(57)【要約】 【課題】  モータ・ジェネレータ方式でフィラメント電力を供給する電子線照射装置において、瞬時に電子ビームを零にすることができ再開も容易で長寿命、低コストのビーム急停止機構を与えること。【解決手段】  高電圧架台内部において、高電圧電源端子Ｎと第１加速電極Ｋとを、高電位部のフィラメント電源Ｍと直結せず、スイッチ素子と抵抗Ｒの並列体によって接続し、スイッチ素子は高電圧架台内部に設けた電源と、受光素子によって開閉し、大地側に設けた発光素子からスイッチ制御信号を高圧側の受光素子に送り、大地側から電子ビームの引き出し、停止を制御するようにし、スイッチ素子をオンにすることによって第１電極ＫとフィラメントＭの電位を等しくし電子ビームを加速管へ引き出し、スイッチをオフにすることによって第１電極Ｋの電位をフィラメントＭの電位より上げて電子ビームが出ないようにしビーム引き出しを迅速に停止する。【選択図】  図２
2005209424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧部に設けられる負の高電圧を発生する加速電源と、高電圧部にあって真空中で熱電子を発生するフィラメントと、大地側のモータで高電圧側の発電器を回転させて電力を発生させる高電圧部にあるフィラメント電源と、真空中で電子を加速し電子ビームとする複数の加速電極を有する加速管と、加速された電子ビームを走査する走査管と、走査管下部に設けられ窓箔を有する照射窓と、照射窓の直下を通過させるように被処理物を運ぶ搬送装置と、搬送装置を囲む筐体を有する走査型電子線照射装置において、高電圧部においてフィラメント電源電位Ｍと、加速電源の高電圧負極Ｎと加速管の第１加速電極Ｋを直結し、フィラメント電源電位Ｍを、並列に並べた抵抗とスイッチ素子によって、負極Ｎと加速電極Ｋに接続し、スイッチ素子は高電圧側に設けた受光素子によって開閉駆動され、大地側に設けた発光素子から開閉信号を受光素子へ送るようにし、スイッチ素子を閉じることによってフィラメント電位ＶＭと、第１電極の電位ＶＫ、加速電源電位ＶＮを等しくしてフィラメントから熱電子を引き出し、スイッチを開くことによってフィラメント電位ＶＭを、第１加速電極電位ＶＫおよび加速電源電位ＶＮより高くして電子ビームの引き出しを殆ど停止するようにしたことを特徴とする走査型電子線照射装置のビーム停止機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は走査型電子線照射装置において電子ビームを急停止するための機構に関する。電子線照射装置というのは、真空中でフィラメントを加熱し熱電子を発生させ加速して窓箔を通じて大気中へ取り出し被処理物に当て高分子架橋、殺菌、塗膜硬化、廃ガス処理など様々な作用をする装置である。被処理物の種類や目的によって加速電圧や搬送の形態は様々である。
【０００２】
電子線照射装置は、電子線を発生させ加速するための真空部分と、被処理物を通す大気圧部分をもつ。電子線を発生させる部分は高電圧架台に載せられている。被処理物を搬送する部分は大地電圧（アース電位）である。搬送部分は重い金属壁で仕切られた筐体によって囲まれている。搬送機構は被処理物が形状の定まった固体である場合は無端周回コンベヤなどである。形態の定まらないものが被処理物の場合は振動コンベヤなどが用いられる。電子線がコンベヤや被処理物に当たるとＸ線が出る。Ｘ線が外部に漏れないように搬送機構は金属筐体で重厚に囲まれる。Ｘ線が空気を酸化してオゾンを発生するので、筐体内部は、空気を窒素ガスやアルゴンガスで置換した雰囲気を用いることもある。
【０００３】
電子線照射装置はビームを走査するかしないかによって走査型と非走査型（エリア型）に分けられる。５ＭｅＶ〜５００ｋｅＶの高い加速電圧の場合はビームを走査するようにした走査型が用いられる。それより低い場合は非走査型のものが用いられることが多い。もちろん電子エネルギーによって被処理物や照射の目的が異なる。
【０００４】
