JP2805850B2 - 電子ビーム発生装置 - Google Patents
電子ビーム発生装置Info
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- JP2805850B2 JP2805850B2 JP16068189A JP16068189A JP2805850B2 JP 2805850 B2 JP2805850 B2 JP 2805850B2 JP 16068189 A JP16068189 A JP 16068189A JP 16068189 A JP16068189 A JP 16068189A JP 2805850 B2 JP2805850 B2 JP 2805850B2
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- Japan
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- electron beam
- section
- beam generator
- cathode
- emission
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電子ビームによる金属の溶解等に使用する
ための電子ビーム発生装置に関する。
ための電子ビーム発生装置に関する。
第３図は従来のこの種の電子ビーム発生装置の各要素
の配置を断面図で示したものである。同図において、１
は装置の容器である真空容器、２は熱陰極ユニットであ
る。熱陰極ユニット２はブロックカソード３と該ブロッ
クカソード３を取り巻くフイラメント４からなる。５は
熱電子の発散を防止するためのウエーネルト電極、６は
熱電子を加速するためのアノードであって、ビーム通路
6aを有している。７は収束レンズである。８はフイラメ
ト加熱用電源（電圧Vc）、９はブロックカソード−アノ
ード間に電圧Eaを印加する加速用電源、10はフィラメン
ト−アノード間に電圧Ekを印加する加速用電源であり、
ウエーネルト電極５はブロックカソード３と同電位にあ
る。
の配置を断面図で示したものである。同図において、１
は装置の容器である真空容器、２は熱陰極ユニットであ
る。熱陰極ユニット２はブロックカソード３と該ブロッ
クカソード３を取り巻くフイラメント４からなる。５は
熱電子の発散を防止するためのウエーネルト電極、６は
熱電子を加速するためのアノードであって、ビーム通路
6aを有している。７は収束レンズである。８はフイラメ
ト加熱用電源（電圧Vc）、９はブロックカソード−アノ
ード間に電圧Eaを印加する加速用電源、10はフィラメン
ト−アノード間に電圧Ekを印加する加速用電源であり、
ウエーネルト電極５はブロックカソード３と同電位にあ
る。
この構成において、フイラメント４は加熱用電源８か
ら電流を供給されて昇温し、熱電子ｅを放出する。この
熱電子ｅは加速用電圧Ekにより加速されてブロックカソ
ード３周面に衝突する。ブロックカソード３は熱電子ｅ
の衝突により加熱されて多量の熱電子ｅを発生し、発生
した多量の熱電子ｅはウエーネルト電極５の作用により
拡散を防止されて収束し、収束した熱電子は加速電圧Ea
が作る電界中をアノード６に向って流れ、この電子ビー
ムＢはアノード６を通過したのち、収束レンズ７中を通
過して収束作用を受け、図示しない偏向コイルで被処理
物Ｗに向けられ、該被処理物Ｗに照射される。
ら電流を供給されて昇温し、熱電子ｅを放出する。この
熱電子ｅは加速用電圧Ekにより加速されてブロックカソ
ード３周面に衝突する。ブロックカソード３は熱電子ｅ
の衝突により加熱されて多量の熱電子ｅを発生し、発生
した多量の熱電子ｅはウエーネルト電極５の作用により
拡散を防止されて収束し、収束した熱電子は加速電圧Ea
が作る電界中をアノード６に向って流れ、この電子ビー
ムＢはアノード６を通過したのち、収束レンズ７中を通
過して収束作用を受け、図示しない偏向コイルで被処理
物Ｗに向けられ、該被処理物Ｗに照射される。
このようにカソードブロック３を使用する電子ビーム
発生装置では、低電圧大電流用途である金属溶解用のも
のになると、ブロックカソード３の径が大きくなるの
で、カソードブロック３の表面温度が中心部の温度に比
して高くなり、第４図に示すように、半径方向の温度分
布が一様でなくなって、第３図に示すように、ビーム周
辺にフレア（記号Ｆて示す）が発生するようになる。こ
のため、アノード６や収束レンズ７のビーム通路を細く
することができず、この結果、収束レンズの焦点合わせ
が難しく、多段収束レンズによる焦点合わせが不可能と
なって、溶解能力が低下するという問題があった。
発生装置では、低電圧大電流用途である金属溶解用のも
のになると、ブロックカソード３の径が大きくなるの
で、カソードブロック３の表面温度が中心部の温度に比
して高くなり、第４図に示すように、半径方向の温度分
布が一様でなくなって、第３図に示すように、ビーム周
辺にフレア（記号Ｆて示す）が発生するようになる。こ
のため、アノード６や収束レンズ７のビーム通路を細く
することができず、この結果、収束レンズの焦点合わせ
が難しく、多段収束レンズによる焦点合わせが不可能と
なって、溶解能力が低下するという問題があった。
この発明は上記問題を解決するためになされたもの
で、大容量化しても、電子ビーム周辺のフレアの発生を
防止することができ、従来に比し、効率を高めることが
できる電子ビーム発生装置を提供することを目的とす
る。
で、大容量化しても、電子ビーム周辺のフレアの発生を
防止することができ、従来に比し、効率を高めることが
できる電子ビーム発生装置を提供することを目的とす
る。
この発明は上記目的を達成するために、ブロックカソ
ードが、フイラメントにより取り巻かれる加熱部と、端
面から電子を放出する放出部、この加熱部と放出部の間
に介在し両者より小径である小径部からなる構成とした
ものである。
ードが、フイラメントにより取り巻かれる加熱部と、端
面から電子を放出する放出部、この加熱部と放出部の間
に介在し両者より小径である小径部からなる構成とした
ものである。
この発明では、加熱部の熱が小径部に伝達され、小径
部は均一に加熱される。この均一に加熱された小径部か
ら放出部に熱が伝達され、かつこの放出部は熱電子の衝
突を受けないので、該放出部は均一に加熱される。
部は均一に加熱される。この均一に加熱された小径部か
ら放出部に熱が伝達され、かつこの放出部は熱電子の衝
突を受けないので、該放出部は均一に加熱される。
以下、この発明の１実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第１図において、11はブロックカソードであって、加
熱部12、小径部13及び放出部14が軸方向に連続する形状
