JP2002139600A

JP2002139600A - 回転ウインドウ型電子線照射装置

Info

Publication number: JP2002139600A
Application number: JP2000335351A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Ono; 勝弘小野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】解決しようとする課題は、立体形状を有する物
体の表面に塗布した樹脂の硬化、改質、架橋等や、医療
用具の滅菌等を行うために電子線を照射する場合に、被
照射体を回転することなく被照射体の全周囲から被照射
体に向かって高密度の電子線を照射することができる電
子線照射装置を提供することである。【解決手段】本発明では、高真空状態に維持された真空
領域内に設けられた陰極から放出された電子を、電子通
過孔を有する陽極との間で加速して、前記の真空領域の
外部に取り出す為の電子透過窓を含む構造体を円筒状に
形成し、この電子透過窓を含む構造体には周方向に肉厚
が大きい第１の部分と肉厚が小さい第２の部分を交互に
設け、この第２の部分は真空隔壁を構成しながら電子線
を透過させる働きをし、前記の第１の部分は機械的強度
を保ちながら前記の第１の部分を冷却する働きをもって
おり、前記の電子透過窓を高速度で回転させることによ
って、前記の第２の部分の温度上昇を小さくし、短時間
に高密度の電子線を透過させることができるようにして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、立体形状を有する
物体の表面に塗布した樹脂の硬化、改質、架橋等や、医
療用具の滅菌等を行うためにこれらの被照射体を回転す
ることなく全周囲から電子線を照射する装置であって、
特に、照射する電子線の密度を増したことを特徴とする
電子線照射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子線照射装置は、公開特許公
報、特開平１１−１９１９０号に記載されているよう
に、固定されたドラム管状の真空容器の中に直線状の金
属フィラメントを取付け、これを通電加熱することによ
って放出される熱電子を５００ＫＶ以下の電圧で加速
し、薄い金属箔で出来た平板状の透過窓を透過させて、
大気中にある被照射体に電子線を照射するようになって
いる。特開平１１−１９１９０号公開特許公報に記載の
装置の概略の横断面図を図１に示している。図１におい
て、１００１は真空容器であり、１００３は電子銃構造
体であり、１００２は電子銃構体１００３等を支持する
ターミナルであり、１００４は陰極フィラメントであ
り、１００５はグリッドであり、１００６は電子を透過さ
せる電子透過窓である。陰極フィラメント１００４から
放出された電子がグリッド１００５に印加された電位差
で加速され、更に電子透過窓１００６との間に印加され
た５００ＫＶ以下の電位差で加速されて電子透過窓１０
０６を透過する。透過した電子線Ｂは照射室内にある被
照射体１０１１に照射される。この装置は大型であり、
電子線の照射方向が一定となっているのでシート状の被
照射体に電子線を照射する場合には適するが、立体形状
の物体に電子線を照射するのには適さない。このような
場合には、例えば、特開平１１−１９１９０号公開特許
公報に記載の装置では、図１に示すように、立体構造体
である被照射体１０１１は２本のワイヤ１００９、１０
１０で回転させながら移動させられて前記の照射窓１０
０６を透過してきた電子線Ｂが照射されるようになって
いる。このように被照射体を回転させながら移動させた
り、特開平１０−２６８１００号公開特許公報に記載の
ように被照射体を傾斜面上で転がしたり、特開平１０−
２６８０９９号公開特許公報に記載のように被照射体を
裏返す機構を設けたり、特開平９−６８６００号公開特
許公報に記載のように被照射体の周囲に反射板を置いて
電子線を被写体の周囲に一様に照射する努力が払われて
いる。上記の従来例はいずれの場合も装置が大型にな
り、立体形状の被照射体に全周囲方向から照射するのが
難しいだけでなく、処理能率が悪いと言う問題があっ
た。

【０００３】特に、被照射体が小型の物体である場合や
線状の物体である場合には、上記の例では被照射体の周
囲に万遍無く電子線を照射するのは不可能に近い。又、
照射される電子線の密度が大きく出来ないので、照射能
率が極めて悪いと言う問題がある。

