JP3272038B2 - Ｘ線イメージ管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線像を可視像に変換
するＸ線イメ−ジ管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線イメ−ジ管は、例えば図５の
ような構成をしている。なおＸ線イメ−ジ管は上半分と
下半分の構造が対称であるので、図５では上半分の断面
を示している。

【０００３】１は、Ｘ線を透過する入力窓で、入力窓１
を透過したＸ線は入力面２に照射される。入力面２は照
射されたＸ線に対応した電子を放射する。この電子は集
束電極３ａ、３ｂ、３ｃで集束され、陽極４方向に進行
する。そして出力蛍光面５に照射され、可視像に変換さ
れる。なお出力蛍光面５は出力ガラス窓６の表面に形成
される。

【０００４】また、前記入力窓１と前記出力ガラス窓５
とは、金属やガラスなどの外壁７で連結され、一つの真
空容器を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した構
成のＸ線イメ−ジ管の性能の一つにコントラスト特性が
ある。そして特性改善のための提案がいくつか出されて
いる。

【０００６】例えば微小領域のコントラストを良くする
ため、出力蛍光面が形成される出力ガラス窓を１枚で構
成する方法がある（特開昭５６−１３６４３３）。

【０００７】この方法を図６で説明する。図６も上半分
を断面した図である。

【０００８】出力ガラス窓の部分を底部１１のある筒状
ガラス１２で構成し、底部１１の面に蛍光体１３を塗布
する方法である。なお筒状ガラス１２は、金属の筒１４
に接合され、真空容器の一部を構成する。

【０００９】しかし上記の構造では、出力蛍光面が形成
される出力窓を大きくすることが困難で、また底面部分
を光学研磨したり、底面部分に蛍光体を塗布したりする
ことも、その構造上から困難であった。

【００１０】また、もう一つの方法として、図７のよう
に出力蛍光面２１を形成した１枚の平坦なガラス２２の
周辺部に、金属製の基板２３を接合し、この金属製の基
板２３を真空容器の一部にする方法がある。なお基板２
３の中間には機械的な強度の面から凸部２３ａが形成さ
れる。

【００１１】上記の構造の場合、真空容器を形成する際
に、金属製の基板２３は、他の金属部材２４と溶接され
る。この溶接時に発生する熱が基板２３を通して光学ガ
ラス２２に伝わる。そして光学ガラス２２がある温度以
上になると光学ガラス２２にクラックが入ったり、割れ
たりする。また他の金属部材２４と溶接したとき、溶接
部分に歪みが生ずると、この歪みが基板２３と光学ガラ
ス２２との接合部分に影響を与え、この影響で光学ガラ
ス２２にクラックが入ったり、割れたりすることがあ
る。なお熱による影響をなくすために、金属製の基板２
３の幅（図では上下方向）を大きくすることが考えられ
る。しかし金属製の基板２３の幅を大きくすると、その
分、真空容器の構造が大きくなってしまう。

【００１２】また、歪みによる影響をなくすために、基
板２３の中間に設けられる凸部２３ａの高さ（図では横
方向）を高くすることが考えられる。しかし、基板２３
部分には、動作時に２５〜３０ｋＶの電圧がかかる。し
たがって高電圧の凸部２３ａを高く突出させることは、
絶縁上問題がある。

【００１３】Ｘ線イメ−ジ管全体の寸法に余裕がある場
合は、金属製の基板２３の幅を大きくしたり、凸部２３
ａの高さを高くしたりすることも可能である。しかしＸ
線イメ−ジ管の小形化、軽量化の要求に反しており、実
用的な解決策にはならない。本発明は、出力蛍光面を形
成した平坦なガラスの周辺部に、金属製の基板を接合し
た構造の真空容器を用いたＸ線イメ−ジ管において、小
形化、軽量化を実現することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｘ線を透過す
る入力窓と、この入力窓を透過したＸ線に対応した可視
像を生成する蛍光面が形成された出力ガラス窓と、この
出力ガラス窓の周辺部と内周部が接合し、中間に環状の
凸部が形成された環状の第一の金属壁と、この第一の金
属壁の外周部に一端が接合され、他端が前記入力窓方向
に向かう環状の第二の金属壁と、この第二の金属壁と前
記入力窓とを連結する外壁とを具備したＸ線イメ−ジ管
において、前記第一の金属壁の板厚をｔ、前記凸部の高
さ、幅をそれぞれＨ、Ｄとした場合に、前記第一の金属
壁の外周部先端から前記出力ガラス窓との接合部分まで
の金属壁部分の延長距離を１５ｍｍ以上とし、かつ２．
１≦Ｈ／ｔ、Ｄ／ｔ≧４．５に構成している。

【００１５】

【作用】可視像を生成する蛍光面が形成された出力ガラ
ス窓の周辺部を、中間に環状の凸部が形成された環状の
第一の金属壁と接合する構造のＸ線イメ−ジ管において
は、Ｘ線イメ−ジ管となる真空容器を構成する場合、図
８のように環状の第一の金属壁３１は他の部材、例えば
環状の第二の金属壁３２に溶接される。なお、図８は出
力ガラス窓３３の周辺部の断面を拡大して示した図で、
その上半分のみを示している。

【００１６】第一の金属壁３１と第二の金属壁３２とを
溶接する時に発生する熱は、第一の金属壁３１と出力ガ
ラス窓３３との接合部分に伝導し、その接合部分の温度
を高くする。そしてこの温度がある値以上になると、出
力ガラス窓３３にクラックを発生する。また、出力ガラ
ス窓３３と第一の金属壁３１との接合部分が剥がれるこ
ともある。

【００１７】例えば、第一の金属壁３１の先端Ｐにその
融点以上の熱を加えた場合、第一の金属壁３１と出力ガ
ラス窓３３との接合部分が１４０℃以上になると、両者
の接合部分に変位が生ずる。なお、この測定は第一の金
属壁３１の先端Ｐに加えた熱が、輻射などで出力ガラス
窓３３や接合部分などに直接到達しないように、両者間
をシ−ルドして行っている。

【００１８】ところで、本発明者の実験によれば、第一
の金属壁３１の先端Ｐに融点以上の熱が加えられても、
接合部分に変位が生じないようにするには、第一の金属
壁３１の先端Ｐから接合部分までの金属壁３１部分の延
長距離が、少なくとも１５ｍｍは必要であることが分か
った。

【００１９】しかし第一の金属壁３１の先端Ｐから接合
部分までの延長距離が１５ｍｍ以上あっても、次のよう
な不都合が生じる。この状況を図８（ｂ）で説明する。
なお図８（ｂ）では図８（ａ）と同一部分には同一符号
を付してある。

【００２０】第一の金属壁３１と第二の金属壁３２と接
合する場合、両者３１、３２の接する面が互いに密着し
ていれば問題はない。両者を密着させるためには、その
接着面を切削仕上げする必要がある。しかし各部品に対
し切削仕上げを行うと、その分コストが増加する。

【００２１】一方、切削仕上げをしないと、両者の接触
面に０．２ｍｍ程度の隙間が生じる。この状態で両者を
接合すると、図８（ｂ）に示すように第一の金属壁３１
が点線の状態から実線の状態へと、第二の金属壁３２の
方に引っ張られる。この引張力は第一の金属壁３１と出
力ガラス窓３３との接合を離すように作用する。この結
果、両者の接合部分が離れたり、また出力ガラス窓３３
にクラックを生ずることにもなる。

【００２２】このような問題を防ぐために、第一の金属
壁３１を平坦な面構造でなく、図８（ａ）の点線で示す
ように、例えば高さ、幅がそれぞれＨ、Ｄの凸部３１ａ
を形成する方法がある。

