JP2003115398A

JP2003115398A - Ｘ線装置

Info

Publication number: JP2003115398A
Application number: JP2001307635A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Tamura; 知巳田村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2003-04-18
Anticipated expiration: 2021-10-03
Also published as: JP4144206B2

Abstract

(57)【要約】【課題】測定直前もしくは測定中に、Ｘ線管の陰極寿
命を予測することができるＸ線装置を提供する。【解決手段】予め、寿命係数記憶部１５ａに過去の実
験や文献からの陰極に関する真空度と陰極温度と点灯時
間等のデータが記憶され、制御ユニット１４の真空度計
測部２０は真空計１２からの信号を取込み、フィラメン
ト温度計測部１８はフィラメント１の電圧と電流から抵
抗を算出してフィラメント温度を間接的に推測し、フィ
ラメント通電時間計測部１９はフィラメント１の点灯時
間を計測し、ＰＣ１５は、真空度と陰極温度と点灯時間
のデータを寿命係数記憶部１５ａの過去のデータと比較
演算して、陰極寿命をモニタ１６の寿命指数表示部１６
ａに表示し、又、フィラメント交換指示器１１に陰極交
換の指示を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線装置に係わ
り、特に、開放型Ｘ線管を搭載した工業用Ｘ線検査装置
などに関する。

【０００２】

【従来の技術】微細な内部構造を非破壊検査法で観察す
る手法が各分野で要求されている。例えば半導体パッケ
ージングの開発や実装検査・品質保証のために、微小焦
点を有するＸ線管を使って内部の欠陥などが調べられて
いる。このＸ線管は開放型構造で、ターゲットに厚さが
薄いタングステンプレートを使用し、収束された電子ビ
ームをこのターゲットに打ち込み、そこで発生するＸ線
を放射するものである。検査部品の微細な構造を観察す
るため、焦点寸法は微小なものが使われている。このＸ
線管はマイクロフォーカスＸ線管と呼ばれ、真空容器内
で熱陰極から出射した電子ビームを、電子レンズにより
収束させてターゲット上の１〜２００μｍの寸法の微小
領域に打ち込み、そこで生じるＸ線を利用するものであ
る。マイクロフォーカスＸ線管のうち、特に焦点寸法が
微小化できるものは、開放型と呼ばれるタイプのもので
ある。開放型のＸ線管は、真空容器の開閉機構と真空排
気ポンプを具備しており、熱陰極やターゲット材を交換
できるという特徴をもつ。このため、開放型のマイクロ
フォーカスＸ線管では熱陰極（フィラメント）やターゲ
ットの寿命を犠牲にして陰極のフィラメントの温度を上
げて焦点寸法を微細化し、高管電圧、高管電流の条件で
焦点寸法を微細化することが可能である。開放型のＸ線
管は、さらに透過型と反射型と呼ばれる２つのタイプに
分類される。透過型では、ターゲット面から見て電子ビ
ームと出力Ｘ線が反対側に位置するのに対し、反射型で
は、ターゲット面から見て電子ビームと出力Ｘ線が同じ
側に位置する。透過型、反射型とも、電子ビームをター
ゲット上の微小領域に収束してＸ線の焦点寸法を微細化
する構造は同じである。

【０００３】図５に、開放型Ｘ線管１０を用いたＸ線装
置の構成を示す。この開放型Ｘ線管１０は、カソード部
のフィラメント１と、ウェネルト電極２と、真空度を測
定する真空計１２ａと、電子ビームを加速する陽極３
と、電子ビームの方向を偏向する偏向コイル４と、偏向
された電子ビームを集束する集束コイル５と、Ｘ線透過
窓上に設けられたターゲット６とから構成されている。
そして、各部はＯ−リング（図示せず）で互いに真空気
密に連結されており、ターボ分子ポンプとロータリーポ
ンプ（図示せず）による２段引きがされたＸ線管容器を
形成している。陰極側に高圧ケーブルが挿し込まれ、高
電圧電源１３から陰極のフィラメント１に負の高電圧が
印加される。陽極３側のターゲット６及びＸ線管容器の
外装は接地電位に保たれている。高圧ケーブルを介して
陰極のフィラメント１に、フィラメント電流設定部１４
ｃで設定された電流値で、フィラメント電流供給部１３
ａから電圧が印加され電流が流れ加熱されると熱電子が
放出され、陽極３に向かって加速され、電子ビームを形
成する。電子ビームはウェネルト電極２を通り、加速さ
れて陽極３の中央に設けられた円筒部に入り、制御ユニ
ット１４ｂにより制御される偏向コイル４により電子ビ
ームの進行方向が調整される。そして、制御ユニット１
４ｂにより制御される集束コイル５によって、微小な径
の電子ビームに収束され、ターゲット６に突入する。ア
ルミニウムの厚みＴ＝０．５ｍｍ程度のＸ線出力窓上の
内側に、ターゲット６がマウントされている。ターゲッ
ト６は、例えば、厚さが５０μｍ程度のタングステンが
使われたり、ターゲット材をＸ線透過窓に直接成膜した
りしている。このターゲット６に電子ビームが突入する
とそこでＸ線を放射する。放射されるＸ線のうちＸ線透
過窓を透過する方向のＸ線ビームが試料台７に載せられ
た試料８に照射されて、その透過Ｘ線がＸ線像検出装置
９に入射し、その出力信号がＰＣ１５ｂに入力されて信
号処理され、モニタ１６ｂにＸ線画像として表示され
る。マイクロフォーカスＸ線管のＸ線条件は、管電圧が
５〜２２５ｋＶ、管電流が〜２ｍＡ程度で、焦点寸法は
１〜２００μｍ程度のものが使われ、フィラメント通電
時間が制御ユニット１４ｂのフィラメント通電時間表示
部１４ｄに表示されている。そして、開放型Ｘ線管１０
と試料８がセットされる試料台７とＸ線像検出装置９
は、散乱Ｘ線防護のためにＸ線防護ボックス１７ａ内に
格納されている。上記は熱陰極にタングステン材のフィ
ラメント１を用いたものであるが、熱陰極として、高温
度でより高密度の電子放射を可能にした６ほう化ランタ
ン（ＬａＢ_６）熱陰極や６ほう化セリウム（ＣｅＢ_６）
熱陰極のチップが用いられたものがある。これらはタン
グステンのフィラメント１の熱陰極に比べて１０倍の輝
度が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のＸ線装置は以上
のように構成されているが、このＸ線装置の電子銃の陰
極のフィラメント１は、点灯時間経過とともにタングス
テンが蒸発し、線径が徐々に細くなって切断される。フ
ィラメント１の寿命は、残留ガス分子の衝突と、高温で
の蒸発によって定まると言われているが、切れたフィラ
メント１を観察すると、図６（上田良二、１９８２年発
行、電子顕微鏡、共立出版株式会社から引用）（ａ）に
示すように、主に蒸発による場合は一箇所に集中して切
断しているが、残留ガスが主原因のときは、（ｂ）に示
すように、フィラメント１のかなりの部分が細くなって
いるのがわかる。切断されるまでの時間を寿命とする
と、その寿命は真空度と陰極のフィラメント温度により
決定されるが、真空度が１０^−５Ｔｏｒｒより高真空の
場合は、（ａ）の温度による蒸発によって寿命が決まる
といわれている。また、高密度電子放射を得るために用
いられる６ほう化ランタン（ＬａＢ_６）熱陰極や６ほう
化セリウム（ＣｅＢ_６）熱陰極の場合は、切れることは
ないものの、タングステン材のフィラメント１の陰極と
同様に、真空度と陰極温度に依存してチップが消耗する
ことが確かめられている。しかし、運転中にフィラメン
ト１の温度を測定することは実際上難しい。フィラメン
ト加熱電流の測定によって、温度を推定することがしば
しば行なわれるが、一定の電流でも周辺の温度変化に伴
って、フィラメント１の温度はかなり大きく変化する。
図７（上田良二、１９８２年発行、電子顕微鏡、共立出
版株式会社から引用）に、Ｖ字形フィラメントについ
て、Ｂｌｏｏｍｅｒによるフィラメント温度と寿命およ
び軸上輝度の測定結果を示す。横軸にフィラメント温
度、縦軸に寿命及び軸上の測定輝度／理論輝度を示す。
フィラメント温度が２６００Ｋから２９００Ｋにわたっ
て温度上昇すると、急激に寿命が低下する。このように
寿命になるとフィラメント１の交換が必要となる。交換
時にはＸ線管容器の内部を大気圧状態にし、陰極部の電
子銃のフィラメント１の部分を外部に取出し、フィラメ
ント１を新しいものに交換する。そして再び、Ｘ線管容
器にフィラメント１を取付け、内部を真空に排気する。
しかし、タングステン材のフィラメント１の場合、線材
が蒸発して線径が細くなっても、極端に装置の性能が低
下することがないため、Ｘ線装置の画像からフィラメン
ト寿命を推測することは難しい。また、装置にはフィラ
メント通電時間（点灯時間）が制御ユニット１４ｂのフ
ィラメント通電時間表示部１４ｄに表示されているが、
同じ真空度、同じ陰極温度でフィラメント１を点灯する
場合には、寿命の目安となるが、例えば、低真空状態で
点灯してしまった場合や、低温度で点灯しておこなった
場合等、通常と異なる条件で動作させた場合には、陰極
寿命の推測は難しくなる。寿命が近いのにそのまま使用
した場合には、測定直前もしくは測定中にフィラメント
１が切れたりすると、Ｘ線装置の検査ラインがストップ
することになり、検査に支障をきたすという問題があ
る。また、６ほう化ランタン（ＬａＢ_６）熱陰極や６ほ
う化セリウム（ＣｅＢ_６）熱陰極の場合は、切れること
がなく、一般的にタングステン材のフィラメント１より
寿命が長い。しかし、蒸発による陰極チップ形状の大幅
な変形が、電子源特性の低下を招き、電子ビームのスポ
ット径が大きくなり、装置の分解能の低下を招くという
問題がある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、フィラメントの寿命が近いのにそのま
ま使用することがないように、また、蒸発による陰極チ
ップ形状の変形により、装置の分解能の低下を招くこと
がないように、測定直前もしくは測定中に陰極寿命を予
測することができるＸ線装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のＸ線装置は、真空中で通電加熱され熱電子
を放出する陰極を備え、その陰極の交換が可能な開放型
Ｘ線管を搭載したＸ線装置において、真空度を測定する
手段、あるいは、陰極温度を直接的または間接的に測定
する手段と、陰極通電時間を計測する手段と、真空度あ
るいは陰極温度と陰極通電時間のファクタによる過去の
陰極寿命のデータを記憶した寿命係数記憶部と、前記真
空度あるいは陰極温度のいずれかもしくはその両方と前
記陰極通電時間を組合せて前記寿命係数記憶部のデータ
から陰極の寿命を演算するコンピュータと、演算された
寿命をモニタ上に指数として表示する寿命指数表示部も
しくは装置上にその陰極を交換指示する陰極交換指示器
とを備えるものである。

【０００７】また、請求項２に記載された発明のＸ線装
置は、熱電子を放出する陰極の材質がタングステンから
なるフィラメントであることを特徴とする。

【０００８】また、請求項３に記載された発明のＸ線装
置は、熱電子を放出する陰極の材質が６ほう化ランタン
もしくは６ほう化セリウムであることを特徴とする。

【０００９】本発明のＸ線装置は上記のように構成され
ており、開放型Ｘ線管に熱陰極のタングステン材からな
るフィラメント、または、６ほう化ランタンもしくは６
ほう化セリウムからなるチップが用いられ、装置の制御
ユニットに、真空度を測定する真空度計測部、あるい
は、陰極温度を直接的または間接的に測定するフィラメ
ント温度計測部、例えばフィラメント抵抗を計測して温
度を推測する計測部と、陰極通電による点灯時間を計測
するフィラメント通電時間計測部とを設け、陰極寿命デ
ータ、例えば、あらかじめ実験したデータ、文献などか
ら取得した真空度、陰極温度、陰極通電時間及び陰極材
の物理的な特性等による関連データなどをコンピュータ
の寿命係数記憶部に記憶して、コンピュータが、測定さ
れた真空度と、陰極温度（間接的にフィラメント抵抗測
定によって算出した温度）のいずれか、もしくはその両
方と陰極通電時間を組合せて、寿命係数記憶部に記憶さ
れたデータを参照して陰極の寿命を演算する。そして演
算された寿命をモニタ上に指数として寿命指数表示部に
表示し、もしくは装置上に設けられた陰極交換指示器
に、寿命が近づくと陰極を交換するように指示表示す
る。そのため、Ｘ線装置の開放型Ｘ線管をさまざまな真
空度と陰極温度で陰極を点灯させた場合でも、その条件
に合せた寿命の推測がおこなわれ、演算された寿命がモ
ニタ上の寿命指数表示部に表示され、もしくは装置の陰
極交換指示器に陰極交換の指示表示がでるので、それを
見て使用者は測定前に陰極を新しいものに交換すること
ができ、測定中にフィラメントが切れたりすることがな
くなり、Ｘ線装置の検査ラインを正常に運用することが
できる。また、蒸発による陰極チップ形状の大幅な変形
がなくなり、正常な分解能で検査することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のＸ線装置の一実施例を図
１を参照しながら説明する。図１は本発明のＸ線装置の
構成を示す図である。本Ｘ線装置は、熱電子を放出する
陰極（フィラメント１）を備え交換が可能な開放型Ｘ線
管１０と、制御ユニット１４に設けられ真空計１２で真
空度を測定する真空度計測部２０と、フィラメント１の
温度を直接的または間接的に測定するフィラメント温度
計測部１８と、フィラメント１の点灯時間を計測するフ
ィラメント通電時間計測部１９と、ＰＣ１５に設けられ
真空度とフィラメント１の温度と点灯時間のファクタに
よる過去のフィラメント１の寿命のデータを記憶した寿
命係数記憶部１５ａと、測定された前記真空度とフィラ
メント１の温度のいずれかもしくはその両方と前記フィ
ラメント１の点灯時間を組合せて前記寿命係数記憶部１
５ａのデータを参照しフィラメント１の寿命を演算する
ＰＣ１５と、Ｘ線画像を表示するモニタ１６上に演算さ
れた寿命を指数として表示する寿命指数表示部１６ａ、
もしくは装置上にそのフィラメント１を交換指示するフ
ィラメント交換指示器１１と、開放型Ｘ線管１０のフィ
ラメント１に供給する電流がフィラメント電流設定部１
４ａで設定されフィラメント１に負の高電圧とフィラメ
ント電流を供給する高電圧電源１３とフィラメント電流
供給部１３ａと、Ｘ線が試料台７に載せられた試料８を
透過し試料のＸ線透過像を検出するＸ線像検出装置９と
から構成されている。

【００１１】本Ｘ線装置と従来のＸ線装置と異なるとこ
ろは、本Ｘ線装置には、開放型Ｘ線管１０のフィラメン
ト１の寿命予測値（ここでは寿命指数と表現）が、モニ
タ１６のＸ線画像上に寿命指数表示部１６ａとして表示
され、さらに、寿命が近づくとＸ線防護ボックス１７側
に「フィラメントを交換してください」という指示がフ
ィラメント交換指示器１１に表示される点にある。本Ｘ
線装置のＰＣ１５は、寿命係数記憶部１５ａに、過去の
フィラメント１の寿命の関連データ、例えば、文献や実
験などで得られた真空度と陰極温度と寿命のデータや、
陰極温度と真空度と材料損失率のデータや、陰極温度と
輝度と寿命のデータが記憶され、制御ユニット１４に設
けられた真空度計測部２０からの真空度のデータと、フ
ィラメント温度計測部１８でフィラメント電圧と電流か
ら抵抗が算出され過去のデータから推測されたフィラメ
ント１の温度データと、フィラメント通電時間計測部１
９からのフィラメント１が点灯された点灯時間データと
を取込んで、寿命係数記憶部１５ａのデータを参照し、
寿命指数を算出し、モニタ１６上の寿命指数表示部１６
ａに表示する。そして、Ｘ線防護ボックス１７側に「フ
ィラメントを交換してください」という指示をフィラメ
ント交換指示器１１に表示する。

【００１２】次に、本Ｘ線装置の動作について説明す
る。開放型Ｘ線管１０は、従来型のＸ線装置に用いられ
ているものと同じ構造であり、各部はＯ−リング（図示
せず）で互いに真空気密に連結されており、ターボ分子
ポンプとロータリーポンプ（図示せず）による２段引き
で高真空にされる。制御ユニット１４に設けられた真空
度計測部２０は、その真空度を真空計１２によって計測
し記憶する。高電圧電源１３から陰極のフィラメント１
に負の高電圧が印加され、制御ユニット１４のフィラメ
ント電流設定部１４ａで設定された電流で、フィラメン
ト電流供給部１３ａからフィラメント１に電流が供給さ
れ、陽極３側のターゲット６及びＸ線管容器の外装は接
地電位に保たれている。フィラメント１が加熱されると
熱電子が放出され、陽極３に向かって加速され、電子ビ
ームはウェネルト電極２を通り、加速されて陽極３の中
央に設けられた円筒部に入り、偏向コイル４により電子
ビームの進行方向が調整され、集束コイル５によって、
微小な径の電子ビームに収束され、ターゲット６に突入
する。制御ユニット１４のフィラメント通電時間計測部
１９は、フィラメント１に電流が流されている間の点灯
時間を計測し記憶する。同時に、フィラメント温度計測
部１８は、フィラメント１の電流と電圧からフィラメン
ト１の動作抵抗を算出し、寿命係数記憶部１５ａに記憶
された過去のデータを参照してフィラメント１の温度を
推測し記憶する。ターゲット６はアルミニウムのＸ線出
力窓上の内側にマウントされ、電子ビームが突入すると
そこでＸ線を放射する。放射されるＸ線のうちＸ線透過
窓を透過する方向のＸ線ビームが試料台７に載せられた
試料８に照射されて、そのＸ線透過像がＸ線像検出装置
９に入力され、その出力信号がＰＣ１５に入力されて信
号処理され、モニタ１６にＸ線画像として表示される。
Ｘ線像検出装置９は、イメージインテンシファイア
（Ｉ．Ｉ．）とＣＣＤカメラを組合せたＸ線像検出装置
である。イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）の出
力像をＣＣＤカメラで撮像するもので、その出力はＸ線
の画像信号として取出すことができる。また、これを半
導体フラットパネルの撮像装置に置き換えて構成しても
良い。ＰＣ１５は、制御ユニット１４の真空度計測部２
０からの真空度データ、フィラメント温度計測部１８か
らのフィラメント１の温度データ、フィラメント通電時
間計測部１９からのフィラメント１の点灯時間データを
取込み、寿命係数記憶部１５ａに記憶された過去のデー
タを参照し、寿命指数、例えば、寿命に関するパラメー
タを０〜１００で表示し、これを寿命指数として、ＰＣ
１５はこの寿命指数を算出し、モニタ１６上の寿命指数
表示部１６ａに表示する。そして、寿命が近づくと、制
御ユニット１４を介してＸ線防護ボックス１７側に「フ
ィラメントを交換してください」という指示をフィラメ
ント交換指示器１１に表示する。通常、開放型Ｘ線管１
０のＸ線条件は、管電圧が５〜２２５ｋＶ、管電流が〜
２ｍＡ程度で、焦点寸法は１〜２００μｍ程度のものが
使われる。そして、開放型Ｘ線管１０と、試料８がセッ
トされる試料台７と、Ｘ線像検出装置９は、散乱Ｘ線防
護のためにＸ線防護ボックス１７内に格納される。

【００１３】図２（ａ）（Ｂ．Ｎ．Ｂｌｏｏｍｅｒｅ
ｔａｌ；Ｔｈｅｌｉｖｅｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｆｉｌａｍｅｎｔｓ、Ｂ．
Ｊ．ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、ｖｏｌ
８、ｐｐ８３‐８５、１９５６、８／２０から引用）
に、タングステン材のフィラメント１における真空度と
寿命の関係を、図２（ｂ）（Ｂ．Ｎ．Ｂｌｏｏｍｅｒ
ｅｔａｌ；Ｔｈｅｌｉｖｅｓｏｆｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｆｉｌａｍｅｎｔｓ、
Ｂ．Ｊ．ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、ｖｏ
ｌ８、ｐｐ８３‐８５、１９５６、８／２０から引用）
に、２９００Ｋの寿命を１とした場合の各温度での係数
を示す。例えば、フィラメント１の線径０．００６（ｉ
ｎ）、フィラメント１の温度２９００Ｋ、真空度０．２
（μＨｇ）を基準とすると、図２（ａ）からフィラメン
ト寿命は３０時間である。寿命に関するパラメータを０
〜１００で表示し、これを寿命指数：仮にＬと定義し、
Ｌが０からスタートして１００になれば寿命となるよう
にする。この点灯条件の場合には、寿命は３０時間なの
で、これを対応させると、１時間点灯に付、寿命指数Ｌ
が約３．３ずつ、カウントアップすることになる。仮に
途中で真空度０．６（μＨｇ）で３時間動作させてしま
ったとすると、図２（ａ）から寿命は基準条件の１／３
になるので、この期間の寿命指数Ｌは、１時間点灯する
毎に１０（≒３．３×３）ずつ、カウントアップするこ
とになる。フィラメント１の点灯の時間経過と共に、寿
命指数Ｌが１００に近づいていき、例えば、「９７」に
なった場合にはあと「３」、上記基準条件では１時間以
内に寿命になる、という計算になる。次回のＸ線装置の
検査時間が５時間あるとすれば、あらかじめフィラメン
ト１を交換しておいたほうが良い、という判断が可能で
ある。このときはフィラメント交換指示器１１に「フィ
ラメントを交換してください」という指示が表示され
る。上記は真空度が基準状態から変わった場合の例であ
るが、フィラメント１の温度が変わった場合において
も、同様に、図２（ｂ）記載の係数をかけて寿命を算出
すればよい。実際には、真空度やフィラメント１の温度
が基準状態から変わった場合の寿命のデータは、図２に
示すデータを参照しても良く、また、Ｘ線装置ごとに実
験的に求めても良い。いずれにしても、あらかじめＸ線
装置内もしくはこれに接続されているＰＣ１５内の寿命
係数記憶部１５ａに各条件毎の寿命に関するデータ（係
数など）をテーブルとして記憶しておき、装置の設定
値、実測値から寿命が推測できるパラメータを算出し
て、寿命指数表示部１６ａに数値化表示、もしくはフィ
ラメント交換指示器１１などに指示して可視化表示する
ことが本Ｘ線装置の特徴である。

【００１４】図３（「ＬａＢ６ＣＡＴＨＯＤＥ」、電気
化学工業株式会社、カタログから引用）は、６ほう化ラ
ンタンもしくは６ほう化セリウムからなるチップが陰極
に用いられた場合の陰極温度と真空度と材料損失率の関
係を示す図である。陰極温度の上昇と共に、同時に、真
空度の低下と共に、陰極材料の損失率が高くなることが
分る。これらの各陰極材料メーカが公表しているデータ
シートを参照して、チップの消耗度を算出し、あらかじ
め計測した、チップが消耗した場合のＸ線装置の画像分
解能の低下のデータと照合して寿命を推測し、表示させ
ることができる。

【００１５】図４（「ＬａＢ６ＣＡＴＨＯＤＥ」、電気
化学工業株式会社、カタログから引用）は、タングステ
ン材のフィラメント１と、６ほう化ランタンを陰極に用
いた場合の動作温度による輝度と寿命との関係を示すデ
ータである。タングステンのフィラメント１に比べて６
ほう化ランタンを陰極にした場合は、１０倍の輝度が得
られ、長寿命であるが、いずれも温度を高くして高輝度
で使用すると、寿命が短くなる。これらのデータを寿命
係数記憶部１５ａに記憶させておき、参照データとして
用いることができる。

【００１６】上記の実施例では、寿命指数Ｌを０〜１０
０の数値でカウントアップして表示したが、カウントダ
ウンして表示してもよい。また、寿命指数を定義せずに
実際の時間表示にしてもよい。また、フィラメント温度
計測部１８では間接的にフィラメント１の電圧、電流か
らフィラメント１の動作抵抗を算出し、過去のデータを
参照してフィラメント１の温度を推測したが、オプティ
カル・パイロメータ等を装置に装備したもので直接フィ
ラメント１の温度を計測することもできる。また、本Ｘ
線装置では寿命指数表示部１６ａとフィラメント交換指
示器１１を設けた例で説明したが、最も簡素化したシス
テムのＸ線装置では「寿命」つまり陰極交換の指示ラン
プをＸ線装置内もしくは接続されたモニタ１６の画面内
に設けてもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明のＸ線装置は上記のように構成さ
れており、開放型Ｘ線管の熱陰極にタングステン材から
なるフィラメント、または、６ほう化ランタンもしくは
６ほう化セリウムからなるチップが用いられ、真空度が
真空計から計測され、陰極温度が間接的に陰極抵抗測定
等によって算出され、陰極通電による点灯時間が計測さ
れ、一方、予め実験データ、文献などにより取得した真
空度、陰極温度、陰極通電時間などの過去のデータがコ
ンピュータの寿命係数記憶部に記憶され、コンピュータ
が、測定された真空度と、陰極温度のいずれか、もしく
はその両方と陰極通電時間を組合せて、記憶された過去
のデータと参照し、陰極の寿命を演算する。そしてモニ
タ上に寿命指数が表示され、もしくは、陰極を交換する
ように指示表示されるので、使用者は測定前に陰極を新
しいものに交換することができる。そのため、測定中に
フィラメントが切れたり、蒸発による陰極チップ形状の
大幅な変形がなくなり、Ｘ線装置の検査ラインを正常に
運用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線装置の一実施例を示す図であ
る。

【図２】本発明のＸ線装置のタングステンフィラメン
トの寿命データを示す図である。

【図３】本発明のＸ線装置の６ほう化ランタン熱陰極
の真空度に対する温度と材料損失の関係を示す図であ
る。

【図４】本発明のＸ線装置の６ほう化ランタン熱陰極
及びタングステンフィラメントの温度に対する寿命と輝
度の関係を示す図である。

【図５】従来のＸ線装置を示す図である。

【図６】切れたフィラメントの先端の状態を示す図で
ある。

【図７】Ｖ字型フィラメントの温度と寿命及び軸上輝
度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１…フィラメント２…ウェネルト電極３…陽極４…偏向コイル５…集束コイル６…ターゲット７…試料台８…試料９…Ｘ線像検出装置１０…開放型Ｘ線管１１…フィラメント交換指示器１２、１２ａ…真空計１３…高電圧電源１３ａ…フィラメント電流供給部１４、１４ｂ…制御ユニット１４ａ、１４ｃ…フィラメント電流設定部１５、１５ｂ…ＰＣ１５ａ…寿命係数記憶部１６、１６ｂ…モニタ１６ａ…寿命指数表示部１７、１７ａ…Ｘ線防護ボックス１８…フィラメント温度計測部１９…フィラメント通電時間計測部２０…真空度計測部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空中で通電加熱され熱電子を放出する陰
極を備え、その陰極の交換が可能な開放型Ｘ線管を搭載
したＸ線装置において、真空度を測定する手段、あるい
は、陰極温度を直接的または間接的に測定する手段と、
陰極通電時間を計測する手段と、真空度あるいは陰極温
度と陰極通電時間のファクタによる過去の陰極寿命のデ
ータを記憶した寿命係数記憶部と、前記真空度あるいは
陰極温度のいずれかもしくはその両方と前記陰極通電時
間を組合せて前記寿命係数記憶部のデータから陰極の寿
命を演算するコンピュータと、演算された寿命をモニタ
上に指数として表示する寿命指数表示部もしくは装置上
にその陰極を交換指示する陰極交換指示器とを備えるこ
とを特徴とするＸ線装置。
【請求項２】熱電子を放出する陰極の材質がタングステ
ンからなるフィラメントであることを特徴とする請求項
１記載のＸ線装置。
【請求項３】熱電子を放出する陰極の材質が６ほう化ラ
ンタンもしくは６ほう化セリウムであることを特徴とす
る請求項１記載のＸ線装置。