スロットを含む電子銃を備える電子ビーム照射装置
【課題】照射対象物に均一に分布する電子ビームを照射することができる電子ビーム照射装置およびその方法を提供する。
【解決手段】本発明の電子ビーム照射装置は、電子を発生させる電子発生器２４を備え、電子発生器２４が電子を発生させる少なくとも１つの電子源３０を収容するハウジング２６を有し、電子源３０が所定の幅を有し、ハウジング２６が、電子源３０から距離をあけて配置された電子透過領域３２を有し、電子透過領域３２がハウジング２６に形成され、電子源３０の所定の幅を横断する横断方向に延在する一連の狭く細長いスロットおよびリブを含み、電子源３０によって発生される電子を電子源３０の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、前記少なくとも１つの電子源に対して構成され、位置決めされている。
【解決手段】本発明の電子ビーム照射装置は、電子を発生させる電子発生器２４を備え、電子発生器２４が電子を発生させる少なくとも１つの電子源３０を収容するハウジング２６を有し、電子源３０が所定の幅を有し、ハウジング２６が、電子源３０から距離をあけて配置された電子透過領域３２を有し、電子透過領域３２がハウジング２６に形成され、電子源３０の所定の幅を横断する横断方向に延在する一連の狭く細長いスロットおよびリブを含み、電子源３０によって発生される電子を電子源３０の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、前記少なくとも１つの電子源に対して構成され、位置決めされている。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００８年５月２１日にファイルされた米国仮特許出願第６１／０５５，０２５号の優先権の利益を主張するものである。上記出願の教示内容全体を本明細書に組み込まれたものとする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、電子源の所定の幅を横断する一連のスロットを含む電子銃（電子発生器）を備える電子ビーム照射装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子ビーム照射装置は一般に、電子を発生させるための電子銃または電子発生器を含み、これが真空チャンバ内に配置されている。真空チャンバの一端には電子ビーム放射窓箔が設けられ、電子銃からの電子が電子銃と電子ビーム放射窓箔との間に加わる電圧によって加速されて、この電子ビーム放射窓箔を通過する。電子銃は、１本以上（２本など）の細長い線源であるフィラメントを収容するハウジングを含み、このフィラメントに電流が流れると電子が発生される。電子銃のハウジングには通常、フィラメントの下に小さな丸孔のグリッドパターンが形成され、この孔によってフィラメントで生成される電子は電子銃のハウジングから出て加速されて電子ビーム放射窓箔から放出される。一般に、各フィラメントから電子ビーム放射窓箔に達する電子は、フィラメントの狭く細長い形状に近似しているか、またその形状に相当するラインパターンで集束される。たとえば、２本の細長いフィラメントを有する電子銃からの電子の電子ビーム放射窓箔における一般的なラインパターンを図１に示す。図１では、２本のフィラメントに対応する２本の狭く細長いライン８に電子が集中しているのに対し、周辺領域９では電子の集中度が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、電子分布が高強度と低強度との電子スポットまたは領域のある不均一な状態になると、使用される全体の電子ビーム出力が制限される。また、電子ビーム照射装置が、照射対象となる製品の近くか、あるいは、電子を散乱する空気がほとんどないか、低い気圧または空気がまったくない真空雰囲気内で動作する場合、製品に到達する電子は場合によっては図１に示すパターンのままであり、照射が不均一になってしまう。本発明は、電子を発生させる電子発生器を備える電子ビーム照射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電子発生器は、電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容するハウジングを有する。少なくとも１つの電子源は、所定の幅を有する。電子発生器のハウジングは、電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように、少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有する。電子透過領域は、電子発生器のハウジング内に形成され、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在する狭く細長い一連のスロットおよびリブを含む。電子透過領域は、少なくとも１つの電子源によって発生される電子を電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、少なくとも１つの電子源に対して構成され、位置決めされる。
【０００６】
特定の実施形態では、電子源が細長い電子源である。スロットは、細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲、あるいは鋭角に角度付けされる。スロットの幅は約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）、リブの幅は約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）である。電子透過領域は、所定の細長い長さと所定の幅を有し、電子透過領域が長さ方向に長手軸心を有する。スロットは電子透過領域の長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされる。電子透過領域は、スロットの幅とリブの幅との比が約３対１から約６対１である。電子発生器のハウジングは、金属シートから形成され、平面部分を有し、電子透過領域は平面部分の内側に一体的形成されている。電子発生器は、電子ビーム放射窓を有する真空チャンバ内に配置され、電子を電子ビーム放射窓の外に加速するために電子ビーム放射窓から距離をあけて配置されている。電子透過領域のスロットおよびリブが、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に電子を拡散させるために、電子発生器のハウジングと電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを通って電子発生器のハウジングを貫通し、少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成できるように構成される。これは、電子を少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含む。支持板には、電子が通過できる一連の孔が設けられている。この孔は、２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている。いくつかの実施形態では、電子透過領域が、スロットの第１の列および第２の列を含むものであってもよく、ここで、第１の列のスロットが、第２の列のスロットに対して角度付けされている。
【０００８】
また、本発明は、電子ビーム放射窓を有する真空チャンバを含む電子ビーム照射装置を提供する。加速されて電子ビーム放射窓から出る電子を発生させる電子発生器が、真空チャンバ内に位置決めされ、電子ビーム放射窓から距離をあけて配置される。電子発生器は、電子を生成する少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する。少なくとも１つの電子源は所定の幅を有する。電子発生器のハウジングは、電子を電子発生器のハウジングから取り出せるよう少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有する。電子透過領域は、電子発生器のハウジングの平面状の金属シート部分に一体的形成され、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している、狭く細長い一連のスロットおよびリブを含む。電子透過領域のスロットおよびリブが、電子発生器のハウジングから電子が取り出される前に電子を少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるために、電子発生器のハウジングと電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを通って電子発生器のハウジングを貫通し、少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成できるように構成される。
【０００９】
特定の実施形態では、電子源が細長い電子源である。スロットは、細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けされている。あるいは鋭角に角度付けされてもよい。スロットは、約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）幅で形成され、リブは約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）幅で形成される。電子透過領域は細長い所定の長さと所定の幅を有し、長さ方向に長手軸心を有する。スロットは、長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされる。電子透過領域は、スロットの幅とリブの幅との比が約３対１から約６対１のものである。いくつかの実施形態では、電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含む。支持板には、電子が通過できる一連の孔が設けられていている。この孔は、２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている。いくつかの実施形態では、電子透過領域が、第１の列および第２の列のスロットを含み、ここで、第１の列のスロットが、第２の列のスロットに対して角度付けされている。
【００１０】
また、本発明は、電子ビーム照射装置で電子を分散させる方法を提供する。電子を電子発生器で発生し、電子発生器は電子を発生するための少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する。少なくとも１つの電子源は所定の幅を有する。電子発生器のハウジングは、電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように、少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有する。少なくとも１つの電子源によって発生される電子を電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、電子透過領域を少なくとも１つの電子源に対して構成し、位置決めする。電子透過領域は、電子発生器のハウジング内に形成され、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している狭く細長い一連のスロットおよびリブを含む。
【００１１】
特定の実施形態では、電子が細長い電子源で発生される。スロットは、細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けされている。あるいは鋭角に角度付けされてもよい。スロットは、約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）の幅で形成され、リブは約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）の幅で形成される。電子透過領域には細長い所定の長さと所定の幅を有し、電子透過領域は長さ方向に長手軸心を有する。スロットは、長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされる。電子透過領域は、スロットの幅とリブの幅との比が約３対１から約６対１に形成される。電子発生器のハウジングは平面部分を有し、金属シートから形成され、電子透過領域は平面部分の内側に一体的形成される。電子発生器は、電子ビーム放射窓を有する真空チャンバ内に配置され、電子ビーム放射窓から距離をあけて配置されている。電子発生器から取り出された電子は、電子ビーム放射窓の外に加速される。電子透過領域のスロットおよびリブについては、電子発生器のハウジングと電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを介して電子発生器のハウジングを貫通して、電子を少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含む。支持板には、電子が通過できる一連の孔が設けられている。この孔は、２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている。いくつかの実施形態では、電子透過領域が、スロットの第１の列および第２の列を含み、ここで、電子の軌道を整合させるように、第１の列のスロットが、第２の列のスロットに対して角度付けされている。いくつかの実施形態では、電子透過領域に、スロットの第１の列と第２の列が設けられ、ここで、第１の列のスロットが、第２の列のスロットに対して角度付けされている。
【００１３】
