JP2015506557A - 少なくとも部分的に半径方向に方向性のある研削構造を有するｘ線回転陽極 - Google Patents

Abstract

本発明は、リング状の焦点軌道を備え、その焦点軌道の表面が方向性のある研削構造（１８）を有するＸ線回転陽極に関する。このＸ線回転陽極において、研削構造（１８；２２）の向き（２０）が、リング状の焦点軌道の周囲を越えてかつその焦点軌道の半径方向広がりを越えて、各表面部分において基準接線方向（８）に対して相対的に１５?以上９０?以下の範囲内の角度でそれぞれ傾けられている。さらに本発明はＸ線回転陽極（２）の製造方法に関する。【選択図】図２

Description

本発明は、リング状の焦点軌道を備え、その焦点軌道の表面が方向性のある研削構造を有するＸ線回転陽極に関する。

Ｘ線回転陽極は、Ｘ線を発生するためのＸ線管内で使用される。このようなＸ線回転陽極を有するＸ線装置は、特に医学の分野において画像化診断のために使用される。使用時に電子がＸ線管の陰極から放出され、回転させられるＸ線回転陽極に向けて集束される電子線の形で加速される。電子線のエネルギーの大部分がＸ線回転陽極において熱に変換されるのに対して、その小部分がＸ線として放射される。局所的に放出される熱量がＸ線回転陽極の強い加熱を生じる。

使用時に、電子線によって、Ｘ線回転陽極の回転運動に基づいてリング状の軌道（焦点軌道）が走査される。一般に、Ｘ線回転陽極は、焦点軌道の領域に、支持体上に形成された焦点軌道被膜を有する。焦点（Ｘ線回転陽極上の電子線の衝突点）における周期的な熱機械負荷によって、焦点軌道の表面の領域に周期的な圧縮／引張応力が発生し、その圧縮／引張応力は、他方で焦点軌道の表面の領域にもＸ線回転陽極体にも塑性変形を生じる。圧縮応力は、電子線によって衝突されるボリュームエレメントの相対的に冷たい周囲に対する膨張によって生じる。引張応力は、高温の際に起こる塑性変形と、前に強く加熱されたボリュームエレメントの後続の冷却の際に発生する収縮とに基づいて発生する。その結果として、焦点軌道の表面上には微小亀裂および大きい亀裂の網目模様が生じる。部分的に１００μｍを超えるほどの幅を有する亀裂が生じる。この種の大きい亀裂は、線量効率に、従って画質に非常に不利な作用を及ぼす。さらに、Ｘ線回転陽極の本体内の深部まで亀裂が広がる危険があり、それによって材料爆発またはＸ線回転陽極の破壊の危険が高められる。

特許文献１には、電気化学的エッチングによって焦点軌道の表面にパターンを形成することが提案されている。特許文献２には、該当表面に、少なくとも部分的に微小スリットが配置されているＸ線回転陽極が記載されている。両変形例では、個々の溝もしくはスリットの相対的な配置および寸法が予め定められた規定構造によって、ほぼ膨張継手の作用が得られることに重点がある。特に、規制された膨張および規制された弾性エネルギー釈放を可能にしようとするものである。さらに、前記特許文献１には、表面構造が、規制された微小亀裂形成に役立ち得ることも記載されている。このような規定構造の形成は技術的に高度であって高コストにつながる。

独国特許出願公開第１０２００７０２４２５５号明細書 独国特許出願公開第１０３６００１８号明細書

従って、本発明の課題は、製造時にコスト的に良好でありかつ使用時に疲労現象の発生ができるだけ効果的に抑制できるＸ線回転陽極を提供することにある。さらに、本発明の課題は、Ｘ線回転陽極の製造方法を提供することにある。

本発明によれば、リング状の焦点軌道を備え、その焦点軌道の表面が方向性のある研削構造を有するＸ線回転陽極が提供される。研削構造の向きが、リング状の焦点軌道の周囲を越えてかつ焦点軌道の半径方向広がりを越えて、各表面部分において基準接線方向に対して相対的に１５°以上９０°以下の範囲内の角度でそれぞれ傾けられている。

特に、Ｘ線回転陽極は、最初にＸ線管内に組み込まれてその中で電子線に曝される前に、この特徴を有する。長い使用期間後には既述の如く経年変化作用が発生し、この経年変化作用が焦点軌道の表面に変化を生じる。

