(57)【要約】  実施形態に係るＸ線管装置は、電子が衝撃することによってＸ線を発生するターゲット面を備える陽極ターゲット（３５）と、電子を射出する複数の電子発生源を備える陰極（３６）と、陰極と前記陽極ターゲットとを収容し、内部が真空気密に密閉される真空外囲器（３１）と、電源より電流を供給されることによって磁場を形成し、真空外囲器の外側に設置され、複数の電子発生源の各々から射出される電子の電子軌道の周囲を包囲する４極子で構成される４極子磁場発生部（６０）と、を備える。
2016136373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子が衝撃することによってＸ線を発生するターゲット面を備える陽極ターゲットと、前記電子を射出する複数の電子発生源を備える陰極と、
前記陰極と前記陽極ターゲットとを収容し、内部が真空気密に密閉される真空外囲器と、
電源より電流を供給されることによって磁場を形成し、前記真空外囲器の外側に設置され、前記複数の電子発生源の各々から射出される前記電子の電子軌道の周囲を包囲する４極子で構成される４極子磁場発生部と、を備えるＸ線管装置。
【請求項２】
前記４極子磁場発生部は、前記陰極の中心軸線に対して垂直方向に偏芯して設置されている請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項３】
前記真空外囲器は、当該陽極ターゲットに対向する位置で外側へ延出し、前記陰極を収納し、前記陽極ターゲットと当該陰極との間に周囲より径の小さい小径部を形成される収納部をさらに備え、
前記４極子磁場発生部は、前記小径部の周囲を包囲して配置される請求項１又は請求項２に記載のＸ線管装置。
【請求項４】
前記真空外囲器は外側から窪まされた窪み部を備え、前記４極子は該窪み部に収納されている請求項１又は請求項２に記載のＸ線管装置。
【請求項５】
直流電源より直流電流を供給され、前記４極子磁場発生部の一部に設けられ、当該４極子磁場発生部に４極子に直流磁場を生成する少なくとも一対の双極子を形成する少なくとも１つの偏向コイル部を、さらに備える請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載のＸ線管装置。
【請求項６】
交流電源より交流電流を供給され、前記４極子磁場発生部の一部に設けられ、当該４極子磁場発生部に４極子に交流磁場を生成する少なくとも一対の双極子を形成する少なくとも１つの偏向コイル部を、さらに備える請求項５に記載のＸ線管装置。
【請求項７】
前記陰極及び前記ターゲット面は、
少なくとも表面部分を高い電気伝導度且つ非磁性体の金属部材で形成され、前記真空外囲器に収納され、前記陽極ターゲットと対向する位置に設けられる前記陰極を支持する陰極支持部を、さらに備える請求項６に記載のＸ線管装置。
【請求項８】
前記金属部材は、銅、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、非磁性ステンレス鋼のいずれか、またはこれらのいずれかを主成分とする金属材料であることを特徴とする請求項７に記載のＸ線管装置。
【請求項９】
前記４極子磁場発生部の４極子の端面は、それぞれ、前記電子軌道に対する角度が所定の傾斜角度γで設けられ、
前記傾斜角度γは、０°＜γ＜９０°である、請求項４に記載のＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、Ｘ線管装置に関する。【０００２】
（関連出願の引用）
本出願は、２０１５年２月２７日に出願した先行する日本国特許出願第２０１５−０３７８４３号を基礎とし、その優先権の利益を求めているとともに、この日本特許出願の内容全体は引用により本出願に包含される。
【背景技術】
【０００３】
医療用診断装置や非破壊検査の分野では、Ｘ線透過像撮影やＸ線ＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）などＸ線管装置を使用した検査が広く行われている。【０００４】
近年、ＣＴの分野において、Dual Energy Imagingの技術が注目されている。Dual Energy Imagingは、物質の減弱がＸ線の平均エネルギーによって異なることを利用した画像化の手法である。異なる２つの管電圧（例えば、１４０ｋＶと８０ｋＶ）に依存して、それぞれの組織、例えば骨、造影剤、脂肪、軟部組織などは、組織組成に依存した異なるコントラスト差を生じるため、それぞれを適切に分離した画像化が可能となる。このDual Energy Imagingの必要条件のひとつとして、異なるＸ線エネルギーで撮影された画像が同等の画質になるように、低エネルギー側に十分な線量をかけられることが挙げられている。低エネルギー、すなわち低管電圧の場合、フィラメントの電子放出面の電界強度が低くなる。このため、高管電圧の場合と比べて、同一の管電流を得るためのフィラメント温度をより高く設定する必要がある。その結果、フィラメントの動作温度が上昇して、フィラメント寿命が短くなるという問題がある。１つのフィラメントでは不足する管電流を改善する方法として、フィラメントを２つ用意し、これらを同時に動作させて２つの電子ビームを発生させ、陽極ターゲット上で１つの小焦点を形成させる方法が開示されており(例えば特許文献１および２)、上記した問題を解決するための手段として利用することは容易に想到することができる。【０００５】
上述した技術に関連する文献を下記に示し、内容全体を引用によりここに包含する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６５６０６号公報
【特許文献２】米国特許第５３０３２８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した方法では、陰極と陽極ターゲットの間の距離、陰極の取付け角度などの部品の組み立て寸法誤差の影響が大きいため、２つのフィラメントからの電子ビームを陽極ターゲット上で正確に同一位置に衝突させることが困難である。また、管電圧値を変化させた場合にフィラメントからの電子ビームが陽極ターゲット上に衝突する位置が変わり易いため、管電圧値によらず２つのフィラメントからの電子ビームを陽極ターゲット上で同一位置に衝突させることが困難である。【０００８】
したがって、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、２つ以上のフィラメントから射出される電子ビームを陽極ターゲット上で正確に同一位置に衝突させることができるＸ線管装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態に係るＸ線管装置は、電子が衝撃することによってＸ線を発生するターゲット面を備える陽極ターゲットと、電子を射出する複数の電子発生源を備える陰極と、陰極と前記陽極ターゲットとを収容し、内部が真空気密に密閉される真空外囲器と、電源より電流を供給されることによって磁場を形成し、真空外囲器の外側に設置され、複数の電子発生源の各々から射出される電子の電子軌道の周囲を包囲する４極子で構成される４極子磁場発生部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態のＸ線管装置の一例を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の実施形態のＸ線管の概要を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２ＡのＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、第１の実施形態の陰極の拡大図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２ＢのＩＩＢ１−ＩＩＢ１線に沿った断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の４極子磁場発生部の原理を示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態の変形例１のＸ線管の概要を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態の変形例１の陰極図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４ＡのＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿った断面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態のＸ線管の概要を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第２の実施形態の双極子磁場の原理を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第２の実施形態の４極子磁場発生部の原理を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第２の実施形態の変形例２のＸ線管３０の概要を示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＡ２−ＶＩＩＡ２線に沿った断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７ＡのＶＩＩＡ１−ＶＩＩＡ１線に沿った断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第２の実施形態の変形例２の４極子磁場の原理を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第２の実施形態の変形例２の双極子磁場の原理を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第２の実施形態の変形例２の４極子磁場発生部の原理を示す図である。
【図９】図９は、第３の実施形態のＸ線管装置の一例を示す断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第３の実施形態のＸ線管の概要を示す断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０ＡのＸＩＡ−ＸＩＡ線に沿った断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０ＢのＸＩＢ１−ＸＩＢ１線に沿った断面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図１０ＢのＸＩＢ２−ＸＩＢ２線に沿った断面図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、図１０ＥのＸＩＤ−ＸＩＤ線に沿った断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第３の実施形態の４極子磁場の原理を示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第３の実施形態の双極子の原理を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら実施形態に係るＸ線管装置について詳細に説明する。  
