CN115699242B - 电场放射装置以及电场放射方法 - Google Patents

电场放射装置以及电场放射方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115699242B
CN115699242B CN202180040022.9A CN202180040022A CN115699242B CN 115699242 B CN115699242 B CN 115699242B CN 202180040022 A CN202180040022 A CN 202180040022A CN 115699242 B CN115699242 B CN 115699242B
Authority
CN
China
Prior art keywords
movable body
emitter
electric field
field emission
guard electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202180040022.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115699242A (zh
Inventor
越智隼人
高桥怜那
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Original Assignee
Meidensha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp filed Critical Meidensha Corp
Publication of CN115699242A publication Critical patent/CN115699242A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115699242B publication Critical patent/CN115699242B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06—Cathodes
    • H01J35/064—Details of the emitter, e.g. material or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06—Cathodes
    • H01J35/065—Field emission, photo emission or secondary emission cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/88—Mounting, supporting, spacing, or insulating of electrodes or of electrode assemblies
    • H01J1/94—Mountings for individual electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02—Electron guns
    • H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/16—Vessels; Containers; Shields associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30—Controlling
    • H05G1/34—Anode current, heater current or heater voltage of X-ray tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/06—Cathode assembly
    • H01J2235/064—Movement of cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06—Sources
    • H01J2237/063—Electron sources
    • H01J2237/06325—Cold-cathode sources
