周回集束型電子線照射装置

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【発明の名称】	周回集束型電子線照射装置
【発明者】	【氏名】小野勝弘
【要約】	【課題】解決しようとする課題は、極めて細い被照射体に電子線を照射して表面に塗布した樹脂の硬化処理等を行う場合に、電子線の被照射体への命中率を向上させて処理効率を高めることができる電子線照射装置を提供することである。【解決手段】本発明では、高真空状態に維持された真空領域内に設けられた陰極から放出された電子を、電子通過孔を有する陽極との間で加速して、前記の真空領域の外部に取り出す為の電子透過窓を透過させ、透過した電子を被照射体の周囲を周回させながら周回軌道の半径を小さくすることによって、多くの電子を被照射体に衝突させるようにしている。又、電子線透過窓における電子密度を小さくして電子線透過窓が過熱されるのを防止して信頼性を向上させている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】真空領域を構成する真空容器と、被照射体を通過させる為の被照射体通路と、前記の真空領域の中に在って電子を放出する陰極と、この陰極から放出された電子を加速する電子加速手段と、この加速された電子を前記の被照射体の周囲で周回させながら周回半径を小さくして前記の被照射体に衝突させる電子集中手段とを設けたことを特徴とする電子線照射装置。
【請求項２】前記の電子集中手段が前記の被照射体通路の中心軸に平行な方向に電子の速度を減衰させる機能を合わせ持っ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。
【請求項３】前記の被照射体通路が前記の真空容器を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項４】前記の電子加速手段によって加速された電子を透過させて前記の真空領域の外部に取り出す為の電子透過窓を、前記の電子加速手段と前記の電子集中手段の間に位置して設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項５】前記の陰極又は前記の電子透過窓又は前記の電子集中手段の少なくとも１つは前記の被照射体通路と同軸的に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項６】前記の被照射体通路は、前記の電子集中手段に入射する電子の進行方向に対して傾斜して設けられたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項７】前記の電子加速手段によって加速された電子を前記の電子透過窓の位置で小密度化する電子分散手段を有することを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項８】前記の電子加速手段と前記の電子集中手段との間に位置して、前記の被照射体通路よりも内径が大きい電子線照射室が前記の被照射体通路の途中に設けられたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項９】前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路に同軸的に設けられており、前記の陰極の方向に開口した磁極を有する磁石であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１０】前記の電子加速手段によって加速された電子の進行方向は、その延長線が前記の電子集中手段よりも前記の陰極に近い位置において前記の被照射体通路の中心軸と交わるように構成されたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１１】前記の電子加速手段は、前記の陰極と、この陰極に対して相対的に高電位に設定されており前記の被照射体通路と同軸的に設けられた貫通孔を有する陽極とを有して構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１２】前記の被照射体通路又は前記の電子線照射室の内面に鉄よりも原子番号が小さな材質で出来た電子吸収層が設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１３】前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路に沿った方向に傾斜して分布する磁束を生じることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１４】前記の陰極は前記の被照射体通路の周りに設けられた実質的に環状の構造であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１５】前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路の中心軸に平行な方向に電子を減速する第１の力と、前記の被照射体通路の中心軸に電子を向かわせる第２の力とを生じ、この第２の力が、電子が前記の被照射体通路の中心軸にいたるまで、電子の進行とともに大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１６】前記の加速された電子は、前記の被照射体通路の中心軸に対して周方向の速度成分を持って前記の電子透過窓に入射することを特徴とする請求項４から１５のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１７】前記の電子透過窓は前記の電子集中手段の影響が存在する位置に設けられたことを特徴とする請求項４から１６のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１８】前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路と同軸的に設けられた第１の環状の磁極と、この第１の環状の磁極と同軸的に設けられた第２の環状の磁極とを有しており、この第１の環状の磁極と第２の環状の磁極との開口は、電子を透過させる電子透過窓と対向していることを特徴とする請求項４から１７のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１９】前記第１の環状の磁極の内径は前記の電子透過窓の中心半径よりも小さいことを特徴とする請求項１８に記載の電子線照射装置。
