(57)【要約】【課題】  本発明は照射室の酸素濃度を適切なレベルに維持しつつ不活性気体の使用量を削減することが可能な電子線照射装置を提供する。【解決手段】  照射室４内に不活性気体を導入しつつ照射室４を通過する被照射体としてのフィルムＦに電子線を照射する電子線照射装置１において、照射室４内の酸素濃度を検出する酸素濃度計３５と、照射室４内に導入される不活性気体の流量を調整する主制御弁２５と、酸素濃度が低下すると不活性気体の流量が減少するように、酸素濃度計２５が検出した酸素濃度に基づいて主制御弁２５の開度を制御する制御ユニット４０とを設ける。【選択図】      図１
2006275515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射室内に不活性気体を導入しつつ該照射室を通過する被照射体に電子線を照射する電子線照射装置において、
前記照射室内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記照射室内に導入される不活性気体の流量を調整する流量調整弁と、
前記酸素濃度が低下すると前記不活性気体の流量が減少するように、前記酸素濃度検出手段が検出した酸素濃度に基づいて前記流量調整弁の開度を制御する開度制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子線照射装置。
【請求項２】
前記開度制御手段は、前記被照射体の走行速度が高いときは該走行速度が低いときよりも同一酸素濃度に対する不活性気体の流量が相対的に大きくなるように、前記酸素濃度と前記流量調整弁の開度との関係を前記走行速度に応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載の電子線照射装置。
【請求項３】
前記照射室には複数の気体取込口が設けられ、前記複数の気体取込口のそれぞれにはサンプリング管路が接続され、各サンプリング管路に前記酸素濃度検出手段が設けられ、前記開度制御手段は各サンプリング管路に取り込まれた気体中の酸素濃度の検出値に基づいて前記照射室の酸素濃度を判別し、その判別された酸素濃度に基づいて前記流量調整弁の開度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線照射装置。
【請求項４】
前記複数の気体取込口が前記被照射体の幅方向に並んでいることを特徴とする請求項３に記載の電子線照射装置。
【請求項５】
前記複数の気体取込口が前記照射室における電子線の透過窓に隣接して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電子線照射装置。
【請求項６】
各サンプリング管路にフィルタが設けられ、前記酸素濃度検出手段は前記フィルタの下流に配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の電子線照射装置。
【請求項７】
各サンプリング管路のフィルタの下流に圧力検出手段が設けられるとともに、前記圧力検出手段が検出した圧力に基づいて各フィルタの詰まりの有無を判別するフィルタ監視手段がさらに設けられ、前記開度制御手段は前記フィルタに詰まりが生じていると判別されたサンプリング管路の酸素濃度検出手段による酸素濃度の検出値を前記照射室の酸素濃度を判別するための対象から除外し、残りの酸素濃度検出手段による酸素濃度の検出値に基づいて前記照射室の酸素濃度を判別することを特徴とする請求項６に記載の電子線照射装置。
【請求項８】
各サンプリング管路のフィルタの下流に圧力検出手段が設けられるとともに、前記圧力検出手段が検出した圧力に基づいて各フィルタの詰まりの有無を判別するフィルタ監視手段と、前記フィルタに詰まりが生じていると判別された場合に所定の警告を出力する警告手段とがさらに設けられたことを特徴とする請求項６に記載の電子線照射装置。
【請求項９】
前記照射室には前記被照射体の搬入口に続く導入部と、該導入部よりも通路幅が拡大されかつ電子線の透過窓を備えた処理部とが設けられ、
前記導入部及び前記処理部のそれぞれに不活性気体の吹出口が設けられ、
前記不活性気体の供給源と各吹出口とを結ぶ主管路に前記流量調整弁が設けられるとともに、前記主管路から前記導入部の吹出口へ不活性気体を分配する分岐管路には当該分岐管路における不活性気体の流量を調整する分岐管路用制御弁が設けられ、
前記開度制御手段は前記酸素濃度に基づく前記流量調整弁の開度制御に加えて、前記被照射体の停止時に前記分岐管路用制御弁の開度を減少させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線照射装置。
【請求項１０】
照射室内に不活性気体を導入しつつ該照射室を通過する被照射体に電子線を照射する電子線照射装置において、
前記照射室内に設けられた気体取込口に接続されて該照射室内の気体を取り込むサンプリング管路と、
前記サンプリング管路に設けられたフィルタと、
前記フィルタの下流における圧力を検出する圧力検出手段と、
