JP6206546B1 - 電界放射装置および改質処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エミッタの電界放射を抑制しながらガード電極等の改質処理を行うことができ、電界放射装置の特性の向上に貢献する。【解決手段】真空室１においてエミッタ３およびターゲット７を互いに対向して配置し、エミッタ３の電子発生部３１の外周側には、ガード電極５を備える。エミッタ３は、真空室１の両端方向に移動自在な移動体４０を有したエミッタ支持部４により、当該両端方向に対し移動自在に支持する。ガード電極５の改質処理は、エミッタ支持部４を操作し、エミッタ３を無放電位置に移動して、電子発生部３１の電界放射を抑制した状態にし、ガード電極５に電圧を印加し放電を繰り返して行う。改質処理の後は、再びエミッタ支持部４を操作し、エミッタ３を放電位置に移動し、移動規制部６により移動体４０の真空室１の他端側への移動を規制した状態で、電子発生部３１の電界放射を可能な状態にする。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線装置，電子管，照明装置等の種々の機器に適用される電界放射装置および改質処理方法に関するものである。

Ｘ線装置，電子管，照明装置等の種々の機器に適用される電界放射装置の一例としては、真空容器の真空室において互いに対向した方向に位置（所定距離隔てて位置）するエミッタ（炭素等を用いてなる電子源）とターゲットとの間に電圧印加し、エミッタの電界放射（電子を発生させて放出）によって電子線を放出し、その放出した電子線をターゲットに衝突させて所望の機能（例えばＸ線装置の場合はＸ線の外部放出による透視分解能）を発揮する構成が知られている。

また、例えば、エミッタとターゲットとの間にグリッド電極等を介在させて３極管構造としたり、エミッタの電子発生部（ターゲットに対向する側に位置し電子を発生する部位）の表面を曲面状にしたり、エミッタと同電位のガード電極を当該エミッタの外周側に配置する等により、エミッタから放出される電子線の分散を抑制することが検討されている（例えば特許文献１，２）。

前述のような電圧印加により、エミッタの電子発生部のみから電子を発生させて電子線を放出することが望ましいが、真空室内に不要な微小突起や汚れ等が存在していると、意図しない閃絡現象を起こし易くなり、耐電圧性等が得られず、所望の機能を発揮できなくなる虞がある。

例えば真空室内のガード電極等（ターゲット，グリッド電極，ガード電極等；以下、単にガード電極等と適宜称する）において、局部的な電界集中を起こし易い部位が形成（例えば加工において形成された微小突起等）されている場合、ガス成分（例えば真空容器内に残存するガス成分）を吸着している場合、電子を発生させ易い元素が含まれている場合（適用する材料中に含まれている場合）等が挙げられる。このような場合、例えばガード電極にも電子発生部が形成され、電子の発生量が不安定になり、電子線が分散し易くなり、例えばＸ線装置の場合にはＸ線等の焦点はずれ等を起こす虞もある。

そこで、閃絡現象の抑制を図る手法（電子の発生量を安定化させる手法）として、例えばガード電極等に電圧（高電圧等）を印加（例えばガード電極とグリッド電極に印加）し放電を繰り返す電圧放電コンディショニング処理（改質（再生）；以下、単に改質処理と適宜称する）を施す手法が検討されている。

特開２００８−１５０２５３公報 特開２０１１−８９９８公報

しかしながら、前述のような改質処理の電圧を単にガード電極等に印加すると、エミッタの電界放射（例えば改質処理が行われる前に電界放射）も起こり易く、当該ガード電極等が十分に改質処理されない虞がある。

本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであって、エミッタの電界放射を抑制しながらガード電極等の改質処理を行うことができ、電界放射装置の特性の向上に貢献可能な技術を提供することにある。

この発明に係る電界放射装置，改質処理方法は、前記の課題を解決できるものである。電界放射装置の一態様は、筒状の絶縁体の両端側が封止されて当該絶縁体の内壁側に真空室が形成された真空容器と、真空室の一端側に位置し、当該真空室の他端側に対向する電子発生部を有したエミッタと、エミッタの電子発生部の外周側に位置しているガード電極と、真空室の他端側に位置し、エミッタの電子発生部に対向して設けられたターゲットと、両端方向に移動自在な移動体を有し、当該移動体を介してエミッタを真空室の両端方向に対し移動自在に支持する可動自在なエミッタ支持部と、移動体の両端方向の移動のうち真空室の他端側への移動を規制する移動規制部と、を備え、エミッタ支持部の可動により、エミッタの電子発生部とターゲットとの間の距離が変化し、移動規制部により移動体の真空室の他端側への移動が規制された状態で、エミッタの電子発生部が電界放射することを特徴とする。

また、移動規制部は、移動体の外周側から真空室の横断方向外側に突出した突出部と、突出部よりも真空室の他端側の位置であって両端方向において当該突出部と交叉している位置に設けられた交叉部と、を備え、突出部と交叉部とが当接して、移動体の真空室の他端側への移動が規制されるものでも良い。

また、ガード電極は、真空室の両端方向に延在した筒状であり、一端が真空容器に支持され、交叉部は、ガード電極の筒状内周側（の中央部）から真空室の横断方向内側に突出して形成されているものでも良い。

また、移動規制部により移動体の真空室の他端側への移動が規制された状態で、ガード電極のターゲット側とエミッタの電子発生部との距離が最短となるものでも良い。

また、ガード電極のターゲット側に、小径部が形成されているものでも良い。また、ガード電極のターゲット側に、真空室の横断方向に延出して当該真空室の両端方向においてエミッタの電子発生部の周縁部と交叉する縁部が形成されているものでも良い。

また、真空室の両端方向に伸縮自在なベローズを有し、そのベローズの一端側がエミッタ支持部に支持され、他端側が真空容器に支持されているものでも良い。また、移動体は、エミッタの電子発生部の反対側において両端方向に延在した形状であっても良い。また、真空室のエミッタとターゲットとの間に、グリッド電極が設けられているものでも良い。

前述の電界放射装置の改質処理方法の一態様としては、エミッタ支持部の操作によりエミッタの電子発生部とガード電極との両者を互いに離反した状態で、ガード電極に電圧を印加して、真空室内の少なくともガード電極を改質処理することを特徴とする。

以上示したように本発明によれば、エミッタの電界放射を抑制しながらガード電極等の改質処理を行うことができ、電界放射装置の特性の向上に貢献可能となる。

本実施形態の電界放射装置の一例を示す概略説明図（真空室１両端方向に縦断した断面図（放電位置））。 本実施形態の電界放射装置の一例を示す概略説明図（真空室１両端方向に縦断した断面図（無放電位置））。 本実施形態の電界放射装置のガード電極５の一例を示す概略説明図（図１の一部の拡大図で縁部５２の替わりに小径部５１を有した図）。 移動規制部６を持たない電界放射装置の一例を示す概略説明図（真空室１両端方向に縦断した断面図（放電位置））。 移動規制部６を持たない電界放射装置の一例を示す概略説明図（真空室１両端方向に縦断した断面図（無放電位置））。

本発明の実施形態における電界放射装置は、絶縁体の両端側が封止されて形成された真空室において、単に、互いに対向して位置するエミッタおよびターゲットを備えたり、エミッタの電子発生部の外周側にガード電極を備えた構成とするのではなく、真空室の両端方向（以下、単に両端方向と適宜称する）に移動自在な移動体を介してエミッタを当該両端方向に対し移動自在に支持する可動自在なエミッタ支持部を備え、そのエミッタ支持部の可動によりエミッタの電子発生部とターゲットとの間の距離を変化できるように構成したものである。また、移動体の両端方向の移動のうち真空室の他端側（ターゲット側）への移動を規制する移動規制部を備えたものであり、当該移動規制部により移動体の真空室の他端側への移動を規制した状態（以下、単に移動規制状態と適宜称する）で、エミッタの電子発生部が電界放射するように構成したものである。

従来、ガード電極等を改質処理する手法としては、前述のようにガード電極等に対し単に高電圧を印加する手法の他に、ガード電極等を真空雰囲気下で放置し吸着ガスを取り除く手法が知られている。この手法は、例えば、真空容器に大口径排気管を設けて電界放射装置（以下、従来装置と称する）を構成し、その大口径排気管を介して当該真空室を高温真空状態にすることにより、当該真空室のガード電極等の吸着ガスを放出し、その後、当該真空室を大気雰囲気下に戻し大口径排気管を介して当該真空室内にエミッタ等を配置し、当該真空室を封止し再度真空状態にする手法である。

