JP2005024343A - 電子線照射装置、電子線コントローラ及び電子線放出管 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子線放出管(2)に内蔵したシールド管(10)先端からその内部に設けた熱陰極(8)先端までの距離(L)と、シールド管(10)の内接円直径(D)が、加速電圧(VA)に対してL≧0.18D×lnVA の関係を有し、グリッド(9)に電子線の照射強度分布に応じて設計された開口率分布の多数の透孔(11…)が形成され、電子線コントローラ(3)で、ビーム電流(IB)を一定に維持するようにグリッド電圧(VG)を調整しながら、熱陰極(8)の電子放出能力が下限に達したと判断されたときに熱陰極(8)へ供給される加熱電力を予め設定された値だけ上昇させるようにした。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理物に対して高エネルギーの電子線を照射することにより、インクや樹脂の硬化処理、フィルムやゴムの架橋反応、減菌処理、排煙処理等を行う電子線照射装置と、それに使用する電子線コントローラ及び電子線放出管に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子線照射装置は、一般に、電子線照射窓を形成した陽極となる照射ヘッドが内部を高真空にした封止管(胴部)の一端側に設けられると共に、電子線を発生させる熱陰極及び一以上のグリッドが胴部内に配された電子線放出管を用い、熱陰極を加熱することにより発生した熱電子をグリッドで抽出し、さらにグリッド−陽極間に30〜100kVの加速電圧を印加することにより電子を高速まで加速して、照射窓から被処理物に対して電子線を照射するように成されている。
【0003】この場合に、電子線照射処理の処理品質を一定にするためには、照射する電子量を一定に制御することが重要であり、そのためグリッド電圧を調節することにより熱陰極−陽極間に流れるビーム電流を一定に維持している。
【0004】また、熱陰極に供給される加熱電力は通常装置製作時に電力値が設定され、熱陰極の経時変化やその他の要因で熱陰極の電子放出能力が変化しても十分な電子が供給できるように、余裕のある大きな電力が供給されている。
【0005】しかしながら、加熱電力として十分に余裕のある電力を供給すると、熱陰極の負担が大きくなり、その分、熱陰極の寿命が短くなるという問題があった。
同様の問題を抱える画像表示装置などに使用される電子線発生部などでは、これを解決するためにグリッド(ビーム引出電極)でのグリッド電流(吸収電子電流)の変化に応じて熱陰極(線陰極)への加熱電力を制御することにより、熱陰極の負担を軽減して寿命を延ばす技術が提案されている(特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】特開平8−31345号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように、グリッド電流をモニタして熱陰極への加熱電力を制御しても、グリッド電流はグリッド電圧に依存するので、ビーム電流すなわち電子線の照射強度を一定に維持することができない。
【0008】この場合に、グリッド電圧を一定に維持していれば、グリッド電流はビーム電流に略比例するので、このグリッド電流に応じて加熱電力を制御することにより、理論的には、ビーム電流を一定に維持することが可能である。
【0009】しかし実際には、加熱電力の変化に対するグリッド電流(ビーム電流)の応答速度がきわめて遅いため、グリッド電流が一定に維持されるように加熱電力を制御しようとすると、加熱電力の上昇に伴ってグリッド電流(ビーム電流)が設定値に達した時点では加熱電力は過多となっている。
したがって、時間の経過に伴いグリッド電流(ビーム電流)が設定値を超えてオーバーシュートし、これに応じて加熱電力を低下させると、アンダーシュートし、制御不能に陥るという問題があった。
