JP2011033396A - 窓構造体、電子線出射装置及びｘ線出射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 窓部材が破損するのを防止しつつ、確実な気密封止を達成することができる窓構造体、そのような窓構造体を備える電子線出射装置及びＸ線出射装置を提供する。
【解決手段】 窓構造体２０では、枠体２１と窓部材２３との間にＯリング２７が配置され、枠体２２と窓部材２３との間にシール３６が配置されている。そのため、枠体２１，２２との接触に起因して薄膜状の窓部材２３が破損するのを防止することができる。更に、窓部材２３に対してＯリング２７が線状に接触するので、窓部材２３に対してＯリング２７及びシール３６による押圧力が集中し易くなる。しかも、窓部材２３に対してシール３６が面状に接触するので、窓部材２３の一方の側と他方の側とで押圧力が作用する位置がずれ難くなる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、対向する環状の枠体によって窓部材が挟持されてなる窓構造体、そのような窓構造体を備える電子線出射装置及びＸ線出射装置に関する。

上記技術分野の窓構造体として、種々の構成を採用したものが提案されている。例えば、特許文献１には、一方の枠体と窓部材との間、及び他方の枠体と窓部材との間に、気密封止部材としてシート状のシールを介在させたもの記載されている。また、特許文献２には、一方の枠体と窓部材との間、及び他方の枠体と窓部材との間に、気密封止部材としてＯリングを介在させたものが記載されている。更に、特許文献３には、一方の枠体と窓部材との間のみに、気密封止部材としてＯリングを介在させたものが記載されている。

特開２００４−４０４０号公報 特開平５−６６２９９号公報 特開２００４−３５４１４６号公報

しかしながら、上述したような窓構造体には、次のような問題が存在する。すなわち、特許文献１記載の窓構造体にあっては、窓部材に対して両側からシート状のシールが面状に接触することになるため、窓部材に対して押圧力が集中し難く、確実な気密封止が達成されないおそれがある。また、特許文献２記載の窓構造体にあっては、窓部材に対して両側からＯリングが線状に接触することになるため、窓部材の一方の側と他方の側とで押圧力が作用する位置がずれ易く、確実な気密封止が達成されないおそれがある。更に、特許文献３記載の窓構造体にあっては、枠体同士に窓部材が直接挟まれることになるため、特に窓部材が薄膜状に形成されていると、窓部材が破損するおそれがあり、やはり確実な気密封止が達成されないおそれがある。

そこで、本発明は、確実な気密封止を達成することができる窓構造体、そのような窓構造体を備える電子線出射装置及びＸ線出射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る窓構造体は、環状の第１の枠体及び第２の枠体によって窓部材が挟持されてなる窓構造体であって、第１の枠体と窓部材との間において環状に延在する第１の気密封止部材と、第１の気密封止部材と対向するように、第２の枠体と窓部材との間において環状に延在する第２の気密封止部材と、を備え、第１の気密封止部材は、窓部材と接触する面が曲面となるように形成されたものであり、第２の気密封止部材は、窓部材と接触する面が平面となるように形成されたものであることを特徴とする。

この窓構造体では、第１の枠体と窓部材との間に第１の気密封止部材が配置され、第２の枠体と窓部材との間に第２の気密封止部材が配置されている。そのため、窓部材が薄膜状に形成されていたとしても、枠体との接触に起因して窓部材が破損するのを防止することができる。更に、第１の気密封止部材において窓部材と接触する面が曲面となるように形成されているので、窓部材に対して第１の気密封止部材が線状に接触し、窓部材に対して押圧力が集中し易くなる。しかも、第２の気密封止部材において窓部材と接触する面が平面となるように形成されているので、窓部材の一方の側と他方の側とで押圧力が作用する位置がずれ難くなる。従って、この窓構造体によれば、確実な気密封止を達成することができる。

ここで、第１の気密封止部材は、延在する方向に略垂直な断面形状が円形状となるように形成されたものであり、第２の気密封止部材は、延在する方向に略垂直な断面形状が四角形状となるように形成されたものであることが好ましい。この構成によれば、第１の気密封止部材において窓部材と接触する面を確実に曲面とすることができると共に、第２の気密封止部材において窓部材と接触する面を確実に平面とすることができる。

