电子束产生器及X射线产生装置的制作方法

电子束产生器及x射线产生装置
技术领域
1.本公开的一方式涉及一种电子束产生器及x射线产生装置。


背景技术：

2.已知使电子束入射至靶的x射线产生装置。例如，在专利文献1，公开阴极容纳于韦内尔特电极(栅电极)(wehnelt electrode(grid electrode))的电子枪的结构。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2015-041585号公报


技术实现要素：

6.发明想要解决的课题
7.在韦内尔特电极，设置有供电子束通过的开口。阴极被在栅电极内残留于容纳有阴极的空间的气体消耗。
8.在本说明书中，公开一种包含可高效率地进行真空排气的阴极容纳空间的电子束产生器及x射线产生装置的一例。
9.解决课题的技术手段
10.例示性的电子枪(电子束产生器)具备：阴极，其具有出射电子束的前端部；第1电极，其容纳阴极的前端部；及第2电极，其在自沿着电子束的出射轴的方向观察时包围第1电极。第1电极具有绕出射轴包围前端部的第1侧壁。第2电极具有与第1侧壁分开且包围第1侧壁的第2侧壁。在第1侧壁设置有第1开口部，该第1开口部使由第1侧壁包围的第1空间、和第1侧壁与第2侧壁之间的第2空间连通。在第2电极设置有第2开口部，该第2开口部以使第2空间与外部空间连通的方式，朝沿着出射轴的方向开口。
11.在若干个实施例中，第1电极内的第1空间(即，容纳有阴极的阴极容纳空间)，经由设置于第1侧壁的第1开口部，和第1侧壁与第2侧壁之间的第2空间连通。进而，第2空间经由设置于第2电极的第2开口部，与外部空间连通。由此，残留于阴极容纳空间内的气体经由第1开口部朝第2空间排出，且排出至第2空间的气体经由第2开口部朝外部空间排出。因此，根据上述电子枪，可高效率地进行阴极容纳空间的真空排气。
12.第1开口部为了进行第1空间内的真空排气，可具有沿着绕出射轴的周向而延伸的长孔形状。
13.第2侧壁自与出射轴正交的方向观察，可将第1开口部覆盖隐藏。在若干个实施例中，可将构成第1开口部的缘端部等，相对于容纳电子枪的框体的内壁等与电子枪的电位差较大的构造隐蔽。由此，可抑制放电的产生。
14.上述电子枪可进而具备第3电极，该第3电极具有绕出射轴包围对阴极的前端部支承的支承部的第3侧壁。可在第3侧壁，设置使由第3侧壁包围的第3空间与外部空间连通的第3开口部。在若干个实施例中，对残留于容纳有对阴极的前端部支承的支承部的阴极容纳
空间(第3空间)内的气体，也可经由第3开口部朝外部空间排出。
15.可在上述电子枪，设置使第1空间及第2空间的至少一者与第3空间连通的贯通孔。在若干个实施例中，为了进行气体的排气，而第3空间与第1空间及第2空间的至少一者连通。
16.第2侧壁可绕出射轴包围第3侧壁。可在第2侧壁，设置使第2侧壁与第3侧壁之间的第4空间和外部空间连通的第4开口部。第3空间与外部空间可经由第4空间连通。在若干个实施例中，在设置为第2电极的第2侧壁包围第3电极的第3侧壁的构造中，可将残留于第3空间内的气体经由第3开口部、第4空间、及第4开口部朝外部空间排出。
17.第3开口部与第4开口部可设置为互不相对。通过第3开口部及第4开口部设置为经由第4开口部视认不到第3开口部，而可将构成第3开口部的缘端部等，相对于容纳电子枪的框体的内壁等与电子枪的电位差较大的构造隐蔽。由此，可抑制放电的产生。
18.例示性的x射线产生装置具备具有如上述的结构的电子枪。
19.发明的效果
20.在本说明书所公开的实施例中，可将电子枪等电子束产生器的阴极容纳空间真空排气。
附图说明
21.图1是例示性的x射线产生装置的概略结构图。
22.图2是表示x射线产生装置的磁透镜的结构例的概略剖视图。
23.图3是例示性的磁四极透镜的前视图。
24.图4是包含磁聚焦透镜及磁四极透镜的实施例及比较例的结构(双合透镜)的示意图。
25.图5是表示电子束的截面形状与x射线的有效焦点的形状的关系的一例的图。
26.图6是电子枪等例示性的电子束产生器的立体图。
27.图7是电子束产生器的侧视图。
28.图8是电子束产生器的侧视图。
29.图9是电子束产生器的一部分剖视图。
30.图10是第1栅电极及第1保持电极的立体图。
31.图11是沿着图10中的xi-xi线的剖视图。
32.图12是第2保持电极的立体图。
33.图13是沿着图7中的xiii-xiii线的剖视图。
34.图14是表示圆筒管的第1变化例的图。
35.图15是表示圆筒管的第2变化例的图。
36.图16是变化例的x射线产生装置的概略结构图。
具体实施方式
37.在以下的说明中，参照附图，且对于同一或相当要素使用同一符号，并省略重复的说明。
38.如图1所示那样，例示性的x射线产生装置1具备：电子枪2、旋转阳极单元3、磁透镜
4、排气部5、划定容纳电子枪2的内部空间s1的框体6(第1框体)、及划定容纳旋转阳极单元3的内部空间s2的框体7(第2框体)。框体6及框体7可构成为可相互卸下，也可以无法卸下的方式一体地结合，也可为自一开始就一体地形成。
39.电子枪2出射电子束eb。电子枪2具有放出电子束eb的阴极c。阴极c是放出具有圆形状的截面形状的电子束eb的圆形平面阴极。所谓电子束eb的截面形状，是指相对于与后述的电子束eb的行进方向平行的方向即x轴方向(第1方向)而垂直的方向上的截面形状。即，电子束eb的截面形状是yz平面内的形状。为了形成具有圆形截面形状的电子束eb，例如，阴极c的电子放出面本身，自与阴极c的电子放出面相对的位置观察(自x轴方向观察阴极c的电子放出面)，可具有圆形状。
40.旋转阳极单元3具有：靶31、旋转支承体32、及使旋转支承体32绕旋转轴a旋转驱动的驱动部33。靶31沿着形成于以旋转轴a为中心轴的平的圆锥台状的旋转支承体32的周缘部而设置。旋转轴a是旋转支承体32的中心轴，圆锥台状的旋转支承体32的侧面具有相对于旋转轴a而倾斜的表面。另外，旋转支承体32可形成为以旋转轴a为中心轴的圆环状。构成靶31的材料，例如是钨、银、铑、钼、及它们的合金等重金属。旋转支承体32设为可绕旋转轴a旋转。构成旋转支承体32的材料，例如是铜、铜合金等金属。驱动部33具有例如马达等驱动源，使旋转支承体32绕旋转轴a旋转驱动。靶31伴随着旋转支承体32的旋转而一边旋转一边接收电子束eb，而产生x射线xr。x射线xr自形成于框体7的x射线通过孔7a朝框体7的外部出射。x射线通过孔7a由窗构件8气密地封堵。旋转轴a的轴方向与电子束eb朝靶31的入射方向平行。但是，旋转轴a也可以相对于电子束eb朝靶31的入射方向，在与上述入射方向交叉的方向上延伸的方式倾斜。靶31可为所谓的反射型，在相对于电子束eb的行进方向(朝靶31的入射方向)而交叉的方向上放出x射线xr。在若干个实施例中，x射线xr的出射方向与电子束eb的行进方向正交的方向。因此，将与电子束eb的行进方向平行的方向设为x轴方向(第1方向)，将与自靶31的x射线xr的出射方向平行的方向设为z轴方向(第2方向)，将与x轴方向及z轴方向正交的方向设为y轴方向(第3方向)。
41.磁透镜4控制电子束eb。磁透镜4具有：偏转线圈41、磁聚焦透镜42、磁四极透镜43、及框体44。框体44容纳偏转线圈41、磁聚焦透镜42、及磁四极透镜43。偏转线圈41、磁聚焦透镜42、及磁四极透镜43沿着x轴方向，自电子枪2侧向靶31侧，依次配置。在电子枪2与靶31之间，形成有供电子束eb通过的电子通过路径p。如图2所示那样，电子通过路径p可由圆筒管9(筒状部)形成。圆筒管9在电子枪2与靶31之间，沿着x轴方向延伸的非磁性体的金属构件。关于圆筒管9的追加的例示性的结构的详细情况将在后描述。
42.偏转线圈41、磁聚焦透镜42、及磁四极透镜43，与圆筒管9直接或间接地连接。例如，偏转线圈41、磁聚焦透镜42、及磁四极透镜43，通过以圆筒管9为基准进行组装，而将各个的中心轴精度良好地配置于同轴上。由此，偏转线圈41、磁聚焦透镜42、及磁四极透镜43各个的中心轴，与圆筒管9的中心轴(与x轴平行的轴)一致。
43.偏转线圈41配置于电子枪2与磁聚焦透镜42之间。偏转线圈41以包围电子通过路径p的方式配置。例如，偏转线圈41经由筒构件10与圆筒管9间接地连接。筒构件10与圆筒管9同轴地延伸的非磁性体的金属构件。筒构件10设置为覆盖圆筒管9的外周。偏转线圈41由壁部44a的靶31侧的面、与筒构件10的外周面位于。壁部44a是设置于与内部空间s1相对的位置的框体44的一部分，包括非磁性体。偏转线圈41调整自电子枪2出射的电子束eb的行进
方向。偏转线圈41可包含1个(1组)的偏转线圈，也可包含2个(2组)偏转线圈。在偏转线圈41包含1个偏转线圈即前者的情况下，偏转线圈41可构成为对自电子枪2出射的电子束eb的出射轴、与磁聚焦透镜42及磁四极透镜43的中心轴(与x轴平行的轴)之间的角度偏移进行修正。例如，角度偏移可在上述出射轴与上述中心轴以特定的角度交叉的情况下产生。因此，通过利用偏转线圈41使电子束eb的行进方向变化为沿着上述中心轴的方向，而可消除上述角度偏移。在偏转线圈41包含2个偏转线圈即后者的情况下，可通过偏转线圈41进行二维的偏转，因此不仅可修正上述角度偏移，也可对上述出射轴与上述中心轴之间的横向的偏移(例如，上述出射轴与上述中心轴在x轴方向上相互平行，且在y轴方向及z轴方向的一者或两者上隔开的情况等)，适当地修正。
44.磁聚焦透镜42配置于较电子枪2及偏转线圈41靠后段。磁聚焦透镜42一边使电子束eb绕沿着x轴方向的轴旋转，一边使电子束eb聚焦。例如，在磁聚焦透镜42内通过的电子束eb以描绘螺旋的方式一边旋转一边聚焦。磁聚焦透镜42具有以包围电子通过路径p的方式配置的线圈42a、极片42b、磁轭42c、及磁轭42d。磁轭42c也作为以将线圈42a的外侧的一部分、与筒构件10连接的方式而设置的框体44的壁部44b发挥功能。磁轭42d以覆盖筒构件10的外周的方式设置的筒状构件。例如，线圈42a经由筒构件10与磁轭42d，与圆筒管9间接地连接。极片42b包含磁轭42c及磁轭42d。磁轭42c及磁轭42d是铁等的铁磁体。另外，极片42b也可包含设置于磁轭42c与磁轭42d之间的缺口(间隙)、及位于缺口附近的磁轭42c与磁轭42d的一部分。极片42b的内径d与磁轭42c或磁轭42d的间隙邻接区域的内径相等。因此，磁聚焦透镜42也可以自极片42b朝圆筒管9侧泄漏线圈42a的磁场的方式构成。
45.磁四极透镜43配置于较磁聚焦透镜42靠后段。磁四极透镜43使电子束eb的截面形状，变形为具有沿着z轴方向的长径及沿着y轴方向的短径的椭圆形状。磁四极透镜43以包围电子通过路径p的方式配置。例如，磁四极透镜43经由框体44的壁部44c，与圆筒管9间接地连接。壁部44c设置为与壁部44b连接且覆盖圆筒管9的外周。壁部44c包含非磁性体的金属材料。
46.如图3所示那样，例示性的磁四极透镜43具有：圆环状的磁轭43a、设置于磁轭43a的内周面的4个圆柱状的磁轭43b、及设置于各磁轭43b的前端的磁轭43c。在磁轭43b，卷绕有线圈43d。各磁轭43c于yz平面内具有大致半圆形状的截面形状。磁四极透镜43的内径d是通过各磁轭43c的最内端的内接圆的直径。磁四极透镜43在xz面(与y轴方向正交的平面)，作为凹透镜发挥功能，在xy面(与z轴方向正交的平面)作为凸透镜发挥功能。通过如此的磁四极透镜43的功能，而以电子束eb的沿着z轴方向的长度大于沿着y轴方向的长度的方式，调整电子束eb的沿着z轴方向的直径(长径x1)与沿着y轴方向的直径(短径x2)的纵横比。因此，通过调整流经线圈43d的电流量，而可选择性地调整纵横比。作为一例，将长径x1与短径x2的纵横比调整为“10：1”。
47.排气部5具有：真空泵5a(第1真空泵)、及真空泵5b(第2真空泵)。在框体6，设置有用于将框体6内的空间(即，由框体6及磁透镜4的框体44划定的内部空间s1)真空排气的排气流路e1(第1排气流路)。经由排气流路e1，真空泵5b与内部空间s1连通。在框体7，设置有用于将框体7内的空间(即，由框体7划定的内部空间s2)真空排气的排气流路e2(第2排气流路)。经由排气流路e2，真空泵5a与内部空间s2连通。真空泵5b经由排气流路e1将内部空间s1真空排气。真空泵5a经由排气流路e2将内部空间s2真空排气。由此，内部空间s1及内部空
间s2例如由于去除在电子枪或靶中产生的气体，因此维持为真空状态或部分真空状态。内部空间s1的内压优选的是可维持为10-4
pa以下的部分真空，更佳的是可维持为10-5
pa以下的部分真空。内部空间s2的内压优选的是可维持为10-6
pa～10-3
pa之间的部分真空。关于圆筒管9的内部空间(电子通过路径p内的空间)，也经由内部空间s1或内部空间s2，由排气部5真空排气。
48.再者，也可不是如图1所示的形态那样使用真空泵5a及真空泵5b的2个排气泵，而是如图8所示那样，采用可通过1个排气泵(此处作为一例为真空泵5b)将内部空间s1及内部空间s2的双方真空排气的构造(x射线产生装置1a)。在若干个实施例中，可通过位于框体6及框体7的外部的连接路径e3，将排气流路e1及排气流路e2连结。在其他的例中，连接路径e3也可包含贯通孔，其以将排气流路e1与排气流路e2结合的方式，自框体7的壁部内朝框体6的壁部内连续地设置。再者，1个排气泵可使用真空泵5a及真空泵5b的任一者，通过将与排气流路e1结合的真空泵5b设为排气泵，而可进行更高效率的真空排气。
49.在若干个实施例中，在内部空间s1、s2及电子通过路径p被抽真空的状态下，对电子枪2施加电压。其结果，自电子枪2出射有圆形截面形状的电子束eb。电子束eb由磁透镜4聚焦至靶31且变形为椭圆形截面形状，并入射至旋转的靶31。若电子束eb入射至靶31，则于靶31上产生x射线xr，具有大致圆形状的有效焦点形状的x射线xr自x射线通过孔7a朝框体7的外部出射。
50.如图2所示那样，圆筒管9的结构例具有直径的大小沿着x轴方向阶段性变化的形状。例如，圆筒管9具有沿着x轴方向配置的6个圆筒部91～96。圆筒部91～96的各个沿着x轴方向具有一定的直径。圆筒管9的外径可不与圆筒管9的内径同步地变化。即，圆筒管9的外径可为一定。
51.圆筒部91(第1圆筒部)包含圆筒管9的电子枪2侧的第1端部9a。圆筒部91自第1端部9a，延伸至边界部9c的由线圈42a的电子枪2侧的部分包围的第2端部91a。圆筒部92(第2圆筒部)的第1端部92a，与圆筒部91的靶31侧的第2端部91a连接。在若干个实施例中，圆筒部92自圆筒部91的第2端部91a，延伸至位于较极片42b稍靠靶31侧的第2圆筒部92的第2端部92b。例如，第2圆筒部92的第2端部92b，可沿着x轴方向位于极片42b与靶31之间。另外，圆筒部93(第3圆筒部)的第1端部93a，与圆筒部92的靶31侧的第2端部92b连接。
52.圆筒部93自圆筒部92的第2端部92b延伸至由磁四极透镜43包围的圆筒部93的第2端部93b。圆筒部94(第4圆筒部)的第1端部，与圆筒部93的靶31侧的第2端部93b连接。圆筒部94自圆筒部93的第2端部93b延伸至壁部44c的框体7侧。
53.圆筒部95(第5圆筒部)及圆筒部96(第6圆筒部)通过框体7的壁部71的内部。壁部71配置于与靶31相对的位置，以与x轴方向交叉的方式延伸。圆筒部95与圆筒部94的靶31侧的第2端部连接。圆筒部95自圆筒部94的该端部延伸至壁部71的内部的中途部。圆筒部96于壁部71的内部的中途部，与圆筒部95的靶31侧的端部连接。圆筒部96自圆筒部95的该端部，延伸至圆筒管9的靶31侧的第2端部9b。再者，如图2所示那样，例示性的x射线通过孔7a设置于壁部72，该壁部72与壁部71连接，以与z轴方向交叉的方式延伸。x射线通过孔7a沿着z轴方向将壁部72贯通。
54.在若干个实施例中，若将各圆筒部91～96的直径表示为d1～d6，则“d2》d3》d1》d4》d5》d6”的关系成立。作为一例，直径d1为6～12mm，直径d2为10～14mm，直径d3为8～12mm，直
径d4为4～6mm，直径d5为4～6mm，直径d6为0.5～4mm。
55.圆筒部91与圆筒部92的至少一部分，位于电子通过路径p中的较由磁聚焦透镜42的极片42b(特别是磁轭42c与磁轭42d之间的间隙)包围的部分靠电子枪2侧。在若干个实施例中，圆筒部91与圆筒部92的至少一部分，构成“位于电子通过路径p中的较由磁聚焦透镜42的极片42b包围的部分靠电子枪2侧的部分”(以下称为“第1圆筒部分”。)。而且，如上述那样，与圆筒部91的直径d1相比，圆筒部92的直径d2较大(d2》d1)。即，圆筒部92较在电子枪2侧邻接的圆筒部91直径扩大。换言之，在第1圆筒部分中，圆筒部92的至少一部分，构成向靶31侧直径扩大的直径扩大部。
56.圆筒部96包含电子通过路径p的靶31侧的端部9b。而且，与圆筒部95的直径d5相比，圆筒部96的直径d6较小(d6《d5)。即，圆筒部96较在电子枪2侧邻接的圆筒部95直径缩小，而圆筒部96构成向靶31侧直径缩小的直径缩小部。在若干个实施例中，圆筒部92的直径d2为圆筒管9的最大径，自圆筒部92向靶31侧而被逐步直径缩小。因此，可理解为由包含圆筒部93～96的部分构成上述直径缩小部。
57.在若干个实施例中，通过配置于较电子枪2靠后段的磁聚焦透镜42，来调整电子束eb的大小，且通过配置于较磁聚焦透镜42靠后段的磁四极透镜43，而电子束eb的截面形状变形成椭圆形状。因此，可分别独立地进行电子束eb的大小的调整及截面形状的调整。
58.图4的(a)是包含图1及图2所示的磁聚焦透镜42及磁四极透镜43的结构例的示意图。图4的(b)是比较例的结构(双合透镜)的示意图。图4的(a)及(b)是示意性地表示在阴极c(电子枪2)至靶31之间作用于电子束eb的光学系统的一例的图。在图4的(b)所示的比较例的结构中，通过将作为凹透镜发挥作用的面与作为凸透镜发挥作用的面相互调换的2段磁四极透镜的组合，而进行电子束的截面形状的大小及纵横比的调整。在图4的(b)的比较例中，决定电子束的截面形状的大小的透镜与决定纵横比的透镜未相互独立。因此，需要通过2段磁四极透镜的组合，同时重设大小及纵横比。因此，焦点尺寸及焦点形状的调整繁杂。相对于此，在图4的(a)所示的实施例的结构中，通过前段的磁聚焦透镜42，调整电子束eb的截面形状的大小。即，通过磁聚焦透镜42，而电子束eb的截面形状被缩窄至一定的大小。其后，通过后段的磁四极透镜43，调整电子束eb的截面形状的纵横比。如此那样，在图4的(a)的实施例的结构中，决定电子束eb的截面形状的大小的透镜(磁聚焦透镜42)、与决定纵横比的透镜(磁四极透镜43)相互独立。因此，可容易且柔性地进行焦点尺寸及焦点形状的调整。
59.另外，在磁聚焦透镜42内通过的电子束eb绕沿着x轴方向的轴旋转，但由于由电子枪2出射的电子束eb的截面形状为圆形状，因此经由磁聚焦透镜42而到达磁四极透镜43的电子束的截面形状，不依赖磁聚焦透镜42内的电子束eb的旋转量而成为一定(圆形状)。由此，在磁四极透镜43中，可将电子束eb的截面形状f1(沿着yz面的截面形状)，连贯且可靠地成形为具有沿着z方向的长径x1及沿着y轴方向的短径x2的椭圆形状。通过以上内容，可容易且柔性地调整电子束eb的截面形状的纵横比及大小。
60.通过实验对具备电子枪2及磁透镜4的实施例的x射线产生装置1的性能进行了评估。此时，对电子枪2施加高电压，且将靶31设为接地电位。在所期望的输出(对阴极c的施加电压)中，获得具有“40μm
×
40μm”的有效焦点尺寸的x射线xr。在1000小时的动作中，在焦点尺寸有所变化的情况下，无需变更阴极c侧的动作条件，仅通过调整磁四极透镜43的线圈43d的电流量，而再次容易地获得上述的有效焦点尺寸。如以上所述那样，根据x射线产生装
置1，确认到仅通过进行线圈43d的电流量的调整而可将x射线xr的有效焦点尺寸相应于动态的变化而容易地进行修正。
61.在若干个实施例中，如图5所示那样，靶31具有入射有电子束eb的电子入射面31a。电子入射面31a相对于x轴方向及z轴方向而倾斜。而且，经磁四极透镜43变形为椭圆形状之后的电子束eb的截面形状f1(即，长径x1及短径x2的比)、与电子入射面31a相对于x轴方向及y轴方向的倾斜角度，以自x射线xr的取出方向(z轴方向)观察到的x射线xr的焦点形状f2成为大致圆形状的方式进行调整。在若干个实施例中，通过调整靶31的电子入射面31a的倾斜角度及由磁四极透镜43执行的成形条件(纵横比)，而可将所取出的x射线xr的焦点(有效焦点)的形状设为大致圆形状。其结果，在使用由x射线产生装置1产生的x射线xr的x射线检查等中，可获得适当的检查图像。
62.在若干个实施例中，如图2所示那样，沿着x轴方向的磁聚焦透镜42的长度，长于沿着x轴方向的磁四极透镜43的长度。此处，所谓“沿着x轴方向的磁聚焦透镜42的长度”，是指包围线圈42a的磁轭42c的全长。在若干个实施例中，易于确保磁聚焦透镜42的线圈42a的匝数。其结果，通过使磁聚焦透镜42产生比较大的磁场，而进一步提高缩小率，因此可使电子束eb有效地聚焦为较小。进而，为了缩小入射至靶31的电子入射面31a的电子束eb的大小，可加长自电子枪2至由磁聚焦透镜42构成的透镜中心(设置有极片42b的部分)的距离。
63.另外，磁聚焦透镜42的极片42b的内径d，大于磁四极透镜43的内径d(参照图3)。在若干个实施例中，通过将磁聚焦透镜42的极片42b的内径d设为比较大，而可减小由磁聚焦透镜42构成的透镜的球面像差。另外，通过将磁四极透镜43的内径d设为比较小，而可减少磁四极透镜43的线圈43d的匝数及流经该线圈43d的电流量。其结果，可抑制磁四极透镜43的发热量。
64.另外，x射线产生装置1具备圆筒管9，该圆筒管9沿着x轴方向延伸，形成供电子束eb通过的电子通过路径p。而且，磁聚焦透镜42及磁四极透镜43与圆筒管9直接或间接地连接。在若干个实施例中，由于可以圆筒管9为基准，来进行磁聚焦透镜42及磁四极透镜43的配置或安装，因此可精度良好地将磁聚焦透镜42及磁四极透镜43的中心轴配置于同轴上。其结果，可抑制通过磁聚焦透镜42内及磁四极透镜43内之后的电子束eb的轮廓(截面形状)产生变形。
65.另外，x射线产生装置1具备偏转线圈41。在若干个实施例中，如上述那样，可对自电子枪2出射的电子束eb的出射轴、与磁聚焦透镜42及磁四极透镜43的中心轴之间产生的角度偏移等适当地修正。另外，偏转线圈41配置于电子枪2与磁聚焦透镜42之间。在若干个实施例中，可在电子束eb通过磁聚焦透镜42及磁四极透镜43之前，将电子束eb的行进方向适当地调整。其结果，可将入射至靶31的电子束eb的截面形状维持为所预期的椭圆形状。
66.在x射线产生装置1中，形成遍及容纳阴极c(电子枪2)的框体6与容纳靶31的框体7而设置的电子通过路径p。而且，电子通过路径p的包含靶31侧的端部(圆筒管9的端部9b)的部分，向靶31侧而直径缩小。在若干个实施例中，圆筒部96(或者圆筒部93～96)构成向靶31侧直径缩小的直径缩小部。由此，在框体7内因电子束eb入射至靶31而产生的反射电子，难以经由电子通过路径p到达框体6内。其结果，可抑制或防止由自靶31放出的反射电子引起的阴极c的劣化。再者，所谓反射电子，是指入射至靶31的电子束eb中的未被靶31吸收而反射的电子。
67.在自阴极c放出电子束eb时，由电子枪2产生气体。气体可残留于容纳有阴极c的空间。另外，气体(例如，h2、h2o、n2、co、co2、ch4、ar等的气体副产物)会因电子朝靶31的冲撞而在框体7内产生。由此，也有电子自靶31的表面被反射的情况。在若干个实施例中，由于电子通过路径p的靶31侧的入口(即，端部9b)变窄，因此经由电子通过路径p朝框体6侧(即，内部空间s1)被吸引的气体少，从而自设置于框体6的排气流路e1排出的气体少。因此，在x射线产生装置1中，在框体7本身设置有上述气体的排出路径(排气流路e2)。由此，可适当地进行各框体6、7内的真空排气，且抑制或防止因反射电子引起的阴极c的劣化。
68.另外，电子通过路径p中较由磁聚焦透镜42的极片42b包围的部分靠电子枪2侧的部分(上述的第1圆筒部分)，具有向靶31侧直径扩大的直径扩大部(圆筒部92的至少一部分)。在若干个实施例中，即便反射电子自电子通过路径p的靶31侧的端部9b进入电子通过路径p内，但可通过向靶31侧直径扩大的直径扩大部(即，向阴极c侧直径缩小的部分)，抑制经由电子通过路径p的反射电子朝阴极c侧移动。另外，可有效地抑制向靶31的电子束eb，与电子通过路径p的内壁(圆筒管9的内面)冲撞。
69.另外，自圆筒管9的电子枪2侧向靶31侧，直径扩大部包含自具有直径d1(第1径)的部分(即圆筒部91)，朝具有较直径d1大的直径d2(第2径)的部分(即圆筒部92)非连续地变化的部分(即，圆筒部91与圆筒部92的边界部分)。在若干个实施例中，在圆筒部91与圆筒部92的边界部分，圆筒管9的直径阶梯状地变化。边界部9c由以直径d1为内径、以直径d2为外径的圆环状的壁形成(参照图2)。在若干个实施例中，即便在电子通过路径p内存在自靶31侧朝电子枪2侧前进的反射电子，也可使该反射电子与该边界部9c冲撞。由此，可更加有效地抑制或防止该反射电子朝阴极c侧移动。
70.另外，电子通过路径p中的由磁聚焦透镜42的极片42b包围的部分的直径(圆筒部92的直径d2)，为电子通过路径p的其他部分的直径以上。即，电子通过路径p于由磁聚焦透镜42的极片42b包围的部分，具有最大径。在若干个实施例中，通过将自电子枪2出射的电子束eb的发散变大的部分(即，由极片42b包围的部分)的直径加大为其他部分的直径以上，而可有效地抑制向靶31的电子束eb与电子通过路径p的内壁(圆筒管9的内面)冲撞。
71.另外，排气流路e1与排气流路e2连通。而且，排气部5经由排气流路e1将框体6内真空排气，且经由排气流路e2将框体7内真空排气。在若干个实施例中，可通过共通的排气部5，将框体6内的内部空间s1及框体7内的内部空间s2的双方真空排气，因此可谋求x射线产生装置1的小型化。
72.接着，参照图6～图13，对于作为电子束产生器的一例的电子枪2的详细的结构进行说明。如图6～图13所示那样，电子枪2具有：阴极c、第1栅电极21(第1电极)、第1保持电极22、第2栅电极23(第2电极)、第2保持电极24、第3保持电极25(第3电极)、及杆部(stem)26。第1栅电极21及第2栅电极23的一者或两者，可构成为控制自阴极c出射的电子束eb的量。
73.如图9所示那样，阴极c具有前端部c1、及一对支承销c2(支承部)。前端部c1具有出射电子束eb的电子出射面ee。一对支承销c2与前端部c1电连接、并对前端部c1支承的构件。一对支承销c2可包含金属等导电性材料。另外，前端部c1可形成为圆柱状。在若干个实施例中，前端部c1的前端面即电子出射面ee，形成为圆形平面状。电子束eb自前端部c1的电子出射面ee沿着x轴方向出射。电子束eb的出射轴ax是通过前端部c1的电子出射面ee的中心的与x轴方向平行的轴线。在若干个实施例中，出射轴ax也为电子枪2的中心轴线。一对支承销
c2可由包含陶瓷等绝缘性构件的杆部26保持。支承销c2的与前端部c1为相反侧的端部，经由配置于由第3保持电极25包围的空间s13内的连接构件等与外部的供电装置电连接。
74.如图9～图11所示那样，第1栅电极21容纳阴极c的前端部c1(前端部c1与一对支承销c2的前端部c1侧的至少一部分)。第1栅电极21具有：侧壁211(第1侧壁)、顶壁212、及底壁213。第1栅电极21的材料可为熔点高的金属材料(例如，钛、钼、及包含它们的至少一者的合金等)。
75.侧壁211绕出射轴ax包围阴极c的前端部c1。在若干个实施例中，侧壁211形成为以出射轴ax为中心轴的圆筒状。在侧壁211，设置有开口部211a(第1开口部)。另外，在侧壁211，多个(作为一例为2个)开口部211a沿着绕出射轴ax的周向等间隔地设置。在若干个实施例中，2个开口部211a以隔着出射轴ax相互相对的方式设置。因此，2个开口部211a可在y轴方向上相互相对。各开口部211a具有沿着绕出射轴ax的周向延伸的大致矩形状的长孔形状。各开口部211a的角部具有曲面形状(r形状)。由侧壁211包围的空间s11(第1空间)，经由开口部211a与后述的空间s12(侧壁211与第2栅电极23的侧壁231之间的空间)连通。空间s11由侧壁211、顶壁212、及底壁213包围。在若干个实施例中，空间s11容纳阴极c的前端部c1。
76.顶壁212与侧壁211的靶31侧(电子出射方向侧)的端部连接。顶壁212以覆盖阴极c的方式，沿着与出射轴ax正交的平面(yz平面)延伸。顶壁212的靶31侧(电子出射方向侧)的面212a以随着远离出射轴ax而靠近靶31侧的方式锥形状地倾斜。在面212a的中央部，设置有沿着x轴方向而贯通的圆形状的开口部212b。因此，面212a构成朝向开口部212b而盆状地倾斜的面。开口部212b的中心位于出射轴ax上。自阴极c的前端部c1的电子出射面ee出射的电子束eb，通过开口部212b。前端部c1中的至少电子出射面ee，配置于开口部212b的内侧。在若干个实施例中，前端部c1与开口部212b相比未突出至靶31侧(电子出射方向侧)。因此，电子出射面ee未自开口部212b突出。
77.底壁213连接于侧壁211的与靶31侧(电子出射方向侧)的端部为相反侧的端部。底壁213沿着与出射轴ax正交的平面(yz平面)延伸。一对支承销c2设置于底壁213的中央部，穿过将底壁213沿着x轴方向而贯通的圆形状的开口部213a。开口部213a的中心位于出射轴ax上。开口部213a的内径，大于开口部212b的内径。底壁213具有凸缘部213b。自沿着出射轴ax的方向(x轴方向)观察，凸缘部213b形成为圆环状，较侧壁211朝外侧延伸。
78.第1保持电极22与第1栅电极21连接的圆板状的电极。第1保持电极22的材料为熔点高的金属材料(例如，钛、钼、及包含它们的至少一者的合金等)。第1保持电极22相对于第1栅电极21配置于与靶31所位于的侧(电子出射方向侧)为相反侧。例如，第1保持电极22以沿着底壁213的与靶31侧(电子出射方向侧)为相反侧的面213c，与面213c面接触的方式配置。在第1保持电极22的中央部，设置有在x轴方向上贯通的开口部22a(中央开口部)。开口部22a的中心位于出射轴ax上。进而，在底壁213及第1保持电极22，设置有圆形的贯通孔h，其沿着x轴方向延伸，将空间s11与后述的空间s13连通。在若干个实施例中，多个(作为一例为2个)贯通孔h沿着绕出射轴ax的周向等间隔地设置。另外，2个贯通孔h以隔着出射轴ax相互相对的方式设置。2个贯通孔h以在y轴方向上相互相对的方式设置。贯通孔h包含：贯通孔213f，其设置于底壁213；及贯通孔22d，其在第1保持电极22中与贯通孔213f设置于同轴上。在若干个实施例中，通过自x轴方向观察相互重合的贯通孔213f及贯通孔22d，而形成将空
间s11与空间s13连通的贯通孔h。自x轴方向观察，第1保持电极22的外缘位于较凸缘部213b的外缘靠内侧。
79.杆部26是将阴极c固定于杆部26的圆板状的构件。在杆部26，设置有插通有成为供电路径的一对支承销c2的插通孔。杆部26包含绝缘性材料。杆部26的材料例如为氧化铝(al2o3)。杆部26配置于开口部22a内。杆部26中的自开口部22a突出的部分，由后述的第2保持电极24保持。
80.第2保持电极24相对于第1保持电极22配置于与靶31所位于的侧(电子出射方向侧)为相反侧。例如，第2保持电极24以沿着第1保持电极22的与靶31侧(电子出射方向侧)为相反侧的面22b与面22b面接触的方式配置。第2保持电极24的材料为熔点高的金属材料(例如，铜与钼的合金、铜与钨的合金等)。第2保持电极24具有侧壁241及凸缘部242。侧壁241形成为以出射轴ax为中心轴的圆筒状。凸缘部242为圆环状，与侧壁241的靶侧(电子出射方向侧)的端部连接，且沿着与出射轴ax正交的平面(yz平面)延伸至侧壁241的外侧。凸缘部242以沿着第1保持电极22的面22b与面22b面接触的方式配置。自x轴方向观察，凸缘部242的外缘位于较第1保持电极22的外缘靠内侧。在若干个实施例中，凸缘部242的外缘以凸缘部242不封住贯通孔h的方式，位于较贯通孔h的出射轴ax侧的缘部靠内侧。侧壁241的内面241a与第1保持电极22的开口部22a连续。另外，侧壁241的内径与开口部22a的内径一致。杆部26容纳于开口部22a及侧壁241的内侧。在若干个实施例中，杆部26插入第1保持电极22的开口部22a。另外，杆部26的自开口部22a突出的部分的外表面与第2保持电极24的侧壁241的内面241a接合，且第1保持电极22的面22b与凸缘部242接合。因此，杆部26可选择性地位于及固定于电子枪2。
81.如图9及图12所示那样，第3保持电极25包围阴极c的至少一部分(例如，一对支承销c2的一部分)。第3保持电极25具有侧壁251(第3侧壁)、及保持部252。
82.侧壁251形成为以出射轴ax为中心轴的圆筒状。在侧壁251，设置有开口部251a(第3开口部)。在若干个实施例中，在侧壁251设置有多个(作为一例为2个)开口部251a。2个开口部251a在与出射轴ax正交的方向(作为一例为z轴方向)上相互相对。各开口部251a的角部形成为具有曲面形状(r形状)的大致矩形状。各开口部251a的沿着出射轴ax的方向的边的长度，与侧壁251的沿着出射轴ax的方向的长度大致相等。经由开口部251a，由侧壁251包围的空间s13(第3空间)与侧壁251的外侧的空间(后述的空间s14)连通。
83.保持部252为圆环状，与侧壁251的靶31侧(电子出射方向侧)的端部连接。保持部252保持第1保持电极22。另外，保持部252具有：靶31侧(电子出射方向侧)的部分252a(第1部分)、及与靶31侧为相反侧的部分252b(第2部分)。部分252a的内径与第1保持电极22的外径大致一致。部分252b的内径小于部分252a的内径，大于第2保持电极24的凸缘部242的外径，且为不封住贯通孔h的大小。在若干个实施例中，部分252b的内面位于较贯通孔h的与出射轴ax侧为相反侧的缘部靠外侧。沿着x轴方向的第1保持电极22的侧面22c，抵接于部分252a的内面。第1保持电极22的面22b的外缘部分，抵接于部分252b的靶31侧(电子出射方向侧)的面252c。另外，第1保持电极22的面22b的外缘部分，载置于部分252b的面252c上。
84.如图6～图9所示那样，第2栅电极23容纳：阴极c、第1栅电极21、第1保持电极22、第2保持电极24、第3保持电极25、及杆部26。第2栅电极23形成为以出射轴ax为中心轴的圆筒状。在若干个实施例中，第2栅电极23具有形成为以出射轴ax为中心轴的圆筒状的侧壁231
(第2侧壁)。侧壁231的靶31侧(电子出射方向侧)的端部，具有曲面形状(r形状)。
85.侧壁231具有包围(容纳)第1栅电极21的凸缘部213b及第3保持电极25的保持部252的盖状的包围部232。包围部232包含侧壁231的靶31侧(电子出射方向侧)的端部。包围部232具有：靶31侧(电子出射方向侧)的部分232a(第1部分)、及与靶31侧为相反侧的部分232b(第2部分)。包围部232较侧壁231的其他部分(例如，设置有后述的开口部231b的部分等)厚。部分232a的厚度大于部分232b的厚度。在若干个实施例中，侧壁231于包含靶31侧(电子出射方向侧)的端部的部分(包围部232)，具有厚度向靶31侧阶段性地(阶梯状)增加的结构。部分232a处的侧壁231的内径大于第1栅电极21的侧壁211的外径，小于第1栅电极21的凸缘部213b的外径。另外，设置有开口部231b的其他部分的侧壁231的内径，与第3保持电极25的保持部252的外径一致。
86.凸缘部213b由包围部232的部分232a与部分232b固定。例如，通过凸缘部213b的靶31侧(电子出射方向侧)的面213d，抵接于部分232a的与靶31侧为相反侧的面232c而固定。另外，沿着x轴方向的凸缘部213b的侧面213e由部分232b的内面包围。
87.保持部252由包围部232的部分232b与侧壁231的设置有开口部231b的外的部分包围。例如，保持部252的靶31侧(电子出射方向侧)的面252d，抵接于部分232b的与靶31侧为相反侧的面232d。另外，沿着x轴方向的保持部252的外侧的侧面252e，由侧壁231的其他部分的内面包围。
88.相互相对的第1栅电极21的侧壁211与第2栅电极23的侧壁231(包围部232的部分232a)，通过空间s12(第2空间)而相互隔开。在若干个实施例中，空间s12是形成于侧壁211与部分232a之间的圆环状的间隙。另外，在侧壁231的靶31侧的端部(即，部分232a的端部)，以使空间s12与电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)连通的方式设置有朝x轴方向开口的开口部231a(第2开口部)。开口部231a的靶31侧(电子出射方向侧)的端部具有曲面形状(r形状)。
89.自与x轴方向正交的方向(沿着yz平面的方向)观察，侧壁231以覆盖隐藏第1栅电极21的开口部211a的方式设置。如图9所示那样，侧壁231的靶31侧(电子出射方向侧)的端面231c，位于较开口部211a的靶31侧的缘部靠靶31侧。因此，在与出射轴ax垂直的方向观察电子枪2的情况下(例如自y轴方向或z轴方向观察的情况下)，看得到顶壁212的至少一部分(靶31侧(电子出射方向侧)的端部)，但看不到由第2栅电极23覆盖的开口部211a。
90.如图13所示那样，在侧壁231中的与第3保持电极25的侧壁251相对的部分(即，包围侧壁251的部分)与侧壁251之间，形成有空间s14(第4空间)。侧壁231与侧壁251以在侧壁231与侧壁251之间设置有间隙的方式，相互隔开。另外，在侧壁231中的与侧壁251相对的部分(包围侧壁251的部分)，设置有开口部231b(第4开口部)。在若干个实施例中，在侧壁231，设置有多个(作为一例为2个)开口部231b。2个开口部231b在与出射轴ax正交的方向(作为一例为y轴方向)上相互相对。各开口部231b与开口部251a同样地具有曲面形状(r形状)的缘部，且形成为大致矩形状。侧壁251与侧壁231之间的空间s14、与电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)经由开口部231b连通。
91.如图13所示那样，设置于侧壁251的开口部251a与设置于侧壁231的开口部231b，互不直接相对。在若干个实施例中，自x轴方向观察，设置有开口部251a的位置相对于设置有开口部231b的位置偏移大致90度。因此，在自外侧观察电子枪2时，以经由开口部231b视
认不到开口部251a的方式，开口部231b及开口部251a相互错开地配置。
92.在若干个实施例中，第1栅电极21内的空间s11(容纳阴极c的前端部c1的阴极容纳空间)，经由设置于第1栅电极21的侧壁211的开口部211a，和侧壁211与第2栅电极23的侧壁231(包围部232的部分232a)之间的空间s12连通。进而，空间s12经由设置于第2栅电极23的开口部231a，与电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)连通。由此，残留于阴极容纳空间(空间s11)内的气体，经由开口部211a朝空间s12排出，且排出至空间s12的气体经由开口部231a朝电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)排出。因此，电子枪2可用于高效率地进行阴极容纳空间(空间s11)的真空排气。另外，也有自自构成电子枪2的各构件(例如，第1栅电极21)产生气体的情况，但如此的气体的排出也可高效率地进行。如此那样，电子枪2构成为高效率地进行阴极容纳空间(空间s11)的真空排气，而可抑制阴极c的消耗、及构件间的放电(例如支承销c2与各电极间的电晕放电等)。
93.开口部211a为了进行经由开口部211a的空间s11内的真空排气，而具有沿着绕出射轴ax的周向而延伸的长孔形状。
94.侧壁231以自与出射轴ax正交的方向(沿着yz平面的方向)观察，覆盖隐藏开口部211a的方式构成。可将构成开口部211a的缘端部等相对于框体6的内壁等与电子枪的电位差较大的构造隐蔽。由此，可抑制放电的产生。
95.第3保持电极25具有绕出射轴ax包围对阴极c的前端部c1支承的支承部(一对支承销c2)的侧壁251。在侧壁251，设置有使由侧壁251包围的空间s13与电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)连通的开口部251a。由此，对于残留于容纳有一对支承销c2的阴极容纳空间(空间s13)内的气体，也可经由开口部251a朝电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)排出。另外，也有自构成电子枪2的各构件(例如，第3保持电极25)产生气体的情况，但如此的气体的排出也可高效率地进行。
96.使空间s11与空间s13连通的贯通孔h，可设置于电子枪2。根据上述构成，可更有效地进行空间s13内的真空排气。
97.在若干个实施例中，侧壁231的一部分绕出射轴ax包围侧壁251。在包围侧壁251的侧壁231的该部分，设置有使侧壁231与侧壁251之间的空间s14和电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)连通的开口部231b。空间s13与电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)经由空间s14连通。由此，在以第2栅电极23的侧壁231包围第3保持电极25的侧壁251的方式设置的构造中，也可将残留于空间s13内的气体经由开口部251a、空间s14、及开口部231b朝电子枪2的外部空间(例如，框体6的内部空间s1)排出。另外，也有自构成电子枪2的各构件(例如，第3保持电极25)产生气体的情况，但但如此的气体的排出也可高效率地进行。
98.开口部251a与开口部231b设置为互不相对。开口部251a及开口部231b设置为经由开口部231b视认不到开口部251a，由此可将构成开口部251a的缘端部等相对于框体6的内壁等与电子枪的电位差大的构造隐蔽。由此，可抑制放电的产生。
99.通过使用具备电子枪2的实施例的x射线产生装置1的评估实验，确认到在调节后，在管电压160kv下不产生放电。另外，作为不产生放电的结果，与采用不具备开口部211a、开口部231a、开口部251a、及开口部231b的结构的情况相比，确认到可大幅减少构成阴极c的阴极结晶的消耗量。
100.应当理解，本说明书所记载的所有方式、优点及特征不一定通过任意的特定的实施例达成，或者不一定包含于任意的特定的实施例。在本说明书中，对各种实施例进行了说明，但应当明确，也可采用包含具有不同的材料及形状的其他实施例。
101.例如，在自电子枪2的电子束eb的出射轴与磁聚焦透镜42的中心轴精度良好地对齐的情况下，可省略偏转线圈41。另外，偏转线圈41可配置于磁聚焦透镜42与磁四极透镜43之间，也可配置于磁四极透镜43与靶31之间。
102.电子通过路径p(圆筒管9)的形状可遍及全局地具有单一的直径。另外，电子通过路径p可由单一的圆筒管9形成。在其他的例中，也可以是，圆筒管9仅设置于框体6内，通过框体7内的电子通过路径p由设置于框体7的壁部71的贯通孔形成。另外，也可不另外设置圆筒管9，而通过筒构件10的贯通孔与设置于框体44及框体7的贯通孔，构成电子通过路径p。
103.图6表示圆筒管的第1变化例(圆筒管9a)。在若干个实施例中，圆筒管9a在具有圆筒部91a～93a取代圆筒部91～96的点上，与图2所示的圆筒管9不同。圆筒部91a自圆筒管9的端部9a延伸至线圈42a的由电子枪2侧包围的位置。圆筒部91a具有锥形状。例如，圆筒部91a的直径自端部9a向靶31侧，自直径d1渐增至直径d2。圆筒部92a自圆筒部91a的靶31侧的端部，延伸至较极片42b稍靠靶31侧的位置。圆筒部92a具有一定的直径(直径d2)。圆筒部93a自圆筒部92a的靶31侧的端部延伸至圆筒管9的端部9b。圆筒部93a具有锥形状。例如，圆筒部93a的直径自圆筒部92a的该端部向靶31侧，自直径d2渐减至直径d6。在圆筒管9a中，圆筒部91a相当于直径扩大部，圆筒部93a相当于直径缩小部。
104.图7表示圆筒管的第2变化例(圆筒管9b)。在若干个实施例中，圆筒管9b于具有圆筒部91b、92b取代圆筒部91～96的点上，与图2所示的圆筒管9不同。圆筒部91b自圆筒管9的端部9a延伸至由极片42b包围的位置。圆筒部91b具有锥形状。例如，圆筒部91b的直径自端部9a向靶31侧，自直径d1渐增至直径d2。圆筒部92b自圆筒部91b的靶31侧的端部延伸至圆筒管9的端部9b。圆筒部92b具有锥形状。在若干个实施例中，圆筒部92b的直径自圆筒部91b的该端部向靶31侧，自直径d2渐减至直径d6。在圆筒管9b中，圆筒部91b相当于直径扩大部，圆筒部92b相当于直径缩小部。
105.在若干个实施例中，圆筒管(电子通过路径)的直径缩小部及直径扩大部可不是如圆筒管9那样形成为阶梯状(非连续)，而是如圆筒管9a、9b那样形成为锥形状。另外，如圆筒管9b那样，圆筒管可仅由形成为锥形状的部分构成。另外，圆筒管也可具有使直径阶梯状地变化的部分及使直径锥形状地变化的部分的双方。例如，也可以是，直径扩大部如圆筒管9a那样形成为锥形状，另一方面，直径缩小部如圆筒管9那样形成为阶梯状。
106.另外，靶可不为旋转阳极。在若干个实施例中，也可构成为靶不旋转，且构成为电子束eb始终入射至靶上的同一位置。但是，通过将靶设为旋转阳极，而可减少针对靶的因电子束eb所致的局部的负载。其结果为，可增大电子束eb的量，且增大自靶出射的x射线xr的光量。
107.在若干个实施例中，电子枪2也可构成为出射具有圆形状的截面形状的电子束eb。在其他的例中，电子枪2也可构成为出射具有圆形状以外的截面形状的电子束。
108.在若干个实施例中，在电子枪2，也可不设置所有上述的开口部211a、231a、251a、231b。例如，也可省略开口部251a及开口部231b。该情况下，可通过开口部211a及开口部231a提高空间s11的排气效率。另外，开口部211a、231a、251a、231b、贯通孔h的一个以上的
形状、个数、及配置可进行变更。另外，贯通孔h也可使空间s12与空间s13连通。形成有贯通孔h的位置，可为自x轴方向观察与空间s12重合的位置(即，为较图9所示的位置靠外侧、且远离出射轴ax的位置)。
109.[结构1]
[0110]
第1电极包含第1栅电极21，第2电极包含第2栅电极23，第3电极包含保持电极25。
[0111]
[结构2]
[0112]
电子枪2进而具备与第1栅电极21连接的第1保持电极22、及与第1保持电极22连接的第2保持电极24。第1保持电极22位于第1栅电极21与第2保持电极24之间。
[0113]
[结构3]
[0114]
第1保持电极22具有圆板状的金属电极。
[0115]
[结构4]
[0116]
第1保持电极22具有沿着绕出射轴ax的周向等间隔地设置的多个圆形状的贯通孔22d。
[0117]
[结构5]
[0118]
多个圆形状的贯通孔22d使第1空间(空间s11)及第2空间(空间s12)的至少一者与第3空间(空间s13)连通。
[0119]
[结构6]
[0120]
第2保持电极24具有：圆筒状的侧壁241、及环状的凸缘部242。
[0121]
[结构7]
[0122]
环状的凸缘部242的外缘位于至少1个圆形状的贯通孔22d的缘部的内侧。
[0123]
[结构8]
[0124]
在第1保持电极22，设置有位于出射轴ax上的中央开口部(开口部22a)。电子枪2进而具备杆部26，其支承阴极c，且插入中央开口部(开口部22a)。
[0125]
[结构9]
[0126]
第2保持电极24具有圆筒状的侧壁241。自中央开口部(开口部22a)突出的杆部26的外表面，接合于圆筒状的侧壁241的内面241a。
[0127]
[结构10]
[0128]
位于第1侧壁211与第2侧壁231之间的第2空间(空间s12)，形成环状的间隙。
[0129]
[结构11]
[0130]
阴极c的前端部c1位于第1空间(空间s11)。
[0131]
[结构12]
[0132]
阴极c的前端部c1将电子束eb朝外部空间(框体6的内部空间s1)放出。