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JP4648802B2 - Electron beam irradiation device - Google Patents
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JP4648802B2 JP2005254734A JP2005254734A JP4648802B2 JP 4648802 B2 JP4648802 B2 JP 4648802B2 JP 2005254734 A JP2005254734 A JP 2005254734A JP 2005254734 A JP2005254734 A JP 2005254734A JP 4648802 B2 JP4648802 B2 JP 4648802B2
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Description

この発明は、照射幅方向に対して交差する方向に搬送される被照射物に向けて電子線を照射する電子線照射装置に関し、より具体的には、引出し電極の熱変形を防止するために引出し電極を複数に分割するとともに、この引出し電極を分割することによって生じる照射幅方向の電子線量分布の均一性が悪化することを防止する手段に関する。   The present invention relates to an electron beam irradiation apparatus that irradiates an electron beam toward an irradiation object that is transported in a direction intersecting the irradiation width direction, and more specifically, to prevent thermal deformation of an extraction electrode. The present invention relates to a means for dividing the extraction electrode into a plurality and preventing the uniformity of the electron dose distribution in the irradiation width direction caused by dividing the extraction electrode from deteriorating.

従来の電子線照射装置の一例を示す概略断面図を図5に示す。なお、これとほぼ同様の構造をした電子線照射装置が特許文献1の図3に記載されている。図5において、この電子線照射装置は、電子線10を走査しない非走査型(またはエリア型)と呼ばれるものであり、紙面の表裏方向(Y方向)に長い筒状の真空容器2内に、Y方向に長い筒状のシールド電極4を配置し、その中にY方向に長い電子源6を配置した構造をしている。なお、真空容器2及びシールド電極4には、ぞれぞれ、Y方向に長い長方形状の開口部3、5が形成されている。   A schematic cross-sectional view showing an example of a conventional electron beam irradiation apparatus is shown in FIG. Note that an electron beam irradiation apparatus having a structure similar to this is described in FIG. In FIG. 5, this electron beam irradiation apparatus is called a non-scanning type (or area type) that does not scan the electron beam 10, and is placed in a cylindrical vacuum container 2 that is long in the front and back direction (Y direction) of the paper surface. A long cylindrical shield electrode 4 is arranged in the Y direction, and a long electron source 6 is arranged in the Y direction. The vacuum vessel 2 and the shield electrode 4 are each formed with rectangular openings 3 and 5 that are long in the Y direction.

電子源6は、電子を放出するものであって、かつ前記Y方向に対して直交するX方向に伸びた複数本の線状(棒状とも言える)のフィラメント8を有しており、これらを前記Y方向に互いに平行にかつ同一平面上に並べた構造をしている。このフィラメント8を並べたY方向は、電子線10の照射幅方向と呼ばれる。X方向は、被照射物搬送方向と呼ばれる。   The electron source 6 emits electrons and has a plurality of linear (also referred to as rod-shaped) filaments 8 extending in the X direction perpendicular to the Y direction. The structure is arranged in parallel to each other in the Y direction and on the same plane. The Y direction in which the filaments 8 are arranged is called the irradiation width direction of the electron beam 10. The X direction is called the irradiated object transport direction.

電子源6は、更に、フィラメント8を並べた面に対して平行に配置されていて、各フィラメント8から放出された電子を電子線10として引き出す多孔の引出し電極12を1枚有している。この引出し電極12は、長方形の板状に形成されており、シールド電極4の開口部5近傍に配置されている。   The electron source 6 is further arranged in parallel to the surface on which the filaments 8 are arranged, and has one porous extraction electrode 12 that extracts the electrons emitted from the filaments 8 as electron beams 10. The extraction electrode 12 is formed in a rectangular plate shape and is disposed in the vicinity of the opening 5 of the shield electrode 4.

シールド電極4および引出し電極12は互いに同電位にされ、それらと各フィラメント8との間には、フィラメント8側を負極にして、電子線10の引き出し用の引出し電圧Ve が印加される。また、真空容器2の開口部3には真空容器2と同電位の窓箔20が設けられており、これらと引出し電極12等との間には、引出し電極12等の側を負極にして、電子線10の加速用の加速電圧Va が印加される。   The shield electrode 4 and the extraction electrode 12 are set to the same potential, and an extraction voltage Ve for extracting the electron beam 10 is applied between them and each filament 8 with the filament 8 side as a negative electrode. Further, a window foil 20 having the same potential as that of the vacuum vessel 2 is provided in the opening 3 of the vacuum vessel 2, and between these and the extraction electrode 12 or the like, the side of the extraction electrode 12 or the like is used as a negative electrode, An acceleration voltage Va for accelerating the electron beam 10 is applied.

このようにして、電子源6から引き出され、かつ加速された電子線10は、窓箔20を透過して真空容器2外に取り出され、X方向に搬送される被照射物22に向けて照射され、被照射物22の改質等の処理に供される。   In this way, the electron beam 10 drawn and accelerated from the electron source 6 passes through the window foil 20 and is taken out of the vacuum vessel 2 and irradiated toward the irradiation object 22 conveyed in the X direction. Then, it is subjected to processing such as modification of the irradiated object 22.

なお、各フィラメント8の上部とシールド電極4との間には、この例のように、フィラメント8から放出された電子を引出し電極12側へ押し戻す作用をするリフレクタ15を設ける場合がある。   In addition, between the upper part of each filament 8 and the shield electrode 4, there may be provided a reflector 15 that acts to push back the electrons emitted from the filament 8 back to the extraction electrode 12 as in this example.

ところが、図5に図示した1枚電極の電子源6を有する電子線照射装置では、フィラメント8からの輻射熱による加熱によって、引出し電極12のY方向における伸びが大きく熱変形してしまう。その結果、引出し電極12が形成する電子加速電界の歪みが大きくなり、電子の軌道の収束及び発散が生じ、引出し電圧Ve による引出し電界が不均一になって電子線10の引き出しに粗密が生じ、電子線10のY方向における線量分布の均一性が悪化していた。   However, in the electron beam irradiation apparatus having the single-electrode electron source 6 shown in FIG. 5, the elongation in the Y direction of the extraction electrode 12 is largely thermally deformed by heating by the radiant heat from the filament 8. As a result, the distortion of the electron accelerating electric field formed by the extraction electrode 12 increases, the convergence and divergence of the electron trajectory occur, the extraction electric field due to the extraction voltage Ve becomes non-uniform, and the extraction of the electron beam 10 becomes dense, The uniformity of the dose distribution in the Y direction of the electron beam 10 was deteriorated.

このような課題を解決するために、例えば特許文献2の図1に、Y方向に複数枚の引出し電極片に分割され、分離された引出し電極を有する電子線照射装置が開示されている。この電子線照射装置に使用される引出し電極とほぼ同様の構成をした引出し電極を図6(a)、(b)に図示する。ここで、図6(a)は引出し電極14が分割され、分離された様子を示す概略平面図、図6(b)は照射幅方向Yにおける電子線10の軌道の概略例を示す図である。図6(a)において、引出し電極14を構成する引出し電極片14a、14b・・・の端面141はX方向とほぼ平行となっている。また、一の電極片14aの端面141とこれに隣接する他の電極片14bの端面141との間には隙間σ0 を有している。 In order to solve such a problem, for example, FIG. 1 of Patent Document 2 discloses an electron beam irradiation apparatus that is divided into a plurality of extraction electrode pieces in the Y direction and has separated extraction electrodes. FIGS. 6 (a) and 6 (b) show an extraction electrode having substantially the same structure as the extraction electrode used in this electron beam irradiation apparatus. Here, FIG. 6A is a schematic plan view showing how the extraction electrode 14 is divided and separated, and FIG. 6B is a diagram showing a schematic example of the trajectory of the electron beam 10 in the irradiation width direction Y. . 6A, the end surfaces 141 of the extraction electrode pieces 14a, 14b... Constituting the extraction electrode 14 are substantially parallel to the X direction. Further, a gap σ 0 is provided between the end surface 141 of one electrode piece 14a and the end surface 141 of another electrode piece 14b adjacent thereto.

また、図7に示すように、電子線10の引出し方向Zに互いに間をあけて配置された2枚の引出し電極16、18を有する電子源6を備えた電子線照射装置の例もある。この場合、両引出し電極16および18は、互いに同じ構造をしており、電気的に同電位に結合されている。このように、2枚の引出し電極16、18を有する場合には、Z方向の下流側の引出し電極18が、前記と同様、Y方向に複数枚の引出し電極片に分割され、分離されている。このとき、引出し電極片14a、14bの端面141がX方向とほぼ平行であるとともに、一の電極片14aの端面141とこれに隣接する他の電極片14bの端面141との間には隙間σ0 が形成されている(図6(a)参照)。 In addition, as shown in FIG. 7, there is also an example of an electron beam irradiation apparatus provided with an electron source 6 having two extraction electrodes 16 and 18 arranged with a space between each other in the extraction direction Z of the electron beam 10. In this case, both extraction electrodes 16 and 18 have the same structure and are electrically coupled to the same potential. As described above, when the two extraction electrodes 16 and 18 are provided, the extraction electrode 18 on the downstream side in the Z direction is divided into a plurality of extraction electrode pieces in the Y direction and separated as described above. . At this time, the end surfaces 141 of the extraction electrode pieces 14a and 14b are substantially parallel to the X direction, and a gap σ is formed between the end surface 141 of one electrode piece 14a and the end surface 141 of another electrode piece 14b adjacent thereto. 0 is formed (see FIG. 6A).

なお、特許文献1の段落〔0021〕及び図2には、Y方向に複数に分割され、分離された2枚の引出し電極を備えた電子源が開示されている。   Note that paragraph [0021] and FIG. 2 of Patent Document 1 disclose an electron source including two extraction electrodes that are divided into a plurality of pieces in the Y direction and separated.

