(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を発生する電子銃と、
前記電子銃が発生した前記電子線を通過させる電子線通過孔が設けられた筐体と、
前記電子線通過孔の出射側開口部に配置された電子線透過ユニットと、を備え、
前記電子線透過ユニットは、
前記出射側開口部に取り付けられた窓枠体と、
前記窓枠体の内側に配置された金属メッシュ部を有する支持部材と、
前記金属メッシュ部上に支持され、前記電子線通過孔を通過した前記電子線を透過させる金属膜である窓部材と、
前記金属メッシュ部と前記窓部材との間に配置された伝熱部材と、を有し、
前記伝熱部材は、炭素を含む材料からなる膜であり、通気孔を有する、電子線照射装置。
【請求項２】
前記窓枠体は、金属材料からなる、請求項１記載の電子線照射装置。
【請求項３】
前記伝熱部材は、前記通気孔を複数有する、請求項１又は２記載の電子線照射装置。
【請求項４】
前記金属メッシュ部の一つの開口には、複数の前記通気孔が臨んでいる、請求項１〜３のいずれか一項記載の電子線照射装置。
【請求項５】
前記伝熱部材の膜厚は５００μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項記載の電子線照射装置。
【請求項６】
前記窓枠体は、前記電子線通過孔の前記出射側開口部に固定された枠状の固定部材と、前記固定部材に対して少なくとも前記窓部材を押圧した状態で前記固定部材に固定された枠状の押圧部材と、を有し、
前記支持部材は、内側に前記金属メッシュ部が張られた平板状の枠部を更に有し、
前記固定部材及び前記押圧部材は、前記枠部において少なくとも前記窓部材を挟持している、請求項１〜５のいずれか一項記載の電子線照射装置。
【請求項７】
電子線を発生する電子銃と、前記電子銃が発生した前記電子線を通過させる電子線通過孔が設けられた筐体と、を具備する電子線照射装置において、前記電子線通過孔の出射側開口部に配置されて、前記電子線通過孔を通過した前記電子線を透過させるための電子線透過ユニットであって、
前記出射側開口部に取り付けられるための窓枠体と、
前記窓枠体の内側に配置された金属メッシュ部を有する支持部材と、
前記金属メッシュ部上に支持され、前記電子線通過孔を通過した電子線を透過させる金属膜である窓部材と、
前記金属メッシュ部と前記窓部材との間に配置された伝熱部材と、を備え、
前記伝熱部材は、炭素を含む材料からなる膜であり、通気孔を有する、電子線透過ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線照射装置、及びそれに用いられる電子線透過ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子線照射装置として、真空引きされるチャンバと、チャンバ内に配置された電子銃と、チャンバに取り付けられた電子線透過ユニットと、を備えるものが知られている。このような電子線照射装置では、電子銃が発生した電子線がチャンバ内から電子線透過ユニットの窓部材を透過して外部に出射する。そのため、電子線透過ユニットは、その窓部材が、チャンバ内の真空と外部との圧力差に耐えるための強度（耐圧強度）を保持できるように構成されている必要がある。
【０００３】
一方、上述したような電子線透過ユニットにおいては、窓部材に入射した電子のうち窓部材を透過しなかった電子のエネルギーが熱エネルギーとなって発熱する。このため、窓部材は、劣化しやすく短寿命となりやすい。
【０００４】
そこで、窓部材に関しては、その構成材料や窓部材を支持する支持部材等と併せて種々の検討が行われている。例えば、ダイヤモンド製の窓部材と支持部材との間に、高熱伝導率を有する構造箔を備える例（特許文献１参照）、チタン製の窓部材をカーボン繊維束からなる支持部材で支持する例（特許文献２参照）、酸化防止膜が設けられたグラファイトシートを窓部材として使用した例（特許文献３参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５５７２７９号公報
