200832447 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於電子射線照射裝置。 【先前技術】 > 作爲以往的電子射線照射裝置，存在有下述裝置，即 ，具備有：形成有電子射線通過孔之真空室；設置於真空 Φ 室的一端側，射出電子射線之電子槍；及設置於真空室的 另一端側，具有複數個電子射線透過構件之電子射線透過 單元者（參照例如專利文獻1 )。由於這種的電子射線照 射裝置是使由電子槍所射出之電子射線偏向成依次透過所 有的電子射線透過構件，故，對欲照射電子射線之區域爲 較廣的情況特別有效。再者’在電子射線透過單元設置複 數個電子射線透過構件，這是有鑑於電子射線透過構件一 般爲由鈹等所構成之厚度1〇#ηι左右的薄膜’容易破損之 φ 情事，將各電子射線透過構件予以小面積化’用以防止電 子射線透過構件的破損產生之故。 ^ 〔專利文獻1〕日本特開2004-23 9920號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 但，在上述這種的電子射線照射裝置’存在有下述問 題。即，當由電子槍所射出的電子射線偏向成依次透過所 有的電子射線透過構件時，在電子射線透過單元’不僅電 -4- 200832447 子射線透過構件，對相鄰的電子射線透過構件間的框架部 分亦會照射電子射線。因此，相鄰的電子射線透過構件間 的框架部分會發熱，最壞的情況，會產生熔融之虞。 因此，本發明有鑑於這種的事情而開發完成的發明， 其目的在於提供，針對電子射線透過單元，能夠抑制相鄰 的電子射線透過構件間的框架部分發熱之電子射線照射裝 置。 爲了達到上述目的，本發明之電子射線照射裝置，其 特徵爲：具備有：形成有電子射線通過孔的真空室；設置 於真空室的一端側，射出電子射線之電子槍；設置於真空 室的另一端側，具有排列於預定方向之複數個電子射線透 過構件的電子射線透過單元；將由電子槍射出並通過電子 射線通過孔的電子射線予以集束之集束手段；使藉由集束 手段所集束並通過電子射線通過孔之電子射線朝預定方向 偏向的偏向手段；及以在電子射線透過單兀’比起對電子 射線透過構件照射電子射線之時間，對相鄰的電子射線透 過構件間的框架部分照射電子射線之時間變短的方式，控 制偏向手段之控制手段。 在此電子射線照射裝置，由電子槍所射出的電子射線 在通過電子射線通過孔之際，受到集束手段所集束，對具 有排列於預定方向之複數個電子射線透過構件的電子射線 透過單元進行照射。此時，藉由集束手段所集束並通過電 子射線通過孔之電子射線是以在電子射線透過單元，比起 對電子射線透過構件照射電子射線之時間，對相鄰的電子 -5- 200832447 射線透過構件間的框架部分照射電子射線之時間變短的方 式’藉由偏向手段及控制手段朝預定方向偏向。因此，經 由各電子射線透過構件，可將電子射線確實地射出至外部 .，並且，在電子射線透過單元，能夠抑制相鄰的電子射線 透過構件間的框架部分發熱。 在本發明之電子射線照射裝置，集束手段是以照射於 電子射線透過構件之電子射線的像成爲包含於電子射線透 φ 過構件之大小的方式，將電子射線予以集束爲佳。藉此， 在電子射線透過單元，可更進一步抑制因對相鄰的電子射 線透過構件間的框架部分照射電子射線造成該部分之發熱 〇 在本發明之電子射線照射裝置，電子射線透過單元具 有在另一端面安裝有電子射線透過構件之基板，在基板， 於與電子射線透過構件相對向的部分，形成有開口，在基 板的一端面，於與電子射線通過孔的另一端相對向的部分 • ，形成有凹部爲佳。