JP5897474B2 - 金属箔の皺を減らすための組立体及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子ビーム発生装置の電子出口窓金属箔における皺を減らすための組立体及び方法であって、皺が組立工程で生じる余分な金属箔に起因して生じ、金属箔が支持プレートに接合されているものに関する。

電子ビーム発生装置は、品物の殺菌、たとえば、包装資材、食品容器、又は、医療機器の殺菌などに使用することもできるし、たとえばインクを硬化させるのに使用することもできる。一般に、これらの装置は、少なくとも金属箔と支持プレートにより形成された電子出口窓組立体を備えている。支持プレートは、好ましくは、銅から作られているが、複数の開口部を有し、電子は、作動中に、電子ビーム発生装置からこの開口部を通して出される。支持プレートは、電子ビーム発生装置の真空機密筐体の壁部を形成しており、真空を維持するために、支持プレートの開口部が金属箔で覆われている。この金属箔は、約６〜１０μｍの厚みを有し、好ましくはチタンから作られている。この厚さのおかげで、大部分の電子は、金属箔を通過することができる。

金属箔は、接合により、支持プレートの周囲又はその近くで、支持プレートを密封している。接合という用語は、ここでは、一般的な用語として解釈しなければならない。可能性のある接合技術としては、レーザー溶接、電子ビーム溶接、ろう付け、超音波溶接、拡散接合、及び、接着があり得る。

組立工程における金属箔の細心の注意を要する取り扱いの間に、たとえば、金属箔が引っ張られること、又は、他のことに起因して余分な金属箔が生じることがある。金属箔と支持プレートは接合線において互いに固定されているので、余分な金属箔は、筐体を真空にしたときに、金属箔に皺を生じさせることがある。大きな皺は、電子ビーム発生装置の動作にとって有害であり、これは、電子を通す効率が低下するからだけではなく、皺に沿って裂け目が生じる危険があるからでもある。金属は、本当にとても壊れやすいのである。

したがって、本発明の目的は、支持プレートと出口窓金属箔の組立体であって、支持プレートが金属箔の皺を効率的且つ注意深く減らすように設計されているものを提供することである。

この目的は、電子ビーム生成装置において使用するための、支持プレートと出口窓金属箔の組立体であって、上記支持プレートが上記金属箔における皺を減らすように設計されており、皺は組立過程において生じる余分な金属箔に起因して生じうるものであり、上記金属箔は、閉じた接合線に沿って支持プレートに接合されており、この接合線は、支持プレートに開口部及び金属箔支持部分が設けられている領域を囲んでおり、この領域では、金属箔が電子ビーム生成装置の真空気密な筐体の壁部の一部としての役割を果たすようにしてある、組立体によって達成される。上記組立体は、支持プレートが、上記領域内で、開口部と金属箔支持部分が交互するパターンが設けられており、このパターンが、筐体内を真空にしたときに、金属箔のトポグラフィカル・プロファイルを形成し、すべての余分な金属箔を実質的に吸引するようになっていることを特徴としている。

たとえば金属箔を引っ張ることから生じる余分な金属箔は、生じたところでは注意を要することを理解するのは重要である。支持プレートと金属箔は、接合線において互いに連結されており、余分な金属箔を一部領域に蓄積させうる、金属箔と支持プレートの間のどのような動きも、おそらくは皺も作る。このために、余分な金属箔は、可能な限り多くを直下の支持プレートの中へと、つまり、支持プレートの面に垂直な方向へと、吸引する必要がある。よって、金属箔は、支持プレートに対して、支持プレートの面の方向に著しく動かないように管理してもよい。吸引という言い回しは、ここ及び以下において、いかなる余分な金属箔領域も管理された方法で下方へ膨らませて、「張力がかかった」金属箔にすることができるような方法で金属箔を波形の表面に収めなければならないことを示すのに用いている。張力がかかったという言い回しは、ここ及び以下において、筐体内を真空にしたときに、金属箔が大きくて抑制できない皺を形成できないことを示すために用いている。しかしながら、金属箔内に過度の応力が生じるという意味で金属箔に張力がかけられるのではない。

組立体の現在のところ好ましい実施例では、吸引は、金属箔の実質的に主要な曲げが上記開口部で生じるような方法で行われる。支持プレートのパターンは、金属箔が一重に湾曲するのを促進し、可能な限り二重に湾曲するのを防ぐべきであることが理解された。有害な皺は、金属箔が著しく二重に湾曲している領域でより生じやすいことが分かった。本発明では、金属箔の主要な曲げを各開口部内で行わせることにより、二重の湾曲が大幅に減った。主要な曲げという言い回しは、ここ及び以下において、本質的に一重の湾曲であるか、二重湾曲の些細な又は小さな寄与を含む一重の湾曲と定義される。金属箔の二重湾曲を完全に取り除くのは困難であるが、金属箔を可能な限り１つの方向に膨らませたり、又は、曲げたりして、これにより、その方向に主要な曲げを生じさせれば、他のあらゆる方向の付加的で小さな曲げの影響は減らすことができる。主要な曲げは、支持プレートの各々の１つの開口部でどのように金属箔を局所的に曲げたいかということと、金属箔を全体的に、つまり、たくさんの隣り合う開口部にわたって、どのように曲げたいかということの両方に関係している。

