(57)【要約】【課題】  Ｘ線照射角を広くすることができると共に、Ｘ線放出部を効率良く冷却することができるＸ線発生装置を提供する。【解決手段】  Ｘ線管２０では、筒状体２５においてフランジ部２６から前側へ突出する開口端部２７がターゲット３１を保持しており、その開口端部２７が、Ｘ線発生装置の前面パネル４の貫通孔４ａ内に配置されている。これにより、ターゲット３１が前面パネル４の外表面近傍に位置することになる。更に、前面パネル４及び筒状体２５が熱伝導性を有しており、筒状体２５のフランジ部２６が、Ｘ線発生装置の前面パネル４に接触している。これにより、ターゲット３１で発生した熱がフランジ部２６を介して前面パネル４に逃がされることになる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を出力するＸ線管と、前記Ｘ線管に駆動電圧を入力する回路部と、前記Ｘ線管及び前記回路部を収容するケースと、を備えるＸ線発生装置であって、
前記Ｘ線管は、
前記駆動電圧が印加されることにより電子を放出する電子放出部と、
前記電子が照射されることにより前記Ｘ線を放出するＸ線放出部と、
前記電子放出部を収容するバルブと、
フランジ部、前記フランジ部から一方の側へ突出しかつ前記Ｘ線放出部を保持する第１の開口端部、及び前記フランジ部から他方の側へ突出しかつ前記バルブの開口部に接続された第２の開口端部を含む筒状体と、を有し、
前記ケースにおいて前記Ｘ線管が取り付けられた前面パネル、及び前記Ｘ線管の前記筒状体は、導電性及び熱伝導性を有しており、
前記筒状体の前記第１の開口端部は、前記前面パネルの貫通孔内に配置されており、前記筒状体の前記フランジ部は、前記前面パネルに接触している、ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記筒状体は、前記第１の開口端部を含みかつ他方の端部に第１のフランジが形成された第１の筒状部材、及び前記第２の開口端部を含みかつ一方の端部に第２のフランジが形成された第２の筒状部材を有し、
前記フランジ部は、前記第１のフランジと前記第２のフランジとが接合されることにより形成されている、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】
前記第１の開口端部は、前記前面パネルの前側から見た場合に前記第２の開口端部に含まれる外形を有している、ことを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記第１の開口端部は、前記前面パネルの前側から見た場合に前記第２の開口端部を含む外形を有している、ことを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記第１の開口端部の外面は、前記前面パネルの前記貫通孔の内面に接触している、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記第１の開口端部の外面と、前記前面パネルの前記貫通孔の内面との間には、導電性樹脂材が充填されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のＸ線発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射式静電気除去装置等に適用されるＸ線発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野におけるＸ線発生装置として、Ｘ線を出力するＸ線管と、Ｘ線管に駆動電圧を入力する回路部と、Ｘ線管及び回路部を収容するケースと、を備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。更に、Ｘ線管として、駆動電圧が印加されることにより電子を放出する電子放出部と、その電子が照射されることによりＸ線を放出するＸ線放出部と、電子放出部を収容するバルブと、バルブの開口部に接続されてＸ線放出部を保持する筒状体と、を有するものが知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２２３８６３号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０２９５３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したようなＸ線発生装置においては、例えば静電気除去装置の除電範囲を広くするために、Ｘ線照射角を広くすることが望まれている。その一方で、特に軟Ｘ線を使用する場合にはＸ線放出部が高温になるので、Ｘ線放出部を効率良く冷却することが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、Ｘ線照射角を広くすることができると共に、Ｘ線放出部を効率良く冷却することができるＸ線発生装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線を出力するＸ線管と、Ｘ線管に駆動電圧を入力する回路部と、Ｘ線管及び回路部を収容するケースと、を備えるＸ線発生装置であって、Ｘ線管は、駆動電圧が印加されることにより電子を放出する電子放出部と、電子が照射されることによりＸ線を放出するＸ線放出部と、電子放出部を収容するバルブと、フランジ部、フランジ部から一方の側へ突出しかつＸ線放出部を保持する第１の開口端部、及びフランジ部から他方の側へ突出しかつバルブの開口部に接続された第２の開口端部を含む筒状体と、を有し、ケースにおいてＸ線管が取り付けられた前面パネル、及びＸ線管の筒状体は、導電性及び熱伝導性を有しており、筒状体の第１の開口端部は、前面パネルの貫通孔内に配置されており、筒状体のフランジ部は、前面パネルに接触している、ことを特徴とする。
【０００７】
このＸ線発生装置では、筒状体においてフランジ部から一方の側へ突出する第１の開口端部がＸ線放出部を保持しており、その第１の開口端部が前面パネルの貫通孔内に配置されている。これにより、Ｘ線放出部が前面パネルの外表面近傍に位置することになる。従って、このＸ線発生装置によれば、Ｘ線照射角を広くすることができる。更に、前面パネル及び筒状体が導電性及び熱伝導性を有しており、筒状体のフランジ部が前面パネルに接触している。これにより、Ｘ線放出部で発生した熱がフランジ部を介して前面パネルに逃がされることになる。従って、このＸ線発生装置によれば、Ｘ線放出部を効率良く冷却することができる。
【０００８】
ここで、筒状体は、第１の開口端部を含みかつ他方の端部に第１のフランジが形成された第１の筒状部材、及び第２の開口端部を含みかつ一方の端部に第２のフランジが形成された第２の筒状部材を有し、フランジ部は、第１のフランジと第２のフランジとが接合されることにより形成されている、ことが好ましい。この構成によれば、フランジ部、第１の開口端部及び第２の開口端部を含む筒状体を、容易にかつ精度良く形成することができる。
【０００９】
また、第１の開口端部は、前面パネルの前側から見た場合に第２の開口端部に含まれる外形を有している、ことが好ましい。この構成によれば、フランジ部を広くして、Ｘ線放出部をより効率良く冷却することができる。
【００１０】
或いは、第１の開口端部は、前面パネルの前側から見た場合に第２の開口端部を含む外形を有している、ことが好ましい。この構成によれば、Ｘ線放出部を広くして、Ｘ線照射角をより広くすることができる。
【００１１】
また、第１の開口端部の外面は、前面パネルの貫通孔の内面に接触している、ことが好ましい。この構成によれば、Ｘ線放出部で発生した熱が、フランジ部だけでなく第１の開口端部を介しも前面パネルに逃がされるので、Ｘ線放出部をより効率良く冷却することができる。
【００１２】
或いは、第１の開口端部の外面と、前面パネルの貫通孔の内面との間には、導電性樹脂材が充填されている、ことが好ましい。この構成によれば、Ｘ線放出部で発生した熱が、フランジ部だけでなく第１の開口端部及び導電性樹脂材を介しも前面パネルに逃がされるので、Ｘ線放出部をより効率良く冷却することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ｘ線照射角を広くすることができると共に、Ｘ線放出部を効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態のＸ線発生装置の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】図１のＸ線発生装置におけるＸ線管周辺の断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態のＸ線発生装置におけるＸ線管周辺の断