JP2002318300A - 電子線発生装置 - Google Patents
電子線発生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、フィラメント通電用カソード電源
を用いなくてもビーム電流を得ることができ、また、ビ
ーム電流の空間的均一性を向上させた電子線発生装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による電子線発生装置は、大面積
の電子線照射を行うための長尺状のカソードと、前記カ
ソードと対向するように設けられたアノードと、前記カ
ソードから前記アノードに向かう方向に熱電子を加速さ
せるための加速用電源とを備える電子線発生装置におい
て、熱電子を発生させるための電界放出材料を前記長尺
状カソードの電子放出面に一様に配設した構成である。
を用いなくてもビーム電流を得ることができ、また、ビ
ーム電流の空間的均一性を向上させた電子線発生装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による電子線発生装置は、大面積
の電子線照射を行うための長尺状のカソードと、前記カ
ソードと対向するように設けられたアノードと、前記カ
ソードから前記アノードに向かう方向に熱電子を加速さ
せるための加速用電源とを備える電子線発生装置におい
て、熱電子を発生させるための電界放出材料を前記長尺
状カソードの電子放出面に一様に配設した構成である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線発生装置に
関し、特に、ビーム電流の空間的均一性の向上及びフィ
ラメント通電用カソード電源を不必要とするための新規
な改良に関するものである。
関し、特に、ビーム電流の空間的均一性の向上及びフィ
ラメント通電用カソード電源を不必要とするための新規
な改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の電子線発生装置の構成を
概略的に示す断面図である。図７は、従来の他の形態に
よる電子線発生装置の構成を概略的に示す構成図であ
る。図６において、従来の電子線発生装置１は、熱電子
を放出するカソード２と、電子線３をカソード２から引
き出すためにカソード２に対して相対的に正の電位が印
加されるアノード４と、接地電位に設定され、かつ内部
が図示しない真空排気装置により真空排気されている真
空容器５とから構成されている。
概略的に示す断面図である。図７は、従来の他の形態に
よる電子線発生装置の構成を概略的に示す構成図であ
る。図６において、従来の電子線発生装置１は、熱電子
を放出するカソード２と、電子線３をカソード２から引
き出すためにカソード２に対して相対的に正の電位が印
加されるアノード４と、接地電位に設定され、かつ内部
が図示しない真空排気装置により真空排気されている真
空容器５とから構成されている。
【０００３】図６に示すように、前記カソード２は、真
空容器５の内部に配置されており、真空容器５の壁部５
Ａに貫通配置された碍子６を介してカソード電源７がカ
ソード２に接続されると共に、前記碍子６を介してカソ
ード２とアノード４との間に加速用電源８が接続されて
いる。なお、アノード４は真空容器５と共に接地電位と
なされている。
空容器５の内部に配置されており、真空容器５の壁部５
Ａに貫通配置された碍子６を介してカソード電源７がカ
ソード２に接続されると共に、前記碍子６を介してカソ
ード２とアノード４との間に加速用電源８が接続されて
いる。なお、アノード４は真空容器５と共に接地電位と
なされている。
【０００４】このような構成の電子線発生装置１にあっ
ては、カソード電源７によりカソード２を通電加熱する
ことによって、カソード２から熱電子が放出される。そ
して、既述のようにカソード２とアノード４との間に接
続された加速用電源８により、これら両電極２、４間に
電位勾配が生じるため、負に帯電している熱電子が引き
出し力を受けて真空容器５内の真空雰囲気中で電子線３
となる。
ては、カソード電源７によりカソード２を通電加熱する
ことによって、カソード２から熱電子が放出される。そ
して、既述のようにカソード２とアノード４との間に接
続された加速用電源８により、これら両電極２、４間に
電位勾配が生じるため、負に帯電している熱電子が引き
出し力を受けて真空容器５内の真空雰囲気中で電子線３
となる。
【０００５】このように真空雰囲気中で発生された電子
線３は、図示しないビーム取出窓を通して大気中に取出
され、滅菌や殺菌あるいは電子ビーム照射による材料の
硬化等を行うべく、図示しない大気中の被照射物に照射
される。なお、従来では、電子放出源であるカソード２
の材質としてタングステン、六ホウ化ランタン材、バリ
ウム含浸材等が使用されている。
線３は、図示しないビーム取出窓を通して大気中に取出
され、滅菌や殺菌あるいは電子ビーム照射による材料の
