特許 7431649 電子線発生源、電子線照射装置、及びＸ線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-06

(45)【発行日】2024-02-15

(54)【発明の名称】電子線発生源、電子線照射装置、及びＸ線照射装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 19/12 20060101AFI20240207BHJP

   G21K 5/04 20060101ALI20240207BHJP

   G21K 5/02 20060101ALI20240207BHJP

   H01J 19/16 20060101ALI20240207BHJP

   H01J 35/06 20060101ALI20240207BHJP

   H01J 35/00 20060101ALI20240207BHJP

   H01J 1/18 20060101ALI20240207BHJP

   H01J 1/22 20060101ALI20240207BHJP

   H05G 1/00 20060101ALI20240207BHJP

   G21K 5/00 20060101ALN20240207BHJP

【ＦＩ】

H01J19/12

G21K5/04 E

G21K5/04 F

G21K5/02 X

H01J19/16

H01J35/06 D

H01J35/00 Z

H01J1/18

H01J1/22

H05G1/00 D

G21K5/00 R

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020071470

(22)【出願日】2020-04-13

(65)【公開番号】P2021168273

(43)【公開日】2021-10-21

【審査請求日】2023-01-30

(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

(72)【発明者】

【氏名】原口 大

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 義人

【審査官】右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－２６４６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１５７９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０７７２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０６６０００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ １９／１２

Ｇ２１Ｋ ５／０４

Ｇ２１Ｋ ５／０２

Ｈ０１Ｊ １９／１６

Ｈ０１Ｊ ３５／０６

Ｈ０１Ｊ ３５／００

Ｈ０１Ｊ １／１８

Ｈ０１Ｊ １／２２

Ｈ０５Ｇ １／００

Ｇ２１Ｋ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所望の軸線上において延在し、電子を放出する電子放出部と、
前記電子放出部の一方の端部に連結された可動部と、
前記可動部を前記軸線に沿って移動可能に支持する支持部と、
前記可動部に対して引張力を付与することによって、前記電子放出部の張力を保持する張力保持部と、を備え、
前記可動部は、前記電子放出部と前記張力保持部との間に設けられ、
前記可動部及び前記張力保持部は、それぞれ前記軸線上に配置されている、電子線発生源。

【請求項2】

前記張力保持部は、前記可動部が前記軸線に沿って移動するように前記可動部に対して前記引張力を付与する、請求項１に記載の電子線発生源。

【請求項3】

前記可動部は、前記可動部の重心位置が前記軸線上に位置するように配置される、請求項１又は２に記載の電子線発生源。

【請求項4】

前記電子放出部と前記張力保持部とは、互いに異なる部材からなる、請求項１～３のいずれか一項に記載の電子線発生源。

【請求項5】

前記支持部は、前記張力保持部を内部に収容する内部空間を備えた筐体部を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の電子線発生源。

【請求項6】

前記筐体部は、前記電子放出部から前記張力保持部を直接見通せないように前記張力保持部を覆っている、請求項５に記載の電子線発生源。

【請求項7】

前記筐体部は、前記軸線に沿って延在するとともに前記可動部を前記軸線に沿って移動可能に保持する可動部保持部を備える、請求項５又は６に記載の電子線発生源。

【請求項8】

前記可動部保持部は、前記軸線に沿って延在する円柱状の貫通孔である、請求項７に記載の電子線発生源。

【請求項9】

前記電子放出部は、直線状を呈している、請求項１～８のいずれか一項に記載の電子線発生源。

【請求項10】

前記電子放出部は、コイル状を呈するコイル状部を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の電子線発生源。

【請求項11】

前記電子放出部の他方の端部及び前記張力保持部をそれぞれ支持する枠部を更に備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電子線発生源。

【請求項12】

前記可動部と前記張力保持部との連結位置は、前記軸線上に位置している、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電子線発生源。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の電子線発生源と、
前記電子線発生源を収容する本体部と、
前記電子線発生源からの電子を前記本体部の外部に取り出すための電子取出部と、
を備えた電子線照射装置。

【請求項14】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の電子線発生源と、
前記電子線発生源を収容する本体部と、
前記電子線発生源からの電子が入射することでＸ線を発生するＸ線発生部と、
前記Ｘ線を前記本体部の外部に取り出すためのＸ線取出部と、
を備えたＸ線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子線発生源、電子線照射装置、及びＸ線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電子放出部から蛍光体に向けて電子を放出させ、蛍光体を発光させる蛍光表示管が記載されている。この蛍光表示管の電子線発生源においては、線状の電子放出部に対して張力保持部（ばね）の押圧力を作用させることによって、電子放出部の張力を保持している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平８－２６４１３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の蛍光表示管では、線状の電子放出部と張力保持部とを平行に配置し、両者の端部同士を連結部で連結することによって、張力保持部の押圧力を電子放出部に作用させている。このような構成では、張力保持部の押圧力を電子放出部の軸線に沿って電子放出部に対して作用させ難く、モーメントの作用によって電子放出部の軸ずれが生じることがある。

【0005】

そこで、本発明は、電子放出部に対して張力保持部の押圧力又は引張力を適切に作用させて、電子放出部の軸ずれを抑制することができる電子線発生源、電子線照射装置、及びＸ線照射装置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発生源は、所望の軸線上において延在し、電子を放出する電子放出部と、電子放出部の一方の端部に連結された可動部と、可動部を軸線に沿って移動可能に支持する支持部と、可動部に対して押圧力又は引張力を付与することによって、電子放出部の張力を保持する張力保持部と、を備え、可動部及び張力保持部は、それぞれ軸線上に配置されている。

【0007】

この電子線発生源では、電子放出部と、可動部と、張力保持部とがそれぞれ同じ軸線上に設けられている。このため、電子線発生源は、張力保持部の押圧力又は引張力を可動部を介して軸線方向に沿って電子放出部に作用させ易くなる。これにより、張力保持部の押圧力又は引張力が作用した場合であっても、電子放出部の軸ずれが抑制される。このように、電子線発生源は、電子放出部に対して張力保持部の押圧力又は引張力を適切に作用させて、電子放出部の軸ずれを抑制することができる。

【0008】

張力保持部は、可動部が軸線に沿って移動するように可動部に対して押圧力又は引張力を付与してもよい。この場合、電子線発生源は、張力保持部の押圧力又は引張力が作用した場合に電子放出部の軸ずれをより一層抑制できる。

【0009】

可動部は、可動部の重心位置が軸線上に位置するように配置されてもよい。この場合、張力保持部の押圧力又は引張力が作用した場合であっても、モーメントの作用によって可動部が揺動することが抑制される。これにより電子線発生源は、電子放出部の軸ずれをより一層抑制できる。

【0010】

電子放出部と張力保持部とは、互いに異なる部材によって構成されていてもよい。この場合、電子線発生源は、電子放出部から張力保持部へ熱が伝導することを抑制でき、張力保持部が加熱されることを抑制できる。

【0011】

支持部は、張力保持部を内部に収容する内部空間を備えた筐体部を備えていてもよい。この場合、電子線発生源は、支持部が備える筐体部によって、電子放出部からの放射熱の影響を張力保持部が受けることを抑制できる。これにより、電子線発生源は、熱の影響によって張力保持部の押圧力又は引張力に変動が生じること及び熱による劣化を抑制でき、電子放出部の張力を安定して保持できる。

【0012】

筐体部は、電子放出部から張力保持部を直接見通せないように張力保持部を覆っていてもよい。この場合、電子線発生源は、電子放出部から放出された電子が張力保持部に直接当たることを防止でき、電子が衝突することによって生じる加熱劣化及び損傷を抑制できる。

【0013】

筐体部は、軸線に沿って延在するとともに可動部を軸線に沿って移動可能に保持する可動部保持部を備えていてもよい。この場合、筐体部は、可動部保持部によって安定して可動部を移動可能に保持することができる。

【0014】

可動部保持部は、軸線に沿って延在する円柱状の貫通孔であってもよい。この場合、可動部は、貫通孔内において回転することができる。これにより、例えば、張力保持部の伸縮時に張力保持部がねじれることによって可動部に回転方向の力が加わったとしても、貫通孔内で可動部が回転することによってねじれの力が一部に集中することを抑制しつつ電子放出部の張力を保持できる。これにより、電子線発生源は、張力保持部にねじれが生じた場合であっても、その影響を抑制できる。

