KR20180100115A

KR20180100115A - 전자선 조사 장치 및 전자선 조사 방법

Info

Publication number: KR20180100115A
Application number: KR1020187017061A
Authority: KR
Inventors: 다츠야 마츠무라
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2018-09-07
Also published as: TW201735053A; EP3401927A4; JP2017122691A; TWI696196B; US10916402B2; EP3401927A1; JP6068693B1; CN108463858A; US20200266024A1; WO2017119180A1

Abstract

전자선 조사 장치는, 전자선을 발생시키는 전자선 발생부와, 전자선 발생부를 수용하는 진공 공간을 구성하는 케이스부와, 기단측이 케이스부에 접속되어 진공 공간과 연통함과 아울러, 선단측에는 용기의 입구부를 통해서 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재가 구비되며, 전자선 발생부에서 발생시킨 전자선이 내부를 통과하는 전자선 가이드부와, 전자선 가이드부의 선단측에 마련되고, 전자선을 출사하는 전자선 출사창과, 전자선 가이드부에서의 전자선의 궤도를 조정하는 조정부를 구비한다. 조정부는, 진공 공간의 외부에서 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있다.

Description

전자선 조사 장치 및 전자선 조사 방법

본 발명의 일측면은, 전자선 조사 장치 및 전자선 조사 방법에 관한 것이다.

종래, 전자선을 발생시키는 전자선 발생부와, 전자선 발생부를 수용하는 진공 공간을 구성하는 케이스부와, 일단측이 케이스부에 접속되어 진공 공간과 연통하는 전자선 가이드부와, 전자선 가이드부의 타단측에 마련되고 전자선을 출사하는 전자선 출사창(出射窓)을 구비한 전자선 조사 장치가 알려져 있다. 이러한 전자선 조사 장치에서는, 용기, 예를 들면 보틀의 내면의 멸균 등을 행할 수 있도록, 보틀의 내면에 전자선을 효율적으로 조사(照射)하는 것이 요구되는 경우가 있다. 이 점, 예를 들면 특허 문헌 1에는, 장척(長尺)의 통 모양 부재로 이루어지는 전자선 가이드부(노즐)를 구비하며, 전자선 가이드부의 선단측이 보틀의 입구부(개구부)를 통해서 상기 보틀 내에 삽입 가능하게 구성된 전자빔 조사기가 기재되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허 제5774156호 공보

특허 문헌 1에 기재된 상기 종래 기술에서, 전자선 발생부는, 발생시킨 전자선이 보틀 내에 삽입 가능하게 구성된 전자선 가이드부 내를 통과하여 전자선 출사창으로부터 출사되도록, 진공 공간 내에 형성, 치수 맞춤 및 위치 결정되어 있다. 이 경우, 전자선 발생부로부터 전자선 출사창에 도달할 때까지의 전자선의 궤도는, 전자선 발생부로부터의 전자선의 출사 상태, 및 전자선 발생부와 전자선 출사창과의 위치 관계에 큰 영향을 받는다. 그 때문에, 전자선의 궤도는, 전자선 발생부의 조립 정밀도 및 고정 정밀도의 영향을 받기 쉽고, 그들의 정밀도에 문제가 있으면, 의도한 궤도로부터 벗어나 버릴 가능성이 있다. 특히, 보틀 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재인 전자선 가이드부를 매개로 하여 전자선을 출사하는 경우, 좁고 긴 공간을 진행시키게 되기 때문에, 약간의 전자선의 궤도의 벗어남이, 예를 들면 전자선 출사창에 도달하기 전에 전자선 가이드부의 내벽 등으로 입사해 버리는 것으로 이어진다. 그 때문에, 전자선 출사창에 도달하는 전자선량이 큰 폭으로 감소한다고 하는 문제가 발생할 가능성이 높다. 즉, 이러한 전자선 발생부를 이용하여 전자선을 안정되게 전자선 출사창으로부터 출사시키려고 하면, 필연적으로 전자선 발생부의 가공이나 조립, 배치에 관해서 높은 정밀도가 필요하게 된다. 따라서, 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 안정되게 출사시키는 것이 곤란해질 우려가 있다.

본 발명의 일측면은, 용기의 입구부로부터 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재를 구비한 전자선 가이드부를 구비하는 전자선 조사 장치 및 상기 전자선 조사 장치를 이용한 전자선 조사 방법에 있어서, 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것을 과제로 한다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치는, 전자선을 발생시키는 전자선 발생부와, 전자선 발생부를 수용하는 진공 공간을 구성하는 케이스부와, 기단측(基端側)이 케이스부에 접속되어 진공 공간과 연통함과 아울러, 선단측에는 용기의 입구부를 통해서 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재가 구비되며, 전자선 발생부에서 발생시킨 전자선이 내부를 통과하는 전자선 가이드부와, 전자선 가이드부의 선단측에 마련되고, 전자선을 출사하는 전자선 출사창과, 전자선 가이드부에서의 전자선의 궤도를 조정하는 조정부를 구비하며, 조정부는, 진공 공간의 외부에서 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있다.

이 전자선 조사 장치에서는, 전자선 가이드부는, 그 선단측에, 용기의 입구부를 통해서 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재를 구비하고 있다. 그리고, 진공 공간의 외부에서 전자선 가이드부의 기단측에 조정부가 배치되어 있다. 이 조정부에 의해서 전자선 가이드부에서의 전자선의 궤도를 조정함으로써, 전자선 발생부의 가공이나 조립, 배치에 관해서 높은 정밀도를 필요로 하지 않고, 전자선 발생부에서 발생시킨 전자선을, 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로 확실히 도달시켜 상기 전자선 출사창으로부터 출사할 수 있다. 즉, 용기의 입구부로부터 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재를 구비한 전자선 가이드부를 구비하는 전자선 조사 장치에서, 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 조정부는, 전자 코일이라도 좋다. 이 경우, 조정부에 의해 전자선 가이드부에서의 전자선의 궤도를 미세 조정할 수 있으므로, 보다 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치는, 진공 공간의 외부에 배치되고, 전자선 가이드부에서의 전자선의 집속을 제어하는 집속부를 더 구비하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 집속부에 의해 전자선 가이드부에서의 전자선의 집속 제어를 확실히 행하여, 보다 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 집속부는, 전자 코일이라도 좋다. 이 경우, 집속부에 의해 전자선 가이드부에서의 전자선의 집속을 미세 조정할 수 있으므로, 보다 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 집속부는, 전자선 가이드부의 내부에서 집속점이 형성되지 않도록 전자선을 집속해도 괜찮다. 전자선 가이드부의 내부에 전자선의 집속점이 존재하는 경우, 예를 들면 방전(放電) 등의 영향에 의해서 집속점이 전자선 출사창 상에 위치하고, 전자선의 집중에 의해서 전자선 출사창이 파손되어 버릴 가능성이 염려된다. 이것에 대해, 전자선 가이드부의 내부에 집속점이 형성되지 않도록 집속부에 의해서 전자선을 집속함으로써, 전자선 출사창이 파손될 상기 가능성을 저감할 수 있으므로, 보다 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 조정부는, 집속부보다도 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있어도 괜찮다. 이 구성에서는, 전자선 가이드부의 내부를 전자선 출사창으로 향해서 진행하는 전자선은, 조정부에서 궤도가 조정된 후에 집속부에서 집속 제어된다. 따라서, 전자선 발생부로부터의 전자선의 궤도의 벗어남이 큰 경우라도, 집속부에 의해 전자선의 집속 제어를 확실히 행할 수 있도록 상기 궤도를 조정할 수 있으므로, 보다 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 집속부는, 조정부보다도 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있어도 괜찮다. 이 구성에서는, 전자선 가이드부의 내부를 전자선 출사창을 향해 진행하는 전자선은, 집속부에서 집속 제어된 후에 조정부에서 궤도가 조정된다. 따라서, 전자선 발생부로부터의 전자선의 발산이 큰 경우라도, 그것을 미리 집속한 다음에 전자선의 궤도를 조정하기 때문에, 조정부에서 용이하게 전자선의 궤도를 조정할 수 있다. 보다 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 전자선 발생부는, 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 출사되는 전자선의 전자선량이, 조정부를 구비하지 않는 경우에는, 조정부를 구비하는 경우와 비교하여 감소하도록 구성되어 있어도 괜찮다. 이 구성에서는, 조정부를 구비하지 않는 경우에는, 전자선이 전자선 출사창으로부터 출사되는 전자선량이 적은 상태라도, 조정부에서 전자선의 궤도를 조정하는 것에 의해서 충분한 전자선량을 얻는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치는, 전자선을 발생시키는 전자선 발생부와, 전자선 발생부를 수용하는 진공 공간을 구성하는 케이스부와, 기단측이 케이스부에 접속되어 진공 공간과 연통함과 아울러, 선단측에는 용기의 입구부를 통해서 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재가 구비되며, 전자선 발생부에서 발생시킨 전자선이 내부를 통과하는 전자선 가이드부와, 전자선 가이드부의 선단측에 마련되고, 전자선을 출사하는 전자선 출사창과, 전자선 가이드부에서의 전자선의 궤도를 조정하는 조정부와, 진공 공간의 외부에 배치되고, 전자선 가이드부에서의 전자선의 집속을 제어하는 집속부와, 집속부를 제어하는 제어부를 구비하며, 조정부는, 진공 공간의 외부에서 전자선 가이드부의 기단측에 배치되고, 집속부는, 전자 코일이며, 흐르는 전류가 제어부에 의해 제어되는 것에 의해, 전자선 가이드부의 내부에서 집속점이 형성되지 않도록 전자선을 집속하면서, 전자선의 퍼짐을 억제하여, 전자선 출사창 상에서의 전자선의 조사 범위를 일정하게 하는 집속 제어를 행한다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 방법은, 전자선 조사 장치를 이용하여 전자선을 용기의 내면에 조사하는 방법으로서, 전자선 조사 장치는, 전자선을 발생시키는 전자선 발생부와, 전자선 발생부를 수용하는 진공 공간을 구성하는 케이스부와, 기단측이 케이스부에 접속되어 진공 공간과 연통함과 아울러, 선단측에는 용기의 입구부를 통해서 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재가 구비되며, 전자선 발생부에서 발생시킨 전자선이 내부를 통과하는 전자선 가이드부와, 전자선 가이드부의 통 모양 부재의 선단측에 마련되고, 전자선을 출사하는 전자선 출사창과, 진공 공간의 외부에서 전자선 가이드부의 기단측에 배치되고, 전자선 가이드부에서의 전자선의 궤도를 조정하는 조정부와, 전자선 가이드부에서의 전자선의 집속을 제어하는 집속부를 구비하고 있으며, 전자선 발생부로부터 전자선을 발생시키고, 전자선 가이드부의 내부에 전자선을 통과시키면서 조정부에 의해 전자선 가이드부를 통과하는 전자선의 궤도를 조정하여, 전자선 출사창으로 전자선을 도달시켜 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 스텝과, 전자선을 출사 상태로 한 후, 통 모양 부재를 용기의 입구부를 통해서 용기의 내부에 삽입하고, 용기와 전자선 출사창과의 상대적인 위치 관계를 항상 변동시키면서, 용기의 내면에 전자선을 조사하는 스텝을 구비하며, 전자선을 조사하는 스텝은, 통 모양 부재의 선단을 용기의 내부에 위치시키고, 용기의 저면에 전자선을 조사하는 스텝을 포함하며, 전자선을 출사시키는 스텝에서는, 조정부에 의해, 전자선의 궤도를 통 모양 부재의 중심축선에 일치하도록 조정하고, 집속부에 의해, 전자선 가이드부의 내부에서 집속점이 형성되지 않도록 전자선을 집속한다.

본 발명의 일측면에 의하면, 용기의 입구부로부터 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재를 구비한 전자선 가이드부를 구비하는 전자선 조사 장치 및 상기 전자선 조사 장치를 이용한 전자선 조사 방법에서, 안정되게 전자선 가이드부의 선단측의 전자선 출사창으로부터 전자선을 출사시키는 것이 가능해진다.

도 1은, 제1 실시 형태에 관한 전자선 조사 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 전자선 조사 장치를 나타내는 다른 단면도이다.
도 3은, 제2 실시 형태에 관한 전자선 조사 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4의 (a)는, 변형예에 관한 전자선 조사 장치를 나타내는 단면도이다. 도 4의 (b)는, 다른 변형예에 관한 전자선 조사 장치를 나타내는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

도 1은, 제1 실시 형태에 관한 전자선 조사 장치의 종단면도이다. 도 1에 나타내어지는 제1 실시 형태에 관한 전자선 조사 장치(1a)는, 조사 대상물로의 전자선(EB)의 조사에 의해서 상기 조사 대상물의 건조, 살균 또는 표면 개질 등을 행하기 위해서 사용된다. 또, 이하, 전자선 조사 장치(1a)에 의해서 전자선(EB)이 조사되는 측인 전자선 출사측(전자선 출사창(11)측)을 전측(前側)으로 하여 설명한다.

전자선 조사 장치(1a)는, 전자총(2)과, 진공 용기(3)와, 가이드부(10)와, 전자선 출사창(11)과, 제어부(12)와, 조정용 전자 코일(13)과, 집속용 전자 코일(14)을 구비한다. 전자총(2)은, 저(低)에너지 전자선인 전자선(EB)을 발생시키는 전자선 발생부이다. 전자총(2)은, 케이스(4)와, 절연 블록(5)과, 커넥터(6)와, 필라멘트(7)와, 그리드부(grid部)(8)와, 내부 배선(9a, 9b)과, 도전성 부재(16)를 가진다.

케이스(4)는, 금속 등의 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 케이스(4)는, 절연 블록(5)을 수용한다. 케이스(4)는, 진공 용기(3)의 내부의 진공 공간(Z)(후술)으로 연결되는 개구(4a)와, 전자선 조사 장치(1a)의 외측으로 연결되는 개구(4b)를 가진다. 개구(4a)는, 내부 배선(9a, 9b)을 통과하기 위한 원형의 개구이다. 개구(4b)는, 커넥터(6)를 장착하기 위한 원형의 개구이다.

절연 블록(5)은, 절연성 재료(예를 들면 에폭시 수지 등의 절연성 수지나 세라믹 등)에 의해 형성되어 있다. 절연 블록(5)은, 전자총(2)의 내부 배선(9a, 9b)과 다른 부분(예를 들면 케이스(4) 등)을 절연한다. 절연 블록(5)은, 베이스부(5a)와, 상기 베이스부(5a)로부터 돌출된 볼록부(5b)를 가진다. 베이스부(5a)는, 케이스(4) 내의 대부분을 차지하도록 케이스(4) 내에 수용되어 있다. 볼록부(5b)는, 베이스부(5a)로부터 개구(4a)를 통하여 전측으로 돌출되어 케이스(4)로부터 노출하고 있다.

커넥터(6)는, 전자선 조사 장치(1a)의 외부로부터 전원 전압의 공급을 받기 위한 고내전압형(高耐電壓型)의 커넥터(리셉터클(receptacle))이다. 커넥터(6)는, 케이스(4)의 측면에 장착되어 있다. 커넥터(6)는, 케이스(4)의 측벽을 관통하도록 개구(4b)에 배치되어 있다. 커넥터(6)에서 케이스(4)의 내부에 위치하는 부분(6a)은, 절연 블록(5)의 베이스부(5a)에 매립되어 고정되어 있다. 커넥터(6)는, 절연 블록(5)과 케이스(4)를 강고하게 고정한다. 이 커넥터(6)에는, 도시하지 않은 전원 장치로부터 연장되는 외부 배선의 선단을 유지한 전원용 플러그가 삽입된다. 또, 외부 전원으로부터 커넥터(6)를 매개로 하여 필요한 고전압의 공급을 받는 것이 아니라, 절연 블록(5) 내에 승압(昇壓) 회로를 포함하는 고전압 발생부를 수용함으로써, 절연 블록(5) 내에서 필요한 고전압을 발생시켜도 괜찮다.

필라멘트(7)는, 전자선(EB)이 되는 전자를 방출하기 위한 전자 방출 부재이다. 필라멘트(7)는, 텅스텐을 주성분으로 한 재료에 의해 형성되어 있다. 필라멘트(7)는, 절연 블록(5)의 볼록부(5b)(본 실시 형태에서는, 볼록부(5b)의 선단 부근)의 전측에 배치되어 있다. 필라멘트(7)의 양단은, 커넥터(6)로부터 필라멘트(7)로 연장되는 내부 배선(9a 및 9b)에 각각 접속되어 있다. 따라서, 커넥터(6)에 전원용 플러그가 삽입되면, 필라멘트(7)의 양단은, 외부 배선을 매개로 하여 전원 장치와 전기적으로 접속된다. 필라멘트(7)는, 수(數)암페어의 전류를 흘리게 하는 것에 의해, 2500℃ 정도로 가열되고, 또 다른 전원 장치로부터 마이너스 수(數)10kV~마이너스 수(數)100kV라고 하는 높은 부(負)전압이 인가되는 것에 의해, 전자를 방출한다. 필라멘트(7)는, 전자를 인출함과 아울러 확산을 억제하기 위한 전계(電界)를 형성하는 그리드부(grid部)(8)에 의해 덮여져 있다. 그리드부(8)에는, 도시하지 않은 배선을 매개로 하여 소정의 전압이 인가된다. 따라서, 필라멘트(7)로부터 방출된 전자는, 그리드부(8)의 일부에 형성된 구멍으로부터 전자선(EB)으로서 출사된다.

내부 배선(9a, 9b)은, 고전압이 전원 장치로부터 인가되는 고전압부이다. 내부 배선(9a, 9b)은, 절연 블록(5)의 내부에 매립되는 것에 의해, 케이스(4)와의 절연이 확보되어 있다.

도전성 부재(16)는, 절연 블록(5)의 표면 중, 케이스(4)와의 사이에 간극이 나 있던 표면을 덮는 도전성 부재이다. 도전성 부재(16)로서는, 도전성 필름, 혹은 도전성 테이프 등의 얇은 부재가 이용되어 있다. 도전성 부재(16)는, 절연 블록(5) 중 케이스(4)에 밀착하고 있지 않은 부분을 완전히 덮도록 상기 절연 블록(5)에 붙여져 있다. 또, 도전성 부재(16)는, 도전성 도료나 도전성 막(膜) 등이라도 좋다.

진공 용기(3)는, 전자총(2)을 수용하는 진공 공간(Z)을 구성하는 케이스부이다. 진공 용기(3)는, 금속 등의 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 진공 용기(3)는, 전자선(EB)의 출사 방향을 따라서 연장되는 원통 모양으로 형성되어 있다. 진공 용기(3)는, 전자총(2)의 필라멘트(7), 그리드부(8), 및 절연 블록(5)의 볼록부(5b)를 수용하여 기밀하게 씰링한다. 진공 용기(3)에서 전자총(2)의 전측에 대향하는 부분에는, 통과 구멍(3b)이 형성되어 있다. 통과 구멍(3b)은, 전자총(2)에서 발생시킨 전자선(EB)을 통과시키는 원형의 관통공이다. 통과 구멍(3b)은, 가이드부(10)의 내부와 연통한다. 진공 용기(3)에는, 배기 통로(3d)를 매개로 하여 진공 펌프(50)가 접속되어 있다. 진공 펌프(50)에 의해, 진공 용기(3)의 내부의 배기를 간이하게 행할 수 있다.

가이드부(10)는, 전자총(2)에서 발생시킨 전자선(EB)을 가이드하는 전자선 가이드부이다. 가이드부(10)의 내부는, 중공으로 되어 있으며, 그 내부 공간은, 전자총(2)에서 발생시킨 전자선(EB)이 통과하는 공간을 구성한다. 본 실시 형태에서는, 가이드부(10)는, 그 전체 길이에 걸쳐서 균일한 내경을 가지는 원통 모양으로 되어 있다. 가이드부(10)는, 기단부(10a) 및 로드부(10b)를 구비하고 있다.

