JP2003222700A - 電子線照射処理装置 - Google Patents
電子線照射処理装置Info
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- JP2003222700A JP2003222700A JP2002021391A JP2002021391A JP2003222700A JP 2003222700 A JP2003222700 A JP 2003222700A JP 2002021391 A JP2002021391 A JP 2002021391A JP 2002021391 A JP2002021391 A JP 2002021391A JP 2003222700 A JP2003222700 A JP 2003222700A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 管電流と電子線出射部からアースに流れる電
流との差を検出する手段を設けることにより、電子線管
から長期間にわたり安定した一定の電子線を出力させる
ことのできる電子線照射処理装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 電子線を透過出射する電子線出射部１
３，１４を備えた電子線管１と、電子線管１に直流高電
圧を印加する直流高電圧電源７とを備える電子線照射処
理装置において、電子線出射部１３，１４は導電性部材
で構成され、電子線出射部１３，１４と直流高電圧電源
７の低圧部との間を電気的に絶縁すると共に、電子線出
射部１３，１４と低圧部間に流れる電流を計測する電流
計２４と、管電流を測定する電流計６とを設け、両電流
計６，２４で計測された電流値の差が一定となるよう
に、電流計６，２４に流れる電流を制御する制御手段２
５を設けたことを特徴とする。
流との差を検出する手段を設けることにより、電子線管
から長期間にわたり安定した一定の電子線を出力させる
ことのできる電子線照射処理装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 電子線を透過出射する電子線出射部１
３，１４を備えた電子線管１と、電子線管１に直流高電
圧を印加する直流高電圧電源７とを備える電子線照射処
理装置において、電子線出射部１３，１４は導電性部材
で構成され、電子線出射部１３，１４と直流高電圧電源
７の低圧部との間を電気的に絶縁すると共に、電子線出
射部１３，１４と低圧部間に流れる電流を計測する電流
計２４と、管電流を測定する電流計６とを設け、両電流
計６，２４で計測された電流値の差が一定となるよう
に、電流計６，２４に流れる電流を制御する制御手段２
５を設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を照射する
ことによって、印刷塗料や半導体材料の硬化、材質の改
善、殺菌等を行う電子線照射処理装置に係わり、特に、
電子管から放射される電子線の出力を制御する制御手段
の改良に係る電子線照射処理装置に関する。
ことによって、印刷塗料や半導体材料の硬化、材質の改
善、殺菌等を行う電子線照射処理装置に係わり、特に、
電子管から放射される電子線の出力を制御する制御手段
の改良に係る電子線照射処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、電子線照射処理装置は、電子線管
から放射される電子線を計測してフィードバック制御す
ることにより所定量の電子線が出力されるように制御す
る制御手段を備えている。
から放射される電子線を計測してフィードバック制御す
ることにより所定量の電子線が出力されるように制御す
る制御手段を備えている。
【０００３】図５は、そのような制御手段を備えた電子
線照射処理装置の一例を示す図である。この装置では、
直流高電圧電源から供給される直流高電圧を電子線管の
フィラメントとフランジおよび電子線出射窓間に印加す
ることによって、図示破線で示すように流れる管電流を
計測し、計測結果に基づいてフィラメント電源またはグ
リッド電源を制御することにより、フィラメントに流れ
る電流や、グリッドに印加するグリッド電圧を制御し
て、管電流を一定に制御し、それによって電子線出力を
一定に制御している。
線照射処理装置の一例を示す図である。この装置では、
直流高電圧電源から供給される直流高電圧を電子線管の
フィラメントとフランジおよび電子線出射窓間に印加す
ることによって、図示破線で示すように流れる管電流を
計測し、計測結果に基づいてフィラメント電源またはグ
リッド電源を制御することにより、フィラメントに流れ
る電流や、グリッドに印加するグリッド電圧を制御し
て、管電流を一定に制御し、それによって電子線出力を
一定に制御している。
【０００４】ここで、管電流が変化する理由としては、
フィラメントが熱的に劣化したり、または変形すること
によって抵抗値が変化することが考えられる。上記のよ
うな制御手段を付加することにより、前記抵抗値の変化
に係わらず、管電流を一定に維持制御することができる
ものである。
フィラメントが熱的に劣化したり、または変形すること
によって抵抗値が変化することが考えられる。上記のよ
うな制御手段を付加することにより、前記抵抗値の変化
に係わらず、管電流を一定に維持制御することができる
ものである。
【０００５】図６は、図５に示すものと異なる制御手段
