JPH0625881Y2 - Electron gun cathode support structure - Google Patents

Electron gun cathode support structure

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JPH0625881Y2
JPH0625881Y2 JP1988040546U JP4054688U JPH0625881Y2 JP H0625881 Y2 JPH0625881 Y2 JP H0625881Y2 JP 1988040546 U JP1988040546 U JP 1988040546U JP 4054688 U JP4054688 U JP 4054688U JP H0625881 Y2 JPH0625881 Y2 JP H0625881Y2
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JP
Japan
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cathode
electron gun
supporting
position adjusting
holder block
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義則 川崎
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は電子ビーム加工などに使用される電子ビーム
を発生させる電子銃のカソードの支持構造に関し、カソ
ードの位置ずれや脱落などを無くすことができるように
したものであり、特に焼結材である六朋化ランタン(L
aB)を用いた高輝度カソードの支持に好適なもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a cathode support structure for an electron gun that generates an electron beam used for electron beam processing, etc. Lanthanum hexafluoride (L) which is a sintered material.
It is suitable for supporting a high-brightness cathode using aB 6 ).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

大きな運動エネルギを持って一定方向に流れる電子ビー
ムを電磁レンズで絞って固体表面に焦点を結ばせること
でパワー密度を大きくし、電子の持つ運動エネルギの大
部分を熱エネルギに変えて材料表面の気化蒸発によって
加工を行う電子ビーム加工は、微細加工ができ、高融点
材料への加工ができるなど優れた特長を持つことから、
蒸着、溶解、溶接、半導体製造、各種化学反応、電子線
解析など各方面で使われるようになっている。
The power density is increased by focusing the electron beam flowing in a certain direction with a large kinetic energy with an electromagnetic lens to focus it on the solid surface, and most of the kinetic energy of the electrons is converted into heat energy and Electron beam processing, which performs processing by vaporization and evaporation, has excellent features such as fine processing and processing to high melting point materials.
It is used in various fields such as vapor deposition, melting, welding, semiconductor manufacturing, various chemical reactions, and electron beam analysis.

このような電子ビームを発生させるための装置として電
子銃が使用されており、その概略構造は、第2図に示す
ように、カソード部1の前方にウェーネルト2を介して
アノード3が設けられ、アノード3の前方にビーム制御
レンズ系4が設けられて構成されている。
An electron gun is used as a device for generating such an electron beam, and its schematic structure is, as shown in FIG. 2, that an anode 3 is provided in front of a cathode part 1 via a Wehnelt 2, A beam control lens system 4 is provided in front of the anode 3.

そして、カソード部1にカソード加熱用電源5が接続さ
れるとともに、カソード部1とアノード3との間にも加
速用電源6が接続してある。
A cathode heating power source 5 is connected to the cathode portion 1, and an acceleration power source 6 is also connected between the cathode portion 1 and the anode 3.

実際の電子ビーム加工などを行う場合には、この電子銃
の前方に図示しない加工室を連結し、加工室内に設置し
たターゲット7に電子ビームを照射して加工を行うよう
にしている。
When actually performing electron beam processing or the like, a processing chamber (not shown) is connected in front of the electron gun, and the target 7 installed in the processing chamber is irradiated with an electron beam to perform processing.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

このような電子銃の重要な部分の一つであるカソード部
1は、第2図中に拡大して示すように、ホルダブロック
10に相対向して支持部10aが形成されるとともに、
ホルダブロック10の下端部に一対の板バネで作られた
カソード支持板11の基端部が取り付けてあり、カソー
ド支持板11の先端部の間にカーボンヒータ12を介し
てカソード13が取り付けられ、ホルダブロック10の
支持部10aとカソード支持板11背部との間に入れら
れた板バネ14によって前方に押し付けるようにしてカ
ソード13を挾圧支持するようになっている。
The cathode part 1, which is one of the important parts of such an electron gun, has a support part 10a formed opposite to the holder block 10 as shown in an enlarged view in FIG.
The base end of a cathode support plate 11 made of a pair of leaf springs is attached to the lower end of the holder block 10, and the cathode 13 is attached between the tip end of the cathode support plate 11 via a carbon heater 12. A leaf spring 14 inserted between the supporting portion 10a of the holder block 10 and the back of the cathode supporting plate 11 presses the cathode 13 forward by pressing it forward.

ところが、このようなカソード13に電流を流して長時
間加熱しながら電子ビームを放出させたり、運転停止の
繰返しによる昇温や降温が繰返し生じると、二重の板バ
ネ構造となっているカソード支持板11や板バネ14が
熱変形し、カソード13の位置ずれが生じたり、脱落を
招いてしまう。
However, when an electric current is passed through the cathode 13 to emit an electron beam while heating for a long time, or when temperature rise and decrease due to repeated operation stop occur repeatedly, the cathode support having a double leaf spring structure is formed. The plate 11 and the plate spring 14 are thermally deformed, causing the cathode 13 to be displaced or to fall off.

そして、このようなカソード13の位置ずれによって電
子ビームの軌道がずれるだけでなく、アノード3に衝突
したり、電子銃内部を損傷する恐れがあるという問題が
ある。
Then, there is a problem in that not only the trajectory of the electron beam is displaced due to such positional displacement of the cathode 13, but also the electron beam may collide with the anode 3 or the inside of the electron gun may be damaged.

特に、高エネルギ電子銃のカソードとして用られている
焼結材の六朋化ランタン(LaB)を使用した場合に
は、カソード13の温度が1400〜1500℃程度と
なり、一層大きな問題となっている。
In particular, when lanthanum hexafluoride (LaB 6 ) which is a sintered material used as the cathode of the high energy electron gun is used, the temperature of the cathode 13 becomes about 1400 to 1500 ° C., which is a serious problem. There is.

この考案は、かかる従来技術の課題に鑑みてなされたも
ので、長時間加熱したり、加熱と冷却を繰返してもカソ
ードの位置ずれや脱落が生じることがなく、安定した電
子ビームを得ることができる電子銃のカソード支持構造
を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to obtain a stable electron beam without the cathode being displaced or falling off even if it is heated for a long time or repeatedly heated and cooled. The present invention is intended to provide a cathode supporting structure for an electron gun.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記従来技術が有する課題を解決するため、この考案の
電子銃のカソード支持構造は、ホルダブロックの相対向
する支持部の先端部間に位置調整及び挾圧支持手段を一
直線上に対向して配置して一対のカソード支持部材を取
付け、これらカソード支持部材間の前記位置調整及び挾
圧支持手段の一直線上の支持点で加熱手段を介してカソ
ードを挾圧支持したことを特徴とするものである。
In order to solve the problems of the above-mentioned prior art, in the cathode supporting structure of the electron gun of the present invention, the position adjusting and clamping pressure supporting means are arranged in a straight line between the tips of the supporting portions of the holder block. Then, a pair of cathode supporting members are attached, and the cathodes are pressure-supported via the heating means at the supporting points on a straight line between the position adjusting and the pressure-supporting means. .

〔作用〕[Action]

カソードをカーボンヒータなどの加熱手段を介して板バ
ネなどで作られたカソード支持部材で挾圧し、このカソ
ード支持部材をホルダブロックに取付けた高融点材の丸
棒のピンなどの位置調整及び挾圧支持手段によってカソ
ードの側面から締め付けるようにしており、板バネをカ
ソード支持部材だけの一重構造とするとともに、丸棒に
よる側面からの直線的な締め付けにより、カソードの位
置ずれを防止し、脱落しないようにしている。
The cathode is pressed by a cathode support member made of a leaf spring or the like through a heating means such as a carbon heater, and the cathode support member is attached to the holder block. The support means is used to tighten from the side surface of the cathode, and the leaf spring has a single-layer structure only for the cathode support member, and the linear tightening from the side surface with a round bar prevents the cathode from being displaced and prevents it from falling off. I have to.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この考案の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

第1図はこの考案の電子銃のカソード支持構造の一実施
例にかかる概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a cathode supporting structure for an electron gun of the present invention.

この電子銃のカソード支持構造20は、第2図中に示す
電子銃の重要な部分の一つであるカソード部1に適用さ
れるものであり、絶縁体の基台21上にホルダブロック
22が取り付けられ、このホルダブロック22に相対向
して支持部22aが形成されるとともに、ホルダブロッ
ク22の下端部にカソード支持部材としての一対の板バ
ネで作られたカソード支持板23の基端部がネジ24で
取り付けてある。
The cathode supporting structure 20 of this electron gun is applied to the cathode part 1 which is one of the important parts of the electron gun shown in FIG. 2, and the holder block 22 is mounted on the base 21 of the insulator. A support portion 22a is attached to the holder block 22 so as to face the holder block 22, and a base end portion of a cathode support plate 23 made of a pair of leaf springs as a cathode support member is provided at a lower end portion of the holder block 22. It is attached with screws 24.