【0010】また、電子線放出管は、陽極とグリッド間の電位差(加速電圧)が30〜100kVと非常に大きいため、電子線の照射を一時的に停止させようとしてグリッド電圧を0に絞っても、熱陰極で発生した熱電子は加速電圧による電界の影響を受けて陽極へ漏出して漏れビーム電流を生じてしまう。
この漏れビーム電流が、グリッド電圧を最大にしたときのビーム電流の5%を超えると、電子線の漏出による悪影響が懸念される。
【0011】さらに、電子線放出管から照射される電子線の照射強度は、通常は、熱陰極から照射窓の中央を結ぶ照射軸線上が最も強く、これから離れるにしたがって徐々に弱くなる分布を有しているが、照射域全体にわたって均一な処理を行うため、電子線の照射強度分布はできるだけ均一であることが要求される。
【0012】このため従来は、電子線照射窓の支持枠に、電子線の照射強度の高い中央部分に開口率の小さな透孔を穿設し、周辺に開口率の大きな透孔を穿設した遮蔽部材を配した電子線照射装置が提案されている(特許文献2参照)。
【0013】
【特許文献2】特開平9−166700号公報
【0014】しかしながら、電子線照射窓中央部の開口率を小さくすると、透過できない電子が照射窓の支持枠にぶつかって無駄になる。このときのエネルギーロスは透過できない電子量(電流)と加速電圧との積になり、僅かな電子量のロスでも加速電圧の電圧値が高いことから、通常数Wから数十Wにもなる。
【0015】そこで本発明は、第一に、加熱電力を極力低く抑えながらビーム電流を安定的に制御して一定に維持できるようにし、第二に、グリッド電圧を0に設定したときの漏れビーム電流を略0とし、第三に、少ないエネルギーロスで電子線の照射強度分布を制御できるようにすることを技術的課題としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、電子線照射窓を形成した陽極となる照射ヘッドが胴部の一端側に設けられた電子線放出管が、該電子線放出管に対して電力供給する電子線コントローラに接続された電子線照射装置において、電子線を発生させる熱陰極及び一以上のグリッドが、前記電子線放出管の胴部内に配された断面略円形又は略正多角形のシールド管内に設けられ、
L≧0.18D×lnVA
L:シールド管先端から熱陰極先端までの距離
D:シールド管の内接円直径
VA:加速電圧
の関係を満たすように熱陰極の位置、シールド管の大きさ及び加速電圧が選定され、前記グリッドのうち少なくとも一のグリッドに、照射窓から照射させようとする電子線の照射強度分布に応じて設計された開口率分布で多数の透孔が形成され、前記電子線コントローラには、熱陰極−陽極間に流れるビーム電流が一定に維持されるようにグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整手段と、熱陰極の電子放出能力を検出して電子放出能力が下限に達したと判断されたときに熱陰極へ供給される加熱電力を予め設定された値だけ上昇させる加熱電力調整手段を備えたことを特徴とする。
【0017】本発明によれば、電子線コントローラによりビーム電流が一定に維持されるようにグリッド電圧が調節されて、電子線が照射される。
また、熱陰極が劣化して電子放出能力が低下していく変化は長期的であるが、電子線放出管の使用時間に応じて確実に低下していく。この場合、電子放出能力の低下に伴いビーム電流が低下しないように、グリッド電圧を上昇させる制御が行われるので、グリッド電圧の電圧値は電子放出能力を示す指標となる。
【0018】そこで、グリッド電圧が予め設定された上限値に達したときに電子放出能力が下限に達したと判断して、熱陰極へ供給される加熱電力を予め設定された値だけ上昇させる。
このとき、加熱電力の変化に対するビーム電流の応答速度は極めて遅いため、ビーム電流がすぐに上昇することはないが徐々に上昇していく。そして、ビーム電流が設定値より高くなったときにはグリッド電圧を下げることによりビーム電流を一定に維持できる。
【0019】このように、熱陰極が劣化するなどして電子放出能力が下限に達したときに加熱電力を少しずつ上昇させ、ビーム電流が変動したときにはグリッド電圧を調節することによりビーム電流を一定に維持するようにしているので、加熱電力は極力低く抑えられて熱陰極ひいては電子線放出管の寿命が延び、且つ、ビーム電流の制御も安定的に行われる。
