KR20130123370A

KR20130123370A - 자외선 램프 시스템 및 방출된 자외선 광을 제어하기 위한 방법

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Publication number: KR20130123370A
Application number: KR1020137003382A
Authority: KR
Inventors: 제임스 엠. 보석; 제임스 코리; 에드워드 씨. 맥기; 제임스 스미쓰
Original assignee: 노드슨 코포레이션
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-11-12
Also published as: DE112011102339T5; US20130093322A1; CN102986302A; US9439273B2; CN102986302B; JP2013541126A; WO2012009353A1; JP5921542B2

Abstract

본 발명의 실시예들은 램프 시스템을 제어하기 위한 장치, 방법, 및 프로그램 제품을 제공한다. 상기 장치는 플라즈마 램프 벌브(20) 및 자외선 광(24)을 방출하기 위해 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 여기시키기 위해 마이크로파 에너지 장을 발생시키도록 동작가능한 마이크로파 발생기(12)를 포함한다. 상기 장치는 상기 자외선 광(24)의 강도를 측정하기 위한 센서(70) 및 상기 플라즈마 램프 벌브(20) 및 상기 센서(70) 사이에 위치된 반사기(42)를 더 포함한다. 상기 반사기(42)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 의해 발생된 상기 자외선 광(24)의 적어도 일부를 반사시키도록 동작가능하다. 상기 방법은 상기 자외선 광(24)에 대한 타겟 강도를 수신하는 단계 및 센서(70)를 사용하여 상기 자외선 광(24)의 강도를 측정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 측정된 강도에 상기 타겟 강도를 비교하는 단계, 및 상기 비교에 응답하여, 상기 자외선 광(24)의 강도를 조정하기 위해 마이크로파 발생기(12)에 대한 전력을 조정하는 단계를 더 포함한다.

Description

자외선 램프 시스템 및 방출된 자외선 광을 제어하기 위한 방법{ULTRAVIOLET LAMP SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING EMITTED ULTRAVIOLET LIGHT}

본 발명은 일반적으로 자외선 램프 시스템들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로파-여기된 자외선 램프 시스템들의 조절에 관한 것이다.

자외선(UV) 램프 시스템들은 보통 접착제들, 실란트들, 잉크들, 및 코팅들과 같은 가열 및 경화 재료들을 위해 사용된다. 특정 UV 램프 시스템들은 무전극 광원들을 가지며 마이크로파 에너지를 갖고 무전극 플라즈마 램프를 여기시킴으로써 동작한다. 마이크로파 에너지를 가진 여기에 의존하는 무전극 UV 램프 시스템에서, 상기 무전극 플라즈마 램프는 금속성 마이크로파 캐비티 또는 챔버 내에 장착된다. 마그네트론들과 같은, 하나 이상의 마이크로파 발생기들이 상기 마이크로파 챔버의 내부와 도파관들을 통해 결합된다. 상기 마그네트론들은 상기 플라즈마 램프에 포함된 가스 혼합물로부터 플라즈마를 개시 및 유지하기 위해 마이크로파 에너지를 공급한다. 상기 플라즈마는 UV 및 적외선 파장들을 가진 스펙트럼 라인들 또는 광자들을 갖고 강하게 가중된 전자기 복사의 특징적인 스펙트럼을 방출한다.

기판을 조사하기 위해, 상기 UV 광은 상기 마이크로파 챔버로부터 챔버 유입구를 통해 외부 위치로 향해진다. 상기 챔버 유입구는 UV 광이 상기 마이크로파 챔버 밖으로 투과되도록 허용하면서 마이크로파 에너지의 방출을 차단할 수 있다. 미세-메쉬 금속 스크린은 종종 많은 종래의 UV 램프 시스템들의 상기 챔버 유입구를 커버한다. 상기 금속 스크린에서의 개구들은 상기 RF 챔버 외부에 위치된 기판을 조사하기 위해 UV 광을 투과시키지만; 마이크로파 에너지의 방출을 실질적으로 차단한다. 몇몇 종래의 UV 램프 시스템들에서, 셔터는 또한 상기 챔버 유입구를 커버하며 상기 UV 광에 상기 기판을 노출시키도록 선택적으로 동작가능하다.

상기 UV 램프 시스템들의 몇몇 애플리케이션들은 UV 광의 매우 정확한 강도들을 요구한다. 이들 애플리케이션들은 상기 UV 광 강도에서의 변화들에 민감하며, 상기 광 강도가 실질적으로 일정하도록 요구한다. 실질적으로 일정한 UV 광 강도를 제공하는 것은 몇몇 도전들을 제공한다. UV 광 강도를 측정하는 종래의 방법들은 광원 아래에 위치되는 UV 강도 센서들을 이용한다. 이들 센서들은 상기 광원의 UV 광 강도를 한 번 측정하며 상기 광원의 사용을 중단하지 않고 연속적인 애플리케이션들로부터 상기 UV 광 강도를 나타낼 수 없다. 게다가, 이러한 센서들은 종종 고 강도 UV 광에 대한 변함없는 노출로 인해 솔라리제이션(solarization)하기 쉽고, 그것들을 동작가능하지 않게 한다. 또한, 이러한 방법들은 통상적으로 셋업 및/또는 유지 동안 램프 시스템 고객 또는 상기 램프 시스템 벤더에 의해 수행되며, 이것은 상기 UV 램프 시스템들의 사용에 지장을 준다. 이러한 방법들은 또한 이들 UV 램프 시스템들이 그것들의 강도를 감소시킴에 따라 "완곡히 감소"할 그것들의 애플리케이션들을 위해 사용될 수 있는 미래 UV 강도들을 구성하기 위해 상기 고객에 의해 상당한 시간을 요구한다.

그러므로 상기 UV 램프 시스템들의 운영자들은 UV 광 강도를 고려하는 자동화된 성능 검출 및 제어 시스템들이 이용가능하지 않기 때문에, 고 레벨의 프로세스 제어를 보장하기 위한 시도로 예방 유지 및 벌브 교체 스케줄들을 사용한다. 그러나 이들 유지 스케줄들은 또한 기판들의 임의의 프로세싱이 임의의 유지 또는 테스팅을 수행하기 위해 중단되기 때문에, 상기 UV 램프 시스템의 사용을 상당히 중단시킨다. 게다가, 이들 유지 스케줄들은 일반적으로 다양한 애플리케이션들 및/또는 기판들 사이에서 상기 UV 램프 시스템의 열화 및/또는 오염을 고려하고 이를 위해 조정하는데 실패한다. 이것은 종종 높은 정도의 일관성을 유지하는 애플리케이션들에 대해 문제가 된다.

본 발명의 실시예들은 자외선 광을 발생시키기 위해 장치, 자외선 광을 생성하는 램프 시스템을 제어하는 방법 및 프로그램 제품을 제공함으로써 종래 기술과 연관된 이들 및 다른 문제점들을 처리한다. 상기 장치는 플라즈마 램프 벌브, 자외선 광을 방출하기 위해 상기 플라즈마 램프 벌브를 여기시키기 위해 마이크로파 에너지를 발생시키도록 동작가능한 마이크로파 발생기, 및 상기 자외선 광의 강도를 측정하도록 구성된 센서 및 상기 플라즈마 램프 벌브 및 상기 센서 사이에 위치된 반사기를 포함한다. 상기 반사기는 상기 플라즈마 광 벌브에 의해 발생된 상기 자외선 광의 적어도 일부를 반사시키도록 동작가능하다.

대안적인 실시예들에서, 상기 방법은 자외선 광을 생성하는 램프 시스템을 제어하기 위한 것이다. 상기 방법은 상기 자외선 광에 대한 타겟 강도를 수신하는 단계 및 센서를 사용하여 상기 자외선 광의 강도를 측정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 측정된 강도에 상기 타겟 강도를 비교하는 단계, 및 상기 비교에 응답하여 상기 자외선 광의 강도를 조정하기 위해 마이크로파 발생기에 대한 전력을 조정하는 단계를 더 포함한다.

