(57)【要約】【課題】  小型で排気効率が高く、磁界シールド特性の向上したスパッタイオンポンプを提供する。【解決手段】  スパッタイオンポンプ１は、真空外囲器１０と、第１陰極２１及び第２陰極２２と、陽極３０と、永久磁石４０と、ヨーク５０とを備えている。ヨーク５０は、蓋部５１を有し、真空外囲器１０、第１陰極２１、第２陰極２２、陽極３０及び永久磁石４０を囲んで設けられ、真空外囲器の他端側を全周に亘って挟持し、閉磁路を形成している。真空外囲器１０の厚みＷ１は、０．５乃至１．０ｍｍである。蓋部５１の厚み及び真空外囲器１０を挟んで蓋部５１と対向した領域のヨークの厚みは一定である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉塞され他端が開口した筒状の真空外囲器と、
前記真空外囲器内で前記一端に設けられた第１陰極及び前記第１陰極に間隔を置いて対向配置された第２陰極と、
前記第１陰極及び第２陰極の間に設けられた陽極と、
前記第１陰極又は第２陰極に対して前記陽極の反対側に設けられた永久磁石と、
前記真空外囲器の他端側を閉塞した蓋部を有し、前記真空外囲器、第１陰極、第２陰極、陽極及び永久磁石を囲んで設けられ、前記真空外囲器の他端側を全周に亘って前記真空外囲器の内側及び外側から挟持し、前記真空外囲器の他端を露出させ、閉磁路を形成するヨークと、を備え、
前記蓋部と対向した前記真空外囲器の厚みは、０．５乃至１．０ｍｍであり、
前記蓋部の厚み及び前記真空外囲器を挟んで前記蓋部と対向した領域の前記ヨークの厚みは一定であるスパッタイオンポンプ。
【請求項２】
前記ヨークの厚みは、全体に亘って一定である請求項１に記載のスパッタイオンポンプ。
【請求項３】
前記陽極は、筒状に形成され、両端が前記第１陰極及び第２陰極に対向し、前記第１陰極及び第２陰極が対向した方向に直交した方向の断面が円形である請求項１に記載のスパッタイオンポンプ。
【請求項４】
前記陽極は、筒状に形成され、両端が前記第１陰極及び第２陰極に対向し、前記第１陰極及び第２陰極が対向した方向に直交した方向の断面が多角形である請求項１に記載のスパッタイオンポンプ。
【請求項５】
前記陽極は、ハニカム状に形成され、両端が前記第１陰極及び第２陰極に対向し、前記第１陰極及び第２陰極が対向した方向に直交した方向の断面が円形又は多角形である請求項１に記載のスパッタイオンポンプ
【請求項６】
前記蓋部は、前記真空外囲器の内部に繋がった通気孔を備えている請求項１に記載のスパッタイオンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スパッタイオンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内部を高い真空度に維持する必要がある電子機器として、Ｘ線蛍光増倍管などが知られている。Ｘ線蛍光増倍管などの上記電子機器は、内部を高い真空度に維持することで、安定した動作を可能としている。そこで、スパッタイオンポンプを上記電子機器に接続し、長期間に亘って高真空度を維持する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
スパッタイオンポンプの一例を挙げると、スパッタイオンポンプは、２つの陰極と、陰極間に配置された筒状の陽極と、陰極及び陽極を収容した真空外囲器と、両陰極側に配置された２つの永久磁石と、両永久磁石の外側に設けられたヨークと、を備えている。永久磁石は、陽極の軸方向に磁場を与えるものである。永久磁石を２つ設けることにより、強い磁場を与えることができる。
【特許文献１】実開昭５０−６５３５９号公報
【特許文献２】実開昭５０−１０５３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記スパッタイオンポンプにおいて、スパッタイオンポンプの大きさの制限や設置場所の諸条件により、永久磁石を一方の陰極側にしか配置できない場合がある。この場合、磁場は、陽極の軸方向に平行になり難く、或いは弱くなる傾向にある。磁場が弱くなることは、スパッタイオンポンプの排気性能の低下に繋がる。スパッタイオンポンプの排気性能の低下を抑制するため、対処方法の一例として、永久磁石の磁束密度を高くすることが考えられる。しかしながら、この場合、スパッタイオンポンプの外部に磁界が漏洩し易くなってしまう。