【特許文献２】特表平８−５０１６５１号公報
【特許文献３】特開２００８−７９８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記各例では次のような問題点がある。すなわち、特許文献１記載のダイヤモンド製の窓部材は、窓部材自体の放熱性はよいものの、外部雰囲気との接触により、電子出射時に酸素と反応して薄膜化するために耐圧強度が低下し、破損してしまう可能性がある。また、特許文献２では、チタン製の窓部材を放熱性材料であるカーボン繊維束からなる支持格子で支持しているが、カーボン繊維束による格子構造では設計自由度も低く、カーボン繊維束の熱伝導性が比較的劣ることもあり、耐圧強度と放熱性の両立は困難である。更に、特許文献３記載のグラファイトシートからなる窓部材は、窓部材自体の放熱性はよいものの、側端面に酸化防止膜が設けられておらず、また、酸化防止膜にピンホールが存在する可能性もあるため、電子出射時に酸素と反応して薄膜化し、耐圧強度が低下する可能性がある。また、グラファイトシートを支持する支持部材がないので、そもそも耐圧強度が低い。
【０００７】
このように、窓部材の劣化を抑制するために、窓部材での放熱性（熱伝導性）を高めるには、伝熱性のよい炭素を主成分とする膜材で窓部材を形成することが考えられるが、炭素を主成分とする膜材は、上述したように電子を出射した状態（加熱状態）で酸素を含む外部雰囲気に晒されると、次第に薄膜化し、耐圧強度が低下して最終的には破損してしまう可能性がある。一方、窓部材の材料として金属膜を用いた場合、外部雰囲気に対する安定性は高いが、炭素を主成分とする膜材と比べて放熱性が悪いのが通常である。
【０００８】
また、窓部材の劣化を抑制するには、窓部材での発熱自体を抑制することも考えられる。窓部材での発熱自体を抑制するには、窓部材における電子の透過性を高めることが好ましいため、窓部材は薄いほうがよい。しかしながら、窓部材は耐圧強度をも要するため、単に窓部材を薄くした場合、圧力に耐えることができず、破れるおそれがある。
【０００９】
本発明は、窓部材の耐圧強度を確保しながら、窓部材が劣化するのを抑制することができる電子線照射装置及び電子線透過ユニット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】
【００１０】
本発明の電子線照射装置は、電子線を発生する電子銃と、電子銃が発生した電子線を通過させる電子線通過孔が設けられた筐体と、電子線通過孔の出射側開口部に配置された電子線透過ユニットと、を備え、電子線透過ユニットは、出射側開口部に取り付けられた窓枠体と、窓枠体の内側に配置された金属メッシュ部を有する支持部材と、金属メッシュ部上に支持され、電子線通過孔を通過した電子線を透過させる金属膜である窓部材と、金属メッシュ部と窓部材との間に配置された伝熱部材と、を有し、伝熱部材は、炭素を含む材料からなる膜であり、通気孔を有する。
【００１１】
本発明の電子線透過ユニットは、電子線を発生する電子銃と、電子銃が発生した電子線を通過させる電子線通過孔が設けられた筐体と、を具備する電子線照射装置において、電子線通過孔の出射側開口部に配置されて、電子線通過孔を通過した電子線を透過させるための電子線透過ユニットであって、出射側開口部に取り付けられるための窓枠体と、窓枠体の内側に配置された金属メッシュ部を有する支持部材と、金属メッシュ部上に支持され、電子線通過孔を通過した電子線を透過させる金属膜である窓部材と、金属メッシュ部と窓部材との間に配置された伝熱部材と、を備え、伝熱部材は、炭素を含む材料からなる膜であり、通気孔を有する。
【００１２】
