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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-05
(45)【発行日】2022-10-14
(54)【発明の名称】電子線監視装置及び電子線照射システム
(51)【国際特許分類】
G21K 5/04 20060101AFI20221006BHJP
H01J 37/30 20060101ALI20221006BHJP
G01T 1/29 20060101ALI20221006BHJP
H01J 37/244 20060101ALI20221006BHJP
【ＦＩ】
G21K5/04 C
G21K5/04 E
H01J37/30
G01T1/29 A
H01J37/244
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2021169425
(22)【出願日】2021-10-15
【審査請求日】2022-08-15
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000236436
【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100140442
【弁理士】
【氏名又は名称】柴山 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100156395
【弁理士】
【氏名又は名称】荒井 寿王
(72)【発明者】
【氏名】松井 信二郎
【審査官】後藤 大思
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１０５３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３６１１９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－９９８３９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｋ ５／００－７／００
Ｇ２１Ｋ １／００－３／００
Ｂ０１Ｊ １４／００－１９／３２
Ｂ０５Ｃ ７／００－２１／００
Ｇ０１Ｔ １／００－１／１６
Ｇ０１Ｔ １／１６７－７／１２
Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子線を出射窓を介して被照射物に照射する電子線照射装置を含む電子線照射システムにおいて、当該電子線を監視する電子線監視装置であって、前記出射窓と前記被照射物との間に向けた検出面を有し、Ｘ線を検出する第１Ｘ線検出部と、
前記出射窓に対向するように配置され、Ｘ線の一次元分布又は二次元分布を検出する第２Ｘ線検出部と、を備える、電子線監視装置。
【請求項2】
前記出射窓は、長尺な形状を呈し、前記第１Ｘ線検出部は、前記出射窓の長手方向において前記出射窓に対して離間する位置に配置されている、請求項１に記載の電子線監視装置。
【請求項3】
前記第１Ｘ線検出部は、前記Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第１Ｘ線検出器を１つのみ備える、請求項１又は２に記載の電子線監視装置。
【請求項4】
前記第１Ｘ線検出部は、前記Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第１Ｘ線検出器を複数備える、請求項１又は２に記載の電子線監視装置。
【請求項5】
複数の前記第１Ｘ線検出器のうちの一対の前記第１Ｘ線検出器は、前記電子線照射装置から照射された電子線が到達する範囲である電子線到達範囲を挟んで互いに対向するように配置される、請求項４に記載の電子線監視装置。
【請求項6】
前記第２Ｘ線検出部は、長尺な形状の検出面を有する、請求項１～５の何れか一項に記載の電子線監視装置。
【請求項7】
前記第２Ｘ線検出部は、前記Ｘ線を検出するチャンネルを複数有する第２Ｘ線検出器を備え、複数の前記チャンネルは、一次元状又は二次元状に並べられている、請求項１～６の何れか一項に記載の電子線監視装置。
【請求項8】
前記第２Ｘ線検出部は、前記Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第２Ｘ線検出器を複数備え、複数の前記第２Ｘ線検出器は、一次元状又は二次元状に並べられている、請求項１～６の何れか一項に記載の電子線監視装置。
【請求項9】
前記出射窓と前記第２Ｘ線検出部との間に配置され、Ｘ線の進行方向を前記出射窓に対向する方向に沿うように制限するコリメータを備える、請求項１～５の何れか一項に記載の電子線監視装置。
【請求項10】
前記第２Ｘ線検出部に入力されるＸ線を遮断可能な遮断部を備える、請求項１～９の何れか一項に記載の電子線監視装置。
【請求項11】
前記第１Ｘ線検出部及び前記第２Ｘ線検出部は、前記被照射物への前記電子線の照射を妨げない位置に配置されている、請求項１～１０の何れか一項に記載の電子線監視装置。
【請求項12】
前記第１Ｘ線検出部及び前記第２Ｘ線検出部は、前記電子線照射装置から照射された電子線が到達する範囲である電子線到達範囲外に配置されている、請求項１１に記載の電子線監視装置。
【請求項13】
前記第１Ｘ線検出部の検出結果に基づいて、前記第２Ｘ線検出部の検出結果を補正する補正部を備える、請求項１～１２の何れか一項に記載の電子線監視装置。
【請求項14】
前記第１Ｘ線検出部は、経時的に検出データを取得し、前記第２Ｘ線検出部は、複数のチャンネルにおいて経時的に検出データを取得し、
前記補正部は、
前記第１Ｘ線検出部で取得した検出データの変動率を、第１変動率として算出し、
前記第２Ｘ線検出部で取得した複数の検出データの総和又は平均の変動率を、第２変動率として算出し、
前記第２変動率が前記第１変動率と一致するように、前記第２Ｘ線検出部における複数のチャンネルで取得する検出データのそれぞれに、補正係数を乗算する、請求項１３に記載の電子線監視装置。
【請求項15】
前記電子線照射システムは、前記被照射物を搬送する搬送面を備えた搬送機構を含み、前記第１Ｘ線検出部は、前記搬送面に沿う方向であって前記搬送機構の搬送方向と交差する所定方向において前記搬送面に対して離間する位置に配置され、
前記第２Ｘ線検出部は、前記搬送面に対して前記出射窓側と反対側に配置されている、請求項１～１４の何れか一項に記載の電子線監視装置。
【請求項16】
