KR20190008979A

KR20190008979A - 전계 방사 장치 및 재생 처리 방법

Info

Publication number: KR20190008979A
Application number: KR1020197000030A
Authority: KR
Inventors: 타카하시 다이조; 타츠미 토시노리; 하타나카 미치히로
Original assignee: 메이덴샤 코포레이션
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2019-01-25
Also published as: CN109314027A; KR102043895B1; US10607801B2; JP6206541B1; WO2017217051A1; JP2017224399A; CN109314027B; US20190341218A1

Abstract

이미터(3) 및 타겟(7)은 진공 챔버(1) 내에서 서로 마주 보도록 배치되고, 이미터(3)의 전자 발생부(31)의 외주측에는 가드 전극 (5)이 구비된다. 가드 전극(5)은 가드 전극 지지부(6)에 의해 진공 챔버(1)의 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 가드 전극 (5)의 재생 처리를 행하기 위해, 가드 전극 지지부(6)를 조작함으로써 가드 전극(5)을 개구부(22)측(분리 위치)으로 이동시키고, 전자 발생부(31)의 전계 방사가 억제되는 상태에서 가드 전극(5)을 가로질러 전압을 인가함으로써, 방전이 반복된다. 재생 처리를 행한 후, 다시 가드 전극 지지부(6)를 조작하여 가드 전극(5)을 개구부(21)측(이미터 위치)으로 이동시키면, 전자 발생부(31)의 전계 방사가 가능한 상태가 설정된다.

Description

전계 방사 장치 및 재생 처리 방법

본 발명은 X 선 장치, 전자관 및 조명 시스템과 같은 다양한 장치에 적용되는 전계 방사 장치 및 재생 처리 방법에 관한 것이다.

X 선 장치, 전자관 및 조명 장치 등의 각종 장치에 적용되는 전계 방사 장치의 일례로서, 진공 용기의 진공 챔버 내에서 서로 마주하여 배치된 (소정 거리를 두고 분리된) 에미터(탄소 등의 전자원)와 타겟 과의 사이에 전압을 인가하여 에미터의 전계 방사(전자를 발생시켜 방출)에 따라서 전자선을 방출하고, 그 방출한 전자선을 타겟에 충돌시켜 소망하는 기능(예를 들면 X선 장치의 경우는 X선 외부 방출에 따른 투시 분해능)을 발휘하는 구성이 알려져 있다.

또한, 예를 들면, 이미터와 타겟 사이에 그리드 전극을 개재시킨 3극관 구조로 하거나, 이미터의 전자 발생부(타겟에 대향하는 측에 위치하여 전자를 발생시키는 부위)의 표면을 곡면상으로 하거나, 이미터와 동전위 가드 전극을 이미터 주연단부측에 설치하는 등으로 이미터로부터 방출된 전자선의 분산을 억제하는 것이 검토되고 있다.(예를 들면 특허문헌 1,2)

상기 전압의 인가에 의해 이미터의 전자 발생부에서만 전자를 발생시킴으로써 전자선을 방출하는 것이 바람직하다. 그러나, 진공챔버 내에 바람직하지 않은 미소한 돌기 또는 먼지 등이 존재하면, 의도하지 않은 플래쉬 오버 현상이 일어나기 쉽고, 내전압 성능을 얻을 수 없으며, 원하는 기능을 얻을 수 없는 경우가 있다.

예를 들면, 가드 전극 등(타겟, 그리드 전극, 및 가드전극, 이하에서 필요에 따라 간단히 "가드전극 등"이라 칭함)에 국소적인 전계 집중이 쉽게 생기는 부분 (예를 들면, 가공 중에 생기는 미세한 돌기)이 형성되는 경우, 가드 전극 등이 기체 성분 (예를 들면, 진공 용기 내의 잔류 가스 성분)을 흡착하는 경우, 및 전자를 쉽게 발생시키는 요소가 가드 전극 등에 적용된 재료에 포함되어 있는 경우이다. 이들 경우에 가드 전극 등에도 전자 발생부가 형성되어 전자의 발생량이 불안정해지기 쉽고, 전자선이 분산되기 쉽다. 예를 들어 X 선 장치의 경우 X 선의 초점이 맞지 않을 위험이 있다.

따라서, 플래쉬 오버 현상을 억제하는 방법(전자의 발생량을 안정화시키는 방법)으로서, 예를 들면, 가드 전극 등에 전압(고전압 등)을 인가(예를 들면, 가드 전극과 그리드 전극사이에 인가)하고 방전을 반복하는 전압 방전 컨디셔닝 처리(재생(개질); 필요에 따라 이하에서 단순히 "재생처리"라 칭함)를 시행하는 방법이 검토되고 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허 공개 공보 제 2008-150253호 특허 문헌 2 : 일본국 특허 공개 공보 제 2011-008998호

그러나, 전술한 재생 처리 전압을 단순히 가드 전극 등에 인가하면, 이미터의 전계 방사(예를 들어, 재생 처리가 수행되기 전의 전계 방사)도 쉽게 발생하고, 가드 전극 등이 충분히 재생처리되지 않을 위험이 있다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 이미터의 전계 방사를 억제하면서 가드 전극 등의 재생 처리를 행할 수 있고, 전계 방사 장치의 특성을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 전계 방사 장치 및 재생 처리 방법은 상기 문제를 해결할 수 있는 것이다.

본 발명의 전계 방사 장치의 일 형태로서, 전계 방사 장치는, 관형 인슐레이터의 양단부측을 밀봉하여 형성되고, 상기 인슐레이터의 내벽측에 진공 챔버를 갖는 진공 용기; 상기 진공 챔버의 일단부측에 위치하고, 상기 진공 챔버의 타단부측에 대향하는 전자 발생부를 갖는 이미터; 상기 이미터의 상기 전자 발생부의 외주측에 설치된 가드 전극; 상기 진공 챔버의 타단부측에 위치되고 상기 이미터의 전자 발생부에 대향하는 타겟; 및 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동 가능하게 상기 가드 전극을 지지하는 가동 가드 전극지지부;를 포함하고, 상기 가드 전극지지부는, 상기 가드전극지지부의 이동에 의해 상기 이미터의 전자발생부와 상기 가드 전극사이의 거리를 변화시키도록 구성된다.

상기 가드 전극 지지부는, 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 신축이 가능한 가드전극측 벨로우즈를 구비하고, 상기 가드 전극측 벨로우즈의 일단부측 또는 타단부측중 하나는 상기 가드 전극 지지부를 지지하고, 다른 하나는 진공 용기에 의해 지지되며, 상기 가드전극측 벨로우즈는 진공 용기의 일부를 형성한다.

상기 가드 전극 지지부는, 상기 가드 전극으로부터 진공 챔버의 일단부측까지 연장되는 축부를 구비하고, 상기 축부의 일단부측이 상기 진공용기를 관통하여 상기 진공용기의 외부로 연장되고 그 타단부측은 상기 가드전극을 지지하고, 상기 가드 전극측 벨로우즈의 일단부측은 상기 축부의 일단부측을 지지하고, 상기 가드 전극측 벨로우즈의 타단부측은 상기 진공 용기에 의해 지지된다.