さらに、本発明の現在のところ好ましい実施例を従属クレーム３〜１２に記載した。

本発明はまた、電子ビーム生成装置の出口窓金属箔における皺を減らす方法であって、この皺は組立過程において生じる余分な金属箔に起因して生じうるものであり、上記金属箔は、閉じた接合線に沿って支持プレートに接合されており、接合線は、支持プレートに開口部及び金属箔支持部分が設けられている領域を囲んでおり、その領域では、金属箔が電子ビーム生成装置の真空気密な筐体の壁部の一部としての役割を果たすようになっている方法を含む。この方法は、上記領域内で、開口部と金属箔支持部分が交互するパターンを支持プレートに設けるステップであって、このパターンが、筐体内を真空にしたときに、金属箔のトポグラフィカル・プロファイルを形成し、すべての余分な金属箔を実質的に吸引するようになっているステップを含む。

本発明はさらに、充填機械において、たとえば包装資材のウェブのような包装資材を殺菌するための方法を含む。この方法は、請求項１に記載の組立体を備える電子ビーム生成装置を使用するステップを含む。

以下、本発明の現在のところ好ましい実施例をより詳細に、添付の図面を参照しながら説明する。

従来技術による電子ビーム生成装置の模式的な断面図である。 本発明による組立体の第１実施例の模式的な断面図であって、組立体が電子ビーム生成装置の部分的に示す筐体に取り付けられている図である。 図２の実施例の模式的な上面図である。 図２及び３の実施例の支持プレートの部分断面等角図である。 支持プレート及び金属箔の模式的な部分断面等角図であって、金属箔が（不図示の）筐体の内部から真空にさらされているところを示す図である。 図５の模式的な正面断面図の一部であって、断面が図３の線Ａに沿ってとられている図である。 図５の模式的な正面断面図の一部であって、断面が図３の線Ｂに沿ってとられている図である。 図３の線Ｃに沿ってとった部分断面図の非常に模式的な図であって、支持棒状部の第２の組のいくつかの支持棒状部と金属箔を示す図である。 図３の小さな表示部Ｄ内の主要な曲げを示す図である。 支持プレートの第２実施例の部分上面図である。 第３実施例による支持プレートの模式的な上面図である。 図１１の支持プレートの第１支持プレート部材を示す部分断面等角図である。 図１１の線Ｄに沿ってとった部分断面の非常に模式的な図である。

さまざまな実施例において、同じ参照番号が同様な特徴部について使用されている。

図１は、電子ビーム生成装置１０の１つの実例の非常に模式的な図を示している。この装置は、電子出口窓１２を備えており、電子は、照射すべき標的に向けてこの電子出口窓１２を通って送出される。開示した構造によれば、電子ビーム生成装置１０は、概して、真空チャンバー１４を備えており、この真空チャンバー１４には、フィラメント１６と、制御グリット１８とが設けられている。フィラメント１６は、好ましくは、タングステンで作られている。電流をフィラメント１６に流すと、フィラメントの電気抵抗により、フィラメントが２０００℃のオーダーの温度まで加熱される。この加熱により、フィラメント１６は電子群を放出する。制御グリット１８はフィラメント１６の前方に設けられていて、電子を管理された方法で分散させるのに役立っている。電子は、グリッド１８及び出口窓１２の間の電圧によって加速される。電子ビーム生成装置１０は、一般に、低電圧電子ビーム放射源と呼ばれており、この放出源は、通常、電圧が３００ｋＶ以下である。開示した構造では、加速電圧が７０〜８５ｋＶのオーダーである。この電圧は、各電子では、７０〜８５ｋｅＶの運動（起動）エネルギーになる。

電子出口窓１２は、図２に示されるように、支持プレート２２と、電子出口窓金属箔２０との組立体である。金属箔２０は支持プレート２２の外側表面２４に取り付けられており、この外側表面２４は、図２では、支持プレート２２の上面として見られる。したがって、支持プレート２２は、金属箔２０の内側に設けられている。すなわち、金属箔２０は周囲に面しており、一方、支持プレート２２は電子ビーム生成装置１０の内側を向いている。