請求項１～１５の何れか一項に記載の電子線監視装置を備える、電子線照射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子線監視装置及び電子線照射システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電子線照射システムとして、例えば特許文献１には、電子線を出射窓（電子線取出部材）を介して被照射物に照射する電子線照射装置を備えたシステムが記載されている。この電子線照射装置の真空容器（スキャンホーン）の側壁には、真空容器内から外部に導かれた電子線を測定する目的で、Ｘ線検出器が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－０５３９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したような電子線照射システムでは、例えば微小放電の発生及び出射窓の透過率の変動等の要因により、被照射物に照射される電子線の線量及び分布が変化する可能性がある。そのため、例えば印刷のインク硬化に電子線照射システムが利用される場合には、インクの一部が硬化されない等の問題が発生し得る。よって、上述したような電子線照射システムでは、被照射物に照射される電子線の線量及び分布を監視（換言すると、被照射物に照射中の電子線の線量及び分布をリアルタイムで検出）することが望まれる。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、被照射物に照射される電子線の線量及び分布を監視することができる電子線監視装置及び電子線照射システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る電子線監視装置は、電子線を出射窓を介して被照射物に照射する電子線照射装置を含む電子線照射システムにおいて、当該電子線を監視する電子線監視装置であって、出射窓と被照射物との間に向けた検出面を有し、Ｘ線を検出する第１Ｘ線検出部と、出射窓に対向するように配置され、Ｘ線の一次元分布又は二次元分布を検出する第２Ｘ線検出部と、を備える。
【0007】
出射窓を介して被照射物に照射される電子線は、例えば出射窓と被照射物との間の照射雰囲気中の気体分子と衝突を繰り返しつつ被照射物に照射されるが、この衝突に伴ってＸ線が発生する。つまり、出射窓を介して被照射物に照射される電子線は、当該電子線の照射に伴って発生するＸ線と深い関係がある。よって、当該Ｘ線を監視することで、被照射物に照射される電子線を監視できることが見出される。この点、本発明に係る電子線監視装置では、第１Ｘ線検出部により、被照射物に照射される電子線によって生じたＸ線の線量を監視することができる。これと共に、第２Ｘ線検出部により、被照射物に照射される電子線によって生じたＸ線の分布を監視することができる。したがって、被照射物に照射される電子線の線量及び分布を監視することが可能となる。
【0008】
本発明に係る電子線監視装置では、出射窓は、長尺な形状を呈し、第１Ｘ線検出部は、出射窓の長手方向において出射窓に対して離間する位置に配置されていてもよい。このような第１Ｘ線検出部の配置は、出射窓が長尺な形状を呈する場合において、生じたＸ線の全体的な線量を第１Ｘ線検出部で監視する上で有効である。
【0009】
本発明に係る電子線監視装置では、第１Ｘ線検出部は、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第１Ｘ線検出器を１つのみ備えていてもよい。この場合、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第１Ｘ線検出器を利用して、複雑な信号処理を行うことなく、生じたＸ線の全体的な線量の監視を容易に行うことが可能となる。
【0010】
本発明に係る電子線監視装置では、第１Ｘ線検出部は、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第１Ｘ線検出器を複数備えていてもよい。さらに、複数の第１Ｘ線検出器のうちの一対の第１Ｘ線検出器は、電子線照射装置から照射された電子線が到達する範囲である電子線到達範囲を挟んで互いに対向するように配置されていてもよい。この場合、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第１Ｘ線検出器を複数利用することで、生じたＸ線の全体的な線量の監視をより正確に行うことが可能となる。
【0011】
本発明に係る電子線監視装置では、第２Ｘ線検出部は、長尺な形状の検出面を有していてもよい。この場合、長尺な形状の検出面を有する第２Ｘ線検出部を利用して、出射窓の長手方向におけるＸ線の分布を監視することが可能となる。
【0012】
本発明に係る電子線監視装置では、第２Ｘ線検出部は、Ｘ線を検出するチャンネルを複数有する第２Ｘ線検出器を備え、チャンネルは、一次元状又は二次元状に並べられていてもよい。この場合、一次元状又は二次元状に並べられた複数のチャンネルを有する第２Ｘ線検出器を利用して、より詳細にＸ線の分布を監視することが可能となる。
【0013】
本発明に係る電子線監視装置では、第２Ｘ線検出部は、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第２Ｘ線検出器を複数備え、第２Ｘ線検出器は、一次元状又は二次元状に並べられていてもよい。この場合、一次元状又は二次元状に並べられた複数の第２Ｘ線検出器を利用して、より詳細にＸ線の分布を監視することが可能となる。
【0014】
本発明に係る電子線監視装置は、出射窓と第２Ｘ線検出部との間に配置され、Ｘ線の進行方向を出射窓に対向する方向に沿うように制限するコリメータを備えていてもよい。この場合、第２Ｘ線検出部に入力されるＸ線の進行方向を出射窓に対向する方向に沿わせ、Ｘ線の一次元分布又は二次元分布を第２Ｘ線検出部で精度よく検出することが可能となる。
【0015】
本発明に係る電子線監視装置は、第２Ｘ線検出部に入力されるＸ線を遮断可能な遮断部を備えていてもよい。この場合、遮断部により、例えば検出時以外には第２Ｘ線検出部にＸ線が入力されないように当該Ｘ線を遮断することができる。これにより、第２Ｘ線検出部へのＸ線の照射時間が増加するのに伴って第２Ｘ線検出部の感度が変化してしまうことを抑制することが可能となる。
【0016】
本発明に係る電子線監視装置では、第１Ｘ線検出部及び第２Ｘ線検出部は、被照射物への電子線の照射を妨げない位置に配置されていてもよい。さらに、第１Ｘ線検出部及び第２Ｘ線検出部は、電子線照射装置から照射された電子線が到達する範囲である電子線到達範囲外に配置されていてもよい。この場合、被照射物への電子線の照射と干渉しない位置に第１Ｘ線検出部及び第２Ｘ線検出部を配置することが可能となる。
【0017】
本発明に係る電子線監視装置は、第１Ｘ線検出部の検出結果に基づいて、第２Ｘ線検出部の検出結果を補正する補正部を備えていてもよい。これにより、第１Ｘ線検出部の検出結果に基づいて第２Ｘ線検出部の検出結果を補正し、第２Ｘ線検出部の感度変動による悪影響を抑えることが可能となる。これにより、Ｘ線の一次元分布又は二次元分布を精度よく検出することができ、被照射物に照射される電子線の分布を精度よく監視することが可能となる。
【0018】
本発明に係る電子線監視装置では、第１Ｘ線検出部は、経時的に検出データを取得し、第２Ｘ線検出部は、複数のチャンネルにおいて経時的に検出データを取得し、補正部は、第１Ｘ線検出部で取得した検出データの変動率を、第１変動率として算出し、第２Ｘ線検出部で取得した複数の検出データの総和又は平均の変動率を、第２変動率として算出し、第２変動率が第１変動率と一致するように、第２Ｘ線検出部における複数のチャンネルで取得する検出データのそれぞれに、補正係数を乗算してもよい。この場合、第２Ｘ線検出部の検出結果を効果的に補正することが可能となる。
【0019】
本発明に係る電子線監視装置では、電子線照射システムは、被照射物を搬送する搬送面を備えた搬送機構を含み、第１Ｘ線検出部は、搬送面に沿う方向であって搬送機構の搬送方向と交差する所定方向において搬送面に対して離間する位置に配置され、第２Ｘ線検出部は、搬送面に対して出射窓側と反対側に配置されていてもよい。この場合、搬送機構を含む電子線照射システムにおいて、第１Ｘ線検出部及び第２Ｘ線検出部を搬送に影響のない位置に適用することができる。