また、第２の気密封止部材は、第１の気密封止部材と対向する方向から見た場合に、第１の気密封止部材を含んでいることが好ましい。この構成によれば、窓部材の一方の側と他方の側とで押圧力が作用する位置をより一層ずれ難くすることができる。

また、第１の枠体において窓部材に臨む第１の開口部の縁部、及び第２の枠体において窓部材に臨む第２の開口部の縁部は、曲面状に面取りされていることが好ましい。この構成によれば、例えば窓構造体を組み立てる際に窓部材と枠体とが接触したとしても、窓部材が破損するのを防止することで、確実な気密封止を達成することができる。

また、第１の枠体は、窓部材に臨む第１の面を有し、第１の面には、第１の気密封止部材の一部が窓部材側に突出するように第１の気密封止部材が配置される環状の溝が形成されており、第２の枠体は、溝と対向した状態で窓部材に臨む第２の面を有し、第２の面は、第２の気密封止部材を窓部材側に押圧することが好ましい。この構成によれば、第１の気密封止部材と第２の気密封止部材とを確実に対向させることができ、窓部材の一方の側と他方の側とで押圧力が作用する位置がずれ難くなる。

このとき、第２の面には、第２の気密封止部材の内側において第２の気密封止部材に沿うように環状の凸部が形成されていることが好ましい。この構成によれば、例えば窓部材を透過する電子線等が第２の気密封止部材に入射して第２の気密封止部材が劣化するのを防止することができ、確実な気密封止を達成することができる。

更に、第１の枠体は、第１の気密封止部材と第２の気密封止部材とが対向する方向において、第２の枠体に対向する第１の接触部を有し、第２の枠体は、第１の気密封止部材と第２の気密封止部材とが対向する方向において、第１の枠体に対向する第２の接触部を有し、第１の枠体と第２の枠体とは、第１の接触部と第２の接触部とが接触した状態で互いに固定され、第１の面と第２の面とは、第１の接触部と第２の接触部とが接触した状態で所定の間隔を有していることが好ましい。この構成によれば、第１の気密封止部材及び第２の気密封止部材を適度に変形させることができ、しかも、その状態で、第１の枠体の第１の面と第２の枠体の第２の面との間隔が所定の間隔に維持されるので、過大な押圧力に起因して窓部材が破損するのを防止することができる。

また、第１の枠体及び第２の枠体、並びに窓部材は、所定の方向に沿って長尺状に形成されていることが好ましい。この構成によれば、窓部材の面積を抑制しつつ、所定の方向に沿った窓部材の長さを十分に確保することができる。

このとき、第１の枠体は、第１の気密封止部材を窓部材側に押圧する第１の押圧部を有し、第２の枠体は、第２の気密封止部材を窓部材側に押圧する第２の押圧部を有し、第１の押圧部及び第２の押圧部、並びに窓部材は、第１の気密封止部材と第２の気密封止部材とが対向する方向から見た場合に、所定の方向における一端部及び他端部にて互いに略同形状となるように形成されていることが好ましい。この構成によれば、窓部材が薄膜状に形成されていたとしても、所定の方向における一端部及び他端部にて窓部材に皺が寄ったり、窓部材が破損したりするのを防止することができる。

そして、本発明に係る電子線出射装置は、本発明に係る窓構造体を備え、窓部材を介して電子線を出射させることを特徴とする。また、本発明に係るＸ線出射装置は、本発明に係る窓構造体を備え、窓部材に電子線を照射することにより、窓部材からＸ線を出射させることを特徴とする。

これらの電子線出射装置及びＸ線出射装置では、上述した窓構造体を備えているので、窓部材の破損が防止されると共に、確実な気密封止が達成されることになり、その結果、信頼性の向上を図ることができる。