硬化等を行うべく、図示しない大気中の被照射物に照射
される。なお、従来では、電子放出源であるカソード２
の材質としてタングステン、六ホウ化ランタン材、バリ
ウム含浸材等が使用されている。
【０００６】また、被照射物が当該被照射物への電子線
３の照射面積より大きい場合には、次のような電子線照
射方法を施行するのが有効的である。それは、図７に示
すように、電子線発生装置１Ａの電子放出部であるカソ
ード２を長尺状とし、カソード２の電子放出面に平行
で、かつ長尺状のカソード２の長手方向（図７中におけ
る左右方向）と直交する方向（図７において紙面を貫く
方向）に、被照射物９を走査させながら電子線３を照射
する方法である。この際、長尺状のカソード２の長手方
向長さは、同方向における被照射物９の長さと同等以上
とする必要がある。
３の照射面積より大きい場合には、次のような電子線照
射方法を施行するのが有効的である。それは、図７に示
すように、電子線発生装置１Ａの電子放出部であるカソ
ード２を長尺状とし、カソード２の電子放出面に平行
で、かつ長尺状のカソード２の長手方向（図７中におけ
る左右方向）と直交する方向（図７において紙面を貫く
方向）に、被照射物９を走査させながら電子線３を照射
する方法である。この際、長尺状のカソード２の長手方
向長さは、同方向における被照射物９の長さと同等以上
とする必要がある。
【０００７】図８及び図９は、従来の電子線発生装にに
おける長尺状のカソードを概略的に示す構成図である。
図８、図９において、複数本のフィラメント２ａを等間
隔に配置し、その各端部はフィラメント２ａが直列に接
続されるようにフィラメントホルダ２ｂと押え具２ｃを
用いて挟持固定されている。各フィラメントホルダ２ｂ
は、絶縁板２ｄを介して取り付け板２ｅに取り付けられ
る。このフィラメント２ａ、フィラメントホルダ２ｂ、
押え具２ｃ、絶縁板２ｄ及び取り付け版２ｅとからなる
長尺状のカソード２は、各フィラメント２ａを含む面が
アノード４に対向するように配置される。
おける長尺状のカソードを概略的に示す構成図である。
図８、図９において、複数本のフィラメント２ａを等間
隔に配置し、その各端部はフィラメント２ａが直列に接
続されるようにフィラメントホルダ２ｂと押え具２ｃを
用いて挟持固定されている。各フィラメントホルダ２ｂ
は、絶縁板２ｄを介して取り付け板２ｅに取り付けられ
る。このフィラメント２ａ、フィラメントホルダ２ｂ、
押え具２ｃ、絶縁板２ｄ及び取り付け版２ｅとからなる
長尺状のカソード２は、各フィラメント２ａを含む面が
アノード４に対向するように配置される。
【０００８】このような従来の電子線発生装置１Ａにお
いて、長尺状のカソード２のフィラメント２ａをカソー
ド電源７により通電加熱することにより、フィラメント
２ａから熱電子を放出させる。この熱電子は長尺状のカ
ソード２とアノード４の間に印加された電圧により、ア
ノード４の方向へ加速される。前記電圧により加速され
た電子線３は、アノード４と同電位に設定されたビーム
取出窓１０（図７参照）を通して大気中に取出され、被
照射物９に照射される。
いて、長尺状のカソード２のフィラメント２ａをカソー
ド電源７により通電加熱することにより、フィラメント
２ａから熱電子を放出させる。この熱電子は長尺状のカ
ソード２とアノード４の間に印加された電圧により、ア
ノード４の方向へ加速される。前記電圧により加速され
た電子線３は、アノード４と同電位に設定されたビーム
取出窓１０（図７参照）を通して大気中に取出され、被
照射物９に照射される。
【０００９】しかし、図８、図９に示す構成からなる長
尺状のカソード２では、図２に示すように被照射物９に
照射される電子線３のビーム電流は長尺状のカソード２
における長手方向（図７、図８、図９中における左右方
向）において不均一となる。これは、フィラメント２ａ
の直下において照射ビーム電流が大きくなり、フィラメ
ントが張られていない場所においては少なくなるためで
ある。
尺状のカソード２では、図２に示すように被照射物９に
照射される電子線３のビーム電流は長尺状のカソード２
における長手方向（図７、図８、図９中における左右方
向）において不均一となる。これは、フィラメント２ａ
の直下において照射ビーム電流が大きくなり、フィラメ
ントが張られていない場所においては少なくなるためで
ある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されていたため、次のような課題が存在してい
た。すなわち、被照射物９に対して照射ビーム電流の空
間的な均一性が要求される場合には、従来の電子線発生
装置１Ａでは対応仕切れなかった。大面積の電子照射を
行うための長手状のカソード２は、図８に示すように等
間隔に配置された複数のフィラメント２ａからなるた
め、図１０に示すように被照射物９に照射される電子線
３のビーム電流の空間的均一性を得ることが難しかっ