미래 대안적인 실시예들에서, 상기 프로그램 제품은, 프로세싱 유닛에 의해 실행될 때, 프로세싱 유닛에 의해 실행될 때 상기 자외선 광에 대한 타겟 강도를 수신하고, 센서를 사용하여 상기 자외선 광의 강도를 측정하고, 상기 측정된 강도에 상기 타겟 강도를 비교하며, 상기 비교에 응답하여 상기 자외선 광의 강도를 조정하기 위해 마이크로파 발생기에 대한 전력을 조정하도록 구성된 코드를 프로그램하도록 구성된 프로그램 코드를 포함한다. 상기 프로그램 제품은 상기 프로그램 코드를 유지하는 컴퓨터 기록가능한 매체를 더 포함한다.

이들 및 다른 이점들은 다음의 도면들 및 상세한 설명을 고려하여 명백해질 것이다.

본 발명은 UV 벌브 또는 반사기의 오염뿐만 아니라 광원의 부분(예로서, 상기 UV 벌브, 상기 반사기, 및/또는 그 중에서도, 상기 UV 벌브에 마이크로파 전력을 제공하는 마그네트론)의 열화를 보상하기 위해 폐쇄 루프 제어를 허용하도록 광원 내에서의 마이크로파 파워링된 UV 벌브들의 즉각적인 강도 피드백을 제공한다. 이것은 구성요소 수명을 희생하지 않고 시간 기간에 걸쳐 일관된 UV 출력을 제공한다. 게다가, 상기 UV 벌브 및 UV 강도 센서 사이에 위치된 셔터의 개방 및 폐쇄의 온/오프 듀티 사이클은 보다 긴 구성요소 수명을 위해 상기 UV 강도 센서의 노출을 제한할 뿐만 아니라 증가된 광학적 보호를 제공한다. 본 발명의 실시예들은 또한 예방 유지 및 통계적 프로세스 제어를 위해 상기 UV 벌브의 실제 출력의 "즉시" 표시를 제공한다. 이것은, 차례로 상기 UV 벌브 또는 반사기를 시각적으로 검사하기 위해 작동하지 않는 시간(down time)을 최소화하거나 또는 심지어 제거할 수 있으며, 따라서 상기 시스템의 보다 많은 동작 가능 시간(uptime)을 산출한다.

본 명세서의 일부에 포함되고 이를 구성하는 첨부한 도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하며 상기 주어진 본 발명의 일반적인 설명과 함께, 이하에 주어진 실시예들의 상세한 설명은 본 발명의 원리들을 설명하도록 작용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 일치하는 마이크로파 여기된 자외선(UV) 램프 시스템의 투시도이다.
도 2는 도 1의 라인(2-2)을 따라 취해진 도 1의 UV 램프 시스템의 단면도이다.
도 3은 도 1의 UV 램프 시스템에서의 사용을 위한 반사기의 상면도이다.
도 4a는 복수의 UV 강도 센서들에 대한 제 1 위치들을 도시한 도 3의 라인(4A-4A)을 따라 취해진 단면도이다.
도 4b는 UV 강도 센서들에 대한 제 2 위치들을 도시한 도 3의 라인(4B-4B)을 따라 취해진 단면도이다.
도 4c는 상기 반사기의 내부 측면이 색선별 코팅(dichroic coating)을 포함하는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 도 4b의 일부의 확대도이다.
도 4d는 상기 반사기가 상기 UV 강도 센서들 중 하나의 시야와 일치하는 위치에서 감소된 두께를 가진 색선별 코팅을 포함하는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 도 4c와 유사한 확대도이다.
도 4e는 상기 반사기가 상기 UV 강도 센서들 중 하나의 시야와 일치하는 위치에 없는 색선별 코팅을 포함하는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 도 4c 및 도 4d와 유사한 확대도이다.
도 5는 도 1의 UV 램프 시스템의 전력 제어 회로를 도시한 블록도이다.
도 6은 도 1의 광원의 플라즈마 램프 벌브로부터 UV 광의 강도를 캡처하기 위해 도 5의 전력 제어 회로를 위한 동작들의 시퀀스를 도시한 흐름도이다.
도 7은 도 1의 광원의 마그네트론에 대한 전력을 조정하기 위해 도 5의 전력 제어 회로에 대한 동작들의 시퀀스를 도시한 흐름도이다.
첨부된 도면들은 반드시 일정한 비율이 아니며 본 발명의 실시예들의 기본 원리들을 도시하는 다양한 특징들의 다소 간략화된 표현을 제공한다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 다양한 도시된 구성요소들의 특정 치수들, 방향들, 위치들, 및 형상들, 뿐만 아니라 동작들의 특정 시퀀스들(예로서, 동시에 및/또는 순차적인 동작들을 포함한)을 포함하는, 여기에 개시된 바와 같은 본 발명의 실시예들의 특정 설계 특징들은 특정 의도된 애플리케이션 및 사용 환경에 의해 부분적으로 결정될 것이다. 예시된 실시예들의 특정 특징들은 시각화를 용이하게 하고 이해를 명료하게 하기 위해 다른 것들에 대해 확대되거나 또는 왜곡될 수 있다.

일반적으로, 자외선(UV) 램프 시스템들에 사용된 마그네트론들의 전력 출력에서의 변화들, UV 램프 시스템들의 UV 벌브 또는 반사기 상에서 발생하는 오염, 및 UV 램프 시스템의 구성요소들의 열화가 존재한다. 따라서, 이들 인자들로 인해 생성된 광 또는 UV 복사에서의 변화들이 종종 존재한다. 이들 변화들은, 결국 상기 UV 램프 시스템으로부터 상기 UV 광 강도에서의 변화들에 직접 상관된다. 이것은 UV 광의 강도에서의 변화들에 민감한 몇몇 애플리케이션들, 및 특히 일관된 UV 광 강도를 요구하려는 경향이 있는 중요 프로세스들에 대한 어려움들을 생성한다.

유사한 번호들이 여러 뷰들 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 나타내는 도면들로 이제 돌아가면, 도 1은 마이크로파 여기된 UV 램프 시스템 또는 광원(10)이 본 발명의 실시예들과 일치하게 도시된다는 것을 보여준다. 광원(10)은 한 쌍의 마그네트론들(12)로서 도시된, 각각의 도파관(16)을 통해 길이 방향으로 연장한 마이크로파 챔버(14)에 각각 결합되는, 한 쌍의 마이크로파 발생기들을 포함한다. 각각의 도파관(16)은 상기 쌍의 마이크로파 발생기들(12)에 의해서 발생된 마이크로파들이 상기 챔버(14)의 반대 상단부들에 인접하여, 이격된 종단적 상호관계로 상기 마이크로파 챔버(14)에 결합되도록 상기 마이크로파 챔버(14)의 상단부에 결합된 배출구 포트(18)를 가진다.

밀봉된 길이 방향으로 연장한 플라즈마 램프 벌브(20)의 형태에 있는, 무전극 플라즈마 램프는 이 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 상기 마이크로파 챔버(14) 내에 장착되며 상기 챔버(14)의 상단부에 인접하여 지원된다. 도시되지 않지만, 광원(10)은 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 냉각시키기 위해, 도 2에서의 화살표들(22)에 의해 도표로 표현된, 상기 마이크로파 챔버(14)로 공기를 향하게 하도록 동작가능한 가입된 공기의 소스를 포함하는 이 기술분야의 숙련자들에게 잘 알려진 캐비넷 또는 하우징 내에 장착된다는 것이 이해될 것이다.

