JP2015155835A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により効率的に長尺状の電子線透過窓を冷却することができる電子線照射装置を提供する。
【解決手段】電子線照射装置は、電子銃と、チャンバと、電子線透過窓Ｗを有する電子線透過ユニット５０と、電子線透過窓Ｗに対して気体を吹き付ける冷却部１００と、を備える。電子線透過窓Ｗは、所定の方向を長手方向とする長尺状であるとともに、所定の方向を長手方向とする、電子線が透過する長尺状の電子線透過領域Ｔを備え、冷却部１００は、電子線透過ユニット５０の電子透過側において所定の方向に沿って延在する管状部材１０１を有し、管状部材１０１の側壁１０１ｃには、気体を管状部材１０１の外部に噴出させる複数の貫通孔１０１ｄが、所定の方向に沿って形成されており、貫通孔１０１ｄは、所定の方向において隣り合う貫通孔１０１ｄから噴出した気体が、電子線透過窓Ｗの表面の電子線透過領域Ｔで重なり合うように配置されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子線照射装置に関する。

従来、電子線を発生する電子線発生部と、電子線発生部を収容する筐体部と、電子線を筐体部の内部から筐体部の外部に透過させる電子線透過窓を有する電子線透過窓部と、を備える電子線照射装置が知られている。このような電子線照射装置では、動作時に電子線透過窓が高温になって劣化しやすいため、電子線透過窓を冷却するための冷却機構を備えることが求められる。例えば、特許文献１には、電子線透過窓における冷却すべき領域に向けて、複数の冷却ノズルから冷却風が吹き付けられる構成が開示されている。

特開２００３−２８７６００号公報

しかしながら、特許文献１に記載された冷却機構では、複数の冷却ノズルが並列に設けられており、それぞれ冷却ノズルの端部から電子線透過窓に向けて冷却風が吹き付けられる構成になっている。このように、冷却風が冷却ノズルの端部から吹き出すため、冷却風の指向性が高くなり、それぞれの冷却ノズルによって冷却できる範囲が狭くなる虞がある。この場合、冷却風が当たらなかった領域の冷却効率が低くなるため、当該領域の劣化が早まり、結果として電子線透過窓の寿命が短くなってしまう。また、冷却すべき領域の全体に冷却風を当てるためには、多数の冷却ノズルを配置する必要があり、製造工程等が複雑となる虞がある。この点は、電子線を長尺状に取り出すために長尺状の電子線透過窓を備える電子線照射装置の場合に、特に顕著になる。

本発明は、簡易な構成により効率的に長尺状の電子線透過窓を冷却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。

本発明の電子線照射装置は、電子線を発生する電子線発生部と、電子線発生部を収容する筐体部と、電子線を筐体部の内部から筐体部の外部に透過させる電子線透過窓を有する電子線透過窓部と、電子線透過窓に対して気体を吹き付ける冷却部と、を備え、電子線透過窓は、所定の方向を長手方向とする長尺状であり、所定の方向を長手方向とする、電子線が透過する長尺状の電子線透過領域を備え、冷却部は、電子線透過窓部の電子透過側において所定の方向に沿って延在する管状部材を有し、管状部材の側壁には、管状部材の内部を流通する気体を管状部材の外部に噴出させる複数の貫通孔が、所定の方向に沿って形成されており、貫通孔は、所定の方向において隣り合う貫通孔から噴出した気体が、電子線透過窓の表面の電子線透過領域で重なり合うように配置されている。

本発明の電子線照射装置においては、長尺状の形状をなす電子線透過窓の長手方向に沿って管状部材が配置されており、この管状部材の側壁に長手方向に沿って複数の貫通孔が形成されている。そのため、管状部材の内部を流通する気体は、貫通孔から電子線透過窓に噴出されることで、長手方向に延在する電子線透過窓に沿って吹き付けられることになる。このとき、貫通孔は、所定の方向において隣り合う貫通孔から噴出した気体が電子線透過窓の表面の電子線透過領域で重なり合うように配置されているため、電子線透過窓の中でも特に高温となる電子線透過領域の全体を隙間なく冷却することができる。これにより、簡易な構成で効率的に長尺状の電子線透過窓を冷却する電子線照射装置を提供することができる。

また、貫通孔の断面形状は、円形状であってもよい。これによれば、貫通孔から乱れの少ない冷却風が噴出されることで、電子線透過窓の表面全体に対して均一に気体を吹き付けることができ、効率よく電子線透過窓を冷却することができる。