特開2003−4898号公報(段落0021、図2、図3)JP 2003-4898 (paragraph 0021, FIG. 2, FIG. 3) 特開2003−43197号公報(段落0052、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-43197 (paragraph 0052, FIG. 1)

上記特許文献2の図1及び上記特許文献1の図2に記載の電子線照射装置においては、引出し電極1枚当たりの歪みが小さくなるので引出し電極の熱変形による電子線量分布の不均一は解消できる。しかしながら、図6(b)に図示されるように、一の電極片14aの端面141とこの一の電極片14aに隣接する他の電極片14bの端面141との間の隙間σ0 の近傍においては、前記加速電圧Vaによって加速される加速電界の等電位面Eが平坦でなくなり、それによって電子線10の軌道が不均一に曲げられる。その結果、図6(c)に図示されるように、電子線量分布に偏り(凹凸)が生じてしまう。ここで、図6(c)は、照射幅方向Yにおける電子線量の概略例を示す図である。 In the electron beam irradiation apparatus described in FIG. 1 of Patent Document 2 and FIG. 2 of Patent Document 1, since the distortion per extraction electrode is reduced, the unevenness of the electron dose distribution due to thermal deformation of the extraction electrode is eliminated. it can. However, as illustrated in FIG. 6B, in the vicinity of the gap σ 0 between the end surface 141 of one electrode piece 14a and the end surface 141 of another electrode piece 14b adjacent to the one electrode piece 14a. The equipotential surface E of the accelerating electric field accelerated by the accelerating voltage Va is not flat, and the trajectory of the electron beam 10 is bent unevenly. As a result, as shown in FIG. 6C, the electron dose distribution is biased (uneven). Here, FIG. 6C is a diagram showing a schematic example of the electron dose in the irradiation width direction Y. FIG.

即ち、一の電極片14aの端面141とこの一の電極片14aに隣接する他の電極片14bの端面141との間の隙間σ0 の近傍において電子線量分布の偏りが生じてしまうのは、隙間σ0 から電子線引出し方向Zの上流側へ等電位面Eが入り込むためである。その結果、これが電子線10の加速電界を乱し、電子線10のY方向における線量分布の均一性が悪化してしまうという課題がある。 That is, the bias of the electron dose distribution occurs in the vicinity of the gap σ 0 between the end surface 141 of one electrode piece 14a and the end surface 141 of another electrode piece 14b adjacent to the one electrode piece 14a. This is because the equipotential surface E enters from the gap σ 0 to the upstream side in the electron beam extraction direction Z. As a result, there is a problem that this disturbs the acceleration electric field of the electron beam 10 and deteriorates the uniformity of the dose distribution in the Y direction of the electron beam 10.

そこで、この発明は、引出し電極の熱変形を防止しつつ、照射幅方向における電子線量分布の偏りを防止することを主たる目的としている。   Therefore, the main object of the present invention is to prevent the bias of the electron dose distribution in the irradiation width direction while preventing thermal deformation of the extraction electrode.

この発明において、以下の特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。前記課題を解決するためのこの発明に係る電子線照射装置は、照射幅方向Yに対して交差する方向Xに搬送される被照射物に向けて電子線を照射する電子線照射装置であって、電子を放出し、同一平面上かつ照射幅方向Yに並べて配置された複数のフィラメントと、前記同一平面上に配置された複数のフィラメントに対して平行に配置され、前記フィラメントから放出された電子を電子線として引出す板状の引出し電極とを備え、前記引出し電極は互いに同電位のものが電子線の引出し方向に1段以上配置されており、電子線引出し方向最下流側の引出し電極が照射幅方向Yに複数の電極片に分割されるとともに、この複数の電極片のうち一の電極片とこれに隣接する他の電極片との間に照射幅方向Y及び被照射物が搬送される方向のいずれにも交差する方向に第1の隙間が形成されていることを特徴としている。   In the present invention, the following features are provided alone or in combination as appropriate. An electron beam irradiation apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problems is an electron beam irradiation apparatus that irradiates an electron beam toward an irradiation object conveyed in a direction X intersecting with an irradiation width direction Y. The electrons emitted from the filament are arranged in parallel to the plurality of filaments arranged on the same plane and arranged in the irradiation width direction Y, and the plurality of filaments arranged on the same plane. A plate-like extraction electrode for extracting the electron beam as an electron beam, and the extraction electrodes having the same potential are arranged in one or more stages in the electron beam extraction direction, and the extraction electrode on the most downstream side in the electron beam extraction direction is irradiated While being divided into a plurality of electrode pieces in the width direction Y, the irradiation width direction Y and the object to be irradiated are transported between one of the plurality of electrode pieces and another electrode piece adjacent thereto. Any direction It is characterized in that also the first gap in a direction crossing is formed.

上記構成によれば、第1の隙間が簡単に言えば斜めに形成されていることによって、第1の隙間のY方向におけるほぼ中央に対応する被照射位置において電子線量がピークとなるような凹凸が生じることが実験によって確かめられている。従って、X方向の位置が異なれば被照射物に照射される照射幅方向Yの電子線量の凹凸位置が異なることとなる。   According to the above configuration, the first gap is formed in an oblique manner, so that the electron dose reaches a peak at the irradiated position substantially corresponding to the center in the Y direction of the first gap. Has been confirmed by experiments. Therefore, if the position in the X direction is different, the uneven position of the electron dose in the irradiation width direction Y irradiated to the irradiated object will be different.

この発明に係る電子線照射装置において、前記引出し電極が少なくとも2段配置され、最下流側の引出し電極よりも上流側の引出し電極が照射幅方向Yに複数の電極片に分割されていても良い。このとき、この複数の電極片のうち一の電極片とこれに隣接する他の電極片との間に照射幅方向Y及び被照射物が搬送される方向Xのいずれにも交差しかつ照射幅方向に前記第1の隙間とずれた位置に第2の隙間が形成されていることが好ましい。   In the electron beam irradiation apparatus according to the present invention, the extraction electrode may be arranged in at least two stages, and the extraction electrode upstream of the most downstream extraction electrode may be divided into a plurality of electrode pieces in the irradiation width direction Y. . At this time, the irradiation width intersects both the irradiation width direction Y and the direction X in which the irradiated object is transported between one electrode piece of the plurality of electrode pieces and another electrode piece adjacent thereto. It is preferable that a second gap is formed at a position shifted in the direction from the first gap.

上記構成によれば、第1の隙間に対応する被照射位置における電子線量の凹凸と第2の隙間に対応する被照射位置における電子線量の凹凸とが照射幅方向Yにずれる。   According to the above configuration, the unevenness of the electron dose at the irradiated position corresponding to the first gap and the unevenness of the electron dose at the irradiated position corresponding to the second gap are shifted in the irradiation width direction Y.

請求項1に記載の発明によれば、第1の隙間のY方向におけるほぼ中央に対応する被照射位置において電子線量がピークとなるような凹凸が生じるので、X方向の位置が異なれば照射幅方向Yの電子線量の凹凸位置が異なることとなる。従って、X方向に搬送される被照射物に対して電子線を照射するとき、被照射物の搬送に伴って、被照射物に対して照射される照射幅方向Yの電子線量の凹凸位置が第1の隙間に対応して移動することとなる。その結果、被照射物が搬送された後は、この被照射物に対して照射された照射幅方向Yにおける電子線量分布がほぼ均一となる。更に、引出し電極が照射幅方向Yに分割され、分離されているので、熱変形をも防止できる。   According to the first aspect of the present invention, the unevenness in which the electron dose reaches a peak occurs at the irradiated position corresponding substantially to the center in the Y direction of the first gap. Therefore, if the position in the X direction is different, the irradiation width The uneven position of the electron dose in the direction Y is different. Therefore, when the electron beam is irradiated to the irradiation object conveyed in the X direction, the uneven position of the electron dose in the irradiation width direction Y irradiated to the irradiation object is accompanied by the conveyance of the irradiation object. It moves corresponding to the first gap. As a result, after the irradiated object is transported, the electron dose distribution in the irradiation width direction Y irradiated to the irradiated object becomes substantially uniform. Furthermore, since the extraction electrode is divided and separated in the irradiation width direction Y, thermal deformation can be prevented.

請求項2に記載の発明によれば、第1の隙間に対応する被照射位置における電子線量の凹凸と第2の隙間に対応する被照射位置における電子線量の凹凸とが照射幅方向Yにずれる。従って、引出し電極が2段以上配置された場合であっても、被照射物が搬送された後、この被照射物に対して照射された照射幅方向Yにおける電子線量分布がほぼ均一となる。   According to the invention described in claim 2, the unevenness of the electron dose at the irradiated position corresponding to the first gap and the unevenness of the electron dose at the irradiated position corresponding to the second gap are shifted in the irradiation width direction Y. . Therefore, even when two or more extraction electrodes are arranged, the electron dose distribution in the irradiation width direction Y irradiated to the irradiated object becomes substantially uniform after the irradiated object is transported.

図1は、この発明に係る電子線照射装置の一例を示す概略断面図であって、1枚の引出し電極(第1の引出し電極)24を備えている。図2は、第1引出し電極24と被照射物22との位置関係を表す概略平面図及び被照射物の被照射位置における電子線量分布の概略例を示す図である。図3は、照射幅方向Yの位置と非照射物22に照射された電子線量との関係を示した模式図である。図4は、2枚の引出し電極(第1引出し電極24及び第2引出し電極26)を備えるこの発明に係る電子線照射装置における電子源6bの斜視図と、この場合における一部の電子線量分布とを示した概略図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electron beam irradiation apparatus according to the present invention, and includes a single extraction electrode (first extraction electrode) 24. FIG. 2 is a schematic plan view showing the positional relationship between the first extraction electrode 24 and the irradiated object 22 and a schematic example of the electron dose distribution at the irradiated position of the irradiated object. FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the position in the irradiation width direction Y and the electron dose irradiated to the non-irradiated object 22. FIG. 4 is a perspective view of the electron source 6b in the electron beam irradiation apparatus according to the present invention having two extraction electrodes (the first extraction electrode 24 and the second extraction electrode 26), and a partial electron dose distribution in this case. It is the schematic which showed these.

図1において、この電子線照射装置は、従来例における電子源6に代わる電子源6aを備えている。   In FIG. 1, the electron beam irradiation apparatus includes an electron source 6a in place of the electron source 6 in the conventional example.