기단부(10a)는, 가이드부(10)의 기단측으로서, 진공 용기(3)에 접속되어 있다. 기단부(10a)는, 가이드부(10)의 내부 공간을 진공 공간(Z)과 연통시킨다. 로드부(10b)는, 가이드부(10)의 선단측으로서, 후술하는 바와 같이, 용기인 보틀(B)의 입구부(Ba)를 통해서 보틀(B) 내에 삽입 가능하게 구성되어 있다. 로드부(10b)는, 그 외경이 진공 용기(3)보다도 소경(小徑)인 장척의 통 모양 부재(여기에서는, 가늘고 긴 원통 모양 부재)이다. 구체적으로는, 기단부(10a)는, 가이드부(10)의 내부 공간이 진공 용기(3)의 통과 구멍(3b)과 연속하도록 고정되어 있다. 로드부(10b)는, 기단부(10a)와 연통한다. 로드부(10b)는, 전자총(2)의 전자선(EB)의 출사 방향을 따라서 진공 용기(3)로부터 이간하도록 연장된다. 또, 본 실시 형태에서는, 기단부(10a)와 로드부(10b)는, 그 외경이 진공 용기(3)보다도 소경인 장척의 통 모양 부재로서 일체로 구성되어 있다.

전자선 출사창(11)은, 가이드부(10)의 내부를 통과한 전자선(EB)을 투과시켜, 상기 전자선(EB)을 외부를 향해서 출사한다. 전자선 출사창(11)은, 가이드부(10)의 선단측에 마련되어 있다. 구체적으로는, 전자선 출사창(11)은, 로드부(10b)의 전측의 단부(전자총(2)측과 반대측의 단부)인 선단부의 개구를 진공 씰링하도록 마련되어 있다. 전자선 출사창(11)은, 박막 모양의 부재이다. 전자선 출사창(11)은, 전자선(EB)을 투과하는 재료(예를 들면 베릴륨, 티탄, 알루미늄 등)로이루어진다. 전자선 출사창(11)은, 예를 들면 15μm 이하의 두께로 형성되어 있다. 여기서의 전자선 출사창(11)은, 수μm~10μm의 두께로 형성되어 있다. 전자선 출사창(11)은, 가이드부(10)의 선단에서, 납땜재를 이용하여 로드부(10b)에 납땜되어 있다. 이것에 의해, 전자선 출사창(11)은, 로드부(10b)의 선단부의 개구를 막도록 기밀하게 접합되어 있다. 또, 전자선 출사창(11)은, 예를 들면 용접에 의해서 접합되어 있어도 괜찮고, 기밀 유지 구조를 가진 창틀부에 의해서 박막 모양의 부재가 교환 가능하게 되도록 유지되어 있어도 괜찮다.

제어부(12)는, 예를 들면, 프로세서 및 기억장치(메모리 등)를 가지는 하나 이상의 컴퓨터 장치에 의해 구성되어 있다. 제어부(12)는, 기억장치에 기억된 프로그램에 따라서 동작하고, 전자선 조사 장치(1a)의 각 부를 제어한다.

조정용 전자 코일(13)은, 가이드부(10)에서의 전자선(EB)의 궤도를 조정하는 조정부이다. 조정용 전자 코일(13)은, 전자 렌즈로서 기능한다. 조정용 전자 코일(13)은, 가이드부(10)의 내부에서 통과하는 전자선(EB)이 전자선 출사창(11)에 도달하도록, 상기 전자선(EB)의 진행 방향을 편향시켜 궤도(출사 축선)를 미세 조정한다. 예를 들면 조정용 전자 코일(13)은, 전자선(EB)의 출사 축선이 가이드부(10)(특히 로드부(10b))의 중심축선에 거의 일치하도록 미세 조정한다. 조정용 전자 코일(13)은, 제어부(12)에 접속되어 있고, 제어부(12)에 의해 흐르는 전류가 제어된다. 이것에 의해, 전자선(EB)의 궤도의 미세 조정이 실현된다.

조정용 전자 코일(13)은, 진공 공간(Z)의 외부에서 가이드부(10)의 기단측(진공 용기(3)측)에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 조정용 전자 코일(13)은, 가이드부(10)의 기단부(10a)에서의 진공 용기(3)에 근접하는 기단측의 위치에, 기단부(10a)를 포위하도록 고리 모양으로 배치되어 있다. 조정용 전자 코일(13)은, 유지 부재(22)에 의해서 덮여져, 그 위치가 유지되어 있다. 유지 부재(22)는, 진공 용기(3)의 전측에 고정되어 있다. 유지 부재(22)는, 가이드부(10)에서의 기단측의 일부(기단으로부터 일정 거리 선단측에 걸친 영역)인 기단부(10a)를 덮는다. 환언하면, 본 실시 형태에서는, 가이드부(10) 중, 유지 부재(22)에 의해 덮여진 부분이 기단부(10a)가 된다.

집속용 전자 코일(14)은, 가이드부(10)에서의 전자선(EB)의 집속(集束)을 제어하는 집속부이다. 집속용 전자 코일(14)은, 전자 렌즈로서 기능한다. 집속용 전자 코일(14)은, 가이드부(10)(특히 로드부(10b))의 내부에서, 통과하는 전자선(EB)을, 집속점이 형성되지 않도록 집속시킨다. 예를 들면 집속용 전자 코일(14)은, 출사 축선을 따라서 퍼지도록 진행하는 전자선(EB)의 상기 퍼짐을 억제하고, 전자선 출사창(11) 상에서의 전자선(EB)의 조사 범위가 일정하게 되도록 집속 제어를 행한다. 집속용 전자 코일(14)은, 제어부(12)에 접속되어 있고, 제어부(12)에 의해 흐르는 전류가 제어된다. 이것에 의해, 전자선(EB)의 집속 제어의 미세 조정이 실현된다.

집속용 전자 코일(14)은, 진공 공간(Z)의 외부에서, 조정용 전자 코일(13)보다도 전측인 가이드부(10)의 선단측(전자선 출사창(11)측, 진공 용기(3)측과 반대측)에 배치되어 있다. 환언하면, 조정용 전자 코일(13)은, 집속용 전자 코일(14)보다도 가이드부(10)의 기단측(전자총(2)측)에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 집속용 전자 코일(14)은, 가이드부(10)의 기단부(10a)에서, 조정용 전자 코일(13)에 대해서 전측(가이드부(10)의 선단측)에 인접하는 위치에, 기단부(10a)를 포위하도록 고리 모양으로 배치되어 있다. 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)은, 전자선(EB)의 출사 방향을 따라서 이 순서로 늘어서도록 배치되어 있다. 집속용 전자 코일(14)은, 유지 부재(22)에 의해서 그 위치가 유지됨과 아울러 덮여져 있다.

