KR20150110626A - X선 조사원 - Google Patents

Abstract

X선 조사원(2)에서는, X선 관(21)의 하우징(51)의 벽부 중, 알칼리를 포함하는 유리에 의해서 형성된 대향 벽부(51b)가, 필라멘트(52)로 인가되는 부의 고전압을 발생시키는 고압 발생 모듈(22)을 포함하는 전원부의 고전압 영역(VH)에 대향하여 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 대향 벽부(51b)에 전계가 생기는 것이 억제되어, 알칼리 이온이 유리로부터 석출하는 것이 억제된다. 따라서, 필라멘트(52)나, 그리드(53), 타겟(54) 등의 다른 전위의 전극 사이에서의 전위 관계의 변화가 억제되어, 소망의 X선량을 유지할 수 없는 등의 문제점의 발생을 방지할 수 있으므로, 안정된 동작을 유지하는 것이 가능해진다.

Description

X선 조사원{X-RAY RADIATION SOURCE}

본 발명은, X선 조사원에 관한 것이다.

종래, X선 조사창을 가지는 하우징 내에 X선 관이나 고압 발생 모듈 등을 조립하여 구성된 X선 조사원이 개발되어 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 공업용 X선 발생 장치에서는, 승압(昇壓) 회로의 고압측과 X선 관의 음극이 근접하여 배치되어 있다. 또, 예를 들면 특허 문헌 2에 기재된 연(軟)X선 발생 장치에서는, 이미터(emitter)의 표면에 소정의 입경(粒徑)의 다이아몬드 입자로 이루어지는 박막이 마련되어 있다. 이 장치에서는, X선 관의 하우징 전체가 알루미늄으로 형성되어 있으며, X선 관의 캐소드 배치면의 외측에 금속 부재가 위치한 구성으로 되어 있다.

이상과 같은 X선 조사원에서는, X선 관의 급전(給電) 단자와의 열팽창 계수를 맞추는 관점으로부터, 예를 들면 소다 라임 유리라고 하는 알칼리를 포함하는 유리를 하우징의 저판(底板) 등에 이용하는 것이 고려되어진다. 이와 같은 유리의 열팽창 계수는, X선 관 내에 배치되는 각종의 전극이나 씰링 재료와의 열팽창 계수와 가깝기 때문에, 진공 유지 성능이 높은 진공 하우징을 형성하는 것이 가능해진다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2012－49123호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 제2007－305565호 공보

그런데, X선 관의 하우징에 알칼리를 포함하는 유리를 이용하는 경우, 부(負)의 고전압이 인가되는 음극 등의 고압부와, 저전압(혹은 접지 전위)이 인가되는 각종의 제어 회로 등의 저압부에 의해 유리가 사이에 끼워지면, 고압부의 전위로 끌어 당겨져 알칼리 이온이 유리로부터 석출하는 경우가 있다. 이와 같은 알칼리 이온의 석출이 생겨, X선 관 내의 전극 등에 알칼리 이온이 부착하면, 각 전극 사이의 전위 관계가 변화하기 때문에, 소망의 X선량을 유지할 수 없는 등의 문제점이 생길 우려가 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 상기 과제의 해결을 위해서 이루어진 것이며, 하우징로부터의 알칼리 이온의 석출을 억제하는 것에 의해, 안정된 동작을 실현할 수 있는 X선 조사원 및 X선 관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위해, 본 발명에 관한 X선 조사원은, 부(負)의 고전압이 인가되는 음극과, 음극으로부터의 전자의 입사에 의해서 X선을 발생시키는 타겟과, 음극과 타겟을 수용함과 아울러 타겟으로부터 발생한 X선을 외부로 출사시키는 출력창을 가지는 하우징을 가지는 X선 관(管)과, 음극에 인가되는 부의 고전압을 발생시키는 전원부를 구비하며, 하우징은, 출력창이 마련된 창용(窓用) 벽부와, 창용 벽부에 접합되어 음극 및 타겟을 수용하는 수용 공간을 형성하는 본체부를 가지고, 본체부는, 창용 벽부와 대향하여 배치되며, 알칼리를 포함하는 유리에 의해서 형성된 대향 벽부를 가지며, 전원부는, 부의 고전압을 발생시키는 고전압 발생부와, 해당 고전압 발생부에 접속됨과 아울러 대향 벽부가 배치되는 고전압 영역을 가지고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 X선 조사원에서는, X선 관의 하우징의 벽부 중, 알칼리를 포함하는 유리에 의해서 형성된 대향 벽부가, 음극으로 인가되는 부의 고전압을 발생시키는 고전압 발생부에 접속되는 고전압 영역에 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 대향 벽부에 전계가 생기는 것이 억제되어, 알칼리 이온이 유리로부터 석출하는 것이 억제된다. 따라서, 알칼리 이온의 부착에 의한 각 전극 사이의 전위 관계의 변화가 억제되어, 소망의 X선량(線量)을 유지할 수 없는 등의 문제점이 생기지 않고, 안정된 동작을 유지하는 것이 가능해진다.

