WO2007105389A1

WO2007105389A1 - 電子銃、エネルギー線発生装置、電子線発生装置、及びｘ線発生装置

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Publication number: WO2007105389A1
Application number: PCT/JP2007/052201
Authority: WO
Inventors: Tatsuya Matsumura
Original assignee: Hamamatsu Photonics K.K.
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2007-09-20
Also published as: JP4850542B2; JP2007242556A; TW200809903A

Description

明細書

電子銃、エネルギー線発生装置、電子線発生装置、及び X線発生装置技術分野

[0001] 本発明は、電子銃、エネルギー線発生装置、電子線発生装置、及び X線発生装置に関するものである。

背景技術

[0002] 電子を放出する電子銃は、例えば X線発生装置や電子線発生装置に用いられる。

電子銃には、電子を放出するために例えば数十 kV以上といった高電圧を印加する必要があるが、内部配線などの高圧部と筐体等との電気的絶縁を確保しつつ、内部配線の取り回し等の自由度を確保するため、高圧部を榭脂などの絶縁ブロックで覆う構成が知られている。

[0003] 例えば、特許文献 1には、高圧トランス等の高圧部がエポキシ榭脂でモールドされた構成の電子銃を有する X線発生装置が開示されている。

特許文献 1：特開昭 58 - 14499号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 特許文献 1に開示された X線発生装置においては、高圧部をモールドするェポキシ榭脂が高電圧発生筐体の内部に収容されている。このように高圧部が絶縁ブロックで覆われた構成を有する電子銃においては、高電圧の印加に伴い多量の熱が発生し、絶縁ブロックが膨張する傾向がある。従って、絶縁ブロックが容器に覆われるように収容されたり（特許文献 1の第 3図，第 7図参照）、或いは容器内で挟まれるように固定されている（特許文献 1の第 5図参照)場合には、絶縁ブロックと容器との間に、絶縁ブロックの膨張に起因する応力が発生する。その結果、相対的に強度が低い絶縁ブロック側にその応力の影響が及んでしま、、絶縁ブロックが変形等を生じるおそれがある。

[0005] 本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、絶縁ブロックの膨張による影響を抑制することができる電子銃、エネルギー線発生装置、電子線発生装置、及び X 線発生装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 上記課題を解決するため、本発明に係る電子銃は、第 1の方向に互いに対向する第 1及び第 2の内面、及び第 1の方向と交差する第 2の方向に互いに対向する第 3及び第 4の内面を有し、第 1の内面力外面へ貫通する開口を有する容器と、容器の第 1及び第 3の内面に接するとともに、第 2及び第 4の内面との間に隙間をあけて配置された絶縁ブロックと、容器の開口力露出した絶縁ブロックの部分上に設けられた電子放出部材とを備える。

[0007] 上記した電子銃にお!、ては、電子放出部材を配置するための開口が設けられた第 1の内面に絶縁ブロックが接している。電子放出部材は、電子線発生装置や X線発生装置などにおいて真空容器内に収容される。従って、第 1の内面に接するように絶縁ブロックを配置すれば、絶縁ブロックによって容器の開口を気密に封止できるので好ましい。他方、第 2の内面にも絶縁ブロックを密着させてしまうと、絶縁ブロックの膨張によって第 1の方向に応力が発生してしまう。上記した電子銃においては、第 2の内面との間に隙間をあけて絶縁ブロックが配置されることによって、第 1の方向における絶縁ブロックの膨張を十分に逃がすことができる。

[0008] また、上記した電子銃においては、絶縁ブロックを第 3の内面と接するように配置するとともに、第 4の内面との間に隙間をあけて配置することにより、第 2の方向における絶縁ブロックの膨張を十分に逃がすことができる。し力も、第 1及び第 3の内面といつた複数の面に絶縁ブロックを密着させることにより、容器内における絶縁ブロックの位置を確実に固定できる。

[0009] すなわち、本発明に係る電子銃によれば、絶縁ブロックの膨張による影響を好適に抑帘 Uすることができる。

[0010] また、電子銃は、容器が導電性を有し、絶縁ブロックの表面のうち、容器との間に隙間が設けられた表面を覆う導電性部材を更に備えてもよい。これにより、容器との間に隙間が設けられた絶縁ブロックの表面の電位を容器と同じ電位 (例えば接地電位）にできるので、内部配線等に対するシールド効果を好適に発揮できる。

[0011] また、電子銃は、容器が、第 3の内面に凹凸形状を有してもよい。これにより、例えば榭脂等力なる絶縁ブロックを成型する際に第 3の内面の凹凸形状に絶縁ブロックが食い込んで固まるので、絶縁ブロックを容器へ強固に固定できる。

[0012] また、電子銃は、容器の外側から第 3の内面へ貫通配置されたコネクタと、絶縁プロック内に埋め込まれ、コネクタ力電子放出部材へ延びる内部配線とを更に備えてもよい。

[0013] 上記した電子銃においては、第 1の内面に絶縁ブロックが接している。この場合、一般的には、電子放出方向とコネクタの中心軸方向とが互いに一致するようにコネクタを配置する（すなわち、第 2の内面にコネクタを配置する）。しかし、仮にコネクタを第 2の内面に配置すると、耐圧能力の低下を回避するために第 2の内面と絶縁ブロックとを密着させることが望ましい。しかし、上記した電子銃においては、第 1の方向における絶縁ブロックの膨張を逃がすために第 2の内面と絶縁ブロックとの間に隙間をあけており、コネクタを第 2の内面に配置することは難しい。

[0014] そこで、本発明者らは、第 1の方向と交差する第 2の方向に互いに対向する第 3及び第 4の内面のうち、第 3の内面にコネクタを配置するとともに、絶縁ブロックを第 3の内面と接するように配置した。これにより、容器内におけるコネクタの露出を抑え、耐圧能力の低下を好適に防止できる構成が得られた。

[0015] また、電子銃は、コネクタの一部が絶縁ブロック内に埋め込まれており、コネクタが容器に固定されてもよい。これにより、コネクタを介して絶縁ブロックと容器とを強固に固定できる。

[0016] また、電子銃は、絶縁ブロックが、第 1及び第 3の内面を除く全ての内面との間に隙間をあけて配置されてもよい。これにより、絶縁ブロックの膨張による影響をより効果的に抑制することができる。

[0017] また、本発明に係るエネルギー線発生装置は、上記した!/ヽずれかの電子銃を備え、電子銃から放出された電子、または該電子によって発生した放射線を出射する。これにより、絶縁ブロックの膨張による影響を抑制することが可能なエネルギー線発生装置を提供できる。

[0018] また、本発明に係る電子線発生装置は、上記した!/、ずれかの電子銃と、電子銃の電子放出部材を収容する真空容器と、真空容器に設けられ、電子銃から放出された電子を透過して真空容器の外部へ出射するための窓材とを備える。これにより、絶縁ブロックの膨張による影響を抑制することが可能な電子線発生装置を提供できる。

[0019] また、本発明に係る X線発生装置は、上記した!/、ずれかの電子銃と、電子銃の電子放出部材を収容する真空容器と、電子銃から放出された電子を受けて X線を放出するターゲットと、真空容器に設けられ、ターゲットから放出された X線を透過して真空容器の外部へ出射するための窓材とを備える。これにより、絶縁ブロックの膨張による影響を抑制することが可能な X線発生装置を提供できる。

発明の効果

[0020] 本発明によれば、絶縁ブロックの膨張による影響を抑制することができる電子銃、ェネルギ一線発生装置、電子線発生装置、及び X線発生装置を提供できる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]電子銃を備え、電子線や X線を発生するためのエネルギー線発生装置の第 1 実施形態の構成を示す側面断面図である。

[図 2]図 1に示す I I線に沿った断面を示す側面断面図である。

[図 3]図 1に示す II II線に沿った断面を示す平面断面図である。

圆 4]出射窓構成部の構成例を具体的に示す側面断面図である。

[図 5]電子銃を備え、電子線や X線を発生するためのエネルギー線発生装置の第 2 実施形態の構成を示す側面断面図である。

[図 6]電子銃を備え、電子線や X線を発生するためのエネルギー線発生装置の第 3 実施形態の構成を示す側面断面図である。

符号の説明

[0022] la, lb, lc…エネルギー線発生装置、 2…電子銃、 3…真空容器、 4…榭脂部材、 4a…基部、 4b…凸部、 5· ··ケース、 5a〜5f…内面、 5g, 5h…開口、 6· ··コネクタ、 7 …フィラメント、 8· ··グリッド部、 9a, 9b…内部配線、 10a, 10b…出射窓構成部、 11 …台座、 12· ··窓基板、 13· ··ターゲット、 14, 16· ··窓材、 15· ··押さえリング、 17· ··口ゥ材、 18· ··固定板、 19· ··導電性部材、 20, 21· ··真空ポンプ、 31, 32· ··電磁コイル、 A…隙間、 XR—X線、 ΕΒ· ··電子線。発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、図面を参照しつつ本発明に係る電子銃、エネルギー線発生装置、電子線発生装置、及び X線発生装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

[0024] (第 1の実施の形態）

図 1は、電子銃を備え、電子線や X線を発生するためのエネルギー線発生装置の第 1実施形態の構成を示す側面断面図である。また、図 2は、図 1に示す I I線に沿つた断面を示す側面断面図である。また、図 3は、図 1に示す II II線に沿った断面を示す平面断面図である。また、図 1〜図 3には説明の便宜のために XYZ直交座標系が示されている。

