(57)【要約】【課題】  Ｘ線ビームの照射角を大きくすることのできるＸ線管を提供する。【解決手段】  Ｘ線管は、真空外囲器１０と、ベリリウムで形成されたＸ線透過窓を有するＸ線透過アセンブリと、陰極３０と、陽極４０と、を備える。集束電極３７は、偏心した内周面３７ａを有している。集束電極３７の厚みＴ３７は、上記Ｘ線透過窓に最も近い側が最も小さい。厚みＴ３７は、Ｘ線透過窓２２から遠ざかる方に集束電極３７の周方向ｄ１，ｄ２に進むに従って次第に大きくなる。【選択図】図２
2019133872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有した真空外囲器と、
前記開口に対向し前記真空外囲器に気密に取り付けられた窓枠と、前記窓枠に収められ前記窓枠とともに前記真空外囲器の内部の気密状態を保持しベリリウムで形成されＸ線を透過させるＸ線透過窓と、を有するＸ線透過アセンブリと、
電子を放出するフィラメントと、陽極側に開口し前記フィラメントを収容する収容溝を有する収容部と、前記収容部とターゲット面との間に位置し前記収容部と同電位に設定され円筒の形状を有し前記フィラメントから前記ターゲット面に向かう電子の軌道を囲み電子を集束させる集束電極と、を有し、前記真空外囲器に収容された陰極と、
前記真空外囲器に収容され前記フィラメントから放出される電子が衝突することによりＸ線を放出する焦点が形成される前記ターゲット面を有する前記陽極と、を備え、
前記集束電極は、偏心した内周面を有し、
前記集束電極の厚みは、
前記集束電極の前記内周面から外周面までの最短距離であり、
前記Ｘ線透過窓に最も近い側が最も小さく、
前記Ｘ線透過窓から遠ざかる方に前記集束電極の周方向に進むに従って次第に大きくなる、
Ｘ線管。
【請求項２】
前記集束電極の前記ターゲット面側の端面は、
前記Ｘ線透過窓に最も近い側にて、一端が前記内周面につなげられ他端が前記外周面につなげられ円周の半分の円弧状の第１曲面を含み、
前記Ｘ線透過窓から最も遠い側にて、一端が前記内周面につなげられ円周の４分の１の円弧状の第２曲面と、一端が前記外周面につなげられ円周の４分の１の円弧状の第３曲面と、前記第２曲面の他端と前記第３曲面の他端とにつなげられた平坦面と、を含み、
前記第１曲面、前記第２曲面、及び前記第３曲面は、同一の曲率半径を有する、
請求項１に記載のＸ線管。
【請求項３】
前記曲率半径は、０．５ｍｍ以上である、
請求項２に記載のＸ線管。
【請求項４】
前記集束電極は、Ｘ線管軸に平行な方向に延在している、
請求項１に記載のＸ線管。
【請求項５】
前記真空外囲器は、前記集束電極を囲む円筒部を有し、
Ｘ線管軸に直交する方向における前記集束電極の前記外周面と前記円筒部の内周面との間の間隔は、前記集束電極と前記円筒部との間の領域の全周にわたって一定である、
請求項１に記載のＸ線管。
【請求項６】
前記フィラメントの長軸方向における中心は、Ｘ線管軸より前記Ｘ線透過窓側にそれて位置し、
前記集束電極の前記外周面に関する中心軸は、前記Ｘ線管軸と一致している、
請求項１に記載のＸ線管。
【請求項７】
前記集束電極は、
円筒の形状を有し前記収容部に固定され全周にわたって同一の厚みを有する第１円筒と、
円筒の形状を有し前記第１円筒の内側に嵌合され前記収容部及び前記第１円筒と同電位に設定され前記収容部及び前記第１円筒に対する相対的な位置が固定された第２円筒と、を含み、
前記第１円筒の前記厚みは、前記第１円筒の内周面から外周面までの最短距離であり、
前記第２円筒は、偏心した内周面を有し、
前記第２円筒の厚みは、
前記第２円筒の前記内周面から外周面までの最短距離であり、
前記Ｘ線透過窓に最も近い側が最も小さく、
前記Ｘ線透過窓から遠ざかる方に前記第２円筒の周方向に進むに従って次第に大きくなる、
請求項１に記載のＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線管は、医療診断システムや工業診断システム等に用いられている。上記Ｘ線管は、例えば、工業用分野等で行うＸ線異物検査やＸ線分析に使用される。Ｘ線分析とは、各種材料の成分分析や製品の組成分析である。Ｘ線分析に使用されるＸ線管は、陽極と、陰極と、真空外囲器と、を備えている。また、Ｘ線管は、Ｘ線透過窓としてＢｅ（ベリリウム）窓を有している。Ｂｅ窓は、真空外囲器の一部を構成し、利用Ｘ線束を透過させる（外部に取り出す）。