    • H01J2237/06341—Field emission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/16—Vessels
    • H01J2237/166—Sealing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/18—Vacuum control means
    • H01J2237/182—Obtaining or maintaining desired pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

分别利用发射器单元(30)和靶单元(70)来密封筒状的绝缘体(2)的两端方向的一侧的开口(21)和另一侧的开口(22)，构成在绝缘体(2)的内周侧具有真空室(1)的真空容器(11)。设为发射器单元(30)具备：移动体(4)，位于真空室(1)的所述两端方向的一侧，经由波纹管(41)以在该两端方向移动自如的方式被支撑；以及保护电极(5)，位于该移动体(4)的外周侧。设为在移动体(4)的所述两端方向的另一侧的头端部，通过对该头端部的表面进行成膜加工而形成有具有电子生成部(31)的发射器部(43)。

Description

电场放射装置以及电场放射方法
技术领域
本发明涉及可应用于X射线装置、电子管、照明装置等各种设备的电场放射装置以及电场放射方法。
背景技术
作为应用于X射线装置、电子管、照明装置等各种设备的电场放射装置的一个例子，有使用如下真空容器的结构：在该真空容器中，筒状的绝缘体的两端被密封而在该绝缘体的内周侧形成有真空室。
在真空室中，在所述绝缘体的两端方向(以下适当简称为两端方向)的一侧配置发射器(使用碳等做成的电子源)，在该两端方向的另一侧配置靶。然后，在发射器与靶之间施加电压，由此利用发射器的电场放射(生成并发射电子)来发射电子束，使该发射的电子束与靶碰撞而能够发挥期望的功能(例如在X射线装置的情况下为基于X射线外部发射的透视分辨率)。
根据上述那样的电场放射装置，研究了如下方案：通过例如使栅格电极等位于发射器与靶之间而做成三极管构造、或是使发射器的电子生成部(位于与靶对置的一侧且生成电子的部位)的表面成为曲面状、或是在发射器的外周侧配置与该发射器相同电位的保护电极等，来抑制从发射器发射的电子束的分散。
优选的是在上述那样的电压施加时，仅从发射器的电子生成部生成电子以发射电子束。然而，当在真空室内存在无用的微小突起或污渍等时，有可能会易于引起意想不到的闪络现象，得不到耐电压性等，无法发挥期望的功能。
作为产生这种现象的理由，例如举出如下情况：在真空室内的保护电极等(靶、栅格电极、保护电极等；以下适当简称为保护电极等)形成有易于引起局部性电场集中的部位(例如在加工时形成的微小突起等)的情况、吸附有气体成分(例如在真空容器内残留的气体成分)的情况、包含有易于生成电子的元素的情况(被包含于应用的材料中的情况)等。在这样的理由的情况下，例如在保护电极也形成电子生成部，电子的生成量变得不稳定，电子束易于分散，在例如为X射线装置的情况下还可能会引起X射线等的失焦等。
于是，作为实现抑制闪络现象的方法(使电子的生成量稳定的方法)，研究了实施如下电压放电调节处理(改性(重整)；以下适当简称为改性处理)的方法：其中例如对保护电极等施加(例如对保护电极和栅格电极施加)电压(高电压等)并反复进行放电。
根据例如专利文献1的电场放射装置，形成发射器(在专利文献1的图1为附图标记3)组装于移动体(在专利文献1的图1为附图标记4等)而成的结构，该移动体经由波纹管(在专利文献1的图1为附图标记43)以在真空室的两端方向移动自如的方式被支撑。
在该专利文献1的情况下，公开了如下内容：例如在将电场放射装置的各构成要素(例如真空容器、移动体、发射器、保护电极等)组装好之后，操作移动体沿两端方向适当移动，使发射器远离保护电极。由此，使得在发射器成为放电被抑制的状态(以下适当简称为放电抑制状态)，能够进行期望的改性处理。
然后，在改性处理之后，再次操作所述移动体，使发射器与保护电极这两者之间变窄，使该两者接近或抵接，由此使得成为发射器(电子生成部)可进行电场放射的状态(以下适当简称为可放电状态)。
作为在发射器形成电子生成部的方法，举出使用碳等(碳纳米管等)材料来对用于发射器的基板进行成膜加工的方法(例如专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许6135827号公报
专利文献2：日本特许4408891号公报
发明内容