또, 음극은, 대향 벽부의 내면을 따라서 연장하고 있으며, 고전압 영역은, 음극의 연장 방향을 따라서 연장하고 있는 것이 바람직하다. 음극이 연장하는 경우에는 대향 벽부에서의 알칼리 이온의 석출도 생기기 쉬워지지만, 고전압 영역을 음극을 따라서 연장시킴으로써, 알칼리 이온의 석출을 바람직하게 억제할 수 있다.

또, 음극의 전자 방출부는, 대향 벽부로부터 이간하고 있으며, 전자 방출부와 대향 벽부와의 사이에는, 전원부로부터 음극에 공급되는 부의 고전압과 대략 동등의 부의 고전압이 인가되는 배면 전극이 마련되며, 배면 전극은, 음극과 대향하도록 대향 벽부의 내면을 따라서 연장하여 배치되어 있는 것이 바람직하다. 전자 방출부가 대향 벽부와 직접적으로 면(面)하고 있으면, 대향 벽부가 대전(帶電)하여 전위가 불안정하게 되어, 전자의 방출도 불안정하게 되는 경우가 고려되어진다. 따라서, 배면 전극을 음극과 대향하여 배치하는 것에 의해, 이러한 문제점을 방지할 수 있다. 한편, 대향 벽부에 보다 가까운 배면 전극이 형성하는 전계에 의해서 대향 벽부에서의 알칼리 이온의 석출이 생기기 쉬워지지만, 전계 제어 전극과 배면 전극을 대향시킴으로써, 안정된 전자 방출을 실현하면서, 알칼리 이온의 석출을 보다 바람직하게 억제할 수 있다.

또, 하우징 및 전원부가 재치됨과 아울러, 고전압 영역을 형성하는 배선부를 구비한 회로 기판을 더 구비하며, 고전압 발생부 및 배선부는, 대향 벽부의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 고전압 발생부 및 배선부의 배치에 의해, 대향 벽부에 전계가 생기는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 또, X선 관의 안정적인 고정을 실현할 수 있다.

또, 하우징 및 전원부가 재치됨과 아울러, 고전압 영역을 형성하는 배선부를 구비한 회로 기판을 더 구비하며, 하우징은, 스페이서를 매개로 하여 회로 기판에 고정되고, 고전압 발생부 및 배선부는, 대향 벽부와 대향하는 위치에서, 하우징과 회로 기판과의 사이에서 스페이서의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 고전압 발생부 및 배선부의 배치에서도, 대향 벽부에 전계가 생기는 것을 확실히 억제할 수 있다. 또, 스페이서에 의해서 X선 관을 안정되게 고정하면서, 고전압 발생부 및 배선부를 대향 벽부와 대향하는 위치에 배치함으로써, 회로 기판을 유효하게 이용할 수 있고, 장치의 소형화가 도모되어진다.

또, 하우징 및 전원부가 재치됨과 아울러, 고전압 영역을 형성하는 배선부를 구비한 회로 기판을 더 구비하며, 고전압 발생부 및 배선부는, 대향 벽부와 대향하는 위치에서, 회로 기판에서의 하우징의 재치면과 반대면측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 고전압 발생부 및 배선부의 배치에서도, 대향 벽부에 전계가 생기는 것을 확실히 억제할 수 있다. 또, 하우징 주위의 구성을 간단화할 수 있어, 장치의 소형화가 도모되어진다.