金属箔２０の支持プレート２２への取り付けは、連続した接合線２６（図には２つの点としてのみ示されている）に沿って行われる。接合線２６の全体と、接合線２６が囲んでいる領域が、図２の組立体を示す図３において、点線で表されている。好ましい実施例では、支持プレート２２及び金属箔２０が実質的に矩形であり、接合線２６が実質的に同様な形状の領域を囲んでいる。この領域のことを矩形と呼ぶが、図面から分かるように、この領域は、角部が丸い、実質的に矩形の形状である。この矩形は、第１の側面１と、第１の側面１の反対側にある第２の側面２とを有する。さらに、この矩形は、第３の側面３と、第３の側面３の反対側にある第４の側面４とを有する。各々の対の側面は、実質的に平行である。第１及び第２の側面１、２は、第３及び第４の側面３、４に実質的に垂直である。

金属箔２０を支持プレート２２に接合しうる技術は、たとえば、レーザー溶接、電子ビーム溶接、ろう付け、超音波溶接、拡散接合、及び、接着であろう。接合線２６は、電子ビーム生成装置１０の内部で真空を保つことができるように連続している。「連続」という用語を用いているのは、この線が無限、又は、閉じているという意味を明確にするためである。

金属箔２０は、電子に対して実質的に透明であり、好ましくは、金属、たとえばチタンによって、又は、いくつかの材料のサンドイッチ構造によって作られている。金属箔２０の厚みは、約６〜１０μｍのオーダーである。

支持プレート２２は、金属箔２０に対する支持体としての役割を果たす。図示の実施例では、支持プレート２２は２つの部材を備えている。すなわち、金属箔２０の中央部分を支持する第１支持プレート部材２２ａと、枠体形状をしていて、金属箔接合線２６が設けられている第２支持プレート部材２２ｂである。「枠体」という用語は、ここでは、中央に穴が開いた形状構成の要素と解釈しなければならない。さらに、接合線２６は、枠体の穴の開いた形状構成に沿ってであるが、枠体の外縁の内側を伸びている点を明確にしておかなければならない。好ましくは、接合線２６は、枠体の外縁から一定の距離のところを伸びている。

さらに、少なくとも１つの接合線２６が設けられる。したがって、２つ以上の接合線を設けることであってもよい。たとえば、内側及び外側の接合線を枠体に設けてもよいし、その２つの線は、たとえば、互いに同心であってもよい。

組み立てた状態において、２つの支持プレート部材２２ａ及び２２ｂは、互いに接合されている。２つの部材は、異なる材料からでも、同じような材料からでも製造できる。現在のところ好ましい実施例では、第１支持プレート部材２２ａは銅又はアルミニウムから作られていて、第２支持プレート部材２２ｂはステンレス・スチールから作られている。

図２及び図３では、真空チャンバー筐体１４も部分的に示されており、支持プレート２２は、この真空チャンバー筐体１４に取り付けられている。

図２に見られるように、接合線２６は、台地部２８の上に配置されている。支持プレートの第２の部材２２ｂ、すなわち、枠体は、第１支持プレート部材２２ａとの関係において、枠体の上面が台地部２８を形成するような方法で配置されている。すなわち、第２の部材２２ｂは、第１支持プレート部材２２ａの上面３０よりも高く配置された、つまり、持ち上げられた面を形成している。

第１実施例が図３〜図９に示されている。

第１支持プレート部材２２ａは、複数の開口部３２が設けられており、開口部３２の一部は、電子が通過できるように貫通している。さらに、支持プレート２２は、金属箔支持部分３４が設けられている。金属箔支持部分３４には、電子ビーム生成装置１０を真空にしたときに、金属箔２０と接触するように設計された上面がある。接合線２６で囲まれた領域内では、支持プレート２２に、これら開口部３２と金属箔支持部分３４が交互するパターンが設けられており、このパターンは、筐体１４内を真空にしたときに、あらゆる余分な金属箔を実質的に吸引する、金属箔２０のトポグラフィカル・プロファイルを形成するようになっている。余分な金属箔を吸引することにより、皺を回避すること、又は、少なくとも大幅に減らすことができる。「トポグラフィカル・プロファイル」という言い方は、金属箔２０が平坦でない、波形の表面を有し、一部の領域又は点が持ち上がっていて、一部の領域又は点が相互の関係において沈んでいることを説明するために用いている。

現在のところ好ましい実施例では、開口部３２と金属箔支持部分３４のパターンは、金属箔２０の主要な曲げが開口部３２内で生じるような方法で設計されている。接合線２６で囲まれた領域は、この実施例では、３つの区域に分割されており、このような区域の各々がいくつかの開口部３２を備えている。このような区域の各々において、主要な曲げは、隣り合う開口部３２で同じ方向にできる。このことは、支持プレート２２の構造との関係で、以下により詳細に説明する。

第１の実施例では、第１支持プレート部材２２ａの金属箔支持部分３４が金属箔支持棒状部３６として形成される。金属箔支持棒状部の第１の組がその領域の第１の区域３８に設けられており、この第１の区域は第１支持プレート部材２２ａの中央区域である。以下、これらの棒状部を第１支持棒状部３６ａと呼ぶ。支持棒状部の第２の組が第１支持プレート部材２２ａの第２側方区域４０に設けられており、このような第２側方区域４０は、第１の中央区域３８の両側に１つずつ設けられている。以下、これらの棒状部を第２支持棒状部３６ｂと呼ぶ。

