(57)【要約】  Ｘ線管（２０）と、Ｘ線管（２０）を駆動する駆動回路（４０）と、Ｘ線管（２０）に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路（３０）と、駆動回路（４０）及び電圧発生回路（３０）と通信する制御部（５０）と、を有し、少なくとも、Ｘ線管（２０）と、駆動回路（４０）と、電圧発生回路（３０）とが、絶縁油（８０）が充填された収納容器（１０）内に配されたＸ線発生装置（１００）であって、駆動回路（４０）と制御部（５０）とを接続する経路の少なくとも一部が、収納容器（１０）内に配された光ファイバケーブル（６０）により構成されており、光ファイバケーブル（６０）は、電圧発生回路の駆動時に生じる絶縁油（６０）の対流により揺動することを抑制する被覆（７４、７６）を有する。
2018092174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、前記Ｘ線管を駆動する駆動回路と、前記Ｘ線管に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路と、前記駆動回路及び前記電圧発生回路と通信する制御部と、を有し、少なくとも、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路とが、絶縁油が充填された収納容器内に配されたＸ線発生装置であって、  前記駆動回路と前記制御部とを接続する経路の少なくとも一部が、前記収納容器内に配された光ファイバケーブルにより構成されており、  前記光ファイバケーブルは、前記電圧発生回路の駆動時に生じる前記絶縁油の対流により揺動することを抑制する被覆を有する  ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記被覆は、可塑剤を含む樹脂材料から、前記可塑剤の少なくとも一部を溶脱することにより硬化したものであり、  前記制御部は、Ｘ線を発生させない状態で、前記電圧発生回路を駆動して、前記光ファイバケーブルに所定時間電圧を印加することにより、前記可塑剤の溶脱を促すように構成されている  ことを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記被覆は、エポキシ樹脂又は光硬化樹脂からなる  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線管と、前記Ｘ線管を駆動する駆動回路と、前記Ｘ線管に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路と、前記駆動回路及び前記電圧発生回路と通信する制御部と、を有し、少なくとも、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路とが、絶縁油が充填された収納容器内に配されており、前記駆動回路と前記制御部とを接続する経路の少なくとも一部が、前記収納容器内に配された光ファイバケーブルにより構成されたＸ線発生装置の製造方法であって、  前記収納容器内に、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路と、前記光ファイバケーブルとを設置するステップと、  前記収納容器内に設置した前記光ファイバケーブルの被覆を硬化するステップと  を有することを特徴とするＸ線発生装置の製造方法。
【請求項５】
前記被覆を硬化するステップの前に、前記収納容器内に前記絶縁油を充填するステップを更に有し、  前記被覆を硬化するステップでは、前記駆動回路を駆動しない状態で、前記電圧発生回路を駆動し、可塑剤を含む樹脂材料からなる被覆を有する前記光ファイバケーブルに所定時間電圧を印加し、前記被覆から前記可塑剤を溶脱することにより、前記被覆を硬化する  ことを特徴とする請求項４記載のＸ線発生装置の製造方法。
【請求項６】
前記光ファイバケーブルを設置するステップは、前記光ファイバケーブルに、エポキシ樹脂の被覆を形成するステップと、前記エポキシ樹脂が硬化する前に前記光ファイバケーブルを前記収納容器内に設置するステップと、を有し、  前記被覆を硬化するステップは、前記エポキシ樹脂を硬化するステップである  ことを特徴とする請求項４記載のＸ線発生装置の製造方法。
【請求項７】
前記光ファイバケーブルを設置するステップは、前記光ファイバケーブルに、光硬化樹脂の被覆を形成するステップと、前記被覆を形成した前記光ファイバケーブルを前記収納容器内に設置するステップと、を有し、  前記被覆を硬化するステップでは、前記被覆に、前記光硬化樹脂を硬化するエネルギー線を照射する  ことを特徴とする請求項４記載のＸ線発生装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、  前記Ｘ線発生装置から放出されて被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置と、  前記Ｘ線検出装置により検出された前記被検体の透過Ｘ線像を画像信号に変換する信号処理部と  を有することを特徴とするＸ線撮影システム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、Ｘ線発生装置及びＸ線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  工業用の非破壊検査装置の一つとして、Ｘ線撮影システムが知られている。例えば、半導体集積回路基板に代表される電子デバイスの検査には、マイクロフォーカスＸ線管を備えたＸ線検査装置が用いられている。Ｘ線管は、陽極と陰極との間にＸ線エネルギーに応じた所定の電位差の高電圧を印加し、この高電圧で加速した電子をターゲットに照射することによって、ターゲットからＸ線を放出するＸ線源である。マイクロフォーカスＸ線管は、陰極側に複数のグリッド電極を備えたＸ線管であり、これらグリッド電極に印加する電圧で静電レンズを制御することによって電子線の軌道を収束する機能を備えている。【０００３】  マイクロフォーカスＸ線管を用いたＸ線発生装置では、グリッド電極に印加する電圧を制御する必要性から、Ｘ線管の接地方式や制御信号の供給方法等に工夫が施されている。