JP2002310887A - 改良促進耐候性装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料の退色、組成、構造の劣化を促進する集
中光源である放電ランプを有し、制御、較正構造及び動
作方法の改良された耐候性試料促進装置の提供。 【解決手段】 改良された位置から耐候試験過程をモニ
ターする試験モジュールで、試料が照射に曝される方法
で照射を検知する。試験モジュールは、試験チャンバ内
の過酷な環境に精密な機械であるモジュールが曝される
ことないように、試験チャンバのドア内に形成されたポ
ケットに取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料の耐候効果を
促進する装置に関するものであり、より詳細には、試料
の退色、組成、構造の劣化を促進する集中光源とされる
放電ランプを有し、制御、較正構造、操作方法の改良を
施したものに関する。本発明に係る好適な実施例におい
ては、紫外線のスペクトル点で、概ね自然太陽光に近似
する紫外線蛍光ランプが光源として用いられ、これによ
り劣化が生じるものであり、特にこれに関連して説明す
る。しかし、他の放電ランプ、代表例としてキセノンラ
ンプ等を光源として用いてもよいことは理解されるだろ
う。

【０００２】

【従来の技術及び解決課題】図１に示すように、放電ラ
ンプを用いた従来の試験装置は、試験チャンバ１２内に
設けられ断面において下方に左右対称に広がる８つの紫
外線ランプ１０を有している。試験される試料１４は、
内面がランプの方向を向いて、それからの照射をうける
ために、試験装置のハウジングの二つの対向する試料サ
ポート壁に取付けられている。図示の装置においては、
上部と下部の二つの試料があるが、一つの試料のみであ
っても、試料が二つ以上あってもよい。試料１４の裏面
は装置外部の大気に曝される。外気はチャンバ１２の温
度を調整するために、熱せられ、チャンバ１２内部に吹
き込まれる。湿気供給タンク１６の水分は、常套の手段
によって熱せられ、チャンバ１２に湿気を供給するため
に蒸発される。

【０００３】上記の試験装置においては、動作の一例と
して照射光を試料１４に、６０℃の温度で１６時間照射
を行い、その後、ランプ１０を消灯し、チャンバ１２の
内部を、湿気を生じさせるために、５０℃に８時間保
つ。これら二つのステップ（これらは、劣化試験動作の
一サイクルを構成する）が連続して繰り返される。ラン
プの消灯中はチャンバ１２の湿度は高く、試料の裏面は
低温の外気に曝される。それによって、試料の表面は、
液化により湿る。こうして、試料の加湿、紫外線の照
射、乾燥が繰り返され、試料の劣化が促進される。上記
の説明は、この種の装置のためのサイクルの単なる一例
であることが理解されよう。

【０００４】しかしながら、図１に示す装置においては
問題が存在する。まず、劣化率を探知したり、照射出力
を制御するために、蛍光ランプ１０の出力を感知するも
のが存在しない。この種の装置において、ランプからの
出力を均一なものとするために通常とられるやり方とし
ては、所定の時間間隔、所定手順でランプの位置を回転
させることがある。ランプの実際の出力を検知する試験
はなされずに、出力見込みの仮定がなされ、この仮定を
考慮して回転手順がつくられる。

【０００５】この種の装置の他の欠点は、起動及び作動
中ランプの調整のためのものが存在しない点である。し
たがって、ランプの寿命は短くなり、試験の正確さに歪
みが生じる。さらに、ランプからの照射を較正する機能
も有していない。

【０００６】図１に示した従来の試験装置の上記欠点を
改善するために様々な試みがなされてきた。これらに
は、アトラス・エレクトリック・ディバイセス・カンパ
ニー社の装置Atlas Ci35 FADE-OMETER(登録商標)、ヘラ
エウスの装置XENOTEST（登録商標）1200CPS、１９８５
年１０月１日発行のスガの米国特許第４５４４９９５
号、１９７１年４月２７日発行のココット等の米国特許
第４５４４９９５号、１９９３年４月２７日発行のフェ
ドー等の米国特許第５２０６５１８号などがある。

【０００７】アトラス社の装置はキセノン・アークラン
プを用いて使用されるようになっており、主要な光の制
御システムとして、閉ループの照射モニターを有してい
る。モニターは、ライトパイプ、干渉フィルター、固体
電子装置に給電する感光ダイオードを用いて、所定の照
射レベルを維持し、インテグレーターを通じて試料が受
けたエネルギーを合計する。この装置はさらに、定期的
にシステムを較正するための、手動式の照射制御部をも
備えている。

【０００８】ヘラエウスの装置もまた、キセノン・アー
クランプを用いて使用されるようになっている。この装
置は、三つの別個のキセノン・アークランプの出力を検
知する三つの光検知部を有している。

【０００９】上記で述べたこれら二つの装置の要素を含
んでいる従来の装置は、放電ランプを有している。これ
は、キセノンタイプで、垂直に設置されているものであ
る。放電ランプの周囲のフィルターは、所望の波長の光
のみを通過させるために設けられている。センサーは、
垂直に配置された放電ランプの出力を感知するために設
けられ、回転試料保持ラックは、放電ランプを取り囲む
ように配置されている。各々検知部は、それぞれの放電
ランプからの照射を一定時間を超えて検知するように構
成されている。回転試料保持ラックは、試料保持ラック
に置かれた試料を回転させる。センサーは、放電ランプ
の出力を探知するようになっており、回転試料保持ラッ
クは、全体平均として均等の照射量を各試料に提供する
ように試みられている。内壁は、放電ランプの反射光を
外の試料に向けるために用いられる。

【００１０】図１の類似の構成で紫外線ランプを有する
他の装置が、単一のセンサーを有していることが知られ
ている。しかし、そのような構成においては、設置に先
立って、ランプの特性を適合させることが必要である。
これが必要なのは、センサーは設置位置に最も近いラン
プしか感知しないからである。こうして、センサーは、
センサーから離隔配置されているランプは、実際に感知
しているランプと同一の動作をしているものと仮定する
のである。

【００１１】スガ特許は図１の放電ランプ１０の配置を
非対称のものに調整することによって、図１に示した装
置に改良を試みようとしたものであった。放電ランプ１
０は相互に直下には配置されず、むしろ、これらは、特
別に配置された構成になっている。これはスガ特許にお
いて、試料１４により均一な照射がなされる意図で行わ
れているものである。

【００１２】ココット等の特許は長尺状の照射光源を円
筒形のキャリヤ表面内に用いる装置としている。ココッ
ト等の特許は、試料に均一の照射を提供するための三つ
の方法を開示している。まず、使用可能な光を反射させ
る鏡を設置する。次に、端部での光度を増加するように
光源を設計する。最後に、光源からの照射の発散を抑え
るために照射ディスクを用いる。

【００１３】フェドー等の特許は、図１に示されている
装置と構造において類似しているものであり、改良され
た光出力コントローラーと光線発生部を試験チャンバに
有している。フェドー等の特許では、試験チャンバを有
するハウジングとチャンバ内に設けられた試料サポート
壁を有する装置が開示されている。光源は試験チャンバ
内に設けられている。バラストは光源に接続されてお
り、電源から光源が受ける電力量を制御する。コントロ
ーラーはバラストに接続されており、所望の目標値に従
ったバラストの動作を制御するためのバラスト制御信号
を生成する。光源検出器は、試験チャンバ内の現存する
照射を検出するために、試料サポート壁内に配置されて
いる。こうして、光源検出器は照射信号を生成すること
ができ、この信号はコントローラーに入力される。所望
の目標値を維持するために、バラスト制御信号を調整
し、そのためにコントローラーは、照射信号を用いる。
較正部は、光源検出器に隣接した試料サポート壁に挿入
された基準検出器を有しており、これは、試験チャンバ
内の照射を検出し、基準照射信号を生成するようになっ
ている。基準照射信号は較正メーターに送られ、そこで
較正信号が生成される。較正信号は、装置の較正のため
にコントローラーに送られる。

【００１４】フェドーの装置はさらに、試験チャンバ内
に隔壁を有している。隔壁は、光源列からの光線を選択
的に遮断したり、方向を変更するように構成されてい
る。光線の遮断や方向変更は、試料サポート壁に対する
光線がより均一になるようなパターンで行われる。

【００１５】フェドーの装置は、さらに、個々の光源の
出力を制御するための同時動作する複数の自動調整制御
チャンネルを有している。複数のチャンネルは少なくと
も一つの光源の出力を制御する。

【００１６】上記のものは前述の従来装置を改良したも
のであるが、依然として欠点が存在する。アトラスとヘ
ラエウスの装置についてみると、両者とも試料回転ラッ
ク部材を用いている。このラックが必要とされるのはま
さに、基本的な理由からである。アトラスの装置は、シ
ステム全体の一定時間を超える予め設定した総照射出力
レベルを維持するために、キセノン・アークランプの総
出力をモニターするモニターシステムを有している。ヘ
ラエウスの装置は、一定時間を超えた三つの異なるラン
プの出力を制御するための三つのセンサーを用いてい
る。これらのセンサー部材は一定時間を超える一定の照
射を生じさせるために用いられる。しかし、これらの装
置のいずれも空間的に持続的に照射を生じさせるセンサ
ー部材を用いてはいない。