【０００３】
Ｂｅ窓は、ガラス窓と比較してＸ線の減衰量を小さくすることができる。例えば、Ｂｅ窓は、軟Ｘ線のカットを抑えることができるため、エネルギの小さいＸ線で軽元素の被写体を撮影することが可能となる。
【０００４】
陰極は、電子を放出するフィラメントと、フィラメントを収容する収容溝を有する収容部と、上記収容溝とともに電子を集束させる円筒状の集束電極と、を有している。通常、フィラメントの中心及び収容溝の中心はそれぞれＸ線管軸上に位置し、集束電極の中心軸はＸ線管軸と一致している。そのため、電子は、Ｘ線管軸上を通って陽極に向かう。そして、陽極のうちＸ線管軸が通る位置に形成された焦点からＸ線が放射され、Ｘ線透過窓を透過する。Ｘ線透過窓より外部に取り出されるＸ線ビームは、コーンビームとなる。Ｘ線ビームの照射角度は、Ｘ線透過窓の開口部形状、焦点位置からＸ線透過窓までの幾何学的寸法などにより決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−４７４９号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／００９０５３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本実施形態は、Ｘ線ビームの照射角を大きくすることのできるＸ線管を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係るＸ線管は、
開口を有した真空外囲器と、
前記開口に対向し前記真空外囲器に気密に取り付けられた窓枠と、前記窓枠に収められ前記窓枠とともに前記真空外囲器の内部の気密状態を保持しベリリウムで形成されＸ線を透過させるＸ線透過窓と、を有するＸ線透過アセンブリと、
電子を放出するフィラメントと、陽極側に開口し前記フィラメントを収容する収容溝を有する収容部と、前記収容部とターゲット面との間に位置し前記収容部と同電位に設定され円筒の形状を有し前記フィラメントから前記ターゲット面に向かう電子の軌道を囲み電子を集束させる集束電極と、を有し、前記真空外囲器に収容された陰極と、
前記真空外囲器に収容され前記フィラメントから放出される電子が衝突することによりＸ線を放出する焦点が形成される前記ターゲット面を有する前記陽極と、を備え、
前記集束電極は、偏心した内周面を有し、
前記集束電極の厚みは、
前記集束電極の前記内周面から外周面までの最短距離であり、
前記Ｘ線透過窓に最も近い側が最も小さく、
前記Ｘ線透過窓から遠ざかる方に前記集束電極の周方向に進むに従って次第に大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線管を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した陰極を陽極側からみた平面図であり、真空外囲器の断面形状を併せて示す図である。
【図３】図３は、図１に示した陰極の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】図４は、図１に示した陽極を陰極側からみた平面図であり、窓枠及びＸ線透過窓の断面形状を併せて示す図である。
【図５】図５は、比較例に係るＸ線管の陰極を陽極側からみた平面図であり、真空外囲器の断面形状を併せて示す図である。
【図６】図６は、図５に示した陰極の線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。
【図７】図７は、上記比較例に係る陽極を陰極側からみた平面図であり、窓枠及びＸ線透過窓の断面形状を併せて示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るＸ線管の陰極を陽極側からみた平面図である。
【図９】図９は、図８に示した陰極の線ＩＸ−ＩＸに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
始めに、本発明の実施形態の基本構想について説明する。  