도 2는, 도 1의 전자선 조사 장치의 사용 상태를 나타내는 단면도이다. 도 1및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 가이드부(10)의 선단측인 로드부(10b)는, 용기인 보틀(B)의 입구부(Ba)를 통해서 상기 보틀(B) 내에 삽입 가능하게 구성되어 있다. 환언하면, 본 실시 형태에서는, 가이드부(10) 중, 유지 부재(22)로부터 돌출되고, 보틀(B)의 입구부(Ba)를 통해서 상기 보틀(B) 내에 삽입 가능하게 구성되어 있는 부분이 로드부(10b)가 된다.

도시하는 예에서는, 보틀(B)은, 넥부(Bn)에 이어지는 개구부인 입구부(Ba)를 구비한 용기이다. 입구부(Ba)의 내경은, 진공 용기(3)의 외경보다도 작고, 또한, 로드부(10b)의 외경보다도 크다. 즉, 로드부(10b)는, 보틀(B)의 입구부(Ba)에 대해서, 보틀(B)의 축방향을 따라서 삽입할 수 있는 외경을 가지고 있다. 예를 들면 로드부(10b)의 외경은, 입구부(Ba)로부터 삽입할 수 있는 치수로서, φ18mm 정도로 되어 있다. 가이드부(10)에서 유지 부재(22)로부터 돌출하는 부분의 축 길이인 로드부(10b)의 길이(L)는, 전자선(EB)이 보틀(B)의 저면에 조사되도록, 입구부(Ba)를 통과하여 보틀(B) 내에 위치하는 로드부(10b)의 선단이 보틀(B)의 저면 근방까지 닿을 수 있는 길이로 되어 있다. 저면 근방은, 저면에 근접하는 위치, 저면의 근변(近邊), 저면의 부근, 저면의 주변, 또는, 저면으로부터 소정 거리 이내의 위치라고도 한다. 저면 근방은, 로드부(10b)의 선단이 상기 저면 근방에 위치한 경우에 전자선(EB)을 보틀(B)의 저면에 충분히 조사할 수 있는 위치이다.

로드부(10b)의 길이(L)는, 300mm 이상으로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 로드부(10b)의 길이(L)는, 300mm~400mm이다. 적용되는 보틀(B)로서는, 특별히 한정되지 않고, 모든 보틀(B)을 적용할 수 있다. 보틀(B)의 크기, 재질, 형상, 외관 및 용도 등은 한정되지 않고, 여러 가지의 보틀을 적용할 수 있다. 본 실시 형태의 보틀(B)로서는, 용량이 2리터의 음료용 패트병이 적용되어 있다.

가이드부(10)는, 비자성체로 형성되어 있다. 예를 들면 가이드부(10)는, 스테인리스, 알루미늄 또는 무산소동(無酸素銅) 등에 의해 형성되어 있다. 이것에 의해, 가이드부(10)의 주위에 설치한 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)이 형성하는 자계를, 가이드부(10) 내의 전자선(전자빔)(EB)으로 안내할 수 있다. 그 때문에, 가이드부(10) 중, 특히 기단부(10a)를 비자성체로 형성하는 것이 필수가 된다.

한편, 가이드부(10)에서 유지 부재(22)로부터 돌출되는 부분(외부로 노출되고, 보틀(B) 내에 삽입할 수 있는 부분으로서, 길이(L)에 대응하는 부분)인 로드부(10b)는, 그 외면이 자성체(15)에 의해 덮여져 있다. 자성체(15)는, 자기 실드(shield)로서 기능하는 것이다. 자성체(15)는, 로드부(10b) 내의 전자선(EB)에 이르는 지자기(地磁氣) 등의 외부 자기를 차폐하여, 상기 전자선(EB)의 궤도의 벗어남을 억제한다. 또, 비자성체로 형성된 로드부(10b)를 별도로 자성체(15)에 의해 덮는 것이 아니라, 로드부(10b) 자체를 자성체로 형성해도 좋다.

이상의 구성을 구비하는 본 실시 형태의 전자선 조사 장치(1a)의 동작(전자선 조사 방법)에 대해 설명한다.

먼저, 진공 펌프(50)에 의해서 진공 용기(3)의 내부를 배기하여 진공 공간(Z)을 형성한다. 그 후, 필라멘트(7)를 통전(通電)하는 것에 의해, 필라멘트(7)를 예비 가열하고, 전자 방출의 준비를 행한다. 이어서, 전원 장치로부터 마이너스 수(數)10kV~마이너스 수(數)100kV의 전원 전압을 인가한다. 이 전원 전압은, 내부 배선(9a 및 9b)을 통해서 필라멘트(7)에 공급된다. 그리고, 소망의 관전류값(管電流値)이 얻어지는 온도까지 필라멘트(7)를 가열한다. 또, 예비 가열을 행하지 않고, 직접, 소망의 관전류값이 얻어지는 온도까지 필라멘트(7)를 가열해도 괜찮다. 그 후, 그리드부(8)에 의해서 필라멘트(7)로부터 전자를 인출하여, 전측으로 방출시킨다.

필라멘트(7)로부터 방출된 전자는, 그리드부(8)에 의해서 확산이 억제되고, 인가 전압에 따른 에너지를 가진 전자선(EB)이 된다. 전자선(EB)은, 퍼지도록 전측으로 직진하고, 가이드부(10)의 내부 공간을 전자선 출사창(11)으로 향해서 진행한다. 이 때, 전자선(EB)은, 조정용 전자 코일(13)에 의해, 궤도가 가이드부(10)(특히 로드부(10b))의 중심축선에 일치하도록 미세 조정된 후, 집속용 전자 코일(14)에 의해, 가이드부(10)(특히 로드부(10b))의 내부에서 집속점이 형성되지 않도록 집속 제어된다.

궤도가 미세 조정되어 집속 제어된 전자선(EB)은, 전자선 출사창(11)에 도달하고, 전자선 출사창(11)을 투과하여 전자선 조사 장치(1a)의 외부로 출사된다. 전자선(EB)을 출사 상태로 한 후, 가이드부(10)의 선단측의 로드부(10b)를 보틀(B)의 입구부(Ba)를 통해서 보틀(B)의 내부에 삽입하고, 로드부(10b) 선단의 전자선 출사창(11)을 보틀(B)의 내부의 소망 위치에 위치시킨다. 그 결과, 전자선(EB)이 보틀(B)의 내면에 효율 좋게 조사되어, 보틀(B)의 내면이 멸균된다. 또, 보틀(B)의 국소로의 전자선(EB)의 과잉 조사에 의한 열화를 억제하기 위해, 보틀(B)과 전자선 출사창(11)의 상대적인 위치 관계는 항상 변동하도록 제어된다.

여기서, 전자선(EB)을 보틀(B)의 내면에 효율 좋게 조사하기 위해서는, 보틀(B)의 내부에 전자선(EB)을 방출하는 부위를 삽입할 필요가 있다. 이것으로부터, 전자선 조사 장치(1a)는, 기본 구조로서, 가이드부(10)에서, 보틀(B)의 입구부(Ba)로부터 보틀(B) 내부에 삽입할 수 있는 가늘고 긴 로드부(10b)를 구비한다. 그 때문에, 전자총(2)으로부터 방출된 전자선(EB)을, 가늘고 긴 로드부(10b)의 좁고 또한 긴 내부 공간을 통과시켜 선단의 전자선 출사창(11)에 효율 좋게 도달시킬 필요가 있다.