【００１７】これらの装置は、いずれも空間的な均一性
を達成しようとして回転試料ラックを用いている。それ
ゆえ、空間的な均一性は、回転ラック内の試料を、ラン
プの周囲で回転させることによって達成されるので、各
試料が受ける有意な光量は、試料面の周囲の各地点での
異なる照射の平均を示している。ラックの回転により均
一性は高まるが、モーターや関連の駆動機構が必要とな
り、装置の構成がより複雑になってしまう。

【００１８】しかるに、これらの装置は照射を感知する
機能を有してはいるものの、これらの機能は、時間的な
一定の出力のためだけを意図したもので、空間的なもの
を意図したものではない。装置の構造に起因して、試料
の周囲の地点ごとに照射は異なる。それゆえ、放電ラン
プの正面に位置している領域は、高い照射領域となるの
に対して、放電ランプから離れた地点にある試料はより
低い照射しか受けない。ラックの回転は試料にあたる照
射を全体として均一にすることを意図しているものであ
る。

【００１９】単一のセンサーを用いた公知の紫外線シス
テムは、ランプをシステムに適合させる必要があるとい
う欠点がある。これによると、使用の前にランプの広範
囲の試験が必要となる。さらなる欠点としては、そのよ
うなシステムでは、センサー位置から離れて配置されて
いるランプが焼きついたり、機能が低下したときには、
ランプの出力の低下が感知されないことになる。このこ
とは、直近のランプのみが実際に感知されていることか
らすると正しいものといえ、残りのランプも同様に機能
しているものと仮定されるのである。

【００２０】スガ特許は、試料の頂部から底部までの光
の均一性を増加させるために、中央の二つのランプを試
料から離すことにより、試料にあたる光の均一性の向上
を試みている。この構成の欠点は、スガ特許の改良点を
得るための、現存の耐候性装置の改造は容易ではないと
いう点にある。

【００２１】ココット等の特許の欠点はそれが単一のラ
ンプシステムを想定している点である。他のココット特
許の欠点は、装置の複雑性とコストが増大する点にあ
る。

【００２２】上記の従来の試験装置に関するさらなる欠
点は、その較正機能にある。これらの装置は操作者によ
る手動操作が必要となる。このことは逆にいうと、操作
者が適切な較正をするために決定的に重要な判断を行う
必要があることを意味する。操作者は装置の手動による
再較正しながら判断する責任があるので、較正の正確性
は操作者の技能に依存することになってしまう。さら
に、較正は手動により行われるので、このような較正の
間に停止時間が生じてしまい、操作者のミスによる不正
確さがかなりの確率で存在する。

【００２３】フェドー特許は、試験装置の制御及び較正
手順を自動化するようにしている。同時制御により、試
料サポート壁内に配置された複数のセンサーをモニター
し、それぞれ別個のチャンネルを制御する。個別のセン
サーを較正するために、操作者はドアを開け、基準セン
サーを試験チャンバ内の試料サポート壁の内部に、個別
のセンサーに直近して取り付ける。較正作業は、残念な
がら操作者のミスを多く生じさせる。操作者はランプの
種類とそれぞれの較正位置を手動で選択しなければなら
ない。この較正手順の問題点は、操作者は安全システム
を無視しなければならず、このことが更に基準センサー
の読み取りでのエラーを生じさせるという点にある。さ
らに、操作者は有害な紫外線の照射に曝されることにな
る。

【００２４】フェドーはさらに、ランプ列の間に隔壁を
設けることによってチャンバ内の光線の放射を制御しよ
うとしている。この構成の欠点は、個々のセンサーと基
準センサーが試料サポート壁内部に取り付けられている
点である。この配置では、センサーが、試料が直面する
暴露効果のすべてに曝される。したがって、この装置に
用いられると、センサーは不具合を生じ、その結果、試
験のエラーを招くことになる。別の欠点はランプの電力
を制御するためのバラストである。フェドーは、バラス
トからの電力を増減するために信号がバラストへ送られ
る従来のバラストしか用いていない。

【００２５】フェドー装置のさらなる欠点は、同時制御
アルゴリズムを用いている点であり、これによると、セ
ンサーの読み取りに誤りのバイアスが生じる。その結
果、照射測定値が不正確になる。したがって、制御シス
テムが誤りのバイアスを有し、試験結果が信頼性のない
ものになりうる。

【００２６】それゆえ、センサーの配置、バイアスのな
いセンサー読み取り、制御及び較正方法、バラスト構成
及び動作の点で改良された促進耐候性装置が望まれてい
る。本発明は前記の問題点やその他の問題点をすべて克
服し、簡単に操作でき、信頼性の高い試験構成となって
いる改良された促進耐候性装置である。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、エンクロージャー内に設けられている試
験チャンバへのアクセスのためのドアを少なくとも一つ
有しているエンクロージャーと、試験チャンバ内に設け
られている試料ホルダーを支持するための試料取付け部
と、試験チャンバ内で光を発生させる試験チャンバ内に
設置されている光源と、光源に給電するための電源と、
少なくとも一つのドアに設けられているポケット内に取
り外し可能に設置されている、試験チャンバ内の光源か
らの照射を検知し、検知した照射に対応する照射信号を
生成する試験モジュールと、光源が受ける電源からの電
力量を制御する、光源に接続されているバラストと、試
験モジュールとバラストとに接続されており、バラスト
制御信号を送信することによりバラストの動作を制御す
るコントローラーと、検知照射を表す基準値を生成し表
示するために試験チャンバ内の照射を検知する較正モジ
ュールとを備え、前記コントローラーは、試験チャンバ
内の所望の照射を維持するために、試験モジュールから
受け取った照射信号に対応してバラスト制御信号を調整
し、前記較正モジュールは、ポケット内の試験モジュー
ルと交換可能に取替えられて、試験チャンバ内の照射を
検知し、バラスト制御信号を調整するためにコントロー
ラーに入力される基準値を較正モジュールに表示するこ
とを特徴とする促進耐候性装置である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。図２(ａ)は、本発明に係る改良促進
耐候性試験装置２００の正面図である。装置２００は、
内部にある試験チャンバ２０６にアクセスするためのド
ア２０４を少なくとも一つ有するエンクロージャー２０
２を有している。ここでは、一つのドア２０４のみしか
述べていないが、当業者にとっては、形状及び機能の点
で同一の別のドアが対向の位置にあることは理解される
だろう。試験チャンバ２０６はエンクロージャー２０２
内のタンクによって全体として構成されている。試料取
付装置２０８（図１４が最適図）は、試料ホルダー２１
０を保持するために試験チャンバ２０６内に設置され
る。ジャック２０５は、プラグを接続し、取得したデー
タや装置２００に保存されているデータをダウンロード
するためにエンクロージャー２０２に設置される。ジャ
ックは、望ましいインターフェース特性を提供するもの
であればいずれの構造であってもよい。例えば、ＲＳ４
８５やＲＳ２３２や他のインターフェースを用いてもよ
い。

【００２９】本実施例では、試料取付装置２０８は、頂
部レールと底部レールが全体として、試料サポート壁を
形成している。底部レールは、ドア２０４の回転軸に隣
接したタンクの第一すなわち外側の位置に設置されてい
る。上部レールは、チャンバ２０６中心に近いドアの上
部から離れているタンク内の第二すなわち内側位置にあ
るので、取付け装置は垂直軸に傾いた面上にある。試料
ホルダー２１０は、促進暴露環境での光、熱及び液体に
曝されるために、それぞれの試料サポート壁に設置され
ている。試料ホルダー２１０は、試料サポート壁上に、
ほとんど連続して並んで位置している。試料ホルダーの
うち一つは、取付けられていないが、これによりドア２
０４に形成されたポケット２１８と共働する試料サポー
ト壁に沿って、開口部２１６が形成されている。したが
って、ドア２０４が閉じられると、ポケット２１８に取
付けられたセンサー２２０が、正確な照射検出のため
に、光源２１２に曝される。

【００３０】光源２１２は、試験チャンバ２０６内に光
を発生させるために、試験チャンバ２０６内に設置され
る。本実施例では、光源２１２は、複数若しくはランプ
列としている。本実施例では、複数のランプが第一列及
び第二列に設置されており、それぞれ四つのランプを有
している。当業者であれば、本発明から離れずに、構
成、形状及びランプの数を変更することができることは
理解できるであろう。光源２１２は、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−
Ｂ、ＵＶ−Ｃの範囲での紫外線を発生するランプ群から
選択されている。例えば、ランプは蛍光灯、キセノンや
その他の適したランプであってもよい。

【００３１】電源（図示せず、図３参照）は、光源２１
２に電力を供給する。例えば、電源は必要に応じて、標
準規格の利用可能な単相１１０Ｖ又は１２０Ｖ、多相２
２０V、２４０Ｖ、４４０Ｖであってもよい。外部ドア
保護部２１４が、長時間の試験中にエンクロージャー２
０２を保護するために、エンクロージャー２０２と接続
されて提供されてもよい。コントロールパネル２１６
は、下記で詳述するように、操作者が操作システムにお
いて用いるためのものである。

【００３２】図２(ｂ)は、図２(ａ)の促進耐候性試験装
置のタンク部分２２２の詳細な斜視図である。タンク部
分２２２は、対向面に一対のドア２０４を備えたキャビ
ネットタイプのエンクロージャーで、試験チャンバ２０
６の内部を構成している。光源は試験チャンバ２０６内
に設置され、前述の如く又以下に詳述するように、電源
により光源に電力が供給される。タンク部分２２２は、
更に内枠と外パネル２２４を有している。

【００３３】第一ドア２０４は、回転するように、対向
のサイドパネル２２４に取付けられており、第二ドア
（図示せず）に対向している。これは、サイドパネル２
２４に回転するように取付けられている。図では第一ド
アのみしか示していないが、第二ドアは構造及び機能の
点で同一である。したがって、以下では、第一ドアのみ
について説明する。ドア２０４は、試験チャンバ２０６
へのアクセスを提供している。埋め込みのあるポケット
２１８は、ドア２０４の略中間部に形成され、ドア２０
４の外表面にくぼみがある。試験モジュール（図示して
いないが、以下で詳述する）と較正モジュール（図示し
ていないが、以下で詳述）がそれぞれ、交換、取り外し
可能にポケット（以下でより詳細に説明する）内に設置
される。垂直配置された一対の試験モジュール（図示せ
ず、以下で詳述）が、光源からの試験チャンバ２０６内
の照射を検知し、検知した照射を示す照射信号を生成す
るために、それぞれのポケット２１８に、取り外し可能
に設置されているので、試験モジュールが試験チャンバ
の過酷な環境におかれることはない。

【００３４】試験モジュール（図示せず、以下で詳述）
は、試験センサー２２６を有しており、これは、光源か
らの試験チャンバ内の照射を検知するために、ポケット
２１８の光源と対応する位置に形成された孔２２８に挿
入されている。試験モジュールは、５つの試料取付け装
置の別個の空間を検知するように構成されている。試験
センサーは、例えば光学フォトダイオードなどの、当業
者に知られたいずれの形式でもよい。

【００３５】ポケット２１８の底面は、ドア２０４に対
して傾斜しており、試料サポート壁を形成している面と
平行な面を形成している。その結果、ポケット２１８の
底面は、試料サポート壁及びその上の試料ホルダー２１
０と直近するが、ポケット２１８と試料取付け装置２０
８若しくは試料ホルダー２１０とは接触はしない。ドア
が閉じられると、ポケット２１８の傾斜底面により、セ
ンサー２２６が、取付け装置の開口部２１６内部の、隣
接ランプの間に均等に位置される。しかし、この配置は
促進耐候性試験装置の他の部分の構造から必要であれ
ば、ポケット２１８がどちら側にも出っ張るように変更
してもよい。ポケット２１８の形状、深さ、輪郭は、試
験チャンバ内のランプの形状に対応することが好まし
い。

【００３６】本発明に従って、一対のランプごとに試験
センサー２２６が正確に照射を検知する。ポケット２１
８は、ポケット２１８の背面２３０は、ドア２０４の回
転軸から離隔して配置されており、ドア２０４の回転軸
に隣接するポケット２１８の正面２３２より長く、試験
チャンバ方向に延びており、側面から見た状態で略三角
形状をしている。試験センサー２２６は、支え若しくは
突起部と入力部を備えており、これらはランプの照射を
ドア２０４のポケット２１８内で試験チャンバ２０６の
外側に設置された試験モジュールに移動させるためのラ
イトパイプとして用いられる。試験センサー２２６は、
さらに、ある波長の光の通過させる光学フィルターも有
している。ドア２０４は、開閉のための小型のハンドル
を頂部に有している。

【００３７】タンク２２２は、光、熱、湿気を取り込む
ことにより、環境が操作される試験チャンバ２０６を構
成している。タンク２２２の端部パネル２２４の複数孔
２３４は、ランプのためのものである。同じく、複数孔
はタンクの対向する端部パネルにもある。ランプの電気
接続は、不正確な試験結果となる制御システムのエラー
を引き起こすことのある腐食を避けるために、試験チャ
ンバの外で行われている。

【００３８】温度センサー２３６は、試験チャンバ２０
６内の温度に対応する温度信号を生成し、試験チャンバ
２０６内の所望の照射を維持するために、温度信号を、
コントローラー（以下で詳述）に送信する。温度センサ
ー２３６は、試料ホルダー２１０の試料と取替える構成
としてもよいし、他の小型の構成を採用してもよい。小
型のものでは、温度センサー２３６が二つの試料孔２４
０の間に配置される代わりの試料ホルダー２３８が必要
となる。当業者にとっては、温度信号を生成するため
に、いずれのセンサー構成を用いられるかが理解される
だろう。本実施例では、温度センサーは、本体が黒色の
センサーであり、試験チャンバ２０６内部の温度に対応
する信号を生成する。

【００３９】図３は、本発明に係る、光源列の出力を連
続的に制御するための、複数の自動調整可能な制御チャ
ンネルの特徴を示した促進耐候性試験装置の概略端面図
である。本実施例では、四つの個別調整可能な制御チャ
ンネルの各々に、バラスト３０２を備えている。各々は
同一の動作をするので、一つについてのみ説明する。３
１０、３１２、３１４、３１６は試験モジュールを示
し、３０８はコントローラーである。試験モジュール３
１０、３１２、３１４、３１６はそれぞれ、プラグ３２
８を有しており、これは、試験モジュール３１０、３１
２、３１４、３１６がポケット３１８内に配置された時
に、コントローラー３０８が自動的に試験モジュール３
１０、３１２、３１４、３１６に接続されるように、コ
ントローラー３０８と試験モジュール３１０、３１２、
３１４、３１６を接続させるために、ポケット３１８に
設置された端子３３０を繋いでいる。

【００４０】個々のバラスト３０２は、電源３０６から
の光源３０４が受ける電力量を制御するために、複数の
光源３０４のうち少なくとも一つに接続されている。制
御チャンネルはさらに、試験モジュール３１０、３１
２、３１４、３１６と接続されたコントローラー３０８
と、温度センサー３１８、３２０とコントロールパネル
３２２と個々のバラスト３０２の動作を制御するバラス
ト制御信号を生成するバラスト３０２を有している。

【００４１】個々の試験モジュール３１０、３１２、３
１４、３１６に含まれた試験センサー３２４は、試験チ
ャンバ３２６内の照射を検知するために、紫外線の範囲
でリニアの応答性を有している。試験モジュール３１
０、３１２、３１４、３１６は、複数の光源３０４から
の照射を検知に対応した照射信号を生成し、当該信号
は、試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６内
に設置された送信装置によってコントローラー３０８に
送信される。本実施例では、試験モジュール３１０、３
１２、３１４、３１６は、周波数ノイズを減らすため
に、照射信号を増幅し、フィルターにかける。当業者に
とっては、これが多様な手段によって達成されることが
理解できるだろう。例えば、周波数ノイズを減じるため
には、ゲインと共に又は望ましい方法で、高インピーダ
ンス信号を低インピーダンス信号に変換することにより
達成される。照射信号はコントローラー３０８に送ら
れ、コントローラー３０８は、照射信号を所望の値に維
持するために、周期的にバラスト制御信号を調整する。
コントローラー３０８は、これらの一部若しくは全ての
機能を行うソフトウェアを選択的に又は付加的に有して
いてもよい。バラスト制御信号は、さらに、バラストの
電流引き込みに基づいて、コントローラー３０８によっ
て調整される。

【００４２】バラスト制御信号は、当初は、操作者が入
力した試験チャンバ内の所望の照射を示す設定値に基づ
いている。操作上、コントローラー３０８は、設定値に
基づいてバラスト制御信号をバラスト３０２に送信す
る。試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６
は、近隣の光源からの照射を感知し、コントローラー３
０８に対して照射信号を送信する。コントローラー３０
８は、試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６
のうち少なくとも一つから照射信号を受信する。コント
ローラー３０８はその後、バラスト制御信号と照射信号
との間の増加に基づいて、それぞれのバラスト制御信号
を調整する。コントローラー３０８はその後、調整後の
バラスト制御信号を出力する。その後上記のステップ
は、所望の時間連続して、次の試験モジュール３１０、
３１２、３１４、３１６において繰り返される。別の実
施例では、温度センサー３１８は、コントローラー３０
８に対して温度信号を送信する。コントローラー３０８
は、その後さらに、温度信号に基づいて、個々のバラス
ト制御信号を調整する。

【００４３】バラスト３０２は、起動時に、点火前に光
源３０４を暖めるために、所望の時間の間、低電圧を光
源３０４加える回路を有している。これは、光源３０４
与える衝撃を最小限にするもので、これにより、寿命が
のびるとともに、支出が減ることになる。例えば、望ま
しい時間は、およそ１．５秒で、電圧は２〜５Ｖである
が、当業者にとっては、別の数値を用いることができ
る。さらに、光源３０４が温められた後に、点火パルス
が光源３０４に対して加えられる。点火パルスはおよそ
４００Ｖの範囲であることが好ましい。その後、低電圧
から光源３０４のフル操作電圧まで上昇させるのではな
く、そのレベルまで徐々に上げて、設定の操作電圧に戻
すことになる。これにより、さらに光源３０４への衝撃
が最小限にすることができる。バラスト３０２は、これ
らの一部若しくは全ての機能を行うソフトウェアを選択
的に又は付加的に有していてもよい。