【００１０】
非破壊検査に利用されるＸ線ビームとしては、極力照射角の大きなコーンビームが要求される。照射角の小さいＸ線管で広い範囲を撮影する場合、Ｘ線管から被測定物までの距離を大きくする必要がある。その場合、Ｘ線装置の大型化を招くことになったり、Ｘ線量低下により測定時間が長くなる事態を招いたりするなど、不都合が生じる。上記のことから、Ｘ線ビームの照射範囲を大きくするための手段として、Ｘ線管から被測定物までの距離を大きくすることは望ましくない。また、Ｘ線管における組立ての寸法バラツキやＸ線透過アッセンブリと管軸の傾きやズレにより、Ｘ線ビームの照射角が小さくなったり、管軸に対する左右のバランスが悪くなったりする場合がある。そのため、計算上、Ｘ線ビームの照射角に大きなマージンを持たせることができるよう、Ｘ線管を設計することも求められている。
【００１１】
Ｘ線管から取り出されるＸ線ビームの照射角は、Ｘ線透過窓の開口部の寸法と、焦点からＸ線透過窓までの距離により決まる。照射角を大きくするには、Ｘ線透過窓の開口部の寸法を大きくする手段や、焦点からＸ線透過窓までの距離を小さくする手段がある。Ｘ線透過窓の開口部を大きくするには、Ｘ線透過窓だけではなく、Ｘ線透過窓を収める窓枠の寸法を大きくする必要があり、Ｘ線透過窓及び窓枠を含むＸ線透過アセンブリの大型化、重量化、及び高価格化を招いてしまう。
【００１２】
一方、焦点からＸ線透過窓までの距離を小さくするには、Ｘ線透過窓の高さ寸法を低くする手段、及び電子ビームの軌道をＸ線管軸からそらす手段（オフセンターする手段）が考えられる。Ｘ線透過窓の高さを低くする場合、陰極や陽極がＸ線透過窓（接地電位）に近づくため、耐電圧が低くなる問題が発生する。また、陰極の中心軸をＸ線管軸よりＸ線透過窓側に近付けて配置することは、真空外囲器と陰極の同軸度をずらすことになるため、不平等電界により、耐電圧が低下する問題が発生する。さらに、陰極の中心軸をＸ線管軸から傾けて配置することで、焦点の位置をＸ線透過窓側に近付けることも考えられる。しかしながら、陰極を傾ける場合、焦点からＸ線透過窓２２の距離が、陰極、陽極の組立て寸法の影響を受け易く受け、照射角のバラツキに直結する。そのため、陰極を傾ける手段は、現実的ではない。
【００１３】
そこで、本発明の実施形態においては、陰極の構成を新規の構成とし、焦点をＸ線透過窓側にずらして形成することにより、Ｘ線ビームの照射角を大きくすることのできるＸ線管を得ることができるものである。  
【００１４】
本発明の実施形態によれば、
（１）Ｘ線管から被測定物までの距離を大きくする必要はなく、
（２）Ｘ線管における組立ての寸法バラツキの影響を受け難く、
（３）Ｘ線透過アセンブリの大型化などを招く事態を回避することができ、
（４）Ｘ線透過窓の高さ寸法を低くする必要はなく、
（５）陰極をＸ線透過窓側に近付けて配置する必要はなく、
（６）陰極の中心軸をＸ線管軸から傾けて配置する必要はなく、
（７）Ｘ線管の耐電圧が低くなる事態を回避することができる。
【００１５】
次に、上記基本構想を具体化する手段に関する実施形態ついて図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１に示すように、Ｘ線管１は、固定陽極型のＸ線管である。Ｘ線管１は、真空外囲器１０と、Ｘ線透過アセンブリ２０と、陰極３０と、陽極４０と、を備えている。
【００１７】
真空外囲器１０は、ガラス及び金属で形成されている。本実施形態において、真空外囲器１０は、第１金属容器１１、第２金属容器１２、及びガラス容器１３で形成されている。ガラス容器１３は、例えば硼珪酸ガラスを利用して形成されている。ガラス容器１３は、例えば複数のガラス部材を溶接により気密に接合し形成することができる。ガラス容器１３は、一端部が閉塞された円筒状に形成されている。ガラス容器１３は、円筒部１３ａを有している。円筒部１３ａは、後述する集束電極３７、収容部３４、ターゲット４２などを囲んでいる。円筒部１３ａ（ガラス容器１３）は、開口１３ｗを有している。この実施形態において、開口１３ｗは円形である。開口１３ｗは、後述するターゲット面４３付近に位置している。開口１３ｗを形成することにより、ガラス容器１３によるＸ線の減衰を防止することができる。