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態のＸ線管装置１０の一例を示す断面図である。  
図１に示すように、第１の実施形態のＸ線管装置１０は、大別すると、ステータコイル８と、ハウジング２０と、Ｘ線管３０と、高電圧絶縁部材３９と、４極子磁場発生部６０と、リセプタクル３０１、３０２と、Ｘ線遮蔽部５１０、５２０、５３０、５４０とを備えている。例えば、Ｘ線管装置１０は、回転陽極側Ｘ線管装置である。Ｘ線管３０は、例えば、回転陽極型のＸ線管である。例えば、Ｘ線管３０は、中性点接地型の回転陽極型Ｘ線管である。Ｘ線遮蔽部５１０、５２０、５３０、及び５４０は、それぞれ、鉛で形成されている。
【００１２】
Ｘ線管装置１０において、ハウジング２０の内側とＸ線管３０の外側との間に形成される空間には、冷却液である絶縁油９が充填されている。例えば、Ｘ線管装置１０は、この絶縁油９をハウジング２０とホース（図示せず）で接続された循環冷却システム（冷却器）（図示せず）によって循環させて冷却するように構成されている。この場合、ハウジング２０は、絶縁油９の導入口及び排出口を備えている。循環冷却システムは、例えば、ハウジング２０内の絶縁油９を放熱及び循環させる冷却器と、冷却器をハウジング２０の導入口及び排出口に液密及び気密に連結する導管（ホースなど）とを備えている。冷却器は、循環ポンプ及び熱交換器を有している。循環ポンプは、ハウジング２０側から取り入れた絶縁油９を熱交換器に吐出し、絶縁油９の流れをハウジング２０内に作り出す。熱交換器は、ハウジング２０及び循環ポンプ間に連結され、絶縁油９の熱を外部へ放出する。
【００１３】
以下で、図面を参照してＸ線管装置１０の詳細な構成について説明する。  
ハウジング２０は、筒状に形成されたハウジング本体２０ｅと、蓋部（側板）２０ｆ、２０ｇ、２０ｈとを備えている。ハウジング本体２０ｅ、及び蓋部２０ｆ、２０ｇ、２０ｈは、アルミニウムを用いた鋳物で形成される。樹脂材料を使用する場合は、ネジ部など強度を必要をとする箇所や、樹脂の射出成形で成形し難い箇所、またハウジング２０の外部への電磁気ノイズの漏えいを防止する遮蔽層（図示せず）など、部分的に金属を併用してもよい。ここで、ハウジング本体２０ｅの円筒の円の中心を通る中心軸を管軸ＴＡとする。
【００１４】
ハウジング本体２０ｅの開口部には、環状の段差部がハウジング本体２０ｅの肉厚よりも薄肉厚の内周面として形成されている。この段差部の内周に沿って環状の溝部が形成されている。ハウジング本体２０ｅの溝部は、段差部の段差から管軸ＴＡに沿って外側方向へ所定の長さの位置に切削されて形成されている。ここで、所定の長さは、例えば、蓋部２０ｆの厚さとほぼ同等の長さである。ハウジング本体２０ｅの溝部には、Ｃ形止め輪２０ｉが嵌合されている。すなわち、ハウジング本体２０ｅの開口部は、蓋部２０ｆ及びＣ形止め輪２０ｉなどにより液密に閉塞されている。
【００１５】
蓋部２０ｆは、円盤形状で形成されている。蓋部２０ｆは、外周部に沿ってゴム部材ｊ２ａが設けられ、ハウジング本体２０ｅの開口部に形成された段差部に嵌合されている。  
ゴム部材２ａは、例えば、Ｏリング状に形成されている。前述のように、ゴム部材２ａは、ハウジング本体２０ｅと蓋部２０ｆとの間に設けられ、これらの間を液密にシールしている。Ｘ線管装置１０の管軸ＴＡに沿った方向において、蓋部２０ｆの周縁部は、ハウジング本体２０ｅの段差部に接触している。
【００１６】
Ｃ形止め輪２０ｉは、固定部材である。Ｃ形止め輪２０ｉは、蓋部２０ｆの管軸ＴＡに沿った方向へ動きを制止するために、前述のようにハウジング本体２０ｅの溝部に嵌合され、蓋部２０ｆを固定する。
【００１７】
蓋部２０ｆの設置されたハウジング本体２０ｅの開口部と反対側の開口部には、蓋部２０ｇ及び蓋部２０ｈが嵌合されている。すなわち、蓋部２０ｇ及び蓋部２０ｈは、それぞれ、蓋部２０ｆの設置されたハウジング本体２０ｅの端部の反対側の端部で、蓋部２０ｆと平行に、且つ互いに対向して設置されている。蓋部２０ｇは、ハウジング本体２０ｅの内側の所定の位置に嵌合して、液密に設けられている。ハウジング本体２０ｅの蓋部２０ｈが設置されている端部において、蓋部２０ｈの設置位置に隣接する外側の内周部には、環状の溝部が形成されている。蓋部２０ｇ及び蓋部２０ｈの間には、ゴム部材２ｂが伸縮可能に液密を保持するように設置されている。この蓋部２０ｈは、ハウジング本体２０ｅにおいて、蓋部２０ｇよりも外側に設けられている。この溝部には、Ｃ形止め輪２０ｊが嵌合されている。すなわち、ハウジング本体２０ｅの開口部は、蓋部２０ｇ、蓋部２０ｈ、Ｃ形止め輪２０ｊ及びゴム部材２ｂなどにより液密に閉塞されている。
【００１８】
蓋部２０ｇは、ハウジング本体２０ｅの内周とほぼ同径の円形形状で形成されている。蓋部２０ｇは、絶縁油９を注入及び排出するための開口部２０ｋを備えている。  
蓋部２０ｈは、ハウジング本体２０ｅの内周とほぼ同径の円形形状に形成されている。蓋部２０ｈは、雰囲気としての空気が出入りする通気孔２０ｍが形成されている。
【００１９】
Ｃ形止め輪２０ｊは、蓋部２０ｈがゴム部材２ｂの周縁部（シール部）へ圧着されている状態を保持する固定部材である。  
ゴム部材２ｂは、ゴムベローズ（ゴム膜）である。ゴム部材２ｂは、円形形状に形成されている。また、ゴム部材２ｂの周縁部（シール部）は、Ｏリング状に形成されている。ゴム部材２ｂは、ハウジング本体２０ｅと蓋部２０ｇと蓋部２０ｈとの間に設けられ、これらの間を液密にシールしている。ゴム部材２ｂは、ハウジング本体２０ｅの端部の内周に沿って設置されている。すなわち、ゴム部材２ｂは、ハウジング内の一部分の空間を分離するように設けられる。本実施形態において、ゴム部材２ｂは、蓋部２０ｇと蓋部２０ｈとで包囲される空間に設置され、この空間を２つに液密に分離する。ここで、蓋部２０ｇ側の空間を第1の空間と称し、蓋部２０ｈ側の空間を第２の空間と書する。第１の空間は、絶縁油９が充填されているハウジング本体２０ｅの内側の空間と開口部２０ｋを介して繋がっている。そのため、第１の空間は、絶縁油９で満たされている。第２の空間は、外部空間と通気孔２０ｍを介して繋がっている。そのため、第２の空間は、空気雰囲気である。
【００２０】
ハウジング本体２０ｅは、一部に貫通する開口部２０ｏが形成されている。開口部２０ｏには、Ｘ線放射窓２０ｗ及びＸ線遮蔽部５４０が設置されている。開口部２０ｏは、これらＸ線放射窓２０ｗ及びＸ線遮蔽部５４０によって液密に閉塞されている。詳細には後述するが、Ｘ線遮蔽部５２０及び５４０は、開口部２０ｏにおけるハウジング２０の外部へのＸ線放射を遮蔽するために設置されている。
【００２１】
Ｘ線放射窓２０ｗは、Ｘ線を透過する部材で形成されている。例えば、Ｘ線放射窓２０ｗは、Ｘ線を透過する金属で形成されている。  
Ｘ線遮蔽部５１０、５２０、５３０、及び５４０は、少なくとも鉛を含むＸ線不透過材で形成されていればよく、鉛合金等で形成されていてもよい。
【００２２】
Ｘ線遮蔽部５１０は、蓋部２０ｇの内側の面に設けられている。Ｘ線遮蔽部５１０は、Ｘ線管３０から放射されるＸ線を遮蔽するものである。Ｘ線遮蔽部５１０は、第１の遮蔽部５１１及び第２の遮蔽部５１２を備えている。第１の遮蔽部５１１は、蓋部２０ｇの内側の面に接合されている。第１の遮蔽部５１１は、蓋部２０ｇの内側の表面全体を覆うように設置される。また、第２の遮蔽部５１２は、一端部が第１の遮蔽部５１１の内側の面に積層され、他端部が開口部２０ｋに対して管軸ＴＡに沿う方向のハウジング本体２０ｅの内側に間隔をあけて配置されるように設置される。すなわち、第２の遮蔽部５１２は、開口部２０ｋを介して絶縁油９が出入り可能なように設置されている。
【００２３】
Ｘ線遮蔽部５２０は、略円筒状に形成されている。Ｘ線遮蔽部５２０は、ハウジング本体２０ｅの内周部の一部に設置されている。Ｘ線遮蔽部５２０の一端部は、第１の遮蔽部５１１に近接している。このため、Ｘ線遮蔽部５１０及びＸ線遮蔽部５２０の間の隙間から出射する虞れのあるＸ線を遮蔽することができる。Ｘ線遮蔽部５２０は、筒状に形成され、管軸に沿って第１の遮蔽部５１１からステータコイル８の付近まで延出している。この実施形態において、Ｘ線遮蔽部５２０は、第１の遮蔽部５１１からステータコイル８の手前まで延出している。Ｘ線遮蔽部５２０は、必要に応じてハウジング２０に固定されている。
【００２４】
Ｘ線遮蔽部５３０は、筒形状に形成され、ハウジング２０内部の後述のリセプタクル３０２の外周に沿って嵌め込まれている。Ｘ線遮蔽部５３０は、円筒の一端部がハウジング本体２０ｅの壁面に接するように設けられる。このとき、Ｘ線遮蔽部５２０には、Ｘ線遮蔽部５３０の一端部を通すための孔が形成されている。Ｘ線遮蔽部５３０は、後述のリセプタクル３０２の外周に必要に応じて固定されている。
【００２５】
Ｘ線遮蔽部５４０は、枠状に形成され、ハウジング２０の開口部２０ｏの側縁に設けられている。Ｘ線遮蔽部５４０は、開口部２０ｏの内壁に沿って設置されている。ハウジング本体２０ｅの内側のＸ線遮蔽部５４０の端部は、Ｘ線遮蔽部５２０に接している。Ｘ線遮蔽部５４０は、必要に応じて開口部２０ｏの側縁に固定されている。
【００２６】
陽極用のリセプタクル３０１及び陰極用のリセプタクル３０２は、それぞれ、ハウジング本体２０ｅに接続されている。リセプタクル３０１、３０２は、それぞれ、開口部を備える有底の筒状に形成されている。リセプタクル３０１、３０２は、それぞれ、底部がハウジング２０の内部に設置され、且つ開口部が外側に向かって開口している。例えば、リセプタクル３０１、３０２は、相互に、ハウジング本体２０ｅにおいて所定の間隔を空けて設置され、且つ開口部が同じ方向を向いて設置されている。
【００２７】
リセプタクル３０１及びリセプタクル３０１に挿入されるプラグ（図示せず）は、非面圧式であり、着脱可能に形成されている。プラグをリセプタクル３０１に連結した状態で、プラグから端子２０１に高電圧（例えば、＋７０〜＋８０ｋＶ）が供給される。
【００２８】
リセプタクル３０１は、ハウジング２０において蓋部２０ｆ側で、且つ蓋部２０ｆよりも内側に設置されている。リセプタクル３０１は、電気絶縁部材としてのハウジング３２１と、高電圧供給端子としての端子２０１とを有している。
【００２９】
ハウジング３２１は、絶縁性の材料として、例えば、樹脂で形成されている。ハウジング３２１は、プラグ差込口が外側に開口する有底の円筒形状に形成されている。ハウジング３２１は、底部に端子２０１を備えている。ハウジング３２１は、開口側の端部において、外面に環状の突出部が形成されている。このハウジング３２１の突出部は、ハウジング本体２０ｅの突出部の端部に形成された段差である段差部２０ｅａに嵌合するように形成される。端子２０１は、ハウジング３２１の底部に液密に取り付けられ、上記底部を貫通している。端子２０１は、絶縁被覆配線を介して後述する高電圧供給端子４４と接続されている。
