JPS58111236A - 電子銃構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は電子銃構体の改良４：関する。

（尭明の技術的背景） −−の電子放射向から放射される電子ビーム内の電子の
遮度分歓を小さくし例えば撮儂管の容量性残像な低減す
る■的で考慮された層流瀧の電子銃は公知である・ 第１図は層流汲電子銃構体の一例であるダイオードガン
と呼ばれ工いる電子銃であり、その構造は次の通りであ
る。

比重が１６椙度の多孔質タングステン基体＆：酸化バリ
クム（ｍａｏ）、アル擢す（ム４ＯＳ）、酸化カルシウ
ム（Ｏａｋ）から成る電子放射物質な溶融含浸してなる
外径１．５　ｗｍの含ｍａｔｓ極基体ｌは、例えば厚さ
２５μｍのタンタル板を丸め成形した亀纏筒ｌの一端０
で溶接されている。金属筒０の内Ｓｔ：は陰極基体（１
１）を加熱するためのヒータＩ４が設けられる。

このと−タＩは外１１０．０７−のりｙグステＶｌｌｔ
’外径０．２５ｍにコイリングし、それをさらにコイリ
ングしてダブルヘリカル状（：成形し、その上も；アル
ミナの絶縁層ｗｍ専したもので、と−タＩの外径は１．
３鍵である。陰極基体Ｉから数十ないし百敷十声醜−れ
た位１ｔニアパーチャ電極（２）が−極基体の電子放射
向（ｉｌｌ）と対向配置されている。アパーチャ電極（
２）６二は陰極基体蝶υからの電子（走行方向を矢印で
示す）を通過せしめる直径約１５μｍのアパーチャａ９
が設けられる。（３）は電子を加遍するための第２電極
である。

次６；ダイオードガンの動作について説明する。

各電極への印加電圧は、陰極基体ｖｏｖとするとアパー
チャ電極に千１０〜十３０ｖ、第２電極に＋３００７が
印加される・ このよう１；アパーチャ電極には正の電圧が印加されて
いるので、陽極基体■の電子放射面（１ｏ）付近の電位
分布は均一化され、陰極からの電子流は第１＠の、矢印
線で示すように遥度物散の少ない層流状ビームとなる。

電子を層流化すること（二上ってビーム温度なり薗スオ
ーパ瀝の電子銃のそれより１０００〜２０００デグリー
（ａ・ｇ）下げることができる。これがダイオードガン
の特長である。

（、背景技術の問題点） 以上の通りダイオードガンは優れた特長を持っているが
反自次のような問題点もあり、改良が望まれている。

以下−：これらの問題点について説明する。

１１）　　ニオツシｍｙスランプ現象についてこの現象
は、各電極に規定の電圧を印加したとき時間経過ととも
ａ：電流が減少する現象である。

エミツシ曹ンスランプの程度は電流残存率で表現するこ
とができる。すなわち 電圧印加直後の電流■ｌ。

電圧印加３０分後の電流ＷＩａｘ、とするとき電流残存
率＝〔（Ｉ・−１，。）／１〕ｘｌｏｏ慢であり。

１００慢４＝近い程、工擢ツシ曹ｙスランプが少ないこ
とな意味する。

従来のダイオ−トガｙの鳩舎、ガンＶＩＩ作曹後での電
流残存率はおよそ６０悌もあった・そしてこのスランプ
の程度は実装試験の進行と共に悪化し、１０００時間１
１１：Ｉｔ電ｖＬ残存車は３５−まで低木し問題となっ
ていた。

ｅｌ　　電子銃の電圧−電流特性の異状（二ついてこの
現象は陰極基体及びｉＪ２電極ζ：規定の電圧な印加し
てアパーチャ電極の電圧ｔ−変化させることこ：より電
圧−電流特性を制御しようとするとき、正常ならば電圧
−電流特性は２極間特性の２分の３乗Ｊ１１ｔ＝従うは
ずのものが、この通りに変化せず異状な電圧−電流特性
を示す現象で、従来のダイオードガンの場合この現象ｌ
示すものが多くある。

以上の問題口対し対策も種々施されている。

（１）Φエミッションスランプ４＝対しては７　Ａ　−
ｆヤ電極から放出されるガス放出に看目し、その材料と
して従来のステンレスから真！溶解法により得たメンタ
ル材６；変更した。