【0020】
本発明に係る電子線照射システムは、上記電子線監視装置を備える。電子線照射システムにおいても、上記電子線監視装置を備えることから、被照射物に照射される電子線の線量及び分布を監視することが可能となる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、被照射物に照射される電子線の線量及び分布を監視することができる電子線監視装置及び電子線照射システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【0024】
図１は、電子線照射システム１００を示す斜視図である。図２は、電子線照射装置１を示す縦断面図である。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、図示する方向に基づいており便宜的なものである。ここでの例では、Ｘ方向は水平方向に対応し、Ｙ方向はＸ方向に垂直な水平方向に対応し、Ｚ方向は鉛直方向に対応する。
【0025】
図１に示されるように、電子線照射システム１００は、被照射物Ｓへの電子線の照射によって当該被照射物Ｓの滅菌、乾燥又は表面改質等を行うために使用されるシステムである。例えば被照射物Ｓは、印刷物であり、電子線照射システム１００は、印刷物のインクの乾燥に用いられる。なお、被照射物Ｓは、特に限定されず、種々の物体であってもよい。また、被照射物Ｓへの電子線の照射は、被照射物Ｓの全体に限らず、被照射物Ｓの一部でもよい。電子線照射システム１００は、電子線照射装置１と、搬送機構８と、コントローラ９と、を備える。
【0026】
図２に示されるように、電子線照射装置１は、電子線通過孔２０を形成するチャンバ３０と、電子線通過孔２０のＺ方向の一端側を塞ぐようにチャンバ３０に気密に取り付けられた電子銃４０と、電子線通過孔２０のＺ方向の他端側を塞ぐようにチャンバ３０に気密に取り付けられた電子線透過ユニット５０と、を有する。電子銃４０が発生した電子線ＥＢは、電子線通過孔２０をＺ方向に沿って進行し、電子線透過ユニット５０の出射窓５５を介して外部に出射する。
【0027】
チャンバ３０は、電子線を発生する電子銃４０が取り付けられた筐体３１を有している。筐体３１は、金属により円柱状に形成されている。電子銃４０は、金属により直方体状に形成されたケース４１を有している。ケース４１は、筐体３１に気密に固定されている。ケース４１内には、絶縁性材料（例えば、エポキシ樹脂等）からなる絶縁ブロック４２が配置されている。絶縁ブロック４２は、ケース４１内に収容された基部４２ａと、基部４２ａからＺ方向に突出する突出部４２ｂと、を含む。絶縁ブロック４２には、コネクタ４３の先端部が埋設されている。
【0028】
コネクタ４３は、外部の電源装置から、カソードであるフィラメント４４に高電圧を供給するためのものである。コネクタ４３の基端部は、ケース４１外に突出している。コネクタ４３の先端部には、一対の内部配線４６，４６が接続されている。一対の内部配線４６，４６は、突出部４２ｂの前端部まで延在しており、一対の給電用ピン４７，４７にそれぞれ接続されている。一対の給電用ピン４７，４７の先端部には、フィラメント４４が掛け渡されている。突出部４２ｂには、給電用ピン４７及びフィラメント４４を包囲するように、グリッド電極４８が固定されている。
【0029】
筐体３１には、電子線通過孔２１を挟んで対になるようにアライメントコイル２及び集束コイル３が設けられている。電子銃４０から出射して電子線通過孔２１を通過する電子線ＥＢは、アライメントコイル２によって、電子線ＥＢの中心線が電子線通過孔２０の中心線に一致するように調整された後、集束コイル３によって、電子線透過ユニット５０に集束される。なお、筐体３１には、電子線通過孔２１と真空ポンプとを接続する排気管４が設けられており、これにより、チャンバ３０内（すなわち、電子線通過孔２０）が真空引きされる。
【0030】
チャンバ３０は、筐体３１のＺ方向の他端側に固定された偏向管３２を有している。偏向管３２は、四角柱状の外形を有している。電子線通過孔２０のうち偏向管３２によって形成される部分である電子線通過孔２２の断面は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状となっている。偏向管３２の外側には、偏向管３２の内側を通過する電子線ＥＢを偏向する偏向コイル５が取り付けられている。集束コイル３によって集束されて電子線通過孔２２を通過する電子線ＥＢは、偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向される。
【0031】
チャンバ３０は、偏向管３２のＺ方向の他端側に固定された走査管３３を有している。走査管３３は、Ｚ方向の他端側に向かって末広がりの四角柱状の外形を有している。電子線通過孔２０のうち走査管３３によって形成される部分である電子線通過孔２３の断面は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状となっている。
【0032】
電子線透過ユニット５０は、走査管３３の出射側開口部に配置されている。電子線透過ユニット５０は、走査管３３に対して気密に固定されている。電子線透過ユニット５０は、窓枠体５０Ａを含む。窓枠体５０Ａの内側には、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状（長尺な形状）の支持部材５２及び出射窓５５が配置されている。支持部材５２は、メッシュ部を含む。出射窓５５は、チタンからなる薄膜状の部材である。出射窓５５は、支持部材５２を覆うように配置されている。出射窓５５は、支持部材５２上に支持され、走査管３３の内側を通過した電子線ＥＢを透過させる。
【0033】
以上のように構成された電子線照射装置１では、フィラメント４４に高電圧が印加されると、フィラメント４４から電子が放出される。フィラメント４４から放出された電子は、グリッド電極４８によって形成された電界により加速及び集束され、これにより、電子線ＥＢがＺ軸方向に出射される。出射されて電子線通過孔２１を通過する電子線ＥＢは、アライメントコイル２によって、電子線ＥＢの中心線が電子線通過孔２０の中心線に一致するように調整された後、集束コイル３によって、電子線透過ユニット５０に集束される。集束コイル３によって集束されて電子線通過孔２２を通過する電子線ＥＢは、偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向される。偏向コイル５によってＹ軸方向に偏向された電子線ＥＢは、電子線透過ユニット５０の出射窓５５を透過して外部に出射される。外部に出射された電子線ＥＢは、電子線到達範囲ＲＡにおいて搬送機構８（図１参照）で搬送される被照射物Ｓに照射され、被照射物Ｓが反応（乾燥、殺菌、表面改質等）する。電子線到達範囲ＲＡは、電子線照射装置１から照射された電子線ＥＢが到達する範囲である。
【0034】
図１に示されるように、搬送機構８は、可動するベルト８１を有する。搬送機構８は、被照射物Ｓを搬送する搬送面８２を有する。搬送面８２は、例えば当該ベルト８１の表面により構成される。搬送機構８は、搬送面８２上に被照射物Ｓを載置して搬送する。搬送面８２は、出射窓５５に対向する。図示する例では、搬送機構８は、搬送面８２上の被照射物Ｓを、Ｘ方向に沿って電子線到達範囲ＲＡを通過するように搬送する。搬送機構８としては特に限定されず、種々の機構を用いてもよい。
【0035】