광원(10)은 상기 쌍의 마이크로파 발생기들(12)로부터 상기 마이크로파 챔버(14)에 결합된 마이크로파 에너지에 의한 상기 플라즈마 램프 벌브(20)의 충분한 여기시 상기 마이크로파 챔버(14)의 하단부로부터, 도 2에 화살표들(24)에 의해 도표로 도시된, UV 광 또는 광을 방출하도록 설계 및 구성된다. 한 쌍의 마그네트론들(12)이 여기에 도시되고 설명되었지만, 상기 광원(10)은 본 발명의 실시예들로부터 벗어나지 않고 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 여기시키기 위해 단지 단일 마그네트론(12)만을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

광원(10)은 스타터 벌브(starter bulb)(26), 및 이 기술분야의 숙련자들에 의해 이해되는 바와 같은 상기 마그네트론들(12)의 필라멘트들을 활성화(energize)시키기 위해 상기 마그네트론들(12)의 각각의 것에 각각 전기적으로 결합되는 한 쌍의 변압기들을 포함한다. 상기 마그네트론들(12)은 상기 마그네트론들(12)에 의해 발생된 마이크로파들이 상기 도파관들(16)의 길이 방향으로 이격된 배출구 포트들(18)을 통해 상기 챔버(14)로 배출되도록 상기 도파관들(16)의 유입구 포트들(30)에 장착된다. 바람직하게는, 상기 두 개의 마그네트론들(12)의 주파수들은 상기 광원(10)의 동작 동안 그것들 사이에서의 상호결합을 방지하기 위해 작은 양만큼 분리되거나 또는 오프셋된다. 특정 실시예들에서, 제 1 마그네트론(12)은 약 2.4 GHz의 신호를 생성할 수 있지만, 제 2 마그네트론(12)은 상기 제 1 마그네트론(12)으로부터 최대 약 20 MHz까지의 차이를 가진 신호를 생성한다.

도 1 및 도 2를 참조하여 가장 잘 이해되는 바와 같이, 마이크로파 챔버(14)는 일반적으로 수평 최상부 벽(32), 한 쌍의 일반적으로 수직의 반대 단부 벽들(34), 및 상기 단부 벽들(34) 사이 및 상기 플라즈마 램프 벌브(20)의 반대 측면들 상에서 길이 방향으로 연장하는 한 쌍의 일반적으로 수직의 반대 측 벽들(36)을 포함한다. 마이크로파 챔버(14)는 상기 측 벽들(36)로부터 상기 최상부 벽(32)을 향해 위쪽으로 및 안쪽으로 연장하는 경사진 벽들(38)을 더 포함한다. 한 쌍의 개구들(40)은 상기 도파관들(16)의 배출구 포트들(18)과 정렬되고 그것에 결합되는 상기 마이크로파 챔버(14)의 상단부에서 제공된다. 이러한 식으로, 상기 쌍의 마그네트론들(12)에 의해 발생된 마이크로파 에너지는 UV 광(24)을 방출하기에 충분한 에너지를 갖고 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 여기시키기 위해 마이크로파 챔버(14)에 결합된다. 물론, 상기 마이크로파 챔버(14)의 다른 구성들은 본 발명의 실시예들로부터 벗어나지 않고 가능하다.

본 발명의 실시예들과 일치하여, 길이 방향으로 연장한 반사기(42)가 상기 마이크로파 챔버(14)의 최하단부로부터 기판(도시되지 않음)을 향해 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터 방출된 UV 광(24)을 반사하기 위해 상기 마이크로파 챔버(14) 내에 장착된다. 반사기(42)는, 비록 포물선 또는 다른 단면 구성들이 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 가능하지만, 바람직하게는 가로 단면에서 타원형 구성을 가진다. 메쉬 스크린(44)은 상기 쌍의 마그네트론들(12)에 의해 발생된 상기 마이크로파들에 여전히 불투명하면서 상기 방출된 UV 광(24)에 투명한 상기 마이크로파 챔버(14)의 최하단부에 장착된다.

몇몇 실시예들에서, 상기 반사기(42)는 코팅된 유리로 만들어진다. 예를 들면, 상기 반사기(42)의 한 측면(42a)(예로서, 상기 플라즈마 램프 벌브 측)은 도 4c에 최고로 도시된 바와 같이 색선별 코팅(45)을 포함하고, 상기 반사기(42)의 다른 측면이 도 4c에 가시적이지 않은 규모로 표면 거칠기를 제공하기 위해 샌드블라스트될 수 있다. 상기 색선별 코팅(45)은 이산화 내화물의 층들로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 반사기(42)는 상기 쌍의 마그네트론들(12)에 의해 발생된 상기 마이크로파 에너지에 실질적으로 투명하지만, 상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 의해 방출된 상기 UV 광(24)에 대해 실질적으로 불투명하며 실질적으로 이를 반사한다. 그러나, 적어도 몇몇 UV 광(24)은 상기 반사기(42)의 적어도 몇몇 부분을 관통할 수 있다. 예를 들면, 색선별 코팅(45)은 상기 UV 광(24)을 완전히 차단할 수 없거나 또는 상기 반사기(42)의 적어도 하나의 이산 영역(45b)(도 4e)은 코팅되지 않음으로써 상기 색선별 코팅(45)을 생략할 수 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 개구(47)(도 4b)는 상기 반사기(42)에 구성될 수 있다.

어쨌든, 상기 반사기(42)를 통해 투과되고, 상기 반사기(42)의 두께를 통과하여 연장한 상기 개구(47)(도 4b)를 통해 투과되고, 상기 반사기(42) 상에서의 상기 색선별 코팅(45)(도 4c)을 통해 투과되고, 상기 반사기(42)의 다른 부분들보다 얇은 색선별 코팅(45)의 부분을 가진 상기 반사기(42)의 이산 영역(45a)(도 4d)을 통해 투과되거나, 또는 제거된 상기 색선별 코팅(45)을 가진 상기 반사기(42)의 이산 영역(45b)(도 4e)을 통해 투과된 상기 UV 광(24)의 강도는 적어도 하나의 UV 강도 센서(70)(도 2에 도시된 바와 같이, UV 강도 센서들(70a, 70b))에 의해 측정될 수 있다.

셔터(72)는 각각의 UV 강도 센서(70)의 감지 부분 앞에 위치될 수 있으며 상기 센서가 상기 UV 광(24)의 강도를 측정할 수 없을 때와 같이, 상기 셔터(72)가 폐쇄될 때(도 2에 도시된 바와 같이, 셔터들(72a, 72b)) 상기 UV 광(24)에 대한 노출로부터 상기 UV 강도 센서(70)를 완전히 차단하도록 구성될 수 있다. 상기 폐쇄된 셔터(72)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터 방출된 상기 UV 광(24)으로의 상기 센서(70)에 대한 시야를 방해하도록 간섭한다. 상기 UV 강도 센서(70)의 감지 부분을 선택적으로 노출시키기 위해 상기 셔터(72)를 이용하는 것은 수명을 증가시키고 상기 UV 강도 센서(70)의 솔라리제이션(solarization)을 감소시킨다. 게다가, 상기 반사기(42)에 의해 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터 상기 UV 광(24)의 감쇠가 또한 상기 수명을 증가시키고 상기 UV 광 센서(70)의 솔라리제이션을 감소시킨다고 또한 여겨진다. 각각의 UV 광 센서(70)는 버지니아, 스털링의 EIT®, Inc에 의해 배포된 바와 같은 UV 광 센서일 수 있는 반면, 각각의 셔터(72)는 회전 셔터 또는 조리개 셔터일 수 있으며, 양쪽 모두는 이 기술분야에 알려져 있다.

대안적인 실시예들에서, 상기 반사기(42)는 연마된 알루미늄과 같이, 적절한 반사, 굴절, 및/또는 열 특성들을 가진 또 다른 재료로 만들어질 수 있으며, 이것은 또한 상기 마그네트론(12)에 의해 발생된 마이크로파 에너지에 대해 실질적으로 투명하지만 상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 의해 방출된 UV 광(24)에 대해 실질적으로 불투명하며 그것을 실질적으로 반사한다. 이들 실시예들에서, 적어도 하나의 UV 강도 센서(70)는 상기 반사기(42)의 두께를 통과하여 연장한 적어도 하나의 각각의 개구(47)를 통해 상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 의해 방출된 상기 UV 광(24)의 강도를 측정할 수 있다.