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態のＸ線発生装置におけるＸ線管周辺の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態のＸ線発生装置におけるＸ線管周辺の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態のＸ線発生装置におけるＸ線管周辺の拡大断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態のＸ線発生装置におけるＸ線管周辺の断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態のＸ線発生装置におけるＸ線管周辺の断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態のＸ線発生装置におけるＸ線管周辺の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、Ｘ線発生装置１は、導電性及び熱伝導性を有する材料（例えばアルミニウム等の金属材料）からなるケース２を備えている。ケース２は、矩形筒状のケース本体３、矩形板状の前面パネル４及び背面パネル５を含んでいる。ケース本体３の下面には、例えばステンレス鋼からなる取付ベース６が小ねじ７によって固定されている。ケース２は、Ｘ線を出力するＸ線管２０、及びＸ線管２０に駆動電圧を入力する回路部８を収容している。
【００１７】
回路部８は、例えば−９．５ｋＶという高電位の駆動電圧をＸ線管２０に入力する。回路部８においては、端子９を介して外部電源と電気的に接続された低電圧発生部８ａで例えば−１ｋＶまで電位が上昇させられ、その後、高電圧発生部８ｂで例えば−９．５ｋＶｋまで電位が上昇させられる。
【００１８】
低電圧発生部８ａと高電圧発生部８ｂとは、ケース２内において、ステンレス鋼製のシールドプレート１１によって電磁的に隔てられている。ケース２内の底面には、ステンレス鋼製のベースプレート１２が回路部８と共に小ねじによって固定されている。ベースプレート１２は、前端においてＬ字状に立ち上げられ、前面パネル４に固定されている。
【００１９】
図３に示されるように、Ｘ線管２０は、例えばコバールガラスからなる円筒状のバルブ２１を有している。バルブ２１の前端部（一方の端部）は開いており、開口部２１ａとなっている。バルブ２１の後端部（他方の端部）は閉じており、ステム２１ｂとなっている。なお、ステム２１ｂには、Ｘ線管２０の製造時においてバルブ２１内の真空引き後に封止された排気管２１ｃが残っている。
【００２０】
ステム２１ｂには、一対のステムピン２２が貫通して固定されている。各ステムピン２２の後端部は、回路部８の高電圧発生部８ｂと電気的に接続されている。一対のステムピン２２の前端部には、カソードとしてのフィラメント（電子放出部）２３が掛け渡されている。フィラメント２３は、ステムピン２２を介して、回路部８によって駆動電圧が印加されることにより電子を放出する。更に、一方のステムピン２２には、フィラメント２３を包囲するように円筒状のフォーカス２４が固定されている。バルブ２１は、フィラメント２３及びフォーカス２４を収容している。
【００２１】
バルブ２１の開口部２１ａには、導電性及び熱伝導性を有する材料（例えばコバール金属等の金属材料）からなる円筒状の筒状体２５が固定されている。筒状体２５は、前側の筒状部材（第１の筒状部材）２５ａと後側の筒状部材（第２の筒状部材）２５ｂとが接続されることにより形成されている。筒状部材２５ａは、前側の開口端部（第１の開口端部）２７を含みかつ後端部にフランジ（第１のフランジ）２６ａが形成されたものである。筒状部材２５ｂは、後側の開口端部（第２の開口端部）２８を含みかつ前端部にフランジ（第２のフランジ）２６ｂが形成されたものである。筒状体２５においては、筒状部材２５ａのフランジ２６ａと筒状部材２５ｂのフランジ２６ｂとがスポット溶接によって接合されることによりフランジ部２６が形成されている。
【００２２】
これにより、筒状体２５は、フランジ部２６、フランジ部２６から前側（一方の側）へ突出する開口端部２７、及びフランジ部２６から後側（他方の側）へ突出する開口端部２８を含むことになる。後側の開口端部２８は、開口同士が接続されるように、ガラス融着によってバルブ２１の開口部２１ａに固定されている。ここで、前側の開口端部２７の径は、後側の開口端部２８の径よりも小さくなっている。つまり、前側の開口端部２７は、前面パネル４の前側から見た場合に後側の開口端部２８に含まれる外形を有している。
【００２３】
前側の開口端部２７には、その開口が塞がれるように、例えばベリリウムからなる円板状の窓部材２９が銀ロウ付けによって固定されている。窓部材２９の内面には、例えばタングステンからなるターゲット（Ｘ線放出部）３１が蒸着によって形成されている。このように、ターゲット３１は、筒状体２５の開口端部２７に保持されている。ターゲット３１は、フィラメント２３で放出されてフォーカス２４で収束された電子ビームが照射されることによりＸ線を放出する。そして、ターゲット３１で放出されたＸ線は、窓部材２９を介して外部に出射される。
【００２４】
次に、前面パネル４に対するＸ線管２０の取付構造について説明する。図４に示されるように、前面パネル４は、Ｘ線管２０が取り付けられる取付部１３を含んでいる。取付部１３は、前面パネル４の一部が内側に向かって肉厚にされることにより形成されている。取付部１３の後面１３ａには、断面円形状の凹部１４が形成されている。凹部１４の底面１４ａには、前面パネル４を貫通する貫通孔４ａが形成されている。
【００２５】
Ｘ線管２０は、取付部１３の凹部１４に対して後側から挿入されている。ここで、筒状体２５の前側の開口端部２７は、前面パネル４の貫通孔４ａ内に配置されており、筒状体２５のフランジ部２６は、凹部１４の底面１４ａ（すなわち、前面パネル４の内面）に接触している。Ｘ線管２０は、この状態で、Ｏリング１５を介して固定ナット１６により取付部１３に固定されている。
【００２６】
より具体的には、Ｏリング１５及び固定ナット１６の貫通孔１６ａにＸ線管２０のバルブ２１が挿通させられて、凹部１４の内面の雌ねじ１４ｂに、固定ナット１６の雄ねじ１６ｂが螺合されている。これにより、筒状体２５のフランジ部２６が凹部１４の底面１４ａに押圧されて、Ｘ線管２０が前面パネル４に固定されている。なお、固定ナット１６は、例えば黄銅からなり、円柱状の胴部１７及び六角ヘッド部１８を含んでいる。雄ねじ１６ｂは、円柱状の胴部１７の外面に形成されている。
【００２７】
以上のように構成されたＸ線発生装置１においては、ケース２の前面パネル４及びＸ線管２０の筒状体２５が導電性及び熱伝導性を有しており、互いに接触している。そのため、Ｘ線管２０のターゲット３１は、窓部材２９、筒状体２５及び前面パネル４を介して、接地電位に維持される。これにより、例えば−９．５ｋＶという高電位の駆動電圧がフィラメント２３に印加されると、フィラメント２３で電子が放出され、その放出された電子がターゲット３１に向かって加速されつつフォーカス２４で収束される。そして、その加速されつつ収束された電子がターゲット３１に照射されると、ターゲット３１でＸ線が放出され、その放出されたＸ線が窓部材２９を介して外部に出射される。
【００２８】
このとき、Ｘ線発生装置１では、筒状体２５においてフランジ部２６から前側へ突出する開口端部２７がターゲット３１を保持しており、その開口端部２７が前面パネル４の貫通孔４ａ内に配置されている。これにより、ターゲット３１が前面パネル４の外表面近傍（ここでは、略同一平面上）に位置することになる。従って、Ｘ線の進路が前面パネル４によって遮られるのを防止して、例えば１５０°というように（図４参照）、Ｘ線照射角を広くすることができる。更に、前面パネル４及び筒状体２５が熱伝導性を有しており、筒状体２５のフランジ部２６が前面パネル４に接触している。これにより、ターゲット３１で発生した熱がフランジ部２６を介して前面パネル４に逃がされることになる。従って、特に軟Ｘ線を使用する場合に高温になり易いターゲット３１を効率良く冷却することができる。
【００２９】
また、Ｘ線管２０においては、筒状部材２５ａのフランジ２６ａと筒状部材２５ｂのフランジ２６ｂとがスポット溶接によって接合されることにより筒状体２５が形成されている。この構成によれば、フランジ部２６及び開口端部２７，２８を含む筒状体２５を、容易にかつ精度良く形成することができる。しかも、次のようにＸ線管２０を製造することが可能になるので、製造時にターゲット３１が熱損傷を受けるのを防止することができる。
【００３０】
すなわち、ターゲット３１が形成された窓部材２９を、筒状部材２５ａの前側の開口端部２７に銀ロウ付けで固定する。その一方で、筒状部材２５ｂの後側の開口端部２８を、バルブ２１の開口部２１ａにガラス融着で固定する。その後、筒状部材２５ａのフランジ２６ａと筒状部材２５ｂのフランジ２６ｂとをスポット溶接で固定する。これにより、最も高温となるガラス融着時にターゲット３１が加熱されることがなくなる。
【００３１】
また、Ｘ線管２０においては、前側の開口端部２７は、前面パネル４の前側から見た場合に後側の開口端部２８に含まれる外形を有している。これにより、前面パネル４に対するフランジ部２６の接触面積が広くなるので、この構成は、ターゲット３１の冷却性能をより一層向上させている。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、バルブ２１や筒状体２５は、断面円形状の円筒体に限定されず、他の断面形状の筒体であってもよい。
【００３３】
また、図５〜図７に示されるように、ターゲット３１が形成された窓部材２９は、窓部材２９を保護する観点から、前面パネル４の外表面から所定距離だけ内側に位置していてもよい。その場合、図５に示されるように、貫通孔４ａの前側の開口部４ｂを前側に向かって末広がりとなるテーパ孔としたり、図６に示されるように、貫通孔４ａの前側の開口部４ｂを前側に向かってステップ状に拡大する段付き孔としたりすれば、Ｘ線の進路が前面パネル４によって遮られるのを防止することができる。更に、図７に示されるように、貫通孔４ａの前側の開口部４ｂの高さを低く抑えれば、同様の効果が奏される。
【００３４】
また、前側の開口端部２７の外面２７ａは、前面パネル４の貫通孔４ａの内面に接触していてもよい（例えば図５〜図７参照）。この構成によれば、ターゲット３１で発生した熱が、フランジ部２６だけでなく開口端部２７を介しも前面パネル４に逃がされるので、ターゲット３１をより効率良く冷却することができる。更に、前面パネル４に対するＸ線管２０の取付状態を安定化させることができる。
【００３５】
或いは、図８に示されるように、前側の開口端部２７の外面２７ａと、前面パネル４の貫通孔４ａの内面との間に、導電性樹脂材１９が充填されていてもよい。この構成によれば、ターゲット３１で発生した熱が、フランジ部２６だけでなく開口端部２７及び導電性樹脂材１９を介しも前面パネル４に逃がされるので、ターゲット３１をより効率良く冷却することができる。更に、前面パネル４に対するＸ線管２０の取付状態を安定化させることができる。
【００３６】
また、ケース２においては、少なくとも前面パネル４のうちＸ線管２０が取り付けられる部分が導電性及び熱伝導性を有していればよい。更に、図９に示されるように、前面パネル４において少なくともＸ線管２０のフランジ部２６が接触する部分を着脱自在な別部材４ｃとしてもよい。この構成によれば、別部材４ｃに、導電性や熱伝導性がより高い材料を用いることができる。
【００３７】
また、図１０に示されるように、前側の開口端部２７の径は、後側の開口端部２８の径よりも大きくなっていてもよい。つまり、前側の開口端部２７は、前面パネル４の前側から見た場合に後側の開口端部２８を含む外形を有していてもよい。この構成によれば、ターゲット３１を広くして、Ｘ線照射角をより広くすることができる。更に、図１１に示されるように、前側の開口端部２７の径と後側の開口端部２８の径とが略等しくなっていてもよい。つまり、前面パネル４の前側から見た場合に、前側の開口端部２７の外形と後側の開口端部２８の外形とが略同じであってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…Ｘ線発生装置、２…ケース、４…前面パネル、４ａ…貫通孔、８…回路部、１９…導電性樹脂材、２０…Ｘ線管、２１…バルブ、２１ａ…開口部、２３…フィラメント（電子放出部）、２５…筒状体、２５ａ…筒状部材（第１の筒状部材）、２５ｂ…筒状部材（第２の筒状部材）、２６…フランジ部、２６ａ…フランジ（第１のフランジ）、２６ｂ…フランジ（第２のフランジ）、２７…開口端部（第１の開口端部）、２８…開口端部（第２の開口端部）、２９…ターゲット（Ｘ線放出部）。
【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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【図１１】
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