(57)【要約】  【課題】大気圧中で電子を放出可能な電子源を用いつつ電子源と被処理体との間の距離を両者間の空間の雰囲気が空気である場合に比べて長距離に設定可能な電子線照射装置を提供する。  【解決手段】大気圧中で電子を放出可能な電子源１０と、電子源１０が収納された直方体状のケース２０とを備え、ケース２０内において電子源１０の電子放出面に対向するように被処理体３０が配置可能となっている。電子源１０と被処理体３０との間の空間が酸素分子に比べて電子親和力の小さな分子により構成されるガスである窒素ガスで満たされている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧中で電子を放出可能な電子源から放出した電子を被処理体へ照射させる電子線照射装置であって、電子源と被処理体との間の空間が酸素分子に比べて電子親和力の小さな原子もしくは分子により構成されるガスで満たされていることをを特徴とする電子線照射装置。
【請求項２】
前記ガスが、窒素ガスであることを特徴とする請求項１記載の電子線照射装置。
【請求項３】
前記ガスを前記電子源から前記被処理体へ向う方向に沿って流すガス流付与手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子線照射装置。
【請求項４】
前記電子源から放出された電子を加速する電子加速手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子線照射装置。
【請求項５】
前記電子源から放出される電子のエネルギが前記ガスを構成する原子もしくは分子の電離エネルギ未満であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子線照射装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電子線照射装置を用いたイオン発生装置であって、少なくとも電子源が収納されるとともに電子源からの電子線を出射させる窓孔が形成されたケースと、窓孔の出口側に被処理体としてのイオン化対象ガスを供給するイオン化対象ガス供給手段とを備えることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項７】
前記イオン化対象ガスが、酸素を含むガスであることを特徴とする請求項６記載のイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理体へ電子線を照射する電子線照射装置およびそれを用いたイオン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大気圧中の被処理体へ電子線を照射する電子線照射装置が各所で研究開発されており、真空容器内でフィラメントなどの電子源から真空中に放出された電子（この電子の電子エネルギは０．１〜０．３ｅＶ程度である）を電子エネルギが２０ｋｅＶ以上となるように真空中で加速して真空容器外の被処理体へ照射するようにした電子線照射装置が提案されている。
【０００３】
これに対して、真空中に限らず大気圧中において比較的低い電子エネルギ（例えば２０ｅＶ未満）の電子を放出可能な電界放射型電子源として、例えば、弾道電子面放出型電子源（Ballistic electron Surface-emitting Device：ＢＳＤ）と呼ばれる電子源が知られており（例えば、特許文献１〜４参照）、その他にも、ＭＩＭ（Metal−Insulator−Metal）型の電子源や、ＭＩＳ（Metal−Insulator−Semiconductor）型の電子源が知られており、大気圧中で電子を放出可能な電子源を利用した電子線照射装置として図８に示す構成のものが提案されている。
【０００４】
図８に示す構成の電子線照射装置は、大気圧中で電子を放出可能な電子源１０と、電子源１０が一表面上に配設された平板状のベースプレート１１０と、ベースプレート１１０に対向配置され電子源１０に対向するように被処理体３０が設置される平板状の被処理体設置用プレート１３０と、電子源１０を駆動する駆動手段（図示せず）とを備え、電子源１０と被処理体３０との間の空間の雰囲気が空気となっている。なお、図８中に一点鎖線で示した上向きの矢印は電子源１０から放出され被処理体３０へ到達した電子の流れを示している。
【特許文献１】特開平１１−３２９２１３号公報
【特許文献２】特開２０００−１００３１６号公報
【特許文献３】特開２００１−１５５６２２号公報
