JPH11223700A - Electron beam scanner and scanning method with electron beam - Google Patents

Electron beam scanner and scanning method with electron beam

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JPH11223700A
JPH11223700A JP3975698A JP3975698A JPH11223700A JP H11223700 A JPH11223700 A JP H11223700A JP 3975698 A JP3975698 A JP 3975698A JP 3975698 A JP3975698 A JP 3975698A JP H11223700 A JPH11223700 A JP H11223700A
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JP
Japan
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electron beam
scanning
current
electromagnet
power supply
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Application number
JP3975698A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yoshizumi
啓 吉住
Naoki Hisanaga
直樹 久永
Yuuichirou Shinnou
祐一朗 神納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly apply an electron beam to a material irradiated with scanning. SOLUTION: An electron beam scanner to scan an electron beam to a material to be irradiated with the scanning of the electron beam includes an electromagnet 1 to deflect the incident electron beam, power supplies 30a, 30b to supply a current to the electromagnet, and a power control means 32 to gradually change the current supplied from the power supplies to the electromagnet and gradually deflecting the incident electron beam to a preset direction and to its opposite direction on an alternate basis for scanning. An electron beam scanning method, in which the elecronmagent 11 to deflect the incident electron beam is used to scan the electron beam deflected by the electromagnet for irradiating the material to be irradiated, comprises gradually changing the current supplied to the electromagnet and gradually deflecting the incident electron beam to a preset direction and to its opposite direction on an alternate basis for scanning.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走査によって電子
線を被照射物に照射する電子線走査装置及び電子線によ
る走査方法に関し、特に走査による電子線の照射むらを
軽減する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam scanning apparatus for irradiating an object with an electron beam by scanning and a scanning method using the electron beam, and more particularly to a technique for reducing irradiation unevenness of the electron beam by scanning.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば滅菌装置として使用される
電子照射装置が知られている。この滅菌装置は、電子を
被照射物に衝突させることにより電子の持つ運動エネル
ギーを熱エネルギーに変換し、以て滅菌を行うというも
のである。図7は、このような従来の電子照射装置の要
部の構成を示す。この電子照射装置は、電子線発生装置
10、電子線走査装置の一部である電磁石11、照射窓
12及び搬送コンベア13を有する。搬送コンベア13
は、電子線の照射対象である被照射物14を所定速度で
搬送する。また、照射窓12は、電子線発生装置10か
らの電子線を搬送コンベア13上を搬送される被照射物
14に導くために設けられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an electron irradiation device used as a sterilizer has been known. This sterilizer converts the kinetic energy of electrons into heat energy by colliding electrons with an object to be irradiated, thereby performing sterilization. FIG. 7 shows a configuration of a main part of such a conventional electron irradiation apparatus. This electron irradiation device includes an electron beam generator 10, an electromagnet 11, which is a part of an electron beam scanning device, an irradiation window 12, and a transport conveyor 13. Conveyor 13
Transports the irradiation object 14 to be irradiated with the electron beam at a predetermined speed. The irradiation window 12 is provided to guide an electron beam from the electron beam generator 10 to an irradiation object 14 conveyed on a conveyor 13.

【0003】電子線発生装置10としては、例えば電子
銃が使用されている。この電子線発生装置10は電子線
Aを間欠的に発生する。以下においては、電子線Aが発
生されている状態を、例えば図9(B)に示すようなパ
ルスで表す。この電子線発生装置10で発生された電子
線Aは、電子ビームとして電磁石11部分を通過し、被
照射物14の表面を照射する。また、この電子線発生装
置10は、電子線Aが出力されるタイミングを表すタイ
ミング信号を生成する。このタイミング信号は、電子線
走査装置の電源制御部22(詳細は後述する)に供給さ
れる。
[0003] As the electron beam generator 10, for example, an electron gun is used. The electron beam generator 10 generates an electron beam A intermittently. In the following, the state where the electron beam A is generated is represented by, for example, a pulse as shown in FIG. The electron beam A generated by the electron beam generator 10 passes through the electromagnet 11 as an electron beam and irradiates the surface of the irradiation object 14. In addition, the electron beam generator 10 generates a timing signal indicating the timing at which the electron beam A is output. This timing signal is supplied to a power supply control unit 22 (details will be described later) of the electron beam scanning device.

【0004】電磁石11は電子線走査装置の一部を構成
するものであり、コアに巻かれたスキャニングコイル
(何れも図示せず)により構成されている。この電磁石
11は、後述する電源部20からスキャニングコイルに
供給される電流に基づいて、電子線発生装置10から出
力される電子線Aを加速させ、収束させ、偏向させるた
めに使用される。
The electromagnet 11 constitutes a part of the electron beam scanning device, and is constituted by a scanning coil (neither is shown) wound on a core. The electromagnet 11 is used to accelerate, converge, and deflect the electron beam A output from the electron beam generator 10 based on a current supplied to a scanning coil from a power supply unit 20 described later.