한편, 전자선 조사 장치(1a)에서의 전자총(2)은, 조정용 전자 코일(13)을 구비하지 않는 경우에는, 조정용 전자 코일(13)을 구비하고 있는 경우와 비교하여, 전자선 출사창(11)으로부터 출사되는 전자선량이 감소하는 구성으로 되어 있다. 환언하면, 조정용 전자 코일(13)을 구비하고 있는 경우와 비교하여, 전자선 출사창(11)에 도달할 수 없는 전자선량이 증가하는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 전자총(2)은, 조정용 전자 코일(13)을 구비하고 있지 않는 경우에는, 그 가공이나 조립, 배치 등을 매우 고정밀도로 행하지 않는 한, 전자총(2)으로부터 출사했을 때의 전자선(EB)의 궤도(출사 축선)가 가이드부(10)(특히 로드부(10b))의 중심축선과 일치하지 않고, 교차한 상태가 될 가능성이 높다. 특히, 전자총(2)은, 전자를 방출하는 필라멘트(7)나 그리드부(8)를 절연성 수지나 세라믹 등의 절연성 재료로 이루어지는 절연 블록(5)에 의해 유지한 구조이기 때문에, 절연 블록(5)에 기인하는 개체차도 생기기 쉽고, 가공이나 조립, 배치 등을 고정밀도로 행하는 것은 매우 곤란하다. 즉, 전자총(2)은, 전자선(EB)을 전자총(2)으로부터 방출시켰을 때, 그 궤도를 조정하지 않으면 전자선 출사창(11)에 도달하기 전에, 예를 들면 가이드부(10)의 내벽 등에 입사하거나 할 가능성이 높기 때문에, 전자선 출사창(11)으로부터 출사되는 전자선량이 감소하는 (전자선 출사창(11)에 도달할 수 없는 전자선량이 증가하는) 구성으로 되어 있다. 전자총(2)은, 그것만으로 전자선(EB)이 가이드부(10) 내를 통과하여 전자선 출사창(11)으로부터 출사되도록, 진공 공간(Z) 내에 형성, 치수 맞춤 및 위치 결정되어 있지 않다.

그래서, 전자선 조사 장치(1a)에서는, 진공 공간(Z)의 외부에서 가이드부(10)의 기단측에 조정용 전자 코일(13)이 배치되어 있다. 조정용 전자 코일(13)에 의해서 가이드부(10)에서의 전자선(EB)의 궤도를 조정함으로써, 전자총(2)의 가공이나 조립, 배치에 관해서 높은 정밀도를 필요로 하지 않고, 전자총(2)으로부터의 전자선(EB)을, 가이드부(10)의 선단측의 전자선 출사창(11)으로 확실히 도달시켜 상기 전자선 출사창(11)으로부터 출사할 수 있다. 즉, 조정용 전자 코일(13)에 의해 처음으로, 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 고효율로 출사할 수 있다. 게다가, 조정용 전자 코일(13)을 진공 공간(Z) 밖에 배치함으로써, 조정용 전자 코일(13)로부터의 가스 방출에 의한 진공 공간(Z)의 진공도의 저하라고 하는 문제를 억제하여, 보다 고효율로 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있다. 또, 조정용 전자 코일(13)을 가이드부(10)의 선단측, 즉 로드부(10b)의 영역에 배치하는 것도 고려되지만, 그 경우, 조정용 전자 코일(13)을 마련한 로드부(10b)를 보틀(B)의 내부에 삽입할 수 있는 크기로 하는 것은 매우 곤란해진다. 로드부(10b)에는 전자선(EB)을 제어하는 구성을 부가하지 않고, 그 바로 앞의 기단부(10a)에서 제어하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시 형태의 전자선 조사 장치(1a)에 의하면, 보틀(B)의 입구부(Ba)로부터 상기 보틀(B) 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재를 구비한 가이드부(10)를 구비함으로써, 안정되게 가이드부(10) 선단측의 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있게 된다. 또, 전자총(2)에 요구되는 정밀도에 여유가 생김으로써, 우량품율의 향상이나 균일한 특성을 구비한 전자선 조사 장치의 제조가 용이해진다. 게다가, 전자총(2)으로부터 방출된 전자선(EB)을 항상 전자선 출사창(11)의 유효 지름 내에 들어가도록 하여, 안정되게 고성능의 멸균 효과를 얻을 수 있다.

전자선 조사 장치(1a)에서, 전자선(EB)의 궤도를 조정하는 조정부로서, 전자 코일인 조정용 전자 코일(13)을 구비하고 있다. 이것에 의해, 조정용 전자 코일(13)에 공급하는 전류를 조정함으로써, 가이드부(10)에서의 전자선(EB)의 궤도를 미세 조정할 수 있으므로, 안정되게 가이드부(10) 선단측의 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있게 된다. 또, 열팽창 등에 의한 경시(經時) 변화에 기인한 전자선(EB)의 궤도의 변화에도, 용이하게 대응할 수 있다.

전자선 조사 장치(1a)는, 진공 공간(Z)의 외부에 배치되어 전자선(EB)의 집속을 제어하는 집속용 전자 코일(14)을, 집속부로서 더 구비하고 있다. 이것에 의해, 가이드부(10)에서의 전자선(EB)의 집속 제어를 확실히 행하여, 안정되게 가이드부(10) 선단측의 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있게 된다. 또, 이와 같이 집속부로서 집속용 전자 코일(14)을 구비하고 있기 때문에, 집속용 전자 코일(14)에 공급하는 전류를 조정함으로써, 가이드부(10)에서의 전자선(EB)의 집속을 미세 조정할 수 있어, 보다 안정되게 가이드부(10) 선단측의 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있게 된다. 보다 상세하게는, 전자총(2)의 가공이나 조립, 배치의 편차에 의해서, 동일한 집속 렌즈를 이용해도 전자선 출사창(11) 상에서의 전자선(EB)의 조사 범위에 편차가 발생하기 때문에, 결과로서 전자선 출사창(11)으로부터 출사되는 전자선(EB)을 균일화하는 것은 곤란해진다. 이에 대해, 집속부를 집속용 전자 코일(14)로 함으로써, 공급하는 전류의 조정에 의해서 집속 렌즈를 적절히 조정할 수 있으므로, 전자선 출사창(11) 상에서의 전자선(EB)의 조사 범위의 편차를 억제하여, 전자선 출사창(11)으로부터 출사되는 전자선(EB)을 균일화할 수 있다. 게다가, 집속용 전자 코일(14)을 진공 공간(Z) 밖에 배치함으로써, 집속용 전자 코일(14)로부터의 가스 방출에 의한 진공 공간(Z)의 진공도의 저하라고 하는 문제를 억제하여, 보다 고효율로 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있다.