を備えた電子線照射処理装置の一例を示す図である。
を備えた電子線照射処理装置の一例を示す図である。
【０００６】この装置では、電子線出射窓から放射され
る電子線を電流検出部および電流測定部によって計測
し、計測結果に基づいてフィラメント電源を制御し、電
子線出力を一定に制御している。
る電子線を電流検出部および電流測定部によって計測
し、計測結果に基づいてフィラメント電源を制御し、電
子線出力を一定に制御している。
【０００７】この装置に係る公知技術としては、特開２
００１−２２１８９８が知られているが、この種の装置
の優れている点は、電流検出部、電流測定部によって電
子線出射窓から出射される電子線出力を直接検出し測定
している点にある。
００１−２２１８９８が知られているが、この種の装置
の優れている点は、電流検出部、電流測定部によって電
子線出射窓から出射される電子線出力を直接検出し測定
している点にある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す電子線照射処理装置においては、電子線管内部の部
品の熱的変形や静電気帯電によって電子線の形状が変化
すると、電子線出射窓から出射されない電子線が増えて
しまい、このような場合は、管電流を一定に維持制御し
ても、電子線出力を一定に維持することはできない問題
がある。
示す電子線照射処理装置においては、電子線管内部の部
品の熱的変形や静電気帯電によって電子線の形状が変化
すると、電子線出射窓から出射されない電子線が増えて
しまい、このような場合は、管電流を一定に維持制御し
ても、電子線出力を一定に維持することはできない問題
がある。
【０００９】さらに、電子線出射窓が、電子線照射雰囲
気ガスとの反応により、その厚みが増減し、それに伴っ
て電子線の電子線出射窓を透過する電子線量が増減し、
管電流と電子線出力との比が変化してしまい、たとえ管
電流を一定に維持しても電子線出力を一定に維持するこ
とができない問題がある。
気ガスとの反応により、その厚みが増減し、それに伴っ
て電子線の電子線出射窓を透過する電子線量が増減し、
管電流と電子線出力との比が変化してしまい、たとえ管
電流を一定に維持しても電子線出力を一定に維持するこ
とができない問題がある。
【００１０】また、図６に示す電子線照射処理装置で
は、電流検出部によって電子線出力の一部を捕捉する必
要があり、被処理物に照射できる電子線の一部が失われ
る問題がある。本件発明者等の知見によれば、電子線を
安定的に検出し、所定の安定した一定の電子線出力を得
るためには、電子線の約２０〜３０％までも捕捉する必
要がある。
は、電流検出部によって電子線出力の一部を捕捉する必
要があり、被処理物に照射できる電子線の一部が失われ
る問題がある。本件発明者等の知見によれば、電子線を
安定的に検出し、所定の安定した一定の電子線出力を得
るためには、電子線の約２０〜３０％までも捕捉する必
要がある。
【００１１】さらに、電流検出部を電子線出射窓の近傍
に配置しなければならないので、被処理物を電子線出射
窓に近接させることができない。そのため電子線を大気
圧中で照射するような場合、電子線が電子線出射窓と被
処理物間の大気圧によって吸収・散乱され減衰されてし
まう。上記特開２００１−２２１８９８に開示されてい
る実施例においては、電子線出射窓と電流検出部間の距
離が５ｍｍであり、このときの被処理物までの距離は１
０ｍｍ程度を必要とし、電子線の大気による吸収・散乱
が非常に大きくなる。
に配置しなければならないので、被処理物を電子線出射
窓に近接させることができない。そのため電子線を大気
圧中で照射するような場合、電子線が電子線出射窓と被
処理物間の大気圧によって吸収・散乱され減衰されてし
まう。上記特開２００１−２２１８９８に開示されてい
る実施例においては、電子線出射窓と電流検出部間の距
離が５ｍｍであり、このときの被処理物までの距離は１
０ｍｍ程度を必要とし、電子線の大気による吸収・散乱
が非常に大きくなる。
【００１２】さらに、この装置は、長時間の使用によっ
て電流検出部の感度が変化して電子線出力が変化する問
題がある。
て電流検出部の感度が変化して電子線出力が変化する問
題がある。
【００１３】さらに、この装置では、減圧条件下で照射
する場合、雰囲気ガスプラズマが発生するため、雰囲気
ガスプラズマからの電流により、電流検出部における検
出が不安定となり、その結果、電子線出力が変動してし
まい、また雰囲気ガスの圧力により雰囲気ガスプラズマ
の状態も変化するため、雰囲気ガスの圧力によって電子
線出力が変動する問題が発生する。
する場合、雰囲気ガスプラズマが発生するため、雰囲気
ガスプラズマからの電流により、電流検出部における検
出が不安定となり、その結果、電子線出力が変動してし
まい、また雰囲気ガスの圧力により雰囲気ガスプラズマ
の状態も変化するため、雰囲気ガスの圧力によって電子
線出力が変動する問題が発生する。
【００１４】さらには、被処理物等から発生する汚染物
質が電流検出部に付着すると、電流検出部の感度が変化
し、電子線出力が変化してしまう問題も発生する。
質が電流検出部に付着すると、電流検出部の感度が変化
し、電子線出力が変化してしまう問題も発生する。
【００１５】本発明の目的は、上記のような従来の電子
線照射処理装置における種々の問題点に鑑み、電子線管
に流れる管電流と電子線管の電子線出射部からアースに
流れる電流との差を検出する手段を設けることにより、