【特許文献４】特開２００３−３３８６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の図８に示した構成の電子線照射装置では、電子源１０と被処理体３０との間の空間が空気となっており、電子源１０から放出された電子が空気中の酸素分子と結びついてしまうので、電子源１０から放出された電子の到達距離が５ｍｍ〜１ｃｍ程度であり、電子源１０と被処理体３０との間の距離をより長く設定可能な電子線照射装置の開発が期待されていた。また、本願発明者らは、電子源１０から放出された電子線が照射される被処理体としてイオン化対象ガスを採用し、ケース内に収納した電子源１０から放出された電子をケースの窓孔を通してケース外のイオン化対象ガスに照射することでイオン化対象ガスをイオン化できるようにしたイオン発生装置を提案しているが、このようなイオン発生装置においても、電子源１０と被処理体との間の距離をより長く設定可能とすることが期待されていた。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、大気圧中で電子を放出可能な電子源を用いつつ電子源と被処理体との間の距離を両者間の空間の雰囲気が空気である場合に比べて長距離に設定可能な電子線照射装置およびそれを用いたイオン発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、大気圧中で電子を放出可能な電子源から放出した電子を被処理体へ照射させる電子線照射装置であって、電子源と被処理体との間の空間が酸素分子に比べて電子親和力の小さな原子もしくは分子により構成されるガスで満たされていることをを特徴とする。なお、請求項１の発明における被処理体は、固体、液体、気体、生物を含む。
【０００８】
この発明によれば、電子源と被処理体との間の空間が酸素分子に比べて電子親和力の小さな原子もしくは分子により構成されるガスで満たされているので、電子源から放出された電子が電子源と被処理体との間の空間に存在する分子と結びつきにくくなり、大気圧中で電子を放出可能な電子源を用いつつ電子源と被処理体との間の距離を両者間の空間の雰囲気が空気である場合に比べて長距離に設定可能となる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ガスが、窒素ガスであることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、前記ガスの取り扱いが容易であるとともに、前記ガスの安定性が高く、しかも、前記電子源を空気中の汚染物から保護することができて前記電子源の劣化を抑制することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記ガスを前記電子源から前記被処理体へ向う方向に沿って流すガス流付与手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、前記電子源から放出された電子が前記ガスを構成する原子もしくは分子に衝突する確率を低減でき、前記電子源から放出された電子のエネルギ損失が少なくなって前記被処理体の処理効率が高くなる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記電子源から放出された電子を加速する電子加速手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記電子源から放出された電子の電子エネルギを制御することができるので、前記被処理体の処理効率の向上を図れ、また、前記被処理体の選択肢が多くなる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記電子源から放出される電子のエネルギが前記ガスを構成する原子もしくは分子の電離エネルギ未満であることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、前記ガスが前記電子源から放出された電子により電離するのを防止することができ、前記被処理体への電子の到達確率が高くなって前記被処理体の処理効率を高めることができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電子線照射装置を用いたイオン発生装置であって、少なくとも電子源が収納されるとともに電子源からの電子線を出射させる窓孔が形成されたケースと、窓孔の出口側に被処理体としてのイオン化対象ガスを供給するイオン化対象ガス供給手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、ケース内の電子源とケース外の被処理体であるイオン化対象ガスとの間の空間が酸素分子に比べて電子親和力の小さな原子もしくは分子により構成されるガスで満たされているので、電子源から放出された電子が電子源と被処理体との間の空間に存在する分子と結びつきにくくなり、大気圧中で電子を放出可能な電子源を用いつつ電子源と被処理体であるイオン化対象ガスとの間の距離を両者間の空間の雰囲気が空気である場合に比べて長距離に設定可能となる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記イオン化対象ガスが、酸素を含むガスであることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記イオン化対象ガスが前記電子源からの電子によりマイナスイオンになりやすく、マイナスイオンを簡単に発生させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、大気圧中で電子を放出可能な電子源を用いつつ電子源と被処理体との間の距離を両者間の空間の雰囲気が空気である場合に比べて長距離に設定可能となるという効果がある。
【００２２】
請求項６の発明では、大気圧中で電子を放出可能な電子源を用いつつ電子源と被処理体であるイオン化対象ガスとの間の距離を両者間の空間の雰囲気が空気である場合に比べて長距離に設定可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態の電子線照射装置は、図１に示すように、大気圧中で電子を放出可能な電子源１０と、電子源１０が収納された直方体状のケース２０とを備え、ケース２０内において電子源１０の電子放出面に対向するように被処理体３０が配置可能となっている。なお、図１中に一点鎖線で示した上向きの矢印は電子源１０から放出され被処理体３０へ到達した電子の流れを示している。
【００２４】
ケース２０は、電子源１０が一表面側に配設される平板状のリヤプレート部２１と、リヤプレート部２１に対向する平板状のフェースプレート部２３と、リヤプレート部２１とフェースプレート部２３との間に介在する矩形枠状のフレーム部２２とで構成されており、フェースプレート部２３における電子源１０との対向面側に被処理体３０を設けるように構成されている。ここで、リヤプレート部２１には、ケース２０外から電子源１０へ駆動用の電源を供給するための駆動用給電路（図示せず）が設けられている。要するに、図示しない駆動電源から上記駆動用給電路を介して電子源１０へ駆動電圧を印加することにより、電子源１０から電子が放出される。なお、本実施形態では、リヤプレート部２１とフレーム部２２とフェースプレート部２３とは別部材により構成してあるが、リヤプレート部２１とフレーム部２２とを連続一体に形成してもよく、被処理体３０としては、固体、生物などを採用可能である。また、フェースプレート部２３とフレーム部２２とを連続一体に形成してもよく、この場合の被処理体３０としては、固体、生物の他に、液体を採用することも可能である（被処理体３０を液体とする場合には、ケース２０の上下が図１とは逆になる）。
【００２５】
電子源１０は、図２に示すように、矩形板状の絶縁性基板（例えば、絶縁性を有するガラス基板、絶縁性を有するセラミック基板など）３の一表面上に金属膜（例えば、タングステン膜など）からなる下部電極５が形成され、下部電極５上に後述の強電界ドリフト層６が形成され、強電界ドリフト層６上に金属薄膜（例えば、金薄膜）からなる表面電極７が形成されている。
【００２６】
本実施形態における電子源１０では、表面電極７および下部電極５それぞれにパッド（図示せず）が電気的に接続されており、表面電極７と下部電極５との間に表面電極７を高電位側として上述の駆動電圧を印加することによって表面電極７の表面よりなる電子放出面から電子が放出されるようになっている。なお、本実施形態の電子源１０では、強電界ドリフト層６が、表面電極７と下部電極５との間に表面電極７を高電位側とする駆動電圧が印加されたときに電子が通過する電子通過層を構成している。
【００２７】
