JPS63285499A

JPS63285499A - ロ−ル方式窓箔自動交換装置

Info

Publication number: JPS63285499A
Application number: JP62120372A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kashiwagi; 柏木　正之; Takashi Matsumoto; 松本　貴司
Original assignee: Nissin High Voltage Co Ltd
Current assignee: Nissin High Voltage Co Ltd
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1988-11-22
Also published as: US4959550A; DE3816946C2; DE3816946A1

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】（７）技術分野この発明は電子線照射装置の、ロール方式窓箔自動交換
装置に関する。

電子線照射装置は、高真空中で電子線を発生させ、加速
し、これを大気中に取り出して、被処理物に照射するも
のである。

電子線を照射する目的は、その物体に化学反応を起こさ
せて、その物の化学的な性質を改変する事である。

いろいろな目的に使われるが、高分子の重合のために最
もよく利用される。

このカテゴリーに属するものとしては、例えば、絶縁被
覆電線、熱収縮チューブ、発泡ポリエチレン、ゴムタイ
ヤなどに架橋反応を起こさせる、という使い方がある。

高分子重合反応の他に、医療器具の滅菌、食品飼料の処
理、排煙の脱硝脱硫に、電子線照射装置を用いる事がで
きる。

さらにζ、コーティング、印刷、ラミネーション、磁気
メディアなどに使用される液状樹脂の硬化に・ノ）用い
られる。

電子線のエネルギーは、加速電圧によって表現される。

電子線照射装置に用いられる電子線の加速電圧ハ１．０
０００　ｋＶ　〜１００　ｋＶ程度テアル。

照射する目的によって、加速電圧が異なる。

３ＱＯｋＶを境界とし、これ以下を低エネルギー、これ
以上を高中エネルギーと大別する事もある。

低エネルギーのものは、表面近傍にしか及ばないので、
表面処理に使われる。例えば、先述の、−１−ティング
、印刷、ラミネーション、磁気メゾ・イア、ＩＣ基板な
ど液状樹脂の硬化に用いられる。

測定装置ではない、という事に注意すべきである。

電子線を列用した測定装置は、既に数多くある。

電子顕微鏡、ＲＨＥＦ：Ｄ　（反射型高エネルギー電子
線回折）、ＬＥＥＤ（低エネルギー電子線回折）等があ
る。いずれにしても試料は高真空中にある。高真空中に
あって、試料からの散乱電子、回折電子の角度分布が測
定できるのでなければならない。

電子線照射装置は、電子を当てる事によって、物質に化
学的な変化を起こさせて性質を改変するものであり、処
理装置である。このため、ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｃｅ
ｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍという訳語が当てられている
。

測定装置でない。処理装置である。散乱電子、二次電子
、・回折電子などの強度分布を測定しない。

対象となる物が真空中にあっても良いし、真空中になく
ても良い。

どちらでも良いなら、真空中でない方を選ぶべきである
。大気中に対象となる被処理物を置くのであれば、被処
理物の出入れのたびに真空装置を開くという煩雑な操作
が不要となる。

げ）電子線照射装置広く一般に知られているというわけではないので、電子
線照射装置の構成を簡単に説明する。

電子線照射装置は、直流高電圧電源、電子銃、加速管、
照射窓、被処理物搬送装置、走査管、真空排気装置など
よりなっている。

直流高電圧電源は、電子を加速するために必要な高電圧
を発生させるための電源である。コツククロフト・ウオ
ルトン回路、ゾロン・グライナッヘル回路、ダイナミド
ロン直流電源などが用いられる。小電流で良い（ｌ　ｍ
Ａ〜１μＡ　、）場合はバンプグラフ形も用いられる。

電子銃は、真空中のフィラメントに通電し、熱電子を放
出させ、正電圧を加えた電極に引寄せる事により、電子
を分離するものである。

加速管は、リング状の電極を並べて、電子流の方向に正
電圧全分配したものである。電子を加速する加速管は電
子を鉛直下方へ向けて加速する。

走査管は、鉛直下方へ走行する電子を水平二方向へ電界
をかけ、二方向へ走査するものである。

エネルギーが高い電子線照射装置は走査管を持つものが
多い。エネルギーの低いものは走査管を持たないものが
多い。

かなり高速の電子線を曲げるのであるから、充分な走行
距離が必要であり、このため、走査管がある場合、嵩高
い装置になる。高中エネルギーのものは大型の装置であ
っても差支えないので、電子線を走査させる走査管を備
える。

第３図に走査管を有する電子線照射装置の概略を示す。

低エネルギーのものは、装置をコンパクトにする、とい
う要求が強いので、走査管を省く。非走査型である。エ
リア型という事もある。加速管も短くて済む。一対の電
極だけで加速できる事もある。このため、コンパクトな
加速管部を構成する事ができる。

電子銃、加速管、走査管（ないものもある）は、当然、
高真空中にある。真空排気装置は、これらが存在する空
間を真空に排気する装置である。

照射窓は真空と大気の境界となる部分である。

加速管、走査管は真空中で、被処理物が大気中にある。

このため、真空を維持する必要がある。

走査管がある場合は、その下底が照射窓になる。

走査管のない場合は、加速装置部の下底が照射窓という
事になる。

照射窓は空気を遮断し、高真空を維持できるが、電子線
を通す材料で覆わなければならない。

電子線は透過能力の弱い放射、線である。このため、窓
材は極めて薄いものでなければならない。

そこで、約１５μｍ〜３０μｍ厚さぐらいのＴｉ箔、又
は約３０〜７０μｍ厚さぐらいのＡｌ箔が窓材として用
いられる。　　　′ 窓箔には、上下の圧力差がかかる。これは、大気圧にほ
ぼ等しい。加速管、走査管の側が高真空で、被処理物の
側が大気圧であるからである。このため、箔は上方へ押
し上げられるようになる。

箔には張力が生じる。窓の面積が大きければ窓箔に生じ
る張力も大きい。

強い張力に耐えるため、箔は厚い方が良い。しかし、厚
いと、電子線が吸収されて、エネルギーロスが大きくな
る。このように薄くても電子線のエネルギーロスは大き
い。電子は質量の小さい荷電粒子だからである。薄くて
丈夫なＴｉ箔がしばしば用いられる。本発明は窓箔の取
替えを自動的に行うものに関する。

被処理物の搬送装置は、被処理物を入口から照射窓の直
下に運び、ここで処理を受けた被処理物を出口まで搬送
する装置である。Ｘ線を通さない搬送装置の函体の中に
コンベアを備えたものである。搬送装置函体の両端に、
シャッタで仕切られた入口予備室、出口予備室がある。

電子線があたると、Ｘ線が出るから、Ｘ線を遮蔽する必
要がある。このため、パッチ処理装置に於て、搬送装置
を設け、入口、照射空間、出口を結んでいるのである。

（ヴ従来技術本発明は、電子線照射装置のうち、照射窓の窓箔の支持
構造の改良に関する。

第２図によって、従来例に係る窓箔弁え構造を説明する
。

走査管１は、底部の拡がった台形状の異形管である。正
面壁と背面壁とは平行であって、王立等脚台形状である
。正面壁、背面壁の間隔は狭い。

側面は斜面となっている。側斜面、正面、背面で囲まれ
る空間で、電子線が、長手方向と、これに直角な方向に
、交番電場によって振られることになる。

゛その下底に窓箔３が支持される。

窓箔３は長方形状であって、その四辺の端縁を、走査管
フランジ１１の下面と、窓箔弁え２の上面との間で挾持
されている。

走査管フランジ１１と窓箔弁えの４辺には、多数のボル
ト穴が穿孔されている。ボルト穴には、ボルト８が差込
まれ、ナツト（図示せず）によって固定される。多数の
ボルト８．８、・・・によって、窓箔弁え２が走査管フ
ランジ１１に緊密に固着される。

