KR102045503B1

KR102045503B1 - 전계 방사 장치 및 전계 방사 방법

Info

Publication number: KR102045503B1
Application number: KR1020197001913A
Authority: KR
Inventors: 타카하시 다이조; 하타나카 미치히로
Original assignee: 메이덴샤 코포레이션
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2019-11-18
Anticipated expiration: 2037-03-16
Also published as: CN109417007A; KR20190016117A; CN109417007B; WO2017221479A1; US10651001B2; JP6226033B1; US20190333730A1; JP2017228471A

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. 이미터(3)는 가동 몸체(40)를 가지는 이미터지지부(4)에 의해 진공 챔버(1)의 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 이미터 지지부(4)는 이미터 지지부(4)에 연결된 조작부(6)에 의해 동작된다. 조작부(6)의 조작에 의해 이미터 지지부(4)를 동작시킴으로써, 이미터(3)의 전자발생부(31)와 타겟(7)과의 거리가 변화되고, 이미터(3)의 위치가 임의의 위치에 고정되며, 이미터(3)의 위치 고정과 함께 전계 방사가 실행된다.

Description

전계 방사 장치 및 전계 방사 방법

본 발명은 X 선 장치, 전자관 및 조명 시스템과 같은 다양한 장치에 적용되는 전계 방사 장치 및 전계 방사 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) 이미터(탄소 등의 전자원)와 타겟과의 사이에 전압을 인가하여 이미터의 전계 방사(전자를 발생시켜 방출)에 따라서 전자선을 방출하고, 그 방출한 전자선을 타겟에 충돌시켜 소망하는 기능(예를 들면 X선 장치의 경우는 X선 외부 방사에 따른 투시 분해능)을 얻는 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 동전위의 가드 전극을 이미터 외주측에 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, 진공 챔버 내에 바람직하지 않은 미세한 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 가드 전극, 이하에서 필요에 따라 간단히 "가드 전극 등"이라 칭함)에 국소적인 전계 집중이 쉽게 생기는 부위(예를 들면, 가공 중에 생기는 미세한 돌기)가 형성되는 경우, 가드 전극 등이 기체 성분(예를 들면, 진공 용기내의 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 불안정해지고, 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(개질(재생); 필요에 따라 이하에서 단순히 "개질처리"라 칭함)를 시행하는 방법이 연구되고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 공보 제2008-150253호 특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 공보 제2011-008998호

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

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

본 발명에 따른 전계 방사 장치 및 전계 방사 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; 상기 이미터를 상기 진공 챔버의 양단부방향으로 이동 가능하게 지지하는 가동 이미터 지지부; 및 상기 이미터 지지부와 연결되어 상기 이미터 지지부를 동작시키는 조작부;로 이루어지고, 상기 조작부는 상기 조작부에 의해 상기 이미터 지지부를 동작시킴으로써 상기 이미터의 전자발생부와 상기 타겟사이의 거리를 변화시키고, 상기 이미터의 위치를 임의의 위치에 고정시키도록 구성되고, 상기 이미터의 위치 고정 상태에서 상기 이미터의 전자발생부에 의한 전계 방사가 실행된다.

상기 이미터 지지부는 상기 조작부에 의해 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동 가능한 가동 몸체를 통하여 상기 이미터를 지지한다.

상기 조작부는 나사축이 나사결합되고 상기 가동 몸체의 일단부측에 연결되어 상기 가동 몸체의 축과 같은 방향으로 연장되고 상기 가동 몸체의 일단부측에 회전가능하게 지지되는 조정나사부를 구비하고, 상기 가동 몸체는 상기 조작부에 의해 상기 조정나사부를 회전시킴으로써 양단부 방향으로 이동하고 상기 이미터의 전자발생부와 타겟과의 거리가 변화되어 상기 이미터의 위치가 임의의 위치에 고정된다.

또한, 상기 조정나사부를 회전시키기 위한 모터가 인슐레이터(절연체)를 통하여 상기 조정 나사부에 연결된다.

상기 이미터 지지부는 상기 조작부에 의해 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동가능한 가동 몸체에 의해 이미터를 지지하고, 상기 조작부는 상기 가동 몸체의 축을 따라 왕복운동할 수 있고 상기 가동 몸체의 일단부측에 연결된 피스톤을 구비하며, 상기 가동 몸체는 상기 조작부에 의한 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 양단부 방향으로 이동하고, 상기 이미터의 전자발생부와 상기 타겟과의 거리는 변화되고, 상기 이미터의 위치는 임의의 거리에 고정된다.

또한, 상기 피스톤은 인슐레이터에 의해 상기 가동 몸체에 연결된다.

상기 가동 몸체는 상기 이미터의 전자발생부에 대향하는 측에서 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 연장되는 형태를 하고 있다.

상기 가드 전극은 그 타겟측에 소경부를 구비하고 있다.

또는, 상기 가드 전극의 타겟측에는, 상기 진공 챔버의 횡단 방향으로 연장되고 상기 진공 챔버의 양단부 방향에 있어서 상기 이미터의 전자발생부의 주연단부와 중첩되는 끝단부가 구비되어 있다.

상기 전계 방사 장치는 또한 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 신축 가능한 벨로우즈를 더 구비한다. 상기 벨로우즈의 일단부측은 이미터지지부에 의해 지지되고 상기 벨로우즈의 타단부측은 상기 진공용기에 의해 지지된다.

상기 진공 챔버내의 상기 이미터와 타겟 사이에는 그리드 전극이 구비된다.

상기 전계 방사 장치에 의한 전계 방사 방법의 일형태로서, 전계 방사 방법은, 상기 조작부를 작동시켜 상기 이미터의 전자발생부와 상기 타겟과의 거리를 변화시켜 상기 이미터의 위치를 임의의 거리에 고정시킴으로써 전계 방사 전류의 출력을 설정하는 단계; 및 상기 이미터의 위치가 고정된 상태에서 상기 이미터의 전자발생부로부터 전계 방사를 실행하는 단계;로 이루어진다. 또한, 상기 전계 방사 전류의 출력은 튜브 전압을 변화시키지 않고 설정된다.