しかしながら、前述のような大口径排気管を設けた真空容器において、真空室の高温真空状態を長時間保つことは困難であり、再度真空状態にするまでの間にガスがガード電極等に再吸着する虞もあり、ガード電極等に形成された粗い表面については改質（滑らかに）することができない。また、大口径排気管により、真空容器が大型化し、製造工数の増加や製品コストの上昇を招くことも考えられる。

一方、本実施形態のような電界放射装置の構成によれば、前述の従来手法を適用しなくてもガード電極等の改質処理を行うことが可能となる。当該改質処理を行う場合、エミッタ支持部を操作して、エミッタを放電位置（電界放射する位置）から無放電位置（放電電界以下）に移動（電子発生部とターゲットとの間の距離を長くする方向に移動）させることにより、エミッタの電界放射を抑制した状態（例えば後述の図２に示すように、エミッタの電子発生部とガード電極との両者を互いに離反した状態（両者間に隙間を形成））にし、その状態でガード電極等に電圧を印加して改質処理を行うことができ、例えばガード電極等の表面が溶解平滑化されることになる。これにより、所望の耐電圧を得ることが可能となる。また、前述のように電界放射を抑制した状態であれば、改質処理の際にエミッタに対しては負荷が掛からないようにすることができる。

したがって、本実施形態の改質処理によれば、例えばガード電極等の表面に微小突起等が存在していても、その表面を滑らかにすることが可能となる。また、ガス成分（例えば真空容器内に残存するガス成分）を吸着している場合には、当該吸着ガスが放出されることになる。さらに、電子を発生させ易い元素が含まれている場合には、前記の溶解平滑化により、当該元素をガード電極等の内部に留めることができ、当該元素に起因する電子発生を抑制することが可能となる。そして、電界放射装置においては、電子の発生量が安定し易くなる。

前述のようにガード電極等を改質処理した後は、再びエミッタ支持部を操作し、エミッタを無放電位置から放電位置に移動（電子発生部とターゲットとの間の距離を短くする方向に移動）させることにより、エミッタの電子発生部とガード電極との間の距離を最短の状態（エミッタの電子発生部とガード電極とが近接または接触した状態）にすることができる。そして、エミッタ（電子発生部）の電界放射が可能な状態となり、電界放射装置の所望の機能を発揮（Ｘ線装置の場合はＸ線照射等）できることになる。

また、エミッタが放電位置に位置している場合、エミッタ支持部の移動体が移動規制部によって移動規制状態、すなわちエミッタ支持部の可動（一端側方向の可動）が抑制された状態となり、エミッタにおいては放電位置を越えてターゲット側に移動しないように抑制された状態となる。したがって、本実施形態によれば、エミッタの放電位置を、移動体が移動規制状態となる位置に設定することにより、エミッタ支持部の操作によりエミッタの電子発生部とターゲットとの間の距離を変化させる場合に、放電位置（またはガード電極）に対するエミッタの位置決めが容易となる。

ここで、前述のような移動規制部を持たない装置、例えば図４，図５に示すように単にエミッタ支持部４等を備え、エミッタ３の電子発生部３１の周縁部３１ａと交叉する縁部５２等がガード電極５に形成されている装置１０Ａに着目すると、当該エミッタ支持部４を操作し図４に示すようにエミッタ３が放電位置に移動してガード電極５と接触（図４では交叉するように接触）した場合、その接触面には真空室１の真空圧力が掛かることが考えられる。この真空圧力により、接触面に掛かる接触圧力が大きくなってしまう場合には、当該エミッタ３（電子発生部３１等）やガード電極５（縁部５２等）には応力が発生し易く、各々の形状が変形したり、電界放射装置の所望の特性を保持できなくなることが考えられる。

