JP4704584B2

JP4704584B2 - 電子線照射装置

Info

Publication number: JP4704584B2
Application number: JP2001061401A
Authority: JP
Inventors: 勝弘小野
Original assignee: 勝弘小野
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-03-06
Also published as: JP2002257999A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、細長い線状の物体の表面に塗布した樹脂の硬化、改質、架橋等を行うためにこれらの被照射体を回転することなく全周囲方向から多量の電子を被照射体に集中して照射する装置であって、特に、高速度で走行する細長い被照射体に照射する電子線の照射線量を増して処理速度を大幅に増したことを特徴とする電子線照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子線照射装置は、公開特許公報、特開平１１−１９１９０号に記載されているように、固定されたドラム管状の真空容器の中に直線状の金属フィラメントを取付け、これを通電加熱することによって放出される熱電子を５００ｋＶ以下の電圧で加速し、薄い金属箔で出来た平板状の透過窓を透過させて、大気中にある被照射体に電子線を照射するようになっている。特開平１１−１９１９０号公開特許公報に記載されている装置の概略の横断面図を図１６に示している。図１６において、１００１は真空容器であり、１００３は電子銃構造体であり、１００２は電子銃構体１００３等を支持するターミナルであり、１００４は陰極フィラメントであり、１００５はグリッドであり、１００６は電子を透過させる電子透過窓である。陰極フィラメント１００４から放出された電子がグリッド１００５に印加された電位差で加速され、更に電子透過窓１００６との間に印加された５００ｋＶ以下の電位差で加速されて電子透過窓１００６を透過する。透過した電子線Ｂ０１は照射室内にある被照射体１０１１に照射される。この装置は大型であり、電子線の照射方向が一定となっているのでシート状の被照射体に電子線を照射する場合には適するが、立体形状の物体に電子線を照射するのには適さない。このような場合には、例えば、特開平１１−１９１９０号公開特許公報に記載された装置では、図１６に示すように、立体構造体である被照射体１０１１は２本のワイヤ１００９、１０１０で回転させながら移動させられて前記の照射窓１００６を透過してきた電子線Ｂ０１が照射されるようになっている。このように被照射体１０１１を回転させながら移動させたり、特開平１０−２６８１００号公開特許公報に記載されているように被照射体１０１１を傾斜面上で転がしたり、特開平１０−２６８０９９号公開特許公報に記載されているように被照射体１０１１を裏返す機構を設けたり、特開平９−６８６００号公開特許公報に記載されているように被照射体１０１１の周囲に反射板を置いて電子線を被写体の周囲に一様に照射する努力が払われている。上記の従来例はいずれの場合も装置が大型になり、立体形状の被照射体１０１１に全周囲方向から照射するのが難しいだけでなく、処理能率が悪いと言う問題があった。
【０００３】
特に、被照射体が小型の物体である場合や細長い線状の物体である場合には、上記の例では被照射体の周囲に万遍無く高密度の電子線を照射するのは不可能に近い。又、照射される電子線の密度が大きく出来ないので、照射能率が極めて悪いと言う問題がある。細い線状の被照射体の照射処理速度を高める為には命中率が極めて低いので多量の電子線を被照射体の方向に入射させる必要がある。しかるに、真空中で発生した電子線を加速した後、真空容器の外部に取り出す為には真空の壁を形成しながら電子を通過させる電子透過窓１００６を透過させる必要があり、この電子透過窓１００６で電子が吸収されてここで発熱するだけでなく、透過した電子は大きく散乱されるので前記の線状の被照射体に入射する電子は１％以下の少量に過ぎない。このために、電子透過窓１００６を不活性ガスなどを吹き付けたり、周囲のフレームを水冷したりして冷却しても前記の電子透過窓１００６の中央が高温になり過ぎて十分な量の電子線を線状の被照射体に照射することができなかった。このために、電子線照射装置の処理能力を高めることが出来なかった。
【０００４】
例えば、前記の電子透過窓１００６と１．５ｃｍ離れた位置にある直径が０．５ｍｍの線状の被照射体に電子線を照射する場合を考える。この場合、電子透過窓１００６を通過した電子の１．０％程度が被照射体に照射されるに過ぎない。更に、１０μｍの厚みのチタニュームで出来た電子透過窓１００６における電子の透過率は５０％程度であり、電子透過窓１００６に入射する電子のエネルギーが１００ｋｅＶで、入射する電流が３０ｍＡであるとすると電子透過窓１００６において１５００Ｗが吸収されることになり、電子透過窓１００６の表面積を２０ｃｍ^２とすると、入射パワー密度は７５Ｗ／ｃｍ^２であり、これは許容値をはるかに超えており、電子透過窓１００６が焼損する。しかるに、仮に照射できたとしても、装置の全長が長いので、限定された空間内で、装置を直列に接続するなどして更に処理能力を高めることは不可能である。また、電子透過窓１００６の表面積を大きくして電子をその表面に均一に分散させた場合には細い被照射体に照射される電子の割合が更に小さくなるので被照射体に吸収される電流を増やす効果は極めて小さい。一方で、樹脂の硬化処理に電子線照射を採用して十分な量の電子線を照射すると樹脂と電子との反応により樹脂が瞬時に硬化する特性があるので、多量の電子線を集中して線状の被照射体に照射することによって処理能率を高めることができる電子線照射装置の実現が待望されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、細長い線状の形状を有する物体の表面に塗布した樹脂の硬化、改質、架橋等の処理を行うためにこれらの被照射体に電子線を照射する場合に、被照射体を回転することなく被照射体の周囲から被照射体に多量の電子線を均一に照射することができる電子線照射装置を提供することである。特に、従来は線量不足の為に実現できなかった極めて細い被照射体への大線量電子線照射ができる様にして、十分に高速度の電子線照射処理ができる電子線照射装置を提供することである。