비록 도시되지는 않았지만, 이 기술분야의 숙련자는 구동가능한 셔터 어셈블리(도시되지 않음)가 폐쇄될 때 마이크로파 챔버(14)로부터 빠져나가는 UV 광(24)이 가능한 한 작음을 보장하기 위해 광원(10)이 상기 구동 가능한 셔터 어셈블리와 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 셔터 어셈블리는 그 개시가 여기에서 전체적으로 참조로서 통합되는, "외부 셔터를 가진 마이크로파 파워링된 램프헤드(Microwave Powered Lamphead Having External Shutter)"로 명명된 미국 특허 번호 제6,933,683호에 개시된다.

본 발명의 실시예들과 일치하여, 도 2, 도 3, 및 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 반사기(42)는 상기 마이크로파 챔버(14) 내에서 대향하는, 즉 미러를 향하는 관계로 및 상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 대해 이격된 관계로 장착된다. 상기 쌍의 반사기 패널들(46)은 한 쌍의 길이 방향으로 이격된 리테이너들(retainer)(48)(도 2)을 통해 상기 마이크로파 챔버(14) 내에 장착되며, 각각의 반사기 패널(46)은 각각의 챔버 측 벽(36)으로부터 안으로 연장하는 일반적으로 수평의, 안으로 향해진 플랜지(flange)(50) 상에 지지된 그것의 하부 단부를 가진다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 길이 방향으로 연장한 중간 부재(52)가 상기 리테이너들(48)에 형성된 한 쌍의 슬롯들(54)(도 2)을 통해 상기 마이크로파 챔버(14) 내에 장착된다. 도 2, 도 3, 및 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 중간 부재(52)는 상기 반사기 패널들(46)에 대해 이격된 관계로, 및 또한 상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 대해 이격된 관계로 장착된다. 상기 중간 부재(52)는 PYREX®와 같은, 유리로 만들어질 수 있으며, 상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 의해 방출된 UV 광(24)에 비-반사적이도록 코팅되지 않을 수 있다. 대안적으로, 상기 중간 부재(52)는 상기 반사기 패널들(46)을 만들기 위해 이용된 것들과 유사한 재료들로 만들어질 수 있다(예로서, 상기 논의된 바와 같이, 코팅된 유리, 연마된 알루미늄, 또는 몇몇 다른 적절한 재료).

도 2, 도 3, 및 도 4a 및 도 4b를 추가로 참조하면, 상기 반사기 패널들(46)의 각각은 일반적으로 각각의 반사기 패널(46)의 길이 축에 평행하는 길이 방향으로 연장한 에지(56)를 포함한다. 상기 중간 부재(52)는 각각 일반적으로 상기 중간 부재(52)의 길이 축에 평행하는 한 쌍의 길이 방향으로 연장한 반대 에지들(58)을 포함한다. 상기 반사기 패널 에지들(56) 및 중간 부재 에지들(58)의 각각은 바람직하게는 각각 일반적으로 상기 플라즈마 램프 벌브(20)의 길이 축에 평행하는 수직 면(60, 62)을 가진다.

상기 쌍의 반사기 패널들(46) 및 상기 중간 부재(52)는 상기 반사기(42)를 형성하기 위해 상기 마이크로파 챔버(14)내에 조합하여 장착되며, 한 쌍의 이격된, 길이 방향으로 연장한 슬롯들(64)은 상기 반사기 패널들(46)의 에지들(56) 및 상기 중간 부재(52)의 에지들(58) 사이에 형성된다. 본 발명의 실시예들과 일치하여, 상기 쌍의 이격된, 길이 방향으로 연장한 슬롯들(64)은 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 향해 가입된 공기 소스(도시되지 않음)로부터, 도 2에 화살표들(22)로 표현된, 공기를 전달하도록 동작가능하다. 상기 슬롯들(64)은 바람직하게는, 상기 공기(22)가 상기 벌브(20)를 냉각시키기 위해 그것의 외부 표면에 대해 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 전체적으로 효과적으로 감싸도록 상기 플라즈마 램프 벌브(20)의 길이 축과 일반적으로 평행하게 정렬되며 그로부터 오프셋된다. 상기 쌍의 슬롯들(64)은 상기 공기가 상기 플라즈마 램프 벌브(20)의 반대 길이 측면들을 따라 통과하고 그 후 상기 쌍의 슬롯들(64)을 원격 형성하는 상기 벌브(20) 아래의 영역에서 병합하도록 배향된다.

도 2, 도 3, 및 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 그것의 길이 축으로 가로 놓인 약간의 곡률을 가진, 중간 부재(52)가 일반적으로 재료의 직사각형 스트립으로서 형성되며 도 3, 도 4a, 및 도 4b에 도시된 바와 같이 일반적으로 직사각형의 횡 단면 구성을 가진다. 본 발명의 대안적인 실시예들에 따르면, 상기 중간 부재(52) 및/또는 반사기 패널들(46)은 그 개시가 전체적으로 여기에 참조로서 통합되는, "개선된 램프 냉각을 가진 마이크로파 여기된 UV 램프 시스템(Microwave Excited UV Lamp System with Improved Lamp Cooling)"으로 명명된 미국 특허 번호 제6,696,801호에 개시된 것들과 같이, 대안적인 형상들을 가질 수 있다. 본 발명의 추가의 대안적인 실시예들에 따르면, 상기 반사기(42)는 중간 부재(52)를 포함하지 않을 수 있으며 대신에 이 기술분야의 숙련자에 의해 이해될 바와 같이 두 개의 반사기 패널들(46)을 간단히 포함할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 UV 강도 센서(70a), 및 셔터(72a)가 일반적으로 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 향해 지향된 UV 강도 센서(70a)의 감지 부분을 가진 상기 반사기 패널들(46) 중 하나 위에 구성된다. 특히, 상기 셔터(72a)는 그 각각의 반사기 패널(46)의 표면(42b)과 접촉할 수 있다. 상기 UV 강도 센서(70a)는 상기 반사기 패널(46)을 통해 감쇠되는 상기 UV 광의 강도를 측정한다. 상기 측정된 UV 광 강도는 상기 광원(10)의 부분(예로서, 마그네트론(12), 상기 플라즈마 램프 벌브(20), 또는 상기 반사기(42)) 상에서의 오염, 및/도는 그것의 열화를 결정하기 위해 분석될 수 있다. 적어도 하나의 부가적인 UV 강도 센서(70b) 및 셔터(72b)는 다시, 일반적으로 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 향해 지향된 상기 UV 강도 센서(70b)의 감지 부분을 가진 상기 중간 부재(52) 위에 구성된다. 다시, 상기 셔터(72b)는 그 각각의 반사기 패널(46)의 표면과 접촉할 수 있다. 상기 중간 부재(52)가 상기 색선별 코팅(45)이 부족한 실시예들에서, 상기 UV 강도 센서(70b)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터 상기 UV 광의 강도를 직접 측정한다. 대안적으로, 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 적어도 하나의 부가적인 UV 강도 센서(70b) 및 셔터(72b)는 슬롯(64) 위에 및/또는 다시 일반적으로 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 향해 지향된 상기 UV 강도 센서(70b)의 감지 부분을 가진 반사기 패널(46)에서의 개구(47) 위에 구성될 수 있다. 어쨌든, 상기 반사기(42)가 샌드블라스트되는 하나의 측면(42b)을 포함하는 이들 실시예들에서, UV 강도 센서(70) 아래에 있거나 또는 UV 강도 센서(70)와 접촉하는 상기 반사기(42), 반사기 패널들(46), 및/또는 중간 부재(52)의 부분들 및/또는 셔터(72)는 매끄럽게 구성될 수 있다(예로서, 이들 부분들은 샌드블라스트되지 않는다).

