(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エミッタの電子発生部の外周側に設けられる筒状のガード電極であって、
前記ガード電極のうち、前記電子発生部からの電子線の放出方向に位置する先端部は、
前記放出方向に凸の内周側曲面部を有している先端内周側部と、
前記放出方向に凸の外周側曲面部を有している先端外周側部と、
前記先端内周側部と前記先端外周側部との両者間に位置し、前記内周側曲面部と前記外周側曲面部との間で前記両者間方向に延在した平坦面部を有している先端中間部と、
が設けられていることを特徴とするガード電極。
【請求項２】
前記内周側曲面部の曲率半径の大きさをｒ１、前記外周側曲面部の曲率半径の大きさをｒ２として、ｒ１≦ｒ２の関係式を満たすことを特徴とする請求項１記載のガード電極。
【請求項３】
前記先端外周側部は、前記先端中間部よりも前記放出方向に突出していることを特徴とする請求項１または２記載のガード電極。
【請求項４】
前記平坦面部は、前記ガード電極の軸心と傾斜した角度で交差する方向に延在していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガード電極。
【請求項５】
前記先端内周側部は、前記ガード電極の軸心側に突出した形状であって、当該ガード電極の軸心方向において前記電子発生部の外周側部と重畳していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のガード電極。
【請求項６】
筒状の絶縁体の両端が封止されて当該絶縁体の内周側に真空室が形成された真空容器と、
真空室における前記両端方向の一方側に位置し、当該両端方向に伸縮自在なベローズを介して当該両端方向に対し移動自在に支持されているエミッタと、
真空室において前記両端方向の他方側に位置し、前記エミッタにおける前記両端方向の他方側に対向して設けられたターゲットと、
を備え、
前記エミッタは、前記ターゲットに対向する側に電子発生部が設けられており、当該エミッタの電子発生部の外周側に、請求項１〜５の何れかのガード電極が設けられていることを特徴とする電界放射装置。
【請求項７】
真空室のエミッタとターゲットとの間に、アークホーン構造を有したグリッド電極が設けられており、
前記ガード電極の平坦面部は、当該平坦面部上の点が前記先端内周側部側から前記先端外周側部側に近づくに連れて前記両端方向の他方側に移動するように、当該ガード電極の軸心と傾斜した角度で交差する方向に延在していることを特徴とする請求項６記載の電界放射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＸ線装置，電子管，照明装置等の種々の機器に適用可能なガード電極および電界放射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線装置，電子管，照明装置等の種々の機器に適用される電界放射装置の一例としては、筒状の絶縁体の両端が封止されて当該絶縁体の内周側に真空室が形成された真空容器を用いた構成がある。
【０００３】
真空室には、前記絶縁体の両端方向（以下、単に両端方向と適宜称する）の一方側にエミッタ（冷陰極；炭素等を用いてなる電子源）が配置され、当該両端方向の他方側にターゲット（陽極）が配置される。そして、エミッタとターゲットとの間に電圧印加することにより、エミッタの電界放射（電子を発生させて放出）によって電子線を両端方向の他方側に放出し、その放出した電子線をターゲットに衝突させて所望の機能（例えばＸ線装置の場合はＸ線の外部放出による透視分解能）を発揮できることとなる。
【０００４】
前記のような電界放射装置では、例えば、エミッタとターゲットとの間にグリッド電極等を介在させて３極管構造としたり、エミッタの電子発生部（ターゲットに対向する側に位置し電子を発生する部位）の表面を曲面状にしたり、エミッタと同電位のガード電極（両端方向の他方側に凸の曲面部を有したガード電極）を当該エミッタの外周側に配置する等により、電子線収束性能（エミッタから放出される電子線の分散を抑制する性能）の向上を図ることが検討されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
前記のような電圧印加においては、エミッタの電子発生部のみから電子を発生させて電子線を放出することが望ましい。しかしながら、真空室内に不要な微小突起や汚れ等が存在していると、意図しない閃絡現象を起こし易くなり、耐電圧性等が得られず、所望の機能を発揮できなくなる虞がある。
【０００６】
このような現象が起こる理由としては、例えば真空室内のガード電極等（ターゲット，グリッド電極，ガード電極等；以下、単にガード電極等と適宜称する）において、局部的な電界集中を起こし易い部位が形成（例えば加工において形成された微小突起等）されている場合、ガス成分（例えば真空容器内に残存するガス成分）を吸着している場合、電子を発生させ易い元素が含まれている場合（適用する材料中に含まれている場合）等が挙げられる。このような理由の場合、例えばガード電極にも電子発生部が形成され、電子の発生量が不安定になったり、電子線が分散し易くなり、例えばＸ線装置の場合にはＸ線等の焦点はずれ等を起こすおそれもある。
【０００７】
そこで、閃絡現象の抑制を図る手法（電子の発生量を安定化させる手法）として、例えばガード電極等に電圧（高電圧等）を印加（例えばガード電極とグリッド電極に印加）し放電を繰り返す電圧放電コンディショニング処理（改質（再生）；以下、単に改質処理と適宜称する）を施す手法が検討されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−０５６０６２号公報
【特許文献２】特開２０１７−２２８４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
エミッタにおいて、所望のエミッション特性が得られるように調整する手法としては、例えば電子発生部の特性を設計変更（例えば、炭素等を用いてなる場合には炭素膜構造等を変更）することが挙げられる。
【００１０】
しかしながら、エミッタの製造プロセス等の変更を伴うため、多大な労力やコストを費やし、生産性の低下を招くおそれもある。
【００１１】
一方、例えば特許文献１に示すようなガード電極の形状等を設計変更する手法によれば、電子発生部の特性を設計変更しなくても、所望のエミッション特性が得られるように調整できる可能性がある。
【００１２】
しかしながら、前記のような設計変更の場合、所望のエミッション特性が得られる可能性がある反面、電子線収束性能を低下させてしまう可能性もある。その結果、電界放射特性の低下を招くおそれがあった。
【００１３】
すなわち、前記ガード電極の形状等を設計変更する手法の場合、エミッション特性および電子線収束性能の両者のうち一方の性能低下を招くというトレードオフ現象（以下、単にトレードオフ現象と適宜称する）か起こり易く、当該ガード電極以外の多くの構成部品においても設計変更（例えば、変更後のガード電極に合わせた種々の構成部品の製造）が必要となるおそれがある。これにより、前記電子発生部の特性を設計変更する手法と同様に、労力やコストを費やし、生産性の低下を招くおそれがある。
【００１４】
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであって、エミッション特性および電子線収束性能の両方の調整を容易化することに貢献可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係るガード電極および電界放射装置は、前記の課題の解決に貢献できるものである。ガード電極の一態様は、エミッタの電子発生部の外周側に設けられる筒状のガード電極であって、前記ガード電極のうち、前記電子発生部からの電子線の放出方向に位置する先端部は、前記放出方向に凸の内周側曲面部を有している先端内周側部と、前記放出方向に凸の外周側曲面部を有している先端外周側部と、前記先端内周側部と前記先端外周側部との両者間に位置し、前記内周側曲面部と前記外周側曲面部との間で前記両者間方向に延在した平坦面部を有している先端中間部と、が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記内周側曲面部の曲率半径の大きさをｒ１、前記外周側曲面部の曲率半径の大きさをｒ２として、ｒ１≦ｒ２の関係式を満たすことを特徴としても良い。
【００１７】
また、前記先端外周側部は、前記先端中間部よりも前記放出方向に突出していることを特徴としても良い。
【００１８】
また、前記平坦面部は、前記ガード電極の軸心と傾斜した角度で交差する方向に延在していることを特徴としても良い。
【００１９】
また、前記先端内周側部は、前記ガード電極の軸心側に突出した形状であって、当該ガード電極の軸心方向において前記電子発生部の外周側部と重畳していることを特徴としても良い。
【００２０】
電界放射装置の一態様は、筒状の絶縁体の両端が封止されて当該絶縁体の内周側に真空室が形成された真空容器と、真空室における前記両端方向の一方側に位置し、当該両端方向に伸縮自在なベローズを介して当該両端方向に対し移動自在に支持されているエミッタと、真空室において前記両端方向の他方側に位置し、前記エミッタにおける前記両端方向の他方側に対向して設けられたターゲットと、を備え、前記エミッタは、前記ターゲットに対向する側に電子発生部が設けられており、当該エミッタの電子発生部の外周側に、前記ガード電極が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
また、真空室のエミッタとターゲットとの間に、アークホーン構造を有したグリッド電極が設けられており、前記ガード電極の平坦面部は、当該平坦面部上の点が前記先端内周側部側から前記先端外周側部側に近づくに連れて前記両端方向の他方側に移動するように、当該ガード電極の軸心と傾斜した角度で交差する方向に延在していることを特徴としても良い。
【発明の効果】
【００２２】
以上示したように本発明によれば、エミッション特性および電子線収束性能の両方の調整を容易化することに貢献可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１〜３によるＸ線装置１０を説明するための概略構成図（真空室１両端方向に縦断した断面図）。
【図２】実施例１によるガード電極５および当該ガード電極５周辺を説明するための拡大図（図１の一部の拡大図に相当する断面図）。
【図３】実施例１によるガード電極５および当該ガード電極５周辺を説明するための拡大図（図１の一部の拡大図に相当する断面図）。
【図４】ガード電極５の一例を説明するための概略構成図（図１の一部の拡大図に相当する断面図）。
【図５】ガード電極５を設計変更して得られるエミッション特性の一例を説明するための特性図。
【図６】ガード電極５による等電位面を説明するための概略構成図（図１の一部の拡大図に相当する断面図）。
【図７】実施例２によるガード電極５および当該ガード電極５周辺を説明するための拡大図（図１の一部の拡大図に相当する断面図）。
【図８】実施例３によるガード電極５および当該ガード電極５周辺を説明するための拡大図（図１の一部の拡大図に相当する断面図で、両端他方側傾斜形状の場合）。
【図９】実施例３によるガード電極５および当該ガード電極５周辺を説明するための拡大図（図１の一部の拡大図に相当する断面図で、両端一方側傾斜形状の場合）。
【図１０】実施例３によるガード電極５および当該ガード電極５周辺を説明するための拡大図（図１の一部の拡大図に相当する断面図で、アークホーン構造の場合）。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態におけるガード電極，電界放射装置は、例えば特許文献１に示すガード電極のように単に両端方向の他方側に凸の曲面部を有した構造によるものとは全く異なるものである。
【００２５】
すなわち、本実施形態は、ガード電極において、電子発生部からの電子線の放出方向（以下、単に放出方向と適宜称する）に位置する先端部を、放出方向に凸の内周側曲面部を有している先端内周側部と、放出方向に凸の外周側曲面部を有している先端外周側部と、前記先端内周側部と前記先端外周側部との両者間に位置し前記内周側曲面部と前記外周側曲面部との間で前記両者間方向に延在した平坦面部を有している先端中間部と、を備えたものとする。
【００２６】
このような構造によれば、先端内周側部においては電子線収束性能に寄与し、先端中間部や先端外周側部においてはエミッション特性に寄与することができる。
【００２７】
ここで、例えば先端中間部の平坦面部の延在方向の幅を適宜設計変更したり、外周側曲面部の曲率半径を適宜設計変更することにより、所望のエミッション特性を得ることが可能となる。一方、例えば内周側曲面部の曲率半径を調整することにより、所望の電子線収束性能を得ることが可能となる。
【００２８】
すなわち、本実施形態のガード電極によれば、トレードオフ現象を抑制しながら当該ガード電極の先端部を設計変更でき、例えば当該ガード電極以外の構成部品の設計変更をしなくても、エミッション特性および電子線収束性能をそれぞれ所望通りに調整し易くなる。
【００２９】
本実施形態は、ガード電極において放出方向に位置する先端部を、前述のような先端内周側部，先端外周側部，先端中間部を備えたものとし、当該先端内周側部，先端外周側部，先端中間部を適宜設計変更してエミッション特性および電子線収束性能を調整できる構成であれば良く、種々の分野（例えば電界放射装置分野，カーボンナノチューブ分野等）の技術常識を適宜適用することが可能である。例えば、必要に応じて特許文献１，２等を適宜参照して設計変形することが可能であり、その一例として以下に示す実施例１〜３が挙げられる。
【００３０】
なお、以下の実施例１〜３では、例えば重複する内容について同一符号を適用する等により、詳細な説明を適宜省略しているものとする。また、便宜上、後述の真空容器１１の両端方向（後述のガード電極５の軸心方向に相当）を単に両端方向と適宜称し、当該両端方向のうち一方側を単に両端一方側と適宜称し、当該両端方向の他方側（すなわち、後述の電子線Ｌ１の放出方向側）を単に両端他方側と適宜称する。
【００３１】
≪実施例１≫
＜Ｘ線装置１０の概略構成＞
図１〜図３は、実施例１によるＸ線装置１０の概略構成を説明するものである。Ｘ線装置１０においては、筒状の絶縁体２の両端一方側の開口２１と両端他方側の開口２２とが、それぞれエミッタユニット３０とターゲットユニット７０とにより封止（例えば蝋付けして封止）されて、絶縁体２の内周側に真空室１を有した真空容器１１が構成されている。
【００３２】
エミッタユニット３０とターゲットユニット７０との間（後述のエミッタ３とターゲット７との間）には、当該真空室１の横断面方向（真空容器１１の両端方向に対して交差する方向；以下、単に横断面方向と適宜称する）に延在するグリッド電極８が設けられている。
【００３３】
絶縁体２は、例えばセラミック等の絶縁材料を用いて成り、エミッタユニット３０（後述のエミッタ３）とターゲットユニット７０（後述のターゲット７）とを互いに絶縁し、内部に真空室１を形成できるものであれば、種々の態様を適用することができる。例えば、図示するように同軸状で軸方向に連なって配置された２つの円筒状の絶縁部材２ａ，２ｂの両者間に、グリッド電極８（例えば後述の引出端子８２）を介在させた状態で、当該両者を蝋付け等により互いに組み付けて構成されたものが挙げられる。
【００３４】
エミッタユニット３０は、絶縁体２の開口２１の端面２１ａに支持されて当該開口２１を封止するフランジ部３０ａと、ターゲットユニット７０（後述するターゲット７）に対向する部位に電子発生部３１を有したエミッタ３と、エミッタ３を両端方向に対し移動自在に支持する可動自在なエミッタ支持部４と、エミッタ３の電子発生部３１の外周側に位置しているガード電極５と、を備えている。
【００３５】
エミッタ３においては、前述のように電子発生部３１を有し、電圧印加により電子発生部３１から電子を発生し、図示するように電子線Ｌ１を放出できるもの（放射体）であれば、種々の態様を適用することが可能である。具体例としては、例えば炭素等（カーボンナノチューブ等）の材料を用いてなるものであって、図示するように塊状に成形された、または薄膜状に蒸着させたエミッタ３を適用することが挙げられる。電子発生部３１においては、ターゲットユニット７０（後述するターゲット７）に対向する側の表面を凹状（曲面状）にして、電子線Ｌ１を集束し易くすることが好ましい。
【００３６】
エミッタ支持部４においては、両端方向に伸縮自在なベローズ４０を介してフランジ部３０ａに支持されており、後述する位置調整シャフト６を介して、両端方向に可動自在な構成となっている。
【００３７】
図中のエミッタ支持部４の場合、ガード電極５の内周側においてエミッタ３の両端一方側を支持（例えば、エミッタ３における電子発生部３１の反対側を、かしめや溶着等により固着して支持）する本体部４１と、当該本体部４１の両端一方側において両端方向に延在し当該本体部４１よりも小径の柱状部４２と、を備えている。また、当該本体部４１と柱状部４２との間の外周面には、段差部４３が形成されている。
【００３８】
柱状部４２においては、両端一方側方向に開口した形状で螺合軸が両端方向に延在しているエミッタ支持部雌螺子穴４４が、設けられている。
【００３９】
また、エミッタ支持部４は、種々の材料を適用して構成することができ、特に限定されるものではないが、例えばステンレス（ＳＵＳ材等）や銅等のように導電性の金属材料を用いてなるものが挙げられる。
【００４０】
ベローズ４０は、柱状部４２よりも大径（エミッタ支持部雌螺子穴４４よりも大径）の筒状であって、軸心がエミッタ支持部雌螺子穴４４の螺合軸と同軸で延在するように配置されている。このベローズ４０は、両端一方側の端部がフランジ部３０ａに支持され、両端他方側の端部がエミッタ支持部４の外周側（図中では段差部４３）に支持されている。
【００４１】
このようなベローズ４０により、真空室１と大気側（真空容器１１外周側）とが区分され、当該真空室１を気密に保持できる構成（真空容器１１の一部を形成する構成）となっている。また、ベローズ４０を介してエミッタ支持部４を支持することにより、後述の位置調整シャフト６を介してエミッタ支持部４を操作した場合には、ベローズ４０が伸縮しながらエミッタ支持部４が両端方向に移動し、その結果、エミッタ３も両端方向に移動することになる。
【００４２】
ベローズ４０は、前述のように両端方向に伸縮自在なものであれば、種々の態様を適用することが可能であり、例えば薄板状金属材料等を適宜加工して成形されたものが挙げられる。具体例としては、図示するように、柱状部４２の外周側を包囲するように両端方向に延在する蛇腹状筒壁４０ａを有した構成が挙げられる。
【００４３】
ガード電極５は、エミッタ３の電子発生部３１の外周側で両端方向に延在した筒状であり、両端一方側の端部がフランジ部３０ａにおけるベローズ４０よりも外周側に支持されている。ガード電極５の両端他方側の先端部５Ａ（すなわち、電子線Ｌ１の放出方向に位置する先端部５Ａ；詳細を後述する）は、エミッタ支持部４の両端方向の移動に応じてエミッタ３と接離する構成となっている。
【００４４】
ガード電極５がエミッタ３と接離する構成は、特に限定されるものではない。例えば図４に示すように、先端部５Ａの先端内周側部Ａ１において、ガード電極５の軸心側に突出するように縮径された形状にし、当該縮径された先端内周側部Ａ１をエミッタ３と接離できるようにした構成が挙げられる。また、例えば図１〜図３に示したように、先端部５Ａの先端内周側部Ａ１とエミッタ３の電子発生部３１の外周側部３１ａとが、両端方向で重畳している構成であっても良い。
【００４５】
このような接離構成のガード電極５を備えた場合、エミッタ支持部４の移動により、エミッタ３が当該ガード電極５の内周側において両端方向に移動し、エミッタ３の電子発生部３１が先端部５Ａに接離することになる。また、先端内周側部Ａ１が縮径された形状の場合には、先端部５Ａとエミッタ３との両者が所望通りに近接または当接した状態（以下、単に所定隣接状態と適宜称する）である場合に、電子発生部３１の外周側部３１ａが、先端内周側部Ａ１によって覆われて保護されることになる。
【００４６】
また、ガード電極５においては、所望の電子線収束性能が得られるような形状にすることが挙げられる。また、エミッタ３の電子発生部３１の外周側部３１ａの見かけ上の曲率半径が大きくなるようにし、電子発生部３１（特に外周側部３１ａ）で起こり得る局部的な電界集中を抑制したり、その電子発生部３１から他の部位に対する閃絡を抑制できる形状とすることが挙げられる。
【００４７】
具体例としては、ガード電極５において、後述するような先端内周側部Ａ１，先端外周側部Ａ２，先端中間部Ａ３を有した先端部５Ａを構成することが挙げられる。
【００４８】
また、ガード電極５は、例えばステンレス等（ＳＵＳ材等）の材料を用いてなるものが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４９】
フランジ部３０ａには、当該フランジ部３０ａおけるベローズ４０内周側の位置を両端方向に貫通し、軸心がエミッタ支持部雌螺子穴４４の螺合軸と同軸となるように延在したエミッタ支持部操作孔３２が、設けられている。このエミッタ支持部操作孔３２においては、後述の位置調整シャフト６を、当該位置調整シャフト６の先端部６１側から貫装自在な形状であって、当該位置調整シャフト６の基端部６２を軸回転自在に軸支できる形状となっている。
【００５０】
位置調整シャフト６は、先端部６１の外周面に、当該位置調整シャフト６の基端部６２をエミッタ支持部操作孔３２で軸支している状態（図１に示すような状態）でエミッタ支持部雌螺子穴４４と螺合自在な先端部側雄螺子部６１ａが、設けられている。
【００５１】
図中の位置調整シャフト６の場合、当該位置調整シャフト６における基端部６２の両端一方側には、エミッタ支持部操作孔３２よりも大径の頭部６０が設けられており、当該エミッタ支持部操作孔３２の開口縁面に係止できる構成となっている。
【００５２】
図１に示すように、エミッタ支持部操作孔３２に貫装している位置調整シャフト６の先端部６１がエミッタ支持部雌螺子穴４５に螺合している状態で、例えば作業者が頭部６０を把持して当該位置調整シャフト６を操作することにより、当該位置調整シャフト６を締緩方向に軸回転させることが可能となる。
【００５３】
例えば、位置調整シャフト６を締付方向に軸回転させた場合、エミッタ支持部４は両端一方側に移動する。一方、当該位置調整シャフト６を弛緩方向に軸回転させた場合には、エミッタ支持部４は両端他方側（ターゲット７側）に移動することになる。また、位置調整シャフト６の軸回転を固定した状態にすることにより、エミッタ支持部４は位置決め固定、すなわちエミッタ３が位置決め固定された状態となる。
【００５４】