在电场放射装置中，有时存在着各构成要素的尺寸公差、装配误差等各种公差(以下适当简称为公差)。当存在这样的公差时，在如上述那样组装有发射器的移动体中，即使例如在改性处理之后进行操作将该发射器从放电抑制状态移动到成为可放电状态的位置，也有时无法使该发射器的电子生成部与保护电极这两者如期望那样接近或抵接(例如在两者之间产生了轴心偏移的情况)。此时一般认为在发射器(电子生成部)未进行期望的电场放射。
本发明是鉴于该技术课题而做出的，目的在于提供能够有助于使发射器的电子生成部与保护电极这两者易于如期望那样接近或抵接、使得易于实施期望的电场放射的技术。
该发明的电场放射装置、电场放射方法能够解决所述技术课题。电场放射装置的一个方式具备：真空容器，筒状的绝缘体的两端被密封而在该绝缘体的内周侧形成有真空室；移动体，位于真空室的所述两端方向的一侧，经由沿该两端方向伸缩自如的波纹管以在该两端方向移动自如的方式被支撑；保护电极，位于所述移动体的外周侧；以及靶，在真空室中位于所述两端方向的另一侧，与所述移动体的所述两端方向的另一侧对置地设置，其中，在所述移动体的所述两端方向的另一侧的头端部，通过对该头端部的表面进行成膜加工而形成有具有电子生成部的发射器部。
另外，可以采用如下结构：在所述移动体的外周面，设置从所述两端方向的一侧向着另一侧阶梯状缩小直径而成的形状的外周台阶部，在保护电极的内周面，设置从所述两端方向的一侧向着另一侧呈阶梯状缩小直径而成的形状的内周台阶部，内周台阶部及外周台阶部这两者在所述两端方向上重叠，在发射器的电子生成部与保护电极这两者接近或抵接的状态下，该内周台阶部与该外周台阶部相互接触。
另外，可以采用如下结构：波纹管为与所述移动体同轴状的筒状，该筒状的一端侧被支撑于真空容器的所述两端方向的一侧，该筒状的另一端支撑所述移动体，在真空容器中，在该真空容器的所述两端方向的一侧设置有移动体操作孔，该移动体操作孔沿该两端方向穿过波纹管内周侧，且以轴心与移动体为同轴的方式延伸，在所述移动体的所述两端方向的一侧形成有沿着该移动体的轴心向所述两端方向的一侧方向延伸的形状的轴部，该轴部以沿所述两端方向移动自如的方式穿过并安装于移动体操作孔。
另外，可以采用如下结构：在保护电极的所述两端方向的另一侧设置有小直径部，发射器的电子生成部根据所述移动体沿所述两端方向的移动而与该小直径部接触/分离。
另外，可以采用如下结构：在保护电极的所述两端方向的另一侧设置有边缘部，该边缘部向所述移动体的轴心侧伸出且在该两端方向上与发射器的电子生成部的周缘部重叠。
电场放射方法的一个方式为使用了所述电场放射装置的电场放射方法，通过使所述移动体在所述两端方向上移动来变更发射器的电子生成部与靶这两者之间的距离，将移动体定位固定在该两者之间为任意距离的位置来设定电场放射电流的输出，在该定位固定的状态下从发射器的电子生成部进行电场放射。
如以上所示根据本发明，能够有助于使发射器的电子生成部与保护电极这两者易于如期望那样接近或抵接、使得易于实施期望的电场放射。
附图说明
图1为用于说明实施例1的X射线装置10的概略结构图(在真空室1两端方向上纵切的剖视图)。
图2为用于说明图1的发射器单元30的概略结构图(相当于图1的一部分的放大图，(A)为可放电状态，(B)为放电抑制状态)。
图3为用于说明保护电极5的一个例子的概略结构图(相当于图1的一部分的放大图，为具有小直径部51以代替边缘部52的图)。
图4为用于说明发射器部43与保护电极5的接触/分离结构的概略结构图((A)为发射器部43与保护电极5这两者接近的状态，(B)为该两者压接的状态)。
图5为用于说明实施例2的限制移动体4的移动的结构的概略结构图(相当于图1的一部分的放大图，为示出可放电状态的图)。
图6为用于说明通常的电场放射装置10A的概略结构图(在真空室1两端方向上纵切的剖视图)。
图7为用于说明图6的发射器单元30的概略结构图(相当于图6的一部分的放大图，(A)为无轴心偏移的状态，(B)为产生了轴心偏移的情况)。
具体实施方式
本发明的实施方式的电场放射装置以及电场放射方法与例如专利文献1那样针对在真空室的两端方向的一侧经由波纹管以移动自如的方式被支撑的移动体(以下适当简称为移动体)只是安装有发射器这样的结构(以下适当简称为以往结构)完全不同。
即，本实施方式应用如下结构：在移动体中，通过成膜加工在移动体自身形成发射器部。具体而言，对移动体的两端方向的另一侧的头端部的表面进行成膜加工，由此针对该移动体形成具有电子生成部的发射器部。
在此，当关注于以往结构时，可以说形成为如下结构：如例如图6、图7所示的电场放射装置10A那样，针对移动体4A组装有发射器3，该移动体4A在真空容器11的真空室1的两端方向的一侧经由波纹管41以移动自如的方式被支撑。
