JPH0793117B2 - 焦点トラック領域に拡散障壁層を持つｘ線管の陽極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明はＸ線管、特に計算機式軸断層
写真（ＣＡＴ）スキャナの様なＸ線発生装置に使われる
高性能ターゲットに関する。更に具体的に云えば、この
発明は、接着力が改善された焦点トラックを持つＸ線管
の高性能の回転陽極構造に関する。

【０００２】

【発明の背景】普通のＸ線作像装置の回転陽極の設計の
当業者は、こう云う構造に黒鉛を使う利点を前から認識
していた。然し、黒鉛を使うと、タングステン、タング
ステン合金、モリブデン及びモリブデン合金の陽極ター
ゲット層が黒鉛と直接的に接触した時、回転ターゲット
の製造中（並びに／又はＸ線ビームを発生する為にそれ
を使っている間の）この層と黒鉛の間の反応が、脆い中
間の炭化物層を形成することに繋がることがじきに判っ
た。特許文献には、この問題に対する解決策として、例
えば米国特許第３，６６０，０５３号、同第３，７１
９，８５４号及び英国特許第１，１７３，８５９号、同
第１，２０７，６４８号及び同第１，２４７，２４４号
の様に、種々の陽極構造が提案されている。

【０００３】別の特許（米国特許第３，８９０，５２１
号）には、タンタル（又は場合によってはハフニウム、
ニオブ又はジルコニウム）の炭化物層をその場所で形成
することは受入れながらも、黒鉛円板又は担体とタング
ステンのターゲット層の間の反応によって、タングステ
ン炭化物が形成されることに対する心配が表明されてい
る。構成部分の最初の集成体は、黒鉛の担体の上に、イ
リジウム、オスミウム又はルテニウムの第１の層を沈積
し、ハフニウム、ニオブ、タンタル又はジルコウニムの
第２の層、そしてターゲット層（例えばタングステン）
を相次いで沈積して構成される。Ｘ線管の動作中、炭素
が第１の層を拡散して第２の層と反応する時、所望の炭
化物層（例えばタンタル炭化物）が形成される。米国特
許第３，７１０，１７０号は、タンタル炭化物（米国特
許第３，８９０，５２１号）とそれに接する構造との
間、並びに黒鉛（米国特許第３，７１０，１７０号）と
それに接する構造との間の熱膨張係数の違いによって、
回転陽極構造に入り込む熱応力が取上げられている。然
し、米国特許第３，８９０，５２１号でもそうである
が、米国特許第３，７１０，１７０号の場合、はんだ材
料の一部分として、ある金属炭化物成分がわざと用いら
れている。例えば、米国特許第３，７１０，１７０号で
は、黒鉛をモリブデンと接触させ、約２，２００℃に加
熱することによって、モリブデン−炭化モリブデン共晶
を調製することが提案されている。

【０００４】更に別の問題が英国特許第１，３８３，５
５７号で明らかになっている。この場合、ジルコニウム
及び／又はチタンのはんだ層を用いて、黒鉛をモリブデ
ン、タンタル、又はタングステン、モリブデン、タンタ
ル及びレニウムの内の２種類又は更に多くの間に形成さ
れた合金に結合している。黒鉛の支持体とはんだ層の間
に炭化物層が形成される。はんだ層が生き残る様に保証
する為に、特別の温度制御並びに最初の箔の厚さが用い
られている。

【０００５】黒鉛を耐火金属、特にタングステン、タン
グステン合金、モリブデン及びモリブデン合金に結合す
るにはどうするのが最もよいかに関する従来の考えのこ
の大幅なばらつきは、従来のＸ線装置に対する回転陽極
の設計で、この問題がどんなに複雑なまゝに残されてい
たかを示している。従来のＸ線作像装置で生き残ること
が出来た限りでは、こう云ういろいろな考えは解決策で
あるが、医療用の計算機式軸断層写真（ＣＡＴ）スキャ
ナに使われるＸ線管に黒鉛部材を使う場合は、更にずっ
と厳しい試験に当面する。画像を形成する為、医療用の
ＣＡＴスキャナは、典型的には持続時間が約２乃至８秒
のＸ線ビームを必要とする。こう云う露出時間は、従来
のＸ線作像装置にとって典型的であった１秒未満の露出
時間よりもずっと長い。この様に露出時間が長くなった
結果、（ターゲット領域でＸ線を発生する過程の副産物
として発生する）ずっと多量の熱を回転陽極が蓄え、最
終的に散逸しなければならない。