本発明によれば、窓部材が破損するのを防止しつつ、確実な気密封止を達成することができる。

本発明に係る窓構造体の一実施形態が適用された電子線出射装置の縦断面図である。 図１の電子線出射装置の平面図である。 図２のIII−III線に沿っての断面図である。 図２のIV−IV線に沿っての断面図である。 図３の窓構造体の要部分解断面図である。 本発明に係る窓構造体の実施例及び比較例の写真を示す図である。 本発明に係る窓構造体の他の実施形態の要部縦断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る窓構造体の一実施形態が適用された電子線出射装置の縦断面図である。図１に示されるように、電子線出射装置１は、電子線通過孔２を形成するチャンバ３と、電子線通過孔２の後端２ａを塞ぐようにチャンバ３に気密に取り付けられた電子銃部１０と、電子線通過孔２の前端２ｂを塞ぐようにチャンバ３に気密に取り付けられた窓構造体２０と、を備えている。電子銃部１０は、電子線ＥＢをＺ軸方向に沿って前側に出射する。電子銃部１０から出射された電子線ＥＢは、電子線通過孔２内を前側に向かって進行し、窓構造体２０を介して外部に出射させられる。

窓構造体２０においては、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形環状の枠体（第１の枠体）２１及び枠体（第２の枠体）２２によって、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形薄膜状の窓部材２３が挟持されている。電子線出射装置１では、窓部材２３のＹ軸方向の略全長にわたって電子線ＥＢがスキャンされるように、電子銃部１０から出射された電子線ＥＢがＹ軸方向に偏向されることで、窓部材２３を透過する電子線ＥＢが線状になって外部へと出射させられる。

チャンバ３は、電子銃部１０が取り付けられるチャンバ３_１、及び窓構造体２０が取り付けられるチャンバ３_２を有している。チャンバ３_１は、金属により円柱状に形成されている。チャンバ３_１が形成する電子線通過孔２_１の横断面形状は円形状であり、電子線通過孔２_１は、前側の小径部と後側の大径部とが接続された形状となっている。一方、チャンバ３_２は、金属により台形板状に形成されている。チャンバ３_２が形成する電子線通過孔２_２の断面形状は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状であり、電子線通過孔２_２は、前側に向かってＹ軸方向のみに末広がりの形状となっている。

チャンバ３_２の後端部には、金属により円板状に形成されたフランジ４が設けられており、フランジ４の後面は、チャンバ３_１の前端面と接触している。チャンバ３_２は、チャンバ３_１に対してＺ軸回りに回転自在となっており、フランジ４を貫通するボルト５によってチャンバ３_１に所望の角度で固定される。

チャンバ３_１には、電子線通過孔２_１の小径部を挟んで対になるようにアライメントコイル６_１及び集束コイル６_２が配置されている。アライメントコイル６_１は、電子銃部１０から出射された電子線ＥＢを電子線通過孔２_１の中心軸に一致させる。集束コイル６_２は、アライメントコイル６_１によってずれが補正された電子線ＥＢを窓構造体２０の窓部材２３に集束する。また、フランジ４の前面には、偏向コイル７が配置されている。偏向コイル７は、集束コイル６_２によって窓部材２３に集束された電子線ＥＢをＹ軸方向に偏向する。

チャンバ３_１には、電子線通過孔２_１と真空ポンプ（図示せず）とを接続する排気管８が形成されている。これにより、チャンバ３内（すなわち、電子線通過孔２）が真空引きされる。また、電子線出射装置１は、その全体を制御する制御部９を備えている。

電子銃部１０は、金属により直方体状に形成されたケース１１、絶縁ブロック１２及び高耐圧型のコネクタ１３を有している。ケース１１は、チャンバ３_１の後端部に気密に固定されている。ケース１１の前壁には、ケース１１内とチャンバ３_１内とを連通させる開口１１ａが設けられている。また、ケース１１の側壁には、コネクタ１３を取り付けるための開口１１ｂが設けられている。

絶縁ブロック１２は、エポキシ樹脂等の絶縁性材料からなり、コネクタ１３からカソード１４への電力供給経路を外部から絶縁している。絶縁ブロック１２は、ケース１１内に収容された基部１２ａ、及び基部１２ａから開口１１ａを通って電子線通過孔２_１の大径部内に突出する突出部１２ｂを有している。突出部１２ｂの前端部は、Ｚ軸方向において電子線通過孔２_１の小径部の後端に対向している。

