JP2021189036A - Electron beam irradiation apparatus and method for manufacturing electron beam irradiation apparatus - Google Patents
Electron beam irradiation apparatus and method for manufacturing electron beam irradiation apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021189036A JP2021189036A JP2020094442A JP2020094442A JP2021189036A JP 2021189036 A JP2021189036 A JP 2021189036A JP 2020094442 A JP2020094442 A JP 2020094442A JP 2020094442 A JP2020094442 A JP 2020094442A JP 2021189036 A JP2021189036 A JP 2021189036A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- window foil
- less
- surface density
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
- G21K5/04—Irradiation devices with beam-forming means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子線照射装置及び電子線照射装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an electron beam irradiator and a method for manufacturing an electron beam irradiator.
従来の電子線照射装置として、電子線を発生する電子線発生部と、電子線発生部から発生した電子線を通過させる開口部が設けられた筐体と、開口部に配置され、開口部を通過した電子線を透過させる窓箔部材を有する電子線照射窓部と、を備えるものが知られている(特許文献1参照)。 As a conventional electron beam irradiation device, an electron beam generating portion for generating an electron beam, a housing provided with an opening for passing an electron beam generated from the electron beam generating portion, and an opening arranged in the opening are provided. It is known that an electron beam irradiation window portion having a window foil member that allows the passed electron beam to pass through is provided (see Patent Document 1).
特許文献1に記載の電子線照射装置では、電源装置から数アンペアの電流、及び別の電源装置から数十kV〜数百kVの電源電圧がフィラメントに印加され、フィラメントから電子が放出される。フィラメントから放出された電子は、グリッド部によって加速されて電子線となり、窓ユニットに達する。電子線は、例えば長尺状又は矩形状の窓ユニットの窓材を透過してそれぞれライン状又はスポット状に、電子線発生装置の外部へ出射される。 In the electron beam irradiation device described in Patent Document 1, a current of several amperes is applied to the filament from the power supply device, and a power supply voltage of several tens of kV to several hundred kV is applied to the filament from another power supply device, and electrons are emitted from the filament. The electrons emitted from the filament are accelerated by the grid portion to become electron beams and reach the window unit. The electron beam passes through the window material of the window unit having a long or rectangular shape, for example, and is emitted to the outside of the electron beam generator in a line shape or a spot shape, respectively.
上述したような電子線照射装置では、更なる長期にわたって電子線を安定して出射できるように、動作安定性の向上が求められている。そのためには、例えば、窓箔部材の温度が適切となるように電子線発生部の駆動電流を設定し、窓箔部材の長寿命化を図ることが考えられる。 In the electron beam irradiation device as described above, improvement in operation stability is required so that the electron beam can be stably emitted for a longer period of time. For that purpose, for example, it is conceivable to set the drive current of the electron beam generating portion so that the temperature of the window foil member becomes appropriate to extend the life of the window foil member.
そこで、本発明は、窓箔部材の長寿命化を図ることができる電子線照射装置及び電子線照射装置の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electron beam irradiating device and a method for manufacturing an electron beam irradiating device capable of extending the life of the window foil member.
本発明に係る電子線照射装置は、電子線を発生する電子線発生部と、電子線発生部から発生した電子線を通過させる開口部が設けられた筐体部と、開口部に配置され、開口部を通過した電子線を透過させる窓箔部材を有する電子線照射窓部と、電子線発生部を制御する制御部と、を備え、窓箔部材は、チタンを主成分として含む箔部材であり、窓箔部材の厚さは、2×10−3mm以上且つ1×10−2mm以下であり、制御部は、電子線発生部の管電圧が40kV以上且つ150kV以下となるように電子線発生部の駆動電圧を設定し、窓箔部材における電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように電子線発生部の駆動電流を設定する。 The electron beam irradiating device according to the present invention is arranged in an electron beam generating portion for generating an electron beam, a housing portion provided with an opening for passing an electron beam generated from the electron beam generating portion, and an opening. The window foil member includes an electron beam irradiation window portion having a window foil member that allows an electron beam that has passed through the opening to pass through, and a control unit that controls an electron beam generating portion. The window foil member is a foil member containing titanium as a main component. Yes, the thickness of the window foil member is 2 × 10 -3 mm or more and 1 × 10 -2 mm or less, and the control unit is charged with electrons so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 40 kV or more and 150 kV or less. The drive voltage of the wire generator is set, and the drive current of the electron beam generator is set so that the current surface density of the window foil member is 5.3 mA / mm 2 or less.
この電子線照射装置では、制御部による電子線発生部の駆動電圧及び駆動電流が、窓箔部材における電流面密度が5.3mA/mm2以下に抑えられるように設定される。その結果、例えばこのような電流面密度の制限なく駆動電圧及び駆動電流を設定する場合と比べて窓箔部材の温度上昇が適切な範囲内に抑制される。よって、窓箔部材の長寿命化を図ることができる。 In this electron beam irradiation device, the drive voltage and drive current of the electron beam generation unit by the control unit are set so that the current surface density in the window foil member is suppressed to 5.3 mA / mm 2 or less. As a result, for example, the temperature rise of the window foil member is suppressed within an appropriate range as compared with the case where the drive voltage and the drive current are set without such limitation of the current surface density. Therefore, the life of the window foil member can be extended.
電流面密度は、電子線発生部の管電流を、窓箔部材における電子線の入射領域の面積で除算して得られる値であってもよい。この場合、窓箔部材における電子線の入射領域の面積値を用いた電流面密度を用いるため、入射領域における一方向の距離の値を用いた電流密度を用いる場合と比べて、電子線の入射領域の全体的について効果的に窓箔部材の長寿命化を図ることができる。 The current surface density may be a value obtained by dividing the tube current of the electron beam generating portion by the area of the incident region of the electron beam in the window foil member. In this case, since the current surface density using the area value of the incident region of the electron beam in the window foil member is used, the incident of the electron beam is compared with the case of using the current density using the value of the distance in one direction in the incident region. The life of the window foil member can be effectively extended for the entire area.
制御部は、一種類の厚さの窓箔部材に対して、駆動電圧が小さくなるほど電流面密度が小さくなるように、駆動電流を制御してもよい。この場合、駆動電圧が小さくなると電子線が電子線照射窓部を透過しづらくなるため、電流面密度が増大し易くなる。よって、電流面密度が小さくなるように駆動電流を制御することで、窓箔部材の温度上昇を適切な範囲内に抑制することができる。 The control unit may control the drive current so that the current surface density decreases as the drive voltage decreases for the window foil member having one type of thickness. In this case, when the drive voltage becomes small, it becomes difficult for the electron beam to pass through the electron beam irradiation window portion, so that the current surface density tends to increase. Therefore, by controlling the drive current so that the current surface density becomes small, it is possible to suppress the temperature rise of the window foil member within an appropriate range.
制御部は、電子線発生部の駆動電圧と窓箔部材の厚さとに基づいて、電子線発生部の駆動電圧を変数とする2次関数で近似した限界電流面密度近似値を算出し、算出した限界電流面密度近似値以下となるように電子線発生部の駆動電流を設定してもよい。この場合、一通り定めた窓箔部材の厚さにおいて電子線発生部の駆動電圧が変化しても、2次関数で近似した限界電流面密度近似値を用いて電子線発生部の駆動電流を容易に設定することができる。 The control unit calculates and calculates the approximate value of the critical current surface density approximated by a quadratic function with the drive voltage of the electron beam generator as a variable, based on the drive voltage of the electron beam generator and the thickness of the window foil member. The drive current of the electron beam generator may be set so as to be equal to or less than the approximate value of the critical current surface density. In this case, even if the drive voltage of the electron beam generator changes with the thickness of the window foil member determined, the drive current of the electron beam generator is calculated using the approximate value of the critical current surface density approximated by the quadratic function. It can be set easily.
制御部は、電子線発生部の駆動電圧と窓箔部材の厚さとに基づいて、窓箔部材の厚さを変数とする1次関数で近似した限界電流面密度近似値を算出し、算出した限界電流面密度近似値以下となるように電子線発生部の駆動電流を設定してもよい。この場合、一通り定めた電子線発生部の駆動電圧において窓箔部材の厚さが変化しても、1次関数で近似した限界電流面密度近似値を用いて電子線発生部の駆動電流を容易に設定することができる。 The control unit calculated and calculated the approximate value of the critical current surface density approximated by a linear function with the thickness of the window foil member as a variable, based on the drive voltage of the electron beam generating unit and the thickness of the window foil member. The drive current of the electron beam generator may be set so as to be equal to or less than the approximate value of the critical current surface density. In this case, even if the thickness of the window foil member changes at the drive voltage of the electron beam generator, the drive current of the electron beam generator is calculated using the approximate value of the critical current surface density approximated by the linear function. It can be set easily.
上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、窓箔部材の厚さは、3×10−3mm以上5×10−3mm以下であり、制御部は、電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように電子線発生部の駆動電圧を設定し、窓箔部材における電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように電子線発生部の駆動電流を設定してもよい。 Specifically, the thickness of the window foil member is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, and the control unit is the tube of the electron beam generation unit. Even if the drive voltage of the electron beam generator is set so that the voltage is 130 kV or less and the drive current of the electron beam generator is set so that the current surface density in the window foil member is 5.3 mA / mm 2 or less. good.
上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、窓箔部材の厚さは、4×10−3mm以上5×10−3mm以下であり、制御部は、電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように電子線発生部の駆動電圧を設定し、窓箔部材における電流面密度が4.7mA/mm2以下となるように電子線発生部の駆動電流を設定してもよい。 Specifically, the thickness of the window foil member is 4 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, and the control unit is the tube of the electron beam generation unit. Even if the drive voltage of the electron beam generator is set so that the voltage is 130 kV or less and the drive current of the electron beam generator is set so that the current surface density in the window foil member is 4.7 mA / mm 2 or less. good.
上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、窓箔部材の厚さは、5×10−3mmであり、制御部は、電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように電子線発生部の駆動電圧を設定し、窓箔部材における電流面密度が4.0mA/mm2以下となるように電子線発生部の駆動電流を設定してもよい。 Specifically, the thickness of the window foil member is 5 × 10 -3 mm, and the control unit is set so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 130 kV or less. The drive voltage of the electron beam generator may be set, and the drive current of the electron beam generator may be set so that the current surface density in the window foil member is 4.0 mA / mm 2 or less.