た。このため、被照射物に対して空間的に均一な照射ビ
ーム電流が必要とされる電子線照射の用途に、従来の電
子線発生装置は対応できないという課題があった。
うに構成されていたため、次のような課題が存在してい
た。すなわち、被照射物９に対して照射ビーム電流の空
間的な均一性が要求される場合には、従来の電子線発生
装置１Ａでは対応仕切れなかった。大面積の電子照射を
行うための長手状のカソード２は、図８に示すように等
間隔に配置された複数のフィラメント２ａからなるた
め、図１０に示すように被照射物９に照射される電子線
３のビーム電流の空間的均一性を得ることが難しかっ
た。このため、被照射物に対して空間的に均一な照射ビ
ーム電流が必要とされる電子線照射の用途に、従来の電
子線発生装置は対応できないという課題があった。
【００１１】また、図１１に示すようにフィラメント２
ａを斜めに張ったり、あるいは、図示しないがカソード
長手方向に対して直交する方向（図７、図８、図９中に
おける左右方向）に張ることにより、被照射物９の走行
方向（図７、図８、図９中において紙面を貫通する方
向）に対してフィラメント２ａが張られていない場所を
なくす措置も行われていた。
ａを斜めに張ったり、あるいは、図示しないがカソード
長手方向に対して直交する方向（図７、図８、図９中に
おける左右方向）に張ることにより、被照射物９の走行
方向（図７、図８、図９中において紙面を貫通する方
向）に対してフィラメント２ａが張られていない場所を
なくす措置も行われていた。
【００１２】このような措置を行った場合は、照射ビー
ム電流の空間的な均一性という観点では図６ないし図２
に示す電子線発生装置に比して改善が見られたが、従来
の長手状のカソード２はフィラメント加熱による熱電子
放出方式であるため、依然として長尺状のカソード２か
らの電子放出には、フィラメント２ａの通電加熱用のカ
ソード電源７が不可欠であり、このことが装置コストを
上げる要因となっていた。
ム電流の空間的な均一性という観点では図６ないし図２
に示す電子線発生装置に比して改善が見られたが、従来
の長手状のカソード２はフィラメント加熱による熱電子
放出方式であるため、依然として長尺状のカソード２か
らの電子放出には、フィラメント２ａの通電加熱用のカ
ソード電源７が不可欠であり、このことが装置コストを
上げる要因となっていた。
【００１３】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、ビーム電流の空間的均一性
の向上及びフィラメント通電用カソード電源を不必要と
する電子線発生装置を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、ビーム電流の空間的均一性
の向上及びフィラメント通電用カソード電源を不必要と
する電子線発生装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の電子線発生装置
は、大面積の電子線照射を行うための長尺状のカソード
と、前記カソードと対向するように設けられたアノード
と、前記カソードから前記アノードに向かう方向に熱電
子を加速させるための加速用電源とを備える電子線発生
装置において、熱電子を発生させるための電界放出材料
を前記長尺状カソードの電子放出面に一様に配設した構
成である。
は、大面積の電子線照射を行うための長尺状のカソード
と、前記カソードと対向するように設けられたアノード
と、前記カソードから前記アノードに向かう方向に熱電
子を加速させるための加速用電源とを備える電子線発生
装置において、熱電子を発生させるための電界放出材料
を前記長尺状カソードの電子放出面に一様に配設した構
成である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による電
子線発生装置の好適な実施の形態について詳細に説明す
る。なお、従来装置と同一または同等部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。
子線発生装置の好適な実施の形態について詳細に説明す
る。なお、従来装置と同一または同等部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。
【００１６】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１に係る電子線発生装置を概略的に示す構成図であ
る。図２は、本発明の実施の形態１に係る電子線発生装
置のＡＡ矢視図と、そのＢＢ断面を示す断面図である。
本発明の実施の形態１に係る電子線発生装置１１は、長
尺状カソード１２、アノード４、ビーム取出窓１０及び
加速用電源８から構成される。
態１に係る電子線発生装置を概略的に示す構成図であ
る。図２は、本発明の実施の形態１に係る電子線発生装
置のＡＡ矢視図と、そのＢＢ断面を示す断面図である。