規定のスリット構造または規定のパターンを形成するという従来技術から公知の解決手段に比べて、方向性のある研削構造の形成は、明らかに少ない費用につながり、とりわけ、焦点軌道の領域内にできるだけ滑らかな表面を得ることに関しては、いずれにせよ、最終の表面加工ステップにおいて研削によって表面を滑らかにすると有利である。部分的に（内部的な）従来技術においてＸ線回転陽極の製造時に行われる最終の表面加工ステップは、研削構造の向きがそれぞれ接線方向になるように回転砥石車が焦点軌道の表面上を周方向に案内されるようにして、焦点軌道の表面およびそれを取り巻く領域を研削することにある。それゆえ、最終の表面加工ステップにおいて、各基準接線方向に対する相対的な研削方向を、要求された角度範囲に従って調整することによって、ほぼ追加費用なしに本発明によるＸ線回転陽極の製造を簡単に実現することができる。

とりわけ膨張継手として利用しようとする規定のスリット構造または規定のパターンを既述のように設けることに比べて、方向性のある研削構造の他の利点は、多数の亀裂核が焦点軌道の表面にわたって均一に細かく分布されて提供されることにある。さらに研削構造の個々の溝が比較的鋭く溝底に通じていることによって、この領域において引張応力の際に明確な応力上昇が生じ、このことが亀裂の引き起こしを助長する。従って、焦点軌道の表面での引張応力の発生時に、多数の個所（予定された位置だけでない）で微小亀裂の形成の可能性が提供され、細かく分布した微小亀裂の網目模様の形成によって焦点軌道の表面が引張応力に反応することができる。それによって幅広の亀裂の形成が回避される。幅広の亀裂は、むしろ規定のスリットまたは他の規定の構造を限られた個数しか設けなかった場合に促進される。さらに、規定のスリット構造または規定のパターンを設けた場合と比べた利点は、比較的滑らかな焦点軌道の表面が提供できるので、自己吸収損失が無視できることである。

上述の課題を設定する際に、（内部的な従来技術に基づいて）周方向に向けられた研削構造を有する従来のＸ線回転陽極が詳細に調査された。その際に長い使用時間後に、確かに周方向に向けられた微小亀裂の比較的細かい網構造が形成され、この網構造は、使用時間の増加に伴って累積亀裂幅が増大するように増加する。これに対して、半径方向には明らかに少ないかつ明らかに幅広の亀裂が発生する。これらの亀裂は焦点軌道の微小構造に応じて不規則に（例えばジグザグ状に）半径方向に近い状態で延び、亀裂事象当たりの形成において明らかの多くのエネルギーを放出する。これは、一方で高い線量損失を生じる。なぜならば、亀裂は幅の増大と共にますます効果的な電子トラップとして働くからである。さらに、鋭角的な亀裂くぼみにおける熱的および機械的な粒子分離によって粒子放出の確率が上昇し、このことが、画像を乱す高電圧不安定の危険をはらんでいる。亀裂パターンの解析から、研削溝は、焦点軌道内の圧縮／引張応力とＸ線回転陽極体の熱可塑性変形とに対する応答として該研削溝に発生する応力過上昇によって、該研削溝の向きに沿って延びる微小亀裂の形成を促進することを推論することができる。

研削構造の向きが各表面部分における基準接線方向に対して相対的に１５°以上９０°以下の範囲内の角度でそれぞれ傾けられているＸ線回転陽極の本発明による構成によって、半径方向に延びる非常に危機的な幅広の亀裂の形成が防止できることが判明した。焦点軌道の表面の領域内にその都度局所的に発生する引張ひずみはシミュレーションによって決定し、それに応じて研削構造の向きは、この向きが最大の局所的な引張ひずみの向きに対してほぼ垂直に延在するように選択することができる。要求される角度範囲は有利な範囲であることが判明した。

