JPH01307137A

JPH01307137A - 電子銃

Info

Publication number: JPH01307137A
Application number: JP63136376A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Osada; 俊彦長田; Masaki Yamabe; 山部　正樹
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1989-12-12

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】〔概要〕電子銃、特にＸ線源、タライストロン等の電子源として
使用される高電流（高輝度）電子銃に関ヒータ一部の温
度を高くすることなく、カソード表面近傍の温度を高く
して均一な電子を出射することを目的とし、第１の電子銃を電子を発生するカソードと、前記カソー
ドを加熱するヒーターと、前記カソード周辺に発散する電子を収束する周辺電極と
を具備し、前記カソード近傍に、該カソード表面を加熱する補助電
極を設けていることを含み構成し、第２の電子銃を前記
補助電極がＩＮ１辺電極を兼ねる周辺兼用補助電極であ
ることを含み構成する。

（産業上の利用分野〕本発明は、電子銃に関するものであり、更に詳しく言え
ばＸ線源、タライストロン等の電子源として使用される
高電流（高輝度）電子銃に関するものである。

近年タライストロンの高出力化等から、高電流電子銃が
要求されている。

このため、電子銃としては、カソード表面から均一な電
子を出射する必要がある。

〔従来の技術〕

第６図（ａ）、（ｂ）は従来例に係る電子銃を説明する
図である。

同図（ａ）は含浸型カソードの断面を構成する図である
。図において、ｌはポーラスタングステン、２はＢ１０
（酸化バリウム）、３はアルミナセラミック、４はヒー
ターである。なおｅ−は電子であり、ヒーター４に電流
を供給することにより、ポーラスタングステンに含浸さ
れたＢ１０２がカソード表面に現れ、そのＢ、、０２か
ら電子Ｃ−が外部電界に引かれて出１・ｌするものであ
る。

同図（ｂ）は含浸カソードの温度分布を表す図を示して
いる。

図において、ヒータ一部は１３００°Ｃ程度に上昇し、
表面近傍は１２００°Ｃ程度に温度分布をしている。

これは、ヒーター４に加熱電力を加え、ヒーター４の温
度が上昇し、このジュール熱がアルミナセラミック３、
ポーラスタングステン１を経由して、Ｒ４０２に伝斗し
、該８．０２が加熱されるため常にヒータ一部のｌｌ！
１度が表面近傍に比べて高くなるものである。

［発明が解決しようとする課題］ところで従来例によれば、タライストロンの高出力化の
要求から電子ｅ−を多く出力するためヒーター電流を増
加させて含浸カソードを使用していた。

このため、ヒーター４部の温度が巽常に上昇し、高温に
よりアルミナセラミック３の中で該ヒーター４が動いて
、ヒーター４を構成する無誘導巻コイル間でショート現
象を生しることがある。

これにより実効ヒーター長が短くなって抵）に値が著し
く低くなったり、その極限において、ヒーター４の断線
を招いたりして、電子銃のノＦ命が著しく短くなるとい
う問題がある。

本発明は、かかる従来例の課題に階み創作されたもので
あり、ヒータ一部の温度を高くするこ々なく、カソード
表面近傍の温度を高くして、均一な電子を出射すること
を可能とする電子銃の従供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電子銃は、その原理を第１図に、その一実施例
を第２〜５図に示すように、第１の電子銃を電子ｅ−を
発生するカソード１１と、前記カソード１１を加熱する
ヒーター１２と、前記カン−１１１周辺に発散する電子
ｅ−を収束する周辺電極１３とを具備し、前記カソード１１近傍に、該カソード表面を加熱する補
助電極１５を設けていることを特徴とし、前記補助電極
１５が周辺電極１３を兼ねる周辺兼用補助電極３５であ
ることを特徴とし、Ｆ記目的を達成する。

〔作用〕

本発明によれば、カソードの近傍に該カソード表面を加
熱する？＋Ｉ　ＩＩＪ］電極を設けている。

このため、カソードから出射された一部の電子が補助電
極に衝突したり、吸収されて該補助電極中を流れジュー
ル熱を発生し、補助電極自体が加熱し、これにより高温
になった補助電極の輻１．１熱によってカソード表面を
加熱することが可能となる。

これによりカソード内の温度分布を均一にし、ヒータ一
部に高負荷をかけることなく安定な電子の出射をするこ
とが可能となる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。

第２〜５図は本発明の実施例に係る電子銃を説明する図
であり、第２図は、本発明の第１の実施例に係るシング
ル電子銃の構成図を示している。

図において、１１はカソードであり、ポーラスタングス
テン（多孔質タングステン）１１ａの中に、Ｂ１０（酸
化バリウム）Ｉｌｂ等の低仕事関数を持つ物質を含浸さ
せたものである。１２はヒ−ターであり、レニウムタン
グステンやモリブデンを細線状にし、自己誘導現象を防
止するため無誘導巻が施されている。１３は、周辺電極
であり、タングステンやモリブテン等の高融点金属によ
り形成され、電子ｅ−の発ｆｉｔを防１卜する電極であ
る。

１４はアルミナセラミックスであり、ヒーター１２をポ
ーラスタングステンの裏面に埋め込み、その周辺を！縁
する絶縁材である。

また、１５はカソード表面に設けられる補助電極であり
、周辺電極１３と同様な高融点金属等の材質により形成
されている。なお、補助電極１５は熱幅射を効率を良く
するためカソード表面から出射する電子ｅ−の出射経路
の妨げとならない部分まで接近している。

これ等により含浸型カソードを有する電子銃を構造し、
さらに電子ｅ−を出射するため、各電源が接続される。

すなわち、１６はヒーター電源であり、ヒーター１２を
加熱する。例えば定電流源等である。また１７は電子ｅ
−を引出す高圧電源であり、本発明の実施例では負の電
圧、例えば−２５（ｋｖ）を印加し、ヒーター１２の電
位を負にシフトしている。なおＲはバイアス抵抗であり
、周辺電極１３にバイアス電圧を供給し、その電位によ
って電子ｅ−を反発させ、電子の出射経路に電子ｅ−を
集束させている。

これ等により本発明の実施例に係るシングル電子銃を構
成し、ブラウン管、その他陰極線管及びＸ線発生装置等
の電子銃に用いることができる。

第３図は、第１の実施例に係るリング状電子銃の構成図
であり、Ｘｖｉ１発生装置に使用する電子銃を示してい
る。

Ｖにおいて、２１は含浸型カソードであり、リング状の
ポーラスタングステン２１ａと、シングル電子銃のカソ
ードと同様に８．０２１ｂを浸み込ませたものである。

２２は、リング状のヒーター、２３はリング状の周辺電
極、２４はヒーター２２を絶縁するアルミナセラミック
ス、２５はカソード表面を加熱する補助電極を形成する
リング平面状のアノード電極である。

なお、２６はヒーター電源、２７は高圧電源、２８はタ
ーゲットであり、電子ｅ−を受けてＸ線２９を発生する
Ｃｕ（銅）等である。

これ等によりＸ線を発生するためのリング状電子銃を構
成する。

第４図は、第２の実施例に係る電子銃の構成図である。

なお、第１の実施例と異なり、第２の実施例では補助電
極が周ｉ２２電極と兼ねるものである。

図において、第１の実施例と同符号のものは同し機能を
有しているので説明を省略する。

従って３５は第２の実施例に係る周辺兼用補助電極であ
り、第１の実施例の補助電極１５と周辺電極１３とを合
体させた形状を有し、カソード１１の表面から出射する
電子ｅ−の出射経路の一部まで周辺電極１３が覆うよう
に設けられている。

次にカソード表面の温度と補助電極との関係について説
明をする。

第５図は、本発明の各実施例に係る電子銃のｌＨ度時特
性説明する図であり、同図（，３）は各実施例に係る電
子銃の電気回路図を示している。

回において、Ｒｒはヒーター抵抗、例えば５［Ω〕程度
、１ｏは定電流源、Ｇは補助電極１５．２５及び３５の
グリノド、Ｒはバイアス抵抗であり、例えば２０〔ＫΩ
］に設定する。Ｅはアノード電圧であり、例えば−２５
（ｋｖ）程度である。

またＩ、はヒーター電流であり、例えば１０［Ａ］程度
である。！、はグリンド電流であり、バイアス抵抗２０
（ＫΩ）にセントした場合１０００　（ｍＡ）程度とな
る。１．はエミッション電流であり、ｌ　　（Ａ）程度
である。

これによりヒータ一部では０．５ＣＫＷ）の電力を消費
してその加熱温度が１２００　（’Ｃ〕程度に律する。

一方グリントＧではアノード電圧ＩＦ、−−２５（ｋｖ
）のうちバイアス抵抗Ｒ＝２０　（ＫΩ］によって２（
ｋｖ）が分圧され２００　　（Ｗｌの電力を消費してグ
リッドＧ自身が加熱する。この輻射熱によってカソード
表面を加熱することができる。

なお、第１の実施例に係るリング状電子銃では補助電極
２５が接地されるため、はぼ、アノード電圧Ｅが印加さ
れ、カソード表面より出射した電子ｅ−の一部によりア
ノード電極２５が加熱され、ノングル電子銃に比べて輻
射熱量は数倍多くすることができる。

同図（ｂ）は本発明と従来例とを比較する電子銃の温度
分布特性図である。図において、縦軸は温度であり、電
子銃の温度を示している。また横軸は、位置であり、電
子銃のヒータ一部、カソード部及びその表面近傍を示し
ている。

なお、実線に示す特性曲線は本発明に係るものであり、
破線に示す特性曲線は、従来例に係るものである。本発
明によれば従来例に比べて、カソード内部での熱勾配を
補助型ｉ１５．２５．３５による輻射熱により補正し、
ｌｒＮ度を例えば１２００〔°Ｃ）となるように温度分
布を均一にすることができる。このため、ヒーター温度
を例えば１３００〔°Ｃ］に上昇させることな〈従来例
と同様なカソード表面の温度１２００　（’Ｃ）を確保
することができる。

このようにして、カソード１１や２１の近傍に、カソー
ド表面を加夕、′すする′４ｉ１ｉ助電極１５．２５及
び３５を設けている。

このため、カソード１１．２１から出射された一部の電
子ｅ−が補助電極１５．２５及び３５に衝突したり、吸
収されて、該補助電極１５．２５及び３５に流れジュー
ル熱を発生し、補助電極１５．２５及び３５自体が加熱
し、これにより高温になった補助電極１５．２５及び３
５の輻射熱によってカソード１１．２１の表面を加熱す
ることができる。

これによりカソード１１．２１の内部の温度分布が均一
になりヒータ一部に余分な加熱負担をかけることなく安
定な電子ｅ−の出射をすることが可能となる。

［発明の効果〕以上説明したように本発明によれば、カソード内部の温
度分布を均一にするこができ同一ヒーター電力で安定か
つ均一な電子を出射することが可能となる。

このため、従来のようなヒーター過剰加熱状態を無くす
ことができ、ヒーター長寿命化、及び電子銃の高電流化
を図ることが可能となる。

これにより高出力のＸ線源やクライストロン等の電子源
を構成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に係る電子銃の原理図
、第２図は、本発明の第１の実施例に係るシングル電子銃
の構成図、第３図は、本発明の第１の実施例に係るリング状電子銃
の構成図、第４図は、本発明の第２の実施例に係る電子銃の構成図
、第５図（ａ）、　　（ｂ）は、本発明の各実施例に係る
電子銃の温度特性を説明する口、第６図（ａ）、　　（ｂ）は、従来例に係る説明図であ
る。（符号の説明）１．１１ａ、２＋ａ・・・ポーラスタングステン、１１
．２１・・・カソード、２、Ｉｌｂ、２１ｂ、８．０・・・（酸化バリウム）、
３．１４．２４・・・アルミナセラミック、４．１２．
２２・・・ヒーター、１３．２３・・・周辺電極、１５．２５．３５・・・補助電極（アノード電極）、１
６．２６・・・ヒーター電源、１７．２７・・・高圧電源、２８・・・ターゲント、２９・・・Ｘ線、ｅ−・・・電子、Ｒ・・・バイアス抵抗、Ｇ・・・グリッド（補助電極）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子（ｅ＾−）を発生するカソード（１１）と、前記カソード（１１）を加熱するヒーター（１２）と、前記カソード（１１）周辺に発散する電子（ｅ＾−）を
収束する周辺電極（１３）とを具備し、前記カソード（
１１）近傍に、該カソード表面を加熱する補助電極（１
５）を設けていることを特徴とする電子銃。
（２）前記補助電極（１５）が周辺電極（１３）を兼ね
る周辺兼用補助電極（３５）であることを特徴とする請
求項１記載の電子銃。