本発明の実施の形態１に係る電子線発生装置１１は、長
尺状カソード１２、アノード４、ビーム取出窓１０及び
加速用電源８から構成される。
【００１７】また、図２に示すように、長尺状カソード
１２は、カーボンナノチューブ１２ｆ、基板１２ｇ、基
板ホルダ１２ｈから構成されており、前記カーボンナノ
チューブ１２ｆは、その長手方向が基板１２ｇの表面に
垂直になるように（カーボンナノチューブ１２ｆが直立
するように）配置されている。
１２は、カーボンナノチューブ１２ｆ、基板１２ｇ、基
板ホルダ１２ｈから構成されており、前記カーボンナノ
チューブ１２ｆは、その長手方向が基板１２ｇの表面に
垂直になるように（カーボンナノチューブ１２ｆが直立
するように）配置されている。
【００１８】このような電子線発生装置１１において、
加速用電源８によりアノード４と長尺状カソード１２の
間に電圧を印加すると、カーボンナノチューブ１２ｆの
先端に高電界が集中し、カーボンナノチューブ１２ｆの
先端から電子が引き出される。引き出された電子は、加
速用電源８により長尺状カソード１２とアノード４の間
に印加された電圧によってアノード４の方向に加速され
る。
加速用電源８によりアノード４と長尺状カソード１２の
間に電圧を印加すると、カーボンナノチューブ１２ｆの
先端に高電界が集中し、カーボンナノチューブ１２ｆの
先端から電子が引き出される。引き出された電子は、加
速用電源８により長尺状カソード１２とアノード４の間
に印加された電圧によってアノード４の方向に加速され
る。
【００１９】加速された電子は電子線３となり、アノー
ド４と同電位に設定されたビーム取出窓１０を通って、
被照射物９に照射される。電子放出材料であるカーボン
ナノチューブ１２ｆは、長尺状カソード１２の電子放出
部分に一様に配置されているため、空間的に一様なビー
ム電流を持つ電子線３を被照射物９に照射することがで
きる。
ド４と同電位に設定されたビーム取出窓１０を通って、
被照射物９に照射される。電子放出材料であるカーボン
ナノチューブ１２ｆは、長尺状カソード１２の電子放出
部分に一様に配置されているため、空間的に一様なビー
ム電流を持つ電子線３を被照射物９に照射することがで
きる。
【００２０】また、図２に示すように、本発明の実施の
形態１に係る電子線発生装置１１によれば、長手状カソ
ード１２の電子放出面全面に電界放出材料（例えばカー
ボンナノチューブ）を配置することにより、空間的に均
一な電子線ビーム電流を得ることができる。また、前記
長手状カソード１２は、電界放出方式であるため、これ
までの熱電子放出方式の電子発生装置に必要であったフ
ィラメント加熱用カソード電源７が不必要であり、装置
コストを下げることができる。
形態１に係る電子線発生装置１１によれば、長手状カソ
ード１２の電子放出面全面に電界放出材料（例えばカー
ボンナノチューブ）を配置することにより、空間的に均
一な電子線ビーム電流を得ることができる。また、前記
長手状カソード１２は、電界放出方式であるため、これ
までの熱電子放出方式の電子発生装置に必要であったフ
ィラメント加熱用カソード電源７が不必要であり、装置
コストを下げることができる。
【００２１】実施の形態２．図３は、本発明の実施の形
態２に係る電子線発生装置を概略的に示す構成図であ
る。本発明の実施の形態２に係る電子線発生装置２１
は、長尺状カソード１２、グリッド１３、アノード４、
ビーム取出窓１０、加速用電源８及びグリッド用電源１
３Ａから構成される。長尺状カソード１２は実施の形態
１の場合と同様に構成される。
態２に係る電子線発生装置を概略的に示す構成図であ
る。本発明の実施の形態２に係る電子線発生装置２１
は、長尺状カソード１２、グリッド１３、アノード４、
ビーム取出窓１０、加速用電源８及びグリッド用電源１
３Ａから構成される。長尺状カソード１２は実施の形態
１の場合と同様に構成される。
【００２２】このような本発明の実施の形態２に係る電
子線発生装置において、グリッド用電源１３Ａによりグ
リッド１３と長尺状カソード１２の間に電圧をかける
と、カーボンナノチューブ１２ｆの先端に高電界が集中
し、カーボンナノチューブ１２ｆの先端から電子が引き
出される。
子線発生装置において、グリッド用電源１３Ａによりグ
リッド１３と長尺状カソード１２の間に電圧をかける
と、カーボンナノチューブ１２ｆの先端に高電界が集中
し、カーボンナノチューブ１２ｆの先端から電子が引き
出される。
【００２３】引き出された電子は、加速用電源８により
長尺状カソード１２とアノード４の間に印加された電圧
によってアノード４の方向に加速される。加速された電
子は電子線３となり、アノードと同電位に設定されたビ
ーム取出窓１０を通って、被照射物９に照射される。
長尺状カソード１２とアノード４の間に印加された電圧
によってアノード４の方向に加速される。加速された電
子は電子線３となり、アノードと同電位に設定されたビ
ーム取出窓１０を通って、被照射物９に照射される。
【００２４】このように本発明の実施の形態２に係る電
子線発生装置２１では、グリッド１３を設置することに
より、空間的に均一な電子線ビーム電流を得ることがで
きると共に、フィラメント加熱用カソード電源を用いる
必要がないため装置コストを下げることができるのみな
らず、さらに、カーボンナノチューブ１２ｆの先端に生
じる電界強度を調整することにより、電子線３のビーム
電流量を制御することができる。
子線発生装置２１では、グリッド１３を設置することに
より、空間的に均一な電子線ビーム電流を得ることがで
きると共に、フィラメント加熱用カソード電源を用いる
必要がないため装置コストを下げることができるのみな
らず、さらに、カーボンナノチューブ１２ｆの先端に生
じる電界強度を調整することにより、電子線３のビーム
電流量を制御することができる。
【００２５】実施の形態３．図４は、本発明の実施の形
態３に係る電子線発生装置を概略的に示す構成図であ
る。本発明の実施の形態３に係る電子線発生装置３１
は、長尺状カソード１２、グリッド１３、アノード４、
ビーム取出窓１０、加速用電源８及びグリッド用電源１
３Ａから構成される。長尺状カソード１２は、基板ホル
ダ１２ｈに複数の基板１２ｇを設置することによって構
成されており、基板１２ｇのそれぞれにはカーボンナノ
チューブ１２ｆが、その長手方向が基板１２ｇに垂直に
なるように配置されている。長手状カソード１２と同程
度の面積を有する一枚の基板にカーボンナノチューブを
配置することが困難である場合には、このように複数の
基板を並べることにより長尺状カソード１２を構成する
ことができる。
態３に係る電子線発生装置を概略的に示す構成図であ
る。本発明の実施の形態３に係る電子線発生装置３１
は、長尺状カソード１２、グリッド１３、アノード４、
ビーム取出窓１０、加速用電源８及びグリッド用電源１
３Ａから構成される。長尺状カソード１２は、基板ホル
ダ１２ｈに複数の基板１２ｇを設置することによって構
成されており、基板１２ｇのそれぞれにはカーボンナノ
チューブ１２ｆが、その長手方向が基板１２ｇに垂直に
なるように配置されている。長手状カソード１２と同程
度の面積を有する一枚の基板にカーボンナノチューブを
配置することが困難である場合には、このように複数の
基板を並べることにより長尺状カソード１２を構成する
ことができる。
【００２６】このような構成の電子線発生装置３１にお
いて、グリッド用電源１３Ａによりグリッド１３と長尺
状カソード１２の間に電圧を印加すると、カーボンナノ
チューブ１２ｆの先端に高電界が集中し、カーボンナノ
チューブ１２ｆの先端から電子が引き出される。
いて、グリッド用電源１３Ａによりグリッド１３と長尺
状カソード１２の間に電圧を印加すると、カーボンナノ
チューブ１２ｆの先端に高電界が集中し、カーボンナノ
チューブ１２ｆの先端から電子が引き出される。
【００２７】引き出された電子は、加速用電源８により
長尺状カソード１２とアノード４の間に印加された電圧
によってアノード４の方向に加速される。加速された電
子は電子線３となり、アノードと同電位に設定されたビ
ーム取出窓１０を通って、被照射物９に照射される。
長尺状カソード１２とアノード４の間に印加された電圧
によってアノード４の方向に加速される。加速された電
子は電子線３となり、アノードと同電位に設定されたビ
ーム取出窓１０を通って、被照射物９に照射される。
【００２８】以上、本発明の実施の形態３に係る電子線
発生装置３１によれば、長手状カソード１２と同程度の
面積を有する一枚の基板にカーボンナノチューブを配置
することが困難である場合においても、複数の基板を並
べることにより長尺状カソード１２を構成することがで
きる。
発生装置３１によれば、長手状カソード１２と同程度の
面積を有する一枚の基板にカーボンナノチューブを配置
することが困難である場合においても、複数の基板を並
べることにより長尺状カソード１２を構成することがで
きる。
【００２９】この結果、空間的に均一な電子線ビーム電
流を得ることができると共に、フィラメント加熱用カソ
ード電源を用いる必要がないため装置コストを下げるこ
とができるのみならず、さらに、カーボンナノチューブ
１２ｆの先端に生じる電界強度を調整することにより、
電子線３のビーム電流量を制御することができる。
流を得ることができると共に、フィラメント加熱用カソ
ード電源を用いる必要がないため装置コストを下げるこ
とができるのみならず、さらに、カーボンナノチューブ
１２ｆの先端に生じる電界強度を調整することにより、
電子線３のビーム電流量を制御することができる。
【００３０】実施の形態４．図５は、本発明の実施の形
態４に係る電子線発生装置を概略的に示す構成図であ
る。この実施の形態４に係る電子線発生装置４１は、長
尺状カソード１２、グリッド１３ａ、グリッド１３ｂ、
アノード４、ビーム取出窓１０、加速用電源８、グリッ
ド用電源１３Ａａ及びグリッド用電源１３Ａｂから構成