窓箔３の四辺と走査管フランジ１１、窓箔弁え２の間に
空隙がないようにしなければならない。

窓箔３より上は真空、下は大気圧となり、窓箔３は真空
を維持しなければならないからである。

に）従来技術の問題点従来の窓箔の支持構造は、窓箔の取替え作業が困難であ
るという問題があった。

窓箔は薄いものであるが、内外に１気圧の圧力差がある
。全圧力は、これに窓箔の面積を乗じたものである。か
なり強い張力として窓箔に働いている。

さらに、電子線が窓箔を通過する時に、エネルギーがか
なり吸収される。このエネルギーロスは熱になり、窓箔
を加熱させる。

窓箔を冷却するため、下面に冷却風を送っているが、そ
れでも３００°Ｃ近くに加熱される。

張力、熱、などが存在する厳しい条件下に窓箔があるわ
けである。窓箔が、張力と熱によって疲労する。このた
め、窓箔は、１ケ月〜２ケ月に１回とりかえる必要があ
る。

いったん窓箔が破れると、加速管の真空が破れ、加速管
の電極を破壊する惧がある。

このため、破れる前に、余裕をもって窓箔をとりかえな
ければならない。

窓箔の取替えのため、作業者が照射室の内部に入らなけ
ればならない。ボルトの数が多く、数十率〜数百本ある
。これを全て外して、古い箔を除く。新しい窓箔を窓箔
弁え２にテープでとめる。

この時、窓箔にたるみがないように、張力を与えて窓箔
弁え２にとめなければならない。難しい作業である。さ
らに、窓箔弁え２と持上げて、走査管フランジ１１に当
て、ボルト８でこれらを再び結合する。

窓箔押え２はかなり重い部材である。作業者が一人では
持上げるのが難しい。二Å以上の作業者が必要である。

しかも数十本〜数百本のボルトを全て再び緊締しなけれ
ばならない。極めて煩労な作業である。時間もかかる。

たとえば、従来は３人の作業者が協力して、４〜５時間
かかって窓箔を交換していた。

この方法は、作業者が照射室の内部に入らなければなら
ないので、危険の多い方法である。

同一の照射室に、複数の電子線照射装置がある場合、一
方の装置の窓箔の交換のため、他方の装置も運転を中止
しなければならない。オゾンや、Ｘ線がでてはならない
からである。− 全ての装置の運転を中止したとしても、照射室はオゾン
、Ｘ線が充満していた空間であるので、ここへ入るのは
危険が多い。

窓箔の取替えが簡単で、しかも安全に行えるようにした
構造が望まれる。

（４）　　　目　　　０勺電子線照射装置に於て、作業者が照射室へ入らずに、短
時間で窓箔を取替えることのできる窓箔交換装置を提供
することが本発明の目的である。

（至）構成本発明の窓箔交換装置に於ては、窓箔押えと走査管フラ
ンジとを、ボルトで固定せず、着脱が自動的に行なえる
クランプ装置によって固定する。

さらに、長方形状の窓箔を１枚ずつ取替えるのではなく
、ローラに巻き付けた連続した箔を、窓窓箔押えと走査
管フランジの間へ一定量ずつ送ってゆくようにする。

第１図によって本発明の窓箔自動交換装置を説明する。

走査管１は、等脚台形をした正面壁、背面壁、側斜壁を
有する。実際には、長手方向により長く、また上下方向
に高い。加速管で加速された電子線は、ここで長手方向
と、これと直角な方向に偏向される。

これは、水平二方向に対向して設けられた電極に、交番
電界を印加することによって行なう。電子線は矩形状の
軌跡に沿うように走査されることが多い。

被処理物は、走査管の下方の空間を（大気中）走査管の
長手方向と直角に送られる。

たとえば、実際の走査管の一例で、フランジの長手方向
の長きが１６００ｆｆ、これと直角な方向の長さが５０
０朋となっているものがある。

走査管フランジの長手方向に沿って、多数の昇降可能な
りランプ装置４．４、・・・が設けられている。クラン
プ装置の可動棒の先端は、窓箔押え２に固着されている
。

クランプ装置４．４・・・は例えば、油圧シリンダ、空
気圧シリンダとすることができる。

クランプ装置４．４・・・は、長手方向に沿って多数設
けられるが、長手方向と直角な短辺には存在しない。こ
れは、テープ状に連続した窓箔を通すためである。

窓箔は、一枚ずつ切断されて用いられるのではない。数
回分の窓箔材がテープ状に裁断され、送す出しローラ５
に巻きつけである。テープ状の窓箔は、送り出しローラ
５から、走査管フランジ１１と窓箔押え２の間を通り、
反対側の巻き取りローラ６に続いている。