【０００５】
磁場の影響を受け易い機器が近くにある場合、或いは磁場の影響を受け易い機器にスパッタイオンポンプを設置しなければならない場合、スパッタイオンポンプからの磁場の漏洩は、その機器にとって動作停止や誤作動、性能の低下を引き起こす恐れがある。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、小型で排気効率が高く、磁界シールド特性の向上したスパッタイオンポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係るスパッタイオンポンプは、
一端が閉塞され他端が開口した筒状の真空外囲器と、
前記真空外囲器内で前記一端に設けられた第１陰極及び前記第１陰極に間隔を置いて対向配置された第２陰極と、
前記第１陰極及び第２陰極の間に設けられた陽極と、
前記第１陰極又は第２陰極に対して前記陽極の反対側に設けられた永久磁石と、
前記真空外囲器の他端側を閉塞した蓋部を有し、前記真空外囲器、第１陰極、第２陰極、陽極及び永久磁石を囲んで設けられ、前記真空外囲器の他端側を全周に亘って前記真空外囲器の内側及び外側から挟持し、前記真空外囲器の他端を露出させ、閉磁路を形成するヨークと、を備え、
前記蓋部と対向した前記真空外囲器の厚みは、０．５乃至１．０ｍｍであり、
前記蓋部の厚み及び前記真空外囲器を挟んで前記蓋部と対向した領域の前記ヨークの厚みは一定である。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、小型で排気効率が高く、磁界シールド特性の向上したスパッタイオンポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係るスパッタイオンポンプについて詳細に説明する。  
図１及び図２に示すように、スパッタイオンポンプ１は、内部を高い真空度に維持する必要がある機器の真空容器２に設けられている。スパッタイオンポンプ１は、真空容器２の内部の放出ガスを排気するものである。スパッタイオンポンプ１は、真空外囲器１０と、第１陰極２１及び第２陰極２２と、陽極３０と、永久磁石４０と、ヨーク５０とを備えている。
【０００９】
真空外囲器１０は、一端が閉塞され他端が開口した筒状に形成されている。この実施の形態において、真空外囲器１０は、筒部１１と、筒部１１の一端を閉塞して設けられた蓋部１２とを有している。筒部１１は、非金属材料として、例えばコバルで形成されている。蓋部１２は、ステンレスで形成されている。真空外囲器１０の他端、すなわち筒部１１の他端は、真空容器２にフリットガラス３で接着されている。真空外囲器１０の内部は、真空容器２の内部に連通し真空に維持されている。
【００１０】
第１陰極２１及び第２陰極２２は、真空外囲器１０内に設けられている。第１陰極２１は、真空外囲器１０の一端に設けられている。この実施の形態において、第１陰極２１は蓋部１２上に固定されている。第２陰極２２は、第１陰極２１に所定の間隔を置いて対向配置されている。この実施の形態において、第２陰極２２は後述する蓋部５１上に固定されている。第１陰極２１及び第２陰極２２は、例えば、チタンで板状に形成されている。
【００１１】
陽極３０は、第１陰極２１及び第２陰極２２の間に設けられている。陽極３０は、ステンレス等の金属により筒状に形成されている。陽極３０の両端は第１陰極２１及び第２陰極２２に対向している。この実施の形態において、第１陰極２１及び第２陰極２２が対向した方向でもある陽極３０の軸方向に直交した方向の陽極３０の断面は円形である。
【００１２】
永久磁石４０は、第１陰極２１又は第２陰極２２に対して陽極３０の反対側に設けられている。この実施の形態において、永久磁石４０は、第１陰極２１に対して陽極３０の反対側に設けられている。より詳しくは、永久磁石４０は、蓋部１２に対して第１陰極２１の反対側に位置し、蓋部１２上に設けられている。
【００１３】
ヨーク５０は、真空外囲器１０（筒部１１）の他端側を閉塞した蓋部５１を有している。ヨーク５０は、真空外囲器１０、第１陰極２１、第２陰極２２、陽極３０及び永久磁石４０を囲んで設けられている。ヨーク５０は、真空外囲器１０（筒部１１）の他端側を全周に亘って真空外囲器（筒部）の内側及び外側から挟持している。ヨーク５０は、真空外囲器１０（筒部１１）の他端を露出させている。蓋部５１は、真空外囲器１０の内部に繋がった通気孔５２を備えている。
【００１４】
ヨーク５０は、磁性の金属として、例えば鉄で形成されている。ヨーク５０は閉磁路７１を形成している。この閉磁路７１は、ヨーク５０の他、第１陰極２１、第２陰極２２及び永久磁石４０で形成されている。
【００１５】
なお、図示しないが、スパッタイオンポンプ１の外部に設けられた電源から、第２陰極２２には相対的に負の電圧が印加され、陽極３０には相対的に正の電圧が印加される。  
上記したようにスパッタイオンポンプ１が形成されている。
【００１６】
次に、上記真空外囲器１０及びヨーク５０についてさらに詳細に説明する。  
図２及び図３に示すように、蓋部５１と対向した真空外囲器１０（筒部１１）の厚みＷ１は、０．５乃至１．０ｍｍである。この実施の形態において、厚みＷ１は、０．５ｍｍである。蓋部５１の厚みＷ２及び筒部１１を挟んで蓋部５１と対向した領域のヨーク５０の厚みＷ３は一定である。
【００１７】
さらに、この実施の形態において、ヨーク５０の厚みは、全体に亘って一定である。ヨーク５０は、厚みに急激な変化なしに形成されている。ヨーク５０の厚みは、永久磁石４０の磁束密度、すなわちスパッタイオンポンプ１の排気特性と密接な関係があるため、期待するスパッタイオンポンプ１の排気特性に合うよう設計されていれば良い。
【００１８】
上記したように構成されたスパッタイオンポンプ１によれば、動作時、第１陰極２１及び第２陰極２２と直交する方向に磁界を印加した状態で、第２陰極２２と陽極３０との間に高電圧を印加する。すると、真空外囲器１０内において、電子がガス分子に射突し放出ガスを電離させる。この電離により発生したガスプラスイオンが例えば第１陰極２１に射突し、そのエネルギによってチタンをスパッタさせる。これにより、陽極３０の表面に活性なチタン膜が形成される。そして、放出ガス中の中性分子や励起された分子がチタン膜に入射して吸着し排気される。このようなスパッタイオンポンプ１の排気動作によって真空容器２内の放出ガスを排気し、真空容器２内を高真空度に維持する。
【００１９】
なお、第１陰極２１、第２陰極２２、永久磁石４０及びヨーク５０により閉磁路７１が形成され、永久磁石４０の発生磁界は閉磁路７１を通る。このため、永久磁石４０の発生磁界の外部への漏洩を抑制することができる。
【００２０】
ここで、本願発明者は、動作時のスパッタイオンポンプ１の漏洩磁場の状態を調査した。調査したところ、図４に示すように、スパッタイオンポンプ１付近に目立った漏洩磁場は検出されなかった。蓋部５１側においても、目立った漏洩磁場は検出されなかった。これにより、スパッタイオンポンプ１からの漏洩磁場による周辺機器へ及ぼす悪影響を抑制することができる。
【００２１】
以上のように構成されたスパッタイオンポンプ１によれば、蓋部５１と対向した真空外囲器１０の厚みＷ１は、０．５乃至１．０ｍｍであり、蓋部５１の厚みＷ２及び真空外囲器１０を挟んで蓋部５１と対向した領域のヨーク５０の厚みＷ３は一定である。
【００２２】
ヨーク５０が蓋部５１とその他の２つに分断して形成されている場合であっても、真空外囲器１０の厚みＷ１は１．０ｍｍ以下であり、厚みＷ２及び厚みＷ３が一定であるため、ヨーク５０は、この分断部付近においても良好な磁気的閉回路を形成することができ、漏洩磁界をシールドすることができる。そのため、漏洩磁気を嫌う機器と組合わせてスパッタイオンポンプ１を使用する場合、スパッタイオンポンプ１は大きな効果を発揮することができる。
【００２３】
また、真空外囲器１０の厚みＷ１は０．５ｍｍ以上であるため、真空外囲器１０は、内部が真空であることによる耐圧特性に優れている。このため、気密性を保持することができる真空外囲器１０を得ることができる。
【００２４】
スパッタイオンポンプ１は、永久磁石４０を一方の陰極側にのみ配置した構成であるため、小型化を図ることができる。  
上記したことから、小型で排気効率が高く、磁界シールド特性の向上したスパッタイオンポンプを得ることができる。
【００２５】
次に、この発明の実施の形態に係るスパッタイオンポンプの比較例について説明する。図５に示すように、比較例のスパッタイオンポンプ１は、上述した実施の形態のスパッタイオンポンプ１と同様に形成されている。但し、蓋部５１の厚みＷ２及び真空外囲器１０を挟んで蓋部５１と対向した領域のヨーク５０の厚みＷ３は一定でない。真空外囲器１０を挟んで蓋部５１と対向した領域で、ヨーク５０の厚みＷ３が急激に変化し、大きく増大している。
【００２６】
ここで、本願発明者は、動作時の比較例のスパッタイオンポンプ１の漏洩磁場の状態を調査した。調査したところ、図６に示すように、スパッタイオンポンプ１付近に目立った漏洩磁場が検出された。漏洩磁場は、蓋部５１側において顕著である。これにより、比較例のスパッタイオンポンプ１の場合、スパッタイオンポンプ１からの漏洩磁場により周辺機器へ悪影響を及ぼす恐れがある。
【００２７】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【００２８】
例えば、永久磁石４０は、第２陰極２２に対して陽極３０の反対側に設けられていても上述した効果を得ることができる。永久磁石４０の極性は限定されるものではなく、Ｎ極とＳ極とが逆であっても上述した効果を得ることができる。
【００２９】
また、陽極３０は、筒状に形成され、両端が第１陰極２１及び第２陰極２２に対向し、陽極３０の軸方向に直交した方向の断面が多角形であっても上述した効果を得ることができる。
【００３０】
さらに、陽極３０は、ハニカム状に形成され、両端が第１陰極２１及び第２陰極２２に対向し、陽極３０の軸方向に直交した方向の断面が円形又は多角形であっても上述した効果を得ることができる。陽極３０の表面積を大きくすることにより、排気効率をより高くすることができる。
【００３１】
永久磁石４０は、予め磁界を発生させるものを用いて形成されているが、これに限らず、磁性体を配置した後、この磁性体を着磁して永久磁石を構成しても良い。スパッタイオンポンプ１の各種構成要素の形状、材質等は上述した実施の形態に限らず、必要に応じて種々選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態に係るスパッタイオンポンプを示す図であり、特に、真空容器に設けられたスパッタイオンポンプを示す図。
【図２】図１に示したスパッタイオンポンプを示す拡大断面図。
【図３】図２の一部を拡大して示す断面図。
【図４】上記スパッタイオンポンプ動作時の漏洩磁場の状態を表す図。
【図５】この発明の実施の形態に係るスパッタイオンポンプの比較例を示す拡大断面図。
【図６】上記比較例におけるスパッタイオンポンプ動作時の漏洩磁場の状態を表す図。
【符号の説明】
【００３３】
１…スパッタイオンポンプ、１０…真空外囲器、１１…筒部、１２…蓋部、２１…第１陰極、２２…第２陰極、３０…陽極、４０…永久磁石、５０…ヨーク、５１…蓋部、５２…通気孔、７１…閉磁路、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…厚み。
【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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