专利名称：具有外部快门的微波供能灯头的制作方法
技术领域：
本发明普遍地涉及用于通过光聚作用来固化各种材料的微波供能紫外灯，更具体地说，涉及在激励和非激励状态之间对装置进行快速循环的方式。
背景技术：
紫外线或UV射线常常被用于在基片上光化学聚合或固化各种类型的材料，也可以用于其它应用中。用于这种类型的聚合的现有技术通常包括电极供能紫外灯或者微波供能紫外灯。电极或微波的能量扩散在充满等离子体的灯泡中。等离子体发射出在一个或多个所需波长段的光线，所述光线通常反射到或者聚焦到预期的目标上以实现最有效的传输。
微波供能灯组件通常比电极供能组件强大得多，并从充满等离子体的灯泡中发射出高得多的紫外线。几百瓦特的微波功率可以在相对较小的空间中被等离子体吸收。这种微波能量的一部分被转换成热量，因此，充满等离子体的灯泡必须以某种方式得到冷却以防止过热并提高灯泡的寿命。通常，冷却是通过在灯泡上循环空气来实现的。由于微波供能的灯产生更为强烈的紫外线，安全也成为所关注的问题，因为暴露在这样的射线下会产生健康方面的问题。最后，虽然微波供能的灯头的通断循环比电极供能灯头要快，它们的通断循环可能还没有快到足以实现所需的生产速度。在这点上，某些光聚合物可以具有较短的激活周期，因此，要求在较短的时间间隔内完成该灯泡的通断循环，例如，几秒钟或更短的时间间隔。在高产量的环境下，在装配线上也需要为下次固化过程再次启动灯泡，例如，在一个非常短的时间间隔内。不幸的是，即使微波供能的灯泡，在它们已经被去激活或关断之后，要达到全功率也需要一段时间。提高灯的功率的这个时间间隔会用掉几秒钟或更长的时间，这对于某些生产条件可能是不可接受的。
为了缓解以上所提出的问题，以及所属技术领域中的其它问题，要求提供一种能够在激活和非激活状态之间快速循环的微波供能灯头，而且允许对该灯泡的适当冷却和使有害紫外线的泄漏最小化。
发明内容
本发明普遍地提供了一种微波供能灯组件，其具有至少一个安装在光谐振腔中的微波供能灯泡。设有快门系统以选择性地开启和关闭该光学谐振腔，并相应地允许和防止光线传输到目标物上。在关闭位置上实现了对于光线传播的严密密封。这样，灯泡可以保持接通或供能，同时快门在允许来自光学谐振腔的光线传输的位置和禁止来自光学谐振腔的光线的任何有效的传输的位置之间切换。所述快门可以允许灯泡在激活或固化状态和非激活或非固化状态之间进行快得多的循环。此外，形成该快门的材料充分地防止了任何光线从光学谐振腔穿过该材料，但允许空气流不受限制地流过。通过这种方式，穿过被激活的灯泡的冷却空气可以从该光学谐振腔自由地流出。
本发明还设想了运行微波供能灯组件的方法。通常，所述方法包括激活微波供能灯组件的磁控管和激励安装在微波供能灯组件的光学谐振腔中的充满等离子体的灯泡中的等离子体。通过这种方式，紫外线从充满等离子体的灯泡中射出。根据本发明，光学谐振腔选择性地开启和关闭，从而允许和禁止来自光学谐振腔的紫外线的传输。这样，所述灯可以有效地进行开启和关闭循环，而没有必要实际地输送和关断灯头的电源，且使得循环时间可以缩短到一秒钟或更短。
通过以下结合附图对优选实施例的详细描述，本发明的所述的和其它的目的、优势和特性将变得更加明显而易于理解。
图1是根据本发明构造的灯头的立体图，其中示出了处于阻断来自光学谐振腔的光线传输的位置的快门组件。
图2是类似于图1的立体图，但示出了移动到允许来自光学谐振腔的光线的传输的位置的快门组件。
具体实施例方式
参照图1和2，根据本发明的原理构造的灯头10通常包括磁控管和连接着快门组件14的控制壳12。至少一个磁控管(没有示出)与充满等离子体的灯泡16可操作地相关联，该灯泡容纳在光学谐振腔18中。该谐振腔18可以具有传统的反射器结构，例如椭圆反射器。包含在壳体12中的一个或多个磁控管以及其它控制元件可以是传统的，因此，无需对这些元件作进一步的说明。快门组件14还包括由散热孔材料20a形成的快门，该散热孔材料20a容纳在适当的外框架20b中。散热孔材料20a可以从位于得克萨斯州的Richardson的Tuttle and Bailey获得。框架20b连接着支架22上，支架22进而可运行地连接着气动的往复驱动器24。