在此情況，在基板中之與電子射線通 過孔的另一端相對向的部分的厚度是形成爲較在基板中之 安裝於真空室的部分的厚度薄。藉此，可維持基板與真空 室之安裝強度，並且，在電子射線通過基板的開口而朝向 電子射線透過構件之際，可抑制電子射線照射到基板造成 基板發熱。且，在基板中之與電子射線通過孔的另一端相 對向的部分靠近真空室的外部側。藉此’可將熱有效率地 由基板放出至真空室的外部。 在本發明之電子射線照射裝置’開口之至少基板的一 -6- 200832447 端面側的部分是呈朝基板的一端面側末端變廣的形狀爲佳 。_此，；^電子射線通過基板的開口而朝向電子射線透過 構件之際，可更進一步抑制^電子射線/照射到基板造成€板 發熱。 在本發明之電子射線照射裝置’基板是由黃銅所1構成 爲佳。由於黃銅的熱傳導率高’故即使電子射線照射到基 板的一部分，熱也容易擴散至基板全體。因此’能夠防止 被照射到電子射線之基板的一部分熔融之情況產生。再者 ，在基板由黃銅所構成的情況’比起基板由例如銘所構成 之情況，可提高基板的強度。 在本發明之電子射線照射裝置’基板對真空室可自由 裝卸，電子射線透過構件對基板可自由裝卸爲佳。藉此， 在例如1個的電子射線透過構件破損的情況’能夠由真空 室取下電子射線透過單元’再將新的電子射線透過單元安 裝於真空室。又，在由真空室所取下之電子射線透過單元 ，可將已破損的電子射線透過構件由基板取下，再安裝新 的電子射線透過構件。 〔發明效果〕 若根據本發明的話，在電子射線透過單元，能夠抑制 相鄰的電子射線透過構件間的框架部分發熱。 【實施方式】 以下，參照圖面詳細說明關於本發明之電子射線照射 200832447 裝置的理想實施形態。 如圖1所示，電子射線照射裝置1具有：形成電子射 線通過孔2之真空室3 ;以封住電子射線通過孔2的後端 (一端）2a的方式，氣密地安裝於真空室3的電子槍10 :及以封住電子射線通過孔2的前端（另一端）2b的方式 ，氣密地安裝於真空室3的電子射線透過單元20。電子槍 1 〇是將由陰極1 1所放出的電子射線EB朝Z軸方向射出 。由電子槍1 〇所射出的電子射線EB朝電子射線透過單元 20通過電子射線通過孔2。電子射線透過單元20具有排 列於Y軸方向（預定方向）之複數（在此爲5個）的電子 射線透過構件21。再者，將藉由電子射線照射裝置1照射 電子射線EB之側稱爲前側，將其相反側稱爲後側。 由於這種的電子射線照射裝置1是朝Y軸方向偏向， 使得由電子槍1 〇所射出的電子射線EB依次透過所有的電 子射線透過構件2 1 ’故，對欲照射電子射線EB之區域爲 較廣的情況特別有效。例如電子射線照射裝置1是在氮等 的鈍氣中，對流動於線上之照射對象物，照射電子射線 EB，使用於進行照射對象物的乾燥、殺菌、表面改質等。 真空室3具有：安裝有電子槍1〇之真空室3l;及安 裝有電子射線透過單元20之真空室32。真空室3ι是藉由 金屬形成爲圓柱狀。真空室3 i所形成的電子射線通過孔 2 i的剖面爲圓形，電子射線通過孔21呈前側的小徑部與 後側的大徑部相連接之形狀。另外，真空室3 2是藉由金 屬形成爲梯形板狀。真空室3 2所形成的電子射線通過孔 -8 - 200832447 22的剖面是以Y軸方向作爲長邊方向之長方形，電子射線 通過孔22是呈朝向前側，僅在γ軸方向末端變廣之形狀 〇 在真空室32的後端部，設有藉由金屬形成爲圓板狀 之突緣4，突緣4的後面與真空室31的前端面接觸。真空 室32對真空室31，可自由旋轉於ζ軸周圍，藉由貫通突 緣4之螺栓5，以期望的角度固定於真空室31。 φ 在真空室3 1，以夾持電子射線通過孔21的小徑部而 成對的方式，配置有調正線圈及集束線圈（集束手段 )62。