図３には、３次元座標系が加えてある。Ｙで表されている座標系の第１の軸は、おおよその方向を定義しており、接合線２６で囲まれた領域を構成している矩形の第１及び第２の側面１、２に垂直な方向を向いている。Ｘで表されている第２の軸は、別のおおよその方向を定義しており、矩形の第３及び第４の側面３、４に垂直な方向を向いている。第１の組の支持棒状部における支持棒状部３６ａは、最初のＹ軸に沿って伸びており、第２の組の金属箔支持棒状部の支持棒状部３６ｂは、２番目のＸ軸に沿って伸びている。これは、それぞれの支持棒状部がそれぞれの軸に沿って長手方向に伸びていることを意味する。これらの軸は一般的なこととして解釈しなければならず、好ましい実施例での支持棒状部は、実際には、より厳密で、局所的な軸に沿って伸びることが分かるであろう。

Ｚで表される第３の軸は、組立体の深さを構成するだいたいの補足的な方向を定義している。

第１支持棒状部３６ａは、湾曲した経路に沿って伸びている。この湾曲した経路は、形状が実質的に等しく、弧状に形成されている。弧状の支持棒状部３６ａの間は等間隔であり、２つの弧の間の間隔が第２方向Ｘにおいて変動しないように、支持棒状部３６ａはすべて同じ方向に向けられている。さらに、これら第１支持棒状部３６ａの金属箔を支持する上面４２は、第３方向Ｚの高さが等しい。この高さは、金属箔２０が接合される台地部２８の上面の高さよりも低い。このことは、図６及び図７から分かる。

作動中は、電子ビーム生成装置１０が加熱され、そしてその結果、金属箔支持プレート２２も加熱される。第１支持棒状部３６ａは、熱膨張に起因するあらゆる形状変化の可能性を管理するために弧状に形成されている。つまり、第１支持棒状部３６ａの抑制できないあらゆるねじれや反りが防止される。加熱すると、材料のどのような熱膨張によっても支持棒状部３６ａ内の力が増し、支持棒状部がねじれを始めうる。弧状に形成した支持棒状部３６ａを設けることにより、この力は、第２方向Ｘの成分を直接的に有するようになり、これにより、その方向にさらに「曲げ」を生じやすくする。つまり、棒状部はなおさら弧状になるのである。

前述したように、第２支持棒状部３６ｂは、第１支持プレート部材２２ａの第２の外側にある側方区域４０に設けられており、第１の組の支持棒状部３６ａの両側に１つずつある。さらに、第２支持棒状部３６ｂは、第２の軸Ｘに沿って伸びている。さらにまた、第２支持棒状部３６ｂは、実質的にまっすぐであり、実質的に互いに平行であり、また、好ましくは、第２支持棒状部３６ｂの間が等間隔となるように、第２区域４０において均等に分布している。しかしながら、他の分布や不均一な間隔も、もちろん可能である。第２支持棒状部３６ｂの支持を行う上面４４は傾斜している（図４〜図７参照）。傾斜は、支持棒状部３６ｂが第１支持棒状部３６ａの近傍で最も低く、接合線２６の近傍で最も高いように作られている。上面４４の最も低い高さは、第１支持棒状部３６ａの上面４２の高さよりも低い。上面４４の最も高い高さは、台地部２８の上面の高さよりも低い。つまり、台地部２８の上面が支持プレート２２の最上面である。

第１区域と、各々の第２区域との間の、第３区域と呼ばれる小さな境界領域では、弧状に形成された第１支持棒状部３６ａと同様な形状で伸びている支持棒状部４６が設けられている。以下、この支持棒状部４６を第３支持棒状部４６と呼ぶ。第３支持棒状部４６の上面４８は、第１支持棒状部３６ａの上面４２よりも低い高さに配置されている。第２支持棒状部３６ｂはこの第３支持棒状部４６と連結されており、第３支持棒状部４６の上面４８は、第２支持棒状部３６ｂの傾斜した上面４４の最も低い側の高さと等しい高さにある。

前述したように、開口部３２は支持棒状部３６の間に設けられている。第１中央領域では、第１支持棒状部３６ａの間において開口部３２が貫通している。つまり、開口部３２は、支持プレート２２が電子に対して透明となるように、支持プレート２２の全体にわたって伸びている。しかしながら、第１支持プレート部材２２ａの外縁の周りでは、開口部３２は貫通していない。代わりに、支持棒状部３６、４６は、ここでは、相互連結領域５０によって互いに連結されており、相互連結領域５０は、支持棒状部３６、４６のすべての上面４２、４４、４８に対して沈んでいる上面５２を有する。支持棒状部３６、４６の上面４２、４４、４８と、相互連結領域５０の上面５２との間の間隔は十分に大きく、金属箔２０が相互連結領域５０と接触することは確実にない。

前述したように、相互連結領域５０は、第１支持プレート部材２２ａの外縁の周りに広がっている。図３及び図４では、相互連結領域５０が第２支持棒状部３６と第３支持棒状部４６の間だけでなく、第１支持棒状部３６ａの端部の間にも広がっていることが分かる。

さらに、開口部３２が貫通している第１支持棒状部３６ａの中央領域では、薄い相互連結部分５４が設けられている。図４〜図７から、これらの相互連結部分５４には上面５６があり、上面５６は、第１支持棒状部３６ａの上面４２が配置されている高さよりも高さが低いことが分かる。第３の方向Ｚに沿った、第１支持棒状部３６ａの上面４２と、相互連結部分５４の上面５６との間隔は十分に大きく、金属箔２０が部分と接触しないことは確実である。相互連結部分５４の機能は、すべての第１支持棒状部３６ａの間を同じ間隔に保つことである。

薄い相互連結部分５４は、その長手方向の広がりが第２の方向Ｘにあるが（図３参照）、まっすぐな、中央線ではなく、代わりに、（不図示の）仮想中心線から第１の方向Ｙにある距離ずらされている。２つ目の部分毎に支持プレート２２の第１の側面１の方へずれており、残りは、第２の側面２の方へずれていて、ジグザグの線を形成している。第２の方向Ｘにまっすぐな線の代わりにジグザグの線を形成することにより、反りを防止できる。つまり、一直線の相互連結部分５４は、第２の方向Ｘに伸びる棒状部になりうるし、このような棒状部が潜在的に反りの影響を受けうるのである。

弧状に形成された支持棒状部３６ａの第２の方向Ｘにおける厚さは約０．５５ｍｍであり、実質的に中央に配置された相互連結部分５４の第１の方向Ｙにおける厚さは約０．４ｍｍである。第３支持棒状部４６の厚さは、第２の方向Ｘに、約０．５５ｍｍである。第２支持棒状部３６の厚さは、第１の方向Ｙに、約０．５５ｍｍである。

以下では、図５〜図８に関して、電子ビーム生成装置１０の内側から真空にしたときに、金属箔２０がどのようにして支持プレート２２に収まるかを説明する。真空にすると、開口部３２及び金属箔支持部分３４は、金属箔２０のトポグラフィカル・プロファイルを形成し、そうでなければ損傷を受けやすい皺となるであろう、実質的にすべての余分な金属箔を吸引する。

一般的に、金属箔２０が開口部の内側に膨らみ、支持プレート２２の仮想面にある接合線２６に実質的に垂直な方向の軸周りに金属箔２０の実質的に主要な曲げができることが好ましい。このことは、好ましい実施例では接合線が実質的に矩形であるので、主要な曲げの方向が、好ましくは、第１と第２の区域３８、４０とで異なることを意味する。第１の区域３８では、金属箔２０が支持棒状部３６ａの間で開口部３２の内側に膨らみ、金属箔２０の実質的に主要な曲げが第１の軸Ｙ周りに生じる。第２側方区域４０では、支持棒状部３６ｂの間の実質的に主要な曲げが第２の軸Ｘ周りとなる。

金属箔２０の膨らみ、すなわち、吸引は、どちらの場合にも、第３の軸Ｚの負の方向においてなされる。

ここまでは、第１の区域３８における主要な曲げが第１の軸Ｙ周りになされるとおおまかに説明してきた。しかし、当然のことながら、これは、現実をいくらか簡単にしたものであることを理解されたい。第１支持棒状部３６ａは弧状に形成されており、主要な曲げは、この弧の形状に従う軸に沿ってできる。この軸は、任意の局所座標系の軸Ｙ_１によって表すことができる（図３参照）。軸Ｙ_１の方向は、弧の形状に従い、そのために、弧に沿ったすべての位置で異なる。軸Ｙ_１は、より一般的な軸Ｙの小さな修正とみなすべきである。

図９は、図３の小さな表示部Ｄ内の金属箔の主要な曲げを示している。図９は、２つの支持棒状部の間の開口部におけるボリュームを非常に模式的に示している。金属箔は、主要な曲げを軸Ｙ_１周りに有し、下方へ、つまり、第３の軸Ｚの方向へ膨らんでいる。

