JP3529677B2 - 電子線照射装置 - Google Patents
電子線照射装置Info
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Description
で発生した電子を、窓箔が配設されたビーム取出窓より
大気中に取り出すようにされた電子線照射装置に係り、
特に、真空のプラズマチャンバ内で発生するプラズマ
が、カソードに衝突した時に発生する二次電子を加速し
て、窓箔が配設されたビーム取出窓より大気中に取り出
すようにされたワイヤイオンプラズマ(WIPL)型電
子線照射装置に用いるのに好適な、窓箔の寿命が改善さ
れた電子線照射装置に関する。
部を構成するプラズマチャンバ20内のプラズマワイヤ
22周辺で発生するプラズマPが、同じく真空チャンバ
10の残部を構成する主チャンバ12に配設された、高
電圧に印加されているカソード14に衝突した時に発生
する二次電子を加速して、窓箔36が配設されたビーム
取出窓30より大気中に取り出すようにされたWIPL
型の電子線照射装置が知られている。図において、16
はカソードカバー、18は、前記主チャンバ12と前記
プラズマチャンバ20の間に配設されたグリッド、32
は、前記プラズマチャンバ20の下部に設けられたフォ
イルサポート、34は、該フォイルサポート32に窓箔
36を固定するためのフォイルクランプ、40は、例え
ばコンベア、ローラ等により矢印A方向に搬送しながら
電子線が照射される、フィルム、紙等の被照射物であ
る。
バ10は、通常の運転状態で20mTorr程度のヘリウ
ムガスで満たされており、ハニカム状のグリッド14で
2室に分けられている。分けられた2室のうちグリッド
18及びビーム取出窓30で囲まれたプラズマチャンバ
20で、ヘリウムプラズマPが生成される。このプラズ
マチャンバ20で発生したヘリウムイオンは、グリッド
18から引き出され、更にカソード14に印加された負
の高電圧による電界によって加速される。加速されたヘ
リウムイオンは、カソード14の板表面に衝突し、1個
のヘリウムイオンについて10〜15個の電子が二次電
子放出される。これらの電子は、ヘリウムイオンが加速
されたと同時に、同じ領域で逆方向に加速される。加速
された電子は、ビーム取出窓30の窓箔36を通過し
て、真空チャンバ10の外部に取り出される。
カソードを使用しているので、従来の熱陰極方式と比較
して、フィラメント系を主チャンバに持たないため、同
一の出力又は照射線量を発生する装置と比較して、大幅
に大きさ及び重量を減少させることができるという特徴
を有する。
いて、電子を大気中に取り出すビーム取出窓30の窓箔
36には、大気圧力に耐え、且つ、電子が箔を通過する
時のエネルギ損失を極力小さくするという条件により、
厚さ十数μmのチタン膜が用いられている。
マの衝突によりカソード14が加熱され、輻射熱により
真空チャンバ10が加熱されるため、真空容器を構成す
る金属などの部品の表面から、水分が放出される。この
放出されたアウトガス中に含まれる水分が、プラズマチ
ャンバ20内で電離され、水素分子が発生する。する
と、チタンは水素吸蔵性が高いため、水素を吸着し、水
素脆化が進行して、チタン膜の寿命が短くなるという問
題点を有していた。
平7−20294には、比重が低く電子線は通し易いが
耐食性に問題があるアルミニウム膜を用いた窓箔の大気
側にチタンを真空蒸着することによって、150kV以
下の加速電圧で加速された低エネルギ電子線による表面
処理効率を向上することが記載されている。
ニウム合金膜を用いた窓箔の大気側をチタン膜で被覆
し、更に該チタン膜の大気側を硬質皮膜で被覆して、疵
入りや摩耗による腐食を防止することが記載されてい
る。
リウム、アルミニウム、チタン等の金属膜を用いた窓箔
の大気側の表面を、熱硬化性樹脂からなる樹脂薄膜で覆
うことにより、電子の透過効率を上げるため部材を薄く
することで不足する機械強度を高めることが記載されて
いる。
上に形成されるチタン膜や、その上に形成される硬質皮
膜、熱硬化性樹脂皮膜が、いずれも、プラズマが発生す
る真空側ではなく大気側に形成されていたため、プラズ
マにより発生した水素によるチタンの水素脆化を防止す
ることはできなかった。
くなされたもので、プラズマにより発生した水素による
脆化を防ぎ、窓箔の寿命を改善することを第1の課題と
する。
作成することを第2の課題とする。
マチャンバ内で発生するプラズマが、カソードに衝突し
た時に発生する二次電子を加速して、窓箔が配設された
ビーム取出窓より大気中に取り出すようにされた電子線
照射装置において、前記窓箔を形成するチタン膜の少な
くとも真空側に、酸化皮膜を形成することにより、前記
第1の課題を解決したものである。
形成して、大気中の酸素に対する保護膜としたものであ
る。
た電子を、窓箔が配設されたビーム取出窓より大気中に
取り出すようにされた電子線照射装置において、前記窓
箔を形成するチタン膜の少なくとも真空側に、熱処理に
よる酸化被膜を形成することにより、前記第2の課題を
達成したものである。
施形態を詳細に説明する。