그런데, 가이드부(10)의 내부에 전자선(EB)의 집속점이 존재하는 경우, 예를 들면 방전 등의 영향에 의해서 상기 집속점이 전자선 출사창(11) 상에 위치하고, 전자선(EB)의 에너지가 전자선 출사창(11) 상의 국소에 집중해 버리기 때문에, 전자선 출사창(11)이 파손되어 버릴 가능성이 염려된다. 이것에 대해, 전자선 조사 장치(1a)에서는, 집속용 전자 코일(14)에 의해, 가이드부(10)(특히 로드부(10b))의 내부에서 집속점이 형성되지 않도록 전자선(EB)을 집속한다. 이것에 의해, 전자선 출사창(11)이 파손될 상기 가능성을 저감할 수 있어, 안정되게 가이드부(10) 선단측의 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있게 된다.

전자선 조사 장치(1a)에서, 조정용 전자 코일(13)은, 집속용 전자 코일(14)보다도 가이드부(10)의 기단측에 배치되어 있다. 이것에 의해, 가이드부(10) 내를 전자선 출사창(11)으로 향해서 진행하는 전자선(EB)은, 조정용 전자 코일(13)과 궤도가 미세 조정된 후에 집속용 전자 코일(14)에서 집속 제어된다. 그 때문에, 전자총(2)으로부터의 전자선(EB)의 궤도에서 벗어남이 큰 경우라도, 집속용 전자 코일(14)에 의해 전자선(EB)의 집속 제어를 확실히 행할 수 있는 궤도가 되도록 전자선(EB)의 궤도를 조정할 수 있으므로, 안정되게 가이드부(10) 선단측의 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있게 된다. 또, 전자선(EB)의 집속 제어를 확실히 행할 수 있으므로, 전자선 출사창(11)으로부터 출사시키는 전자선(EB)을 균일화하는 것이 가능해진다.

또, 전자선 조사 장치(1a)에서는, 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)을 진공 공간(Z)의 외측에 설치하고, 가이드부(10)를 매개로 하여 제어용 자계(磁界)를 도입하고 있다. 이것에 의해, 다음의 효과를 나타낸다. 즉, 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)로부터의 가스 방출에 의한 진공 공간(Z)의 진공도의 저하라고 하는 문제를 억제한다. 이것에 의해, 보다 고효율로 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있다. 또, 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)을 진공에 대응시키는 것이 불필요하게 되기 때문에, 구조의 간소화가 가능해진다. 게다가, 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)의 위치 조정이 용이해진다.

전자선 조사 장치(1a)에서는, 집속용 전자 코일(14)에 의해, 전자선(EB)을 전자선 출사창(11) 상에서 임의의 사이즈로 조정할 수 있다. 집속용 전자 코일(14)에 의해 전자선(EB)의 집속 제어가 가능하기 때문에, 가이드부(10)의 로드부(10b)의 길이(L)나 전자선 출사창(11)의 유효 지름을 변경하는 경우, 가이드부(10)(로드부(10b))만을 바꿈으로써 대응할 수 있게 된다.

다음으로, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 설명에서는, 상기 제1 실시 형태와 다른 점에 대해 설명하고, 중복하는 설명은 생략한다.

도 3은, 제2 실시 형태에 관한 전자선 조사 장치의 종단면도이다. 도 3에 나타내어지는 제2 실시 형태에 관한 전자선 조사 장치(1b)는, 조정용 전자 코일(13)과 집속용 전자 코일(14)과의 배치가 바뀌어 있는 점에서 상기 전자선 조사 장치(1a)(도 1 참조)와 다르다.

집속용 전자 코일(14)은, 가이드부(10)의 기단부(10a)에서의 진공 용기(3)에 근접하는 기단측의 위치에, 기단부(10a)를 포위하도록 마련되어 있다. 조정용 전자 코일(13)은, 가이드부(10)의 기단부(10a)에서, 집속용 전자 코일(14)에 대해서 전측(가이드부(10)의 선단측)에 인접하는 위치에 마련되어 있다. 집속용 전자 코일(14) 및 조정용 전자 코일(13)은, 전자선(EB)의 출사 방향을 따라서 이 순서로 늘어서도록, 가이드부(10)의 기단부(10a)의 주위에 배치되어 있다.

이상, 전자선 조사 장치(1b)에서도, 상기 전자선 조사 장치(1a)에서의 효과와 동일한 효과를 나타낸다. 또, 전자선 조사 장치(1b)에서는, 집속용 전자 코일(14)이 조정용 전자 코일(13)보다도 가이드부(10)의 기단측(전자총(2)측)에 배치되어 있다. 이것에 의해, 가이드부(10) 내를 전자선 출사창(11)을 향해 진행하는 전자선(EB)은, 집속용 전자 코일(14)에서 집속 제어된 후에, 조정용 전자 코일(13)에서 궤도가 미세 조정된다. 따라서, 전자총(2)으로부터의 전자선(EB)의 발산이 큰 경우라도, 그것을 미리 집속한 다음에 전자선(EB)의 궤도를 미세 조정하기 때문에, 조정용 전자 코일(13)에서 용이하게 전자선(EB)의 궤도 조정이 가능해진다. 그 결과 안정되게 가이드부(10) 선단측의 전자선 출사창(11)으로부터 전자선(EB)을 출사할 수 있게 된다.

이상, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서 변형하거나,또는 다른 것에 적용해도 괜찮다.

상기 실시 형태에서, 가이드부(10)는, 그 선단측의 로드부(10b)를 보틀(B)에 삽입할 수 있으면, 그 길이를 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 도 4의 (a)에 나타내어지는 전자선 조사 장치(1c)와 같이, 로드부(10b)의 길이(L)보다도 작은 길이(L2)의 로드부(10c)를 구비하고 있어도 괜찮다. 이 전자선 조사 장치(1c)는, 예를 들면 보틀(B)보다도 키가 작은 보틀(B2)에 로드부(10c)가 삽입되어 사용된다. 또 반대로, 도 4의 (b)에 나타내어지는 전자선 조사 장치(1d)와 같이, 로드부(10b)의 길이(L)보다도 큰 길이(L3)의 로드부(10d)를 구비하고 있어도 괜찮다. 이 전자선 조사 장치(1d)는, 예를 들면 보틀(B)보다도 키가 큰 보틀(B3)에 로드부(10d)가 삽입되어 사용된다.