これらカソード支持板23の先端部の間には、カーボン
ヒータ25を介してカソード26が挾まれて取り付けら
れるようになっており、このためホルダブロック22の
支持部22aとカソード支持板23の背部との間に位置
調整及び挾圧支持手段を構成する位置調整ネジ27及び
この先端部に連結された丸棒状のカソード支持ピン28
が入れられ、位置調整ネジ27の突出量を変えることで
カソード26及びカーボンヒータ25を側面から挾圧支
持するようになっている。
The cathode 26 is sandwiched between the tip end portions of the cathode support plate 23 via the carbon heater 25, so that the support portion 22a of the holder block 22 and the back portion of the cathode support plate 23 are attached to each other. A position adjusting screw 27 forming a position adjusting and pressure supporting means between the two and a round rod-shaped cathode supporting pin 28 connected to the tip end thereof.
The cathode 26 and the carbon heater 25 are pressure-supported from the side surface by changing the amount of protrusion of the position adjusting screw 27.

また、基台21の下部には、カーボンヒータ25に通電
するための電流導入ピン29が取り付けられ、カソード
加熱用電源5と接続されるようになっている。
Further, a current introducing pin 29 for energizing the carbon heater 25 is attached to the lower portion of the base 21, and is connected to the cathode heating power source 5.

このような電子銃のカソード支持構造20では、カソー
ド26として、例えば焼結材の六朋化ランタン(LaB
)が用いられ、高エネルギ電子ビームを発生できるよ
うにされ、カーボンヒータ25で1400〜1500℃
程度に加熱される。
In the cathode supporting structure 20 of such an electron gun, as the cathode 26, for example, lanthanum hexagonal oxide (LaB) made of a sintered material is used.
6 ) is used so that a high-energy electron beam can be generated, and the carbon heater 25 uses 1400 to 1500 ° C.
Heated to a degree.

また、高温になってもカソード26の支持が十分できる
ように、カソード支持板23及びカソード支持ピン28
は高融点材料、例えばタングステン(W)、モリブデン
(Mo)、タンタル(Ta)などで作られている。
In addition, the cathode support plate 23 and the cathode support pin 28 are provided so that the cathode 26 can be sufficiently supported even at high temperatures.
Is made of a high melting point material such as tungsten (W), molybdenum (Mo) or tantalum (Ta).

さらに、位置調整ネジ27はホルダブロック22の支持
部22aの外側から内側に向かって形成された貫通した
雌ネジに捩じ込まれるようになっており、ホルダブロッ
ク22の外側から操作することで、その突出量を変える
ことができるようになっている。
Furthermore, the position adjusting screw 27 is adapted to be screwed into a penetrating female screw formed from the outer side to the inner side of the support portion 22a of the holder block 22, and by operating from the outer side of the holder block 22, The amount of protrusion can be changed.

このように構成された電子銃のカソード支持構造20で
は、ホルダブロック22にカソード支持板23をネジ2
4で取り付けた状態で、カソード26をカーボンヒータ
25で挾んでカソード支持板23の間に位置させたの
ち、位置調整ネジ27を操作してカソード支持ピン28
を前進させてカソード26を側面から挾圧支持する。
In the cathode supporting structure 20 of the electron gun configured as described above, the cathode supporting plate 23 is attached to the holder block 22 by the screw 2
4, the cathode 26 is sandwiched by the carbon heater 25 and positioned between the cathode support plates 23, and then the position adjusting screw 27 is operated to move the cathode support pin 28.
To advance the cathode 26 to support the cathode 26 from the side.

この後、電流導入ピン29をカソード加熱用電源5に接
続して通電することで、電子ビームが放出される。
After that, the current introduction pin 29 is connected to the cathode heating power source 5 and energized to emit an electron beam.

こうしてカソード26から電子ビームが放出されている
間カソード部1が高温になるが、このとき、位置調整ネ
ジ27を操作してカソード支持ピン28の突出量を調整
することで、カソード26を所定の位置に保つことがで
きるとともに、予め熱変形を考慮した状態に運転前に調
整しておけば、運転中に位置調整ネジ27の操作を行う
ことなく、所定の位置にカソード26を保つことができ
る。
In this way, the cathode part 1 becomes hot while the electron beam is emitted from the cathode 26. At this time, by operating the position adjusting screw 27 to adjust the protrusion amount of the cathode support pin 28, the cathode 26 can be moved to a predetermined position. The position of the cathode 26 can be maintained at a predetermined position without operating the position adjusting screw 27 during operation if the position can be maintained and the thermal deformation is adjusted in advance before operation. .