[0025] 本実施形態のエネルギー線発生装置 laは、電子線 EBを出射する電子銃 2と、電子銃 2の電子放出部材を収容して気密に封止するための真空容器 3と、出射窓構成部 10a (または 10b)と、真空ポンプ 20とを備える。また、電子銃 2は、高電圧部を絶縁するための絶縁ブロックである榭脂部材 4と、榭脂部材 4を収容するケース 5と、ケース 5の側面に取り付けられた高耐圧型のコネクタ 6と、電子を放出するための電子放出部材であるフィラメント 7と、高電圧部である内部配線 9a及び 9bと、榭脂部材 4の一部を覆う導電性部材 19とを備える。

[0026] ケース 5は、電子銃 2が備える容器である。ケース 5は、金属などの導電性材料によつて構成されており、後述する榭脂部材 4を収容する。本実施形態のケース 5は直方体状の外観を有するが、ケース 5の外観はこれに限られるものではない。ケース 5は、その内部が中空となっており、内面 5a〜5fを有する。このうち、内面 5a (第 1の内面）及び 5b (第 2の内面）は、所定の第 1の方向（本実施形態では Z軸方向）に互いに対向している。また、内面 5c (第 3の内面)及び 5d (第 4の内面）は、第 1の方向と交差する第 2の方向（本実施形態では X軸方向）に互いに対向している。また、内面 5e (第 5 の内面、図 2及び図 3参照)及び 5f (第 6の内面、図 2及び図 3参照）は、第 1及び第 2 の方向と交差する第 3の方向（本実施形態では Y軸方向）に互いに対向している。なお、本実施形態では第 1〜第 3の方向はそれぞれ直交しているが、これらの方向は直交以外の角度でもって交差して、てもよ、。

[0027] また、ケース 5は、開口 5g及び 5hを有する。開口 5gは、内部配線 9a及び 9bを通すための円形の開口であり、内面 5aとその裏側の外面（上面）とを貫通するように形成されている。また、開口 5hは、コネクタ 6が取り付けられるための円形の開口であり、内面 5cとその裏側の外面 (側面）とを貫通するように形成されて!、る。

[0028] 榭脂部材 4は、例えばエポキシ榭脂と!/ヽつた絶縁性榭脂によって構成されており、電子銃 2の高電圧部（内部配線 9a及び 9b)と他の部分 (例えばケース 5など）とを絶縁するための絶縁ブロックとして設けられている。具体的には、榭脂部材 4は、基部 4 aと、該基部 4aから第 1の方向（Z軸方向）へ突出した凸部 4bとを有する。基部 4aは、ケース 5内部の殆どを占めるようにケース 5内に収容されている。また、凸部 4bは、基部 4aから開口 5gを通って突き出ることによりケース 5から露出している。そして、凸部 4b上 (本実施形態では凸部 4bの先端付近）には、フィラメント 7が配置されている。

[0029] また、榭脂部材 4の基部 4aとケース 5との間には、隙間 Aが設けられている。具体的には、基部 4aは、ケース 5の内面 5a及び 5cに接する（好ましくは、密着する）とともに、内面 5a及び 5cを除く他の全ての内面 5b、 5c！〜 5fとの間に隙間 Aをあけて配置されている。この隙間 Aにより、熱による榭脂部材 4の膨張を逃がすことができる。また、内面 5cには凹凸形状が形成されている。これにより、榭脂部材 4を成型する際にこの凹凸形状に榭脂部材 4が食い込んで固まるので、榭脂部材 4と内面 5cとが強固に固定される。なお、ここでいう凹凸形状の一例としては、図 1に示すように溝状のものや、或いは、内面 5cの表面を荒らすことにより生じる微細な凹凸などが挙げられる。

[0030] 高耐圧型のコネクタ 6は、エネルギー線発生装置 laの外部から電源電圧の供給を受けるためのコネクタ（レセプタクル)であり、ケース 5の外側（側面）から内面 5cへ貫通して配置されている。ケース 5の内部に位置するコネクタ 6の部分 6aは、榭脂部材 4 の基部 4aに埋め込まれて固定されている。また、この部分 6aの表面には凹凸形状が形成されている。これにより、榭脂部材 4を成型する際にこの凹凸形状に榭脂部材 4 が食い込んで固まるので、榭脂部材 4とコネクタ 6とが強固に固定される。なお、ここでいう凹凸形状の一例としては、図 2及び図 3に示すようにコネクタ 6の中心軸方向に沿つて凹凸を周期的に繰り返すような形状や、或いは、コネクタ 6の表面を荒らすことにより生じる微細な凹凸などが挙げられる。

[0031] また、コネクタ 6は、ケース 5の側壁（内面 5cを構成する側壁）に固定されており、コネクタ 6を介して榭脂部材 4とケース 5とが強固に固定されている。このコネクタ 6には、図示しな!、電源装置カゝら延びる外部配線の先端を保持した電源用プラグが挿入される。

[0032] フィラメント 7は、電子を放出するための本実施形態における電子放出部材である。

フィラメント 7の両端は、コネクタ 6からフィラメント 7へ延びる内部配線 9a及び 9bにそれぞれ接続されている。従って、コネクタ 6に電源用プラグが挿入されると、フィラメント 7の両端は、外部配線を介して電源装置と電気的に接続される。フィラメント 7は、数アンペアの電流を流されることにより、 2500°C程度に加熱され、さらに別の電源装置力も数十 kV〜数百 kVといった高い電圧を印加されることにより、電子を放出する。また、フィラメント 7は、電子を引き出すための電界を形成するグリッド部 8に覆われている。グリッド部 8〖こは、図示しない配線を介して所定の電圧が印加される。従って、フィラメント 7から放出された電子は、グリッド部 8の一部に形成された孔カも電子線 EBとして出射される。また、内部配線 9a及び 9bは、上記のような高電圧を電源装置から印加されるので、絶縁材料力なる榭脂部材 4の内部に埋め込まれることにより、ケース 5との絶縁が確保されて!、る。

[0033] 導電性部材 19は、榭脂部材 4の表面のうち、ケース 5との間に隙間 Aが設けられた表面を覆うための導電性の部材である。具体的には、導電性部材 19は、導電性のフイルム、或いは導電性のテープといった薄い部材が好ましぐ榭脂部材 4のうちケース 5に密着していない部分を完全に覆うように榭脂部材 4に貼付されている。また、導電性部材 19は、導電性塗料や導電性膜等でも良い。

[0034] 真空容器 3は、電子銃 2のフィラメント 7を収容して気密に封止するための部材である。真空容器 3は、第 1の方向（Z軸方向）に延びる円筒状に形成されており、電子銃 2のフィラメント 7、グリッド部 8、及び凸部 4bを収容するための収容室 3aと、電子銃 2 から出射される電子線 EBの出射方向（Z軸方向）に延在する電子通路 3bとを有する。電子通路 3bは収容室 3aと連通しており、電子銃 2から出射された電子線 EBは、電子通路 3bを通過して真空容器 3の先端に到達する。電子通路 3bの周囲には、電子通路 3bを挟んで対となった、電磁偏向レンズとして機能する電磁コイル 31及び 32が設けられている。

[0035] なお、真空容器 3は、 Z軸方向に分割可能に構成され、その分割部に図示しないヒンジを備えることにより、収容室 3aを開閉可能に構成されていることが好ましい。真空容器 3がこのような開放型の構成を備えることにより、消耗材であるフィラメント 7を容易に交換できる。

[0036] エネルギー線発生装置 laは、出射窓構成部 10a及び 10bのうち一方を真空容器 3 に備える。出射窓構成部 10aは、電子銃 2から出射された電子線 EBを受けて X線 X Rを発生させ、この X線 XRを真空容器 3の外部へ出射するための構造部分である。エネルギー線発生装置 laは、この出射窓構成部 10aを備える場合、 X線発生装置として機能する。また、出射窓構成部 10bは、電子銃 2から出射された電子線 EBを真空容器 3の外部へ出射するための構造部分である。エネルギー線発生装置 laは、この出射窓構成部 10bを備える場合、電子線発生装置として機能する。

[0037] 真空ポンプ 20 (図 2参照）は、真空容器 3の内部を排気するための部品である。真空容器 3が、上述したような開放型である場合、エネルギー線発生装置 laは、真空ポンプ 20を備えることが好ましい。本実施形態の真空ポンプ 20は、ケース 5の側面のうち、コネクタ 6が設けられた側面 (すなわち、内面 5cの裏側の側面）以外の側面 (例えば、内面 5eの裏側の側面）に沿って配置されている。真空ポンプ 20をこのように配置することにより、コネクタ 6に挿入される電源用プラグ及び外部配線と真空ポンプ 20との干渉を避けつつ、エネルギー線発生装置 laを小型化できる。真空ポンプ 20は、排気通路 33を介して真空容器 3の収容室 3aに接続されて、る。

[0038] ここで、図 4 (a)は、出射窓構成部 10aの構成例を具体的に示す側面断面図である。また、図 4 (b)は、出射窓構成部 10bの構成例を具体的に示す側面断面図である。

[0039] まず、図 4 (a)を参照すると、出射窓構成部 10aは、台座 11、窓基板 12、ターゲット 13、窓材 14、及び押さえリング 15を有する。台座 11は、略円筒状の部材であり、真空容器 3 (図 1〜3参照）の先端に固定される。台座 11は、真空容器 3の電子通路 3b と連通する貫通孔 l la、及び貫通孔 11aを中心とする円形の窪み l ibを有する。窓基板 12は、窓材 14を支持固定するための部材である。窓基板 12は、略円板状を呈しており、その中心部に貫通孔 11aと連通する貫通孔 12aを有する。窓基板 12の直径は台座 11の窪み l ibの内径とほぼ同じ寸法となっており、窓基板 12は窪み l ib に嵌め込まれる。

[0040] ターゲット 13は、電子銃 2から出射された電子線 EBを受けて X線 XRを放出するための膜状の部材である。また、窓材 14は、ターゲット 13から放出された X線 XRを透過して真空容器 3の外部へ出射するための板状の部材である。窓材 14は、窓基板 1 2の貫通孔 12aの一端を閉じるように窓基板 12に固定されている。窓材 14の一方の面 14aは真空容器 3の外側に位置しており、大気に触れる。また、窓材 14の他方の面 14bは真空容器 3の内側に位置している。ターゲット 13は、窓材 14の面 14b上に形成される。ターゲット 13は、電子線 EBを受けて X線 XRを発生する材料 (例えばタングステン)力もなり、窓材 14は、 X線 XRを効率よく透過できる材料 (例えばベリリウム )からなる。押さえリング 15は、窓基板 12の外周部分を台座 11に押さえ付けて固定するための部材である。押さえリング 15は、窓材 14を露出させるための開口 15aを有しており、また、台座 11と螺合することによって着脱可能に構成されている。

[0041] また、図 4 (b)を参照すると、出射窓構成部 10bは、台座 11、窓基板 12、押さえリング 15、窓材 16、ロウ材 17、及び固定板 18を有する。これらのうち、台座 11、窓基板 1 2、及び押さえリング 15の構成については、図 4 (a)に示した出射窓構成部 10aと同様である。また、図 4 (b)のロウ材 17は、製造過程において溶融する前の状態を示している。

[0042] 窓材 16は、電子銃 2から出射された電子線 EBを透過して真空容器 3の外部へ出射するための板状の部材である。窓材 16は、窓基板 12の貫通孔 12aの一端を閉じるように窓基板 12に固定されている。窓材 16の一方の面 16aは真空容器 3の外側に位置しており、大気に触れる。また、窓材 16の他方の面 16bは真空容器 3の内側に位置している。窓材 16は、電子線 EBを効率よく透過できる材料 (例えばベリリウム)からなる。

[0043] ロウ材 17及び固定板 18は、窓材 16を窓基板 12に固定するための部材である。口ゥ材 17及び固定板 18は、略円板状に形成されており、電子線 EBを通過させるための開口をそれぞれ有する。ロウ材 17及び固定板 18は、窓基板 12上にこの順で重ねられる。そして、ロウ材 17は、出射窓構成部 10bの製造時に高温によって溶融されることにより、固定板 18、窓材 16、及び窓基板 12を互いに固着させる。

[0044] 出射窓構成部 10a及び 10bにおいては、台座 11が着脱可能に構成されることにより、窓基板 12 (並びに、これに付属する窓材 14, 16やターゲット 13など）が交換可能となっている。そして、このように窓基板 12が交換可能である場合においても、エネルギ一線発生装置 laは、真空ポンプ 20を備えることが好ましい。

[0045] 以上の構成を備える本実施形態のエネルギー線発生装置 laの動作にっ、て説明する。まず、真空ポンプ 20によって真空容器 3の内部が排気され、真空状態となる。また、エネルギー線発生装置 laの外部に用意された電源装置の電源用プラグがコネクタ 6に挿入される。これにより、電源装置と内部配線 9a及び 9bとが互いに電気的に接続される。続いて、電源装置から数アンペアの電流、及び別の電源装置から数十 kV〜数百 kVの電源電圧が印加される。この電源電圧は、内部配線 9a及び 9bを介してフィラメント 7に供給され、フィラメント 7から電子が放出される。

[0046] フィラメント 7から放出された電子は、グリッド部 8によって Z軸正方向に加速され、電子線 EBとなる。電子線 EBは、電子通路 3bを通過して出射窓構成部 10a (または 10 b)に達する。このとき、電子線 EBは、電磁コイル 31によって集束される。また、電子線 EBは、電磁コイル 32によって軸補正を行う場合もある。エネルギー線発生装置 la が出射窓構成部 10a (図 4 (a) )を備える場合には、電子線 EBがターゲット 13に入射することにより、ターゲット 13から X線 XRが放出される。 X線 XRは、窓材 14を透過して、エネルギー線発生装置 laの外部へ出射される。また、エネルギー線発生装置 la が出射窓構成部 10b (図 4 (b) )を備える場合には、電子線 EBは窓材 16を透過して、エネルギー線発生装置 laの外部へ出射される。

[0047] 本実施形態の電子銃 2及びエネルギー線発生装置 laが有する効果について、発明の経緯とともに説明する。本実施形態のエネルギー線発生装置 laにおいては、フイラメント 7は真空容器 3の内部（収容室 3a)に収容される力このフィラメント 7の電気的接続を確保するためのケース 5の開口 5gを榭脂部材 4の基部 4aにより気密に封止する目的で、ケース 5の各内面 5a〜5fのうち、開口 5gが設けられた内面 5a (第 1の内面）に榭脂部材 4 (基部 4a)を密着させている。また、一般的には、高圧部及び絶縁用部材の寸法を小さくするために、フィラメントからの電子線の中心軸線とコネクタの中心軸線とが互いに一致するようにコネクタが配置される場合が多い。しかし、本実施形態において、仮にコネクタ 6を内面 5b (第 2の内面）に配置すると、コネクタ 6がケース 5の内部空間に露出することによる耐圧能力の低下を回避するために内面 5bと榭脂部材 4とを密着させることが望ましい。また、内面 5aにも接するように基部 4aを配置している。したがって、互いに対向する内面 5a及び 5bの双方に榭脂部材 4が接することとなり、 Z軸方向における榭脂部材 4の膨張を十分に逃がすことが難しくなる。

[0048] つまり、内面 5bにも榭脂部材 4を密着させてしまうと、榭脂部材 4の膨張によって Z 軸方向に応力が発生してしまう。これに対し、本実施形態の電子銃 2においては、内面 5bとの間に隙間 Aをあけて榭脂部材 4が配置されているので、 Z軸方向における榭脂部材 4の膨張を十分に逃がすことができる。

[0049] また、榭脂部材 4の膨張による影響については Z軸方向と交差する X軸方向に関しても同様のことが言える。本実施形態においては、互いに対向する内面 5c及び 5d ( 第 3及び第 4の内面）のうち、内面 5cに榭脂部材 4が接するように配置されている。そして、内面 5cに対向する内面 5dと榭脂部材 4との間に隙間 Aを設けることにより、 X軸方向における榭脂部材 4の膨張を十分に逃がすことができる。更に、榭脂部材 4が接する内面 5cにコネクタ 6を配置することにより、ケース 5の内部におけるコネクタ 6の露出を抑え、耐圧能力の低下を好適に防止できる。

[0050] なお、本実施形態とは逆に、内面 5b (第 2の内面）に榭脂部材 4を密着させ、内面 5 a (第 1の内面)と榭脂部材 4とを隔離した場合、榭脂部材 4の膨張による応力は抑制できるが、榭脂部材 4の膨張による電子放出部材 (フィラメント 7)の位置の変化がより顕著となる。具体的には、ケース 5の各内面 5a〜5fのうちフィラメント 7から最も離れた内面 5bにて榭脂部材 4を固定することとなる。従って、この場合には、凸部 4bの膨張による影響に止まらず、基部 4aを加えた榭脂部材 4全体の膨張がフィラメント 7の位置に影響を及ぼす。これに対し、本実施形態においては、フィラメント 7に最も近い内面 5aにて榭脂部材 4を固定しているので、フィラメント 7の位置変化は凸部 4bの膨張による変化分のみとなり、フィラメント 7の位置への影響を最小限に抑制することができる。 [0051] また、内面 5aと榭脂部材 4とを隔離した場合、ケース 5の開口 5gが榭脂部材 4で封止されない。従って、電子出射経路を真空にするためには、ケース 5内も真空にする必要がある。この場合、ケース 5の隙間 Aの領域を完全に排気することの困難性にカロえ、ケース 5自体も高い気密性が求められることになつてしまう。これに対し、本実施形態においては、内面 5aに榭脂部材 4を密着させているので、開口 5gを好適に封止でき、ケース 5を簡素に構成できる。

[0052] このように、本実施形態の電子銃 2によれば、榭脂部材 4の形状を工夫することによつて、 Z軸方向及び X軸方向に隙間 Aを設けることができるので、これらの方向における榭脂部材 4の膨張を十分に逃がすことができる。すなわち、本実施形態の電子銃 2 及びエネルギー線発生装置 laによれば、榭脂部材 4の膨張による様々な影響を効果的に抑制できる。また、コネクタ 6の配置を工夫することによって、コネクタ 6の耐圧能力の低下を招くこともない。

[0053] また、本実施形態の電子銃 2によれば、フィラメント 7からの電子放出方向（Z軸正方向）とコネクタ 6の中心軸方向とが互いに交差するようにコネクタ 6が配置されるので、エネルギー線発生装置 laの全長を短くできる。更に、電子線 EBや X線 XRを鉛直上方へ出射するようにエネルギー線発生装置 laが設置されるような場合においても、コネクタ 6がエネルギー線発生装置 laの側面に配置されているので下面を平らにでき、設置に際しての保守が容易になる。

[0054] なお、ケース 5の内面 5a及び 5cと榭脂部材 4とを密着させ、他の内面 5b及び 5d〜 5fと榭脂部材 4との間に隙間 Aを設ける製造方法としては、例えば次の製造方法がある。まず、榭脂部材 4となる榭脂を、ケース 5の内面 5cを構成する部材と一体で硬化させる。その際、内面 5cには凹凸形状が形成されているために、榭脂と内面 5cとの固定を強固にすることができる。その後、ケース 5の内面 5aを構成する部材を、真空気密保持が可能な接着剤を用いて榭脂部材 4に貼り付ける。この真空気密保持が可能な接着剤は、ケース 5の内面 5aを構成する部材と榭脂部材 4との間の真空気密を保持する部材の一例である。そして、ケース 5の他の内面 5b、 5d〜5fを構成する各部材を組み立てる。このとき、ケース 5の内面 5a〜5fを構成する各部材の寸法を、所望の間隔の隙間 Aが設けられるように設計しておくとよい。これにより、ケース 5及び榭脂部材 4における上記構成を好適に製造できる。

[0055] また、本実施形態のように、電子銃 2は、榭脂部材 4の表面のうち、ケース 5との間に隙間 Aが設けられた表面を覆う導電性部材 19を備えることが好ましい。これにより、ケース 5との間に隙間 Aが設けられた榭脂部材 4の表面の電位をケース 5と同じ電位（例えば接地電位）にできるので、榭脂部材 4とケース 5との間に隙間 Aを設けた構成であっても、内部配線 9a及び 9b等に対するシールド効果を好適に発揮できる。

[0056] また、本実施形態のように、ケース 5の内面 5cの表面に凹凸形状を有することが好ましい。これにより、榭脂部材 4を成型する際に内面 5cの凹凸形状に榭脂部材 4が食い込んで固まるので、榭脂部材 4と内面 5cとを強固に固定できる。

[0057] また、本実施形態のように、コネクタ 6の一部分 6aが榭脂部材 4内に埋め込まれており、コネクタ 6がケース 5に固定されていることが好ましい。これにより、コネクタ 6を介して榭脂部材 4とケース 5とを強固に固定できる。

[0058] また、本実施形態のように、榭脂部材 4は、内面 5b及び 5dに限らず、内面 5e及び 5 f (すなわち、内面 5a及び 5cを除く全ての内面）との間にも隙間 Aをあけて配置されることが好ましい。これにより、榭脂部材 4の膨張による影響をより効果的に抑制できる。

[0059] (第 2の実施の形態）

図 5は、電子銃を備え、電子線や X線を発生するためのエネルギー線発生装置の第 2実施形態の構成を示す側面断面図である。なお、図 5には説明の便宜のために XYZ直交座標系が示されてヽる。

[0060] 本実施形態のエネルギー線発生装置 lbと上記第 1実施形態のエネルギー線発生装置 laとの相違点は、真空ポンプ 21の配置である。真空ポンプ 21の配置を除く他の構成、及びエネルギー線発生装置 lbの動作については、第 1実施形態のェネルギ一線発生装置 laと同様なので詳細な説明を省略する。

[0061] 本実施形態のエネルギー線発生装置 lbは、第 1実施形態の真空ポンプ 20に代えて真空ポンプ 21を備える。真空ポンプ 21は、真空容器 3の内部を排気するための部品である。真空ポンプ 21は、コネクタ 6が設けられたケース 5の側面と同じ側の真空容器 3の側面 (すなわち、 X軸方向と交差する側面）に配置されている。そして、真空ポンプ 21は、コネクタ 6に挿入される電源用プラグ及び外部配線との干渉を避けるため、真空容器 3の側面から X軸方向に突出して配置されている。真空ポンプ 21は、排気通路 34を介して真空容器 3の収容室 3aに接続されて、る。

[0062] エネルギー線発生装置の真空ポンプは、本実施形態の真空ポンプ 21のように配置されてもよい。これにより、コネクタ 6及び真空ポンプ 21がエネルギー線発生装置 lb の中心軸線に対して同じ方向に配置されるので、コネクタ 6に対する電源用プラグの挿抜、及び真空ポンプのメンテナンスが容易になる。

[0063] (第 3の実施の形態）

図 6は、電子銃を備え、電子線や X線を発生するためのエネルギー線発生装置の第 3実施形態の構成を示す側面断面図である。なお、図 6には説明の便宜のために

XYZ直交座標系が示されてヽる。

[0064] 本実施形態のエネルギー線発生装置 lcと上記第 1実施形態のエネルギー線発生装置 laとの相違点は、ケース 5の内面 5aを構成する部材と榭脂部材 4との間の真空気密を保持する部材である。この部材を除く他の構成、及びエネルギー線発生装置 lcの動作については、第 1実施形態のエネルギー線発生装置 laと同様なので詳細な説明を省略する。

[0065] 本実施形態のエネルギー線発生装置 lcは、第 1実施形態の真空気密保持が可能な接着剤に代えて、ケース 5の内面 5aに形成された環状の溝部 40aと、溝部 40a内に収容された Oリング 40とを備える。 Oリング 40は、ケース 5の内面 5aを構成する部材と榭脂部材 4との間の真空気密を保持する部材の一例である。 Oリング 40は、真空容器 3の収容室 3a内の気密性を高めるための部品である。 Oリング 40は、ケース 5の内面 5aを構成する部材と榭脂部材 4との間に配置されている。

[0066] 本実施形態のエネルギー線発生装置 lcは上記構成を有するので、収容室 3a内を真空に保持する際に接着剤力収容室 3a内に放出されるガスの影響を低減することができる。

[0067] 本発明による電子銃、エネルギー線発生装置、電子線発生装置、及び X線発生装置は、上記した各実施形態に限られるものではなぐ他にも様々な変形が可能である。例えば、上記各実施形態においては一方向（Z軸方向）へ電子線 EBまたは X線 X Rを出射する構成を示したが、本発明に係るエネルギー線発生装置、電子線発生装置、または X線発生装置は、例えば X軸方向や Y軸方向を長手方向とするライン状の窓材を備え、電子線 EBや X線 XRをこれらの方向にスキャンできるような構成であつてもよい。また、上記各実施形態においては所謂開放型のエネルギー線発生装置について説明したが、本発明は、電子放出部材を交換できないタイプのエネルギー線発生装置にも適用可能である。

また、上記各実施形態では、絶縁ブロックの一例としてエポキシ榭脂からなる榭脂部材を説明した。本発明における絶縁ブロックは、エポキシ榭脂に限らず、例えばセラミックやシリコーン樹脂と、つた他の絶縁性材料によって構成されてもょ、。また、上記各実施形態においてはコネクタから高電圧を供給する構成について説明したが、絶縁ブロック内部に昇圧回路を備えていても良い。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1の方向に互いに対向する第 1及び第 2の内面、及び前記第 1の方向と交差する第 2の方向に互いに対向する第 3及び第 4の内面を有し、前記第 1の内面から外面へ貫通する開口を有する容器と、

前記容器の前記第 1及び第 3の内面に接するとともに、前記第 2及び第 4の内面との間に隙間をあけて配置された絶縁ブロックと、

前記容器の前記開口力露出した前記絶縁ブロックの部分上に設けられた電子放出部材と

を備える、電子銃。

[2] 前記容器が導電性を有し、

前記絶縁ブロックの表面のうち、前記容器との間に隙間が設けられた前記表面を覆う導電性部材を更に備える、請求項 1に記載の電子銃。

[3] 前記容器が、前記第 3の内面に凹凸形状を有する、請求項 1または 2に記載の電子銃。

[4] 前記容器の外側から前記第 3の内面へ貫通配置されたコネクタと、

前記絶縁ブロック内に埋め込まれ、前記コネクタから前記電子放出部材へ延びる内部配線と

を更に備える、請求項 1〜3のいずれか一項に記載の電子銃。

[5] 前記コネクタの一部が前記絶縁ブロック内に埋め込まれており、

前記コネクタが前記容器に固定されている、請求項 4に記載の電子銃。

[6] 前記絶縁ブロックが、前記第 1及び第 3の内面を除く全ての内面との間に隙間をあけて配置されて、る、請求項 1〜5の、ずれか一項に記載の電子銃。

[7] 請求項 1〜6のいずれか一項に記載の電子銃を備え、

前記電子銃から放出された電子、または該電子によって発生した放射線を出射する、エネルギー線発生装置。

[8] 請求項 1〜6のいずれか一項に記載の電子銃と、

前記電子銃の前記電子放出部材を収容する真空容器と、

前記真空容器に設けられ、前記電子銃から放出された電子を透過して前記真空容器の外部へ出射するための窓材と

を備える、電子線発生装置。

請求項 1〜6のいずれか一項に記載の電子銃と、

前記電子銃の前記電子放出部材を収容する真空容器と、

前記電子銃力放出された電子を受けて X線を放出するターゲットと、前記真空容器に設けられ、前記ターゲットから放出された前記 X線を透過して前記真空容器の外部へ出射するための窓材と

を備える、 X線発生装置。