例えば、特許文献１に記載のＸ線発生装置では、グリッド電極に印加するグリッド電圧の制御信号を、光ファイバケーブルを介して供給する構成とすることで、Ｘ線管の陰極に負の高電圧を印加できるようにしている。そして、Ｘ線管の外囲器をグラウンド電位とし、陽極と陰極とに正、負の高電圧を印加する中性点接地方式を採用することで、外囲器と陽極との間にかかる電圧を約半分に低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１７９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  Ｘ線発生装置をＸ線撮影システムに搭載する際の取り扱いの容易さ等の観点から、Ｘ線発生装置の小型化が求められている。また、更なる高透過力化の観点から、Ｘ線管への印加電圧の高電圧化が求められている。しかしながら、Ｘ線発生装置の小型化や印加電圧の高電圧化の進展とともに制御系の誤動作が多くなることが、本願発明者等の検討により初めて明らかとなった。【０００６】  本発明の目的は、小型化や印加電圧の高電圧化の進展に伴う制御系の誤動作を抑制しうるＸ線発生装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、このようなＸ線発生装置を用いることにより、安定して撮影画像を取得することが可能な信頼性の高いＸ線撮影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の一観点によれば、Ｘ線管と、前記Ｘ線管を駆動する駆動回路と、前記Ｘ線管に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路と、前記駆動回路及び前記電圧発生回路と通信する制御部と、を有し、少なくとも、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路とが、絶縁油が充填された収納容器内に配されたＸ線発生装置であって、前記駆動回路と前記制御部とを接続する経路の少なくとも一部が、前記収納容器内に配された光ファイバケーブルにより構成されており、前記光ファイバケーブルは、前記電圧発生回路の駆動時に生じる前記絶縁油の対流により揺動することを抑制する被覆を有するＸ線発生装置が提供される。  また、本発明の他の一観点によれば、Ｘ線管と、前記Ｘ線管を駆動する駆動回路と、前記Ｘ線管に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路と、前記駆動回路及び前記電圧発生回路と通信する制御部と、を有し、少なくとも、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路とが、絶縁油が充填された収納容器内に配されており、前記駆動回路と前記制御部とを接続する経路の少なくとも一部が、前記収納容器内に配された光ファイバケーブルにより構成されたＸ線発生装置の製造方法であって、前記収納容器内に、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路と、前記光ファイバケーブルとを設置するステップと、前記収納容器内に設置した前記光ファイバケーブルの被覆を硬化するステップとを有するＸ線発生装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、絶縁油の対流による光ファイバケーブルの揺動を抑制し、制御系の誤動作を低減することができる。これにより、Ｘ線発生装置の更なる小型化及び印加電圧の高電圧化が可能となる。また、このようなＸ線発生装置を用いることにより、安定して撮影画像を取得することが可能な信頼性の高いＸ線撮影システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態によるＸ線発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】光ファイバケーブルの構造の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるＸ線発生装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２及び第３実施形態によるＸ線発生装置の光ファイバケーブルの構造の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の第２及び第３実施形態によるＸ線発生装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態によるＸ線撮影システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  ［第１実施形態］  本発明の第１実施形態によるＸ線発生装置について、図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本実施形態によるＸ線発生装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、光ファイバケーブルの構造の一例を示す概略図である。図３は、本実施形態によるＸ線発生装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００１１】  はじめに、本実施形態によるＸ線発生装置の構造について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１２】  本実施形態によるＸ線発生装置１００は、図１に示すように、Ｘ線管２０と、高電圧発生回路３０と、電子銃駆動回路４０と、制御部５０とを有している。これらのうち、少なくともＸ線管２０、高電圧発生回路３０及び電子銃駆動回路４０は、収納容器１０内に配置されている。収納容器１０には、その中に配された各部間の絶縁耐圧を確保するために、絶縁油８０が充填されている。絶縁油８０としては、鉱油、シリコーン油、フッ素系油などの電気絶縁油が好ましい。定格の管電圧が１００ｋＶ程度のＸ線管２０を用いたＸ線発生装置には、取扱いが易しい鉱油が好ましく適用される。
【００１３】  Ｘ線管２０は、電子源２２と、グリッド電極２６と、陽極２８とを含む。電子源２２及びグリッド電極２６は、電子銃駆動回路４０に接続され、それぞれ所望の制御電圧が印加される。陽極２８は、グラウンド電位に保持された収納容器１０に接続されている。陽極２８には、電子線の照射によりＸ線を発生するターゲット（図示せず）が設けられている。なお、図１にはグリッド電極２６を１つだけ示しているが、典型的には複数のグリッド電極２６が設けられる。
【００１４】  電子源２２は、特に限定されるものではないが、例えば、タングステンフィラメントや含浸型カソードのような熱陰極、カーボンナノチューブ等の冷陰極を適用することができる。ターゲットを構成する材料は、融点が高くＸ線発生効率の高い材料が好ましく、例えば、タングステン、タンタル、モリブデン及びそれらの合金等を適用することができる。なお、本明細書では、電子源２２とグリッド電極２６とを一括して「電子銃」と表記することがある。
【００１５】  電子源２２から放出された電子を陽極２８との間の高電圧で加速して陽極２８に設けられたターゲットに衝突させることにより、ターゲットからＸ線が放射される。ターゲットから放射されるＸ線量は、ターゲットに照射する電子線量、つまり熱陰極型の電子源２２の場合にあっては供給する電流によって、制御することができる。ターゲットに照射する電子線の軌道は、グリッド電極２６に印加するグリッド電圧によって制御することができる。この意味で、電子源２２及びグリッド電極２６は、電子銃から放出される電子線を制御する制御機構である。
【００１６】  高電圧発生回路３０は、昇圧トランス３２と、昇圧回路３４とを含む。昇圧回路３４は、例えば、コッククロフト回路である。高電圧発生回路３０は、グラウンド電位に保持されている収納容器１０に対して負の高電圧を生成する。高電圧発生回路３０は、電子銃駆動回路４０に接続されている。
【００１７】  電子銃駆動回路４０は、整流回路４２と、ロジック回路４４と、電子源駆動回路４６と、グリッド電圧制御回路４８とを含む。整流回路４２は、ロジック回路４４、電子源駆動回路４６及びグリッド電圧制御回路４８に接続されている。これにより、高絶縁トランス３６を介して整流回路４２に供給される電圧を整流し、ロジック回路４４、電子源駆動回路４６及びグリッド電圧制御回路４８へと供給できるようになっている。整流回路４２の入力端子の一方は、高電圧発生回路３０の出力端子に接続されている。すなわち、電子銃駆動回路４０の各回路においては、高電圧発生回路３０から供給される負電位が、電子銃駆動回路４０の基準電位となる。
【００１８】  電子源駆動回路４６は、制御回路５２からロジック回路４４を介して供給される制御信号に応じて、電子源２２に供給する電圧或いは電流を制御する。グリッド電圧制御回路４８は、制御回路５２からロジック回路４４を介して供給される制御信号に応じて、グリッド電極２６へ印加するグリッド電圧を制御する。
【００１９】  制御部５０は、制御回路５２と、インバータ回路５４とを含む。制御回路５２は、電子銃駆動回路４０及びインバータ回路５４に接続されている。インバータ回路５４は、収納容器１０内に配された昇圧トランス３２に接続されたインバータ５６と、収納容器１０内に配された高絶縁トランス３６に接続されたインバータ５８とを含む。制御回路５２は、電子銃駆動回路４０及びインバータ回路５４に、所定の制御信号を供給する。インバータ回路５４は、制御回路５２から供給される制御信号に応じてインバータ５６，５８を制御し、昇圧トランス３２及び高絶縁トランス３６に、所定の駆動電圧を供給する。制御回路５２は、高電圧発生回路３０の出力電圧をモニタし、高電圧発生回路３０の出力電圧が所定の電圧となるように、インバータ回路５４に供給する制御信号によって昇圧トランス３２の駆動電圧を調整する。
【００２０】  図１に示すように、制御部５０と高電圧発生回路３０とは、昇圧トランス３２を介して接続、すなわち絶縁されている。同様に、制御部５０と電子銃駆動回路４０とは、高絶縁トランス３６を介して接続、すなわち絶縁されている。一例では、制御部５０は、グラウンド電位に接続されている。また、電子銃駆動回路４０は、高電圧発生回路３０に接続されている。よって、制御部５０と電子銃駆動回路４０との間には、昇圧トランス３２を介して高電圧発生回路３０で生成した負の高電圧分の電位差が発生する。すなわち、制御部５０と電子銃駆動回路４０との間には、電界が発生する。
【００２１】  制御回路５２と電子銃駆動回路４０との間の相互の通信を司る経路のうち、少なくとも収納容器１０内の一部の経路は、電気的絶縁を保つために、光ファイバケーブル６０により構成されている。これにより、グラウンド電位を基準電位として動作する制御回路５２からの制御信号によって、高電圧発生回路３０から供給される負の電位を基準電圧として動作する電子銃駆動回路４０内の電子源駆動回路４６及びグリッド電圧制御回路４８を制御できるようになっている。光ファイバケーブル６０は、光電変換素子７４を介して、制御回路５２及びロジック回路４４に接続されている。なお、基準電位とは、各回路において基準として扱われる電位である。
【００２２】  ここで、本実施形態によるＸ線発生装置１００では、光ファイバケーブル６０の被覆材が、Ｘ線発生装置１００を駆動したときの絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制するに十分な剛性を有する材料により構成されている。
【００２３】  前述のように、Ｘ線発生装置の小型化や印加電圧の高電圧化の進展とともに、制御回路５２により電子源駆動回路４６やグリッド電圧制御回路４８を制御する制御系の誤動作が顕在化してきた。本発明者等の検討により、この誤動作の一つの原因は、駆動時に生じる絶縁油８０の対流が装置の小型化や印加電圧の高電圧化によって大きくなり、光ファイバケーブルの揺動が増加するためであることが判明した。
