(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ターゲットを有する陽極と、前記回転ターゲットの前方に設けられた基板と、前記回転ターゲットに対し電子ビームを放射するフィラメントカソードを集束溝内に配置し、間隙で互いに分離された構造の第１および第２集束電極を有し、前記第１および第２集束電極はそれぞれ一方の集束電極のフィラメントカソードの位置を基準として他方の集束電極とは反対側の部分で前記基板に固定されており、さらに前記陽極および前記基板に固定された前記第１および第２集束電極を収納した真空容器とを具備した回転陽極型Ｘ線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームを放射する複数のフィラメントカソードを有し、各フィラメントカソードから回転ターゲットに入射される電子ビームの位置ずれを小さくした回転陽極型Ｘ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転陽極型Ｘ線管はＸ線を発生する装置で、Ｘ線ＣＴ装置などに使用されている。ここで、回転陽極型Ｘ線管の概略の構造について図２を参照して説明する。２１は、回転陽極型Ｘ線管を構成するガラス製の真空容器で、この真空容器２１内部には電子ビームを放射する陰極２２が配置されている。また、陰極２２に対向して、陽極を構成する回転ターゲット２３が配置されている。回転ターゲット２３は回転軸２４に固定され、回転軸２４はロータ２５に連結されている。また、真空容器２１の外部には、ロータ２５を囲むようにステータ２６が設けられている。
【０００３】
ステータ２６は、内部に電流が流れることによって、ロータ２５を回転させ、この回転が回転軸２４を通して回転ターゲット２３に伝達され、回転ターゲット２３を回転させる構造になっている。なお、回転する回転ターゲット２３に対して陰極２２から電子ビームが入射され、Ｘ線が発生される。
【０００４】
ここで、従来の回転陽極型Ｘ線管における陰極と回転ターゲット部分の構造について図３を参照して説明する。Ａは、Ｘ線を発生する回転ターゲット部分で、陽極の一部を構成している。回転ターゲット部分Ａの前方に陰極Ｂが位置している。３１は陰極Ｂを構成する基板で、周囲が円形をした集束電極３２がその裏面を利用して基板３１上にろう付けされている。集束電極３２の表面は中央が低くなるように傾斜しており、その傾斜した面に第１、第２の２つの集束溝３３ａ、３３ｂが形成されている。また、それぞれの集束溝３３ａ、３３ｂに対応した集束電極３２の裏側には空間３４ａ、３４ｂが形成されている。集束電極３２は、基板３１に溶接等により固着されている。
【０００５】
また、第１の集束溝３３ａの中央には、大焦点用のフィラメントカソード３５ａが配置されている。フィラメントカソード３５ａはカソード支持部材３６ａで支持され、カソード支持部材３６ａは基板３１の下方まで延びている。また、カソード支持部材３６ａの中間部分に絶縁体３７ａが固定されている。絶縁体３７ａの上面は上部固定部材３８ａの下端筒状部と接合し、上部固定部材３８ａの上端鍔状部は空間３４ａの上面に溶接され固定されている。なお、絶縁体３７ａの下端は下部固定部材３９ａで固定されている。
【０００６】
第２の集束溝３３ｂの中央には、小焦点用のフィラメントカソード３５ｂが配置されている。フィラメントカソード３５ｂはカソード支持部材３６ｂで支持され、カソード支持部材３６ｂは基板３１の下方まで延びている。また、カソード支持部材３６ｂの中間部分に絶縁体３７ｂが固定されている。絶縁体３７ｂの上面は上部固定部材３８ｂの下端筒状部と接合され、上部固定部材３８ｂの上端鍔状部は空間３４ｂの上面に溶接され固定されている。なお、絶縁体３７ｂの下端は下部固定部材３９ｂで固定されている。
【０００７】