由電子槍10射出並通過電子射線通過孔2之電子 射線EB，藉由調正線圏6 i，修正電子槍部1 〇或構成電子 射線EB的通過路徑之各構件的機械性中心的偏移，或各 構成構件的殘留磁性及設置場所周邊的磁場等的影響之電 子射線EB對期望的通過路徑（電子射線通過孔2 i的中心 軸）的偏移後，藉由集束線圈62將其對電子射線透過構 φ 件2集束。又，在突緣4的前面，配置有偏向線圈（偏向 手段）7。受到集束線圈62所集束並通過電子射線通過孔 2之電子射線EB是藉由偏向線圏7朝Y軸方向偏向。 '在真空室3 i，形成有將電子射線通過孔2 1與真空泵 (未圖示）連接之排氣管8。藉此，真空室3內（即，電 子射線通過孔2 )被真空吸引。又’電子射線照射裝置1 具備有控制其全體之控制部（控制手段）9。 電子槍10具有：藉由金屬形成長方體狀的外殼12 ; 絕緣塊1 3 ;及高耐壓型連接器1 4。 -9 - 200832447 外殼12氣密地固定於真空室3l的後端部。在外殻12 的前壁，設有連通外殼丨2內與真空室31內之開口 12a。 又，在外殼12的側壁’設有用來安裝連接器14之開口 12b。在開口 12b周圍的外殼12的內面’設有凹凸部分， 確保與絕緣塊1 3之結合強度。 絕緣塊1 3是由絕緣性材料（例如環氧樹脂等）所構 成，將由連接器1 4朝陰極1 1之電力供給路徑由外部予以 φ 絕緣。絕緣塊13具有被收容於外殼12內之基部13a;及 由基部13a通過開口 12a而朝電子射線通過孔21的大徑部 內突出，在Z軸方向，前端部與電子射線通過孔2 i的小 徑部的後端相對向的突出部13b。基部13a佔有外殼12的 內部空間的大部分，並與外殼1 2的開口 1 2a側及開口 1 2b 側的內面接觸。又，在基部1 3 a未與外殼1 2的內面接觸 之部分，貼附有由導電性材料所構成的薄膜1 5，藉由薄膜 1 5與作爲接地電位之外殼1 2電性連接，能夠將面對外殼 • 12的內面之絕緣塊1 3的表面電位作爲接地電位，可使 動作時的穩定性提昇。 連接器1 4爲用來由電子射線照射裝置1的外部的電 源裝置對陰極1 1更供給高電壓之構件。連接器1 4被插入 至外殼1 2的側壁之開口 1 2b，在連接器1 4的前端位於絕 緣塊1 3的中心附近之狀態下，埋沒並固定於絕緣塊7中 °在連接器14的前端部的外周面設有凹凸部分，確保與 絕緣塊1 3之結合強度。 在連接器1 4的基端部，設有供用來保持與電源裝置 -10- 200832447 連接的外部配線的前端之電源用插頭插入的插入口 14a ° 又，在連接器14的前端，設有1對內部配線16、16。內 部配線1 6、1 6由連接器1 4的前端朝基部1 3 a的中心延伸 ，並且，在基部13a的中心折彎而延伸至突出部13b的前 端部。在內部配線16、16，連接有埋沒於突出部13b的前 端部之插座31、31，在插座31、31，於由突出部13b的 前端面突出的前端部，結合有掛設著陰極1 1之供電用銷 32、32。再者，供電用銷32、32貫通配置於突出部13b 的前端面上之陶瓷板33，而藉由軟焊等固定於陶瓷板33 陰極1 1爲放出成爲電子射線EB之電子的薄板狀構件 。即，陰極1 1是藉由與使用於放出電子射線EB之電源裝 置不同的其他的加熱用電源裝置，經由內部配線1 6、1 6、 插座31、31及供電用銷32、32，通電加熱至電子放出部 1 1 a (參照圖2 )可放出電子之溫度。然後，陰極1 1利用 以電源裝置，對內部配線1 6的一方施加高電壓，來放出 成爲電子射線EB之電子。在陰極1 1的周圍，設有所謂栅 極之中間電極1 7。