【0005】このように、電子線Aの加速及び収束が制
御されることにより、被照射物14上で必要とされる電
子線Aのパワー密度が調整される。また、偏向が制御さ
れることにより、被照射物14上での電子線Aの走査が
実現されている。この場合、偏向角度の可変範囲が制御
されることによって走査幅が決定され、偏向角度の変化
速度が制御されることによって走査速度が決定される。
[0005] By controlling the acceleration and convergence of the electron beam A in this manner, the power density of the electron beam A required on the irradiation object 14 is adjusted. The scanning of the electron beam A on the irradiation object 14 is realized by controlling the deflection. In this case, the scanning width is determined by controlling the variable range of the deflection angle, and the scanning speed is determined by controlling the changing speed of the deflection angle.

【0006】次に、上記のように構成された従来の電子
照射装置に適用される電子線走査装置を、図8に示した
ブロック図を参照しながら説明する。この電子線走査装
置は、電磁石11、電源部20、電流値設定回路21及
び電源制御部22から構成されている。
Next, an electron beam scanning device applied to the conventional electron irradiation device configured as described above will be described with reference to a block diagram shown in FIG. This electron beam scanning device includes an electromagnet 11, a power supply unit 20, a current value setting circuit 21, and a power supply control unit 22.

【0007】電源部20は、電磁石11に供給する電流
を発生する。この電源部20で発生される電流の大き
さ、より具体的には後述する正弦波電流の振幅は、電流
値設定回路21から出力される電流値制御信号IAに基
づいて決定される。また、電源部20で発生される電流
の波形形状及び出力タイミングは電源制御部22から出
力される電流波形制御信号IWによって決定される。こ
の電源部20で発生された電流は、スキャニングコイル
電流ISとして上記電磁石11のスキャニングコイルに
供給される。
The power supply section 20 generates a current to be supplied to the electromagnet 11. The magnitude of the current generated by the power supply unit 20, more specifically, the amplitude of a sine wave current described later is determined based on the current value control signal IA output from the current value setting circuit 21. The waveform and output timing of the current generated by the power supply unit 20 are determined by the current waveform control signal IW output from the power supply control unit 22. The current generated by the power supply unit 20 is supplied to the scanning coil of the electromagnet 11 as a scanning coil current IS.

【0008】電流値設定回路21は、電源制御部22か
らの制御信号に基づいて、上述した電流値制御信号IA
を生成し、これを電源部20に供給する。電源制御部2
2は、上記電子線発生装置10からのタイミング信号に
基づいて、上述した電流波形制御信号IWを生成し、こ
れを電源部20に供給する。
The current value setting circuit 21 receives the above-described current value control signal IA based on a control signal from the power supply control unit 22.
Is generated and supplied to the power supply unit 20. Power control unit 2
2 generates the above-described current waveform control signal IW based on the timing signal from the electron beam generator 10 and supplies it to the power supply unit 20.

【0009】以上の構成において、この電子線走査装置
の動作を、図9に示したタイミングチャートを参照しな
がら説明する。
The operation of the electron beam scanning apparatus having the above configuration will be described with reference to a timing chart shown in FIG.

【0010】図9(A)は、電磁石11のスキャニング
コイルに供給されるスキャニングコイル電流ISの波形
を示す。図示するように、スキャニングコイル電流IS
は、不連続な正弦波電流である。不連続な正弦波電流が
用いられているのは、正弦波電流の正の所定値L1から
負の所定値L2までの部分(図中の実線で示された部
分)を電子線Aの出力タイミングに同期させるためであ
る。
FIG. 9A shows a waveform of a scanning coil current IS supplied to the scanning coil of the electromagnet 11. As shown, the scanning coil current IS
Is a discontinuous sinusoidal current. The discontinuous sine wave current is used because the portion of the sine wave current from the predetermined positive value L1 to the predetermined negative value L2 (the portion shown by the solid line in the figure) is the output timing of the electron beam A. This is for synchronization.

【0011】図9(B)は、電子線発生装置10から電
子線Aが出力されるタイミングを示す。各パルスの高レ
ベル(以下、「Hレベル」という)の区間は電子線Aが
出力される区間であり、上記正弦波電流の実線で示した
部分に同期している。この電子線走査装置においては、
スキャニングコイル電流ISが正の所定値L1である時
は、電子線発生装置10からの電子線Aは電磁石11に
よって最大限偏向され、被照射物14の一方の端を照射
する。
FIG. 9B shows the timing at which the electron beam A is output from the electron beam generator 10. The high level (hereinafter, referred to as “H level”) section of each pulse is a section in which the electron beam A is output, and is synchronized with the portion of the sine wave current indicated by the solid line. In this electron beam scanning device,
When the scanning coil current IS is the positive predetermined value L1, the electron beam A from the electron beam generator 10 is deflected to the maximum by the electromagnet 11 and irradiates one end of the irradiation object 14.

