(57)【要約】【課題】電子線の位置調整を短時間で行うことができる調整方法を提供する。【解決手段】巻線付の環状コア３２、３４を有する直流変流器３０を用意し、当該環状コア３２、３４をその中心が照射窓２０の所定位置（通常は中心）２０ａに一致するように配置しておく。この環状コア３２、３４の内径は、走査コイル１２によって走査されずに静止状態にある電子線４の断面の直径よりも小さくしておく。この環状コア３２、３４に当該電子線４を通した状態で、偏向電源１０から偏向コイル８に供給する偏向電流を調整することによって電子線４のＸ方向における位置を調整して直流変流器３０で計測する電流ＩＭ　が最大になるように調整するＸ方向調整と、走査電源１４から走査コイル１２に供給する直流バイアス電流を調整することによって電子線４のＹ方向における位置を調整して直流変流器３０で計測する電流ＩＭ　が最大になるように調整するＹ方向調整とを行う。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を発生させる電子源と、この電子源からの電子線を加速する加速器と、この加速器からの電子線をＸ方向に偏向させる偏向コイルと、この偏向コイルに直流の偏向電流を供給する偏向電源と、前記加速器からの電子線を前記Ｘ方向と直交するＹ方向に走査する走査コイルと、この走査コイルに三角波状の走査電流および直流バイアス電流を供給する走査電源と、窓箔を有していてそれを透過させて電子線を照射雰囲気中に取り出す照射窓とを備える電子線照射装置において、
巻線付の環状コアを有していて直流の電流を計測する直流変流器を用意し、この直流変流器の環状コアを、前記照射窓の下方の照射雰囲気中に、当該環状コアの中心と前記照射窓の所定位置とが同軸上に位置するように配置し、かつ前記走査コイルによって走査されずに静止状態にある電子線の前記環状コアの位置における断面寸法よりも前記環状コアの内法寸法を小さくしておき、そして前記走査コイルによって走査されずに静止状態にある電子線を前記環状コア内に通し、その状態で、前記偏向電源から前記偏向コイルに供給する偏向電流を調整することによって電子線のＸ方向における位置を調整して前記直流変流器で計測する電流が最大になるように調整するＸ方向調整と、前記走査電源から前記走査コイルに供給する直流バイアス電流を調整することによって電子線のＹ方向における位置を調整して前記直流変流器で計測する電流が最大になるように調整するＹ方向調整とを行うことを特徴とする電子線の位置調整方法。
【請求項２】
前記Ｘ方向調整および前記Ｙ方向調整を、前記直流変流器で計測する電流に基づいて前記偏向電源および前記走査電源を制御する制御器を用いて行う請求項１記載の電子線の位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被照射物の架橋、重合、硬化、殺菌、改質等に用いられるものであって、電子線を走査する走査型の電子線照射装置において、当該電子線照射装置から取り出す電子線が所定位置に来るように調整する電子線の位置調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走査型の電子線照射装置は従来から種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２０８８９８号公報（段落番号０００３、０００４、図３、図４）
【０００４】
上記特許文献１に記載のものと基本構造が同様の電子線照射装置の一例を図５および図６を参照して説明する。
【０００５】
この電子線照射装置は、電子線４を発生させる電子源２と、この電子源２からの電子線４を加速する加速器６と、この加速器６からの電子線をＸ方向に偏向させる偏向コイル８と、この偏向コイル８に直流の偏向電流を供給する偏向電源１０と、加速器６からの電子線４を前記Ｘ方向と直交するＹ方向に走査する走査コイル１２と、この走査コイル１２に三角波状の走査電流および直流バイアス電流を供給する走査電源１４と、窓箔１８を有していてそれを透過させて電子線４を照射雰囲気中（例えば大気中）に取り出す照射窓２０とを備えている。照射窓２０は、末広がりの走査管１６の先端部に取り付けられている。
【０００６】
照射窓２０から取り出された電子線４は、被照射物２２に照射されて、当該被照射物２２の架橋、重合、硬化、殺菌、改質等の処理に供される。被照射物２２は、この例では前記Ｘ方向に搬送される。
【０００７】
このような電子線照射装置においては、照射窓２０から電子線４を正しく取り出す等のために、走査コイル１２で走査しない状態の電子線４、即ち走査コイル１２で走査されずに静止状態にある電子線４の中心位置を、照射窓２０（より具体的にはその窓箔１８）の所定位置（通常は中心）２０ａに一致させるように調整することが必要である。なお、図５、図６（および後述する図１、図２）では、電子線４を一本の線で示しているけれども、走査コイル１２で走査しない状態の電子線４は、所定の断面形状（例えばほぼ円形）をしており、所定の断面寸法を有している。
