[go: up one dir, main page]

JP2009212010A - Soft x-ray generator, and static eliminator using it - Google Patents

Soft x-ray generator, and static eliminator using it Download PDF

Info

Publication number
JP2009212010A
JP2009212010A JP2008055468A JP2008055468A JP2009212010A JP 2009212010 A JP2009212010 A JP 2009212010A JP 2008055468 A JP2008055468 A JP 2008055468A JP 2008055468 A JP2008055468 A JP 2008055468A JP 2009212010 A JP2009212010 A JP 2009212010A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soft
ray generator
anode
ray
cold cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008055468A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5288839B2 (en
Inventor
Hidetoshi Saito
秀俊 斎藤
Shigeo Oshio
茂夫 大塩
Tomohito Oki
智史 大木
Yoshiaki Ogawara
吉明 大河原
Hirooki O
宏興 王
Hoki Haba
方紀 羽場
Yoshihisa Ishiguro
義久 石黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OOKAWARA MANUFACTURING CO Ltd
Nagaoka University of Technology NUC
Life Technology Research Institute Inc
Okawara Mfg Co Ltd
Original Assignee
OOKAWARA MANUFACTURING CO Ltd
Nagaoka University of Technology NUC
Life Technology Research Institute Inc
Okawara Mfg Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OOKAWARA MANUFACTURING CO Ltd, Nagaoka University of Technology NUC, Life Technology Research Institute Inc, Okawara Mfg Co Ltd filed Critical OOKAWARA MANUFACTURING CO Ltd
Priority to JP2008055468A priority Critical patent/JP5288839B2/en
Publication of JP2009212010A publication Critical patent/JP2009212010A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5288839B2 publication Critical patent/JP5288839B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

【課題】小さな電界で大きな出力の軟X線を安定した状態で大面積状に発生することができるとともに、発生したX線の照射方向を制御して非照射物に対して効率良く集中させて照射することが可能な、安価で性能の良い軟X線発生装置を提供する。
【解決手段】密閉可能な筒状の真空ハウジング内に、ハウジングの内壁面の長手方向に沿ってX線放出物質により構成されたわん曲面を有する陽極を設け、基材表面に針状体を密集して形成させた電極材料からなる冷陰極を前記陽極と間隔を空けて平行に配置してなり、陽極から発生するX線を冷陰極側に放射することを特徴とする軟X線発生装置。
【選択図】図2
A soft X-ray having a large output can be generated in a large area in a stable state with a small electric field, and the irradiation direction of the generated X-ray is controlled to efficiently concentrate on a non-irradiated object. Provided is a soft X-ray generator that can be irradiated and is inexpensive and has high performance.
In a sealable cylindrical vacuum housing, an anode having a curved surface made of an X-ray emitting substance is provided along the longitudinal direction of the inner wall surface of the housing, and the needle-like bodies are closely packed on the surface of the substrate. A soft X-ray generator comprising: a cold cathode made of an electrode material formed in parallel and spaced apart from the anode and emitting X-rays generated from the anode toward the cold cathode.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、密閉可能な真空ハウジング内に冷陰極と陽極を間隔を空けて対向配置した軟X線発生装置、及び該軟X線発生装置を用いた除電装置に関する。   The present invention relates to a soft X-ray generator in which a cold cathode and an anode are arranged opposite each other in a sealable vacuum housing, and a static eliminator using the soft X-ray generator.

X線を発生させる装置としては、従来タングステンフィラメント等の熱陰極を使用し、熱陰極から放出された熱電子によりターゲット(陽極)からX線を放射させる装置が、広く用いられている。しかしながら、熱陰極を使用したX線発生装置では、高出力の加熱源が必要となり、また陰極が非常に高温になるために周辺の熱対策設計が必要となるので、装置が大型化し高価なものとなる等の問題点があった。   As an apparatus for generating X-rays, an apparatus that uses a hot cathode such as a tungsten filament and emits X-rays from a target (anode) by thermoelectrons emitted from the hot cathode has been widely used. However, an X-ray generator using a hot cathode requires a high-power heating source, and the cathode is very hot, so a design for countermeasures against the surrounding heat is required. There were problems such as becoming.

このような問題点を解決するために、熱陰極に代えてカーボンナノチューブ等の材料により構成された冷陰極を用いたX線発生装置が種々提案されているが(例えば、特許文献1、2参照)、必要な線量のX線を安定して出力することが困難であるといった欠点があった。
特開2007−66694号公報 特開2005−26227号公報
In order to solve such problems, various X-ray generators using cold cathodes made of materials such as carbon nanotubes instead of hot cathodes have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ), It is difficult to stably output a necessary dose of X-rays.
JP 2007-66694 A JP 2005-26227 A

一方、X線発生装置の用途として、波長が1Å〜数百Åで低エネルギーの軟X線を用いて、帯電している物体から静電気を除去する除電装置が種々提案されている(例えば、特許文献3、4参照)。これらの除電装置は、例えばLSIや液晶製造プロセスにおいて、帯電したシリコンウエハや液晶用ガラス基板に低エネルギーの軟X線を照射することによって帯電物体の周辺の空気をイオン化し、帯電物体の電荷を中和するものである。
特許第2749202号公報 特開2007−305565号公報
On the other hand, various uses of an X-ray generator have been proposed for removing static electricity from a charged object using soft X-rays having a wavelength of 1 to several hundreds of kilometres (for example, patents). References 3 and 4). These static eliminators, for example, in an LSI or liquid crystal manufacturing process, ionize the air around a charged object by irradiating a charged silicon wafer or glass substrate for liquid crystal with low-energy soft X-rays, and charge the charged object. Neutralize.
Japanese Patent No. 2749202 JP 2007-305565 A

除電に用いる小型軟X線管は、X線を発生する陽極と電子を発生する陰極間の距離を狭くすることによって小型化を図っており、陰極・陽極間の距離が狭いために、比較的低い電圧で使用される。
従来の装置では、タングステンフィラメント等の比較的小径の熱陰極を用い、陰極から発生した熱電子が陽極電圧により加速され、ベリリウムのようなX線透過材料(窓)の表面に数μmの厚みで成膜されたタングステン等のX線発生材料からなる陽極に衝突することで、発生したX線が透過窓を透過して外部に放射される。
Small soft X-ray tubes used for static elimination are miniaturized by narrowing the distance between the anode that generates X-rays and the cathode that generates electrons, and the distance between the cathode and anode is relatively small. Used at low voltage.
In a conventional apparatus, a hot cathode having a relatively small diameter such as a tungsten filament is used, and the thermoelectrons generated from the cathode are accelerated by the anode voltage, with a thickness of several μm on the surface of an X-ray transmitting material (window) such as beryllium. By colliding with the deposited anode made of an X-ray generating material such as tungsten, the generated X-rays are transmitted through the transmission window and radiated to the outside.

X線による除電を行う場合、対象となる帯電物体にX線源を近接させて、かつX線照射面積を大面積化することができれば、X線の強度分布の均一化が可能となり、比較的低電圧での操作が可能になる。
しかしながら、従来のX線管においては、点光源的な線源から放射されるX線の放射角度は90〜150度程度である。したがって、対象物に近づけると小面積しか除電することができないので、通常は対象物から1m程度離した位置にX線管を配置する。このため、X線強度の距離による低下や、照射面積内でのX線の強度分布が生じ、均一な除電を短時間で行うことができない。また、装置を小型化した場合には、自然冷却方式で使用する場合、通常9〜10kVの電圧で0.1〜0.2mA程度の小出力となり、大出力の装置とすることは困難である。
When performing static elimination with X-rays, if the X-ray source can be brought close to the target charged object and the X-ray irradiation area can be increased, the X-ray intensity distribution can be made uniform. Operation at low voltage is possible.
However, in the conventional X-ray tube, the X-ray emission angle emitted from the point light source is about 90 to 150 degrees. Therefore, since only a small area can be removed when approaching the object, the X-ray tube is usually disposed at a position about 1 m away from the object. For this reason, a decrease in the X-ray intensity due to the distance and an X-ray intensity distribution within the irradiation area occur, and uniform static elimination cannot be performed in a short time. When the device is downsized, when it is used in a natural cooling system, it is usually a small output of about 0.1 to 0.2 mA at a voltage of 9 to 10 kV, and it is difficult to make a large output device. .

このため、図10にみられるように、従来のX線除電装置では、X線源を帯電物体から相当離れた位置に配置して照射面積の増大化を行うか、複数のX線源を設置することが必要であった。そして、X線出力が小さいために、除電性能はX線源と帯電物体との距離の3乗に反比例して低下するとともに、照射領域内でX線の強度分布が発生することから、除電性能の点でも極めて不利であった。
また、従来のX線除電装置では、帯電物体に対して線源から発生するX線を集中的に照射して効率良く除電することはできなかった。
Therefore, as shown in FIG. 10, in the conventional X-ray static eliminator, the X-ray source is arranged at a position considerably away from the charged object to increase the irradiation area, or a plurality of X-ray sources are installed. It was necessary to do. Since the X-ray output is small, the static elimination performance decreases in inverse proportion to the cube of the distance between the X-ray source and the charged object, and the X-ray intensity distribution is generated in the irradiation region. It was also extremely disadvantageous.
In addition, in the conventional X-ray neutralization apparatus, it has been impossible to efficiently neutralize the charged object by intensively irradiating the charged object with X-rays generated from the radiation source.

したがって、本発明はこれら従来技術の問題点を解消して、小さな電界で大きな出力の軟X線を安定した状態で大面積状に発生することができるとともに、発生したX線の照射方向を制御して非照射物に対して効率良く集中させて照射することが可能な、安価で性能の良い軟X線発生装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、帯電物体に近接して前記軟X線発生装置を配置した、小型化可能で除電性能に優れた除電装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves these problems of the prior art, can generate soft X-rays with a large electric field in a stable state with a small electric field, and can control the irradiation direction of the generated X-rays. An object of the present invention is to provide an inexpensive and high-performance soft X-ray generator capable of efficiently concentrating and irradiating a non-irradiated object.
Another object of the present invention is to provide a static eliminator that can be reduced in size and has excellent static eliminator performance, in which the soft X-ray generator is arranged close to a charged object.

本発明者等は鋭意検討した結果、筒状の真空ハウジングの内壁面の長手方向に沿ってX線放出物質により構成されたわん曲面を有する陽極を設け、基材表面に針状体を密集して形成させた電極材料からなる冷陰極を前記陽極と間隔を空けて平行に配置し、陽極から発生するX線を冷陰極側に放射することによって、上記課題が解決されることを発見し、本発明を完成した。
すなわち、本発明はつぎの1〜15の構成を採用するものである。
1.密閉可能な筒状の真空ハウジング内に、ハウジングの内壁面の長手方向に沿ってX線放出物質により構成されたわん曲面を有する陽極を設け、基材表面に針状体を密集して形成させた電極材料からなる冷陰極を前記陽極と間隔を空けて平行に配置してなり、陽極から発生するX線を冷陰極側に放射することを特徴とする軟X線発生装置。
2.前記冷陰極と前記陽極の間にメッシュ状又は格子状のわん曲した引き出し電極を前記陽極と略平行に配置したことを特徴とする1に記載の軟X線発生装置。
3.前記ハウジングの冷陰極側に、X線透過性物質により構成された窓を設けたことを特徴とする1又は2に記載の軟X線発生装置。
4.前記陽極をX線反射層としたことを特徴とする1〜3のいずれかに記載の軟X線発生装置。
5.前記冷陰極を構成する電極材料が、導電性繊維の円周方向に放射状に針状体を形成したものであることを特徴とする1〜4のいずれかに記載の軟X線発生装置。
6.前記針状体が、先端部に導電性被膜を設けたものであることを特徴とする1〜5のいずれかに記載の軟X線発生装置。
7.前記針状体が、基部にその周囲を壁状に取り囲む炭素膜を有し、その中央部に炭素により構成された針状体を形成したものであることを特徴とする1〜6のいずれかに記載の軟X線発生装置。
8.前記陽極を板状体により構成したことを特徴とする1〜7のいずれかに記載の軟X線発生装置。
9.前記陽極を複数の棒状体又は管状体により構成したことを特徴とする1〜7のいずれかに記載の軟X線発生装置。
10.前記陽極を構成するそれぞれの棒状体又は管状体に印加する電圧を、他の棒状体又は管状体とは独立して制御可能としたことを特徴とする9に記載の軟X線発生装置。
11.前記陽極のわん曲面の焦点又はその近傍に前記冷陰極を配置して、軟X線発生装置から放射されるX線が平行に放射されるように構成したことを特徴とする1〜10のいずれかに記載の軟X線発生装置。
12.前記電極間に印加する電圧が0.5〜10keVであることを特徴とする1〜11のいずれかに記載の軟X線発生装置。
13.1〜12のいずれかに記載された軟X線発生装置と、前記軟X線発生装置に近接して配置した帯電物体を支持する支持手段を有することを特徴とする除電装置。
14.前記軟X線発生装置を、前記帯電物体の幅方向の全長にわたって配置したことを特徴とする13に記載の除電装置。
15.前記軟X線発生装置を、前記帯電物体を挟んで前記帯電物体の両側に配置したことを特徴とする13又は14に記載の除電装置。
As a result of intensive studies, the present inventors have provided an anode having a curved surface made of an X-ray emitting substance along the longitudinal direction of the inner wall surface of the cylindrical vacuum housing, and the needle-like bodies are concentrated on the substrate surface. It was discovered that the cold cathode made of the formed electrode material is arranged in parallel with the anode at an interval, and X-rays generated from the anode are emitted to the cold cathode side to solve the above problem. Completed the invention.
That is, the present invention employs the following configurations 1 to 15.
1. An anode having a curved surface composed of an X-ray emitting material is provided in the sealable cylindrical vacuum housing along the longitudinal direction of the inner wall surface of the housing, and needles are formed densely on the surface of the substrate. A soft X-ray generator, comprising: a cold cathode made of an electrode material arranged in parallel with a distance from the anode, and radiating X-rays generated from the anode toward the cold cathode.
2. 2. The soft X-ray generator according to 1, wherein a mesh-shaped or lattice-shaped bent extraction electrode is disposed between the cold cathode and the anode substantially in parallel with the anode.
3. 3. The soft X-ray generator according to 1 or 2, wherein a window made of an X-ray transparent material is provided on the cold cathode side of the housing.
4). The soft X-ray generator according to any one of 1 to 3, wherein the anode is an X-ray reflective layer.
5. The soft X-ray generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrode material constituting the cold cathode is one in which needle-like bodies are formed radially in the circumferential direction of the conductive fiber.
6). The soft X-ray generation device according to any one of 1 to 5, wherein the needle-like body is provided with a conductive film at a tip portion.
7). Any one of 1 to 6, wherein the needle-like body has a carbon film surrounding the periphery of the needle-like body in a wall shape, and a needle-like body made of carbon is formed in the central portion. The soft X-ray generator described in 1.
8). The soft X-ray generator according to any one of 1 to 7, wherein the anode is configured by a plate-like body.
9. The soft X-ray generator according to any one of 1 to 7, wherein the anode is constituted by a plurality of rod-like bodies or tubular bodies.
10. 10. The soft X-ray generator according to 9, wherein a voltage applied to each rod-like body or tubular body constituting the anode can be controlled independently of other rod-like bodies or tubular bodies.
11. Any one of 1 to 10, wherein the cold cathode is arranged at or near the focal point of the curved surface of the anode so that X-rays emitted from the soft X-ray generator are emitted in parallel. A soft X-ray generator according to claim 1.
12 The soft X-ray generator according to any one of 1 to 11, wherein a voltage applied between the electrodes is 0.5 to 10 keV.
13. A static eliminator comprising: the soft X-ray generator according to any one of 13.1 to 12; and a support unit that supports a charged object disposed in proximity to the soft X-ray generator.
14 14. The static eliminator according to 13, wherein the soft X-ray generator is disposed over the entire length in the width direction of the charged object.
15. 15. The static eliminator according to 13 or 14, wherein the soft X-ray generator is disposed on both sides of the charged object with the charged object interposed therebetween.

