(57)【要約】【課題】目標値となるＸ線管電流までの立ち上がり時間を短縮し、Ｘ線撮影を速やかに行うことができるＸ線発生装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管の陽極に管電圧を印加する高電圧回路と、Ｘ線管のフィラメントに最大定格付近に設定したフィラメント電流を流してフィラメントを予備加熱する予備加熱制御回路と、予備加熱を開始して所定時間経過後に作動し、Ｘ線管の管電圧を目標電圧値に制御する管電圧制御回路と、Ｘ線管の管電圧の増加によりＸ線管の管電流が目標電流値に到達したときに、予備加熱制御回路に代わってフィラメント電流を制御し、管電流を目標電流値に制御する管電流制御回路と、Ｘ線管の管電圧及び管電流が目標値に到達して所定時間経過後に管電圧及び管電流の供給を停止する制御部と、を備える。【選択図】図１
2010049974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管の陽極に管電圧を印加する高電圧回路と、
前記Ｘ線管のフィラメントに、フィラメント電流の最大定格付近に設定したフィラメント電流を流して前記フィラメントを予備加熱する予備加熱制御回路と、
前記予備加熱を開始して所定時間経過後に作動し、前記Ｘ線管の管電圧を目標電圧値に制御する管電圧制御回路と、
前記Ｘ線管の管電圧の増加により前記Ｘ線管の管電流が目標電流値に到達したときに、前記予備加熱制御回路に代わって前記フィラメント電流を制御し、前記管電流を目標電流値に制御する管電流制御回路と、
前記Ｘ線管の管電圧及び管電流が目標値に到達して所定時間経過後に前記管電圧及び管電流の供給を停止する制御部と、
を具備したことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記予備加熱制御回路は、前記Ｘ線管のフィラメントに前記フィラメント電流の最大定格付近のフィラメント電流を所定時間流し、前記Ｘ線管内に熱電子を溜めて空間電荷制限状態を維持し、
前記管電圧制御回路は、前記Ｘ線管が前記空間電荷制限状態を維持しているときに前記管電圧の制御動作を開始し、
前記Ｘ線管の管電圧が目標電圧値に到達する前に前記管電流が目標電流値に到達するようしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
Ｘ線照射の操作スイッチを備え、
前記制御部は、前記操作スイッチの操作に応答して前記予備加熱制御回路を制御し前記フィラメントを予備加熱するとともに、前記操作スイッチの操作を基準にして前記管電圧の制御開始時間及び前記管電圧と管電流の停止時間を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
Ｘ線管のフィラメントに、フィラメント電流の最大定格付近に設定したフィラメント電流を流して前記フィラメントを予備加熱し、
前記予備加熱を開始して所定時間経過後に管電圧制御回路を動作させ、前記Ｘ線管の管電圧を目標電圧値に制御し、
前記Ｘ線管の管電圧の増加により前記Ｘ線管の管電流が目標電流値に到達したときに前記予備加熱に代えて管電流制御回路を動作させ、前記フィラメント電流を制御して前記管電流を目標電流値に制御し、
前記Ｘ線管の管電圧及び管電流が目標値に到達して所定時間経過後に前記管電圧及び管電流の供給を停止することを特徴とするＸ線管の駆動方法。
【請求項５】
Ｘ線照射の操作スイッチを有し、
前記操作スイッチの操作に応答して前記フィラメントに前記フィラメント電流の最大定格付近のフィラメント電流を所定時間流し、前記Ｘ線管内に熱電子を溜めて空間電荷制限状態とし、
