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JP2008128978A - Electron beam irradiation equipment - Google Patents

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JP2008128978A
JP2008128978A JP2006317517A JP2006317517A JP2008128978A JP 2008128978 A JP2008128978 A JP 2008128978A JP 2006317517 A JP2006317517 A JP 2006317517A JP 2006317517 A JP2006317517 A JP 2006317517A JP 2008128978 A JP2008128978 A JP 2008128978A
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JP
Japan
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electron beam
window
emission
electron
beam irradiation
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Pending
Application number
JP2006317517A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Matsumura
達也 松村
Masaru Haraguchi
大 原口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2006317517A priority Critical patent/JP2008128978A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide electron beam irradiation equipment which makes it possible to accurately measure the actual output of an electron beam, in real time. <P>SOLUTION: As to the electron beam irradiation equipment 1, current readout electrodes 5 are placed in a window unit 4 so that they cannot overlap an electron beam emission window 24, as seen from the emission axis direction of an electron beam EB. This enables the electron beam irradiation equipment 1 to measure the current generated by the electron beam EB that has been returned to the side of the electron beam irradiation window 24, by scattering and the like among the electron beams emitted from the electron beam irradiation window 24. After taking into account the conditions of the surface of the electron beam irradiation window 24, which change with the lapse of operation time due to the uneven thickness of the electron beam irradiation window 24 and the deposition of debris and dirt generated in the irradiation of an object with the electron beam EB, the output (actual output) of the electron beam EB emitted actually from the electron beam irradiation window 24 can be measured accurately, in real time, by the electron beam equipment 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子線照射装置に関する。   The present invention relates to an electron beam irradiation apparatus.

電子線照射装置は、電子線を放出する電子銃を容器に収容し、薄膜で形成した出射窓を通して大気中に電子線を出射させる装置である。このような電子線照射装置は、照射対象物の乾燥、殺菌、表面改質といった用途を有している。   The electron beam irradiation apparatus is an apparatus that accommodates an electron gun that emits an electron beam in a container and emits the electron beam into the atmosphere through an emission window formed of a thin film. Such an electron beam irradiation apparatus has uses such as drying, sterilization, and surface modification of an irradiation object.

電子線照射装置を実際に動作させる際には、動作性能の確認やメンテナンスといった観点から、電子線の出力を測定することが好ましい。例えば特許文献1に記載の電子線照射処理装置では、電子線管の管電流と、電子線出射窓及びそのフランジからアースに流れる電流とを電流計でそれぞれ計測し、この電流の差が一定になるように電子線の出力を制御している。
特開2003−222700号公報
When actually operating the electron beam irradiation apparatus, it is preferable to measure the output of the electron beam from the viewpoint of confirmation of operation performance and maintenance. For example, in the electron beam irradiation processing apparatus described in Patent Document 1, the tube current of the electron beam tube and the current flowing from the electron beam exit window and its flange to the ground are measured with an ammeter, and the difference between the currents is constant. The output of the electron beam is controlled so that
JP 2003-222700 A

ところで、電子線出射窓の表面状態は、電子線が照射対象物に照射される際に発生する飛散物や汚れなどの付着により、動作時間の経過と共に変化する場合がある。したがって、上述した従来の電子線照射処理装置のように、電子銃から放出された電子線が電子線出射窓に入射したときに発生する電流を計測する構成では、実際に照射空間に取り出される電子線の出力、すなわち、電子線出射窓を透過し、照射対象物に向けて出射される電子線の出力(実出力)をリアルタイムで測定するには精度が不十分となるおそれがある。   By the way, the surface state of the electron beam exit window may change with the lapse of operation time due to adhesion of scattered matter or dirt generated when the irradiation object is irradiated with the electron beam. Therefore, in the configuration in which the current generated when the electron beam emitted from the electron gun enters the electron beam exit window as in the conventional electron beam irradiation processing apparatus described above, the electrons actually extracted into the irradiation space are measured. The accuracy may be insufficient to measure the output of the line, that is, the output (actual output) of the electron beam transmitted through the electron beam exit window and emitted toward the irradiation object in real time.

本発明は上記課題の解決のためになされたものであり、電子線の実出力をリアルタイムで精度良く測定可能な電子線照射装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electron beam irradiation apparatus that can accurately measure the actual output of an electron beam in real time.

上記課題の解決のため、本発明に係る電子線照射装置は、電子線を放出する電子放出部材を有する電子銃と、電子放出部材を収容すると共に、電子線を通過させる電子線通過孔を有する容器と、電子線通過孔を閉じるように容器に固定され、電子線通過孔を通過した電子線を容器の外部に出射させる電子線出射窓を有する窓ユニットと、窓ユニットに設けられ、電子線の出射軸方向から見て、電子線出射窓と重ならないように配置された電流読出電極とを備えたことを特徴としている。   In order to solve the above problems, an electron beam irradiation apparatus according to the present invention has an electron gun having an electron emission member that emits an electron beam, and an electron beam passage hole that accommodates the electron emission member and allows the electron beam to pass therethrough. A window unit having an electron beam exit window that is fixed to the container so as to close the electron beam passage hole, and emits the electron beam that has passed through the electron beam passage hole to the outside of the container; And a current readout electrode arranged so as not to overlap with the electron beam exit window as viewed from the exit axis direction.

この電子線照射装置では、窓ユニットにおいて、電子線の出射軸方向から見て、電子線出射窓と重ならないように電流読出電極が配置されている。このような構成により、この電子線照射装置では、電子線出射窓から出射した電子線のうち、散乱等で電子線出射窓側に戻ってきた電子線によって生じる電流を測定することができ、電子線出射窓の状態を加味した電子線の実出力をリアルタイムで精度良く測定することが可能となる。また、電流読取電極が電子線出射窓の一部を塞いでしまうこともなく、電子線出射窓からの電子線の出射量を十分に確保できる。   In this electron beam irradiation apparatus, the current reading electrode is arranged in the window unit so as not to overlap the electron beam emission window when viewed from the electron beam emission axis direction. With this configuration, the electron beam irradiation apparatus can measure the current generated by the electron beam returning to the electron beam exit window side by scattering or the like among the electron beams emitted from the electron beam exit window. It is possible to accurately measure the actual output of the electron beam in consideration of the state of the exit window in real time. In addition, the current reading electrode does not block a part of the electron beam exit window, and a sufficient amount of electron beam emitted from the electron beam exit window can be secured.

また、電流読出電極は、電気絶縁性を有する部材を介して窓ユニットに結合されていることが好ましい。このように、窓ユニットと電流読出電極とを絶縁することで、窓ユニット及び容器に流入した電子線によって生じた電流と電流読取電極に流入した電子線によって生じた電流とを切り分けることが可能となる。これにより、電子線の実出力をリアルタイムでより精度良く測定できる。   The current reading electrode is preferably coupled to the window unit through a member having electrical insulation. Thus, by insulating the window unit and the current reading electrode, it is possible to separate the current generated by the electron beam flowing into the window unit and the container from the current generated by the electron beam flowing into the current reading electrode. Become. Thereby, the real output of an electron beam can be measured more accurately in real time.

また、電流読出電極には、電子線の出射軸方向から見て、電子線出射窓を包囲するように読出端部が設けられていることが好ましい。こうすると、散乱等で電子線出射窓側に戻ってきた電子線を読出端部でより確実に検出できるので、電子線の実出力をリアルタイムで一層精度良く測定できる。   Further, it is preferable that the current reading electrode is provided with a reading end portion so as to surround the electron beam emission window as seen from the electron beam emission axis direction. In this way, since the electron beam that has returned to the electron beam exit window side due to scattering or the like can be detected more reliably at the reading end, the actual output of the electron beam can be measured more accurately in real time.

また、電子線出射窓は、読出端部よりも電子線の出射方向に突出していることが好ましい。この場合、照射対象物に近接して電子線を照射することが可能となる。   The electron beam exit window preferably protrudes in the electron beam exit direction from the reading end. In this case, it becomes possible to irradiate an electron beam close to the irradiation object.

また、読出端部は、電子線出射窓よりも電子線の出射方向に突出していることが好ましい。この場合、読出端部に電子線出射窓を保護する機能を持たせることができる。   Moreover, it is preferable that the reading end portion protrudes in the electron beam emission direction from the electron beam emission window. In this case, the reading end portion can be provided with a function of protecting the electron beam exit window.