본 발명에 따르면, 이미터의 전계 방사를 억제하면서 가드 전극 등의 개질 처리를 행할 수 있고, 전계 방사 전류의 출력을 용이하게 설정하고, 전계 방사 장치의 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 X선 장치(10)의 개략 설명도(진공 챔버(1)의 양단부 방향에 따른 단면도(이미터(3)가 방전위치(m)에 있는 경우))이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 X선 장치(10)의 개략 설명도(진공 챔버(1)의 양단부 방향에 따른 단면도(이미터(3)가 부방전위치(n)에 있는 경우))이다.
도 3은 상기 실시예의 가드 전극(5)의 일례를 보여주는 개략설명도(도 1의 부분 확대도로서, 가드 전극(5)이 끝단부(52) 대신에 소경부(51)를 갖는 경우)이다.
도 4a 및 4b는 이미터(3)가 방전위치(m)에 있을 때 방전 거리(d)를 설명하기 위한 개략 설명도 (도 4a:방전거리(d) 0, 도 4b: 방전거리(d)가 소정거리)이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 X선 장치(10A)의 개략 설명도(진공 챔버(1)의 양단부 방향에 따른 단면도(이미터(3)가 방전위치(m)에 있는 경우))이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 X선 장치(10B)의 개략 설명도(진공 챔버(1)의 양단부 방향에 따른 단면도(이미터(3)가 방전위치(m)에 있는 경우))이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전계 방사 장치는, 인슐레이터의 양단부를 밀봉하여 형성된 진공 챔버에 있어서, 단순히 서로 대향하여 위치하는 이미터 및 타겟을 구비하고, 이미터의 전자발생부의 외주측에 가드 전극을 구비할 뿐만 아니라, 이미터를 진공 챔버의 양단부 방향(이하, 간단히 "양단부 방향"이라 칭함)으로 이동 가능하게 지지하고, 그의 이동에 따라 상기 이미터의 전자발생부와 타겟사이의 거리를 변화시킬 수 있도록 구성된 가동 이미터 지지부를 구비한다.

나아가서, 본 발명의 실시예에 따른 전계 방사장치는 상기 이미터 지지부(상기 이미터 지지부의 후술하는 가동 몸체의 일단부측)에 연결되고 상기 이미터지지부를 동작시키는 조작부를 구비하고, 상기 조작부의 작동에 의해 상기 이미터의 전자발생부와 상기 타겟사이의 거리를 변화시켜, 상기 이미터의 위치가 임의의 거리에 고정된 상태에서 상기 이미터의 전자발생부로부터 전계 방사를 허용하도록 구성된다.

종래의 가드 전극 등의 개질 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 장치"라 칭함)를 형성하고, 대구경의 배기관을 통해 진공 챔버를 고온의 진공상태로 만듦으로써 진공 챔버내에서 가드 전극 등의 흡착가스를 방출시키고, 그 후 진공 챔버를 대기분위기로 환원하고 대구경 배기관을 통하여 진공 챔버 내에 이미터 등을 배치하고 진공 챔버를 밀봉하여 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 개질(평탄화)하는 것은 불가능하다. 또한, 대구경의 배기관에 의해 진공 용기가 대형화되고, 또한 제조 공수가 상승하고, 제품 코스트가 상승한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는, 상술한 방법을 사용하지 않고 가드 전극 등의 개질 처리를 행할 수 있다. 개질 처리를 수행하기 위해, 조작부를 작동시키고 이미터를 방전 영역(전계 방사가 이행되는 영역; 후술하는 도 1에서 방전 영역 m)에서 부방전 영역(방전 전계 이하; 도 1에서 부방전 영역 n)으로 이동(즉, 이미터를 전자발생부와 타겟사이의 거리가 멀어지는 방향으로 이동)시킴으로써, 이미터의 전계 방사가 억제되는 상태(예를 들어, 후술하는 도 2에 도시된 바와 같이, 이미터의 전자발생부와 가드 전극이 서로 분리되는 상태(그들사이에 갭이 형성됨))가 설정된다.

그 다음에 이 상태에서 가드 전극을 가로질러 전압을 인가하면 개질(재생)처리가 실행되고, 가드 전극 등의 표면이 용융 또는 용해되어 평활화된다. 이로써, 원하는 내전압 성능을 얻을 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 이미터의 전계 방사가 억제된 상태에서, 개질 처리과정중 이미터에 부하가 가해지지 않는다.

따라서, 본 실시예의 개질 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 가드 전극 등의 내부에 머무르거나 저장될 수 있고, 상기 원소에 의해 야기되는 전자발생이 억제될 수 있다. 따라서, 전자의 발생량은 상기 전계 방사장치에서 용이하게 안정화될 수 있다.

이와 같이 가드 전극 등의 개질 처리를 행한 후, 조작부에 의해 이미터 지지부를 다시 동작시키고 이미터를 부방전영역으로부터 방전 영역으로 이동(즉, 이미터를 전자 발생부와 타겟 사이의 거리가 짧아지는 방향으로 이동)시킴으로써, 이미터의 전자발생부와 가드 전극사이의 거리가 보다 짧아지는 상태(이미터의 전자발생부와 가드 전극사이의 거리가 서로 가깝게 위치되거나 접촉되는 상태)가 설정된다.

그러면, 이미터(전자발생부)의 전계 방사가 가능해지고, 전계 방사 장치의 원하는 기능(X 선 장치의 경우, X 선 조사 등)을 얻을 수 있다.

여기서, 제품 수율과 같은 기기차이를 무시할 수 있다고 가정하면, 전계 방사 전류(이미터에서 타겟으로 방사된 전자선의 흐름)의 출력(X 선 강도 등; 이하에서 필요에 따라 간단히 "전류 출력"이라 약칭함)이 전류-전압 특성에 의한 전계 방사 전압치에 의하여 결정된다.

이 전류 출력을 원하는 정도로 조정하고 설정하는 방법으로써 예를 들면 이들 조정 및 설정이 이미터와 그리드 전극 사이에 인가된 전압(이하에서, 필요에 따라 단순히 "EG 전압"이라 칭함)을 변화시킴으로써 이행되는 종래의 방법이 있다. 그러나, 튜브 전압(예를 들면, EG 전압과 후술하는 TG 전압과의 총 전압)이 역시 조정전후에 변화되기 때문에 만일 튜브 전압의 변화가 전계 방사 장치(X선 장치)의 이용을 위해 바람직하지 않다면, 이 방법은 적절치 않다. 또한, 이 종래의 방법에 있어서, EG 전압과 타겟과 그리드 전극사이에 인가된 전압(이하에서 필요에 따라 단순히 "TG전압"이라 약칭함)을 둘다 제어(피드백 제어)하면서 EG 전압과 TG 전압을 변화시켜서 튜브전압의 변화를 억제시킨다.

그러나, 출력 전류의 조정이 복잡해질 우려가 있다. 또한, 전계 방사 장치가 그리드 전극을 가지고 있지 않은 경우에 전계 방사 전류가 크게 튜브 전압에 의존하기 때문에 종래의 방법에 의해 튜브전압의 변화를 억제하면서 전류 출력을 조정하기가 어려울 수 있다.

한편으로 본 발명의 실시예에서, 조작부에 의해 이미터 지지부를 동작시킴으로써 이미터를 방전영역으로 이동시킬 때 이미터의 전자발생부와 가드 전극 사이의 거리(이하에서 필요에 따라 간단히 "방전거리"라 칭함;도 4b에서 d)가 방전 영역의 양단부방향 폭(도 1 등에서 방전영역 m의 폭)에 따라 변화될 수 있다. 이미터에 관한 전계는 역시 이 방전 거리의 길이에 따라 달라진다. 예를 들어 상기 방전거리가 길어지면(이미터가 방전 영역에서 일단부측에 가까워지면) 전계는 작아진다. 그리고, 상기 방전거리가 짧아지면(이미터가 방전영역에서 타단부측에 가까워지면) 전계는 커진다. 다음에, 그 크기가 상술한 전계에 의존하는 전류 출력이 생성된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 조작부를 통해 방전거리를 적절히 변화시킴으로써, 전계 방사 장치가 그리드전극을 가지지 않았더라도, 튜브 전압이 변화하지 않도록 튜브 전압의 변화를 억제하면서(튜브 전압을 일정 전압으로 유지하면서) 전류출력을 원하는 크기로 용이하게(종래 방법보다 더 쉽게) 조정하고 설정하는 것이 가능하다. 또한, 튜브전압 변화의 가부 등의 용도에 제한이 없기 때문에 상기 전계 방사 장치의 범용성의 향상에 기여할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 튜브 전압의 변화를 허용하는 용도의 경우에는 상기 방전거리가 단지 상술한 바와 같이 변화될 뿐만 아니라 EG 전압과 튜브전압이 변화될 수 있고 튜브전압 제어가 필요에 따라 종래의 방법을 병행함에 의해서 실행될 수 있다. 이로써, 전류출력의 조정 범위가 종래의 방법보다 넓어질 수 있고, 이것이 또한 상기 전계 방사 장치의 범용성을 증진시키는데 기여할 수 있다. 예를 들어, 전계 특성이 제품 수율 등의 장치차이에 기인하여 제품 사양과 다르더라도 본 발명의 실시예와 같이 전류출력의 조정을 실행함으로써, 제품 사양과 동등한 전계 방사 특성을 얻을 수 있다.

본 실시예의 전계 방사 장치는, 상술한 바와 같이 전계 방사 장치가 이미터를 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지하는 이미터 지지부와 상기 이미터 지지부와 연결되어 상기 이미터 지지부를 작동시키는 조작부를 구비하고, 이미터의 전자 발생부와 타겟 사이의 거리를 변화시켜 상기 방전 거리를 변화시킴으로써 전류 출력을 원하는 크기로 조정하고 설정할 수 있는 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 실시예의 전계 방사 장치가 적용된 X 선 장치의 일례이다. 이 X 선 장치(10)에서, 관 형상 인슐레이터(2)의 일단부측 개구부(21)와 타단부측 개구부(22)는 각각 이미터부(30)와 타겟부(70)로 (예를 들면 납땜(brazing)에 의해) 밀봉되고, 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 방향(양단부 방향을 가로지르는 방향, 이하에서 간단히 "횡단방향"이라 칭함)으로 연장되는 그리드 전극(8)이 구비된다.

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. 예를들면 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 고정시킨 구조이다.

이미터부(30)는 타겟부(70)(타겟(7))에 대향하는 부분에 전자 발생부(31)를 구비한 이미터(3), 진공 챔버(1)의 양단부 방향으로 이동 가능하게 이미터(3)를 지지하는 가동 이미터 지지부(4), 및 이미터(3)의 전자발생부(31)의 외주측에 배치된 가드 전극(5)을 구비하고 있다.

이미터 지지부(4)를 동작시키는 조작부(6)가 이미터 지지부(4)에 연결되어 있다.

이미터(3)로서는, 상술한 바와 같은 전자 발생부(31)를 갖고, 전압의 인가에 의해 전자 발생부(31)로부터 전자가 발생하고, 도면에 도시한 바와 같이 (방사체 또는 이미터로서) 전자선(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 전자 발생부(31)의 표면이 오목 형상(곡면 형상)으로 되도록 하여 전자선(L1)이 쉽게 수렴할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이미터 지지부(4)로서, 상술한 바와 같이 그들이 양단부방향으로 이동가능하게 이미터(3)를 지지하고 조작부(6)의 작동에 의해 이동되는 한, 다양한 형상 또는 형태가 채용될 수 있다.