又それらｔｓ品として組立てる前仁真！処還を施すこと
も試みた。しかし乍らこれらの賭施策でもスランプ率は
わずかＣ二改善されるものの十曾ではない。

電子放射向と７パーチヤ電極との距離を近づけ、又達ざ
けることも試みたが特性は１向に改曽されない。

（２）の電圧−電流特性の異状Ｃ：対してはその原因か
７バーテヤ電極の島的置形にあるとして、アパーチャ電
極の周りにＩｌ嘗のためのビード１つける。

あるいはその材料としてりｙメル材を用いる事等を試験
したがいずれも大−な特！に改善はな専れなかった・ （発明の目的） 本発明は以上のような欠点４：鑑みなされたもので、エ
ミツションスツｙプが少なく、電圧−電流特性が改善さ
れた電子銃構体ｔ−提供すること！目的とする・ （発明の概要） 本発明は電子放射物質が含浸された含浸麿陰極基体と、
一端で前記１に＆基体を保持する金属筒と、この金属筒
Ｆ’Ｈ二挿入され前記陰極基体【加熱するし−タと、 前記陰極基体かｂ所定距離隔てて対向配置され前記陰極
基体からの電子を通過せしめてビーム状とするアパーチ
ャを有するアパーチャ電極とを備えた電子銃構体にある
。そしてこの陰極基体は、前記金属筒に保持されて主−
二電子放射のための電子放射物質の補ＩＩｊ１ｖ行うベ
ース部分と、前記ベース部分から前記アパーチャ電極側
へ嬌在し、ベース部分より小径に形成され先端部分に前
記アパーチャに対向するよう近接配置する電子放射平向
な有する突出部分とから形成する。

すなわち本発明の電子銃構体は、その陰極基体がベース
部分とベース部分より小径４＝形成される突出部分より
なり、この突出部分が７パーチヤ電極のアバーｉヤに対
向するようになっており、後述するように電子ビームの
層流性シーｌ！Ａ影響を及ぼすことなくアパーチャ電極
の温度を下げることが出来、その結果工ζツシ目ンスラ
ンプ特性及び電圧−電流特性が従来に比べて著しく改善
された電子銃構体Ｖ＊ることか出来る。

（発明の実施例） この上＆：乗せた鋼とを水嵩気流中で１１００℃に加熱
することにより、鋼を含浸させたタングステン体【得る
６次４二このメｙグステｙ体！所定寸法に切削して第２
ＷＡに示すようＣ；ベース部分（２１ム）と突出部分（
２１１１）ｔ’影形成た後再び水嵩気流中で１フｏｏｃ
ｓ：加熱して銅Ｖ抜き去ること仁より多孔質タングステ
ン基体を得る。

次にこの多孔質タングステン基体上１ニーＢａ００Ｂ、
ム４ｏ、、ｏａｃｏ、　ｖ乗せて還元性＊ｍ気中テ１８
００℃に加熱することにより、　１ａＯ，ムｊ、Ｏ，，
ＯａＯからなる電子放射に寄与する電子放射物質な溶融
含浸した含浸シ陰極基体−を得る。

この陰極基体旬は厚さｇａｓ鳳のタンタル板を丸め成形
した金属１１１１Ｈの一端で溶接されている・金属筒■
の内部６；は−極基体（社）を加熱するための外径１．
３　ｍのヒータ（至）が設けられる。

陽極基体な旧二は電子放射平面（２１１）があり、この
電子放射平面（２１１）からＱ、　１　ｗｍ離れた位置
にメンタル製アパーチャ電極（２）が対向配置されさら
に廃れた位置に第２電極（３）が配置されている。アパ
ーチャ電極（２目：は電子放射平面（２１１）からの電
子と−ムｔｍ過せしめるための１１１１１！ｉμ墓のア
パーチャ（ｌ麺が設けられている。

さて図に示す通り陰極基体？υは陰極筒（２）４：保持
されるｉｉｌに４１１．５藺廖さα５ｕの・円板状のベ
ース部分（２１ム）と、このベース部分（２１ム）から
延在Ｔるｍ径Ｑ、Ｓ調、為さ１，０謔の円柱状の突出部
分（２１Ｂ）とからなり、突出部分の先端には電子放射
平面（２１１）が形成され工いる。