【００３０】
また、ハウジング３２１の突出部とハウジング本体２０ｅとの間には、ゴム部材２ｆが設けられている。ゴム部材２ｆは、ハウジング３２１の突出部と段差部２０ｅａの段差部分との間に設置され、ハウジング３２１の突出部とハウジング本体２０ｅとの間を液密にシールしている。この実施形態において、ゴム部材２ｆは、Ｏリングで形成されている。ゴム部材２ｆは、ハウジング２０外部への絶縁油９の漏れを防止する。ゴム部材２ｆは、例えば、硫黄加硫ゴムで形成されている。
【００３１】
ハウジング３２１は、リングナット３１１によって固定されている。リングナット３１１は、外周部にネジ溝が形成されている。例えば、リングナット３１１の外周部が雄ネジに加工され、段差部２０ｅａの内周部が雌ネジに加工されている。したがって、リングナット３１１が螺合されることによって、ハウジング３２１の突出部は、ゴム部材２ｆを介して段差部２０ｅａに押し付けられる。その結果、ハウジング３２１は、ハウジング本体２０ｅに固定される。
【００３２】
リセプタクル３０２は、ハウジング２０において蓋部２０ｇ側で、且つ蓋部２０ｇよりも内側に設置されている。リセプタクル３０２は、リセプタクル３０１とほぼ同等に形成されている。リセプタクル３０２は、電気絶縁部材としてのハウジング３２２と、高電圧供給端子としての端子２０２とを有している。
【００３３】
ハウジング３２２は、絶縁性の材料として、例えば、樹脂で形成されている。ハウジング３２２は、プラグ差込口が外側に開口する有底の円筒形状に形成されている。ハウジング３２２は、底部に端子２０１を備えている。ハウジング３２２は、開口側の端部において、外面に環状の突出部が形成されている。このハウジング３２２の突出部は、ハウジング本体２０ｅの突出部の端部に形成された段差である段差部２０ｅｂに嵌合するように形成される。端子２０２は、ハウジング３２１の底部に液密に取り付けられ、上記底部を貫通している。端子２０２は、絶縁被覆配線を介して後述する高電圧供給端子５４と接続されている。
【００３４】
また、ハウジング３２２の突出部とハウジング本体２０ｅとの間には、ゴム部材２ｇが設けられている。ゴム部材２ｇは、ハウジング３２２の突出部と段差部２０ｅｂの段差部分との間に設置され、ハウジング３２１の突出部とハウジング本体２０ｅとの間を液密にシールしている。この実施形態において、ゴム部材２ｇは、Ｏリングで形成されている。ゴム部材２ｇは、ハウジング２０外部への絶縁油９の漏れを防止する。ゴム部材２ｇは、例えば、硫黄加硫ゴムで形成されている。
【００３５】
ハウジング３２２は、リングナット３１２によって固定されている。リングナット３１２は、外周部にネジ溝が形成されている。例えば、リングナット３１２の外周部が雄ネジに加工され、段差部２０ｅｂの内周部が雌ネジに加工されている。したがって、リングナット３１２が螺合されることによって、ハウジング３２２の突出部は、ゴム部材２ｇを介して段差部２０ｅｂに押し付けられる。その結果、ハウジング３２２は、ハウジング本体２０ｅに固定される。
【００３６】
図２Ａは、第１の実施形態のＸ線管３０の概要を示す断面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った断面図であり、図２Ｃは、第１の実施形態の陰極の拡大図であり、図２Ｄは、図２ＢのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った断面図である。図２Ｄにおいて、管軸ＴＡに直交する直線を直線Ｌ１とし、管軸ＴＡ及び直線Ｌ１に直交する直線を直線Ｌ２とする。
【００３７】
Ｘ線管３０は、固定軸１１、回転体１２、軸受け１３と、ロータ１４と、真空外囲器３１と、真空容器３２と、陽極ターゲット３５と、陰極３６と、高電圧供給端子４４と、高電圧供給端子５４と、を備えている。  
図２Ｄにおいて、陰極３６の中心を通る直線に直交し、且つ直線Ｌ２に平行な直線を直線Ｌ３とする。
【００３８】
固定軸１１は、円柱状に形成されている。固定軸１１は、軸受け１３を介して回転体１２を回転可能に支持する。固定軸１１は、一方の端部に真空外囲器３１に気密に取り付けられている突出部を備える。固定軸１１は、突出部が高電圧絶縁部材３９に固定されている。このとき、固定軸１１の突出部の先端部は、高電圧絶縁部材３９を貫通している。固定軸１１の突出部は、この先端部に高電圧供給端子４４が電気的に接続されている。
【００３９】
回転体１２は、有底の筒状に形成されている。回転体１２は、内部に固定軸１１が挿入され、この固定軸１１と同軸で設置されている。回転体１２は、底部側の先端部で後述する陽極ターゲット３５と接続され、陽極ターゲット３５とともに回転可能に設けられている。  
軸受け１３は、回転体の内周部と固定軸１１の外周部の間に設置されている。  
ロータ１４は、円筒状に形成されたステータコイル８の内側に配置されるように設けられている。  
高電圧供給端子４４は、固定軸１１、軸受け１３及び回転体１２を介して陽極ターゲット３５に相対的に正の電圧を印加する。高電圧供給端子４４は、リセプタクル３０１に接続され、図示しないプラグ等の高電圧供給源がリセプタクル３０１に接続された場合に電流を供給される。高電圧供給端子４４は、金属端子である。
【００４０】
陽極ターゲット３５は、円盤状に形成されている。陽極ターゲット３５は、回転体１２の底部側の先端部に回転体１２と同軸に接続されている。例えば、回転体１２及び陽極ターゲット３５は、中心軸が管軸ＴＡに沿って設置される。すなわち、回転体１２及び陽極ターゲット３５の軸線は、管軸ＴＡと平行である。この場合、回転体１２及び陽極ターゲット３５は、管軸ＴＡを中心に回転自在に設けられている。
【００４１】
陽極ターゲット３５は、この陽極ターゲットの外面の一部に設けられた傘状のターゲット層３５ａを有している。ターゲット層３５ａは、陰極３６から射出される電子が衝撃することによってＸ線を放出する。陽極ターゲット３５の外側面や、陽極ターゲット３５のターゲット層３５ａと反対側の表面には、黒色化処理が施されている。陽極ターゲット３５は、非磁性体、且つ電気伝導度（電気伝導性）が高い部材で形成されている。例えば、陽極ターゲット３５は、銅、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、非磁性ステンレス鋼等で形成されている。なお、陽極ターゲット３５は、少なくとも表面部分に非磁性体、且つ電気伝導度が高い金属部材で形成されている構成でもよい。または、陽極ターゲット３５は、表面部分を非磁性体、且つ電気伝導度が高い金属部材で形成された被覆部材で被覆されている構成でもよい。
【００４２】
非磁性体は、交流磁界内に配置された場合に、電気伝導度が低い場合よりも高い場合の方がより強力に渦電流に基づく反対向きの交流磁界の作用による磁力線に歪みを生じさせることができる。このように磁力線が歪められるため、陽極ターゲット３５に後述する４極子磁場発生部６０が近接し、かつ４極子磁場発生部６０が交流磁場を発生させる場合であっても、陽極ターゲット３５の表面に沿って磁力線が流れるようになり、陽極ターゲット３５表面近くの磁界（交流磁界）が強められる。
【００４３】
陰極３６は、ターゲット層３５ａに対向する位置に設けられている。陰極３６は、陽極ターゲット３５の表面から所定の距離を置いて設置されている。陰極３６は、陽極ターゲット３５に電子を射出する。例えば、陰極３６は、円柱状に形成され、その円の中心に設けられるフィラメントから陽極ターゲット３５の表面に電子を射出する。このとき、陰極３６の中心を通る直線は、管軸ＴＡと平行である。以下で、陰極３６から射出される電子の方向とその軌道を電子軌道と記載する場合もある。陰極３６には相対的に負の電圧が印加される。陰極３６は、後述する陰極支持部（陰極支持体、陰極支持部材）３７に取り付けられ、陰極支持部３７の内部を通る高電圧供給端子５４と接続されている。なお、陰極３６を電子発生源と称する場合もある。この陰極３６の中心は、以下で中心を通る直線を含む場合もある。
【００４４】
陰極３６は、複数のフィラメント（以下、フィラメント）３６１ａ、３６１ｂと、複数の収束溝（以下、収束溝（収束溝部））３６２ａ、３６２ｂと、複数の収束面（以下、収束面）３６３ａ、３６３ｂとを備えている。
【００４５】
フィラメント３６１ａ及び３６１ｂは、それぞれ、負の高電圧を印加されると電子（ビーム）を射出する。例えば、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂは、それぞれ、小焦点用のフィラメントである。また、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂは、それぞれ、射出される電子ビームを収束するための収束電極を周囲に備えている。例えば、図２Ａに示すように、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂは、陰極３６の中心軸に対して垂直な方向に細長い形状、例えば、矩形形状に形成されている。なお、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂは、それぞれ、円形形状でもよいし、正方形であってもよいし、他の任意の形状であってもよい。また、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂは、コイルフィラメントであってもよいし、平板フィラメントであってもよい。
【００４６】
収束溝（収束溝部）３６２ａ及び３６２ｂは、それぞれ、陰極３６の陽極ターゲット３５側の一部を矩形状の溝状にくり抜かれて形成されている。収束溝３６２ａ及び３６３ｂは、後述する収束面３６３ａ及び３６３ｂを凹部状に形成されている。収束溝部３６２ａ及び３６２ｂは、それぞれ、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂを収納する。このとき、集束溝部３６２ａ及び３６２ｂは、それぞれ、溝の中心にフィラメント３６１ａ及び３６１ｂが設けられ、溝の内周に沿って集束電極が設置されている。
【００４７】
収束面３６３ａ及び３６３ｂは、陽極ターゲット３５上で複数の電子ビームの焦点が重なるように形成されている陰極３６の陽極ターゲット３５側の端面である。例えば、収束面３６３ａ及び３６３ｂは、陰極３６の中心軸で対称な傾斜で形成されている。この場合、  フィラメント３６１ａ及び３６１ｂと収束溝（収束溝部）３６２ａ及び３６２ｂとは、それぞれ、陰極３６の中心軸に対して対称となるように設けられている。この収束面３６３ａ及び３６３ｂの形状及び角度は、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂと陽極ターゲット３５との距離や、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂのサイズ等によって適宜偏向される。なお、この収束面３６３ａ及び３６３ｂは、管電流特性の点で有利となるため、可能限り陰極３６の陽極ターゲット３５に対向する表面（先端面）に平行な平面に対して浅い角度となるように設定することが好ましい。
【００４８】
ここで、収束面３６３ａ及び３６３ｂの角度が浅いとは、図２Ｂ及び図２Ｃにおいて、収束面３６３ａ及び３６３ｂが、それぞれ、先端面に対して平行に近い角度に形成されることを示す。また、収束面３６３ａ及び３６３ｂの角度が深いとは、図２Ｂ及び図２Ｃにおいて、陰極３６の中心軸に対して平行に近い角度に形成されることを指す。
【００４９】
図２Ｃにおいて、陰極３６の中心軸から収束面３６３ａまで傾斜角度である射出角度をα１とし、陰極３６の中心軸から収束面３６３ｂまで傾斜角度である射出角度をα２とする。射出角度α１及びα２は、それぞれ、後述する４極子磁場発生部６０の磁場の作用を考慮して所望の位置で複数の電子ビームの焦点を形成するように設定される。すなわち、陰極３６の収束面３６３ａ及び３６３ｂは、所望の位置に焦点を生じるように所定の射出角度α１及びα２で形成される。例えば、射出角度α１及びα２は、それぞれ、４５°＜α１＜９０°、４５°＜α２＜９０°で形成される。好適には、射出角度α１及びα２は、それぞれ、５０°＜α１＜７０°、５０°＜α２＜７０°で形成される。このように射出角度α１及びα２が設定されることにより複数の電子ビームが肥大化することがなく、重ね合わせることができることが知られている。
【００５０】
フィラメントから射出される電子（放出熱電子）ビームは、収束電極から陽極へと円弧を描きながら進行するため、収束電極と陽極ターゲット３５との距離が遠い場合は、収束面３６３ａ及び３６３ｂの各々の傾斜面の角度は中心軸に平行な平面に対して浅く（または、中心軸から深い角度）、近い場合には、その角度は中心軸に平行な平面に対して深く（または、中心軸から浅い角度）設定しないと陽極ターゲット３５上で重ならなくなる。一方、収束電極と陽極ターゲット３５との距離は、Ｘ線管３０への印加電圧による高電圧絶縁破壊を回避するために最低源必要な距離が設定される。高圧絶縁破壊を回避するという点からは、この距離は遠い方が有利であるが、距離が遠い場合は、フィラメントからの電子ビームの陽極ターゲット３５への到達率が低下し、管電流特性（フィラメント電流を余分に上げないと規定の管電流が得られなくなり、フィラメント寿命を短縮させてしまう）という欠点を生じることになる。
【００５１】
陰極支持部３７は、一端部に陰極３６を備え、他端部に真空外囲器３１（真空容器３２）の内壁に接続されている。また、陰極支持部３７は、内部に高電圧供給端子５４を備えている。図２Ａに示すように、陰極支持部３７は、真空外囲器３１（真空容器３２）の内壁面から陰極３６の表面まで陽極ターゲット３５に向かって延びている。例えば、陰極支持部３７は、円柱状に形成され、陰極３６と同軸状に設けられる。このとき、陰極支持部３７は、一端面が真空外囲器３１（真空容器３２）の表面に接続され、他端面が陰極３６の表面に接続されている。
【００５２】
陰極３６は、外周全体を覆う非磁性体カバーを備えている。この非磁性体カバーは、陰極３６の周囲を囲むように円筒状に設けられている。非磁性体カバーは、例えば、銅、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、非磁性ステンレス鋼のいずれか、またはこれらのいずれかを主成分とする金属材料などの非磁性金属部材で形成されている。好適には、非磁性体カバーは、電気伝導度が高い部材で形成される。非磁性体カバーは、交流磁界内に配置された場合に、電気伝導度が低い場合よりも高い場合の方がより強力に渦電流に基づく反対向きの交流磁界の作用による磁力線に歪みを生じさせることができる。このように磁力線が歪められるため、陰極３６に後述する４極子磁場発生部６０が近接し、かつ４極子磁場発生部６０が交流磁場を発生させる場合であっても、陰極３６の周囲に沿って磁力線が流れるようになり、陰極３６の表面近くの磁界（交流磁界）が強められる。なお、陰極３６は、少なくとも表面部分を高い電気伝導度且つ非磁性体の金属部材で形成されていてもよい。
【００５３】
高電圧供給端子５４は、一端部が陰極支持部３７の内部を通って陰極３６に接続され、他端部がリセプタクル３０２に接続され、図示しないプラグ等の高電圧供給源がリセプタクル３０２に接続された場合に陰極３６へ電流を供給する。高電圧供給端子５４は、金属端子である。高電圧供給端子５４は、陰極３６に相対的に負の電圧を印加するとともに陰極３６の図示しないフィラメント（電子放出源）にフィラメント電流を供給する。
【００５４】
真空外囲器３１は、真空雰囲気（真空気密）に密閉され、内部に固定軸１１、回転体１２、軸受け１３と、ロータ１４と、真空容器３２と、陽極ターゲット３５と、陰極３６と、高電圧供給端子５４と、を収納する。
【００５５】
真空容器３２は、真空気密にＸ線透過窓３８を備えている。Ｘ線透過窓３８は、陰極３６と陽極ターゲット３５との間に位置する陽極ターゲット３５のターゲット面に対向する真空外囲器３１（真空容器３２）の壁部に設けられている。Ｘ線透過窓３８は、例えば、ベリリウム、又はチタン、ステンレス及びアルミニウム等の金属で形成され真空容器３２の、Ｘ線放射窓２０ｗに対向する部分に設けられている。例えば、真空容器３２は、Ｘ線を透過する部材としてのベリリウムで形成されたＸ線透過窓３８で気密に閉塞されている。
【００５６】
真空外囲器３１は、高電圧供給端子４４側から陽極ターゲット３５周囲まで高電圧絶縁部材３９が配置されている。高電圧絶縁部材３９は、電気絶縁性の樹脂で形成されている。  
真空外囲器３１（真空容器３２）は、陰極３６を設置するための収納部３１ａを備えている。収納部３１ａは、陽極ターゲット３５と陰極３６との間の一部に径が小さくなっている小径部３１ｂを備えている。例えば、収納部３１ａは、円筒状に形成されている。収納部３１ａは、真空外囲器３１の一部であり、Ｘ線透過窓３８の近傍から管軸ＴＡに平行な直線の方向に沿ってＸ線管３０の外側へ向かって延出している。また、収納部３１ａは、陽極ターゲット３５の表面に対向するように設けられる。例えば、図２Ａに示すように、収納部３１ａは、陽極ターゲット３５の径方向の端部の表面に対向し、且つＸ線透過窓３８の近傍から管軸ＴＡに平行な直線の方向に沿って延出して設けられている。
【００５７】
小径部３１ｂは、後述する４極子磁場発生部６０を設置する際に陰極３６から射出される複数の電子ビームに対する磁場（磁界）の作用を強めるために設けられている。小径部３１ｂは、周囲の収納部３１ａよりも径が小さくなるように形成されている。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、小径部３１ｂは、陽極ターゲット３５と陰極３６の間で周囲の収納部３１ａの径よりも小さい径で形成されている。なお、小径部３１ｂは、複数の電子ビームの焦点を所望の位置で形成するように設けられている。
【００５８】
また、真空外囲器３１は、陽極ターゲット３５から反射される反跳電子を捕獲する。そのため、真空外囲器３１は、反跳電子の衝撃を受けて温度が上昇し易く、通常、銅などの熱伝導度が高い部材で形成される。真空外囲器３１は、交流磁界の影響を受ける場合には、反磁界を発生しない部材で構成されることが望ましい。例えば、真空外囲器３１は、非磁性体の金属部材で形成される。好適には、真空外囲器３１は、交流電流によって過電流を発生させないために非磁性体の高電圧抵抗部材で形成される。非磁性体の高電圧抵抗部材は、例えば、非磁性ステンレス鋼、インコネル、インコネルＸ、チタン、導電性セラミクス、表面を金属薄膜でコーティングした非導電性セラミクスなどである。
【００５９】
高電圧絶縁部材３９は、一端が円錐形をし、他端が閉塞した環状に形成されている。高電圧絶縁部材３９は、ハウジング２０に、直接又は後述のステータコイル８などを介して間接的に固定されている。高電圧絶縁部材３９は、固定軸１１と、ハウジング２０及びステータコイル８との間を電気的に絶縁する。そのため、高電圧絶縁部材３９は、ステータコイル８と固定軸１１との間に設置されている。すなわち、高電圧絶縁部材３９は、Ｘ線管３０の固定軸１１の突出部側のＸ線管３０（真空容器３２）を内側に収納するように設置される。
【００６０】
図１に戻って、ステータコイル８は、複数個所でハウジング２０に固定されている。ステータコイル８は、ロータ１４及び高電圧絶縁部材３９の外周部を包囲するように設置されている。ステータコイル８は、ロータ１４、回転体１２及び陽極ターゲット３５を回転させる。ステータコイル８に所定の電流が供給されることでロータ１４に与える磁界を発生するため、陽極ターゲット３５などを所定の速度で回転させる。すなわち、回転駆動装置であるステータコイル８に電流を供給することによって、ロータ１４が回転し、ロータ１４の回転に従って陽極ターゲット３５が回転する。
【００６１】
絶縁油９は、ハウジング２０の内部で、ゴムベローズ２ｂ、ハウジング本体２０ｅ、蓋部２０ｆ、リセプタクル３０１及びリセプタクル３０２で包囲される空間に充填されている。絶縁油９は、Ｘ線管３０が発生する熱の少なくとも一部を吸収するものである。
【００６２】
図２Ａ乃至図２Ｄに戻って、４極子磁場発生部６０について説明する。  
図２Ｂ及び図２Ｄに示すように、４極子磁場発生部６０は、コイル６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄ）と、ヨーク６６と、磁極６８（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄ）とを備えている。
【００６３】
４極子磁場発生部６０は、電源から電流を供給されることによって磁場（磁界）を発生させる。４極子磁場発生部６０は、供給される電流の強弱や方向等によって発生させる磁場の強度（磁束密度）および磁界の向き等を変更することができる。４極子磁場発生部６０は、４つの磁極が、隣り合う磁極が異極性となるように接近して並べられている４極子（または４重極）で形成されている。隣り合う２つの磁極を1つの双極子、残りの２つの磁極をもう１つの双極子と見た場合、これら２つの双極子が発生する磁場は互いに逆向きとなる。したがって、４極子磁場発生部６０は、発生させる磁界によって複数の電子ビームの各々の幅及び高さ等の形状に作用する。電子ビームの「幅」および「高さ」は、それぞれ、Ｘ線管３０の空間的配置に関係せず、複数の電子ビームの各々の射出方向に従う直線に対して垂直な方向の長さであり、且つ互いに直交する方向の長さである。本実施形態において、４極子磁場発生部６０は、４つの磁極６８が正方形状に配置されている。詳細は後述するが、４極子磁場発生部６０では、ヨーク６６の内側には磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄの各々が互いに対向して設けられている。
【００６４】