真空領域と大気領域との境界を形成しつつ電子線を透過させる電子透過窓の温度上昇を防ぐとともに、電子透過窓によって散乱されて分布が広げられた電子線を前記の被照射体に集中して被照射体に命中させることによって被照射体に照射される電子の量を大幅に増加して電子線処理能力を画期的に改善するとともに、前記の電子透過窓の過熱を防止して信頼性が高い電子線照射装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、高真空状態に維持された真空領域内に設けられた陰極から放出された電子を、電子通過孔を有する陽極との間で加速した後に、前記の真空領域の外部に取り出す為の電子透過窓を透過させ、透過した電子を細長い柱状の領域に向かう方向に偏向させてこの柱状の領域と交錯するように移動させる電子集中手段と、被照射体の位置を前記の柱状の領域に一致させる被照射体位置限定手段を用いることにより、被照射体通路内を高速度で通過する極めて細い被照射体に電子を集中して衝突させて、電子線の被照射体への命中率を大幅に改善している。薄い金属で出来た電子透過窓を通過する時や、大気中を走行するときに電子は散乱するが、これらの散乱した電子も、電子集中手段を用いて強制的に被照射体通路内の特定領域を横断させて、多量の電子を被照射体に衝突させられるようになっている。
【０００７】
上記の電子集中手段の一つとして前記の被照射体通路と同軸的に配設した磁石用いることにより、被照射体通路に平行な磁束密度成分と被照射体通路の中心軸に向かう磁束密度成分とを有する空間を形成し、この空間に電子を走行させて、これらの磁束密度成分と電子との相互作用により、電子が走行するに従って強い回転力を受けるとともに被照射体通路の中心軸に近づくようになっている。電子透過窓を通過する場合に散乱によって初期的に逆方向の回転力を与えられた電子も前記の磁束との相互作用で正方向に強制回転させられて被照射体通路の中心軸に向かうように運動させられる。
【０００８】
前記の被照射体は例えば３０００ｍ／分の高速度で移動している場合でも、電子の走行速度ははるかに大きいので陰極２から出た電子は被照射体が少し移動する間に被照射体に衝突するので、電子の分布は事実上一定となっており、被照射体に均一に照射されることになる。電子が異なる軌道をもって運動して被照射体に衝突する位置が軸方向にずれていても、被照射体の軸方向の移動によって結果的に軸方向に平均化されるので電子線照射処理としては問題とならない。
【０００９】
前記の電子透過窓においては電子の密度が小さくなるように予め均一に広がった状態で電子が前記の電子透過窓に入射され、電子透過窓を通過した後で被照射体に命中するように電子集中手段によって電子の軌道が強制されるようになっているので、電子透過窓の発熱が抑えられ、多量の電子が被照射体に照射されるようになっている。
【００１０】
本発明の請求項１に係わる電子線照射装置は、真空領域を構成する真空容器と、この真空容器の外部に在る被照射体を通過させる為の被照射体通路と、前記の真空容器の内部で電子を放出する陰極と、この陰極から放出された電子を加速する電子加速手段と、この電子加速手段によって加速された電子を前記の真空容器の外部に透過させる電子透過窓とを有して構成されており、この電子透過窓を含む面が前記の被照射体通路によって貫通されており、前記の電子透過窓は前記の被照射体通路と直交する平面に含まれる表面を有していることを特徴とする装置である。電子透過窓は前記の被照射体通路を取り囲んでおり、被照射体の周囲から電子が照射されるようになっている為に被照射体の周方向に均一な電子線照射が行えるようになっている。
【００１１】
本発明の請求項２に係わる電子線照射装置は、請求項１に記載した装置において、前記電子透過窓を透過した電子の内で前記の被照射体に衝突する電子の割合を増加する電子集中手段を有していることを特徴とする装置である。これによって、電子が被照射体通路内を通過する細い被照射体への命中率を向上させて、電子透過窓を過熱することなく多量の電子を短時間に被照射体に照射できる電子線照射装置を実現している。
【００１２】
本発明の請求項３に係わる電子線照射装置は、請求項１又は請求項２に記載した装置において、前記の被照射体が通過する位置を流体の動圧によって限定するように作用する被照射体位置限定手段を有していることを特徴とする装置である。これによって、被照射体の被照射体通路内での位置を限定して細い被照射体への電子の命中率を向上させて、電子透過窓を過熱することなく多量の電子を短時間に被照射体に照射できる電子線照射装置を実現している。
【００１３】
本発明の請求項４に係わる電子線照射装置は、請求項１に記載した装置において、前記電子透過窓を透過した電子を前記の被照射体通路の周囲方向から前記の被照射体通路に沿った細長い領域に集中させる電子集中手段と、この細長い領域を前記の被照射体が通過するように作用する被照射体位置限定手段とを有していることを特徴とする装置である。これによって、被照射体通路内を通過する細い被照射体への電子の命中率をより向上させて、電子透過窓を過熱することなく多量の電子を短時間に被照射体に照射できる電子線照射装置を実現している。
【００１４】
本発明の請求項１乃至請求項４に係わる電子線照射装置は、いずれも、前記の電子透過窓が前記の被照射体通路と直交する平面に含まれる面を有するので、これによって、電子透過窓の製作が容易であるばかりでなく、被照射体の蒸発などによる電子透過窓の汚染が防止され、信頼性が高い電子線照射装置を実現させることができる。
【００１５】
本発明の請求項５に係わる電子線照射装置は、請求項２又は請求項４のいずれか１項に記載した装置において、前記の電子集中手段は、中心軸をもった構造であり、前記の電子透過窓を透過して散乱した電子に前記の中心軸に向かう力を与えることを特徴とする装置である。これによって、細くて極めて長い被照射体に全周方向から極めて効率良く電子線が照射され、且つ装置全体がコンパクトである電子線照射装置を実現させることができる。
【００１６】
本発明の請求項６に係わる電子線照射装置は、請求項２又は請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載した装置において、前記の電子集中手段は、前記の電子透過窓に対向した状態で前記の被照射体通路と同軸的に設けられた環状の磁石を用いて構成されていることを特徴とする装置である。これによって、簡単な構造で前記の電子集中手段を実現でき、コンパクトでありながら処理能力が大きい電子線照射装置を実現させることができる。
【００１７】
