KR20030085073A - Ｘ선 발생 장치 - Google Patents

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KR20030085073A
KR20030085073A KR10-2003-7012706A KR20037012706A KR20030085073A KR 20030085073 A KR20030085073 A KR 20030085073A KR 20037012706 A KR20037012706 A KR 20037012706A KR 20030085073 A KR20030085073 A KR 20030085073A
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

X선 발생 장치(1)는 캐소드부(16), 그리드 전극(15) 및 타깃(22)을 갖는 X선관(11)과, 캐소드부(16) 및 그리드 전극(15)에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어 장치(27, 32)와, X선 발생 장치(1) 및 X선 출사의 온·오프를 조작하는 스위치(33, 34)를 구비한다. 전압 제어 장치(27, 32)는 X선 발생 장치(1)의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부(16)에 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 그리드 전극(15)에 인가한다. 또한, X선 발생 장치(1)의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 캐소드부(16)에 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 그리드 전극(15)에 인가한다.

Description

Ｘ선 발생 장치{X-ray generator}
이러한 X선 발생 장치로서는 예를 들면 일본 특개평 7-29532호 공보에 개시된 것이 있다. 이 X선 발생 장치는 열 전자를 방출하는 캐소드(cathode)부와, 캐소드부로부터 방출된 열 전자를 제어하는 그리드(grid) 전극과, 열 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 타깃과, 이들 캐소드부 및 그리드 전극에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어 장치를 구비하고 있다. 캐소드부는 다공질 텅스텐에 BaO 등의 역전자 방사 물질이 함침(含浸)된 캐소드와, 이 캐소드를 가열하여 열 전자를 방출시키기 위한 히터를 구비하고 있다.
상기한 종래의 X선 발생 장치에서는, 도 8의 a 내지 e에 도시하는 바와 같이, X선 발생 장치의 메인 전원(도면 중, 구동 SW이라 도시한다)을 온으로 함으로써, 전압 제어 장치에 의해 캐소드부, 즉 캐소드를 가열하기 위한 히터에 소정의 전압이 인가됨과 동시에, 열 전자가 타깃에 도달하지 않는 컷 오프 전압이 그리드 전극에 인가된다. 이와 같이 미리 히터에 소정의 전압을 인가하는 것(즉, 히터 예열)은 X선 출사의 온 신호가 입력됨과 동시에 원하는 안정된 X선을 출사하기 위해 중요하다. 이러한 후, X선 출사의 스위치(도면 중, X선(SW)이라 도시한다)에 의해 X선 출사의 온 신호가 입력되면, 타깃에 충돌하는 열 전자량이 소정치가 되는 동작 전압이 그리드 전극에 인가되며, 이로써 열 전자가 타깃에 충돌하여 X선이 발생한다.
종래의 X선 발생 장치에서는, X선 출사의 온 신호가 입력됨과 동시에 원하는 안정된 X선을 출사하기 위해, 캐소드부의 히터에는 열 전자 방출에 필요한 전압이 항상 인가되어 있었다. 그런데, X선 발생 장치에서는, 사용 조건에 따라서는 메인 전원이 온 상태에서 X선 출사가 오프인 상태인 대기 시간, 즉 히터의 예열 상태가 압도적으로 긴 상태가 되는 경우가 있었다. 이 대기 시간 중에도 캐소드부의 히터에는 열 전자 방출에 필요한 전압이 인가되어 있기 때문에, X선을 출사하지 않더라도 캐소드는 소모되게 된다. 이와 같이, 사용 조건에 따라서는 X선관의 비효율적 운전이 행하여지게 되며, 그 결과, 캐소드 수명이 짧아지고, 나아가서는 X선관의 수명이 짧아진다는 문제가 있었다.
본 발명은 X선을 발생시키는 X선 발생 장치에 관한 것이다.
도 1은 실시예에 관련되는 X선 발생 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 2는 엔드 윈도우 타이프의 X선관 구조를 도시하는 단면도.
도 3은 전자총의 구조를 도시하는 단면도.
도 4의 a, b, c, d, e는 제 1 실시예에 관련되는 X선 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5의 a, b, c, d, e, f는 제 2 실시예에 관련되는 X선 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6의 a, b, c, d, e, f는 제 3 실시예에 관련되는 X선 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 7의 a, b, c, d, e, f는 제 3 실시예에 관련되는 X선 발생 장치의 변형예 동작을 설명하기 위한 도면.
도 8의 a, b, c, d, e는 종래의 X선 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
그래서, 본 발명은 사용 조건에 의하지 않고 X선관을 효율적으로 운전함으로써, 보다 장기에 걸쳐 더군다나 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능한 X선 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련되는 X선 발생 장치는 (1) 열 전자를 방출하는 캐소드부, 캐소드부로부터 방출된 열 전자를 제어하는 그리드 전극 및 열 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 타깃을 갖는 X선관과, (2) 캐소드부 및 그리드 전극에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어 장치와, (3) X선 발생 장치의 온·오프 및 X선 출사의 온·오프를 조작하는 스위치를 구비하고, 전압 제어 장치는 스위치를 개재시키는 X선 발생 장치의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부에 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 타깃에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 그리드 전극에 인가하여, 스위치를 개재시키는 X선 발생 장치의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 캐소드부에 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 타깃에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 그리드 전극에 인가하는 것을 특징으로 한다.
이 X선 발생 장치에서는, X선 발생 장치의 스위치가 온이고 X선 출사의 스위치가 오프인 상태에서는, X선 출사의 스위치가 온일 때에 인가되는 캐소드 동작 전압(Vf2)보다도 낮은 대기 전압(Vf1)이 캐소드부에 인가된다. 따라서, X선 발생 장치의 스위치가 온인 상태에서 캐소드부에 항상 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가되는 종래의 X선 발생 장치에 비하여, 캐소드부가 소모하기까지의 기간이 길어지고, 더구나 X선 출사의 스위치를 온으로 함과 동시에 원하는 안정된 X선을 출사할 수 있다. 이와 같이, 이 X선 발생 장치에 의하면, 사용 조건에 의하지 않고 X선관을 효율적으로 운전함으로써, 보다 장기에 걸쳐 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 관련되는 X선 발생 장치는 (1) 열 전자를 방출하는 캐소드부, 캐소드부로부터 방출된 열 전자를 제어하는 그리드 전극 및 열 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 타깃을 갖는 X선관과, (2) 캐소드부 및 그리드 전극에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어 장치와, (3) X선 발생 장치의 온·오프, 캐소드부의 온·오프 및 X선 출사의 온·오프를 조작하는 스위치를 구비하고, 전압 제어 장치는 스위치를 개재시키는 X선 발생 장치의 온 신호와 캐소드부의 오프 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부에 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 타깃에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 그리드 전극에 인가하여, 스위치를 개재시키는 X선 발생 장치의 온 신호와 캐소드부의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부에 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 그리드 전극에 컷 오프 전압(Vc1)을 인가하여, 스위치를 개재시키는 X선 발생 장치의 온 신호와 캐소드부의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 캐소드부에 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 상기 타깃에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 그리드 전극에 인가하는 것을 특징으로 한다.
