场发射装置以及改质处理方法制造方法及图纸

在真空腔(1)中，发射器(3)和目标物(7)彼此对置。保护电极(5)围绕发射器(3)的电子生成部(31)的外周缘设置。支撑部(4)在真空腔(1)的端到端方向上可移动地支撑发射器(3)。通过操作支撑部件(4)，将发射器(3)移至敞口端(21)侧(非放电位置)并且在来自电子生成部(31)的场发射被抑制的状态下施加电压以在保护电极(5)上重复引起放电来对保护电极(5)执行改质处理。在改质处理之后，再次操作支撑部(4)。发射器(3)被移至敞口端(22)侧(放电位置)并且被置于允许来自电子生成部(31)的场发射的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】场发射装置以及改质处理方法
本专利技术涉及可应用于诸如X射线设备、电子管、照明设备等各种类型的设备的场发射装置及其改质处理(reformingtreatment)方法。
技术介绍
已知存在如下场发射装置：该场发射装置可应用于诸如X射线设备、电子管、照明设备等各种类型的设备的场发射装置，在该场发射装置中，在真空容器的真空腔中发射器(由碳材料或类似物制成的电子源)和目标物(彼此间隔预定距离地)相互对置，从而在发射器和目标物之间施加电压以引发发射器的场发射(产生并发射电子)，由此将电子束发射到目标物上并执行期望的功能(例如在X射线设备的情况下基于外部X射线辐射的放射镜分辨率功能)。另外，已经研究了如下技术：通过采用在发射器和目标物之间插入栅格电极的三极管结构，或者通过在发射器的电子生成部上形成弯曲表面(其中该电子生成部被置于与目标物对置并且由其生成电子)，或者通过在发射器的周围边缘侧布置与发射器相同电位的保护电极来抑制来自发射器的电子束的散射(参见专利文献1和2)。优选地，通过如上所述地施加电压，仅从发射器的电子生成部生成电子来发射电子束。然而，当在真空腔内存在不需要的微小突起或污渍的情况下，变得会容易发生闪络(flashover)现象。从而场发射装置无法达到期望的耐压。以上问题在如下情况下产生：在真空腔内的保护电极或其它组件(更具体而言为目标物、栅格电极、保护电极等；以下根据需要简称为“保护电极等”)具有能够容易造成局部电场集中(例如通过加工工作在保护电极等上形成微小突起)的情况，在气体组分被吸附在保护电极等上的情况，以及保护电极等包含能够容易地生成电子的元素的情况。在这些情况下，由于在保护电极等上形成电子生成部，场发射装置中生成的电子的量变得不稳定。结果是，电子束变得容易散射。这在X射线设备的情况下导致X射线散焦的问题。因此，作为抑制闪络现象的技术(即，用于稳定电子生成量的技术)，已经研究出如下技术：执行电压放电调节处理(改质(再生(regeneration)；以下称为“改质处理”)，其中将电压(高压等)施加到保护电极等(例如保护电极和栅格电极)并且重复引起保护电极等上的放电。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-119084号公报专利文献2：日本特开2010-56062号公报
技术实现思路
然而，当仅仅如上所述地向保护电极等施加改质处理电压时，容易产生发射器的场发射(例如在执行改质处理之前)，使得保护电极等不会被改质处理充分地改质。本专利技术是鉴于上述问题而做出的。本专利技术的目的在于提供在抑制来自发射器的场发射的同时对保护电极等执行改质处理、并且从而获得期望的耐压的场发射装置和改质处理方法。作为以上问题的解决方案，根据本专利技术的一方面，提供了一种场发射装置，所述场发射装置包括：真空容器，其具有筒状绝缘体，所述绝缘体具有两个端部，所述两个端部被密封以限定在所述绝缘体的内壁侧的真空腔；发射器，其位于所述真空腔的一端侧并且具有电子生成部，所述电子生成部面对所述真空腔的另一端侧；保护电极，其设置在所述发射器的所述电子生成部的外周侧；目标物，其位于所述真空腔的所述另一端侧并且与所述发射器的所述电子生成部对置；以及支撑部，其在所述真空腔的端到端方向上可移动地支撑所述发射器，所述支撑部能够移动，从而通过所述支撑部的移动来改变所述发射器的所述电子生成部与所述目标物之间的距离。根据本专利技术的另一方面，提供了一种场发射装置，所述场发射装置包括：真空容器，其具有筒状绝缘体，所述绝缘体具有两个端部，所述两个端部被密封以限定在所述绝缘体的内壁侧的真空腔；发射器，其位于所述真空腔的一端侧并且具有电子生成部，所述电子生成部面对所述真空腔的另一端侧；目标物，其位于所述真空腔的所述另一端侧并且与所述发射器的所述电子生成部对置；支撑体，其具有从所述发射器的与所述电子生成部相反的一侧延伸的形状并且支撑所述发射器；保护电极，其设置在所述发射器的所述电子生成部的外周侧，所述保护电极具有在所述真空腔的端到端方向上延伸的圆柱形形状，并且其一端侧被支撑于所述真空容器上；以及波纹管，其一端侧被支撑于所述支撑体上并且其另一端侧被支撑于所述真空容器上，从而构成所述真空容器的部分。根据本专利技术的又一方面，提供了一种场发射装置，所述场发射装置包括：真空容器，其具有筒状绝缘体，所述绝缘体具有两个端部，所述两个端部被密封以限定在所述绝缘体的内壁侧的真空腔；发射器，其位于所述真空腔的一端侧并且具有电子生成部，所述电子生成部面对所述真空腔的另一端侧；目标物，其位于所述真空腔的所述另一端侧并且与所述发射器的所述电子生成部对置；保护电极，其设置在所述发射器的所述电子生成部的外周侧，所述保护电极具有在所述真空腔的端到端方向上延伸的圆柱形形状，并且其一端侧被支撑于所述真空容器上；以及支撑部，其中，所述支撑部包括：支撑体，其具有从所述发射器的与所述电子生成部相反的一侧延伸的形状并且支撑所述发射器；磁性体，其设置在所述支撑体的延伸方向侧；周缘壁，其具有从所述真空容器的与所述支撑体的所述延伸方向侧对置的部分向外延伸的形状并且包围所述支撑体和所述磁性体；以及磁铁，其设置在所述周缘壁的外壁面上；并且其中，满足关系t1≤t≤t2，其中，t1是从所述磁性体的移动范围到所述周缘壁的与所述磁性体的所述移动范围对置的位置处的所述外壁面的距离；t2是在所述磁铁对所述磁性体的磁力作用下能在所述磁铁和所述磁性体之间产生磁引力的最大距离；并且t是所述磁铁和所述磁性体之间的最小距离。所述场发射装置可被以下这样构造成：所述磁性体具有比所述支撑体的所述延伸方向侧的直径大的直径；并且所述周缘壁包括变窄区域，所述变窄区域形成在所述磁性体的所述移动范围和所述发射器之间并且具有比所述磁性体的直径小的直径。在所述变窄区域的内壁面和所述磁性体的所述移动范围之间可留有间隙。所述场发射装置可被以下这样构造成：所述保护电极具有在所述发射器的外周侧在所述真空腔的端到端方向上延伸的圆柱形形状；并且，能够通过所述支撑部的移动来移动所述发射器的所述电子生成部，使其与所述保护电极的目标物侧接触或分开。所述保护电极可在其目标物侧形成有小直径区域。所述保护电极在其目标物侧形成有如下边缘区域，所述边缘区域在所述真空腔的横向方向上延伸，并且在所述真空腔的端到端方向上与所述发射器的所述电子生成部的周缘边缘区域重叠。此外，所述场发射装置可具有栅格电极，所述栅格电极布置在所述真空腔内的所述发射器和所述目标物之间。根据本专利技术的再一方面，提供了一种用于以上场发射装置的改质处理方法，所述改质处理方法包括：在通过操作所述支撑部将所述发射器的所述电子生成部和所述保护电极彼此分开的状态下，通过向所述保护电极施加电压，对至少所述真空腔内的所述保护电极执行改质处理。如以上讨论的，根据本专利技术，能够在抑制来自发射器的场发射的同时对保护电极等执行改质处理，由此场发射装置达到期望的耐压。附图说明图1是((在发射器3和保护电极5彼此接触的状态下)沿着真空腔1的端到端方向截取的)根据本专利技术的实施例1的场发射电极的示意性剖视图。