【００１８】
第１金属容器１１は、ガラス容器１３の外側に位置し、開口１３ｗを取囲むように設けられている。第１金属容器１１は、例えば、コバールを利用して環状に形成されている。第１金属容器１１は、ガラス容器１３に融着により気密に接続されている。第１金属容器１１には、Ｘ線透過アセンブリ２０と結合するための鍔部が形成されている。この実施形態において、第１金属容器１１（鍔部）は円形枠状に形成されている。
【００１９】
第２金属容器１２は、ガラス容器１３の他端部と後述する陽極本体４１とに気密に接続されている。第２金属容器１２は、例えば、コバールを利用して環状に形成されている。第２金属容器１２は、ガラス容器１３に融着により気密に接続されている。  
【００２０】
真空外囲器１０は、陰極３０、陽極４０などを収容し、陽極４０の一部が露出するように形成されている。
【００２１】
Ｘ線透過アセンブリ２０は、第１金属容器１１（真空外囲器１０）に取り付けられ開口１３ｗを気密に閉塞している。これにより、真空外囲器１０は、密閉されている。真空外囲器１０の内部の真空状態は維持されている。
【００２２】
Ｘ線透過アセンブリ２０は、窓枠２１と、窓枠鍔部２１ａ、Ｘ線透過窓２２と、鍔部２３と、を有している。  
【００２３】
窓枠２１は、開口１３ｗに対向している。窓枠２１には、第１金属容器１１と結合するための窓枠鍔部２１ａが気密に取り付けられている。この実施形態において、窓枠２１は円錐形枠状に形成されている。窓枠２１は、第１金属容器１１（真空外囲器１０）に気密に取り付けられている。窓枠２１は、金属として例えば銅で形成されている。窓枠鍔部２１ａは金属として例えば鉄で形成されている。この実施形態において、窓枠２１と窓枠鍔部２１ａはろう付けにより固定されている。この実施形態において、窓枠鍔部２１ａと第１金属容器１１の鍔部とが溶接されることにより、窓枠２１は真空外囲器１０に気密に取り付けられている。
【００２４】
窓枠２１は、貫通孔２１ｈと、取付け面２１ｓと、を有している。この実施形態において、貫通孔２１ｈは円形状であり、取付け面２１ｓは円形枠状である。取付け面２１ｓは平坦である。貫通孔２１ｈを形成することにより、窓枠２１によるＸ線の減衰や遮蔽を防止することができる。取付け面２１ｓは、貫通孔２１ｈの外側に形成され、真空外囲器１０の一部を形成している。
【００２５】
Ｘ線透過窓２２は、Ｘ線を透過させ、真空外囲器の一部を構成するものである。Ｘ線透過窓２２は、Ｘ線透過性を示し、かつ機械的強度の高い材料を利用して形成することができる。この実施形態において、Ｘ線透過窓２２はＢｅ板（ベリリウム薄板：ベリリウムを利用した薄板）で形成されている。
【００２６】
Ｘ線透過窓２２は平板状に形成されている。この実施形態において、Ｘ線透過窓２２は円板状に形成されている。Ｘ線透過窓２２は、取付け面２１ｓに対向し窓枠２１に取付けられる取付け領域と、貫通孔２１ｈに対向したＸ線透過領域と、を有している。
【００２７】
Ｘ線透過窓２２の取付け領域は、取付け面２１ｓに気密に取り付けられている。例えば、Ｘ線透過窓２２は、図示しないろう材を利用して取付け面２１ｓにろう付けすることにより、窓枠２１に取付けられている。これにより、Ｘ線透過窓２２は、窓枠２１に収められ、窓枠２１とともに真空外囲器１０の内部の気密状態を保持することができる。
【００２８】
鍔部２３は、開口１３ｗに対向している。この実施形態において、鍔部２３は円形枠状に形成されている。鍔部２３は、窓枠２１に対して第１金属容器１１の反対側に位置し、窓枠２１に取り付けられている。鍔部２３は、金属として例えばステンレス鋼で形成されている。この実施形態において、鍔部２３と窓枠２１とがろう接されることにより、鍔部２３は窓枠２１に取り付けられている。
【００２９】
鍔部２３は、貫通孔２３ｈを有している。この実施形態において、貫通孔２３ｈは円形状である。貫通孔２３ｈを形成することにより、鍔部２３によるＸ線の減衰や遮蔽を防止することができる。上記のことから、Ｘ線透過窓２２を透過するＸ線の出射路上に、第１金属容器１１、ガラス容器１３、窓枠２１、及び鍔部２３は、存在していない。
【００３０】