したがって、長時間運転してもカソード26の位置ずれ
を招くこともなく、長時間安定な電子ビームを放出する
ことができる。
Therefore, even if the operation is performed for a long time, the position of the cathode 26 is not displaced, and a stable electron beam can be emitted for a long time.

なお、上記実施例では、位置調整及び挾圧支持手段をネ
ジとピンで構成したが、これに限らず、カソードの位置
や支持力を変えることができる機構であれば良い。
In addition, in the above embodiment, the position adjusting and pressure supporting means is constituted by the screw and the pin, but the present invention is not limited to this, and any mechanism capable of changing the position and supporting force of the cathode may be used.

また、カソードは、焼結材の六朋化ランタン(La
)を用いる場合に限らず、他の材料を使用したもの
であっても良い。
The cathode is a lanthanum hexafluoride (La) sintered material.
Not limited to the case of using B 6 ), another material may be used.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの考
案の電子銃のカソード支持構造によれば、ホルダブロッ
クの相対向する支持部間に位置調整及び挾圧支持手段を
介して一対のカソード支持部材を取付け、これらカソー
ド支持部材間に加熱手段を介してカソードを挾圧支持す
るようにしたので、カソードの締付け状態を調整するこ
とができ、カソードの位置ずれや脱落を防止しすること
ができる。
According to the cathode supporting structure of the electron gun of the present invention, as described in detail with reference to one embodiment, a pair of cathode supporting members is provided between the opposing supporting parts of the holder block via the position adjusting and pressure supporting means. Since the members are attached and the cathode is sandwiched between the cathode supporting members via the heating means, the tightened state of the cathode can be adjusted, and the displacement and the falling of the cathode can be prevented. .

また、カソードを常に所定の位置に保持出来るので、長
時間電子ビームを安定して放出させることができ、特
に、高エネルギ電子銃に有効である。
Further, since the cathode can be always held at a predetermined position, the electron beam can be stably emitted for a long time, which is particularly effective for a high energy electron gun.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案の電子銃のカソード支持構造の一実施
例にかかる概略構成図、第2図はこの考案の電子銃のカ
ソード支持構造が適用される電子銃の全体構成及び従来
のカソード部の概略構成図である。 1:カソード部、2:ウェーネルト、3:アノード、
4:ビーム制御レンズ系、5:カソード加熱用電源、
6:加速用電源、7:ターゲット、20:電子銃のカソ
ード支持構造、21:基台、22:ホルダブロック、2
2a:支持部、23:カソード支持板、24:ネジ、2
5:カーボンヒータ、26:カソード、27:位置調整
ネジ、28:カソード支持ピン、29:電流導入ピン。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a cathode supporting structure for an electron gun according to the present invention, and FIG. 2 is an overall configuration of an electron gun to which the cathode supporting structure for an electron gun according to the present invention is applied and a conventional cathode portion. 2 is a schematic configuration diagram of FIG. 1: cathode part, 2: Wehnelt, 3: anode,
4: Beam control lens system, 5: Power supply for cathode heating,
6: power source for acceleration, 7: target, 20: cathode support structure of electron gun, 21: base, 22: holder block, 2
2a: support part, 23: cathode support plate, 24: screw, 2
5: carbon heater, 26: cathode, 27: position adjusting screw, 28: cathode support pin, 29: current introducing pin.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】ホルダブロックの相対向する支持部の先端
部間に位置調整及び挾圧支持手段を一直線上に対向して
配置して一対のカソード支持部材を取付け、これらカソ
ード支持部材間の前記位置調整及び挾圧支持手段の一直
線上の支持点で加熱手段を介してカソードを挾圧支持し
たことを特徴とする電子銃のカソード支持構造。
1. A pair of cathode supporting members are attached by arranging position adjusting and pressure supporting means in a straight line so as to oppose each other between tip ends of opposing supporting portions of a holder block, and a pair of cathode supporting members are mounted between the cathode supporting members. A cathode support structure for an electron gun, wherein a cathode is pressure-supported via a heating means at a support point on a straight line of a position adjusting and pressure-supporting means.
JP1988040546U 1988-03-28 1988-03-28 Electron gun cathode support structure Expired - Lifetime JPH0625881Y2 (en)

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JPH01143061U JPH01143061U (en) 1989-09-29
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH01143061U (en) 1989-09-29

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