본 발명에 의하면, 하우징으로부터의 알칼리 이온의 석출을 억제하는 것에 의해, 안정된 동작을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 X선 조사원을 포함하여 구성되는 X선 조사 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 X선 조사 장치의 기능적인 구성 요소를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 X선 조사원의 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 4에서의 V－V선 단면도이다.
도 6은 도 5에서의 VI－VI선 단면도이다.
도 7은 변형예에 관한 X선 조사원을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 X선 조사원에서의 X선 관과 회로 기판과의 결합 상태를 나타내는 단면도이다.　　
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 X선 조사원을 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 X선 조사원에서의 X선 관과 회로 기판과의 결합 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 효과 확인 시험 결과를 나타내는 도면이며, (a)는 실시예 1, (b)는 실시예 2의 결과이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 X선 조사원의 바람직한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 X선 조사원을 포함하여 구성되는 X선 조사 장치를 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 X선 조사 장치(1)는, 예를 들면 대형 유리를 취급하는 제조 라인에서 클린 룸 등에 설치되며, X선의 조사에 의해서 대형 유리의 제전(除電)을 행하는 포토이오나이저(photoionizer)(광 조사식제전 장치)로서 구성되어 있다. 이 X선 조사 장치(1)는, X선을 조사하는 X선 조사원(2)과, X선 조사원(2)을 제어하는 컨트롤러(3)를 구비하여 구성되어 있다.

도 2는, X선 조사 장치(1)의 기능적인 구성 요소를 나타내는 블록도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(3)는, 제어 회로(11)를 포함하여 구성되어 있다. 제어 회로(11)는, 예를 들면 X선 조사원(2)에 내장되는 X선 관(21)을 향해서 전력을 공급하는 전원 회로, X선 관(21)을 향해서 구동 및 정지를 제어하는 제어 신호를 송신하는 제어 신호 송신 회로 등을 포함하여 구성되어 있다. 이 제어 회로(11)는, 접속 케이블(C)에 의해서 X선 조사원(2)과 접속되어 있다.

다음으로, 상술한 X선 조사원(2)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은, 도 1에 나타낸 X선 조사원의 사시도이다. 또, 도 4는, 도 3의 평면도이며, 도 5는, 도 4에서의 V－V선 단면도이다. 도 3 ~ 도 5에 나타내는 바와 같이, X선 조사원(2)은, 금속제의 대략 직방체 형상의 하우징(31) 내에, X선 관(21) 및 고압 발생 모듈(전원부, 고전압 발생부)(22)과, 구동 회로(23)의 적어도 일부가 탑재되는 제1 회로 기판(32) 및 제2 회로 기판(33)을 가지고 있다.

하우징(31)은, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, X선 관(21)으로부터 발생한 X선을 외부를 향해서 출사시키는 X선 출사창(34)이 형성된 장방형 모양의 벽부(31a), 및 이 벽부(31a)의 각 변(邊)에 마련된 측벽부(31b)를 가지며 일면측이 개구하는 본체부(35)와, 벽부(31a)에 대향하며, 본체부(35)의 개구 부분을 막도록 장착된 덮개부(31c)를 구비하고 있다. X선 출사창(34)은, 벽부(31a)의 대략 중앙 부분에서, 하우징(31)의 긴 길이 방향을 따라서 장방형 모양으로 형성된 개구부에 의해서 구성되어 있다.

X선 관(21)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 하우징(31)에 비해 충분히 작은 대략 직방체 형상의 하우징(51) 내에, 전자빔을 발생시키는 필라멘트(음극)(52)와, 전자빔을 가속시키는 그리드(grid)(53)와, 전자빔의 입사에 따라 X선을 발생시키는 타겟(54)을 가지고 있다. 하우징(51)은, 출력창(57)이 마련된 창용(窓用) 벽부(51a)와, 창용 벽부(51a)에 접합되어 필라멘트(52), 그리드(53), 및 타겟(54)을 수용하는 수용 공간을 형성하는 본체부를 구비하고 있다. 이 본체부는, 해당 창용 벽부(51a)에 대향하는 대향 벽부(51b)와, 창용 벽부(51a) 및 대향 벽부(51b)의 외부 가장자리를 따르는 측벽부(51c)에 의해서 구성되어 있다. 창용 벽부(51a)는, 예를 들면 스테인리스 등의 금속판에 의해서 형성되어 있다. 대향 벽부(51b)는, 예를 들면 소다 라임 유리나 붕규산 유리 등의 알칼리(여기에서는 나트륨)를 포함하는 유리 등의 절연성 재료에 의해서 형성되어 있다. 또, 측벽부(51c)는, 예를 들면 유리 등의 절연성 재료에 의해서 형성되어 있다.

측벽부(51c)의 높이는, 창용 벽부(51a) 및 대향 벽부(51b)의 긴 길이 방향의 길이 보다도 작게 되어 있다. 즉, 하우징(51)은, 창용 벽부(51a) 및 대향 벽부(51b)를 평판 평면으로 볼 수 있는, 평판 모양의 대략 직방체 형상으로 되어 있다. 창용 벽부(51a)의 대략 중앙 부분에는, X선 출사창(34)에 비해 한층 작은 개구부(51d)가 하우징(51)의 긴 길이 방향(창용 벽부(51a) 및 대향 벽부(51b)의 긴 길이 방향)을 따라서 장방형 모양으로 형성되어 있다. 이 개구부(51d)는, 출력창(57)을 구성한다.

필라멘트(52)는, 대향 벽부(51b)측에 배치되며, 그리드(53)는, 필라멘트(52)와 타겟(54)과의 사이에 배치되어 있다. 필라멘트(52) 및 그리드(53)는, 하우징(51)의 긴 길이 방향을 따라 연장하며, 도 6에 나타내는 바와 같이, 각각 복수의 급전핀(55)이 접속되어 있다. 급전핀(55)은, 측벽부(51c)와 대향 벽부(51b)와의 사이를 통과하여 하우징(51)의 폭방향의 양측으로 각각 돌출하며, 제1 회로 기판(32) 상의 배선부(38)(후술)에 전기적으로 접속되어 있다. 필라멘트(52)에는, 배선부(38) 및 급전핀(55)을 매개로 하여, 예를 들면 -5kV 정도의 부의 고전압이 고압 발생 모듈(22)로부터 인가된다.

또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 필라멘트(52)의 전자 방출부(52a)는, 대향 벽부(51b)로부터 이간하고 있으며, 전자 방출부(52a)와 대향 벽부(51b)와의 사이에는, 필라멘트(52)와 대향하도록 배면 전극(58)이 배치되어 있다. 배면 전극(58)은, 그 긴 길이 방향이 필라멘트(52)의 전자 방출부(52a)를 따라서 연장함과 아울러, 그 짧은 길이 방향이 필라멘트(52)의 지름에 대해서 충분히 큰 길이를 가지는 직사각형 모양으로 형성되며(도 6 참조), 대향 벽부(51b)의 내면에 밀착하여 재치된 상태로 배치되어 있다. 배면 전극(58)에는, 필라멘트(52)에 접속되는 급전핀(55)과는 다른 복수의 급전핀(55)이 접속되어 있으며, 필라멘트(52)와 마찬가지로, 배선부(38) 및 급전핀(55)을 매개로 하여 -5kV 정도의 부의 고전압이 고압 발생 모듈(22)로부터 인가된다.

한편, 창용 벽부(51a)의 외면측에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 개구부(51d)를 씰링하도록, 예를 들면 티탄 등, X선 투과성이 좋고 또한 도전성을 구비한 재료로 이루어지는 장방형 모양의 창재(窓材)(56)가 밀착 고정되며, 타겟(54)에서 발생한 X선을 X선 관(21)의 외부로 출력시키는 출력창(57)이 구성되어 있다. 또, 예를 들면 텅스텐 등으로 이루어지는 타겟(54)은, 창재(56)의 내면에 형성되어 있다.

제1 회로 기판(32)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상술한 구동 회로(23)의 일부와, 배선부(38)를 포함하는 고압 발생 모듈(22)가 배치되어 있다. 제1 회로 기판(32) 상의 구동 회로(23)는, X선 관(21)을 긴 길이 방향으로 사이에 두도록, 제1 회로 기판(32)의 긴 길이 방향의 양단부의 대략 장방형 모양의 영역에 각각 배치되어 있다. 구동 회로(23)에는, 고압 발생 모듈(22)로부터 X선 관(21)에 인가되는 전압에 비해 충분히 낮은 전압이 인가되어, 제1 회로 기판(32) 상에 저전압 영역(VL)을 형성하고 있다. 또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 구동 회로(23)의 일부는, 제2 회로 기판(33) 상에도 배치되어 있다.

한편, 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)는, 본 발명에서의 전원부의 일부를 구성하는 것이며, 도 4에 나타내는 바와 같이, X선 관(21)으로부터 약간 이간한 상태에서, 하우징(51)의 대향 벽부(51b) 전체를 둘러싸도록, 제1 회로 기판(32)의 중앙부에 직사각형의 틀 모양으로 마련되어 있다. 고압 발생 모듈(22)에서 부의 고전압을 발생시키고, 고압 발생 모듈(22)에 접속된 배선부(38)를 급전로(給電路)로 함으로써, 직사각형의 틀 및 그 내측에 고전압 영역(VH)을 형성하고 있다. X선 관(21)은, 하우징(51)의 대향 벽부(51b)와 고전압 영역(VH)이 대향하도록 제1 회로 기판(32)에 고정되어 있으며, 고전압 영역(VH)은, 하우징(51) 내의 필라멘트(52)의 연장 방향을 따라서 연장하여, 필라멘트(52) 및 배면 전극(58)과 대향한 상태로 되어 있다(도 5 참조).

하우징(31) 내에서의 X선 관(21), 고압 발생 모듈(22), 제1 회로 기판(32), 및 제2 회로 기판(33)의 고정에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스페이서 부재(60)가 채용되어 있다. 스페이서 부재(60)는, 예를 들면 세라믹에 의해서 막대 모양으로 형성되며, 비도전성을 나타내고 있다. 스페이서 부재(60)는, 하우징(31)에서의 덮개부(31c)의 내면측에 세워 마련되며, X선 관(21) 및 고압 발생 모듈(22)을 탑재한 제1 회로 기판(32)과, 구동 회로(23)의 일부를 탑재한 제2 회로 기판(33)을 대략 평행하게 지지하고 있다. 이러한 구조가 마련된 덮개부(31c)는, X선 관(21)의 출력창(57)이 하우징(31)의 X선 출사창(34)으로부터 노출하도록 위치 맞춤되어, 본체부(35)에 고정되어 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 X선 조사원(2)에서는, X선 관(21)의 하우징(51)의 벽부 중, 알칼리를 포함하는 유리에 의해서 형성된 대향 벽부(51b)가, 필라멘트(52)로 인가되는 부의 고전압을 발생시키는 고압 발생 모듈(22)을 포함하는 전원부의 고전압 영역(VH)에 대향하여 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 대향 벽부(51b)에 전계가 생기는 것이 억제되어, 알칼리 이온이 유리로부터 석출하는 것이 억제된다.

알칼리 이온이 유리로부터 석출하면, 이하와 같은 문제점이 생긴다. 예를 들면 석출된 알칼리 이온이 하우징(51)의 내벽면 등의 절연 부재의 표면에 부착하면, 내전압능(耐電壓能)이 저하할 가능성이 있다. 이 때문에, 필라멘트(52)나, 그리드(53), 타겟(54) 등의 다른 전위의 전극 사이에서의 내전압능도 저하하여, 각 전극 사이에 X선 관(21)을 구동시키기 위해서 필요한 전압을 인가하는 것이 곤란해질 가능성이 있다. 또, 석출된 알칼리 이온이 그리드(53)에 부착되면, 그리드(53)를 구성하는 재료와 부착된 알칼리 이온과의 일 함수의 차이에 의해서, 필라멘트(52)와의 사이의 전위 관계에 변화가 생길 가능성이 있어, 필라멘트(52)로부터 안정되게 전자를 취출하는 것이 곤란하게 될 가능성이 있다.

따라서, 알칼리를 포함하는 유리에 의해서 형성된 대향 벽부(51b)가, 필라멘트(52)로 인가되는 부의 고전압을 발생시키는 고압 발생 모듈(22)을 포함하는 전원부의 고전압 영역(VH)에 대향하여 배치되어 있음으로써, 필라멘트(52)나, 그리드(53), 타겟(54) 등의 다른 전위의 전극 사이에서의 전위 관계의 변화가 억제되어, 소망의 X선량을 유지할 수 없는 등의 문제점이 생기지 않고, 안정된 동작을 유지하는 것이 가능해진다. 또, 석출된 알칼리 이온이 필라멘트(52)에 부착되면, 필라멘트(52)의 표면 상태가 변화하기 때문에 전자 방출능도 변화할 가능성이 있지만, 알칼리 이온이 유리로부터 석출하는 것을 억제함으로써, 이러한 문제점도 억제할 수 있다.

또, X선 조사원(2)에서는, 필라멘트(52)의 전자 방출부(52a)가 대향 벽부(51b)로부터 이간하고 있으며, 전자 방출부(52a)와 대향 벽부(51b)와의 사이에, 고압 발생 모듈(22)로부터 필라멘트(52)에 공급되는 부의 고전압과 대략 동등의 부의 고전압이 인가되는 배면 전극(58)이 필라멘트(52)와 대향하도록 대향 벽부(51b)의 내면을 따라서 연장하여 배치되어 있다. 게다가, 고전압 영역(VH)은, 필라멘트(52)의 연장 방향을 따라서 연장하여, 배면 전극(58)과 대향한 상태로 되어 있다.

전자 방출부(52a)가 대향 벽부(51b)와 직접적으로 면(面)하고 있으면, 대향 벽부(51b)가 대전하여 전위가 불안정하게 되어, 전자의 방출도 불안정하게 되는 경우가 고려되어진다. 따라서, 배면 전극(58)을 필라멘트(52)와 대향하여 배치하는 것에 의해, 이러한 문제점을 방지할 수 있다. 한편, 필라멘트(52)와 비교하여 보다 대향 벽부(51b)에 가까운 배면 전극(58)이 형성하는 전계에 의해서, 대향 벽부(51b)에서의 알칼리 이온의 석출이 생기기 쉬워진다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 고전압 영역(VH)과 배면 전극(58)을 대향시킴으로써, 안정된 전자 방출을 실현하면서, 대향 벽부(51b)로부터의 알칼리의 석출을 보다 확실히 억제하는 것이 가능해진다.

또, X선 조사원(2)에서는, 고전압 영역(VH)을 형성하는 고압 발생 모듈(22)및 배선부(38)가, 제1 회로 기판(32)에서 대향 벽부(51b) 전체를 둘러싸도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)의 배치에 의해, 대향 벽부(51b)가 보다 확실히 고전압 영역(VH)에 배치되어, 대향 벽부(51b)에 전계가 생기는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 또, X선 관(21)을 제1 회로 기판(32)에 고정함으로써, X선 조사원(2) 내에서의 X선 관(21)의 안정적인 고정을 실현할 수 있다.

또, 제1 회로 기판(32)에서, 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)는 반드시 대향 벽부(51b) 전체를 둘러싸지 않아도 좋다. 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이, 대향 벽부(51b)의 짧은 길이 방향의 한 변을 제외한 대향 벽부(51b)의 3변을 둘러싸도록 배선부(38)를 배치해도 괜찮다. 이 경우라도, 상술한 실시 형태와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

[제2 실시 형태]

도 8은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 X선 조사원에서의 X선 관과 회로 기판과의 결합 상태를 나타내는 단면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 X선 조사원에서는, X선 관(21)과 제1 회로 기판(32)과의 결합 상태와, 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)의 배치가 제1 실시 형태와 다르다.

보다 구체적으로는, 본 실시 형태에서는, X선 관(21)의 하우징(51)과 제1 회로 기판(32)과의 사이에 스페이서(73)가 배치됨으로써 X선 관(21)의 하우징(51)과 제1 회로 기판(32)이 이간하고 있으며, 스페이서(73)를 매개로 하여 하우징(51)과 제1 회로 기판(32)이 결합하고 있다. 스페이서(73)는, 절연성 재료로 이루어지는 블록 모양의 부재이며, 예를 들면 실리콘 고무로 이루어진다. 스페이서(73)는, 예를 들면 배면 전극(58) 보다도 한층 작은 편평한 대략 직방체 형상을 이루며, 대향 벽부(51b) 및 제1 회로 기판(32)의 대략 중앙 부분에 각각 접착되어 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 스페이서(73)에 의해서 대향 벽부(51b)와 제1 회로 기판(32)과의 사이에 형성된 간극에 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)가 배치되어 있다. 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)는, 제1 회로 기판(32)에서, 대향 벽부(51b)에 접하지 않는 두께로 스페이서(73)를 둘러싸도록 직사각형의 틀 모양으로 마련되어 있다.

이러한 구성에서도, X선 관(21)의 하우징(51)의 벽부 중, 알칼리를 포함하는 유리에 의해서 형성된 대향 벽부(51b)가, 필라멘트(52)로 인가되는 부의 고전압을 발생시키는 고압 발생 모듈(22)을 포함하는 전원부의 고전압 영역(VH)에 대향하여 배치되어 있다. 이것에 의해, 대향 벽부(51b)에 전계가 생기는 것이 억제되어, 알칼리 이온이 유리로부터 석출되는 것이 억제된다. 따라서, 필라멘트(52)나, 그리드(53), 타겟(54) 등의 다른 전위의 전극 사이에서의 전위 관계의 변화가 억제되어, 소망의 X선량을 유지할 수 없는 등의 문제점의 발생을 방지할 수 있으므로, 안정된 동작을 유지하는 것이 가능해진다.

또, 스페이서(73)에 의해서, X선 관(21)을 안정되게 고정하면서, 대향 벽부(51b)와 제1 회로 기판(32)과의 사이에 형성된 간극에 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)를 배치할 수 있으므로, 제1 회로 기판(32)을 유효하게 이용할 수 있다. 이것에 의해, 제1 회로 기판(32)의 대형화를 억제하고, X선 조사원(2)의 소형화를 실현할 수 있다. 게다가, 스페이서(73)가 절연성 재료로 이루어짐으로써, 대향 벽부(51b)로의 전기적인 영향을 억제하는 것도 가능하다.

또, 스페이서(73)는, 실리콘 수지나 우레탄 등이라도 좋고, 도전성 재료로 이루어지는 것이라도 좋다. 대향 벽부(51b), 스페이서(73), 및 제1 회로 기판(32)의 결합에는, 씰이나 접착제 등과 같이 면끼리의 밀착성을 확보할 수 있는 수법을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 절연 재료에 대해서는 자기 융착성의 재료를 이용하는 것도 바람직하다.

[제3 실시 형태]

도 9는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 X선 조사원의 평면도이다. 또, 도 10은, 그 X선 관과 회로 기판과의 결합 상태를 나타내는 단면도이다. 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 제3 실시 형태에 관한 X선 조사원에서는, X선 관(21)과 제1 회로 기판(32)과의 결합 상태와, 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)의 배치가 제1 실시 형태와 또 다르다.

보다 구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 제1 회로 기판(32) 보다도 면적이 큰 하우징(31) 및 제1 회로 기판(32)을 이용하며, 제1 회로 기판(32)의 일면측에서 X선 관(21)의 폭방향의 쌍방에 X선 관(21)을 구동시키는 구동 회로(23)를 마련하고 있다. 또, 제2 회로 기판(33)을 이용하지 않고, 틀 모양의 스페이서 부재(82)를 덮개부(31c)에 고정하고, 스페이서 부재(82)의 선단에 제1 회로 기판(32)을 고정하고 있다. 그리고, 고압 발생 모듈(22) 및 배선부(38)는, 제1 회로 기판(32)에서의 하우징(51)의 재치면과 반대면에, 대향 벽부(51b)와 대향하도록 마련되어 있다.

이러한 구성에서도, X선 관(21)의 하우징(51)의 벽부 중, 알칼리를 포함하는 유리에 의해서 형성된 대향 벽부(51b)가, 필라멘트(52)로 인가되는 부의 고전압을 발생시키는 고압 발생 모듈(22)을 포함하는 전원부의 고전압 영역(VH)에 대향하여 배치되어 있다. 이것에 의해, 대향 벽부(51b)에 전계가 생기는 것이 억제되어, 알칼리 이온이 유리로부터 석출하는 것이 억제된다. 따라서, 필라멘트(52)나, 그리드(53), 타겟(54) 등의 다른 전위의 전극 사이에서의 전위 관계의 변화가 억제되어, 소망의 X선량을 유지할 수 없는 등의 문제점의 발생을 방지할 수 있으므로, 안정된 동작을 유지하는 것이 가능해진다. 또, 회로 기판의 수가 감소함으로써, 하우징(31)의 두께를 보다 작게 할 수 있는 것 외에, 하우징(51) 주위의 구성을 간단화할 수 있다.

[본 발명의 효과 확인 시험]

도 11은, 본 발명의 효과 확인 시험의 결과를 나타내는 도면이다. 본 시험은, 대향 벽부를 둘러싸도록 고전압 영역을 형성하는 배선부를 제1 회로 기판 상에 배치한 예(실시예 1)와, 저전압 영역측을 제외한 대향 벽부의 3변을 둘러싸도록 고전압 영역을 형성하는 배선부를 제1 회로 기판 상에 배치한 예(실시예 2)에서, X선 관의 하우징 주변의 전위 분포를 시뮬레이션한 것이다. 모든 예에서, 제1 회로 기판 상에는, 대향 벽부 주위의 고전압 영역과, 고전압 영역으로부터 이간한 저전압 영역이 존재하며, 제2 회로 기판 상에는, 저전압 영역만이 위치하고 있다고 가정했다. 또, 실시예 2에서는 실시예 1에 비해 제2 회로 기판을 제1 회로 기판에 근접시켰다.

도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2 모두에서도, 대향 벽부의 긴 길이 방향의 단부에 약간의 전계가 발생하고 있지만, 해당 부분을 제외하고 전계가 발생하고 있지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과로부터, 본 발명과 같이, X선 관의 대향 벽부를 고전압 영역에 배치함으로써, 대향 벽부에서의 전계의 발생을 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

2 - X선 조사원 21 - X선 관
22 - 고압 발생 모듈(전원부, 고전압 발생부)
32 - 제1 회로 기판(회로 기판) 38 - 배선부(전원부)
51 - 하우징 51a - 창용 벽부
51b - 대향 벽부 52 - 필라멘트(음극)
52a - 전자 방출부 54 - 타겟
57 - 출력창 58 - 배면 전극
73 - 스페이서

Claims (6)

1. 부(負)의 고전압이 인가되는 음극과, 상기 음극으로부터의 전자의 입사에 의해서 X선을 발생시키는 타겟과, 상기 음극과 상기 타겟을 수용함과 아울러 상기 타겟으로부터 발생한 상기 X선을 외부로 출사시키는 출력창을 가지는 하우징을 가지는 X선 관(管)과,
   상기 음극에 인가되는 상기 부의 고전압을 발생시키는 전원부를 구비하며,
   상기 하우징은, 상기 출력창이 마련된 창용(窓用) 벽부와, 상기 창용 벽부에 접합되어 상기 음극 및 상기 타겟을 수용하는 수용 공간을 형성하는 본체부를 가지고,
   상기 본체부는, 상기 창용 벽부와 대향하여 배치되며, 알칼리를 포함하는 유리에 의해서 형성된 대향 벽부를 가지며,
   상기 전원부는, 상기 부의 고전압을 발생시키는 고전압 발생부와, 해당 고전압 발생부에 접속됨과 아울러 상기 대향 벽부가 배치되는 고전압 영역을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 음극은, 상기 대향 벽부의 내면을 따라서 연장하고 있으며,
   상기 고전압 영역은, 상기 음극의 연장 방향을 따라서 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 음극의 전자 방출부는, 상기 대향 벽부로부터 이간하고 있으며,
   상기 전자 방출부와 상기 대향 벽부와의 사이에는, 상기 전원부로부터 상기 음극에 공급되는 상기 부의 고전압과 대략 동등의 부의 고전압이 인가되는 배면 전극이 마련되고,
   상기 배면 전극은, 상기 음극과 대향하도록 상기 대향 벽부의 내면을 따라서 연장하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 하우징 및 상기 전원부가 재치됨과 아울러, 상기 고전압 영역을 형성하는 배선부를 구비한 회로 기판을 더 구비하며,
   상기 고전압 발생부 및 상기 배선부는, 상기 대향 벽부의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
5. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 하우징 및 상기 전원부가 재치됨과 아울러, 상기 고전압 영역을 형성하는 배선부를 구비한 회로 기판을 더 구비하며,
   상기 하우징은, 스페이서를 매개로 하여 상기 회로 기판에 고정되고,
   상기 고전압 발생부 및 상기 배선부는, 상기 대향 벽부와 대향하는 위치에서, 상기 하우징과 상기 회로 기판과의 사이에서 상기 스페이서의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
6. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 하우징 및 상기 전원부가 재치됨과 아울러, 상기 고전압 영역을 형성하는 배선부를 구비한 회로 기판을 더 구비하며,
   상기 고전압 발생부 및 상기 배선부는, 상기 대향 벽부와 대향하는 위치에서, 상기 회로 기판에서의 상기 하우징의 재치면과 반대면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.

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