JPH0432550A - アーク放電検知方法及びこの方法を用いた表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野］ 本発明は、グロー放電を利用してイオン窒化処理等を行
うための表面処理装置において発生するアーク放電の検
知方法及び検知装置に関する。

［従来の技術］ 従来、イオン窒化等、電流密度の大きなグロー放電を用
いた表面処理を行う場合、放電ムラを防ぐ為に異状グロ
ー放電と呼ばれる領域で放電を行う。しかし、この領域
は印加電圧が嵩＜、何等かの原因でアーク放電に移行し
た場合、被処理物表面の一ケ所に全放電電流が集中する
こととなり、被処理物表面に損傷を与える。

従って、これを防くには、いかに早くアーク放電を検知
し、これを遮断するかが重要であるが、工業的に使用さ
れる電源ではアーク放電に際し電源を停止させるまでの
時間遅れが問題となる。

そこで従来は、高速遮断回路（アーク遮断回路）を持ち
、放電電流ないしは放電電圧を監視する方法か知られて
いる。

アーク放電の検知方法としては、例えば、特公昭５８−
５６０３４に開示されている。

この方法では、グロー放電からアーク放電に移行する際
、放電電流が設定電流値（しきい値）を超えるのを検知
してアーク放電の発生を検知するようにしている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、この方法では、被処理材料の形状や大き
さ、個数その他の処理条件によって放電電流か異なるの
で、処理条件が異なる毎に設定電流も変えなければなら
ない。

一方、上記方法とは別に、放電電流の微分をとる回路を
設けて放電電流の急激な変化を検知することにより、ア
ーク放電の発生を検知する方法も知られている。しかし
ながら、この方法では、グロー放電か点火する際、ある
いはグロー放電の最中でも、大幅ではないもののアーク
放電とは無関係の急激な電流変化か起こることかあるた
め、ある範囲内の電流変化に対しては不感応とする回路
を構成する必要がある。

そこで、本発明の技術的課題は、回路構成か簡単で、た
れても容易に操作できるアーク放電検知方法及びこの方
法を用いた表面処理装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、グロー放電を利用して被処理物の表面
を処理する際に発生するアーク放電を検知するアーク放
電検知方法において、前記グロー放電から前記アーク放
電への移行を、前記被処理物に供給される電圧及び電流
の相関関係を監視することにより、検知することを特徴
とするアーク放電検知方法が得られる。

また、グロー放電を利用して被処理物の表面を処理する
装置において、前記被処理物に供給される電圧及び電流
の相関関係と、アーク放電を検知し放電電流を遮断する
手段とを有することを４′！徴とする表面処理装置か得
られる。

［実施例］ 以下、本発明に係るアーク放電検知方法を用いた表面処
理装置の一実施例について図面を参照して説明する。

第１図において、表面処理装置は、処理容器５内におい
て被処理物１の表面を処理するもので、アーク放電検知
装置２、電源３、及びアーク遮断回路４を有している。

処理容器５には排気系、ガス供給系（いずれも図示省略
）か設けられ、所定の雰囲気ガス内でグロー放電による
処理が行われている。

第２図を参照して、本発明においてはグロー放電からア
ーク放電への移行を検知するために、被処理物１に供給
される電圧（−Ｖ）及び被処理物１流れる電流（１）の
参目関関係を表す特性曲線を利用する。

アーク放電検知装置２は、電圧（−■）及び電流（１）
の相関関係を監視するための手段として、比較器７、電
圧信号調整器８、及び電流信号調整器９を備えている。

電圧信号調整器８では、電源からのモニター用電圧出力
信号（−Ｖ）のマイナス符号をプラス符号に変換してか
ら、比較器７の入力レベルの範囲にまでレベルシフトし
、電圧信号ｖＳとしてから比較器７の一方の入力端子に
入力する。

同様に、電流信号調整器９ては、電源のモニター用電流
信号（１）を比較器７の入力レベルの範囲にまでレベル
シフトし、電流信号Ｉｓとして比較器７の他方の入力端
子に入力する。以上のようにして、電圧（−■）の変化
と電流の変化とを同一レンジ内に納めるようにしている
。

比較器７では、入力された電圧信号Ｖ、と、電流信号Ｉ
ｓとの大小を比較して、比較信号を出力する。即ち、第
２図において、電圧信号Ｖｓ及び電流信号■５の交差す
る点Ｂを監視して、アーク放電を遮断するための遮断指
令信号Ｓを前記比較信号として出力する。

尚、この遮断指令信号Ｓは通常はハイレヘルてり、アー
ク放電により電流信号Ｉ５が電圧信号ＶＳを越えた場合
にのみロウレベルとなる。

アーク遮断回路４は、ＧＴＯ等のスイッチング素子等と
この駆動用の回路から成り立っており、前記の遮断指令
信号Ｓを受けて、スイッチング素子により放電電流の遮
断を行う。

表面処理装置を運転するには、まず電圧３の印加電圧を
徐々に大きくして、グロー放電を発生させる。この時、
アーク放電検知装置２の比較器７ては、 電圧信号■５〉電流信号Ｉ５ になっている。

クロー放電か発生し始めると、被処理物１に電流か流れ
るようになる。

運転中に何等かの原因でアーク放電か発生し始めると、
電圧（−■）は急激に低下し始め、一方、電流Ｃ１＞は
急激に上昇し始める。

アーク放電検知装置２ては、比較器７において、電圧信
号Ｖｓく電流信号Ｉ。

となると、遮断指令信号Ｓか、ロウレベル信号となる。

この信号を受けてアーク遮断回路４か動作し、電源３か
らの遮断電流を遮断する。

このように、被処理物１に供給する電圧（−■）及び電
流（１）の相関関係を監視しているため、アーク放電の
発生を確実に検知でき、被処理物１に損傷を与える前に
速やかに放電電流を遮断して処理を中断することかでき
る。中断した処理は一定時間後に電源供給を再開して再
びグロー放電による処理を再開すれば良い。これは、ア
ーク放電検知装置２に、タイマー回路を付加して、ロウ
レベルの遮断指令信号Ｓを出力した後、一定時間後に遮
断指令信号Ｓをハイレベルにするように構成すれば良い
。

以上の説明で明らかなように、本発明では、アク放電の
発生を供給電圧（−■）と電流（１）との相関関係、即
ち、交点を監視して検出するので、電流の大小の影響を
受けないという利点を有する。言い換えれば、処理条件
によって供給電流か変わっても電圧と電流の交点を監視
すればよいので、従来の電流の変化を検出してアーク電
流を検出する方法において、供給電流か変化された場合
に必要となるしきい値の設定変更操作は不要である。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、被処理物に供給
電圧及びその被処理物に流れる電流の相関関係を監視し
ているため、回路が簡単で、たれても容易に操作して、
確実に検知できるアーク放電検知装置か得られる。しか
も、処理条件によって供給電流か変更されても他の設定
値変更のための操作を必要としない。

第１図

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアーク放電検知装置を存する表面
処理装置の一実施例を示す図、第２図は本発明のアーク
放電検知方法の一実施例に係る電圧と電流との相関関係
を表す特性図である。 １・・被処理物、２・・・アーク放電検知装置、３電源
、４・・・アーク遮断回路、５・・・処理容器、７比較
器、８・電圧信号調整器、９・・電流信号調整器。 ■ 第２図 ’ｊ、、、タ＋　（７”Ｅ３）デト；士；；社田憲保　
゛ぶノｆｔ１７ アーク発生

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）グロー放電を利用して被処理物の表面を処理する
   際に発生するアーク放電を検知するアーク放電検知方法
   において、前記グロー放電から前記アーク放電への移行
   を、前記被処理物に供給される電圧及び電流の相関関係
   を監視することにより、検知することを特徴とするアー
   ク放電検知方法。
2. （２）グロー放電を利用して被処理物の表面を処理する
   装置において、前記被処理物に供給される電圧及び電流
   の相関関係を監視する監視手段と、アーク放電を検知し
   放電電流を遮断する手段とを有することを特徴とするア
   ーク放電検知装置。