を有し、フイラメント15が加熱部12に対して同心に配置
される。他の構成は第３図のものと同じである。加熱部
12と放出部14とは同径であり、小径部13は小さい高さ幅
を有している。
熱部12、小径部13及び放出部14が軸方向に連続する形状
を有し、フイラメント15が加熱部12に対して同心に配置
される。他の構成は第３図のものと同じである。加熱部
12と放出部14とは同径であり、小径部13は小さい高さ幅
を有している。
この構成においては、フイラメント15が放出する熱電
子ｅはブロックカソード11の加熱部12に衝突して該加熱
部12が加熱される。加熱部12の熱は小径部13に伝達され
てこの小径部13が加熱される。加熱部12はその径が大き
く、表面から加熱されるので、半径方向熱分布は前記し
たように不均一になるが、発生した熱量を受ける小径部
13は小径であるので、その半径方向熱分布は均一とな
る。小径部13の熱は放出部14に伝達されてこの放出部14
が加熱され、下面から熱電子ｅを放出する。
子ｅはブロックカソード11の加熱部12に衝突して該加熱
部12が加熱される。加熱部12の熱は小径部13に伝達され
てこの小径部13が加熱される。加熱部12はその径が大き
く、表面から加熱されるので、半径方向熱分布は前記し
たように不均一になるが、発生した熱量を受ける小径部
13は小径であるので、その半径方向熱分布は均一とな
る。小径部13の熱は放出部14に伝達されてこの放出部14
が加熱され、下面から熱電子ｅを放出する。
放出部14は均一に加熱されている小径部13から受ける
熱によって加熱されるので、その半径方向熱分布は、第
２図に示すように、均一となるので、前記したような熱
電子ｅのフレアは防止される。
熱によって加熱されるので、その半径方向熱分布は、第
２図に示すように、均一となるので、前記したような熱
電子ｅのフレアは防止される。
このように、本実施例では、表面から加熱される加熱
部12の熱を小径部13で中央部分へ拡散させたのち放出部
14へ伝達する構成としたことにより、放出部14は半径方
向に均等に加熱され、均等な温度分布となった放出面か
ら熱電子放出が行われることになる。
部12の熱を小径部13で中央部分へ拡散させたのち放出部
14へ伝達する構成としたことにより、放出部14は半径方
向に均等に加熱され、均等な温度分布となった放出面か
ら熱電子放出が行われることになる。
この発明は以上説明した通り、ビーム周辺のフレアの
発生を防止することができるので、アノードや収束レン
ズのビーム通路を狭くすることができ、収束レンズによ
る焦点合わせが容易になるので、従来に比して、効率を
向上することができ、特に、大容量装置に好適である。
発生を防止することができるので、アノードや収束レン
ズのビーム通路を狭くすることができ、収束レンズによ
る焦点合わせが容易になるので、従来に比して、効率を
向上することができ、特に、大容量装置に好適である。
第１図はこの発明の実施例を示す側面図、第２図は上記
実施例におけるブロックカソードの温度分布を示す図、
第３図は従来の電子ビーム発生装置を一部を示す縦断面
図、第４図は上記従来例におけるブロックカソードの温
度分布を示す図である。 ３……陰極子ユニット、６……アノード、11……ブロッ
クカメード、12……加熱部、13……小径部、14……放出
部、15……フイラメント。
実施例におけるブロックカソードの温度分布を示す図、
第３図は従来の電子ビーム発生装置を一部を示す縦断面
図、第４図は上記従来例におけるブロックカソードの温
度分布を示す図である。 ３……陰極子ユニット、６……アノード、11……ブロッ
クカメード、12……加熱部、13……小径部、14……放出
部、15……フイラメント。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−125589（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−96999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−92167（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 37/06 - 37/07 H01J 1/20 H01J 37/075
Claims (1)
- 【請求項１】フイラメントとブロックカソードからなる
熱陰極ユニット、上記ブロックカソードが放出する熱電
子を電界加速する加速用電極を有し、加速された電子ビ
ームを被処理物に照射する電子ビーム発生装置におい
て、上記ブロックカソードは上記フイラメントが同心に
配置される加熱部と、端面から電子を放出する放出部、
この加熱部と放出部の間に介在し両者より小径である小
径部からなることを特徴とする電子ビーム発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16068189A JP2805850B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 電子ビーム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16068189A JP2805850B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 電子ビーム発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0329251A JPH0329251A (ja) | 1991-02-07 |
| JP2805850B2 true JP2805850B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=15720167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16068189A Expired - Lifetime JP2805850B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 電子ビーム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2805850B2 (ja) |
-
1989
- 1989-06-26 JP JP16068189A patent/JP2805850B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329251A (ja) | 1991-02-07 |
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