本発明の請求項７に係わる電子線照射装置は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体通路は前記の真空容器を貫通して設けられており、前記の陰極はこの被照射体通路の周囲からこの被照射体通路に向かって電子を放出する環状の電子放出面を有することを特徴とする装置である。これによって、簡単な構造でありながら被照射体の周囲における電子線の均一度を高めた電子線照射装置を実現できる。
【００１８】
本発明の請求項８に係わる電子線照射装置は、請求項２、又は請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載した装置において、前記の陰極と、前記の電子加速手段と、前記の電子透過窓と、前記の電子集中手段と、前記の被照射体通路とが同軸状に取り付けられていることを特徴とする装置である。これによって、簡単な構造でありながら被照射体の周囲における電子線の均一度を高めた電子線照射装置を実現できる。
【００１９】
本発明の請求項９に係わる電子線照射装置は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載した装置において、前記の電子透過窓に入射する電子の軌道は、前記の被照射体通路を中心とする円錐状に形成されていることを特徴とする装置である。これによって、電子透過窓における電子密度を均一にして電子透過窓の局部過熱を防止して信頼性を高めるとともに被照射体に命中する電子を増した電子線照射装置を実現することができる。
【００２０】
本発明の請求項１０に係わる電子線照射装置は、請求項２、又は請求項４乃至請求項６、又は請求項８のいずれか１項に記載した装置において、前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路と同軸的に設けられた第１の環状の磁極と、この第１の環状の磁極と同軸的に設けられたより大きな径の第２の環状の磁極とを有しており、前記の第１の磁極は前記の電子透過窓と対向しており、前記の第２の磁極の先端は前記の電子透過窓を覆う様に位置していることを特徴とする装置である。これによって、簡単な構造で前記の電子集中手段を実現し、高い処理能力を有する電子線照射装置を実現することができる。
【００２１】
本発明の請求項１１に係わる電子線照射装置は、請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体位置限定手段は、前記の被照射体との間にギャップを有して前記の被照射体と同軸的に設けられた高圧力孔を有する動圧発生管から成っており、前記のギャップに流体を流すことによって前記の被照射体と前記の高圧力孔との間に圧力を生じさせていることを特徴とする装置である。これによって、電子密度が大きい位置に被照射体を位置決めすることにより被照射体に命中する電子を増した電子線照射装置を実現することができる。
【００２２】
本発明の請求項１２に係わる電子線照射装置は、請求項３又は請求項４又は請求項１１のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体位置限定手段は、前記の被照射体との間にギャップを有して前記の被照射体と同軸的に設けられた複数個の高圧力孔と、これらの高圧力孔の間に位置しており流体を流入する為の流体導入口とを有しており、この流体導入口からこの流体導入口の両側の前記の高圧力孔と前記の被照射体との間のギャップに流体を互いに反対方向に流すことによって前記の被照射体の軸方向における力をバランスさせた状態で前記の被照射体の半径方向に圧力を生じさせていることを特徴とする装置である。これによって、単純な構造でありながら、被照射体の移動を妨げることなく被照射体を被照射体通路の中心軸に一致させることにより電子線を被照射体に命中する電子を増した電子線照射装置を実現することができる。
【００２３】
本発明の請求項１３に係わる電子線照射装置は、請求項３又は請求項４又は請求項１１又は請求項１２のいずれか１項に記載した装置において、前記の被照射体位置限定手段は、前記の被照射体との間にギャップを有して前記の被照射体と同軸的に設けられた高圧力孔を有しており、この高圧力孔の内面にスパイラル状の溝を有しており、前記のギャップに流体を流すことによって前記の被照射体と高圧力孔との間に圧力を生じさせていることを特徴とする装置である。これによって、被照射体を固体部分に接触させること無く被照射体に大きな動圧力を与えて被照射体通路の中心軸に一致させることができるので被照射体に命中する電子を増した電子線照射装置を実現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である電子線照射装置の縦断面図であり、図２は図１のＡＡ’の矢印方向から見た横断面図、図３は図１のＢＢ’の矢印方向から見た横断面図、図４は図１のＣＣ’の矢印方向から見た横断面図、図５は本発明の主要構成要素の一つである被照射体位置限定手段としての動圧発生管の例を表す縦断面図、図６は本発明の主要構成要素である電子集中手段としての電磁石の構造と磁束の分布の例を表す断面図、図７から図９までは本発明の原理を説明する原理図、図１０から図１４までは本発明の作用及び効果を説明する為の電子の軌道を計算した結果を表す図面、図１５は他の変形した実施形態を示す縦断面図、図１６は従来の電子線照射装置を示す横断面図である。同じ部分は同じ番号を付与している。簡略化の為に断面のハッチングは部分的に省略している。
【００２５】
図１において、１は真空容器であり、排気管１６に接続された図示しない真空ポンプによって排気されて常時１０ ^−４〜１０ ^−６Ｐａ程度の真空度に保たれた真空空間１０１を形成している。真空空間１０１内において真空容器１の壁に絶縁筒１３が取り付けられており、絶縁筒１３の他端には環状の電子銃取付台１４が固定されている。電子銃取付台１４には環状の取付金具１７を介して環状の陰極２と環状の集束電極３が同軸状に取り付けられている。環状の陰極２はバリウム含浸型カソードであり、内部に取り付けられたヒーターによって加熱されて熱電子を放出する。環状の陰極２及び図示しないヒーターには高電圧リード線１５から−１００ｋＶ程度の負の高電圧が印加される。高電圧リード線１５は図示しない高電圧端子を介して外部の図示しない高電圧電源に接続されている。集束電極３は陰極２に対して正のバイアス電圧が印加され、このバイアス電圧は前記の高電圧電源によって可変でき、電子の分布状態を制御できるるようになっている。
【００２６】
前記の陰極２に対向した位置に環状の電子通過孔４０１を形成する陽極構体４と陽極リング５が同軸状に設けられており、前記の陰極２と組み合わせて電子加速手段を形成している。陽極構体４の一部である平板部４０２は真空容器１の一部を形成している。陽極構体４の中心位置には、陽極構体４を貫通した状態で大気圧になった被照射体通路１０が設けられている。図１に示した陽極構体４の平板部４０２のＡＡ’の矢印方向から見た横断面図を図２に示している。図２に示すように、平板部４０２には放射状に設けられた多数の窪み４０５があり、その一部は前記の電子通過孔４０１と繋がっており電子通路４０６を形成している。前記の窪み４０５の間には隔壁４０７があり、機械的強度を保っている。窪み４０５の近傍には冷却水路４０３と４０４が設けられており、強制冷却されるようになっている。
【００２７】
図１に示すように、前記の平板部４０２の表面に電子透過窓構体６が取り付けられている。電子透過窓構体６の中央には貫通した穴があり、被照射体通路１０の一部を形成している。前記の平板部４０２と電子透過窓構体６との間はＯ―リングなどによって気密に接続されている。電子透過窓構体６のＢＢ’の矢印方向から見た横断面図を図３に、ＣＣ’の矢印方向から見た横断面図を図４に示している。図３及び図４に示すように、電子透過窓構体６には多数の窪み６０１と、これと連通した部分を有する環状の溝６０２が設けられている。これらの近傍に環状の冷却水路６０３，６０４が設けられており、強制冷却されるようになっている。多数の窪み６０１の間には隔壁６０５があり、機械的強度を保つようになっている。図１に示すように、電子透過窓構体６の環状溝６０２の端部には環状の電子透過窓７が電子ビーム溶接等により気密に取り付けられており、真空容器１の一部を形成して真空空間１０１を高真空状態に保っている。電子透過窓７は厚みが１０μｍ程度のチタニューム箔で出来ており、１００ｋｅＶのエネルギーを持って入射した電子のおよそ５０％を透過することができる。
【００２８】
図１に示すように、電子透過窓７の外側にはアルミニューム等の原子番号が鉄よりも小さい材質で出来た照射室壁１１があり、前記の被照射体通路１０よりも大きな半径を有する照射室空間１１１を形成している。前記の電子透過窓７に対向した位置において、電子集中手段としての電磁石８が照射室壁１１の外側に取り付けられている。電磁石８は、被照射体通路１０と同軸的に設けられた環状の第１の磁極８０２と、これと同軸的に設けられており、第１の磁極８０２よりも大きな径を持った環状の第２の磁極８０１と、この間に巻かれたコイル８０３とを有しており、電子集中手段を構成している。第２の磁極８０１の先端部分には半径がより小さい磁極８０４が設けられている。
【００２９】
電磁石８によって生じる磁束８０５の分布の例を図６に示している。図６に示すように、前記の第１の磁極８０２、第２の磁極８０１の形状により、電子透過窓７に近い側にコーン状に広がった磁束分布を呈している。前記環状の陰極２の表面に位置し、その平均半径を有する円と、前記環状の電子通過孔４０１に位置し、その平均半径を有する円とを結んでできるコーン状の面と前記の被照射体通路１０の中心線との交点９よりも電子透過窓７から遠い位置に最小の径を持つ曲面に沿って磁束は分布している。前記の第１の磁極８０２の内径は電子透過窓７の内径よりも小さくなっており、第２の磁極８０１の内径は電子透過窓７の外径よりも大きくなっている。
【００３０】
図１に示すように、電磁石８の外側には遮蔽体１２が設けられており、Ｘ線の遮蔽をしている。被照射体通路１０は装置全体を貫通しており、この内部に細長い被照射体１００が高速度で移動されるようになっている。遮蔽体１２には、被照射体通路１０と同心状に被照射体位置限定手段としての動圧発生管２００が取り付けられている。図５に示すように、動圧発生管２００には窒素などの不活性ガスを高圧力で流入させる流体導入口２０１と直径が大きい低圧力孔２０２と、この低圧力孔２０２に繋がっており両方に伸びた高圧力孔２０３，２０４がある。被照射体１００の装着時には高圧力孔２０３，２０４は自動的に縦方向に２分割されるようになっており、作業性が損なわれないようになっている。高圧力孔２０３，２０４は被照射体１００とのギャップ２０５，２０６が小さくなっており、高圧力孔２０３，２０４の内側表面に図示しないスパイラル状の動圧発生溝が設けられており、高圧ガスの流入や被照射体１００の移動等によって動圧が生じ、被照射体１００は高圧力孔２０３，２０４の表面に接触することなくこの中心に位置決めされるようになっている。このようにして被照射体１００は前記の電磁石８の中心に位置決めされるようになっており、以下に説明するように多量の電子が前記の電磁石８の中心に位置する細長い領域に集中して照射されるので、細長い被照射体１００が高速度で移動しても前記の照射室空間１１１を通過した時に照射処理に必要な十分な照射線量を与えることができる。以下において、電子透過窓７を透過した電子が被照射体通路１０内の細長い領域に集中される電子集中手段の作用について図７から図１０を参照して述べる。
【００３１】
被照射体通路１０の中心軸と同軸的に配設された環状の電子透過窓７を拡大して図７に模式的に示している。ここで、Ｚ軸は被照射体通路１０の中心軸と一致しており、図１の右側が正の座標になっており、Ｒ軸は半径方向を表している。図７に示すように任意の点の座標を円柱座標（ｒ、θ、ｚ）で表す。電子透過窓７上の点Ｐ（ｒ_１、θ_１、ｚ_１）において、半径方向に角度φ_０だけＺ軸に対して傾斜して、真空領域に在る環状の溝６０２から電子が入射した場合を考える。入射した電子は電子透過窓７内でエネルギーを減少するとともに散乱されて図７に示すように点Ｐ（ｒ_１、θ_１、ｚ_１）とＺ軸を含む平面内、及びこれと直交する面の方向に立体的に広がった指向性の速度分布を有して電子透過窓７の外側の大気圧領域に進入する。
【００３２】
図７の点Ｐ（ｒ_１、θ_１、ｚ_１）とＺ軸を含む平面における断面図を図８−ａに、これと直角な方向の断面図を図８−ｂに示している。図８−ａの角度φ_１はＲＺ平面内における電子の散乱角度を示しており、半径方向散乱角と呼ぶ。図８−ｂにおける角度φ_２はＲＺ平面に垂直な面内における電子の散乱角度を示しており、横方向散乱角と呼ぶ。１００ｋｅＶの運動エネルギーを持って初速度ｖ_ｉで角度φ_０だけ傾斜して電子透過窓７に入射した電子は、２０ｋｅＶ程度のエネルギーを減少させて透過した電子の初速度が幾分減少する。これをｖ_０とすると、透過電子のＲ，θ、Ｚ方向の速度成分ｖ_ｒ、ｖ_θ、ｖ_ｚは、それぞれ、ｖ_ｒ＝ｖ_０・ｓｉｎ（φ_１−φ_０）・ｃｏｓ（φ_２）、ｖ_θ＝−ｖ _０・ｃｏｓ（φ_１−φ_０）・ｓｉｎ（φ_２）、ｖ_ｚ＝ｖ_０・ｃｏｓ（φ_１−φ_０）・ｃｏｓ（φ_２）で表される。