基部１２ａは、ケース１１の開口１１ａ側及び開口１１ｂ側の内面と接触している。基部１２ａにおいてケース１１の内面と接触しない部分には、導電性材料からなるフィルム１５が貼り付けられており、フィルム１５は、接地電位であるケース１１と電気的に接続されている。これにより、ケース１１の内面に臨む絶縁ブロック１２の表面電位が接地電位となり、動作時の安定性の向上が図られている。

コネクタ１３は、電子線出射装置１の外部の電源装置からカソード１４に高電圧を供給するためのものである。コネクタ１３は、ケース１１の側壁の開口１１ｂに差し込まれ、コネクタ１３の先端が絶縁ブロック１２の中心付近に位置した状態で絶縁ブロック１２中に埋没されて固定されている。コネクタ１３の基端部には、電源装置と接続された外部配線の先端を保持する電源用プラグが挿入される挿入口１３ａが設けられている。また、コネクタ１３の先端には、１対の内部配線１６が接続されている。１対の内部配線１６は、コネクタ１３の先端から基部１２ａの中心に向かって延在すると共に、基部１２ａの中心で折り曲げられて突出部１２ｂの前端部まで延在している。

各内部配線１６の終端部には、突出部１２ｂの前端部に埋設されたソケット１７が接続されており、各ソケット１７には、給電用ピン１８が結合されている。各給電用ピン１８において突出部１２ｂの前端面から突出した前端部には、カソード１４が掛け渡されている。なお、各給電用ピン１８は、突出部１２ｂの前端面上に配置されたセラミック板を貫通して、セラミック板にロウ付け等により固定されている。

カソード１４は、電子線ＥＢとなる電子を放出する薄板状部材である。すなわち、カソード１４は、電子線ＥＢを放出するために用いられる電源装置とは別の加熱用電源装置によって、内部配線１６、ソケット１７及び給電用ピン１８を介して、電子放出部が電子を放出可能な温度まで通電加熱される。その後、カソード１４は、電源装置によって、内部配線１６の一方に高電圧が印加されることで、電子線ＥＢとなる電子を放出する。カソード１４の周囲には、いわゆるグリッドである中間電極１９が設けられている。中間電極１９は、所定の電圧が印加されることで、カソード１４から放出された電子を引き出して電子線ＥＢを集束する電界を発生させる。

以上のように構成された電子線出射装置１の動作について説明する。

まず、真空ポンプによって、排気管８を介してチャンバ３内（すなわち、電子線通過孔２）が真空引きされる。そして、電源装置によって、内部配線１６、ソケット１７及び給電用ピン１８を介してカソード１４に高電圧が印加されると、カソード１４から電子が放出される。カソード１４から放出された電子は、Ｚ軸方向に沿って前側に放出され、中間電極１９によって発生させられた電界により加速及び集束されて、電子線ＥＢが電子銃部１０からＺ軸方向に沿って前側に出射される。

電子銃部１０から出射されて電子線通過孔２を通過する電子線ＥＢは、アライメントコイル６_１によって中心軸の補正がなされた後、集束コイル６_２によって窓構造体２０の窓部材２３に対して集束される。そして、集束コイル６_２によって集束されて電子線通過孔２を通過する電子線ＥＢは、偏向コイル７によってＹ軸方向に偏向される。つまり、集束コイル６_２によって集束されて電子線通過孔２を通過する電子線ＥＢの中心軸がＹ軸方向に沿って線状に繰り返し変化させられる。

偏向コイル７によってＹ軸方向に偏向された電子線ＥＢは、窓構造体２０の窓部材２３を透過して外部へ出射される。外部へ出射された電子線ＥＢは、窒素等の不活性ガス中においてライン上を流れる照射対象物に照射され、照射対象物の乾燥、殺菌、表面改質等が行われる。このように、電子線出射装置１は、電子線ＥＢを照射すべき領域が比較的広い場合に特に有効である。

次に、上述した窓構造体２０について、より詳細に説明する。図２は、図１の電子線出射装置の平面図である。図３は、図２のIII−III線に沿っての断面図であり、図４は、図２のIV−IV線に沿っての断面図である。