예를 들어, 상기 가드 전극(5)의 내측에서 양단부 방향으로 연장되고, 그 일단부측(즉, 개구부(21)측)에 플랜지부(41)를 가지며, 타단부측(즉, 개구부(22)측)에서 이미터(3)를 지지하는(예를 들어, 이미터(3)의 전자발생부(31)에 대향하는 측이 가동 몸체(40)의 타단부측에 크림핑, 스왜깅(swagging) 또는 용접 등에 의해 고정된다) 기둥 형상의 가동 몸체(40); 및 양단부 방향으로 신축가능하고, 진공용기(11)에 의해 지지되는(예를 들어, 벨로우즈(42)는 도시된 바와 같이 가드 전극(5)를 통하여 인슐레이터(2)에 의해 지지된다) 벨로우즈(42)를 구비한 구성이다.

또한, 상술한 바와 같이 가동 몸체(40) 및 벨로우즈(42)를 구비한 이미터지지부(4)의 경우에 조작부(6)에 의해 이미터지지부(4)를 작동시킴으로써, 가동 몸체(40)는 벨로우즈(42)가 신축되면서 양단부방향으로 이동하고, 결과적으로 이미터(3)가 역시 양단부방향으로 이동한다. 이미터 지지부(4)는 다양한 재질로 형성될 수 있고 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 이미터 지지부(4)는 스테인레스(SUS 재료 등) 및 구리 등의 전도성 금속재질로 이루어질 수 있다.

벨로우즈로서는 양단부 방향으로 신축이 가능하다면 다양한 형상이나 형태가 채용될 수 있다. 예를 들어, 벨로우즈는 금속 시트나 금속플레이트 같은 금속 재료의 가공에 의해 성형될 수 있다.

예로서, 도면에 도시한 바와 같이 벨로우즈(42)는 양단부 방향으로 연장되는 벨로우즈 관벽(43)을 구비하여, 가동 몸체(40)의 외주측을 둘러싸거나 피복하고 있다.

도면에서 벨로우즈(42)의 지지구조로서, 벨로우즈(42)의 일단부측이 납땜 등에 의해 가동 몸체(40)의 플랜지부(41)에 고정되고, 벨로우즈(42)의 타단부측은 납땜 등에 의해 가드 전극(5)의 내측에 고정된다(도면에서, 벨로우즈(42)의 타단부측은 후술하는 단차부(53)에 고정된다). 그러면, 벨로우즈(42)는 진공 챔버(1)와 대기측 (진공용기(11)의 외주측)을 구획하여, 진공 챔버(1)의 공기 기밀성을 유지한다. 그러나, 벨로우즈(42)의 고정 방식 등은 상술한 구조에 국한되지 않는다. 즉, 벨로우즈(42)의 일단부측이 이미터지지부(4)에 의해(예를 들면, 가동 몸체(40)나 플랜지부(41)에 의해) 지지되고, 벨로우즈(42)의 타단부측이 진공 용기(11)에 의해(예를 들면 가드 전극(5)의 내측이나 후술하는 플랜지부(50)에 의해) 지지되고, 상술한 바와 같이 벨로우즈(42)가 양단부 방향으로 신축되고 진공 챔버(1)와 대기측(진공용기(11)의 외주측)을 구획하여 진공 챔버(1)의 공기 기밀성을 유지할 수 있는 한, 다양한 형상 및 형태가 채용될 수 있다.

가드 전극(5)으로서는, 가드 전극(5)이 상술한 바와 같이 이미터(3)의 전자발생부(31)의 외주측에 배치되고, 이미터 지지부(4)의 이동에 의해 이동되는 이미터(3)의 전자 발생부(31)가 가드 전극(5)으로부터 접촉 및 분리되며, 이미터(3)와 가드 전극(5)이 (도 1에 보여지는 바와 같이) 서로 가깝게 위치하거나 접촉되는 상태에서 가드 전극(5)이 이미터(3)로부터 방사된 전자선(L1)의 분산을 억제할 수 있는 한, 다양한 형상 및 형태가 채용될 수 있다.

가드 전극(5)의 일예로서, 가드 전극(5)은 스테인레스 재료(SUS 재료등)로 만들어지고, 이미터(3)의 외주측에서 진공 챔버(1)의 양단부 방향으로 연장되는 관형상을 가진다. 가드 전극(5)의 일단부측은 인슐레이터(2)의 개구부(21)의 단부 표면(21a)에 의해 가드 전극(5)의 양단부 방향에서 일단부측에 형성된 플랜지부(50)를 통해 지지되고, 가드 전극(5)의 타단부측(즉, 타겟측)은 이미터(3)와 접촉 및 분리된다.

가드 전극(5)이 이미터(3)와 접촉 분리되는 구성은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이 소경부(51)가 가드 전극(5)의 양단부방향으로 타단부에 형성되는 구조가 가능하다. 그러나, 도 1 및 도 2에 보여지는 바와 같이 진공 챔버(1)의 횡단 방향으로 내부로 연장되고 진공 챔버(1)의 양단부 방향으로 이미터(3)의 전자발생부(31)의 주연단부(31a)와 교차하거나 중첩되는 끝단부(52)가 형성되는 구조도 가능하다.

또한, 소경부(51)와 끝단부(52) 모두가 형성될 수 있다.

가드 전극(5)의 접촉 및 분리 구조에 있어서, 이미터 지지부(4)의 이동에 의해 이미터(3)가 가드 전극(5)의 내측(관형 내벽측)에서 양단부 방향으로 이동하고 이미터(3)의 전자발생부(31)가 소경부(51) 또는 끝단부(52)와 접촉 또는 분리된다.

또한, 가드 전극(5)이 끝단부(52)를 구비한 구성에서 이미터(3)가 가드 전극(5)과 가깝게 위치하거나 접촉할 때 전자발생부(31)의 주연 단부(31a)는 끝단부(52)에 의해 덮혀져 보호된다.

도면에서 가드 전극(5)의 내측은 그 직경이 가드 전극(5)의 일단부측에서 타단부측으로 가면서 계단식으로 감소되어, 단차부(53)가 가드 전극(5)의 내측에 형성되는 구조를 가진다. 벨로우즈(42)의 타단부측과 단차부(53)의 고정은 고정작업이 용이하고 고정 구조가 안정된다.