一方、本実施形態に係る電界放射装置（例えば後述のＸ線装置１０）は、前述のようにエミッタの放電位置を移動体の移動規制状態となる位置に設定することができる構成であるため、たとえ放電位置のエミッタがガード電極と接触する構成であっても、当該接触圧力を低く抑えることができ、当該エミッタやガード電極の形状等の変形を防止し、電界放射装置の所望の特性を保持することが可能となる。

本実施形態の電界放射装置は、前述のようにエミッタを両端方向に対して移動自在に支持するエミッタ支持部や、エミッタ支持部の移動体の移動を規制する移動規制部等を備え、エミッタの電子発生部とターゲットとの間の距離を変化できる構成であれば、例えば各種分野の技術常識を適宜適用する等により、多彩な変更が可能なものであって、その一例として以下に示すものが挙げられる。

≪電界放射装置の実施例１≫
図１，図２の符号１０は、本実施形態の電界放射装置を適用したＸ線装置の一例を示すものである。なお、図４，図５と同様のものについては、それぞれ同一に符号を用いる等により、詳細な説明を適宜省略する。Ｘ線装置１０においては、筒状の絶縁体２の一端側の開口２１と他端側の開口２２とが、それぞれエミッタユニット３０とターゲットユニット７０とにより封止（例えば蝋付けして封止）されて、絶縁体２の内壁側に真空室１を有した真空容器１１が構成されている。エミッタユニット３０（後述のエミッタ３）とターゲットユニット７０（後述のターゲット７）との間には、当該真空室１の横断方向（両端方向に対して交差する方向；以下、単に横断方向と適宜称する）に延在するグリッド電極８が設けられている。

絶縁体２は、例えばセラミック等の絶縁材料を用いて成り、エミッタユニット３０（後述のエミッタ３）とターゲットユニット７０（後述のターゲット７）とを互いに絶縁し、内部に真空室１を形成できるものであれば、種々の形態を適用することができる。例えば、図示するように同心状に配置された２つの円筒状の絶縁部材２ａ，２ｂの両者間にグリッド電極８（例えば後述の引出端子８２）を介在させた状態で、当該両者を蝋付け等により互いに組み付けて構成されたものが挙げられる。

エミッタユニット３０は、ターゲットユニット７０（後述するターゲット７）に対向する部位に電子発生部３１を有したエミッタ３と、両端方向に移動自在な移動体４０を有し当該移動体４０を介してエミッタ３を真空室１の両端方向に対し移動自在に支持する可動自在なエミッタ支持部４と、エミッタ３の電子発生部３１の外周側に位置しているガード電極５と、移動体４０の両端方向の移動のうち他端側（後述するターゲット７側）への移動を規制する移動規制部６と、を備えている。

エミッタ３においては、前述のように電子発生部３１を有し、電圧印加により電子発生部３１から電子を発生し、図示するように電子線Ｌ１を放出できるもの（放射体）であれば、種々の形態を適用することが可能である。具体例としては、例えば炭素等（カーボンナノチューブ等）の材料を用いてなるものであって、図示するように塊状に成形された、または薄膜状に蒸着させたエミッタ３を適用することが挙げられる。電子発生部３１においては、ターゲットユニット７０（後述するターゲット７）に対向する側の表面を凹状（曲面状）にして、電子線Ｌ１を集束し易くすることが好ましい。

エミッタ支持部４においては、両端方向に移動自在な移動体４０を備えたものであって、移動体４０を介して、前述のようにエミッタ３を両端方向に対して移動自在に支持できるものであれば、種々の形態を適用することが可能である。具体例としては、ガード電極５の内側において両端方向に延在した柱状で当該柱状一端側（開口２１側）にフランジ部４１が形成され他端側（開口２２側）にてエミッタ３を支持（例えば、エミッタ３における電子発生部３１の反対側を、かしめや溶着等により固着して支持）する移動体４０と、両端方向に伸縮自在で真空容器１１に支持（例えば図示するようにガード電極５を介して絶縁体２に支持）されたベローズ４２と、を備えた構成が挙げられる。また、移動体４０においては、後述の移動規制部６を構成する要素の一部である突出部６０が、当該移動体４０の外周側から横断方向外側に突出するように形成された構成であっても良い。