【0015】

電子放出部は、直線状を呈していてもよい。この場合、電子線発生源は、軸方向の各位置において均一に電子を照射できる。

【0016】

電子放出部は、コイル状を呈するコイル状部を有していてもよい。この場合、電子線発生源は、電子放出部に対して張力を保持する機能を持たせることができる。

【0017】

電子線発生源は、電子放出部の他方の端部及び張力保持部をそれぞれ支持する枠部を更に備えていてもよい。この場合、枠部によって一体化することで、電子線発生源の取り扱いを容易にすることができる。

【0018】

このような電子線発生源と、電子線発生源を収容する本体部と、電子線発生源からの電子を本体部の外部に取り出すための電子取出部と、を備えた電子線照射装置としてもよい。また、このような電子線発生源と、電子線発生源を収容する本体部と、電子線発生源からの電子が入射することでＸ線を発生するＸ線発生部と、Ｘ線を本体部の外部に取り出すためのＸ線取出部と、を備えたＸ線照射装置としてもよい。この場合、電子放出部の軸ずれを抑制することができる電子線照射装置及びＸ線照射装置を得ることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、電子放出部に対して張力保持部の押圧力又は引張力を適切に作用させて、電子放出部の軸ずれを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施形態に係る電子線照射装置の斜視図である。

【図2】図２は、図１の電子線照射装置の内部構造を示す一部断面図である。

【図3】図３は、図１のIII-III線に沿った断面図である。

【図4】図４は、フィラメントユニットの斜視図である。

【図5】図５は、フィラメントユニットの断面図である。

【図6】図６は、張力保持ユニットの断面斜視図である。

【図7】図７は、張力保持ユニットの断面図である。

【図8】図８は、第１変形例の張力保持ユニットの断面斜視図である。

【図9】図９は、第２変形例の張力保持ユニットの断面斜視図である。

【図10】図１０は、第３変形例の張力保持ユニットの断面斜視図である。

【図11】図１１は、第４変形例の張力保持ユニットの断面斜視図である。

【図12】図１２は、第５変形例の張力保持ユニットの断面斜視図である。

【図13】図１３は、第６変形例の張力保持ユニットの断面斜視図である。

【図14】図１４は、第７変形例の張力保持ユニットの断面斜視図である。

【図15】図１５は、可動体へのフィラメントの取り付け構造の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素同士には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0022】

図１に示される電子線照射装置１は、照射対象物への電子線ＥＢの照射によって、例えば当該照射対象物のインキの硬化、滅菌、又は表面改質等を行うために使用される。なお、以下、電子線照射装置１によって電子線ＥＢが照射される側である電子線出射側（窓部９側）を、「前側」として説明する。

【0023】

図１～図３に示されるように、電子線照射装置１は、フィラメントユニット（電子線発生源）２、真空容器（本体部）３、陰極保持部材４、陰極保持部材５、レール部６、高電圧導入絶縁部材７、絶縁支持部材８、及び窓部（電子取出部）９を備えている。フィラメントユニット２は、電子線ＥＢを発生させる電子線発生部である。また、フィラメントユニット２は、長尺状のユニットとなっている。

【0024】

真空容器３は、金属等の導電性材料によって形成されている。真空容器３は、略円筒状を呈している。真空容器３は、内部に略円柱状の真空空間Ｒを形成する。フィラメントユニット２は、真空容器３の内部において、略円柱状の真空空間Ｒの軸線方向（長軸方向）に沿って配置されている。真空容器３におけるフィラメントユニット２の前側の位置には、真空空間Ｒと外部の空間とを連通する開口部３ａが設けられている。窓部９は、開口部３ａに対して、真空封止するように固定されている。

【0025】

窓部９は、窓材９ａ、及び支持体９ｂを備えている。窓材９ａは、薄膜状に形成されている。窓材９ａの材料としては、電子線ＥＢの透過性に優れた材料（例えば、ベリリウム、チタン、アルミニウム等）が用いられる。支持体９ｂは、窓材９ａよりも真空空間Ｒ側に配置され、窓材９ａを支持する。支持体９ｂは、メッシュ状の部材であり、電子線ＥＢを通過させる複数の孔を有している。

【0026】

真空容器３におけるフィラメントユニット２の後ろ側の位置には、真空容器３内の空気を排出するための排気口３ｂが設けられている。排気口３ｂに図示しない真空ポンプが接続され、真空ポンプによって真空容器３内の空気が排出される。これにより、真空容器３の内部が真空空間Ｒとなる。略円筒状を呈する真空容器３の両端における他方側の開口部３ｃ及び一方側の開口部３ｄは、高電圧導入絶縁部材７のフランジ部７ａ及び蓋部３ｅによってそれぞれ閉じられている。

【0027】

陰極電位となる一対の陰極保持部材４及び５は、それぞれ真空容器３内に配置される。他方側の陰極保持部材４と一方側の陰極保持部材５との間には、陰極電位であり、フィラメントユニット２を包囲する包囲電極を兼ねるレール部６が設けられている。レール部６は、断面略Ｃ字状を呈する導電性かつ長尺状の部材である。レール部６は、断面略Ｃ字状の開口が前側（窓部９側）を向くように配置されている。レール部６は、内側部分（内側空間）においてフィラメントユニット２を保持する。例えば、フィラメントユニット２は、真空容器３の蓋部３ｅが取り外された状態において、陰極保持部材５及び絶縁支持部材８に設けられた挿入孔を介してレール部６の内側に差し込まれることによって、レール部６に保持される。

【0028】

高電圧導入絶縁部材７は、真空容器３における他方側の開口部３ｃ側の端部に設けられている。高電圧導入絶縁部材７の他方の端部は、開口部３ｃを介して真空容器３の外部に突出している。高電圧導入絶縁部材７は、その径方向における外側に張り出すフランジ部７ａを有し、真空容器３の開口部３ｃを封止する。高電圧導入絶縁部材７は、絶縁材料（例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、セラミック等）によって形成されている。陰極保持部材４は、接地電位である真空容器３に対して電気的に絶縁された状態で高電圧導入絶縁部材７の一方の端部を保持する。

【0029】

また、高電圧導入絶縁部材７は、電子線照射装置１の外部の電源装置から高電圧の供給を受けるための高耐電圧型のコネクタである。高電圧導入絶縁部材７には、図示しない電源装置から高電圧供給用プラグが挿入される。高電圧導入絶縁部材７の内部には、外部から供給された高電圧をフィラメントユニット２等に供給するための内部配線が設けられている。この内部配線は、高電圧導入絶縁部材７を構成する絶縁材料によって覆われており、真空容器３との絶縁が確保されている。

【0030】

絶縁支持部材８は、真空容器３における一方側の開口部３ｄ側の端部（蓋部３ｅ側の端部）に設けられている。絶縁支持部材８は、絶縁材料（例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、セラミック等）によって形成されている。陰極保持部材５は、真空容器３に対して電気的に絶縁された状態で絶縁支持部材８の他方側の端部を保持する。

【0031】

図３～図５に示されるようにフィラメントユニット２は、レール部６に対して着脱可能なように、一つのユニットとして構成されている。フィラメントユニット２は、フィラメント（電子放出部）１０、メインフレーム（枠部）１１、グリッド電極１２、サブフレーム１３、給電線１４、ガイド部材１５、端子保持部材１６、フィラメント固定部材１７、及び張力保持ユニット２０を備えている。

【0032】

メインフレーム１１は、断面略コの字状を呈する長尺状の部材である。メインフレーム１１は、断面略コの字状の開口が前側（窓部９側）を向くように配置されている。メインフレーム１１の内側（内側空間）においてメインフレーム１１の他方の端部には、フィラメント固定部材１７が設けられている。また、メインフレーム１１の内側（内側空間）においてメインフレーム１１の一方の端部には、張力保持ユニット２０が設けられている。