【0020】また、電子線の照射を一時的に停止させようとしてグリッド電圧を0に絞ったときに、漏れビーム電流が、グリッド電圧を最大にしたときのビーム電流の5%以下であれば実用上差し支えない。
そして、発明者の実験によれば、熱陰極及び一以上のグリッドを電子線放出管の胴部内に配された断面略円形又は略正多角形のシールド管内に設けて、
L:シールド管先端から熱陰極先端までの距離
D:シールド管の内接円直径
VA:加速電圧
としたときに、
L≧0.18D×lnVA
の関係を満たすように熱陰極の位置、シールド管の大きさ及び加速電圧を選定すれば良いことが判明した。
電子線放出管では、加速電圧は、定格電圧として予め設定されるものであるので、通常はこの加速電圧に対して、シールド管先端から熱陰極先端までの距離Lと、シールド管の内接円直径Dを決めれば良く、これによりグリッド電圧の調節により確実にビーム電流がコントロールされる。
【0021】さらに、電子線放出管のグリッドに形成された多数の透孔の開口率分布が一様であれば、電子線は中央部分の照射強度が高く、中央部分から離れるに従って照射強度が徐々に低くなる強度分布で出力される。
このとき、グリッドの透孔を通過した電子のみが陽極へ達し、グリッドに直接衝突した電子は透孔を通過せずにグリッドに流入する電流となる。
したがって、例えば、中央近傍の透孔の開口率を小さく、周囲の透孔の開口率を大きく設計しておけば、中央部分の照射強度が低下するので、全体として略均一なフラットな照射強度分布の電子線が出力される。
【0022】このとき、グリッドに衝突した電子は、グリッド電流となってエネルギーロスを生ずるが、この場合のエネルギー損失はグリッド電圧×電流で求められる。グリッド電圧は、加速電圧と比して格段に小さくせいぜい数百Vであるので、中央部のグリッド開口率を小さくしたことによるエネルギーロスは通常数十mWに抑えられる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は本発明にかかる電子線照射装置を示す説明図、図2は測定結果を示すグラフ、図3は電子線の照射強度分布のプロフィールを示すグラフ、図4はグリッドの配列が異なる他の実施形態を示す説明図、図5は電子線コントローラの処理手順を示すフローチャート、図6は他の実施形態を示す説明図である。
なお、本実施形態では電子線放出管は真空排気系を持たない封止きり形であるが、別途排気装置によって電子線放出管内を真空引きし、管内を高真空に保ちながら使用する電子線放出管であっても効果は同じである。
【0024】図1に示す電子線照射装置1は、電子線を照射する電子線放出管2がその照射強度を一定に維持する電子線コントローラ3に接続されている。
電子線放出管2は、電子線照射窓5を形成した陽極6となる照射ヘッド7が封止管(胴部)4の一端側に設けられると共に、その内部に、照射窓5に向う電子線を発生させる熱陰極8及びグリッド9が配され、熱陰極8及びグリッド9は、封止管4内に配された断面略円形又は略正多角形のシールド管10内に設けられている。
そして、陽極6がグランドに接続されると共に、電子線コントローラ3により陽極6−グリッド9間に−30〜100kVの加速電圧VAが印加され、グリッド9−熱陰極8に数十Vのグリッド電圧VGが印加されるようになされている。
【0025】照射ヘッド7はSUSで形成され、電子線を照射したときに、電子線放出管2の外側に放出される二次X線の線量当量率が0.6μSv/hr(平成12年10月23日科学技術庁告示第5号 第2条参照)以下になるようにその厚さが選定されている。
本例では、ヘッド肉厚が最小部でも10mm以上になるように製作したところ、加速電圧VA=60kV、熱陰極8−陽極6間に流れるビーム電流IB=1mAで運転したときの二次X線の線量当量率が0.5μSv/hrであった。
【0026】また、グリッド電圧VGの調節でビーム電流IBを確実にコントロールできるようにするため、発明者が実験・研究を重ねた結果、グリッド電圧VG=0に設定したときの漏れビーム電流が、グリッド電圧VGを最大にしたときのビーム電流の5%以下となるような電子線放出管2の設計条件が判明した。