この電子線照射装置及び電子線透過ユニットでは、窓部材が金属メッシュ部を有する支持部材によって支持されているために、十分な耐圧強度を得ることができるとともに、窓部材の厚さを薄くできるので、窓部材での発熱を抑制することができる。更に、金属メッシュ部と窓部材との間に配置された伝熱部材が炭素を含む材料からなる膜であるため、外部雰囲気との接触によって薄膜化することなく熱伝導率を高めることができる。しかも、伝熱部材が通気孔を有するため、電子線照射時に筐体内が真空引きされた状態では窓部材が金属メッシュ部側に引き寄せられて、金属メッシュ部上で窓部材と伝熱部材とが密着することになる。このように電子線照射時には熱伝導率が高い伝熱部材に窓部材が密着することになるので、窓部材で発生する熱を容易に逃がすことができる。また、窓部材が金属膜であるため、外部雰囲気に対する安定性も向上させることができる。よって、この電子線照射装置及び電子線透過ユニットによれば、窓部材の耐圧強度を確保しながら、窓部材が劣化するのを抑制することが可能となる。
【００１３】
窓枠体は、金属材料からなっていてもよい。この構成によれば、窓部材で発生する熱をより容易に逃がすことができる。
【００１４】
伝熱部材は、通気孔を複数有していてもよい。この構成によれば、電子線照射時における筐体内の真空引きの際に、窓部材と伝熱部材との間の空間の排気が確実化されるため、窓部材と伝熱部材との密着性をより一層向上させることができる。
【００１５】
金属メッシュ部の一つの開口には、複数の通気孔が臨んでいてもよい。この構成によれば、窓部材と伝熱部材との間の空間の排気をより確実化することができると共に、電子線透過ユニットにおける電子線の透過効率を向上させることができる。
【００１６】
伝熱部材の膜厚は５００μｍ以下であってもよい。この構成によれば、電子線透過ユニットにおける電子線の透過効率を維持しつつ、窓部材で発生する熱をより容易に逃がすことができる。
【００１７】
また、窓枠体は、電子線通過孔の出射側開口部に固定された枠状の固定部材と、固定部材に対して少なくとも窓部材を押圧した状態で固定部材に固定された枠状の押圧部材と、を有し、支持部材は、内側に金属メッシュ部が張られた平板状の枠部を更に有し、固定部材及び押圧部材は、枠部において少なくとも窓部材を挟持していてもよい。この構成によれば、固定部材及び押圧部材による挟持部分の封止を確実化することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、窓部材の耐圧強度を確保しながら、窓部材が劣化するのを抑制し得る電子線照射装置及び電子線透過ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の電子線照射装置の縦断面図である。
【図２】図１の電子線照射装置の電子線透過ユニットの分解断面図である。
【図３】図１の電子線照射装置の電子線透過ユニットの分解斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態の電子線透過ユニットの分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１に示されるように、電子線照射装置１は、電子線通過孔２０を形成するチャンバ（筐体）３０と、電子線通過孔２０の後端２０ａを塞ぐようにチャンバ３０に気密に取り付けられた電子銃４０と、電子線通過孔２０の前端２０ｂを塞ぐようにチャンバ３０に気密に取り付けられた電子線透過ユニット５０と、を備えている。電子銃４０が発生した電子線ＥＢは、電子線通過孔２０をＺ軸方向前側に進行し、電子線透過ユニット５０を透過して外部に出射する。このような電子線照射装置１は、ライン上を搬送される照射対象物への電子線ＥＢの照射によって、当該照射対象物の乾燥、殺菌、表面改質等を行うために使用される。なお、電子線照射装置１によって電子線ＥＢが照射される側を前側、その反対側を後側とする。
【００２２】
チャンバ３０は、電子線ＥＢを発生する電子銃４０が取り付けられた筐体３１を有している。筐体３１は、金属により円柱状に形成されている。電子線通過孔２０のうち筐体３１によって形成される部分である電子線通過孔２１の断面は、円形状となっており、電子線通過孔２１は、前側の小径部と後側の大径部とが接続された形状となっている。
【００２３】
電子銃４０は、金属により直方体状に形成されたケース４１を有している。ケース４１は、筐体３１の後端部に気密に固定されている。ケース４１の前壁には、ケース４１内と筐体３１内とを連通させる開口４１ａが設けられている。ケース４１の側壁には、コネクタ４３を取り付けるための開口４１ｂが設けられている。
【００２４】
ケース４１内には、絶縁性材料（例えば、エポキシ樹脂等）からなる絶縁ブロック４２が配置されている。絶縁ブロック４２は、ケース４１内に収容された基部４２ａと、基部４２ａからＺ軸方向前側に突出する突出部４２ｂと、を有している。突出部４２ｂは、基部４２ａから開口４１ａを介して電子線通過孔２１の大径部内に突出しており、突出部４２ｂの前端部は、Ｚ軸方向において電子線通過孔２１の小径部の後端に対向している。基部４２ａは、ケース４１の開口４１ａ側及び開口４１ｂ側の内面と接触している。基部４２ａにおいてケース４１の内面と接触しない部分には、導電性材料からなるフィルム４５が貼り付けられており、フィルム４５は、ケース４１と電気的に接続されている。これにより、絶縁ブロック４２の表面電位を接地電位として、電子銃４０の動作の安定性を向上させることができる。
【００２５】
コネクタ４３は、外部の電源装置から、カソードであるフィラメント４４に高電圧を供給するためのものである。コネクタ４３の基端部は、ケース４１の側壁の開口４１ｂを介して外部に突出しており、コネクタ４３の先端部は、絶縁ブロック４２に埋設されている。コネクタ４３の先端部には、一対の内部配線４６，４６が接続されている。一対の内部配線４６，４６は、突出部４２ｂの前端部まで延在しており、一対の給電用ピン４７，４７にそれぞれ接続されている。一対の給電用ピン４７，４７の先端部には、フィラメント４４が掛け渡されている。突出部４２ｂには、給電用ピン４７及びフィラメント４４を包囲するように、グリッド電極４８が固定されている。
【００２６】
筐体３１には、電子線通過孔２１の小径部を挟んで対になるようにアライメントコイル２及び集束コイル３が設けられている。電子銃４０から出射して電子線通過孔２１を通過する電子線ＥＢは、アライメントコイル２によって、電子線ＥＢの中心線が電子線通過孔２０の中心線ＣＬに一致するように調整された後、集束コイル３によって、電子線透過ユニット５０に集束される。なお、筐体３１には、電子線通過孔２１と真空ポンプとを接続する排気管４が設けられており、これにより、チャンバ３０内（すなわち、電子線通過孔２０）が真空引きされる。
【００２７】
また、チャンバ３０は、筐体３１の前端面に固定された偏向管（筐体）３２を有している。偏向管３２は、オーステナイト系ステンレス（Ｆｅ／Ｎｉ／Ｃｒを含む合金）からなり、四角柱状の外形を有している。偏向管３２には、電子銃４０が発生した電子線ＥＢを入射させる入射側開口部３２ａ、及び電子線ＥＢを出射させる出射側開口部３２ｂが設けられている。電子線通過孔２０のうち偏向管３２によって形成される部分である電子線通過孔２２の断面は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状となっている。偏向管３２の外側には、偏向管３２の内側を通過する電子線ＥＢを偏向する偏向コイル５が取り付けられている。集束コイル３によって集束されて電子線通過孔２２を通過する電子線ＥＢは、偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向される。
【００２８】
更に、チャンバ３０は、偏向管３２の前端面に固定された走査管（筐体）３３を有している。走査管３３は、アルミニウム合金（アルミニウムを含む材料）、例えばＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなり、前側に向かって末広がりの四角柱状の外形を有している。走査管３３には、電子銃４０が発生した電子線ＥＢを入射させる入射側開口部３３ａ、及び電子線ＥＢを出射させる出射側開口部３３ｂ（電子線通過孔２０の出射側開口部）が設けられている。電子線通過孔２０のうち走査管３３によって形成される部分である電子線通過孔２３の断面は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状となっている。走査管３３の外表面（外部に露出する表面）には、外部への放熱性を高める観点から、走査管３３の内部よりも熱放射率の高い放熱膜３４が設けられている。放熱膜３４は、走査管３３の外表面にアルマイト処理を施すことにより形成されたアルマイト層である。
【００２９】
なお、偏向管３２の後端部には、フランジ３５が設けられており、偏向管３２の前端部には、フランジ３６が設けられている。また、走査管３３の後端部には、フランジ３７が設けられており、走査管３３の前端部には、フランジ３８が設けられている。偏向管３２と走査管３３とは、フランジ３６とフランジ３７とがＯリング６を介して接触した状態で、複数のボルト７により気密に固定されている。これにより、偏向管３２は、電子銃４０が発生した電子線ＥＢが内側を通過するように、走査管３３の入射側開口部３３ａに接続されることになる。電子線照射装置１は、偏向管３２の後端部に設けられたフランジ３５を介して、適用先の設備の所定箇所に取り付けられる。
【００３０】
電子線透過ユニット５０は、走査管３３の出射側開口部３３ｂに配置されている。走査管３３と電子線透過ユニット５０とは、フランジ３８と窓枠体５０ＡとがＯリング６を介して接触した状態で、複数のボルト７により気密に固定されている。図２及び図３に示されるように、電子線透過ユニット５０は、走査管３３の出射側開口部３３ｂに取り付けられた窓枠体５０Ａを有している。窓枠体５０Ａの内側には（つまり、窓枠体５０Ａを前側から見た場合に窓枠体５０Ａ内に収まるように）、支持部材５２、伝熱部材５９及び窓部材５５が配置されている。
【００３１】
窓枠体５０Ａは、走査管３３の出射側開口部３３ｂに固定された固定部材５１と、固定部材５１に対して窓部材５５及び伝熱部材５９を押圧した状態で、複数のボルトにより固定部材５１に固定された押圧部材５７と、を有している。固定部材５１及び押圧部材５７は、無酸素銅（銅を含む材料）からなり、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形枠状の外形を有している。固定部材５１は、入射側開口５１ａを有しており、押圧部材５７は、Ｚ軸方向において入射側開口５１ａと対向する出射側開口５７ａを有している。固定部材５１及び押圧部材５７の外表面（外側に露出する表面）には、外部への放熱性を高める観点から、固定部材５１及び押圧部材５７の内部よりも熱放射率の高い放熱膜５８が設けられている。放熱膜５８は、固定部材５１及び押圧部材５７にニッケルめっきを施すことにより形成されたニッケル層である。
【００３２】
支持部材５２は、平板状の枠部５２ａと、枠部５２ａの内側に張られるように形成された金属メッシュ部５２ｂと、を有している。なお、金属メッシュ部５２ｂは、多角形状の網状に限らず、桟状にしてもよい。金属メッシュ部５２ｂにおける開口の配列は、規則的であるか否かを問わないが、支持部材５２を平面視したときに、開口全体が占める面積が、網状部を構成する（開口を区画する）金属部が占める面積よりも十分に大きいこと、換言すれば網状部を構成する金属部の幅が、開口部の幅よりも十分に小さいことが、電子透過性の向上のために重要である。支持部材５２は、オーステナイト系ステンレス（鉄を含む材料）からなる。枠部５２ａは、金属メッシュ部５２ｂが固定部材５１の入射側開口５１ａに臨んだ状態で、ロウ付け等により固定部材５１の前面に固定されている。なお、固定部材５１の前面において枠部５２ａが固定される領域の外側には、入射側開口５１ａを包囲するように延在する溝５１ｂが設けられており、溝５１ｂ内には、気密封止部材であるＯリング５３が配置されている。
【００３３】
伝熱部材５９は、金属メッシュ部５２ｂと窓部材５５との間に配置される。より詳細には、伝熱部材５９は、金属メッシュ部５２ｂの前面の略全面を覆うとともに、気密封止部材であるＯリング５３に囲まれる領域内に含まれるように、金属メッシュ部５２ｂと窓部材５５との間に配置される。そのため、伝熱部材５９は、電子線照射装置１の動作時には外部雰囲気に晒されず、真空領域内に配置されることとなる。伝熱部材５９は、炭素を含む材料からなる５００μｍ以下の膜厚を有する膜であり、ここでは、膜厚７μｍのグラファイト製のメッシュが用いられている。伝熱部材５９の熱伝導率は、後述する金属膜である窓部材５５の熱伝導率よりも高くなっており、例えば、グラファイト製のメッシュは、熱伝導率の高い金属である銅の２〜４倍の熱伝導率を有している。
【００３４】
伝熱部材５９は、その厚さ方向（前側および後ろ側）から見た場合に、その全面にわたって、配置がランダムな複数の微小な貫通孔（図示せず）を有しており、これらは通気孔として機能する。これにより、金属メッシュ部５２ｂの一つの開口に、伝熱部材５９の複数の通気孔が臨むことになる。つまり、金属メッシュ部５２ｂの一つの開口と伝熱部材５９の複数の通気孔とが、伝熱部材５９の厚さ方向から見た場合に対向することになる。
【００３５】
窓部材５５は、電子線ＥＢを透過させる金属膜であって、例えばチタンからなる、１〜１０μｍ程度の厚さを持ったシート状の金属材である。窓部材５５は、支持部材５２及びＯリング５３を覆うように、固定部材５１の前面に配置されている。これにより、窓部材５５は、金属メッシュ部５２ｂ上に支持され、走査管３３の内側を通過した電子線ＥＢを透過させることになる。なお、伝熱部材５９と支持部材５２の枠部５２ａとの間には、Ｚ軸方向から見て入射側開口５１ａを包囲するように枠状に形成された保護シート５４が配置されおり、窓部材５５と押圧部材５７との間には、保護シート５４と略同等の形状に形成された保護シート５６が配置されている。保護シート５４，５６は、伝熱部材５９と同一の材料（グラファイト）からなる薄膜状の部材であり、枠部５２ａや押圧部材５７が窓部材５５や伝熱部材５９に直接接触して窓部材５５や伝熱部材５９が損傷するのを防止するものである。また、熱伝導率の高いグラファイトからなるために、保護シート５４，５６に熱が溜まることを抑制したり、窓部材５５の熱を押圧部材５７に伝えたりすることで、窓部材５５の放熱性を向上することもできる。
【００３６】
電子線透過ユニット５０においては、押圧部材５７が、支持部材５２の枠部５２ａ及びＯリング５３を介して、固定部材５１に窓部材５５を押圧している。そして、この状態で、固定部材５１と押圧部材５７とが、複数のボルト（押圧部材５７に設けられた複数の貫通孔５７ｂに挿通されて、固定部材５１に設けられた複数のねじ孔５１ｄに螺合されるボルト）により気密に固定されている。これにより、固定部材５１及び押圧部材５７は、支持部材５２の枠部５２ａにおいて窓部材５５を挟持することになる。なお、固定部材５１には、電子線透過ユニット５０を走査管３３のフランジ３８に固定するためのボルト７が挿通される複数の貫通孔５１ｃが設けられている。
【００３７】
以上のように構成された電子線照射装置１の動作について説明する。排気管４を介して真空ポンプによってチャンバ３０内（すなわち、電子線通過孔２０）が真空引きされ、フィラメント４４に高電圧が印加されると、フィラメント４４から電子が放出される。フィラメント４４から放出された電子は、グリッド電極４８によって形成された電界により加速及び集束され、これにより、電子線ＥＢがＺ軸方向前側に出射する。
【００３８】
電子銃４０から出射して電子線通過孔２１を通過する電子線ＥＢは、アライメントコイル２によって、電子線ＥＢの中心線が電子線通過孔２０の中心線ＣＬに一致するように調整された後、集束コイル３によって、電子線透過ユニット５０に集束される。集束コイル３によって集束されて電子線通過孔２２を通過する電子線ＥＢは、偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向される。つまり、電子線通過孔２３を通過する電子線ＥＢの中心線がＹ軸方向に沿って線状に繰り返し振られる。
【００３９】
偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向された電子線ＥＢは、電子線透過ユニット５０の窓部材５５を透過して外部に出射する。外部に出射した電子線ＥＢは、照射対象物の乾燥、殺菌、表面改質等のために、ライン上を搬送される当該照射対象物に照射される。
【００４０】
以上説明したように、電子線照射装置１及び電子線透過ユニット５０では、窓部材５５が金属メッシュ部５２ｂを有する支持部材５２によって支持されているために、十分な耐圧強度を得ることができるとともに、窓部材５５の厚さを薄くできるので、窓部材５５での発熱を抑制することができる。更に、金属メッシュ部５２ｂと窓部材５５との間において、気密封止部材であるＯリング５３に囲まれる領域内に含まれるように配置された伝熱部材５９が窓部材５５よりも熱伝導率の高いグラファイト製のメッシュからなっているため、外部雰囲気との接触によって薄膜化することなく熱伝導率を高めることができる。しかも、伝熱部材５９が通気孔を有するため、電子線照射時に筐体内が真空引きされた状態では窓部材５５が金属メッシュ部５２ｂ側に引き寄せられて、金属メッシュ部５２ｂ上で窓部材５５と伝熱部材５９とが密着することになるので、窓部材５５と伝熱部材５９とを支持部材５２で確実に支持しつつ、窓部材５５で発生する熱を容易に逃がすことができる。また、窓部材５５が金属膜からなっているため、外部雰囲気に対する安定性を向上させることができる。よって、電子線照射装置１及び電子線透過ユニット５０によれば、窓部材５５の耐圧強度を確保しながら、窓部材５５が劣化するのを抑制することができる。また、支持部材５２の金属メッシュ部５２ｂがオーステナイト系ステンレスからなっている。これにより、金属メッシュ部５２ｂの強度や加工性、耐熱性を向上させることができ、その結果、金属メッシュ部５２ｂを構成する線材の小径化を図り、電子線ＥＢを通過させ易くすることができる。
【００４１】
なお、窓部材５５と伝熱部材５９との密着性をより高めるためには、伝熱部材５９上に窓部材５５の材料からなる金属膜を直接形成することも考えられるが、グラファイトの表面には微細な凹凸があるために、電子透過性の良好な厚さでもってピンホールなく金属膜を形成するのは困難である。また、金属材料とグラファイトの熱膨張率の違いから、金属膜が剥離してしまう可能性もある。対して、窓部材５５をシート状の金属材で構成し、かつ伝熱部材５９に通気孔を設けることで、窓部材５５の真空保持能と伝熱部材５９への密着性の向上、つまり窓部材５５の耐圧強度を確保しながら、窓部材５５が劣化するのを抑制することができる。
【００４２】
伝熱部材５９の膜厚は、５００μｍ以下であり、好ましくは１〜５００μｍである。より好ましくは３〜１００μｍ、更に好ましくは５〜２０μｍである。このような膜厚によれば、例えば２００ｋＶ程度までの比較的低い管電圧で動作する電子線照射装置１において、炭素材料の持つ電子透過能と熱伝導性を有効に生かすことができ、電子線透過ユニット５０における電子線ＥＢの透過効率を維持しつつ、窓部材５５で発生する熱をより容易に逃がすことができる。
【００４３】
また、電子線照射装置１及び電子線透過ユニット５０では、窓枠体５０Ａが金属材料である無酸素銅からなっているため、窓部材５５で発生する熱をより容易に逃がすことができる。
【００４４】