の電子線照射装置において、図2に示す如く、窓箔36
を形成するチタン膜の真空側と大気側の両側に、加熱炉
による熱処理で酸化皮膜38を形成したものである。
mの純チタン膜に対して、加熱炉を用いて、処理温度6
00−650℃、処理時間1時間の熱処理することによ
り、厚さ1−2.5μmの酸化皮膜を形成することがで
きる。ここで、酸化皮膜の膜厚は、熱処理時の温度及び
処理時間に依存しており、発明者等の実験では、処理時
間1時間の場合の処理温度と膜厚の関係は図3に示す如
くであり、処理温度600℃の場合の処理時間と膜厚の
関係は図4に示す如くであった。
十オングストローム厚の酸化皮膜(不働態皮膜)が形成
されるが、本発明では、大気中で加熱して酸化すること
により、皮膜を、より厚く、安定したものにしている。
処理温度を600〜650℃とすることによって、半径
の小さい水素イオンも通り難い、緻密な皮膜を形成する
ことができる。
の物性値(引張強度及びヤング率)は、図5に示すよう
に変化する。酸化皮膜が厚いほど、水素吸着防止には効
果があるが、純チタンの物性値から大きく外れる可能性
があるため、酸化膜厚は、最大2.5μmとすることが
望ましい。
膜を、加熱炉内でチタン膜の両側に形成することで、真
空側に生成した酸化皮膜が、電子線照射装置内部で発生
する水素に対して保護膜となり、チタン膜が水素脆化に
より劣化することが防止される。
膜は、大気中の酸素に対して保護膜となり、電子線照射
装置のビーム運転時に大気側のチタン膜が焼けて劣化す
るのが防止される。この大気側に形成した酸化皮膜は、
フィラメントによりカソードを加熱して熱電子を放出さ
せる、通常の熱電子型電子線照射装置に用いるチタン膜
の寿命改善にも有効である。
チタン膜の両側に酸化皮膜が形成されるが、他の方法で
酸化皮膜を形成することによって、真空側にのみ酸化皮
膜を形成することも可能である。
化皮膜により、チタン膜の水素吸収量を低減させ、水素
脆化による寿命劣化を防止することができる。
単で、コストが易く、処理時間も短い加熱炉による熱処
理によって、チタン膜の耐久性を高めることができる。
の寿命であったチタン膜を、本発明による酸化処理を施
すことによって、1500時間以上に改善できた。
線照射装置の要部構成を示す斜視図
示す拡大断面図
膜厚の関係の例を示す線図
を示す線図
る引張強度とヤング率を比較して示す図表
Claims (3)
- 【請求項1】真空のプラズマチャンバ内で発生するプラ
ズマが、カソードに衝突した時に発生する二次電子を加
速して、窓箔が配設されたビーム取出窓より大気中に取
り出すようにされた電子線照射装置において、 前記窓箔を形成するチタン膜の少なくとも真空側に、酸
化被膜を形成したことを特徴とする電子線照射装置。 - 【請求項2】請求項1において、前記チタン膜の大気側
にも酸化被膜を形成したことを特徴とする電子線照射装
置。 - 【請求項3】真空のチャンバ内で発生した電子を、窓箔
が配設されたビーム取出窓より大気中に取り出すように
された電子線照射装置において、 前記窓箔を形成するチタン膜の少なくとも真空側に、熱
処理による酸化被膜が形成されていることを特徴とする
電子線照射装置。
Priority Applications (1)
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JP28254899A JP3529677B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 電子線照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28254899A JP3529677B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 電子線照射装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001099999A JP2001099999A (ja) | 2001-04-13 |
JP3529677B2 true JP3529677B2 (ja) | 2004-05-24 |
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ID=17653916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN103229269B (zh) * | 2010-12-02 | 2016-09-07 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 | 电子出射窗箔 |
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-
1999
- 1999-10-04 JP JP28254899A patent/JP3529677B2/ja not_active Expired - Fee Related
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