される。
態４に係る電子線発生装置を概略的に示す構成図であ
る。この実施の形態４に係る電子線発生装置４１は、長
尺状カソード１２、グリッド１３ａ、グリッド１３ｂ、
アノード４、ビーム取出窓１０、加速用電源８、グリッ
ド用電源１３Ａａ及びグリッド用電源１３Ａｂから構成
される。
【００３１】前記長尺状カソード１２は、基板ホルダ１
２ｈに基板１２ｉ、基板１２ｊを設置することにより構
成されており、基板１２ｉ、基板１２ｊのそれぞれには
カーボンナノチューブ１２ｆが、その長手方向が基板１
２ｉ及び基板１２ｊに垂直になるように配置されてい
る。長手状カソード１２と同程度の面積を有する一枚の
基板にカーボンナノチューブを配置することが困難であ
る場合には、このように複数の基板を並べることにより
長尺状カソード１２を構成する。
２ｈに基板１２ｉ、基板１２ｊを設置することにより構
成されており、基板１２ｉ、基板１２ｊのそれぞれには
カーボンナノチューブ１２ｆが、その長手方向が基板１
２ｉ及び基板１２ｊに垂直になるように配置されてい
る。長手状カソード１２と同程度の面積を有する一枚の
基板にカーボンナノチューブを配置することが困難であ
る場合には、このように複数の基板を並べることにより
長尺状カソード１２を構成する。
【００３２】このような構成の電子線発生装置４１にお
いて、グリッド用電源１３Ａａ及びグリッド用電源１３
Ａｂによりグリッド１３ａ及びグリッド１３ｂと長尺状
カソード１２の間に電位をかけると、カーボンナノチュ
ーブ１２ｆの先端に高電界が集中し、電子が引き出され
る。
いて、グリッド用電源１３Ａａ及びグリッド用電源１３
Ａｂによりグリッド１３ａ及びグリッド１３ｂと長尺状
カソード１２の間に電位をかけると、カーボンナノチュ
ーブ１２ｆの先端に高電界が集中し、電子が引き出され
る。
【００３３】引き出された電子は、加速用電源８により
長尺状カソード１２とアノード４の間に印加された電圧
によってアノード４の方向に加速される。加速された電
子は電子線３となり、アノードと同電位に設定されたビ
ーム取出窓１０を通って、被照射物９に照射される。
長尺状カソード１２とアノード４の間に印加された電圧
によってアノード４の方向に加速される。加速された電
子は電子線３となり、アノードと同電位に設定されたビ
ーム取出窓１０を通って、被照射物９に照射される。
【００３４】以上、本発明の実施の形態４に係る電子線
発生装置４１によれば、長手状カソード１２と同程度の
面積を有する一枚の基板にカーボンナノチューブを配置
することが困難である場合においても、複数の基板を並
べることにより長尺状カソード１２を構成することがで
きる。この結果、空間的に均一な電子線ビーム電流を得
ることができると共に、フィラメント加熱用カソード電
源を用いる必要がないため装置コストを下げることがで
きるのみならず、さらに、カーボンナノチューブ１２ｆ
の先端に生じる電界強度を調整することにより、電子線
３のビーム電流量を制御することができる。
発生装置４１によれば、長手状カソード１２と同程度の
面積を有する一枚の基板にカーボンナノチューブを配置
することが困難である場合においても、複数の基板を並
べることにより長尺状カソード１２を構成することがで
きる。この結果、空間的に均一な電子線ビーム電流を得
ることができると共に、フィラメント加熱用カソード電
源を用いる必要がないため装置コストを下げることがで
きるのみならず、さらに、カーボンナノチューブ１２ｆ
の先端に生じる電界強度を調整することにより、電子線
３のビーム電流量を制御することができる。
【００３５】本発明の実施の形態４に係る電子線発生装
置４１では、カーボンナノチューブ１２ｆが配置された
基板１２ｉと基板１２ｊの電子放出特性の違いにより、
放出される電子の電流量が異なる場合においても、それ
ぞれの基板に対向するグリッドに印加する電圧を別個に
設定することにより、被照射物９に対し空間的に均一な
電流を持つ電子線３を照射することができる。また図５
においては基板を二枚に分割したが、三枚以上の複数に
分割し、基板毎にグリッドとグリッド用電源を設置して
も良い。
置４１では、カーボンナノチューブ１２ｆが配置された
基板１２ｉと基板１２ｊの電子放出特性の違いにより、
放出される電子の電流量が異なる場合においても、それ
ぞれの基板に対向するグリッドに印加する電圧を別個に
設定することにより、被照射物９に対し空間的に均一な
電流を持つ電子線３を照射することができる。また図５
においては基板を二枚に分割したが、三枚以上の複数に
分割し、基板毎にグリッドとグリッド用電源を設置して
も良い。
【００３６】なお、以上で説明した本発明の実施の形態
１ないし４に係る電子線発生装置１１ないし４１におい
ては、電界放出材料としてカーボンナノチューブ１２ｆ
を例にとって説明したが、ビーム電流の空間的均一性を
向上させることができ、かつ、フィラメント通電用カソ
ード電源が不要な構成であれば、他の電界放出材料を用