상기 가드 전극 지지부는, 상기 가드 전극으로부터 상기 진공 챔버의 일단부측까지 연장되는 축부를 가지며, 상기 가드전극측 벨로우즈는 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 연장되고 상기 가드 전극과 상기 진공 용기 사이에 동심원상으로 배치된 외부 벨로우즈 부재 및 내부 벨로우즈 부재로 이루어지며, 상기 축부는 상기 외부 벨로우즈 부재와 상기 내부 벨로우즈 부재 사이에서 진공 챔버의 양단부 방향으로 연장되고, 상기 축부의 일단부측은 상기 진공 용기를 관통하여 상기 진공용기 외부로 연장되고 상기 축부의 타단부측은 상기 가드 전극을 지지하고, 상기 외부 벨로우즈 부재 및 상기 내부 벨로우즈 부재의 각각의 일단부측이 상기 진공용기에 의해 지지되고, 상기 외부 벨로우즈 부재 및 상기 내부 벨로우즈 부재의 타단부측 각각은 상기 축부의 타단부측을 지지한다.

상기 가드 전극은, 이미터의 외주측에서 진공 챔버의 양단부 방향으로 연장되는 관 형상을 갖고, 상기 가드 전극의 타겟측은, 상기 가드 전극 지지부의 이동에 의해 이동하여 상기 이미터의 전자 발생부에 접촉 또는 분리된다.

또한, 상기 가드 전극에는 그 타겟측에 소경부를 구비하고 있다.

또한, 상기 가드 전극의 타겟측에는, 진공 챔버의 횡단 방향으로 연장되고 상기 진공챔버의 양단부 방향에 있어서 상기 이미터의 전자발생부의 주연단부와 중첩되는 끝단부를 구비하고 있다.

그리드 전극은 진공 챔버내 상기 이미터와 상기 타겟 사이에 구비된다.

본 발명의 전계 방사 장치는, 타겟을 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가동 타겟 지지부를 더 포함한다. 그리고, 상기 타겟 지지부는 상기 타겟 지지부의 이동에 의해 상기 이미터의 전자 발생부와 상기 타겟 사이의 거리를 변화시키도록 구성된다.

또한, 상기 타겟 지지부는, 진공 챔버의 양단부 방향으로 신축 가능한 타겟측 벨로우즈를 구비하고, 상기 타겟측 벨로우즈의 일단부측 또는 타단부측중 하나는 상기 타겟지지부를 지지하고, 다른 하나는 진공 용기에 의해 지지되고, 상기 타겟측 벨로우즈는 진공용기의 일부를 형성한다.

상기 전계 방사 장치의 재생 처리 방법의 일형태로서, 상기 재생 처리 방법은, 상기 이미터의 전자 발생부와 상기 가드 전극이 상기 가드 전극 지지부의 동작에 의해 서로 분리된 상태에서 상기 가드전극을 가로질러 전압을 인가하는 단계; 및 상기 진공 챔버의 적어도 가드 전극에 재생처리를 실행하는 단계;로 이루어진다.

또한, 상기 타겟 지지부를 가지는 전계 방사 장치의 재생 처리 방법으로서, 재생처리방법은 상기 이미터의 전자 발생부와 상기 가드 전극이 상기 가드 전극 지지부의 동작에 의해 서로 분리되고, 상기 이미터의 상기 전자 발생부와 상기 타겟과의 거리가 상기 타겟지지부의 작동에 의한 전계 방사시보다 더 짧아진 상태에서 상기 가드전극을 가로질러 전압을 인가하는 단계; 및 상기 진공 챔버내의 적어도 상기 가드 전극에 재생 처리를 실행하는 단계;를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 이미터의 전계 방사를 억제하면서 가드 전극 등의 재생 처리를 행할 수 있고, 전계 방사 장치의 특성 향상에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전계 방사 장치의 개략 설명도 (진공 챔버(1)의 양단부방향에 따른 종단면도(이미터(3) 및 가드 전극(5)이 접촉된 상태)).
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 전계 방사 장치의 개략 설명도 (진공 챔버(1)의 양단부방향에 따른 종단면도(이미터(3) 및 가드 전극(5)이 분리된 상태)).
도 3은 실시예 1의 가드 전극(5)의 일례를 보여주는 개략설명도 (도 1의 부분 확대도로서, 가드 전극(5)이 끝단부(52) 대신에 소경부 (51a)를 갖는 경우).
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 전계 방사 장치의 개략 설명도 (진공 챔버(1)의 양단부방향에 따른 종단면도(이미터 (3) 및 가드 전극 (5)이 접촉된 상태)).
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 전계 방사 장치의 개략 설명도 (진공 챔버 (1)의 양단부방향에 따른 종단면도(이미터(3) 및 가드 전극(5) 이 분리된 상태)).
도 6은 본 실시예의 벨로우즈의 변형예(도 1 및 도 2의 부분 단면도에 해당)의 개략 설명도.

본 발명의 실시예에 따른 전계 방사 장치는, 인슐레이터의 양단부를 밀봉하여 형성된 진공챔버에 있어서, 단순히 서로 대향하여 위치하는 이미터 및 타겟을 구비하고, 이미터의 전자발생부의 외주측에 가드전극을 구비할 뿐만아니라, 가드전극을 진공챔버의 양단부방향(이하, 간단히 "양단부 방향"이라 칭함)에 대하여 이동가능하게 지지하는 가동 가드전극 지지부를 구비하고, 상기 가드전극지지부의 이동에 따라 이미터의 전자발생부와 가드전극사이의 거리를 변화시킬 수 있도록 구성된 것이다.

종래의 가드 전극 등의 재생 처리 방법으로서는, 상술한 바와 같이 가드 전극 등에 고전압을 인가하는 방법 이외에, 가드 전극 등을 진공 분위기에 노출시켜서 흡착 가스를 제거하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은, 예를 들어 진공 용기에 대구경의 배기관을 설치한 전계 방사 장치(이하, 종래 장치라 칭함)를 형성하고, 대구경의 배기관을 통해 진공챔버를 고온의 진공상태로 만듦으로써 진공 챔버내에서 가드전극 등의 흡착가스를 방출시키고, 그 후 진공챔버를 대기분위기로 환원하고 대구경 배기관을 통하여 진공챔버내에 이미터 등을 배치하고 진공챔버를 밀봉하고 다시 진공상태로 하는 방법이다.

그러나, 대구경의 배기관을 구비한 진공 용기에 있어서는 진공 챔버의 고온 진공 상태를 장시간 유지하는 것이 곤란하다. 또한, 진공 챔버가 다시 진공 상태가 되기 전에 가드 전극 등에 가스가 재흡착될 위험성이 있다. 따라서, 가드 전극 등에 형성된 조대 표면을 재생 (평탄화)하는 것은 불가능하다. 또한, 대구경의 배기관에 의해 진공 용기가 대형화되고, 또한 제조 공수가 상승하고, 제품 코스트가 상승한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는, 가드 전극 지지부를 동작시켜, 전자 발생부와 가드 전극 사이의 거리를 변화시킬 수 있는 구성을 가지며, 종래의 방법을 사용하지 않고 가드 전극 등의 재생 처리를 행할 수 있다. 재생 처리를 수행하기 위해, 예를 들어, 후술하는 도 1에 도시 된 바와 같이, 가드 전극이 이미터의 전자 발생부와 접촉하고(또는 가드 전극이 이미터의 전자발생부에 근접하고), 이미터로부터 원하는 전계 방사가 가능해지는 위치(전계 방사 중에 이미터로부터 방출된 전자빔의 분산이 억제되는 위치; 이하 간단하게 "이미터 위치"라고 함)에 가드전극이 위치하는 경우, 가드 전극 지지부를 작동시킴으로써 가드 전극이 타겟측(가드 전극과 타겟 사이의 거리가 짧아지는 방향)으로 이동된다. 다음에 후술하는 도 2에 도시된 바와 같이, 가드 전극은 이미터(전자 발생부)와 분리된 위치(이하, 필요에 따라 간단히 "분리 위치" 라 칭함)에 유지된다.

