(57)【要約】  マイクロ波駆動のＵＶランプシステムのためのＲＦスクリーンが提供される。ＲＦスクリーンは、メッシュパターンが形成されている導電性材料の単一の薄板で形成される。スクリーンは、３つ以上の結節を有する個別の開口を含む、非従来型のメッシュパターンを含む。一般に、ＲＦスクリーンは、特定の用途に対して望まれる、光透過率とＲＦエネルギー漏出との間の平衡を最適化するように構成される。一般に、ＲＦスクリーンは、マイクロ波駆動のランプシステムからのＲＦエネルギー漏出を許容可能なレベルに抑制しながら、約８０％以上の開口面積率を有することが望ましい。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料の単一の薄板を備え、
前記導電性材料が、スクリーンの動作面積のほぼ全体にわたって個別の開口の所定のメッシュパターンを画定し、
前記メッシュパターンが、約８０％以上の開口面積率を含み、
前記個別の開口が、３つ以上の結節を備える、マイクロ波駆動のＵＶランプシステムのためのＲＦスクリーン。
【請求項２】
前記ＲＦスクリーン組立体が金属枠およびガスケットをさらに備える、請求項１に記載の前記ＲＦスクリーンを備えるマイクロ波駆動のＵＶランプシステムのためのＲＦスクリーン組立体。
【請求項３】
前記マイクロ波駆動のランプシステムが、
電源と、
前記電源に接続されるケーブルと、
前記ケーブルに接続されて前記電源で駆動され、前記電源から受ける電力を無線周波数エネルギーに変換するように構成される少なくとも１つのマグネトロンを備える、照射器と、
無電極電球とをさらに備える、請求項２に記載の前記ＲＦスクリーン組立体を備えるマイクロ波駆動のＵＶランプシステム。
【請求項４】
前記個別の開口が５つ以上の結節を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項５】
前記メッシュパターンが、前記導電性材料の薄板に光化学的にエッチングされている、請求項１から４のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項６】
前記導電性材料の薄板が、銅、黄銅、ステンレススチール、タングステン、アルミニウム、洋白、またはそれらの組合せを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項７】
前記メッシュパターンが、六角形の形状の個別の開口を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項８】
前記メッシュパターンが非画一的である、請求項１から７のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項９】
前記メッシュパターン内の損傷したブリッジが、最短の結節まで腐蝕するに過ぎないという点において、前記ＲＦスクリーンが自己回復する、請求項１から８のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１０】
前記ＲＦスクリーンが、約８５％以上の開口面積率を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１１】
前記ＲＦスクリーンが、約９０％以上の開口面積率を有する、請求項１から１０のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１２】
前記ＲＦスクリーンが、約９２％以上の開口面積率を有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１３】
前記薄板が、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）までの厚さを有する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１４】
前記スクリーンが、縁部のうちの少なくとも１つに沿う非メッシュの境界をさらに含む、請求項１から１３のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１５】
前記メッシュパターンの前記個別の開口が、約０．３２３ｃｍ２（０．０５平方インチ）より小さい面積を有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１６】
前記ＲＦスクリーンが、同じ開口面積の正方形または矩形の個別の開口を含むメッシュパターンを有するスクリーンと比較して、光透過率の増加を達成するように構成される、請求項１から１５のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１７】
前記ＲＦスクリーンが線形である、請求項１から１６のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１８】
導電性材料の単一の薄板にメッシュパターンを形成するステップを含み、
前記メッシュパターンが、３つ以上の結節を備える個別の開口を備え、
前記ＲＦスクリーンが、約８０％以上の開口面積率を有する、マイクロ波駆動のＵＶランプシステムのためのＲＦスクリーンを形成する工程。
【請求項１９】
前記メッシュパターンを形成するために、前記導電性材料の単一の薄板を光化学的にエッチングするステップをさらに含む、請求項１８に記載の工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波駆動のＵＶランプの技術分野であり、詳細には、マイクロ波駆動のＵＶランプにおいて使用される無線周波数（ＲＦ）スクリーンの技術分野である。
【背景技術】
【０００２】