【０００６】黒鉛は、質量が小さくて熱蓄積容積の大き
いものであるが、ＣＡＴスキャナのＸ線管の回転陽極構
造にとっては依然として主たる候補者であり、黒鉛部材
がヒート・シンクとして作用し、米国特許第３，７１
０，１７０号及び同再特許３１，５６８号に記載される
様に、このヒート・シンクから熱を放射エネルギとして
散逸させる時は、特にそうである。

【０００７】黒鉛部材を用いた複合陽極円板を製造する
時に考えなければならない重要なことは、黒鉛を隣接す
るタングステン、タングステン合金、モリブデン又はモ
リブデン合金の金属面に結合する方法である。米国特許
第３，７１０，１７０号及び／又は同第３，８９０，５
２１号では、タンタル、ハフニウム、ニオブ、ジルコニ
ウムの炭化物や、モリブデン炭化物及びモリブデンの共
晶が存在することについては、好意的な見方が示されて
いるが、この分野の研究者は、黒鉛部材と、この黒鉛を
結合したまゝにしておかなければならない隣接するタン
グステン、タングステン合金、モリブデン又はモリブデ
ン合金の面との間に、タングステン炭化物又はモリブデ
ン炭化物の何等かの層が形成されることには、警戒心を
もって見ている。この様な炭化物層が形成されること
は、剥離が起こり易い為に、特に問題である。剥離によ
り、陽極ターゲット層から隣接する黒鉛部材への熱の流
れが減少し、毎分約１００００乃至約１５０００回転で
典型的に回転する陽極の構造的な完全さが失われる。

【０００８】ＣＡＴスキャナに使われるＸ線管では、陽
極の動作中のバルク温度は約１２００℃乃至１３００℃
に達する。こう云う温度では、タングステン、タングス
テン合金、モリブデン又はモリブデン合金は容易に望ま
しくない金属炭化物を形成する。従って、この様な回転
陽極にとって、金属面が黒鉛と反応することを許さない
様な結合手順及び陽極構造を工夫すること、そして更に
重要なことは、複合陽極構造に、ＣＡＴスキャナのＸ線
管の動作中、金属面と黒鉛の間で反応が起こるのを防止
する措置を講ずることが特に重要であると考えられてい
る。

【０００９】トーマスＭ．ディバイン・ジュニアに付与
された３つの再特許（米国再特許第３１，３６９号、同
第３１，５６０号及び同第３１，５６８号）には、金属
面と、この金属面に結合する黒鉛の本体との間に、白
金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム又
は白金−クロム合金の層を介在させるろう付け手順が記
載されている。ろう付けされた領域は介在配置した層の
上下に発生するが、この層自体は、Ｘ線管の動作中、炭
素の拡散に対する障壁として作用する様に生き残る。上
に述べたろう付け材料は、タングステン、タングステン
合金、モリブデン、モリブデン合金と反応し、そして黒
鉛とも反応する能力を持つことを特徴とする。介在配置
された層と黒鉛との反応は、使用中に回転陽極が達する
温度を越える温度でしか進行しないから、最高の使用温
度でも、例えば中間の白金層は炭素に対する拡散障壁と
して作用し、炭素が白金を通過して、脆いタングステン
又はモリブデン炭化物を形成することが出来る様になる
のを防止する。

【００１０】黒鉛をタングステン又はタングステン合金
に結合する為の中間層として白金の合金を使うことは、
ドイツ実用新案第７，１１２，５８９号に記載されてお
り、黒鉛をタングステン又はモリブデンに結合する時の
中間層として白金を含む合金を使うことは、米国特許第
３，４４２，００６号に記載されている。この何れの発
明でも、結合過程には、中間層を溶融させることが必要
である。米国特許第３，４４２，００６号に提案されて
いる任意の合金の中間層は、Ｘ線陽極の動作温度では炭
素対する拡散障壁とならなくなる。

【００１１】上に引用したディバインの発明を実施した
時のろう付けが非常に敏速に行なわれゝば、問題のある
炭化物の形成が避けられる。用いられる典型的なろう付
け温度では、中間層（例えば白金）が溶融し、炭素で飽
和する。例として云うと、液体白金は、共晶温度より少
し高い温度では、ある期間にわたり、約１６原子％まで
の炭素を溶解させる。タングステン又はモリブデンがこ
の様な炭素成分の多い液体と接触している時、界面に炭
化物が形成される。従って、炭素が液化したろう付け層
内に溶解するのに利用出来る時間の長さが重要であり、
ろう付けする集成体が余りに長い期間の間高い温度にと
ゞまると、厚手の炭化物層が形成されることがあり、こ
れは冷却中又は取扱い中に剥離することがある。モリブ
デンを黒鉛に固定する為のろう付け層として白金を使う
場合、５分と云う短い間、約１８００℃の温度に露出し
ても、厚さ約０．００３吋のモリブデン炭化物層が出来
る。

【００１２】上に述べた炭化物が形成される欠点が、米
国特許第４，９０１，３３８号、同第４，３５２，０４
１号、同第３，５７９，０２２号及び同第３，５３９，
８５９号、英国特許第１，２４７，２４４号、英国特許
出願第２，０８４，１２４Ａ号及びフランス特許公告第
２，６２５，０３３ Ａ１号に取上げられていて、陽極
ターゲット層をその下にある黒鉛の陽極本体から分離す
る為にレニウムの中間層を設けている。黒鉛の陽極本体
の表面に対する中間層の接着力が重要であるから、ＣＡ
ＴスキャナのＸ線管の次第に厳しくなる環境に適した高
性能の回転陽極を作る為、黒鉛の陽極本体の表面に対す
る中間層の接着力を改善する方法を提供することが好ま
しい。

【００１３】

【発明の要約】この発明は、Ｘ線を発生する為に電子が
衝突する焦点トラック領域を持つ黒鉛の陽極本体、この
領域の上に配置された微細なひゞ割れを持つ拡散障壁
層、及び障壁層の上に配置された陽極ターゲット層で構
成される改良されたＸ線管の陽極を提供する。

【００１４】更にこの発明は、黒鉛の基板の表面に対す
る接着力を改善した微細なひゞ割れを持つレニウム層を
作る方法を提供する。この方法は、約２０乃至約２００
トルの圧力に保たれたＣＶＤ反応室内に基板を配置し、
混合物中のレニウム化合物に対する水素の容量比を約１
００：１乃至約５００：１として、水素及びレニウム化
合物のガス状混合物を反応室内に運び、混合物を付勢し
て、約３２５℃乃至約４７５℃に保たれた表面と混合物
を接触させることによって破片に分解し、表面上に破片
を吸着し、表面上の破片を分解して微細なひゞ割れを持
つレニウム層を形成する工程を含む。この発明のその他
の利点は、以下図面について詳しく説明する所から明ら
かになろう。

【００１５】この発明が更に完全に理解される様に、こ
の発明の例として図面に示して以下詳しく説明する実施
例を参照されたい。

【００１６】

【好ましい実施例の詳しい説明】図１には、例としての
Ｘ線管が数字１０で示されている。Ｘ線管１０が気密封
じして実質的に真空に引いた外被１１を有する。外被１
１は一般的に硝子の様なＸ線に透明な材料で作られる。
外被１１の第１の端には、陰極支持体が部分的に封着さ
れてその中に配置されている。電子放出フィラメント１
４及び集束カップ１５で構成される陰極構造１３が支持
体１２に取付けられている。フィラメント１４が、フィ
ラメント１４に加熱電流を供給する１対のフィラメント
導体１６を有する。更に陰極構造１３は陰極構造１３を
接地状態、又はＸ線管１０の陽極１８に対する負の電位
に保つ為の接地された導体１７を有する。陽極１８（タ
ーゲットとも呼ぶ）がフィラメント１４と向い合う様に
配置されている。

【００１７】陽極１８の陽極本体２１は、一般的に円板
の形であって、典型的にはチタン、ジルコニウム、又は
黒鉛の形の炭素と合金したモリブデンの様な材料で作ら
れる。多結晶黒鉛が好ましい。Ｘ線管のターゲットに普
通使われる多結晶黒鉛は、一般的に、黒鉛の晶子をコー
ル・タール・ピッチの様な結合剤で結着して構成されて
おり、黒鉛形成過程の間、これは幾分黒鉛化している。
１c.c.当たり約１．７５乃至１．８５グラムの範囲内の
中位の密度の黒鉛が最も適している。

【００１８】更に陽極１８が焦点トラック層１９を持
ち、その上にフィラメント１４によって発生された電子
が衝突して、Ｘ線を発生する。図５に示す様に、焦点ト
ラック層１９は、表面３１の焦点トラック領域の上にそ
れに接して配置された拡散障壁層３２と、拡散障壁層３
２の上に配置された陽極ターゲット層２０とで構成され
る。拡散障壁層３２は、陽極ターゲット層２０に使われ
た材料が炭化物を形成するのを防止する。

【００１９】一般的に、拡散障壁層３２はレニウム、ル
テニウム又はオスミウムの様な材料で作られる。レニウ
ムが好ましい。一般的に陽極ターゲット層２０は、タン
グステン、又は典型的には１５重量％までのレニウムと
合金したタングステンで作られる。約５％乃至約１０％
のレニウムと合金したタングステンが好ましい。更に、
図１のＸ線管１０が、外被１１の第２の端に配置されて
いて、陽極１８を回転させる回転手段を備えている。回
転手段が回転子２４を持ち、その軸２３が内部軸受支持
体２５に軸支されており、これが外被１１の第２の端に
配置された口輪２６によって支持されている。軸２３が
陽極１８の中心に配置された開口を通して陽極１８に固
定される。空隙誘導電動機の固定子の様な回転子２４を
駆動する固定子コイルは、図１では省略されている。コ
ネクタ２７に接続された給電線（図に示してない）を介
して、陽極１８に高電圧が供給される。

【００２０】陽極１８を製造する際、黒鉛基板が、研
削、フライス加工、電気加工、切削、旋盤加工及び研磨
の様な普通の加工方法によって、所望の形に整形され
る。この様な加工手順は、図２に示す表面３０の焦点ト
ラック領域にかなりの損傷を生ずる。この表面の上に焦
点トラック層１９が沈積される。この損傷は、黒鉛が非
常に脆い性質である為に生ずるものであり、典型的に
は、研削作業によって加工された陽極本体１８の表面に
約２５乃至５０ミクロンの深さまで拡がる。図２の表面
３０の損傷を受けた層に示す損傷は、陽極本体２１の寸
法に対して、例示の為に著しく誇張してある。これは、
表面３０の実際の損傷は肉眼では見ることが出来ないか
らである。表面３０から今述べた損傷を受けた層を実質
的に取除き、その下にある損傷を受けていない面を露出
することにより、焦点トラック層１９と表面３０の焦点
トラック領域の間の接着力が著しく改善される。この発
明は、表面３０から黒鉛の損傷を受けた層を取除く手段
を提供する。

【００２１】上に述べた整形工程の後、一般的に黒鉛基
板は、表面の汚染物及び吸着されたガスを駆逐する様に
予備処理される。この予備処理は、一般的に、最初にか
なり低い真空までポンプで下げて、実質的に酸素を除去
し、その後炉の中に水素を供給した炉内で、約１８００
℃より高い温度まで基板を加熱すると云う様な普通の方
法によって実行される。この方法が、英国特許出願番号
２，０８４，１２４Ａに記載されている。

【００２２】陽極本体１８の表面３０は、今述べた予備
処理工程の後、酸化工程にかける。この時、表面３０の
下にある図３に示す損傷を受けていない面３１が露出す
るまで、損傷を受けた黒鉛の層を二酸化炭素に酸化す
る。陽極本体１８は、約６５０℃乃至約９００℃の温度
に、約４５分乃至約１時間３０分の間加熱することによ
り、空気中で酸化することが好ましい。約８００℃で約
１時間酸化することが最も好ましい。一般的に、酸化工
程の間、約５０−１００ミクロンの層が取除かれる。

【００２３】面３１の焦点トラック領域の上に拡散障壁
層３２を沈積することは、化学反応気相成長（ＣＶ
Ｄ）、溶融電界めっき、大気圧並びに準大気圧のもとで
の直流アーク・プラズマ吹付け及び大気圧並びに準大気
圧のもとでのＲＦプラズマ吹付けの様な任意の適当な方
法によって行なうことが出来る。ＣＶＤが好ましい。Ｃ
ＶＤ過程の間、ＲｅＦ₆ の様なレニウムの化合物と水素
とのガス状混合物が、約２０乃至約２００トル、好まし
くは約１００トルの圧力に保たれたＣＶＤ室内の中に通
される。ＲｅＦ₆ の流量は毎分約４０標準立方センチメ
ートル（ｓｃｃｍ）であり、好ましくは約３０ sccmで
あり、混合物中のＲｅＦ₆ に対する水素の容積比は約１
００：１乃至約５００：１、好ましくは約２００：１で
ある。陽極本体２１にレニウムを沈積する為、混合物
は、陽極本体２１から約５ mm乃至２５mm、好ましくは
約７ mmの所で、回転陽極本体２１の近くに接近して配
置されたスリット開口を介して、少なくとも約１０５０
cm/cm-秒の速度勾配、好ましくは少なくとも約２００
０ cm/cm-秒の速度勾配でＣＶＤ室内に配置された陽極
本体２１に差向けることが好ましい。陽極本体２１は約
３２５℃乃至約４７５℃、好ましくは約３５０℃に誘導
加熱する。混合物が陽極本体２１からの熱によって付勢
されて、破片に分解し、それが陽極本体２１の面３１に
吸着されて分解し、図４に示すレニウムの拡散障壁層３
２を形成する。この過程は、図１１に示す微細なひゞ割
れを持つ約５乃至５０ミクロン、好ましくは約１５ミク
ロンのレニウム層３２が陽極本体２１の面の上に沈積さ
れるまで、行なう。上に述べた好ましいＣＶＤ条件のも
とでは、１５ミクロンと云う前述の厚さが約１５分間で
出来る。上に述べたＣＶＤ方法は、米国特許第４，９２
０，０１２号に記載された装置で実行することが好まし
い。この特許をこゝで引用しておく。

【００２４】障壁層３２の厚さ並びに形態は、陽極本体
２１の温度、スリット開口と陽極本体２１の間の距離、
ＣＶＤ室の圧力、水素に対するＲＥＦ₆ の容積比等の様
な化学反応気相成長の条件に関係する。障壁層３１の化
学反応気相成長による形態は、図８に示すデンドライト
構造から、図９に示す滑かで稠密な被膜まで変わり得
る。図８に示すデンドライト構造は従来公知の構造と同
様である。上に述べた両方のレニウム層は、陽極ターゲ
ット材料の炭化物の形成を防止する為の拡散障壁として
有効である。然し、図１０に示す様に、滑かで稠密なレ
ニウム障壁層は、陽極１８の高温熱分解による炭素の含
浸の際、剥離を起こし易い。その結果、図９に示す障壁
層と黒鉛の陽極本体２１の間の接着力がかなり失われ
る。然し、上に述べた好ましいＣＶＤ条件のもとで、図
１１に示す微細なひゞ割れを持つ前述のレニウム拡散障
壁層３２を作る時、黒鉛の陽極本体２１の表面に対する
障壁層の接着力に予想外に著しい改善が認められた。レ
ニウム障壁層全体にわたって存在する微細なひゞ割れ
は、約８乃至１０ミクロン、好ましくは約１０ミクロン
の直径、及び約５乃至約５０ミクロン、好ましくは約１
５ミクロンの高さを持つ密に詰込まれた個別の結晶粒の
形態を有する。こゝで云う微細なひゞ割れが、タングス
テン又はタングステン・レニウム合金の陽極ターゲット
層２０をその上に沈積する間、拡散障壁層が受ける熱応
力を軽減すると考えられる。その結果、図４、５、７及
び１１に示す微細なひゞ割れを持つレニウム拡散障壁層
３２は、陽極１８の焦点トラック領域に対する接着力が
かなり改善される。

【００２５】Ｘ線管１０の陽極１８には、ＣＶＤ、溶融
電界めっき、大気圧又は準大気圧のもとでの直流アーク
・プラズマ吹付け、又は大気圧或いは準大気圧のもとで
のＲＦプラズマ吹付けの様な普通の沈積手段により、図
５に示す陽極ターゲット層２０が設けられる。ＣＶＤが
好ましい。陽極ターゲット層２０はタングステンか、又
はタングステンとレニウムの合金で構成される。一般的
に、約５００乃至１０００ミクロン、好ましくは約７５
０ミクロンの層を設ける。

【００２６】所望の厚さを持つ陽極ターゲット層２０を
沈積した後、それを所望の形に加工する。最後に、陽極
１８を高温熱分解炭素含浸過程にかけて、黒鉛の陽極本
体２１の露出面を密封する。黒鉛の陽極本体２１の露出
面を密封することにより、黒鉛の陽極本体２１の内部の
粒子状物質及び閉塞ガスは、Ｘ線管の高真空の中に噴出
することが防止される。この過程は、陽極１８と陰極１
３の間の電気的な降伏又は閃絡をも防止する。この高温
分解炭素含浸過程は、前に引用した英国特許出願第２，
０８４，１２４ Ａ号に記載されているが、この方法で
は、陽極１８は約１０００℃乃至約１１００℃の温度の
炉内に保たれ、メタンと水素のガス状混合物を約１乃至
約３トルの圧力に保った炉内に流す。この過程は長い時
間、典型的には約３５時間実行して、接着力が強く、異
方性であって、それを沈積した局部的な面に平行な基本
面と整合した非常に小さい黒鉛の晶子で構成された被覆
を作る。

【００２７】図６に示すこの発明の別の実施例では、面
３１の焦点トラック領域をこの発明の前述の酸化工程で
酸化して、整形工程の間に生じた損傷が実質的にない面
を露出する。この損傷のない面にレニウム拡散障壁層３
３を設け、その後タングステン、又はタングステン・レ
ニウム合金の陽極ターゲット層２０を設ける。図７に示
すこの発明の更に別の実施例では、表面３０の焦点トラ
ック領域に前に述べた微細なひゞ割れを持つレニウム拡
散障壁層３２を設け、その後タングステン又はタングス
テン・レニウム合金の陽極ターゲット層２０を設ける。
微細なひゞ割れを持つレニウム拡散障壁層３２は前に述
べたＣＶＤ方法によって沈積する。

【００２８】この発明は以下に示す具体的な例から更に
よく理解されよう。これらの例は、例示の為だけであっ
て、この発明を最も広義に見た場合を制約するものと解
してはならない。 例１ 加工工程が済んだ後のＸ線ターゲットの黒鉛の基板を酸
化工程にかけ、その間、加工工程の際に損傷を受けた表
面層を除去して、その下にある損傷を受けていない層を
露出する。基板を８００℃で１時間酸化した。その後、
酸化した基板を３５０℃及び１００トルの条件のもと
で、レニウム層の化学反応気相成長にかけた。レニウム
拡散層は、図１１に示すのと同様な微細なひゞ割れを持
っていた。タングステンの陽極ターゲット層をレニウム
拡散層の上に沈積した。

【００２９】加速試験プロトコルを使って、長さ（Ｌ）
８．７９ミリ、幅（Ｗ）０．７５ミリのターゲット区域
に可変エネルギのＸ線ビームを集束した。

【００３０】

【表１】 表 １ Ｘ線エネルギ(kW) Ｌ（Ｗ）^1/2 ｋＷ／Ｌ（Ｗ）^1/2 Ｘ線エネルギがオ ｍｍ^3/2 ｋＷ／ｍｍ^3/2 ンである時間の％ −−−−−−−− −−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− ２４ ７．６１ ３．１５ １００ １０，０００回の加速走査の終りに故障は生じなかっ
た。これは例２のターゲット・サンプルで行なわれた標
準試験で云えば、約４０，０００回の走査に相当する。

【００３１】例２ 例１のＸ線ターゲットを、酸化工程、並びに例１のＸ線
ターゲットの微細なひゞ割れを持つレニウム層なしに作
ったＸ線ターゲットと比較する為に、対照用の試験を行
なった。加工工程が済んだ後のＸ線ターゲットの黒鉛の
基板を、６５０℃及び５０トルの条件のもとでレニウム
層の化学反応気相成長にかけた。レニウム拡散層は、図
８に示す従来と同様なデンドライト形の形態を持ってい
た。タングステンの陽極ターゲット層をレニウム拡散層
の上に沈積した。このターゲットは、従来に非常に近い
ターゲットを表わしている。

【００３２】標準試験プロトコルを用いて、長さ（Ｌ）
１６．８８ミリ×幅（Ｗ）１．４４ミリのターゲット区
域に可変エネルギのＸ線ビームを集束した。標準試験の
厳しさは、例１で行なわれた加速試験の大体１／４であ
る。

【００３３】

【表２】 表 ２ Ｘ線エネルギ(kW) Ｌ（Ｗ）^1/2 ｋＷ／Ｌ（Ｗ）^1/2 Ｘ線エネルギがオ ｍｍ^3/2 ｋＷ／ｍｍ^3/2 ンである時間の％ −−−−−−−− −−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− ３０ ２０．２６ １．４８１ ４０ ３８．４ 〃 １．８９５ ２１．２ ４８ 〃 ２．３７ ３２．９ ６０ 〃 ２．９６ ５．９ 表１及び２に示す様に、ｋＷ／Ｌ（Ｗ）^1/2 の比は、表
２の標準試験よりも、表１の加速試験ではずっと厳し
い。ターゲットが標準Ｘ線走査３０，８２８回の後に剥
離の故障を生じた為に、試験を中断した。これは例１で
行なった加速試験走査で云うと約７，７０７回に相当す
る。

【００３４】例３ 例１のＸ線ターゲットを例１に示した酸化工程及びＸ線
ターゲットの微細なひゞ割れを持つレニウム層なしに作
ったＸ線ターゲットと比較する為に、対照試験を行なっ
た。加工工程が済んだ後のＸ線ターゲットの黒鉛の基板
を３００℃及び１００トルの条件のもとで、レニウム層
の化学反応気相成長にかけた。レニウム拡散層は図９に
示すのと同様な連続層であった。タングステンの陽極タ
ーゲット層をレニウム拡散層の上に沈積した。高温熱分
解炭素含浸過程の間、このターゲットは前に述べた連続
的なレニウム層の剥離の為に故障した。この結果生じた
断面は、図１０に示すものと同様である。

【００３５】この発明の特定の実施例を示したが、この
発明は、特に以上の説明から、当業者にはいろいろな変
更が考えられるから、この実施例に制限されないことは
云うまでもない。従って、特許請求の範囲は、この発明
の範囲内に含まれる改良の本質的な特徴を構成する特徴
を取入れた全ての変更を包括するものであることを承知
されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の改良された陽極を用いることが出来
る回転陽極Ｘ線管の１例の断面図。

【図２】表面の損傷を持つ整形された表面を有する黒鉛
の陽極本体の部分的な拡大断面図。

【図３】損傷を受けていない面を有する陽極本体の部分
的な拡大断面図。

【図４】損傷を受けていない面の上に微細なひゞ割れを
持つレニウム拡散障壁層を有する陽極本体の部分的な拡
大断面図。

【図５】好ましい実施例の陽極を形成する為に、微細な
ひゞ割れを持つ障壁層の上に沈積した陽極ターゲット層
を有する陽極本体の部分的な拡大断面図。

【図６】この発明の別の実施例の部分的な拡大断面図。

【図７】この発明の更に別の実施例の部分的な拡大断面
図。

【図８】従来公知の黒鉛の陽極本体の上にあるレニウム
層のデンドライト構造と同様な構造（金属組織）を示す
顕微鏡写真。

【図９】黒鉛の表面の上にある連続的なレニウム層の構
造（金属組織）を示す顕微鏡写真。

【図１０】高温熱分解炭素含浸工程の間に、即ち高温熱
分解の炭素の不透過性被覆で黒鉛の陽極本体の露出部分
を封着する際に剥離が生じた図９の連続的なレニウム層
の構造（金属組織）を示す顕微鏡写真。

【図１１】黒鉛の表面の上にある微細なひゞ割れを持つ
レニウム層の構造（金属組織）を示す顕微鏡写真。

【符号の説明】

１８ 陽極 １９ 焦点トラック層 ２０ 陽極ターゲット層 ２１ 陽極本体 ３２ 拡散障壁層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−82765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−54999（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−159043（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を発生する為に電子が衝突する焦点
   トラック領域を持つ黒鉛の陽極本体と、前記領域上に配
   置された微細なひゞ割れを持つ拡散障壁層と、該障壁層
   の上に配置された陽極ターゲット層とを有するＸ線管の
   陽極。
2. 【請求項２】 前記領域には、前記陽極本体を整形する
   際に生じた表面の損傷が実質的にない請求項１記載のＸ
   線管の陽極。
3. 【請求項３】 前記拡散障壁層が、約８乃至約１５ミク
   ロンの直径を持つ密に詰込まれたレニウムの結晶粒で構
   成される請求項１記載のＸ線管の陽極。
4. 【請求項４】 前記レニウムの結晶粒の高さが約５乃至
   約５０ミクロンである請求項３記載のＸ線管の陽極。
5. 【請求項５】 前記陽極ターゲット層がタングステン又
   はタングステン−レニウム合金で構成される請求項１記
   載のＸ線管の陽極。
6. 【請求項６】 実質的に真空にひいて密封した外被と、
   該外被内の第１の端に配置されていて、支持体、該支持
   体に取付けられた電子放出フィラメント及び集束カッ
   プ、前記フィラメントに加熱電流を供給する１対のフィ
   ラメント導体、及び当該構造を電気的に接地する為の接
   地導体を有する陰極構造と、焦点トラック領域を持つ黒
   鉛の陽極本体、該領域上に隣接して配置された微細なひ
   ゞ割れを持つ拡散障壁層、及び該拡散障壁層の上に配置
   された陽極ターゲット層で構成された陽極と、前記外被
   内の第２の端に配置されていて、前記陽極を回転させる
   回転手段とを有するＸ線管。 【請求項７】 前記陽極本体の領域には、該陽極本体を
   整形する際に生じた表面の損傷が実質的にない請求項６
   記載のＸ線管。