このように位置調整シャフト６を適宜操作することにより、エミッタ支持部４（エミッタ３の電子発生部３１）と後述のターゲット７との両者間の距離を適宜変更することが可能となる。
【００５５】
次に、ターゲットユニット７０は、エミッタ３の電子発生部３１に対向するターゲット７と、絶縁体２の開口２２の端面２２ａに支持されて当該開口２２を封止するフランジ部７０ａと、を備えている。
【００５６】
ターゲット７においては、エミッタ３の電子発生部３１から放出された電子線Ｌ１が衝突し、図示するようにＸ線Ｌ２等を放出できるものであれば、種々の態様を適用することが可能である。図中のターゲット７においては、エミッタ３の電子発生部３１に対向する部位に、電子線Ｌ１に対して所定角度で傾斜する横断面方向に延在した傾斜面７１が形成されている。この傾斜面７１に電子線Ｌ１が衝突することにより、Ｘ線Ｌ２は、電子線Ｌ１の照射方向から折曲した方向（例えば図示するように真空室１の横断面方向）に、照射されることになる。
【００５７】
グリッド電極８においては、前述のようにエミッタ３とターゲット７との間に介在し、当該グリッド電極８を通過する電子線Ｌ１を適宜制御できるものであれば、種々の形態のものを適用することが可能である。例えば図示するように、真空室１の横断面方向に延在し電子線Ｌ１が通過する通過孔８１ａを有した電極部（例えばメッシュ状の電極部）８１と、絶縁体２を貫通（真空室１横断面方向に貫通）する引出端子８２と、を備えた構成が挙げられる。
【００５８】
以上示したように構成されたＸ線装置１０によれば、エミッタ支持部４を両端方向に適宜移動することにより、エミッタ３の電子発生部３１とターゲット７との間の距離を変化させることができる。これにより、当該エミッタ３の電子発生部３１において、放電が抑制された状態（以下、単に放電抑制状態と適宜称する）または当該電子発生部３１の電界放射が可能な状態（以下、単に放電可能状態と適宜称する）に切り替えることが可能となる。
【００５９】
＜実施例１によるガード電極５の先端部５Ａ＞
図１〜図３に示すガード電極５の先端部５Ａは、当該ガード電極５の内周側に位置し両端他方側に凸（図中では、両端他方側で横断面方向内側寄りの凸）の内周側曲面部ａ１を有している先端内周側部Ａ１と、当該ガード電極５の外周側に位置し両端他方側に凸（図中では、両端他方側で横断面方向外側寄りの凸）の外周側曲面部ａ２を有している先端外周側部Ａ２と、当該先端内周側部Ａ１と先端外周側部Ａ２との両者間に位置する先端中間部Ａ３と、を構成している。先端中間部Ａ３においては、内周側曲面部ａ１と外周側曲面部ａ２との間で横断面方向に延在した平坦面部ａ３を有している。
【００６０】
このような先端部５Ａにおいては、例えば先端内周側部Ａ１，先端外周側部Ａ２，先端中間部Ａ３の各々の形状等を目的とするＸ線装置１０に応じて適宜設計することが可能である。
【００６１】
例えば先端中間部Ａ３の平坦面部ａ３の横断面方向の幅（以下、平坦面幅と適宜称する）を適宜設計変更したり、外周側曲面部ａ２の曲率半径Ｒ２を適宜設計変更することにより、所望のエミッション特性が得られるように調整することが可能である。また、例えば内周側曲面部ａ１の曲率半径Ｒ１を適宜設計変更することにより、所望の電子線収束性能が得られるように調整することが可能である。
【００６２】
平坦面部ａ３の平坦面幅は、狭くなり過ぎると、曲率半径Ｒ２を設計変更した場合に電子線収束性能を妨げてしまう可能性がある。また、前記平坦面幅が広くなり過ぎると、ガード電極５等の大型化を招く可能性がある。このため、平坦面部ａ３の平坦面幅は、電子線収束性能を妨げない範囲内で広く設定することが挙げられる。
【００６３】
また、曲率半径Ｒ１の大きさは、エミッタ３の電子発生部３１の外周側部３１ａの見かけ上の曲率半径を大きくできる程度に適宜設定することが挙げられるが、好ましくは、曲率半径Ｒ１，Ｒ２の大きさをｒ１，ｒ２とした場合においてｒ１≦ｒ２の関係式を満たすように設定することが挙げられる。これにより、前記見かけ上の曲率半径を大きくし易くなったり、局部的な電界集中の抑制や閃絡の抑制が容易になる可能性がある。
【００６４】
ガード電極５の先端部５Ａにおいて、前記のような設計変更を例えば３通り行った場合、図５に示す曲線ａ〜ｃのようなエミッション開始電圧が異なる３通りのエミッション特性に、調整することが可能となる。また、当該ガード電極５を設けた場合の等電位面は、図６の符号５３で示すように比較的平坦なものとなる。
【００６５】
＜Ｘ線装置１０のガード電極等の改質処理および電界放射方法の一例＞