【００４４】ランプの性能は、環境の温度、電流、電圧
などの複数の要因に依存している。光源３０４の性能を
最適化するためには、これらの要因を考慮に入れなけれ
ばならない。本発明は、システムがゲイン要因によって
最適化されるように制御システムにこれらの変数を計測
及び入力することによって、上記の要因を考慮してい
る。その結果、光源３０４の寿命が延びた。これらの変
数をモニターすることによって、光源３０４の照射は、
センサーと別に、又は、二重のフィードバック方式とし
てセンサーと協働して制御される。このことは、光源３
０４の電球の寿命を予測するうえで、特に有利な点であ
る。

【００４５】図４は、試験モジュール４００の上方斜視
図である。試験モジュール４００は、本体部４０２とキ
ャップ４０４と突起部４０６と、表示部４０８と、取付
装置４１０を有するハウジング４０１を備えている。高
密度の接続部材も（図示せず）備えている。ハウジング
４０１は試験センサー及び関連の電子機器を取付けるた
めに、略中空になっている。突起部４０６は、ハウジン
グの底部の孔から延びている。突起部４０６は、照射信
号を生成するためにチャンバからの光を試験センサーに
送るための公知のライトパイプとして機能する。キャッ
プ４０４は、複数のネジ留め４１２により本体部４０２
に固定されている。当業者にとっては、他の適した留め
方法が用いられることが理解できるだろう。表示部４０
８は、センサーモジュールが適切に取付けられ、動作し
ているのを示す。取付装置４１０は、ポケットの底面に
配置された突起をスナップ式に嵌め込むための、ハウジ
ング４０１の両側に設置された略Ｕ字状の一対の部材を
有している。プリント基板（図示せず）は、試験センサ
ーから生成された信号を増幅及び除去し、信号をシステ
ムコントローラーに送信するための電子部品を備えてい
る。照射信号の増幅及び除去は、高周波ノイズを減少さ
せる目的及び効果を有している。これは、当業者に知ら
れた多くの方法によって達成される。例えば、ゲインと
共に高インピーダンス信号の低インピーダンス信号への
変換などである。複数のネジ留め（図示せず）は、セン
サーの様々な異なる部品を固定するために用いられる。
他の構築、組立方法及び装置を用いることもできる。

【００４６】図５は、図４の試験モジュール５００の下
方斜視図である。突起部５０２と接続部材５０４を示し
ている。高密度接続部材５０４は、複数のピン５０６と
接地シールド５０８を有している。接続部材５０４は、
センサーモジュール５００とシステムコントローラーの
間をつないでいる。この種のケーブル（図示せず）は、
ドアの内部に安全に固定されて取付けられており、これ
により、耐久性に優れ、試験チャンバの過酷な環境及び
操作者の悪操作の影響をうけることなく申し分ない取付
け状態が得られる。

【００４７】図６は、較正モジュール６００を示すもの
で、これは、本体部６０２と、キャップ６０４と、取付
け部材６０６と、ディスプレー６０８と、突起部６１０
と、基準センサー（図示せず）と、高密度コネクター
（図示せず）を有している。較正モジュール６００は、
検知された照射を示す基準値６１４を生成及び表示のた
めに、試験チャンバ内の照射を検知する。較正モジュー
ル６００は、ポケット内で試験モジュールと交互に取替
え可能である。

【００４８】キャップ６０４は、複数の留め具６１１に
よって本体６０２に固定されており、ディスプレー６０
８が観察できる孔６１２を有している。ディスプレー６
０８は、ハウジング内に設置された基準センサーからの
信号に対応して、数値イメージ６１４を生成する。数値
イメージ６１４は、基準センサーによって検知された照
射を示す基準値である。操作者はバラスト制御信号を調
整するために、コントローラーに基準値を入力する。取
付部材６０６は、U字状であって、ポケットの底面に配
置された突起をスナップ式に嵌め込むために、本体６０
２の対向する両側に設置されている。構造及び機能は、
図４及び５の試験モジュール上の取付部材と同一のもの
である。

【００４９】ディスプレー６０８は、基準センサー及び
関連電子機器によって生成された信号に対応するため
に、回路基板をはめ込む複数のピンを有している。セン
サーは、試験チャンバ内の近隣の電球からの検知照射を
示す信号を生成するために、回路基板、回路、その上の
部品と通信を行っている。較正モジュール６００は、同
一の較正モジュールを用いて、少なくとも二つの異なる
タイプの紫外線の較正を可能とする内部の較正ルーチン
を少なくとも２つ有している。較正モジュール６００
は、さらに、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃの範囲での
紫外線を発生するランプ群を自動的に較正する内部チャ
ンネルを有していてもよい。

【００５０】図７は、突起部７０２及び高密度コネクタ
ー７０４が示されている図６の較正モジュール７００の
下方斜視図である。突起部７０２は、試験チャンバの過
酷な環境から基準センサーを守るための公知のライトパ
イプとして作動する、試験モジュールの突起部と同様の
構造及び機能を有している。同様に、高密度コネクター
７０４は、試験モジュールとしてドアポケット内に設置
された同様の高密度端子とつながっている。システムコ
ントローラーとの接続は、較正モジュール７００が適切
な較正位置にあることを確認し、検知される紫外線照射
の種類がＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃであることが確
認される。較正モジュール７００は、これらの一部若し
くは全ての機能を行うソフトウェアを選択的に又は付加
的に有していてもよい。較正センサー（図示せず）は、
基準センサーによって生成された基準信号を自動的にシ
ステムコントローラーに送らずに、値は、操作者の観
察、手動表示のために、ディスプレーのみに出力され
る。この機能を達成するためには、いかなる種類の適切
な基準センサーを用いてもよい。例えば、基準センサー
は、光学フォトダイオードやその他の適切なセンサーで
あってもよい。較正モジュールの動作及び較正手順は、
以下の記述において詳細に説明する。

【００５１】図８は、促進耐候性試験装置に関連して、
四つの試験モジュールの一連の制御を示すフロー図であ
る。コントローラー８００は、適切ないずれの装置であ
ってもよく、例えば、プログラマブル・ロジック調整器
（ＰＬＣ）やその他の適切な装置が、照射のモニターお
よび制御、コントローラーの較正、光源の出力を連続的
に制御するための自動調整制御可能な複数のチャンネル
に基づいた種々の異なる耐候性試験の操作を含んだ、試
験ユニットの動作のためのメインシステムコントローラ
ーとして用いられてもよい。コントローラー８００は、
自動的に試験モジュールと較正モジュールの違いを検出
する。

【００５２】残りの制御チャンネルは類似していて、同
様の手順を辿るので、一チャンネルの制御チャンネル８
０１アルゴリズム、手順について説明する。制御チャン
ネルは一対のランプ８０２、８０４と試験センサー８０
６を有する試験モジュールと、伝送装置とバラスト８０
８を有している。制御チャンネルは、所望の周期数で連
続的に調整される。例えば、第一制御チャンネル８０１
が調整され、その後、コントローラーは第二制御チャン
ネルに移動し、調整を行う。その後、コントローラーは
第三制御チャンネルに移動し、調整を行う。その後、コ
ントローラーは第四制御チャンネルに移動し、調整を行
う。それによって、試験周期が形成される。コントロー
ラー８００は、その後、所望の周期回数の間繰り返し、
連続的な調整を開始する。

【００５３】操作では、照射設定値８１０、試験パラメ
ータ８１２、温度設定値８１４がユーザーインターフェ
ースを介して操作者によって、コントローラー８００に
入力される。ユーザーインターフェースは、適切なディ
スプレーやデータ入力装置のいずれでもよい。例えば、
ユーザーインターフェースは、タッチスクリーンやいず
れの適切な装置であってもよい。ユーザーインターフェ
ースは、照射設定値８１６、試験パラメータ表示８１
８、温度設定値８２０と、本実施例では８２２、８２
４、８２６、８２８である四つの制御チャンネルの検知
照射を、以下の記述で詳細に説明するように、ユーザー
インターフェースの画面に任意の時点で表示する。

【００５４】コントローラー８００は、その後、試験パ
ラメータ８１２に従って、試験手順を開始する。他の制
御チャンネルは同様の機能をすることから、第一制御チ
ャンネル８０１についてのみ説明する。照射設定値８１
０は、ランプ８０２、８０４が受ける電流の量を設定す
るために、コントローラー８００からバラスト８０８に
送信される第一のバラスト制御信号を設定する。

【００５５】試験モジュールセンサー８０６は、近隣の
ランプからのその地点での照射を検知し、照射信号を生
成し、コントローラー内の比例積分派生モジュール（Ｐ
ＩＤ）に送信されるので、照射信号はコントローラー８
００への所望の設定値８１０入力と比較される。ゲイン
は、設定値８１０と試験センサー８０６によって生成さ
れた実際の照射信号との間のエラーの計測である。増加
値に基づいたコントローラーの比例積分派生モジュール
からの最新のバラスト制御信号は、ランプ８０２、８０
４の照射出力を同時に調整するために、バラスト８０８
に送られる。その後、コントローラー８００は、照射検
出のために、次の制御チャンネルに移動し、設定値と比
較し、修正したバラスト制御信号を提供し、照射を調整
する。この処理は、連続的に、繰り返し行われるので、
個々の制御チャンネルに対する照射の正確な制御が維持
される。

【００５６】個々の制御チャンネルアルゴリズム、手順
に、追加の入力が加えられてもよい。前述した試料の取
付けと同様の方法で、試験チャンバ内の黒色本体パネル
上に取付けられた温度センサー８３０は、温度の変化に
応答し、温度信号を生成し、試験チャンバ内の所望の温
度を維持するためにヒーターを調整するために、温度信
号をコントローラー８００に送信する。照射信号と照射
設定値を比較して、増加分を決定したのち、ヒーター制
御信号は調整される。ＰＩＤは、コントローラーからの
ヒーター制御信号を温度増加値に基づいて、更新する。
別の実施例では、温度センサー８３０は、前述の通り、
試料の間で試料ホルダー上に取付けられてもよい。さら
に別の実施例では、試験チャンバ内の所望の照射を維持
するために、バラスト制御信号を調整するコントローラ
ー８００に温度信号が送られるとしてもよい。この実施
例では、温度信号と温度設定値を比較して、増加分を決
定したのち、バラスト制御信号は調整される。ＰＩＤ
は、コントローラーからのバラスト制御信号を温度の増
加値に基づいて更新する。温度信号と設定値は照射出力
に対する追加の制御レベルを提供する。ランプの温度が
増加すると、照射が減少することは知られていることで
ある。さらに、物質の抵抗はその温度に依存することも
知られている。しかるに、ランプ設定値が最大出力で低
温度である場合は、従来の装置では温度の増加を補うこ
とはできない。しかしながら、上記の温度の補充の方法
を使用すると、温度の変化を補充し、ランプの寿命を増
加させるために、ランプは酷使されうる。バラストは、
バラスト制御信号に応じて、ランプの照射出力を制御す
る。

【００５７】試験手順の最初においては、バラストは、
低い電圧好ましくは２〜３ボルトを用いて、略１〜１．
５秒間、光フィラメントを予熱する。次に、点火パルス
が略４００ボルトの範囲で光フィラメントに印加され
る。その後、電圧は徐々に、ランプ出力がフルになるま
で上昇する。その後、操作電圧は、所望の設定値まで下
降する。この電圧は、試験手順の間、維持される。ラン
プへの電流は比較的低く、交流１００Vの４３０mAであ
る。波高因子は、１．２以下であり、電圧、電流などの
ランプの状態は、出力変圧器のモニターコイルから５パ
ーセント取得される。バラスト制御信号の電圧範囲は、
直流０〜１０Vである。１０V〜２Vまでは、ランプ出力
の１０〜１００パーセントを制御するのに対し、制御電
圧が０〜２Vである場合は１３０〜１００パーセントの
ランプ出力を制御する。温度変化により、フィラメント
抵抗が減少する場合、バラストは、ランプ温度７０℃
で、出力電圧を負荷することなく、電流を一定に維持す
る。電圧周波数変換器を用いて、薄暗くする機能も提供
される。周波数を増加させることにより、ランプは薄暗
くなり、周波数を減少させると、ランプは明るくなる。
逆の場合も同様に当てはまる。

【００５８】較正モジュール８３２は、ランプ８３６の
種別を検知し、基準値８３８を生成、表示する較正若し
くは基準センサー８３４を有している。較正アルゴリズ
ム、手順については、以下で詳説する。

【００５９】図９〜図１２は、コントローラー・ユーザ
ーインターフェースの動作を示すフロー図である。図９
(ａ)では、ブロック９００において、メインディレクト
リが表示されており、ここから、操作者は決定ブロック
９０２で適当な操作ボタンを押すことによって、ユーザ
ーインターフェースの他のサブルーチン画面へ到達する
ことができる。操作ボタンは、以下のサブルーチン画
面、メイン９０４、プレビュー９０６、モニター９０
８、照射較正９１０、実行／中止９１２、試験リスト９
１４、編集９１５にアクセスする。

【００６０】図９(ｂ)は、試験リスト画面の動作を示し
たフロー図である。これにより、操作者は、設定された
既存の試験を実行メモリーにロードし、又は、いずれの
試験をプレビューすることができる。それぞれの試験
は、試験される物質及び環境に対応じて異なったパラメ
ータを有している。パラメータの種類には、照射の強
度、周期時間、湿度、温度などが含まれるが、これらに
限定されるものではない。

【００６１】ブロック９１６では、利用できる試験のリ
ストが操作者に提供される。決定ブロック９１８では、
操作者は、現在の試験を選択するか否かを決定する。YE
Sであれば、操作者は、実行/中止画面である図１１(ｂ)
に進む。この図については、後に説明する。NOであれ
ば、システムは決定ブロック９２０に進み、ここで操作
者は試験をロードするかの決定をする。YESであれば、
その後システムは、ブロック９２２に進み、ここで、そ
の試験手順がダウンロードされ、図１１(ｂ)について後
に説明する実行/中止画面を経て実行される。決定ブロ
ック９２０で、操作者が試験をロードしないを選択した
場合には、その後システムは、決定ブロック９２４に進
み、そこで、操作者は既存の試験を編集するか否かの判
断をする。YESであれば、その後システムは編集場面に
進む。これについては、図１０で、後に説明する。NOで
あれば、その後システムは、決定ブロック９２６に進
み、そこで、操作者は試験をプレビューするか否かを決
定する。YESであれば、その後システムはプレビュー画
面に進む。これについては、後に、図１１(ａ)で説明す
る。NOであった場合、その後システムは、ブロック９１
６に戻り、そこで、試験リストが表示され、この手順が
再び始まることになる。

【００６２】図１０は、編集画面の動作を示すフロー図
である。編集画面はメインディレクトリ画面９００の編
集ボタン９１５及び試験リストスクリーンのブロック９
２４に対応するもので、これにより操作者は新しい試験
を作成でき、既存の試験のいずれかの試験パラメータを
編集することができる。例えば、操作者は、試験中に使
用されるランプの種別を選択したり、紫外線の種別、噴
霧凝結のサイクル、区分時間、紫外線照射設定値、温度
設定値などのパラメータを選択することが可能である。
決定ブロック９２８では、操作者は編集される試験を選
択する。ブロック９３０は、紫外線のサイクルの選択を
示すものであり、これにより、操作者は、ブロック９３
２で照射の集中度を入力する。ブロック９３４は、噴霧
凝結のサイクルを示すもので、これにより操作者は、決
定ブロック９３６で噴霧か凝結のいずれかの選択をする
ことができる。ブロック９３８は、時間の選択を示すも
のであり、これにより、使用者はブロック９４０におい
て、時間を入力することができる。ブロック９４２は照
射設定値の選択を示すもので、これにより、操作者はブ
ロック９４４において、照射設定値を入力することがで
きる。ブロック９４６は、温度設定値の選択をしめすも
ので、これにより、操作者はブロック９４８において、
温度設定値を入力することができる。ブロック９５０
は、ランプの種別の選択をしめすもので、これにより、
操作者は決定ブロック９５２で、利用可能なランプ種別
からどれを試験で使うかを選択する。決定ブロック９２
８において、操作者がブロック９３０〜９５２で示され
たパラメータのいずれの変更を選択したかに関係なく、
操作者は決定ブロック９５４に進むことができ、ここ
で、操作者は試験（すなわち、パラメータ値の集まり）
を保存の選択をすることができる。NOである場合、その
後システムは決定ブロック９２８に戻り、YESの場合
は、システムは試験パラメータを保存し、ブロック９０
０のメインディレクトリ画面に戻る。

【００６３】図１１(ａ)はプレビュー画面を示すフロー
図であり、これは、メインディレクトリ画面９００のプ
レビューボタン９０６及び試験リスト画面ブロック９２
６に対応し、これにより操作者は、いずれの試験パラメ
ータをもプレビューすることができる。ブロック９５６
では、システムは試験入力及びパラメータを表示する。
その後システムは、決定ブロック９５８へ進み、ここで
操作者は異なる試験を選択する。操作者が異なる試験の
表示を選択すると、その後システムは、操作者がいずれ
の試験を表示するかの選択する決定ブロック９６０へ進
み、その後ブロック９５６に戻る。操作者が異なる試験
の表示をしないを選択した場合は、その後システムは、
決定ブロック９６２に進み、ここで操作者は既存の試験
リストから選らぶか否かを選択する。操作者が既存の試
験リストからの選らぶを選択した場合、その後システム
は図９(ｂ)のブロック９１６に進む。選択しなかった場
合は、その後、システムはブロック９００のメインディ
レクトリに戻る。

【００６４】図１１(ｂ)は、メインディレクトリ画面９
００の実行/中止ボタンに対応する実行/中止画面の選択
を示すものである。この画面で、操作者は試験を実行又
は中止をすることができる。ブロック９６４で、システ
ムは試験時間と照射パラメータを表示する。システム
は、その後決定ブロック９６６に進み、そこで、操作者
は試験を実行するか否かの選択をする。YESの場合、そ
の後システムは、図１２(ａ)に関して後で説明するメイ
ン画面に進む。NOの場合、その後システムは、決定ブロ
ック９６８に進み、そこで操作者は試験の実行するか中
止するかの決定をする。YESの場合、その後システム
は、ブロック９６４に戻る。NOの場合、その後システム
は、決定ブロック９７０に進み、そこで操作者は試験を
リセットするか否かの決定をする。YESの場合はシステ
ムはその後ブロック９６４に戻り、NOの場合は、その後
ブロック９００のメインディレクトリ画面に戻る。