前記操作スイッチの操作を基準にして、前記Ｘ線管が前記空間電荷制限状態を維持しているときに前記管電圧の制御動作を開始するとともに、前記Ｘ線管の管電流及び管電圧が目標値に到達したあとに前記管電圧及び管電流の供給を停止することを特徴とする請求項４記載のＸ線管の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用Ｘ線撮影装置に使用するＸ線発生装置に係り、撮影準備期間を短縮したＸ線発生装置及びＸ線管の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医用Ｘ線撮影装置では、Ｘ線管から発生したＸ線を被検体に照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、検出した画像データを処理して診断用画像を得ている。或いは被検体を透過したＸ線をフィルムに直接撮影するようにしている。
【０００３】
一般に、Ｘ線発生装置は二極管構造のＸ線管を有している。Ｘ線管は、陰極と陽極間に直流高電圧（管電圧）を印加するとともに、陰極をフィラメント電流で加熱して熱電子を放出させ、フィラメントから放出された熱電子を陽極のターゲット上に集束させることでＸ線を放射するものである。ターゲット（陽極）はタングステンが用いられ、陰極から放出された熱電子は陽極電圧によって加速され、熱電子流としてターゲットに衝突する。
【０００４】
またＸ線発生装置では、Ｘ線管の陽極に印加する管電圧を制御する管電圧制御回路や、フィラメント電流を制御してＸ線管電流（管電流）を制御する管電流制御回路を設け、さらにフィラメントを予備加熱する回路を設けている。フィラメントの予備加熱回路は、管電流の立ち上がりを早くするために設けてあり、フィラメントに過大な負荷を与えない程度の予備加熱電流を所定時間流し、その後、管電圧を印加する方法が一般的に採用されている。
【０００５】
このように、フィラメントの予備加熱を行い、その後、管電圧を印加する方法は、例えば非特許文献１に記載されている。
【０００６】
図９は、従来のＸ線管の駆動方法を説明するタイミングチャートである。図９において、タイミングｔ０でＸ線照射のスイッチがオンされると、フィラメントの予備加熱制御が開始され、フィラメントに電流を流し熱電子を溜める。このときフィラメント電流は一定になるよう制御される。
【０００７】
そして予め設定した時間が経過すると、タイミングｔ１でフィラメント予備加熱制御回路に代わって管電流制御回路が動作を開始し、同時に管電圧制御回路も動作を開始する。これによりＸ線管に高電圧がかかり、フィラメントに溜まった熱電子が飛び出しＸ線管の陰極から陽極へＸ線管電流が流れる。
【０００８】
管電流制御回路は、Ｘ線管電流を目標値に近づけ一定となるよう制御してフィラメント電流を流し続け、管電圧制御回路も目標値の電圧になるよう管電圧を制御する。こうして目標値に到達した時点（タイミングｔ２）で予め設定した管電圧および管電流条件でのＸ線撮影が行われる。Ｘ線の照射時間は操作部で設定され、設定した時間が経過すると全ての制御回路が停止しタイミングｔ３で動作を終了する。
【０００９】
図１０は、Ｘ線管のフィラメントの予備加熱電流と、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流のそれぞれの波形を示し、縦軸は電流及び電圧を表し、横軸は時間を表している。従来のＸ線管の駆動方法では、フィラメントの予備加熱時に長い時間（例えば２秒間）フィラメント電流を流すため、あまり多くの電流を流すとフィラメントに負担がかかり、Ｘ線管のフィラメントの寿命が短くなる不具合が生じる。このため、予備加熱時のフィラメント電流は低く抑える必要がある。
【００１０】
図１０において、斜線部は予備加熱制御期間を示している。予備加熱制御期間を終了して、時間ｔ１でＸ線管電流及びＸ線管電圧の制御に切り替わると、Ｘ線管電流及びＸ線管電圧は徐々に上がっていく。このときフィラメントの予備加熱によりＸ線管内には空間電荷が形成される。この領域内では、Ｘ線管電圧の増加に伴いＸ線管電流も増加する。しかし最初の予備加熱時のフィラメントの熱電子量が不足すると、図１０で示すようにＸ線管電流が目標値に到達するまでに時間を要する。時間ｔ２は、Ｘ線管電流が目標値に到達した時間を表している。
