JPH05174702A - 長尺カソードの加熱装置 - Google Patents
長尺カソードの加熱装置Info
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- JPH05174702A JPH05174702A JP34096891A JP34096891A JPH05174702A JP H05174702 A JPH05174702 A JP H05174702A JP 34096891 A JP34096891 A JP 34096891A JP 34096891 A JP34096891 A JP 34096891A JP H05174702 A JPH05174702 A JP H05174702A
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- Japan
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- Pending
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 abstract description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リニア電子銃における出力均一性を確保する
ためにカソード温度う均一化することにある。 【構成】 両端を支持部材にて支持された長尺カソード
に対し、後方に配置された長尺なフィラメントから熱電
子を放出して前記カソードを電子衝撃により加熱する装
置において、前記カソードの両端部後面に凸部を形成し
て電子衝撃加熱を集中して加える一方、カソード長より
もフィラメント長を長くすることにより、温度均一なフ
ィラメント中央部によりカソードを電子衝撃加熱するの
で、カソードの全長にわたり均一に加熱できるようにな
った。
ためにカソード温度う均一化することにある。 【構成】 両端を支持部材にて支持された長尺カソード
に対し、後方に配置された長尺なフィラメントから熱電
子を放出して前記カソードを電子衝撃により加熱する装
置において、前記カソードの両端部後面に凸部を形成し
て電子衝撃加熱を集中して加える一方、カソード長より
もフィラメント長を長くすることにより、温度均一なフ
ィラメント中央部によりカソードを電子衝撃加熱するの
で、カソードの全長にわたり均一に加熱できるようにな
った。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空中で金属蒸気を発
生させる熱源として用いられる電子銃の長尺カソードの
加熱装置に関する。
生させる熱源として用いられる電子銃の長尺カソードの
加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に（ａ）（ｂ）に従来のリニア電子
銃を示す。両図に示されるように長尺なカソード１に対
する後方に長尺なフィラメント２が平行に配設されてお
り、カソード１とフィラメント２の間隔は全長にわたり
一定距離ｘ2 となっている。フィラメント２にはフィラ
メント電源７から直流電流が通電されるようになってお
り、このためフィラメント２から熱電子が放出される。
放出された熱電子は、ボンバード電源８からカソード１
に加えられる加速電圧により加速され、電子ビーム６と
なって電子衝撃によりカソード１を加熱する。これによ
り、カソード１から放出される電子はアノード３に加え
られる加速電圧によって加速されて長尺な直線状電子ビ
ーム５となり、高出力密度の加熱源として用いられる。
アノード３はカソード１の前方両側に設置され、加速電
源９により加速電圧が印加される。尚、図中、４はグリ
ッド、１０はグリッド電源であり、これらはビーム電流
や集光性の制御に用いられる。
銃を示す。両図に示されるように長尺なカソード１に対
する後方に長尺なフィラメント２が平行に配設されてお
り、カソード１とフィラメント２の間隔は全長にわたり
一定距離ｘ2 となっている。フィラメント２にはフィラ
メント電源７から直流電流が通電されるようになってお
り、このためフィラメント２から熱電子が放出される。
放出された熱電子は、ボンバード電源８からカソード１
に加えられる加速電圧により加速され、電子ビーム６と
なって電子衝撃によりカソード１を加熱する。これによ
り、カソード１から放出される電子はアノード３に加え
られる加速電圧によって加速されて長尺な直線状電子ビ
ーム５となり、高出力密度の加熱源として用いられる。
アノード３はカソード１の前方両側に設置され、加速電
源９により加速電圧が印加される。尚、図中、４はグリ
ッド、１０はグリッド電源であり、これらはビーム電流
や集光性の制御に用いられる。
【０００３】また、カソード１は、その両端を支持プレ
ート１１にて支持されており、これら支持プレート１１
はカソード１の熱膨脹を考慮したものである。
ート１１にて支持されており、これら支持プレート１１
はカソード１の熱膨脹を考慮したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のリニア電子銃は、カソード１と平行に配設されカソー
ド長とほぼ同じ長さのフィラメント２を通電加熱し、更
にフィラメント２とカソード１の間に加速電圧を印加す
ることにより、カソード１を電子衝撃加熱するものであ
る。
のリニア電子銃は、カソード１と平行に配設されカソー
ド長とほぼ同じ長さのフィラメント２を通電加熱し、更
にフィラメント２とカソード１の間に加速電圧を印加す
ることにより、カソード１を電子衝撃加熱するものであ
る。
【０００５】しかし、リニア電子銃における出力均一性
を確保するためにはカソード温度を均一にすべきとの要
請があるにもかかわらず、従来のリニア電子銃はかかる
要請を満足させることができなかった。
を確保するためにはカソード温度を均一にすべきとの要
請があるにもかかわらず、従来のリニア電子銃はかかる
要請を満足させることができなかった。
【０００６】その理由は、フィラメント両端部が支持部
材（図示省略）に対し熱伝導を起こして、温度低下する
ために電子衝撃加熱の不足となり、更には、カソード両
端部も支持部材（支持プレート１１）に対し熱伝導を起
こして大きな温度低下となるためである。
材（図示省略）に対し熱伝導を起こして、温度低下する
ために電子衝撃加熱の不足となり、更には、カソード両
端部も支持部材（支持プレート１１）に対し熱伝導を起
こして大きな温度低下となるためである。
【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、リニア電子銃における出力均一性を確保す
るためにカソード温度を均一化にすることのできる長尺
カソードの加熱装置を提供することを目的とするもので
ある。
ものであり、リニア電子銃における出力均一性を確保す
るためにカソード温度を均一化にすることのできる長尺
カソードの加熱装置を提供することを目的とするもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成は両端を支持部材にて支持された長尺なカソ
ードに対し、後方に配置された長尺なフィラメントから
熱電子を放出して前記カソードを電子衝撃により加熱す
る装置において、前記カソード両端部後面に凸部を形成
して該凸部と前記フィラメントとの間隔を、該凸部以外
の前記カソードの中央部と前記フィラメントとの間隔よ
りも狭く設定し、更に、前記カソードに比較し前記フィ
ラメントを長くしたことを特徴とする。
発明の構成は両端を支持部材にて支持された長尺なカソ
ードに対し、後方に配置された長尺なフィラメントから
熱電子を放出して前記カソードを電子衝撃により加熱す
る装置において、前記カソード両端部後面に凸部を形成
して該凸部と前記フィラメントとの間隔を、該凸部以外
の前記カソードの中央部と前記フィラメントとの間隔よ
りも狭く設定し、更に、前記カソードに比較し前記フィ
ラメントを長くしたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】フィラメント長をカソード長よりも長くしたの
で、フィラメント両端部の低温部分を用いることなく、
均一温度のフィラメント中央部を用いてカソードを電子
衝撃加熱することができる。また、カソード両端部は、
カソード中央部に比べてフィラメントとの間隔が狭いの
で、電子衝撃加熱量が増大し、このため支持部材への熱
伝導による温度低下が回避される。
で、フィラメント両端部の低温部分を用いることなく、
均一温度のフィラメント中央部を用いてカソードを電子
衝撃加熱することができる。また、カソード両端部は、
カソード中央部に比べてフィラメントとの間隔が狭いの
で、電子衝撃加熱量が増大し、このため支持部材への熱
伝導による温度低下が回避される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。尚、図４（ａ）（ｂ）に示す従来例
と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
て詳細に説明する。尚、図４（ａ）（ｂ）に示す従来例
と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００１１】図１（ａ）（ｂ）に本発明の第１の実施例
を示す。両図に示されるようにカソード１の両端部後面
にはそれぞれ凸部が形成されている。このため、カソー
ド両端部（凸部）とフィラメント２との間隔ｘ3 は、カ
ソード中央部とフィラメント２との間隔ｘ2 よりも狭く
なっている。また、フィラメント長ｌ2 はカソード長ｌ
1 よりも長く設定されている。尚、その他の構成は、図
４に示す従来例と同様である。
を示す。両図に示されるようにカソード１の両端部後面
にはそれぞれ凸部が形成されている。このため、カソー
ド両端部（凸部）とフィラメント２との間隔ｘ3 は、カ
ソード中央部とフィラメント２との間隔ｘ2 よりも狭く
なっている。また、フィラメント長ｌ2 はカソード長ｌ
1 よりも長く設定されている。尚、その他の構成は、図
４に示す従来例と同様である。
【００１２】上記構成を有する本実施例では、フィラメ
ント長ｌ2 がカソード長ｌ1 よりも長いため、均一な温
度分布のフィラメント中央部がカソード１を電子衝撃加
熱するものの、低温なフィラメント両端部は電子衝撃加
熱には寄与しない。つまり、温度分布が均一な範囲のみ
をフィラメントとして機能させているのである。
ント長ｌ2 がカソード長ｌ1 よりも長いため、均一な温
度分布のフィラメント中央部がカソード１を電子衝撃加
熱するものの、低温なフィラメント両端部は電子衝撃加
熱には寄与しない。つまり、温度分布が均一な範囲のみ
をフィラメントとして機能させているのである。
【００１３】更に、カソード両端部は、その中央部に比
べてフィラメント２との間隔が狭いので、電子衝撃加熱
量が増加することになる。このため、支持プレート１１
に対して熱伝導しても、カソード両端部はその中央部に
比べて低温となることはない。つまり、カソード１はそ
の全長にわたり温度が均一になるのである。
べてフィラメント２との間隔が狭いので、電子衝撃加熱
量が増加することになる。このため、支持プレート１１
に対して熱伝導しても、カソード両端部はその中央部に
比べて低温となることはない。つまり、カソード１はそ
の全長にわたり温度が均一になるのである。
【００１４】例えば、本実施例についてカソード温度及
びその出力密度分布を測定した結果を図５に示すよう
に、カソード温度分布及び電流密度とともにカソード全
長にわたって均一であった。ここで、カソード温度分布
は放射温度計で測定し、出力密度分布はファラディカッ
プにより測定した。尚、図５には比較のために従来例の
測定結果も示すが、カソード両端部で温度低下を生じ、
電流密度も低下している。
びその出力密度分布を測定した結果を図５に示すよう
に、カソード温度分布及び電流密度とともにカソード全
長にわたって均一であった。ここで、カソード温度分布
は放射温度計で測定し、出力密度分布はファラディカッ
プにより測定した。尚、図５には比較のために従来例の
測定結果も示すが、カソード両端部で温度低下を生じ、
電流密度も低下している。
【００１５】次に、本発明の第２の実施例について図２
（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本実施例において
は、２本の棒状フィラメント２ａ，２ｂを用いた点が特
徴である。これらのフィラメント２ａ，２ｂに相互に逆
方向に電流を流すことにより、各フィラメント２ａ，２
ｂの作る磁場が打ち消されることになる。その他の構
成、例えばカソード１の形状、カソード長ｌ1 とフィラ
メント長ｌ2 の関係等は上記実施例と同様である。
（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本実施例において
は、２本の棒状フィラメント２ａ，２ｂを用いた点が特
徴である。これらのフィラメント２ａ，２ｂに相互に逆
方向に電流を流すことにより、各フィラメント２ａ，２
ｂの作る磁場が打ち消されることになる。その他の構
成、例えばカソード１の形状、カソード長ｌ1 とフィラ
メント長ｌ2 の関係等は上記実施例と同様である。
【００１６】図３は本発明の第３の実施例を示すもので
ある。本実施例は、長大なカソードを必要とする場合に
適用されるものであり、図１に示すカソード１を２本連
結したものである。即ち、２本のカソード１はその一端
を中間支持プレート１３を間に挾んで結合されると共に
この中間支持プレート１３及びカソード両端の支持プレ
ート１１にて支持したものである。また、フィラメント
２もその中央部を中間支持部材１４によって支持されて
いる。本実施例では、中間支持プレート１３を増設して
いるが、カソード１の連結される中間部においても凸部
が形成されているので、中間支持プレート１３を通じて
の熱伝導による温度低下を回避できる。また、本実施例
では２本のカソード１を連結していたが、３本以上であ
っても順次連結することにより、同様に適用できる。
ある。本実施例は、長大なカソードを必要とする場合に
適用されるものであり、図１に示すカソード１を２本連
結したものである。即ち、２本のカソード１はその一端
を中間支持プレート１３を間に挾んで結合されると共に
この中間支持プレート１３及びカソード両端の支持プレ
ート１１にて支持したものである。また、フィラメント
２もその中央部を中間支持部材１４によって支持されて
いる。本実施例では、中間支持プレート１３を増設して
いるが、カソード１の連結される中間部においても凸部
が形成されているので、中間支持プレート１３を通じて
の熱伝導による温度低下を回避できる。また、本実施例
では２本のカソード１を連結していたが、３本以上であ
っても順次連結することにより、同様に適用できる。
【００１７】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明の長尺カソードの加熱装置はカソード
両端部における熱伝導等による温度低下を阻止して、カ
ソードの全長にわたり均一な加熱を可能としたため、均
一な出力密度分布の長尺な電子ビームが得られる。従っ
て、本発明を用いたリニア電子銃では、長尺で均一な蒸
気を作ることが可能となり、各種の蒸着等を幅広く連続
的に行うことができる。
たように、本発明の長尺カソードの加熱装置はカソード
両端部における熱伝導等による温度低下を阻止して、カ
ソードの全長にわたり均一な加熱を可能としたため、均
一な出力密度分布の長尺な電子ビームが得られる。従っ
て、本発明を用いたリニア電子銃では、長尺で均一な蒸
気を作ることが可能となり、各種の蒸着等を幅広く連続
的に行うことができる。
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例にかかる長尺カ
ソードの加熱装置の正面図である。（ｂ）は本発明の第
１の実施例にかかる長尺カソードの加熱装置の側面図で
ある。
ソードの加熱装置の正面図である。（ｂ）は本発明の第
１の実施例にかかる長尺カソードの加熱装置の側面図で
ある。
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例にかかる長尺カ
ソードの加熱装置の正面図である。（ｂ）は本発明の第
２の実施例にかかる長尺カソードの加熱装置の側面図で
ある。
ソードの加熱装置の正面図である。（ｂ）は本発明の第
２の実施例にかかる長尺カソードの加熱装置の側面図で
ある。
【図３】本発明の第３の実施例にかかる長尺カソードの
加熱装置の正面図である。
加熱装置の正面図である。
【図４】（ａ）は従来のリニア電子銃の正面図である。
（ｂ）は従来のリニア電子銃の側面図である。
（ｂ）は従来のリニア電子銃の側面図である。
【図５】本発明と従来例との原理及び効果を対比して示
す説明図である。
す説明図である。
１ カソード ２ フィラメント ３ アノード ４ グリッド ５，６ 電子ビーム ７ フィラメント電源 ８ ボンバード電源 ９ 加速電源 １０ グリッド電源 １１ 支持プレート １３ 中間支持プレート １４ 中間支持部材
フロントページの続き (72)発明者 若元 郁夫 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 今野 茂生 東京都昭島市武蔵野三丁目１番２号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 男谷 忠義 東京都昭島市武蔵野三丁目１番２号 日本 電子株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 両端を支持部材にて支持された長尺なカ
ソードに対し、後方に配置された長尺なフィラメントか
ら熱電子を放出して前記カソードを電子衝撃により加熱
する装置において、前記カソード両端部後面に凸部を形
成して該凸部と前記フィラメントとの間隔を、該凸部以
外の前記カソードの中央部と前記フィラメントとの間隔
よりも狭く設定し、更に、前記カソードに比較し前記フ
ィラメントを長くしたことを特徴とする長尺カソードの
加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34096891A JPH05174702A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 長尺カソードの加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34096891A JPH05174702A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 長尺カソードの加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174702A true JPH05174702A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18341974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34096891A Pending JPH05174702A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 長尺カソードの加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05174702A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048224A1 (fr) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Nikon Corporation | Canon electronique et dispositif d'exposition a faisceau electronique |
| JP2007048627A (ja) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Institute Of Physical & Chemical Research | 電子銃 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP34096891A patent/JPH05174702A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048224A1 (fr) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Nikon Corporation | Canon electronique et dispositif d'exposition a faisceau electronique |
| US6707240B1 (en) | 1999-02-09 | 2004-03-16 | Nikon Corporation | Electron gun and electron beam exposure device |
| JP2007048627A (ja) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Institute Of Physical & Chemical Research | 電子銃 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010403 |