도 5는 본 발명의 실시예들과 일치하는 대표적인 전력 제어 루프를 가진 광원(10)의 블록도를 도시한다. 상기 전력 제어 루프 회로는 적어도 하나의 마그네트론(12)에 대한 입력 전력을 제어하도록 설계되며, 이것은 일반적으로 상기 마그네트론 출력 및 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터 출력된 UV 광(24)의 강도에 대한 양호한 상관을 가진다. 상기 광원(10)의 운영자는 송신 경로(102) 위로 마이크로제어기(104)에 전송되는 전력 설정(100)(상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 의해 발생된 UV 광에 대한 미리 결정된 강도에 대응하는)을 선택한다. 상기 마이크로제어기(104)는 요청된 출력 전력을 달성하기 위해 상기 적어도 하나의 마그네트론(12)에 대한 전력 레벨을 결정하고 전류 레벨을 설정하기 위해 룩-업 테이블(look-up table)을 이용할 수 있다. 상기 마이크로제어기(104)는 그 후 세트 포인트 전류(106)를 전류 조절 루프(108)를 위한 회로로 전송한다. 상기 전류 조절 루프(108)는 이 기술분야에 알려진 바와 같이 실질적으로 일정한 전류 출력을 조절 및 제공하기 위해 전류 피드백 제어 루프를 제공하도록 동작가능한 회로를 포함한다.

상기 전류 조절 루프(108)는 마이크로제어기 또는 다른 프로세싱 유닛을 이용하며, 이것은 마이크로제어기(104) 또는 구체적으로 전류 조절을 위한 별개의 마이크로제어기를 포함할 수 있다. 상기 전류 조절 루프(108)는 상기 조절된 전류를 위상 제어 회로(110)에 전송하며, 이것은 가변 AC 신호(112)를 적어도 하나의 고 전압 발생 회로(114)에 전송한다. 상기 적어도 하나의 고 전압 발생 회로(114)는 원하는 출력을 생성하기 위해 적어도 하나의 가변 고 전압 DC 신호를 송신 경로(116)를 통해 상기 적어도 하나의 마그네트론(12)에 전송하며, 이것은 상기 플라즈마 램프 벌브(20)를 여기시키고 차례로 UV 광을 발생시킨다.

상기 마이크로제어기(104)는 각각의 신호 라인들(118a, 118b)을 통해 상기 셔터들(72a, 72b)을 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. 차례로, 상기 UV 강도 센서들(70a, 70b)은 상기 반사기(42)를 통해 투과된 UV 광의 강도를 측정하는 반면 상기 각각의 셔터들(72a, 72b)은 개방되고 120a, 120b에서처럼 이들 측정치들에 대응하는 각각의 신호들을 상기 마이크로제어기(104)에 제공한다. 이러한 방식으로, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터의 UV 광에 대해 UV 강도 센서(70)의 감지 부분의 노출을 제어한다. 상기 논의된 바와 같이, UV 강도 센서(70)의 감지 부분을 선택적으로 노출시키기 위해 셔터(72)를 이용하는 것은 상기 UV 강도 센서(70)의 수명을 증가시키며, 그것의 솔라리제이션을 감소시킨다고 여겨진다. 구체적으로, 각각의 셔터(72)는 상기 마이크로제어기(104)가 각각의 UV 강도 센서(70)에 의해 측정된 UV 광 강도를 캡처하기 위해 동작할 때 개방될 수 있지만, 그 외 폐쇄된다. 따라서 각각의 UV 강도 센서(70)는 일정한 UV 광에 항상 노출되는 것은 아니며, 마모를 방지하고 그것의 솔라리제이션을 감소시킨다.

도 6은 본 발명의 실시예들과 일치하는 UV 강도 센서(70)에 의해 측정된 UV 광 강도를 캡처하기 위해 상기 마이크로제어기(104)에 대한 동작들의 시퀀스를 도시한 흐름도(200)를 도시한다. 특히, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터의 상기 UV 광의 강도의 측정을 캡처할지 여부를 결정한다(블록 202). 어쨌든, 상기 마이크로제어기(104)가 상기 UV 광 강도의 측정을 캡처하지 않는 것으로 결정할 때(결정 블록(202)의 "아니오" 브랜치) 동작들의 시퀀스는 블록(202)으로 다시 리턴한다. 그러나, 상기 마이크로제어기(104)가 상기 UV 광 강도의 측정을 캡처하는 것으로 결정할 때(결정 블록(202)의 "예" 브랜치) 상기 마이크로제어기는 설치된다면 상기 셔터(72)를 개방하며(블록 204), 상기 UV 강도 센서(70)로부터 UV 광 강도를 캡처하고(블록 206), 그 후 설치된다면 상기 셔터(72)를 폐쇄한다(블록 208). 상기 셔터(72)를 폐쇄하는 것에 응답하여, 동작들의 시퀀스는 블록(202)으로 리턴할 수 있다.

특정 실시예들에서, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 셔터(72)를 개방하고 약 1분 동안 UV 광의 측정된 강도를 캡처하도록 구성된다. 상기 측정된 UV 광 강도가 캡처된 후, 상기 셔터(72)는 그 후 약 1분 동안 폐쇄된다. 따라서, 상기 UV 가도 센서(70)에 대한 듀티 사이클은 약 1분에서 약 매 2분들이다. 대안적으로, 측정을 캡처하기 위한 결정은 상기 광원(10)이 시작되고 워밍업하기에 충분한 시간을 가진 후 한 번 이루어진다. 따라서, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터의 UV 광의 강도가 상기 광원이 활성화될 때마다 충분한지 여부를 결정할 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 측정을 캡처하기 위한 상기 결정은, 약 매 30초, 약 매분, 약 매 30분, 약 매시간, 또는 대안적인 시간 간격과 같이, 미리 결정된 시간 간격 후에 이루어지며, 상기 셔터는, 상기 UV 강도 센서(70)가 상기 UV 광 강도를 측정하기에 충분히 길게 개방된 채로 있다.

동작 동안, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 측정된 UV 광 강도가 예측된 UV 광 강도(예로서, 예측된 UV 광 강도는 사용자 선택된 전력 설정(100)에 기초한다)에 대응하는지 여부를 결정하며, 필요하다면 적어도 하나의 마그네트론(12)에 대한 상기 전력을 조정한다. 특히, 그것은 상기 UV 강도 센서들(70a, 70b) 중 하나 이상으로부터 캡처된 상기 신호들에 대하여 상기 측정된 UV 광 강도를 결정한다.

도 7은 본 발명의 실시예들과 일치하는 적어도 하나의 마그네트론(12)에 대해 상기 전력을 조정하기 위해 상기 마이크로제어기(104)에 대한 동작들의 시퀀스를 예시한 흐름도(210)를 도시한다. 상기 마이크로제어기(104)는 초기에 상기 측정된 UV 광 강도(예로서, 하나 이상의 UV 강도 센서들(70a, 70b), 또는 그 조합으로부터 캡처된 UV 광 강도)가 상기 사용자 선택된 전력 설정(100)으로부터 예측된 UV 광 강도에 대응하는지 여부를 결정한다(블록 212). 보다 구체적으로, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 측정된 UV 광 강도가 상기 사용자 선택된 전력 설정(100)과 연관된 예측된 UV 광 강도에 매칭하는지 여부 또는 상기 측정된 UV 광 강도가 룩-업 테이블로부터 상기 사용자 선택된 전력 설정(100)과 연관된 예측된 UV 광 강도의 특정된 범위 내에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 측정된 UV 광 강도가 예측된 UV 광 강도에 대응할 때(결정 블록(212)의 "예" 브랜치), 상기 동작들의 시퀀스는 블록(212)으로 리턴한다.