本発明によれば、小さな電界で大きな出力の軟X線を安定した状態で発生することができるとともに、発生したX線の照射方向を制御して非照射物に対して効率良く集中させて照射することが可能な、安価で性能の良い軟X線発生装置を得ることができる。
また、この軟X線発生装置を用いた除電装置では、帯電物体に近接した位置にX線源を配置することが可能となるので、装置の小型化と低価格化が可能となる。さらに、発生したX線を帯電物体の幅方向全体にわたって効率良く集中させて照射することができ、かつ陽極電極を制御することで帯電物体との距離が変更されても必要なX線量を照射することができるので、除電性能を大幅に改善することが可能となる。
According to the present invention, soft X-rays with a large output can be generated in a stable state with a small electric field, and the irradiation direction of the generated X-rays is controlled to efficiently concentrate on non-irradiated objects. It is possible to obtain a soft X-ray generator that is inexpensive and has high performance.
Further, in the static eliminator using the soft X-ray generator, the X-ray source can be arranged at a position close to the charged object, so that the apparatus can be reduced in size and cost. Furthermore, the generated X-rays can be efficiently concentrated and irradiated over the entire width direction of the charged object, and the necessary X-ray dose can be irradiated even if the distance from the charged object is changed by controlling the anode electrode. Therefore, it is possible to greatly improve the static elimination performance.

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図1〜図3は、本発明のX線発生装置の1例を示す図である。図1は装置全体の構成を示す概念図、図2の(A)は装置の構成を示す模式図(斜視図)、図2の(B)は装置の縦断面模式図、そして図3は冷陰極を構成する電極材料の拡大模式図である。
このX線発生装置1は、ベリリウム等のX線透過材料からなる窓3を設けた密閉可能な円筒状の真空ハウジング2内に、導電性繊維の円周方向に放射状に針状体を密集して形成させた電極材料101により構成された冷陰極4をハウジングの中心に配置し、陽極5を間隔を空けて冷陰極4と平行に対向配置したものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1-3 is a figure which shows one example of the X-ray generator of this invention. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of the apparatus, FIG. 2A is a schematic diagram (perspective view) showing the configuration of the apparatus, FIG. 2B is a schematic longitudinal sectional view of the apparatus, and FIG. It is an expansion schematic diagram of the electrode material which comprises a cathode.
This X-ray generator 1 densely gathers needles radially in the circumferential direction of conductive fibers in a sealable cylindrical vacuum housing 2 provided with a window 3 made of an X-ray transmitting material such as beryllium. The cold cathode 4 composed of the electrode material 101 formed in this manner is disposed in the center of the housing, and the anode 5 is disposed in parallel with the cold cathode 4 with a space therebetween.

陽極5は、タングステン、銅等の金属材料により構成されたターゲット極で、一枚の板状体を曲げ加工することによって円筒状の真空ハウジング2と類似するわん曲面を有する形状とし、ハウジング2の内壁面に長手方向に沿って配置している。ハウジング2の両端には、ボタン型のステム12、13を溶接してハウジング2を密封する。一方のステム12には、陽極5に接続された陽極端子14、14が設けられ、他方のステム13には、冷陰極4に接続された陰極端子15、15並びにハウジング2内を排気するための排気管16が設けられている(図2の(B)参照)。この排気管16は、ハウジング内を真空状態に排気した後に、溶接することによって密封される。冷陰極4と陽極5は、それぞれ端子14、15を介して導線7により電極間に電圧を印加する高電圧電源8に接続されている。
この装置1は、高真空状態で稼動させるものであり(ハウジングの真空度は、1×10−2〜1×10−7Pa程度、特に1×10−3〜1×10−5Pa程度とすることが好ましい。)、ハウジング2及びステム12、13並びに排気管16は金属、ガラス等の密封可能な耐圧性材料によって構成するが、これらの部材を同質の材料により構成した場合には、水素ガス炎等を用いて溶接することにより各部材を容易に接合することができるで好ましい。また、ハウジング2の形状は、円筒形の他断面が楕円形や四角形の筒状体等、任意の形状とすることができる。
The anode 5 is a target electrode made of a metal material such as tungsten or copper, and has a curved surface similar to the cylindrical vacuum housing 2 by bending a single plate-like body. It arrange | positions along an inner wall surface along a longitudinal direction. Button-type stems 12 and 13 are welded to both ends of the housing 2 to seal the housing 2. One stem 12 is provided with anode terminals 14 and 14 connected to the anode 5, and the other stem 13 is connected to the cathode terminals 15 and 15 connected to the cold cathode 4 and the inside of the housing 2. An exhaust pipe 16 is provided (see FIG. 2B). The exhaust pipe 16 is sealed by welding after evacuating the inside of the housing. The cold cathode 4 and the anode 5 are connected to a high-voltage power source 8 that applies a voltage between the electrodes by a conducting wire 7 via terminals 14 and 15 respectively.
The apparatus 1 is operated in a high vacuum state (the vacuum degree of the housing is about 1 × 10 −2 to 1 × 10 −7 Pa, particularly about 1 × 10 −3 to 1 × 10 −5 Pa). The housing 2 and the stems 12 and 13 and the exhaust pipe 16 are made of a sealable pressure-resistant material such as metal or glass. However, when these members are made of the same material, hydrogen is used. It is preferable because each member can be easily joined by welding using a gas flame or the like. Moreover, the shape of the housing 2 can be an arbitrary shape such as a cylindrical body having an elliptical or quadrilateral cross section.

この装置1を1×10−3〜1×10−5Pa程度の真空状態にして、冷陰極4と陽極5間に電源8により電圧を印加すると、冷陰極4の針状体の先端部に強電界が生じ、電界放射によって陽極5に向って電子(図1の点線矢印)が放出される。この電界放射は、電源8により制御することができる。そして、この電子が衝突することによって陽極5から発生したX線は、図1の実線矢印で示したように、ベリリウム等のX線透過材料からなる窓3からハウジング2の外部に向けて放射される(反射型X線発生装置)。 When this apparatus 1 is evacuated to about 1 × 10 −3 to 1 × 10 −5 Pa and a voltage is applied between the cold cathode 4 and the anode 5 by the power supply 8, the needle 1 of the cold cathode 4 is applied to the tip of the needle-like body. A strong electric field is generated, and electrons (dotted arrows in FIG. 1) are emitted toward the anode 5 by field emission. This field emission can be controlled by the power supply 8. Then, the X-rays generated from the anode 5 due to the collision of the electrons are emitted toward the outside of the housing 2 from the window 3 made of an X-ray transmitting material such as beryllium as shown by the solid arrow in FIG. (Reflection type X-ray generator).

本発明のX線発生装置では、陽極5のわん曲面の曲率及び冷陰極4から陽極5までの距離等を調整することによって、X線透過材料からなる窓3から放出されるX線の照射方向を、平行或いは集束するように制御することが可能となる。従来のX線発生装置は点光源型で、X線の放射角度が90度程度であり、非照射物との距離を離してX線発生装置を設置する必要があるため、非照射物に対してX線を効率良く集中させて照射することが困難であった。また、X線の出力が小さいために、充分な量のX線を照射することができなかった。これに対して、本発明のX線発生装置では、非照射物に対して大量のX線を効率良く集中させて照射することが可能となるので、例えば除電装置等に用いた場合に、X線の照射効率を大幅に改善することが可能となる。   In the X-ray generator of the present invention, the irradiation direction of X-rays emitted from the window 3 made of an X-ray transmitting material is adjusted by adjusting the curvature of the curved surface of the anode 5 and the distance from the cold cathode 4 to the anode 5. Can be controlled to be parallel or focused. The conventional X-ray generator is a point light source type, the X-ray radiation angle is about 90 degrees, and it is necessary to install the X-ray generator at a distance from the non-irradiated object. Therefore, it is difficult to concentrate and irradiate X-rays efficiently. Moreover, since the output of X-rays was small, it was not possible to irradiate a sufficient amount of X-rays. On the other hand, in the X-ray generator of the present invention, a large amount of X-rays can be efficiently concentrated and irradiated on a non-irradiated object. For example, when used in a static eliminator or the like, The irradiation efficiency of the rays can be greatly improved.

図3は、X線発生装置の冷陰極4を構成する電極材料を示す拡大模式図である。
この電極材料101は、炭素繊維等の導電性繊維102の円周方向において、放射状に針状体103を成長させたものである。この電極材料101では、針状体103の先端部104における数密度が、根元部105における数密度に比較して大幅に減少したものとなる。したがって、この電極材料101を冷陰極4とし、これに対向する陽極5を設けた本発明のX線発生装置では、針状体103の先端部104に集中する電界が大幅に増加するので、低い陽極電圧により必要量の電子を引き出すことが可能となり、この電子により陽極5からX線を効率よく発生させることができる。
FIG. 3 is an enlarged schematic view showing an electrode material constituting the cold cathode 4 of the X-ray generator.
This electrode material 101 is obtained by growing needle-like bodies 103 radially in the circumferential direction of conductive fibers 102 such as carbon fibers. In the electrode material 101, the number density at the distal end portion 104 of the needle-like body 103 is significantly reduced as compared with the number density at the root portion 105. Therefore, in the X-ray generator of the present invention in which the electrode material 101 is used as the cold cathode 4 and the anode 5 facing the cold cathode 4 is provided, the electric field concentrated on the tip 104 of the needle-like body 103 is greatly increased. The anode voltage can extract a necessary amount of electrons, and X-rays can be efficiently generated from the anode 5 by the electrons.

基材表面に針状体を有する材料を冷陰極の電極材料として使用することは公知であり(例えば、特許文献5、6参照)、本発明のX線発生装置では、これら公知の方法により得られる針状体を有する電極材料を冷陰極に使用することができる。
特開2007−70140号公報 特開2001−35424号公報
It is known to use a material having a needle-like body on the surface of a substrate as an electrode material for a cold cathode (see, for example, Patent Documents 5 and 6), and the X-ray generator of the present invention can be obtained by these known methods. The electrode material having a needle-like body can be used for the cold cathode.
JP 2007-70140 A JP 2001-35424 A

冷陰極4を構成する好ましい電極材料としては、炭素繊維、或いは銅、金、銀、白金、アルミニウム等の金属繊維等の導電性繊維或いはステンレス、NiO合金等からなる線材(以下、これらをまとめて単に「導電性繊維」という)の円周方向に、放射状に針状体を密集させて形成した電極材料が挙げられる。
このような針状体としては、特許文献5に記載されたプラズマCVD法により形成される針状炭素膜、特に基部にその周囲を壁状に取り囲む炭素膜を有し、その中央部に炭素により構成された針状体を形成した針状体(以下、「カーボンナノエックス:CNX」と略記することがある)が挙げられる。(図4にCNXのSEM映像を示す。)
また、特許文献6に記載された大気開放型CVD法により形成される、酸化亜鉛をはじめとする金属酸化物の針状体を使用してもよい。
Preferred electrode materials constituting the cold cathode 4 include carbon fibers, conductive fibers such as copper, gold, silver, platinum, and aluminum, etc., or wires made of stainless steel, NiO 2 alloy, etc. An electrode material formed by closely gathering needle-like bodies radially in the circumferential direction of the “conductive fiber”).
As such a needle-like body, it has a needle-like carbon film formed by the plasma CVD method described in Patent Document 5, particularly a carbon film that surrounds the periphery of the base in a wall shape, and the center part is made of carbon. Examples thereof include a needle-like body (hereinafter, may be abbreviated as “carbon nano-X: CNX”) in which a configured needle-like body is formed. (The SEM image of CNX is shown in FIG. 4.)
Moreover, you may use the acicular body of metal oxides including zinc oxide formed by the open air CVD method described in Patent Document 6.

導電性繊維の表面に形成する針状体の長さは5〜30μm程度、フィールドエミッションにおける電界係数β値は1000〜5000程度、密度は10〜10本/mm程度とすることが好ましい。
この導電性繊維の円周方向に針状体を成長させた電極材料は、小さな電界で大きな放射電流特性を示すことから、X線発生装置の冷陰極を構成する材料として好適に用いられる。針状体の先端部には、所望により金属酸化物膜又はアモルファス炭素系膜等から選択された導電性被膜(トップコート)を設けることによって、電界集中係数をさらに向上させることができる。トップコートを構成する好ましい材料としては、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、アモルファス水素化窒化炭素、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ等が挙げられる。
このような電極材料を使用することによって、本発明のX線発生装置では電極間に印加する電圧が0.5keV〜10keV、特に1keV〜4keVといった低電圧においても、効率良くX線を発生させることが可能となる。針状体を形成する基材としては、導電性繊維に代えて幅の狭い長尺の板状体を使用するようにしてもよい。
The length of the needle-like body formed on the surface of the conductive fiber is preferably about 5 to 30 μm, the electric field coefficient β value in field emission is about 1000 to 5000, and the density is preferably about 10 4 to 10 8 pieces / mm 2. .
The electrode material in which the needle-like body is grown in the circumferential direction of the conductive fiber exhibits a large radiation current characteristic with a small electric field, and therefore is suitably used as a material constituting the cold cathode of the X-ray generator. The electric field concentration coefficient can be further improved by providing a conductive coating (topcoat) selected from a metal oxide film or an amorphous carbon-based film, if desired, at the tip of the needle-like body. Preferable materials constituting the top coat include magnesium oxide, yttrium oxide, amorphous hydrogenated carbon nitride, diamond, carbon nanotube, and the like.
By using such an electrode material, the X-ray generator of the present invention can generate X-rays efficiently even when the voltage applied between the electrodes is as low as 0.5 keV to 10 keV, particularly 1 keV to 4 keV. Is possible. As the base material for forming the needle-like body, a long and narrow plate-like body may be used instead of the conductive fiber.

図5は、本発明のX線発生装置の他の例を示す模式図(斜視図)である。
この装置11では、陽極5’を断面が円形の多数の棒状体9を長手方向に並べて、陽極5’の断面がわん曲面となるように接合することによって構成したものである。また、陽極5’を構成する各棒状体を両外側から順次1本ずつ導線7で1対にして、それぞれ可変直流高電圧電源8’に接続することによって、各対となる棒状体に印加する電圧を他の棒状体から独立して制御することができるようにしたものである。陽極5’を構成する各棒状体は、ハウジング2の両側に設けたボタン型ステムのフィールドスルー端子に溶接することによって固定している。この装置11の他の構成は、図1〜図3のX線発生装置1と同様である。このX線発生装置11では、各棒状体陽極9に印加する電圧により、冷陰極表面の電界を精密に制御できる。冷陰極から制御されて放射される電子の量とその加速速度が変更可能となるために、例えば除電装置のX線源に使用した場合に、照射距離、対象物質の形状、及び不均一帯電等に関係なく、効率的に除電を行うことができる。
この例では、X線発生装置の陽極5’を、断面が円形の多数の棒状体9を長手方向に並べて接合することによって構成したが、棒状体に代えて中空の管状体を接合することによって、陽極5’を構成するようにしてもよい。
FIG. 5 is a schematic view (perspective view) showing another example of the X-ray generator of the present invention.
In this device 11, the anode 5 'is configured by arranging a large number of rod-like bodies 9 having a circular cross section in the longitudinal direction and joining them so that the cross section of the anode 5' has a curved surface. In addition, each rod-shaped body constituting the anode 5 ′ is sequentially applied to each pair of rod-shaped bodies by making a pair of conductors 7 one by one from both outsides and connecting to the variable DC high voltage power source 8 ′. The voltage can be controlled independently from other rod-shaped bodies. Each rod-like body constituting the anode 5 ′ is fixed by welding to a field-through terminal of a button type stem provided on both sides of the housing 2. The other structure of this apparatus 11 is the same as that of the X-ray generator 1 of FIGS. In the X-ray generator 11, the electric field on the cold cathode surface can be precisely controlled by the voltage applied to each rod-like anode 9. Since the amount of electrons emitted from the cold cathode and the acceleration speed can be changed, for example, when used for the X-ray source of the static eliminator, the irradiation distance, the shape of the target substance, non-uniform charging, etc. Regardless of whether or not, it is possible to perform static elimination efficiently.
In this example, the anode 5 ′ of the X-ray generator is configured by joining a large number of rod-shaped bodies 9 having a circular cross section in the longitudinal direction, but by joining a hollow tubular body instead of the rod-shaped body. The anode 5 ′ may be configured.

図6は、本発明のX線発生装置の他の例を示す概念図である。
この装置21は、図1のX線発生装置1において、冷陰極4と陽極5の間に、例えばステンレス鋼等の金属材料により構成されたメッシュ状或いは格子状の引出し電極(ゲート電極)6を設けると共に、冷陰極4と引出し電極6を導線7により電極間に電圧を印加する高電圧電源10に接続したものである。装置21の他の構成は、図1の装置1と同様である。この装置21では、冷陰極4のウィスカー先端から放出された電子は、引出し電極6により陽極電圧とは独立して非常に低電圧で必要な電子量を引き出すことができ、この引き出された電子を陽極電圧によりターゲット(陽極)に衝突させてX線エネルギーを制御することができる。引き出し電極6の形状や寸法は任意であるが、陽極5の形状と同様にわん曲させるとともに、陽極の寸法に見合うものとすることが好ましい。
また、図6に示す配線において、引き出し電極6を接地し、陽極5と引き出し電極6間に正極電源8を、陰極4と引き出し電極6間に負極電源10を結線してもよい。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing another example of the X-ray generator of the present invention.
This apparatus 21 includes a mesh-like or lattice-like extraction electrode (gate electrode) 6 made of a metal material such as stainless steel between the cold cathode 4 and the anode 5 in the X-ray generator 1 of FIG. In addition, the cold cathode 4 and the extraction electrode 6 are connected to a high voltage power source 10 for applying a voltage between the electrodes by a conducting wire 7. Other configurations of the device 21 are the same as those of the device 1 of FIG. In this device 21, the electrons emitted from the whisker tip of the cold cathode 4 can draw out the necessary amount of electrons at a very low voltage independently of the anode voltage by the extraction electrode 6. The X-ray energy can be controlled by colliding with the target (anode) by the anode voltage. The shape and dimensions of the extraction electrode 6 are arbitrary, but it is preferable that the extraction electrode 6 is bent in the same manner as the shape of the anode 5 and matches the dimensions of the anode.
In the wiring shown in FIG. 6, the extraction electrode 6 may be grounded, and the positive power supply 8 may be connected between the anode 5 and the extraction electrode 6, and the negative power supply 10 may be connected between the cathode 4 and the extraction electrode 6.

図7及び図8は、本発明のX線発生装置のさらに他の例を示す模式図であり、図7は装置の横断面図である。また、図8は装置を構成する電極の端子接続図である。
この装置201では、図5の装置21において、陽極5’を断面が円形の棒状体a〜j及びa’〜j’を楕円の片側の円周上に配置することによって構成し、この楕円の長軸と短軸の交点に冷陰極4を配置したものである。また、断面が円弧状の真空ハウジング2には、ベリリウム等のX線透過材料からなる窓3が設けられている。
この例では、上記の構成を採用することによって、対となる電極毎に独立して印加する電圧を制御可能としてX線の照射量を均一にするとともに、窓3からX線が略平行に放射されるようにしたものである。この装置201の他の構成は、図5の装置21と同様である。
7 and 8 are schematic views showing still another example of the X-ray generator of the present invention, and FIG. 7 is a transverse sectional view of the apparatus. FIG. 8 is a terminal connection diagram of electrodes constituting the apparatus.
In this apparatus 201, in the apparatus 21 of FIG. 5, the anode 5 ′ is configured by arranging rod-shaped bodies a to j and a ′ to j ′ having a circular cross section on the circumference of one side of the ellipse. The cold cathode 4 is arranged at the intersection of the long axis and the short axis. Further, the vacuum housing 2 having a circular arc cross section is provided with a window 3 made of an X-ray transmitting material such as beryllium.
In this example, by adopting the above configuration, the voltage applied independently for each pair of electrodes can be controlled to make the X-ray dose uniform, and the X-rays radiate from the window 3 substantially in parallel. It is made to be done. Other configurations of the apparatus 201 are the same as those of the apparatus 21 in FIG.

図9は、本発明のX線発生装置を、LSIや液晶製造プロセス等で用いられる除電装置に適用した1例を示す模式図で、図9の(A)は装置の要部を示す平面図、そして(B)は同じく正面図である。
この除電装置31は、液晶基板等の帯電物体32を支持し搬送するベルトコンベヤーからなる支持手段33、及び該支持手段33に近接して配置した本発明のX線発生装置1を具備するものである。X線発生装置1は、帯電物体32を支持するベルトコンベヤーの幅方向の全長にわたる長さのものとし、発生するX線を帯電物体32全体に均等に照射することができるように構成している。ベルトコンベヤー33は、複数のロール34によって支持され、基板32を矢印方向に搬送する。除電装置31の要部を構成するこれらの部材は、X線の漏洩を防止するために、アルミニウムのような金属薄板からなる遮蔽カバー(図示せず)により覆うことが好ましい。また、ベルトコンベヤー33に代えてチェインコンベヤー等他の搬送手段を使用することもできる。
FIG. 9 is a schematic view showing an example in which the X-ray generator of the present invention is applied to a static eliminator used in an LSI, liquid crystal manufacturing process, etc. FIG. 9A is a plan view showing the main part of the device. , And (B) are also front views.
The static eliminator 31 includes a support means 33 including a belt conveyor that supports and conveys a charged object 32 such as a liquid crystal substrate, and the X-ray generator 1 of the present invention disposed in the vicinity of the support means 33. is there. The X-ray generator 1 has a length that extends over the entire length in the width direction of the belt conveyor that supports the charged object 32, and is configured so that the generated X-rays can be uniformly irradiated to the entire charged object 32. . The belt conveyor 33 is supported by a plurality of rolls 34 and conveys the substrate 32 in the arrow direction. In order to prevent leakage of X-rays, these members constituting the main part of the static elimination device 31 are preferably covered with a shielding cover (not shown) made of a thin metal plate such as aluminum. Moreover, it can replace with the belt conveyor 33 and can also use other conveyance means, such as a chain conveyor.

図10は、従来のX線発生装置を使用した除電装置を示す模式図である。
この除電装置41では、1つ或いは複数の点線源に近いX線発生装置1’をX線源として使用することから、帯電物体32全体にX線を照射するためには、X線発生装置1’は帯電物体32から少なくとも60cm以上離れた位置に設置する必要がある。
また、図10の点線で示したように、X線は線源から広く拡散するように放射されるために、帯電物体に対してX線を集中的に照射することはできない。除電装置の除電性能は、X線源と帯電物体との距離の3乗に反比例して低下することから、この除電装置41の除電性能は充分なものとは言えなかった。
FIG. 10 is a schematic view showing a static eliminator using a conventional X-ray generator.
In the static eliminator 41, the X-ray generator 1 'close to one or a plurality of point ray sources is used as the X-ray source. Therefore, in order to irradiate the entire charged object 32 with X-rays, the X-ray generator 1 It is necessary to install 'at least 60 cm away from the charged object 32.
Further, as shown by the dotted line in FIG. 10, since the X-ray is emitted from the radiation source so as to diffuse widely, the X-ray cannot be intensively applied to the charged object. Since the charge removal performance of the charge removal device decreases in inverse proportion to the cube of the distance between the X-ray source and the charged object, the charge removal performance of the charge removal device 41 cannot be said to be sufficient.

これに対して、図9の除電装置31では、例えば図1に示した本発明のX線発生装置1を使用することによって、X線の発生効率が格段に向上し、しかも発生したX線を図9の点線で示したように、帯電物体32に対して集中してかつ帯電物体32全体に均等に照射することが可能となるので除電性能が極めて優れたものとなる。また、X線発生装置1を帯電物体32と近接させて配置することができることから、装置を小型化して価格を大幅に低下させることが可能となる。   On the other hand, in the static eliminator 31 of FIG. 9, for example, by using the X-ray generator 1 of the present invention shown in FIG. 1, the X-ray generation efficiency is remarkably improved, and the generated X-rays are reduced. As shown by the dotted line in FIG. 9, it is possible to concentrate on the charged object 32 and irradiate the entire charged object 32 uniformly, so that the static elimination performance is extremely excellent. Further, since the X-ray generator 1 can be disposed close to the charged object 32, the apparatus can be downsized and the price can be significantly reduced.

図11は、本発明の除電装置の他の例を示す模式図(正面図)である。
この除電装置51は、図9の除電装置31において、ベルトコンベヤー33に代えて多数の細長い剛性棒状体の両端をチェインで連結したチェインコンベヤー53を使用している。そして、2つのX線発生装置1、1を帯電物体32を挟むように帯電物体32を支持するチェインコンベヤー53の両側に配置している。装置51の他の構成は、図9の除電装置31と同様である。
この装置51では、図11の点線で示したように、帯電物体32の表裏両側からX線を照射することができるので、帯電物体32の除電効率を一段と向上させることができる。
FIG. 11 is a schematic diagram (front view) showing another example of the static eliminator of the present invention.
The static eliminator 51 uses a chain conveyor 53 in which the ends of a number of elongated rigid rods are connected by a chain in place of the belt conveyor 33 in the static eliminator 31 of FIG. Two X-ray generators 1 and 1 are arranged on both sides of a chain conveyor 53 that supports the charged object 32 so as to sandwich the charged object 32 therebetween. The other configuration of the device 51 is the same as that of the static elimination device 31 of FIG.
In this apparatus 51, as shown by the dotted line in FIG. 11, X-rays can be irradiated from both the front and back sides of the charged object 32, so that the charge removal efficiency of the charged object 32 can be further improved.

次に、実施例により本発明をさらに説明するが、以下の具体例は本発明を限定するものではない。
(製造例1:冷陰極構成材料(エミッタ)の作製)
基材となる直径1mmで長さ68mmのSUS304製線材を、プラズマCVD装置成膜室内の陽極電極上にセットし成膜室内を真空排気した。メタン(CH)/Hガスの混合比1/12で、成膜室内にメタンとHを流し、室内圧力を80Torrとなるように制御した。次に、陽極電極と陰極電極間に5kwの電力を投入し、メタン/Hによる混合プラズマを生成させた。プラズマ中で、約1000℃に加熱されたSUS304線材表面上に効率よくメタンが分解されたカーボンプリカーサが堆積し、成膜時間30分でナノカーボン薄膜(CNX)が成膜された。電力投入を停止後装置内を冷却し、Nで成膜室内をパージした後に、CNXが成膜されたSUS線材を取り出す。CNXが成膜されたSUS304線材からなる基材を以降エミッタと呼ぶ。
エミッタの電気特性(電流−電圧特性)を1×10-4Paの真空度で測定したところ、エミッタ表面上に2.5V/μmの電界を印加すると、10A/cmの電流が得られた。また走査型電子顕微鏡(SEM)でエミッタを観察した結果を図4の(A)及び(B)(部分拡大図)に示す。これらの図に見られるように、エミッタには下部がピラミット型で頂上部にスピンドル状の長い太針が形成されており、その密度は1×10本/cmであった。全体の長さは数10μmである。
EXAMPLES Next, the present invention will be further described with reference to examples, but the following specific examples are not intended to limit the present invention.
(Production Example 1: Production of cold cathode constituent material (emitter))
A wire made of SUS304 having a diameter of 1 mm and a length of 68 mm serving as a substrate was set on the anode electrode in the film formation chamber of the plasma CVD apparatus, and the film formation chamber was evacuated. Methane and H 2 were allowed to flow through the film forming chamber at a mixing ratio of 1/12 of methane (CH 4 ) / H 2 gas, and the chamber pressure was controlled to be 80 Torr. Next, 5 kW of electric power was applied between the anode electrode and the cathode electrode to generate a mixed plasma of methane / H 2 . In the plasma, a carbon precursor in which methane was efficiently decomposed was deposited on the surface of a SUS304 wire heated to about 1000 ° C., and a nanocarbon thin film (CNX) was formed in a film formation time of 30 minutes. After stopping the power application, the inside of the apparatus is cooled, and after the inside of the film forming chamber is purged with N 2 , the SUS wire on which CNX is formed is taken out. A base material made of SUS304 wire on which CNX is formed is hereinafter referred to as an emitter.
When the electrical characteristics (current-voltage characteristics) of the emitter were measured at a vacuum of 1 × 10 −4 Pa, a current of 10 A / cm 2 was obtained when an electric field of 2.5 V / μm was applied on the emitter surface. . Moreover, the result of having observed the emitter with the scanning electron microscope (SEM) is shown to (A) and (B) (partial enlarged view) of FIG. As can be seen from these figures, the emitter has a pyramidal lower portion and a spindle-shaped long thick needle formed at the top portion, and the density thereof is 1 × 10 7 / cm 2 . The total length is several tens of μm.

(実施例1)
図1〜図3のX線発生装置1において、上記製造例1で得られた径1mm、長さ68mmのCNXエミッタ陰極4と、板状体をわん曲加工した内径13mm、板厚0.5mm、長さ70mmのタングステン製陽極5を、ベリリウムにより構成されたX線取り出し窓3があらかじめ溶接されたガラス製真空ハウジング2内に、エミッタ陰極4が中心となり、陽極5がハウジング2と同軸円筒状(半円部のみ)となるように配置した。
エミッタ陰極4と陽極5は、ハウジングの両側のガラスステム12、13に溶接加工した。この両側ステム12、13を真空ハウジング2に挿入し、水素炎等の加熱手段を用いて溶接することにより、X線発生装置1を作製した。組立を終了した装置1を排気管16を介して超高真空排気装置(図示せず)に接続し、装置1を300℃程度に加熱し、1×10−5Pa程度の真空度で約1夜真空排気したのち、冷却後排気管16を水素炎で封止切断した。真空度を保持するために、ゲッターを入れておくことが好ましい。
Example 1
In the X-ray generator 1 shown in FIGS. 1 to 3, the CNX emitter cathode 4 having a diameter of 1 mm and a length of 68 mm obtained in Production Example 1 above, an inner diameter of 13 mm and a thickness of 0.5 mm obtained by bending a plate-like body. A tungsten anode 5 having a length of 70 mm is placed in a glass vacuum housing 2 in which an X-ray extraction window 3 made of beryllium is welded in advance, the emitter cathode 4 being the center, and the anode 5 being coaxial with the housing 2 in a cylindrical shape. It arrange | positioned so that it might become (only a semicircle part).
The emitter cathode 4 and the anode 5 were welded to the glass stems 12 and 13 on both sides of the housing. The X-ray generator 1 was manufactured by inserting the both-side stems 12 and 13 into the vacuum housing 2 and welding them using a heating means such as a hydrogen flame. The assembled device 1 is connected to an ultra-high vacuum evacuation device (not shown) through an exhaust pipe 16, and the device 1 is heated to about 300 ° C. and about 1 × 10 −5 Pa with a degree of vacuum of about 1 After evacuation at night, after cooling, the exhaust pipe 16 was sealed and cut with a hydrogen flame. In order to maintain the degree of vacuum, it is preferable to put a getter.

得られたX線発生装置1の陰極端子15と陽極端子14を直流電源8に接続し、陽極端子を+極、陰極端子15を−極として、正電圧を0〜5kv迄印加していった。そのときの電圧に対するX線発生量を、5000型サーベイメータ(東洋メディック製)にて測定した。X線発生装置1とサーベイメータの距離は50mmである。X線の発生量は、2kvの電圧印加で1μSu/h以上で始まり、2.5kvで10μSu/h以上になった。この例で使用したサーベイメータは10μSu/h以上の測定はできないため、測定を終了した。
上記のように、非常に低い電圧で高出力の軟X線が発生するのを確認した。
The cathode terminal 15 and the anode terminal 14 of the obtained X-ray generator 1 were connected to a DC power supply 8 and a positive voltage was applied to 0 to 5 kv with the anode terminal serving as a positive electrode and the cathode terminal 15 serving as a negative electrode. . The amount of X-ray generation relative to the voltage at that time was measured with a 5000 type survey meter (manufactured by Toyo Medic). The distance between the X-ray generator 1 and the survey meter is 50 mm. The generation amount of X-rays started at 1 μSu / h or more when a voltage of 2 kv was applied, and became 10 μSu / h or more at 2.5 kv. Since the survey meter used in this example cannot measure 10 μSu / h or more, the measurement was terminated.
As described above, it was confirmed that high output soft X-rays were generated at a very low voltage.

(実施例2)
製造例1で得られた径1mm長さ68mmのCNXエミッタ陰極と、径1mmで長さ80mmのタングステン製棒状体20本を用いて、図7及び8のX線発生装置201を作製した。図7に示すように楕円の長軸と短軸の交点(中心)にエミッタ陰極4をおき、楕円の半円周上に円周と短軸との交点から左右対称に、陽極5’を構成する棒状体a,b,c…,j,a’,b’,c’…,j’をピッチ1mmで各10本配置した。
各陽極棒状体をハウジング2の両側のボタン型ガラスステムのフィードスルー端子に溶接して固定し、エミッタ陰極4も同様に固定した。次に、ベリリウムにより構成された窓3をあらかじめ溶接(Be/ユバール/ユバールガラス)したガラス製の真空ハウジング2に挿入した後、ハウジング2と左右ステムを溶接し、X線発生装置201を組み立てた。次に、装置を300℃のベーク温度で加熱しながら1×10−5Pa以下の真空度で1夜排気し、冷却後排気管を水素炎等で溶解封止してX線発生装置を完成させた。組立完成したX線発生装置の陽極側電極(10本、左右対称のため)を一括して接続し、直流電源の+極につなぎ、また陰極電極4を−極につないだ。
(Example 2)
Using the CNX emitter cathode having a diameter of 1 mm and a length of 68 mm obtained in Production Example 1 and 20 tungsten rods having a diameter of 1 mm and a length of 80 mm, the X-ray generator 201 of FIGS. 7 and 8 was produced. As shown in FIG. 7, the emitter cathode 4 is placed at the intersection (center) of the major axis and the minor axis of the ellipse, and the anode 5 ′ is formed symmetrically from the intersection of the circumference and the minor axis on the semicircle of the ellipse. Ten rod-like bodies a, b, c..., J, a ′, b ′, c ′.
Each anode rod-like body was welded and fixed to the feed-through terminals of the button type glass stems on both sides of the housing 2, and the emitter cathode 4 was similarly fixed. Next, after inserting the window 3 made of beryllium into a vacuum housing 2 made of glass (Be / Uval / Uval glass) previously welded, the housing 2 and the left and right stems were welded, and the X-ray generator 201 was assembled. . Next, while heating the apparatus at a baking temperature of 300 ° C., it is evacuated overnight at a vacuum of 1 × 10 −5 Pa or less, and after cooling, the exhaust pipe is dissolved and sealed with a hydrogen flame or the like to complete the X-ray generator. I let you. The anode side electrodes (10, because of left-right symmetry) of the assembled X-ray generator were connected together and connected to the positive pole of the DC power source, and the negative electrode 4 was connected to the negative pole.

得られたX線発生装置に、直流電圧を0〜4kv迄昇圧しながら印加し、そのときのX線発生量を5000型サーベイナータ(東洋メディック製)で測定した。
その結果、2.2kvで1μSu/hのX線の発生があり、3.0kvで10μSu/hと非常に大きな出力が得られた。また、図8の端子接続図において、対電極(a,a’等)毎に電源と接続することにより、これらに印加する電圧を独立して制御することが可能となり、外周部においてX線発生量が低下することを防止することができた。この方法により、X線巾20mmで均一な10μSu/h以上のX線発生を確認した。
A DC voltage was applied to the obtained X-ray generator while increasing the pressure to 0 to 4 kv, and the X-ray generation amount at that time was measured with a 5000 type surveyer (manufactured by Toyo Medic).
As a result, X-rays of 1 μSu / h were generated at 2.2 kv, and a very large output of 10 μSu / h was obtained at 3.0 kv. Further, in the terminal connection diagram of FIG. 8, it is possible to independently control the voltage applied to each counter electrode (a, a ′, etc.) by connecting to the power source, and X-rays are generated at the outer periphery. It was possible to prevent the amount from decreasing. By this method, the generation of uniform X-rays of 10 μSu / h or more with an X-ray width of 20 mm was confirmed.

上記の各例では、X線発生装置の冷陰極をCNXエミッタにより構成した例について説明したが、CNXエミッタに代えて大気開放型CVD法により導電性繊維等の基材表面に酸化亜鉛をはじめとする金属酸化物の針状体を形成した電極材料等を使用できることは、言うまでもない。   In each of the above examples, an example in which the cold cathode of the X-ray generator is configured with a CNX emitter has been described. Needless to say, an electrode material or the like on which a metal oxide needle-like body is formed can be used.

本発明のX線発生装置の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the X-ray generator of this invention. 図1の装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the apparatus of FIG. 図1の装置の冷陰極を構成する電極材料の拡大模式図である。It is an expansion schematic diagram of the electrode material which comprises the cold cathode of the apparatus of FIG. 製造例1で得られた冷陰極を構成する電極材料のSEMの映像で、(B)は(A)の部分拡大映像である。In the SEM image of the electrode material constituting the cold cathode obtained in Production Example 1, (B) is a partially enlarged image of (A). 本発明のX線発生装置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the X-ray generator of this invention. 本発明のX線発生装置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the X-ray generator of this invention. 本発明のX線発生装置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the X-ray generator of this invention. 図7の装置を構成する電極の端子接続図である。FIG. 8 is a terminal connection diagram of electrodes constituting the apparatus of FIG. 7. 本発明のX線発生装置を使用した除電装置の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the static elimination apparatus using the X-ray generator of this invention. 従来のX線発生装置を使用した除電装置の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the static elimination apparatus using the conventional X-ray generator. 本発明のX線発生装置を使用した除電装置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the static elimination apparatus using the X-ray generator of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,11,21,201 X線発生装置
2 真空ハウジング
3 窓
4 冷陰極
5 陽極
6 引出し電極
7 導線
8、8’、10 電源
12、13 ステム
14,15 端子
16 排気管
31,41,51、 除電装置
32 帯電物体
33 ベルトコンベヤー
34 ロール
53 チェーンコンベヤー
101 電極材料
102 導電性繊維
103 針状体
104 先端部
105 根元部

1,11,21,201 X-ray generator 2 Vacuum housing 3 Window 4 Cold cathode 5 Anode 6 Extraction electrode 7 Conductors 8, 8 ', 10 Power supply
12, 13 Stem 14, 15 Terminal 16 Exhaust pipes 31, 41, 51, Static eliminator 32 Charged object 33 Belt conveyor 34 Roll 53 Chain conveyor 101 Electrode material 102 Conductive fiber 103 Needle 104 Front end 105 Root

Claims (15)

密閉可能な筒状の真空ハウジング内に、ハウジングの内壁面の長手方向に沿ってX線放出物質により構成されたわん曲面を有する陽極を設け、基材表面に針状体を密集して形成させた電極材料からなる冷陰極を前記陽極と間隔を空けて平行に配置してなり、陽極から発生するX線を冷陰極側に放射することを特徴とする軟X線発生装置。   An anode having a curved surface composed of an X-ray emitting material is provided in the sealable cylindrical vacuum housing along the longitudinal direction of the inner wall surface of the housing, and needles are formed densely on the surface of the substrate. A soft X-ray generator, comprising: a cold cathode made of an electrode material arranged in parallel with a distance from the anode, and radiating X-rays generated from the anode toward the cold cathode. 前記冷陰極と前記陽極の間にメッシュ状又は格子状のわん曲した引き出し電極を前記陽極と略平行に配置したことを特徴とする請求項1に記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to claim 1, wherein a mesh-shaped or lattice-shaped bent extraction electrode is disposed substantially parallel to the anode between the cold cathode and the anode. 前記ハウジングの冷陰極側に、X線透過性物質により構成された窓を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to claim 1 or 2, wherein a window made of an X-ray transparent material is provided on the cold cathode side of the housing. 前記陽極をX線反射層としたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the anode is an X-ray reflective layer. 前記冷陰極を構成する電極材料が、導電性繊維の円周方向に放射状に針状体を形成したものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrode material constituting the cold cathode is a needle-like body formed radially in the circumferential direction of the conductive fiber. . 前記針状体が、先端部に導電性被膜を設けたものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to any one of claims 1 to 5, wherein the needle-like body is provided with a conductive film at a tip portion. 前記針状体が、基部にその周囲を壁状に取り囲む炭素膜を有し、その中央部に炭素により構成された針状体を形成したものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の軟X線発生装置。   7. The acicular body according to claim 1, wherein the acicular body has a carbon film that surrounds the periphery of the acicular body in a wall shape, and a acicular body made of carbon is formed in the center of the acicular body. The soft X-ray generator in any one. 前記陽極を板状体により構成したことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to claim 1, wherein the anode is configured by a plate-like body. 前記陽極を複数の棒状体又は管状体により構成したことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the anode is constituted by a plurality of rod-like bodies or tubular bodies. 前記陽極を構成するそれぞれの棒状体又は管状体に印加する電圧を、他の棒状体又は管状体とは独立して制御可能としたことを特徴とする請求項9に記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to claim 9, wherein the voltage applied to each rod-like body or tubular body constituting the anode can be controlled independently of other rod-like bodies or tubular bodies. . 前記陽極のわん曲面の焦点又はその近傍に前記冷陰極を配置して、軟X線発生装置から放射されるX線が平行に放射されるように構成したことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の軟X線発生装置。   11. The cold cathode is disposed at or near the focal point of the curved surface of the anode so that X-rays emitted from the soft X-ray generator are emitted in parallel. The soft X-ray generator in any one of. 前記電極間に印加する電圧が0.5〜10keVであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の軟X線発生装置。   The soft X-ray generator according to any one of claims 1 to 11, wherein a voltage applied between the electrodes is 0.5 to 10 keV. 請求項1〜12のいずれかに記載された軟X線発生装置と、前記軟X線発生装置に近接して配置した帯電物体を支持する支持手段を有することを特徴とする除電装置。   13. A static eliminator comprising: the soft X-ray generator according to claim 1; and support means for supporting a charged object disposed in proximity to the soft X-ray generator. 前記軟X線発生装置を、前記帯電物体の幅方向の全長にわたって配置したことを特徴とする請求項13に記載の除電装置。   The static eliminator according to claim 13, wherein the soft X-ray generator is arranged over the entire length of the charged object in the width direction. 前記軟X線発生装置を、前記帯電物体を挟んで前記帯電物体の両側に配置したことを特徴とする請求項13又は14に記載の除電装置。   15. The static eliminator according to claim 13 or 14, wherein the soft X-ray generator is disposed on both sides of the charged object with the charged object interposed therebetween.
JP2008055468A 2008-03-05 2008-03-05 Soft X-ray generator and static eliminator using the soft X-ray generator Expired - Fee Related JP5288839B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008055468A JP5288839B2 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Soft X-ray generator and static eliminator using the soft X-ray generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008055468A JP5288839B2 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Soft X-ray generator and static eliminator using the soft X-ray generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009212010A true JP2009212010A (en) 2009-09-17
JP5288839B2 JP5288839B2 (en) 2013-09-11

Family

ID=41184949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008055468A Expired - Fee Related JP5288839B2 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Soft X-ray generator and static eliminator using the soft X-ray generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5288839B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013519195A (en) * 2010-02-04 2013-05-23 能▲資▼国▲際▼股▲ふん▼有限公司 X-ray electron beam generator and its cathode
JP2014075189A (en) * 2012-10-02 2014-04-24 Futaba Corp X-ray tube
JP2014075190A (en) * 2012-10-02 2014-04-24 Futaba Corp X-ray generator and static eliminator
KR101537520B1 (en) * 2014-02-28 2015-07-17 (주)선재하이테크 X-ray tube structure for multidirectional ionzing
EP2958127A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-23 Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives Structured anode in multiple sites for generation of x photons, x-ray tube and use for coded source imaging
EP3686913A4 (en) * 2017-09-18 2021-10-27 Nuctech Company Limited ANODE TARGET, LIGHT RADIATION SOURCE, COMPUTED COMPUTER AND IMAGING PROCESS
CN115954250A (en) * 2022-12-16 2023-04-11 北京大学 An X-ray tube for irradiation and its irradiation device
JP2023544467A (en) * 2021-09-10 2023-10-24 アブソリックス インコーポレイテッド Cleaned packaging substrate and method for manufacturing cleaned packaging substrate

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11404235B2 (en) * 2020-02-05 2022-08-02 John Thomas Canazon X-ray tube with distributed filaments
US12198887B2 (en) * 2020-02-05 2025-01-14 John Thomas Canazon X-ray tube with distributed filaments

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58176355U (en) * 1982-05-21 1983-11-25 日本電子株式会社 Objective lenses for scanning electron microscopes, etc.
JPH0288607U (en) * 1988-12-28 1990-07-13
JPH076859A (en) * 1993-06-18 1995-01-10 Hamamatsu Photonics Kk Static electricity eliminator and static electricity eliminating method
JP2003131000A (en) * 2001-10-26 2003-05-08 Japan Science & Technology Corp Projection X-ray microscope
JP2007070140A (en) * 2005-09-05 2007-03-22 Dialight Japan Co Ltd Carbon film, and field emission type electron emission source
WO2007119873A1 (en) * 2006-04-12 2007-10-25 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning type electronic microscope
JP2007305565A (en) * 2006-04-11 2007-11-22 Takasago Thermal Eng Co Ltd Soft X-ray generator and static eliminator
JP2007538359A (en) * 2004-05-19 2007-12-27 コメット ホールディング アーゲー High-dose X-ray tube

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58176355U (en) * 1982-05-21 1983-11-25 日本電子株式会社 Objective lenses for scanning electron microscopes, etc.
JPH0288607U (en) * 1988-12-28 1990-07-13
JPH076859A (en) * 1993-06-18 1995-01-10 Hamamatsu Photonics Kk Static electricity eliminator and static electricity eliminating method
JP2003131000A (en) * 2001-10-26 2003-05-08 Japan Science & Technology Corp Projection X-ray microscope
JP2007538359A (en) * 2004-05-19 2007-12-27 コメット ホールディング アーゲー High-dose X-ray tube
JP2007070140A (en) * 2005-09-05 2007-03-22 Dialight Japan Co Ltd Carbon film, and field emission type electron emission source
JP2007305565A (en) * 2006-04-11 2007-11-22 Takasago Thermal Eng Co Ltd Soft X-ray generator and static eliminator
WO2007119873A1 (en) * 2006-04-12 2007-10-25 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning type electronic microscope

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013519195A (en) * 2010-02-04 2013-05-23 能▲資▼国▲際▼股▲ふん▼有限公司 X-ray electron beam generator and its cathode
EP2533266A4 (en) * 2010-02-04 2014-01-01 Energy Resources Internat Co Ltd X-ray electron beam generation device and cathode thereof
JP2014075189A (en) * 2012-10-02 2014-04-24 Futaba Corp X-ray tube
JP2014075190A (en) * 2012-10-02 2014-04-24 Futaba Corp X-ray generator and static eliminator
KR101537520B1 (en) * 2014-02-28 2015-07-17 (주)선재하이테크 X-ray tube structure for multidirectional ionzing
EP2958127A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-23 Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives Structured anode in multiple sites for generation of x photons, x-ray tube and use for coded source imaging
FR3022683A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-25 Commissariat Energie Atomique STRUCTURED ANODE IN MULTIPLE X-RANGE GENERATION SITES, X-RAY TUBE AND USE FOR CODED SOURCE IMAGING
EP3686913A4 (en) * 2017-09-18 2021-10-27 Nuctech Company Limited ANODE TARGET, LIGHT RADIATION SOURCE, COMPUTED COMPUTER AND IMAGING PROCESS
US11315750B2 (en) 2017-09-18 2022-04-26 Nuctech Company Limited Anode target, ray light source, computed tomography scanning device, and imaging method
US11456146B2 (en) 2017-09-18 2022-09-27 Nuctech Company Limited Anode target, ray light source, computed tomography device, and imaging method
JP2023544467A (en) * 2021-09-10 2023-10-24 アブソリックス インコーポレイテッド Cleaned packaging substrate and method for manufacturing cleaned packaging substrate
CN115954250A (en) * 2022-12-16 2023-04-11 北京大学 An X-ray tube for irradiation and its irradiation device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5288839B2 (en) 2013-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5288839B2 (en) Soft X-ray generator and static eliminator using the soft X-ray generator
JP6362113B2 (en) X-ray source comprising at least one electron source combined with a photoelectric control device
CN106463321B (en) X-ray apparatus
US7826594B2 (en) Virtual matrix control scheme for multiple spot X-ray source
KR101068680B1 (en) Ultra-small X-ray tube using nanomaterial field emission source
US20090185660A1 (en) Field emitter based electron source for multiple spot x-ray
KR101026863B1 (en) Micro X-ray tube using carbon nanotube field emission source
CN102498539B (en) Carbon nanotube array for focused field emission
CN101395691A (en) Multi-X-ray generator and multi-X-ray photographing apparatus
US6718012B2 (en) Electromagnetic wave energy emitter
CN103971779B (en) A kind of small neutron source and preparation method thereof
KR100789592B1 (en) Field emission cold cathode lead x-ray tube using carbon nanotubes
KR20070099714A (en) Carbon Nanotube Substrate Separation Radiation Tube System for Micro Focusing Electron Beam Generation
JP3810656B2 (en) X-ray source
KR20110045937A (en) X-ray generator using carbon nanotube seal
KR101956540B1 (en) X­ray source comprising cnt yarn and x­ray emitting apparatus using the same
KR101023704B1 (en) X-ray generator using carbon nanotubes
Kim et al. Effect of a concave grid mesh in a carbon nanotube-based field emission X-ray source
Choi et al. Development of new X-ray source based on carbon nanotube field emission and application to the non destructive imaging technology
JP2009283169A (en) Compact x-ray generation device
JP2002022899A (en) Electron beam irradiation device
JP5312555B2 (en) Multi X-ray generator
RU2640355C2 (en) Cathode manufacturing method based on array of field-emission emitters
JPH11130589A (en) Method and apparatus for forming diamond film or diamond-like carbon film, and cold cathode manufactured using the method and apparatus
JPS5852294B2 (en) High-density solid material ion generator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20110302

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130122

AA91 Notification that invitation to amend document was cancelled

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971091

Effective date: 20130205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130419

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130604

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5288839

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees