JP2003270390A - 電子線照射装置 - Google Patents
電子線照射装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被照射物に対する電子線の照射幅の大小に拘
わらず、マスクで遮られて無駄になる電子線の量を減ら
して、電子線の利用効率の向上ひいては装置の電力損失
の低減を可能にする。 【解決手段】 この電子線照射装置は、マスク２２を動
かしてその開口幅ＷM を変化させるマスク駆動装置３６
と、被照射物２６に対する電子線６の照射幅ＷI、照射
線量Ｄおよび電子線６の加速電圧ＶA の設定値に基づい
て次の制御を行う機能を有する制御装置３０とを備えて
いる。（ａ）マスク駆動装置３６を制御して、マスクの
開口幅ＷM を、ＷM ≒ＷI を満たすように制御する機
能。（ｂ）走査電源２０を制御して、それから出力する
走査電流ＩS を、ＩS ＝Ｋ1 ・ＶA ・（ＷI ＋α）を満
たすように制御する機能。ここでＫ1 は定数、αは走査
余裕幅。（ｃ）フィラメント電源１６を制御して、フィ
ラメント４から発生させる電子線の電流ＩE を、ＩE ＝
Ｋ2 ・Ｄ・ＷI を満たすように制御する機能。ここでＫ
2 は定数。
わらず、マスクで遮られて無駄になる電子線の量を減ら
して、電子線の利用効率の向上ひいては装置の電力損失
の低減を可能にする。 【解決手段】 この電子線照射装置は、マスク２２を動
かしてその開口幅ＷM を変化させるマスク駆動装置３６
と、被照射物２６に対する電子線６の照射幅ＷI、照射
線量Ｄおよび電子線６の加速電圧ＶA の設定値に基づい
て次の制御を行う機能を有する制御装置３０とを備えて
いる。（ａ）マスク駆動装置３６を制御して、マスクの
開口幅ＷM を、ＷM ≒ＷI を満たすように制御する機
能。（ｂ）走査電源２０を制御して、それから出力する
走査電流ＩS を、ＩS ＝Ｋ1 ・ＶA ・（ＷI ＋α）を満
たすように制御する機能。ここでＫ1 は定数、αは走査
余裕幅。（ｃ）フィラメント電源１６を制御して、フィ
ラメント４から発生させる電子線の電流ＩE を、ＩE ＝
Ｋ2 ・Ｄ・ＷI を満たすように制御する機能。ここでＫ
2 は定数。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、被照射物の架
橋、重合、硬化、殺菌、改質等に用いられるものであっ
て、電子線を走査する走査型の電子線照射装置に関し、
より具体的には、被照射物に対する電子線の照射幅を決
定するマスクで遮られて無駄になる電子線の量を減らし
て、電子線の利用効率の向上ひいては装置の電力損失の
低減を可能にする手段に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の電子線照射装置の従来例を図２
に示す。この電子線照射装置は、電子線加速器２から射
出された電子線６を、マスク２２の開口部２４を通し
て、照射雰囲気（例えば大気）中にある被照射物２６に
照射する構成をしている。 【０００３】電子線加速器２は、この例では、電子線６
を発生させるフィラメント４と、この電子線６を加速す
る加速管８と、加速された電子線６を一定方向（これを
走査方向と呼ぶ）Ｙに往復走査する走査コイル１０と、
走査された電子線６を導く末広がりの走査管１２と、こ
の走査管１２の先端部に設けられていて走査管１２の内
外の雰囲気（内部は真空雰囲気、外部は前記照射雰囲
気）を分離すると共に電子線６を透過させる窓箔１４と
を備えている。この電子線加速器２の出力部（具体的に
は窓箔１４の部分）における電子線６の走査幅をＷS と
する。 【０００４】フィラメント４には、それを加熱して電子
線６を放出させる電力がフィラメント電源１６から供給
される。加速管８（およびフィラメント４）には、電子
線６の前記加速用の直流の加速電圧ＶA が加速電源１８
から印加される。走査コイル１０には、電子線６の前記
走査用の走査電流ＩS が走査電源２０から供給される。
走査電流ＩS は、三角波に近い波形をしている。 【０００５】電子線加速器２の出力部（具体的には窓箔
１４）と被照射物２６との間には、電子線加速器２から
射出された電子線６の走査方向Ｙの両端部を遮って、被
照射物２６に照射される電子線６の照射幅ＷI を決定す
る可動式のマスク２２が設けられている。 【０００６】このマスク２２は、矢印Ｈに示すように電
子線６の走査方向Ｙに沿って往復動可能な２枚のマスク
板２２ａから成り、その開口部２４の開口幅ＷM が可変
である。マスク２２は、物理的に電子線６を遮断して、
被照射物２６上において、（ａ）電子線６の照射領域の
形状を整形する、（ｂ）電子線６の照射領域と非照射領