このように移動体４０，ベローズ４２を備えたエミッタ支持部４の場合、ベローズ４２の伸縮により移動体４０が両端方向に移動し、その結果、エミッタ３も両端方向に移動することになる。また、エミッタ支持部４は、種々の材料を適用して構成することができ、特に限定されるものではないが、例えばステンレス（ＳＵＳ材等）や銅等のように導電性の金属材料を用いたものが挙げられる。

ベローズ４２は、前述のように両端方向に伸縮自在なものであれば、種々の形態を適用することが可能であり、例えば薄板状金属材料等を適宜加工して成形されたものが挙げられる。具体例としては、図示するように、移動体４０の外周側を包囲するように両端方向に延在する蛇腹状筒壁４３を有した構成が挙げられる。

また、図中のベローズ４２の支持構成の場合、一端側が移動体４０のフランジ部４１に蝋付け等により取り付けられ、他端側がガード電極５の内側（図中では後述の段差部５３）に蝋付け等により取り付けられて、真空室１と大気側（真空容器１１外周側）とを区分し当該真空室１を気密に保持できる構成となっているが、これに限定されるものではない。すなわち、ベローズ４２の一端側がエミッタ支持部４に支持（例えば移動体４０やフランジ部４１に支持）され、他端側が真空容器１１に支持（例えばガード電極５の内側や後述のフランジ部５０に支持）され、前述のように両端方向に伸縮自在であって、真空室１と大気側（真空容器１１外周側）とを区分し当該真空室１を気密に保持できる構成（真空容器１１の一部を形成する構成）であれば、種々の形態を適用することが可能である。

ガード電極５においては、前述のようにエミッタ３の電子発生部３１の外周側に位置するように設けられたものであって、エミッタ支持部４の可動によって移動するエミッタ３の電子発生部３１が接離し、当該ガード電極５とエミッタ３との間の距離が最短となった状態（近接または接触した状態；例えば図１に示す状態）の場合に、当該エミッタ３から放出される電子線Ｌ１の分散を抑制できるものであれば、種々の形態を適用することが可能である。

ガード電極５の具体例としては、例えばステンレス等（ＳＵＳ材等）の材料を用いてなり、エミッタ３の外周側で真空室１の両端方向に延在した筒状で、両端方向の一端側に形成されたフランジ部５０を介して絶縁体２の開口２１の端面２１ａに支持され、当該両端方向の他端側（すなわち後述のターゲット７側）がエミッタ３と接離する構成が挙げられる。

このガード電極５のエミッタ３と接離する構成は、特に限定されるものではない。例えば図３に示すように両端方向の他端側に小径部５１を形成した構成であっても良いが、図１，図２に示したように、真空室１の横断方向内側に延出し当該真空室１の両端方向においてエミッタ３の電子発生部３１の周縁部３１ａと交叉する縁部５２が形成された構成も挙げられる。また、小径部５１および縁部５２の両方を形成した構成（図示省略）も挙げられる。

このような接離構成のガード電極５を備えた場合、エミッタ支持部４の可動により、エミッタ３が当該ガード電極５の内側（筒状内壁側）において両端方向に移動し、エミッタ３の電子発生部３１が小径部５１あるいは縁部５２に接離することになる。また、縁部５２を備えた構成の場合には、当該ガード電極５にエミッタ３が近接または接触する場合に、電子発生部３１の周縁部３１ａが、縁部５２よって覆われて保護されることになる。

図中のガード電極５の場合、一端側から他端側に近づくに連れて階段状に縮径された形状により、当該ガード電極５の内側に段差部５３が形成されている。このような段差部５３に前記ベローズ４２の他端側を取り付けることにより、当該取付作業が容易となり、その取付構造も安定したものとなる。なお、図中のガード電極５の内側においては、段差部５３の他に、後述の移動規制部６を構成する要素の一部である交叉部６１が、当該ガード電極５の内側から横断方向内側に突出するように形成（突出部６０と交叉するように形成）されている。

また、図中のガード電極５のように一端側から他端側に近づくに連れて縮径された形状によれば、エミッタ３の電子発生部３１が、小径部５１あるいは縁部５２に向かって案内されながら、ガード電極５の内側を移動することにもなる。また、図中のガード電極５のように、当該ガード電極５の内側にベローズ４２を収容できる構成であれば、そのベローズ４２に対する真空容器１１の外周側からの衝撃等を抑制（ベローズ４２を保護し損傷等を抑制）することが可能となる。さらに、Ｘ線装置１０の小型化にも貢献できる。

