JPS6228560B2 - - Google Patents
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- JPS6228560B2 JPS6228560B2 JP50093949A JP9394975A JPS6228560B2 JP S6228560 B2 JPS6228560 B2 JP S6228560B2 JP 50093949 A JP50093949 A JP 50093949A JP 9394975 A JP9394975 A JP 9394975A JP S6228560 B2 JPS6228560 B2 JP S6228560B2
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- Japan
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- discharge
- current
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- voltage
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Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は荷電ビーム装置に適した電源装置に関
するものである。
するものである。
電子ビーム装置は電子銃から放出された電子ビ
ームを加速して処理すべき材料に衝突させること
により電子ビームに与えられた運動エネルギーが
熱エネルギーに変換されるため、材料の溶解、蒸
発等種々の材料の処理に適した装置として多くの
分野に応用されている。
ームを加速して処理すべき材料に衝突させること
により電子ビームに与えられた運動エネルギーが
熱エネルギーに変換されるため、材料の溶解、蒸
発等種々の材料の処理に適した装置として多くの
分野に応用されている。
斯かる装置に於いて、例えば材料を蒸発させる
場合には、電子ビームがこの材料に衝突すると、
材料に含まれている種々の物質が蒸発したり、或
いは材料に含まれている種々のガスが発生したり
するため、その一部の物質等が電子銃又はその付
近に飛散して、該電子銃又はその付近において放
電が起こる。この様な放電を根本的に無くするこ
とは実際の装置では不可能である。従つて放電が
起こつた場合それによる損傷と悪影響を最小限に
することが必要である。この必要性からできる限
り早く放電を検出し、放電が持続するのを阻止し
なければならない。又放電を阻止した後できるだ
け早く放電以前の状態に復帰させなければならな
い。例えば真空中において電子を高電圧で加速し
蒸発材料に衝突せしめて加熱融解し、その蒸気を
被蒸着体に蒸着させる場合には高電圧を用い、し
かも多量の蒸気イオンが発生するので非常に放電
が発生し易い。この場合、放電の発生のたびに長
時間高圧を遮断したのでは蒸着にむらが生じるの
で高圧遮断時間をある時間以内例えば数ミリ秒以
下に短くしなければならない。
場合には、電子ビームがこの材料に衝突すると、
材料に含まれている種々の物質が蒸発したり、或
いは材料に含まれている種々のガスが発生したり
するため、その一部の物質等が電子銃又はその付
近に飛散して、該電子銃又はその付近において放
電が起こる。この様な放電を根本的に無くするこ
とは実際の装置では不可能である。従つて放電が
起こつた場合それによる損傷と悪影響を最小限に
することが必要である。この必要性からできる限
り早く放電を検出し、放電が持続するのを阻止し
なければならない。又放電を阻止した後できるだ
け早く放電以前の状態に復帰させなければならな
い。例えば真空中において電子を高電圧で加速し
蒸発材料に衝突せしめて加熱融解し、その蒸気を
被蒸着体に蒸着させる場合には高電圧を用い、し
かも多量の蒸気イオンが発生するので非常に放電
が発生し易い。この場合、放電の発生のたびに長
時間高圧を遮断したのでは蒸着にむらが生じるの
で高圧遮断時間をある時間以内例えば数ミリ秒以
下に短くしなければならない。
しかし乍ら従来から用いられている放電防止装
置を備えた電子ビーム装置のいずれも種々の欠点
を有し満足できるものがない。以下に各種従来の
放電防止装置を備えた電子ビーム装置とそれぞれ
が持つ欠点を箇所書きにて示す。
置を備えた電子ビーム装置のいずれも種々の欠点
を有し満足できるものがない。以下に各種従来の
放電防止装置を備えた電子ビーム装置とそれぞれ
が持つ欠点を箇所書きにて示す。
1 高電圧電源から電子ビーム装置に電力が供給
される閉回路に過電流継電器と電磁開閉器等の
機械的要素を組み合わせて、放電が生じた際に
流入する過電流を前記過電流継電器で検出する
ことにより電磁開閉器を作動せしめて電力を遮
断する放電保護用装置は、過電流継電器が感知
して電力を遮断するまでに数十ミリ秒以上の長
時間を要する。
される閉回路に過電流継電器と電磁開閉器等の
機械的要素を組み合わせて、放電が生じた際に
流入する過電流を前記過電流継電器で検出する
ことにより電磁開閉器を作動せしめて電力を遮
断する放電保護用装置は、過電流継電器が感知
して電力を遮断するまでに数十ミリ秒以上の長
時間を要する。
2 前記1での過電流継電器等の代わりに電流検
出器と電子的制御回路を組み合わせて該電流検
出器で得られた検出信号に基づき電力を制御す
る放電防止用装置は、前記電子的制御回路にお
いて消費される電力損失が多く、又回路設計が
複雑化する。
出器と電子的制御回路を組み合わせて該電流検
出器で得られた検出信号に基づき電力を制御す
る放電防止用装置は、前記電子的制御回路にお
いて消費される電力損失が多く、又回路設計が
複雑化する。
3 電子放電装置として真空管もしくは同様のソ
リツドステートを使用し、放電時に真空管をカ
ツトオフ又はそれに近い動作をさせ高圧電源か
ら電子ビーム装置に供給する電力を遮断し、所
定時間後真空管をターンオンして再び電力を供
給するようにした放電防止用装置(特公昭47―
35498及び特公昭48―27278)は放電が始まつて
真空管がカツトオフされてから再び元の状態に
戻るまで約10ms〜15ms以上の長時間を要し、
又微小な放電でもトリガされ不必要に遮断回数
が多くなるので電子ビーム加熱蒸着等に不向き
である。
リツドステートを使用し、放電時に真空管をカ
ツトオフ又はそれに近い動作をさせ高圧電源か
ら電子ビーム装置に供給する電力を遮断し、所
定時間後真空管をターンオンして再び電力を供
給するようにした放電防止用装置(特公昭47―
35498及び特公昭48―27278)は放電が始まつて
真空管がカツトオフされてから再び元の状態に
戻るまで約10ms〜15ms以上の長時間を要し、
又微小な放電でもトリガされ不必要に遮断回数
が多くなるので電子ビーム加熱蒸着等に不向き
である。
本発明は従来装置のもつ種々の欠点を完全に除
去することを目的としてなされたもので、以下図
面に示す一実施例に従つて詳説する。
去することを目的としてなされたもので、以下図
面に示す一実施例に従つて詳説する。
第1図は本発明の一実施例を表わした電荷ビー
ム装置用電源装置のブロツク図で、1は商用周波
数の三相交流電源、2は前記交流電源からの信号
を調整する電圧調整装置で、例えばスライドトラ
ンス又はSCR制御装置で構成されており、直流
高電圧発生装置3の一次側の電圧を自由に制限な
しうるものである。該直流電圧発生装置3は既知
の昇圧トランス、整流器及び平滑回路から構成さ
れている。
ム装置用電源装置のブロツク図で、1は商用周波
数の三相交流電源、2は前記交流電源からの信号
を調整する電圧調整装置で、例えばスライドトラ
ンス又はSCR制御装置で構成されており、直流
高電圧発生装置3の一次側の電圧を自由に制限な
しうるものである。該直流電圧発生装置3は既知
の昇圧トランス、整流器及び平滑回路から構成さ
れている。
4a,4bは電流遮断装置で、例えば真空管な
どから構成されており、4aは高圧側で電流を遮
断する場合、4bは低圧側で電流を遮断する場合
の電流遮断装置で、どちらか一方が用いられる。
どから構成されており、4aは高圧側で電流を遮
断する場合、4bは低圧側で電流を遮断する場合
の電流遮断装置で、どちらか一方が用いられる。
5a,5b,5cは放電検出装置で、5aは高
圧側の電流、5bは低圧側の電流、5cは電子銃
電圧をそれぞれ検出することによつて放電検出を
行なう装置で、いずれかの一つが用いられる。本
明細書では電子銃電圧を検出する場合を説明す
る。
圧側の電流、5bは低圧側の電流、5cは電子銃
電圧をそれぞれ検出することによつて放電検出を
行なう装置で、いずれかの一つが用いられる。本
明細書では電子銃電圧を検出する場合を説明す
る。
6はインダクタンスで放電が生じた際、異常電
流の増加を制限して放電を抑圧する。7は該イン
ダクタンスに並列に挿入されたリンギング防止装
置で、抵抗とダイオードの直列回路から構成され
ており、放電時前記インダクタンス6によつて生
じる電圧信号の振動を防止する。
流の増加を制限して放電を抑圧する。7は該イン
ダクタンスに並列に挿入されたリンギング防止装
置で、抵抗とダイオードの直列回路から構成され
ており、放電時前記インダクタンス6によつて生
じる電圧信号の振動を防止する。
8は既知の電子ビーム発生装置すなわち電子銃
である。
である。
9は放電信号制御装置で、前記放電検出装置か
らの検出信号により前記電流遮断装置又は電圧調
整装置2を制御する。該放電信号制御装置9は第
2図に示す様に、前記検出装置5cで電子銃電圧
を分圧して検出した信号をパルスとして取り出す
コンパレーター10、該パルスを一定時間、即
ち、放電開始から少なくとも前記インダクタンス
により放電電流を抑制している間に放電が停止し
て正常状態に戻ると考えられる時間(例えば、約
100μsec乃至500μsec)遅らせる例えばモノステ
イブル・マルチバイブレーターの如きパルス遅延
回路11、該パルスと前記コンパレーター10の
出力が供給されるAND回路12及び該AND回路
12の出力によつてトリガ信号を発生するモノス
テイブル・マルチバイブレーターの如きトリガ発
生回路13から構成されている。
らの検出信号により前記電流遮断装置又は電圧調
整装置2を制御する。該放電信号制御装置9は第
2図に示す様に、前記検出装置5cで電子銃電圧
を分圧して検出した信号をパルスとして取り出す
コンパレーター10、該パルスを一定時間、即
ち、放電開始から少なくとも前記インダクタンス
により放電電流を抑制している間に放電が停止し
て正常状態に戻ると考えられる時間(例えば、約
100μsec乃至500μsec)遅らせる例えばモノステ
イブル・マルチバイブレーターの如きパルス遅延
回路11、該パルスと前記コンパレーター10の
出力が供給されるAND回路12及び該AND回路
12の出力によつてトリガ信号を発生するモノス
テイブル・マルチバイブレーターの如きトリガ発
生回路13から構成されている。
以上説明した本発明の電荷ビーム装置用電源装
置において放電が生じた場合、該放電によつて生
じる異常な過電流すなわち放電電流がインダクタ
ンス6に流れると同時に放電検出装置5cに電子
銃電圧の異常減少電圧すなわち放電電圧として検
出される。この内、インダクタンス6に流れる放
電電流は、該インダクタンス6が高いインピーダ
ンスとなるので急激に増加することなく漸次増加
する。例えば電子銃電圧が―10KVで正常運転し
ているときに放電が生じると、第3図aに示す様
に該放電によつて電子銃電圧が放電開始点O1か
ら急激に低下するが、前記インダクタンスにより
放電電流が急激に増加することなく漸次増加する
間に放電原因が解消して放電は停止する。該放電
が開始してから停止するまでの時間はおよそ10乃
至20μsecで、第3図aに示す様に電子銃電圧は
その間急低下し、放電停止点P後急増加しだし、
前記インダクタンスに並列に挿入されたリンギン
グ防止装置の作用により、リンギングせずに点P
からおよそ100μsec後元の電子銃電圧―10KVに
復帰し正常運転に戻る。一方、放電検出装置5c
に電子銃電圧の異常減少電圧として検出された放
電電圧は第2図にて説明した様に、放電電圧がコ
ンパレーター10にパルスとして取り出され、こ
のパルスを一定時間すなわち約100μsec乃至500
μsecパルス遅延回路11にて遅らせた後、該パ
ルスを前記コンパレーター10の出力と共に
AND回路12に供給する。この時、放電が前記
一定時間すなわち例えば100μsec経過しても持続
している場合、すなわち比較的大きな放電が生じ
ているために第3図bに示す様に前記インダクタ
ンス6で該放電を止めることができない場合や不
慮の原因で放電を前記インダクタンスで阻止しそ
こなつた場合、AND回路12はトリガ発生回路
13に信号を供給する。該トリガ発生回路13は
前記AND回路の出力によりトリガ信号を発生
し、該トリガ信号を正常運転時にオンになつてい
た電流遮断装置4aもしくは4b又は電圧調整装
置2に供給するので該電流遮断装置がオフ又は高
圧発生装置3の一次側電流が遮断される。そのた
めに第3図bに示す様に放電開始後約100乃至500
μsec後に電子銃に供給される電力が遮断され、
その後数msec以内に完全に放電電圧が除去さ
れ、元の正常時に復帰するので、その時に再び電
流遮断装置4aもしくは4b又は電圧調整装置2
をオンにする。
置において放電が生じた場合、該放電によつて生
じる異常な過電流すなわち放電電流がインダクタ
ンス6に流れると同時に放電検出装置5cに電子
銃電圧の異常減少電圧すなわち放電電圧として検
出される。この内、インダクタンス6に流れる放
電電流は、該インダクタンス6が高いインピーダ
ンスとなるので急激に増加することなく漸次増加
する。例えば電子銃電圧が―10KVで正常運転し
ているときに放電が生じると、第3図aに示す様
に該放電によつて電子銃電圧が放電開始点O1か
ら急激に低下するが、前記インダクタンスにより
放電電流が急激に増加することなく漸次増加する
間に放電原因が解消して放電は停止する。該放電
が開始してから停止するまでの時間はおよそ10乃
至20μsecで、第3図aに示す様に電子銃電圧は
その間急低下し、放電停止点P後急増加しだし、
前記インダクタンスに並列に挿入されたリンギン
グ防止装置の作用により、リンギングせずに点P
からおよそ100μsec後元の電子銃電圧―10KVに
復帰し正常運転に戻る。一方、放電検出装置5c
に電子銃電圧の異常減少電圧として検出された放
電電圧は第2図にて説明した様に、放電電圧がコ
ンパレーター10にパルスとして取り出され、こ
のパルスを一定時間すなわち約100μsec乃至500
μsecパルス遅延回路11にて遅らせた後、該パ
ルスを前記コンパレーター10の出力と共に
AND回路12に供給する。この時、放電が前記
一定時間すなわち例えば100μsec経過しても持続
している場合、すなわち比較的大きな放電が生じ
ているために第3図bに示す様に前記インダクタ
ンス6で該放電を止めることができない場合や不
慮の原因で放電を前記インダクタンスで阻止しそ
こなつた場合、AND回路12はトリガ発生回路
13に信号を供給する。該トリガ発生回路13は
前記AND回路の出力によりトリガ信号を発生
し、該トリガ信号を正常運転時にオンになつてい
た電流遮断装置4aもしくは4b又は電圧調整装
置2に供給するので該電流遮断装置がオフ又は高
圧発生装置3の一次側電流が遮断される。そのた
めに第3図bに示す様に放電開始後約100乃至500
μsec後に電子銃に供給される電力が遮断され、
その後数msec以内に完全に放電電圧が除去さ
れ、元の正常時に復帰するので、その時に再び電
流遮断装置4aもしくは4b又は電圧調整装置2
をオンにする。
もし、放電が前記一定時間すなわち例えば100
μsec後持続していない場合、前記AND回路12
に前記コンパレーター10の出力が入らないので
AND回路12はトリガ発生回路13に信号を供
給することはない。すなわちこの場合は前述した
様にインダクタンスのみで処理される。
μsec後持続していない場合、前記AND回路12
に前記コンパレーター10の出力が入らないので
AND回路12はトリガ発生回路13に信号を供
給することはない。すなわちこの場合は前述した
様にインダクタンスのみで処理される。
本発明は、高電圧発生回路から高電圧が印加さ
れる2つの電極間の電位差又は両電極間に流れる
電流を検出して実質的に電極間の放電を検出し、
該検出した放電信号が、放電開始から少なくとも
インダクタンスにより放電電流を抑制している間
に放電が停止して正常状態に戻ると考えられる特
定時間以上続いている時に丈、前記両電極間への
印加電圧を遮断するか又は両電極間に流れる電流
を遮断する様に構成しているので、比較的小さな
放電が生じた場合は高圧電源やビーム電流を遮断
する事無くインダクタンスにて放電を阻止し、該
インダクタンスで阻止不可能な放電、即ち比較的
大きな放電が生じた場合や不慮の原因で放電を前
記インダクタンスで阻止し損つた場合のみ、電流
遮断装置若しくは一次側の電流を遮断して電子銃
への電力を一時遮断して放電を阻止するので、小
さな放電によつて電力の遮断が行なわれる事が無
くなり、その為、該遮断回路が大幅に減少し、電
子ビーム装置の稼働効率が良くなる。しかも、大
方の放電は小さな放電なので、放電が発生して
も、殆どの場合電力遮断を行なわないで、インダ
クタンスが約10μsec乃至20μsecという驚異的な
短時間で処理するので、電子ビームによる材料の
加工、取分け電子ビーム加熱蒸着においては斑の
発生が防止される等強力な武器となる。又、放電
の大きさを感知しその放電を阻止する一連の動作
はすべて自動的に行なわれ実用的である。
れる2つの電極間の電位差又は両電極間に流れる
電流を検出して実質的に電極間の放電を検出し、
該検出した放電信号が、放電開始から少なくとも
インダクタンスにより放電電流を抑制している間
に放電が停止して正常状態に戻ると考えられる特
定時間以上続いている時に丈、前記両電極間への
印加電圧を遮断するか又は両電極間に流れる電流
を遮断する様に構成しているので、比較的小さな
放電が生じた場合は高圧電源やビーム電流を遮断
する事無くインダクタンスにて放電を阻止し、該
インダクタンスで阻止不可能な放電、即ち比較的
大きな放電が生じた場合や不慮の原因で放電を前
記インダクタンスで阻止し損つた場合のみ、電流
遮断装置若しくは一次側の電流を遮断して電子銃
への電力を一時遮断して放電を阻止するので、小
さな放電によつて電力の遮断が行なわれる事が無
くなり、その為、該遮断回路が大幅に減少し、電
子ビーム装置の稼働効率が良くなる。しかも、大
方の放電は小さな放電なので、放電が発生して
も、殆どの場合電力遮断を行なわないで、インダ
クタンスが約10μsec乃至20μsecという驚異的な
短時間で処理するので、電子ビームによる材料の
加工、取分け電子ビーム加熱蒸着においては斑の
発生が防止される等強力な武器となる。又、放電
の大きさを感知しその放電を阻止する一連の動作
はすべて自動的に行なわれ実用的である。
第1図は本発明の一実施例を示す荷電ビーム装
置用電源装置、第2図は放電信号制御装置の具体
例、第3図a,bは本発明の動作を示す時間―電
子銃電圧グラフである。 1……三相交流電源、2……電圧調整装置、3
……直流高電圧発生装置、4a,4b……電流遮
断装置、5a,5b,5c……放電検出装置、6
……インダクタンス、7……リンギング防止装
置、8……電子銃、9……放電信号制御装置、1
0……コンパレータ、11……パルス遅延回路、
12……AND回路、13……トリガ発生回路。
置用電源装置、第2図は放電信号制御装置の具体
例、第3図a,bは本発明の動作を示す時間―電
子銃電圧グラフである。 1……三相交流電源、2……電圧調整装置、3
……直流高電圧発生装置、4a,4b……電流遮
断装置、5a,5b,5c……放電検出装置、6
……インダクタンス、7……リンギング防止装
置、8……電子銃、9……放電信号制御装置、1
0……コンパレータ、11……パルス遅延回路、
12……AND回路、13……トリガ発生回路。
Claims (1)
- 1 高電圧発生回路と、該高電圧発生回路から高
電圧が印加される2つの電極と、前記高電圧発生
回路と一方の電極との間に設けられ該電極間の放
電を阻止する為のインダクタンスと、前記電極間
の電位差又は両電極間に流れる電流を検出し実質
的に電極間の放電を検出する手段と、該電圧又は
電流検出手段からの放電信号が、放電開始から少
なくとも前記インダクタンスにより放電電流を抑
制している間に放電が停止して正常状態に戻ると
考えられる特定時間以上続いているかどうかを検
知する回路と、該放電信号が該特定時間続いた時
に発生される該回路からの信号に基づき前記両電
極間への印加電圧を遮断するか又は両電極間に流
れる電流を遮断する手段とから構成される荷電ビ
ーム装置用電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50093949A JPS5218599A (en) | 1975-08-01 | 1975-08-01 | Power source device for charged beam system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50093949A JPS5218599A (en) | 1975-08-01 | 1975-08-01 | Power source device for charged beam system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5218599A JPS5218599A (en) | 1977-02-12 |
JPS6228560B2 true JPS6228560B2 (ja) | 1987-06-20 |
Family
ID=14096676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50093949A Granted JPS5218599A (en) | 1975-08-01 | 1975-08-01 | Power source device for charged beam system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5218599A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63212581A (ja) * | 1987-12-04 | 1988-09-05 | Canon Inc | インクリボンカセットおよび該カセットを装着した記録装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55145170A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-12 | Tokuda Seisakusho Ltd | Arc-breaking method of direct current electric discharge unit and its circuit |
JPS5680552A (en) * | 1979-11-26 | 1981-07-01 | Keikan Kin | Automatic stepless speed change device |
US5552590A (en) * | 1992-09-08 | 1996-09-03 | Nippondenso Co., Ltd. | Optical information reading apparatus having means for judging laser deterioration |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4827278A (ja) * | 1971-08-18 | 1973-04-10 |
-
1975
- 1975-08-01 JP JP50093949A patent/JPS5218599A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4827278A (ja) * | 1971-08-18 | 1973-04-10 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63212581A (ja) * | 1987-12-04 | 1988-09-05 | Canon Inc | インクリボンカセットおよび該カセットを装着した記録装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5218599A (en) | 1977-02-12 |
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