いても良い。
１ないし４に係る電子線発生装置１１ないし４１におい
ては、電界放出材料としてカーボンナノチューブ１２ｆ
を例にとって説明したが、ビーム電流の空間的均一性を
向上させることができ、かつ、フィラメント通電用カソ
ード電源が不要な構成であれば、他の電界放出材料を用
いても良い。
【００３７】
【発明の効果】本発明の電子線発生装置は、大面積の電
子線照射を行うための長尺状のカソードと、前記カソー
ドと対向するように設けられたアノードと、前記カソー
ドから前記アノードに向かう方向に熱電子を加速させる
ための加速用電源とを備える電子線発生装置において、
熱電子を発生させるための電界放出材料を前記長尺状カ
ソードの電子放出面に一様に配設したので、フィラメン
ト通電用カソード電源を用いなくてもビーム電流を得る
ことができると共に、ビーム電流の空間的均一性向上さ
せた電子線発生装置をを提供することかできる。
子線照射を行うための長尺状のカソードと、前記カソー
ドと対向するように設けられたアノードと、前記カソー
ドから前記アノードに向かう方向に熱電子を加速させる
ための加速用電源とを備える電子線発生装置において、
熱電子を発生させるための電界放出材料を前記長尺状カ
ソードの電子放出面に一様に配設したので、フィラメン
ト通電用カソード電源を用いなくてもビーム電流を得る
ことができると共に、ビーム電流の空間的均一性向上さ
せた電子線発生装置をを提供することかできる。
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子線発生装置を
概略的に示す構成図である。
概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子線発生装置の
ＡＡ矢視図と、そのＢＢ断面を示す断面図である。
ＡＡ矢視図と、そのＢＢ断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る電子線発生装置を
概略的に示す構成図である。
概略的に示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る電子線発生装置を
概略的に示す構成図である。
概略的に示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る電子線発生装置を
概略的に示す構成図である。
概略的に示す構成図である。
【図６】従来の電子線発生装置の構成を概略的に示す断
面図である。
面図である。
【図７】従来の他の形態による電子線発生装置の構成を
概略的に示す構成図である。
概略的に示す構成図である。
【図８】従来の電子線発生装ににおける長尺状のカソー
ドを概略的に示す構成図である。
ドを概略的に示す構成図である。
【図９】従来の電子線発生装ににおける長尺状のカソー
ドを概略的に示す構成図である。
ドを概略的に示す構成図である。
【図１０】従来の電子線発生装置の長手状のカソードに
よる照射電子線ビーム電流の分布特性を示す特性図であ
る。
よる照射電子線ビーム電流の分布特性を示す特性図であ
る。
【図１１】従来の長手状カソードにおけるフィラメント
の配置構造（斜め渡し配置）を概略的に示す側面図であ
る。
の配置構造（斜め渡し配置）を概略的に示す側面図であ
る。
１ 電子線発生装置 １Ａ 電子線発生装置 ２ カソード ２ａ フィラメント ２ｂ フィラメントホルダ ２ｃ 押え具 ２ｄ 絶縁板 ２ｅ 取り付け板 ３ 電子線 ４ アノード ５ 真空容器 ６ 碍子 ７ カソード電源 ８ 加速用電源 ９ 照射物 １０ ビーム取出窓 １１ 電子線発生装置 １２ 長尺状カソード １２ｆ カーボンナノチューブ １２ｇ、１２ｉ、１２ｊ 基板 １２ｈ 基板ホルダ １３、１３ａ、１３ｂ グリッド １３Ａ、１３Ａａ、１３Ａｂ グリッド用電源 ２１ 電子線発生装置 ３１ 電子線発生装置 ４１ 電子線発生装置
フロントページの続き (72)発明者 青木 辰史 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 4G075 AA30 AA37 AA42 CA39 DA02 EC21 FA02 FB03 FC11 5C030 BB03 BB17
Claims (1)
- 【請求項１】 大面積の電子線照射を行うための長尺状
のカソードと、前記カソードと対向するように設けられ
たアノードと、前記カソードから前記アノードに向かう
方向に熱電子を加速させるための加速用電源とを備える
電子線発生装置において、熱電子を発生させるための電
界放出材料を前記長尺状カソードの電子放出面に一様に