電子源１０の強電界ドリフト層６は、後述のナノ結晶化プロセスおよび酸化プロセスを行うことにより形成されており、図３に示すように、少なくとも、下部電極５の表面側に列設された柱状の多結晶シリコンのグレイン（半導体結晶）５１と、グレイン５１の表面に形成された薄いシリコン酸化膜５２と、グレイン５１間に介在する多数のナノメータオーダのシリコン微結晶（半導体微結晶）６３と、各シリコン微結晶６３の表面に形成され当該シリコン微結晶６３の結晶粒径よりも小さな膜厚の酸化膜である多数のシリコン酸化膜（絶縁膜）６４とから構成されると考えられる。ここに、各グレイン５１は、下部電極５の厚み方向に延びている（つまり、絶縁性基板３の厚み方向に延びている）。
【００２８】
上述の電子源１０から電子を放出させるには、表面電極７が下部電極５に対して高電位側となるように表面電極７と下部電極５との間に駆動電圧を駆動電源（図示せず）により印加すれば、下部電極５から強電界ドリフト層６へ注入された電子が強電界ドリフト層６をドリフトし表面電極７を通して放出される（図３中の上向きの矢印は強電界ドリフト層６をドリフトし表面電極７を通して放出された電子ｅ−の流れを示す）。ここに、強電界ドリフト層６の表面に到達した電子はホットエレクトロンであると考えられ、表面電極７を容易にトンネルし放出される。なお、電子源１０は、電子放出特性の真空度依存性が小さく、低真空中や大気圧中でも電子を安定して放出することができる。
【００２９】
本実施形態における電子源１０は、次のようなモデルで電子放出が起こると考えられる。すなわち、表面電極７と下部電極５との間に表面電極７を高電位側として駆動電圧を印加することにより、下部電極５から強電界ドリフト層６へ電子ｅ−が注入される。一方、強電界ドリフト層６に印加された電界の大部分はシリコン酸化膜６４にかかるから、注入された電子ｅ−はシリコン酸化膜６４にかかっている強電界により加速され、強電界ドリフト層６におけるグレイン５１の間の領域を表面に向かって図３中の矢印の向き（図３における上向き）へドリフトし、表面電極７をトンネルし放出される。しかして、強電界ドリフト層６では下部電極５から注入された電子がシリコン微結晶６３でほとんど散乱されることなくシリコン酸化膜６４にかかっている電界で加速されてドリフトし、表面電極７を通して放出される（弾道型電子放出現象）。
【００３０】
上述の強電界ドリフト層６の形成方法の一例について説明する。
【００３１】
強電界ドリフト層６の形成にあたっては、まず、絶縁性基板３上に形成した下部電極５上にノンドープの多結晶シリコン層を例えばＬＰＣＶＤ法などにより形成した後、上述のナノ結晶化プロセスを行うことにより、多結晶シリコンの多数のグレイン５１（図３参照）と多数のシリコン微結晶６３（図３参照）とが混在する複合ナノ結晶層（以下、第１の複合ナノ結晶層と称す）を形成する。ここにおいて、ナノ結晶化プロセスでは、例えば、５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを略１：１で混合した混合液よりなる電解液を用い、下部電極５を陽極とし、電解液中において多結晶シリコン層に白金電極よりなる陰極を対向配置して、５００Ｗのタングステンランプからなる光源により多結晶シリコン層の主表面に光照射を行いながら、電源から陽極と陰極との間に定電流（例えば、電流密度が１２ｍＡ／ｃｍ２の電流）を所定時間（例えば、１０秒）だけ流すことによって、多結晶シリコンのグレイン５１およびシリコン微結晶６３を含む第１の複合ナノ結晶層を形成する。
【００３２】
ナノ結晶化プロセスが終了した後に、上述の酸化プロセスを行うことで第１の複合ナノ結晶層を電気化学的に酸化することによって、図３のような構成の複合ナノ結晶層（以下、第２の複合ナノ結晶層と称す）からなる強電界ドリフト層６を形成する。酸化プロセスでは、例えば、エチレングリコールからなる有機溶媒中に０．０４ｍｏｌ／ｌの硝酸カリウムからなる溶質を溶かした溶液よりなる電解液を用い、下部電極５を陽極とし、電解液中において第１の複合ナノ結晶層に白金電極よりなる陰極を対向配置して、下部電極５を陽極とし、電源から陽極と陰極との間に定電流（例えば、電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ２の電流）を流し陽極と陰極との間の電圧が２０Ｖだけ上昇するまで第１の複合ナノ結晶層を電気化学的に酸化することによって、上述のグレイン５１、シリコン微結晶６３、各シリコン酸化膜５２，６４を含む第２の複合ナノ結晶層からなる強電界ドリフト層６を形成するようになっている。