JPH09166699A - 電子線照射装置 - Google Patents

電子線照射装置

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JPH09166699A
JPH09166699A JP35173395A JP35173395A JPH09166699A JP H09166699 A JPH09166699 A JP H09166699A JP 35173395 A JP35173395 A JP 35173395A JP 35173395 A JP35173395 A JP 35173395A JP H09166699 A JPH09166699 A JP H09166699A
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JP
Japan
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electron beam
electron
voltage
beam irradiation
extraction
Prior art date
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JP35173395A
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English (en)
Inventor
Toshiro Nishikimi
敏朗 錦見
Masaru Hamano
勝 濱野
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Nissin High Voltage Co Ltd
Original Assignee
Nissin High Voltage Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin High Voltage Co Ltd filed Critical Nissin High Voltage Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子線照射装置の出力電子線量の制御回路構成
を簡単にすると共に、制御時の電子線の分布の安定化を
図ること。 【解決手段】電子線照射窓5を有する真空チャンバー1
内に配置された電子発生源2と電子発生源2と電子線照
射窓5との間に配置され、直流高圧電源8に接続された
高圧電極3と、電子発生源2と高圧電極3との間に電子
線を引き出す電圧を制御するスイッチ21を備え、一定
値の引き出し電圧を出力する引き出し電源20とを有
し、スイッチ21を光/電気変換器22のオンオフ信号
によりオンオフ駆動し、引き出し電圧を単位時間当たり
の印加継続時間で制御することにより、電子線照射窓5
から放出する電子線量を制御する構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、被照射物に電子線
を照射する電子線照射装置に関し、特にエリア形電子線
照射装置の電子線量の制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エリア形電子線照射装置は、図4に示す
ように、長手方向に所定の幅で開口された電子線照射窓
5を形成した真空チャンバー1内に電子線照射窓5に対
向してフィラメント2が所定の間隔で適宜数配列され、
このフィラメント2を囲み、電子線照射窓5と対向する
部分をメッシュ状あるいは格子状にした高圧電極3が配
備されている。そして、フィラメント2は、フィラメン
トトランス(絶縁トランス)7の2次側に接続され、高
圧電極3は例えば200〜300KVの直流高圧電源8
に接続されると共に、引き出し電源9と接続されてい
る。
【0003】このような電子線照射装置は、真空チャン
バー1の電子線照射窓5に対向して配置された、例えば
磁気テープ部材等の被照射物15の上部に設置され、フ
ィラメントトランス7から供給される電圧によりフィラ
メント2が加熱されて電子を放出し、フィラメント2か
ら放出された熱電子は、引き出し電源9に接続された高
圧電極3のフィラメント2に対する電位により引き出さ
れて、矢印Aで示すように高圧電極3のメッシュ状ある
いは格子状部分を通過して真空チャンバー4の電子照射
窓5から放出されて被照射物15に照射される。
【0004】引き出し電源9は、被照射物15に照射す
る電子線量を制御するために、その出力電圧、すなわち
引き出し電圧を、図3に示すように、例えば引き出し電
圧Vを200V〜−200Vの範囲で制御できるように
されている。この制御は、例えば図4に示すように、直
流高圧電源8の回路に流れる電流を検出し、検出した電
流値と目標値との偏差をPID制御装置10で演算し、
その出力電圧を電圧/周波数変換器11を介して電気/
光変換器12に送り、電気/光変換器12で入力に応じ
た周波数の光信号を引き出し電源9側に伝送する。
【0005】引き出し電源9側の光/電気変換器13は
伝送された光信号を受信し、周波数/電圧変換器14に
より電圧に変換して引き出し電源9に入力し、その電圧
値に応じた引き出し電圧とするようにされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
引き出し電源9の引き出し電圧の制御は、図3に示すよ
うに偏差量に対応したアナログ量の制御であり、このよ
うな制御では、低電子線量、高電子線量時に引き出し電
圧が変わると、位置により電子線の引き出し量が微妙に
変化し、電子線の電子線照射窓5の長さ方向及び幅方向
の電子線の分布に悪影響を発生する場合がある。特に引
き出し電圧が小さくなるとフィラメント端子電圧の影響
を受け、電子線量の制御がしにくくなるという問題があ
る。また、光送信のディジタル信号をアナログ量に変換
する等の変換回路が必要とされ複雑な回路構成となって
いる。
【0007】本発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
で、電子線量の制御回路構成を簡単にすると共に、制御
時の電子線の分布の安定化を図ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、電子線
照射窓を有する真空チャンバーと、前記真空チャンバー
内に配置された電子発生源と前記電子発生源と前記電子
線照射窓との間に配置された高圧電極と、前記電子発生
源と前記高圧電極との間に電子線を引き出す電圧を印加
する引き出し電源とを有する電子線照射装置において、
前記電源を単位時間当たりの引き出し電圧の印加継続時
間を制御することにより、前記電子線照射窓から放出す
る電子線量を制御することを特徴とする電子線照射装置
とすることにより達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に係る電子線照射装置は、
長手方向に所定の幅で開口された電子線照射窓を形成し
た真空チャンバー内に電子線照射窓に対向して電子発生
源のフィラメントを配列設置し、このフィラメントを囲
み、電子線照射窓と対向する部分をメッシュ状あるいは
格子状にした高圧電極を設置し、フィラメントをフィラ
メントトランスの2次側巻線に接続し、また、高圧電極
を直流高圧電源に接続する。そして、引き出し電源の一
方の出力端をフィラメントトランスの2次側巻線の中間
電位部と接続し、他方の出力端を高圧電極に接続する。
【0010】引き出し電源は、出力端の電圧の極性を切
り換えるスイッチを備え、このスイッチのオン駆動によ
りフィラメント側に接続された一方の出力端に負、高圧
電極側に接続された他方の出力端に正(一方の出力端に
正、他方の出力端に負であっても良い。)の予め定めた
一定の電圧を出力し、また、スイッチのオフ駆動により
フィラメント側に接続された一方の出力端に正、高圧電
極側に接続された他方の出力端に負(一方の出力端に
負、他方の出力端に正であっても良い。)の予め定めた
一定の電圧を出力するようにする。
【0011】スイッチのオンオフ駆動は、オンオフの一
周期の内のオン時間(又はオフ時間)が設定された信号
により制御され、スイッチのオン駆動時、すなわち高圧
電極に印加される電圧がフィラメントに印加される電圧
に対して正極であるとき、電子線照射装置から定格の電
子線量が出力され、スイッチのオフ駆動時、すなわち高
圧電極に印加される電圧がフィラメントに印加される電
圧に対して負極であるとき、電子線照射装置の電子線の
出力量はほぼゼロとなるようにされている。
【0012】以上のように構成された電子線照射装置
は、電子線照射装置から出力される電子線量が、引き出
し電圧のオンオフ比を制御することにより行われ、常に
一定の条件(最大か最小の条件)で電子線を引き出すの
で、電子線の分布が安定し、低電子線量、高電子線量で
の分布変化もなくなる。また、引き出し電源がスイッチ
ング動作となるために駆動回路が簡単となり、スイッチ
を駆動制御する信号の伝送系も簡単となる。さらには、
トランジスタで構成されたスイッチのトランジスタの負
荷も軽くなる。
【0013】
【実施例】以下、図1および図2を参照して本発明の実
施例について説明する。図1は、本発明の実施例の電子
線照射装置の構成図、図2は、図1の電子線照射装置の
動作を示す波形図である。なお、図4に示した従来の電
子線照射装置と同一部分には同一の符号を付している。
【0014】図1において、1は真空チャンバー、2は
フィラメント、3は高圧電極、5は電子線照射窓、7は
フィラメントトランス、8は直流高圧電源、15は被照
射物であり、これらは図4で示した従来と同様に構成さ
れたもので、その詳細な説明は重複するのでここでは省
略する。
【0015】20はフィラメントトランス7と高圧電極
3との間に印加する引き出し電源、22は光/電気変換
器で、引き出し電源20は、光/電気変換器22からの
出力信号によりオンオフ駆動されるスイッチイング素子
21を備え、スイッチイング素子21のオン駆動により
出力端子20aに負極性、出力端子20bに正極性の一
定の電圧、例えば200Vの電圧を出力し、また、スイ
ッチイング素子21のオフ駆動により出力端子20aに
正極性、出力端子20bに負極性の一定の電圧、例えば
200Vの電圧を出力されるように構成されている。
【0016】引き出し電源20の出力端子20aはフィ
ラメントトランス7の2次側の中間端子に接続され、出
力端子20bは高圧電極3に接続されている。したがっ
て、スイッチイング素子21がオン駆動すると、高圧電
極3の電位がフィラメント2の電位よりも正側に高くな
り、このとき最大量の電子線が引き出され、また、スイ
ッチイング素子21がオフ駆動すると、高圧電極3の電
位がフィラメント2の電位よりも負側に高くなり、この
とき電子線の引き出しは最小となる。
【0017】スイッチイング素子21のオンオフ駆動
は、光/電気変換器22からの出力信号により行うよう
にされているが、光/電気変換器22は大地側に設置さ
れた電気/光変換器25から伝送される光信号を受信し
て電気信号に変換し、変換した電気信号をスイッチイン
グ素子21に入力する。
【0018】電気/光変換器25は、この実施例の場
合、直流高圧電源8の回路に流れる電流を検出し、検出
した電流値と目標値との偏差をPID制御装置23で演
算し、その出力電圧を電圧/パルス幅変換器24でPI
D制御装置23の出力電圧に応じたパルス幅の電気信
号、つまり偏差が大きい場合にはパルス持続時間を長く
パルス間隔の時間を短く、偏差が小さくなるにつれパル
ス持続時間を短くパルス間隔の時間を長くした電気信号
に変換し、その信号を電気/光変換器25で、例えばパ
ルスが持続している期間明るく、パルスのない期間暗く
する等の光信号に変換して光/電気変換器22に伝送す
る。
【0019】図2はこのように構成された電子線照射装
置の動作を示すもので、(a)は縦軸に引き出し電源2
0の引き出し電圧、横軸は時間tとして表した高圧電極
3とフィラメント2間に印加される電圧の推移を示して
いる。また、(b)は高圧電極3とフィラメント2間に
印加される電圧の推移に伴う電子線の引き出し状態を示
している。
【0020】引き出し電源20のスイッチイング素子2
1は、電気/光変換器25から伝送された明の光信号に
応じてオン駆動し、高圧電極3の電位を−V(−200
V)から+V(+200V)に切り換え(図2
(a))、最大量の電子線を引き出す(図2(b))。
また、電気/光変換器25から伝送された暗の光信号に
応じてオフ駆動し、高圧電極3の電位を+V(+200
V)から−V(−200V)に切り換え(図2
(a))、電子線の引き出しは最小となる。(図2
(b))。
【0021】このように電子線の引き出しは最大と最小
の間のオンオフで行われ、また、電子線の引き出し量
は、周期Tのパルス幅で決定される。
【0022】なお、実施例では、PID制御装置を用い
ているが、特段にPID制御に限られるものではなく、
他の演算手段を用いた制御装置であっても良い。また、
実施例では、デュウティ(duty)制御、すなわちパ
ルス幅制御によるものであるが、周波数を制御するよう
にしても良い。更に電子発生源はフィラメントに限るも
のではない。
【0023】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
電子線照射装置から出力される電子線量の制御が、単位
時間当たりの引き出し電圧の印加継続時間の制御による
オンオフで行なわれ、常に一定の条件(最大か最小の条
件)で電子線を引き出すので、電子線の分布が安定し、
低電子線量、高電子線量での分布変化もなくなる。ま
た、引き出し電源がスイッチング動作となるために駆動
回路が簡単となり、スイッチを駆動制御する信号の伝送
系も簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である電子線照射装置の構成図
である。
【図2】図1に示す電子線照射装置の動作を示す波形図
である。
【図3】従来の電子線照射装置の動作を示す波形図であ
る。
【図4】従来の電子線照射装置の構成図である。
【符号の説明】 2 フィラメント 4 真空チャンバー 5 電子線照射窓 7 フィラメントトランス(絶縁トランス) 8 高圧電源 10 PID制御装置 20 引き出し電源 21 切り換えスイッチ 22 光/電気変換器 23 PID制御装置 24 電圧/パルス幅変換器 25 電気/光変換器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子線照射窓を有する真空チャンバーと、
    前記真空チャンバー内に配置された電子発生源と前記電
    子発生源と前記電子線照射窓との間に配置された高圧電
    極と、前記電子発生源と前記高圧電極との間に電子線を
    引き出す電圧を印加する引き出し電源とを有する電子線
    照射装置において、前記電源を単位時間当たりの引き出
    し電圧の印加継続時間を制御することにより、前記電子
    線照射窓から放出する電子線量を制御することを特徴と
    する電子線照射装置。
JP35173395A 1995-12-14 1995-12-14 電子線照射装置 Pending JPH09166699A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086201A1 (en) * 2004-03-09 2005-09-15 Korea Atomic Energy Research Institute A large-area shower electron beam irradiator with field emitters as an electron source

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005086201A1 (en) * 2004-03-09 2005-09-15 Korea Atomic Energy Research Institute A large-area shower electron beam irradiator with field emitters as an electron source
US7671522B2 (en) 2004-03-09 2010-03-02 Korea Atomic Energy Research Institute Large-area shower electron beam irradiator with field emitters as an electron source

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