また、本発明は、電子ビーム照射装置によって製品に電子を照射する方法を提供する。電子は電子発生器で発生される。電子発生器は、電子を生成するための少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する。少なくとも１つの電子源は所定の幅を有する。電子発生器のハウジングは、電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように、少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有する。電子透過領域は、電子発生器のハウジング内に形成され、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している狭く細長い一連のスロットおよびリブを含む。電子透過領域は、少なくとも１つの電子源によって発生される電子を横断方向に拡散させるために、少なくとも１つの電子源に対して構成され、位置決めされる。製品および電子ビーム照射装置は、製品に電子を照射するために電子透過領域のスロットおよびリブに対して鋭角に角度付けされて相対的に移動される。
【００１４】
上記の本発明については、添付の図面に示したように本発明の実施形態のより具体的な説明から明らかになろう。異なる図において使用されている、同様の参照符号は同じ構成部を示す。図面は必ずしも縮尺どおりであるとはかぎらず、むしろ本発明の実施形態を例示するために強調されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術の電子ビーム照射装置の電子ビーム放射窓箔における長さ方向および幅方向の不均一な電子分布を示す図である。
【図２】本発明における電子ビーム照射装置の一実施形態の概略図である。
【図３】図２の電子ビーム照射装置の一部分の図である。
【図４】電子銃内の電子源の幅方向に関する電子の分散および軌道を示す概略図である。
【図５】電子源の長さ方向に関する、電子ビーム放射窓まで延在する電子の軌道を示す概略図である。
【図６】本発明における電子銃の実施形態のハウジング部分の斜視図である。
【図７】図６のハウジングの平面図である。
【図８】一実施形態における２つの細長い電子源に対するスロットの配置方向を示す概略図である。
【図９】電子銃のハウジング内の電子透過領域における横断スロットによって電子銃内に形成される電界分布による電子の拡散または分散を示す概略図である。
【図１０】電子銃内ならびに、電子銃と電子ビーム放射窓との間の等電位線を示す概略図である。
【図１１】電子の、電子源を横断する横断方向の分散を示す拡大概略図である。
【図１２】本発明の実施形態の電子ビーム放射窓箔における長さ方向および幅方向の均一に分散された電子分布を示す図である。
【図１３】分散された電子分布を示す電子ビーム放射窓の概略図である。
【図１４】電子ビーム放射窓箔の支持格子の一実施形態の平面図である。
【図１５】図１４の支持格子の側断面図である。
【図１６】電子銃のハウジング部分のもうひとつの実施形態の平面図である。
【図１７】電子銃のさらに別のスロット構成を示す平面図である。
【図１８】さらにもうひとつのスロット構成を示す図である。
【図１９】２本の細長い電子源に対するスロットの配置方向のもうひとつの実施形態を示す概略図である。
【図２０】本発明におけるもうひとつの実施形態の電子ビーム照射装置の断面図である。
【図２１】本発明におけるさらに別の実施形態の電子ビーム照射装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２および図３は、本発明における電子ビーム照射装置、装置またはデバイス１０の実施形態を示す。電子ビーム照射装置１０は、密封可能な真空チャンバ１２を有する。真空チャンバ１２はハウジング１２ａを有し、このハウジング１２ａの内部２２には、ハウジング１２ａの壁から距離をあけて配置された、電子を発生する電子銃または電子発生器２４が配置されている。電子銃２４は、電子銃または電子発生器のハウジングまたはエンクロージャ２６を含む。電子銃のハウジング２６は、このハウジング２６の内部２８に配置された１つ以上の電子源または部材３０を含み、包み込む、あるいは囲む。たとえば、図３には２つの電子源３０が図示されており、本明細書でもそれ自体について説明するが、２つ未満または３つ以上を用いてもよい。
【００１７】
従来技術において周知のように、電子源３０には、狭い幅または小さい直径のフィラメントなどの細長いライン電子源あるいは他の好適な細長いライン電子源が用いられる。電子発生電源１３からの電力が電子源３０に供給され、電子源３０から電子ｅ−が発生される。真空チャンバ１２は、電子ビーム放射窓箔１６を支持する、一連の孔２０が設けられた支持格子１８を有する電子ビーム放射窓１４を含む。電子ビーム放射窓１４は通常、矩形形状である。高電圧電源１１によって電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４との間に高い電位差が形成され、電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４との間に高電圧の電界２３（図１０）が生成されて、電子銃２４の電子源３０によって生成される電子が加速されて電子ビーム放射窓１４から外部の電子ビーム１５（図５）となって放出される。参照符号２３は、電界２３の等電位線を示している。
【００１８】
電子銃２４のハウジング２６は、電子源３０から距離をあけて配置された電子透過領域３２を有する。電子源３０は、各々長手軸心３１に沿って長手方向に延在している。長手軸心３１は、電子透過領域３２に対して平行であり、共通の面上にある。電子銃のハウジング２６および電子透過領域３２は、真空チャンバ１２の長手軸心である軸心Ａに沿って、電子ビーム放射窓１４から距離をあけて配置され、電子ビーム放射窓１４と整列配置されている。図４に示すように、電子銃のハウジング２６および電子透過領域３２は、電子が電子透過領域３２に到達する前に、ひいては、電子ビーム放射窓１４に到達する前に、電子銃のハウジング２６内の電子源３０の直径すなわち幅ＷＥよりも幅広く電子源３０に対して横方向または横断方向に電子ｅ−を均一に分散させるよう構成される。
【００１９】
また、図５に示すように、電子は電子源３０の長手方向に均一に分散される。電子が電子ビーム放射窓１４に到達する前に、真空チャンバ１２内の内部の電子ビーム１５ａ（図４）がライン電子源３０を横断して電子を分散または拡散させることによって、より均一な電子分布を形成して、電子ビーム放射窓１４における最大出力または高強度のスポットを減少させ、これによって使用する全体の電子ビーム出力を大きくすることができる。さらに、大きな面積の電子ビーム放射窓１４を利用でき、電子透過率を最大化できる。電子ビーム放射窓を透過する電子ビーム出力を均一化することによって、極小の均一性を排除または低減することができる。電子銃２４は別途に電子を形成するための外部電源を付加せずに電子源３０からの電子を拡散できる。
【００２０】
電子源３０は、たとえば、５〜５０ワット（Ｗ）の電力を供給して加熱することによって自由電子を発生させるタングステンなどの好適な材料からなる細長いフィラメントであり、幅ＷＥすなわち直径が約０．００５〜０．０２０インチ（０．１２７〜０．５０８ｍｍ）であり、いくつかの実施形態では約０．００９インチ（０．２２９ｍｍ）である。また、電子源３０は、六ホウ化ランタンなどの他の好適な材料で作ることができ、上記以外の幅または直径を持つものであってもよい。電子ビーム放射窓箔１６は、金属または非金属箔でありチタン、アルミニウム、ベリリウム、ステンレス鋼、銅、金、銀、ダイヤモンド、セラミックまたはこれらの組み合わせであってもよい。電子ビーム放射窓箔の一般的な厚さは、約４〜１３ミクロン（μｍ）であればよく、たとえば７〜１０ミクロンであるが、印加電圧および材料に応じてこれよりも厚かったり薄かったりしてもよい。電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４との間の電位差は、１ＫＶ〜５００ＫＶの範囲であるが、これよりも高くまたは低くてもよく、一般的には、８０ＫＶ〜１５０ＫＶの範囲である。
【００２１】
図６〜図１１に示すように、電子透過領域３２は、電子源３０および軸心３１に対して横方向または横断方向に延在する一連の横方向または横断方向のスロット３２ａを含む。スロット３２ａは、電子透過領域３２を集合的に形成するよう並んで位置決めされ、長手軸心３１に平行な長手軸心２５に沿って延在している。スロット３２ａは、電子発生器のハウジング２６の平らで平面状の下側の底、軸心、端、周辺部分２６ａを一体的に含む平面であり、電子源３０と平行な平面に形成され、軸心Ａに対して中心合わせされている。結果的に、電子透過領域３２は、周辺部分２６ａおよび軸心２５に沿って平面状に延在している。
【００２２】
電子透過領域３２の横断スロット３２ａは、ハウジング２６の平らな平面部分２６ａで軸心２５に沿ってともに接近して並べられ、幅または横断方向の距離Ｄ、長さＬで延在するパターンで配置される。電子透過領域３２は、通常は矩形形状である。軸心３１に沿った電子源３０の長さは、電子透過領域３２の長さＬとほぼ同じであり、場合によっては、わずかに長い。電子透過領域３２を通ってハウジング２６から取り出される電子ビームは、概してスロット３２の長さＬおよび幅Ｄと整合または相当する長さと幅を有する。スロット３２ａは、狭いリブまたはウェブ３３で互いに分離されたシェブロンスロットであってもよい。スロット３２ａは、軸心２５および／または軸心３１ならびに電子源３０に対して鋭角αの角度をなし、多くの場合、３０°〜９０°の角度範囲になり、いくつかの実施形態では、４５°〜６０°の角度範囲になる。いくつかの実施形態では、３０°未満の角度を使用してもよい。リブ３３は、同じ角度αである。電子透過領域３２およびスロット３２ａは、各電子源３０または軸心３１を横断する横断方向の一方の側または他方の側で、横断方向または横断距離Ｘだけ幅ＷＥを超えてまたはこれを横断する横断方向に延在する（図８および図９）。
【００２３】
細長いフィラメントの下に一連の狭い丸孔を有する従来技術の電子銃では、フィラメントによって生成される電子のほとんどが、細長いフィラメントと整列配置された狭い孔を通り、狭い電子ビームとして集束することで、図１に示すように電子が狭いライン状幅に集中する。対照的に、横断スロット３２ａでは、電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４との間に高い電圧電界２３が、電子銃のハウジング２６、各スロット３２ａを貫通して電子銃のハウジング２６に漏洩または延在し、電子銃のハウジング２６内で距離すなわち深さｆ（図９）にわたって延在する横方向または横断方向の電界領域２９を作る。横方向または横断方向と同様に、電界領域は電子源３０または軸心３１に沿って延在し、電子源３０または軸心３１を囲む。参照符号２９は横断電界領域２９の等電位線を示す。
【００２４】
図９〜図１１に示されるように、横断電界領域２９の深さｆは、電子源３０の位置を越えて、距離すなわち高さｈにわたって電子銃のハウジング２６に延在する。これは、横断電界領域２９内に電子源３０を囲み、埋め込み、位置決めまたは存在させることができる。横断電界領域２９のサイズおよび強度は、スロット３２ａおよびリブ３３のサイズまたは長さおよび幅によって最適化できる。一般に、電子銃２４の部分２６ａと電子ビーム放射窓１４との間に軸心Ａに沿って電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４の間にかかる電界２３の形状に干渉したり、妨げたりする構成はない。
【００２５】
図４、図９、図１１に示すように、横断電界領域２９は電子源３０よりも正の電位にあり、電子源３０および軸心３１に対して電子源３０から電子ｅ−を電子源３０の幅ＷＥより広く横断方向に拡散させるようにし、ハウジング２６を出るときに細いライン状幅に集まるのではなく均一な分布で分散させる。このような均一の分布または分散は、図１２のグラフで見られるように電子ビーム放射窓箔１６での電子３４の分布パターンが長さ方向と横方向の両方で均一に分布する。
【００２６】
図１３には、電子ビーム放射窓１４における、もうひとつの電子分布および電子３４の分布パターンが示されている。内部の電子ビーム１５ａとして電子銃のハウジング２６から取り出され、加速されて電子ビーム放射窓１４から取り出される電子が、このような横断方向に分散した状態であると、電子ビーム放射窓１４を出る電子ビーム１５も横断方向に分散する。均一な電子分布であるので、材料や製品が電子ビーム照射装置１０によって均一に照射される。
【００２７】
横断方向の電界領域２９内に電子源３０を位置決めすることで、電子源３０の周囲に電位ウエル３５（図９）を形成できる。電位ウエル３５は、電子源３０よりも正電位の領域であり、電位ウエル３５によって電子を最初に半径方向に各電子源３０から離れる方向に円形パターン、あるいはすべての方向に（図４および図１１）加速し、その後、電界２３の効果によって電子透過領域３２に向かわせる。このような初期の加速によって、電子を電子ハウジング２６から取り出して電子透過領域３２に達する前に、電子源３０に対して電子を横断方向に分散させる。電位ウエル３５が深くまたは大きくなるにつれて、電子が半径方向外側に移動して横断方向に拡散または分散する距離が大きくなる。電子透過領域３２および電界２３のより近くに位置決めされて高さｈが低い（図９）電子源３０ほど、遠くにある（高さｈがより高い）場合よりもより大きな電位ウエル３５になる。一般に、電子透過領域３２に近い横断方向の電界領域２９の強度は、離れた位置よりも強い。
【００２８】
図１１は、横断方向の電界領域２９の特定の場所が、電子銃のハウジング２６に対して１０Ｖ〜３０Ｖの範囲になる実際の電子銃のハウジング２６の内外の電界電位レベルの一例を示し、１０Ｖの場所のほうが電子透過領域３２およびスロット３２ａから離れており、電子銃のハウジング２６の外側の電界２３の電位は少なくとも１ＫＶである。電子源３０は、電子銃のハウジング２６に対して０〜２０Ｖ（ボルト）であればよい。他の実施形態では、図１０を参照すると、電子銃のハウジング２６内の横断方向の電界領域２９は、電子銃側のハウジング２６に対して約１０Ｖ〜５０Ｖの範囲の電位を有し、電子銃のハウジング２６外側の電界２３の電位は、電子銃のハウジング２６に対して約５〜１５０ＫＶの範囲である。さらに他の実施形態では、これらとは異なる。
【００２９】