图2是((在发射器3和保护电极5彼此分开的状态下)沿着真空腔1的端到端方向截取的)根据本专利技术的实施例1的场发射电极的示意性剖视图。图3是根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场发射装置，包括：真空容器，其具有筒状绝缘体，所述绝缘体具有两个端部，所述两个端部被密封以限定在所述绝缘体的内壁侧的真空腔；发射器，其位于所述真空腔的一端侧并且具有电子生成部，所述电子生成部面对所述真空腔的另一端侧；保护电极，其设置在所述发射器的所述电子生成部的外周侧；目标物，其位于所述真空腔的所述另一端侧并且与所述发射器的所述电子生成部对置；以及支撑部，其在所述真空腔的端到端方向上可移动地支撑所述发射器，所述支撑部能够移动，从而通过所述支撑部的移动来改变所述发射器的所述电子生成部与所述目标物之间的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.25 JP 2014-2627661.一种场发射装置，包括：真空容器，其具有筒状绝缘体，所述绝缘体具有两个端部，所述两个端部被密封以限定在所述绝缘体的内壁侧的真空腔；发射器，其位于所述真空腔的一端侧并且具有电子生成部，所述电子生成部面对所述真空腔的另一端侧；保护电极，其设置在所述发射器的所述电子生成部的外周侧；目标物，其位于所述真空腔的所述另一端侧并且与所述发射器的所述电子生成部对置；以及支撑部，其在所述真空腔的端到端方向上可移动地支撑所述发射器，所述支撑部能够移动，从而通过所述支撑部的移动来改变所述发射器的所述电子生成部与所述目标物之间的距离。2.一种场发射装置，包括：真空容器，其具有筒状绝缘体，所述绝缘体具有两个端部，所述两个端部被密封以限定在所述绝缘体的内壁侧的真空腔；发射器，其位于所述真空腔的一端侧并且具有电子生成部，所述电子生成部面对所述真空腔的另一端侧；目标物，其位于所述真空腔的所述另一端侧并且与所述发射器的所述电子生成部对置；以及支撑体，其具有从所述发射器的与所述电子生成部相反的一侧延伸的形状并且支撑所述发射器；保护电极，其设置在所述发射器的所述电子生成部的外周侧，所述保护电极具有在所述真空腔的端到端方向上延伸的圆柱形形状，并且其一端侧被支撑于所述真空容器上；以及波纹管，其一端侧被支撑于所述支撑体上并且其另一端侧被支撑于所述真空容器上，从而构成所述真空容器的部分。3.根据权利要求1所述的场发射装置，其中，所述支撑部包括波纹管，所述波纹管在所述真空腔的端到端方向上能伸缩，并且其一端侧被支撑于所述支撑部并且其另一端侧被支撑于所述真空容器上。4.根据权利要求1所述的场发射装置，其中所述支撑部包括：支撑体，其具有从所述发射器的与所述电子生成部相反的一侧延伸的形状并且在所述真空腔的端到端方向上可移动地支撑所述发射器；磁性体，其设置在所述支撑体的延伸方向侧；周缘壁，其具有从所述真空容器的与所述支撑体的所述延伸方向侧对置的部分向外延伸的形状并且包围移动范围，在所述移动范围中所述磁性体随所述支撑体的移动而移动；以及磁铁，其设置在所述周缘壁的外壁面上；并且其中，满足关系t1≤t≤t2，其中，t1是从所述磁性体的所述移动范围到所述周缘壁的与所述磁性体的所述移动范围对置的位置处的所述外壁面的距离；t2是在所述磁铁对所述磁性体的磁力作用下能在所述磁铁和所述磁性体之间产生磁引力的最大距离；并且t是所述磁铁和所述磁性体之间的最小距离。5.一种场发射装置，包括：真空容器，其具有筒状绝缘体，所述绝缘体具有两个端部，所述两个端部被密...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥大造，深井利真，谷水彻，
申请(专利权)人：株式会社明电舍，
类型：发明
国别省市：日本,JP