また、鍔部２３は、ねじ穴２３ａ及び環状の収容溝２３ｂを有している。例えば、Ｘ線管１を図示しないハウジングの内部に収容し、Ｘ線管１を上記ハウジングに固定する際、ねじ穴２３ａを利用してＸ線管１を上記ハウジングにねじ止めすることができる。収容溝２３ｂに図示しないＯリングを収容することで、上記Ｏリングは鍔部２３と上記ハウジングとの隙間を封止することができる。例えば、上記ハウジングとＸ線管１との間の空間に冷却液が存在する場合、上記Ｏリングは、上記冷却液の漏洩を抑制することができる。その他に、上記冷却液が漏洩する恐れのある個所は、適宜、封止されていればよい。例えば、窓枠２１はさらに第１金属容器１１に液密に取り付けられ、鍔部２３はさらに窓枠２１に液密に取り付けられている。
【００３１】
陰極３０は、真空外囲器１０に収容されている。陰極３０は、Ｘ線管軸Ａに沿った方向に、陽極４０に間隔を置いて配置されている。陰極３０は、電子放出源としてのフィラメント３１、フィラメント端子３２ａ，３２ｂ、カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、収容部３４、絶縁部材３５ａ，３５ｂ、支持部材３６、及び集束電極３７を有している。
【００３２】
フィラメント３１は、陽極４０に照射する電子を放出する。本実施形態において、フィラメント３１は、フィラメントコイルを有している。フィラメント端子３２ａは、フィラメント３１の一方の延出部を支持し、フィラメント３１に電気的に接続されている。フィラメント端子３２ｂは、フィラメント３１の他方の延出部を支持し、フィラメント３１に電気的に接続されている。
【００３３】
カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、導電性を有している。本実施形態において、カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、金属を利用し、棒状に形成されている。カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、ガラス容器１３に取り付けられている。カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、融着によりガラス容器１３に気密に接続されている。カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、それぞれ真空外囲器１０の外側に位置する一端部を有している。カソードピン３３ａはフィラメント端子３２ａに電気的に接続され、カソードピン３３ｂはフィラメント端子３２ｂに電気的に接続され、カソードピン３３ｃは収容部３４に電気的に接続されている。
【００３４】
収容部３４は、円柱状に形成されている。収容部３４は、集束溝３４ａと、収容溝３４ｂと、を有している。集束溝３４ａは、陽極４０側に開口し、電子を集束させる機能を有している。収容溝３４ｂは、集束溝３４ａの底面に形成され、陽極４０側に開口し、フィラメント３１を収容している。  
【００３５】
また、収容部３４は、フィラメント端子３２ａを通すための貫通孔３４ｃと、フィラメント３１の他方の延出部及びフィラメント端子３２ｂを通すための貫通孔３４ｄと、を有している。
【００３６】
絶縁部材３５ａは、貫通孔３４ｃに設けられ、収容部３４に固定されている。絶縁部材３５ａは、筒状に形成され、内部にフィラメント端子３２ａが挿入されている。フィラメント端子３２ａは、絶縁部材３５ａに固定された接続部品（スリーブ）５１ａに接触されている。  
【００３７】
絶縁部材３５ｂは、貫通孔３４ｄに設けられ、収容部３４に固定されている。絶縁部材３５ｂは、筒状に形成され、内部にフィラメント端子３２ｂが挿入されている。フィラメント端子３２ｂは、絶縁部材３５ｂに固定された接続部品（スリーブ）５１ｂに接触されている。  
【００３８】
上記のことから、フィラメント３１は、収容部３４に対して電気的に絶縁されている。
【００３９】
支持部材３６は、真空外囲器１０に固定され、収容部３４を支持している。このため、収容部３４は、真空外囲器１０に固定されている。支持部材３６は、ガラス封着金属で形成されている。支持部材３６は、ガラス融着によりガラス容器１３に固定されている。本実施形態において、支持部材３６はＫＯＶで形成されている。