【0033】

フィラメント１０は、通電によって加熱されることで電子線ＥＢとなる電子を放出する電子放出部である。フィラメント１０は、線状の部材であり、一方側から他方側に延びる、所望の軸線Ｌ上において延在している。フィラメント１０は、高融点金属材料、例えばタングステンを主成分とした材料等によって形成されている。フィラメント１０の一方の端部は、張力保持ユニット２０に接続されている。フィラメント１０の他方の端部は、フィラメント固定部材１７に接続されている。このように、メインフレーム１１は、フィラメント１０の一方の端部に接続された張力保持ユニット２０と、フィラメント１０の他方の端部に接続されたフィラメント固定部材１７とをそれぞれ支持する。

【0034】

端子保持部材１６は、メインフレーム１１の他方の端部に取り付けられている。端子保持部材１６は、フィラメント１０が電子を放出するための電流を供給するフィラメント用端子Ｔ１、フィラメントユニット２に陰極電位を供給する高電圧用端子Ｔ２、及びグリッド電極１２への印加電圧を供給するグリッド電極用端子Ｔ３を互いに電気的に絶縁された状態で保持している。フィラメント用端子Ｔ１は、給電線１４の他方の端部に接続されている。高電圧用端子Ｔ２は、フィラメント固定部材１７と電気的に接続されている。

【0035】

サブフレーム１３は、断面略コの字状を呈する長尺状の部材である。サブフレーム１３は、メインフレーム１１と平行に配置されている。給電線１４は、フィラメント用端子Ｔ１との接続位置からサブフレーム１３の内側（内側空間）を通って張力保持ユニット２０に接続されており、サブフレーム１３は給電線１４の保護機能を備えている。メインフレーム１１とサブフレーム１３とは、複数のガイド部材１５によって互いに連結されている。ガイド部材１５の外面は、レール部６の内面と摺動可能に当接する。

【0036】

グリッド電極１２は、フィラメント１０の前側に配置され、ガイド部材１５によって絶縁部材１８を介して支持されている。グリッド電極１２には、複数の孔が形成されている（図４等参照）。グリッド電極１２は、図示しない配線を介してグリッド電極用端子Ｔ３と電気的に接続されている。

【0037】

張力保持ユニット２０は、フィラメント１０の張力を保持する。ここでは、張力保持ユニット２０は、フィラメント１０の一方側の端部に連結された可動体をばねによって押圧する又は引っ張ることによって、フィラメント１０の張力を保持することができる。本実施形態おいて張力保持ユニット２０は、可動体をばねによって引っ張ることによってフィラメント１０の張力を保持する。張力保持ユニット２０は、メインフレーム１１とは絶縁部材等を介して電気的に絶縁された状態でメインフレーム１１に取り付けられている。張力保持ユニット２０には、給電線１４の一方の端部が接続されている。張力保持ユニット２０は、フィラメント１０の張力を保持しつつ、給電線１４を介して供給された電力をフィラメント１０に供給することができる。

【0038】

フィラメントユニット２は、フィラメント用端子Ｔ１等が設けられた他方側の端部を先頭にして、陰極保持部材５及び絶縁支持部材８に設けられた挿入孔を介してレール部６の内側（内側空間）に挿入されて固定される。フィラメントユニット２の挿入が完了した位置において、フィラメント用端子Ｔ１、高電圧用端子Ｔ２、及びグリッド電極用端子Ｔ３の先端部は、高電圧導入絶縁部材７に設けられた３つの接続端子の先端部にそれぞれ当接する。これにより、フィラメント用端子Ｔ１等と、高電圧導入絶縁部材７に設けられた接続端子とが電気的に接続される。

【0039】

フィラメント１０は、通電によって加熱された状態で、マイナス数１０ｋＶ～マイナス数１００ｋＶといった高い負電圧が印加されることにより、電子を放出する。グリッド電極１２には、所定の電圧が印加される。例えば、グリッド電極１２には、フィラメント１０に印加される負電圧よりも１００Ｖ～１５０Ｖ程度プラス側の電圧が印加されてもよい。グリッド電極１２は、電子を引き出すとともに拡散を抑制するための電界を形成する。これにより、フィラメント１０から放出された電子は、グリッド電極１２に設けられた孔から電子線ＥＢとして前側に出射される。

【0040】

次に、フィラメント１０の張力を保持する張力保持ユニット２０の詳細について、図６及び図７を用いて説明する。なお、以下の説明において、説明の便宜上、張力保持ユニット２０に対してフィラメント１０が設けられている側（他方側）を「左側」、フィラメント１０に対して張力保持ユニット２０が設けられている側（一方側）を「右側」として説明する。すなわち、左右方向とは、一方側から他方側に延びる軸線Ｌ方向に沿った方向である。

【0041】

図６及び図７に示されるように、張力保持ユニット２０は、可動体（可動部）２１、筐体（支持部、筐体部）２２、ばね（張力保持部）２３、及び箔材（給電経路部）２４を備えている。可動体２１は、フィラメント１０の一方の端部に連結されている。可動体２１は、円柱部２１ａ、及び接続部２１ｂを有している。円柱部２１ａは、左右方向に沿って延在する円柱状を呈している。円柱部２１ａの左側の端部には、フィラメント１０の一方の端部が固定される。円柱部２１ａとフィラメント１０との固定方法については、種々の方法が採用され得る。接続部２１ｂは、円柱部２１ａの右側の端部に連結されている。接続部２１ｂには、ばね２３の他方の端部及び箔材２４の他方の端部がそれぞれ接続される。可動体２１は、導電材料によって形成されている。可動体２１は、例えば、ステンレス、銅、銅合金等の材料によって形成されている。

【0042】

可動体２１は、軸線Ｌ上に設けられている。なお、可動体２１が軸線Ｌ上に設けられていることとは、軸線Ｌに沿った方向から見たときに、可動体２１の外縁の内側に軸線Ｌが位置する配置状態である。他の部材が軸線Ｌ上に設けられていることについても同様の意図とする。また、可動体２１は、可動体２１の重心位置が軸線Ｌ上に位置するように配置されているとよい。

【0043】

筐体２２は、内部に収容空間（内部空間）Ｓを有する箱体である。筐体２２の収容空間Ｓには、ばね２３、箔材２４、及び可動体２１の右側端部が収容される。筐体２２は、ばね２３等を収容空間Ｓに収容できるように、一面が開口した箱部２２ａ、及び箱部２２ａの開口部を覆う蓋部２２ｂによって構成されていてもよい。筐体２２におけるフィラメント１０側（他方側）の壁部であるフィラメント側壁部２２ｃ（筐体２２を構成する左側の壁部）には、ガイド孔（可動部保持部）２２ｄが設けられている。ガイド孔２２ｄは、軸線Ｌに沿って延在する。また、ガイド孔２２ｄは、軸線Ｌに沿って延在する円柱状を呈する貫通孔である。ガイド孔２２ｄの直径は、可動体２１の円柱部２１ａの直径よりも所望の値だけ大きい。ガイド孔２２ｄは、可動体２１の円柱部２１ａを軸線Ｌに沿って移動可能にガイドする。すなわち、筐体２２は、ガイド孔２２ｄによって、可動体２１を軸線Ｌに沿って移動可能に保持する。

【0044】

筐体２２におけるフィラメント１０側に対して反対側（一方側）の壁部である給電側壁部２２ｅ（筐体２２を構成する右側の壁部）には、給電線１４の一方の端部が接続される給電線接続部２２ｆが設けられている。例えば、給電線１４の端部は、給電線接続部２２ｆにおいてボルトによって筐体２２と電気的に接続される。これにより、筐体２２は、給電線１４等を介して、フィラメント１０に給電する電源装置（給電装置）と電気的に接続される。筐体２２は、導電材料によって形成されている。筐体２２は、例えば、ステンレス、銅、銅合金等の材料によって形成されている。

【0045】

ばね２３は、筐体２２の収容空間Ｓに収容されている。ばね２３は、軸線Ｌ上に設けられている。ばね２３の他方の端部は、接続部２１ｂにおける右側の端部に連結されている。ばね２３と接続部２１ｂとの連結位置は、軸線Ｌ上に位置している。ばね２３の一方の端部は、筐体２２の給電側壁部２２ｅに連結されている。筐体２２は、フィラメント１０からばね２３を直接見通せないように、ばね２３を覆っている。ばね２３と可動体２１との連結位置（接続部分）は、収容空間Ｓ内に位置している。