【0012】この状態からスキャニングコイル電流IS
が減少するに連れて電子線Aの偏向角が減少し、スキャ
ニングコイル電流ISがゼロになると偏向角もゼロにな
る。この状態では、電子線Aは、走査幅の中心点に照射
される。この状態からスキャニングコイル電流ISが更
に減少(負の方向に増加)するに連れて電子線Aの偏向
角が上記とは逆の方向に増加し、スキャニングコイル電
流ISが負の所定値L2になると、電子線発生装置10
からの電子線Aは電磁石11によって上記とは逆方向に
最大限偏向され、被照射物の他方の端を照射する。これ
に同期して、電子線Aの出力が停止する。以上の動作に
より所定方向Pへの1つの走査が完了する。
From this state, the scanning coil current IS
Decreases, the deflection angle of the electron beam A decreases, and when the scanning coil current IS becomes zero, the deflection angle also becomes zero. In this state, the electron beam A is applied to the center point of the scanning width. From this state, as the scanning coil current IS further decreases (increases in the negative direction), the deflection angle of the electron beam A increases in the opposite direction to the above, and when the scanning coil current IS becomes a predetermined negative value L2. , Electron beam generator 10
Is deflected to the maximum in the opposite direction by the electromagnet 11 to irradiate the other end of the irradiation object. In synchronization with this, the output of the electron beam A stops. The above operation completes one scan in the predetermined direction P.

【0013】この走査が完了すると、次の電子線Aが出
力されるタイミングで再度電磁石11のスキャニングコ
イルに正の所定値L1のスキャニングコイル電流ISが
供給され、被照射物14の一方の端に電子線Aが照射さ
れる。以下上述したと同様の動作が行われることにより
次の走査が完了する。以下同様にして、順次同一方向P
に走査が行われることにより、搬送される被照射物14
の表面全域に電子線が照射されることになる。
When this scanning is completed, a scanning coil current IS having a positive predetermined value L1 is supplied to the scanning coil of the electromagnet 11 again at the timing when the next electron beam A is output. The electron beam A is irradiated. The next operation is completed by performing the same operation as described above. In the same manner, the same direction P
The object 14 to be conveyed by being scanned
The entire surface of the substrate is irradiated with the electron beam.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子線発生
装置10から発生される電子線Aの強さは、種々の要因
により変動しており、常に一定とは限らない。例えば図
10に示すように、パルスのHレベル部分は細かく変動
しており、平坦度は良好でない。このような電子線Aが
走査されることによって被照射物に照射されると、1つ
の走査線上の照射位置によって照射量のバラツキが生じ
る。その結果、被照射物上で照射不足が生じる場所が発
生する。また、走査方向は常に一方向なので、次の走査
においても略同様の照射位置で照射不足が生じる場所が
発生する。
The intensity of the electron beam A generated from the electron beam generator 10 fluctuates due to various factors and is not always constant. For example, as shown in FIG. 10, the H level portion of the pulse fluctuates finely, and the flatness is not good. When the object to be irradiated is irradiated by the scanning of the electron beam A, the irradiation amount varies depending on the irradiation position on one scanning line. As a result, there is a place on the object to be irradiated where insufficient irradiation occurs. In addition, since the scanning direction is always one direction, in the next scan, there is a place where irradiation is insufficient at substantially the same irradiation position.

【0015】即ち、このような平坦度が良好でない電子
線Aを用いて一定の搬送速度で移動している被照射物を
2次元的に走査すると、電子線Aのパルス形状がそのま
ま被照射物上の照射量分布に反映されるので、図11に
示すように、被照射物上の電子線Aの照射量のバラツキ
がそのまま照射むらとなって現れる。ところが、この種
の被照射物に照射される電子線の量の均一性は非常に厳
しい値が要求されており、従来の電子線走査装置では所
望の性能を得ることができなかった。
That is, when the irradiation object moving at a constant transport speed is two-dimensionally scanned using the electron beam A having such a poor flatness, the pulse shape of the electron beam A remains unchanged. Since it is reflected in the above-mentioned irradiation amount distribution, as shown in FIG. 11, the irradiation amount variation of the electron beam A on the irradiation object appears as irradiation unevenness as it is. However, a very strict value is required for the uniformity of the amount of electron beam irradiated on the object to be irradiated, and a desired performance cannot be obtained with a conventional electron beam scanning apparatus.

【0016】そこで、本発明の目的は、走査により被照
射物に均一に電子線を照射することが可能な電子線走査
装置及び電子線による走査方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electron beam scanning apparatus and a scanning method using an electron beam, which can uniformly irradiate an irradiation object with an electron beam by scanning.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の電子線走査装置
は、上記目的を達成するために、電子線を走査すること
により被照射物に該電子線を照射する電子線走査装置で
あって、入射された電子線を偏向させるための電磁石
と、該電磁石に電流を供給する電源と、該電源から前記
電磁石に供給される電流を漸次変化させ、以て前記入射
された電子線を所定方向及びこれと逆方向に交互に漸次
偏向させることにより走査させる電源制御手段、とを備
えている。
In order to achieve the above object, an electron beam scanning apparatus according to the present invention is an electron beam scanning apparatus for irradiating an object to be irradiated with the electron beam by scanning the electron beam. An electromagnet for deflecting the incident electron beam, a power supply for supplying a current to the electromagnet, and a current supplied from the power supply to the electromagnet is gradually changed, so that the incident electron beam is directed in a predetermined direction. And power supply control means for scanning by alternately and gradually deflecting in the opposite direction.

【0018】また、この電子線走査装置における前記上
源は、上記電源制御手段からの制御信号に応じて所定の
極性の電流と該極性とは逆の極性の電流とを交互に出力
し、上記電磁石に供給するように構成できる。
The upper source in the electron beam scanning device alternately outputs a current having a predetermined polarity and a current having a polarity opposite to the polarity in response to a control signal from the power supply control means. It can be configured to supply to an electromagnet.

【0019】更に、この電子線走査装置における上記電
源は、電流を漸増させる第1の電源と、電流を漸減させ
る第2の電源、とを有し、上記電源制御装置からの制御
信号に応じて該第1の電源から出力される電流と第2の
電源から出力される電流とを交互に出力し、上記電磁石
に供給するように構成できる。
Further, the power supply in the electron beam scanning device has a first power supply for gradually increasing the current and a second power supply for gradually decreasing the current, and responds to a control signal from the power supply control device. The current output from the first power source and the current output from the second power source are alternately output and supplied to the electromagnet.

【0020】このように構成される本発明に係る電子線
走査装置によれば、走査方向が交互に変更されながら走
査が行われるので、電子線の出力自体にバラツキがあっ
ても被照射物上における照射量が平均化され、被照射物
に均一に且つ過大・過小照射がないように電子線を照射
することができる。
According to the electron beam scanning apparatus according to the present invention, the scanning is performed while the scanning direction is alternately changed. Are averaged, and the object to be irradiated can be uniformly irradiated with the electron beam without excessive or excessive irradiation.

【0021】また、上記と同様の目的で、本発明に係る
電子線による走査方法は、入射された電子線を偏向させ
るための電磁石を有し、該電磁石で偏向された電子線を
走査することにより被照射物に照射する電子線走査方法
であって、該電磁石に供給される電流を漸次変化させ、
以て前記入射された電子線を所定方向及びこれと逆方向
に交互に漸次偏向させることにより走査させるように構
成されている。
For the same purpose as described above, a scanning method using an electron beam according to the present invention has an electromagnet for deflecting an incident electron beam, and scans the electron beam deflected by the electromagnet. An electron beam scanning method for irradiating an irradiation object by gradually changing the current supplied to the electromagnet,
Thus, the scanning is performed by alternately and gradually deflecting the incident electron beam in a predetermined direction and a direction opposite thereto.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
電子線走査装置について、図面を参照しながら詳細に説
明する。この電子線走査装置は、図7を参照しながら既
に説明した電子照射装置に組み込まれて使用されるもの
とする。従って、電子照射装置の説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an electron beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. This electron beam scanning device is used by being incorporated in the electron irradiation device already described with reference to FIG. Therefore, description of the electron irradiation device is omitted.

【0023】先ず、本発明の実施の形態に係る電子線走
査装置の構成を、図1に示したブロック図を参照しなが
ら説明する。この電子線走査装置は、電磁石11、電源
部30a、電源部30b、電流値設定回路31、電源制
御部32及びトランス33から構成されている。
First, the configuration of the electron beam scanning device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram shown in FIG. This electron beam scanning device includes an electromagnet 11, a power supply unit 30a, a power supply unit 30b, a current value setting circuit 31, a power supply control unit 32, and a transformer 33.

【0024】電源部30aは、図2(A)に示すよう
な、正極性の不連続な正弦波電流W1を出力する。な
お、不連続な正弦波電流W1が使用されている理由は、
正弦波電流の正の所定値L1から負の所定値L2までの
部分(図中の実線で示された部分、以下この部分を特に
「第1波形電流」という)を電子線Aが出力されるタイ
ミングに同期させるためである。
The power supply section 30a outputs a positive discontinuous sinusoidal current W1 as shown in FIG. The reason why the discontinuous sinusoidal current W1 is used is as follows.
The electron beam A outputs a portion of the sine wave current from a positive predetermined value L1 to a negative predetermined value L2 (a portion shown by a solid line in the drawing, and this portion is particularly referred to as a “first waveform current”). This is to synchronize with the timing.

【0025】この電源部30aから出力される正弦波電
流W1の振幅は、電流値設定回路31からの電流値制御
信号IA1によって制御される。また、この電源部30
aから出力される第1波形電流の出力タイミング及びそ
の形状は、電源制御部32からの電流波形制御信号IW
1に従って決定される。この電源部30aからの出力は
トランス33の第1入力端子に供給される。
The amplitude of the sine wave current W1 output from the power supply section 30a is controlled by a current value control signal IA1 from a current value setting circuit 31. Also, the power supply unit 30
The output timing and the shape of the first waveform current output from the current waveform control signal IW
1 is determined. The output from the power supply unit 30a is supplied to a first input terminal of the transformer 33.

