WO2021210255A1 - 電子ビーム発生器及びｘ線発生装置 - Google Patents

電子ビーム発生器及びｘ線発生装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021210255A1
WO2021210255A1 PCT/JP2021/005318 JP2021005318W WO2021210255A1 WO 2021210255 A1 WO2021210255 A1 WO 2021210255A1 JP 2021005318 W JP2021005318 W JP 2021005318W WO 2021210255 A1 WO2021210255 A1 WO 2021210255A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
side wall
electron beam
space
electrode
opening
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/005318
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
綾介 藪下
石井　淳
Original Assignee
浜松ホトニクス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 浜松ホトニクス株式会社 filed Critical 浜松ホトニクス株式会社
Priority to EP21788213.3A priority Critical patent/EP4134998A4/en
Priority to CN202180024398.0A priority patent/CN115335948A/zh
Priority to JP2022515218A priority patent/JPWO2021210255A1/ja
Priority to KR1020227028254A priority patent/KR20230002293A/ko
Publication of WO2021210255A1 publication Critical patent/WO2021210255A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/045—Electrodes for controlling the current of the cathode ray, e.g. control grids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/14—Arrangements for concentrating, focusing, or directing the cathode ray
    • H01J35/147—Spot size control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/20—Arrangements for controlling gases within the X-ray tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/14—Arrangements for concentrating, focusing, or directing the cathode ray
    • H01J35/153—Spot position control

Definitions

  • One aspect of the present disclosure relates to an electron beam generator and an X-ray generator.
  • Patent Document 1 discloses a configuration of an electron gun in which a cathode is housed in a Wehnelt electrode (grid electrode).
  • the Wenelt electrode is provided with an opening through which the electron beam passes.
  • the cathode is consumed by the gas remaining in the space in which the cathode is housed in the grid electrode.
  • This specification discloses an example of an electron beam generator and an X-ray generator including a cathode accommodating space capable of efficiently performing vacuum exhaust.
  • An exemplary electron gun has a cathode having a tip for emitting an electron beam, a first electrode for accommodating the tip of the cathode, and a second electrode viewed from a direction along the emission axis of the electron beam. It includes a second electrode that surrounds one electrode.
  • the first electrode has a first side wall that surrounds the tip portion around the exit shaft.
  • the second electrode has a second side wall that surrounds the first side wall at a distance from the first side wall.
  • the first side wall is provided with a first opening for communicating a first space surrounded by the first side wall and a second space between the first side wall and the second side wall.
  • the second electrode is provided with a second opening that opens in the direction along the emission axis so as to communicate the second space and the external space.
  • the first space within the first electrode ie, the cathode accommodating space in which the cathode is housed
  • the first side wall and the second through the first opening provided in the first side wall It communicates with the second space between the side walls.
  • the second space communicates with the external space through the second opening provided in the second electrode.
  • the first opening may have an elongated hole shape extending along the circumferential direction around the exit shaft in order to perform vacuum exhaust in the first space.
  • the second side wall may cover the first opening when viewed from the direction orthogonal to the exit axis.
  • the edge portion and the like constituting the first opening can be concealed from a structure having a large potential difference with the electron gun, such as the inner wall of a housing for accommodating the electron gun. As a result, the occurrence of electric discharge can be suppressed.
  • the electron gun may further include a third electrode having a third side wall that surrounds a support portion that supports the tip end portion of the cathode around the emission shaft.
  • the third side wall may be provided with a third opening for communicating the third space surrounded by the third side wall and the external space.
  • the gas remaining in the cathode accommodation space (third space) in which the support portion supporting the tip of the cathode is accommodated is also discharged to the external space through the third opening. Can be done.
  • the electron gun may be provided with a through hole for communicating at least one of the first space and the second space with the third space.
  • the third space is communicated with at least one of the first space and the second space for gas exhaust.
  • the second side wall may surround the third side wall around the exit shaft.
  • the second side wall may be provided with a fourth opening for communicating the fourth space and the external space between the second side wall and the third side wall.
  • the third space and the external space may be communicated with each other via the fourth space.
  • the gas remaining in the third space is discharged to the third opening, the fourth space, and the like. And can be discharged to the external space through the fourth opening.
  • the third opening and the fourth opening may be provided so as not to face each other.
  • the third opening and the fourth opening are provided so that the third opening cannot be seen through the fourth opening, so that the edge portion and the like constituting the third opening can accommodate the electron gun. It can be concealed from a structure such as an inner wall of a housing having a large potential difference with an electron gun. As a result, the occurrence of electric discharge can be suppressed.
  • An exemplary X-ray generator comprises an electron gun having the above configuration.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exemplary X-ray generator.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a magnetic lens of an X-ray generator.
  • FIG. 3 is a front view of an exemplary magnetic quadrupole lens.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a configuration (doublet) of Examples and Comparative Examples including a magnetic focusing lens and a magnetic quadrupole lens.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the cross-sectional shape of the electron beam and the shape of the effective focal point of the X-ray.
  • FIG. 6 is a perspective view of an exemplary electron beam generator such as an electron gun.
  • FIG. 7 is a side view of the electron beam generator.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exemplary X-ray generator.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a magnetic lens of an X-ray generator.
  • FIG. 3 is a
  • FIG. 8 is a side view of the electron beam generator.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the electron beam generator.
  • FIG. 10 is a perspective view of the first grid electrode and the first holding electrode.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG.
  • FIG. 12 is a perspective view of the second holding electrode.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing a first modification of the cylindrical tube.
  • FIG. 15 is a diagram showing a second modification of the cylindrical tube.
  • FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an X-ray generator according to a modified example.
  • an exemplary X-ray generator 1 defines an electron gun 2, a rotating anode unit 3, a magnetic lens 4, an exhaust section 5, and an internal space S1 that houses the electron gun 2.
  • a housing 6 (first housing) and a housing 7 (second housing) that defines an internal space S2 for accommodating the rotating anode unit 3 are provided.
  • the housing 6 and the housing 7 may be configured to be removable from each other, may be integrally connected in a non-removable manner, or may be integrally formed from the beginning. May be good.
  • the electron gun 2 emits an electron beam EB.
  • the electron gun 2 has a cathode C that emits an electron beam EB.
  • the cathode C is a circular planar cathode that emits an electron beam EB having a circular cross-sectional shape.
  • the cross-sectional shape of the electron beam EB is a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the X-axis direction (first direction), which is a direction parallel to the traveling direction of the electron beam EB, which will be described later. That is, the cross-sectional shape of the electron beam EB is a shape in the YZ plane.
  • the electron emission surface of the cathode C itself is viewed from a position facing the electron emission surface of the cathode C (the electron emission surface of the cathode C is oriented in the X-axis direction). (Seen from), it may have a circular shape.
  • the rotary anode unit 3 has a target 31, a rotary support 32, and a drive unit 33 that rotationally drives the rotary support 32 around the rotation axis A.
  • the target 31 is provided along the peripheral edge of the rotary support 32 formed in a flat truncated cone shape with the rotary shaft A as the central axis.
  • the rotation axis A is the central axis of the rotation support 32, and the side surface of the truncated cone-shaped rotation support 32 has a surface inclined with respect to the rotation axis A.
  • the rotation support 32 may be formed in an annular shape with the rotation axis A as the central axis.
  • the material constituting the target 31 is, for example, a heavy metal such as tungsten, silver, rhodium, molybdenum, and an alloy thereof.
  • the rotation support 32 is rotatable around the rotation axis A.
  • the material constituting the rotary support 32 is, for example, a metal such as copper or a copper alloy.
  • the drive unit 33 has a drive source such as a motor, and drives the rotation support 32 to rotate around the rotation axis A.
  • the target 31 receives the electron beam EB while rotating with the rotation of the rotation support 32, and generates X-ray XR.
  • the X-ray XR is emitted to the outside of the housing 7 from the X-ray passing hole 7a formed in the housing 7.
  • the X-ray passage hole 7a is airtightly closed by the window member 8.
  • the axial direction of the rotation axis A is parallel to the incident direction of the electron beam EB on the target 31.
  • the rotation axis A may be inclined so as to extend in a direction intersecting the incident direction with respect to the incident direction of the electron beam EB on the target 31.
  • the target 31 may be of a so-called reflection type, and emits X-ray XR in a direction intersecting the traveling direction of the electron beam EB (the direction of incidence on the target 31).
  • the emission direction of the X-ray XR is a direction orthogonal to the traveling direction of the electron beam EB.
  • the direction parallel to the traveling direction of the electron beam EB is the X-axis direction (first direction)
  • the direction parallel to the emission direction of the X-ray XR from the target 31 is the Z-axis direction (second direction).
  • the direction orthogonal to the direction and the Z-axis direction is defined as the Y-axis direction (third direction).
  • the magnetic lens 4 controls the electron beam EB.
  • the magnetic lens 4 includes a deflection coil 41, a magnetic focusing lens 42, a magnetic quadrupole lens 43, and a housing 44.
  • the housing 44 houses the deflection coil 41, the magnetic focusing lens 42, and the magnetic quadrupole lens 43.
  • the deflection coil 41, the magnetic focusing lens 42, and the magnetic quadrupole lens 43 are arranged in this order from the electron gun 2 side toward the target 31 side along the X-axis direction.
  • An electron passage P through which the electron beam EB passes is formed between the electron gun 2 and the target 31.
  • the electron passage P may be formed by a cylindrical tube 9 (cylindrical portion).
  • the cylindrical tube 9 is a non-magnetic metal member extending along the X-axis direction between the electron gun 2 and the target 31. Details of the additional exemplary configuration of the cylindrical tube 9 will be described later.
  • the deflection coil 41, the magnetic focusing lens 42, and the magnetic quadrupole lens 43 are directly or indirectly connected to the cylindrical tube 9.
  • the deflection coil 41, the magnetic focusing lens 42, and the magnetic quadrupole lens 43 are assembled with reference to the cylindrical tube 9, so that their central axes are arranged coaxially with high accuracy.
  • the central axes of the deflection coil 41, the magnetic focusing lens 42, and the magnetic quadrupole lens 43 coincide with the central axis of the cylindrical tube 9 (the axis parallel to the X axis).
  • the deflection coil 41 is arranged between the electron gun 2 and the magnetic focusing lens 42.
  • the deflection coil 41 is arranged so as to surround the electron passage path P.
  • the deflection coil 41 is indirectly connected to the cylindrical tube 9 via the tubular member 10.
  • the tubular member 10 is a non-magnetic metal member extending coaxially with the cylindrical tube 9.
  • the tubular member 10 is provided so as to cover the outer periphery of the cylindrical tube 9.
  • the deflection coil 41 is positioned by a surface of the wall portion 44a on the target 31 side and an outer peripheral surface of the tubular member 10.
  • the wall portion 44a is a part of the housing 44 provided at a position facing the internal space S1 and is made of a non-magnetic material.
  • the deflection coil 41 adjusts the traveling direction of the electron beam EB emitted from the electron gun 2.
  • the deflection coil 41 may be composed of one (one set) of deflection coils or two (two sets) of deflection coils. In the former case where the deflection coil 41 includes one deflection coil, the deflection coil 41 is the emission axis of the electron beam EB emitted from the electron gun 2 and the central axis of the magnetic focusing lens 42 and the magnetic quadrupole lens 43. It may be configured to correct the angular deviation from the axis parallel to the X axis). For example, the angular deviation can occur when the exit axis and the central axis intersect at a predetermined angle.
  • the angular deviation can be eliminated by changing the traveling direction of the electron beam EB in the direction along the central axis with the deflection coil 41.
  • the deflection coil 41 can perform two-dimensional deflection, so that not only the above-mentioned angle deviation but also the above-mentioned exit axis and the above-mentioned central axis can be performed.
  • Lateral deviations (for example, when the emission axis and the central axis are parallel to each other in the X-axis direction and are separated from each other in one or both of the Y-axis direction and the Z-axis direction) are also appropriately corrected. be able to.
  • the magnetic focusing lens 42 is arranged after the electron gun 2 and the deflection coil 41.
  • the magnetic focusing lens 42 focuses the electron beam EB while rotating the electron beam EB around an axis along the X-axis direction.
  • the electron beam EB passing through the magnetic focusing lens 42 focuses while rotating in a spiral manner.
  • the magnetic focusing lens 42 has a coil 42a arranged so as to surround the electron passage P, a pole piece 42b, a yoke 42c, and a yoke 42d.
  • the yoke 42c also functions as a wall portion 44b of the housing 44 provided so as to connect a part of the outside of the coil 42a and the tubular member 10.
  • the yoke 42d is a tubular member provided so as to cover the outer periphery of the cylindrical member 10.
  • the coil 42a is indirectly connected to the cylindrical tube 9 via the tubular member 10 and the yoke 42d.
  • the pole piece 42b is composed of a yoke 42c and a yoke 42d.
  • the yoke 42c and the yoke 42d are ferromagnets such as iron.
  • the pole piece 42b may be composed of a notch (gap) provided between the yoke 42c and the yoke 42d, and a part of the yoke 42c and the yoke 42d located in the vicinity of the notch.
  • the inner diameter D of the pole piece 42b is equal to the inner diameter of the gap adjacent region in the yoke 42c or the yoke 42d.
  • the magnetic focusing lens 42 may be configured so that the magnetic field of the coil 42a leaks from the pole piece 42b to the cylindrical tube 9 side.
  • the magnetic quadrupole lens 43 is arranged after the magnetic focusing lens 42.
  • the magnetic quadrupole lens 43 deforms the cross-sectional shape of the electron beam EB into an elliptical shape having a major axis along the Z-axis direction and a minor axis along the Y-axis direction.
  • the magnetic quadrupole lens 43 is arranged so as to surround the electron passage path P.
  • the magnetic quadrupole lens 43 is indirectly connected to the cylindrical tube 9 via the wall portion 44c of the housing 44.
  • the wall portion 44c is provided so as to be connected to the wall portion 44b and to cover the outer periphery of the cylindrical tube 9.
  • the wall portion 44c is made of a non-magnetic metal material.
  • an exemplary magnetic quadrupole lens 43 includes an annular yoke 43a, four columnar yokes 43b provided on the inner peripheral surface of the yoke 43a, and a tip of each yoke 43b. It has a yoke 43c provided in the. A coil 43d is wound around the yoke 43b. Each yoke 43c has a substantially semicircular cross-sectional shape in the YZ plane. The inner diameter d of the magnetic quadrupole lens 43 is the diameter of the inscribed circle passing through the innermost end of each yoke 43c.
  • the magnetic quadrupole lens 43 functions as a concave lens on the XZ plane (plane orthogonal to the Y-axis direction) and as a convex lens on the XY plane (plane orthogonal to the Z-axis direction). Due to the function of the magnetic quadrupole lens 43, the length of the electron beam EB along the Z-axis direction is larger than the length along the Y-axis direction along the Z-axis direction of the electron beam EB.
  • the aspect ratio between the diameter (major axis X1) and the diameter along the Y-axis direction (minor axis X2) is adjusted. Therefore, the aspect ratio can be selectively adjusted by adjusting the amount of current flowing through the coil 43d. As an example, the aspect ratio of the major axis X1 and the minor axis X2 is adjusted to "10: 1".
  • the exhaust unit 5 includes a vacuum pump 5a (first vacuum pump) and a vacuum pump 5b (second vacuum pump).
  • the housing 6 has an exhaust flow path E1 (first exhaust flow path) for vacuum exhausting the space inside the housing 6 (that is, the internal space S1 defined by the housing 6 and the housing 44 of the magnetic lens 4). ) Is provided.
  • the vacuum pump 5b and the internal space S1 communicate with each other via the exhaust flow path E1.
  • the housing 7 is provided with an exhaust flow path E2 (second exhaust flow path) for vacuum exhausting the space inside the housing 7 (that is, the internal space S2 defined by the housing 7).
  • the vacuum pump 5a and the internal space S2 communicate with each other via the exhaust flow path E2.
  • the vacuum pump 5b evacuates the internal space S1 via the exhaust flow path E1.
  • the vacuum pump 5a evacuates the internal space S2 through the exhaust flow path E2.
  • the internal space S1 and the internal space S2 are maintained in a vacuum state or a partial vacuum state in order to remove the gas generated by the electron gun or the target, for example.
  • the internal pressure of the internal space S1 may be preferably maintained in a partial vacuum of 10 -4 Pa or less, and more preferably maintained in a partial vacuum of 10 -5 Pa or less.
  • the internal pressure of the interior space S2 may be preferably maintained in a partial vacuum between 10-6 Pa and 10-3 Pa.
  • the internal space of the cylindrical tube 9 (the space in the electron passage P) is also evacuated by the exhaust unit 5 via the internal space S1 or the internal space S2.
  • one exhaust pump (here, as an example, the vacuum pump 5b) is used as shown in FIG. 8 without using the vacuum pump 5a and the vacuum pump 5b and the two exhaust pumps as shown in FIG.
  • a structure (X-ray generator 1A) capable of evacuating both the internal space S1 and the internal space S2 may be adopted.
  • the exhaust flow path E1 and the exhaust flow path E2 may be connected by a connecting path E3 located outside the housing 6 and the housing 7.
  • the connecting path E3 has a through hole continuously provided from the inside of the wall portion of the housing 7 to the inside of the wall portion of the housing 6 so as to connect the exhaust flow path E1 and the exhaust flow path E2. It may be included.
  • Either the vacuum pump 5a or the vacuum pump 5b may be used as one exhaust pump, but by using the vacuum pump 5b coupled to the exhaust flow path E1 as the exhaust pump, more efficient vacuum exhaust can be achieved. It will be possible.
  • a voltage is applied to the electron gun 2 in a state where the internal spaces S1 and S2 and the electron passage P are evacuated.
  • the electron beam EB having a circular cross section is emitted from the electron gun 2.
  • the electron beam EB is focused on the target 31 by the magnetic lens 4, deformed into an elliptical cross-sectional shape, and incident on the rotating target 31.
  • X-ray XR is generated at the target 31, and X-ray XR having a substantially circular effective focal shape is emitted from the X-ray passing hole 7a to the outside of the housing 7.
  • the configuration example of the cylindrical tube 9 has a shape in which the size of the diameter changes stepwise along the X-axis direction.
  • the cylindrical tube 9 has six cylindrical portions 91 to 96 arranged along the X-axis direction. Each of the cylindrical portions 91 to 96 has a constant diameter along the X-axis direction.
  • the outer diameter of the cylindrical tube 9 does not have to change in synchronization with the inner diameter of the cylindrical tube 9. That is, the outer diameter of the cylindrical tube 9 may be constant.
  • the cylindrical portion 91 (first cylindrical portion) includes the first end portion 9a of the cylindrical tube 9 on the electron gun 2 side.
  • the cylindrical portion 91 extends from the first end portion 9a to the second end portion 91a surrounded by the electron gun 2 side portion of the coil 42a at the boundary portion 9c.
  • the first end portion 92a of the cylindrical portion 92 (second cylindrical portion) is connected to the second end portion 91a of the cylindrical portion 91 on the target 31 side.
  • the cylindrical portion 92 extends from the second end portion 91a of the cylindrical portion 91 to the second end portion 92b of the second cylindrical portion 92 that is slightly closer to the target 31 than the pole piece 42b.
  • the second end portion 92b of the second cylindrical portion 92 may be located between the pole piece 42b and the target 31 along the X-axis direction. Further, the first end portion 93a of the cylindrical portion 93 (third cylindrical portion) is connected to the second end portion 92b of the cylindrical portion 92 on the target 31 side.
  • the cylindrical portion 93 extends from the second end portion 92b of the cylindrical portion 92 to the second end portion 93b of the cylindrical portion 93 surrounded by the magnetic quadrupole lens 43.
  • the first end portion of the cylindrical portion 94 (fourth cylindrical portion) is connected to the second end portion 93b of the cylindrical portion 93 on the target 31 side.
  • the cylindrical portion 94 extends from the second end portion 93b of the cylindrical portion 93 to the housing 7 side of the wall portion 44c.
  • the cylindrical portion 95 (fifth cylindrical portion) and the cylindrical portion 96 (sixth cylindrical portion) pass through the inside of the wall portion 71 of the housing 7.
  • the wall portion 71 is arranged at a position facing the target 31, and extends so as to intersect in the X-axis direction.
  • the cylindrical portion 95 is connected to the second end portion of the cylindrical portion 94 on the target 31 side.
  • the cylindrical portion 95 extends from the end portion of the cylindrical portion 94 to an intermediate portion inside the wall portion 71.
  • the cylindrical portion 96 is connected to the end portion of the cylindrical portion 95 on the target 31 side in the middle portion inside the wall portion 71.
  • the cylindrical portion 96 extends from the end portion of the cylindrical portion 95 to the second end portion 9b of the cylindrical tube 9 on the target 31 side. As shown in FIG.
  • an exemplary X-ray passage hole 7a is provided in the wall portion 72 which is connected to the wall portion 71 and extends so as to intersect in the Z-axis direction.
  • the X-ray passage hole 7a penetrates the wall portion 72 along the Z-axis direction.
  • the diameters of the cylindrical portions 91 to 96 are expressed as d1 to d6, the relationship of "d2> d3> d1> d4> d5> d6" is established.
  • the diameter d1 is 6 to 12 mm
  • the diameter d2 is 10 to 14 mm
  • the diameter d3 is 8 to 12 mm
  • the diameter d4 is 4 to 6 mm
  • the diameter d5 is 4 to 6 mm
  • the diameter d6 Is 0.5 to 4 mm.
  • At least a part of the cylindrical portion 91 and the cylindrical portion 92 is the electron gun 2 rather than the portion of the electron passage P surrounded by the pole piece 42b (particularly the gap between the yoke 42c and the yoke 42d) of the magnetic focusing lens 42.
  • at least a portion of the cylindrical portion 91 and the cylindrical portion 92 is "a portion of the electron passage P that is closer to the electron gun 2 than the portion of the magnetic focusing lens 42 surrounded by the pole piece 42b" ( Hereinafter, it is referred to as a "first cylindrical portion").
  • the diameter d2 of the cylindrical portion 92 is larger than the diameter d1 of the cylindrical portion 91 (d2> d1).
  • the diameter of the cylindrical portion 92 is larger than that of the cylindrical portion 91 adjacent to the electron gun 2 side.
  • at least a part of the cylindrical portion 92 constitutes a diameter-expanded portion that expands in diameter toward the target 31 side.
  • the cylindrical portion 96 includes an end portion 9b of the electron passage P on the target 31 side.
  • the diameter d6 of the cylindrical portion 96 is smaller than the diameter d5 of the cylindrical portion 95 (d6 ⁇ d5). That is, the cylindrical portion 96 has a smaller diameter than the cylindrical portion 95 adjacent to the electron gun 2 side, and the cylindrical portion 96 constitutes a reduced diameter portion whose diameter decreases toward the target 31 side.
  • the diameter d2 of the cylindrical portion 92 is the maximum diameter of the cylindrical tube 9, and the diameter is sequentially reduced from the cylindrical portion 92 toward the target 31 side. Therefore, it can be considered that the portion including the cylindrical portions 93 to 96 constitutes the reduced diameter portion.
  • the magnetic focusing lens 42 located after the electron gun 2 adjusts the size of the electron beam EB and the magnetic quadrupole magnet placed after the magnetic focusing lens 42.
  • the lens 43 deforms the cross-sectional shape of the electron beam EB into an elliptical shape. Therefore, the size of the electron beam EB and the cross-sectional shape can be adjusted independently.
  • FIG. 4A is a schematic diagram of a configuration example including the magnetic focusing lens 42 and the magnetic quadrupole lens 43 shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4B is a schematic diagram of a configuration (doublet) of a comparative example.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams schematically showing an example of an optical system that acts on the electron beam EB between the cathode C (electron gun 2) and the target 31.
  • the cross-sectional shape of the electron beam is formed by a combination of two-stage magnetic quadrupole lenses in which a surface acting as a concave lens and a surface acting as a convex lens are interchanged with each other. The size and aspect ratio are adjusted.
  • the lens that determines the size of the cross-sectional shape of the electron beam and the lens that determines the aspect ratio are not independent of each other. Therefore, it is necessary to adjust the size and aspect ratio at the same time by combining two-stage magnetic quadrupole lenses. Therefore, the adjustment of the focal dimension and the focal shape becomes complicated.
  • the size of the cross-sectional shape of the electron beam EB is adjusted by the magnetic focusing lens 42 in the previous stage. That is, the magnetic focusing lens 42 narrows the cross-sectional shape of the electron beam EB to a certain size.
  • the aspect ratio of the cross-sectional shape of the electron beam EB is adjusted by the magnetic quadrupole lens 43 in the subsequent stage.
  • a lens (magnetic focusing lens 42) for determining the size of the cross-sectional shape of the electron beam EB and a lens (magnetic quadrupole lens 43) for determining the aspect ratio are used.
  • the focal dimension and the focal shape can be easily and flexibly adjusted.
  • the electron beam EB passing through the magnetic focusing lens 42 rotates around an axis along the X-axis direction, but the electron beam EB emitted by the electron gun 2 has a circular cross-sectional shape, so that the electron beam EB is magnetic.
  • the cross-sectional shape of the electron beam from the focusing lens 42 to the magnetic quadrupole lens 43 is constant (circular shape) regardless of the amount of rotation of the electron beam EB in the magnetic focusing lens 42.
  • the cross-sectional shape F1 (cross-sectional shape along the YZ plane) of the electron beam EB is consistently and surely, the major axis X1 along the Z direction and the short axis along the Y-axis direction. It can be formed into an elliptical shape having a diameter X2.
  • the aspect ratio and the size of the cross-sectional shape of the electron beam EB can be easily and flexibly adjusted.
  • the performance of the X-ray generator 1 according to the embodiment provided with the electron gun 2 and the magnetic lens 4 was evaluated experimentally. At that time, a high voltage was applied to the electron gun 2 to set the target 31 as the ground potential. An X-ray XR having an effective focal dimension of "40 ⁇ m ⁇ 40 ⁇ m" was obtained at a desired output (voltage applied to the cathode C). When the focal dimension changes in 1000 hours of operation, the above effective focal dimension can be achieved again by simply adjusting the current amount of the coil 43d of the magnetic quadrupole lens 43 without changing the operating conditions on the cathode C side. Was easily obtained. As described above, according to the X-ray generator 1, it has been confirmed that the effective focal dimension of the X-ray XR can be easily corrected according to the dynamic change only by adjusting the current amount of the coil 43d. rice field.
  • the target 31 has an electron incident surface 31a on which the electron beam EB is incident.
  • the electron incident surface 31a is inclined with respect to the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • the cross-sectional shape F1 that is, the ratio of the major axis X1 and the minor axis X2
  • the electron incident surface with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the inclination angle of 31a is adjusted so that the focal shape F2 of the X-ray XR viewed from the X-ray XR extraction direction (Z-axis direction) has a substantially circular shape.
  • the shape of the focal point (effective focal point) of the X-ray XR taken out by adjusting the tilt angle of the electron incident surface 31a of the target 31 and the molding conditions (aspect ratio) by the magnetic quadrupole lens 43. can have a substantially circular shape.
  • the length of the magnetic condensing lens 42 along the X-axis direction is longer than the length of the magnetic quadrupole lens 43 along the X-axis direction.
  • the length of the magnetic focusing lens 42 along the X-axis direction means the total length of the yoke 42c surrounding the coil 42a. In some embodiments, it becomes easier to secure the number of turns of the coil 42a of the magnetic focusing lens 42. As a result, by generating a relatively large magnetic field in the magnetic focusing lens 42, the electron beam EB can be effectively focused small in order to further increase the reduction ratio. Further, in order to reduce the size of the electron beam EB incident on the electron incident surface 31a of the target 31, the distance from the electron gun 2 to the lens center (the portion provided with the pole piece 42b) formed by the magnetic focusing lens 42. The distance can be increased.
  • the inner diameter D of the pole piece 42b of the magnetic focusing lens 42 is larger than the inner diameter d of the magnetic quadrupole lens 43 (see FIG. 3).
  • the spherical aberration of the lens configured by the magnetic focusing lens 42 can be reduced by relatively increasing the inner diameter D of the pole piece 42b of the magnetic focusing lens 42.
  • the inner diameter d of the magnetic quadrupole lens 43 relatively small, the number of turns of the coil 43d in the magnetic quadrupole lens 43 and the amount of current flowing through the coil 43d can be reduced. As a result, the amount of heat generated by the magnetic quadrupole lens 43 can be suppressed.
  • the X-ray generator 1 includes a cylindrical tube 9 extending along the X-axis direction and forming an electron passage P through which the electron beam EB passes.
  • the magnetic focusing lens 42 and the magnetic quadrupole lens 43 are directly or indirectly connected to the cylindrical tube 9.
  • the magnetic focusing lens 42 and the magnetic quadrupole lens 43 can be arranged or attached with reference to the cylindrical tube 9, and thus the central axis of the magnetic focusing lens 42 and the magnetic quadrupole lens 43. Can be placed coaxially with high accuracy. As a result, it is possible to suppress the occurrence of distortion in the profile (cross-sectional shape) of the electron beam EB after passing through the inside of the magnetic focusing lens 42 and the inside of the magnetic quadrupole lens 43.
  • the X-ray generator 1 includes a deflection coil 41.
  • the angular deviation generated between the emission axis of the electron beam EB emitted from the electron gun 2 and the central axis of the magnetic focusing lens 42 and the magnetic quadrupole lens 43 is determined. , Can be corrected appropriately.
  • the deflection coil 41 is arranged between the electron gun 2 and the magnetic focusing lens 42.
  • the traveling direction of the electron beam EB can be appropriately adjusted before the electron beam EB passes through the magnetic focusing lens 42 and the magnetic quadrupole lens 43. As a result, the cross-sectional shape of the electron beam EB incident on the target 31 can be maintained in the intended elliptical shape.
  • an electron passage P is formed so as to extend between the housing 6 accommodating the cathode C (electron gun 2) and the housing 7 accommodating the target 31.
  • the portion of the electron passage P including the end portion on the target 31 side (end portion 9b of the cylindrical tube 9) is reduced in diameter toward the target 31 side.
  • the cylindrical portion 96 (or cylindrical portion 93-96) constitutes a reduced diameter portion that reduces in diameter toward the target 31 side.
  • the reflected electrons are electrons of the electron beam EB incident on the target 31 that are reflected without being absorbed by the target 31.
  • gas is generated by the electron gun 2.
  • the gas may remain in the space in which the cathode C is housed.
  • gas for example, gas by-products such as H 2 , H 2 O, N 2 , CO, CO 2 , CH 4 , Ar and the like
  • gas can be generated in the housing 7 due to the collision of electrons with the target 31.
  • electrons may be reflected from the surface of the target 31.
  • the entrance (that is, the end 9b) of the electron passage P on the target 31 side is narrowed, so that the electron passage P goes to the housing 6 side (that is, the internal space S1) via the electron passage P.
  • the amount of gas sucked is small, and the amount of gas discharged from the exhaust flow path E1 provided in the housing 6 is small. Therefore, in the X-ray generator 1, the housing 7 itself is provided with the gas discharge path (exhaust flow path E2). As a result, deterioration of the cathode C due to reflected electrons can be suppressed or prevented while appropriately performing vacuum exhaust in each of the housings 6 and 7.
  • the portion of the electron passage P on the electron gun 2 side (the first cylindrical portion described above) with respect to the portion of the magnetic focusing lens 42 surrounded by the pole piece 42b has an enlarged diameter that increases toward the target 31 side. It has a portion (at least a part of the cylindrical portion 92).
  • the diameter-expanded portion (that is, the diameter-expanded portion) expands toward the target 31 side.
  • the portion whose diameter is reduced toward the cathode C side) can suppress the movement of the reflected electrons to the cathode C side through the electron passage path P. Further, it is possible to effectively prevent the electron beam EB toward the target 31 from colliding with the inner wall (inner surface of the cylindrical tube 9) of the electron passage P.
  • the diameter-expanded portion has a diameter d2 (second diameter) larger than the diameter d1 from the portion having the diameter d1 (first diameter) (that is, the cylindrical portion 91) from the electron gun 2 side to the target 31 side of the cylindrical tube 9.
  • a portion that is, a boundary portion between the cylindrical portion 91 and the cylindrical portion 92) that changes discontinuously to a portion having a diameter) (that is, the cylindrical portion 92) is included.
  • the diameter of the cylindrical tube 9 changes in a stepped manner at the boundary between the cylindrical portion 91 and the cylindrical portion 92.
  • the boundary portion 9c is formed by an annular wall having a diameter d1 as an inner diameter and a diameter d2 as an outer diameter (see FIG. 2).
  • the reflected electrons can collide with the boundary portion 9c. As a result, the movement of the reflected electrons toward the cathode C side can be suppressed or prevented even more effectively.
  • the diameter of the portion of the electron passage P surrounded by the pole piece 42b of the magnetic focusing lens 42 is equal to or larger than the diameter of the other portion of the electron passage P. That is, the electron passage P has the maximum diameter in the portion of the magnetic focusing lens 42 surrounded by the pole piece 42b.
  • the target is made by increasing the diameter of the portion of the electron beam EB emitted from the electron gun 2 where the spread is large (that is, the portion surrounded by the pole piece 42b) to be larger than the diameter of the other portion. It is possible to effectively prevent the electron beam EB heading toward 31 from colliding with the inner wall (inner surface of the cylindrical tube 9) of the electron passage P.
  • the exhaust flow path E1 and the exhaust flow path E2 communicate with each other. Then, the exhaust unit 5 evacuates the inside of the housing 6 through the exhaust flow path E1 and evacuates the inside of the housing 7 through the exhaust flow path E2. In some embodiments, the common exhaust unit 5 can evacuate both the internal space S1 in the housing 6 and the internal space S2 in the housing 7, so that the X-ray generator 1 can be miniaturized. Can be planned.
  • the electron gun 2 includes a cathode C, a first grid electrode 21 (first electrode), a first holding electrode 22, and a second grid electrode 23 (second electrode). , A second holding electrode 24, a third holding electrode 25 (third electrode), and a stem 26.
  • One or both of the first grid electrode 21 and the second grid electrode 23 may be configured to control the amount of electron beam EB emitted from the cathode C.
  • the cathode C has a tip portion C1 and a pair of support pins C2 (support portions).
  • the tip portion C1 has an electron emitting surface EE that emits an electron beam EB.
  • the pair of support pins C2 are members that are electrically connected to the tip portion C1 and support the tip portion C1.
  • the pair of support pins C2 may be formed of a conductive material such as metal.
  • the tip portion C1 may be formed in a columnar shape.
  • the electron emitting surface EE which is the tip surface of the tip portion C1, is formed in a circular plane shape.
  • the electron beam EB is emitted from the electron emitting surface EE of the tip portion C1 along the X-axis direction.
  • the emission axis AX of the electron beam EB is an axis line parallel to the X-axis direction passing through the center of the electron emission surface EE of the tip portion C1.
  • the exit axis AX is also the central axis of the electron gun 2.
  • the pair of support pins C2 are held by a stem 26 made of an insulating member such as ceramic.
  • the end of the support pin C2 on the opposite side of the tip C1 is electrically connected to an external power feeding device via a connecting member or the like arranged in the space S13 surrounded by the third holding electrode 25. There is.
  • the first grid electrode 21 accommodates the tip C1 of the cathode C (at least a part of the tip C1 and the pair of support pins C2 on the tip C1 side).
  • the first grid electrode 21 has a side wall 211 (first side wall), a top wall 212, and a bottom wall 213.
  • the material of the first grid electrode 21 may be a metal material having a high melting point (for example, titanium, molybdenum, and an alloy containing at least one of them).
  • the side wall 211 surrounds the tip C1 of the cathode C around the exit shaft AX.
  • the side wall 211 is formed in a cylindrical shape with the exit axis AX as the central axis.
  • the side wall 211 is provided with an opening 211a (first opening).
  • the side wall 211 is provided with a plurality of (two as an example) openings 211a at equal intervals along the circumferential direction around the exit shaft AX.
  • the two openings 211a are provided so as to face each other with the exit shaft AX in between. Therefore, the two openings 211a may face each other in the Y-axis direction.
  • Each opening 211a has a substantially rectangular elongated hole shape extending along the circumferential direction around the exit shaft AX.
  • the corners of each opening 211a have a curved surface shape (R shape).
  • the space S11 (first space) surrounded by the side wall 211 communicates with the space S12 (the space between the side wall 211 and the side wall 231 of the second grid electrode 23) described later through the opening 211a.
  • the space S11 is surrounded by a side wall 211, a top wall 212, and a bottom wall 213.
  • the space S11 houses the tip C1 of the cathode C.
  • the top wall 212 is connected to the end of the side wall 211 on the target 31 side (electron emission direction side).
  • the top wall 212 extends along a plane (YZ plane) orthogonal to the exit axis AX so as to cover the cathode C.
  • the surface 212a of the top wall 212 on the target 31 side (electron emission direction side) is inclined in a tapered shape so as to approach the target 31 side as the distance from the emission axis AX increases.
  • a circular opening 212b penetrating along the X-axis direction is provided at the center of the surface 212a. Therefore, the surface 212a constitutes a surface inclined in a mortar shape toward the opening 212b.
  • the center of the opening 212b is located on the exit shaft AX.
  • the electron beam EB emitted from the electron emitting surface EE of the tip portion C1 of the cathode C passes through the opening 212b. At least the electron emitting surface EE of the tip portion C1 is arranged inside the opening 212b. In some embodiments, the tip C1 does not project toward the target 31 (electron emission direction side) with respect to the opening 212b. Therefore, the electron emitting surface EE does not protrude from the opening 212b.
  • the bottom wall 213 is connected to the end of the side wall 211 on the side opposite to the end on the target 31 side (electron emission direction side).
  • the bottom wall 213 extends along a plane (YZ plane) orthogonal to the exit axis AX.
  • the pair of support pins C2 are provided at the center of the bottom wall 213 and pass through a circular opening 213a that penetrates the bottom wall 213 along the X-axis direction.
  • the center of the opening 213a is located on the exit shaft AX.
  • the inner diameter of the opening 213a is larger than the inner diameter of the opening 212b.
  • the bottom wall 213 has a flange portion 213b.
  • the flange portion 213b is formed in an annular shape when viewed from the direction along the exit shaft AX (X-axis direction), and extends outward from the side wall 211.
  • the first holding electrode 22 is a disk-shaped electrode connected to the first grid electrode 21.
  • the material of the first holding electrode 22 is a metal material having a high melting point (for example, titanium, molybdenum, and an alloy containing at least one of them).
  • the first holding electrode 22 is arranged on the side opposite to the side where the target 31 is located (the side in the electron emitting direction) with respect to the first grid electrode 21.
  • the first holding electrode 22 is arranged so as to make surface contact with the surface 213c along the surface 213c of the bottom wall 213 opposite to the target 31 side (electron emission direction side).
  • An opening 22a (central opening) penetrating in the X-axis direction is provided at the center of the first holding electrode 22.
  • the center of the opening 22a is located on the exit shaft AX. Further, the bottom wall 213 and the first holding electrode 22 are provided with a circular through hole H extending along the X-axis direction and communicating the space S11 and the space S13 described later. In some embodiments, a plurality of (two, for example) through holes H are provided at equal intervals along the circumferential direction around the exit shaft AX. Further, the two through holes H are provided so as to face each other with the exit shaft AX interposed therebetween. The two through holes H are provided so as to face each other in the Y-axis direction.
  • the through hole H is composed of a through hole 213f provided in the bottom wall 213 and a through hole 22d provided coaxially with the through hole 213f in the first holding electrode 22.
  • the through holes 213f and the through holes 22d that overlap each other when viewed from the X-axis direction form a through hole H that communicates the space S11 and the space S13.
  • the outer edge of the first holding electrode 22 is located inside the outer edge of the flange portion 213b.
  • the stem 26 is a disk-shaped member that fixes the cathode C to the stem 26.
  • the stem 26 is provided with an insertion hole through which a pair of support pins C2 serving as a feeding path are inserted.
  • the stem 26 is made of an insulating material.
  • the material of the stem 26 is, for example, alumina (Al2O3).
  • the stem 26 is arranged in the opening 22a. A portion of the stem 26 that protrudes from the opening 22a is held by a second holding electrode 24, which will be described later.
  • the second holding electrode 24 is arranged on the side opposite to the side where the target 31 is located (the side in the electron emitting direction) with respect to the first holding electrode 22.
  • the second holding electrode 24 is arranged so as to make surface contact with the surface 22b along the surface 22b of the first holding electrode 22 opposite to the target 31 side (electron emission direction side).
  • the material of the second holding electrode 24 is a metal material having a high melting point (for example, an alloy of copper and molybdenum, an alloy of copper and tungsten, etc.).
  • the second holding electrode 24 has a side wall 241 and a flange portion 242.
  • the side wall 241 is formed in a cylindrical shape with the exit shaft AX as the central axis.
  • the flange portion 242 is annular, is connected to the end of the side wall 241 on the target side (electron emission direction side), and extends to the outside of the side wall 241 along a plane (YZ plane) orthogonal to the emission axis AX. ing.
  • the flange portion 242 is arranged along the surface 22b of the first holding electrode 22 so as to make surface contact with the surface 22b.
  • the outer edge of the flange portion 242 is located inside the outer edge of the first holding electrode 22.
  • the outer edge of the flange portion 242 is located inside the edge of the through hole H on the exit shaft AX side so that the flange portion 242 does not block the through hole H.
  • the inner surface 241a of the side wall 241 is continuous with the opening 22a of the first holding electrode 22. Further, the inner diameter of the side wall 241 coincides with the inner diameter of the opening 22a.
  • the stem 26 is housed inside the opening 22a and the side wall 241. In some embodiments, the stem 26 is inserted into the opening 22a of the first holding electrode 22. Further, the outer surface of the portion of the stem 26 protruding from the opening 22a and the inner surface 241a of the side wall 241 of the second holding electrode 24 are joined, and the surface 22b of the first holding electrode 22 and the flange portion 242 are joined. NS. Therefore, the stem 26 can be selectively positioned and fixed to the electron gun 2.
  • the third holding electrode 25 surrounds at least a part of the cathode C (for example, a part of a pair of support pins C2).
  • the third holding electrode 25 has a side wall 251 (third side wall) and a holding portion 252.
  • the side wall 251 is formed in a cylindrical shape with the exit shaft AX as the central axis.
  • the side wall 251 is provided with an opening 251a (third opening).
  • the side wall 251 is provided with a plurality of (two, for example) openings 251a.
  • the two openings 251a face each other in a direction orthogonal to the exit axis AX (as an example, the Z-axis direction).
  • the corners of each opening 251a are formed in a substantially rectangular shape having a curved surface shape (R shape).
  • the length of the side of each opening 251a in the direction along the exit shaft AX is substantially equal to the length of the side wall 251 in the direction along the exit shaft AX.
  • the space S13 (third space) surrounded by the side wall 251 and the space outside the side wall 251 (space S14 described later) communicate with each other through the opening 251a.
  • the holding portion 252 has an annular shape and is connected to the end portion of the side wall 251 on the target 31 side (electron emission direction side).
  • the holding portion 252 holds the first holding electrode 22.
  • the holding portion 252 has a portion 252a (first portion) on the target 31 side (electron emission direction side) and a portion 252b (second portion) on the side opposite to the target 31 side.
  • the inner diameter of the portion 252a substantially coincides with the outer diameter of the first holding electrode 22.
  • the inner diameter of the portion 252b is smaller than the inner diameter of the portion 252a, larger than the outer diameter of the flange portion 242 of the second holding electrode 24, and has a size that does not block the through hole H.
  • the inner surface of the portion 252b is located outside the edge of the through hole H on the side opposite to the exit shaft AX side.
  • the side surface 22c of the first holding electrode 22 along the X-axis direction is in contact with the inner surface of the portion 252a.
  • the outer edge portion of the surface 22b of the first holding electrode 22 is in contact with the surface 252c of the portion 252b on the target 31 side (electron emission direction side). Further, the outer edge portion of the surface 22b of the first holding electrode 22 is placed on the surface 252c of the portion 252b.
  • the second grid electrode 23 houses the cathode C, the first grid electrode 21, the first holding electrode 22, the second holding electrode 24, the third holding electrode 25, and the stem 26. doing.
  • the second grid electrode 23 is formed in a cylindrical shape with the exit axis AX as the central axis.
  • the second grid electrode 23 has a side wall 231 (second side wall) formed in a cylindrical shape with the exit axis AX as the central axis.
  • the end of the side wall 231 on the target 31 side has a curved surface shape (R shape).
  • the side wall 231 has a cap-shaped surrounding portion 232 that surrounds (accommodates) the flange portion 213b of the first grid electrode 21 and the holding portion 252 of the third holding electrode 25.
  • the surrounding portion 232 includes an end portion of the side wall 231 on the target 31 side (electron emission direction side).
  • the surrounding portion 232 has a portion 232a (first portion) on the target 31 side (electron emission direction side) and a portion 232b (second portion) on the side opposite to the target 31 side.
  • the surrounding portion 232 is thicker than other portions of the side wall 231 (for example, a portion provided with the opening 231b described later).
  • the thickness of the portion 232a is larger than the thickness of the portion 232b.
  • the side wall 231 has a stepwise (stepwise) thickness toward the target 31 side at a portion (surrounding portion 232) including the end on the target 31 side (electron emission direction side). It has an increasing configuration.
  • the inner diameter of the side wall 231 in the portion 232a is larger than the outer diameter of the side wall 211 of the first grid electrode 21 and smaller than the outer diameter of the flange portion 213b of the first grid electrode 21. Further, the inner diameter of the side wall 231 in the other portion provided with the opening 231b coincides with the outer diameter of the holding portion 252 of the third holding electrode 25.
  • the flange portion 213b is fixed by the portion 232a and the portion 232b of the surrounding portion 232.
  • the surface 213d of the flange portion 213b on the target 31 side is fixed by abutting on the surface 232c of the portion 232a opposite to the target 31 side.
  • the side surface 213e of the flange portion 213b along the X-axis direction is surrounded by the inner surface of the portion 232b.
  • the holding portion 252 is surrounded by a portion 232b of the surrounding portion 232 and another portion provided with an opening 231b in the side wall 231.
  • the surface 252d of the holding portion 252 on the target 31 side is in contact with the surface 232d of the portion 232b opposite to the target 31 side.
  • the outer side surface 252e of the holding portion 252 along the X-axis direction is surrounded by the inner surface of the other portion of the side wall 231.
  • the side wall 211 of the first grid electrode 21 and the side wall 231 of the second grid electrode 23 (part 232a of the surrounding portion 232) facing each other are separated from each other by the space S12 (second space).
  • the space S12 is an annular gap formed between the side wall 211 and the portion 232a.
  • the space S12 and the external space of the electron gun 2 are communicated with each other at the end of the side wall 231 on the target 31 side (that is, the end of the portion 232a).
  • An opening 231a (second opening) that opens in the X-axis direction is provided.
  • the end of the opening 231a on the target 31 side has a curved surface shape (R shape).
  • the side wall 231 is provided so as to cover the opening 211a of the first grid electrode 21 when viewed from a direction orthogonal to the X-axis direction (direction along the YZ plane).
  • the end surface 231c of the side wall 231 on the target 31 side is located closer to the target 31 than the edge of the opening 211a on the target 31 side. Therefore, when the electron gun 2 is viewed from the direction perpendicular to the emission axis AX (for example, when viewed from the Y-axis direction or the Z-axis direction), at least a part of the top wall 212 (target 31 side (electron emission direction side)). The end) is visible, but the opening 211a covered by the second grid electrode 23 is not visible.
  • a space S14 (fourth space) is provided between the side wall 231 facing the side wall 251 of the third holding electrode 25 (that is, the portion surrounding the side wall 251) and the side wall 251. It is formed.
  • the side wall 231 and the side wall 251 are separated from each other so that a gap is provided between the side wall 231 and the side wall 251.
  • an opening 231b (fourth opening) is provided in a portion of the side wall 231 facing the side wall 251 (a portion surrounding the side wall 251).
  • the side wall 231 is provided with a plurality of (two, for example) openings 231b.
  • each opening 231b face each other in a direction orthogonal to the exit axis AX (for example, the Y-axis direction).
  • each opening 231b has a curved surface (R shape) edge, and is formed in a substantially rectangular shape.
  • the space S14 between the side wall 251 and the side wall 231 and the external space of the electron gun 2 (for example, the internal space S1 of the housing 6) communicate with each other through the opening 231b.
  • the opening 251a provided on the side wall 251 and the opening 231b provided on the side wall 231 do not directly face each other.
  • the position where the opening 251a is provided is offset by approximately 90 degrees from the position where the opening 231b is provided when viewed from the X-axis direction. Therefore, the openings 231b and 251a are arranged alternately so that the opening 251a cannot be seen through the opening 231b when the electron gun 2 is viewed from the outside.
  • the space S11 in the first grid electrode 21 (cathode accommodating space accommodating the tip C1 of the cathode C) is via an opening 211a provided in the side wall 211 of the first grid electrode 21.
  • the space S12 communicates with the external space of the electron gun 2 (for example, the internal space S1 of the housing 6) through the opening 231a provided in the second grid electrode 23.
  • the gas remaining in the cathode accommodating space (space S11) is discharged to the space S12 through the opening 211a, and the gas discharged into the space S12 is discharged to the space S12 through the opening 231a. It is discharged to the external space 2 (for example, the internal space S1 of the housing 6). Therefore, the electron gun 2 can be used to efficiently perform vacuum exhaust of the cathode accommodating space (space S11). Further, gas may be generated from each member (for example, the first grid electrode 21) constituting the electron gun 2, and such gas can be efficiently discharged.
  • the electron gun 2 is configured to efficiently perform vacuum exhaust of the cathode accommodating space (space S11), such as consumption of the cathode C and discharge between members (for example, corona discharge between the support pin C2 and each electrode). Etc.) can be suppressed.
  • the opening 211a has an elongated hole shape extending along the circumferential direction around the exit shaft AX in order to perform vacuum exhaust in the space S11 through the opening 211a.
  • the side wall 231 may be configured to cover the opening 211a when viewed from a direction orthogonal to the exit axis AX (a direction along the YZ plane).
  • the edge portion and the like constituting the opening 211a can be concealed from a structure having a large potential difference from the electron gun such as the inner wall of the housing 6. As a result, the occurrence of electric discharge can be suppressed.
  • the third holding electrode 25 has a side wall 251 that surrounds a support portion (a pair of support pins C2) that supports the tip end portion C1 of the cathode C around the exit shaft AX.
  • the side wall 251 is provided with an opening 251a for communicating the space S13 surrounded by the side wall 251 and the external space of the electron gun 2 (for example, the internal space S1 of the housing 6). According to this, even for the gas remaining in the cathode accommodating space (space S13) in which the pair of support pins C2 are accommodated, the external space of the electron gun 2 (for example, the internal space of the housing 6) is also passed through the opening 251a. It can be discharged to S1). Further, gas may be generated from each member (for example, the third holding electrode 25) constituting the electron gun 2, and such gas can be efficiently discharged.
  • the electron gun 2 may be provided with a through hole H for communicating the space S11 and the space S13. According to the above configuration, the vacuum exhaust in the space S13 can be performed more effectively.
  • a portion of the side wall 231 surrounds the side wall 251 around the exit shaft AX.
  • An opening 231b for communicating the space S14 between the side wall 231 and the side wall 251 and the external space of the electron gun 2 (for example, the internal space S1 of the housing 6) is provided in the portion of the side wall 231 surrounding the side wall 251. Has been done.
  • the space S13 and the external space of the electron gun 2 (for example, the internal space S1 of the housing 6) communicate with each other via the space S14.
  • the gas remaining in the space S13 is discharged into the opening 251a, the space S14, and the opening. It can be discharged to the external space of the electron gun 2 (for example, the internal space S1 of the housing 6) via the 231b, and also from each member (for example, the third holding electrode 25) constituting the electron gun 2. Gas may be generated, and such gas can be discharged efficiently.
  • the opening 251a and the opening 231b are provided so as not to face each other.
  • the edge portion and the like constituting the opening 251a can be combined with an electron gun such as an inner wall of the housing 6. It is possible to conceal a structure having a large potential difference. As a result, the occurrence of electric discharge can be suppressed.
  • An evaluation experiment using the X-ray generator 1 according to the embodiment provided with the electron gun 2 confirmed that no discharge was generated at a tube voltage of 160 kV after conditioning. Further, as a result of no discharge, the amount of consumption of the cathode crystals constituting the cathode C is significantly compared with the case where the configuration without the opening 211a, the opening 231a, the opening 251a, and the opening 231b is adopted. It was confirmed that it can be reduced to.
  • the deflection coil 41 may be omitted when the emission axis of the electron beam EB from the electron gun 2 and the central axis of the magnetic focusing lens 42 are aligned with high accuracy. Further, the deflection coil 41 may be arranged between the magnetic focusing lens 42 and the magnetic quadrupole lens 43, or may be arranged between the magnetic quadrupole lens 43 and the target 31.
  • the shape of the electron passage P may have a single diameter over the entire area. Further, the electron passage P may be formed by a single cylindrical tube 9. In another example, the cylindrical tube 9 is provided only in the housing 6, and the electron passage P passing through the housing 7 may be formed by a through hole provided in the wall portion 71 of the housing 7. .. Further, the electron passage P may be formed by the through hole of the tubular member 10 and the through hole provided in the housing 44 and the housing 7 without separately providing the cylindrical tube 9.
  • FIG. 6 shows a first modification of the cylindrical tube (cylindrical tube 9A).
  • the cylindrical tube 9A differs from the cylindrical tube 9 shown in FIG. 2 in that it has cylindrical portions 91A-93A instead of cylindrical portions 91-96.
  • the cylindrical portion 91A extends from the end portion 9a of the cylindrical tube 9 to a position surrounded by the electron gun 2 side of the coil 42a.
  • the cylindrical portion 91A has a tapered shape.
  • the diameter of the cylindrical portion 91A gradually increases from the diameter d1 to the diameter d2 from the end portion 9a toward the target 31 side.
  • the cylindrical portion 92A extends from the end of the cylindrical portion 91A on the target 31 side to a position slightly closer to the target 31 than the pole piece 42b.
  • the cylindrical portion 92A has a constant diameter (diameter d2).
  • the cylindrical portion 93A extends from the end portion of the cylindrical portion 92A on the target 31 side to the end portion 9b of the cylindrical tube 9.
  • the cylindrical portion 93A has a tapered shape.
  • the diameter of the cylindrical portion 93A gradually decreases from the diameter d2 to the diameter d6 from the end portion of the cylindrical portion 92A toward the target 31 side.
  • the cylindrical portion 91A corresponds to the enlarged diameter portion
  • the cylindrical portion 93A corresponds to the reduced diameter portion.
  • FIG. 7 shows a second modification of the cylindrical tube (cylindrical tube 9B).
  • the cylindrical tube 9B differs from the cylindrical tube 9 shown in FIG. 2 in that it has cylindrical portions 91B, 92B instead of cylindrical portions 91-96.
  • the cylindrical portion 91B extends from the end portion 9a of the cylindrical tube 9 to a position surrounded by the pole piece 42b.
  • the cylindrical portion 91B has a tapered shape.
  • the diameter of the cylindrical portion 91B gradually increases from the diameter d1 to the diameter d2 from the end portion 9a toward the target 31 side.
  • the cylindrical portion 92B extends from the end portion of the cylindrical portion 91B on the target 31 side to the end portion 9b of the cylindrical tube 9.
  • the cylindrical portion 92B has a tapered shape. In some embodiments, the diameter of the cylindrical portion 92B gradually decreases from diameter d2 to diameter d6 from the end of the cylindrical portion 91B toward the target 31 side. In the cylindrical tube 9B, the cylindrical portion 91B corresponds to the enlarged diameter portion, and the cylindrical portion 92B corresponds to the reduced diameter portion.
  • the reduced diameter portion and the expanded diameter portion of the cylindrical tube do not have to be formed in a stepped shape (discontinuous) as in the cylindrical tube 9, and the cylindrical tubes 9A and 9B It may be formed in a tapered shape as in. Further, like the cylindrical tube 9B, the cylindrical tube may be composed of only the tapered portion. Further, the cylindrical tube may have both a portion whose diameter is changed in a stepped shape and a portion whose diameter is changed in a tapered shape. For example, the enlarged diameter portion may be formed in a tapered shape like the cylindrical tube 9A, while the reduced diameter portion may be formed in a stepped shape like the cylindrical tube 9.
  • the target does not have to be a rotating anode.
  • the target may be configured to not rotate and the electron beam EB may be configured to always incident at the same position on the target.
  • the target by using the target as a rotating anode, the local load due to the electron beam EB on the target can be reduced. As a result, it is possible to increase the amount of electron beam EB and increase the dose of X-ray XR emitted from the target.
  • the electron gun 2 may be configured to emit an electron beam EB having a circular cross-sectional shape. In another example, the electron gun 2 may be configured to emit an electron beam having a cross-sectional shape other than the circular shape.
  • the electron gun 2 may not be provided with all of the openings 211a, 231a, 251a, and 231b described above.
  • the opening 251a and the opening 231b may be omitted.
  • the exhaust efficiency of the space S11 can be improved by the opening 211a and the opening 231a.
  • the shape, number, and arrangement of one or more of the openings 211a, 231a, 251a, 231b, and the through holes H may be changed.
  • the through hole H may communicate the space S12 and the space S13.
  • the position where the through hole H is formed may be a position overlapping the space S12 when viewed from the X-axis direction (that is, a position outside the position shown in FIG. 9 and a position away from the exit axis AX).
  • the first electrode includes the first grid electrode 21, the second electrode includes the second grid electrode 23, and the third electrode includes the holding electrode 25.
  • the electron gun 2 further includes a first holding electrode 22 connected to the first grid electrode 21, and a second holding electrode 24 connected to the first holding electrode 22.
  • the first holding electrode 22 is located between the first grid electrode 21 and the second holding electrode 24.
  • the first holding electrode 22 has a disk-shaped metal electrode.
  • the first holding electrode 22 has a plurality of circular through holes 22d provided at equal intervals along the circumferential direction around the exit shaft AX.
  • the plurality of circular through holes 22d communicate at least one of the first space (space S11) and the second space (space S12) with the third space (space S13).
  • the second holding electrode 24 has a cylindrical side wall 241 and an annular flange portion 242.
  • the first holding electrode 22 is provided with a central opening (opening 22a) located on the exit shaft AX.
  • the electron gun 2 further includes a stem 26 that supports the cathode C and is inserted into the central opening (opening 22a).
  • the second holding electrode 24 has a cylindrical side wall 241.
  • the outer surface of the stem 26 protruding from the central opening (opening 22a) is joined to the inner surface 241a of the cylindrical side wall 241.

Landscapes

  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

電子銃は、電子ビームを出射する先端部を有するカソードと、カソードの先端部を含む部分を収容する第１電極と、電子ビームの出射軸に沿った方向から見て第１電極を取り囲む第２電極と、を備える。第１電極は、出射軸の周りに、先端部を含む部分を取り囲む第１側壁を有している。第２電極は、第１側壁から離間して第１側壁を取り囲む第２側壁を有している。第１側壁には、第１側壁に囲まれた第１空間と、第１側壁と第２側壁との間の第２空間と、を連通させる第１開口部が設けられている。第２電極には、第２空間と外部空間とを連通させるように、出射軸に沿った方向に開口する第２開口部が設けられている。

Description

電子ビーム発生器及びＸ線発生装置
　本開示の一側面は、電子ビーム発生器及びＸ線発生装置に関する。
　電子ビームをターゲットに入射させるＸ線発生装置が知られている。例えば、特許文献１には、カソードがウェネルト電極（グリッド電極）に収容された電子銃の構成が開示されている。
特開２０１５－０４１５８５号公報
　ウェネルト電極には、電子ビームが通過する開口が設けられている。カソードは、グリッド電極内においてカソードが収容された空間に残留するガスによって消耗される。
　本明細書では、真空排気を効率良く行うことができるカソード収容空間を含む電子ビーム発生器及びＸ線発生装置の一例が開示される。
　例示的な電子銃（電子ビーム発生器）は、電子ビームを出射する先端部を有するカソードと、カソードの先端部を収容する第１電極と、電子ビームの出射軸に沿った方向から見て第１電極を取り囲む第２電極と、を備える。第１電極は、出射軸の周りに、先端部を取り囲む第１側壁を有する。第２電極は、第１側壁から離間して第１側壁を取り囲む第２側壁を有する。第１側壁には、第１側壁に囲まれた第１空間と、第１側壁と第２側壁との間の第２空間と、を連通させる第１開口部が設けられている。第２電極には、第２空間と外部空間とを連通させるように、出射軸に沿った方向に開口する第２開口部が設けられている。
　いくつかの実施例では、第１電極内の第１空間（すなわち、カソードが収容されるカソード収容空間）は、第１側壁に設けられた第１開口部を介して、第１側壁と第２側壁との間の第２空間と連通している。さらに、第２空間は、第２電極に設けられた第２開口部を介して、外部空間と連通している。これにより、カソード収容空間内に残留したガスは、第１開口部を介して第２空間へと排出されると共に、第２空間へと排出されたガスは、第２開口部を介して外部空間へと排出される。従って、上記電子銃によれば、カソード収容空間の真空排気を効率良く行うことができる。
　第１開口部は、第１空間内の真空排気を行うために、出射軸の周りの周方向に沿って延在する長孔形状を有していてもよい。
　第２側壁は、出射軸に直交する方向から見て、第１開口部を覆い隠してもよい。いくつかの実施例では、第１開口部を構成する縁端部等を、電子銃を収容する筐体の内壁等の電子銃との電位差が大きい構造に対して隠蔽することができる。これにより、放電の発生を抑制することができる。
　上記電子銃は、出射軸の周りに、カソードにおける先端部を支持する支持部を取り囲む第３側壁を有する第３電極を更に備えてもよい。第３側壁には、第３側壁に囲まれた第３空間と外部空間とを連通させる第３開口部が設けられていてもよい。いくつかの実施例では、カソードにおける先端部を支持する支持部が収容されるカソード収容空間（第３空間）内に残留したガスについても、第３開口部を介して外部空間へと排出することができる。
　上記電子銃には、第１空間及び第２空間の少なくとも一方と第３空間とを連通させる貫通孔が設けられていてもよい。いくつかの実施例では、ガスの排気のために、第３空間が第１空間及び第２空間の少なくとも一方と連通される。
　第２側壁は、出射軸の周りに第３側壁を取り囲んでもよい。第２側壁には、第２側壁と第３側壁との間の第４空間と外部空間とを連通させる第４開口部が設けられていてもよい。第３空間と外部空間とは、第４空間を介して連通していてもよい。いくつかの実施例では、第２電極の第２側壁が第３電極の第３側壁を取り囲むように設けられる構造において、第３空間内に残留したガスを、第３開口部、第４空間、及び第４開口部を介して外部空間へと排出することができる。
　第３開口部と第４開口部とは、互いに対向しないように設けられていてもよい。第３開口部及び第４開口部が、第４開口部を介して第３開口部を視認できないように設けられることにより、第３開口部を構成する縁端部等を、電子銃を収容する筐体の内壁等の電子銃との電位差が大きい構造に対して隠蔽することができる。これにより、放電の発生を抑制することができる。
　例示的なＸ線発生装置は、上述した構成を有する電子銃を備える。
　本明細書に開示する実施例では、電子銃などの電子ビーム発生器のカソード収容空間を真空排気することが可能となる。
図１は、例示的なＸ線発生装置の概略構成図である。 図２は、Ｘ線発生装置の磁気レンズの構成例を示す概略断面図である。 図３は、例示的な磁気四重極レンズの正面図である。 図４は、磁気集束レンズ及び磁気四重極レンズを含む実施例及び比較例の構成（ダブレット）の模式図である。 図５は、電子ビームの断面形状とＸ線の実効焦点の形状との関係の一例を示す図である。 図６は、電子銃等の例示的な電子ビーム発生器の斜視図である。 図７は、電子ビーム発生器の側面図である。 図８は、電子ビーム発生器の側面図である。 図９は、電子ビーム発生器の一部断面図である。 図１０は、第１グリッド電極及び第１保持電極の斜視図である。 図１１は、図１０におけるＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図である。 図１２は、第２保持電極の斜視図である。 図１３は、図７におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１４は、円筒管の第１変形例を示す図である。 図１５は、円筒管の第２変形例を示す図である。 図１６は、変形例に係るＸ線発生装置の概略構成図である。
　以下の説明において、図面を参照しつつ、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
　図１に示されるように、例示的なＸ線発生装置１は、電子銃２と、回転陽極ユニット３と、磁気レンズ４と、排気部５と、電子銃２を収容する内部空間Ｓ１を画定する筐体６（第１筐体）と、回転陽極ユニット３を収容する内部空間Ｓ２を画定する筐体７（第２筐体）と、を備えている。筐体６及び筐体７は、互いに取り外すことが可能なように構成されていてもよいし、取り外すことができない態様で一体的に結合されていてもよいし、最初から一体に形成されていてもよい。
　電子銃２は、電子ビームＥＢを出射する。電子銃２は、電子ビームＥＢを放出するカソードＣを有している。カソードＣは、円形状の断面形状を有する電子ビームＥＢを放出する円形平面カソードである。電子ビームＥＢの断面形状とは、後述する電子ビームＥＢの走行方向に平行な方向であるＸ軸方向（第１方向）に対して垂直な方向における断面形状である。すなわち、電子ビームＥＢの断面形状は、ＹＺ平面における形状である。円形断面形状を有する電子ビームＥＢを形成するためには、例えば、カソードＣの電子放出面自体が、カソードＣの電子放出面と対向する位置から見て（カソードＣの電子放出面をＸ軸方向から見て）、円形状を有していてもよい。
　回転陽極ユニット３は、ターゲット３１と、回転支持体３２と、回転支持体３２を回転軸Ａ周りに回転駆動させる駆動部３３と、を有している。ターゲット３１は、回転軸Ａを中心軸とした平たい円錐台状に形成された回転支持体３２の周縁部に沿って設けられている。回転軸Ａは、回転支持体３２の中心軸であり、円錐台状の回転支持体３２の側面は、回転軸Ａに対して傾斜した表面を有する。また、回転支持体３２は、回転軸Ａを中心軸とした円環状に形成されていてもよい。ターゲット３１を構成する材料は、例えば、タングステン、銀、ロジウム、モリブデン、及びそれらの合金等の重金属である。回転支持体３２は、回転軸Ａ周りに回転可能とされている。回転支持体３２を構成する材料は、例えば、銅、銅合金等の金属である。駆動部３３は、例えばモータ等の駆動源を有しており、回転支持体３２を回転軸Ａ周りに回転駆動させる。ターゲット３１は、回転支持体３２の回転に伴って回転しながら電子ビームＥＢを受け、Ｘ線ＸＲを発生させる。Ｘ線ＸＲは、筐体７に形成されたＸ線通過孔７ａから筐体７の外部に出射される。Ｘ線通過孔７ａは、窓部材８によって気密に塞がれている。回転軸Ａの軸方向は、ターゲット３１への電子ビームＥＢの入射方向と平行である。ただし、回転軸Ａは、ターゲット３１への電子ビームＥＢの入射方向に対して、上記入射方向に交差する方向に延びるように傾斜していてもよい。ターゲット３１は、いわゆる反射型であってもよく、電子ビームＥＢの走行方向（ターゲット３１への入射方向）に対して交差する方向にＸ線ＸＲを放出する。いくつかの実施例では、Ｘ線ＸＲの出射方向は、電子ビームＥＢの走行方向に直交する方向である。従って、電子ビームＥＢの走行方向に平行な方向をＸ軸方向（第１方向）とし、ターゲット３１からのＸ線ＸＲの出射方向に平行な方向をＺ軸方向（第２方向）とし、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向（第３方向）とする。
　磁気レンズ４は、電子ビームＥＢを制御する。磁気レンズ４は、偏向コイル４１と、磁気集束レンズ４２と、磁気四重極レンズ４３と、筐体４４と、を有している。筐体４４は、偏向コイル４１、磁気集束レンズ４２、及び磁気四重極レンズ４３を収容する。偏向コイル４１、磁気集束レンズ４２、及び磁気四重極レンズ４３は、Ｘ軸方向に沿って、電子銃２側からターゲット３１側に向かって、この順に配置されている。電子銃２とターゲット３１との間には、電子ビームＥＢが通過する電子通過路Ｐが形成されている。図２に示されるように、電子通過路Ｐは、円筒管９（筒状部）によって形成されてもよい。円筒管９は、電子銃２とターゲット３１との間において、Ｘ軸方向に沿って延在する、非磁性体の金属部材である。円筒管９の追加の例示的な構成の詳細については後述する。
　偏向コイル４１、磁気集束レンズ４２、及び磁気四重極レンズ４３は、円筒管９に直接的又は間接的に接続されている。例えば、偏向コイル４１、磁気集束レンズ４２、及び磁気四重極レンズ４３は、円筒管９を基準として組み立てられることにより、それぞれの中心軸が精度良く同軸上に配置されている。これにより、偏向コイル４１、磁気集束レンズ４２、及び磁気四重極レンズ４３のそれぞれの中心軸は、円筒管９の中心軸（Ｘ軸に平行な軸）と一致している。
　偏向コイル４１は、電子銃２と磁気集束レンズ４２との間に配置されている。偏向コイル４１は、電子通過路Ｐを囲むように配置されている。例えば、偏向コイル４１は、筒部材１０を介して、円筒管９に間接的に接続されている。筒部材１０は、円筒管９と同軸に延在する、非磁性体の金属部材である。筒部材１０は、円筒管９の外周を覆うように設けられている。偏向コイル４１は、壁部４４ａのターゲット３１側の面と、筒部材１０の外周面と、によって位置決めされている。壁部４４ａは、内部空間Ｓ１に対向する位置に設けられた筐体４４の一部であって非磁性体からなる。偏向コイル４１は、電子銃２から出射された電子ビームＥＢの走行方向を調整する。偏向コイル４１は、１つ（１組）の偏向コイルによって構成されてもよいし、２つ（２組）の偏向コイルによって構成されてもよい。偏向コイル４１が１つの偏向コイルを含む前者の場合には、偏向コイル４１は、電子銃２から出射される電子ビームＥＢの出射軸と磁気集束レンズ４２及び磁気四重極レンズ４３の中心軸（Ｘ軸に平行な軸）との間の角度ずれを補正するように構成されてもよい。例えば、角度ずれは、上記出射軸と上記中心軸とが所定の角度で交差している場合に生じ得る。そこで、偏向コイル４１で電子ビームＥＢの走行方向を上記中心軸に沿った方向に変化させることにより、上記角度ずれを解消することができる。偏向コイル４１が２つの偏向コイルを含む後者の場合には、偏向コイル４１によって二次元的な偏向を行うことができるため、上記角度ずれだけでなく、上記出射軸と上記中心軸との間の横方向のずれ（例えば、上記出射軸と上記中心軸とがＸ軸方向において互いに平行であり、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の一方又は両方において離間している場合等）についても適切に補正することができる。
　磁気集束レンズ４２は、電子銃２及び偏向コイル４１よりも後段に配置されている。磁気集束レンズ４２は、Ｘ軸方向に沿った軸周りに電子ビームＥＢを回転させながら電子ビームＥＢを集束させる。例えば、磁気集束レンズ４２内を通過する電子ビームＥＢは、螺旋を描くように回転しながら集束する。磁気集束レンズ４２は、電子通過路Ｐを囲むように配置されたコイル４２ａと、ポールピース４２ｂ、ヨーク４２ｃ、ヨーク４２ｄと、を有している。ヨーク４２ｃは、コイル４２ａの外側の一部と筒部材１０とを接続するように設けられた筐体４４の壁部４４ｂとしても機能する。ヨーク４２ｄは、筒部材１０の外周を覆うように設けられた筒状部材である。例えば、コイル４２ａは、筒部材１０とヨーク４２ｄとを介して、円筒管９に間接的に接続されている。ポールピース４２ｂは、ヨーク４２ｃとヨーク４２ｄとによって構成されている。ヨーク４２ｃ及びヨーク４２ｄは、鉄等の強磁性体である。また、ポールピース４２ｂは、ヨーク４２ｃとヨーク４２ｄとの間に設けられた切り欠き（ギャップ）と、切り欠き近傍に位置するヨーク４２ｃとヨーク４２ｄの一部分と、によって構成されてもよい。ポールピース４２ｂの内径Ｄは、ヨーク４２ｃ又はヨーク４２ｄにおけるギャップ隣接領域の内径と等しい。これにより、磁気集束レンズ４２は、ポールピース４２ｂから円筒管９側にコイル４２ａの磁場が漏れるように構成されてもよい。
　磁気四重極レンズ４３は、磁気集束レンズ４２よりも後段に配置されている。磁気四重極レンズ４３は、電子ビームＥＢの断面形状を、Ｚ軸方向に沿った長径とＹ軸方向に沿った短径とを有する楕円形状に変形させる。磁気四重極レンズ４３は、電子通過路Ｐを囲むように配置されている。例えば、磁気四重極レンズ４３は、筐体４４の壁部４４ｃを介して、円筒管９に間接的に接続されている。壁部４４ｃは、壁部４４ｂに接続されると共に円筒管９の外周を覆うように設けられている。壁部４４ｃは、非磁性体の金属材料からなる。
　図３に示されるように、例示的な磁気四重極レンズ４３は、円環状のヨーク４３ａと、ヨーク４３ａの内周面に設けられた４つの円柱状のヨーク４３ｂと、各ヨーク４３ｂの先端に設けられたヨーク４３ｃと、を有している。ヨーク４３ｂには、コイル４３ｄが巻かれている。各ヨーク４３ｃは、ＹＺ平面において略半円形状の断面形状を有する。磁気四重極レンズ４３の内径ｄは、各ヨーク４３ｃの最内端を通る内接円の径である。磁気四重極レンズ４３は、ＸＺ面（Ｙ軸方向に直交する平面）においては凹レンズとして機能し、ＸＹ面（Ｚ軸方向に直交する平面）においては凸レンズとして機能する。このような磁気四重極レンズ４３の機能により、電子ビームＥＢのＺ軸方向に沿った長さがＹ軸方向に沿った長さよりも大きくなるように、電子ビームＥＢのＺ軸方向に沿った径（長径Ｘ１）とＹ軸方向に沿った径（短径Ｘ２）とのアスペクト比が調整される。従って、コイル４３ｄに流す電流量を調整することにより、アスペクト比を選択的に調整することができる。一例として、長径Ｘ１と短径Ｘ２とのアスペクト比は「１０：１」に調整される。
　排気部５は、真空ポンプ５ａ（第１真空ポンプ）と、真空ポンプ５ｂ（第２真空ポンプ）と、を有している。筐体６には、筐体６内の空間（すなわち、筐体６及び磁気レンズ４の筐体４４により画定される内部空間Ｓ１）を真空排気するための排気流路Ｅ１（第１排気流路）が設けられている。排気流路Ｅ１を介して、真空ポンプ５ｂと内部空間Ｓ１とが連通している。筐体７には、筐体７内の空間（すなわち、筐体７により画定される内部空間Ｓ２）を真空排気するための排気流路Ｅ２（第２排気流路）が設けられている。排気流路Ｅ２を介して、真空ポンプ５ａと内部空間Ｓ２とが連通している。真空ポンプ５ｂは、排気流路Ｅ１を介して内部空間Ｓ１を真空排気する。真空ポンプ５ａは、が排気流路Ｅ２を介して、内部空間Ｓ２を真空排気する。これにより、内部空間Ｓ１及び内部空間Ｓ２は、例えば、電子銃又はターゲットで発生するガスを除去するために、真空状態又は部分真空状態に維持される。内部空間Ｓ１の内圧は、好ましくは１０－４Ｐａ以下の部分真空に維持されてもよく、より好ましくは１０－５Ｐａ以下の部分真空に維持されてもよい。内部空間Ｓ２の内圧は、好ましくは１０－６Ｐａ～１０－３Ｐａの間の部分真空に維持されてもよい。円筒管９の内部空間（電子通過路Ｐ内の空間）についても、内部空間Ｓ１又は内部空間Ｓ２を介して、排気部５によって真空排気される。
　なお、図１に示される形態のように真空ポンプ５ａ及び真空ポンプ５ｂと２つの排気ポンプを使用することなく、図８に示されるように、１つの排気ポンプ（ここでは一例として真空ポンプ５ｂ）で内部空間Ｓ１及び内部空間Ｓ２の両方を真空排気可能な構造（Ｘ線発生装置１Ａ）が採用されてもよい。いくつかの実施例では、筐体６及び筐体７の外部に位置する連絡路Ｅ３によって、排気流路Ｅ１及び排気流路Ｅ２を連結してもよい。他の例では、連絡路Ｅ３は、排気流路Ｅ１と排気流路Ｅ２とを結合するように、筐体７の壁部内から筐体６の壁部内へと連続して設けられた貫通孔を含んでもよい。なお、１つの排気ポンプは、真空ポンプ５ａ及び真空ポンプ５ｂのいずれを用いてもよいが、排気流路Ｅ１と結合された真空ポンプ５ｂを排気ポンプとすることにより、より効率のよい真空排気が可能となる。
　いくつかの実施例では、内部空間Ｓ１，Ｓ２及び電子通過路Ｐが真空引きされた状態で、電子銃２に電圧が印加される。その結果、電子銃２から円形断面形状の電子ビームＥＢが出射される。電子ビームＥＢは、磁気レンズ４によってターゲット３１に集束させられると共に楕円形断面形状に変形させられ、回転するターゲット３１に入射する。電子ビームＥＢがターゲット３１に入射すると、ターゲット３１においてＸ線ＸＲが発生し、略円形状の実効焦点形状を有するＸ線ＸＲがＸ線通過孔７ａから筐体７の外部に出射される。
　図２に示されるように、円筒管９の構成例は、Ｘ軸方向に沿って径の大きさが段階的に変化する形状を有している。例えば、円筒管９は、Ｘ軸方向に沿って配置された６つの円筒部９１～９６を有している。円筒部９１～９６のそれぞれは、Ｘ軸方向に沿って一定の径を有している。円筒管９の外径は、円筒管９の内径に同調して変化しなくてもよい。すなわち、円筒管９の外径は、一定であってもよい。
　円筒部９１（第１円筒部）は、円筒管９の電子銃２側の第１端部９ａを含む。円筒部９１は、第１端部９ａから、境界部９ｃにおけるコイル４２ａの電子銃２側の部分に囲まれた第２端部９１ａまで延びている。円筒部９２（第２円筒部）の第１端部９２ａは、円筒部９１のターゲット３１側の第２端部９１ａに接続されている。いくつかの実施例では、円筒部９２は、円筒部９１の第２端部９１ａからポールピース４２ｂよりも若干ターゲット３１側にある第２円筒部９２の第２端部９２ｂまで延びている。例えば、第２円筒部９２の第２端部９２ｂは、Ｘ軸方向に沿ってポールピース４２ｂとターゲット３１との間に位置してもよい。また、円筒部９３（第３円筒部）の第１端部９３ａは、円筒部９２のターゲット３１側の第２端部９２ｂに接続されている。
　円筒部９３は、円筒部９２の第２端部９２ｂから磁気四重極レンズ４３に囲まれた円筒部９３の第２端部９３ｂまで延びている。円筒部９４（第４円筒部）の第１端部は、円筒部９３のターゲット３１側の第２端部９３ｂに接続されている。円筒部９４は、円筒部９３の第２端部９３ｂから壁部４４ｃの筐体７側まで延びている。
　円筒部９５（第５円筒部）及び円筒部９６（第６円筒部）は、筐体７の壁部７１の内部を通る。壁部７１は、ターゲット３１に対向する位置に配置されており、Ｘ軸方向に交差するように延在している。円筒部９５は、円筒部９４のターゲット３１側の第２端部に接続されている。円筒部９５は、円筒部９４の当該端部から壁部７１の内部の途中部まで延びている。円筒部９６は、壁部７１の内部の途中部において、円筒部９５のターゲット３１側の端部に接続されている。円筒部９６は、円筒部９５の当該端部から円筒管９のターゲット３１側の第２端部９ｂまで延びている。なお、図２に示されるように、例示的なＸ線通過孔７ａは、壁部７１と接続されてＺ軸方向に交差するように延在する壁部７２に設けられている。Ｘ線通過孔７ａは、Ｚ軸方向に沿って壁部７２を貫通している。
　いくつかの実施例では、各円筒部９１～９６の径をｄ１～ｄ６と表すと、「ｄ２＞ｄ３＞ｄ１＞ｄ４＞ｄ５＞ｄ６」の関係が成立している。一例として、径ｄ１は６～１２ｍｍであり、径ｄ２は１０～１４ｍｍであり、径ｄ３は８～１２ｍｍであり、径ｄ４は４～６ｍｍであり、径ｄ５は４～６ｍｍであり、径ｄ６は０．５～４ｍｍである。
　円筒部９１と円筒部９２の少なくとも一部は、電子通過路Ｐのうち磁気集束レンズ４２のポールピース４２ｂ（特にヨーク４２ｃとヨーク４２ｄとの間のギャップ）に囲まれた部分よりも電子銃２側に位置している。いくつかの実施例では、円筒部９１と円筒部９２の少なくとも一部は、「電子通過路Ｐのうち磁気集束レンズ４２のポールピース４２ｂに囲まれた部分よりも電子銃２側の部分」（以下「第１円筒部分」という。）を構成している。そして、上述したように、円筒部９１の径ｄ１よりも円筒部９２の径ｄ２の方が大きい（ｄ２＞ｄ１）。つまり、円筒部９２は、電子銃２側に隣接する円筒部９１よりも拡径されている。換言すれば、第１円筒部分において、円筒部９２の少なくとも一部は、ターゲット３１側に向かって拡径する拡径部を構成している。
　円筒部９６は、電子通過路Ｐのターゲット３１側の端部９ｂを含む。そして、円筒部９５の径ｄ５よりも円筒部９６の径ｄ６の方が小さい（ｄ６＜ｄ５）。つまり、円筒部９６は、電子銃２側に隣接する円筒部９５よりも縮径されており、円筒部９６は、ターゲット３１側に向かって縮径する縮径部を構成している。いくつかの実施例では、円筒部９２の径ｄ２が円筒管９の最大径であり、円筒部９２からターゲット３１側に向かって、順次縮径されている。従って、円筒部９３～９６を含む部分が上記縮径部を構成していると捉えることもできる。
　いくつかの実施例では、電子銃２よりも後段に配置された磁気集束レンズ４２によって、電子ビームＥＢの大きさが調整されると共に、磁気集束レンズ４２よりも後段に配置された磁気四重極レンズ４３によって、電子ビームＥＢの断面形状が楕円形状に変形させられる。従って、電子ビームＥＢの大きさの調整と断面形状の調整とをそれぞれ独立して行うことができる。
　図４の（Ａ）は、図１及び図２に示される磁気集束レンズ４２及び磁気四重極レンズ４３を含む構成例の模式図である。図４の（Ｂ）は、比較例の構成（ダブレット）の模式図である。図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、カソードＣ（電子銃２）からターゲット３１までの間に電子ビームＥＢに作用する光学系の一例を模式的に表した図である。図４の（Ｂ）に示される比較例の構成では、凹レンズとして作用する面と凸レンズとして作用する面とを相互に入れ替えた２段の磁気四重極レンズの組み合わせによって、電子ビームの断面形状の大きさ及びアスペクト比の調整が行われる。図４の（Ｂ）の比較例では、電子ビームの断面形状の大きさを決定するレンズとアスペクト比を決定するレンズとが互いに独立していない。従って、２段の磁気四重極レンズの組み合わせによって、大きさ及びアスペクト比を同時に調整する必要がある。このため、焦点寸法及び焦点形状の調整が煩雑となる。これに対して、図４の（Ａ）に示される実施例の構成では、前段の磁気集束レンズ４２によって、電子ビームＥＢの断面形状の大きさが調整される。すなわち、磁気集束レンズ４２によって、電子ビームＥＢの断面形状は、一定の大きさまで絞られる。その後、後段の磁気四重極レンズ４３により、電子ビームＥＢの断面形状のアスペクト比が調整される。このように、図４の（Ａ）の実施例の構成では、電子ビームＥＢの断面形状の大きさを決定するレンズ（磁気集束レンズ４２）とアスペクト比を決定するレンズ（磁気四重極レンズ４３）とが互いに独立している。このため、焦点寸法及び焦点形状の調整を容易且つ柔軟に行うことができる。
　また、磁気集束レンズ４２内を通過する電子ビームＥＢは、Ｘ軸方向に沿った軸周りに回転するが、電子銃２により出射される電子ビームＥＢの断面形状が円形状であることにより、磁気集束レンズ４２を経て磁気四重極レンズ４３へと至る電子ビームの断面形状は、磁気集束レンズ４２内における電子ビームＥＢの回転量によらずに一定（円形状）となる。これにより、磁気四重極レンズ４３において、電子ビームＥＢの断面形状Ｆ１（ＹＺ面に沿った断面形状）を、一貫して確実に、Ｚ方向に沿った長径Ｘ１とＹ軸方向に沿った短径Ｘ２とを有する楕円形状に成形することができる。以上により、電子ビームＥＢの断面形状のアスペクト比及び大きさを容易且つ柔軟に調整することができる。
　電子銃２及び磁気レンズ４を備える実施例に係るＸ線発生装置１の性能を実験により評価した。その際、電子銃２に高電圧を印加し、ターゲット３１を接地電位とした。所望の出力（カソードＣへの印加電圧）において、「４０μｍ×４０μｍ」の実効焦点寸法を持つＸ線ＸＲが得られた。１０００時間の動作において、焦点寸法が変化した場合に、カソードＣ側の動作条件を変更することなく、磁気四重極レンズ４３のコイル４３ｄの電流量を調整するだけで、再度上記の実効焦点寸法が容易に得られた。以上のように、Ｘ線発生装置１によれば、コイル４３ｄの電流量の調整を行うだけでＸ線ＸＲの実効焦点寸法を動的な変化に応じて容易に修正可能であることが確認された。
　いくつかの実施例では、図５に示されるように、ターゲット３１は、電子ビームＥＢが入射される電子入射面３１ａを有している。電子入射面３１ａは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して傾斜している。そして、磁気四重極レンズ４３により楕円形状に変形させられた後の電子ビームＥＢの断面形状Ｆ１（すなわち、長径Ｘ１及び短径Ｘ２の比）と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対する電子入射面３１ａの傾斜角度とは、Ｘ線ＸＲの取り出し方向（Ｚ軸方向）から見たＸ線ＸＲの焦点形状Ｆ２が略円形状となるように調整されている。いくつかの実施例では、ターゲット３１の電子入射面３１ａの傾斜角度及び磁気四重極レンズ４３による成形条件（アスペクト比）を調整することにより、取り出されるＸ線ＸＲの焦点（実効焦点）の形状を略円形状とすることができる。その結果、Ｘ線発生装置１により発生したＸ線ＸＲを用いたＸ線検査等において、適切な検査画像を得ることができる。
　いくつかの実施例では、図２に示されるように、Ｘ軸方向に沿った磁気集束レンズ４２の長さは、Ｘ軸方向に沿った磁気四重極レンズ４３の長さよりも長い。ここで、「Ｘ軸方向に沿った磁気集束レンズ４２の長さ」は、コイル４２ａを包囲するヨーク４２ｃの全長を意味する。いくつかの実施例では、磁気集束レンズ４２のコイル４２ａの巻数を確保し易くなる。その結果、磁気集束レンズ４２に比較的大きい磁場を生じさせることにより、縮小率をより高めるために、電子ビームＥＢを効果的に小さく集束させることができる。さらに、ターゲット３１の電子入射面３１ａに入射する電子ビームＥＢの大きさを小さくするために、電子銃２から磁気集束レンズ４２により構成されるレンズ中心（ポールピース４２ｂが設けられた部分）までの距離を長くすることができる。
　また、磁気集束レンズ４２のポールピース４２ｂの内径Ｄは、磁気四重極レンズ４３の内径ｄ（図３参照）よりも大きい。いくつかの実施例では、磁気集束レンズ４２のポールピース４２ｂの内径Ｄを比較的大きくすることにより、磁気集束レンズ４２により構成されるレンズの球面収差を小さくすることができる。また、磁気四重極レンズ４３の内径ｄを比較的小さくすることにより、磁気四重極レンズ４３におけるコイル４３ｄの巻数及び当該コイル４３ｄを流れる電流量を少なくすることができる。その結果、磁気四重極レンズ４３における発熱量を抑制することもできる。
　また、Ｘ線発生装置１は、Ｘ軸方向に沿って延在し、電子ビームＥＢが通過する電子通過路Ｐを形成する円筒管９を備えている。そして、磁気集束レンズ４２及び磁気四重極レンズ４３は、円筒管９に直接的又は間接的に接続されている。いくつかの実施例では、円筒管９を基準として、磁気集束レンズ４２及び磁気四重極レンズ４３の配置又は取付を行うことができるため、磁気集束レンズ４２及び磁気四重極レンズ４３の中心軸を精度良く同軸上に配置することができる。その結果、磁気集束レンズ４２内及び磁気四重極レンズ４３内を通過した後の電子ビームＥＢのプロファイル（断面形状）に歪みが生じることを抑制することができる。
　また、Ｘ線発生装置１は、偏向コイル４１を備えている。いくつかの実施例では、上述したように、電子銃２から出射される電子ビームＥＢの出射軸と磁気集束レンズ４２及び磁気四重極レンズ４３の中心軸との間に生じた角度ずれ等を、適切に補正することができる。また、偏向コイル４１は、電子銃２と磁気集束レンズ４２との間に配置されている。いくつかの実施例では、電子ビームＥＢが磁気集束レンズ４２及び磁気四重極レンズ４３を通過する前に電子ビームＥＢの走行方向を適切に調整することができる。その結果、ターゲット３１に入射される電子ビームＥＢの断面形状を意図された楕円形状に維持することができる。
　Ｘ線発生装置１では、カソードＣ（電子銃２）を収容する筐体６とターゲット３１を収容する筐体７とにわたって設けられる電子通過路Ｐが形成されている。そして、電子通過路Ｐのターゲット３１側の端部（円筒管９の端部９ｂ）を含む部分は、ターゲット３１側に向かって縮径している。いくつかの実施例では、円筒部９６（或いは、円筒部９３～９６）が、ターゲット３１側に向かって縮径する縮径部を構成している。これにより、筐体７内で電子ビームＥＢがターゲット３１に入射することにより生じた反射電子が、電子通過路Ｐを介して筐体６内へと到達し難くなっている。その結果、ターゲット３１から放出された反射電子に起因するカソードＣの劣化が抑制又は防止され得る。なお、反射電子とは、ターゲット３１に入射した電子ビームＥＢのうちターゲット３１に吸収されずに反射する電子である。
　カソードＣから電子ビームＥＢが放出される際に、電子銃２によりガスが発生する。ガスは、カソードＣが収容されている空間に残留し得る。また、ガス（例えば、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、Ｎ２、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ａｒ等のガス副産物）が、ターゲット３１への電子の衝突により、筐体７内において発生し得る。これにより、電子がターゲット３１の表面から反射されることもある。いくつかの実施例では、電子通過路Ｐのターゲット３１側の入口（すなわち、端部９ｂ）が狭くなっているため、電子通過路Ｐを介して筐体６側（すなわち、内部空間Ｓ１）へと吸引されるガスが少なく、筐体６に設けられた排気流路Ｅ１から排出されるガスは少ない。そこで、Ｘ線発生装置１では、筐体７自体に、上記ガスの排出経路（排気流路Ｅ２）が設けられている。これにより、各筐体６，７内の真空排気を適切に行いつつ、反射電子に起因するカソードＣの劣化を抑制又は防止することができる。
　また、電子通過路Ｐのうち磁気集束レンズ４２のポールピース４２ｂに囲まれた部分よりも電子銃２側の部分（上述した第１円筒部分）は、ターゲット３１側に向かって拡径する拡径部（円筒部９２の少なくとも一部）を有する。いくつかの実施例では、電子通過路Ｐのターゲット３１側の端部９ｂから電子通過路Ｐ内へと反射電子が進入したとしても、ターゲット３１側に向かって拡径する拡径部（すなわち、カソードＣ側に向かって縮径する部分）により、電子通過路Ｐを介した反射電子のカソードＣ側への移動を抑制することができる。また、ターゲット３１に向かう電子ビームＥＢが電子通過路Ｐの内壁（円筒管９の内面）に衝突してしまうことを効果的に抑制することができる。
　また、拡径部は、円筒管９の電子銃２側からターゲット３１側に向かって、径ｄ１（第１径）を有する部分（すなわち円筒部９１）から径ｄ１よりも大きい径ｄ２（第２径）を有する部分（すなわち円筒部９２）へと非連続に変化する部分（すなわち、円筒部９１と円筒部９２との境界部分）を含む。いくつかの実施例では、円筒部９１と円筒部９２との境界部分において、円筒管９の径は、段差状に変化している。境界部９ｃが、径ｄ１を内径とし、径ｄ２を外径とする円環状の壁によって形成されている（図２参照）。いくつかの実施例では、電子通過路Ｐ内をターゲット３１側から電子銃２側へと進む反射電子が存在したとしても、当該反射電子を当該境界部９ｃに衝突させることができる。これにより、当該反射電子のカソードＣ側への移動をより一層効果的に抑制又は防止することができる。
　また、電子通過路Ｐのうち磁気集束レンズ４２のポールピース４２ｂに囲まれた部分の径（円筒部９２の径ｄ２）は、電子通過路Ｐの他の部分の径以上である。つまり、電子通過路Ｐは、磁気集束レンズ４２のポールピース４２ｂに囲まれた部分において、最大径を有している。いくつかの実施例では、電子銃２から出射した電子ビームＥＢの拡がりが大きくなる部分（すなわち、ポールピース４２ｂに囲まれた部分）の径を他の部分の径以上に大きくすることにより、ターゲット３１に向かう電子ビームＥＢが電子通過路Ｐの内壁（円筒管９の内面）に衝突してしまうことを効果的に抑制することができる。
　また、排気流路Ｅ１と排気流路Ｅ２とは連通している。そして、排気部５が、排気流路Ｅ１を介して筐体６内を真空排気すると共に、排気流路Ｅ２を介して筐体７内を真空排気する。いくつかの実施例では、共通の排気部５によって、筐体６内の内部空間Ｓ１及び筐体７内の内部空間Ｓ２の両方を真空排気することができるため、Ｘ線発生装置１の小型化を図ることができる。
　次に、図６～図１３を参照して、電子ビーム発生器の一例である電子銃２の詳細な構成について説明する。図６～図１３に示されるように、電子銃２は、カソードＣと、第１グリッド電極２１（第１電極）と、第１保持電極２２と、第２グリッド電極２３（第２電極）と、第２保持電極２４と、第３保持電極２５（第３電極）と、ステム２６と、を有している。第１グリッド電極２１及び第２グリッド電極２３の一方又は両方は、カソードＣから出射される電子ビームＥＢの量を制御するように構成され得る。
　図９に示されるように、カソードＣは、先端部Ｃ１と、一対の支持ピンＣ２（支持部）と、を有している。先端部Ｃ１は、電子ビームＥＢを出射する電子出射面ＥＥを有している。一対の支持ピンＣ２は、先端部Ｃ１と電気的に接続され、先端部Ｃ１を支持する部材である。一対の支持ピンＣ２は、金属等の導電性材料によって形成されてもよい。また、先端部Ｃ１は、円柱状に形成されてもよい。いくつかの実施例では、先端部Ｃ１の先端面である電子出射面ＥＥは、円形平面状に形成されている。電子ビームＥＢは、先端部Ｃ１の電子出射面ＥＥからＸ軸方向に沿って出射される。電子ビームＥＢの出射軸ＡＸは、先端部Ｃ１の電子出射面ＥＥの中心を通るＸ軸方向に平行な軸線である。いくつかの実施例では、出射軸ＡＸは、電子銃２における中心軸線でもある。一対の支持ピンＣ２は、セラミック等の絶縁性部材からなるステム２６によって保持されている。支持ピンＣ２の先端部Ｃ１とは反対側の端部は、第３保持電極２５に囲まれた空間Ｓ１３内に配置される接続部材等を介して、外部の給電装置に電気的に接続されている。
　図９～図１１に示されるように、第１グリッド電極２１は、カソードＣの先端部Ｃ１（先端部Ｃ１と一対の支持ピンＣ２の先端部Ｃ１側の少なくとも一部）を収容する。第１グリッド電極２１は、側壁２１１（第１側壁）と、天壁２１２と、底壁２１３と、を有している。第１グリッド電極２１の材料は、融点の高い金属材料（例えば、チタン、モリブデン、及びそれらの少なくとも一方を含む合金等）であってもよい。
　側壁２１１は、出射軸ＡＸの周りに、カソードＣの先端部Ｃ１を取り囲んでいる。いくつかの実施例では、側壁２１１は、出射軸ＡＸを中心軸とする円筒状に形成されている。側壁２１１には、開口部２１１ａ（第１開口部）が設けられている。また、側壁２１１には、複数（一例として２つ）の開口部２１１ａが、出射軸ＡＸの周りの周方向に沿って等間隔に設けられている。いくつかの実施例では、２つの開口部２１１ａが、出射軸ＡＸを挟んで互いに対向するように設けられている。従って、２つの開口部２１１ａは、Ｙ軸方向に互いに対向していてもよい。各開口部２１１ａは、出射軸ＡＸの周りの周方向に沿って延在する略矩形状の長孔形状を有している。各開口部２１１ａの角部は、曲面形状（Ｒ形状）を有している。側壁２１１に囲まれた空間Ｓ１１（第１空間）は、開口部２１１ａを介して、後述する空間Ｓ１２（側壁２１１と第２グリッド電極２３の側壁２３１との間の空間）と連通している。空間Ｓ１１は、側壁２１１、天壁２１２、及び底壁２１３によって囲まれている。いくつかの実施例では、空間Ｓ１１は、カソードＣの先端部Ｃ１を収容する。
　天壁２１２は、側壁２１１のターゲット３１側（電子出射方向側）の端部に接続されている。天壁２１２は、カソードＣを覆うように、出射軸ＡＸに直交する平面（ＹＺ平面）に沿って延在している。天壁２１２のターゲット３１側（電子出射方向側）の面２１２ａは、出射軸ＡＸから遠ざかるにつれてターゲット３１側に近づくようにテーパー状に傾斜している。面２１２ａの中央部には、Ｘ軸方向に沿って貫通する円形状の開口部２１２ｂが設けられている。従って、面２１２ａは開口部２１２ｂに向かってすり鉢状に傾斜した面を構成している。開口部２１２ｂの中心は、出射軸ＡＸ上に位置している。カソードＣの先端部Ｃ１の電子出射面ＥＥから出射される電子ビームＥＢは、開口部２１２ｂを通過する。先端部Ｃ１のうち少なくとも電子出射面ＥＥは、開口部２１２ｂの内側に配置されている。いくつかの実施例では、先端部Ｃ１は、開口部２１２ｂよりもターゲット３１側（電子出射方向側）に突出していない。従って、電子出射面ＥＥは、開口部２１２ｂから突出していない。
　底壁２１３は、側壁２１１のターゲット３１側（電子出射方向側）の端部とは反対側の端部に接続されている。底壁２１３は、出射軸ＡＸに直交する平面（ＹＺ平面）に沿って延在している。一対の支持ピンＣ２は、底壁２１３の中央部に設けられ、底壁２１３をＸ軸方向に沿って貫通する円形状の開口部２１３ａを通っている。開口部２１３ａの中心は、出射軸ＡＸ上に位置している。開口部２１３ａの内径は、開口部２１２ｂの内径よりも大きい。底壁２１３は、フランジ部２１３ｂを有している。フランジ部２１３ｂは、出射軸ＡＸに沿った方向（Ｘ軸方向）から見て、円環状に形成されており、側壁２１１よりも外側に延在する。
　第１保持電極２２は、第１グリッド電極２１に接続される円板状の電極である。第１保持電極２２の材料は、融点の高い金属材料（例えば、チタン、モリブデン、及びそれらの少なくとも一方を含む合金等）である。第１保持電極２２は、第１グリッド電極２１に対してターゲット３１が位置する側（電子出射方向側）とは反対側に配置されている。例えば、第１保持電極２２は、底壁２１３のターゲット３１側（電子出射方向側）とは反対側の面２１３ｃに沿って、面２１３ｃと面接触するように配置されている。第１保持電極２２の中央部には、Ｘ軸方向に貫通する開口部２２ａ（中央開口部）が設けられている。開口部２２ａの中心は、出射軸ＡＸ上に位置している。さらに、底壁２１３及び第１保持電極２２には、Ｘ軸方向に沿って延在し、空間Ｓ１１と後述する空間Ｓ１３とを連通する円形の貫通孔Ｈが設けられている。いくつかの実施例では、複数（一例として２つ）の貫通孔Ｈが、出射軸ＡＸの周りの周方向に沿って等間隔に設けられている。また、２つの貫通孔Ｈが、出射軸ＡＸを挟んで互いに対向するように設けられている。２つの貫通孔Ｈは、Ｙ軸方向に互いに対向するように設けられている。貫通孔Ｈは、底壁２１３に設けられた貫通孔２１３ｆと、第１保持電極２２において貫通孔２１３ｆと同軸上に設けられた貫通孔２２ｄと、によって構成されている。いくつかの実施例では、Ｘ軸方向から見て互いに重なる貫通孔２１３ｆ及び貫通孔２２ｄによって、空間Ｓ１１と空間Ｓ１３とを連通する貫通孔Ｈが形成されている。Ｘ軸方向から見て、第１保持電極２２の外縁は、フランジ部２１３ｂの外縁よりも内側に位置している。
　ステム２６は、カソードＣをステム２６に固定する円板状の部材である。ステム２６には、給電経路となる一対の支持ピンＣ２が挿通される挿通孔が設けられている。ステム２６は、絶縁性材料からなる。ステム２６の材料は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である。ステム２６は、開口部２２ａ内に配置されている。ステム２６のうち開口部２２ａから突出する部分は、後述する第２保持電極２４によって保持されている。
　第２保持電極２４は、第１保持電極２２に対してターゲット３１が位置する側（電子出射方向側）とは反対側に配置されている。例えば、第２保持電極２４は、第１保持電極２２のターゲット３１側（電子出射方向側）とは反対側の面２２ｂに沿って、面２２ｂと面接触するように配置されている。第２保持電極２４の材料は、融点の高い金属材料（例えば、銅とモリブデンの合金、銅とタングステンの合金等）である。第２保持電極２４は、側壁２４１とフランジ部２４２とを有している。側壁２４１は、出射軸ＡＸを中心軸とする円筒状に形成されている。フランジ部２４２は、円環状であり、側壁２４１のターゲット側（電子出射方向側）の端部に接続され、出射軸ＡＸに直交する平面（ＹＺ平面）に沿って側壁２４１の外側に延在している。フランジ部２４２は、第１保持電極２２の面２２ｂに沿って、面２２ｂと面接触するように配置されている。Ｘ軸方向から見て、フランジ部２４２の外縁は、第１保持電極２２の外縁よりも内側に位置している。いくつかの実施例では、フランジ部２４２が貫通孔Ｈを塞がないように、フランジ部２４２の外縁は、貫通孔Ｈの出射軸ＡＸ側の縁部よりも内側に位置している。側壁２４１の内面２４１ａは、第１保持電極２２の開口部２２ａと連続している。また、側壁２４１の内径は、開口部２２ａの内径と一致している。ステム２６は、開口部２２ａ及び側壁２４１の内側に収容されている。いくつかの実施例では、ステム２６は、第１保持電極２２の開口部２２ａに挿入される。また、ステム２６における開口部２２ａから突出する部分の外表面と第２保持電極２４の側壁２４１の内面２４１ａとが接合されると共に、第１保持電極２２の面２２ｂとフランジ部２４２とが接合される。従って、ステム２６を、電子銃２に選択的に位置決め及び固定することができる。
　図９及び図１２に示されるように、第３保持電極２５は、カソードＣの少なくとも一部（例えば、一対の支持ピンＣ２の一部）を取り囲んでいる。第３保持電極２５は、側壁２５１（第３側壁）と、保持部２５２と、を有している。
　側壁２５１は、出射軸ＡＸを中心軸とする円筒状に形成されている。側壁２５１には、開口部２５１ａ（第３開口部）が設けられている。いくつかの実施例では、側壁２５１には、複数（一例として２つ）の開口部２５１ａが設けられている。２つの開口部２５１ａは、出射軸ＡＸに直交する方向（一例としてＺ軸方向）に互いに対向している。各開口部２５１ａの角部は、曲面形状（Ｒ形状）を有する略矩形状に形成されている。各開口部２５１ａの出射軸ＡＸに沿った方向の辺の長さは、側壁２５１における出射軸ＡＸに沿った方向の長さに略等しくなっている。開口部２５１ａを介して、側壁２５１に囲まれた空間Ｓ１３（第３空間）と側壁２５１の外側の空間（後述する空間Ｓ１４）とが連通している。
　保持部２５２は、円環状であり、側壁２５１のターゲット３１側（電子出射方向側）の端部に接続されている。保持部２５２は、第１保持電極２２を保持している。また、保持部２５２は、ターゲット３１側（電子出射方向側）の部分２５２ａ（第１部分）と、ターゲット３１側とは反対側の部分２５２ｂ（第２部分）と、を有している。部分２５２ａの内径は、第１保持電極２２の外径と略一致している。部分２５２ｂの内径は、部分２５２ａの内径よりも小さく、第２保持電極２４のフランジ部２４２の外径よりも大きく、かつ貫通孔Ｈを塞がない大きさになっている。いくつかの実施例では、部分２５２ｂの内面は、貫通孔Ｈの出射軸ＡＸ側とは反対側の縁部よりも外側に位置している。Ｘ軸方向に沿った第１保持電極２２の側面２２ｃが、部分２５２ａの内面に当接している。第１保持電極２２の面２２ｂの外縁部分が、部分２５２ｂのターゲット３１側（電子出射方向側）の面２５２ｃに当接している。また、第１保持電極２２の面２２ｂの外縁部分は、部分２５２ｂの面２５２ｃ上に載置されている。
　図６～図９に示されるように、第２グリッド電極２３は、カソードＣ、第１グリッド電極２１、第１保持電極２２、第２保持電極２４、第３保持電極２５、及びステム２６を収容している。第２グリッド電極２３は、出射軸ＡＸを中心軸とする円筒状に形成されている。いくつかの実施例では、第２グリッド電極２３は、出射軸ＡＸを中心軸とする円筒状に形成された側壁２３１（第２側壁）を有している。側壁２３１のターゲット３１側（電子出射方向側）の端部は、曲面形状（Ｒ形状）を有する。
　側壁２３１は、第１グリッド電極２１のフランジ部２１３ｂ及び第３保持電極２５の保持部２５２を包囲（収容）するキャップ状の包囲部２３２を有する。包囲部２３２は、側壁２３１におけるターゲット３１側（電子出射方向側）の端部を含む。包囲部２３２は、ターゲット３１側（電子出射方向側）の部分２３２ａ（第１部分）と、ターゲット３１側とは反対側の部分２３２ｂ（第２部分）と、を有している。包囲部２３２は、側壁２３１の他の部分（例えば、後述する開口部２３１ｂが設けられた部分等）よりも厚い。部分２３２ａの厚みは、部分２３２ｂの厚みよりも大きい。いくつかの実施例では、側壁２３１は、ターゲット３１側（電子出射方向側）の端部を含む部分（包囲部２３２）において、ターゲット３１側に向かって、段階的に（階段状に）厚みが増す構成を有している。部分２３２ａにおける側壁２３１の内径は、第１グリッド電極２１の側壁２１１の外径よりも大きく、第１グリッド電極２１のフランジ部２１３ｂの外径よりも小さい。また、開口部２３１ｂが設けられた他の部分における側壁２３１の内径は、第３保持電極２５の保持部２５２の外径と一致している。
　フランジ部２１３ｂは、包囲部２３２の部分２３２ａと部分２３２ｂとによって固定されている。例えば、フランジ部２１３ｂのターゲット３１側（電子出射方向側）の面２１３ｄが、部分２３２ａのターゲット３１側とは反対側の面２３２ｃに当接することで固定されている。また、Ｘ軸方向に沿ったフランジ部２１３ｂの側面２１３ｅが、部分２３２ｂの内面に包囲されている。
　保持部２５２は、包囲部２３２の部分２３２ｂと側壁２３１における開口部２３１ｂが設けられた他の部分とによって包囲されている。例えば、保持部２５２のターゲット３１側（電子出射方向側）の面２５２ｄが、部分２３２ｂのターゲット３１側とは反対側の面２３２ｄに当接している。また、Ｘ軸方向に沿った保持部２５２の外側の側面２５２ｅが、側壁２３１の他の部分の内面に包囲されている。
　互いに対向する第１グリッド電極２１の側壁２１１と第２グリッド電極２３の側壁２３１（包囲部２３２の部分２３２ａ）とは、空間Ｓ１２（第２空間）によって、互いに離間している。いくつかの実施例では、空間Ｓ１２は、側壁２１１と部分２３２ａとの間に形成された円環状の隙間である。また、側壁２３１におけるターゲット３１側の端部（すなわち、部分２３２ａの端部）には、空間Ｓ１２と電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１）とを連通させるように、Ｘ軸方向に開口する開口部２３１ａ（第２開口部）が設けられている。開口部２３１ａのターゲット３１側（電子出射方向側）の端部は、曲面形状（Ｒ形状）を有する。
　側壁２３１は、Ｘ軸方向に直交する方向（ＹＺ平面に沿った方向）から見て、第１グリッド電極２１の開口部２１１ａを覆い隠すように設けられている。図９に示されるように、側壁２３１のターゲット３１側（電子出射方向側）の端面２３１ｃは、開口部２１１ａのターゲット３１側の縁部よりもターゲット３１側に位置している。このため、電子銃２を出射軸ＡＸに垂直な方向から見た場合（例えばＹ軸方向又はＺ軸方向から見た場合）、天壁２１２の少なくとも一部（ターゲット３１側（電子出射方向側）の端部）は見えるが、第２グリッド電極２３で覆われた開口部２１１ａは見えない。
　図１３に示されるように、側壁２３１のうち第３保持電極２５の側壁２５１と対向する部分（すなわち、側壁２５１を取り囲む部分）と側壁２５１との間には、空間Ｓ１４（第４空間）が形成されている。側壁２３１と側壁２５１とは、側壁２３１と側壁２５１との間に隙間が設けられるように、互いに離間している。また、側壁２３１のうち側壁２５１と対向する部分（側壁２５１を取り囲む部分）には、開口部２３１ｂ（第４開口部）が設けられている。いくつかの実施例では、側壁２３１には、複数（一例として２つ）の開口部２３１ｂが設けられている。２つの開口部２３１ｂは、出射軸ＡＸに直交する方向（一例としてＹ軸方向）に互いに対向している。各開口部２３１ｂは、開口部２５１ａと同様に、曲面形状（Ｒ形状）の縁部を有しており、略矩形状に形成されている。開口部２３１ｂを介して、側壁２５１と側壁２３１との間の空間Ｓ１４と、電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１）と、が連通している。
　図１３に示されるように、側壁２５１に設けられた開口部２５１ａと側壁２３１に設けられた開口部２３１ｂとは、互いに直接対向していない。いくつかの実施例では、Ｘ軸方向から見て、開口部２５１ａが設けられる位置は、開口部２３１ｂが設けられる位置に対して略９０度ずれている。従って、電子銃２を外側から見たときに、開口部２３１ｂを介して開口部２５１ａが視認できないように、開口部２３１ｂ及び開口部２５１ａは互い違いに配置されている。
　いくつかの実施例では、第１グリッド電極２１内の空間Ｓ１１（カソードＣの先端部Ｃ１を収容するカソード収容空間）は、第１グリッド電極２１の側壁２１１に設けられた開口部２１１ａを介して、側壁２１１と第２グリッド電極２３の側壁２３１（包囲部２３２の部分２３２ａ）との間の空間Ｓ１２と連通している。さらに、空間Ｓ１２は、第２グリッド電極２３に設けられた開口部２３１ａを介して、電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１）と連通している。これにより、カソード収容空間（空間Ｓ１１）内に残留したガスは、開口部２１１ａを介して空間Ｓ１２へと排出されると共に、空間Ｓ１２へと排出されたガスは、開口部２３１ａを介して電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１）へと排出される。従って、電子銃２は、カソード収容空間（空間Ｓ１１）の真空排気を効率良く行うために用いられ得る。また、電子銃２を構成する各部材（例えば、第１グリッド電極２１）からもガスが発生することがあるが、そのようなガスの排出も効率良く行うことができる。このように、電子銃２は、カソード収容空間（空間Ｓ１１）の真空排気を効率良く行うように構成され、カソードＣの消耗や、部材間の放電（例えば支持ピンＣ２と各電極間におけるコロナ放電等）を抑制することができる。
　開口部２１１ａは、開口部２１１ａを介した空間Ｓ１１内の真空排気を行うために、出射軸ＡＸの周りの周方向に沿って延在する長孔形状を有している。
　側壁２３１は、出射軸ＡＸに直交する方向（ＹＺ平面に沿った方向）から見て、開口部２１１ａを覆い隠すように構成されてもよい。開口部２１１ａを構成する縁端部等を、筐体６の内壁等の電子銃との電位差が大きい構造に対して隠蔽することができる。これにより、放電の発生を抑制することができる。
　第３保持電極２５は、出射軸ＡＸの周りに、カソードＣにおける先端部Ｃ１を支持する支持部（一対の支持ピンＣ２）を取り囲む側壁２５１を有している。側壁２５１には、側壁２５１に囲まれた空間Ｓ１３と電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１）とを連通させる開口部２５１ａが設けられている。これによれば、一対の支持ピンＣ２が収容されるカソード収容空間（空間Ｓ１３）内に残留したガスについても、開口部２５１ａを介して電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１）へと排出することができる。また、電子銃２を構成する各部材（例えば、第３保持電極２５）からもガスが発生することがあるが、そのようなガスの排出も効率良く行うことができる。
　空間Ｓ１１と空間Ｓ１３とを連通させる貫通孔Ｈが、電子銃２に設けられてもよい。上記構成によれば、空間Ｓ１３内の真空排気をより効果的に行うことができる。
　いくつかの実施例では、側壁２３１の一部は、出射軸ＡＸの周りに側壁２５１を取り囲んでいる。側壁２５１を取り囲む側壁２３１の当該部分には、側壁２３１と側壁２５１との間の空間Ｓ１４と電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１）とを連通させる開口部２３１ｂが設けられている。空間Ｓ１３と電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１）とは、空間Ｓ１４を介して連通している。これによれば、第２グリッド電極２３の側壁２３１が第３保持電極２５の側壁２５１を取り囲むように設けられる構造においても、空間Ｓ１３内に残留したガスを開口部２５１ａ、空間Ｓ１４、及び開口部２３１ｂを介して、電子銃２の外部空間（例えば、筐体６の内部空間Ｓ１へと排出することができる。また、電子銃２を構成する各部材（例えば、第３保持電極２５）からもガスが発生することがあり、そのようなガスの排出も効率よく行うことができる。
　開口部２５１ａと開口部２３１ｂとは、互いに対向しないように設けられている。開口部２５１ａ及び開口部２３１ｂが、開口部２３１ｂを介して開口部２５１ａを視認できないように設けられることにより、開口部２５１ａを構成する縁端部等を、筐体６の内壁等の電子銃との電位差が大きい構造に対して隠蔽することができる。これにより、放電の発生を抑制することができる。
　電子銃２を備える実施例に係るＸ線発生装置１を用いた評価実験により、コンディショニング後において、管電圧１６０ｋＶで放電が発生しないことが確認された。また、放電が発生しない結果として、開口部２１１ａ、開口部２３１ａ、開口部２５１ａ、及び開口部２３１ｂを備えない構成を採用した場合と比較して、カソードＣを構成するカソード結晶の消耗量を大幅に低減できることが確認された。
　本明細書に記載される全ての態様、利点及び特徴は、任意の特定の実施例によって必ずしも達成されないこと、或いは任意の特定の実施例に必ずしも含まれないことを理解されたい。本明細書では様々な実施例を説明したが、異なる材料及び形状を有するものを含む他の実施例を採用することができることは明らかである。
　例えば、電子銃２からの電子ビームＥＢの出射軸と磁気集束レンズ４２の中心軸とが精度良く揃う場合には、偏向コイル４１は省略されてもよい。また、偏向コイル４１は、磁気集束レンズ４２と磁気四重極レンズ４３との間に配置されてもよいし、磁気四重極レンズ４３とターゲット３１との間に配置されてもよい。
　電子通過路Ｐ（円筒管９）の形状は、全域に亘って単一の径を有していてもよい。また、電子通過路Ｐは、単一の円筒管９によって形成されてもよい。他の例では、円筒管９は、筐体６内にのみ設けられ、筐体７内を通る電子通過路Ｐは、筐体７の壁部７１に設けられた貫通孔によって形成されてもよい。また、別途に円筒管９を設けることなく、筒部材１０の貫通孔と筐体４４及び筐体７に設けられた貫通孔とによって、電子通過路Ｐを構成してもよい。
　図６は、円筒管の第１変形例（円筒管９Ａ）を示している。いくつかの実施例では、円筒管９Ａは、円筒部９１～９６の代わりに円筒部９１Ａ～９３Ａを有する点で、図２に示される円筒管９と相違している。円筒部９１Ａは、円筒管９の端部９ａからコイル４２ａの電子銃２側に囲まれた位置まで延びている。円筒部９１Ａはテーパ形状を有している。例えば、円筒部９１Ａの径は、端部９ａからターゲット３１側に向かって、径ｄ１から径ｄ２まで漸増している。円筒部９２Ａは、円筒部９１Ａのターゲット３１側の端部からポールピース４２ｂよりも若干ターゲット３１側の位置まで延びている。円筒部９２Ａは一定の径（径ｄ２）を有している。円筒部９３Ａは、円筒部９２Ａのターゲット３１側の端部から円筒管９の端部９ｂまで延びている。円筒部９３Ａはテーパ形状を有している。例えば、円筒部９３Ａの径は、円筒部９２Ａの当該端部からターゲット３１側に向かって、径ｄ２から径ｄ６まで漸減している。円筒管９Ａにおいては、円筒部９１Ａが拡径部に相当し、円筒部９３Ａが縮径部に相当する。
　図７は、円筒管の第２変形例（円筒管９Ｂ）を示している。いくつかの実施例では、円筒管９Ｂは、円筒部９１～９６の代わりに円筒部９１Ｂ，９２Ｂを有する点で、図２に示される円筒管９と相違している。円筒部９１Ｂは、円筒管９の端部９ａからポールピース４２ｂに囲まれた位置まで延びている。円筒部９１Ｂはテーパ形状を有している。例えば、円筒部９１Ｂの径は、端部９ａからターゲット３１側に向かって、径ｄ１から径ｄ２まで漸増している。円筒部９２Ｂは、円筒部９１Ｂのターゲット３１側の端部から円筒管９の端部９ｂまで延びている。円筒部９２Ｂはテーパ形状を有している。いくつかの実施例では、円筒部９２Ｂの径は、円筒部９１Ｂの当該端部からターゲット３１側に向かって、径ｄ２から径ｄ６まで漸減している。円筒管９Ｂにおいては、円筒部９１Ｂが拡径部に相当し、円筒部９２Ｂが縮径部に相当する。
　いくつかの実施例では、円筒管（電子通過路）の縮径部及び拡径部は、円筒管９のように段差状（非連続）に形成されていなくてもよく、円筒管９Ａ，９Ｂのようにテーパ状に形成されてもよい。また、円筒管９Ｂのように、円筒管は、テーパ状に形成された部分のみによって構成されてもよい。また、円筒管は、段差状に径を変化させる部分とテーパ状に径を変化させる部分との両方を有していてもよい。例えば、拡径部が円筒管９Ａのようにテーパ状に形成される一方で、縮径部が円筒管９のように段差状に形成されてもよい。
　また、ターゲットは、回転陽極でなくてもよい。いくつかの実施例では、ターゲットが回転しないように構成され、電子ビームＥＢが常にターゲット上の同じ位置に入射するように構成されてもよい。ただし、ターゲットを回転陽極とすることにより、ターゲットに対する電子ビームＥＢによる局所的な負荷を減少させることができる。その結果、電子ビームＥＢの量を増大させ、ターゲットから出射されるＸ線ＸＲの線量を増大させることが可能となる。
　いくつかの実施例では、電子銃２は、円形状の断面形状を有する電子ビームＥＢを出射するように構成されてもよい。他の例では、電子銃２は、円形状以外の断面形状を有する電子ビームを出射するように構成されてもよい。
　いくつかの実施例では、電子銃２には、上述した開口部２１１ａ、２３１ａ、２５１ａ、２３１ｂの全てが設けられていなくてもよい。例えば、開口部２５１ａ及び開口部２３１ｂは省略されてもよい。この場合でも、開口部２１１ａ及び開口部２３１ａによって、空間Ｓ１１の排気効率を向上させることができる。また、開口部２１１ａ、２３１ａ、２５１ａ、２３１ｂ、貫通孔Ｈの一以上の形状、個数、及び配置は、変更されてもよい。また、貫通孔Ｈは、空間Ｓ１２と空間Ｓ１３とを連通させてもよい。貫通孔Ｈが形成される位置は、Ｘ軸方向から見て空間Ｓ１２と重なる位置（すなわち、図９に示される位置よりも外側であり、出射軸ＡＸから離れた位置）であってもよい。
［構成１］
　第１電極は、第１グリッド電極２１を含み、第２電極は、第２グリッド電極２３を含み、第３電極は、保持電極２５を含む。
［構成２］
　電子銃２は、第１グリッド電極２１に接続された第１保持電極２２と、第１保持電極２２に接続された第２保持電極２４と、を更に備える。第１保持電極２２は、第１グリッド電極２１と第２保持電極２４との間に位置する。
［構成３］
　第１保持電極２２は、円板状の金属電極を有する。
［構成４］
　第１保持電極２２は、出射軸ＡＸの周りの周方向に沿って等間隔に設けられた複数の円形状の貫通孔２２ｄを有する。
［構成５］
　複数の円形状の貫通孔２２ｄは、第１空間（空間Ｓ１１）及び第２空間（空間Ｓ１２）の少なくとも一方と第３空間（空間Ｓ１３）とを連通させる。
［構成６］
　第２保持電極２４は、円筒状の側壁２４１と、環状のフランジ部２４２と、を有する。
［構成７］
　環状のフランジ部２４２の外縁は、少なくとも１つの円形状の貫通孔２２ｄの縁部の内側に位置している。
［構成８］
　第１保持電極２２には、出射軸ＡＸ上に位置する中央開口部（開口部２２ａ）が設けられている。電子銃２は、カソードＣを支持し、中央開口部（開口部２２ａ）に挿入されるステム２６を更に備える。
［構成９］
　第２保持電極２４は、円筒状の側壁２４１を有する。中央開口部（開口部２２ａ）から突出するステム２６の外面は、円筒状の側壁２４１の内面２４１ａに接合されている。
［構成１０］
　第１側壁２１１と第２側壁２３１との間に位置する第２空間（空間Ｓ１２）は、環状の隙間を形成している。
［構成１１］
　カソードＣの先端部Ｃ１は、第１空間（空間Ｓ１１）に位置する。
［構成１２］
　カソードＣの先端部Ｃ１は、電子ビームＥＢを外部空間（筐体６の内部空間Ｓ１）に放出する。

Claims (20)

  1. 　電子ビーム発生器であって、
    　電子ビームを出射する先端部を有するカソードと、
    　前記カソードの前記先端部を収容し、前記電子ビームの出射軸の周りに前記先端部を取り囲む第１側壁を有する第１電極と、
    　前記出射軸に沿った方向から見て前記第１電極を取り囲み、前記第１側壁から離間して前記第１側壁を取り囲む第２側壁を有する第２電極と、を備え、
    　前記第１側壁には、前記第１側壁に囲まれた第１空間と、前記第１側壁と前記第２側壁との間の第２空間と、を連通させる第１開口部が設けられており、
    　前記第２電極には、前記出射軸に沿った方向に開口し、前記第２空間と前記電子ビーム発生器の外部空間とを連通させる第２開口部が設けられている、電子ビーム発生器。
  2. 　前記第１開口部は、前記出射軸の周りの周方向に沿って延在する長孔形状を有している、請求項１に記載の電子ビーム発生器。
  3. 　前記第２側壁は、前記出射軸に直交する方向から見て、前記第１開口部を覆い隠すように構成されている、請求項１に記載の電子ビーム発生器。
  4. 　前記出射軸の周りに、前記カソードにおける前記先端部を支持する支持部を取り囲む第３側壁を有する第３電極を更に備え、
    　前記第３側壁には、前記第３側壁に囲まれた第３空間と前記外部空間とを連通させる第３開口部が設けられている、請求項１に記載の電子ビーム発生器。
  5. 　前記第１空間及び前記第２空間の少なくとも一方と前記第３空間とを連通させる貫通孔を更に備える、請求項４に記載の電子ビーム発生器。
  6. 　前記第３側壁を取り囲む前記第２側壁の部分に設けられており、前記第２側壁と前記第３側壁との間の第４空間と前記外部空間とを連通させる第４開口部を更に備え、
    　前記第３空間と前記外部空間とは、前記第４空間を介して連通している、請求項４に記載の電子ビーム発生器。
  7. 　前記第３開口部と前記第４開口部とは、互いに対向していない、請求項６に記載の電子ビーム発生器。
  8. 　前記第１電極は、第１グリッド電極を含み、
    　前記第２電極は、第２グリッド電極を含み、
    　前記第３電極は、保持電極を含む、請求項４に記載の電子ビーム発生器。
  9. 　前記第１グリッド電極に接続された第１保持電極と、
    　前記第１保持電極に接続された第２保持電極と、を更に備え、
    　前記第１保持電極は、前記第１グリッド電極と前記第２保持電極との間に位置する、請求項８に記載の電子ビーム発生器。
  10. 　前記第１保持電極は、円板状の金属電極を有する、請求項９に記載の電子ビーム発生器。
  11. 　前記第１保持電極は、前記出射軸の周りの周方向に沿って等間隔に設けられた複数の円形状の貫通孔を有する、請求項９に記載の電子ビーム発生器。
  12. 　前記複数の円形状の貫通孔は、前記第１空間及び前記第２空間の少なくとも一方と前記第３空間とを連通させる、請求項１１に記載の電子ビーム発生器。
  13. 　前記第２保持電極は、円筒状の側壁と、環状のフランジ部と、を有する、請求項１１に記載の電子ビーム発生器。
  14. 　前記環状のフランジ部の外縁は、少なくとも１つの前記円形状の貫通孔の縁部の内側に位置している、請求項１３に記載の電子ビーム発生器。
  15. 　前記第１保持電極には、前記出射軸上に位置する中央開口部が設けられており、
    　前記カソードを支持し、前記中央開口部に挿入されるステムを更に備える、請求項９に記載の電子ビーム発生器。
  16. 　前記第２保持電極は、円筒状の側壁を有し、
    　前記中央開口部から突出する前記ステムの外面は、前記円筒状の側壁の内面に接合されている、請求項１５に記載の電子ビーム発生器。
  17. 　前記第１側壁と前記第２側壁との間に位置する前記第２空間は、環状の隙間を形成している、請求項１に記載の電子ビーム発生器。
  18. 　前記カソードの前記先端部は、前記第１空間に位置する、請求項１に記載の電子ビーム発生器。
  19. 　前記カソードの先端部は、前記電子ビームを前記外部空間に放出する、請求項１に記載の電子ビーム発生器。
  20. 　請求項１に記載の電子ビーム発生器を備えるＸ線発生装置。
PCT/JP2021/005318 2020-04-13 2021-02-12 電子ビーム発生器及びｘ線発生装置 WO2021210255A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21788213.3A EP4134998A4 (en) 2020-04-13 2021-02-12 ELECTRON BEAM GENERATOR AND X-RAY GENERATION DEVICE
CN202180024398.0A CN115335948A (zh) 2020-04-13 2021-02-12 电子束产生器及x射线产生装置
JP2022515218A JPWO2021210255A1 (ja) 2020-04-13 2021-02-12
KR1020227028254A KR20230002293A (ko) 2020-04-13 2021-02-12 전자빔 발생기 및 x선 발생 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/846,406 2020-04-13
US16/846,406 US10923307B1 (en) 2020-04-13 2020-04-13 Electron beam generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021210255A1 true WO2021210255A1 (ja) 2021-10-21

Family

ID=74570041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/005318 WO2021210255A1 (ja) 2020-04-13 2021-02-12 電子ビーム発生器及びｘ線発生装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10923307B1 (ja)
EP (1) EP4134998A4 (ja)
JP (1) JPWO2021210255A1 (ja)
KR (1) KR20230002293A (ja)
CN (1) CN115335948A (ja)
TW (1) TW202143274A (ja)
WO (1) WO2021210255A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11864300B2 (en) 2021-04-23 2024-01-02 Carl Zeiss X-ray Microscopy, Inc. X-ray source with liquid cooled source coils
US11961694B2 (en) 2021-04-23 2024-04-16 Carl Zeiss X-ray Microscopy, Inc. Fiber-optic communication for embedded electronics in x-ray generator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5416968A (en) * 1977-07-08 1979-02-07 Hitachi Ltd Field radiation type electronic gun
JPH08222161A (ja) * 1995-02-17 1996-08-30 Jeol Ltd 超小型走査電子顕微鏡
JP2009231102A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Nuflare Technology Inc タレット電子銃及び電子ビーム描画装置
JP2013232308A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Toshiba Corp Ｘ線管
JP2015041585A (ja) 2013-08-23 2015-03-02 株式会社ニコン Ｘ線源、ｘ線装置、及び構造物の製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3706002A (en) * 1970-11-16 1972-12-12 Varian Associates Electron gun
JPS5248254B2 (ja) 1972-12-12 1977-12-08
JPS60142352U (ja) 1984-02-29 1985-09-20 ダイハツ工業株式会社 タイミングギヤトレイン用歯車
JPH11144653A (ja) 1997-11-06 1999-05-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｘ線発生装置
DE69940637D1 (de) * 1998-07-09 2009-05-07 Hamamatsu Photonics Kk Röntgenröhre
JP4762436B2 (ja) 2001-05-16 2011-08-31 浜松ホトニクス株式会社 カソードユニット及び開放型ｘ線発生装置
JP4262002B2 (ja) * 2003-06-30 2009-05-13 株式会社堀場製作所 電界放出型電子銃
US6901136B1 (en) * 2003-12-02 2005-05-31 Ge Medical Systems Global Technology Co., Llc X-ray tube system and apparatus with conductive proximity between cathode and electromagnetic shield
JP2006164819A (ja) 2004-12-09 2006-06-22 Hitachi Medical Corp マイクロフォーカスｘ線管およびそれを用いたｘ線装置
JP5248254B2 (ja) 2008-09-29 2013-07-31 知平 坂部 Ｘ線発生方法及びｘ線発生装置
US8581481B1 (en) * 2011-02-25 2013-11-12 Applied Physics Technologies, Inc. Pre-aligned thermionic emission assembly
EP2690646A1 (en) 2012-07-26 2014-01-29 Agilent Technologies, Inc. Gradient vacuum for high-flux x-ray source
US10008359B2 (en) 2015-03-09 2018-06-26 Varex Imaging Corporation X-ray tube having magnetic quadrupoles for focusing and magnetic dipoles for steering
JP6498535B2 (ja) * 2015-06-10 2019-04-10 キヤノン電子管デバイス株式会社 Ｘ線管
JP6796480B2 (ja) 2016-12-26 2020-12-09 日本電子株式会社 電子銃用の取外し工具
US10559446B2 (en) * 2017-02-28 2020-02-11 Electronics And Telecommunication Research Institute Vacuum closed tube and X-ray source including the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5416968A (en) * 1977-07-08 1979-02-07 Hitachi Ltd Field radiation type electronic gun
JPH08222161A (ja) * 1995-02-17 1996-08-30 Jeol Ltd 超小型走査電子顕微鏡
JP2009231102A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Nuflare Technology Inc タレット電子銃及び電子ビーム描画装置
JP2013232308A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Toshiba Corp Ｘ線管
JP2015041585A (ja) 2013-08-23 2015-03-02 株式会社ニコン Ｘ線源、ｘ線装置、及び構造物の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4134998A4

Also Published As

Publication number Publication date
CN115335948A (zh) 2022-11-11
EP4134998A1 (en) 2023-02-15
EP4134998A4 (en) 2024-04-17
US10923307B1 (en) 2021-02-16
KR20230002293A (ko) 2023-01-05
TW202143274A (zh) 2021-11-16
JPWO2021210255A1 (ja) 2021-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021210255A1 (ja) 電子ビーム発生器及びｘ線発生装置
JP5822767B2 (ja) イオン源装置及びイオンビーム生成方法
JP2007066694A (ja) Ｘ線管
JP6619916B1 (ja) Ｘ線発生管、ｘ線発生装置およびｘ線撮像装置
US20120281815A1 (en) X-ray tube and method to operate an x-ray tube
US20160099128A1 (en) X-ray tube
KR102151422B1 (ko) Ｘ선관
WO2021210254A1 (ja) Ｘ線発生装置
WO2021210256A1 (ja) Ｘ線発生装置及びｘ線発生方法
CN111033673B (zh) X射线管
EP1437760B1 (en) Gas discharge tube
JP7196046B2 (ja) Ｘ線管
JP3222797U (ja) Ｘ線管
WO2023119689A1 (ja) Ｘ線管
KR101511331B1 (ko) X선관
JP2018181768A (ja) Ｘ線管
JPWO2020136912A1 (ja) 電子銃、ｘ線発生装置およびｘ線撮像装置
KR101089231B1 (ko) Ｘ선관
JP2746573B2 (ja) 荷電粒子線装置
CN114551192A (zh) 冷阴极x射线管及x射线发生装置
EP3491658A1 (en) X-ray unit
KR20080075985A (ko) 전자총을 포함하는 음극선관

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21788213

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022515218

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021788213

Country of ref document: EP

Effective date: 20221109