JP2003307600A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビームマスクを小型化し、装置全体を小型化
することができる電子線照射装置を提供すること。 【解決手段】 制御部９は電子流３の照射範囲が入力手
段１２から入力された被照射物８の照射範囲Ｌに一致す
るように、マスク駆動機構１１を制御して両側のビーム
マスク７を移動させる。また、制御部９は電子流の走査
範囲が被照射物の照射範囲Ｌより若干広くなるように、
走査部１０から走査器４に入力される、例えば、三角波
の電流振幅を設定する。この後、操作盤の運転キースイ
ッチを入れると、電子源１から電子が発生され、この電
子は加速器２で加速された後、走査器４によって所定範
囲で走査され、走査管５の先端部に設けた窓箔６を通し
て、ビームマスク７の先端と被照射物８の照射範囲Ｌの
みに照射される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、電子線照射装置、
特に走査型の電子線照射装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子線照射装置は、真空中で電子を発生
し、これを加速し照射窓の窓箔を通して大気中に取りだ
しこれを被照射物に当てるもので、電線被覆の改質、高
分子材料の改質、ゴムの架橋、塗膜等の硬化、医薬品や
無菌包装材の殺菌等に使われている。加速エネルギーは
２００ｋｅＶ〜５ＭｅＶと広範囲に渡っている。この電
子線照射装置には、走査型と非走査型のものがあり、走
査型の電子線照射装置は、エネルギーが高く、細いビー
ムを左右に振って被処理物の全面に電子線が当たるよう
にしたものである。 【０００３】図３（ａ）は従来の走査型電子線照射装置
の正面図であり、図３（ｂ）はその側面図である。図４
はビームマスクの詳細構造を示す図である。電子源１で
発生された電子は加速器２で加速されて電子流３とな
り、走査器４でＹ方向に走査される。この走査された電
子流３は走査管５の先端部に設けた窓箔６を通して照射
雰囲気中に射出され、Ｘ方向に搬送される被照射物８に
照射される。窓箔６は、走査管５の内部の真空雰囲気と
外部の照射雰囲気とを分離する働きをしている。 【０００４】このような電子線照射装置において、被処
理物の大部分には電子流を当てて処理したいが、被照射
部の両端の数ｃｍ〜数十ｃｍには照射したくない場合が
あり、走査管５の窓箔６と被照射物８との間には、被照
射物８に照射される電子流３の走査方向Ｙの幅（照射
幅）を絞るためのビームマスク７が配置されている。こ
のビームマスク７は、矢印Ｂに示すように、Ｙ方向の両
側から出し入れされ、走査された電子流３のＹ方向の両
端部を遮断して、被照射物８の所望の部分のみに電子流
を照射するようにしている。 【０００５】電子流がビームマスク７に当たると、その
電子流のエネルギーが熱となって失われてビームマスク
７が加熱されるので、過熱防止のために、ビームマスク
７には冷却機構が備えられている。すなわち、図４に示
すように、ビームマスク７の内部は中空とされ、その中
空内部に複数の仕切り壁（図では３枚）７ａがジグザグ
状に形成されている。これにより、ビームマスク７の側
壁と仕切り壁７ａおよび仕切り壁７ａ間の空隙部に、仕
切り壁７ａに沿ってジグザグ状に冷却水を通流させるこ
とができ、電子線の照射による温度上昇を抑制すること
ができる。ビームマスク７の側壁端部には内部の空隙部
に連通する冷却水供給孔７ｂ、冷却水排出孔７ｃが形成
されており、この孔７ｂ、７ｃにフレキシブルチューブ
を接続し、供給孔７ｂから冷却水を供給して、ビームマ
スク７の内部を通流した冷却水を排出孔７ｃから排出す
るようにしている。 【０００６】このように構成された電子照射線装置は、
被照射物８の電子線照射範囲に応じてビームマスク７を
移動して被照射物８に照射される電子線の幅を調節し、
被照射物８の所望領域に電子線を照射している。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】従来の電子線照射装置
は上記のように構成されており、電子線照射装置の照射
幅を、例えば、最大幅の１８０ｃｍから１２０ｃｍに狭
めて照射する場合、ビームマスク７の両端を３０ｃｍ突
き出して照射幅を１２０ｃｍとし、残り６０ｃｍ分をビ
ームマスクで遮蔽する。このとき、電子線照射装置を、
例えば、５００ｋＶ−１５０ｍＡで動作させているとす
ると、上記のように照射幅を１８０ｃｍから１２０ｃｍ
にした場合、７５ｋＷの１／３にあたる２５ｋＷのエネ