【0026】また、電源部30bは、図2(B)に示す
ような、負極性の不連続な正弦波電流W2を出力する。
なお、不連続な正弦波電流を使用している理由は、上記
と同様に、正弦波電流の負の所定値L3から正の所定値
L4までの部分(図中の実線で示された部分、以下この
部分を特に「第2波形電流」という)を電子線Aが出力
されるタイミングに同期させるためである。
The power supply section 30b outputs a negative polarity discontinuous sine wave current W2 as shown in FIG. 2B.
The reason why the discontinuous sine wave current is used is that, similarly to the above, the portion of the sine wave current from the negative predetermined value L3 to the positive predetermined value L4 (the portion indicated by the solid line in the drawing, This part is hereinafter referred to as a “second waveform current” in particular) in order to synchronize the timing at which the electron beam A is output.

【0027】この電源部30bから出力される正弦波電
流W2の振幅は、電流値設定回路31からの電流値制御
信号IA2によって制御される。また、この電源部30
bから出力される第2波形電流の出力タイミング及びそ
の形状は、電源制御部32からの電流波形制御信号IW
2に従って決定される。この電源部30bからの出力は
トランス33の第2入力端子に供給される。
The amplitude of the sine wave current W2 output from the power supply 30b is controlled by the current value control signal IA2 from the current value setting circuit 31. Also, the power supply unit 30
The output timing and the shape of the second waveform current output from the current waveform control signal IW
2 is determined. The output from the power supply unit 30b is supplied to a second input terminal of the transformer 33.

【0028】電流値設定回路31は、電源制御部32か
らの制御信号に応じて、電源部30aから出力される正
弦波電流W1の振幅を決定するための電流値制御信号I
A1及び電源部30bから出力される正弦波電流W2の
振幅を決定するための電流値制御信号IA2を生成す
る。この電流値設定回路31で生成された電流値制御信
号IA1及びIA2は、それぞれ電源部30a及び30
bに供給される。
The current value setting circuit 31 responds to a control signal from the power supply control unit 32 to determine a current value control signal I for determining the amplitude of the sine wave current W1 output from the power supply unit 30a.
A1 and a current value control signal IA2 for determining the amplitude of the sine wave current W2 output from the power supply unit 30b are generated. The current value control signals IA1 and IA2 generated by the current value setting circuit 31 correspond to the power supply units 30a and 30a, respectively.
b.

【0029】電源制御部32は、上述した電子線発生装
置10からのタイミング信号に基づいて電流波形制御信
号IW1及びIW2を生成し、それぞれ電源部30a及
び30bに供給する。これら電流波形制御信号IW1及
びIW2は、上述したように、正弦波電流W1及びW2
の各第1及び第2波形電流部分を電子線Aの出力タイミ
ングに同期させて出力するために使用される。
The power control unit 32 generates current waveform control signals IW1 and IW2 based on the timing signal from the electron beam generator 10 described above, and supplies them to the power supplies 30a and 30b, respectively. These current waveform control signals IW1 and IW2 are, as described above, sinusoidal currents W1 and W2
Are used to output the first and second waveform current portions in synchronization with the output timing of the electron beam A.

【0030】トランス33は、1次側に第1入力端子及
び第2入力端子といった2つの入力端子を備え、2次側
に1つの出力端子を備えている。1次側と2次側との巻
線比は、例えば「1:1」である。このトランス33
は、第1入力端子に供給される電源部30aの出力及び
第2入力端子に供給される電源部30bの出力をそのま
ま出力端子に出力する。これにより、トランス33の出
力端子からは、図2(C)に示すような、正弦波電流W
1及びW2の各第1及び第2波形電流部分が交互に周期
的に出現する電流が出力される。このトランス33から
出力される電流がスキャニングコイル電流ISとして電
磁石11のスキャニングコイル(図示しない)に供給さ
れる。
The transformer 33 has two input terminals such as a first input terminal and a second input terminal on the primary side, and one output terminal on the secondary side. The turn ratio between the primary side and the secondary side is, for example, “1: 1”. This transformer 33
Outputs the output of the power supply unit 30a supplied to the first input terminal and the output of the power supply unit 30b supplied to the second input terminal to the output terminal as it is. Thereby, the sine wave current W as shown in FIG.
A current is output in which the first and second waveform current portions 1 and 2 alternately and periodically appear. The current output from the transformer 33 is supplied to a scanning coil (not shown) of the electromagnet 11 as a scanning coil current IS.