域との境界を明確に分ける、等の目的で設けられてい
る。 【０００７】従来の電子線照射装置における上記走査幅
ＷS 、開口幅ＷM および照射幅ＷIの関係は、次式のと
おりである。 【０００８】 【数１】ＷM ≒ＷI 【０００９】 【数２】ＷS ＞ＷM 【００１０】被照射物２６は、例えば、電子線６の走査
方向Ｙと直交する方向（これを搬送方向と呼ぶ）Ｘに搬
送される。 【００１１】上記電子線照射装置において、被照射物２
６への電子線６の照射幅ＷI を変える場合、従来は、電
子線６の走査幅ＷS および電子線６の電流（これを電子
線電流と呼ぶ）ＩE は一定にしたままで、マスク２２の
開口幅ＷM を調整することによって、所望の照射幅ＷI
を実現していた。 【００１２】より具体的には、装置の停止中にマスク２
２を手動でスライドさせて、開口幅ＷM を調整してい
た。しかし照射幅ＷI を変える場合でも、走査電源２０
から走査コイル１０へ供給する走査電流ＩS （より具体
的にはその最大値）は一定にしていた。フィラメント４
から発生させる電子線電流ＩE も一定にしていた。 【００１３】但し、加速電圧ＶA は走査幅ＷS に影響を
及ぼすので、一定の走査幅ＷS を実現するためには、加
速電圧ＶA に応じて走査電流ＩS を変化させる必要があ
り、その走査電流ＩS の演算制御と、被照射物２６に対
する電子線６の照射線量Ｄに応じた電子線電流ＩE の演
算制御とを行うために、制御装置２８を用いていた。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
子線照射装置では、電子線６の走査幅ＷS は一定である
ので、取り得る最大の照射幅ＷI に対しても、前記数１
および数２の関係を満たして対応することができるだけ
の大きな走査幅ＷS を実現しておく必要がある。 【００１５】その結果、照射幅ＷI を小さくするほど、
電子線６がマスク２２で遮られて無駄になる領域Ｓ
1 （即ち無駄になる量）が大きくなり、電子線６の利用
効率が低下する。ひいては、装置で無駄な電力が消費さ
れることになり、装置の電力損失も大きくなる。 【００１６】そこでこの発明は、被照射物に対する電子
線の照射幅の大小に拘わらず、マスクで遮られて無駄に
なる電子線の量を減らして、電子線の利用効率の向上ひ
いては装置の電力損失の低減を可能にすることを主たる
目的とする。 【００１７】 【課題を解決するための手段】この発明の電子線照射装
置は、前記マスクを動かしてその開口幅ＷM を変化させ
るマスク駆動装置と、前記照射幅ＷI 、前記加速電圧Ｖ
A および前記被照射物に対する電子線の照射線量Ｄが設
定され、それらに基づいて次の（ａ）〜（ｃ）の制御を
行う制御機能を有する制御装置とを備えていることを特
徴としている。 【００１８】（ａ）前記マスク駆動装置を制御して、前
記マスクの開口幅ＷM を、実質的に次式を満たすように
制御する開口幅制御機能。 【００１９】 【数３】ＷM ≒ＷI 【００２０】（ｂ）前記走査電源を制御して、それから
出力する前記走査電流ＩS を、実質的に次式を満たすよ
うに制御する走査電流制御機能。ここで、Ｋ1 は加速電
圧Ｖ A に応じて定まる定数、αは所定の走査余裕幅。 【００２１】 【数４】ＩS ＝Ｋ1 ・ＶA ・（ＷI ＋α） 【００２２】（ｃ）前記フィラメント電源を制御して、
前記フィラメントから発生させる電子線の電流ＩE を、
実質的に次式を満たすように制御する電子線電流制御機
能。ここで、Ｋ2 は被照射物の搬送速度および装置の構
造に応じて定まる定数。 【００２３】 【数５】ＩE ＝Ｋ2 ・Ｄ・ＷI 【００２４】上記構成によれば、マスクの開口幅Ｗ
M は、数３に示すように、被照射物に対する電子線の照
射幅ＷI の設定値に応じたものに自動的に制御される。 【００２５】走査電源から出力する走査電流ＩS も、数
４に示すように、被照射物に対する電子線の照射幅ＷI
の設定値に応じたものに自動的に制御される。その結
果、電子線の走査幅ＷS も、照射幅ＷI に応じたものに
自動的に制御される。 【００２６】また仮に、走査電流ＩS （即ち走査幅
ＷS ）を照射幅ＷI に応じたものに変化させるだけであ
って、電子線電流ＩE を一定にしたままだと、走査幅Ｗ
S の変化に応じて電子線の密度が変化する（例えば、走
査幅ＷS が小になると電子線密度は大になる）ので、被
照射物に対する電子線の照射線量が変化してしまう。こ
れを防止するためにこの発明では、フィラメントから発
生させる電子線電流ＩE を、数５に示すように、被照射
物に対する電子線の照射幅ＷI の設定値に応じたものに
自動的に制御するようにしている。これによって、電子