走査型電子線照射装置は、高圧電源部、真空排気装置、熱電子発生室、フィラメント、フィラメント電源、加速管、走査管、照射窓、搬送機構、筐体などを含む。高圧電源は、整流器とコンデンサを組み合わせ商用電源を倍電圧整流し倍電圧整流を繰り返すことによって負の高い電圧を得るようにしたコッククロフト型の電源回路を用いることが多い。高圧電源や熱電子発生室は大地とは絶縁された高圧架台の上に搭載される。高圧電源は先述のように５ＭｅＶ〜５００ｋｅＶといった高い負電圧であり電子加速エネルギーを与える。
【０００５】
フィラメント電源はそれとは違う。電圧自体は低く電流値が大きい。フィラメントは高圧架台の上にあるし大地側と絶縁しなければならない。絶縁トランスを使っても、そのような高圧を完全に絶縁できない。そこで大地側にモータを設け、高圧架台側に発電器を設けて、モータ軸と発電器軸を絶縁棒で直結するような機構を用いる。
【０００６】
絶縁棒は大地側と高圧側に渡って設けられる。大地側で商用電源によってモータを廻す。それが絶縁棒で高圧架台側の発電器に伝わり発電器を廻す。それによって低電圧交流を発生しフィラメントに印加するようにしている。そのように電気エネルギーを機械エネルギーに変え、さらに電気エネルギーに変換する二重の変換機構を用いる。発電器によって得られた交流は絶縁トランスを介してフィラメントの両端につながれる。フィラメントの電位を決めるために先ほどの加速用の高圧電源の負極電位が絶縁トランスの二次コイル中間端子に与えられる。それによってフィラメントの平均電位は加速電源の負極の電位になる。
【０００７】
フィラメントに低電圧交流を流すとフィラメントは発熱する。真空中であり負の高電圧が掛かっているからフィラメントから熱電子が飛び出してくる。
加速管は熱電子発生室に続く縦に長い真空の管であり多数のリング状の加速電極と絶縁リングを重ね合わせたものである。加速電極はたとえば２ｃｍ〜３ｃｍの間隔で縦に並べられ一段あたり３０ｋｅＶ〜５０ｋｅＶの電圧が配分される。一番フィラメントに近い第１電極から大地側の第ｍ電極まで電圧を等分配するために分圧抵抗が加速電極に接続されている。
【背景技術】
【０００８】
加速管の直下にあるのは三角形筒状の走査管である。走査管の上部には走査コイルがあり交番電流が流れている。それによって交番磁界が形成されるので電子ビームを左右に走査することができる。走査管の下部は開口部になっている。それを照射窓という。照射窓の開口部はＴｉ、Ａｌの窓箔によって覆われる。窓箔は上方の真空と下方の大気圧を分離するためのものである。電子ビームが窓箔を突き抜けるときにエネルギー損失が起こり窓箔は加熱される。窓箔は水冷、空冷機構によって冷却されている。窓箔の直下の大気圧の空間を被処理物が搬送機構によって運ばれている。搬送方向（ｘ方向）に直交する方向（ｙ方向）にビームを走査することによって被処理物の全面に電子線を照射できる。
【０００９】
走査型電子線照射装置において、電子線を加速するための加速電圧を維持したまま、被照射物への電子線照射を速やかに遮断するため、ビームシャッターを用いていた。
【００１０】
ビームシャッターは水平移動できる可動水冷板である。ビームシャッターの駆動はエア圧力を用いている。照射窓と被照射物の間を移動する。照射作業時にはシャッターは照射窓から横へそれている。遮断時にはビームシャッターは水平移動して照射窓の直下へ移動する。ビームシャッターは直接にビームを遮る事によって照射を停止するものである。
【００１１】
図１は従来例を示すための、ビームシャッターを備えた電子線照射装置の概略構成図である。これはコッククロフト電源を加速電源としている。フィラメント電源は地上側のモータと、高圧側の発電器によって与えられる。フィラメント２は加速管３の上方の熱電子発生部に設けられる。フィラメント２は負の高電圧が掛かっている。フィラメント２が加熱されると熱電子が出る。熱電子は高電圧のかかった加速管３の加速電極によって加速される。加速電極は分圧抵抗によって接続されている。加速管３の下にある走査コイル４によってビームは左右に走査される。走査管５の下面には照射窓６があり窓箔がはってある。照射窓６の下に筐体に囲まれた搬送機構があり、その上に被処理物７が乗っている。電子線は加速管で加速され照射窓から大気中へ出て、被処理物７に当たる。
【００１２】
ビームシャッター８は照射窓６と被処理物７の中間に水平に進退可能に設けられる。ビームシャッターは水平の金属板で冷却水が内部を通過し板の全体を冷却するようになっている。ローラやレールで支持されているが支持機構の図示は略している。ビームシャッター８はロッドを介してエアシリンダ９につながっている。エアシリンダ９は電磁弁２２を介してポンプにつながっている。ポンプから圧縮空気２３が電磁弁を通してエアシリンダ９に導入される。制御盤のシーケンサ２０が電磁弁２２を開閉する。通常はビームシャッターは後退しており電子ビームは被処理物７に当たっている。
【００１３】
緊急にビームを停止する必要がある場合は、シーケンサ２０からの信号によって電磁弁２２を開きエアーを導入しエアシリンダ９を伸長しビームシャッター８を閉じる。図１はビームシャッターが閉じた状態を示す。照射窓の直下で電子ビームを遮断し被処理物に電子ビームが当たらないようにする。
【００１４】
ビームシャッター８は直接に電子ビームを遮断する。熱電子は放出が続き電子ビームは出たままであっても電子ビームは被処理物に当たらない。これは加速電源、フィラメント電源を停止させなくてもよい。ビーム照射再開が容易だという利点がある。
【００１５】
電子線照射装置のビーム緊急停止装置に最も普通に使用されているのはビームシャッター８である。しかしビームシャッターの動作時間は約３秒を要する。重たい金属の板を動かすのだから、それは仕方のないことである。そのぐらいの遅れは差し支えないというものもある。しかしビーム停止の遅れが被処理物に致命的なダメージを与えるから、もっと敏速に停止させなければならないというようなこともある。
【００１６】
またビームシャッター８は電子線量と冷却水量により照射遮断持続時間に制限がある。ビームシャッターに電子線が当たると運動エネルギーが全部熱に変わるからビームシャッターが加熱される。冷却水が内部を通っているが、なお不十分であり長く電子ビームを遮断しているとビームシャッターが劣化してしまう。
【００１７】
【特許文献１】特願２００２−２３７７２８
【００１８】
特許文献１は本出願人の手になるものである。ビームシャッターでは遅いので地上側のモータと高圧架台側の発電器によってフィラメント電力が与えられるのに着目し、地上側のモータを電磁ブレーキ付きのものにして電磁ブレーキで緊急にモータを停止させ発電器も停止させフィラメント電力を瞬時に０にする機構を提案している。モータ、発電器回転子の慣性がありフィラメントの電源電圧が０になっても熱電子がすぐ止まらないから、やはり３秒程度の遅延時間がある。被処理物の種類や照射の目的によっては、やはり遅すぎるということもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
電子線照射装置において、従来用いていたビームシャッターは、大きい重量の水冷板を移動させるので、移動に時間を要する。移動時間の分だけビーム遮断までに時間遅れが生ずる。そのため電子流遮断までの遅延時間は約３秒である。
【００２０】
電子線を遮断する方法として、電力供給元である主電源を遮断するというのもある。つまり負の高電圧を０に落とし高電圧がフィラメントに掛からないようにし熱電子の引き出しを停止するものである。この方法では高電圧を０Ｖに落とすのだから放電時間が必要で遅延時間が長い。また加速電圧も同時に遮断されることになる。コッククロフト電源のコンデンサが全て放電される。再びこれを全て充電するには時間がかかる。そのため次回の照射を速やかに行うことができない。そのような欠点がある。
【００２１】
またフィラメントへの電力供給用のモータを止めてフィラメント電力を遮断することも可能である。しかし慣性力のあるモータと発電器の回転を即時に止めることができないので電子流遮断が遅れてしまう。フィラメント電流遮断と電子線停止の間に約３秒程度の遅延がある。
【００２２】
より迅速に電子流を止めるための手段が望まれる。迅速にビームを止めたり通したりするのだから重い物体を移動させるというようなことはしたくない。それに加速電源を０Ｖにすると再度の立ち上げに時間が掛かり過ぎる。フィラメント電力も０Ｖにしてしまうと再度の立ち上げに時間を喰う。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
通常の電子線照射装置においては、高圧電源の負極Ｎはフィラメント電源トランスの中間端子Ｍと第１加速電極Ｋに接続されている（ＶＮ＝ＶＭ＝ＶＫ）。本発明は高圧電源の負極Ｎを第１加速電極Ｋに繋ぐが、それをフィラメント電源トランスの中間端子Ｍに直接に繋がず高い値をもつ抵抗Ｒとスイッチ素子を並列接続してつなぐ（ＶＮ＝ＶＫ≠ＶＭ）。
【００２４】
電子ビーム照射時はスイッチ素子を閉じて、フィラメント電源トランス中間電位Ｍと第１加速電極Ｋの電位、電源電圧Ｎを同一とする（ＶＮ＝ＶＭ＝ＶＫ）。が、緊急にビームを停止する必要があるときは、スイッチ素子をオフにして抵抗Ｒを通じて電流がフィラメント側Ｍから第１電極Ｋへ流れるようにし、第１加速電極Ｋをフィラメント電源Ｍ電圧よりも低い電圧（ＶＫ＜ＶＭ＝ＶＮ））にしてフィラメントから出た電子が第１加速電極Ｋによって押し返されるようにする。
【００２５】
信号電線を大地側と高圧架台に渡って引く事ができないので信号の送信受信は光信号によって行う。スイッチ素子は高圧架台に設けた受光素子によって開閉し、受光素子に対向するように発光素子を設けておき地上側から発光素子の発光を制御して受光素子へ信号を送るようにする。発光素子（ＬＥＤ；ＬＤ）と受光素子（ＰＤ）の組み合わせは、大地側と高圧側の絶縁を破ることはない。
【発明の効果】
【００２６】
モータ・ジェネレータ方式でフィラメント電力を供給しているタイプの電子線照射装置において本発明は加速管の第１加速電極の電位ＶＫをフィラメント電位ＶＭより上げる事によって電子を排斥し電子ビームが加速管へ出て行かないようにする。スイッチ素子のオンオフだけで行えるから、その動作は迅速である。３秒もかからず、１秒以下でビームを遮断できる。
【００２７】
高圧電源（コッククロフト電源）をオフにするのではない。だから加速電圧を維持したまま速やかに電子線を停止し、被照射物に対する照射を瞬時に停止できる。
フィラメント電力を遮断するのでもない。モータ・発電器は回転したままである。フィラメントは点灯し続ける。
【００２８】
加速電圧を発生した状態でフィラメントも点灯し続けているから、その後の電子ビーム照射を速やかに再開することができる。その点で加速電源（コッククロフト電源）をオフにするものに比べてビーム再開が容易である。フィラメント電力を遮断するものに比べてもなお敏速にビーム再開できる。
【００２９】
さらにビームシャッターに比べて機械部分が少ないため耐久性に優れる。ビームシャッターは重い金属板を水平移動させるから、レール、ローラ、歯車などが摩耗してくる。またビームシャッターで電子線を遮るとビームシャッターが電子線で加熱されるから大量の冷却水が必要である。
【００３０】
本発明は板で電子線を遮るのではないから冷却は不要である。そのため無駄な電力が不要になる。電力消費が軽減される。ビームシャッターに比べてビーム遮断が迅速である。
【００３１】
ただし漏れビームの存在によってビームを遮断するので本発明のビーム遮断は完全でない。しかし特別な被処理物でない限り漏れビームは被処理物に悪影響を与えないので不完全遮断であっても充分である。それについては後に述べる。
【実施例１】
【００３２】
図２によって本発明の実施例にかかる電子線照射装置を説明する。
フィラメント２が、加速管３の上頂部にあり、ここから熱電子が出る。縦長加速管３の下方に三角形の広がりをもつ走査管５が続いている。加速管３の終端部に走査コイル４があり、電子ビームを左右に走査する。走査された電子ビームは走査管５の直下の照射窓６の窓箔を通過して被処理物７に照射される。被処理物７は搬送機構（図示しない）によって走査方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）に送られる。
【００３３】
加速電源２５は整流器とコンデンサを直列に接続したコッククロフト型のものが用いられる。主電源（商用電源：Ｅ１）から、主電力調整器２４を経て交流電力がトランス２６の一次巻線に与えられる。トランス２６の二次巻線の一方の端子Ｓは大地に接続してある。二次巻線側にはコンデンサ２７、２８、２９の直列体、コンデンサ３０、３１、３２の直列体がつながれる。
【００３４】
ここでは３対しか描いていないが、もっと多い事もある。コンデンサの容量、耐圧、個数は、必要な加速電圧、ビーム電流によって適当に決める。両側のコンデンサ間には、千鳥状に整流器３３、３４、３５、３６、３７、３８が接続してある。直列コンデンサの始端と終端の間のＳＮ間に負の高電圧ＶＮ（加速電圧：ＶＮ＜０）が発生する。これは交流の半波ごとにコンデンサを順に蓄電してゆくコッククロフト型のもので直列全波整流回路としてはありふれたものである。もちろん、その他の回路を使ってもよい。
【００３５】
これが電子ビームに運動エネルギーを与える。走査型であるから５００ｋｅＶ以上であることが多い。加速電圧ＶＮは、負電源の極から大地側へと直列に接続された抵抗体４０、４２、４３、４４と電流計４５によって測定できる。抵抗体の全抵抗をＲｍとし、電流計４５に流れる電流をＩａとすると、電源電圧はＶＮ＝−ＲｍＩａによって与えられる。だから電源電圧は常に監視されている。その信号は制御ユニット４８に入力される。
【００３６】
フィラメント２を加熱するための電源は、加速電源２５とは全く別異である。外部電源Ｅ２から、大地側に設けられたモータインバータ４９に電力が与えられる。モータインバータ４９は外部電力を直流に一旦変換し任意の周波数ｆの交流に逆変換する。モータインバータ４９は大地側の交流モータ（Ｄ）５０を廻すものである。交流モータＤは周波数を変えることによって回転数を変化させるのでモータインバータ４９が必要である。モータ５０の出力軸は絶縁棒５２によって高圧架台側の発電器（Ｇ）５３の入力軸に直結されている。
【００３７】
絶縁棒５２が大地側と高圧側にさし渡されているが、これは絶縁体であるから、大地・高圧側間の絶縁を維持できる。高圧側では発電器（Ｇ）５３が廻るので交流電力が得られる。発電器の電力は回転数に比例するので回転数を制御すれば発電器出力を自在に調節することができる。
【００３８】
発電器５３の出力５４、５５はトランス５９によってフィラメント２を駆動するのに適した低い電圧で大きい電流に変換される。トランス５９は発電器５３とフィラメント２を絶縁する目的もある。トランス５９の二次側線６０、６２はフィラメント２の両端に接続される。トランスの中間端子をＭとする。
【００３９】
加速管３には多数のリング状の加速電極７２、７３、…、７９が上下に等間隔で設けられる。電極数が８という意味ではない。電極の数は任意である。電圧の大きさによって電極数は適宜増減する。一番フィラメントに近い電極から第１電極、第２電極、…というように呼ぶ。リング状加速電極７２、７３、…、７９の間にはガラスの絶縁リングが設けられる。加速電極間には分圧抵抗８２、８３、…、８９が接続される。最後の電極７９は電流計９０を介して接地される。電流計９０によって測定される電流Ｉｃは加速電極に衝突した電子ビーム電流である。
【００４０】
フィラメント２から出た電子ビームは被処理物７に当たる。一部は窓箔で損失になる。一部は被処理物に当たらず搬送機構に当たる。それらの電子ビーム電流は加速電源２５の接地側端子Ｓに接続された電流計４６で測定できる。その電流Ｉｂは電子ビーム電流である。Ｉｃ＋Ｉｂがフィラメントから出た全電子電流に等しい。
【００４１】
加速電源２５の電極Ｎ（電位ＶＮ＜０）は、第１電極７２（Ｋ）と接続される。分圧抵抗があるから加速電極７２、７３、…、７９にはＶＮが等分配された電圧が掛かることになる。 
【００４２】
そのような構造は従来例と同様である。
従来の構造では、高圧電源２５の電極Ｎと第１電極Ｋと、フィラメント電源の中間端子Ｍが一つに接続されていた。そのようにしないとフィラメント２の電位が浮いてしまい、フィラメントから電子が出ても加速されない。つまりＫ−Ｎ−Ｍという接続関係（ＶＫ＝ＶＮ＝ＶＭ）があってフィラメントから出た電子の電位がＶＮであり、それだから大地との間で加速されるのである。
【００４３】
しかし本発明は、高圧電源Ｎと第１加速電極Ｋとは繋ぐが、フィラメント電位Ｍとは直結しない。ＮＫとＭの間に、高い抵抗値をもつ抵抗６４と、スイッチ素子６３を並列に接続する。スイッチ素子６３はトランジスタ、ＦＥＴなど任意の高速半導体素子である。
【００４４】
スイッチ素子６３のために新たな電源回路が必要である。それは発電器５３（Ｇ）から取ることができる。フィラメント電力の一部をスイッチ素子のために利用するのである。電源回路５６は発電器の出力５４、５５から交流電力を取り適当な電圧の直流に直す。それは受光素子（ＰＤ、ＡＰＤ、フォトトランジスタＰＴＲ）５７の電源ともなる。電源回路５６は駆動回路５８に電力を与える。受光素子５７に対向するように発光素子６７が対向して設置される。発光素子６７は大地電位側にあり、シーケンサにつながる発光素子駆動回路６６によって駆動される。光信号を用いるのは大地側と高電圧架台の間の絶縁性を維持するためである。
【００４５】
受光素子５７は、発光素子６７の信号を受ける。受光素子５７の出力を増幅する駆動回路５８がスイッチ素子６３をオンオフする。通常は発光素子信号は存在しないで、受光素子は信号を受けず、スイッチ素子６３が導通している。電源端子Ｎとフィラメント中間端子Ｍはスイッチ素子で接続され同一電位になる。ビームを緊急停止するには、発光素子６７を光らせて受光素子５７へ光信号を送り、スイッチ素子６３をオフにし、フィラメント電位Ｍを電源Ｎよりも高い電位（絶対値は下がる）としビームを止める。
【００４６】
発光素子６７と受光素子５７の関係は単純なオン、オフの信号伝達とは限らず、周波数や振幅や波形を変えて、スイッチ素子６３のオン、オフを切り換えるようにしてもよい。外部のノイズによって誤動作しないような工夫をすべきである。
【００４７】
ビーム引き出し時にはスイッチ素子６３はオンとする。高圧電源Ｎ、第１加速電極Ｋ、フィラメントＭは同一の電位となる（ＶＫ＝ＶＮ＝ＶＭ）。同一電位だから第１加速電極Ｋは電子運動を妨げない。第２加速電極以下はより高電位（負で絶対値が低い）になるから電子を引き付けることができる。そのためフィラメントから熱電子が引き出されて加速管へと導かれる。
【００４８】
ビームを緊急遮断したいという場合、スイッチ素子６３をオフにする。すると、高圧電源Ｎ、第１加速電極Ｋと、フィラメントＭの電位が異なってくる。抵抗６４の中をフィラメント電位Ｍから電源電位Ｎに向かって電流が流れる。その電流Ｉｘは僅かであるが抵抗６４の抵抗値Ｒが大きいから電位差ＲＩｘ（正）はかなり大きくなる。ＶＭ＝ＲＩｘ＋ＶＮとなる。フィラメント電源電位が上がる（ＶＫ＝ＶＮ＜ＶＭ＜０）ので、フィラメントの電子から見ると、第１加速電極Ｋの電位が下がる。電子は電位の高い方へ加速されるのであるから、第１加速電極Ｋによって減速される。つまり第１加速電極Ｋを乗り越えることができない。それで電子ビームが停止するということになる。
【００４９】
但し本発明のビーム遮断の方法は、ビームシャッター閉や、加速電源オフ、フィラメント電力オフのようにビーム遮断が完全ではない。幾分の漏れ電子ビームが発生する。それはやむを得ないことである。
【００５０】
この点は少し分かりにくいことであるが、次のような事である。スイッチ素子が導通しており電子ビームがフィラメントから加速管３、走査管５を経て被処理物７に照射されているとする。ここでスイッチ素子６３をオフにしたとする。その瞬間からフィラメント電位が上がり始める。
【００５１】
それでビーム引き出し電流Ｉｂ（正にとる）が減少する。抵抗６４にそれと同じ電流が流れるから、ＮＭ間（ＫＭ間）の電圧降下は、Ｖｆ＝ＲＩｂである。それがフィラメント平均電位Ｍと第１加速電極Ｋの電位の差になる。フィラメント電位と第１加速電極の間の電位差が１００Ｖ程度になるとビームは殆ど引き出されなくなる。ビーム電流Ｉｂが減少して、１００Ｖ＝ＲＩｂとなるとビーム電流はそれ以上減らなくなる。それより減ると第１加速電極の抑止力が消失するからビームは増勢に転ずる。それより増えると第１加速電極電圧が上がり電子が追い帰されるようになる。
【００５２】
だから抵抗６４の抵抗値を１００ＭΩ程度にすると、臨界のイオンビームは１μＡ程度になる。その程度の漏れイオンビームがあって、第１電極Ｋとフィラメント電位Ｍとの電位差を１００Ｖ程度に維持できる。漏れビームの値は抵抗６４の値Ｒで決めることができる。
【００５３】
１μＡ程度の微細な漏れビームであれば被処理物に悪影響を及ぼすことはない。そのように本発明の方法は漏れビームによって第１加速電極の電圧を上げているから完全にビームを遮断できないという欠点はある。しかし、それは殆ど差し支えないことである。
【００５４】
スイッチ素子６３をオンからオフへと変化させるだけで第１加速電極Ｋが電子ビームを遮断する。重いビームシャッターを動かすとか、慣性のあるモータ・発電器の回転子を停止させるとかいうことは不要である。半導体素子のオンオフだけでが行われるから、その動作は迅速である。遅延時間を１ｍｓの程度に縮めることができる。
【００５５】
さらに好都合な点は、加速電源２５を遮断する必要がなく、電極Ｎの電位は負の高電圧に維持されるから、ビーム再開のために、高電圧をチャージするための時間遅れがない、ということである。またフィラメント電源も消す必要がない。フィラメントは点灯したままであるが第１加速電極Ｋがフィラメントより負電位になっており電子ビームとして引き出されない。そのように加速電源フィラメント電源が点灯したままビームを緊急停止できるので、ビーム照射再開に時間がかからない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】電子線照射装置において、ビームシャッターを用いた電子ビームの緊急遮断装置の概略断面図。
【図２】本発明の実施例にかかる走査型電子線照射装置の電子ビーム緊急遮断装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００５７】
２  フィラメント  
３  加速管  
４  走査コイル  
５  走査管  
６  照射窓  
７  被処理物  
８  ビームシャッター  
９  エアシリンダ  
２０  シーケンサ  
２２  電磁弁  
２３  圧縮空気
２４  主電力調整器  
２５  コッククロフト高圧電源（加速電源）  
２６  トランス  
２７〜３２  コンデンサ  
３３〜３８  整流器  
４０〜４４  抵抗  
４５  電源電圧測定用電流計  
４６  電子ビーム電流測定電流計  
４７  シーケンサ  
４８  制御ユニット  
４９  モータインバータ  
５０  モータ  
５２  絶縁棒  
５３  発電器  
５４、５５  発電器の出力
５６  電源回路  
５７  受光素子  
５８  駆動回路（増幅回路）  
５９  トランス  
６０、６２  フィラメント電源線  
６３  スイッチ素子  
６４  抵抗  
６６  （シーケンサによる）発光素子制御系  
６７  発光素子  
７２〜７９  加速電極  
８２〜８９  分圧抵抗  
９０  加速電極漏れ電流測定用電流計 
【図１】
2005209424.tif 000003
【図２】
2005209424.tif 000004