【0027】実験は、まず、グリッド電圧VGを最大にした状態で熱陰極8−陽極6間に流れる最大ビーム電流maxIB=1mAとなる加熱電力WKを熱陰極8に供給しておき、次に、グリッド電圧VG=0に落として、シールド管10の内接円直径(断面円形のときはその内径)D、シールド管10先端から熱陰極8先端までの距離L及び加速電圧VAを変化させたときに、ビーム電流IBが最大ビーム電流maxIBの5%となる漏れ限界加速電圧VMを測定した。
【0028】図2はその測定結果を表すもので、縦軸に距離L(mm)、横軸に漏れ限界加速電圧VMの対数軸をとったグラフで表したところ、シールド管10の内接円直径Dが一定であれば、距離Lと漏れ限界加速電圧の対数値lnVMが一次関係にあり、その傾きが内接円直径に依存することがわかった。
さらに、この場合、グリッド9の枚数を増やしても漏れ電流の値に影響はなかった。
【0029】そしてこれを解析したところ、距離L及び内接円直径Dは、漏れ限界加速電圧VMに対して、
L=0.18D×lnVM
の関係を有しており、加速電圧VAは漏れ限界加速電圧VMより小さくする必要があるから、電子線放出管2は、
L≧0.18D×lnVA
の条件で設計されている。
そして、これにより、漏れビーム電流が、グリッド電圧VGを最大にしたときのビーム電流IBの5%以下に抑えられた。
なお、熱陰極8はシールド管10内に配されているので、距離Lはシールド管10の長さLSより短く、L<LSの関係が成り立つ。
【0030】また、グリッド9には、照射窓5から照射させようとする電子線の照射強度分布に応じて設計された開口率分布の多数の透孔11…が形成されている。
このグリッド9は、例えば、開口率分布が一様の透孔が形成されたグリッドを透過した電子線の基準照射強度分布と、照射窓から照射させようとする電子線の目標照射強度分布に基づき、対応する位置における照射強度分布差に基づいて設計されている。
【0031】図3(a)は電子線を照射スポットの直径方向に切断したときの強度分布を示すビームプロフィールであって、プロフィールAが基準照射強度分布、プロフィールBが目標照射強度分布である。
そして、被処理物に対してプロフィールBに示すようなフラットな照射強度分布で電子線を照射しようとする場合、プロフィールBの目標照射強度分布からプロフィールAの基準照射強度分布を引いて、図3(b)に示すように対応する位置における照射強度分布差を求め、その差がマイナスの部分はその絶対値に応じて開口率を小さく、プラスの部分はその絶対値に応じて開口率を大きくすることにより、概ねプロフィールBのような照射強度分布が得られた。
【0032】このとき、熱陰極8で発生し、グリッド電圧により引き付けられてグリッド9に衝突した電子は、グリッド電流IGとなってエネルギーロスを生ずるが、この場合のエネルギー損失はグリッド電圧×電流で求められる。
グリッド電圧VGは、加速電圧VAと比して格段に小さくせいぜい数百Vであるので、グリッド電圧150V、開口率を小さくしたことによる損失電流を0.5mAとしても、損失分は0.075Wに過ぎず、少ないエネルギーロスで電子線の照射強度分布が制御できる。
【0033】なお、ビームプロフィール成形用のグリッド9は一以上設けられていればその数は任意であり、また、図4に示すように、ビームプロフィール成形用の一以上のグリッド9と、略均一な開口率分布の多数の透孔12…が形成されている一以上のグリッド13を重ねて使用しても良い。
要するに、複数のグリッドのうち少なくとも一がビームプロフィール成形用グリッド9であればよい。
【0034】また、複数のグリッド9…、13…を重ねて使用する場合、各グリッド9…、13…の透孔11、12の総開口面積が、熱陰極8側から陽極6側に向って徐々に大きくなるように形成すると、電子線の照射効率に優れる。
【0035】電子線コントローラ3は、熱陰極8−陽極6間に流れるビーム電流IBを一定に維持するようにグリッド電圧VGを調整するグリッド電圧調整手段21と、熱陰極8の電子放出能力を検出して電子放出能力が下限に達したと判断されたときに熱陰極8へ供給される加熱電力WK(=フィラメント電圧VK×フィラメント電流IK)を予め設定された値だけ上昇させる加熱電力調整手段22を備えている。
【0036】そして、これにより熱陰極8に供給される加熱電力WKを極力低く抑えて、且つ、熱陰極8−陽極6間に流れるビーム電流IBを一定に維持した状態で、電子線放出管2から電子線を照射させることができるようになっている。
【0037】グリッド電圧調整手段21には、ビーム電流IBをモニタする電流計23が接続され、その検出信号に応じてビーム電流IBが一定の値に維持されるようにグリッド電圧VGを調整するフィードバック制御を行う。
また、加熱電力調整手段22には、前記グリッド電圧調整手段21から出力されるグリッド電圧VGを熱陰極8の電子放出能力の指標としてモニタする電 圧計24が接続され、グリッド電圧VGが予め設定された上限値maxVGに達したときに電子放出能力が下限に達したと判断するようになされている。
【0038】図5は電子線コントローラ3の処理手順を示すフローチャートである。なお、電子コントローラ3には、目標ビーム電流TIBが得られる初期加熱電力DWK、加速電圧VA、初期グリッド電圧DVGと、熱陰極8の電子放出能力の下限に対応する最大グリッド電圧maxVGが工場出荷時に設定されている。
【0039】そして、スイッチ(図示せず)がオンされて処理が実行開始されると、まず、ステップSTP1で、加熱電力WK=DWK、グリッド電圧VG=DVGと設定し、ステップSTP2で熱陰極8に加熱電力WKを供給し、グリッド9−熱陰極8間及び陽極6−グリッド9間に夫々グリッド電圧VG及び加速電圧VAを印加する。
【0040】次いで、ステップSTP3に移行し、ビーム電流IBが目標ビーム電流TIBに一致するか否かをその差ΔIB=IB−TIBにより判断する。
そして、差ΔIB=0の場合は、グリッド電圧VG及び加熱電力WKが適正であると判断されてステップSTP2へ戻る。
また、差ΔIB>0の場合はビーム電流IBを低下させるべくステップSTP4へ移行し、差ΔIB<0の場合はビーム電量IBを上昇させるべくステップSTP6へ移行する。
【0041】ステップSTP4及びステップSTP5では、差ΔIB=0となるまでグリッド電圧VGを低下させ、差ΔIB=0となった時点でステップSTP2へ戻る。
【0042】一方、ステップSTP6及びステップSTP7では、差ΔIB=0となるまでグリッド電圧VGを上昇させ、差ΔIB=0となった時点でSTP8に移行し、グリッド電圧VGが予め設定された最大グリッド電圧maxVGに達したか否かが判断される。
そして、グリッド電圧VG=maxVGとなった時点で熱陰極8の電子放出能力が下限に達したと判断してSTP9に移行し、加熱電力WK=WK+ΔWと置き換えて予め設定された電力値ΔW分だけ加熱電力を上昇させ、ステップSTP2へ戻る。
【0043】ここで、ステップSTP4及び5、ステップSTP6及び7の処理がグリッド電圧調整手段21における処理であり、ステップSTP8及び9の処理が加熱電力調整手段22における処理である。
【0044】以上が本発明の一例であって、次にその作用を説明する。
まず、電子線コントローラ3がオンされると、ビーム電流IBが一定に維持されるようにグリッド電圧VGが調節されて、電子線放出管2から電子線が照射される。
【0045】これに対して、熱陰極8が劣化して電子放出能力が低下していく変化は長期的であるが、電子線放出管2の使用時間に応じて確実に変化していく。この場合、電子放出能力の低下に伴いビーム電流IBが低下しないように、これに対してグリッド電圧VGを上昇させる制御を行うので、グリッド電圧VGの電圧値は、現在の電子放出能力を示す指標となる。
【0046】そこで、グリッド電圧VG=上限値maxVGに達したときに電子放出能力が下限に達したと判断して、熱陰極8へ供給される加熱電力WKを予め設定された値だけ上昇させる。
加熱電力WKの変化に対するビーム電流IBの応答速度は遅いため、ビーム電流IBがすぐに上昇することはないが徐々に上昇していくので、ビーム電流IBが高くなったときには、グリッド電圧VGを下げることによりビーム電流IBを一定に維持できる。
