JPS58141378A - イオン処理装置の電源装置 - Google Patents
イオン処理装置の電源装置Info
- Publication number
- JPS58141378A JPS58141378A JP2315382A JP2315382A JPS58141378A JP S58141378 A JPS58141378 A JP S58141378A JP 2315382 A JP2315382 A JP 2315382A JP 2315382 A JP2315382 A JP 2315382A JP S58141378 A JPS58141378 A JP S58141378A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- arc
- glow discharge
- signal
- down counter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32018—Glow discharge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低圧ガス雰囲気中で、鉄鋼及び非鉄金属を表面
硬化処理、拡散処理等の熱処理をグロー放電を利用して
行う装置に関するものである。
硬化処理、拡散処理等の熱処理をグロー放電を利用して
行う装置に関するものである。
一般にこの種の装置としては、雰囲気ガスをグロー放電
によりイオン化させ、該イオンの運動工′ネルギーによ
って被処理物を加熱処理している。
によりイオン化させ、該イオンの運動工′ネルギーによ
って被処理物を加熱処理している。
斯かる装置では、昇温初期段階は被処理物に汚物が付着
しており、アーク放電が頻繁に発生するため一般的には
出力電力を徐々にその状態に応じて手動で上昇させるか
、プローグラム制御によって出力を調整している。しか
し、これらの制御では定められたプログラムによって出
力の増大を計りているため、被処理物の汚物付着度合に
よっては、非常に昇温時間を要したり被処理物表面をア
ーク放電によって損傷させることがある。
しており、アーク放電が頻繁に発生するため一般的には
出力電力を徐々にその状態に応じて手動で上昇させるか
、プローグラム制御によって出力を調整している。しか
し、これらの制御では定められたプログラムによって出
力の増大を計りているため、被処理物の汚物付着度合に
よっては、非常に昇温時間を要したり被処理物表面をア
ーク放電によって損傷させることがある。
本発明は上記の欠点を満足に解決することのできるイオ
ン処理装置の電源装置を提供するもので、その構成は所
定ガス雰囲気下の気密容器、該気密容器内に収納された
被処理物、該被処理物と前記気密容器又は周囲電極との
間に高電圧を印加してグロー放電を生起せしめるための
電源を備えた装置において、グロー放電の出力調整をＤ
−Ａ変換器を介して行なう如くなし、該Ｄ−Ａ変換器に
アップダウンカウンターよりカウント値を入力する如く
なし、前記グロー放電の全放電電流又はその一部を検出
する手段からの信号より異常電流を検出し、その異常電
流検出時のみ該異常電流の頻度、大きさ等に電じて前記
アップダウンカウンターのカウント値をステップダウン
し、出力値を降下させる如く構成したイオン処理装置の
電源装置に特徴を有するものである。
ン処理装置の電源装置を提供するもので、その構成は所
定ガス雰囲気下の気密容器、該気密容器内に収納された
被処理物、該被処理物と前記気密容器又は周囲電極との
間に高電圧を印加してグロー放電を生起せしめるための
電源を備えた装置において、グロー放電の出力調整をＤ
−Ａ変換器を介して行なう如くなし、該Ｄ−Ａ変換器に
アップダウンカウンターよりカウント値を入力する如く
なし、前記グロー放電の全放電電流又はその一部を検出
する手段からの信号より異常電流を検出し、その異常電
流検出時のみ該異常電流の頻度、大きさ等に電じて前記
アップダウンカウンターのカウント値をステップダウン
し、出力値を降下させる如く構成したイオン処理装置の
電源装置に特徴を有するものである。
以下図面に示す実施例に基づき説明する。第１図は本発
明の一実施例回路のブロック図を示したもので、電力制
御系は一般に知られているようにＳＣＲ制御部、昇圧ト
ランス部２、整流部３、電圧検出部４、電流検出部５に
よって構成されている。６は３相交流電源で、該電源か