【請求項２０】前記の陰極又は前記の陽極又は前記の電子透過窓のいずれかは、前記被照射体通路の中心軸の周りに、１個又は複数個に分割して構成されていることを特徴とする請求項請求項１から１９のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項２１】前記の被照射体通路内における被照射体の移動速度を検出する手段と、前記の電子透過窓で吸収された電子の量又は前記の電子透過窓を通過した電子の量を検出する手段とを有して構成されており、前記の被照射体の移動速度に応じて前記の陰極から放出される電子の量を制御するようになっていることを特徴とする請求項１から２０のいずれか１つに記載の電子線照射装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、細長い線状の物体の表面に塗布した樹脂の硬化、改質、架橋等を行うためにこれらの被照射体を回転することなく全周囲方向から多量の電子を被照射体に集中して照射する装置であって、特に、細長い被照射体に照射する電子線の照射密度を増して処理速度を大幅に増したことを特徴とする電子線照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子線照射装置は、公開特許公報、特開平１１－１９１９０号に記載されているように、固定されたドラム管状の真空容器の中に直線状の金属フィラメントを取付け、これを通電加熱することによって放出される熱電子を５００ＫＶ以下の電圧で加速し、薄い金属箔で出来た平板状の透過窓を透過させて、大気中にある被照射体に電子線を照射するようになっている。特開平１１－１９１９０号公開特許公報に記載の装置の概略の横断面図を図１９に示している。図１９において、１００１は真空容器であり、１００３は電子銃構造体であり、１００２は電子銃構体１００３等を支持するターミナルであり、１００４は陰極フィラメントであり、１００５はグリッドであり、１００６は電子を透過させる電子透過窓である。陰極フィラメント１００４から放出された電子がグリッド１００５に印加された電位差で加速され、更に電子透過窓１００６との間に印加された５００ＫＶ以下の電位差で加速されて電子透過窓１００６を透過する。透過した電子線Ｂ０１は照射室内にある被照射体１０１１に照射される。この装置は大型であり、電子線の照射方向が一定となっているのでシート状の被照射体に電子線を照射する場合には適するが、立体形状の物体に電子線を照射するのには適さない。このような場合には、例えば、特開平１１－１９１９０号公開特許公報に記載の装置では、図１９に示すように、立体構造体である被照射体１０１１は２本のワイヤ１００９、１０１０で回転させながら移動させられて前記の照射窓１００６を透過してきた電子線Ｂ０１が照射されるようになっている。このように被照射体を回転させながら移動させたり、特開平１０－２６８１００号公開特許公報に記載のように被照射体を傾斜面上で転がしたり、特開平１０－２６８０９９号公開特許公報に記載のように被照射体を裏返す機構を設けたり、特開平９－６８６００号公開特許公報に記載のように被照射体の周囲に反射板を置いて電子線を被写体の周囲に一様に照射する努力が払われている。上記の従来例はいずれの場合も装置が大型になり、立体形状の被照射体に全周囲方向から照射するのが難しいだけでなく、処理能率が悪いと言う問題があった。
【０００３】特に、被照射体が小型の物体である場合や細長い線状の物体である場合には、上記の例では被照射体の周囲に万遍無く高密度の電子線を照射するのは不可能に近い。又、照射される電子線の密度が大きく出来ないので、照射能率が極めて悪いと言う問題がある。細い線状の被照射体の照射処理速度を高める為には命中率が極めて低くなるので多量の電子線を被照射体に向かって入射させる必要がある。しかるに、真空中で発生した電子線を加速した後、真空容器の外部に取り出す為には真空の壁を形成しながら電子を通過させる電子透過窓を通過させる必要があり、この電子透過窓で電子が吸収されるのでここで発熱するだけでなく、透過した電子は大きく散乱される為に前記の線状の被照射体に入射する電子は１％以下の少量に過ぎない。このために、電子透過窓を不活性ガスなどを吹き付けたり、周囲のフレームを水冷したりして冷却しても前記の電子透過窓の中央が高温になりすぎて十分な量の電子線を線状の被照射体に照射することができなかった。このために、電子線照射装置の処理能力を高めることが出来なかった。
【０００４】例えば、前記の電子透過窓と１．５ｃｍ離れた位置にある直径が０．２ｍｍの線状の被照射体に電子線を照射する場合を考える。この場合、電子透過窓を通過した電子の０．４％程度が被照射体に照射されるに過ぎない。更に、１０μｍの厚みのチタニュームで出来た電子透過窓における電子の透過率は５０％程度であり、電子透過窓に入射する電子のエネルギーが１１０ＫｅＶで、入射する電流を３０ｍＡとすると電子透過窓において１６５０Ｗが吸収されることになり、電子透過窓の面積を２０ｃｍ^２とすると、入射パワー密度は１６５Ｗ／ｃｍ^２であり、これは許容値をはるかに超えており、電子透過窓が焼損する。しかるに、仮に照射できたとしても、この場合に被照射体に吸収される電流は６０μＡ程度に過ぎず、被照射体の処理速度は極めて低い状態に限定される。また、電子透過窓の面積を大きくして電子をその表面に均一に分散させた場合には細い被照射体に照射される電子の割合が更に小さくなるので被照射体に吸収される電流を増やす効果は極めて小さい。一方で、樹脂の硬化処理に電子線照射を採用して十分な量の電子線を照射すると樹脂と電子との反応により樹脂が瞬時に硬化する特性があるので、多量の電子線を集中して線状の被照射体に照射することによって処理能率を高めることができる電子線照射装置の実現が待望されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題は、細長い線状の形状を有する物体の表面に塗布した樹脂の硬化、改質、架橋等の処理を行うために電子線を照射する場合に、被照射体を回転することなく被照射体の周囲から被照射体に高密度の電子線を命中して照射することができる電子線照射装置を提供することである。特に、従来は線量不足の為に実現できなかった極めて細い被照射体への大線量電子線照射ができる様にして、十分に高速度の電子線照射処理ができる電子線照射装置を提供することである。真空領域と大気領域との境界を形成しつつ電子線を透過させる電子透過窓の温度上昇を防ぐとともに、電子透過窓によって散乱されて分布が広げられた電子線を前記の被照射体に集中して被照射体に命中させることによって被照射体に照射される電子の量を極端に増加して電子線処理能力を画期的に改善するとともに、前記の電子透過膜の過熱を防止して信頼性が高い電子線照射装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、高真空状態に維持された真空領域内に設けられた陰極から放出された電子を、電子通過孔を有する陽極との間で加速した後に、前記の真空領域の外部に取り出す為の電子透過窓を透過させ、透過した電子を被照射体の周囲で周回させながら周回半径を縮小させる電子集中手段を用いることにより、結果的に被照射体通路内を隈なくスキャンして極めて細い被照射体に電子を衝突させて、電子線の被照射体への命中率を極端に改善している。薄い金属で出来た電子透過窓を通過する時や、大気中を走行するときに電子は散乱するが、これらの散乱した電子も、電子集中手段を用いて強制的に周回させながら周回半径を縮小することによって被照射体通路内を横断してスキャンさせて、多量の電子を被照射体に衝突させられるようになっている。
【０００７】上記の電子集中手段の一つとして前記の被照射体通路と同軸的に配設した磁石用いることにより、被照射体通路に平行な磁束密度成分と被照射体通路の中心軸に向かう磁束密度成分とを有する空間を形成し、この空間に電子を走行させて、これらの磁束密度成分と電子との相互作用により、電子が走行するに従って強い回転力を受けるとともに被照射体通路の中心軸に近づくようになっている。従って、前記したように電子透過窓を通過する場合に散乱によって初期的に逆方向の回転力を与えられた電子も前記の磁束との相互作用で正方向に強制回転させられて半径を小さくするように運動させられる。
【０００８】前記の被照射体は例えば３０００ｍ／分の高速度で移動している場合でも、電子の走行速度ははるかに大きいので被照射体が少し移動する間に被照射体に衝突し、被照射体に均一に照射されることになる。電子がそれぞれ進行方向にばらばらの軌道をもって運動して被照射体に衝突する位置がずれていても、被照射体の軸方向の移動によって結果的に軸方向に平均化されるので電子線照射処理としては問題とならない。
【０００９】前記の電子透過窓においては電子の密度が小さくなるように予め均一に広がった電子分布になった状態で電子が前記の電子透過窓に入射され、電子透過窓を通過した後で被照射体に命中するように電子の軌道が電子集中手段によって強制されるようになっているので、電子透過窓の発熱が抑えられ、多量の電子が被照射体に照射されるようになっている。
【００１０】本発明の特許請求項１に係わる電子線照射装置は、真空領域を構成する真空容器と、被照射体を通過させる為の被照射体通路と、前記の真空領域の中に在って電子を放出する陰極と、この陰極から放出された電子を加速する電子加速手段と、この加速された電子を前記の被照射体の周囲で電子を周回させながら周回半径を小さくして前記の被照射体に衝突させる電子集中手段とを設けたことを特徴とするものである。これによって、電子が被照射体通路内を隈なくスキャンすることにより細い被照射体への命中率を飛躍的に向上させた電子線照射装置を実現できる。
【００１１】本発明の特許請求項２に係わる電子線照射装置は、特許請求項１に記載の装置において、前記の電子集中手段が前記の被照射体通路の中心軸と平行な方向に電子の速度を減衰させる機能を合わせ持っていることを特徴とするものである。これによって、前記の電子の周回半径を縮小させる効果が増大した電子線照射装置を実現できる。
【００１２】本発明の特許請求項３に係わる電子線照射装置は、特許請求項１又は２に記載の装置において、前記の被照射体通路が前記の真空容器を貫通して設けられていることを特徴とするものである。これによって、細くて極めて長い被照射体に全周方向から極めて効率良く電子線が照射され、且つ装置全体がコンパクトである電子線照射装置を実現させることができる。
【００１３】本発明の特許請求項４に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から３のいずれかに記載の装置において、前記の電子加速手段によって加速された電子を透過させて前記の真空領域の外部に取り出す為の電子透過窓を、前記の電子加速手段と前記の電子集中手段の間に位置して設けたことを特徴とするものである。これによって、電子が電子透過窓の近傍に至るまでは周回運動することなく移動し、電子透過窓を通過後に電子が前記の被照射体の周囲を螺旋状に周回しながら周回半径を小さくして被照射体に命中させられるようになっており、電子透過窓で散乱された電子も同様に被照射体に命中させられるようになった電子線照射装置を実現できる。この場合、被照射体は大気中で処理できるので取り扱い易いというメリットもある。電子透過窓の前記真空領域側の表面が前記の電子加速手段の一部を構成する場合も本発明に含まれる。
【００１４】本発明の特許請求項５に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から４のいずれかに記載の装置において、前記の陰極又は前記の電子透過窓又は前記の電子集中手段の少なくとも１つは前記の被照射体通路と同軸的に設けられていることを特徴とするものである。これによって、簡単な構造でありながら被照射体の周囲における電子線の均一度を高めた電子線照射装置を実現できる。
【００１５】本発明の特許請求項６に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から５のいずれかに記載の装置において、前記の被照射体通路は、前記の電子集中手段に入射する電子の進行方向に対して傾斜して設けられたことを特徴とするものである。これによって、加速された電子が前記の被照射体の中心軸に平行な速度成分と被照射体の中心軸に直交する速度成分の両方を有した状態で前記の電子集中手段に近づくので、電子が被照射体の中心軸に向かって移動する作用が増大した電子線照射装置を実現できる。前記の電子加速手段によって電子を加速した後で電子を偏向させることによって、前記の電子集中手段に入射する電子の進行方向を前記の被照射体通路に対して傾斜させた場合も本発明に含まれる。
【００１６】本発明の特許請求項７に係わる電子線照射装置は、特許請求項４から６のいずれかに記載の装置において、前記の電子加速手段によって加速された電子を前記の電子透過窓の位置で小密度化する電子分散手段を有することを特徴とするものである。これによって、電子透過窓における過熱を防止して信頼性を高めるとともに被照射体に命中する電子を増した電子線照射装置を実現することができる。
【００１７】本発明の特許請求項８に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から７のいずれかに記載の装置において、前記の電子加速手段と前記の電子集中手段との間に位置して、前記の被照射体通路よりも内径が大きい電子線照射室が前記の被照射体通路の途中に設けられたことを特徴とするものである。これによって、電子を前記の被照射体通路を隈なくスキャンさせることが出来、被照射体への電子の命中率を高め、特に、電子の軌道半径が一旦広がった電子も電子線照射室の壁に衝突することなく前記の電子集中手段によって集束されて被照射体に命中させることができる電子線照射装置を実現している。
