JPH0720640Y2

JPH0720640Y2 - 電子線照射装置

Info

Publication number: JPH0720640Y2
Application number: JP2317089U
Authority: JP
Inventors: 泰信関根
Original assignee: iwasakidenki
Current assignee: iwasakidenki
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2004-02-28
Also published as: JPH02115200U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は，被処理物にカーテン状の電子線を照射する電
子線照射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の電子線照射装置の概略正面図、第６図は
その概略平面図である。第５図及び第６図においてＡは
被処理物、50は被処理物Ａが通過する搬送路、60は搬送
路50内の被処理物を移動する搬送装置、70は被処理物に
電子線を照射する電子線発生部である。

搬送路50の左側端部は被処理物Ａを搬入する搬入路51で
あり、搬送路50の右側端部は被処理物Ａを搬出する搬出
路52である。また搬送路50の中央部は電子線を照射する
中央搬送路53である。搬入路51には入口外側開閉扉54a
と入口内側開閉扉54bが設けられ、一方搬出路52には出
口内側開閉扉55aと出口外側開閉扉55bが設けられてい
る。搬送路50内の床部の中央部には後述する搬送用チェ
ーン61の係止片62が移動自在に嵌入されるスリット56が
形成されている。

搬送装置60は搬送路50の下方に設けられ、搬送路50内の
スリット56に沿って被処理物Ａを搬入路51から中央搬送
路53を通って搬出路52へ搬送する搬送用チェーン61と、
搬送用チェーン61に取り付けられた係止片62と、搬送用
チェーン61を駆動するためのモーター63とを含むもので
ある。

電子線発生部70は中央搬送路53の上部に設けられ、電子
線を放出するフィラメント71と、放出させた電子線をコ
ントロールするグリッド72と、シールド電極73と、電子
線発生部70内の真空雰囲気と中央搬送路53内の照射雰囲
気（たとえば窒素ガス）とを仕切ると共に電子線を取り
出すためのチタン箔で形成された窓74とを含むものであ
る。尚、電子線発生部70は電力を供給する電源部75と電
気的に接続されている。また、電子線発生部70の内部は
図示しない拡散ポンプ等により真空に保たれている。

尚、搬送路50の周囲、開閉扉54a・54b・55a・55b、搬送
用チェーン61及び電子線発生部70の周囲は電子照射時に
二次的に発生するＸ線が外部へ漏出しないように、鉛遮
蔽が施されている。また、搬送路50、搬送装置60及び電
子線発生部70は外函80内に収納され、外函80の前面81に
は制御装置の制御ボタン等を備えた図示しない操作部が
設けられている。尚、矢印Ｘは被処理物Ａの搬送方向を
示す。

第７図は従来の電子線照射装置の電子線発生原理を示す
概略回路図である。第７図においてＹはビーム電流、E₁
はフィラメント71の加熱用電源、E₂はグリッド72に電圧
を加えるグリッド用電源、E₃は高圧電源、T₁・T₂は絶縁
トランス、D₁は整流器、76はシャーシである。その他の
符号は第５図及び第６図と同様である。

加熱用電源E₁によりトランスT₁の一次側に電圧を加え、
二次側に接続されているフィラメント71を加熱する。一
方、グリッド用電源E₂によりトランスT₂の一次側に電圧
を加え、二次側に接続された整流器D₁を介してグリッド
72に制御電圧を印加する。そして、グリッド用電源E₂の
電圧を可変することによりフィラメント71からの熱電子
の放出を制御する。グリッド72から取り出された電子は
グリッド72とシャーシ76間に接続された加速用電源E₃に
より加速され、ビーム電流Ｙとなって窓74を突き抜け、
窓74下方の照射領域77を通過する被処理物Ａに照射され
る。尚、フィラメント71の加熱用電源E₁と加速用電源E₃
とは予め適当な値に設定され、グリッド72の電位をグリ
ッド用電源E₂で可変することにより被処理物Ａに応じた
所定のビーム電流（照射量）に制御する。

本装置により被処理物Ａに電子線を照射するには、先ず
ビーム電流Ｙを目標とする大凡の値に設定する。次に、
操作部の図示しない制御ボタンを操作し、入口外側開閉
扉54aを開状態とする（このとき、他の開閉扉54b・55a
・55bは閉状態となっている。）。そして、搬入路51内
に被処理物Ａを入れて、入口外側開閉扉54aを閉じる。
次に、搬送装置60のモーター63の回転速度を目的の値に
設定する。これにより、ビーム電流値と照射時間が設定
されているので、目標とする電子線照射量がプリセット
される。

そして、スタートスイッチを押すと、入口内側開閉扉54
bと出口内側開閉扉55aとが開状態となり、被処理物Ａは
搬送用チェーン61により所定の速度で中央搬送路53内を
移動する。被処理物Ａが電子線発生部70の窓74下方の照
射領域77に達すると、電子線発生部70の窓74からカ−テ
ン状の電子ビームが被処理物Ａに照射され、被処理物Ａ
は電子線照射されながら搬出路52方向へ搬送される。被
処理物Ａが電子線発生部70の下部を通過し終わると、電
子線発生部70の照射を終了する。被処理物Ａが搬出路52
に達すると図示しない制御装置により入口内部開閉扉54
bと出口内側開閉扉55aとが閉状態となる。そして、出口
外側開閉扉55bを開けて被処理物Ａを取り出す。

このように、従来の電子線照射装置では、搬送路50の左
右に設けた二重の開閉扉54a・54b・55a・55bを順次開閉
することによって被処理物Ａを出し入れし、電子線照射
により発生するＸ線の外部漏出を防止しつつ、予め設定
された電子線照射量を被処理物Ａに照射する。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の電子線照射装置ではビーム電流Ｙ
の値を予め設定し、被処理物Ａが照射領域77に達する前
から所定のビーム電流Ｙを流していたので、無駄な電子
線が多く発生し不経済であるという欠点があった。

本考案は上記事情に基づいてなされたものであり、電子
線の処理効率の向上と、消費電力の軽減化を図ることが
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。

〔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本考案は、電子を放出する
フィラメントと該電子の放出量を制御するグリッドとを
有し電子線を発生する電子線発生部と、前記フィラメン
トを加熱する加熱用電源と、前記グリッドに電圧を加え
るグリッド用電源と、前記フィラメントから放出された
電子線を加速する加速用電源と、被処理物に電子線処理
を行う照射領域を有する搬送路と、該搬送路に送入され
た被処理物を搬送する搬送装置とを備え、被処理物の搬
送速度や種類に応じてグリッド電圧を調整してビーム電
流を所定の値に設定する電子線照射装置において、前記
搬送路内の前記被処理物の搬送位置を検知する検知手段
と、該検知手段からの信号に基づき、前記搬送位置に対
応してグリッド電圧を漸次上げ、前記被処理物が前記照
射領域を通過する際には前記所定のビーム電流となるよ
うにグリッド電圧を調整するグリッド制御手段を設けた
ものである。

〔作用〕

本考案は前記の構成により、被処理物に電子線を照射す
る場合には、予めフィラメントを加熱用電源で加熱し、
加速用電源により加速電圧を所定値に設定する。そし
て、搬送路の搬入口に被処理物を送入する。すると、被
処理物は搬送路を移動して照射領域の方向に搬送され
る。検知手段は被処理物の搬送路内の搬送位置を検知し
てグリッド制御手段に信号を発する。グリッド制御手段
は被処理物の搬送位置に対応して、電子線発生部のグリ
ッド電圧を徐々に上げ、被処理物が照射領域手前に近づ
いた時に目標とする電子線照射量を照射するようにグリ
ッド電圧を制御する。このように、非処理時は電子線照
射量を少なくし、被処理物の処理時のみ設定値のビーム
電流を照射することによって、消費電力の低減を図るこ
とができる。また、定格状態での電子線照射時間が短く
なるので、加速用電源の容量を小さくすることができ、
電源部を小型化することができる。また、電源装置に冷
却機構が付加されている場合には、それらの負担も軽減
することができる。更に、ビーム電流が徐々に順を追っ
て上昇するので、装置内で急激な電気的変化が生ぜず、
不必要な放電が起こりにくくなる。

〔実施例〕

以下に本考案の第１の実施例を第１図乃至第４図を参照
して説明する。第２図は本考案の１実施例である電子線
照射装置の概略平面図、第３図はその概略正面図であ
る。第２図及び第３図において１は外函、10は搬送路、
20は搬送装置、30は電子線発生部、40は電源部、Ａは被
処理物である。尚、Ｂはトレイ、矢印Ｘは被処理物Ａの
搬送方向を示す。