【００１１】
したがって、予備加熱制御期間（ｔ０−ｔ１）及びＸ線管電流が目標値に達するまでの期間（ｔ１−ｔ２）が長くなる傾向にあり、スイッチオンしてから予め設定された管電圧および管電流条件でのＸ線が照射されるまでに３秒以上の時間がかかっていた。このため診断に適した画像を得るには、Ｘ線撮影時間が長くなるという問題があった。また被検体の心臓等、動きのある部位を撮影するときに、撮影のタイミングが遅れて正確な画像が撮れないことがある。またＸ線管電流が目標値に達するまでの間もＸ線は出ているため、被検体が余分な被曝を蒙ることがあった。
【００１２】
また撮影をタイミングよく実行するため、レディスイッチとＸ線照射スイッチを設けた例もある。この例では、レディスイッチをオンしてフィラメントを予備加熱し、予備加熱が終了した時点でレディランプを点灯させ、その後、適度なタイミングでＸ線照射スイッチを押してＸ線を照射するようにしている。しかしながら、レディスイッチをオンしてから実際にＸ線が照射されるまでに時間がかかるし、操作が複雑になっていた。
【非特許文献１】「放射線機器学（１）」１９９０年コロナ社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のＸ線発生装置では、Ｘ線管のフィラメントの予備加熱期間及びＸ線管電流が目標値に達するまでの期間が長いためＸ線撮影時間が長く、被検体の心臓等、動きのある部位を撮影するときに撮影のタイミングが遅れて正確な画像が撮れないという問題点があった。また被検体が余分な被曝を蒙ることがあった。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、目標値となるＸ線管電流までの立ち上がり時間を短縮し、Ｘ線撮影を速やかに行うことができるＸ線発生装置及びＸ線管の駆動方法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】
【００１５】
本発明のＸ線発生装置は、Ｘ線管の陽極に管電圧を印加する高電圧回路と、前記Ｘ線管のフィラメントに、フィラメント電流の最大定格付近に設定したフィラメント電流を流して前記フィラメントを予備加熱する予備加熱制御回路と、前記予備加熱を開始して所定時間経過後に作動し、前記Ｘ線管の管電圧を目標電圧値に制御する管電圧制御回路と、前記Ｘ線管の管電圧の増加により前記Ｘ線管の管電流が目標電流値に到達したときに、前記予備加熱制御回路に代わって前記フィラメント電流を制御し、前記管電流を目標電流値に制御する管電流制御回路と、前記Ｘ線管の管電圧及び管電流が目標値に到達して所定時間経過後に前記管電圧及び管電流の供給を停止する制御部と、を具備したことを特徴とする。
【００１６】
また本発明のＸ線管の駆動方法は、Ｘ線管のフィラメントに、フィラメント電流の最大定格付近に設定したフィラメント電流を流して前記フィラメントを予備加熱し、前記予備加熱を開始して所定時間経過後に管電圧制御回路を動作させ、前記Ｘ線管の管電圧を目標電圧値に制御し、前記Ｘ線管の管電圧の増加により前記Ｘ線管の管電流が目標電流値に到達したときに前記予備加熱に代えて管電流制御回路を動作させ、前記フィラメント電流を制御して前記管電流を目標電流値に制御し、前記Ｘ線管の管電圧及び管電流が目標値に到達して所定時間経過後に前記管電圧及び管電流の供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、Ｘ線照射の操作スイッチをオンしてから所望のＸ線を出力するまでの時間を短くしてＸ線撮影を速やかに行うことができ、心臓など被検体の動きのある部位を撮影する際にタイミングよく撮影することができる。また所望のＸ線管電流に達するまでの時間を短縮することができるため、被検体は余分な被曝を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は本発明のＸ線発生装置１０の全体の構成を示すブロック図である。Ｘ線発生装置１０は、高電圧回路１１及びＸ線管１２を有している。高電圧回路１１は、例えば主電源の直流電圧をＸ線管の使用範囲内での管電圧まで昇圧する回路である。尚、主電源としては、バッテリー電源、或いは、商用交流電源などの交流電圧を整流・平滑する電源回路が使用される。