本発明に係る電子線照射装置の製造方法は、電子線を発生する電子線発生部と、電子線発生部から発生した電子線を通過させる開口部が設けられた筐体部と、開口部に配置され、開口部を通過した電子線を透過させる窓箔部材を有する電子線照射窓部と、電子線発生部を制御する制御部と、を備える電子線照射装置の製造方法であって、制御部による電子線発生部の駆動電圧の範囲を設定する第1ステップと、窓箔部材における電子線の入射領域の面積を特定する第2ステップと、入射領域の面積に基づいて、窓箔部材における電流面密度が所定の限界電流面密度以下となるように電子線発生部の駆動電流の範囲を設定する第3ステップと、を備える。 The method for manufacturing an electron beam irradiating device according to the present invention includes an electron beam generating portion for generating an electron beam, a housing portion provided with an opening for passing an electron beam generated from the electron beam generating portion, and an opening. It is a manufacturing method of an electron beam irradiation apparatus including an electron beam irradiation window portion which is arranged and has a window foil member for transmitting an electron beam passing through an opening, and a control unit for controlling an electron beam generating portion. In the window foil member, based on the first step of setting the range of the drive voltage of the electron beam generating portion by the unit, the second step of specifying the area of the incident region of the electron beam in the window foil member, and the area of the incident region. A third step of setting the range of the drive current of the electron beam generating unit so that the current surface density becomes equal to or less than a predetermined limit current surface density is provided.
この電子線照射装置の製造方法では、制御部による電子線発生部の駆動電圧及び駆動電流が、窓箔部材における電流面密度が限界電流面密度以下に抑えられるように設定される。その結果、例えばこのような電流面密度の制限なく駆動電圧及び駆動電流を設定する場合と比べて窓箔部材の温度上昇が適切な範囲内に抑制される。よって、窓箔部材の長寿命化を図ることができる。 In this method of manufacturing an electron beam irradiation device, the drive voltage and drive current of the electron beam generation unit by the control unit are set so that the current surface density in the window foil member is suppressed to be equal to or lower than the limit current surface density. As a result, for example, the temperature rise of the window foil member is suppressed within an appropriate range as compared with the case where the drive voltage and the drive current are set without such limitation of the current surface density. Therefore, the life of the window foil member can be extended.
第2ステップは、窓箔部材に代えて蛍光部材を配置するステップと、蛍光部材において電子線の入射により発光する発光領域の面積を入射領域の面積として取得するステップと、発光領域の面積の取得後に蛍光部材を取り外して窓箔部材を配置するステップと、を含んでもよい。この場合、窓箔部材における電子線の入射領域の面積値を用いた電流面密度を用いるため、入射領域における一方向の距離の値を用いた電流密度を用いる場合と比べて、電子線の入射領域の全体的について効果的に窓箔部材の長寿命化を図ることができる。また、蛍光部材の発光領域を利用して入射領域を容易に特定することができる。 The second step is a step of arranging a fluorescent member in place of the window foil member, a step of acquiring the area of the light emitting region emitted by the incident of the electron beam in the fluorescent member as the area of the incident region, and the acquisition of the area of the light emitting region. It may also include a step of later removing the fluorescent member and arranging the window foil member. In this case, since the current surface density using the area value of the incident region of the electron beam in the window foil member is used, the incident of the electron beam is compared with the case of using the current density using the value of the distance in one direction in the incident region. The life of the window foil member can be effectively extended for the entire area. In addition, the incident region can be easily specified by using the light emitting region of the fluorescent member.
上記電子線照射装置の製造方法は、厚さが2×10−3mm以上且つ1×10−2mm以下である窓箔部材を用意する第4ステップを備え、第3ステップでは、一種類の厚さの窓箔部材に対して、第1ステップにおいて設定された駆動電圧の範囲の上限値が小さくなるほど、駆動電流の範囲の上限値を小さく設定してもよい。この場合、駆動電圧が小さくなると電子線が電子線照射窓部を透過しづらくなるため、電流面密度が増大し易くなる。よって、駆動電流の範囲の上限値を小さく設定することで、電流面密度の増大を抑制し、窓箔部材の温度上昇を適切な範囲内に抑制することができる。 The method for manufacturing the electron beam irradiation device includes a fourth step of preparing a window foil member having a thickness of 2 × 10 -3 mm or more and 1 × 10 −2 mm or less, and in the third step, one type is provided. The upper limit of the drive current range may be set smaller as the upper limit of the drive voltage range set in the first step becomes smaller for the window foil member having a thickness. In this case, when the drive voltage becomes small, it becomes difficult for the electron beam to pass through the electron beam irradiation window portion, so that the current surface density tends to increase. Therefore, by setting the upper limit of the drive current range to a small value, it is possible to suppress an increase in the current surface density and suppress a temperature rise of the window foil member within an appropriate range.
第3ステップでは、電子線発生部の駆動電圧と窓箔部材の厚さとに基づいて、電子線発生部の駆動電圧を変数とする2次関数で近似した限界電流面密度近似値を算出し、算出した限界電流面密度近似値以下となるように電子線発生部の駆動電流を設定してもよい。この場合、一通り定めた窓箔部材の厚さにおいて電子線発生部の駆動電圧が変化しても、2次関数で近似した限界電流面密度近似値を用いて電子線発生部の駆動電流を容易に設定することができる。 In the third step, based on the drive voltage of the electron beam generator and the thickness of the window foil member, the approximate value of the critical current surface density approximated by the quadratic function with the drive voltage of the electron beam generator as a variable is calculated. The drive current of the electron beam generator may be set so as to be equal to or less than the calculated limit current surface density approximation value. In this case, even if the drive voltage of the electron beam generator changes with the thickness of the window foil member determined, the drive current of the electron beam generator is calculated using the approximate value of the critical current surface density approximated by the quadratic function. It can be set easily.
第3ステップでは、電子線発生部の駆動電圧と窓箔部材の厚さとに基づいて、窓箔部材の厚さを変数とする1次関数で近似した限界電流面密度近似値を算出し、算出した限界電流面密度近似値以下となるように電子線発生部の駆動電流を設定してもよい。この場合、一通り定めた電子線発生部の駆動電圧において窓箔部材の厚さが変化しても、1次関数で近似した限界電流面密度近似値を用いて電子線発生部の駆動電流を容易に設定することができる。 In the third step, based on the drive voltage of the electron beam generator and the thickness of the window foil member, the approximate value of the critical current surface density approximated by the linear function with the thickness of the window foil member as a variable is calculated and calculated. The drive current of the electron beam generating unit may be set so as to be equal to or less than the approximate value of the critical current surface density. In this case, even if the thickness of the window foil member changes at the drive voltage of the electron beam generator, the drive current of the electron beam generator is calculated using the approximate value of the critical current surface density approximated by the linear function. It can be set easily.
上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、上記電子線照射装置の製造方法は、厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である窓箔部材を用意する第4ステップを備え、第1ステップでは、電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように制御部による電子線発生部の駆動電圧の範囲を設定し、第3ステップでは、窓箔部材における電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。 As a configuration that preferably exerts the above-mentioned action and effect, specifically, in the method for manufacturing the above-mentioned electron beam irradiation device, a window foil member having a thickness of 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less is prepared. A fourth step is provided. In the first step, the range of the drive voltage of the electron beam generator by the control unit is set so that the tube voltage of the electron beam generator is 130 kV or less, and in the third step, the window foil member is used. The range of the drive current may be set so that the current surface density is 5.3 mA / mm 2 or less.
上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、上記電子線照射装置の製造方法は、厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である窓箔部材を用意する第4ステップを備え、第1ステップでは、電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように制御部による電子線発生部の駆動電圧の範囲を設定し、第3ステップでは、窓箔部材における電流面密度が4.7mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。 As a configuration that preferably exerts the above-mentioned action and effect, specifically, in the method for manufacturing the above-mentioned electron beam irradiation device, a window foil member having a thickness of 4 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less is prepared. A fourth step is provided. In the first step, the range of the drive voltage of the electron beam generator by the control unit is set so that the tube voltage of the electron beam generator is 130 kV or less, and in the third step, the window foil member is used. The drive current range may be set so that the current surface density is 4.7 mA / mm 2 or less.
上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、上記電子線照射装置の製造方法は、厚さが5×10−3mmである窓箔部材を用意する第4ステップを備え、第1ステップでは、電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように制御部による電子線発生部の駆動電圧の範囲を設定し、第3ステップでは、窓箔部材における電流面密度が4.0mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。 Specifically, the method for manufacturing the electron beam irradiation device includes a fourth step of preparing a window foil member having a thickness of 5 × 10 -3 mm, and the first step, as a configuration that preferably exerts the above-mentioned action and effect. In the step, the range of the drive voltage of the electron beam generator by the control unit is set so that the tube voltage of the electron beam generator is 130 kV or less, and in the third step, the current surface density in the window foil member is 4.0 mA /. The range of the drive current may be set so as to be mm 2 or less.