また、電子線透過窓部は、電子線透過窓を保持する枠体を有し、管状部材は枠体に配置されていてもよい。これによれば、電子線透過窓に対して安定かつ近接して管状部材を配置することができるので、効率よく電子線透過窓を冷却することができる。

また、枠体には、切欠部が形成されており、管状部材は、切欠部に収容されてもよい。これによれば、電子線透過窓に対して更に近接して管状部材を配置することができる。

また、冷却部は、管状部材を一対有し、一対の管状部材は、電子線透過窓の両側に配置されてもよい。これによれば、電子線透過窓に対してより効率よく気体を吹き付け、冷却することができる。

また、一方の管状部材における複数の貫通孔の位置は、他方の管状部材における複数の貫通孔の位置に対して、所定の方向にずれて配置されていてもよい。これによれば、長手方向における貫通孔の間隔を狭くすることができるため、電子線透過窓に対してより効率よく気体を吹き付け、冷却することができる。

また、一方の管状部材の内部における気体の流通する向きは、他方の管状部材の内部における気体の流通する向きと反対であってもよい。これによれば、電子線透過窓に対してより均一に気体を吹き付け、冷却することができる。

本発明によれば、簡易な構成により効率的に長尺状の電子線透過窓を冷却することができる電子線照射装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る電子線照射装置の縦断面図である。 図１の電子線照射装置における電子線透過ユニットの分解斜視図である。 図１の電子線照射装置における電子線透過ユニット及び冷却部のＹＺ平面に沿った分解断面図である。 図１の電子線照射装置における電子線透過ユニット及び冷却部の斜視図である。 図１の電子線照射装置における電子線透過ユニット及び冷却部の平面図である。 図１の電子線照射装置における電子線透過ユニット及び冷却部のＺＸ平面に沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子線照射装置における電子線透過ユニット及び冷却部ＺＸ平面に沿った断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子線照射装置における電子線透過ユニット及び冷却部の平面図である。 電子線照射装置における冷却部の変形例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。便宜上、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１に示されるように、電子線照射装置１は、電子線通過孔２０を形成するチャンバ（筐体部）３０と、電子線通過孔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、電子線通過孔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、電子線透過窓Ｗを有する電子線透過ユニット（電子線透過窓部）５０と、を備えている。電子銃４０が発生した電子線ＥＢは、電子線通過孔２０をＺ軸方向前側に進行し、電子線透過ユニット５０（電子線透過窓Ｗ）を透過して外部に出射する。このような電子線照射装置１は、搬送される照射対象物への電子線ＥＢの照射によって、当該照射対象物の乾燥、殺菌、表面改質等を行うために使用される。なお、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を前側、その反対側を後側とする。また、電子線照射装置１の構成でみた場合、電子線透過ユニット５０（電子線透過窓Ｗ）側が前側、電子銃４０側が後側となる。

チャンバ３０は、電子線を発生する電子銃４０が取り付けられた筐体３１を有している。筐体３１は、金属により円柱状に形成されている。電子線通過孔２０のうち筐体３１によって形成される部分である電子線通過孔２１の断面は、円形状となっており、電子線通過孔２１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。

電子銃４０は、金属により直方体状に形成されたケース４１を有している。ケース４１は、筐体３１の後端部に気密に固定されている。ケース４１の前壁には、ケース４１内と筐体３１内とを連通させる開口４１ａが設けられている。ケース４１の側壁には、コネクタ４３を取り付けるための開口４１ｂが設けられている。

ケース４１内には、絶縁性材料（例えば、エポキシ樹脂等）からなる絶縁ブロック４２が配置されている。絶縁ブロック４２は、ケース４１内に収容された基部４２ａと、基部４２ａからＺ軸方向前側に突出する突出部４２ｂと、を有している。突出部４２ｂは、基部４２ａから開口４１ａを介して電子線通過孔２１の大径部内に突出しており、突出部４２ｂの前端部は、Ｚ軸方向において電子線通過孔２１の小径部の後端に対向している。基部４２ａは、ケース４１の開口４１ａ側及び開口４１ｂ側の内面と接触している。基部４２ａにおいてケース４１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４５が貼り付けられており、フィルム４５は、ケース４１と電気的に接続されている。これにより、絶縁ブロック４２の表面電位を接地電位として、電子銃４０の動作の安定性を向上させることができる。

コネクタ４３は、外部の電源装置から、カソードであるフィラメント４４に高電圧を供給するためのものである。コネクタ４３の基端部は、ケース４１の側壁の開口４１ｂを介して外部に突出しており、コネクタ４３の先端部は、絶縁ブロック４２に埋設されている。コネクタ４３の先端部には、一対の内部配線４６，４６が接続されている。一対の内部配線４６，４６は、突出部４２ｂの前端部まで延在しており、一対の給電用ピン４７，４７にそれぞれ接続されている。一対の給電用ピン４７，４７の先端部には、フィラメント４４が掛け渡されている。突出部４２ｂには、給電用ピン４７及びフィラメント４４を包囲するように、グリッド電極４８が固定されている。

筐体３１には、電子線通過孔２１の小径部を挟んで対になるようにアライメントコイル２及び集束コイル３が設けられている。電子銃４０から出射して電子線通過孔２１を通過する電子線ＥＢは、アライメントコイル２によって、電子線ＥＢの中心線が電子線通過孔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３によって、電子線透過ユニット５０に集束される。なお、筐体３１には、電子線通過孔２１と真空ポンプとを接続する排気管４が設けられており、これにより、チャンバ３０内（すなわち、電子線通過孔２０）が真空引きされる。

また、チャンバ３０は、筐体３１の前端面に固定された偏向管３２を有している。偏向管３２には、電子銃４０が発生した電子線ＥＢを入射させる入射側開口部３２ａ、及び電子線ＥＢを出射させる出射側開口部３２ｂが設けられている。電子線通過孔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孔２２の断面は、Ｙ軸方向を長手方向とする略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５が取り付けられている。集束コイル３によって集束されて電子線通過孔２２を通過する電子線ＥＢは、偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向される。

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３３を有している。走査管３３は、前側に向かって末広がりの略四角柱状の外形を有している。走査管３３には、電子銃４０が発生した電子線ＥＢを入射させる入射側開口部３３ａ、及び電子線ＥＢを出射させる出射側開口部３３ｂが設けられている。電子線通過孔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孔２３の断面は、Ｙ軸方向を長手方向とする略長方形状となっている。

なお、偏向管３２の後端部には、フランジ３５が設けられており、偏向管３２の前端部には、フランジ３６が設けられている。また、走査管３３の後端部には、フランジ３７が設けられており、走査管３３の前端部には、フランジ３８が設けられている。偏向管３２と走査管３３とは、フランジ３６とフランジ３７とが封止部材６を介して接触した状態で、複数のボルト７により気密に固定されている。これにより、偏向管３２は、電子銃４０が発生した電子線ＥＢが内側を通過するように、走査管３３の入射側開口部３３ａに接続されることになる。電子線照射装置１は、偏向管３２の後端部に設けられたフランジ３５を介して、適用先の設備の所定箇所に取り付けられる。

電子線透過ユニット５０は、走査管３３の出射側開口部３３ｂに配置されている。走査管３３と電子線透過ユニット５０とは、フランジ３８と窓枠体５０Ａとが封止部材６を介して接触した状態で、複数のボルトにより気密に固定されている。図２及び図３に示されるように、電子線透過ユニット５０は、走査管３３の出射側開口部３３ｂに取り付けられた窓枠体５０Ａを有している。窓枠体５０Ａの内側には（つまり、窓枠体５０Ａを前側から見た場合に窓枠体５０Ａ内に収まるように）、支持部材５２と電子線透過窓Ｗを構成する窓箔５５とが配置されている。

窓枠体５０Ａは、走査管３３の出射側開口部３３ｂに固定された固定部材５１と、固定部材５１に対して窓箔５５を押圧した状態で、複数のボルトにより固定部材５１に固定された押圧部材５７と、を有している。固定部材５１及び押圧部材５７は、例えば銅を含む材料等の熱伝導性の良い金属材料からなる。

固定部材５１は、略長方形枠状の外形をなしており、Ｘ軸方向を短辺に平行な方向（短手方向）とし、Ｙ軸方向を長辺に平行な方向（長手方向）とする略長方形状の入射側開口５１ａを有している。固定部材５１の前側の表面には、入射側開口５１ａを包囲するように延在する溝５１ｂが設けられており、溝５１ｂ内には、封止部材５３が配置されている。固定部材５１には、固定部材５１を貫通する複数の貫通孔５１ｃ、及びボルトによって押圧部材５７を固定部材５１に固定するための複数のねじ孔５１ｄが、外周縁に沿って形成されている。