상기 측정된 UV 광 강도가 예측된 UV 광 강도에 대응하지 않을 때(결정 블록(212)의 "아니오" 브랜치), 상기 마이크로제어기는 상기 측정된 UV 광 강도가 상기 예측된 UV 광 강도 아래에 있는지 여부를 결정한다(블록 214). 예를 들면, 및 제한하려고 의도하지 않고, 상기 측정된 UV 광 강도가 상기 예측된 UV 광 강도 아래에 있을 때, 이것은 상기 적어도 하나의 마그네트론(12)이 열화를 경험하였다는 것, 상기 플라즈마 램프 벌브(20)가 열화를 경험하였다는 것, 상기 플라즈마 램프 벌브(20) 및/또는 반사기(42)가 오염되었다는 것, 및/또는 상기 광원(10)의 적어도 하나의 다른 구성요소가 열화되거나 또는 오염되었다는 것을 나타낼 수 있다. 대응하게, 상기 측정된 UV 광 강도가 상기 예측된 UV 광 강도 초과일 때, 이것은 상기 적어도 하나의 마그네트론(12)이 조정되거나 또는 교체되었다는 것, 상기 플라즈마 램프 벌브(20)가 교체되었다는 것, 상기 플라즈마 램프 벌브(20) 및/또는 반사기(42)가 세정되었다는 것, 및/또는 상기 광원(10)의 적어도 하나의 다른 구성요소고 조정되거나 또는 교체되었다는 것을 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 측정된 UV 광 강도가 상기 예측된 UV 광 강도 아래에 있을 때(결정 블록(214)의 "예" 브랜치), 상기 마이크로제어기(104)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)가 상기 예측된 UV 광 강도를 출력하게 하기 위해 상기 적어도 하나의 마그네트론(12)에 대한 전력 레벨로의 증가를 결정하기 위해 룩-업 테이블을 이용할 수 있다(블록 216). 대응하게, 상기 측정된 UV 광 강도가 상기 예측된 UV 광 강도 초과일 때(결정 블록(214)의 "아니오" 브랜치), 상기 마이크로제어기(104)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)가 상기 예측된 UV 광 강도를 출력하게 하기 위해 상기 적어도 하나의 마그네트론(12)에 대한 전력 레벨로의 감소를 결정하기 위해 룩-업 테이블을 이용할 수 있다(블록 218).

적어도 하나의 마그네트론(12)에 대한 전력 레벨에 대한 증가 또는 감소를 결정한 후(블록(216) 또는 블록(218)), 상기 마이크로제어기는 상기 적어도 하나의 마그네트론에 대한 상기 결정된 전력 레벨이 상기 광원(10)의 동작 파라미터들 내에서 유지될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다(블록 220). 구체적으로, 상기 결정된 전력 레벨은 고 전압 발생 회로들(114)을 갖고 발생될 수 있는 전력 레벨들보다 높을 수 있다. 따라서, 전력 레벨이 상기 광원(10)의 동작 파라미터들 내에서 유지될 수 없을 때(결정 블록(220)의 "아니오" 브랜치), 알람이 발생되고 및/또는 상기 광원의 동작은 중지된다(블록 222). 그러나, 전력 레벨이 상기 광원(10)의 동작 파라미터들 내에서 유지될 수 있을 때(결정 블록(220)의 "예" 브랜치), 상기 적어도 하나의 마그네트론(12)에 대한 전력은 상기 결정된 전력 레벨로 조정되며(블록 224) 동작들의 시퀀스는 블록(212)으로 리턴한다.

몇몇 실시예들에서, 상기 광원(10)에 의해 발생된 상기 UV 광의 강도에 대한 기선(baseline)은 교정 동안 결정된다. 교정에 있어서, 상기 마이크로제어기(104)는 다양한 레벨들의 전력이 적어도 하나의 마그네트론(12)에 제공될 때 각각의 UV 강도 센서(70)에 의해 측정된 상기 UV 광 강도를 결정할 수 있다. 상기 마이크로제어기(104)는 그 후 다양한 전력 레벨들에서의 상기 플라즈마 램프 벌브(20)에 의해 출력된 UV 광 강도들의 결정을 위한 기본으로서 이용할 수 있다. 상기 광원(10)의 부분들이 저하되고 및/또는 오염될 때, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 기선에 기초하여 상기 사용자 선택된 UV 광 강도 레벨들을 유지하기 위해 상기 적어도 하나의 마그네트론들(12)에 실제 전력 레벨들을 적응시키도록 구성된다. 상기 마이크로제어기(104)는 또한 상기 UV 광 강도에 대한 이력 정보를 저장하고 네트워크와 같은 입력/출력 연결, USB, 또는 다른 디지털 데이터 연결을 통해 상기 정보를 출력한다. 상기 마이크로제어기(104)는 또한 프린터와 통신하며 이력 정보를 그것에 출력하도록 구성될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 마이크로제어기(104)는 또한 디스플레이(105) 상에서 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터의 상기 UV 광의 측정된 강도 및/또는 상기 UV 광의 사용자 선택된 강도를 나타내도록 구성된다. 상기 디스플레이(105)는 분할된 LED 디스플레이, LCD 디스플레이, 또는 이 기술분야에 알려진 바와 같은 다른 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 마이크로제어기(104)는 퍼센티지로서(예로서, "90%") 또는 바 그래프 형태로(예로서, 상기 바 그래프에 대한 이용가능한 공간의 90%가 커버됨을 보여주는 바 그래프) 상기 사용자 선택된 강도 또는 측정된 강도를 디스플레이할 수 있다.

상기 UV 광의 상기 사용자 선택된 강도 또는 측정된 강도를 디스플레이하는 것 외에, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20) 및/또는 반사기(42) 상에서의 오염의 표시를 결정 및 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이, 하나의 UV 강도 센서(70a)는 반사기(42)를 통해 송신되는 UV 광을 측정하도록 구성될 수 있고, 다른 UV 강도 센서(70b)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)로부터 직접(예로서, 색선별 코팅이 부족한 반사기(42) 또는 중간 부재(52)를 통해, 슬롯(64)을 통해, 또는 상기 반사기(42)에서의 개구(47)를 통해) 상기 UV 광을 측정하도록 구성될 수 있다. 이들 두 개의 측정들을 비교함으로써, 상기 마이크로제어기(104)는 상기 플라즈마 램프 벌브(20)의 오염에 의해 야기된 차이를 결정할 수 있을 것이며 및/또는 상기 반사기(42)는 그 후 상기 디스플레이 상에 상기 차이를 표시한다.

따라서, 본 발명의 실시예들은 상기 UV 벌브 또는 반사기의 오염뿐만 아니라 상기 광원의 부분(예로서, 상기 UV 벌브, 상기 반사기, 및/또는 그 중에서도, 상기 UV 벌브에 마이크로파 전력을 제공하는 마그네트론)의 열화를 보상하기 위해 폐쇄 루프 제어를 허용하도록 광원 내에서의 마이크로파 파워링된 UV 벌브들의 즉각적인 강도 피드백을 제공한다. 이것은 구성요소 수명을 희생하지 않고 시간 기간에 걸쳐 일관된 UV 출력을 제공한다. 게다가, 상기 UV 벌브 및 UV 강도 센서 사이에 위치된 셔터의 개방 및 폐쇄의 온/오프 듀티 사이클은 보다 긴 구성요소 수명을 위해 상기 UV 강도 센서의 노출을 제한할 뿐만 아니라 증가된 광학적 보호를 제공한다. 본 발명의 실시예들은 또한 예방 유지 및 통계적 프로세스 제어를 위해 상기 UV 벌브의 실제 출력의 "즉시" 표시를 제공한다. 이것은, 차례로 상기 UV 벌브 또는 반사기를 시각적으로 검사하기 위해 작동하지 않는 시간(down time)을 최소화하거나 또는 심지어 제거할 수 있으며, 따라서 상기 시스템의 보다 많은 동작 가능 시간(uptime)을 산출한다.

상기 마이크로제어기(104)는 하나 이상의 사용자 입력들에 기초하여 하나 이상의 변수들을 제어하도록 구성된 임의의 전기 제어 장치를 포함할 수 있다. 이들 사용자 입력들은 예를 들면 키보드, 마우스, 및 디스플레이, 또는 터치 스크린일 수 있는 사용자 인터페이스를 통해 상기 사용자에 의해 제공될 수 있다. 상기 마이크로제어기(104)는 마이크로프로세서들, 마이크로-제어기들, 마이크로컴퓨터들, 디지털 신호 프로세서들, 중앙 프로세싱 유닛들, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이들, 프로그램가능한 로직 디바이스들, 상태 머신들, 로직 회로들, 아날로그 회로들, 디지털 회로들, 및/또는 메모리에 저장되는 동작 명령들에 기초하여 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조작하는 임의의 다른 디바이스들로부터 선택된 적어도 하나의 프로세싱 유닛을 사용하여 구현될 수 있다. 상기 메모리는 이에 제한되지 않지만 랜덤 액세스 메모리(RAM), 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 플래시 메모리, 캐시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장할 수 있는 임의의 다른 디바이스를 포함한 단일 메모리 디바이스 또는 복수의 메모리 디바이스들일 수 있다. 상기 마이크로제어기(104)는 그 중에서도, 하나 이상의 하드 디스크 드라이브들, 플로피 또는 다른 착탈 가능한 디스크 드라이브들, 직접 액세스 저장 디바이스들(DASD), 광 드라이브들(예로서, CD 드라이브, DVD 드라이브 등), 및/또는 테이프 드라이브들을 포함할 수 있는 대용량 저장 디바이스를 가질 수 있다.

상기 마이크로제어기(104)의 상기 프로세싱 유닛은 운영 시스템의 제어 하에 동작하며, 다양한 컴퓨터 소프트웨어 애플리케이션들, 구성요소들, 프로그램들, 오브젝트(object)들, 모듈들, 데이터 구조들 등에 구체화된 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하거나 또는 그 외 의존한다. 메모리에 존재하고 상기 대용량 저장 디바이스에 저장된 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 또한 상기 마이크로제어기(104)의 프로세싱 유닛 상에서 실행할 때 도 6 및 도 7에 도시된 프로세스 흐름들을 수행하는 제어 프로그램 코드를 포함한다. 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 통상적으로 메모리에서 다양한 횟수들로 존재하며, 상기 프로세싱 유닛에 의해 판독 및 실행될 때, 상기 마이크로제어기(104)가 본 발명의 다양한 실시예들 및 양상들을 구체화한 단계들 또는 요소들을 실행하기 위해 필요한 단계들을 수행하게 하는 하나 이상의 명령들을 포함한다.

여기에 설명된 다양한 프로그램 코드는 본 발명의 특정 실시예에 구현되는 상기 애플리케이션에 기초하여 식별될 수 있다. 그러나, 이어지는 임의의 특정한 프로그램 명명법은 단지 편리함을 위해 사용되며, 따라서 본 발명은 이러한 명명법에 의해 암시되고 및/또는 식별된 임의의 특정 애플리케이션에서 단지 사용하는데 제한되어서는 안된다. 더욱이, 컴퓨터 프로그램들이 루틴들, 절차들, 방법들, 모듈들, 오브젝트들 등으로 조직화될 수 있는 통상적으로 무한한 수의 방식들, 뿐만 아니라 프로그램 기능이 통상적인 컴퓨터(예로서, 운영 시스템들, 라이브러리들, API들, 애플리케이션들, 애플릿들 등) 내에 존재하는 다양한 소프트웨어 층들 가운데 할당될 수 있는 다양한 방식들이 주어지면, 본 발명은 여기에 설명된 프로그램 기능의 특정 조직 및 할당에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

이 기술분야의 숙련자는 도 1 내지 도 5에 도시된 환경들이 본 발명의 실시예들의 범위를 제한하려고 의도되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 특히, 상기 광원은 본 발명의 대안적인 실시예들과 일치하는 보다 적거나 또는 부가적인 구성요소들을 포함할 수 있다. 실제로, 이 기술분야의 숙련자는 다른 대안적인 하드웨어 및/또는 소프트웨어 환경들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 인식한다. 예를 들면, 상기 광원은 보다 많거나 또는 보다 적은 UV 강도 센서들 및/또는 셔터들, 뿐만 아니라 상이하게 성형된 반사기들을 포함할 수 있다.

부가적으로, 본 발명의 실시예들을 구현하기 위해 실행된 루틴들은, 운영 시스템 또는 특정 애플리케이션의 일부, 구성요소, 프로그램, 오브젝트, 모듈, 또는 하나 이상의 제어 시스템들 또는 마이크로제어기들에 의해 실행된 명령들의 시퀀스로서 구현되는지에 상관없이, "동작들의 시퀀스", "프로그램 제품", 또는 보다 간단하게는 "프로그램 코드"로서 여기에 참조된다. 상기 프로그램 코드는 통상적으로 광원에서의 다양한 메모리 및 저장 디바이스들에서 다양한 횟수들로 존재하며, 하나 이상의 제어 시스템들 또는 마이크로제어기들에 의해 판독 및 실행될 때, 상기 광원(10)이 본 발명의 다양한 양상들을 구체화한 단계들, 요소들, 및/또는 블록들을 실행하기 위해 필요한 단계들을 수행하게 하는 하나 이상의 명령들을 포함한다.

본 발명의 실시예들은 전체적으로 기능하는 광원들의 문맥에서 설명되지만, 이 기술분야의 숙련자들은 본 발명의 다양한 실시예들이 다양한 형태들의 프로그램 제품으로서 배포될 수 있으며, 본 발명은 실제로 상기 배포를 실행하기 위해 사용된 특정 유형의 컴퓨터 기록가능한 신호 유지 매체에 상관없이 동일하게 적용한다는 것을 이해할 것이다. 컴퓨터 기록가능한 신호 유지 매체의 예들은 이에 제한되지 않지만, 그 중에서도 휘발성 및 비휘발성 메모리 디바이스들, 플로피 및 다른 착탈 가능한 디스크들, 하드 디스크 드라이브들, 플래시 메모리 드라이브들, 및 광 디스크들(예로서, CD-ROM들, DVD들, 블루-레이 디스크들 등)과 같은 물리적 및 유형의 기록가능한 유형 매체를 포함한다.

또한, 다양한 프로그램 코드가 본 발명의 특정 실시예에서 구현되는 애플리케이션 또는 소프트웨어 구성요소에 기초하여 식별될 수 있다. 그러나, 임의의 특정한 프로그램 명명법이 단지 편리함을 위해 사용되며, 따라서 본 발명의 실시예들은 이러한 명명법에 의해 암시되고 및/또는 식별된 임의의 특정 애플리케이션에서 단지 사용하도록 제한되지 않아야 한다. 더욱이, 컴퓨터 프로그램들이 루틴들, 절차들, 방법들, 모듈들, 오브젝트들 등으로 조직화될 수 있는 통상적으로 무한한 수의 방식들, 뿐만 아니라 프로그램 기능이 통상적인 컴퓨터(예로서, 운영 시스템들, 라이브러리들, API들, 애플리케이션들, 애플릿들 등) 내에 존재하는 다양한 소프트웨어 층들 가운데 할당될 수 있는 다양한 방식들이 주어지면, 본 발명은 여기에 설명된 프로그램 기능의 특정 조직 및 할당에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

더욱이, 본 발명의 실시예들은 다양한 실시예들 및 상기 예들의 설명에 의해 도시되었지만, 및 이들 실시예들이 상당히 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구항들의 범위를 이러한 상세에 한정하거나 또는 임의의 방식으로 제한하는 것이 출원인들의 의도는 아니다. 부가적인 이점들 및 변경들이 이 기술분야의 숙련자들에게 쉽게 나타날 것이다. 따라서, 본 발명은 그것의 보다 광범위한 양상들에서 도시되고 설명되는 특정 상세들, 장치들, 및/또는 방법들에 제한되지 않는다. 특히, 이 기술분야의 숙련자는 상기 흐름도들의 블록들 중 임의의 것이 본 발명의 실시예들의 원리들에 따라 삭제되고, 증가되고, 또 다른 것과 동시에 이루어지고, 결합되거나, 또는 그 외 변경될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 출원인의 일반적인 발명의 개념의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 이러한 상세들로부터 일탈이 이루어질 수 있다.