本発明によれば、窓箔部材の長寿命化を図ることができる。 According to the present invention, the life of the window foil member can be extended.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素同士には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
[第1実施形態]
図1に示される電子線照射装置1は、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インキの硬化、滅菌、又は表面改質等を行うために使用される。なお、以下、電子線照射装置1によって電子線EBが照射される側である電子線出射側(窓部材9側)を、「前側」として説明する。
[First Embodiment]
The electron beam irradiation device 1 shown in FIG. 1 is used to cure, sterilize, or modify the surface of the ink of the irradiation target by irradiating the irradiation target with the electron beam EB. Hereinafter, the electron beam emitting side (
図1〜図3に示されるように、電子線照射装置1は、フィラメントユニット2(電子線発生部)、真空容器(筐体部)3、陰極保持部材4、陰極保持部材5、包囲電極6、高電圧導入絶縁部材7、絶縁支持部材8、及び窓部材(電子線照射窓部)9を備えている。フィラメントユニット2は、電子線EBを発生させる電子線発生部である。また、フィラメントユニット2は、長尺状のユニットとなっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the electron beam irradiating device 1 includes a filament unit 2 (electron beam generating portion), a vacuum container (housing portion) 3, a
真空容器3は、金属等の導電性材料によって形成されている。真空容器3は、略円筒状を呈している。真空容器3は、内部に略円柱状の真空空間Rを形成する。フィラメントユニット2は、真空容器3の内部において、略円柱状の真空空間Rの軸線方向にそって配置されている。真空容器3におけるフィラメントユニット2の前側の位置には、真空空間Rと外部の空間とをつなぐ開口部3aが設けられている。開口部3aは、フィラメントユニット2から発生した電子線EBを通過させる開口部である。窓部材9は、開口部3aに対して、その全体を覆って真空封止するように固定されている。窓部材9について詳細は、後述する。
The
真空容器3におけるフィラメントユニット2の後ろ側の位置には、真空容器3内の空気を排出するための排気口3bが設けられている。排気口3bに図示しない真空ポンプが接続され、真空ポンプによって真空容器3内の空気が排出される。これにより、真空容器3の内部が真空空間Rとなる。略円筒状を呈する真空容器3の両端の開口部3c及び開口部3d(図2参照)は、高電圧導入絶縁部材7のフランジ部7a及び蓋部3eによってそれぞれ閉じられている。
An
陰極電位となる一対の陰極保持部材4及び5は、それぞれ真空容器3内に配置される。陰極保持部材4と陰極保持部材5との間には、フィラメントユニット2の一部を構成し、陰極電位である包囲電極6が設けられている。包囲電極6は、断面略C字状を呈する導電性かつ長尺状の部材である。包囲電極6は、断面略C字状の開口が前側(窓部材9側)を向くように配置されている。包囲電極6は、内側部分においてフィラメント10(図3参照)を収容する。例えば、フィラメントユニット2は、真空容器3の蓋部3eが取り外された状態において、陰極保持部材5及び絶縁支持部材8に設けられた挿入孔を介して包囲電極6の内側に差し込まれることによって、包囲電極6に保持される。
The pair of
高電圧導入絶縁部材7は、真空容器3における開口部3c側の端部に設けられている。高電圧導入絶縁部材7の一方の端部は、開口部3cを介して真空容器3の外部に突出している。高電圧導入絶縁部材7は、外側に張り出すフランジ部7aを有し、真空容器3の開口部3cを封止する。高電圧導入絶縁部材7は、絶縁材料(例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、セラミック等)によって形成されている。陰極保持部材4は、接地電位である真空容器3に対して電気的に絶縁された状態で高電圧導入絶縁部材7の他方の端部を保持する。
The high voltage
また、高電圧導入絶縁部材7は、電子線照射装置1の外部の電源装置から高電圧の供給を受けるための高耐電圧型のコネクタである。高電圧導入絶縁部材7には、図示しない電源装置から高電圧供給用プラグが挿入される。高電圧導入絶縁部材7の内部には、外部から供給された高電圧をフィラメントユニット2に供給するための内部配線が設けられている。この内部配線は、高電圧導入絶縁部材7を構成する絶縁材料によって覆われており、真空容器3との絶縁が確保されている。
Further, the high voltage
絶縁支持部材8は、真空容器3における開口部3d側の端部(蓋部3e側の端部)に設けられている。絶縁支持部材8は、絶縁材料(例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、セラミック等)によって形成されている。陰極保持部材5は、真空容器3に対して電気的に絶縁された状態で絶縁支持部材8を保持する。
The insulating
図3に示されるように、フィラメントユニット2は、包囲電極6、フィラメント10、及びグリッド電極12を備えている。
As shown in FIG. 3, the
フィラメント10は、通電によって加熱されることで電子線EBとなる電子を放出する電子放出部である。フィラメント10は、線状の部材であり、真空容器3の長軸方向(真空空間VRの軸線方向)に沿って延びる所望軸線上において延在している。フィラメント10は、高融点金属材料、例えばタングステンを主成分とした材料等によって形成されている。
The
グリッド電極12は、フィラメント10の前側に包囲電極6の開口部を覆うように配置されている。グリッド電極12には、複数の孔が形成されている。
The
フィラメント10は、通電によって加熱された状態で、マイナス数10kV〜マイナス数100kVといった高い負電圧が印加されることにより、電子を放出する。グリッド電極12には、所定の電圧が印加される。例えば、グリッド電極12には、フィラメント10に印加される負電圧よりも100V〜150V程度プラス側の電圧が印加されてもよい。グリッド電極12は、電子を引き出すとともに拡散を抑制するための電界を形成する。これにより、フィラメント10から放出された電子は、グリッド電極12に設けられた孔から電子線EBとして前側に出射される。
The
次に、窓部材9の詳細について説明する。図4は、窓部材の分解斜視図である。図4に示されるように、窓部材9は、窓箔(窓箔部材)9aと、支持体9bと、窓フランジ9cと、封止材9dと、押さえフランジ9eと、を有している。
Next, the details of the
窓部材9では、窓フランジ9cが真空容器3の開口部3aを覆うように取り付けられている。窓部材9の内側領域には(つまり、窓部材9を前側から見た場合に窓部材9内に収まるように)、窓箔9a、支持体9b、及び封止材9dが配置されている。窓フランジ9c及び押さえフランジ9eは、例えば無酸素銅(銅を含む材料)からなり、真空空間Rの軸線方向を長手方向とする長方形枠状の外形を有している。
In the
窓フランジ9cの前面において支持体9bが配置される領域の外側には、支持体9bを包囲するように延在する溝が設けられており、溝内には、気密封止部材である封止材9dが配置されている。封止材9dは、例えば樹脂製のOリングを用いることができる。
A groove extending so as to surround the
窓箔9aは、薄膜状に形成された金属膜である。窓箔9aは、開口部3aを通過した電子線EBを透過させる。窓箔9aの材料としては、電子線EBの透過性に優れた材料(例えば、ベリリウム、チタン、アルミニウム等)が用いられる。ここでの窓箔9aは、チタンを主成分として含む箔部材であり、一例として純チタン箔である。窓箔9aは、支持体9bのメッシュ部と接触するように、メッシュ部上に配置されている。窓箔9aは、真空空間Rの軸線方向(所定方向)を長手方向として延在している。窓箔9aの厚さは、2×10−3mm以上且つ1×10−2mm以下である。窓箔9aの厚さは、例えば、3×10−3mmであってもよいし、4×10−3mmであってもよいし、5×10−3mmであってもよい。窓箔9aの厚さは、必ずしも実測値でなくてもよく、窓箔9aの仕様としての公称値であってもよい。
The
支持体9bは、窓箔9aよりも真空空間R側に配置され、窓箔9aを支持する平板状の部材である。支持体9bは、メッシュ状の部材であり、真空空間Rの軸線方向(所定方向)を長手方向として延在している。支持体9bの材料は、例えば銅、チタン、又はアルミニウムを用いることができる。支持体9bは、開口部3aを覆うメッシュ部を有する。メッシュ部は、例えば複数の貫通孔からなる。貫通孔は、真空容器3の内側から外側に電子線EBを通過させるための孔である。
The
以上のような構成を有する窓部材9では、窓フランジ9cに対して窓箔9a、支持体9b、及び封止材9dを押圧した状態で、例えば複数のボルトにより窓フランジ9cに気密に固定されている。
In the
電子線照射装置1の動作時には、窓箔9aの中でも電子線透過領域9fが特に高温になる。電子線透過領域9fは、窓箔9aにおける電子線EBの入射領域である。窓箔9aの厚さを薄くすると、窓箔9aの熱が窓フランジ9c及び押さえフランジ9e側に伝わりにくくなるため、窓箔9aにおける電子線透過領域9fが高温になりやすい。ここでの電子線照射装置1は、窓箔9aを冷却する冷却部100を備えている。
During the operation of the electron beam irradiating device 1, the electron
図5は、窓部材及び冷却部のYZ平面に沿った分解断面図である。図6は、図5の冷却部の斜視図である。図7は、窓部材及び冷却部のZX平面に沿った分解断面図である。図5〜図7に示されるように、窓部材9の電子線透過側には、冷却部100が設けられている。冷却部100は、窓箔9aに気体(例えば窒素等の不活性ガス)を吹き付けて窓箔9aを冷却する。冷却部100は、内部を気体が流通する管状部材101と、管状部材101が固定された固定枠体110と、を備えている。
FIG. 5 is an exploded cross-sectional view of the window member and the cooling unit along the YZ plane. FIG. 6 is a perspective view of the cooling unit of FIG. FIG. 7 is an exploded cross-sectional view of the window member and the cooling unit along the ZX plane. As shown in FIGS. 5 to 7, a
固定枠体110は、Y軸方向に延在する一対の長辺部111、及びX軸方向に延在する一対の短辺部112によって、Y軸方向を長手方向とする略長方形枠状の外形をなしている。固定枠体110は、その内側に窓部材9を収納するように覆うことができる。固定枠体110は、窓部材9を覆った状態で、電子線照射装置1に固定される。
The fixed
管状部材101は、中空な長尺状の円筒形状をなす金属材料からなる部材であり、内部の空間を流路として気体を流通させることが可能となっている。管状部材101は、固定枠体110の長手方向に沿って配置されている。管状部材101の一方側には、給気口103aが設けられた給気用ノズル103が連結されており、管状部材101の他端側は、封止材104によって密閉されている。
The
管状部材101の側壁101cには、管状部材101の内部と外部とを貫通する断面円形状の小径の貫通孔101dが所定のピッチで複数設けられている。複数の貫通孔101dは、側壁101cに対して長手方向に直線状に配列されている。複数の貫通孔101dは、窓箔9aを臨むように位置している。そのため、給気口103aから供給された気体は、貫通孔101dから噴出されることになる。窓箔9aは、冷却部100から気体が冷却風として吹き付けられることによって冷却される。なお、窓箔9aを冷却する冷却部としては、例えばフランジ9eに気体を吹き付ける構造を設けてもよいし、窓フランジ9cに水冷構造を設けてもよいし、それらを併用してもよい。
The
上述のような冷却部100を備えていても、例えばフィラメントユニット2の駆動電流が過大となると、窓箔9aの温度が許容温度を超えてしまい、窓箔9aが熱によって破損してしまう可能性がある。そこで、電子線照射装置1は、窓箔9aの温度上昇が適切な範囲となるようにフィラメントユニット2を制御する制御部50を備えている。
Even if the
制御部50は、プロセッサ、メモリ、及びストレージ等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部50では、プロセッサが、メモリ等に読み込まれた所定のソフトウェア(プログラム)を実行し、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込みを制御することによって、制御部50の機能が実現される。制御部50は、電子回路等によるハードウェアとして構成されてもよい。
The
制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧が40kV以上且つ150kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定する。フィラメントユニット2の管電圧は、窓部材9の電圧とフィラメント10の電圧との差に相当する電子線EBの加速電圧である。フィラメントユニット2の駆動電圧は、フィラメントユニット2に印加される電圧を意味する。
The
制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧の範囲として、40kV〜100kV,40kV〜110kV,40kV〜120kV,40kV〜130kV,40kV〜140kV,及び40kV〜150kVの何れかの範囲となるように、フィラメントユニット2の駆動電圧を設定してもよい。制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧の範囲として、50kV〜100kV,50kV〜110kV,50kV〜120kV,50kV〜130kV,50kV〜140kV,及び50kV〜150kVの何れかの範囲となるように、フィラメントユニット2の駆動電圧を設定してもよい。なお、制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧の範囲の下限値が、60kV,70kV,80kV,90kV,100kVの何れかとなるように、フィラメントユニット2の駆動電圧を設定してもよい。
The
制御部50は、窓箔9aにおける電流面密度が所定の限界電流面密度以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定する。フィラメントユニット2の駆動電流は、フィラメントユニット2の管電流に相当し、フィラメント10から窓部材9までの電子線EBの電流(ビーム電流)に相当する。フィラメントユニット2の管電流は、フィラメント10から窓部材9までの電子線EBの電流を公知の手法によって計測することで取得することができる。
The
電流面密度は、フィラメントユニット2の管電流を、窓箔9aにおける電子線透過領域9f(電子線EBの入射領域)の面積で除算して得られる値である。電流面密度の単位は、例えば(mA/mm2)である。限界電流面密度とは、冷却部100によって窓箔9aが冷却されていても、窓箔9aの温度が許容温度を超えて窓箔9aが熱によって破損する蓋然性が高い電流面密度を意味する。
The current surface density is a value obtained by dividing the tube current of the
電子線透過領域9fの面積は、例えば、以下のようにして予め取得することができる。まず、窓部材9において、窓箔9aに代えて蛍光部材を配置する。蛍光部材は、電子線EBの入射により蛍光を発する部材であり、例えば窓箔9aと同様の外形形状を有する。蛍光部材の厚さは、窓箔9aの厚さと同等であってもよいし、異なってもよい。続いて、蛍光部材が配置された状態で蛍光部材に電子線EBを入射させる。これにより、蛍光部材において電子線EBが入射した領域が発光する。続いて、電子線EBの入射により発光する発光領域の面積を、電子線透過領域9fの面積として取得する。発光領域は、フィラメント10及びグリッド電極12の構成に応じた形状を有する。電子線照射装置1においては、長尺状のフィラメント10及びグリッド電極12の延在範囲に対応して、例えばフィラメント10及びグリッド電極12と対向する矩形状の範囲で発光強度で蛍光部材が発光する。発光領域の面積は、所定の強度以上の発光強度で蛍光部材が発光する領域の面積とすることができる。発光領域の面積は、例えば二値化の手法で取得されてもよい。面積の取得にあたって、発光強度は、ほぼ一様の強度であってもよく、中央部が周辺部よりも強い強度であってもよい。その後、蛍光部材を取り外して窓箔9aを配置する。
The area of the electron
なお、窓箔9aを取り外さずに、電子線EBの入射により発光する物体を用いて、電子線透過領域9fの面積を取得してもよい。例えば、アルミナなどの電子線計測用のセラミック、市販の蛍光体の粉末、又は、ガラスを用いることができる。
The area of the electron
限界電流面密度を算出するにあたっては、フィラメントユニット2の管電流として、冷却部100によって窓箔9aを冷却している場合に窓箔9aの温度が許容温度を超えて窓箔9aが熱によって破損したときのフィラメントユニット2の管電流を用いることができる。このような限界電流面密度を用いて、制御部50が限界電流面密度以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定することで、冷却部100によって窓箔9aを冷却している場合に窓箔9aの温度が許容温度を超えることが抑制され、窓箔9aが熱によって破損する可能性が低減される。
In calculating the critical current surface density, the temperature of the
図8は、図1の電子線照射装置の電流面密度の実測値を示す図である。図8には、電子線照射装置1を用いた実験により取得された限界電流面密度が、窓箔9aの厚さ及びフィラメントユニット2の管電圧ごとに示されている。
FIG. 8 is a diagram showing actual measured values of the current surface density of the electron beam irradiator of FIG. 1. FIG. 8 shows the critical current surface density obtained by the experiment using the electron beam irradiation device 1 for each the thickness of the
図8に示されるように、厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、130kVの管電圧における限界電流面密度は5.26mA/mm2であった。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、90kVの管電圧における限界電流面密度は2.38mA/mm2であった。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、70kVの管電圧における限界電流面密度は1.27mA/mm2であった。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、50kVの管電圧における限界電流面密度は0.51mA/mm2であった。
As shown in FIG. 8, when the window foil 9a having a thickness of 3 × 10 -3 mm was used, the critical current surface density at a tube voltage of 130 kV was 5.26 mA / mm 2 . When the
また、厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、130kVの管電圧における限界電流面密度は3.68mA/mm2であった。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、90kVの管電圧における限界電流面密度は0.98mA/mm2であった。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、70kVの管電圧における限界電流面密度は0.56mA/mm2であった。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、50kVの管電圧における限界電流面密度は0.26mA/mm2であった。
Further, when the
図9は、図1の電子線照射装置の電流面密度のシミュレーション値を示す図である。図9には、電子線照射装置1を模擬するモデルを用いたシミュレーションにより算出された限界電流面密度が、窓箔9aの厚さ及びフィラメントユニット2の管電圧ごとに示されている。
FIG. 9 is a diagram showing simulated values of the current surface density of the electron beam irradiator of FIG. 1. FIG. 9 shows the critical current surface density calculated by simulation using a model simulating the electron beam irradiation device 1 for each thickness of the
図9に示されるように、厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、130kVの管電圧における限界電流面密度は5.3mA/mm2になると算出される。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、120kVの管電圧における限界電流面密度は4.9mA/mm2になると算出される。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、110kVの管電圧における限界電流面密度は4.0mA/mm2になると算出される。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、100kVの管電圧における限界電流面密度は3.3mA/mm2になると算出される。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、90kVの管電圧における限界電流面密度は2.6mA/mm2になると算出される。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、70kVの管電圧における限界電流面密度は1.4mA/mm2になると算出される。厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、50kVの管電圧における限界電流面密度は0.6mA/mm2になると算出される。
As shown in FIG. 9, when the window foil 9a having a thickness of 3 × 10 -3 mm is used, the critical current surface density at a tube voltage of 130 kV is calculated to be 5.3 mA / mm 2. When a
また、厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、130kVの管電圧における限界電流面密度は4.7mA/mm2になると算出される。厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、120kVの管電圧における限界電流面密度は3.8mA/mm2になると算出される。厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、110kVの管電圧における限界電流面密度は3.1mA/mm2になると算出される。厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、100kVの管電圧における限界電流面密度は2.5mA/mm2になると算出される。厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、90kVの管電圧における限界電流面密度は1.9mA/mm2になると算出される。厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、70kVの管電圧における限界電流面密度は1.0mA/mm2になると算出される。厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、50kVの管電圧における限界電流面密度は0.5mA/mm2になると算出される。
Further, when the
また、厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、130kVの管電圧における限界電流面密度は4.0mA/mm2になると算出される。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、120kVの管電圧における限界電流面密度は2.4mA/mm2になると算出される。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、110kVの管電圧における限界電流面密度は2.0mA/mm2になると算出される。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、100kVの管電圧における限界電流面密度は1.6mA/mm2になると算出される。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、90kVの管電圧における限界電流面密度は1.1mA/mm2になると算出される。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、70kVの管電圧における限界電流面密度は0.6mA/mm2になると算出される。厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、50kVの管電圧における限界電流面密度は0.3mA/mm2になると算出される。
Further, when the
図10は、図8及び図9の限界電流面密度と管電圧との関係を示す図である。図10の横軸は、フィラメントユニット2の管電圧(kV)であり、縦軸は、限界電流面密度(mA/mm2)である。図10では、図8の実験値が実線で示されており、図9のシミュレーション値が破線で示されている。図10では、白抜きの三角形のプロットは、厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合の限界電流面密度の実験値に相当する。塗りつぶしの三角形のプロットは、厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。白抜きの正立する正方形のプロットは、厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。白抜きの傾斜した正方形のプロットは、厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合の限界電流面密度の実験値に相当する。塗りつぶしの傾斜した正方形のプロットは、厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the critical current surface density of FIGS. 8 and 9 and the tube voltage. The horizontal axis of FIG. 10 is the tube voltage (kV) of the
図10に示されるように、限界電流面密度は、全体として、窓箔9aの厚さごとに、フィラメントユニット2の管電圧の増加に対して実験値とシミュレーション値とで互いに同程度の値をとりつつ単調増加する傾向を示している。例えば、厚さが3×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、限界電流面密度の実験値(白抜きの傾斜した正方形のプロット)及びシミュレーション値(塗りつぶしの傾斜した正方形のプロット)は、フィラメントユニット2の管電圧の増加に対して互いに同様の傾向で単調増加する傾向を示している。また、厚さが5×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、限界電流面密度の実験値(白抜きの三角形のプロット)及びシミュレーション値(塗りつぶしの三角形のプロット)もまた、フィラメントユニット2の管電圧の増加に対して互いに同様の傾向で単調増加する傾向を示している。これらのことから、厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合、限界電流面密度のシミュレーション値(白抜きの正立する正方形のプロット)は、厚さが4×10−3mmの窓箔9aを用いる場合の限界電流面密度の実測値(不図示)と同様の傾向を示すものと考えることができる。
As shown in FIG. 10, the critical current surface density as a whole is about the same as the experimental value and the simulated value with respect to the increase in the tube voltage of the
図10の限界電流面密度の傾向によれば、窓箔9aの厚さごとに、各曲線の下方の領域に属する電流面密度となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定すれば、当該厚さの窓箔9aについて、窓箔9aの温度が許容温度を超えることが抑制され、窓箔9aが熱によって破損する可能性が低減されるということができる。したがって、制御部50は、一種類の厚さの窓箔9aに対して、フィラメントユニット2の駆動電圧が小さくなるほど電流面密度が小さくなるように、フィラメントユニット2の駆動電流を制御してもよい。なお、この場合、冷却部100によって窓箔9aが冷却されていてもよい。
According to the tendency of the critical current surface density in FIG. 10, if the drive current of the
フィラメントユニット2の管電圧に対する限界電流面密度の単調増加の傾向は、例えば2次関数の一部区間に相当すると考えることができる。そこで、フィラメントユニット2の管電圧を変数とし、窓箔9aの厚さに応じた所定の係数を有する2次関数で近似した限界電流面密度近似値(mA/mm2)に基づいて、フィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧(電子線発生部の駆動電圧)と窓箔9aの厚さとに基づいて2次関数で近似した限界電流面密度近似値を算出し、算出した限界電流面密度近似値以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。所定の係数は、図10において窓箔9aの厚さを一通りに定めた場合の複数のプロットに沿うような下に凸の2次関数の軌跡となるように、設定することができる。これにより、一通り定めた窓箔9aの厚さにおいてフィラメントユニット2の駆動電圧が変化しても、2次関数で近似した限界電流面密度近似値を用いてフィラメントユニット2の駆動電流を容易に設定することができる。
The tendency of monotonous increase in the critical current surface density with respect to the tube voltage of the
具体的な一例として、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.7mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。換言すれば、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.7mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。
As a specific example, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 130 kV or less when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm. The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the window foil 9a is 5.3 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 4 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 130 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 4.7 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 5 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 130 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 4.0 mA / mm 2 or less. In other words, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, the control unit 50 makes the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 becomes 130 kV or less. The drive voltage of the
あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が120kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.9mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が120kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が3.8mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が120kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が2.4mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。換言すれば、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が120kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.9mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が120kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が3.8mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。
Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 120 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 4.9 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 4 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 120 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 3.8 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 5 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 120 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 2.4 mA / mm 2 or less. In other words, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, the control unit 50 makes the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 becomes 120 kV or less. The drive voltage of the
あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が110kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が110kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が3.1mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が110kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が2.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。換言すれば、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が110kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が110kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が3.1mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。
Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 110 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 4.0 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 4 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 110 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 3.1 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 5 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 110 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 2.0 mA / mm 2 or less. In other words, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, the control unit 50 makes the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 becomes 110 kV or less. The drive voltage of the
あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が100kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が3.3mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が100kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が2.5mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が100kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が1.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。換言すれば、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が100kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が3.3mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が100kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が2.5mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。
Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 100 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 3.3 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 4 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 100 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 2.5 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 5 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 100 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 1.6 mA / mm 2 or less. In other words, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, the control unit 50 makes the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 becomes 100 kV or less. The drive voltage of the
あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が90kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が2.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が90kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が1.9mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が90kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が1.1mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。換言すれば、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が90kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が2.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が90kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が1.9mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。
Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 90 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 2.6 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 4 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 90 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 1.9 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 5 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 90 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 1.1 mA / mm 2 or less. In other words, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, the control unit 50 makes the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 becomes 90 kV or less. The drive voltage of the
あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が70kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が1.4mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が70kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が1.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が70kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が0.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。換言すれば、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が70kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が1.4mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が70kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が1.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。
Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 70 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 1.4 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 4 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 70 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 1.0 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 5 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 70 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 0.6 mA / mm 2 or less. In other words, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, the control unit 50 makes the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 becomes 70 kV or less. The drive voltage of the
あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が50kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が0.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が50kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が0.5mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、制御部50は、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、フィラメントユニット2の管電圧が50kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が0.3mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。換言すれば、制御部50は、窓箔9aの厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が50kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が0.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。制御部50は、窓箔9aの厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、フィラメントユニット2の管電圧が50kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が0.5mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。
Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 50 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 0.6 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 4 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 50 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 0.5 mA / mm 2 or less. Alternatively, when the thickness of the window foil 9a is 5 × 10 -3 mm, the control unit 50 sets the drive voltage of the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 is 50 kV or less, and the window foil 9a The drive current of the filament unit 2 may be set so that the current surface density in the above is 0.3 mA / mm 2 or less. In other words, when the thickness of the window foil 9a is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less, the control unit 50 makes the filament unit 2 so that the tube voltage of the filament unit 2 becomes 50 kV or less. The drive voltage of the
図11は、図8及び図9の限界電流面密度と窓箔9aの厚さとの関係を示す図である。図11の横軸は、窓箔9aの厚さ(10−3mm)であり、縦軸は、限界電流面密度(mA/mm2)である。図11では、図8の実験値が実線で示されており、図9のシミュレーション値が破線で示されている。図11では、白抜きの丸のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が130kVである場合の限界電流面密度の実験値に相当する。塗りつぶしの丸のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が130kVである場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。「+印」のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が120kVである場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。「×印」のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が1100kVである場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。「−印」のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が100kVである場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。塗りつぶしの三角形のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が90kVである場合の限界電流面密度の実験値に相当する。白抜きの三角形のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が90kVである場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。塗りつぶしの正立する正方形のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が70kVである場合の限界電流面密度の実験値に相当する。白抜きの正立する正方形のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が70kVである場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。塗りつぶしの傾斜した正方形のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が50kVである場合の限界電流面密度の実験値に相当する。白抜きの傾斜した正方形のプロットは、フィラメントユニット2の管電圧が50kVである場合の限界電流面密度のシミュレーション値に相当する。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the critical current surface density of FIGS. 8 and 9 and the thickness of the
図11に示されるように、限界電流面密度は、全体として、フィラメントユニット2の管電圧ごとに、窓箔9aの厚さの増加に対して実験値とシミュレーション値とで互いに同程度の値をとりつつ単調減少する傾向を示している。例えば、フィラメントユニット2の管電圧が130kVである場合、限界電流面密度の実験値(白抜きの丸のプロット)及び限界電流面密度のシミュレーション値(塗りつぶしの丸のプロット)は、窓箔9aの厚さの増加に対して互いに同様の傾向で単調減少する傾向を示している。また、フィラメントユニット2の管電圧が90kVである場合、限界電流面密度の実験値(塗りつぶしの三角形のプロット)及び限界電流面密度のシミュレーション値(白抜きの三角形のプロット)は、窓箔9aの厚さの増加に対して互いに同様の傾向で単調減少する傾向を示している。また、フィラメントユニット2の管電圧が70kVである場合、限界電流面密度の実験値(塗りつぶしの正立する正方形)及び限界電流面密度のシミュレーション値(白抜きの正立する正方形)は、窓箔9aの厚さの増加に対して互いに同様の傾向で単調減少する傾向を示している。また、フィラメントユニット2の管電圧が50kVである場合、限界電流面密度の実験値(塗りつぶしの傾斜した正方形)及び限界電流面密度のシミュレーション値(白抜きの傾斜した正方形のプロット)は、窓箔9aの厚さの増加に対して互いに同様の傾向で単調減少する傾向を示している。
As shown in FIG. 11, the critical current surface density as a whole is about the same as the experimental value and the simulated value with respect to the increase in the thickness of the
窓箔9aの厚さに対する限界電流面密度の単調減少の傾向は、例えば窓箔9aの厚さの増加に対して負の傾きを有する1次関数の一部区間に相当すると考えることができる。そこで、窓箔9aの厚さを変数とし、フィラメントユニット2の管電圧に応じた大きさの負の傾きを有する1次関数で近似した限界電流面密度近似値(mA/mm2)に基づいて、フィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。この場合、制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧(電子線発生部の駆動電圧)と窓箔9aの厚さとに基づいて1次関数で近似した限界電流面密度近似値を算出し、算出した限界電流面密度近似値以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。傾き及び切片は、図11においてフィラメントユニット2の管電圧を一通りに定めた場合の複数のプロットに沿うような1次関数の軌跡となるように、設定することができる。なお、例えばフィラメントユニット2の管電圧が120kV以下の範囲において、フィラメントユニット2の管電圧が高いほど、負の傾きの大きさが大きくなってもよい。これにより、一通り定めたフィラメントユニット2の駆動電圧において窓箔9aの厚さが変化しても、1次関数で近似した限界電流面密度近似値を用いてフィラメントユニット2の駆動電流を容易に設定することができる。
The tendency of the monotonous decrease in the critical current surface density with respect to the thickness of the
引き続き、電子線照射装置1の製造方法について説明する。図12は、電子線照射装置の製造方法を示すフローチャートである。図12に示される各ステップは、例えば図1に示される電子線照射装置1を製造する際に、制御部50の制御可能範囲を定める工程の一部として実行される。
Subsequently, the manufacturing method of the electron beam irradiation device 1 will be described. FIG. 12 is a flowchart showing a method of manufacturing an electron beam irradiation device. Each step shown in FIG. 12 is executed as a part of a step of determining a controllable range of the
図12に示されるように、電子線照射装置1の製造方法は、例えば、所定の厚さの窓箔9aを用意するステップS01(第4ステップ)と、フィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定するステップS02(第1ステップ)と、窓箔9aにおける電子線EBの入射領域(電子線透過領域9f)の面積を特定するステップS03(第2ステップ)と、窓箔9aにおける電流面密度が所定の限界電流面密度以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定するステップS04(第3ステップ)と、を備える。
As shown in FIG. 12, in the manufacturing method of the electron beam irradiating device 1, for example, a step S01 (fourth step) in which a
ステップS01では、例えば、厚さが2×10−3mm以上且つ1×10−2mm以下である窓箔9aを用意する。ステップS01では、作業者は、窓箔9aの形状へと切り出された厚さ4×10−3mm以上5×10−3mm以下である窓箔9aを用意してもよい。ここでのステップS01では、作業者は、例えば、厚さ3×10−3mm、4×10−3mm、又は5×10−3mmのチタン箔を用意する。
In step S01, for example, a window foil 9a having a thickness of 2 × 10 -3 mm or more and 1 × 10 −2 mm or less is prepared. In step S01, the operator may prepare a
ステップS02では、作業者は、制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定する。フィラメントユニット2の駆動電圧の範囲とは、電子線照射装置1を使用する際にフィラメントユニット2に印加可能な電圧の範囲を意味する。作業者は、電子線照射装置1の用途に応じて要求される電子線EBの強度を実現できるように、フィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定する。
In step S02, the operator sets the range of the drive voltage of the
ステップS03では、より詳しくは、図13に示される面積特定処理が行われてもよい。図13は、図12の面積特定処理を示すフローチャートである。図13に示されるように、面積特定処理は、一例として、窓箔9aに代えて蛍光部材を配置するステップS11と、蛍光部材において電子線EBの入射により発光する発光領域の面積を入射領域の面積として取得するステップS12と、発光領域の面積の取得後に蛍光部材を取り外して窓箔9aを配置するステップS13と、を含む。
