(57)【要約】【課題】陰極と陽極の間には、大きな電位の変化が生成されることがない信頼性の高いＸ線管を提供する。【解決手段】Ｘ線管は、陰極、電子銃、陽極、陽極ターゲット、陰極と陽極の間の空間を囲む外囲器、及び、外囲器に設けられたＸ線照射窓と、を有する。外囲器は、室温で1011Ω・ｍ以下の抵抗率を有する低抵抗セラミックス材料によって形成されたセラミックス筒を有する。セラミックス筒の周囲には、凹凸又は冷却システムが設けられる。【選択図】図１
2010086861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、該陰極に接続された電子銃と、陽極と、該陽極に接続された陽極ターゲットと、前記陰極と前記陽極の間の空間を囲む外囲器と、前記外囲器に設けられたＸ線照射窓と、を有し、前記外囲器は、室温で1011Ω・ｍ以下の抵抗率を有する低抵抗セラミックス材料によって形成されたセラミックス筒を有することを特徴とするＸ線管。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線管において、前記低抵抗セラミックス材料は、含有率９０％以上のアルミナを焼結して生成されるセラミックス、サファイヤ、ムライト、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、イットリア、チタニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、及び、ジルコニアの少なくとも１つを含むことを特徴とするＸ線管。
【請求項３】
請求項１記載のＸ線管において、前記低抵抗セラミックス材料は、インジウム錫酸化物、亜鉛酸化物、チタン酸化物、錫参加物、ホウ素酸化物、及び、鉛酸化物の少なくとも１つを含む低抵抗添加剤を含むことを特徴とするＸ線管。
【請求項４】
請求項１記載のＸ線管において、
前記セラミックス筒の周囲には、凹凸が設けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項５】
請求項４記載のＸ線管において、前記凹凸を設けることによって、前記セラミックス筒の周囲の面積は少なくとも１．５倍以上に増加していることを特徴とするＸ線管。
【請求項６】
請求項４記載のＸ線管において、前記凹凸は前記陽極ターゲットに近接した位置に設けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項７】
請求項１記載のＸ線管において、
前記セラミックス筒の周囲には、冷却システムが設けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項８】
請求項７記載のＸ線管において、前記冷却システムはペルチエ素子を含むことを特徴とするＸ線管。
【請求項９】
請求項７記載のＸ線管において、前記冷却システムは前記陽極ターゲットに近接した位置に設けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項１０】
請求項１記載のＸ線管において、前記外囲器は、更に中間電位金属環と、前記中間電位金属環と前記陽極間を接続する第２のセラミックス筒を有することを特徴とするＸ線管。
【請求項１１】
陰極と、該陰極に接続された電子銃と、陽極と、該陽極に接続された陽極ターゲットと、前記陰極と前記陽極の間の空間を囲む外囲器と、前記外囲器に設けられたＸ線照射窓と、を有し、前記外囲器は、中間電位金属環と、前記陰極と前記中間電位金属環の間を接続する第１のセラミックス筒と、前記中間電位金属環と前記陽極間を接続する第２のセラミックス筒とを有し、前記第１のセラミックス筒は室温で1011Ω・ｍ以下の抵抗率を有する低抵抗セラミックス材料によって形成されていることを特徴とするＸ線管。
【請求項１２】
請求項１１記載のＸ線管において、前記低抵抗セラミックス材料は、含有率９０％以上のアルミナを焼結して生成されるセラミックス、サファイヤ、ムライト、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、イットリア、チタニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、及び、ジルコニアの少なくとも１つを含むことを特徴とするＸ線管。
【請求項１３】
請求項１１記載のＸ線管において、前記低抵抗セラミックス材料は、インジウム錫酸化物、亜鉛酸化物、チタン酸化物、錫参加物、ホウ素酸化物、及び、鉛酸化物の少なくとも１つを含む低抵抗添加剤を含むことを特徴とするＸ線管。
【請求項１４】
請求項１１記載のＸ線管において、
前記第１のセラミックス筒の周囲には、凹凸が設けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項１５】
請求項１４記載のＸ線管において、前記凹凸を設けることによって、前記セラミックス筒の周囲の面積は少なくとも１．５倍以上に増加していることを特徴とするＸ線管。
【請求項１６】
請求項１４記載のＸ線管において、前記凹凸は前記陽極ターゲットに近接した位置に設けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項１７】
請求項１１記載のＸ線管において、
前記第１のセラミックス筒の周囲には、冷却システムが設けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項１８】
請求項１７記載のＸ線管において、前記冷却システムはペルチエ素子を含むことを特徴とするＸ線管。
【請求項１９】
請求項１７記載のＸ線管において、前記冷却システムは前記陽極ターゲットに近接した位置に設けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項２０】
請求項１１記載のＸ線管において、前記第２のセラミックス筒は、室温で1012Ω・ｍ以上の抵抗率を有する高抵抗セラミックス材料によって形成されていることを特徴とするＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線管に関し、特に、工業用のＸ線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管では、陰極と陽極の間に数十万Ｖの直流電圧を印加し、陰極から放出される電子線を陽極ターゲットに照射する。陽極ターゲットから放出されるＸ線を取り出して、所用の目的に用いる。陰極と陽極の間は、絶縁材料によって形成された筒によって電気的に絶縁されている。従って、陰極と陽極の間には、大きな電位の変化が生成される。それによって大きな電界が生じる。このような電界は、フラッシュオーバーの原因となる可能性がある。
【０００３】
特開２００２−１１００７５号公報には、開放型Ｘ線管の例が記載されている。このＸ線管では、高電圧導入碍子の真空側にセラミックスを用いる。それによって、高電圧導入碍子の表面からのガス放出を抑制し、Ｘ線管の真空室内を高真空度に保持することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１００７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、セラミックス材からなる絶縁筒を用いることが記載されている。しかしながら、通常のセラミックス材は、絶縁材料であり、陰極と陽極の間には、大きな電位の変化が生成される。それによって大きな電界が生じる。このような電界は、フラッシュオーバーの原因となる可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、陰極と陽極の間には、大きな電位の変化が生成されることがない信頼性の高いＸ線管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、Ｘ線管は、陰極、電子銃、陽極、陽極ターゲット、陰極と陽極の間の空間を囲む外囲器、及び、外囲器に設けられたＸ線照射窓と、を有する。外囲器は、室温で1011Ω・ｍ以下の抵抗率を有する低抵抗セラミックス材料によって形成されたセラミックス筒を有する。セラミックス筒の周囲には、凹凸又は冷却システムが設けられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、陰極と陽極の間には、大きな電位の変化が生成されることがない信頼性の高いＸ線管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照して本発明によるＸ線管の第１の例を説明する。本例のＸ線管は、陰極１、電子銃２、陽極３、陽極ターゲット４、第１のセラミックス筒（陰極ー中間電位金属環間セラミックス絶縁筒）５、中間電位金属環７、Ｘ線照射窓６、及び、第２のセラミックス筒（中間電位金属環ー陽極間セラミックス絶縁筒）８、を有する。第１のセラミックス筒５、中間電位金属環７、及び、第２のセラミックス筒８によって真空外囲器９が形成されている。真空外囲器９の内側は高真空１０に排気されている。真空外囲器９の外側は絶縁油１１によって覆われている。