また、エミッタ３の電子発生部３１の周縁部３１ａの見かけ上の曲率半径を大きくなるようにし、電子発生部３１（特に周縁部３１ａ）で起こり得る局部的な電界集中を抑制したり、その電子発生部３１から他の部位に対する閃絡を抑制できる形状とすることが挙げられる。例えば、図示するガード電極５のように、両端方向の他端側に凸の曲面部５１ａを有した形状が挙げられる。

なお、図中のガード電極５の場合、外周側にゲッター５４が溶接等により取り付けられているが、そのゲッター５４の取付位置や材質等は特に限定されるものではない。

移動規制部６においては、前述のように移動体４０の両端方向の移動のうち他端側への移動を規制でき、当該移動体４０が移動規制状態となる位置を、エミッタの放電位置となる位置に設定できる構成であれば、種々の形態を適用することが可能である。

図中の移動規制部６のように真空室１内側に形成した構成の具体例としては、移動体４０の外周側に形成（図中ではエミッタ３とフランジ部４１との間に形成）され当該外周側から横断方向外側に突出したフランジ状の突出部６０と、ガード電極５の筒状内周側に形成（図中では縁部５２と段差部５３との間に形成）され当該筒状内周側から横断方向内側に突出した段差状の交叉部６１と、を備えたものであって、交叉部６１が、突出部６０よりも真空室１の他端側の位置であって両端方向において当該突出部６０と交叉している位置に形成された構成が挙げられるが、これに限定されるものではない。

例えば、突出部６０を、フランジ部４１の外周側から横断方向外側に突出するように形成し、交叉部６１を、フランジ部５０の内側から横断方向内側に突出するように形成（突出部６０よりも真空室１の他端側の位置に形成）して、移動規制部６を真空室１外側に構成（図示省略）した場合であっても、それら突出部６０，交叉部６１が互いに交叉して当接し移動体４０が移動規制状態となり、その移動規制状態となる位置がエミッタ３の放電位置となる位置に設定できる構成であれば良い。

また、突出部６０と交叉部６１とが当接する場合にエミッタ３が放電位置となるように構成するには、突出部６０，交叉部６１が形成される位置を適宜設定することが挙げられる。例えば、図中のような突出部６０，交叉部６１の場合、突出部６０とエミッタ３の電子発生部３１との間における両端方向の距離が、交叉部６１と縁部５２との間における両端方向の距離以下となるように、突出部６０，交叉部６１が形成される位置を適宜設定することが挙げられる。

次に、ターゲットユニット７０は、エミッタ３の電子発生部３１に対向するターゲット７と、絶縁体２の開口２２の端面２２ａに支持されるフランジ部７０ａと、を備えている。

ターゲット７においては、エミッタ３の電子発生部３１から放出された電子線Ｌ１が衝突し、図示するようにＸ線Ｌ２等を放出できるものであれば、種々の形態を適用することが可能である。図中のターゲット７においては、エミッタの電子発生部３１に対向する部位に、電子線Ｌ１に対して所定角度で傾斜する交差方向に延在した傾斜面７１が形成されている。この傾斜面７１に電子線Ｌ１が衝突することにより、Ｘ線Ｌ２は、電子線Ｌ１の照射方向から折曲した方向（例えば図示するように真空室１の横断面方向）に、照射されることになる。

グリッド電極８においては、前述のようにエミッタ３とターゲット７との間に介在し、当該グリッド電極８を通過する電子線Ｌ１を適宜制御できるものであれば、種々の形態のものを適用することが可能である。例えば図示するように、真空室１の横断方向に延在し電子線Ｌ１が通過する通過孔８１ａを有した電極部（例えばメッシュ状の電極部）８１と、絶縁体２を貫通（真空室１横断方向に貫通）する引出端子８２と、を備えた構成が挙げられる。

以上示したように構成されたＸ線装置１０によれば、エミッタ支持部４を適宜操作することにより、エミッタ３の電子発生部３１とターゲット７との間の距離を変化させることができる。例えば図２に示したように当該電子発生部３１が放電位置から無放電位置に移動し電界放射を抑制された状態であれば、ガード電極５，ターゲット７，グリッド電極８等において所望の改質処理が可能となる。また、例えば前述の大口径排気管を設けた従来装置と比較すると、小型化することが容易であり、製造工数の低減や製品コストの低減を図ることも可能となる。

≪Ｘ線装置１０のガード電極等の改質処理の一例≫
前述のＸ線装置１０のガード電極５等を改質処理する場合、まず、エミッタ支持部４を操作して、図２に示すようにエミッタ３を開口２１側に移動（無放電位置に移動）し、電子発生部３１の電界放射を抑制した状態にする。この場合、エミッタ３の電子発生部３１とガード電極５の縁部５２（なお、図３の場合は小径部５１）との両者は、互いに離反（エミッタ３を無放電位置（放電電界以下）に移動）した状態となる。この図２に示すような状態であれば、例えばガード電極５とグリッド電極８（引出端子８２等）との間や、ターゲット７とグリッド電極８との間などに所望の改質時電圧を適宜印加することにより、ガード電極５等において放電が繰り返され、当該ガード電極５等が改質処理（例えばガード電極５の表面が溶解平滑化）されることになる。

前述の改質処理の後は、再びエミッタ支持部４を操作し、図１に示すようにエミッタ３を開口２２側に移動（放電位置に移動）し、電子発生部３１の電界放射が可能な状態にする。この場合、エミッタ３の電子発生部３１とガード電極５の縁部５２との両者が近接または接触することにより、当該両者間の距離が最短となり、エミッタ３から放出される電子線Ｌ１の分散を抑制できる状態となる。また、移動規制部６において突出部６０および交叉部６１が互いに交叉して当接し、移動体４０が移動規制状態となるため、エミッタ支持部４の可動（一端側方向の可動）が抑制された状態となり、エミッタ３においては放電位置を越えてターゲット側に移動しないように抑制された状態となる。さらに、電子発生部３１と縁部５２との両者が接触する場合であっても、移動規制部６により、当該接触圧力は低く抑えられることとなる。

この図１に示すような状態（移動規制状態）で、エミッタ３の電子発生部３１とガード電極５とが互いに同電位で、例えばエミッタ３とターゲット７との間に所望の電圧を印加することにより、エミッタ３の電子発生部３１から電子が発生して電子線Ｌ１が放出され、その電子線Ｌ１がターゲット７に衝突することにより、そのターゲット７からＸ線Ｌ２が放出される。

以上示したような改質処理により、Ｘ線装置１０においてガード電極５からの閃絡現象（電子の発生）を抑制することができ、当該Ｘ線装置１０の電子発生量を安定させることができる。また、電子線Ｌ１を集束形電子束とすることができ、Ｘ線Ｌ２の焦点も収束し易くなり、高い透視分解能を得ること可能となる。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、本発明の電界放射装置は、電子線のターゲットへの衝突等により熱を発生する場合には、冷却機能を用いて当該電界放射装置を冷却できる構成としても良い。冷却機能は、空冷，水冷，油冷等の種々の方式のものを適用することが挙げられる。当該油冷方式の冷却機能の場合には、例えば所定容器内の冷却用油中に電界放射装置を浸漬させた構成が挙げられ、また、当該浸漬状態において冷却用油の脱泡処理（真空ポンプ等を用いた処理）等を適宜行うことも挙げられる。

真空容器の真空室を気密（高真空等）に保持するには、当該真空容器を構成する各要素（絶縁体，エミッタユニット，ターゲットユニット等）は一体蝋付けする手法が挙げられるが、当該真空室を気密（高真空等）に保持できるものであれば、種々の手法を適用することが可能である。

エミッタ支持部においては、例えば真空室の真空圧力が作用することになるが、当該各支持部に係る操作を適宜実施することによりエミッタを真空室の両端方向に対し移動自在に支持でき、移動規制部によって移動体が移動規制状態になるものであれば、種々の態様を適用することが可能である。