図２〜４に示されるように、窓構造体２０は、チャンバ３_２の前端部に設けられた内向きフランジ部５１に気密に取り付けられている。内向きフランジ部５１の外形は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形環状である。窓構造体２０の枠体２１は、金属によって長方形環状に形成されている。枠体２１は、電子線ＥＢが通過する開口２４を包囲する押圧部（第１の押圧部）２５を有し、押圧部２５の後端部には、外向きフランジ部（第１の接触部）２６が一体的に形成されている。開口２４及び押圧部２５の横断面形状は、Ｙ軸方向を長手方向とする長円形状であり、外向きフランジ部２６の外形は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形環状である。

枠体２１は、外向きフランジ部２６を貫通する複数本のボルト５２によって、チャンバ３_２の内向きフランジ部５１に固定されている。このとき、外向きフランジ部２６の後端面２６ａと内向きフランジ部５１の前端面５１ｂとが接触しており、内向きフランジ部５１の前端面５１ｂに長方形環状に形成された溝５３内にゴム製のＯリング５４が押圧された状態で配置されている。これにより、枠体２１とチャンバ３_２との間の気密性が確保されることになる。

枠体２１と窓部材２３との間には、長方形環状に延在するＯリング（第１の気密封止部材）２７が配置されている。Ｏリング２７は、例えばゴムによって、延在する方向に略垂直な断面形状が円形状となるように形成されたものである。枠体２１の押圧部２５において窓部材２３に臨む前端面（第１の面）２５ｂには、Ｏリング２７の一部が窓部材２３側に突出するようにＯリング２７が配置される溝２８が長方形環状に形成されている。これにより、押圧部２５がＯリング２７を窓部材２３側に押圧することになる。

窓構造体２０の枠体２２は、金属によって長方形環状に形成されている。枠体２２は、枠体２１の外向きフランジ部２６と接触する固定部（第２の接触部）２９を有し、固定部２９の後端面２９ａには、枠体２１の押圧部２５の前端部が嵌め合わされる凹部３１が設けられている。凹部３１の底面には、電子線ＥＢが通過する開口３２が設けられており、開口３２を包囲する部分は、押圧部（第２の押圧部）３３となっている。開口３２及び押圧部３３の横断面形状は、Ｙ軸方向を長手方向とする長円形状であり、固定部２９の外形は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形環状である。

枠体２２は、固定部２９を貫通する複数本のボルト３４によって、枠体２１の外向きフランジ部２６に固定されている。このとき、固定部２９の後端面２９ａと外向きフランジ部２６の前端面２６ｂとは接触しており、一方、押圧部３３の後端面３３ａと押圧部２５の前端面２５ｂとは離間している。なお、固定部２９には、枠体２１をチャンバ３_２に固定するためのボルト５２の頭を前側に露出させるように複数の切欠部３５が設けられている。

枠体２２と窓部材２３との間には、長方形環状に延在するシール（第２の気密封止部材）３６が配置されている。シール３６は、例えばゴムによって、延在する方向に略垂直な断面形状が長方形状となるようにシート状に形成されたものである。枠体２２の押圧部３３において窓部材２３に臨む後端面（第２の面）３３ａは、シール３６を窓部材２３側に押圧している。これにより、押圧部３３がシール３６を窓部材２３側に押圧することになる。押圧部３３の後端面３３ａは、Ｚ軸方向において枠体２１の溝２８と対向した状態で窓部材２３に臨んでいる。

Ｏリング２７とシール３６とは、Ｚ軸方向において対向している。そして、Ｏリング２７及びシール３６が延在する方向及びＺ軸方向に略垂直な方向において、シール３６の幅は、Ｏリング２７の幅よりも大きくなっている。つまり、シール３６は、Ｏリング２７と対向する方向（すなわち、Ｚ軸方向）から見た場合に、Ｏリング２７を含んでいる。

窓構造体２０の窓部材２３は、例えばチタンによって、長方形薄膜状（例えば厚さ８μｍ）に形成されている。Ｙ軸方向における窓部材２３の一端部及び他端部は、押圧部２５の前端面２５ｂ及び押圧部３３の後端面３３ａと略同形状となっている。つまり、押圧部２５，３３及び窓部材２３は、Ｏリング２７とシール３６とが対向する方向（すなわち、Ｚ軸方向）から見た場合に、Ｙ軸方向における一端部及び他端部にて互いに略同形状となるように形成されている。