中間電極1 7藉由施加預定電壓，引出 由陰極1 1所放出的電子，產生將電子射線EB予以集束之 電場。再者，在對中間電極1 7之預定電壓施加，使內部 配線1 6任一方與在突出部1 3b的前端附近電性連接，簡 單地對中間電極1 7賦予與陰極1 1相同的電位，亦可與內 部配線1 6、1 6同樣地由連接器1 4設置內部配線。藉此， 電子射線EB由電子槍1 〇朝Z軸方向前側被射出。 -11 - 200832447 如圖2，3所示，在突出部1 3 b的前端面，配置有供 電用銷32、32貫通並固定用之陶瓷板33。在陶瓷板33上 ，配置有包圍供電用銷3 2、3 2的前端部之包圍構件1 8， 在包圍構件18的前端面，配置有覆蓋封住包圍構件18的 開口的前端之薄板狀的蓋構件1 9。包圍構件1 8及蓋構件 19是由金屬所構成，並與中間電極17接觸。藉此，包圍 構件1 8及蓋構件1 9成爲與中間電極1 7相同電位。再者 ，陰極1 1、包圍構件1 8、蓋構件1 9、供電用銷3 2、3 2及 陶瓷板33被一體地單元化。因此，在進行陰極11更換之 際，可與針對此單元進行更換。因此，不需要進行陰極n 對蓋構件19之定位等的等的煩雑調整，可容易更換陰極 11° 陰極11藉由高融點金屬（例如鎢、鉬、銶、鈮、鉅 、氧化钍等）或合金（例如在鎢混合有氧化钍之鍍钍鎢等 )形成薄板狀，具有面臨設置於蓋構件1 9之長方形孔1 9a 之長方形狀的電子放出部11a。孔19a是設置成當由Z軸 方向觀看時包含電子放出部11a的前面。又，其形狀爲電 子放出部1 1 a的前面之相似形，在孔1 9a的緣部與電子放 出部1 1 a的前面的緣部不接觸之範圍內，其間隔變窄。在 電子放出部1 1 a的後側，被支承於一方的供電用銷3 2之 反射板1 1 b與電子放出部1 1 a隔著0 · 5 m m〜1 · 5 m m的間隔 被配置著。又，由於電子放出部11a的前面與蓋構件19 的前面位置大致相同平面上，藉由中間電極17所產生的 電場會同等地作用於電子放出部1 1 a的前面，由電子放出 -12- 200832447 部11a的前面，電子大致均等被放出。再者，由電 部11a所放出的電子中，來自於電子放出部11a的 電子是直接朝Z軸方向前側被放出。另外，由電子 1 1 a的後面及側面亦放出電子，但，在這些電子中 其進行方向大幅擴大者不會通過孔1 9a而被蓋構件 遮斷，故藉由抑制所放出的電子之無刻意的擴展， 持電子射線EB的形狀。又，反射板1 1 b將由電子 1 1 a的後面所放出的電子的一部分朝Z軸方向側反 步該一部分由孔19a與電子放出部11a的隙間朝Z 側被放出。因此，特別是在需要取出大電流的用途 需要加以配置。 如圖4〜6所示，電子射線透過單元20具有藉 形成長方形板狀之基板22。基板22以後端面（一 22a接触的方式，經由Ο形環23氣密地安裝於真 的前端面。在基板22的前端面（另一端面）22b， 電子射線透過構件2 1之框構件2 4經由Ο形環2 5 地安裝著。基板22藉由螺栓26，對真空室32可自 ，電子射線透過構件2 1藉由螺栓27，對基板22可 卸。 電子射線透過構件2 1可保持氣密，且藉由具 射線EB的可透過性之材料（例如鈹、鈦、鋁等） 方形薄膜狀。框構件24是藉由金屬（例如不銹鋼 成長方形環狀。電子射線透過構件21是以覆蓋封 件24的開口的前端之方式，藉由例如軟焊等氣密 子放出 前面之 放出部 ，由於 19所 能夠保 放出部 射進一 軸方向 ，因應 由黃銅 端面） 空室3: 固定有 被氣密 由裝卸 自由裝 有電子 形成長 等）形 住框構 地固定 -13- 200832447 於框構件24的前端面，電子射線透過構件2 1的電子射線 透過部21a是由Z軸方向觀看時，成爲以γ軸方向作爲長 邊方向之長方形。