(57)【要約】【課題】不所望な光電変換面の形成を抑制するＸ線イメージ管の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】Ｘ線イメージ管を構成する真空外囲器内の入力蛍光面と出力蛍光面との間に蒸発源金属を保持したリング状の蒸発源保持部をセットし、前記真空外囲器の内部を所定の真空度まで排気し、前記蒸発源保持部を加熱して蒸発源金属を前記入力蛍光面に付着させ、前記真空外囲器の内部にアルカリ金属を導入して前記蒸発源金属と結合させ、前記真空外囲器の内部に酸素を導入して前記アルカリ金属を酸化させ、前記酸素導入時に酸素プラズマを発生させることを特徴とするＸ線イメージ管の製造方法。【選択図】      図１
2010186600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線イメージ管を構成する真空外囲器内の入力蛍光面と出力蛍光面との間に、蒸発源金属を保持したリング状の蒸発源保持部をセットし、
前記真空外囲器の内部を所定の真空度まで排気し、
前記蒸発源保持部を加熱して蒸発源金属を前記入力蛍光面に付着させ、
前記真空外囲器の内部に第１アルカリ金属の蒸気を導入して前記蒸発源金属と結合させ、
前記真空外囲器の内部に酸素を導入して前記第１アルカリ金属を酸化させ、
前記酸素導入時に酸素プラズマを発生させることを特徴とするＸ線イメージ管の製造方法。
【請求項２】
前記酸素プラズマは、前記蒸発源保持部と前記入力蛍光面との間に配置された第１集束電極と、前記第１集束電極より前記出力蛍光面側に配置された第２集束電極との間に電圧を印加することによって発生させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線イメージ管の製造方法。
【請求項３】
前記酸素プラズマを発生させる工程では、前記第１集束電極と前記第２集束電極との間に１〜３ｋＶの電圧が印加されることを特徴とする請求項２に記載のＸ線イメージ管の製造方法。
【請求項４】
前記第１集束電極は、前記真空外囲器の一部を構成することを特徴とする請求項２に記載のＸ線イメージ管の製造方法。
【請求項５】
前記酸素プラズマを発生させた後に、さらに、前記真空外囲器の内部に第２アルカリ金属の蒸気を導入して前記蒸発源金属及び第１アルカリ金属と結合させることを特徴とする請求項１に記載のイメージ管の製造方法。
【請求項６】
前記蒸発源金属はアンチモン（Ｓｂ）であり、前記第１アルカリ金属及び前記第２アルカリ金属はカリウム（Ｋ）及びセシウム（Ｃｓ）であることを特徴とする請求項５に記載のイメージ管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像を可視光画像に変換するＸ線イメージ管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線イメージ管は、一般に、真空外囲器内に入力面、入力面に対向する出力蛍光面、入力面と出力蛍光面との間に配置された集束電極及び陽極などを備えて構成されている。入力面は、入力蛍光面及び光電変換面を積層した構造である。このようなＸ線イメージ管に入射したＸ線は、入力蛍光面により一旦蛍光に変換され、光電変換面により光電子に変換される。この光電子は、電子ビームとなって集束電極等による電子レンズ系によって加速集束され、出力蛍光面に衝突して可視光画像に変換される。
【０００３】
上述したＸ線イメージ管において、光電変換面は、外部光電効果に対する量子効率が大きい金属合金、例えばアンチモン（Ｓｂ）とカリウム（Ｋ）やセシウム（Ｃｓ）などのアルカリ金属との合金（アンチモン−セシウム合金や、アンチモン−カリウム−セシウム合金など）によって形成されている。
【０００４】
光電変換面を形成するためのアンチモンは、真空外囲器内の蒸発源材料部に配置されており、アルカリ金属は、真空外囲器に設けられたアルカリ金属導入部から金属蒸気として供給される。
【０００５】
ところで、一般的に、前述のアンチモンが加熱されると、アンチモンの蒸気が放射状に拡散して飛ぶ。このため、アンチモンを配置した付近の構造によっては、前述した入力面以外の箇所、すなわち、真空外囲器内の側壁等の光電変換に寄与しない箇所にもアンチモンが蒸着され、その後のアルカリ金属の導入により、入力面以外の箇所に不要な光電変換面が形成されてしまうことがある。このような不要な光電変換面から放出された電子が出力蛍光面に到達すると、出力蛍光面を不要に発光させてしまい、画面品位に悪影響を与える場合がある。