巻き取りローラ６には巻き取りモータ７があって、窓箔
３を前方へ巻き取ってゆくことができる。

送り出しローラ５、巻き取りローラ６には、適当な回転
軸と軸受があって、これらを支持している。簡単のため
、回転軸、軸受の図示を略している。

窓箔３は、走査管フランジ１１と、窓箔押え２によって
４周が押えられる。図に現われないが、走査管フランジ
１１、窓箔押え２の窓箔に接触する面には、４辺に沿っ
て０リング、またはその他のパツキンを設ける。０リン
グ等によって両側から窓箔を押えるので、隙間ができず
、空気が漏れない。このため真空を維持することができ
る。

（１）作用電子線照射装置を運転していると、窓箔が熱と圧力のた
めに劣化してくる。破れてはいけないので定期的に取替
える。これは２〜３ケ月に一回である。

電子線の発生を停止し、加速管に電圧をかけない。走査
管、加速管の内部を大気圧にする。クランプ装置４を操
作して、窓箔押え２を下方へ移動させる。走査管フラン
ジ１１と窓箔押え２が離れる。巻き取りモータ７を起動
し、巻き取りローラ６を駆動する。窓箔３を一回分に相
当する長さだけ前方に引き出す。送り出しローラ５は抵
抗力を生ずるから、窓箔は前後に引張られ、長手方向に
たるみを生じない。

巻き取りローラ６を停止する。新しい箔部分が走査管フ
ランジ１１の下面に存在する。クランプ装置４を操作し
て、窓箔押え２を引上げる。窓箔３は、走査管フランジ
１１と窓箔押え２の間で強く押圧され、０リングまたは
その他のパツキンがつぶされる。窓箔とフランジ１１、
窓箔押え２０間に空隙がない。こうすれば、走査管１内
の真空を保つことができる。

このような交換操作は、作業者が照射室の中へ入って行
なう必要がない。全て自動的に行なうことができる。短
時間で終了してしまう。

（グ　　効　　果（１）　　数十本から数百本のボルトを全て取外すとい
う作業が不要になる。また、このポルＩ・を再び取付け
て締めるという作業も不要となる。作業が簡単になるし
、煩労なものがなくなる。作業時間が短い。

（２）窓箔押えが重いので、従来、−人では作業が゛で
きず３人程度必要であった。３人で、４〜５時間かかつ
ていたが、−人で１０分程度で交換できるようになる。

操作盤のボタン操作で済むからである（３）作業者が照射室へ入る必要がない。作業者がＸ線
やオゾンから守られる。安全性が高い。

（４）　　照射室に複数の電子線照射装置が据付けられ
ている場合、ひとつの装置の窓箔の交換のために、他の
装置の運転を停止する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロール方式窓箔自動交換装置の概観を
示す斜視図。第２図は従来の窓箔保持構造を示す概観斜視図。第３図は走査型電子線照射装置の概観図。１・・・・・・・・・走査管２　・・・・・・・・・　窓箔押え３・・・・・・・・・窓　箔４　・・・・・・・・・　クランプ装置５　・・・・・
・・・・　送り出しローラ６　・・・・・・・・・　巻
き取りローラ７　・・・・・・・・・　巻き取りモータ
８　　・・・・・・・・・　　ボ　　ル　　ト１１　　
・・・・・・・・・　走査管フランジ発　明　者　　　
　松　　本　　貴　　同相　　木　　正　　之特許出願人　　日新ハイボルテージ株式会社手続補正Ｍ
（自発）昭和６２年　８月２２日

Claims

【特許請求の範囲】

真空中で電子線を発生させ加速し水平方向に走査させ走
査管下部の照射窓の窓箔を通して大気中に取り出し被処
理物に照射する事とした電子線照射装置に於て、走査管
フランジ１１と窓箔押え２の間に窓箔３を保持し交換す
るための装置であつて、走査管フランジ１１と窓箔押え
２の長手方向二辺に沿つて設けられ両者を緊密に結合し
或は離隔させるクランプ装置４と、連続したテープ状の
窓箔３を巻きまわしてある送り出しローラ５と、該送り
出しローラ５から送り出され走査管フランジ１１と窓箔
押え２の間を通したテープ状窓箔３を巻きとつてゆくた
めの巻き取りローラ６と、巻き取りローラ６を駆動する
ための巻き取りモータ７とより構成される事を特徴とす
るロール方式窓箔自動交換装置。