ここでの関連においてＸ線回転陽極の表面部分は「焦点軌道」と呼ばれ、その表面部分は電子線による走査のために決められている（従って、使用時にその表面部分の上に電子線が案内される）。従って、焦点軌道は、一般にリング状に形成された別個の焦点軌道被膜の表面部分を形成し得る。しかし、焦点軌道は、直接的にＸ線回転陽極の（この場合にほぼモノリシックに形成された）本体上に形成されているとよい。一般にＸ線回転陽極に、特に焦点軌道とは反対側の面上に、さらに別の層、グラファイトリング等の如き取付部分等も設けられていてよい。「方向性のある研削構造」とは、一般に均一に分布した個別溝群もしくは個別亀裂群によって構成された表面構造化のことであり、それらの個別溝もしくは個別亀裂の配置および寸法（長さ、幅、深さ）は統計学的に分布され、該個別溝もしくは個別亀裂はほぼ優先方向に沿って向けられている（即ち、ほぼ互いに平行に延びている）。この場合に全体としてほぼ滑らかな平らな表面が得られる。方向性のある研削構造は、個々の溝の位置および寸法が予め決められていない、特に周期的ではなく又は規則的でもないという点では定められていない。方向性のある研削構造は、研削構造を形成するために使用される道具（例えば砥石車のような研削手段、研磨体もしくは研磨ブロックおよび使用される機械的な研磨手段、ブラシ）と焦点軌道の表面との間の所望の向きに沿った相対運動によって生成される。方向性のある研削構造は特に研削工程によって形成される。「研削」とは、研削手段を用いて表面を加工するための経路を規定された切削製造法のことである。しかし、基本的には、例えば、（機械的な研磨手段を用いた）方向性のある研磨または方向性のあるブラッシングによるように、方向性のある研削構造を形成する他の可能性も存在する。

基準接線方向は、研削構造の向きが決定されるべき該当表面部分においてそれぞれ局所的に決定される。接線方向（もしくは周方向）、半径方向および軸方向は、Ｘ線回転陽極上でそれぞれ特徴づけられるべき点において焦点軌道のリング形状によって規定されている。基準接線方向と研削構造の向きとの間の角度は、この局所領域内の焦点軌道の表面によって構成される平面（測定点における接線平面）内で測定される。その際に、各局所領域において焦点軌道の表面が半径方向に対して傾けられていてもよく、これは特に円錐台形の焦点軌道の場合であることが考慮されるべきである。代替えとして、半径方向によって展開される平面だけに焦点軌道が広がっていてよい。さらに、基準接線方向に対する相対的な研削構造の向きが種々の半径方向位置を越えて変わってもよく、この場合に、その研削構造の向きが連続的に要求された範囲（１５°〜９０°、特に３５°〜７０°）内にあるとよいことが考慮されるべきである。しかし、その代わりに、研削構造の向きは一定のままであってもよい。さらに、（Ｘ線回転陽極の平面図において）基準接線方向が時計回りに延びる変形例も、基準接線方向が反時計回りに延びる変形例も含まれる。本発明によれば、少なくとも、両変形例のうちの１つにおいて、基準接線方向に対する研削構造の向きの角度は、それぞれ所望の角度範囲（例えば１５°〜９０°）内になければならない。Ｘ線回転陽極の用途および回転方向に応じて、前記角度は時計回りに延びる基準接線方向に対して相対的に設定されるかまたは反時計回りに延びる基準接線方向に対して相対的に設定されるかの相違が生じ得る。（その都度の用途ならびに使用時のＸ線回転陽極の回転方向に依存して）どの変形例が好ましいかは、個々の具体的なケースにおいて試験によって決定することができる。

半径方向の幅広の亀裂の非常に不利であるとみなされる形成は、基準接線方向に対する相対的な研削構造の向きの傾き角度が大きいほど有効に回避することができる。従って、傾き角度は３０°以上９０°以下の範囲内にあると好ましい。一発展形態によれば、リング状の焦点軌道の周囲を越えてかつその焦点軌道の半径方向広がりを越えて、研削構造の向きは各表面部分における基準接線方向に対して相対的に６０°以上９０°以下の範囲内の角度でそれぞれ傾けられている。この変形は、当該Ｘ線回転陽極においてとりわけ接線方向（もしくは周方向）の引張ひずみが補償されるべきである場合に特に有利である。基準接線方向に対する相対的な最少で３５°から最大で７０°までの範囲内での向きの角度によって、引張応力を半径方向にも接線方向にも効果的に補償することができる。最適な角度範囲は、その都度具体的に各型式のＸ線回転陽極のジオメトリおよび使用材料に依存して決定することができる。このような決定は特にシミュレーション支援により行うことができる。

一発展形態によれば、方向性のある研削構造はそれぞれほぼ直線状の形状を有する。焦点軌道の表面の（僅かの）曲率のために、または半径方向に外側に向かって生じる拡張のために軽く曲っているような形状も「ほぼ直線状」とみなされる。研削構造のこのような直線状の形状は、基準接線方向に対する相対的な研削手段の研削方向（または、場合によっては研磨体またはブラシの移動方向）の適切な調整によって得られる。さらに、Ｘ線回転陽極が焦点軌道の表面の領域内でグメント化され、各セグメントは周方向においてそれぞれ当該セグメント内で平行な研削構造の向きで互い隣接するとよい。これは、製造の際に、特にＸ線回転陽極の１つの周囲セグメントに１つの研削構造が所望の向きで形成され、引き続いてＸ線回転陽極が１つの角度部分だけさらに回転され、新たに１つの研削構造が付属の基準接線方向に対して相対的に所望の向き（同じ向き）で形成されることによって達成される。