【００３３】
環状の電子透過窓７の外側には電子集中手段としての前記の電磁石８が、その中心軸がＺ軸に一致するように設けられており、電子透過窓７の内側の近傍及び外側では図６に示すように半径方向の磁束密度成分Ｂ_ｒ，Ｚ軸方向の磁束密度成分Ｂ_ｚをもった磁束８０５が存在するので、この領域に入った電子は概略ｅ（ｖ_ｚＢ_ｒ−ｖ_ｒＢ_ｚ）の回転力を与えられることになる。ここで、ｖ_ｚとｖ_ｒは電子のＺ方向速度成分とＲ方向速度成分を、ｅは素電荷をそれぞれ表している。電子が電磁石８に近づくに従って強い回転力を与えるように磁束密度の各成分Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの空間分布を与えておくと、電子は電磁石８に近づくにつれて強い正方向回転力を受けてＺ軸の周りで正方向に回転しようとする。図９−ａには、正方向回転している電子が磁束密度成分、Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚによって受ける力の方向を模式的に示している。この場合には電子は正方向に回転しながらＺ軸方向に減速され、半径が縮小する方向に力を受けることになる。図９−ｂには、負方向に回転している電子が磁束密度成分、Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚによって受ける力を示している。この場合には電子は負方向に回転しながらＺ軸方向に加速され、Ｒ軸の方向に発散されることになる。電子透過窓７を透過した直後の電子のθ方向速度ｖ_θが図８−ｂにおける負方向である場合には正方向回転が強調され、電子はＺ軸方向に向かう力を受けながらＺ軸に近づいてゆく。θ方向速度ｖ_θの影響でＺ軸から逸れた軌道となるが、この電子の軌道は、磁束密度成分、Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚがゼロの場合に比べてＺ軸への最近接距離が小さくなっている。この様子を計算して図１０に示している。
【００３４】
図１０は、図７のＺ軸の方向から電子透過窓７を見た図であり、点Ｐ（ｒ_１、θ_１、ｚ_１）を含む方向を縦軸に表している。真空領域に在る環状の溝６０２を通って電子透過窓７に近づいてくる電子の軌道は７０１に示されている。環状の陰極２の平均半径の部分から走行して点Ｐ（ｒ_１、θ_１、ｚ_１）において電子透過窓７に入射して半径方向散乱角φ_１がー１０度で横方向散乱角φ_２がー４０度で散乱された電子の軌道を７０２、７０３、７０４、７０５に示している。電子軌道７０２は前記の電磁石８が無い場合、つまり磁束密度Ｂが０の場合を、電子軌道７０３は図６の点９における磁束密度が０．０９Ｔの場合を、電子軌道７０４は図６の点９における磁束密度が０．２２Ｔの場合を、電子軌道７０５は図６の点９における磁束密度が０．４５Ｔの場合を示している。これらの軌道では、電子透過窓７を透過後の大気中における散乱の影響は省略している。図１０から判るように、電磁石８の磁束密度Ｂが大きくなるに従って、電子の入射点Ｐ（ｒ_１、θ_１、ｚ_１）のｒ_１が大きくなるとともに、Ｚ軸（ｒ＝０）への最近接距離が小さくなっている。電子の入射点Ｐ（ｒ_１、θ_１、ｚ_１）のｒ_１が大きくなる理由は、電子が電子透過窓７に入射する前から磁束Ｂの影響を受けて軌道が半径方向に曲げられることによる。磁束密度Ｂを極端に大きくすると、電子が磁束密度Ｂの影響で反射されるようになって好ましくない。電子軌道７０３，７０４，７０５のＺ軸（ｒ＝０）への最近接距離が小さくなっている理由は前記の磁束密度成分、Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚによって前記のＺ軸への集中効果を電子が受けることに因っている。このように、電磁石８を設けることによって電子軌道のＺ軸への最近接距離が小さくできるのでＺ軸上に位置している細長い被照射体１００への電子の命中率は向上する。一方、θ方向の初速度ｖ_θが図８−ｂにおける正方向である場合には初期的には負方向回転となるが、前記の磁束密度に起因する正方向回転力が電子の進行とともに大きくなり、電子は正方向回転を行うようになって上記と同様のＺ軸への集中効果を生じることになる。
【００３５】
次に、図１１から１４を使って本発明の作用と効果について更に説明する。横方向散乱角φ_２が±０．６度、半径方向散乱角φ_１がー１０度の場合について計算してそれぞれの電子軌道を図１１から図１４に示している。図１１は図１０と同様にＺ軸から電子透過窓７の方向を見た電子軌道を表す図であり、半径が２．５ｍｍ以内の狭い領域を拡大して示している。図１２は、電磁石８が無い場合、つまり磁束密度Ｂが０の場合のＲＺ平面に投影した電子軌道の断面を示している。図１３は、図６の点９における磁束密度が０．２２Ｔの場合に横方向散乱角φ_２がー０．６度で半径方向散乱角φ_１がー１０度の場合のＲＺ平面に投影した電子軌道の断面を示している。同様に、図１４は、図６の点９における磁束密度が０．２２Ｔの場合に横方向散乱角φ_２が＋０．６度で半径方向散乱角φ_１がー１０度の場合のＲＺ平面に投影した電子軌道の断面を示している。
【００３６】
図１２、図１３、図１４において、電極構体４及び陽極リング５の形状の内で特性に影響しない部分は、計算の都合上図１のそれぞれの電極構造と異なっているが電子の軌道には影響を与えていない。これらの図において、電極間の等電位曲線を３０で示している。図１２は、−１００ｋＶの電圧が印加された環状の陰極２から放出されて−１００ｋＶが印加された集束電極３によって均一な電子密度をもって集束されて、環状の電子通過孔４０１を形成して接地電位に設定された陽極構体４、陽極リング５から成る電子加速手段によって加速された電子ビーム２０が環状の電子透過窓７を透過して８０ｋｅＶの運動エネルギーをもって横方向散乱角φ_２がー０．６度、半径方向散乱角φ_１が−１０度で散乱された電子の軌道の内で電磁石８が無い場合の例を示している。電子透過窓７を透過した直後に電子の進行方向が変えられており、電子透過窓７を透過して大気内を通過するが、大気による電子の散乱は比較的小さいことを考慮して省略しているので直進している。図１２では電子軌道をＲＺ平面に投影した断面を表しているが、これをＺ軸から見た電子軌道の内で陰極２の平均半径の部分から出た電子がＺ軸に２．５ｍｍ以内に近づいた部分を図１１の７１１で示している。図１１から判るとおり、電子透過窓７を透過する時に横方向散乱角φ_２が-０．６度で散乱されて横方向の速度ｖ_θを持っているのでＺ軸から逸れた軌道となる。従って、中心がＺ軸に一致した状態で被照射体通路１０に挿入された直径が０．５ｍｍの細長い被照射体１００には命中しないことを示している。図１１の電子軌道７１２は電子透過窓７において横方向散乱角φ_２が＋０．６度の場合で、他の条件は電子軌道７１１と同じ場合を表している。電子軌道７１２も電子軌道７１１と同様に被照射体１００に命中しないことを示している。この場合のＲＺ平面内に投影した断面図は図１２と類似しているので図示していない。
【００３７】
図６の点９における磁束密度が０．２２Ｔであること以外は図１２と同じ条件の場合における電子軌道をＲＺ平面内へ投影した断面図を図１３に示している。図１３から判るとおり、この場合の電子軌道はＺ軸に沿った方向に広がって分布しているがそれぞれがＺ軸と成す角度は図１２の場合に比べて大きくなっている。図１３と同じ条件において陰極２の平均半径の部分から出た電子をＺ軸から見た電子軌道の内でＺ軸に２．５ｍｍ以内に近づいた部分を図１１の７１３で示している。これは、Ｚ軸への最近接距離が電磁石８の影響で小さくなっており、前記の細長い被照射体１００に電子が命中することを示している。同様に、電子透過窓７における横方向散乱角φ_２が＋０．６度であること以外は図１３と同じ条件の電子軌道を図１４に、これに対応したＺ軸方向から見た電子軌道を図１１の７１４に示している。これらの電子軌道は、電子透過窓７で横方向に散乱された電子が電磁石８の影響でＺ軸により近づけられていることを示している。電子透過窓７で散乱された電子の内で被照射体１００に衝突する電子の割合を命中率とすると、図１１から判るとおり、中心がＺ軸に一致している細長い被照射体１００への電子の命中率がおよそ２．７倍大きくなっている。
【００３８】
以上において代表的な動作条件での電子軌道の説明を行ったが、半径方向散乱角φ_１が異なった場合や透過電子のエネルギーが異なった場合などについても同様な効果があるので、本発明の電子集中手段としての電磁石８を設けることによって、電子透過窓７を透過した電子の細長い被照射体１００への命中率が全体として改善され、電子透過窓７における電子密度を高めることなく細長い被照射体１００に多量の電子を照射することができる電子線照射装置を実現できる。
【００３９】
次に、図５を用いて被照射体位置限定手段としての動圧発生管２００の作用と効果について説明する。被照射体１００は高圧力孔２０３、２０４、及び低圧力孔２０２を貫通して高速度で移動する様になっている。被照射体１００と高圧力孔２０３、２０４のギャップは１００μｍ程度に小さくなっており、流体導入口２０１から液体又は高圧力の気体が導入され、低圧力孔２０２を経由して高圧力孔２０３，２０４と被照射体１００との間のギャップを通過する。高圧力孔２０３、２０４の内面にはスパイラル状又はヘリンボーン状の深さ１００μｍ程度の溝が設けられており、前記の液体又は高圧力の気体の流入又は被照射体１００の移動によって動圧力が生じる。この動圧力によって、被照射体１００は軸ぶれを防止され、被照射体１００の中心が高圧力孔２０３，２０４の中心軸に一致するように位置決めされる。前記のギャップ内には液体又は高圧力気体が満たされており、被照射体１００が固体部分と接触することが無く、損傷を受けることなく適正な位置に正確に位置決めされる。高圧力孔２０３と２０４は流体導入口２０１に対して互いに反対側に取り付けられ、流体の流れが互いに逆方向になっている為に、被照射体１００の軸方向には圧力がバランスするようになっている。この被照射体１００の軸方向における圧力のバランスの程度は、被照射体１００の移動速度、高圧孔２０３と２０４と被照射体１００とのギャップ、高圧孔２０３，２０４の長さ等を適正に決めることによって任意に決められる。
【実施例】
次に本発明の電子線照射装置の作用及び効果について実施例を用いて説明する。電子透過窓７は、厚みが１０μｍ、外径が５０ｍｍで内径１５ｍｍのチタニュームの環状薄膜で構成されており、表面積は１７．８ｃｍ^２であり、電子がこの表面に均一に広がって入射するの場合について述べる。このような薄膜に信頼性を保って許容される電子入射密度は２０Ｗ／ｃｍ^２程度であるので、本実施例で許容される入力は３５６Ｗである。入射電子のエネルギーが１００ｋｅＶである場合には、３．５６ｍＡの電流に相当する。入射した電子のおよそ５０％が電子透過窓７で吸収され、残りのおよそ５０％程度が運動エネルギー８０ｋｅＶをもって透過する。透過した電子のパワーは１４２．４Ｗであり、電子集中手段としての前記の電磁石８が無い場合に直径０．５ｍｍの被照射体１００に命中する電子線のパワーは４．４Ｗに相当する。被照射体１００の被処理層の断面積４ｘ１０^−４ｃｍ^２、被照射体１００の被処理層の密度が１．２ｇ／ｃｍ^３、被照射体１００の処理に必要な線量が２０ｋＧｙであるとすると、被照射体１００の処理速度は２７５ｍ／分となる。
【００４０】
電子集中手段としての前記の電磁石８を取付け、図６の点９における磁束密度が０．２２Ｔになるように電磁石８の起磁力をおよそ６０００ＡＴ程度に設定すると、前述のように被照射体１００への命中率がおよそ２．７倍改善されるので被照射体１００の処理速度は７４２ｍ／分に改善される。この電子線照射装置１台の全長はおよそ５０ｃｍであるので直列に装置を接続して使用すると被照射体１００の処理能力はそれだけ増強できる。例えば、５台を直列に接続すると、装置の全長は２．５ｍになるが、被照射体１００の処理能力は３７１０ｍ／分に増強され、十分な処理能力を得ることができる。更に処理能力を高める必要があれば、電子透過窓７の面積を大きくして電子透過窓７に入射する電子の分布を広げ、電子透過窓７における電子密度を小さく保った状態で電子透過窓７を透過させ、透過した電子を前記の電子集中手段で被写体に命中させることによって容易に達成できる。電子の分布を広げることは、例えば電子分散手段としての集束電極３のバイアス電圧を高めることによって容易に実現できる。
【００４１】
本実施例では、電磁石８の第２の磁極８０１の先端は電子透過窓７を覆う状態で電子透過窓７と同心状に取り付けられており、電磁石８の電子集中効果が大きくて最も好ましい状態になっている。しかしながら、電磁石８の第２の磁極８０１の先端を電子透過窓７から２５ｍｍの位置まで遠ざけても、電磁石８の起磁力を適正化することによって類似の効果が得られる。電磁石８を、第２の磁極８０１の先端と第１の磁極８０２の先端がＺ軸方向に同じ位置になるような構造にしても、第２の磁極８０１の先端が第１の磁極８０２の先端よりもＺ軸方向に沿って電子透過窓７から遠ざかる位置になるような構造にしても、電磁石８の起磁力を適正化するなどによって第１の磁極８０２の近傍では図６と同様の磁束密度分布が得られ、上述と類似の効果が得られることがわかっている。しかしながら、電子透過窓７の位置で磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚが存在しない場合又は弱すぎる場合には散乱した電子線の十分な集束が得られず、電子線の照射効率を高めることは困難である。
【００４２】
上記の実施形態及び実施例では、電子銃は環状の陰極２を有しており、その中心軸は被照射体通路１０の中心軸と同心状に取り付けられているが、直径が４ｍｍ程度の円形の陰極を多数個環状に配列して構成しても良いことは勿論である。この場合には既存の陰極を採用できるメリットが生じる。電子銃の集束電極３も同様に多数個に分割されて配設されても良いことは勿論である。電子透過窓７も、多数に分割されたセグメントで環状に構成されていても良いことは勿論である。
【００４３】
照射室空間１１１には図示しない不活性ガスの導入口と排出口とがあり、電子透過窓７に不活性ガスを吹き付けて強制冷却するようになっている。電子透過窓７を透過した電子が照射室空間１１１の壁１１に衝突した場合にＸ線の発生を少なくする様にアルミニユームの様な原子番号が鉄よりも小さい物質で作られている。また、前記の被照射体通路１０内における被照射体１００の移動速度を検出する手段と、前記の電子透過窓７で吸収された電子の量又は前記の電子透過窓７を通過した電子の量を検出する手段とを有して装置を構成しておき、前記の被照射体１００の移動速度に応じて前記の陰極２から放出される電子の量を制御するようにしておくと被照射体１００の長手方向における照射の均一度を高めることができる。
【００４４】
次に、変形された実施形態について図１５を用いて説明する。図１５の実施形態の例では、独立した２個の電子銃が被照射体通路１０の中心軸に対して対称に設けられている。これらの電子銃は円形の小型カソード２−１、２−２と、独立の集束電極３−１、３−２を有して構成されており、それぞれの電子銃は支持金具１７−１、１７―２によって絶縁物で出来た図示しない高電圧端子に取り付けられている。それぞれの陰極２−１，２−２から放出された円形の断面を有する電子ビームは前述と同様にして加速されてそれぞれの軌道をたどって電子透過窓７に到達する。電子透過窓７は環状構造ではなく、独立した２個の円形の薄膜で構成されている。この電子透過窓７を透過した電子は前述と同様に電子集中手段としての電磁石８の磁束によって電子の集中作用を受けるので細長い被照射体１００に効率良く照射される。この場合には、被照射体１００の周方向における電子線分布の均一性が前述の実施形態の場合よりも低下するが、その劣化の程度はさほど大きくない。更に、2個の電子銃に独立した別個の高電圧電源から電圧を供給することにより、一方の動作が不安定になった場合でも他方が正常に作動するので装置の信頼性が向上する。又、どちらか一方の電子銃を省略しても好ましくはないが概ね類似の特性を得ることができる。
【００４５】
本発明を実施形態及び実施例に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態及び実施例の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。例えば、電子透過窓７の外側を真空にした状態で被照射体１００に電子線を照射できることは勿論である。また、電子集中手段としての電磁石８は永久磁石に替えても良いことは勿論である。更に、図１５の実施形態において、電子銃の方向をＲＺ平面に垂直な方向に傾斜させることにより、電子透過窓７を透過した電子の横方向散乱角φ_２を改善することができる。図１に示す本実施形態では電子透過窓７を円形の平板状に構成して作りやすくしているが、これをコーン状又は円筒状に構成しても良いことは当然である。電子集中手段は、複雑な構造になるが、複数個の磁石を組み合わせて構成しても、高電界を発生する電極と磁石とを組み合わせて構成しても実現できる。本発明は、細長い被照射体１００の電子線照射に適するが、前記の被照射体通路１０及びこれを取り巻く部分を大きくすることにより、太い立体形状の被照射体１００に全周方向から電子線を照射できる電子線照射装置を提供できることは当然である。前記の電子加速手段による加速エネルギーが５００ＫｅＶ以下の範囲で上記実施形態の例と異なった場合も本発明に含まれる。前記の被照射体１００が絶縁物のみで出来ている場合も導電性の材質を含む場合も本発明に含まれる。
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電子線照射装置を採用すると、細長い形状の被照射体に効率良く電子線を照射することができ、従来不可能であった極細形状の被照射体に十分な線量の電子線を集中して照射するこが出来、照射能力を大幅に高めた電子線照射装置を提供することができる。電子線透過窓を通過した電子の多くを被照射体に命中できるので、電子線透過窓に入射する電子の数を相対的に減少させることが出来、電子線透過窓の過度の発熱が防止されて信頼性が大幅に改善される。また、電子線透過窓の面積を相対的に小さくできるので装置全体が小さくなるだけでなく、電子が被照射体の周囲から均一に被照射体に衝突するので周方向における照射処理の均一性が向上する。被照射体位置限定手段としての動圧発生管によって被照射体の位置決めが高精度に保たれているので照射処理の均一性が更に向上する。更に、電子透過窓が被照射体と角度を有して取り付けられているので、被照射体の蒸発などによって汚染され難く、信頼性が高いだけでなく、全長が短くコンパクトであり、シリーズに接続して更に処理能力を高めた電子線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である電子線照射装置の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態の縦断面図である図１のＡＡ’の矢印方向から見た横断面図である。
【図３】本発明の実施形態の縦断面図である図１のＢＢ’の矢印方向から見た横断面図である。
【図４】本発明の実施形態の縦断面図である図１のＣＣ’の矢印方向から見た横断面図である。
【図５】本発明の主要構成要素ある被照射体位置限定手段としての動圧発生管を表す断面図である。
【図６】本発明の主要構成要素ある電子集中手段としての電磁石の構造と磁束の分布を表す断面図である。