【０００６】
一方で、アンチモンを配置するホルダーに壁面を設け、蒸発する範囲をある程度限定することが提案されている。しかしながら、ホルダーの壁面にもアンチモンが付着するため、側面には必然的に光電変換面が形成されてしまう。
【０００７】
例えば、特許文献１によれば、真空外囲器の外周に形成された導入管からスライド機構を持ち合わせた蒸発源保持部を挿入し、蒸発源金属を保持した領域を真空外囲器の管軸中心に位置させて、光電変換面を形成する技術が開示されている。これにより、真空外囲器内の側壁等の光電変換に寄与しない領域に、不所望にアンチモンやアルカリ金属が付着することを抑止している。
【０００８】
しかしながら、光電変換面を形成した後に、蒸発源を取り出して導入管をチップオフする工程が含まれるので、真空外囲器の外形変化や、チップオフのための工程数の増加、チップオフ加工部分の材料費アップなどの課題が生ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２２７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、不所望な光電変換面の形成を抑制するＸ線イメージ管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、
Ｘ線イメージ管を構成する真空外囲器内の入力蛍光面と出力蛍光面との間に、蒸発源金属を保持したリング状の蒸発源保持部をセットし、
前記真空外囲器の内部を所定の真空度まで排気し、
前記蒸発源保持部を加熱して蒸発源金属を前記入力蛍光面に付着させ、
前記真空外囲器の内部にアルカリ金属を導入して前記蒸発源金属と結合させ、
前記真空外囲器の内部に酸素を導入して前記アルカリ金属を酸化させ、
前記酸素導入時に酸素プラズマを発生させることを特徴とするＸ線イメージ管の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、不所望な光電変換面の形成を抑制するＸ線イメージ管の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係るＸ線イメージ管の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示したＸ線イメージ管における入力面の構造を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るＸ線イメージ管の構成を概略的に示す断面図である。すなわち、Ｘ線イメージ管１００は、内部が所定の真空に維持された真空外囲器１１０を備えている。
【００１６】
この真空外囲器１１０は、その一端部に設けられた入力窓１１０Ａ、その他端部に設けられ入力窓１１０Ａに向かい合う出力窓１１０Ｂ、及び、入力窓１１０Ａと出力窓１１０Ｂとを繋ぐバルブ１１０Ｃによって構成されている。また、この真空外囲器１１０の出力窓１１０Ｂの側には、真空外囲器１１０の内部に蒸気を導入するための導入管１１０Ｄが設けられている。
【００１７】
入力窓１１０Ａは、例えばアルミニウム（Ａｌ）などによって形成されている。出力窓１１０Ｂは、例えば可視光を透過可能なガラスによって形成されている。バルブ１１０Ｃは、例えばアルミニウム、ガラス、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などによって形成されている。
【００１８】
この真空外囲器１１０の内部には、入力面１３０、第１集束電極Ｇ１、第２集束電極Ｇ２、第３集束電極Ｇ３、陽極１５０、出力蛍光面１６０、蒸発源保持部１７０などが配置されている。
【００１９】
入力面１３０は、入力窓１１０Ａの内面に形成されている。すなわち、図２に示すように、入力面１３０は、入力窓１１０Ａを支持基板とし、入力窓１１０Ａの出力窓１１０Ｂの側に形成された入力蛍光面１３１と、入力蛍光面１３１の出力窓１１０Ｂの側に形成された光電変換面１３２とによって構成されている。
【００２０】
入力蛍光面１３１は、入力窓１１０Ａを介して入射したＸ線を蛍光に変換する。この入力蛍光面１３１は、例えばヨウ化セシウム（ＣｓＩ）によって形成されている。光電変換面１３２は、入力蛍光面１３１により変換された蛍光を電子に変換する。この光電変換面１３２は、例えばアルカリ金属とアンチモン（Ｓｂ）との合金によって形成されている。アルカリ金属としては、カリウム（Ｋ）、セシウム（Ｃｓ）などが利用される。
【００２１】
出力蛍光面１６０は、出力窓１１０Ｂの内面、つまり入力窓１１０Ａの側に直接形成されている。この出力蛍光面１６０は、光電変換面１３２と向かい合っている。このような出力蛍光面１６０は、光電変換面１３２から放出された電子を可視光に変換する。
【００２２】
蒸発源保持部１７０は、入力蛍光面１３１と出力蛍光面１６０との間に配置されている。この蒸発源保持部１７０は、蒸発源金属であるアンチモンを入力窓１１０Ａの側に向けて保持している。このような蒸発源保持部１７０は、リング状に形成され、その中心が真空外囲器１１０の管軸と略同軸上に位置するように配置されている。
【００２３】
第１集束電極Ｇ１は、光電変換面１３２と蒸発源保持部１７０との間に配置されている。この第１集束電極Ｇ１は、バルブ１１０Ｃがガラスによって形成されている場合には、バルブ１１０Ｃの内面にアルミニウムなどの金属を蒸着することによって形成されている。また、バルブ１１０ＣがＳＵＳなどの金属によって形成されている場合には、バルブ１１０Ｃ自身が第１集束電極Ｇ１となる。つまり、第１集束電極Ｇ１は、真空外囲器１１０の一部を構成することになる。
【００２４】
第２集束電極Ｇ２は、第１集束電極Ｇ１と出力蛍光面１６０との間の蒸発源保持部１７０の近傍に配置されている。第３集束電極Ｇ３は、第２集束電極Ｇ２と出力蛍光面１６０との間に配置されている。陽極１５０は、第３集束電極Ｇ３と出力蛍光面１６０との間に配置されている。
【００２５】
つまり、第１集束電極Ｇ１、第２集束電極Ｇ２、第３集束電極Ｇ３、及び、陽極１５０は、入力窓１１０Ａと出力窓１１０Ｂとの間にこの順に配置されている。また、これらの第１集束電極Ｇ１、第２集束電極Ｇ２、第３集束電極Ｇ３、及び、陽極１５０は、いずれもリング状に形成され、それぞれの中心が真空外囲器１１０の管軸と略同軸上に位置するように配置されている。
【００２６】
このような第１集束電極Ｇ１、第２集束電極Ｇ２、第３集束電極Ｇ３、及び、陽極１５０には、それぞれ高電圧が印加され、印加された電界に応じて所定の電位分布が形成される。また、光電変換面１３２及び出力蛍光面１６０にも、それぞれ電圧が印加され、入力窓１１０Ａから出力窓１１０Ｂまでの間で電子レンズ系が構成される。
【００２７】
このような構成のＸ線イメージ管１００において、入力窓１１０Ａに入射したＸ線が入力窓１１０Ａを透過して入力面１３０に到達すると、このＸ線により入力面１３０の入力蛍光面１３１が蛍光を発し、この蛍光が光電変換面１３２にて光電変換され、光電子となって放出される。すなわち、入力窓１１０Ａに入射したＸ線像に対応した光電子の像が形成される。
【００２８】
そして、光電変換面１３２から放出された光電子は、電子ビームとなって上述した電子レンズ系によって加速・集束される。これにより、出力蛍光面１６０に光電子による電子像を結像する。出力蛍光面１６０は、到達した電子を可視光に変換する。つまり、出力窓１１０Ｂには、入射したＸ線像に対応した可視光像が表示される。
【００２９】
次に、上述した光電変換面１３２を形成するプロセスの一例について説明する。
【００３０】
まず、真空外囲器１１０の内部に蒸発源金属であるアンチモンなどの蒸発材料を保持した蒸発源保持部１７０をセッティングする。そして、真空外囲器１１０に図示しない真空ポンプが接続され、真空外囲器１１０の内部が所定の真空度まで排気される。
【００３１】
そして、真空外囲器１１０の内部が所定の真空度に達した時点で蒸発源保持部１７０を加熱することにより、蒸発源保持部１７０が所定温度に昇温され、アンチモンが入力面１３０の側に向かって飛散する。これにより、入力面１３０の入力蛍光面１３１にアンチモンが付着する。このとき、アンチモンは、蒸発源保持部１７０より入力面１３０の側に広範囲に亘って飛散するため、先に述べたように入力蛍光面１３１以外の不所望とする部分（以下管内不要部とする）にも付着する。管内不要部のより具体的な例は、蒸発源保持部１７０と入力面１３０との間に配置された第１集束電極Ｇ１あるいは真空外囲器１１０におけるバルブ１１０Ｃの内面である。
【００３２】
続いて、真空外囲器１１０に連通した導入管１１０Ｄから、第１アルカリ金属の蒸気が真空外囲器１１０の内部に導入され、先に入力蛍光面１３１に付着していたアンチモンと第１アルカリ金属とを結合させる。なお、第１アルカリ金属には例えばカリウムが用いられる。このとき、アンチモンは入力蛍光面１３１以外の管内不要部にも付着しているので、必然的に管内不要部でもアンチモンと第１アルカリ金属との結合が生ずる。
【００３３】
続いて、導入管１１０Ｄから真空外囲器１１０の内部に酸素が導入される。これは、第１アルカリ金属を酸化させて、入力蛍光面１３１を形成するヨウ化セシウムと光電変換面１３２との間の拡散防止層とするためであり、これにより、光電変換面１３２の感度の向上を図ることが目的である。
【００３４】
本実施形態においては、このような酸素導入中に、電極間、例えば第１集束電極Ｇ１と第２集束電極Ｇ２との間に電圧を印加して、酸素プラズマを発生させている。このとき、図１に示したように、第１集束電極Ｇ１を正極とし、第２集束電極Ｇ２を負極とするように電圧を印加することにより、酸素イオンが第１集束電極Ｇ１をボンバードし、第１集束電極Ｇ１の表面に形成されていたアンチモン及び第１アルカリ金属（Ｓｂ／Ｋ）からなる不要な光電面が破壊される。酸素導入時の管内圧力は１０〜１００ｍＴｏｒｒとし、第１集束電極と前記第２集束電極との間の電圧は１〜３ｋＶ程度とすることが好ましい。
【００３５】
続いて、導入管１１０Ｄから真空外囲器１１０の内部に第２アルカリ金属が導入され、先に入力蛍光面１３１に付着していたアンチモン及び第１アルカリ金属と第２アルカリ金属とを結合させる。なお、第２アルカリ金属には例えばセシウムが用いられる。これにより、入力蛍光面１３１の上に、アンチモン、カリウム、及び、セシウムからなる光電変換面１３２が形成される。
【００３６】
このとき、セシウムは、管内不要部にも付着するが、管内不要部の不要な光電面が既に破壊されているため、セシウム単体では光電変換効率は極めて低く、光電変換面としては機能しない。
【００３７】
本実施形態のＸ線イメージ管１００は、上述したような工程を経て形成された光電変換面１３２を備えている。
【００３８】
次に、本実施形態による効果を検証した。実施例として、上述した製造方法にて光電変換面１３２を形成したＸ線イメージ管１００を用意した。比較例として、酸素プラズマ発生工程を導入せずに光電変換面を形成したＸ線イメージ管１００を用意した。
【００３９】
実施例及び比較例ともに、真空外囲器１１０の入力窓１１０Ａの直径１０ｍｍの範囲に鉛を貼り付けた状態で出力窓１１０Ｂから検出された輝度Ｌ１と、鉛を貼り付けない状態で出力窓１１０Ｂから検出された輝度Ｌ２との比（Ｌ２／Ｌ１）を算出した。なお、当然のことながら、輝度Ｌ１及びＬ２を検出する際に入力窓１１０Ａに照射されるＸ線強度は同一である。
【００４０】
実施例では、比較例に比べて比（Ｌ２／Ｌ１）が１．１４倍となった。
【００４１】
また、実施例及び比較例ともに、入力窓１１０Ａの面積の１０％に相当する範囲に鉛を貼り付けた状態で出力窓１１０Ｂから検出された輝度Ｌ３と、鉛を貼り付けない状態で出力窓１１０Ｂから検出された輝度Ｌ４との比（Ｌ４／Ｌ３）を算出した。なお、当然のことながら、輝度Ｌ３及びＬ４を検出する際に入力窓１１０Ａに照射されるＸ線強度は同一である。
【００４２】
実施例では、比較例に比べて比（Ｌ４／Ｌ３）が１．２５倍となった。
【００４３】
以上の結果から、実施例では、管内不要部に光電変換面が形成されず、管内不要部からの電子放出を抑制できたことが確認された。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、不所望な光電変換面の形成を抑制することができ、出力画像の品位を向上することが可能となる。
【００４５】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００…Ｘ線イメージ管
１１０…真空外囲器
１１０Ａ…入力窓  １１０Ｂ…出力窓  １１０Ｃ…バルブ  １１０Ｄ…導入管
１３０…入力面
１３１…入力蛍光面
１３２…光電変換面
１５０…陽極
１６０…出力蛍光面
１７０…蒸発源保持部
Ｇ１…第１集束電極
Ｇ２…第２集束電極
Ｇ３…第３集束電極
【図１】
2010186600.tif 000003
【図２】
2010186600.tif 000004