電子線管から長期間にわたり安定した一定の電子線を出
力させることのできる電子線照射処理装置を提供するこ
とにある。
線照射処理装置における種々の問題点に鑑み、電子線管
に流れる管電流と電子線管の電子線出射部からアースに
流れる電流との差を検出する手段を設けることにより、
電子線管から長期間にわたり安定した一定の電子線を出
力させることのできる電子線照射処理装置を提供するこ
とにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。第１の手
段は、電子線を透過出射する電子線出射部を備えた電子
線管と、該電子線管に直流高電圧を印加する直流高電圧
電源とを備える電子線照射処理装置において、前記電子
線出射部は導電性部材で構成され、前記電子線出射部と
前記直流高電圧電源の低圧部との間を電気的に絶縁する
と共に、前記電子線出射部と前記低圧部間に流れる電流
を計測する電流計と、前記電子線管に流れる管電流を測
定する電流計とを設け、前記両電流計で計測された電流
値の差が一定となるように、前記各電流計に流れる電流
を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。第２の
手段は、第１の手段において、前記制御手段は、前記電
子線管のフィラメントから熱電子を発生させるフィラメ
ント電源および／または前記電子線管のグリッドによっ
て発生した電子の進行エネルギーを制御するグリッド電
源を制御して、前記両電流計で計測された電流値の差が
一定となるように、前記各電流計に流れる電流を制御す
ることを特徴とする。
解決するために、次のような手段を採用した。第１の手
段は、電子線を透過出射する電子線出射部を備えた電子
線管と、該電子線管に直流高電圧を印加する直流高電圧
電源とを備える電子線照射処理装置において、前記電子
線出射部は導電性部材で構成され、前記電子線出射部と
前記直流高電圧電源の低圧部との間を電気的に絶縁する
と共に、前記電子線出射部と前記低圧部間に流れる電流
を計測する電流計と、前記電子線管に流れる管電流を測
定する電流計とを設け、前記両電流計で計測された電流
値の差が一定となるように、前記各電流計に流れる電流
を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。第２の
手段は、第１の手段において、前記制御手段は、前記電
子線管のフィラメントから熱電子を発生させるフィラメ
ント電源および／または前記電子線管のグリッドによっ
て発生した電子の進行エネルギーを制御するグリッド電
源を制御して、前記両電流計で計測された電流値の差が
一定となるように、前記各電流計に流れる電流を制御す
ることを特徴とする。
【００１７】第３の手段は、第１の手段または第２の手
段において、前記両電流計で計測された電流値の差が所
定の範囲を超えたとき、異常状態であることを報知する
表示手段を設けたことを特徴とする。
段において、前記両電流計で計測された電流値の差が所
定の範囲を超えたとき、異常状態であることを報知する
表示手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】第４の手段は、電子線を透過出射する電子
線出射部を備えた電子線管と、該電子線管に直流高電圧
を印加する直流高電圧電源とを備える電子線照射処理装
置において、前記電子線出射部は導電性部材で構成さ
れ、前記電子線出射部と前記直流高電圧電源の低圧部と
の間を電気的に絶縁すると共に、前記電子線出射部と前
記低圧部間に流れる電流を計測する電流計と、前記電子
線管に流れる管電流を測定する電流計とを設け、前記両
電流計で計測された電流値の差が所定の範囲を超えたと
き、異常状態であることを報知する表示手段を設けたこ
とを特徴とする。
線出射部を備えた電子線管と、該電子線管に直流高電圧
を印加する直流高電圧電源とを備える電子線照射処理装
置において、前記電子線出射部は導電性部材で構成さ
れ、前記電子線出射部と前記直流高電圧電源の低圧部と
の間を電気的に絶縁すると共に、前記電子線出射部と前
記低圧部間に流れる電流を計測する電流計と、前記電子
線管に流れる管電流を測定する電流計とを設け、前記両
電流計で計測された電流値の差が所定の範囲を超えたと
き、異常状態であることを報知する表示手段を設けたこ
とを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１ないし
図４を用いて説明する。図１は、本発明に係る電子線照
射処理装置の基本原理を説明するための構成を示す図で
ある。同図において、１は電子線管、１１は熱電子を放
射するためのフィラメント、１２はフィラメント１１か
ら放射された電子を加速制御するグリッド、１３は電子
線管１のフランジ、１４は電子線管１の外部に電子線を
透過出射させる電子線出射窓、２はフィラメント電源、
３はフィラメント電源トランス、４はグリッド電源、５
はグリッド電源トランス、６は電子線管に流れる管電流
を計測する電流計、７は一端を電子線管１の高電圧印加
部に接続し、他端をアースに接続して、電子線管１に直
流高電圧を供給する直流高電圧電源である。
図４を用いて説明する。図１は、本発明に係る電子線照
射処理装置の基本原理を説明するための構成を示す図で
ある。同図において、１は電子線管、１１は熱電子を放
射するためのフィラメント、１２はフィラメント１１か
ら放射された電子を加速制御するグリッド、１３は電子
線管１のフランジ、１４は電子線管１の外部に電子線を
透過出射させる電子線出射窓、２はフィラメント電源、
３はフィラメント電源トランス、４はグリッド電源、５
はグリッド電源トランス、６は電子線管に流れる管電流
を計測する電流計、７は一端を電子線管１の高電圧印加
部に接続し、他端をアースに接続して、電子線管１に直
流高電圧を供給する直流高電圧電源である。
【００２０】この電子線照射処理装置において、フィラ
メント１１で発生した熱電子はグリッド１２による高電
圧により電界集中部に引き出された後に、電子線出射窓
１４方向に向かって加速され、電子線出射窓１４に到達
するように構成されている。
メント１１で発生した熱電子はグリッド１２による高電
圧により電界集中部に引き出された後に、電子線出射窓
１４方向に向かって加速され、電子線出射窓１４に到達
するように構成されている。
【００２１】ここで、フランジ１３および電子線出射窓
１４は全体として電子線出射部を構成し、これらは導電
性部材で構成される。電子線出射窓１４に到達した電子
は、加速電圧に応じた割合で、電子線出射窓１４を透過
するものと、電子線出射窓１４に吸収されるものとに分
けられる。なお、若干量の電子は、電子線出射窓１４で
はなく、フランジ１３により吸収される。
１４は全体として電子線出射部を構成し、これらは導電
性部材で構成される。電子線出射窓１４に到達した電子
は、加速電圧に応じた割合で、電子線出射窓１４を透過
するものと、電子線出射窓１４に吸収されるものとに分
けられる。なお、若干量の電子は、電子線出射窓１４で
はなく、フランジ１３により吸収される。
【００２２】この電子線照射処理装置の各部に流れる電
流について説明すると、管電流をＩｔ、電子線として流
れる電流をＩｅｂ、フランジ１３と電子線出射窓１４に
おいて吸収される電流をＩｓ、漏れ電流をＩｍとする
と、管電流Ｉｔは下式で表される。 Ｉｔ＝Ｉｅｂ＋Ｉｓ＋Ｉｍ・・・（１） さらに、漏れ電流Ｉｍは、電子線管１のガラス壁面を流
れる漏れ電流Ｉｍ１、長期使用による電子線管１内の真
空度劣化によって生ずる電子線管１内の漏れ電流Ｉ
ｍ２、電子線出射窓１４やフランジ１３で発生した２次
電子の再結合電流Ｉｍ３、電子線管１の高電圧印加部か
ら空気や絶縁ガス等を介して漏れる放電電流Ｉｍ４等か
らなり、従って、漏れ電流Ｉｍは大凡下式で表される。 Ｉｍ＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２＋Ｉｍ３＋Ｉｍ４・・・（２） なお、これらの漏れ電流Ｉｍ１，Ｉｍ２，Ｉｍ３，Ｉｍ
４は、電流Ｉｅｂや電流Ｉｓと比べて相対的に無視し得
る程小さいが、これらの全ての漏れ電流Ｉｍは、電子線
出射窓１４とフランジ１３によって吸収される。
流について説明すると、管電流をＩｔ、電子線として流
れる電流をＩｅｂ、フランジ１３と電子線出射窓１４に
おいて吸収される電流をＩｓ、漏れ電流をＩｍとする
と、管電流Ｉｔは下式で表される。 Ｉｔ＝Ｉｅｂ＋Ｉｓ＋Ｉｍ・・・（１） さらに、漏れ電流Ｉｍは、電子線管１のガラス壁面を流
れる漏れ電流Ｉｍ１、長期使用による電子線管１内の真
空度劣化によって生ずる電子線管１内の漏れ電流Ｉ
ｍ２、電子線出射窓１４やフランジ１３で発生した２次
電子の再結合電流Ｉｍ３、電子線管１の高電圧印加部か
ら空気や絶縁ガス等を介して漏れる放電電流Ｉｍ４等か
らなり、従って、漏れ電流Ｉｍは大凡下式で表される。 Ｉｍ＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２＋Ｉｍ３＋Ｉｍ４・・・（２） なお、これらの漏れ電流Ｉｍ１，Ｉｍ２，Ｉｍ３，Ｉｍ
４は、電流Ｉｅｂや電流Ｉｓと比べて相対的に無視し得
る程小さいが、これらの全ての漏れ電流Ｉｍは、電子線
出射窓１４とフランジ１３によって吸収される。
【００２３】（１）式を書き換えると、電子線として出
力される電流Ｉｅｂは下式で表される。 Ｉｅｂ＝Ｉｔ−（Ｉｓ＋Ｉｍ）・・・（３） 先に述べたように、電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）は、電子線出射
部を構成するフランジ１３と電子線出射窓１４を流れる
電流の総和を表しているので、管電流Ｉｔとフランジ１
３および電子線出射窓１４を流れる電流の総和（Ｉｓ＋
Ｉｍ）を知ることにより、電子線として出力される電流
Ｉｅｂを知ることができる。
力される電流Ｉｅｂは下式で表される。 Ｉｅｂ＝Ｉｔ−（Ｉｓ＋Ｉｍ）・・・（３） 先に述べたように、電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）は、電子線出射
部を構成するフランジ１３と電子線出射窓１４を流れる
電流の総和を表しているので、管電流Ｉｔとフランジ１
３および電子線出射窓１４を流れる電流の総和（Ｉｓ＋
Ｉｍ）を知ることにより、電子線として出力される電流
Ｉｅｂを知ることができる。
【００２４】図２は、電子線管１の保持部構造を詳細に
示した本発明に係る電子線照射処理装置の構成を示す図
である。同図において、２０は減圧チャンバー、２１は
電子線管１のフランジ１３と減圧チャンバー２０間に介
在し、フランジ１３から減圧チャンバー２０を通ってア
ースに流れる電流を阻止するために設けられた絶縁体、
２２はフランジ１３と絶縁体２１間に設けられるＯリン
グ、２３は絶縁体２１と減圧チャンバー２０間に設けら
れるＯリング、２４は電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）を測定するた
めにフランジ１３とアース間に設けられる電流計、２５
は電流計６と電流計２４とによって検出された電流に基
づいて、フィラメント電源を制御して、電子線として出
力される電流Ｉｅｂを所定値に維持するように制御する
制御部である。なお、その他の構成は図１に示す同符号
の構成に対応するので説明を省略する。ここで、絶縁体
２１としては、セラミック、ガラスや樹脂等が用いら
れ、減圧チャンバー２０はＳＵＳ製が用いられる。
示した本発明に係る電子線照射処理装置の構成を示す図
である。同図において、２０は減圧チャンバー、２１は
電子線管１のフランジ１３と減圧チャンバー２０間に介
在し、フランジ１３から減圧チャンバー２０を通ってア
ースに流れる電流を阻止するために設けられた絶縁体、
２２はフランジ１３と絶縁体２１間に設けられるＯリン
グ、２３は絶縁体２１と減圧チャンバー２０間に設けら
れるＯリング、２４は電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）を測定するた
めにフランジ１３とアース間に設けられる電流計、２５
は電流計６と電流計２４とによって検出された電流に基
づいて、フィラメント電源を制御して、電子線として出
力される電流Ｉｅｂを所定値に維持するように制御する
制御部である。なお、その他の構成は図１に示す同符号
の構成に対応するので説明を省略する。ここで、絶縁体
２１としては、セラミック、ガラスや樹脂等が用いら
れ、減圧チャンバー２０はＳＵＳ製が用いられる。
【００２５】この電子線照射処理装置において、フィラ
メント電源２およびグリッド電源４を動作させ、直流高
電圧電源７から電子線管１に直流高電圧を印加すると、
電子線出射窓１４から電子線が放射され被処理物を照射
することができる。電子線出射窓１４から電子線が放射
されると、それと共にフランジ１３に流れ込んだ電流は
絶縁体２１に阻止されて減圧チャンバー２０を介してア
ースに流れることはできないが、フランジ１３とアース
間に接続された電流計２４を通って流れることができ、
その結果、電流計２４によってフランジ１３に流れ込ん
だ電流の総和（Ｉｓ＋Ｉｍ）を測定することができる。
一方、電流計６において管電流Ｉｔが測定され、電流計
２４および電流計６において測定された電流は、制御部
２５に入力される。制御部２５では、フィラメント電源
２を制御して電子線として出力される電流Ｉｅｂ＝Ｉｔ
−（Ｉｓ＋Ｉｍ）が所定値に保持されるように制御す
る。
メント電源２およびグリッド電源４を動作させ、直流高
電圧電源７から電子線管１に直流高電圧を印加すると、
電子線出射窓１４から電子線が放射され被処理物を照射
することができる。電子線出射窓１４から電子線が放射
されると、それと共にフランジ１３に流れ込んだ電流は
絶縁体２１に阻止されて減圧チャンバー２０を介してア
ースに流れることはできないが、フランジ１３とアース
間に接続された電流計２４を通って流れることができ、
その結果、電流計２４によってフランジ１３に流れ込ん
だ電流の総和（Ｉｓ＋Ｉｍ）を測定することができる。
一方、電流計６において管電流Ｉｔが測定され、電流計
２４および電流計６において測定された電流は、制御部
２５に入力される。制御部２５では、フィラメント電源
２を制御して電子線として出力される電流Ｉｅｂ＝Ｉｔ
−（Ｉｓ＋Ｉｍ）が所定値に保持されるように制御す
る。
【００２６】なお、ここではフィラメント電源２を制御
する場合について説明したが、フィラメント電源２を制
御することに代えてグリッド電源４を制御するようにし
てもよいし、または両者を同時に制御するようにしても
よいことはいうまでもない。
する場合について説明したが、フィラメント電源２を制
御することに代えてグリッド電源４を制御するようにし
てもよいし、または両者を同時に制御するようにしても
よいことはいうまでもない。
【００２７】図３は、制御系を詳細に示した本発明に係
る電子線照射処理装置の構成を示す図である。同図にお
いて、電流計６，２４に、それぞれホール素子を用いて
電流を検出する場合を示しており、各ホール素子によっ
て検出された電流Ｉｔ，（Ｉｓ＋Ｉｍ）はそれぞれ制御
部２５の電流増幅器２５１，２５２に入力するように構
成される。電流増幅器２５１，２５２において増幅され
たそれぞれの電流は、電流−電圧変換器２５３，２５４
で電圧に変換され、さらに両電圧は演算部２５５におい
て、比ｘ１＝（Ｉｓ＋Ｉｍ）１／Ｉｔ１に相当する演算
が行われる。演算部２５５ではさらに、求められた比ｘ
１に基づく計算式ｘ１＝（Ｉｓ＋Ｉｍ）２／Ｉｔ ２と、
出力すべき電子線出力に応じて設定入力されている電子
線の出力電流Ｉｅｂ０＝Ｉｔ２−（Ｉｓ＋Ｉｍ）２に相
当する設定値とに基づいて、修正すべき管電流Ｉｔ２＝
Ｉｅｂ０／（１−ｘ１）に相当する値を求め、管電流Ｉ
ｔがこのＩｔ２＝Ｉｅｂ０／（１−ｘ１）となるように
制御信号を出力する。演算部２５５から出力された制御
信号はフィルター２５６において不要な周波数成分が除
去された後に、ゲイン調整器２５７によってゲイン調整
されてフィラメント電源２のＰＷＭ制御回路２０２に制
御信号として出力される。フィラメント電源２では、Ｐ
ＷＭ制御回路２０２は、基準発振器２０１によって与え
られる周波数において、前記制御信号に応じて制御され
たパルス幅変調信号を出力する。ドライブ回路２０３は
前記のパルス幅変調信号によって駆動され、フィラメン
ト１１に流れるフィラメント電流を制御している。
る電子線照射処理装置の構成を示す図である。同図にお
いて、電流計６，２４に、それぞれホール素子を用いて
電流を検出する場合を示しており、各ホール素子によっ
て検出された電流Ｉｔ，（Ｉｓ＋Ｉｍ）はそれぞれ制御
部２５の電流増幅器２５１，２５２に入力するように構
成される。電流増幅器２５１，２５２において増幅され
たそれぞれの電流は、電流−電圧変換器２５３，２５４
で電圧に変換され、さらに両電圧は演算部２５５におい
て、比ｘ１＝（Ｉｓ＋Ｉｍ）１／Ｉｔ１に相当する演算
が行われる。演算部２５５ではさらに、求められた比ｘ
１に基づく計算式ｘ１＝（Ｉｓ＋Ｉｍ）２／Ｉｔ ２と、
出力すべき電子線出力に応じて設定入力されている電子
線の出力電流Ｉｅｂ０＝Ｉｔ２−（Ｉｓ＋Ｉｍ）２に相
当する設定値とに基づいて、修正すべき管電流Ｉｔ２＝
Ｉｅｂ０／（１−ｘ１）に相当する値を求め、管電流Ｉ
ｔがこのＩｔ２＝Ｉｅｂ０／（１−ｘ１）となるように
制御信号を出力する。演算部２５５から出力された制御
信号はフィルター２５６において不要な周波数成分が除
去された後に、ゲイン調整器２５７によってゲイン調整
されてフィラメント電源２のＰＷＭ制御回路２０２に制
御信号として出力される。フィラメント電源２では、Ｐ
ＷＭ制御回路２０２は、基準発振器２０１によって与え
られる周波数において、前記制御信号に応じて制御され
たパルス幅変調信号を出力する。ドライブ回路２０３は
前記のパルス幅変調信号によって駆動され、フィラメン
ト１１に流れるフィラメント電流を制御している。
【００２８】ここで、基準発振器２０１の基準発振周波
数は８０ｋＨｚ、ドライブ回路２０３はプッシュプル方
式を採用し、管電流１０μＡ〜１０００μＡの範囲にお
いて、安定した電子線出力が得られることが確認されて
いる。
数は８０ｋＨｚ、ドライブ回路２０３はプッシュプル方
式を採用し、管電流１０μＡ〜１０００μＡの範囲にお
いて、安定した電子線出力が得られることが確認されて
いる。
【００２９】図４は、電子線管から放射される電子線電
流Ｉｅｂが何らかの理由により変化した場合に制御され
て修正される様子を説明するための表である。同表の例
１において、正常時、電流計２４で計測されて電子線出
射部からアースに流れる電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）０＝２２５
μＡ、電流計６で計測された管電流Ｉｔ０＝３００μ、
これに基づいて演算された電子線の電流Ｉｅｂ０＝（３
００−２２５）μＡ＝７５μＡの正常状態にあったもの
が、何らかの理由により、電流計２４で計測された電流
が（Ｉｓ＋Ｉｍ）１＝２３０μＡに変化し、その結果、
正常時の電子線電流Ｉｅｂ０＝７５μＡであるべきもの
が電子線の電流Ｉｅｂ１＝（３００−２３０）μＡ＝７
０μＡに減少して、異常状態に到ったとする。本発明に
よれば、上記に説明した計算式に基づいて、Ｉｔ２＝Ｉ
ｅｂ０／（１−ｘ １）＝７５／（１−２３０／３００）
＝３２１．４μＡ、同様に、（Ｉｓ＋Ｉｍ）２＝Ｉｅｂ
０・ｘ１／（１−ｘ１）＝７５・２３０／３００（１−
２３０／３００）＝２４６．４μＡとなるように計算さ
れ、これらの電流になるように制御部２５から制御信号
が出力される。その結果、管電流Ｉｔ２＝３２１．４μ
Ａ、および電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）２＝２４６．４μＡとな
るように修正制御され、これにより演算された電子線の
電流Ｉｅｂ２＝（３２１．４−２４６．４）μＡ＝７５
μＡに維持させることができ、常に電子線の電流Ｉｅｂ
を所定の値７５μＡに維持することができる。また、例
２についても同様に説明される。
流Ｉｅｂが何らかの理由により変化した場合に制御され
て修正される様子を説明するための表である。同表の例
１において、正常時、電流計２４で計測されて電子線出
射部からアースに流れる電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）０＝２２５
μＡ、電流計６で計測された管電流Ｉｔ０＝３００μ、
これに基づいて演算された電子線の電流Ｉｅｂ０＝（３
００−２２５）μＡ＝７５μＡの正常状態にあったもの
が、何らかの理由により、電流計２４で計測された電流
が（Ｉｓ＋Ｉｍ）１＝２３０μＡに変化し、その結果、
正常時の電子線電流Ｉｅｂ０＝７５μＡであるべきもの
が電子線の電流Ｉｅｂ１＝（３００−２３０）μＡ＝７
０μＡに減少して、異常状態に到ったとする。本発明に
よれば、上記に説明した計算式に基づいて、Ｉｔ２＝Ｉ
ｅｂ０／（１−ｘ １）＝７５／（１−２３０／３００）
＝３２１．４μＡ、同様に、（Ｉｓ＋Ｉｍ）２＝Ｉｅｂ
０・ｘ１／（１−ｘ１）＝７５・２３０／３００（１−
２３０／３００）＝２４６．４μＡとなるように計算さ
れ、これらの電流になるように制御部２５から制御信号
が出力される。その結果、管電流Ｉｔ２＝３２１．４μ
Ａ、および電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）２＝２４６．４μＡとな
るように修正制御され、これにより演算された電子線の
電流Ｉｅｂ２＝（３２１．４−２４６．４）μＡ＝７５
μＡに維持させることができ、常に電子線の電流Ｉｅｂ
を所定の値７５μＡに維持することができる。また、例
２についても同様に説明される。
【００３０】なお、本発明の上記の実施形態では、何ら
かの理由により、電流計２４で計測された電流（Ｉｓ＋
Ｉｍ）が変化し、その結果、電子線の電流がＩｅｂが減
少した場合、管電流Ｉｔや電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）を増やし
て、電子線電流Ｉｅｂを一定に維持するように制御する
場合について説明したが、これに代えて、またはこれと
共に、電子線の電流Ｉｅｂが設定された所定の範囲を逸
脱したか否かを判断して、所定の範囲を逸脱した場合
は、発光手段や発音手段等の表示手段によって異常状態
にあることを報知させるようにしてもよい。
かの理由により、電流計２４で計測された電流（Ｉｓ＋
Ｉｍ）が変化し、その結果、電子線の電流がＩｅｂが減
少した場合、管電流Ｉｔや電流（Ｉｓ＋Ｉｍ）を増やし
て、電子線電流Ｉｅｂを一定に維持するように制御する
場合について説明したが、これに代えて、またはこれと
共に、電子線の電流Ｉｅｂが設定された所定の範囲を逸
脱したか否かを判断して、所定の範囲を逸脱した場合
は、発光手段や発音手段等の表示手段によって異常状態
にあることを報知させるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、電子線
出射部を導電性部材で構成し、前記電子線出射部と直流
高電圧電源の低圧部との間を電気的に絶縁すると共に、
前記電子線出射部と前記低圧部間に流れる電流を計測す
る電流計と、電子線管に流れる管電流を測定する電流計
とを設け、前記両電流計で計測された電流値の差が一定
となるように、前記各電流計に流れる電流を制御する制
御手段を設けたので、従来の管電流を制御することによ
る電子線出力の一定化を図る従来装置の欠点を解決し、
常に安定した一定の電子線を出力させることができる。
また、電子線出射窓が、電子線照射雰囲気ガスとの反応
によりその厚みが増減しても、電子線出力を一定に維持
することが可能となる。さらに、電子線の一部を捕捉し
て電流を検出する従来装置に比べて、電子線を全て有効
に使用することができるので装置の効率化を図ることが
できると共に、電流検出部が雰囲気ガスプラズマや被処
理物からの汚染物質に曝されることによる種々の問題を
解決することができる。
出射部を導電性部材で構成し、前記電子線出射部と直流
高電圧電源の低圧部との間を電気的に絶縁すると共に、
前記電子線出射部と前記低圧部間に流れる電流を計測す
る電流計と、電子線管に流れる管電流を測定する電流計
とを設け、前記両電流計で計測された電流値の差が一定
となるように、前記各電流計に流れる電流を制御する制
御手段を設けたので、従来の管電流を制御することによ
る電子線出力の一定化を図る従来装置の欠点を解決し、
常に安定した一定の電子線を出力させることができる。
また、電子線出射窓が、電子線照射雰囲気ガスとの反応
によりその厚みが増減しても、電子線出力を一定に維持
することが可能となる。さらに、電子線の一部を捕捉し
て電流を検出する従来装置に比べて、電子線を全て有効
に使用することができるので装置の効率化を図ることが
できると共に、電流検出部が雰囲気ガスプラズマや被処
理物からの汚染物質に曝されることによる種々の問題を
解決することができる。
【００３２】請求項２に記載の発明によれば、制御手段
が、前記電子線管のフィラメントから熱電子を発生させ
るフィラメント電源および／または前記電子線管のグリ
ッドによって発生した電子の進行エネルギーを制御する
グリッド電源を制御して、前記両電流計で計測された電
流値の差が一定となるように、前記各電流計に流れる電
流を制御するようにしたので、簡便な手段で電子線出力
を高精度に制御することができる。
が、前記電子線管のフィラメントから熱電子を発生させ
るフィラメント電源および／または前記電子線管のグリ
ッドによって発生した電子の進行エネルギーを制御する
グリッド電源を制御して、前記両電流計で計測された電
流値の差が一定となるように、前記各電流計に流れる電
流を制御するようにしたので、簡便な手段で電子線出力
を高精度に制御することができる。
【００３３】請求項３または請求項４に記載の発明によ
れば、前記両電流計で計測された電流値の差が所定の範
囲を超えたとき、異常状態であることを報知する表示手
段を設けたので、電子線出力の異常状態を簡便な手段で
容易にかつ高精度に報知することができる。
れば、前記両電流計で計測された電流値の差が所定の範
囲を超えたとき、異常状態であることを報知する表示手
段を設けたので、電子線出力の異常状態を簡便な手段で
容易にかつ高精度に報知することができる。
【図１】本発明に係る電子線照射処理装置の基本原理を
説明するための構成を示した図である。
説明するための構成を示した図である。
【図２】電子線管の保持部構造を詳細に示した本発明に
係る電子線照射処理装置の構成を示す図である。
係る電子線照射処理装置の構成を示す図である。
【図３】制御系を詳細に示した本発明に係る電子線照射
処理装置のの構成を示す図である。
処理装置のの構成を示す図である。
【図４】電子線管から放射される電子線電流Ｉｅｂが何
らかの理由により変化した場合の修正される様子を説明
するための表である。
らかの理由により変化した場合の修正される様子を説明
するための表である。
【図５】従来技術に係る制御手段を備えた電子線照射処
理装置の一例を示す図である。
理装置の一例を示す図である。
【図６】従来技術に係る制御手段を備えた電子線照射処
理装置の一例を示す図である。
理装置の一例を示す図である。
１ 電子線管
１１ フィラメント
１２ グリッド
１３ フランジ
１４ 電子線出射窓
２ フィラメント電源
２０１ 基準発振器
２０２ ＰＷＭ制御回路
２０３ ドライブ回路
３ フィラメント電源トランス
４ グリッド電源
５ グリッド電源トランス
６ 電流計
７ 直流高電圧電源
２０ 減圧チャンバー
２１ 絶縁体
２２，２３ Ｏリング
２４ 電流計
２５ 制御部
２５１，２５２ 電流増幅器
２５３，２５４ 電流−電圧変換器
２５５ 演算部
２５６ フィルター
２５７ ゲイン調整器
Claims (4)
- 【請求項１】 電子線を透過出射する電子線出射部を備
えた電子線管と、該電子線管に直流高電圧を印加する直
流高電圧電源とを備える電子線照射処理装置において、 前記電子線出射部は導電性部材で構成され、前記電子線
出射部と前記直流高電圧電源の低圧部との間を電気的に
絶縁すると共に、前記電子線出射部と前記低圧部間に流
れる電流を計測する電流計と、前記電子線管に流れる管
電流を測定する電流計とを設け、前記両電流計で計測さ
れた電流値の差が一定となるように、前記各電流計に流
れる電流を制御する制御手段を設けたことを特徴とする
電子線照射処理装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記電子線管のフィラ
メントから熱電子を発生させるフィラメント電源および
／または前記電子線管のグリッドによって発生した電子
の進行エネルギーを制御するグリッド電源を制御して、
前記両電流計で計測された電流値の差が一定となるよう
に、前記各電流計に流れる電流を制御することを特徴と
する請求項１に記載の電子線照射処理装置。 - 【請求項３】 前記両電流計で計測された電流値の差が
所定の範囲を超えたとき、異常状態であることを報知す
る表示手段を設けたことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の電子線照射処理装置。 - 【請求項４】電子線を透過出射する電子線出射部を備え
た電子線管と、該電子線管に直流高電圧を印加する直流
高電圧電源とを備える電子線照射処理装置において、 前記電子線出射部は導電性部材で構成され、前記電子線
出射部と前記直流高電圧電源の低圧部との間を電気的に
絶縁すると共に、前記電子線出射部と前記低圧部間に流
れる電流を計測する電流計と、前記電子線管に流れる管
電流を測定する電流計とを設け、前記両電流計で計測さ
れた電流値の差が所定の範囲を超えたとき、異常状態で
あることを報知する表示手段を設けたことを特徴とする
電子線照射処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002021391A JP3818162B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 電子線照射処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002021391A JP3818162B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 電子線照射処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222700A true JP2003222700A (ja) | 2003-08-08 |
| JP3818162B2 JP3818162B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=27744644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002021391A Expired - Fee Related JP3818162B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 電子線照射処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3818162B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128971A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 電子線照射装置 |
-
2002
- 2002-01-30 JP JP2002021391A patent/JP3818162B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128971A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 電子線照射装置 |
| JP4620034B2 (ja) * | 2006-11-24 | 2011-01-26 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電子線照射装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3818162B2 (ja) | 2006-09-06 |
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