JP3896808B2

JP3896808B2 - 電子源

Info

Publication number: JP3896808B2
Application number: JP2001186402A
Authority: JP
Inventors: 周一谷口; 敏朗錦見
Original assignee: NHV Corp
Current assignee: NHV Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP2003004898A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電子線照射装置等に用いられるものであって、フィラメントから放出させた電子を引出し電極を通して引き出す構成の電子源に関し、より具体的には、引出し電極の熱変形によって照射幅方向の電子線量分布の均一性が悪化することを防止する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子源を備える電子線照射装置の一例を図３に示す。この電子線照射装置は、電子線１０を走査しない非走査型（またはエリア型）と呼ばれるものであり、紙面の表裏方向（Ｙ方向）に長い筒状の真空容器２内に、Ｙ方向に長い筒状のシールド電極４を配置し、その中にＹ方向に長い電子源６を配置した構造をしている。
【０００３】
電子源６は、電子を放出するものであってＸ方向に伸びた複数本の線状（棒状とも言える）のフィラメント８を有しており、これらを当該Ｘ方向に直交する前記Ｙ方向に、互いに平行にかつ互いに同一平面上に並べた構造をしている（図２も参照）。このフィラメント８を並べたＹ方向は、電子線１０の照射幅方向と呼ばれる。Ｘ方向は、被照射物搬送方向と呼ばれる。
【０００４】
電子源６は、更に、フィラメント８を並べた面に平行に配置されていて、各フィラメント８から放出された電子を電子線１０として引き出す多孔の引出し電極１２を１枚有している。この引出し電極１２は、シールド電極４の開口部付近に配置されている。
【０００５】
シールド電極４および引出し電極１２は互いに同電位にされ、それらと各フィラメント８との間には、フィラメント８側を負極にして、電子線１０の引き出し用の引出し電圧Ｖe が印加される。また、真空容器２の開口部には真空容器２と同電位の窓箔２０が設けられており、これらと引出し電極１２等との間には、引出し電極１２等の側を負極にして、電子線１０の加速用の加速電圧Ｖa が印加される。
【０００６】
このようにして、電子源６から引き出され、かつ加速された電子線１０は、窓箔２０を透過して真空容器２外に取り出され、被照射物（図示省略）に照射され、それの改質等の処理に供される。
【０００７】
なお、各フィラメント８の上部とシールド電極４との間には、この例のように、フィラメント８から放出された電子を引出し電極１２側へ押し戻す作用をするリフレクタ１８を設ける場合がある。
【０００８】
引出し電極を、図４に示す例のように、電子線１０の引出し方向Ｚに互いに間をあけて配置された２枚の引出し電極１４および１６で構成する場合もある。両引出し電極１４および１６は、互いに同じ構造をしており、電気的に同電位に結合されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した１枚電極の電子源６では、フィラメント８からの輻射熱による加熱によって、引出し電極１２の照射幅方向Ｙにおける伸びが大きくて熱変形が大きく、引出し電極１２の照射幅方向Ｙにおける平面性悪化（波打ち）が大きいために、引出し電圧Ｖe による引出し電界が不均一になって電子線１０の引き出しに粗密が生じて、例えば図５に示す例のように、電子線１０の照射幅方向Ｙにおける線量分布の均一性が悪化するという課題がある。
【００１０】
また、加速電圧Ｖa による加速電界が引出し電極１２の電子引出し孔から上流側（フィラメント８側）へ入り込むため、これが引出し電界として働き、引出し電圧Ｖe を０にしても電子線１０の量を０にすることができないという課題もある。
【００１１】
一方、図４に示した２枚電極の電子源６では、下流側の引出し電極１６によって加速電圧Ｖa による加速電界が遮蔽されて、加速電界が上流側の引出し電極１４に及ぶことが防止されるので、引出し電圧Ｖe を０にしても電子線１０の量を０にすることができないという課題は解決することができるけれども、フィラメント８からの輻射熱による引出し電極１４の熱変形を防止することはできないので、引出し電圧Ｖe による引出し電界が不均一になることによる電子線１０の照射幅方向Ｙにおける線量分布の均一性悪化の課題を解決することはできない。
【００１２】
そこでこの発明は、２枚電極の電子源を更に改良して、加速電界が上流側の引出し電極に及ぶことを防止するだけでなく、上流側の引出し電極の熱変形によって照射幅方向における電子線量分布の均一性が悪化することをも防止することを主たる目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の電子源は、電子線を引き出す引出し電極を、電子線の引出し方向に互いに間をあけて配置されていて互いに電気的に同電位に結合された２枚の多孔の電極であって上流側の第１引出し電極および下流側の第２引出し電極で構成し、この第１引出し電極を、前記照射幅方向において複数に分離された構造とし、かつ第１引出し電極の電子引出し孔を、第２引出し電極の電子引出し孔よりも大きくしていることを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、下流側の第２引出し電極によって加速電界が遮蔽されるので、加速電界が上流側の第１引出し電極に及ぶことを防止することができる。
【００１５】
しかも、第１引出し電極を照射幅方向において複数に分離された構造にしていて、分離部において、フィラメントからの輻射熱による電極の伸びを吸収することができるので、第１引出し電極の熱変形が小さくなる。
【００１６】
かつ、第１引出し電極の電子引出し孔を第２引出し電極の電子引出し孔よりも大きくしているので、第１引出し電極がフィラメントからの輻射熱を受け止める割合が小さくなり、この理由からも第１引出し電極の熱変形が小さくなる。
【００１７】
