JP2002122700A - 電子源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 引出し電極の熱膨張によって当該引出し電極
の分割方向における電子線量分布の均一性が悪化するこ
とを防止する。 【解決手段】 この電子源６ａでは、複数に分割された
引出し電極１２ａ〜１２ｃの隣り合うもの同士間を、各
引出し電極１２ａ〜１２ｃの分割方向Ｙにおける伸縮を
許容し、かつ上下方向Ｚの移動を阻止する連結手段３０
によってそれぞれ機械的に連結している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電子線照
射装置等に用いられるものであって、フィラメントから
放出させた電子を分割構造の引出し電極を通して引き出
す構成の電子源に関し、より具体的には、引出し電極の
熱膨張によって当該引出し電極の分割方向における電子
線量分布の均一性が悪化することを防止する手段に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記のような電子源を備える電子線照射
装置の一例を図４に示す。この電子線照射装置は、電子
（電子線）１０を走査しない非走査型（またはエリア
型）と呼ばれるものであり、紙面の表裏方向（Ｙ方向）
に長い円筒状の真空容器２内に、当該真空容器２に沿っ
て、同方向Ｙに長い電子源６を配置した構造をしてい
る。

【０００３】従来の電子源６は、図５も参照して、電子
１０を放出するものであってＸ方向に長い複数本の線状
（棒状とも言える）のフィラメント８を、当該Ｘ方向に
直交する前記Ｙ方向に、互いに平行にかつ互いに同一平
面上に並べた構造をしている。

【０００４】このフィラメント８の下方（電子１０の引
出し方向側）には、フィラメント８の並設面に平行に、
かつ所定の距離Ｌをあけて、各フィラメント８から放出
される電子１０の引き出しを制御する引出し電極１２が
配置されている。この引出し電極１２は、全体として
は、前記フィラメント８の並設方向Ｙに長く前記Ｘ方向
に短い長方形をしている。この引出し電極１２は、図５
（および後述する図１）では図示の簡略化のためにハッ
チングで示しているけれども、電子１０を引き出すため
の多孔領域１４を有している。

【０００５】この引出し電極１２は、１枚構成では前記
Ｙ方向の長さが大きいため、（１）高価となる、（２）
フィラメント８からの加熱による熱膨張によって前記Ｙ
方向の伸び量が大きくなり変形しやすい、等の短所があ
り、これを解消するために、前記Ｙ方向に複数に（図示
例では三つに）分割した構造をしている。即ちこの例で
は、フィラメント８の並設方向と引出し電極１２の分割
方向とは互いに同じであり、共にＹ方向である。三分割
されたそれぞれの引出し電極を符号１２ａ〜１２ｃで示
す。

【０００６】この電子源６は、上記のような構造をして
いるので、前記Ｙ方向に長く前記Ｘ方向に短い細長い断
面形状をした電子（電子線）１０を引き出すことができ
る。

【０００７】再び図４を参照して、電子源６は、この例
では、Ｙ方向に長い筒状のシールド電極４内に配置され
ている。このシールド電極４の開口部には、この例で
は、引出し電極１２に対応する平面構造の加速電極１６
が設けられている。この加速電極１６は、フィラメント
８から離れておりかつ引出し電極１２が介在していて、
引出し電極１２に比べるとフィラメント８による加熱が
少ない等の理由から、１枚の電極で構成されている。但
し、加速電極１６を設けずに、引出し電極１２をシール
ド電極４の開口部に取り付ける場合もある。

【０００８】各フィラメント８の上部とシールド電極４
との間には、この例のように、フィラメント８から放出
された電子１０を引出し電極１２側へ押し戻す作用をす
るリペラー電極（リフレクタ電極とも呼ばれる）１８を
設ける場合がある。

【０００９】シールド電極４、引出し電極１２および加
速電極１６は互いに同電位にされ、それらと各フィラメ
ント８との間には、フィラメント８側を負極にして、電
子１０の引き出し用の引出し電圧Ｖe が印加される。ま
た、真空容器２の開口部には真空容器２と同電位の窓箔
２０が設けられており、これらと加速電極１６等との間
には、加速電極１６等の側を負極にして、電子１０の加
速用の加速電圧Ｖa が印加される。

【００１０】このようにして、電子源６から引き出さ
れ、かつ加速された電子１０は、窓箔２０を透過して真
空容器２外に取り出され、被照射物（図示省略）に照射
され、それの改質等の処理に供される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記電子源６の引出し
電極１２は、フィラメント８からの加熱によって、その
分割方向Ｙだけでなく、それに直交するＸ方向、即ちフ
ィラメント８に沿う方向Ｘにも熱膨張して変形するの
で、この変形によってフィラメント８と引出し電極１２
との間の距離Ｌは初期設定値から変化する。

【００１２】ところが、上記のように複数に分割された
引出し電極１２では、各々の引出し電極１２ａ〜１２ｃ
で上記距離Ｌの変化量や変化の方向等が互いに異なるた
め、各引出し電極１２ａ〜１２ｃとフィラメント８との
間の距離Ｌが不揃いになり、それによってフィラメント
８から電子１０を引き出す電界強度も不揃いになる。そ
の結果、分割された各引出し電極１２ａ〜１２ｃから引
き出される電子１０の量（電子線量）が各引出し電極１
２ａ〜１２ｃ同士間で不揃いになり、引出し電極１２の
分割方向における電子線量分布の均一性が悪化する。例
えば、当該線量分布が階段状になる。これでは、当該電
子１０を用いた均一処理等は望めない。

【００１３】そこでこの発明は、引出し電極の熱膨張に
よって当該引出し電極の分割方向における電子線量分布
の均一性が悪化することを防止することを主たる目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の電子源は、前
記複数に分割された引出し電極の隣り合うもの同士間
を、当該各引出し電極の分割方向の伸縮を許容しかつ上
下方向の移動を阻止する連結手段によってそれぞれ連結
していることを特徴としている。

【００１５】上記構成によれば、連結手段は、複数に分
割された各引出し電極の分割方向の伸縮を許容するもの
であるので、このような連結手段で連結していても、分
割方向における引出し電極の熱膨張による変形は従来例
と同様に防止することができる。

【００１６】しかも上記連結手段は、各引出し電極間
を、上下方向の移動を阻止して連結するものであるの
で、即ち各引出し電極は上下方向には連結手段によって
互いにずれないように一体に連結されているので、各引
出し電極に熱変形が生じても、各引出し電極とフィラメ
ントとの間の距離を揃えることができる。

【００１７】その結果、引出し電極の熱膨張によって当
該引出し電極の分割方向における電子線量分布の均一性
が悪化することを防止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る電子源の
一例を示す斜視図である。この電子源６ａを電子線照射
装置に用いたときの例は、例えば図４に示したものと同
様であるので当該図４およびその前記説明を参照するも
のとし、ここでは重複説明を省略する。また、図５に示
した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付
し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明す
る。

【００１９】この電子源６ａでは、前記複数に分割され
た引出し電極１２ａ〜１２ｃの隣り合うもの同士間を、
各引出し電極１２ａ〜１２ｃの分割方向Ｙ（これはこの
例では前述したように複数のフィラメント８の並設方向
でもある）における伸縮を許容し、かつ上下方向Ｚの移
動を阻止する連結手段３０によってそれぞれ機械的に連
結している。上下方向Ｚは、前記電子１０の引出し方向
に沿う方向であり、換言すれば、前記Ｘ方向およびＹ方
向に直交する方向である。

【００２０】各連結手段３０は、電子１０の引き出しを
邪魔しないように、各引出し電極１２ａ〜１２ｃの多孔
領域１４を避けた両側部付近にそれぞれ設けている。

【００２１】この例では、各連結手段３０によって、隣
り合う引出し電極１２ａ〜１２ｃ同士間の電気的接続を
行って各引出し電極１２ａ〜１２ｃを同電位にしている
けれども、別の手段によってこの電気的接続を行うよう
にしても良い。

【００２２】連結手段３０の具体例を図２および図３に
示す。図２は、図１中のＡ部の拡大断面図である。この
連結手段３０は、隣り合う二つの引出し電極（例えば引
出し電極１２ａおよび１２ｂ）同士間を、連結板３２、
ボルト４２およびボルト５０等によって連結するもので
ある。

【００２３】この例では、隣り合う二つの引出し電極１
２ａ、１２ｂの内の一方の引出し電極１２ａに、前記分
割方向Ｙに長い長穴（長円形の穴）３６を設けており
（図３も参照）、他方の引出し電極１２ｂには丸穴４８
を設けている。連結板３２には、これらの穴３６、４８
に対応する位置に丸穴３４、４６をそれぞれ設けてい
る。

【００２４】連結板３２と引出し電極１２ａとは、長穴
３６に通したカラー３８およびその下部に当てるリング
４０内を通したボルト４２およびナット４４によって、
連結板３２と引出し電極１２ａとの間に僅かな（例えば
０．１ｍｍ程度の）隙間Ｇが残るようにして結合してい
る。

【００２５】このような構造によって、引出し電極１２
ａと連結板３２とは、前記分割方向Ｙに互いに移動（ス
ライド）可能である。上記隙間Ｇは、このスライドが可
能な範囲でできるだけ小さくすれば良い。しかし、引出
し電極１２ａと連結板３２とは、上下方向Ｚには上記隙
間Ｇ分しか移動することができず、この隙間Ｇは上述し
たように僅かで十分であるので、引出し電極１２ａと連
結板３２とは、上下方向Ｚには実質的にその移動が阻止
されている。なお、この例では、上記のようなボルト４
２等を１枚の連結板３２につき二つ設けているが（図１
参照）、それに限るものではなく、一つでも良いし三つ
以上でも良い。

【００２６】他方の引出し電極１２ｂと連結板３２と
は、ボルト５０とナット５２とによって互いに固定され
ている。即ち、Ｙ方向にもＺ方向にも完全に固定されて
いる。なお、この例では、このようなボルト５０等を１
枚の連結板３２につき二つ設けているが（図１参照）、
それに限るものではなく、一つでも良いし三つ以上でも
良い。

【００２７】このような構造によって、連結手段３０
は、隣り合う二つの引出し電極１２ａ、１２ｂ同士間
を、各引出し電極１２ａ、１２ｂの前記分割方向Ｙにお
ける伸縮を許容しかつ上下方向Ｚの移動を阻止しながら
連結している。

【００２８】引出し電極１２ｃと１２ｂとの間も上記の
ような構造の連結手段３０によって、上記と同様に連結
している。その場合、この例では引出し電極１２ｃ側
に、上記長穴３６と同じような長穴を設けている。

【００２９】なお、長穴３６とそれに対応する丸穴３４
とは、上下逆に設けても良い。即ち、連結板３２側に長
穴３６を設け、引出し電極１２ａ側に丸穴３４を設けて
も良い。この場合も、図２の例と同様の作用を奏する。
引出し電極１２ｃ側においても同様である。

【００３０】上記のように連結手段３０は、この例で
は、隣り合う二つの引出し電極の内の一方（この例では
三つの内の両側の引出し電極１２ａおよび１２ｃ）側は
分割方向Ｙにスライド可能とし、他方（この例では中央
の引出し電極１２ｂ）側はスライドせずに固定する構造
を有している。これとは反対に、引出し電極１２ａおよ
び１２ｃ側を固定にし、引出し電極１２ｂ側をスライド
可能にしても良い。勿論、両側ともにスライド可能な構
造にしても良いけれども、敢えてそこまでしなくても良
く、少なくとも一方が上記のようにスライド可能であれ
ば良い。それによって各引出し電極１２ａ〜１２ｃの分
割方向Ｙの伸縮を許容することができる。

【００３１】この電子源６ａによれば、連結手段３０
は、複数に分割された各引出し電極１２ａ〜１２ｃの分
割方向Ｙの伸縮を許容するものであるので、このような
連結手段３０で連結していても、分割方向Ｙにおける引
出し電極１２の熱膨張による変形は従来例と同様に防止
することができる。即ち、引出し電極１２を複数に分割
した初期の目的を達成することができる。

【００３２】しかも上記連結手段３０は、各引出し電極
１２ａ〜１２ｃ間を、上下方向Ｚの移動を阻止して連結
するものであるので、即ち各引出し電極１２ａ〜１２ｃ
は上下方向Ｚには連結手段３０によって互いにずれない
ように一体に連結されているので、各引出し電極１２ａ
〜１２ｃに前述したようなＸ方向における熱変形が生じ
ても、この変形の方向を各引出し電極１２ａ〜１２ｃに
おいて揃えること等が可能であり、それによって各引出
し電極１２ａ〜１２ｃとフィラメント８との間の距離Ｌ
を互いに同じ大きさに揃えることができる。

【００３３】その結果、各引出し電極１２ａ〜１２ｃと
フィラメント８との間の電界強度も揃ったものになるの
で、引出し電極１２の熱膨張によって当該引出し電極１
２の分割方向Ｙにおける電子１０の線量分布の均一性が
悪化することを防止することができる。例えば、従来は
分割方向Ｙに階段状になっていた電子線量分布を一様に
揃えて、均一性の良い電子線量分布を得ることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、連結手
段は、複数に分割された各引出し電極の分割方向の伸縮
を許容するものであるので、このような連結手段で連結
していても、分割方向における引出し電極の熱膨張によ
る変形は従来例と同様に防止することができる。

【００３５】しかも上記連結手段は、各引出し電極間
を、上下方向の移動を阻止して連結するものであるの
で、各引出し電極に熱変形が生じても、各引出し電極と
フィラメントとの間の距離を揃えることができる。その
結果、引出し電極の熱膨張によって当該引出し電極の分
割方向における電子線量分布の均一性が悪化することを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電子源の一例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１中のＡ部の拡大断面図である。

【図３】図２中の長穴周りの拡大平面図である。

【図４】電子源を備える電子線照射装置の一例を示す概
略断面図である。

【図５】従来の電子源の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

６ａ 電子源 ８ フィラメント １０ 電子 １２ 引出し電極 １２ａ〜１２ｃ 分割された引出し電極 ３０ 連結手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子を放出するものであって互いに同一
   平面上に並べて配置された複数のフィラメントと、この
   フィラメントに沿って配置されていて当該フィラメント
   から放出される電子の引き出しを制御するものであって
   複数に分割された引出し電極とを備える電子源におい
   て、前記複数に分割された引出し電極の隣り合うもの同
   士間を、当該各引出し電極の分割方向の伸縮を許容しか
   つ上下方向の移動を阻止する連結手段によってそれぞれ
   連結していることを特徴とする電子源。