４極子磁場発生部６０は、後述するヨーク６６の内周部で小径部３１ｂを包囲するように設置されている。４極子磁場発生部６０は、陰極３６の中心軸と中心が重ならないように偏芯して設置されている。すなわち、４極子磁場発生部６０は、陰極３６の中心軸から中心位置をずらして（偏芯して）設置されている。このとき、４極子磁場発生部６０の中心とは、中空の円形又は多角形で形成される後述のヨーク６６の中心と略同一である。例えば、図２Ｄに示すように、４極子磁場発生部６０は、陰極３６の中心位置から陽極ターゲット３５の中心位置向かって径方向（または直線Ｌ１に沿って）に移動した位置に設置されている。なお、４極子磁場発生部６０は、前述とは異なる陰極３６の中心軸に対して垂直な方向に偏芯して設置されていてもよい。また、４極子磁場発生部６０は、所望の位置で複数の電子ビームの焦点を形成するために、前述の収束面３６３ａ及び３６３ｂの射出角度に対応して設置される。４極子磁場発生部６０は、所望の位置で複数の電子ビームの焦点を形成するために、前述の角度に対応して供給される電流の強弱や方向等によって発生させる磁場の強度（磁束密度）および磁界の向き等が変更される。
【００６５】
コイル６４は、４極子磁場発生部６０のための電源（図示せず）から電流を供給され、磁場を発生する。例えば、コイル６４は、電磁コイルである。本実施形態において、コイル６４は、電源（図示せず）から直流電流が供給されている。コイル６４は、複数のコイル６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄを備えている。コイル６４ａ乃至６４ｄは、それぞれ、後述する磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、及び６８ｄの一部の周囲に巻かれている。
【００６６】
ヨーク６６は、中空の多角形状または中空円筒状に形成されている。ヨーク６６は、例えば、軟磁性体、且つ交流磁界によって渦電流が発生し難い高電気抵抗体で形成される。例えば、Ｆｅ−Ｓｉ合金（珪素鋼）、Ｆｅ−Ａｌ合金、電磁ステンレス鋼、パーマロイなどのＦｅ−Ｎｉ高透磁率合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金などからなる薄板を電気絶縁膜で挟んで積層させた積層体や、これら材料からなる線材を電気絶縁膜で覆ってから束にして固めた集合体等で形成されている。または、ヨーク６６は、前述のこれら材料を１μｍ程度の微細な粉末にしてその表面を電気絶縁膜で覆ってから圧縮成形により形成した成形体等で形成されてもよい。さらに、ヨーク６６は、ソフトフェライト等で形成されていてもよい。
【００６７】
磁極６８は、複数の磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄを備える。磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄは、それぞれ、ヨーク６６の内周壁に設けられている。磁極６８ａ乃至６８ｄは、小径部３１ｂの周囲で複数の電子ビームの電子軌道を包囲するように配置されている。例えば、４極子磁場発生部６０において、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陰極３６の中心軸に垂直な方向の位置で中心軸の周りに均等に配置されている。図２Ｄに示すように、すなわち、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、正方形の頂点の位置に配置されているように設置される。好適には、磁束密度を高めるために、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂから射出される電子の射出方向（電子軌道）に近づけて設置される。
【００６８】
磁極６８ａ乃至６８ｄは、互いに略同形状で形成されている。磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、互いに対となる２つ双磁極子を含んでいる。例えば、磁極６８ａおよび磁極６８ｂが、双極子（磁極対６８ａ、６８ｂ）であり、磁極６８ｃおよび磁極６８ｄが、双極子（磁極対６８ｃ、６８ｄ）である。このとき、各々のコイル６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、及び６４ｄ）を介して磁極６８に直流電流が供給された場合、磁極対６８ａ、６８ｂと磁極対６８ｃ、６８ｄとは、互いに逆向きの直流磁場を形成する。磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陰極３６から射出される電子ビームの形状を変形させるために、電子ビームの電子軌道の方向に対して磁場を発生する表面（端面）を向けて設置されている。
【００６９】
図面を参照して本実施形態の４極子磁場発生部６０の原理について以下で説明する。    図３は、本実施形態の４極子磁場発生部の原理を示す図である。図３において、Ｘ方向およびＹ方向は、電子ビームの射出する方向に垂直な方向であり、且つ互いに直交する。また、Ｘ方向は、磁極６８ｂ（磁極６８ａ）側から磁極６８ｄ（磁極６８ｃ）側へ向かう方向であり、Ｙ方向は、磁極６８ｄ（磁極６８ｂ）側から磁極６８ｃ（磁極６８ａ）側へ向かう方向である。
【００７０】
図３において、フィラメント３６１ａから射出される電子ビームＢＭ１とフィラメント３６１ｂから射出される電子ビームＢＭ２とが図面の手前側から奥側に向かって進行しているものとする。電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、それぞれ、円形状に射出されるものとする。また、図３において、磁極６８ａは、Ｎ極磁場を発生し、磁極６８ｂは、Ｓ極磁場を発生し、磁極６８ｃは、Ｓ極磁場を発生し、磁極６８ｄは、Ｎ極磁場を発生している。このような場合、磁極６８ａから磁極６８ｃおよび磁極６８ｂに向かう磁場と、磁極６８ｄから磁極６８ｃおよび磁極６８ｂに向かう磁場とが形成される。電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、それぞれ、磁極６８ａ乃至６８ｄで包囲される空間の中心を通るとすると、生成された磁場のローレンツ力によってＸ方向で互いに向かい合う方向に移動（偏向）させられ、Ｙ方向で一定方向に移動（偏向）させられる。本実施形態において、４極子磁場発生部６０は、陰極３６の中心軸線上から中心位置を陽極ターゲット３５の径方向（またはＹ方向）へ偏芯して設置されている。このため、電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、それぞれ、磁極６８ａ乃至６８ｄで包囲される空間を通るとするとＸ方向で互いに向かい合う方向のローレンツ力と、Ｙ方向のいずれかの一方向に向かうローレンツ力との作用を強く受けることになる。
【００７１】
例えば、図３に示すように、電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、４極子磁場発生部６０のＸ方向の中心位置に対して互いに対称な電子軌道を通る。この場合、電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、それぞれ、Ｘ方向で４極子磁場発生部６０の中心に向かう方向のローレンツ力と、Ｙ方向において４極子磁場発生部６０の中心に向かう方向と反対方向に向かうローレンツ力との作用を強く受ける。すなわち、４極子磁場発生部６０は、陰極３６から射出される電子ビームに対する位置を変更することで電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２の各々に作用する磁界（磁場）の作用の強度が変化する。なお、電子ビームＢＭ１は、Ｘ方向において近接する磁極６８ａ及び磁極６８ｂの磁場の作用を強く受け、電子ビームＢＭ２は、Ｘ方向において近接する磁極６８ｃ及び磁極６８ｄの磁場の作用を強く受ける。その結果、図３に示すように、電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、それぞれ、Ｘ方向で互いに近づく方向に偏向され、Ｙ方向で長さがほぼ変形せず、且つＹ方向において４極子磁場発生部６０の中心へ向かう方向と反対方向へ偏向する。このとき、電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、磁場が作用しない場合の陽極ターゲット３５上の焦点に対して電子軌道上で陽極ターゲット３５の径方向に移動した（ずれた）位置で焦点を形成する。なお、４極子磁場発生部６０に供給される電流の強度を調整することによって、４極子磁場発生部６０は、電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２を合成し、その合成された焦点の長さ寸法（陽極ターゲット３５の径方向に延びるビームの焦点の長さ）を維持した状態で、幅寸法（長さ寸法に対して垂直な方向のビームの焦点の長さ）を自由に変形（例えば、大きくしたり、小さくしたり）することができる。
【００７２】
本実施形態では、Ｘ線管装置１が駆動された場合に、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂから電子ビームＢＭ１及びＢＭ２が、それぞれ、陽極ターゲット３５上の電子が衝撃する焦点へ向けて射出される。ここで、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂは、それぞれ、収束面３６３ａ及び３６３ｂの射出角度α１及びα２に略垂直方向に電子（ビーム）を射出する。射出された複数の電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、並行して陽極ターゲット３５に進行する。４極子磁場発生部６０は、コイル６４（コイル６４ａ乃至コイル６４ｄ）の各々に図示しない電源から直流電流が供給される。電源から直流電流が供給されると、４極子磁場発生部６０は、４極子である磁極６８ａ乃至６８ｄの間に磁界（磁場）を発生させる。陰極３６から射出される複数の電子ビームＢＭ１及びＢＭ２は、それぞれ、陰極３６と陽極ターゲット３５との間に生成される磁界を横切るように通過して陽極ターゲット３５へ衝撃する。４極子磁場発生部６０が陽極ターゲット３５の径方向に中心位置を偏芯して設置されているため、電子ビームＢＭ１及びＢＭ２は、それぞれ、４極子磁場発生部６０の磁場の作用によって図３に示すようにＸ方向で中心に集束するローレンツ力と、Ｙ方向で４極子磁場発生部６０の中心方向と反対方向のローレンツ力とを受ける。このとき、複数の電子ビームＢＭ１及びＢＭ２は、４極子磁場発生部６０によって生成された磁場によって集束して１つの合成焦点を形成し、且つ合成焦点が所望の幅寸法を形成するように集束される。
【００７３】