なお、本実施形態では、上述のナノ結晶化プロセスを行うことによって形成される第１の複合ナノ結晶層においてグレイン５１、シリコン微結晶６３以外の領域はアモルファスシリコンからなるアモルファス領域となっており、強電界ドリフト層６においてグレイン５１、シリコン微結晶６３、各シリコン酸化膜５２，６４以外の領域がアモルファスシリコン若しくは一部が酸化したアモルファスシリコンからなるアモルファス領域６５となっているが、ナノ結晶化プロセスの条件によってはアモルファス領域６５が孔となり、このような場合の第１の複合ナノ結晶層は多孔質多結晶シリコン層とみなすことができる。また、上述の強電界ドリフト層６では、シリコン酸化膜６４が絶縁膜を構成しており絶縁膜の形成に酸化プロセスを採用しているが、酸化プロセスの代わりに窒化プロセスないし酸窒化プロセスを採用してもよく、窒化プロセスを採用した場合には各シリコン酸化膜５２，６４がいずれもシリコン窒化膜となり、酸窒化プロセスを採用した場合には各シリコン酸化膜５２，６４がいずれもシリコン酸窒化膜となる。
【００３３】
上述の電子源１０は、絶縁性基板３の上記一表面側に下部電極５を形成しているが、絶縁性基板３に代えてシリコン基板などの半導体基板を用い、半導体基板と当該半導体基板の裏面側に積層した導電性層（例えば、オーミック電極）とで下部電極を構成するようにしてもよい。また、上述の電子源１０は、ＢＳＤであるが、ＢＳＤに限らず、例えば、上述の電子通過層として強電界ドリフト層６に代えて絶縁体層を採用したＭＩＭ型の電子源や、上述の電子通過層として強電界ドリフト層６に代えて下部電極５側の半導体層と表面電極７側の絶縁体層とを採用したＭＩＳ型の電子源などを採用してもよく、ＭＩＭ型の電子源やＭＩＳ型の電子源においても大気圧中で電子を放出させることができる。
【００３４】
上述の電子源１０では、表面電極７と下部電極５との間に印加する駆動電圧を１０〜２０Ｖ程度の低電圧としても２０ｅＶ未満の電子エネルギの電子を放出させることができる。ここにおいて、上述の電子源１０では、放出される電子のエネルギ分布が比較的ブロードであり、駆動電圧を増加させるに伴ってエネルギ分布のピークエネルギが高エネルギ側にシフトするので、駆動電圧を調整することによって、放出する電子のエネルギ分布を変化させることができる。なお、従来のフィラメントなどから放出された熱電子のエネルギは０．１〜０．３ｅＶ程度、原子や分子の励起に必要な励起エネルギは４ｅＶ程度、紫外線のエネルギは４〜１２ｅＶ程度、原子間結合エネルギは５〜８ｅＶ程度であり、これらのエネルギ範囲は、上述の電子源１０において駆動電圧を適宜調整することにより得ることができる。
【００３５】
ところで、本実施形態の電子線照射装置では、ケース２０内に酸素分子に比べて電子親和力の小さな分子により構成されるガス（例えば、窒素ガス）が充填されてケース２０内が大気圧となっており、電子源１０と被処理体３０との間の空間が酸素分子に比べて電子親和力の小さな分子により構成されるガスである窒素ガスで満たされている。
【００３６】
しかして、本実施形態では、電子源１０と被処理体３０との間の空間が酸素分子に比べて電子親和力の小さな分子により構成されるガスで満たされているので、電子源１０から放出された電子が電子源１０と被処理体３０との間の空間に存在する分子と結びつきにくくなり、電子源１０から放出された電子の到達距離が数ｃｍ〜数十ｃｍ程度となって、従来の５ｍｍ〜１ｃｍ程度の到達距離に比べて長くなるので、大気圧中で電子を放出可能な電子源１０を用いつつ電子源１０と被処理体３０との間の距離を両者間の空間の雰囲気が空気である場合に比べて長距離に設定可能となる。また、酸素分子に比べて電子親和力の小さな分子により構成されるガス（以下、雰囲気ガスと称す）として窒素ガスを採用しているので、雰囲気ガスの取り扱いが容易であるとともに、雰囲気ガスの安定性が高く、しかも、電子源１０を空気中の汚染物から保護することができて電子源１０の劣化を抑制することができる。また、電子源１０から放出される電子のエネルギが上述の雰囲気ガスを構成する分子の電離エネルギ未満なので、上述の雰囲気ガスが電子源１０から放出された電子により電離するのを防止することができ、被処理体３０への電子の到達確率が高くなって被処理体３０の処理効率を高めることができる。なお、上述の例では、雰囲気ガスとして窒素ガスを採用しており、雰囲気ガスのガス分子が２原子分子であるが、雰囲気ガスとしては、酸素分子に比べて電子親和力の小さな原子により構成されるガス（例えば、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｘｅガスなどのガス分子が１原子分子のガス）を採用してもよく、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｘｅガスを採用した場合には、雰囲気ガスを構成する原子の電離エネルギ未満となる。
【００３７】
（実施形態２）
本実施形態の電子線照射装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図４に示すように、上述の雰囲気ガスである窒素ガスをケース２０内へ供給する複数（図示例では２つ）のガス導入筒部２４がケース２０に一体に設けられ、さらに、上述の雰囲気ガスである窒素ガスをケース２０外へ排気する複数（図示例では２つ）の排気口２５がケース２０に形成されている点が相違する（なお、本実施形態では、被処理体３０として、固体や生物を採用することができる）。ここにおいて、本実施形態では、ガス導入筒部２４を、ケース２０の下部において電子源１０の側方に設ける一方で、排気口２５を、ケース２０の上部において被処理体３０の設置予定部位の側方に設けており、ガス導入筒部２４と排気口２５とで、窒素ガスを電子源１０から被処理体３０へ向う方向に沿って流すガス流付与手段を構成している。図４中の矢印Ｆ１はガス導入筒部２４を通してケース２０内へ導入する窒素ガスの流れ方向を示し、同図中の矢印Ｆ２は排気口２５を通してケース２０外へ排気される窒素ガスの流れ方向を示している。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
しかして、本実施形態の電子線照射装置では、上述の雰囲気ガスである窒素ガスを電子源１０から被処理体３０へ向う方向に沿って流すガス流付与手段を備えているので、電子源１０から放出された電子がガス分子に衝突する確率を低減でき、電子源１０から放出された電子のエネルギ損失が少なくなって被処理体３０の処理効率が高くなる。
【００３９】
（実施形態３）
本実施形態の電子線照射装置の基本構成は実施形態２と略同じであり、図５に示すように、フェースプレート部２３における電子源１０との対向面に平板状のアノード電極４０を設けてあり、アノード電極４０における電子源１０との対向面に被処理体３０を設置するようにしてある点などが相違する。また、本実施形態の電子線照射装置は、アノード電極４０が表面電極７に対して高電位側となるようにアノード電極４０と表面電極７との間に加速電圧を印加する加速用電源（図示せず）を備えており、アノード電極４０と電子源１０の表面電極７と加速用電源とで電子源１０から放出された電子を加速する電子加速手段（図示せず）を構成している。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
しかして、本実施形態の電子線照射装置では、電子源１０から放出された電子を加速する電子加速手段を備えているので、電子源１０から放出された電子の電子エネルギを制御することができて、被処理体３０の処理効率の向上を図れ、また、被処理体３０の選択肢が多くなる。
【００４１】
（実施形態４）
本実施形態の電子線照射装置の基本構成は実施形態３と略同じであって、図６に示すように、電子源１０から放出された電子がケース２０内において加速されるように電位が制御される補助電極５０をケース２０内に備えており、補助電極５０が表面電極７に対して高電位側となるように補助電極５０と表面電極７との間に電圧を印加する補助電極用電源（図示せず）を備えている点が相違する。ここにおいて、補助電極５０は、電子源１０と被処理体３０との間で電子源１０から放出された電子の進行を妨げないように配置してある。なお、実施形態３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
しかして、本実施形態の電子線照射装置では、アノード電極４０および補助電極５０それぞれの電位を適宜制御することによっても電子源１０から放出された電子を加速することができ、電子源１０から放出された電子のエネルギをより広範囲にわたって制御することができる。なお、本実施形態では、アノード電極４０と、電子源１０の表面電極７と、加速用電源と、補助電極５０と、補助電極用電源とで電子源１０から放出された電子を加速する電子加速手段を構成している。
【００４３】
（実施形態５）
