JP4015256B2 - Ｘ線管 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線を発生するＸ線管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線は多くの物質あるいは物体に対して透過性の良い電磁波であり、物体の内部構造の非破壊・被接触観察に多用されている。Ｘ線の発生にあたってはＸ線管が用いられ、電子銃から出射された電子をターゲットに衝突させてＸ線を発生するが通例であり、この衝突にあたっては、電子銃を収納する筒状部材の中心軸とターゲットを収納する筒状部材の中心軸とを一致させるか、双方の中心軸を垂直に設定することが一般的である。
【０００３】
図１１は、電子銃を収納する筒状部材の中心軸とターゲットを収納する筒状部材の中心軸とが略直交するＸ線管の構成図であり、米国特許（ＵＳＰ）第５，０７７，７７１号に開示のＸ線管である。図１１に示すように、このＸ線管は、電子を発生・出射する電子銃部９１０と、電子銃部９１０から出射された電子を入力し、この電子がターゲット９２１に衝突することによりＸ線を発生するＸ線発生部９２０と、を備える。
【０００４】
ここで、電子銃部９１０は、外部からの電力供給により発熱するヒータ９１１と、ヒータ９１１によって熱せられて電子を放出するカソード９１２と、カソード９１２から放出された電子を加速・集束するフォーカスグリッド電極９１３と、ヒータ９１１、カソード９１２、およびフォーカスグリッド電極９１３を収納するとともに電子通過口を有する容器９１４と、を備える。
【０００５】
また、Ｘ線発生部９２０は、電子銃部９１０から出射された電子が衝突してＸ線を発生するターゲット９２１と、ターゲット９２１を包む平坦な管状に、かつ、中心軸が電子銃部９１０の中心軸と略直交する様に形成されるともに、電子銃部９１０から出射された電子がターゲット９１１に至る経路に電子通過開口を有するフード電極９２２と、ターゲット９２１およびフード電極９２２を収納する内部空間を有し、ターゲット９２１で発生したＸ線を取り出す開口を有するとともに、容器９１４の電子通過口を介して容器９１４の内部空間と内部空間が連結する容器９２３と、容器９２３のＸ線通過口に配設されたＸ線透過部材から成るＸ線取り出し窓９２４と、を備える。なお、フード電極９２２及びターゲット９２１には、電子銃部９１０の出射口の電位に対して、正の高電圧が印加される。
【０００６】
図１１のＸ線管では、電子銃部９１０から出射された電子は、フォーカスグリッド電極９１３とフード電極９２２との間の電界によって高速度に加速され、電子の各時刻の各位置における等電位面の垂直方向（すなわち、電界方向）に進行し、フード電極の電子通過用の開口を通過した後にターゲット９２１に衝突する。電子がターゲット９２１に衝突するとＸ線が発生し、フード電極９２２のＸ線通過用開口およびＸ線通過窓９２４を順次介して、Ｘ線管からＸ線が出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
Ｘ線管は、部品などの品質管理のために、拡大透視画像を得るＸ線検査装置などでＸ線源として使用される。そして、拡大率を大きくできることは、検査精度を向上する上で非常に重要である。
【０００８】
図１２は、こうしたＸ線検査装置の典型的な概略構成図である。図１２に示されるＸ線検査装置では、Ｘ線管から出射されたＸ線が試料皿上の試料に照射される。試料を透過したＸ線は、Ｘ線蛍光増倍管（イメージインテンシファイア管；Ｉ．Ｉ．管）で検出され、撮像管で拡大透視画像が撮像される。この装置での透視画像の拡大率は、Ｘ線管内のＸ線発生点（Ｘ線管の焦点位置）から試料位置までの距離（Ａ）と、試料位置からＩ．Ｉ．管のＸ線入射面までの距離（Ｂ）との比で決まる。すなわち、拡大率Ｍは、
Ｍ＝（Ａ＋Ｂ）／Ａ …（１）
である。通常は、Ａ《Ｂなので、
Ｍ＝Ｂ／Ａ …（２）
と表すことができる。
【０００９】
すなわち、大きな拡大率を得るには、Ａを小さくすること、又は、Ｂを大きくすることが考えられる。しかし、Ｂを大きくすると、Ｘ線検査装置全体が大きくなるとともに、Ｘ線の外部への漏れを防ぐための鉛シールドの量が増えるなど重量の増大が著しい。そこで、少しでもＡを小さくすることが切望されている。
【００１０】
そこで、本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、Ｘ線の発生点からＸ線出射窓までの距離の短縮化が図れるＸ線管を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係るＸ線管は、電子を放出する電子銃と、電子銃から放出される電子を先端面で受けてＸ線を発生させるターゲットと、ターゲットの先端面の前方に設けられＸ線を出射するためのＸ線出射窓と、ターゲットの先端部分に取り付けられる筒体であってその周面に電子を通過させる電子通過口を有しその電子通過口が電子の通過位置に対し少なくともＸ線出射窓の方向と反対側へ広げられてなるフード電極とを備え、ターゲットは電子通過口から露出する部分を削除して設けられ電子を前記Ｘ線出射窓の方向へ引き寄せる平坦面が形成されていることを特徴とする。また本発明に係るＸ線管は、前述の電子をターゲットの先端面の中心軸上に入射させることを特徴とする。
【００１２】
これらの発明によれば、電子銃から放出された電子は、フード電極の電子通過口を通りターゲットの先端面に入射される。その際、電子通過口がＸ線の出射方向の反対側へ広がっているため、電子は、Ｘ線の出射方向側に曲げられＸ線出射窓に近い位置に入射されることなる。従って、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。
【００１３】
また本発明に係るＸ線管は、電子を放出する電子銃と、電子銃から放出される電子を先端面で受けてＸ線を発生させるターゲットと、ターゲットの先端面の前方に設けられＸ線を出射するためのＸ線出射窓と、ターゲットの先端部分に取り付けられる環体であって電子が先端面に入射される位置よりＸ線出射窓側に配置されるフード電極とを備えて構成されている。
【００１４】
この発明によれば、電子銃から放出された電子は、フード電極の後方を通りターゲットの先端面に入射される。その際、フード電極の存在により電子が通過する領域における電界がＸ線出射窓側へ傾けられているため、電子は、Ｘ線の出射方向側に曲がりＸ線出射窓に近い位置に入射される。従って、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【００１６】
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係るＸ線管１を示す。図１（ａ）はＸ線管１の横断面図であり、図１（ｂ）はＸ線管１の縦断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｘ線管１は、電子を発生・放出する電子銃部２と、電子銃部２からの電子を受けてＸ線を発生するＸ線発生部３とを備えている。
【００１７】
電子銃部２は、その各構成部品を収容する容器２１を具備し、その容器２１には外部からの電力供給により発熱するヒータ２２が設けられている。また、電子銃部２には、ヒータ２１によって熱せられ電子を放出するカソード２３が設けられている。また、カソード２３から放出された電子を集束させるフォーカスグリッド電極２４が設けられている。更に、容器２１には、カソード２３から放出されフォーカスグリッド電極２４により集束された電子を出射するための開口２５が設けられている。この開口２５は、フォーカス電極としての機能も果たすものである。
【００１８】
一方、Ｘ線発生部３は、その各構成部品を収容する容器３１を備えている。容器３１は、電子銃部２の容器２１と開口２５を通じて連通しており、カソード２３から放出される電子を入射できる構造になっている。これらの容器３１、容器２１は密封されており、その内部がほぼ真空状態に保たれている。