根据该电场放射装置10A，通过使移动体4A沿两端方向移动，能够如图7的(A)那样使发射器3与保护电极5这两者之间的距离变化。然而，当在电场放射装置10A中存在构成要素的公差时，有时如图7的(B)那样在发射器3与移动体4A这两者之间产生轴心偏移。在该情况下，无法使该两者如期望那样成为接近或抵接的状态，有可能在发射器3(电子生成部31)进行不了期望的电场放射。另外，在例如发射器3表面处电场变得不均而进行了局部性电场放射的情况下，该发射器3的寿命有可能变短。
另一方面，根据本实施方式，由于在移动体自身形成有发射器部，因此无需如以往结构那样的发射器组装作业。即，在移动体自身形成的发射器部在该移动体中轴心偏移被抑制。于是，通过使移动体沿两端方向适当移动，能够使发射器部与保护电极这两者如期望那样成为接近或抵接的状态(以下适当简称为预定邻接状态)，变得易于实施期望的电场放射。
本实施方式应用如前所述通过成膜加工在移动体自身形成有发射器部的结构，只要是能够使该发射器部与保护电极这两者之间的距离变化的结构即可，能够适当应用各种领域(例如电场放射装置领域、碳纳米管领域等)的技术常识，能够根据需要适当参照专利文献1等进行设计变形，作为其一个例子举出以下所示的实施例1、2。
此外，设为在以下实施例1、2(以及图6、图7)中，例如对重复内容应用相同附图标记等，由此适当省略详细说明。另外，为方便起见，后述的真空容器11的两端方向适当简称为两端方向，将该两端方向当中的一侧适当简称为两端一侧，该将两端方向的另一侧适当简称为两端另一侧。
<<实施例1>>
<X射线装置10的概略结构>
图1、图2所示的附图标记10是说明实施例1的X射线装置的概略结构的附图标记。在X射线装置10中，筒状的绝缘体2的两端一侧的开口21和两端另一侧的开口22分别被发射器单元30和靶单元70密封(例如硬钎焊密封)，而构成了在绝缘体2的内周侧具有真空室1的真空容器11。
在发射器单元30与靶单元70之间(后述的发射器部43与靶7之间)设置有在该真空室1的横截面方向(与真空容器11的两端方向交叉的方向，以下适当简称为横截面方向)上延伸的栅格电极8。
作为绝缘体2，只要是使用例如陶瓷等绝缘材料做成、使发射器单元30(后述的发射器3)与靶单元70(后述的靶7)相互绝缘、且能够在内部形成真空室1的结构，则能够应用各种方式。例如举出如下结构：如图所示在使栅格电极8(例如后述的引出端子82)位于呈同轴状在轴向上接连配置的两个圆筒状绝缘构件2a、2b这两者之间的状态下，将该两者通过硬钎焊等相互组装而构成的结构。
发射器单元30具备：凸缘部30a，被支撑于绝缘体2的开口21的端面21a而将该开口21密封；移动体4，位于真空室1的两端一侧，经由波纹管41以在两端方向移动自如的方式被支撑；以及保护电极5，位于该移动体4的外周侧。
关于移动体4，例如可以通过将可应用于该移动体4的材料模制成型或是对该材料的块进行加工成形(切削加工、研磨加工等)等来得到，该移动体4具有柱状的主体部42、在该主体部42的两端另一侧(移动体4的两端另一侧的头端部)形成的发射器部43和在该主体部42的两端一侧形成的轴部44。
图中的移动体4为发射器部43的直径相比于主体部42的直径缩小的形状，在该主体部42与发射器部43这两者之间，设置有从两端方向的一侧向着另一侧呈阶梯状缩小直径的形状的外周台阶部45。
在发射器部43的两端另一侧的表面，通过对该表面进行成膜加工而形成有电子生成部31。作为该电子生成部31，只要是形成为通过施加电压而从电子生成部31生成电子、能够如图所示发射电子束L1的结构(放射体)，就可应用各种方式。
作为具体例，例如为使用碳等(碳纳米管等)材料进行成膜加工(例如专利文献2所公开那样的成膜加工)而做成，举出使该材料呈薄膜状蒸镀于发射器部43的表面而成的结构。在后述的图4所示的发射器部43的情况下，为如大量碳纳米管组蒸镀于发射器部43而形成电子生成部31这样的描述。
另外，优选的是在电子生成部31，使与靶单元70(后述的靶7)对置的一侧的表面成为凹状(曲面状)，使得易于会聚电子束L1。
轴部44为沿着移动体4的轴心向两端一侧方向延伸的形状。该轴部44的两端一侧的头端部以沿两端方向移动自如的方式穿过并安装于后述的移动体操作孔32。
此外，作为可应用于移动体4的材料，只要是能够通过模制成型、加工成形等来形成期望的形状的材料，就没有特别限定，例如举出如不锈钢(SUS材料等)、铜等导电性金属材料。
波纹管41为直径大于移动体4的轴部44的筒状，以轴心与该移动体4同轴地延伸(在图中为包围轴部44外周侧地延伸)的方式配置，构成为沿两端方向伸缩自如。该波纹管41的两端一侧的端部被支撑于凸缘部30a，两端另一侧的端部支撑主体部42。
利用这样的波纹管41，形成如下结构(形成真空容器11的一部分的结构)：即使形成有后述的移动体操作孔32，也能够分开真空室1与大气侧(真空容器11外周侧)而气密地保持该真空室1。另外，通过经由波纹管41支撑移动体4，能够将该移动体4沿两端方向移动(在图中为以将轴部44沿两端方向移动的方式进行操作)。
只要波纹管41为如前所述沿两端方向伸缩自如的结构，就可应用各种方式，例如举出对薄板状金属材料等进行适当加工而成形的结构。作为具体例，举出如图所示具有以包围轴部44的外周侧的方式沿两端方向延伸的蛇腹状筒壁41a的结构。
关于保护电极5，只要是如前所述设置为位于移动体4的外周侧(发射器部43的电子生成部31的外周侧)，由于该移动体4的移动而发射器部43的电子生成部31与该保护电极5接触/分离，在该保护电极5与发射器部43为预定邻接状态(例如图1所示的状态)的情况下能够抑制从该发射器部43发射的电子束L1的分散，就可应用各种方式。
作为保护电极5的具体例，举出例如如下结构：使用不锈钢等(SUS材料等)材料做成，为在发射器部43的外周侧沿两端方向延伸的筒状，两端一侧的端部被支撑于凸缘部30a的相比波纹管41更靠外周侧，两端另一侧的端部(即后述的靶7侧)与发射器部43接触/分离。在图中的保护电极5的情况下，成为根据从两端一侧向着两端另一侧呈阶梯状缩小直径而成的形状而形成有台阶部53的结构。
该保护电极5的与发射器部43接触/分离的结构没有特别限制。例如可以为如图3所示在两端另一侧的端部形成有小直径部51的结构，还举出如图1、图2所示形成有向移动体4的轴心侧伸出且在两端方向上与发射器部43的电子生成部31的周缘部31a重叠的边缘部52的结构。另外还举出形成有小直径部51及边缘部52这两者的结构(省略图示)。
在具备这样的接触/分离结构的保护电极5的情况下，通过移动体4的移动，发射器部43在该保护电极5的内周侧(筒状内周侧)沿两端方向移动，发射器部43的电子生成部31与小直径部51或边缘部52接触/分离。另外，在具备边缘部52的结构的情况下，在该保护电极5与发射器部43为预定邻接状态的情况下，电子生成部31的周缘部31a被边缘部52覆盖而被保护。
另外，举出做成如下形状的情况：使发射器部43的电子生成部31的周缘部31a的表观曲率半径变大，能够抑制可能在电子生成部31(尤其是周缘部31a)产生的局部性电场集中、或是能够抑制从该电子生成部31对于其它部位的闪络的形状。例如举出如图示的保护电极5那样，在两端另一侧的端部具有凸的曲面部51a的形状。
此外，在图3中的保护电极5的情况下，通过焊接等在外周侧安装有吸气剂(getter)54，而该吸气剂54的安装位置、材质等没有特别限制。
在凸缘部30a设置有移动体操作孔32，该移动体操作孔32沿两端方向穿过该凸缘部30a的在波纹管41内周侧的位置，且以轴心与移动体4的轴心同轴的方式延伸。关于该移动体操作孔32，形成将轴部44从头端部侧穿过并安装于该移动体操作孔32而沿两端方向移动自如的形状。
利用像这样将轴部44穿过并安装于移动体操作孔32的结构，例如工作人员能够以抓握头端部(在真空容器11的外周侧突出的头端部)并沿两端方向移动的方式进行操作，能够适当变更移动体4(发射器部43的电子生成部31)与后述的靶7这两者之间的距离。
接下来，靶单元70具备：靶7，与发射器部43的电子生成部31对置；以及凸缘部70a，被支撑于绝缘体2的开口22的端面22a并将该开口22密封。
关于靶7，只要是从发射器部43的电子生成部31发射的电子束L1与靶7碰撞且如图所示能够发射X射线L2等，就可应用各种方式。在图中的靶7，在与发射器部43的电子生成部31对置的部位形成有倾斜面71，该倾斜面71在相对于电子束L1以预定角度倾斜的横截面方向上延伸。由于电子束L1与该倾斜面71碰撞，X射线L2会沿从电子束L1的照射方向弯折的方向(例如图示那样的真空室1的横截面方向)照射。
关于栅格电极8，只要如前所述位于发射器部43与靶7之间且能够适当控制通过该栅格电极8的电子束L1，就可应用各种形态。举出例如图示那样的结构，该结构具备：电极部(例如网状的电极部)81，沿真空室1的横截面方向延伸且具有供电子束L1通过的通孔81a；以及引出端子82，穿过(沿真空室1横截面方向穿过)绝缘体2。
根据如以上所示构成的X射线装置10，通过将移动体4沿两端方向适当移动，能够使发射器部43的电子生成部31与靶7之间的距离变化，能够将该发射器部43切换为放电抑制状态或可放电状态。
<X射线装置10的保护电极等的改性处理以及电场放射方法的一个例子>
在对X射线装置10的保护电极5等进行改性处理的情况下，首先，工作人员等将穿过并安装于移动体操作孔32的轴部44的头端部适当保持并进行操作，使移动体4向两端一侧移动，由此如图2的(B)所示那样发射器部43的电子生成部31与保护电极5的边缘部52(此外，在图3的情况下为小直径部51)这两者成为相互远离的状态。即，发射器部43成为放电抑制状态。
如果在该图2的(B)所示那样的状态，则通过在例如保护电极5与栅格电极8(引出端子82等)之间、靶7与栅格电极8之间等适当施加期望的改性时电压，会在保护电极5等反复进行放电，该保护电极5等被进行改性处理(例如保护电极5的表面溶解而变平滑)。
作为前述改性处理之后的电场放射方法，通过再次操作轴部44使移动体4向两端另一侧移动，由此如图2的(A)所示发射器部43的电子生成部31与保护电极5的边缘部52这两者成为预定邻接状态。由此成为能够抑制从电子生成部31发射的电子束L1的分散的状态。
在该图2的(A)所示的状态下，发射器部43的电子生成部31与保护电极5为彼此相同的电位，在例如发射器部43与靶7之间施加期望的电压，由此从电子生成部31生成电子而发射电子束L1。然后，电子束L1与靶7碰撞，从而从该靶7发射X射线L2。
根据以上所示的实施例1，通过适当操作轴部44来使移动体4沿两端方向移动，能够进行期望的改性处理，能够抑制在X射线装置10中来自保护电极5的闪络现象(电子的生成)，能够使该X射线装置10的电子生成量稳定。另外，能够使电子束L1成为会聚型电子束，X射线L2的焦点也变得易于收敛，能够得到高透视分辨率。
另外，由于具有电子生成部31的发射器部43形成于移动体4自身，因此不会产生如以往结构那样的轴心偏移，易于将该发射器部43与保护电极5这两者如期望那样设为预定邻接状态。
即，以使发射器部43的电子生成部31与靶7这两者之间的距离为任意距离的方式将移动体4沿两端方向适当移动并定位固定，能够在该定位固定的状态下实施期望的X射线照射等。
<<实施例2>>
在X射线装置10中，虽然通过适当设定移动体4沿两端方向的移动量，能够使发射器部43的电子生成部31与保护电极5这两者如期望那样成为预定邻接状态，但由于无法视觉辨认该X射线装置10的内部，因此一般认为有时难以确认该两者实际上是否为预定邻接状态。即，一般认为有时难以恰当设定移动体4沿两端方向的移动量。
由此，在例如图4所示那样在保护电极5形成有边缘部52的情况下，有时会使移动体4向两端另一侧移动过度，如图4的(B)所示，电子生成部31有可能与边缘部52压接而损伤(在图中如附图标记31b所示那样发生损伤)。
于是，在实施例2中，如以下所示设为能够限制移动体4向两端另一侧的移动，使得易于恰当设定该移动体4沿两端方向的移动量。
<限制移动体4的移动的结构>
在图5所示的X射线装置10的保护电极5，在内周面的两端方向的中央侧设置有从两端一侧向着两端另一侧呈阶梯状缩小直径的形状的内周台阶部55。由此，在保护电极5的内周面中从内周台阶部55起的两端一侧与从该内周台阶部55起的两端另一侧相比较，前者直径较大。
该保护电极5的内周台阶部55形成为与移动体4的外周台阶部45在两端方向上重叠。于是，关于内周台阶部55与外周台阶部45这两者，设为构成为在该两者相互接触(例如面接触)的情况下，如图4的(A)所示，发射器部43的电子生成部31与保护电极5为预定邻接状态。在图4的(A)、图5的预定邻接状态下，在发射器部43的电子生成部31与保护电极5的边缘部52之间形成有间隙56。
根据以上所示的实施例2，可以说除了实现与实施例1同样的作用效果之外，还实现以下所示的效果。即，在适当操作轴部44来使移动体4移动直至内周台阶部55及外周台阶部45这两者接触为止的情况下，如图4的(A)所示，移动体4向两端另一侧的移动会被限制，能够视为发射器部43的电子生成部31与保护电极5这两者成为预定邻接状态。
由此，根据实施例2，变得易于确认预定邻接状态，容易恰当设定移动体4沿两端方向的移动量。
此外，内周台阶部55及外周台阶部45只要是在发射器部43的电子生成部31与保护电极5这两者为预定邻接状态时能够相互接触即可，可应用各种方式。作为其一个例子，举出做成在内周台阶部55及外周台阶部45这两者的接触面上沿横截面方向延伸的形状。
以上，在本发明中仅针对记载的具体例详细进行了说明，但在本发明的技术构思的范围内能够进行多种变更等，这对本领域技术人员而言是显而易见的，这样的变更等当然属于权利要求的范围。
例如，在X射线装置10中，可以根据需要适当设置用于使移动体4沿两端方向进行引导移动的引导单元(例如在移动体4的外周侧沿两端方向延伸的导轨等；省略图示)。
此外，还能够适当应用专利文献1等所公开的内容以进行设计变形，能够实现与实施例1、2同样的作用效果。

Claims (6)

1.一种电场放射装置，具备：
真空容器，筒状的绝缘体的两端被密封而在该绝缘体的内周侧形成有真空室；
移动体，位于真空室的所述两端方向的一侧，经由沿该两端方向伸缩自如的波纹管以在该两端方向移动自如的方式被支撑；
保护电极，位于所述移动体的外周侧；以及
靶，在真空室中位于所述两端方向的另一侧，与所述移动体的所述两端方向的另一侧对置地设置，
其中，在所述移动体的所述两端方向的另一侧的头端部，通过对该头端部的表面进行成膜加工而形成有具有电子生成部的发射器部，
在所述移动体的外周面，设置从所述两端方向的一侧向着另一侧呈阶梯状缩小直径而成的形状的外周台阶部，
在保护电极的内周面，设置从所述两端方向的一侧向着另一侧呈阶梯状缩小直径而成的形状的内周台阶部，
内周台阶部及外周台阶部这两者在所述两端方向上重叠，在发射器的电子生成部与保护电极这两者接近或抵接的状态下相互面接触。
2.根据权利要求1所述的电场放射装置，其中，
波纹管为与所述移动体同轴状的筒状，该筒状的一端侧被支撑于真空容器的所述两端方向的一侧，该筒状的另一端支撑所述移动体，
在真空容器中，在该真空容器的所述两端方向的一侧设置有移动体操作孔，该移动体操作孔沿该两端方向穿过波纹管内周侧，且以轴心与移动体为同轴的方式延伸，
在所述移动体的所述两端方向的一侧形成有沿着该移动体的轴心向所述两端方向的一侧方向延伸的形状的轴部，该轴部以沿所述两端方向移动自如的方式穿过并安装于移动体操作孔。
3.根据权利要求1或2所述的电场放射装置，其中，
在保护电极的所述两端方向的另一侧设置有小直径部，发射器的电子生成部根据所述移动体沿所述两端方向的移动而与该小直径部接触/分离。
4.根据权利要求1或2所述的电场放射装置，其中，
在保护电极的所述两端方向的另一侧设置有边缘部，该边缘部向所述移动体的轴心侧伸出且在该两端方向上与发射器的电子生成部的周缘部重叠。
5.根据权利要求3所述的电场放射装置，其中，
在保护电极的所述两端方向的另一侧设置有边缘部，该边缘部向所述移动体的轴心侧伸出且在该两端方向上与发射器的电子生成部的周缘部重叠。
6.一种电场放射方法，为使用了权利要求1～5中任意一项所述的电场放射装置的电场放射方法，其中，
通过使所述移动体沿所述两端方向移动来变更发射器的电子生成部与靶这两者之间的距离，将移动体定位固定在该两者之间为任意距离的位置来设定电场放射电流的输出，
在该定位固定的状态下从发射器的电子生成部进行电场放射。
CN202180040022.9A 2020-06-05 2021-05-26 电场放射装置以及电场放射方法 Active CN115699242B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-098124 2020-06-05
JP2020098124A JP7060040B2 (ja) 2020-06-05 2020-06-05 電界放射装置および電界放射方法
PCT/JP2021/019936 WO2021246253A1 (ja) 2020-06-05 2021-05-26 電界放射装置および電界放射方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115699242A CN115699242A (zh) 2023-02-03
CN115699242B true CN115699242B (zh) 2024-06-07

Family

ID=78831033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180040022.9A Active CN115699242B (zh) 2020-06-05 2021-05-26 电场放射装置以及电场放射方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11776785B2 (zh)
JP (1) JP7060040B2 (zh)
KR (1) KR102556786B1 (zh)
CN (1) CN115699242B (zh)
WO (1) WO2021246253A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160058582A (ko) * 2014-11-17 2016-05-25 주식회사바텍 나노 전자 에미터를 사용한 엑스선 소스
CN107112179A (zh) * 2014-12-25 2017-08-29 株式会社明电舍 场发射装置以及改质处理方法
CN109314028A (zh) * 2016-06-23 2019-02-05 株式会社明电舍 场发射装置和重整处理方法
CN109314027A (zh) * 2016-06-13 2019-02-05 株式会社明电舍 电场放射装置和改质处理方法
CN109417007A (zh) * 2016-06-24 2019-03-01 株式会社明电舍 场发射装置和场发射方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6135827U (ja) 1984-08-06 1986-03-05 マツダ株式会社 Ｆｒｐ部品の成形金型
JP2004235121A (ja) * 2003-02-03 2004-08-19 Japan Ae Power Systems Corp 真空遮断器
JP4408891B2 (ja) 2006-12-19 2010-02-03 株式会社ライフ技術研究所 炭素膜および炭素膜構造
US7965818B2 (en) * 2008-07-01 2011-06-21 Minnesota Medical Physics Llc Field emission X-ray apparatus, methods, and systems
JP5044005B2 (ja) * 2010-11-08 2012-10-10 マイクロＸジャパン株式会社 電界放射装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160058582A (ko) * 2014-11-17 2016-05-25 주식회사바텍 나노 전자 에미터를 사용한 엑스선 소스
CN107112179A (zh) * 2014-12-25 2017-08-29 株式会社明电舍 场发射装置以及改质处理方法
CN109314027A (zh) * 2016-06-13 2019-02-05 株式会社明电舍 电场放射装置和改质处理方法
CN109314028A (zh) * 2016-06-23 2019-02-05 株式会社明电舍 场发射装置和重整处理方法
CN109417007A (zh) * 2016-06-24 2019-03-01 株式会社明电舍 场发射装置和场发射方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115699242A (zh) 2023-02-03
KR20230006594A (ko) 2023-01-10
US20230197394A1 (en) 2023-06-22
US11776785B2 (en) 2023-10-03
JP2021190405A (ja) 2021-12-13
JP7060040B2 (ja) 2022-04-26
KR102556786B1 (ko) 2023-07-18
WO2021246253A1 (ja) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101988529B1 (ko) 전계 방사 장치 및 개질 처리 방법
KR101832388B1 (ko) 전계 방출 디바이스 및 그 개질 처리 방법
CN109314027B (zh) 电场放射装置和改质处理方法
CN109417007B (zh) 场发射装置和场发射方法
CN115699242B (zh) 电场放射装置以及电场放射方法
US11990308B2 (en) Field emission device, field emission method and positioning and fixing method
JP4370576B2 (ja) Ｘ線発生装置
CN116325057B (zh) 保护电极和场发射设备
KR20210129191A (ko) 전자원 및 하전 입자선 장치
EP4300538A2 (en) X-ray system with field emitters and arc protection

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant