JPH11248893A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子線加速器から射出する電子線の線量分布
を簡単にかつ短時間で測定することができる電子線照射
装置を提供する。 【解決手段】 この電子線照射装置は、電子線加速器２
の照射窓４の外部に設けられていて照射窓４の短辺４ｂ
に沿う棒状のコレクタ電極１２と、コレクタ電極１２を
電子線６の照射領域において照射窓４の長辺４ａに沿う
方向Ｗに平行移動させる駆動機構１４と、コレクタ電極
１２に流れる電流Ｉを計測する電流計測器３２とを備え
ている。コレクタ電極１２は、その両端部に設けた絶縁
物１８によってアースから電気的に絶縁している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被照射物の架
橋、改質、硬化、殺菌、その他の表面処理に用いられる
電子線照射装置に関し、より具体的には、その電子線加
速器から射出する電子線の線量分布を簡単にかつ短時間
で測定する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電子線照射装置の従来例を図２
に示す。この電子線照射装置は、電子線加速器２から所
望のエネルギー（例えば３０ｋｅＶ〜５００ｋｅＶ程
度）に加速して外部に射出した電子線６を、例えば帯状
の被照射物８に照射して処理を施す構成をしている。

【０００３】電子線加速器２は、その内部の真空雰囲気
と外部の照射雰囲気（例えば大気中）とを分離するため
に、窓箔５を有する長方形の照射窓４を備えており、電
子線６はこの照射窓４を透過させて外部に射出される。
この照射窓４の長辺４ａに沿う方向Ｗは照射幅方向と呼
ばれ、上記被照射物８はこの照射幅方向Ｗに直交する方
向Ａに搬送される。

【０００４】この電子線加速器２から射出する電子線６
の照射幅方向Ｗにおける線量分布を知ることは、被照射
物８に対して均一な電子線照射を行う上で重要である。

【０００５】この線量分布を測定するために従来は次の
ようにしていた。即ち、図２に示すように、照射幅方向
Ｗに細長いフィルム線量計１０を被照射物８の表面に貼
り、被照射物８を搬送してフィルム線量計１０に電子線
６を照射した後、このフィルム線量計１０を剥がして測
定器にかけ、このフィルム線量計１０における吸光度値
の変化（これは照射電子線量に比例している）の分布を
測定していた。これによって、例えば図３に示すよう
な、照射幅方向Ｗにおける電子線６の線量分布を測定す
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な測定方法では、フィルム線量計１０を貼りかつ剥がす
と共に、それを測定器にかけなければならず、しかも測
定の際に被照射物８を搬送しなければならないので、線
量分布の測定に多くの時間と手間とがかかっていた。

【０００７】また、被照射物８の搬送機がない場合は、
フィルム線量計１０を搬送できないので、線量分布の測
定を行うことができなかった。

【０００８】そこでこの発明は、電子線加速器から射出
する電子線の線量分布を簡単にかつ短時間で測定するこ
とができる電子線照射装置を提供することを主たる目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の電子線照射装
置は、前記照射窓の外部に設けられていて当該照射窓の
短辺に沿う棒状のものであってアースから電気的に絶縁
されたコレクタ電極と、このコレクタ電極を前記電子線
の照射領域において前記照射窓の長辺に沿う方向に平行
移動させる駆動機構と、前記コレクタ電極に流れる電流
を計測する電流計測器とを備えることを特徴としてい
る。

【００１０】上記構成によれば、電子線の線量分布を測
定するときは、駆動機構によってコレクタ電極を電子線
の照射領域において照射窓の長辺に沿う方向、即ち照射
幅方向に平行移動させれば良い。これによって、当該コ
レクタ電極に、電子線加速器から射出された電子線が入
射して電流が流れ、この電流を電流計測器によって計測
することができる。しかもこの電流は、コレクタ電極の
各位置における電子線の線量に比例するので、コレクタ
電極を上記のように移動させることによって、電子線加
速器から射出する電子線の線量分布を測定することがで
きる。

【００１１】線量分布を測定しないときは、コレクタ電
極を電子線が入射しない位置に移動させておけば良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る電子線照
射装置の一例を照射窓側から見て示す斜視図であり、被
照射物の図示は省略している。図２の従来例と同一また
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。

【００１３】この電子線照射装置は、前述したような電
子線加速器２の照射窓４の外部付近に設けられていて、
当該照射窓４の短辺４ｂに平行に沿うように配置された
棒状のコレクタ電極１２を備えている。このコレクタ電
極１２の長さは、この例では照射窓４の短辺４ｂの長さ
と同程度以上にしている。このコレクタ電極１２の両端
部は支持金具１６に取り付けられている。この支持金具
１６と、後述するナット部２０およびスライダー２６と
は絶縁物１８によって電気的に絶縁されており、この絶
縁物１８によってコレクタ電極１２をアースから電気的
に絶縁している。

【００１４】この電子線照射装置は、更に、上記コレク
タ電極１２を、電子線６の照射領域において照射窓４の
長辺４ａに平行に沿う方向に、即ち前述した照射幅方向
Ｗに往復平行移動させる駆動機構１４を備えている。こ
の駆動機構１４は、この例では、コレクタ電極１２の一
端側の絶縁物１８に取り付けられたナット部（例えばボ
ールナット部）２０と、照射幅方向Ｗに平行に配置され
ていてナット部２０に螺合するねじ棒（例えばボールね
じ）２２と、このねじ棒２２を矢印Ｂに示すように往復
回転させる可逆転式のモータ２４と、コレクタ電極１２
の他端側の絶縁物１８に取り付けられたスライダー２６
と、照射幅方向Ｗに平行に配置されていてスライダー２
６を貫通するガイドレール２８とを備えている。

【００１５】モータ２４を正転または逆転させると、そ
れに応じてねじ棒２２が回転し、それに螺合するナット
部２０が照射幅方向Ｗに移動するので、それに絶縁物１
８および支持金具１６を介して取り付けられたコレクタ
電極１２も照射幅方向Ｗに平行移動する。このとき、コ
レクタ電極１２の他端はガイドレール２８によってガイ
ドされる。

【００１６】上記コレクタ電極１２には、この例では上
記支持金具１６およびそれに接続されていて螺旋状（コ
イル状）に巻かれたリード線３０を経由して、電流計測
器３２が接続されている。この電流計測器３２は、コレ
クタ電極１２に電子線６が入射することによって当該コ
レクタ電極１２とアース間に流れる電流Ｉを計測する。
この電流計測器３２は、単なる電流計でも良いが、計測
電流の大きさの時間的変化を記録できる記録計式のもの
（例えばペンレコーダ等）が好ましい。リード線３０を
螺旋状にしているのは、コレクタ電極１２および支持金
具１６等の移動に対応できるようにするためである。

【００１７】なお、電子線加速器２は、この例では電子
線６を走査しない非走査型と呼ばれるものであり、円筒
状の真空容器３６内に半円筒状のシールド電極３８を設
け、このシールド電極３８内に複数本（例えば３０本程
度）の棒状のフィラメント４０を照射幅方向Ｗに並設
し、このフィラメント４０から引出し電極４２を通し
て、かつ前述した照射窓４を透過させて、電子線６を外
部に射出する構造をしている。

【００１８】前述した被照射物８が帯状の場合は、その
搬送方向Ａは、図１中に示すように、照射幅方向Ｗと直
交する方向、即ちコレクタ電極１２と平行な方向とな
る。

【００１９】この電子線照射装置において、電子線加速
器２から射出する電子線６の線量分布を測定するとき
は、駆動機構１４によってコレクタ電極１２を、電子線
６の照射領域の端から端まで照射幅方向Ｗに平行移動さ
せれば良い。この移動は、少なくとも、１回の片道移動
で良いが、勿論、往復移動または複数回移動させても良
い。

【００２０】この移動によって、コレクタ電極１２に電
子線６が入射して当該コレクタ電極１２に電流Ｉが流れ
るので、この電流Ｉを電流計測器３２によって計測する
ことができる。しかもこの電流Ｉは、コレクタ電極１２
の各位置における電子線６の線量に比例するので、コレ
クタ電極１２を上記のように移動させることによって、
電子線加速器２から射出する電子線６の線量分布を測定
することができる。より具体的には、コレクタ電極１２
を上記のように連続的に移動させることによって、線量
分布を連続的に測定することができる。これによって、
例えば、図３に示したのと同様の線量分布を測定するこ
とができる。

【００２１】線量分布を測定しないときは、駆動機構１
４によってコレクタ電極１２を、照射窓４の端部または
それより外側の、電子線６が入射しない位置に移動させ
ておけば良い。それによって、コレクタ電極１２が被照
射物への電子線照射の邪魔になるのを防止することがで
きる。

【００２２】以上のようにこの電子線照射装置によれ
ば、駆動機構１４によってコレクタ電極１２を移動させ
てそのときにコレクタ電極１２に流れる電流Ｉを電流計
測器３２で計測するだけで電子線６の線量分布を測定す
ることができるので、電子線加速器２から射出する電子
線６の線量分布を非常に簡単にかつ短時間で測定するこ
とができる。

【００２３】その結果例えば、電子線６の線量分布を被
照射物の処理前と処理後とに測定して、両測定結果を比
較することにより、被照射物の処理中に線量分布の変化
が生じたか否かを推定する、といった測定も可能にな
る。

【００２４】なお、コレクタ電極１２は、電子線６の入
射によって表面状態が変化（例えば酸化）しないよう
に、プラチナ等の酸素と反応しない安定な金属で構成す
るのが好ましい。そのようにすれば、電子線６のコレク
タ電極１２への入射状態が変化しないので、電子線６の
線量分布をより安定して正確に測定することができる。

【００２５】また、コレクタ電極１２は、電子線６の入
射によって加熱されるので、熱伝導率の高い材料で構成
して、その熱を支持金具１６等へ効率良く伝達するのが
好ましい。これと上述した表面状態の変化防止の両方を
実現するために、例えば、コレクタ電極１２を、銅の表
面にプラチナを被覆した構造にしても良い。

【００２６】また、上記絶縁物１８を設けずに支持金具
１６をナット部２０およびスライダー２６に直接取り付
けると共に、ねじ棒２２の両端部およびガイドレール２
８の両端部を接地電位部から電気的に絶縁して、コレク
タ電極１２に流れる電流Ｉを例えばガイドレール２８を
経由して電流計測器３２に導くようにしても良い。その
ようにすれば、螺旋状のリード線３０を用いずに済む。

【００２７】また、図１中に破線で示すように、電流計
測器３２に直列に接続されていてコレクタ電極１２に正
のバイアス電圧を印加する直流電源３４を設けても良
い。このバイアス電圧は、例えば＋１０Ｖ〜＋１００Ｖ
程度で良い。このようにすれば、電子線６を正バイアス
電圧によってコレクタ電極１２に引き込みやすくなると
共に、たとえコレクタ電極１２から二次電子が放出され
てもそれをコレクタ電極１２に引き戻すことができるの
で、電子線６の線量分布をより正確に測定することがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。

【００２９】請求項１記載の発明によれば、駆動機構に
よってコレクタ電極を移動させてそのときに当該コレク
タ電極に流れる電流を電流計測器で計測するだけで電子
線の線量分布を測定することができるので、電子線加速
器から射出する電子線の線量分布を非常に簡単にかつ短
時間で測定することができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、電子線を正
バイアス電圧によってコレクタ電極に引き込みやすくな
ると共に、たとえコレクタ電極から二次電子が放出され
てもそれをコレクタ電極に引き戻すことができるので、
電子線の線量分布をより正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電子線照射装置の一例を照射窓
側から見て示す斜視図であり、被照射物の図示は省略し
ている。

【図２】従来の電子線照射装置の一例を示す斜視図であ
る。

【図３】電子線加速器から射出する電子線の線量分布の
一例を示す図である。

【符号の説明】

２ 電子線加速器 ４ 照射窓 ６ 電子線 １２ コレクタ電極 １４ 駆動機構 ３２ 電流計測器 ３４ 直流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 隆 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新ハイボルテージ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子線を、窓箔を有する長方形の照射窓
   を透過させて外部へ射出する電子線加速器を備える電子
   線照射装置において、前記照射窓の外部に設けられてい
   て当該照射窓の短辺に沿う棒状のものであってアースか
   ら電気的に絶縁されたコレクタ電極と、このコレクタ電
   極を前記電子線の照射領域において前記照射窓の長辺に
   沿う方向に平行移動させる駆動機構と、前記コレクタ電
   極に流れる電流を計測する電流計測器とを備えることを
   特徴とする電子線照射装置。
2. 【請求項２】 前記電流計測器に直列に接続されていて
   前記コレクタ電極に正のバイアス電圧を印加する直流電
   源を更に備える請求項１記載の電子線照射装置。