また、電流読出電極には、電子線出射窓の外側における雰囲気ガスの一部を吸引する吸引管の先端が固定されていることが好ましい。通常、照射対象物への電子線の照射は、窒素等の不活性ガスの雰囲気中で行われる。電流読出電極に吸引管を固定することにより、照射対象物の周りの雰囲気ガスの成分検出を確実に行なうことができる。   Moreover, it is preferable that the tip of a suction tube for sucking a part of the atmospheric gas outside the electron beam exit window is fixed to the current readout electrode. Usually, irradiation of an electron beam to an irradiation target is performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen. By fixing the suction tube to the current reading electrode, it is possible to reliably detect the component of the atmospheric gas around the irradiation object.

本発明に係る電子線照射装置によれば、電子線の実出力をリアルタイムで精度良く測定することが可能となる。   With the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, it is possible to accurately measure the actual output of the electron beam in real time.

以下、図面を参照しながら、本発明に係る電子線照射装置の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an electron beam irradiation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子線照射装置の構成を示す側断面図である。また、図2は、図1におけるII−II線断面図である。図1及び図2に示すように、電子線照射装置1は、電子線EBを放出させる電子銃2と、電子銃2の先端部分のフィラメント(電子放出部材)9を収容する容器3と、容器3から電子線EBを外部に出射させる窓ユニット4と、窓ユニット4から出射した電子線EBの出力をモニタリングするための電流読出電極5とを備えている。この電子線照射装置1は、例えば窒素などの不活性ガスの雰囲気下において、ライン上を流れる照射対象物(図示しない)に電子線EBを照射し、照射対象物の乾燥、殺菌、表面改質などを行う装置として構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side sectional view showing the configuration of the electron beam irradiation apparatus according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, an electron beam irradiation apparatus 1 includes an electron gun 2 that emits an electron beam EB, a container 3 that houses a filament (electron emitting member) 9 at the tip of the electron gun 2, and a container 3 includes a window unit 4 for emitting an electron beam EB to the outside from 3 and a current readout electrode 5 for monitoring the output of the electron beam EB emitted from the window unit 4. The electron beam irradiation apparatus 1 irradiates an irradiation object (not shown) flowing on a line with an electron beam EB in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, for example, to dry, sterilize, and modify the surface of the irradiation object. It is comprised as an apparatus which performs etc.

電子銃2は、直方体形状のケース6と、電気絶縁性を有する材料によって形成された絶縁ブロック7と、高耐圧型のコネクタ8と、電子線EBを放出させるフィラメント9とを有している。ケース6は、例えば金属によって形成され、容器3の基端側に固定されている。ケース6における容器3側の壁には、ケース6の内部と容器3内の収容空間Sとを連通させる開口部6aが設けられている。また、ケース6の側壁には、コネクタ8を取り付けるための開口部6bが設けられている。開口部6bの周りのケース6の内壁には、凹凸部分が設けられており、絶縁ブロック7との結合強度の確保が図られている。   The electron gun 2 includes a rectangular parallelepiped case 6, an insulating block 7 made of an electrically insulating material, a high breakdown voltage connector 8, and a filament 9 for emitting an electron beam EB. The case 6 is formed of metal, for example, and is fixed to the proximal end side of the container 3. An opening 6 a that communicates the inside of the case 6 and the accommodation space S in the container 3 is provided on the wall of the case 6 on the container 3 side. An opening 6 b for attaching the connector 8 is provided on the side wall of the case 6. An uneven portion is provided on the inner wall of the case 6 around the opening 6b, so that the bonding strength with the insulating block 7 is ensured.

絶縁ブロック7は、例えばエポキシ樹脂などの電気絶縁性の材料によって形成されており、コネクタ8からフィラメント9への電力供給経路を外部から絶縁している。絶縁ブロック7は、ケース6内に収容された基部7aと、基部7aから開口部6aを通って容器3内の収容空間S側に突出する切頭円錐状の突出部7bとを有している。基部7aは、ケース6の内部の大部分を占めており、ケース6における開口部6a側及び開口部6b側の内壁に接触している。また、基部7aにおいてケース6の内壁と接触しない部分には、導電性を有するフィルム10が貼り付けられている。このフィルム10が接地電位であるケース6と電気的に接続されることで、ケース6の内面に面する絶縁ブロック7の表面電位を接地電位とすることができ、動作時の安定性の向上が図られる。   The insulating block 7 is formed of an electrically insulating material such as an epoxy resin, for example, and insulates the power supply path from the connector 8 to the filament 9 from the outside. The insulating block 7 has a base portion 7a housed in the case 6 and a truncated conical projection portion 7b projecting from the base portion 7a to the housing space S side in the container 3 through the opening 6a. . The base 7 a occupies most of the inside of the case 6 and is in contact with the inner walls of the case 6 on the opening 6 a side and the opening 6 b side. Moreover, the film 10 which has electroconductivity is affixed on the part which does not contact the inner wall of the case 6 in the base 7a. By electrically connecting the film 10 to the case 6 having the ground potential, the surface potential of the insulating block 7 facing the inner surface of the case 6 can be set to the ground potential, which improves the stability during operation. Figured.

コネクタ8は、電子線照射装置1の外部からフィラメント9に電源電圧を供給するためのコネクタである。コネクタ8は、ケース6の側面の開口部6bに差し込まれ、先端部分が絶縁ブロック7の中心付近に位置した状態で、絶縁ブロック7中に埋没されて固定されている。コネクタ8の先端部分には、ケース6の内壁と同様の凹凸部分が設けられており、絶縁ブロック7との結合強度の確保が図られている。   The connector 8 is a connector for supplying a power supply voltage to the filament 9 from the outside of the electron beam irradiation apparatus 1. The connector 8 is inserted into the opening 6 b on the side surface of the case 6, and is buried and fixed in the insulating block 7 in a state where the tip portion is located near the center of the insulating block 7. The tip portion of the connector 8 is provided with an uneven portion similar to the inner wall of the case 6 so as to ensure the bonding strength with the insulating block 7.

コネクタ8の基端には、図示しない電源装置から延びる外部配線の先端を保持した電源用プラグの挿入口8aが設けられている。また、コネクタ8の先端には、一対の内部配線11,11が接続されている。内部配線11,11は、コネクタ8の先端から絶縁ブロック7の基部7aの中心に向かって延びると共に、基部7aの中心から突出部7bに向けて折り曲がり、突出部7bの中心を通って突出部7bの先端まで延在している。   At the base end of the connector 8, there is provided a power plug insertion port 8a that holds the tip of an external wiring extending from a power supply device (not shown). In addition, a pair of internal wirings 11 and 11 are connected to the tip of the connector 8. The internal wires 11, 11 extend from the tip of the connector 8 toward the center of the base 7a of the insulating block 7, bend from the center of the base 7a toward the protrusion 7b, and pass through the center of the protrusion 7b. It extends to the tip of 7b.

フィラメント9は、電子線EBとなる電子を放出する部材である。フィラメント9は、絶縁ブロック7の突出部7bの先端部分に取り付けられ、内部配線11,11に接続されている。フィラメント9の周囲には、グリッド部12が設けられている。グリッド部12は、内部配線11,11のいずれか一方と電気的に接続されており、フィラメント9に高電圧が印加された場合に、グリッド部12にも高電圧が印加されることで、フィラメント9から電子を引き出すための電界が形成される。フィラメント9から引き出された電子は、グリッド部12の中心に形成された孔から電子線EBとして出射する。なお、フィラメント9からの電子の放出をより精密に制御したい場合には、例えば内部配線11,11と同様にして、別途グリッド部12用の配線を追加し、フィラメント9の電位とは独立してグリッド部12の電位を制御することが好ましい。   The filament 9 is a member that emits electrons that become the electron beam EB. The filament 9 is attached to the tip of the protruding portion 7 b of the insulating block 7 and connected to the internal wirings 11 and 11. A grid portion 12 is provided around the filament 9. The grid portion 12 is electrically connected to one of the internal wirings 11, 11, and when a high voltage is applied to the filament 9, the high voltage is applied to the grid portion 12, so that the filament An electric field for extracting electrons from 9 is formed. Electrons drawn from the filament 9 are emitted as an electron beam EB from a hole formed in the center of the grid portion 12. In addition, when it is desired to control the emission of electrons from the filament 9 more precisely, for example, in the same manner as the internal wirings 11, 11, a wiring for the grid portion 12 is added separately and independent of the potential of the filament 9. It is preferable to control the potential of the grid portion 12.