一発展形態によれば、半径方向に沿って内側から外側に向けて、焦点軌道の半径方向広がりを越えて、各表面部分における研削構造の向きと基準接線方向との間の角度が減少する。これはとりわけ簡単な製造に関して有利である。このような研削構造は、特に、Ｘ線回転陽極が研削構造の形成中に回転させられる一方で、研削手段の移動方向が（または、場合によっては研磨体またはブラシの移動方向も）半径方向のみであり、あるいは場合によっては付加的に接線方向および／または軸方向を有することによって形成することができる。

一発展形態によれば、研削構造の領域内において平均的な表面粗さＲａは０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲内にある。この範囲は一方で線量効率に関してなおも十分に滑らかな表面を提供し、他方で微細な亀裂網の形成のための亀裂核を十分に提供する。用途および使用条件に応じて異なる範囲が適している。特に、特定の用途では比較的滑らかな表面が望まれるので、平均的な表面粗さＲａはとりわけ０．０５μｍ以上０．１５μｍ以下の範囲内にある。多くの用途に対しては、０．１５μｍ以上０．３μｍ以下の平均範囲が平均的な表面粗さＲａに適している。さらに、特定の用途の場合には比較的高い粗さも許容し得るので、もしくは望まれるので、０．３μｍ以上０．５μｍ以下の平均の表面粗さＲａを有する研削構造が適している。平均的な表面粗さを決定するために、研削構造の向きに対してほぼ垂直に直線状に延びる測定区間が使用される。輪郭が１５ｍｍの長さの測定区間にわたって０．５ｍｍ／ｓの送りを有する接触プローブにより測定される。測定された測定区間の最初の２．５ｍｍおよび最後の２．５ｍｍは評価されず、１０ｍｍの長さの中間部分のみが評価される。測定データの評価の際にISO 16610-31によるフィルタが使用される。平均的な表面粗さＲａの決定はDIN EN ISO 4287:2010-07に従って行われる。

一発展形態によれば、研削構造は焦点軌道の領域を越えて広がっている。特に、研削構造は、半径方向に内側に向かっても半径方向に外側に向かっても焦点軌道の領域を越えて広がっている。それによって、焦点軌道に接する領域内にも著しい熱負荷ならびにＸ線回転陽極の本体全体の変形も発生することが考慮される。この発展形態によって、この領域内にも微細な亀裂網の形成が助長される。

一発展形態によれば、焦点軌道の領域内の焦点軌道材料がタングステンまたはタングステン基合金によって形成される。特に、支持体上に形成された焦点軌道被膜のみが前記材料から構成されている。タングステン基合金は、特に、主成分としてのタングステンを、それぞれ含まれる他の元素のそれぞれの割合（重量パーセントで測定）よりも高い割合で有する合金である。特に、焦点軌道がタングステン・レニウム合金からなり、この合金が２６重量％（重量パーセント）までのレニウム成分を有するとよい。特に、レニウム成分は５〜１０重量％の範囲内にある。上述の材料は、高い熱負荷およびできるだけ高いＸ線放射率に関して有利である。

一発展形態によれば、Ｘ線回転陽極の本体全部が、または代替的にＸ線回転陽極の支持体（この支持体上に焦点軌道被膜が形成されている）のみが、モリブデンまたはモリブデン基合金（例えばＴＺＭ、またはＭＨＣも）から作られている。これらの材料は、高い熱的および機械的応力に関して有効であることが実証されている。モリブデン基合金は、特に、主成分としてのモリブデンを、それぞれ含まれる他の元素のそれぞれの割合（重量パーセントで測定）よりも高い割合で有する合金である。特に、モリブデン基合金は、少なくとも８０重量％（重量パーセント）、特に少なくとも９８重量％のモリブデン成分を有するとよい。この関連において、１．０〜１．３重量％のＨｆ成分（Ｈｆ：ハフニウム）、０．０５〜０．１２重量％のＣ成分、０．０６重量％より少ないＯ成分および残り（不純物を除く）のモリブデン成分を有するモリブデン合金は、ＭＨＣと呼ばれる。