配設したことを特徴とする電子線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001123177A JP2002318300A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 電子線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001123177A JP2002318300A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 電子線発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002318300A true JP2002318300A (ja) | 2002-10-31 |
Family
ID=18972776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001123177A Withdrawn JP2002318300A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 電子線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002318300A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334663A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-11-22 | Vacuum Products Kk | 荷電粒子発生装置及びその発生方法 |
| JP2005177734A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 改質方法および改質装置 |
| JP2006120431A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Yyl:Kk | 電子ビーム装置 |
| JP2010271158A (ja) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Japan Ae Power Systems Corp | 電子線源用フィラメント構造体 |
| US7898160B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-03-01 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Method and apparatus for modifying object with electrons generated from cold cathode electron emitter |
-
2001
- 2001-04-20 JP JP2001123177A patent/JP2002318300A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334663A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-11-22 | Vacuum Products Kk | 荷電粒子発生装置及びその発生方法 |
| JP2005177734A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 改質方法および改質装置 |
| US7898160B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-03-01 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Method and apparatus for modifying object with electrons generated from cold cathode electron emitter |
| JP2006120431A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Yyl:Kk | 電子ビーム装置 |
| JP4727206B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2011-07-20 | 株式会社ワイ・ワイ・エル | 電子ビーム装置 |
| JP2010271158A (ja) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Japan Ae Power Systems Corp | 電子線源用フィラメント構造体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060808 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070606 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |