JPH01248446A - 電界放射形電子銃 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電界放射形電子銃にかかり、特に放射電流の安
定性を向上させる電子銃室の改良構造に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来の電界放射形電子銃の概略構成を第３図に示す。

第３図において、電子銃室７の内部には先端の曲率半径
が小さい針状のフィラメント１．フィラメント１からの
放出電子を集束するウェネルト２、電子を加速する第１
および第２のアノード３，４が設けられ、さらにアノー
ド３，４のフィラメント１の直下には直径１ｍ以下の開
口５が設けられ。

電子銃室７は真空ポンプ（図示せず）で排気されて高真
空に維持されている。

また９はウェネルト２にフィラメント１に対して負の電
圧を印加するウェネルト電圧電源、１０は絶縁物８で支
持された第１アノード３に正の電圧を印加する電圧電源
、１１は第２アノード４に正の電圧を印加する電圧電源
である。

以上のような構成により、電子銃室７内を高真空に保持
しながら第１アノード３に正の高電圧を印加してフィラ
メント１の先端に１０’Ｖ／ａ１程度の電界を与えると
、フィラメント１から電子が放射される。

第２アノード４は、第１アノード３に対して正の高電圧
が印加され、フィラメント１から放射された電子は第１
アノード３の開口５を通り、第２アノード４で加速され
、高速で電子銃室外に出射される。

電界放射形電子銃の性能、すなわち電界放射電流の安定
性、安定持続時間および電界放出電流量の大小は電子銃
室の真空度や残留ガスと深く関係しており、電子銃は一
般にＩＸＩ（１’″＠Ｐａ以下の高真空中で動作する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、フィラメント１から放射された電子は第
１．第２アノード３，４に吸着しているガス分子および
第１．第２アノード間の空間に存在している残留ガス分
子に衝突してガス分子のイオンを生成し、第１．第２ア
ノード間の空間で生成されたガス分子イオンや第２アノ
ード４で生成されたイオンは、第１アノード３の開口５
を通ってフィラメント１を衝撃する。

このイオン衝撃は放射電流を不安定にすると共に、放射
電流の減少やフィラメントの損傷を招く原因となる。

本発明は、ガス分子イオンがフィラメントを衝撃しない
ようにその通路を変えることによって安定した放射電流
が得られるようにした、長寿命で高性能な電界放射形電
子銃を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段と作用） 本発明は上記問題点を解決するために、高真空の電子銃
室内に、電子を放出するフィラメントと。

このフィラメントに対向して設けられた第１．第２アノ
ードと、上記フィラメントと第１アノード間に配置され
フィラメントからの放射電子を集束するウェネルトとを
備え、電子銃室外に設けた電圧電源によって上記フィラ
メントと上記ウェネルトおよび上記アノード間に高電圧
を印加してフィラメントから電子を放射させる電界放射
形電子銃において、上記第１アノードに上記ウェネルト
の外径の外側に上記開口よりも広い面積の貫通孔を設け
、残留ガスイオンが直接にフィラメントを衝撃するのを
防止している。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図に示す。第２図は第１図にお
ける第１アノードの平面図である。

第１図および第２図において、第１のアノード３に貫通
孔６がウェネルト２の外径と重ならない位置に設けられ
ている。

なおこの実施例では、ウェネルト電圧電源９は０〜ＩＫ
Ｖ程度、第１アノード電圧電源１０はＯ〜１０ＫＶ、第
２アノード電圧電源１１はＯ〜３０ＫＶ程度の電圧が可
変できるように設計されている。

先ず、電子銃室を高真空にするために真空ポンプ（図示
せず）によって排気を行い、真空度がＩＸ　１０−’Ｐ
ａ以下の領域に入ると、電子銃室を加熱しながら排気す
る脱ガス処理を行う、この脱ガス処理は電子銃室内の構
成部材表面に吸着しているガスを除去するためのもので
ある。

脱ガス処理によって電子銃室の真空度が所望の値になる
と、電子銃を動作させるためにフィラメント１とウェネ
ルト２、第１アノード３および第２アノード４間に高電
圧を印加する。

電圧印加によってフィラメント１から電子が放射され、
さらに第１．第２アノードの高電圧によって加速され、
高速で電子銃室外に出射される。

電子銃の動作中、従来の第３図では放射電子の衝突によ
って第１．第２アノードに吸着しているガスおよび第１
．第２アノード間の空間に存在している残留ガスがイオ
ン化され、これらのイオンが第１アノード３の開口５を
通ってフィラメント１を衝撃し、これによって電子銃の
動作が不安定になると共にフィラメント１の寿命劣化を
招いているが、本発明の電子銃では、イオンが開口５を
通してフィラメント１を直撃しないように貫通孔６が設
けられている。

フィラメント１の先端には、ウェネルト２および第１ア
ノード３に印加されている電圧によって１０’Ｖ／ａ１
程度の高電界が生じており、第１アノード３に貫通孔６
を設けると、電界強度および電界分布が影響を受ける。

貫通孔６が実質的に電子銃の特性に影響を及ぼさないた
めには、第２図に示すようにウェネルト外径に相当する
面積以上の７ノ一ド面をフィラメント１の中心部に確保
する必要があり、このため貫通孔６の面積は通常、第１
アノード３の内面積に対して０．８５以下となる。

また貫通孔６の下限の面積比は、残留ガスイオンがウェ
ネルト２の方向へ貫通するためのコンダクタンスを考慮
すると、第１アノードの内面積に対し、０．０９以上が
必要となる。

この貫通孔６により残留ガスイオンは、コンダクタンス
の非常に小さい開口５を通る確率が小さくなり、はとん
どが貫通孔６を通ることになる。

このため、フィラメントへのイオン衝撃が大幅に減少し
て安定した放射電流が長時間得られ、またフィラメント
の損傷も大幅に軽減されてフィラメントの寿命が長くな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電界放射形電子銃
において電子銃室に発生した残留ガスイオンがフィラメ
ントを衝撃することが大幅に減少するので、フィラメン
トからの放射電流が安定し、これによって高性能で長寿
命の電界放射形電子銃が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電界放射形電子銃の構
成図、第２図は上記実施例における第１アノードの平面
図、第３図は従来の電界放射形電子銃の一例を示す構成
図である。 １・・・フィラメント　　　２・・・ウェネルト３・・
・第１アノード　　　４・・・第２アノード５・・・開
口　　　　　　　６・・・貫通孔７・・・電子銃室　　
　　　８・・・絶縁物９、１０．１１・・・電圧電源 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　第子丸　　　健 第１図 第２図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高真空の電子銃室内に、電子を放出するフィラメント
   と、フィラメントに対向して設けられた中心に開口を有
   する第１および第２のアノードと、上記フィラメントと
   第１アノードとの間に配置されフィラメントからの放出
   電子を集束するウェネルトを備え、上記フィラメントに
   対してウェネルトに負電圧、第１および第２アノードに
   正電圧を印加してフィラメントからの電子を放射する電
   界放射形電子銃において、上記第１アノードの上記ウェ
   ネルトと対向する領域外に上記第１アノードの中心の開
   口より十分大きい面積の貫通孔を設けたことを特徴とす
   る電界放射形電子銃。