一発展形態では、Ｘ線回転陽極が、支持体と、その支持体上に形成された焦点軌道被膜とを有し、その焦点軌道被膜上に焦点軌道が延在する。このようにして、一方では焦点軌道の領域に存在する要求（高い線量効率、高い熱負荷容量）に的確に、他方では支持体の領域に存在する要求（高い機械的安定性、高い熱負荷容量、良好な放熱性）に的確に、材料を適合させることができる。特に、一般にリング状に形成されている焦点軌道被膜は、両側において（即ち、半径方向に内側に向かってかつ半径方向に外側に向かって）焦点軌道を越えて広がっている。横方向に（半径方向に内側に向かっておよび／または半径方向に外側に向かって）焦点軌道被膜の表面に同一平面内で支持体の表面がつながっている場合、研削構造が、特に両側において（即ち、半径方向に内側に向かっておよび／または半径方向に外側に向かって）焦点軌道被膜を越えて広がっていると好ましい。それによって、その表面には焦点軌道被膜と支持体との間に一様な移行部が得られる。一発展形態によれば、支持体がモリブデンまたはモリブデン基合金（例えば、ＴＺＭ、ＭＨＣ等）からなり、焦点軌道がタングステンまたはタングステン基合金からなる。

本発明は、さらに、少なくともＸ線回転陽極のリング状の焦点軌道の領域内において、方向性のある研削構造を、この研削構造の向きがリング状の焦点軌道の周囲を越えてかつその焦点軌道の半径方向広がりを越えて各表面部分における基準接線方向に対して相対的に１５°以上９０°以下の範囲内の角度でそれぞれ傾けられているように形成するＸ線回転陽極の製造方法に関する。

本発明による方法は、簡単にコストに良好で再現可能に実施できる方法ステップにより、焦点軌道の表面の領域内での疲労現象の発生を遅らせる得るＸ線回転陽極を提供することができるという点で優れている。特に、本発明による方法によって、以上および以下の記載部分において説明されている特徴事項を有するＸ線回転陽極を製造することができる。従って、本発明による方法に関しても、Ｘ線回転陽極に関して説明した利点を参照されたい。さらに、本発明による方法においても、Ｘ線回転陽極に関して説明した発展形態および変形が同様に実現可能であり、このことは場合によっては方法ステップの相応の適合化によって実施可能である。

Ｘ線回転陽極が支持体とその支持体上に形成された焦点軌道被膜とを有する場合、基本的には、先ず焦点軌道被膜に研削構造が形成され、次に焦点軌道被膜が支持体に固定される（例えば、ろう付けによって）。しかし、（例えば支持体および焦点軌道被膜が粉末冶金技術により複合体で製作されることによって、または真空プラズマ溶射法によって支持体上に被着されることによって、）焦点軌道被膜が既に支持体に固定結合されている場合に初めて、焦点軌道被膜に研削構造が形成されると好ましい。この好ましい変形の場合には、焦点軌道被膜と支持体との間の移行領域に角が生じるのを回避することができる。

一発展形態によれば、研削構造を形成するステップが、Ｘ線回転陽極の製造時に焦点軌道の表面の領域内で材料を削除する最後の加工ステップを成す。

既に説明したように、研削構造は、特に方向性のある研削、方向性のある研磨および／または方向性のあるブラッシングによって形成される。その際に研削が好ましい。特に、砥粒（例えば、シリコンカーバイドまたはダイヤモンド）で覆われた研削手段（例えば、砥石車）が研削のために使用される。このような研削手段は、特にタングステンまたはタングステン基合金（例えばタングステン・レニウム合金）からなる焦点軌道材料に対して適している。

一発展形態によれば、研削構造を形成するために研削体が次のように移動される。即ち、研削体の研削表面が少なくとも部分的に半径方向に移動され、さらに研削体および焦点軌道が周方向に互いに相対的に（研削構造の形成中に連続的に、または加工ステップ間においてその都度ある角度部分だけ間欠的に）移動される。とくに周方向における相対移動を実現するためにＸ線回転陽極がそれの対称軸を中心に回転させられる。既に説明したように、相対的に簡単なコスト効率のよい研削構造形成が達成される。

添付図面を参照する実施例の以下の説明に基づいて、本発明の他の利点および有効性を明らかにする。

図１はＸ線回転陽極の概略断面図である。 図２は第１の実施形態に従った本発明によるＸ線回転陽極の概略上面図である。 図３は第２の実施形態に従った本発明によるＸ線回転陽極の概略上面図である。

図１にはＸ線回転陽極２の構造が概略的に示されている。このＸ線回転陽極２は回転対称軸４に対して回転対称に形成されている。回転対称軸４によって同時に軸方向６が決定される。この軸方向６は、それぞれ特徴づけられるべき該当点を通って回転対称軸４に平行に延びている。軸方向６に垂直に、接線方向８（ここでは反時計回りに示されている）および半径方向１０が延びており、接線方向８は、それぞれ、その該当点の周囲での接線を形成し、半径方向１０は接線方向８および軸方向６に垂直である。Ｘ線回転陽極２は、相応の回転軸に取り付け可能な皿形の支持体１２を有する。上面側では、支持体１２上にリング状の焦点軌道被膜１４が形成されている。リング状の焦点軌道被膜１４が広がっている部分は（扁平な円錐の）円錐台の形状を有する。焦点軌道被膜１４の表面の傾きは図１において破線１５によって示されている。この傾きは半径方向１０に対して例えば１２°である。焦点軌道被膜４は、支持体１２の領域のうち、電子線による走査のために設けられている領域、従って焦点軌道１６を形成する領域を少なくとも覆っている。ここで、焦点軌道被膜１４は、図１に概略的に中括弧記号によって示された焦点軌道１６の部分を越えて両側に（即ち、半径方向に内側に向かっても半径方向に外側に向かっても）広がっている。

次に、図２および図３を参照しながら本発明の２つの実施形態を説明する。図２および図３にはそれぞれＸ線回転陽極２の概略上面図が示されている。Ｘ線回転陽極２は、図１に示されているＸ線回転陽極２に対応して構成されており、同じ構成部分に対してはここでも同じ参照符号が用いられている。図２および図３には、２つの異なる半径方向位置について（それぞれ水平に延びている半径方向１０上にある２つの特徴づけられるべき点について）、基準接線方向８が示されている。

図２に示された第１の実施形態の場合には、方向性のある研削構造１８が設けられており、この研削構造１８は、焦点軌道被膜１４の傾斜した表面の全体にわたって広がっている。焦点軌道被覆１４の個々の周囲部分には、研削構造１８の向きが個々の線２０として概略的に記入されている。線２０は研削構造の向きだけを描写しており、個々の研削溝を示すものではない。研削溝は、既述のように、統計学的に分布させられておりさまざまの寸法を有する。ただ研削溝の形状がほぼ図示の線２０に沿って延びているにすぎない。図２に示された第１の実施形態の研削構造１８は湾曲した向きを有する。半径方向１０に沿って焦点軌道被膜１４の広がりの内側から外側に向けて、それぞれの表面部分での研削構造１８の向きと基準接線方向８との間の角度が減少する。このような１つの研削構造１８の形成は、特に、Ｘ線回転陽極２が研削構造１８の形成中に回転させられる一方で、研削手段の移動方向が専ら半径方向であるか、または場合によっては付加的に接線方向および／または軸方向の成分を有することによって行われる（例えば、５軸研削盤を用いた形成）。研削手段のこのような移動方向は、特に回転軸の相応の向きを持ったカップホイールの回転によって得ることができる。

図３に示された第２の実施形態の場合には、方向性のある研削構造２２が設けられており、この研削構造２２は、ここでも焦点軌道被膜１４の傾斜した表面の全体にわたって広がっている。研削構造２２は、周方向にそれぞれセグメントが当該セグメント内で平行な研削構造２２の向きで互いに隣接するように形成されている。従って、第１の実施形態の場合と同様に、焦点軌道被膜１４の個々の周囲部分に各セグメント内の研削構造の向きが概略的に個々の線２４として記入されている。図３に示された第２の実施形態の方向性のある研削構造２２は各セグメント内にほぼ直線状の形状を有する。半径方向１０に沿って内側から外側に向けて円周が長くなるので、個々のセグメントはそれぞれ半径方向内側の領域において、半径方向の外側領域においてよりも幅が狭い。焦点軌道１６の（相対的に小さい）半径方向広がりを越えて（図１参照）、基準接線方向８に対する相対的な研削構造２２の向きはほぼ一定のままである。

Ｘ線回転陽極の使用時に基準接線方向に対して相対的に１５°以上９０°以下の範囲内の向きを有する本発明による研削構造を設けることによって、接線方向での研削構造の向きを有する（内部的な）従来技術に基づくよりも、非常に微細で均一な亀裂網が形成されることが判明した。その場合に３５°以上７０°以下の範囲内の角度が格別に有利であることが分かった。この角度では、その研削構造によって誘発される微小亀裂が、それらの累積される亀裂幅により、使用時に生じる焦点軌道の全変形を、半径方向においても接線方向においても補償する。それによって、互いに交差するまたは互いに合流する接線方向および半径方向の亀裂の細分化された網目模様の個所で、ほぼ研削構造の向きに沿って延びる均一な細かい微小亀裂群が生じる。それによって、本発明によるＸ線回転陽極の負荷容量および寿命が高められる。

さらに、有利なことに、細かい微小亀裂の形成に基づいて、本発明によるＸ線回転陽極は、破裂安全性および高電圧安定性の向上のほかに、Ｘ線回転陽極の寿命期間にわたる明確に緩やかな線量低下も有する。これは、一方では亀裂幅および亀裂深さが低減し、他方では微小亀裂が半径方向成分を有するという効果に基づいている。両効果は、Ｘ線の自己吸収の低減に貢献し、従って比較的高い線量効率に貢献する。

実施例
モリブデン合金からなる支持体に強固に結合されたタングステン・レニウム合金（１０重量％のレニウム、９０重量％のタングステン）からなる焦点軌道被膜を有するＸ線回転陽極が、先ず精密旋削加工によって予め平らにされた。焦点軌道被膜の精密旋削加工後に粒の細かいカップ型ダイヤモンド砥石車により、方向性のある研削構造が形成された。カップ型ダイヤモンド砥石車は、ＦＥＰＡ（欧州研磨手段工業連合会）によって発行された規格に基づいて指定されたＤ７６の粒度を有する。研削構造を形成するために、カップ型ダイヤモンド砥石車の回転軸が（カップホイールと焦点軌道との接触点に関して）焦点軌道の表面に対してほぼ垂直に、かつ半径方向に関して焦点軌道のほぼ中心に位置合わせられた配置が選択された。その配置は、さらに、カップ型ダイヤモンド砥石車の端面側に形成されて（カップ型ダイヤモンド砥石車の）回転軸に垂直に向けられたリング状の研削面が、カップ型ダイヤモンド砥石車の回転時に、（回転するカップ型ダイヤモンド砥石車の）周囲部分において研削しながら焦点軌道の表面に介入している間、その対向する周囲部分が焦点軌道から隔てられているように選ばれた。研削構造を形成するために、カップ型ダイヤモンド砥石車およびＸ線回転陽極が、この配置でそれぞれそれの回転軸を中心に回転され、その際に潤滑剤として油が使用された。基準接線方向に対する、形成された研削構造の向きの相対的な傾きは、カップ型ダイヤモンド砥石車の研削面に対する焦点軌道の相対速度に依存する。特に、研削構造の向きを基準接線方向に対して相対的に傾けるために、カップ型ダイヤモンド砥石車の回転速度は、Ｘ線回転陽極の回転速度に対して相対的に十分に高くなければならない。ここでは、Ｘ線回転陽極は毎分１００回転にて回転させられ、焦点軌道はＸ線回転陽極の約７５ｍｍ〜約１００ｍｍの半径にわたって延在し、カップ型ダイヤモンド砥石車は研削面の領域内に２０ｍ／ｓ（メートル／秒）の速度を有した。それから得られる研削構造はほぼ直線状に向けられ、カップ型ダイヤモンド砥石車の半径（ここでは６２．５ｍｍ）に基づいて軽度の曲がりを有した。研削構造の向きは基準接線方向に対して相対的に約８５°〜９０°傾けられた（即ち、ほぼ半径方向に延びていた）。方向性のある研削構造の平均的な表面粗さはＲａ＝０．２５μｍであった。

本発明は、以上において説明した実施例に限定されない。特に専門分野において知られているようなＸ線回転陽極の外形および構造は、図示されたＸ線回転陽極２とは異なる。特に、焦点軌道被膜が円錐台形状部分の一部のみを覆い、焦点軌道被膜の表面には、同じ平面内で半径方向に内側に向けておよび／または半径方向に外側に向けて支持体の表面が続いている。この場合には、支持体の当該（傾けられた）表面部分も研削構造を備えることができる。さらに、Ｘ線回転陽極が別個の焦点軌道被膜を持たず、焦点軌道がほぼモノリシックの本体（例えばグラファイトリング等の如き取付部分を除く）の上に形成されていてもよい。さらに、製造の際に既述の製造ステップに加えて、表面での既存の構造の影響をできるだけ取り除くために、当該表面が研削構造の形成前にできるだけ十分に滑らかにされるとよい。このように滑らかにすることは例えば機械研磨および／または電界研磨によって行うことができる。さらになおも、それぞれ互いに交差する溝の２つの群を形成することも可能である。特に、周方向に向けられた比較的粗い溝を形成するために、Ｘ線回転陽極が最初に周方向に粗く旋削されるとよい。その粗い旋削によって得られた平均的な表面粗さは例えばＲａ＝２μｍにある。引き続いて、旋削から生じた溝が少なくとも部分的に得られたままであるように、少なくとも大部分は半径方向に延びている本発明による方向性のある研削構造が形成されるとよい。このようにして、溝が提供され、従って方向性のある亀裂核が提供され、それらの亀裂核が、それぞれの表面部分において少なくとも２つの異なる向きを有し、それに応じて細かい亀裂網の形成を助長する。

２ Ｘ線回転陽極
４ 対称軸
６ 軸方向
８ 接線方向
１０ 半径方向
１２ 支持体
１４ 焦点軌道被膜
１６ 焦点軌道
１８ 研削構造
２０ 線
２２ 研削構造
２４ 線

Claims (12)

1. リング状の焦点軌道（１６）を備え、焦点軌道の表面が方向性のある研削構造（１８；２２）を有するＸ線回転陽極において、
   研削構造（１８；２２）の向きが、リング状の焦点軌道（１６）の周囲を越えてかつその焦点軌道（１６）の半径方向広がりを越えて、各表面部分において基準接線方向（８）に対して相対的に１５°以上９０°以下の範囲内の角度でそれぞれ傾けられていることを特徴とするＸ線回転陽極。
2. リング状の焦点軌道（１６）の周囲を越えてかつその焦点軌道（１６）の半径方向広がりを越えて、研削構造（１８；２２）の向きが各表面部分における基準接線方向（８）に対して相対的にそれぞれ３５°以上７０°以上の範囲内の角度で傾けられていることを特徴とする請求項１記載のＸ線回転陽極。
3. 方向性のある研削構造（２２）がそれぞれほぼ直線状の形状を有することを特徴とする請求項１または２記載のＸ線回転陽極。
4. 半径方向（１０）に沿って内側から外側に向けて、焦点軌道（１６）の半径方向広がりを越えて、各表面部分における研削構造（１８）の向きと基準接線方向（８）との間の角度が減少していることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載のＸ線回転陽極。
5. 研削構造（１８；２２）の領域において平均的な表面粗さＲａが０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲内にあり、平均的な表面粗さを決定するために研削構造の向きに対してほぼ垂直に延在する直線状の測定区間が使用されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のＸ線回転陽極。
6. 研削構造（１８；２２）が焦点軌道（１６）の領域を越えて広がっていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のＸ線回転陽極。
7. 焦点軌道（１６）の領域内の焦点軌道材料が、タングステンまたはタングステン基合金によって形成されることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載のＸ線回転陽極。
8. Ｘ線回転陽極が、支持体（１２）と、その支持体（１２）上に形成された焦点軌道被膜（１４）とを有し、その焦点軌道被膜（１４）上に焦点軌道（１６）が延在していることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載のＸ線回転陽極。
9. Ｘ線回転陽極（２）の少なくともリング状の焦点軌道（１６）の領域内において、方向性のある研削構造（１８；２２）を、この研削構造（１８；２２）の向きがリング状の焦点軌道（１６）の周囲を越えてかつその焦点軌道（１６）の半径方向広がりを越えて各表面部分において基準接線方向（８）に対して相対的に１５°以上９０°以下の範囲内の角度でそれぞれ傾けられているように形成することを特徴とするＸ線回転陽極（２）の製造方法。
10. 研削構造（１８；２２）を形成するステップが、Ｘ線回転陽極（２）の製造時に焦点軌道の表面の領域内で材料を除去する最後の加工ステップであることを特徴とする請求項９記載の方法。
11. 研削構造（１８；２２）が研削加工によって形成されることを特徴とする請求項９または１０記載の方法。
12. 研削構造（１８；２２）を形成するために、研削体の研削表面が少なくとも部分的に半径方向（１０）に移動し、かつ研削体および焦点軌道（１６）が互いに相対的に周方向に移動されるように、研削体が移動されることを特徴とする請求項９乃至１１の１つに記載の方法。

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