【００６５】図１２(ａ)は、メインディレクトリ画面９
００からメイン画面ボタン９０４を選択した場合を示す
フロー図である。ブロック９７２では、システムはすべ
てのメインの試験情報を表示する。ブロック９７４は装
置モードを表示しており、ブロック９７６は、現在実行
中の試験の名称（紫外線、噴霧凝結サイクルなど）を表
示する。ブロック９７８は、現在実行中の実行メモリー
を表示しており、ブロック９８０は、照射及び温度の設
定値を表示している。ブロック９８２は、現在実行中の
試験の照射及び温度の実測値を表示している。ブロック
９８４は、現在実行中の試験の状態についてのメッセー
ジを表示している。終了すると、システムは、ブロック
９００のメインディレクトリに戻る。

【００６６】図１２(ｂ)は、モニター画面選択を示すフ
ロー図であり、メインディレクトリ画面９００のモニタ
ーボタン９０８に対応するものである。ブロック９８６
で、システムは、各制御チャンネルでの照射の設定値を
表示する。ブロック９８８で、システムは、各制御チャ
ンネルでの照射の実測値を表示する。ブロック９９０
で、システムは、各制御チャンネルでの温度の設定値と
実測値を表示する。ブロック９９２で、システムは更新
を行い、その後ブロック９００のメインディレクトリ画
面に戻る。

【００６７】図１２(ｃ)は、照射較正画面の選択を示し
たフロー図であり、メインディレクトリ画面９００の照
射較正ボタン９１０に対応するものである。この画面で
操作者は、後で図１３に関連して説明する較正手順の間
に操作者によって書かれた較正モジュールの基準値を入
力することができる。ブロック９９４で、操作者は各制
御チャンネルの基準値を入力する。その後システムは、
ブロック９００のメインディレクトリ画面に戻る。

【００６８】図１３は、本発明に係る較正手順を示すフ
ロー図である。この手順の間、ドアポケットに設置され
ている試験モジュールは、所定の第一位置から取り外さ
れ、代わりに、較正モジュールが第一位置に置かれる。
当業者にとっては、産業基準別に４００時間ごとに較正
手順が行われなければならないことは理解されるだろ
う。しかしながら、操作者は試験中の任意の時点に装置
の較正を行ってよいし、コントローラーが、操作者が望
んでいるように、あるいは、ランプが上記モニター制御
手順どおりに応答しない場合に、較正の要求メッセージ
を表示するようにプログラムされてもよい。

【００６９】ブロック１０００で、コントローラーは、
操作者に装置の較正を希望するかを尋ねる。NOであれ
ば、コントローラーは、ループに入り、所定の時間経過
後再度尋ねる。YESであれば、その後ブロック１００２
で、コントローラーは試験が現在実行中か否かを判定す
る。実行中であれば、その後ブロック１００４で、コン
トローラーは照射設定値、温度設定値やその他の試験デ
ータと試験時間を、手順に先立って、メモリーに保存す
る。ブロック１００６で、操作者は、較正照射と温度設
定値を入力しなければならない。決定ブロック１００８
で、コントローラーは、その後、照射及び温度の実測値
が設定値と一致し、安定しているか判定する。NOであれ
ば、その後コントローラーは、一定時間ループに入った
のち、決定ブロック１００８で再度尋ねる。YESであれ
ば、その後、ブロック１０１０で、コントローラーは、
ランプの出力が不安的にならないように、制御チャンネ
ルのバラストへの出力を四つ全て固定する。

【００７０】第一位置の試験モジュールは、前述のよう
に、取り外され、較正モジュールと取替えられ、コント
ローラーによって、適当なセンサーが適当な位置にある
ことが自動的に認識される。較正モジュールは、さら
に、自動的に、紫外線ランプの種別（ＵＶ−Ａ、ＵＶ−
Ｂ、ＵＶ−Ｃ）を判別し、又は、コントローラーからそ
の情報を取得する。もし不一致があれば、較正モジュー
ルは、正しいものと決定される。較正モジュールは、基
準値を生成し、これは、ブロック１０１２で、操作者が
取得しなければならない（すなわち、手動で入力）。較
正モジュールは、その後取り外され、稼動試験モジュー
ルと第一位置に取替えられる。この手順は各試験モジュ
ール位置ごとに繰り返されることに留意すべきである。

【００７１】各試験モジュール位置での手順の後、コン
トローラーは、ブロック１０１４で、基準値の較正デー
タがコントローラーに入力される準備ができているかを
尋ねる。NOであれば、その後操作者は、次の試験モジュ
ール位置のために較正データ基準値を取得する。YESで
あれば、その後ブロック１０１６で、操作者はコントロ
ーラーに基準データ値を入力する。ブロック１０１８
で、コントローラーは、バラスト制御信号を調整する新
規の利得値を計算する。ブロック１０２０で、コントロ
ーラーは、試験が実行中であったかを尋ねる。YESであ
れば、その後ブロック１０２２で、試験照射及び温度設
定値はリセットされ、試験が再開される。NOであれば、
その後、コントローラーは、較正手順を終了する。好ま
しくは、コントローラーは、処理ユニットとプログラム
処理を記憶しているメモリーを有しており、プログラム
は処理ユニットに読まれると、コントローラーを、試験
及び較正手順を作動させるようになっている。

【００７２】図１４は、本発明の実施例である装置の断
面図である。装置１１００は、試験チャンバ１１０４
と、試験モジュール１１０６と、試料ホルダー１１０８
と、ランプ１１１０と、ドア１１１２と、湿潤システム
１１１４を規定しているタンク１１０２を有している。
本実施例において試験チャンバ１１０４は、八つのラン
プ１１１０を有している。前記の通り、これらのランプ
は蛍光灯、キセノンやその他の適したランプであっても
よい。試料ホルダー１１０８は、試料取付け装置２０８
上に位置しており、この装置は、下方レール２０８Aと
上方レール２０８Bを有しており、ランプが規定されて
いる面と実質的に平行な面に規定されている。ランプ１
１１０は、試料ホルダー１１０８から離隔して位置して
おり、その結果望ましい耐候効果を提供することにな
る。さらに、湿潤システム１１１４は、加えて、従来の
耐候効果を提供する。

【００７３】ドア１１１２は、試験モジュール１１０６
を取付けるためのポケット１１１６を有している。これ
は、温度に敏感な電子機器である試験モジュールが試験
チャンバ１１０４から取り外され、試験チャンバの外に
位置される点で有利である。その結果、極めて安定した
信号が生成され、照射の制御が、信号のドリフトなく、
より安定する。その結果、ランプ１１１０は、より長期
にわたり持続するので、支出が減少する。小ギャップ１
１１８が、ポケット１１１６の面と試料ホルダー１１０
８の間に示されている。これは、試験手順又は結果に対
する望まない又は意図しない影響を回避するものであ
る。

【００７４】図１４は、さらに、試験モジュール１１０
６の一部１０２０が、隣接する二つのランプ１１１０の
照射を検知するために、ポケット１１１６の面から突出
している。センサー突出部の端部は、紫外線を、ライト
パイプ技術を介して、試験モジュール内の試験センサー
へ移すための入力を有している。光学フィルターは、試
験センサーに関連して用いられてもよく、光学フォトダ
イオードに内蔵されてもよい。本発明が特に有利なの
は、入力が実質的に試料として、試料ホルダー１１０８
に設置されているからである。したがって、センサーの
読み取り及び関連の照射信号は、試料が受ける照射を正
確に表すことになる。試験モジュール１１０６は、前述
の通り、ドアから別個に取り外し可能である。さらに、
前述の通り、耐候性装置の較正のために、較正モジュー
ルは、試験モジュールと取替えられ、試験モジュールと
同一位置に位置する。

【００７５】本発明は、以上で示し、説明した装置及び
方法についての説明に限定されるものではなく、他の修
正や変更は想到することが可能である。本発明の真の趣
旨及び範囲から離れることなく、上記の装置について変
更することができる。例えば、本発明の実施例は、機能
の全て又は一部をソフトウェアが遂行するように変えた
り、付加したりすることもできる。それゆえ、上記の記
載の主題は、説明として解釈されるべきで、限定する意
味で解釈されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】放電ランプを用いた従来の試験装置を示す図で
ある。

【図２】(ａ)は、本発明に係る改良促進耐候性試験装置
の部分正面図である。(ｂ)は、(ａ)の促進耐候性試験装
置のタンク部分の詳細な斜視図である。

【図３】本発明に係る制御チャンネルの特徴を示した促
進耐候性試験装置の概略端面図である。

【図４】本発明に係る試験モジュールの上方斜視図であ
る。

【図５】本発明に係る試験モジュールの下方斜視図であ
る。

【図６】本発明に係る較正モジュールの上方斜視図であ
る。

【図７】本発明に係る較正モジュールの下方斜視図であ
る。

【図８】本発明に係る光センサーモジュールの一連の制
御を示すフロー図である。

【図９】本発明に係るシステムコントローラー・ユーザ
ーインターフェースの動作を示すフロー図である。

【図１０】本発明に係るシステムコントローラー・ユー
ザーインターフェースの動作を示すフロー図である。

【図１１】本発明に係るシステムコントローラー・ユー
ザーインターフェースの動作を示すフロー図である。

【図１２】本発明に係るシステムコントローラー・ユー
ザーインターフェースの動作を示すフロー図である。

【図１３】本発明に係る較正手順を示すフロー図であ
る。

【図１４】本発明の実施例である装置の断面図である。

【符号の説明】

１０ ランプ １２ チャンバ １４ 試料 １６ 湿気供給タンク ２００ 改良促進耐候性試験装置 ２０２ エンクロージャー ２０４ ドア ２０５ ジャック ２０６ 試験チャンバ ２０８ 試料取付装置 ２１０ 試料ホルダー ２１２ 光源 ２１４ 外部ドア保護部 ２１６ 開口部 ２１８ ポケット ２２０ センサー ２２２ タンク ２２４ サイドパネル ２２６ 試験センサー

フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ディー・ドナート アメリカ合衆国、イリノイ60657、シカゴ、 ノース・ブロードウェイ3356 Ｆターム(参考） 2G050 BA09 BA10 CA01 DA02 EA01 EA03 EB07 EC01

