JP6802890B1 - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子の放出を抑制することができるＸ線発生装置を提供する。【解決手段】窓部５は、ターゲットから出射されたＸ線ＸＲをＸ線通路４０ｂから外部Оに透過させる。窓部５は、Ｘ線ＸＲが通過する通過孔５１１ｃが形成された窓枠部５１と、通過孔５１１ｃにおける外部Ｏ側の第１開口５１１ｄを覆った状態で窓枠部５１に気密に固定され、Ｘ線ＸＲを透過させる第１窓部材５２と、通過孔５１１ｃにおける通路４０側の第２開口５１１ｅを覆った状態で窓枠部５１に固定され、Ｘ線ＸＲを透過させる第２窓部材５３と、を含む。窓部５には、通過孔５１１ｃのうち第１窓部材５２と第２窓部材５３との間の領域５Ｒと、Ｘ線通路４０ｂと、を連通する通気部５０の少なくとも一部である離間部５０ａ及び離間部５０ｂが設けられている。通気部５０は、Ｘ線通路４０ｂ内から領域５Ｒ側を見た場合に見通せないように構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、Ｘ線発生装置に関する。

電子ビームの入射によってターゲットから発生したＸ線を、真空引きされた通路から窓部を介して外部に出射するＸ線発生装置が知られている。特許文献１には、容器の開口部において外側に設けられたＸ線透過窓と、当該開口部において内側に設けられたシールドと、を有する窓部が記載されている。

特許第４７０７７８１号公報

特許文献１に記載の窓部においては、Ｘ線透過窓とシールドとの間の領域と、容器内の領域と、を連通する通気孔が開口部に形成されており、当該通気孔がシールドの側方を通ってＸ線透過窓の外縁部に対向している。そのため、特許文献１に記載の窓部においては、通気孔に入射した電子（例えば、容器内（通路）において発生した散乱電子、ターゲットからの反射電子、及びターゲットから出射された二次電子等）が、Ｘ線透過窓に至り、Ｘ線透過窓を透過して外部に飛び出すおそれがある。そのような電子は、例えば外部の酸素と反応してオゾンを形成する等、窓部近傍の構成等に悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、窓部からの電子の放出を抑制することができるＸ線発生装置を提供することを目的とする。

本発明のＸ線発生装置は、電子ビームを出射する電子銃と、電子ビームが入射することによりＸ線を出射するターゲットと、電子ビーム及びＸ線が通過する通路を有し、通路を真空引きされた状態に維持する筐体と、を備え、筐体は、ターゲットから出射されたＸ線を通路から外部に透過させる窓部を有し、窓部は、Ｘ線が通過する通過孔が形成された窓枠部と、通過孔における外部側の開口である第１開口を覆った状態で窓枠部に気密に固定され、Ｘ線を透過させる第１窓部材と、通過孔における通路側の開口である第２開口を覆った状態で窓枠部に固定され、Ｘ線を透過させる第２窓部材と、を含み、窓部には、通過孔のうち第１窓部材と第２窓部材との間の領域と、通路と、を連通する通気部の少なくとも一部が設けられており、通気部は、通路内から領域側を見た場合に見通せないように構成されている。

このＸ線発生装置では、窓部が第１窓部材及び第２窓部材を含んでいる。これにより、例えば１枚の窓部材で構成する場合と比較して、窓部から電子が放出されにくい。そして、窓部には、通過孔のうち第１窓部材と第２窓部材との間の領域と、通路と、を連通する通気部の少なくとも一部が設けられており、通気部は、通路内から第１窓部材と第２窓部材との間の領域側を見た場合に見通せないように構成されている。これにより、電子が通路内から通気部を介して第１窓部材と第２窓部材との間の領域に到達するのを防止することができる。よって、このＸ線発生装置によれば、窓部からの電子の放出を抑制することができる。

本発明のＸ線発生装置では、通気部は、窓枠部と第２窓部材との間に形成された空間である離間部を含んでもよい。これにより、通気部としての孔を窓枠部に設ける必要がなくなるため、窓部を簡易に構成することができる。

本発明のＸ線発生装置では、窓枠部は、外部側の第１表面、及び通路側の第２表面を有し、第１窓部材は、第１表面のうち第１開口の周囲の領域に連続的に配置された第１接合部材によって、第１表面に固定されており、第２窓部材は、第２表面のうち第２開口の周囲の領域に部分的に配置された第２接合部材によって、第２表面に固定されていてもよい。これにより、第１窓部材を窓枠部に気密に接合しつつ、通気部としての離間部を窓枠部と第２窓部材との間に確実に形成することができる。

本発明のＸ線発生装置では、第２表面は、通路側に開口するように窓枠部に形成された凹部の底面であり、通気部は、底面と第２窓部材との間に形成された空間である離間部、及び凹部の側面と第２窓部材との間に形成された空間である離間部を含んでもよい。これにより、通気部が屈曲した経路を備えるため、電子が通路内から通気部を介して第１窓部材と第２窓部材との間の領域に到達するのをより確実に防止することができる。

本発明のＸ線発生装置では、窓枠部は、筐体のうち通路を画定する本体部とは別体に構成されており、通気部は、第２窓部材と本体部との間に形成された空間である離間部を更に含んでもよい。これにより、通気部が屈曲したり延長したりする経路を備えるため、電子が通路内から通気部を介して第１窓部材と第２窓部材との間の領域に到達するのをより確実に防止することができる。

本発明のＸ線発生装置では、窓枠部は、筐体のうち通路を画定する本体部とは別体に構成されており、窓部は、本体部との間に窓枠部を挟んだ状態で本体部に取り付けられた押え部材を更に含んでもよい。これにより、第１窓部材及び第２窓部材を容易に交換することができる。

本発明によれば、窓部からの電子の放出を抑制することができるＸ線発生装置を提供することが可能となる。

一実施形態のＸ線発生装置の断面図である。 図１に示されるヘッド部の断面図である。 図１に示される窓部の断面図である。 図１に示される窓部の一部の断面図である。 Ｘ線の進行方向から見た窓部の拡大図である。 第１変形例の窓部の断面図である。 第２変形例の窓部の断面図である。 第３変形例の窓部の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。
［Ｘ線発生装置の構成］

図１に示されるように、Ｘ線発生装置１は、電子銃２と、ターゲット部３と、筐体４と、排気管６と、電源部７と、を備えている。電子銃２は、電子ビームを出射する。ターゲット部３の先端には、電子ビームが入射することによりＸ線ＸＲを出射するターゲット３１が設けられている。一例として、ターゲット３１は、タングステンからなり、円板状を呈している。筐体４は、電子ビーム及びＸ線ＸＲが通過する通路４０を画定しており、通路４０を真空引きされた状態に維持する。筐体４は、窓部５を有している。窓部５は、ターゲット３１から出射されたＸ線ＸＲを通路４０から外部Оに透過させる。排気管６は、筐体４に設けられている。排気管６には、真空ポンプ（図示省略）が接続される。電源部７は、電子銃２に電圧を印加する。

筐体４は、窓部５に加え、下側筒状部４１と、上側筒状部４２と、ヘッド部（本体部）４３と、を有している。一例として、下側筒状部４１及び上側筒状部４２は、それぞれ、ステンレスからなり、円筒状を呈している。下側筒状部４１の下端部には、電源部７が取り付けられている。下側筒状部４１は、電源部７上に立設された電子銃２を収容している。下側筒状部４１の側壁には、排気管６が設けられている。上側筒状部４２は、ヒンジ部４ａを介して下側筒状部４１の上端部上に立設されている。上側筒状部４２を下側筒状部４１に対して傾動させることにより、下側筒状部４１の上側開口から、電子銃２に設けられたフィラメント等を交換することができる。上側筒状部４２の内部には、複数のコイル部４９が設けられている。複数のコイル部４９は、電磁偏向レンズとして機能し、電子銃２からターゲット３１に向かって通路４０を進行する電子ビームをターゲット３１に集束させる。

ヘッド部４３は、上側筒状部４２の上端部上に設けられている。ヘッド部４３には、ターゲット挿入部４８としての貫通孔が形成されている。ターゲット挿入部４８には、ターゲット部３が挿入されている。ターゲット部３は、ヘッド部４３に対して着脱可能である。ターゲット３１は、電子銃２及び窓部５のそれぞれと対向するように傾斜した状態で通路４０に露出している。通路４０のうち、電子銃２とターゲット３１とが対向する部分が電子ビーム通路４０ａであり、ターゲット３１と窓部５とが対向する部分がＸ線通路４０ｂである。電子ビーム通路４０ａは、下側筒状部４１、上側筒状部４２及びヘッド部４３に形成されている。Ｘ線通路４０ｂは、ヘッド部４３に形成されている。電子ビーム通路４０ａ及びＸ線通路４０ｂは、ヘッド部４３において接続されている。ターゲット部３の側面には、複数のＯリング３２が設けられている。これにより、ターゲット挿入部４８は、ターゲット部３によって気密に封止されている。

Ｘ線発生装置１においては、真空ポンプによって排気管６を介して通路４０が真空引きされた状態で、電源部７によって電子銃２に電圧が印加され、電子銃２から電子ビーム通路４０ａに電子ビームが出射されると、当該電子ビームが複数のコイル部４９によってターゲット３１に集束させられる。電子ビームがターゲット３１に入射し、ターゲット３１からＸ線通路４０ｂにＸ線ＸＲが出射されると、Ｘ線ＸＲが窓部５を透過して外部Оに出射される。
［窓部の構成］

以下、窓部５を透過するＸ線ＸＲの進行方向Ａ（図２、図３及び図４参照）において、前側（外部Ｏ側であって、通路４０とは反対側）を「第１側（外部側）」といい、後側（通路４０側）を「第２側（通路側）」という。進行方向Ａは、Ｘ線ＸＲがターゲット３１から窓部５に向かう方向である。図２に示されるように、窓部５は、ヘッド部４３における第１側の表面４３ａに形成された凹部４４に設けられている。進行方向Ａから見た場合に、凹部４４は、例えば矩形状を呈している。凹部４４の底面４４ａには、図３に示されるように、凸部４５が設けられている。進行方向Ａから見た場合に、凸部４５は、例えば円形状を呈している。凸部４５における第１側の表面４５ａは、表面４３ａよりも第２側に位置している。凹部４４の底面４４ａには、進行方向Ａから見た場合に凸部４５を囲むように延在する環状の溝４６が形成されている。溝４６は、例えば円環状に延在している。溝４６には、Ｏリング４７が配置されている。Ｘ線通路４０ｂは、凸部４５における第１側の表面４５ａに開口するようにヘッド部４３に形成されている。進行方向Ａから見た場合に、Ｘ線通路４０ｂは、例えば円形状を呈している。

図２に示されるように、窓部５は、窓枠部５１と、第１窓部材５２と、第２窓部材５３と、押え部材５４と、を有している。窓枠部５１には、第１窓部材５２及び第２窓部材５３が固定されている。窓枠部５１は、Ｘ線通路４０ｂを画定するヘッド部４３とは別体に構成されている。窓枠部５１は、例えば、銅等の熱伝導性の高い金属材料からなる。

図３及び図４に示されるように、窓枠部５１は、固定部分５１１と、包囲部分５１２と、を含んでいる。固定部分５１１は、板状の部分であり、第１側の表面（第１表面）５１１ａ及び第２側の表面（第２表面）５１１ｂを有している。固定部分５１１は、例えば円板状の部材に、通過孔５１１ｃが形成されたリング状を呈している。通過孔５１１ｃは、Ｘ線が通過する貫通孔である。通過孔５１１ｃは、進行方向ＡにおいてＸ線通路４０ｂと対向している。進行方向Ａから見た場合に、通過孔５１１ｃは、例えば円形状を呈している。また、通過孔５１１ｃには、通過孔５１１ｃにおける第１側の第１開口５１１ｄの端部、及び通過孔５１１ｃにおける第２側の第２開口５１１ｅの端部のそれぞれに、面取り部５１１ｆが形成されている。面取り部５１１ｆによって、通過孔５１１ｃと表面５１１ａ、及び通過孔５１１ｃと表面５１１ｂとが滑らかに接続されている。これにより、第１開口５１１ｄの端部と第１窓部材５２との接触、及び第２開口５１１ｅの端部と第２窓部材５３との接触による、第１窓部材５２及び第２窓部材５３の破損が抑制されている。また、仮に、後述する第１接合部材５８及び第２接合部材５９が溶融し、通過孔５１１ｃ側に流れ込んできてしまった場合には、面取り部５１１ｆによって広がった空間（固定部分５１１（通過孔５１１ｃ）と後述する第１窓部材５２の表面５２ｂとの間の空間）に第１接合部材５８を溜め込み、面取り部５１１ｆによって広がった空間（固定部分５１１（通過孔５１１ｃ）と第２窓部材５３の表面５３ｂとの間の空間）に第２接合部材５９を溜め込むことができる。すなわち、面取り部５１１ｆは、第１接合部材５８及び第２接合部材５９を溜め込む溜込部としても機能する。これにより、第１接合部材５８及び第２接合部材５９がＸ線の通過を妨げることを抑制することができる。包囲部分５１２は、固定部分５１１を包囲する筒状の部分であり、第１側の端部５１２ａ及び第２側の端部５１２ｂを有している。包囲部分５１２は、例えば円筒状を呈している。

窓枠部５１においては、固定部分５１１及び包囲部分５１２によって、第１凹部５１５及び第２凹部（凹部）５１６が形成されている。第１凹部５１５は、第１側に開口している。第２凹部５１６は、第２側に開口している。固定部分５１１の表面５１１ａは、第１凹部５１５の底面である。固定部分５１１の表面５１１ｂは、第２凹部５１６の底面である。また、固定部分５１１の表面５１１ｂには、底面凹部５１７が形成されている。底面凹部５１７は、第２側に開口している。

図３に示されるように、窓枠部５１は、第１鍔部分５１３と、第２鍔部分５１４と、接続部５２０と、を更に含んでいる。第１鍔部分５１３は、包囲部分５１２の端部５１２ｂの外縁から進行方向Ａに交差する方向に沿って延在するように設けられた鍔状の部分であり、第１側の表面５１３ａ及び第２側の表面５１３ｂを有している。第１鍔部分５１３は、例えば円板状を呈している。第２鍔部分５１４は、第１鍔部分５１３の外縁から進行方向Ａに交差する方向に沿って延在するように設けられた鍔状の部分であり、第１側の表面５１４ａ及び第２側の表面５１４ｂを有している。第２鍔部分５１４は、例えば円板状を呈している。第２鍔部分５１４の表面５１４ａは、第１鍔部分５１３の表面５１３ａよりも第２側に位置している。第２鍔部分５１４の表面５１４ｂは、第１鍔部分５１３の表面５１３ｂよりも第２側に位置している。本実施形態では、第２鍔部分５１４の厚さは、第１鍔部分５１３の厚さと略等しい。接続部５２０は、第１鍔部分５１３と第２鍔部分５１４とを接続する部分であり、例えば円環板状を呈している。

図４に示されるように、第１窓部材５２は、Ｘ線を透過させる板状（膜状）の部材であり、通過孔５１１ｃのうち第１側の第１開口５１１ｄを覆った状態で窓枠部５１に気密に固定されている。第１窓部材５２の位置は、第１開口５１１ｄを覆う位置にあれば特に限定されない。第１窓部材５２は、第１側の表面５２ａ及び第２側の表面５２ｂを有している。一例として、第１窓部材５２は、ベリリウムからなり、厚さ０．５ｍｍ程度の円板状を呈している。第１窓部材５２は、第１凹部５１５に配置されている。第１窓部材５２の表面５２ｂは、例えばロウ材等の第１接合部材５８によって固定部分５１１の表面５１１ａに固定されている。具体的には、第１窓部材５２の表面５２ｂは、固定部分５１１の表面５１１ａのうち第１開口５１１ｄの周囲の領域に連続的に配置された第１接合部材５８によって、固定部分５１１の表面５１１ａに固定されている。第１接合部材５８が第１開口５１１ｄの周囲の領域に連続的に配置されるとは、第１開口５１１ｄの外縁が延在する方向における端部を有しないように（すなわち、閉じた環状を呈するように）第１接合部材５８が第１開口５１１ｄの周囲の領域に配置されることを意味する。なお、第１窓部材５２の表面５２ａは、包囲部分５１２の端部５１２ａよりも第１側に位置している。

第２窓部材５３は、Ｘ線を透過させる板状（膜状）の部材であり、通過孔５１１ｃのうち第２側の第２開口５１１ｅを覆った状態で窓枠部５１に固定されている。第２窓部材５３の位置は、第２開口５１１ｅを覆う位置にあれば特に限定されない。第２窓部材５３は、第１側の表面５３ａ及び第２側の表面５３ｂを有している。一例として、第２窓部材５３は、第１窓部材５２と同様に、ベリリウムからなり、厚さ０．５ｍｍ程度の円板状を呈している。本実施形態では、第２窓部材５３は、第１窓部材５２と同一の形状を呈している。第２窓部材５３は、第２凹部５１６に配置されている。第２窓部材５３の表面５３ａは、例えばロウ等の第２接合部材５９によって固定部分５１１の表面５１１ｂに固定されている。具体的には、第２窓部材５３の表面５３ａは、固定部分５１１の表面５１１ｂのうち第２開口５１１ｅの周囲の領域に部分的に配置された第２接合部材５９によって、固定部分５１１の表面５１１ｂに固定されている。第２接合部材５９が第２開口５１１ｅの周囲の領域に部分的に配置されるとは、第２開口５１１ｅの外縁が延在する方向における端部を有するように（すなわち、環状の一部である円弧状を呈するように）、第２接合部材５９が第２開口５１１ｅの周囲の領域に配置されることを意味する。なお、第２窓部材５３の表面５３ｂは、包囲部分５１２の端部５１２ｂ（第１鍔部分５１３の表面５１３ｂ）よりも第１側に位置している。

図２及び図３に示されるように、押え部材５４は、板状の部材であり、第１側の表面５４ａ及び第２側の表面５４ｂを有している。押え部材５４は、第１窓部材５２以外の場所からＸ線ＸＲが外部に出射することを防ぐための部材であって、Ｘ線に対する遮蔽能が高い金属材料からなる。一例として、押え部材５４は、タングステンからなり、矩形板状を呈している。図３に示されるように、押え部材５４の表面５４ｂには、第１凹部５５が形成されている。第１凹部５５の底面５５ａには、第２凹部５６が形成されている。第２凹部５６の底面５６ａには、貫通孔である窓孔５７が形成されている。本実施形態では、第１凹部５５、第２凹部５６及び窓孔５７は、進行方向Ａから見た場合に、それぞれ、窓枠部５１の第２鍔部分５１４、第１鍔部分５１３及び包囲部分５１２と同一の形状を呈しており、第２鍔部分５１４、第１鍔部分５１３及び包囲部分５１２と密着可能に構成されている。

第１凹部５５には、第２鍔部分５１４が配置されている。第１凹部５５の底面５５ａには、第２鍔部分５１４の表面５１４ａが密着している。第２鍔部分５１４の表面５１４ｂは、押え部材５４の表面５４ｂと面一の位置関係にある。第２鍔部分５１４の表面５１４ｂは、Ｏリング４７を押し潰した状態で凹部４４の底面４４ａに密着している。押え部材５４の表面５４ｂは、凹部４４の底面４４ａに密着している。第２凹部５６には、第１鍔部分５１３が配置されている。第２凹部５６の底面５６ａには、第１鍔部分５１３の表面５１３ａが密着している。第１鍔部分５１３の表面５１３ｂは、凸部４５の表面４５ａから離間している。窓孔５７には、包囲部分５１２が配置されている。第１窓部材５２の表面５２ａは、押え部材５４の表面５４ａよりも第２側に位置している。押え部材５４の表面５４ａは、図２に示されるように、ヘッド部４３の表面４３ａと面一の位置関係にある。なお、押え部材５４の厚さは、進行方向Ａに交差する方向において、第１窓部材５２から遠ざかるにつれて段階的に大きくなっている。これは、第１鍔部分５１３と第２鍔部分５１４とを略等しい厚さとし、第１鍔部分５１３と第２鍔部分５１４とを接続部５２０によって接続していることと関係している。押え部材５４の厚さの大きい部分を設けることで、不要なＸ線に対する押え部材５４の遮蔽能を高めて、第１窓部材５２以外の場所からＸ線ＸＲが外部に出射することを防いでいる。また、接続部５２０を設け、第２鍔部分５１４の表面５１４ｂが、Ｏリング４７を押し潰した状態で凹部４４の底面４４ａに密着していることで、電子がＯリング４７にまで到り、Ｏリング４７を劣化させてしまうことを抑制している。

押え部材５４は、ヘッド部４３と押え部材５４との間に、第１窓部材５２及び第２窓部材５３が固定された窓枠部５１を挟んだ状態で、例えばボルトによってヘッド部４３に取り付けられている。Ｘ線発生装置１においては、押え部材５４を取り外すことによって、第１窓部材５２及び第２窓部材５３が固定された窓枠部５１を交換することができる。

図５に示されるように、固定部分５１１の表面５１１ｂには、底面凹部５１７から立設する複数の壁部５１８が設けられている。複数の壁部５１８は、溝部５１８ａがあることによって互いに間隔を空けて、第２開口５１１ｅの外縁に沿って円弧状に延在している。また、固定部分５１１の表面５１１ｂには、底面凹部５１７を包囲するように外縁部５１９が設けられている。なお、壁部５１８と外縁部５１９とは、進行方向Ａに交差する方向において面一となっている。第２接合部材５９は、進行方向Ａから見た場合に底面凹部５１７内に配置されている。より詳細には、第２接合部材５９は、少なくとも１つの壁部５１８と外縁部５１９との間に挟まれており、溝部５１８ａが至らない範囲内に配置されている。また、外縁部５１９には、溝部５１８ａと対向する位置に溝部５１９ａが設けられている。

図４に示されるように、Ｘ線発生装置１には、領域５Ｒと通路４０とを連通する通気部５０が設けられている。領域５Ｒは、通過孔５１１ｃのうち第１窓部材５２と第２窓部材５３との間の領域である。本実施形態では、領域５Ｒは、固定部分５１１の通過孔５１１ｃ内の空間領域であり、通気部５０は、領域５ＲとＸ線通路４０ｂとを連通している。通気部５０は、領域５Ｒ内のガスを真空引きして真空空間とするための通路として機能する。具体的には、真空ポンプによって排気管６を介して通路４０が真空引きされる際に、通気部５０を介して領域５Ｒも真空引きされる。

通気部５０は、通路４０内から領域５Ｒ側を見た場合に見通せないように構成されている。通路４０内から領域５Ｒ側を見た場合に通気部５０を見通せないとは、進行方向Ａから見た場合に、領域５Ｒに開口する通気部５０の開口領域が、通路４０に開口する通気部５０の開口領域に直接的に（間に何らの部材も介さずに）重ならないことを意味する。或いは、通路４０内から領域５Ｒ側を見た場合に通気部５０を見通せないとは、進行方向Ａから見た場合に、領域５Ｒに開口する通気部５０の開口領域と通路４０に開口する通気部５０の開口領域とを結ぶ直線上には、当該直線を分断するような何らかの遮蔽物が存在することを意味する。或いは、通路４０内から領域５Ｒ側を見た場合に通気部５０を見通せないとは、進行方向Ａから見た場合に、通気部５０を介して第１窓部材５２が視認されないことをいう。或いは、通路４０内から領域５Ｒ側を見た場合に通気部５０を見通せないとは、進行方向Ａから通気部５０を見た場合に、通気部５０を形成する部材が視界を遮り、領域５Ｒ内の構成を視認できないことを意味する。本実施形態では、通気部５０は、複数の離間部５０ａ，５０ｂ，５０ｃによって、Ｘ線通路４０ｂ内から領域５Ｒ側を見た場合に見通せないように構成されている。離間部５０ａ及び離間部５０ｂは、通気部５０の一部である。離間部５０ａ及び離間部５０ｂは、窓枠部５１と第２窓部材５３との間に形成された空間であって、窓枠部５１と第２窓部材５３との間の隙間でもある。離間部５０ｃは、通気部５０の一部である。離間部５０ｃは、窓部５とヘッド部４３との間に形成された空間であって、窓部５とヘッド部４３との間の隙間でもある。

具体的には、離間部５０ａは、第２凹部５１６の底面（固定部分５１１の表面５１１ｂ、より詳細には、底面凹部５１７、壁部５１８、外縁部５１９、溝部５１８ａ及び溝部５１９ａ）と第２窓部材５３の表面５３ａとの間に形成された空間である。つまり、離間部５０ａは、第２凹部５１６の底面と第２窓部材５３の表面５３ａとの間の領域のうち、第２接合部材５９が配置された領域以外の領域である。離間部５０ｂは、第２凹部５１６の側面５１６ａと第２窓部材５３の側面５３ｃとの間に形成された空間である。離間部５０ｃは、第２窓部材５３の表面５３ｂと凸部４５の表面４５ａとの間に形成された空間である。本実施形態では、通気部５０は、第２窓部材５３の表面５３ａ、側面５３ｃ及び表面５３ｂを囲むように、その経路が屈曲且つ延在して構成されている。
［作用及び効果］

Ｘ線発生装置１では、窓部５が第１窓部材５２及び第２窓部材５３を有している。これにより、例えば１枚の窓部材で構成する場合と比較して、窓部５から電子が放出されにくい。また、例えば同等の電子の遮蔽能を１枚の窓部材で実現する場合と比較して、第１窓部材５２及び第２窓部材５３のそれぞれを厚くする必要がない。そのため、窓部材を製造する際に、窓部材の材料基板内に異物が混入する可能性を低減することができる。また、通気部５０によって、通過孔５１１ｃのうち第１窓部材５２と第２窓部材５３との間の領域５Ｒが真空引きされる。これにより、領域５Ｒに残留するガスにＸ線ＸＲが照射されることで当該ガスが化学変化することが防止されるため、当該ガスの化学変化に起因する窓部５の劣化を抑制することができる。更に、通気部５０が、Ｘ線通路４０ｂ内から領域５Ｒ側を見た場合に見通せないように構成されている。これにより、電子が通気部５０に入射したとしても、通気部５０の内壁への衝突により電子が遮蔽されたり吸収されたりすることで、電子がＸ線通路４０ｂ内から通気部５０を介して領域５Ｒに到達するのを防止することができる。よって、Ｘ線発生装置１によれば、窓部５からの電子の放出を抑制することができる。特に、Ｘ線発生装置１では、電子の多くを第２窓部材５３によって遮蔽することにより、電子が領域５Ｒに到達するのをより確実に防止することができる。その結果、第１接合部材５８及び第２接合部材５９がロウ材である場合に、第１接合部材５８の周りにおいて、ラジカルを起因とする真空リークが生じるのを防止することができる。

製造時における窓部材への異物の混入について更に述べる。例えば、２５０ｋｅＶを超えるような高エネルギーの電子の遮蔽をベリリウムからなる１枚の窓部材で実現するためには、窓部材の厚さを１ｍｍ以上とすることが望ましい。しかし、ベリリウムからなる窓部材の厚さを１ｍｍ以上とすると、窓部材を作成するための材料基板そのものに異物が混入してしまうリスクが高まる。窓部材への異物の混入は、例えばＸ線透過像を取得するような場合に、Ｘ線透過像への当該異物の写り込みに繋がる。Ｘ線発生装置１によれば、そのようなリスクを回避しつつ、窓部５において電子を確実に遮蔽することができる。

また、Ｘ線発生装置１では、第１窓部材５２が第２窓部材５３と同一の形状を呈している。これにより、同一の形状を有する複数の窓部材を製造し、当該複数の窓部材を第１窓部材５２及び第２窓部材５３の両方に用いることができるため、窓部５に用いる部品の共通化による低コスト化を図ることができる。

また、Ｘ線発生装置１では、通気部５０が、窓枠部５１と第２窓部材５３との間に形成された空間である離間部５０ａ，５０ｂ、及び窓部５とヘッド部４３との間に形成された空間である離間部５０ｃによって、構成されている。これにより、通気部５０としての孔を窓枠部５１に設ける必要がなくなるため、窓部５を簡易に構成することができる。例えば、窓枠部５１に貫通孔を設ける場合、様々な機能を実現するために複雑な形状を呈している窓枠部５１において、それらの機能を阻害することなく貫通孔の経路を設計し且つ製造する必要がある。その場合、貫通孔の経路が複雑になる場合、貫通孔の径を小さくせざるを得ない場合が想定され、十分な真空排気能を持つ通気部５０を得ることは困難である。これに対して、Ｘ線発生装置１では、離間部５０ａが、第２凹部５１６の底面と第２窓部材５３の表面５３ａとの間に形成された空間であり、離間部５０ｂが、第２凹部５１６の側面５１６ａと第２窓部材５３の側面５３ｃとの間に形成された空間であり、離間部５０ｃが、第２窓部材５３の表面５３ｂと凸部４５の表面４５ａとの間に形成された空間である。このように、通気部５０が、第２窓部材５３の表面５３ａ、側面５３ｃ及び表面５３ｂを囲むように、屈曲且つ延在した経路を備えて構成されているため、電子が通路４０内から通気部５０を介して領域５Ｒに到達するのをより確実に防止することができる。

また、Ｘ線発生装置１では、固定部分５１１の表面５１１ａのうち第１開口５１１ｄの周囲の領域に連続的に配置された第１接合部材５８によって、第１窓部材５２が固定部分５１１の表面５１１ａに固定されており、固定部分５１１の表面５１１ｂのうち第２開口５１１ｅの周囲の領域に部分的に配置された第２接合部材５９によって、第２窓部材５３が固定部分５１１の表面５１１ｂに固定されている。これにより、第１窓部材５２を窓枠部５１に気密に接合しつつ、通気部５０としての離間部５０ａを窓枠部５１と第２窓部材５３との間に確実に形成することができる。

また、Ｘ線発生装置１では、底面凹部５１７から立設する複数の壁部５１８が、溝部５１８ａによって互いに間隔を空けて、通過孔５１１ｃの外縁に沿って延在している。これにより、複数の壁部５１８が、底面凹部５１７と固定部分５１１の表面５１１ｂと第２窓部材５３の表面５３ａとが当接するのを防止するストッパーとして機能し、底面凹部５１７により構成される空間が確実に確保されるため、離間部５０ａを確実に確保することができる。更に、溝部５１８ａ及び溝部５１９ａを備えることで、領域５Ｒの排気経路である通気部５０をより確実に確保することができる。また、第２窓部材５３の表面５３ａを固定部分５１１の表面５１１ｂに固定する際に、第２接合部材５９が通過孔５１１ｃ内にはみ出すのを複数の壁部５１８により防止することができる。加えて、底面凹部５１７を設けることで、底面凹部５１７が第２接合部材５９の壁として機能するため、第２接合部材５９の十分な厚さを確保することができ、窓枠部５１に第２窓部材５３をより確実に固定することができる。

また、Ｘ線発生装置１では、窓枠部５１が、Ｘ線通路４０ｂを画定するヘッド部４３とは別体に構成されており、第１窓部材５２及び第２窓部材５３が固定された窓枠部５１が、押え部材５４によってヘッド部４３に取り付けられている。これにより、窓枠部５１、第１窓部材５２及び第２窓部材５３を一体として容易に交換することができる。

また、Ｘ線発生装置１では、押え部材５４がＸ線の遮蔽性に優れたタングステンからなるため、第１窓部材５２以外の場所からＸ線ＸＲが外部Оへ出射することを防止することができる。

また、Ｘ線発生装置１では、第１窓部材５２の表面５２ａが、押え部材５４の表面５４ａよりも第２側に位置している。これにより、Ｘ線ＸＲの出射部分である第１窓部材５２をＸ線ＸＲの被照射体に近い位置に配置しつつ、被照射体、他の装置等が第１窓部材５２に接触することによる第１窓部材５２の破損を防止することができる。
［変形例］

本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、通気部５０は、窓部５に少なくとも一部が設けられ、通路４０内から第１窓部材５２と第２窓部材５３との間の領域５Ｒ側を見た場合に見通せないように構成されていれば、上述したものに限定されない。一例として、通気部５０は、第２窓部材５３と他の部材との間に形成された空間等を含んでいてもよい。また、上述した実施形態では、通気部５０の一部が窓部５に設けられた構成を例示したが、通気部５０は、窓部５のみに設けられていてもよい。一例として、図６に示される通気部５０は、第２窓部材５３と窓枠部５１との間に形成された離間部５０ａ及び離間部５０ｂのみによって構成されている。これにより、領域５Ｒの排気を一層容易に行うことができる。

また、通気部５０は、部材と部材との間に形成された空間に限定されず、例えば孔等、部材の内部に設けられた空間であってもよい。図７に示される例では、通気部５０は、窓部５及びヘッド部４３に設けられている。この場合、通気部５０は、窓枠部５１及びヘッド部４３に形成された貫通孔であり、第２窓部材５３の外側を通るように少なくとも一部が湾曲している。また、図８に示される例では、通気部５０は、窓部５に設けられている。通気部５０は、窓枠部５１に形成された貫通孔であり、進行方向Ａに交差する方向に沿って直線状に延在している。なお、通気部５０は、部材間の空間と部材内の空間との組合せであってもよい。

また、窓部５は、窓枠部５１がヘッド部４３等の筐体４の本体部と一体に構成されたものであってもよい。この場合、窓部５は、押え部材５４を有していなくてもよい。また、第１窓部材５２の大きさと第２窓部材５３の大きさとは、異なっていてもよい。また、第１窓部材５２の厚さと第２窓部材５３の厚さとは、異なっていてもよい。例えば、第２窓部材５３の厚さが第１窓部材５２の厚さよりも大きくてもよい。厚さが大きい第２窓部材５３によって、より多くの電子を遮蔽することできる。これにより、通路４０の真空排気と比較して、通気部５０の真空排気のコンダクタンスが低くなった場合であっても、電子が領域５Ｒに到達するのをより確実に防止することができる。その結果、第２接合部材５９がロウである場合に、その周りにおいて、ラジカルを起因とする真空リークが生じるのを防止することができる。なお、第１窓部材５２の厚さが第２窓部材５３の厚さよりも大きくてもよい。

また、上述した実施形態では、Ｘ線発生装置１は、ターゲット３１に電子ビームが入射する側に、ターゲット３１で発生したＸ線ＸＲが出射される反射型の装置であったが、ターゲット３１に電子ビームが入射する側とは反対側に、ターゲット３１で発生したＸ線ＸＲが出射される透過型の装置であってもよい。

１…Ｘ線発生装置、２…電子銃、４…筐体、５…窓部、５Ｒ…領域、３１…ターゲット、４０…通路、４３…ヘッド部（本体部）、５０…通気部、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…離間部、５１…窓枠部、５２…第１窓部材、５３…第２窓部材、５４…押え部材、５８…第１接合部材、５９…第２接合部材、５１１ａ…表面（第１表面）、５１１ｂ…表面（第２表面、底面）、５１１ｃ…通過孔、５１１ｄ…第１開口、５１１ｅ…第２開口、５１６…第２凹部（凹部）、５１６ａ…側面、Ｏ…外部、ＸＲ…Ｘ線。

Claims (6)

1. 電子ビームを出射する電子銃と、
   前記電子ビームが入射することによりＸ線を出射するターゲットと、
   前記電子ビーム及び前記Ｘ線が通過する通路を有し、前記通路を真空引きされた状態に維持する筐体と、を備え、
   前記筐体は、前記ターゲットから出射された前記Ｘ線を前記通路から外部に透過させる窓部を有し、
   前記窓部は、
   前記Ｘ線が通過する通過孔が形成された窓枠部と、
   前記通過孔における前記外部側の開口である第１開口を覆った状態で前記窓枠部に気密に固定され、前記Ｘ線を透過させる第１窓部材と、
   前記通過孔における前記通路側の開口である第２開口を覆った状態で前記窓枠部に固定され、前記Ｘ線を透過させる第２窓部材と、を含み、
   前記窓部には、前記通過孔のうち前記第１窓部材と前記第２窓部材との間の領域と、前記通路と、を連通する通気部の少なくとも一部が設けられており、
   前記通気部は、前記通路内から前記領域側を見た場合に見通せないように構成されている、Ｘ線発生装置。
2. 前記通気部は、前記窓枠部と前記第２窓部材との間に形成された空間である離間部を含む、請求項１に記載のＸ線発生装置。
3. 前記窓枠部は、前記外部側の第１表面、及び前記通路側の第２表面を有し、
   前記第１窓部材は、前記第１表面のうち前記第１開口の周囲の領域に連続的に配置された第１接合部材によって、前記第１表面に固定されており、
   前記第２窓部材は、前記第２表面のうち前記第２開口の周囲の領域に部分的に配置された第２接合部材によって、前記第２表面に固定されている、請求項２に記載のＸ線発生装置。
4. 前記第２表面は、前記通路側に開口するように前記窓枠部に形成された凹部の底面であり、
   前記通気部は、前記底面と前記第２窓部材との間に形成された空間である離間部、及び前記凹部の側面と前記第２窓部材との間に形成された空間である離間部を含む、請求項３に記載のＸ線発生装置。
5. 前記窓枠部は、前記筐体のうち前記通路を画定する本体部とは別体に構成されており、
   前記通気部は、前記第２窓部材と前記本体部との間に形成された空間である離間部を更に含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
6. 前記窓枠部は、前記筐体のうち前記通路を画定する本体部とは別体に構成されており、
   前記窓部は、前記本体部との間に前記窓枠部を挟んだ状態で前記本体部に取り付けられた押え部材を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
   
   

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