押圧部材５７は、略長方形枠状の外形をなしており、Ｘ軸方向を短手方向とし、Ｙ軸方向を長手方向とする略長方形状の出射側開口５７ａを有している。押圧部材５７の出射側開口５７ａは、Ｚ軸方向において固定部材５１の入射側開口５１ａと対向している。押圧部材５７には、押圧部材５７を貫通する複数の貫通孔５７ｃ、及びボルトによって押圧部材５７を固定部材５１に固定するための複数の貫通孔５７ｂが、外周縁に沿って形成されている。貫通孔５７ｃは、貫通孔５１ｃに対応する位置に設けられており、貫通孔５７ｂは、ねじ孔５１ｄに対応する位置に設けられている。

支持部材５２は、平板状の枠部５２ａと、枠部５２ａの内側に張られ、固定部材５１の入射側開口５１ａと略等しい形状を有するメッシュ部５２ｂと、を有している。支持部材５２は、ステンレスからなり、枠部５２ａは、メッシュ部５２ｂが固定部材５１の入射側開口５１ａに臨んだ状態で、ロウ付け等により固定部材５１の前面に固定されている。

窓箔５５は、電子線照射装置１の内部雰囲気と外部雰囲気とを仕切るとともに、電子線ＥＢを装置外に取り出す電子線透過窓Ｗを構成する薄膜状の長尺状の部材である。窓箔５５の材料は、アルミニウム、チタン、ベリリウム、シリコン等から適宜選択される。窓箔５５は、長手方向及び短手方向を有する略長方形状をなしているが、固定部材５１の入射側開口５１ａ及び押圧部材５７の出射側開口５７ａを覆うことが出来る大きさを有していれば他の形状でも良い。窓箔５５は、支持部材５２及び封止部材５３を覆うように、固定部材５１の前面に長手方向がＹ軸方向（所定の方向）、短手方向がＸ軸方向（所定の方向と垂直に交わる方向）となるようにして配置されている。

電子線透過ユニット５０においては、押圧部材５７が、支持部材５２の枠部５２ａ、封止部材５３及び固定部材５１にまたがって配置された窓箔５５の周縁部を、固定部材５１に押圧している。そして、この状態で、固定部材５１と押圧部材５７とが、複数のボルト（押圧部材５７に設けられた複数の貫通孔５７ｂに挿通されて、固定部材５１に設けられた複数のねじ孔５１ｄに螺合されるボルト）により気密に固定されている。これにより、固定部材５１及び押圧部材５７は、窓箔５５を挟持することになり、窓箔５５における押圧部材５７の出射側開口５７ａに相当する部分が、長手方向をＹ軸方向（所定の方向）とし、短手方向をＸ軸方向（所定の方向と垂直に交わる方向）とする略長方形状（長尺状）となる電子線透過窓Ｗとして機能する。なお、固定部材５１に設けられた複数の貫通孔５１ｃ及び押圧部材に設けられた複数の貫通孔５７ｃにボルトが挿通されることによって、電子線透過ユニット５０が走査管３３のフランジ３８に固定される。

これにより、電子線透過窓Ｗは、走査管３３の内側を通過した電子線ＥＢを透過させることになる。その際、電子線ＥＢが、偏向コイル５によってＹ軸方向（所定の方向）に偏向および走査されることで、電子線透過窓Ｗにおける電子線透過領域Ｔは、長手方向をＹ軸方向（所定の方向）とし、短手方向をＸ軸方向（所定の方向と垂直に交わる方向）とする略長方形状（長尺状）となる（図５参照）。なお、本実施形態においては、電子線透過領域Ｔは電子線透過窓Ｗの短手方向（Ｘ軸方向）における中心線ＣＷ（図５参照）を含むような単一の領域として位置するが、電子線ＥＢの照射条件に応じて、電子線透過窓Ｗ上における位置や数等を変更してもよい。

電子線透過ユニット５０の電子線透過側には、電子線透過窓Ｗに気体（例えば窒素等の不活性ガス）を吹き付けて電子線透過窓Ｗを冷却する冷却部１００が設けられている。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。