【0046】

ばね２３は、引張ばねである。ばね２３は、可動体２１が軸線Ｌに沿って移動するように可動体２１に対して引張力を付与する。すなわち、ばね２３は、可動体２１との連結位置から軸線Ｌに沿った一方側方向に可動体２１を引っ張る。可動体２１は、フィラメント１０の一方の端部とばね２３の他方の端部とを連結している。これにより、ばね２３は、可動体２１に対して引張力を付与することによって可動体２１を介してフィラメント１０を引っ張り、フィラメント１０の張力を保持する。ばね２３は、例えば、ステンレス、インコネル等の材料によって形成されている。ばね２３は、フィラメント１０とは異なる材料によって形成されているとよい。ばね２３の荷重は、動作時（フィラメント１０の通電時）に所望の範囲にあることが必要であり、その範囲を逸脱するとフィラメント１０の弛み、或いは、塑性変形、断線等の問題が発生する可能性がある。そのため、ばね２３の荷重をＦａ、フィラメント１０の許容引張荷重をＦｘ、可動体２１の重さ及び摩擦力を合わせたものをＦｙとすると、Ｆｘ＋Ｆｙ＞ Ｆａの関係が成立する必要がある。更に、フィラメント１０の通電加熱により、フィラメント１０の許容引張荷重について、常温時の許容引張荷重Ｆｘ１＞加熱時の許容引張荷重Ｆｘ２という関係が生じるため留意する必要がある。従って、ばね２３の荷重は０．０１Ｎ～１０００Ｎの範囲であることが好ましく、より好ましくは０．０１Ｎ～１００Ｎ、さらに好ましくは０．１Ｎ～１０Ｎの範囲であることが好ましい。

【0047】

箔材２４は、筐体２２の収容空間Ｓに収容されている。箔材２４は、給電線１４を介して筐体２２に供給された電力を可動体２１に供給する給電経路となる。箔材２４は、一方の端部が筐体２２の給電側壁部２２ｅに接続されるとともに、他方の端部が可動体２１の接続部２１ｂに接続される。箔材２４と可動体２１との接続部分は、収容空間Ｓ内に位置している。これにより、箔材２４は、可動体２１を介してフィラメント１０と電気的に接続される。箔材２４は、ばね２３よりも電気伝導性の良い材料によって形成されている。すなわち、ばね２３の電気抵抗値は、箔材２４の電気抵抗値よりも大きい。箔材２４は、例えば、電気伝導性が良く且つ屈曲性が良い材料として、銅等によって形成されている。例えば、箔材２４の材料として銅を用いる場合、銅の電気抵抗率は１．７×１０^－８Ω・ｍであるため、例えばその長さを５０ｍｍとした場合、その断面積を１．４×１０^-２ｍｍ^２以上とすれば、ばね２３を例えばステンレスで形成した場合の電気抵抗は約６Ωとなるため、その１/１００以下と十分に低くすることができる。

【0048】

箔材２４は、金属によって形成された薄膜状の部材（金属薄膜部）である。箔材２４の厚さは、箔材２４の幅よりも薄く、箔材２４の幅は、箔材２４の長さよりも小さい。箔材２４は、給電側壁部２２ｅから可動体２１側に向けて延在するとともに、先端部がＵ字状に折り返された状態で接続部２１ｂに固定されている。このように、箔材２４は、Ｕ字状に折り返された折返部２４ａを有しており、その左側の端部において、軸線Ｌに沿った位置関係としては重なった（二重になった）領域を備え、かつ、当該領域は軸線Ｌに垂直な方向においては互いに離間している。このため、箔材２４の長さは、ばね２３よりも長く、かつ箔材２４と給電側壁部２２ｅとの接続位置Ａから、箔材２４と可動体２１との接続位置Ｂまでの長さ（直線の長さ）よりも長い。これにより、可動体２１が軸線Ｌに沿って移動した場合であっても、箔材２４は、箔材２４における折返部２４ａの位置が移動する（二重になった領域が大きくなったり小さくなったりする）ことによって可動体２１の移動を許容しつつ、給電側壁部２２ｅと可動体２１とが接続された状態を維持できる。

【0049】

図７に示されるように、筐体２２は、一方の端部が給電側壁部２２ｅに固定され、他方の端部が可動体２１側に向かって延びる仕切部２２ｇを更に備えていてもよい。仕切部２２ｇは、ばね２３と離間した状態で、ばね２３の左側端部よりも左側まで、箔材２４を載置するように延在し、ばね２３と箔材２４とを区画する。これにより、箔材２４がばね２３に接触することが防止される。

【0050】

このように、張力保持ユニット２０では、ばね２３の引張力によってフィラメント１０の張力を維持できる。また、ばね２３の長さ（自由長）は、フィラメント１０が熱膨張によって長さが長くなった場合であっても、可動体２１に引張力を付与できる長さとなっている。例えば、フィラメント１０を構成する材料がタングステンである場合、全長５００ｍｍのフィラメント１０が２０００℃に加熱されると、タングステンの線膨張係数を５．２×１０^-６[1／K]（２０００℃）とすれば、約５ｍｍ程度、熱膨張によって長くなる。従って、フィラメント１０の熱膨張分を吸収するためには、可動体２１は少なくとも５ｍｍ程度の移動が可能となるようにする必要がある。加えて、周辺部材（例えばメインフレーム１１）の熱膨張をも加味した移動範囲を確保すると、より好ましい。これにより、張力保持ユニット２０は、フィラメント１０が熱膨張をすることによって長さが変化した場合であっても、ばね２３の引張力によってフィラメント１０の張力を維持できる。このように、フィラメント１０は、張力保持ユニット２０によって直線状に張られた状態が維持される。

【0051】

また、張力保持ユニット２０では、給電線１４が接続される給電側壁部２２ｅとフィラメント１０が接続される可動体２１とが、ばね２３及び箔材２４によってそれぞれ接続される。ここで、箔材２４は、ばね２３よりも電気伝導性の良い材料によって形成されている。これにより、ばね２３ではなく、主に箔材２４を通って給電側壁部２２ｅから可動体２１へ給電される。これにより、通電によるばね２３の発熱が抑制され、熱の影響によってばね２３の引張力に変動が生じたり、劣化すること等が抑制される。このように、張力保持ユニット２０は、箔材２４によって可動体２１を介してフィラメント１０に電力を供給しつつ、ばね２３によってフィラメント１０の張力を保持できる。より詳細には、フィラメント１０への給電が可動体２１を介することで、ばね２３の伸縮による機械的摺動動作による擦れ等は可動体２１が受け持つことになるため、フィラメント１０への機械的ダメージを抑制しつつ、ばね２３によるフィラメント１０の張力の保持と、箔材２４によるフィラメント１０に対する給電への影響を抑制できる。

【0052】

以上のように、電子線照射装置１（フィラメントユニット２）では、フィラメント１０と、可動体２１と、ばね２３とがそれぞれ同じ軸線Ｌ上に設けられている。このため、電子線照射装置１は、ばね２３の引張力を可動体２１を介して軸線Ｌ方向に沿ってフィラメント１０に作用させ易くなる。これにより、ばね２３の引張力が作用した場合であっても、フィラメント１０の軸ずれ（軸線Ｌからのずれ）が抑制される。このように、電子線照射装置１は、フィラメント１０に対してばね２３の引張力を適切に作用させて、フィラメント１０の軸ずれを抑制することができる。その結果、より均一な電子放出分布を得ることができる。

【0053】

ばね２３は、可動体２１が軸線Ｌに沿って移動するように可動体２１に対して引張力を付与する。この場合、電子線照射装置１は、ばね２３の引張力が作用した場合にフィラメント１０の軸ずれをより一層抑制できる。

【0054】

可動体２１の重心位置が軸線Ｌ上に位置するように配置されている場合、ばね２３の引張力が作用した場合であっても、モーメントの作用によって可動体２１が揺動することが抑制される。これにより電子線照射装置１は、フィラメント１０の軸ずれをより一層抑制できる。

【0055】

フィラメント１０とばね２３とが互いに異なる部材によって形成されているため、電子線照射装置１は、フィラメント１０からばね２３へ熱が伝導することを抑制でき、ばね２３が加熱されることを抑制できる。