紫外線（ＵＶ）ランプシステムは、マイクロ波駆動のＵＶランプシステムかまたは中圧水銀蒸気「ＡＲＣ」ランプシステムのいずれかでありうる。ＵＶランプシステムは、種々の用途におけるインク、コーティング、フォトレジスト、および接着剤を硬化するための、高速製造工程において使用される。これらの用途は、例えば、装飾、積層、硬膜保護（hard-coat protection）、回路板共形コーティング（conformal coating）、フォトレジスト、フォトリソグラフィ、光安定化作用（photostabilization）、印刷、および太陽光シミュレーションを含むことができる。これらのシステムは広範囲の使途を有し、例えば、フォトポリマーペイントなどのポリマーの硬化、インクおよびコーティングの硬化、接着剤の光活性化、コンパクトディスクの製造、ならびにフォトレジスタント活性化において使用することができる。ＵＶランプは、ＵＶ、可視、および赤外のスペクトルにおける高強度の放射エネルギーを生み出す。この高強度の放射エネルギーは、紙、樹脂膜、木および金属など、種々の物質に付着されるインク、コーティング、フォトレジスト、および接着剤を硬化するために使用することができる。
【０００３】
典型的なＵＶランプシステムは、高強度のＵＶ光を生み出すための照射器（irradiator）、照射器に電力を供給するための電源、および相互接続する高電圧ケーブルを含む。マイクロ波駆動のＵＶランプシステムは、一つまたは複数のマグネトロンを備える照射器を有する。マグネトロンは、電源から受けた電力を、一般におよそ２４４５〜２４７０ＭＨｚの範囲の無線周波数（ＲＦ）エネルギーに変換する。照射器内でマグネトロンによって生み出されたマイクロ波エネルギーは、ＲＦスクリーンで密閉された空洞の中に案内される。無電極中圧水銀蒸気ランプ（または電球（bulb））が、この空洞の内部に設置される。ＵＶ硬化用途のためには、電球は、典型的には、いくぶん「砂時計」の形を有する管の形に形成され、石英で構築される。撮像および半導体の用途のためには、電球は、典型的には球形である。電球には、水銀、アルゴン、および／または鉄およびガリウムなどの金属ハロゲン化物を充填することができる。電球の内部の充填物（fill）は、マイクロ波（ＲＦ）エネルギーを吸収し、その結果、プラズマ状態に変化することができる。プラズマは、ＵＶランプシステムの中で、ＵＶ、可視、および赤外のエネルギーの形の放射エネルギーを生み出す。
【０００４】
マイクロ波駆動のＵＶランプシステムは、無電極電球が照射器内に設置される空洞の中にＲＦエネルギーを捕獲して封止するために、ＲＦスクリーンを備える。ＲＦスクリーンは、スクリーン内の開口がＲＦ放射の波長より小さくなるように構築されるので、「ファラデー箱」として働き、ＲＦエネルギーが（電球の内部の充填物を同時に励起する間に）脱出するのを防止し、光エネルギーがスクリーンの開口を通して伝達されるのを可能にする。例えば、従来のＲＦスクリーン組立体１０が、図１および図２に示される。ＲＦスクリーン組立体１０は、メッシュスクリーン１１内に保持される、個別の正方形または矩形の開口１２の細かいメッシュスクリーン１１を有する金属枠１８で構成される。図２に見られるように、金属ワイヤで織られたメッシュのガスケット１４が、ＵＶランプシステムの主反射器と端部反射器との間、およびＵＶランプシステムの主反射器とＲＦスクリーン組立体１０の金属枠１８との間の封止をもたらすために使用されてよい。ガスケット１４は、ＲＦスクリーン組立体１０が取り付けられるときに、金属枠１８と反射器との間で圧縮される。
【０００５】
従来のＲＦスクリーン組立体の構築中に、金属枠１８内でその周辺周りにスクリーン１１を確実に保持するために、一般に、ステンレススチールなどの金属細片１５がスクリーン１１の縁部のそれぞれに沿って溶接される。しかし、従来のＲＦスクリーン１１を有するＲＦスクリーン組立体１０の形成は、スクリーン１１が、小径の個別の金属ワイヤを織ったもので形成されることに起因して、実際には起伏がありかつ非常に柔軟であるため、望ましくない製造上の難点を生み出す。従来のＲＦスクリーン１１の細かいメッシュに起因して、製造者らは、メッシュスクリーン１１を金属枠１８内で適切に整列させ、金属細片１５を溶接準備のためにスクリーン１１の縁部の上に適切に固定し、組立体を固定して（fixturing）溶接する間にスクリーン１１の完全性を維持し、かつ溶接工程の間に枠１８内でスクリーン１１の適切な整列および適切な張力を維持することが困難であることを理解している。
【０００６】
上述のように、ＲＦスクリーン１１は、ＲＦエネルギーが周囲環境内に脱出するのを防止し、その結果、ＵＶランプシステムの電球が点灯するのを可能にする。穴または他の欠陥を有するスクリーン１１など、欠陥のあるＲＦスクリーン１１は、ＲＦエネルギーが脱出することを許容して、ＵＶランプシステムの電球が点灯するのを妨げるかまたはＵＶランプシステムの電球の出力低下を引き起こす。加えて、不適切に装着されたＲＦスクリーン組立体１０はアーク放電を引き起こし、その結果、照射器の内部の構成要素に損傷を引き起こす。さらにまた、変形または摩耗したガスケット１４を有するＲＦスクリーン組立体１０は、アーク放電を引き起こし、照射器に損傷を与える。
【０００７】
