(57)【要約】  【課題】      従来の電子線源装置における、フィラメント線の不確定な変形に起因する熱電子量の変化および適正な軌道への取り出しの阻害を防止し、電子線源装置の安定性を改善する。またフィラメント線の有効寿命を増加しメンテナンス性の低下を改善する。  【解決手段】  フィラメント部ＦＡにおいて、筒本体１２の一部に電子放出孔１３を有する中空円筒形状のセラミックス筒１１によってフィラメント線４をフィラメント線４に近接して囲繞し、セラミックス筒１１をたとえばセラミックス用接着材などによって、プラス電極１またはマイナス電極２の双方またはその一方に、適正な放射電子方向に電子放出孔１３の方向を一致させて固着する。【選択図】          図１
0003114137.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
熱電子を発生するためのフィラメント線を備えた電子線源装置において、フィラメント線の電子線発生領域以外のフィラメント線外周を、フィラメント線に近接しかつフィラメント線の長手方向に沿う形状の筒状絶縁物で囲繞したことを特徴とする電子線源装置。
【請求項２】
熱電子を発生するためのフィラメント線を備えた電子線源装置において、螺旋形状のフィラメント線の内空間に前記フィラメント線の内周に近接しかつ前記フィラメント線の長手方向に沿う形状の絶縁物を挿入したことを特徴とする電子線源装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はガスクロマトグラフ質量分析計などの、熱電子放出用のフィラメント線を備えた電子線源装置を内蔵する機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線源用のフィラメント部は、フィラメント部に内蔵されるフィラメント線に電流を流すことによって、フィラメント線を加熱し熱電子を放出させるために使用されている。フィラメント線の材料としてはたとえばタングステン線やレニウム線が用いられ、コイル状または直線状またはＶ字型の裸線に電流を流すことによってフィラメント線が加熱され、その表面から熱電子が放出される。従来における電子線源装置としては、このフィラメント線を用いた直熱型の方式や、フィラメント線を用いず冷電子を発生させる方式のものが採用されている（たとえば特許文献１、２参照）。さらにフィラメント線に外接したスリーブからの熱電子放射を用いた傍熱型の方式もある。以下直熱型の電子線源装置について説明する。電子線源装置で発生した電子は種々の目的に使用され、たとえばガスクロマトグラフ質量分析計では電子は数１０〜数１００ボルトの電圧で加速され、イオン化室に導かれ分析物質のイオンを生成する。このイオンがガスクロマトグラフ質量分析計内の質量分析部において質量分析され、質量スペクトルとして出力される。
【０００３】
以下図３に示す従来の電子線源装置のフィラメント部Ｆの基本構造と作動を説明する。１は金属体のプラス電極で、同じく金属体のマイナス電極２とともに絶縁体３で保持され、絶縁体３を貫通してフィラメント線４に接続されている。４は熱電子を放出するためのフィラメント線で、フィラメント線４はプラス電極１から供給されフィラメント線４、マイナス電極２を経由して貫流する電流により加熱され、熱電子を放射する。プラス電極１とフィラメント線４および、マイナス電極２とフィラメント線４はたとえば電気溶接などの手段で固着されている。
【０００４】
フィラメント部Ｆは通常、真空雰囲気を提供する真空装置（図示せず）内で使用される。なお、フィラメント線４からは基本的にはほぼ等方的に電子が放射されるが、通常、フィラメント部Ｆ周辺に電界や磁界（図示せず）を印加するなどの手段によって、特定の方向に電子を取り出し、利用する。図３には電子の取り出し方向の一例を放射電子方向として示している。フィラメント部Ｆは通常絶縁体３を介して外部装置（図示せず）に着脱可能な手段（図示せず）で固定され、プラス電極１およびマイナス電極２に前記外部装置から電流供給用のリード線（図示せず）が接続される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６７６８８号公報
【特許文献２】特開平０５−２４２８５３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電子線源装置の構造は以上のとおりであるが、この構造ではフィラメント線の長期間にわたる使用中にフィラメント線に不確定な変形が発生し、電子線源装置の安定性が損なわれ、メンテナンス性を低下させる。すなわちフィラメント線は通電時の高温加熱と非通電時の常温保持の繰り返し熱サイクルを受けるため、使用の都度、繰り返し応力が発生している。また、たとえばガスクロマトグラフ質量分析計などでは熱電子を収束させるためにフィラメント線の近傍に磁界を印加するため、磁界とフィラメント線に流れる電流の相互作用でフィラメント線にはやはり使用の都度、繰り返し応力が発生している。フィラメント線材料の線径は一般に０．２ｍｍ前後と細いのでその剛性は小さく、これらの応力は前記のごとくフィラメント線に不確定な変形を発生させる。
【０００７】