【０００４】これまでに全周囲方向から照射できる電子
線照射装置が実現できなかった理由は以下のとおりであ
る。先ず第１に、筒状の形状をしており真空領域から大
気圧領域に電子を透過させるための電子透過窓が出来な
かったことである。第２に、全周方向から均一な強度で
且つ中心軸方向に均一に広がった分布をもつ電子線を発
生させて高電圧で均一のエネルギーまで加速する方法が
見出せなかったことによる。更に、第３の理由は、前記
の電子透過窓は電子の透過率を大きくするために薄くす
る必要があるが、電子の透過の際の吸収による発熱で高
温度まで過熱されて電子透過窓の信頼性が確保できなか
ったことである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、立体形状を有する物体の表面に塗布した樹脂の硬
化、改質、架橋等や、医療用具の滅菌等を行うために電
子線を照射する場合に、被照射体を回転することなく被
照射体の周囲から被照射体に向かって高密度の電子線を
照射することができる電子線照射装置を提供することで
ある。特に、真空領域と大気領域との境界を形成しつつ
電子線を透過させる電子透過窓の温度上昇を防ぐことに
よって高密度の電子線を短時間に信頼性良く照射するこ
とができる電子線照射装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、高真空状態
に維持された真空領域内に設けられた陰極から放出され
た電子を電子通過孔を有する陽極との間で加速して、前
記の真空領域の外部に取り出す為の電子透過窓を含む構
造体を円筒状に形成し、この電子透過窓を含む構造体に
は周方向に肉厚が大きい第１の部分と肉厚が小さい第２
の部分を交互に設け、この第２の部分は真空隔壁を構成
しながら電子を透過させる電子透過窓としての働きを
し、前記の第１の部分は機械的強度を保ちながら前記の
第２の部分を冷却する働きをもっており、前記の電子透
過窓を含む構造体を高速度で回転させることによって、
前記の第２の部分の温度上昇を小さくし、短時間に高密
度の電子線を透過させることができるようにしている。
また、前記の電子透過窓を含む構造体は、液体金属を潤
滑剤とする動圧滑り軸受に連結されており、これを介し
て回転を許容した状態で強制冷却されているので全体と
しての温度上昇は低く抑えられている。この電子透過窓
を含む構造体と繋がった円筒状の支持構体は磁性流体に
よって真空容器との境界部分を真空シールされた状態で
前記の真空領域を構成しながら高速度に回転できるよう
に支持されている。また、前記の動圧滑り軸受を介した
冷却機構が前記の電子透過窓と前記の真空シール部分と
の伝熱通路の途中に設けられているので磁性流体が存在
する部分の温度が十分に低く保たれており、信頼性が確
保されている。

【０００７】前記の回転する円筒状の電子透過窓を含む
構造体の内側には真空容器に固定されたガイドが設けら
れており、被照射体と前記の電子透過窓を含む構造体と
が接触しないように電子透過窓を含む構造体の最小の径
よりも小さな径内に被照射体を支えるようになってい
る。又、前記の電子透過窓を含む構造体の回転中心軸に
向かって電子を照射するように放射状に複数個の陰極が
取り付けられている。これらの陰極は、断面が細長い長
方形である電子線を発生し、その長手方向が前記の電子
透過窓を含む構造体の回転中心軸にほぼ並行状態になる
ように取り付けられている。この電子線が電子透過窓を
透過する際に散乱されるので、電子透過窓を含む構造体
の内側では周方向に均一化された強度分布を持つ電子線
を取り出すことができる。

【０００８】前記の電子透過窓を含む構造体は回転して
おり、こ電子透過窓を含む構造体の肉厚が大きい第１の
部分で電子の進行が阻止されるので透過した電子線の強
度は時間的には正弦波的に変化するが、この間の被照射
体の移動により空間的にはほぼ均一化された電子線が照
射される。照射目的によっては、時間的にも空間的にも
極めて均一な線量分布を持つことが必要な場合もある
が、この場合にはこの円筒状の電子透過窓を含む構造体
の回転と同期させて前記の陰極を同軸状に回転させるこ
とによって達成される。真空空間において陰極を回転し
ながら電子を照射する方法は例えば特許出願番号「特願
２０００−１００１５７」、「特願２０００−１００１
５８」公報等に記述している。本発明は、これらの場合
をも包含している。