織られたメッシュを構成するワイヤの直径は非常に小さいため、従来のＲＦスクリーンのメッシュは繊細であり、ＵＶランプの動作中、またはＵＶランプの整備中（ＲＦスクリーンを取り外すこともしくは再度取り付けることなど）に傷つきやすい。加えて、ＵＶランプの動作中に、スクリーンは、ランプの下を通過し、スクリーンと接触し、スクリーンに修復不可能な損傷を潜在的に引き起こす（スクリーンに裂け目および穴を生じるなど）可能性のある部品にさらされる可能性がある。個別のワイヤが損傷すると、短い長さのワイヤは、ＲＦ場（RF field）の中でアンテナとして働くことができる。損傷したワイヤは、ワイヤの端部を溶解し、腐蝕で消滅させるほどの電力のＲＦエネルギーを受ける。スクリーンが汚染されて、損傷したワイヤと交差するワイヤとの間に良好な導電性が得られないならば、腐蝕過程は、ワイヤが腐蝕してスクリーン組立体１０の縁部に至るまで継続する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、改良された光出力を達成する、改良されたＲＦスクリーンおよびＲＦスクリーン組立体を提供することによって、現在のマイクロ波ＵＶランプシステムを改良する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、マイクロ波駆動のＵＶランプシステムのための改良されたＲＦスクリーンおよびＲＦスクリーン組立体に関する。特に、本発明のＲＦスクリーンは、所望のメッシュパターンが形成されている導電性材料の単一の薄板で形成される。導電性材料の薄板におけるメッシュパターンは、光化学エッチング、化学研磨（chemical milling）、スタンピング、レーザ切断、めっき、化学エッチング、水ジェット、または類似の工程などの工程で形成されてよい。メッシュパターンを形成するための好ましい工程は、光化学エッチングである。一般に、薄板は、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）までの厚さを有し、任意の望ましい導電性材料から形成されてよい。当然ながら、厚さは、特定の用途に対して望ましい場合は、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）より小さくてよく、または約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）より大きくてよい。典型的な薄板は、銅、黄銅、ステンレススチール、タングステン、またはアルミニウムから形成されるが、本発明は、これらの金属に限定されるものではない。金属合金もまた、使用されてよい。１つの好ましい金属合金は、銅、亜鉛およびニッケルを含む洋白である（その合金は、銀が存在するためではなく、その銀のような外観によって名付けられる）。
【００１０】
ＲＦスクリーンの中にメッシュパターンを光化学的に形成するステップが、製造者が非従来型の（すなわち、正方形または矩形以外の）メッシュパターンを形成することに対してさらなる柔軟性を提供する。本発明のスクリーンは、３つ以上の結節（node）を有する個別の開口を含む。一実施形態では、個別の開口は多角形であって５つ以上の結節を有する。例えば、いくつかの実施形態では、開口は、六角形または八角形の形状である。加えて、製造者は、スクリーンの好ましい領域における光透過率を高めるために、非画一的なメッシュパターンを選択することができる。一般に、ＲＦスクリーンは、特定の用途に対して望ましい、光透過率とＲＦエネルギー漏出との間の平衡を最適化するように構成される。一実施形態では、ＲＦスクリーンは、マイクロ波駆動のランプシステム内のＲＦエネルギーを許容可能な範囲内に封止しながら、少なくとも約８０％の光透過率（スクリーンの開口面積に対応する）を達成する。特定の好ましい実施形態では、ＲＦスクリーンの光透過率は、少なくとも約９２％である。当然ながら、いくつかの実施形態では、光透過率は、ある用途によって記述されるように、約８０％より小さくてよい。しかし、全体として、本発明のＲＦスクリーンは、光出力において、従来から使用されるＲＦスクリーンを上回る改良を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のＲＦスクリーン組立体の上面斜視図である。
【図２】図１に示される従来のＲＦスクリーン組立体の下面斜視図である。
【図３】ＵＶランプシステムの斜視図である。
【図４】本発明によるＲＦスクリーンの例示的一実施形態の斜視図である。
【図４Ａ】図４に言及されるＲＦスクリーンの一部の拡大図である。
【図５】本発明による例示的ＲＦスクリーン組立体の上面斜視図である。
【図６】図５に示されるＲＦスクリーン組立体の下面斜視図である。
【図７】本発明の例示的一実施形態によるＲＦスクリーン組立体を使用するＵＶランプシステムの斜視／部分分解図である。
【図８】正方形の個別の開口の拡大図である。
【図９】正六角形の個別の開口の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の種々の実施形態が詳細に参照され、それらのうちの一つまたは複数の例が、以下に説明される。各例は、説明を目的として提供されており、本発明を限定するものではない。実際に、本発明の範囲または趣旨を逸脱することなく、本発明において種々の改変形態および変形形態が作成されうることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示されるかまたは説明される特徴が、さらに他の実施形態を得るために別の実施形態において使用されてよい。従って、本発明が、そのような改変形態および変形形態を包含することが意図される。
【００１３】
ＵＶランプシステムが、全体として２０で図３に示される。ＵＶランプシステム２０は、ケーブル２４を介して照射器２６に接続される電源２２（縮尺通りではない）を含む。一つまたは複数のマグネトロン（図示されず）を備える照射器２６は、対象物を硬化させるために高強度のＵＶ光を生み出す。照射器２６は、一つまたは複数のボルト７４で照射器２６に取り付けられる反射器３２を含むことができる。反射器３２は、反射器３２の中に含有される電球７０から放出されるＵＶ光エネルギーを適切に合焦させるために曲がった反射面を含むことができる。また、ＲＦエネルギーをさらに含有し、電球７０で生み出されるＵＶエネルギーを合焦させるために、１対の端部反射器７２が、照射器２６の中に含まれてよい。本発明のある例示的実施形態では、反射器３２は、曲がった反射面および端部反射器７２の両方を含むことができる。曲がった反射面は、楕円形、放物線状、球形、または本発明の種々の例示的実施形態によって当業者に一般に知られる他の構成のいずれかであってよい。
【００１４】
電球７０が設置され、かつ曲がった反射面、端部反射器７２およびＲＦスクリーン１０で画定される空洞８２内にＲＦエネルギーを捕獲して封止するために、ＲＦスクリーン組立体１０が使用されてよい。従来のＲＦスクリーン１１（図１および図２参照）は、細かく織られた金属メッシュ材料から構築され、小さな正方形または矩形の開口１２のパターンを形成する。織られたパターンにおける張力および織り方の構成が、個別の正方形の開口のそれぞれの結節において個別の金属ストランド（strand）が互いに接触することを可能にする。しかし、これら個別のワイヤストランドは断面が丸いので、各ワイヤの間の接触面積は非常に小さい。加えて、従来の織られたスクリーンにおける各ワイヤ間の接触の完全性は、スクリーンの歪みによって、または接続する結節においてＲＦスクリーン内に集積されるほこりもしくは他の粒子の汚染によって、時間が経つにつれて接続が断たれる可能性がある。このことは、その電気的連続性および伝導性の低下につながり、ＲＦスクリーンの「ファラデー箱」としての総合的有効性を抑制する。織られたメッシュスクリーン内の分離されたワイヤ、接続が断たれたワイヤ、汚染されたワイヤ、および損傷したワイヤは、スクリーンを劣化させてその耐用年数を縮める、スクリーン内の電気アーク放電の影響を、メッシュスクリーンがより受けやすくさせる。個別のワイヤが損傷されると、短い長さのワイヤが、ＲＦ場の中でアンテナとして作用する可能性がある。損傷したワイヤは、ワイヤの端部を溶解し、腐蝕で消滅させるほどの電力のＲＦエネルギーを受ける。損傷したワイヤと、交差するワイヤとの間の接触領域が損なわれると、腐蝕過程は、ワイヤが腐蝕してスクリーン組立体１０の縁部に至るまで継続する可能性がある。
【００１５】
本発明の新しいＲＦスクリーン２１は、上記の従来のＲＦスクリーン１１の欠陥を克服する。図４を参照すると、一実施形態によるＲＦスクリーン２１が例示される。ＲＦスクリーン２１は、導電材料の単一の薄板（通常、薄い平らな金属材料）で形成されてよく、メッシュ１９が、特定のメッシュすなわちスクリーン型のパターンを生み出すために、導電性薄板に直接形成される。メッシュは、光化学エッチング、化学研磨、スタンピング、レーザ切断、めっき、化学エッチング、および水ジェットなど、任意の工程で形成されてよい。光化学エッチングが、とりわけ好ましい。導電性材料の単一の薄板からＲＦスクリーン２１を光化学的にエッチングするステップは、ＲＦスクリーン２１を構築するために、実質的に任意の平らな導電性材料を使用するという利点をもたらす。異なる材料が、異なる特性（引っ張り強さ、伝導性、抵抗性、柔軟性、外観、他など）を有する。ＲＦスクリーン２１の応用使用（application use）が、スクリーン２１の具体的な要求事項を決定することを支援し、スクリーン製造者に、その特別な用途に最適な材料を選択する柔軟性を提供する。スクリーンを創り出すために使用されるいくつかの一般的な材料は、銅、黄銅、ステンレススチール、タングステン、およびアルミニウムを含む。しかし、この設計は、実質的に任意の平らな導電性材料が、ＲＦスクリーンの候補となることを可能にする。材料は、平らでありかつ他の有利な特性を十分に利用するために比較的剛性であるように選択されることが好ましい。
【００１６】
ＲＦスクリーン２１の光化学エッチング（または同等の工程）は、メッシュパターン１９の形成においてより大きな柔軟性をもたらす。例えば、本発明のＲＦスクリーン２１のメッシュパターン１９は、従来のＲＦスクリーン１１の正方形または矩形のメッシュパターン１２に限定されない。従来のスクリーン１１は、細かい個別のストランドから織られるので、（正方形または矩形以外の）複雑なパターンは、不可能でないとしても、より一層難しくなる。しかし、本発明のＲＦスクリーン２１は、いかなる特定のメッシュパターン１９にも制限を受けることはない。正方形または矩形のメッシュパターンに加えて、ＲＦスクリーン２１のメッシュパターンは、三角形、多角形（例えば、五角形、六角形、八角形、他）、円形、楕円形、台形、平行四辺形、およびさらには非画一的パターンであってよい。形状は、一様であっても、一様でなくてもよい。
【００１７】
本発明のＲＦスクリーン２１によってもたらされる別の利点は、スクリーン２１が、従来のＲＦスクリーン１１と比べて、スクリーン２１の寿命にわたってメッシュパターン１９全体を通して改良された導電性を可能にすることである。ＲＦスクリーン２１は、単一の導電性薄板から構築された材料を使用するので、メッシュ１９全体にわたる結節２５（図４Ａ）は、正常動作状態において接触を維持する。非常に小さい直径の金属ワイヤの個別のストランドで織られる従来のＲＦスクリーン１１は、前述の理由により、スクリーンを通る連続的かつ最適な導電性に関して著しい欠点をもたらす。本発明のＲＦスクリーン２１は、従来のＲＦスクリーン１１の単一のコヒーレントマトリックスに対して、増加された結節２５および増加された接触面積を有する、金属の単一のコヒーレントマトリックスであってよい。その結果、本発明のＲＦスクリーン２１は、スクリーン２１のメッシュパターン１９全体を通してその完全性および接続結節２５を本質的に維持し、正常動作状態においてスクリーン２１の寿命にわたってより高い導電性を有しかつ維持するスクリーン２１を結果としてもたらす。ブリッジのうちの１つの損傷が、ＲＦエネルギーのための「アンテナ」を生成する場合、損傷したブリッジは最短の結節２５に至るまで腐蝕し、その結節において、従来のＲＦスクリーン１１の個別のワイヤの最小表面接触とは対照的に、ベースメタルの導電性薄板のコヒーレンスによってもたらされる優れた導電性によって、腐蝕は停止する。従って、実際には、本発明のＲＦスクリーン２１における損傷したブリッジは、個別のワイヤの間に障害のある導電性を有する従来のＲＦスクリーン１１のように潜在的に腐蝕が継続するのではなく、「自己回復する」。