이 X선 발생 장치에서는, X선 발생 장치의 스위치가 온이고 캐소드부의 스위치가 오프인 상태에서는, 캐소드부의 스위치가 온일 때에 인가되는 캐소드 동작 전압(Vf2)보다도 낮은 대기 전압(Vf1)이 캐소드부에 인가된다. 따라서, X선 발생 장치의 스위치가 온인 상태에서 캐소드부에 항상 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가되는 종래의 X선 발생 장치에 비하여, 캐소드부가 소모되기까지의 기간이 길어지고, 더구나 X선 출사의 스위치를 온으로 함과 동시에 원하는 안정된 X선을 출사할 수 있다. 이와 같이, 사용 조건에 의하지 않고 X선관을 효율적으로 운전함으로써, 보다 장기에 걸쳐 더군다나 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다. 특히, 이 X선 발생 장치에서는, 캐소드부의 온·오프를 조작하는 스위치에 의해, 캐소드부에 인가하는 전압을 대기 전압(Vf1)과 캐소드 동작 전압(Vf2) 사이에서 자유롭게 조작할 수 있도록 되어 있다. 따라서, X선 출사를 개시하기 전에 캐소드부의 스위치를 온으로 하고, 캐소드부에 인가하는 전압을 대기 전압(Vf1)에서 캐소드 동작 전압(Vf2)으로 교체함으로써, X선 출사의 스위치의 온에 의해 X선 출사에 순간 대응하여, X선 출사의 초기 상태로부터 보다 안정된 특성의 X선을 출사하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 관련되는 X선 발생 장치는 (1) 열 전자를 방출하는 캐소드부, 캐소드부로부터 방출된 열 전자를 제어하는 그리드 전극 및 열 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 타깃을 갖는 X선관과, (2) 캐소드부 및 그리드 전극에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어 장치와, (3) X선 발생 장치의 온·오프, 캐소드부의 온·오프 및 X선 출사의 온·오프를 조작하는 스위치를 구비하고, 전압 제어 장치는 스위치를 개재시키는 X선 발생 장치의 온 신호와 캐소드부의 오프 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부로 전압을 인가하지 않음과 동시에, 그리드 전극으로 전압을 인가하지 않고, 스위치를 개재시키는 X선 발생 장치의 온 신호와 캐소드부의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부로 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 그리드 전극에 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 타깃에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 인가하여, 스위치를 개재시키는 X선 발생 장치의 온 신호와 캐소드부의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 캐소드부로 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 타깃에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 그리드 전극에 인가하는 것을 특징으로 한다.
이 X선 발생 장치에서는, X선 발생 장치의 스위치가 온이고, 캐소드부의 스위치가 오프인 때는 캐소드부에 전압이 인가되지 않고, X선 발생 장치의 스위치가 온이고, 캐소드부의 스위치가 온이고, X선 출사의 스위치가 오프인 상태에서는, X선 출사의 스위치가 온일 때에 인가되는 캐소드 동작 전압(Vf2)보다도 낮은 대기 전압(Vf1)이 캐소드부에 인가된다. 따라서, X선 발생 장치의 스위치가 온인 상태에서 캐소드부에 항상 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가되는 종래의 X선 발생 장치에 비하여, 캐소드부가 소모하기까지의 기간이 길어지고, 더구나 X선 출사의 스위치를 온으로 함과 동시에 원하는 안정된 X선을 출사할 수 있다.
이와 같이, 사용 조건에 의하지 않고 X선관을 효율적으로 운전함으로써, 보다 장기에 걸쳐 더군다나 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다. 특히, 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치는 캐소드부의 온·오프를 조작하는 스위치에 의해, 캐소드부에 인가하는 전압을 전압 인가 정지와 대기 전압(Vf1) 사이에서 자유롭게 조작할 수 있도록 되어 있다. 따라서, X선 발생 장치의 스위치가 온인 상태라도, 캐소드부에의 전압 인가를 정지하는 것이 가능해져, 캐소드부가 단기간에 소모하는 것이 보다 한층 억제되어, X선관을 보다 효율적으로 운전함으로써, 보다 장기에 걸쳐 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
본 발명에 관련되는 X선 발생 장치에서는, 전압 제어 장치는 캐소드부에의 대기 전압(Vf1)의 인가 시간이 연속하여 소정 시간 이상 계속하였을 때, 캐소드부의 온·오프를 제어하는 스위치를 오프로 하여, 캐소드부에의 전압 인가를 정지하는 것을 특징으로 하여도 된다. 이렇게 하면, 캐소드부의 스위치 끄는 것을 잊었을 때, 캐소드부에의 전압 인가가 자동적으로 정지됨으로써, 캐소드부가 단기간에 소모하는 것이 더욱 억제되어, X선관을 더욱 효율적으로 운전함으로써, 더욱 장기에 걸쳐 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
본 발명에 관련되는 X선 발생 장치에서는, 캐소드부는 캐소드와 캐소드를 가열하기 위한 히터를 갖는 방열(傍熱) 타이프의 캐소드부인 것을 특징으로 하여도 된다. 이렇게 하면, 히터에 인가하는 전압을 제어함으로써 캐소드가 소모하기까지의 기간이 길어진다.
본 발명에 관련되는 X선 발생 장치에서는, 캐소드부는 필라멘트를 갖는직열(直熱) 타이프의 캐소드부인 것을 특징으로 하여도 된다. 이렇게 하면, 필라멘트에 인가하는 전압을 제어함으로써 필라멘트가 소모하기까지의 기간이 길어진다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 관련되는 X선 발생 장치의 적합한 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 도면에 있어서 동일 요소에는 동일 부호를 붙여 중복하는 설명을 생략한다.
여기서, 이하에 설명하는 제 1 내지 3의 실시예에 관련되는 X선 발생 장치는 기본 구성이 동일하기 때문에, X선 발생 장치의 기본 구성에 대해서 처음에 정리하여 설명한다.
도 1은 제 1 내지 3의 실시예에 관련되는 X선 발생 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, X선 발생 장치(1)는 X선을 발생시키는 X선관 유닛(10)과, 이 X선관 유닛(10)을 제어하는 제어 유닛(30)을 구비하고 있다.
X선관 유닛(10)은 X선관(11)을 갖고 있다. X선관(11)은 엔드 윈도우 타이프와 사이드 윈도우 타이프 모두 사용하는 것이 가능하지만, 본 실시예에서는 엔드 윈도우 타이프의 X선관(11)에 대해서 설명한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, X선관(11)은 마이크로 포커스 X선관으로, 금속제 외위기(外圍器; 12)와 유리제 외위기(13)를 조합하여 구성되어 있다. 외위기(12)의 한쪽 끝에는 세라믹제 스템(14)이 끼워져 있고, 스템(14)에는 후술하는 그리드 전극(15)이나 캐소드부(16)에 전압을 공급하기 위한 복수의 핀(17)이 삽입 통과되어 있다. 또한, 이 외위기(12)의 측면에는 베릴리움제 X선 출사창(18)이 형성되어 있다.
외위기(12, 13) 내부에는 외위기(12) 측에 전자총(20)이 배치되고, 외위기(13) 측에 무산소 구리 등으로 이루어지는 타깃 기체(21)가 배치되어 있다. 전자총(20)은 캐소드부(16), 그리드 전극(15) 및 포커스 전극(19)을 갖고 있다. 또한, 타깃 기체(21)의 선단에는 텅스텐 타깃(22)이 은으로 납땜되어 있다.
타깃(22)은 열 전자가 타깃(22)을 향한 궤도에 수직인 면에 대하여 25도 기울어 배치되어 있다. 이와 같이, 타깃(22)이 기울어져 배치되어 있기 때문에, 발생한 X선의 대부분이 X선 출사창(18)으로부터 외부로 출사된다.
도 3은 전자총(20) 구조를 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16), 그리드 전극(15) 및 포커스 전극(19)은 알루미나 또는 사파이어 지주(23)에 설치되어 있다. 그리드 전극(15)과 포커스 전극(19)의 재질은 내열성 및 방열성에 뛰어난 몰리브덴을 사용할 수 있다. 그리드 전극(15)과 포커스 전극(19)의 지주(23)에의 접착은 비결정성 유리 또는 은(24)에 의한 납땜(외상)에 의해 행하여지고 있다. 캐소드부(16)는 히터(25)와 캐소드(26)를 포함하여, 히터(25)의 열에 의해 캐소드(26)를 가열하는 방열 타이프이다. 또한, 캐소드부(16)는 필라멘트를 가지고, 이 필라멘트에 전압을 인가함으로써 열 전자가 방출되는 직열 타이프여도 된다. 본 실시예에서는 방열 타이프의 캐소드부(16)에 대해서 설명한다.
캐소드(26)는 함침형 캐소드가 사용되고 있다. 함침형 캐소드는 다공질 텅스텐에 BaO, CaO, Al2O3등의 역전자 방사 물질을 함침시킨 것으로, 그 전자 방사면이 Os(오스뮴), Ir(이리듐), Os/Ru(루테늄) 등으로 피복되어 있다. 이 피복에 의해, 동작 온도가 저감되어 캐소드(26)의 장수명을 도모할 수 있다.
외위기(12)는 니켈·구리 합금에 의해 형성되어 있다. 니켈·구리 합금은 열 전도성, 가공성(특히 용접성)에 뛰어나고, 가스 방출이 적은 금속이다. 이와 같이, 외위기(12)는 열 전도성이 높은 합금에 의해 형성되기 때문에, X선관(11) 내부에서 발생하는 열을 효율 좋게 외부로 보내버릴 수 있어, 열에 의한 데미지를 경감하여 X선관(11)의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 외위기(12)는 도전성을 가지고, 항상 그랜드 전위로 유지되어 있다. 포커스 전극(19)은 이 외위기(12)와 접속되어 있기 때문에, 포커스 전극(19)도 항상 그랜드 전위로 유지된다. 이로써, 타깃(22)의 전위가 변화하여도 포커스 전극(19) 주위에 형성되는 전자 렌즈 형상은 항상 일정해져, 안정된 미소 X선 초점을 유지할 수 있다. 더욱이, 그랜드 전위로 유지된 외위기(12)에 의해, 전자총(10) 및 타깃(22)이 둘러싸여 있기 때문에, 외부의 영향에 의해 외위기(12) 내부의 전계 분포 난립이 억제되어 있다.
또한, X선관 유닛(10)은 그리드 전극(15), 타깃(22) 및 캐소드부(16)에 인가하는 전압을 발생시키는 전압 발생 회로(27)를 갖고 있다. 여기서 본 명세서에 있어서 「캐소드부에 인가하는 전압」이란 상기한 방열 타이프의 캐소드부(16)에 대해서는 히터(25)에 인가하는 전압인 것을 가리키고, 직열 타이프의 캐소드부(16)에 대해서는 필라멘트에 인가하는 전압인 것을 가리킨다. 이 전압 발생 회로(27)는 그리드 전극(15), 타깃(22) 및 캐소드부(16)에 대해서 공통된 것으로서 도시하지만, 이들 그리드 전극(15), 타깃(22) 및 캐소드부(16)는 전압 발생 회로를 각각 갖고 있어도 된다.
이 X선관 유닛(10)에서는 캐소드부(16)의 히터(25)에 전압이 인가되어 발열함으로써 캐소드(26)가 가열되면, 일정한 온도로 캐소드(26)의 표면으로부터 열 전자가 방출된다. 방출된 열 전자는 그리드 전극(15)에 의해 가속되어, 포커스 전극(19)에 의해 집속되어 타깃(22)에 충돌한다. 충돌에 의해, 열 전자는 X선과 열로 변환되어, 발생한 X선은 X선 출사창(18)으로부터 외부로 출사한다. 또한, 발생한 열은 열 전도성이 높은 타깃 기체(21)를 통과하여 외부로 방출된다.
제어 유닛(30)은 도 1에 도시하는 바와 같이, 조작부(31)와 제어부(32)를 갖고 있다. 조작부(31)에는 X선 발생 장치(1) 자체의 온·오프를 조작하는 스위치(33)와, X선 출사의 온·오프를 조작하는 스위치(34)가 설치되어 있다. 제 2 및 제 3 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는, 조작부(31)에는 부가로 캐소드부(16)의 온·오프를 조작하는 스위치(35)가 설치되어 있다.
제어부(32)에는 전압 발생 회로(27)를 제어하기 위한 프로그램이 기억된 메모리(36)와, X선 발생 장치(10) 전체의 동작을 담당하는 연산 수단으로서의 CPU(37)가 설치되어 있다. 또한, 이 제어부(32)와 전압 발생 회로(27)에 의해 본 실시예에 관련되는 전압 제어 장치가 구성된다.
상기한 바와 같은 기본 구성을 갖는 X선 발생 장치(1)에 있어서, 제 1 내지 3의 실시예에서는 제어부(32) 구성이 각각 상위하다. 따라서, 이하에 설명하는 각 실시예에 있어서는 주로 제어부(32)의 상위점에 대해서 상술한다.
(제 1 실시예)
제 1 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는 제어 유닛(30)의 제어부(32)의 메모리(37)에는 X선관 유닛(10)의 전압 발생 회로(27)를 이하와 같이 제어하기 위한 프로그램이 기억되어 있다.
즉, 도 4의 a, b, c, d, e에 도시하는 바와 같이, X선 발생 장치(1)의 스위치(도면 중, 구동(SW)이라 도시한다; 33)가 오프로 되어 있을 때(X선 출사의 스위치(34)는 필연적으로 오프이다), 그리드 전극(15) 및 캐소드부(16)의 히터(25) 어디에도 전압을 인가하지 않는다. 그리고, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온이 되고, X선 출사의 스위치(도면 중, X선(SW)이라 도시한다; 34)가 오프로 되어 있을 때, X선 발생 장치(1)의 온 신호와, X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부(16)의 히터(25)에 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 캐소드부(16)의 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 그리드 전극(15)에 인가한다.
또한, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온으로 되고, X선 출사의 스위치(34)가 온으로 되어 있을 때, X선 발생 장치(1)의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 캐소드부(16)의 히터(25)에 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 캐소드부(16)의 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 그리드 전극(15)에 인가한다.
이러한 구성을 갖는 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)를 동작시키기 위해서는 도 4의 a에 도시하는 바와 같이, 우선 X선 발생 장치(1)의 스위치(33)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 도 4의 d에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 3볼트 정도의 양의 대기 전압(Vf1)이 인가된다. 이로써 캐소드(26)가 따뜻해져, X선 출사에 빠르게 대응할 수 있도록 대기 상태에 들어간다. 이 대기 전압(Vf1)은 가능한 한 작으면 바람직하다. 이와 동시에, 도 4의 c에 도시하는 바와 같이, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하지 않는 -200볼트 정도의 음의 컷 오프 전압(Vc1)이 그리드 전극(15)에 인가된다. 이로써, 대기 상태에 있어서 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 것이 억제된다.
그리고, X선 출사를 개시하고 싶을 때는 도 4의 b에 도시하는 바와 같이, X선 출사의 스위치(34)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 도 4의 d에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 대기 전압(Vf1)보다도 높은 6.3볼트 정도의 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가된다. 이로써 캐소드(26)가 고온으로 뜨거워져, 캐소드(26)로부터 많은 열 전자가 방출된다. 이와 동시에, 도 4의 c에 도시하는 바와 같이, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)이 그리드 전극(15)에 인가된다. 이 그리드 동작전압(Vc2)은 캐소드(26)로부터 방출되어 타깃(22)에 충돌하는 열 전자량이 소정치가 되도록 조정된다. 이로써, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 그리드 전극(15)에 의해 가속되고, 집속 전극(19)에 의해 집속되어 타깃(22)에 충돌한다. 그리고, 생성된 X선은 X선 출사창(19)으로부터 외부로 출사된다(도 4의 e).
X선 출사를 정지할 때는 도 4의 b에 도시하는 바와 같이, X선 출사의 스위치(34)를 오프로 한다. 그렇게 하면, 도 4의 d에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 대기 전압(Vf1)이 인가됨과 동시에 컷 오프 전압(Vc1)이 그리드 전극(15)에 인가되어, 다시 대기 상태에 들어간다.
X선 출사를 재개할 때는 다시 X선 출사의 스위치(34)를 온으로 함으로써 상기한 바와 같이 하여 X선이 출사되고, X선 출사를 정지할 때는 X선 출사의 스위치(34)를 오프로 함으로써 상기한 바와 같이 하여 X선 출사가 정지된다. 그리고, X선 발생 장치(1)의 사용을 종료할 때는 도 4의 a에 도시하는 바와 같이, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)를 오프로 한다. 그렇게 하면, 도 4의 c, d에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에의 전압 인가가 정지되고, 또한 그리드 전극(15)에의 전압 인가가 정지되어, X선 발생 장치(1)의 동작이 완전히 정지된다.
이상, 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는 X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온이고 X선 출사의 스위치(34)가 오프인 상태에서는, X선 출사의 스위치(34)가 온일 때에 인가되는 캐소드 동작 전압(Vf2)보다도 낮은 대기 전압(Vf1)이 캐소드부(16)의 히터(25)에 인가된다. 따라서, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가온인 상태에서 캐소드부(26)의 히터(25)에 항상 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가되는 종래의 X선 발생 장치에 비하여, 캐소드부(16)의 캐소드(26)가 소모하기까지의 기간이 길어진다. 이와 같이, 사용 조건에 의하지 않고 X선관(11)을 효율적으로 운전함으로써, 이 X선 발생 장치(1)에서는 보다 장기에 걸쳐 더군다나 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
(제 2 실시예)
제 2 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는, 제어 유닛(30)의 제어부(32)의 메모리(37)에는 X선관 유닛(10)의 전압 발생 회로(27)를 이하와 같이 제어하기 위한 프로그램이 기억되어 있다.
즉, 도 5의 a, b, c, d, e, f에 도시하는 바와 같이, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 오프로 되어 있을 때(X선 출사의 스위치(34) 및 캐소드부(16)의 스위치(35)는 필연적으로 오프이다), 그리드 전극(15) 및 캐소드부(16)의 히터(25) 어디에도 전압을 인가하지 않는다. 그리고, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온으로 되고, 캐소드부(16)의 스위치(도면 중, 캐소드부(SW)라 도시한다; 35)가 오프로 되며, X선 출사의 스위치(34)가 오프로 되어 있을 때, X선 발생 장치(1)의 온 신호와 캐소드부(16)의 오프 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부(16)의 히터(25)에 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 캐소드부(16)의 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 그리드 전극(15)에 인가한다.
또한, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온으로 되고, 캐소드부(16)의 스위치(35)가 온으로 되며, X선 출사의 스위치(34)가 오프로 되어 있을 때, X선 발생 장치(1)의 온 신호와 캐소드부(16)의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부(16)의 히터(25)에 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 그리드 전극(15)에 상기한 컷 오프 전압(Vc1)을 인가한다.
또한, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온으로 되고, 캐소드부(16)의 스위치(35)가 온으로 되며, X선 출사의 스위치(34)가 온으로 되어 있을 때, X선 발생 장치(1)의 온 신호와 캐소드부(16)의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 캐소드부(16)의 히터(25)에 상기한 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 캐소드부(16)의 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 그리드 전극(15)에 인가한다.
이러한 구성을 갖는 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)를 동작시키기 위해서는 도 5의 a에 도시하는 바와 같이, 우선 X선 발생 장치(1)의 스위치(33)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 도 5의 e에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 3볼트 정도의 양의 대기 전압(Vf1)이 인가된다. 이로써 캐소드(26)가 따뜻해져, X선 출사에 빠르게 대응할 수 있도록 대기 상태에 들어간다. 이 대기 전압(Vf1)은 가능한 한 작으면 바람직하다. 이와 동시에, 도 5의 d에 도시하는 바와 같이, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하지 않는 -200볼트 정도의 음의 컷 오프 전압(Vc1)이 그리드 전극(15)에 인가된다. 이로써, 대기 상태에 있어서 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 것이 억제된다.
그리고, X선 출사를 개시하고 싶을 때는 우선 도 5의 b에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 스위치(35)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 도 5의 e에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 6.3볼트 정도의 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가된다. 이로써, 대기 상태에 있던 캐소드(26)가 히터(25)에 의해 뜨거워져 동작 상태에 들어가, X선 출사 신호에 순간 대응할 수 있는 상태가 된다. 이 때, 그리드 전극(15)에는 컷 오프 전압(Vc1)이 인가되어 있기 때문에, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 것이 억제되어 있다. 다음으로, 도 5의 c에 도시하는 바와 같이, X선 출사의 스위치(34)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 도 5의 d에 도시하는 바와 같이, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)이 그리드 전극(15)에 인가된다. 이 그리드 동작 전압(Vc2)은 캐소드(26)로부터 방출되어 타깃(22)에 충돌하는 열 전자량이 소정치가 되도록 조정된다.
이로써, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 그리드 전극(15)에 의해 가속되고, 집속 전극(19)에 의해 집속되어 타깃(22)에 충돌한다. 그리고, 생성된 X선은X선 출사창(19)으로부터 외부로 출사된다(도 5의 f).
X선 출사를 정지할 때는 도 5의 c에 도시하는 바와 같이, X선 출사의 스위치(34)를 오프로 한다. 그렇게 하면, 도 5의 d에 도시하는 바와 같이, 상기한 컷 오프 전압(Vc1)이 그리드 전극(15)에 인가된다.
X선 출사를 재개할 때는 다시 X선 출사의 스위치(34)를 온으로 함으로써, 상기한 바와 같이 하여 X선이 출사되고, 또한 X선 출사를 정지할 때는 X선 출사의 스위치(34)를 오프로 함으로써, 상기한 바와 같이 하여 X선 출사가 정지된다. 대기 상태에 들어갈 때는 도 5의 b에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 스위치(35)를 오프로 한다.
그렇게 하면, 도 5의 d, e에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 상기한 대기 전압(Vf1)이 인가됨과 동시에, 상기한 컷 오프 전압(Vc1)이 그리드 전극(15)에 인가된다. 그리고, X선 발생 장치(1)의 사용을 종료할 때는 도 5의 a에 도시하는 바와 같이, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)를 오프로 한다. 그렇게 하면, 도 5의 d, e에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에의 전압 인가가 정지되고, 또한 그리드 전극(15)에의 전압 인가가 정지되어, X선 발생 장치(1)의 동작이 완전히 정지된다.
이상, 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온이고 캐소드부(16)의 스위치(35)가 오프인 상태에서는, 캐소드부(16)의 스위치(35)가 온일 때에 인가되는 캐소드 동작 전압(Vf2)보다도 낮은 대기 전압(Vf1)이 히터(25)에 인가된다. 따라서, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온인 상태에서 캐소드부(16)의 히터(25)에 항상 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가되는 종래의 X선 발생 장치에 비하여, 캐소드부(16)의 캐소드(26)가 소모하기까지의 기간이 길어진다. 이와 같이, 사용 조건에 의하지 않고 X선관(11)을 효율적으로 운전함으로써, 이 X선 발생 장치(1)에 의하면 보다 장기에 걸쳐 더군다나 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
특히, 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는 캐소드부(16)의 온·오프를 조작하는 스위치(35)에 의해, 캐소드부(16)의 히터(25)에 인가하는 전압을 대기 전압(Vf1)과 캐소드 동작 전압(Vf2) 사이에서 자유롭게 조작할 수 있도록 되어 있다. 따라서, X선 출사를 개시하기 전에 캐소드부(16)의 스위치(35)를 온으로 하여, 캐소드부(16)의 히터(25)에 인가하는 전압을 대기 전압(Vf1)으로부터 캐소드 동작 전압(Vf2)으로 교체해 둠으로써, X선 출사의 스위치(34)의 온에 의해 X선 출사에 순간 대응하여, X선 출사의 초기 상태로부터 보다 안정된 특성의 X선을 출사하는 것이 가능해진다.
(제 3 실시예)
제 3 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는 제어 유닛(30)의 제어부(32)의 메모리(37)에는 X선관 유닛(10)의 전압 발생 회로(27)를 이하와 같이제어하기 위한 프로그램이 기억되어 있다.
즉, 도 6의 a, b, c, d, e, f에 도시하는 바와 같이, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 오프로 되어 있을 때(X선 출사의 스위치(34) 및 캐소드부(16)의 스위치(35)는 필연적으로 오프이다), 그리드 전극(15) 및 캐소드부(16)의 히터(25) 어디에도 전압을 인가하지 않는다. 또한, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온으로 되고, 캐소드부(16)의 스위치(35)가 오프로 되며, X선 출사의 스위치(34)가 오프로 되어 있을 때도 X선 발생 장치(1)의 온 신호와 캐소드부(16)의 오프 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부(16)의 히터(25)로 전압을 인가하지 않음과 동시에, 그리드 전극(15)으로 전압을 인가하지 않는다.
또한, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온으로 되고, 캐소드부(16)의 스위치(35)가 온으로 되며, X선 출사의 스위치(34)가 오프로 되어 있을 때, X선 발생 장치(1)의 온 신호와 캐소드부(16)의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 캐소드부(16)의 히터(25)에 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 그리드 전극(15)에 캐소드부(16)의 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 인가한다.
또한, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온으로 되고, 캐소드부(16)의 스위치(35)가 온으로 되며, X선 출사의 스위치(34)가 온으로 되어 있을 때, X선 발생 장치(1)의 온 신호와 캐소드부(16)의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 캐소드부(16)의 히터(25)로 상기한 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 캐소드부(16)의 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 그리드 전극(15)에 인가한다.
이러한 구성을 갖는 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)를 동작시키기 위해서는 도 6의 a에 도시하는 바와 같이, 우선 X선 발생 장치(1)의 스위치(33)를 온으로 한다. 이 상태에서는, 도 6의 d, e에 도시하는 바와 같이, 그리드 전극(15), 캐소드부(16)의 히터(26) 어디에도 전압이 인가되지 않는다.
그리고, X선 출사를 개시하고 싶을 때는 우선 도 6의 b에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 스위치(35)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 도 6의 e에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 3볼트 정도의 대기 전압(Vf1)이 인가된다. 이로써, 캐소드(26)가 히터(25)에 의해 따뜻해져, X선 출사에 빠르게 대응할 수 있는 상태가 된다. 이와 동시에, 도 6의 d에 도시하는 바와 같이, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하지 않는 -200 볼트 정도의 음의 컷 오프 전압(Vc1)이 그리드 전극(15)에 인가된다. 이로써, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 것이 억제된다.
다음으로, 도 6의 c에 도시하는 바와 같이, X선 출사의 스위치(34)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 도 6의 e에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 6.3볼트 정도의 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가된다. 이로써 캐소드(26)가 고온으로뜨거워져, 캐소드(26)로부터 많은 열 전자가 방출된다. 이와 동시에, 도 6의 d에 도시하는 바와 같이, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 타깃(22)에 도달하는 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)이 그리드 전극(15)에 인가된다. 이 그리드 동작 전압(Vc2)은 캐소드(26)로부터 방출되어 타깃(22)에 충돌하는 열 전자량이 소정치가 되도록 조정된다. 이로써, 캐소드(26)로부터 방출된 열 전자가 그리드 전극(15)에 의해 가속되고, 집속 전극(19)에 의해 집속되어 타깃(22)에 충돌한다. 그리고, 생성된 X선은 X선 출사창(19)으로부터 외부로 출사된다(도 6의 f).
X선 출사를 정지할 때는 도 6의 c에 도시하는 바와 같이, X선 출사의 스위치(34)를 오프로 한다. 그렇게 하면, 도 6의 d, 도 6의 e에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에 대기 전압(Vf1)이 인가됨과 동시에, 컷 오프 전압(Vc1)이 그리드 전극(15)에 인가된다.
X선 출사를 재개할 때는 다시 X선 출사의 스위치(34)를 온으로 함으로써, 상기한 바와 같이 하여 X선이 출사되고, 또한 X선 출사를 정지할 때는 X선 출사의 스위치(34)를 오프로 함으로써, 상기한 바와 같이 하여 X선 출사가 정지된다. 대기 상태에 들어갈 때는 도 6의 b에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 스위치(35)를 오프로 한다. 그렇게 하면, 도 6의 d, e에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)의 히터(25)에의 전압 인가가 정지됨과 동시에, 그리드 전극(15)에의 전압 인가가 정지된다. 그리고, X선 발생 장치(1)의 사용을 종료할 때는 도 6의 a에 도시하는 바와 같이, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)를 오프로 한다. 그렇게 하면, X선 발생 장치(1)의 동작이 완전히 정지된다.
이상, 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는 X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온이고, 캐소드부(16)의 스위치(35)가 오프일 때는 캐소드부(16)의 히터(25)에 전압이 인가되지 않고, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온이고, 캐소드부(16)의 스위치(35)가 온이고, X선 출사의 스위치(34)가 오프인 상태에서는, X선 출사의 스위치(34)가 온일 때에 인가되는 캐소드 동작 전압(Vf2)보다도 낮은 대기 전압(Vf1)이 캐소드부(16)의 히터(25)에 인가된다. 따라서, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온인 상태에서 캐소드부(16)의 히터(25)에 항상 캐소드 동작 전압(Vf2)이 인가되는 종래의 X선 발생 장치에 비하여, 캐소드부(16)의 캐소드(26)가 소모하기까지의 기간이 길어진다. 이와 같이, 사용 조건에 의하지 않고 X선관(11)을 효율적으로 운전함으로써, 보다 장기에 걸쳐 더군다나 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
특히, 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는 캐소드부(16)의 온·오프를 조작하는 스위치(35)에 의해, 캐소드부(16)의 히터(25)에 인가하는 전압을 전압 인가 정지와 대기 전압(Vf1) 사이에서 자유롭게 조작할 수 있도록 되어 있다. 따라서, X선 발생 장치(1)의 스위치(33)가 온인 상태라도, 캐소드부(16)의 히터(25)에의 전압 인가를 정지하는 것이 가능해져, 캐소드(26)가 단기간에 소모하는 것이 보다 한층 억제되어, X선관(11)을 보다 효율적으로 운전함으로써, 보다 장기에 걸쳐 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예에 관련되는 X선 발생 장치(1)에서는, 도 7의 a, b, c, d, e, f에 도시하는 바와 같이, 캐소드부(16)에의 대기 전압(Vf1)의 인가 시간(t)이 연속하여 소정 시간(tm) 이상, 예를 들면 30분 이상 계속하였을 때, 캐소드부(16)의 스위치(35)를 자동적으로 오프로 하여, 캐소드부(16)에의 전압 인가를 정지하도록 전압 발생 장치(27)를 제어하기 위한 프로그램이 제어부(32)의 메모리(37)에 기억되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 캐소드부(16)의 스위치(35) 끄는 것을 잊은 경우라도, 캐소드부(16)에의 전압 인가가 자동적으로 정지됨으로써, 캐소드부(16)의 캐소드(26)가 단기간에 소모하는 것이 더욱 억제되어, X선관(11)을 더욱 효율적으로 운전함으로써, 보다 더욱 장기에 걸쳐 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
이상, 설명한 바와 같이, 상술한 X선 발생 장치는 캐소드부(16)와 X선 발생용 타깃이 되는 애노드 사이에 배치된 열 전자 통과 제어 게이트를 구비하는 X선 발생 장치에 있어서, 열 전자 통과 제어 게이트가 닫힌 상태에서는 캐소드부(16)가 소정 온도를 유지하고, 이러한 후, 열 전자 통과 제어 게이트가 개방되는 경우에는, 캐소드부(16)의 온도가 증가하도록 캐소드부(16)의 가열을 제어하는 것을 특징으로 한다. 열 전자 통과 제어 게이트가 개방하는 것과 동시에 캐소드부(16)의 온도가 증가하도록 캐소드부(16)를 가열하는 것으로 하여도 되고, 열 전자 통과 제어 게이트가 개방하기 전에 캐소드부(16)의 온도가 증가하도록 캐소드를 가열하는 것으로 하여도 된다. 또한, 상술한 열 전자 통과 제어 게이트는 소정의 전위가 주어지는 그리드 전극(15)이다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 각종 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기한 실시예에서는 캐소드부(16)는 히터(25)와 캐소드(26)를 포함하여, 히터(25)의 열에 의해 캐소드(26)를 가열하는 방열 타이프의 X선관(11)에 대해서 설명하였지만, 캐소드부(16)는 필라멘트를 가지고, 이 필라멘트에 전압을 인가함으로써 열 전자가 방출되는 직열 타이프의 X선관(11)이어도 된다. 직열 타이프의 X선관(11)에서는 캐소드부(16)의 필라멘트에 인가하는 전압을 제어함으로써, 필라멘트가 소모하기까지의 기간이 길어져, 사용 조건에 의하지 않고 X선관(11)을 효율적으로 운전함으로써, 보다 장기에 걸쳐 더군다나 안정적으로 X선을 얻는 것이 가능해진다.
본 발명은 X선 발생 장치에 이용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 열 전자를 방출하는 캐소드부, 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자를 제어하는 그리드 전극 및 열 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 타깃을 갖는 X선관과,
    상기 캐소드부 및 상기 그리드 전극에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어 장치와,
    상기 X선 발생 장치의 온·오프 및 X선 출사의 온·오프를 조작하는 스위치를 구비하고,
    상기 전압 제어 장치는,
    상기 스위치를 개재시키는 상기 X선 발생 장치의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 상기 캐소드부에 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 상기 타깃에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 상기 그리드 전극에 인가하고,
    상기 스위치를 개재시키는 상기 X선 발생 장치의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 상기 캐소드부에 상기 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 상기 타깃에 도달하는 상기 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 상기 그리드 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  2. 열 전자를 방출하는 캐소드부, 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자를 제어하는 그리드 전극 및 열 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 타깃을 갖는 X선관과,
    상기 캐소드부 및 상기 그리드 전극에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어 장치와,
    상기 X선 발생 장치의 온·오프, 상기 캐소드부의 온·오프 및 X선 출사의 온·오프를 조작하는 스위치를 구비하고,
    상기 전압 제어 장치는,
    상기 스위치를 개재시키는 상기 X선 발생 장치의 온 신호와 상기 캐소드부의 오프 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 상기 캐소드부에 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 상기 타깃에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 상기 그리드 전극에 인가하고,
    상기 스위치를 개재시키는 상기 X선 발생 장치의 온 신호와 상기 캐소드부의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 상기 캐소드부에 상기 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 상기 그리드 전극에 상기 컷 오프 전압(Vc1)을 인가하고,
    상기 스위치를 개재시키는 상기 X선 발생 장치의 온 신호와 상기 캐소드부의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 상기 캐소드부에 상기 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 상기 타깃에 도달하는 상기 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 상기 그리드 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  3. 열 전자를 방출하는 캐소드부, 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자를 제어하는 그리드 전극 및 열 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 타깃을 갖는 X선관과,
    상기 캐소드부 및 상기 그리드 전극에 인가하는 전압을 제어하는 전압 제어 장치와,
    상기 X선 발생 장치의 온·오프, 상기 캐소드부의 온·오프 및 X선 출사의 온·오프를 조작하는 스위치를 구비하고,
    상기 전압 제어 장치는,
    상기 스위치를 개재시키는 상기 X선 발생 장치의 온 신호와 상기 캐소드부의 오프 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 상기 캐소드부에 전압을 인가하지 않음과 동시에, 상기 그리드 전극에 전압을 인가하지 않고,
    상기 스위치를 개재시키는 상기 X선 발생 장치의 온 신호와 상기 캐소드부의 온 신호와 X선 출사의 오프 신호에 근거하여, 상기 캐소드부로 양의 대기 전압(Vf1)을 인가함과 동시에, 상기 그리드 전극에 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 상기 타깃에 도달하지 않는 음의 컷 오프 전압(Vc1)을 인가하고,
    상기 스위치를 개재시키는 상기 X선 발생 장치의 온 신호와 상기 캐소드부의 온 신호와 X선 출사의 온 신호에 근거하여, 상기 캐소드부로 상기 대기 전압(Vf1)보다도 높은 캐소드 동작 전압(Vf2)을 인가함과 동시에, 상기 캐소드부로부터 방출된 열 전자가 상기 타깃에 도달하는 상기 컷 오프 전압(Vc1)보다도 높은 그리드 동작 전압(Vc2)을 상기 그리드 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전압 제어 장치는,
    상기 캐소드부에의 상기 대기 전압(Vf1)의 인가 시간이 연속하여 소정 시간 이상 계속하였을 때, 상기 캐소드부의 온·오프를 제어하는 상기 스위치를 오프로 하여, 상기 캐소드부에의 전압 인가를 정지하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐소드부는 캐소드와 상기 캐소드를 가열하기 위한 히터를 갖는 방열(傍熱) 타이프의 캐소드부인 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐소드부는 필라멘트를 갖는 직열(直熱) 타이프의 캐소드부인 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  7. 캐소드부와 X선 발생용 타깃이 되는 애노드 사이에 배치된 열 전자 통과 제어 게이트를 구비하는 X선 발생 장치에 있어서,
    상기 열 전자 통과 제어 게이트가 닫힌 상태에서는, 상기 캐소드부가 소정 온도를 유지하고, 이러한 후, 상기 열 전자 통과 제어 게이트가 개방되는 경우에는, 상기 캐소드부의 온도가 증가하도록 상기 캐소드부의 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열 전자 통과 제어 게이트가 개방하는 것과 동시에 상기 캐소드부의 온도가 증가하도록 상기 캐소드부를 가열하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 열 전자 통과 제어 게이트가 개방하기 전에 상기 캐소드부의 온도가 증가하도록 상기 캐소드부를 가열하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 열 전자 통과 제어 게이트는 소정의 전위가 주어지는 그리드 전극인 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100355324C (zh) * 2002-04-05 2007-12-12 浜松光子学株式会社 X射线管控制装置和x射线管控制方法
DE102005043372B4 (de) * 2005-09-12 2012-04-26 Siemens Ag Röntgenstrahler
JP4954525B2 (ja) * 2005-10-07 2012-06-20 浜松ホトニクス株式会社 Ｘ線管
JP4786285B2 (ja) * 2005-10-07 2011-10-05 浜松ホトニクス株式会社 Ｘ線管
US7720199B2 (en) * 2005-10-07 2010-05-18 Hamamatsu Photonics K.K. X-ray tube and X-ray source including same
JP4954526B2 (ja) * 2005-10-07 2012-06-20 浜松ホトニクス株式会社 Ｘ線管
EP1983546A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-22 PANalytical B.V. X-ray cathode and tube
WO2010015960A1 (en) * 2008-08-08 2010-02-11 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Voltage modulated x-ray tube
DE102009011642A1 (de) * 2009-03-04 2010-09-09 Siemens Aktiengesellschaft Röntgenröhre mit Multikathode
JP5622371B2 (ja) * 2009-08-28 2014-11-12 株式会社東芝 Ｘ線管及びそれを用いたｘ線ｃｔ装置
JP5416006B2 (ja) * 2010-03-23 2014-02-12 キヤノン株式会社 Ｘ線発生装置及びその制御方法
JP5044005B2 (ja) * 2010-11-08 2012-10-10 マイクロＸジャパン株式会社 電界放射装置
JP5661432B2 (ja) 2010-11-17 2015-01-28 キヤノン株式会社 Ｘ線発生装置
CN103077874B (zh) 2011-10-25 2015-09-02 中国科学院西安光学精密机械研究所 空间x射线通信系统及方法
JP5580843B2 (ja) * 2012-03-05 2014-08-27 双葉電子工業株式会社 Ｘ線管
CN102592927B (zh) * 2012-03-29 2014-10-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种任意波形x射线发生装置及产生方法
CN103765995B (zh) * 2012-08-31 2018-01-26 东芝医疗系统株式会社 X射线计算机断层摄影装置、高电压产生装置和放射线图像诊断装置
TWI489912B (zh) * 2013-11-04 2015-06-21 Delta Electronics Inc X光管電源系統及其控制方法
KR101648063B1 (ko) * 2015-03-31 2016-08-12 주식회사 쎄크 X선 발생장치 및 그 제어방법
KR101552318B1 (ko) * 2015-04-09 2015-09-10 주식회사 쎄크 X선 발생장치, 이를 구비한 ct 시스템 및 그 제어방법
DE102016215378B4 (de) * 2016-08-17 2023-05-11 Siemens Healthcare Gmbh Röntgenröhre und ein Röntgenstrahler mit der Röntgenröhre
DE102016222365B3 (de) * 2016-11-15 2018-04-05 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren, Computerprogrammprodukt, computerlesbares Medium und Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenpulsen bei einer Röntgenbildgebung
JP7044615B2 (ja) * 2018-04-12 2022-03-30 浜松ホトニクス株式会社 Ｘ線管
KR102448410B1 (ko) * 2018-11-28 2022-09-28 주식회사 레메디 추출기를 가지는 소형 엑스레이 튜브

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3783287A (en) * 1972-05-18 1974-01-01 Picker Corp Anode current stabilization circuit x-ray tube having stabilizer electrode
JPS5673894A (en) * 1979-11-16 1981-06-18 Shimadzu Corp X-ray motion picture picking-up device
JPS5745000A (en) * 1980-08-29 1982-03-13 Toshiba Corp Capacitor type x-ray apparatus
US4631742A (en) * 1985-02-25 1986-12-23 General Electric Company Electronic control of rotating anode microfocus x-ray tubes for anode life extension
JPS62246300A (ja) * 1986-04-18 1987-10-27 Morita Mfg Co Ltd Ｘ線診断装置
JPH02244600A (ja) * 1989-03-17 1990-09-28 Shimadzu Corp Ｘ線管装置
JPH0362500A (ja) * 1989-07-31 1991-03-18 Hitachi Medical Corp Ｘ線透視撮影装置
US5077772A (en) * 1990-07-05 1991-12-31 Picker International, Inc. Rapid warm-up x-ray tube filament power supply
JPH05314935A (ja) * 1992-05-13 1993-11-26 Hitachi Medical Corp 回転陽極ｘ線管およびそれを使用したｘ線装置
JP3211415B2 (ja) * 1992-09-30 2001-09-25 株式会社島津製作所 回転陽極ｘ線管装置
JP2634369B2 (ja) * 1993-07-15 1997-07-23 浜松ホトニクス株式会社 Ｘ線装置
JP2776241B2 (ja) * 1994-03-31 1998-07-16 株式会社島津製作所 Ｘ線テレビジョン装置
JPH09266094A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Shimadzu Corp Ｘ線制御装置
JP3648885B2 (ja) * 1996-10-31 2005-05-18 株式会社島津製作所 Ｘ線高電圧装置
DE19703136A1 (de) * 1997-01-29 1998-07-30 Philips Patentverwaltung Röntgeneinrichtung mit einem piezoelektrischen Transformator
DE19835450A1 (de) * 1997-08-18 1999-02-25 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung des Elektronenstroms in einer Röntgenröhre, sowie Röntgeneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19800766C1 (de) * 1998-01-12 1999-07-29 Siemens Ag Elektronenstrahlröhre mit hoher Lebensdauer bei höchsten Strömen
JP4026976B2 (ja) * 1999-03-02 2007-12-26 浜松ホトニクス株式会社 Ｘ線発生装置、ｘ線撮像装置及びｘ線検査システム
JP2000260594A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Hitachi Medical Corp Ｘ線管のフィラメント加熱装置
JP4505101B2 (ja) * 2000-03-31 2010-07-21 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 Ｘ線発生装置

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