Claims (41)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンクロージャー内に設けられている試
   験チャンバへのアクセスのためのドアを少なくとも一つ
   有しているエンクロージャーと、 試験チャンバ内に設けられている試料ホルダーを支持す
   るための試料取付け部と、 試験チャンバ内で光を発生させる試験チャンバ内に設置
   されている光源と、光源に給電するための電源と、 少なくとも一つのドアに設けられているポケット内に取
   り外し可能に設置されている、試験チャンバ内の光源か
   らの照射を検知し、検知した照射に対応する照射信号を
   生成する試験モジュールと、 光源が受ける電源からの電力量を制御する、光源に接続
   されているバラストと、試験モジュールとバラストとに
   接続されており、バラスト制御信号を送信することによ
   りバラストの動作を制御するコントローラーと、 検知照射を表す基準値を生成し表示するために試験チャ
   ンバ内の照射を検知する較正モジュールとを備え、 前記コントローラーは、試験チャンバ内の所望の照射を
   維持するために、試験モジュールから受け取った照射信
   号に対応してバラスト制御信号を調整し、 前記較正モジュールは、ポケット内の試験モジュールと
   交換可能に取替えられて、試験チャンバ内の照射を検知
   し、バラスト制御信号を調整するためにコントローラー
   に入力される基準値を較正モジュールに表示することを
   特徴とする促進耐候性装置。
2. 【請求項２】 光源として複数のランプを有している請
   求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】ポケットは、少なくとも一つのドアの外表
   面上に収納部が設けられるように少なくとも一つのドア
   に形成され、試験モジュールと較正モジュールが各々交
   換可能、取り外し可能に少なくとも一つのドアが閉じら
   れた位置でポケット内に配置される請求項１に記載の装
   置。
4. 【請求項４】 光源が、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ
   の範囲での紫外線を発生するランプ群から選択される請
   求項１に記載の装置。
5. 【請求項５】 較正モジュールは、同一の較正モジュー
   ルを使用中に少なくとも二つの異なる種類の紫外線の較
   正を可能とする少なくとも二つの内部較正ルーチンを有
   する請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】 試験モジュールは、試験モジュールがポ
   ケット内に設置された時に、コントローラーが自動的に
   試験モジュールに接続されるようにコントローラーと試
   験モジュールに接続するために、ポケットに設置の端子
   と接続するプラグをさらに有している請求項１に記載の
   装置。
7. 【請求項７】 試験モジュールは、光学フォトダイオー
   ドタイプの試験センサーを少なくとも一つ有する請求項
   １に記載の装置。
8. 【請求項８】 較正モジュールは、光学フォトダイオー
   ドタイプの基準センサーを有する請求項１に記載の装
   置。
9. 【請求項９】 試験センサーは、紫外線の範囲でリニア
   の応答性を有している請求項７に記載の装置。
10. 【請求項１０】 コントローラーは、処理ユニットとプ
    ログラム処理を記憶しているメモリーを有しており、プ
    ログラムは処理ユニットに読まれると、コントローラー
    を、所望の照射信号の設定値入力を受けとらせ、試験手
    順を開始させるようになっており、この手順は、 バラスト制御信号を設定値に基づいてバラストに出力す
    るステップと、 試験モジュールから照射信号入力を受け取るステップ
    と、 設定値と照射信号との間の利得に基づいてバラスト制御
    信号を調整するステップと、 調整されたバラスト制御信号を出力するステップと、 所望の期間、試験手順ステップを繰り返すステップを有
    している請求項１に記載の装置。
11. 【請求項１１】 試験チャンバ内の温度をモニターし、
    温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の温度に維持
    するためにヒーター制御信号を調整するコントローラー
    に温度信号を送信する、コントローラーに接続している
    温度センサーをさらに有している請求項１に記載の装
    置。
12. 【請求項１２】 試験チャンバの内の温度をモニター
    し、温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の照射に
    維持するためにバラスト制御信号を調整するコントロー
    ラーに温度信号を送信する、コントローラーに接続して
    いる温度センサーをさらに有している請求項１に記載の
    装置。
13. 【請求項１３】 試験モジュールは、周波数ノイズを減
    少させるために照射信号を増幅する請求項１に記載の装
    置。
14. 【請求項１４】 周波数ノイズの減少は、利得ととも
    に、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変
    換することにより達成される請求項１３に記載の装置。
15. 【請求項１５】 エンクロージャー内に設けられている
    試験チャンバへのアクセスのためのドアを少なくとも一
    つ有しているエンクロージャーと、 試験チャンバ内に設けられている試料ホルダーを支持す
    るための試料取付け部と、 試験チャンバ内で光を発生させる試験チャンバ内に設置
    されている光源列と、 光源列に給電するための電源と、 光源列の出力を連続して制御する複数の自動調整可能な
    制御チャンネルを備え、各制御チャンネルは少なくとも
    一つの光源の出力を制御し、複数の制御チャンネルは、
    ドアに形成されたポケット内に取り外し可能に設置さ
    れ、試料取付け部の異なる空間を検知するように構成さ
    れている複数の試験モジュールを有していることを特徴
    とする促進耐候性装置。
16. 【請求項１６】 各制御チャンネルは、少なくとも一つ
    の光源が受ける電源からの電力量を制御する、少なくと
    も一つの光源に接続されているバラストと、試験モジュ
    ールとバラストに接続されており、バラスト制御信号を
    送信することによりバラストの動作を制御するコントロ
    ーラーと、 各試験モジュールに含まれている試験センサーと、 試験モジュール内に配置され、試験センサーとコントロ
    ーラーに接続されており、所望の設定値に照射信号を維
    持するためにコントローラーがバラスト制御信号を調整
    するように、照射信号をコントローラーに送信する送信
    部を備え、 前記試験センサーは、ポケットに形成された孔に挿入さ
    れ、少なくとも一つの光源の対応位置に位置し、少なく
    とも一つの光源からの試験チャンバ内の照射を検知し、
    検知照射を表す照射信号を生成する請求項１５に記載の
    装置。
17. 【請求項１７】 第一及び第二の試料サポート壁を有
    し、各列が四つのランプを有する第一及び第二の光源列
    を有する請求項１５に記載の装置。
18. 【請求項１８】 複数の試験モジュールは、各試験モジ
    ュールが隣接する二つのランプからの照射を実質的に選
    択するようにポケット内に配置された四つの試験モジュ
    ールを有している請求項１５に記載の装置。
19. 【請求項１９】 複数の制御チャンネルは、四つの別個
    に調整可能な制御チャンネルを有する請求項１５に記載
    の装置。
20. 【請求項２０】 較正モジュールは、さらに、試験チャ
    ンバ内の照射を検知し、検知照射を示す基準値を生成す
    る基準センサーと、基準センサーに接続され、光源列の
    出力を調整するために制御チャンネルに入力された基準
    値を表示する基準値ディスプレーを有する請求項１５に
    記載の装置。
21. 【請求項２１】 試験チャンバの内の温度をモニター
    し、温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の照射に
    維持するためにバラスト制御信号を調整するコントロー
    ラーに温度信号を送信する、コントローラーに接続して
    いる温度センサーをさらに有している請求項１６に記載
    の装置。
22. 【請求項２２】 試験チャンバの内の温度をモニター
    し、温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の温度に
    維持するためにヒーター制御信号を調整するコントロー
    ラーに温度信号を送信する、コントローラーに接続して
    いる温度センサーをさらに有している請求項１６に記載
    の装置。
23. 【請求項２３】 複数の試験モジュールは、周波数ノイ
    ズを減少させるために照射信号を増幅する請求項１５に
    記載の装置。
24. 【請求項２４】 周波数ノイズの減少は、利得ととも
    に、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変
    換することにより達成される請求項２３に記載の装置。
25. 【請求項２５】 コントローラーは、処理ユニットとプ
    ログラム処理を記憶しているメモリーを有しており、プ
    ログラムは処理ユニットに読まれると、コントローラー
    に、所望の照射信号の設定値入力を受けとらせ、試験手
    順を開始させるようになっており、この手順は、 バラスト制御信号を設定値に基づいてバラストに出力す
    るステップと、 試験モジュールから照射信号入力を受け取るステップ
    と、 設定値と照射信号との間の利得に基づいてバラスト制御
    信号を調整するステップと、 調整されたバラスト制御信号を出力するステップと、 所望の期間、試験手順ステップを繰り返すステップを有
    している請求項１６に記載の装置。
26. 【請求項２６】 コントローラーは、さらに、プログラ
    ム命令を有しており、処理ユニットに読まれると、コン
    トローラーに、較正のための複数の制御チャンネルの一
    つを選択させ、較正手順を開始させるようになってお
    り、この手順は、選択制御チャンネルに関連する試験モ
    ジュールとの接続を切断するステップと、 基準センサーを有する較正モジュールを選択制御チャン
    ネルに接続させるステップと、 基準値を生成するために、概ね選択制御チャンネルに関
    連する光源からの照射によって試験チャンバ内に現存す
    る照射を基準センサーを用いて検知するステップと、 較正モジュールに含まれているディスプレーに基準値を
    表示するステップと、 上記ステップを各制御チャンネル毎に繰り返すステップ
    と、 基準値をコントローラーに入力するステップと、 各制御チャンネルに関連する基準値と設定値を比較する
    ステップと、 各制御チャンネルに関連する光源の出力を較正するため
    に、各制御チャンネルの利得を調整するステップを有し
    ている請求項２５に記載の装置。
27. 【請求項２７】 較正ステップは、さらに、較正モジュ
    ールを用いて、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃの範囲で
    の紫外線を発生するランプ群を検知するステップと、 検知したランプを自動的にコントローラーに通信させる
    ステップを有している請求項２６に記載の装置。
28. 【請求項２８】 エンクロージャー内に設けられている
    試験チャンバへのアクセスのためのドアを少なくとも一
    つ有しているエンクロージャーと、 試験チャンバ内で光を発生させる試験チャンバ内に設置
    されている光源と、光源に給電するための電源と、 光源及び電源に接続されており、光源が受ける電源から
    の電力量を制御するバラストと、 試験モジュールとバラストとに接続されており、バラス
    ト制御信号を送信することによりバラストの動作を制御
    するコントローラーを備え、 前記バラストは、点火前に光源を暖めるために所望の期
    間、光源に低圧を加えるように光源の起動を制御する回
    路を有しており、これにより、光源への衝撃が最小限に
    なり、光源の寿命が延びるとともに、 前記コントローラーは、試験チャンバ内の所望の照射を
    維持するために、試験モジュールから受け取った照射信
    号に対応してバラスト制御信号を調整することを特徴と
    する促進耐候性装置。
29. 【請求項２９】 操作電圧になるまで低電圧が光源に徐
    々に加えられる請求項２８に記載の装置。
30. 【請求項３０】 試験チャンバの内の温度をモニター
    し、温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の照射に
    維持するためにバラスト制御信号を調整するコントロー
    ラーに温度信号を送信する、コントローラーに接続して
    いる温度センサーを、さらに有している請求項２８に記
    載の装置。
31. 【請求項３１】 試験チャンバ内の温度をモニターし、
    温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の温度に維持
    するためにヒーター制御信号を調整するコントローラー
    に温度信号を送信する、コントローラーに接続している
    温度センサーをさらに有している請求項２８に記載の装
    置。
32. 【請求項３２】 コントローラーは、試験チャンバ内を
    所望の照射に維持するために、照射信号をモニターし、
    それに応じてバラスト制御信号調整する請求項２８に記
    載の装置。
33. 【請求項３３】 所望の期間は、少なくとも略１．５秒
    である請求項２８に記載の装置。
34. 【請求項３４】 低電圧は、略２〜５ボルトである請求
    項２８に記載の装置。
35. 【請求項３５】 試験チャンバと、試料取付け部と、バ
    ラストにより制御される電源によって給電される光源
    と、各制御チャンネルが、少なくとも一つの光源の出力
    を制御し、試験チャンバ内の照射を検知する試験センサ
    ーを含む試験モジュールを有している、光源出力を連続
    制御する自動調整可能な制御チャンネルを複数備える試
    験装置での、促進試料耐候性試験方法であって、 照射信号を生成するために、試験センサーの一つを用い
    て、概ね制御チャンネルに関連する光源からの照射によ
    る試験チャンバ内に現存する照射を検知するステップ
    と、 試験センサーによって検知された照射信号を制御チャン
    ネルのコントローラーに送信するステップと、 照射信号と設定値とが等しいかを判断するために比較す
    るステップと、光源の出力が調整されるように、制御チ
    ャンネルに関連するバラストに対するバラスト制御信号
    を調整するステップと、 各制御チャンネルに関連するバラスト制御信号が調整さ
    れるまで上記ステップを繰り返し、一サイクルとするス
    テップと、 上記ステップを所望のサイクル回数繰り返すステップ
    と、 較正のための制御チャンネルのうち一つを選択するステ
    ップと、 選択制御チャンネルに関連した試験モジュールの接続を
    切断するステップと、基準センサーを有する較正モジュ
    ールを、選択制御チャンネルに接続するステップと、 基準値を生成するために、基準センサーを用いて、概ね
    選択制御チャンネルに関連する光源からの照射による試
    験チャンバ内に現存する照射を検知するステップと、 較正モジュールに含まれているディスプレーに基準値を
    表示するステップと、 すぐ上記に記載したこれらの切断、接続、検知、表示の
    ステップを制御チャンネルごとに繰り返すステップと、 基準値をコントローラーに入力するステップと、 設定値と基準値を比較するステップと、 各制御チャンネルに関連した光源の出力を較正するため
    に、各制御チャンネルを再度調整するステップを有する
    ことを特徴とする促進試料耐候性試験方法。
36. 【請求項３６】 各制御チャンネルは、さらに、試験チ
    ャンバ内の温度をモニターする、コントローラーに接続
    された温度センサーを有しており、方法は、さらに、温
    度信号を生成するステップと、試験チャンバ内の所望の
    照射を維持するために、バラスト制御信号を調整するコ
    ントローラーに、温度信号を送信するステップを有して
    いる請求項３５に記載の方法。
37. 【請求項３７】 各制御チャンネルは、さらに、試験チ
    ャンバ内の温度をモニターする、コントローラーに接続
    された温度センサーを有しており、方法は、さらに、温
    度信号を生成するステップと、試験チャンバ内の所望の
    照射を維持するために、ヒーター制御信号を調整するコ
    ントローラーに、温度信号を送信するステップを有して
    いる請求項３５に記載の方法。
38. 【請求項３８】 方法は、さらに、バラストの現在のド
    ロー（Draw）をモニターするステップと、試験チャンバ
    内の所望の照射を維持するために、バラスト制御信号を
    調整するステップを有する請求項３５に記載の方法。
39. 【請求項３９】 試験チャンバと、試料取付け部と、バ
    ラストにより制御される電源によって給電される光源
    と、各制御チャンネルが、少なくとも一つの光源の出力
    を制御し、試験チャンバ内の照射を検知する試験センサ
    ーを含む試験モジュールを有している、光源出力を連続
    制御する自動調整可能な制御チャンネルを複数備える試
    験装置での、促進試料耐候性試験方法であって、 光源への衝撃を最小限にすると共に、光源の寿命を延ば
    すために、点火前に光源を暖めるために所望の時間、光
    源に低電圧を加えるバラスト内の回路によって、光源の
    起動を制御するステップと、 照射信号を生成するために、試験センサーの一つを用い
    て、概ね制御チャンネルに関連する光源からの照射によ
    る試験チャンバ内に現存している照射を検知するステッ
    プと、 試験センサーによって検知された照射信号を制御チャン
    ネルのコントローラーに送信するステップと、 照射信号と設定値とが等しいかを判断するために比較す
    るステップと、 光源の出力が調整されるように、設定値と照射信号との
    間の利得に基づいて、制御チャンネルに関連するバラス
    トに対するバラスト制御信号を調整するステップと、 各制御チャンネルに関連するバラスト制御信号が調整さ
    れるまで上記ステップを繰り返し、一サイクルとするス
    テップと、 上記ステップを所望のサイクル回数繰り返すステップ
    と、 較正のための制御チャンネルのうち一つを選択するステ
    ップと、 選択制御チャンネルに関連した試験モジュールの接続を
    切断するステップと、基準センサーを有する較正モジュ
    ールを、選択制御チャンネルに接続するステップと、 基準値を生成するために、基準センサーを用いて、概ね
    選択制御チャンネルに関連する光源からの照射による試
    験チャンバ内に現存している照射を検知するステップ
    と、 較正モジュールに含まれているディスプレーに基準値を
    表示するステップと、 すぐ上記に記載したこれらの切断、接続、検知、表示の
    ステップを制御チャンネルごとに繰り返すステップと、 基準値をコントローラーに入力するステップと、 設定値と基準値を比較するステップと、 各制御チャンネルに関連した光源の出力を較正するため
    に、各制御チャンネルを再度調整するステップを有する
    ことを特徴とする促進試料耐候性試験方法。
40. 【請求項４０】 前記所望の時間は少なくとも１．５秒
    である請求項３９に記載の方法。
41. 【請求項４１】 前記低電圧は、略２〜５ボルトの範囲
    である請求項３９に記載の方法。