本実施形態において、４極子磁場発生部６０は、陽極ターゲット３５の径方向に中心位置を偏芯して設置されている。このため、４極子磁場発生部６０は、４極子磁場発生部６０により磁場の作用を受けない場合よりも複数の電子ビームの各々のビーム幅を細くし、且つ複数の電子ビームＢＭ１及びＢＭ２を１つの電子ビームとして集束するようなローレンツ力を作用させる。また、４極子磁場発生部６０は、複数の電子ビームＢＭ１およびＢＭ２を所定の方向へ偏向することができる。例えば、図３に示すように、４極子磁場発生部６０は、それぞれ、磁場のローレンツ力によって円形状に射出される複数の電子ビームを楕円形状に変形させ、且つ電子ビームＢＭ１及びＢＭ２をＸ方向で互いに接近する方向へ偏向させる。さらに、４極子磁場発生部６０は、Ｙ方向（陽極ターゲット３５の径方向）において陽極ターゲット３５の中心方向と反対方向へ複数の電子ビームＢＭ１及びＢＭ２の各々を偏向することができる。この場合、管球ごとの組立誤差にともなう焦点位置ずれや、管電圧の変化にともなう焦点位置ずれを補正するように磁場強度を調整しても良い。また、陰極３６の収束面３６３ａ及び３６３ｂの射出角度α１及びα２の角度や４極子磁場発生部６０の設置位置等で前述の焦点位置ずれを調整してもよい。
【００７４】
本実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、複数のフィラメントを有する陰極３６を備えるＸ線管と、複数の電子ビームを集束し、所望の形状で所望の位置に合成焦点を形成するための４極子磁場発生部６０とを備えている。４極子磁場発生部６０は、所望の形状および位置で合成焦点を形成するように設置されている。また、４極子磁場発生部６０は、図示しない電源からコイル６４に直流電流が供給されることによって磁極６８ａ乃至６８ｄの間に磁場を形成する。このとき、４極子磁場発生部６０は、所望の形状御及び位置で焦点を形成するように電流が調整される。したがって、本実施形態のＸ線管装置１は、電子ビームを陽極ターゲット上で正確に重ね合わせることが可能となる。その結果、本実施形態のＸ線管装置１は、フィラメントの寿命を損なうことなく、従来と同一サイズで従来の小焦点フィラメントにより焦点を形成するＸ線管装置よりも高いＸ線放射強度を有するＸ線焦点を得ることができる。
【００７５】
また、本実施形態のＸ線管装置１は、複数のフィラメント３６１ａおよび３６１ｂの各々から射出される電子ビームＢＭ１及びＢＭ２を重畳し、かつ電子ビームＢＭ１及びＢＭ２の各々のビーム形状を変形させることができる。したがって、Ｘ線管装置１は、撮影目的、撮影条件に応じた最適サイズでかつ最適なＸ線放射強度を有する合成焦点を得ることができる。
【００７６】
以下で図面を参照して、本実施形態の変形例について説明する。変形例のＸ線管装置１は、第１の実施形態のＸ線管装置１とほぼ同等の構成であるので、第１の実施形態のＸ線管装置１と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
（変形例１）  
第１の実施形態の変形例１のＸ線管装置１は、第１の実施形態の構成に加えて、さらにフィラメントを備えている。  
図４Ａは、第１の実施形態の変形例１のＸ線管の概要を示す断面図であり、図４Ｂは、第１の実施形態の変形例１の陰極図であり、図４Ｃは、図４ＡのＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿った断面図である。
【００７８】
変形例の陰極３６は、第１の実施形態の構成に加えて、フィラメント３６１ｃと、収束溝３６２ｃと、収束面３６３ｃとを備えている。ここで、フィラメント３６１ｃは、前述のフィラメント３６１ａ及びフィラメント３６１ｂの間で陽極ターゲット３５と対向するように設けられている。なお、本実施形態において、陰極３６は、全て同時に電子ビームを射出するが、設置された複数のフィラメントから電子ビームを射出するフィラメントを選択して調整することもできる。
【００７９】
フィラメント３６１ｃは、負の高電圧を印加されると電子（ビーム）を射出する。例えば、フィラメント３６１ｃは、大焦点用のフィラメントである。また、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂは、それぞれ、周囲に射出される電子ビームを収束するための収束電極を備えている。例えば、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂと同様に、フィラメント３６１ｃは、陰極３６の中心軸に対して垂直な方向に細長い形状、例えば、矩形状で形成されている。
【００８０】
収束溝（収束溝部）３６２ｃは、陰極３６の陽極ターゲット３５側の一部を矩形状の溝状にくり抜かれて形成されている。収束溝３６２ｃは、後述する収束面３６３ｃを凹部状に形成されている。収束溝部３６２ｃは、フィラメント３６１ｃを収納する。例えば、集束溝部３６２ｃは、溝の中心にフィラメント３６１ｃを備え、溝の内周部に沿って収束電極を備えている。
【００８１】
収束面３６３ｃは、収束面３６３ａ及び収束面３６３ｂの間で陽極ターゲット３５に平行に対向するように設けられている端面である。このとき、収束面３６３ａ及び収束面３６３ｂは、それぞれ、収束面３６３ｃの端部から所定の角度で陰極３６の側部まで傾斜をもって形成されている。例えば、収束面３６３ｃは、中心軸が陰極３６の中心軸と同軸で形成される。このとき、収束面３６３ａ及び３６３ｂは、陰極３６の中心軸で対称な傾斜で形成されている。フィラメント３６１ａ及び３６１ｂと収束溝（収束溝部）３６２ａ及び３６２ｂとは、それぞれ、陰極３６の中心軸で対称となるように設けられている。この収束面３６３ａ、３６３ｂ、及び３６３ｃの形状および角度は、それぞれ、フィラメント３６１ａ、３６１ｂ、及び３６１ｃと陽極ターゲット３５との距離や、フィラメント３６１ａ、３６１ｂ、及び３６１ｃのサイズ等によって適宜偏向される。なお、この収束面３６３ａ及び３６３ｂは、管電流特性の点で有利となるため、できるだけ陰極３６の陽極ターゲット３５に対向する表面（先端面）に平行な平面、例えば、収束面３６３ｃに対して浅い角度となるように設定することが好ましい。
【００８２】
ここで、収束面３６３ａ及び３６３ｂの角度が浅いとは、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、収束面３６３ａ及び３６３ｂが、それぞれ、収束面３６３ｃに対して平行に近い角度に形成されることを示す。また、収束面３６３ａ及び３６３ｂの角度が深いとは、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、陰極３６の中心軸又はフィラメント３６１ｃの電子ビームの軌道に対して平行に近い角度であることを示す。
【００８３】
図４Ｂにおいて、陰極３６の中心軸又はフィラメント３６１ｃの電子ビームの軌道から収束面３６３ａまで傾斜角度である射出角度をα３とし、陰極３６の中心軸又はフィラメント３６１ｃの電子ビームの軌道から収束面３６３ｂまで傾斜角度である射出角度をα４とする。射出角度α３及びα４は、それぞれ、後述する４極子磁場発生部６０の磁場の作用を考慮して所望の位置で複数の電子ビームの焦点を形成するように設定される。すなわち、陰極３６の収束面３６３ａ及び３６３ｂは、所望の位置に焦点を生じるように所定の射出角度α３及びα４で形成される。例えば、射出角度α３及びα４は、それぞれ、４５°＜α３＜９０°、４５°＜α４＜９０°で形成される。好適には、射出角度α３及びα４は、それぞれ、５０°＜α３＜７０°、５０°＜α４＜７０°で形成される。このように射出角度α３及びα４が設定されることにより複数の電子ビームが肥大化することがなく、重ね合わせることができることが知られている。
【００８４】
なお、大焦点用フィラメントと２つの小焦点用フィラメントを設ける場合、大焦点用フィラメント及び対応する収束電極を陰極３６の陰極本体の中央部かつ最も凹部の深さ方向の深い位置に設けることが重要である。すなわち、上述の大焦点用フィラメントと小焦点用フィラメントの相互間に設けない場合には、２つの小焦点用フィラメントから放射された電子（熱電子）ビームが、大焦点フィラメントの回りを覆う収束電極と残りの（小焦点用フィラメントを覆う）収束電極からの電界に影響されて、陽極ターゲットの焦点位置上で確実に重ならないことが実験により確認されている。
【００８５】
４極子磁場発生部６０は、後述するヨーク６６の内周部で小径部３１ｂを包囲するように設置されている。本実施形態において、４極子磁場発生部６０は、陰極３６の中心軸と略同軸になるように設置されている。
【００８６】
本実施形態の変形例１によれば、Ｘ線管装置１は、３つのフィラメントを備え、電子ビームを射出するフィラメントを任意に選択することができる。したがって、変形例１のＸ線管装置１は、少なくとも２つのフィラメントから射出される電子ビームを４極子磁場発生部６０で調整することによって第１の実施形態の陰極３６よりも大きいサイズの高負荷能力の焦点を形成できる。また、Ｘ線管装置１は、３つのフィラメントを備えるとしたが、少なくとも２つのフィラメントを備えていればよい。
【００８７】
なお、変形例１の４極子磁場発生部６０は、陰極の中心軸と略同軸になるように設置されるとしたが、陰極３６の中心軸と中心が重ならないように偏芯して設置されていてもよい。
【００８８】
次に他の実施形態に係るＸ線管装置について説明する。他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。  
（第２の実施形態）  
第２の実施形態のＸ線管装置１は、第１の実施形態の構成に加えて、さらに電子ビームを偏向するためのコイルを備えている。  
図５は、第２の実施形態のＸ線管装置の概要を示す図である。  
図５に示すように、第２の実施形態の４極子磁場発生部６０は、さらに偏向コイル部６９ａ、６９ｂを備えている。
【００８９】
４極子磁場発生部６０は、２つの対となる磁極から発生する磁場が互いに同じ向きとなるような双極子直流磁場を重畳して発生させる。４極子磁場発生部６０は、対となる磁極６８ａ及び磁極６８ｃと対となる磁極６８ｂ及び磁極６８ｄとを備えている。磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとは、それぞれ、双極子として磁場を形成する。４極子磁場発生部６０は、後述する偏向コイル部６９ａ、６９ｂの各々に電流が供給されることによって磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとの間に生成されている直流磁場にさらに直流磁場を重畳して磁界（磁場）を形成する。
【００９０】
４極子磁場発生部６０は、電源（図示せず）から後述する偏向コイル部６９ａ、６９ｂの各々に供給される直流電流が偏向電源制御部（図示せず）によって制御されている。４極子磁場発生部６０は、陰極３６の中心軸に対して垂直となる方向に中心を偏芯して設置することによって、所望の方向の電子ビームの形状を変形させ、且つ偏向することができる。例えば、図５に示すように、４極子磁場発生部６０は、陰極３６から射出される電子ビームの幅を細く変形させ、且つ幅の変形に伴う径方向への移動を偏向によって補正することができる。すなわち、４極子磁場発生部６０は、陽極ターゲット３５の面上で電子ビームが衝撃する焦点の位置の調整と焦点での熱的な負荷の軽減とをすることができる。
