KR20140132726A

KR20140132726A - X선 조사 장치 및 x선 조사원

Info

Publication number: KR20140132726A
Application number: KR1020147025040A
Authority: KR
Inventors: 노리마사 고스기; 나오키 오쿠무라; 다츠야 나카무라; 도루 후지타; 도모유키 오카다; 아키오미 우지마
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-11-18
Also published as: DE112013001265T5; JP5990012B2; TW201351436A; CN104145533B; KR101946674B1; CN104145533A; TWI594266B; US20150030131A1; US9445487B2; JP2013182817A; WO2013129067A1

Abstract

X선 조사 장치(1)는 X선을 발생시키는 X선관(6)과, X선관(6)을 구동하는 구동 회로(15)와, 구동 회로(15)에 접속된 줄기 배선(22)을 가지는 복수의 X선 조사 유닛(3)과; X선 조사 유닛(3)을 제어하는 제어 회로(23)를 가지는 컨트롤러(4)를 구비한다. 복수의 X선 조사 유닛(3)의 줄기 배선(22)이 제어 회로(23)에 대해서 직렬로 접속되고, 이것에 의해, 복수의 X선 조사 유닛(3)의 구동 회로(15)가 제어 회로(23)에 대해서 병렬로 접속되어 있다. 복수의 X선 조사 유닛(3)의 줄기 배선(22)이 제어 회로(23)에 대해서 직렬로 접속되기 때문에, 각 X선 조사 유닛(3)끼리를 접속할 수 있어, 각 X선 조사 유닛(3)마다 컨트롤러(4)와 접속시킬 필요가 없다. 이 때문에, 배선을 번잡화시키지 않고 유닛수의 증감이 가능해진다.

Description

X선 조사 장치 및 X선 조사원{X-RAY IRRADIATION DEVICE AND X-RAY RADIATION SOURCE}

본 발명은 X선 조사(照射) 장치 및 X선 조사원에 관한 것이다.

종래, X선을 발생시키는 X선관(線管)을 가지는 복수의 X선 조사 유닛(X선 조사원)을 구비한 X선 조사 장치가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이러한 X선 조사 장치는, 예를 들면, 공기 등의 기체에 X선을 조사해 이온 가스를 생성하여, 대상물의 제전(除電)을 행하는 제전 장치로서 이용된다. 제전 장치로서의 X선 조사 장치는 IC(집적회로), LCD(액정 표시 장치), 또는 PDP(플라스마 디스플레이 패널) 등의 제조를 시작으로 한 폭넓은 분야에서 채용되어 있다.

또, 커텐 레일과 같은 지지 부재에 일정 간격으로 복수의 X선 조사 유닛을 장착하여, 각각의 X선 조사 유닛으로부터 X선을 조사하는 X선 조사 장치가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 특허 문헌 2에 기재된 X선 조사 장치에 의하면, 지지 부재의 길이나 X선 조사 유닛의 개수를 변경함으로써, 제전의 대상물의 크기나 형상에 맞춰서 X선 조사 범위를 자유자재로 조정 가능하게 되어 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특개 2006－338965호 공보 특허 문헌 2: 일본국 특개 2006－66075호 공보

그런데, 상술한 바와 같이 X선 조사 장치를 제전 장치로서 사용하는 경우, 제어용의 컨트롤러에 각 X선 조사 유닛을 접속할 필요가 있다. 그렇지만, 각 X선 조사 유닛마다 중계 케이블로 단순하게 컨트롤러에 접속해 가면, 컨트롤러로부터 연장되는 중계 케이블의 배선이 번잡하게 되어, 유닛의 증감을 시작으로 하는 장치의 세팅 작업성이 악화될 우려가 있다.

본 발명은 상기 과제의 해결을 위해서 이루어진 것으로, 배선을 번잡화시키지 않고 X선 조사원(照射源) 수의 증감이 가능한 X선 조사 장치 및 X선 조사원을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 X선 조사 장치는, X선을 발생시키는 X선관과, X선관을 구동하는 구동 회로와, 구동 회로에 접속된 줄기(幹) 배선을 가지는 복수의 X선 조사원과; X선 조사원을 제어하는 제어 회로를 가지는 컨트롤러를 구비한 X선 조사 장치로서, 복수의 X선 조사원의 줄기 배선이 제어 회로에 대해서 직렬로 접속되고, 이것에 의해, 복수의 X선 조사원의 구동 회로가 제어 회로에 대해서 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 X선 조사 장치에 의하면, 복수의 줄기 배선을 제어 회로에 대해서 직렬로 접속함으로써, 복수의 구동 회로가 제어 회로에 대해서 병렬로 접속되어, 접속된 모든 X선 조사원을 컨트롤러에 의해서 제어하는 것이 가능해진다. 복수의 줄기 배선은 제어 회로에 대해서 직렬로 접속되기 때문에, 각 X선 조사원끼리를 접속할 수 있어, 각 X선 조사원마다 컨트롤러와 접속시킬 필요가 없다. 이 때문에, 배선을 번잡화시키지 않고 X선 조사원 수의 증감이 가능해진다.

여기서, X선 조사원은 줄기 배선의 외부 접속구(接續口)가 되는 입력 단자 및 출력 단자를 추가로 가지고, 하나의 X선 조사원의 출력 단자가 중계 케이블을 통해서 다른 X선 조사원의 입력 단자에 착탈 가능하게 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, X선 조사원 수의 증감이 용이해진다.

또, 복수의 X선 조사원이 늘어서서 장착되는 레일을 추가로 구비하고, X선 조사원은 X선관, 구동 회로, 줄기 배선, 입력 단자, 및 출력 단자를 수용하는 케이스를 추가로 가지고, 케이스는 X선관에서 생성된 X선이 출사하는 X선 출사면과, X선 출사면에 대향하는 배면(背面)과, X선 출사면에 교차하면서 또한 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 외측에 가지고, 입력 단자 및 출력 단자는, 한 쌍의 측면에서 각각 개구(開口)되도록 배치되고, X선 조사원의 각각은, 배면이 레일에 대향함과 아울러, 한 쌍의 측면의 대향 방향이 레일의 연재(延在) 방향을 따르도록, 레일에 장착되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 케이스의 X선 출사면에 교차하는 케이스의 측면에서 입력 단자 및 출력 단자가 개구되기 때문에, 입력 단자 및 출력 단자에 접속된 중계 케이블이 X선의 출사 방향으로 연장되기 어렵다. 이 때문에, 중계 케이블이 X선 출사에 방해가 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 한 쌍의 측면의 대향 방향이 레일의 연재 방향을 따르기 때문에, 서로 이웃하는 X선 조사원의 입력 단자와 출력 단자가 대향한다. 이것에 의해, X선 조사원과 중계 케이블이 레일의 연재 방향을 따라서 교호(交互)로 늘어서기 때문에, X선 조사원 수의 증감이 용이함과 아울러, 레일의 폭방향으로의 X선 조사 장치의 확장을 억제하여, 공간절약화를 도모할 수 있다.

또, 레일 및 케이스는 금속재료로 이루어지고, 케이스는 레일에 착탈 가능하게 장착되는 커플링 부재를 통해서 레일에 장착되고, 커플링 부재는 절연성의 재료로 이루어진 것이 바람직하다. 이 경우, 레일이 금속재료로 이루어지므로, 레일의 강도가 확보된다. 케이스가 금속재료로 이루어지므로, X선 조사원으로의 물리적인 충격이나 전자파 노이즈 등에 대한 쉴드가 구성된다. 또, 레일에 착탈 가능하게 장착되는 커플링 부재를 통해서 레일에 장착되기 때문에, X선 조사원 수의 증감이 용이해진다. 또한, 금속으로 이루어진 레일에는 외부 요인에 의한 전기 노이즈가 전해지고, 그것을 케이스로 전해 버릴 가능성이 생길 수 있지만, 절연성의 재료로 이루어진 커플링 부재에 의해서 레일과 케이스 사이의 전기적인 접속을 차단하여, 레일로부터 케이스로의 전기 노이즈의 전달이 방지된다. 따라서 X선 조사원의 동작을 안정시킬 수 있다.

또, 중계 케이블을 레일 근방에 유지하는 커플링 부재를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, X선 조사원 수를 증가시켜도, 케이스와 레일의 사이에 개재(介在)되어 있는 커플링 부재와 같은 커플링 부재를 이용하여, 중계 케이블을 레일 근방에 유지하여, 중계 케이블이 X선 출사에 방해가 되는 것을 보다 확실히 방지할 수 있으므로, X선 조사원 수의 증감이 용이해진다.

또, 제어 회로는, 구동 회로를 향해서 전력을 공급하는 전원 회로와, X선관의 구동 및 정지를 지시하는 제어 신호를 송신하는 제어 신호 송신 회로와, X선관의 수명에 관한 수명 알림 신호를 수신하는 수명 알림 신호 수신 회로를 가지고, 줄기 배선은 구동 회로를 향해서 전력을 전하는 송전선과, 제어 신호를 전하는 제어 신호선과, 수명 알림 신호를 전하는 수명 알림 신호선을 가지고, 구동 회로는 제어 신호선으로부터 제어 신호를 수신하여 X선관의 구동 및 정지를 제어하는 구동 제어 회로와, X선관의 수명을 검지하여 수명 알림 신호를 수명 알림 신호선을 향해서 송신하는 수명 검지 회로를 가지는 것이 바람직하다.

이 경우, 각 송전선을 통해서, 전원 회로로부터 각 구동 회로에 동시에 전력을 공급할 수 있다. 각 제어 신호선을 통해서, 제어 신호 송신 회로로부터 각 구동 제어 회로에 동시에 제어 신호를 송신하여, 각 X선관의 구동 또는 정지를 동시에 제어할 수 있다. 어느 수명 검지 회로가 X선관의 수명을 검지하여 수명 알림 신호를 송신했을 때에도, 수명 알림 신호선을 통해서, 그 수명 알림 신호를 수명 알림 신호 수신 회로로 수신할 수 있다. 따라서 X선 조사원 수의 증감이 용이해진다.

또, 수명 검지 회로는 X선관의 구동 전류의 값을 미리 설정된 임계치와 비교하는 비교 회로를 가지고, 비교 회로에 있어서의 비교 결과에 기초하여 X선관의 수명을 검지하는 것이 바람직하다. 또, 수명 검지 회로는 X선관의 구동 전압의 값을 미리 설정된 임계치와 비교하는 비교 회로를 가지고, 비교 회로에 있어서의 비교 결과에 기초하여 X선관의 수명을 검지하는 것도 바람직하다. 이 경우, 일률적인 기준에 기초하여, X선관의 수명을 명확하게 검지할 수 있다.

또, 구동 회로는 수명 알림 신호가 송신된 것을 외부에 표시하는 표시 회로를 추가로 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 수명 알림 신호가 어느 X선 조사원으로부터 송신되었는지를 알릴 수 있다.

또, 표시 회로는 수명 알림 신호에 따라 발광하는 발광소자와, 발광소자에 대해서 병렬로 접속된 콘덴서를 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 수명 알림 신호가 소멸된 후에도, 콘덴서에 축적된 전하에 의해서 발광소자가 발광한다. 이 때문에, X선 조사원을 교환하기 위해서 X선 조사 장치 전체의 전원이 끊긴 후에도, 수명 알림 신호가 어느 X선 조사원으로부터 송신되었는지를 알릴 수 있다.

본 발명에 따른 X선 조사원은, X선을 발생시키는 X선관과, X선관을 구동하는 구동 회로와, 구동 회로에 접속된 줄기 배선과, 줄기 배선의 외부 접속구가 되는 입력 단자 및 출력 단자를 가지는 X선 조사원으로서, 입력 단자로부터 입력되는 전압의 값과 출력 단자로부터 출력되는 전압의 값이 같은 것을 특징으로 한다.

이러한 X선 조사원에 의하면, 하나의 X선 조사원의 출력 단자를 다른 X선 조사원의 입력 단자에 접속하여, 복수의 X선 조사원을 일렬로 연결하는 경우에 있어서도, 모든 X선 조사원에 같은 값의 전압을 공급할 수 있다. 그 때문에, 각 X선 조사원끼리를 접속할 수 있어, 각 X선 조사원마다 전원과 접속시킬 필요가 없다. 이 때문에, 배선을 번잡화시키지 않고 X선 조사원 수의 증감이 가능해진다.

여기서, X선관, 구동 회로, 줄기 배선, 입력 단자, 및 출력 단자를 수용하는 케이스를 추가로 가지고, 케이스는 X선관에서 생성된 X선이 출사하는 X선 출사면과, X선 출사면에 대향하는 배면과, X선 출사면에 교차하면서 또한 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 외측에 가지고, 입력 단자 및 출력 단자는 한 쌍의 측면에서 각각 개구되도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 케이스의 X선 출사면에 교차하는 케이스의 측면에서 입력 단자 및 출력 단자가 개구되기 때문에, 하나의 X선 조사원의 출력 단자와 다른 X선 조사원의 입력 단자가 중계 케이블을 통해서 접속되어도, 중계 케이블은 X선의 출사 방향으로 연장되기 어렵다. 이 때문에, 중계 케이블이 X선 출사에 방해가 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 입력 단자 및 출력 단자가, 서로 대향하는 한 쌍의 측면에서 각각 개구되기 때문에, X선 조사원과 중계 케이블을 교호로 배열하여 X선 조사 장치를 구성함으로써, X선 조사원 수의 증감이 용이함과 아울러, X선 조사원의 열(列)의 폭방향으로 중계 케이블이 확장되는 것을 방지하여, X선 조사 장치의 공간절약화를 도모할 수 있다.

또, 줄기 배선은 구동 회로를 향해서 전력을 전하는 송전선과, X선관의 구동 및 정지를 지시하는 제어 신호를 전하는 제어 신호선과, X선관의 수명에 관한 수명 알림 신호를 전하는 수명 알림 신호선을 가지고, 구동 회로는 제어 신호선으로부터 제어 신호를 수신하여 X선관의 구동 및 정지를 제어하는 구동 제어 회로와, X선관의 수명을 검지하여 수명 알림 신호를 수명 알림 신호선을 향해서 송신하는 수명 검지 회로를 가지는 것이 바람직하다.

이 경우, 복수의 X선 조사원의 줄기 배선을 직렬로 접속했을 때에, 각 송전선을 통해서, 각 구동 회로에 동시에 전력을 공급할 수 있다. 각 제어 신호선을 통해서, 각 구동 제어 회로에 동시에 제어 신호를 송신하여, 각 X선관의 구동 또는 정지를 동시에 제어할 수 있다. 어느 수명 검지 회로가 X선관의 수명을 검지하여 수명 알림 신호를 송신했을 때에도, 수명 알림 신호선을 통해서, 그 수명 알림 신호를 수신할 수 있다. 따라서 X선 조사원 수의 증감이 용이해진다.

본 발명에 의하면, 배선을 번잡화시키지 않고 X선 조사원 수의 증감이 가능한 X선 조사 장치 및 X선 조사원을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 X선 조사 유닛(X선 조사원)을 포함하여 구성되는 X선 조사 장치의 일 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 X선 조사 장치의 기능적인 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 X선 조사 유닛의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 X선 조사 유닛의 평면도이다.
도 5는 도 4 중의 V선 화살표 방향 도면이다.
도 6은 도 4 중의 VI선 화살표 방향 도면이다.
도 7은 도 4 중의 VII－VII선을 따르는 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 X선 조사 장치의 개략 회로도이다.
도 9는 도 1에 도시된 X선 조사 유닛의 회로도이다.
도 10은 도 1에 도시된 X선 조사 장치의 동작 절차를 나타내는 순서도이다.
도 11은 X선 조사 유닛의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 12는 X선 조사 유닛의 다른 배치예를 나타내는 도면이다.
도 13은 X선 조사 유닛의 다른 배치예를 나타내는 도면이다.
도 14는 X선 조사 유닛의 다른 배치예를 나타내는 도면이다.
도 15는 X선 조사 유닛의 다른 배치예를 나타내는 도면이다.
도 16은 X선 조사 유닛의 다른 배치예를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 X선 조사원 및 X선 조사 장치의 매우 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 X선 조사 유닛(X선 조사원)을 포함해서 구성되는 X선 조사 장치의 일 실시 형태를 나타내는 사시도이다. 동 도면에 도시된 X선 조사 장치(1)는, 예를 들면 대형 유리 등을 취급하는 제조 라인에 있어서 클린룸 등에 설치되어, X선의 조사에 의해서 대형 유리 등의 제전을 행하는 포토이오나이저(photoionizer)(광조사식 제전 장치)로서 구성되어 있다.

이 X선 조사 장치(1)는 X선을 조사하는 복수의 X선 조사 유닛(X선 조사원)(3)과, X선 조사 유닛(3)을 제어하는 컨트롤러(4)와, X선 조사 유닛(3)을 늘어놓아 유지하는 레일 부재(2)를 구비하여 구성되어 있다. 레일 부재(2)는 단면 대략 コ자 모양의 채널부(2a)와, 채널부(2a)의 폭방향의 양단부(兩端部)로부터 측방으로 돌출하는 플랜지부(2b, 2b)를 가지고 있다. 레일 부재(2)는, 예를 들면 금속에 의해서 형성되어 있어, 복수의 X선 조사 유닛(3)을 유지하기 위해서 충분한 강도가 확보되어 있다. 복수의 X선 조사 유닛(3)은, 레일 부재(2)의 길이 방향을 따라서, 원하는 간격, 예를 들면 등간격이 되도록 배치되어 있다. 제전의 대상물은, X선 조사 유닛(3)의 X선 출사면(M1)(후술)측에 배치된다. 레일 부재(2)의 길이나 X선 조사 유닛(3)의 개수, 배치 간격 등은, 대상물의 크기나 수, 형상에 맞춰서 적당히 변경된다.

도 2는 X선 조사 장치(1)의 기능적인 구성요소를 나타내는 블록도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(4)는 X선 조사 유닛(3)을 제어하는 제어 회로(23)를 가지고 있다. 이 제어 회로(23)는 입출력 단자(24)에 의해서 X선 조사 유닛(3) 등과의 외부 접속이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 각 X선 조사 유닛(3)으로 공급하는 전력은 일정하게 하고, 각 X선 조사 유닛(3)의 조사 조건을 구비하기 위한 피드백 제어 등의 공급 전력의 제어는 행하지 않는다.

한편, X선 조사 유닛(3)은 X선을 발생시키는 X선관(6)과, 전원 회로(23a)(후술)로부터 공급되는 전압을 승압시키는 고압 생성 모듈(21)과, X선관(6) 및 고압 생성 모듈(21)을 구동하는 구동 회로(15)를 가지고 있다. 구동 회로(15)에는, 줄기 배선(22)이 접속되어 있고, 줄기 배선(22)은 그 양단에 마련된 입출력 단자(7) 및 입출력 단자(8)에 의해서 다른 X선 조사 유닛(3)이나 컨트롤러(4) 등과 외부 접속이 가능하게 되어 있다.

그리고 X선 조사 장치(1)에서는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 하나의 X선 조사 유닛(3)의 입출력 단자(8)가, 가요성을 가지는 중계 케이블(25)을 통해서 인접하는 다른 X선 조사 유닛(3)의 입출력 단자(7)에 착탈 가능하게 접속된다. 선단(先端)의 X선 조사 유닛(3)에 이르기까지, 각 X선 조사 유닛(3)끼리가 마찬가지로 접속되어 있는 반면에, 컨트롤러(4)의 입출력 단자(24)가, 중계 케이블(25)을 통해서 기단(基端)의 X선 조사 유닛(3)의 입출력 단자(7)에 착탈 가능하게 접속되어 있다. 이것에 의해, 각 X선 조사 유닛(3)의 줄기 배선(22)이 제어 회로(23)에 대해서 직렬로 접속되고, 각 X선 조사 유닛(3)의 구동 회로(15)가 제어 회로(23)에 대해서 병렬로 접속되어 있다.

따라서 하나의 X선 조사 유닛(3)의 입출력 단자(7)로부터 입력되는 전압의 값과 입출력 단자(8)로부터 출력되는 전압의 값은 같다. 또, 하나의 X선 조사 유닛(3)의 입출력 단자(8)로부터 출력되는 전압의 값, 하나의 X선 조사 유닛(3)에 전기적으로 접속되는 다른 X선 조사 유닛(3)의 입출력 단자(7)로부터 입력되는 전압, 및 그 X선 조사 유닛(3)의 입출력 단자(8)로부터 출력되는 전압의 값은 모두 같다. 이와 같이, 복수의 X선 조사 유닛(3)을 일렬로 연결하는 경우에 있어서도, 모든 X선 조사 유닛(3)에 같은 값의 전압을 공급할 수 있다. 그 때문에, 각 X선 조사 유닛(3)끼리를 전기적으로 접속할 수 있어, 각 X선 조사 유닛(3)마다, 후술하는 전원 회로(23a)를 포함하는 컨트롤러(4)의 제어 회로(23)와 접속시킬 필요가 없다. 이 때문에, 배선을 번잡화시키지 않고 X선 조사 유닛(3)의 수의 증감이 가능해진다.

이와 같이, X선 조사 유닛(3)끼리, 및 X선 조사 유닛(3)과 컨트롤러(4)는, 중계 케이블(25)을 통해서 착탈 가능하게 접속되어 있기 때문에, 유닛수의 증감이 용이하게 되어 있다. 또, 중계 케이블(25)의 길이를 조정하거나, 중계 케이블(25)을 굴곡시킴으로써, 유닛끼리의 간격의 조정이나 배치의 변경이 용이하게 되어 있다.

이어서, 상술한 X선 조사 유닛(3)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 X선 조사 유닛의 사시도이다. 또, 도 4는 도 3에 도시된 X선 조사 유닛의 평면도이다. 도 5는 도 4 중의 V선 화살표 방향 도면, 도 6은 도 4 중의 VI선 화살표 방향 도면이며, 도 7은 도 4 중의 VII－VII선을 따르는 단면도이다. 도 3~도 7에 도시된 바와 같이, 각 X선 조사 유닛(3)은 스텐레스나 알루미늄 등을 이용한 금속제의 대략 직육면체 형상의 케이스(5) 내에, 상술한 X선관(6), 구동 회로(15), 고압 생성 모듈(21), 입출력 단자(7), 및 입출력 단자(8) 등을 수용한 것이다. 케이스(5)에 의해서 X선 조사 유닛(3)으로의 물리적인 충격이나 전자파 노이즈 등에 대한 쉴드가 구성되어 있다.

케이스(5)는 서로 대향하는 대략 직사각형의 벽부(5a) 및 벽부(5b)와, 벽부(5a) 및 벽부(5b)의 단변(短邊)측에 위치하고 서로 대향하는 한 쌍의 측벽(側壁)부(5c, 5d)와, 벽부(5a, 5b)의 장변(長邊)측에 위치하고 서로 대향하는 한 쌍의 측벽부(5e, 5f)를 가지고 있다.

벽부(5a)에는, 벽부(5a)의 장변 방향으로 연장된 긴 모양의 개구(5g)가 형성되어 있다. 벽부(5a)의 내측에서는, 개구(5g)에 대응하는 위치에 X선관(6)이 배치되어 있다(도 3 참조). X선관(6)에서 생성된 X선은, X선 출사부(W1)가 되는 개구(5g)를 통해 케이스(5)의 외부로 출사된다. 즉, 벽부(5a)의 외면은, X선관(6)에서 생성된 X선이 출사하는 X선 출사부(W1)를 구비한 X선 출사면(M1)이 되어 있다. 또, 벽부(5b)의 외면은 X선 출사면(M1)에 대향하는 배면(背面)(M2)이 되어 있다. 측벽부(5c, 5d)의 외면은, X선 출사면(M1)에 교차하고 서로 대향하는 한 쌍의 측면(M3, M4)이 되어 있다. 측벽부(5e, 5f)의 외면은, X선 출사면(M1)에 교차하고 서로 대향하는 한 쌍의 측면(M5, M6)이 되어 있다.

측벽부(5c)에는 개구(5h)가 형성되어 있다. 측벽부(5c)의 내측에서는, 개구(5h)에 대응하는 위치에 입출력 단자(7)가 배치되어 있다(도 5 참조). 입출력 단자(7)는, 개구(5h)를 통해 케이스(5)의 외부로 개구되어 있다. 측벽부(5d)에는, 개구(5j)가 형성되어 있다. 측벽부(5d)의 내측에서는, 개구(5j)에 대응하는 위치에 입출력 단자(8)가 배치되어 있다(도 6 참조). 입출력 단자(8)는 개구(5j)를 통해 케이스(5)의 외부로 개구되어 있다. 이와 같이 하여, 입출력 단자(7) 및 입출력 단자(8)는, 케이스(5)의 X선 출사면(M1)에 교차하는 케이스(5)의 측면(M3, M4)에서 각각 개구되어 있기 때문에, 입출력 단자(7) 및 입출력 단자(8)에 접속된 중계 케이블(25)이 X선의 출사 방향으로 연장되기 어렵다. 이 때문에, 중계 케이블(25)이 X선 출사에 방해가 되는 것을 방지할 수 있다. 또, X선 출사부(W1)의 연재하는 방향을 따라서 중계 케이블(25)로 접속할 수 있으므로, 긴 모양의 조사 영역을 형성하기 쉽고, 더하여, 레일 부재(2)에 유지된 상태에서의 중계 케이블(25)의 착탈도 용이해진다. 입출력 단자(7) 및 입출력 단자(8)는, 예를 들면 미니 USB 등의 커넥터이다.

측벽부(5c)에는, 추가로 수명 표시창(5k)이 형성되고, 케이스(5)의 내부에는 발광소자인 수명 표시 LED(9)가 배치되어 있다. 수명 표시 LED(9)는, 후술하는 것처럼, X선관(6)의 수명이 검지되었을 때에 가시광을 생성하는 소자이다. 수명 표시 LED(9)는 수명 표시창(5k)으로부터 케이스(5)의 외부로 가시광을 출사한다.

케이스(5)는, 배면(M2)이 레일 부재(2)에 대향함과 아울러, 한 쌍의 측면(M3, M4)의 대향 방향이 레일 부재(2)를 따르도록 배치되고, 2개의 커플링 부재(10)를 통해서 레일 부재(2)에 장착되어 있다. 이것에 의해, 케이스(5)의 X선 출사면(M1)의 장변과 레일 부재(2)가 평행이 되기 때문에, 레일 부재(2)의 폭방향으로의 X선 조사 장치(1)의 확장을 억제하여, 공간절약화를 도모할 수 있다. 또,측면(M3, M4)의 대향 방향이, 레일 부재(2)의 연재 방향을 따르기 때문에, 서로 이웃하는 X선 조사 유닛(3)의 입출력 단자(7)와 입출력 단자(8)가 대향하고 있다. 이것에 의해, X선 조사 유닛(3)과 중계 케이블(25)이 레일 부재(2)의 연재 방향을 따라서 교호로 늘어서기 때문에, X선 조사 유닛(3) 수의 증감이 용이함과 아울러, 레일 부재(2)의 폭방향으로의 X선 조사 장치(1)의 확장을 억제하여, 공간절약화를 도모할 수 있다.

각 커플링 부재(10)는 수지 등의 탄성을 가진 절연성의 재료로 이루어진다. 각 커플링 부재(10)는 레일 부재(2)의 폭과 대략 같은 길이로 단면 구형의 막대 모양을 이루는 본체부(10b)와, 본체부(10b)의 양단에 각각 형성된 클로(claw)부(10a, 10a)를 가지고 있다. 본체부(10b)를 배면(M2)에 대해서 나사 고정 등으로 고정하고, 클로부(10a, 10a)를 탄성을 살려 레일 부재(2)의 플랜지부(2b, 2b)의 단부에 각각 계합(係合)시킴으로써, X선 조사 유닛(3)이 레일 부재(2)에 대해서 착탈 가능하고 또한 레일 부재(2)에 대해서 슬라이딩(摺動) 가능하게 장착된다. 금속으로 이루어진 레일 부재(2)에는 외부 요인에 의한 전기 노이즈가 전해지고, 그것을 케이스(5)로 전해 버릴 가능성이 생길 수 있지만, 절연성의 재료로 이루어진 커플링 부재(10)에 의해서 레일 부재(2)와 케이스(5) 사이의 전기적인 접속을 차단하여, 레일 부재(2)로부터 케이스(5)로의 전기 노이즈의 전달이 방지된다. 따라서 X선 조사 유닛(3)의 동작을 안정시킬 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, X선 조사 유닛(3, 3) 사이에 커플링 부재(10)를 추가로 장착하고, X선 조사 유닛(3, 3) 사이를 잇는 중계 케이블(25)의 중간 부분을 커플링 부재(10)에 의해서 레일 부재(2)에 결속시켜도 좋다. 이와 같이 커플링 부재(10)를 이용함으로써, 중계 케이블(25)을 레일 부재(2) 근방에 유지하여, 중계 케이블(25)이 제전의 대상물로의 X선 조사에 방해가 되는 것을 보다 확실히 방지할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 케이스(5) 내에는, X선관(6) 및 구동 회로(15)를 탑재한 기판(11)과, 고압 생성 모듈(21)을 탑재한 기판(12)이, 벽부(5a) 및 벽부(5b)에 평행하게 배치되어 있다. 기판(11, 12)은 벽부(5a)측으로부터 벽부(5b)측을 향해서 순서대로 늘어놓아져 있다. 기판(11 및 12)은 스페이서(13)를 통해서 서로 고정되고, 기판(12)은 스페이서(14)를 통해서 벽부(5b)에 고정되어 있다.

X선관(6)은 전자빔을 생성하는 필라멘트(17)와 전자빔을 가속(加速)하는 그리드(18)를, 진공 용기(16) 내에 수용한 것이다. 진공 용기(16)는 벽부(5a)측에 위치하는 벽부(16a)와, 기판(11)측에 위치하여 벽부(16a)에 대향하는 벽부(16b)와, 벽부(16a) 및 벽부(16b)의 가장자리를 따르는 측벽부(16c)를 가지고 있다.

필라멘트(17)는 벽부(16b)측에 배치되고, 그리드(18)는 벽부(16a)와 필라멘트(17)의 사이에 배치되어 있다. 벽부(16a)에는 개구(16d)가 형성되어 있다. 벽부(16a)의 외면에는, 개구(16d)를 봉지하도록, 예를 들면 베릴륨이나 실리콘, 티탄 등의 X선 투과성이 좋고, 도전성을 구비한 재료로 이루어진 창재(19)가 밀착 고정되어, X선 출사창(W2)이 되어 있다. 창재(19)의 내면 중, 적어도 개구(16d)에 대응하는 부분에는 타겟(20)이 형성되어 있다. 타겟(20)은, 예를 들면 텅스텐 등으로 이루어지고, 전자빔의 입사에 따라 X선을 생성한다. X선관(6)은, X선 출사창(W2)이 케이스(5)의 개구(5g)(X선 출사부(W1))의 범위 내에 위치하도록 기판(11)에 배치되어 있고, 그 주위에 구동 회로(15)가 배치되어 있다.

구동 회로(15)에 의해 X선관(6)이 구동되면, 그리드(18)에 의해서 인출된, 필라멘트(17)로부터의 전자빔이 타겟(20)을 향해 가속되어 타겟(20)에 입사된다. 타겟(20)에 전자빔이 입사되면 X선이 생성된다. 생성된 X선은, X선 출사창(W2)을 투과하여 진공 용기(16)의 외부로 출사되고, 추가로 개구(5g)(X선 출사부(W1))를 통과하여 케이스(5)의 외부로 출사된다. 이와 같이 하여, X선 조사 유닛(3)으로부터 X선이 조사된다.

이어서, X선 조사 장치(1)의 회로 구성에 대해 설명한다.

도 8은 도 1에 도시된 X선 조사 장치의 개략 회로도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 제어 회로(23)는 전원 회로(23a)와, 제어 신호 송신 회로(23b)와, 수명 알림 신호 수신 회로(23c)와, 알림 회로(23d)를 가지고 있다. 전원 회로(23a)는 구동 회로(15)를 향해 전력을 공급한다. 제어 신호 송신 회로(23b)는 X선관(6)의 구동 및 정지를 지시하는 제어 신호를 송신한다. 수명 알림 신호 수신 회로(23c)는 X선관(6)의 수명에 관한 수명 알림 신호를 수신한다. 알림 회로(23d)는, 수명 알림 신호 수신 회로(23c)가 수명 알림 신호를 수신한 것을 LED 등의 발광소자 등이나 화면 표시에 의해서 시각적으로 표시하거나, 경고음 등을 발함으로써 청각적으로 표시한다. 전원 회로(23a), 제어 신호 송신 회로(23b), 및 수명 알림 신호 수신 회로(23c)는, 각각 입출력 단자(24)에 접속되어 있다.

X선 조사 유닛(3)의 줄기 배선(22)은, 한 쌍의 송전선(22a, 22a)과, 제어 신호선(22b)과, 수명 알림 신호선(22c)을 가지고 있다. 송전선(22a, 22a)은, 구동 회로(15)를 향해서 전력을 전하고, 예를 들면 한쪽은 24V를 공급하는 고압선으로서 기능하고, 다른 쪽은 0V를 공급하는 접지선으로서 기능한다. 제어 신호선(22b)은 제어 신호 송신 회로(23b)로부터 송신된 제어 신호를 구동 회로(15)를 향해서 전한다. 수명 알림 신호선(22c)은 X선관(6)의 수명에 관한 수명 알림 신호를 수명 알림 신호 수신 회로(23c)를 향해서 전달한다. 송전선(22a), 제어 신호선(22b), 및 수명 알림 신호선(22c)의 양단부는, 각각 입출력 단자(7) 및 입출력 단자(8)에 접속되어 있다.

중계 케이블(25)은, 한 쌍의 송전 중계선(25a, 25a)과, 제어 신호 중계선(25b)과, 수명 알림 신호 중계선(25c)을 가지고 있다. 송전 중계선(25a)은 송전선(22a)끼리, 또는 송전선(22a)과 전원 회로(23a)를 접속하고 있다. 제어 신호 중계선(25b)은 제어 신호선(22b)끼리, 또는 제어 신호선(22b)과 제어 신호 송신 회로(23b)를 접속하고 있다. 수명 알림 신호 중계선(25c)은 수명 알림 신호선(22c)끼리, 또는 수명 알림 신호선(22c)과 수명 알림 신호 수신 회로(23c)를 접속하고 있다.

도 9는 도 1에 도시된 X선 조사 유닛의 회로도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, X선 조사 유닛(3)의 구동 회로(15)는 구동 제어 회로(15a)와, 수명 검지 회로(15b)와, 표시 회로(15c)를 가지고 있다. 구동 제어 회로(15a)는 송전선(22a) 및 제어 신호선(22b)에 접속되어 있다. 송전선(22a)으로부터 구동 제어 회로(15a)로는, X선관(6)을 구동하기 위한 전력이 공급된다. 구동 제어 회로(15a)는 제어 신호선(22b)으로부터 제어 신호를 수신하여 X선관(6)의 구동 및 정지를 제어한다.

수명 검지 회로(15b)는 OP AMP 회로(31) 및 비교 회로(32)를 가지고 있다. OP AMP 회로(31)는 입력부(31A) 및 출력부(31b)를 가지고, 입력부(31A)에 입력된 전압을 증폭하여 출력부(31b)로부터 출력한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, X선관(6)에 있어서, 타겟(20)에 입사된 전자의 양을 나타내는 타겟 전류(구동 전류)를 수명 판정에 이용한다. 필라멘트(17)의 열화나 스패터물 등의 이물에 의한 필라멘트(17)와 그리드(18) 사이의 내전압(耐電壓) 저하 등에 의해서, 타겟(20)으로의 입사 전자량이 감소하면(즉 타겟 전류가 저하하면), X선량이 저하하기 때문에, 타겟 전류를 수명 판정에 이용할 수 있다. X선관(6)으로부터의 타겟 전류는, X선관(6)과 수명 검지 회로(15b)를 잇는 경로에 흐르고, 그 경로에는 저항(33)이 배치되어 있어, 저항(33)의 양단부에 타겟 전류에 비례한 전압이 생기도록 되어 있다. 입력부(31A)에는 저항(33)의 양단부에 생긴 전압이 입력된다. 이것에 의해, X선관(6)의 타겟 전류에 비례한 전압이 출력부(31b)로부터 출력된다.

비교 회로(32)는 한 쌍의 입력부(32a, 32b) 및 한 쌍의 출력부(32c, 32d)를 가지고, 입력부(32a)에 입력된 전압과 입력부(32b)에 입력된 전압을 비교하여, 비교 결과에 따른 전압을 출력부(32c, 32d)로부터 출력한다. 구체적으로는, 입력부(32a)에 입력된 전압이 입력부(32b)에 입력된 전압 이하일 때는, 출력부(32d)의 전압을 0V로 함과 아울러, 출력부(32c)로부터 0V보다도 높은 전압을 출력한다. 입력부(32a)에 입력된 전압이 입력부(32b)에 입력된 전압보다도 높을 때에는, 출력부(32c)의 전압을 0V로 함과 아울러, 출력부(32d)로부터 0V보다도 높은 전압을 출력한다.

비교 회로(32)의 입력부(32a)에는, OP AMP 회로(31)의 출력부(31b)의 전압이 입력된다. 한편, 입력부(32b)에는, 미리 설정된 전압이 입력된다. 그리고 X선관(6)의 타겟 전류에 비례한 전압과, 미리 설정된 전압이 비교된다. 즉, X선관(6)의 타겟 전류의 값과 미리 설정된 임계치가 비교되어, X선관(6)의 타겟 전류의 값과 임계치의 대소 관계에 기초하여 X선관(6)의 수명이 검지된다. 이와 같이, 일률적인 기준에 기초함으로써, X선관(6)의 수명을 명확하게 검지할 수 있다.

여기에서는, X선관(6)의 타겟 전류의 값이 임계치 이하가 될 때, X선관(6)의 수명이 검지된다. 임계치는, 예를 들면, 타겟 전류의 정격치의 70~90%의 값으로 되어 있다. X선관(6)의 타겟 전류의 값이 임계치 이하일 때는, 출력부(32d)의 전압이 0V로 됨과 아울러, 출력부(32c)로부터 0V보다도 높은 전압이 출력된다. X선관(6)의 타겟 전류의 값이 임계치보다도 높을 때에는, 출력부(32c)의 전압이 0V로 됨과 아울러, 출력부(32d)로부터 0V보다도 높은 전압이 출력된다.

표시 회로(15c)는 발광소자인 수명 표시 LED(9)와, 수명 표시 LED(9)에 대해서 병렬로 접속된 콘덴서(28)를 가지고 있다. 수명 표시 LED(9)의 캐소드측과 콘덴서(28)의 음극측은, 함께 접지되어 있다. 콘덴서(28)는 전기 이중층 콘덴서이다. 수명 표시 LED(9) 및 콘덴서(28)는, 정류 소자인 다이오드(29)를 통해서, 비교 회로(32)의 출력부(32c)에 접속되어 있다. 다이오드(29)는 출력부(32c)로부터 표시 회로(15c)에 일방향으로 전류를 통과시킨다. 비교 회로(32)가 출력부(32c)로부터 전압을 출력하면, 수명 표시 LED(9) 및 콘덴서(28)에 전력이 공급된다. 즉, 출력부(32c)는 X선관(6)의 수명을 검지했을 때에, 표시 회로(15c)에 전력을 공급하는 수명 알림 출력부로 되어 있다. 수명 표시 LED(9)는 출력부(32c)로부터 공급된 전력에 의해서 가시광을 생성한다. 콘덴서(28)는 출력부(32c)로부터 공급된 전력의 일부를 받아 축전된다.

수명 표시 LED(9) 및 콘덴서(28)에 접속된 출력부(32c)는, 정류 소자인 다이오드(30)를 통해서, 줄기 배선(22)의 수명 알림 신호선(22c)에 추가로 접속되어 있다. 다이오드(30)는, 출력부(32c)로부터 수명 알림 신호선(22c)에 일방향으로 전류를 통과시킨다. 비교 회로(32)가 출력부(32c)로부터 출력하는 전압은, X선관(6)의 수명에 관한 수명 알림 신호로서 수명 알림 신호선(22c)에 출력된다.

이어서, X선 조사 장치(1)의 동작을 설명한다.

도 10은 도 1에 도시된 X선 조사 장치의 동작 절차를 나타내는 순서도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 우선, 컨트롤러(4)의 제어 신호 송신 회로(23b)가, X선관(6)의 구동을 지시하는 제어 신호를 송신하고(스텝 S1), 모든 X선 조사 유닛(3)의 구동 제어 회로(15a)가 그 제어 신호를 수신한다(스텝 S2). 구동 제어 회로(15a)는 제어 신호의 수신에 따라, 고압 생성 모듈(21)을 통해서 X선관(6)을 구동한다. 이것에 의해, 모든 X선 조사 유닛(3)이 X선의 출사를 개시한다(스텝 S3). 제전의 대상물은, X선 조사 유닛(3)의 X선 출사면(M1)측에 배치된다. X선 조사 유닛(3)은, X선 조사 유닛(3)과 대상물의 사이에 개재하는 공기 등의 기체에 X선을 조사하여, 이온 가스를 생성한다. 이 이온 가스에 의해서, 대상물이 제전된다.

다음으로, 수명 검지 회로(15b)가 X선관(6)의 타겟 전류의 값과 임계치를 비교한다(스텝 S4). X선관(6)의 타겟 전류가 임계치보다도 높은 경우에는, X선의 조사를 계속한다. X선관(6)의 타겟 전류가 임계치 이하인 경우에는, 비교 회로(32)의 출력부(32c)로부터 0V보다도 높은 전압이 출력된다. 이것에 의해, 표시 회로(15c)에 전력이 공급됨과 아울러, 수명 알림 신호가 출력된다(스텝 S5).

표시 회로(15c)에 전력이 공급되면, 수명 표시 LED(9)가 발광하고(스텝 S6), 콘덴서(28)가 축전된다(스텝 S7). X선관(6)의 수명이 검지되지 않은 X선 조사 유닛(3)에서는, 다른 X선 조사 유닛(3)에서 생성한 전력이 출력부(32c)를 거쳐 표시 회로(15c)로 유입되는 것이, 다이오드(30)에 의해서 방지되기 때문에, 수명 표시 LED(9)의 발광이 방지된다. 이것에 의해, 수명 알림 신호가 어느 X선 조사 유닛(3)으로부터 송신되었는지를 관리자 등에게 알릴 수 있다.

또, 수명 알림 신호가 출력되면, 제어 회로(23)의 수명 알림 신호 수신 회로(23c)가, 수명 알림 신호선(22c) 및 수명 알림 신호 중계선(25c)을 통해서 수명 알림 신호를 수신한다(스텝 S8). 수명 알림 신호가 수명 알림 신호 수신 회로(23c)에서 수신되면, 알림 회로(23d)에 의해서 수명 알림 신호를 수신한 것이 표시된다(스텝 S9). 이것에 의해, 컨트롤러(4)를 통해 수명 알림 신호의 수신을 관리자 등에게 알릴 수 있다.

X선관(6)을 교환하기 위해서 X선 조사 장치(1)의 전원이 끊기면(스텝 S10), 콘덴서(28)에 축적되어 있던 전력이 수명 표시 LED(9)를 향해서 방전되어(스텝 S11), 그 전력에 의해서 수명 표시 LED(9)의 발광이 계속된다(스텝 S12). 이것에 의해, X선 조사 장치(1)의 전원이 끊긴 후에도, 수명 알림 신호가 어느 X선 조사 유닛(3)으로부터 송신되었는지를 관리자 등에게 알릴 수 있다. 이때, 콘덴서(28)에 축적되어 있던 전력이 수명 검지 회로(15b)를 통해 방전되는 것이, 다이오드(29)에 의해서 방지되기 때문에, 콘덴서(28)에 축적되어 있던 전력을 확실히 수명 표시 LED(9)에 공급하여, 발광시킬 수 있다. 또, 콘덴서(28)는 전기 이중층 콘덴서여서, 축전 효율이 높기 때문에, 짧은 시간에 많은 전력이 콘덴서(28)에 축적되어, 수명 표시 LED(9)의 발광을 보다 장시간 계속시킬 수 있다. 또한, X선관(6)의 수명이 검지되지 않은 X선 조사 유닛(3)에서는, 콘덴서(28)에 전력이 축적되어 있지 않기 때문에, 수명 표시 LED(9)는 발광하지 않는다.

이상 설명한 X선 조사 장치(1)에 의하면, 복수의 줄기 배선(22)을 제어 회로(23)에 대해서 직렬로 접속함으로써, 복수의 구동 회로(15)가 제어 회로(23)에 대해서 병렬로 접속되고, 접속된 모든 X선 조사 유닛(3)을 컨트롤러(4)에 의해서 제어하는 것이 가능해진다. 복수의 줄기 배선(22)은 제어 회로(23)에 대해서 직렬로 접속되기 때문에, 각 X선 조사 유닛(3)끼리를 접속할 수 있어, 각 X선 조사 유닛(3)마다 컨트롤러(4)와 접속시킬 필요가 없다. 또, 접속용의 중계 케이블(25)이 일렬로 연결되게 된다. 이 때문에, 배선을 번잡화시키지 않고 유닛수의 증감이 가능해진다.

이어서, 본 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다.

도 11은 X선 조사 유닛(3)의 변형예를 나타내는 회로도이다. 동 도면에 도시된 변형예는, 타겟 전류 대신에 관전압(管電壓)(구동 전압)을 수명 판정에 이용하는 것이다. 관전압은, 고압 생성 모듈(21)에 의해서, 필라멘트(17)와 타겟(20)의 사이에 인가되는 전압이다. 필라멘트(17)와 타겟(20) 사이의 내전압 저하 등에 의해서, 관전압이 저하되면, X선량이 저하되기 때문에, 관전압을 수명의 판정에 이용할 수 있다.

관전압을 수명의 판정에 이용할 수 있는 정도로 강압(降壓)하기 위해서, 고압 생성 모듈(21)에는 강압 회로(35)가 접속되어 있고, 강압 회로(35)에는 관전압이 인가된다. 강압 회로(35)는 직렬로 접속된 2개의 저항(35a, 35b)을 가지고 있다. 강압 회로(35)의 저항(35a)측의 단부는 고압 생성 모듈(21)에 접속되고, 강압 회로(35)의 저항(35b)측의 단부는 접지되어 있다. 관전압은, 저항(35a)의 저항값과 저항(35b)의 저항값의 비에 따라 분압된다. 이것에 의해, 강압 회로(35)는 관전압을 일정 비율로 강압하여, 그 전압을 저항(35a)과 저항(35b)의 사이로부터 출력한다. 관전압을 강압하는 비율은, 저항(35a)의 저항값과 저항(35b)의 저항값의 합계치에 대한 저항(35b)의 저항값의 비율이다. 또한, 관전압을 충분히 강압하기 위해서, 저항(35a)의 저항값은 저항(35b)의 저항값보다도 높은 것이 바람직하다.

강압 회로(35)로부터 출력된 전압은, 타겟 전류에 비례한 전압 대신에 OP AMP 회로(31)의 입력부(31A)에 입력된다. OP AMP 회로(31)의 출력부(31b)의 전압은, 비교 회로(32)의 입력부(32a)에 입력된다. 한편, 비교 회로(32)의 입력부(32b)에는, 미리 설정된 전압이 입력된다. 그리고 X선관(6)의 관전압에 비례한 전압과 미리 설정된 전압이 비교된다. 즉, X선관(6)의 관전압의 값과 미리 설정된 임계치가 비교되어, X선관(6)의 관전압의 값과 임계치의 대소 관계에 기초하여 X선관(6)의 수명이 검지된다. 여기에서는, X선관(6)의 관전압의 값이 임계치 이하가 될 때, X선관(6)의 수명이 검지된다. 임계치는, 예를 들면, X선관(6)의 관전압의 정격치의 85~95%의 값으로 되어 있다. 이 변형예에 의해서도, 일률적인 기준에 기초하여, X선관(6)의 수명을 명확하게 검지할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태 및 변형예에 있어서, 수명 검지 회로(15b)는 장기간의 사용에 의한 X선관(6)의 구성 부재의 소모 등에 기인하여, 소정의 구동 조건을 충족하지 않게 되는 것만을 수명으로서 검출하는 것이 아니라, 사용 기간의 장단에 관계되지 않고, 예를 들면 X선관(6)(진공 용기(16))의 진공 리크(leak)나 필라멘트(17)의 단선과 같은 사용 중의 예기치 못한 파손 등에 의한 결함에 의해서, 소정의 구동 조건을 충족하지 않게 되는 것도 수명으로서 검출한다. 또, 수명 검지 회로(15b)는, X선관(6)이 최초부터 결함을 가지고 있는 경우나, X선 조사 유닛(3)의 구동 제어 회로(15a)나 고압 생성 모듈(21)에 고장이나 열화 등의 결함이 생겼을 경우에 있어서도, 소정의 구동 조건을 충족하지 않는 것을 기준으로 그러한 결함을 검출한다. 즉, 수명 검지 회로(15b)는, X선관(6)의 수명의 검출에 더하여, X선관(6)이나 구동 제어 회로(15a), 고압 생성 모듈(21)의 결함도 검출할 수 있으므로, X선 조사 유닛(3)으로서의 사용 가부를 판정할 수 있다.

이어서, X선 조사 유닛의 다른 배치예에 대해 설명한다.

도 12는 X선 출사면(M1)의 단변과 레일 부재(2)가 평행이 되도록 배치된 예를 나타내고 있다. 이 배치예에서는, 입력 단자(7) 및 출력 단자(8)는, X선 출사면(M1)의 장변측의 측면(M5, M6)에서 각각 개구되어 있다.

도 13 및 도 14는, 복수의 X선 조사 유닛(3)이 평행하게 늘어놓아진 복수의 레일 부재(2)에 분배되어 장착되고, 레일 부재(2)를 따라서 등간격으로 늘어놓음과 아울러, 레일 부재(2)가 늘어놓아진 방향을 따라서 등간격으로 늘어놓아지도록 배치되어 있는 예를 나타내고 있다.

도 13의 배치예에서는, 레일 부재(2)를 따라서 늘어놓아진 X선 조사 유닛(3)끼리가 중계 케이블(25)을 통해서 접속되어, 복수의 유닛열 A가 구성되어 있다. 또, 모든 유닛열 A가 일체로 연결되도록, 유닛열 A의 단부의 X선 조사 유닛(3)끼리가 중계 케이블(25)을 통해서 접속되어 있다.

도 14의 배치예에서는, 복수의 유닛열 A의 일단측의 X선 조사 유닛(3)끼리가 중계 케이블(25)을 통해서 접속되어 있다. 이와 같이 하여, 복수의 유닛열 A는, 서로 분기하도록 접속되어 있다. 유닛열 A의 일단측의 X선 조사 유닛(3)은, 레일 부재(2)를 따라서 서로 이웃하는 X선 조사 유닛(3)에 접속됨과 아울러, 레일 부재(2)가 늘어놓아진 방향을 따라서 서로 이웃하는 X선 조사 유닛(3)에도 접속되기 때문에, 2개의 출력 단자(8)를 구비하고 있다.

도 15는 복수의 X선 조사 유닛(3)이, 평행하게 늘어놓아진 복수의 레일 부재(2)에 분배되어 장착되고, 레일 부재(2)를 따라서 지그재그 모양으로 배치된 예를 나타내고 있다. 이 배치예에서는, 모든 X선 조사 유닛(3)은 중계 케이블(25)을 통해서, 지그재그 모양의 배치를 따라서 일체로 연결되도록 접속되어 있다.

도 16은 레일 부재(2)가 나사선 모양으로 구부러져 있고, 복수의 X선 조사 유닛(3)이 레일 부재(2)를 따라서 나사선 모양으로 배치된 예를 나타내고 있다. 모든 X선 조사 유닛(3)은, 중계 케이블(25)에 의해서 일체로 연결되어 있다.

이상, 본 발명의 매우 적합한 실시 형태에 대해 설명해 왔지만, 본 발명은 반드시 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, X선 조사 장치(1)는, 복수의 컨트롤러(4)를 구비하고, 각각의 컨트롤러(4)에 복수의 X선 조사 유닛(3)이 접속되어 있어도 좋다. 또, 출력 단자(8) 또는 입출력 단자(24)와 입력 단자(7)는, 중계 케이블(25)을 통하지 않고, 각 단자끼리가 직접 접속되어 있어도 좋다.

또, 출력 단자(8) 또는 입출력 단자(24)와 입력 단자(7)는, 중계 케이블(25)을 통하지 않고, 각 단자끼리가 직접 접속되어 있어도 좋고, 인접하는 X선 조사 유닛(3) 간이나 컨트롤러(3)의 사이에서, 전력이나 제어 신호, 수명 알림 신호 등을 무선 수단에 의해서 전송해도 좋다. 또, 줄기 배선(22)에는, 송전선(22a)을 남기고, 제어 신호선(22b), 수명 알림 신호선(22c)은 배제하여, 제어 신호 및 수명 알림 신호를 무선 수단에 의해서 전송해도 좋다.

또, 본 실시 형태에 있어서는, 공급 전력의 피드백 제어는 행하지 않았지만, 예를 들면 타겟 전류를 모니터링하여, 타겟 전류를 일정하게 유지하도록, 구동 전압인 그리드(18)로의 인가 전압인 그리드 전압(구동 전압)의 피드백 제어를 행해도 좋다. 이 경우, 수명 판정은, 그리드 전압에 의해서 행하고, 그리드 전압이 임계치 이상이 되었을 때에 수명 알림 신호를 출력한다.

또, 구동 전류 및 구동 전압의 양쪽 모두를 판정에 이용하여, 어느 수명이 검지되었을 때에, 수명 알림 신호를 출력해도 좋다. 또, 구동 전류 및 구동 전압 모두, 일점(一点)의 임계치에 대한 대소 관계에 의한 판정이 아니라, 대소 2점의 임계치, 즉 정격치에 대해서 설정한 소정 범위(예를 들면 70~130%)를 벗어난 경우를 수명으로 하도록 판정을 행해도 좋다.

1: X선 조사 장치, 2: 레일,
3: X선 조사 유닛(X선 조사원), 4: 컨트롤러,
5: 케이스, 6: X선관,
7: 입력 단자, 8: 출력 단자,
9: 발광소자, 10: 커플링 부재,
15: 구동 회로, 15a: 구동 제어 회로,
15b: 수명 검지 회로, 15c: 표시 회로,
22: 줄기(幹) 배선, 22a: 송전선,
22b: 제어 신호선, 22c: 수명 알림 신호선,
23: 제어 회로, 23a: 전원 회로,
23b: 제어 신호 송신 회로, 23c: 수명 알림 신호 수신 회로,
25: 중계 케이블, 27: 비교 회로,
28: 콘덴서, M1: X선 출사면,
M2: 배면(背面), M3, M4:측면.

Claims

X선을 발생시키는 X선관(線管)과, 상기 X선관을 구동하는 구동 회로와, 상기 구동 회로에 접속된 줄기(幹) 배선을 가지는 복수의 X선 조사원과;
상기 X선 조사원을 제어하는 제어 회로를 가지는 컨트롤러를 구비한 X선 조사 장치로서,
상기 복수의 X선 조사원의 상기 줄기 배선이 상기 제어 회로에 대해서 직렬로 접속되고, 이것에 의해, 상기 복수의 X선 조사원의 상기 구동 회로가 상기 제어 회로에 대해서 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 X선 조사원은 상기 줄기 배선의 외부 접속구가 되는 입력 단자 및 출력 단자를 추가로 가지고,
하나의 상기 X선 조사원의 상기 출력 단자가, 중계 케이블을 통해서 다른 상기 X선 조사원의 상기 입력 단자에 착탈 가능하게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 X선 조사원이 늘어서서 장착되는 레일을 추가로 구비하고,
상기 X선 조사원은, 상기 X선관, 상기 구동 회로, 상기 줄기 배선, 상기 입력 단자, 및 상기 출력 단자를 수용하는 케이스를 추가로 가지고,
상기 케이스는, 상기 X선관에서 생성된 X선이 출사하는 X선 출사면과, 상기 X선 출사면에 대향하는 배면과, 상기 X선 출사면에 교차하면서 또한 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 외측에 가지고,
상기 입력 단자 및 출력 단자는, 상기 한 쌍의 측면에서 각각 개구되도록 배치되고,
상기 X선 조사원의 각각은, 상기 배면이 상기 레일에 대향함과 아울러, 상기 한 쌍의 측면의 대향 방향이 상기 레일의 연재(延在) 방향을 따르도록, 상기 레일에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 레일 및 상기 케이스는 금속재료로 이루어지고,
상기 케이스는, 상기 레일에 착탈 가능하게 장착되는 커플링 부재를 통해서 상기 레일에 장착되고,
상기 커플링 부재는 절연성의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 중계 케이블을 상기 레일 근방에 유지하는 상기 커플링 부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 구동 회로를 향해서 전력을 공급하는 전원 회로와, 상기 X선관의 구동 및 정지를 지시하는 제어 신호를 송신하는 제어 신호 송신 회로와, 상기 X선관의 수명에 관한 수명 알림 신호를 수신하는 수명 알림 신호 수신 회로를 가지고,
상기 줄기 배선은, 상기 구동 회로를 향해서 전력을 전하는 송전선과, 상기 제어 신호를 전하는 제어 신호선과, 상기 수명 알림 신호를 전하는 수명 알림 신호선을 가지고,
상기 구동 회로는, 상기 제어 신호선으로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 X선관의 구동 및 정지를 제어하는 구동 제어 회로와, 상기 X선관의 수명을 검지하여 상기 수명 알림 신호를 상기 수명 알림 신호선을 향해서 송신하는 수명 검지 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 수명 검지 회로는, 상기 X선관의 구동 전류의 값을 미리 설정된 임계치와 비교하는 비교 회로를 가지고, 상기 비교 회로에 있어서의 비교 결과에 기초하여 상기 X선관의 수명을 검지하는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 수명 검지 회로는, 상기 X선관의 구동 전압의 값을 미리 설정된 임계치와 비교하는 비교 회로를 가지고, 상기 비교 회로에 있어서의 비교 결과에 기초하여 상기 X선관의 수명을 검지하는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 회로는, 상기 수명 알림 신호가 송신된 것을 외부에 표시하는 표시 회로를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 표시 회로는 상기 수명 알림 신호에 따라 발광하는 발광소자와, 상기 발광소자에 대해서 병렬로 접속된 콘덴서를 가지는 것을 특징으로 하는 X선 조사 장치.
X선을 발생시키는 X선관과,
상기 X선관을 구동하는 구동 회로와,
상기 구동 회로에 접속된 줄기 배선과,
상기 줄기 배선의 외부 접속구가 되는 입력 단자 및 출력 단자를 가지는 X선 조사원으로서,
상기 입력 단자로부터 입력되는 전압의 값과 상기 출력 단자로부터 출력되는 전압의 값이 같은 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 11에 있어서,
상기 X선관, 상기 구동 회로, 상기 줄기 배선, 상기 입력 단자, 및 상기 출력 단자를 수용하는 케이스를 추가로 가지고,
상기 케이스는, 상기 X선관에서 생성된 X선이 출사하는 X선 출사면과, 상기 X선 출사면에 대향하는 배면과, 상기 X선 출사면에 교차하면서 또한 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 외측에 가지고,
상기 입력 단자 및 출력 단자는, 상기 한 쌍의 측면에서 각각 개구되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
상기 줄기 배선은, 상기 구동 회로를 향해서 전력을 전하는 송전선과, 상기 X선관의 구동 및 정지를 지시하는 제어 신호를 전하는 제어 신호선과, 상기 X선관의 수명에 관한 수명 알림 신호를 전하는 수명 알림 신호선을 가지고,
상기 구동 회로는, 상기 제어 신호선으로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 X선관의 구동 및 정지를 제어하는 구동 제어 회로와, 상기 X선관의 수명을 검지하여 상기 수명 알림 신호를 상기 수명 알림 신호선을 향해서 송신하는 수명 검지 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 13에 있어서,
상기 수명 검지 회로는, 상기 X선관의 구동 전류의 값을 미리 설정된 임계치와 비교하는 비교 회로를 가지고, 상기 비교 회로에 있어서의 비교 결과에 기초하여 상기 X선관의 수명을 검지하는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 13에 있어서,
상기 수명 검지 회로는, 상기 X선관의 구동 전압의 값을 미리 설정된 임계치와 비교하는 비교 회로를 가지고, 상기 비교 회로에 있어서의 비교 결과에 기초하여 상기 X선관의 수명을 검지하는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 13 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 회로는, 상기 수명 알림 신호가 송신된 것을 외부에 표시하는 표시 회로를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 16에 있어서,
상기 표시 회로는 상기 수명 알림 신호에 따라 발광하는 발광소자와, 상기 발광소자에 대해서 병렬로 접속된 콘덴서를 가지는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.