【００２４】  絶縁油８０で満たされた収納容器１０内で高電圧発生回路３０からＸ線管２０に高電圧を印加したとき、高電圧発生回路３０の周辺の絶縁油８０は、局部的に帯電し、電気流体力学的（ＥＨＤ：Electro  Hydro  Dynamics）効果によって対流する。この対流は、電界強度が大きくなるほど、すなわちＸ線発生装置の小型化や印加電圧の高電圧化の進展とともに大きくなる。絶縁油８０の流速が速くなるほど、柔軟な光ファイバケーブル６０の揺動が大きくなり、場合によっては制御部５０と電子銃駆動回路４０との間の通信エラーを引き起こす。絶縁油８０の前記対流は収納容器１０内でランダムに生じるため、光ファイバケーブル６０の配置を工夫することによって対流の影響を抑制することは困難である。
【００２５】  このような観点から、本実施形態によるＸ線発生装置では、光ファイバケーブル６０の被覆材を、Ｘ線発生装置１００を駆動したときの絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を十分に抑制しうる剛性を有する材料により構成する。ただし、Ｘ線発生装置１００の製造時には光ファイバケーブル６０が柔軟性を有していないと、収納容器１０内への各部の設置や光ファイバケーブル６０の接続が困難となり、組み立てに支障をきたすことも想定される。
【００２６】  そこで、本実施形態によるＸ線発生装置では、光ファイバケーブル６０の被覆材を、組み立て時には柔軟性を有するがその後の処理によって硬化することが可能な材料により構成している。そして、組み立て後に被覆材を硬化して光ファイバケーブル６０の剛性を高めることによって、絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制している。硬化後の光ファイバケーブル６０の被覆材は、高電圧発生回路３０の駆動時の光ファイバケーブル６０の形態を、高電圧発生回路３０を駆動していないときの光ファイバケーブル６０の形態と実質的に同一の形態に維持するように構成されている。実質的に同一の形態とは、高電圧発生回路３０を駆動しているときの形態と駆動していないときの形態とで、光ファイバケーブル６０を伝搬する信号に対する影響、例えば通信エラーの発生率などが変化しないことを意味する。
【００２７】  このような性質を有する光ファイバケーブル６０の被覆材として、本実施形態では、可塑剤を含む樹脂材料を用いる。可塑剤を含む樹脂材料は、可塑剤が溶脱することで柔軟性を失い硬化する。光ファイバケーブル６０の被覆材を構成する樹脂材料が可塑剤を含み柔軟性を有する状態でＸ線発生装置を組み立て、その後に可塑剤を除去して硬化することで、組み立てに支障をきたすことなく、駆動時には光ファイバケーブル６０の剛性を高めることができる。
【００２８】  なお、樹脂材料に添加された可塑剤が溶脱することは既知であるが、一般的には可塑剤が外部へ溶脱しないように対処されている。これに対し、本発明では、樹脂材料に添加された可塑剤をあえて絶縁油中に溶脱させることにより、光ファイバケーブル６０を硬化して、絶縁油８０の対流によって光ファイバケーブル６０が揺動するのを抑制している。
【００２９】  光ファイバケーブル６０は、例えば図２に示すように、コア６２とクラッド６４とからなる光ファイバ６６を樹脂材６８で被覆した光ファイバ素線７０と、ガラス繊維等の抗張力繊維からなる１次被覆７２と、樹脂材料からなる２次被覆７４とを有する。このような光ファイバケーブル６０では、外皮としての２次被覆７４を、可塑剤を含む樹脂材料により構成することができる。或いは、光ファイバケーブル６０の外皮（２次被覆７４）を、可塑剤を含む樹脂材料によってコーティングするようにしてもよい。
【００３０】  光ファイバケーブル６０の被覆材を構成する樹脂材料は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂を適用することができる。また、樹脂材料に添加する可塑剤は、後に説明する処理によって樹脂材料からの溶脱を促進しうるものであれば、特に限定されるものではない。ポリ塩化ビニル樹脂に添加する可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル類のＤＥＨＰ（フタル酸ジオクチル）やＤＩＮＰ（フタル酸ジイソノニル）等を適用することができる。
【００３１】  光ファイバケーブル６０に必要とされる剛性は、Ｘ線管２０に印加する電圧に応じて変化する絶縁油８０の流速や光ファイバケーブル６０の長さ等に依存するため、一律に規定することはできない。予め、駆動時における絶縁油８０の流速を確認しておき、そのときに揺動しない剛性を硬化後の光ファイバケーブル６０によって実現できるように、光ファイバケーブルの被覆材を適宜選択することが望ましい。光ファイバケーブルの硬化後の剛性は、例えば、樹脂材料、被覆の厚さ、予め添加する可塑剤の量等によって調整することができる。なお、本明細書において、光ファイバケーブル６０が揺動しない剛性とは、光ファイバケーブル６０を介した通信における通信エラーを防止するに十分な剛性を意味する。光ファイバケーブル６０の揺動に起因する通信エラーが発生しないに限りにおいて、光ファイバケーブル６０の揺動が完全に防止されていなくてもよい。
【００３２】  光ファイバケーブル６０の被覆材を構成する樹脂材料から可塑剤を除去して硬化する方法としては、光ファイバケーブル６０に絶縁油８０中で高電圧を印加する方法を好適に用いることができる。本発明者等の検討により、絶縁油中で可塑剤を含む樹脂材料に高電圧を加えると、樹脂材料からの可塑剤の溶脱が促進されることが判明した。つまり、絶縁油８０で充填された収納容器内で光ファイバケーブル６０に所定時間電圧を印加することで、光ファイバケーブル６０を硬化することが可能である。
【００３３】  前述の通り、本実施形態によるＸ線発生装置では、動作時に、光ファイバケーブル６０による接続経路である電子銃駆動回路４６と制御回路５２との間に電位差が発生する。電子銃駆動回路４６と制御回路５２との間の電位差によって、その間に配された光ファイバケーブル６０に電圧が印加されるため、この電圧によって光ファイバケーブル６０の樹脂材料からの可塑剤の溶脱を促進することができる。つまり、本実施形態によるＸ線発生装置では、付加的な手段を用いることなく、Ｘ線発生装置が有する機能をそのまま利用することによって光ファイバケーブル６０の被覆材を硬化することができる。
【００３４】  次に、本実施形態によるＸ線発生装置の製造方法について、図３を用いて説明する。本実施形態によるＸ線発生装置は、図３に示すフローに従って製造することができる。
【００３５】  まず、Ｘ線発生装置の各部を準備する（ステップＳ１０１）。この際、光ファイバケーブル６０としては、被覆材が可塑剤を含む樹脂材料により構成されているものを準備する。
【００３６】  次いで、準備した各部のうち、収納容器１０に収容するものを収納容器１０内に設置する（ステップＳ１０２）。この際、光ファイバケーブル６０は被覆材が可塑剤を含む樹脂材料により構成されており柔軟性を有しているため、各部の設置や光ファイバケーブル６０の接続を容易に行うことができる。
【００３７】  次いで、収納容器１０に、絶縁油８０を充填する（ステップＳ１０３）。収納容器１０内への絶縁油８０の充填には、収納容器１０内を真空に引いた後に絶縁油８０を注入する真空含浸法を適用することが好ましい。
【００３８】  次いで、Ｘ線発生装置の組み立てが終了した後、高電圧発生回路３０を駆動し、電子銃駆動回路４６と制御回路５２との間に電位差を形成する。この電位差によって光ファイバケーブル６０に電圧が印加され、光ファイバケーブル６０の被覆の樹脂材料から可塑剤が溶脱し、光ファイバケーブル６０の被覆が硬化する（ステップＳ１０４）。光ファイバケーブル６０の被覆の硬化処理は、Ｘ線発生装置のエージングや各部の機能検査のための駆動の際に同時に行うことも可能である。
【００３９】  光ファイバケーブル６０の硬化処理を行う際に電子銃駆動回路４６と制御回路５２との間に印加する電圧は、必ずしもＸ線を発生する際に電子銃駆動回路４６と制御回路５２との間に印加する電圧と同じである必要はない。電子銃駆動回路４６と制御回路５２との間に印加する電圧は、光ファイバケーブル６０の硬化及びＸ線の発生のそれぞれに好適な値に適宜設定することができる。
【００４０】  また、光ファイバケーブル６０の硬化処理では、必ずしも光ファイバケーブル６０の被覆に含まれる総ての可塑剤を溶脱する必要はない。被覆の硬度は可塑剤の溶脱の進行とともに増加するものであり、一部の可塑剤のみを溶脱することによって所望の剛性を実現できることもある。この場合、硬化処理後の被覆には、可塑剤が残存していてもよい。この際、光ファイバケーブル６０の揺れ（硬度）をモニタしながら光ファイバケーブル６０の硬化処理を行い、所望の硬度を超えた段階で硬化処理を停止するようにしてもよい。
【００４１】  光ファイバケーブル６０の硬化処理に要する時間は、光ファイバケーブル６０に印加する電圧や被覆の組成等によって変化するため一概には規定できないが、典型的には数時間程度である。この硬化処理の間には、Ｘ線の発生を休止するようにＸ線発生装置を制御してもよい。光ファイバケーブル６０の硬化処理のために、制御部５０の制御のもとで実行するＸ線発生装置の駆動モードとして、Ｘ線を発生させない状態で高電圧発生回路３０を駆動する駆動モードを搭載するようにしてもよい。
【００４２】  なお、Ｘ線を発生させない状態は、例えば、グリッド電極２６に印加する電圧によって制御することができる。例えば、グリッド電極２６に印加する電圧を切り替えることで、電子源２２で発生した電子を、電子源２２とグリッド電極２６との間に留まらせたり、陽極に到達させたりすることができる。この場合、Ｘ線を発生させない状態は、電子源２２とグリッド電極２６との間に留まらせる制御を行うことで実現することができる。
【００４３】  このようにして光ファイバケーブル６０の被覆を硬化することにより、Ｘ線発生装置の動作時における絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制し、制御系の誤動作を防止することができる。
【００４４】  このように、本実施形態によれば、光ファイバケーブル６０の剛性を高めて絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制するので、制御系の誤動作を低減することができる。これにより、Ｘ線発生装置の更なる小型化及び印加電圧の高電圧化が可能となる。
【００４５】  ［第２実施形態］  本発明の第２実施形態によるＸ線発生装置について、図４及び図５を用いて説明する。第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図４は、本実施形態によるＸ線発生装置の光ファイバケーブルの構造を示す概略図である。図５は、本実施形態によるＸ線発生装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００４６】  本実施形態によるＸ線発生装置は、光ファイバケーブル６０の構成が異なるほかは、第１実施形態によるＸ線発生装置と同様である。すなわち、本実施形態によるＸ線発生装置では、光ファイバケーブル６０の外周部に、エポキシ樹脂からなる被覆が設けられている。
【００４７】  エポキシ樹脂は、硬化剤と混合することによって硬化する熱硬化性樹脂である。エポキシ樹脂と硬化剤とを混合した直後は柔軟性を有するが、時間の経過とともに硬化することによって絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動にも耐えうる剛性を備える。また、硬化後のエポキシ樹脂は耐油性を有しており、絶縁油８０と反応して柔らかくなることはない。したがって、光ファイバケーブル６０をエポキシ樹脂でコーティングすることにより、Ｘ線発生装置の動作時における絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制し、制御系の誤動作を防止することができる。
【００４８】  エポキシ樹脂からなる被覆７６は、例えば図４に示すように、光ファイバケーブル６０の外皮（２次被覆７４）を覆うように設けてもよいし、光ファイバ６６の外皮（例えば、２次被覆７４）として設けてもよい。エポキシ樹脂の被覆７６は、光ファイバケーブル６０に所望の剛性を付与しうる限りにおいては、必ずしも光ファイバケーブル６０の外周部の全面に設けられている必要はない。また、必ずしも光ファイバケーブル６０の全長に渡って設けられている必要もない。
【００４９】  次に、本実施形態によるＸ線発生装置の製造方法について、図５を用いて説明する。本実施形態によるＸ線発生装置は、図５に示すフローに従って製造することができる。
【００５０】  まず、Ｘ線発生装置の各部を準備する（ステップＳ２０１）。
【００５１】  次いで、準備した各部のうち、収納容器１０に収容するものを収納容器１０内に設置する（ステップＳ２０２）。この際、光ファイバケーブル６０は、硬化剤と混合したエポキシ樹脂のコーティングを施した後、このエポキシ樹脂が硬化する前に、収納容器１０の所定の場所に設置する。エポキシ樹脂の硬化前、光ファイバケーブル６０は柔軟性を有しているため、各部の設置や光ファイバケーブル６０の接続を容易に行うことができる。
【００５２】  光ファイバケーブルに設けたエポキシ樹脂のコーティングは、時間の経過とともにエポキシ基による架橋ネットワーク化が進行することにより、硬化する（ステップＳ２０３）。
【００５３】  次いで、エポキシ樹脂が硬化した後、収納容器１０に、絶縁油８０を充填する（ステップＳ１０３）。収納容器１０内への絶縁油８０の充填には、収納容器１０内を真空に引いた後に絶縁油８０を注入する真空含浸法を適用することが好ましい。
【００５４】  このようにして光ファイバケーブル６０を硬化することにより、Ｘ線発生装置の動作時における絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制し、制御系の誤動作を防止することができる。
【００５５】  このように、本実施形態によれば、光ファイバケーブル６０の剛性を高めて絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制するので、制御系の誤動作を低減することができる。これにより、Ｘ線発生装置の更なる小型化及び印加電圧の高電圧化が可能となる。
【００５６】  ［第３実施形態］  本発明の第３実施形態によるＸ線発生装置について、図５を用いて説明する。第１及び第２実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図５は、本実施形態によるＸ線発生装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００５７】  本実施形態によるＸ線発生装置は、光ファイバケーブル６０の構成が異なるほかは、第１及び第２実施形態によるＸ線発生装置と同様である。すなわち、本実施形態によるＸ線発生装置では、光ファイバケーブル６０の外周部に、光硬化樹脂からなる被覆が設けられている。
【００５８】  光硬化樹脂は、紫外線等のエネルギー線を照射することによって硬化する樹脂材料である。エネルギー線の照射前は柔軟性を有するが、硬化することによって絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制するに十分な剛性を備える。したがって、光ファイバケーブル６０を光硬化樹脂でコーティングすることにより、Ｘ線発生装置の動作時における絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制し、制御系の誤動作を防止することができる。
【００５９】  光硬化樹脂からなる被覆７６は、例えば図４に示すように、光ファイバケーブル６０の外皮（２次被覆７４）を覆うように設けてもよいし、光ファイバ６６の外皮（例えば、２次被覆７４）として設けてもよい。光硬化樹脂の被覆は、光ファイバケーブル６０に所望の剛性を付与しうる限りにおいては、必ずしも光ファイバケーブル６０の外周部の全面に設けられている必要はない。また、必ずしも光ファイバケーブル６０の全長に渡って設けられている必要もない。
【００６０】  次に、本実施形態によるＸ線発生装置の製造方法について、図５を用いて説明する。本実施形態によるＸ線発生装置は、図５に示すフローに従って製造することができる。
【００６１】  まず、Ｘ線発生装置の各部を準備する（ステップＳ２０１）。
【００６２】  次いで、準備した各部のうち、収納容器１０に収容するものを収納容器１０内に設置する（ステップＳ２０２）。この際、光ファイバケーブル６０は、光硬化樹脂のコーティングを施した後、この光硬化樹脂を硬化する前に、収納容器１０の所定の場所に設置する。光硬化樹脂の硬化前、光ファイバケーブル６０は柔軟性を有しているため、各部の設置や光ファイバケーブル６０の接続を容易に行うことができる。
【００６３】  次いで、収納容器１０内に設置した光ファイバケーブルに、所定のエネルギー線、例えば紫外線を照射し、コーティングの光硬化樹脂を硬化する（ステップＳ２０３）。
【００６４】  次いで、光硬化樹脂を硬化した後、収納容器１０に、絶縁油８０を充填する（ステップＳ１０３）。収納容器１０内への絶縁油８０の充填には、収納容器１０内を真空に引いた後に絶縁油８０を注入する真空含浸法を適用することが好ましい。
【００６５】  このようにして光ファイバケーブル６０を硬化することにより、Ｘ線発生装置の動作時における絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制し、制御系の誤動作を防止することができる。
【００６６】  このように、本実施形態によれば、光ファイバケーブル６０の剛性を高めて絶縁油８０の対流による光ファイバケーブル６０の揺動を抑制するので、制御系の誤動作を低減することができる。これにより、Ｘ線発生装置の更なる小型化及び印加電圧の高電圧化が可能となる。
【００６７】  ［第４実施形態］  本発明の第４実施形態によるＸ線撮影システムについて、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態によるＸ線撮影システムの概略構成を示すブロック図である。
【００６８】  本実施形態では、第１乃至第３実施形態によるＸ線発生装置を用いたＸ線撮影システムを示す。
【００６９】  本実施形態によるＸ線撮影システム２００は、図６に示すように、Ｘ線発生装置１００と、Ｘ線検出装置１１０と、システム制御装置１２０と、表示装置１３０とを含む。
【００７０】  Ｘ線発生装置１００は、第１乃至第３実施形態のいずれかのＸ線発生装置であり、Ｘ線管２０と、Ｘ線管駆動回路１０２とを含む。Ｘ線管駆動回路１０２は、第１乃至第３実施形態のＸ線発生装置における高電圧発生回路３０、電子銃駆動回路４０、制御部５０等を含む。Ｘ線検出装置１１０は、Ｘ線検出器１１２と、信号処理部１１４を含む。システム制御装置１２０は、Ｘ線発生装置１００及びＸ線検出装置１１０を含むシステム全体の制御を司る。表示装置１３０は、システム制御装置１２０で処理された画像信号をスクリーンに表示する。
【００７１】  Ｘ線発生装置１００のＸ線管駆動回路１０２は、システム制御装置１２０による制御の下に、Ｘ線管２０に各種の制御信号を出力する。システム制御装置１２０から出力された制御信号により、Ｘ線発生装置１００から放出されるＸ線の放出状態が制御される。
【００７２】  Ｘ線発生装置１００から放出されたＸ線１０４は、被検体１０６を透過してＸ線検出器１１２で検出される。Ｘ線検出器１１２は、不図示の検出素子を複数備えており、透過Ｘ線像を取得する。Ｘ線検出器１１２は、取得した透過Ｘ線像を画像信号に変換して信号処理部１１４に出力する。Ｘ線管２０と被検体１０６との間には、不要なＸ線の照射を抑制するために、不図示のスリット、コリメータ等を配置してもよい。
【００７３】  信号処理部１１４は、システム制御装置１２０による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置１２０に出力する。システム制御装置１２０は、処理された画像信号に基づいて、表示装置１３０に画像を表示させるために表示信号を表示装置１３０に出力する。表示装置１３０は、表示信号に基づく被検体１０６の撮影画像をスクリーンに表示する。
【００７４】  このように、本実施形態によれば、小型でかつ放電耐圧特性に優れた第１乃至第３実施形態によるＸ線発生装置１００を用いることにより、安定して撮影画像を取得することが可能な、信頼性の高いＸ線撮影システム２００を実現することができる。
【００７５】  ［変形実施形態］  本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００７６】  例えば、上記第１実施形態では、Ｘ線管２０の接地方式を陽極接地方式としたが、Ｘ線管２０の接地方式は陽極接地方式に限定されるものではない。例えば、Ｘ線管の陽極と陰極とにそれぞれ正、負の高電圧を印加する中性点接地方式としてもよい。また、例えば第２及び第３実施形態のように、電子銃駆動回路４６と制御回路５２との間の電位差を利用せずに光ファイバケーブル６０を硬化する場合には、必ずしも電子銃駆動回路４６と制御回路５２との間に電位差が発生する構成とする必要はない。
【００７７】  なお、上記実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００７８】１０…収納容器２０…Ｘ線管２２…電子源２６…グリッド電極２８…陽極３０…高電圧発生回路４０…電子銃駆動回路５０…制御部５２…制御回路６０…光ファイバケーブル６６…光ファイバ７２…１次被覆７４…２次被覆７６…被覆８０…絶縁油 
【図１】
2018092174.tif 000003
【図２】
2018092174.tif 000004
【図３】
2018092174.tif 000005
【図４】
2018092174.tif 000006
【図５】
2018092174.tif 000007
【図６】
2018092174.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月22日(2017.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、前記Ｘ線管を駆動する駆動回路と、前記Ｘ線管に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路と、前記駆動回路及び前記電圧発生回路と通信する制御部と、を有し、少なくとも、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路とが、絶縁油が充填された収納容器内に配されたＸ線発生装置であって、
前記駆動回路と前記制御部とを接続する経路の少なくとも一部が、前記収納容器内に配された光ファイバケーブルにより構成されており、
前記光ファイバケーブルは、前記電圧発生回路の駆動時に生じる前記絶縁油の対流により揺動することを抑制する被覆を有し、
前記被覆は、可塑剤を含む樹脂材料から、前記可塑剤の少なくとも一部を溶脱することにより硬化したものであり、
前記制御部は、Ｘ線を発生させない状態で、前記電圧発生回路を駆動して、前記光ファイバケーブルに所定時間電圧を印加することにより、前記可塑剤の溶脱を促すように構成されている
ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
Ｘ線管と、前記Ｘ線管を駆動する駆動回路と、前記Ｘ線管に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路と、前記駆動回路及び前記電圧発生回路と通信する制御部と、を有し、少なくとも、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路とが、絶縁油が充填された収納容器内に配されており、前記駆動回路と前記制御部とを接続する経路の少なくとも一部が、前記収納容器内に配された光ファイバケーブルにより構成されたＸ線発生装置の製造方法であって、
前記収納容器内に、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路と、前記光ファイバケーブルとを設置するステップと、
前記収納容器内に、前記絶縁油を充填するステップと、
前記収納容器内に前記絶縁油を充填した後、前記駆動回路を駆動しない状態で、前記電圧発生回路を駆動し、可塑剤を含む樹脂材料からなる被覆を有する前記光ファイバケーブルに所定時間電圧を印加し、前記被覆から前記可塑剤を溶脱することにより、前記被覆を硬化するステップと
を有することを特徴とするＸ線発生装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のＸ線発生装置と、
前記Ｘ線発生装置から放出されて被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置と、
前記Ｘ線検出装置により検出された前記被検体の透過Ｘ線像を画像信号に変換する信号処理部と
を有することを特徴とするＸ線撮影システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一観点によれば、Ｘ線管と、前記Ｘ線管を駆動する駆動回路と、前記Ｘ線管に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路と、前記駆動回路及び前記電圧発生回路と通信する制御部と、を有し、少なくとも、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路とが、絶縁油が充填された収納容器内に配されたＸ線発生装置であって、前記駆動回路と前記制御部とを接続する経路の少なくとも一部が、前記収納容器内に配された光ファイバケーブルにより構成されており、前記光ファイバケーブルは、前記電圧発生回路の駆動時に生じる前記絶縁油の対流により揺動することを抑制する被覆を有し、前記被覆は、可塑剤を含む樹脂材料から、前記可塑剤の少なくとも一部を溶脱することにより硬化したものであり、前記制御部は、Ｘ線を発生させない状態で、前記電圧発生回路を駆動して、前記光ファイバケーブルに所定時間電圧を印加することにより、前記可塑剤の溶脱を促すように構成されているＸ線発生装置が提供される。
また、本発明の他の一観点によれば、Ｘ線管と、前記Ｘ線管を駆動する駆動回路と、前記Ｘ線管に印加する電子加速電圧を生成する電圧発生回路と、前記駆動回路及び前記電圧発生回路と通信する制御部と、を有し、少なくとも、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路とが、絶縁油が充填された収納容器内に配されており、前記駆動回路と前記制御部とを接続する経路の少なくとも一部が、前記収納容器内に配された光ファイバケーブルにより構成されたＸ線発生装置の製造方法であって、前記収納容器内に、前記Ｘ線管と、前記駆動回路と、前記電圧発生回路と、前記光ファイバケーブルとを設置するステップと、前記収納容器内に、前記絶縁油を充填するステップと、前記収納容器内に前記絶縁油を充填した後、前記駆動回路を駆動しない状態で、前記電圧発生回路を駆動し、可塑剤を含む樹脂材料からなる被覆を有する前記光ファイバケーブルに所定時間電圧を印加し、前記被覆から前記可塑剤を溶脱することにより、前記被覆を硬化するステップとを有するＸ線発生装置の製造方法が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
制御回路５２と電子銃駆動回路４０との間の相互の通信を司る経路のうち、少なくとも収納容器１０内の一部の経路は、電気的絶縁を保つために、光ファイバケーブル６０により構成されている。これにより、グラウンド電位を基準電位として動作する制御回路５２からの制御信号によって、高電圧発生回路３０から供給される負の電位を基準電圧として動作する電子銃駆動回路４０内の電子源駆動回路４６及びグリッド電圧制御回路４８を制御できるようになっている。光ファイバケーブル６０は、光電変換素子７８を介して、制御回路５２及びロジック回路４４に接続されている。なお、基準電位とは、各回路において基準として扱われる電位である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
前述の通り、本実施形態によるＸ線発生装置では、動作時に、光ファイバケーブル６０による接続経路である電子銃駆動回路４０と制御回路５２との間に電位差が発生する。電子銃駆動回路４０と制御回路５２との間の電位差によって、その間に配された光ファイバケーブル６０に電圧が印加されるため、この電圧によって光ファイバケーブル６０の樹脂材料からの可塑剤の溶脱を促進することができる。つまり、本実施形態によるＸ線発生装置では、付加的な手段を用いることなく、Ｘ線発生装置が有する機能をそのまま利用することによって光ファイバケーブル６０の被覆材を硬化することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次いで、Ｘ線発生装置の組み立てが終了した後、高電圧発生回路３０を駆動し、電子銃駆動回路４０と制御回路５２との間に電位差を形成する。この電位差によって光ファイバケーブル６０に電圧が印加され、光ファイバケーブル６０の被覆の樹脂材料から可塑剤が溶脱し、光ファイバケーブル６０の被覆が硬化する（ステップＳ１０４）。光ファイバケーブル６０の被覆の硬化処理は、Ｘ線発生装置のエージングや各部の機能検査のための駆動の際に同時に行うことも可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
光ファイバケーブル６０の硬化処理を行う際に電子銃駆動回路４０と制御回路５２との間に印加する電圧は、必ずしもＸ線を発生する際に電子銃駆動回路４０と制御回路５２との間に印加する電圧と同じである必要はない。電子銃駆動回路４０と制御回路５２との間に印加する電圧は、光ファイバケーブル６０の硬化及びＸ線の発生のそれぞれに好適な値に適宜設定することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
例えば、上記第１実施形態では、Ｘ線管２０の接地方式を陽極接地方式としたが、Ｘ線管２０の接地方式は陽極接地方式に限定されるものではない。例えば、Ｘ線管の陽極と陰極とにそれぞれ正、負の高電圧を印加する中性点接地方式としてもよい。また、例えば第２及び第３実施形態のように、電子銃駆動回路４０と制御回路５２との間の電位差を利用せずに光ファイバケーブル６０を硬化する場合には、必ずしも電子銃駆動回路４０と制御回路５２との間に電位差が発生する構成とする必要はない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018092174.tif 000009
【国際調査報告】
2018092174.tif 000010
2018092174.tif 000011
2018092174.tif 000012
2018092174.tif 000013