このようなＩＩＩＩＪｌにの電子銃構体を撮像管僅；組
み込んで特性試験な行ったところ製作１後仁おける電流
残存率は１００１！　１０００時間の実装試験後の電流
偶存車は９８−であり、又電圧−−電流特性全く異状は
諺められず、従来のダイオードガンよりも着しく特性力
家改轡されて−い−ること゛が蓚−された・さて１本発
明６二ｇいて上記実施例の助巣増発譚する陰極基体の諸
寸法は次の通りである。

すなわち、ベース部分の直径Ｖ　Ｂ（１，ベース部分の
長さく又は犀さ）をＢｔ、突出部分の濾嫌’ｒＰ４゜突
出部分の長さ（又はＪＩＬさ）　＝　ｙｔとすると、Ｂ
ａ寓１．２ｍｍ−３，０ｓＩＬ、より好ましい軸回は］
ｌｘｌ、０戴〜２．０詭、Ｎａ１ｌｓＯ，３■〜１．ｓ
調　より好ましい絢−はＢｔ：＝０．４ａｍ＝１．ｏｓ
ｍｓνａｘ（ＬＯ！ｉｍ”０．６ｍｍ、７４８１３ｍ”
Ｌ８ｓｗ４：＝おいて大きな効果が１８６れる。

５ｓｒｉａは１ｌｘ１．５ｍ４　）ｊｍＧ、！ｊａｗ＋
、　Ｐｊ＝　１゜ＯｓｗトＬでｙａ　ｖ度化した一極基
体を撮像管で評価したときの電流！Ｉ存皐の様子を示し
たものである。夷纏は製作直後、＊ｉｉｉは実装試験１
０００１１ｒ間後の結果を示す、第３１１から明らかな
ように突出部分の直径Ｐ（１が０．６腸以下では電流、
残存率は大きいが０．８−以上になると電流残存率が急
激に低下し紘じめ、従来例に相幽するア礁が１５ｍでは
著しく低下し工いる― 又各試料−二ついて電子銃の電圧−電流特性１ｍ定した
ところ、Ｐｕ’　ｔｋ４＃ｋ　　ＣＬ８■　以上になる
と＾１状が見られることもわかった嗜この数値はアパー
チャ径が１０ｓ鳳〜６０μｍの１１８において殆んど変
化ない。

この原因を調べるためν直ｔ’′変えたときのアパーチ
ャ電極の温度（第２図１点］Ｖ放射亀度計で一定した。

その結果を第４１１に示す、この図からＰａが大きくな
るにっれアパーチャ電極の温度は着しく上昇し、Ｐａが
１．５ｍでは１１００℃（；も違し工いることがわかり
、アパーチャ電極の温度がエミツシ冒ンヌランプ机象中
電圧−電流特性５二影曽し工いるであろうと推察される
。同温度上昇の理由は陰極基体から放出される電子流の
多くがアパーチャ電極へに流入し、電力損失が大きくな
るためである。

突出部分の１径ｐａは小さい方がよいが軸方アパーチャ
電極のアパーチャ径（１５μｍ）より小さくなると電子
ビームの層流性が悪くなるので好ましくない、従って層
流性及び電子銃構体の組文精度を考慮するとｐａはアパ
ーチャ径の３倍（約恥μ〕以上ある′ことが好ましい。

次に第５図はＢｄ−１゜５關、Ｂｔ冨０，５■、Ｐｉｔ
冨０，５寵としてｐｔ　Ｖ変化した陰極基体Ｖ撮像管で
評価したときの７バーテヤ電極（２１へ流れ込む全電ｆ
ｉ（％）と突出部先端の電子放射平面（２１１）からア
パーチャ電極（２）へ流れ込む電流（工、）との比暮の
様子ｌ示すものである。

この図でダはη＝工６／工τで表わされ、Ｉ−はカソー
ド高３　ｐｔには関係ない値として表わされるため、ダ
が１００１１に近い程アパーチャ電極（２）へ織れ込む
盆電流Ｉテは生害いことを意味している。

丁なわちｐｚｘｏ　（従来例に１轟）のときとｐｔコ１
．Ｏｍのときのダを比較すると！！１１ｇ５から暫−９
４引：改曽されており、アパーチャ電極へ流れ込む全電
流ＩＴは後者の方が１／９に低減しており、ｎが一定（
ニーが一定）ならばＰｔは長い方が夷いと考えることが
できる・一方Ｐｊは余り長過ぎるとヒータからの熱が電
子放射平面に伝わり難く、温度低下なきたすが実用軛囲
はｐｔ−ｘｘα３−〜１．５諺である。

以上説明した通り突出部分の寸法は工電ツシ曹ンスラン
プ特性、及び電圧−電流特性に大きな影Ｉ＃を与える。

次にベース部分の直径ｍａ及び長さ叉は厚８ｙについて
説明する・ Ｂｌｌは次の２つの理由により突出部分のｗ＠ｒ１Ｌよ
り大きいことが必要である。

第１に、既に述べた遥りＰａは高々ｌ＄ｌ＋ｍから蝋島
でも０．６■でありＷＩ′Ｆ山積は非常に小さい。

従ってＢｉｔな相当鈍くし工電子放射物質の供給源な確
保しなければ長時間にわたり撮像管の寿命を保証するこ
とは出来ない。ところかＰｔは余り長くすることはヒー
タからの熱伝導の点から好ましくないので、これを解決
するためにはＢａｄ！り大きくし又、ＢＡを選定するこ
とにより電子放射物質供ｌＩ！ｊ源を確保することが必
要となる・轟然のことなからＢｔもヒータからの島伝椰
、ベース部分の熱容量を考慮して決める。

１１１２にと−タの外径を考慮するとＢ（ｌはＰ（Ｌよ
り大きいことが必要である。

すなわちヒータコイルの成形は製造上の問題から外径０
．６　Ｍ　１１度が限界である。これ６；アルミナのｍ
布ＭＩｖ片肉厚０．１　ｍとすると外径は０．８　ｍと
なる。

さらにヒータとスリーブとの蘭−ｖＯ，ｌ　ｍとすると
スリーブ内径丁なわちベース部分の外径Ｂａは１．０　
ｍとなり、Ｉｌｔ’１．０Ｍ以下にすることは実用的で
ない。

以上２つの造出により１ｄはＰａより大きくなり換言す
ればベース部分に対し突出部分は小径に形成される・ 以上は本発明における陰極基体が第２図のように凸形状
のものについて説明したが１本発明はこれに限られるも
のではなく、ｓ６図のようにベース部分（３１ム）と突
出部分（３１ｍ）とＶ連続的な１１１面でつないでもよ
＜、１１７図６：示すようなベース部分（４１ム）が円
柱状又は円板上に形成され、突出部分（４１Ｂ）が錐状
１；形成されたものであってもよい。

又ベース部分及び突出部分は角柱状であってもよい。

又突出部分はベース部分中心に貫通孔を明け。

この孔に嵌合するようにした構造６：すると製造しやす
い利点がある。

さら（二本発明の変形例について説明する。

第８図は第２図Ｃ：示す凸形状のものにおいて突出ｆｍ
　（５１Ｂ）の電子放射率ｍ　（５１１）以外及びベー
ス（５１Ａ）の表′ｒｋ１ヲモリプデｙ−ルテエクム合
金等の鳥融点鑞打（５５）で被扱したものである。この
よう用な電子放射を抑制することが出来、アパーチャ電
極に損傷を与えないのでエミッションスランプ特性、電
圧−電流が改善される。

第９図はベース部分（６１ム）の亀出部を金属筒（６２
）で被徨したものでこのようにしても良い効果が得られ
る。

ｊｉｌ　ＯＥは突出部（７１Ｂ）の周りにタンタル、モ
リブデン等を加工したベース部と同径のリング（７６）
ｔ−３１着した例である。このような構造にする　　　
　゛ことによって、図中ｃ　−ｃ’が平面となるためア
パーチャ電極からの電界は平行電界となり、電子ビーム
はより層流となる。

第１１１５＜は第１０図１さらに改曳するもので、スプ
ール状の薄肉リング部材（８５）　ｖ用いて突出部！機
嫌し、電子放出平面と同−平１ｉｌＩｖ形成しているも
ので、第１０ＩＮよりも熱声量が小さいという利点があ
る。

第１２図は突出部分（９１Ｂ）の崗りにリング部材（９
６）！装着したものであるが、リング部材（％ンの内径
部には突出部分（９１１）からの電子放射物質がリング
Ｓ材（％）へ拡散するのＶ防止するためわず　　。