一方、Ｘ軸方向において、窓部材２３の幅は、押圧部２５の前端面２５ｂの幅及び押圧部３３の後端面３３ａの幅よりも大きくなっている。これにより、Ｘ軸方向における窓部材２３の一端部及び他端部は、固定部２９の後端面２９ａと外向きフランジ部２６の前端面２６ｂとの間に達している。なお、枠体２１の開口２４において窓部材２３に臨む開口部（第１の開口部）２４ｂの縁部、及び枠体２２の開口３２において窓部材２３に臨む開口部（第２の開口部）３２ａの縁部は、曲面状に面取りされている。

ここで、Ｏリング２７及びシール３６の寸法について説明する。図５は、図３の窓構造体の要部分解断面図である。

図５に示されるように、シール３６は、Ｏリング２７と対向する方向（すなわち、Ｚ軸方向）における厚さ（窓構造体２０の組立前の厚さ：ｔ２）が、押圧部２５の前端面２５ｂと押圧部３３の後端面３３ａとの間隔（窓構造体２０の組立後の間隔：Ｃ−Ｂ）よりも小さくなるように形成される。そして、Ｏリング２７は、シール３６と対向する方向（すなわち、Ｚ軸方向）における厚さ（窓構造体２０の組立前の厚さ：ｔ１）が、押圧部２５の前端面２５ｂと押圧部３３の後端面３３ａとの間隔（Ｃ−Ｂ）に溝２８の深さ（Ａ）を加えた和（Ｃ−Ｂ＋Ａ）からシール３６の厚さ（ｔ２）を引いた差（Ｃ−Ｂ＋Ａ−ｔ２）よりも大きくなるように形成される。

このような寸法でＯリング２７及びシール３６が形成されることにより、枠体２１の前端面２５ｂと枠体２２の後端面３３ａとの間において、Ｏリング２７及びシール３６を適度に変形させることができる。しかも、その状態で、外向きフランジ部２６の前端面２６ｂと固定部２９の後端面２９ａとが接触し、枠体２１の前端面２５ｂと枠体２２の後端面３３ａとの間隔が所定の間隔（窓構造体２０の組立後の間隔Ｃ−Ｂ）に維持されるので、過大な押圧力に起因して窓部材２３が破損するのを防止することができる。つまり、前述した寸法要素の中で、押圧部２５の前端面２５ｂと押圧部３３の後端面３３ａとの間隔（窓構造体２０の組立後の間隔：Ｃ−Ｂ）がボルト３４の締め付けによって必要以上に小さくならないことが重要である。そこで、枠体２２への枠体２１の固定において、枠体２２の固定部２９の後端面２９ａが、枠体２１の外向きフランジ部２６の前端面２６ｂに当接することで、所定間隔以上に小さくなることを防止している。

以上説明したように、電子線出射装置１に適用された窓構造体２０では、枠体２１と窓部材２３との間にＯリング２７が配置され、枠体２２と窓部材２３との間にシール３６が配置されている。そのため、枠体２１，２２との接触に起因して薄膜状の窓部材２３が破損するのを防止することができる。更に、窓部材２３に対してＯリング２７が線状に接触するので、窓部材２３に対してＯリング２７及びシール３６による押圧力が集中し易くなる。しかも、窓部材２３に対してシール３６が面状に接触するので、窓部材２３の一方の側と他方の側とで押圧力が作用する位置がずれ難くなる。従って、窓構造体２０によれば、窓部材２３が破損するのを防止しつつ、確実な気密封止を達成することができる。

そして、窓構造体２０では、シール３６が、Ｏリング２７と対向する方向（すなわち、Ｚ軸方向）から見た場合に、Ｏリング２７を含んでいる。そのため、窓部材２３の一方の側と他方の側とで押圧力が作用する位置がより一層ずれ難くなっている。

また、窓構造体２０では、枠体２１の開口２４において窓部材２３に臨む開口部２４ｂの縁部、及び枠体２２の開口３２において窓部材２３に臨む開口部３２ａの縁部が、曲面状に面取りされている。これにより、例えば窓構造体２０を組み立てる際に窓部材２３と枠体２１，２２とが接触したとしても、窓部材２３が破損するのを防止することができる。

また、窓構造体２０では、枠体２１が、窓部材２３に臨む前端面２５ｂを有し、その前端面２５ｂに、Ｏリング２７の一部が窓部材２３側に突出するようにＯリング２７が配置される環状の溝２８が形成されている。更に、窓構造体２０では、枠体２２が、溝２８と対向した状態で窓部材２３に臨む後端面３３ａを有し、その後端面３３ａが、シール３６を窓部材２３側に押圧する。これにより、Ｏリング２７とシール３６とが確実に対向することになる。

また、窓構造体２０では、枠体２１，２２及び窓部材２３がＹ軸方向に沿って長尺状に形成されている。そのため、装置内部と外部との圧力差に耐える必要性から大面積化の困難な窓部材２３の面積を抑制しつつ、Ｙ軸方向に沿った窓部材２３の長さを十分に確保することができる。

このとき、窓構造体２０では、Ｙ軸方向における窓部材２３の一端部及び他端部が、押圧部２５の前端面２５ｂ及び押圧部３３の後端面３３ａと略同形状となっている。これにより、図６（ａ）に示されるように、Ｙ軸方向における一端部及び他端部にて薄膜状の窓部材２３に皺が寄ったり、薄膜状の窓部材２３が破損したりするのを防止することができる。これに対し、Ｙ軸方向において、窓部材２３の幅が、押圧部２５の前端面２５ｂの幅及び押圧部３３の後端面３３ａの幅よりも大きくなっていると、図６（ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向における一端部及び他端部にて薄膜状の窓部材２３に皺が寄ったり、薄膜状の窓部材２３が破損したりする。

なお、図６（ａ）において、Ｙ軸方向における窓部材２３の一端部及び他端部から突出する部分は、固定部２９の後端面２９ａと外向きフランジ部２６の前端面２６ｂとの間に達する部分であり、Ｙ軸方向における窓部材２３の張りを高めるような効果が期待できる。この部分においては、幅の大きさに制限があるものの、皺が寄るような変形を強いられ難い。従って、薄膜状の窓部材２３に皺が寄ったり、薄膜状の窓部材２３が破損したりするのを防止するためには、少なくとも窓部材２３の角部が押圧部２５の前端面２５ｂ及び押圧部３３の後端面３３ａと略同形状となっている必要がある。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、図７に示されるように、枠体２２の押圧部３３の後端面３３ａには、シール３６の内側においてシール３６に沿うように凸部３７が環状に形成されていても良い。このような凸部３７によって、窓部材２３を透過する電子線ＥＢがシール３６に入射してシール３６が劣化するのを防止することができる。なお、凸部３７の高さは、枠体２２が枠体２１に固定された状態において、凸部３７の後端（先端）が窓部材２３から離間するように設定される必要がある。

また、窓部材と接触する面が曲面となるように形成された気密封止部材であれば、Ｏリング２７に代えて窓構造体に用いることができ、窓部材と接触する面が平面となるように形成された気密封止部材であれば、シール３６に代えて窓構造体に用いることができる。また、気密封止部材の材料は、ゴムに限定されず、窓部材の材料よりも、押圧に対する変形性が高い（剛性が低い）ものであれば良い。

また、上記実施形態は、窓構造体が電子線出射装置に適用される場合であったが、窓構造体として、窓部材の後面（内面）にタングステン等の蒸着によってターゲットを形成したものを用意すれば、窓構造体をＸ線出射装置に適用することも可能である。この場合、窓部材の後面に電子線が照射されると、窓部材の前面からＸ線が出射されることになる。そして、電子線出射装置及びＸ線出射装置のいずれの場合にでも、上述した窓構造体を備えているので、窓部材の破損が防止されると共に、確実な気密封止が達成されることになり、その結果、信頼性の向上を図ることができる。