再者，由Z軸方向觀看時，陰極11的 電子放出部11a的形狀與電子射線透過部21a的形狀是處 於相互大致相似的關係。 在基板22，於與各電子射線透過構件2 1相對向的部 分，形成有剖面爲長方形狀的開口 22c，各開口 22c呈朝 φ 基板22的後端面22a側，末端變廣之形狀。在基板22的 後端面22a，於與電子射線通過孔2的前端2b相對向的部 分，形成有剖面呈長方形狀的凹部22d。 說明關於以上所構成的電子射線照射裝置1的動作。 當經由排氣管8，藉由真空泵將真空室3內（即，電 子射線通過孔2 )予以真空吸引，再經由內部配線1 6、1 6 、插座31、31及供電用銷32、32，藉由電源裝置對陰極 11施加高電壓時，由陰極11的電子放出部11a放出電子 φ 。由電子放出部11a被放出的電子藉由孔19a及反射板 11b朝Z軸方向前側被放出，再利用以中間電極17所產 生之電場予以加速及集束，使電子射線EB由電子槍1 0朝 Z軸方向前側被射出。 由電子槍1 〇射出並通過電子射線通過孔2之電子射 線EB藉由調正線圈6!進行中心軸的修正後，藉由集束線 圈62將其對電子射線透過構件2集束。此時，如圖7所 示，藉由控制部9控制集束線圈62，使得被照射於電子射 線透過構件2 1之電子射線EB的像’由Z軸方向觀看時成 -14- 200832447 爲與電子射線透過部2 1 a的形狀大致相同。 受到集束線圈6 2所集束並通過電子射線通過孔2之 電子射線EB是藉由偏向線圈7朝Y軸方向偏向。即，受 到集束線圈62所集束並通過電子射線通過孔2之電子射 線EB的中心軸沿著Y軸方向呈線狀反復變化。此時，在 電子射線透過單元20，藉由控制部9控制偏向線圈7 ’使 得比起對電子射線透過構件2 1照射電子射線EB之時間， φ 對相鄰的電子射線透過構件2 1、2 1間的框架部分20a照 射電子射線EB之時間變短。這種的控制是可利用控制部 9使電流値呈例如階段狀改變之電流流動於偏向線圈7來 達到的。 藉由偏向線圈7所朝朝Y軸方向偏向之電子射線EB 依次透過各電子射線透過部2 1 a而朝外部被射出。被射出 到外部的電子射線EB是在氮等的鈍氣中，對流動於線上 之照射對象物進行照射’進行照射對象物的乾燥、殺菌、 φ 表面改質等。 如以上説明，在電子射線照射裝置1，由電子槍1 〇所 射出的電子射線EB在通過電子射線通過孔2之際，受到 集束線圈62所集束並對具有排列於Y軸方向的複數個電 子射線透過構件2 1之電子射線透過單元20進行照射。此 時，受到集束線圈62所集束並通過電子射線通過孔2之 電子射線EB，以在電子射線透過單元20，比起對電子射 線透過構件2 1照射電子射線EB之時間，對相鄰的電子射 線透過構件21、21間的框架部分20a照射電子射線EB之 -15- 200832447 時間變短的方式，藉由偏向線圈7及控制邰9朝Y軸方向 偏向。因此，可經由各電子射線透過構件2 1將電子射線 ΕΒ確實地射出至外部，並且’在電子射線透過單元2 0， 可抑制相鄰的電子射線透過構件2 1、2 1間的框架部分20a 發熱。 又，在電子射線照射裝置由電子槍射出並通過 電子射線通過孔2之電子射線EB，以照射於電子射線透 過構件2 1之電子射線EB的像在Z軸方向與電子射線透過 部2 1 a的形狀大致成爲相同的方式，受到集束線圈62及 控制部9所集束。藉此，在電子射線透過單元20，可更進 一步地抑制電子射線EB照射至相鄰的電子射線透過構件 21、21間的框架部分20a造成該部分的發熱，在各電子射 線透過構件2 1，能夠將由電子射線透過部2 1 a設出至外部 之電子射線量均等化。