【００１８】
ＲＦスクリーン２１を単一の導電性薄板から構築する能力によって、ＲＦスクリーン２１の導電性は、従来のＲＦスクリーン１１の導電性よりも改良されるが、非従来型のメッシュパターンによって導電性がさらに改良されうることを、発明者らは発見した。例えば、結節、すなわち隣接する１つの個別の開口を有する個別の各開口の接触点、の数が従来のＲＦスクリーン１１の結節の数より増加することが、スクリーンの総合的導電性において著しい改良をもたらしうることを、発明者らは発見した。従来のワイヤメッシュで織られたスクリーン１１は、正方形または矩形のメッシュパターン１２に限定されるため、スクリーン１１における結節の数は４つであるので、本発明のＲＦスクリーン２１の個別の開口は、３つ以上の結節、好ましくは５つ以上の結節、より好ましくは６つ〜８つの結節を含むことが好ましい。例示的一実施形態では、６つの結節を含む（例えば、六角形の形状の）個別の開口が使用される。
【００１９】
本発明のＲＦスクリーン２１の構成（formation）およびパターニング（patterning）の柔軟性により、スクリーン２１の製造者が、光透過の特性と、ＵＶランプシステム２０の中で使用中にスクリーンから漏出するＲＦエネルギー（すなわち、ＲＦ漏出（RF leakage））の量とを平衡させることが可能になる。メッシュにおける個別の開口の寸法が増加するにつれて、メッシュの総金属材料が減少し、従って光透過が高められる。逆に言えば、メッシュにおける個別の開口の寸法が増加するにつれて、「ファラデー箱」を脱出する可能性があるＲＦエネルギーの量も増加する。結果として、良く設計されたＲＦスクリーンは、好ましくは、ＲＦスクリーンを通るＵＶ透過率を最大化しながらも、この装置に密接する可能性のある人の安全を確保するために、ＲＦエネルギー漏出をＲＦ空洞８２の外側の安全レベル（safe level）に封じ込めるべきである。米国規格協会（ＡＮＳＩ）、労働安全衛生局（ＯＳＨＡ）、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）、国際電磁安全委員会（ＩＣＥＳ）、米連邦通信委員会（ＦＣＣ）、人間と放射線に関するＩＥＥＥ委員会（ＣＯＭＡＲ）、および米国産業衛生専門家会議（ＡＣＧＩＨ）などの機関は、ＲＦエネルギーに対して容認可能な暴露限界に関する規定の指針を有する。例えば、管理された（職業的な）ＲＦ暴露に対するＡＣＧＩＨの限界閾値は、１０ｍＷ／ｃｍ２（６分間の平均）である。管理されない暴露（例えば、公共区域）に対して、ＩＥＥＥの暴露限界は６．６７ｍＷ／ｃｍ２である。そのように、ＲＦスクリーン２１は、（規定の指針の範囲内で）最小のＲＦ漏出をもたらしながら、同時に、約８０％以上、好ましくは約８５％以上、より好ましくは約８８％以上、さらに好ましくは約９０％以上、最も好ましくは約９２％以上の予測光透過率を達成することが望ましい。例示的一実施形態では、約９４％以上の予測光透過率が達成されうる。一般に、ＲＦ漏出は、１０ｍＷ／ｃｍ２未満、好ましくは８ｍＷ／ｃｍ２未満、より好ましくは５ｍＷ／ｃｍ２未満、最も好ましくは３ｍＷ／ｃｍ２未満である。
【００２０】
従来のＲＦスクリーン１１を上回るそのような性能改良は、いくぶんかは、本発明のＲＦスクリーン２１において使用される非従来型のメッシュパターン１９（例えば、多角形メッシュパターン）に起因する（以下の例を参照）。導電性材料の単一の薄板にメッシュパターン１９を形成する技術、例えば光化学エッチングを介して、製造者は、意図される特定の用途に対する最適効率のために、エッチングされたスクリーンの個別の開口およびパターン１９の正確な形状およびピッチ寸法を選択することが可能になる。パターン１９を選択することにおいてそのような柔軟性を有することはまた、透過が最も重要な領域においてＲＦスクリーン２１を通るＵＶ光透過率を最大化するために、ＲＦスクリーン２１の開いている透過領域にわたって、個別のメッシュの開口の形状を変更することによって、非画一の形状パターンを特定する機会をもたらす。
【００２１】
図１および図２を再び参照すると、組み立てられたＲＦスクリーン組立体１０が例示される。従来的には、ＲＦスクリーン組立体１０は、細かいワイヤで織られたスクリーン１１を金属枠１８の中に設置することによって形成される。一般に、ガスケット１４がスクリーン１１上に配置されて、反射器３２の表面と端部反射器７２との間、および反射器３２の表面とＲＦスクリーン組立体１０の金属枠１８との間の連続的な金属間接触を介して封止を生成するように機能する。そのような封止がないと、ＲＦエネルギーが周辺環境内に脱出して、電球７０が点灯するのを妨げる可能性がある。ガスケット１４は、エラストマースポンジコアの中央ガスケットの周囲に覆われた金属織物（fabric）であってよい。ガスケット１４の形状は、ＵＶランプシステム２０内の他の構成要素の形状に従って変化してよく、そのため、適切な封止を及ぼすために任意の形状および寸法で構築されてよい。ガスケット１４を設置した後、金属細片１５が設置されて、長い縁部の少なくとも両方にわたって整列され、スクリーン１１およびガスケット１４を枠１８内に確保するために適所でスポット溶接されて、ＲＦスクリーン組立体１０が形成される。
【００２２】