【００９１】
偏向コイル部６９ａ、６９ｂ（第１の偏向コイル部、第２の偏向コイル部）は、電源（図示せず）から電流が供給され、磁場を発生する電磁コイルである。本実施形態において、偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、それぞれ、電源（図示せず）から直流電流が供給され、直流磁場を生成する。偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、供給される電流により、電子ビームの軌道を所定の方向に偏向することできる。偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、それぞれ、ヨーク６６に接続された磁極６８ａ乃至６８ｄのいずれかの間に巻回される。図４に示すように、偏向コイル部６９ａは、磁極６８ａ及び６８ｃの間のヨーク６６の本体部に巻回される。偏向コイル部６９ｂは、磁極６８ｂ及び６８ｄの間のヨーク６６の本体部に巻回される。この場合、磁極対６８ａ、６８ｃは、互いの間に直流磁場を生成し、磁極対６８ｂ、６８ｄは、互いの間に直流磁場を生成する。
【００９２】
図面を参照して本実施形態の４極子磁場発生部６０の原理について以下で説明する。    図６Ａは、第２の実施形態の双極子磁場の原理を示す図であり、図６Ｂは、第２の実施形態の４極子磁場発生部６０の原理を示す図である。図６Ａ、および図６Ｂにおいて、Ｘ方向およびＹ方向は、電子ビームの射出する方向に垂直な方向であり、且つ互いに直交する。また、Ｘ方向は、磁極６８ｂ（磁極６８ａ）側から磁極６８ｄ（磁極６８ｃ）側へ向かう方向であり、Ｙ方向は、磁極６８ｄ（磁極６８ｂ）側から磁極６８ｃ（磁極６８ａ）側へ向かう方向である。
【００９３】
図６Ａ及び図６Ｂにおいて、フィラメント３６１ａから射出される電子ビームＢＭ１とフィラメント３６１ｂから射出される電子ビームＢＭ２とが図面の手前側から奥側に向かって進行しているものとする。また、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、磁極６８ａ及び磁極６８ｃは、対となる双極子（磁極対）であり、磁極６８ｂ及び磁極６８ｄは、対となる双極子（磁極対）である。磁極対６８ａ、６８ｃは、Ｘ方向に従う方向に向かう直流磁界を生成し、磁極対６８ｂ、６８ｄも、Ｘ方向に従う直流磁界を生成する。ここで、偏向コイル部６９ａ、６９ｂの作用を受けない場合、４極子磁場発生部６０は、第１の実施形態の図３に示すような磁場を生成するものする。
【００９４】
図６Ａに示すように、偏向コイル部６９ａは、磁極６８ａにＮ極磁場を生成し、磁極６８ｃにＳ極磁場を生成するものとする。同様に、偏向コイル部６９ｂは、磁極６８ｂにＮ極磁場を生成し、磁極６８ｄにＳ極磁場を生成する。したがって、磁極６８ａから磁極６８ｃへ向かう磁界と磁極６８ｂから磁極６８ｄへ向かう磁界とが、それぞれ、偏向コイル部６９ａ及び偏向コイル部６９ｂによって形成される。
【００９５】
４極子磁場発生部６０は、図６Ａに示すような偏向コイル部６９ａ、６９ｂの磁界の作用を受けて、磁極６８ａから磁極６８ｃに向かう磁場にさらに偏向コイル部６９ａで生成される磁場が重畳され、磁極６８ｄから磁極６８ｂに向かう磁場にさらに偏向コイル部６９ｂで生成される磁場が重畳される。したがって、図６Ｂに示すように、４極子磁場発生部６０は、４極子の磁場に加えて、磁極６８ａから磁極６８ｃへ向かう重畳された磁場を生成する。ここで、磁極６８ｂ及び磁極６８ｄの間の磁場は、打ち消し合う。
【００９６】
本実施形態では、Ｘ線管装置１が駆動された場合に、陰極３６のフィラメント３６１ａ及びフィラメント３６１ｂから陽極ターゲット３５の電子に向けて電子が射出される。４極子磁場発生部６０は、偏向コイル部６９ａ、６９ｂに図示されない電源から直流電流が供給される。例えば、電源から直流電流が供給されると、４極子磁場発生部６０は、双極子である磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとの間で４極子の磁界（磁場）に偏向コイル部６９ａ、６９ｂで生成される磁界（磁場）を重畳させて磁界を形成する。したがって、例えば、図６Ｂに示すように、陰極３６の中心軸上から垂直方向に偏芯して配置された際に、４極子磁場発生部６０は、４極子の磁界によって電子ビームを幅（Ｘ方向）に変形した場合に生じる長さ方向（Ｙ方向）への移動（ずれ、偏芯）を偏向することによって補正することができる。
【００９７】
本実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、偏向コイル部６９ａ、６９ｂを備える４極子磁場発生部６０を備えている。４極子磁場発生部６０は、偏向コイル部６９ａ及び６９ｂに電源から直流電流を供給されることによって重畳した磁界を生成することができる。第１の実施形態の４極子磁場発生部６０は複数の電子ビームの軌道に対して垂直方向にずらして（偏芯して）設置することによって一方向に偏向していたが、本実施形態の４極子磁場発生部６０は、複数の電子ビームを幅（Ｘ方向）に変形した場合に生じる長さ方向（Ｙ方向）への移動（ずれ、偏芯）を偏向することによって補正することができる。したがって、本実施形態のＸ線管装置１は、使用目的に応じて複数の電子ビーム形状を最適な形状に磁気的に変化させ、且つ複数の電子ビームを集束することができる。
【００９８】
なお、本実施形態において、４極子磁場発生部６０は、偏向コイル部６９ａ、６０ｂには電源から直流電流が供給されていたが、交流電流が供給されていてもよい。
【００９９】
このような場合、４極子磁場発生部６０は、２つの対となる磁極から発生する磁場が互いに同じ向きとなるような双極子交磁場を発生する。例えば、４極子磁場発生部６０は、対となる磁極６８ａ及び磁極６８ｃと対となる磁極６８ｂ及び磁極６８ｄとを備えている。磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとは、それぞれ、双極子として磁場を形成する。磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとは、それぞれ、互いの間に交流磁場を形成する。
【０１００】
４極子磁場発生部６０は、交流電流が供給されることによって双極子の間に生成される交流磁場により電子の軌道を間欠的または連続的に偏向することができる。陰極３６からの複数のフィラメントから射出される複数の電子ビームが衝撃する焦点が間欠的または連続的に移動するように、４極子磁場発生部６０は、電源（図示せず）から後述する偏向コイル部６９ａ、６９ｂの各々に供給される交流電流が偏向電源制御部（図示せず）によって制御されている。４極子磁場発生部６０は、陰極３６から射出される電子ビームを陽極ターゲット３５の径方向に沿った方向に偏向させることができる。すなわち、４極子磁場発生部６０は、陽極ターゲット３５の面上で複数の電子ビームが集束して形成される焦点の位置を移動させることができる。
【０１０１】
以下で図面を参照して、本実施形態の変形例について説明する。変形例のＸ線管装置１は、前述の実施形態のＸ線管装置１とほぼ同等の構成であるので、前述の実施形態のＸ線管装置１と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０２】
（変形例２）  
第２の実施形態の変形例２のＸ線管装置１は、偏向コイル部６９ｃ１及び６９ｄ１を備える４極子磁場発生部６０１と、前述の偏向コイル部６９ａ２及び６９ｂ２を備える４極子磁場発生部６０２と、を備えている。
【０１０３】
図７Ａは、第２の実施形態の変形例２のＸ線管３０の概要を示す断面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＡ２−ＶＩＩＡ２線に沿った断面図であり、図７Ｃは、図７ＡのＶＩＩＡ１−ＶＩＩＡ１線に沿った断面図である。
【０１０４】
図７Ａに示すように、本実施形態の変形例２のＸ線管３０は、２つの４極子磁場発生部６０１及び６０２を備えている。  
図７Ａ及び図７Ｃに示すように、４極子磁場発生部６０１は、偏向コイル部６９ｃ１と、偏向コイル部６９ｄ１とを備えている。
【０１０５】
偏向コイル部６９ｃ１、６９ｄ１は、電源（図示せず）から電流が供給され、磁場を発生する。本実施形態において、偏向コイル部６９ｃ１、６９ｄ１は、それぞれ、電源（図示せず）から直流電源が供給され、直流磁場を生成する。偏向コイル部６９ｃ１、６９ｄ１は、供給される電流の電流比を変えることにより、電子ビームの軌道を所定の方向に偏向することできる。偏向コイル部６９ｃ１、６９ｄ１は、それぞれ、ヨーク６６に接続された磁極６８ａ乃至磁極６８ｄのいずれかの間に巻回される。図６Ｂに示すように、偏向コイル部６９ｃ１は、磁極６８ａ１及び６８ｂ１の間のヨーク６６の本体部に巻回される。偏向コイル部６９ｄ１は、磁極６８ｃ１及び６８ｄ１の間のヨーク６６の本体部に巻回される。この場合、例えば、磁極対６８ａ、６８ｂは、互いの間に直流磁場を生成し、磁極対６８ｃ、６８ｄは、互いの間に直流磁場を生成する。
【０１０６】
４極子磁場発生部６０１及び６０２は、それぞれ、小径部３１ｂに設けられている。すなわち、４極子磁場発生部６０１及び６０２は、小径部３１ｂで配列されている。４極子磁場発生部６０１は、小径部３１ｂにおいて陽極ターゲット３５側に設置され、４極子磁場発生部６０２は、小径部３１ｂにおいて４極子磁場発生部６０１に対して陰極３６側に設置されている。
【０１０７】
また、４極子磁場発生部６０１及び６０２は、それぞれ、陰極３６から射出される電子ビームの電子軌道に対して垂直な方向に偏芯して設置されている。例えば、図７Ｃに示すように、４極子磁場発生部６０１は、直線Ｌ３に沿った方向に偏芯して設置され、図７Ｂに示すように、４極子磁場発生部６０２は、第２の実施形態と同様に直線Ｌ１に沿った方向（陽極ターゲット３５の径方向）に偏芯して設置されている。
【０１０８】
４極子磁場発生部６０１は、コイル６４（６４ａ１、６４ｂ１、６４ｃ１、および６４ｄ１）と、ヨーク６６ｙａと、磁極６８（６８ａ１、６８ｂ１、６８ｃ１、および６８ｄ１）とを備えている。
【０１０９】
４極子磁場発生部６０２は、第２の実施形態の４極子磁場発生部６０とほぼ同等の構成である。４極子磁場発生部６０２は、コイル６４（６４ａ２、６４ｂ２、６４ｃ２、および６４ｄ２）と、ヨーク６６ｙｂと、磁極６８（６８ａ２、６８ｂ２、６８ｃ２、および６８ｄ２）とを備えている。
【０１１０】
コイル６４（６４ａ２、６４ｂ２、６４ｃ２、および６４ｄ２）は、それぞれ、第２の実施形態のコイル６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄ）とほぼ同等である。
【０１１１】