가드 전극(5)과 같이 그 직경이 일단부측에서 타단부측으로 가면서 작아지는 형상에 의해 이미터(3)의 전자발생부(31)는 소경부(small diameter portion)(51) 또는 끝단부(52)를 향하여 안내되면서 가드 전극(5)의 내측에서 이동한다. 또한, 도시된 바와 같은 가드 전극(5)의 구조에 의하여 벨로우즈(42)는 가드 전극(5)내에 수용되고 진공용기(11)의 외주부측으로부터 벨로우즈(42)로의 물리적 충격은 억제될 수 있다(벨로우즈(42)가 보호될 수 있고, 벨로우즈(42)에 대한 손상이 방지될 수 있다).

또한, 이러한 구조는 X선 장치(10)의 소형화에도 기여할 수 있다.

또한, 이러한 형상을 채용함으로써 이미터(3)의 전자발생부(31)의 주연단부(31a)의 외관 곡률반경을 확대하여, 전자발생부(31)에서(특히, 주연단부(31a)에서) 일어날 수 있는 국소 전계집중을 억제할 수 있고, 및/또는 전자발생부(31)부터 타부위에서 일어날 수 있는 플래쉬오버 현상을 억제할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 가드 전극(5)은 양단부 방향의 타단부측에서 곡면부(51a)를 가지는 형상으로 되어 있다.

여기서, 도시된 가드 전극(5)에서는, 게터(54)가 가드 전극(5)의 외주부에 용접에 의해 고정되어 있지만 게터(54)의 고정 위치나 재료는 특별히 국한되지 아니한다.

조작부(6)로서, 그들이 이미터지지부(4)와 연결되어 이미터 지지부(4)를 작동시킬 수 있고, 조작에 의해 이미터(3)의 전자발생부(31)와 타겟(7)과의 거리를 변화시킬 수 있고, 역시 이미터(3)를 이동시켜서 이미터(3)의 전자발생부(31)가 방전영역(m)이나, 부방전 영역(n)에 위치되어 이미터(3)의 위치를 고정시키고, 또한, 도 4b에서 보여지는 바와 같이 전자발생부(31)와 가드 전극(5)사이의 거리(d)를 방전 영역(m)에 임의의 위치로 설정할 수 있는 한, 다양한 형상 및 형태가 채용될 수 있다.

예를 들어 도 1 및 도 2에 나타낸 조작부(6)는 가동 몸체(40)의 일단부측에 회전가능하게 지지되는 볼트 등의 조정 나사부(61)와 상기 조정 나사부(61)를 회전 가능하게 지지하는 밀폐 바닥의 관형 베어링부(62)을 구비한다. 그리고 상기 조작부(6)는 조정 나사부(61)의 상단부측(타겟(7)측)에 위치된 기둥형상의 수나사부(61a)가 가동 몸체(40)의 일단부측에 형성되고 그안에 가동 몸체(40) 축과 같은 방향으로 연장되는 나사구멍(수나사부(61a)가 나사결합되는 구멍)을 가진 암나사 구멍(40a)에 나사결합되어 연결되는 나사기구를 구비한다.

베어링부(62)는 가동 몸체(40)의 양단부 방향으로의 이동을 간섭하지 않도록 가동 몸체(40)의 일단부측을 감싸고, 상기 베어링부(62)의 밀폐 바닥의 관형 개구부측에 있는 단부 표면(62a)은 납땜 등에 의해 플랜지부(50)에 고정되고 지지된다. 또한, 수나사부(61a)의 뿌리측과 나사머리(61b) 사이의 조정나사부(61) 부분은 나사 구멍을 따라 베어링부(62)의 바닥(62b)을 침투하도록 형성된 베어링 홀(62c)에 의해 지지된다. 또한, 조정 나사부(61)의 나사머리(61b)는 베어링 홀(62c)의 일단부측으로부터 (일단부측으로) 돌출되고, 예를 들어, 작업자에 의해 나사머리(61b)를 조작함에 의해, 조정나사부(61)가 풀고 죄는 방향으로 회전될 수 있다.

도 1에 나타낸 조작부(6)의 경우에, 조정나사부(61)를 죄는 방향으로 돌리면 가동 몸체(40)는 양단부 방향으로 일단부측을 향해 이동된다. 조정나사부(61)를 푸는 방향으로 돌리면 가동 몸체(40)는 타단부측(타겟측)을 향해 이동된다. 또한, 조정나사부(61)의 회전을 고정시키면 가동 몸체(40)의 위치가 고정되고, 즉, 이미터(3)의 위치가 고정된다.

다음에, 타겟부(70)는 이미터(3)의 전자발생부(31)에 대향하는 타겟과, 인슐레이터(2)의 개구부(22)의 단부면(22a)에 의해 지지되는 플랜지부(70a)를 구비하고 있다.

타겟(7)은 이미터(3)의 전자발생부(31)로부터 방사된 전자선(L1)이 충돌하여 도시된 바와 같이 X선(L2)을 방출하는 한, 다양한 형상 및 형태가 채용될 수 있다.

도면에서 타겟(7)은 이미터(3)의 전자발생부(31)에 대향하는 부위에 전자선(L1)에 소정 각도로 경사진 교차방향으로 연장된 경사면(71)을 구비하고 있다.

이 경사면(71)에 전자선(L1)이 충돌함으로써, X 선(L2)은 (예를 들어, 도시한 바와 같이 진공 챔버(1)의 횡단방향으로) 전자선(L1)의 조사방향에서 절곡된 방향으로 방출된다.

그리드 전극(8)으로서, 전술한 바와 같이 이미터(3)와 타겟(7) 사이에 개재되고, 그들을 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 전자선(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, 조작부(6)의 조정나사부(61)를 풀고 죄는 방향으로 회전시킴으로써 (가동 몸체(40)가 양단부 방향으로 이동하도록) 이미터 지지부(4)를 적절히 동작시킴으로써, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 타겟(7) 사이의 거리를 변화사킬 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 전자발생부(31)가 방전 영역(m)에서 부방전 영역(n)으로 이동되고, 이미터(3)의 전계 방사가 억제된 상태에서, 가드 전극(5), 타겟(7), 그리드 전극(8)등에 대한 원하는 개질(재생)처리가 실행될 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 개질 처리 및 전계 방사방법의 예 >

상기 X 선 장치(10)의 가드 전극(5) 등의 개질 처리를 행하는 경우, 먼저 조작부(6)의 조정나사부(61)를 죄는 방향으로 회전시켜 이미터 지지부(4)를 동작시킴으로써, 가동 몸체(40)가 일단부측으로 이동되고 이미터(3)가 도 2에 도시된 바와 같이 부방전 영역(n)으로 이동되어 전자발생부(31)의 전계 방사가 억제되는 상태가 설정된다. 이 상태에서, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 가드 전극(5)의 끝단부(52) (도 3에서는 소경부(51))가 서로 분리된다(이미터(3)가 부방전영역으로 이동되어 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 개질(재생) 전압을 적절하게 인가함으로써, 가드 전극(5) 등에서 방전이 반복되고 가드 전극(5) 등이 개질 처리를 겪는다(가드 전극(5)의 표면이 용융 또는 용해되어 평활화된다).

개질 처리가 행해진 후의 전계 방사 방법으로서, 조작부(6)의 조정나사부(61)를 푸는 방향으로 회전시켜 이미터 지지부(4)를 동작시킴으로써, 가동 몸체(40)가 타단부측으로 이동하고 이미터(3)가 도 1에 도시된 바와 같이 부방전 영역(n)으로부터 방전 영역(m)으로 이동하고 전자발생부(31)의 전계 방사가 가능한 상태가 설정된다. 이 상태에서, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 가드 전극(5)의 끝단부(52)가 서로 가까워지거나 접촉되고, 이미터(3)로부터 방사된 전자선(L1)의 분산이 억제된다.

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, 전자선(L1)이 타겟(7)에 충돌하고, 타겟(7)으로부터 X 선(L2)이 방출된다.

이상과 같은 개질 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.

또한, 상기 전계 방사 방법에 있어서, 상술한 바와 같이 이미터(3)가 방전영역(m)으로 이동될 때 이미터(3)의 전자발생부(31)와 가드 전극(5)의 끝단부(52)사이의 방전 거리(d)가 조작부(6)에 의해 적절히 조정된다. 따라서, 전류 출력을 원하는 크기로 조정하고 설정할 수 있다.

(전계 방사 장치의 실시예 2)

도 5의 참조부호(10A)는 본 발명의 전계 방사 장치가 적용된 X선 장치의 또다른 실시예이다. 여기서, 도 5에서, 도 1 내지 도 4a 및 도 4b와 같은 구성요소 또는 성분은 같은 참조부호로 표기하고 설명을 생략한다.

X선 장치(10A)는 X선 장치(10)와 같은 구조이고, 조작부(6)는 조정나사부(61)를 회전시키기 위한 모터(63)를 구비하고 있다. 모터(63)는 조정나사부(61)의 일단부측과 소정거리 떨어진 위치에 베어링부(62)의 바닥부(62b)의 주연단부에 절연 관형 기둥(63b)을 통해 납땜 등에 의해 고정되고 지지되어 있어서, 구동축(63a)이 조정나사부(61)의 나사축과 동심원상으로 위치된다. 또한, 모터(63)의 구동축(63a)과 조정나사부(61)의 나사머리(61b)는 서로 인슐레이터(절연 커플링 같은)(63c)를 통해 결합되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 X선 장치(10A)에 따르면, 모터(63)의 구동력에 의해 조작부(6)의 조정나사부(61)를 풀고 죄는 방향으로 회전시켜(가동 몸체(40)가 양단부 방향으로 이동하도록) 이미터 지지부(4)를 적절히 동작시킴으로써, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 타겟(7) 사이의 거리를 변화시킬 수 있다. 다음에 X선 장치(10)와 동일한 방법으로(예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이), 전자발생부(31)가 방전영역 영역(m)에서 부방전 영역(n)으로 이동되고, 이미터(3)의 전계 방사가 억제된 상태에서, 가드 전극(5), 타겟(7), 그리드 전극(8)등에 대한 원하는 개질(재생)처리가 실행될 수 있다.

(X선 장치(10A)의 가드 전극 등의 개질 처리 및 전계 방사 방법의 실시예)

상기 X 선 장치(10A)의 가드 전극(5) 등의 개질 처리를 행하는 경우, 먼저 조작부(6)의 조정나사부(61)를 모터(63)의 구동력으로 죄는 방향으로 회전시킴으로써 이미터 지지부(4)를 동작시킴으로써, 가동 몸체(40가 일단부측으로 이동하고 이미터(3)가 X선 장치(10)에서와 같이 (도 2에 도시된 바와 같이) 부방전 영역(n)으로 이동하고 전자발생부(31)의 전계 방사가 억제되는 상태가 설정된다. 또한, 가드 전극(5)과 그리드 전극(8) (리드 단자 (82)) 사이 및/또는 타겟(7)과 그리드 전극(8) 사이에 소정의 개질(재생) 전압을 적절하게 인가함으로써, 가드 전극(5) 등에서 방전이 반복되고 가드 전극(5) 등이 개질 처리를 겪는다(가드 전극(5)의 표면이 용융 또는 용해되어 평활화된다).

개질 처리가 행해진 후의 전계 방사 방법으로서, 조작부(6)의 조정나사부(61)를 모터(63)의 구동력으로 푸는 방향으로 회전시켜 이미터 지지부(4)를 동작시킴으로써, 가동 몸체(40)가 타단부측으로 이동하고 이미터(3)가 X선 장치(10)에서와 같이 (도 1에 도시된 바와 같이) 부방전 영역(n)으로부터 방전 영역(m)으로 이동하고 전자발생부(31)의 전계 방사가 가능한 상태가 설정된다.

이상과 같은 개질 처리에 의해, X 선 장치(10A)에 있어서 X 선 장치(10)에서와 같이 가드 전극(5) 등으로부터의 플래쉬 오버 현상(전자의 발생)을 억제하여, X 선 장치(10A)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 3)

도 6의 참조부호(10B)는 본 발명의 전계 방사 장치가 적용된 X선 장치의 또다른 실시예이다. 여기서, 도 6에서, 도 1 내지 도 4a 및 도 4b와 같은 구성요소 또는 성분은 같은 참조부호로 표기하고 설명을 생략한다.

X선 장치(10B)는 나사 기구에 의한 조작부(6)가 적용된 X선 장치(10)및 X선 장치(10A)와 다르다. X선 장치(10B)는 예를 들면, 도 6에서와 같은 에어 실린더와 같은 왕복동 기구에 의한 조작부(6B)를 채용한 구조이다.

조작부(6B)는 이미터지지부(4)의 가동 몸체(40)를 양단부 방향으로 왕복시키는 에어실린더(64)를 구비한다. 에어실린더(64)는 가동 몸체(40)의 일단부측과 소정거리 떨어진 위치(도면에서 플랜지부(41)의 내주부측에 위치된 돌기부(41a)로부터 소정거리 떨어진 위치)에 플랜지부(50)에 절연 관형 기둥(64b)을 통해 납땜 등에 의해 고정되고 지지되어 있어서, 피스톤(64a)축이 가동 몸체(40)의 축을 따라 연장되도록 위치된다(도 6에서 피스톤(64a)축이 가동 몸체(40)의 축과 동심원상으로 위치된다). 또한, 피스톤(64a)과 가동 몸체(40)(도면에서 돌기부(41a))는 서로 인슐레이터(64c)를 통해 결합되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 X선 장치(10B)에 따르면, 에어 실린더(64)의 왕복운동에 의해 조작부(6B)의 피스톤(64a)을 양단부 방향으로 왕복운동시킴으로써 (가동 몸체(40)가 양단부 방향으로 이동하도록) 이미터 지지부(4)를 적절히 동작시킴으로써, 이미터(3)의 전자 발생부(31)와 타겟(7) 사이의 거리를 변화시킬 수 있다. 다음에, X선 장치(10)와 동일한 방법으로(예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이), 전자발생부(31)가 방전 영역(m)에서 부방전 영역(n)으로 이동되고, 이미터(3)의 전계 방사가 억제된 상태에서, 가드 전극(5), 타겟(7), 그리드 전극(8)등에 대한 원하는 개질(재생)처리가 실행될 수 있다.

(X선 장치(10B)의 가드 전극 등의 개질 처리 및 전계 방사 방법의 실시예)

상기 X 선 장치(10B)의 가드 전극(5) 등의 개질 처리를 행하는 경우, 에어실린더(64)의 왕복운동에 의해 조작부(6B)의 피스톤(64a)을 에어실린더(64)내로 인입시킴으로써 가동 몸체(40가 일단부측으로 이동하고 이미터(3)가 X 선 장치(10)에서와 같이 (도 2에 도시된 바와 같이) 부방전 영역(n)으로 이동하고 전자발생부(31)의 전계 방사가 억제되는 상태가 설정된다. 또한, 가드 전극(5)과 그리드 전극(8) (리드 단자 (82)) 사이 및 / 또는 타겟(7)과 그리드 전극(8) 사이에 소정의 개질(재생) 전압을 적절하게 인가함으로써, 가드 전극(5) 등에서 방전이 반복되고 가드 전극(5) 등이 개질 처리를 겪는다(가드 전극(5)의 표면이 용융 또는 용해되어 평활화된다).

개질 처리가 행해진 후의 전계 방사 방법으로서, 에어실린더(64)의 왕복운동에 의해 조작부(6B)의 피스톤(64a)을 에어실린더(64)로부터 인출시킴으로써 가동 몸체(40)가 타단부측으로 이동하고 이미터(3)가 X 선 장치(10)에서와 같이 (도 1에 도시된 바와 같이) 부방전 영역(n)으로부터 방전 영역(m)으로 이동하고 전자발생부(31)의 전계 방사가 가능한 상태가 설정된다.

이상과 같은 개질 처리에 의해, X 선 장치(10B)에 있어서 X 선 장치(10)에서와 같이 가드 전극(5) 등으로부터의 플래쉬 오버 현상(전자의 발생)을 억제하여, X 선 장치(10B)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.

또한, 상기 전계 방사 방법에 있어서, 상술한 바와 같이 이미터(3)가 방전영역(m)으로 이동될 때 이미터(3)의 전자발생부(31)와 가드 전극(5)의 끝단부(52)사이의 방전 거리(d)가 조작부(6B)에 의해 적절히 조정된다. 따라서, 전류 출력을 원하는 크기로 조정하고 설정할 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, 전자선이 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 공기 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 공기 기밀(고진공)이 유지될 수 있는 한, 다양한 방법이 사용될 수 있다.

이미터 지지부 및 조작부에 있어서, 진공 챔버의 진공 압력이 가해지더라도, 조작부를 통한 동작에 의해 이미터를 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동 가능하게 지지하고 이미터를 원하는 위치(방전 영역 또는 부방전 영역)로 이동시키고 고정시킬 수 있는 한, 다양한 형상 또는 형태가 채용될 수 있다.

예를 들면, 조작부가 왕복동 기구로 구성된 경우에 상기 왕복동기구가 가동 몸체의 축을 따라 왕복할 수 있고, 상기 가동 몸체의 일단부측에 연결된 피스톤을 구비하여, 상기 가동 몸체가 조작부에 의한 피스톤의 왕복운동에 의해 양단부 방향으로 이동하고, 그에 의해 이미터의 전자발생부와 타겟과의 거리가 변화되고 이미터의 위치가 임의의 위치에 고정될 수 있는 한, 다양한 왕복동기구가 채용될 수 있다. 실시예로 든 X선 장치(10B)에 의해 이를 설명하면, 에어실린더(64)의 피스톤(64a)의 왕복운동을 이용한 기구대신에 보이스 코일 모터의 피스톤(가동자 등)의 왕복운동을 이용한 기구(도시되지 않음)가 채용될 수 있다. 이는 상기 실시예 3과 동일한 작업성과 효과를 보여준다.