線の照射幅ＷI ひいては走査幅ＷS を変化させても、所
定の照射線量Ｄを実現することができる。 【００２７】以上の結果、この発明によれば、被照射物
に対する電子線の照射幅の大小に拘わらず、マスクで遮
られて無駄になる電子線の量を減らすことができる。そ
の結果、電子線の利用効率の向上ひいては装置の電力損
失の低減が可能になる。しかもそれを、被照射物に対す
る照射線量を所定の値に保ったままで実現することがで
きる。 【００２８】 【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る電子線照
射装置の一例を示す図である。図２に示した従来例と同
一または相当する部分には同一符号を付し、以下におい
ては当該従来例との相違点を主に説明する。 【００２９】この電子線照射装置は、前記マスク２２を
動かしてその開口幅ＷM を変化させるマスク駆動装置３
６と、前記制御装置２８に代わる制御装置３０とを備え
ている。 【００３０】マスク駆動装置３６は、この例では、マス
ク２２を構成する前記２枚のマスク板２２ａをそれぞ
れ、前記矢印Ｈに沿う方向に往復駆動して開口部２４の
開口幅ＷM を変化させる二つのモータ３２と、両モータ
３２を駆動かつ制御するモータ制御器３４とを備えてい
る。両モータ３２は、例えばサーボモータである。モー
タ制御器３４は、具体的には、制御装置３０からの開口
幅ＷM の指令値を受けてそれを実現するように両モータ
３２を制御する。 【００３１】制御装置３０は、前記フィラメント電源１
６、走査電源２０およびマスク駆動装置３６（具体的に
はそのモータ制御器３４）を制御するものである。この
制御装置３０には、例えば外部から、前記被照射物２６
に対する電子線６の所望の照射幅ＷI 、前記加速電源１
８から加速管８に印加する所望の加速電圧ＶA および前
記被照射物２６に対する電子線６の所望の照射線量Ｄが
設定される。 【００３２】制御装置３０は、上記設定情報に基づい
て、次の（ａ）〜（ｃ）の制御を行う制御機能を有して
いる。 【００３３】（ａ）前記マスク駆動装置３６（具体的に
はそのモータ制御器３４）を制御して、前記マスク２２
の開口幅ＷM を、実質的に前記数３を満たすように制御
する開口幅制御機能。 【００３４】図１では、図示の都合上、ＷM ＜ＷI のよ
うに見えるけれども、実際の装置では、走査コイル１０
の中心部（即ち電子線６の走査の中心部。以下同じ）と
マスク２２との間の距離に比べて、マスク２２と被照射
物２６との間の距離は小さいので、マスク２２と被照射
物２６との間における電子線６の走査による広がりは小
さく、従って、前記数３を実質的に満たすようにマスク
２２を制御することで、設定された照射幅ＷI を実現す
ることができる。 【００３５】上記制御によって、マスク２２の開口幅Ｗ
M は、被照射物２６に対する電子線６の照射幅ＷI の設
定値に応じたものに自動的に制御される。 【００３６】（ｂ）前記走査電源２０を制御して、それ
から出力して走査コイル１０に供給する前記走査電流Ｉ
S を、実質的に前記数４を満たすように制御する走査電
流制御機能。 【００３７】より具体的には、走査電流ＩS は実際は三
角波に近い波形をしているので、当該走査電流ＩS の最
大値が前記数４を満たすように制御する。 【００３８】前記数４は、次の関係から導かれたもので
ある。即ち、電子線６の走査幅ＷSとマスク２２の開口
幅ＷM とは、次式を満たすように制御される。 【００３９】 【数６】ＷS ＝ＷM ＋α 【００４０】上記αは、マスク２２による電子線６の整
形を確実に行うために、電子線６をマスク２２の開口幅
ＷM よりも少し余分に走査する走査余裕幅であり、例え
ば５〜１０ｃｍ程度である。 【００４１】なお、図１では、図示の都合上、ＷS ＜Ｗ
M のように見えるけれども、実際の装置では、走査コイ
ル１０の中心部と窓箔１４との間の距離に比べて、窓箔
１４とマスク２２との間の距離は小さいので、窓箔１４
とマスク２２との間における電子線６の走査による広が
りは小さく、従って上記数６を満たすことで、電子線６
を開口幅ＷM よりも少し余分に走査することができる。 【００４２】一方、上記走査電流ＩS は、走査幅ＷS を
用いて表せば、次式を満たすように制御される。 【００４３】 【数７】ＩS ＝Ｋ1 ・ＶA ・ＷS 【００４４】上記Ｋ1 は、加速電圧ＶA に応じて定まる
定数である。つまり、加速電圧ＶAは走査幅ＷS に影響
を及ぼし、走査電流ＩS を一定とした場合、加速電圧Ｖ
A が大きくなると走査幅ＷS は小さくなる。換言すれ
ば、一定の走査幅ＷS を実現するためには、加速電圧Ｖ
A に応じて走査電流ＩS を変化させる必要がある。この
加速電圧ＶA および走査幅ＷS と走査電流ＩS との関係
は、加速電圧ＶA の所定の運転範囲内では、定数Ｋ1 で
比例関係に近似して表すことができる。この定数Ｋ1 の
値は、当該電子線照射装置について予め求めておくこと
ができ、それを例えば制御装置３０内に格納しておけば
良い。このような定数Ｋ1 を用いれば、走査電流ＩS を
数７のような単純な式で表すことができるので、制御装
置３０による走査電流ＩS の制御が簡単になる。 【００４５】前記数７に、数６および数３の関係を代入
して整理すると、前記数４の関係が得られる。 【００４６】上記制御によって、走査電源２０から出力
する走査電流ＩS の値も、被照射物２６に対する電子線
６の照射幅ＷI の設定値に応じたものに自動的に制御さ
れる。その結果、電子線６の走査幅ＷS も、照射幅ＷI
に応じたものに自動的に制御される。その結果、照射幅
ＷI および開口幅ＷM を変えても、マスク２２で遮られ
て無駄になる電子線６の領域Ｓ2 を小さくして、無駄に
なる電子線６の量を減らすことができる。 【００４７】（ｃ）前記フィラメント電源１６を制御し
て、前記フィラメント４から発生させる電子線の電流Ｉ
E を、実質的に前記数５を満たすように制御する電子線
電流制御機能。 【００４８】前記数５の定数Ｋ2 は、被照射物２６の搬
送速度および当該電子線照射装置の構造に応じて定まる
定数である。より具体的には、装置固有の定数をｋ、被
照射物２６の搬送速度をｖとすると、定数Ｋ2 は次式で
表される。 【００４９】 【数８】Ｋ2 ＝ｋ・ｖ 【００５０】上記のように、フィラメント４から発生さ
せる電子線電流ＩE を、被照射物２６に対する電子線６
の照射幅ＷI の設定値に応じたものに自動的に制御する
ことによって、電子線６の照射幅ＷI ひいては走査幅Ｗ
S を変化させても、所定の照射線量Ｄを実現することが
できる。 【００５１】以上の結果、この電子線照射装置によれ
ば、被照射物２６に対する電子線６の照射幅ＷI の大小
に拘わらず、マスク２２で遮られて無駄になる電子線６
の領域Ｓ2 を小さくして、無駄になる電子線６の量を減
らすことができる。その結果、電子線６の利用効率の向
上ひいては装置の電力損失の低減が可能になる。しかも
それを、被照射物２６に対する照射線量Ｄを所定の値に
保ったままで実現することができる。 【００５２】 【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、被照射
物に対する電子線の照射幅の大小に拘わらず、マスクで
遮られて無駄になる電子線の量を減らすことができる。
その結果、電子線の利用効率の向上ひいては装置の電力
損失の低減が可能になる。しかもそれを、被照射物に対
する照射線量を所定の値に保ったままで実現することが
できる。
橋、重合、硬化、殺菌、改質等に用いられるものであっ
て、電子線を走査する走査型の電子線照射装置に関し、
より具体的には、被照射物に対する電子線の照射幅を決
定するマスクで遮られて無駄になる電子線の量を減らし
て、電子線の利用効率の向上ひいては装置の電力損失の
低減を可能にする手段に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の電子線照射装置の従来例を図２
に示す。この電子線照射装置は、電子線加速器２から射
出された電子線６を、マスク２２の開口部２４を通し
て、照射雰囲気（例えば大気）中にある被照射物２６に
照射する構成をしている。 【０００３】電子線加速器２は、この例では、電子線６
を発生させるフィラメント４と、この電子線６を加速す
る加速管８と、加速された電子線６を一定方向（これを
走査方向と呼ぶ）Ｙに往復走査する走査コイル１０と、
走査された電子線６を導く末広がりの走査管１２と、こ
の走査管１２の先端部に設けられていて走査管１２の内
外の雰囲気（内部は真空雰囲気、外部は前記照射雰囲
気）を分離すると共に電子線６を透過させる窓箔１４と
を備えている。この電子線加速器２の出力部（具体的に
は窓箔１４の部分）における電子線６の走査幅をＷS と
する。 【０００４】フィラメント４には、それを加熱して電子
線６を放出させる電力がフィラメント電源１６から供給
される。加速管８（およびフィラメント４）には、電子
線６の前記加速用の直流の加速電圧ＶA が加速電源１８
から印加される。走査コイル１０には、電子線６の前記
走査用の走査電流ＩS が走査電源２０から供給される。
走査電流ＩS は、三角波に近い波形をしている。 【０００５】電子線加速器２の出力部（具体的には窓箔