【００１９】
容器３１の内部には、ターゲット４が設置されている。ターゲット４は、電子銃部２からの電子を受けてＸ線を発生させるものである。このターゲット４は、金属製の棒状体であって、その軸方向を電子が進入してくる方向に対して交差する向きに配置されている。ターゲット４の先端面４１は、電子銃部２からの電子を受ける面であり、その電子が進入してくる前方の位置に配置されている。
【００２０】
容器３１には、Ｘ線出射窓３２が設けられている。Ｘ線出射窓３２は、ターゲット４から発せられたＸ線を容器３１の外部へ出射させるための窓であり、例えば、Ｘ線透過材であるＢｅ材からなる板体などにより構成される。このＸ線出射窓３２は、ターゲット４の先端の前方に設けられている。また、Ｘ線出射窓３２は、その中心がターゲット４の中心軸の延長上に位置するように形成されている。
【００２１】
ターゲット４の先端部分には、フード電極５が取り付けられている。フード電極５は、ターゲット４の先端面４１に入射される電子の入射位置をＸ線の取出側、すなわち、Ｘ線出射窓３２側に近づけるためのものである。
【００２２】
また、フード電極５及びターゲット４には、電子銃部２の開口２５の縁部分の電位に対して、正の高電圧が印加されている。
【００２３】
図２にターゲットの先端部分及びフード電極の拡大斜視図を示す。
【００２４】
図２に示すように、ターゲット４の先端部分４２は、他の部分に対し細径となっている。ターゲット４の先端部分４２の先端面４１は、ターゲット４の軸方向に対し斜めに形成されている。すなわち、先端面４１は、ターゲット４の軸方向に対して直交せず、かつ、平行とならないように形成されている。
【００２５】
ターゲット４の先端部分４２には、フード電極５が取り付けられている。フード電極５は、金属製の筒状体であり、その内径がターゲット４の先端部分４２の外径とほぼ同一径とされている。フード電極５の軸方向の長さ寸法は、細径の先端部分４２の長さとほぼ同一寸法とされている。また、フード電極５の先端側の端部には、リング状に肉厚を増してなる大径部５１が形成されている。大径部５１は、ターゲット４の先端部分４２にフード電極５を取り付けたときに、ターゲット４の先端面４１の最先端の位置に配される。
【００２６】
また、フード電極５の周面には、電子通過口５２が形成されている。電子通過口５２は、ターゲット４の先端部分４２をフード電極５で覆いつつ、電子銃部２（図１参照）からの電子を先端面４１へ入射させるためのものである。このため、電子通過口５２は、ターゲット４の側方から入射される電子が少なくとも先端面４１へ入射できる位置に開口している。
【００２７】
また、電子通過口５２は、電子の通過位置Ｐに対しＸ線の出射方向の反対側へ広げられた開口形状となっている。これにより、容器３１、出射窓３２との異常放電が防止される。
【００２８】
ターゲット４の先端部分４２のうち電子通過口５２の開口により露出した部分は、軸方向とほぼ平行に削除されて平坦面４３が形成されている。平坦面４３は、電子をＸ線の出射方向側へ引き寄せるために形成されるものである。
【００２９】
また、先端面４１の最先端部分４１ａは、ターゲット４の径方向とほぼ平行に削除されている。この最先端部分４１ａを削除することにより、先端面４１全体をターゲット４の前方側、即ちＸ線出射窓３２側へ位置させることが可能となる。
【００３０】
次に、Ｘ線管１の動作について説明する。
【００３１】
図３にＸ線管の動作説明図を示す。図３に示すように、ターゲット４及びフード電極５に正の高電圧が印加されると、ターゲット４及びフード電極５は、電子銃部２の開口２５の縁部に対して正の高電位となるため、電子銃部２とターゲット４及びフード電極５の間の空間に電界が形成される。その電界の等電位線６は、ターゲット４の軸方向（図３では左右方向）に沿って形成されるが、電子通過口５２の付近では、ターゲット４側へ引き付けられた状態となる。
【００３２】
また、ターゲット４の先端部分４２のうち電子通過口５２により露出した部分が削除されているため、等電位線６は、電子通過口５２からターゲット４の平坦面４３側へ引き付けられた状態となる。
【００３３】
更に、ターゲット４の先端面４１の最先端位置には大径部５１が形成されているため、等電位線６は、その大径部５１の外周付近では電子銃部２側（図３では上側）に形成され、電子通過口５２の付近では先端面４１側（図３では下側）に大きく引き寄せられた状態となっている。つまり、電子が通過する電子通過口５２の付近における電界は、Ｘ線出射窓３２側に大きく傾いた状態となっている。
【００３４】
このような電界が形成された状態にて電子銃部２から電子が放出されると、電子は、フォーカスグリッド電極２４などに集束され開口２５を通じてＸ線発生部３内に進入する。そして、電子通過口５２の先端側の位置を通過して先端面４１に入射される。
【００３５】
このとき、電子が電子通過口５２を通過する領域では等電位線６が先端面４１へ引き寄せられて傾いた状態（図３では右下がりに傾いた状態）となっているため、電子は、電子通過口５２の付近からターゲット４の先端側、即ちＸ線出射窓３２側へ曲がりながら先端面４１に入射される。従って、電子の入射位置は、先端面４１上のＸ線出射窓３２に近い位置となる。
【００３６】
また、電子は、先端面４１上であってターゲット４の中心軸付近の位置に入射される。なお、このように電子をＸ線出射窓３２に近い位置であってターゲット４の中心軸付近の位置に入射させるためには、ターゲット４がＸ線出射窓３２に近い位置に配するなどすればよい。
【００３７】
そして、電子の先端面４１への入射によりＸ線が発生するため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れることになる。
【００３８】
また、Ｘ線の発生位置がターゲット４のほぼ中心軸上であるため、その中心軸に中心が位置しているＸ線出射窓３２からその前方へ上下左右などの各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られることになる。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係るＸ線管１によれば、電子通過口５２がＸ線の出射方向の反対側へ広げられているため、電子銃部２から放出される電子の軌道をＸ線の出射方向側に曲げて、電子を先端面４１上のＸ線出射窓に近い位置に入射させることができる。このため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。
【００４０】
また、このＸ線管１を用いて検査対象物にＸ線を照射し、その拡大透視画像を撮像管で撮像して検査対象物の状態を検査する場合、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くできる。このため、撮像画像の拡大率を増加でき、検査精度の向上が図れる。
【００４１】
更に、電子をターゲット４の中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓３２の前方へほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線管１から出射されるＸ線の取扱いが容易なものとなる。
【００４２】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係るＸ線管について説明する。
【００４３】
図４は、本実施形態に係るＸ線管の説明図である。本実施形態に係るＸ線管は、第一実施形態に係るＸ線管１とほぼ同様に構成されるものであり、ターゲット４ａの形状のみが異なるものである。
【００４４】
図４に示すように、Ｘ線管のターゲット４ａは、細径の先端部分４２の先端には傾斜した先端面４１が形成されているが、先端部分４２の周面には平坦面４３（図２参照）が形成されていない。このようなＸ線管であっても第一実施形態に係るＸ線管１とほぼ同様な作用効果が得られる。
【００４５】
図５に本実施形態に係るＸ線管の動作説明図を示す。
【００４６】
図５に示すように、ターゲット４ａ及びフード電極５に正の高電圧が印加されると、電子銃部２とターゲット４ａ及びフード電極５の間の空間に電界が形成される。この電界の等電位線６ａは、ターゲット４の軸方向（図５では左右方向）に沿って形成されるが、電子通過口５２の付近では、ターゲット４ａ側へ引き付けられた状態となる。また、ターゲット４ａの先端面４１の最先端位置には大径部５１が形成されているため、等電位線６ａは、その大径部５１の外周付近では電子銃部２側（図５では上側）に形成され、電子通過口５２の付近で先端面４１側（図５では下側）に大きく引き寄せられた状態となっている。つまり、電子が通過する電子通過口５２の付近における電界は、Ｘ線出射窓３２側に傾いた状態となっている。
【００４７】
但し、ターゲット４ａには、第一実施形態のターゲット４のように平坦面４３が形成されていないため、等電位線６ａは、図３に示す等電位線６に比べ、電子通過位置における傾きが小さいものとなっている。
【００４８】
このような電界が形成された状態にて電子銃部２から電子が放出されると、電子は、フォーカスグリッド電極などに集束され開口２５を通じてＸ線発生部３内に進入する。そして、電子通過口５２の先端側の位置を通過して先端面４１に入射される。
【００４９】
このとき、電子が電子通過口５２を通過する領域では、等電位線６ａが先端面４１へ引き寄せられて傾いた状態（図５では右下がりに傾いた状態）となっているため、電子は、電子通過口５２の付近からターゲット４の先端側、即ちＸ線出射窓３２側へ曲がりながら先端面４１に入射される。従って、電子の入射位置は、先端面４１上のＸ線出射窓３２に近い位置となる。また、電子は、先端面４１上であってターゲット４の中心軸付近の位置に入射される。
【００５０】
そして、電子の先端面４１への入射によりＸ線が発生するため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れることになる。
【００５１】
また、Ｘ線の発生位置がターゲット４のほぼ中心軸上であるため、その中心軸に中心が位置しているＸ線出射窓３２からその前方へ上下左右などの各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られることになる。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係るＸ線管によれば、第一実施形態に係るＸ線管１とほぼ同様にして、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れるという効果が得られる。また、本実施形態に係るＸ線管によれば、ターゲット４ａが簡易な構造であるため、その製造が容易に行えるという効果も得られる。
【００５３】
また、本実施形態に係るＸ線管を用いて検査対象物にＸ線を照射し、その拡大透視画像を撮像管で撮像して検査対象物の状態を検査する場合、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くできる。このため、撮像画像の拡大率を増加でき、検査精度の向上が図れる。
【００５４】
更に、電子をターゲット４の中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓３２の前方へ各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線管１から出射されるＸ線の取扱いが容易なものとなる。
【００５５】
（第三実施形態）
次に第三実施形態に係るＸ線管について説明する。
【００５６】
図６は、本実施形態に係るＸ線管の説明図である。本実施形態に係るＸ線管は、第二実施形態に係るＸ線管とほぼ同様に構成されるものであり、フード電極５ｂの形状のみが異なるものである。
【００５７】
図６に示すように、Ｘ線管のフード電極５ｂは、先端部に大径部５１（図４参照）が形成されておらず、単純な筒状を呈している。フード電極５ｂの周面には、電子通過口５２ｂが開設されている。この電子通過口５２ｂは、フード電極５ｂの側方から穿孔してなる丸孔である。なお、この電子通過口５２ｂの開口形状は、フード電極５ｂの軸方向に延びる長孔などであってもよい。このようなＸ線管であっても第一実施形態及び第二実施形態に係るＸ線管とほぼ同様な作用効果が得られる。
【００５８】
図７に本実施形態に係るＸ線管の動作説明図を示す。
【００５９】
図７に示すように、ターゲット４ｂ及びフード電極５ｂに正の高電圧が印加されると、電子銃部２とターゲット４ｂ及びフード電極５ｂの間の空間に電界が形成される。この電界の等電位線６ｂは、ターゲット４ｂの軸方向（図７では左右方向）に沿って形成されるが、電子通過口５２ｂの付近では、ターゲット４ａ側へ引き付けられた状態となる。また、フード電極５ｂの周面には電子通過口５２ｂが開口しているため、等電位線６ｂは、電子通過口５２ｂの中央位置に向けて引き寄せられた状態となっている。つまり、電子が通過する電子通過口５２ｂの付近における電界は、Ｘ線出射窓３２側に大きく傾いた状態となっている。
【００６０】
このような電界が形成された状態にて、電子銃部２から電子が放出されると、電子は、フォーカスグリッド電極などに集束され開口２５を通じてＸ線発生部３内に進入する。そして、電子通過口５２ｂの中央位置から先端側の位置を通過して先端面４１に入射される。
【００６１】
このとき、電子が電子通過口５２ｂを通過する領域では、等電位線６ｂが電子通過口５２ｂの中央位置に向けて傾いた状態（図７では右下がりに傾いた状態）となっているため、電子は、電子通過口５２ｂの付近からターゲット４の先端側、即ちＸ線出射窓３２側へ曲がりながら先端面４１に入射される。従って、電子の入射位置は、先端面４１上のＸ線出射窓３２に近い位置となる。
【００６２】
また、電子は、先端面４１上であってターゲット４ｂの中心軸付近の位置に入射される。
【００６３】
そして、電子の先端面４１への入射によりＸ線が発生するため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れることになる。また、Ｘ線の発生位置がターゲット４ｂのほぼ中心軸上であるため、その中心軸に中心が位置しているＸ線出射窓３２からその前方へ上下左右などの各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られることになる。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係るＸ線管によれば、第一実施形態及び第二実施形態に係るＸ線管とほぼ同様にして、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れるという効果が得られる。また、本実施形態に係るＸ線管によれば、フード電極５ｂが簡易な構造であるため、製造が容易に行えるという効果も得られる。
【００６５】
また、本実施形態に係るＸ線管を用いて検査対象物にＸ線を照射し、その拡大透視画像を撮像管で撮像して検査対象物の状態を検査する場合、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くできる。このため、撮像画像の拡大率を増加でき、検査精度の向上が図れる。
【００６６】
更に、電子をターゲット４ｂの中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓３２の前方へほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線管１から出射されるＸ線の取扱いが容易なものとなる。
【００６７】
（第四実施形態）
次に第四実施形態に係るＸ線管について説明する。