【0047】このように、熱陰極8が劣化するなどして電子放出能力が下限に達したときに加熱電力WKを少しずつ上昇させ、ビーム電流IBが変動したときにはグリッド電圧VGを調節することによりビーム電流IBを一定に維持するようにしているので、加熱電力WKは極力低く抑えられて熱陰極8ひいては電子線放出管2の寿命が延び、且つ、ビーム電流IBの制御も安定的に行われる。
【0048】また、電子線放出管2は、
L≧0.18D×lnVA
L:シールド管先端から熱陰極先端までの距離
D:シールド管の内接円直径
VA:加速電圧
の関係を満たすように加速電圧VAに対する熱陰極8の位置及びシールド管10の大きさが選定されている。
これにより、漏れビーム電流が、グリッド電圧VGを最大にしたときのビーム電流IBの5%以下に抑えられ、グリッド電圧VGを絞ることにより一時的に電子線の照射を停止させようとする場合も実用上問題はない。
【0049】さらに、電子線放出管2のグリッド9には多数の透孔11…が形成され、その透孔11…を通過した電子のみが陽極6へ達し、グリッド9に直接衝突した電子は透孔11…を通過せずにグリッド9に流入する電流となる。
したがって、例えば、中央近傍の透孔11…の開口率を小さく、周囲の透孔11…の開口率を大きく設計しておけば、中央部分の照射強度が低下し、全体として略均一なフラットな照射強度分布の電子線が出力される。
【0050】このとき、グリッド9に直接衝突した電子は、グリッドに流れ込む電流IGLとなってグリッド電流IGを増加させるが、この場合のエネルギー損失はグリッド電圧VG×電流IGLで求められ、グリッド電圧VGは、加速電圧VAと比して格段に小さくせいぜい数百Vであるので、グリッド電圧VG=150Vのときに検出されたグリッド電流IGのうち0.5mAが損失分としても、その損失分は75mWに過ぎず、電子線の照射強度分布を制御するためのエネルギーロスは少ない。
【0051】なお、上述の説明では、熱陰極の電子放出能力としてグリッド電圧VGをモニタする場合について説明したが、図6に示すように、熱陰極8の近傍に別途検出電極14を設けて、熱陰極8に対して所定の電位差を与えておき、その検出電極14に流入する電流値を熱陰極の電子放出能力としてモニタし、その電流値が予め設定された下限値まで低下したときに電子放出能力が下限に達したと判断しても良い。
【0052】また、電子線の照射強度分布は、フラットにする場合に限らず、よりシャープに尖らせたり、複数のピークを形成するなど、その分布パターンは任意である。
【0053】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、熱陰極の電子放出能力の低下に伴い電子放出能力が低下してビーム電流が変動したときでも、グリッド電圧を調節することによりビーム電流を一定に維持しながら、加熱電力を少しずつ上昇させるようにしているので、ビーム電流の制御を安定的に行うことができると同時に、加熱電力を極力低く抑えて熱陰極の寿命延ばすことができるという大変優れた効果がある。
【0054】また、グリッド電圧を0に設定したときの漏れビーム電流がグリッド電圧を最大にしたときのビーム電流の5%以下に抑えることができるので、電子線の照射を一時的に停止させる際に、電子線の漏出による影響が実用上問題とならない。
【0055】さらに、グリッドに形成する多数の透孔を照射窓から照射させようとする電子線の照射強度分布に応じた開口率分布に設計したので、照射窓にそのような開口を設ける場合と異なり、極めて少ないエネルギーロスで電子線の照射強度分布を制御することができるという大変優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる電子線照射装置を示す説明図。
【図2】測定結果を示すグラフ。
【図3】電子線の照射強度分布のプロフィールを示すグラフ。
【図4】グリッドの配列が異なる他の実施形態を示す説明図。
【図5】電子線コントローラの処理手順を示すフローチャート。
【図6】他の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
1………電子線照射装置
2………電子線放出管
3………電子線コントローラ
4………封止管(胴部)