前述のように、従来のスクリーン１１は、織られた細かいワイヤで形成される。結果として得られるスクリーン１１は、起伏があって柔軟であり、スクリーン１１が設計された長さと幅に切断された後に、その形状は非常に非画一的になる。複雑なことに、個別のワイヤストランドは、自然と、枠１８の縁部から離れるようになる。そのような特性は、スクリーン１１を枠１８内で適切に整列させ、溶接の準備をするために金属細片１５を枠内に適切に設置し、金属細片１５を溶接中にスクリーン１１の完全性を維持すると共に枠１８内でスクリーン１１の整列および適切な引っ張りを維持するためにかなりの努力を必要とするので、製造上の難点を引き起こす。
【００２３】
図４、図５、および図６を参照すると、本発明のＲＦスクリーン組立体１３を形成するための方法は、上で説明された従来の方法に類似する。しかし、本発明のＲＦスクリーン２１は、ＲＦスクリーン組立体１３の形成における製造に対して著しい利点を提供する。ＲＦスクリーン組立体１３の溶接および構築は、増強された剛性によって、より迅速かつより容易である。本発明のＲＦスクリーンの平らで剛性の特性、ならびに一連の穴１６との境界を使用することが、著しく容易なＲＦスクリーン組立体１３の構築を可能にし、製造者が、スクリーン２１を枠１８内に容易に装着して適切に整列させることを可能にする。溶接中、製造者は、すべての方向においてスクリーンの適正な引っ張りを維持することを気遣う必要がないので、位置決めおよび整列はずっと容易に維持される。
【００２４】
ＲＦスクリーン２１は、一般に、単一の導電性薄板から形成されるので、スクリーン２１は、境界２３を少なくとも１辺または複数辺に沿って含むように、容易に構築されうる。境界２３には、ＲＦスクリーン組立体１３をＵＶランプシステム１２０（図７）に取り付けるために一般に必要とされる穴１６を、容易に設けることができる。ＲＦスクリーン組立体１３を構築する前にスクリーン２１の境界２３内に孔１６を形成することは、境界２３内の穴パターンが金属細片１５および枠１８の穴パターンに容易に整合されうるので、前述の従来の製造上の難点をさらに軽減する。従って、スクリーン２１は、溶接のために枠１８内に設置するときに自己整合することができる。
【００２５】
図７を参照すると、本発明の一実施形態によって使用されるＵＶランプシステム１２０が、例示される。ＵＶランプシステム１２０は、ケーブル１２４を通して照射器１２６に接続される電源１２２（縮尺通りではない）を含む。照射器は、電源１２２から受けた電力を、一般に約２４４５〜２４７０ＭＨｚの間のＲＦエネルギーに変換する、一つまたは複数のマグネトロン（図示されず）を備える。当然ながら、ＲＦ周波数は、異なる用途に対する要求に応じて変更されてよい。照射器の中のマグネトロンによって生み出されるマイクロ波エネルギーが、空洞１８２の中に案内される。空洞１８２は、曲がった反射器１３２、端部反射器１７２、および無電極電球１７０を含む。例示されるように、本発明によって形成されるＲＦスクリーン組立体１３は、曲がった反射器１３２のフランジ１３６に取り付けられる。スクリーン組立体１３は、照射器のレール１８０に沿って付加的に（または代替的に）固定されてよい。
【００２６】
スクリーン組立体１３の照射器１２６への取り付けは、十分な封止をもたらす任意の手段によるものであってよいことを、当業者は理解する。典型的には、スクリーン組立体１３は、対応するスクリーン組立体の穴１６および曲がった反射器の穴１７を介して、ねじで照射器１２６に取り付けられる。しかし、ＲＦスクリーン組立体１３、曲がった反射器１３２、またはそれらの両方は、例えばスナップ式締め具、磁石式締め具、他などの任意の他の締結手段を含むことができる。例えば、ＲＦスクリーン組立体１３は、参照により本明細書に組み入れられる米国特許第６，８４１，７９０号に開示される締め具のような、簡易脱着締め具（quick release fastener）を使用して取り付けられてよい。
【００２７】
図４〜図７は本発明のＲＦスクリーン２１を線形（linear）として例示するが、本発明は、線形のＲＦスクリーン２１に限定されない。ある用途、例えば半導体ウェーハの製造におけるフォトリソグラフィは、球形の無電極電球、および結果として非線形の（non-linear）ＲＦスクリーン２１（例えば、円筒形のＲＦスクリーン２１）を必要とする可能性がある。ＲＦスクリーン２１は、一般に線形（例えば、矩形）であることが好ましいが、非線形のＲＦスクリーン２１が、本発明によって構築されてよい。
【実施例１】
【００２８】
典型的なマイクロ波ＵＶランプシステム２０（例えば、図３）では、電球で生み出されたＵＶ光のおよそ７０％がＵＶ反射器で反射され、ＲＦスクリーンを通して暴露される対象物に案内される。ＵＶ電球からの光の残りの３０％は、ＲＦスクリーンを通して反射器の援助なしに案内される。ＲＦスクリーンに向かって案内されるＵＶ光のうち、メッシュによって占有される面積率に比例して、かなりの量の光が、スクリーンによって阻止される。この例では、細かく織られたワイヤから形成される従来のＲＦスクリーン（例えば、図１および図２）の、（ＲＦスクリーンの開口面積率、または透過率に対応する）予測される光透過率が計算され、正六角形のメッシュの開口を有する本発明のＲＦスクリーンの予測される光透過率と比較された。図８は、予測される光透過率を計算するために必要とされる測定値を例示する。
従来の正方形メッシュ
正方形のメッシュパターンに対する予測される光透過率（ＬＴＳ％）が、以下のように計算される。すなわち、
ＬＴＳ％＝１００％×ＡＯＳ／ＡＴＳ
ここで、ＡＯＳは正方形の開口面積であり、ＡＴＳは正方形の全面積である。
ＡＯＳおよびＡＴＳは以下のように比較される。すなわち、
ＡＯＳ＝Ｌ２
ＡＴＳ＝Ｌ１２＝（Ｌ＋ＴＳ）２
ここで、Ｌは図８に例示されるように正方形の開口面積の長さであり、ＴＳは図８に例示されるように隣接する開口に対するワイヤブリッジの厚さであり、Ｌ１は図８に例示されるようにブリッジの個別の中点から測定された正方形の長さ（従って、Ｌ１＝Ｌ＋ＴＳ）である。
六角形メッシュ
本発明による六角形メッシュパターンに対する予測される光透過率（ＬＴＨ％）が、以下のように計算される。すなわち、