【００１８】本発明の特許請求項９に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から８のいずれかに記載の装置において、前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路に同軸的に設けられており、前記の陰極の方向に開口した磁極を有する磁石であることを特徴とするものである。これによって、電子線を被照射体の周りを周回させながら被照射体に命中させる簡単な構造の電子集中手段を有する電子線照射装置を実現できる。
【００１９】本発明の特許請求項１０に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から９のいずれかに記載の装置において、前記の電子加速手段によって加速された電子の進行方向は、その延長線が前記の電子集中手段よりも前記の陰極に近い位置において前記の被照射体通路の中心軸と交わるように構成されたことを特徴とするものである。これによって、単純な構造でありながら、電子が進行するにつれて前記の被照射体通路の中心に集中する作用を増大させた電子線照射装置を実現できる。
【００２０】本発明の特許請求項１１に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から１０のいずれかに記載の装置において、前記の電子加速手段は、前記の陰極と、この陰極に対して相対的に高電位に設定されており前記の被照射体通路と同軸的に設けられた貫通孔を有する陽極とを有して構成されていることを特徴とするものである。これによって、被照射体の周囲における電子線の均一度を高めた電子線照射装置を実現できる。
【００２１】本発明の特許請求項１２に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から１１のいずれかに記載の装置において、前記の被照射体通路又は前記の電子線照射室の内面に鉄よりも原子番号が小さな材質で出来た電子吸収層が設けられていることを特徴とするものである。これによって、Ｘ線の発生を防止して、Ｘ線の影響を受けやすい被照射体に照射されるＸ線を減少した電子線照射装置を実現できる。また、Ｘ線の遮蔽が容易になって安価な装置となる。
【００２２】本発明の特許請求項１３に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から１２のいずれかに記載の装置において、前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路に沿った方向に傾斜して分布する磁束を生じることを特徴とするものである。これによって、前記の被照射体に平行な磁束密度成分とこれに垂直な磁束密度成分とが生じることになり、電子を被照射体の周囲で周回させながら周回半径を縮小させる効果を生じる電子線照射装置を実現できる。
【００２３】本発明の特許請求項１４に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から１３のいずれかに記載の装置において、前記の陰極は前記の被照射体通路の周りに設けられた実質的に環状の構造であることを特徴とするものである。これによって、被照射体の周囲における電子線の均一度を高めた単純な構造の電子線照射装置を実現できる。
【００２４】本発明の特許請求項１５に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から１４のいずれかに記載の装置において、前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路の中心軸に平行な方向に電子を減速する第１の力と、前記の被照射体通路の中心軸に電子を向かわせる第２の力とを生じ、この第２の力が、電子が前記の被照射体通路の中心軸に至まで、電子の進行とともに大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。これによって、電子を被照射体の周囲で周回させながら周回半径を縮小させ、電子を被照射体に命中させることができる電子線照射装置を実現できる。
【００２５】本発明の特許請求項１６に係わる電子線照射装置は、特許請求項４から１５のいずれかに記載の装置において、前記の加速された電子は、前記の被照射体通路の中心軸に対して周方向の速度成分を持って前記の電子透過窓に入射することを特徴とするものである。これによって、電子透過窓を透過してきた電子の内の発散する方向に移動する電子の数を減少させ、被照射体に命中する電子の量を増した、より好ましい電子線照射装置を実現することができる。
【００２６】本発明の特許請求項１７に係わる電子線照射装置は、特許請求項４から１６のいずれかに記載の装置において、前記の電子透過窓は前記の電子集中手段の影響が存在する位置に設けられたことを特徴とするものである。これによって、電子透過窓を透過してきた電子の内で発散する方向に移動する電子の数を減少させ、被照射体に命中する電子の量を増した電子線照射装置を実現することができる。
【００２７】本発明の特許請求項１８に係わる電子線照射装置は、特許請求項４から１７のいずれかに記載の装置において、前記の電子集中手段は、前記の被照射体通路と同軸的に設けられた第１の環状の磁極と、この第１の環状の磁極と同軸的に設けられた第２の環状の磁極とを有しており、この第１の環状の磁極と第２の環状の磁極との開口は、電子を透過させる電子透過窓と対向していることを特徴とするものである。これによって、前記の被照射体に平行な磁束密度成分とこれに垂直な磁束密度成分とが生じるとともに、これらの大きさは電子の進行とともに増大することになり、電子を被照射体の周囲で周回させながら周回半径を縮小させる効果を生じる、簡単な構造の電子線照射装置を実現することができる。
【００２８】本発明の特許請求項１９に係わる電子線照射装置は、特許請求項１８に記載の装置において、前記第１の環状の磁極の内径は前記の電子透過窓の中心半径よりも小さいことを特徴とするものである。これによって、電子を前記の被照射体通路を隈なくスキャンさせる効果が増大し、被照射体への電子の命中率を高めた電子線照射装置を実現できる。
【００２９】本発明の特許請求項２０に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から１９のいずれかに記載の装置において、前記の陰極又は前記の陽極又は前記の電子透過窓のいずれかは、前記被照射体通路の中心軸の周りに、１個又は複数個に分割して構成されていることを特徴とするものである。これによって、被照射体の周方向における電子線の分布の均一性がさほど重要視されない被照射体の処理に適し、製造が容易で安価な電子線照射装置を実現できる。
【００３０】本発明の特許請求項２１に係わる電子線照射装置は、特許請求項１から２０のいずれかに記載の装置において、前記の被照射体通路内における被照射体の移動速度を検出する手段と、前記の電子透過窓で吸収された電子の量又は前記の電子透過窓を通過した電子の量を検出する手段とを有して構成されており、前記の被照射体の移動速度に応じて前記の陰極から放出される電子の量を制御するようになっていることを特徴とするものである。これによって、被照射体の長手方向における電子照射密度の均一性が極めて高いことを必要とする電子線照射に適した電子線照射装置を実現できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である周回集束型電子線照射装置の縦断面図であり、図２は図１のＡＡ’における横断面図、図３は図１のＢＢ’における横断面図、図４は図１のＣＣ’における横断面図、図５は本発明の主要構成要素である電子集中手段としての電磁石の構造と磁束の分布の例を表す断面図、図６から図８までは本発明の原理を説明する原理図、図９から図１２までは本発明の作用を説明する為の電子の軌道を計算した結果を表す図面、図１３から図１７までは本発明の効果を表すグラフ、図１８は他の変形した実施形態を示す縦断面図、図１９は従来の電子線照射装置を示す横断面図である。同じ部分は同じ番号を付与している。簡略化の為に断面のハッチングは部分的に省略している。
【００３２】図１において、１は真空容器であり、排気管１６に接続された図示しない真空ポンプによって排気されて常時１０^－６～１０^－８Ｔｏｒｒ程度の真空度に保たれた真空空間１０１を形成している。真空空間１０１内において真空容器１の壁に絶縁筒１３が取り付けられており、絶縁筒１３の他端には環状の電子銃取付台１４が固定されている。電子銃取付台１４には環状の取付金具１７を介して環状の陰極２と環状の集束電極３が同軸状に取り付けられている。環状の陰極２はバリウム含浸型カソードであり、内部に取り付けられたヒーターによって加熱されて熱電子を放出する。環状の陰極２及び図示しないヒーター及び集束電極３には高電圧リード線１５からー１１０ＫＶ程度の負の高電圧が印加される。高電圧リード線１５は図示しない高電圧端子を介して外部の図示しない高電圧電源に接続されている。集束電極３は陰極１に対して正のバイアス電圧が印加され、このバイアス電圧は前記の高電圧電源によって可変でき、電子の分布状態を制御できるるようになっている。
【００３３】前記の陰極２に対向した位置に環状の電子通過孔４０１を形成する陽極構体４と陽極リング５が同軸状に設けられており、前記の陰極２と組み合わせて電子加速手段を形成している。陽極構体４の一部である平板部４０２は真空容器１の一部を形成している。陽極構体４の中心軸には、陽極構体４を貫通した状態で大気圧になった被照射体通路１０が設けられている。図１に示した陽極構体４の平板部４０２のＡＡ’における横断面図を図２に示している。図２に示すように、平板部４０２には放射状に設けられた多数の窪み４０５があり、その一部は前記の電子通過孔４０１と繋がっており電子通路４０６を形成している。前記の窪み４０５の間には隔壁４０７があり、機械的強度を保っている。窪み４０５の近傍には冷却水路４０３と４０４が設けられており、強制冷却されるようになっている。
【００３４】図１に示すように、前記の平板部４０２の表面に電子透過窓構体６が取り付けられている。電子透過窓構体６の中央には貫通した穴があり、被照射体通路１０の一部を形成している。前記の平板部４０２と電子透過窓構体６との間はＯ―リングなどによって気密に接続されている。電子透過窓構体６のＢＢ’における横断面図を図３に、ＣＣ’における横断面図を図４に示している。図３及び図４に示すように、電子透過窓構体６には多数の窪み６０１と、これと連通した部分を有する環状の溝６０２が設けられている。これらの近傍に環状の冷却水路６０３，６０４が設けられており、強制冷却されるようになっている。多数の窪み６０１の間には隔壁６０５があり、機械的強度を保つようになっている。図１に示すように、電子透過窓構体６の環状溝６０２の端部には環状の電子透過窓７が電子ビーム溶接等により気密に取り付けられており、真空容器の一部を形成して真空空間１０１を高真空状態に保っている。電子透過窓７は厚みが１０μｍ程度のチタニューム箔で出来ており、１１０ＫｅＶのエネルギーを持って入射した電子のおよそ５０％を透過することができる。
【００３５】電子透過窓７の外側にはアルミニューム等の原子番号が鉄よりも小さい材質で出来た照射室壁１１があり、前記の被照射体通路１０よりも大きな半径を有する照射室空間１１１を形成している。前記の電子透過窓７から一定距離離れた位置で照射室壁１１の外側に取り付けられた、電子集中手段としての電磁石８が設けられている。電磁石８は、被照射体通路１０と同軸的に設けられた環状の第１の磁極８０２と、これと同軸的に設けられており、第１の磁極８０２よりも大きな径を持った環状の第２の磁極８０１と、この間に巻かれたコイル８０３とを有しており、電子集中手段を構成している。第２の磁極８０１の先端部分には半径が小さい磁極８０４が設けられている。
【００３６】電磁石８の磁束８０５の分布の例を図５に示している。図５に示すように、前記の第１の磁極８０２、第２の磁極８０１の形状により、電子透過窓７に近い側にコーン状に広がった磁束分布を呈している。前記環状の陰極２の表面の中央を示す円と前記環状の電子通過孔４０１の中央を示す円とを結んでできるコーン状の面と前記の被照射体通路１０の中心線との交点９よりも電子透過窓７から遠い位置に最小の径を持つ曲線に沿って磁束は分布している。前記の第１の磁極８０２の内径は電子透過窓７の内径よりも小さくなっており、第２の磁極８０１の内径は電子透過窓７の外径よりも大きく成っている。
【００３７】図１に示すように、電磁石８の外側には遮蔽体１２が設けられており、Ｘ線の遮蔽をするとともに被照射体通路１０の一部を構成している。被照射体通路１０は装置全体を貫通しており、この内部に細長い被照射体１００が高速度で移動されるようになっている。被照射体１００が前記の照射室空間１１１を通過した時に多量の電子が細長い被照射体１００に集中して照射されるので、細長い被照射体１００が高速度で移動しても照射処理に必要な十分な照射線量を得ることができる。以下において、電子透過窓７を透過した電子が被照射体通路１０内に集中される電子集中手段の作用について図６から図８を参照して述べる。
【００３８】被照射体通路１０の中心軸と同軸的に配設された環状の電子透過窓７を拡大して図６に模式的に示している。ここで、Ｚ軸は被照射体通路１０の中心軸と一致しており、図１の右側が正の座標になっており、Ｒ軸は半径方向を表している。図６に示すように任意の点の座標を円柱座標（ｒ、θ、ｚ）で表す。電子透過窓７上の点Ｐ（ｒ１、θ１、ｚ１）において、半径方向に角度φ_０だけＺ軸に対して傾斜して、真空領域に在る環状の溝６０２から電子が入射した場合を考える。入射した電子は電子透過窓７内でエネルギーを減少するとともに散乱されて図６に示すようＰ（ｒ１、θ１、ｚ１）とＺ軸を含む平面内、及びこれと直交する面の方向に立体的に分布した広い指向性を持った速度分布を有して電子透過窓７の外側の大気圧領域に進入する。
【００３９】図６の点Ｐ（ｒ１、θ１、ｚ１）とＺ軸を含む平面における断面図を図７－ａに、これと直角な方向の断面図を図７－ｂに示している。図７－ａの角度φ_１はＲＺ平面内における電子の散乱角度を示しており、半径方向散乱角と呼ぶ。図７－ｂにおける角度φ_２はＲＺ平面に垂直でＺ軸に平行な面内における電子の散乱角度を示しており、接線方向散乱角と呼ぶ。１１０ＫｅＶの運動エネルギーを持って初速度ｖ_ｉで角度φ_０だけ傾斜して電子透過窓７に入射した電子は、３０ＫｅＶ程度のエネルギーを減少されて透過した電子の初速度が幾分減少する。これをｖ_０とすると、透過電子のＲ，θ、Ｚ方向の速度成分ｖ_ｒ、ｖ_θ、ｖ_ｚは、それぞれ、ｖ_ｒ＝ｖ_０・ｓｉｎ（φ_１－φ_０）・ｃｏｓ（φ_２）、ｖ_θ＝―ｖ_０・ｃｏｓ（φ_１－φ_０）・ｓｉｎ（φ_２）、ｖ_ｚ＝ｖ_０・ｃｏｓ（φ_１－φ_０）・ｃｏｓ（φ_２）で表される。
【００４０】一方、環状の電子透過窓７の外側には電子集中手段としての前記の電磁石８が、その中心軸がＺ軸に一致するように設けられており、電子透過窓７の内側の近傍及び外側では図５に示すように半径方向の磁束密度成分Ｂ_ｒ，Ｚ軸方向の磁束密度成分Ｂ_ｚをもった磁束が存在するので、この領域に入った電子は概略ｅ（ｖ_ｚＢ_ｒ－ｖ_ｒＢ_ｚ）の回転力を与えられることになる。ここで、ｖ_ｚとｖ_ｒは電子のＺ方向速度成分とＲ方向速度成分を、ｅは素電荷をそれぞれ表している。電子が電磁石８に近づくに従って強い回転力を与えるように磁束密度の各成分Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの空間分布を与えておくと、電子は電磁石８に近づくにつれて強い正方向回転力を受けてＺ軸の周りで正方向に回転する。図８－ａには、正方向回転している電子が磁束密度成分、Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚによって受ける力の方向を模式的に示している。この場合には電子は正方向に回転しながらＺ軸方向に減速され、半径が縮小する方向に強く集束されることになる。図８－ｂには、負方向に回転している電子が磁束密度成分、Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚによって受ける力を示している。この場合には電子は負方向に回転しながらＺ軸方向に加速され、Ｒ軸の方向に発散されることになる。電子透過窓７を透過した直後の電子のθ方向速度ｖ_θが図７－ｂにおける負方向である場合には正方向回転が強調され、電子は強い集束作用を受けて図６の実線Ｂ１で示す軌道をたどってＺ軸に到達する。一方、初速度ｖ_θが図７－ｂにおける正方向である場合には初期的には負方向回転となるが、電子の進行とともに前記の磁束密度に起因する正方向回転力が電子の進行とともに大きくなり、電子は正方向回転を行うようになって集束作用を受けて図６の破線Ｂ２に示す軌道をたどってＺ軸に到達する。
【００４１】前記のように電子透過窓７によって接線方向散乱角φ_２をもって散乱されてｖ_θの初速度で逆回転させたれた電子も磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの影響で正方向回転させられるので強い集束力を受けることになり、電子透過窓７を透過した電子の大部分がＺ軸と交差することになる。半径方向散乱角φ_１をもって散乱され、Ｒ方向の速度成分ｖ_ｒを持って透過した電子は、速度成分ｖ_ｒ、ｖ_ｚと磁束密度成分Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの値が電子の軌道の違いによって異なるので、与えられる回転力が半径方向散乱角φ_１によって異なるが、多くの電子が前述の効果を受けて半径方向散乱角φ_１がゼロの場合と類似の軌道を描いて電子が移動することになる。これらの電子軌道をコンピュータで計算した結果の例を軸対称な断面図で図９、１０、１１、１２に示している。これらの図において、電極４及び５の形状の内で特性に影響しない部分は、計算の都合上図１の実施例と異なっているが電子の軌道には影響を与えていない。３０は等電位曲線を示している。図９は、－１１０ＫＶの電圧が印加された環状の陰極２から放出されて－１０８ＫＶが印加された集束電極３によって均一な電子密度をもって集束されて、環状の電子通路４０１を有し、接地電位に設定された陽極４、５とで形成された電子加速手段によって加速された電子ビーム２０が環状の電子透過窓７を透過して８０ＫｅＶの運動エネルギーをもって接線方向散乱角φ_２がー４０度、半径方向散乱角φ_１が０度で散乱された電子の軌道の例を示している。電子透過窓７を透過した直後に電子集中手段によって正方向回転してＺ軸に向かって強く集束しているとともにＺ軸方向に減速されていることが判る。図１０は、図９と同様に電子加速手段によって加速されて、環状の電子透過窓７を透過して８０ＫｅＶの運動エネルギーを持って接線方向散乱角φ_２が＋４０度、半径方向散乱角φ_１が０度で散乱された電子の軌道の例を示している。電子透過窓７を透過した直後に負方向回転してＲ軸方向に発散しながら移動し、途中で電子集中手段の影響で逆方向に回転してＺ軸に近づくように強く集束しているとともにＺ軸方向に減速されていることが判る。この場合にも電子は被照射体１００に衝突することになる。
【００４２】図１１には、電子透過窓７を透過後に半径方向散乱角φ_１が０度、接線方向散乱角φ_２が０度で散乱された電子の軌道を表しており、一部の電子は電子集中手段の集束作用を受けてＺ軸に交錯する軌道を移動するが、一部の電子は発散してＺ軸から遠ざかっていることがわかる。これは、磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの空間分布と電子の速度成分ｖ_ｒ、ｖ_ｚとの関係の違いによって生じる異差である。これらの電子は、電子集中手段の一部である前記第２の磁極８０１の半径を２０ｍｍ程度大きくすればＺ軸に交錯する軌道になることが判っている。図１２は、電子透過窓７を透過後に半径方向散乱角φ_１が＋６０度、接線方向散乱角φ_２が＋８０度で散乱された電子の軌道を表しており、電子集中手段としての電磁石による磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの分布の影響を受け難い軌道を通過している為にＺ軸と交差することなく発散していることがわかる。この場合も、電子集中手段の一部である前記第２の磁極８０１の半径を２０ｍｍ程度大きくすれば一部分の電子がＺ軸に交錯する軌道になることが判っている。図１２に示した軌道をもつ電子はごく一部であり、大部分の電子は電子透過窓７を通過した後で被照射体通路１０を周回しながら横断してＺ軸と交差する。従って、被照射体通路１０にある細長い被照射体１００に大部分の電子が衝突する。言い換えると、真空中で加速された電子が真空隔壁である電子透過窓７を透過して散乱されるにもかかわらず、大部分の電子が極めて細い被照射体１００に命中して照射されることになる。従って、以下に述べるように、電子線の照射効率が従来の５０倍以上に向上し、被照射体１００を従来の５０倍以上の高速で走行させて照射処理することが出来、処理能率を大幅に改善することができる。被照射体１００が被照射体通路１０内で半径方向に移動しても、電子は被照射体通路１０内を周回しながら横断しているので照射効率は低下することはない。又、電子透過窓７を透過した電子は大気中のガスによって散乱されるが、この領域では磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの影響下にあり上記と同様の作用で強力に集束されるので電子線の照射効率は殆んど低下しない。
【実施例】次に本発明の周回集束型電子線照射装置の作用及び効果について実施例を用いて説明する。図１の構造の周回集束型電子線照射装置において、外径３０ｍｍ、厚み１０μｍの環状電子透過窓７を透過した電子線の内、直径８ｍｍの被照射体通路１０を完全に横断する電子の割合を電子計算機で計算した結果を図１３から図１７に示している。図１３は、電子透過窓７を透過後に接線方向散乱角φ_２が－５０度、半径方向散乱角がφ_１だけ偏向されて出発した電子の内、被照射体通路１０の断面を完全に横断する電子数の百分率を、半径方向散乱角φ_１の関数として表している。これによると、電子の入射方向に対してー５０度から＋５０度だけ半径方向に散乱した電子は、被照射体１００がいくら細くても全ての電子が被照射体１００に衝突することを示している。半径方向散乱角φ_１が＋５０度よりも大きい場合にはＺ軸に交差しない電子が増えてくるが、これは、電子の軌道周辺の磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの分布が好ましくない為である。電磁石の直径を大きくするなどの改善によってこの状況は改善されることがわかっているが、本実施例で十分に大きな照射効率を得ている。
【００４３】図１４は、電子透過窓７を透過後に接線方向散乱角φ_２が－３０度、半径方向散乱角がφ_１だけ偏向されて出発した電子の内、被照射体通路１０の断面を完全に横断する電子数の百分率を、半径方向散乱角φ_１の関数として表している。これによると、電子の入射方向に対してー２０度から＋３０度だけ半径方向に散乱した電子は、被照射体１００がいくら細くても全ての電子が被照射体１００に衝突することを示している。同様に、図１５は、電子透過窓７を透過後に接線方向散乱角φ_２が０度、半径方向散乱角がφ_１で偏向されて出発した電子の内、被照射体通路１０の断面を完全に横断する電子数の百分率を、半径方向散乱角φ_１の関数として表している。同様に、図１６は、電子透過窓７を透過後に接線方向散乱角φ_２が＋２０度、半径方向散乱角がφ_１で偏向されて出発した電子の内、被照射体通路１０の断面を完全に横断する電子数の百分率を、半径方向散乱角φ_１の関数として表している。同様に、図１７は、電子透過窓７を透過後に接線方向散乱角φ_２が＋６０度、半径方向散乱角がφ_１で偏向されて出発した電子の内、被照射体通路１０の断面を完全に横断する電子数の百分率を、半径方向散乱角φ_１の関数として表している。これらの図から判るとおり、接線方向散乱角φ_２が小さいほど強く集束されて電子線照射効率が高いことが判る。図１７の場合には、ほぼ５０％の電子がＺ軸と交差するに過ぎない。
【００４４】上述のとおり、電子透過窓７で接線方向散乱角φ_２が負の大きな値で散乱された電子線は図８（ａ）の正方向の回転力を得る為に磁束から受ける集束力が大きいことが原因している。反対に、接線方向散乱角φ_２が正の大きな値で散乱された電子は図８（ｂ）の負方向の回転力を得る為に初期的に集束力が小さく、この間に磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚの分布が好ましくない領域に至ることが原因している。しかしながら、いずれの場合でも、半径方向散乱角φ_１がー４０度から＋５０度の範囲において被照射体通路１０を完全に横断する電子の数が５０％を下る事はない。図示していない他の場合においても同様の状態になっており、電子透過窓７を透過した電子の５０％以上の電子が高速度で周回しながら被照射体通路１０の断面を横断して、被照射体通路１０を通過する被照射体に必ず衝突する。つまり、被照射体がいくら細くても電子線の照射効率が５０％以上となる。
【００４５】前記の軌道計算の例では電子透過窓の外径は３０ｍｍ、内径は１０ｍｍの場合を示しているが、これらの径を大きくしても上述と同様又はより好ましい電子集束の状況が得られる。そこで、電子透過窓７は、厚みが１０μｍ、外径が５０ｍｍで内径１５ｍｍの環状薄膜であり、表面積は１７．８ｃｍ^２に電子が均一に広がって入射するの場合について述べる。このような薄膜に一般的に許容される電子入射密度は１０Ｗ／ｃｍ^２程度であるので、本実施例で許容される入力は１７８Ｗである。入射電子のエネルギーが１１０ＫｅＶである場合には、１．６ｍＡの電流に相当する。入射した電子のおよそ５０％が電子透過窓７で吸収され、残りのおよそ５０％程度が運動エネルギー８０ＫｅＶをもって透過する。上記のように、透過した電子の５０％以上が被照射体１００に照射されるので照射電流は０．４ｍＡ以上である。被照射体の断面積が４ｘ１０^－４ｃｍ^２であり、その密度が１．２ｇ／ｃｍ^３、被照射体の移動速度が２０００ｍ／分（＝３３３３ｃｍ／秒）、被照射体の効果処理に必要な線量が２０ｋＧｙ（＝２０Ｊ／ｇ）とすると、被照射体に照射すべき電子線のパワーは３２Ｗとなる。電子のエネルギーが８０ＫｅＶであるので必要な電流は０．４ｍＡでよいことになる。つまり、目的の電子線照射量を得られることを示している。更に処理能率を高める必要があれば、電子透過窓７の面積を大きくして電子透過窓７に入射する電子の分布を広げ、電子透過窓７における電子密度を小さくした状態で電子透過窓を透過させ、透過した電子を電子集中手段で被写体に命中させることによって容易に達成できる。電子の分布を広げることは、例えば電子分散手段としての集束電極３のバイアス電圧を高めることによって容易に実現できる。
【００４６】本実施例では、電磁石の起磁力は２０ＡＴ程度であるが、電磁石８の位置や形状に従って他の値であっても良い。電磁石８の磁極８０１の先端は電子透過窓７から１５ｍｍ離れた状態で同心状に取り付けられている。しかしながら、電磁石８の磁極８０１の先端を電子透過窓７から５ｍｍの位置まで近づけても、電磁石８の起磁力を１／４程度に減少すると同様の効果を得ることができる。電磁石８の磁極８０１の先端を電子透過窓７から２５ｍｍの位置まで遠ざけても、電磁石８の起磁力を増すことによって同様の効果が得られる。電磁石８を、第２の磁極８０１の先端と第１の磁極８０２の先端がＺ軸方向に同じ位置になるような構造にしても、第２の磁極８０１の先端が第１の磁極８０２の先端よりもＺ軸方向に沿って電子透過窓７から遠ざかる位置になるような構造にしても、第２の磁極８０１の径を大きくすれば第１の磁極８０２の近傍では図５と同様の磁束密度分布が得られ、上述と同様の効果が得られることがわかっている。しかしながら、電子透過窓７の位置で磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚが存在しない場合又は弱すぎる場合には散乱した電子線の十分な集束が得られず、電子線の照射効率を高めることは困難である。また、電子が進行するに従って磁束密度が大きくなっていることが照射効率を高める上で必要である。又、電子透過窓７の直前から磁束密度Ｂ_ｒ，Ｂ_ｚが存在するようにしておくと、電子が正方向に回転しながら周方向の速度成分を持った状態で電子透過窓７に入射するので電子透過窓７を透過後の指向性は正方向回転が増える方向に改善され、集束する電子のか数が増加する。
【００４７】上記の実施形態及び実施例では、電子銃は環状の陰極２を有しており、その中心軸は被照射体通路１０の中心軸と同心状に取り付けられているが、直径が４ｍｍ程度の円形の陰極を多数個環状に配列して構成しても良いことは勿論である。この場合には既存の陰極を採用できるメリットが生じる。電子銃の集束電極３も同様に多数個に分割されて配設されても良いことは勿論である。電子透過窓７も、多数に分割されたセグメントで環状に構成されていても良いことは勿論である。
【００４８】照射室空間１１１には図示しない不活性ガスの導入口があり、電子透過窓７に吹き付けて強制冷却するようになっている。電子透過窓７を透過した電子が照射室空間１１１の壁に衝突した場合にＸ線の発生を少なくする様にアルミニユームの様な原子番号が鉄よりも小さい物質で作られている。また、前記の被照射体通路内における被照射体の移動速度を検出する手段と、前記の電子透過窓で吸収された電子の量又は前記の電子透過窓を通過した電子の量を検出する手段とを有して装置を構成しておき、前記の被照射体の移動速度に応じて前記の陰極から放出される電子の量を制御するようにしておくと被照射体の長手方向の照射の均一度を高めることができる。
【００４９】次に、変形された実施形態について図１８を用いて説明する。図１８の実施形態の例では、電子銃は独立した２個が被照射体通路１０の中心軸に対して対称に設けられている。これらの電子銃は円形の小型カソード２－１、２－２と、独立の集束電極３－１、３－２を有して構成されており、それぞれの電子銃は支持金具１７－１、１７―２によって絶縁物で出来た図示しない高電圧端子に取り付けられている。それぞれの陰極２－１，２－１から放出された円形の断面を有する電子ビームは前述と同様にして加速されてそれぞれの軌道をたどって電子透過窓７に到達する。電子透過窓７は環状構造ではなく、独立した２個の円形の薄膜で構成されている。この電子透過窓７を透過した電子は前述と同様に電子集中手段としての磁石８の磁束によって周回しながら集束作用を受けるので細長い被照射体１００に効率良く照射される。この場合には、被照射体１００の周方向の電子線分布の均一性が低下するが、電子が周回運動を行うので周方向の均一性の劣化の程度はさほど大きくない。更に、2個の電子銃に独立した別個の高電圧電源から電圧を供給することにより、一方の動作が不安定になった場合でも他方が正常に作動するので装置の信頼性が向上する。又、どちらか一方の電子銃を省略しても好ましくはないが概ね類似の特性を得ることができる。
【００５０】本発明を実施形態及び実施例に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態及び実施例の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。例えば、電子透過窓７の外側を真空にした状態で被照射体１００に電子線を照射できることは勿論である。電子透過窓を省略した場合でも本発明を採用することにより被照射体への電子の集中効果が得られる。また、電子集中手段としての電磁石８は永久磁石でも良いことは勿論である。更に、図１８の実施形態において、電子銃の方向をＲＺ平面に垂直な方向に傾斜させることにより、電子透過窓を透過した電子の接線方向散乱角φ_２を改善することができる。電子集中手段は、複雑な構造になるが、複数個の磁石を組み合わせて構成しても、高電界を発生する電極と磁石とを組み合わせて構成しても実現できる。本発明は、細長い被照射体の電子線照射に適するが、前記の被照射体通路及びこれを取り巻く部分を大きくすることにより、太い立体形状の被照射体の全周方向から電子線を照射できる電子線照射装置を提供できることは当然である。前記の電子加速手段による加速エネルギーが５００ＫｅＶ以下の範囲で上記実施形態の例と異なった場合も本発明に含まれる。前記の被照射体が絶縁物のみで出来ている場合も導電性の材質を含む場合も本発明に含まれる。
【発明の効果】以上説明したように本発明の周回集束型電子線照射装置を採用すると、細長い形状の被照射体に効率良く電子線を照射することができ、従来不可能であった極細形状の被照射体に集中して十分な線量の電子線を照射するこが出来、照射効率を極端に高めた電子線照射装置を提供することができる。電子線透過窓を通過した電子の多くを被照射体に命中できるので、電子線透過窓に入射する電子の数を相対的に減少させることが出来、電子線透過窓の過度の発熱が防止されて信頼性が大幅に改善される。また、電子線透過窓の面積を小さくできるので装置全体が小さくなるだけでなく、電子は被照射体の周囲を周回しながら被照射体に衝突するので周方向における照射処理の均一性が向上する。

【出願人】	【識別番号】３９９１１６１０２【氏名又は名称】小野勝弘
【出願日】	平成１３年１月１６日（２００１．１．１６）
【代理人】
【公開番号】	特開２００２－２１４３９９（Ｐ２００２－２１４３９９Ａ）
【公開日】	平成１４年７月３１日（２００２．７．３１）
【出願番号】	特願２００１－７６８４（Ｐ２００１－７６８４）