【０００８】
このような電子線４の位置調整のために、従来は、照射窓２０（より具体的にはその窓箔１８）の所定位置２０ａの外側面に感光紙２４を取り付け、これに電子線４を照射して当該感光紙２４を露光して、その露光された位置で電子線４の中心位置を確認していた。そして、電子線４の中心位置が照射窓２０の所定位置２０ａからずれているときは、次のようなカットアンドトライによって電子線４の位置調整を行っていた。
【０００９】
即ち、前記Ｘ方向において電子線４の中心位置が照射窓２０の所定位置２０ａからずれているときは、前記偏向電源１０から偏向コイル８に供給する偏向電流を調整することによってＸ方向における電子線４の位置を調整し、再び新しい感光紙２４を用いて上記と同様にして電子線４の中心位置を確認する。そしてこのような操作を、電子線４の中心位置が照射窓２０の所定位置２０ａに一致するまで繰り返す。
【００１０】
また、前記Ｙ方向において電子線４の中心位置が照射窓２０の所定位置２０ａからずれているときは、前記走査電源１４から走査コイル１２に供給する直流バイアス電流を調整することによってＹ方向における電子線４の位置を調整し、再び新しい感光紙２４を用いて上記と同様にして電子線４の中心位置を確認する。そしてこのような操作を、電子線４の中心位置が照射窓２０の所定位置２０ａに一致するまで繰り返す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような感光紙２４を用いる従来の調整方法では、電子線４の位置調整の結果をリアルタイム（実時間）でモニタすることができないので、偏向コイル８および走査コイル１２に供給する電流の調整を何度も繰り返さなければならず、しかも電子線４の位置確認の度毎に照射窓２０に取り付けた感光紙２４を交換しなければならず、またその度に当該電子線照射装置の運転・停止を繰り返さなければならず、電子線４の位置調整に非常に多くの時間がかかっていた。
【００１２】
そこでこの発明は、電子線の位置調整を短時間で行うことができる調整方法を提供することを主たる目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電子線の位置調整方法は、巻線付の環状コアを有していて直流の電流を計測する直流変流器を用意し、この直流変流器の環状コアを、前記照射窓の下方の照射雰囲気中に、当該環状コアの中心と前記照射窓の所定位置とが同軸上に位置するように配置し、かつ前記走査コイルによって走査されずに静止状態にある電子線の前記環状コアの位置における断面寸法よりも前記環状コアの内法寸法を小さくしておき、そして前記走査コイルによって走査されずに静止状態にある電子線を前記環状コア内に通し、その状態で、前記偏向電源から前記偏向コイルに供給する偏向電流を調整することによって電子線のＸ方向における位置を調整して前記直流変流器で計測する電流が最大になるように調整するＸ方向調整と、前記走査電源から前記走査コイルに供給する直流バイアス電流を調整することによって電子線のＹ方向における位置を調整して前記直流変流器で計測する電流が最大になるように調整するＹ方向調整とを行うことを特徴としている（請求項１に対応）。
【００１４】
上記調整方法によれば、直流変流器によって、そこを通る電子線の電流をリアルタイムで計測することができる。その場合、直流変流器を構成する巻線付の環状コアの内法寸法を、そこを通る電子線の断面寸法よりも小さくしており、当該電子線の密度は通常はガウス分布に近い形をしているので、電子線の中心が環状コアの中心と一致したときに、直流変流器によって計測する電流は最大になる。
【００１５】
従って、この計測電流が最大になるように、偏向コイルに供給する偏向電流を調整することによって、即ち上記Ｘ方向調整によって、電子線のＸ方向における位置を、環状コアの中心に、即ち照射窓の所定位置に、リアルタイムで一致させることができる。また、上記計測電流が最大になるように、走査コイルに供給する直流バイアス電流を調整することによって、即ち上記Ｙ方向調整によって、電子線のＹ方向における位置を、環状コアの中心に、即ち照射窓の所定位置に、リアルタイムで一致させることができる。
【００１６】
このようにこの発明によれば、電子線の位置調整を、直流変流器を用いてリアルタイムで行うことができるので、電子線の位置調整を、従来の方法に比べて遙かに短時間で行うことができる。
【００１７】
前記Ｘ方向調整および前記Ｙ方向調整を、前記直流変流器で計測する電流に基づいて前記偏向電源および前記走査電源を制御する制御器を用いて行っても良い（請求項２に対応）。これによって、電子線の位置調整を、短時間で行うことができるだけでなく、自動で行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に係る電子線の位置調整方法を実施する電子線照射装置の一例を示す側面図である。図２は、図１の装置を矢印Ｐ方向に見て示す正面図であり、電気回路の図示は省略している。図５および図６に示した例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該例との相違点を主に説明する。
【００１９】
この発明に係る調整方法では、巻線付の環状コアを有していて直流の電流を計測する直流変流器を用いる。直流変流器を用いるのは、走査コイル１２によって走査されずに静止状態にある電子線４が通過することによる電流は直流であり、それを計測するためである。
【００２０】
巻線付の環状コアを有する直流変流器は公知である（例えば、電気学会編「電気工学ポケットブック（ＪＲ版）第３版」、オーム社、昭和５２年８月２０日発行、第３−４３、３−４４頁参照）。その一例を図１に示している。
【００２１】
即ち、この実施形態で用いる直流変流器３０は、巻線３６、３８をそれぞれ有する２個の環状コア３２、３４を備えている。両環状コア３２、２４は、両者の中を電子線４が通るように電子線４の進行方向に同軸上に配置されている。電子線４自身が言わば一次導体の働きをし、巻線３６、３８がそれぞれ二次巻線の働きをする。両巻線３６、３８は、互いに逆極性になるように接続されていて、これに交流電源４０と整流形の電流計４２とが直列に接続されている。但し、整流形の電流計４２の代わりに、整流器と通常の直流電流計とを用いても良い。
【００２２】
この直流変流器３０は、上記のような構成によって、公知の作用（例えば、前記文献参照）によって、両環状コア３２、３４を通る電子線４の電流を電流計４２によってリアルタイムで計測することができる。
【００２３】
両環状コア３２、３４は、この例では円環状のコアであるが、四角い環状のコア等でも良い。両環状コア３２、３４は、互いに中心３２ａ（図３、図４参照。以下同じ）が一致するように上下に同軸上に配置されている。かつこのような環状コア３２、３４を、電子線４の位置調整を行うときは、前記照射窓２０の下方の照射雰囲気中に、両環状コア３２、３４の中心３２ａと照射窓２０の前記所定位置（通常は中心）２０ａとが同軸上に位置するように配置しておく。上記中心３２ａと所定位置２０ａとを同軸上に位置させることは、機械的な軸合わせによって容易に行うことができる。
【００２４】
走査コイル１２によって走査されずに静止状態にある電子線４は、前述したように、所定の断面形状（例えばほぼ円形）をしており、所定の断面寸法を有している。しかも、その断面における電子線４の密度は、例えば図３、図４に示すように、通常はガウス分布に近い形をしている。この電子線４の、環状コア３２、３４の位置における断面寸法（ここでは直径ＲＥ　）よりも、環状コア３２、３４の内法寸法（ここでは内径ＲＣ　）を小さくしておく。
【００２５】
そして、電子線４の位置調整を行うときは、走査コイル１２によって走査されずに静止状態にある電子線４を環状コア３２、３４に通す。これによって、前述したように直流変流器３０によって、電子線４の電流をリアルタイムで計測することができる。その状態で、電子線４の次のようなＸ方向調整およびＹ方向調整を行う。
【００２６】
まず、Ｘ方向調整について説明すると、上記状態で、偏向電源１０から偏向コイル８に供給する偏向電流を調整することによって、電子線４のＸ方向における位置を調整して、直流変流器３０（より具体的にはその電流計４２）で計測する電流ＩＭ　が最大になるように調整する。この調整は、例えば、電流計４２の表示を見ながら人が手動で行う。制御器５０を用いる場合については後述する。
【００２７】
これを詳述すると、上述したように、環状コア３２、３４の内径ＲＣ　を、そこを通る電子線４の断面の直径ＲＥ　よりも小さくしているので、電子線４の全体が環状コア３２、３４を通過することはできず、一部しか通過することができない。環状コア３２、３４を通過する領域Ｄを、図３、図４中にハッチングを付して示す。しかも、電子線４の密度は、前述したように通常はガウス分布に近い形をしているので、電子線４のどの領域が環状コア３２、３４を通過するかによって、通過する領域Ｄの面積、即ち通過する電流の大きさが異なる。
【００２８】
例えば、図３は、電子線４の中心４ａが環状コア３２、３４の中心３２ａと一致している場合であり、このときに直流変流器３０によって計測される電流ＩＭ　は最大となる。図４は、電子線４の中心４ａが環状コア３２、３４の中心３２ａからずれている場合であり、このときに直流変流器３０によって計測される電流ＩＭ　は図３の場合よりも小さくなる。
【００２９】
従って、この計測電流ＩＭ　が最大になるように、偏向電源１０から偏向コイル８に供給する偏向電流を大小に調整することによって、即ち上記Ｘ方向調整によって、電子線４のＸ方向における位置を、環状コア３２、３４の中心３２ａにリアルタイムで一致させることができる。環状コア３２、３４の中心３２ａと照射窓２０の所定位置２０ａとは、前述したように予め位置を一致させているので、上記Ｘ方向調整によって、電子線４のＸ方向における位置を、照射窓２０の所定位置２０ａにリアルタイムで一致させることができる。
【００３０】
電子線４のＹ方向調整も、直流変流器３０を用いて上記と同様にして行う。即ち、走査電源１４から走査コイル１２に供給する直流バイアス電流を調整することによって、電子線４のＹ方向における位置を調整して、直流変流器３０で計測する電流ＩＭ　が最大になるようにする。この調整も、例えば、電流計４２の表示を見ながら人が手動で行う。その詳細は、上記Ｘ方向調整の場合と同様であるので、ここでは重複説明を省略する。このＹ方向調整によって、電子線４のＹ方向における位置を、環状コア３２、３４の中心３２ａに、即ち照射窓２０の所定位置２０ａに、リアルタイムで一致させることができる。
【００３１】
上記Ｘ方向調整とＹ方向調整とは、どちらを先に行っても良い。後述する制御器５０を用いる場合も同様である。
【００３２】
以上のようにこの調整方法によれば、電子線４の位置調整を、直流変流器３０を用いてリアルタイムで行うことができるので、電子線４の位置調整を、従来の方法に比べて遙かに短時間で行うことができる。
【００３３】
なお、電子線４の位置調整時には、電子線４が上側の環状コア３２に当たることになるけれども、位置調整は上記のように短時間で行うことができるので、大きな支障はない。また、必要に応じて、電子線４の電流を小さく絞ったり、加速エネルギーを小さく下げたりして位置調整を行うようにしても良い。
【００３４】
電子線４の位置調整後は、直流変流器３０は、特にその環状コア３２、３４は、被照射物２２の処理の妨げにならないように、取り去れば良い。
【００３５】
上記のようなＸ方向調整およびＹ方向調整を、直流変流器３０で計測する電流ＩＭ　に基づいて偏向電源１０および走査電源１４を制御する制御器５０を用いて行っても良い。図１には、その場合の制御器５０周りの構成をも図示している。
【００３６】
この制御器５０は、Ｘ方向調整時は、直流変流器３０で計測する電流ＩＭ　が最大になるように、偏向電源１０から偏向コイル８に供給する偏向電流を制御する。また、Ｙ方向調整時は、直流変流器３０で計測する電流ＩＭ　が最大になるように、走査電源１４から走査コイル１２に供給する直流バイアス電流を制御する。このような制御によって、電子線４の位置調整を、短時間で行うことができるだけでなく、自動で行うことができる。
【００３７】
なお、電子線４をＸ方向に走査する走査コイルおよび走査電源を備えている場合は、これらに上記偏向コイル８および偏向電源１０としての機能をそれぞれ持たせて、この走査コイルおよび走査電源を上記偏向コイル８および偏向電源１０とそれぞれ兼用しても良い。
【００３８】
【発明の効果】
この発明は、上記のとおり構成されているので、次のような効果を奏する。
【００３９】
請求項１記載の発明によれば、電子線の位置調整を、直流変流器を用いてリアルタイムで行うことができるので、電子線の位置調整を、従来の方法に比べて遙かに短時間で行うことができる。
【００４０】
請求項２記載の発明によれば、上記のような制御器を用いるので、電子線の位置調整を、短時間で行うことができるだけでなく、自動で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電子線の位置調整方法を実施する電子線照射装置の一例を示す側面図である。
【図２】図１の装置を矢印Ｐ方向に見て示す正面図であり、電気回路の図示は省略している。
【図３】電子線の中心が直流変流器の環状コアの中心に一致している場合の例を示す図である。
【図４】電子線の中心が直流変流器の環状コアの中心からずれている場合の例を示す図である。
【図５】電子線照射装置の一例を示す側面図である。
【図６】図５の装置を矢印Ｐ方向に見て示す正面図である。
【符号の説明】
４　電子線
８　偏向コイル
１０　偏向電源
１２　走査コイル
１４　走査電源
２０　照射窓
３０　直流変流器
３２、３４　環状コア
５０　制御器
【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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