１４）と被照射物２６との間には、電子線加速器２から
射出された電子線６の走査方向Ｙの両端部を遮って、被
照射物２６に照射される電子線６の照射幅ＷI を決定す
る可動式のマスク２２が設けられている。 【０００６】このマスク２２は、矢印Ｈに示すように電
子線６の走査方向Ｙに沿って往復動可能な２枚のマスク
板２２ａから成り、その開口部２４の開口幅ＷM が可変
である。マスク２２は、物理的に電子線６を遮断して、
被照射物２６上において、（ａ）電子線６の照射領域の
形状を整形する、（ｂ）電子線６の照射領域と非照射領
域との境界を明確に分ける、等の目的で設けられてい
る。 【０００７】従来の電子線照射装置における上記走査幅
ＷS 、開口幅ＷM および照射幅ＷIの関係は、次式のと
おりである。 【０００８】 【数１】ＷM ≒ＷI 【０００９】 【数２】ＷS ＞ＷM 【００１０】被照射物２６は、例えば、電子線６の走査
方向Ｙと直交する方向（これを搬送方向と呼ぶ）Ｘに搬
送される。 【００１１】上記電子線照射装置において、被照射物２
６への電子線６の照射幅ＷI を変える場合、従来は、電
子線６の走査幅ＷS および電子線６の電流（これを電子
線電流と呼ぶ）ＩE は一定にしたままで、マスク２２の
開口幅ＷM を調整することによって、所望の照射幅ＷI
を実現していた。 【００１２】より具体的には、装置の停止中にマスク２
２を手動でスライドさせて、開口幅ＷM を調整してい
た。しかし照射幅ＷI を変える場合でも、走査電源２０
から走査コイル１０へ供給する走査電流ＩS （より具体
的にはその最大値）は一定にしていた。フィラメント４
から発生させる電子線電流ＩE も一定にしていた。 【００１３】但し、加速電圧ＶA は走査幅ＷS に影響を
及ぼすので、一定の走査幅ＷS を実現するためには、加
速電圧ＶA に応じて走査電流ＩS を変化させる必要があ
り、その走査電流ＩS の演算制御と、被照射物２６に対
する電子線６の照射線量Ｄに応じた電子線電流ＩE の演
算制御とを行うために、制御装置２８を用いていた。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
子線照射装置では、電子線６の走査幅ＷS は一定である
ので、取り得る最大の照射幅ＷI に対しても、前記数１
および数２の関係を満たして対応することができるだけ
の大きな走査幅ＷS を実現しておく必要がある。 【００１５】その結果、照射幅ＷI を小さくするほど、
電子線６がマスク２２で遮られて無駄になる領域Ｓ
1 （即ち無駄になる量）が大きくなり、電子線６の利用
効率が低下する。ひいては、装置で無駄な電力が消費さ
れることになり、装置の電力損失も大きくなる。 【００１６】そこでこの発明は、被照射物に対する電子
線の照射幅の大小に拘わらず、マスクで遮られて無駄に
なる電子線の量を減らして、電子線の利用効率の向上ひ
いては装置の電力損失の低減を可能にすることを主たる
目的とする。 【００１７】 【課題を解決するための手段】この発明の電子線照射装
置は、前記マスクを動かしてその開口幅ＷM を変化させ
るマスク駆動装置と、前記照射幅ＷI 、前記加速電圧Ｖ
A および前記被照射物に対する電子線の照射線量Ｄが設
定され、それらに基づいて次の（ａ）〜（ｃ）の制御を
行う制御機能を有する制御装置とを備えていることを特
徴としている。 【００１８】（ａ）前記マスク駆動装置を制御して、前
記マスクの開口幅ＷM を、実質的に次式を満たすように
制御する開口幅制御機能。 【００１９】 【数３】ＷM ≒ＷI 【００２０】（ｂ）前記走査電源を制御して、それから
出力する前記走査電流ＩS を、実質的に次式を満たすよ
うに制御する走査電流制御機能。ここで、Ｋ1 は加速電
圧Ｖ A に応じて定まる定数、αは所定の走査余裕幅。 【００２１】 【数４】ＩS ＝Ｋ1 ・ＶA ・（ＷI ＋α） 【００２２】（ｃ）前記フィラメント電源を制御して、
前記フィラメントから発生させる電子線の電流ＩE を、
実質的に次式を満たすように制御する電子線電流制御機
能。ここで、Ｋ2 は被照射物の搬送速度および装置の構
造に応じて定まる定数。 【００２３】 【数５】ＩE ＝Ｋ2 ・Ｄ・ＷI 【００２４】上記構成によれば、マスクの開口幅Ｗ
M は、数３に示すように、被照射物に対する電子線の照
射幅ＷI の設定値に応じたものに自動的に制御される。 【００２５】走査電源から出力する走査電流ＩS も、数
４に示すように、被照射物に対する電子線の照射幅ＷI
の設定値に応じたものに自動的に制御される。その結
果、電子線の走査幅ＷS も、照射幅ＷI に応じたものに
自動的に制御される。 【００２６】また仮に、走査電流ＩS （即ち走査幅
ＷS ）を照射幅ＷI に応じたものに変化させるだけであ
って、電子線電流ＩE を一定にしたままだと、走査幅Ｗ
S の変化に応じて電子線の密度が変化する（例えば、走
査幅ＷS が小になると電子線密度は大になる）ので、被
照射物に対する電子線の照射線量が変化してしまう。こ
れを防止するためにこの発明では、フィラメントから発
生させる電子線電流ＩE を、数５に示すように、被照射
物に対する電子線の照射幅ＷI の設定値に応じたものに
自動的に制御するようにしている。これによって、電子
線の照射幅ＷI ひいては走査幅ＷS を変化させても、所
定の照射線量Ｄを実現することができる。 【００２７】以上の結果、この発明によれば、被照射物
に対する電子線の照射幅の大小に拘わらず、マスクで遮
られて無駄になる電子線の量を減らすことができる。そ
の結果、電子線の利用効率の向上ひいては装置の電力損
失の低減が可能になる。しかもそれを、被照射物に対す
る照射線量を所定の値に保ったままで実現することがで
きる。 【００２８】 【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る電子線照
射装置の一例を示す図である。図２に示した従来例と同
一または相当する部分には同一符号を付し、以下におい
ては当該従来例との相違点を主に説明する。 【００２９】この電子線照射装置は、前記マスク２２を
動かしてその開口幅ＷM を変化させるマスク駆動装置３
６と、前記制御装置２８に代わる制御装置３０とを備え
ている。 【００３０】マスク駆動装置３６は、この例では、マス
ク２２を構成する前記２枚のマスク板２２ａをそれぞ
れ、前記矢印Ｈに沿う方向に往復駆動して開口部２４の
開口幅ＷM を変化させる二つのモータ３２と、両モータ
３２を駆動かつ制御するモータ制御器３４とを備えてい
る。両モータ３２は、例えばサーボモータである。モー
タ制御器３４は、具体的には、制御装置３０からの開口
幅ＷM の指令値を受けてそれを実現するように両モータ
３２を制御する。 【００３１】制御装置３０は、前記フィラメント電源１
６、走査電源２０およびマスク駆動装置３６（具体的に
はそのモータ制御器３４）を制御するものである。この
制御装置３０には、例えば外部から、前記被照射物２６
に対する電子線６の所望の照射幅ＷI 、前記加速電源１
８から加速管８に印加する所望の加速電圧ＶA および前
記被照射物２６に対する電子線６の所望の照射線量Ｄが
設定される。 【００３２】制御装置３０は、上記設定情報に基づい
て、次の（ａ）〜（ｃ）の制御を行う制御機能を有して
いる。 【００３３】（ａ）前記マスク駆動装置３６（具体的に
はそのモータ制御器３４）を制御して、前記マスク２２
の開口幅ＷM を、実質的に前記数３を満たすように制御
する開口幅制御機能。 【００３４】図１では、図示の都合上、ＷM ＜ＷI のよ
うに見えるけれども、実際の装置では、走査コイル１０
の中心部（即ち電子線６の走査の中心部。以下同じ）と
マスク２２との間の距離に比べて、マスク２２と被照射
物２６との間の距離は小さいので、マスク２２と被照射
物２６との間における電子線６の走査による広がりは小
さく、従って、前記数３を実質的に満たすようにマスク
２２を制御することで、設定された照射幅ＷI を実現す
ることができる。 【００３５】上記制御によって、マスク２２の開口幅Ｗ
M は、被照射物２６に対する電子線６の照射幅ＷI の設
定値に応じたものに自動的に制御される。 【００３６】（ｂ）前記走査電源２０を制御して、それ
から出力して走査コイル１０に供給する前記走査電流Ｉ
S を、実質的に前記数４を満たすように制御する走査電
流制御機能。 【００３７】より具体的には、走査電流ＩS は実際は三
角波に近い波形をしているので、当該走査電流ＩS の最
大値が前記数４を満たすように制御する。 【００３８】前記数４は、次の関係から導かれたもので
ある。即ち、電子線６の走査幅ＷSとマスク２２の開口
幅ＷM とは、次式を満たすように制御される。 【００３９】 【数６】ＷS ＝ＷM ＋α 【００４０】上記αは、マスク２２による電子線６の整
形を確実に行うために、電子線６をマスク２２の開口幅
ＷM よりも少し余分に走査する走査余裕幅であり、例え
ば５〜１０ｃｍ程度である。 【００４１】なお、図１では、図示の都合上、ＷS ＜Ｗ
M のように見えるけれども、実際の装置では、走査コイ
ル１０の中心部と窓箔１４との間の距離に比べて、窓箔
１４とマスク２２との間の距離は小さいので、窓箔１４
とマスク２２との間における電子線６の走査による広が
りは小さく、従って上記数６を満たすことで、電子線６
を開口幅ＷM よりも少し余分に走査することができる。 【００４２】一方、上記走査電流ＩS は、走査幅ＷS を
用いて表せば、次式を満たすように制御される。 【００４３】 【数７】ＩS ＝Ｋ1 ・ＶA ・ＷS 【００４４】上記Ｋ1 は、加速電圧ＶA に応じて定まる
定数である。つまり、加速電圧ＶAは走査幅ＷS に影響
を及ぼし、走査電流ＩS を一定とした場合、加速電圧Ｖ
A が大きくなると走査幅ＷS は小さくなる。換言すれ
ば、一定の走査幅ＷS を実現するためには、加速電圧Ｖ
A に応じて走査電流ＩS を変化させる必要がある。この
加速電圧ＶA および走査幅ＷS と走査電流ＩS との関係
は、加速電圧ＶA の所定の運転範囲内では、定数Ｋ1 で
比例関係に近似して表すことができる。この定数Ｋ1 の
値は、当該電子線照射装置について予め求めておくこと
ができ、それを例えば制御装置３０内に格納しておけば
良い。このような定数Ｋ1 を用いれば、走査電流ＩS を
数７のような単純な式で表すことができるので、制御装
置３０による走査電流ＩS の制御が簡単になる。 【００４５】前記数７に、数６および数３の関係を代入
して整理すると、前記数４の関係が得られる。 【００４６】上記制御によって、走査電源２０から出力
する走査電流ＩS の値も、被照射物２６に対する電子線
６の照射幅ＷI の設定値に応じたものに自動的に制御さ
れる。その結果、電子線６の走査幅ＷS も、照射幅ＷI
に応じたものに自動的に制御される。その結果、照射幅
ＷI および開口幅ＷM を変えても、マスク２２で遮られ
て無駄になる電子線６の領域Ｓ2 を小さくして、無駄に
なる電子線６の量を減らすことができる。 【００４７】（ｃ）前記フィラメント電源１６を制御し
て、前記フィラメント４から発生させる電子線の電流Ｉ
E を、実質的に前記数５を満たすように制御する電子線
電流制御機能。 【００４８】前記数５の定数Ｋ2 は、被照射物２６の搬
送速度および当該電子線照射装置の構造に応じて定まる
定数である。より具体的には、装置固有の定数をｋ、被
照射物２６の搬送速度をｖとすると、定数Ｋ2 は次式で
表される。 【００４９】 【数８】Ｋ2 ＝ｋ・ｖ 【００５０】上記のように、フィラメント４から発生さ
せる電子線電流ＩE を、被照射物２６に対する電子線６
の照射幅ＷI の設定値に応じたものに自動的に制御する
ことによって、電子線６の照射幅ＷI ひいては走査幅Ｗ
S を変化させても、所定の照射線量Ｄを実現することが
できる。 【００５１】以上の結果、この電子線照射装置によれ
ば、被照射物２６に対する電子線６の照射幅ＷI の大小
に拘わらず、マスク２２で遮られて無駄になる電子線６
の領域Ｓ2 を小さくして、無駄になる電子線６の量を減
らすことができる。その結果、電子線６の利用効率の向
上ひいては装置の電力損失の低減が可能になる。しかも
それを、被照射物２６に対する照射線量Ｄを所定の値に
保ったままで実現することができる。 【００５２】 【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、被照射
物に対する電子線の照射幅の大小に拘わらず、マスクで
遮られて無駄になる電子線の量を減らすことができる。
その結果、電子線の利用効率の向上ひいては装置の電力
損失の低減が可能になる。しかもそれを、被照射物に対
する照射線量を所定の値に保ったままで実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電子線照射装置の一例を示す図
である。 【図２】従来の電子線照射装置の一例を示す図である。 【符号の説明】 ２ 電子線加速器 ４ フィラメント ６ 電子線 ８ 加速管 １０ 走査コイル １２ 走査管 １４ 窓箔 １６ フィラメント電源 １８ 加速電源 ２０ 走査電源 ２２ マスク ２６ 被照射物 ３０ 制御装置 ３６ マスク駆動装置
である。 【図２】従来の電子線照射装置の一例を示す図である。 【符号の説明】 ２ 電子線加速器 ４ フィラメント ６ 電子線 ８ 加速管 １０ 走査コイル １２ 走査管 １４ 窓箔 １６ フィラメント電源 １８ 加速電源 ２０ 走査電源 ２２ マスク ２６ 被照射物 ３０ 制御装置 ３６ マスク駆動装置
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電子線を発生させるフィラメントと、こ
のフィラメントを加熱するフィラメント電源と、前記フ
ィラメントで発生させた電子線を加速する加速管と、こ
の加速管に加速電圧ＶA を印加する加速電源と、前記加
速管で加速した電子線を走査する走査コイルと、この走
査コイルに走査電流ＩS を供給する走査電源と、前記走