搬送路10は第１の搬送路12及び第２の搬送路13からな
り、Ｌ字中空状の通路を形成する。第１の搬送路12は外
函１の正面1aに沿って平行に設けられ、その床部の中央
部には後述する搬送用チェーン21の係止片22a・22bが移
動自在に嵌入されるスリット14が形成されている。第２
の搬送路13は第１の搬送路12の左端部の側面に設けら
れ、トレイＢに載せた被処理物Ａを搬入・搬出するため
の開閉扉15a・15bが設けられている。

搬送装置20は主搬送部と第２搬送部とからなる。主搬送
部は第１の搬送路12の下方に設けられた搬送用チェーン
21と、搬送用チェーン21に取り付けられ、スリット14に
沿って被処理物Ａを移動する係止片22a・22bと、搬送用
チェーン21を駆動するモーター23と、スプロケット24と
を含むものである。

第２の搬送部は、被処理物Ａを第１の搬送路12に出し入
れするために第２の搬送路13の床部に設けられた搬送用
ローラー25と、図示しない駆動用のモーターと含むもの
である。また、第３図に示すように第２の搬送路13内に
設けられた搬送用ローラー25は、その上面が第１の搬送
路12の床面と同一平面上に位置するように設けられてい
る。

そして、搬送用チェーン21及び搬送用ローラー25は正転
及び逆転が可能であり、第１の搬送路12内にある被処理
物Ａを左右に、また第２の搬送路13内にある被処理物Ａ
を前方または後方に移動することができる。

電子線発生部30は電子線を放出するフィラメント31と、
放出された電子線をコントロールするグリッド32と、シ
ールド電極33と、チタン箔で形成された窓34とを含むも
のであり、第１の搬送路12の上部に設けられ、カーテン
状の電子ビームを被処理物Ａに照射する。尚、電子線発
生部30の内部は図示しない拡散ポンプ等により真空に保
たれている。

電源部40は後述する電源E₁・E₂・E₃と、トランスT₁・T₂
・T₃と、抵抗R₁・R₂・R₃及び接点t_m1〜t_m3からなるグリ
ッド制御部Ｃ等を含むものであり、電子線発生部30のフ
ィラメント31やグリッド32等と電気的に接続されてい
る。

尚、第１の搬送路12、第２の搬送路13の周囲、搬送用チ
ェーン21、搬送用ローラー25、開閉扉15a・15b及び電子
線発生部30の周囲は電子線照射時に発生するＸ線が外部
へ漏出しないように、鉛遮蔽が施されている。そして、
搬送路10、搬送装置20及び電子線発生部30は外函１内に
収納され、外函１の前面1aには制御装置の制御ボタン等
を配置した図示しない操作部が設けられている。

第１図は本考案の１実施例である電子線照射装置の電子
線発生原理を示す概略回路図である。第１図においてE₁
はフィラメント31を加熱するための加熱用電源、E₂はグ
リッド32に電圧Egを加えるグリッド用電源、E₃はグリッ
ド32によって取り出した電子を加速するための高電圧を
供給する加速用電源、T₁・T₂は絶縁トランス、T₃はグリ
ッド電圧制御用トランス、D₁は整流器、Tm₁〜Tm₃は被処
理物Ａの搬送時間を検知するタイマ、t_m1〜t_m3はタイマ
Tm₁〜Tm₃の各接点、SW₁はグリッド用電源E₂投入用スイ
ッチ、SW₂はグリッド電圧設定用スイッチ、R₁・R₂・R₃
・Ra・Rbはグリッド電圧制御用の抵抗である。尚、Ｙは
ビーム電流を示す。また、タイマTm₁〜Tm₃は時間の経過
と共にタイマTm₁・Tm₂・Tm₃の順番で順次作動し、接点t
_m1・t_m2・t_m3により抵抗R₁・R₂・R₃を順次矩絡する。

加熱用電源E₁はトランスT₁の一次側に接続され、二次側
に接続されているフィラメント31を加熱する。一方、グ
リッド用電源E₂はトランスT₃の一次側に接続され、二次
側は抵抗R₁・R₂・R₃を介してトランスT₂の一次側に接続
されている。そして、トランスT₂の二次側に接続された
整流器D₁を介してグリッド32に制御電圧を印加する。
尚、グリッド電圧Egはグリッド用電源E₂の電圧を可変す
ることにより制御され、また抵抗R₁・R₂・R₃を矩絡する
ことによっても制御される。これにより、フィラメント
31からの熱電子の放出量を調節する。

グリッド32から取り出された電子はグリッド32とシャー
シ36間に接続された高圧の加速用電源E₃により加速さ
れ、ビーム電流Ｙとなって窓34を突き抜け、窓34下方の
照射領域37を通過する被処理物Ａに照射される。尚、通
常はフィラメント31の加熱用電源E₁と加速用電源E₃とを
所定の値に設定し、グリッド電圧Egを可変することによ
りビーム電流（照射量）を調節する。

上記の構成により、被処理物Ａ（試料片等）に電子線を
照射する場合には、予め、照射領域37でのビーム電流Ｙ
が目標値となるようにフィラメント31の加熱用電源E₁、
グリッド電圧Egのグリッド用電源E₂及び放出した電子を
加速するための加速用電源E₃の各出力電圧を被処理物Ａ
に応じて所定の値に設定する。尚、このときのグリッド
用電源E₂の出力電圧は第１図に示すスイッチSW₂を閉状
態とし抵抗R₁・R₂・R₃を矩絡した状態での値である。ま
た、スイッチSW₂はグリッド用電源E₂の電圧設定時のみ
矩絡状態とし、設定終了後は開放状態とする。更に、搬
送装置20のモーター23の回転速度を設定する。そして、
図示しない制御装置の扉開閉ボタンを操作することによ
り、外側開閉扉15aを開状態とし（このとき、開閉扉15b
は閉状態となっている。）、被処理物ＡをトレイＢに載
せて第２の搬送路13内に入れて、外側開閉扉15aを閉
じ、内側開閉扉15bを開ける。これにより、目標とする
電子線照射がプリセットされる。

そして、被処理物Ａに電子線処理を行うため、図示しな
い制御装置のスタートボタンを押す。すると、スイッチ
SW₁が閉状態となりタイマTm₁・Tm₂・Tm₃が始動すると共
に、搬送用ローラー25が図示しない駆動用のモーターに
よって駆動され、被処理物Ａを第１の搬送路12の方向に
移動する。このとき、グリッド電圧Egは予め設定された
電圧よりも抵抗R₁・R₂・R₃分だけ降下された値となるた
めビーム電流Ｙの照射量は微量である。被処理物Ａが第
２の搬送路13から第１の搬送路12の左端部の方向に移動
し、第４図に示すP₁の地点に達すると先ずタイマTm₁が
作動し、接点t_m1を閉状態とする。すると、抵抗R₁の両
端が矩絡されて、グリッド電圧Egが上昇し、ビーム電流
Ｙの量が少し増加する。

被処理物Ａが第１の搬送路12の左端部に達すると、搬送
用チェーン21に取り付けられた係止片22aによって押し
進められ、第１の搬送路12内を右方向に移動する。そし
て、被処理物ＡがP₂の地点に達すると、今度はTm₂が作
動し、接点t_m2によって抵抗R₁と抵抗R₂とが矩絡され
る。すると、抵抗分だけ更にグリッド電圧Egが上昇し、
ビーム電流Ｙの量が増加する。

被処理物Ａが電子線発生部30の照射領域37手前のP₃地点
に達すると、今度はTm₃が作動し、接点t_m3によって抵抗
R₁、抵抗R₂及び抵抗R₃が矩絡される。これにより、グリ
ッド電圧Egは予め設定した電圧と等しくなり、目標とす
るビーム電流値となる。そして、このビーム電流Ｙは電
子線発生部30下部の窓34を通過して、照射領域37に搬送
された被処理物Ａに照射される。

被処理物Ａに電子線を照射し終わると、搬送用チェーン
21は逆転し、被処理物Ａは他方の係止片22bにより押し
戻され、もと来た路を通って左に移動し送入された位置
に戻る。内側開閉扉54bを閉じた後、外側開閉扉5aを開
けて被処理物Ａを取り出す。尚、被処理物Ａは電子線発
生部30の窓34の下部を再度通るので、もう一度被処理物
Ａに電子線を照射してもよい。

このように、タイマTm₁・Tm₂・Tm₃によって被処理物Ａ
の搬送時間を検知することにより、被処理物Ａが第２の
搬送路13のP₁地点及び第１の搬送路12のP₂・P₃地点を通
るのを検知し、グリッド制御部Ｃでグリッド電圧Egを制
御することによりビーム電流Ｙを徐々に目標値に近づ
け、被処理物Ａが照射領域37の手前に達したときに設定
したビーム電流値とする。尚、タイマTm₁・Tm₂・Tm₃は
被処理物Ａの搬送速度に対応して、その搬送時間を適切
に設定することとする。