气动驱动器24可以是传统的双作用直线驱动器，其通过输入端26、28接纳正压空气，也通过这些端口26、28排放空气，这取决于驱动的方向。然而，应该理解，可以在实现本发明的优势的同时，采用各种类型的驱动器和其它相关结构以及各种类型的快门。在优选实施例中，传统的气动驱动器，例如驱动器24，可以循环得快到足以在大约一秒钟或更短的时间内实现激活/非激活(开启/关闭)状态。通过使灯泡16在整个生产运行中保持受激励的状态，和通过快门组件14而实现在激活和非激活状态之间的循环，使得在诸如那些涉及快速紫外线可固化涂层的应用中允许快得多的生产。
为了有助于保证当快门组件14处于图1中所示的关闭位置时从光学谐振腔18中泄漏的紫外线尽可能少，在环绕快门框架20b的周边上设有适当的边缘或密封件。在这个优选实施例中，除了帮助引导和稳定快门20之外，边缘30和32可以提供至少部分光学密封效果。然而，主光学密封件设在快门框架20b和下表面36之间。如图2中所示，下表面36具有边沿36a、36b、36c，它们要么接触着快门框架20b的上侧面，要么非常接近地与快门框架20b的上侧面相间隔。
虽然已经通过优选实施例的描述对本发明进行了说明，虽然这个实施例已经得到了某些详细的描述，但申请人不是要限制或者以任何形式将所附权利要求书的范围限定在所述细节描述。其它的优势和修改形式对于所属技术领域内的技术人员而言将是显而易见的。本发明的各种特性可以单独采用或者以各种组合方式采用，这取决于用户的需要和偏好。这是本发明的说明书，以及如当前所知的实现本发明的优选方法。
然而，本发明本身只应由所附的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种微波供能灯组件，其包括壳体结构；安装在所述壳体结构中的磁控管；处于所述壳体结构中的光学谐振腔；安装在所述光学谐振腔中并能够由所述磁控管来激活的充满等离子体的灯泡；和快门，其被安装成用于相对于所述光学谐振腔在至少两个位置之间运动，从而有选择地允许来自所述灯泡的光线传输到所述光学谐振腔的外面，或者禁止来自所述灯泡的光线传输到所述光学谐振腔的外面。
2.如权利要求1所述的灯组件，还包括连接到所述快门上的驱动器，用于在所述两个位置之间移动所述快门。
3.如权利要求2所述的灯组件，其特征在于，所述驱动器是气动驱动器。
4.如权利要求1所述的灯组件，其特征在于，所述快门由这样的材料构成，该材料允许空气不受限制地流过，但禁止紫外线任何有效的穿过。
5.如权利要求1所述的灯组件，其特征在于，所述快门在闭合位置上相对于所述光学谐振腔被安装成光学密封的关系，从而防止来自光学谐振腔的任何有效的紫外线的穿过。
6.一种操作微波供能灯组件的方法，其包括激活微波供能灯组件的磁控管；激励充满等离子体的灯泡中的等离子体，其中该灯泡安装在所述微波供能灯组件的光学谐振腔中，从而使从充满等离子体的灯泡发射紫外线；以及选择性地开启和关闭光学谐振腔，以允许和防止来自光学谐振腔的紫外线的传输。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，有选择地开启和关闭光学谐振腔还包括将快门来回移动穿过该光学谐振腔。
8.如权利要求7所述的方法，还包括迫使冷却空气通过光学谐振腔和快门，从而冷却充满等离子体的灯泡。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，关闭光学谐振腔还包括密封所述光学谐振腔，以防止从中射出任何有效的紫外线。
全文摘要
本发明的微波供能灯头组件包括有快门组件，该快门组件可以被激活而选择性地允许来自微波供能灯泡的光线穿过。快门组件当处于闭合位置时允许空气不受限制地流过，以使激活的灯泡可以仍然受到冷却，同时防止紫外线穿过该快门。所述快门组件当处于闭合位置时相对于灯泡光学谐振腔保持着形成闭合密封关系，以使逸出的紫外线最少化。
文档编号H01J5/02GK1598399SQ20041000691
公开日2005年3月23日 申请日期2004年2月26日 优先权日2003年2月27日
发明者J·M·博苏克, E·C·麦吉 申请人:诺德森公司