【0031】なお、この電子線走査装置は、図5に示す
ように、図1に示した電子線走査装置から電源部30b
を除去し、電源部30aからの出力を切替スイッチ34
を介して正極性でトランス33の第1入力端子に供給す
ると共に、負極性で第2入力端子に供給するように構成
できる。この場合、切替スイッチ34の切替タイミング
は、電子線発生装置10からのタイミング信号に基づい
て電源制御部32で生成される切替信号SSによって決
定するように構成できる。この構成によれば、トランス
33の出力端子からは上記図2(C)と同様の、正弦波
電流W1及びW2の各第1及び第2波形電流部分が交互
に周期的に出現する電流が得られる。この場合、電源部
は1つで済むので電子線走査装置を安価且つ簡単に構成
できるという利点がある。
As shown in FIG. 5, this electron beam scanning device is different from the electron beam scanning device shown in FIG.
Is removed, and the output from the power supply unit 30a is switched to the changeover switch 34.
And a negative polarity to the first input terminal of the transformer 33 and a negative polarity to the second input terminal. In this case, the switching timing of the switch 34 can be configured to be determined by the switching signal SS generated by the power control unit 32 based on the timing signal from the electron beam generator 10. According to this configuration, a current in which the first and second waveform current portions of the sine wave currents W1 and W2 alternately and periodically appear as in FIG. 2C from the output terminal of the transformer 33. Can be In this case, there is an advantage that the electron beam scanning device can be configured inexpensively and easily because only one power supply unit is required.

【0032】また、上記トランス33は、昇圧又は減圧
のために用いられるのではなく、電源部30aからの出
力と電源部30bからの出力とを合成して出力するため
に用いられている。従って、このトランス33の代わり
に、図6に示すような切替スイッチ34を用いることが
できる。この場合、切替スイッチ34の切替タイミング
は、電子線発生装置10からのタイミング信号に基づい
て電源制御部32で生成される切替信号SSによって決
定するように構成できる。
The transformer 33 is not used for increasing or decreasing the pressure, but is used for synthesizing the output from the power supply unit 30a and the output from the power supply unit 30b and outputting the combined output. Accordingly, a switch 34 as shown in FIG. 6 can be used in place of the transformer 33. In this case, the switching timing of the switch 34 can be configured to be determined by the switching signal SS generated by the power control unit 32 based on the timing signal from the electron beam generator 10.

【0033】次に、上記の構成において、この電子線走
査装置の動作を、図2に示したタイミングチャートを参
照しながら説明する。
Next, the operation of the electron beam scanning apparatus having the above configuration will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

【0034】上述したように、図2(A)は電源部30
aから出力される正弦波電流W1、図2(B)は電源部
30bから出力される正弦波電流W2、図2(C)は正
弦波電流W1及び正弦波電流W2がトランス33で合成
されて電磁石11のスキャニングコイルに供給されるス
キャニングコイル電流ISの波形をそれぞれ示す。ま
た、図2(D)は、電子線発生装置10から電子線Aが
出力されるタイミングを示す。各パルスのHレベルの区
間は電子線Aが出力される区間であり、上記正弦波電流
W1及びW2の各第1及び第2波形電流部分に同期して
いる。
As described above, FIG.
2B is a sine wave current W2 output from the power supply unit 30b, and FIG. 2C is a diagram in which the sine wave current W1 and the sine wave current W2 are synthesized by the transformer 33. The waveform of the scanning coil current IS supplied to the scanning coil of the electromagnet 11 is shown. FIG. 2D shows the timing at which the electron beam A is output from the electron beam generator 10. The H level section of each pulse is a section where the electron beam A is output, and is synchronized with the first and second waveform current portions of the sine wave currents W1 and W2.

【0035】先ず、電子線発生装置10から電子線Aの
出力が開始されると、つまり図2(D)のパルスP1が
立ち上がると、これに同期して電子線走査装置は、図2
(C)に示す正の所定値L1を有するスキャニングコイ
ル電流ISを出力する。これにより、電子線発生装置1
0からの電子線Aは電磁石11によって一方向に最大限
偏向され、被照射物14の一方の端Lを照射する。
First, when the output of the electron beam A from the electron beam generator 10 is started, that is, when the pulse P1 in FIG. 2D rises, the electron beam scanning device synchronizes with the pulse P1 in FIG.
A scanning coil current IS having a positive predetermined value L1 shown in (C) is output. Thereby, the electron beam generator 1
The electron beam A from 0 is maximally deflected in one direction by the electromagnet 11 and irradiates one end L of the irradiation object 14.

【0036】この状態からスキャニングコイル電流IS
が減少するに連れて電子線Aの偏向角が減少し、スキャ
ニングコイル電流ISがゼロになると偏向角もゼロにな
る。この状態では、電子線Aは、走査幅の中心点に照射
される。この状態からスキャニングコイル電流ISが更
に減少(負の方向に増加)するに連れて電子線Aの偏向
角が上記とは逆の方向に増加し、スキャニングコイル電
流ISが負の所定値L2になると、電子線発生装置10
からの電子線Aは電磁石11によって上記位置方向とは
逆方向に最大限偏向され、被照射物14の他方の端Rを
照射する。これに同期して、電子線Aの出力が停止す
る。つまり図2(D)のパルスP1が立ち下がる。以上
の動作により方向Pへの1つの走査が完了する。
From this state, the scanning coil current IS
Decreases, the deflection angle of the electron beam A decreases, and when the scanning coil current IS becomes zero, the deflection angle also becomes zero. In this state, the electron beam A is applied to the center point of the scanning width. From this state, as the scanning coil current IS further decreases (increases in the negative direction), the deflection angle of the electron beam A increases in the opposite direction to the above, and when the scanning coil current IS becomes a predetermined negative value L2. , Electron beam generator 10
The electron beam A is deflected by the electromagnet 11 to the maximum in a direction opposite to the above-described position direction, and irradiates the other end R of the irradiation object 14. In synchronization with this, the output of the electron beam A stops. That is, the pulse P1 in FIG. 2D falls. The above operation completes one scan in the direction P.

【0037】この走査が完了し、電子線発生装置10か
ら次の電子線Aの出力が開始されると、つまり図2
(D)のパルスP2が立ち上がると、これに同期して電
子線走査装置は、図2(C)に示す負の所定値L3を有
するスキャニングコイル電流ISを出力する。これによ
り、電子線発生装置10からの電子線Aは電磁石11に
よって上記一方向とは逆方向に最大限偏向され、被照射
物14の他方の端Rを照射する。
When this scanning is completed and the output of the next electron beam A from the electron beam generator 10 is started, that is, FIG.
When the pulse P2 of (D) rises, the electron beam scanning device outputs a scanning coil current IS having a negative predetermined value L3 shown in FIG. Thereby, the electron beam A from the electron beam generator 10 is maximally deflected by the electromagnet 11 in the direction opposite to the one direction, and irradiates the other end R of the irradiation object 14.

【0038】この状態からスキャニングコイル電流IS
が増加するに連れて電子線Aの偏向角が減少し、スキャ
ニングコイル電流ISがゼロになると偏向角もゼロにな
る。この状態では、電子線Aは、走査幅の中心点に照射
されている。この状態からスキャニングコイル電流が更
に増加するに連れて電子線Aの偏向角が上記とは逆の方
向に増加し、スキャニングコイル電流ISが正の所定値
L4になると、電子線発生装置10からの電子線Aは電
磁石11によって上記一方向に最大限偏向され、被照射
物14の一方の端Lを照射する。これに同期して、電子
線Aの出力が停止する。つまり図2(D)のパルスP2
が立ち下がる。以上の動作により上記方向Pとは逆の方
向Qへの1つの走査が完了する。
From this state, the scanning coil current IS
Increases, the deflection angle of the electron beam A decreases, and when the scanning coil current IS becomes zero, the deflection angle also becomes zero. In this state, the electron beam A is applied to the center point of the scanning width. From this state, as the scanning coil current further increases, the deflection angle of the electron beam A increases in the opposite direction to the above, and when the scanning coil current IS becomes a predetermined positive value L4, the electron beam A The electron beam A is maximally deflected in one direction by the electromagnet 11 and irradiates one end L of the irradiation object 14. In synchronization with this, the output of the electron beam A stops. That is, the pulse P2 in FIG.
Falls. With the above operation, one scan in the direction Q opposite to the direction P is completed.

【0039】以下同様にして順次方向P及び方向Qとが
交互に変更されながら走査が行われる。図3は方向Pへ
走査された場合の被照射物上における電子線Aの照射量
分布及び方向Qへ走査された場合の走査線上における電
子線Aの照射量分布を示す。なお、図3のパルスにおけ
るLは被照射物14の一方の端に対応しRは他方の端に
対応する。このようにして、方向P及び方向Qとが交互
に変更されながら走査が行われることにより、搬送され
る被照射物14の表面に電子線Aが照射される。この場
合の被照射物の表面における照射量分布を図4に示す。
In the same manner, scanning is performed while changing the direction P and the direction Q alternately. FIG. 3 shows the dose distribution of the electron beam A on the irradiation target when scanning in the direction P and the dose distribution of the electron beam A on the scanning line when scanning in the direction Q. Note that L in the pulse in FIG. 3 corresponds to one end of the irradiation target 14, and R corresponds to the other end. In this manner, the scanning is performed while the direction P and the direction Q are alternately changed, so that the electron beam A is irradiated on the surface of the object 14 to be conveyed. FIG. 4 shows the dose distribution on the surface of the irradiation object in this case.

【0040】以上のように動作する電子線走査装置によ
れば、電子線発生装置10から発生されるパルス形状は
常に一定であるから、パルスの重ね合わせにより、前回
の走査での電子線の照射不足を補うことが可能になる。
これにより、被照射物へ電子線をむら無く照射すること
が可能になり、上述したパルス平坦度のバラツキによる
不均一照射が軽減される。
According to the electron beam scanning device that operates as described above, the pulse shape generated from the electron beam generator 10 is always constant. It is possible to make up for the shortage.
This makes it possible to uniformly irradiate the irradiation target with the electron beam, thereby reducing the above-described non-uniform irradiation due to the variation in the pulse flatness.