In step S03, more specifically, the area specifying process shown in FIG. 13 may be performed. FIG. 13 is a flowchart showing the area specifying process of FIG. As shown in FIG. 13, in the area specifying process, as an example, the step S11 in which the fluorescent member is arranged instead of the
ステップS11では、作業者は、窓部材9において、窓箔9aに代えて蛍光部材を配置する。ステップS12では、作業者は、蛍光部材が配置された状態で蛍光部材に電子線EBを入射させる。これにより、蛍光部材において電子線EBが入射した領域が発光する。作業者は、電子線EBの入射により発光する発光領域の面積を、入射領域の面積(電子線透過領域9fの面積)として取得する。所定の限界電流面密度は、ステップS12で面積を取得した後、蛍光部材を取り外して窓箔9aを配置して、フィラメントユニット2の駆動電流を徐々に増加させていき、熱で窓箔9aが破損したときの電流面密度として求めることができる。なお、作業者は、上記ステップS11を省略して、窓箔9aを取り外さずに、電子線EBの入射により発光する物体を用いて、入射領域の面積を取得してもよい。
In step S11, the operator arranges the fluorescent member in place of the
ステップS13では、作業者は、蛍光部材を取り外して窓箔9aを配置する。なお、上記ステップS11を省略した場合には、蛍光部材を取り外して窓箔9aを配置することに代えて、電子線EBの入射により発光する物体を除去する。その後、作業者は、真空容器3内が真空となるように真空容器3から排気する。
In step S13, the operator removes the fluorescent member and arranges the
図12に戻り、ステップS04では、作業者は、窓箔9aにおける電流面密度が所定の限界電流面密度以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定する。フィラメントユニット2の駆動電流の範囲とは、ステップS02において設定された範囲に属するフィラメントユニット2の駆動電圧の条件で、フィラメントユニット2に印加可能な駆動電流の範囲を意味する。作業者は、例えば、ステップS02において設定された範囲に属するようにフィラメントユニット2の駆動電圧を所定の管電圧に選択し、当該管電圧及び窓箔9aの厚さに応じた限界電流面密度を例えば図8又は図9から算出し、窓箔9aにおける電流面密度が当該限界電流面密度以下となるように、フィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定する。
Returning to FIG. 12, in step S04, the operator sets the range of the drive current of the
一例として、ステップS04では、一種類の厚さの窓箔9aに対して、ステップS02において設定された駆動電圧の範囲の上限値が小さくなるほど、駆動電流の範囲の上限値を小さく設定してもよい。
As an example, in step S04, even if the upper limit of the drive current range is set smaller as the upper limit of the drive voltage range set in step S02 becomes smaller for the
具体的には、ステップS01において厚さが3×10−3mmである窓箔9aを用意する場合、ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が120kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が4.9mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が110kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が100kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が3.3mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が90kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が2.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が70kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が1.4mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が50kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が0.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。
Specifically, when the
あるいは、ステップS01において厚さが4×10−3mmである窓箔9aを用意する場合、ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が4.7mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が120kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が3.8mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が110kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が3.1mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が100kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が2.5mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が90kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が1.9mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が70kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が1.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が50kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が0.5mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。
Alternatively, when the
あるいは、ステップS01において厚さが5×10−3mmである窓箔9aを用意する場合、ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、第3ステップで窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が120kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が2.4mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が110kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が2.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が100kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が1.6mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が90kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、第3ステップで窓箔9aにおける電流面密度が1.1mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が70kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、第3ステップで窓箔9aにおける電流面密度が0.6mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が50kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、第3ステップで窓箔9aにおける電流面密度が0.3mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。
Alternatively, when the
以上の各ステップにより、電子線照射装置1が使用可能な状態に製造される。 By each of the above steps, the electron beam irradiation device 1 is manufactured in a usable state.
以上説明したように、電子線照射装置1は、制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧及び駆動電流が、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下に抑えられるように設定される。その結果、例えばこのような電流面密度の制限なく駆動電圧及び駆動電流を設定する場合と比べて窓箔9aの温度上昇が適切な範囲内に抑制されるため、窓箔9aの長寿命化を図ることができる。また、窓箔9aの冷却も効率化される。
As described above, the electron beam irradiation device 1 is set so that the drive voltage and drive current of the
電流面密度は、フィラメントユニット2の管電流を、窓箔9aにおける電子線EBの入射領域の面積で除算して得られる値である。これにより、窓箔9aにおける電子線透過領域9fの面積値を用いた電流面密度を用いるため、電子線透過領域9fにおける一方向の距離の値を用いた電流密度を用いる場合と比べて、電子線透過領域9fの全体的について効果的に窓箔9aの長寿命化を図ることができる。
The current surface density is a value obtained by dividing the tube current of the
制御部50は、一種類の厚さの窓箔9aに対して、駆動電圧が小さくなるほど電流面密度が小さくなるように、駆動電流を制御する。例えば、窓箔9aの厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、窓箔9aの厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である場合、制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.7mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。あるいは、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、制御部50は、フィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるようにフィラメントユニット2の駆動電流を設定してもよい。駆動電圧が小さくなると電子線EBが窓部材9を透過しづらくなるため、電流面密度が増大し易くなるが、電流面密度が小さくなるように駆動電流を制御することで、窓箔9aの過熱を抑制することができる。
The
上記電子線照射装置の製造方法は、制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧及び駆動電流が、窓箔9aにおける電流面密度が限界電流面密度以下に抑えられるように設定される。その結果、例えばこのような電流面密度の制限なく駆動電圧及び駆動電流を設定する場合と比べて窓箔9aの温度上昇が適切な範囲内に抑制されるため、窓箔9aの冷却が効率化される。よって、窓箔9aの長寿命化を図ることができる。
The manufacturing method of the electron beam irradiation device is set so that the drive voltage and drive current of the
上記電子線照射装置の製造方法において、ステップS03は、窓箔9aに代えて蛍光部材を配置するステップS11と、蛍光部材において電子線EBの入射により発光する発光領域の面積を電子線透過領域9fの面積として取得するステップS12と、発光領域の面積の取得後に蛍光部材を取り外して窓箔9aを配置するステップS13と、を含む。これにより、窓箔9aにおける電子線透過領域9fの面積値を用いた電流面密度を用いるため、電子線透過領域9fにおける一方向の距離の値を用いた電流密度を用いる場合と比べて、電子線透過領域9fの全体的について効果的に窓箔9aの長寿命化を図ることができる。また、蛍光部材の発光領域を利用して電子線透過領域9fを容易に特定することができる。
In the method for manufacturing the electron beam irradiating device, in step S03, the area of the light emitting region that emits light due to the incident of the electron beam EB in the fluorescent member and the step S11 in which the fluorescent member is arranged instead of the
上記電子線照射装置の製造方法は、厚さが2×10−3mm以上且つ10×10−3mm以下である窓箔9aを用意するステップS01を備えている。ステップS04では、一種類の厚さの窓箔9aに対して、ステップS02において設定された駆動電圧の範囲の上限値が小さくなるほど、駆動電流の範囲の上限値を小さく設定する。例えば、ステップS01において厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である窓箔9aを用意する場合、ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS01において厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である窓箔9aを用意する場合、ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が4.7mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS01において厚さが5×10−3mmである窓箔9aを用意する場合、ステップS02でフィラメントユニット2の管電圧が130kV以下となるように制御部50によるフィラメントユニット2の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04で窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。これにより、駆動電圧が小さくなると電子線EBが窓部材9を透過しづらくなるため、電流面密度が増大し易くなる。よって、駆動電流の範囲の上限値を小さく設定することで、電流面密度の増大を抑制し、窓箔9aの温度上昇が適切な範囲内に抑制することができる。
The method for manufacturing the electron beam irradiation apparatus includes step S01 for preparing a
[第2実施形態]
図14は、第2実施形態に係る電子線照射装置1Aの側断面図である。電子線照射装置1に代えて、図14に示されるような電子線照射装置1Aにおいても、上記第1実施形態で例示された窓部材9及び冷却部100を適用しつつ、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下に抑えられるように、制御部50Aによるフィラメントユニット2の駆動電圧及び駆動電流を設定することが可能である。
[Second Embodiment]
FIG. 14 is a side sectional view of the electron beam irradiation device 1A according to the second embodiment. In the electron beam irradiation device 1A as shown in FIG. 14, instead of the electron beam irradiation device 1, the current in the
図14に示されるように、電子線照射装置1Aは、電子線通過領域20を形成するチャンバ(筐体部)30と、電子線通過領域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(電子線発生部)40と、電子線通過領域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窓部材9と、を備えている。電子銃40が発生した電子線EBは、電子線通過領域20をZ軸方向前側に進行し、窓部材9を透過して外部に出射する。なお、電子線照射装置1A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。
As shown in FIG. 14, the electron beam irradiator 1A airtightly closes the chamber (housing portion) 30 forming the electron beam passing region 20 and the rear end 20a of the electron beam passing region 20. It includes an attached electron gun (electron beam generating portion) 40, and a
チャンバ30は、電子銃40が取り付けられた金属製の円柱部31を有している。円柱部31には、アライメントコイル21及び集束コイル22が設けられている。電子銃40から出射した電子線EBは、アライメントコイル21によって、電子線EBの中心線が電子線通過領域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22によって、窓部材9に集束される。なお、円柱部31には、真空ポンプが接続される排気管23が設けられており、これにより、チャンバ30内(すなわち、電子線通過領域20)が真空引きされる。
The chamber 30 has a metal column 31 to which the
チャンバ30は、偏向管(筐体部)32を有している。偏向管32は、例えば四角柱状の外形を有している。電子線通過領域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領域24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25が取り付けられている。集束コイル22によって集束されて電子線通過領域24を通過する電子線EBは、偏向コイル25によってY軸方向に偏向される。 The chamber 30 has a deflection tube (housing portion) 32. The deflection tube 32 has, for example, a square columnar outer shape. The cross section of the electron beam passing region 24, which is a portion of the electron beam passing region 20 formed by the deflection tube 32, has a rectangular shape with the Y-axis direction as the longitudinal direction. A deflection coil 25 for deflecting the electron beam EB passing through the inside of the deflection tube 32 is attached to the outside of the deflection tube 32. The electron beam EB focused by the focusing coil 22 and passing through the electron beam passing region 24 is deflected in the Y-axis direction by the deflection coil 25.
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(筐体部)33を有している。走査管33は、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。電子線通過領域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領域26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。なお、走査管33の前端部には、フランジ34が設けられている。 Further, the chamber 30 has a scanning tube (housing portion) 33 fixed to the front end surface of the deflection tube 32. The scanning tube 33 has a square columnar outer shape that expands toward the front side. The cross section of the electron beam passing region 26, which is a portion of the electron beam passing region 20 formed by the scanning tube 33, has a rectangular shape with the Y-axis direction as the longitudinal direction. A flange 34 is provided at the front end of the scanning tube 33.
窓部材9は、電子線通過領域20の前端20bの開口部20cを覆って封止するように、走査管33に固定されている。走査管33と窓部材9とは、フランジ34と窓フランジ9cとが封止材9dを介して接触した状態で、例えば複数のボルトにより気密に固定されている。
The
電子線照射装置1Aは、窓箔9aの温度が適切となるように電子銃40を制御する制御部50Aを備えている。制御部50Aの詳細な説明については、上記第1実施形態におけるフィラメントユニット2が電子銃40に置き換わる以外、上記第1実施形態で開示される制御部50の説明と同様であるため、重複する説明を省略する。
The electron beam irradiation device 1A includes a control unit 50A that controls the
第2実施形態の窓部材9及び冷却部100の詳細な構成は、フランジ34への取り付けに伴う形状及び寸法等の構成変更を除いて、上記第1実施形態の窓部材9の構成の要部と同様であるため、重複する説明を省略する。
The detailed configuration of the
なお、電子線照射装置1Aの製造方法については、図12及び図13に示される各ステップが、例えば図14に示される電子線照射装置1Aに対して、開口部20cに配置される窓部材9を準備する状況において、電子線照射装置1Aの製造の作業者により実行される。電子線照射装置1Aの製造方法の詳細については、ステップS04においてフィラメントユニット2が電子銃40に置き換わる以外、図12及び図13に示される各ステップと同様であるため、重複する説明を省略する。
Regarding the method of manufacturing the electron beam irradiation device 1A, the
以上説明した電子線照射装置1Aにおいても、電子線照射装置1と同様、電子線照射装置1Aは、制御部50Aによる電子銃40の駆動電圧及び駆動電流が、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下に抑えられるように設定される。その結果、例えばこのような電流面密度の制限なく駆動電圧及び駆動電流を設定する場合と比べて窓箔9aの過熱が抑制されるため、窓箔9aの冷却が効率化される。よって、窓箔9aの長寿命化を図ることができる。
In the electron beam irradiating device 1A described above, similarly to the electron beam irradiating device 1, the electron beam irradiating device 1A has a driving voltage and a driving current of the
電流面密度は、電子銃40の管電流を、窓箔9aにおける電子線EBの入射領域の面積で除算して得られる値である。これにより、窓箔9aにおける電子線透過領域9fの面積値を用いた電流面密度を用いるため、電子線透過領域9fにおける一方向の距離の値を用いた電流密度を用いる場合と比べて、電子線透過領域9fの全体的について効果的に窓箔9aの長寿命化を図ることができる。
The current surface density is a value obtained by dividing the tube current of the
制御部50Aは、一種類の厚さの窓箔9aに対して、駆動電圧が小さくなるほど電流面密度が小さくなるように、駆動電流を制御する。例えば、窓箔9aの厚さが3×10−3mmである場合、制御部50Aは、電子銃40の管電圧が130kV以下となるように電子銃40の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように電子銃40の駆動電流を設定してもよい。あるいは、窓箔9aの厚さが4×10−3mmである場合、制御部50Aは、電子銃40の管電圧が130kV以下となるように電子銃40の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.7mA/mm2以下となるように電子銃40の駆動電流を設定してもよい。あるいは、窓箔9aの厚さが5×10−3mmである場合、制御部50Aは、電子銃40の管電圧が130kV以下となるように電子銃40の駆動電圧を設定し、窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるように電子銃40の駆動電流を設定してもよい。これにより、駆動電圧が小さくなると電子線EBが窓部材9を透過しづらくなるため、電流面密度が増大し易くなる。よって、電流面密度が小さくなるように駆動電流を制御することで、窓箔9aの過熱を抑制することができる。
The control unit 50A controls the drive current for the
上記電子線照射装置1Aの製造方法は、制御部50Aによる電子銃40の駆動電圧及び駆動電流が、窓箔9aにおける電流面密度が限界電流面密度以下に抑えられるように設定される。その結果、例えばこのような電流面密度の制限なく駆動電圧及び駆動電流を設定する場合と比べて窓箔9aの温度上昇が適切な範囲内に抑制されるため、窓箔9aの長寿命化を図ることができる。また、窓箔9aの冷却も効率化される。
The manufacturing method of the electron beam irradiation device 1A is set so that the drive voltage and drive current of the
上記電子線照射装置1Aの製造方法において、ステップS03は、窓箔9aに代えて蛍光部材を配置するステップS11と、蛍光部材において電子線EBの入射により発光する発光領域の面積を電子線透過領域9fの面積として取得するステップS12と、発光領域の面積の取得後に蛍光部材を取り外して窓箔9aを配置するステップS13と、を含む。これにより、窓箔9aにおける電子線透過領域9fの面積値を用いた電流面密度を用いるため、電子線透過領域9fにおける一方向の距離の値を用いた電流密度を用いる場合と比べて、電子線透過領域9fの全体的について効果的に窓箔9aの長寿命化を図ることができる。また、蛍光部材の発光領域を利用して電子線透過領域9fを容易に特定することができる。
In the method for manufacturing the electron beam irradiation device 1A, in step S03, the area of the light emitting region that emits light due to the incident of the electron beam EB in the fluorescent member is the electron beam transmission region in step S11 in which the fluorescent member is arranged instead of the
上記電子線照射装置1Aの製造方法は、厚さが2×10−3mm以上且つ1×10−2mm以下である窓箔9aを用意するステップS01を備えている。ステップS04では、一種類の厚さの窓箔9aに対して、ステップS02において設定された駆動電圧の範囲の上限値が小さくなるほど、駆動電流の範囲の上限値を小さく設定する。例えば、ステップS01において厚さが3×10−3mm以上5×10−3mm以下である窓箔9aを用意する場合、ステップS02では、電子銃40の管電圧が130kV以下となるように制御部50Aによる電子銃40の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04では、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS01において厚さが4×10−3mm以上5×10−3mm以下である窓箔9aを用意する場合、ステップS02では、電子銃40の管電圧が130kV以下となるように制御部50Aによる電子銃40の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04では、窓箔9aにおける電流面密度が4.7mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。ステップS01において厚さが5×10−3mmである窓箔9aを用意する場合、ステップS02では、電子銃40の管電圧が130kV以下となるように制御部50Aによる電子銃40の駆動電圧の範囲を設定し、ステップS04では、窓箔9aにおける電流面密度が4.0mA/mm2以下となるように駆動電流の範囲を設定してもよい。これにより、駆動電圧が小さくなると電子線EBが窓部材9を透過しづらくなるため、電流面密度が増大し易くなる。よって、駆動電流の範囲の上限値を小さく設定することで、電流面密度の増大を抑制し、窓箔9aの温度上昇を適切な範囲内に抑制することができる。
The manufacturing method of the electron beam irradiating device 1A includes a step S01 for preparing a
[変形例]
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。
[Modification example]
Although the embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
上記第1及び第2実施形態において、電流面密度は、フィラメントユニット2又は電子銃40の管電流を、窓箔9aにおける電子線EBの入射領域の面積で除算して得られる値であったが、これに限定されない。例えば、電流面密度は、フィラメントユニット2又は電子銃40の駆動電流を、窓箔9aにおける電子線EBの入射領域の面積で除算して得られる値であってもよい。
In the first and second embodiments, the current surface density is a value obtained by dividing the tube current of the
上記第1及び第2実施形態において、制御部50及び制御部50Aは、一種類の厚さの窓箔9aに対して、駆動電圧が小さくなるほど電流面密度が小さくなるように、駆動電流を制御したが、これに限定されない。例えば、一種類の厚さの窓箔9aに対して、駆動電圧によらず、窓箔9aにおける電流面密度が5.3mA/mm2以下の一定の所定値となるように駆動電流を制御してもよい。
In the first and second embodiments, the
以上に記載された実施形態及び種々の変形例の少なくとも一部が任意に組み合わせられてもよい。 At least a part of the above-described embodiments and various modifications may be arbitrarily combined.
1,1A…電子線照射装置、2…フィラメントユニット(電子線発生部)、3…真空容器(筐体)、3a,20c…開口部、9…窓部材(電子線照射窓部)、9a…窓箔(窓箔部材)、9f…電子線透過領域(入射領域)、30…チャンバ(筐体)、32…偏向管(筐体)、33…走査管(筐体)、40…電子銃(電子線発生部)、EB…電子線。 1,1A ... Electron beam irradiator, 2 ... Filament unit (electron beam generator), 3 ... Vacuum container (housing), 3a, 20c ... Opening, 9 ... Window member (electron beam irradiation window), 9a ... Window foil (window foil member), 9f ... electron beam transmission region (incident region), 30 ... chamber (housing), 32 ... deflection tube (housing), 33 ... scanning tube (housing), 40 ... electron gun ( Electron beam generator), EB ... Electron beam.
Claims (16)
前記電子線発生部から発生した前記電子線を通過させる開口部が設けられた筐体部と、
前記開口部に配置され、前記開口部を通過した前記電子線を透過させる窓箔部材を有する電子線照射窓部と、
前記電子線発生部を制御する制御部と、を備え、
前記窓箔部材は、チタンを主成分として含む箔部材であり、
前記窓箔部材の厚さは、2×10−3mm以上且つ1×10−2mm以下であり、
前記制御部は、前記電子線発生部の管電圧が40kV以上且つ150kV以下となるように前記電子線発生部の駆動電圧を設定し、前記窓箔部材における電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように前記電子線発生部の駆動電流を設定する、電子線照射装置。 The electron beam generator that generates the electron beam and the electron beam generator
A housing portion provided with an opening for passing the electron beam generated from the electron beam generating portion, and a housing portion.
An electron beam irradiation window portion arranged in the opening portion and having a window foil member for transmitting the electron beam passing through the opening portion, and an electron beam irradiation window portion.
A control unit that controls the electron beam generation unit is provided.
The window foil member is a foil member containing titanium as a main component.
The thickness of the window foil member is 2 × 10 -3 mm or more and 1 × 10 -2 mm or less.
The control unit sets the drive voltage of the electron beam generating unit so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 40 kV or more and 150 kV or less, and the current surface density in the window foil member is 5.3 mA / mm 2. An electron beam irradiator that sets the drive current of the electron beam generating unit so as to be as follows.
前記制御部は、前記電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように前記電子線発生部の駆動電圧を設定し、前記窓箔部材における電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように前記電子線発生部の駆動電流を設定する、請求項1〜5の何れか一項に記載の電子線照射装置。 The thickness of the window foil member is 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less.
The control unit sets the drive voltage of the electron beam generating unit so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 130 kV or less, and the current surface density of the window foil member is 5.3 mA / mm 2 or less. The electron beam irradiating device according to any one of claims 1 to 5, wherein the driving current of the electron beam generating unit is set as described above.
前記制御部は、前記電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように前記電子線発生部の駆動電圧を設定し、前記窓箔部材における電流面密度が4.7mA/mm2以下となるように前記電子線発生部の駆動電流を設定する、請求項6に記載の電子線照射装置。 The thickness of the window foil member is 4 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less.
The control unit sets the drive voltage of the electron beam generating unit so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 130 kV or less, and the current surface density of the window foil member is 4.7 mA / mm 2 or less. The electron beam irradiating device according to claim 6, wherein the driving current of the electron beam generating unit is set as described above.
前記制御部は、前記電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように前記電子線発生部の駆動電圧を設定し、前記窓箔部材における電流面密度が4.0mA/mm2以下となるように前記電子線発生部の駆動電流を設定する、請求項7に記載の電子線照射装置。 The thickness of the window foil member is 5 × 10 -3 mm.
The control unit sets the drive voltage of the electron beam generating unit so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 130 kV or less, and the current surface density of the window foil member is 4.0 mA / mm 2 or less. The electron beam irradiating device according to claim 7, wherein the driving current of the electron beam generating unit is set as described above.
前記電子線発生部から発生した前記電子線を通過させる開口部が設けられた筐体部と、
前記開口部に配置され、前記開口部を通過した前記電子線を透過させる窓箔部材を有する電子線照射窓部と、
前記電子線発生部を制御する制御部と、を備える電子線照射装置の製造方法であって、
前記制御部による前記電子線発生部の駆動電圧の範囲を設定する第1ステップと、
前記窓箔部材における前記電子線の入射領域の面積を特定する第2ステップと、
前記入射領域の面積に基づいて、前記窓箔部材における電流面密度が所定の限界電流面密度以下となるように前記電子線発生部の駆動電流の範囲を設定する第3ステップと、を備える、電子線照射装置の製造方法。 The electron beam generator that generates the electron beam and the electron beam generator
A housing portion provided with an opening for passing the electron beam generated from the electron beam generating portion, and a housing portion.
An electron beam irradiation window portion arranged in the opening portion and having a window foil member for transmitting the electron beam passing through the opening portion, and an electron beam irradiation window portion.
A method for manufacturing an electron beam irradiation device including a control unit for controlling the electron beam generation unit.
The first step of setting the range of the drive voltage of the electron beam generation unit by the control unit, and
The second step of specifying the area of the incident region of the electron beam in the window foil member, and
A third step of setting a range of drive current of the electron beam generating portion so that the current surface density in the window foil member is equal to or less than a predetermined limit current surface density based on the area of the incident region is provided. Manufacturing method of electron beam irradiation device.
前記第3ステップでは、一種類の前記厚さの前記窓箔部材に対して、前記第1ステップにおいて設定された前記駆動電圧の範囲の上限値が小さくなるほど、前記駆動電流の範囲の上限値を小さく設定する、請求項9又は10に記載の電子線照射装置の製造方法。 A fourth step of preparing the window foil member having a thickness of 2 × 10 -3 mm or more and 1 × 10 -2 mm or less is provided.
In the third step, as the upper limit of the drive voltage range set in the first step becomes smaller for the window foil member of one type and the thickness, the upper limit of the drive current range is set. The method for manufacturing an electron beam irradiation device according to claim 9 or 10, which is set to be small.
前記第1ステップでは、前記電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように前記制御部による前記電子線発生部の駆動電圧の範囲を設定し、
前記第3ステップでは、前記窓箔部材における電流面密度が5.3mA/mm2以下となるように前記駆動電流の範囲を設定する、請求項9〜13の何れか一項に記載の電子線照射装置の製造方法。 A fourth step of preparing the window foil member having a thickness of 3 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less is provided.
In the first step, the range of the drive voltage of the electron beam generating unit by the control unit is set so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 130 kV or less.
The electron beam according to any one of claims 9 to 13, wherein in the third step, the range of the driving current is set so that the current surface density in the window foil member is 5.3 mA / mm 2 or less. Manufacturing method of irradiation device.
前記第1ステップでは、前記電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように前記制御部による前記電子線発生部の駆動電圧の範囲を設定し、
前記第3ステップでは、前記窓箔部材における電流面密度が4.7mA/mm2以下となるように前記駆動電流の範囲を設定する、請求項14に記載の電子線照射装置の製造方法。 In the fourth step, the window foil member having a thickness of 4 × 10 -3 mm or more and 5 × 10 -3 mm or less is prepared.
In the first step, the range of the drive voltage of the electron beam generating unit by the control unit is set so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 130 kV or less.
The method for manufacturing an electron beam irradiation device according to claim 14, wherein in the third step, the range of the driving current is set so that the current surface density in the window foil member is 4.7 mA / mm 2 or less.
前記第1ステップでは、前記電子線発生部の管電圧が130kV以下となるように前記制御部による前記電子線発生部の駆動電圧の範囲を設定し、
前記第3ステップでは、前記窓箔部材における電流面密度が4.0mA/mm2以下となるように前記駆動電流の範囲を設定する、請求項15に記載の電子線照射装置の製造方法。 In the fourth step, the window foil member having a thickness of 5 × 10 -3 mm is prepared.
In the first step, the range of the drive voltage of the electron beam generating unit by the control unit is set so that the tube voltage of the electron beam generating unit is 130 kV or less.
The method for manufacturing an electron beam irradiation device according to claim 15, wherein in the third step, the range of the driving current is set so that the current surface density in the window foil member is 4.0 mA / mm 2 or less.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020094442A JP6912629B1 (en) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | Manufacturing method of electron beam irradiation device and electron beam irradiation device |
PCT/JP2021/006435 WO2021240920A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-02-19 | Electron beam irradiation device and electron beam irradiation device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020094442A JP6912629B1 (en) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | Manufacturing method of electron beam irradiation device and electron beam irradiation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6912629B1 JP6912629B1 (en) | 2021-08-04 |
JP2021189036A true JP2021189036A (en) | 2021-12-13 |
Family
ID=77057388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020094442A Ceased JP6912629B1 (en) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | Manufacturing method of electron beam irradiation device and electron beam irradiation device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6912629B1 (en) |
WO (1) | WO2021240920A1 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4382186A (en) * | 1981-01-12 | 1983-05-03 | Energy Sciences Inc. | Process and apparatus for converged fine line electron beam treatment of objects |
JPH06317700A (en) * | 1993-04-30 | 1994-11-15 | Iwasaki Electric Co Ltd | Electron beam radiating device |
JPH0720294A (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Iwasaki Electric Co Ltd | Electron beam irradiator |
JPH0720295A (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Iwasaki Electric Co Ltd | Electron beam irradiator |
JP3962949B2 (en) * | 2002-03-28 | 2007-08-22 | 岩崎電気株式会社 | Electron beam irradiation window cooling mechanism |
JP4792737B2 (en) * | 2004-12-10 | 2011-10-12 | ウシオ電機株式会社 | Electron beam tube |
-
2020
- 2020-05-29 JP JP2020094442A patent/JP6912629B1/en not_active Ceased
-
2021
- 2021-02-19 WO PCT/JP2021/006435 patent/WO2021240920A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021240920A1 (en) | 2021-12-02 |
JP6912629B1 (en) | 2021-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI307110B (en) | Method and apparatus for controlling electron beam current | |
US6526122B2 (en) | X-ray tube | |
JP2995388B2 (en) | Ion generator and method for use in ion implanter | |
US11361931B2 (en) | Target assembly, apparatus incorporating same, and method for manufacturing same | |
KR20140049471A (en) | X-ray generating apparatus | |
KR20130098416A (en) | Radiation generating apparatus and radiation imaging apparatus | |
TW201145342A (en) | X-ray generation device | |
CN104037042A (en) | X-ray Generation Tube, X-ray Generation Device, And X-ray Imaging System | |
JP2016105399A (en) | Encapsulated structure for x-ray generator with cold cathode and method of exhausting the same | |
JP6889619B2 (en) | X-ray generator | |
JP6912629B1 (en) | Manufacturing method of electron beam irradiation device and electron beam irradiation device | |
JP2008128977A (en) | Electron beam irradiation equipment | |
JP6139771B1 (en) | Electron beam irradiation device | |
US10916402B2 (en) | Electron beam irradiation device and electron beam irradiation method | |
JP4850542B2 (en) | Electron gun, energy beam generator, electron beam generator, and X-ray generator | |
WO2021240921A1 (en) | Electron beam irradiation device and electron beam irradiation device manufacturing method | |
KR101057572B1 (en) | Method for controlling x-ray tube | |
JP2007287501A (en) | Transmitting x-ray tube | |
WO2019198341A1 (en) | X-ray generator and x-ray utilization system | |
JP4230016B2 (en) | X-ray tube | |
JP7549168B2 (en) | Energy beam irradiation equipment | |
KR101626516B1 (en) | Electron Beam Gun having Concave Cathode and Holder | |
JP6726788B2 (en) | Charged particle device, structure manufacturing method, and structure manufacturing system | |
JP2001076656A (en) | X-ray tube | |
JP2006092879A (en) | X-ray tube |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210531 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210531 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210706 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210708 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6912629 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
RVOP | Cancellation by post-grant opposition |