前記フィルタの下流に導かれた気体中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記圧力検出手段が検出した圧力に基づいて各フィルタの詰まりの有無を判別するフィルタ監視手段と、
前記フィルタに詰まりが生じていると判別された場合に所定の警告を出力する警告手段と、
を備えたことを特徴とする電子線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射室内に不活性気体を導入しつつ該照射室を通過する被照射体に電子線を照射する電子線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂フィルム等の帯状の被照射体に電子線を照射してその被照射体に架橋、硬化、改質等の処理を施す電子線照射装置が知られている。この種の照射装置においては、酸素が存在する環境下で電子線を照射すると、酸素が電子線に反応して電子線の照射エネルギーが消費されるといった不都合が生じることがある。そのため、電子線の照射室内に窒素等の不活性気体を導入して酸素をその不活性気体で置換することにより、照射室の酸素濃度を低レベル（例えば１００ｐｐｍ以下）に抑えている（例えば特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特公昭６３−８４４０号公報
【特許文献２】特開平５−６０８９９号公報
【特許文献３】実開平６−８０２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した電子線照射装置では、不活性気体を絶えず一定の流量で供給しているために不活性気体の使用量が大きく、ときとして過剰な不活性気体が導入されることがある。例えば、被照射体を走行させつつ電子線を照射するタイプの電子線照射装置では、被照射体に随伴して照射室に侵入しようとする空気を不活性気体で剥がして照射室外に排除する必要があり、そのために被照射室の入口にて大量の不活性気体を被照射体に絶えず吹き付けねばならない。しかし、被照射体を停止させ、あるいは段取作業等のために被照射体を電子線照射時よりも低速で走行させている場合には随伴空気の巻き込みがないか、あってもその影響が小さいから、電子線照射時と同じ流量で不活性気体の導入を続けると不活性気体が無駄に消費される。
【０００４】
そこで、本発明は照射室の酸素濃度を適切なレベルに維持しつつ不活性気体の使用量を削減することが可能な電子線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、照射室（４）内に不活性気体を導入しつつ該照射室を通過する被照射体（Ｆ）に電子線を照射する電子線照射装置（１）において、前記照射室内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段（３５）と、前記照射室内に導入される不活性気体の流量を調整する流量調整弁（２５）と、前記酸素濃度が低下すると前記不活性気体の流量が減少するように、前記酸素濃度検出手段が検出した酸素濃度に基づいて前記流量調整弁の開度を制御する開度制御手段（４０）と、を備えることにより、上述した課題を解決する。
【０００６】
本発明の電子線照射装置によれば、照射室の酸素濃度に基づいて流量調整弁の開度を制御することにより、照射室に導入される不活性気体の流量を照射室の酸素濃度に応じて適切に変化させることができる。すなわち、酸素濃度が上昇傾向にあるときは流量調整弁の開度を増して不活性気体の流量を増加させることにより、酸素濃度の許容限度を超える上昇を防ぐことができる。一方、酸素濃度が必要以上に低下しているときは流量調整弁の開度を減らして不活性気体の流量を低下させることにより、不活性気体が過剰に導入される状態の解消を図ることができる。これにより、照射室の酸素濃度を許容レベルに維持しつつ不活性気体の無駄な消費を抑えてその使用量を削減することができる。
【０００７】
本発明の一形態において、前記開度制御手段は、前記被照射体の走行速度が高いときは該走行速度が低いときよりも同一酸素濃度に対する不活性気体の流量が相対的に大きくなるように、前記酸素濃度と前記流量調整弁の開度との関係を前記走行速度に応じて変化させてもよい。被照射体の走行速度が低い場合には被照射体に随伴して照射室に侵入しようとする空気の流量が小さくて酸素濃度の変化も比較的緩やかとなるが、被照射体の走行速度が高くなれば被照射体に随伴する空気の流量も増加し、酸素濃度の変化が比較的急激に生じる。この場合、酸素濃度の上昇を検出して流量調整弁の開度を増加させても制御が間に合わないおそれがある。これに対して、同一酸素濃度下でも、被照射体の走行速度が高い場合には低い場合よりも不活性気体の流量を相対的に増加させておけば、不活性気体の流量に余裕が生じ、酸素濃度の急激な上昇を抑えることができる。なお、この形態において、走行速度が低い場合とは走行速度が０の状態、すなわち被照射体が停止している状態を含む概念である。
【０００８】