【0041】なお、上述した例では、走査幅の中心点は
固定としたが、被照射物の大きさや形状によっては、走
査幅の中心点を変更することが望ましい場合がある。こ
のような場合は、トランス33から出力されるスキャニ
ングコイル電流IS全体に直流バイアスを印加するよう
に構成すればよい。この構成によれば、バイアス電流を
変更することにより走査幅の中心点を自由に設定するこ
とが可能である。
In the example described above, the center point of the scanning width is fixed, but it may be desirable to change the center point of the scanning width depending on the size and shape of the irradiation target. In such a case, a DC bias may be applied to the entire scanning coil current IS output from the transformer 33. According to this configuration, it is possible to freely set the center point of the scanning width by changing the bias current.

【0042】また、上述した例では、電子線を取り扱う
電子線走査装置について説明したが、本発明は電子線に
限定されず、例えば光、レーザー、イオン等を走査によ
り照射する照射装置であれば、取り扱う媒体のエネルギ
の大きさ等とは無関係に幅広く利用可能である。
In the above-described example, the electron beam scanning apparatus for handling an electron beam has been described. However, the present invention is not limited to the electron beam, but may be any irradiation apparatus that irradiates light, laser, ions, or the like by scanning. It can be widely used regardless of the magnitude of the energy of the medium to be handled.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
走査により被照射物に均一に電子線を照射することが可
能な電子線走査装置及び電子線による走査方法を提供で
きる。
As described in detail above, according to the present invention,
An electron beam scanning device and a scanning method using an electron beam, which can uniformly irradiate an irradiation object with an electron beam by scanning, can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る電子線走査装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electron beam scanning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係る電子線走査装置の動
作を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation of the electron beam scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態に係る電子線走査装置にお
ける電子線の走査方向及びその強さの変動を説明するた
めの図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a change in the scanning direction and intensity of an electron beam in the electron beam scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態に係る電子線走査装置の動
作を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the electron beam scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態に係る電子線走査装置の他
の構成例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing another configuration example of the electron beam scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態に係る電子線走査装置の更
に他の構成例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing still another configuration example of the electron beam scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図7】従来の電子線走査装置が組み込まれた電子照射
装置の要部の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a main part of an electron irradiation device in which a conventional electron beam scanning device is incorporated.

【図8】従来の電子線走査装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional electron beam scanning device.

【図9】従来の電子線走査装置の動作を説明するための
タイミングチャートである。
FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of a conventional electron beam scanning device.

【図10】従来の電子線走査装置における電子線の走査
方向及びその強さの変動を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a change in a scanning direction and intensity of an electron beam in a conventional electron beam scanning device.

【図11】従来の電子線走査装置による電子線の照射状
態を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining an irradiation state of an electron beam by a conventional electron beam scanning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電子線発生装置 11 電磁石 12 照射窓 13 搬送コンベア 14 被照射物 30a、30b 電源部 31 電流値設定回路 32 電源制御部 33 トランス 34 切替スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electron beam generator 11 Electromagnet 12 Irradiation window 13 Conveyor 14 Irradiated object 30a, 30b Power supply unit 31 Current value setting circuit 32 Power supply control unit 33 Transformer 34 Changeover switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神納 祐一朗 愛知県名古屋市港区大江町10番地 三菱重 工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作 所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuichiro Kanna 10 Nagoya City, Nagoya City, Aichi Prefecture 10 Oecho Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子線を走査することにより被照射物に該
電子線を照射する電子線走査装置であって、 入射された電子線を偏向させるための電磁石と、 該電磁石に電流を供給する電源と、 該電源から前記電磁石に供給される電流を漸次変化さ
せ、以て前記入射された電子線を所定方向及びこれと逆
方向に交互に漸次偏向させることにより走査させる電源
制御手段、とを備えた電子線走査装置。
An electron beam scanning device for irradiating an object to be irradiated with an electron beam by scanning the electron beam, comprising: an electromagnet for deflecting an incident electron beam; and supplying a current to the electromagnet. A power supply, and a power supply control means for gradually changing a current supplied from the power supply to the electromagnet and thereby scanning the electron beam by alternately deflecting the incident electron beam alternately in a predetermined direction and the opposite direction. Equipped with an electron beam scanning device.
【請求項2】入射された電子線を偏向させるための電磁
石を有し、該電磁石で偏向された電子線を走査すること
により被照射物に照射する電子線走査方法であって、 該電磁石に供給される電流を漸次変化させ、以て前記入
射された電子線を所定方向及びこれと逆方向に交互に漸
次偏向させることにより走査させる電子線による走査方
法。
2. An electron beam scanning method comprising: an electromagnet for deflecting an incident electron beam; and irradiating an object to be irradiated by scanning the electron beam deflected by the electromagnet. A scanning method using an electron beam in which a supplied current is gradually changed, and the incident electron beam is scanned by being alternately and gradually deflected in a predetermined direction and a direction opposite thereto.
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