スロット３２ａは、電子源３０まで、その周囲またはこれを超えて、十分に延在する横断方向の電界領域２９を形成し、かつ電子銃のハウジング２６から分散した電子の通路となる十分な開口である幅ＷＳと長さを有する。また、リブ３３は、電子銃２４のハウジング２６から取り出される電子の通路を妨げないように十分に薄く形成され、同時に、ともに十分に近付けて電子透過領域３２に均一の電圧領域を与えて、内部の電子ビーム１５ａである分散した電子を電子銃２４から電子ビーム放射窓１４まで均一に加速する。適切なスロット幅、リブ幅、スロットとリブの間隔またはスロットとリブの比によって、電子源３０、電子銃２４から取り出す電子透過領域３２を通る電子の通路、電子銃２４から電子ビーム放射窓１４への均一の加速、横断方向の電子の分散による横断方向の電界２９のサイズと強度の最適な組み合わせをすることができる。
【００３０】
スロット３２ａは、部分２６ａ内で一体的に平面状で軸心２５に沿って好適なスロット幅とリブの幅との好適な幅比にでき、ハウジング２６の平面状のシート部分２６ａ内に一体的に形成できる。結果として、電子透過領域３２を部分２６ａと同一平面にし、部分２６ａの内面および外面から突出していない状態にする。スロット３２ａは、たとえばＣＮＣ機（コンピュータ数値制御マシン）を用いるミリング、打ち抜き機によるスタンピング、ＥＤＭ（放電加工）または他の好適な方法などの機械加工で部分２６ａに形成される。一体的形成される電子透過領域３２は、部分２６ａの横方向に延在している同一平面で横方向から囲まれている。電子透過領域３２の一体的な構成によって、電子銃のハウジング２６の内部２８に形成される横断方向の電界領域２９が安定な形状となる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、電子銃のハウジング２６は、ともに組み立てられる２つ以上の要素から形成される。いくつかの実施形態では、ハウジング２６の部分２６ａは、ハウジング部分２７の一部であってもよい（図６および図７）。これは、円形であってもよいし、ほぼカップ状であり、金属シートで製造される。ハウジング部分２７は、電子銃２４の他の部品と組み立てるための一連の孔３８を含む。ハウジング２６の電子透過領域３２の長さＬおよび幅Ｄは、電子ビーム照射装置１０、電子ビーム放射窓１４のサイズならびに、電子源３０の長さ、個数、各電子源間の間隔に応じて変わる。たとえば、電子透過領域３２の長さＬは、図６および図７のいくつかの実施形態では、一般に長さ約５〜１０インチ（１２７から２５４ｍｍ）の範囲であり、例によっては、長さ約６と３／４インチ（１７１．４５ｍｍ）、約７と１／４インチ（１８４．１５ｍｍ）、約７と１／２インチ（１９０．５ｍｍ）であってもよい。
【００３２】
他の実施形態では、長さＬは５インチ（１２７ｍｍ）未満または１０インチ（２５４ｍｍ）を超えてもよい。２本の電子源３０またはフィラメントの電子透過領域３２の幅Ｄは一般に、約１と１／２〜２と１／２インチ（３８．１〜６３．５ｍｍ）幅であればよいが、約２インチ（５０．８ｍｍ）が一般的であり、一実施形態では約１．８インチ（４５．７２ｍｍ）である。電子が通過する電子透過領域３２の内部の電子ビーム１５ａの長さおよび幅は、ほぼ長さＬおよび幅Ｄに相当する寸法である。他の実施形態では、幅Ｄが１と１／２インチ（３８．１ｍｍ）未満および２と１／２インチ（６３．５ｍｍ）を超えてもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、スロット３２ａは、一般的に約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）であり、たとえば、０．１５６インチ（３．９６２ｍｍ）である一定または一貫した幅Ｗｓを有し、ピッチＰは、軸心２５に対して６０°の角度をなし、約１／４インチ（６．３５ｍｍ）、たとえば０．２２インチ（５．５８８ｍｍ）である。
【００３４】
いくつかの実施形態では、スロット３２ａの幅Ｗｓが１／８インチ（３．１７５ｍｍ）未満または３／１６インチ（４．７６３ｍｍ）を超え、６０°以外の他の角度αであってもよく、ピッチＰが１／４インチ（６．３５ｍｍ）を超えたり、これ未満であってもよい。スロット３２ａの長さは、実際の状況ならびに角度α次第で変わり、約１と１／２〜２インチ（３８．１〜５０．８ｍｍ）のことが多い。リブ３３も角度αをなしてもよく、スロット３２ａと互いに別個または離れている。リブ３３は、厚さ０．０３０インチ〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）の範囲になることが多く、いくつかの実施形態では、０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）未満または０．０４０インチ（１．０１６ｍｍ）を超えてもよい。リブ３３は、厚さが０．０３４（０．８６４ｍｍ）または０．０３５インチ（０．８８９ｍｍ）など、１インチの約１／３２（０．７９３ｍｍ）であってもよい。長手方向のピッチＰが０．２２インチ（５．５８８ｍｍ）で幅Ｗｓが０．１５６インチ（３．９６２ｍｍ）のスロット３２ａ間に位置決めされた厚さ０．０３４インチ（０．８６４ｍｍ０．７６２）のリブ３３の場合、電子透過領域３２は、スロット幅とリブ幅との比率が約４．５〜１であってもよい。
【００３５】
他の実施形態では、スロット幅とリブ幅との比が約３対１から約６対１の範囲である。電子透過領域３２の長さＬに応じて、たとえば、約３０〜４０本のスロット３２ａがあることが多く、たとえば、３３本または３５本のスロット３２ａがある。スロット３２ａの端は丸めてあってもよいし、電子透過領域３２はほぼ矩形形状のものにするように、電子透過領域３２の端付近のスロット３２ａは切り詰め、あるいは短くしてあってもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、電子透過領域３２は、約３／８〜約１／２インチ（９．５２５〜１２．７ｍｍ）の距離Ｘだけ電子源３０および軸心３１の直径または幅ＷＥに対して横断方向に延在可能であり、電子源３０は互いに約５／８〜約１インチ（約１７〜２４ｍｍ）だけ離れている。スロット３２ａがこのような距離Ｘだけ延在した状態で、電子を軸心３１のどちら側かに約３／８〜約１／２インチ（９．５２５〜１２．７ｍｍ）拡散させることができる。いくつかの実施形態では、電子が幅ＷＥに対してほぼ距離Ｘだけ横断方向に拡散するように、電子源３０は、厚さ０．００９インチ（０．２２９ｍｍ）などの細いフィラメントであってもよい。距離Ｘは、電子透過領域３２の幅Ｄ、電子源３０の個数、高さｈによって変わる。いくつかの実施形態では、電子源３０は、所望の電界強度であるか横断方向の所望の電子拡散状態である横断方向の電界領域２９の所望の場所内にくるように、約２〜１２ｍｍ（約．０８〜０．５インチ）の距離、例えば２、３、４、７、１０、１２ｍｍ（０．０８、０．１２、０．１６、０．２８、０．４、０．４７インチ）など、または高さｈだけ電子透過領域３２から離れていてもよい。一般的に、高さｈは２〜６ｍｍ、たとえば４ｍｍである。
【００３７】
図１４および図１５に示すように、電子ビーム放射窓１４の支持板１８は、銅または銅合金で形成され、電子銃２４から取り出した電子が通過して電子ビーム放射窓箔１６に達して、これを通ることができる丸い孔２０を縦横に並べた矩形格子を有するものであってもよい。支持板１８および電子ビーム放射窓箔１６はいずれも、形状が矩形であってもよい。孔２０は、図１５に示すように、電子ビームの軌道に整合して、効率的すなわち最適な透過率を達成するように、対向する端のそれぞれに向かって連続して徐々にすなわち少しずつ中心より外方向に角度をなしていてもよい。他の実施形態では、電子ビーム照射装置１０の支持板１８が、真っ直ぐな孔２０だけを含んでもよい。さらに他の実施形態では、支持板１８が、電子銃２４のスロット３２ａに対応するまたは整合するようにサイズが調整され、形状が決められ、位置決めし、向きを決められたスロット付きの孔を持つものであってもよい。たとえば、支持板１８の孔２０は、例えば、図７のスロット３２ａのようなパターンのある形状と向きであってもよい。
【００３８】
図１６は、ハウジング部分２７のもうひとつの実施形態を示す。電子透過領域３２は、二重シェブロンまたは角度付きのスロットパターン３６を形成すべく平行または横に並んで軸心２５の対向する側に延在する２つの列３６ａで配置または位置決めされるスロット３２ａを含む。２つの列３６ａのスロット３２ａは、互いに角度をなしてＶ字形のシェブロンパターンを形成する。各列３６ａのスロット３２ａは、軸心２５に対して鋭角αの角度をなし、これは、いくつかの実施形態では同じ角度をなし、その角度は約４５°である。スロット３２ａは、約１／４インチ（０．２７インチ（６．８５８ｍｍ）など）の軸心２５に沿って長手方向のピッチＰだけ離れている。スロット３２ａは、約１／８〜３／１６インチ（たとえば、０．１５６インチ（３．９６２ｍｍ））の幅Ｗｓを持つものであればよく、リブ３３は、約．０３０〜０．０４０インチまたは１／３２インチ（０．８６４ｍｍ）幅（たとえば０．０３４インチ）であればよい。電子透過領域３２の長さＬは約７と１／２インチ（１９０．５ｍｍ）であればよく、幅Ｄは約２インチ、たとえば１．８インチ（４５．７２ｍｍ）であればよい。各列３６ａの幅Ｄ１は、約３／４〜１インチ（１９．０５〜２５．４ｍｍ）幅、たとえば０．９インチ（２２．８６ｍｍ）である。
【００３９】
他の実施形態では、スロット３２ａ、リブ３３、角度αおよび電子透過領域３２の寸法は、たとえば上述したように変わる。図示し、説明するさまざまな電子透過領域３２の構成、寸法および角度は、電子ビーム照射装置１０のサイズならびに、電子源３０の長さまたはサイズに応じて変わることは理解できるであろう。図１７に示すように、もうひとつの実施形態において、電子透過領域３２は、中央でともに連結された２つのシェブロンまたは角度付きのスロットパターン３６を含み、各列３６ａのスロット３２ａはともに接続または連結されている。スロット３２ａは、端に向かって中心から外方向に角度をなしている。電子透過領域３２は、電子銃のハウジング２６の開口に取り付けられる矩形の金属シート内に一体的に形成される。この装置構成には、ここに開示されたスロット３２ａの他のパターンを用いることができる。
【００４０】
さらに別の実施形態における図１８に示すように、電子透過領域３２は、長手方向にともに接合され、それぞれの長手軸心２５ａおよび２５ｂに沿って位置決めされたスロット３２ａの２つの列、４２ａおよび４２ｂを有する。軸心２５ａおよび２５ｂは互いにずれており、各列４２ａおよび４２ｂの電子源３０も互いにずれている。いくつかの実施形態では、スロット３２ａは長さが約１と１／２インチ（３８．１ｍｍ）である。もうひとつの実施形態では、図１９に示すように、電子透過領域３２が、軸心２５に対して直角すなわち９０°に角度付けされたスロット３２ａのパターン４０を有する。
【００４１】
図２０に示すように、他のさまざまな構成の電子ビーム照射装置は、本発明の電子透過領域３２を含む。たとえば、電子ビーム照射装置５０は、電子ビーム照射装置５０の長手軸心Ｂに対して横方向すなわち垂直方向の軸心Ａに沿って電子銃２４と電子ビーム放射窓１４とが整列配置された装置であってもよい。図２１は、電子ビーム照射装置５５のもうひとつの実施形態を示し、移動中の製品またはウェブ（ｗｅｂ）５６を照射している状態で示されている。
【００４２】
いくつかの実施形態では、スロット３２ａの間のリブ３３によって、軸心２５に沿って電子銃のハウジング２６から出る電子に、わずかに間欠的な途切れが生じるが、ほとんどの状況下では、通常は十分な電子散乱または分散が起こり、結果として照射対象となる製品に電子が到達する前に、ほぼ均一な電子分布となる。しかしながら、電子ビーム照射装置が低い気圧または真空雰囲気および／または移動中の製品またはウェブ５６に近接して用いる場合、電子銃のハウジング２６に角度αで角度付けされたスロット３２ａを持つことで、リブ３３によって電子をマスキングする可能性があるか、あるいは電子ビーム放射窓１４の支持板１８にスロット３２ａの向きと整合する向きの電子ビーム放射窓１４のスロット２０がある実施形態では、均一の照射を保証するための対策として、スロット３２ａと製品とが平行移動ではなく、電子銃のハウジング２６に対して角度付けされたスロット３２ａに重なるように相対的に製品５６を移動させる。このように方向付けされた電子ビーム照射装置５５で移動中の製品またはウェブ５６に照射する。このような照射は、他の本発明における電子ビーム照射装置でも実施できる。
【００４３】
以上、一例としての実施形態を参照して本発明について具体的に図示して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を逸脱することなく形態および詳細にさまざまな変更をほどこし得ることは、当業者であれば理解できよう。
【００４４】
たとえば、電子源３０および電子透過領域３２を、軸心３１および２５に沿って延在するよう図示してあるが、他の実施形態では、電子源３０が、曲線、角度付きなどライン状以外の構成を有するものであってもよく、細長くない、または幅広であってもよい。このような状況では、生成された電子を分散させる電子透過領域３２もこれに対応した形状であり、電子ビーム放射窓１４も対応した形状にしておけばよい。また、電子透過領域３２を、電子源３０にほぼ整合する長さＬおよび幅Ｄを有するものとして図示してあるが、長さＬおよび幅Ｄを変更して成形分散パターン（ｓｈａｐｅｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ）を形成してもよいし、ライン形状でなくてもよい。電子透過領域３２の実施形態については、金属シートに一体的形成された状態で図示してあるが、他の実施形態では、部品同士をともに製造または組み立てて電子透過領域を製造してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
２４ 電子発生器
１０ 電子ビーム照射装置
３０ 電子源
２６ 電子発生器のハウジング
３２ 電子透過領域
３２ａ スロット
３３ リブ