【００１０】
電子銃２は陰極１から延びており、両者は同電位である。陽極ターゲット４は陽極３から延びていおり、両者は同電位である。陰極１と陽極３との間には数十万Ｖの直流電圧が印加される。陰極１と中間電位金属環７の間は、第１のセラミックス筒５によって電気的に絶縁されている。中間電位金属環７と陽極３の間は、第２のセラミックス筒８によって電気的に絶縁されている。
【００１１】
尚、中間電位金属環７と第２のセラミックス筒８は除去されてもよい。この場合には、陽極３が中間電位金属環７の機能を有する。本発明によるＸ線管は、このように、中間電位金属環７と第２のセラミックス筒８は除去された構造のＸ線管も含む。
【００１２】
電子銃２の先端から放射された電子線は、陽極ターゲット４に照射される。陽極ターゲット４からＸ線が放出される。Ｘ線は、Ｘ線照射窓６から取り出される。
【００１３】
本発明によると、第１のセラミックス筒５は、低抵抗セラミックス材によって構成される。第２のセラミックス筒８は、低抵抗セラミックス材によって構成されてもよいが、高抵抗セラミックス材によって構成されてもよい。
【００１４】
本願明細書では、室温で1011Ω・ｍ以下の抵抗率を有するセラミックス材を低抵抗セラミックス材と定義する。また、室温で1012Ω・ｍ以上の抵抗率を有するセラミックス材を高抵抗セラミックス材と定義する。
【００１５】
低抵抗セラミックス材には、例えば、含有率９０％以上のアルミナを焼結して生成されるセラミックス、サファイヤ、ムライト、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、イットリア、チタニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ジルコニア等がある。第１のセラミックス筒５は、これらの低抵抗セラミックス材の少なくも１つを含む。低抵抗セラミックス材に低抵抗化添加物を添加してもよい。低抵抗化添加物には、インジウム錫酸化物、亜鉛酸化物、チタン酸化物、錫参加物、ホウ素酸化物、鉛酸化物等がある。第１のセラミックス筒５は、これらの低抵抗化添加物の少なくも１つを含んでよい。
【００１６】
低抵抗セラミックス材は、電気的絶縁材として使用可能であるが、同時に、僅かであるが、電流を流す機能を有する。従って、第１のセラミックス筒５を低抵抗セラミックス材によって構成することによって、陰極１と中間電位金属環７の間は、ほぼ電気的に絶縁されるが、同時に、第１のセラミックス筒５を介して、陰極１と中間電位金属環７の間に微小電流が流れる。例えば、X線管の電圧を２００ｋVとした場合、セラミック筒の抵抗が１０１０〜１１（Ω）であると、２〜２０（μA）の微小電流が流れる。
【００１７】
第１のセラミックス筒５における軸線方向の電位分布は、第１のセラミックス筒５の各部分の抵抗値によって変化する。従って、低抵抗のセラミックス材を使用する場合には、陰極―陽極間は電気的に絶縁されると同時に、ある程度の電流が流れるため極めて均一な電位分布が形成される。
【００１８】
一方、高抵抗セラミックス材は、電気的絶縁機能を有するが、均一な電位分布を形成する機能は有さない。従って、第１のセラミックス筒５に高抵抗セラミックス材を使用しても、本発明による効果は得られない。これについて以下に説明する。
【００１９】
図２は、本発明のＸ線管の第１の例と従来のＸ線管において、１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒５の温度上昇の分布の例を示す。横軸は第１のセラミックス筒５の中心軸線上の位置を示し、単位は％である。横軸上の０％は、第１のセラミックス筒５の陰極１側の端部の位置を表し、横軸上の１００％は、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部の位置を表す。縦軸は温度上昇を示す。
【００２０】
曲線２０１は、本発明のＸ線管の第１の例の第１のセラミックス筒５の温度上昇の分布を示す。曲線２０２は、従来のＸ線管の第１のセラミックス筒５の温度上昇の分布を示す。即ち、曲線２０１は、第１のセラミックス筒５を低抵抗セラミックス材によって構成した場合を示し、曲線２０２は、第１のセラミックス筒５を高抵抗セラミックス材によって構成した場合を示す。
