Cnからの放電電流の供給タイミングを制御回路2によって制御し、様々な加熱条件に応じた発光パターンを実現できる。
この第3実施形態では、最初に放電電流を供給するコンデンサであって、ダイオードD1を接続したコンデンサC1以外のコンデンサが、フラッシュランプF1との間にスイッチング素子を設けるこの発明の所定のコンデンサということになる。
The discharge currents of the channels other than the first channel 1CH are supplied to the flash lamp F1 when the
Therefore, also in the third embodiment, the supply timing of the discharge current from the capacitors C1 to Cn of each channel is controlled by the
In the third embodiment, a capacitor that supplies a discharge current first and that is a capacitor other than the capacitor C1 to which the diode D1 is connected is a predetermined capacitor of the present invention in which a switching element is provided between the flash lamp F1. become.
このように、サイリスタS1に替えてダイオードD1を用いた場合には、制御回路2がサイリスタS1にトリガ信号を入力してオン動作させる制御が不要になるとともに、サイリスタS1よりも安価なダイオードを用いることができるというメリットがある。
なお、フラッシュランプF1に対し最初に放電電流を供給するチャンネルは第1のチャンネルに限らない。
また、最初に複数のチャンネルから同時に放電電流を供給することが決まっている場合には、複数のチャンネルにおいてサイリスタに替えてダイオードを用いることができる。
As described above, when the diode D1 is used in place of the thyristor S1, it is unnecessary to control the
Note that the first channel for supplying the discharge current to the flash lamp F1 is not limited to the first channel.
When it is determined that discharge currents are supplied simultaneously from a plurality of channels first, diodes can be used instead of thyristors in the plurality of channels.
図7に示す第4実施形態は、N個のフラッシュランプF1〜FNを備え、各フラッシュランプに対して図1に示す放電回路1と同様の放電回路を備えている。
すなわち、各放電回路は、それぞれ図1の放電回路1と同様に複数のコンデンサC1〜Cn、インダクタンス素子L1〜Ln及びサイリスタS1〜Snを備えたチャンネルCH1〜CHnからなる。
The fourth embodiment shown in FIG. 7 includes N flash lamps F1 to FN, and each flash lamp includes a discharge circuit similar to the
That is, each discharge circuit includes channels CH1 to CHn each including a plurality of capacitors C1 to Cn, inductance elements L1 to Ln, and thyristors S1 to Sn, similarly to the
そして、第1の充電用電源E1を、全ての放電回路における第1のチャンネル1CHのコンデンサC1を充電するための共通の充電用電源とし、第2の充電用電源E2を全ての放電回路における第2のチャンネル2CHのコンデンサC2を充電するための充電用電源としている。同様に、他のチャンネルについても、全ての放電回路において同チャンネルのコンデンサに充電するための充電用電源を共通にしている。 The first charging power source E1 is used as a common charging power source for charging the capacitor C1 of the first channel 1CH in all the discharging circuits, and the second charging power source E2 is used in the first discharging power source in all the discharging circuits. This is a charging power source for charging the capacitor C2 of the second channel 2CH. Similarly, for the other channels, a charging power source for charging the capacitor of the same channel is shared by all the discharge circuits.
また、各放電回路の同一チャンネルに設けられたサイリスタS1〜Snのそれぞれを全て同じ信号回路を介して制御回路2に接続している。つまり、制御回路2は、複数の放電回路中における特定のチャンネルに設けられたサイリスタを全て同時にオン動作させるようにしている。
さらに、制御回路2に接続したトリガ駆動回路3は、各フラッシュランプF1〜FNに対して同時にトリガパルスを供給するようにしている。
Further, all the thyristors S1 to Sn provided in the same channel of each discharge circuit are connected to the
Further, the
従って、制御回路2によって各放電回路中のサイリスタS1〜Snは、同じタイミングでオン動作し、各フラッシュランプF1〜FNは、全て同じパターンで発光する。
そして、フラッシュランプF1〜FNのそれぞれは、上記第1実施形態と同様にサイリスタS1〜Snのオン動作のタイミングを制御することによって様々な発光パターンを実現できる。
この第4実施形態では、複数のフラッシュランプF1〜FNを同時に発光させることができるので、様々な加熱条件に対応した発光の照射面積を大きくすることができる。
つまり、この第4実施形態では、大きな加熱対象に対しても、目的の加熱条件に対応した加熱が実現できる。
Therefore, the
Each of the flash lamps F1 to FN can realize various light emission patterns by controlling the timing of the on operations of the thyristors S1 to Sn, as in the first embodiment.