また、電子線照射装置１及び電子線透過ユニット５０では、伝熱部材５９が通気孔を複数有するため、電子線照射時における筐体内の真空引きの際に、窓部材５５と伝熱部材５９との間の空間の排気が確実化されるため、窓部材５５と伝熱部材５９との密着性がより一層向上する。また、金属メッシュ部５２ｂの一つの開口には、複数の通気孔が臨んでいることから、支持部材５２と窓部材５５との間の空間の排気をより確実化することができると共に、電子線透過ユニットにおける電子線ＥＢの透過効率を向上させることができる。
【００４５】
また、窓枠体５０Ａでは、固定部材５１及び押圧部材５７が支持部材５２の枠部５２ａにおいて窓部材５５を挟持している。これにより、固定部材５１及び押圧部材５７による挟持部分の封止を確実化することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、伝熱部材の材質について、上記実施形態では、炭素を含む材料からなる膜としてグラファイト製のメッシュを適用した態様を示したが、カーボンナノチューブ、グラフェン、ダイヤモンド等を適用することもできる。
【００４７】
また、伝熱部材が有する通気孔について、上記実施形態では、複数の通気孔がランダムに配置された態様を示したが、複数の通気孔が周期的に配置されていてもよい。また、通気孔は一つであってもよい。更に、通気孔の形状は、円形、四角形等、様々な形状であってもよい。つまり、伝熱部材においては、その厚さ方向から見た場合に、少なくとも一箇所に通気性のある孔が存在すればよい。
【００４８】
また、保護シート５４，５６もグラファイト以外の炭素材料でもよく、炭素材料以外の材料でもよいし、挟持される構成物の強度が十分ならば、保護シートを設けなくてもよい。
【００４９】
さらに、支持部材５２は、一枚（単層）ではなく、複数の部材を積層してもよい。この場合、さらなる耐圧強度の向上が期待できる。この際、複数の支持部材がそれぞれ異なる金属材料から形成されていてもよく、例えば固定部材５１側の第1の支持部材と、伝熱部材５９側の第２の支持部材とを積層した２層構造としてもよい。この場合、より耐圧強度の必要な第1の支持部材においては、第２の支持部材よりも剛性の大きな金属材料からなり、第２の支持部材に関しては、補助的な役割であることを考慮して、第１の支持部材よりも熱伝導率の大きな金属材料で形成することで、耐圧強度と放熱性を向上させることができる。例えば、第1の支持部材の材料としてはオーステナイト系ステンレスが、第２の支持部材の材料としては銅の組み合わせが挙げられる。
【００５０】
また、図４に示されるように、固定部材５１と押圧部材５７との間にシート状のシール材６１を配置し、固定部材５１及び押圧部材５７に窓部材５５を挟持させた状態で、シール材６１を溶融・再固化させることにより、固定部材５１と押圧部材５７とを気密に固定してもよい。この場合、上述したＯリング５３や、固定部材５１に押圧部材５７を固定するためのボルトが不要となる。更に、当該ボルトを挿通するための貫通孔５７ｂの加工や、当該ボルトを螺合するためのねじ孔５１ｄの加工も不要となる。
【００５１】
また、電子線照射装置及び電子線透過ユニットの各構成部材の形状として、上記実施形態では、ライン照射型の電子線照射装置及び電子線透過ユニットを提供する形状を示したが、スポット照射型の電子線照射装置及び電子線透過ユニットを提供する形状としてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…電子線照射装置、２０，２１，２２，２３…電子線通過孔、３０…チャンバ（筐体）、３１…筐体、３２…偏向管（筐体）、３３…走査管（筐体）、３３ｂ…出射側開口部、４０…電子銃、５０…電子線透過ユニット、５０Ａ…窓枠体、５１…固定部材、５２…支持部材、５２ａ…枠部、５２ｂ…金属メッシュ部、５５…窓部材、５７…押圧部材、５９…伝熱部材、ＥＢ…電子線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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