かな空隙部（９７）ｔ−設けたものである。

陽極とリング部材な接触させたま〜陰゛極と動作温度１
０６０℃にすると、含浸戴隙極リング部材へ電子放射物
質が約１００βｍ＆拡散し、この部分からも電子が放散
されることになるので好ましくない・従って第１０図、
第１１図はこの点で好ましくな（、空隙を設けて電子放
射物質の無用な拡散Ｖ防止したのが第１２図のものであ
る。

１８１３図はスリープ（１０ｔ）　ｖｇ長し、電子放射
平面（ｌＯｌｌ）と同一平面になるようにスリーブ（１
０２）の先端を丸めることにより無用な電子放射な防止
するしたもので、突出部（１０１１１）の周囲には大き
な！２隙（１０ｇ）が形成されているので、第１２図に
比べて熱容量が小さくなる。

（発明の効果） 以上説明した通り１本発明は独特の構成な有る電子銃検
体であり、本発明によればエミッションスランプ特性及
び電圧−電流特性を著しく改善することができる・

【図面の簡単な説明】

１１１図は従来の層流形奄子銃槙体の概略断面因、＄２
ＷＡは本発明の電子銃一体の、概略ｔｈｉｉＩ図、第３
図は本発明６；係る陰極基体の突出部分の内径と電流残
存率との関係を水丁図、＄４図は本発明６：係る突出部
分の外径と７バーテヤ亀ａの温度との関係図、第５図は
本発明の電子銃橋体のアパーチャ電極へ流れ込む全電流
と突出部分先端の電子放射平面からアパーチャ電極へ流
れ込む電流との比ダと突出部分の長さとの間係を説明す
る図、第７図〜第１３図は本発明−二係る陰極基体及び
スリーブの変形例を不す概略断面図である。 ２・・・アパーチャ電極　　１５・・・アパーチャ２１
・・・−極基体　　　　　２１ム・・・ベース部分２１
Ｂ−・・突出部分　　　　２２・・・金属筒２４・・・
ｋ−夕　　　　　　２１１・・・電子放射′４Ｌ面（７
３１７）代理人　弁理士　則　近　逢　佑（ほか１名） 第　　Ｉ　図 第２図 第　　３　図 求い七都ｌトの３１省ト（蝋労す 第　　４　図 ＊→；部２チー）タト斤参ＣＰｃＬ）（の１τｔ）第１
θ図 第１２図 第１１図 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電子放射物質が含浸された含浸１１１１ｋ＆！体
   と、一端で前記−極基体を保持する金属筒と、この金属
   筒内に挿入され前記陰極基体を加熱すると１夕と、 前記陰極基体から所定距離隔てて対向配ｌｉｓれ前記陰
   極基体からの電子を通過せしめ℃ピー＾状とするアパー
   チャｖＶするアパーチャ電極とを備えた電子銃構体にお
   いて、 前記陰極基体は、ＩＩＩＦ、金属筒に保持されて主（：
   電子放射のための電子放射物質の補ａｌ１行うベース部
   分と、前記ベース部分から前記アパーチャ電極側へ延在
   しベース部分より小＠ＬＳ形成され先端部分４＝前記ア
   パーチャＣ一対向するよう近接配置する電子放射率ｍｔ
   −有する突出部分とからなることを特徴とする電子銃構
   ・体。 （２１前記ベ一ス部分および突出部分は円柱状又は円板
   状に形成され、同軸配置され工なることｔ特徴とする特
   許請求の範囲ＶＳ１項記畝０竃子銃構体・ （３）　　前記突出部分の先端に配ＦＩＩＬ８れる電子
   放射平向の直径は０．０５〜０．６Ｍであり、かつアパ
   ーチャ径より大であることｌ＠黴とする特許請求のｗＡ
   ＷＩＡ第２項記載の電子銃構体。 （４）前記ベース部分は円柱状または円板状６；形成さ
   れ、前記突出部分は錐状に形成され同軸配置されてなる
   ことを特徴とする特許請求の１ＩＩＩ！囲ｊｉＩ１項記
   載の電子銃構体。 （５）　　前記ベース部分及び突出部分は角柱状又は角
   板状に形成され同軸配置されなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記−の電子銃構体。 （６）前記陰極基体６二は電子放射奮前記電子放射平山
   からのみ舊：制限する部材が装着されていること【特徴
   とする特許請求の軸１１１１１１項記載の電子銃構体、
   ”