又，因藉由將電子射線透過部21a 之電子射線EB的形狀做成長方形，可縮小昂貴且容易破 損的電子射線透過部2 1 a的X方向的寬度，所以，可一倂 達到裝置的低價格化與輸出窗的長壽命化。 又，在電子射線照射裝置1，在基板22的後端面22a ，於與電子射線通過孔2的前端2b相對向的部分，形成 有剖面呈長方形狀的凹部2 2d。在此情況，在基板22之與 電子射線通過孔2的前端2b相對向的部分的厚度形成爲 較在基板22之安裝於真空室32的部分的厚度薄。藉此， 可維持基板22與真空室32之安裝強度，並且，再電子射 線EB通過基板22的開口 22c朝向電子射線透過構件21 -16- 200832447 之際’可抑制電子射線EB照射到基板22造成基板22發 熱。且’在基板2 2之與電子射線通過孔2的前端2 b相對 向的部分是偏靠真空室3 2的外部側。藉此，可有效率地 將熱由基板22朝真空室32的外部放出。 又，在電子射線照射裝置1，基板22的各開口 22c是 呈朝基板22的後端面22a側，末端變廣之形狀。藉此， 在電子射線EB通過基板22的開口 22c朝向電子射線透過 φ 構件2 1之際，可更進一步地抑制電子射線EB照射到基板 22造成基板22發熱。 又，在電子射線照射裝置1，基板22是藉由黃銅形成 長方形板狀。由於黃銅的熱傳導率高，故，即使電子射線 EB照射到基板22的一部分，熱也容易擴散至基板22全 體。因此，可防止被照射到電子射線EB之基板22的一部 分熔融的情況產生。且，比起基板22由例如鋁所構成之 情況，可更提高基板22的強度。 • 又，在電子射線照射裝置1，基板22藉由螺栓26， 對真空室3 2可自由裝卸，電子射線透過構件2 1藉由螺栓 27，對基板22可自由裝卸。藉此，例如1個的電子射線 ~ 透過構件2 1破損的情況，可將電子射線透過單元20由真 空室32取下後，立即將新的電子射線透過單元20再安裝 至真空室32。又，在由真空室32所取下之電子射線透過 單元20，可將已破損的電子射線透過構件21由基板22取 下，再安裝新的電子射線透過構件21。 -17- 200832447 〔.産業上的利用可能性〕 若根據本發明的話，在電子射線透過單元，能夠抑制 相鄰的電子射線透過構件間的框架部分發熱。 【圖式簡單說明】 圖1是本發明的電子射線照射裝置的一實施形態的縱 斷面圖。 圖2是圖1的陰極周邊的放大縱斷面圖。 圖3是圖1的陰極周邊的放大平面圖。 圖4是圖1的電子射線透過單元周邊的放大縱斷面圖 〇 圖5是沿著圖4的V-V線的斷面圖。 圖6是圖1的電子射線透過單元周邊的放大平面圖。 圖7是顯示照射於電子射線透過構件之電子射線的像 與電子射線透過部的形狀之關係的圖。 【主要元件符號説明】 1 :電子射線照射裝置 2，，22 :電子射線通過孔 2a :電子射線通過孔的後端（一端） 2b :電子射線通過孔的前端（另一端） 3，31，3 2 :真空室 62 :集束線圈（集束手段） 7 :偏向線圈（偏向手段） -18- 200832447 9 :控制部（控制手段） 1 〇 :電子槍 20 :電子射線透過單元 20a :框架部分 2 1 :電子射線透過構件 2 1 a :電子射線透過部 22 :基板 22a :基板的後端面（一端面） 2 2b :基板的前端面（另一端面） 22c :基板的開口 22d :基板的凹部 EB :電子射線
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