ＬＴＨ％＝１００％×ＡＯＨ／ＡＴＨ
ここで、ＡＯＨは六角形の開口面積であり、ＡＴＨは六角形の全面積である。ＡＯＨおよびＡＴＨは以下のように計算される。すなわち、
【００２９】
【数１】
2013524462.tif 000003
【００３０】
ここで、Ｄは図８に例示されるように内接円の直径（すなわち、平行な２辺の間の距離）であり、ＴＨは図８に例示されるように隣接する開口に対する境界の厚さであり、Ｄ１は図８に例示されるように六角形の１つのブリッジの中点からそれに平行なブリッジの中点までの長さ（従って、Ｄ１＝Ｄ＋ＴＨ）である。
【００３１】
この例では、開口面積の長さ（Ｌ）およびワイヤブリッジの厚さ（ＴＳ）を求めるために、正方形の開口を有する従来のＲＦスクリーンが測定された。９０．７９％の予測される光透過率（ＬＴＳ％）に対応して、Ｌは０．７７０ｍｍ（０．０３０３インチ）として測定され、ＴＳは０．０３８１ｍｍ（０．００１５インチ）として測定された。
【００３２】
本発明によって形成される六角形の開口を有するＲＦスクリーンが、９４．０７％の予測される光透過率（ＬＴＨ％）に対応して、２．５４ｍｍ（０．０９９９インチ）の内接円直径（Ｄ）および０．０７８７ｍｍ（０．００３１インチ）のブリッジ厚さ（ＴＨ）によって構築された。
【００３３】
上で示されたように、計算された値は、光透過率に対する予測される値、または理論的な値である。ＵＶ光放射計を用いて測定される実際の光透過率が測定され、予測される値よりわずかに小さかった。理論によって限定されることを意図することなく、主として、ごく一部の光を吸収／反射する可能性のあるスクリーンの厚さに起因して、実際の光透過率は、予測される光透過率よりわずかに低くなるものと思われる。従って、理論的には、より厚いゲージ（gauge）のスクリーン材料は、実際の光透過率を、比較的薄いゲージのスクリーン材料よりわずかに低くさせる。
【実施例２】
【００３４】
５つ以上の結節を有するメッシュパターンを使用する利点のうちの１つが示された。上で示されたように、ＲＦスクリーンは、ＲＦエネルギーが脱出するのを阻止するための「ファラデー箱」として機能する。従って、ＲＦスクリーンから「漏出する」ＲＦエネルギーの量は、個別のメッシュの開口の最大寸法と相互に関連する。発明者らは、本発明のＲＦスクリーンが、ＲＦ漏出の増加を犠牲にすることなく、より多い光透過率を許容することができることを発見した。
【００３５】
図８に示されるように、正方形または矩形のメッシュを有する従来のＲＦスクリーンの個別の開口の「最大寸法」は、（破線ＬＤＳで示される）対角線である。正方形に対して、この寸法は、
【００３６】
【数２】
2013524462.tif 000004
【００３７】
として表されうる。対照的に、（破線ＬＤＨで示される）六角形の開口を使用する本発明のＲＦスクリーンの個別の開口の「最大寸法」は、図９に示されるように、１つの結節と、対応する対角線の結節（すなわち、１８０°）との間の距離に相当する。この値は、六角形の辺の長さの２倍に相当する。六角形に対して、この寸法はまた、
【００３８】
【数３】
2013524462.tif 000005
【００３９】
として表されうる。
そのように、比較のために、従来のＲＦスクリーンに対するメッシュの個別の正方形の開口の開口面積が、（Ｌ＝２．５４ｃｍ（１インチ）に対応して）６．４５ｃｍ２（１平方インチ）であるならば、最大開口は
【００４０】
【数４】
2013524462.tif 000006
【００４１】
であり、３．５８ｃｍ（１．４１インチ）に等しい。逆に言えば、本発明のＲＦスクリーンに対するメッシュの個別の六角形の開口の開口面積が、（Ｄ＝２．７３ｃｍ（１．０７５インチ）に対応して）６．４５ｃｍ２（１平方インチ）であるならば、最大開口は
【００４２】
【数５】
2013524462.tif 000007
【００４３】
であり、３．１５ｃｍ（１．２４インチ）に等しい。従って、２つのＲＦスクリーンは同じ面積の個別の開口を表示するが、六角形の開口を使用する本発明のＲＦスクリーンは、かなり小さな「最大寸法」を有する（この例では、従来のＲＦスクリーンの最大寸法は約１４％大きい）。従って、本発明によって形成される５つ以上の結節を有するＲＦスクリーンは、（等しいＲＦ漏出の値を仮定すると）従来のＲＦスクリーンを上回って増加される光透過率を表示する。
【００４４】
上の例は、例示を目的とするに過ぎないことに留意されたい。特定のパターンおよび幾何学的寸法は、所望の用途に対して最適化されてよい。しかし、一般に、個別の開口のパターンおよび幾何学的寸法は、最大の所望の許容可能なＲＦ漏出より小さいレベルを維持しながら、従来のＲＦスクリーンの光透過率より大きい光透過率を得るように選択される。一般に、本発明のＲＦスクリーンの開口面積率（すなわち、予想される光透過率）は、約８０％より大きく、好ましくは約８５％より大きく、より好ましくは約８８％より大きく、いっそう好ましくは約９０％より大きく、最も好ましくは約９２％より大きい。例示的一実施形態では、約９４％より大きい開口面積率が得られる。一般に、個別のメッシュの開口は、約０．００３２３ｃｍ２（０．０００５平方インチ）から約０．３２３ｃｍ２（０．０５平方インチ）まで、好ましくは約０．００５１６ｃｍ２（０．０００８平方インチ）から約０．３２３ｃｍ２（０．０５平方インチ）まで、より好ましくは、約０．００６４５ｃｍ２（０．００１平方インチ）から約０．３２３ｃｍ２（０．０５平方インチ）まで、最も好ましくは約０．０３２３ｃｍ２（０．００５平方インチ）から約０．３２３ｃｍ２（０．０５平方インチ）までなど、約０．３２３ｃｍ２（０．０５平方インチ）より小さい。一般に、スクリーンのゲージすなわち厚さは、約０．００２５４ｍｍ（０．０００１インチ）から約２．５４ｍｍ（０．１インチ）まで、好ましくは約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）まで、より好ましくは約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）から約０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）までである。