5………電子線照射窓
6………陽極
7………照射ヘッド
8………熱陰極
9………グリッド
10………シールド管
11………透孔
21………グリッド電圧調整手段
22………加熱電力調整手段
VA………加速電圧
VG………グリッド電圧
IB………ビーム電流
WK………加熱電力
L………距離
D………内接円直径
Claims (7)
- 電子線照射窓を形成した陽極となる照射ヘッドが胴部の一端側に設けられた電子線放出管が、該電子線放出管に対して電力供給する電子線コントローラに接続された電子線照射装置において、
電子線を発生させる熱陰極及び一以上のグリッドが、前記電子線放出管の胴部内に配された断面略円形又は略正多角形のシールド管内に設けられ、
L≧0.18D×lnVA
L:シールド管先端から熱陰極先端までの距離
D:シールド管の内接円直径
VA:加速電圧
の関係を満たすように熱陰極の位置、シールド管の大きさ及び加速電圧が選定され、
前記グリッドのうち少なくとも一のグリッドに、照射窓から照射させようとする電子線の照射強度分布に応じて設計された開口率分布で多数の透孔が形成され、
前記電子線コントローラには、熱陰極−陽極間に流れるビーム電流が一定に維持されるようにグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整手段と、熱陰極の電子放出能力を検出して電子放出能力が下限に達したと判断されたときに熱陰極へ供給される加熱電力を予め設定された値だけ上昇させる加熱電力調整手段を備えたことを特徴とする電子線照射装置。 - 電子線照射窓を形成した陽極となる照射ヘッドが胴部の一端側に設けられると共に、電子線を発生させる熱陰極及びグリッドが胴部内に配された電子線放出管に対して電力供給する電子線コントローラにおいて、
前記熱陰極−陽極間に流れるビーム電流が一定に維持されるようにグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整手段と、熱陰極の電子放出能力を検出して電子放出能力が下限に達したと判断されたときに熱陰極へ供給される加熱電力を予め設定された値だけ上昇させる加熱電力調整手段を備えたことを特徴とする電子線コントローラ。 - 前記加熱電力調整手段において、ビーム電流が予め設定された値に維持されているときのグリッド電圧を熱陰極の電子放出能力の指標として検出し、グリッド電圧が予め設定された上限値に達したときに電子放出能力が下限に達したと判断するように成された請求項2記載の電子線コントローラ。
- 前記加熱電力調整手段において、前記熱陰極の近傍に設けられ、且つ、その熱陰極に対して一定の電圧に維持された検出電極に流入する電流値を熱陰極の電子放出能力の指標として検出し、その電流値が予め設定された下限値まで低下したときに電子放出能力が下限に達したと判断するように成された請求項2記載の電子線コントローラ。
- 電子線照射窓を形成した陽極となる照射ヘッドが胴部の一端側に設けられた電子線放出管において、
電子線を発生させる熱陰極及びグリッドが、胴部内に配された断面略円形又は略正多角形のシールド管内に設けられ、
L≧0.18D×lnVA
L:シールド管先端から熱陰極先端までの距離
D:シールド管の内接円直径
VA:定格加速電圧
の関係を満たすように熱陰極の位置、シールド管の大きさが選定されたことを特徴とする電子線放出管。 - 電子線照射窓を形成した陽極となる照射ヘッドが胴部の一端側に設けられると共に、電子線を発生させる熱陰極及び一以上のグリッドが胴部内に配された電子線放出管において、前記グリッドのうち少なくとも一のグリッドに、照射窓から照射させようとする電子線の照射強度分布に応じて設計された開口率分布で多数の透孔が形成されたことを特徴とする電子線放出管。
- 前記開口率分布は、開口率分布が一様の透孔が形成されたグリッドを透過した電子線の基準照射強度分布と、照射窓から照射させようとする電子線の目標照射強度分布に基づき、対応する位置における照射強度分布差に基づいて設計される請求項6記載の電子線放出管。
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