JP2016085945A5 - - Google Patents

Description

本例の陽極５２は、電子の照射によりＸ線を発生するターゲット９と、ターゲット９の陽極電位を規定する陽極部材４３とを備えている。陽極部材４３は、ターゲット９を保持するターゲット保持部４３ａと、絶縁管１１０との接合面積を確保する目的において設けられた環状外周部４３ｂとを備えている。陽極５２に含まれる陽極部材４３は、コバール、タングステン、モリブデン、ステンレス等の金属が選ばれる。絶縁管１１０との線膨張係数を整合する観点においては、コバール、モネル等が選択される。

環状外周部４３ｂは、ターゲット保持部４３ａから陰極５１に向かって延びるスリーブ状の形状をなしている。また、環状外周部４３ｂは、陽極５２のうち陰極側の陽極電位を規定している。従って、環状外周部４３ｂの陰極５１側の端部のターゲット保持部４３ａからの距離は、周方向において一定であることが陽極側の電位分布の面内対称性の観点から好ましい。電位分布の面内対称性とは、陽極部材４２に平行な面内おける電位分布が管周方向に連続であって、管周方向おいて局所的に高電界な領域が無いことを意味する。

図１（ｂ）及び（ｃ）に示されているように、絶縁管１１０の内周面には、陰極５１から離間して位置する内周導電膜１１２が形成されている。この内周導電膜１１２は、ターゲット保持部４３ａ側の内周導電膜１１２の端部から絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａ側の端面上に延出した端面導電膜１１３を介して陽極部材４３と接続されている。端面導電膜１１３は、絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａ側の端面とターゲット保持部４３ａの間に狭持されて、陽極部材４３に電気的に接続されている。従って、Ｘ線発生管１０２のアノードとして考えると、内周導電膜１１２、端面導電膜１１３は、陽極５２に含まれるとも言える。

また、Ｘ線発生管１０１内を真空に保つために、絶縁管１１０と陽極部材４３とは気密接合されている。図１の例では、陽極部材４３側の絶縁管１１０の外周面を囲んで、陽極部材４３から環状に環状外周部４３ｂが延出しており、絶縁管１１０の外周面と環状外周部４３ｂとの間に介在された接合材１１５で陽極部材４３と絶縁管１１０とが接合されている。このようにして接合すると、端面導電膜１１３が形成されていない領域の絶縁管１１０の端面と陽極部材４３の間に、端面導電膜１１３の厚さに対応する隙間を生じても、Ｘ線発生管１０１の外囲器１１１内の気密性を保つことができる。

図２（ａ）の例においては、陽極部材４３側の絶縁管１１０の外周面上に、端面導電膜１１３に電気的に接続された外周導電膜１１４が設けられており、この外周導電膜１１４が環状外周部４３ｂと電気的に接続されている。絶縁管１１０と陽極部材４３が接合材１１５で気密接合されているのは図１で説明した例と同様である。しかし、本例においては、絶縁管１１０の外周面に設けられている外周導電膜１１４を絶縁管１１０との間に挟んだ状態で、絶縁管１１０と環状外周部４３ｂとの間に接合材１１５が狭持されている。外周導電膜１１４を設けることにより、内周導電膜１１２と陽極部材４３との電気的接続の信頼性をより向上させることができる。外周導電膜１１４は、端面導電膜１１３を絶縁管１１０の外周側へ延長させることで、絶縁管１１０の管周方向に断続的に設けることもできるが、接合材１１５を隙間なく密着させやすくするために、絶縁管１１０の全周に亘って連続して設けることが好ましい。また、外周導電膜１１４と端面導電膜１１３は、両者の電気的接続を確実にするために、連続膜とすることが好ましい。

絶縁管１１０は、陽極部材４３側である一端から陰極部材４１側である他端に向かう管軸方向において、管外径が増大する環状の領域を有していることが好ましい。図２（ｂ）の例は、この環状の領域を、内周導電膜１１２を囲む環状の段差１１０ａとして有するものである。図２（ｂ）の例においては、陽極部材４３側の絶縁管１１０の外径に比して、陰極部材４１側に隣接する領域の外径が、絶縁管１１０の外周面に形成された段差１１０ａを介して大きくなっている。環状外周部４３ｂは、外径が小さい、陽極部材４３側の領域と対向しており、接合材１１５は、絶縁管１１０の外径が小さい領域の外周面と、環状外周部４３ｂとの間に狭持されている。このようにすると、接合材１１５による接合時に溶けた接合材１１５が流動しても、段差１１０ａによって堰き止められるので、段差１１０ａを越えて陰極部材４１側へ流れ出して陰極５１と陽極５２間の絶縁耐圧が損なわれるのを防止できる。なお、図面上は外周導電膜１１４を備えたものとなっているが、外周導電膜１１４を設けない構成とすることもできる。

＜Ｘ線撮影システム＞
次に、図４を用いて、本発明のＸ線発生管１０２を備えるＸ線撮影システムの構成例について説明する。

本発明のＸ線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や、人体や動物の病理診断に用いることができる。

次に、絶縁管１１０の外周の環状外周部４３ｂと接触する部分に、Ｔｉを含む銀ろうペーストを接合材１１５として塗布し、乾燥した。その後、陽極部材４３と絶縁管１１０の端面導電膜１１３とが接触し、更に、環状外周部４３ｂと絶縁管１１０の外周の接合材１１５とが接触するように配置し、８００℃の真空熱処理を行うことによって、ろう付けした。この時、端面導電膜１１３と陽極部材４３との圧接を促すため、熱処理時に陽極部材４３の上に重石を配置した。また、Ｔｉが含まれたろう材を用いることによってアルミナをメタライズし、気密ろう付けを実現することができた。陽極部材４３及び環状外周部４３ｂの材料はコバールとした。

次に、本実施形態のＸ線発生管１０２を、図４に示したＸ線撮影システムに搭載し、Ｘ線の出力変動を評価した。Ｘ線発生管１０２を駆動させ、Ｘ線束１１の焦点１１ａの位置の時間変動を評価した結果、焦点１１ａの中心位置の変動が１０μｍ以下と良好な結果となった。なお、本評価時は、被検体２０４を配置することなく行った。

次に、実施例１と同様に本実施形態のＸ線発生管１０２をＸ線撮影システムに搭載し、Ｘ線の出力変動を評価した結果、焦点の中心位置の変動が１０μｍ以下と良好な結果が得られた。

実施例３
本実施例においては、実施例１に記載のＸ線発生装置１０１を用いて、図４に記載のＸ線撮影システムを作製した。本実施例のＸ線撮影システムにおいては、Ｘ線出力の変動が抑制されたＸ線発生装置１０１を備えることにより、ＳＮ比の高いＸ線撮影画像を取得することができた。

１０１：Ｘ線発生装置、１０２：Ｘ線発生管、１０３：駆動回路、１０９：絶縁性液体、１１：Ｘ線束、１１ａ：Ｘ線焦点、１１０：絶縁管、１１０ａ：段差、１１１：外囲器、１１２：内周導電膜、１１３：端面導電膜、１１４：外周導電膜、１１５：接合材、１２１：Ｘ線取り出し窓、１３：内部空間、２：電子放出部、２１：透過基板、２２：ターゲット層、２０２：システム制御ユニット、２０３：表示装置、２０４：被検体、２０５：信号処理部、２０６：検出器、３：電子放出源、４：電圧導入端子、４１：陰極部材、４２：貫通孔、４３：陽極部材、４３ａ：ターゲット保持部、４３ｂ：環状外周部、５：電子線束、５１：陰極、５２：陽極、９：ターゲット