【0056】

ばね２３は、筐体２２の収容空間Ｓに収容されている。この場合、電子線照射装置１は、フィラメント１０からの放射熱の影響をばね２３が受けることを抑制できる。これにより、電子線照射装置１は、熱の影響によってばね２３の引張力に変動が生じること及び熱による劣化を抑制でき、フィラメント１０の張力を安定して保持できる。

【0057】

筐体２２は、フィラメント１０からばね２３を直接見通せないようにばね２３を覆っている。この場合、電子線照射装置１は、フィラメント１０から放出された電子がばね２３に直接当たることを防止でき、電子が衝突することによって生じる加熱劣化及び損傷を抑制できる。

【0058】

筐体２２には、軸線Ｌに沿って延在するとともに、可動体２１を軸線Ｌに沿って移動可能に保持するガイド孔２２ｄが設けられている。この場合、筐体２２は、ガイド孔２２ｄによって安定して可動体２１を移動可能に保持することができる。

【0059】

ガイド孔２２ｄは、軸線Ｌに沿って延在する円柱状を呈する貫通孔である。この場合、可動体２１は、ガイド孔２２ｄ内において回転することができる。これにより、張力保持ユニット２０は、例えば、ばね２３の伸縮時にばね２３がねじれることによって可動体２１に回転方向の力が加わったとしても、ガイド孔２２ｄ内で可動体２１が回転することによってねじれの力が一部に集中することを抑制しつつフィラメント１０の張力を保持できる。これにより、電子線照射装置１は、ばね２３にねじれが生じた場合であっても、その影響を抑制できる。

【0060】

フィラメント１０は、張力保持ユニット２０によって張力が保持されることによって、直線状を呈している。この場合、電子線照射装置１は、軸線Ｌ方向の各位置において均一に電子を照射できる。

【0061】

フィラメントユニット２は、フィラメント１０の一方の端部が接続された張力保持ユニット２０と、フィラメント１０の他方の端部が接続されたフィラメント固定部材１７と、を保持するメインフレーム１１を備えている。この場合、フィラメントユニット２をメインフレーム１１によって一体化することで、フィラメントユニット２の取り扱いを容易にすることができる。また、フィラメントユニット２を電子線照射装置１のレール部６に対して着脱可能とすることができるので、フィラメントユニット２とともにフィラメント１０及び張力保持ユニット２０を電子線照射装置１のレール部６に対して着脱できる。

【0062】

次に、電子線照射装置１に設けられる張力保持ユニットの種々の変形例について説明する。以下では、上記実施形態における張力保持ユニット２０との相違点及び各変形例における張力保持ユニットとの相違点を中心に説明する。

【0063】

（第１変形例）
図８に示されるように、第１変形例における張力保持ユニット２０Ａは、可動体２１Ａ、筐体２２Ａ、ばね２３、及び環状弾性体（給電経路部）２５を備えている。可動体２１Ａは、左右方向に沿って延在する円柱状を呈している。可動体２１Ａの左側の端部には、フィラメント１０の一方の端部が固定される。可動体２１Ａの右側の端部には、ばね２３の他方の端部が連結される。可動体２１Ａは、軸線Ｌ上に設けられている。また、可動体２１Ａは、可動体２１Ａの重心位置が軸線Ｌ上に位置するように配置されている。可動体２１Ａは、導電材料によって形成されている。可動体２１Ａは、例えば、電気伝導性が良い材料として、銅合金、ステンレス等によって形成されている。

【0064】

筐体２２Ａは内部に収容空間Ｓを有する箱体である。筐体２２Ａの収容空間Ｓには、ばね２３が収容される。筐体２２Ａは、ばね２３を収容空間Ｓに収容できるように、一面が開口した箱部２２ａによって構成されていてもよい。筐体２２Ａにおけるフィラメント側壁部２２ｃには、ガイド孔２２ｄが設けられている。ガイド孔２２ｄの直径は、可動体２１Ａの直径よりも所望の値だけ大きい。ガイド孔２２ｄにおける軸線Ｌ方向の長さは、可動体２１Ａの長さよりも長い。ガイド孔２２ｄは、可動体２１Ａを軸線Ｌに沿って移動可能にガイドする。すなわち、筐体２２Ａは、ガイド孔２２ｄによって、可動体２１Ａを軸線Ｌに沿って移動可能に保持する。筐体２２Ａは、導電材料によって形成されている。筐体２２Ａは、例えば、電気伝導性が良い材料として、銅合金、ステンレス等によって形成されている。

【0065】

ばね２３は、軸線Ｌ上に設けられている。ばね２３の他方の端部は、可動体２１Ａの右側の端部に連結されている。ばね２３と可動体２１Ａとの連結位置は、軸線Ｌ上に位置している。ばね２３の一方の端部は、筐体２２Ａの給電側壁部２２ｅに連結されている。筐体２２Ａは、フィラメント１０からばね２３を直接見通せないように、ばね２３を覆っている。

【0066】

ばね２３は、可動体２１Ａが軸線Ｌに沿って移動するように可動体２１Ａに対して引張力を付与する。すなわち、ばね２３は、可動体２１Ａとの連結位置から軸線Ｌに沿った一方側方向に可動体２１Ａを引っ張る。これにより、ばね２３は、可動体２１Ａに対して引張力を付与することによって可動体２１Ａを介してフィラメント１０を引っ張り、フィラメント１０の張力を保持する。

【0067】

環状弾性体２５は、筐体２２Ａのガイド孔２２ｄ内に収容されている。環状弾性体２５は、給電線１４を介して筐体２２Ａに供給された電力を可動体２１Ａに供給する給電経路となる。環状弾性体２５は、環状に形成された、導電性を備える弾性部材によって構成されている。環状弾性体２５は、可動体２１Ａの、軸線Ｌと垂直に交わる方向の断面における外周面において周方向の全域にわたって延在する凹部２１ｃに嵌め込まれている。

【0068】

環状弾性体２５における径方向（軸線Ｌと垂直に交わる方向）の外周縁の部分（一方の端部）は、筐体２２Ａのガイド孔２２ｄの内周面に当接し、電気的に接続される。環状弾性体２５における径方向の内周縁の部分（他方の端部）は、可動体２１Ａの外周面（凹部２１ｃの内壁面）に当接し、電気的に接続される。つまり、環状弾性体２５は、凹部２１ｃに嵌め込まれた状態において、その外周の径が可動体２１Ａの外周の径よりも大きく、その内周の径は、少なくとも可動体２１Ａの外周の径よりも小さい。これにより、環状弾性体２５は、筐体２２Ａと電気的に接続されるとともに、可動体２１Ａを介してフィラメント１０と電気的に接続される。環状弾性体２５は、ばね２３よりも電気伝導性の良い材料によって形成されている。すなわち、ばね２３の電気抵抗値は、環状弾性体２５の電気抵抗値よりも大きい。環状弾性体２５は、例えば、電気伝導性が良い材料として、銅合金等によって形成されている。

【0069】

このように、張力保持ユニット２０Ａでは、実施形態における張力保持ユニット２０と同様に、ばね２３の引張力によってフィラメント１０の張力を維持できる。また、張力保持ユニット２０Ａでは、筐体２２Ａと可動体２１Ａとが、ばね２３及び環状弾性体２５によってそれぞれ接続される。また、環状弾性体２５は、ばね２３よりも電気伝導性の良い材料によって形成されている。これにより、ばね２３ではなく、主に環状弾性体２５を通って筐体２２Ａから可動体２１Ａへ給電される。これにより、通電によるばね２３の発熱が抑制され、熱の影響によってばね２３の引張力に変動が生じたり、劣化すること等が抑制される。このように、張力保持ユニット２０Ａは、環状弾性体２５によって可動体２１Ａを介してフィラメント１０に電力を供給しつつ、ばね２３によってフィラメント１０の張力を保持できる。

【0070】

以上のように、電子線照射装置１は、張力保持ユニット２０Ａを備える場合であっても、実施形態における張力保持ユニット２０を備える場合と同様の作用効果を奏することができる。

【0071】

（第２変形例）
図９に示されるように、第２変形例における張力保持ユニット２０Ｂは、可動体２１Ｂ、筐体２２Ｂ、ばね（張力保持部）２６、及び箔材（給電経路部）２７を備えている。可動体２１Ｂは、フィラメント１０の一方の端部に連結されている。可動体２１Ｂは、円柱部２１ａ、及び小径円柱部２１ｄを有している。小径円柱部２１ｄは、円柱部２１ａよりも小径の本体部２１ｄ１と、本体部２１ｄ１よりも小径の先端部２１ｄ２を備えている。本体部２１ｄ１は円柱部２１ａの左側の端部に連結され、先端部２１ｄ２は本体部２１ｄ１の左側の端部に連結されている。小径円柱部２１ｄの先端部２１ｄ２の左側の端部には、フィラメント１０の一方の端部が固定される。可動体２１Ｂは、軸線Ｌ上に設けられている。また、可動体２１Ｂは、可動体２１Ｂの重心位置が軸線Ｌ上に位置するように配置されている。可動体２１Ｂは、導電材料によって形成されている。可動体２１Ｂは、例えば、ステンレス、銅、銅合金等の材料によって形成されている。

【0072】

筐体２２Ｂは、第１変形例における筐体２２Ａ（図８参照）に対して筐体ばね受け部（筐体張力受け部）２２ｈを更に備えている。筐体ばね受け部２２ｈは、フィラメント側壁部２２ｃのフィラメント１０側（他方側）の面に設けられている。筐体ばね受け部２２ｈには、可動体２１Ｂの小径円柱部２１ｄの先端部２１ｄ２が挿通可能な小径孔２２ｊが設けられている。小径孔２２ｊの直径は、ガイド孔２２ｄの直径よりも小さく、先端部２１ｄ２の直径よりも大きい。筐体２２Ｂは、導電材料によって形成されている。筐体２２Ｂは、例えば、ステンレス、銅、銅合金等の材料によって形成されている。

【0073】

ばね２６は、筐体２２Ｂのガイド孔２２ｄ内に収容されている。ばね２６は、軸線Ｌ上に設けられている。ばね２６の内側には、可動体２１Ｂの小径円柱部２１ｄの本体部２１ｄ１が通されている。つまり、ばね２６の外径はガイド孔２２ｄの内径よりも小さく、ばね２６の内径は小径円柱部２１ｄの本体部２１ｄ１の外径よりも大きい。ばね２６の一方の端部は、可動体２１Ｂにおける円柱部２１ａの左側の端面に当接する。ばね２６の他方の端部は、筐体ばね受け部２２ｈにおける右側の面に当接する。すなわち、可動体２１Ｂにおける円柱部２１ａの左側の端面が、ばね２６が当接する可動体ばね受け部（可動体張力受け部）２１ｅとなる。筐体ばね受け部２２ｈは、可動体ばね受け部２１ｅよりもフィラメント１０側に位置している。ばね２６は、可動体ばね受け部２１ｅと筐体ばね受け部２２ｈとの間に配置されている。筐体ばね受け部２２ｈは、フィラメント１０からばね２６を直接見通せないように、ばね２６を覆っている（フィラメント１０とばね２６とを区画している）。

【0074】

ばね２６は、圧縮ばねである。ばね２６は、可動体２１Ｂが軸線Ｌに沿って移動するように可動体２１Ｂに対して押圧力を付与する。すなわち、ばね２６は、可動体２１Ｂとの当接位置から軸線Ｌに沿って、一方側方向に可動体２１Ｂを押圧する。可動体２１Ｂは、フィラメント１０の一方の端部に連結されている。これにより、ばね２６は、可動体２１Ｂに対して押圧力を付与することによって可動体２１Ｂを介してフィラメント１０を右方向に引っ張り、フィラメント１０の張力を保持する。ばね２６は、例えば、ステンレス、インコネル等の材料によって形成されている。ばね２６は、フィラメント１０とは異なる材料によって形成されているとよい。

【0075】

箔材２７は、筐体２２Ｂの収容空間Ｓに収容されている。箔材２７は、給電線１４を介して筐体２２Ｂに供給された電力を可動体２１Ｂに供給する給電経路となる。箔材２７は、一方の端部が筐体２２Ｂの給電側壁部２２ｅに接続されるとともに、他方の端部が可動体２１Ｂの円柱部２１ａに接続される。これにより、箔材２７は、可動体２１Ｂを介してフィラメント１０と電気的に接続される。箔材２７は、ばね２６よりも電気伝導性の良い材料によって形成されている。すなわち、ばね２６の電気抵抗値は、箔材２７の電気抵抗値よりも大きい。箔材２７は、例えば、電気伝導性が良く且つ屈曲性の良い材料として、銅等によって形成されている。

【0076】

箔材２７は、金属によって形成された薄膜状の部材（金属薄膜部）である。箔材２７の厚さは、箔材２７の幅よりも薄く、箔材２７の幅は、箔材２７の長さより小さい。箔材２７の長さは、箔材２７と給電側壁部２２ｅとの接続位置Ａから、箔材２７と可動体２１Ｂとの接続位置Ｂまでの長さ（軸線Ｌに沿った直線の長さ）よりも長い。これにより、可動体２１Ｂが軸線Ｌに沿って移動した場合であっても、箔材２４は、可動体２１Ｂの移動を許容しつつ、給電側壁部２２ｅと可動体２１Ｂとが接続された状態を維持できる。

【0077】

このように、張力保持ユニット２０Ｂでは、ばね２６の押圧力によってフィラメント１０の張力を維持できる。また、ばね２６の長さ（自由長）は、フィラメント１０が熱膨張をすることによって長さが長くなった場合であっても、可動体２１Ｂに押圧力を付与できる長さとなっている。これにより、張力保持ユニット２０Ｂは、フィラメント１０が熱膨張をすることによって長さが変化した場合であっても、ばね２６の押圧力によってフィラメント１０の張力を維持できる。このように、フィラメント１０は、張力保持ユニット２０Ｂによって直線状に張られた状態が維持される。

【0078】

また、張力保持ユニット２０Ｂでは、筐体２２Ｂと可動体２１Ｂとが、ばね２６及び箔材２７によってそれぞれ接続される。ここで、箔材２７は、ばね２６よりも電気伝導性の良い材料によって形成されている。これにより、ばね２６ではなく、主に箔材２７を通って給電側壁部２２ｅから可動体２１Ｂへ給電される。これにより、通電によるばね２６の発熱が抑制され、熱の影響によってばね２６の押圧力に変動が生じること等が抑制される。このように、張力保持ユニット２０Ｂは、箔材２７によって可動体２１Ｂを介してフィラメント１０に電力を供給しつつ、ばね２６によってフィラメント１０の張力を保持できる。

【0079】

以上のように、電子線照射装置１は、張力保持ユニット２０Ｂを備える場合であっても、実施形態における張力保持ユニット２０を備える場合と同様の作用効果を奏することができる。

【0080】

具体的には、張力保持ユニット２０Ｂを備える電子線照射装置１（フィラメントユニット２）では、フィラメント１０と、可動体２１Ｂと、ばね２６とがそれぞれ同じ軸線Ｌ上に設けられている。このため、電子線照射装置１は、ばね２６の押圧力を可動体２１Ｂを介して軸線Ｌ方向に沿ってフィラメント１０に作用させ易くなる。これにより、ばね２６の押圧力が作用した場合であっても、フィラメント１０の軸ずれ（軸線Ｌからのずれ）が抑制される。このように、張力保持ユニット２０Ｂを備える電子線照射装置１は、フィラメント１０に対してばね２６の押圧力を適切に作用させて、フィラメント１０の軸ずれを抑制することができる。その結果、より均一な電子放出分布を得ることができる。

【0081】

ばね２６は、可動体２１Ｂが軸線Ｌに沿って移動するように可動体２１Ｂに対して押圧力を付与する。この場合、張力保持ユニット２０Ｂを備える電子線照射装置１は、ばね２６の押圧力が作用した場合にフィラメント１０の軸ずれをより一層抑制できる。

【0082】

可動体２１Ｂは、可動体２１Ｂの重心位置が軸線Ｌ上に位置するように配置されている。この場合、ばね２６の押圧力が作用した場合であっても、モーメントの作用によって可動体２１Ｂが揺動することが抑制される。これにより張力保持ユニット２０Ｂを備える電子線照射装置１は、フィラメント１０の軸ずれをより一層抑制できる。

【0083】

フィラメント１０とばね２６とが互いに異なる部材によって形成されている場合、張力保持ユニット２０Ｂを備える電子線照射装置１は、フィラメント１０からばね２６へ熱が伝導することを抑制でき、ばね２６が加熱されることを抑制できる。

【0084】

ばね２６は、筐体２２Ｂのガイド孔２２ｄに収容されている。この場合、張力保持ユニット２０Ｂを備える電子線照射装置１は、フィラメント１０からの放射熱の影響をばね２６が受けることを抑制できる。これにより、張力保持ユニット２０Ｂを備える電子線照射装置１は、熱の影響によってばね２６の押圧力に変動が生じること及び熱による劣化を抑制でき、フィラメント１０の張力を安定して保持できる。

【0085】

筐体ばね受け部２２ｈに設けられた小径孔２２ｊはガイド孔２２ｄよりも径が小さく、小径円柱部２１ｄが通る程度の径となっている。また、筐体ばね受け部２２ｈは、フィラメント１０からばね２６を直接見通せないように、ばね２６を覆っている。この場合、張力保持ユニット２０Ｂを備える電子線照射装置１は、フィラメント１０から放出された電子がばね２６に直接当たることを防止でき、電子が衝突することによって生じる加熱劣化及び損傷を抑制できる。

【0086】

（第３変形例）
図１０に示されるように、第３変形例における張力保持ユニット２０Ｃは、第２変形例における張力保持ユニット２０Ｂ（図９参照）の構成のうち、箔材２７に代えて、第１変形例における張力保持ユニット２０Ａ（図８参照）の環状弾性体２５を備える構成となっている。具体的には、張力保持ユニット２０Ｃは、可動体２１Ｃ、筐体２２Ｂ、環状弾性体（給電経路部）２５、及びばね２６を備えている。可動体２１Ｃの円柱部２１ａの外周面には、凹部２１ｃが設けられている。円柱部２１ａの凹部２１ｃには、環状弾性体２５が嵌め込まれている。

【0087】

張力保持ユニット２０Ｃでは、第２変形例における張力保持ユニット２０Ｂと同様に、ばね２６の押圧力によってフィラメント１０の張力を維持できる。また、張力保持ユニット２０Ｃでは、筐体２２Ｂと可動体２１Ｃとが、環状弾性体２５及びばね２６によってそれぞれ接続される。ここで、環状弾性体２５は、ばね２６よりも電気伝導性の良い材料によって形成されている。これにより、ばね２６ではなく、主に環状弾性体２５を通って筐体２２Ｂから可動体２１Ｃへ給電される。これにより、通電によるばね２６の発熱が抑制され、熱の影響によってばね２６の押圧力に変動が生じること等が抑制される。このように、張力保持ユニット２０Ｃは、環状弾性体２５によって可動体２１Ｃを介してフィラメント１０に電力を供給しつつ、ばね２６によってフィラメント１０の張力を保持できる。

【0088】

以上のように、電子線照射装置１は、張力保持ユニット２０Ｃを備える場合であっても、第２変形例における張力保持ユニット２０Ｂを備える場合と同様の作用効果を奏することができる。

【0089】

（第４変形例）
図１１に示されるように、第４変形例における張力保持ユニット２０Ｄは、第２変形例における張力保持ユニット２０Ｂ（図９参照）の構成に対し、絶縁リング（絶縁部材）２８、及び絶縁リング（絶縁部材）２９を更に備えている。すなわち、張力保持ユニット２０Ｄは、可動体２１Ｂ、筐体２２Ｂ、ばね２６、箔材２７、絶縁リング２８、及び絶縁リング２９を備えている。

【0090】

絶縁リング２８は、ばね２６と筐体ばね受け部２２ｈとの間に配置されている。絶縁リング２８は、筐体２２Ｂとばね２６とを電気的に絶縁する。絶縁リング２８は、ばね２６よりも導電性が低い材料によって形成されている。絶縁リング２８の外縁部は、ばね２６の外周部を囲むように、ばね２６側に向けて軸線Ｌに沿った方向に突出している。これにより、絶縁リング２８は、ばね２６の外周部がガイド孔２２ｄの内周面に当接することを防止できる。また、絶縁リング２８の内周部によって、ばね２６の軸線Ｌに垂直な方向における位置決めもされるので、ばね２６と可動体２１Ｂの小径円柱部２１ｄとの接触も抑制されている。

【0091】

同様に、絶縁リング２９は、可動体２１Ｂにおける円柱部２１ａの可動体ばね受け部２１ｅとばね２６との間に配置されている。絶縁リング２９は、可動体２１Ｂとばね２６とを電気的に絶縁する。絶縁リング２９は、ばね２６よりも導電性が低い材料によって形成されている。絶縁リング２９の外縁部は、ばね２６の外周部を囲むように、ばね２６側に向けて軸線Ｌに沿った方向に突出している。これにより、絶縁リング２９は、ばね２６の外周部がガイド孔２２ｄの内周面に当接することを防止できる。また、絶縁リング２９の内周部によって、ばね２６の軸線Ｌに垂直な方向における位置決めもされるので、ばね２６と可動体２１Ｂの小径円柱部２１ｄとの接触も抑制されている。

【0092】

なお、張力保持ユニット２０Ｄは、絶縁リング２８及び絶縁リング２９のいずれか一方のみを備える構成であってもよい。

【0093】

以上のように、第４変形例における張力保持ユニット２０Ｄでは、絶縁リング２８及び２９を備えることによって、ばね２６に電気が流れることをより一層抑制できる。これにより、張力保持ユニット２０Ｄは、通電によるばね２６の発熱をより一層抑制できる。

【0094】

（第５変形例）
図１２に示されるように、第５変形例における張力保持ユニット２０Ｅは、第３変形例における張力保持ユニット２０Ｃ（図１０参照）の構成に対し、絶縁リング（絶縁部材）２８、及び絶縁リング（絶縁部材）２９を更に備えている。すなわち、張力保持ユニット２０Ｅは、可動体２１Ｃ、筐体２２Ｂ、環状弾性体２５、ばね２６、絶縁リング２８、及び絶縁リング２９を備えている。絶縁リング２８及び２９は。第４変形例における絶縁リング２８及び２９と同じ構成である。

【0095】

以上のように、第５変形例における張力保持ユニット２０Ｅでは、絶縁リング２８及び２９を備えることによって、ばね２６に電気が流れることをより一層抑制できる。これにより、張力保持ユニット２０Ｅは、通電によるばね２６の発熱をより一層抑制できる。

【0096】

ここで、例えば、図６及び図７を用いて説明した実施形態における張力保持ユニット２０においても、ばね２３に電気が流れることを更に抑制することができる。具体的には、図６及び図７に示される張力保持ユニット２０の接続部２１ｂは、ばね２３が連結される部分（引っ掛けられる部分）が絶縁材料（例えばセラミック等）によって構成されていてもよい。または、接続部２１ｂのうちばね２３が連結される部分には、絶縁コーティングが施されていてもよい。さらに、張力保持ユニット２０のばね２３には、絶縁コーティングが施されていてもよい。同様に、例えば、図８を用いて説明した第１変形例の張力保持ユニット２０Ａの可動体２１Ａのうちばね２３が連結される部分（引っ掛けられる部分）が絶縁材料（例えばセラミック等）によって構成されていてもよい。または、可動体２１Ａのうちばね２３が連結される部分には、絶縁コーティングが施されていてもよい。さらに、張力保持ユニット２０Ａのばね２３には、絶縁コーティングが施されていてもよい。これらの場合であっても、張力保持ユニット２０及び２０Ａは、ばね２３に電気が流れることをより一層抑制でき、通電によるばね２３の発熱をより一層抑制できる。

【0097】

（第６変形例）
図１３に示されるように、第６変形例における張力保持ユニット２０Ｆは、実施形態における張力保持ユニット２０の筐体２２を、２つに分割したものである。具体的には、張力保持ユニット２０Ｆは、可動体２１、筐体２２Ｆ、ばね２３、及び箔材２４を備えている。筐体２２Ｆは、第１筐体部２２ｋ、及び第２筐体部２２ｍを備えている。

【0098】

第１筐体部２２ｋには、可動体２１の円柱部２１ａが通されるガイド孔２２ｄが設けられている。第２筐体部２２ｍは、ばね２３、及び箔材２４の給電側壁部２２ｅ側の部位をを収容する収容空間Ｓを有している。第１筐体部２２ｋと第２筐体部２２ｍとは、絶縁物を介してフィラメントユニット２のメインフレーム１１に取り付けられている。すなわち、第１筐体部２２ｋと第２筐体部２２ｍとは互いに電気的に絶縁されている。

【0099】

以上のように、電子線照射装置１は、張力保持ユニット２０Ｆを備える場合であっても、実施形態における張力保持ユニット２０を備える場合と同様の作用効果を奏することができる。また、張力保持ユニット２０Ｆは、第１筐体部２２ｋに設けられたガイド孔２２ｄの内周面から可動体２１へ直接給電されることなく、給電側壁部２２ｅから箔材２４を介して可動体２１へ給電できる。このように、張力保持ユニット２０Ｆは、互いに摺動する部材間を介して給電する構成ではないため、可動体２１に対してより確実に給電できる。

【0100】

（第７変形例）
図１４に示されるように、第７変形例における張力保持ユニット２０Ｇは、第１変形例における張力保持ユニット２０Ａの筐体２２Ａを、２つに分割したものである。具体的には、張力保持ユニット２０Ｇは、可動体２１Ａ、筐体２２Ｇ、ばね２３、及び環状弾性体２５を備えている。筐体２２Ｇは、第１筐体部２２ｎ、及び第２筐体部２２ｐを備えている。

【0101】

第１筐体部２２ｎには、可動体２１Ａが通されるガイド孔２２ｄが設けられている。ばね２３の一方の端部は可動体２１Ａの右側端部に連結される。ばね２３の他方の端部は、第２筐体部２２ｐに連結されている。第１筐体部２２ｎと第２筐体部２２ｐとは、絶縁物を介してフィラメントユニット２のメインフレーム１１に取り付けられている。すなわち、第１筐体部２２ｎと第２筐体部２２ｐとは互いに電気的に絶縁されている。

【0102】

第１筐体部２２ｎには、給電線１４の端部が接続される。張力保持ユニット２０Ｇでは、第１筐体部２２ｎから環状弾性体２５及び可動体２１Ａを介してフィラメント１０へ給電される。これにより、通電によるばね２３の発熱が抑制され、熱の影響によってばね２３の引張力に変動が生じること等が抑制される。このように、張力保持ユニット２０Ｇは、環状弾性体２５によって可動体２１Ａを介してフィラメント１０に電力を供給しつつ、ばね２３によってフィラメント１０の張力を保持できる。

【0103】

（フィラメントの固定方法の一例）
次に、実施形態における張力保持ユニット２０の可動体２１の先端部にフィラメント１０を固定する方法の一例について説明する。以下で説明するフィラメント１０の固定方法は、上述した張力保持ユニットの種々の変形例にも適用可能である。図１５に示されるように、可動体２１の円柱部２１ａの先端面（他端面）には、軸線Ｌに沿って延在するボルト孔２１ｆが設けられている。フィラメント１０の先端部（一端側部）には、フィラメント固定部材４０が取り付けられている。フィラメント固定部材４０は、筒部４１、及びフランジ部４２を備えている。筒部４１には、フィラメント１０の先端部が通されて固定されている。ここでは、筒部４１は、かしめられることによって、内周面でフィラメント１０の先端部を挟み込み、フィラメント１０に取り付けられていてもよい。フランジ部４２は、筒部４１の可動体２１側の端部の外周面から、外側に向って張り出している。

【0104】

フィラメント固定部材４０は、孔付きボルト５０によって可動体２１の先端部に固定される。孔付きボルト５０には、孔付きボルト５０の軸方向に沿って延在する貫通孔５０ａが設けられている。貫通孔５０ａ内には、フランジ部４２が孔付きボルト５０の先端部に当接するように、フィラメント固定部材４０の筒部４１及びフィラメント１０の一部が通されている。孔付きボルト５０は、貫通孔５０ａに筒部４１等が通された状態で、円柱部２１ａのボルト孔２１ｆに取り付けられる。フィラメント１０の先端部に取り付けられたフィラメント固定部材４０は、孔付きボルト５０の先端部と円柱部２１ａのボルト孔２１ｆの底部とによってフランジ部４２が挟み込まれることによって、円柱部２１ａの先端部に固定される。

【0105】

このように、図１５に示される構成では、孔付きボルト５０を用いることによって、可動体２１からフィラメント１０を容易に着脱できる。これにより、この構成では、フィラメント１０の交換が容易となる。また、この構成によれば、可動体２１は、軸ずれを抑制しつつ、フィラメント１０を軸線Ｌ方向に容易に引っ張ることができる。

【0106】

以上、本発明の実施形態及び種々の変形例について説明したが、本発明は、上記実施形態及び種々の変形例に限定されない。なお、以下に説明する構成は、可能な限り全ての実施形態及び種々の変形例に適用可能とする。実施形態の張力保持ユニット２０において、ばね２３は、例えばガイド孔２２ｄによって可動体２１の移動方向がガイドされている等の構成が設けられていれば、可動体２１を軸線Ｌに沿った方向に引っ張る構成でなくてもよい。例えば、ばね２３が軸線Ｌとは少しずれた方向に可動体２１を引っ張る構成であっても、ガイド孔２２ｄによって可動体２１の移動方向が軸線Ｌ方向にガイドされていればよい。実施形態の張力保持ユニット２０において、可動体２１は、可動体２１の重心位置が軸線Ｌ上に位置することに限定されない。

【0107】

実施形態における張力保持ユニット２０において、ばね２３が筐体２２の収容空間Ｓに収容されていることに限定されない。例えば、筐体２２が収容空間Ｓを有していない場合、ばね２３は、収容空間Ｓに収容されない構成であってもよい。実施形態の張力保持ユニット２０において、ばね２３は、フィラメント１０から直接見通せないように配置されている構成に限定されない。実施形態の張力保持ユニット２０において、可動体２１は、筐体２２のガイド孔２２ｄによってガイドされていなくてもよい。なお、可動体２１が筐体２２のガイド孔２２ｄによってガイドされる場合、可動体２１やガイド孔２２ｄの形状は、軸線Ｌに沿って延在する円柱状を呈していることに限定されない。可動体２１やガイド孔２２ｄは、円柱状以外の形状、例えば多角形状を呈していてもよい。

【0108】

フィラメント１０は、全ての部分が直線状の部材であることに限定されない。例えば、フィラメント１０は、コイル状を呈するコイル状部を有していてもよい。この場合、フィラメント１０は、自身が有するコイル状部によってもフィラメント１０の張力を保持できる。このように、電子線照射装置は、フィラメント１０に対して張力を保持する機能を持たせることができる。

【0109】

また、フィラメントユニット２は、Ｘ線を照射するＸ線照射装置に設けられた電子線発生源として用いられてもよい。フィラメントユニット２をＸ線照射装置の電子線発生源として用いる場合、フィラメントユニット２を収容する本体部と、フィラメントユニット２からの電子が入射することでＸ線を発生するＸ線発生部としてのＸ線ターゲット（例えば、タングステン、モリブデン等）と、Ｘ線を本体部の外部に取り出すためのＸ線取出部と、を備える。この場合、Ｘ線取出部の一例として、図１に示される窓部９が、Ｘ線の透過性の高い窓材（例えば、ベリリウム、ダイヤモンド等）と、窓材の真空空間Ｒ側の面に設けられたＸ線ターゲットとによって構成されるＸ線照射用の窓部に変更されてもよい。これにより、フィラメントユニット２から出射された電子線ＥＢをＸ線ターゲットに入射させ、Ｘ線ターゲットからＸ線を出射させることができる。

【0110】

以上に記載された実施形態及び種々の変形例の少なくとも一部が任意に組み合わせられてもよい。

【符号の説明】

【0111】

１…電子線照射装置、２…フィラメントユニット（電子線発生源）、１０…フィラメント（電子放出部）、１１…メインフレーム（枠部）、２０，２０Ａ～２０Ｇ…張力保持ユニット、２１，２１Ａ～２１Ｃ…可動体、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｆ，２２Ｇ…筐体（支持部、筐体部）、２２ｄ…ガイド孔（可動部保持部）、２３，２６…ばね（張力保持部）、Ｌ…軸線、Ｓ…収容空間（内部空間）。

【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】