この電子源6aでは、電子線10を引き出す引出し電極(第1引出し電極)24を1枚備えており、この第1引出し電極24には前記と同様にして引出し電圧Veおよび加速電圧Vaが印加される。   The electron source 6a includes one extraction electrode (first extraction electrode) 24 for extracting the electron beam 10, and the extraction voltage Ve and the acceleration voltage Va are applied to the first extraction electrode 24 in the same manner as described above. The

図2において、第1引出し電極24は、Y方向において複数(例えば三つ)の電極片に分割され、分離されている。このように三つに分割、分離されたそれぞれの電極片を符号24a〜24cで示す。但し電気的には、三つの電極片24a〜24cは同電位に結合されており、第1引出し電極24は、電気的には全体としてみれば1枚の電極として働く。第1引出し電極24には、Z方向に第1引出し電極24を貫通する多数の電子引出し孔25が形成されている。なお、図2では、縦に4列(A列〜D列)の電子引出し孔25が形成された例を示しているが、実際には更に多数列の電子引出し孔25が形成されている。   In FIG. 2, the first extraction electrode 24 is divided into a plurality of (for example, three) electrode pieces and separated in the Y direction. The respective electrode pieces divided and separated into three in this way are denoted by reference numerals 24a to 24c. However, electrically, the three electrode pieces 24a to 24c are coupled to the same potential, and the first extraction electrode 24 functions as a single electrode as a whole. The first extraction electrode 24 has a large number of electron extraction holes 25 penetrating the first extraction electrode 24 in the Z direction. FIG. 2 shows an example in which four columns (rows A to D) of electron extraction holes 25 are formed vertically, but actually, a plurality of rows of electron extraction holes 25 are formed.

第1引出し電極24には、一の電極片24a〜24cとこの一の電極片24a〜24cに隣接する他の電極片24a〜24cとの間に、X方向およびY方向のいずれに対しても交差する方向に第1の隙間σ1 が形成されている。即ち電極片24a〜24cのそれぞれは、Y方向に長い1枚の引出し電極24を、Y方向に複数枚となるようにX方向に対して斜めに分割したものである。第1の隙間σ1 は、互いに隣り合う電極片24a〜24cとの間に形成される隙間である。 The first extraction electrode 24 includes an electrode piece 24a to 24c and another electrode piece 24a to 24c adjacent to the one electrode piece 24a to 24c, both in the X direction and the Y direction. A first gap σ 1 is formed in the intersecting direction. That is, each of the electrode pieces 24a to 24c is obtained by dividing one extraction electrode 24 long in the Y direction obliquely with respect to the X direction so as to be a plurality of electrodes in the Y direction. The first gap σ 1 is a gap formed between the adjacent electrode pieces 24a to 24c.

なお、電極片24a〜24cは、第1引出し電極24に形成された電子引出し孔25を回避するように、Y方向に対して反時計回りの角度θで分割されている。本明細書において、この角度θを分割角度θと呼ぶ。この分割角度θは一例として30度となっている。但し、この分割角度θは30度に制限されるものではなく、例えば、0<θ<90°の範囲内で、所望の電子線量分布が得られる角度で分割角度θを選定すれば良い。また、分割角度θは、Y方向に対する反時計回りの角度に代えてY方向に対する時計回りの角度であっても良い。ここで、第1の隙間σ1 は、換言すれば、非照射物22の搬送方向Xに対して、従来のように平行ではなく、角度αをもって斜めに形成されている。この角度αは、X方向とY方向とが互いに直交しているので、α=90°−θの関係にある。 The electrode pieces 24 a to 24 c are divided at an angle θ counterclockwise with respect to the Y direction so as to avoid the electron extraction hole 25 formed in the first extraction electrode 24. In this specification, this angle θ is referred to as a division angle θ. As an example, the division angle θ is 30 degrees. However, the division angle θ is not limited to 30 degrees. For example, the division angle θ may be selected within the range of 0 <θ <90 ° so that a desired electron dose distribution can be obtained. Further, the division angle θ may be a clockwise angle with respect to the Y direction instead of a counterclockwise angle with respect to the Y direction. Here, in other words, the first gap σ 1 is not parallel to the transport direction X of the non-irradiated object 22 as in the related art but is formed obliquely with an angle α. This angle α has a relationship of α = 90 ° −θ because the X direction and the Y direction are orthogonal to each other.

次に、第1引出し電極24を斜めに分割した場合におけるY方向の電子線量分布について説明する。   Next, the electron dose distribution in the Y direction when the first extraction electrode 24 is obliquely divided will be described.

