JPH0545500A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速電圧を一定値に設定する際に、操作上の
煩わしさを軽減し、操作性を向上させることができる電
子線照射装置を提供する。 【構成】 電子線加速部内にある高電圧ターミナルから
のモニター電流９は信号変換回路６に送られ、加速電圧
と正比例している直流電圧である加速電圧実際値信号１
０に変換される。電圧設定回路７で発生させた加速電圧
設定値信号１１と、加速電圧実際値信号１０とを信号比
較回路８で比較することより、信号比較回路８は加速電
圧が所定の範囲内にあるように直流高電圧電源の出力電
圧の上昇・下降を指示する信号１２，１３を直流高電圧
用電源の一次側可変電圧に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被処理物にカーテン状
の電子線を照射する電子線照射装置、特に実験室用の電
子線照射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子線照射装置で電子線を発生させるに
は、まず、陰極加熱電圧をフィラメントの両端に印加し
てフィラメントを加熱し熱電子を発生させ、フィラメン
トとグリッドとの間に印加したグリッドバイアス電圧に
より熱電子をフィラメントから引き離す。そして、加速
電圧をグリッドと窓部との間に印加して熱電子を加速空
間で加速し電子線として取り出す。この電子線が窓部を
突き抜け、窓部の下部を通過する被処理物に照射される
ことにより、被処理物に電子線照射処理が施される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現在一般に
利用されている実験室用電子線照射装置においては、加
速電圧、陰極加熱電力、グリッドバイアス電圧をそれぞ
れ独立して手動で制御している。このため、たとえば加
速電圧をある一定値に合わせた状態で電子電流を大きく
する操作を行うと、直流高電圧用電源の一次側電源装置
が定電圧でないことや、加速電圧発生回路の内部インピ
ーダンス等の影響により、多少なりとも加速電圧の低下
を伴う。したがって、電子電流を大きくする操作を行う
と、加速電圧を調整し直す操作が必要になる。特に、大
きい電子電流値を出力する場合などは、この加速電圧を
設定後、電子電流の上昇と加速電圧の補正という操作を
交互に繰り返す必要があり、非常に煩わしいものであっ
た。

【０００４】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、加速電圧を一定値に設定する際に、操作上の煩
わしさを軽減し、操作性を向上させることができる電子
線照射装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり電子電流を一定値に設定する際に、操作上の煩わ
しさを軽減し、操作性を向上させることができる電子線
照射装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、陰極加熱電力を一定値に設定する際に、操作上
の煩わしさを軽減し、操作性を向上させることができる
電子線照射装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの第１の発明は、熱電子を加速空間で加速し電子線と
して取り出す直流高電圧用電源を備える電子線照射装置
において、実際の加速電圧を測定してその加速電圧に比
例した出力信号を出力する加速電圧測定手段と、所望の
加速電圧に比例する出力信号を出力する加速電圧設定手
段と、前記加速電圧測定手段の出力信号と前記加速電圧
設定手段の出力信号とを比較してその結果を出力する比
較手段と、前記比較手段の出力信号に基づいて前記直流
高電圧用電源の出力電圧を調整する制御手段とを設けた
ことを特徴とするものである。

【０００８】上記の目的を達成するための第２の発明
は、陰極を加熱し熱電子を発生させる陰極加熱用電源、
及び熱電子を加速空間に放出するのを制御するグリッド
バイアス用電源のうち少なくとも一方を備える電子線照
射装置において、実際の電子電流を測定してその電子電
流に比例した出力信号を出力する電子電流測定手段と、
所望の電子電流に比例する出力信号を出力する電子電流
設定手段と、前記電子電流測定手段の出力信号と前記電
子電流設定手段の出力信号とを比較してその結果を出力
する比較手段と、前記比較手段の出力信号に基づいて前
記陰極加熱用電源又は前記グリッドバイアス用電源の出
力電圧を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする
ものである。

【０００９】上記の目的を達成するための第３の発明
は、陰極を加熱し熱電子を発生させる陰極加熱用電源を
備える電子線照射装置において、実際の陰極加熱電力を
測定してその電力に比例する出力信号を出力する陰極加
熱電力測定手段と、所望の陰極加熱電力に比例する出力
信号を出力する陰極加熱電力設定手段と、前記陰極加熱
電力測定手段の出力信号と前記陰極加熱電力設定手段の
出力信号とを比較してその結果を出力する比較手段と、
前記比較手段の出力信号に基づいて前記陰極加熱用電源
の出力電圧を調整する制御手段とを設けたことを特徴と
するものである。

【００１０】

【作用】第１の発明は上記の構成によって、予め加速電
圧設定手段により加速電圧を所望の電圧に設定しておく
ことにより、たとえば電子電流を大きくしたために加速
電圧が低下した場合は、比較手段から制御手段に出力信
号が出力され、制御手段は直流高電圧用電源の出力電圧
を調整して、加速電圧設定手段により予め設定した所望
の加速電圧を維持する。

【００１１】第２の発明は上記の構成によって、予め電
子電流設定手段により電子電流を所望の電流に設定して
おくことにより、たとえば加速電圧の変動により電子電
流が低下した場合は、比較手段から制御手段に出力信号
が出力され、制御手段は陰極加熱用電源又はグリッドバ
イアス用電源の出力電圧を調整して、電子電流設定手段
により予め設定した所望の電子電流を維持する。

【００１２】第３の発明は上記の構成によって、予め陰
極加熱電力設定手段により陰極加熱電力を所望の電力に
設定しておくことにより、たとえば電源電圧の変動によ
り陰極加熱用電源の出力電力が低下した場合は、比較手
段から制御手段に出力信号が出力され、制御手段は陰極
加熱用電源の出力電圧を調整して、陰極加熱電力設定手
段により予め設定した所望の電力を維持する。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１は本発明の一実施例である電子線照射装
置における加速電圧信号系統の模式図、図２はその電子
線照射装置における電子電流信号系統の模式図、図３は
その電子線照射装置における陰極電力信号系統の模式
図、図４はその電子線照射装置の概略構成図である。

【００１４】図４に示す電子線照射装置は、電子線加速
部１と、直流高電圧発生部２と、直流高電圧用電源の一
次側可変電源３と、陰極加熱用電源の一次側可変電源４
と、グリッドバイアス用電源の一次側可変電源５とを有
するものである。

【００１５】電子線加速部１は、図示しないが、熱電子
を放出するフィラメントと、放出された熱電子をコント
ロールするグリッドと、電子線加速部１内の真空雰囲気
と被処理物に電子線を照射する照射空間内の照射雰囲気
とを仕切ると共に、電子線を取り出すための窓部とを備
える。

【００１６】直流高電圧発生部２は、フィラメントで発
生した熱電子を加速し電子線として取り出すためのもの
で、陰極加熱用電源、グリッドバイアス用電源及び直流
高電圧用電源を合わせ持っている。陰極加熱用電源はフ
ィラメントの両端に陰極加熱電圧を印加してフィラメン
トを加熱し熱電子を発生させるものであり、グリッドバ
イアス用電源はフィラメントとグリッドとの間にグリッ
ド電圧を印加してフィラメントが発した熱電子をフィラ
メントから引き離すものである。直流高電圧用電源はグ
リッドと窓部との間に加速電圧を印加して熱電子を加速
空間で加速し電子線として取り出すものである。

【００１７】直流高電圧用電源の一次側可変電源（制御
手段）３は、加速電圧発生回路に電力を送り込むための
もので、一次側可変電源の出力電圧を可変にすることに
よって加速電圧を制御している。陰極加熱用電源の一次
側可変電源（制御手段）４は、陰極加熱電力発生回路に
電力を送り込むためのもので、可変電圧若しくは位相制
御によって陰極加熱電圧を制御する。グリッドバイアス
用電源の一次側可変電源（制御手段）５は、グリッドバ
イアス電圧発生回路に電力を送り込みグリッドバイアス
電圧を制御するものであるが、陰極加熱電力を可変にす
ることによってのみ電子電流を制御する方式のものには
装備されていない。

【００１８】まず、加速電圧を自動的に制御する場合に
ついて図１を参照しつつ説明する。電子線加速部１内に
ある高電圧ターミナルからの加速電圧モニター電流９は
既知の高抵抗値を持つ抵抗器を通って信号変換回路６に
送られる。高電圧ターミナルは加速電圧と同電圧である
ので、モニター電流９は、その電流値が高電圧ターミナ
ルの電圧と常に正比例している。モニター電流９を信号
変換回路６で、既知の抵抗値を持つ抵抗器に通すなどの
方法によって、加速電圧と正比例している直流電圧であ
る加速電圧実際値信号１０に変換する。

【００１９】一方、電圧設定回路７で、基準電圧電源及
び可変抵抗器等を用いるなどの方法によって加速電圧設
定値信号１１を発生させる。加速電圧設定値信号１１は
先の加速電圧実際値信号１０と同じ比率で設定目標であ
る加速電圧に比例する直流電圧である。加速電圧実際値
信号１０と加速電圧設定値信号１１とを信号比較回路８
で比較し、加速電圧実際値信号１０の電圧が加速電圧設
定値信号１１の電圧に比べて予め設定された範囲（又は
値）を超えて大きければ、信号比較回路８は直流高電圧
用電源の一次側可変電源３に直流高電圧用電源の出力電
圧を小さくすることを指示する信号１３を送る。

【００２０】また、加速電圧実際値信号１０の電圧が加
速電圧設定値信号１１の電圧に比べて予め設定された範
囲を下回っていれば、信号比較回路８は直流高電圧用電
源の一次側可変電源３に直流高電圧用電源の出力電圧を
大きくすることを指示する信号１２を送る。そして加速
電圧実際値信号１０の電圧が加速電圧設定値信号１１の
電圧に比べて予め設定された範囲内（又は値）に収まっ
ていれば、信号比較回路８は直流高電圧用電源の一次側
電源３に何ら信号は送らない。こうして、加速電圧は、
自動的に設定されたレベルに落ち着く。

【００２１】次に、グリッドバイアス電圧を自動的に制
御する場合について説明する。図２に示すように、アー
スから直流高電圧発生部２の正極に戻る電流値である電
子電流モニター電流１７は信号変換回路１４で既知の抵
抗値を持つ抵抗器に通すなどの方法によって、その抵抗
値を比例定数として電子電流値に正比例する直流電圧で
ある電子電流実際値信号１８に変換される。一方、電流
設定回路１５において、先の電子電流実際値信号１８と
同じ比率で設定目標である電子電流値に比例する直流電
圧である電子電流設定値信号１９を発生させる。電子電
流実際値信号１８と電子電流設定値信号１９とを信号比
較回路１６で比較することにより、上記加速電圧を自動
制御する場合と同様に、グリッドバイアス用電源の一次
側可変電源５にグリッドバイアス用電源の出力電圧の上
昇又は下降を指示する信号２０，２１を送る。尚、電子
電流値の制御が陰極加熱用電源によって行われる場合
は、陰極加熱用電源の一次側可変電源４に陰極加熱用電
源の出力電圧の上昇又は下降を指示する信号を送る。

【００２２】また、例えば工場設備等の電源電圧の変動
による陰極加熱電力の変動を防止し、自動的に陰極加熱
電力を所定の設定値に保持するためには、陰極加熱用電
源の一次側可変電源の出力電力を電力トランスデューサ
ー２２（図４参照）によってこの出力電力に正比例した
電圧値である陰極電力モニター信号２６に変換する。図
３に示すように、この陰極電力モニター信号２６を信号
変換回路２３で直流電圧である陰極電力実際値信号２７
に変換する。電圧設定回路２４で発生させた陰極電力設
定値信号２８と陰極電力実際値信号２７とを信号比較回
路２５において比較し、上記加速電圧を自動制御する場
合と同様に、陰極加熱用電源の一次側可変電源４に陰極
加熱用電源の出力電圧の上昇又は下降を指示する信号２
９，３０を送る。

【００２３】このように、本実施例の電子線照射装置で
は、加速電圧、電子電流及び陰極加熱電力を自動的に所
定の設定値に設定し、何らかの原因で実際の値が設定値
から外れた場合でも、設定値に自動的に制御することが
できるので、その都度設定を行う必要がなく、操作性が
向上する。

【００２４】尚、上記の実施例では、加速電圧、電子電
流及び陰極加熱電力のすべてを自動的に制御する場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、加速電圧、電子電流及び陰極加熱電力のうち少な
くともいずれか一つを自動的に制御するものであっても
よい。たとえば、手動で調整するパラメータがある場合
には、他の自動的に制御するパラメータの変化の速度を
手動で調整するパラメータの変化の速度よりも速くする
ことによって、手動で調整するパラメータを操作して
も、自動化されたパラメータは、その補正が十分に追随
し、常に一定値を保持することができる。そのため当然
のことながら、手動で調整するパラメータを操作するた
びに他の自動化されたパラメータは矯正する必要はなく
なるので、操作性が格段に向上する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明によれ
ば、加速電圧を、予め設定した電圧に自動的に制御する
ことができるので、たとえ電子電流が変動しても、加速
電圧を一定に維持することができ、したがって操作上の
煩わしさを軽減し、操作性を向上させることができる電
子線照射装置を提供することができる。

【００２６】以上説明したように第２の発明によれば、
電子電流を、予め設定した電流に自動的に制御すること
ができるので、たとえ加速電圧が変動しても、電子電流
を一定に維持することができ、したがって操作上の煩わ
しさを軽減し、操作性を向上させることができる電子線
照射装置を提供することができる。

【００２７】以上説明したように第３の発明によれば、
陰極加熱電力を、予め設定した電力に自動的に制御する
ことができるので、たとえ電源電圧が変動しても、陰極
加熱電力を一定に維持することができ、したがって操作
上の煩わしさを軽減し、操作性を向上させることができ
る電子線照射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子線照射装置におけ
る加速電圧信号系統の模式図である。

【図２】本実施例の電子線照射装置における電子電流信
号系統の模式図である。

【図３】本実施例の電子線照射装置における陰極電力信
号系統の模式図である。

【図４】本実施例の電子線照射装置の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子線加速部 ２ 直流高電圧発生部 ３ 直流高電圧用電源の一次側可変電源 ４ 陰極加熱用電源の一次側可変電源 ５ グリッドバイアス用電源の一次側可変電源 ６、１４、２３ 信号変換回路 ７、２４ 電圧設定回路 ８、１６、２５ 信号比較回路 ９ 加速電圧モニター電流 １０ 加速電圧実際値信号 １１ 加速電圧設定値信号 １２、２０、２９ 電圧上昇信号 １３、２１、３０ 電圧下降信号 １５ 電流設定回路 １７ 電子電流モニター電流 １８ 電子電流実際値信号 １９ 電子電流設定値信号 ２２ 電力トランスデューサー ２６ 陰極加熱電力モニター信号 ２７ 陰極加熱電力実際値信号 ２８ 陰極加熱電力設定値信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱電子を加速空間で加速し電子線として
   取り出す直流高電圧用電源を備える電子線照射装置にお
   いて、実際の加速電圧を測定してその加速電圧に比例し
   た出力信号を出力する加速電圧測定手段と、所望の加速
   電圧に比例する出力信号を出力する加速電圧設定手段
   と、前記加速電圧測定手段の出力信号と前記加速電圧設
   定手段の出力信号とを比較してその結果を出力する比較
   手段と、前記比較手段の出力信号に基づいて前記直流高
   電圧用電源の出力電圧を調整する制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする電子線照射装置。
2. 【請求項２】 陰極を加熱し熱電子を発生させる陰極加
   熱用電源、及び熱電子を加速空間に放出するのを制御す
   るグリッドバイアス用電源のうち少なくとも一方を備え
   る電子線照射装置において、実際の電子電流を測定して
   その電子電流に比例した出力信号を出力する電子電流測
   定手段と、所望の電子電流に比例する出力信号を出力す
   る電子電流設定手段と、前記電子電流測定手段の出力信
   号と前記電子電流設定手段の出力信号とを比較してその
   結果を出力する比較手段と、前記比較手段の出力信号に
   基づいて前記陰極加熱用電源又は前記グリッドバイアス
   用電源の出力電圧を調整する制御手段とを設けたことを
   特徴とする電子線照射装置。
3. 【請求項３】 陰極を加熱し熱電子を発生させる陰極加
   熱用電源を備える電子線照射装置において、実際の陰極
   加熱電力を測定してその電力に比例する出力信号を出力
   する陰極加熱電力測定手段と、所望の陰極加熱電力に比
   例する出力信号を出力する陰極加熱電力設定手段と、前
   記陰極加熱電力測定手段の出力信号と前記陰極加熱電力
   設定手段の出力信号とを比較してその結果を出力する比
   較手段と、前記比較手段の出力信号に基づいて前記陰極
   加熱用電源の出力電圧を調整する制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする電子線照射装置。
4. 【請求項４】 前記比較手段は比較した結果が一定の範
   囲を越えた場合に、出力信号を発するものである請求項
   １、２又は３記載の電子線照射装置。