【００２３】しかし、第一の金属壁３１は動作時に２５
〜３０ｋＶの高電圧が印加されるので、凸部３１ａを形
成した場合、絶縁に対する十分な注意が必要となる。

【００２４】例えば、図９（ａ）で示すように２５〜３
０ｋＶの電圧に対し、絶縁に必要な金属壁３１からの最
小距離をＬとした場合、高さＨを大きくすると、出力ガ
ラス窓から後方に必要とする長さｈが長くなる。また図
９（ｂ）のように幅Ｄを大きくすると、第一の金属壁の
横幅ｄが大きくなる。なお図９では、図８と同一部分に
は同一符号を付して詳細な説明は省略する。また図の斜
線は絶縁しろ部である。

【００２５】金属壁３１に形成される凸部の高さＨや幅
Ｄは上記したような関係があり、凸部の高さＨや幅Ｄに
は最適な値が存在することになる。

【００２６】なお凸部の高さＨや幅Ｄは、第一の金属壁
の板厚ｔにも関係する。例えば、Ｈ＝２．５ｍｍで、板
厚ｔ＝１．０ｍｍの場合、凸部は板厚ｔに対し２５０％
の段になる。しかし板厚ｔが２．５ｍｍになると、平面
となり凸部はなくなる。凸部がないと、第一の金属壁３
１が変形しやすくなり、金属壁３１と出力ガラス窓３３
との接合面に悪影響を及ぼす。

【００２７】本発明者の実験によれば、凸部の高さＨや
幅Ｄの最小値は、２．１≦Ｈ／ｔで、かつＤ／ｔ≧４．
５であることが分かった。なお板厚ｔは０．８〜１．０
ｍｍが好適な値である。

【００２８】したがって、本発明によれば第一の金属壁
に凸部を形成しているので第一の金属壁の変形を防止で
き、また前記第一の金属壁の外周部先端から前記出力ガ
ラス窓との接合部分までの金属壁部分の延長距離が１５
ｍｍ以上となっているので、第一の金属壁と第二の金属
壁とを接合する際の熱が金属壁と出力ガラス窓との接合
面に悪影響を与えることがない。

【００２９】また、第一の金属壁の板厚をｔ、前記凸部
の高さ、幅をそれぞれＨ、Ｄとした場合に、２．１≦Ｈ
／ｔ、Ｄ／ｔ≧４．５となるように構成しているので、
Ｘ線イメ−ジ管を構成する真空容器の形状を小形、軽量
にできる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。なおＸ線イメ−ジ管は上半分と下半分との構造
がほぼ対称であるので、これまでと同様に上半分だけを
断面して示してある。

【００３１】４１は、Ｘ線イメ−ジ管を構成する真空容
器で、真空容器４１の一方の側はＸ線を透過する入力
窓、例えばアルミニウム入力窓４２になっている。入力
窓４２を透過したＸ線は入力面４３に照射される。入力
面４３は、Ｘ線に対応した電子を、Ｘ線の照射方向とは
反対方向に放射する。放射された電子は、集束電極４４
ａ、４４ｂ、４４ｃで集束され、陽極４４ｄ方向に進行
する。そして出力蛍光面４５に照射され、可視像に変換
される。なお出力蛍光面４５は、出力ガラス窓４６の表
面に形成される。

【００３２】また、入力窓４２と出力ガラス窓４６と
は、金属やガラスなどの外壁で連結され、一つの真空容
器４１を形成する。

【００３３】前記出力ガラス窓４６の周辺部は、環状の
第一の金属壁４７の内周部に接合される。この金属壁４
７の中間部分には環状に凸部４７ａが形成されている。
なお金属壁４７のうち、凸部４７ａを挟んだその内周部
分および外周部分は平坦に形成され、この平坦部分は出
力ガラス窓４６の面とほぼ平行な平面を形成している。

【００３４】また第一の金属壁４７の入力窓４２側には
環状の第二の金属壁４８が位置している。第二の金属壁
４８は、一端が第一の金属壁４７の外周部に接合され、
他端は前記入力窓４２方向に向いている。

【００３５】また環状の第二の金属壁４８と前記入力窓
４２との間は外壁で連結される。この外壁の部分は、そ
れぞれガラス４９ａ、金属４９ｂ、金属４９ｃで構成さ
れる。この外壁は、前記入力窓４２や前記出力ガラス窓
４６、前記第一の金属壁４７、前記第二の金属壁４８な
どと一つの真空容器４１を構成する。

【００３６】また、前記第一の金属壁４７と前記第二の
金属壁４８の外面を覆うように、前記出力ガラス窓４６
の端部から外壁のガラス４９ａの部分に亘って絶縁樹脂
層５０が設けられ、絶縁しろを形成している。なお、図
面上、金属壁４７と金属壁４８は隙間を有しているが、
実際上は密着している。

【００３７】ここで、出力ガラス窓４６の近傍を拡大し
た構成を図２に示す。なお図２では図１と同一部分には
同一番号を付している。

【００３８】ところで、出力ガラス窓４６の外縁部に接
合される第一の金属壁４７は、第二の金属壁４８と溶接
される。

【００３９】なお第一の金属壁４７が第二の金属壁４８
と溶接される際に、溶接部に熱が加えられても、第一の
金属壁４７と出力ガラス窓４６との接合部分に変位が生
じないように、第一の金属壁４７の先端Ｐから出力ガラ
ス窓４６との接合部分までの金属壁の延長距離、この場
合は凸部４７ａに沿った部分を含んだ延長距離を１５ｍ
ｍ以上にしている。

【００４０】また、第一の金属壁に形成される凸部の高
さＨや幅Ｄは、その板厚をｔとして、２．１≦Ｈ／ｔ
で、かつＤ／ｔ≧４．５となるようにしている。なお、
板厚ｔは０．８〜１．０ｍｍが好適な値である。

【００４１】なお上記の実施例では、凸部の断面形状が
矩形の場合で説明したが、図３や図４のように凸部４７
ａの断面形状は三角形でも、また半円形でもよい。図３
や図４では、図１と同一部分には同一番号を付し詳細な
説明は省略する。

【００４２】また、本発明では絶縁樹脂層が第一の金属
壁の凸部の部分に形成されるため、その付着強度を強く
できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、コントラストが良好
で、十分な絶縁が行え、小形、軽量化が図れるＸ線イメ
−ジ管が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例の要部を拡大して示す断面図
である。

【図３】本発明の他の実施例を説明する要部の断面図で
ある。

【図４】本発明の他の実施例を説明する要部の断面図で
ある。

【図５】従来の例を説明する断面図である。

【図６】従来の例を説明する要部の断面図である。

【図７】従来の例を説明する要部の断面図である。

【図８】本発明の作用を説明する要部の断面図である。

【図９】本発明の作用を説明する要部の断面図である。

【符号の説明】

４１…真空容器 ４２…入力窓 ４３…入力面 ４４ａ、ｂ、ｃ…集束電極 ４４ｄ…陽極 ４５…出力蛍光面 ４６…出力ガラス窓 ４７…第一の金属壁 ４７ａ…凸部 ４８…第二の金属壁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を透過する入力窓と、この入力窓を
   透過したＸ線に対応した可視像を生成する蛍光面が形成
   された出力ガラス窓と、この出力ガラス窓の周辺部と内
   周部が接合し、中間に環状の凸部が形成された環状の第
   一の金属壁と、この第一の金属壁の外周部に一端が接合
   され、他端が前記入力窓方向に向かう環状の第二の金属
   壁と、この第二の金属壁と前記入力窓とを連結する外壁
   とを具備したＸ線イメ−ジ管において、前記第一の金属
   壁の板厚をｔ、前記凸部の高さおよび幅をそれぞれＨ、
   Ｄとした場合に、前記第一の金属壁の外周部先端から前
   記出力ガラス窓との接合部分までの金属壁部分の延長距
   離が１５ｍｍ以上で、かつ２．１≦Ｈ／ｔ、Ｄ／ｔ≧
   ４．５であることを特徴とするＸ線イメ−ジ管。