10: 광원 12: 마그네트론
14: 마이크로파 챔버 16: 도파관
18: 배출구 포트 20: 플라즈마 램프 벌브
24: UV 광 26: 스타터 벌브
30: 유입구 포트 32: 최상부 벽
34: 단부 벽 35: 측 벽
36: 반대 측 벽 38: 경사진 벽
40: 개구 42: 반사기
44: 메쉬 스크린 45: 색선별 코팅
46: 반사기 패널 47: 개구
48: 리테이너 50: 플랜지
52: 중간 부재 54: 슬롯
56: 반사기 패널 에지 58: 중간 부재 에지
64: 슬롯 70: UV 강도 센서
72: 센서 100: 전력 설정
102: 송신 경로 104: 마이크로제어기
105: 디스플레이 106: 세트 포인트 전류
108: 전류 조절 루프 110: 위상 제어 회로
112: 가변 AC 신호 114: 전압 발생 회로
116: 송신 경로

Claims

자외선 광을 발생시키기 위한 장치에 있어서,
플라즈마 램프 벌브(bulb);
상기 자외선 광을 방출하기 위해 상기 플라즈마 램프 벌브를 여기시키기 위해 마이크로파 에너지 장을 발생시키도록 동작가능한 마이크로파 발생기;
상기 자외선 광의 강도를 측정하도록 구성된 센서; 및
상기 플라즈마 램프 벌브 및 상기 센서 사이에 위치된 반사기로서, 상기 플라즈마 광 벌브에 의해 발생된 상기 자외선 광의 적어도 일부를 반사시키도록 동작가능한, 상기 반사기를 포함하는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자외선 광의 방출을 제어하도록 구성된 제어 시스템으로서, 상기 자외선 광에 대한 타겟 강도를 수신하고, 상기 센서로부터 상기 자외선 광의 상기 측정된 강도를 결정하고, 상기 타겟 강도가 상기 측정된 강도에 대응하는지 여부를 평가하며, 상기 자외선 광의 상기 강도를 조정하기 위해 상기 마이크로파 발생기에 대한 전력을 조정하도록 구성된, 상기 제어 시스템을 더 포함하는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 또한 상기 자외선 광의 상기 타겟 강도가 상기 자외선 광의 상기 측정된 강도보다 높을 때 상기 마이크로파 발생기에 대한 상기 전력을 증가시키도록 구성되는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 또한 상기 자외선 광의 상기 타겟 강도가 상기 자외선 광의 상기 측정된 강도보다 낮을 때 상기 마이크로파 발생기에 대한 상기 전력을 감소시키도록 구성되는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 센서 및 상기 반사기 사이에 위치된 셔터로서, 상기 센서의 적어도 일부로부터 자외선 광을 실질적으로 차단하도록 구성되는, 상기 셔터를 더 포함하는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 또한 상기 자외선 광에 상기 센서의 상기 일부를 적어도 부분적으로 노출시키기 위해 상기 셔터를 동작시키도록 구성되는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 디스플레이를 포함하며, 상기 제어 시스템은 또한 상기 디스플레이 상에서 상기 자외선 광의 상기 측정된 강도를 표시하도록 구성되는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 디스플레이를 포함하며, 상기 제어 시스템은 또한 상기 플라즈마 램프 벌브, 상기 반사기, 또는 상기 마그네트론 중 적어도 하나에서의 변화를 결정하고, 상기 디스플레이 상에 상기 변화를 표시하도록 구성되는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 센서는 상기 반사기의 두께를 통해 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 반사기는 색선별 코팅을 포함하며, 상기 센서는 상기 색선별 코팅을 통해 투과되는 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 반사기는 제 1 두께의 제 1 부분 및 제 2 두께의 제 2 부분을 가진 색선별 코팅을 포함하며, 상기 센서는 상기 색선별 코팅의 상기 제 2 부분을 통해 투과된 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 반사기는 색선별 코팅을 포함하며 상기의 일부는 상기 색선별 코팅이 부족하며, 상기 센서는 상기 반사기의 상기 일부를 통해 투과된 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반사기는 상기 반사기의 두께를 통해 연장한 개구를 포함하며, 상기 센서는 상기 개구를 통해 투과된 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하도록 구성되는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 센서 및 상기 반사기 사이에 위치된 셔터로서, 폐쇄될 때 상기 센서의 적어도 일부로부터 상기 자외선 광을 실질적으로 차단하도록 구성되는, 상기 셔터를 더 포함하는, 자외선 광을 발생시키기 위한 장치.
자외선 광을 생성하는 램프 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
상기 자외선 광에 대한 타겟 강도를 수신하는 단계;
센서를 사용하여 상기 자외선 광의 강도를 측정하는 단계;
상기 측정된 강도와 상기 타겟 강도를 비교하는 단계; 및
상기 비교에 응답하여, 상기 자외선 광의 상기 강도를 조정하기 위해 마이크로파 발생기에 대한 전력을 조정하는 단계를 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 전력을 조정하는 단계는,
상기 자외선 광의 상기 타겟 강도가 상기 자외선 광의 상기 측정된 강도보다 높다면, 상기 마이크로파 발생기에 대한 상기 전력을 증가시키는 단계를 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 전력을 조정하는 단계는:
상기 자외선 광의 상기 타겟 강도가 상기 자외선 광의 상기 측정된 강도보다 낮다면, 상기 마이크로파 발생기에 대한 상기 전력을 감소시키는 단계를 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 센서를 사용하여 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는 단계는:
상기 센서의 일부를 적어도 부분적으로 노출시키기 위해 상기 센서와 연관된 센서를 동작시키는 단계; 및
상기 센서로부터 상기 자외선 광의 상기 측정된 강도의 표시를 캡처하는 단계를 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 센서를 사용하여 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는 단계는:
상기 자외선 광에 대한 노출로부터 상기 센서의 일부를 차단하도록 상기 셔터를 동작시키는 단계를 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 15 항에 있어서,
디스플레이 상에서 상기 자외선 광의 상기 측정된 강도를 표시하는 단계를 더 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 15 항에 있어서,
플라즈마 램프 벌브, 반사기, 또는 마그네트론 중 적어도 하나에서의 변화를 결정하는 단계; 및
디스플레이 상에 상기 변화를 표시하는 단계를 더 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 센서를 사용하여 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는 단계는:
상기 자외선 광의 소스 및 상기 센서 사이에 위치된 반사기의 일부를 통해 상기 자외선 광을 투과시키는 단계를 더 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 센서를 사용하여 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는 단계는:
상기 반사기의 상기 일부 상에서의 색선별 코팅을 통해 상기 자외선 광을 투과시키는 단계를 더 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 센서를 사용하여 상기 자외선 광의 상기 강도를 측정하는 단계는:
상기 반사기에서의 개구를 통해 상기 자외선 광을 상기 센서에 투과시키는 단계를 더 포함하는, 램프 시스템을 제어하는 방법.
프로그램 제품에 있어서,
프로세싱 유닛에 의해 실행될 때, 자외선 광의 타겟 강도를 수신하고, 센서를 사용하여 상기 자외선 광의 강도를 측정하고, 상기 측정된 강도에 상기 타겟 강도를 비교하며, 상기 비교에 응답하여 상기 자외선 광의 상기 강도를 조정하기 위해 마이크로파 발생기에 대한 전력을 조정하도록 구성된 프로그램 코드; 및
상기 프로그램 코드를 유지(bearing)하는 컴퓨터 기록가능한 매체를 포함하는, 프로그램 제품.