１…電子線出射装置、２０…窓構造体、２１…枠体（第１の枠体）、２２…枠体（第２の枠体）、２３…窓部材、２４ｂ…開口部（第１の開口部）、２５…押圧部（第１の押圧部）、２５ｂ…前端面（第１の面）、２６…外向きフランジ部（第１の接触部）、２７…Ｏリング（第１の気密封止部材）、２８…溝、２９…固定部（第２の接触部）、３２ａ…開口部（第２の開口部）、３３…押圧部（第２の押圧部）、３３ａ…後端面（第２の面）、３６…シール（第２の気密封止部材）、３７…凸部。

Claims (11)

1. 環状の第１の枠体及び第２の枠体によって窓部材が挟持されてなる窓構造体であって、
   前記第１の枠体と前記窓部材との間において環状に延在する第１の気密封止部材と、
   前記第１の気密封止部材と対向するように、前記第２の枠体と前記窓部材との間において環状に延在する第２の気密封止部材と、を備え、
   前記第１の気密封止部材は、前記窓部材と接触する面が曲面となるように形成されたものであり、
   前記第２の気密封止部材は、前記窓部材と接触する面が平面となるように形成されたものであることを特徴とする窓構造体。
2. 前記第１の気密封止部材は、延在する方向に略垂直な断面形状が円形状となるように形成されたものであり、
   前記第２の気密封止部材は、延在する方向に略垂直な断面形状が四角形状となるように形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の窓構造体。
3. 前記第２の気密封止部材は、前記第１の気密封止部材と対向する方向から見た場合に、前記第１の気密封止部材を含んでいることを特徴とする請求項１又は２記載の窓構造体。
4. 前記第１の枠体において前記窓部材に臨む第１の開口部の縁部、及び前記第２の枠体において前記窓部材に臨む第２の開口部の縁部は、曲面状に面取りされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の窓構造体。
5. 前記第１の枠体は、前記窓部材に臨む第１の面を有し、前記第１の面には、前記第１の気密封止部材の一部が前記窓部材側に突出するように前記第１の気密封止部材が配置される環状の溝が形成されており、
   前記第２の枠体は、前記溝と対向した状態で前記窓部材に臨む第２の面を有し、前記第２の面は、前記第２の気密封止部材を前記窓部材側に押圧することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の窓構造体。
6. 前記第２の面には、前記第２の気密封止部材の内側において前記第２の気密封止部材に沿うように環状の凸部が形成されていることを特徴とする請求項５記載の窓構造体。
7. 前記第１の枠体は、前記第１の気密封止部材と前記第２の気密封止部材とが対向する方向において、前記第２の枠体に対向する第１の接触部を有し、
   前記第２の枠体は、前記第１の気密封止部材と前記第２の気密封止部材とが対向する方向において、前記第１の枠体に対向する第２の接触部を有し、
   前記第１の枠体と前記第２の枠体とは、前記第１の接触部と前記第２の接触部とが接触した状態で互いに固定され、
   前記第１の面と前記第２の面とは、前記第１の接触部と前記第２の接触部とが接触した状態で所定の間隔を有していることを特徴とする請求項５又は６記載の窓構造体。
8. 前記第１の枠体及び前記第２の枠体、並びに前記窓部材は、所定の方向に沿って長尺状に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の窓構造体。
9. 前記第１の枠体は、前記第１の気密封止部材を前記窓部材側に押圧する第１の押圧部を有し、
   前記第２の枠体は、前記第２の気密封止部材を前記窓部材側に押圧する第２の押圧部を有し、
   前記第１の押圧部及び前記第２の押圧部、並びに前記窓部材は、前記第１の気密封止部材と前記第２の気密封止部材とが対向する方向から見た場合に、前記所定の方向における一端部及び他端部にて互いに略同形状となるように形成されていることを特徴とする請求項８記載の窓構造体。
10. 請求項１〜９記載の窓構造体を備え、
    前記窓部材を介して電子線を出射させることを特徴とする電子線出射装置。
11. 請求項１〜９記載の窓構造体を備え、
    前記窓部材に電子線を照射することにより、前記窓部材からＸ線を出射させることを特徴とするＸ線出射装置。