상기 실시 형태에서는, 조정부로서 조정용 전자 코일(13)을 적용했지만, 조정부는 특별히 한정되지 않는다. 전자선(EB)의 궤도를 조정할 수 있는 것이면, 여러 가지의 수단을 조정부로서 적용할 수 있다. 상기 실시 형태에서는, 집속부로서 집속용 전자 코일(14)을 적용했지만, 집속부는 특별히 한정되지 않는다. 전자선(EB)을 집속 제어할 수 있는 것이면, 여러 가지의 수단을 집속부로서 적용할 수 있다. 또, 집속부를 구비하지 않는 경우도 있다.

1a, 1b, 1c, 1d - 전자선 조사 장치 2 - 전자총(전자선 발생부)
3 - 진공 용기(케이스부) 10 - 가이드부(전자선 가이드부)
10a - 기단부 10b, 10c, 10d - 로드부
11 - 전자선 출사창 13 - 조정용 전자 코일(조정부)
14 - 집속용 전자 코일(집속부) B - 보틀
Ba - 입구부 EB - 전자선
Z - 진공 공간

Claims

전자선을 발생시키는 전자선 발생부와,
상기 전자선 발생부를 수용하는 진공 공간을 구성하는 케이스부와,
기단측(基端側)이 상기 케이스부에 접속되어 상기 진공 공간과 연통함과 아울러, 선단측에는 용기의 입구부를 통해서 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척(長尺)의 통 모양 부재가 구비되며, 상기 전자선 발생부에서 발생시킨 상기 전자선이 내부를 통과하는 전자선 가이드부와,
상기 전자선 가이드부의 선단측에 마련되고, 상기 전자선을 출사(出射)하는 전자선 출사창(出射窓)과,
상기 전자선 가이드부에서의 상기 전자선의 궤도를 조정하는 조정부를 구비하며,
상기 조정부는, 상기 진공 공간의 외부에서 상기 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있는 전자선 조사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 조정부는, 전자 코일인 전자선 조사 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 진공 공간의 외부에 배치되고, 상기 전자선 가이드부에서의 상기 전자선의 집속(集束)을 제어하는 집속부(集束部)를 더 구비하는 전자선 조사 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 집속부는, 전자 코일인 전자선 조사 장치.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 집속부는, 상기 전자선 가이드부의 내부에서 집속점(集束点)이 형성되지 않도록 상기 전자선을 집속하는 전자선 조사 장치.
청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조정부는, 상기 집속부보다도 상기 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있는 전자선 조사 장치.
청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집속부는, 상기 조정부보다도 상기 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있는 전자선 조사 장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자선 발생부는, 상기 전자선 가이드부의 선단측의 상기 전자선 출사창으로부터 출사되는 상기 전자선의 전자선량이, 상기 조정부를 구비하지 않는 경우에는, 상기 조정부를 구비하는 경우와 비교하여 감소하도록 구성되어 있는 전자선 조사 장치.
전자선을 발생시키는 전자선 발생부와,
상기 전자선 발생부를 수용하는 진공 공간을 구성하는 케이스부와,
기단측이 상기 케이스부에 접속되어 상기 진공 공간과 연통함과 아울러, 선단측에는 용기의 입구부를 통해서 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재가 구비되며, 상기 전자선 발생부에서 발생시킨 상기 전자선이 내부를 통과하는 전자선 가이드부와,
상기 전자선 가이드부의 선단측에 마련되고, 상기 전자선을 출사하는 전자선 출사창과,
상기 전자선 가이드부에서의 상기 전자선의 궤도를 조정하는 조정부와,
상기 진공 공간의 외부에 배치되고, 상기 전자선 가이드부에서의 상기 전자선의 집속을 제어하는 집속부와,
상기 집속부를 제어하는 제어부를 구비하며,
상기 조정부는, 상기 진공 공간의 외부에서 상기 전자선 가이드부의 기단측에 배치되고,
상기 집속부는, 전자(電磁) 코일이며, 흐르는 전류가 상기 제어부에 의해 제어되는 것에 의해, 상기 전자선 가이드부의 내부에서 집속점이 형성되지 않도록 상기 전자선을 집속하면서, 상기 전자선의 퍼짐을 억제하고, 상기 전자선 출사창 상에서의 상기 전자선의 조사 범위를 일정하게 하는 집속 제어를 행하는 전자선 조사 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 조정부는, 전자 코일인 전자선 조사 장치.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 조정부는, 상기 집속부보다도 상기 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있는 전자선 조사 장치.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 집속부는, 상기 조정부보다도 상기 전자선 가이드부의 기단측에 배치되어 있는 전자선 조사 장치.
전자선 조사 장치를 이용하여 전자선을 용기의 내면에 조사하는 방법으로서,
상기 전자선 조사 장치는,
상기 전자선을 발생시키는 전자선 발생부와,
상기 전자선 발생부를 수용하는 진공 공간을 구성하는 케이스부와,
기단측이 상기 케이스부에 접속되어 상기 진공 공간과 연통함과 아울러, 선단측에는 용기의 입구부를 통해서 상기 용기 내에 삽입할 수 있는 장척의 통 모양 부재가 구비되며, 상기 전자선 발생부에서 발생시킨 상기 전자선이 내부를 통과하는 전자선 가이드부와,
상기 전자선 가이드부의 상기 통 모양 부재의 선단측에 마련되고, 상기 전자선을 출사하는 전자선 출사창과,
상기 진공 공간의 외부에서 상기 전자선 가이드부의 기단측에 배치되고, 상기 전자선 가이드부에서의 상기 전자선의 궤도를 조정하는 조정부와,
상기 전자선 가이드부에서의 상기 전자선의 집속을 제어하는 집속부를 구비하고 있으며,
상기 전자선 발생부로부터 상기 전자선을 발생시키고, 상기 전자선 가이드부의 내부에 상기 전자선을 통과시키면서 상기 조정부에 의해 상기 전자선 가이드부를 통과하는 상기 전자선의 궤도를 조정하여, 상기 전자선 출사창으로 상기 전자선을 도달시켜 상기 전자선 출사창으로부터 상기 전자선을 출사시키는 스텝과,
상기 전자선을 출사 상태로 한 후, 상기 통 모양 부재를 상기 용기의 입구부를 통해서 상기 용기의 내부에 삽입하고, 상기 용기와 상기 전자선 출사창과의 상대적인 위치 관계를 항상 변동시키면서, 상기 용기의 내면에 상기 전자선을 조사하는 스텝을 구비하며,
상기 전자선을 조사하는 상기 스텝은,
상기 통 모양 부재의 선단을 상기 용기의 내부에 위치시키고, 상기 용기의 저면에 상기 전자선을 조사하는 스텝을 포함하며,
상기 전자선을 출사시키는 상기 스텝에서는,
상기 조정부에 의해, 상기 전자선의 궤도를 상기 통 모양 부재의 중심축선에 일치하도록 조정하고,
상기 집속부에 의해, 상기 전자선 가이드부의 내부에서 집속점이 형성되지 않도록 상기 전자선을 집속하는 전자선 조사 방법.