らの交流はＳＣＲ制御部において電力調整され、トラン
ス２で昇圧された後、整流部３で直流に整流される。該
整流部の陰極端子は気密容器７内に絶縁物８を介して挿
入された電極９に接続され、又陽極はアース電位の気密
容器に接続される。前記電極９には保持台１０が取付け
られており、被処理物１１が保持される。前記気密容器
内は所望のガス雰囲気、例えば窒素ガスを含むガス雰囲
気にされ、電極９′及び被処理物と気密容器、又は別に
設けた周囲電極との間にグロー放電を生起し、そのとき
のイオン衝撃により被処理物を加熱処理する。前記電流
検出部５の出力信号は放電出力の制御に使用され、２分
されその一方は比較器１２及びアーク電流検出部１３に
送られる。該アーク電流検出器１３の出力は２分され、
一方はアーク防止回路１４に、又他方は比較器１５に送
られる。比較器１５にはアークレベル設定器１６より一
定レベルの信号が供給されておりアーク電流と比較され
、該レベル以上のとき信号を発しアップダウンカウンタ
ー１７にダウンモード信号として送る。該アップダウン
カウンターにはスタート信号及びクロックパルス発生器
１８よりクロックパルスが送りこまれる。
明の一実施例回路のブロック図を示したもので、電力制
御系は一般に知られているようにＳＣＲ制御部、昇圧ト
ランス部２、整流部３、電圧検出部４、電流検出部５に
よって構成されている。６は３相交流電源で、該電源か
らの交流はＳＣＲ制御部において電力調整され、トラン
ス２で昇圧された後、整流部３で直流に整流される。該
整流部の陰極端子は気密容器７内に絶縁物８を介して挿
入された電極９に接続され、又陽極はアース電位の気密
容器に接続される。前記電極９には保持台１０が取付け
られており、被処理物１１が保持される。前記気密容器
内は所望のガス雰囲気、例えば窒素ガスを含むガス雰囲
気にされ、電極９′及び被処理物と気密容器、又は別に
設けた周囲電極との間にグロー放電を生起し、そのとき
のイオン衝撃により被処理物を加熱処理する。前記電流
検出部５の出力信号は放電出力の制御に使用され、２分
されその一方は比較器１２及びアーク電流検出部１３に
送られる。該アーク電流検出器１３の出力は２分され、
一方はアーク防止回路１４に、又他方は比較器１５に送
られる。比較器１５にはアークレベル設定器１６より一
定レベルの信号が供給されておりアーク電流と比較され
、該レベル以上のとき信号を発しアップダウンカウンタ
ー１７にダウンモード信号として送る。該アップダウン
カウンターにはスタート信号及びクロックパルス発生器
１８よりクロックパルスが送りこまれる。
又アップダウンカウンターには周期調整器１９及びダウ
ンステップ調整器２０が接続されており、アップモード
におけるパルスカウントの周期を調整でき、又ダウンモ
ードにおけるダウンステップ数を調整できるようになし
である。そして、これらはプログラム制御可能である。
ンステップ調整器２０が接続されており、アップモード
におけるパルスカウントの周期を調整でき、又ダウンモ
ードにおけるダウンステップ数を調整できるようになし
である。そして、これらはプログラム制御可能である。
アップダウンカウンターのカウント値はＤ−Ａ変換器２
１に送られアナログ値に変換され比較器１２に送られる
。
１に送られアナログ値に変換され比較器１２に送られる
。
該比較器では前述の電流検出部よりのグロー放電の電流
値と比較され、その差信号が位相調整回路２２に送られ
グロー放電の電流がＤ−Ａ変換器の値に等しくなるよ４
うにＳＣＲ制御部１が制御される。前記アーク防止回路
１４の出力も位、相調整回路２２に送られており、アー
ク放電が発生したとき瞬間的にグロー放電出力を零にす
るようになしである。
値と比較され、その差信号が位相調整回路２２に送られ
グロー放電の電流がＤ−Ａ変換器の値に等しくなるよ４
うにＳＣＲ制御部１が制御される。前記アーク防止回路
１４の出力も位、相調整回路２２に送られており、アー
ク放電が発生したとき瞬間的にグロー放電出力を零にす
るようになしである。
斯かる装置の動作を以下に説明する。
先ず、アップダウンカウンター１７にスタート信号を入
れると７ツプモードになり、クロックパルス発生！１１
８よりのクロックパルスがカウントされ始める。このカ
ウント値はＤ−Ａ変換１！２１に送られアナログ値に変
換されるわけであるが、スタート時にはアップダウンカ
ウンターには既に最大出力の数％（第２図のａ点）に相
当する値が保持されており、カウントはこれに加算され
て行なわれる。このように数％から出力の供給を始め′
るのは、低い電力の場合実際にはアーク放電はほとんど
生じないためであり、迅速な昇温を行なうための配備で
ある。前記アップダウンカウンターでのクロックパルス
カウントにおいて、周期講曽器１９によりカウント周期
が調整される。即ち、グロー放電開始初期の段階では被
処理物の表面に汚物が多く付着しているので、アーク放
電が生じやすく、従って第２図の如く比較的ゆるやかな
出力上昇が行なわれるように長い周期でカウントがなさ
れる。而して、点すつまり、開始よりｔ１期間経過した
ならばアーク放電を生ずる恐が少なくなるので点Ｃの１
００％出力までの閤（ｊｚ）カウント周期を短くして出
力上昇を急に行なう。このような調整は周期調整器１９
をプログラム制御することにより容易に達成することが
できる。Ｄ−Ａ変換器からのアナログ信号は比較器１２
に送られ、電流検出部５よりの検出信号と比較され、Ｄ
−Ａ変換器からの信号に電流検出部からの信号が等しく
なるように位相調整回路２２を介してＳＣＲ制御部１が
制御されるので、グロー放電出力は第２図の直線に沿っ
て上昇していくことになる。
れると７ツプモードになり、クロックパルス発生！１１
８よりのクロックパルスがカウントされ始める。このカ
ウント値はＤ−Ａ変換１！２１に送られアナログ値に変
換されるわけであるが、スタート時にはアップダウンカ
ウンターには既に最大出力の数％（第２図のａ点）に相
当する値が保持されており、カウントはこれに加算され
て行なわれる。このように数％から出力の供給を始め′
るのは、低い電力の場合実際にはアーク放電はほとんど
生じないためであり、迅速な昇温を行なうための配備で
ある。前記アップダウンカウンターでのクロックパルス
カウントにおいて、周期講曽器１９によりカウント周期
が調整される。即ち、グロー放電開始初期の段階では被
処理物の表面に汚物が多く付着しているので、アーク放
電が生じやすく、従って第２図の如く比較的ゆるやかな
出力上昇が行なわれるように長い周期でカウントがなさ
れる。而して、点すつまり、開始よりｔ１期間経過した
ならばアーク放電を生ずる恐が少なくなるので点Ｃの１
００％出力までの閤（ｊｚ）カウント周期を短くして出
力上昇を急に行なう。このような調整は周期調整器１９
をプログラム制御することにより容易に達成することが
できる。Ｄ−Ａ変換器からのアナログ信号は比較器１２
に送られ、電流検出部５よりの検出信号と比較され、Ｄ
−Ａ変換器からの信号に電流検出部からの信号が等しく
なるように位相調整回路２２を介してＳＣＲ制御部１が
制御されるので、グロー放電出力は第２図の直線に沿っ
て上昇していくことになる。
このときアーク放電が発生すると、それは過電流として
アーク電流検出部１３に検出され、アーク防止回路１４
及び比較器１５に、送られる。回路１４はアーク放電発
生と同時に第４図に拡大図を示すように、短時間（瞬間
的）で出力をＯＦＦにし、ソフトスタート復帰させるよ
うに、位相調整回路２２を介してＳＣＲ制御部１を制御
する。 一方、比較器１５ではアークレベル設定器１６
からの一定レベル値と比較され、そのレベルを越えたと
き信号を発し、アップダウンカウンター１７をダウンモ
ードに切換える。これにより、アップダウンカウンター
のカウント値はアップモードにおけるカウント値から降
下するわけであるが、ダウンステップ調整器２０による
ステップ曇を調整することにより、−回の降下量（ステ
ップ）を所望に設定できる。例えば、１２ビツトのＤ−
Ａ変換器を用いた場合フルビット数は４０９６ステツプ
となり、ダウンステップ調整器のダウンステップ量を“
５″に設定すると、出力は５／４０９６％降下′するこ
とになる。従って、前記回路１４による出力ＯＦＦ後の
ソフトスタート復帰はこの降下した出力値になる。一旦
出力が降下した優、アップダウンカウンターはアップモ
ードとなり徐々に出力は増加していく。再びアーク放電
が生ずると前述の動作が繰返えされ、出力は全体的に上
昇していく。第３図はその状況を示しており、（ａ）図
は比較器１５の出力、（ｂ）は供給出力を示しである。
アーク電流検出部１３に検出され、アーク防止回路１４
及び比較器１５に、送られる。回路１４はアーク放電発
生と同時に第４図に拡大図を示すように、短時間（瞬間
的）で出力をＯＦＦにし、ソフトスタート復帰させるよ
うに、位相調整回路２２を介してＳＣＲ制御部１を制御
する。 一方、比較器１５ではアークレベル設定器１６
からの一定レベル値と比較され、そのレベルを越えたと
き信号を発し、アップダウンカウンター１７をダウンモ
ードに切換える。これにより、アップダウンカウンター
のカウント値はアップモードにおけるカウント値から降
下するわけであるが、ダウンステップ調整器２０による
ステップ曇を調整することにより、−回の降下量（ステ
ップ）を所望に設定できる。例えば、１２ビツトのＤ−
Ａ変換器を用いた場合フルビット数は４０９６ステツプ
となり、ダウンステップ調整器のダウンステップ量を“
５″に設定すると、出力は５／４０９６％降下′するこ
とになる。従って、前記回路１４による出力ＯＦＦ後の
ソフトスタート復帰はこの降下した出力値になる。一旦
出力が降下した優、アップダウンカウンターはアップモ
ードとなり徐々に出力は増加していく。再びアーク放電
が生ずると前述の動作が繰返えされ、出力は全体的に上
昇していく。第３図はその状況を示しており、（ａ）図
は比較器１５の出力、（ｂ）は供給出力を示しである。
アーク放電が発生していない所ではある一定の出力増加
を示すが、アーク放電が発生すると出力は降下している
。
を示すが、アーク放電が発生すると出力は降下している
。
昇温段階が完了し、設定濃度に達すると一般に使用され
ているようなＰＩＤ制御、又は二位置制御等によって、
被処理物温度が一定になるように制御すれば良い。
ているようなＰＩＤ制御、又は二位置制御等によって、
被処理物温度が一定になるように制御すれば良い。
尚、ダウンステップ調整器２０の代りに周期調整器を用
いることもできる。この場合はアーク電流が流れた時間
内はダウンカウンタ−が動作し続けるため、アークの大
きさに比例して出力を降下させることができる。例えば
、周期調整器を０゜２ｓｓｅｃ／ステツプに設定すると
、一つのアークが６１１８１１０続いた場合は３０ステ
ツプさがり、３０／４０９６％の出力降下が生ずる。又
、前述では電流検出部５によりグロー放電の総電流を検
出したが、気密容器内に被処理物と同電位のダミーを挿
入し、これに流れる電流、つまりグロー放電電流の一部
を用いるようにしても良い。
いることもできる。この場合はアーク電流が流れた時間
内はダウンカウンタ−が動作し続けるため、アークの大
きさに比例して出力を降下させることができる。例えば
、周期調整器を０゜２ｓｓｅｃ／ステツプに設定すると
、一つのアークが６１１８１１０続いた場合は３０ステ
ツプさがり、３０／４０９６％の出力降下が生ずる。又
、前述では電流検出部５によりグロー放電の総電流を検
出したが、気密容器内に被処理物と同電位のダミーを挿
入し、これに流れる電流、つまりグロー放電電流の一部
を用いるようにしても良い。
以上詳述したように、本発明は任意に出力増加をさせる
ことができ、アーク放電をフィードバックして短時間に
アークの発生を許容以内に入るように出力を制御してお
り、常に安定したグロー放電を維持させることができ、
一般に使用されているようなプログラム制御、又は手動
のように被処理物の温度上昇に長時間を費したり、損傷
を与えることなしに処理が可能である。
ことができ、アーク放電をフィードバックして短時間に
アークの発生を許容以内に入るように出力を制御してお
り、常に安定したグロー放電を維持させることができ、
一般に使用されているようなプログラム制御、又は手動
のように被処理物の温度上昇に長時間を費したり、損傷
を与えることなしに処理が可能である。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の一実施例の出カ一時闇曲線を示す図で、第３図
（ａ ）はアーク電流検出シグナルを示し、（ｂ）はア
ーク電流検出シグナルに対応′して出カ一時閣の制御動
作説明図で、第４図は第３図（１１）のＡＡ部拡大図で
ある。 １：ＳＣＲ制御部、５：電流検出部、７：気密容器、１
１：被処理物、１２．１５：比較器、１３：アーク電流
検出部、１４：アーク防止回路、１６：アークレベル設
定器、１７：アップダウンカウンター、１８：クロック
パルス発生器、１９：周期調整器、２０：ダウンステッ
プ調整器、２１：Ｄ−Ａ変換器、２２：位相調整回路 特許出願人 日本電子工業株式会社 代表者 高橋 遁之助
本発明の一実施例の出カ一時闇曲線を示す図で、第３図
（ａ ）はアーク電流検出シグナルを示し、（ｂ）はア
ーク電流検出シグナルに対応′して出カ一時閣の制御動
作説明図で、第４図は第３図（１１）のＡＡ部拡大図で
ある。 １：ＳＣＲ制御部、５：電流検出部、７：気密容器、１