この変形は取り出される熱電子量を変化させ、また熱電子の適正な軌道への取り出し効率を阻害して電子線源装置の安定性を損なう。たとえば前記のガスクロマトグラフ質量分析計では前記熱電子の電子衝撃によって分析物質のイオンが作られるが、適正な軌道に熱電子が取り出されなくなると適正なイオン化が阻害され、ガスクロマトグラフ質量分析計の質量スペクトルの特性が変化し、分析の信頼性が損なわれる。また前記の適正なイオン化の阻害のため、本来のフィラメント線の寿命、換言すれば断線までの寿命、よりはるかに短期間でフィラメント線の取り替えが必要となる。すなわちフィラメント線の有効寿命が短縮し、メンテナンス性が損なわれる。本考案はこのような問題点を解決する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案が提供する電子線源装置は上記課題を解決するために、フィラメント線の電子取り出し領域以外の外周を、フィラメント線に近接しかつフィラメント線の長手方向に沿う形状の筒状絶縁物で囲繞する。また他の手段として、螺旋形状のフィラメント線の内空間に前記フィラメント線の内周に近接しかつ前記フィラメント線の長手方向に沿う形状の絶縁物を挿入するように構成する。
【考案の効果】
【０００９】
本考案によれば、フィラメント線の形状の変化が、フィラメント線に比較してはるかに剛性の大きい前記絶縁物で防止されるのでフィラメント線の不確定な変形が防止され、適正な位置への熱電子の放出が保たれる。たとえばガスクロマトグラフ質量分析計では適正なイオン化が維持される結果、ガスクロマトグラフ質量分析計の分析特性変化が防止される。またフィラメント線の有効寿命が改善される結果、メンテナンス性が改善される。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１０】
本考案が提供する電子線源装置はつぎのような特徴を有している。第１の特徴は、フィラメント線の電子取り出し領域以外の外周を、フィラメント線に近接しかつフィラメント線の長手方向に沿う形状の筒状絶縁物で囲繞するように構成された点である。第２の特徴は、螺旋形状のフィラメント線の内空間に前記フィラメント線の内周に近接しかつ前記フィラメント線の長手方向に沿う形状の絶縁物を挿入するように構成された点である。したがって最良の形態の基本的な構成は、フィラメント線の電子線発生領域以外のフィラメント線外周を、フィラメント線に近接しかつフィラメント線の長手方向に沿う形状の筒状絶縁物で囲繞する手段を具備する電子線源装置である。
【実施例１】
【００１１】
以下図示例にしたがって説明する。図１（Ａ）は本発明の第１の実施例のフィラメント部ＦＡの構成図である。図１（Ａ）において図３と同一符号の部品の構造および作動は図３と同一である。フィラメント線４は中空円筒形状のセラミックス筒１１で囲繞されている。図１（Ｂ）はセラミックス筒１１の詳細図である。セラミックス筒１１には筒本体１２の一部に電子放出孔１３を設け、電子放出孔１３の方向を適正な放射電子方向に一致させて固定することにより、適正な放射電子方向の電子が取り出される。セラミックス筒１１はたとえばセラミックス用接着材（図示せず）などによって、プラス電極１またはマイナス電極２の双方またはその一方に固着する。
【実施例２】
【００１２】
図２は本発明の第２の実施例のフィラメント部ＦＢの構成図である。図２において図３と同一符号の部品の構造および作動は図３と同一である。セラミックス筒１４はフィラメント線４に内接して挿入されている。セラミックス筒１４はたとえばセラミックス用接着材（図示せず）などによって、プラス電極１またはマイナス電極２の双方またはその一方に固着する。
【００１３】
本考案は上記の実施例に限定されるものではなく、さらに種々の変形実施例を挙げることができる。たとえば図１または図２に示される実施例１または２においては、セラミックス筒１１または１４の断面形状は中空円筒または円筒であるが、セラミックス筒１１の断面形状が多角形でも本考案が適用可能であることは明白であり、本考案はセラミックス筒１１の断面形状には限定されない。またセラミックス筒１１または１４の材質は、フィラメント線４の変形を防止する剛性を有する耐熱絶縁物であればセラミックスには限定されない。
【００１４】
また図１の実施例ではフィラメント線４の形状はコイル状の螺旋形状であるが、フィラメント線４の形状が直線形状であっても、本考案は適用可能である。またフィラメント線４の断面形状はたとえばリボン状の長方形であっても良く、本考案はフィラメント線４の断面形状には限定されない。また本考案はフィラメント線４の材質には限定されない。本考案はこれらをすべて包含する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本考案はガスクロマトグラフ質量分析計などの、熱電子放出用のフィラメント線を備えた電子線源装置を内蔵する機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の実施例１の構成図である。
【図２】本考案の実施例２の構成図である。
【図３】従来のフィラメント部の構成図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  プラス電極
２  マイナス電極
３  絶縁体
４  フィラメント線
１１  セラミックス筒
１２  筒本体
１３  電子放出孔
１４  セラミックス筒
Ｆ  フィラメント部
ＦＡ  フィラメント部
ＦＢ  フィラメント部
【図１】
0003114137.tif 000003
【図２】
0003114137.tif 000004
【図３】
0003114137.tif 000005