【００４５】
前述の書面による本発明の説明は、当業者が、現在のところ本発明の最良の形態であると考えられるものを作成し使用することを可能にするが、当業者は、本明細書における具体的な実施形態、方法、および例に対する変形形態、組合せ形態および等価形態が存在することを理解し、評価するであろう。それゆえ、本発明は、上で説明された実施形態、方法および例によって限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲および趣旨の中のすべての実施形態および方法によって限定される。
【図１】
2013524462.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013524462.tif 000015
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月5日(2012.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料の単一の薄板を備え、
前記導電性材料が、スクリーンの動作面積のほぼ全体にわたって個別の開口の所定のメッシュパターンを画定し、
前記メッシュパターンが、約８０％以上の開口面積率を含み、
前記個別の開口が、３つ以上の結節を備える、マイクロ波駆動のＵＶランプシステムのためのＲＦスクリーン。
【請求項２】
前記ＲＦスクリーン組立体が金属枠およびガスケットをさらに備える、請求項１に記載の前記ＲＦスクリーンを備えるマイクロ波駆動のＵＶランプシステムのためのＲＦスクリーン組立体。
【請求項３】
前記マイクロ波駆動のランプシステムが、
電源と、
前記電源に接続されるケーブルと、
前記ケーブルに接続されて前記電源で駆動され、前記電源から受ける電力を無線周波数エネルギーに変換するように構成される少なくとも１つのマグネトロンを備える、照射器と、
無電極電球とをさらに備える、請求項２に記載の前記ＲＦスクリーン組立体を備えるマイクロ波駆動のＵＶランプシステム。
【請求項４】
前記個別の開口が５つ以上の結節を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項５】
前記メッシュパターンが、前記導電性材料の薄板に光化学的にエッチングされている、請求項１から４のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項６】
前記導電性材料の薄板が、銅、黄銅、ステンレススチール、タングステン、アルミニウム、洋白、またはそれらの組合せを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項７】
前記メッシュパターンが、六角形の形状の個別の開口を備える、又は前記メッシュパターンが非画一的である、及び／又は前記メッシュパターン内の損傷したブリッジが、最短の結節まで腐蝕するに過ぎないという点において、前記ＲＦスクリーンが自己回復する、請求項１から６のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項８】
前記ＲＦスクリーンが、約８５％以上の、又は約９０％以上の、又は約９２％以上の開口面積率を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項９】
前記薄板が、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）までの厚さを有する、請求項１から８のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１０】
前記スクリーンが、縁部のうちの少なくとも１つに沿う非メッシュの境界をさらに含む、請求項１から９のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１１】
前記メッシュパターンの前記個別の開口が、約０．３２３ｃｍ２（０．０５平方インチ）より小さい面積を有する、請求項１から１０のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１２】
前記ＲＦスクリーンが、同じ開口面積の正方形または矩形の個別の開口を含むメッシュパターンを有するスクリーンと比較して、光透過率の増加を達成するように構成される、請求項１から１１のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１３】
前記ＲＦスクリーンが線形である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のＲＦスクリーン、ＲＦスクリーン組立体、またはマイクロ波駆動のランプシステム。
【請求項１４】
導電性材料の単一の薄板にメッシュパターンを形成するステップを含み、
前記メッシュパターンが、３つ以上の結節を備える個別の開口を備え、
前記ＲＦスクリーンが、約８０％以上の開口面積率を有する、マイクロ波駆動のＵＶランプシステムのためのＲＦスクリーンを形成する工程。
【請求項１５】
前記メッシュパターンを形成するために、前記導電性材料の単一の薄板を光化学的にエッチングするステップをさらに含む、請求項１４に記載の工程。
【国際調査報告】
2013524462.tif 000018
2013524462.tif 000019