JPH1184099A

JPH1184099A - 電子線照射装置

Info

Publication number: JPH1184099A
Application number: JP24543897A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Sekine; 泰信関根; Yosuke Suzuki; 陽介鈴木
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成でフィラメントが切れたことを瞬
時に且つ確実に検知することができる電子線照射装置を
提供する。【解決手段】フィラメント１５ａ₁，・・・，１５ａ₂₀
は、同数のフィラメントを含む二つのグループＧ₁，Ｇ
₂に分割される。グループＧ₁のフィラメント１５
ａ₁，・・・，１５ａ₁₀の一端は、第一給電線Ａ₁により
共通に接続され、グループＧ₂のフィラメント１５
ａ₁₁，・・・，１５ａ₂₀の一端は、第一給電線Ａ₂により
共通に接続される。第一給電線Ａ₁と第一給電線Ａ₂と
は、互いに逆方向に電流が流れるように配置されて変流
器８０のコイルに通される。フィラメント１５ａ₁，・・
・，１５ａ₂₀の他端は、第二給電線Ｂにより共通に接続
される。第一給電線Ａ₁，Ａ₂と第二給電線Ｂとは加熱
用交流電源５０に接続される。変流器８０の出力電圧Ｅ
を検出することにより、フィラメント切れを検知でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被照射物に電子線
を照射する電子線照射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の電子線照射装置の概略構成
図、図８はその電子線照射装置の電子線発生部の概略回
路図である。この電子線照射装置は、図７に示すよう
に、電子線発生部１１０と、照射室１２０と、照射窓部
１３０とを備えるものである。電子線発生部１１０は、
電子線を発生するターミナル１１１と、ターミナル１１
１で発生した電子線を真空空間（加速空間）で加速する
加速管（真空チャンバー）１１２とを有する。また、タ
ーミナル１１１は、熱電子を放出する熱電子源１１１ａ
と、熱電子源１１１ａで発生した熱電子をコントロール
するグリッド１１１ｂとを有する。ここで、熱電子源１
１１ａとしては、例えば２０〜３０本の短い線状フィラ
メントを被照射物の搬送方向に対して所定の角度だけ傾
け、且つ所定の間隔で平行に配列したものを用いる。

【０００３】また、電子線発生部１１０には、図８に示
すように、熱電子源１１１ａを加熱して熱電子を発生さ
せるための加熱用交流電源１１６ａと、熱電子源１１１
ａとグリッド１１１ｂとの間に電圧を印加する制御用直
流電源１１６ｂと、グリッド１１１ｂと照射窓部１３０
に設けられた窓箔１３１との間に電圧（加速電圧）を印
加する加速用直流電源１１６ｃとが設けられている。
尚、多数のフィラメントは並列に接続され、各フィラメ
ントには加熱用交流電源１１６ａにより所定の電圧が印
加される。

【０００４】照射室１２０は、被照射物２に電子線を照
射する照射空間１２１を含むものである。被照射物２
は、照射室１２０内を図７において左側から右側に搬送
される。照射窓部１３０は、金属箔からなる窓箔１３１
を有する。窓箔１３１は、電子線発生部１１０内の真空
雰囲気と照射室１２０内の照射雰囲気とを仕切ると共
に、窓箔１３１を介して照射室１２０内に電子線を取り
出すものである。

【０００５】多数のフィラメントに交流電流を通じて加
熱すると、フィラメントは熱電子を放出し、この熱電子
はグリッド電圧によりフィラメントから引き離される。
その熱電子のうちグリッド１１１ｂを通過したものだけ
が電子線として有効に取り出される。この電子線は、加
速電圧により加速管１１２内の加速空間で加速され、窓
箔１３１を突き抜ける。そして、被照射物２が窓箔１３
１下方の照射空間１２１を通過する際に、その被照射物
２に電子線が照射される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子線照射
装置の運転中に、フィラメントが寿命や何等かの原因で
切れて、断線事故が発生すると、その切れたフィラメン
トの直下のビーム電流（電子線の流れ）は減少し、その
減少した部分に対応する被照射物の線量が不足すること
になる。また、フィラメントが切れたことを知らない
で、生産を続けると、不良品を大量に生み出すことにな
るので、大きな損害の原因となる。このため、フィラメ
ントが切れたことを瞬時に検知し、運転停止等の措置を
直ちに採ることにより、損害を最小限に抑える必要があ
る。

【０００７】従来は、かかるフィラメント切れを検知す
る方法して、次のような方法が用いられている。この方
法では、フィラメントの電圧（FIL.VOLT）と、フィラメ
ントに流れる全電流（FIL.CURR）とを常時モニターし
て、これらFIL.VOLTとFIL.CURRとから FDC LAST READと
称される値を算出し、これを所定の基準値（FDC SET VA
LUE ）と比較する。そして、FDC LAST READ がFDC SET
VALUE 以上になったときに、フィラメント切れのトラブ
ルが発生したと判断する。ここで、FDC LAST READ は、 FDC LAST READ ＝FIL.VOLT^a／FIL.CURR^b で定義される。ここで、ａ、ｂは定数であり、例えば、
FIL.VOLTが６．７６Ｖ、FIL.CURRが５．４４Ａである場
合には、FDC LAST READ は０．５０４６となる。また、
FDC SET VALUE は、フィラメントが切れていない正常時
のFDC LAST READとフィラメントが１本切れた場合のFDC
LAST READ との平均値として算出される。例えば、フ
ィラメントが合計２２本使われている場合、フィラメン
トが１本切れたときのFDC LAST READ は、６．７６^a／
（５．４４×２１本／２２本）^b＝０．５３４８であ
る。したがって、FDC SET VALUE は、（０．５０４６＋
０．５３４８）／２＝０．５１９７となる。尚、FDC LA
ST READ は例えば４秒毎に更新され、これに伴いFDC SE
T VALUE も再設定される。

【０００８】しかしながら、この方法では、運転時間の
経過に伴ってフィラメントの径が細くなり、抵抗値が上
昇して電流値が減少した場合や、加熱用交流電源１１６
ａの電圧値を変更したり、フィラメントを新しいものに
交換した場合には、FDC LASTREAD やFDC SET VALUE
を、フィラメント電圧や電流に基づいて再設定しなけれ
ばならない。また、加熱用交流電源１１６ａをオンした
瞬間は、フィラメントには小さな電流しか流れないの
で、加熱用交流電源１１６ａやフィラメントが安定化し
た後でないと、この方法を適用することができない。さ
らに、電源電圧が急激に変動したりすると、放電が起き
てしまい、その影響でフィラメント電圧が変化すること
がある。このため、かかる場合には、誤動作することが
ある。以上説明したように、この方法は信頼性が低いと
いう問題があった。

【０００９】また、フィラメント切れを検出する他の方
法としては、被照射物の幅方向に沿って多数の線量フィ
ルムを貼り付け、その被照射物を照射室１２０内に通過
させた後、線量フィルムに照射された線量を測定して、
フィラメントの断線の有無を確認する方法がある。しか
し、この方法では、線量フィルムに照射された線量を測
定するのに、線量フィルムに光を当てて、透過率を測定
する必要があり、大きな労力を要するという問題があ
る。

【００１０】尚、各フィラメントに電流センサを取り付
けて、電流値の変化を検出すれば、原理的には、フィラ
メント切れを確実に検知することができるが、フィラメ
ントは多数であり、これらが加熱されて高温になり、し
かも高真空チャンバー内に収納されている構造であるこ
とを考えると、この方法は実用上不可能である。本発明
は上記事情に基づいてなされたものであり、簡単な構成
でフィラメントが切れたことを瞬時に且つ確実に検知す
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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、並列に配列された複数のフィラメントが
放出する熱電子を加速空間で加速して電子線として取り
出し、前記電子線を被照射物に照射する電子線照射装置
において、前記複数のフィラメントを同数ずつのフィラ
メントを含む偶数個のグループに分割し、前記各グルー
プに含まれるフィラメントの一端を共通に接続した偶数
個の第一給電手段と、前記複数のフィラメントの他端を
共通に接続した第二給電手段と、前記偶数個の第一給電
手段と前記第二給電手段との間に交流電流を通じて前記
複数のフィラメントを加熱する加熱用交流電源と、前記
偶数個の第一給電手段を二つずつの組とし、前記各組毎
に互いに逆方向に電流が流れるように配置した前記二つ
の第一給電手段を巻線内に貫通させ、前記巻線内を貫通
する前記二つの第一給電手段を流れる電流値の差を検出
する少なくとも一つの変流器と、を具備することを特徴
とするものである。

【００１２】また、上記の目的を達成するための本発明
は、並列に配列された複数のフィラメントが放出する熱
電子を加速空間で加速して電子線として取り出し、前記
電子線を被照射物に照射する電子線照射装置において、
前記複数のフィラメントを同数ずつのフィラメントを含
む奇数個のグループに分割し、前記各グループに含まれ
るフィラメントの一端を共通に接続した奇数個の第一給
電手段と、前記複数のフィラメントの他端を共通に接続
した第二給電手段と、前記奇数個の第一給電手段と前記
第二給電手段との間に交流電流を通じて前記複数のフィ
ラメントを加熱する加熱用交流電源と、前記奇数個の第
一給電手段のうち一つを二回使って前記奇数個の第一給
電手段を二つずつの組とし、前記各組毎に互いに逆方向
に電流が流れるように配置した前記二つの第一給電手段
を巻線内に貫通させ、前記巻線内を貫通する前記二つの
第一給電手段を流れる電流値の差を検出する少なくとも
二つの変流器と、を具備することを特徴とするものであ
る。

【００１３】フィラメントが切れていない正常時には、
各組において、二つの第一給電手段には、互いに逆方向
に同じ大きさの電流が流れている。このため、二つの第
一給電手段に流れる電流値の差はゼロであり、各第一給
電手段に流れる電流によって発生するそれぞれの磁界は
相殺されるので、変流器には出力電圧が発生しない。一
方、例えばフィラメントが１本切れると、そのフィラメ
ントには電流が流れなくなるので、そのフィラメントが
属するグループに流れる電流が減少する。このため、切
れたフィラメントが属するグループに対応する組におい
ては、二つの第一給電手段に流れる電流のバランスが崩
れて、変流器には二つの第一給電手段に流れる電流値の
差が貫通していることになるので、その電流値の差に対
応した電圧が変流器に発生する。この出力電圧を検出す
ることにより、フィラメント切れを瞬時に検知すること
ができる。

【００１４】また、各組における二つの第一給電手段に
流れる電流値の差は、加熱用交流電源の変動や、フィラ
メントの経時変化等によって影響を受けないので、変流
器はこれらの変動等によって誤動作せず、フィラメント
切れを確実に検知することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
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概略構成図、図２はその電子線
照射装置のガン構造体の概略斜視図である。電子線照射
装置は、図１に示すように、電子線発生部１０と、照射
室３０と、照射窓部４０と、加熱用交流電源５０と、制
御用直流電源６０と、加速用直流電源７０と、変流器
（current transformer ）８０とを備えるものである。
ここで、加熱用交流電源５０と変流器８０と電子線発生
部１０内のフィラメントとは、フィラメント切れを検知
する検知回路を構成する。この点については後に詳述す
る。

【００１６】電子線発生部１０は、電子線を発生するタ
ーミナル１１と、ターミナル１１で発生した電子線を真
空空間（加速空間）で加速する加速管（真空チャンバ
ー）２１とを有するものである。加速管２１の外壁は接
地されている。また、電子線発生部１０の内部は、電子
が気体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐた
め、及び熱電子源１５の酸化を防止するため、図示しな
い真空ポンプ等により１０ ^-4〜１０^-5Ｐａの真空に保た
れている。ターミナル１１は、熱電子を放出する熱電子
源１５と、熱電子源１５を支持するガン構造体１６と、
熱電子源１５で発生した熱電子をコントロールするグリ
ッド１７とを有する。

【００１７】熱電子源１５としては、図２に示すよう
に、多数の短い線状フィラメント１５ａ₁，１５ａ₂，
・・・，１５ａ_nを被照射物２の搬送方向に対して所定の
角度だけ傾け、且つ所定の間隔で平行に配列したものを
用いる。そして、かかる熱電子源１５ａは、フィラメン
ト１５ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ_nの配列方向が被
照射物２の搬送方向に直交する方向になるようにして、
ガン構造体１６に取り付けられる。このような構造の熱
電子源１５を用いることにより、被照射物２の幅方向に
対して、均一な電子線を発生させることができる。尚、
フィラメントの本数は、被照射物２の幅に応じて定めら
れる。通常は、２０〜３０本程度のフィラメントが用い
られる。

【００１８】ガン構造体１６は、図２に示すように、フ
ィラメント１５ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ_nを支持
するフィラメント支持体１６ａと、フィラメント電力供
給体１６ｂと、絶縁体１６ｃとを有する。フィラメント
支持体１６ａは、フィラメント電力供給体１６ｂと電気
的に接続して固定される。フィラメント電力供給体１６
ｂから送られた電力は、フィラメント支持体１６ａを介
してフィラメント１５ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ_n
に供給される。絶縁体１６ｃは、フィラメント１５
ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ_nとグリッド１７とが一
定間隔をもって配置されるように、グリッド１７をフィ
ラメント電力供給体１６ｂに固定するためのものであ
る。

【００１９】照射室３０は、電子線を被照射物２に照射
する照射空間３１を含むものである。被照射物２は、図
示しない搬送手段により、照射室３０内を図１において
左側から右側（矢印方向）に搬送される。尚、電子線発
生部１０及び照射室３０の周囲は電子線照射時に二次的
に発生するＸ線が外部に漏出しないように、鉛遮蔽が施
されている。

【００２０】照射窓部４０は、金属箔からなる窓箔４１
と、窓箔４１を冷却すると共に窓箔４１を支持する窓枠
構造体４２とを有するものである。窓箔４１は、電子線
発生部１０内の真空雰囲気と照射室３０内の照射雰囲気
とを仕切るものであり、また、窓箔４１を介して照射室
３０内に電子線を取り出すものである。窓箔４１に使用
する金属としては、電子線発生部１０内の真空雰囲気を
十分維持できる機械的強度があって、電子線が透過しや
すいように比重が小さくて肉厚が薄く、しかも耐熱性に
優れたものが望ましい。通常は、機械的な取扱いやすさ
から厚さ約１０μｍ程度のチタン（Ｔｉ）箔が使用され
ている。

【００２１】加熱用交流電源５０は、フィラメント１５
ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ_nを加熱して熱電子を発
生させるためのものである。制御用直流電源６０は、フ
ィラメント１５ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ_nとグリ
ッド１７との間に印加する直流電圧（制御電圧）を発生
するためのものである。加速用直流電源６０は、グリッ
ド１７と窓箔４１との間に印加する直流高電圧（加速電
圧）を発生するためのものである。通常、最大加速電圧
は、装置の用途に応じて、約１００〜３００ｋＶの範囲
となるように設計されている。

【００２２】加熱用交流電源５０によりフィラメント１
５ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ_nに交流電流を通じて
加熱すると、フィラメント１５ａ₁，１５ａ₂，・・・，
１５ａ_nは熱電子を放出し、この熱電子は、制御電圧に
より四方八方に引き寄せられる。このうち、グリッド１
７を通過したものだけが電子線として有効に取り出され
る。そして、このグリッド１７から取り出された電子線
は、加速電圧により加速管２１内の加速空間で加速され
た後、窓箔４１を突き抜け、照射室３０の照射空間３１
を搬送される被照射物２に照射される。

【００２３】尚、通常は、加熱用交流電源５０と加速用
直流電源７０とを所定の値に設定し、制御用直流電源６
０を可変にすることにより、ビーム電流の調整を行って
いる。一般に、電子線照射装置では、被照射物が吸収す
る線量はビーム電流に比例する。このため、ビーム電流
を変えることにより、電子線の吸収線量を調整すること
ができる。

【００２４】次に、本実施形態の電子線照射装置におい
て、フィラメント切れを検知するための検知回路につい
て説明する。図３はその検知回路の概略回路図である。
ここでは、フィラメントの総数が偶数本、例えば２０本
である場合について説明する。また、各フィラメントの
長さ、形状、材質等はすべて同一であるとする。検知回
路は、図３に示すように、フィラメント１５ａ₁，１５
ａ₂，・・・，１５ａ₂₀と、加熱用交流電源５０と、変流
器８０とを含んで構成される。２０本のフィラメント１
５ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ₂₀は、同数ずつのフィ
ラメントを含むグループＧ₁とグループＧ₂とに分割さ
れている。例えば、図３に示すように、フィラメントを
その配列方向の真ん中で二つに分割し、１０本のフィラ
メント１５ａ₁，・・・，１５ａ₁₀をグループＧ₁、１０
本のフィラメント１５ａ₁₁，・・・，１５ａ₂₀をグループ
Ｇ₂とする。

【００２５】尚、フィラメントを分割する他のやり方と
しては、例えば、フィラメント配列方向の中央部に位置
するフィラメント１５ａ₆，・・・，１５ａ₁₅と、その両
端部に位置するフィラメント１５ａ₁，・・・，１５
ａ₅，１５ａ₁₆，・・・，１５ａ₂₀との二つのグループに
分割するやり方、一本おきにフィラメント１５ａ₁，１
５ａ₂，・・・，１５ａ₂₀を二つのグループに分けるやり
方などがある。

【００２６】グループＧ₁の各フィラメント１５ａ₁，
・・・，１５ａ₁₀の一端は、第一給電線Ａ₁により共通に
接続され、一方、グループＧ₂の各フィラメント１５ａ
₁₁，・・・，１５ａ₂₀の一端は、第一給電線Ａ₂により共
通に接続されている。そして、第一給電線Ａ₁，Ａ₂を
変流器８０のコイル内に貫通させる。このとき、第一給
電線Ａ₁と第一給電線Ａ₂とを、互いに逆方向に電流が
流れるように平行に配置して変流器８０のコイルに通
す。そして、変流器８０を通過した第一給電線Ａ ₁，Ａ
₂は、加熱用交流電源５０の一端に接続される。また、
両グループＧ₁，Ｇ₂の各フィラメント１５ａ₁，１５
ａ₂，・・・，１５ａ₂₀の他端は、第二給電線Ｂにより共
通に接続されている。この第二給電線Ｂは加熱用交流電
源５０の他端に接続される。

【００２７】いま、例えば、加熱用交流電源５０の電圧
を７．５Ｖに設定し、フィラメント１本当たりに流れる
フィラメント電流が５．４Ａであるとする。このとき、
第一給電線Ａ₁に流れる電流と第一給電線Ａ₂に流れる
電流はともに５４Ａである。変流器８０のコイルには、
第一給電線Ａ₁，Ａ₂が貫通しているが、第一給電線Ａ
₁に流れる電流と第一給電線Ａ₂に流れる電流とは互い
に逆方向に流れている。このため、第一給電線Ａ₁に流
れる電流と第一給電線Ａ₂に流れる電流との差（貫通電
流）はゼロであり、各第一給電線Ａ₁，Ａ₂に流れる電
流によって発生するそれぞれの磁界は相殺されるので、
変流器８０の出力電圧Ｅは０Ｖである。

【００２８】一方、フィラメントが切れると、そのフィ
ラメントには電流が流れなくなるので、そのフィラメン
トが属するグループに流れる電流が減少する。例えば、
グループＧ₁のフィラメント１５ａ₁が切れたとする
と、第一給電線Ａ₁に流れる電流は、５４−５．４＝４
８．６Ａとなる。このとき、変流器８０には、第一給電
線Ａ₁を流れる４８．６Ａの電流と、第一給電線Ａ₂を
流れる５４Ａの電流とが互いに逆方向に貫通する。この
ため、変流器８０にはそれらの電流値の差（貫通電流）
５．４Ａが貫通していることになり、その差に対応した
電圧が発生する。この出力電圧Ｅを検出することによ
り、フィラメント切れを瞬時に検知することができる。
フィラメントが２本以上切れた場合には、変流器８０の
出力電圧Ｅがさらに大きな値となる。一般に、変流器８
０の出力電圧Ｅは、Ｅ＝（１／ｎ）×Ｉ×Ｒによって与えられる。ここで、ｎは変流器８０の二次巻
数、Ｉは貫通電流、Ｒは変流器８０の負荷抵抗８１の抵
抗値である。変流器８０の出力電圧Ｅと貫通電流Ｉとの
関係の一例を図４に示す。図４は両対数グラフであり、
縦軸に変流器８０の出力電圧Ｅを、横軸に貫通電圧Ｉを
取っている。図４の例では、フィラメント１本当たり
５．４Ａの電流が流れている場合に、フィラメントが１
本切れると、５００ｍＶの出力電圧Ｅが発生する。

【００２９】図５はフィラメントが切れたときに変流器
８０で検知される出力電圧Ｅの一例を示す図である。図
５において、縦軸は変流器８０の出力電圧Ｅを、横軸は
時間を表す。この例では、最初は出力電圧Ｅが０Ｖであ
り、フィラメント切れのトラブルは発生していなかっ
た。その後、交流の出力電圧Ｅが発生した。交流の出力
電圧Ｅが発生した時間から、約５３ｍｓ経過時にフィラ
メントが切れたことが分かる。また、フィラメントが１
本切れたときに５００ｍＶの出力電圧Ｅが発生するもの
とすると、図５では交流の出力電圧Ｅのピーク値が約７
００ｍＶで、実効値が約５００ｍＶであることから、各
グループＧ₁，Ｇ₂において断線したフィラメントの数
の差が１本であることが分かる。

【００３０】ところで、加熱用交流電源５０をオンにし
た瞬間は、フィラメントに印加される電圧値が小さく、
フィラメントに流れる電流も少ないが、第一給電線Ａ₁
と第一給電線Ａ₂には同じ電流が流れる。そして、加熱
用交流電源５０の出力が徐々に安定してきて、フィラメ
ントを流れる電流が増えてきても、変流器８０の出力電
圧Ｅは０Ｖのままである。一方、加熱用交流電源５０の
出力が安定していない段階で、フィラメントが切れると
その分だけ、第一給電線Ａ₁に流れる電流と第一給電線
Ａ₂に流れる電流とのバランスが崩れるので、変流器８
０の出力電圧Ｅが発生する。また、当初からフィラメン
トが切れていれば、すぐに変流器８０の出力電圧Ｅが発
生する。したがって、かかる検知回路では、加熱用交流
電源５０の出力が安定した後の段階だけでなく、加熱用
交流電源５０をオンにした瞬間からそれが安定化する前
の段階でも、フィラメント切れを瞬時に検知することが
できる。

【００３１】また、加熱用交流電源５０の出力電圧が変
動し、瞬間的に急激に下がった場合には、第一給電線Ａ
₁と第一給電線Ａ₂とに流れる電流は急に減少するが、
両電流とも同じだけ減少する。このため、検知回路は、
電源変動、瞬断等が起こっても、その影響を受けること
がない。さらに、フィラメントの経時変化によりフィラ
メントの径が細くなり、フィラメントを流れる電流値が
減少しても、検知回路はその影響を受けない。

【００３２】尚、グループＧ₁のフィラメントとグルー
プＧ₂のフィラメントとが、同じ瞬間に、且つ同じ数だ
け断線してしまった場合には、この検知回路では、フィ
ラメント切れのトラブルを検知することはできない。し
かしながら、各グループＧ₁，Ｇ₂において同時に同じ
数のフィラメントが切れるということは非常に稀である
と考えられるので、このことは実用上あまり問題とはな
らない。

【００３３】本実施形態の電子線照射装置では、複数の
フィラメントを同数ずつのフィラメントを含む二つのグ
ループに分割し、各グループに含まれるフィラメントの
一端をそれぞれ第一給電線で共通に接続し、二つの第一
給電線を互いに逆方向に電流が流れるように配置して変
流器のコイル内に貫通させたことにより、フィラメント
が切れたときには、二つの第一給電線を流れる電流値の
差が生じるので、変流器には出力電圧が発生し、したが
って、かかる出力電圧を検出することによってフィラメ
ント切れを瞬時に検知することができる。しかも、二つ
の第一給電線を流れる電流値の差は、フィラメントの経
時変化、電源変動、瞬断等によって影響を受けることが
ないので、フィラメント切れを確実に検知することがで
きる。また、かかる検知回路は、構成が簡単で、安価で
あるという特徴もある。

【００３４】尚、本発明は上記の実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。上記の実施形態では、複数のフィラメント
を二つのグループに分割した場合について説明したが、
複数のフィラメントを三つ以上のグループに分割しても
よい。この場合、検知回路は次のように構成する。ま
ず、複数のフィラメントを同数ずつのフィラメントを含
む少なくとも三つのグループに分割し、各グループ毎に
そのグループに含まれるフィラメントの一端を第一給電
線で共通に接続する。そして、グループの数が偶数個の
場合には、偶数個の第一給電線を二つずつの組とし、各
組毎に互いに逆方向に電流が流れるように配置した二つ
の第一給電線を各変流器のコイルに貫通させる。一方、
グループの数が奇数個の場合には、奇数個の第一給電線
のうち一つを二回使って奇数個の第一給電線を二つずつ
の組とし、各組毎に互いに逆方向に電流が流れるように
配置した二つの第一給電線を各変流器のコイルに貫通さ
せる。また、複数のフィラメントの他端を第二給電線で
共通に接続する。

【００３５】いま、複数のフィラメントを三つのグルー
プに分割する場合について具体的に説明する。図６は複
数のフィラントを三つのグループに分割する場合の検知
回路の例を示す図である。ここでは、フィラメントＦの
総数が２１本であり、フィラメントＦを７本ずつの三つ
のグループＧ₁，Ｇ₂，Ｇ₃に分割する。各グループＧ
₁，Ｇ₂，Ｇ₃のフィラメントＦの一端を、それぞれ第
一給電線Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃により共通に接続する。そし
て、二つの第一給電線Ａ₁，Ａ₂を第一の変流器８０ａ
のコイル内に貫通させると共に、二つの第一給電線
Ａ₂，Ａ₃を第二の変流器８０ｂのコイル内に貫通させ
る。このとき、第一給電線Ａ₁と第一給電線Ａ₂とを、
互いに逆方向に電流が流れるように平行に配置して第一
の変流器８０ａのコイルを通し、また、第一給電線Ａ₂
と第一給電線Ａ₃とを、互いに逆方向に電流が流れるよ
うに平行に配置して第二の変流器８０ｂのコイルを通
す。そして、変流器８０ａ，８０ｂを通過した第一給電
線Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃を、加熱用交流電源５０の一端に接
続する。また、すべてのフィラメントＦの他端を、第二
給電線Ｂにより共通に接続する。この第二給電線Ｂは加
熱用交流電源５０の他端に接続される。

【００３６】図６に示す検知回路でも、フィラメントが
切れていない正常時には、二つの変流器８０ａの出力電
圧Ｅ_a及び変流器８０ｂの出力電圧Ｅ_bはともに０Ｖで
ある。一方、グループＧ₁（Ｇ₃）のフィラメントが切
れると、変流器８０ａ（８０ｂ）の出力電圧Ｅ
_a（Ｅ_b）が発生する。このとき、変流器８０ｂ（８０
ａ）の出力電圧Ｅ_b（Ｅ_a）は０Ｖである。また、グル
ープＧ₂のフィラメントが切れると、変流器８０ａと変
流器８０ｂの両方の出力電圧Ｅ_a，Ｅ_bが発生する。か
かる検知回路を用いた場合も、上記の実施形態における
電子線照射装置と同様の効果を有する。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数のフィラメントを同数ずつのフィラメントを含む偶数
個のグループに分割し、各グループに含まれるフィラメ
ントの一端を共通に接続した偶数個の第一給電手段（給
電線）と、複数のフィラメントの他端を共通に接続した
第二給電手段（給電線）と、偶数個の第一給電手段と第
二給電手段との間に交流電流を通じて複数のフィラメン
トを加熱する加熱用交流電源と、偶数個の第一給電手段
を二つずつの組とし、各組毎に互いに逆方向に電流が流
れるように配置した二つの第一給電手段を巻線内に貫通
させ、巻線内を貫通する二つの第一給電手段を流れる電
流値の差を検出する少なくとも一つの変流器とを備える
ことにより、フィラメントが切れたときには、そのフィ
ラメントが属するグループに対応する組において、二つ
の第一給電手段を流れる電流値の差が生じ、変流器に出
力電圧が発生するので、かかる出力電圧を検出すること
によってフィラメント切れを瞬時に検知することがで
き、しかも、二つの第一給電手段を流れる電流値の差
は、フィラメントの経時変化、電源変動、瞬断等によっ
て影響を受けることがないので、フィラメント切れを確
実に検知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。

【００３８】また、以上説明したように本発明によれ
ば、複数のフィラメントを同数ずつのフィラメントを含
む奇数個のグループに分割し、各グループに含まれるフ
ィラメントの一端を共通に接続した奇数個の第一給電手
段（給電線）と、複数のフィラメントの他端を共通に接
続した第二給電手段（給電線）と、奇数個の第一給電手
段と第二給電手段との間に交流電流を通じて複数のフィ
ラメントを加熱する加熱用交流電源と、奇数個の第一給
電手段のうち一つを二回使って奇数個の第一給電手段を
二つずつの組とし、各組毎に互いに逆方向に電流が流れ
るように配置した二つの第一給電手段を巻線内に貫通さ
せ、巻線内を貫通する二つの第一給電手段を流れる電流
値の差を検出する少なくとも二つの変流器とを備えるこ
とにより、フィラメントが切れたときには、そのフィラ
メントが属するグループに対応する組において、二つの
第一給電手段を流れる電流値の差が生じ、変流器に出力
電圧が発生するので、かかる出力電圧を検出することに
よってフィラメント切れを瞬時に検知することができ、
しかも、二つの第一給電手段を流れる電流値の差は、フ
ィラメントの経時変化、電源変動、瞬断等によって影響
を受けることがないので、フィラメント切れを確実に検
知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】

【図１】本発明の一実施形態である電子線照射装置の概
略構成図である。

【図２】その電子線照射装置のガン構造体の概略斜視図
である。

【図３】その電子線照射装置の検知回路の概略回路図で
ある。

【図４】変流器の出力電圧Ｅと貫通電流Ｉとの関係を示
す図である。

【図５】フィラメントが切れたときに変流器で検知され
る出力電圧Ｅの一例を示す図である。

【図６】本実施形態の電子線照射装置の検知回路の変形
例を示す図である。

【図７】従来の電子線照射装置の概略構成図である。

【図８】その電子線照射装置の電子線発生部の概略回路
図である。

【符号の説明】

２被照射物１０電子線発生部１１ターミナル１５熱電子源１５ａ₁，１５ａ₂，・・・，１５ａ_n フィラメント１６ガン構造体１６ａフィラメント支持体１６ｂフィラメント電力供給体１６ｃ絶縁体１７グリッド２１加速管３０照射室３１照射空間４０照射窓部４１窓箔４２窓枠構造体５０加熱用交流電源６０制御用直流電源７０加速用直流電源８０変流器８１負荷抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】並列に配列された複数のフィラメントが
放出する熱電子を加速空間で加速して電子線として取り
出し、前記電子線を被照射物に照射する電子線照射装置
において、前記複数のフィラメントを同数ずつのフィラメントを含
む偶数個のグループに分割し、前記各グループに含まれ
るフィラメントの一端を共通に接続した偶数個の第一給
電手段と、前記複数のフィラメントの他端を共通に接続した第二給
電手段と、前記偶数個の第一給電手段と前記第二給電手段との間に
交流電流を通じて前記複数のフィラメントを加熱する加
熱用交流電源と、前記偶数個の第一給電手段を二つずつの組とし、前記各
組毎に互いに逆方向に電流が流れるように配置した前記
二つの第一給電手段を巻線内に貫通させ、前記巻線内を
貫通する前記二つの第一給電手段を流れる電流値の差を
検出する少なくとも一つの変流器と、を具備することを特徴とする電子線照射装置。
【請求項２】前記二つのグループは、前記複数のフィ
ラメントをその配列方向の中央で分割したものであるこ
と、又は前記配列方向の中央部に位置するフィラメント
とその両端部に位置するフィラメントとに分割したもの
であることを特徴とする請求項１記載の電子線照射装
置。
【請求項３】並列に配列された複数のフィラメントが
放出する熱電子を加速空間で加速して電子線として取り
出し、前記電子線を被照射物に照射する電子線照射装置
において、前記複数のフィラメントを同数ずつのフィラメントを含
む奇数個のグループに分割し、前記各グループに含まれ
るフィラメントの一端を共通に接続した奇数個の第一給
電手段と、前記複数のフィラメントの他端を共通に接続した第二給
電手段と、前記奇数個の第一給電手段と前記第二給電手段との間に
交流電流を通じて前記複数のフィラメントを加熱する加
熱用交流電源と、前記奇数個の第一給電手段のうち一つを二回使って前記
奇数個の第一給電手段を二つずつの組とし、前記各組毎
に互いに逆方向に電流が流れるように配置した前記二つ
の第一給電手段を巻線内に貫通させ、前記巻線内を貫通
する前記二つの第一給電手段を流れる電流値の差を検出
する少なくとも二つの変流器と、を具備することを特徴とする電子線照射装置。