【００４０】
集束電極３７は、収容部３４とターゲット面４３との間に位置している。集束電極３７は、収容部３４に接続され、収容部３４と同電位に設定されている。集束電極３７は、円筒の形状を有し、フィラメント３１からターゲット面４３に向かう電子の軌道を囲んでいる。集束電極３７は、電子を集束させる機能を有している。本実施形態において、集束電極３７は、Ｘ線管軸Ａに平行な方向に延在している。
【００４１】
陽極４０は、真空外囲器１０に収容されている。陽極４０は、陽極本体４１と、陽極本体４１のうち陰極３０側の端面の位置に設けられたターゲット４２と、を有している。陽極本体４１は、円柱状に形成されている。陽極本体４１は、銅、銅合金等の高熱伝導性の金属で形成されている。
【００４２】
ターゲット４２は、円板状に形成されている。ターゲット４２は、タングステン（Ｗ）、タングステン合金等の高融点金属等で形成されている。ターゲット４２は、陰極３０と対向する側にターゲット面４３を有している。ターゲット面４３には、フィラメント３１から放出される電子が衝突することによりＸ線を放出する焦点Ｆが形成される。  
【００４３】
なお、上記第２金属容器１２は、陽極本体４１に気密に固定されている。ここでは、第２金属容器１２は、陽極本体４１にろう付けにより気密に接続されている。
【００４４】
次に、上述したＸ線管１について集束電極３７を中心に説明する。  
【００４５】
図２、図３、及び図１に示すように、集束電極３７は、偏心した内周面３７ａを有している。内周面３７ａは、円形であり、Ｘ線透過窓２２側に偏心している。集束電極３７は、外周面３７ｂを有している、外周面３７ｂは円形である。集束電極３７の外周面３７ｂに関する中心軸は、Ｘ線管軸Ａと一致している。
【００４６】
集束電極３７は、厚みＴ３７を有している。ここで、厚みＴ３７は、集束電極３７の内周面３７ａから外周面３７ｂまでの最短距離である。本実施形態において、厚みＴ３７は、Ｘ線管軸Ａに直交する方向における内周面３７ａから外周面３７ｂまでの距離である。厚みＴ３７は、Ｘ線透過窓２２に最も近い側が最も小さい。厚みＴ３７は、Ｘ線透過窓２２から遠ざかる方に集束電極３７の周方向ｄ１，ｄ２に進むに従って次第に大きくなっている。
【００４７】
図２に示すように、収容溝３４ｂは、平面視において、矩形状に形成されている。集束溝３４ａは、平面視において、矩形状に形成され、収容溝３４ｂの寸法より大きい寸法を有している。  
【００４８】
フィラメント３１の長軸方向における中心は、Ｘ線管軸ＡよりＸ線透過窓２２側にそれて位置している。同様に、集束溝３４ａの長軸方向における中心、及び収容溝３４ｂの長軸方向における中心は、Ｘ線管軸ＡよりＸ線透過窓２２側にそれて位置している。  
【００４９】
円筒部１３ａは、内周面１３ａ１を有している。Ｘ線管軸Ａに直交する方向における外周面３７ｂと内周面１３ａ１との間の間隔Ｄは、集束電極３７と円筒部１３ａとの間の領域の全周にわたって一定である。
【００５０】
集束電極３７の外周面３７ｂに関する中心軸と、円筒部１３ａの内周面１３ａ１に関する中心軸とは、ともにＸ線管軸Ａと一致している。陰極３０と真空外囲器１０との同軸度は、後述する比較例と同一であるため、Ｘ線管１の耐電圧が低くなる事態を回避することができる。
【００５１】
図４及び図１に示すように、また、フィラメント３１から放出された電子は、ターゲット面４３に向かって直進する。言い換えると、電子は、Ｘ線管軸Ａに平行な方向に進む。このため、焦点ＦからＸ線透過窓２２までの距離は、陰極３０と陽極４０との組み立て寸法の影響を受け難いものである。  
【００５２】
フィラメント３１からターゲット面４３に向かう電子は、Ｘ線管軸ＡよりＸ線透過窓２２側にずれた軌道を進む。焦点Ｆを、Ｘ線管軸ＡよりＸ線透過窓２２側に形成することができる。焦点ＦからＸ線透過窓２２までの距離を短くすることができるため、Ｘ線透過窓２２より取り出されるＸ線ビームの照射角θ１を大きくすることができる。なお、照射角θ１は、利用Ｘ線束の角度である。
【００５３】