Ｘ線装置１０のガード電極５等を改質処理する場合、まず、エミッタ支持部操作孔３２に軸支されている位置調整シャフト６の頭部６０を作業者等が適宜保持して操作し、エミッタ支持部４を両端一方側に移動させることにより、エミッタ３の電子発生部３１とガード電極５の先端部５Ａとの両者が、互いに離反した状態となる。すなわち、エミッタ３が放電抑制状態となる。
【００６６】
この放電抑制状態であれば、例えばガード電極５とグリッド電極８（引出端子８２等）との間や、ターゲット７とグリッド電極８との間などに所望の改質時電圧を適宜印加することにより、ガード電極５等において放電が繰り返され、当該ガード電極５等が改質処理（例えばガード電極５の表面が溶解平滑化）されることになる。
【００６７】
前述の改質処理の後の電界放射方法としては、位置調整シャフト６を再び操作し、エミッタ支持部４を両端他方側に移動させることにより、図１〜図４等に示すようにエミッタ３の電子発生部３１とガード電極５の先端部５Ａとの両者が、所定隣接状態となる。これにより、電子発生部３１から放出される電子線Ｌ１の分散を抑制できる状態となる。
【００６８】
この所定隣接状態で、エミッタ３の電子発生部３１とガード電極５とが互いに同電位で、例えばエミッタ３とターゲット７との間に所望の電圧を印加することにより、電子発生部３１から電子が発生して電子線Ｌ１が放出される。そして、電子線Ｌ１がターゲット７に衝突することにより、そのターゲット７からＸ線Ｌ２が放出される。
【００６９】
以上示した実施例１によれば、位置調整シャフト６を適宜操作してエミッタ支持部４を両端方向に移動させることにより、所望の改質処理が可能となり、Ｘ線装置１０においてガード電極５からの閃絡現象（電子の発生）を抑制することができ、当該Ｘ線装置１０の電子発生量を安定させることができる。また、電子線Ｌ１を集束形電子束とすることができ、Ｘ線Ｌ２の焦点も収束し易くなり、高い透視分解能を得ること可能となる。
【００７０】
また、ガード電極５の先端部５Ａにおいて、トレードオフ現象を抑制しながら設計変更でき、エミッション特性および電子線収束性能をそれぞれ所望通りに調整し易くなる。
【００７１】
≪実施例２≫
実施例２では、Ｘ線装置１０において、図７に示すような先端部５Ｂを有したガード電極５を構成するようにした。
【００７２】
図７に示すガード電極５の先端部５Ｂは、実施例１の先端部５Ａと同様の先端内周側部Ａ１，先端中間部Ａ３と、当該ガード電極５の外周側に位置し両端他方側に凸の外周側曲面部ｂ２を有している先端外周側部Ｂ２と、を構成している。先端外周側部Ｂ２においては、先端中間部Ａ３よりも両端他方側に突出した構造となっている。
【００７３】
このような先端部５Ｂにおいても、先端部５Ａと同様に、例えば先端内周側部Ａ１，先端外周側部Ｂ２，先端中間部Ａ３の各々の形状等を目的とするＸ線装置１０に応じて適宜設計することが可能である。
【００７４】
例えば、先端中間部Ａ３の平坦面部ａ３の平坦面幅を適宜設計変更したり、外周側曲面部ｂ２の曲率半径Ｒ３や突出長さｔを適宜設計変更することにより、所望のエミッション特性が得られるように調整することが可能である。また、例えば内周側曲面部ａ１の曲率半径Ｒ１を適宜設計変更することにより、所望の電子線収束性能が得られるように調整することが可能である。
【００７５】
先端外周側部Ｂ２は、突出長さｔが長くなり過ぎると電界が集中し易くなる。このため、突出長さｔは、ガード電極５の先端部５Ｂ等で起こり得る異常放電を抑制できる範囲内で長く設定することが挙げられる。
【００７６】
また、曲率半径Ｒ３の大きさにおいても、曲率半径Ｒ１，Ｒ２と同様に適宜設定することが可能である。例えば、曲率半径Ｒ３の大きさをｒ３とした場合において、ｒ１≦ｒ３の関係式を満たすように設定することが挙げられる。
【００７７】
以上示した実施例２によれば、実施例１と同様の作用効果を奏する他に、以下に示すことが言える。すなわち、ガード電極５の先端部５Ｂにおいて、先端外周側部Ｂ２が先端中間部Ａ３よりも両端他方側に突出しているため、電子線収束性能が向上し易くなる。また、当該先端外周側部Ｂ２の突出長さｔ等を適宜設計変更することにより、電子線収束性能の微調整等も可能となる。
【００７８】
≪実施例３≫
実施例３では、Ｘ線装置１０において、図８に示すような先端部５Ｃを有したガード電極５を構成するようにした。
【００７９】
図８に示すガード電極５の先端部５Ｃは、実施例１の先端部５Ａと同様の先端内周側部Ａ１，先端外周側部Ａ２と、当該先端内周側部Ａ１と先端外周側部Ａ２との両者間に位置し内周側曲面部ａ１と外周側曲面部ａ２との間で横断面方向に延在した平坦面部ｃ３を有している先端中間部Ｃ３と、を構成している。
【００８０】
平坦面部ｃ３においては、平坦面部ｃ３上の点が先端内周側部Ａ１側から先端外周側部Ａ２側に近づくに連れて両端他方側に移動するように、ガード電極５の軸心と傾斜した角度で交差する方向に延在した形状（以下、単に両端他方側傾斜形状と適宜称する）となっている。これにより、先端内周側部Ａ１は、先端外周側部Ａ２よりも両端他方側に偏倚して位置することとなる。
【００８１】
このような先端部５Ｃにおいても、先端部５Ａ，５Ｂと同様に、例えば先端内周側部Ａ１，先端外周側部Ａ２，先端中間部Ｃ３の各々の形状等を目的とするＸ線装置１０に応じて適宜設計することが可能である。
【００８２】
例えば、先端中間部Ｃ３の平坦面部ｃ３の平坦面幅を適宜設計変更したり、外周側曲面部ａ２の曲率半径Ｒ２を適宜設計変更することにより、所望のエミッション特性が得られるように調整することが可能である。また、例えば内周側曲面部ａ１の曲率半径Ｒ１を適宜設計変更することにより、所望の電子線収束性能が得られるように調整することが可能である。
【００８３】
ガード電極５の軸心に対する平坦面部ｃ３の傾斜角度も、適宜設定することが可能である。例えば図８に示す平坦面部ｃ３のように、当該平坦面部ｃ３上の点が先端内周側部Ａ１側から先端外周側部Ａ２側に近づくに連れて両端一方側に移動するように、ガード電極５の軸心と傾斜した角度で交差する方向に延在した形状（以下、単に両端一方側傾斜形状と適宜称する）でも良い。この場合、先端内周側部Ａ１は、先端外周側部Ａ２よりも両端一方側に偏倚して位置することとなる。
【００８４】
以上示した実施例３によれば、実施例１，２と同様の作用効果を奏する他に、以下に示すことが言える。すなわち、ガード電極５の先端部５Ｃの平坦面部ｃ３が両端他方側傾斜形状の場合、例えば図１０に示すようにグリッド電極８がアークホーン構造（図１０では引出端子８２の真空容器１１外周側に折曲部８２ａが形成されて、電界緩和効果が得られるような構造）であっても、当該ガード電極５に起こり得る局部的な電界集中を抑制しながら、当該先端部５Ｃを適宜設計変更してエミッション特性および電子線収束性能をそれぞれ所望通りに調整することが可能となる。
【００８５】
一方、図９に示すようにガード電極５の先端部５Ｃの平坦面部ｃ３が両端一方側傾斜形状の場合には、先端外周側部Ａ２が先端中間部Ｃ３よりも両端他方側に偏倚して位置するため、実施例２と同様に電子線収束性能が向上し易くなる。さらに、実施例２の先端外周側部Ｂ２のような突出構造が形成されていない場合には、当該実施例２と比較して、ガード電極５の先端部５Ｃ等で起こり得る異常放電を抑制し易くなる。
【００８６】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００８７】
例えば、実施例１〜３においては適宜組み合わせても良い。具体例としては、図８，図９のガード電極５の先端部５Ｃの先端外周側部Ａ２を、図７の先端外周側部Ｂ２のように両端他方側に突出させたような構造にすることが挙げられる。
【００８８】
その他、特許文献１，２等に開示されている内容を適宜適用して設計変形することもでき、実施例１〜３と同様の作用効果を奏することが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１…真空室
１０…Ｘ線装置
１１…真空容器
２…絶縁体
３…エミッタ
３１…電子発生部
３１ａ…外周側部
４…エミッタ支持部
４０…ベローズ
５…ガード電極
５Ａ〜５Ｃ…先端部
Ａ１…先端内周側部
Ａ２，Ｂ２…先端外周側部
Ａ３，Ｃ３…先端中間部
ａ１…内周側曲面部
ａ２，ｂ２…外周側曲面部
ａ３，ｃ３…平坦面部
【要約】
【課題】エミッション特性および電子線収束性能の両方の調整を容易化することに貢献可能な技術を提供する。
【解決手段】エミッタ３の電子発生部３１の外周側に設けられる筒状のガード電極５のうち、前記電子発生部３１からの電子線Ｌ１の放出方向に位置する先端部５Ａを、当該放出方向に凸の内周側曲面部ａ１を有している先端内周側部Ａ１と、当該放出方向に凸の外周側曲面部ａ２を有している先端外周側部Ａ２と、前記先端内周側部Ａ１と前記先端外周側部Ａ２との両者間に位置している先端中間部Ａ３と、を備えたものとする。先端中間部Ａ３は、前記内周側曲面部ａ１と前記外周側曲面部ａ２との間で、前記両者間方向に延在した平坦面部ａ３を有しているものとする。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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