JPH0834091B2 - 電子線照射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、非走査型の電子線照射装置に関する。

（従来の技術） この種電子線照射装置において、真空チャンバーの内
部にカソードを設け、これより放射される電子線を、照
射窓から外部に向けて照射するようにしたものは、既に
よく知られている。

第２図はその従来例を示し、１は真空チャンバー、２
はその内部に設けられたシールド電極、３はシールド電
極２の内部に支持されているカソード、４は真空チャン
バー１の周壁に設けられた照射窓で、加熱されたカソー
ド３から放射される電子線を、この照射窓４から外部に
向けて照射するようにしてある。

５はカソード３に加熱用の電力を供給するための供電
線、６はシールド電極２を支持するとともに、シールド
電極２に負の加速電圧−HVを供給するための導体、７は
導体６を支持するための絶縁碍子、８は真空チャンバー
１に連なるタンクで、内部に絶縁性のガスが封入されて
ある。

絶縁碍子７は前記のように導体６を機械的に支持する
他に、導体６を真空チャンバー１に対して絶縁するとと
もに、タンク８に対して仕切ることによって、真空チャ
ンバー１の内部を真空に維持する作用を果している。そ
して通常この絶縁碍子７は、樹脂たとえばエポキシ樹脂
によって構成するのを普通としている。

（発明が解決しようとする課題） しかしこのような構成によると、シールド電極２に加
わる加速電圧の全部を、この絶縁碍子７が分担する必要
がある。一方この絶縁碍子７が樹脂製であるため、長期
にわたって使用していると、熱に曝されることによって
カーボンが分解して表面に出てくるようになり、そのた
め絶縁劣化を惹起し、絶縁抵抗に変化をもたらすように
なる。

このように絶縁抵抗が変化すると、シールド電極２に
印加されるべき加速電圧が不安定となり、所定の電子線
照射を期待することができなくなってしまう。

この発明は、絶縁碍子の絶縁劣化にともなう加速電圧
の不安定化を、極力回避することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、シールド電極をアース電位に対して絶縁
して支持する碍子として、樹脂製の第１の絶縁碍子と、
セラミック製の第２の絶縁碍子によって構成し、第１の
絶縁碍子によって真空チャンバーに機械的に支持される
中間導体の端部に、第２の絶縁碍子を介してシールド電
極を支持し、加速電圧部位とアース電位部位との間に分
圧抵抗を接続し、この分圧抵抗によって第１および第２
の絶縁碍子の分担電圧を固定するようにしたことを特徴
とする。

（作用） 加速電圧を第１の絶縁碍子と第２の絶縁碍子によって
分担するようになり、しかも分圧抵抗によってその分担
電圧が固定されることによって、第１の絶縁碍子の表面
絶縁抵抗によってのみ決定されていた従来構成に比較し
てシールド電極に印加される加速電圧は極めて安定する
ようになる。

この場合第２の絶縁素子の電圧分担率を、少なくとも
20％以上とすることが望ましく、これより小さいと、第
２の絶縁碍子を使用する目的が低減してしまう。

このように第２の絶縁碍子の電圧分担率を、たとえば
20％とすることは、これ以下の電圧が第２の絶縁碍子に
印加されても、絶縁破壊を起こさないように設計するこ
とを意味する。

その反面20％以上の電圧がなんらかの原因で印加され
るようなことがあると、絶縁破壊を起こすこともあり得
るので、これを回避するために、第２の絶縁碍子にまた
がって、保護ギャップを接続しておく。

すると第２の絶縁碍子に異常電圧が印加されたとき、
保護ギャップが放電するようにしておけば、第２の絶縁
碍子への異常電圧の印加が回避されるようになる。

（実施例） この発明の実施例を第１図によって説明する。なお第
２図と同じ符号を付した部分は、同一または対応する部
分を示す。

この発明にしたがい、中間導体11を用意し、これを絶
縁碍子７に貫通させることによって、真空チャンバー１
に対して支持する。中間導体11の一方の端部とシールド
電極２のフランジ（金属製）12との間に、セラミック
（たとえばアルミナ、サファイア、ジルコニアなど）か
らなる、筒状の絶縁碍子13を固定して介在させる。

14はシールド電極２に、加速電圧（−HV）を印加する
ための、一方が開口されていて筒状とされている高電圧
引込用の導体である。

15,16は分圧抵抗で、直列に接続されて加速電圧部位
（たとえば導体14）とアース電位部位（たとえば真空チ
ャンバー２）との間に接続される。そして分圧抵抗15は
絶縁碍子13にまたがるように接続しておく。

図の例では分圧抵抗15の一端は、導体14、フランジ12
を介して絶縁碍子13の一端に、また分圧抵抗15の他端
は、中間導体11を介して絶縁碍子13の他端に接続されて
いる。分圧抵抗15,16はたとえばタンク８内に設置され
る。

なお通常セラミック製品は、圧縮力に対しては強い
が、引張力に対してはあまり強くないので、絶縁碍子13
に過度の引張力が作用しないようにしておくことが望ま
しい。

しかし図のような構成では。タンク８内は２気圧程度
とされてあり、真空チャンバー１内は真空とされている
ので、フランジ12には約３気圧に相当する力が作用す
る。この力が絶縁碍子13に引張力となって作用する。

これを回避するには、図に示すように導体14にフラン
ジ17を固定し、このフランジ17と中間導体11との間に、
たとえば筒状または支柱状とされた、樹脂製の絶縁体18
を介在させておくとよい。

このようにしておくと、前記のようにフランジ12に力
が作用したとき、これと一体の導体14も同方向に力が作
用する。しかしこの力はフランジ17、絶縁体18を介して
中間導体11が受けるため、絶縁碍子13には過度の引張力
が加わらないようになる。

この発明にしたがい、更に保護ギャップ20を絶縁碍子
13にまたがって接続してある。図の例ではフランジ17を
金属製としておけば、このフランジ17と中間導体11と間
に、保護ギャップ20を接続すれば、これを絶縁碍子13に
またがって接続したことになる。

21は絶縁碍子13と中間導体11とを連結するボルトの角
部をシールドするリングである。

以上のように構成することによって、加速電圧は、従
来の絶縁碍子７に、絶縁碍子13が加わって分担するよう
になる。

しかも分圧抵抗15,16によってその分担電圧が固定さ
れることによって、絶縁碍子７の表面絶縁抵抗によって
のみ決定されていた従来構成に比較して、シールド電極
２に印加される加速電圧は極めて安定するようになる。

またたとえばシールド電極２と真空チャンバー１との
間で異常放電を起こして、真空チャンバー１がアース電
位に落ちたとしても、残留電圧は保護ギャップ20に印加
され、ここで放電するので、絶縁碍子13には異常な高電
圧が印加されて、沿面放電を起こすといったことは、こ
れをもって回避することができる。

なお図のような構成によると、タンク８内の絶縁ガス
が導体14を通ってフランジ12に接触するので、高温度に
加熱されるカソード３の熱は、直接絶縁ガス側に放出さ
れるようになる。

また絶縁碍子13はセラミック製であって、高熱絶縁性
であるため、カソード３から絶縁碍子７への熱移動が少
なくなり、絶縁碍子７自体の熱劣化が低減される。

更に最も高い電圧および熱ストレスに曝される部分
に、セラミック製の絶縁碍子を設けているので、絶縁の
安定化が図れるようになる。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、加速電圧の安
定化その他を図ることができるとともに、異常時におけ
るセラミック製の絶縁碍子の保護が容易となるなど、各
種の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による断面図、第２図は従来
例の断面図である。 １……真空チャンバー、２……シールド電極、３……カ
ソード、７……樹脂製の絶縁碍子、８……タンク、11…
…中間導体、13……セラミック製の絶縁碍子、15,16…
…分圧抵抗、20……保護ギャップ、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カソードを備えたシールド電極が内部に設
   置されてあって、アース電位とされている真空チャンバ
   ーと、内部に絶縁ガスが封入されてあるタンクと、前記
   真空チャンバーとタンクを仕切る樹脂製の第１の絶縁碍
   子と、前記第１の絶縁碍子を貫通し、前記真空チャンバ
   ーに対して絶縁して支持されてある中間導体と、前記中
   間導体の内部に挿通されてあって、前記シールド電極に
   加速電圧を印加するための高電圧引込用の導体と、前記
   中間導体と前記シールド電極との間に介在されてあるセ
   ラミック製の第２の絶縁碍子と、加速電圧部位とアース
   電位との間に接続されてあって、前記第１および第２の
   絶縁碍子の分担電圧を固定する分圧抵抗とを備えてなる
   電子線照射装置。
2. 【請求項２】前記第２の絶縁碍子の一端に接続されてあ
   る前記中間導体と、前記第２の絶縁碍子の他端に接続さ
   れる前記導体との間に、前記第２の絶縁碍子に異常電圧
   が印加されたときに放電する放電ギャップを接続してな
   る請求項１記載の電子線照射装置。