図2に図示されるように、被照射物22に照射されるY方向の電子線量分布は、第1の隙間σ1 のY方向におけるほぼ中央Pに対応した被照射位置でピークとなるような凹凸が生じることが実験によって確かめられている(これは、図6(b)及び(c)からも理解できよう。)。ここで、「中央Pに対応した被照射位置」とは、中央Pから電子線10の引出し方向Zに延長した仮想線Lが被照射物22と交差する位置を意味する。このように、第1の隙間σ1 が斜めに形成されていることによって、各列ごとにY方向における電子線量の凹凸位置が異なる。より具体的に言えば、A列はB列〜D列のそれぞれと、B列はA列、C列およびD列と、C列は、A列、B列およびD列と、D列は、A〜C列のそれぞれと、電子線量の凹凸位置がそれぞれY方向に異なっている。従って、A列〜D列の全てを矢印Fで示すようにX方向に通過した被照射物22には、各列A〜Dの電子線量分布の凹凸が互いに重ね合わされることによって電子線量の分布が相殺される。その結果、図3に図示されるように、Y方向に実質的に均一となるように電子線10が被照射物22に照射されることとなる。これにより、Y方向における電子線量分布の均一性が悪化するというこの発明の課題を解決することができる。なお、被照射物22への電子線10の照射は、厳密に言えば、図3に図示されるようにY方向に完全に均一に電子線10が照射されるわけではなく、Y方向にほぼ均一に電子線10が照射されることとなる。 As shown in FIG. 2, the electron dose distribution in the Y direction irradiated on the irradiation object 22 has a peak at the irradiation position corresponding to approximately the center P in the Y direction of the first gap σ 1. It has been confirmed by experiments that unevenness is generated (this can also be understood from FIGS. 6B and 6C). Here, the “irradiated position corresponding to the center P” means a position where the virtual line L extending from the center P in the drawing direction Z of the electron beam 10 intersects the irradiated object 22. Thus, the unevenness | corrugation position of the electron dose in a Y direction differs for every row | line | column by forming 1st clearance gap (sigma) 1 diagonally. More specifically, the A column is each of the B column to the D column, the B column is the A column, the C column and the D column, the C column is the A column, the B column and the D column, and the D column is Each of the A to C rows and the uneven position of the electron dose are different in the Y direction. Therefore, the electron dose distribution is obtained by superimposing the unevenness of the electron dose distribution of each column A to D on the irradiated object 22 that has passed through all the columns A to D in the X direction as indicated by the arrow F. Is offset. As a result, as shown in FIG. 3, the irradiation object 22 is irradiated with the electron beam 10 so as to be substantially uniform in the Y direction. Thereby, the subject of this invention that the uniformity of the electron dose distribution in a Y direction deteriorates can be solved. Strictly speaking, the irradiation of the electron beam 10 onto the object 22 is not performed with the electron beam 10 completely and uniformly in the Y direction as shown in FIG. The electron beam 10 is uniformly irradiated.

更に、第1引出し電極24をY方向において複数の電極片24a〜24cに分割する構成をしているので、電極片24a〜24cの1枚当たりのY方向の伸びが小さい。また、フィラメント8からの輻射熱による第1引出し電極24の伸びを第1の隙間σ1 で吸収することができるので、第1引出し電極24の熱変形を抑制することもできる。 Further, since the first extraction electrode 24 is divided into a plurality of electrode pieces 24a to 24c in the Y direction, the elongation in the Y direction per electrode piece 24a to 24c is small. Further, since the extension of the first extraction electrode 24 due to the radiant heat from the filament 8 can be absorbed by the first gap σ 1 , thermal deformation of the first extraction electrode 24 can also be suppressed.

次に、引出し電極を2枚備えた電子線照射装置について、図4を参照しつつ説明する。   Next, an electron beam irradiation apparatus provided with two extraction electrodes will be described with reference to FIG.

この電子線照射装置における電子源6bでは、第2引出し電極26が第1引出し電極24のZ方向上流側に互いに間をあけて平行に配置されている。なお、いずれの引出し電極24、26も多数の電子引出し孔25、27をそれぞれ有している。また、両引出し電極24、26は、互いに電気的に同電位に結合されており、これらの引出し電極24、26には、前記のようにして引出し電圧Veおよび加速電圧Vaが印加される。   In the electron source 6b in this electron beam irradiation apparatus, the second extraction electrode 26 is disposed in parallel with the first extraction electrode 24 on the upstream side in the Z direction with a gap therebetween. Each of the extraction electrodes 24 and 26 has a number of electron extraction holes 25 and 27, respectively. The lead electrodes 24 and 26 are electrically coupled to each other at the same potential, and the lead voltage Ve and the acceleration voltage Va are applied to the lead electrodes 24 and 26 as described above.