【００６８】
図８、図９は、本実施形態に係るＸ線管の説明図である。本実施形態に係るＸ線管は、第二実施形態に係るＸ線管とほぼ同様に構成されるものであり、フード電極５ｃとして環状のものを用いたものである。
【００６９】
図８に示すように、Ｘ線管のターゲット４ｃは、第二実施形態に係るＸ線管のターゲット４ａと同一形状のものである。ターゲット４ｃの先端部分４２の最先位置には、フード電極５ｃが取り付けられている。フード電極５ｃは、金属製のリング体であり、その内径がターゲット４ｃの先端部分４２の外径とほぼ同一径とされている。また、フード電極５ｃの軸方向の長さ寸法は、ターゲットｃの先端部分４２に取り付けらえた際に、ターゲット４ｃの側部に少なくとも先端面４１の一部を露出させる寸法とされている。
【００７０】
また、フード電極５ｃは、図９に示すように、周面に一部を軸方向に延ばしたものであってもよい。この場合、フード電極５ｃの内周面の面積が大きくなるため、ターゲット４ｃの先端部分４２の外周と密着する領域の増大化が図れる。このため、フード電極５ｃの取り付けが正確、かつ、容易に行える。
【００７１】
なお、本実施形態に係るＸ線管において、ターゲット４ｃの先端部分４２を他の部分に対して細径としない場合もある。
【００７２】
図１０に本実施形態に係るＸ線管の動作説明図を示す。
【００７３】
図１０に示すように、ターゲット４ｃ及びフード電極５ｃに正の高電圧が印加されると、電子銃部２とターゲット４ｃ及びフード電極５ｃの間の空間に電界が形成される。この電界の等電位線６ｃは、ターゲット４の軸方向（図１０では左右方向）に沿って形成されるが、先端面４１の付近では、ターゲット４ｃ側へ引き付けられた状態となる。また、ターゲット４ｃの先端面４１の最先端位置にはフード電極５ｃが配置されているため、等電位線６ｃは、そのフード電極５ｃの外周付近では電子銃部２側（図５では上側）に形成され、先端面４１の付近で先端面４１側（図５では下側）に大きく引き寄せられた状態となっている。つまり、電子が通過する領域における電界は、Ｘ線出射窓３２側に大きく傾いた状態となっている。
【００７４】
このような電界が形成された状態にて、電子銃部２から電子が放出されると、電子は、フォーカスグリッド電極などに集束され開口２５を通じてＸ線発生部３内に進入する。そして、フード電極５ｃの後方を通って先端面４１に入射される。
【００７５】
このとき、フード電極５ｃの後方の領域では等電位線６ｃが先端面４１へ引き寄せられて傾いた状態（図１０では右下がりに傾いた状態）となっているため、電子は、Ｘ線出射窓３２側へ曲がりながら先端面４１に入射されることになる。従って、電子の入射位置は、先端面４１上のＸ線出射窓３２に近い位置となる。
【００７６】
また、電子は、先端面４１上であってターゲット４ｃの中心軸付近の位置に入射される。
【００７７】
この電子の先端面４１への入射によりＸ線が発生するため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れる。また、Ｘ線の発生位置がターゲット４ｃのほぼ中心軸上であるため、その中心軸に中心が位置しているＸ線出射窓３２からその前方へ上下左右などの各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られることになる。
【００７８】
以上のように、本実施形態に係るＸ線管によれば、第一実施形態から第三実施形態までに係るＸ線管とほぼ同様にして、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れるという効果が得られる。また、本実施形態に係るＸ線管によれば、フード電極５ｃが簡易な構造であるため、その製造が容易なものとなるという効果も得られる。
【００７９】
また、本実施形態に係るＸ線管を用いて検査対象物にＸ線を照射し、その拡大透視画像を撮像管で撮像して検査対象物の状態を検査する場合、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くできる。このため、撮像画像の拡大率を増加でき、検査精度の向上が図れる。
【００８０】
更に、電子をターゲット４ｃの中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓３２の前方へほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線管１から出射されるＸ線の取扱いが容易なものとなる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００８２】
すなわち、電子通過口をＸ線の出射方向の反対側へ広げて形成されるため、電子をターゲットの先端面のＸ線出射窓に近い位置に入射させることができる。このため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。従って、Ｘ線検査装置のＸ線源として用いる場合に、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くでき、撮像画像の拡大率を増加させて検査精度の向上を図ることができる。
【００８３】
また、フード電極を環状としターゲットの先端に設けることにより、電子の通過領域における電界がＸ線出射窓側へ傾くので、電子をターゲットの先端面のＸ線出射窓に近い位置に入射させることができる。このため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。従って、Ｘ線検査装置のＸ線源として用いる場合に、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くでき、撮像画像の拡大率を増加させて検査精度の向上を図ることができる。
【００８４】
更に、電子をターゲットの中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓の前方へほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線の取扱いが容易なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図２】ターゲット及びフード電極の説明図である。
【図３】Ｘ線管の動作説明図である。
【図４】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図５】第二実施形態に係るＸ線管の動作説明図である。
【図６】第三実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図７】第三実施形態に係るＸ線管の動作説明図である。
【図８】第四実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図９】第四実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図１０】第四実施形態に係るＸ線管の動作説明図である。
【図１１】従来のＸ線管の説明図である。
【図１２】Ｘ線検査装置の説明図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管、２…電子銃部（電子銃）、３…Ｘ線発生部、３２…Ｘ線出射窓、４…ターゲット、４１…先端面、５…フード電極、５２…電子通過口。
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線を発生するＸ線管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線は多くの物質あるいは物体に対して透過性の良い電磁波であり、物体の内部構造の非破壊・被接触観察に多用されている。Ｘ線の発生にあたってはＸ線管が用いられ、電子銃から出射された電子をターゲットに衝突させてＸ線を発生するが通例であり、この衝突にあたっては、電子銃を収納する筒状部材の中心軸とターゲットを収納する筒状部材の中心軸とを一致させるか、双方の中心軸を垂直に設定することが一般的である。
【０００３】
図１１は、電子銃を収納する筒状部材の中心軸とターゲットを収納する筒状部材の中心軸とが略直交するＸ線管の構成図であり、米国特許（ＵＳＰ）第５，０７７，７７１号に開示のＸ線管である。図１１に示すように、このＸ線管は、電子を発生・出射する電子銃部９１０と、電子銃部９１０から出射された電子を入力し、この電子がターゲット９２１に衝突することによりＸ線を発生するＸ線発生部９２０と、を備える。
【０００４】
ここで、電子銃部９１０は、外部からの電力供給により発熱するヒータ９１１と、ヒータ９１１によって熱せられて電子を放出するカソード９１２と、カソード９１２から放出された電子を加速・集束するフォーカスグリッド電極９１３と、ヒータ９１１、カソード９１２、およびフォーカスグリッド電極９１３を収納するとともに電子通過口を有する容器９１４と、を備える。
【０００５】
また、Ｘ線発生部９２０は、電子銃部９１０から出射された電子が衝突してＸ線を発生するターゲット９２１と、ターゲット９２１を包む平坦な管状に、かつ、中心軸が電子銃部９１０の中心軸と略直交する様に形成されるともに、電子銃部９１０から出射された電子がターゲット９１１に至る経路に電子通過開口を有するフード電極９２２と、ターゲット９２１およびフード電極９２２を収納する内部空間を有し、ターゲット９２１で発生したＸ線を取り出す開口を有するとともに、容器９１４の電子通過口を介して容器９１４の内部空間と内部空間が連結する容器９２３と、容器９２３のＸ線通過口に配設されたＸ線透過部材から成るＸ線取り出し窓９２４と、を備える。なお、フード電極９２２及びターゲット９２１には、電子銃部９１０の出射口の電位に対して、正の高電圧が印加される。
【０００６】
図１１のＸ線管では、電子銃部９１０から出射された電子は、フォーカスグリッド電極９１３とフード電極９２２との間の電界によって高速度に加速され、電子の各時刻の各位置における等電位面の垂直方向（すなわち、電界方向）に進行し、フード電極の電子通過用の開口を通過した後にターゲット９２１に衝突する。電子がターゲット９２１に衝突するとＸ線が発生し、フード電極９２２のＸ線通過用開口およびＸ線通過窓９２４を順次介して、Ｘ線管からＸ線が出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
Ｘ線管は、部品などの品質管理のために、拡大透視画像を得るＸ線検査装置などでＸ線源として使用される。そして、拡大率を大きくできることは、検査精度を向上する上で非常に重要である。
【０００８】
図１２は、こうしたＸ線検査装置の典型的な概略構成図である。図１２に示されるＸ線検査装置では、Ｘ線管から出射されたＸ線が試料皿上の試料に照射される。試料を透過したＸ線は、Ｘ線蛍光増倍管（イメージインテンシファイア管；Ｉ．Ｉ．管）で検出され、撮像管で拡大透視画像が撮像される。この装置での透視画像の拡大率は、Ｘ線管内のＸ線発生点（Ｘ線管の焦点位置）から試料位置までの距離（Ａ）と、試料位置からＩ．Ｉ．管のＸ線入射面までの距離（Ｂ）との比で決まる。すなわち、拡大率Ｍは、
Ｍ＝（Ａ＋Ｂ）／Ａ …（１）
である。通常は、Ａ《Ｂなので、
Ｍ＝Ｂ／Ａ …（２）
と表すことができる。
【０００９】
すなわち、大きな拡大率を得るには、Ａを小さくすること、又は、Ｂを大きくすることが考えられる。しかし、Ｂを大きくすると、Ｘ線検査装置全体が大きくなるとともに、Ｘ線の外部への漏れを防ぐための鉛シールドの量が増えるなど重量の増大が著しい。そこで、少しでもＡを小さくすることが切望されている。
【００１０】
そこで、本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、Ｘ線の発生点からＸ線出射窓までの距離の短縮化が図れるＸ線管を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係るＸ線管は、電子を放出する電子銃と、電子銃から放出される電子を先端面で受けてＸ線を発生させるターゲットと、ターゲットの先端面の前方に設けられＸ線を出射するためのＸ線出射窓と、ターゲットの先端部分に取り付けられる筒体であってその周面に電子を通過させる電子通過口を有しその電子通過口が電子の通過位置に対し少なくともＸ線出射窓の方向と反対側へ広げられてなるフード電極とを備え、ターゲットは電子通過口から露出する部分を削除して設けられ電子を前記Ｘ線出射窓の方向へ引き寄せる平坦面が形成されていることを特徴とする。また本発明に係るＸ線管は、前述の電子をターゲットの先端面の中心軸上に入射させることを特徴とする。
【００１２】
これらの発明によれば、電子銃から放出された電子は、フード電極の電子通過口を通りターゲットの先端面に入射される。その際、電子通過口がＸ線の出射方向の反対側へ広がっているため、電子は、Ｘ線の出射方向側に曲げられＸ線出射窓に近い位置に入射されることなる。従って、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。
【００１３】
また本発明に係るＸ線管は、電子を放出する電子銃と、電子銃から放出される電子を先端面で受けてＸ線を発生させるターゲットと、ターゲットの先端面の前方に設けられＸ線を出射するためのＸ線出射窓と、ターゲットの先端部分に取り付けられる環体であって電子が先端面に入射される位置よりＸ線出射窓側に配置されるフード電極とを備えて構成されている。
【００１４】
この発明によれば、電子銃から放出された電子は、フード電極の後方を通りターゲットの先端面に入射される。その際、フード電極の存在により電子が通過する領域における電界がＸ線出射窓側へ傾けられているため、電子は、Ｘ線の出射方向側に曲がりＸ線出射窓に近い位置に入射される。従って、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【００１６】
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係るＸ線管１を示す。図１（ａ）はＸ線管１の横断面図であり、図１（ｂ）はＸ線管１の縦断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｘ線管１は、電子を発生・放出する電子銃部２と、電子銃部２からの電子を受けてＸ線を発生するＸ線発生部３とを備えている。
【００１７】
電子銃部２は、その各構成部品を収容する容器２１を具備し、その容器２１には外部からの電力供給により発熱するヒータ２２が設けられている。また、電子銃部２には、ヒータ２１によって熱せられ電子を放出するカソード２３が設けられている。また、カソード２３から放出された電子を集束させるフォーカスグリッド電極２４が設けられている。更に、容器２１には、カソード２３から放出されフォーカスグリッド電極２４により集束された電子を出射するための開口２５が設けられている。この開口２５は、フォーカス電極としての機能も果たすものである。
【００１８】
一方、Ｘ線発生部３は、その各構成部品を収容する容器３１を備えている。容器３１は、電子銃部２の容器２１と開口２５を通じて連通しており、カソード２３から放出される電子を入射できる構造になっている。これらの容器３１、容器２１は密封されており、その内部がほぼ真空状態に保たれている。
【００１９】
容器３１の内部には、ターゲット４が設置されている。ターゲット４は、電子銃部２からの電子を受けてＸ線を発生させるものである。このターゲット４は、金属製の棒状体であって、その軸方向を電子が進入してくる方向に対して交差する向きに配置されている。ターゲット４の先端面４１は、電子銃部２からの電子を受ける面であり、その電子が進入してくる前方の位置に配置されている。
【００２０】
容器３１には、Ｘ線出射窓３２が設けられている。Ｘ線出射窓３２は、ターゲット４から発せられたＸ線を容器３１の外部へ出射させるための窓であり、例えば、Ｘ線透過材であるＢｅ材からなる板体などにより構成される。このＸ線出射窓３２は、ターゲット４の先端の前方に設けられている。また、Ｘ線出射窓３２は、その中心がターゲット４の中心軸の延長上に位置するように形成されている。
【００２１】
ターゲット４の先端部分には、フード電極５が取り付けられている。フード電極５は、ターゲット４の先端面４１に入射される電子の入射位置をＸ線の取出側、すなわち、Ｘ線出射窓３２側に近づけるためのものである。
【００２２】
また、フード電極５及びターゲット４には、電子銃部２の開口２５の縁部分の電位に対して、正の高電圧が印加されている。
【００２３】
図２にターゲットの先端部分及びフード電極の拡大斜視図を示す。
【００２４】
図２に示すように、ターゲット４の先端部分４２は、他の部分に対し細径となっている。ターゲット４の先端部分４２の先端面４１は、ターゲット４の軸方向に対し斜めに形成されている。すなわち、先端面４１は、ターゲット４の軸方向に対して直交せず、かつ、平行とならないように形成されている。
【００２５】
ターゲット４の先端部分４２には、フード電極５が取り付けられている。フード電極５は、金属製の筒状体であり、その内径がターゲット４の先端部分４２の外径とほぼ同一径とされている。フード電極５の軸方向の長さ寸法は、細径の先端部分４２の長さとほぼ同一寸法とされている。また、フード電極５の先端側の端部には、リング状に肉厚を増してなる大径部５１が形成されている。大径部５１は、ターゲット４の先端部分４２にフード電極５を取り付けたときに、ターゲット４の先端面４１の最先端の位置に配される。
【００２６】
また、フード電極５の周面には、電子通過口５２が形成されている。電子通過口５２は、ターゲット４の先端部分４２をフード電極５で覆いつつ、電子銃部２（図１参照）からの電子を先端面４１へ入射させるためのものである。このため、電子通過口５２は、ターゲット４の側方から入射される電子が少なくとも先端面４１へ入射できる位置に開口している。
【００２７】
また、電子通過口５２は、電子の通過位置Ｐに対しＸ線の出射方向の反対側へ広げられた開口形状となっている。これにより、容器３１、出射窓３２との異常放電が防止される。
【００２８】
ターゲット４の先端部分４２のうち電子通過口５２の開口により露出した部分は、軸方向とほぼ平行に削除されて平坦面４３が形成されている。平坦面４３は、電子をＸ線の出射方向側へ引き寄せるために形成されるものである。
【００２９】
また、先端面４１の最先端部分４１ａは、ターゲット４の径方向とほぼ平行に削除されている。この最先端部分４１ａを削除することにより、先端面４１全体をターゲット４の前方側、即ちＸ線出射窓３２側へ位置させることが可能となる。
【００３０】
次に、Ｘ線管１の動作について説明する。
【００３１】
図３にＸ線管の動作説明図を示す。図３に示すように、ターゲット４及びフード電極５に正の高電圧が印加されると、ターゲット４及びフード電極５は、電子銃部２の開口２５の縁部に対して正の高電位となるため、電子銃部２とターゲット４及びフード電極５の間の空間に電界が形成される。その電界の等電位線６は、ターゲット４の軸方向（図３では左右方向）に沿って形成されるが、電子通過口５２の付近では、ターゲット４側へ引き付けられた状態となる。
【００３２】
また、ターゲット４の先端部分４２のうち電子通過口５２により露出した部分が削除されているため、等電位線６は、電子通過口５２からターゲット４の平坦面４３側へ引き付けられた状態となる。
【００３３】
更に、ターゲット４の先端面４１の最先端位置には大径部５１が形成されているため、等電位線６は、その大径部５１の外周付近では電子銃部２側（図３では上側）に形成され、電子通過口５２の付近では先端面４１側（図３では下側）に大きく引き寄せられた状態となっている。つまり、電子が通過する電子通過口５２の付近における電界は、Ｘ線出射窓３２側に大きく傾いた状態となっている。
【００３４】
このような電界が形成された状態にて電子銃部２から電子が放出されると、電子は、フォーカスグリッド電極２４などに集束され開口２５を通じてＸ線発生部３内に進入する。そして、電子通過口５２の先端側の位置を通過して先端面４１に入射される。
【００３５】
このとき、電子が電子通過口５２を通過する領域では等電位線６が先端面４１へ引き寄せられて傾いた状態（図３では右下がりに傾いた状態）となっているため、電子は、電子通過口５２の付近からターゲット４の先端側、即ちＸ線出射窓３２側へ曲がりながら先端面４１に入射される。従って、電子の入射位置は、先端面４１上のＸ線出射窓３２に近い位置となる。
【００３６】
また、電子は、先端面４１上であってターゲット４の中心軸付近の位置に入射される。なお、このように電子をＸ線出射窓３２に近い位置であってターゲット４の中心軸付近の位置に入射させるためには、ターゲット４がＸ線出射窓３２に近い位置に配するなどすればよい。
【００３７】
そして、電子の先端面４１への入射によりＸ線が発生するため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れることになる。
【００３８】
また、Ｘ線の発生位置がターゲット４のほぼ中心軸上であるため、その中心軸に中心が位置しているＸ線出射窓３２からその前方へ上下左右などの各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られることになる。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係るＸ線管１によれば、電子通過口５２がＸ線の出射方向の反対側へ広げられているため、電子銃部２から放出される電子の軌道をＸ線の出射方向側に曲げて、電子を先端面４１上のＸ線出射窓に近い位置に入射させることができる。このため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。
【００４０】
また、このＸ線管１を用いて検査対象物にＸ線を照射し、その拡大透視画像を撮像管で撮像して検査対象物の状態を検査する場合、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くできる。このため、撮像画像の拡大率を増加でき、検査精度の向上が図れる。
【００４１】
更に、電子をターゲット４の中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓３２の前方へほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線管１から出射されるＸ線の取扱いが容易なものとなる。
【００４２】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係るＸ線管について説明する。
【００４３】
図４は、本実施形態に係るＸ線管の説明図である。本実施形態に係るＸ線管は、第一実施形態に係るＸ線管１とほぼ同様に構成されるものであり、ターゲット４ａの形状のみが異なるものである。
【００４４】
図４に示すように、Ｘ線管のターゲット４ａは、細径の先端部分４２の先端には傾斜した先端面４１が形成されているが、先端部分４２の周面には平坦面４３（図２参照）が形成されていない。このようなＸ線管であっても第一実施形態に係るＸ線管１とほぼ同様な作用効果が得られる。
【００４５】
図５に本実施形態に係るＸ線管の動作説明図を示す。
【００４６】
図５に示すように、ターゲット４ａ及びフード電極５に正の高電圧が印加されると、電子銃部２とターゲット４ａ及びフード電極５の間の空間に電界が形成される。この電界の等電位線６ａは、ターゲット４の軸方向（図５では左右方向）に沿って形成されるが、電子通過口５２の付近では、ターゲット４ａ側へ引き付けられた状態となる。また、ターゲット４ａの先端面４１の最先端位置には大径部５１が形成されているため、等電位線６ａは、その大径部５１の外周付近では電子銃部２側（図５では上側）に形成され、電子通過口５２の付近で先端面４１側（図５では下側）に大きく引き寄せられた状態となっている。つまり、電子が通過する電子通過口５２の付近における電界は、Ｘ線出射窓３２側に傾いた状態となっている。
【００４７】
但し、ターゲット４ａには、第一実施形態のターゲット４のように平坦面４３が形成されていないため、等電位線６ａは、図３に示す等電位線６に比べ、電子通過位置における傾きが小さいものとなっている。
【００４８】
このような電界が形成された状態にて電子銃部２から電子が放出されると、電子は、フォーカスグリッド電極などに集束され開口２５を通じてＸ線発生部３内に進入する。そして、電子通過口５２の先端側の位置を通過して先端面４１に入射される。
【００４９】
このとき、電子が電子通過口５２を通過する領域では、等電位線６ａが先端面４１へ引き寄せられて傾いた状態（図５では右下がりに傾いた状態）となっているため、電子は、電子通過口５２の付近からターゲット４の先端側、即ちＸ線出射窓３２側へ曲がりながら先端面４１に入射される。従って、電子の入射位置は、先端面４１上のＸ線出射窓３２に近い位置となる。また、電子は、先端面４１上であってターゲット４の中心軸付近の位置に入射される。
【００５０】
そして、電子の先端面４１への入射によりＸ線が発生するため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れることになる。
【００５１】
また、Ｘ線の発生位置がターゲット４のほぼ中心軸上であるため、その中心軸に中心が位置しているＸ線出射窓３２からその前方へ上下左右などの各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られることになる。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係るＸ線管によれば、第一実施形態に係るＸ線管１とほぼ同様にして、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れるという効果が得られる。また、本実施形態に係るＸ線管によれば、ターゲット４ａが簡易な構造であるため、その製造が容易に行えるという効果も得られる。
【００５３】
また、本実施形態に係るＸ線管を用いて検査対象物にＸ線を照射し、その拡大透視画像を撮像管で撮像して検査対象物の状態を検査する場合、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くできる。このため、撮像画像の拡大率を増加でき、検査精度の向上が図れる。
【００５４】
更に、電子をターゲット４の中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓３２の前方へ各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線管１から出射されるＸ線の取扱いが容易なものとなる。
【００５５】
（第三実施形態）
次に第三実施形態に係るＸ線管について説明する。
【００５６】
図６は、本実施形態に係るＸ線管の説明図である。本実施形態に係るＸ線管は、第二実施形態に係るＸ線管とほぼ同様に構成されるものであり、フード電極５ｂの形状のみが異なるものである。
【００５７】
図６に示すように、Ｘ線管のフード電極５ｂは、先端部に大径部５１（図４参照）が形成されておらず、単純な筒状を呈している。フード電極５ｂの周面には、電子通過口５２ｂが開設されている。この電子通過口５２ｂは、フード電極５ｂの側方から穿孔してなる丸孔である。なお、この電子通過口５２ｂの開口形状は、フード電極５ｂの軸方向に延びる長孔などであってもよい。このようなＸ線管であっても第一実施形態及び第二実施形態に係るＸ線管とほぼ同様な作用効果が得られる。
【００５８】
図７に本実施形態に係るＸ線管の動作説明図を示す。
【００５９】
図７に示すように、ターゲット４ｂ及びフード電極５ｂに正の高電圧が印加されると、電子銃部２とターゲット４ｂ及びフード電極５ｂの間の空間に電界が形成される。この電界の等電位線６ｂは、ターゲット４ｂの軸方向（図７では左右方向）に沿って形成されるが、電子通過口５２ｂの付近では、ターゲット４ａ側へ引き付けられた状態となる。また、フード電極５ｂの周面には電子通過口５２ｂが開口しているため、等電位線６ｂは、電子通過口５２ｂの中央位置に向けて引き寄せられた状態となっている。つまり、電子が通過する電子通過口５２ｂの付近における電界は、Ｘ線出射窓３２側に大きく傾いた状態となっている。
【００６０】
このような電界が形成された状態にて、電子銃部２から電子が放出されると、電子は、フォーカスグリッド電極などに集束され開口２５を通じてＸ線発生部３内に進入する。そして、電子通過口５２ｂの中央位置から先端側の位置を通過して先端面４１に入射される。
【００６１】
このとき、電子が電子通過口５２ｂを通過する領域では、等電位線６ｂが電子通過口５２ｂの中央位置に向けて傾いた状態（図７では右下がりに傾いた状態）となっているため、電子は、電子通過口５２ｂの付近からターゲット４の先端側、即ちＸ線出射窓３２側へ曲がりながら先端面４１に入射される。従って、電子の入射位置は、先端面４１上のＸ線出射窓３２に近い位置となる。
【００６２】
また、電子は、先端面４１上であってターゲット４ｂの中心軸付近の位置に入射される。
【００６３】
そして、電子の先端面４１への入射によりＸ線が発生するため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れることになる。また、Ｘ線の発生位置がターゲット４ｂのほぼ中心軸上であるため、その中心軸に中心が位置しているＸ線出射窓３２からその前方へ上下左右などの各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られることになる。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係るＸ線管によれば、第一実施形態及び第二実施形態に係るＸ線管とほぼ同様にして、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れるという効果が得られる。また、本実施形態に係るＸ線管によれば、フード電極５ｂが簡易な構造であるため、製造が容易に行えるという効果も得られる。
【００６５】
また、本実施形態に係るＸ線管を用いて検査対象物にＸ線を照射し、その拡大透視画像を撮像管で撮像して検査対象物の状態を検査する場合、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くできる。このため、撮像画像の拡大率を増加でき、検査精度の向上が図れる。
【００６６】
更に、電子をターゲット４ｂの中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓３２の前方へほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線管１から出射されるＸ線の取扱いが容易なものとなる。
【００６７】
（第四実施形態）
次に第四実施形態に係るＸ線管について説明する。
【００６８】
図８、図９は、本実施形態に係るＸ線管の説明図である。本実施形態に係るＸ線管は、第二実施形態に係るＸ線管とほぼ同様に構成されるものであり、フード電極５ｃとして環状のものを用いたものである。
【００６９】
図８に示すように、Ｘ線管のターゲット４ｃは、第二実施形態に係るＸ線管のターゲット４ａと同一形状のものである。ターゲット４ｃの先端部分４２の最先位置には、フード電極５ｃが取り付けられている。フード電極５ｃは、金属製のリング体であり、その内径がターゲット４ｃの先端部分４２の外径とほぼ同一径とされている。また、フード電極５ｃの軸方向の長さ寸法は、ターゲットｃの先端部分４２に取り付けらえた際に、ターゲット４ｃの側部に少なくとも先端面４１の一部を露出させる寸法とされている。
【００７０】
また、フード電極５ｃは、図９に示すように、周面に一部を軸方向に延ばしたものであってもよい。この場合、フード電極５ｃの内周面の面積が大きくなるため、ターゲット４ｃの先端部分４２の外周と密着する領域の増大化が図れる。このため、フード電極５ｃの取り付けが正確、かつ、容易に行える。
【００７１】
なお、本実施形態に係るＸ線管において、ターゲット４ｃの先端部分４２を他の部分に対して細径としない場合もある。
【００７２】
図１０に本実施形態に係るＸ線管の動作説明図を示す。
【００７３】
図１０に示すように、ターゲット４ｃ及びフード電極５ｃに正の高電圧が印加されると、電子銃部２とターゲット４ｃ及びフード電極５ｃの間の空間に電界が形成される。この電界の等電位線６ｃは、ターゲット４の軸方向（図１０では左右方向）に沿って形成されるが、先端面４１の付近では、ターゲット４ｃ側へ引き付けられた状態となる。また、ターゲット４ｃの先端面４１の最先端位置にはフード電極５ｃが配置されているため、等電位線６ｃは、そのフード電極５ｃの外周付近では電子銃部２側（図５では上側）に形成され、先端面４１の付近で先端面４１側（図５では下側）に大きく引き寄せられた状態となっている。つまり、電子が通過する領域における電界は、Ｘ線出射窓３２側に大きく傾いた状態となっている。
【００７４】
このような電界が形成された状態にて、電子銃部２から電子が放出されると、電子は、フォーカスグリッド電極などに集束され開口２５を通じてＸ線発生部３内に進入する。そして、フード電極５ｃの後方を通って先端面４１に入射される。
【００７５】
このとき、フード電極５ｃの後方の領域では等電位線６ｃが先端面４１へ引き寄せられて傾いた状態（図１０では右下がりに傾いた状態）となっているため、電子は、Ｘ線出射窓３２側へ曲がりながら先端面４１に入射されることになる。従って、電子の入射位置は、先端面４１上のＸ線出射窓３２に近い位置となる。
【００７６】
また、電子は、先端面４１上であってターゲット４ｃの中心軸付近の位置に入射される。
【００７７】
この電子の先端面４１への入射によりＸ線が発生するため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れる。また、Ｘ線の発生位置がターゲット４ｃのほぼ中心軸上であるため、その中心軸に中心が位置しているＸ線出射窓３２からその前方へ上下左右などの各方向にほぼ等角度で広がるＸ線が得られることになる。
【００７８】
以上のように、本実施形態に係るＸ線管によれば、第一実施形態から第三実施形態までに係るＸ線管とほぼ同様にして、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓３２との距離の短縮化が図れるという効果が得られる。また、本実施形態に係るＸ線管によれば、フード電極５ｃが簡易な構造であるため、その製造が容易なものとなるという効果も得られる。
【００７９】
また、本実施形態に係るＸ線管を用いて検査対象物にＸ線を照射し、その拡大透視画像を撮像管で撮像して検査対象物の状態を検査する場合、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くできる。このため、撮像画像の拡大率を増加でき、検査精度の向上が図れる。
【００８０】
更に、電子をターゲット４ｃの中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓３２の前方へほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線管１から出射されるＸ線の取扱いが容易なものとなる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００８２】
すなわち、電子通過口をＸ線の出射方向の反対側へ広げて形成されるため、電子をターゲットの先端面のＸ線出射窓に近い位置に入射させることができる。このため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。従って、Ｘ線検査装置のＸ線源として用いる場合に、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くでき、撮像画像の拡大率を増加させて検査精度の向上を図ることができる。
【００８３】
また、フード電極を環状としターゲットの先端に設けることにより、電子の通過領域における電界がＸ線出射窓側へ傾くので、電子をターゲットの先端面のＸ線出射窓に近い位置に入射させることができる。このため、Ｘ線の発生位置とＸ線出射窓との距離の短縮化が図れる。従って、Ｘ線検査装置のＸ線源として用いる場合に、Ｘ線発生点から測定対象物までの距離を短くでき、撮像画像の拡大率を増加させて検査精度の向上を図ることができる。
【００８４】
更に、電子をターゲットの中心軸付近に入射させることにより、Ｘ線出射窓の前方へほぼ等角度で広がるＸ線が得られる。このため、Ｘ線の取扱いが容易なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図２】ターゲット及びフード電極の説明図である。
【図３】Ｘ線管の動作説明図である。
【図４】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図５】第二実施形態に係るＸ線管の動作説明図である。
【図６】第三実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図７】第三実施形態に係るＸ線管の動作説明図である。
【図８】第四実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図９】第四実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図１０】第四実施形態に係るＸ線管の動作説明図である。
【図１１】従来のＸ線管の説明図である。
【図１２】Ｘ線検査装置の説明図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管、２…電子銃部（電子銃）、３…Ｘ線発生部、３２…Ｘ線出射窓、４…ターゲット、４１…先端面、５…フード電極、５２…電子通過口。
Claims (3)
- 電子を放出する電子銃と、
前記電子銃から放出される前記電子を先端面で受けてＸ線を発生させるターゲットと、
前記ターゲットの前記先端面の前方に設けられ、前記Ｘ線を出射するためのＸ線出射窓と、
前記ターゲットの先端部分に取り付けられる筒体であって、その周面に前記電子を通過させる電子通過口を有し、その電子通過口が前記電子の通過位置に対し少なくとも前記Ｘ線出射窓の方向と反対側へ広げられてなるフード電極と、
を備え、
前記ターゲットは、前記電子通過口から露出する部分を削除して設けられ前記電子を前記Ｘ線出射窓の方向へ引き寄せる平坦面が形成されていること、
を特徴とするＸ線管。 - 前記電子を前記ターゲットの前記先端面の中心軸上に入射させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管。
- 電子を放出する電子銃と、
前記電子銃から放出される前記電子を先端面で受けてＸ線を発生させるターゲットと、
前記ターゲットの前記先端面の前方に設けられ、前記Ｘ線を出射するためのＸ線出射窓と、
前記ターゲットの先端部分に取り付けられる環体であって、前記電子が前記先端面に入射される位置より前記Ｘ線出射窓側に配置されるフード電極と、
を備えて構成されるＸ線管。
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