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００８年５月２１日にファイルされた米国仮特許出願第６１／０５５，０２５号の優先権の利益を主張するものである。上記出願の教示内容全体を本明細書に組み込まれたものとする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、電子源の所定の幅を横断する一連のスロットを含む電子銃（電子発生器）を備える電子ビーム照射装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子ビーム照射装置は一般に、電子を発生させるための電子銃または電子発生器を含み、これが真空チャンバ内に配置されている。真空チャンバの一端には電子ビーム放射窓箔が設けられ、電子銃からの電子が電子銃と電子ビーム放射窓箔との間に加わる電圧によって加速されて、この電子ビーム放射窓箔を通過する。電子銃は、１本以上（２本など）の細長い線源であるフィラメントを収容するハウジングを含み、このフィラメントに電流が流れると電子が発生される。電子銃のハウジングには通常、フィラメントの下に小さな丸孔のグリッドパターンが形成され、この孔によってフィラメントで生成される電子は電子銃のハウジングから出て加速されて電子ビーム放射窓箔から放出される。一般に、各フィラメントから電子ビーム放射窓箔に達する電子は、フィラメントの狭く細長い形状に近似しているか、またその形状に相当するラインパターンで集束される。たとえば、２本の細長いフィラメントを有する電子銃からの電子の電子ビーム放射窓箔における一般的なラインパターンを図１に示す。図１では、２本のフィラメントに対応する２本の狭く細長いライン８に電子が集中しているのに対し、周辺領域９では電子の集中度が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、電子分布が高強度と低強度との電子スポットまたは領域のある不均一な状態になると、使用される全体の電子ビーム出力が制限される。また、電子ビーム照射装置が、照射対象となる製品の近くか、あるいは、電子を散乱する空気がほとんどないか、低い気圧または空気がまったくない真空雰囲気内で動作する場合、製品に到達する電子は場合によっては図１に示すパターンのままであり、照射が不均一になってしまう。本発明は、電子を発生させる電子発生器を備える電子ビーム照射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電子発生器は、電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容するハウジングを有する。少なくとも１つの電子源は、所定の幅を有する。電子発生器のハウジングは、電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように、少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有する。電子透過領域は、電子発生器のハウジング内に形成され、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在する狭く細長い一連のスロットおよびリブを含む。電子透過領域は、少なくとも１つの電子源によって発生される電子を電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、少なくとも１つの電子源に対して構成され、位置決めされる。
【０００６】
特定の実施形態では、電子源が細長い電子源である。スロットは、細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲、あるいは鋭角に角度付けされる。スロットの幅は約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）、リブの幅は約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）である。電子透過領域は、所定の細長い長さと所定の幅を有し、電子透過領域が長さ方向に長手軸心を有する。スロットは電子透過領域の長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされる。電子透過領域は、スロットの幅とリブの幅との比が約３対１から約６対１である。電子発生器のハウジングは、金属シートから形成され、平面部分を有し、電子透過領域は平面部分の内側に一体的形成されている。電子発生器は、電子ビーム放射窓を有する真空チャンバ内に配置され、電子を電子ビーム放射窓の外に加速するために電子ビーム放射窓から距離をあけて配置されている。電子透過領域のスロットおよびリブが、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に電子を拡散させるために、電子発生器のハウジングと電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを通って電子発生器のハウジングを貫通し、少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成できるように構成される。これは、電子を少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含む。支持板には、電子が通過できる一連の孔が設けられている。この孔は、２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている。いくつかの実施形態では、電子透過領域が、スロットの第１の列および第２の列を含むものであってもよく、ここで、第１の列のスロットが、第２の列のスロットに対して角度付けされている。
【０００８】
また、本発明は、電子ビーム放射窓を有する真空チャンバを含む電子ビーム照射装置を提供する。加速されて電子ビーム放射窓から出る電子を発生させる電子発生器が、真空チャンバ内に位置決めされ、電子ビーム放射窓から距離をあけて配置される。電子発生器は、電子を生成する少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する。少なくとも１つの電子源は所定の幅を有する。電子発生器のハウジングは、電子を電子発生器のハウジングから取り出せるよう少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有する。電子透過領域は、電子発生器のハウジングの平面状の金属シート部分に一体的形成され、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している、狭く細長い一連のスロットおよびリブを含む。電子透過領域のスロットおよびリブが、電子発生器のハウジングから電子が取り出される前に電子を少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるために、電子発生器のハウジングと電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを通って電子発生器のハウジングを貫通し、少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成できるように構成される。
【０００９】
特定の実施形態では、電子源が細長い電子源である。スロットは、細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けされている。あるいは鋭角に角度付けされてもよい。スロットは、約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）幅で形成され、リブは約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）幅で形成される。電子透過領域は細長い所定の長さと所定の幅を有し、長さ方向に長手軸心を有する。スロットは、長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされる。電子透過領域は、スロットの幅とリブの幅との比が約３対１から約６対１のものである。いくつかの実施形態では、電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含む。支持板には、電子が通過できる一連の孔が設けられていている。この孔は、２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている。いくつかの実施形態では、電子透過領域が、第１の列および第２の列のスロットを含み、ここで、第１の列のスロットが、第２の列のスロットに対して角度付けされている。
【００１０】
また、本発明は、電子ビーム照射装置で電子を分散させる方法を提供する。電子を電子発生器で発生し、電子発生器は電子を発生するための少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する。少なくとも１つの電子源は所定の幅を有する。電子発生器のハウジングは、電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように、少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有する。少なくとも１つの電子源によって発生される電子を電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、電子透過領域を少なくとも１つの電子源に対して構成し、位置決めする。電子透過領域は、電子発生器のハウジング内に形成され、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している狭く細長い一連のスロットおよびリブを含む。
【００１１】
特定の実施形態では、電子が細長い電子源で発生される。スロットは、細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けされている。あるいは鋭角に角度付けされてもよい。スロットは、約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）の幅で形成され、リブは約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）の幅で形成される。電子透過領域には細長い所定の長さと所定の幅を有し、電子透過領域は長さ方向に長手軸心を有する。スロットは、長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされる。電子透過領域は、スロットの幅とリブの幅との比が約３対１から約６対１に形成される。電子発生器のハウジングは平面部分を有し、金属シートから形成され、電子透過領域は平面部分の内側に一体的形成される。電子発生器は、電子ビーム放射窓を有する真空チャンバ内に配置され、電子ビーム放射窓から距離をあけて配置されている。電子発生器から取り出された電子は、電子ビーム放射窓の外に加速される。電子透過領域のスロットおよびリブについては、電子発生器のハウジングと電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを介して電子発生器のハウジングを貫通して、電子を少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含む。支持板には、電子が通過できる一連の孔が設けられている。この孔は、２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている。いくつかの実施形態では、電子透過領域が、スロットの第１の列および第２の列を含み、ここで、電子の軌道を整合させるように、第１の列のスロットが、第２の列のスロットに対して角度付けされている。いくつかの実施形態では、電子透過領域に、スロットの第１の列と第２の列が設けられ、ここで、第１の列のスロットが、第２の列のスロットに対して角度付けされている。
【００１３】
また、本発明は、電子ビーム照射装置によって製品に電子を照射する方法を提供する。電子は電子発生器で発生される。電子発生器は、電子を生成するための少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する。少なくとも１つの電子源は所定の幅を有する。電子発生器のハウジングは、電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように、少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有する。電子透過領域は、電子発生器のハウジング内に形成され、少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している狭く細長い一連のスロットおよびリブを含む。電子透過領域は、少なくとも１つの電子源によって発生される電子を横断方向に拡散させるために、少なくとも１つの電子源に対して構成され、位置決めされる。製品および電子ビーム照射装置は、製品に電子を照射するために電子透過領域のスロットおよびリブに対して鋭角に角度付けされて相対的に移動される。
【００１４】
上記の本発明については、添付の図面に示したように本発明の実施形態のより具体的な説明から明らかになろう。異なる図において使用されている、同様の参照符号は同じ構成部を示す。図面は必ずしも縮尺どおりであるとはかぎらず、むしろ本発明の実施形態を例示するために強調されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術の電子ビーム照射装置の電子ビーム放射窓箔における長さ方向および幅方向の不均一な電子分布を示す図である。
【図２】本発明における電子ビーム照射装置の一実施形態の概略図である。
【図３】図２の電子ビーム照射装置の一部分の図である。
【図４】電子銃内の電子源の幅方向に関する電子の分散および軌道を示す概略図である。
【図５】電子源の長さ方向に関する、電子ビーム放射窓まで延在する電子の軌道を示す概略図である。
【図６】本発明における電子銃の実施形態のハウジング部分の斜視図である。
【図７】図６のハウジングの平面図である。
【図８】一実施形態における２つの細長い電子源に対するスロットの配置方向を示す概略図である。
【図９】電子銃のハウジング内の電子透過領域における横断スロットによって電子銃内に形成される電界分布による電子の拡散または分散を示す概略図である。
【図１０】電子銃内ならびに、電子銃と電子ビーム放射窓との間の等電位線を示す概略図である。
【図１１】電子の、電子源を横断する横断方向の分散を示す拡大概略図である。
【図１２】本発明の実施形態の電子ビーム放射窓箔における長さ方向および幅方向の均一に分散された電子分布を示す図である。
【図１３】分散された電子分布を示す電子ビーム放射窓の概略図である。
【図１４】電子ビーム放射窓箔の支持格子の一実施形態の平面図である。
【図１５】図１４の支持格子の側断面図である。
【図１６】電子銃のハウジング部分のもうひとつの実施形態の平面図である。
【図１７】電子銃のさらに別のスロット構成を示す平面図である。
【図１８】さらにもうひとつのスロット構成を示す図である。
【図１９】２本の細長い電子源に対するスロットの配置方向のもうひとつの実施形態を示す概略図である。
【図２０】本発明におけるもうひとつの実施形態の電子ビーム照射装置の断面図である。
【図２１】本発明におけるさらに別の実施形態の電子ビーム照射装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２および図３は、本発明における電子ビーム照射装置、装置またはデバイス１０の実施形態を示す。電子ビーム照射装置１０は、密封可能な真空チャンバ１２を有する。真空チャンバ１２はハウジング１２ａを有し、このハウジング１２ａの内部２２には、ハウジング１２ａの壁から距離をあけて配置された、電子を発生する電子銃または電子発生器２４が配置されている。電子銃２４は、電子銃または電子発生器のハウジングまたはエンクロージャ２６を含む。電子銃のハウジング２６は、このハウジング２６の内部２８に配置された１つ以上の電子源または部材３０を含み、包み込む、あるいは囲む。たとえば、図３には２つの電子源３０が図示されており、本明細書でもそれ自体について説明するが、２つ未満または３つ以上を用いてもよい。
【００１７】
従来技術において周知のように、電子源３０には、狭い幅または小さい直径のフィラメントなどの細長いライン電子源あるいは他の好適な細長いライン電子源が用いられる。電子発生電源１３からの電力が電子源３０に供給され、電子源３０から電子ｅ−が発生される。真空チャンバ１２は、電子ビーム放射窓箔１６を支持する、一連の孔２０が設けられた支持格子１８を有する電子ビーム放射窓１４を含む。電子ビーム放射窓１４は通常、矩形形状である。高電圧電源１１によって電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４との間に高い電位差が形成され、電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４との間に高電圧の電界２３（図１０）が生成されて、電子銃２４の電子源３０によって生成される電子が加速されて電子ビーム放射窓１４から外部の電子ビーム１５（図５）となって放出される。参照符号２３は、電界２３の等電位線を示している。
【００１８】
電子銃２４のハウジング２６は、電子源３０から距離をあけて配置された電子透過領域３２を有する。電子源３０は、各々長手軸心３１に沿って長手方向に延在している。長手軸心３１は、電子透過領域３２に対して平行であり、共通の面上にある。電子銃のハウジング２６および電子透過領域３２は、真空チャンバ１２の長手軸心である軸心Ａに沿って、電子ビーム放射窓１４から距離をあけて配置され、電子ビーム放射窓１４と整列配置されている。図４に示すように、電子銃のハウジング２６および電子透過領域３２は、電子が電子透過領域３２に到達する前に、ひいては、電子ビーム放射窓１４に到達する前に、電子銃のハウジング２６内の電子源３０の直径すなわち幅ＷＥよりも幅広く電子源３０に対して横方向または横断方向に電子ｅ−を均一に分散させるよう構成される。
【００１９】
また、図５に示すように、電子は電子源３０の長手方向に均一に分散される。電子が電子ビーム放射窓１４に到達する前に、真空チャンバ１２内の内部の電子ビーム１５ａ（図４）がライン電子源３０を横断して電子を分散または拡散させることによって、より均一な電子分布を形成して、電子ビーム放射窓１４における最大出力または高強度のスポットを減少させ、これによって使用する全体の電子ビーム出力を大きくすることができる。さらに、大きな面積の電子ビーム放射窓１４を利用でき、電子透過率を最大化できる。電子ビーム放射窓を透過する電子ビーム出力を均一化することによって、極小の均一性を排除または低減することができる。電子銃２４は別途に電子を形成するための外部電源を付加せずに電子源３０からの電子を拡散できる。
【００２０】
電子源３０は、たとえば、５〜５０ワット（Ｗ）の電力を供給して加熱することによって自由電子を発生させるタングステンなどの好適な材料からなる細長いフィラメントであり、幅ＷＥすなわち直径が約０．００５〜０．０２０インチ（０．１２７〜０．５０８ｍｍ）であり、いくつかの実施形態では約０．００９インチ（０．２２９ｍｍ）である。また、電子源３０は、六ホウ化ランタンなどの他の好適な材料で作ることができ、上記以外の幅または直径を持つものであってもよい。電子ビーム放射窓箔１６は、金属または非金属箔でありチタン、アルミニウム、ベリリウム、ステンレス鋼、銅、金、銀、ダイヤモンド、セラミックまたはこれらの組み合わせであってもよい。電子ビーム放射窓箔の一般的な厚さは、約４〜１３ミクロン（μｍ）であればよく、たとえば７〜１０ミクロンであるが、印加電圧および材料に応じてこれよりも厚かったり薄かったりしてもよい。電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４との間の電位差は、１ＫＶ〜５００ＫＶの範囲であるが、これよりも高くまたは低くてもよく、一般的には、８０ＫＶ〜１５０ＫＶの範囲である。
【００２１】
図６〜図１１に示すように、電子透過領域３２は、電子源３０および軸心３１に対して横方向または横断方向に延在する一連の横方向または横断方向のスロット３２ａを含む。スロット３２ａは、電子透過領域３２を集合的に形成するよう並んで位置決めされ、長手軸心３１に平行な長手軸心２５に沿って延在している。スロット３２ａは、電子発生器のハウジング２６の平らで平面状の下側の底、軸心、端、周辺部分２６ａを一体的に含む平面であり、電子源３０と平行な平面に形成され、軸心Ａに対して中心合わせされている。結果的に、電子透過領域３２は、周辺部分２６ａおよび軸心２５に沿って平面状に延在している。
【００２２】
電子透過領域３２の横断スロット３２ａは、ハウジング２６の平らな平面部分２６ａで軸心２５に沿ってともに接近して並べられ、幅または横断方向の距離Ｄ、長さＬで延在するパターンで配置される。電子透過領域３２は、通常は矩形形状である。軸心３１に沿った電子源３０の長さは、電子透過領域３２の長さＬとほぼ同じであり、場合によっては、わずかに長い。電子透過領域３２を通ってハウジング２６から取り出される電子ビームは、概してスロット３２の長さＬおよび幅Ｄと整合または相当する長さと幅を有する。スロット３２ａは、狭いリブまたはウェブ３３で互いに分離されたシェブロンスロットであってもよい。スロット３２ａは、軸心２５および／または軸心３１ならびに電子源３０に対して鋭角αの角度をなし、多くの場合、３０°〜９０°の角度範囲になり、いくつかの実施形態では、４５°〜６０°の角度範囲になる。いくつかの実施形態では、３０°未満の角度を使用してもよい。リブ３３は、同じ角度αである。電子透過領域３２およびスロット３２ａは、各電子源３０または軸心３１を横断する横断方向の一方の側または他方の側で、横断方向または横断距離Ｘだけ幅ＷＥを超えてまたはこれを横断する横断方向に延在する（図８および図９）。
【００２３】
細長いフィラメントの下に一連の狭い丸孔を有する従来技術の電子銃では、フィラメントによって生成される電子のほとんどが、細長いフィラメントと整列配置された狭い孔を通り、狭い電子ビームとして集束することで、図１に示すように電子が狭いライン状幅に集中する。対照的に、横断スロット３２ａでは、電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４との間に高い電圧電界２３が、電子銃のハウジング２６、各スロット３２ａを貫通して電子銃のハウジング２６に漏洩または延在し、電子銃のハウジング２６内で距離すなわち深さｆ（図９）にわたって延在する横方向または横断方向の電界領域２９を作る。横方向または横断方向と同様に、電界領域は電子源３０または軸心３１に沿って延在し、電子源３０または軸心３１を囲む。参照符号２９は横断電界領域２９の等電位線を示す。
【００２４】
図９〜図１１に示されるように、横断電界領域２９の深さｆは、電子源３０の位置を越えて、距離すなわち高さｈにわたって電子銃のハウジング２６に延在する。これは、横断電界領域２９内に電子源３０を囲み、埋め込み、位置決めまたは存在させることができる。横断電界領域２９のサイズおよび強度は、スロット３２ａおよびリブ３３のサイズまたは長さおよび幅によって最適化できる。一般に、電子銃２４の部分２６ａと電子ビーム放射窓１４との間に軸心Ａに沿って電子銃のハウジング２６と電子ビーム放射窓１４の間にかかる電界２３の形状に干渉したり、妨げたりする構成はない。
【００２５】
図４、図９、図１１に示すように、横断電界領域２９は電子源３０よりも正の電位にあり、電子源３０および軸心３１に対して電子源３０から電子ｅ−を電子源３０の幅ＷＥより広く横断方向に拡散させるようにし、ハウジング２６を出るときに細いライン状幅に集まるのではなく均一な分布で分散させる。このような均一の分布または分散は、図１２のグラフで見られるように電子ビーム放射窓箔１６での電子３４の分布パターンが長さ方向と横方向の両方で均一に分布する。
【００２６】
図１３には、電子ビーム放射窓１４における、もうひとつの電子分布および電子３４の分布パターンが示されている。内部の電子ビーム１５ａとして電子銃のハウジング２６から取り出され、加速されて電子ビーム放射窓１４から取り出される電子が、このような横断方向に分散した状態であると、電子ビーム放射窓１４を出る電子ビーム１５も横断方向に分散する。均一な電子分布であるので、材料や製品が電子ビーム照射装置１０によって均一に照射される。
【００２７】
横断方向の電界領域２９内に電子源３０を位置決めすることで、電子源３０の周囲に電位ウエル３５（図９）を形成できる。電位ウエル３５は、電子源３０よりも正電位の領域であり、電位ウエル３５によって電子を最初に半径方向に各電子源３０から離れる方向に円形パターン、あるいはすべての方向に（図４および図１１）加速し、その後、電界２３の効果によって電子透過領域３２に向かわせる。このような初期の加速によって、電子を電子ハウジング２６から取り出して電子透過領域３２に達する前に、電子源３０に対して電子を横断方向に分散させる。電位ウエル３５が深くまたは大きくなるにつれて、電子が半径方向外側に移動して横断方向に拡散または分散する距離が大きくなる。電子透過領域３２および電界２３のより近くに位置決めされて高さｈが低い（図９）電子源３０ほど、遠くにある（高さｈがより高い）場合よりもより大きな電位ウエル３５になる。一般に、電子透過領域３２に近い横断方向の電界領域２９の強度は、離れた位置よりも強い。
【００２８】
図１１は、横断方向の電界領域２９の特定の場所が、電子銃のハウジング２６に対して１０Ｖ〜３０Ｖの範囲になる実際の電子銃のハウジング２６の内外の電界電位レベルの一例を示し、１０Ｖの場所のほうが電子透過領域３２およびスロット３２ａから離れており、電子銃のハウジング２６の外側の電界２３の電位は少なくとも１ＫＶである。電子源３０は、電子銃のハウジング２６に対して０〜２０Ｖ（ボルト）であればよい。他の実施形態では、図１０を参照すると、電子銃のハウジング２６内の横断方向の電界領域２９は、電子銃側のハウジング２６に対して約１０Ｖ〜５０Ｖの範囲の電位を有し、電子銃のハウジング２６外側の電界２３の電位は、電子銃のハウジング２６に対して約５〜１５０ＫＶの範囲である。さらに他の実施形態では、これらとは異なる。
【００２９】
スロット３２ａは、電子源３０まで、その周囲またはこれを超えて、十分に延在する横断方向の電界領域２９を形成し、かつ電子銃のハウジング２６から分散した電子の通路となる十分な開口である幅ＷＳと長さを有する。また、リブ３３は、電子銃２４のハウジング２６から取り出される電子の通路を妨げないように十分に薄く形成され、同時に、ともに十分に近付けて電子透過領域３２に均一の電圧領域を与えて、内部の電子ビーム１５ａである分散した電子を電子銃２４から電子ビーム放射窓１４まで均一に加速する。適切なスロット幅、リブ幅、スロットとリブの間隔またはスロットとリブの比によって、電子源３０、電子銃２４から取り出す電子透過領域３２を通る電子の通路、電子銃２４から電子ビーム放射窓１４への均一の加速、横断方向の電子の分散による横断方向の電界２９のサイズと強度の最適な組み合わせをすることができる。
【００３０】
スロット３２ａは、部分２６ａ内で一体的に平面状で軸心２５に沿って好適なスロット幅とリブの幅との好適な幅比にでき、ハウジング２６の平面状のシート部分２６ａ内に一体的に形成できる。結果として、電子透過領域３２を部分２６ａと同一平面にし、部分２６ａの内面および外面から突出していない状態にする。スロット３２ａは、たとえばＣＮＣ機（コンピュータ数値制御マシン）を用いるミリング、打ち抜き機によるスタンピング、ＥＤＭ（放電加工）または他の好適な方法などの機械加工で部分２６ａに形成される。一体的形成される電子透過領域３２は、部分２６ａの横方向に延在している同一平面で横方向から囲まれている。電子透過領域３２の一体的な構成によって、電子銃のハウジング２６の内部２８に形成される横断方向の電界領域２９が安定な形状となる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、電子銃のハウジング２６は、ともに組み立てられる２つ以上の要素から形成される。いくつかの実施形態では、ハウジング２６の部分２６ａは、ハウジング部分２７の一部であってもよい（図６および図７）。これは、円形であってもよいし、ほぼカップ状であり、金属シートで製造される。ハウジング部分２７は、電子銃２４の他の部品と組み立てるための一連の孔３８を含む。ハウジング２６の電子透過領域３２の長さＬおよび幅Ｄは、電子ビーム照射装置１０、電子ビーム放射窓１４のサイズならびに、電子源３０の長さ、個数、各電子源間の間隔に応じて変わる。たとえば、電子透過領域３２の長さＬは、図６および図７のいくつかの実施形態では、一般に長さ約５〜１０インチ（１２７から２５４ｍｍ）の範囲であり、例によっては、長さ約６と３／４インチ（１７１．４５ｍｍ）、約７と１／４インチ（１８４．１５ｍｍ）、約７と１／２インチ（１９０．５ｍｍ）であってもよい。
【００３２】
他の実施形態では、長さＬは５インチ（１２７ｍｍ）未満または１０インチ（２５４ｍｍ）を超えてもよい。２本の電子源３０またはフィラメントの電子透過領域３２の幅Ｄは一般に、約１と１／２〜２と１／２インチ（３８．１〜６３．５ｍｍ）幅であればよいが、約２インチ（５０．８ｍｍ）が一般的であり、一実施形態では約１．８インチ（４５．７２ｍｍ）である。電子が通過する電子透過領域３２の内部の電子ビーム１５ａの長さおよび幅は、ほぼ長さＬおよび幅Ｄに相当する寸法である。他の実施形態では、幅Ｄが１と１／２インチ（３８．１ｍｍ）未満および２と１／２インチ（６３．５ｍｍ）を超えてもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、スロット３２ａは、一般的に約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）であり、たとえば、０．１５６インチ（３．９６２ｍｍ）である一定または一貫した幅Ｗｓを有し、ピッチＰは、軸心２５に対して６０°の角度をなし、約１／４インチ（６．３５ｍｍ）、たとえば０．２２インチ（５．５８８ｍｍ）である。
【００３４】
いくつかの実施形態では、スロット３２ａの幅Ｗｓが１／８インチ（３．１７５ｍｍ）未満または３／１６インチ（４．７６３ｍｍ）を超え、６０°以外の他の角度αであってもよく、ピッチＰが１／４インチ（６．３５ｍｍ）を超えたり、これ未満であってもよい。スロット３２ａの長さは、実際の状況ならびに角度α次第で変わり、約１と１／２〜２インチ（３８．１〜５０．８ｍｍ）のことが多い。リブ３３も角度αをなしてもよく、スロット３２ａと互いに別個または離れている。リブ３３は、厚さ０．０３０インチ〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）の範囲になることが多く、いくつかの実施形態では、０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）未満または０．０４０インチ（１．０１６ｍｍ）を超えてもよい。リブ３３は、厚さが０．０３４（０．８６４ｍｍ）または０．０３５インチ（０．８８９ｍｍ）など、１インチの約１／３２（０．７９３ｍｍ）であってもよい。長手方向のピッチＰが０．２２インチ（５．５８８ｍｍ）で幅Ｗｓが０．１５６インチ（３．９６２ｍｍ）のスロット３２ａ間に位置決めされた厚さ０．０３４インチ（０．８６４ｍｍ０．７６２）のリブ３３の場合、電子透過領域３２は、スロット幅とリブ幅との比率が約４．５〜１であってもよい。
【００３５】
他の実施形態では、スロット幅とリブ幅との比が約３対１から約６対１の範囲である。電子透過領域３２の長さＬに応じて、たとえば、約３０〜４０本のスロット３２ａがあることが多く、たとえば、３３本または３５本のスロット３２ａがある。スロット３２ａの端は丸めてあってもよいし、電子透過領域３２はほぼ矩形形状のものにするように、電子透過領域３２の端付近のスロット３２ａは切り詰め、あるいは短くしてあってもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、電子透過領域３２は、約３／８〜約１／２インチ（９．５２５〜１２．７ｍｍ）の距離Ｘだけ電子源３０および軸心３１の直径または幅ＷＥに対して横断方向に延在可能であり、電子源３０は互いに約５／８〜約１インチ（約１７〜２４ｍｍ）だけ離れている。スロット３２ａがこのような距離Ｘだけ延在した状態で、電子を軸心３１のどちら側かに約３／８〜約１／２インチ（９．５２５〜１２．７ｍｍ）拡散させることができる。いくつかの実施形態では、電子が幅ＷＥに対してほぼ距離Ｘだけ横断方向に拡散するように、電子源３０は、厚さ０．００９インチ（０．２２９ｍｍ）などの細いフィラメントであってもよい。距離Ｘは、電子透過領域３２の幅Ｄ、電子源３０の個数、高さｈによって変わる。いくつかの実施形態では、電子源３０は、所望の電界強度であるか横断方向の所望の電子拡散状態である横断方向の電界領域２９の所望の場所内にくるように、約２〜１２ｍｍ（約．０８〜０．５インチ）の距離、例えば２、３、４、７、１０、１２ｍｍ（０．０８、０．１２、０．１６、０．２８、０．４、０．４７インチ）など、または高さｈだけ電子透過領域３２から離れていてもよい。一般的に、高さｈは２〜６ｍｍ、たとえば４ｍｍである。
【００３７】
図１４および図１５に示すように、電子ビーム放射窓１４の支持板１８は、銅または銅合金で形成され、電子銃２４から取り出した電子が通過して電子ビーム放射窓箔１６に達して、これを通ることができる丸い孔２０を縦横に並べた矩形格子を有するものであってもよい。支持板１８および電子ビーム放射窓箔１６はいずれも、形状が矩形であってもよい。孔２０は、図１５に示すように、電子ビームの軌道に整合して、効率的すなわち最適な透過率を達成するように、対向する端のそれぞれに向かって連続して徐々にすなわち少しずつ中心より外方向に角度をなしていてもよい。他の実施形態では、電子ビーム照射装置１０の支持板１８が、真っ直ぐな孔２０だけを含んでもよい。さらに他の実施形態では、支持板１８が、電子銃２４のスロット３２ａに対応するまたは整合するようにサイズが調整され、形状が決められ、位置決めし、向きを決められたスロット付きの孔を持つものであってもよい。たとえば、支持板１８の孔２０は、例えば、図７のスロット３２ａのようなパターンのある形状と向きであってもよい。
【００３８】
図１６は、ハウジング部分２７のもうひとつの実施形態を示す。電子透過領域３２は、二重シェブロンまたは角度付きのスロットパターン３６を形成すべく平行または横に並んで軸心２５の対向する側に延在する２つの列３６ａで配置または位置決めされるスロット３２ａを含む。２つの列３６ａのスロット３２ａは、互いに角度をなしてＶ字形のシェブロンパターンを形成する。各列３６ａのスロット３２ａは、軸心２５に対して鋭角αの角度をなし、これは、いくつかの実施形態では同じ角度をなし、その角度は約４５°である。スロット３２ａは、約１／４インチ（０．２７インチ（６．８５８ｍｍ）など）の軸心２５に沿って長手方向のピッチＰだけ離れている。スロット３２ａは、約１／８〜３／１６インチ（たとえば、０．１５６インチ（３．９６２ｍｍ））の幅Ｗｓを持つものであればよく、リブ３３は、約．０３０〜０．０４０インチまたは１／３２インチ（０．８６４ｍｍ）幅（たとえば０．０３４インチ）であればよい。電子透過領域３２の長さＬは約７と１／２インチ（１９０．５ｍｍ）であればよく、幅Ｄは約２インチ、たとえば１．８インチ（４５．７２ｍｍ）であればよい。各列３６ａの幅Ｄ１は、約３／４〜１インチ（１９．０５〜２５．４ｍｍ）幅、たとえば０．９インチ（２２．８６ｍｍ）である。
【００３９】
他の実施形態では、スロット３２ａ、リブ３３、角度αおよび電子透過領域３２の寸法は、たとえば上述したように変わる。図示し、説明するさまざまな電子透過領域３２の構成、寸法および角度は、電子ビーム照射装置１０のサイズならびに、電子源３０の長さまたはサイズに応じて変わることは理解できるであろう。図１７に示すように、もうひとつの実施形態において、電子透過領域３２は、中央でともに連結された２つのシェブロンまたは角度付きのスロットパターン３６を含み、各列３６ａのスロット３２ａはともに接続または連結されている。スロット３２ａは、端に向かって中心から外方向に角度をなしている。電子透過領域３２は、電子銃のハウジング２６の開口に取り付けられる矩形の金属シート内に一体的に形成される。この装置構成には、ここに開示されたスロット３２ａの他のパターンを用いることができる。
【００４０】
さらに別の実施形態における図１８に示すように、電子透過領域３２は、長手方向にともに接合され、それぞれの長手軸心２５ａおよび２５ｂに沿って位置決めされたスロット３２ａの２つの列、４２ａおよび４２ｂを有する。軸心２５ａおよび２５ｂは互いにずれており、各列４２ａおよび４２ｂの電子源３０も互いにずれている。いくつかの実施形態では、スロット３２ａは長さが約１と１／２インチ（３８．１ｍｍ）である。もうひとつの実施形態では、図１９に示すように、電子透過領域３２が、軸心２５に対して直角すなわち９０°に角度付けされたスロット３２ａのパターン４０を有する。
【００４１】
図２０に示すように、他のさまざまな構成の電子ビーム照射装置は、本発明の電子透過領域３２を含む。たとえば、電子ビーム照射装置５０は、電子ビーム照射装置５０の長手軸心Ｂに対して横方向すなわち垂直方向の軸心Ａに沿って電子銃２４と電子ビーム放射窓１４とが整列配置された装置であってもよい。図２１は、電子ビーム照射装置５５のもうひとつの実施形態を示し、移動中の製品またはウェブ（ｗｅｂ）５６を照射している状態で示されている。
【００４２】
いくつかの実施形態では、スロット３２ａの間のリブ３３によって、軸心２５に沿って電子銃のハウジング２６から出る電子に、わずかに間欠的な途切れが生じるが、ほとんどの状況下では、通常は十分な電子散乱または分散が起こり、結果として照射対象となる製品に電子が到達する前に、ほぼ均一な電子分布となる。しかしながら、電子ビーム照射装置が低い気圧または真空雰囲気および／または移動中の製品またはウェブ５６に近接して用いる場合、電子銃のハウジング２６に角度αで角度付けされたスロット３２ａを持つことで、リブ３３によって電子をマスキングする可能性があるか、あるいは電子ビーム放射窓１４の支持板１８にスロット３２ａの向きと整合する向きの電子ビーム放射窓１４のスロット２０がある実施形態では、均一の照射を保証するための対策として、スロット３２ａと製品とが平行移動ではなく、電子銃のハウジング２６に対して角度付けされたスロット３２ａに重なるように相対的に製品５６を移動させる。このように方向付けされた電子ビーム照射装置５５で移動中の製品またはウェブ５６に照射する。このような照射は、他の本発明における電子ビーム照射装置でも実施できる。
【００４３】
以上、一例としての実施形態を参照して本発明について具体的に図示して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を逸脱することなく形態および詳細にさまざまな変更をほどこし得ることは、当業者であれば理解できよう。
【００４４】
たとえば、電子源３０および電子透過領域３２を、軸心３１および２５に沿って延在するよう図示してあるが、他の実施形態では、電子源３０が、曲線、角度付きなどライン状以外の構成を有するものであってもよく、細長くない、または幅広であってもよい。このような状況では、生成された電子を分散させる電子透過領域３２もこれに対応した形状であり、電子ビーム放射窓１４も対応した形状にしておけばよい。また、電子透過領域３２を、電子源３０にほぼ整合する長さＬおよび幅Ｄを有するものとして図示してあるが、長さＬおよび幅Ｄを変更して成形分散パターン（ｓｈａｐｅｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ）を形成してもよいし、ライン形状でなくてもよい。電子透過領域３２の実施形態については、金属シートに一体的形成された状態で図示してあるが、他の実施形態では、部品同士をともに製造または組み立てて電子透過領域を製造してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
２４ 電子発生器
１０ 電子ビーム照射装置
３０ 電子源
２６ 電子発生器のハウジング
３２ 電子透過領域
３２ａ スロット
３３ リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を発生させる電子発生器を備える電子ビーム照射装置であって、
前記電子発生器が電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容するハウジングを有し、
前記少なくとも１つの電子源が所定の幅を有し、
前記電子発生器のハウジングが、前記電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように前記少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有し、
前記電子透過領域が、前記電子発生器のハウジングに形成され、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在する一連の狭く細長いスロットおよびリブを含み、前記少なくとも１つの電子源によって発生される電子を前記電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、前記少なくとも１つの電子源に対して構成され、位置決めされている電子ビーム照射装置。
【請求項２】
前記電子源が細長い電子源である請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項３】
前記スロットが前記細長い電子源に対して鋭角に角度付けされている請求項２に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項４】
前記スロットが前記細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けされている請求項２に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項５】
前記スロットが約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）幅で形成され、
前記リブが約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）幅で形成される請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項６】
前記電子透過領域が細長い所定の長さと所定の幅とを有し、
前記スロットが電子透過領域の長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされている請求項５に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項７】
前記電子透過領域が第１の列および第２の列のスロットを含み、
前記第１の列のスロットが前記第２の列のスロットに対して角度付けされている、請求項３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項８】
前記電子発生器のハウジングが金属シートから形成され、平面部分を有し、
前記電子透過領域が前記平面部分の内側に一体的に形成されている、請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項９】
前記電子透過領域は前記スロットの幅と前記リブの幅との比が約３対１から約６対１である、請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１０】
電子ビーム照射窓を有する真空チャンバをさらに含み、
前記電子発生器が前記真空チャンバ内に配置され、電子を前記電子ビーム照射窓の外に加速するために前記電子ビーム放射窓から距離をあけて配置されている、請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１１】
前記電子透過領域のスロットおよびリブは前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に電子を拡散させるために、前記電子発生器のハウジングと前記電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅の横断方向に各スロットを通って前記電子発生器のハウジングを貫通し、前記少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成する、請求項１０に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１２】
前記電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含み、
前記支持板には電子が通過できる一連の孔が設けられ、この孔は２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている、請求項１０に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１３】
電子ビーム放射窓を有する真空チャンバと、
加速されて電子ビーム放射窓から出る電子を発生させる電子発生器と、
を備える電子ビーム照射装置であって、
前記電子発生器が、前記真空チャンバ内に位置決めされ、かつ電子ビーム放射窓から距離をあけて配置され、電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有し、
前記少なくとも１つの電子源が所定の幅を有し、
前記電子発生器のハウジングが、前記電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように前記少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有し、
前記電子透過領域が、前記電子発生器のハウジングの平面状の金属シート部分で一体的に形成されて、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している狭く細長い一連のスロットおよびリブを含み、
前記電子透過領域のスロットおよびリブは、前記電子発生器のハウジングから電子が取り出される前に電子を前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるために、前記電子発生器のハウジングと前記電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを通って前記電子発生器のハウジングを貫通し、前記少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成する電子ビーム照射装置。
【請求項１４】
前記電子源が細長い電子源である、請求項１３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１５】
前記スロットが、前記細長い電子源に対して鋭角に角度付けされている、請求項１４に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１６】
前記スロットが、前記細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けされている、請求項１４に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１７】
前記スロットが約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）幅で形成され、前記リブが約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）幅で形成される、請求項１３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１８】
前記電子透過領域が、細長い所定の長さと所定の幅とを有し、
前記スロットが電子透過領域の長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされている請求項１７に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１９】
前記電子透過領域が第１の列および第２の列のスロットを含み、
前記第１の列のスロットが前記第２の列のスロットに対して角度付けされている、請求項１５に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項２０】
前記電子透過領域は前記スロットの幅と前記リブの幅との比が約３対１から約６対１である、請求項１３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項２１】
前記電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含み、前記支持板には電子が通過できる一連の孔が設けられ、この孔は２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている、請求項１３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項２２】
電子ビーム照射装置において電子を分散させる方法であって、
電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する電子発生器で電子を発生させ、
前記少なくとも１つの電子源が所定の幅を有し、
前記電子発生器のハウジングが、前記電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように前記少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有し、
前記電子透過領域は前記電子発生器のハウジング内に形成され、
前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在する狭く細長い一連のスロットおよびリブを含み、
前記少なくとも１つの電子源によって発生される電子を横断方向に拡散させるように、前記電子透過領域を前記少なくとも１つの電子源に対して構成し、位置決めする方法。
【請求項２３】
細長い電子源を用いて電子を発生させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記細長い電子源に対して鋭角に角度付けして前記スロットを位置決めすることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けして前記スロットを位置決めすることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記スロットを約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）幅で形成し、前記リブを約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）幅に形成することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記電子透過領域に細長い所定の長さと所定の幅を形成することをさらに含み、
前記スロットが電子透過領域の長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされている請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記電子透過領域にスロットの第１の列および第２の列を形成することをさらに含み、
前記第１の列のスロットが前記第２の列のスロットに対して角度付けされている請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
金属シートから平面部分を有する、電子発生器のハウジングを形成することをさらに含み、
前記電子透過領域が前記平面部分の内側に一体的に形成する請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記電子透過領域において前記スロットの幅と前記リブの幅との比を約３対１から約６対１に形成することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
電子ビーム放射窓を有する真空チャンバ内で、前記電子ビーム放射窓から距離をあけて前記電子発生器を位置決めし、
前記電子発生器のハウジングから電子を取り出し、この電子を加速して前記電子ビーム放射窓の外に放出することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に電子を拡散させるために、前記電子発生器のハウジングと前記電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを通って前記電子発生器のハウジングを貫通し、前記少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成するように前記電子透過領域の前記スロットおよび前記リブを構成することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記電子ビーム放射窓が電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含み、
電子が軌道を整合させて通過できるように、２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている一連の孔を前記支持板に設けることをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
電子ビーム照射装置を用いて製品を照射する方法であって、
電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する電子発生器で電子を発生させ、
前記少なくとも１つの電子源が所定の幅を有し、
前記電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように、前記電子発生器のハウジングが、前記少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有し、
前記電子透過領域が、前記電子発生器のハウジング内に形成され、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している狭く細長い一連のスロットおよびリブを含み、
前記電子透過領域が、前記少なくとも１つの電子源によって発生される電子を前記電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるために、前記少なくとも１つの電子源に対して構成および位置決めされ、
前記電子透過領域のスロットおよびリブに対して製品を鋭角に角度付けして、製品と前記電子ビーム照射装置とを相対移動させて製品に電子を照射する方法。
【請求項１】
電子を発生させる電子発生器を備える電子ビーム照射装置であって、
前記電子発生器が電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容するハウジングを有し、
前記少なくとも１つの電子源が所定の幅を有し、
前記電子発生器のハウジングが、前記電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように前記少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有し、
前記電子透過領域が、前記電子発生器のハウジングに形成され、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在する一連の狭く細長いスロットおよびリブを含み、前記少なくとも１つの電子源によって発生される電子を前記電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるように、前記少なくとも１つの電子源に対して構成され、位置決めされている電子ビーム照射装置。
【請求項２】
前記電子源が細長い電子源である請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項３】
前記スロットが前記細長い電子源に対して鋭角に角度付けされている請求項２に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項４】
前記スロットが前記細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けされている請求項２に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項５】
前記スロットが約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）幅で形成され、
前記リブが約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）幅で形成される請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項６】
前記電子透過領域が細長い所定の長さと所定の幅とを有し、
前記スロットが電子透過領域の長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされている請求項５に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項７】
前記電子透過領域が第１の列および第２の列のスロットを含み、
前記第１の列のスロットが前記第２の列のスロットに対して角度付けされている、請求項３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項８】
前記電子発生器のハウジングが金属シートから形成され、平面部分を有し、
前記電子透過領域が前記平面部分の内側に一体的に形成されている、請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項９】
前記電子透過領域は前記スロットの幅と前記リブの幅との比が約３対１から約６対１である、請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１０】
電子ビーム照射窓を有する真空チャンバをさらに含み、
前記電子発生器が前記真空チャンバ内に配置され、電子を前記電子ビーム照射窓の外に加速するために前記電子ビーム放射窓から距離をあけて配置されている、請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１１】
前記電子透過領域のスロットおよびリブは前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に電子を拡散させるために、前記電子発生器のハウジングと前記電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅の横断方向に各スロットを通って前記電子発生器のハウジングを貫通し、前記少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成する、請求項１０に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１２】
前記電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含み、
前記支持板には電子が通過できる一連の孔が設けられ、この孔は２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている、請求項１０に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１３】
電子ビーム放射窓を有する真空チャンバと、
加速されて電子ビーム放射窓から出る電子を発生させる電子発生器と、
を備える電子ビーム照射装置であって、
前記電子発生器が、前記真空チャンバ内に位置決めされ、かつ電子ビーム放射窓から距離をあけて配置され、電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有し、
前記少なくとも１つの電子源が所定の幅を有し、
前記電子発生器のハウジングが、前記電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように前記少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有し、
前記電子透過領域が、前記電子発生器のハウジングの平面状の金属シート部分で一体的に形成されて、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している狭く細長い一連のスロットおよびリブを含み、
前記電子透過領域のスロットおよびリブは、前記電子発生器のハウジングから電子が取り出される前に電子を前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるために、前記電子発生器のハウジングと前記電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを通って前記電子発生器のハウジングを貫通し、前記少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成する電子ビーム照射装置。
【請求項１４】
前記電子源が細長い電子源である、請求項１３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１５】
前記スロットが、前記細長い電子源に対して鋭角に角度付けされている、請求項１４に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１６】
前記スロットが、前記細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けされている、請求項１４に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１７】
前記スロットが約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）幅で形成され、前記リブが約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）幅で形成される、請求項１３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１８】
前記電子透過領域が、細長い所定の長さと所定の幅とを有し、
前記スロットが電子透過領域の長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされている請求項１７に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項１９】
前記電子透過領域が第１の列および第２の列のスロットを含み、
前記第１の列のスロットが前記第２の列のスロットに対して角度付けされている、請求項１５に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項２０】
前記電子透過領域は前記スロットの幅と前記リブの幅との比が約３対１から約６対１である、請求項１３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項２１】
前記電子ビーム放射窓が、電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含み、前記支持板には電子が通過できる一連の孔が設けられ、この孔は２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている、請求項１３に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項２２】
電子ビーム照射装置において電子を分散させる方法であって、
電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する電子発生器で電子を発生させ、
前記少なくとも１つの電子源が所定の幅を有し、
前記電子発生器のハウジングが、前記電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように前記少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有し、
前記電子透過領域は前記電子発生器のハウジング内に形成され、
前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在する狭く細長い一連のスロットおよびリブを含み、
前記少なくとも１つの電子源によって発生される電子を横断方向に拡散させるように、前記電子透過領域を前記少なくとも１つの電子源に対して構成し、位置決めする方法。
【請求項２３】
細長い電子源を用いて電子を発生させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記細長い電子源に対して鋭角に角度付けして前記スロットを位置決めすることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記細長い電子源に対して約３０°〜９０°の角度範囲に角度付けして前記スロットを位置決めすることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記スロットを約１／８〜３／１６インチ（３．１７５〜４．７６３ｍｍ）幅で形成し、前記リブを約０．０３０〜０．０４０インチ（０．７６２〜１．０１６ｍｍ）幅に形成することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記電子透過領域に細長い所定の長さと所定の幅を形成することをさらに含み、
前記スロットが電子透過領域の長手軸心に沿って約１／４インチ（６．３５ｍｍ）のピッチで位置決めされている請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記電子透過領域にスロットの第１の列および第２の列を形成することをさらに含み、
前記第１の列のスロットが前記第２の列のスロットに対して角度付けされている請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
金属シートから平面部分を有する、電子発生器のハウジングを形成することをさらに含み、
前記電子透過領域が前記平面部分の内側に一体的に形成する請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記電子透過領域において前記スロットの幅と前記リブの幅との比を約３対１から約６対１に形成することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
電子ビーム放射窓を有する真空チャンバ内で、前記電子ビーム放射窓から距離をあけて前記電子発生器を位置決めし、
前記電子発生器のハウジングから電子を取り出し、この電子を加速して前記電子ビーム放射窓の外に放出することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に電子を拡散させるために、前記電子発生器のハウジングと前記電子ビーム放射窓との間に延在する電界が、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に各スロットを通って前記電子発生器のハウジングを貫通し、前記少なくとも１つの電子源を囲む横断電界領域を形成するように前記電子透過領域の前記スロットおよび前記リブを構成することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記電子ビーム放射窓が電子ビーム放射窓箔を支持する支持板を含み、
電子が軌道を整合させて通過できるように、２つの対向する端のそれぞれに向かって中心より外方向に徐々に角度付けされている一連の孔を前記支持板に設けることをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
電子ビーム照射装置を用いて製品を照射する方法であって、
電子を発生させる少なくとも１つの電子源を収容したハウジングを有する電子発生器で電子を発生させ、
前記少なくとも１つの電子源が所定の幅を有し、
前記電子発生器のハウジングから電子を取り出せるように、前記電子発生器のハウジングが、前記少なくとも１つの電子源から距離をあけて配置された電子透過領域を有し、
前記電子透過領域が、前記電子発生器のハウジング内に形成され、前記少なくとも１つの電子源の所定の幅を横断する横断方向に延在している狭く細長い一連のスロットおよびリブを含み、
前記電子透過領域が、前記少なくとも１つの電子源によって発生される電子を前記電子源の所定の幅を横断する横断方向に拡散させるために、前記少なくとも１つの電子源に対して構成および位置決めされ、
前記電子透過領域のスロットおよびリブに対して製品を鋭角に角度付けして、製品と前記電子ビーム照射装置とを相対移動させて製品に電子を照射する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公表番号】特表２０１１−５２１２５９（Ｐ２０１１−５２１２５９Ａ）
【公表日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１０５０９（Ｐ２０１１−５１０５０９）
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００３１１６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５１５３３
【国際公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（３１００１４３５５）アドバンスト・エレクトロン・ビームズ・インコーポレーテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００３１１６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５１５３３
【国際公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（３１００１４３５５）アドバンスト・エレクトロン・ビームズ・インコーポレーテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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