容器3は、フィラメント9から出射する電子線EBの出射軸に沿って延びる円筒状に形成され、電子銃2のケース6に気密に封止されている。容器3の基端側の内部には、電子銃2のフィラメント9、グリッド部12、及び絶縁ブロック7の突出部7bを収容する円筒状の収容部13が形成されている。収容部13の径は、ケース6の開口部6aよりも大径となっており、容器3の基端から中央付近まで延在している。また、容器3の先端側の内部には、収容部13と連通する電子線通過孔14が形成されている。電子線通過孔14は、収容部13よりも小径の円筒状をなし、電子線EBの出射軸に沿って容器3の中央付近から容器3の先端まで延在している。容器3の先端には、所定の位相角をもって複数(例えば6個)のネジ穴(図示しない)が設けられている。   The container 3 is formed in a cylindrical shape extending along the emission axis of the electron beam EB emitted from the filament 9, and is hermetically sealed in the case 6 of the electron gun 2. A cylindrical accommodation portion 13 that accommodates the filament 9 of the electron gun 2, the grid portion 12, and the protruding portion 7 b of the insulating block 7 is formed inside the container 3 on the proximal end side. The diameter of the accommodating portion 13 is larger than the opening 6 a of the case 6 and extends from the base end of the container 3 to the vicinity of the center. In addition, an electron beam passage hole 14 that communicates with the accommodating portion 13 is formed inside the distal end side of the container 3. The electron beam passage hole 14 has a cylindrical shape with a smaller diameter than the accommodating portion 13, and extends from the vicinity of the center of the container 3 to the tip of the container 3 along the emission axis of the electron beam EB. A plurality of (for example, six) screw holes (not shown) are provided at the tip of the container 3 with a predetermined phase angle.

電子線通過孔14の周囲には、電子線EBの出射軸に沿って電磁コイル15及び電磁コイル16が配置されている。電磁コイル15及び電磁コイル16の配置中心は、電子線通過孔14の中心軸に一致している。これらの電磁コイル15及び電磁コイル16の協働により、電子線通過孔14を通過する電子線EBは、後述する電子線出射窓24に向けて集束するようになっている。   An electromagnetic coil 15 and an electromagnetic coil 16 are disposed around the electron beam passage hole 14 along the emission axis of the electron beam EB. The arrangement center of the electromagnetic coil 15 and the electromagnetic coil 16 coincides with the central axis of the electron beam passage hole 14. With the cooperation of the electromagnetic coil 15 and the electromagnetic coil 16, the electron beam EB passing through the electron beam passage hole 14 is focused toward an electron beam exit window 24 described later.

より具体的には、電磁コイル15は、電子銃2や電子線EBの通過経路を構成する各部材の機械的な中心のズレや、各構成部材の残留磁気および設置場所周辺の磁界等の影響によって生じる所望の通過経路(電子通過孔14の中心軸)に対する電子線EBのズレを補正するためのアライメントコイルである。本実施形態では、対向する2つの電磁コイル15が対となって機能するように、4つの電磁コイル15が電子線通過孔14を挟んで90度の位相角をもって配置され、必要に応じて使用される。一方、電磁コイル16は、電子銃2から出射された電子線EBを電子線出射窓24に集めるための集束コイルで、エナメル線などから成る円筒状のコイル部及び軟鉄などから成る磁気回路から構成される。これらの電磁コイル15,16により、フィラメント9から出射された電子線EBは、電子通過孔14の中心軸を正確に通過し、電子通過孔14の内壁に衝突することなく電子線出射窓24の中心へと正確に導かれる。   More specifically, the electromagnetic coil 15 is affected by the mechanical center shift of each member constituting the passage path of the electron gun 2 and the electron beam EB, the residual magnetism of each component member, and the magnetic field around the installation location. This is an alignment coil for correcting the deviation of the electron beam EB with respect to the desired passage path (the central axis of the electron passage hole 14) caused by the above. In the present embodiment, four electromagnetic coils 15 are arranged with a phase angle of 90 degrees across the electron beam passage hole 14 so that two opposing electromagnetic coils 15 function as a pair, and are used as necessary. Is done. On the other hand, the electromagnetic coil 16 is a focusing coil for collecting the electron beam EB emitted from the electron gun 2 to the electron beam emission window 24, and is composed of a cylindrical coil portion made of enameled wire and a magnetic circuit made of soft iron or the like. Is done. The electron beam EB emitted from the filament 9 by these electromagnetic coils 15 and 16 accurately passes through the central axis of the electron passage hole 14 and does not collide with the inner wall of the electron passage hole 14. Guided accurately to the center.

また、図2に示すように、容器3の側部には排気管17が設けられている。排気管17の先端は、収容部13及び電子線通過孔14を排気する真空ポンプ18に接続されている。排気管17及び真空ポンプ18は、電子線照射装置1を電子線EBの出射軸方向から見たときに、コネクタ8と重ならない位置に設けられている。これにより、コネクタ8に差し込まれる電源用プラグや外部配線と、真空ポンプ18との干渉を回避し、電子線照射装置1を小型化できる。   As shown in FIG. 2, an exhaust pipe 17 is provided on the side of the container 3. The distal end of the exhaust pipe 17 is connected to a vacuum pump 18 that exhausts the accommodating portion 13 and the electron beam passage hole 14. The exhaust pipe 17 and the vacuum pump 18 are provided at positions that do not overlap the connector 8 when the electron beam irradiation device 1 is viewed from the direction of the emission axis of the electron beam EB. Thereby, interference with the power supply plug inserted into the connector 8 or external wiring and the vacuum pump 18 can be avoided, and the electron beam irradiation apparatus 1 can be reduced in size.

次に、図3及び図4を参照して、窓ユニット4の構成について説明する。図3は、電子線EBの出射軸方向から見た窓ユニットの平面図である。また、図4は、窓ユニットの拡大側断面図である。   Next, the configuration of the window unit 4 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a plan view of the window unit viewed from the emission axis direction of the electron beam EB. FIG. 4 is an enlarged side sectional view of the window unit.

同図に示すように、窓ユニット4は、電子線照射装置1の一端側の構造体であり、電子線通過孔14を通過した電子線EBを容器3の外部に出射させるためのユニットである。窓ユニット4は、台座21と、窓基板22と、キャップ23と、電子線出射窓24とを備えて構成されている。台座21は、例えばステンレスによって形成され、円筒状の胴部21aと、胴部21aの基端側の縁に設けられたフランジ部21bとを有している。   As shown in the figure, the window unit 4 is a structure on one end side of the electron beam irradiation apparatus 1 and is a unit for emitting the electron beam EB that has passed through the electron beam passage hole 14 to the outside of the container 3. . The window unit 4 includes a pedestal 21, a window substrate 22, a cap 23, and an electron beam emission window 24. The pedestal 21 is formed of, for example, stainless steel, and includes a cylindrical trunk portion 21a and a flange portion 21b provided at the base end side edge of the trunk portion 21a.

胴部21aの中心には、電子線通過孔14と同径の貫通孔21cが形成されている。また、胴部21aの先端部には、窓基板22をセットするための円状の凹部21dが形成されている。さらに、胴部21aの外側面には、キャップ23を取り付けるための雄ネジ部21eが形成されている。一方、フランジ部21bには、絶縁リング25と、金属リング26とが設けられている。絶縁リング25は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどの電気絶縁性を有する材料によって形成され、胴部21aを囲うようにしてフランジ部21bに固定されている。また、金属リング26は、その該側面に雄ネジ部26aを有しており、絶縁リング25を介してフランジ部21bに固定されている。   A through hole 21c having the same diameter as the electron beam passage hole 14 is formed at the center of the body portion 21a. In addition, a circular recess 21d for setting the window substrate 22 is formed at the distal end of the trunk portion 21a. Furthermore, the external thread part 21e for attaching the cap 23 is formed in the outer surface of the trunk | drum 21a. On the other hand, an insulating ring 25 and a metal ring 26 are provided on the flange portion 21b. The insulating ring 25 is formed of an electrically insulating material such as polytetrafluoroethylene, and is fixed to the flange portion 21b so as to surround the body portion 21a. Further, the metal ring 26 has a male screw portion 26 a on its side surface, and is fixed to the flange portion 21 b via the insulating ring 25.

また、フランジ部21bにおいて、絶縁リング25及び金属リング26よりも外側の位置には、約60°の位相角をもって6つのボルト穴27が設けられている(図3参照)。そして、台座21は、各ボルト穴27にボルト28を挿通し、ボルト28を容器3のネジ穴に螺合させることにより、貫通孔21cと電子線通過孔14とが同心になった状態で容器3の先端に強固に固定されている。なお、容器3の先端には、Oリング35が設置された溝が形成されており、これにより、台座21と容器3との気密封止が保たれている。また、台座21は容器3と一体に形成されていてもよい。この場合、Oリング35を容器3の先端に設ける必要はない。   In the flange portion 21b, six bolt holes 27 having a phase angle of about 60 ° are provided at positions outside the insulating ring 25 and the metal ring 26 (see FIG. 3). The pedestal 21 is inserted into each bolt hole 27 and screwed into the screw hole of the container 3 so that the through hole 21c and the electron beam passage hole 14 are concentric. 3 is firmly fixed to the tip. In addition, the groove | channel in which the O-ring 35 was installed is formed in the front-end | tip of the container 3, Thereby, the airtight sealing of the base 21 and the container 3 is maintained. Further, the pedestal 21 may be formed integrally with the container 3. In this case, it is not necessary to provide the O-ring 35 at the tip of the container 3.

窓基板22は、例えばステンレスによって形成され、円筒状の胴部22aと、胴部22aの基端側の縁に設けられたフランジ部22bとを有している。胴部22aの中心には、台座21の貫通孔21cよりも僅かに小径の貫通孔22cが形成されている。また、胴部22aの先端部には、電子線出射窓24をセットするための矩形状の凹部22dが形成されている。そして、窓基板22は、貫通孔22cと電子線通過孔14とが同心になった状態で、台座21の凹部21dに配置されている。   The window substrate 22 is made of, for example, stainless steel, and includes a cylindrical barrel portion 22a and a flange portion 22b provided at the base end side edge of the barrel portion 22a. A through hole 22c having a slightly smaller diameter than the through hole 21c of the pedestal 21 is formed at the center of the body portion 22a. A rectangular recess 22d for setting the electron beam exit window 24 is formed at the tip of the body 22a. The window substrate 22 is disposed in the recess 21 d of the base 21 with the through hole 22 c and the electron beam passage hole 14 being concentric.

キャップ23は、例えばステンレスによって形成され、円形の天頂部23aと、天頂部23aの一端側に形成された円筒状の螺合部23bとを有している。天頂部23aの中央には、窓基板22の胴部22aの外径よりも大径の開口部23cが形成されている。また、螺合部23bの内径は、台座21の胴部21aの外径とほぼ同径となっており、螺合部23bの内側面には、胴部21aの外側面の雄ネジ部21eに対応する雌ネジ部23dが形成されている。そして、キャップ23は、螺合部23bの雌ネジ部23dを台座21の雄ネジ部21eに螺合させることにより、開口部23cに窓基板22の胴部22a及び電子線出射窓24を挿通した状態で台座21に嵌め込まれている。これにより、窓基板22のフランジ部22bは、キャップ23の天頂部23aによって台座21の凹部21dの底面に押し付けられ、窓基板22と台座21とが強固に固定されている。さらに、台座21における凹部21dの底面には、Oリング36が設置された溝が形成されている。これにより、窓基板22と台座21との気密封止が保たれている。なお、Oリング35とOリング36とは、電子線EBの出射方向から見た場合に、重なるように配置され、電子線EBの通過経路の近傍を囲んでいる。そのため、各Oリング35,36にかかる押圧力がほぼ等しくなり、信頼性の高い封止が可能となる。   The cap 23 is made of, for example, stainless steel, and includes a circular zenith portion 23a and a cylindrical threaded portion 23b formed on one end side of the zenith portion 23a. In the center of the zenith 23a, an opening 23c having a diameter larger than the outer diameter of the body 22a of the window substrate 22 is formed. The inner diameter of the threaded portion 23b is substantially the same as the outer diameter of the trunk portion 21a of the pedestal 21, and the inner side surface of the threaded portion 23b is connected to the male screw portion 21e on the outer side surface of the trunk portion 21a. A corresponding female screw portion 23d is formed. The cap 23 is inserted into the opening 23c through the body portion 22a of the window substrate 22 and the electron beam emission window 24 by screwing the female screw portion 23d of the screwing portion 23b into the male screw portion 21e of the base 21. It is inserted into the base 21 in a state. Thereby, the flange 22b of the window substrate 22 is pressed against the bottom surface of the recess 21d of the pedestal 21 by the top 23a of the cap 23, and the window substrate 22 and the pedestal 21 are firmly fixed. Further, a groove in which an O-ring 36 is installed is formed on the bottom surface of the recess 21 d in the pedestal 21. Thereby, the hermetic seal between the window substrate 22 and the base 21 is maintained. The O-ring 35 and the O-ring 36 are arranged so as to overlap when viewed from the emission direction of the electron beam EB, and surround the vicinity of the passage path of the electron beam EB. Therefore, the pressing force applied to each of the O-rings 35 and 36 becomes substantially equal, and a highly reliable sealing is possible.

電子線出射窓24は、容器3の電子線通過孔14を通過した電子線EBを容器3の外部に出射させる箔状の部材である。電子線出射窓24は、例えばベリリウムによって厚さ数μm〜10μm程度の矩形状に形成されている。電子線出射窓24は、窓基板22の貫通孔22cの先端を塞ぐようにして窓基板22の凹部22dの底面上に配置され、例えばロウ付けによって窓基板22に気密に固定されている。なお、電子線出射窓24の材質は、電子線EBの透過率が高い材料であればよく、上述したベリリウムの他、チタンやアルミニウムなどを用いることもできる。   The electron beam exit window 24 is a foil-like member that emits the electron beam EB that has passed through the electron beam passage hole 14 of the container 3 to the outside of the container 3. The electron beam exit window 24 is formed in a rectangular shape with a thickness of about several μm to 10 μm, for example, with beryllium. The electron beam emission window 24 is disposed on the bottom surface of the recess 22d of the window substrate 22 so as to close the tip of the through hole 22c of the window substrate 22, and is airtightly fixed to the window substrate 22 by brazing, for example. The material of the electron beam exit window 24 may be any material having a high transmittance of the electron beam EB, and titanium, aluminum, or the like can be used in addition to the above-described beryllium.

次に、電流読出電極5の構成について説明する。   Next, the configuration of the current readout electrode 5 will be described.

電流読出電極5は、電子線照射装置1の動作性能の確認やメンテナンスといった観点から、電子線出射窓24から出射する電子線EBの出力を測定するための部材である。図3及び図4に示すように、電流読出電極5は、円形の天頂部5aと、天頂部5aの一端側に形成された円筒状の螺合部5bとを有している。   The current readout electrode 5 is a member for measuring the output of the electron beam EB emitted from the electron beam emission window 24 from the viewpoint of confirmation of operation performance of the electron beam irradiation apparatus 1 and maintenance. As shown in FIGS. 3 and 4, the current readout electrode 5 has a circular zenith portion 5a and a cylindrical screw portion 5b formed on one end side of the zenith portion 5a.

天頂部5aの中央には、窓基板22の胴部22aの外径よりも大径の開口部5cが形成されている。螺合部5bの内径は、絶縁リング25及び金属リング26の外径とほぼ同径となっており、螺合部5bの内側面には、金属リング26の外側面の雄ネジ部26aに対応する雌ネジ部5dが形成されている。また、螺合部5bには、図示しないリード線が取り付けられている。リード線は、電子線照射装置1の外部に設置された電流計29(図1参照)に接続されている。   In the center of the zenith 5a, an opening 5c having a diameter larger than the outer diameter of the body 22a of the window substrate 22 is formed. The inner diameter of the threaded portion 5b is substantially the same as the outer diameter of the insulating ring 25 and the metal ring 26. The inner surface of the threaded portion 5b corresponds to the male threaded portion 26a on the outer surface of the metal ring 26. A female screw portion 5d is formed. A lead wire (not shown) is attached to the screwing portion 5b. The lead wire is connected to an ammeter 29 (see FIG. 1) installed outside the electron beam irradiation apparatus 1.

そして、電流読出電極5は、螺合部5bの雌ネジ部5dを金属リング26の雄ネジ部26aに螺合させることにより、電子線出射窓24が開口部5cから露出するようにして、金属リング26に嵌め込まれている。これにより、電流読出電極5は、電子線EBの出射軸方向から見て電子線出射窓24と重ならないように、かつ電子線出射窓24を包囲するように配置される。また、電流読出電極5が嵌め込まれる金属リング26は、絶縁リング25を介して台座21に固定されているので、電流読出電極5と台座21、及び電流読出電極5と容器3とは、それぞれ互いに電気的に絶縁された状態となっている。   The current reading electrode 5 is formed by screwing the female screw part 5d of the screwing part 5b with the male screw part 26a of the metal ring 26 so that the electron beam emission window 24 is exposed from the opening part 5c. The ring 26 is fitted. Thereby, the current readout electrode 5 is disposed so as not to overlap the electron beam emission window 24 as seen from the emission axis direction of the electron beam EB and to surround the electron beam emission window 24. Further, since the metal ring 26 into which the current reading electrode 5 is fitted is fixed to the pedestal 21 via the insulating ring 25, the current reading electrode 5 and the pedestal 21, and the current reading electrode 5 and the container 3 are respectively mutually connected. It is in an electrically insulated state.

このような電流読出電極5の構成により、電流読出電極5の天頂部5aのうち、開口部5cを除いた部分は、電子線EBの一部が流れ込む読出端部5eとして機能する。すなわち、読出端部5eには、電子線出射窓24から出射した電子線EBのうち、散乱等の影響によって電子線出射窓24側に戻ってきた電子線EBが流れ込む。読出端部5eに流れ込んだ電子線EBによって発生した電流は、螺合部5b及びリード線(図示しない)を通って電流計29に送られる。   With such a configuration of the current readout electrode 5, a portion of the zenith portion 5a of the current readout electrode 5 excluding the opening 5c functions as a readout end portion 5e into which a part of the electron beam EB flows. That is, among the electron beams EB emitted from the electron beam emission window 24, the electron beam EB that has returned to the electron beam emission window 24 side due to the influence of scattering or the like flows into the reading end portion 5e. The current generated by the electron beam EB flowing into the reading end portion 5e is sent to the ammeter 29 through the screwing portion 5b and a lead wire (not shown).

なお、図4に示すように、読出端部5eは、電子線出射窓24よりも電子線EBの出射方向に突出するように配置されており、電子線出射窓24は、電流読出電極5の開口部5c内に位置している。これにより、読出端部5eは、電子線出射窓24に照射対象物やその他の物体が当たることを防止する保護部材としても機能する。このことは、例えばインラインでの電子線照射の場合のように、電子線EBの出射軸方向と交差する方向から照射対象物が搬送されてくるような場合に特に好適である。   As shown in FIG. 4, the reading end portion 5 e is disposed so as to protrude in the emission direction of the electron beam EB from the electron beam emission window 24, and the electron beam emission window 24 corresponds to the current reading electrode 5. It is located in the opening 5c. Thereby, the reading end portion 5e also functions as a protective member for preventing the irradiation object and other objects from hitting the electron beam exit window 24. This is particularly suitable when the irradiation object is transported from the direction intersecting the emission axis direction of the electron beam EB, for example, in the case of in-line electron beam irradiation.

また、電流読出電極5には、例えば樹脂製の吸引管30が取り付けられている。この吸引管30は、電流読出電極5の螺合部5bに設けられた差込口5fに差し込まれており、吸引管30の先端は、電流読出電極5の天頂部5aにおいて差込口5fに対応する位置に設けられた開口5g内で固定されている。吸引管30の基端は、電子線照射装置1の外部に設置された酸素濃度検出計31に接続されている。電子線出射窓24の外側における雰囲気ガスの一部は、吸引管30を通って酸素濃度検出計31に送られる。   In addition, a suction tube 30 made of, for example, resin is attached to the current reading electrode 5. The suction tube 30 is inserted into an insertion port 5f provided in the threaded portion 5b of the current readout electrode 5, and the tip of the suction tube 30 is connected to the insertion port 5f at the zenith portion 5a of the current readout electrode 5. It is fixed in the opening 5g provided at the corresponding position. The proximal end of the suction tube 30 is connected to an oxygen concentration detector 31 installed outside the electron beam irradiation apparatus 1. A part of the atmospheric gas outside the electron beam exit window 24 is sent to the oxygen concentration detector 31 through the suction tube 30.

上述した構成を有する電子線照射装置1では、真空ポンプ18によって容器3の内部が排気され、内部配線11,11を介して外部電源から数十kV〜数百kV程度の電圧がフィラメント9に供給されると、フィラメント9から電子が放出される。フィラメント9から放出された電子は、グリッド部12が形成する電界によって加速し、電子線EBとなる。電子線EBは、電子線通過孔14を通過する際、電磁コイル15によって中心軸の補正がなされた後、電磁コイル16によって集束され、電子線出射窓24から外部に向けて出射する。出射した電子線EBは、例えば窒素ガスのような不活性ガスの雰囲気下において、ライン上を流れる印刷物などの照射対象物に照射される。   In the electron beam irradiation apparatus 1 having the above-described configuration, the inside of the container 3 is evacuated by the vacuum pump 18, and a voltage of about several tens kV to several hundreds kV is supplied to the filament 9 from the external power source via the internal wirings 11 and 11. Then, electrons are emitted from the filament 9. The electrons emitted from the filament 9 are accelerated by the electric field formed by the grid portion 12, and become an electron beam EB. When the electron beam EB passes through the electron beam passage hole 14, the central axis of the electron beam EB is corrected by the electromagnetic coil 15, and then converged by the electromagnetic coil 16 and emitted outward from the electron beam emission window 24. The emitted electron beam EB is irradiated to an irradiation object such as a printed material flowing on the line in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas.

電子線EBを電子線出射窓24から出射させる際、照射対象物に向かった電子線EBの一部が散乱等の影響によって電子線出射窓24側に戻り、電流読出電極5の読出端部5eに流れ込む。電子線EBの一部が流れ込むことによって発生した電流は電流読出電極5から電流計29に送られ、電子線出射窓24の近傍における電流値のモニタリングが行われる。また、電子線EBを電子線出射窓24から出射させる際、窓ユニット4の外側の雰囲気ガスの一部が、電流読出電極5に取り付けられた吸引管30によって吸引される。吸引された雰囲気ガスは酸素濃度検出計31に送られ、雰囲気ガス中の酸素濃度のモニタリングが行われる。雰囲気ガス中の酸素濃度が例えば数百ppm以下となった後に電子線EBの出射を開始することで、雰囲気ガス中でのオゾンの発生が効果的に抑制される。   When the electron beam EB is emitted from the electron beam emission window 24, a part of the electron beam EB directed toward the irradiation object returns to the electron beam emission window 24 side due to the influence of scattering or the like, and the reading end portion 5 e of the current reading electrode 5. Flow into. The current generated when part of the electron beam EB flows is sent from the current reading electrode 5 to the ammeter 29, and the current value in the vicinity of the electron beam exit window 24 is monitored. Further, when the electron beam EB is emitted from the electron beam emission window 24, a part of the atmospheric gas outside the window unit 4 is sucked by the suction tube 30 attached to the current reading electrode 5. The sucked atmospheric gas is sent to the oxygen concentration detector 31 to monitor the oxygen concentration in the atmospheric gas. Generation of ozone in the atmospheric gas is effectively suppressed by starting emission of the electron beam EB after the oxygen concentration in the atmospheric gas becomes, for example, several hundred ppm or less.

以上説明したように、電子線照射装置1では、窓ユニット4において、電子線EBの出射軸方向から見て、電子線出射窓24と重ならないように電流読出電極5が設けられている。そして、電流読出電極5の読出端部5eは、電子線EBの出射軸方向から見て電子線出射窓24を包囲するように配置されている。このような構成により、この電子線照射装置1では、電子線出射窓24から出射した電子線EBのうち、散乱等で電子線出射窓24側に戻ってきた電子線EBによって生じる電流を電子線出射窓24のごく近傍で測定することができる。   As described above, in the electron beam irradiation apparatus 1, the current reading electrode 5 is provided in the window unit 4 so as not to overlap the electron beam emission window 24 when viewed from the emission axis direction of the electron beam EB. The reading end portion 5e of the current reading electrode 5 is disposed so as to surround the electron beam emission window 24 when viewed from the emission axis direction of the electron beam EB. With this configuration, in the electron beam irradiation apparatus 1, among the electron beams EB emitted from the electron beam emission window 24, the current generated by the electron beam EB that has returned to the electron beam emission window 24 side due to scattering or the like is generated as an electron beam. Measurements can be made in the immediate vicinity of the exit window 24.

したがって、この電子線照射装置1では、電子線出射窓24の厚みのムラや、電子線EBが照射対象物に照射される際に発生する飛散物や汚れなどの付着によって動作時間の経過と共に変化する電子線出射窓24の表面状態を加味した上で、実際に電子線出射窓24から出射した電子線EBの出力(実出力)をリアルタイムで精度良く測定することが可能となる。また、電流読出電極5が電子線出射窓24の一部を塞いでしまうこともなく、電子線出射窓24からの電子線EBの出射量を十分に確保できる。   Therefore, in this electron beam irradiation apparatus 1, the thickness of the electron beam exit window 24 varies with the lapse of operation time due to unevenness in the thickness of the electron beam exit window 24 and adhesion of scattered matter and dirt generated when the electron beam EB is irradiated onto the irradiation object. In consideration of the surface state of the electron beam exit window 24, the output (actual output) of the electron beam EB actually emitted from the electron beam exit window 24 can be accurately measured in real time. Further, the current reading electrode 5 does not block a part of the electron beam emission window 24, and a sufficient amount of the electron beam EB emitted from the electron beam emission window 24 can be secured.

また、電流読出電極5は、電気絶縁性を有する絶縁リング25を介して窓ユニット4に取り付けられており、窓ユニット4及び容器3とは互いに電気的に絶縁された状態となっている。このように、電流読出電極5と窓ユニット4、及び電流読出電極5と容器3とを絶縁することで、窓ユニット4及び容器3に流入した電子線EBによって生じた電流と電流読出電極5に流入した電子線EBによって生じた電流とを切り分けることが可能となる。これにより、電子線の実出力の測定精度の向上が図られる。   The current readout electrode 5 is attached to the window unit 4 via an insulating ring 25 having electrical insulation, and the window unit 4 and the container 3 are electrically insulated from each other. As described above, the current readout electrode 5 and the window unit 4 and the current readout electrode 5 and the container 3 are insulated, so that the current generated by the electron beam EB flowing into the window unit 4 and the container 3 and the current readout electrode 5 are reduced. It is possible to separate the current generated by the flowing electron beam EB. This improves the measurement accuracy of the actual output of the electron beam.

さらに、電流読出電極5の読出端部5eは、電子線出射窓24よりも電子線EBの出射方向に突出しており、電子線出射窓24は、電流読出電極5の開口部5c内に位置している。これにより、電流読出電極5は、電子線出射窓24に照射対象物やその他の物体が当たることを防止する保護部材としても機能し、箔状の電子線出射窓24の破損が防止される。これに加え、読出端部5eには吸引管30が固定されている。したがって、照射対象物のごく近傍の雰囲気ガスの成分検出を行なうことができ、酸素濃度が確実に低下した後に電子線EBの出射を開始させることが可能となる。このことは、電子線EBの出射による雰囲気ガス中でのオゾンの発生を効果的に抑制する。   Further, the reading end portion 5 e of the current reading electrode 5 protrudes in the emission direction of the electron beam EB from the electron beam emission window 24, and the electron beam emission window 24 is located in the opening 5 c of the current reading electrode 5. ing. Thereby, the current readout electrode 5 also functions as a protective member for preventing the irradiation object and other objects from hitting the electron beam exit window 24, and the foil-like electron beam exit window 24 is prevented from being damaged. In addition, a suction tube 30 is fixed to the reading end 5e. Therefore, it is possible to detect the component of the atmospheric gas in the very vicinity of the irradiation target, and to start emitting the electron beam EB after the oxygen concentration is reliably reduced. This effectively suppresses the generation of ozone in the atmospheric gas due to the emission of the electron beam EB.

[第2実施形態]
続いて、本発明の第2実施形態に係る電子線照射装置について詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, an electron beam irradiation apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.

図5は、本発明の第2実施形態に係る電子線照射装置の構成を示す側断面図である。また、図6は、図1におけるVI−VI線断面図である。図5及び図6に示すように、第2実施形態に係る電子線照射装置40は、偏向コイル52により、容器3の電子線通過孔14を通過した電子線EBを所定の方向に高速で偏向させることによって窓ユニット41から線状に電子線EBを出射させる点で、窓ユニット4から一点で電子線EBを出射させる第1実施形態と異なっている。窓ユニット41には、第1実施形態と異なる構成の電流読出電極42が設けられている。   FIG. 5 is a side sectional view showing the configuration of the electron beam irradiation apparatus according to the second embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the electron beam irradiation apparatus 40 according to the second embodiment deflects the electron beam EB that has passed through the electron beam passage hole 14 of the container 3 in a predetermined direction at high speed by the deflection coil 52. This is different from the first embodiment in which the electron beam EB is emitted from the window unit 4 at one point in that the electron beam EB is emitted linearly from the window unit 41. The window unit 41 is provided with a current readout electrode 42 having a configuration different from that of the first embodiment.

まず、電子線照射装置40における窓ユニット41の構成について説明する。図7は、電子線EBの出射軸方向から見た窓ユニットの平面図である。また、図8は、窓ユニットの拡大側断面図である。   First, the configuration of the window unit 41 in the electron beam irradiation apparatus 40 will be described. FIG. 7 is a plan view of the window unit viewed from the emission axis direction of the electron beam EB. FIG. 8 is an enlarged side sectional view of the window unit.

図7及び図8に示すように、窓ユニット41は、筐体51と、窓基板53と、電子線出射窓54とを備えて構成されている。筐体51は、基端側から先端側に向かうに従って電子線EBの偏向方向(図5におけるX方向)の幅が拡大する形状となっている。筐体51の基端側には、電子線通過孔14と同径の開口部51aが形成されており、筐体51の先端側は、矩形に開口している。また、筐体51の基端側の縁には、円形のフランジ部51bが形成されている。そして、筐体51は、開口部51aと電子線通過孔14とが同心になるように位置決めされ、容器3の先端に気密に固定されている。   As shown in FIGS. 7 and 8, the window unit 41 includes a casing 51, a window substrate 53, and an electron beam emission window 54. The casing 51 has a shape in which the width in the deflection direction of the electron beam EB (X direction in FIG. 5) increases from the proximal end side toward the distal end side. An opening 51a having the same diameter as the electron beam passage hole 14 is formed on the base end side of the casing 51, and the distal end side of the casing 51 is opened in a rectangular shape. Further, a circular flange portion 51 b is formed on the base end side edge of the casing 51. The casing 51 is positioned so that the opening 51 a and the electron beam passage hole 14 are concentric, and is airtightly fixed to the tip of the container 3.

また、筐体51の基端側のフランジ部51bの近傍には、偏向コイル52が設けられている。偏向コイル52は、電子線通過孔14を通過した電子線EBを筐体51内において偏向させるコイルである。偏向コイル52の両端には、L字状の支持部材52aがそれぞれ取り付けられており、偏向コイル52は、支持部材52a,52aで筐体51の基端側の側壁を挟み込むことにより、筐体51において偏向方向と直交する側壁の一方に近接するように配置されている。そして、偏向コイル52は、外部電源(図示しない)から供給される電流値に基づいて、電子線通過孔14を通過した電子線EBの進行方向をX方向に沿って線状に偏向させる。   A deflection coil 52 is provided in the vicinity of the flange portion 51 b on the base end side of the casing 51. The deflection coil 52 is a coil that deflects the electron beam EB that has passed through the electron beam passage hole 14 in the housing 51. L-shaped support members 52a are respectively attached to both ends of the deflection coil 52. The deflection coil 52 sandwiches the side wall on the proximal end side of the housing 51 with the support members 52a and 52a, thereby the housing 51. Are arranged so as to be close to one of the side walls orthogonal to the deflection direction. The deflection coil 52 deflects the traveling direction of the electron beam EB that has passed through the electron beam passage hole 14 linearly along the X direction based on a current value supplied from an external power source (not shown).

窓基板53は、例えばステンレスによって長方形状に形成され、筐体51の先端に固定されている。窓基板53の中央には、複数(本実施形態では5個)の矩形の貫通孔53aが形成されている。各貫通孔53aは、電子線EBの偏向方向に沿って所定の間隔で一列に配列されている。また、貫通孔53a,53aの間には、電子線EBの偏向方向と直交する方向に仕切溝53bがそれぞれ形成されている。電子線出射窓54は、第1実施形態と同様に、例えばベリリウムによって厚さ数μm〜10μm程度の矩形状に形成されている。電子線出射窓54は、貫通孔53aごとに設けられ、各貫通孔53aの先端を塞ぐようにして窓基板53にロウ付けされている。なお、筐体51の先端には、Oリング60が設置された溝が形成されている。これにより、窓基板53と筐体51との気密封止が保たれている。   The window substrate 53 is formed in a rectangular shape using, for example, stainless steel, and is fixed to the tip of the housing 51. In the center of the window substrate 53, a plurality (five in this embodiment) of rectangular through holes 53a are formed. The through holes 53a are arranged in a line at a predetermined interval along the deflection direction of the electron beam EB. A partition groove 53b is formed between the through holes 53a and 53a in a direction orthogonal to the deflection direction of the electron beam EB. As in the first embodiment, the electron beam exit window 54 is formed in a rectangular shape having a thickness of about several μm to 10 μm, for example, with beryllium. The electron beam emission window 54 is provided for each through hole 53a, and is brazed to the window substrate 53 so as to block the tip of each through hole 53a. A groove in which an O-ring 60 is installed is formed at the tip of the casing 51. Thereby, the hermetic sealing between the window substrate 53 and the housing 51 is maintained.

次に、電流読出電極42の構成について説明する。   Next, the configuration of the current read electrode 42 will be described.

電流読出電極42は、図7及び図8に示すように、電子線EBの出射軸方向から見てコの字状をなす2つの端部部材42aと、直線状をなす6つの中間部材42bとによって構成されている。端部部材42aは、窓基板53における電子線EBの偏向方向の端にそれぞれ配置され、電子線EBの出射軸方向から見たときに、配列端に位置する電子線出射窓54の4辺のうち、電子線EBの偏向方向の内側の辺を向く部分を除く三辺を囲んでいる。中間部材42bは、端部部材42a,42a間において窓基板53の縁部に配置され、中央側に位置する3つの電子線出射窓54を挟むように、電子線EBの偏向方向に沿ってそれぞれ延在している。また、端部部材42aと中間部材42bとの間、及び中間部材42b,42bの間は、窓基板53の仕切溝53bの幅と同じ幅をもって離間している。各端部部材42a及び各中間部材42bには、図示しないリード線が取り付けられている。リード線は、電子線照射装置40の外部に設置された電流計29(図5参照)に接続されている。   As shown in FIGS. 7 and 8, the current reading electrode 42 includes two end members 42a having a U-shape when viewed from the emission axis direction of the electron beam EB, and six intermediate members 42b having a linear shape. It is constituted by. The end members 42a are respectively arranged at the ends of the electron beam EB in the deflection direction of the electron beam EB on the window substrate 53, and when viewed from the electron beam EB emission axis direction, Of these, three sides are surrounded except for a portion facing the inner side in the deflection direction of the electron beam EB. The intermediate member 42b is disposed at the edge of the window substrate 53 between the end members 42a and 42a, and is arranged along the deflection direction of the electron beam EB so as to sandwich the three electron beam emission windows 54 located on the center side. It is extended. Further, the end member 42 a and the intermediate member 42 b and the intermediate members 42 b and 42 b are spaced apart with the same width as that of the partition groove 53 b of the window substrate 53. Lead wires (not shown) are attached to the end members 42a and the intermediate members 42b. The lead wire is connected to an ammeter 29 (see FIG. 5) installed outside the electron beam irradiation apparatus 40.

このような端部部材42a及び中間部材42bの配列により、電流読出電極42は、全体として窓基板53と同寸法の矩形の環状をなし、電流読出電極42の中央に形成される矩形の開口部42cからは、各電子線出射窓54が露出するようになっている。そして、電流読出電極42は、電子線EBの出射軸方向から見て各電子線出射窓54と重ならないように、かつ電子線出射窓54を包囲するように配置され、電流読出電極42の先端部分のうち、開口部42cを除いた部分は、電子線EBの一部が流れ込む読出端部42dとして機能する。   Due to the arrangement of the end member 42 a and the intermediate member 42 b, the current reading electrode 42 has a rectangular ring shape having the same dimensions as the window substrate 53 as a whole, and a rectangular opening formed at the center of the current reading electrode 42. Each electron beam emission window 54 is exposed from 42c. The current reading electrode 42 is disposed so as not to overlap each electron beam emission window 54 when viewed from the emission axis direction of the electron beam EB, and surrounds the electron beam emission window 54, and the tip of the current reading electrode 42 is arranged. Of the portion, the portion excluding the opening 42c functions as a reading end portion 42d into which a part of the electron beam EB flows.

読出端部42dは、第1実施形態と同様に、各電子線出射窓54よりも電子線EBの出射方向に突出するように配置され、各電子線出射窓54は、電流読出電極42の開口部42c内に位置している。また、端部部材42aの一方には、例えば樹脂製の吸引管55が取り付けられている。この吸引管55は、端部部材42aの側壁に設けられた差込口42eに差し込まれており、吸引管55の先端は、端部部材42aの先端側において差込口42eに対応する位置に設けられた開口42f内で固定されている。吸引管55の基端は、電子線照射装置40の外部に設置された酸素濃度検出計31に接続されている(図5参照)。   Similarly to the first embodiment, the reading end portion 42d is disposed so as to protrude in the emission direction of the electron beam EB from each electron beam emission window 54, and each electron beam emission window 54 is an opening of the current reading electrode 42. It is located in the part 42c. Further, for example, a resin suction pipe 55 is attached to one end member 42a. The suction tube 55 is inserted into an insertion port 42e provided on the side wall of the end member 42a, and the tip of the suction tube 55 is located at a position corresponding to the insertion port 42e on the distal end side of the end member 42a. It is fixed in the provided opening 42f. The proximal end of the suction tube 55 is connected to an oxygen concentration detector 31 installed outside the electron beam irradiation device 40 (see FIG. 5).

また、電流読出電極42と窓基板53との間には、電気絶縁性を有する絶縁部材56が設けられている。この絶縁部材56は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどによって形成され、2つの端部絶縁部材56aと、6つの中間絶縁部材56bとによって構成されている。端部絶縁部材56a及び中間絶縁部材56bのそれぞれは、端部部材42a及び中間部材42bと同様の配置をもって窓基板53の縁部に固定されている。   An insulating member 56 having electrical insulation is provided between the current reading electrode 42 and the window substrate 53. The insulating member 56 is made of, for example, polytetrafluoroethylene, and includes two end insulating members 56a and six intermediate insulating members 56b. Each of the end insulating member 56a and the intermediate insulating member 56b is fixed to the edge of the window substrate 53 with the same arrangement as the end member 42a and the intermediate member 42b.

そして、端部部材42a及び中間部材42bとは、端部絶縁部材56a及び中間絶縁部材56bを介して窓基板53の縁部に固定されている。したがって、端部部材42a及び中間部材42bと窓基板53、端部部材42a及び中間部材42bと容器3とはそれぞれ電気的に絶縁された状態となっている。また、端部部材42aと中間部材42bとの間、及び中間部材42b,42bの間は、窓基板53の仕切溝53bの幅と同じ幅をもって離間しているので、これらの間も互いに電気的に絶縁された状態となっている。   The end member 42a and the intermediate member 42b are fixed to the edge of the window substrate 53 through the end insulating member 56a and the intermediate insulating member 56b. Therefore, the end member 42a and the intermediate member 42b and the window substrate 53, and the end member 42a and the intermediate member 42b and the container 3 are electrically insulated from each other. Further, since the end member 42a and the intermediate member 42b and the intermediate members 42b and 42b are spaced apart from each other with the same width as the partition groove 53b of the window substrate 53, they are also electrically connected to each other. It is in an insulated state.

このような電子線照射装置40においても、第1実施形態と同様に、窓ユニット41において、電子線EBの出射軸方向から見て、電子線出射窓54と重ならないように電流読出電極42が設けられている。そして、電流読出電極42の読出端部42dは、電子線EBの出射軸方向から見て、電子線出射窓54を包囲するように配置されている。したがって、電子線照射装置40においても、電子線出射窓54から出射した電子線EBのうち、散乱等で電子線出射窓54側に戻ってきた電子線EBによって生じる電流を電子線出射窓54のごく近傍で測定でき、電子線EBの実出力をリアルタイムで精度良く測定することが可能となる。また、電流読出電極42が電子線出射窓54の一部を塞いでしまうこともなく、電子線出射窓54からの電子線EBの出射量を十分に確保できる。   In such an electron beam irradiation apparatus 40 as well, in the same manner as in the first embodiment, in the window unit 41, the current readout electrode 42 is provided so as not to overlap the electron beam emission window 54 when viewed from the emission axis direction of the electron beam EB. Is provided. The reading end portion 42d of the current reading electrode 42 is disposed so as to surround the electron beam emission window 54 when viewed from the emission axis direction of the electron beam EB. Therefore, also in the electron beam irradiation apparatus 40, among the electron beams EB emitted from the electron beam emission window 54, a current generated by the electron beam EB returned to the electron beam emission window 54 side due to scattering or the like is generated in the electron beam emission window 54. Measurement can be performed in the very vicinity, and the actual output of the electron beam EB can be accurately measured in real time. Further, the current reading electrode 42 does not block a part of the electron beam emission window 54, and a sufficient emission amount of the electron beam EB from the electron beam emission window 54 can be secured.

また、電流読出電極42は、窓ユニット41及び容器3とは互いに電気的に絶縁されている。したがって、窓ユニット41及び容器3に流入した電子線EBによって生じた電流と電流読出電極42に流入した電子線EBによって生じた電流とを切り分けることができる。さらには、電流読出電極42を構成する端部部材42a及び中間部材42bも、それぞれ互いに電気的に絶縁されている。これにより、各端部部材42a及び中間部材42bに流入した電子線EBによって生じた電流を切り分けることができる。このことは、電子線出射窓54ごとの電子線EBの実出力(出力分布)の測定を可能とする。   Further, the current reading electrode 42 is electrically insulated from the window unit 41 and the container 3. Therefore, the current generated by the electron beam EB flowing into the window unit 41 and the container 3 can be separated from the current generated by the electron beam EB flowing into the current reading electrode 42. Further, the end member 42a and the intermediate member 42b constituting the current reading electrode 42 are also electrically insulated from each other. Thereby, the current generated by the electron beam EB flowing into each end member 42a and the intermediate member 42b can be separated. This makes it possible to measure the actual output (output distribution) of the electron beam EB for each electron beam exit window 54.

さらに、電流読出電極42の読出端部42dは、電子線出射窓54よりも電子線EBの出射方向に突出しているので、電流読出電極42は、電子線出射窓54の保護部材としても機能し、箔状の電子線出射窓54の破損が防止される。そして、読出端部42dには吸引管55が固定されているので、照射対象物のごく近傍において、酸素濃度のモニタリングといった雰囲気ガスの成分検出を行なうことも可能となっている。   Furthermore, since the reading end portion 42 d of the current reading electrode 42 protrudes in the emission direction of the electron beam EB from the electron beam emission window 54, the current reading electrode 42 also functions as a protective member for the electron beam emission window 54. The foil-shaped electron beam emission window 54 is prevented from being damaged. Further, since the suction pipe 55 is fixed to the reading end portion 42d, it is possible to detect the component of the atmospheric gas such as monitoring the oxygen concentration in the very vicinity of the irradiation object.

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、第1実施形態では、電流読出電極5の読出端部5eを電子線出射窓24よりも電子線EBの出射方向に突出させているが、これに代えて、図9に示すように、電子線出射窓24を読出端部5eよりも電子線EBの出射方向に突出させるようにしてもよい。この場合、電子線出射窓24を照射対象物により近接させることができるので、照射対象物に対して十分な線量の電子線を照射することが可能となる。このことは、第2実施形態においても同様である。すなわち、図10に示すように、電子線出射窓54を端部部材42a及び中間部材42bよりも電子線EBの出射方向に突出させるようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first embodiment, the reading end portion 5e of the current reading electrode 5 is protruded in the emission direction of the electron beam EB from the electron beam emission window 24. Instead, as shown in FIG. The electron beam emission window 24 may be protruded in the emission direction of the electron beam EB from the reading end portion 5e. In this case, since the electron beam emission window 24 can be brought closer to the irradiation object, it is possible to irradiate the irradiation object with a sufficient dose of electron beam. The same applies to the second embodiment. That is, as shown in FIG. 10, the electron beam emission window 54 may be projected in the emission direction of the electron beam EB from the end member 42 a and the intermediate member 42 b.

また、電流読出電極5,42によって検出される電流値が一定になるように、電子銃2の制御部(図示しない)にフィードバックを掛けるようにしてもよい。こうすると、電子線出射窓24,54から出射する電子線EBの出力を安定化することが可能となる。   Further, feedback may be applied to the control unit (not shown) of the electron gun 2 so that the current value detected by the current readout electrodes 5 and 42 is constant. In this way, it is possible to stabilize the output of the electron beam EB emitted from the electron beam emission windows 24 and 54.

本発明の第1実施形態に係る電子線照射装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the electron beam irradiation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1におけるII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line in FIG. 電子線EBの出射軸方向から見た窓ユニットの平面図である。It is a top view of the window unit seen from the output axis direction of the electron beam EB. 窓ユニットの拡大側断面図である。It is an expanded side sectional view of a window unit. 本発明の第2実施形態に係る電子線照射装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the electron beam irradiation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図5におけるVI−VI線断面図である。It is the VI-VI sectional view taken on the line in FIG. 電子線EBの出射軸方向から見た窓ユニットの平面図である。It is a top view of the window unit seen from the output axis direction of the electron beam EB. 窓ユニットの拡大側断面図である。It is an expanded side sectional view of a window unit. 変形例に係る窓ユニットの拡大側断面図である。It is an expansion side sectional view of the window unit concerning a modification. 別の変形例に係る窓ユニットの拡大側断面図である。It is an expanded sectional side view of the window unit which concerns on another modification.

符号の説明Explanation of symbols

1,40…電子線照射装置、2…電子銃、3…容器、4…窓ユニット、5,42…電流読出電極、5e,42d…読出端部、9…フィラメント(電子放出部材)、14…電子線通過孔、24,54…電子線出射窓、25…絶縁リング(電気絶縁性を有する部材)、30,55…吸引管、56…絶縁部材(電気絶縁性を有する部材)、EB…電子線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,40 ... Electron beam irradiation apparatus, 2 ... Electron gun, 3 ... Container, 4 ... Window unit, 5,42 ... Current reading electrode, 5e, 42d ... Reading end part, 9 ... Filament (electron emission member), 14 ... Electron beam passage hole, 24, 54 ... electron beam exit window, 25 ... insulating ring (member having electrical insulation), 30, 55 ... suction tube, 56 ... insulating member (member having electrical insulation), EB ... electron line.

Claims (6)

電子線を放出する電子放出部材を有する電子銃と、
前記電子放出部材を収容すると共に、前記電子線を通過させる電子線通過孔を有する容器と、
前記電子線通過孔を閉じるように前記容器に固定され、前記電子線通過孔を通過した前記電子線を前記容器の外部に出射させる電子線出射窓を有する窓ユニットと、
前記窓ユニットに設けられ、前記電子線の出射軸方向から見て、前記電子線出射窓と重ならないように配置された電流読出電極とを備えたことを特徴とする電子線照射装置。
An electron gun having an electron emitting member that emits an electron beam;
A container having an electron beam passage hole for containing the electron emission member and allowing the electron beam to pass through;
A window unit having an electron beam exit window that is fixed to the container so as to close the electron beam passage hole and emits the electron beam that has passed through the electron beam passage hole to the outside of the container;
An electron beam irradiation apparatus comprising: a current readout electrode provided in the window unit and disposed so as not to overlap the electron beam emission window when viewed from the electron beam emission axis direction.
前記電流読出電極は、電気絶縁性を有する部材を介して前記窓ユニットに結合されていることを特徴とする請求項1記載の電子線照射装置。   2. The electron beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the current readout electrode is coupled to the window unit through a member having electrical insulation. 前記電流読出電極には、前記電子線の出射軸方向から見て、前記電子線出射窓を包囲するように読出端部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の電子線照射装置。   3. The electron beam according to claim 1, wherein the current reading electrode is provided with a reading end portion so as to surround the electron beam emission window when viewed from the emission axis direction of the electron beam. Irradiation device. 前記電子線出射窓は、前記読出端部よりも前記電子線の出射方向に突出していることを特徴とする請求項3記載の電子線照射装置。   The electron beam irradiation apparatus according to claim 3, wherein the electron beam emission window protrudes in an emission direction of the electron beam from the reading end portion. 前記読出端部は、前記電子線出射窓よりも前記電子線の出射方向に突出していることを特徴とする請求項3記載の電子線照射装置。   4. The electron beam irradiation apparatus according to claim 3, wherein the reading end portion protrudes in the electron beam emission direction from the electron beam emission window. 前記電流読出電極には、前記電子線出射窓の外側における雰囲気ガスの一部を吸引する吸引管の先端が固定されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の電子線照射装置。   6. The electron according to claim 1, wherein a tip of a suction tube that sucks a part of the atmospheric gas outside the electron beam exit window is fixed to the current readout electrode. X-ray irradiation device.
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