【図７】本発明の原理を説明する原理図であり、電子透過窓における電子の散乱を模式的に示している。
【図８】本発明の原理を説明する原理図であり、電子透過窓における電子の散乱の角度関係を示している。
【図９】本発明の原理を説明する原理図であり、周回運動する電子に磁束密度が及ぼす効果を示している。
【図１０】本発明の作用と効果を説明する為の電子の軌道を計算した結果を中心軸の方向から見た図面である。
【図１１】本発明の作用と効果を説明する為の電子の軌道を計算した結果を中心軸の方向から見て拡大した図面である。
【図１２】本発明の作用と効果を説明する為の電子の軌道を計算した結果を表す図面であり、磁束密度が０の場合の例を表している。
【図１３】本発明の作用と効果を説明する為の電子の軌道を計算した結果を表す図面であり、横方向散乱角φ_２が-０．６度の場合の例である。
【図１４】本発明の作用と効果を説明する為の電子の軌道を計算した結果を表す図面であり、横方向散乱角φ_２が＋０．６度の場合の例である。
【図１５】本発明の変形した実施形態を表す縦断面図である。
【図１６】従来の電子線照射装置の概略横断面図である。
【符号の説明】
１真空容器
２陰極
３集束電極
４陽極構体
５陽極リング
６電子透過窓構体
７電子透過窓
８電磁石
９電子線のコーン状の電子軌道の延長線と被照射体通路１０の中心線との交点
１０被照射体通路
１１照射室壁
１２遮蔽体
１３絶縁筒
１４電子銃取付台
１５高電圧リード線
１６排気管
１７取付金具
２０電子ビーム
３０等電位曲線
１００被照射体
１０１真空空間
１１１照射室空間
２００動圧発生管
２０１流体導入口
２０２低圧力孔
２０３高圧力孔
２０４高圧力孔
４０１電子通過孔
４０２陽極構体４の一部である平板部
４０３冷却水路
４０４冷却水路
４０５放射状に設けられた多数の窪み
４０６電子通路
４０７隔壁
６０１多数の窪み
６０２環状の溝
６０３冷却水路
６０４冷却水路
６０５隔壁
８０１環状の第２の磁極
８０２環状の第１の磁極
８０３コイル
８０４磁極
８０５等磁位曲線
Ｂ１電子軌道
Ｂ２電子軌道

Claims

真空領域を構成する真空容器と、この真空容器の外部に在る被照射体を通過させる為の被照射体通路と、前記の真空容器の内部で電子を放出する陰極と、この陰極から放出された電子を加速する電子加速手段と、この電子加速手段によって加速された電子を前記の真空容器の外部に透過させる電子透過窓とを有して構成されており、この電子透過窓を含む面が前記の被照射体通路によって貫通されており、前記の電子透過窓は前記の被照射体通路と直交する平面に含まれる表面を有していることを特徴とする電子線照射装置。
前記電子透過窓を透過した電子の内で前記の被照射体に衝突する電子の割合を増加する電子集中手段を有していることを特徴とする請求項１に記載した電子線照射装置。
前記の被照射体が通過する位置を流体の動圧によって限定するように作用する被照射体位置限定手段を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記電子透過窓を透過した電子を前記の被照射体通路の周囲方向から前記の被照射体通路に沿った細長い領域に集中させる電子集中手段と、この細長い領域を前記の被照射体が通過するように作用する被照射体位置限定手段とを有していることを特徴とする請求項１に記載した電子線照射装置。
前記の電子集中手段は、中心軸をもった構造であり、前記の電子透過窓を透過して散乱した電子に前記の中心軸に向かう力を与えることを特徴とする請求項２又は請求項４のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記の電子集中手段は、前記の電子透過窓に対向した状態で前記の被照射体通路と同軸的に設けられた環状の磁石を用いて構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記の被照射体通路は前記の真空容器を貫通して設けられており、前記の陰極はこの被照射体通路の周囲からこの被照射体通路に向かって電子を放出する環状の電子放出面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記の陰極と、前記の電子加速手段と、前記の電子透過窓と、前記の電子集中手段と、前記の被照射体通路とが同軸状に取り付けられていることを特徴とする請求項２、又は請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記の電子透過窓に入射する電子の軌道は、前記の被照射体通路を中心とする円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路と同軸的に設けられた第１の環状の磁極と、この第１の環状の磁極と同軸的に設けられたより大きな径の第２の環状の磁極とを有しており、前記の第１の磁極は前記の電子透過窓と対向しており、前記の第２の磁極の先端は前記の電子透過窓を覆う様に位置していることを特徴とする請求項２、又は請求項４乃至請求項６、又は請求項８のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記の被照射体位置限定手段は、前記の被照射体との間にギャップを有して前記の被照射体と同軸的に設けられた高圧力孔を有する動圧発生管から成っており、前記のギャップに流体を流すことによって前記の被照射体と前記の高圧力孔との間に圧力を生じさせていることを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記の被照射体位置限定手段は、前記の被照射体との間にギャップを有して前記の被照射体と同軸的に設けられた複数個の高圧力孔と、これらの高圧力孔の間に位置しており流体を流入する為の流体導入口とを有しており、この流体導入口からこの流体導入口の両側の前記の高圧力孔と前記の被照射体との間のギャップに流体を互いに反対方向に流すことによって前記の被照射体の軸方向における力をバランスさせた状態で前記の被照射体の半径方向に圧力を生じさせていることを特徴とする請求項３又は請求項４又は請求項１１のいずれか１項に記載した電子線照射装置。
前記の被照射体位置限定手段は、前記の被照射体との間にギャップを有して前記の被照射体と同軸的に設けられた高圧力孔を有しており、この高圧力孔の内面にスパイラル状の溝を有しており、前記のギャップに流体を流すことによって前記の被照射体と前記の高圧力孔との間に圧力を生じさせていることを特徴とする請求項３又は請求項４又は請求項１１又は請求項１２のいずれか１項に記載した電子線照射装置。