KR20240026913A - X선 발생 장치 - Google Patents

Abstract

X선 발생 장치는, X선관과, 전자빔 조정부를 구비한다. X선관은, 케이스와, 전자총과, 타겟과, 창부재를 갖는다. 전자빔 조정부는, 타겟에 제1 결함이 존재하고 있는 경우에는, 타겟에서의 전자빔의 조사 영역에 제1 결함이 포함되지 않도록 전자빔을 조정하고, 창부재에 제2 결함이 존재하고 있는 경우에는, 창부재에서의 전자빔의 투영 영역에 제2 결함이 포함되지 않도록 전자빔을 조정한다.

Description

X선 발생 장치

본 개시는, X선 발생 장치에 관한 것이다.

케이스와, 케이스 내에서 전자빔을 출사하는 전자총과, 케이스 내에서 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과, 케이스의 개구를 봉지하고 있고, X선을 투과시키는 창부재를 구비하는 X선관이 알려져 있다. 그러한 X선관에서는, 창부재가, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되어 있고, 타겟이, 창부재의 내측의 표면으로 형성되고 있는 경우가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허 제5911323호 공보

상술한 바와 같은 X선관을 구비하는 X선 발생 장치에서는, 타겟 및 창부재 중 적어도 하나에 여러가지 결함이 존재하고 있는 경우가 있다. 그러한 경우에, 예를 들면, 타겟에 존재하고 있는 결함에 전자빔이 조사되면, 타겟상에서 발생하는 X선의 초점지름의 변동, 출력되는 X선량의 변동 등으로 연결될 우려가 있다. 그 한편, 결함이 존재하고 있지 않는 타겟 및 창부재를 준비하는 것은 매우 곤란하다.

본 개시는, 타겟 및 창부재 중 적어도 하나에 결함이 존재하고 있는 경우에도, 안정된 X선의 출력을 얻을 수 있는 X선 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 일측면의 X선 발생 장치는, X선관과, 전자빔 조정부를 구비하고, X선관은, 케이스와, 케이스 내에서 전자빔을 출사하는 전자총과, 케이스 내에서 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과, 케이스의 개구를 봉지하고 있고, X선을 투과시키는 창부재를 갖고, 타겟 및 창부재 중 적어도 하나에는, 결함이 존재하고 있고, 전자빔 조정부는, 결함으로서 타겟에 제1 결함이 존재하고 있는 경우에는, 타겟에서의 전자빔의 조사 영역에 제1 결함이 포함되지 않도록 전자빔을 조정하고, 결함으로서 창부재에 제2 결함이 존재하고 있는 경우에는, 창부재에서의 전자빔의 투영 영역에 제2 결함이 포함되지 않도록 전자빔을 조정한다.

이 X선 발생 장치에서는, 전자빔 조정부가, 타겟에 존재하고 있는 제1 결함이 타겟에서의 전자빔의 조사 영역에 포함되지 않도록, 및/또는, 창부재에 존재하고 있는 제2 결함이 창부재에서의 전자빔의 투영 영역에 포함되지 않도록, 전자빔을 조정한다. 따라서, 이 X선 발생 장치에 의하면, 타겟 및 창부재 중 적어도 하나에 결함이 존재하고 있는 경우에도, 안정된 X선의 출력을 얻을 수 있다. 또한, 타겟으로 입사한 전자빔이 타겟을 투과한다고 가정했을 경우에, 타겟을 투과한 전자빔이 입사하는 위치에 창부재가 배치되어 있을 때는, 창부재에서의 전자빔의 투영 영역이란, 타겟을 투과하여 창부재에 입사한다고 상정되는 전자빔의 조사 영역을 의미한다. 또, 타겟으로 입사한 전자빔이 타겟에 의해 반사된다고 가정했을 경우에, 타겟에 의해 반사된 전자빔이 입사하는 위치에 창부재가 배치되어 있을 때에는, 창부재에서의 전자빔의 투영 영역이란, 타겟에 의해 반사되어 창부재에 입사한다고 상정되는 전자빔의 조사 영역을 의미한다.

본 개시의 일측면의 X선 발생 장치에서는, 전자빔 조정부는, 전자빔의 궤도를 조정하는 편향부를 가져도 무방하다. 이것에 의해, 타겟에 존재하고 있는 제1 결함이 타겟에서의 전자빔의 조사 영역에 포함되지 않도록, 및/또는, 창부재에 존재하고 있는 제2 결함이 창부재에서의 전자빔의 투영 영역에 포함되지 않도록, 타겟에서의 전자빔의 입사 위치를 조정할 수 있다.

본 개시의 일측면의 X선 발생 장치에서는, 편향부는, 전자 코일이여도 무방하다. 이것에 의해, 전자빔의 궤도를 좋은 정밀도로 조정할 수 있다.

본 개시의 일측면의 X선 발생 장치에서는, 편향부는, 영구자석이여도 무방하다. 이것에 의해, 전자빔의 궤도를 간단하고 쉬운 구성으로 조정할 수 있다.

본 개시의 일측면의 X선 발생 장치에서는, 전자빔 조정부는, 타겟에서의 전자빔의 조사 영역을 조정해도 무방하다. 이것에 의해, 타겟에 존재하고 있는 제1 결함이 타겟에서의 전자빔의 조사 영역에 포함되지 않도록, 및/또는, 창부재에 존재하고 있는 제2 결함이 창부재에서의 전자빔의 투영 영역에 포함되지 않도록, 타겟에서의 전자빔의 조사 영역을 조정할 수 있다.

본 개시의 일측면의 X선 발생 장치에서는, 창부재는, 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드 또는 모자이크 결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되고 있어도 무방하다. 이것에 의해, X선 투과 특성, 내열성, 방열성 등이 뛰어난 창부재를 얻을 수 있다. 그 한편, 창부재에 결정 결함 등이 생기기 쉬워지지만, 상술한 바와 같이 전자빔 조정부에 의해 전자빔이 조정되기 때문에, 안정된 X선의 출력을 얻을 수 있다.

본 개시의 일측면의 X선 발생 장치에서는, 창부재는, 케이스의 내부측의 표면을 갖고, 타겟은, 표면으로 형성되고 있어도 무방하다. 이것에 의해, 투과형 X선관으로서 안정된 X선의 출력을 얻을 수 있다. 또한, 창부재의 표면으로 형성된 타겟으로 요철 등의 결함이 존재하고 있는 경우에 상기 요철 등의 결함에 전자빔이 조사되면, 창부재로부터 타겟이 박리하는 등, 타겟에 손상이 발생하기 쉬워지지만, 상술한 바와 같이 전자빔 조정부에 의해 전자빔이 조정되기 때문에, 그러한 타겟의 손상을 방지할 수 있다.

본 개시에 의하면, 타겟 및 창부재 중 적어도 하나에 결함이 존재하고 있는 경우에도, 안정된 X선의 출력을 얻을 수 있는 X선 발생 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

[도 1] 일실시 형태의 X선 발생 장치의 블록도이다.
[도 2] 도 1에 나타내는 X선관의 단면도이다.
[도 3] 도 2에 나타내는 창부재의 일부분의 측면도이다.
[도 4] 도 2에 나타내는 타겟으로 입사하는 전자빔의 궤도를 나타내는 측면도이다.
[도 5] 변형예의 X선관의 단면도이다.

이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 교부하고, 중복하는 설명을 생략한다.

[X선 발생 장치의 구성]

도 1에 도시한 바와 같이, X선 발생 장치(10)는, X선관(1)과, 전원부(11)와, 편향부(12)와, 제어부(13)를 구비하고 있다. X선관(1), 전원부(11) 및 편향부(12)는, 금속에 의해 형성된 케이스(도시 생략) 내에 지지되고 있다. 편향부(12) 및 제어부(13)는, 전자빔 조정부(14)로서 기능한다(상세한 것에 대하여는 후술한다). 일례로서, X선관(1)은, 소초점의 X선원이며, X선 발생 장치(10)는, 검사 대상의 내부 구조를 확대해 관찰하기 위한 X선 비파괴 검사에 이용되는 장치이다.

도 2에 도시한 바와 같이, X선관(1)은, 케이스(2)와, 전자총(3)과, 타겟(4)과, 창부재(5)를 구비하고 있다. X선관(1)은, 이하에 기술한 바와 같이, 부품의 교환 등이 불필요한 밀봉 투과형 X선관으로서 구성되어 있다.

케이스(2)는, 헤드(21)와, 밸브(22)를 가지고 있다. 헤드(21)는, 금속에 의해 유저통형(bottomed cylindrical)으로 형성되고 있다. 밸브(22)는, 유리 등의 절연 재료에 의해 유저통형으로 형성되고 있다. 밸브(22)의 개구부(22a)는, 헤드(21)의 개구부(21a)에 기밀하게 접합되고 있다. X선관(1)에서는, 케이스(2)의 중심선이 관축(A)으로 되고 있다. 헤드(21)의 저벽부(21b)에는, 개구(23)가 형성되고 있다. 개구(23)는, 관축(A) 상에 위치하고 있다. 개구(23)는, 관축(A)에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 예를 들면, 관축(A)을 중심선으로 하는 원형 모양을 나타내고 있다.

전자총(3)은, 케이스(2) 내에서 전자빔(B)을 출사한다. 전자총(3)은, 히터(31)와, 캐소드(32)와, 제1 그리드 전극(33)과, 제2 그리드 전극(34)을 가지고 있다. 히터(31), 캐소드(32), 제1 그리드 전극(33) 및 제2 그리드 전극(34)은, 밸브(22)의 저벽부(22b)측으로부터 이 순서로 관축(A) 상에 배치되어 있다. 히터(31)는, 필라멘트에 의해 구성되어 있고, 통전에 의해 발열한다. 캐소드(32)는, 히터(31)에 의해 가열되어 전자를 방출한다. 제1 그리드 전극(33)은, 통 형상으로 형성되고 있고, 캐소드(32)로부터 방출되는 전자의 양을 조정한다. 제2 그리드 전극(34)은, 통 형상으로 형성되고 있고, 제1 그리드 전극(33)을 통과한 전자를 타겟(4)에 집속시킨다. 히터(31), 캐소드(32), 제1 그리드 전극(33) 및 제2 그리드 전극(34)의 각각은, 밸브(22)의 저벽부(22b)를 관통하고 있는 복수의 리드 핀(35)의 각각 전기적 또한 물리적으로 접속되고 있다. 또한, 제2 그리드 전극(34)에 의해서만이 아니고, 제1 그리드 전극(33)에 의해서, 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 집속 상태의 조정이 가능하다.

창부재(5)는, 케이스(2)의 개구(23)를 봉지하고 있다. 창부재(5)는, 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드 또는 모자이크 결정 다이아몬드(복수의 결정 부재를 가로방향으로 인접시켜 접합한 것)에 의해 판 모양으로 형성되고 있다. 창부재(5)는, 예를 들면, 관축(A)을 중심선으로 하는 원판상을 나타내고 있다. 창부재(5)는, 제1 표면(51) 및 제2 표면(표면)(52)을 가지고 있다. 제1 표면(51)은, 케이스(2)의 내부와는 반대측의 표면이며, 제2 표면(52)은, 케이스(2)의 내부측의 표면이다. 제1 표면(51) 및 제2 표면(52)의 각각은, 예를 들면, 관축(A)에 수직인 평탄면이다. 타겟(4)은, 창부재(5)의 제2 표면(52)에 형성되고 있다. 타겟(4)은, 예를 들면, 텅스텐에 의해 막 형태로 형성되고 있다. 타겟(4)은, 케이스(2) 내에서 전자빔(B)의 입사에 의해 X선(R)을 발생시킨다. 본 실시 형태에서는, 타겟(4)에서 발생한 X선(R)은, 타겟(4) 및 창부재(5)를 투과하여 외부로 출사된다.

창부재(5)는, 케이스(2)에서의 개구(23)의 주위의 부착면(24)에 장착되고 있다. 부착면(24)은, 예를 들면, 관축(A)에 수직인 평탄면이며, 헤드(21)에 형성되고 있다. 창부재(5)는, 로우재(brazing filler metal) 등의 접합 부재(도시 생략)를 통해 부착면(24)에 기밀하게 접합되고 있다. X선관(1)에서는, 타겟(4)이 헤드(21)에 전기적으로 접속되고 있고, 타겟(4) 및 창부재(5)가 헤드(21)에 열적으로 접속되고 있다. 일례로서, 타겟(4)은, 헤드(21)를 통해 접지 전위가 된다. 일례로서, 전자빔(B)의 입사에 의해 타겟(4)에서 발생한 열은, 직접 및/또는 창부재(5)를 통해 헤드(21)에 전해지고, 헤드(21)으로부터 방열부(도시 생략)로 빠져나간다. 본 실시 형태에서는, 케이스(2), 타겟(4) 및 창부재(5)에 의해서, 케이스(2)의 내부의 공간이 고진공도로 유지되고 있다.

이상과 같이 구성된 X선 발생 장치(10)에서는, 타겟(4)의 전위를 기준으로서 음의 전압이 전원부(11)에 의해 전자총(3)에 인가된다. 일례로서, 전원부(11)은, 타겟(4)이 접지 전위로 되는 상태에서, 음의 고전압(예를 들면, -10 kV~-500 kV)을, 각 리드 핀(35)을 통해 전자총(3)의 각부에 인가한다. 전자총(3)으로부터 출사된 전자빔(B)은, 관축(A)을 따라 타겟(4)상에 집속된다. 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역(B1)에서 발생한 X선(R)은, 상기 조사 영역(B1)을 초점으로서, 타겟(4) 및 창부재(5)를 투과하여 외부로 출사된다.

[편향부 및 제어부의 전자빔 조정부로서의 기능]

편향부(12) 및 제어부(13)의 전자빔 조정부(14)로서의 기능의 설명에 앞서, 타겟(4) 및 창부재(5) 중 적어도 하나에 존재하고 있는 결함에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는, 타겟(4)에 존재하고 있는 결함을 「제1 결함」이라고 하고, 창부재(5)에 존재하고 있는 결함을 「제2 결함」이라고 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드 또는 모자이크 결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)에는, 제2 결함(5a)이 존재하고 있다. 창부재(5)에는, 복수의 제2 결함(5a)이 존재하고 있는 경우가 있고, 창부재(5)에서의 각 제2 결함(5a)의 위치는, 랜덤이다. 창부재(5)에 존재하고 있는 제2 결함(5a)에는, 「단결정 다이아몬드 기판의 결정 성장시의 불균일성에 기인하여 상기 기판의 내부에 생기는 격자 결함」(이하, 단순히 「격자 결함(lattice defect)」이라고 한다), 「단결정 다이아몬드 기판의 결정 성장시의 불균일성에 기인하여 상기 기판의 표면에 생기는 표면 결락」(이하, 단순히 「표면 결락(surface omission)」이라고 한다), 「다결정 다이아몬드 기판의 연마시에 상기 기판의 표면에 생기는 입자 결락」(이하, 단지 「입자 결락(Particle omission) 」이라고 한다)에 더해 복수의 단결정 부재를 접합하여 모자이크 결정 다이아몬드를 형성했을 때에 접합부에 생기는 다결정 영역(기판의 내부에 존재하는 격자 결함과 기판의 표면에 생기는 표면 결락과의 복합) 등이 있다.

창부재(5)의 제2 표면(52)으로 형성된 타겟(4)에는, 제1 결함(4a)이 존재하고 있다. 타겟(4)에는, 복수의 제1 결함(4a)이 존재하고 있는 경우가 있고, 타겟(4)에서의 각 제1 결함(4a)의 위치는, 랜덤이다. 타겟(4)에 존재하고 있는 제1 결함(4a)에는, 「표면 결락 또는 입자 결락이 생기고 있는 창부재(5)의 제2 표면(52)에 대한 타겟 재료의 스퍼터링시에 생기는 함몰」(이하, 단순히 「함몰」이라고 한다) 등이 있다.

「창부재(5)에 격자 결함이 존재하고 있는 경우」에, 타겟(4)에서 발생한 X선(R)이, 창부재(5) 중 결함에 대응하는 영역을 투과하면, 상기 X선(R)은 회절 등의 영향을 받고, 결함이 존재하지 않는 영역을 투과한 X선(R)와 비교하여 X선 강도가 변화할 우려가 있다. 그리고, 그러한 X선(R)이 검사 대상으로 조사되면, 얻어진 X선 화상에 줄무늬 모양(stripe shape)의 휘선 및/또는 암선이 나타날 우려가 있다. 「창부재(5)에 표면 결락 또는 입자 결락이 존재하고 있는 경우」 및/또는 「타겟(4)에 함몰이 존재하고 있는 경우」에, 타겟(4) 중 결함에 대응하는 영역에 전자빔(B)이 조사되면, 결함을 기점으로서 창부재(5)로부터 타겟(4)이 박리하거나, 이상 발열에 기인하여 타겟(4)에 손상이 발생하거나, 타겟(4) 상에서 발생하는 X선(R)의 초점지름이 변동하거나 출력되는 X선량이 변동하거나 할 우려가 있다.

또한, 결함을 기점으로서 창부재(5)로부터 타겟(4)이 박리하는 것은, 창부재(5)와 스퍼터링에 의해 형성된 타겟(4)과의 선팽창 계수의 차이에 의해, 그러한 밀착면에 2 GPa 정도의 응력이 생기고 있기 때문이다. 이상 발열이 일어나는 것은, 창부재(5)와 타겟(4)과의 밀착성이 충분하지 않고, 타겟(4)로부터 창부재(5)로의 열전달성이 저하되고 있기 때문이다. 타겟(4) 상에서 발생하는 X선(R)의 초점지름이 변동하거나 출력되는 X선량이 변동하거나 하는 것은, 창부재(5)와 타겟(4)과의 밀착성이 충분하지 않기 때문이다.

이상과 같은 타겟(4) 및 창부재(5)를 가지는 X선 발생 장치(10)에 있어서, 편향부(12) 및 제어부(13)는, 전자빔 조정부(14)로서 기능한다. 즉, 편향부(12) 및 제어부(13)는, 타겟(4)에 제1 결함(4a)이 존재하고 있는 경우에는, 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역(B1)에 제1 결함(4a)이 포함되지 않도록 전자빔(B)을 조정하고, 창부재(5)에 제2 결함(5a)이 존재하고 있는 경우에는, 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)에 제2 결함(5a)이 포함되지 않도록 전자빔(B)을 조정한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 창부재(5)의 두께 방향에서 보았을 경우에 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 스팟 면적의 100분의 1 이상의 면적을 가지는 결함이, 전자빔(B)의 조정의 대상으로 여겨진다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 타겟(4)에 입사한 전자빔(B)이 타겟(4)을 투과한다고 가정했을 경우에, 타겟(4)을 투과한 전자빔(B)이 입사하는 위치에 창부재(5)가 배치되어 있을 때에는, 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)은, 타겟(4)을 투과하여 창부재(5)에 입사한다고 상정되는 전자빔(B)의 조사 영역을 의미한다. 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역(B1)에 제1 결함(4a)이 포함되지 않도록 전자빔(B)을 조정한다는 것은, 타겟(4)에 대한 전자빔(B)의 입사 방향에서 보았을 경우에 조사 영역(B1)에 제1 결함(4a)이 포함되지 않도록 전자빔(B)을 조정하는 것을 의미한다. 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)에 제2 결함(5a)이 포함되지 않도록 전자빔(B)을 조정한다는 것은, 창부재(5)에 대한 전자빔(B)의 입사 방향에서 보았을 경우에 투영 영역(B2)에 제2 결함(5a)이 포함되지 않도록 전자빔(B)을 조정하는 것을 의미한다.

일례로서, 「창부재(5)에 격자 결함이 존재하고 있는 경우」에, 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)에 제2 결함(5a)이 포함되지 않도록 전자빔(B)이 조정되면, 검사 대상으로 조사되는 X선(R)에, 창부재(5)의 격자 결함을 투과한 X선(R)이 포함되는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)과 창부재(5)의 격자 결함과의 거리가 커질수록, 창부재(5)의 격자 결함을 투과한 X선(R)의 출사 방향은, 창부재(5)의 정면 방향(관축(A))에서 멀어져 가기 때문에, 검사 대상으로 조사되는 X선(R)에, 창부재(5)의 격자 결함을 투과한 X선(R)이 포함되는 것을 보다 억제할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 편향부(12)는, 도 2에 도시한 바와 같이, X선관(1)의 헤드(21)를 포위하도록 배치된 전자 코일이며, 발생하는 자계의 세기에 의해 전자빔(B)의 궤도를 조정한다. 이 때, 제어부(13)는, 전자 코일에 흐르는 전류를 제어한다. 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 관축(A)상에 제1 결함(4a) 및 제2 결함(5a)이 위치하고 있는 경우, 편향부(12)는, 타겟(4) 중 관축(A)로부터 빗나간 위치에 전자빔(B)이 입사하도록 전자빔(B)의 궤도를 조정한다.

편향부(12) 및 제어부(13)는, X선 발생 장치(10)의 실동작시에 전자빔 조정부(14)로서 기능해도 무방하고, X선 발생 장치(10)의 실동작 전에 전자빔 조정부(14)로서 기능해도 무방하다. 또한, 「X선 발생 장치(10)의 실동작 전」은, X선 발생 장치(10)의 출하 검사시의 타이밍, 정기적인 X선 발생 장치(10)의 실동작 전의 타이밍 등을 포함한다.

편향부(12) 및 제어부(13)가 X선 발생 장치(10)의 실동작시에 전자빔 조정부(14)로서 기능하는 예는, 다음과 같다. 제어부(13)는, X선 발생 장치(10)의 실동작시에 X선 검출 장치로부터 「X선(R)의 출력에 관한 정보」를 수신하고, 「X선(R)의 출력에 관한 정보」에 근거하여 편향부(12)를 제어한다. 구체적으로는, 제어부(13)는, X선(R)의 출력에 이상(예를 들면, X선 강도의 불균일성, X선(R)의 초점지름의 변동, X선량의 변동 등 )이 확인되었을 경우에, X선(R)의 출력에 이상이 확인되지 않도록 편향부(12)를 제어한다. X선(R)의 출력에 이상이 확인되고 있는 상태는, 「제1 결함(4a)에 전자빔(B)이 조사되고 있는 상태」 및/또는 「제2 결함(5a)에 X선(R)이 조사되고 있는 상태」에 상당하고, X선(R)의 출력에 이상이 확인되어 있지 않은 상태는, 「제1 결함(4a)에 전자빔(B)이 조사되지 않고 또한 제2 결함(5a)에 X선(R)이 조사되어 있지 않은 상태」에 상당하기 때문이다.

편향부(12) 및 제어부(13)가 X선 발생 장치(10)의 실동작 전에 전자빔 조정부(14)로서 기능하는 예는, 다음과 같다. 제어부(13)는, X선 발생 장치(10)를 가동작시켜, 편향부(12)를 제어함으로써 타겟(4)에 대한 전자빔(B)의 입사 위치를 변화시키면서, X선 검출 장치로부터 「X선(R)의 출력에 관한 정보」를 수신한다. 이것에 의해, 제어부(13)는, 타겟(4)에 대한 전자빔(B)의 입사 위치에 대응시켜 「X선(R)의 출력에 관한 정보」를 기억한다. 계속해서, 제어부(13)는, 타겟(4)에 대한 전자빔(B)의 입사 위치에 대응시켜 기억한 「X선(R)의 출력에 관한 정보」에 근거하여, X선(R)의 출력에 이상이 확인된 입사 위치에 전자빔(B)이 입사하지 않고 또한 X선(R)의 출력에 이상이 확인되지 않았던 입사 위치에 전자빔(B)이 입사하도록 편향부(12)를 제어한다.

또한, X선 검출 장치는, X선 강도의 불균일성, X선(R)의 초점지름의 변동, 및 X선량의 변동의 적어도 하나를 검출할 수 있는 장치이면 무방하다. 또, 제어부(13)는, X선 검출 장치에 의해 X선(R)의 출력에 이상이 검출되었을 경우에, 오퍼레이터에 의해 입력된 정보에 근거하여 편향부(12)를 제어해도 무방하다.

참고로 다음과 같이, X선 발생 장치(10)를 제조해도 무방하다. 우선, 창부재(5)를 얻은 시점에서, 창부재(5)에 제2 결함(5a)이 존재하고 있는지 아닌지를 검사한다. 일례로서, 광학 현미경에 의해 표면 결락 또는 입자 결락의 유무를 검사하고, X선 회절 장치에 의해 격자 결함의 유무를 검사한다. 계속해서, 창부재(5)에 제2 결함(5a)이 존재하고 있었을 경우에는, 제2 결함(5a)의 존재 위치를 특정할 수 있도록 창부재(5)에 마킹을 실시한다. 일례로서, 타겟(4)을 형성하는 측과는 반대측의 창부재(5)의 표면에 레이저 마킹을 실시한다. 계속해서, 창부재(5)에 타겟(4)을 형성한다. 계속해서, 창부재(5)에 실시된 마킹을 참조하여, 타겟(4) 중 제2 결함(5a)에 대응하는 위치에 전자빔(B)이 조사되지 않도록 X선관(1)을 조립한다. 혹은, 창부재(5)에 실시된 마킹을 참조하여, 타겟(4) 중 제2 결함(5a)에 대응하는 위치에 전자빔(B)이 조사되지 않도록 전자빔(B)의 편향량을 결정한다. 또한, 창부재(5)에 복수의 제2 결함(5a)이 존재하고 있는 경우에는, 적어도 하나의 제2 결함(5a)(바람직하게는, 복수의 제2 결함(5a) 중에서 가장 큰 제2 결함(5a))이, 창부재(5)의 외연 영역(바람직하게는, 편향 상태 및/또는 집속 상태의 조정에 의해 전자빔(B)이 입사 가능한 영역 보다 외측의 영역)에 위치하도록, 창부재(5)를 배치하는 것이 바람직하다.

[작용 및 효과]

X선 발생 장치(10)에서는, 전자빔 조정부(14)가, 타겟(4)에 존재하고 있는 제1 결함(4a)이 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역(B1)에 포함되지 않도록, 및/또는, 창부재(5)에 존재하고 있는 제2 결함(5a)이 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)에 포함되지 않도록, 전자빔(B)을 조정한다. 따라서, X선 발생 장치(10)에 의하면, 타겟(4) 및 창부재(5) 중 적어도 하나에 결함이 존재하고 있는 경우에도, 안정된 X선(R)의 출력을 얻을 수 있다.

X선 발생 장치(10)에서는, 전자빔 조정부(14)가, 전자빔(B)의 궤도를 조정하는 편향부(12)를 가지고 있다. 이것에 의해, 타겟(4)에 존재하고 있는 제1 결함(4a)이 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역(B1)에 포함되지 않도록, 및/또는, 창부재(5)에 존재하고 있는 제2 결함(5a)이 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)에 포함되지 않도록, 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 입사 위치를 조정할 수 있다.

X선 발생 장치(10)에서는, 편향부(12)가 전자 코일이다. 이것에 의해, 전자빔(B)의 궤도를 좋은 정밀도로 조정할 수 있다.

X선 발생 장치(10)에서는, 창부재(5)가 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드 또는 모자이크 결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되고 있다. 이것에 의해, X선 투과 특성, 내열성, 방열성 등이 뛰어난 창부재(5)를 얻을 수 있다. 그 한편, 창부재(5)에 결정 결함 등(격자 결함, 표면 결락, 입자 결락 등)이 생기기 쉬워지지만, 상술한 바와 같이 전자빔 조정부(14)에 의해 전자빔(B)이 조정되기 때문에, 안정된 X선(R)의 출력을 얻을 수 있다.

X선 발생 장치(10)에서는, 타겟(4)이, 창부재(5)의 제2 표면(52)으로 형성되고 있다. 이것에 의해, 투과형 X선관으로서 안정된 X선(R)의 출력을 얻을 수 있다. 또한, 창부재(5)의 제2 표면(52)으로 형성된 타겟(4)에 요철 등의 결함(함몰 등)이 존재하고 있는 경우에 상기 요철 등의 결함에 전자빔(B)이 조사되면, 창부재(5)로부터 타겟(4)이 박리하는 등, 타겟(4)에 손상이 발생하기 쉬워지지만, 상술한 바와 같이 전자빔 조정부(14)에 의해 전자빔(B)이 조정되기 때문에, 그러한 타겟(4)의 손상을 방지할 수 있다.

[변형예]

본 개시는, 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. X선관(1)은, 밀봉 반사형 X선관으로서 구성되어 있어도 무방하다. 도 5에 도시한 바와 같이, 밀봉 반사형의 X선관(1)은, 전자총(3)이 헤드(21) 측방의 수용부(6) 내에 배치되어 있는 점, 및 타겟(4)이 창부재(5)가 아니고 지지 부재(7)에 의해 지지를 받고 있는 점에서, 상기 밀봉 투과형의 X선관(1)과 주로 다르다. 수용부(6)는, 측관(61)과, 스템(stem)(62)을 가지고 있다. 측관(61)은, 측관(61)의 일방의 개구부(61a)가 헤드(21)의 내부에 임하도록 헤드(21)의 측벽부에 접합되고 있다. 스템(62)은, 측관(61)의 타방의 개구(61b)를 봉지하고 있다. 히터(31), 캐소드(32), 제1 그리드 전극(33) 및 제2 그리드 전극(34)은, 스템(62)측으로부터 이 순서로 측관(61) 내에 배치되어 있다. 복수의 리드 핀(35)은, 스템(62)을 관통하고 있다. 지지 부재(7)은, 밸브(22)의 저벽부(22b)를 관통하고 있다. 타겟(4)은, 관축(A) 상에 있어서 전자총(3) 및 창부재(5)의 양쪽 모두와 대향하도록 경사한 상태에서, 지지 부재(7)의 선단부(71)에 고정되고 있다.

이상과 같이 구성된 밀봉 반사형의 X선관(1)을 구비하는 X선 발생 장치(10)에서는, 일례로서, 헤드(21) 및 측관(61)이 접지 전위로 되는 상태에서, 지지 부재(7)를 통해 양의 전압이 전원부(11)에 의해 타겟(4)에 인가되고, 복수의 리드 핀(35)을 통해 음의 전압이 전원부(11)에 의해 전자총(3)의 각부에 인가된다. 전자총(3)으로부터 출사된 전자빔(B)은, 관축(A)에 수직인 방향에 따라서 타겟(4) 상에 집속된다. 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역에서 발생한 X선(R)은, 상기 조사 영역을 초점으로서 창부재(5)를 투과하여 외부로 출사된다. 이 경우, 전자 코일인 편향부(12)는, 측관(61)을 포위하도록 배치되어 있다.

밀봉 반사형의 X선관(1)을 구비하는 X선 발생 장치(10)에서도, 전자빔 조정부(14)가, 타겟(4)에 존재하고 있는 제1 결함(4a)이 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역(B1)에 포함되지 않도록, 및/또는, 창부재(5)에 존재하고 있는 제2 결함(5a)이 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)에 포함되지 않도록, 전자빔(B)을 조정한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 타겟(4)에 입사한 전자빔(B)이 타겟(4)에 의해 반사된다고 가정했을 경우에, 타겟(4)에 의해 반사된 전자빔(B)이 입사하는 위치에 창부재(5)가 배치되어 있을 때에는, 창부재(5)에서의 전자빔(B)의 투영 영역(B2)이란, 타겟(4)에 의해 반사되어 창부재(5)에 입사한다고 상정되는 전자빔(B)의 조사 영역을 의미한다.

X선관(1)은, 개방 투과형 X선관 또는 개방 반사형 X선관으로서 구성되어 있어도 무방하다. 개방 투과형 또는 개방 반사형의 X선관(1)은, 케이스(2)가 개방 가능하게 구성되어 있고, 부품(예를 들면, 창부재(5), 전자총(3)의 각부)의 교환 등이 가능한 X선관이다. 개방 투과형 또는 개방 반사형의 X선관(1)을 구비하는 X선 발생 장치(10)에서는, 진공 펌프에 의해서, 케이스(2)의 내부의 공간의 진공도가 높아진다.

밀봉 투과형 또는 개방 투과형의 X선관(1)에서는, 타겟(4)은, 창부재(5)의 제2 표면(52) 중 적어도 개구(23)에 노출하는 영역으로 형성되고 있고 있으면 무방하다. 밀봉 투과형 또는 개방 투과형의 X선관(1)에서는, 타겟(4)은, 다른 막을 통해 창부재(5)의 제2 표면(52)으로 형성되고 있어도 무방하다.

전자빔 조정부(14)는, 전자빔(B)을 조정할 수 있는 것이면, 전자 코일인 편향부(12)와, 제어부(13)를 가지는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 편향부(12)는, X선관(1)의 케이스(2) 외에 배치된 영구자석이여도 무방하다. 이것에 의해, 전자빔(B)의 궤도를 간단하고 쉬운 구성으로 조정할 수 있다. 편향부(12)는, X선관(1)의 케이스(2) 내에 배치된 정전형 렌즈이여도 무방하다. 전자빔 조정부(14)는, 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역을 조정하는 집속부(상술한 전자총(3)의 제1 그리드 전극(33) 및/또는 제2 그리드 전극(34))를 가지는 것이여도 무방하다. 이것에 의해, 타겟(4)에 존재하고 있는 제1 결함(4a)에 전자빔(B)이 조사되지 않도록, 및/또는, 창부재(5)에 존재하고 있는 제2 결함(5a)에 X선(R)이 조사되지 않도록, 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역(예를 들면, 스팟 지름, 조사 위치 등)을 조정할 수 있다. 또한, 전자 코일, 영구자석, 정전형 렌즈 및 집속부(제1 그리드 전극(33) 및/또는 제2 그리드 전극(34))로부터 임의로 선택되는 적어도 둘 이상이, 전자빔 조정부(14)로서 병용되어도 무방하다.

창부재(5)가 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되고 있고, 그 일부에 다결정 부분이 형성되고 있는 경우에는, 창부재(5)에서의 다결정 부분을 제2 결함(5a)으로 파악하고, 전자빔 조정부(14)는, 상기 다결정 부분에 X선(R)이 조사되지 않도록 전자빔(B)을 조정해도 무방하다.

1…X선관, 2…케이스, 3…전자총, 4…타겟, 4a…제1 결함, 5…창부재, 5a…제2 결함, 10…X선 발생 장치, 12…편향부, 13…제어부, 14…전자빔 조정부, 23…개구, 34…제2 그리드 전극(집속부), 52…제2 표면(표면), B…전자빔, R…X선.

Claims (7)

1. X선관과, 전자빔 조정부를 갖추고,
   상기 X선관은,
   케이스와,
   상기 케이스 내에서 전자빔을 출사하는 전자총과,
   상기 케이스 내에서 상기 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과,
   상기 케이스의 개구를 봉지하고 있고, 상기 X선을 투과시키는 창부재를 갖고,
   상기 타겟 및 상기 창부재 중 적어도 하나에는, 결함이 존재하고 있고,
   상기 전자빔 조정부는,
   상기 결함으로서 상기 타겟에 제1 결함이 존재하고 있는 경우에는, 상기 타겟에서의 상기 전자빔의 조사 영역에 상기 제1 결함이 포함되지 않도록 상기 전자빔을 조정하고,
   상기 결함으로서 상기 창부재에 제2 결함이 존재하고 있는 경우에는, 상기 창부재에서의 상기 전자빔의 투영 영역에 상기 제2 결함이 포함되지 않도록 상기 전자빔을 조정하는, X선 발생 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전자빔 조정부는, 상기 전자빔의 궤도를 조정하는 편향부를 가지는, X선 발생 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 편향부는, 전자 코일인, X선 발생 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 편향부는, 영구자석인, X선 발생 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전자빔 조정부는, 상기 타겟에서의 상기 전자빔의 상기 조사 영역을 조정하는, X선 발생 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 창부재는, 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드 또는 모자이크 결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되고 있는, X선 발생 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 창부재는, 상기 케이스의 내부측의 표면을 갖고,
   상기 타겟은, 상기 표면으로 형성되고 있는, X선 발생 장치.

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