(57)【要約】【課題】供給電力の向上と装置の小型化とを実現できる、Ｘ線管用電源装置およびこれを用いたＸ線装置を提供する。【解決手段】電源装置７は蓄電装置２７を内蔵し、商用電源１７と接続される。商用電源１７または蓄電装置２７から高電圧発生部１６に供給される電力を蓄電するコンデンサ２１の電圧Ｖｃは、電圧検出部２３によって逐次検出される。充放電制御部３１は、電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１以下である場合は蓄電装置２７からの放電をオンに制御することにより高電圧発生部１６への電力供給源が商用電源１７および蓄電装置２７である状態に切り換える。電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１より高い場合、蓄電装置２７からの放電をオフに制御し、電力供給源が商用電源１７のみである状態に切り換える。【選択図】図４
2020119657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電部と、
Ｘ線管に高電圧を印加する高電圧発生部へ供給される電力を蓄電するコンデンサと、
商用電源から供給される電力を前記コンデンサに蓄電させる第１回路と、
前記蓄電部から放電された電力を前記コンデンサに蓄電させる第２回路と、
前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、
前記蓄電部からの放電のオン／オフを切り換える切り換え部と、
前記電圧検出部が検出した前記コンデンサの電圧が所定の第１設定値より高い場合は前記商用電源のみから前記コンデンサに電力が供給される第１状態となり、前記電圧検出部が検出した前記コンデンサの電圧が前記第１設定値以下である場合は前記商用電源および前記蓄電部の各々から前記コンデンサに電力が供給される第２状態となるように、前記切り換え部による前記蓄電部からの放電のオン／オフを制御する切り換え制御部と、
を備えることを特徴とするＸ線管用電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線管用電源装置において、
前記商用電源から供給される電力を前記蓄電部へと充電させる充電回路を備え、
前記切り換え部は、前記充電回路を介した前記蓄電部への充電のオン／オフを切り換える構成をさらに有し、
前記切り換え制御部は、前記コンデンサの電圧が前記第１設定値以上の値である第２設定値より高い場合は前記蓄電部への充電がオンとなるように前記切り換え部を制御し、前記コンデンサの電圧が前記第２設定値以下である場合は前記蓄電部への充電がオフとなるように前記切り換え部を制御する
ことを特徴とするＸ線管用電源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＸ線管用電源装置において、
前記切り換え制御部は、前記コンデンサの電圧を所定の第３設定値に近づけるようにフィードバック制御を行う
ことを特徴とするＸ線管用電源装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＸ線管用電源装置において、
前記第３設定値は、前記第１設定値と等しい
ことを特徴とするＸ線管用電源装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＸ線管用電源装置において、
前記蓄電部は、バッテリー、電気二重層キャパシタ、および大容量キャパシタのうち少なくとも一つを含む構成である
ことを特徴とするＸ線管用電源装置。
【請求項６】
被検査対象にＸ線を照射するＸ線管と、
前記被検査対象を透過した前記Ｘ線を検出してＸ線検出信号を出力するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出信号を用いてＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記Ｘ線管に電力を供給する電力供給手段と、
を備え、
前記電力供給手段は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のＸ線管用電源装置である
ことを特徴とするＸ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管に高電圧を印加してＸ線を発生させる高電圧発生装置に電力を供給するＸ線管用電源装置と、当該Ｘ線管用電源装置を用いてＸ線を発生させてＸ線画像を生成するＸ線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療現場などで用いられるＸ線装置において、Ｘ線管に高電圧を印加する高電圧発生装置に電力を供給する電源装置が用いられる。従来のＸ線装置において、高電圧発生装置に供給する電力の供給源を条件に応じて切り換える構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような従来の構成について、図を用いて説明する。図６（ａ）に示すように、Ｘ線装置１０１は、Ｘ線管１０２と、高電圧発生装置１０３と、インバータ１０４と、整流手段１０５と、蓄電装置１０６と、切り換えスイッチ１０７と、スイッチ制御回路１０８とを備えている。またＸ線装置１０１は、商用電源１０９と接続されている。
【０００４】
インバータ１０４は高電圧発生装置１０３と接続されており、整流手段１０５または蓄電装置１０６から供給される電力を直流交流変換する。整流手段１０５は商用電源１０９から供給される電力を交流から直流に変換する。蓄電装置１０６はＸ線装置１０１に内蔵されており、Ｘ線撮影時において電力を供給する。切り換えスイッチ１０７はスイッチ制御回路１０８から送信される制御信号に従って、高電圧発生装置１０３に供給する電力の供給源を切り換える。
【０００５】
ここで、Ｘ線装置１０１において電力の供給源を切り換える工程について説明する。図示しない入力部の操作などにより、Ｘ線透視を行う旨の指示が行われた場合、スイッチ制御回路１０８は切り換えスイッチ１０７に対して、商用電源１０９から高電圧発生装置１０３に電力を供給させるよう制御信号を送信する。当該制御信号に従って、インバータ１０４を整流手段１０５と電気的に接続させるように、切り換えスイッチ１０７が切り換えられる（図６（ｂ））。その結果、商用電源１０９から電力Ｐｆが高電圧発生装置１０３へ供給される。
【０００６】
一方、Ｘ線撮影を行う旨の指示が行われた場合、スイッチ制御回路１０８は切り換えスイッチ１０７に対して、蓄電装置１０６から高電圧発生装置１０３に電力を供給させるよう制御信号を送信する。当該制御信号に従って、インバータ１０４を蓄電装置１０６と電気的に接続させるように、切り換えスイッチ１０７が切り換えられる（図６（ｃ））。その結果、蓄電装置１０６から比較的大きい電力Ｐｇが高電圧発生装置１０３へ供給される。
【０００７】
なお、Ｘ線撮影を行わない状態において、商用電源１０９から電力Ｐｈが蓄電装置１０６へと充電されるよう制御が行われる（図６（ｂ））。当該充電により、Ｘ線透視時などにおいて蓄電装置１０６を充電させ、Ｘ線透視後に行われるＸ線撮影に備えることが可能となる。
【０００８】
このようにＸ線装置１０１では、Ｘ線透視時とＸ線撮影時とにおいて、高電圧発生装置１０３に対する電力の供給源を切り換えスイッチ１０７によって切り換える。Ｘ線透視はＸ線撮影に比べて必要電力が小さい。そのため、Ｘ線透視を行う時のみ商用電源１０９と高電圧発生装置１０３とを接続することにより、商用電源１０９の電源容量が小さい場合であってもＸ線透視時においてＸ線を好適に発生させることができる。
【０００９】
一方、必要電力が大きいＸ線撮影時には、高電圧発生装置１０３に対する電力の供給源を商用電源１０９から蓄電装置１０６へと切り換える。すなわち、Ｘ線撮影時において、蓄電装置１０６のみを高電圧発生装置１０３と接続させるよう、切り換えスイッチ１０７が切り換えられる。商用電源１０９と比べて電源容量が大きい蓄電装置１０６から電力Ｐｂを供給させることにより、必要電力が比較的大きいＸ線撮影時においてもＸ線を好適に発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−１２９０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち近年のＸ線装置、特にＦＰＤ搭載型のＸ線装置において、必要とされる電力が大きくなる傾向にある。そのため、Ｘ線撮影時において蓄電装置のみから電力を供給する従来の構成では、当該必要とされる電力を確実に供給することが難しくなっている。
【００１２】
また、近年のＸ線装置では、装置内における空間が制限されているので、蓄電装置の小型化に対する要請も高まっている。しかし、従来の構成を用いてＸ線装置に必要とされる高い電力を供給するには蓄電装置を大型化する必要があり、小型化の要請に応えることは困難である。一方で従来の装置において蓄電装置を小型化した場合、蓄電装置からの供給電力は要求される値に対して大きく不足することとなる。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、供給電力の向上と装置の小型化とを実現できる、Ｘ線管用電源装置およびこれを用いたＸ線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るＸ線管用電源装置は、蓄電部と、Ｘ線管に高電圧を印加する高電圧発生部へ供給される電力を蓄電するコンデンサと、商用電源から供給される電力を前記コンデンサに蓄電させる第１回路と、前記蓄電部から放電された電力を前記コンデンサに蓄電させる第２回路と、前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、前記蓄電部からの放電のオン／オフを切り換える切り換え部と、前記電圧検出部が検出した前記コンデンサの電圧が所定の第１設定値より高い場合は前記商用電源のみから前記コンデンサに電力が供給される第１状態となり、前記電圧検出部が検出した前記コンデンサの電圧が前記第１設定値以下である場合は前記商用電源および前記蓄電部の各々から前記コンデンサに電力が供給される第２状態となるように、前記切り換え部による前記蓄電部からの放電のオン／オフを制御する切り換え制御部と、を備えるものである。
【００１５】
［作用・効果］本発明に係るＸ線管用電源装置によれば、Ｘ線管に高電圧を印加する高電圧発生部へ供給される電力を蓄電するコンデンサを備えている。当該コンデンサは、商用電源から供給される電力と蓄電部から供給される電力とを蓄電する。また、電圧検出部が検出したコンデンサの電圧に基づいて、切り換え部による蓄電部からの放電のオン／オフを制御する切り換え制御部を備えている。
【００１６】
電圧検出部が検出したコンデンサの電圧が所定の第１設定値より高い場合は商用電源のみからコンデンサに電力が供給される第１状態となるよう、切り換え制御部は蓄電部からの放電のオン／オフを制御する。コンデンサの電圧が高い場合、高電圧発生部が必要とする電力は比較的小さいので、商用電源のみから供給される電力で賄うことが容易である。よって、蓄電部の電力を浪費することなくＸ線を適切に発生させることができる。
【００１７】
一方、電圧検出部が検出したコンデンサの電圧が第１設定値以下である場合は商用電源および蓄電部の各々からコンデンサに電力が供給される第２状態となるように、切り換え制御部は蓄電部からの放電のオン／オフを制御する。コンデンサの電圧が低い場合、高電圧発生部が必要とする電力が比較的大きい。そのため、蓄電部から電力を供給させることにより、商用電源の供給電力では不足する分を確実に補って、より出力が高い条件でＸ線を好適に発生させることができる。
【００１８】
また本発明では必要電力が大きい場合において第２状態とすることにより、商用電源と蓄電部との両方から電力を供給させる、いわゆるハイブリッド電力供給を行う。そのため、蓄電部のみから電力を供給する従来の構成と比べて、蓄電部が供給する電力を低減できる。よって、蓄電部を小型化しつつ高電圧発生部へ供給する電力を十分に確保できる。また、蓄電部の供給電力と商用電源の供給電力とを合わせた電力が高電圧発生部に供給されるので、従来の構成と比べて高電圧発生部に対する供給電力を向上できる。
【００１９】
また、上述した発明において、前記商用電源から供給される電力を前記蓄電部へと充電させる充電回路を備え、前記切り換え部は、前記充電回路を介した前記蓄電部への充電のオン／オフを切り換える構成をさらに有し、前記切り換え制御部は、前記コンデンサの電圧が前記第１設定値以上の値である第２設定値より高い場合は前記蓄電部への充電がオンとなるように前記切り換え部を制御し、前記コンデンサの電圧が前記第２設定値以下である場合は前記蓄電部への充電がオフとなるように前記切り換え部を制御することが好ましい。
【００２０】
［作用・効果］本発明に係るＸ線管用電源装置によれば、切り換え制御部は、蓄電部からの放電のオン／オフに加えて、充電回路を介した蓄電部への充電のオン／オフを制御する。すなわち、コンデンサの電圧が第１設定値以上の値である第２設定値より高い場合は蓄電部への充電がオンとなるように切り換え部を制御する。
【００２１】
コンデンサの電圧が第２設定値より高い場合、高電圧発生部が必要とする電力は非常に小さいので、商用電源が供給できる電力の一部を用いることにより高電圧発生部の必要電力を賄うことが容易である。そのため、商用電源の供給電力のうち、余った残りの一部を蓄電部に充電させることで、蓄電部から高電圧発生部へ電力を供給する事態に備えることができる。
【００２２】
また、上述した発明において、前記切り換え制御部は、前記コンデンサの電圧を所定の第３設定値に近づけるようにフィードバック制御を行うことが好ましい。
【００２３】
［作用・効果］本発明に係るＸ線管用電源装置によれば、切り換え制御部は、コンデンサの電圧を所定の第３設定値に近づけるようにフィードバック制御を行う。フィードバック制御により、コンデンサの電圧は変動することなく安定に第３設定値をとることとなる。よって、蓄電部からの放電のオン／オフを適切に制御できる。また、蓄電部から放電される電力の量が必要以上に増大して蓄電部の電力が浪費される事態を回避できる。
【００２４】
また、上述した発明において、前記第３設定値は、前記第１設定値と等しいことが好ましい。商用電源と蓄電部との各々から電力を供給させる第２状態において、第３設定値を高くすると、高電圧発生部に供給する電力が一定である場合であっても商用電源の電流および商用電源の供給電力を低く抑えることができる。そのため、第３設定値を大きくして第１設定値と等しくすることにより、電流の上限値が低い商用電源を用いる場合であっても、高電圧発生部に供給する電力を向上させることが容易となる。
【００２５】
また、上述した発明において、前記蓄電部は、バッテリー、電気二重層キャパシタ、および大容量キャパシタのうち少なくとも一つを含む構成であることが好ましい。これらの構成とすることにより、低コストでより大容量の電力を蓄電させる蓄電部を実現できる。
【００２６】
また、被検査対象にＸ線を照射するＸ線管と、前記被検査対象を透過した前記Ｘ線を検出してＸ線検出信号を出力するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出信号を用いてＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記Ｘ線管に電力を供給する電力供給手段と、を備えるＸ線装置であって、前記電力供給手段は、上述の発明に係るＸ線管用電源装置であることが好ましい。本発明に係るＸ線装置によれば、上述のＸ線管用電源装置に係る効果を奏するＸ線装置を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るＸ線管用電源装置およびＸ線装置によれば、コンデンサの電圧を検出し、検出された電圧の高さに応じて高電圧発生部に対する電力供給源を自動的に切り換える。コンデンサの電圧が高い場合は商用電源のみを電力供給源とすることにより、蓄電部の電力消費を抑える。またコンデンサの電圧が低い場合であっても蓄電部のみならず商用電源も併せて電力供給源とする。よって、蓄電部から供給される電力の大きさを低減できるので、蓄電部の小型化が容易となる。また、蓄電部と商用電源とのハイブリッド電力供給とすることにより、蓄電部のみを電力供給源とする場合と比べて高電圧発生部に供給する電力が大きくなる。よって、Ｘ線管から照射されるＸ線の出力をより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例に係るＸ線装置およびＸ線管用電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施例に係るＸ線管用電源装置の制御を説明するフローチャートである。
【図３】実施例に係るＸ線管用電源装置の制御を説明するグラフ図である。
【図４】実施例に係るＸ線管用電源装置において、高電圧発生部に対する電力の供給源を切り換える構成を示す図である。（ａ）は商用電源から蓄電装置に充電させつつ、商用電源から電力を供給する状態を説明する図であり、（ｂ）は蓄電装置の充電を行わずに商用電源から電力を供給する状態を説明する図であり、（ｃ）は蓄電装置から放電させて商用電源および蓄電装置からハイブリッド電力供給を行う状態を説明する図である。
【図５】実施例に係るＸ線管用電源装置の効果を説明するグラフ図である。（ａ）は商用電源のみから常に電力を供給する比較例と、ハイブリッド電力供給を行う実施例とを比較するグラフ図であり、（ｂ）はフィードバック制御において第３設定値Ｖ３の値を変更した場合における商用電源の電流を比較するグラフ図である。
【図６】従来例に係るＸ線装置の構成を示す概略図である。（ａ）は全体構成を示す図であり、（ｂ）はＸ線透視時における電力供給源を説明する図であり、（ｃ）はＸ線撮影時における電力供給源を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
【００３０】
＜全体構成の説明＞
実施例に係るＸ線装置１は図１に示すように、Ｘ線管３と、電源装置７と、Ｘ線検出器９と、画像生成部１１と、入力部１３とを備えている。またＸ線装置１は、電源ケーブルなどを介して商用電源１７と接続できるよう構成されている。
【００３１】
Ｘ線管３は、電源装置７に設けられている高電圧発生部１６から高電圧が印加されることによりＸ線を被検体に対して照射する。電源装置７はＸ線管３と接続可能となるように構成されており、Ｘ線管３によるＸ線の照射に必要な電力を供給する。
【００３２】
Ｘ線検出器９は、Ｘ線管３から被検体に照射されて透過したＸ線を検出して電気信号に変換させ、Ｘ線検出信号として出力させる。Ｘ線検出器９の一例として、フラットパネル型検出器（ＦＰＤ）などが挙げられる。画像生成部１１はＸ線検出器９の後段に設けられており、Ｘ線検出器９から出力されたＸ線検出信号に基づいてＸ線画像を生成する。
【００３３】
入力部１３は操作者の指示を入力するものであり、その例として、キーボード入力式のパネルやタッチ入力式のパネルなどが挙げられる。
【００３４】
次に、実施例に係る電源装置７の構成について説明する。電源装置７はＸ線管用の電源装置であり、図１に示すように、Ｘ線制御部１５と、高電圧発生部１６と、整流器１９と、コンデンサ２１と、電圧検出部２３と、蓄電装置２７と、充放電回路２９とを備えている。実施例では、Ｘ線装置１と商用電源１７とを接続した場合、商用電源１７は整流器１９およびコンデンサ２１などを介して、高電圧発生部１６と常に電気的に接続される構成となっている。またＸ線制御部１５は充放電制御部３１を有している。
【００３５】
Ｘ線制御部１５はＸ線管３によるＸ線の照射を制御する。高電圧発生部１６は電力を直流交流変換するインバータなどを備えており、Ｘ線の照射に必要な高電圧を発生させる。整流器１９は商用電源１７と電気的に接続されており、商用電源１７から供給される電力を交流から直流に変換する。整流器１９によって変換された直流電力は、回路３３を介してコンデンサ２１に蓄電される。コンデンサ２１は、商用電源１７および高電圧発生部１６と並列に接続されている。コンデンサ２１は回路３３を介して商用電源１７から供給される電力の他に、回路３５を介して蓄電装置２７から供給される電力を蓄電するように構成されている。コンデンサ２１に蓄電されている電力は、高電圧発生部１６へと出力される。回路３３は本発明における第１回路に相当し、回路３５は本発明における第２回路に相当する。
【００３６】
電圧検出部２３はコンデンサ２１の電圧をリアルタイムで検出する。電圧検出部２３によって検出された、コンデンサ２１の電圧の高さに係る情報は、電圧検出部２３から充放電制御部３１へと随時送信されるように構成されている。
【００３７】
蓄電装置２７は電源装置７に内蔵されており、充放電回路２９および充放電制御部３１による制御に従って、コンデンサ２１を介して高電圧発生部１６へと電力を供給する。蓄電装置２７の一例としては、バッテリー、電気二重層キャパシタ、大容量キャパシタなどが挙げられる。また、蓄電装置２７は図示しない蓄電圧検出部が接続されている。蓄電圧検出部は蓄電装置２７の電圧Ｖｍをリアルタイムで検出し、電圧Ｖｍの情報を充放電制御部３１へと随時送信する。蓄電装置２７は本発明における蓄電部に相当する。
【００３８】
充放電回路２９は蓄電装置２７と電気的に接続されており、整流器１９とコンデンサ２１との間に並列接続されている。充放電回路２９は蓄電装置２７からの放電が可能となっている状態（放電モード）と、蓄電装置２７に対する充電が可能となっている状態（充電モード）との切り換えが可能となる構成を有している。充放電回路２９の一例としては半導体スイッチング素子を用いた双方向コンバータなどが挙げられる。
【００３９】
充放電回路２９が放電モードの状態になると、充放電回路２９を構成するスイッチング素子が切り換えられ、蓄電装置２７は充放電回路２９や回路３５を介してコンデンサ２１と電気的に接続する状態となる。すなわち、適切なタイミングで蓄電装置２７から放電させ、蓄電装置２７の電力をコンデンサ２１に蓄電することが可能となる。
【００４０】
充放電回路２９が充電モードの状態になると、充放電回路２９を構成するスイッチング素子が切り換えられ、蓄電装置２７は充放電回路２９や回路３５を介して商用電源１７と電気的に接続する状態となる。そして、商用電源１７から供給される電力の少なくとも一部が蓄電装置２７に充電される。
【００４１】
また充放電回路２９は、ＰＷＭ制御（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などによって、充電および放電のオン／オフを切り換える制御を行う。一例としてＰＷＭ制御を行う場合は一定周期内におけるパルスのデューティ比を適宜変更することにより、蓄電装置２７に充電される電力の大きさおよび蓄電装置２７から放電される電力の大きさを適切に調整できる。充放電制御部３１は充放電回路２９の上流に設けられており、充放電回路２９の動作を制御する。
【００４２】
ここで、充放電制御部３１および充放電回路２９によって、蓄電装置２７からの放電および蓄電装置２７に対する充電を制御する構成について説明する。充放電制御部３１は、電圧検出部２３から送信されるコンデンサ２１の電圧Ｖｃの高さに基づいて、充放電回路２９に対して異なる制御信号を送信する。
【００４３】
実施例において、充放電制御部３１は、コンデンサ２１の電圧Ｖｃと予め定められた第１設定値Ｖ１とを比較することにより、放電モードのオン／オフを切り換える制御を行う。また充放電制御部３１は、コンデンサ２１の電圧Ｖｃと予め定められた第２設定値Ｖ２とを比較することにより、充電モードのオン／オフを切り換える制御を行う。なお、第２設定値Ｖ２は第１設定値Ｖ１より高い値とする。
【００４４】
さらに本実施例に係る充放電制御部３１は、充放電回路２９における切り換え動作を制御することにより、コンデンサ２１の電圧Ｖｃの高さが予め定められた第３設定値に近づくようにフィードバック制御する構成を有している。本実施例において、第３設定値はＶ３に定められているものとする。第１設定値Ｖ１、第２設定値Ｖ２、第３設定値Ｖ３の高さは、Ｘ線装置１の条件に応じて適宜設定および変更を行うことができる。Ｘ線装置１の条件の例としては、商用電源１７の電源容量、蓄電装置２７の容量、Ｘ線照射条件などが挙げられる。Ｘ線照射条件の例としては管電圧および管電流の大きさ、並びにＸ線を照射するタイミングなどが挙げられる。
【００４５】
以下、実施例において充放電制御部３１が充放電回路２９を制御する構成について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
まず、商用電源１７が電源装置７と接続されている状態において（ステップＳ１００）、電圧検出部２３によってコンデンサ２１の電圧Ｖｃが検出される（ステップＳ１０１）。検出された電圧Ｖｃの情報は充放電制御部３１へ送信される。充放電制御部３１は、電圧Ｖｃと第１設定値Ｖ１とを比較する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
ステップＳ１０２において、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１以下であると判断された場合、充放電回路２９が放電モードとなるように、充放電制御部３１は充放電回路２９を制御する（ステップＳ１０３）。放電モードに制御された場合、充放電回路２９は蓄電装置２７およびコンデンサ２１が電気的に接続されるように、充放電回路２９のスイッチング素子を切り換える。
【００４８】
放電モードにおけるスイッチング素子の切り換えにより、商用電源１７に対して蓄電装置２７が並列に接続される。その結果、蓄電装置２７から供給される電力をコンデンサ２１へと蓄電させることが可能となるので、放電モードでは図４（ａ）に示すように、商用電源１７と蓄電装置２７との両方による電力供給が可能となる。商用電源１７および蓄電装置２７による電力供給を行うことによって、Ｘ線管３による負荷が大きい状態であってもＸ線管３の稼働に要する電力を確実に供給することができる。
【００４９】
本実施例では充放電回路２９が放電モードに制御されている場合、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが少なくとも第３設定値Ｖ３となるように、充放電制御部３１による充放電回路２９のフィードバック制御が行われるように構成されている。本実施例において、第３設定値Ｖ３は第１設定値Ｖ１より小さい値として予め設定されている。すなわちＸ線管３の負荷が大きくなりコンデンサ２１の電圧Ｖｃが第３設定値Ｖ３以下になると、充放電制御部３１は充放電回路２９を制御し、蓄電装置２７による放電を行わせる。蓄電装置２７による放電が実行されると、蓄電装置２７からコンデンサ２１に対して電力が供給される。当該電力供給により、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは第３設定値Ｖ３に回復する。電圧Ｖｃが第３設定値より大きくなった場合、蓄電装置２７による放電は停止される。
【００５０】
なお放電モードの状態において、充放電制御部３１は電圧Ｖｃと第１設定値Ｖ１とを適宜比較し、当該放電モードを終了するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１以下である場合、放電モードを継続する。一方、電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１より大きくなった場合、充放電制御部３１は充放電回路２９の放電モードを終了させるよう、充放電回路２９を制御する（ステップＳ１０５）。放電モードの終了により、充放電回路２９は通常モードに移行する（ステップＳ１１１）。通常モードについては後述する。
【００５１】
一方、ステップＳ１０２においてコンデンサ２１の電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１より大きいと判断された場合、充放電制御部３１は次に電圧Ｖｃと第２設定値Ｖ２とを比較する（ステップＳ１０６）。本実施例において、第２設定値Ｖ２は第１設定値Ｖ１より大きい値として予め設定されている。
【００５２】
ステップＳ１０６において、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが第２設定値Ｖ２より大きいと判断された場合、充放電回路２９が充電モードとなるように、充放電制御部３１は充放電回路２９を制御する（ステップＳ１０７）。充電モードに制御された場合、充放電回路２９は商用電源１７から蓄電装置２７へと電力を供給できるように、充放電回路２９のスイッチング素子を切り換える。
【００５３】
充電モードにおけるスイッチング素子の切り換えにより、商用電源１７とコンデンサ２１との電気的接続を維持しつつ、商用電源１７と蓄電装置２７とが電気的に接続される。その結果、図４（ｃ）に示すように、商用電源１７から供給される電力の一部が蓄電装置２７へと充電することが可能となる。すなわち充電モードでは、商用電源１７はコンデンサ２１を介して高電圧発生部１６へと電力を供給しつつ、蓄電装置２７に対する充電を行うことが可能となる。
【００５４】
充放電回路２９が充電モードに制御されている場合、充放電制御部３１はコンデンサ２１の電圧Ｖｃと第２設定値Ｖ２とを随時比較し、当該充電モードを終了するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。電圧Ｖｃが第２設定値Ｖ２以下となった場合、充放電制御部３１は充放電回路２９の充電モードを終了させるよう、充放電回路２９を制御する（ステップＳ１１０）。
【００５５】
本実施例では充電モードにおいて、充放電制御部３１はさらに蓄電装置２７の電圧Ｖｍと目標値Ｖｔとを随時比較し、当該充電モードを終了するか否かを判定するステップをさらに備えている（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９はステップＳ１０８の上流に設けられている。ステップＳ１０９において蓄電装置２７の電圧Ｖｍが目標値Ｖｔ以上であると判定された場合、コンデンサ２１の電圧Ｖｃの大きさとは無関係に充放電回路２９の充電モードを終了させるよう、充放電制御部３１は充放電回路２９を制御する（ステップＳ１１０）。すなわち本実施例では、充放電回路２９が充電モードに制御されている状態において、蓄電装置２７の電圧Ｖｍが目標値Ｖｔより小さく、かつコンデンサ２１の電圧Ｖｃが第２設定値より大きい場合に当該充電モードが継続される。
【００５６】
コンデンサ２１の電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１より大きく、かつ第２設定値Ｖ２以下である場合、充放電制御部３１は充放電回路２９が通常モードとなるよう、充放電回路２９を制御する。通常モードにおいて充放電回路２９は蓄電装置２７からの放電と蓄電装置２７に対する充電とのいずれもが不可能となるように、スイッチング素子を適宜切り換える。その結果、図４（ｂ）に示すように、商用電源１７から供給される電力は蓄電装置２７へ充電されることなく高電圧発生部１６へと供給される。また当該通常モードでは、蓄電装置２７から高電圧発生部１６へと電力が供給されることもなく、商用電源１７の電力のみを用いてＸ線管３が稼働される。
【００５７】
＜動作の説明＞
ここで実施例に係るＸ線装置１および電源装置７における電力供給の制御について、図面を用いて説明する。図３は、コンデンサ２１の電圧Ｖｃと経過時間との関係を示すグラフ図である。第１設定値Ｖ１、第２設定値Ｖ２、および第３設定値Ｖ３の各々は予め設定されているものとする。
【００５８】
まず、初期状態における電源装置７の制御について説明する。初期状態（ｔ＝０）において、Ｘ線装置１および電源装置７は商用電源１７と接続され（ステップＳ１００）、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは上限値Ｖｆにまで達している。すなわち、電圧Ｖｃは第２設定値Ｖ２より高い状態となっている。
【００５９】
コンデンサ２１の電圧Ｖｃは電圧検出器２３によってリアルタイムで検出されており（ステップＳ１０１）、検出された電圧Ｖｃの情報は充放電制御部３１へ逐次、送信される。
【００６０】
コンデンサ２１の電圧Ｖｃが第２設定値Ｖ２よりも高い場合、充放電制御部３１の判定により（ステップＳ１０６）、充放電回路２９は充電モードとなるよう制御される（ステップＳ１０７）。当該制御により、商用電源１７から蓄電装置２７に対する充電が可能となる。本実施例では当該充電モードの状態において、蓄電装置２７の電圧Ｖｍが目標値Ｖｔより小さい場合、充電モードが維持されて蓄電装置２７に対する充電が実際に行われる。
【００６１】
蓄電装置２７に対する充電が実行されると、図４（ｃ）に示すように、商用電源１７から電源装置７へと供給される電力Ｐａの一部、すなわち電力Ｐｃが充放電回路２９を介して蓄電装置２７へと充電される。そして電力Ｐａと電力Ｐｃとの差がコンデンサ２１へと蓄電される。コンデンサ２１に蓄電されている電力は、供給電力Ｐｘとして高電圧発生部１６へと供給される。図４（ｃ）に示される状態において、商用電源１７のみが高電圧発生部１６に対する電力供給源となる。
【００６２】
次に、Ｘ線照射を開始した後における電源装置７の制御について説明する。操作者は所定のＸ線照射条件を入力部１３に入力し、図３においてｔ１で示される時点においてＸ線照射を開始させる。Ｘ線照射の開始により、商用電源１７からコンデンサ２１を経由して高電圧発生部１６へ電力が供給され、高電圧発生部１６から印加される管電圧によりＸ線管３からＸ線が照射される。照射されたＸ線は、図示しない被検体を透過してＸ線検出器９に検出される。Ｘ線を検出したＸ線検出器９から発信されるＸ線検出信号に基づいて、画像生成部１１は被検体のＸ線画像を生成する。
【００６３】
Ｘ線管３からＸ線を照射させることにより電力が消費され、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが低下していく。そして図３においてｔ２で示される時点において、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは第２設定値であるＶ２以下となる。第２設定値以下となった電圧Ｖｃの情報は、電圧検出部２３から充放電制御部３１へ送信される（ステップＳ１０８）。コンデンサ２１の電圧ＶｃがＶ２以下となることにより、充放電制御部３１は充放電回路２９を制御して充電モードを終了させる（ステップＳ１１０）。
【００６４】
コンデンサ２１の電圧Ｖｃが第１設定値であるＶ１より高く、かつ第２設定値であるＶ２以下であると充放電制御部３１が判定した場合、充放電回路２９が通常モードの状態となるように、充放電制御部３１は充放電回路２９を制御する（ステップＳ１１１）。
【００６５】
なお、充放電制御部３１にはコンデンサ２１の電圧Ｖｃの情報とともに蓄電装置２７の電圧Ｖｍに関する情報も随時送信されている。そして、充放電制御部３１は蓄電装置２７の電圧Ｖｍと目標値Ｖｔとを随時比較する（ステップＳ１０９）。コンデンサ２１の電圧ＶｃがＶ２より大きい場合であっても、蓄電装置２７の電圧Ｖｍが目標値Ｖｔ以上となった場合、蓄電装置２７に対する充電をこれ以上行う必要がないと判断され、充電モードは終了される（ステップＳ１１０）。そして充電モードが終了した場合、通常モードへと移行する（ステップＳ１１１）。
【００６６】
通常モードとする制御が行われることにより、電源装置７は図４（ｂ）に示される状態に切り換えられる。すなわち、商用電源１７から蓄電装置２７に対する充電が停止する。また蓄電装置２７からの放電、すなわち蓄電装置２７からコンデンサ２１に対する電力供給も停止された状態となっている。
【００６７】
そのため、商用電源１７から電源装置７へと供給される電力Ｐａのみがそのままコンデンサ２１へと蓄電される。そしてコンデンサ２１から出力される供給電力Ｐｘが、高電圧発生部１６へと供給される。図４（ｃ）に示される状態と同様に、図４（ｂ）に示される状態においても商用電源１７のみが、Ｘ線管３によるＸ線照射に必要な電力の供給源となる。図４（ｂ）または図４（ｃ）に示されるような、商用電源１７のみがＸ線照射に要する電力の供給源となっている状態は、本発明における第１状態に相当する。
【００６８】
通常モードでは充電モードと異なり蓄電装置２７への充電が行われないように回路が切り換えられている。そのため、商用電源１７からコンデンサ２１へと供給可能な電力量が、通常モードでは充電モードよりも大きくなる。そのため、通常モードでは商用電源１７のみを電力供給源として蓄電装置２７の電力消費を回避しつつ、充電モードと比べてより大きなＸ線管３の負荷に対応できる。
【００６９】
Ｘ線照射がなおも続行されると、コンデンサ２１の電圧Ｖｃはさらに低下していく。そして図３においてｔ３で示される時点において、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは第１設定値Ｖ１以下となる。第１設定値以下となった電圧Ｖｃの情報は、電圧検出部２３から充放電制御部３１へ送信される（ステップＳ１０２）。
【００７０】
そして、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１以下であると充放電制御部３１が判定した場合、充放電回路２９が放電モードの状態となるよう、充放電制御部３１は充放電回路２９を制御する（ステップＳ１０３）。放電モードとする制御を行うことにより、蓄電装置２７からコンデンサ２１に対する電力供給が可能となる。
【００７１】
放電モードの状態において、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが少なくとも第３設定値となるようにフィードバック制御が行われる。すなわちさらに電力が消費されていき、そして図３においてｔ４で示される時点において、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが第３設定値Ｖ３以下になると、蓄電装置２７からコンデンサ２１に対する電力供給が実際に行われる。
【００７２】
蓄電装置２７からコンデンサ２１に対する電力供給を実行するように充放電制御部３１が充放電回路２９を制御することによって、電源装置７は図４（ａ）に示される状態となる。すなわち、蓄電装置２７から電力Ｐｂが放電されてコンデンサ２１へと蓄電される。このとき、商用電源１７とコンデンサ２１との電気的接続も維持されているので、商用電源１７から電源装置７へと供給される電力Ｐａもあわせてコンデンサ２１へと蓄電される。
【００７３】
そしてコンデンサ２１に蓄電された電力が供給電力Ｐｘとして、高電圧発生部１６へと供給される。ステップＳ１０４に係る制御が行われることにより、商用電源１７および蓄電装置２７が高電圧発生部１６に対する電力の供給源となる。すなわち、Ｘ線管３によるＸ線照射に必要な供給電力Ｐｘの大きさと比べて、商用電源１７の供給電力Ｐａでは不足する場合に、コンデンサ２１の電圧Ｖｃの検出結果に応じて蓄電装置２７から電力Ｐｂを供給させることによって自動的に不足分を補う。
【００７４】
そのため、供給電力Ｐｘがより大きくなる場合であっても、商用電源１７から供給される電力Ｐａの大きさは変わらず一定とすることができる。図４（ａ）に示されるような、商用電源１７および蓄電装置２７がＸ線管３に必要な電力の供給源となっている状態は、本発明における第２状態に相当する。
【００７５】
充放電回路２９は、ＰＭＷ制御などによりスイッチング素子の切り換えを適宜調節することにより、蓄電装置２７から供給される電力Ｐｂの量を調整して電圧Ｖｃを第３設定値であるＶ３に近づける。電圧Ｖｃの情報は再度充放電制御部３１へ送信され、充放電制御部３１は再び電圧Ｖｃの値がＶ３に近づくよう、充放電回路２９におけるスイッチング素子の切り換えを制御する。フィードバック制御を行うことにより、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは第３設定値Ｖ３となるよう安定に維持される（図３、時刻ｔ４〜ｔ５）。従って、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが過度に低下する事態を回避できる。
【００７６】
次に、Ｘ線照射を停止した場合における、電源装置７による電力供給の制御について説明する。所望のＸ線画像を取得した後、図３においてｔ５で示す時点においてＸ線照射を停止させる。Ｘ線照射の停止によりＸ線管３などにおける負荷がなくなり、電力消費量もゼロとなる。そのため、コンデンサ２１には商用電源１７などから供給される電力が蓄電されていき、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇する。すなわち、ｔ５で示す時点において電圧Ｖｃは第３設定値Ｖ３より大きくなる。電圧Ｖｃが第３設定値Ｖ３より大きく第１設定値Ｖ１以下である場合、充放電回路２９は放電モードを維持しつつ、蓄電装置２７からコンデンサ２１に対する電力供給を停止させる（図３、時刻ｔ５〜ｔ６）。
【００７７】
さらに電圧Ｖｃが上昇することにより、図３においてｔ６で示される時点において、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは第１設定値Ｖ１より高くなる。電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１より高いことを充放電制御部３１が検知すると（ステップＳ１０４）、充放電制御部３１は充放電回路２９の放電モードを終了させる（ステップＳ１０５）。充電モードが終了することにより、充放電回路２９は通常モードへと移行する（ステップＳ１１１）。そして電圧Ｖｃが第１設定値Ｖ１より高く、かつ第２設定値Ｖ２以下である場合は当該通常モードが維持される（図３、時刻ｔ６〜ｔ７）。通常モードでは蓄電装置２７に対する充電も蓄電装置からの放電も停止されているので、商用電源１７から供給される電力Ｐａはそのままコンデンサ２１を介して高電圧発生部１６へと供給される（図４（ｂ））。
【００７８】
電圧Ｖｃがさらに上昇することにより、図３においてｔ７で示される時点において、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは第２設定値Ｖ２より高くなる。電圧Ｖｃが第２設定値より高いことを充放電制御部３１が検知すると（ステップＳ１０６）、充放電制御部３１は充放電回路２９を充電モードとなるように制御する（ステップＳ１０７）。充電モードとする制御を行うことにより、商用電源１７から供給される電力の少なくとも一部を蓄電装置２７に対して供給することが可能となるよう、充放電回路２９が切り換えられる。
【００７９】
蓄電装置２７はＸ線照射に要する電力を補うべく、既に電力を消費している。充電モードの状態において蓄電装置２７の電圧Ｖｍが目標値Ｖｔより小さい場合、商用電源１７から蓄電装置２７に対する充電が実際に行われる。商用電源１７から蓄電装置２７に対する充電を実行するように充放電制御部３１が充放電回路２９を制御することによって、電源装置７は図４（ｃ）に示される状態となる。すなわち、商用電源１７から蓄電装置２７に対して電力Ｐｃが充電され、後に負荷が高いＸ線照射が実行される事態に備えることができる。
【００８０】
なお、商用電源１７から蓄電装置２７に対する充電によって蓄電装置２７の電圧Ｖｍが目標値Ｖｔ以上となった場合、当該電圧Ｖｍの情報は充放電制御部３１によって検知される（ステップＳ１０９）。この場合、これ以上の充電は不要であるので、コンデンサ２１の電圧Ｖｃの大きさとは無関係に充放電制御部３１は充電モードを終了させるよう、充放電回路２９を制御する（ステップＳ１１０）。充電モードの終了により、充放電回路２９は通常モードへと移行する（ステップＳ１１１）。通常モードへと移行することにより、電源装置７は図４（ｂ）で示される状態となる。以上のように、Ｘ線照射の前後において、電源装置７における電力供給の制御が行われる。
【００８１】
＜実施例の構成による効果＞
実施例に係る電源装置７では、コンデンサ２１の電圧Ｖｃに基づいて、高電圧発生部１６に対する電力供給源を自動的に適宜切り換える。すなわち、予め定められた第１設定値Ｖ１と電圧Ｖｃとを逐次比較し、電圧ＶｃがＶ１以下となった場合には図４（ａ）に示されるように、充放電制御部３１は充放電回路２９を切り換える制御を行い、商用電源１７および蓄電装置２７の両方から高電圧発生部１６へと電力を供給できる状態にする。一方、電圧ＶｃがＶ１より高い場合は図４（ｂ）または図４（ｃ）に示されるように、充放電制御部３１は充放電回路２９を切り換え、商用電源１７のみから高電圧発生部１６へと電力を供給できる状態にする。
【００８２】
図４（ａ）に示されるような充放電回路２９の制御は、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが低い状態、すなわちＸ線管３および高電圧発生部１６による負荷が高い状態において行われる。この場合、高電圧発生部１６が必要とする供給電力Ｐｘに比べて商用電源１７が供給できる電力Ｐａは不足しているので、比較的電気容量が高い蓄電装置２７から放電され、当該不足分を補うように電力Ｐｂが高電圧発生部１６に供給される。従って、一例としてＸ線撮影時など、高電圧発生部１６などにおける負荷が高い状態であっても蓄電装置２７からの大きい電力を用いてＸ線を好適に発生させることができる。
【００８３】
また本発明の構成では、負荷が高い状態において、蓄電装置２７のみならず商用電源１７からも電力を供給させる。そのため、蓄電装置の供給電力のみを用いる従来構成と比べて、本発明の構成では商用電源からも電力を供給できるので、蓄電装置２７から供給すべき電力を小さくできるという効果、および供給電力Ｐｘを向上できるという効果を得ることができる。すなわち、蓄電装置２７の負担を低減および小型化を実現できる。また、高電圧発生部１６に対する供給電力Ｐｘの電力量を向上させ、より高出力のＸ線照射を行うことも可能となる。
【００８４】
また実施例に係る電源装置７では、コンデンサ２１の電圧Ｖｃの高さを基準として蓄電装置２７に対する充電のオン／オフを自動で切り換える制御も行う。すなわち、予め定められた第２設定値Ｖ２と電圧Ｖｃとを逐次比較し、電圧ＶｃがＶ２より高い場合には充放電制御部３１は充放電回路２９を充電モードに切り換える制御を行う。充電モードの状態では、図４（ｃ）に示されるような、商用電源１７から蓄電装置２７に対して充電が可能となる。一方、電圧ＶｃがＶ２以下である場合は充放電回路２９を通常モードに切り換える制御を行う。通常モードでは図４（ｂ）に示されるように、蓄電装置２７に対する充電が行われない。
【００８５】
図４（ｃ）に示されるような充放電回路２９の制御は、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが非常に高い状態、すなわちＸ線管３および高電圧発生部１６による負荷が非常に低い状態において行われる。従って、商用電源１７の電源容量が小さい場合であっても、さらにその一部の電力を用いて好適にＸ線を発生させることができる。また、商用電源１７から電源装置７へ供給される電力のうち、余剰となった電力を電力Ｐｃとして蓄電装置２７へと充電できる。そのため、予め蓄電装置２７を充電することによって、Ｘ線管３および高電圧発生部１６における負荷が高くなるような事態に備えることができる。
【００８６】
図４（ｂ）に示されるような充放電回路２９の制御は、コンデンサ２１の電圧Ｖｃがある程度高い状態において行われる。この場合、商用電源１７から蓄電装置２７に対する充電が不可能となっているので、高電圧発生部１６などによる負荷が比較的高い場合であっても電源容量が低い商用電源１７のみを電力供給源としてＸ線を発生させることができる。その結果、蓄電装置２７の電力を無用に消費することを回避できるので、電源装置７に内蔵される蓄電装置２７が比較的小型であってもＸ線装置１に適用できる。
【００８７】
実施例ではコンデンサ２１の電圧Ｖｃの高さを随時検出することにより、コンデンサ２１の充電および放電を制御する。すなわち、電圧Ｖｃを検出する電圧検出部２３および充放電制御部３１によって、電源装置７から高電圧発生部１６に対する電力の供給源が自動的に切り換えられる。そのため、高電圧発生部１６などにおける負荷を検知して手動で電力供給源を切り換える、などの操作を操作者が行う必要がなくなるので、操作者の負担を大きく軽減できる。
【００８８】
また、電圧Ｖｃを検出する構成があれば、電力供給源を切り換える本発明の構成を実現できるので、高電圧発生部１６やＸ線管３の消費電力を検出する構成など、他の検出装置を配設する必要がない。よって、Ｘ線装置１の構成や充放電制御部３１における演算内容を単純化できるので、装置の小型化および低コスト化を容易に実現できる。
【００８９】
次に、本発明において行われるフィードバック制御の効果について説明する。本発明の構成では、所定の条件下でフィードバック制御を行うことにより、コンデンサ２１の電圧Ｖｃを安定的に第３設定値Ｖ３とすることができる。そのため、Ｘ線照射を継続することによってコンデンサ２１の電圧Ｖｃが必要以上に低下する事態を回避できる。また、第３設定値であるＶ３の値は商用電源１７の電流の上限値や所望のＸ線照射条件などに応じて、適切な値を予め定めることができる。よって、商用電源１７の電流の上限値が低いためにＸ線出力に制限がかかるといった事態を回避できる。
【００９０】
ここで、フィードバック制御の効果について、さらに説明する。図４（ａ）に示される状態において、商用電源１７および蓄電装置２７によるハイブリッド電力供給により、高電圧発生部１６へ電力が供給される。そのため、ハイブリッド電力供給が行われている図４（ａ）の状態において、高電圧発生部１６に対する供給電力Ｐｘと、商用電源１７が供給する電力Ｐａおよび蓄電装置２７が供給する電力Ｐｂとの間には、下の（１）で示される式が成立する。
Ｐｘ＝Ｐａ＋Ｐｂ  ……（１）
【００９１】
また、電力Ｐａを供給する商用電源１７における電流をＩａ、電圧をＶａとすると、次の（２）で示される式が成立する。
Ｐａ＝Ｉａ×Ｖａ  ……（２）
さらに、商用電源１７の電圧Ｖａとコンデンサ２１の電圧Ｖｃとの差分は、商用電源１７における電流Ｉａと比例する。よって、定数ｋを用いることにより、次の（３）で示される式が成立する。
Ｉａ＝ｋ（Ｖａ−Ｖｃ）  ……（３）
【００９２】
上述の（１）〜（３）で示される式により、供給電力Ｐｘが一定である場合、蓄電装置２７から放電される電力Ｐｂを上げることにより、商用電源１７から供給される電力Ｐａの量を低く抑えることができる。また、コンデンサ２１の電圧Ｖｃを高くすることにより商用電源１７の電流Ｉａは減少し、結果として商用電源１７から供給される電力Ｐａも減少する。フィードバック制御により電圧Ｖｃの変動を防止して安定にＶ３の値とすることにより、商用電源１７による電力Ｐａおよび電流Ｉａも安定化させることができる。
【００９３】
図５（ａ）は、高電圧発生部１６に対する供給電力Ｐｘおよび商用電源１７の電流Ｉａの関係を検証した実験結果を示すグラフ図である。点線Ｋ１は、常に商用電源１７のみから高電圧発生部１６に電力を供給する構成における結果を示している。実線Ｋ２は、本願発明に係る、高電圧発生部１６による負荷が大きい場合には商用電源１７と蓄電装置２７とのハイブリッド電力供給に切り換える構成における結果を示している。
【００９４】
常に商用電源１７のみから高電圧発生部１６に電力を供給する場合、点線Ｋ１で示されるように、高電圧発生部１６へ供給する供給電力Ｐｘの大きさと比例して、商用電源１７の電流Ｉａを大きくする必要がある。商用電源１７の規格上、電流Ｉａの上限は比較的低いので、必然的に供給電力Ｐｘの上限値も低くなる。
【００９５】
一方、本願の構成では充放電回路２９におけるスイッチング素子を適宜切り換えることにより、必要な供給電力Ｐｘと比べて商用電源１７の電力Ｐａでは不足する分の電力量を、蓄電装置２７から適宜供給させる。すなわち実線Ｋ２で示されるように、供給電力Ｐｘの量が大きくなっても、蓄電装置２７から供給される電力Ｐｂが大きくなるように制御されるので、商用電源１７における電力Ｐａおよび電流Ｉａが所定値Ｓより大きくなることを回避できる。
【００９６】
従って、本願発明の構成では商用電源１７の電流の上限値が低い場合であっても、当該上限値に影響を受けることなく、供給電力Ｐｘの出力を大きく向上できる。また、蓄電装置２７による電力の供給が行われると、フィードバック制御も開始されて電圧Ｖｃは安定に第３設定値Ｖ３となる。その結果、商用電源１７の電流Ｉａをより確実に一定の値Ｓとすることができるので、電流Ｉａや電力Ｐａの変動を防止できる。
【００９７】
また、電流Ｉａがとる最大値に相当する所定値Ｓは、電圧Ｖｃの第３設定値の大きさによって適宜変更できる。図５（ｂ）は、第３設定値として設定される値を変更した場合の効果を示すグラフ図である。符号Ｆ１〜Ｆ３で示される各々の実線は、第３設定値として設定される値をＶｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３とした場合における、商用電極１７の電流Ｉａと高電圧発生部１６に供給される供給電力Ｐｘとの関係を示している。なお、Ｖｃ１＜Ｖｃ２＜Ｖｃ３であるものとする。
【００９８】
上述の（３）の式で示したように、供給電力Ｐｘが一定である場合、コンデンサ２１の電圧Ｖｃを高くすると商用電源１７の電流Ｉａは低くなる。そのため、第３設定値として設定される値をＶｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３とした場合における、所定値Ｓの値をそれぞれＳｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３とすると、Ｖｃ１＜Ｖｃ２＜Ｖｃ３である場合、Ｓｃ１〜Ｓｃ３の関係はＳｃ１＞Ｓｃ２＞Ｓｃ３となる。
【００９９】
従って、Ｘ線装置１に接続する商用電源１７として、電流Ｉａの上限値が低い商用電源１７を用いる場合であっても、第３設定値として設定される値を予めより大きい値とすることにより、電流Ｉａがとり得る最大値を低く抑えつつ、十分に高い供給電力Ｐｘを高電圧発生部１６へと供給できる。よって、商用電源１７の電流の上限が低いことに起因して、Ｘ線の出力限界値が低くなるという事態を回避できる。
【０１００】
図４（ｃ）で示すような、商用電源１７と蓄電装置２７とのハイブリッド電力供給を行う状態において、第３設定値として設定される値が高いほど、商用電源１７の電流を抑えつつＸ線出力を向上できるという効果は高くなる。従って、当該効果を最大にするという観点から、第３設定値Ｖ３は第１設定値Ｖ１と等しいことがより好ましい。
【０１０１】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１０２】
（１）上述した実施例において、第１設定値Ｖ１と第２設定値Ｖ２について、第１設定値より高い別の値として第２設定値を定めているが、第１設定値Ｖ１と第２設定値Ｖ２とは同じ値Ｎであってもよい。このような変形例において、充放電制御部３１はコンデンサ２１の電圧Ｖｃと値Ｎとを比較する。そして電圧ＶｃがＮ以下である場合、充放電回路２９は放電モードとなるように制御される。すなわち図４（ａ）に示すように、蓄電装置２７からの電力供給が可能となる。その結果、蓄電装置２７と商用電源１７の各々が高電圧発生部１６に対する電力供給源となる状態に切り換えられる。
【０１０３】
電圧ＶｃがＮより高い場合、充放電回路２９は充電モードとなるように制御される。すなわち図４（ｃ）に示すように、商用電源１７から高電圧発生部１６および蓄電装置２７の各々に対する電力供給が可能となる。その結果、商用電源１７のみが高電圧発生部１６に対する電力供給源となる状態に切り換えられ、さらに商用電源１７から蓄電装置２７へと電力Ｐｃが充電される。このような変形例に係る構成では、充放電制御部３１が充放電回路２９のスイッチング素子を切り換える閾値が１つとなるので、充放電制御部３１による制御をより単純化できる。
【０１０４】
（２）上述した実施例および変形例では、予め第１設定値Ｖ１と第２設定値Ｖ２とを設定したが、第２設定値Ｖ２を設定しなくともよい。すなわち、第１設定値Ｖ１と電圧Ｖｃを比較して蓄電装置２７からの放電のオン／オフを切り換える制御を行う一方、蓄電装置２７に対する充電の制御を行わなくともよい。
【０１０５】
このような変形例に係る構成では、電圧Ｖｃが第１設定値以下である場合は放電モードの状態となるように充放電回路２９を切り換え、商用電源１７および蓄電装置２７の両方から電力を供給できる状態とする。一方、電圧Ｖｃが第１設定値より高い場合は通常モードとなるように充放電回路２９が切り換えられ、商用電源１７のみを電力供給源とする状態に制御する。第２設定値を設定しない当該変形例では、蓄電装置２７に対する充電に必要な構成を適宜省略できる。
【０１０６】
（３）上述した実施例および変形例では、コンデンサ２１の電圧Ｖｃの高さに基づいて高電圧発生部１６に対する電力供給源を自動的に切り換える構成を有するが、これに加えて、入力部１３を操作するなどの動作によって、操作者が手動で電力供給源を切り換える構成を備えてもよい。この場合、充放電制御部３１の制御によって切り換えられた電力供給の状態を、操作者の判断で強制的に再度切り換えることができる。
【０１０７】
（４）上述した実施例および変形例において、ステップＳ１０９は省略してもよい。すなわち、コンデンサ２１の電圧Ｖｃのみに基づいて、充電モードの継続または終了を判定する構成であってもよい。このような変形例では、充電モードにおいて充放電制御部３１はコンデンサ２１の電圧Ｖｃと第２設定値Ｖ２とを随時比較し、当該充電モードを継続するか否かを判定する。そしてコンデンサ２１の電圧Ｖｃが第２設定値Ｖ２より大きい場合、充電モードを継続する。一方、電圧Ｖｃが第２設定値Ｖ２以下となった場合、充放電制御部３１は充放電回路２９の充電モードを終了させるよう、充放電回路２９を制御する（ステップＳ１１０）。このような変形例では、蓄電装置２７の電圧Ｖｍを随時検出する蓄電圧検出部を省略できるので、電源装置７の構成をより単純化できる。
【０１０８】
（５）上述した実施例および変形例において、第３設定値Ｖ３は第１設定値Ｖ１と等しくともよい。この場合、コンデンサ２１の電圧ＶｃがＶ１以下となった場合は放電モードに移行するとともに蓄電装置２７からコンデンサ２１に対する放電を実行させる。当該放電によってコンデンサ２１に電力が供給され、電圧Ｖｃは第３設定値Ｖ３と等しい第１設定値Ｖ１へとフィードバック制御されることとなる。このように、放電モードへ移行するタイミングと蓄電装置２７からの実際に放電させるタイミングとが同じになるように電源装置７を構成させてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１      …Ｘ線装置
３      …Ｘ線管
７      …電源装置（Ｘ線管用電源装置）
９      …Ｘ線検出器
１６    …高電圧発生部
１７    …商用電源
２１    …コンデンサ
２３    …電圧検出部
２７    …蓄電装置
２９    …充放電回路
３１    …充放電制御部
３３    …回路（第１回路）
３５    …回路（第２回路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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