JPH08185820A - エネルギー粒子発生装置における放電防止方法、その放電防止構造及びエネルギー粒子発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 カソード取付け部材24とアノード取付け部材
26とが蝶番28によって開閉可能となって電子銃５を構成
している。カソード23及びフィラメント22を交換する
際、電子銃５を開状態とする。この状態で電子銃内は大
気に曝されて大気中の水分等の不純物質がアノード25に
吸着する。そこで、温風器44を用いてアノード25を加熱
し、アノード25に吸着している水分等の不純物質を放出
させる。 【効果】 電子銃作動時は、電子銃内は真空に排気さ
れ、カソード23はフィラメント22によって加熱されるの
で、カソードに吸着した水分等は除去される。然し、ア
ノード25は加熱されないので、吸着した水分は除去され
難い。電子銃内が真空になり、電子銃が作動すると、ア
ノードに吸着した水分等が電子銃内で浮遊し、これが異
常放電を起こす。大気中でのカソード交換に当たり、ア
ノードを加熱することによってこれに吸着した水分等を
除去するので、異常放電が少なくなって常に安定した電
子ビームが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子銃等のエネ
ルギー粒子発生装置における放電防止方法、その放電防
止構造及び例えば電子ビームのようなエネルギー粒子発
生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ビデオテープレコーダにおいて
は、高密度記録化による画質の向上が進められており、
これに対応すべく、例えば８ミリＶＴＲ用の磁気記録媒
体として金属磁性薄膜を磁性層とする、所謂蒸着テープ
が実用化されている。

【０００３】蒸着テープは、これまで広く用いられてき
た塗布型の磁気テープに比べて磁気特性に優れ、また磁
性層の厚さも薄いことから、電磁変換特性の点で塗布型
の磁気テープを上回る性能を発揮するものと期待されて
いる。

【０００４】こうした蒸着テープは、塗布型テープと異
なり、図13に示すように、真空装置内においてＣｏ−Ｎ
ｉ等の磁性金属物質を溶解し、その蒸気をテープ表面に
均質に付着させることにより製造される。

【０００５】即ち、真空槽１内においては、蒸発源６の
上方にクーリングロール４を配し、クーリングロール４
に非磁性ベースフィルム40を接触させながら冷却し、矢
印方向に搬送すると同時に、蒸発源６からの磁性金属の
蒸気をベースフィルム40上に付着させる。図13中、２は
ベースフィルム40を巻回した繰出しハブ、３は巻取りハ
ブ、17はベースフィルム案内用のガイドロール、15は蒸
発源６を収容する坩堝である。図13に示した蒸着法は斜
方蒸着と称されるものである。

【０００６】クーリングロール４の近傍には、蒸発金属
の入射角及び蒸着領域を規定しかつ真空槽内の蒸着させ
たくない領域への蒸発金属の飛翔を防止するために、窓
７ａを有する防着板７が配される。図中、63は真空ポン
プである。

【０００７】前記磁性金属を蒸発させる手段としては、
真空槽１外に設けられた電子銃５から発せられる電子ビ
ームＥが使用される。

【０００８】この電子銃５は、図14に正面図で、図15に
断面図で示すように、カソード取付け部材24とアノード
取付け部材26とからなっている。カソード取付け部材24
は、円筒状の絶縁碍子20の基端から内部に配設されたコ
ア部材21Ａにカソード支持筒21Ｂを設け、カソード支持
筒21Ｂの先端部にフィラメント22とカソード23とが設け
られて構成されている。アノード取付け部材26は、カソ
ード23に対向するアノード25を円筒体27に取付けた構造
としている。そして、カソード取付け部材24とアノード
取付け部材26とは、蝶番28を介して開閉可能に連結さ
れ、電子発生室29を構成している。

【０００９】アノード取付け部材26において、アノード
25の裏面に設けた筒体30には、電子ビームＥの方向を規
制するためのコイル31が巻装されていると共に、先端に
は電子発生室29を開閉するバルブ32が設けてある。

【００１０】更に、上記筒体30の先端側外周には、円周
面の一部にポンプ取付け用筒体33が突設された筒体34が
連結固定されている。このポンプ取付け用筒体33の先端
部に、第２真空ポンプ35が取り付けてある。また、カソ
ード取付け部材24側の円筒体27の円周面の一部に突設し
たポンプ取付け用筒体36に、第１真空ポンプ37が取り付
けてある。

【００１１】なお、図中、38はフィラメント22の電源供
給部であり、39はアノード25内に配設された冷却水供給
用ジャケット部である。なお、カソード、アノードの電
源は図示省略してある。

【００１２】この電子銃５の作動に当たっては、まず、
第１、第２の真空ポンプ37、35を駆動して電子銃５内を
真空にし、フィラメント22に電流を流してカソード23を
加熱する。次に、カソード23とアノード25との間に高電
圧を印加すると、カソード23からアノード25に向かって
電子が加速して放出され、電子ビームＥとなる。電子銃
５の非使用時はバルブ32が閉じられ、電子発生室29は真
空に保たれている。

【００１３】電子ビームＥは、磁性金属の蒸発源を蒸発
させるためのものであるので、極めて大きなパワーであ
ることを要する。このため、フィラメント22及び電子放
出源であるカソード23は、使用を繰り返すうちに劣化す
るので、定期的に電子発生室29を開いて大気圧に戻し、
交換する。また、その際には、アノード25を清掃し、ア
セトン等の揮発性溶剤で仕上げ拭きする。

【００１４】ところが、上記の電子発生室29を開いて大
気圧に戻した際に、大気中の水分やガス等の不純物質
が、フィラメント22、カソード23及びアノード25の表面
に吸着する。

【００１５】これらの吸着された不純物質のうち、フィ
ラメント22とカソード23に吸着された分は、再び電子銃
５の作動を開始すると、フィラメント22とカソード23は
電流によって高温に加熱されるため、その熱により早急
に脱ガスされ、真空ポンプ35、37により外部へ排出され
る。

【００１６】しかしながら、アノード25はフィラメント
やカソード23ほどには高温化していないので、アノード
25に吸着された不純物質は早急には脱ガスされない。そ
のため、その後の電子銃作動中にアノード25から離脱し
た不純物質が電子発生室29内に浮遊し、これが電子銃５
内での異常放電の原因となる。

【００１７】この異常放電が発生すると、電子銃５から
の電子ビームＥは、異常放電に消費されたエネルギーの
分だけパワーダウンが起こるため、前記磁性金属蒸発源
からの蒸発量が減少し、ベースフィルム40上に付着する
磁性金属の膜厚が薄くなってしまうという問題があっ
た。これでは、この箇所で記録、再生が不確実になって
しまう。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の実情
に鑑みてなされたものであって、アノード等の電極部か
ら早急かつ確実に不純物質を放出可能にし、異常放電等
のトラブルを防止するエネルギー粒子発生装置における
放電防止方法、その放電防止構造及びエネルギー粒子発
生装置を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、次のような構成としている。

【００２０】本発明は、エネルギー粒子を放出する第１
電極部（例えば、後述のカソード23）とこれに対向した
第２電極部（例えば、後述のアノード25）とを有するエ
ネルギー粒子発生装置（例えば、後述の電子銃５）にお
いて、少なくとも前記第２電極部を加熱することによっ
て、この被加熱部から不純物質（例えば、吸着ガス）を
放出する、エネルギー粒子発生装置における放電防止方
法に係る。

【００２１】本発明において、カソード取付け部材とア
ノード取付け部材とによって電子発生室が形成され、か
つ、前記カソード取付け部材が前記アノード取付け部材
に対して相対的に開閉されるように構成された電子銃に
おいて、前記アノードを加熱して脱ガスを行うことが好
ましい。

【００２２】上記において、カソード取付け部材をアノ
ード取付け部材に対して開状態とし、前記カソードを交
換すると共に、前記アノードを加熱して脱ガスを行うこ
とができる。

【００２３】更に、上記において、カソード取付け部材
をアノード取付け部材に対して開状態として前記カソー
ドを交換し、しかる後に、前記カソード取付け部材を前
記アノード取付け部材に対して閉状態として前記アノー
ドを加熱し、脱ガスを行うこともできる。

【００２４】本発明において、アノードの加熱を温風の
吹付けによって行うことができる。

【００２５】また、本発明は、以上の方法を実施するた
めの放電防止構造をも提供するものである。

【００２６】本発明に基づく放電防止構造において、電
子銃の内部及び／又は外部にアノードの加熱手段を有す
ることが好ましい。

【００２７】上記構造において、アノードの加熱手段を
温風器とすることができる。

【００２８】上記構造において、アノードの加熱手段を
ヒータとすることもできる。

【００２９】上記において、ヒータが電子発生室の内部
及び／又は外部に配することが好ましい。

【００３０】上記において、ヒータをカソード側に取付
けることができる。

【００３１】上記において、ヒータをアノード側に取付
けることもできる。

【００３２】上記において、アノードの加熱手段が熱水
供給手段であることが好ましい。

【００３３】更に上記において、アノードの冷却のため
に冷水を供給する冷水供給手段を熱水供給手段として使
用することができる。

【００３４】更に、本発明は、以上の構造を有するエネ
ルギー粒子発生装置をも提供するものである。

【００３５】上記装置において、電子銃として構成され
たエネルギー粒子発生装置とすることができる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００３７】図１〜図５は、第１の実施例を説明するも
のである。なお、図13〜図15と共通する部分には同じ符
号を付して表してあり、その説明は省略することがある
（後述の第２以降の実施例でも同じ）。

【００３８】この例は、前述の蒸着テープ製造用真空蒸
着装置の電子銃に本発明を適用した例で、図５に蒸着テ
ープの構造を示す。即ち、非磁性ベースフィルム40の一
方の面上に金属磁性薄膜41が形成されている。そして、
ベースフィルムの他方の面上に、仮想線で示すバックコ
ート層42が形成されていることが好ましい。

【００３９】上記金属磁性薄膜41を形成する際に使用さ
れる強磁性金属材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ
等の金属の他に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃ
ｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合
金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ
−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金或いはこれらに
Ｃｒ、Ａｌ等の金属が含有されたもの等が挙げられる。
特に、Ｃｏ−Ｃｒ合金を使用した場合には、垂直磁化膜
が形成される。こうした金属磁性薄膜41の膜厚は、通
常、0.02〜１μｍである。

【００４０】バックコート層42の材料としては、ｐＨが
6.0以上（特に 6.0〜10.0）でＤＢＰ吸油量が80cc/100
g 以下のカーボンブラックが、錆の発生を防ぐ上で好適
である。バックコート層の厚さは 0.4〜1.2 μｍとする
のがよい。

【００４１】図３は真空蒸着装置の断面図である。

【００４２】真空槽１内には、クーリングロール４及び
蒸発源（坩堝15に収容された金属、例えばＣｏ−Ｎｉ合
金）６が配置され、クーリングロール４に近接してその
図３において右下側に防着板７が位置固定されている。
真空槽１内に、ベースフィルム40を巻回した繰出しハブ
２及びベースフィルム40の先端を取り付けた巻取りハブ
３が取付けられ、ハブ２、３間のベースフィルムは、巻
取りハブ３の回転により、クーリングロール４の外周面
の大部分に密着し、次いで巻取りハブ３に巻き取られ
る。

【００４３】ベースフィルム40は、繰出しハブ２及び巻
取りハブ３とクーリングロール４との間で多数のガイド
ロール17に案内され、かつ、適度の張力を付与され、繰
出しハブ２からクーリングロール４を経由して巻取りハ
ブ３へと走行する。

【００４４】防着板７には窓７ａ、７ｂが設けられてい
て、真空槽１外に設けられた電子銃５から発する電子ビ
ームＥが、窓７ｂを通って蒸発源６を照射する。かくし
て、蒸発源６から蒸発金属が飛翔して窓７ａを通り、ク
ーリングロール４上で走行するベースフィルム40に対し
て窓７ａの領域で蒸発金属が付着し、これが堆積して図
５に示した金属薄膜41となる。

【００４５】電子銃５の基本構成は、前記した図14、図
15に示したと同一構成である。なお、電子銃５は、台車
43の上部に取り付けられ、真空槽１に対して着脱可能に
なっている。

【００４６】この例にあって注目すべきことは、図１に
示すように、カソード23の交換のために電子発生室29を
開いた際に、温風器44の温風吹付けによってアノード25
を加熱することである。温風は 200〜600 ℃が好まし
く、またアノード25全体に吹付けるのが良い。バーナー
等によりアノード25の局部のみを高温に加熱する方法で
は、アノード25は、水冷ジャケット39によって水冷され
ているので、加熱終了後の冷却によって結露し、脱ガス
の効果は得られない。また、表面が酸化したりするので
好ましくない。

【００４７】図２は、電子発生室29が閉じられて電子銃
５が作動している状態を示している。アノード25は、上
記のように予め加熱され、大気中で吸着されていた水分
等の不純物が除去されているので、電子銃５内で以上放
電が起こることが少ない。従って、電子ビームが常に安
定して放出され、磁性金属薄膜の膜厚が安定して磁気テ
ープの品質が保証される。

【００４８】なお、温風器44は、例えば図４に示すよう
に、電源コード45を台車43に設けた電源部58に接続する
と共に、台車43に設けたフック46に着脱可能に吊り下げ
ること等により、電子銃５に付設させるのが便利であ
る。即ち、温風器44は、アノード加熱時にフック46から
外し、それ以外のときはフック46に吊り下げておく。

【００４９】この例によれば、電子銃５に特別な加工を
施すことなく、アノード25の脱ガスを達成できるという
利点がある。

【００５０】次に、第２の実施例を図６、図７により説
明する。この例では、カソード23側、即ち、カソード支
持筒21Ｂの先端外周面に、アノード25の加熱手段として
のヒータ47を取付けている。ヒータ47は、加熱対象のア
ノードから離れているので、この状態で加熱効率の良好
な遠赤外線ヒータとするのが好適である。

【００５１】図６は、カソード23の交換のために電子銃
５を開いた際に、ヒータ47を作動させてアノード25を加
熱している状態を示している。なお、この場合、仮想線
で示す温風器44による加熱を併用してもよい。

【００５２】図７は、カソード23の交換後、電子銃５を
閉じてヒータ47を作動させている状態を示す。この場
合、ヒータ47による加熱でアノード25から離脱した水分
等の不純物質は、真空ポンプ35、37により電子銃内が所
定の真空度に達する迄に電子銃外部に排出される。従っ
て、異常放電を起こすことがない。

【００５３】この例によれば、電子銃５にヒータ47が内
蔵されているので、特別の手間を要することなく、簡単
に脱ガスを行うことができる。なお、遠赤外線ヒータ
は、電子銃外部に設けても良く、電子銃の内部、外部の
双方に設けても良い。

【００５４】なお、以下のいずれの実施例においても、
前記と同様に、アノード25の加熱手段は、上記と同様
に、電子銃５の開状態、閉状態のいずれでも使用可能で
ある。

【００５５】次に、第３の実施例を図８により説明す
る。この実施例は、アノード25の裏面にＰＴＣ（Positi
ve Temperature Coefficient）素子48を配設したもので
ある。このＰＴＣ素子48は、チタン酸バリウム等のセラ
ミックスからなり、抵抗の温度係数が正のものであって
好都合である。その他は前記第２の実施例におけると同
様であり、同様の効果が奏せられる。

【００５６】第４の実施例では、図９に示すようにアノ
ード25内に電熱線49を配設している。

【００５７】この例にあっても、前記第２の実施例にお
けると同様の効果が奏せられる。

【００５８】次に、第５の実施例を図10により説明す
る。この例は、アノード25の加熱手段をアノード25の冷
却のために冷水を供給する既設の冷水供給手段の水冷ジ
ャケット39を利用して、熱水を供給するとしたものであ
る。即ち、上記ジャケット39に三方弁50を介して熱水用
パイプ51を接続し、これに接続する熱水槽52内には投込
みヒータ53を配設している。

【００５９】そして、アノード25を加熱する際には、三
方弁50を切り換えて、熱水槽52からの熱水をジャケット
39に供給する。その他は前記第２〜第４の実施例におけ
ると同様であり、同様の効果が奏せられる。

【００６０】第６の実施例では、図11に示すように前記
熱水槽52の代わりに、都市ガス等を熱源とする給湯器54
を設けている。その他は前記第５の実施例におけると同
様である。

【００６１】以上の第５、第６の実施例によれば、既存
の水冷ジャケットをその儘利用するだけであるので、電
子銃５に加工を施す必要がなく、また操作も簡単であ
る。

【００６２】次に、第７の実施例を図12により説明す
る。この例では、カソード23を角度可変式に構成し（角
度変更機構は図示省略）、電子ビームＥ’を直接アノー
ド25に当てて加熱し、脱ガスするようにしたものであ
る。アノード加熱時の電子ビームＥ’のパワーは、蒸着
時の電子ビームＥのパワーに較べて大幅に小さくするこ
とは言う迄もない。

【００６３】また、第７の実施例の変形として、適宜の
手段により電子ビームＥ’を偏向させてアノード25に当
てるようにしてもよい。更に、この電子ビーム偏向と上
記角度可変式カソードとを組み合わせて構成してもよ
い。

【００６４】この例によれば、特別の手間を要すること
なく、簡単な操作で脱ガスを達成することができる。

【００６５】なお、前記の各実施例において、アノード
の加熱に際し、アノード以外の電子銃構成部分（例え
ば、電子発生室内壁面等）をも併せて加熱し、この部分
の脱ガスを行うようにして良いことは言う迄もない。

【００６６】本発明は、以上の真空蒸着装置用電子銃の
ほか、ブラウン管（ＣＲＴ）、電子顕微鏡等の他の適宜
の装置に適用可能であり、更には、電子銃以外のエネル
ギー粒子発生装置にも同様に適用可能である。

【００６７】

【発明の作用効果】本発明は、エネルギー粒子を放出す
る第１電極部とこれに対向した第２電極部との少なくと
も第２電極部を加熱し、この被加熱部から不純物質を放
出するようにしているので、この不純物質に起因する放
電が防止される。その結果、第１電極部から放出された
エネルギー粒子は、放電による影響を受けることがな
く、エネルギー粒子発生装置から安定して供給される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例による電子銃の開状態での要部斜
視図である。

【図２】同電子銃の閉状態での断面図である。

【図３】同真空蒸着装置の断面図である。

【図４】同電子銃に温風器を付設した例の真空蒸着装置
の部分正面図である。

【図５】同蒸着磁気テープの断面図である。

【図６】第２の実施例による電子銃の開状態での要部斜
視図である。

【図７】同電子銃の閉状態での断面図である。

【図８】第３の実施例による電子銃の断面図である。

【図９】第４の実施例による電子銃の要部正面図であ
る。

【図10】第５の実施例による電子銃の要部正面図であ
る。

【図11】第６の実施例による電子銃の要部正面図であ
る。

【図12】第７の実施例による電子銃の要部拡大断面図で
ある。

【図13】従来の真空蒸着装置の概略断面図である。

【図14】同電子銃の要部正面図である。

【図15】同断面図である。

【符号の説明】

５・・・電子銃 22・・・フィラメント 23・・・カソード 24・・・カソード取付け部材 25・・・アノード 26・・・アノード取付け部材 28・・・蝶番 29・・・電子発生室 35、37・・・真空ポンプ 39・・・水冷ジャケット部 40・・・ベースフィルム 41・・・金属磁性薄膜 44・・・温風器 47・・・遠赤外線ヒータ 48・・・ＰＴＣ素子 49・・・電熱線 51・・・熱水供給用パイプ 52・・・熱水槽 53・・・投込みヒータ 54・・・給湯器 Ｅ、Ｅ’・・・電子ビーム

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エネルギー粒子を放出する第１電極部と
   これに対向した第２電極部とを有するエネルギー粒子発
   生装置において、少なくとも前記第２電極部を加熱する
   ことによって、この被加熱部から不純物質を放出する、
   エネルギー粒子発生装置における放電防止方法。
2. 【請求項２】 カソード取付け部材とアノード取付け部
   材とによって電子発生室が形成され、かつ、前記カソー
   ド取付け部材が前記アノード取付け部材に対して相対的
   に開閉されるように構成された電子銃において、前記ア
   ノードを加熱して脱ガスを行う、請求項１に記載した方
   法。
3. 【請求項３】 カソード取付け部材をアノード取付け部
   材に対して開状態とし、前記カソードを交換すると共
   に、前記アノードを加熱して脱ガスを行う、請求項２に
   記載した方法。
4. 【請求項４】 カソード取付け部材をアノード取付け部
   材に対して開状態として前記カソードを交換し、しかる
   後に、前記カソード取付け部材を前記アノード取付け部
   材に対して閉状態として前記アノードを加熱し、脱ガス
   を行う、請求項２に記載した方法。
5. 【請求項５】 アノードの加熱を温風の吹付けによって
   行う、請求項３に記載した方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載した
   放電防止方法を実施するための放電防止構造。
7. 【請求項７】 電子銃の内部及び／又は外部にアノード
   の加熱手段を有する、請求項６に記載した構造。
8. 【請求項８】 アノードの加熱手段が温風器である、請
   求項７に記載した構造。
9. 【請求項９】 アノードの加熱手段がヒータである、請
   求項７に記載した構造。
10. 【請求項10】 ヒータが電子発生室の内部及び／又は外
    部に配された、請求項９に記載した構造。
11. 【請求項11】 ヒータがカソード側に取付けられてい
    る、請求項10に記載した構造。
12. 【請求項12】 ヒータがアノード側に取付けられてい
    る、請求項10に記載した構造。
13. 【請求項13】 アノードの加熱手段が熱水供給手段であ
    る、請求項７に記載した構造。
14. 【請求項14】 アノードの冷却のために冷水を供給する
    冷水供給手段が熱水供給手段としても使用される、請求
    項13に記載した構造。
15. 【請求項15】 請求項６〜14のいずれか１項に記載した
    放電防止構造を有するエネルギー粒子発生装置。
16. 【請求項16】 電子銃として構成された、請求項15に記
    載した装置。