그런 다음, 분리 위치에 있는 가드 전극 등을 가로 질러 전압을 인가함으로써, 가드 전극 등은 재생 처리를 거치며, 예를 들어, 가드 전극 등의 표면이 용융 또는 용해되어 평활화된다. 이것에 의해 내전압 성능을 얻을 수 있다. 또한, 상술 한 바와 같이 가드 전극이 분리된 상태에 있을 때, 재생 프로세스 중에 이미터의 전계 방사가 억제되므로, 이미터에 부하가 가해지지 않는다.

따라서, 본 실시예의 재생 처리에 의하면, 가드 전극 등의 표면에 미세한 돌기가 존재하더라도, 표면이 평활화될 수 있다. 또한, 가스 성분 (예를 들어, 진공 용기내의 잔류 가스 성분)이 흡착되는 경우, 흡착된 가스가 방출된다. 또한, 전자를 발생시키기 쉬운 원소가 가드 전극 등에 포함되는 경우에는, 상기 용융 평활화에 의해, 상기 원소가 드 전극 등의 내부에 머무르거나 저장될 수 있고, 상기 원소에 의해 야기되는 전자발생이 억제될 수 있다. 따라서, 전자의 발생량은 전계 방사장치에서 용이하게 안정화될 수 있다.

이와 같이 가드 전극 등의 재생 처리를 행한 후, 가드 전극 지지부를 다시 동작시킴으로써, 가드 전극을 분리 위치(이미터의 전자발생부와 가드 전극사이의 거리가 짧아지는 방향으로 이동된 위치)로부터 이미터 위치로 이동되고, 그후 이미터의 전계 방사가 가능한 상태 (예를 들어, 도 1에 도시 된 바와 같이, 이미터의 전자 발생부와 가드 전극이 서로 접촉하거나 또는 서로 가깝게 위치되는 상태)가 설정된다. 따라서, 전계 방사 장치의 원하는 기능(X 선 장치의 경우, X 조사 등)을 얻을 수 있다.

여기서, 이미터 위치에 위치하는 가드 전극 등의 재생 처리를 행하는 경우, 가드 전극 등에 인가되는 전압(이하, 간단히 "재생 전압"이라 칭함)이 전계 방사시의 정격 전압과 동일한 레벨의 전압(즉, 가드 전극이 이미터 위치에 있고 전계 방사가 가능한 상태의 정격 전압)으로 설정되거나, 또는 마진을 고려하여 정격 전압의 1.2배 이상의 전압 크기로 설정되는 것도 고려될 수 있다. 또한, 전계 방사 장치의 진공 용기의 외주연측의 절연 성능은 진공 용기의 내부(진공 챔버)와 비교하여 낮기 때문에, 진공용기의 외주연에서 몰드, 절연 오일, 절연 가스와 같은 인슐레이터로 적절한 절연 가공을 행함으로써 원하는 내전압 성능을 얻을 수 있고 (재생 프로세스 중에 플래쉬 오버 현상이 억제됨), 안전성이 확보된다. 그러나, 상기 절연 가공은 복잡한 작업 또는 대규모 설비가 필요하고, 재생 처리를 수행한 후에 인슐레이터를 제거하거나 회수하기가 어려워지고 이는 전계 방사 장치의 생산성 및 품질에 영향을 미칠 수 있다.

한편, 본 실시예에 나타낸 바와 같이, 가드 전극이 타겟측으로 이동되어 분리 위치에 있는 경우에는, 재생 전압이 인가되는 전극의 간극(예를 들면 가드전극과 타겟사이의 간극 또는 가드전극과 그리드 전극사이의 간극, 이하에서 간단히 "간극"이라 칭함)이 전계 방사시의 간극보다 작아질 수 있다.

따라서, 재생 전압을 정격 전압보다 낮게 설정할 수 있고, 절연 처리를 수행하지 않고 원하는 내전압을 얻을 수 있다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 상기 재생 처리가 전계 방사 장치의 특성 향상에 기여할 수 있고, 또한, 전계 방사 장치의 제조 작업 및 설비가 감소되고 재생처리동안 플래쉬 현상이 억제될 수 있기 때문에 전계 방사 장치의 생산성 및 안전성 향상에 기여할 수 있다.

본 실시예의 전계 방사 장치는, 상술한 바와 같이 전계 방사 장치가 가드 전극을 양단 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가드 전극지지부를 갖고, 이미터의 전자 발생부와 가드 전극 사이의 거리를 변화시킬 수 있도록 구성되는 한, 각 기술 분야의 공지의 기술 지식을 적절하게 적용함으로써 다양하게 변형될 수 있다. 본 발명의 전계 방사 장치의 예를 이하에 설명한다.

<전계 방사 장치의 실시예 1>

도 1 및 도 2의 참조 부호(10)는 본 실시예 1의 전계 방사 장치가 적용된 X 선 장치의 일례이다. 이 X 선 장치(10)는 통 형상 인슐레이터(2)의 일단부측 개구부(21)와 타단부측 개구부(22)를 각각 이미터부(30)와 타겟부(70)로 (예를 들면 납땜(brazing)에 의해) 밀봉하고, 인슐레이터(2)의 내벽 측에 진공 챔버(1)를 갖는 진공 용기(11)가 형성된다. 이미터부(30)(후술하는 이미터(3))와 타겟부(70) (후술하는 타겟(7)) 사이에는 진공 챔버(1)의 횡단 방향으로 연장되는 그리드 전극(8)이 제공된다.

상기 인슐레이터(2)는 세라믹과 같은 절연 물질로 형성된다. 인슐레이터(2)로서, 이미터부(30)(이미터(3))와 타겟부(70)(타겟 (7))를 서로 격리시키고 그 내부에 진공 챔버(1)를 형성할 수 있는 한, 다양한 형상 또는 형태가 사용될 수 있다. 예를 들면 도면에 도시한 바와 같이 동심원상으로 배치된 2개의 관상 절연 부재(2a, 2b) 사이에 그리드 전극(8)(예를 들면, 리드 단자(82))을 개재시키고, 양 절연 부재 (2a, 2b)를 납땜 등으로 함께 고정시킨다.

이미터부(30)는 타겟부(70)(타겟(7))에 대향하는 부분에 전자 발생부(31)를 구비한 이미터(3), 전자 발생부(31)의 외주 측에 설치된 가드 전극(5), 및 가드 전극(5)을 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가동 가드 전극 지지부(6)를 구비하고 있다.

이미터(3)로서는, 상술 한 바와 같은 전자 발생부(31)를 갖고, 전압의 인가에 의해 전자 발생부(31)로부터 전자가 발생하고, 도면에 도시한 바와 같이 (방사체 또는 이미터로서) 전자 빔(L1)을 방출할 수 있는 한, 다양한 형상 및 형태가 채용될 수 있다. 예를 들면, 탄소 등의 재료 (카본 나노 튜브 등)로 이루어지고, 도시한 바와 같이, 이미터(3)로서, 고체 이미터 또는 기상법에 의해 형성된 박막 이미터가 사용될 수 있다. 전자 발생부(31)로서, 타겟부(70)(타겟(7))에 대향하는 측의 전자 발생부 (31)의 표면이 오목 형상(곡면 형상)으로 되도록 하여 전자빔(L1)이 쉽게 수렴할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 진공 용기(11)내의 이미터(3)를 지지하는 구성으로서, 다양한 형상 또는 형태가 채용될 수 있다. 예를 들면, 이미터(3)가 가드 전극 지지부(6)의 이동(후술) 및 가드 전극(5)의 이동(후술)을 방해하지 않도록 설치된 이미터 지지부(4)에 의해 지지되어 있는 구성이다. 이미터 지지부(4)의 일례로서, 가드 전극(5)의 내측에서 양단부 방향으로 연장되는 기둥 형상의 리드부(40)와, 상기 리드부(40)의 알단부측(개구부(21)측)에 형성되고 진공챔버(1)의 횡단 방향으로 연장되는 플랜지부(41)와, 플랜지부(41)상 리드부(40)의 외주측에 형성된 적어도 하나의 안내홀(41a)(후술하는 축부(61)에 대응하여 양단부방향으로 플랜지부(41)를 관통하는 안내홀)을 구비한 구성이다.

이러한 구성의 이미터 지지부(4)에 따르면, 이미터지지부(4)가 플랜 지부(41)를 통해 인슐레이터(2)의 개구부(21)의 단부면(21a)에 지지되고, 이미터(3)가 리드부(40)의 다른 단부측(개구부(22)측)에 지지된다(예를 들어, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와는 반대측이 크림 핑, 스왜깅(swaging) 또는 용접 등에 의해 리드부(40)의 타단부측에 고정된다).

가드 전극(5)으로서는, 상술한 바와 같이 이미터 (3)의 전자 발생부 (31)의 외주측에 설치되어 있고, 가드 전극 지지부(6)의 가동에 의해 이동하여 이미터(3)의 전자발생부(31)에 접촉 또는 분리되고, 이미터(3)에 접촉된 상태에서(예를 들어 도1에 나타낸 상태에서) 이미터(3)로부터 방출된 전자빔(L1)의 분산이 억제될 수 있으면, 다양한 형상이나 형태가 채용될 수 있다.

가드 전극(5)의 일례로서, 가드 전극(5)은 스테인리스(SUS 재질 등)의 재료로 이루어지고, 이미터(3)의 외주측에서 진공 챔버(1)의 양단부 방향으로 연장되는 통 형상 구조이다. 그리고, 가드 전극 지지부(6)에 의해 가드 전극(5)의 양단부 방향의 일단부측 개구(50a)의 단부면(50b)이 지지되고, 상기 양단부방향에서 다른 단부측(예를 들면, 타겟(7)측)인 개구부(51)측(예를 들면 후술하는 끝단부(52))은 이미터(3)와 접촉 또는 분리된다. 이미터(3)에 접촉하고 분리되는 가드 전극(5)의 이러한 구성은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 가드 전극(5)의 양단부 방향의 타단측에 소경부(small diameter portion)(51a)가 형성되는 구성도 가능하다. 그러나, 진공챔버(1)의 횡단방향(이미터(3)에 대해서 타겟(7)측)으로 연장되고 진공 챔버(1)의 양단부 방향에 있어서 이미터(3)의 전자 발생부(31)의 주연단부(31a)와 교차 또는 중첩되는 끝단부(52)가 형성되는 구성을 들 수 있다. 또한, 소경부(51a) 및 끝단부(52) 모두를 형성할 수도 있다.

여기서, 도면에 도시된 가드 전극(5)의 경우, 게터(54)는 가드 전극 (5)의 외주측에 용접에 의해 고정되지만, 게터(54)의 고정 위치 및 재료는 특별히 제한되지 않는다. 또한, 전자 발생부(31) (특히, 주연단부(31a))에서 발생할 수 있는 국부 전계 집중을 억제하고/하거나 이미터(3)의 전자 발생부(31)의 주연단부(31a)의 외관상의 곡률 반경을 크게 하여 전자 발생부(31)부터 다른 부위까지 발생하는 플래쉬 오버를 억제할 수 있는 형상을 채용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 가드 전극(5)은 양단부 방향의 타단부측에 곡면부(51b)를 갖는 형상을 갖는다.

가드 전극 지지부(6)는 상술한 바와 같이 가드 전극(5)을 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있는 한, 다양한 형상이나 형태가 채용될 수 있다. 일례로서, 도면에 도시된 바와 같이, 가드 전극 지지부(6)는 양 단부 방향(가드 전극(5)으로부터 일단부측까지)으로 연장되어 가드 전극(5)을 지지하는 기둥형상의 복수의 축부(61); 진공 챔버(1)의 횡단 방향으로 연장되어 각 축부(61)를 지지하는 작동 플레이트(62); 및 양단부 방향으로 신축이 가능하고 진공 챔버(1)의 기밀성을 유지하면서 플랜지부(41)에 의해 지지(즉, 진공 용기(11)에 의해 지지)되는 동시에 플레이트(62)를 지지하는(즉, 가드 전극지지부(6)를 지지하는) 가드 전극측 벨로우즈(63)(이하, 필요에 따라 "벨로우즈(63)"로 약칭함);를 구비한 구성을 들 수 있다.

상기 축부(61)는 플랜지부(41)의 안내홀(41a)을 리드부(40)의 외주측에서 원주방향으로 소정 간격으로 배치되도록(안내홀(41a)에 대응하는 위치에 배열되도록) 유동 가능하게 관통한다.

각 축부(61)의 일단부측은 플레이트(62)에 의해 지지되어 있고, 각 축부(61)의 타단부측은 가드 전극(5)의 단부면(50b)을 지지하고 있다(예를 들면, 각 축부(61)의 타단부 및 가드 전극(5)의 단부면(50b)은 크림핑, 스왜깅(swaging) 또는 용접 등에 의해 고정된다). 그러나, 축부(61)의 배열 및 유지 및 지지 방식은 상기 구성에 한정되지 않는다.

또한, 벨로우즈(63)는 플랜지부(40)의 안내홀(41a)을 관통하는 각 축부(61)의 관형 일단부측에서 외주측을 둘러싸거나 덮도록 양단부방향으로 연장되는 벨로우즈 관벽(64)을 가진다.

벨로우즈(63)의 일단부측은 납땜 등에 의해 플레이트(62)에 고정되고, 벨로우즈(63)의 타단부측은 플랜지부(41)의 축부(61)에 대한 외주측(일군의 안내홀(41a)에 대하여 외주측)에 납땜에 의해 고정된다.

벨로우즈(63)는 진공 챔버(1)와 대기측 (진공 용기 (11)의 외주측)을 구획 형성한다. 그러나, 벨로우즈 (63)의 고정 방식 등은 상기 구성에 제한되지 않는다.

상기와 같이 구성된 가드 전극지지부(6)의 축부(61)는 벨로우즈 (63)의 신축에 의해 안내홀(41a)에 의해 안내되어 양단부 방향으로 이동하고, 그 결과 가드 전극(5)도 양단부 방향으로 움직인다. 가드 전극(5)이 소경부(51a) 또는 끝단부(52)를 갖는 경우, 가드 전극 지지부(6)의 이동에 의해, 가드 전극(5)은 이미터(3)의 외주측에서 양단부 방향으로 이동하고, 소경부(51a) 또는 끝단부(52)는 이미터 (3)의 전자 발생부(31)와 접촉 또는 분리된다.

가드 전극(5)이 끝단부(52)를 갖는 구성의 경우, 가드 전극(5)이 이미터(3)와 접촉할 때, 전자 발생부(31)의 주연단부(31a)는 끝단부 (52)에 의해 둘러싸여지거나 보호된다. 또한, 가드 전극(5)의 양단부 방향의 일단부측으로의 이동은 끝단부(52)에 의해 억제 또는 제한된다. 즉, 이미터(3)의 위치에 대한 가드 전극(5)의 위치 결정이 용이해진다.

가드 전극지지부(6)는 다양한 재료로 형성될 수 있고, 재료는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 가드 전극지지부(6)는 스테인레스 (SUS 재료 등) 및 구리와 같은 도전성 금속 재료로 형성될 수 있다. 벨로우즈(63)는 금속 시트 또는 금속 플레이트와 같은 금속 재료의 가공에 의해 성형될 수 있다.

다음으로, 타겟부(70)은 이미터(3)의 전자 발생부(31)에 대향하는 타겟(7)과 인슐레이터(2)의 개구부(22)의 단부면(22a)에 의해 지지되는 플랜지부(70a)를 갖는다.

타겟(7)으로서는 이미터(3)의 전자 발생부(31)로부터 방출된 전자빔(L1)이 충돌하고, 도시한 바와 같이 X 선(L2)을 방출할 수 있는 한, 다양한 형상이나 형태를 채용할 수 있다. 도면에서, 타겟(7)은 이미터 (3)의 전자발생부(31)에 대향하는 부분에 전자빔(L1)에 대하여 소정의 각도로 경사지고 교차하는 방향으로 연장되는 경사면(71)을 갖는다. 이 경사면(71)에 전자빔(L1)이 충돌함으로써, X 선(L2)은 (도시한 바와 같이 진공챔버(1)의 횡단방향으로) 전자빔(L1)의 조사방향에서 절곡된 방향으로 방출된다.

그리드 전극(8)으로서, 전술한 바와 같이 이미터(3)와 타겟(7) 사이에 개재되고, 이들을 통과하는 전자선(L1)을 적절하게 제어할 수 있는 것이면, 다양한 형상이나 형태가 채용될 수 있다. 예를 들면, 도면에 도시된 바와 같이, 그리드 전극(8)은 진공 챔버(1)의 횡단 방향으로 연장되고 전자빔(L1)이 통과하는 통과홀(81a)을 갖는 전극부(예를 들면, 메쉬 전극부)(81)와 (진공 챔버(1)의 횡단 방향으로) 인슐레이터(2)를 관통하는 리드 단자(82)를 갖는다.

상기와 같이 구성된 X선 장치(10)에 의하면, (플레이트(62)를 통해) 가드 전극 지지부(6)를 적절히 동작시킴으로써, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 가드 전극(5) 사이의 거리를 변화사킬 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 이미터 위치로부터 분리 위치로 가드 전극(5)을 이동시켜 이미터(3)의 전계 방사를 억제한 상태에서, 가드 전극(5), 타겟(7), 그리드 전극(8)등의 원하는 재생 처리가 수행될 수 있다. 나아가서, 대구경 배기관을 구비한 종래의 장치와 비교하여, 소형화가 용이하고, 또한 제조 공수의 단축 및 제품 코스트의 저감을 실현할 수 있다.

< X 선 장치 (10)의 가드 전극 등의 재생 처리의 예 >

상기 X 선 장치(10)의 가드 전극(5) 등의 재생 처리를 행하는 경우, 먼저 가드 전극 지지부(6)를 조작함으로써, 가드 전극(5)을 도 2에 도시한 바와 같이 개구부(22)측으로(분리위치로) 이동시키면 전자 발생부(31)의 전계 방사가 억제된 상태가 설정된다. 이 상태에서, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 가드 전극(5)의 끝단부(52) (도 3에서는 소경부(51a))가 서로 분리된다 (끝단부(52)(또는 소경부(51a))가 이동하여 이미터(3)가 방전 전계 이하가 된다). 도 2에 도시된 이 상태에서, 가드 전극(5)과 그리드 전극(8) (리드 단자 (82)) 사이 및 / 또는 타겟(7)과 그리드 전극(8) 사이에 소정의 재생 전압을 적절하게 인가함으로써, 가드 전극(5) 등에서 방전이 반복되고 가드 전극(5) 등이 재생 처리를 겪는다(가드 전극(5)의 표면이 용융 또는 용해되어 평활화된다). 여기서, 이 상태에서, 가드 전극(5)과 그리드 전극(8) 사이의 간극이 전계 방출시보다 좁기 때문에, 가드 전극(5)과 그리드 전극 (8)사이에 인가되는 재생 전압을 정격 전압보다 낮게 설정할 수 있다.

재생 처리가 행해진 후, 가드 전극 지지부(6)를 다시 동작시킴으로써, 도 1에 도시된 바와 같이 가드 전극(5)이 개구부(21) 측(이미터 위치)으로 이동하고, 전자 발생부(31)의 전계방사가 가능한 상태로 된다. 이 상태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 가드 전극(5)의 끝단부(52)는 서로 접촉한다 (예를 들어 진공 챔버(1)내의 진공 압력에 의해). 도 1에 도시된 이 상태에서 이미터 (3)와 타겟 (7) 사이에 소정의 전압을 인가함으로써 이미터 (3)의 전자 발생부(31)와 가드 전극(5)이 동일 전위로 되면, 이미터(3)의 전자 발생부(31)로부터 전자가 발생되고 전자선(L1)이 방출되어, 전자빔(L1)이 타겟(7)에 충돌하고, 타겟(7)으로부터 X 선 (L2)이 방출된다.

이상과 같은 재생 처리에 의해, X 선 장치(10)에 있어서 가드 전극(5) 등으로부터의 플래쉬 오버 현상(전자의 발생)을 억제하여, X 선 장치 (10)의 전자 발생량을 안정화시킬 수 있다. 또한, 전자선(L1)을 집속형 전자속으로 하는 것이 가능하여, X 선(L2)의 초점도 수렴하기 쉽게 되고, 높은 투시분해능을 얻는 것이 가능해진다.

<전계 방사 장치의 실시예 2>

도 1 및 도 2에 도시된 X 선 장치(10)는 가드 전극 지지부(6)를 갖는다. 그러나, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가드 전극 지지부(6)와, 타겟(7)을 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지하는 타겟 지지부(9)가 구비되는 X 선 장치(10A)와 같은 구성을 채용할 수도 있다. 이러한 구성은 상기 X 선 장치(10)와 동일한 효과 및 작용을 가진다. 여기서, 도 4 및 도 5에서, 도 1 내지 도 3에서와 동일한 부재 또는 구성 요소는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 4 및 도 5에 나타낸 X 선 장치(10A)의 타겟부(7A)는 타겟(7), 플랜지부(70a), 및 타겟(7)을 양단부 방향으로 이동가능하게 지지하는 가동 타겟 지지부(9)를 구비한다. 타겟 지지부(9)로서는, 전술한 바와 같이 타겟(7)을 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있는 한, 다양한 형상이나 형태가 채용될 수 있다. 일례로서, 도시된 바와 같이, 타겟 지지부(9)는 타겟(7)의 경사면(71) 반대 측으로부터 연장되고 플랜지부(70a)에 형성된 안내홀(플랜지부(70a)를 양단부 방향으로 관통하는 안내홀)(70b)을 유동이 가능하게 관통하는 축부(91);와, 양단부 방향으로 신축이 가능하고 진공 챔버(1)의 기밀성을 유지하면서 플랜지부(70a)에 의해 지지(즉, 진공용기(11)에 의해 지지)되고 타겟(7)(도면에서 타겟(7)의 경사면(71) 반대측에 위치된 주연단부(72))(즉, 타겟 지지부(9)를 지지한다)을 지지하는 타겟측 벨로우즈(92)(이하에서, 필요에 따라 단순히 "벨로우즈"라 약칭함);를 구비한다.

축부(91)의 일단부측에는, 타겟(7) 직경보다 작고 안내홀(70b)의 직경보다 큰 광경부(wide diameter portion)(91a)가 구비된다.

축부(91)의 타단부측에는, 안내홀(70b)의 직경보다 작은 직경을 갖고 안내홀(70b)을 이동 가능하게 관통하는 축경부(reduced diameter portion)(91b)를 구비한다. 이로써, 축부(91)는 축경부(91b)만이 안내홀(70b)을 관통할 수 있도록 구성된다.

또한, 축부(91)의 양단부 방향의 타단부측으로의 이동은 광경부 (91a)에 의해 억제 또는 제한된다. 예를 들어, 광경부(91a)에 의해 규제된 위치(광경부(91a)가 플랜지부(70a)의 개구단부면과 접촉하는 위치)를 전계 방사에 적합한 타겟(7)위치로 미리 일치시켜 놓음에 따라, 타겟지지부(9)에 의해 타겟(7)을 이동시킨 후에도, 전계 방사시의 타겟(7)의 위치 결정이 용이해진다. 또한, 축부(91)는 축부(91)의 양단부 방향의 일단부측으로의 이동이 제한되거나 한정되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 축부(91)의 타단부측의 상단부는 큰 직경 형상으로 형성되거나, 축부(91)의 타단부측에 스토퍼가 설치된다.

벨로우즈(92)는 축부(91)의 외주측을 둘러싸거나 덮도록 양단부방향으로 연장되는 벨로우즈관벽(92a)을 갖는다. 벨로우즈(92)의 일단부측은 타겟(7)의 경사면(71)과 반대측에 위치하는 주연단부(72)에 납땜(brazing) 등에 의해 고정되고, 벨로우즈 (92)의 타단부 측은 플랜지부(70a)에 있어서의 축부(91)의 외주측 (안내홀(70b)에 대한 외주측)에 납땜 등에 의해 고정된다. 따라서, 벨로우즈(92)가 진공 챔버(1)와 대기측(진공용기(11)의 외주측)을 구분 구획한다. 그러나, 벨로우즈(92)의 고정 방식 등은 상기 구성에 한정되지 않는다.

벨로우즈(92)의 신축에 의해, 상기와 같이 구성된 타겟 지지부(9)의 축부(91)는 안내홀(70b)에 안내되어 양단부 방향으로 이동하고, 결과적으로 타겟(7) 역시 양단부 방향으로 이동한다.

상술한 바와 같이 구성된 X 선 장치(10A)에 의하면, X 선 장치 (10)와 마찬가지로, 이미터 (3)의 전자 발생부(31)와 가드 전극(5) 사이의 거리를 변화시키는 것이 가능하고, 나아가서, (축부(91)의 타단부측을 통해) 타겟 지지부(9)를 적절히 작동시킴으로써, 이미터 (3)의 전자 발생부(31)와 타겟(7)사이의 거리를 변화시킬 수 있다. 즉, 이미터(3)의 전계 방사가 억제된 상태에서, 상기 X 선 장치(10)와 동일한 방식으로, 가드 전극(5), 타겟(7), 그리드 전극(8) 등에 대한 원하는 재생 처리가 이루어진다. 또한, 상기 종래의 대구경 배기관을 구비한 장치와 비교하여, 소형화가 용이하고, 또한 제조 공수의 단축 및 제품 코스트의 저감을 실현할 수 있다.

< X 선 장치(10A)의 가드 전극 등의 재생 처리의 예 >

X 선 장치(10A)의 가드 전극(5)의 재생 처리를 행할 때에는, 먼저 가드 전극 지지부(6)를 조작함으로써, 가드 전극(5)을 도 5에 도시하는 바와 같이 개구부(22)측으로(분리위치로) 이동시킨다. 그러면, 전자 발생부(31)의 전계 방사가 억제된 상태가 설정된다. 또한, 타겟 지지부(9)를 조작함으로써, 도 5에 도시하는 바와 같이, 타겟(7)을 개구부(21)측 (타겟(7)이 플랜지부(70a)로부터 분리되는 위치)으로 이동시킨다. 이 상태에서, 도 2에 도시한 X 선 장치(10)와 마찬가지로, 이미터(3)의 전자 발생부(31) 및 가드전극(5)의 끝단부(52) (도 3의 경우에는, 소경부(51a))가 서로 분리된다(끝단부 (52) (또는 소경부(51a))가 이미터(3)가 방전 전계 이하로 되도록 이동한다).

도 5에 도시된 이 상태에서, 가드 전극(5)과 그리드 전극(8) 및/또는 타겟(7)과 그리드 전극(8) 사이에 소정의 전압을 적절하게 인가함으로써, 방전이 가드 전극(5) 등에서 반복되고, 가드 전극(5) 등이 재생 처리된다. 여기서, 이 상태에서, 타겟 (7)과 그리드 전극(8) 사이의 간극은 전계 방출시보다 좁기 때문에, 타겟(7)과 그리드 전극(8) 사이에 인가된 재생 전압은 정격 전압보다 낮게 설정될 수 있다(예를 들어, 타겟(7)과 그리드 전극(8) 사이에 인가된 재생 전압은 도 2의 경우보다 낮게 설정될 수 있다).

재생 처리가 행해진 후, 가드 전극 지지부(6)를 다시 동작시킴으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 가드 전극(5)이 개구부 (21)측(이미터 위치)으로 이동하고, 전자 발생부(31)의 전계 방사가 가능한 상태로 설정된다. 이 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 이미터(3)의 전자 발생부(31) 및 가드 전극(5)의 끝단부(52)는 서로 접촉한다(예를 들어 진공 챔버(1)내의 진공 압력에 의해). 또한, 타겟 지지부(9)를 작동시킴으로써, 타겟 (7)은 전계 방사에 적합한 위치로 이동된다.

도 4에 도시된 이 상태에서 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 가드 전극(5)이 동일한 전위에 있도록 이미터(3)와 타겟(7) 사이에 소정의 전압을 인가함으로써, 이미터 (3)의 전자 발생부(31)에서 전자가 발생하고, 전자빔(L1)이 방출되고, 전자빔(L1)이 타겟 (7)에 충돌하면, 타겟 (7)으로부터 X 선(L2)이 방출된다.

따라서, 상술한 바와 같은 재생 처리에 의해, X 선 장치(10A)에서의 가드 전극(5) 등으로부터의 플래쉬 오버 현상(전자의 발생)을 억제하여, X 선 장치(10A)의 전자 발생량을 안정화시킬 수 있다. 또한, 전자빔(L1)은 집속형 전자속이 되어, 용이하게 X 선(L2)을 초점으로 수렴케 하고, 높은 투시분해능을 얻을 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 범위내에서 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 변형은 모두 본 발명의 청구 범위에 속한다.

예를 들어, 전자 빔이 타겟과 충돌하여 열이 발생하는 경우, 본 발명의 전계 방사 장치는 냉각 기능을 이용하여 전계 방사 장치를 냉각하도록 구성될 수 있다. 냉각 기능으로는 공냉, 수냉, 오일 냉각 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 오일 냉각을 이용한 냉각 기능의 경우에는, 예를 들면 전계 방사 장치가 냉각 오일에 침지되거나 잠겨지는 경우가 있다. 또한, 침지 상태에서, 디개싱(degassing) 또는 디에어레이팅(deaerating) (진공 펌프를 사용)을 적절히 수행할 수 있다.

진공 용기의 진공 챔버의 기밀(고진공)을 유지하는 방법으로서, 진공 용기를 형성하는 각 부재나 구성 요소(예를 들어, 인슐레이터, 이미터부, 타겟부 등)는 일체형 납땜으로 할 수 있다. 그러나, 진공 용기의 진공 챔버의 기밀(고진공)이 유지될 수 있는 한, 다양한 방법이 사용될 수 있다.

진공 챔버내의 가드 전극 지지부 및 타겟 지지부에 진공 압력이 가해지지만, 그들을 적절히 작동시킴으로써 이미터를 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있는 한, 다양한 형상 또는 형태가 채용될 수 있다.

예를 들면, 가드 전극 지지부 및 타겟 지지부의 조작에 의해 가드 전극과 타겟이 각각의 소정 위치로 이동할 때 (가드 전극이 이미터 위치 또는 분리 위치로 이동되었을 때 그리고, 타겟이 전계 방사가 적합한 위치로 이동될 때) 조작자가 절도감(click feel)을 느낄 수 있는 구성이 채용되면, 가드 전극 지지부 및 타겟 지지부를 조작할 때에, 용이하고 또한 신속하게 소망위치를 파악할 수 있게 된다. 이것은, 예를 들면, 가드 전극 지지부 및 타겟 지지부의 작동성의 향상에 기여한다.

또한, 가드 전극측 벨로우즈(63)는 도 1 및 도 2에 나타낸 구성에 한정되지 않는다. 가드 전극 지지부의 이동을 방해하지 않도록 진공 챔버의 기밀성을 유지할 수 있는 (진공 용기의 일부를 형성하는) 구성이 채용될 수 있다. 즉, 가드 전극측 벨로우즈가 진공 챔버의 양단부 방향으로 신축할 수 있고, 벨로우즈의 일단부측 또는 타단부측이 가드 전극 지지부를 지지하고, 가드 전극측 벨로우즈가 진공 용기의 일부를 형성하는 한, 다양한 형상 또는 형태가 채용될 수 있다.

진공 용기(11)의 외측에 위치한 벨로우즈(63)가 도 1 및 도 2에 도시 된 구성에서 채용되었지만, 예를 들면, 도 6에 도시 한 바와 같이, 진공 용기(11)의 내부에 배치된 가드 전극측 벨로우즈(65) (후술하는 외부 벨로우즈 부재(65a)와 내부 벨로우즈 부재(65b))가 채용될 수 있다. 이 구성은 도 1및 도 2에 도시된 구성과 동일한 효과 및 성능을 얻을 수 있다.

도 6에 도시된 가드 전극측 벨로우즈(65)는 양단부 방향으로 연장되고 가드 전극(5)과 진공 용기(11) 사이에 동심원상으로 배치된 외측 벨로우즈 부재 (65a) 및 내측 벨로우즈 부재 (65b)를 갖는다. 도 6에서, 축부(61)는 외부 벨로우즈 부재 (65a)와 내부 벨로우즈 부재 (65b) 사이의 양단부 방향으로 연장된다. 그리고, 각 축부(61)의 일단부 측은 플랜지부(41)의 안내홀(41a) (일단부측이 진공 용기(11)의 외측으로 연장됨)을 이동 가능하게 관통한다. 또한, 외부 벨로우즈 부재(65a) 및 내부 벨로우즈 부재(65b) 각각의 일단부측은 플랜지부(41)를 통해 진공 용기(11)에 의해 지지된다. 그리고, 외부 벨로우즈 부재 (65a)와 내부 벨로우즈 부재(65b)의 타단부측은 가드 전극(5)의 단부면(50b)을 통해 각 축부의 타단부측을 지지한다 (가드 전극 지지부 (6)를 지지한다).

가드 전극측 벨로우즈(63)와 마찬가지로, 타겟측 벨로우즈(92)도 도 4 및 도 5에 나타낸 구성에 한정되지 않는다. 타겟 지지부의 이동을 방해하지 않도록 진공 챔버의 기밀성을 유지할 수 있는(진공 용기의 일부를 형성하는) 구성이 채용될 수 있다. 즉, 타겟측 벨로우즈가 진공 챔버의 양단부 방향으로 신축할 수 있고, 벨로우즈의 일단부측 또는 타단부측중 하나가 타겟지지부를 지지하고 다른 하나는 진공 용기에 의해 지지되며, 타겟측 벨로우즈가 진공 용기의 일부를 형성하는 한, 다양한 형상 또는 형태가 채용될 수 있다. 이 구성 (도시되지 않음)은 또한 도 1 및 도 2에 도시 된 구성과 동일한 효과 및 성능을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명과 같이 가드 전극 지지부와 타겟 지지부를 설치한 구성을 사용하면, 벨로우즈를 거치지 않고 이미터와 타겟 사이에 전압을 인가하고, 이미터의 전계 방사를 허용함으로써 전압인가의 손실이 억제된다.

또한, 각각 소정의 위치에 가드 전극과 타겟을 적절하게 고정하는 고정부를 채용할 수 있다. 이 구성에 의하면, 의도하지 않은 외력(예를 들어, 오일 냉각에 의한 냉각 기능을 갖는 구성의 경우에 냉각 오일의 탈기 조작시에 지지부에 작용할 수 있는 진공 펌프의 흡인력)이 가드 전극과 타겟 또는 가드 전극 지지부(6)와 타겟 지지부(9)에 작용하더라도, 가드 전극 및 타겟이 각각의 소정의 위치로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전계 방사 장치에서의 전계 방사 및 가드 전극 등의 재생 처리가 적절하게 실현될 수 있다.