上記二つの理由によって、第１引出し電極の熱変形が小さくなり、その照射幅方向における平面性維持が可能になるので、照射幅方向における電子線量分布の均一性悪化を防止することができる。即ち、照射幅方向における均一な電子線量分布を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に係る電子源を備える電子線照射装置の一例を示す概略断面図である。図２は、図１中の電子源を拡大して示す斜視図である。図３および図４に示した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明する。
【００１９】
この電子線照射装置は、前記電子源６に代わる電子源６ａを備えている。
【００２０】
この電子源６ａでは、電子線１０を引き出す引出し電極を、電子線１０の引出し方向Ｚに互いに間をあけて平行に配置された２枚の多孔の電極であって上流側の第１引出し電極２４および下流側の第２引出し電極２６で構成している。両引出し電極２４および２６は、互いに電気的に同電位に結合されている。これらの電極には、前述した引出し電圧Ｖe および加速電圧Ｖa が印加される。
【００２１】
第１引出し電極２４は、前記照射幅方向Ｙにおいて複数に（図示例では三つに）分割し分離した構造にしている。三つに分離されたそれぞれの引出し電極を符号２４ａ〜２４ｃで示す。但し、電気的には、三つの引出し電極２４ａ〜２４ｃは同電位に結合されており、第１引出し電極２４は電気的には全体として見れば１枚の電極として働く。第２引出し電極２６は１枚の電極から成る。
【００２２】
第１引出し電極２４および第２引出し電極２６は、電子線１０の引き出し用の多数の電子引出し孔２５および２７をそれぞれ有している。そして、第１引出し電極２４の各電子引出し孔２５を、第２引出し電極２６の各電子引出し孔２７よりも大きくしている。
【００２３】
なお、各電子引出し孔２５および２７の形状は、図示例のような円形に限られるものではなく、四角形、六角形等の他の形状でも良い。
【００２４】
この電子源６ａによれば、下流側の第２引出し電極２６によって、加速電圧Ｖa による加速電界が遮蔽されるので、加速電界が上流側の第１引出し電極２４に及ぶことを防止することができる。従って、引出し電圧Ｖe を０にしても電子線量を０にすることができないという前述した課題を解決することができる。
【００２５】
しかも、第１引出し電極２４を照射幅方向Ｙにおいて複数に分離された構造にしていて、１枚当たりの伸びが小さく、分離部において、フィラメント８からの輻射熱による電極の伸びを小さな隙間で吸収することができるので、第１引出し電極２４の熱変形が小さくなる。
【００２６】
かつ、第１引出し電極２４の電子引出し孔２５を第２引出し電極２６の電子引出し孔２７よりも大きくしているので、第１引出し電極２４がフィラメント８からの輻射熱を受け止める割合が小さくなり、この理由からも第１引出し電極２４の熱変形が小さくなる。
【００２７】
上記二つの理由によって、第１引出し電極２４の熱変形が小さくなり、第１引出し電極２４の照射幅方向Ｙにおける平面性維持が可能になるので、即ちフィラメント８と第１引出し電極２４との間の距離を照射幅方向Ｙにおいて均一に維持することが可能になるので、照射幅方向Ｙにおける電子線量分布の均一性悪化を防止することができる。即ち、照射幅方向Ｙにおける均一な電子線量分布を実現することができる。
【００２８】
また、第２引出し電極２６から見れば、その電子引出し孔２７を第１引出し電極２４の電子引出し孔２５よりも小さくしていると言うことができ、それによって加速電圧Ｖa による加速電界が第２引出し電極２６の電子引出し孔２７から上流側へ入り込むことをより小さく抑えることができるので、前述した加速電界が上流側の第１引出し電極２４に及ぶことを防止するという作用効果をより確実に発揮させることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、下流側の第２引出し電極によって加速電界が遮蔽されるので、加速電界が上流側の第１引出し電極に及ぶことを防止することができる。
【００３０】
しかも、第１引出し電極を照射幅方向において複数に分離された構造にしていて、分離部において、フィラメントからの輻射熱による電極の伸びを吸収することができるので、第１引出し電極全体の伸びが小さくなって熱変形が小さくなる。かつ、第１引出し電極の電子引出し孔を第２引出し電極の電子引出し孔よりも大きくしているので、第１引出し電極がフィラメントからの輻射熱を受け止める割合が小さくなり、この理由からも第１引出し電極の熱変形が小さくなる。この二つの理由によって、第１引出し電極の熱変形が小さくなり、その照射幅方向における平面性維持が可能になるので、照射幅方向における電子線量分布の均一性悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電子源を備える電子線照射装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１中の電子源を拡大して示す斜視図である。
【図３】従来の１枚電極の電子源を備える電子線照射装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】従来の２枚電極の電子源を備える電子線照射装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】図３の電子源による照射幅方向における電子線量分布の概略例を示す図である。
【符号の説明】
６ａ電子源
８フィラメント
１０電子線
２４第１引出し電極
２５電子引出し孔
２６第２引出し電極
２７電子引出し孔

Claims

電子を放出するものであって互いに同一平面上にかつ電子線の照射幅方向に並べて配置された複数のフィラメントと、このフィラメントに沿って配置されていて当該フィラメントから放出された電子を電子線として引き出す引出し電極とを備える電子源において、前記引出し電極を、電子線の引出し方向に互いに間をあけて配置されていて互いに電気的に同電位に結合された２枚の多孔の電極であって上流側の第１引出し電極および下流側の第２引出し電極で構成し、この第１引出し電極を、前記照射幅方向において複数に分離された構造とし、かつ第１引出し電極の電子引出し孔を、第２引出し電極の電子引出し孔よりも大きくしていることを特徴とする電子源。