査コイルで走査された電子線を導く末広がりの走査管
と、この走査管の先端部に設けられていて当該走査管の
内外の雰囲気を分離すると共に電子線を透過させる窓箔
と、この窓箔と被照射物との間に設けられていて被照射
物に照射される電子線の照射幅ＷI を決定する可動式の
マスクとを備える電子線照射装置において、 前記マスクを動かしてその開口幅ＷM を変化させるマス
ク駆動装置と、 前記照射幅ＷI 、前記加速電圧ＶA および前記被照射物
に対する電子線の照射線量Ｄが設定され、それらに基づ
いて次の（ａ）〜（ｃ）の制御を行う制御機能を有する
制御装置とを備えていることを特徴とする電子線照射装
置。 （ａ）前記マスク駆動装置を制御して、前記マスクの開
口幅ＷM を、実質的に次式を満たすように制御する開口
幅制御機能。 ＷM ≒ＷI （ｂ）前記走査電源を制御して、それから出力する前記
走査電流ＩS を、実質的に次式を満たすように制御する
走査電流制御機能。ここで、Ｋ1 は加速電圧Ｖ A に応じ
て定まる定数、αは所定の走査余裕幅。 ＩS ＝Ｋ1 ・ＶA ・（ＷI ＋α） （ｃ）前記フィラメント電源を制御して、前記フィラメ
ントから発生させる電子線の電流ＩE を、実質的に次式
を満たすように制御する電子線電流制御機能。ここで、
Ｋ2 は被照射物の搬送速度および装置の構造に応じて定
まる定数。 ＩE ＝Ｋ2 ・Ｄ・ＷI
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002069789A JP2003270390A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 電子線照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002069789A JP2003270390A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 電子線照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003270390A true JP2003270390A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29200530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002069789A Pending JP2003270390A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 電子線照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003270390A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010272336A (ja) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Kyoto Denkiki Kk | 電子線走査用電源装置 |
| JP2020127641A (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-27 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 電子線殺菌方法 |
-
2002
- 2002-03-14 JP JP2002069789A patent/JP2003270390A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010272336A (ja) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Kyoto Denkiki Kk | 電子線走査用電源装置 |
| JP2020127641A (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-27 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 電子線殺菌方法 |
| JP7071713B2 (ja) | 2019-02-08 | 2022-05-19 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 電子線殺菌方法 |
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