JP2011145259A

JP2011145259A - Device and method for electron beam irradiation

Info

Publication number: JP2011145259A
Application number: JP2010008309A
Authority: JP
Inventors: Jean Roger Guichard; ジャン・ロジェギシャール
Original assignee: NIHON TECHNO VALOR KK
Current assignee: NIHON TECHNO VALOR KK
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2011-07-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam irradiating unit which conducts cleaning and polishing of an object to be treated, removal of deposit from the object and other work by irradiating the object with an electron beam. <P>SOLUTION: The electron beam irradiating unit 1 includes a voltage generator 6 which generates negative voltage periodically; a cathode 1 connected to the voltage generator 6 and irradiates the object 2 to be treated whose surface is grounded with the electron beam 3 as an impulse; and a vacuum chamber 50 which is able to accommodate the cathode 1 and the object 2 and maintain its internal atmosphere under vacuum. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、処理対象に対して電子ビームを照射する電子ビーム照射装置等に関する。 The present invention relates to an electron beam irradiation apparatus that irradiates an object to be processed with an electron beam.

従来、例えば、ＹＡＧレーザー等のレーザインパルスを用いて、処理対象の表面の研磨や洗浄等が行われている。具体的には、洗浄する表面に対して、１Ｊ／ｃｍ^２程度のエネルギー密度でレーザインパルスを２０ｎｍ照射する。この高密度エネルギーは、サーモショック（熱衝撃）を洗浄、研磨する物質の表面に起こす。そして、そのエネルギーは、物質の表面で爆発を起こし、音波がその表面上に広がり、膨張波が表面に付着したオイルやペンキ、酸化物、汚れ、付着微粒子などを除去することになる。なお、ＹＡＧレーザーについては、例えば、非特許文献１を参照されたい。 Conventionally, for example, polishing or cleaning of a surface to be processed is performed using a laser impulse such as a YAG laser. Specifically, the surface to be cleaned is irradiated with a laser impulse of 20 nm at an energy density of about 1 J / cm ² . This high-density energy is generated on the surface of the material to be cleaned and polished by thermoshock (thermal shock). Then, the energy causes an explosion on the surface of the substance, the sound wave spreads on the surface, and the expansion wave removes oil, paint, oxide, dirt, adhering fine particles and the like adhering to the surface. For the YAG laser, see Non-Patent Document 1, for example.

"レーザー"、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００９年１１月２８日、［２００９年１２月８日検索］、ウィキペディア、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／％Ｅ３％８３％ＡＣ％Ｅ３％８３％ＢＣ％Ｅ３％８２％Ｂ６％Ｅ３％８３％ＢＣ＞"Laser", [online], November 28, 2009, [Search December 8, 2009], Wikipedia, Internet <URL: http: // ja. wikipedia. org / wiki /% E3% 83% AC% E3% 83% BC% E3% 82% B6% E3% 83% BC>

しかしながら、従来のレーザインパルスを用いた表面の洗浄等においては、コストが高く、処理スピードも遅いという問題があった。 However, conventional surface cleaning using a laser impulse has a problem of high cost and slow processing speed.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、レーザーよりも消費電力が低く、処理スピードの速い、表面の研磨や洗浄等の処理を行う電子ビーム照射装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an electron beam irradiation apparatus or the like that performs processing such as surface polishing and cleaning, which consumes less power than a laser and has a high processing speed. With the goal.

上記目的を達成するため、本発明による電子ビーム照射装置は、負電圧を発生させる電圧生成器と、電圧生成器に接続され、表面が接地された処理対象に対して電子ビームを照射するカソードと、を備えたものである。 In order to achieve the above object, an electron beam irradiation apparatus according to the present invention includes a voltage generator that generates a negative voltage, and a cathode that is connected to the voltage generator and irradiates an object to be processed whose surface is grounded. , With.

このような構成により、処理対象の表面の研磨や洗浄、不純物の剥離等を行うことができる。 With such a configuration, it is possible to polish and clean the surface to be processed, remove impurities, and the like.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、前記電圧生成器は、負電圧を周期的に発生させ、前記カソードは、前記処理対象に対して電子ビームインパルスを照射してもよい。 In the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the voltage generator may periodically generate a negative voltage, and the cathode may irradiate the processing target with an electron beam impulse.

このような構成により、電子ビームインパルスではない電子ビームを用いた場合よりも効率的に、処理対象の表面の研磨や洗浄、不純物の剥離等を行うことができる。また、例えば、精錬された金属板のカラミン（Ｃａｌａｍｉｎｅ）の除去にも用いることができる。また、例えば、原子力産業から排出される放射線に汚染された物質の放射線の洗浄にも使用することができる。また、例えば、タイヤのゴム等を分解してリサイクルするためにも用いることができる。また、例えば、ベルトコンベア等の殺菌にも用いることができる。その殺菌は、電子による物質のイオン化によるＤＮＡの変異が原因となるものである。また、レーザインパルスよりも消費電力が低いため、より低コストで洗浄等の処理を行うことができるようになる。また、レーザインパルスを用いた場合よりも、より速く洗浄等の処理を行うことができるようになる。 With such a configuration, the surface to be processed can be polished and cleaned, impurities can be peeled off, and the like more efficiently than when an electron beam that is not an electron beam impulse is used. Also, for example, it can be used to remove calamine from a refined metal plate. It can also be used, for example, for the cleaning of radiation contaminated by radiation emitted from the nuclear industry. Also, for example, it can be used to disassemble and recycle tire rubber or the like. For example, it can be used for sterilization of a belt conveyor or the like. The sterilization is caused by DNA mutation due to ionization of the substance by electrons. Further, since power consumption is lower than that of laser impulse, it is possible to perform processing such as cleaning at a lower cost. In addition, it is possible to perform processing such as cleaning faster than when laser impulse is used.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、カソードと処理対象とを内部に収容可能であり、内部雰囲気を真空に保持可能な真空チャンバをさらに備えてもよい。
このような構成により、真空中において、処理対象に電子ビームインパルスを照射することができる。 In addition, the electron beam irradiation apparatus according to the present invention may further include a vacuum chamber that can accommodate the cathode and the object to be processed inside and can maintain the internal atmosphere in a vacuum.
With such a configuration, it is possible to irradiate a processing target with an electron beam impulse in a vacuum.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、カソードと処理対象との間に配置された、電子ビームインパルスが通過可能な孔を有するアノードをさらに備えてもよい。
このような構成により、アノードに設けられた孔によって、電子ビームインパルスを照射する範囲をコントロールすることができる。 The electron beam irradiation apparatus according to the present invention may further include an anode having a hole that is disposed between the cathode and the object to be processed and through which an electron beam impulse can pass.
With such a configuration, the range in which the electron beam impulse is irradiated can be controlled by the hole provided in the anode.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、処理対象である金属薄板が巻かれている第１のボビンと、第１のボビンから繰り出された金属薄板を巻き取るボビンであり、第１のボビンの軸と平行な軸を有する第２のボビンと、第２のボビンによる金属薄板の巻き取りのために、少なくとも第２のボビンを回転させる回転部と、をさらに備え、カソードは、第１のボビンから繰り出された後であり、第２のボビンに巻かれる前である金属薄板に対して電子ビームインパルスを照射してもよい。
このような構成により、第１のボビンから繰り出され、第２のボビンに巻き取られる前の金属薄板に対して、例えば、洗浄等の処理を行うことができる。 In the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the first bobbin around which the metal thin plate to be processed is wound, and the bobbin that winds up the metal thin plate fed out from the first bobbin, A second bobbin having an axis parallel to the axis; and a rotating unit that rotates at least the second bobbin for winding the thin metal plate by the second bobbin. The cathode includes the first bobbin The electron beam impulse may be applied to the metal thin plate that is after being fed out from and before being wound around the second bobbin.
With such a configuration, for example, a process such as cleaning can be performed on the metal thin plate that has been unwound from the first bobbin and wound around the second bobbin.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、カソードは、第１のボビン及び第２のボビンと平行して回転するものであってもよい。
このような構成により、洗浄、剥離等が行われることによって処理対象から出てきた物質でカソードが汚れたとしても、新しいまだ汚れていない箇所を用いて、電子ビームインパルスの照射を行うことができるようになる。 In the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the cathode may rotate in parallel with the first bobbin and the second bobbin.
With such a configuration, even when the cathode is contaminated with a material that has been removed from the object of processing by cleaning, peeling, etc., it is possible to irradiate an electron beam impulse using a new uncontaminated portion. It becomes like this.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、カソードを内部に収容可能であり、内部雰囲気を真空に保持可能な真空チャンバをさらに備え、真空チャンバは、カソードから出射された電子ビームインパルスを外部に通過可能な、金属薄膜である窓を有し、処理対象は、真空チャンバの外部に存在し、カソードは、窓を介して電子ビームインパルスを処理対象に照射してもよい。 The electron beam irradiation apparatus according to the present invention further includes a vacuum chamber that can accommodate the cathode and can maintain the internal atmosphere in a vacuum, and the vacuum chamber passes the electron beam impulse emitted from the cathode to the outside. It is possible to have a window that is a metal thin film, the object to be processed exists outside the vacuum chamber, and the cathode may irradiate the object to be processed with an electron beam impulse through the window.

このような構成により、真空中ではない大気中の処理対象に対して、電子ビームインパルスを照射することができるようになる。そのため、真空チャンバ内に処理対象を入れなくてもよいため、処理対象に関する自由度が高くなる。また、処理対象を大気中に置くことができるため、例えば、処理対象から剥離等された物等を吸引することによって回収することも可能となる。 With such a configuration, it is possible to irradiate an electron beam impulse to a processing target in the atmosphere that is not in a vacuum. Therefore, since it is not necessary to put a processing object in a vacuum chamber, the freedom degree regarding a processing object becomes high. In addition, since the processing target can be placed in the atmosphere, for example, it is possible to collect it by sucking an object that has been peeled off from the processing target.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、金属薄膜は、厚さが１０から３０μｍであるチタンの薄膜であってもよい。
このような構成により、この金属薄膜の窓を通して、効率よく電子ビームインパルスを放出することができるようになる。 In the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the metal thin film may be a titanium thin film having a thickness of 10 to 30 μm.
With such a configuration, an electron beam impulse can be efficiently emitted through the window of the metal thin film.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、窓に送風する送風部をさらに備えてもよい。
このような構成により、その送風によって、窓を冷却することができる。 Moreover, in the electron beam irradiation apparatus by this invention, you may further provide the ventilation part which ventilates to a window.
With such a configuration, the window can be cooled by the ventilation.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、カソードは、処理対象に電子ビームインパルスを集中させて照射できる形状であってもよい。
このような構成により、電子ビームインパルスを所望の位置に集中させることができる。 Further, in the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the cathode may have a shape that allows the electron beam impulse to be concentrated and irradiated on the processing target.
With such a configuration, the electron beam impulse can be concentrated at a desired position.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、カソードは、熱カソード、酸化物カソード、またはタンクカソードであってもよい。
また、本発明による電子ビーム照射装置では、カソードは、エクスプローディング（Ｅｘｐｌｏｄｉｎｇ）カソード、または冷カソードであってもよい。 In the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the cathode may be a hot cathode, an oxide cathode, or a tank cathode.
In the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the cathode may be an expanding cathode or a cold cathode.

また、本発明による電子ビーム照射装置では、電圧生成器は、インダクションアダー（ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＡｄｄｅｒ）タイプであり、２００ｋＶから４ＭＶの負電圧であって、２０から３００ｎｓのインパルスを生成してもよい。 In the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the voltage generator may be an induction adder type, which may generate an impulse of 20 to 300 ns with a negative voltage of 200 kV to 4 MV.

また、本発明による電子ビーム照射方法は、電圧を発生させる電圧生成ステップと、電圧生成ステップで生成された電圧を用いて、カソードから表面が接地された処理対象に対して電子ビームを照射する照射ステップと、を備えたものである。 The electron beam irradiation method according to the present invention includes a voltage generation step for generating a voltage, and an irradiation for irradiating an electron beam onto a processing target whose surface is grounded from a cathode using the voltage generated in the voltage generation step. And a step.

本発明による電子ビーム照射装置等によれば、レーザインパルスを用いた場合よりも消費電力が低く、処理スピードが速い、表面の研磨や洗浄等の処理を行うことができるようになる。 According to the electron beam irradiation apparatus and the like according to the present invention, it is possible to perform processing such as surface polishing and cleaning with lower power consumption and higher processing speed than in the case of using a laser impulse.

本発明の実施の形態１による電子ビーム照射装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the electron beam irradiation apparatus by Embodiment 1 of this invention. 同実施の形態におけるシリンダ形状のカソードについて説明するための図The figure for demonstrating the cylinder-shaped cathode in the embodiment 同実施の形態による電子ビーム照射装置の構成の他の一例を示す図The figure which shows another example of a structure of the electron beam irradiation apparatus by the embodiment 同実施の形態による電子ビーム照射装置の構成の他の一例を示す図The figure which shows another example of a structure of the electron beam irradiation apparatus by the embodiment 同実施の形態における回転するカソードについて説明するための図The figure for demonstrating the rotating cathode in the embodiment 同実施の形態における金属薄板の両面の洗浄について説明するための図The figure for demonstrating the washing | cleaning of both surfaces of the metal thin plate in the embodiment 本発明の実施の形態２による電子ビーム照射装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the electron beam irradiation apparatus by Embodiment 2 of this invention. 同実施の形態による電子ビーム照射装置の構成の他の一例を示す図The figure which shows another example of a structure of the electron beam irradiation apparatus by the embodiment 同実施の形態による電子ビーム照射装置の構成の他の一例を示す図The figure which shows another example of a structure of the electron beam irradiation apparatus by the embodiment

以下、本発明による電子ビーム照射装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。 Hereinafter, an electron beam irradiation apparatus according to the present invention will be described using embodiments. In the following embodiments, components and steps denoted by the same reference numerals are the same or equivalent, and repetitive description may be omitted.

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による電子ビーム照射装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による電子ビーム照射装置は、真空中の処理対象に電子ビームを照射することによって、処理対象の表面の洗浄等を行うものである。 (Embodiment 1)
An electron beam irradiation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. The electron beam irradiation apparatus according to the present embodiment performs cleaning or the like on the surface of a processing target by irradiating the processing target in vacuum with an electron beam.

図１は、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００の構成を示す図である。本実施の形態による電子ビーム照射装置１００は、カソード１と、電圧生成器６と、真空チャンバ５０とを備える。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electron beam irradiation apparatus 100 according to the present embodiment. The electron beam irradiation apparatus 100 according to the present embodiment includes a cathode 1, a voltage generator 6, and a vacuum chamber 50.

電圧生成器６は、電圧を発生する。その発生された電圧は、カソード１に供給される。カソード１は、電圧生成器６に接続され、電圧生成器６から受け取った電圧によって、処理対象２に対して電子ビーム３を照射する。処理対象２は、表面が接地されている。真空チャンバ５０は、カソード１と処理対象２とを内部に収容可能であり、内部雰囲気を真空に保持可能である。真空チャンバ５０内は真空に保たれるため、本実施の形態では、真空中で電子ビーム３が照射されることになる。 The voltage generator 6 generates a voltage. The generated voltage is supplied to the cathode 1. The cathode 1 is connected to the voltage generator 6 and irradiates the processing object 2 with the electron beam 3 by the voltage received from the voltage generator 6. The surface of the processing object 2 is grounded. The vacuum chamber 50 can accommodate the cathode 1 and the processing object 2 inside, and can maintain the internal atmosphere in a vacuum. Since the inside of the vacuum chamber 50 is kept in vacuum, in this embodiment, the electron beam 3 is irradiated in vacuum.

なお、電子ビーム３は、電子ビームインパルスであることが好適である。そのほうが、処理対象２に対する後述する洗浄等の効果が高いからである。したがって、電圧生成器６は、負電圧を周期的に発生するインパルス生成器であってもよい。また、カソード１は、その発生された負電圧が供給され、その負電圧によって、処理対象２に対して電子ビームインパルスを照射してもよい。本実施の形態及び実施の形態２では、主に、電子ビーム３が電子ビームインパルスであり、電圧生成器６がインパルス生成器である場合について説明する。なお、図１では、電圧生成器６がインパルス生成器である場合について図示しているが、電圧生成器６がインパルス以外の電圧を生成してもよいことは前述の通りである。 The electron beam 3 is preferably an electron beam impulse. This is because the effect of cleaning or the like to be described later on the processing target 2 is higher. Therefore, the voltage generator 6 may be an impulse generator that periodically generates a negative voltage. Further, the generated negative voltage is supplied to the cathode 1, and the processing object 2 may be irradiated with an electron beam impulse by the negative voltage. In the present embodiment and the second embodiment, the case where the electron beam 3 is an electron beam impulse and the voltage generator 6 is an impulse generator will be mainly described. Although FIG. 1 illustrates the case where the voltage generator 6 is an impulse generator, the voltage generator 6 may generate a voltage other than the impulse as described above.

カソード１の形状、特に、カソード１が電子ビーム３を照射する面の形状は問わない。カソード１は、例えば、平面形状であってもよく、あるいは、処理対象２に電子ビーム３を集中させて照射できる形状であってもよい。後者の場合には、例えば、図２で示されるシリンダ形状であってもよく、あるいは、パラボラ形状や、球形状であってもよい。図２は、シリンダ形状のカソード１の形状を説明するための図である。図２（ａ）は、そのシリンダ形状のカソード１の側面図である。図２（ａ）において、カソード１は、図の紙面に垂直な方向にカソード１の形状が変化しないものである。すなわち、カソード１の電子ビーム３を照射する面は、円弧を、その円弧を含む円に垂直な方向に延ばした形状となる。図２（ｂ）は、そのシリンダ形状のカソード１の斜視図である。なお、そのシリンダ形状のカソード１の長さ（すなわち、そのシリンダ形状の長さ方向における長さ）は、処理対象２の大きさ等に応じて、適宜、所望の長さにすることができる。なお、そのシリンダ形状のカソード１から照射される電子ビーム３は、そのシリンダ形状の中心線（シリンダ形状が完全な円筒であった場合におけるその円筒の中心軸）に向けられることになる。したがって、処理対象２は、そのシリンダ形状の中心線の位置に配置されることが好適である。また、カソード１の電子ビーム３の照射面がパラボラ形状である場合には、そのカソード１が照射する電子ビーム３は、そのパラボラ形状の焦点に向けられることになる。したがって、処理対象２は、その焦点の位置に配置されることが好適である。また、カソード１の電子ビーム３を照射する面が球形状であるとは、その面が全球に近い形状であってもよく、半球の形状であってもよく、半球と全球の間の形状であってもよく、球に占める範囲が半球よりも狭い形状であってもよい。また、カソード１の電子ビーム３の照射面が球形状である場合には、そのカソード１が照射する電子ビーム３は、その球形状の中心に向けられることになる。したがって、処理対象２は、その中心の位置に配置されることが好適である。このカソード１は、比較的大きいものである。そのカソード１の大きさは、例えば、球状の直径以上のサイズであってもよい。 The shape of the cathode 1, particularly the shape of the surface on which the cathode 1 irradiates the electron beam 3, does not matter. For example, the cathode 1 may have a planar shape, or may have a shape that allows the electron beam 3 to be focused on the object 2 to be irradiated. In the latter case, for example, the cylinder shape shown in FIG. 2 may be used, or a parabolic shape or a spherical shape may be used. FIG. 2 is a view for explaining the shape of the cylindrical cathode 1. FIG. 2A is a side view of the cylindrical cathode 1. In FIG. 2A, the cathode 1 does not change its shape in the direction perpendicular to the drawing sheet. That is, the surface of the cathode 1 on which the electron beam 3 is irradiated has a shape obtained by extending an arc in a direction perpendicular to a circle including the arc. FIG. 2B is a perspective view of the cylindrical cathode 1. The length of the cylinder-shaped cathode 1 (that is, the length in the length direction of the cylinder shape) can be appropriately set to a desired length according to the size of the processing object 2 and the like. The electron beam 3 irradiated from the cylinder-shaped cathode 1 is directed to the center line of the cylinder shape (the central axis of the cylinder when the cylinder shape is a complete cylinder). Therefore, it is preferable that the processing object 2 is arranged at the position of the center line of the cylinder shape. Further, when the irradiation surface of the cathode 1 with the electron beam 3 has a parabolic shape, the electron beam 3 irradiated with the cathode 1 is directed to the focal point of the parabolic shape. Therefore, it is preferable that the processing target 2 is arranged at the focal position. In addition, the surface of the cathode 1 on which the electron beam 3 is irradiated is spherical. The surface may be a shape close to the whole sphere, a hemisphere, or a shape between the hemisphere and the whole sphere. It may be a shape that occupies the sphere and is narrower than the hemisphere. When the irradiation surface of the cathode 1 with the electron beam 3 is spherical, the electron beam 3 irradiated by the cathode 1 is directed to the center of the spherical shape. Therefore, it is preferable that the processing target 2 is arranged at the center position. The cathode 1 is relatively large. The size of the cathode 1 may be, for example, a size larger than a spherical diameter.

また、カソード１の種類は問わない。カソード１は、例えば、熱カソードであってもよく、酸化物カソードであってもよく、またはタンクカソードであってもよい。また、これらの例示した以外の種類のカソード１を用いてもよい。これらのカソードの種類については、すでに公知であり、詳細な説明を省略する。 Moreover, the kind of cathode 1 is not ask | required. The cathode 1 may be, for example, a hot cathode, an oxide cathode, or a tank cathode. Moreover, you may use the cathode 1 of a kind other than these illustrated. These types of cathodes are already known and will not be described in detail.

電圧生成器６は、電圧を発生してカソード１に供給する。なお、本実施の形態では、電圧生成器６がインパルス生成器であり、負電圧を周期的に発生して、カソード１に供給する場合について説明する。その電圧生成器６は、例えば、インダクションアダー（ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＡｄｄｅｒ：誘導演算回路）タイプであってもよい。その場合には、電圧生成器６は、２００ｋＶから４ＭＶの負電圧であって、２０から３００ｎｓのインパルスを生成する。誘導演算回路とは、入力信号の振幅の和に比例する出力信号振幅を発生する演算回路である。また、その電圧生成器６がインパルスを生成する周期は、例えば、１０００Ｈｚであってもよい。その周期は、通常、２００〜８０００Ｈｚである。また、電圧生成器６に供給される電力は、直流であってもよく、あるいは、交流であってもよい。なお、交流の高周波電源を使用した場合に、最も効率よく電子ビーム３を生成することができるようになる。 The voltage generator 6 generates a voltage and supplies it to the cathode 1. In the present embodiment, a case will be described in which the voltage generator 6 is an impulse generator, and a negative voltage is periodically generated and supplied to the cathode 1. The voltage generator 6 may be, for example, an induction adder (Induction Adder) type. In that case, the voltage generator 6 generates an impulse of 20 to 300 ns with a negative voltage of 200 kV to 4 MV. An induction arithmetic circuit is an arithmetic circuit that generates an output signal amplitude that is proportional to the sum of the amplitudes of input signals. Further, the cycle in which the voltage generator 6 generates an impulse may be, for example, 1000 Hz. The period is usually 200 to 8000 Hz. The power supplied to the voltage generator 6 may be direct current or alternating current. When an AC high frequency power supply is used, the electron beam 3 can be generated most efficiently.

また、図１で示されるように、処理対象２の表面は、接地されている。すなわち、処理対象２の表面はアースに接続されていることになる。なお、電子ビーム照射装置１００は、処理対象２の表面を接地させるための、アースに接続されている端子を備えていてもよい。そして、そのアースに接続されている端子を処理対象２の表面に接続することによって、処理対象２の表面を接地してもよい。 Further, as shown in FIG. 1, the surface of the processing object 2 is grounded. That is, the surface of the processing object 2 is connected to the ground. The electron beam irradiation apparatus 100 may include a terminal connected to the ground for grounding the surface of the processing target 2. Then, the surface of the processing target 2 may be grounded by connecting a terminal connected to the ground to the surface of the processing target 2.

次に、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００の使用方法について説明する。真空チャンバ５０の内部に処理対象２を配置し、その処理対象２の処理を行いたい表面を接地する。そして、真空チャンバ５０の内部雰囲気を真空にする。そのために用いられる真空ポンプを真空チャンバ５０が有してもよい。その後に、電圧生成器６を動作させて、カソード１に対して周期的に負電圧を供給する。すると、カソード１から処理対象２の表面に対して、電子ビーム３が照射される。その電子ビーム３の照射によって、処理対象２の表面を研磨したり、その表面に付着しているニスやペンキ（塗装）等を剥がしたりすることができる。また、その処理対象２が、ガラスやプラスチック、ゴム等の型である場合には、その型を用いた成型後に、その型からガラスやプラスチック、ゴム等を除去する目的で、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００を用いることもできる。このように、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００は、例えば、処理対象２の表面における研磨や剥離、洗浄等に用いることができる。これはドライプロセスであり、汚染物質となる廃液等を出さないエコロジーな技術である。 Next, the usage method of the electron beam irradiation apparatus 100 by this Embodiment is demonstrated. The processing target 2 is arranged inside the vacuum chamber 50, and the surface on which the processing target 2 is to be processed is grounded. Then, the internal atmosphere of the vacuum chamber 50 is evacuated. The vacuum chamber 50 may have a vacuum pump used for this purpose. Thereafter, the voltage generator 6 is operated to periodically supply a negative voltage to the cathode 1. Then, the electron beam 3 is irradiated from the cathode 1 to the surface of the processing object 2. By irradiation of the electron beam 3, the surface of the processing object 2 can be polished, and varnish, paint (painting), etc. adhering to the surface can be peeled off. In addition, when the processing object 2 is a mold such as glass, plastic, or rubber, the present embodiment is used for the purpose of removing glass, plastic, rubber, or the like from the mold after molding using the mold. The electron beam irradiation apparatus 100 can also be used. Thus, the electron beam irradiation apparatus 100 by this Embodiment can be used for the grinding | polishing, peeling, washing | cleaning, etc. in the surface of the process target 2, for example. This is a dry process and is an ecological technology that does not produce waste liquids that become pollutants.

従来例のように、レーザーを使用した剥離技術でも、同様な洗浄等の処理を行うことができるが、レーザーを使用した場合には、処理コストが非常に高くなり、また作業能率が悪いというデメリットがあった。それに比べて、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００では、消費電力が低いため低コストであり、また処理スピードもレーザーの場合に比べて速いものである。 As with the conventional example, the same cleaning and other processing can be performed with a laser-based peeling technique. However, when using a laser, the processing cost is very high and the work efficiency is poor. was there. In contrast, the electron beam irradiation apparatus 100 according to the present embodiment is low in cost because of low power consumption, and the processing speed is also faster than that of a laser.

この電子ビーム照射装置１００を用いることによって、金属表面の研磨や洗浄、油やスラグの付着したセラミックの洗浄や、その油等を剥離すること、ニスやペンキ、錆、カラマインの剥離、航空機のメンテナンス、プラスチックや金属を分解することによるリサイクル等を行うことができる。また、処理スピードが速いため、精錬されたばかりの金属に対して、表面加工の工程の前に表面洗浄研磨を行うこともできる。なお、通常、その表面洗浄研磨のために酸洗いを行うが、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００を用いることによって、その酸洗いが必要なくなり、その酸洗いの廃液が出ないというメリットもある。このように、公害汚染物質を排出することなく、洗浄等の処理を行うことができる。また、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００を、表面に付着した微粒子（ミクロ微粒子）の剥離洗浄に用いることもできる。また、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００を用いて処理した後の表面の洗浄、研磨のレベルの高さは、他の洗浄、研磨の方法よりも遙かに高い。また、剥離や研磨によって排出された粉塵排出物を回収することによって、リサイクルを行うことも可能である。 By using this electron beam irradiation device 100, polishing and cleaning of metal surfaces, cleaning of ceramics with oil and slag attached, peeling of the oil, etc., peeling of varnish, paint, rust, calamain, aircraft maintenance It can be recycled by decomposing plastics and metals. In addition, since the processing speed is high, surface cleaning and polishing can be performed on the just refined metal before the surface processing step. Normally, pickling is performed for the surface cleaning and polishing. However, by using the electron beam irradiation apparatus 100 according to the present embodiment, the pickling is not necessary, and there is a merit that the pickling waste liquid is not generated. is there. In this way, it is possible to perform processing such as cleaning without discharging pollution pollutants. The electron beam irradiation apparatus 100 according to the present embodiment can also be used for peeling and cleaning fine particles (micro fine particles) attached to the surface. In addition, the level of cleaning and polishing of the surface after processing using the electron beam irradiation apparatus 100 according to the present embodiment is much higher than other cleaning and polishing methods. It is also possible to recycle by collecting the dust discharge discharged by peeling or polishing.

また、表面のアブレーション（ａｂｒａｓｉｏｎ：剥離）では、排出される粉末状物質も、処理された表面も完全に殺菌されている。したがって、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００を用いることによって、例えば、食品産業などで使われる金属やゴム製のベルトコンベアの完全洗浄と殺菌とを同時に行うことができることになる。 Also, in surface ablation, the discharged powdered material and the treated surface are completely sterilized. Therefore, by using the electron beam irradiation apparatus 100 according to the present embodiment, for example, complete cleaning and sterilization of a metal or rubber belt conveyor used in the food industry can be performed simultaneously.

また、その他のアプリケーションとして、放射線汚染された機材や建物、その他の物において、放射線汚染された表面の洗浄を行うことができる。この場合にも、前述のように、廃液等が出ないため、廃棄物の減量に大きく貢献することができる。 In addition, as another application, it is possible to clean a radiation-contaminated surface of a radiation-contaminated equipment, building, or other object. Also in this case, as described above, since no waste liquid or the like is produced, it can greatly contribute to the reduction of waste.

図３は、アノード５をさらに備えた電子ビーム照射装置１００の一例を示す図である。図３において、電子ビーム３の照射の際に、カソード１と処理対象２との間にアノード５が配置されている。そのアノード５は、電子ビーム３が通過可能な孔を有するものとする。電子ビーム３は、アノード５の孔を通過して処理対象２に照射されるため、アノード５の孔を所望の形状にすることによって、電子ビーム３を所望の範囲に照射することが可能となる。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the electron beam irradiation apparatus 100 further including the anode 5. In FIG. 3, an anode 5 is disposed between the cathode 1 and the processing object 2 when the electron beam 3 is irradiated. The anode 5 has a hole through which the electron beam 3 can pass. Since the electron beam 3 passes through the hole of the anode 5 and is irradiated to the object 2 to be processed, the electron beam 3 can be irradiated to a desired range by making the hole of the anode 5 into a desired shape. .

図４は、処理対象２が金属薄板である場合の電子ビーム照射装置１００の一例を示す図である。図４において、電子ビーム照射装置１００は、第１のボビン７と、第２のボビン８と、回転部５１とをさらに備えている。なお、図４では、真空チャンバ５０を省略しているが、カソード１や電圧生成器６、第１及び第２のボビン７，８、回転部５１は、真空チャンバ５０の内部に存在するものとする。第１のボビン７には、処理対象２である金属薄板が巻かれている。第２のボビン８は、第１のボビン７から繰り出された金属薄板を巻き取るボビンであり、第１のボビン７の軸と平行な軸を有する。回転部５１は、第２のボビン８による金属薄板の巻き取りのために、少なくとも第２のボビン８を回転させる。回転部５１は、例えば、モータであってもよく、その他の駆動手段であってもよい。また、その回転部５１は、第２のボビン８のみを回転させてもよく、あるいは、第１及び第２のボビン７，８を回転させてもよい。前者の場合であっても、後者の場合であっても、第１のボビン７と第２のボビン８との間で、処理対象２である金属薄板がテンションを保つようになっていることが好適である。図４では、カソード１は、第１のボビン７から繰り出された後であり、第２のボビン８に巻かれる前である金属薄板に対して電子ビーム３を照射する。そして、回転部５１が第２のボビン８を回転させることによって、金属薄板は、カソード１の長さ方向に対して直角の方向に移動することになり、カソード１は、金属薄板の新しい箇所に電子ビーム３を照射することになる。そして、表面の処理がなされた金属薄板が、第２のボビン８に巻かれていくことになる。なお、処理対象２の金属薄板を接地するために、例えば、図４で示されるように、第２のボビン８を接地してもよく、その他の金属薄板の箇所を接地してもよい。第２のボビン８を接地する場合には、第２のボビン８と、そこにロール状に巻かれている金属薄板とが同電位であることが求められる。また、カソード１は、金属薄板と同じ幅を有していることが好適である。金属薄板の全体に対して電子ビーム３を照射できるようにするためである。また、この場合のカソード１は、エクスプローディング（Ｅｘｐｌｏｄｉｎｇ）カソードと呼ばれる冷カソードが有利である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the electron beam irradiation apparatus 100 when the processing target 2 is a metal thin plate. In FIG. 4, the electron beam irradiation apparatus 100 further includes a first bobbin 7, a second bobbin 8, and a rotating unit 51. In FIG. 4, the vacuum chamber 50 is omitted, but the cathode 1, the voltage generator 6, the first and second bobbins 7 and 8, and the rotating unit 51 are present inside the vacuum chamber 50. To do. The first bobbin 7 is wound with a thin metal plate that is the processing target 2. The second bobbin 8 is a bobbin that winds up the thin metal sheet fed from the first bobbin 7, and has an axis parallel to the axis of the first bobbin 7. The rotating unit 51 rotates at least the second bobbin 8 in order to wind up the metal thin plate by the second bobbin 8. The rotating unit 51 may be, for example, a motor or other driving means. Further, the rotating unit 51 may rotate only the second bobbin 8 or may rotate the first and second bobbins 7 and 8. Whether in the former case or the latter case, the metal thin plate that is the treatment object 2 is kept in tension between the first bobbin 7 and the second bobbin 8. Is preferred. In FIG. 4, the cathode 1 irradiates the electron beam 3 with respect to the metal thin plate after being fed out from the first bobbin 7 and before being wound around the second bobbin 8. Then, the rotating unit 51 rotates the second bobbin 8 so that the metal thin plate moves in a direction perpendicular to the length direction of the cathode 1, and the cathode 1 moves to a new location of the metal thin plate. The electron beam 3 is irradiated. Then, the thin metal plate that has been surface-treated is wound around the second bobbin 8. In order to ground the thin metal plate to be processed 2, for example, as shown in FIG. 4, the second bobbin 8 may be grounded, or the other thin metal plate may be grounded. When the second bobbin 8 is grounded, it is required that the second bobbin 8 and the metal thin plate wound around the second bobbin 8 have the same potential. Moreover, it is preferable that the cathode 1 has the same width as the metal thin plate. This is because the entire thin metal plate can be irradiated with the electron beam 3. Further, the cathode 1 in this case is advantageously a cold cathode called an “exploding” cathode.

なお、図４では、カソード１が固定されている場合について説明したが、カソード１は、第１のボビン７及び第２のボビン８と平行して回転するものであってもよい。図５は、回転するカソード１を有する電子ビーム照射装置１００の一例を示す図である。図５（ａ）では、カソード１は、円筒形になっている。そして、回転しながら電子ビーム３を照射する。このようにすることによって、電子ビーム３の照射によって金属薄板から剥離された物質がカソード１の一部に付着したとしても、そのカソード１が回転すると、剥離物質の付着していない新しいところから電子ビーム３を照射することができるようになる。図５（ｂ）では、カソード１は、金属薄板のベルトの巻かれたベルトコンベアである。そのベルトコンベアのベルトが回転することによって、図５（ａ）の場合と同様に、剥離物質の付着していない新しいところから電子ビーム３を照射することができるようになる。 Although the case where the cathode 1 is fixed has been described with reference to FIG. 4, the cathode 1 may rotate in parallel with the first bobbin 7 and the second bobbin 8. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an electron beam irradiation apparatus 100 having a rotating cathode 1. In FIG. 5A, the cathode 1 has a cylindrical shape. Then, the electron beam 3 is irradiated while rotating. By doing so, even if the material peeled off from the metal thin plate by the irradiation of the electron beam 3 adheres to a part of the cathode 1, when the cathode 1 rotates, the electrons from the new place where the peeling material does not adhere. The beam 3 can be irradiated. In FIG.5 (b), the cathode 1 is a belt conveyor around which the belt of the metal thin plate was wound. By rotating the belt of the belt conveyor, the electron beam 3 can be irradiated from a new place where the release substance is not attached as in the case of FIG.

なお、図５（ａ）、図５（ｂ）においても、説明の便宜上、真空チャンバ５０を省略しているが、カソード１や電圧生成器６、第１及び第２のボビン７，８、真空チャンバ５０の内部に存在するものとする。また、回転部５１も存在するものとする。また、図５（ａ）、図５（ｂ）において、カソード１を回転させるための図示しない回転部を電子ビーム照射装置１００が備えているものとする。その図示しない回転部は、例えば、モータであってもよく、あるいは、その他の駆動手段であってもよい。 5A and 5B, the vacuum chamber 50 is omitted for convenience of explanation, but the cathode 1, the voltage generator 6, the first and second bobbins 7, 8 and the vacuum are omitted. It is assumed that it exists inside the chamber 50. Further, it is assumed that the rotating unit 51 is also present. 5A and 5B, it is assumed that the electron beam irradiation apparatus 100 includes a rotating unit (not shown) for rotating the cathode 1. The rotating part (not shown) may be, for example, a motor or other driving means.

また、図５（ａ）、図５（ｂ）において、カソード１のすべての面を用いて電子ビーム３の照射を行った場合（すなわち、図５（ａ）であれば、カソード１が１回転した場合、図５（ｂ）であれば、カソード１のベルトが１回転した場合）には、そのカソード１の表面から付着物質を除去してから使用するようにしてもよい。また、その付着物質の除去を、電子ビーム３の照射と並行して行うことによって、絶えず剥離物質の付着していないクリーンな箇所から電子ビーム３の照射を行うことができるようにしてもよい。 5A and 5B, when the electron beam 3 is irradiated using all surfaces of the cathode 1 (that is, in FIG. 5A, the cathode 1 makes one rotation). In this case, in the case of FIG. 5B, when the belt of the cathode 1 rotates once), the adhered substance may be removed from the surface of the cathode 1 before use. Moreover, the removal of the adhering substance may be performed in parallel with the irradiation of the electron beam 3 so that the electron beam 3 can be irradiated from a clean portion where the peeling substance is not constantly attached.

なお、図４、図５で説明したように、金属薄板に電子ビーム３を照射することによる金属薄板の表面洗浄では、図６で示されるように、電子ビーム３が照射される面と、その面の裏面との表裏両面を一緒に洗浄することができる。すなわち、電子ビーム３の吸収によって起こる圧力波は、薄膜の厚みの中で広がり、表裏両面に反射し、膨張波が起こり、そのようにして両面の付着物１６，１７が除去されることになる。 As shown in FIGS. 4 and 5, in cleaning the surface of the metal thin plate by irradiating the metal thin plate with the electron beam 3, as shown in FIG. Both front and back surfaces of the surface can be cleaned together. That is, the pressure wave generated by the absorption of the electron beam 3 spreads in the thickness of the thin film and is reflected on both the front and back surfaces to generate an expansion wave, thus removing the deposits 16 and 17 on both sides. .

ここで、本実施の形態の電子ビーム照射装置１００による電子ビーム３の照射について、説明する。ダイオード放射の特徴は、電子の加速は非常に短時間ｔの間にしか起こらない、と言うことである。そして、これはインパルスと呼ばれ、ある特定の反復周波Ｎを周期的に作り出す。もしカソード１にマイナス電圧をかけたなら、アースに接続された処理対象２やアノード５は、電圧Ｖに等しく、電流をＩ、電子ビーム３の平均パワー（出力）をＰとすると、そのＰの式は、
Ｐ＝Ｎ・Ｉ・Ｖ・ｔ
となる。Ｎは、２００〜８０００Ｈｚである。 Here, irradiation of the electron beam 3 by the electron beam irradiation apparatus 100 of this Embodiment is demonstrated. A characteristic of diode emission is that electron acceleration occurs only during a very short time t. This is called an impulse and periodically produces a specific repetition frequency N. If a negative voltage is applied to the cathode 1, the object 2 and anode 5 connected to the ground are equal to the voltage V, the current is I, and the average power (output) of the electron beam 3 is P. ceremony,
P = N ・ I ・ V ・ t
It becomes. N is 200 to 8000 Hz.

冷カソードを使用した場合、インパルスは３００ｎｓを超すことはできず、ミニマムは２０ｎｓ程度である。熱カソードを使用した場合は、電子を数マイクロ秒の間、加速することができる。 When using a cold cathode, the impulse cannot exceed 300 ns and the minimum is about 20 ns. When a hot cathode is used, electrons can be accelerated for a few microseconds.

また、電子ビーム３の強さは、空間チャージ現象によってコントロールされ、チャイルド・ラングミュアー（Ｃｈｉｌｄ?Ｌａｎｇｍｕｉｒ）の法則によって値が定まる。この値は、数ｋＡにも達することがある。なお、チャイルド・ラングミュアーの式は、真空中の電極間における電子・イオンの空間電荷制限電流ｉが、Ｖ^３／２／ｄ^２に比例することを示す式である。Ｖは電極間電圧であり、ｄは電極の距離である。 Further, the intensity of the electron beam 3 is controlled by a space charge phenomenon, and the value is determined by the Child-Langmuir law. This value can reach several kA. The Child Langmuir equation is an equation indicating that the space charge limiting current i of electrons and ions between electrodes in a vacuum is proportional to V ^3/2 / d ² . V is the voltage between the electrodes, and d is the distance of the electrodes.

その電圧Ｖは、２００ｋＶから４ＭＶであり、処理する表面の厚さや、希望する処理スピード等によって異なる値に設定する。アースに接続されたアノードを持ったカソードにおいて、マイナス電極を選択する理由は、実験を通した経験から得られたものであり、一般には、アースに接続された処理表面を操作する方が容易である。 The voltage V is 200 kV to 4 MV, and is set to a different value depending on the thickness of the surface to be processed, a desired processing speed, and the like. The reason for choosing a negative electrode in a cathode with an anode connected to earth is obtained from experience through experiments and is generally easier to manipulate a treated surface connected to earth. is there.

電圧Ｖは、電子エネルギーをコントロールするものであり、電子が処理対象２の表面に食い込む深さをｐ（ｃｍ）とすると、次の関係式が得られる。
ｐ＝０．３３Ｅ／ｄ The voltage V controls electron energy, and the following relational expression is obtained, where p (cm) is the depth at which electrons penetrate into the surface of the processing object 2.
p = 0.33E / d

ここで、Ｅはエネルギー（ＭｅＶ）であり、ｄは処理対象２の密度（ｇ／ｃｍ^３）である。物質の中に電子エネルギーが取り込まれるには圧力波が作用し、この圧力波が研磨する表面、洗浄する表面の物質を除去する作用を起こすが、そのためには、「コンスタントな温度量」という条件がある。言い換えれば、物質が膨張しない程度に、より迅速に物質を温めることが必要となる。これはこの膨張を音速のスピードで行うことで可能になる。すなわち、わりあいに遅いスピードで行うことである。これを実現するためには、
ｔ＜ｐ／２Ｃ
となる。なお、Ｃは、電子ビーム３が吸収される物質の中を通る音速である。 Here, E is energy (MeV), and d is the density (g / cm ³ ) of the processing object 2. A pressure wave acts to capture electronic energy into a substance, and this pressure wave causes the action of removing the substance on the surface to be polished and the surface to be cleaned. For this purpose, the condition of "constant temperature" is required. There is. In other words, it is necessary to warm the material more rapidly to the extent that the material does not expand. This is possible by performing this expansion at the speed of sound. In other words, it is rather slow. To achieve this,
t <p / 2C
It becomes. C is the speed of sound that passes through the material in which the electron beam 3 is absorbed.

電子ビーム３のエネルギーについて考える際に、以下の２つのことが想定される。
（１）エネルギーは処理される表面の異物にだけ入る
（２）エネルギーは基本的に処理される物質の中に入る
上記（１）に関しては、自由な表面上の膨張により、処理物破裂が起こり、上記（２）に関しては、物質の中に圧力波が起こり、この圧力波が表面に反射すると膨張波に変わる。処理する表面の付着物も同様にこの膨張を起こす。一般には付着物の粘着性より、この膨張力の方が大きいので、不純物は粉砕され、表面から剥離される。そして、その粉塵は、例えば、吸引してフィルターを通して回収することができ、その場合には、大気中に廃棄されることはない。「ドライ洗浄」「ドライ処理」という呼び名は、このプロセスによるものである。 When considering the energy of the electron beam 3, the following two things are assumed.
(1) Energy enters only the foreign material on the surface to be treated. (2) Energy basically enters the material to be treated. Regarding (1) above, the material to be treated ruptures due to free surface expansion. Regarding (2) above, a pressure wave is generated in the substance, and when this pressure wave is reflected on the surface, it changes to an expansion wave. The surface deposits to be treated also cause this expansion. In general, since this expansion force is greater than the stickiness of the deposit, the impurities are pulverized and peeled off from the surface. The dust can be sucked and collected through a filter, for example, and in that case, it is not discarded in the atmosphere. The names “dry cleaning” and “dry processing” are due to this process.

以上のように、本実施の形態による電子ビーム照射装置１００によれば、処理対象２に対して電子ビーム３を照射することによって、処理対象２の表面の洗浄は研磨、処理対象２に付着した物質の剥離等を行うことができる。また、処理対象２の殺菌や、処理対象に付着した放射線汚染の洗浄等も行うことができる。レーザインパルスを用いた場合には、このような殺菌や放射線汚染の洗浄を行うことはできない。なお、これらの洗浄を行っても、汚染物等を含む廃液等が発生しないメリットもある。さらに、レーザインパルスを用いた場合と比べて、単位時間あたりの消費電力が約半分になり、処理速度が速く消費電力コストが大幅に削減される。したがって、消費電力コストが減少させることができる。また、電子ビーム３を用いた技術の特徴は、衝撃エネルギーを熱エネルギーに変えることでもあり、電子ビーム３が処理対象２の表面にあたると、衝撃（波）エネルギーが微小時間（ナノセコンド）で熱エネルギーに変わり、それが分子構造を不安定にする条件を作る。それに対して、レーザーなどの他の方法を用いて温度を上げると時間がかかり、また全体が温まってしまう。電子ビーム３を用いた場合には、瞬時に高温にすることができるため、速い処理が可能となる。 As described above, according to the electron beam irradiation apparatus 100 according to the present embodiment, the surface of the processing target 2 is polished and adhered to the processing target 2 by irradiating the processing target 2 with the electron beam 3. The substance can be peeled off. In addition, sterilization of the processing target 2 and cleaning of radiation contamination attached to the processing target can be performed. When laser impulse is used, such sterilization and cleaning of radiation contamination cannot be performed. In addition, even if these washing | cleaning is performed, there also exists a merit which does not generate | occur | produce the waste liquid containing a contaminant etc. Furthermore, the power consumption per unit time is approximately halved compared to the case of using the laser impulse, the processing speed is high, and the power consumption cost is greatly reduced. Therefore, the power consumption cost can be reduced. The feature of the technology using the electron beam 3 is that the impact energy is changed to thermal energy. When the electron beam 3 hits the surface of the object 2 to be processed, the impact (wave) energy is heated in a minute time (nanosecond). It turns into energy, which creates conditions that make the molecular structure unstable. On the other hand, if the temperature is raised by using another method such as a laser, it takes time and the whole is heated. When the electron beam 3 is used, the temperature can be instantaneously increased, so that fast processing is possible.

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による電子ビーム照射装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による電子ビーム照射装置は、大気中に存在する処理対象に対して電子ビームを照射するものである。 (Embodiment 2)
An electron beam irradiation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. The electron beam irradiation apparatus according to the present embodiment irradiates a processing target existing in the atmosphere with an electron beam.

図７は、本実施の形態による電子ビーム照射装置２００の構成を示すブロック図である。本実施の形態による電子ビーム照射装置２００は、カソード１と、電圧生成器６と、真空チャンバ５２とを備える。なお、真空チャンバ５２が、接地された窓４を備えており、その窓４を介して放出された電子ビーム３を、真空チャンバ５２の外部に存在する処理対象２に対して照射する以外は、実施の形態１と同様であり、その説明を省略することがある。 FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the electron beam irradiation apparatus 200 according to this embodiment. The electron beam irradiation apparatus 200 according to this embodiment includes a cathode 1, a voltage generator 6, and a vacuum chamber 52. The vacuum chamber 52 includes a grounded window 4, except that the processing target 2 existing outside the vacuum chamber 52 is irradiated with the electron beam 3 emitted through the window 4. This is the same as in the first embodiment, and the description thereof may be omitted.

カソード１は、窓４を介して電子ビーム３を処理対象２に照射する。そのカソード１が、処理対象２に電子ビーム３を集中させて照射できる形状であってもよいことや、カソード１が、熱カソード、酸化物カソード、またはタンクカソードであってもよいこと、カソード１が、エクスプローディングカソード、または冷カソードであってもよいことは、実施の形態１と同様である。また、カソード１は、プラズマカソードや、酸化熱カソード、ディスペンサー（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）タイプのカソードであってもよい。また、電圧生成器６も、実施の形態１と同様のものである。すなわち、電圧生成器６は、電圧を発生してカソード１に供給するものである。本実施の形態でも、電圧生成器６がインパルス生成器である場合について主に説明する。 The cathode 1 irradiates the processing object 2 with the electron beam 3 through the window 4. The cathode 1 may have a shape capable of concentrating and irradiating the electron beam 3 on the object 2 to be processed, the cathode 1 may be a hot cathode, an oxide cathode, or a tank cathode, However, it may be an exploding cathode or a cold cathode as in the first embodiment. Further, the cathode 1 may be a plasma cathode, a thermal oxidation cathode, or a dispenser type cathode. The voltage generator 6 is the same as that in the first embodiment. That is, the voltage generator 6 generates a voltage and supplies it to the cathode 1. Also in the present embodiment, the case where the voltage generator 6 is an impulse generator will be mainly described.

真空チャンバ５２は、電子ビーム３が通過可能な窓４を有する以外、実施の形態１の真空チャンバ５０と同様のものである。窓４は、カソード１から出射された電子ビーム３を外部に通過可能な金属薄膜である。その金属薄膜は、例えば、チタンの薄膜であることが好適である。その金属薄膜は、例えば、アルミニウムや、チタンルテニウム（チタンとルテニウムの合金）等のチタン以外の薄膜であってもよいが、アルミニウムの場合には性能が落ちることになる。なお、金属薄膜がチタンの薄膜である場合に、その厚さは、１０〜３０μｍであることが好適である。また、その窓４によって、照射される電子ビーム３のエネルギーの分散を最小限（５〜１０％）に抑えることが可能となりうる。また、窓４は、単一素材であってもよく、複合層を有する積層素材であってもよいが、接地するための導電性の層を少なくとも有するものである。なお、図７では、真空チャンバ５２の窓４と、それ以外の部分とを区別するために、窓４を他の部分よりも厚く描いているが、これは説明の便宜上であって、通常、窓４のほうが、他の部分よりも薄くなる。後述する図８においても同様である。 The vacuum chamber 52 is the same as the vacuum chamber 50 of the first embodiment except that the vacuum chamber 52 has a window 4 through which the electron beam 3 can pass. The window 4 is a metal thin film that can pass the electron beam 3 emitted from the cathode 1 to the outside. The metal thin film is preferably a titanium thin film, for example. The metal thin film may be a thin film other than titanium, such as aluminum or titanium ruthenium (alloy of titanium and ruthenium). However, in the case of aluminum, the performance is lowered. When the metal thin film is a titanium thin film, the thickness is preferably 10 to 30 μm. Further, the window 4 may make it possible to minimize the energy dispersion of the irradiated electron beam 3 (5 to 10%). The window 4 may be a single material or a laminated material having a composite layer, but has at least a conductive layer for grounding. In FIG. 7, in order to distinguish the window 4 of the vacuum chamber 52 from the other parts, the window 4 is drawn thicker than the other parts. The window 4 is thinner than the other parts. The same applies to FIG. 8 described later.

本実施の形態では、処理対象２は、真空チャンバ５２の外部に存在することになる。したがって、実施の形態１の場合のように、処理対象２を真空チャンバ５０の中に置いてから、真空チャンバ５０の内部雰囲気を真空にする、という処理が必要なくなり、真空チャンバ５２の内部雰囲気をはじめから真空にすることができる。その結果、処理対象２に電子ビーム３を照射するまでの時間を短縮することができる。なお、処理対象２は、実施の形態１の場合と同様に、処理の行われる表面が接地されているものとする。また、窓４は、接地されている。 In the present embodiment, the processing target 2 exists outside the vacuum chamber 52. Therefore, as in the case of the first embodiment, it is not necessary to place the processing object 2 in the vacuum chamber 50 and then evacuate the internal atmosphere of the vacuum chamber 50. A vacuum can be created from the beginning. As a result, the time until the processing object 2 is irradiated with the electron beam 3 can be shortened. In addition, as for the process target 2, the surface where a process is performed shall be earth | grounded similarly to the case of Embodiment 1. FIG. The window 4 is grounded.

図８は、電子ビーム照射装置２００の構成の他の一例を示す図である。より高いパワー密度が要求される場合には、図８で示されるように、処理対象２にエネルギーが集中されるように、カソード１の形状を、処理対象２に電子ビーム３を集中させて照射できる形状にしてもよい。なお、そのカソード１の形状（厳密には、カソード１における電子ビーム３を出射する面の形状）に合わせて、窓４の形状も変形させてもよい。すなわち、カソード１の電子ビーム３を出射する面と、窓４の面とが相似形であってもよい。具体的には、カソード１の電子ビーム３を出射する面と、窓４との距離が均一になるように、窓４の形状を設定してもよい。 FIG. 8 is a diagram illustrating another example of the configuration of the electron beam irradiation apparatus 200. When a higher power density is required, the shape of the cathode 1 is irradiated so that the energy is concentrated on the processing target 2 and the electron beam 3 is focused on the processing target 2 as shown in FIG. It may be a shape that can be made. Note that the shape of the window 4 may be changed in accordance with the shape of the cathode 1 (strictly, the shape of the surface of the cathode 1 from which the electron beam 3 is emitted). That is, the surface of the cathode 1 that emits the electron beam 3 and the surface of the window 4 may be similar. Specifically, the shape of the window 4 may be set so that the distance between the surface of the cathode 1 that emits the electron beam 3 and the window 4 is uniform.

また、高出力になると、窓４の温度が高くなる。したがって、それを冷却するために、図８で示されるように、電子ビーム照射装置２００は、窓４に送風を行う送風部１４をさらに備えてもよい。送風部１４は、窓４に送風することによって、窓４の温度を下げるものである。送風部１４は、高速エアーを窓４に送風してもよい。送風部１４は、図８で示されるように、窓４の外側に対して送風することによって、窓４を空冷するものである。 Further, when the output becomes high, the temperature of the window 4 increases. Therefore, in order to cool it, as shown in FIG. 8, the electron beam irradiation apparatus 200 may further include a blower unit 14 that blows air to the window 4. The air blower 14 lowers the temperature of the window 4 by blowing air to the window 4. The air blowing unit 14 may blow high-speed air to the window 4. As shown in FIG. 8, the air blowing unit 14 cools the window 4 by air blowing to the outside of the window 4.

図９は、電子ビーム照射装置２００の構成の他の一例を示す図である。図９の電子ビーム照射装置２００において、処理対象２の表面は、金属ブラシ１８によって、アースに接続されている。また、電子ビーム３は、窓４を介して照射される。また、送風部１４からは、超高速（例えば、２００ｍ／ｓ）のエアーインジェクション（送風）がなされ、窓４を冷却する。本実施の形態による電子ビーム照射装置２００のように、大気圧状況に処理対象２が存在する場合には、電圧生成器６としては、ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＡｄｄｅｒタイプのものが好適である。その電圧生成器６において、カソード１に接続された支柱１３は、金属管であり、カソード１と反対側の先端はアースに接続される。また、絶縁チューブ２０は、例えば、ガラスやセラミック製のものであり、真空チャンバ５２内の真空雰囲気の気密性を保つために用いられる。なお、真空チャンバ５２は、アースに接続されている。絶縁チューブ２０の中心軸に沿って、複数のインダクター（電磁石）１１が並べて設置されている。各インダクター１１において、積層状の磁気コア１２に銅線が巻かれている。その積層状の磁気コア１２は、例えば、アモルファス（非結晶質の薄層）が積層されたものであってもよい。各インダクター１１への給電は、インパルスジェネレータ１０から同軸ケーブル９を介して行われる。例えば、図９では、１２個のインダクター１１から構成されているため、もし１．２ＭＶの出力を望むのであれば、インパルスジェネレータ１０は、インパルスの振幅が１００ｋＶであり、電流がカソード１から照射される電流と等しいインパルスを生成する。例えば、その電流は２ｋＡであってもよい。また、同軸ケーブル９のインピーダンスは５０Ωであり、インパルスジェネレータ１０も同じく５０Ωであってもよい。 FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the configuration of the electron beam irradiation apparatus 200. In the electron beam irradiation apparatus 200 of FIG. 9, the surface of the processing object 2 is connected to the ground by the metal brush 18. Further, the electron beam 3 is irradiated through the window 4. Further, the air blowing section 14 performs ultra-high speed (for example, 200 m / s) air injection (air blowing) to cool the window 4. As in the case of the electron beam irradiation apparatus 200 according to the present embodiment, when the processing object 2 exists in an atmospheric pressure situation, the voltage generator 6 is preferably of the Induction Adder type. In the voltage generator 6, the column 13 connected to the cathode 1 is a metal tube, and the tip opposite to the cathode 1 is connected to the ground. The insulating tube 20 is made of, for example, glass or ceramic, and is used to maintain the airtightness of the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 52. The vacuum chamber 52 is connected to ground. A plurality of inductors (electromagnets) 11 are arranged side by side along the central axis of the insulating tube 20. In each inductor 11, a copper wire is wound around a laminated magnetic core 12. The laminated magnetic core 12 may be, for example, an amorphous (non-crystalline thin layer) laminated. Power is supplied to each inductor 11 from the impulse generator 10 through the coaxial cable 9. For example, in FIG. 9, since it is composed of twelve inductors 11, if an output of 1.2 MV is desired, the impulse generator 10 has an impulse amplitude of 100 kV and current is applied from the cathode 1. An impulse equal to the current is generated. For example, the current may be 2 kA. The impedance of the coaxial cable 9 may be 50Ω, and the impulse generator 10 may also be 50Ω.

窓４を空冷する送風部１４は、フィルターにかけられた圧縮空気や、窒素ガス、ヘリウムガス、水素ガスなどのガス２３を、窓４に接するように超高速で循環させてもよい。また、カソード１を取り付けた支柱１３は、底の金属板２２に接続されている。また、その金属板２２と、真空チャンバ５２の筐体とをつなぐトラス棒２１を介して、戻り電流が流れることになる。カソード１は、熱カソードであり、その熱カソードを温める方法は、ヒータケーブルを、カソード１を支える支柱１３の中に通し、アースの電極と、カソード１がインパルスする高電圧で簡単に行うことができる。窓４は、前述のように、１０〜３０μｍのチタンの薄膜を使用し、２〜４ｃｍ幅の湾曲したシリンダ形状であってもよい。 The air blowing unit 14 that air-cools the window 4 may circulate compressed air that has been filtered, or a gas 23 such as nitrogen gas, helium gas, or hydrogen gas at an extremely high speed so as to contact the window 4. Further, the support column 13 to which the cathode 1 is attached is connected to the bottom metal plate 22. In addition, a return current flows through the truss bar 21 that connects the metal plate 22 and the housing of the vacuum chamber 52. The cathode 1 is a hot cathode, and the method of warming the hot cathode can be simply performed by passing the heater cable through the support column 13 that supports the cathode 1 and the ground electrode and the high voltage at which the cathode 1 is impulsed. it can. As described above, the window 4 may be a curved cylinder having a width of 2 to 4 cm using a thin film of titanium of 10 to 30 μm.

処理対象２は、前述のように、洗浄や研磨、ペンキやニス、汚染物質等の剥離を行う対象であれば、どのようなものであってもよい。処理対象２は、例えば、ゴムタイヤであり、そのゴムタイヤである処理対象２に電子ビーム３を照射することによって、そのゴムを分解し、カーボンブラックとポリマーとに戻してもよい。 As described above, the processing object 2 may be any object as long as it is an object on which cleaning, polishing, paint, varnish, contaminants and the like are peeled off. The processing object 2 is, for example, a rubber tire, and the rubber 2 may be decomposed and returned to carbon black and polymer by irradiating the processing object 2 that is the rubber tire with the electron beam 3.

以上のように、本実施の形態による電子ビーム照射装置２００によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、実施の形態１のように、処理対象２を真空中に置かなくてもよいため、処理を開始するまでの作業が簡易なものとなり、作業性が向上することになる。また、実施の形態１の場合であれば、真空チャンバ５０に入る大きさの処理対象２に対してのみ処理を行うことができたが、実施の形態２の場合には、そのような制限もなくなる。 As described above, according to the electron beam irradiation apparatus 200 of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since it is not necessary to place the processing object 2 in a vacuum as in the first embodiment, the work up to the start of the process becomes simple, and the workability is improved. Further, in the case of the first embodiment, processing can be performed only on the processing target 2 having a size that enters the vacuum chamber 50. However, in the case of the second embodiment, such a limitation is also imposed. Disappear.

ここで、電子ビーム３を処理対象２に照射することによって、処理対象２を分解する原理について簡単に説明する。特に、処理対象２がゴムタイヤである場合について主に説明する。物質は、原子または分子から構成されているが、その運動エネルギーの状態に応じて、気体、液体、固体に変化する。固体であっても、気体や液体よりは小さいながらも運動エネルギーを持っている。固体では、原子、分子共に整然と配列された結晶構造の状態となっているが、結晶中の分子や原子は結晶格子の位置で前後左右上下に移動（振動）することができる。この振動を熱振動、格子振動と呼ぶ。振動の振動力は熱であるが、絶対零度においても不確定性原理から格子（原子）は、零点振動をしている。 Here, the principle of disassembling the processing object 2 by irradiating the processing object 2 with the electron beam 3 will be briefly described. In particular, the case where the processing object 2 is a rubber tire will be mainly described. A substance is composed of atoms or molecules, but changes into a gas, liquid, or solid depending on the state of its kinetic energy. Even if it is solid, it has kinetic energy although it is smaller than gas or liquid. A solid has a crystal structure in which atoms and molecules are arranged in an orderly manner, but the molecules and atoms in the crystal can move (vibrate) back and forth, right and left, and up and down at the position of the crystal lattice. This vibration is called thermal vibration or lattice vibration. Although the vibration force of the vibration is heat, the lattice (atom) is oscillating at zero because of the uncertainty principle even at absolute zero.

調和振動子で構成されている物質に、衝撃運動量が加わり、非調和相互作用の状態（調和振動子のずれ）になることは、物質が分解されることを意味する。上記各実施の形態による電子ビーム照射装置１００、２００によって電子ビーム３をゴムに照射することによって、硫黄により架橋されたゴムを瞬時に分解し、カーボンブラックとポリマーに戻すことができる。この適切な衝撃運動量（時間を含む）は、適切な値に設定されることが必要である。 When an impact momentum is added to a substance composed of a harmonic oscillator and a state of anharmonic interaction (displacement of the harmonic oscillator) occurs, the substance is decomposed. By irradiating the rubber with the electron beam 3 by the electron beam irradiation apparatuses 100 and 200 according to the above embodiments, the rubber crosslinked with sulfur can be instantaneously decomposed and returned to carbon black and polymer. This appropriate impact momentum (including time) needs to be set to an appropriate value.

次に、グリューナイゼン定数について説明する。格子振動の非調和相互作用（調和振動子からのずれ）の影響がディバイ温度θ_Ｄにどのように現れるかを示す物質固有の定数がグリューナイゼン定数Γであり、次式で表される。なお、Ｖは体積である。
Γ＝−ｄ（ｌｏｇθ_Ｄ）／ｄ（ｌｏｇＶ） Next, the Gruneisen constant will be described. Anharmonic interactor-specific constant indicating how appear in the dividers temperature theta _D effect of (harmonization deviation from oscillator) of lattice vibrations is mulled Nai Zen constant gamma, it is expressed by the following equation. V is volume.
Γ = −d (log θ _D ) / d (log V)

次に、ディバイ温度について説明する。ディバイ温度θ_Ｄは、
θ_Ｄ＝ｈν_ｍ／ｋ
で得られる温度の次元を持つ量である。ここで、ｈはプランク定数であり、ｋはボルツマン定数である。そのディバイ温度は、ディバイ比熱モデルで振動子の数が結晶内原子の運動の自由度の総数に等しいとして得られる最大の振動数ν_ｍを用いて導かれる。 Next, the Debye temperature will be described. The Debye temperature θ _D is
θ _D = hν _m / k
This is a quantity with the temperature dimension obtained in. Here, h is a Planck constant and k is a Boltzmann constant. The Debye temperature is derived using the maximum frequency ν _m obtained in the Debye specific heat model, assuming that the number of oscillators is equal to the total number of degrees of freedom of movement of atoms in the crystal.

秒速５０００メートルの電子ビームインパルスに、１００〜３００ナノセカンドのインパルスのコントロールを行うことで、処理対象２のポリマー分子構造体の連結を切り、より小さな物質にする。最も簡単にこの結合体の腕が切られるのは、ゴム製品に含まれるカーボンやシリカの部分である。すべての連結の腕を切ってしまうと、モノマーに分解される。グリューナイゼンの法則に則ると、
ΔＰ＝Γρε
となる。ここで、ΔＰは物質中の圧力増加であり、Γはグリューナイゼン定数であり、ρは密度であり、εは衝撃可能なエネルギー（ｅＶ）である。この式は、本願の発明者によって導出されたものである。インパルスは持続時間が無限小のパルスで、数学的にはデルタ関数で表される。この結果、加硫ゴムから天然ゴム、合成ゴム、カーボンブラックなどのリサイクルに必要なエネルギーεは、１０ｋｊ／ｋｇ程度となる。この値も、本願の発明者によって発見されたものである。 By controlling the impulse of 100 to 300 nanoseconds to the electron beam impulse of 5000 meters per second, the polymer molecular structure of the processing object 2 is disconnected to make a smaller substance. It is the carbon or silica part of the rubber product that most easily cuts the arm of this combination. If all the connecting arms are cut, they are broken down into monomers. According to Gruneisen's law,
ΔP = Γρε
It becomes. Where ΔP is the pressure increase in the material, Γ is the Gruneisen constant, ρ is the density, and ε is the impactable energy (eV). This equation is derived by the inventors of the present application. An impulse is a pulse with an infinitesimal duration and is mathematically represented by a delta function. As a result, the energy ε required for recycling from vulcanized rubber to natural rubber, synthetic rubber, carbon black, etc. is about 10 kj / kg. This value is also discovered by the inventors of the present application.

処理対象２がゴムタイヤである場合に、例えば、電子ビーム３を超高速インパルスでタイヤ表面に照射する。その照射の直径が３３ｍｍであったとする。すると、その照射された電子ビーム３はタイヤ表面から数ｍｍ程度食い込み、その部分のゴムが破壊され、ゴムとカーボンブラックが顆粒状になって落ちてくる。そのゴム等を微弱真空ポンプ等で吸引し、ゴムとカーボンブラックとを途中で回収し、蒸発ガスを熱交換機で処理し、タイヤに含まれる添加剤、オイルを分離して、オイルは液化オイルとして回収することができる。その他の若干含まれる揮発性ガスは、プラズマ処理機で処理され、有毒な排ガスや二酸化炭素の排出はない。このように、ゴムタイヤを分解する処理は、例えば、ゴムタイヤの金属金網や布類などを取り出すまで、すなわち、タイヤのゴム等が完全に分解されて無くなるまでなされてもよい。 When the processing object 2 is a rubber tire, for example, the electron beam 3 is irradiated onto the tire surface with an ultrahigh-speed impulse. It is assumed that the diameter of the irradiation is 33 mm. Then, the irradiated electron beam 3 bites into the tire surface about several millimeters, the rubber at that portion is destroyed, and the rubber and carbon black fall into a granular form. The rubber is sucked with a weak vacuum pump, etc., rubber and carbon black are collected on the way, the evaporative gas is processed with a heat exchanger, the additive and oil contained in the tire are separated, and the oil becomes liquefied oil It can be recovered. Other volatile gases contained in some amount are processed by a plasma processor, and no toxic exhaust gas or carbon dioxide is emitted. As described above, the process of disassembling the rubber tire may be performed, for example, until the metal wire net or cloth of the rubber tire is taken out, that is, until the rubber of the tire is completely disassembled.

なお、前述のように、電子ビーム照射装置１００、２００によってゴムタイヤのような処理対象２を分解する場合には、その分解後の物質を回収するための図示しない吸引器を電子ビーム照射装置１００、２００が備えていてもよい。 As described above, when the processing object 2 such as a rubber tire is decomposed by the electron beam irradiation apparatuses 100 and 200, an aspirator (not shown) for collecting the decomposed material is used as the electron beam irradiation apparatus 100, 200. 200 may be provided.

また、上記各実施の形態では、真空チャンバ５０、５２の内部に電圧生成器６も含まれる場合について主に説明したが、電圧生成器６の全部または一部は、真空チャンバ５０、５２の外に存在してもよいことは言うまでもない。 In each of the above embodiments, the case where the voltage generator 6 is also included in the vacuum chambers 50 and 52 has been mainly described. However, all or part of the voltage generator 6 is outside the vacuum chambers 50 and 52. Needless to say, it may exist.

また、上記各実施の形態において、サーモショック（熱衝撃）による表面の研磨や洗浄を行う場合には、高電子エネルギー（ＭｅＶ）や、高電流（ｋＡ）が必要となる。一方、殺菌を行う場合には、電子エネルギーは小さく（３０〜５０ｋｅＶ）、電流もそれほど高くない相応な値である。 In each of the above embodiments, high surface energy (MeV) and high current (kA) are required when polishing or cleaning the surface by thermoshock (thermal shock). On the other hand, when sterilization is performed, the electron energy is small (30 to 50 keV), and the current is an appropriate value that is not so high.

また、上記各実施の形態において、電子ビーム３が、電子ビームインパルスであってもよく、あるいは、電子ビームインパルスではない電子ビームであってもよいことは前述の通りである。なお、電子ビーム３が電子ビームインパルスであるほうが、より好適な効果が得られることも前述の通りである。 In each of the above embodiments, the electron beam 3 may be an electron beam impulse or an electron beam that is not an electron beam impulse as described above. As described above, the electron beam 3 is more preferably an electron beam impulse.

また、上記各実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、電圧の値や、周波数の値等がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していない場合であっても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。 In each of the above embodiments, information used by each component, for example, a voltage value, a frequency value, or the like may be changed by the user, unless otherwise specified in the above description. Even if it exists, a user may be able to change those information suitably, and it may not be so. If the information can be changed by the user, the change is realized by, for example, a not-shown receiving unit that receives a change instruction from the user and a changing unit (not shown) that changes the information in accordance with the change instruction. May be. The change instruction received by the receiving unit (not shown) may be received from an input device, information received via a communication line, or information read from a predetermined recording medium, for example. .

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.

以上より、本発明による電子ビーム照射装置等によれば、例えば、処理対象を洗浄したり研磨したりすることができ、洗浄装置や研磨装置等として有用である。 As described above, according to the electron beam irradiation apparatus and the like according to the present invention, for example, a processing target can be cleaned or polished, which is useful as a cleaning apparatus or a polishing apparatus.

１カソード
２処理対象
３電子ビーム
４窓
５アノード
６電圧生成器
７第１のボビン
８第２のボビン
９同軸ケーブル
１０インパルスジェネレータ
１１インダクター
１２磁気コア
１３支柱
１４送風部
１６、１７付着物
１８金属ブラシ
２０絶縁チューブ
２１トラス棒
２３ガス
５０、５２真空チャンバ
５１回転部
１００、２００電子ビーム照射装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cathode 2 Process object 3 Electron beam 4 Window 5 Anode 6 Voltage generator 7 1st bobbin 8 2nd bobbin 9 Coaxial cable 10 Impulse generator 11 Inductor 12 Magnetic core 13 Support | pillar 14 Air blower 16, 17 Attachment 18 Metal brush 20 Insulating tube 21 Truss rod 23 Gas 50, 52 Vacuum chamber 51 Rotating part 100, 200 Electron beam irradiation device

Claims

A voltage generator for generating a voltage;
An electron beam irradiation apparatus comprising: a cathode that is connected to the voltage generator and that irradiates an object to be processed whose surface is grounded.

The voltage generator periodically generates a negative voltage;
The electron beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the cathode irradiates the processing target with an electron beam impulse.

The electron beam irradiation apparatus according to claim 2, further comprising a vacuum chamber in which the cathode and the object to be processed can be accommodated, and an internal atmosphere can be maintained in a vacuum.

The electron beam irradiation apparatus according to claim 3, further comprising an anode disposed between the cathode and the processing target and having a hole through which the electron beam impulse can pass.

A first bobbin around which a thin metal plate to be treated is wound;
A bobbin that winds up a thin metal sheet fed from the first bobbin, and a second bobbin having an axis parallel to the axis of the first bobbin;
A rotating unit that rotates at least the second bobbin for winding the metal thin plate by the second bobbin;
5. The electron according to claim 3, wherein the cathode irradiates an electron beam impulse to a thin metal plate after being fed out from the first bobbin and before being wound around the second bobbin. Beam irradiation device.

The electron beam irradiation apparatus according to claim 5, wherein the cathode rotates in parallel with the first bobbin and the second bobbin.

The cathode can be housed inside, and further includes a vacuum chamber capable of maintaining an internal atmosphere in a vacuum,
The vacuum chamber has a window made of a metal thin film capable of passing an electron beam impulse emitted from the cathode to the outside,
The processing object exists outside the vacuum chamber,
The electron beam irradiation apparatus according to claim 2, wherein the cathode irradiates the object to be processed with an electron beam impulse through the window.

The electron beam irradiation apparatus according to claim 7, wherein the metal thin film is a titanium thin film having a thickness of 10 to 30 μm.

The electron beam irradiation apparatus according to claim 7, further comprising a blower that blows air to the window.

The electron beam irradiation apparatus according to any one of claims 2 to 9, wherein the cathode has a shape capable of concentrating and irradiating an electron beam impulse on the processing target.

The electron beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the cathode is a thermal cathode, an oxide cathode, or a tank cathode.

The electron beam irradiation apparatus according to claim 2, wherein the cathode is an expanding cathode or a cold cathode.

13. The electron beam irradiation apparatus according to claim 12, wherein the voltage generator is of an induction adder type, and generates an impulse of 20 to 300 ns with a negative voltage of 200 kV to 4 MV.

A voltage generation step for generating a voltage;
An irradiation step of irradiating an electron beam to a processing target whose surface is grounded from the cathode using the voltage generated in the voltage generation step.