コントローラ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されるコンピュータである。コントローラ９における各種動作の制御は、例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されることによって行われる。コントローラ９は、電子回路等によるハードウェアとして構成されてもよい。コントローラ９は、電子線照射システム１００の各種の動作を制御する。
【0036】
図３は、電子線監視装置１０を示す概略図である。図１及び図３に示されるように、本実施形態の電子線照射システム１００は、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢを監視する電子線監視装置１０を備える。監視とは、被照射物Ｓに電子線ＥＢを照射中に当該電子線ＥＢをリアルタイムで検出することを含む。監視は、モニタリングとも称される。電子線監視装置１０は、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢそのものを監視するのではなく、電子線ＥＢの照射によって発生するＸ線を監視することにより当該電子線ＥＢを監視する。まず、電子線監視装置１０がＸ線による監視を行う理由を以下に説明する。
【0037】
電子線照射装置１から出射窓５５を介して照射雰囲気（例えば窒素雰囲気）中に出射された電子線ＥＢは、照射雰囲気中の気体分子と衝突を繰り返しながらそのエネルギーを減衰させていくため、電子線ＥＢの到達距離は非常に短く、特に印刷用途等に用いられる、加速電圧７０ｋＶ～１５０ｋＶ程度の低エネルギー電子線では、出射窓５５から数ｍｍ～数十ｍｍ程度しか電子線ＥＢは到達せず、電子線到達範囲ＲＡも出射窓５５から数ｍｍ～数十ｍｍ程度である。そのため、電子線ＥＢを直接監視する場合には、この狭い電子線到達範囲ＲＡ内に電子線検出器を設置する必要がある。しかし、電子線到達範囲ＲＡを通過するように搬送機構８の搬送路が設けられることから、電子線照射システム１００に電子線検出器を設置するのは困難である。
【0038】
一方、照射雰囲気中に電子線ＥＢを出射した際には、同時にＸ線も発生する。Ｘ線は、例えば電子線照射装置１の出射窓５５と電子線ＥＢの衝突により、及び、照射雰囲気中の気体分子への電子線ＥＢの衝突に伴って発生する。つまり、出射窓５５を介して被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢの量は、当該電子線ＥＢの照射に伴って発生するＸ線の量と深い関係がある。これらのＸ線は、数ｋｅＶ～百数十ｋｅＶのエネルギーを有するため、照射雰囲気中では数十ｃｍ以上の距離でも到達する。そのため、電子線ＥＢの放出に伴うＸ線を監視する場合、Ｘ線検出器は電子線到達範囲ＲＡ内に設置する必要はなく、数十ｃｍ離れた位置に設置することが可能である。そのため、搬送機構８及び被照射物Ｓと干渉しない周辺位置にＸ線検出器を設置可能であり、電子線照射システム１００を実動作させながらリアルタイムにＸ線を検出することができる。
【0039】
このようなＸ線による監視を行う電子線監視装置１０は、ポイントセンサ６０、ラインセンサ７０及びコリメータ７５を有する。ポイントセンサ６０は、Ｘ線を検出するＸ線検出器（第１Ｘ線検出器）である。ここでのポイントセンサ６０は、放射線耐久性が高く、長期に安定したＸ線量の測定が可能なセンサである。ポイントセンサ６０は、出射窓５５と被照射物Ｓとの間に向けた検出面６１を有する。検出面６１は、出射窓５５と当該出射窓５５に対向する位置（換言すると、出射窓５５の直下、又は、電子線到達範囲ＲＡ内）の被照射物Ｓとの間の空間に対面するように設けられている。検出面６１は、Ｙ方向に垂直になるように設けられている。
【0040】
ポイントセンサ６０は、被照射物Ｓへの電子線ＥＢの照射を妨げない位置に配置されている。本実施形態においては、ポイントセンサ６０は、電子線到達範囲ＲＡ外に配置されている。ポイントセンサ６０は、Ｙ方向において出射窓５５及び搬送面８２に対して離間する位置に配置されている。Ｙ方向は、出射窓５５の長手方向に対応する。またＹ方向は、搬送面８２に沿う方向であって搬送方向と交差する所定方向に対応する。ポイントセンサ６０は、出射窓５５及び搬送面８２の側方に配置されている。ポイントセンサ６０は、出射窓５５及び搬送面８２の周囲に配置されている。ポイントセンサ６０は、例えば支持部材（不図示）により、電子線照射システム１００のフレーム等に固定されている。
【0041】
ポイントセンサ６０は、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有するＸ線検出器である。より具体的には、ポイントセンサ６０は、１つの検出面に対応する１つの検出信号出力部のみを有する検出素子を１つのみ有する。換言すれば、ポイントセンサ６０は、１画素のみを有するセンサである。ポイントセンサ６０は、ポイントセンサ６０は、１つのチャンネル（画素）において、Ｘ線の線量に関する検出データを経時的に取得する。ポイントセンサ６０は、コントローラ９に接続され、その動作がコントローラ９により制御される。ポイントセンサ６０は、その検出結果をコントローラ９へ出力する。ポイントセンサ６０は、第１Ｘ線検出部を構成する。ポイントセンサ６０は、例えば安定性に実績があり、長時間の線量変動を信頼性高く測定可能であるものが選択される。ポイントセンサ６０は、電子線到達範囲ＲＡ内の任意のＺ位置において、Ｙ方向全体に渡るＸ線量を常時に検出することで、相対的に総Ｘ線量を常時に検出可能である。
【0042】
図４は、ポイントセンサ６０の例を示す模式的断面図である。ポイントセンサ６０は、主として、開口部Ｈ２を有する略直方体の有底ケース６２と、開口部Ｈ２を塞ぐＸ線透過性の平板状蓋体６３と、有底ケース６２内に収容された蛍光体層６４及びフォトダイオード６５と、有底ケース６２に固定され且つフォトダイオード６５に電気的に接続されたコネクタ６６と、から構成されている。平板状蓋体６３の表面は、検出面６１を構成する。
【0043】
蛍光体層６４は、平板状蓋体６３を透過して有底ケース６２外部から該有底ケース６２内に入射するＸ線を、フォトダイオード６５が検出可能な波長の蛍光に波長変換する。蛍光体層６４は、堆積された結晶性のＸ線蛍光体からなる層である。蛍光体層６４によりＸ線から波長変換された蛍光は、フォトダイオード６５内の光電変換部６７に照射される。蛍光体層６４を構成するＸ線蛍光体としては、Ｘ線をフォトダイオード６５が検出可能な波長の蛍光に波長変換できるものであれば特に限定されず、使用する光電変換部６７に応じて適宜選択される。例えば蛍光体層６４を構成するＸ線蛍光体としては、入射するＸ線による劣化がほとんど無く、発光量の温度に対する依存性が小さい（約－１．０％／１０℃，なお、この値は２０℃における発光量を基準とし温度を変化させた場合の発光量の変化率を百分率で表示した値を示す）という利点を有するという理由から、ＴｂをドープしたＧｄ２Ｏ２Ｓ蛍光体を用いてもよい。なお、ＴｂはＧｄ２Ｏ２ＳにＸ線蛍光体としての機能を発現させるために必要な付活剤である。蛍光体層６４は、放射線による着色（ブラウニング）の少ない材料を用いたＸ線蛍光体で構成してもよい。
【0044】
フォトダイオード６５は、蛍光体層６４から出射される蛍光を光電変換して電気信号を出力する。フォトダイオード６５は、開口部Ｈ５を有する略直方体の有底ケース６８と、開口部Ｈ５を塞ぐ平板状蓋体６９と、有底ケース６８内に収容された光電変換部６７と、から構成されている。