【００２１】
第１のセラミックス筒５は、陽極ターゲット４から輻射される熱によって、温度上昇する。この輻射熱は、陽極ターゲット４からの距離の２乗に反比例して小さくなる。従って、陽極ターゲット４に近づくほど、温度上昇は大きくなる。陽極ターゲット４から遠ざかるほど、温度上昇は小さくなる。図１に示したように、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部、即ち、中間電位金属環７は、陽極ターゲット４に近接して設けられている。従って、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部にて、最も温度上昇が大きい。
【００２２】
曲線２０２に示すように、第１のセラミックス筒５を高抵抗セラミックス材によって構成した場合には、流れる電流が小さく、第一のセラミック筒５の温度上昇は小さい。曲線２０１に示すように、第１のセラミックス筒５を低抵抗セラミックス材によって構成した場合には、流れる電流が大きくなり発熱も大きいため、第一のセラミック筒５の温度上昇は大きく、平均的に温度が高い。 
【００２３】
図３は、本発明のＸ線管の第１の例と従来のＸ線管において、１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒５の抵抗率の分布の例を示す。横軸は第１のセラミックス筒５の中心軸線上の位置を示し、単位は％である。横軸上の０％は、第１のセラミックス筒５の陰極１側の端部の位置を表し、横軸上の１００％は、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部の位置を表す。縦軸は抵抗率を示し、単位はΩｍである。縦軸の目盛りは対数である。
【００２４】
曲線３０１は、本発明のＸ線管の第１の例の第１のセラミックス筒５の抵抗率の分布を示す。曲線３０２は、従来のＸ線管の第１のセラミックス筒５の抵抗率の分布を示す。即ち、曲線３０１は、第１のセラミックス筒５を低抵抗セラミックス材によって構成した場合を示し、曲線３０２は、第１のセラミックス筒５を高抵抗セラミックス材によって構成した場合を示す。
【００２５】
第１のセラミックス筒５は、温度が上昇すると抵抗率が減少する。陽極ターゲット４に近づくほど、温度は上昇するから抵抗は減少する。曲線３０２に示すように、第１のセラミックス筒５を高抵抗セラミックス材によって構成した場合には、温度上昇は小さく、抵抗率の減少は小さい。曲線３０１に示すように、第１のセラミックス筒５を低抵抗セラミックス材によって構成した場合には、温度上昇は大きく、抵抗率の減少は大きい。
【００２６】
図４は、本発明のＸ線管の第１の例と従来のＸ線管において、１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒５の表面の分担電位の分布の例を示す。分担電位とは、セラミック筒上の単位絶縁長が分担する電圧であり、分担電位の高い部位は電界値が高く、絶縁的に厳しい条件となる。横軸は第１のセラミックス筒５の中心軸線上の位置を示し、単位は％である。横軸上の０％は、第１のセラミックス筒５の陰極１側の端部の位置を表し、横軸上の１００％は、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部の位置を表す。縦軸は分担電位を示し、単位は％/ｍである。縦軸の目盛りは対数である。
【００２７】
曲線４０１は、本発明のＸ線管の第１の例の第１のセラミックス筒５の分担電位の分布を示す。曲線４０２は、従来のＸ線管の第１のセラミックス筒５の分担電位の分布を示す。即ち、曲線４０１は、第１のセラミックス筒５を低抵抗セラミックス材によって構成した場合を示し、曲線４０２は、第１のセラミックス筒５を高抵抗セラミックス材によって構成した場合を示す。
【００２８】
図示のように、第１のセラミックス筒５のうち、陰極１に近い領域で、大きな分担電位が起きている。曲線４０２に示すように、第１のセラミックス筒５を高抵抗セラミックス材によって構成した場合には、分担電位の分布は直線的である。曲線４０１に示すように、第１のセラミックス筒５を低抵抗セラミックス材によって構成した場合には、電圧分布は、陰極１に近い領域で大きい。
【００２９】
このように、陰極１側に分担電位が集中すると、陰極１からの電子放出が盛んになり、陰極１と中間電位金属環７との間でフラッシュオーバーが起きる危険性が増す。    
【００３０】
図５Ａから図５Ｄを参照して、フラッシュオーバーを説明する。陰極１側に分担電位が集中すると、図５Ａに示すように、陰極１からの電子放出が起きる。図５Ｂに示すように、この電子は、第１のセラミックス筒５に衝突する。それによって、セラミックス筒５の表面の電子が放出される。そのため、セラミックス筒５の表面は電子が欠乏し、正に帯電する。それが繰り返され、図５Ｃに示すように、セラミックス筒５の表面は多数の正電荷が帯電する。図５Ｄは、セラミックス筒５に帯電した正電荷の電位の分布を示す。図示のように、陰極１の近傍では、電位の傾きが大きい。電位の傾きは、電界を表す。従って、陰極１の近傍では、大きな電界が発生する。このように、陰極１の近傍では、電界が大きくなり、フラッシュオーバーが起きる。フラッシュオーバーは、電子が放電する現象である。陰極１にてフラッシュオーバーが起きると、電子銃２の先端からの電子の放出は妨げられる。
【００３１】
上述のように、第１のセラミックス筒５に低抵抗セラミックス材を使用することによって、電気的絶縁機能と均一な電位分布を形成する機能を得ることができる。しかしながら、低抵抗セラミックス材を用いると、温度上昇が起きるため、それを抑制する手段を設けることが好ましい。以下の例では、第１のセラミックス筒５に温度上昇を抑制する機能が設けられている。真空外囲器９の内側は高真空１０に排気されているが、真空外囲器９の外側は絶縁油１１によって覆われている。絶縁油は高い熱伝導率を有する。従って、第１のセラミックス筒５から周囲の絶縁油への熱伝達を促進すれば、第１のセラミックス筒５及び陰極１の温度上昇を抑制することができる。
【００３２】
図６を参照して本発明によるＸ線管の第２の例を説明する。本例のＸ線管は、陰極１、電子銃２、陽極３、陽極ターゲット４、第１のセラミックス筒（陰極−中間電位金属環間セラミックス筒）５、中間電位金属環７、Ｘ線照射窓６、及び、第２のセラミックス筒（中間電位金属環−陽極間セラミックス筒）８、を有する。第１のセラミックス筒５、中間電位金属環７、及び、第２のセラミックス筒８によって真空外囲器９が形成されている。真空外囲器９の内側は高真空に排気されている。真空外囲器９の外側は絶縁油１１によって覆われている。第１のセラミックス筒５は、低抵抗セラミックス材によって構成される。尚、中間電位金属環７と第２のセラミックス筒８は除去されてもよい。この場合には、陽極３が中間電位金属環７の機能を有する。本発明によるＸ線管は、このように、中間電位金属環７と第２のセラミックス筒８は除去された構造のＸ線管も含む。
【００３３】
本例のＸ線管を、図１に示したＸ線管の第１の例と比較すると、本例では、第１のセラミックス筒５の周囲に、冷却用凹凸１２が設けられている点が異なり、それ以外の構成は、図１に示した第１の例と同様であってよい。ここでは、冷却用凹凸１２について詳細に説明する。冷却用凹凸１２は、絶縁油１１に接触する表面積を大きくするために設けたものであり、その構造は特に限定されない。即ち、冷却用凹凸１２は、多数のフィン、凹凸、襞または笠であってよい。要するに、絶縁油１１に接触する表面積を大きくし、放熱量を大きくすることができるなら、どのような構造であってもよい。冷却用凹凸１２は、好ましくは、熱伝導性が良い材料によって形成される。こうして、本例では、第１のセラミックス筒５から周囲の絶縁油１１への放熱量が大きくなるため、第１のセラミックス筒５の温度上昇を抑制することができる。
【００３４】
冷却用凹凸１２は、第１のセラミックス筒５の全長に亘って設けてもよいが、好ましくは、第１のセラミックス筒の最も温度上昇が大きい領域に設ける。それによって、第１のセラミックス筒の最も温度上昇が大きい領域が冷却される。図示のように、第１のセラミックス筒の中央より、陽極ターゲット４に近接した位置に設ける。
【００３５】
図７は、本発明のＸ線管の第２の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒５の冷却特性の例を示す。横軸は、表面積比であり、縦軸は最高温度上昇である。横軸の表面積比は、図１に示した第１の例のように、第１のセラミックス筒５の周囲の特別な凹凸を設けない場合を基準とし、第１のセラミックス筒５の周囲に凹凸を設けた場合の表面積の比（倍）の値である。横軸の表面積比が１の場合、図１に示した第１の例のように、第１のセラミックス筒５の周囲に凹凸を設けない場合を相当する。図示のように、表面積比が１．５より大きい場合に、温度上昇を５０℃以下に下げることができる。温度上昇が５０℃以下であれば、抵抗値が低下しても大きな影響はない。
【００３６】
図８は、本発明のＸ線管の第２の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒５の温度上昇の分布の例を示す。横軸は第１のセラミックス筒５の中心軸線上の位置を示し、単位は％である。横軸上の０％は、第１のセラミックス筒５の陰極１側の端部の位置を表し、横軸上の１００％は、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部の位置を表す。縦軸は温度上昇を示す。
【００３７】
曲線８０１は、本発明のＸ線管の第２の例の第１のセラミックス筒５の温度上昇の分布を示す。曲線８０１を図２の曲線２０１と比較すると、本例のＸ線管では、第１のセラミックス筒５の温度上昇が十分小さいことが判る。
【００３８】
上述のように、冷却用凹凸１２は、第１のセラミックス筒の陽極ターゲット４に近接した位置に設ける。即ち、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部により近い位置に設ける。そのため、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部（位置１００％）の位置では、温度上昇が低下している。
【００３９】
図９は、本発明のＸ線管の第２の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒５の抵抗率の分布の例を示す。横軸は第１のセラミックス筒５の中心軸線上の位置を示し、単位は％である。横軸上の０％は、第１のセラミックス筒５の陰極１側の端部の位置を表し、横軸上の１００％は、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部の位置を表す。縦軸は抵抗率を示し、単位はΩｍである。縦軸の目盛りは対数である。
【００４０】
曲線９０１は、本発明のＸ線管の第２の例の第１のセラミックス筒５の抵抗率の分布を示す。曲線９０１を図３の曲線３０１と比較すると、本例のＸ線管では、第１のセラミックス筒５の抵抗率の減少は十分小さいことが判る。図示のように、抵抗率は、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部（位置１００％）に近いほど高い。
【００４１】
図１０は、本発明のＸ線管の第２の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒５の表面の分担電位の分布の例を示す。横軸は第１のセラミックス筒５の中心軸線上の位置を示し、単位は％である。横軸上の０％は、第１のセラミックス筒５の陰極１側の端部の位置を表し、横軸上の１００％は、第１のセラミックス筒５の陽極３側の端部の位置を表す。縦軸は分担電位を示し、単位は％である。縦軸の目盛りは対数である。
【００４２】
曲線１００１は、本発明のＸ線管の第２の例の第１のセラミックス筒５の分担電位の分布を示す。曲線１００１を図４の曲線４０１と比較すると、本例のＸ線管では、第１のセラミックス筒５の分担電位は略一定であることが判る。本例のＸ線管の第１のセラミックス筒５では、陰極１側の端部（位置０％）の付近にて、電界（電位の傾斜）が低下している。そのため、フラッシュオーバーが起こりにくい。従って、絶縁安定性が増加する。
【００４３】
図１１を参照して本発明によるＸ線管の第３の例を説明する。本例のＸ線管は、陰極１、電子銃２、陽極３、陽極ターゲット４、第１のセラミックス筒（陰極−中間電位金属環間セラミックス筒）５、中間電位金属環７、Ｘ線照射窓６、及び、第２のセラミックス筒（中間電位金属環−陽極間セラミックス筒）８、を有する。第１のセラミックス筒５、中間電位金属環７、及び、第２のセラミックス筒８によって真空外囲器９が形成されている。真空外囲器９の内側は高真空に排気されている。真空外囲器９の外側は絶縁油１１によって覆われている。第１のセラミックス筒５は、低抵抗セラミックス材によって構成される。尚、中間電位金属環７と第２のセラミックス筒８は除去されてもよい。この場合には、陽極３が中間電位金属環７の機能を有する。本発明によるＸ線管は、このように、中間電位金属環７と第２のセラミックス筒８は除去された構造のＸ線管も含む。
【００４４】
本例のＸ線管を、図６に示したＸ線管の第２の例と比較すると、本例では、第１のセラミックス筒５の周囲に、冷却用凹凸１２の代わりに、冷却システム１３が設けられている点が異なり、それ以外の構成は、図６に示した第２の例と同様であってよい。ここでは、冷却システム１３について説明する。冷却システム１３は、第１のセラミックス筒５の全長に亘って設けてもよいが、好ましくは、第１のセラミックス筒の最も温度上昇が大きい領域に設ける。それによって、第１のセラミックス筒の最も温度上昇が大きい領域が冷却される。図示のように、第１のセラミックス筒の中央より、陽極ターゲット４に近接した位置に設ける。
【００４５】
中間電位金属環７は通常は接地電位である。従って、冷却システム１３を低電圧で駆動する冷却装置によって構成してもよい。このような冷却システム１３の例として、水などの液体の冷媒を循環するシステムがある。この場合には、冷媒の循環流量を管理する必要がある。更に、冷却システム１３の例として、ペルチエ素子を使用してもよい。ペルチエ素子への通電を制御することにより、所望の冷却機能を提供することができる。
【００４６】
図６に示した第２の例では、冷却用凹凸１２を設け、図１１に示した第３の例では、冷却システム１３を設けるが、第１のセラミックス筒５に冷却用凹凸１２と冷却システム１３の両者を設けてもよい。
【００４７】
本発明によると、Ｘ線管の真空外囲器を構成するセラミックス筒を低抵抗セラミックスによって構成する。それによって、陰極１と中間電位金属環７の間の電位分布を滑らかにすることができる。更に、セラミックス筒に冷却機構を設ける。それによって、セラミックス筒において、陰極１付近での温度上昇を抑制することができる。その結果、絶縁信頼性の高いＸ線管を提供することができる。
【００４８】
以上本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明によるＸ線管の第１の例を説明する図である。
【図２】本発明のＸ線管の第１の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒の温度上昇の分布の例を説明する図である。
【図３】本発明のＸ線管の第１の例において、温度が上昇した場合の第１のセラミックス筒の抵抗率の分布の例を説明する図である。
【図４】本発明のＸ線管の第１の例において、温度が上昇した場合の第１のセラミックス筒の表面の分担電位の分布の例を説明する図である。
【図５Ａ】Ｘ線管の第１のセラミックス筒においてフラッシュオーバーを説明するための説明図である。
【図５Ｂ】Ｘ線管の第１のセラミックス筒においてフラッシュオーバーを説明するための説明図である。
【図５Ｃ】Ｘ線管の第１のセラミックス筒においてフラッシュオーバーを説明するための説明図である。
【図５Ｄ】Ｘ線管の第１のセラミックス筒において帯電した正電荷の電位の分布を示す図である。
【図６】本発明によるＸ線管の第２の例を説明する図である。
【図７】本発明のＸ線管の第２の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒の冷却特性の例を示す図である。
【図８】本発明のＸ線管の第２の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒の温度上昇の分布の例を示す図である。
【図９】本発明のＸ線管の第２の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒の抵抗率の分布の例を示す図である。
【図１０】本発明のＸ線管の第２の例に１００％負荷を加えた場合の第１のセラミックス筒の表面の分担電位の分布の例を示す図である。
【図１１】本発明によるＸ線管の第３の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：陰極、２：電子銃、３：陽極、４：陽極ターゲット、５：第１のセラミックス筒（陰極ー中間電位金属環間セラミックス筒）、６：Ｘ線照射窓、７：中間電位金属環、８：第２のセラミックス筒（中間電位金属環ー陽極間セラミックス筒）、９：外囲器、１０：高真空、１１：絶縁油、１２：冷却用凹凸、１３：冷却素子システム
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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【図１１】
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