本発明の一形態において、前記照射室には複数の気体取込口（３０Ｃ、３０Ｌ、３０Ｒ）が設けられ、前記複数の気体取込口のそれぞれにはサンプリング管路（３２）が接続され、各サンプリング管路に前記酸素濃度検出手段（３５）が設けられ、前記開度制御手段は各サンプリング管路に取り込まれた気体中の酸素濃度の検出値に基づいて前記照射室の酸素濃度を判別し、その判別された酸素濃度に基づいて前記流量調整弁の開度を制御してもよい。この形態によれば、複数の気体取込口のそれぞれから照射室の気体を取り込んで酸素濃度を検出しているので、照射室の一箇所で酸素濃度を検出する場合と比較して照射室の酸素濃度を高精度に検出することができる。この場合、複数の気体取込口は被照射体の幅方向に並んでいてもよい。これにより、被照射体の幅方向に関する部分的な酸素濃度の上昇を不活性気体の流量制御に反映させて幅方向における電子線の照射品質のばらつきを確実に抑えることができる。さらに複数の気体取込口は前記照射室における電子線の透過窓（６）に隣接して配置されてもよい。このように気体取込口を配置すれば、電子線の照射位置付近の酸素濃度を不活性気体の流量制御に反映させて不活性気体の流量を最適に制御することができる。
【０００９】
本発明の一形態において、各サンプリング管路（３２）にはフィルタ（３３）が設けられ、前記酸素濃度検出手段は前記フィルタの下流に配置されてもよい。フィルタの下流に酸素濃度検出手段を配置することにより、電子線の照射に伴って被照射体から紙粉等の塵埃が発生するような環境でも、その塵埃をフィルタで除去して照射室の酸素濃度を正確に検出することができる。
【００１０】
さらに、各サンプリング管路のフィルタの下流に圧力検出手段（３４）が設けられるとともに、前記圧力検出手段が検出した圧力に基づいて各フィルタの詰まりの有無を判別するフィルタ監視手段（４０）がさらに設けられ、前記開度制御手段は前記フィルタに詰まりが生じていると判別されたサンプリング管路の酸素濃度検出手段による酸素濃度の検出値を前記照射室の酸素濃度を判別するための対象から除外し、残りの酸素濃度検出手段による酸素濃度の検出値に基づいて前記照射室の酸素濃度を判別してもよい。この形態によれば、フィルタの目詰まりに起因して酸素濃度の検出値に誤差が生じる場合に、その誤差が不活性気体の流量制御に与える影響を排除することができる。
【００１１】
本発明の一形態において、各サンプリング管路のフィルタの下流に圧力検出手段（３４）が設けられるとともに、前記圧力検出手段が検出した圧力に基づいて各フィルタの詰まりの有無を判別するフィルタ監視手段（４０）と、前記フィルタに詰まりが生じていると判別された場合に所定の警告を出力する警告手段（４０）とがさらに設けられてもよい。この形態によれば、フィルタの詰まりを電子線照射装置のオペレータに警告してフィルタのメンテナンスを促すことができる。
【００１２】
本発明の一形態において、前記照射室には前記被照射体の搬入口（８）に続く導入部（１０）と、該導入部よりも通路幅が拡大されかつ電子線の透過窓（６）を備えた処理部（１２）とが設けられ、前記導入部及び前記処理部のそれぞれに不活性気体の吹出口（２０Ａ〜２０Ｅ）が設けられ、前記不活性気体の供給源（２１）と各吹出口とを結ぶ主管路（２３）に前記流量調整弁（２５）が設けられるとともに、前記主管路から前記導入部の吹出口へ不活性気体を分配する分岐管路（２４Ａ〜２４Ｃ）には当該分岐管路における不活性気体の流量を調整する分岐管路用制御弁（２６Ａ〜２６Ｃ）が設けられ、前記開度制御手段は前記酸素濃度に基づく前記流量調整弁の開度制御に加えて、前記被照射体の停止時に前記分岐管路用制御弁の開度を減少させてもよい。導入部の吹出口はそこから吹き出す不活性気体により被照射体に随伴して照射室内に侵入しようとする空気を剥がして室外に押し出す作用を生じさせるが、被照射体の停止時には随伴空気が侵入しないから、そのような作用を生じさせる必要もない。そこで、被照射体の停止時に導入部の吹出口に対応する分岐管路用制御弁の開度を減少させるようにすれば、不活性気体の無駄な消費を抑えて使用量をさらに削減することができる。この場合、分岐管路用制御弁の開度の減少は、分岐管路用制御弁を全閉状態へ制御するものでもよいし、非停止時と比較して開度を全閉状態に達しない程度で減少させるものでもよい。
【００１３】
本発明の他の態様の電子線照射装置は、照射室（４）内に不活性気体を導入しつつ該照射室を通過する被照射体（Ｆ）に電子線を照射する電子線照射装置（１）であって、前記照射室内に設けられた気体取込口（３０Ｃ、３０Ｌ、３０Ｒ）に接続されて該照射室内の気体を取り込むサンプリング管路（３２）と、前記サンプリング管路に設けられたフィルタ（３３）と、前記フィルタの下流における圧力を検出する圧力検出手段（３４）と、前記フィルタの下流に導かれた気体中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段（３５）と、前記圧力検出手段が検出した圧力に基づいて各フィルタの詰まりの有無を判別するフィルタ監視手段（４０）と、前記フィルタに詰まりが生じていると判別された場合に所定の警告を出力する警告手段（４０、４５）と、を備えたものである。
【００１４】
この態様の電子線照射装置によれば、酸素濃度検出手段を利用して照射室内の酸素濃度を監視することができる。酸素濃度検出手段はフィルタの下流に設けられているので、電子線の照射に伴って被照射体から紙粉等の塵埃が発生するような環境でも、その塵埃をフィルタで除去して照射室の酸素濃度を正確に検出することができる。さらに、フィルタの目詰まりを圧力検出手段の検出値から判別して警告を出力することができるので、フィルタのメンテナンスをオペレータに促し、フィルタの詰まりに起因して酸素濃度の検出値に誤差が生じている状態が放置されるおそれを排除することができる。
【００１５】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、本発明の電子線照射装置によれば、照射室に導入される不活性気体の流量を照射室の酸素濃度に基づいて制御しているので、照射室の酸素濃度を許容レベルに維持しつつ不活性気体の無駄な消費を抑えてその使用量を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の一形態に係る電子線照射装置の要部を示す図である。電子線照射装置１は工場フロア等に据え付けられる固定ユニット２と、その固定ユニット２上に設置される可動ユニット３とを備えている。固定ユニット２の一端には固定壁２ａが設けられ、その固定壁２ａの前方には一対のレール２ｂが設けられている。可動ユニット３はレール２ｂに沿って移動可能に設けられており、その一端には固定壁２ａと対向する可動壁３ａが設けられている。可動ユニット３が固定壁２ａに向かって前進して固定壁２ａと可動壁３ａとが組み合わされることにより、両壁２ａ、３ａの間に電子線の照射室４が形成される（図２参照）。図１は可動ユニット３を固定壁２ａから後退させて照射室４を開いた状態を示している。可動ユニット３の可動壁３ａの後方には電子線を発生させる電子線発生装置５が設けられている。電子線発生装置５から射出される電子線は可動壁３ａに設けられた透過窓６を介して照射室４に入射し、固定壁２ａの電子線捕捉器７に捕捉される。
【００１８】
図２に示すように、照射室４の一端（上端）には被照射体としてのフィルムＦが搬入される搬入口８が設けられ、照射室４の他端（下端）にはフィルムＦが搬出される搬出口９が設けられている。固定壁２ａ及び可動壁３ａが組み合わされた状態において、照射室４は両開口８、９を除いてその周囲が閉じられた閉鎖空間として構成される。照射室４の搬入口８に続く所定範囲には通路幅が狭められた導入部１０が設けられ、搬出口９に連なる所定範囲にも通路幅が狭められた導出部１１が設けられている。これらの導入部１０及び導出部１１の間には導入部１０及び導出部１１よりも通路幅が拡大された処理部１２が設けられ、その処理部１２に上述した透過窓６が設けられている。フィルムＦは巻き出しロール１３から巻き出され、適宜数の搬送ローラ１４に案内されつつ搬入口８から照射室４の導入部１０に搬入される。照射室４内に搬入されたフィルムＦは処理部１２に導かれ、その処理部１２にて透過窓６を通過した電子線ＥＢがフィルムＦの表面に照射される。電子線照射後のフィルムＦは導出部１１を通過して搬出口９から搬出され、さらに適宜数の搬送ローラ１５で案内されつつ巻き取りロール１６に巻き取られる。以下において、フィルムＦの走行方向Ｖを基準として巻き出しロール１３に向かう方向をフィルム走行方向に関する上流と呼び、巻き取りロール１６に向かう方向をフィルム走行方向に関する下流と呼ぶことがある。なお、被照射体Ｆは電子線ＥＢの照射によって何らかの処理が施されるものであればよいが、ここでは壁紙等として用いられる紙基材のフィルムを想定して説明を続ける。
【００１９】
照射室４を構成する可動壁３ａには、窒素等の不活性気体を室内に導入するための吹出口が適宜の位置に設けられている。例えば、導入部１０には第１スリット２０Ａ及び多数の給気孔２０Ｂが吹出口としてそれぞれ設けられ、さらに導入部１０と処理部１２との境界付近にも第２スリット２０Ｃが吹出口として設けられている。処理部１２には透過窓６を前後に挟むようにして第３スリット２０Ｄ及び第４スリット２０Ｅが吹出口として設けられている。さらに導出部１１と処理部１２との境界付近には多数の給気孔２０Ｆが吹出口として設けられている。第１スリット２０Ａ及び第２スリット２０Ｃは、それぞれフィルムＦの表面にその全幅に亘って不活性気体を吹き付けるように設けられている。これらのスリット２０Ａ、２０Ｃから吹き出される不活性気体により、導入部１０に引き込まれたフィルムＦに随伴する空気が剥がされて搬入口８から室外に押し出される。給気孔２０Ｂは、フィルムＦを押え付ける不活性気体の支持層をフィルムＦと可動壁３ａとの間に形成してフィルムＦのばたつきを抑えるために設けられている。なお、以下においてスリット２０Ａ、２０Ｃ〜２０Ｅ及び給気孔２０Ｂ、２０Ｆを区別する必要がないときは吹出口２０Ａ〜２０Ｆと表記することがある。
【００２０】
図１に戻って、電子線照射装置１には不活性気体の供給源としてのタンク２１から吹出口２０Ａ〜２０Ｆに不活性気体を供給するための供給管路２２が設けられている。供給管路２２は全ての吹出口２０Ａ〜２０Ｆに対して共用される主管路２３と、主管路２３と吹出口２０Ａ〜２０Ｆとを個別に接続する分岐管路２４Ａ〜２４Ｆとを備えている。なお、分岐管路２４Ａ〜２４Ｆの添え字Ａ〜Ｆは吹出口２０Ａ〜２０Ｆの添え字Ａ〜Ｆにそれぞれ対応する。主管路２３にはタンク２１から各分岐管路２４Ａ〜２４Ｆに導かれる不活性気体の流量を制御する流量調整弁としての主制御弁２５が設けられている。また、分岐管路２４Ａ〜２４Ｆのそれぞれには各分岐管路２４Ａ〜２４Ｆの流量を制御する分岐管路用制御弁としての副制御弁２６Ａ〜２６Ｆが設けられている。なお、主制御弁２５には、開度を比例的に変化させて流量を調整可能な電磁比例制御弁が用いられる。副制御弁２６Ａ〜２６Ｆのそれぞれは、開位置と閉位置との二位置の間で切り替え制御可能な開閉弁でもよいし、電磁比例制御弁でもよい。
【００２１】
さらに、第３スリット２０Ｄの近傍、換言すれば透過窓６に隣接した位置には、複数（図では３つ）の気体取込口３０Ｌ、３０Ｃ及び３０ＲがフィルムＦの幅方向に並べて設けられている。気体取込口３０ＣはフィルムＦの幅方向中心に位置し、左右の気体取込口３０Ｌ、３０ＲはそれぞれフィルムＦの幅方向両端部付近に位置している。なお、以下において気体取込口３０Ｌ、３０Ｃ及び３０Ｒを区別する必要がないときはこれらを気体取込口３０と表記する。
【００２２】
気体取込口３０のそれぞれには酸素濃度測定システム３１が接続されている。なお、図１では右側の気体取込口３０Ｒに対する酸素濃度測定システム３１のみを示すが、他の空取込口３０Ｃ、３０Ｌのそれぞれに対しても同一構成の酸素濃度測定システム３１がそれぞれ接続されている。酸素濃度測定システム３１は、気体取込口３０から照射室４の気体を取り込むためのサンプリング管路３２と、そのサンプリング管路３２に取り込まれた気体中の塵埃を除去するフィルタ３３と、フィルタ３３の下流側（２次側）における気体の圧力（フィルタ２次圧）を検出する圧力センサ３４と、フィルタ３３の下流側にて気体中の酸素濃度を検出する酸素濃度計３５と、サンプリング管路３２に照射室４内の気体を引き込むポンプ３６と、ポンプ３６から吐出された気体の流量を検出するフローメータ３７とを備えている。フィルタ３３には交換が容易に行えるようにカートリッジ式のフィルタが使用されている。フローメータ３７は酸素濃度計３５が正常に動作する範囲の流量の気体がサンプリング管路３２に流れているか否かをオペレータが確認するために設けられている。
【００２３】
圧力センサ３４及び酸素濃度計３５がそれぞれ出力する圧力信号及び酸素濃度信号は電子線照射装置１の制御ユニット４０に入力される。制御ユニット４０は、フィルムＦに対して所定の条件下で電子線が照射されるように、電子線発生装置５による電子線の照射制御、フィルムＦの走行制御、吹出口２０Ａ〜２０Ｆから導入する不活性気体の流量制御等を実行する。
【００２４】
図３は制御ユニット４０の機能ブロック図である。制御ユニット４０はフィルムＦに対する電子線の照射に必要な各種の処理を実行する制御部４１を有している。制御部４１はマイクロプロセッサ、あるいはＬＳＩ等の論理回路等を利用した制御装置として構成される。制御部４１には、上述した酸素濃度測定システム３１の圧力センサ３４及び酸素濃度計３５が接続されるとともに、電子線照射装置１のオペレータがフィルムＦの走行速度等の動作条件を入力する手段として操作パネル４２が接続される。また、制御部４１には、制御対象装置として電子線発生装置５、フィルム走行装置４３及び弁駆動回路４４が接続されている。制御部４１は、操作パネル４２から指示される動作条件に従って電子線発生装置５及び弁駆動回路４４に指示を与える。電子線発生装置５は制御部４１からの指示に従って電子線を発生させる。フィルム走行装置４３は制御部４１からの指示に従って巻き取りロール１６等を回転駆動してフィルムＦを走行させる。弁駆動回路４４は制御部４１からの指示に従って主制御弁２５及び副制御弁２６Ａ〜２６Ｆを切り替え制御する。
【００２５】
操作パネル４２では、電子線照射装置１の動作モードとして、待機モード、段取作業モード及び連続運転モードが選択可能とされる。操作パネル４２から待機モードが指示された場合、制御部４１は電子線発生装置５からの電子線照射を停止させるとともに、フィルム走行装置４３によるフィルムＦの走行を停止させる。一方、操作パネル４２から連続運転モードが指示された場合、制御部４１は予め操作パネル４２を介してセットされた所定の生産速度（例えば２００ｍ／ｍｉｎ．）にてフィルムＦを走行させるとともに、電子線発生装置５から所定のエネルギ量の電子線を連続的に照射させる。段取作業モードはフィルムＦの意匠合わせ、色合わせ、切り貼りといった準備作業を行う場合に選択されるものである。段取作業モードではオペレータが操作パネル４２を介して電子線の照射条件、フィルムＦの走行速度等を適宜に指示可能であり、制御部４１はそれらの指示に従って電子線発生装置５による電子線の照射、及びフィルム走行装置４３によるフィルムＦの走行を制御する。
【００２６】
制御部４１は、待機モード、段取作業モード及び連続運転モードのいずれにおいても、圧力センサ３４及び酸素濃度計３５がそれぞれ検出する圧力及び酸素濃度に基づいて主制御弁２５及び副制御弁２６Ａ〜２６Ｃの開度を決定し、その決定した開度を弁駆動回路４４に与えてこれらの制御弁２５、２６Ａ〜２６Ｃの開度を制御する。但し、その開度の決定においてはフィルム走行装置４３によるフィルムＦの走行速度も考慮されるが、詳細は後述する。
【００２７】
さらに、制御部４１にはプロセス監視装置４５が接続される。プロセス監視装置４５は電子線の照射品質を監視するために設けられたものである。制御部４１は電子線発生装置５の加速電圧、ビーム電流、フィルム走行装置４３によるフィルムＦの走行速度、酸素濃度計３５が検出した酸素濃度といった製造工程の監視に必要な状態量を電子線発生装置５及びフィルム走行装置４３から取得してこれらの状態量をプロセス監視装置４５に出力する。プロセス監視装置４５は制御部４１から受け取った状態量の時間的な変化を記録し、かつその記録内容をモニタ等の表示手段（不図示）に表示する。
【００２８】
図４は制御部４１が制御弁２５、２６Ａ〜２６Ｃを操作して不活性気体の流量を制御するために適宜の周期で繰り返し実行する流量制御処理の手順を示すフローチャートである。図示の流量制御処理において、制御部４１はまずステップＳ１にて圧力センサ３４の出力信号を取り込んで各サンプリング管路３２のフィルタ２次圧を検出し、続くステップＳ２にてそれぞれの圧力が不足しているか否かを判断する。これはフィルタ３３が正常に機能しているか否かを判別するための処理である。ステップＳ２においていずれかのフィルタ３３の２次圧が不足している場合、制御部４１はそのフィルタ３３に目詰まりが発生していると判断してステップＳ３に進み、所定の警告装置（一例としてプロセス監視装置４５、あるいはこれに付属するブザー、ランプ等）を介してフィルタ３３の詰まりをオペレータに警告し、続くステップＳ４にてフィルタ３３が詰まっていると判断されたサンプリング管路３２を酸素濃度の評価対象から除外する。ステップＳ２の処理により制御部４１は本発明のフィルタ監視手段として機能し、ステップＳ３の処理により制御部４１は本発明の警告手段として機能する。一方、ステップＳ２にて全てのフィルタ３３の２次圧が正常と判断した場合にはステップＳ３及びＳ４をスキップする。
【００２９】
次のステップＳ５において、制御部４１はフィルタ３３の２次圧が正常と判断されたサンプリング管路３２の酸素濃度計３５の出力を取り込んで酸素濃度を検出する。この場合、複数の酸素濃度計３５の検出値が存在する場合にはそれらの平均値を照射室４の酸素濃度として取得する。但し、最大値を利用してもよいし、多数の酸素濃度計３５が存在する場合には統計的手法により求められる中央値、最頻値といった様々な値により照射室４の酸素濃度を判別してもよい。
【００３０】
続くステップＳ６において、制御部４１は酸素濃度の検出値に基づいて主制御弁２５の全開位置からの絞り量ΔＶＯを決定する。すなわち、図５に示したように酸素濃度と主制御弁２５の適切な開度との対応関係を予め定めておき、この対応関係を利用してステップＳ５で検出した酸素濃度がＯＸＣ１に対応する開度を基本開度ＶＯｂａｓｅとして求める。そして、主制御弁２５の全開時の開度ＶＯｆｕｌｌと基本開度ＶＯｂａｓｅとの差（＝ＶＯｆｕｌｌ−ＶＯｂａｓｅ）を絞り量ΔＶＯとして決定する。なお、図５に示したように、酸素濃度と主制御弁２５の基本開度ＶＯｂａｓｅとの関係は、酸素濃度が低下すると開度が減少するように定められるが、その変化の態様は流量制御に対する酸素濃度の応答性等を考慮して適宜に設定してよい。
【００３１】
次に、制御部４１はステップＳ７にてフィルムＦの走行速度Ｖを取得し、さらにステップＳ８で走行速度Ｖが０か否か判断する。走行速度が０、つまりフィルムＦが停止し、あるいはフィルムＦが導入されていない場合にはステップＳ９へ進み、制御部４１は導入部１０の吹出口２０Ａ〜２０Ｃに対応する副制御弁２６Ａ〜２６Ｃのみを全閉状態に制御する。これにより、第１スリット２０Ａ、第２スリット２０Ｃ及び給気孔２０Ｂからの不活性気体の導入が中止される。フィルムＦが走行していないときはフィルムＦに随伴して空気が侵入するおそれがないためである。なお、他の副制御弁２６Ｄ〜２６Ｆは全開状態に制御され、照射室４には第３スリット２０Ｄ、第４スリット２０Ｅ及び給気孔２０Ｆから不活性気体が導入される。
【００３２】
続くステップＳ１０において制御部４１は主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔを全開時の開度ＶＯｆｕｌｌから絞り量ΔＶＯを減算した値に設定する。この場合、主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔは図５に示した基本開度ＶＯｂａｓｅと一致する。一方、ステップＳ８で走行速度Ｖが０ではない場合、制御部４１はステップＳ１１に進んで全ての副制御弁２６Ａ〜２６Ｆを全開状態に制御する。続くステップＳ１２において、制御部４１はフィルムＦの走行速度Ｖが０よりも大きくかつ所定の閾値Ｖｔｈ以下か否か判断する。閾値Ｖｔｈは酸素濃度の低下に対応して不活性気体の流量を減少させるか否かを判別する基準値として与えられるものである。閾値ＶｔｈはフィルムＦを上述した連続照射モードで走行させるときの生産速度の下限値よりも低く、かつ段取作業モードにおいて指示される走行速度の上限値よりも高い値に設定される。
【００３３】
ステップＳ１２が肯定された場合、制御部４１はステップＳ１３に進み、主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔを次式で得られる値に設定する。
ＶＯｔｇｔ＝ＶＯｆｕｌｌ−ΔＶＯ×Ｃ
ここでＣは絞り量ΔＶＯをフィルム停止時よりも小さい幅に制限するための補正率であり、０＜Ｃ＜１である。つまり、ステップＳ１３では、フィルム停止時の目標開度ＶＯｔｇｔとして与えられる基本開度ＶＯｂａｓｅよりも目標開度ＶＯｔｇｔを大きく設定する。フィルムＦが走行している場合にはフィルムＦの停止時と比較して随伴空気の侵入により酸素濃度が上昇し易く、その一方で、酸素濃度の検出値に応じた流量制御には応答遅れが伴うため、フィルムＦの低速走行時にはフィルムＦの停止時よりも流量の減少幅を抑えた方が酸素濃度を許容範囲内に保持する上で好ましいからである。
【００３４】
一方、ステップＳ１２が否定判断された場合、制御部４１はステップＳ１４へ進み、主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔを全開時の開度ＶＯｆｕｌｌに設定する。ステップＳ１２が否定判断された場合にはフィルムＦが生産速度で走行して電子線の照射が行われているため、このときは不活性気体の使用量の削減よりも酸素濃度の上昇防止を優先した方が好ましく、そのために酸素濃度に拘わりなく主制御弁２５を全開状態に保持している。なお、フィルムＦが紙基材からなる場合には電子線の照射により紙粉が生じて照射室４が汚れるため、不活性気体の流量をなるべく大きく設定した方が好ましいという事情もある。以上のようにして主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔを設定した後、制御部４１はステップＳ１５で主制御弁２５を目標開度ＶＯｔｇｔに制御し、その後、図４の処理を終える。なお、ステップＳ１５においては、与えられた目標開度ＶＯｔｇｔと現在の開度との偏差に基づく比例制御に加えて、微分制御及び積分制御を実施してもよい。以上のステップＳ５〜ステップＳ１５を実行することにより制御部４１は本発明の開度制御手段として機能する。
【００３５】
以上の処理によれば、フィルムＦが停止しているとき、又は低速走行しているとき（Ｖ＜Ｖｔｈ）には酸素濃度が低下すると主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔが減少して照射室４へ導入される不活性気体の流量が絞られる。これにより、酸素濃度を許容範囲に維持しつつ不活性気体の無駄な消費を抑えてその使用量を削減することができる。特にフィルムＦが停止しているときは導入部１０における不活性気体の吹き出しを中止しているので不活性気体の使用量の削減効果が高い。また、フィルムＦが低速走行しているときには停止時と比較して同一酸素濃度に対する主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔがより大きい値に設定されるので、不活性気体の無駄な消費を抑えつつ、制御の応答遅れに起因する酸素濃度の上昇を防止することができる。さらに、フィルムＦを生産速度で走行させて電子線を照射しているときには酸素濃度が低下しても主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔが全開時の開度ＶＯｆｕｌｌに保持されて照射室４の酸素濃度が最小限に制御されるので、電子線の照射品質が劣化するおそれがない。
【００３６】
以上の形態においては、フィルムＦの幅方向に複数の気体取込口３０Ｃ、３０Ｌ、３０Ｒを並べてフィルムＦの中央、及び幅方向両端部における酸素濃度を検出しているので、一箇所のみで酸素濃度を検出する場合と比較して照射室４の酸素濃度の検出精度が向上し、不活性気体の流量をより適切に制御することができる。また、フィルタ３３の下流側の圧力を検出してフィルタ３３の詰まりを判定し、詰まりが生じているサンプリング管路３２に関しては酸素濃度の評価対象から除外しているので、フィルタ３３の詰まりに起因して不活性気体の流量制御に誤差が生じるおそれがない。ちなみに、フィルタ３３が詰まるとフィルタ３３の下流における酸素濃度が上昇するため、その酸素濃度に応じて不活性気体の流量を制御した場合には不活性気体が必要以上に導入されて使用量に無駄が生じる。本形態によればそのような無駄が生じるおそれはない。さらに、フィルタ３３の詰まりが検出された場合に警告を出力しているので、オペレータにフィルタ３３のメンテナンスを促すことができる。従って、フィルタ３３の詰まりにより酸素濃度の検出値に誤差が生じている状態にオペレータが気付くことなく、これが放置されるおそれを排除することができる。
【００３７】
本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。以下に上記の形態に対する変形例を説明する。
【００３８】
上記の形態ではフィルタ３３に詰まりが生じていない限りにおいて、３箇所の気体取込口３０Ｃ、３０Ｌ、３０Ｒのそれぞれに接続された全てのサンプリング管路３２を評価対象としているが、評価対象の個数はフィルムＦの幅に応じて変化させてもよい。例えばフィルムＦの幅が狭くて両端の気体取込口３０Ｌ、３０ＲがフィルムＦよりも外側にずれている場合には中央の気体取込口３０Ｃからサンプリング管路３２に取り込まれた気体中の酸素濃度のみに基づいて流量制御を実施し、その一方で全ての気体取込口３０Ｃ、３０Ｌ、３０ＲがフィルムＦと対向する場合には全てのサンプリング管路３２に取り込まれた気体中の酸素濃度を検出して平均値等に基づく流量制御を行ってもよい。この場合には、操作パネル４２からフィルムＦの幅を入力し、その入力値に応じて制御部４１が評価対象のサンプリング管路３２を選択すればよい。
【００３９】
上記の形態では、連続照射時には主制御弁２５を全開状態に保持しているが、本発明はこれに限るものではなく、フィルムＦを走行させつつ電子線を照射する間においても酸素濃度に応じた不活性気体の流量制御を実施してもよい。例えば、フィルムＦが紙粉のような塵埃を生じない材質からなる場合（例えば樹脂基材のフィルムの場合）には、連続照射中でも酸素濃度の減少に応じて不活性気体の流量を絞り込んでもよい。
【００４０】
上記の形態では、主制御弁２５の目標開度ＶＯｔｇｔの設定を、フィルムＦの停止時、低速走行時、連続照射時の３段階に分けて変化させているが、本発明はこれに限らず、目標開度ＶＯｔｇｔをさらに細かく制御してもよい。例えばフィルムＦの走行速度が上昇するに従って補正率Ｃを減少させることにより、同一酸素濃度下における目標開度ＶＯｔｇｔを走行速度Ｖの変化に合わせて連続的に変化させてもよい。酸素濃度の変化に対する不活性気体の流量制御の応答性が十分に確保されている場合には、走行速度を考慮した流量制御を省略し、走行速度を問わず、図５に例示した酸素濃度と基本開度ＶＯｂａｓｅとの関係に従って主制御弁２５の流量を制御してもよい。
【００４１】
不活性気体の流量の制御は主制御弁２５によって実現されるものに限らない。例えば、主制御弁２５を省略し、副制御弁２６Ａ〜２６Ｆの開度を酸素濃度に基づいて個別に変化させることにより照射室４の各所に導入される不活性気体の流量を制御してもよい。気体取込口の配置は透過窓６に隣接する位置においてフィルムＦの幅方向に並べられる例に限らない。例えば、フィルムＦの走行方向に関しても複数の位置に気体取込口を設け、照射室４内の酸素濃度分布をさらに細かく判別して、その判別結果に応じて副制御弁２６Ａ〜２６Ｆのそれぞれの開度を個別に制御してもよい。
【００４２】
上記の形態ではフィルムＦの停止時に第１スリット２０Ａ、第２スリット２０Ｃ及び給気孔２０Ｂからの不活性気体の導入を中止しているが、副制御弁２６Ａ〜２６Ｃの開度を全閉状態に達しない程度に絞り込むことにより、低速走行時や連続照射時よりも少量の不活性気体をそれらの吹出口２０Ａ〜２０Ｃから供給してもよい。但し、副制御弁２６Ａ〜６Ｃを利用した不活性気体の流量制御は省略してもよいし、その制御対象となる吹出口の位置、個数は照射室４の構成に応じて適宜に変更可能である。さらに、導入部１０における複数の吹出口に対して副制御弁を共通化してその開度を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一形態に係る電子線照射装置の要部を示す図。
【図２】照射室の構成を示す断面図。
【図３】電子線照射装置に設けられた制御ユニットの機能ブロック図。
【図４】制御ユニットの制御部が実行する流量制御の手順を示すフローチャート。
【図５】流量制御における主制御弁の開度の決定を説明するための図。
【符号の説明】
【００４４】
１  電子線照射装置
２  固定ユニット
４  照射室
５  電子線発生装置
６  透過窓
７  電子線捕捉器
８  搬入口
９  搬出口
１０  導入部
１１  導出部
１２  処理部
１３  巻き出しロール
１４、１５  搬送ローラ
１６  巻き取りロール
２０Ａ  第１スリット
２０Ｂ  給気孔
２０Ｃ  第２スリット
２０Ｄ  第３スリット
２０Ｅ  第４スリット
２０Ｆ  給気孔
２１  タンク
２２  供給管路
２３  主管路
２４Ａ〜２４Ｆ  分岐管路
２５  主制御弁（流量調整弁）
２６Ａ〜２６Ｆ  副制御弁（分岐管路用制御弁）
３０Ｃ、３０Ｌ、３０Ｒ  気体取込口
３１  酸素濃度測定システム
３２  サンプリング管路
３３  フィルタ
３４  圧力センサ（圧力検出手段）
３５  酸素濃度計（酸素濃度検出手段）
３６  ポンプ
３７  フローメータ
４０  制御ユニット（開度制御手段、フィルタ監視手段、警告手段）
４１  制御部
４２  操作パネル
４３  フィルム走行装置
４４  弁駆動回路
４５  プロセス監視装置
Ｆ  フィルム（被照射体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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