第1引出し電極24は、図2に図示されたものと同様である。第2引出し電極26は、Z方向に第2引出し電極26を貫通する多数の電子引出し孔27が形成されているとともに、Y方向において複数(例えば四つ)の電極片26a〜26dに分割され、分離されている。この場合、電極片26a〜26dは同電位に結合されており、第2引出し電極26は電気的には全体としてみれば1枚の電極として働くこと、電極片26a〜26dはそれぞれX方向およびY方向のいずれに対しても交差する方向に第2の隙間σ2 が形成されていること、電子引出し孔27を回避するようにY方向に対する反時計回りの分割角度θが一例として30度となるように分割されていることのそれぞれについては第1引出し電極24と同様である。即ち、第2の隙間σ2 は、X方向およびY方向のいずれにも交差することとなる。但し、第2引出し電極26は、第1の隙間σ1 とY方向にずれた位置に(換言すれば、Z方向に第1の隙間σ1 と対応しない位置に)第2の隙間σ2 が形成される点において、第1引出し電極24と異なる。 The first extraction electrode 24 is the same as that shown in FIG. The second extraction electrode 26 is formed with a plurality of electron extraction holes 27 penetrating the second extraction electrode 26 in the Z direction, and is divided into a plurality of (for example, four) electrode pieces 26a to 26d in the Y direction. It is separated. In this case, the electrode pieces 26a to 26d are coupled to the same potential, and the second extraction electrode 26 functions as one electrode electrically as a whole, and the electrode pieces 26a to 26d are respectively in the X direction and the Y direction. The second gap σ 2 is formed in a direction intersecting any of the directions, and the counterclockwise division angle θ with respect to the Y direction is 30 degrees as an example so as to avoid the electron extraction hole 27. Each of the divisions is the same as that of the first extraction electrode 24. That is, the second gap σ 2 intersects both the X direction and the Y direction. However, the second lead-out electrode 26, (in other words, a position that does not correspond with the first gap sigma 1 in the Z direction) at a position shifted to the first gap sigma 1 and Y-direction second gap sigma 2 is It differs from the first extraction electrode 24 in that it is formed.

このように、Z方向に第1の隙間σ1 と第2の隙間σ2 とがY方向に互いにずれるように第1引出し電極24および第2引出し電極26をそれぞれ分割した場合、第1の隙間σ1 に対応する被照射位置における電子線量の凹凸と第2の隙間σ2 に対応する被照射位置における電子線量の凹凸とがY方向にずれることとなる。従って、引出し電極が2段配置された場合であっても、被照射物22がX方向に搬送されると、この被照射物22に対して照射された照射幅方向Yにおける電子線量がほぼ均一となる。また、この均一化の効果は、両隙間σ1 、σ2 を互いにY方向にずらさない場合に比べて大きい。これは、第1の隙間σ1 及び第2の隙間σ2 のそれぞれに対応する凹凸位置がY方向に互いにずれるからである。 As described above, when the first extraction electrode 24 and the second extraction electrode 26 are divided such that the first gap σ 1 and the second gap σ 2 are shifted from each other in the Y direction, the first gap The unevenness of the electron dose at the irradiated position corresponding to σ 1 and the unevenness of the electron dose at the irradiated position corresponding to the second gap σ 2 are shifted in the Y direction. Therefore, even when the extraction electrodes are arranged in two stages, when the irradiated object 22 is transported in the X direction, the electron dose in the irradiation width direction Y irradiated to the irradiated object 22 is substantially uniform. It becomes. Further, the effect of this equalization is greater than when both gaps σ 1 and σ 2 are not shifted in the Y direction. This is because the uneven positions corresponding to the first gap σ 1 and the second gap σ 2 are shifted from each other in the Y direction.

なお、本実施形態では引出し電極が1枚および2枚の電子源6a、6bを備えた電子線照射装置について説明したが、これらに限られるものではない。例えば、3枚の引出し電極を備えた電子源を備えた電子線照射装置についても、この発明を適用することができる。   In the present embodiment, the electron beam irradiation apparatus having one extraction electrode and two electron sources 6a and 6b has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to an electron beam irradiation apparatus including an electron source including three extraction electrodes.

また、電子線引出し方向最下流側の引出し電極とは、必ずしも引出し電極を複数枚備えた電子源を有する電子線照射装置に限られるものではなく、引出し電極が1枚の場合には、この引出し電極が電子線引出し方向最下流側の引出し電極となる。   In addition, the extraction electrode on the most downstream side in the electron beam extraction direction is not necessarily limited to an electron beam irradiation apparatus having an electron source having a plurality of extraction electrodes. The electrode becomes the extraction electrode on the most downstream side in the electron beam extraction direction.

また、本実施形態において、第1引出し電極24および第2引出し電極26の分割角度θがY方向に対して同じ角度となっているが、これに限られず、第1引出し電極24の分割角度と第2引出し電極26の分割角度とが異なっていても良い。更に、第1引出し電極24の分割角度がY方向に対して反時計回りの角度、第2引出し電極26の分割角度がY方向に対して時計回りの角度となっていても良く、又はその逆であっても良い。   In the present embodiment, the division angle θ of the first extraction electrode 24 and the second extraction electrode 26 is the same angle with respect to the Y direction. However, the present invention is not limited to this, and the division angle θ of the first extraction electrode 24 The division angle of the second extraction electrode 26 may be different. Furthermore, the division angle of the first extraction electrode 24 may be a counterclockwise angle with respect to the Y direction, and the division angle of the second extraction electrode 26 may be a clockwise angle with respect to the Y direction, or vice versa. It may be.

この発明に係る電子線照射装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the electron beam irradiation apparatus which concerns on this invention. 第1引出し電極と被照射物との位置関係を表す概略平面図及び被照射物の被照射位置における電子線量分布の概略例を示す図である。It is a figure which shows the schematic plan view showing the positional relationship of a 1st extraction electrode, and a to-be-irradiated object, and the schematic example of the electron dose distribution in the to-be-irradiated position of a to-be-irradiated object. 照射幅方向の位置と非照射物に照射された電子線量との関係を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the relationship between the position of an irradiation width direction, and the electron dose irradiated to the non-irradiated object. 2枚の引出し電極を備えるこの発明に係る電子線照射装置における電子源6bの斜視図と、この場合における一部の電子線量分布とを示した概略図である。It is the schematic which showed the perspective view of the electron source 6b in the electron beam irradiation apparatus which concerns on this invention provided with two extraction electrodes, and the one part electron dose distribution in this case. 従来の電子源を備える電子線照射装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of an electron beam irradiation apparatus provided with the conventional electron source. (a)は引出し電極が分割され、分離された様子を示す概略平面図、(b)は照射幅方向における電子線の軌道の概略例を示す図、(c)は照射幅方向における電子線量の概略例を示す図である。(A) is a schematic plan view showing how the extraction electrode is divided and separated, (b) is a diagram showing a schematic example of an electron beam trajectory in the irradiation width direction, and (c) is an electron dose in the irradiation width direction. It is a figure which shows a schematic example. 2枚の引出し電極を有する電子源を備えた電子線照射装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the electron beam irradiation apparatus provided with the electron source which has two extraction electrodes.

符号の説明Explanation of symbols

2 真空容器
3 開口部
4 シールド電極
5 開口部
6 電子源
6a〜b 電子源
8 フィラメント
10 電子線
12 引出し電極
14 引出し電極
14a 電極片
14b 電極片
16 引出し電極
18 引出し電極
20 窓箔
22 被照射物
24 第1引出し電極
24a〜24c 電極片
25 電子引出し孔
26 第2引出し電極
26a〜26c 電極片
27 電子引出し孔
Ve 引出し電圧
Va 加速電圧
σ0 隙間
σ1 第1の隙間
σ2 第2の隙間
θ 分割角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Vacuum container 3 Opening part 4 Shield electrode 5 Opening part 6 Electron source 6a-b Electron source 8 Filament 10 Electron beam 12 Extraction electrode 14 Extraction electrode 14a Electrode piece 14b Electrode piece 16 Extraction electrode 18 Extraction electrode 20 Window foil 22 Irradiation object 24 first extraction electrode 24a-24c electrode piece 25 electron extraction hole 26 second extraction electrode 26a-26c electrode piece 27 electron extraction hole Ve extraction voltage Va acceleration voltage σ 0 gap σ 1 first gap σ 2 second gap θ Dividing angle

Claims (2)

照射幅方向に対して交差する方向に搬送される被照射物に向けて電子線を照射する電子線照射装置であって、
電子を放出し、同一平面上かつ照射幅方向に並べて配置された複数のフィラメントと、 前記同一平面上に配置された複数のフィラメントに対して平行に配置され、前記フィラメントから放出された電子を電子線として引出す板状の引出し電極とを備え、
前記引出し電極は互いに同電位のものが電子線の引出し方向に1段以上配置されており、
電子線引出し方向最下流側の引出し電極が照射幅方向に複数の電極片に分割されるとともに、この複数の電極片のうち一の電極片とこれに隣接する他の電極片との間に照射幅方向及び被照射物が搬送される方向のいずれにも交差する方向に第1の隙間が形成されていることを特徴とする電子線照射装置。
An electron beam irradiation apparatus that irradiates an electron beam toward an object to be transported in a direction intersecting the irradiation width direction,
A plurality of filaments that emit electrons and are arranged on the same plane and arranged in the irradiation width direction are arranged in parallel to the plurality of filaments that are arranged on the same plane, and electrons emitted from the filaments are converted into electrons. It has a plate-like extraction electrode drawn out as a line,
The extraction electrodes having the same potential are arranged in one or more stages in the electron beam extraction direction,
The extraction electrode on the most downstream side in the electron beam extraction direction is divided into a plurality of electrode pieces in the irradiation width direction, and irradiation is performed between one electrode piece of the plurality of electrode pieces and another electrode piece adjacent thereto. An electron beam irradiation apparatus, wherein a first gap is formed in a direction intersecting both the width direction and the direction in which the irradiation object is conveyed.
前記引出し電極が少なくとも2段配置され、
最下流側の引出し電極よりも上流側の引出し電極が照射幅方向に複数の電極片に分割されるとともに、この複数の電極片のうち一の電極片とこれに隣接する他の電極片との間に照射幅方向及び被照射物が搬送される方向のいずれにも交差しかつ照射幅方向に前記第1の隙間とずれた位置に第2の隙間が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電子線照射装置。
The extraction electrodes are arranged in at least two stages;
An extraction electrode on the upstream side of the extraction electrode on the most downstream side is divided into a plurality of electrode pieces in the irradiation width direction, and one electrode piece of the plurality of electrode pieces and another electrode piece adjacent thereto are provided. A second gap is formed at a position that intersects both the irradiation width direction and the direction in which the irradiation object is conveyed and is displaced from the first gap in the irradiation width direction. Item 2. The electron beam irradiation apparatus according to Item 1.
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