또한, 이미터의 이동을 제한하는 이동제한부를 채용하여 이미터가 방전 영역을 가로질러 타겟측으로 이동하지 않도록 하는 것도 가능하다. 이 이동제한부에 의해 방전 영역에 위치한 이미터가 가드 전극에 접촉하더라도 접촉 압력이 낮아질 수 있다. 따라서, 이미터 및 가드 전극 등의 변형을 방지할 수 있고 전계 방사 장치의 원하는 특성을 유지할 수 있다.

또한, 조작부의 조작에 의한 이미터 지지부의 동작에 의해 이미터가 소정 위치(방전영역 또는 부방전영역)로 이동될 때 조작자가 절도감(click feel)을 느낄 수 있는 구성이 채용될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 조작부의 조작에 의해 이미터 지지부를 동작시킬 때, 용이하고 또한 신속하게 이미터의 소정위치를 파악할 수 있게 된다. 이는, 예를 들면, 이미터 지지부의 작동성의 향상에 기여한다.

또한, 소정의 위치에 이미터를 적절하게 고정하는 고정기구, 즉, 조작부의 동작을 고정시키는 고정기구를 채용할 수 있다. 이 구성에 의하면, 의도하지 않은 외력(예를 들어, 오일 냉각에 의한 냉각 기능을 갖는 구성의 경우에 냉각 오일의 탈기(deaerating) 조작시에 지지부에 작용할 수 있는 진공 펌프의 흡인력)이 이미터 또는 이미터 지지부 또는 조작부에 작용하더라도, 이미터가 소정의 위치로부터 벗어나는 것을 방지 할 수 있다. 따라서, 전계 방사 장치에서의 전계 방사 및 가드 전극 등의 개질 처리가 적절하게 실현될 수 있다.

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

일례로서의 X 선 장치(10)에 의한 고정 방식을 설명하면, 조작부(6)의 조정나사부(61)의 풀고 죄는 방향으로의 회전을 고정시킬 수 있는 스토퍼가 채용될 수 있다.

또한, 이미터 지지부의 원활한 운동을 달성하기 위해 이미터 지지부의 운동을 안내할 수 있는 가이드가 채용될 수 있다. 예를 들어, 실시예로 든 X선 장치(10)로 이를 설명하면, (가동 몸체(40)가 조작부(6)의 동작과 함께 회전하지 않도록) 가동 몸체(40)의 축의 주연부 방향으로의 회전을 억제하면서 가동 몸체(40)를 양단부 방향으로 안내하는 가이드가 채용될 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;
상기 이미터를 상기 진공 챔버의 양단부방향으로 이동 가능하게 지지하는 가동 이미터 지지부; 및
상기 이미터 지지부와 연결되어 상기 이미터 지지부를 동작시키는 조작부;
로 이루어지고,
상기 조작부는 그에 의해 상기 이미터 지지부를 동작시킴으로써 상기 이미터의 전자발생부와 상기 타겟사이의 거리를 변화시키고, 상기 이미터의 위치를 임의의 거리에 고정시키도록 구성되고,
상기 가드 전극의 타겟측에는 상기 이미터의 전자발생부가 접촉 또는 분리되는 소경부가 구비되고,
상기 이미터 위치 고정과 함께 상기 이미터의 전자발생부에 의한 전계 방사가 실행되도록 이루어지고,
상기 이미터 지지부는 상기 조작부에 의해 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 이동가능한 가동 몸체에 의해 상기 이미터를 지지하고,
상기 조작부는 상기 가동 몸체의 축을 따라 왕복운동할 수 있고 상기 가동 몸체의 일단부측에 연결된 피스톤을 구비하며,
상기 가동 몸체가 상기 조작부에 의한 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 양단부 방향으로 이동하여, 상기 이미터의 전자발생부와 상기 타겟과의 거리는 변화되고, 상기 이미터의 위치는 임의의 거리에 고정되도록 된 전계 방사 장치.
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제1항에 있어서,
상기 피스톤이 인슐레이터에 의해 상기 가동 몸체에 연결된 전계 방사 장치.
제1항에 있어서,
상기 가동 몸체가 상기 이미터의 전자발생부에 대향하는 측에서 상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 연장되는 형태를 가진 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
제1항에 있어서,
상기 가드 전극의 타겟측에는, 상기 진공 챔버의 횡단 방향으로 연장되고 상기 진공 챔버의 양단부 방향에 있어서 상기 이미터의 전자발생부의 주연단부와 중첩되는 끝단부가 구비된 전계 방사 장치.
제1항에 있어서,
상기 진공 챔버의 양단부 방향으로 신축 가능한 벨로우즈를 더 구비하고, 상기 벨로우즈의 일단부측은 이미터지지부에 의해 지지되고 상기 벨로우즈의 타단부측은 상기 진공용기에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 전계 방사 장치.
제1항에 있어서,
상기 진공 챔버내의 상기 이미터와 상기 타겟 사이에는 그리드 전극이 구비된 전계 방사 장치.
제1항의 전계 방사 장치를 이용하되, 상기 전계 방사 장치의 상기 조작부를 작동시켜 상기 이미터의 전자발생부와 상기 타겟과의 거리를 변화시켜, 상기 이미터의 위치를 임의의 거리에 고정시킴으로써 전계 방사 전류의 출력을 설정하는 단계; 및
상기 이미터의 위치가 고정된 상태에서 상기 이미터의 전자발생부로부터 전계 방사를 실행하는 단계;로 이루어지는 전계 방사 방법.
제10항에 있어서,
상기 전계 방사 전류의 출력이 튜브 전압을 변화시키지 않고 설정되는 것을 특징으로 하는 전계 방사 방법.
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