이 고정 방식은 특별히 제한되지 않고, 다양한 형상 또는 형태가 사용될 수 있다.

일례로서의 X 선 장치(10, 10A)에 의한 고정 방식을 설명하면, 가드 전극 지지부(6) 및 타겟 지지부(9)의 양단부 방향의 벗어남을 억제할 수 있는 나사 등의 스토퍼를 채용할 수 있다.

Claims

관형 인슐레이터의 양단부측을 밀봉하여 형성되고, 상기 인슐레이터의 내벽측에 진공 챔버를 갖는 진공 용기;
상기 진공 챔버의 일단부측에 위치하고, 상기 진공 챔버의 타단부측에 대향하는 전자 발생부를 갖는 이미터;
상기 이미터의 상기 전자 발생부의 외주측에 설치된 가드 전극;
상기 진공 챔버의 타단부측에 위치되고 상기 이미터의 전자 발생부에 대향하는 타겟; 및
상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동 가능하게 상기 가드 전극을 지지하는 가동 가드 전극지지부;를 포함하여 이루어지고,
상기 가드 전극지지부는, 상기 가드전극지지부의 이동에 의해 상기 이미터의 전자발생부와 상기 가드 전극사이의 거리를 변화시키도록 구성되고,
상기 가드 전극은 상기 이미터의 외주연부에서 진공챔버의 양단부 방향으로 연장되는 관형상을 가지며,
상기 가드전극의 타겟측은 상기 가드전극 지지부의 이동에 의해 이동하여 상기 이미터의 상기 전자 발생부와 접촉 또는 분리되는 것을 특징으로하는 전계 방사 장치.
관형 인슐레이터의 양단부측을 밀봉하여 형성되고, 상기 인슐레이터의 내벽측에 진공 챔버를 갖는 진공 용기;
상기 진공 챔버의 일단부측에 위치하고, 상기 진공 챔버의 타단부측에 대향하는 전자 발생부를 갖는 이미터;
상기 이미터의 상기 전자 발생부의 외주측에 설치된 가드 전극;
상기 진공 챔버의 타단부측에 위치되고 상기 이미터의 전자 발생부에 대향하는 타겟; 및
상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동 가능하게 상기 가드 전극을 지지하는 가동 가드 전극지지부;를 포함하여 이루어지고,
상기 가드 전극 지지부는, 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 신축이 가능한 가드 전극측 벨로우즈를 구비하고,
상기 가드 전극측 벨로우즈의 일단부측 또는 타단부측중 하나는 상기 가드 전극 지지부를 지지하고, 다른 하나는 진공 용기에 의해 지지되며, 상기 가드전극측 벨로우즈는 상기 진공 용기의 일부를 형성하며,
상기 가드전극 지지부는 상기 가드전극지지부의 이동에 의해 상기 이미터의 상기 전자발생부와 상기 가드전극사이의 거리를 변화시키도록 구성된 것을 특징으로하는 전계 방사장치.
제2항에 있어서,
상기 가드 전극 지지부는, 상기 가드 전극으로부터 상기 진공 챔버의 일단부측까지 연장되는 축부를 구비하고, 상기축부의 일단부측이 상기 진공용기를 관통하여 상기 진공용기의 외부로 연장되고 그 타단부측은 상기 가드전극을 지지하고, 상기 가드 전극측 벨로우즈의 일단부측은 상기 축부의 일단부측을 지지하고, 상기 가드 전극측 벨로우즈의 타단부측은 상기 진공 용기에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
제2항에 있어서,
상기 가드 전극 지지부는, 상기 가드 전극으로부터 상기 진공 챔버의 일단부측까지 연장되는 축부를 가지며,
상기 가드전극측 벨로우즈는 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 연장되고 상기 가드 전극과 상기 진공 용기 사이에 동심원 상으로 배치된 외부 벨로우즈 부재 및 내부 벨로우즈 부재로 이루어지며, 상기 축부는 상기 외부 벨로우즈 부재와 상기 내부 벨로우즈 부재 사이에서 진공 챔버의 양단부 방향으로 연장되고, 상기 축부의 일단부측은 상기 진공 용기를 관통하여 상기 진공용기 외부로 연장되고 상기 축부의 타단부측은 상기 가드 전극을 지지하고,
상기 외부 벨로우즈 부재 및 상기 내부 벨로우즈 부재의 각각의 일단부측이 상기 진공용기에 의해 지지되고, 상기 외부 벨로우즈 부재 및 내부 벨로우즈 부재의 타단부측 각각은 상기 축부의 타단부측을 지지하는 것을 특징으로하는 전계 방사 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가드 전극은, 상기 이미터의 외주측에서 진공 챔버의 양단부 방향으로 연장되는 관 형상을 갖고, 상기 가드 전극의 타겟측은, 상기 가드 전극 지지부의 이동에 의해 이동하여 상기 이미터의 전자 발생부에 접촉 또는 분리되는 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 가드 전극이 그 타겟측에 소경부를 구비한 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 가드 전극의 타겟측에는, 진공 챔버의 횡단 방향으로 연장되고 상기 진공챔버의 양단부 방향에 있어서 상기 이미터의 전자발생부의 주연단부와 중첩되는 끝단부를 구비한 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 그리드 전극은 진공 챔버내 상기 이미터와 상기 타겟 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟을 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가동 타겟 지지부를 더 포함하여 이루어지고,
상기 타겟 지지부는 상기 타겟 지지부의 이동에 의해 상기 이미터의 전자 발생부와 상기 타겟 사이의 거리를 변화시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
제9항에 있어서,
상기 타겟 지지부는, 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 신축 가능한 타겟측 벨로우즈를 구비하고,
상기 타겟측 벨로우즈의 일단부측 또는 타단부측 중 하나는 상기 타겟지지부를 지지하고, 다른 하나는 진공 용기에 의해 지지되고, 상기 타겟측 벨로우즈는 상기 진공용기의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
상기 이미터의 전자 발생부와 상기 가드 전극이 상기 가드 전극 지지부의 동작에 의해 서로 분리된 상태에서 상기 가드전극을 가로질러 전압을 인가하는 단계; 및 상기 진공 챔버의 적어도 가드 전극에 재생처리를 실행하는 단계;를 포함하여 이루어지는 제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 따른 전계 방사장치의 재생 처리 방법.
상기 이미터의 전자 발생부와 상기 가드 전극이 상기 가드 전극 지지부의 동작에 의해 서로 분리되고, 상기 이미터의 상기 전자 발생부와 상기 타겟과의 거리가 상기 타겟지지부의 작동에 의한 전계 방사시보다 더 짧아진 상태에서 상기 가드전극을 가로질러 전압을 인가하는 단계; 및 상기 진공 챔버내의 적어도 가드 전극에 재생 처리를 실행하는 단계;를 포함하여 이루어지는 제9항 또는 제10항에 따른 전계 방사장치의 재생 처리 방법.