In the fourth embodiment, since the plurality of flash lamps F1 to FN can emit light at the same time, it is possible to increase the irradiation area of light emission corresponding to various heating conditions.
That is, in the fourth embodiment, heating corresponding to a target heating condition can be realized even for a large heating target.
なお、この第4実施形態においても、最初に放電させるチャンネルを特定のチャンネル、例えば第1のチャンネル1CHと決めておけば、そのチャンネルのサイリスタS1をダイオードD1に変更することが可能である。この第4実施形態のように、放電回路の数が多くなればなるほど、サイリスタS1に替えてダイオードD1を用いることによる部品コスト低減のメリットは大きくなる。
また、この第4実施形態のように複数の放電回路を同時に制御する装置において、全放電回路を全く同一に構成しなくてもかまわない。例えば、特定の放電回路の充電用電源を他の放電回路とは別にして、その放電回路のコンデンサの充電電圧を他の放電回路よりも高くして、その回路のフラッシュランプの発光強度を他のフラッシュランプよりも強くすることも可能である。
In the fourth embodiment, if the channel to be discharged first is determined as a specific channel, for example, the first channel 1CH, the thyristor S1 of that channel can be changed to the diode D1. As the number of discharge circuits increases as in the fourth embodiment, the advantage of reducing the component cost by using the diode D1 instead of the thyristor S1 increases.
Further, in the apparatus for simultaneously controlling a plurality of discharge circuits as in the fourth embodiment, all the discharge circuits need not be configured identically. For example, a charging power supply for a specific discharge circuit is separated from other discharge circuits, and the charge voltage of the capacitor of the discharge circuit is set higher than that of the other discharge circuits, so that the flash lamp emission intensity of the circuit is changed. It is possible to make it stronger than other flash lamps.
上記した第1〜第4実施形態では、各チャンネルにインダクタンスL1〜Lnを設け、これらをすべて等しくしているが、各インダクタンス素子L1〜Lnを異なるものにすることによって各チャンネルにおける放電時定数を変えて放電電流の波形を変えることもできる。 In the first to fourth embodiments described above, the inductances L1 to Ln are provided in each channel and all of them are made equal. However, by making the inductance elements L1 to Ln different, the discharge time constant in each channel can be set. It is also possible to change the waveform of the discharge current.
また、上記インダクタンス素子L1〜Lnは、コンデンサC1〜CnとフラッシュランプF1との間ならどこに設けても同様に機能する。
そこで、図8のように、放電回路の最下流に一つのインダクタンス素子L1を接続することで、図1のように、全てのチャンネルにインダクタンス素子L1〜Lnを設けた場合と同じ機能を実現することもできる。
但し、この発明においてインダクタンス素子L1〜Lnは必須の構成要素ではない。そのため、放電回路中のインダクタンス素子L1〜Lnを全て省略することも可能である。
The inductance elements L1 to Ln function in the same manner regardless of where they are provided between the capacitors C1 to Cn and the flash lamp F1.
Therefore, by connecting one inductance element L1 at the most downstream side of the discharge circuit as shown in FIG. 8, the same function as when the inductance elements L1 to Ln are provided in all the channels as shown in FIG. 1 is realized. You can also.
However, in the present invention, the inductance elements L1 to Ln are not essential components. Therefore, all the inductance elements L1 to Ln in the discharge circuit can be omitted.
また、例えば最初の放電時のように、特に放電電流の立ち上がりを緩やかにしたい発光タイミングがあれば、そのタイミングに対応したチャンネルのみにインダクタンス素子を設けるようにしてもよい。
さらに、インダクタンス素子の要否を選択するために、図9に示すようにスイッチ4を端子5,6間で切り換えて、インダクタンス素子L1を設けた回路と短絡回路のいずれかを選択してもよい。
あるいは、異なるインダクタンス素子をスイッチによって切り換えて、目的に応じたインダクタンス素子を選択してもよい。
In addition, for example, when there is a light emission timing at which the rise of the discharge current is desired to be slow, as in the first discharge, an inductance element may be provided only in a channel corresponding to the timing.
Further, in order to select whether or not an inductance element is required, the switch 4 is switched between
Alternatively, different inductance elements may be switched by a switch to select an inductance element according to the purpose.
また、ひとつのチャンネルに複数のコンデンサを設け、これらの中から特定のコンデンサをスイッチングによって選択して、目的に応じてそのチャンネルのコンデンサの容量を変更し、そのチャンネルからの放電量を制御することもできる。
例えば、図10に示す第5実施形態は、図1に示す第1実施形態の第1のチャンネル1CHのコンデンサC1の代わりに4個のコンデンサcと4個のスイッチsを設けている。上記4個のスイッチsのうち、いずれかのスイッチsをオン状態にすることによって1又は複数のコンデンサcを選択し、コンデンサC1の容量を設定することができる。特に、各コンデンサcの容量を異なるものにすれば、その組み合わせによってさまざまな容量を実現できることになる。
In addition, a plurality of capacitors are provided in one channel, a specific capacitor is selected from these by switching, the capacity of the capacitor of that channel is changed according to the purpose, and the discharge amount from that channel is controlled. You can also.
For example, the fifth embodiment shown in FIG. 10 is provided with four capacitors c and four switches s instead of the capacitor C1 of the first channel 1CH of the first embodiment shown in FIG. One or a plurality of capacitors c can be selected by setting any one of the four switches s to the ON state, and the capacitance of the capacitor C1 can be set. In particular, if the capacitors c have different capacities, various capacities can be realized depending on the combination.
さらに、上記第1〜第5実施形態では、スイッチング素子としてサイリスタを用いているが、この発明のスイッチング素子はサイリスタに限らない。放電電流がコンデンサ側へ逆流するのを防止する手段が講じられていれば、どのようなスイッチング素子を用いてもよい。例えば、上記サイリスタのように、スイッチング素子自体が逆流防止機能を備えたものや、ダイオードなど逆流を防止する手段を接続したものなどを、この発明のスイッチング素子として用いることができる。 Furthermore, in the said 1st-5th embodiment, although the thyristor is used as a switching element, the switching element of this invention is not restricted to a thyristor. Any switching element may be used as long as measures are taken to prevent the discharge current from flowing back to the capacitor side. For example, a switching element itself having a backflow prevention function, such as the thyristor, or a diode connected with a means for preventing backflow such as a diode can be used as the switching element of the present invention.
上記実施形態でスイッチング素子として用いたサイリスタは、トリガ信号の入力によってオン動作タイミングのみを制御すれば、放電電流が流れなくなった時点で自動的にオフ状態となる。そのため、サイリスタを用いた場合には、スイッチング素子のオフ状態への切り換え制御が不要になり、制御を単純化できるメリットがある。 The thyristor used as a switching element in the above embodiment is automatically turned off when the discharge current stops flowing if only the ON operation timing is controlled by the input of the trigger signal. Therefore, when a thyristor is used, there is no need to control switching of the switching element to the OFF state, and there is an advantage that the control can be simplified.
言い換えれば、サイリスタを用いた場合には、スイッチング素子をオフ状態にするタイミングを制御することができないということである。
もし、オフ動作の制御ができるスイッチング素子を用いた場合、コンデンサからの放電途中でスイッチング素子をオフ状態に制御して、放電電流の流れを止めて発光強度を制御することが可能である。
オフ制御が可能なスイッチング素子として、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)などの半導体スイッチを用いた場合には、放電中にオフ動作の制御をして、放電量を制御することも可能であるが、オン動作させた後、次の充電を開始するまでの間にオフ状態にする制御をしなければならない。
In other words, when a thyristor is used, the timing for turning off the switching element cannot be controlled.
If a switching element capable of controlling the off operation is used, it is possible to control the emission intensity by stopping the flow of the discharge current by controlling the switching element in the off state during the discharge from the capacitor.
When a semiconductor switch such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used as the switching element that can be turned off, it is possible to control the amount of discharge by controlling the off operation during discharge. Then, after the on-operation is performed, the control must be performed to turn it off before starting the next charging.
なお、上記一つの放電回路におけるチャンネル数は、いくつでもかまわない。
また、加熱条件に応じて、放電の1サイクル動作中に放電回路の全てのチャンネルから放電させなくてもかまわない。
The number of channels in the one discharge circuit may be any number.
Further, depending on the heating conditions, it is not necessary to discharge from all the channels of the discharge circuit during the discharge one-cycle operation.
この発明のフラッシュランプ瞬間加熱装置は、様々な焼結・焼成プロセスにおける最適な加熱条件の検討実験や、加熱条件の異なる複数品種の製造プロセスに有用である。 The flash lamp instantaneous heating apparatus according to the present invention is useful for an examination experiment for optimum heating conditions in various sintering / firing processes and manufacturing processes for a plurality of types having different heating conditions.
C1,・・・,Cn コンデンサ
c コンデンサ
S1,・・・,Sn (スイッチング素子)サイリスタ
L1,・・・,Ln インダクタンス素子
1、7,8 放電回路
2 制御回路
C1,..., Cn capacitors c Capacitors S1,..., Sn (switching elements) thyristors L1,...,
Claims (5)
上記フラッシュランプに対して並列にした複数のコンデンサと、
上記各コンデンサとフラッシュランプとの間、もしくは所定のコンデンサとフラッシュランプとの間のいずれかに設けたスイッチング素子と、
上記コンデンサに充電するための充電回路とからなる放電回路を備え、
この放電回路に、上記スイッチング素子のオン動作のタイミングを制御する制御回路を接続したフラッシュランプ瞬間加熱装置。 A flash lamp,
A plurality of capacitors in parallel with the flash lamp;
A switching element provided between each of the capacitors and the flash lamp or between a predetermined capacitor and the flash lamp;
A discharge circuit comprising a charging circuit for charging the capacitor;
A flash lamp instantaneous heating device in which a control circuit for controlling the timing of the ON operation of the switching element is connected to the discharge circuit.
上記フラッシュランプに対して並列にした複数のコンデンサと、
上記各コンデンサとフラッシュランプとの間、もしくは所定のコンデンサとフラッシュランプとの間のいずれかに設けたスイッチング素子と、
上記コンデンサに充電するための充電回路と
からなる放電回路を複数備えるとともに、
上記複数の放電回路に、上記スイッチング素子のオン動作のタイミングを制御する制御回路を接続したフラッシュランプ瞬間加熱装置。 A flash lamp,
A plurality of capacitors in parallel with the flash lamp;
A switching element provided between each of the capacitors and the flash lamp or between a predetermined capacitor and the flash lamp;
With a plurality of discharge circuits comprising a charging circuit for charging the capacitor,
A flash lamp instantaneous heating device in which a control circuit for controlling the timing of an ON operation of the switching element is connected to the plurality of discharge circuits.
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