図８は、図３の線Ｃに沿ってとった部分断面図を非常に模式的に表したものを示しており、支持棒状部の第２の組からいくつかの支持棒状部３６ｂと、金属箔２０とを示している。目的は、真空にしたときの、第１の軸Ｙに沿った金属箔２０のトポグラフィカル・プロファイルを図示することである。金属箔２０が第２支持棒状部３６ｂの間の開口部３２の中へ、下方へと膨らんでいること、及び、各開口部での主要な曲げが、ここでは、第２の軸Ｘ周りにできていることが分かる。第２支持棒状部３６ｂはまっすぐであり、第２の方向Ｘに伸びているので、一般座標系を用いることができる。しかし、別の好ましい実施例では、支持棒状部の第２の組の棒状部は、別の形状構成をしていてもよい。図１０は、支持プレート２２の第２実施例の部分図を示しており、この図では、第２支持棒状部３６ｂ’が第３支持棒状部４６から扇形状の形状構成で設けられている。支持棒状部３６’は、この実施例では、たとえば、湾曲させた第３支持棒状部４６の接線に対して垂直な方向に向けられていることであってもよい。主要な曲げは、この場合には、局所座標系の軸Ｘ_２周りにできる。軸Ｘ_２は、より一般的な軸Ｘの小さな修正とみなすべきである。

第１及び第２の区域３８、４０における曲げの間で移行を滑らかに行わせるために、境界領域での第３支持棒状部４６の上面４８は、第１支持棒状部３６ａの上面４２に比べて低くなっている（図７参照）。このようにすることで、この領域での金属箔２０は、一方の主要な曲げからもう一方へと強制的に移行させられるときのように張力をかけられることもないし、支持棒状部を越えて同時に力を加えられることもない。これは、なぜ第２支持棒状部３６ｂが最も低いところを第１支持棒状部３６ａに向けて傾斜させているかということの理由でもある。

図５〜図８より、特に図５を参照すると、金属箔２０が支持プレート２２の上にまっすぐ置かれるのではなく、あらゆる余分な金属箔を実質的に吸引するトポグラフィカル・プロファイルを形成することが分かる。

図１１〜図１３は、支持プレート２２の第３の好ましい実施例を示している。この実施例では、第１及び第２の実施例と同様に、第１の中央区域３８における主要な曲げが第１の軸Ｙ周りにできており、第２側方区域４０における主要な曲げが第２の軸Ｘ周りにできている。第１の中央区域３８は、第１及び第２の実施例を参照しながら先に説明したものと同様の第１支持棒状部３６ａという形態の金属箔支持部分３４を備えている。全体的に、第１の中央区域３８における構造は、前述した第１及び第２の実施例におけるのと少なくとも実質的に同じである。さらに、第１及び第２の区域の間の小さな境界領域であり、第３支持棒状部４６を備えている第３の区域もまた前述したのと実質的に同じである。第１及び第２の区域３８、４０の両方にわたって広がる、上面５２を有する相互連結領域５０もまた、この第３実施例では、前述した実施例におけるものと同じである。しかしながら、第２側方区域４０における金属箔支持部分３４の構造及び分布は、前述したものとは実質的に異なる。第２側方区域４０は、各々、細長い形状の要素５８である金属箔支持部分を備えている。この細長い形状の要素５８は、相互連結領域５０の上面５２に位置し、上面６０を有し、この上面６０は、第１支持棒状部３６ａの上面４２と同じ高さにある。さらに、この細長い形状の要素５８は、相互に間隔をおいて、１列に並べられている。要素５８のこの列は、湾曲した経路に沿って伸びている。この湾曲した経路は、弧の形状になっている。この弧の形状は、第１及び第３支持棒状部３６ａ、４６の弧の形状に実質的に対応している。したがって、細長い形状の要素５８の列は、ある意味で、第１及び第３支持棒状部３６ａ、４６に対応する追加の支持棒状部を形成するものとみなすことができる。各細長い形状の要素５８は、その最も長い広がり、すなわち長さが、弧に沿っている。各要素５８の長さは、等しくてもよいし、要素５８間で異なっていてもよい。示した実例では、弧の端にある要素５８は、弧の中央よりも長い。長さの間隔は、好ましくは２〜４ｍｍの間である。長手方向に垂直な方向における要素５８の厚さは、約１．６ｍｍである。

前述したように、第２側方区域４０での主要な曲げは、第２の軸Ｘ周りにできる。より具体的には、主要な曲げは、この場合には、任意の局所座標系の軸Ｘ_３周りにできる。軸Ｘ_３は、より一般的な軸Ｘの小さな修正とみなすべきである。軸Ｙ_３は、湾曲した経路に沿った方向を向いており、軸Ｘ_３は、湾曲した経路の接線に実質的に垂直な方向に向けられている。所望の主要な曲げを得るために、列内で続く要素５８の間隔又は間隙は、要素５８から第３支持棒状部４６までの間隔、及び、要素５８から第２支持プレート部材２２ｂを構成する枠体までの間隔と実質的に等しいか、それよりも長い。間隔が等しい場合でも、皺が接合線２６に垂直に、この場合には、矩形の側面３及び４に垂直により生じやすいので、主要な曲げは軸Ｘ_３周りに生じる。理解しやすいように、接合線２６を図１１に加えている。図１３は、図１１の線Ｃに沿って、つまり、細長い形状の要素５８が並べられている湾曲した経路に沿ってとった部分断面図を非常に模式的に表したもの示している。図は、いくつかの細長い形状の要素５８と、金属箔２０とを示している。目的は、真空にしたときの、細長い形状の要素５８上の金属箔２０のトポグラフィカル・プロファイルを図示することである。金属箔２０が、細長い形状の要素５８の間の間隙の中へ、下方へと膨らんでいること、及び、各間隙での主要な曲げが、ここでは、第２の軸Ｘ周りにできることが分かる。

本発明はまた方法も含むが、この方法は、大部分を組立体との関係ですでに説明している。この方法は、前述した領域内で、開口部３２と金属箔支持部分３４が交互するパターンを支持プレート２２に設けるステップを含み、このパターンは、筐体１４内を真空にすると、金属箔２０のトポグラフィカル・プロファイルを形成し、あらゆる余分な金属箔を実質的に吸引するようになっている。好ましくは、金属箔２０の実質的に主要な曲げが各開口部３２に生じるような方法で行われる。

本発明は、さらに、充填機械において、たとえば包装資材ウェブのような包装資材を殺菌するための方法を含む。この方法は、図１を参照しながら最初に説明した種類のもので、本発明による組立体を備える電子ビーム発生装置を使用するステップを含む。食品用容器を形成するときに使用する包装資材ウェブは、紙からなる芯層と、ポリマーからなる内層及び外層とを含む包装用積層体を有することであってもよい。ウェブを容器の形にする前に、ウェブは、電子ビーム生成装置１０を使って殺菌しなければならない。電子ビーム生成装置１０は、前述した形式の組立体を含んでいる。

前述した形式の組立体を有する電子ビーム生成装置は、包装用の入れ物の外側表面を殺菌するのにも用いることができる。好ましくは、電子ビーム生成装置が包装用入れ物の側面に向けられ、外側表面全体を殺菌するために、包装用入れ物を回転させる。

包装資材の従来のウェブを殺菌するようにしてある電子ビーム生成装置は、図に示したよりも矩形形状の電子出口窓組立体を有する。実際に、組立体の透明な中央部分、つまり、電子が通過できる部分は、長さが（第１の方向Ｙに）約４０ｍｍで、幅が（第２の方向Ｘに）約４００ｍｍである。しかしながら、支持プレート２２の全体的な構造は、より矩形形状の組立体において実質的に変わらない。幅がより広いので、支持棒状部の第１の区域３８は、より大きく、より多くの第１支持棒状部３６ａがある。

殺菌中、包装資材のウェブは、電子生成装置１０の電子出口窓１２のところを通過する。ウェブの送り方向は、第１の方向Ｙに対応する。つまり、送り方向と第１の方向Ｙは揃えられる。

本発明を現在のところ好ましい実施例について説明したが、さまざまな修正や変更を、添付の特許請求の範囲に定義した発明の目的及び範囲から逸脱することなく行うことができることを理解されたい。

第１支持棒状部３６ａは、現在のところ好ましい実施例では、湾曲した経路に沿って伸びていて、弧状に形成されていると説明した。湾曲した経路を説明する別の方法は、数学用語の多項式を用いることである。たとえば図３に示した弧は、２次の多項式である。特定の用途では、支持プレートの支持棒状部における熱膨張に焦点がおかれ、熱膨張の影響を最小限にすることが望まれる。そのような場合には、支持棒状部の代替構造として、たとえば３次及び４次の多項式がある。支持棒状部の間の相互連結部分は、多項式の軸が交差する位置に設けることであってもよい。

Claims (9)

1. 電子ビーム生成装置（１０）において使用するための、支持プレート（２２）と出口窓金属箔（２０）の組立体であって、前記支持プレート（２２）は前記出口窓金属箔（２０）における皺を減らすように設計されており、前記皺は組立過程において生じる余分な金属箔に起因して生じうるものであり、前記出口窓金属箔（２０）は、閉じた接合線（２６）に沿って前記支持プレート（２２）に接合されており、前記接合線（２６）は、前記支持プレート（２２）に開口部（３２）及び金属箔支持部分（３４）が設けられている領域を囲んでおり、前記領域では、前記出口窓金属箔（２０）が前記電子ビーム生成装置（１０）の真空気密な筐体（１４）の壁部の一部としての役割を果たすようにしてある、組立体において、
   前記支持プレート（２２）は、前記領域内で、開口部（３２）と金属箔支持部分（３４）が交互するパターンが設けられており、前記パターンは、前記筐体（１４）内を真空にしたときに、前記出口窓金属箔（２０）のトポグラフィカル・プロファイルを形成し、すべての余分な金属箔を実質的に吸引するようになっていて、
   前記吸引は、前記出口窓金属箔（２０）の実質的に主要な曲げが前記開口部（３２）で生じるような方法で行われ、
   前記主要な曲げは、前記支持プレート（２２）の平面内において、前記接合線（２６）に実質的に垂直な方向の軸周りにでき、
   前記接合線（２６）で囲まれた前記領域は、各々が少なくとも１つの開口部（３２）を有する、少なくとも２つの区域（３８、４０）に分割されていること、及び、各々の区域（３８、４０）では、前記主要な曲げが、隣り合う開口部（３２）で同じ方向に生じていて、
   前記接合線（２６）によって囲まれた前記領域が実質的に矩形であること、及び、第１中央区域（３８）内の前記主要な曲げが、前記矩形の第１の側面（１）と、前記第１の側面（１）の反対側にある第２の側面（２）とに実質的に垂直な方向を向いている第１の軸（Ｙ）周りにできること、及び、第２側方区域（４０）内の前記主要な曲げが、前記矩形の第３の側面（３）と、それぞれの第４の側面（４）に実質的に垂直な方向を向いている第２の軸（Ｘ）周りにでき、前記矩形の前記第３及び第４の側面（３、４）が前記第１及び第２の側面（１、２）に実質的に垂直であることを特徴とする組立体。
2. 前記金属箔支持部分（３４）は、金属箔支持棒状部（３６）として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
3. 第１の組の金属箔支持棒状部（３６ａ）が前記支持プレート（２２）の前記第１中央区域（３８）に設けられていること、及び、第２の組の金属箔支持棒状部（３６ｂ、３６ｂ’）が前記第２側方区域（４０）に設けられていて、このような第２側方区域（４０）が前記第１中央区域（３８）の両側に１つずつ、前記支持プレート（２２）の端部域に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の組立体。
4. 前記第１の組の金属箔支持棒状部の前記支持棒状部（３６ａ）は、前記矩形の前記第１及び第２の側面（１、２）に実質的に垂直な方向を向いている前記第１の軸（Ｙ）に沿って伸びていることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
5. 前記第１の組の金属箔支持棒状部の前記金属箔支持棒状部（３６ａ）は、湾曲した経路に沿って伸びていることを特徴とする請求項４に記載の組立体。
6. 前記第２の組の金属箔支持棒状部の前記支持棒状部（３６ｂ、３６ｂ’）は、前記矩形の前記第３の側面（３）及びそれぞれの第４の側面（４）に実質的に垂直な方向を向いている前記第２の軸（Ｘ）に沿って伸びていることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
7. 前記第２側方区域（４０）にある前記金属箔支持部分（３４）は、互いに間隔をあけて１列に並べられた要素（５８）であり、前記１列は、前記第１の軸（Ｙ）を実質的にたどっていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
8. 前記接合線（２６）は、前記支持プレート（２２）の台地部（２８）の上に配置されている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の組立体。
9. 電子ビーム生成装置（１０）の出口窓金属箔（２０）における皺を減らす方法であって、前記皺は組立過程において生じる余分な金属箔に起因して生じうるものであり、前記出口窓金属箔（２０）は、閉じた接合線（２６）に沿って支持プレート（２２）に接合されており、前記接合線（２６）は、前記支持プレート（２２）に開口部（３２）及び金属箔支持部分（３４）が設けられている領域を囲んでおり、前記領域では、前記出口窓金属箔（２０）が前記電子ビーム生成装置（１０）の真空気密な筐体（１４）の壁部の一部としての役割を果たすようになっている、方法において、
   前記領域内で、開口部（３２）と金属箔支持部分（３４）が交互するパターンを前記支持プレート（２２）に設けるステップであって、前記パターンは、前記筐体（１４）内を真空にしたときに、前記出口窓金属箔（２０）のトポグラフィカル・プロファイルを形成し、すべての余分な金属箔を実質的に吸引するようになっているステップを含み、
   前記吸引は、前記出口窓金属箔（２０）の実質的に主要な曲げが前記開口部（３２）で生じるような方法で行われ、
   前記主要な曲げは、前記支持プレート（２２）の平面内において、前記接合線（２６）に実質的に垂直な方向の軸周りにでき、
   前記接合線（２６）で囲まれた前記領域は、各々が少なくとも１つの開口部（３２）を有する、少なくとも２つの区域（３８、４０）に分割されていること、及び、各々の区域（３８、４０）では、前記主要な曲げが、隣り合う開口部（３２）で同じ方向に生じていて、
   前記接合線（２６）によって囲まれた前記領域が実質的に矩形であること、及び、第１中央区域（３８）内の前記主要な曲げが、前記矩形の第１の側面（１）と、前記第１の側面（１）の反対側にある第２の側面（２）とに実質的に垂直な方向を向いている第１の軸（Ｙ）周りにできること、及び、第２側方区域（４０）内の前記主要な曲げが、前記矩形の第３の側面（３）と、それぞれの第４の側面（４）に実質的に垂直な方向を向いている第２の軸（Ｘ）周りにでき、前記矩形の前記第３及び第４の側面（３、４）が前記第１及び第２の側面（１、２）に実質的に垂直であることを特徴とする方法。

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