図４及び図５に示されるように、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（所定の方向）を長手方向とする略長方形枠状の外形をなしている。対向する短辺部１１２の内側の寸法は、電子線透過ユニット５０のＸ軸方向の外側の寸法よりも、クリアランスの分だけ僅かに大きく形成されている。また、図６に示されるように、一対の長辺部１１１の後側にはそれぞれ段部１１１ａが形成されている。対向する段部１１１ａの内側の寸法は、電子線透過ユニット５０の長手方向の外側の寸法よりも、クリアランスの分だけ僅かに大きく形成されている。これにより、固定枠体１１０は、その内側に電子線透過ユニット５０を収納するように覆うことができる。固定枠体１１０の長辺部１１１には、電子線照射装置１に形成された固定用の孔部（不図示）に対応する孔部１１１ｂが形成されている。電子線照射装置１に形成された固定用の孔部と孔部１１１ｂとをボルトで締結することで、固定枠体１１０は、電子線透過ユニット５０を覆った状態で、電子線照射装置１に固定される。

図３及び図６に示されるように、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。また、貫通孔１０１ｄの向きは、流路における気体の流通する向きに略直交している。本実施形態においては、例えば、管状部材１０１の内径は１〜５ｍｍ程度となっており、貫通孔１０１ｄの内径は管状部材１０１の内径より小さく１ｍｍ以下となっており、貫通孔１０１ｄのピッチは１０ｍｍ程度となっている。

管状部材１０１は、固定枠体１１０における短辺部１１２の前側（電子線出射側）に固定されたＬ字管状の継手１１３ａ，１１３ｂの間に渡されている。これにより、管状部材１０１は、固定枠体１１０の長手方向（所定の方向）に沿って配置される。管状部材１０１の基端１０１ａ及び終端１０１ｂは、継手１１３ａ及び継手１１３ｂにそれぞれ嵌合されて連結されている。これにより、管状部材１０１は、所定の力を加えることで周方向に回転させることができる。管状部材１０１の基端１０１ａ側に連結される継手１１３ａ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の終端１０１ｂ側に連結される継手１１３ｂは、封止材１０４によって密閉されている。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。

短辺部１１２に固定された継手１１３ａ，１１３ｂは、固定枠体１１０のＸ軸方向の一方側にずれて配置されている。これにより、継手１１３ａ，１１３ｂに渡される管状部材１０１は、押圧部材５７の出射側開口５７ａにおけるＸ軸方向の一方側の縁部５７ａ１に沿って配置される。すなわち、管状部材１０１は、電子線透過窓ＷのＸ軸方向における一方側において電子線透過窓Ｗから所定の距離だけ前方に離間した状態で、Ｙ軸方向（所定の方向）に沿って延在している。また、図６に示されるように、管状部材１０１に形成された貫通孔１０１ｄは、電子線透過窓ＷのＸ軸方向の略中央（中心線ＣＷ）を臨むように位置している。これは、例えば管状部材１０１を回転させたり、電子線透過窓Ｗからの距離を変更したりすること等によって適切な状態に調整することができる。また、固定枠体１１０が電子線透過ユニット５０に装着された状態では、短辺部１１２と押圧部材５７とが略面一となる。そのため、図６に示されるように、管状部材１０１は、押圧部材５７の上面に殆ど接するように配置されている。これにより、電子線ＥＢの照射対象物を電子線透過ユニット５０の電子線出射側に近付けることができる。

以上のように構成された電子線照射装置１の動作について説明する。排気管４を介して真空ポンプによってチャンバ３０内（すなわち、電子線通過孔２０）が真空引きされ、フィラメント４４に高電圧が印加されると、フィラメント４４から電子が放出される。フィラメント４４から放出された電子は、グリッド電極４８によって形成された電界により加速及び集束され、これにより、電子線ＥＢがＺ軸方向前側に出射する。

電子銃４０から出射して電子線通過孔２１を通過する電子線ＥＢは、アライメントコイル２によって、電子線ＥＢの中心線が電子線通過孔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３によって、電子線透過ユニット５０に集束される。集束コイル３によって集束されて電子線通過孔２２を通過する電子線ＥＢは、偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向される。つまり、電子線通過孔２３を通過する電子線ＥＢの中心線がＹ軸方向に沿って線状に繰り返し振られるように走査される。

偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向された電子線ＥＢは、電子線透過ユニット５０の電子線透過窓Ｗを透過して外部に出射する。外部に出射した電子線ＥＢは、照射対象物の乾燥、殺菌、表面改質等のために、当該照射対象物に照射される。本実施形態における電子線照射装置１は、いわゆる低エネルギータイプであり、その加速電圧は約１５０ｋＶ以下となっているため、高エネルギータイプに比し、照射可能な電子線ＥＢの飛程距離が短い。そこで、照射対象物への電子線ＥＢの照射量を確保するためには、照射対象物が電子線透過ユニット５０（特に電子線透過窓Ｗ）に近接していることが望ましい。

