(57)【要約】【課題】電子線源の電子発生部材を交換する際の作業性を向上できる電子線照射装置を提供する。【解決手段】電子線照射装置１は、電子線照射室２１を有する収容部２と、収容部２に固定され、電子線照射室２１へ電子線Ｂを照射する電子線源３とを備える。電子線源３は、着脱可能なカソード端子部１７を含み、このカソード端子部１７から所定方向に電子線Ｂを放出する電子銃１６と、電子線Ｂを電子線照射室２１に向けて透過する照射窓部１２と、カソード端子部１７を収容するとともに電子銃１６を保持する基端部１４、及び、基端部１４に対し所定方向に配置されて照射窓部１２を保持する先端部１５を有し、先端部１５と基端部１４とがヒンジ部１８により結合されて開閉可能となっている筒状の真空容器１３とを有し、真空容器１３の先端部１５が収容部２に固定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射対象物に電子線を照射するための電子線照射室を有し、該電子線照射室に前記照射対象物を収容する収容部と、
前記収容部に固定され、前記電子線照射室へ前記電子線を照射する電子線源と
を備え、
前記電子線源は、
電子発生部材を含み、該電子発生部材から所定方向に前記電子線を放出する電子銃と、
前記電子銃からの前記電子線を前記電子線照射室に向けて透過する照射窓部と、
前記電子発生部材を収容するとともに前記電子銃を保持する基端部、及び、前記基端部に対し前記所定方向に配置されて前記照射窓部を保持する先端部を有し、前記先端部と前記基端部とが第１のヒンジにより結合されて開閉可能となっている筒状の真空容器と、
前記真空容器の内部を排気する真空ポンプと
を有し、
前記真空容器の前記先端部が前記収容部に固定されていることを特徴とする、電子線照射装置。
【請求項２】
前記収容部が、開口部を有する本体部、及び前記開口部に第２のヒンジを介して開閉可能に取り付けられた蓋部を有し、
前記電子線源の前記先端部が前記蓋部に固定されており、
前記照射窓部が前記電子線照射室側から着脱可能に構成されてい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】
前記電子線源の前記照射窓部が前記蓋部の内面に対して突設されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の電子線照射装置。
【請求項４】
前記電子線源の前記基端部及び前記先端部のそれぞれが、前記第１のヒンジを取り付けるためのヒンジ取り付け部を複数有し、
前記複数のヒンジ取り付け部が、前記真空容器の中心軸線周りに並んで配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子線照射装置として、例えば次のようなものが知られている。特許文献１に開示された電子線照射装置は、電子銃を収容する真空容器を備えており、この真空容器には真空ポンプが取り付けられている。また、電子透過窓が真空容器に対して着脱可能に構成されており、真空容器を大気開放して電子銃及び電子透過窓を交換することが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２に開示された電子線照射装置は、照射対象物を収容して電子線を照射するための電子線照射室を備えており、電子線照射装置本体（すなわち電子線源）が電子線照射室に付設されている。そして、電子線照射室内にトレイを設け、このトレイによって照射対象物を搬入・搬出することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献３に開示された電子線照射装置では、電子線を照射するための空間を構成する遮蔽体の一部を開閉可能な扉とし、この扉の内側に、被照射体を搬送するためのロールが配置されている。
【０００５】
また、特許文献４にも、電子線照射室を備える電子線照射装置が記載されている。特許文献４に記載された電子線照射装置では、電子線照射室に照射対象物を搬入・搬出するための扉と照射対象物を載せる試料台の一端とが互いに固定されている。
【特許文献１】特開２００４−１７０３５３号公報
【特許文献２】特開２００５−３３１４１７号公報
【特許文献３】実公平７−３３１９９号公報
【特許文献４】特開昭６０−８０７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子線照射装置においては、装置外部への電子線やＸ線の漏洩を防止するため、例えば特許文献２〜４に記載された構成のように、照射対象物を収容して電子線を照射するための電子線照射室が設けられる。他方、電子線照射装置に用いられる電子線源には、フィラメント等の電子発生部材の交換が可能ないわゆる開放型のものがある。従来、開放型の電子線源において電子発生部材を交換する際には、電子線照射室を構成する筐体から電子線源を一旦取り外す必要があった。従って、交換後の再調整（電子線源と電子線照射室内の照射対象物との位置合わせなど）が必要となり、作業効率を低下させる一因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、電子線源の電子発生部材を交換する際の作業性を向上できる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】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明による電子線照射装置は、照射対象物に電子線を照射するための電子線照射室を有し、該電子線照射室に照射対象物を収容する収容部と、収容部に固定され、電子線照射室へ電子線を照射する電子線源とを備え、電子線源は、電子発生部材を含み、該電子発生部材から所定方向に電子線を放出する電子銃と、電子銃からの電子線を電子線照射室に向けて透過する照射窓部と、電子発生部材を収容するとともに電子銃を保持する基端部、及び、基端部に対し所定方向に配置されて照射窓部を保持する先端部を有し、先端部と基端部とが第１のヒンジにより結合されて開閉可能となっている筒状の真空容器と、真空容器の内部を排気する真空ポンプとを有し、真空容器の先端部が収容部に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
この電子線照射装置が備える電子線源は、真空容器の基端部と先端部とが第１のヒンジにより結合されて開閉可能となっており、また、真空容器には真空ポンプが設けられており、電子発生部材を交換可能ないわゆる開放型の構成を備えている。そして、この電子線照射装置においては、電子線源の真空容器の先端部が収容部に固定されている。従って、電子発生部材を交換する際には、先端部を収容部に固定したまま、真空容器を収容部から取り外すことなく基端部を開いて電子発生部材を交換することができる。このように、上記した電子線照射装置によれば、電子発生部材を交換する際に、電子線照射室を構成する収容部から電子線源を取り外す必要がないので、交換後の再調整が不要となり、作業性を向上できる。
【００１０】
また、電子線照射装置は、収容部が、開口部を有する本体部、及び開口部に第２のヒンジを介して開閉可能に取り付けられた蓋部を有し、電子線源の先端部が蓋部に固定されており、照射窓部が電子線照射室側から着脱可能に構成されていることを特徴としてもよい。これにより、作業者は、収容部の蓋部を開けることにより電子線源の照射窓部に容易にアクセスでき、照射窓部を容易に交換できる。従って、照射窓部を交換する際においても電子線源を収容部から取り外す必要がないので、作業性を更に向上できる。
【００１１】
また、電子線照射装置は、電子線源の照射窓部が蓋部の内面に対して突設されていることを特徴としてもよい。これにより、照射窓部を照射対象物により近づけることができ、照射対象物の照射位置へ電子線を精度良く照射できる。また、収容部が、電子線源の頂部ではなく基端部側へずれた位置で電子線源を支持することとなるので、電子線源を安定して支持できる。
【００１２】
また、電子線照射装置は、電子線源の基端部及び先端部のそれぞれが、第１のヒンジを取り付けるためのヒンジ取り付け部を複数有し、複数のヒンジ取り付け部が、真空容器の中心軸線周りに並んで配置されていることを特徴としてもよい。これにより、作業者が、第１のヒンジを取り付ける位置を複数のヒンジ取り付け部から自由に選択できるので、基端部の開閉方向を作業者が任意に設定でき、作業性を更に向上できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による電子線照射装置によれば、電子線源の電子発生部材を交換する際の作業性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明による電子線照射装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明に係る電子線照射装置の一実施形態の構成を示す正面図である。図１においては、理解を容易にするため電子線照射装置１の一部を切り欠いて示している。図２は、図１に示した電子線照射装置１のII−II線に沿った側面断面図である。図３は、図１に示した電子線照射装置１の平面図である。また、図４及び図５は、電子線照射装置１の動作の様子を示す図である。
【００１６】
本実施形態による電子線照射装置１は、照射対象物Ａに対して電子線Ｂを照射するための装置であり、例えばインキの乾燥やフィルムの改質、樹脂膜の硬化、半導体部材の改質等に好適に用いられる。図１〜図３を参照すると、電子線照射装置１は、照射対象物Ａに電子線Ｂを照射するための電子線照射室（照射チャンバー）２１を有し、電子線照射室２１に照射対象物Ａを収容する収容部２と、収容部２に固定され、電子線照射室２１へ電子線Ｂを照射する電子線源３と、電子線Ｂの照射の際に生じてしまうＸ線の漏洩を防ぐためのＸ線遮蔽箱４（図３では図示を省略）とを備えている。
【００１７】
収容部２は、内部が空洞となった略直方体状のステンレス製箱形容器であり、本体部２２を有する。本体部２２の一面（本実施形態では上面）は矩形の開口部２２ａとなっており、開口部２２ａにはヒンジ部２３（第２のヒンジ）を介して蓋部２４が開閉可能に取り付けられている。蓋部２４は、電子線源３の真空容器１３が挿通及び固定される電子線源取付部２４ａをその略中央付近に有している。電子線源取付部２４ａは、真空容器１３の長手方向に沿って延びる略円筒形状に形成されており、その内径は真空容器１３の外径とほぼ同じである。なお、蓋部２４には、蓋部２４の開閉を容易にするための取手２４ｃが、ヒンジ部２３が取り付けられた側面とは反対側の側面に取り付けられている。また、本体部２２と蓋部２４とが互いに重なる部分には、電子線照射室２１で電子線Ｂの照射により二次的に発生するＸ線の外部への漏洩を防止するため、鉛シートまたはタングステンシートといったＸ線遮蔽シートが設けられるとよい。
【００１８】
蓋部２４を開いた様子を図４に示す。蓋部２４は、ヒンジ部２３を支点として上方に開く。このとき、蓋部２４に固定された電子線源３も蓋部２４と共にヒンジ部２３を支点として移動する。後述するように、本実施形態では電子線源３の照射窓部１２が電子線照射室２１側から着脱可能に構成されており、蓋部２４がこのように開くことによって、照射窓部１２へのアクセスを容易にし、作業者は照射窓部１２を容易に交換することができる。なお、本実施形態のように蓋部２４を上方へ開く場合、重量物である蓋部２４及び電子線源３によって蓋部２４が急激に閉じてしまうことを防ぐため、図４に示すように、蓋部２４と本体部２２との間にショックアブソーバー（緩衝部材）３４が設けられることが好ましい。
【００１９】
図１及び図３を再び参照すると、本体部２２の一側面は照射対象物Ａを搬入及び搬出するための矩形の開口部２２ｂ（図１参照）となっており、開口部２２ｂには、図示しないヒンジ部を介して扉２５が開閉可能に取り付けられている。扉２５には、扉２５の開閉を容易にするための取手２５ａが取り付けられている。本実施形態では、ヒンジ部は扉２５の下端に取り付けられ、取手２５ａは扉２５の上端に取り付けられている。また、電子線照射時には、図示しないガス供給部および排出部によって、収容部２内を窒素ガス等の不活性ガスにて置換するため、開口部２２ａや開口部２２ｂ、電子線源取付部２４ａにおいては、蓋部２４や扉２５、真空容器１３との間に気密封止部材を設けるのが好ましい。
【００２０】
収容部２の電子線照射室２１には、ＸＹステージ２６が収容されている。ＸＹステージ２６は、照射対象物Ａを支持するとともに、電子線Ｂの照射軸線と直交する平面内で照射対象物Ａを位置決めするためのものである。また、ＸＹステージ２６上には、電子線Ｂの照射窓部１２と照射対象物Ａとの距離を調整するための調整台２７が配置され、調整台２７上に、照射対象物Ａを載置するためのテーブル２８が設けられている。そして、図５に示すように、ＸＹステージ２６、調整台２７、及びテーブル２８は、開口部２２ｂへ向けて平行移動（スライド）可能となっており、扉２５が開かれる際には、テーブル２８が電子線照射室２１の外部に移動できるしくみになっている。このしくみによって、作業者は、照射対象物Ａをテーブル２８上にセットする作業を容易にできる。
【００２１】
なお、電子線Ｂがテーブル２８に照射されることによるＸ線の発生を低減するため、テーブル２８は、カーボン等の軽元素素材で構成されることが好ましい。或いは、テーブル２８の表面をカーボン等の軽元素素材からなる膜やシートで覆ってもよい。また、本体部２２の正面には、電子線照射室２１の内部を観察するための観察窓２２ｃが設けられている。観察窓２２ｃは、電子線照射室２１内で二次的に発生するＸ線の漏洩を防止するため、鉛ガラス製であることが好ましい。
【００２２】
図１，図２に示すＸ線遮蔽箱４は、本体部２２の上部に配置された略直方体状の箱形容器であり、電子線源３を内部に収容する。Ｘ線遮蔽箱４は、Ｘ線吸収率が極めて高い（すなわち、Ｘ線透過率が極めて低い）材料、例えばステンレス、鉛、鉄、タングステン等によって構成される。Ｘ線遮蔽箱４は、電子線源３のフィラメントを交換する際には本体部２２から取り外される。
【００２３】
ここで、本実施形態による電子線源３の構成について詳細に説明する。図６は、電子線源３の内部構成を示す側面断面図である。電子線源３は、電子銃１６を有する。電子銃１６は、着脱可能なカソード端子部１７を含み、カソード端子部１７から所定方向に電子線Ｂを放出する。電子線源３は、更に、電子銃１６からの電子線Ｂを透過する照射窓部１２と、円筒形状の真空容器１３と、真空容器１３の内部を排気する真空ポンプ３３（図１〜図３参照）とを有する。
【００２４】
本実施形態の電子線源３は、開放型であり、使い捨てに供される閉鎖型と異なり、真空状態を任意に作り出すことができ、電子発生部材であるフィラメント１７ａを含むカソード端子部１７や照射窓部１２の交換を可能にしている。すなわち、真空容器１３は、動作時に真空状態になるステンレス鋼製の容器であって、電子線Ｂの照射方向の一端側（収容部２とは反対側）に位置する基端部１４と、他端側（収容部２側）に位置する先端部１５とに二分割されている。基端部１４は電子銃１６のフィラメント１７ａを含むカソード端子部１７を収容し、電子銃１６を保持する。また、先端部１５は照射窓部１２を保持する。基端部１４と先端部１５とは、ヒンジ部１８（第１のヒンジ）を介して互いに結合されており、ヒンジ部１８を軸にして開閉可能となっている。先端部１５は蓋部２４の電子線源取付部２４ａに固定されており、図５に示すように、基端部１４がヒンジ部１８を支点にして横倒しになるように回動することで、基端部１４を開放させることができ、基端部１４内に収容されているカソード端子部１７へのアクセスを可能にする。
【００２５】
図７は、図６に示す電子線源３のVII−VII線に沿った断面を示す図である。図７に示すように、基端部１４には複数（本実施形態では４つ）のヒンジ取り付け部１４ａ〜１４ｄが形成されている。ヒンジ取り付け部１４ａ〜１４ｄは、ヒンジ部１８を基端部１４に取り付けるための部分であり、各々は、平らに切削された面に複数のネジ孔が形成されてなる。また、先端部１５にも基端部１４のヒンジ取り付け部１４ａ〜１４ｄに対応するヒンジ取り付け部１５ａ〜１５ｄ（図１，図２参照）が形成されている。ヒンジ部１８は、ヒンジ取り付け部１４ａ及び１５ａ、１４ｂ及び１５ｂ、１４ｃ及び１５ｃ、並びに１４ｄ及び１５ｄから任意に選択された一組のヒンジ取り付け部に螺子止めされ、基端部１４及び先端部１５に固定される。複数のヒンジ取り付け部１４ａ〜１４ｄ（１５ａ〜１５ｄ）は、真空容器１３の中心軸線周りに、電子線源３の基端側から見て反時計回りに並んで配置されている。具体的には、ヒンジ取り付け部１４ａ及び１５ａは真空容器１３の正面に形成され、ヒンジ取り付け部１４ｃ及び１５ｃは真空容器１３の背面に形成され、ヒンジ取り付け部１４ｂ及び１５ｂ、並びに１４ｄ及び１５ｄは、真空容器１３の左右の側面に形成されている。なお、本実施形態では、一例としてヒンジ部１８がヒンジ取り付け部１４ｂ及び１５ｂ（すなわち真空容器１３の左側面）に取り付けられた状態を示している。
【００２６】
再び図６を参照する。先端部１５内には、電磁偏向レンズとして機能する筒状のコイル部１９が設けられると共に、コイル部１９の中心を通るよう、真空容器１３の長手方向に電子通路１５ｅが延在している。また、先端部１５の基端部１４側の端部にはディスク板３１が蓋をするように固定され、このディスク板３１の中心には、電子通路１５ｅと連通する電子導入孔３１ａが形成されている。
【００２７】
先端部１５の収容部２側の端部には、電子通路１５ｅの端に位置して電子線照射室２１に向けて電子線Ｂを透過する照射窓部１２が装着されている。この照射窓部１２は、電子線照射室２１に臨んで配置され、蓋部２４の内面２４ｂに対して電子線照射方向に突設されている。本実施形態では、電子線源取付部２４ａの電子線照射室２１側の端部が蓋部２４の内面２４ｂに対して突き出ており、照射窓部１２は電子線源取付部２４ａの端面に対して更に突き出ている。照射窓部１２は、カソード端子部１７（フィラメント１７ａ）から発生して電子通路１５ｅを通過した電子線Ｂを透過する窓材を含んで構成されており、先端部１５に螺子等によって固定されている。従って、螺子の取り外しによって、消耗品である窓材を含む照射窓部１２の交換も可能になる。
【００２８】
真空ポンプ３３（図１〜図３参照）は、基端部１４に固定されている。真空ポンプ３３は、真空容器１３の内部を排気して高真空状態にするためのものである。すなわち、電子線源３が真空ポンプ３３を装備することによって、消耗品であるカソード端子部１７や照射窓部１２の交換が可能になっている。
【００２９】
真空容器１３の基端側には、電子銃１６との一体化が図られたモールド電源部３４が固定されている。このモールド電源部３４は、電気絶縁性の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）でモールド成形されたものであり、金属製のケース３５内に収容されている。
【００３０】
図８は、モールド電源部３４の構成を示す側面断面図である。モールド電源部３４は、電子線源３の基端側に位置して直方体形状をなすブロック状の電源本体部３４ａと、この電源本体部３４ａから電子線源３の先端側に向けて基端部１４内へ突出する円柱状のネック部３４ｂとからなる。電源本体部３４ａ内には、高電圧（例えば、照射窓部１２をアースさせる場合には最大−１６０ｋＶ）を発生させるようなトランスを構成させた高圧発生部３４ｃが封入されている。
【００３１】
電子銃１６は、ネック部３４ｂの先端部に、電子通路１５ｅを挟んで照射窓部１２に対峙するよう配置されている。図９は、電子銃１６の構成を詳細に示す側面断面図である。電子銃１６は、図９に示すように、ネック部３４ｂに装着させるグリッドベース３７を有し、このグリッドベース３７は、ネック部３４ｂの先端面に埋め込まれたグリッド用端子３８に対して螺子部３７ａを介して固定されている。
【００３２】
また、ネック部３４ｂには、その先端面にフィラメント用端子３９が埋め込まれている。この端子３９には、ヒータソケット４０がねじ込まれており、このヒータソケット４０の先端にカソード端子部１７が着脱自在に取り付けられている。ここで、図１０は、カソード端子部１７及びその周辺の構成を示す側面断面図であり、図１１は、図１０に示したカソード端子部１７の平面図であり、図１２は、図１１のXII−XII線に沿った部分断面図である。カソード端子部１７は、図１０〜図１２に示すように、フィラメント１７ａと、フィラメント支持ピン４１と、ベース部材４２と、側壁部材４３と、アパーチャ部材４４とを含んでいる。
【００３３】
フィラメント１７ａは、電子を発生及び放出する電子発生部材であり、電子放出効率の良い材料（たとえば、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｎｄ、Ｔａ、ＴｈＷ線等）からなる。フィラメント１７ａの中央部はＶ字状またはＵ字状に曲げられており、この中央部から電子が放出される。また、フィラメント支持ピン４１は、導電性の材料（たとえば、コバール（フェルニコ）等）からなる。フィラメント支持ピン４１の先端部分にはフィラメント１７ａの端部が固着されており、フィラメント１７ａとフィラメント支持ピン４１とが電気的に接続されている。フィラメント支持ピン４１は、ヒータソケット４０に対して取り外し可能に差し込まれる。ベース部材４２は、絶縁性材料（たとえば、セラミックス等）からなり、フィラメント支持ピン４１を固定する。
【００３４】
側壁部材４３は、略筒形状を呈した導電性の材料（たとえば、ステンレス鋼）からなり、フィラメント１７ａの電子放出方向側に開口４３ａを有している。側壁部材４３は、フィラメント１７ａの周囲を取り囲むようベース部材４２に設けられており、フィラメント１７ａは側壁部材４３の内側に位置している。ベース部材４２と側壁部材４３とは、ビス４５により固定されている。
【００３５】
アパーチャ部材４４は、薄板状の導電性の材料（たとえば、ステンレス鋼）からなり、開口４３ａを被うよう側壁部材４３にスポット溶接により固定されている。アパーチャ部材４４は、フィラメント１７ａの電子放出方向前方に開口４４ａを有している。アパーチャ部材４４の厚さは例えば０．１〜０．２５ｍｍ程度に設定され、開口４４ａの直径は例えば１．０〜１．５ｍｍ程度に設定される。
【００３６】
カソード端子部１７には、図９及び図１０に示すように、ホルダ部材３６が被せられる。そして、カソード端子部１７は、押えリング４６をホルダ部材３６の内側に締め込むことにより、ホルダ部材３６に固定される。また、カソード端子部１７が固定されたホルダ部材３６にはグリッド固定リング４８が被され、グリッド固定リング４８がグリッドベース３７に螺合されることにより、グリッドベース３７に固定される。このような構成によって、カソード端子部１７（フィラメント１７ａ）は、必要に応じて交換可能となっている。
【００３７】
ホルダ部材３６は、導電性の材料（たとえば、ステンレス鋼）からなり、側壁部材４３に対して位置決めされている。すなわち、ホルダ部材３６の外側から螺入されたビス４７の端部がホルダ部材３６の内面から突出しており、ベース部材４２の外周部には、ビス４７の端部と係合可能なガイド溝４２ａが設けられている。そして、カソード端子部１７がホルダ部材３６に挿入される際に、ビス４７の端部とガイド溝４２ａとが係合することにより、ホルダ部材３６と側壁部材４３（カソード端子部１７）との位置決めがなされる。側壁部材４３には、カソード端子部１７に被せる際にビス４７の端部と側壁部材４３とが干渉しないように、ガイド溝４２ａに対応する位置にガイド溝４３ｂが設けられている。
【００３８】
ホルダ部材３６は、アパーチャ部材４４の開口４４ａに対応する位置に開口３６ａを有している。ホルダ部材３６の開口３６ａの直径は、６ｍｍ程度に設定されており、アパーチャ部材４４の直径（１２ｍｍ程度）よりも小さく、開口４４ａの直径よりも大きい。従って、アパーチャ部材４４は、ホルダ部材３６と側壁部材４３とに挟み込まれて固定される。
【００３９】
このような構成の電子銃１６においては、グリッド用端子３８に電気的に接続されたグリッドベース３７、グリッド固定リング４８、及びホルダ部材３６によって、グリッド電極（集束電極）が構成される。また、ヒータソケット４０を介してフィラメント用端子３９に電気的に接続されたカソード端子部１７（フィラメント１７ａ）によって、カソード電極が構成される。
【００４０】
図８に示すように、モールド電源部３４の電源本体部３４ａ内には、高圧発生部３４ｃに電気的に接続された電子放出制御部３４ｄが封入され、この電子放出制御部３４ｄによって、電子の放出のタイミングや管電流などが制御されている。そして、この電子放出制御部３４ｄが、グリッド用端子３８及びフィラメント用端子３９に対し、グリッド接続配線４９ａ及びフィラメント接続配線４９ｂを介してそれぞれ接続され、各接続配線４９ａ，４９ｂは、供に高電圧に印加されるゆえにネック部３４ｂ内に封入される。
【００４１】
すなわち、高圧発生部３４ｃはもとより、グリッド電極に給電するグリッド接続配線４９ａ、及びカソード端子部１７（フィラメント１７ａ）に給電するフィラメント接続配線４９ｂは、高電圧化することになる。具体的には、照射窓部１２がアースされる場合、最大−１６０ｋＶを高圧発生部３４ｃで作り出すことができる。このとき、高圧（−１６０ｋＶ）にフローティングされた状態で、グリッド接続配線４９ａには−数百Ｖが印加され、フィラメント接続配線４９ｂには−２〜３Ｖが印加される。
【００４２】
また、図８に示すように、電源本体部３４ａは金属製のケース３５内に収容され、電源本体部３４ａとケース３５との間には隙間Ｃが設けられ、この隙間Ｃ内に高電圧制御部５０が配置されている。このケース３５には、外部電源に接続するための電源用端子５１が固定され、高電圧制御部５０はこの電源用端子５１に接続されると共に、モールド電源部３４内の高圧発生部３４ｃ及び電子放出制御部３４ｄに対してそれぞれ配線４９ｃ，４９ｄを介して接続されている。また、外部からの制御信号に基づき、高電圧制御部５０によって、高圧発生部３４ｃにおいて発生する電圧が高電圧（例えば１６０ｋＶ）から低電圧（０Ｖ）までコントロールされる。更に、電子放出制御部３４ｄにより、電子放出タイミングや管電流などがコントロールされる。なお、隙間Ｃには冷却ファン５２が更に配置されてもよい。
【００４３】
続いて、本実施形態の照射窓部１２の構成について詳細に説明する。図１３（ａ）は、照射窓部１２及びその付近の構成を示す側面断面図である。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す照射窓部１２の主要部の拡大断面図である。また、図１４は、照射窓部１２の構成を示す平面図である。照射窓部１２は、電子銃１６から出射された電子線Ｂを透過して真空容器１３の外部（電子線照射室２１内）へ照射するための部分であり、真空容器１３の先端部１５の先端（電子通路１５ｅの端部）に着脱可能に取り付けられる。
【００４４】
照射窓部１２は、略円板状の外観を有しており、枠材６１、窓材６２、及び固定用部材６３を有する。枠材６１は、略円板状の部材であり、例えばステンレスといった金属からなる。枠材６１は、先端部１５の段差部１５ｆの壁部に囲まれた平面上に配置される。枠材６１には、窓材６２及び固定用部材６３を収容するための凹部６１ａと、電子線Ｂを通過させるための電子通過孔６１ｃとが形成されている。このうち、電子通過孔６１ｃは、電子線Ｂの出射方向に枠材６１を貫通しており、枠材６１の中心部分に形成されている。電子通過孔６１ｃの真空容器１３側の幅（内径）は、真空容器１３の内部へ向けてテーパ状に拡大している。これに対し、真空容器１３とは反対側の電子通過孔６１ｃの幅（内径）は、電子線Ｂの出射方向に沿ってほぼ一定となっている。つまり電子通過孔６１ｃは、電子出射側からほぼ一定の径を維持した部分と、その部分に連続するように、電子入射側（真空容器１３側）から電子出射側に向けてテーパ状に縮径していく部分とからなる。
【００４５】
凹部６１ａは、電子通過孔６１ｃの一端をその底面が含むように形成されており、照射窓部１２の厚さ方向（すなわち電子線Ｂの出射方向）から見て円形状に形成されている。凹部６１ａの周囲には、複数のボルト穴６１ｄが枠材６１の周方向に並んで形成されており、枠材６１は、ボルト穴６１ｄにボルト６４が挿通され、このボルト６４が先端部１５のネジ穴と螺合することにより、先端部１５に装着される。なお、枠材６１は、ボルト６４が取り外されることによって先端部１５から脱離することができる。また、枠材６１には、ボルト穴６１ｄとは別のネジ穴６１ｅが形成されている。ネジ穴６１ｅは、ボルト６４を強く締めすぎて照射窓部１２が先端部１５に固着してしまい、先端部１５から容易に外れなくなった場合に、適当な螺子をねじ込むことで照射窓部１２を先端部１５から引き離すために用いられる。
【００４６】
窓材６２は、電子銃１６から出射された電子線Ｂを透過して真空容器１３の外部へ出射するための膜状の部材であり、電子線Ｂを透過する材料（例えばベリリウム、チタン、アルミニウムなど）からなる。窓材６２は、例えば数μｍ〜１０μｍといった厚さに形成されており、例えばＸ線発生装置などに用いられる窓材と比較して極めて薄い。窓材６２は、枠材６１の電子通過孔６１ｃの一端を覆うように、枠材６１の凹部６１ａの底面上に配置されている。また、窓材６２は、ロウ材６５を用いて枠材６１にロウ付けされることにより、電子通過孔６１ｃを閉じるように枠材６１に気密に接合されている。なお、窓材６２は、ロウ付け以外にも例えば溶接によって枠材６１に気密に接合されてもよい。窓材６２の一方の面は真空容器１３の外側に位置しており、大気に触れる。また、窓材６２の他方の面は真空容器１３の内側に位置している。
【００４７】
固定用部材６３は、窓材６２を枠材６１に確実に固定するための部材である。固定用部材６３は、中央部分に開口６３ａを有する円環状に形成されており、開口６３ａが枠材６１の電子通過孔６１ｃと連通するように、凹部６１ａの底面上且つ窓材６２上に配設されることにより、枠材６１との間に窓材６２を挟んでいる。また、固定用部材６３の外径は凹部６１ａの内径よりも小さく設定されており、固定用部材６３の側面６３ｂと凹部６１ａの側壁６１ｂとの間には隙間があいている。この隙間は、部品の公差に起因して一般的に設けられる隙間よりも格段に大きな隙間であり、例えば凹部６１ａの内径の数パーセント〜数十パーセントといった大きさである。
【００４８】
また、図１３（ｂ）に示すように、固定用部材６３と枠材６１との間にはロウ材６５が充填されており、このロウ材６５の一部は窓材６２にも接している。このように、固定用部材６３が窓材６２及び枠材６１にロウ付けされることにより、窓材６２が枠材６１に強固に接合されるとともに、枠材６１と窓材６２との間の気密性が増す。なお、固定用部材６３は、図１４に示すようなスポット溶接痕６３ｃを有してもよい。このスポット溶接痕６３ｃは、固定用部材６３を枠材６１にロウ付けする際に、固定用部材６３を仮止めのために枠材６１にスポット溶接した痕である。スポット溶接は窓材６２を避けて行われるため、スポット溶接痕６３ｃは窓材６２の周囲に点在する。
【００４９】
また、図１３（ｂ）に示すように、ロウ材６５に接する側の枠材６１の表面（すなわち、枠材６１の凹部６１ａの底面）には、ロウ材６５の密着性を高めるための金属膜６６ａが形成されている。同様に、ロウ材６５に接する側の固定用部材６３の表面にも金属膜６６ｂが形成されている。金属膜６６ａ及び６６ｂは、ロウ材６５と相性が良い金属材料（例えば銅）からなり、蒸着等によって形成される。なお、本実施形態では固定用部材６３の外径が凹部６１ａの内径よりも小さいので、固定用部材６３の側面６３ｂと凹部６１ａの側壁６１ｂとの隙間から、金属膜６６ａが露出することとなる。
【００５０】
照射窓部１２と真空容器１３（先端部１５）との間には、Ｏリング６７が設けられる。Ｏリング６７は、照射窓部１２と真空容器１３（先端部１５）との隙間を気密に封止するための部材である。Ｏリング６７は、例えば樹脂などの弾性材料からなり、枠材６１と真空容器１３との間において電子通過孔６１ｃを囲むように設けられている。また、Ｏリング６７を収容して位置決めするための溝１３ａが真空容器１３側に形成されており、Ｏリング６７は溝１３ａに収容されている。
【００５１】
なお、本実施形態の電子線照射装置１における照射窓部としては、図１３及び図１４に示した照射窓部１２以外にも、様々な構成のものが適用される。図１５（ａ），（ｂ）及び図１６（ａ），（ｂ）は、それぞれ照射窓部の構成例を示す断面図である。
【００５２】
図１５（ａ）に示す形態と前述した形態（図１３，図１４）との相違点は、照射窓部の装着形態である。すなわち、図１５（ａ）に示す形態では、真空容器１３の先端に押さえ部材６８が設けられている。押さえ部材６８は、枠材６１の外周部分を押さえつつ真空容器１３（先端部１５）と螺合（螺着）することにより、照射窓部１２を真空容器１３（先端部１５）に固定する。具体的には、押さえ部材６８は、円筒状の螺合部６８ａと、螺合部６８ａの一端に設けられた板状部６８ｂとが一体的に形成されて成る。そして、螺合部６８ａの内周面にはネジ山６８ｄが形成されており、このネジ山６８ｄが先端部１５の外周面に形成されたネジ山１５ｇと螺合することによって、押さえ部材６８が先端部１５に螺着される。このとき、板状部６８ｂが照射窓部１２の枠材６１を先端部１５へ押さえつける。
【００５３】
押さえ部材６８は、電子線Ｂを通過させるために板状部６８ｂに形成された円形の開口６８ｃを有する。開口６８ｃの内径は枠材６１の凹部６１ａの内径よりも大きく形成されており、板状部６８ｂが固定用部材６３に当接しないようになっている。
【００５４】
また、図１５（ｂ）に示す形態と前述した形態（図１３，図１４）との相違点は、照射窓部の装着形態である。すなわち、図１５（ｂ）に示す照射窓部１２ａは、枠材６１（図１３参照）に代えて枠材６９を有する。枠材６９は、真空容器１３（先端部１５）と螺合することにより真空容器１３に固定される。具体的には、枠材６９は、円筒状の螺合部６９ａと、螺合部６９ａの一端に設けられた板状部６９ｂとが一体的に形成されて成る。そして、螺合部６９ａの内周面にはネジ山６９ｄが形成されており、このネジ山６９ｄが先端部１５の外周面に形成されたネジ山１５ｇと螺合することによって、照射窓部１２ａが真空容器１３（先端部１５）に螺着される。
【００５５】
なお、枠材６９は、図１３に示した枠材６１と同様に、窓材６２及び固定用部材６３を収容するための凹部６９ｃと、先端部１５の電子通路１５ｅと連通しており電子線Ｂを通過させる電子通過孔６９ｅとを有する。そして、電子通過孔６９ｅを閉じるように窓材６２が配設されるとともに、枠材６９、窓材６２、及び固定用部材６３がロウ材６５を介して互いに接合されている。また、図１５（ｂ）に示す構成においては、先端部１５は、照射窓部を位置決めするための段差部１５ｆ（図１３（ａ）参照）を有していなくてもよい。
【００５６】
また、図１６（ａ）に示す形態と前述した形態（図１３，図１４）との相違点は、枠材の形状である。すなわち、図１６（ａ）に示す照射窓部１２ｂは、枠材６１（図１３参照）に代えて枠材７０を有する。枠材７０は、略円板状の部材であり、窓材６２及び固定用部材６３を収容するための凹部７０ａと、先端部１５の電子通路１５ｅと連通しており電子線Ｂを通過させる電子通過孔７０ｃと、ボルト６４を通すためのボルト穴７０ｅとを有する。枠材７０の凹部７０ａ付近は、ボルト穴７０ｅを含む外周部分よりも厚く形成されており、凸部７０ｄとなっている。なお、本変形例において電子通過孔７０ｃの内径は出射方向に沿って一定に形成されているが、図３に示した電子通過孔６１ｃのように、真空容器側の電子通過孔７０ｃの内径がテーパ状に拡大していてもよい。
【００５７】
図１６（ｂ）に示す形態は、図１６（ａ）に示した照射窓部１２ｂを、図１５（ａ）に示した押さえ部材６８によって固定する構成を備える。すなわち、押さえ部材６８は、枠材７０の外周部分を押さえつつ真空容器１３（先端部１５）と螺合（螺着）することにより、照射窓部１２ｂを真空容器１３（先端部１５）に固定する。また、電子線Ｂを通過させるための円形の開口６８ｃの内径は枠材７０の凸部７０ｄの外径よりも大きく形成されており、凸部７０ｄは開口６８ｃから突出している。
【００５８】
以上の構成を備える電子線照射装置１による効果について説明する。この電子線照射装置１が備える電子線源３は、真空容器１３の基端部１４と先端部１５とがヒンジ部１８により結合されて開閉可能となっており、また、真空容器１３には真空ポンプ３３が設けられており、フィラメント１７ａを交換可能ないわゆる開放型の構成を備えている。そして、この電子線照射装置１においては、電子線源３の真空容器１３の先端部１５が収容部２に固定されている。従って、フィラメント１７ａを交換する際には、先端部１５を収容部２に固定したまま、図５に示したように、真空容器１３を収容部２から取り外すことなく基端部１４を開いてフィラメント１７ａを交換することができる。このように、本実施形態の電子線照射装置１によれば、フィラメント１７ａを交換する際に、電子線照射室２１を構成する収容部２から電子線源３を取り外す必要がないので、交換後に所望の状態で電子線を出射するための再調整（電子線源と電子線照射室内の照射対象物との位置合わせや、電子銃１６と電子導入孔３１ａと照射窓部１２との機械的な軸ずれの再調整など）が不要となり、作業性を向上できる。
【００５９】
また、本実施形態のように、収容部２は、照射対象物Ａを収容し開口部２２ａを有する本体部２２、及び開口部２２ａにヒンジ部２３を介して開閉可能に取り付けられた蓋部２４を有するとよい。そして、この場合、電子線源３の先端部１５は蓋部２４に固定され、照射窓部１２が電子線照射室２１側から着脱可能に構成されていることが好ましい。これにより、作業者は、収容部２の蓋部２４を開けることにより電子線源３の照射窓部１２に容易にアクセスでき、照射窓部１２を容易に交換できる。従って、照射窓部１２を交換する際においても電子線源３を収容部２から取り外す必要がないので、作業性を更に向上できる。
【００６０】
また、本実施形態のように、電子線源３の照射窓部１２は、蓋部２４の内面２４ｂに対して突設されていることが好ましい。これにより、照射窓部１２を照射対象物Ａにより近づけることができ、照射対象物Ａの照射位置へ電子線Ｂを精度良く照射できる。また、収容部２が、電子線源３の先端ではなく基端部１４側へずれた位置で電子線源３を支持することとなるので、電子線源３を安定して支持できる。
【００６１】
また、本実施形態のように、基端部１４が、ヒンジ部１８を取り付けるための複数のヒンジ取り付け部１４ａ〜１４ｄを有し、先端部１５が、ヒンジ部１８を取り付けるための複数のヒンジ取り付け部１５ａ〜１５ｄを有し、ヒンジ取り付け部１４ａ〜１４ｄ（１５ａ〜１５ｄ）が、真空容器１３の中心軸周りに並んで配置されていることが好ましい。これにより、作業者がヒンジ部１８を取り付ける位置を複数のヒンジ取り付け部１４ａ〜１４ｄ（１５ａ〜１５ｄ）から自由に選択できるので、真空容器１３の中心軸を基準とする基端部１４の開閉方向を作業者が任意に設定でき、作業性を更に向上できる。
【００６２】
（変形例）
図１７は、上記実施形態の一変形例として、電子線源３ａの構成を示す図である。本変形例に係る電子線源３ａは、上記実施形態の電子線源３の構成に加え、照射窓部１２とは別の照射窓部１１を更に有している。
【００６３】
照射窓部１１は、照射窓部１２を覆っており、電子線照射室２１に向けて電子線Ｂを透過する。照射窓部１１は、電子線照射室２１に臨んで配置され、蓋部２４の内面２４ｂに対して電子線照射方向に突設されている。照射窓部１１は、照射窓部１２に対して電子線照射方向に配置されて電子線Ｂを透過する窓材１１ａを含んで構成されている。
【００６４】
窓材１１ａは、電子線通過用の孔を有する円板状の保持部材１１ｂに保持されており、保持部材１１ｂの当該孔を塞ぐように設置されている。保持部材１１ｂの縁部は円筒状の部材１１ｃの一端に螺子等により固定されている。保持部材１１ｂ及び部材１１ｃはいずれも導電性材料からなり、部材１１ｃの他端は環状の絶縁部材１１ｄを介して真空容器１３の先端部１５に固定されている。なお、部材１１ｃには、照射窓部１１と真空容器１３との隙間を不活性ガスで満たすための導入管１１ｅ及び排出管１１ｆが取り付けられている。
【００６５】
照射対象物に電子線Ｂを照射すると、照射対象物の成分が飛散する場合がある。本変形例では、照射窓部１１が照射窓部１２を覆うことにより、照射窓部１２に飛散物が付着することを防止できる。また、照射窓部１１を透過した電子線Ｂは、電子線照射室２１内の気体と衝突して散乱し、電子線Ｂの一部は照射窓部１１の保持部材１１ｂに取り込まれる。従って、照射対象物からの飛散物が窓材１１ａに付着して透過率が低下した場合であっても、保持部材１１ｂから出力される電流量を検出することにより、電子線照射量（すなわち窓材１１ａにおける電子線透過量）を知ることができるので、電子線透過量の低下に応じて窓材１１ａ及び保持部材１１ｂを交換することができる。
【００６６】
本発明による電子線照射装置においては、本変形例のように、照射窓部を保護するための第２の照射窓部を電子線源が有しても良い。このような構成であっても、本発明の効果を好適に得ることができる。
【００６７】
本発明による電子線照射装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては収容部２の蓋部２４が本体部２２の上面に配置されているが、蓋部は本体部の側面（正面、背面を含む）に配置されていてもよい。また、上記実施形態においては電子線源３の先端部１５が収容部２の上面に取り付けられているが、電子線源の先端部は、収容部の側面（正面、背面含む）に取り付けられても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る電子線照射装置の一実施形態の構成を示す正面図である。
【図２】図１に示した電子線照射装置のII−II線に沿った側面断面図である。
【図３】図１に示した電子線照射装置の平面図である。
【図４】電子線照射装置の動作の様子を示す図である。
【図５】電子線照射装置の動作の様子を示す図である。
【図６】電子線源の内部構成を示す側面断面図である。
【図７】図６に示す電子線源のVII−VII線に沿った断面を示す図である。
【図８】モールド電源部の構成を示す側面断面図である。
【図９】電子銃の構成を詳細に示す側面断面図である。
【図１０】カソードユニット及びその周辺の構成を示す側面断面図である。
【図１１】図１０に示したカソードユニットの平面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線に沿った部分断面図である。
【図１３】（ａ）照射窓部及びその付近の構成を示す側面断面図である。（ｂ）（ａ）に示す照射窓部の主要部の拡大断面図である。
【図１４】照射窓部の構成を示す平面図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）照射窓部の構成例を示す断面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）照射窓部の構成例を示す断面図である。
【図１７】電子線源の変形例の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…電子線照射装置、２…収容部、３…電子線源、４…Ｘ線遮蔽箱、１２…照射窓部、１３…真空容器、１４…基端部、１４ａ〜１４ｄ，１５ａ〜１５ｄ…ヒンジ取り付け部、１５…先端部、１６…電子銃、１７…カソード端子部、１７ａ…フィラメント、１８，２３…ヒンジ部、２１…電子線照射室、２２…本体部、２２ｃ…観察窓、２４…蓋部、２４ａ…電子線源取付部、２５…扉、２６…ステージ、２７…調整台、２８…テーブル、３３…真空ポンプ、Ａ…照射対象物、Ｂ…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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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