本実施形態における電子線照射装置の基本構成は実施形態３と略同じであり、被処理体３０としてイオン化対象ガス（例えば、酸素ガス、水蒸気、薬効を含んだ水蒸気など）を想定している（つまり、被処理体３０として気体を想定している）点が相違し、図７に示すように、ケース２０におけるフェースプレート部２３の中央部に電子源１０からの電子線を出射させる窓孔２３ａが形成され、ケース２０の外側でフェースプレート部２３と離間して配置されフェースプレート部２３との対向面にアノード電極４０が設置されたアノード電極設置プレート６０と、フェースプレート部２３におけるリヤプレート部２１との対向面において窓孔２３ａを囲むように設置された枠状の引出し電極７０とを備えている点などが相違する。なお、実施形態３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
また、本実施形態では、上述の電子線照射装置と、窓孔２３の出口側の空間であってフェースプレート部２３とアノード電極４０との間の空間に被処理体３０としてのイオン化対象ガスを供給するイオン化対象ガス供給手段（図示せず）とでイオン発生装置を構成している。なお、本実施形態では、窓孔２３の右側から左側へ向ってイオン化対象ガスが流れ、イオン化対象ガスの流れ方向と電子線の流れ方向とがケース２０の窓孔２３ａ近傍で交差するようになっており、イオン化対象ガスが電子源１０から放出された電子線の作用によりイオン化される。なお、イオン化対象ガスをイオン化してマイナスイオンを生成するには、イオン化対象ガスとして、電子親和力が正である元素を含んだガスや電子親和力が大きな元素を含んだガス（例えば、酸素ガスなど）を採用すればよく、イオン化対象ガスとして酸素ガスを採用した場合にはマイナスイオンを容易に発生させることができ、この場合、例えば加速電圧として数Ｖから数ｋＶの電圧をアノード電極４０と表面電極７との間に印加すればよい。なお、マイナスイオンだけでなく、プラスイオンの発生も可能であり、プラスイオンを発生させる場合には、アノード電極４０と表面電極７との間にイオン化対象ガスのイオン化エネルギ（通常は数十ｅＶ以上）以上のエネルギを与える電圧（通常、数十Ｖ〜数ＭＶ）を印加するようにすればよい。
【００４５】
しかして、本実施形態のイオン発生装置では、ケース２０内の電子源１０とケース２０外の被処理体３０であるイオン化対象ガスとの間の空間が酸素分子に比べて電子親和力の小さな原子もしくは分子により構成されるガス（例えば、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｘｅガス、窒素ガスなど）で満たされているので、電子源１０から放出された電子が電子源１０と被処理体３０との間の空間に存在する分子と結びつきにくくなり、大気圧中で電子を放出可能な電子源１０を用いつつ電子源１０と被処理体３０であるイオン化対象ガスとの間の距離を両者間の空間の雰囲気が空気である場合に比べて長距離に設定可能となる。また、イオン化対象ガスとして、酸素を含むガスを採用することにより、イオン化対象ガスが電子源１０からの電子によりマイナスイオンになりやすく、マイナスイオンを簡単に発生させることができる。
【００４６】
なお、他の実施形態の電子線照射装置において被処理体３０をイオン化対象ガスとしてケース２０に窓孔２３ａを形成し、ケース２０の外にイオン化対象ガス供給手段を設けることでイオン発生装置を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態１の電子線照射装置を示す概略構成図である。
【図２】同上における電子源の概略断面図である。
【図３】同上における電子源の要部説明図である。
【図４】実施形態２の電子線照射装置を示す概略構成図である。
【図５】実施形態３の電子線照射装置を示す概略構成図である。
【図６】実施形態４の電子線照射装置を示す概略構成図である。
【図７】実施形態５の電子線照射装置を示す概略構成図である。
【図８】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  電子源
２０  ケース
３０  被処理体
【図１】
2006119097.tif 000003
【図２】
2006119097.tif 000004
【図３】
2006119097.tif 000005
【図４】
2006119097.tif 000006
【図５】
2006119097.tif 000007
【図６】
2006119097.tif 000008
【図７】
2006119097.tif 000009
【図８】
2006119097.tif 000010