【0045】
有底ケース６８は、光電変換部６７を収容し且つ固定できる内部空間を有する。有底ケース６８の構成材料は絶縁性材料であれば特に限定されないが、耐熱性及び機械的強度に優れた材料（例えば、セラミクス材料）が挙げられる。平板状蓋体６９は、放射線による着色の少ない石英ガラスにより形成された平板である。光電変換部６７は、ｐｎ接合を有するＰＮフォトダイオード（例えば、Ｓｉフォトダイオード）の構造を有する。すなわち、有底ケース６８の底面上に配置されるｎ型半導体層６７ａと、ｎ型半導体層６７ａ上に配置されるｐ型半導体層６７ｂと、ｐ型半導体層６７ｂ上に配置される絶縁膜６７ｃと、ｎ型半導体層６７ａに電気的に接続される電極（図示せず）と、ｐ型半導体層６７ｂに電気的に接続される電極（図示せず）と、から構成されている。絶縁膜６７ｃの入射側の面が、光電変換部６７の受光面となる。絶縁膜６７ｃは、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）である。ポイントセンサ６０には、有底ケース６２及びポイントセンサ６０からの信号を伝送するための配線の表面を、耐酸化性のある金属（例えばステンレス鋼材）で覆う等のオゾン腐食防止対策が施されていてもよい。
【0046】
コネクタ６６は、有底ケース６２の底部に嵌め込まれて固定されている。コネクタ６６には、導電性のワイヤ６６ａ及びワイヤ６６ｂのそれぞれの一端が電気的に接続されており、ワイヤ６６ａの他端はフォトダイオード６５のｎ型半導体層６７ａに接続された電極（図示せず）に電気的に接続されており、ワイヤ６６ｂの他端はフォトダイオード６５のｐ型半導体層６７ｂに接続された電極（図示せず）に電気的に接続されている。コネクタ６６により、フォトダイオード６５の光電変換部６７から出力される電気信号が有底ケース６２の外部に出力される。
【0047】
図１及び図３に示されるように、ラインセンサ７０は、Ｘ線の一次元分布又は二次元分布を検出するＸ線検出器（第２Ｘ線検出器）である。ラインセンサ７０は、Ｙ方向に長尺な形状の検出面７１を有する。ラインセンサ７０の検出範囲におけるＹ方向の幅は、例えば３００ｍｍ～２０００ｍｍであってもよいし、例えば４５０ｍｍ～１０００ｍｍであってもよい。ラインセンサ７０は、被照射物Ｓへの電子線ＥＢの照射を妨げない位置に配置されている。本実施形態においては、ラインセンサ７０は、電子線到達範囲ＲＡ外に配置されている。ラインセンサ７０は、検出面７１が出射窓５５に対向するように配置されている。ラインセンサ７０は、搬送機構８の搬送面８２に対して出射窓５５側と反対側に配置されている。ラインセンサ７０は、例えば支持部材（不図示）により、電子線照射システム１００のフレーム等に固定されている。
【0048】
ラインセンサ７０は、Ｘ線を検出するチャンネルを複数有し、チャンネルは、一次元状又は二次元状に並べられている。より具体的には、１つの検出面に対応する１つの検出信号出力部を有する検出素子を複数有する。ラインセンサ７０の複数の検出素子は、一次元状又は二次元状に並べられており、換言すれば、複数画素を有するセンサである。例えばラインセンサ７０としては、Ｘ線蛍光体とＸ線蛍光体からの蛍光を検出可能な感度を有する半導体光検出素子とを、数百ｍｍの長さにおいて数百個以上並べた一次元ラインセンサ（例えばフォトダイオードアレイ）を用いることができる。ラインセンサ７０は、複数の検出素子に対応する複数のチャンネルのそれぞれにおいて、Ｘ線の線量に関する検出データを経時的に取得する。ラインセンサ７０は、コントローラ９に接続され、その動作がコントローラ９により制御される。ラインセンサ７０は、その検出結果をコントローラ９へ出力する。ラインセンサ７０は、第２Ｘ線検出部を構成する。
【0049】
ラインセンサ７０は、例えば高い空間分解能（数ｍｍ以下）でＸ線の位置分布を測定可能である。ラインセンサ７０は、瞬時に長手方向（Ｙ方向）におけるＸ線の線量プロファイルを取得することが可能である。ラインセンサ７０は、Ｙ方向のＸ線分布に変動がないかを常時に検出可能である。ラインセンサ７０は、相対的なＸ線分布変化を精度よくモニタ可能である。
【0050】
コリメータ７５は、出射窓５５とラインセンサ７０との間に配置され、Ｘ線の進行方向をＺ方向（出射窓５５に対向する方向）に沿うように制限し、コリメータ７５を通過するＸ線の視野角を制限する。図示する例では、コリメータ７５は、電子線到達範囲ＲＡとラインセンサ７０との間に配置されている。コリメータ７５は、ラインセンサ７０に入射するＸ線の進行方向をＺ方向に沿う方向に平行化する（図３中の矢印参照）。コリメータ７５は、Ｘ線吸収特性の高い材質（例えば、タングステン、鉛及びステンレス鋼等）により形成されている。コリメータ７５は、Ｚ方向に貫通する複数の円形の貫通孔７５ｈを有する。複数の貫通孔７５ｈのピッチは、ラインセンサ７０における複数のチャンネルのピッチよりも大きい。例えば、貫通孔７５ｈのピッチは１０ｍｍであるのに対し、ラインセンサ７０のチャンネルのピッチは０．４ｍｍである。コリメータ７５は、例えば支持部材（不図示）により、電子線照射システム１００あるいはラインセンサ７０のフレーム等に固定されている。
【0051】
図１に示されるように、コントローラ９は、ポイントセンサ６０の検出結果に基づいて、ラインセンサ７０の検出結果を補正する補正部９１を有する。補正部９１は、ポイントセンサ６０で取得した検出データの変動率を、第１変動率として算出する。補正部９１は、ラインセンサ７０で取得した複数のチャンネルの各検出データの総和の変動率を、第２変動率として算出する。補正部９１は、第２変動率が第１変動率と一致するように、ラインセンサ７０における複数のチャンネルで取得する検出データのそれぞれに、補正係数を乗算する。補正部９１の処理については、後述する。
【0052】
コントローラ９は、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０によるＸ線の監視結果に基づき、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢの線量及び分布を監視する。Ｘ線の測定量から電子線ＥＢの線量を求める手法は、特に限定されず、種々の公知の手法を用いることができる。コントローラ９には、ＧＵＩ(Graphical User Interface)９２が接続されている。ＧＵＩ９２は、Ｘ線及び電子線ＥＢの監視結果を表示させるための表示部を構成すると共に、コントローラ９に対して各種の設定を入力するための操作入力部を構成する。
【0053】
【0054】
まず、ＧＵＩ９２において、ラインセンサ７０の連続使用制限時間を設定する（ステップＳ１）。ラインセンサ７０の連続使用制限時間は、ラインセンサ７０を連続して使用する上で、複数のチャンネル間で劣化差（検出能の低下差）が所定値よりも少ない期間に対応する。ラインセンサ７０の連続使用制限時間は、予め定められてコントローラ９に記憶されていてもよい。また、ＧＵＩ９２において、ラインセンサ７０の変動率閾値を設定する（ステップＳ２）。ラインセンサ７０の変動率閾値は、ラインセンサ７０の検出データの変動率が、求められる基準内かどうかを判定するための閾値である。ラインセンサ７０の変動率閾値は、予め定められてコントローラ９に記憶されていてもよい。なお、上記ステップＳ１，Ｓ２は順不同である。
【0055】
続いて、電子線照射装置１から被照射物Ｓに電子線ＥＢが照射された場合、コントローラ９により以下の監視処理を実行する。すなわち、ラインセンサ７０の初期化を行う（ステップＳ３）。上記ステップＳ３では、ラインセンサ７０の全チャンネルの規格化（シェーディング補正）を行う。例えば、上記ステップＳ３における１回目の初期化では、電子線ＥＢを照射したときのラインセンサ７０の全チャンネルの検出データを、一定値に補正する。また例えば、上記ステップＳ３における２回目以降の初期化では、ラインセンサ７０の全チャンネルの検出データを、そのときの補正後検出データ（後述）に補正する。ラインセンサ７０の全チャンネルにおいて、そのときの検出データを初期値として取得する（ステップＳ４）。また、ポイントセンサ６０において、そのときの検出データを初期値として取得する（ステップＳ５）。
【0056】
続いて、ラインセンサ７０の全チャンネルで検出データを取得する（ステップＳ６）。ラインセンサ７０の各チャンネルにおける検出データの総和の変動率である第２変動率を算出する（ステップＳ７）。第２変動率は、ラインセンサ７０の各チャンネルにおける初期値の総和を基準にした変動率である。例えば第２変動率は、「（“ラインセンサ７０の各チャンネルにおける検出データの総和”－“ラインセンサ７０の各チャンネルにおける初期値の総和”）／“ラインセンサ７０の各チャンネルにおける初期値の総和”」で算出される。
【0057】
また、ポイントセンサ６０の検出データを取得する（ステップＳ８）。ポイントセンサ６０の検出データの変動率である第１変動率を算出する（ステップＳ９）。第１変動率は、ポイントセンサ６０の初期値を基準にした変動率である。例えば第１変動率は、「（“ポイントセンサ６０の検出データ”－“ポイントセンサ６０の初期値”）／“ポイントセンサ６０の初期値”」で算出される。
【0058】
補正部９１により、ラインセンサ７０の補正係数を算出する（ステップＳ１０）。補正係数は、第２変動率が第１変動率と一致するように、ラインセンサ７０における複数のチャンネルの検出データを補正するパラメータである。例えば補正係数は、第１変動率／第２変動率で求められる。補正部９１により、算出した補正係数を用いて、ラインセンサ７０の各チャンネルにおける検出データを補正する（ステップＳ１１）。上記ステップＳ１１では、ラインセンサ７０における複数のチャンネルの検出データのそれぞれに補正係数を乗算し、複数の補正後検出データを取得する。
【0059】
続いて、ラインセンサ７０の各チャンネルにおける補正後検出データの変動率を算出する。補正後検出データの変動率は、ラインセンサ７０の各チャンネルにおける初期値を基準にして算出される。ラインセンサ７０の各チャンネルにおける補正後検出データの変動率が、設定された変動閾値以内であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【0060】
上記ステップＳ１２でＮＯの場合、例えばＧＵＩ９２から音及び表示による警報を出力し、監視処理を終了する（ステップＳ１３）。上記ステップＳ１２でＹＥＳの場合、例えばポイントセンサ６０及びラインセンサ７０により監視したＸ線の線量及び分布、及び、Ｘ線の線量及び分布から導出された電子線ＥＢの線量及び分布を、ＧＵＩ９２に表示させる。また、上記ステップＳ１２でＹＥＳの場合、監視処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１４）。上記ステップＳ１４では、例えば電子線照射装置１からの電子線ＥＢの照射を終了した場合、ＹＥＳと判定され、監視処理を終了する。
【0061】
上記ステップＳ１４でＮＯの場合、ラインセンサ７０の連続使用時間が、連続使用制限時間内かどうかを判定する（ステップＳ１５）。ラインセンサ７０の連続使用時間は、ラインセンサ７０によってＸ線の分布を連続して検出している時間であって、ラインセンサ７０を初期化したタイミングを０してカウントされる時間である。上記ステップＳ１５でＹＥＳの場合、上記ステップＳ６に移行し、再度ラインセンサ７０により検出データを取得すると共に、上記ステップＳ８に移行し、再度ポイントセンサ６０により検出データを取得する。上記ステップＳ１５でＮＯの場合、上記ステップＳ３に移行し、再度ラインセンサ７０の初期化を行う。
【0062】
以上、電子線監視装置１０は、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０を備える。ポイントセンサ６０により総Ｘ線量を取得し、ラインセンサ７０は相対的なＸ線分布変化を取得することができる。つまり、ポイントセンサ６０により、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢによって生じたＸ線の全体的な線量を監視すると共に、ラインセンサ７０により、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢによって生じたＸ線の一次元分布又は二次元分布を監視することができる。これにより、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢの線量及び分布を監視することが可能となる。その結果、予め設定した基準通りの線量及び分布で電子線ＥＢが出力されているのかを確認することができる。換言すれば、予め設定した基準を逸脱した電子線ＥＢが出力されている領域がないかを確認することができる。電子線照射装置１の動作状態を担保することが可能となる。
【0063】
電子線監視装置１０では、出射窓５５は、長尺な形状を呈し、ポイントセンサ６０は、出射窓５５の長手方向（Ｙ方向）において出射窓５５に対して離間する位置に配置されている。このようなポイントセンサ６０の配置は、出射窓５５が長尺な形状を呈する場合において、生じたＸ線の全体的な線量をポイントセンサ６０で監視する上で有効である。例えば短手方向（Ｘ方向）において出射窓５５に対して離間する位置にポイントセンサ６０が配置される場合と比べて、生じたＸ線の全体的な線量を精度よく検出することが可能となる。
【0064】
電子線監視装置１０では、ポイントセンサ６０は、チャンネルを１つのみ有している。この場合、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有するポイントセンサ６０を第１Ｘ線検出部として利用して、複雑な信号処理を行うことなく、生じたＸ線の全体的な線量の監視を容易に行うことが可能となる。
【0065】
電子線監視装置１０では、ラインセンサ７０は、長尺な形状の検出面を有していてもよい。この場合、長尺な形状の検出面を有するラインセンサ７０を利用して、出射窓５５の長手方向におけるＸ線の分布を監視することが可能となる。
【0066】
電子線監視装置１０では、ラインセンサ７０は、一次元状又は二次元状に並べられた複数のチャンネルを有する。この場合、一次元状又は二次元状に並べられた複数のチャンネルを有するラインセンサ７０を第２Ｘ線検出部として利用して、より詳細にＸ線の分布を監視することが可能となる。
【0067】
電子線監視装置１０は、出射窓５５とラインセンサ７０との間に配置されたコリメータ７５を備える。コリメータ７５により、ラインセンサ７０に入射（入力）するＸ線の進行方向をＺ方向に沿わせることができる。その結果、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢによって生じたＸ線の一次元分布又は二次元分布（すなわち、電子線ＥＢの量に対応する一次元分布又は二次元分布）を、ラインセンサ７０により精度よく検出することができる。一般的に、電子線到達範囲ＲＡの全体から全方位にＸ線がラインセンサ７０に照射されるため、コリメータ７５の設置は特に有効である。