【００２０】
Ｘ線管１２は、陽極１３とフィラメント（陰極）１４を有し、陽極１３とフィラメント１４間に高電圧回路１１からの直流高電圧（管電圧）が印加される。以下の説明ではＸ線管の陽極に印加する電圧をＸ線管電圧又は管電圧と呼び、Ｘ線管を流れる電流をＸ線管電流又は管電流と呼ぶ。
【００２１】
またフィラメント１４にフィラメント電流を供給するため、直流電源１５、インバータ回路１６、フィラメントトランス１７を設けている。直流電源１５は、商用交流電源からの交流電圧を整流・平滑して直流電源電圧を得る電源回路、或いはバッテリー電源を用いると良い。
【００２２】
インバータ１６は、直流電源１５からの直流電源電圧を高周波の交流電圧に変換するもので、半導体スイッチング素子１６１を含んでいる。インバータ回路１６の出力端は、フィラメントトランス１７の一次巻線に接続され、二次巻線をフィラメント１４に接続している。
【００２３】
さらに、Ｘ線発生装置１０は、操作部１８、管電圧制御回路１９、管電流制御回路２０及び予備加熱制御回路２１を備えている。操作部１８は、電源スイッチ、Ｘ線照射の操作スイッチ等を有し、さらにＣＰＵを含む制御部１８１を有する。操作スイッチは操作者によって操作され、制御部１８１は操作スイッチの操作に応答して各回路を制御する。また操作部１８は、被検体の撮影部位によってＸ線管１２の管電圧、管電流を設定し、各部位毎に撮影に適した管電圧、管電流をＸ線管１２に供給するように指令する。
【００２４】
管電圧制御回路１９は、高電圧回路１１を制御してＸ線管１２の陽極に印加する管電圧（Ｖｐ）を制御する。また管電流制御回路２０は、Ｘ線管１２の管電流（Ｉｐ）を制御するものであり、検出回路２２、比較回路２３、駆動回路２４を含む。検出回路２２はＸ線管１２の管電流を検出する。比較回路２３は、操作部１８から与えられた目標電流値と検出回路２２で検出した電流値を比較し、その比較結果（積分値）に応じて駆動回路２４を制御する。駆動回路２４は、Ｘ線管１２の管電流が目標電流値になるようにインバータ１６のスイッチング素子１６１を駆動し、フィラメント電流（Ｉｆ）を制御する。
【００２５】
また予備加熱制御回路２１は、基準電圧を発生する基準電圧源２５と、比較回路２６と、駆動回路２７を含む。予備加熱制御回路２１は、予備加熱期間（後述）にフィラメント１４にフィラメント電流を供給するものであり、操作部１８からの指示に基づいて基準電圧源２５から一定の基準電圧を出力し、比較回路２６内部の電圧と基準電圧とを比較することにより、駆動回路２７に一定の信号を与える。
【００２６】
駆動回路２７は、予備加熱時にフィラメント１４の電流が所定の電流値になるように、インバータ１６のスイッチング素子１６１を駆動し、フィラメント電流を制御する。この予備加熱時のフィラメント電流は、Ｘ線管１２のフィラメント電流の最大定格付近に設定されており、基準電圧源２５の基準電圧を選択することで任意に設定することができる。例えばフィラメント電流の最大定格が３［Ａ］であるとすれば、それに近い電流（例えば２．９［Ａ］程度）に設定され、これにより短時間で空間電荷を形成することできる。
【００２７】
次に、図２を参照して本発明のＸ線発生装置１０の動作を説明する。図２は、Ｘ線撮影のスタートからＸ線発生動作を終了するまでの動作を示すフローチャートである。
【００２８】
図２のスタートステップＳ１においてＸ線照射の操作スイッチがオンされると、ステップＳ２では、予備加熱制御回路２１によってフィラメント１４の予備加熱の制御を開始する。次のステップＳ３では、予め設定した時間が経過したか否かを判別し、設定した時間に到達するとステップＳ４に進む。ステップＳ３で設定した時間は、操作部１８によって決められ、例えば０．２秒以内に設定している。
【００２９】
ステップＳ４以降はＸ線の照射期間であり、ステップＳ４では、Ｘ線管電圧の制御を開始し、管電圧制御回路１９によって管電圧を制御する。管電圧制御回路１９が動作し始めると、Ｘ線管１２に高電圧が印加される。このときＸ線管電流はＸ線管電圧が増加すると共に上昇し、操作部１８で定めた目標値に向かう。Ｘ線管電流は、Ｘ線管電圧が目標電圧値に達するよりも前に目標電流値に到達する。
【００３０】
ステップＳ５では、Ｘ線管電流が目標電流値に到達したか否かを判断し、目標電流値に達すると、ステップＳ６において予備加熱制御回路２１から管電流制御回路２０による制御に切り替わる。これにより管電流は、目標電流値になるように制御される。そして少し遅れてＸ線管電圧が目標値に到達する。
【００３１】
こうして、Ｘ線管電圧の制御が開始されると、Ｘ線管１２からＸ線が照射される。Ｘ線の照射時間は、操作部１８で設定され、設定した照射時間が経過すると制御回路１９，２０は直ちに動作を停止し、ステップＳ７で動作を終了する。
【００３２】
図３は、本発明のＸ線管の駆動方法を説明するタイミングチャートである。図３において、タイミングｔ０でＸ線照射の操作スイッチがオンされると、予備加熱制御回路２１が動作し、フィラメント１４にフィラメント電流を流し、熱電子を溜める。このときフィラメント電流は一定になるよう制御され、Ｘ線管１２のフィラメント電流の最大定格付近までフィラメント電流を流す。予備加熱開始ｔ０から所定の時間を過ぎると、タイミングｔ１で管電圧制御回路１９が動作を開始する。このとき、Ｘ線管１２はフィラメント予備加熱の状態を続けているため、Ｘ線管電流はＸ線管電圧が増加するにつれ上昇し、３／２乗則に従って上昇する。
【００３３】
Ｘ線管電流がタイミングｔ２で目標電流値に到達すると、予備加熱制御回路２１から管電流制御回路２０の制御に切り替わり、少し遅れてＸ線管電圧が目標電圧値に到達する。その後、Ｘ管電流及びＸ線管電圧は、管電流制御回路２０及び管電圧制御回路１９によって目標値を保つように制御される。
【００３４】
Ｘ線管電圧制御が始まる時間（タイミングｔ１）からがＸ線照射の始まりであり、照射期間は操作部１８で設定する。決められたＸ線照射期間を過ぎると、タイミングｔ３で直ちに制御回路１９．２０が停止し、全ての動作を終了する。
【００３５】
図４は、予備加熱電流、Ｘ線管電流、Ｘ線管電圧のそれぞれの波形を示している。図４において、時間ｔ０でＸ線照射の操作スイッチがオンされると、予備加熱制御回路２６が動作を開始しフィラメント１４に予備加熱電流を流す。このときＸ線管１２にはフィラメント電流の最大定格電流付近に設定したフィラメント電流が流れるため、フィラメントから発生した熱電子が空間電荷を溜めることになる。
【００３６】
次に操作スイッチの操作から所定時間ｔ１を過ぎると管電圧制御回路１９が動作を開始し、Ｘ線管１２の管電圧を立ち上げる。このときフィラメント電流は、フィラメント予備加熱の状態を続けているため、Ｘ線管電流はＸ線管電圧が増加するにつれ３／２乗則に従って上昇する。このため、Ｘ線管電流は早い立ち上がりを実現することができる。
【００３７】
Ｘ線管電流が完全に立ち上がるまでＸ線管１２は、空間電荷制限状態を維持し、Ｘ線管電流は、Ｘ線管１２の特性によりＸ線管電圧よりも早い時間（タイミングｔ２）で目標値に到達する。目標電流値に到達すると、予備加熱制御回路２１から管電流制御回路２０の制御に切り替わり、少し遅れてＸ線管電圧が目標電圧値に到達する。
【００３８】
その後Ｘ管電流及びＸ線管電圧は、管電流制御回路２０及び管電圧制御回路１９によって目標値を保つように制御されるから、Ｘ線管電圧が目標電圧値に到達した以降のＸ線管電流及びＸ線管電圧は一定となり、予め設定された管電圧および管電流条件でＸ線が照射される。
【００３９】
図４の斜線部は予備加熱制御期間を示している。予備加熱制御期間は、フィラメント電流の最大定格付近までフィラメント電流を流すため、非常に短い時間（例えば０．２秒以内）に設定しており、また、Ｘ線管電流及びＸ線管電圧が目標値に到達するまでの時間も従来に比べて１／１０以下に短縮することができる。したがって実際のＸ線撮影の準備期間をほぼゼロに短縮することができる。最大定格付近までフィラメント電流を流してもその期間は非常に短時間であるため、フィラメント１４の寿命が縮まることを回避することができる。
【００４０】
次に、上記した本発明のＸ線発生装置１０の動作を、図５〜図８の特性図を参照して補足説明する。
【００４１】
図５は、Ｘ線管１２の特性図であり、縦軸に管電流Ｉｐ、横軸に管電圧Ｖｐを表し、フィラメント電流Ｉｆを変化させた時のＩｐ−Ｖｐ特性を示している。Ｘ線管１２には、陰極の温度によって熱電子量が決まる温度制限領域Ａと、管電圧によって管電流が制限される空間電荷制限領域Ｂが存在する。温度制限領域Ａは、管電流Ｉｐが管電圧Ｖｐの影響をほとんど受けない状態にあり、管電流Ｉｐは主にフィラメントから発生された熱電子の量に依存する。
【００４２】
空間電荷制限領域Ｂは、フィラメントから発生した熱電子が空間電荷を形成するため、管電流Ｉｐは管電圧Ｖｐのみに依存する。空間電荷制限状態（Ｂ）における管電流Ｉｐは、（１）式で示すように３／２乗則で求められる。但し、Ｇは電極構造によって定まる比例定数である。
【数１】
2010049974.tif 000003
【００４３】
しかしながら、実際のＸ線管の動作は上述した２つの状態だけでは説明ができない部分がある。そこでＸ線管と同じ特性を有する二極管（５Ｙ３ＧＴ）を用いて詳細な特性を測定した結果、図６、図７、図８で示す特性が得られた。
【００４４】
図６は、管電流Ｉｐと管電圧Ｖｐの関係を示す特性図であり、縦軸は管電流Ｉｐ、横軸は管電圧Ｖｐを表し、フィラメント電流Ｉｆが変化した時のＩｐ−Ｖｐ特性を示している。
【００４５】
図７は、管電流Ｉｐとフィラメント電流Ｉｆの関係を示す特性図であり、縦軸は管電流Ｉｐ、横軸はフィラメント電流Ｉｆを表し、管電圧Ｖｐが変化した時のＩｐ−Ｉｆ特性を示している。
【００４６】
さらに図８は、管電圧Ｖｐとフィラメント電流Ｉｆの関係を示す特性図であり、縦軸は管電圧Ｖｐ、横軸はフィラメント電流Ｉｆを表し、管電流Ｉｐが変化した時のＶｐ−Ｉｆ特性を示している。
【００４７】
これらの図から、管電流Ｉｐが管電圧Ｖｐとフィラメント電流Ｉｆ双方の影響を受ける状態（図６〜図８の点線で示す領域Ｃ）が存在していることが分かる。即ち、温度制限領域Ａと空間電荷制限領域Ｂの中間に混在領域Ｃがある。Ｘ線撮影に用いる一般的なＸ線管は、この混在領域Ｃで動作することも確認している。
【００４８】
予備加熱したＸ線管１２に管電圧Ｖｐを印加したときの立ち上がり特性は図５で示したように、（１）式を満たしながら立ち上がっており、空間電荷制限状態（Ｂ）にある。これにより、管電流Ｉｐは早い立ち上がりを実現することができる。一方、温度制限領域Ａにおいてもフィラメント温度の上昇に伴い管電流Ｉｐが増加するが、管電流Ｉｐの立ち上がりは非常に緩やかである。
【００４９】
したがって管電流Ｉｐが立ち上がるまで空間電荷制限状態（Ｂ）を維持するには、十分な熱電子を放出し、温度制限状態（Ａ）に入らないようにする必要がある。また管電圧Ｖｐの印加と同時に空間電荷制限領域Ｂを形成するためには、フィラメントを十分に予備加熱する必要がある。
【００５０】
予備加熱時間ｔｐ後に発生する熱電子の電流密度Ｊｓは、（２）式で求められる。
【００５１】
但し、Ｉｆｐはフィラメント予備加熱電流、Ｒはフィラメントの抵抗値［Ω］である。
【数２】
2010049974.tif 000004
【００５２】
（２）式から、十分な予備加熱を行うには、フィラメント予備加熱電流Ｉｆｐを大きくするか、予備加熱時間ｔｐを長くする必要があるが、予備加熱時間ｔｐを長くすると、前述したようにＸ線照射の操作スイッチをオンしてから実際にＸ線撮影が行われるまでの時間が長くなってしまう。
【００５３】
そこで、上記した点を考慮して本発明では、先ずフィラメント予備加熱電流Ｉｆｐを大きくする方法を採っている。また、その後もフィラメント電流を流し続けることで空間電荷制限状態（Ｂ）を維持するようにしている。そして、空間電荷制限状態を維持している状態で管電圧制御回路１９が作動し、目標電圧値になるまでＸ線管１２に高電圧を印加するようにしている。
【００５４】
このとき、Ｘ線管電流は３／２乗則にしたがって立ち上がり、希望する目標電流値に到達したときに管電流制御回路２０が作動し、目標電流値を維持するように制御する。その後、Ｘ線管電圧も目標電圧値に到達し、以降、目標電圧値を維持する。
【００５５】
こうして本発明のＸ線発生装置では、Ｘ線管の特性を最大限に生かしてＸ線管を駆動することにより、Ｘ線管電流の目標電流値までの立ち上げ時間を大幅に短縮し、短時間でＸ線管電流及びＸ線管電圧を立ち上げることができる。
【００５６】
したがって、Ｘ線照射の操作スイッチをオンしてから所望のＸ線を出力するまでの時間が短くなるため、Ｘ線撮影をしたいときに素早く撮影することが可能となる。特に被検体の心臓等、動きのある部位を撮影したり、動物など動きの激しい被検体を撮影する場合にタイミングよく撮影することができる。またＸ線管電流の立ち上がりが早く、所望のＸ線管電流に達するまでの時間を短縮することができるため、被検体は余分な被曝を防ぐことができる。
【００５７】
また本発明のＸ線発生装置は、バッテリーや商用交流電源を利用することができるため、ポータブル型のＸ線発生装置に適している。しかも予備加熱制御回路２１は、基準電圧源２５の電圧と比較回路２６内の電圧を比較する構成であるため、フィードバック回路を必要とせず、回路構成が簡単になる。したがって回路基板を小型化することができ装置全体を小型化できるため、ポータブル型のＸ線発生装置により一層適した構造といえる。
【００５８】
また、ポータブル型に限らず医療機関等に据え付けられたＸ線撮影装置にも使用できることは言うまでもない。尚、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明のＸ線発生装置の一実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明のＸ線発生装置の動作を説明するフローチャート。
【図３】本発明のＸ線発生装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図４】本発明のＸ線発生装置の動作を説明する電流／電圧波形図。
【図５】Ｘ線管の特性を説明する管電流−管電圧特性図。
【図６】Ｘ線管の特性を補足説明する管電流−管電圧特性図。
【図７】Ｘ線管の特性を補足説明する管電流−フィラメント電流特性図。
【図８】Ｘ線管の特性を補足説明する管電圧−フィラメント電流特性図。
【図９】従来のＸ線発生装置の動作を説明するタイミングチャート。
【図１０】従来のＸ線発生装置の動作を説明する電流／電圧波形図。
【符号の説明】
【００６０】
１０…Ｘ線発生装置
１１…高電圧回路
１２…Ｘ線管
１３…陽極
１４…フィラメント
１５…直流電源
１６…インバータ回路
１６１…スイッチング素子
１７…フィラメントトランス
１８…操作部
１８１…制御部
１９…管電圧制御回路
２０…管電流制御回路
２１…予備加熱制御回路
２２…検出回路
２３…比較回路
２４…駆動回路
２５…基準電圧源
２６…比較回路
２７…駆動回路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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