JPH03280341A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被処理物にカーテン状の電子線を照射する電
子線照射装置に関するものである。

（従来の技術〕 第６図は従来の電子線照射装置のターミナルの長手方向
概略構成図である。ターミナル１１は、電子源であるフ
ィラメント（例えば、線状陰極）５１と、フィラメント
５１を支持するガン構造体３と、ガン構造体を収納する
ケース４と、発生した熱電子をコントロールするグリッ
ド５とからなる。

ターミナル１１のフィラメント５１に絶縁変圧器１５を
介して加熱用電源１４より電力を供給すると、フィラメ
ント５１は通電された電流により加熱されるため、熱電
子がフィラメント５１から遊離する。この状態でフィラ
メント５１とグリッド５との間に直流電源１６により数
百ボルトの電圧を印加することによって熱電子をフィラ
メン（・５１から引き陣すことができる３その熱電子の
うちグリッド５をｉｍ遇したものだけが電子線として有
効に利用される。尚、第６図の矢印付き点線は電子線の
進行する様子を示したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

第７図は従来の電子線照射Ｗｆのフィラメント５１とグ
リッドｐとの間の電圧の関係を示す図である。フィラメ
ン）５１に加熱用の電流が流れていない場合には、フィ
ラメント対グリッド電圧■。は、直流電源１６の出力電
圧であり、フィラメント５１のどの位置においても同じ
である。しかしながら、フィラメント５１に加熱用の電
流が流れている場合には、その電流が交流、直流である
にかかわらず、フィラメント５１に流れた電流Ｉとフィ
ラメント５１の電気抵抗Ｒとの積の分だけフィラメント
５１の両端におけるフィラメント対グリッド電圧■６に
差が生じてしまう。即ち、第７図に示すように電流Ｉが
左から右に向かって流れているときには、フィラメント
５１の左端での電位は右端での電位よりも高いので、フ
ィラメント５１の左端におけるフィラメント対グリッド
電圧ＶＣｔは右端におけるフィラメント対グリッド電圧
Ｖ０よりも小さくなる。このため、フィラメント５１か
ら発生する熱電子の取り出し量に不拘１ｉが生じてしま
い、この熱電子をそのまま電子線として利用した場合、
被処理物へには電子線が均等に照射されないという問題
があった。

上記の問題点を解決するために、従来は、電子発生源で
あるフィラメントを加熱用のフィラメントと電子発生源
の陰極に分離したものが案出されていたが、これは単に
フィラメントと陰極を近接させて配置したものであり、
熱的にかなり損失が多いため実用的ではなかった。また
、比較的長いフィラメントを有する電子線照射装置にお
いては、フィラメントの加熱用電源１４に商用周波より
も周波数の高い交流Ｔｉ流を使用して上記の問題を解決
しているものもある。しかし、この方法では、加熱用電
源１４とは別途に高周波用の交流電源を設けなければな
らず、実用的ではなかった。

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、簡易
な構成により、効率よく均一な電子線を発生させること
ができる電子線照射装置を提供することを目的とするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するための本発明は、熱電子を放出す
る熱電子発生源を備える電子ｖＡＷＩ射装置において、
前記熱電子発生源を、加熱用のフィラメントと、該フィ
ラメン］・の周囲を覆うように形成された陰極とに分離
して構成したことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明は前記の構成によって、熱電子発生源を加熱用フ
ィラメントと熱電子を発生する陰極とに分離することに
より、陰極をフィラメン（・により間接的に加熱する。

これにより、加熱用電流によってフィラメント両端には
電位差が生ずるが、陰極には加熱用電流が流れないため
、陰極には電位差が生しない。また、陰極は熱源である
フィラメンＩ・の周囲を覆うように配置されているので
、フィラメントが発する熱を効率よく利用することがで
きる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照して
説明する。第５図は本発明の一実施例である電子線照射
装置の概略構成断面図である。

電子線発生部１０は、電子線を発生するターミナル１１
と、電子線を真空空間（加速空間）で加速する加速管１
２とを含むものである。また、電子線発生部１０の内部
において、電子が気体分子により散乱されエネルギーを
失うのを防ぐため、図示しない拡散ポンプ等により真空
に保たれている。

照射室２０は、図示しない搬入口及び搬出口と、被処理
物に電子線を照射する照射空間２１とを含むものである
。

照射窓部３０は、薄膜状の窓箔３１と、窓枠構造体３２
とを含むものである。窓箔３１は電子線を取り出す取出
口になっている。

第１図は本発明の一実施例である電子線照射装置のター
ミナルの長手方向概略構成図、第２図はその装置の熱電
子発生源の概略断面図であり、同図（ａ）は軸に垂直な
断面図、同図（ｂ）は軸方向の断面図である。

本実施例の熱電子発生源Ｉは加熱用フィラメント１ａと
熱電子を発生する陰極２とからなる。第２図に示すよう
に陰極２は円筒状に形成され、その中心軸上にフィラメ
ン）ｌａが配置されている。

フィラメント１ａと陰極２はともに金属でできており、
またフィラメント】ａは耐熱性の優れた絶縁物から作ら
れたスペーサー材６によって陰極２との距離が〜定２な
るように支持されると共に、陰極２と電気的に絶縁され
ている。

第３図は熱電子発生源の変形例を示す図であり、同図（
ａ）は熱電子発生源の軸に垂直な断面図、同図（ｂ）は
軸方向の断面図である。フィラメン）１ａと陰極２との
長さが短かいために、フィラメン）ｌａが弛まず、両者
の間隔が中心軸方向のどの位置においても同しである場
合には、第３図（ａ）、　　（ｂ）に示すようにスペー
サー材６を用いなくてもよい。尚、本実施例において、
従来のものと同一の機能を有するものには、同一の符号
を付すことにより、その詳細な説明を省略する。

フィラメント１ａに絶縁変圧器Ｉ５を介して加熱用電源
１４より電力を供給すると、フィラメン）１ａは通電さ
れた電流により加熱され、フィラメント１ａから熱電子
が発生する。これにより、フィラメント１ａを覆うよう
に設けられた陰極２が加熱され熱電子を放出する。この
際、第２図及び第３図に示すように陰極２は、フィラメ
ント１ａの周囲を覆うように形成されているので、フィ
ラメント１ａの発する熱によって陰極２は効率よく加熱
される。

次に、直流電源１６により陰極２とグリ・２ド５との間
に数百ボルトの電圧を印加することによって、陰極２が
発した熱電子を陰極２から引き離す。

陰極２から引き離された熱電子のうちグリッド５を！１
１１Ｍしたものだけが電子線として有効に利用される。

そして、この電子線は、グリッド５と窓箔３１との間に
印加された図示しない加速電圧により加速管１２内の加
速空間で加速され、窓箔３１を突き抜け、照射窓部３０
の下部を通過する被処理物Ａに照射される。

ところで、加熱用のフィラメンＺａと熱電子を発生する
陰極２とは電気的に絶縁されているので、フィラメント
１ａに加熱用の電流を流しても、陰極２には加熱用の電
流が流れない。このように、陰極２の表面には加熱用の
電流が流れないので、陰極２の表面に沿っての電圧降下
は生じない。すなわち、加熱用の電流によって生じるフ
ィラメント両端の電位差は、陰極２対グリツド電圧■。

に対してほとんど影響を及ぼさない。したがって、本実
施例の電子線照射装置によれば、長平方向に均一な電子
線を発生させ、これにより従来のものに比べて電子線を
むらなく被処理物に照射することができる。

また、直流電源１６の負極の端子はフィラメント加熱用
の絶縁変圧器１５の２次側に接続されている。このよう
に構成することにより、フィラメン１−１ａと陰極２と
の間の浮遊容量によって高電位差が発生するのを防ぐこ
とができる。

上記の本実施例によれば、第２図及び第３図に示すよう
に、フィラメント１ａの中心軸に対して唾直な断面にお
いて、陰極２がフィラメントｌａを完全に取り巻く構造
になっているので、フィラメン）ｌａが発する熱の損失
はきわめて少なく、また陰極２の表面積を小さく抑える
ことが可能となり、加熱に要する電力を節約することが
できる。

尚、上記の実施例では、陰極はフィラメントを中心軸と
する円筒形に形成された場合について説明したが、本発
明にこれに限定されるものではなく、熱電子発生源の軸
に垂直な断面の形状は、電子線の電流値の必要性に応じ
て第４図（ａ）。

（ｂ）に示すように正方形成いは長方形等にしてもよい
。

また、上記の実施例では、陰極がフィラメントを完全に
取り巻いている場合について説明した力（陰極をこのよ
うに加工することが困難であるときには、平板を曲げる
ことによって第４図（ｃ）に示すように一部を切り欠い
た状態に陰極を形成してもよい。

更に、上記の実施例では、熱電子発生源を１個設けた場
合について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、熱電子発生源を２個以上設けてもよい。

（発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、熱電子発生源を加
熱用のフィラメントと熱電子を発生する陰極とに分離し
、陰極を熱源であるフィラメントの周囲を覆うように配
置することにより、簡易な構成により長方向において均
一な電子線を効率よう（発生させ、被処理物に均一な電
子線を照射することができる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】

第１図は本発明の一実施例である電子線照射装置のター
ミナルの長手方向概略構成図、第２図はその装置の熱電
子発生源の概略断面図、第３図及び第４図は本発明の変
形例である熱電子発生源の概略断面図、第５図は本発明
の一実施例である電子線照射装置の概略構造断面図、第
６図は従来の電子線照射装置におけるターミナルの長手
方向概略構成図、第７図はその装置のフィラメントとグ
リッドとの間の電圧の関係を示す図である。 １・・・熱電子発生源、 ｌａ・・・加熱用フィラメント、２・・・陰極、３・・
・ガン構造体、４１０．ケース、５・・・グリッド、６
・、・スペーサー材、ＩＯ・・・電子線発生部、１１・
・・ターミナル、１２・・・加速管、１４・・・加熱用
電源、１５・・・絶縁変圧器、１６・・・直流電源、２
０・・・照射室、２１・・・照射空間、３０・・・照射
芯部、３１・、・窓箔、２　・・・ 窓枠構造体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱電子を放出する熱電子発生源を備える電子線照射装置
   において、前記熱電子発生源を、加熱用のフィラメント
   と、該フィラメントの周囲を覆うように形成された陰極
   とに分離して構成したことを特徴とする電子線照射装置
   。