【0068】
電子線監視装置１０では、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０は、被照射物Ｓへの電子線ＥＢの照射を妨げない位置に配置されている。より詳細には、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０は、電子線到達範囲ＲＡ外に配置されている。この場合、被照射物Ｓへの電子線ＥＢの照射と干渉しない位置にポイントセンサ６０及びラインセンサ７０を配置することが可能となる。また、電子線ＥＢとポイントセンサ６０及びラインセンサ７０を構成する材料の相互作用による、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０自身からのＸ線の発生により計測が攪乱されることがない。
【0069】
電子線監視装置１０は、ポイントセンサ６０の検出結果に基づいて、ラインセンサ７０の検出結果を補正する補正部９１を備える。補正部９１により、ポイントセンサ６０の検出結果に基づいてラインセンサ７０の検出結果を補正して、ラインセンサ７０の感度変動による悪影響を抑えることが可能となる。Ｘ線の一次元分布又は二次元分布を精度よく検出することができ、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢの分布を精度よく監視することが可能となる。ポイントセンサ６０とラインセンサ７０とのそれぞれの長所を生かし、ポイントセンサ６０とラインセンサ７０との性能を相補的に利用し、Ｘ線による電子線量の監視を最適化させることが可能となる。
【0070】
ラインセンサ７０では、ポイントセンサ６０に比べて、長時間の安定性に関する信頼性が不足する場合がある。ラインセンサ７０では、ポイントセンサ６０に比べて、センサ応答劣化速度が速い場合がある。ラインセンサ７０では、例えば検出するＸ線の線量が、１０００時間の使用で２５％低下する可能性がある。そこで、電子線監視装置１０において、補正部９１は、ポイントセンサ６０で取得した検出データの変動率を第１変動率として算出し、ラインセンサ７０で取得した検出データの総和の変動率を第２変動率として算出する。補正部９１は、第２変動率が第１変動率と一致するよう、ラインセンサ７０における複数のチャンネルで取得する検出データのそれぞれに、補正係数を乗算する。これにより、ラインセンサ７０の検出結果を、ポイントセンサ６０の検出結果を利用して効果的に補正することが可能となる。
【0071】
電子線監視装置１０では、ポイントセンサ６０は、搬送機構８の搬送方向と交差するＹ方向において搬送面８２に対して離間する位置に配置されている。ラインセンサ７０は、搬送面８２に対して出射窓５５側と反対側に配置されている。この場合、搬送機構８を含む電子線照射システム１００において、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０を搬送に影響のない位置に適用することができる。
【0072】
電子線照射システム１００においても、電子線監視装置１０を備えることから、被照射物Ｓに照射される電子線ＥＢの線量及び分布を監視できる等の上記効果が奏される。
【0073】
図７は、ポイントセンサ６０の検出データによるラインセンサ７０の検出データの補正例を示す表である。図７中のサイクル時間は、所定の時間間隔に対応し、例えば図５及び図６のフローチャートにおいて上記ステップＳ６，Ｓ８が繰り返される間隔に対応する。図中では、５サイクル時間が連続使用制限時間である。図中のＣＨ１、ＣＨ２及びＣＨ３は、ラインセンサ７０の複数のチャンネルのうちの第１チャンネル、第２チャンネル及び第３チャンネルを意味する。
【0074】
図７に示される例では、サイクル時間が０のときにラインセンサ７０で１回目の初期化が行われ、サイクル時間が５，１０のときにラインセンサ７０で２回目以降の初期化が行われている。２回目以降の初期化では、そのときの補正後検出データが、そのままシェーディング補正に採用される（図中の枠内参照）。図７に示される例では、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０の検出データに基づく補正係数を利用し、ラインセンサ７０の検出データを補正することで、補正後検出データを得ることが可能となっている。
【0075】
以上、実施形態について説明したが、本発明の一態様は上記実施形態に限定されない。
【0076】
図８は、変形例に係る電子線監視装置１１０を示す概略図である。図８に示されるように、変形例に係る電子線監視装置１１０は、シャッター機構（遮断部）１１１を更に備える点で電子線監視装置１０（図３参照）と異なる。シャッター機構１１１は、ラインセンサ７０に入力されるＸ線を遮断可能な機構を含むである、シャッター機構１１１は、開状態とすることでラインセンサ７０へのＸ線の入力を許容し、閉状態とすることでラインセンサ７０へ入力されるＸ線を遮断する。シャッター機構１１１は、コントローラ９に接続され、その開閉動作がコントローラにより制御される。シャッター機構１１１としては、特に限定されず、種々の機構を用いることができる。
【0077】
このような電子線監視装置１１０では、例えばＸ線検出時以外にはラインセンサ７０にＸ線が入力されないようにＸ線を遮断することができる。これにより、ラインセンサ７０へのＸ線の照射時間が増加するのに伴ってラインセンサ７０の感度が変化してしまうことを抑制することが可能となる。なお、ラインセンサ７０を移動させるステージ等の移動機構を備え、例えばＸ線検出時以外にはラインセンサ７０にＸ線が入力されないように、当該ラインセンサ７０を移動機構により移動させてもよい。
【0078】
上記実施形態及び上記変形例における電子線照射装置１では、点状の電子線ＥＢを偏向コイル５によって偏向することで長尺状の電子線到達範囲ＲＡを得ていたが、電子線を偏向することなく、長尺状のフィラメントから出射される線状の電子線を長尺状の出射窓から取り出すような電子線照射装置でもよい。また、複数の電子線照射装置を並べることで、長尺状の電子線到達範囲を形成してもよい。また、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０の少なくとも何れかにエネルギー弁別機能を持たせることで、特定の元素依存性（例えば出射窓５５の材料であるチタンの特性Ｘ線の検出）をもってＸ線を検出してもよい。上記実施形態及び上記変形例では、第１Ｘ線検出部としてポイントセンサ６０を用い、第２Ｘ線検出部としてラインセンサ７０を用いたが、これに限定されず、その他のＸ線検出器を用いてもよい。例えば第１Ｘ線検出部としてラインセンサ７０を用いてもよく、この場合、複数チャンネルの出力を１つにまとめて出力してもよい。Ｘ線の二次元分布を検出するエリアセンサを第２Ｘ線検出部として用いてもよい。
【0079】
上記実施形態及び上記変形例では、ポイントセンサ６０及びラインセンサ７０の何れにもＸ線蛍光体と半導体光検出素子との組み合わせを用いたが、Ｘ線蛍光体と光電子増倍管等の電子管との組み合わせを用いてもよいし、Ｘ線蛍光体を用いることなくＸ線を直接検出する直接変換型の半導体素子を用いてもよい。Ｘ線の二次元分布を検出するエリアセンサを第２Ｘ線検出部として用いてもよい。上記実施形態では、ラインセンサ７０の各チャンネルにおける検出データの総和の変動率を第２変動率として算出したが、ラインセンサ７０の各チャンネルにおける検出データの平均の変動率を第２変動率として算出してもよい。
【0080】
上記実施形態及び上記変形例では、第１Ｘ線検出部は、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第１Ｘ線検出器を複数備えていてもよい。さらに、複数の第１Ｘ線検出器のうちの一対の第１Ｘ線検出器は、電子線到達範囲ＲＡを挟んで互いに対向するように配置されていてもよい。また、第２Ｘ線検出部は、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する第２Ｘ線検出器を複数備え、第２Ｘ線検出器は、一次元状又は二次元状に並べられていてもよい。一例として、以下の他の変形例に係る電子線監視装置２２０を採用してもよい。
【0081】
図９は、電子線監視装置２２０を示す概略斜視図である。図１０は、図９の第２Ｘ線検出器としてのポイントセンサ２１１を示す概略斜視図である。図９に示されるように、電子線監視装置２２０は、上述したポイントセンサ６０と同様なポイントセンサ２６０を第１Ｘ線検出器として一対備える。一対のポイントセンサ２６０のそれぞれは、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する。一対のポイントセンサ２６０は、検出面が電子線到達範囲ＲＡを挟んでＹ方向に互いに対向するように、Ｙ方向に離れて配置されている。一対のポイントセンサ２６０は、Ｙ方向において出射窓５５を挟む位置に配置されている。一対のポイントセンサ２６０のそれぞれは、支持板２６５に固定されて支持されている。支持板２６５は、電子線照射システム１００のフレーム等に固定されている。
【0082】
電子線到達範囲ＲＡが長尺になると、その長手方向の一方側の片側一箇所に設置された第１Ｘ線検出器に入射するＸ線の量（すなわち電子線ＥＢの量）は、当該第１Ｘ線検出器に近い場所で発生する場合と当該第１Ｘ線検出器から遠い場所で発生する場合とで、差が大きい可能性がある。部分的に同じ電子線ＥＢの線量変動が発生しても、それに起因するＸ線の変動場所が当該第１Ｘ線検出器から近いか遠いかで計測値に現れる影響が異なる。ゆえに、片側一箇所に設置された第１Ｘ線検出器では、局所的に線量変動が起きた場合に、その役割である「総量の変動」を正確に反映できないおそれがある。この点、電子線監視装置２２０では、ポイントセンサ２６０を一対（複数）備えている。さらに、一対のポイントセンサ２６０は電子線到達範囲ＲＡを挟んで互いに対向するように配置されている。この場合、複数のポイントセンサ２６０を利用することで、生じたＸ線の全体的な線量の監視をより正確に行うことが可能となる。２つのポイントセンサ２６０を同軸上で対向させて、２つのポイントセンサ２６０の測定量の和、あるいは平均値を第１Ｘ線検出部の信号（すなわち、電子線出力総量の変動）として採用することができ、Ｘ線の発生場所に起因する影響を補正することが可能となる。
【0083】
また、図９及び図１０に示されるように、電子線監視装置２２０は，上述したラインセンサ７０（図３参照）に代えて、上述したポイントセンサ６０と同様なポイントセンサ２１１を第２Ｘ線検出器として複数備える。複数のポイントセンサ２１１のそれぞれは、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有する。複数のポイントセンサ２１１は、検出面２１０ｍが出射窓５５に対向するように配置されている。複数のポイントセンサ２１１は、所定の間隔でＹ方向に一次元状に並べられている。複数のポイントセンサ２１１のそれぞれは、コリメータ２５１を介して固定板２７０に固定されている。
【0084】
コリメータ２５１は、出射窓５５とポイントセンサ２１１との間に配置されている。コリメータ２５１は、Ｘ線の進行方向をＺ方向に沿うように制限し、通過するＸ線の視野角を制限し、ポイントセンサ２１１に入射するＸ線の進行方向をＺ方向に沿う方向に平行化する。コリメータ２５１は、Ｚ方向に貫通する円形の貫通孔２５０ｈを有する。貫通孔２５０ｈは、Ｚ方向から見て、ポイントセンサ２１１の検出面２１０ｍと重なるように設けられている。固定板２７０は、電子線照射システム１００のフレーム等に固定されている。固定板２７０には、Ｚ方向に貫通する円形の貫通孔２７０ｈが、コリメータ２５１の貫通孔２５０ｈと連通するように設けられている。
【0085】
このように電子線監視装置２２０では、Ｘ線を検出するチャンネルを１つのみ有するポイントセンサ２１１を複数備え、ポイントセンサ２１１は、一次元状に並べられている。この場合、一次元状に並べられた複数のポイントセンサ２１１を利用して、より詳細にＸ線の分布を監視することが可能となる。一次元状に並べられた複数のポイントセンサ２１１に、上述のラインセンサ７０（図３参照）と同等の機能を持たせることができる。なお、ポイントセンサ２１１は、複数設けられていればよく、例えば３～５個程度設けられていてもよい。複数のポイントセンサ２１１は、ＸＹ面に沿う二次元状に並べられていてもよい。
【0086】
上記実施形態及び上記変形例における各構成には、上述した材料及び形状に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。上記実施形態又は変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。上記実施形態又は変形例における各構成の一部は、本発明の一態様の要旨を逸脱しない範囲で適宜に省略可能である。
【符号の説明】
【0087】
１…電子線照射装置、８…搬送機構、１０，１１０，２２０…電子線監視装置、５５…出射窓、６０…ポイントセンサ（第１Ｘ線検出部，第１Ｘ線検出器）、６１…検出面、７０…ラインセンサ（第２Ｘ線検出部，第２Ｘ線検出器）、７１…検出面、７５…コリメータ、８２…搬送面、９１…補正部、１００…電子線照射システム、１１１…シャッター機構（遮断部）、２１１…ポイントセンサ（第２Ｘ線検出器）、２５１…コリメータ、ＥＢ…電子線、ＲＡ…電子線到達範囲、Ｓ…被照射物。
【要約】
【課題】被照射物に照射される電子線の線量及び分布を監視することができる電子線監視装置及び電子線照射システムを提供する。
【解決手段】電子線監視装置１０は、電子線ＥＢを出射窓５５を介して被照射物Ｓに照射する電子線照射装置１を含む電子線照射システム１００において、当該電子線ＥＢを監視する。電子線監視装置１０は、出射窓５５と被照射物Ｓとの間に向けた検出面６１を有し、Ｘ線を検出するポイントセンサ６０と、出射窓５５に対向するように配置され、Ｘ線の一次元分布又は二次元分布を検出するラインセンサ７０と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】電子線監視装置１０は、電子線ＥＢを出射窓５５を介して被照射物Ｓに照射する電子線照射装置１を含む電子線照射システム１００において、当該電子線ＥＢを監視する。電子線監視装置１０は、出射窓５５と被照射物Ｓとの間に向けた検出面６１を有し、Ｘ線を検出するポイントセンサ６０と、出射窓５５に対向するように配置され、Ｘ線の一次元分布又は二次元分布を検出するラインセンサ７０と、を備える。
【選択図】図３
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】