KR100848441B1

KR100848441B1 - Ｘ선관 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100848441B1
Application number: KR1020047005751A
Authority: KR
Inventors: 이나즈루투토무; 오카다도모유키
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2008-07-28
Also published as: WO2003036676A1; CN1310278C; EP1437757A1; JP2003132826A; US7058161B2; CN1572011A; US20050058253A1; JP4068332B2; KR20040045869A; EP1437757A4; EP1437757B1

Abstract

X선관(1)은 외위기 본체(4)에 일단 측이 접합되고, 안쪽으로 연이어 나온 내측 통부(10a)를 타단 측에 갖는 밸브(10)와, 내측 통부(10a)와 접촉하는 돌출부(11a)를 일단 측의 외주에 가짐과 동시에, 내측 통부(10a)를 통해 타단 측이 밸브(10)로부터 바깥쪽으로 돌출되어 있는 금속관(11)과, 타겟(T)을 일단 측에서 지지하고, 타단 측이 금속관(11)에 삽입 통과된 타겟 지지체(12)를 구비한다. 그리고, 밸브(10)의 내측 통부(10a)와 금속관(11)의 돌출부(11a)가 융착되어 있고, 타겟 지지체(12)는 밸브(10)로부터 돌출되어 있는 금속관(11)의 단부에 용접되어 있다.

X선관, 밸브, 금속관, 전자 발생 유닛, 외위기 본체

Description

Ｘ선관 및 그 제조 방법{X-ray tube and method of producing the same}

본 발명은 X선관 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히, X선 초점을 극히 미소하게 설정 가능한 마이크로 포커스 X선관 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

X선관은 전자를 타겟에 충돌시켜서 X선을 출력하는 것으로, 종래부터 비파괴 검사나 비접촉 검사 등에 사용되는 X선 검사 장치 등의 X선 발생원으로서 이용되고 있다. 이 종류의 X선관으로서는, 예를 들면, 실개평3-110753호에 의해 개시된 것이 알려져 있다. 동공보에 기재된 X선관은 글래스 등의 절연재를 대략 원통 형상으로 성형한 진공 외위기를 갖는다. 진공 외위기의 양 단부는 전체 둘레에 걸쳐 내측으로 구부러져 있고, 이에 의해서, 진공 외위기의 양 단부에는 각각 외위기 내부를 향하여 연장되는 내측 통부가 형성된다. 한쪽 내측 통부에는 음극 필라멘트나 수렴 전극 등을 포함하는 전자 발생 유닛이 고정되어 있다. 또한, 다른 한쪽의 폴딩부에는 금속관이 융착되어 있다. 그리고, 이 금속관에 타겟을 지지하는 타겟 지지체가 고정되며, 이에 의해, 전자 발생 유닛과 타겟이 대향한다.

그런데, 최근에는, X선 검사 장치 등에 의해 촬상되는 투시 화상의 선명도나 확대율을 보다 향상시키도록 X선관에 있어서의 X선 초점의 치수(직경)를 보다 미소화하는 것이 요구되고 있다. 이 때문에, X선 초점을 극히 미소하게 설정 가능한 소위 마이크로 포커스 X선관에 대한 요구가 높아지고 있다. 이와 같이, X선 초점을 극히 미소하게 설정하기 위해서는, 전자를 수용하는 타겟을 정밀도 좋게 진공 외위기에 장착할 필요가 있다.

그렇지만, 상술한 바와 같은 종래의 X선관에서는, 우선 내측 통부와 금속관을 융착시킴에 있어서, 금속관을 진공 외위기에 정밀도 좋게 설치하는 것이 곤란하였다. 또한, 종래의 X선관에서는, 금속관과 타겟 지지체를 진공 외위기의 내부에서 고정시키지 않으면 안 된다. 이 때문에, 금속관에 대하여 타겟 지지체를 정밀도 좋게 고정시키는 데 막대한 노동력을 필요로 하였다. 이와 같이, 종래의 X선관에서는, 제조시의 치수 정밀도나 조립 정밀도에 기인하여 X선 초점을 미소하게 설정하는 것이 곤란해져버리는 일이 있었다.

그래서, 본 발명은 각 구성 부품이 고정밀도로 조립되어 있고, X선 초점을 극히 미소하게 설정 가능한 X선관, 및 제조 시의 치수 정밀도나 조립 정밀도를 양호하게 유지하여, X선 초점을 극히 미소하게 설정 가능한 X선관을 용이하게 제조 가능하게 하는 X선관의 제조 방법 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관련되는 X선관은 전자 발생 유닛으로부터 발생된 전자를 타겟에 충돌시켜서 X선을 출력하는 X선관에 있어서, 전자 발생 유닛을 수용하는 수용부를 갖는 외위기 본체와, 외위기 본체에 일단 측이 접합되어 있고, 안쪽으로 연이어 나온 내측 통부를 타단 측에 갖는 절연성 밸브와, 내측 통부에 융착되어 있는 돌출부를 일단 측의 외주에 가짐과 동시에, 내측 통부를 통해 타단 측이 밸브로부터 바깥쪽으로 돌출되어 있는 금속관과, 타겟을 일단 측에서 지지함과 동시에, 타단 측은 금속관에 삽입 통과되어 그 끝 부분에 용접되는 타겟 지지체를 구비하고 있는 것이다.

이 X선관은 전자 발생 유닛으로부터 발생된 전자를 타겟에 충돌시켜서 X선을 출력하는 것이다. 이 때문에, 이 X선관은 전자를 발생시키는 캐소드 등을 포함하는 전자 발생 유닛, 양극이 되는 타겟, 및 타겟을 지지하는 타겟 지지체를 구비한다. 더욱이, 이 X선관은 외위기 본체 및 밸브를 구비한다. 이들 외위기 본체와 밸브는 전자 발생 유닛이나 타겟 등을 수용하는 진공 외위기를 구성한다.

외위기 본체는 전자 발생 유닛을 수용하는 수용부를 갖는다. 또한, 밸브는 유리나 세라믹 등의 절연체에 의해 대략 통 형상으로 형성되어 있어, 그 일단 측이 외위기 본체에 접합되게 된다. 그리고, 밸브의 타단 부분에는 안쪽을 향하여 연장되는 내측 통부가 설치되어 있다. 즉, 밸브의 타단 부분은 예를 들면 중앙부에 구멍부가 형성되도록 전체 둘레에 걸쳐 내측으로 구부러져 있다. 이 밸브에는 타겟 지지체를 고정시키기 위한 금속관이 설치된다.

금속관은 그 일단 측에 밸브의 내측 통부와 접촉 가능한 돌출부를 갖는다. 즉, 금속관의 일단 부분은 예를 들면, 전체 둘레에 걸쳐 외측으로 구부러지고, 금속관의 일단 측의 외주에는 밸브의 내측 통부와 대략 동일한 직경의 통 형상부가 형성된다. 한편, 금속관의 타단 측은 밸브의 내측 통부에 삽입 통과시킬 수 있다. 그리고, 이 금속관에는 타겟을 지지하는 타겟 지지체의 타단 측을 삽입 통과시키는 것이 가능하다.

상술한 바와 같은 구성 부품으로 이루어지는 본 발명에 의한 X선관은 다음과 같은 순서에 따라서 제조된다. 이 경우, 미리 밸브에 금속관을 설치해 둔다. 밸브에 금속관을 설치함에 있어서는, 금속관을 내측 통부로부터 밸브 바깥쪽으로 돌출시킨 상태에서, 내측 통부(그 단면)와 금속관의 돌출부(그 단면)를 서로 융착시킨다. 이 때, 밸브 내에서 금속관을 정확하게 위치 결정할 수 있기 때문에, 양자를 정밀도 좋게 융착시킬 수 있다.

그리고, 예를 들면 밸브를 외위기 본체에 접합한 후, 타겟 지지체의 타단(타겟을 지지하고 있지 않은 측의 단부)을 밸브에 고정된 금속관에 삽입한 상태에서, 타겟 지지체를 밸브로부터 돌출되어 있는 금속관의 단부에 용접한다. 이 때, 치구(治具)나 광학식 위치 센서 등을 사용하면서 금속관에 대하여 타겟 지지체를 슬라이드시킴으로써, 타겟의 설치 위치를 정밀도 좋게 결정하는 것이 가능해진다. 그리고, 타겟 지지체를 금속관에 용접하는 작업은 밸브 바깥으로부터 용이하게 하는 것이 가능하다. 이로써, 타겟 지지체와 금속관을 정밀도 좋고 강고하게 고정시킬 수 있음과 동시에, 외위기 본체와 밸브로 이루어지는 진공 외위기의 내부를 확실하게 기밀 유지하는 것이 가능해진다.

이와 같이, 본 발명에 관련되는 X선관에서는, 각 구성 부품이 극히 고정밀도로 위치 결정된 상태로 조립되어 있고, 전자 발생 유닛과 타겟과의 위치 관계가 고정밀도로 정해져 있다. 따라서, 이 X선관에 의하면, X선 초점을 극히 미소하게 설정하는 것이 가능해진다.

한편, 본 발명에 관련되는 X선관의 제조 방법은 외위기 본체에 수용된 전자 발생 유닛으로부터의 전자를 타겟 지지체에 의해 지지된 타겟에 충돌시켜서 X선을 출력하는 X선관의 제조 방법에 있어서, 외위기 본체에 접합되는 측의 반대 측에 안쪽으로 연이어 나온 내측 통부를 갖는 밸브와, 밸브의 내측 통부와 접촉하는 돌출부를 외주에 가짐과 동시에 내측 통부에 삽입 통과 가능한 금속관을 사용하여 금속관을 내측 통부로부터 밸브 바깥쪽으로 돌출시킨 상태에서, 내측 통부의 단면과 금속관의 돌출부를 서로 융착시켜서 금속관에 타겟 지지체를 삽입함과 동시에, 타겟 지지체를 밸브로부터 돌출되어 있는 금속관의 단부에 용접하는 것이다.

이 X선관의 제조 방법에 의하면, 제조 시의 치수 정밀도나 조립 정밀도를 양호하게 유지하면서 각 구성 부품을 조립해 가는 것이 가능해진다. 따라서, 이 X선관의 제조 방법을 채용하면, X선 초점을 극히 미소하게 설정 가능한 X선관을 용이하게 제조 가능해진다.

이 경우, 타겟 지지체를 금속관의 단부에 용접할 때에, 치구를 사용하여 타겟 지지체를 금속관에 대하여 위치 결정하면 바람직하다. 또한, 타겟 지지체를 금속관의 단부에 용접할 때에, 위치 검출 수단을 사용하여 타겟 지지체를 금속관에 대하여 위치 결정하여도 된다.

도 1은 본 발명에 따른 X선관을 도시하는 단면도.

도 2는 그 측면도.

도 3은 이 X선관의 전자총 수용부 내의 구성을 설명하기 위한 단면도.

도 4는 이 X선관을 구성하는 밸브 및 금속관을 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 X선관의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.

도 6 내지 도 9는 타겟 지지체를 밸브에 대하여 위치 결정하는 방법을 설명하기 위한 모식도.

도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 X선관의 제조 방법의 다른 양태를 설명하기 위한 플로우 차트.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 설명의 이해를 쉽게 하기 위해, 각 도면에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 가능한 한 동일한 참조 번호를 붙여 중복 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 관련되는 X선관의 적합한 실시예를 도시하는 단면도이다. 동일 도면에 도시하는 X선관(1)은 예를 들면 X선 검사 장치의 X선 발생원으로서 사용하면 적합한 것으로, 진공 외위기(2), 전자 발생 유닛(전자총; 3) 및 타겟(T)을 구비한다. 전자 발생 유닛(3)은 다공질 텅스텐 등에 BaO 등을 함침시킨 캐소드(C)를 갖는다. 또한, 타겟(T)은 탄소층 상에 보호층을 통해 텅스텐 등으로 이루어지는 X선 발생막을 적층시킨 것이다. 이들 전자 발생 유닛(3)과 타겟(T)은 진공 외위기(2)의 내부에 수용되어 있고, 진공 외위기(2)의 내부에서 전자 발생 유닛(3)으로부터 발생된 전자가 타겟(T)에 충돌하면 X선이 출력된다. 진공 외위기(2)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 주로 외위기 본체(4)와 밸브(10)로 구성되어 있다.

외위기 본체(4)는 양극이 되는 타겟(T)이 수용되는 바디부(5)와, 음극이 되는 전자 발생 유닛(3)이 수용되는 전자총 수용부(6)로 이루어진다. 바디부(5)는 금속 등에 의해 원통 형상으로 형성되어 있어 내부 공간(5a)을 갖는다. 또한, 바디부(5)의 외주에는 도시하지 않은 X선 검사 장치의 케이스 등에 고정되는 플랜지부(5b)가 설치되어 있다. 그리고, 바디부(5)의 도 1에 있어서의 하부에는 출력창(7a)을 갖는 덮개판(7)이 고정되어 있고, 이 덮개판(7)에 의해 내부 공간(5a)의 일단 측이 폐쇄되어 있다. 한편, 전자총 수용부(6)는 도 2에 도시하는 바와 같이 대략 직사각형 형상의 단면을 갖는 원통 형상으로 형성되어 있고, 바디부(5)의 측부 아래쪽에 접속(고정)되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 바디부(5)의 축심과 전자총 수용부(6)의 축심은 대략 직교하여, 전자총 수용부(6)의 내부는 구멍(aperture; 6a)을 통해 바디부(5)의 내부 공간(5a)과 연이어 통한다.

이 전자총 수용부(6) 내에 수용되는 전자 발생 유닛(3)에 대해서 설명하면, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 전자 발생 유닛(3)에는 캐소드(C), 히터(30), 제 1 그리드 전극(31) 및 제 2 그리드 전극(32)이 포함된다. 이들 캐소드(C), 히터(30), 제 1 그리드 전극(31) 및 제 2 그리드 전극(32)은 각각 평행하게 연장되는 복수(본 실시예에서는, 8개)의 핀(33a 내지 33h)을 통해 스템 기판(34)에 설치되어 있다. 구체적으로는, 캐소드(C)는 스템 기판(34)에 고정된 핀(33a; 도 2 참조)에 설치되어 있고, 이 핀(33a)을 통해 외부로부터 급전된다. 마찬가지로, 히터(30)는 스템 기판(34)에 고정된 핀(33b, 33c; 도 2 참조)에 설치되어 있고, 이들 핀(33b, 33c)을 통해 외부로부터 급전된다.

더욱이, 제 1 그리드 전극(31)은 스템 기판(34)에 고정된 핀(33d, 33e, 33f, 33g)에 설치되어 있고, 이들 핀(33d 내지 33g)을 통해 외부로부터 급전된다. 또한, 제 2 그리드 전극(32)은 스템 기판(34)에 고정된 핀(33h)에 설치되어 있고, 이 핀(33h)을 통해 외부로부터 급전된다. 이렇게 하여, 캐소드(C) 등을 스템 기판(34)에 일체화된 전자 발생 유닛(3)은 구멍(6a)과 반대 측의 단부로부터 전자총 수용부(6) 내에 삽입되며, 스템 기판(34)은 전자총 수용부(6)의 단부에 고정된다.

한편, 외위기 본체(4)와 함께 진공 외위기(2)를 구성하는 밸브(10)는 글래스나 세라믹 등의 절연체에 의해 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 밸브(10)의 일단 측(도 1에 있어서의 하단 측)에는 금속 등으로 이루어지는 링 부재(8)가 융착되어 있다. 그리고, 이 링 부재(8)는 외위기 본체(4)를 구성하는 바디부(5)에 접합(용접)된다. 이와 같이, 밸브(10)의 일단 측은 외위기 본체(4)에 접합된다.

이에 대하여, 밸브(10)의 타단 측(도 1 및 도 4에 있어서의 상단 측)에는 도 1 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 안쪽을 향하여 연장하는 원통형의 내측 통부(10a)가 설치되어 있다. 즉, 밸브(10)의 타단부(상단부)는 중앙부에 구멍부가 구성되는 바와 같이, 전체 둘레에 걸쳐 내측으로 구부러져 있다. 이로써, 밸브(10)의 타단 측은 내측 통부(10a)의 내부를 통해 외부로 개방된다. 그리고, 밸브(10)의 내측 통부(10a)에는 타겟(T)을 바디부(5) 내에 지지하기 위한 금속관(11)이 설치된다.

금속관(11)은 도 4에 도시하는 바와 같이, 기본적으로 밸브(10)의 내측 통부(10a)의 내경보다도 작은 외경을 갖는다. 또한, 금속관(11)은 그 일단 측(도 4에 있어서의 하단 측)의 외주에 돌출부(11a)를 갖는다. 즉, 금속관(11)의 일단 부분은 전체 둘레에 걸쳐 외측으로 구부러져 있고, 금속관(11)의 일단 측의 외주에는 밸브(10)의 내측 통부(10a)와 대략 동일한 직경의 원통 형상부(외통부)가 형성되어 있다. 그리고, 금속관(11)의 타단 측(도 4에 있어서의 상단 측)은 밸브(10)의 내측 통부(10a)에 삽입 통과시킬 수 있다.

금속관(11)의 타단 측을 밸브(10)의 내측 통부(10a)에 삽입 통과시켜 가면, 돌출부(11a)의 단면은 밸브(10)에 설치되어 있는 내측 통부(10a)의 단면과 접촉한다. 내측 통부(10a)와 돌출부(11a)가 접촉하였을 때에는, 금속관(11)의 타단 부분은 도 1에 도시하는 바와 같이, 내측 통부(10a)를 통해 밸브(10)로부터 바깥쪽으로 돌출된다. 그리고, 밸브(10)의 단면과 돌출부(11a)의 단면은 서로 융착된다.

이렇게 하여 밸브(10)에 설치되는 금속관(11)에는 일단 측에 타겟(T)을 지지하는 타겟 지지체(12)의 타단 측이 삽입 통과된다. 타겟 지지체(12)는 구리재 등에 의해 막대형으로 형성되어 있고, 일단 측(도 1에 있어서 하단 측)에 밸브(10) 측에서 바디부(5) 측으로(도 1에 있어서 상측에서 하측으로) 향함에 따라서 전자 발생 유닛(3)에서 멀어지도록 경사지는 경사면(12a)을 갖는다(도 1 참조). 타겟(T)은 이 경사면(12a)과 면 일치가 되도록 타겟 지지체(12)의 단부에 매설되어 있다.

그리고, 타겟 지지체(12)의 타단 부분(도 1에 있어서의 상단부)은 밸브(10)로부터 돌출되어 있는 금속관(11)의 단부에 용접되어 있다. 이로써, 타겟 지지체(12)는 밸브(10) 및 바디부(5)의 축심과 대략 평행하게 연재하는 한편, 전자 발생 유닛(3)으로부터 전자 진행 방향과는 대략 직교한다. 따라서, 진공 외위기(2)의 내부에 있어서, 전자 발생 유닛(전자총; 3)으로부터 발생한 전자가 타겟(T)에 충돌하면, 타겟(T)의 표면으로부터 전자 진행 방향과 대략 직교하는 방향으로 X선이 출력된다. X선은 바디부(5)의 개방단(밸브(10) 측과 반대 측의 단부)을 덮는 덮개판(7)의 출력창(7a)을 통해 외부로 방출된다. 또한, 밸브(10) 내에는 내측 통부(10a)와 금속관(11)의 돌출부(11a)와의 융착부를 덮도록 커버 전극(14)이 장착된다.

다음에, 상술한 바와 같이 구성된 X선관(1)을 제조하는 방법, 즉, 본 발명에 관련되는 X선관의 제조 방법에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같은 구성 부품으로 이루어지는 본 발명에 따른 X선관(1)을 조립해 감에 있어서는, 소정의 단계에서 바디부(5)와 전자총 수용부(6)를 접합하여 외위기 본체(4)를 조립해 둠과 동시에, 밸브(10)에 금속관(11)을 미리 설치해 둔다. 밸브(10)에 금속관(11)을 설치함에 있어서는 금속관(11)을 내측 통부(10a)로부터 밸브(10)의 바깥쪽으로 돌출시킨 상태에서, 내측 통부(10a)의 단면과 금속관(11)의 돌출부(11a)의 단면을 서로 융착시킨다. 이 경우, 밸브(10)의 내측 통부(10a)와는 반대 측의 단부는 완전히 개방되어 있기 때문에(도 4 참조), 밸브(10) 내에서 금속관(11)을 용이하고 또한 정확하게 위치 결정할 수 있다. 따라서, 밸브(10)와 금속관(11)을 정밀도 좋게 위치 결정한 상태에서 융착시키는 것이 가능하다.

그 후, 예를 들면, 도 5에 도시하는 바와 같은 순서로 각 구성 부품을 조립 해 간다. 즉, 우선, 금속관(11)이 설치되어 있는 밸브(10)와, 외위기 본체(4)를 접합한다(S10). 여기서는, 밸브(10)에 대하여 미리 융착시켜 둔 링 부재(8)와, 외위기 본체(4)(바디부(5))를 용접한다. 다음에, 밸브(10)를 외위기 본체(4)에 접합한 상태에서, 타겟 지지체(12)의 타단(타겟(T)을 지지하고 있지 않은 측의 단부)을 밸브(10)에 고정된 금속관(11)에 삽입한 상태에서, 타겟 지지체(12)를 밸브(10)에 대하여 위치 결정한다. 더욱이, 타겟 지지체(12)를 밸브(10)로부터 돌출되어 있는 금속관(11)의 단부에 용접한다(S12).

여기서, 밸브(10)(금속관; 11)에 대하여 타겟 지지체(12)를 위치 결정함에 있어서는, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같은 치구를 사용하면 바람직하다. 도 6에 도시하는 치구(60)는 외위기 본체(4)를 구성하는 바디부(5)의 내부 공간(5a)에 대하여, 밸브(10)의 반대 측의 개방단으로부터 감합시킬 수 있는 것이다. 그리고, 이 치구(60)는 바디부(5)의 내부 공간(5a)에 감입되었을 때에, 타겟(T)이 미리 정해진 설치 개소에 위치하도록 금속관(11)에 삽입된 타겟 지지체(12)의 단부와 계합한다. 즉, 치구(60)는 타겟 지지체(12)의 경사면(12a)과 접촉하는 경사면(61)과, 타겟 지지체(12)의 단면(12b)과 접촉하는 규제면(62)을 갖는다.

한편, 도 7에 도시하는 치구(70)는 외위기 본체(4)를 구성하는 바디부(5)의 내부 공간(5a)에 대하여, 전자총 수용부(6)의 개방단부터 삽입할 수 있는 것이다. 이 치구(70)는 전자총 수용부(6)의 축심과 평행을 이루도록 바디부(5)의 내부 공간(5a)에 삽입되었을 때에, 타겟(T)이 미리 정해진 설치 개소에 위치하도록 금속관(11)에 삽입된 타겟 지지체(12)의 단부와 계합한다. 즉, 치구(70)도 타겟 지지 체(12)의 경사면(12a)과 접촉하는 경사면(71)과, 타겟 지지체(12)의 단면(12b)과 접촉하는 규제면(72)을 갖는다.

또한, 밸브(10)에 대하여 타겟 지지체(12)를 위치 결정함에 있어서는, 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같은 광학식 위치 센서(80; 위치 검출 수단)를 사용하여도 된다. 이러한 광학식 위치 센서(80)를 사용하여 타겟 지지체(12)를 밸브(10)(금속관(11))에 대하여 위치 결정하는 경우, 밸브(10) 및 금속관(11)의 축심이 연직을 이루도록 외위기 본체(4) 및 밸브(10)를 수평면(H) 상에 재치한다. 그리고, 도 8에 도시하는 예에서는, 광학식 위치 센서(80)로부터 타겟 지지체(12)의 금속관(11) 측의 단면(12c)과, 수평면(H)에 대하여 측정광을 조사한다. 즉, 이 경우, 수평면(H)과 타겟 지지체(12)의 단면(12c)과의 거리를 검출하면서 타겟(T)이 미리 정해진 설치 개소에 위치하도록 타겟 지지체(12)를 금속관(11)에 대하여 슬라이드시킨다.

또한, 도 9에 도시하는 예에서는, 광학식 위치 센서(80)를 수평면(H) 상에 재치하여, 광학식 위치 센서(80)로부터 전자총 수용부(6)를 통해 바디부(5)의 내부 공간(5a) 내에 측정광을 조사한다. 그리고, 이 경우는, 타겟 지지체(12)의 타겟(T) 측 단면(12b)을 검출하면서 타겟(T)이 미리 정해진 설치 개소에 위치하도록 타겟 지지체(12)를 금속관(11)에 대하여 슬라이드시킨다. 이와 같이, 치구(60, 70)나 광학식 위치 센서(80) 등의 위치 검출 수단을 사용한 뒤에, 금속관(11)에 대하여 타겟 지지체(12)를 슬라이드시킴으로써, 타겟(T)의 설치 위치를 정밀도 좋게 결정하는 것이 가능해진다.

S12에서는, 이와 같이 타겟 지지체(12)를 밸브(10)에 대하여 정확하게 위치 결정한 뒤에 용접 작업이 행하여진다. 여기서, S12에 있어서, 타겟 지지체(12)를 금속관(11)에 용접하는 작업은 밸브(10) 바깥부터 용이하게 하는 것이 가능하다. 이로써, 타겟 지지체(12)와 금속관(11)을 정밀도 좋고 강고하게 고정시킬 수 있음과 동시에, 외위기 본체(4)와 밸브(10)로 이루어지는 진공 외위기(2)의 내부를 확실하게 기밀 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 커버 전극(14)은 타겟 지지체(12)를 금속관(11)에 용접하기 전에 밸브(10) 내에 장착해 두거나 타겟 지지체(12)에 고정시켜 두면 된다.

타겟 지지체(12)를 밸브(10)에 고정시켰으면, 더욱이, 전자 발생 유닛(3)을 전자총 수용부(6)에 삽입하여, 용기 내가 확실하게 기밀 유지되도록 스템 기판(34)을 전자총 수용부(6)에 고정시킨다(S14). 더욱이, 출력창(7a)이 형성된 덮개판(7)을 용기 내가 확실하게 기밀 유지되도록 외위기 본체(4)의 바디부(5)에 대하여 고정시킨다(S16). 이로써, X선관(1)이 완성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 관련되는 X선관의 제조 방법에 의하면, 제조 시의 치수 정밀도나 조립 정밀도를 양호하게 유지하면서 각 구성 부품을 조립해 가는 것이 가능해진다. 따라서, 이 X선관의 제조 방법을 채용하면, 전자 발생 유닛(3)과 타겟(T)과의 위치 관계를 고정밀도로 설정할 수 있다. 그리고, 이 방법에 의해 제조된 X선관(1)에 의하면, X선 초점을 극히 미소하게 설정하는 것이 가능해진다.

또한, 도 5에 도시하는 X선관(1)의 제조 순서는 어디까지나 일례로, X선관(1)의 제조 순서로서는, 여러 가지 양태를 채용 가능하다. X선관(1)을 제조하는 순서의 다른 예를 도 10 내지 도 12에 도시한다. 이들 경우도, 소정의 단계에서, 바디부(5)와 전자총 수용부(6)를 접합하여 외위기 본체(4)를 조립해 둠과 동시에, 밸브(10)에 금속관(11)을 미리 설치해 둔다.

도 10에 도시하는 예에서는, 우선, 전자 발생 유닛(3)을 외위기 본체(4)의 전자총 수용부(6)에 설치한다(S20). 그리고, 금속관(11)이 설치되어 있는 밸브(10)를 외위기 본체(4)에 대하여 고정시킨다(S22). 밸브(10)를 외위기 본체(4)에 고정시켰으면, 다음에, 밸브(10)에 고정되어 있는 금속관(11)에 타겟 지지체(12)를 삽입하고, 위치 결정 후, 타겟 지지체(12)를 금속관(11)에 용접한다(S24). 여기서, S24에 있어서의 작업을 개시할 때, 전자총 수용부(6)는 스템 기판(34)에 의해 이미 폐쇄되어 있다. 따라서, 타겟 지지체(12)를 밸브(10)에 대하여 위치 결정함에 있어서는, 도 6에 도시하는 치구(60)를 사용하거나 광학식 위치 센서(80)를 도 8에 도시하는 바와 같이 사용하거나 하면 된다. 그 후, 외위기 본체(4)의 바디부(5)에 출력창(7a)이 형성되어 있는 덮개판(7)을 고정시키면(S26), X선관(1)이 완성하게 된다.

도 11에 도시하는 예에서는, 우선, 전자 발생 유닛(3)을 외위기 본체(4)의 전자총 수용부(6)에 설치한다(S30). 다음에, 외위기 본체(4)의 바디부(5)에 대하여, 출력창(7a)이 형성되어 있는 덮개판(7)을 고정시킨다(S32). 덮개판(7)을 외위기 본체(4)의 바디부(5)에 고정시켰으면, 금속관(11)이 설치되어 있는 밸브(10)를 외위기 본체(4)에 대하여 고정시킨다(S34). 그 후, S36에서, 타겟 지지체(12)를 금속관(11)에 용접하지만, 이 경우, 바디부(5)의 내부 공간(5a)은 덮개판(7)에 의해 이미 폐쇄되고, 전자총 수용부(6)는 스템 기판(34)에 의해 이미 폐쇄되어 있다. 따라서, S36에서는, 타겟 지지체(12)를 밸브(10)의 바깥쪽으로부터 금속관(11)에 삽입함과 동시에, 광학식 위치 센서(80)를 도 8에 도시하는 바와 같이 사용하면서 타겟 지지체(12)를 위치 결정하면 된다. 이로써, X선관(1)이 완성하게 된다.

도 12에 도시하는 예에서는, 우선, 외위기 본체(4)의 바디부(5)에 대하여, 출력창(7a)이 형성되어 있는 덮개판(7)을 고정시킨다(S40). 다음에, 전자 발생 유닛(3)을 외위기 본체(4)의 전자총 수용부(6)에 설치한다(S42). 전자 발생 유닛(3)을 전자총 수용부(6)에 장착하였으면, 금속관(11)이 설치되어 있는 밸브(10)를 외위기 본체(4)에 대하여 고정시킨다(S44). 그 후, 타겟 지지체(12)를 금속관(11)에 용접하지만(S46), 이 경우도, 바디부(5)의 내부 공간(5a)은 덮개판(7)에 의해 이미 폐쇄되고, 전자총 수용부(6)는 스템 기판(34)에 의해 이미 폐쇄되어 있다. 따라서, S46에서는, 타겟 지지체(12)를 밸브(10)의 바깥쪽으로부터 금속관(11)에 삽입함과 동시에, 광학식 위치 센서(80)를 도 8에 도시하는 바와 같이 사용하면서 타겟 지지체(12)를 위치 결정하면 된다. 이로써, X선관(1)이 완성하게 된다.

본 발명에 관련되는 X선관 및 X선관의 제조 방법은 X선 초점을 극히 미소하게 설정 가능한 마이크로 포커스 X선관 및 그 제조 방법으로서 적합하다.

Claims

전자 발생 유닛으로부터 발생한 전자를 타겟에 충돌시켜서 X선을 출력하는 X선관에 있어서,

상기 전자 발생 유닛을 수용하는 수용부를 갖는 외위기 본체와,

상기 외위기 본체에 일단 측이 접합되고, 안쪽으로 연이어 나온 내측 통부를 타단측에 갖는 절연성 밸브와,

상기 내측 통부에 융착되어 있는 돌출부를 일단 측의 외주에 가짐과 동시에, 상기 내측 통부를 통해 타단 측이 상기 밸브로부터 바깥쪽으로 돌출되는 금속관과,

상기 타겟을 일단 측에서 지지함과 동시에, 타단 측은 상기 금속관에 삽입 통과되어, 그 단부에 용접되어 있는 타겟 지지체를 구비하고 있는 X선관.
외위기 본체에 수용된 전자 발생 유닛으로부터의 전자를 타겟 지지체에 의해 지지된 타겟에 충돌시켜서 X선을 출력하는 X선관의 제조 방법에 있어서,

상기 외위기 본체에 접합시키는 측의 반대 측에 안쪽으로 연이어 나온 내측 통부를 갖는 밸브와, 상기 밸브의 내측 통부와 접촉하는 돌출부를 외주에 가짐과 동시에 상기 내측 통부에 삽입 통과 가능한 금속관을 사용하고,

상기 금속관을 상기 내측 통부로부터 상기 밸브의 바깥쪽으로 돌출시킨 상태에서 상기 내측 통부의 단면과 상기 금속관의 돌출부를 서로 융착시키며,

상기 금속관에 상기 타겟 지지체를 삽입함과 동시에, 상기 타겟 지지체를 상 기 밸브로부터 돌출되어 있는 상기 금속관의 단부에 용접하는 X선관의 제조 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 타겟 지지체를 상기 금속관의 단부에 용접할 때에, 치구(治具)를 사용하여 상기 금속관에 대하여 상기 타겟 지지체를 위치 결정하는 X선관의 제조 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 타겟 지지체를 상기 금속관의 단부에 용접할 때에, 위치 검출 수단을 사용하여 상기 금속관에 대하여 상기 타겟 지지체를 위치 결정하는 X선관의 제조 방법.