【０００９】前記の真空容器は、真空ポンプによって常
時排気されており、前記の磁性流体によって回転自在に
真空シールされており、真空シールの部分からの真空リ
ークが無視できるほど小さく、常に高真空状態が維持で
きるようになっている。そのために、微小放電などの不
具合が発生せず、高信頼度の状態を維持することができ
る。また、構造が簡単であるために小型で低価格の全周
照射型の電子線照射装置を提供することができるように
なった。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図２は本発明の一実施形態で
ある回転ウインドウ型電子線照射装置の縦断面図であ
り、図３は図２のＡＡ’における横断面図、図４は図３
の中央部分の拡大図、図５は本発明の主要部である電子
透過窓を含む構造体の一構成要素部分を示す斜視図、図
６は本発明の主要部である電子透過窓を含む構造体の他
の構成要素部分を示す斜視図である。図７と図８は他の
実施形態の回転ウインドウ型電子線照射装置の概略縦断
面図である。同じ部分は同じ番号を付与している。簡略
化の為に断面のハッチングは部分的に省略している。図
９と図１０は本発明の特性を説明する図面である。

【００１１】図２及び図３及び図４において、真空容器
１００は、高電圧供給用の絶縁体１０−１、１０−２、
１０−３、１０−４、１０−５、１０−６と、回転シー
ル機構２００を構成する外側スリーブ２０１と、回転シ
ール機構２００を構成する内側スリーブ２０２と、回転
シール機構２００を構成するシール機構部２０３と、後
述する電子照射窓機構４とによって囲まれた真空空間を
形成している。真空容器１００には図示しない真空ポン
プが接続され、上記の真空空間は常時１０^−６〜１０
^−８Ｔｏｒｒ程度の真空度に保たれている。電子照射窓
機構４はロータ３０１に接続されており、ロータ３０１
の外側にはステータ３０２が取り付けられており、これ
らは誘導モータ３００を形成しており、動作時には１０
０ｒｐｓ程度の高速度で電子照射窓機構４を回転させる
ようになっている。このように高速で電子照射窓機構４
が回転した場合でも前記のシール機構部２０３を介して
高真空状態が保たれるようになっている。

【００１２】前記の回転シール機構２００のシール機構
部２０３は、固定部分と回転部分の微小なギャップに磁
性流体を磁力で付着させて内部を高真空状態に保てるよ
うになっている。磁性流体は８０℃以下に保つ必要があ
り、回転シール機構２００用外側スリーブ２０１から導
入した水で固定部分は強制水冷されている。回転シール
機構２００用内側スリーブ２０２も同様に温度上昇が許
されないので、回転シール機構２００用内側スリーブ２
０２に接続されている電子照射窓機構４は、液体金属を
潤滑剤とする動圧滑り軸受４０１、４０２を含む冷却機
構４００−１、４００−２によって強制冷却されてい
る。この動圧滑り軸受４０１、４０２は、回転する回転
体と回転しない固定体とを含んでおり、これらが数十ミ
クロンのギャップを有して対向する軸受面の少なくとも
一方にヘリンボーン状の軸受溝を有しており、このギャ
ップの中にガリウムの合金から成る常温で液体の金属が
充填されており、この液体金属を通じて回転体と固定体
の間で大きな熱伝導が行われる。

【００１３】前記の動圧滑り軸受４０１、４０２の固定
体は、真空容器１００の壁からフレキシブルな通路４１
０、４１１を通して真空を保った状態で導入された水を
通路４０３、４０４に流すことによって強制水冷され
る。前記の動圧滑り軸受４０１、４０２の固定体は、回
転は禁止されているが半径方向及び回転軸方向には移動
可能であるように可動部材４０５、４０６によって保持
されている。この機構により、軸受ギャップが一定に保
たれて電子照射窓機構４はスムーズな回転を保証される
と共に、前記の液体金属を介して良好に冷却される。

【００１４】電子銃は放射状に６個が取り付けてある
が、同様の構造になっているのでその内の１つの電子銃
Ｅ１について説明する。高電圧供給用の絶縁体１０−１
の先端に電子銃支持体１２−１が取り付けられており、
電子銃支持体１２−１の先端には集束電極１−１が取り
付けられている。集束電極１−１の先端部には直方体形
状に切り取られた窪みが在り、その中にタングステン合
金で出来たコイル状の陰極２−１が前記の窪みの中に電
気絶縁を保って取り付けられている。集束電極１−１と
コイル状の陰極２−１は電子銃Ｅ１を構成している。コ
イル状の陰極２−１の両端はリード線ペア１１−１のそ
れぞれに接続されており、リード線ペア１１−１のそれ
ぞれの他端は真空を保った状態で高電圧供給用の絶縁体
１０−１の先端部分で図示しない高電圧電源に接続され
る。コイル状の陰極２−１はその長手方向が中心軸Ｃ
Ｃ’にほぼ平行になるように取り付けられている。

【００１５】前記の電子銃Ｅ１の先端と対向する位置に
電子通過孔５−１を有する陽極３が取り付けられてお
り、接地電位に固定されている。集束電極１−１及び陰
極２−１には前記の高電圧電源から５００ＫＶ以下の負
の高電圧が供給される。この電圧の値は被照射体の処理
の種類によって変更される。前記の陰極２−１の両端に
はおよそ１５Ｖの電圧が印加され、陰極２−１は２１３
０℃程度に加熱されて熱電子を放出し、この熱電子は、
集束電極１−１によって細長い長方形の断面を持つ電子
線Ｂに集束されながら陽極との電位差で加速されて電子
通過孔５−１を通過する。

【００１６】電子照射窓機構４は、図２に示すように、
回転支持する為の支持部分４−１と、冷却のための動圧
滑り軸受部分４−２、４−３と電子を透過させる為の電
子透過部分４−４とを含んでおり、電子透過部分４−４
は、図３と図４に示すように、周方向にスリットが並ん
だ第１の構造体４−４ａとこの第１の構造体４−４ａに
貼り付けられた金属箔４−４ｂと、周方向にスリットが
並んだ第２の構造体４−４ｃとを含んでおり、これらは
気密に取り付けられている。前記の第１の構造体４−４
ａは図５に、第２の構造体４−４ｃは図６に斜視図で示
してある。第１の構造体４−４ａの表面に前記の金属箔
４−４ｂを気密に貼りつけたものを第２の構造体４−４
ｃの中心の穴４−４ｄの中に密着挿入される。この際、
それぞれのスリット５−１ａと５−１ｂ、５−２ａと５
−２ｂ、５−３ａと５−３ｂ、５−４ａと５−４ｂ、５
−５ａと５−５ｂ、５−６ａと５−６ｂとがそれぞれ一
致するように例えば電子ビーム溶接などで気密に取り付
けられて、電子透過部４−４を構成する。この電子透過
部４−４は、厚さが１５μｍ程度以下のチタニュームか
ら出来た電子透過窓４−４ｂと熱伝導率が大きい肉厚の
構造体で出来た熱伝導機構部４−４ｅとが周方向に交互
に配列された構造になっている。電子透過窓４−４ｂは
前記の金属箔で出来ているのでこれと同じ番号を付して
いる。この電子透過部４−４の両端に前記の軸受部分４
−２、４−３、及び支持部分４−１が気密に取り付けら
れている。

【００１７】電子照射窓機構４は、図２に示すように、
支持部分４−１に取り付けられた軸受２０４によって回
転自在に支承されおり、誘導モータ３００によって１０
０ｒｐｓ程度の高速度で回転される。図４に示すよう
に、前記の陽極３の電子通過孔５−１を通過してきた断
面が細長い長方形の電子線Ｂは、電子透過部４−４の電
子透過窓４−４ｂが対面する瞬間にこれを透過して被照
射体６に入射する。この際、一部の電子が電子透過窓４
−４ｂに吸収されてこの部分が加熱される。その直後に
電子透過窓４−４ｂは回転移動しており、電子線Ｂは熱
伝導機構部４−４ｅの外側面７−１に衝突して吸収され
る。この部分は、熱容量が大きいのと熱伝導が大きいの
で電子線Ｂによって加熱されても温度上昇が抑制されて
比較的低い温度に保たれる。熱伝導機構部４−４ｅは動
圧滑り軸受部分４−２，４−３と熱的に連結されてお
り、これら部分で強制冷却されているので、熱伝導機構
部４−４ｅは等価的に大きな熱容量を持つことになり、
その温度は低く保たれる。熱伝導機構部４−４ｅに接合
されている電子透過窓４−４ｂは急激に冷却されるので
温度上昇が低く保たれる。電子照射窓機構４の回転速度
が大きくなるほど電子透過窓４−４ｂの温度上昇の抑制
効果が高くなって、高密度の電子を透過させることがで
きる。このようにして、電子照射窓機構４を高速度で回
転させることによって信頼性良く電子透過窓４−４ｂを
透過させることができる電子の密度が増大させられる。

【００１８】被照射体ガイド５０２、５０３の構造と動
作について説明する。被照射体ガイド５０２、５０３
は、電子照射窓機構４の内径よりも小さな内径を有する
筒状の形状であり、端部が真空容器１００に固定されて
いる。電子照射窓機構４が高速度で回転しているにもか
かわらず、これが被照射体に接触しないようになってい
る。電子透過部４−４においては、被照射体ガイド５０
２、５０３は電子透過部４−４を避けるように分割され
ており、電子が衝突しないようになっている。電子照射
窓機構４は高速度で回転しており、前記の電子透過窓４
−４ｂの内径側は１気圧程度の不活性ガスが流れてお
り、この分の回転で不活性ガスが吹き当てられて電子透
過窓４−４ｂが強制冷却される。

【００１９】被照射体６の処理の仕方について述べる。
被照射体６の全体を端部から照射する場合には前記のコ
イル状の陰極２−１、２−２、２−３、２−４、２―
５、２−６に通電した状態で電子照射窓機構４を回転さ
せながら被照射体ガイド５０２，５０３の内側端部から
被照射体６を挿入する。被照射体６を均一に照射する場
合には、電子線強度を一定にして被照射体６を一定速度
で移動させるか、被照射体６の移動速度に合わせてコイ
ル状の陰極２−１、２−２、２−３、２−４、２―５、
２−６の温度を自動的に制御する。

【００２０】

【実施例】次に本発明の回転ウインドウ型電子線照射装
置の作用について実施例を用いて説明する。前記の電子
照射窓機構４を回転させないで電子透過窓４−４ｂに断
面が細長い長方形の電子線Ｂを入射した場合には、これ
らの電子透過窓４−４ｂが薄くて熱伝導が小さいので電
子透過窓４−４ｂ内における温度差が大きくなる。前記
の熱伝導機構部４−４ｅに接する部分と前記の電子透過
窓４−４ｂの中央部との温度差は大きくなり、電子透過
窓４−４ｂ内での熱応力が大きくなる。例えば、電子透
過窓４−４ｂの内径が６ｍｍ、鉄で出来た熱伝導機構部
４−４ｅの外径が３０ｍｍ、それぞれの電子透過窓４−
４ｂの幅が１．５ｍｍ、長さが２０ｍｍの状態でそれぞ
れの電子透過窓４−４ｂに１６２Ｗの電子線を入射した
場合、およそ８１Ｗがそれぞれの電子透過窓４−４ｂを
透過して被照射体６に照射され、残りのおよそ８１Ｗが
それぞれの電子透過窓４−４ｂで吸収され、前記の電子
透過窓４−４ｂ内における温度差は１８６度に達する。

【００２１】これは、鉄で出来た前記の熱伝導機構部４
−４ｅにより前記の電子透過窓４−４ｂが冷却されてい
るので低い値に保たれている結果である。仮に、熱伝導
機構部４−４ｅを無くして筒状の電子透過窓４−４ｂの
みで構成されている場合にははるかに大きな温度上昇が
発生することは明らかである。このように、中心軸に平
行な方向に細長い電子透過窓４−４ｂをこれに平行な細
長い熱伝導機構部４−４ｅで挟むことによって電子透過
窓４−４ｂを冷却すると共に、電子透過窓４−４ｂが真
空領域と大気圧領域の圧力差に耐えるようになってい
る。

【００２２】しかしながら、更に前記の電子透過窓４−
４ｂ内での温度分布の差を小さくすることが、電子透過
窓４−４ｂの信頼性を増す上で好ましい。前記の電子透
過窓４−４ｂ内での温度分布の差を小さくすることは、
前記の構造の電子照射窓機構４を高速度で回転させるこ
とによって達成される。この様子を図９に示している。
図９は電子照射窓機構４の回転速度と電子透過窓４−４
ｂ内での温度分布の差との関係の例を示している。図９
からわかるように、前記の電子照射窓機構４を１ｒｐｓ
の速度で回転させた場合には前記の電子透過窓４−４ｂ
内での温度差は１６１度に減少し、回転速度を１０ｒｐ
ｓまで上昇させると前記の電子透過窓４−４ｂ内での温
度差は１３６度まで減少し、回転速度を１００ｒｐｓま
で上昇させると前記の電子透過窓４−４ｂ内での温度差
は９６度まで減少している。更に、回転速度が無限大で
ある場合には前記の温度差は９２度となる。従って、前
記の電子照射窓機構４を１００ｒｐｓ程度まで高速回転
させれば十分であることがわかる。上記の結果は、単位
時間内に前記の被照射体６に照射される線量が同じにな
る条件で比較されている。上記の数値例は電子照射窓機
構４の構造寸法や材質によって異なった値になるが、上
述の傾向はどの場合にも不偏的に成り立つ。

【００２３】上記の様に、電子透過窓４−４ｂに入射す
る電子線Ｂを時間的に変化させないで被照射体６に同一
の照射線量を与える場合に、電子照射窓機構４を回転さ
せた場合には電子線Ｂは電子透過窓４−４ｂと熱伝導機
構部４−４ｅの両方に入射されて、電子照射窓機構４に
吸収される熱量は増加するが、電子照射窓機構４を固定
して電子透過窓４−４ｂのみに電子線を入射した場合よ
りも前記の電子透過窓４−４ｂ内での温度差は小さくな
る。図１０には、電子透過窓４−４ｂの中央部と熱伝導
機構部４−４ｅの温度の時間的な変化の例を示してい
る。図１０の（４）は無限大の速度で回転している場合
の熱伝導機構部４−４ｅの温度であり、（１）は電子照
射窓機構４の回転速度が１ｒｐｓの場合における、
（２）は電子照射窓機構４の回転速度が１０ｒｐｓの場
合における、（３）は電子照射窓機構４の回転速度が無
限大の場合における、電子透過窓４−４ｂの中央部での
それぞれの温度変化の例を示している。回転速度が大き
いほど電子透過窓４−４ｂの温度の最高値は低くなって
いる。

【００２４】電子照射窓機構４の回転角度を検出して、
これに同期させて電子透過窓４−４ｂに入射する電子線
Ｂの強度を時間的に変化させることによって電子線Ｂを
電子透過窓４−４ｂのみに入射するように制御すれば更
なる低温化の効果が得られる。

【００２５】上記の実施形態及び実施例では、被照射体
６の周方向における照射線量の分布は、前記の電子透過
窓４−４ｂでの電子の散乱により均一化される。特に、
被照射体６が細い形状である場合にはより均一になる。
被照射体が太い形状である場合には前記の陰極と電子透
過窓４−４ｂとを回転中心軸ＣＣ’に対して周方向に４
５度以下の範囲で傾斜させておくとより均一な線量分布
を得ることができる。被照射体６に照射される線量は、
前記の熱伝導機構部４−４ｅで妨げられるタイミングが
あるので時間的に変化するが、前記の電子照射窓機構４
の回転速度が十分に速い場合には被照射体６を移動させ
ることにより平均化されるので大部分の電子線照射処理
において問題とならない。

【００２６】被照射体６が微弱なＸ線に対しても悪影響
を受易い物質であった場合には、発生するＸ線を極力減
少させるために、熱伝導機構部４−４ｅの表面に鉄より
も原子番号が小さい物質から成る部材を取り付けておく
と良い。また、電子透過窓４−４ｂを透過した電子線Ｂ
を出来るだけ多く被照射体６に入射させるためには、電
子透過窓４−４ｂをできる限り被照射体６に近づけるこ
とが好ましい。従って、電子透過窓４−４ｂの直径は熱
伝導機構部４−４ｅの内径とほぼ等しくなるように構成
されている。

【００２７】次に、変形された実施形態について図７を
用いて説明する。図７の実施形態では、回転シール機構
２００を真空容器１００の両側に設けることにより、回
転する電子照射窓機構４の内径部分を貫通させて細長い
被照射体６の電子線照射処理に適した構造に変形した例
を示している。他の部分は図２、図３、図４に示した実
施形態と同様であるので細部の説明は省略する。更に、
他の変形された実施形態について図８を用いて説明す
る。図８の実施形態は、電子照射窓機構４の回転中心軸
の方向に電子透過部４−４を複数個設けることにより、
被照射体６の周囲により多くの陰極を配列して細長い形
状の被照射体６の周方向の線量分布をより均一にした場
合を示している。隣接する電子透過部４−４の間には、
液体金属潤滑材を用いた動圧滑り軸受４０７と冷却水通
路４０８と可動部材４０９から成る冷却機構が設けられ
ており、これで強制冷却されている。

【００２８】本発明を実施形態及び実施例に関連して説
明したが、本発明は、ここに例示した実施形態及び実施
例の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の
精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形
態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えること
ができることを理解されたい。例えば、電子透過窓４−
４ｂの内側を真空にした状態で被照射体６に電子線を照
射できることは勿論である。また、陰極の数は限定され
るものではなく、１個でも１０個以上でもよい。

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子線照射
装置を採用すると、立体的な構造を有する被照射体を回
転させること無く全周方向から電子線を高密度で照射で
きる。電子透過窓の温度上昇が減少するので大線量率の
電子線を得ることが出来、照射処理の速度を高めること
ができる。特に、被照射体が小さい場合や細長い場合に
は電子密度が高いのでこの効果が大きい．反対に、同一
の線量率を得るためには電子透過窓の温度を低くするこ
とができるので電子透過窓の信頼性を高めることができ
る。また、多くの陰極を用いることにより被照射体の周
方向の線量分布が均一化される。特に、陰極と電子透過
窓とを同期して回転させると完全に均一にできる。更
に、装置全体がコンパクトであり、低価格となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電子線照射装置の概略横断面図である。

【図２】本発明の一実施形態である回転ウインドウ型電
子線照射装置の縦断面図である。

【図３】本発明の縦断面図である図２のＡＡ’における
横断面図である。

【図４】本発明の主要部である図３の中央部を拡大した
図である。

【図５】本発明の主要部である電子透過窓を含む構造体
の一構成要素部分を示す斜視図である。

【図６】本発明の主要部である電子透過窓を含む構造体
の他の構成要素部分を示す斜視図である。

【図７】他の実施形態に係わる回転ウインドウ型電子線
照射装置の縦断面図である。

【図８】他の実施形態に係わる回転ウインドウ型電子線
照射装置の縦断面図である。

【図９】本発明の特性を説明するグラフである。

【図１０】本発明の特性を説明するグラフである。

【符号の説明】

１−１、１−２、１−３、１−４、１−５、１−６
集束電極２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６
コイル状の陰極３陽極４電子照射窓機構４−１電子照射窓機構支持部分４−２動圧滑り軸受部分４−３動圧滑り軸受部分４−４電子透過部分４−４ａ電子透過部分の第１の構造体４−４ｂ電子透過部分の金属箔４−４ｃ電子透過部分の第２の構造体４−４ｄ取付け穴４−４ｅ熱伝導機構部５−１、５−２、５−３、５−４、５−５、５−６
電子通過孔６被照射体１０−１、〜、１０−６高電圧供給用の絶縁体１１−１、〜、１１−６リード線１２−１、〜、１２−６電子銃支持体１００真空容器２００回転シール機構２０１回転シール機構用外側スリーブ２０２回転シール機構用内側スリーブ２０３磁性流体から成るシール機構部３００誘導モータ３０１誘導モータのロータ３０２誘導モータのステータ４００−１、４００−２動圧滑り軸受からなる冷
却機構４０１動圧滑り軸受４０２動圧滑り軸受４０３冷却水の通路４０４冷却水の通路４０５可動部材４０６可動部材４０７動圧滑り軸受４０８冷却水の通路４１０冷却水の通路４１１冷却水の通路５０２被照射体ガイド５０３被照射体ガイドＢ電子線Ｅ１電子銃

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ２１Ｋ 5/04 Ｇ２１Ｋ 5/04 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空領域を構成する真空容器と、この真
空領域内に在って電子を放出する陰極と、この陰極から
放出された電子を透過させて前記の真空領域の外部に取
り出す為の電子透過窓を含む構造体と、この電子透過窓
を含む構造体を回転させる回転機構と、前記の電子透過
窓を含む構造体と前記の真空容器との境界部分を真空シ
ールする回転シール機構とを有して成り、前記の電子透
過窓を含む構造体は、動作時に回転するようになってい
ることを特徴とする回転ウインドウ型電子線照射装置。
【請求項２】前記の電子透過窓を含む構造体は、電子
を透過させる薄い部分と熱を伝える厚い部分とが回転方
向に沿って交互に配設された部分を有することを特徴と
する特許請求項１に記載の回転ウインドウ型電子線照射
装置。
【請求項３】前記の電子透過窓を含む構造体は、周方
向に配列したスリットを有する円筒状の第１の構造体
と、これに貼り付けられて電子透過膜を形成する薄膜
と、周方向に配列したスリットを有する円筒状の第２の
構造体とを有して成り、前記の第１の構造体と前記の第
２の構造体との両方のスリットが共通する部分を有する
ように取り付けられて構成されていることを特徴とする
特許請求項２に記載の回転ウインドウ型電子線照射装
置。
【請求項４】前記の電子透過窓は厚みが１５μｍ以下
のチタニューム箔から成っていることを特徴とする特許
請求項２〜３のいずれか１つに記載の回転ウインドウ型
電子線照射装置。
【請求項５】前記の電子透過窓を含む構造体の肉厚部
分の表面は原子番号が小さな物質で出来ている部分を有
することを特徴とする特許請求項２〜４のいずれか１つ
に記載の回転ウインドウ型電子線照射装置。
【請求項６】前記の電子透過窓は、これを含む構造体
の回転中心軸に平行な方向に長いことを特徴とする特許
請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転ウインドウ型
電子線照射装置。
【請求項７】前記の電子透過窓は、これを含む構造体
の回転中心軸に並行な方向に対して周方向に４５度以内
の範囲で傾斜していることを特徴とする特許請求項１〜
６のいずれか１つに記載の回転ウインドウ型電子線照射
装置。
【請求項８】前記の陰極に対向した位置に電子通過孔
を有する陽極が取り付けられており、この陽極の電子通
過孔に対して前記の陰極と反対側に前記の電子透過窓を
含む構造体が位置しており、前記の電子透過窓は前記の
電子透過窓を含む構造体の内側表面の近傍に取り付けら
れていることを特徴とする特許請求項１〜７のいずれか
１つに記載の回転ウインドウ型電子線照射装置。
【請求項９】前記の回転シール機構は磁性流体を有し
て構成されていることを特徴とする特許請求項１〜８の
いずれか１つに記載の回転ウインドウ型電子線照射装
置。
【請求項１０】前記の回転シール機構と前記の電子透
過窓を含む構造体との伝熱通路の途中に、動作時に液体
である金属を潤滑材とした動圧滑り軸受を取り付けたこ
とを特徴とする特許請求項１〜９のいずれか１つに記載
の回転ウインドウ型電子線照射装置。
【請求項１１】前記の電子透過窓を含む構造体の最小
の内径よりも小さな径を持つ領域に前記の被照射体を保
持する様に構成された被照射体ガイドを設けたことを特
徴とする特許請求項１〜１０のいずれか１つに記載の回
転ウインドウ型電子線照射装置。
【請求項１２】前記の電子透過窓を含む構造体の回転
方向に複数個の陰極が配列されていることを特徴とする
特許請求項１〜１１のいずれか１つに記載の回転ウイン
ドウ型電子線照射装置。
【請求項１３】前記の陰極は前記の電子透過窓を含む
構造体の回転中心軸に平行な方向に対して周方向に傾斜
して取り付けられていることを特徴とする特許請求項１
〜１２のいずれか１つに記載の回転ウインドウ型電子線
照射装置。
【請求項１４】前記の電子透過窓を含む構造体の回転
と同期して前記の陰極が同軸状に回転することを特徴と
する特許請求項１〜１３のいずれか１つに記載の回転ウ
インドウ型電子線照射装置。