１：被処理物、１２．１５：比較器、１３：アーク電流
検出部、１４：アーク防止回路、１６：アークレベル設
定器、１７：アップダウンカウンター、１８：クロック
パルス発生器、１９：周期調整器、２０：ダウンステッ
プ調整器、２１：Ｄ−Ａ変換器、２２：位相調整回路 特許出願人 日本電子工業株式会社 代表者 高橋 遁之助
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、所定ガス雰囲気下の気密容器、該気密容器内に収納
された被処理物、該被処理物と前記気密容器又は周囲電
極との間に高電圧を印加してグロー放電を生起せしめる
ための電源を備えたＨＭにおいて、グロー放電の出力講
−をＤ−Ａ変換器を介して行なう如くなし、該Ｄ−Ａ変
換器にアップダウンカウンターよりカウント値を入力す
る如くなし、前記グロー放電の全放電電流又はその一部
を検出する手段からの信号より異常電流を検出し、その
異常電流検出時のみ該異常電流の頻度、大きさ等に応じ
て前記アップダウンカウンターのカウント値ｉステップ
ダウンし、出力値を降下させる如く構成したことを特徴
とするイオン処理装置の電源装置。 ２、前記アップダウンカウンターは出力増加度が可変で
ある特許請求の範囲第１項記載のイオン処理装置の電源
装置。 ３、前記アップダウンカウンターのダウンステップ饅は
可変である特許請求の範囲第１項記載のイオン処理装置
の電源装置。 ４、前記グロー放電が最大出力の数％出力より開始され
る特許請求の範囲第１項記載のイオン処理装置の電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315382A JPS58141378A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | イオン処理装置の電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315382A JPS58141378A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | イオン処理装置の電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141378A true JPS58141378A (ja) | 1983-08-22 |
| JPH0253507B2 JPH0253507B2 (ja) | 1990-11-16 |
Family
ID=12102636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2315382A Granted JPS58141378A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | イオン処理装置の電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58141378A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435138A (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Automatic returning method for abnormal discharge generating time at glow discharge processing apparatus |
-
1982
- 1982-02-16 JP JP2315382A patent/JPS58141378A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435138A (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Automatic returning method for abnormal discharge generating time at glow discharge processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0253507B2 (ja) | 1990-11-16 |
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