図２及び図３に示すように、集束電極３７は、ターゲット面４３側に端面３７ｃを有している。端面３７ｃは、Ｘ線透過窓２２に最も近い側に、第１曲面Ｃ１を含んでいる。第１曲面Ｃ１は、円周の半分の円弧状の形状を有している。第１曲面Ｃ１の一端Ｃ１ａは内周面３７ａにつなげられ、第１曲面Ｃ１の他端Ｃ１ｂは外周面３７ｂにつなげられている。端面３７ｃのうちＸ線透過窓２２に最も近い側では、連続したＲ加工で第１曲面Ｃ１が形作られている。
【００５４】
端面３７ｃは、Ｘ線透過窓２２から最も遠い側に、第２曲面Ｃ２と、第３曲面Ｃ３と、平坦面Ｐと、を含んでいる。図２において、平坦面Ｐには右上がりの斜線を付している。第２曲面Ｃ２及び第３曲面Ｃ３は、それぞれ円周の４分の１の円弧状の形状を有している。第２曲面Ｃ２の一端Ｃ２ａは内周面３７ａにつなげられている。第３曲面Ｃ３の一端Ｃ３ａは外周面３７ｂにつなげられている。平坦面Ｐは、Ｘ線管軸Ａに直交する平面である。平坦面Ｐは、第２曲面Ｃ２の他端Ｃ２ｂと第３曲面Ｃ３の他端Ｃ３ｂとにつなげられている。端面３７ｃのうちＸ線透過窓２２に最も遠い側では、Ｒ加工による第２曲面Ｃ２と、平坦面Ｐと、Ｒ加工による第３曲面Ｃ３とが連続して加工されている。
【００５５】
第１曲面Ｃ１、第２曲面Ｃ２、及び第３曲面Ｃ３は、同一の曲率半径を有している。上記曲率半径は、０．５ｍｍ以上である方が望ましい。これにより、端面３７ｃと真空外囲器１０との間における放電の発生を抑制することができる。
【００５６】
上記のように構成された第１の実施形態に係るＸ線管１によれば、集束電極３７は、Ｘ線透過窓２２側に偏心した内周面３７ａを有している。フィラメント３１からターゲット面４３に向かう電子は、Ｘ線管軸ＡよりＸ線透過窓２２側にずれた軌道を進む。焦点Ｆは、ターゲット面４３のうち、Ｘ線管軸ＡよりＸ線透過窓２２側にずれた位置に形成される。焦点ＦからＸ線透過窓２２までの距離を短くすることができる。  
【００５７】
上記のことから、Ｘ線ビームの照射角θ１を大きくすることのできるＸ線管１を得ることができる。
【００５８】
（比較例）
次に、比較例に係るＸ線管１について説明する。  
【００５９】
図５に示すように、集束電極３７の内周面３７ａに関する中心軸と、集束電極３７の外周面３７ｂに関する中心軸とは、ともにＸ線管軸Ａと一致している。集束電極３７は、全周にわたって均一の厚みＴ３７を有している。
【００６０】
フィラメント３１の長軸方向における中心は、Ｘ線管軸Ａと一致している。同様に、集束溝３４ａの長軸方向における中心、及び収容溝３４ｂの長軸方向における中心は、Ｘ線管軸Ａと一致している。外周面３７ｂと内周面１３ａ１との間の間隔Ｄは、集束電極３７と円筒部１３ａとの間の領域の全周にわたって一定である。集束電極３７の外周面３７ｂに関する中心軸と、円筒部１３ａの内周面１３ａ１に関する中心軸とは、ともにＸ線管軸Ａと一致している。
【００６１】
図６及び図５に示すように、集束電極３７の端面３７ｃは、第１曲面Ｃ１を含んでいる。第１曲面Ｃ１は、集束電極３７の全周にわたって延在している。第１曲面Ｃ１は、円周の半分の円弧状の形状を有している。第１曲面Ｃ１の一端Ｃ１ａは内周面３７ａにつなげられ、第１曲面Ｃ１の他端Ｃ１ｂは外周面３７ｂにつなげられている。第１曲面Ｃ１の曲率半径は、０．５ｍｍ以上である。
【００６２】
図７、図５、及び図６に示すように、フィラメント３１から放出された電子は、ターゲット面４３に向かって直進する。言い換えると、電子は、Ｘ線管軸Ａ上を進む。このため、焦点Ｆは、ターゲット面４３のうちＸ線管軸Ａが通る位置を中心としてターゲット面４３に形成される。本比較例では、焦点ＦからＸ線透過窓２２までの距離が上記実施形態と比較して長くなる。そのため、Ｘ線透過窓２２より取り出されるＸ線ビームの照射角θ２は、上記実施形態の照射角θ１より小さくなるものである。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＸ線管１について説明する。本実施形態に係るＸ線管１は、集束電極３７以外、上記第１の実施形態のＸ線管１と同様に構成されている。  
【００６４】
図８及び図９に示すように、集束電極３７は、第１円筒３８と、第２円筒３９と、を含んでいる。第１円筒３８及び第２円筒３９は、導電性を有する材料として金属で形成されている。第１円筒３８は、円筒の形状を有している。第１円筒３８は、収容部３４にねじ止めや溶接等で固定されている。
【００６５】
第１円筒３８は、全周にわたって同一の厚みＴ３８を有している。第１円筒３８の厚みＴ３８は、第１円筒３８の内周面３８ａから外周面３８ｂまでの最短距離である。本実施形態において、厚みＴ３８は、Ｘ線管軸Ａに直交する方向における内周面３８ａから外周面３８ｂまでの距離である。第１円筒３８の内周面３８ａ及び外周面３８ｂは、それぞれ円形である。第１円筒３８の内周面３８ａに関する中心軸と、第１円筒３８の外周面３８ｂに関する中心軸とは、Ｘ線管軸Ａと一致している。
【００６６】
第２円筒３９は、円筒の形状を有し、第１円筒３８の内側に嵌合されている。第２円筒３９は、収容部３４及び第１円筒３８と同電位に設定されている。第２円筒３９は、収容部３４及び第１円筒３８に対する相対的な位置が固定されている。第２円筒３９は、ねじ止め又は溶接により、第１円筒３８に固定されている。ねじ止めを利用する場合、第２円筒３９の外周面３９ｂの雄ねじが第１円筒３８の内周面３８ａの雌ねじに螺合され、第２円筒３９を第１円筒３８に固定する。第１円筒３８に対して第２円筒３９を固定する手段としては、ろう接など、上記以外の手段及び手法を採用可能である。
【００６７】
第２円筒３９は、偏心した内周面３９ａを有している。内周面３９ａは、円形であり、Ｘ線透過窓２２側に偏心している。第２円筒３９は、外周面３９ｂを有している、外周面３９ｂは円形である。第２円筒３９の外周面３９ｂに関する中心軸は、Ｘ線管軸Ａと一致している。
【００６８】
第２円筒３９は、厚みＴ３９を有している。ここで、厚みＴ３９は、第２円筒３９の内周面３９ａから外周面３９ｂまでの最短距離である。本実施形態において、厚みＴ３９は、Ｘ線管軸Ａに直交する方向における内周面３９ａから外周面３９ｂまでの距離である。厚みＴ３９は、Ｘ線透過窓２２に最も近い側が最も小さい。厚みＴ３９は、Ｘ線透過窓２２から遠ざかる方に第２円筒３９の周方向ｄ３，ｄ４進むに従って次第に大きくなっている。
【００６９】
第１円筒３８は、ターゲット面４３側に端面３８ｃを有している。第１円筒３８の端面３８ｃは、第１曲面Ｃ１を含んでいる。第１曲面Ｃ１は、第１円筒３８の全周にわたって延在している。第１曲面Ｃ１は、円周の半分の円弧状の形状を有している。第１曲面Ｃ１の一端Ｃ１ａは内周面３８ａにつなげられ、第１曲面Ｃ１の他端Ｃ１ｂは外周面３８ｂにつなげられている。第１曲面Ｃ１の曲率半径は、０．５ｍｍ以上である。第１円筒３８は、第２円筒３９より陽極４０側に突出している。これにより、端面３８ｃと真空外囲器１０との間における放電の発生を抑制することができる。
【００７０】
上記のように構成された第２の実施形態に係るＸ線管１において、Ｘ線管１は、照射角θ１を持つＸ線ビームを放出することができる。このため、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１…Ｘ線管、１０…真空外囲器、１３ａ…円筒部、１３ｗ…開口、１３ａ１…内周面、
２０…Ｘ線透過アセンブリ、２１…窓枠、２２…Ｘ線透過窓、３０…陰極、
３１…フィラメント、３４…収容部、３４ａ…集束溝、３４ｂ…収容溝、
３７…集束電極、３８…第１円筒、３９…第２円筒３７ａ，３８ａ，３９ａ…内周面、
３７ｂ，３８ｂ，３９ｂ…外周面、３７ｃ，３８ｃ…端面、４０…陽極、
４１・・・陽極本体、４２・・・ターゲット、４３…ターゲット面、
５１ａ，５１ｂ・・・接続部品、Ｃ１…第１曲面、Ｃ２…第２曲面、Ｃ３…第３曲面、
Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ３ａ…一端、Ｃ１ｂ，Ｃ２ｂ，Ｃ３ｂ…他端、Ｐ…平坦面、
Ａ…Ｘ線管軸、Ｆ…焦点、ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４…周方向、Ｄ…間隔、θ１…照射角。
【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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