例えば、エミッタ支持部を操作して、エミッタが所望位置（放電位置等）に移動した場合に節度感（クリック感）が得られる構成であれば、当該エミッタ支持部の操作時に所望位置を把握することが容易になったり、当該エミッタ支持部の操作性が向上する等、種々貢献することが可能となる。

また、前述のように所望位置に位置した状態のエミッタを適宜固定できる固定手段を備えた構成であれば、例えば意に反する外部からの力（前述の油冷方式の冷却機能を備えた構成の場合には、冷却用油の脱泡処理時に支持部に対して作用し得る真空ポンプの吸引力等）が作用したとしても、当該エミッタが所望位置から移動することを抑制でき、電界放射装置による電界放射やガード電極等の改質処理をそれぞれ適確に実現できるように貢献可能となる。この固定手段は、特に限定されるものではなく、種々の態様のものを適用することが可能であるが、前述のＸ線装置１０を例にして説明すると、エミッタ支持部４の両端方向の移動を螺子止め等により固定することが可能なストッパーが挙げられる。

１…真空室
１０…Ｘ線装置
１１…真空容器
２…絶縁体
３…エミッタ
３１…電子発生部
３１ａ…周縁部
４…エミッタ支持部
４０…移動体
４２…ベローズ
５…ガード電極
５１…小径部
５２…縁部
６…移動規制部
６０…突出部
６１…交叉部
７…ターゲット
８…グリッド電極
９…ターゲット支持部

Claims (10)

1. 筒状の絶縁体の両端側が封止されて当該絶縁体の内壁側に真空室が形成された真空容器と、
   真空室の一端側に位置し、当該真空室の他端側に対向する電子発生部を有したエミッタと、
   エミッタの電子発生部の外周側に位置しているガード電極と、
   真空室の他端側に位置し、エミッタの電子発生部に対向して設けられたターゲットと、
   両端方向に移動自在な移動体を有し、当該移動体を介してエミッタを真空室の両端方向に対し移動自在に支持する可動自在なエミッタ支持部と、
   移動体の両端方向の移動のうち真空室の他端側への移動を規制する移動規制部と、を備え、
   エミッタ支持部の可動により、エミッタの電子発生部とターゲットとの間の距離が変化し、
   移動規制部により移動体の真空室の他端側への移動が規制された状態で、エミッタの電子発生部が電界放射し、
   移動規制部は、
   移動体の外周側から真空室の横断方向外側に突出した突出部と、
   突出部よりも真空室の他端側の位置であって両端方向において当該突出部と交叉している位置に設けられた交叉部と、を備え、
   突出部と交叉部とが当接して、移動体の真空室の他端側への移動が規制されることを特徴とする電界放射装置。
2. ガード電極は、真空室の両端方向に延在した筒状であり、一端が真空容器に支持され、
   交叉部は、ガード電極の筒状内周側から真空室の横断方向内側に突出して形成されていることを特徴とする請求項１記載の電界放射装置。
3. 移動規制部は、ガード電極のターゲット側とエミッタの電子発生部との距離が最短である状態において、移動体の真空室の他端側への移動を規制することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の電界放射装置。
4. 移動規制部により移動体の真空室の他端側への移動が規制された状態で、ガード電極のターゲット側が、エミッタの電子発生部と接触することを特徴とする請求項３記載の電界放射装置。
5. ガード電極のターゲット側に、小径部が形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の電界放射装置。
6. ガード電極のターゲット側に、真空室の横断方向に延出して当該真空室の両端方向においてエミッタの電子発生部の周縁部と交叉する縁部が形成されていることを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の電界放射装置。
7. 真空室の両端方向に伸縮自在なベローズを有し、そのベローズの一端側がエミッタ支持部に支持され、他端側が真空容器に支持されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電界放射装置。
8. 移動体は、エミッタの電子発生部の反対側において両端方向に延在した形状であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の電界放射装置。
9. 真空室のエミッタとターゲットとの間に、グリッド電極が設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の電界放射装置。
10. 請求項１〜９の何れかに記載の電界放射装置の改質処理方法であって、
    エミッタ支持部の操作によりエミッタの電子発生部とガード電極との両者を互いに離反した状態で、ガード電極に電圧を印加して、真空室内の少なくともガード電極を改質処理することを特徴とする電界放射装置の改質処理方法。

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