上記の実施例によれば、被処理物Ａが照射領域37に達す
るまで（非処理時）はビーム電流Ｙを低い値から徐々に
増加し、処理時のみ設定値のビーム電流を照射するの
で、消費電力の低減を図ることができる。

また、上記の実施例によれば、非処理時はビーム電流の
値が小さく、処理時のみ設定した定格状態のビーム電流
を照射するので、定格状態での電子線照射時間を短くす
ることができる。したがって、高電圧直流電源である加
速用電源E₃の容量を小さくすることができ、電源部40の
小型化及びそれらに冷却機構が付加されている場合に
は、それら冷却機構の負担の軽減を図ることができる。

更に、上記の実施例によれば、ビーム電流が徐々に順を
追って上昇するので、急激な電気的変化が生じない。し
たがって、電子線発生部30内での不必要な放電が起こり
にくく、安定性の面でも好ましい。

尚、上記の実施例においては、タイマTm₁〜Tm₃及び抵抗
R₁〜R₃を各々３個使用してグリッド電圧Egを制御した
が、タイマ及び抵抗の数はこれに限定されるものではな
く、これにより少なくてもよく、また多くてもよい。数
量を多くした場合には更に円滑な制御を行うことがで
き、電気的安定度を増すことができる。また、タイマや
抵抗を使用せず、被処理物Ａの搬送位置を近接スイッチ
や光電スイッチ等により直接的に検知してグリッド電圧
Egを制御してもよい。

また、上記の実施例においては、被処理物Ａが搬送路を
往復する方式の装置でビーム電流を制御する場合につい
て説明したが、搬送方式はこれに限定されるものではな
く従来の装置のように、搬送方向が１方向のものであっ
てもよい。尚、本装置の往復方式によれば、被処理物Ａ
に電子線を照射した後、制御信号によってスイッチSW₁
を開状態とし、電子線照射を停止することにより、シン
グル照射とすることができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、電子線照射量が被
処理物の移動位置と共に徐々に増加して、被処理物が照
射領域内を通過するときのみ定格状態で電子線を照射す
るので、無駄な電子線照射を行わずに電子線処理するこ
とができ、消費電力の軽減を図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】

第１図は本考案の１実施例である電子線照射装置の電子
線発生原理を示す概略回路図、第２図は本考案の１実施
例である電子線照射装置の概略平面図、第３図はその概
略正面図、第４図は説明図、第５図は従来の電子線照射
装置の概略正面図、第６図はその概略平面図、第７図は
従来の電子線照射装置の電子線発生原理を示す概略回路
図である。 E₁……加熱用電源、E₂……グリッド用電源、E₃……加速
用電源、Eg……グリッド電圧、T₁・T₂・T₃……トラン
ス、D₁……整流器、Ｃ……グリッド制御部、R₁・R₂・R₃
・Ra・Rb……抵抗、Tm₁〜Tm₃……タイマ、t_m1〜t_m3……
接点、SW₁・SW₂……スイッチ、１……外函、10……搬送
路、12……第１の搬送路、13……第２の搬送路、14……
スリット、15a・15b……開閉扉、20……搬送装置、21…
…搬送用チェーン、22……係止片、23……モーター、25
……搬送用ローラー、30……電子線発生部、31……フィ
ラメント、32……グリッド、33……シールド電極、34…
…窓、Ａ……被処理物。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電子を放出するフィラメントと該電子の放
出量を制御するグリッドとを有し電子線を発生する電子
線発生部と、前記フィラメントを加熱する加熱用電源
と、前記グリッドに電圧を加えるグリッド用電源と、前
記フィラメントから放出された電子線を加速する加速用
電源と、被処理物に電子線処理を行う照射領域を有する
搬送路と、該搬送路に送入された被処理物を搬送する搬
送装置とを備え、被処理物の搬送速度や種類に応じてグ
リッド電圧を調整してビーム電流を所定の値に設定する
電子線照射装置において、前記搬送路内の前記被処理物
の搬送位置を検知する検知手段と、該検知手段からの信
号に基づき、前記搬送位置に対応してグリッド電圧を漸
次上げ、前記被処理物が前記照射領域を通過する際には
前記所定のビーム電流となるようにグリッド電圧を調整
するグリッド制御手段を設けたことを特徴とする電子線
照射装置。