ルギーをビームマスクで冷却しなければならない。この
ため、ビームマスクの過熱を防ぎその破損を防止するた
めには、ビームマスクの冷却機構を大きくしなければな
らず、ビームマスクの厚さが厚くなって、ビームマスク
自体が大型化し、ひいては電子線照射装置全体が大型化
するという問題があった。 【０００８】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
ので、ビームマスクを小型化し、装置全体を小型化する
ことができる電子線照射装置を提供することを目的とす
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、電子線を走査
する走査機構と、電子線が通過する走査管の下部に設け
られた平板上のビームマスクとを備え、前記ビームマス
クの移動により被照射物に照射する電子線の照射幅を調
節可能にされてなる電子線照射装置において、電子線の
走査幅を制御する制御部を備え、この制御部がビームマ
スクの移動量に応じて電子線の走査幅を制御することを
特徴とする。 【００１０】本発明では、被照射物に照射する電子線の
照射幅に応じてビームマスクの位置を調整すると、電子
線の走査範囲が照射幅に応じて制限されるので、ビーム
マスクに当たる電子線が少なくなり、加熱を少なくする
ことができるので、ビームマスクの冷却構造を簡単にす
ることができ、ビームマスクを小型化することができ
る。したがって、電子線照射装置全体の構造を小型化す
ることができる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は実施の形態に係る電子
線照射装置を示す図である。図１において、１は電子
源、２は加速器、３は電子流、４は走査器、５は走査
管、６は走査管５の窓部に設けられた窓箔、７はビーム
マスク、８は被照射物、９は制御部、１０は走査器４を
制御する走査部、１１はビームマスク７を移動させるマ
スク駆動機構、１２は制御装置９に接続された入力手段
である。 【００１２】電子源１は電子を発生するフィラメント、
これを支持するフランジ、カソード・カップからなる電
子銃を備え、電子を発生する。加速器２は電子源１から
の電子を数百ｋＶ以上で加速して電子流３を発生させ、
走査器４は走査用の偏向コイルを有し、この偏向コイル
に三角波等の電流を流すことにより、電子流３がＹ方向
に走査される。走査管５は内部を上記電子流３が走査さ
れながら通過するものであり、その下部のフランジに
は、例えば、薄いチタン合金箔よりなる窓箔６が取り付
けられ、走査管５の内部の真空雰囲気と外部の照射雰囲
気とを分離している。 【００１３】ビームマスク７は走査管５の窓箔６と被照
射物８との間に設けられ、被照射物８の電子流が照射さ
れる領域に応じて移動されて、被照射物８に照射される
電子流の幅を調節するものであり、内部に冷却機構を備
えている。被照射物８は搬送装置（図示せず）により図
面手前方向に、連続的にあるいは間歇的にビームマスク
７の下を搬送される。制御部９は、走査部１０、マスク
駆動機構１１を制御するとともに、電子源１、加速器
２、被照射物８の搬送機構等を制御する。走査部１０は
制御部９により制御され、走査器４の偏向コイルに加え
る電流を発生する。マスク駆動機構１１は制御部９によ
り制御されて、ビームマスク７を移動させるものであ
り、エアシリンダ、油圧シリンダ、電動式のアクチュエ
ータ等を用いることができる。入力手段１２は電子線照
射装置の操作盤に設けられたキーボード、テンキー等の
入力手段であり、被照射物の照射範囲を入力することが
できる。 【００１４】次に、本発明の電子線照射装置を用いて被
照射物に電子流を照射する場合の作用について説明す
る。入力手段１２から被照射物の照射範囲を入力する
と、制御部９はマスク駆動機構１１を制御し、入力手段
１２から入力された被照射物の照射範囲と、図の破線の
電子流で示す、被照射物８に電子流が実際に照射される
範囲Ｌが一致するように、両側のビームマスク７を移動
させる。また、制御部９は図の実線で示す電子流のよう
に、走査範囲が被照射物の照射範囲Ｌより若干広くなる
ように、走査部１０から走査器４に入力される、例え
ば、三角波の電流振幅を設定する。この後、操作盤の運
転キースイッチ（図示せず）を入れると、電子源１から
電子が発生され、この電子は加速器２で加速されて電子
流３となった後、走査部１０からの電流により、走査器
４によって所定範囲で走査され、走査管５の先端部に設
けた窓箔６を通して被照射物８に照射される。したがっ
て、電子流３はビームマスク７の先端と被照射物８の照
射範囲Ｌのみに照射される。 【００１５】図２は本発明の他の実施の形態を示す図で
あり、この実施の形態ではビームマスクの実際の移動量
を検出して電子流の走査幅を制御している。図２におい
て、符号１〜１１は図１と同一であり、１３は操作ボタ
ン、設定値入力手段等の入力手段と制御回路からなるマ
スク操作部であり、１４はビームマスク７の移動量を検
出するエンコーダ等の移動量センサである。 【００１６】この電子線照射装置において、マスク操作
部１３の操作ボタンを押圧するか、あるいはマスク移動
量を数値入力すると、マスク操作部１３はマスク駆動機
構１１を制御し、両側のビームマスク７を移動させる。
このビームマスク７の移動量が移動量センサ１４により
検出され、制御部９に入力される。そして、制御部９は
ビームマスク７の移動量から電子流の照射範囲Ｌを演算
し、電子流の走査範囲が被照射物の照射範囲Ｌより若干
広くなるように、走査部１０から走査器４に入力され
る、例えば、三角波の電流振幅を設定する。したがっ
て、電子流３は図１の電子線照射装置と同様にビームマ
スク７の先端と被照射物８の照射範囲Ｌのみに照射され
る。この実施の形態では、ビームマスクの移動機構に異
常があって、設定した位置と異なる位置に移動しても、
ビームマスクの実際の移動量を検出して電子流の走査幅
を決定するので、ビームマスクへの電子流の照射が増加
することがなく、ビームマスクの異常過熱を防止するこ
とができる。 【００１７】上記のように、本発明の電子線照射装置で
は、照射幅を、例えば、最大幅の１８０ｃｍから１２０
ｃｍに狭めても、電子流はビームマスク７の先端にだけ
当たるようにすることができ、ビームマスク７の先端か
ら５ｃｍだけ当たるようにしたとすれば、ビームマスク
７に加えられるエネルギーは全体の２．５％であり、電
子線照射装置を５００ｋＶ−１５０ｍＡで使用する場
合、約２ｋＷの熱量を冷却できればよい。したがって、
ビームマスクの冷却機構を小さくすることができ、ビー
ムマスク７の厚さを薄くすることができるので、ビーム
マスク７を小型化することができる。 【００１８】なお、図２に示す実施の形態では、ビーム
マスクの一方にのみ移動量センサを設けているが、両方
のビームマスクに移動量センサを設ける方が好ましく、
両方のビームマスクに移動量センサを設けた場合には、
それぞれのビームマスクの移動量を異ならせて移動させ
ることも可能であり、この場合には、電子流の中心に対
して非対称に電子流を走査することになる。また、ビー
ムマスクをマスク操作部で操作して移動させているが、
ビームマスクを手動で動かすようにすることも可能であ
る。 【００１９】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
被照射物に照射する電子線の照射幅に応じてビームマス
クの位置を調整する場合、電子線の走査範囲をビームマ
スクの移動量に応じて制限するので、電子線の照射幅を
狭めても、電子線はビームマスクの先端に当たるだけで
あり、ビームマスクに当たる電子線を少なくすることが
できる。したがって、ビームマスクの加熱が少なくな
り、ビームマスクの冷却機構を簡単にすることができる
ので、ビームマスクを小型化し、電子線照射装置全体の
構造も小型化することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置を示
す図である。 【図２】本発明の他の実施の形態に係る電子線照射装置
を示す図である。 【図３】従来の電子線照射装置を示す図で、（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図である。 【図４】図３に示す電子線照射装置のビームマスクの詳
細を示す図である。 【符号の説明】 １ 電子源 ２ 加速器 ３ 電子流 ４ 走査器 ５ 走査管 ６ 窓箔 ７ ビームマスク ８ 被照射物 ９ 制御部 １０ 走査部 １１ マスク駆動機構 １２ 入力手段 １３ マスク操作部 １４ 移動量センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電子線を走査する走査機構と、電子線が
   通過する走査管の下部に設けられた平板上のビームマス
   クとを備え、前記ビームマスクの移動により被照射物に
   照射する電子線の照射幅を調節可能にされてなる電子線
   照射装置において、電子線の走査幅を制御する制御部を
   備え、この制御部がビームマスクの移動量に応じて電子
   線の走査幅を制御することを特徴とする電子線照射装
   置。