上記した構造において、大焦点用のフィラメントカソード３５ａや小焦点用のフィラメントカソード３５ｂから回転ターゲット部分Ａに対し電子ビームが入射される。そして、電子ビームの入射を受けた回転ターゲット部分ＡはＸ線を発生する。このとき、大焦点用のフィラメントカソード３５ａや小焦点用のフィラメントカソード３５ｂから放射される電子ビームは、図の矢印ｅａ、ｅｂで示すように回転ターゲット部分Ａで同じ位置に入射するように、集束電極３２や集束溝３３ａ、３３ｂなどの形状、寸法が決められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構造の回転陽極型Ｘ線管は、各電極に電圧が供給され長い時間動作状態にあると、Ｘ線管内や各電極の温度が上昇し、集束電極３２や回転ターゲット部分Ａが膨脹する。このとき、集束電極３２は矢印Ｘで示す横方向に膨脹する。したがって、大焦点用のフィラメントカソード３５ａと小焦点用のフィラメントカソード３５ｂから回転ターゲット部分Ａに入射される電子ビームの位置は、互いに離れる方向に移動する。
【０００９】
また、回転ターゲット部分Ａは、回転ターゲット自身の熱膨脹や連結する回転軸などの熱膨脹などによって、その表面は点線Ｄのように陰極Ｂの方向に移動する。回転ターゲット表面が陰極Ｂ方向に移動すると、これによっても、大焦点用のフィラメントカソード３５ａや小焦点用のフィラメントカソード３５ｂから回転ターゲット部分Ａに入射された電子ビームの位置は、互いに離れる方向に作用する。
【００１０】
このため、Ｘ線管の電極などに熱膨脹が起こると、２つのフィラメントカソード３５ａ、３５ｂから回転ターゲット部分Ａに入射された電子ビームの位置は、互いに離れる方向にずれてくる。これを例えば小焦点に着目すると管球の熱履歴によりその位置が移動することになり、ＣＴ装置ではアーチファクトの原因の一つとなる。なお、特開平６−２９０７２１号公報に開示された技術は構造が複雑であり、実用性に乏しいものと考えられる。
【００１１】
本発明は、上記した欠点を解決するもので、複数のフィラメントカソードから回転ターゲットに入射される電子ビームの位置ずれを少なくした回転陽極型Ｘ線管を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転陽極型Ｘ線管は、回転ターゲットを有する陽極と、前記回転ターゲットの前方に設けられた基板と、前記回転ターゲットに対し電子ビームを放射するフィラメントカソードを集束溝内に配置し、間隙で互いに分離された構造の第１および第２集束電極を有し、前記第１および第２集束電極はそれぞれ一方の集束電極のフィラメントカソードの位置を基準として他方の集束電極とは反対側の部分で前記基板に固定されており、さらに前記陽極および前記基板に固定された前記第１および第２集束電極を収納した真空容器とを具備している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例について図１を参照して説明する。Ａが回転ターゲット部分で、陽極の一部を構成している。回転ターゲット部分Ａの前方には陰極Ｂが配置されている。１１は基板で、基板１１上に、２つの集束電極１２ａ、１２ｂが固定されている。２つの集束電極１２ａ、１２ｂは、中間に位置する間隙Ｇによって互いに分離された構造をしており、また、間隙Ｇに対してほぼ対称の構造になっている。
【００１４】
例えば、集束電極１２ａ、１２ｂの表面は相手方向に向かって低くなるように傾斜し、その傾斜面に第１および第２の集束溝１４ａ、１４ｂが形成されている。また、第１および第２の集束電極１２ａ、１２ｂの裏側には、第１および第２の集束溝１４ａ、１４ｂと対応する位置に第１および第２の空間１５ａ、１５ｂが構成され、また、各空間１５ａ、１５ｂの下端周辺は基板１１から浮いた形になっている。そして、２つの集束電極１２ａ、１２ｂは、それぞれ相手から離れた例えば最端の裏面固定部分１６ａ、１６ｂで、基板１１にろう付けまたは溶接されている。
【００１５】
また、第１の集束溝１４ａ部分には、大焦点用のフィラメントカソード１７ａが配置されている。フィラメントカソード１７ａはカソード支持部材１８ａで支持され、カソード支持部材１８ａは基板１１の下方まで延び、その中間には絶縁体１９ａが固定されている。この絶縁体１９ａの上面は、上部固定部材２０ａの下端円筒部に接合され、上部固定部材２０ａ上端の鍔状部分は空間１５ａの上面に溶接され固定されている。また、絶縁体１９ａの下面は下部固定部材２１ａで固定されている。
【００１６】
また、第２の集束溝１４ｂ部分には、小焦点用のフィラメントカソード１７ｂが配置されている。フィラメントカソード１７ｂはカソード支持部材１８ｂで支持され、カソード支持部材１８ｂは基板１１の下方まで延び、その中間に絶縁体１９ｂが固定されている。この絶縁体１９ｂの上面は、上部固定部材２０ｂの下端円筒部に接合され、上部固定部材２０ｂ上端の鍔状部分は空間１５ｂの上面に溶接され固定されている。また、絶縁体１９ｂの下面は下部固定部材２１ｂで固定されている。なお、回転ターゲット部分Ａなどによって構成される陽極や、２つの集束電極１２ａ、１２ｂなどは、図示しない例えばガラス製の真空容器内に気密に収納されている。
【００１７】
上記した構造において、例えば、Ｘ線管が動作状態に入り、温度上昇によって陽極や陰極などが膨脹した場合について考える。２つの集束電極１２ａ、１２ｂは基板１１に固定された部分１６ａ、１６ｂが互いに反対側であるため、２つの集束電極１２ａ、１２ｂは互いに中間の間隙Ｇを狭めるように熱膨脹する。したがって、２つのフィラメントカソード１７ａ、１７ｂは接近し、これらフィラメントカソード１７ａ、１７ｂから回転ターゲットに入射される電子ビームの位置は点線で示すようにターゲットＤの位置でほぼ重なるようになる。
【００１８】
即ち、回転ターゲットは、連結する回転軸の熱膨脹などによって、その表面が点線Ｄのように陰極Ｂ方向に移動する。この移動によって、２つのフィラメントカソード１７ａ、１７ｂから回転ターゲットに入射された電子ビームの位置は離れる方向に作用する。
【００１９】
しかし、２つの集束電極１２ａ、１２ｂの熱膨脹による電子ビームの回転ターゲットに入射する位置ずれは小さくなる。
【００２０】
なお、上記した実施の態様では、２つの集束電極１２ａ、１２ｂは、それぞれ相手から一番離れた最端部の固定部分１６ａ、１６ｂで基板１１にろう付けされている。しかし、一番離れた最端部である必要はなく、フィラメントカソード１７ａ、１７ｂの位置を基準にして、相手と反対側に位置する部分であればよい。このとき、２つの集束電極１２ａ、１２ｂが温度上昇によって膨脹した際、大焦点用のフィラメントカソード１７ａから回転ターゲットに入射される熱電子の位置と、小焦点用のフィラメントカソード１７ｂから回転ターゲットに入射される電子ビームの位置は、互いに接近する方向に動き、この発明の効果が実現される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のフィラメントカソードから回転ターゲットに入射される電子ビームの位置ずれの小さい回転陽極型Ｘ線管を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様を示す概略断面図である。
【図２】回転陽極型Ｘ線管の構造を説明する図である。
【図３】従来例を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
１１…基板
１２ａ、１２ｂ…集束電極
１４ａ、１４ｂ…集束溝
１５ａ、１５ｂ…空間
１６ａ、１６ｂ…集束電極の固定部分
１７ａ、１７ｂ…フィラメントカソード
１８ａ、１８ｂ…カソード支持部材
１９ａ、１９ｂ…絶縁体
２０ａ、２０ｂ…上部固定部材
２１ａ、２１ｂ…下部固定部材
Ａ…回転ターゲット部分
Ｂ…陰極
Ｇ…間隙
【図１】
0003730297.tif 000002
【図２】
0003730297.tif 000003
【図３】
0003730297.tif 000004