電子線照射装置１の動作時には、電子線透過窓Ｗの中でも電子線透過領域Ｔが特に高温になる。また、本実施形態では、いわゆる低エネルギータイプの電子線照射装置であるため、電子線透過窓Ｗを構成する窓箔５５の厚さを薄くして、電子線透過窓Ｗを透過するときの電子のロスを抑制することが重要となる。一方、窓箔５５の厚さを薄くすると、窓箔５５の熱が窓枠体５０Ａ側に伝わりにくくなるため、電子線透過窓Ｗにおける電子線透過領域Ｔはさらに高温になりやすい。そのため、電子線照射装置１は、電子線透過窓Ｗを冷却しながら動作するのが好ましい。以下、電子線透過窓Ｗを冷却するための冷却機構について説明する。

電子線透過窓Ｗ（窓箔５５）は、冷却部１００から気体（例えば窒素等の不活性ガス）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。冷却部１００において、管状部材１０１の給気口１０３ａから冷却用の気体が所定の圧力で供給されると、気体は、給気用ノズル１０３を通って管状部材１０１の基端１０１ａ側から内側に流通する。管状部材１０１の終端１０１ｂ側は封止されているため、管状部材１０１内を流通する気体は、側壁１０１ｃに複数設けられた貫通孔１０１ｄから外部に噴出される。

このとき、貫通孔１０１ｄの向きが管状部材１０１内の流通方向と略直交しているために、小径の貫通孔１０１ｄから噴出される気体の指向性は低くなり、気体は広がりながら電子線透過窓Ｗの表面にまで到達する。そして、図６に二点鎖線で示されるように、貫通孔１０１ｄから噴出される気体が電子線透過窓Ｗに吹き付けられる領域が、少なくとも電子線透過領域Ｔの短手方向（Ｘ軸方向）全域を含むように、貫通孔１０１ｄを配置する。また、図５に二点鎖線で示されるように、隣り合った貫通孔１０１ｄから噴出された気体が、少なくとも電子線透過窓Ｗの電子線透過領域Ｔにおいて一部分が互いに重なり合うように吹き付けるように、貫通孔１０１ｄを配置する。そのため、貫通孔１０１ｄからの気体は、電子線透過領域Ｔの長手方向（Ｙ軸方向）全域において隙間なく吹き付けられる。これにより、電子線透過窓Ｗの電子線透過領域Ｔ全体に対して隙間なく気体を吹き付けることができる。このように、電子線透過窓Ｗに気体が吹き付けられることによって、電子線透過窓Ｗの冷却が行われる。

以上説明したように、本実施形態の電子線照射装置１においては、長尺状の形状をなす電子線透過窓Ｗの長手方向に沿って管状部材１０１が配置されており、この管状部材１０１の側壁１０１ｃに長手方向に沿って複数の貫通孔１０１ｄが形成されている。そのため、管状部材１０１の内部を流通する気体は、貫通孔１０１ｄから電子線透過窓Ｗに噴出されることで、長手方向に延在する電子線透過窓Ｗに沿って吹き付けられることになる。これにより、簡易な構成で効率的に長尺状の電子線透過窓Ｗを冷却する電子線照射装置１を提供することができる。

さらに、長手方向において隣り合う貫通孔１０１ｄから噴出した気体は、電子線透過窓Ｗの表面の電子線透過領域Ｔで重なり合う構成となっている。つまり、管状部材１０１の側壁１０１ｃに設けられた貫通孔１０１ｄから噴出された気体は、周囲の空気を巻き込んで広がりながら、隣り合った貫通孔１０１ｄから噴出された気体が電子線透過窓Ｗの表面の電子線透過領域Ｔで重なり合う構成となっている。これにより、電子線透過窓Ｗの電子線透過領域Ｔ全体に対して隙間なく気体を吹き付けることができ、長尺状の電子線透過窓Ｗを効率的に冷却することができる。

また、貫通孔１０１ｄの断面形状が円形であるため、貫通孔１０１ｄから乱れの少ない冷却風が噴出される。これにより、電子線透過窓Ｗの電子線透過領域Ｔ全体に対して均一に気体を吹き付けることができ、効率よく電子線透過窓Ｗを冷却することができる。

また、実質的な冷却機構が管状部材１０１からなるため、電子線透過ユニット５０に対して冷却機構をＺ軸方向に近接させて配置することが容易であることから、照射対象物を電子線透過窓Ｗに対して近接させやすい。これにより、低エネルギータイプの電子線照射装置１であっても、照射対象物への電子線ＥＢの照射量を確保でき、好適に動作させることができる。

［第２の実施形態］
図７を参照しながら第２の実施形態について説明する。ここでは、主として第１の実施形態と異なる構成について説明する。

図７に示されるように、第２の実施形態では、押圧部材５７の出射側開口５７ａにおけるＸ軸方向の一方側の縁部５７ａ１に、Ｙ軸方向に沿って切欠部５４が形成されている。そのため、縁部５７ａ１は、押圧部材５７のＺ軸方向前側の面から電子線透過窓Ｗに向かって下がる、段状に形成されている。冷却部１００における管状部材１０１は、この切欠部５４に収容されるように配置されており、電子線透過窓ＷのＹ軸方向に沿って延在している。管状部材１０１に形成された貫通孔１０１ｄは、電子線透過窓ＷのＸ軸方向の略中央（中心線ＣＷ）を臨むように位置している。そのため、貫通孔１０１ｄから噴出される気体が電子線透過窓Ｗに吹き付けられる領域が、少なくとも電子線透過領域Ｔの短手方向（Ｘ軸方向）全域を含むように、貫通孔１０１ｄを配置している。

以上説明したように、第２の実施形態においては、押圧部材５７の出射側開口５７ａに形成された切欠部５４に管状部材１０１が収容されているため、管状部材１０１と電子線透過窓Ｗとを第１の実施形態よりも近接して配置することができる。これにより、電子線透過ユニット５０に対して照射対象物をより近接させることができるので、効率よく電子線透過窓Ｗを冷却することができる。

［第３の実施形態］
図８を参照しながら第３の実施形態について説明する。ここでは、主として第１の実施形態と異なる構成について説明する。

図８に示されるように、第３の実施形態では、冷却部が一対の管状部材１０１，１２１を有している。固定枠体１１０の短辺部１１２には、管状部材１０１及び管状部材１２１に対応した継手１１３ａ，１１３ｂ及び継手１２３ａ，１２３ｂが固定されている。一方の管状部材１０１に対応する継手１１３ａ，１１３ｂは、固定枠体１１０のＸ軸方向の一方側にずれて配置され、他方の管状部材１２３に対応する継手１２３ａ，１２３ｂは、固定枠体１１０のＸ軸方向の他方側にずれて配置されている。そのため、管状部材１０１と管状部材１２１とは、電子線透過窓ＷのＸ軸方向における一方側及び他方側において電子線透過窓Ｗから所定の距離だけ前方に離間した状態で、Ｙ軸方向（所定の方向）に沿って延在している。すなわち、一対の管状部材１０１，１２１は、電子線透過窓Ｗの電子線透過側において、電子線透過窓ＷをＸ軸方向で挟むように、電子線透過窓Ｗの両側に配置されている。

一方の管状部材１０１の貫通孔（不図示）と他方の管状部材１２１の貫通孔（不図示）は同じピッチで形成されているが、配置は互いにＹ軸方向に半ピッチずれている。そのため、一方の管状部材１０１における貫通孔が、他方の管状部材１２１における隣接する貫通孔の中間の位置に対向するように位置する。

また、一方の管状部材１０１における給気口１０３ａは、Ｙ軸方向の一方側に位置し、他方の管状部材１２１における給気口１２６ａは、Ｙ軸方向の他方側に位置している。これにより、管状部材１０１の内部における気体の流通する向きと管状部材１２３の内部における気体の流通する向きとが反対となっている。

以上説明したように、第３の実施形態においては、一対の管状部材１０１，１２１が、電子線透過ユニット５０の電子線透過側において電子線透過窓Ｗの両側に配置されているため、電子線透過窓Ｗに対してより効率よく気体を吹き付けることができる。また、管状部材１０１から噴出される気体の重なり合う部分に対して、管状部材１２１から噴出される気体が吹き付けられることになり、より均一に電子線透過窓Ｗが冷却されることになる。また、一対の管状部材１０１，１２１全体で考えた場合、長手方向における貫通孔の間隔が半ピッチと狭くなるため、電子線透過窓Ｗに対してより効率よく気体を吹き付けることができる。また、管状部材１０１の内部における気体の流通する向きと管状部材１２１の内部における気体の流通する向きとが反対であるため、電子線透過窓Ｗに対してより均一に気体を吹き付けることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、寸法、形状、材質等の具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。また、上記の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用することができる。

例えば、管状部材１０１が、押圧部材５７上に配置された例を示したがこれに限定されない。例えば、管状部材は、電子線透過窓Ｗ上に配置してもよい。その場合、図９に示されるように、電子線透過窓ＷのＸ軸方向における中央（中心線ＣＷ）に配置されてもよいし、中央以外に配置されてもよい。

また、管状部材１０１に対し、一方側の端部（基端１０１ａ）から気体を供給する例を示したが、これに限定されない。管状部材１０１に対して、一方側の端部のみならず他方側の端部（終端１０１ｂ）からも気体を供給する構成としてもよい。

また、管状部材１０１に供給する気体として、窒素を例として示したが、これに限定されない。気体の種類は、電子線透過窓Ｗの冷却が可能であればよい。ただし、電子線ＥＢや高温による気体への影響を考慮すれば、供給される気体は、反応性に乏しい窒素などの不活性ガスが好ましい。

また、管状部材１０１が、固定枠体１１０に固定されることで、電子線透過ユニット５０（窓枠体５０Ａ、押圧部材５７）に配置される例を示したが、これに限定されず、管状部材１０１を電子線透過ユニット５０に直接固定してもよい。

また、一対の管状部材１０１，１２１において、内部を流通する気体の向きが互いに異なる例を示したがこれに限定されず、内部を流通する気体の向きが同じであってもよい。

また、一方の管状部材１０１における貫通孔の位置と他方の管状部材１２１における貫通孔の位置とが、Ｙ軸方向にずれている例を示したが、これに限定されない。一対の管状部材における貫通孔は、同じピッチで設けられており、一方の管状部材における貫通孔と他方の管状部材における貫通孔とが対向するように配置されていてもよい。

また、１本の管状部材１０１が切欠部５４に収容される例を示したが、これに限定されない。例えば、２本の管状部材が、電子線透過窓ＷのＸ軸方向両側において、いずれも切欠部に収容されてもよいし、２本の管状部材のうち、一方のみが切欠部に収容されてもよい。

１…電子線照射装置、３０…チャンバ（筐体部）、４０…電子銃（電子線発生部）、５０…電子線透過ユニット（電子線透過窓部）、５０Ａ…窓枠体（枠体）、５４…切欠部、５５…窓箔、５７…押圧部材（枠体）、１００…冷却部、１０１、１２１…管状部材、１０１ｃ…側壁、１０１ｄ…貫通孔、ＥＢ…電子線、Ｔ…電子線透過領域、Ｗ…電子線透過窓。

Claims (7)

1. 電子線を発生する電子線発生部と、
   前記電子線発生部を収容する筐体部と、
   前記電子線を前記筐体部の内部から前記筐体部の外部に透過させる電子線透過窓を有する電子線透過窓部と、
   前記電子線透過窓に対して気体を吹き付ける冷却部と、を備え、
   前記電子線透過窓は、所定の方向を長手方向とする長尺状であり、前記所定の方向を長手方向とする、前記電子線が透過する長尺状の電子線透過領域を備え、
   前記冷却部は、前記電子線透過窓部の電子透過側において前記所定の方向に沿って延在する管状部材を有し、
   前記管状部材の側壁には、管状部材の内部を流通する気体を管状部材の外部に噴出させる複数の貫通孔が、前記所定の方向に沿って形成されており、
   前記貫通孔は、前記所定の方向において隣り合う前記貫通孔から噴出した前記気体が、前記電子線透過窓の表面の前記電子線透過領域で重なり合うように配置されている、電子線照射装置。
2. 前記貫通孔の断面形状は、円形状である、請求項１記載の電子線照射装置。
3. 前記電子線透過窓部は、前記電子線透過窓を保持する枠体を有し、
   前記管状部材は前記枠体に配置されている、請求項１又は２記載の電子線照射装置。
4. 前記枠体には、切欠部が形成されており、
   前記管状部材は、前記切欠部に収容されている、請求項３記載の電子線照射装置。
5. 前記冷却部は、前記管状部材を一対有し、
   前記一対の管状部材は、前記電子線透過窓の両側に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子線照射装置。
6. 一方の前記管状部材における前記複数の貫通孔の位置は、他方の前記管状部材における前記複数の貫通孔の位置に対して、前記所定の方向にずれて配置されている、請求項５記載の電子線照射装置。
7. 一方の前記管状部材の内部における前記気体の流通する向きは、他方の前記管状部材の内部における前記気体の流通する向きと反対である、請求項５又は６記載の電子線照射装置。

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