ヨーク６６ｙａおよび６６ｙｂは、第２の実施形態のヨーク６６とほぼ同等である。    磁極６８（６８ａ２、６８ｂ２、６８ｃ２、および６８ｄ２）は、ぞれぞれ、第２の実施形態の磁極６８（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄ）とほぼ同等である。
【０１１２】
本実施形態では、図７Ｂに示すように、４極子磁場発生部６０２は、第２の実施形態の４極子磁場発生部６０とほぼ同等の磁場の作用を複数の電子ビームに作用させる。
【０１１３】
図７Ｃに示すように、４極子磁場発生部６０１は、４極子磁場発生部６０２の磁場によって集束および変形された電子ビームＢＭ４を変形及び偏向する。
【０１１４】
図面を参照して本実施形態の変形例２の４極子磁場発生部６０１の原理について以下で説明する。  
図８Ａは、第２の実施形態の変形例２の４極子磁場の原理を示す断面図であり、図８Ｂは、第２の実施形態の変形例２の双極子磁場の原理を示す断面図であり、図８Ｃは、第２の実施形態の変形例２の４極子磁場発生部の原理を示す断面図である。図８Ａ乃至図８Ｃにおいて、Ｘ方向およびＹ方向は、陰極３６の中心軸線に対して垂直な方向であり、且つ互いに直交する。また、Ｘ方向は、磁極６８ｂ１（磁極６８ａ１）側から磁極６８ｄ１（磁極６８ｃ１）側へ向かう方向であり、Ｙ方向は、磁極６８ａ１（磁極６８ｃ１）側から磁極６８ｂ１（磁極６８ｄ１）側へ向かう方向である。
【０１１５】
図８Ａ乃至図８Ｃにおいて、４極子磁場発生部６０２によって電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２が集合された電子ビームＢＭ４が図面の手前側から奥側に向かって進行しているものとする。また、図８Ａ乃至図８Ｃにおいて、磁極６８ａ１及び磁極６８ｂ１は、対となる双極子（磁極対）であり、磁極６８ｃ１及び磁極６８ｄ１は、対となる双極子（磁極対）である。磁極対６８ａ１、６８ｂ１は、Ｙ方向に従う方向に向かう直流磁界を生成し、磁極対６８ｃ１、６８ｄ１も、Ｙ方向に従う直流磁界を生成する。
【０１１６】
図８Ａに示すように、変形例２において、偏向コイル部６９ｃ１、６９ｄ１の作用を受けない場合、４極子磁場発生部６０は、４極子磁場を生成する。
【０１１７】
図８Ｂに示すように、偏向コイル部６９ｃ１は、磁極６８ａ１にＮ極磁場を生成し、磁極６８ｂ１にＳ極磁場を生成するものとする。同様に、偏向コイル部６９ｄ１は、磁極６８ｃ１にＮ極磁場を生成し、磁極６８ｄ１にＳ極磁場を生成する。したがって、磁極６８ａ１から磁極６８ｂ１へ向かう磁界と磁極６８ｃ１から磁極６８ｄ１へ向かう磁界とが、それぞれ、偏向コイル部６９ｃ１及び偏向コイル部６９ｄ１によって形成される。
【０１１８】
４極子磁場発生部６０１は、図８Ｂに示すような偏向コイル部６９ｃ１、６９ｄ１の磁界の作用を受けて、磁極６８ａ１から磁極６８ｂ１に向かう磁場にさらに偏向コイル部６９ｃ１で生成される磁場が重畳され、磁極６８ｃ１から磁極６８ｄ１に向かう磁場にさらに偏向コイル部６９ｄ１で生成される磁場が重畳される。したがって、図８Ｃに示すように、４極子磁場発生部６０は、図８Ａに示すような４極子の磁場に加えて、磁極６８ａ１から磁極６８ｂ１へ向かう重畳された磁場を生成する。ここで、磁極６８ｃ１及び磁極６８ｄ１の間の磁場は、打ち消し合う。
【０１１９】
本実施形態では、Ｘ線管装置１が駆動された場合に、陰極３６に含まれる複数のフィラメント３６１ａ及び３６１ｂの各々から電子ビームＢＭ１及びＢＭ２が陽極ターゲット３５の電子の焦点に向けて射出される。陰極３６の中心と通る直線に沿っているものとする。４極子磁場発生部６０２は、偏向コイル部６９ａ２、６９ｂ２に図示されない電源から直流電流が供給される。例えば、電源から直流電流が供給されると、４極子磁場発生部６０２は、磁極６８ａ２乃至６８ｄ２の４極子の磁界（磁場）に偏向コイル部６９ａ２、６９ｂ２で生成される磁界（磁場）を重畳させて磁界を形成する。４極子磁場発生部６０２の生成する磁場を横切る際に、複数の電子ビームＢＭ１及びＢＭ２は、電子ビームＢＭ４に集束される。
【０１２０】
４極子磁場発生部６０１は、偏向コイル部６９ｃ１、６９ｄ１に図示されない電源から直流電流が供給される。例えば、電源から直流電流が供給されると、４極子磁場発生部６０２は、磁極６８ａ１乃至６８ｄ１の４極子の磁界（磁場）に偏向コイル部６９ｃ１、６９ｄ１で生成される磁界（磁場）を重畳させて磁界を形成する。従って、図８Ｃに示すように、４極子磁場発生部６０１は、電子ビームＢＭ４が磁場を横切る際に、４極子磁場発生部６０２で幅寸法（Ｘ方向の電子ビームＢＭ４の長さ）を小さく変形され、集束された電子ビームＢＭ４の長さ寸法（Ｙ方向の電子ビームＢＭ４の長さ）を小さくすることができる。この場合、例えば、４極子磁場発生部６０１及び６０２は、それぞれ、設置位置、電圧の強さ及び電流の向き等を調整することによって所望の大きさの電子ビーム又は電子ビームの焦点の形状を形成する。
【０１２１】
本実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、偏向コイル部６９ａ１、６９ｂ１を備える４極子磁場発生部６０１と、偏向コイル部６９ｃ２、６９ｄ２を備える４極子磁場発生部６０２とを備えている。４極子磁場発生部６０１及び６０２は、それぞれ、偏向コイル部６９ａ１、６９ｂ１、６９ｃ２、及び６９ｄ２に電源から直流電流を供給されることによって重畳した磁界を生成することができる。変形例２の４極子磁場発生部６０１及び６０２は、それぞれ、設置位置、電圧の強さ及び電流の向き等を調整することによって所望の大きさの電子ビーム及び電子ビームの焦点の形状を形成する。したがって、変形例２のＸ線管装置１は、使用目的に応じて電子ビーム形状を最適な形状に磁気的に変化させることができる。
【０１２２】
なお、変形例２において、４極子磁場発生部６０１及び６０２は、それぞれ、２つの偏向コイル部を備えていたが、さらに偏向コイル部を備えていてもよい。また、４極子磁場発生部６０１及び６０２は、互いに設置位置が反対でもよい。
【０１２３】
なお、本実施形態の変形例２において、４極子磁場発生部６０１及び６０２は、偏向コイル部６９ａ１、６９ｂ１、６９ｃ２、及び６９ｄ２には電源から直流電流が供給されていたが、交流電流が供給されていてもよい。
【０１２４】
このような場合、４極子磁場発生部６０１は、２つの対となる磁極から発生する磁場が互いに同じ向きとなるような双極子交磁場を発生する。例えば、４極子磁場発生部６０１は、対となる磁極６８ａ１及び磁極６８ｂ１と対となる磁極６８ｃ１及び磁極６８ｄ１とを備えている。磁極対６８ａ１、６８ｂ１と磁極対６８ｃ１、６８ｄ１とは、それぞれ、双極子として磁場を形成する。磁極対６８ａ１、６８ｂ１と磁極対６８ｃ１、６８ｄ１とは、それぞれ、互いの間に交流磁場を形成する。
【０１２５】
同様に、４極子磁場発生部６０２は、２つの対となる磁極から発生する磁場が互いに同じ向きとなるような双極子交磁場を発生する。例えば、４極子磁場発生部６０２は、対となる磁極６８ａ２及び磁極６８ｃ２と対となる磁極６８ｂ２及び磁極６８ｄ２とを備えている。磁極対６８ａ２、６８ｃ２磁極対６８ｂ２、６８ｄ２とは、それぞれ、双極子として磁場を形成する。磁極対６８ａ２、６８ｃ２と磁極対６８ｂ２、６８ｄ２とは、それぞれ、互いの間に交流磁場を形成する。
【０１２６】
４極子磁場発生部６０１及び６０２は、交流電流が供給されることによって双極子の間に生成される交流磁場により電子の軌道を間欠的または連続的に偏向することができる。陰極３６から射出される電子ビームが衝撃する焦点が間欠的または連続的に移動するように、４極子磁場発生部６０１及び６０２は、電源（図示せず）から後述する偏向コイル部６９ａ２、６９ｂ２、６９ｃ１、及び６９ｄ１の各々に供給される交流電流が偏向電源制御部（図示せず）によって制御されている。４極子磁場発生部６０１及び６０２は、電流等を制御することによって所望の方向に偏向させることができる。すなわち、４極子磁場発生部６０１及び６０２に交流電流を供給した場合、Ｘ線管装置１は、陽極ターゲット３５の面上で電子ビームが衝撃する焦点の位置を移動させることができる。
【０１２７】
次に第３の実施形態に係るＸ線管装置について説明する。第３の実施形態において、前述した前述の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１２８】
（第３の実施形態）  
第３の実施形態のＸ線管装置１０は、収納部３１ａがないために陽極ターゲット３５と陰極３６とが近づけて設置されている点が前述の実施形態と異なる。このため、第３の実施形態のＸ線管装置１０は、真空外囲器３１（真空容器３２）及び４極子磁場発生部の構成等が前述の実施形態と異なる。  
図９は、第３の実施形態のＸ線管装置の一例を示す断面図である。  
図１０Ａは、第３の実施形態のＸ線管３０の概要を示す断面図であり、図１０Ｂは、図１０ＡのＸＩＡ−ＸＩＡ線に沿った断面図であり、図１０Ｃは、図１０ＢのＸＢ１−ＸＢ１線に沿った断面図であり、図１０Ｄは、図１０ＢのＸＢ２−ＸＢ２線に沿った断面図であり、図１０Ｅは、図１０ＤのＸＤ−ＸＤ線に沿った断面図である。
【０１２９】
図１０Ｂ及び図１０Ｅにおいて、管軸ＴＡに直交する直線を直線Ｌ１とし、管軸ＴＡ及び直線Ｌ１に直交する直線を直線Ｌ２とする。図１０Ｂ及び図１０Ｅにおいて、陰極３６の中心、または電子ビームの射出方向に沿った直線に直交し、且つ直線Ｌ２に平行な直線を直線Ｌ３とする。
【０１３０】
Ｘ線管３０は、前述の実施形態の構成に加えて、さらにＫＯＶ部材５５を備えている。  
陽極ターゲット３５は、非磁性体、且つ電気伝導度（電気伝導性）が高い部材で形成されている。例えば、陽極ターゲット３５は、銅、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、非磁性ステンレス鋼等で形成されている。なお、陽極ターゲット３５は、少なくとも表面部分に非磁性体、且つ電気伝導度が高い金属部材で形成されている構成でもよい。または、陽極ターゲット３５は、表面部分を非磁性体、且つ電気伝導度が高い金属部材で形成された被覆部材で被覆されている構成でもよい。
【０１３１】
陰極３６は、後述する陰極支持部（陰極支持体、陰極支持部材）３７に取り付けられ、陰極支持部３７の内部を通る高電圧供給端子５４と接続されている。なお、陰極３６を電子発生源と称する場合もある。なお、陰極３６において、電子ビームの射出位置は、中心と一致する。この陰極３６の中心は、以下で中心を通る直線を含む場合もある。
【０１３２】
陰極支持部３７は、一端部に陰極３６を備え、他端部にはＫＯＶ部材５５を備えている。また、陰極支持部３７は、内部に高電圧供給端子５４を備えている。図１１Ａに示すように、陰極支持部３７は、管軸ＴＡ周辺に設けられたＫＯＶ部材５５から陽極ターゲット３５の外周近傍まで延長するように設置されている。また、陰極支持部３７は、陽極ターゲット３５に略平行に所定の間隔を空けて設置されている。このとき、陰極支持部３７は、陽極ターゲット３５の外周側の端部に陰極３６を備えている。
【０１３３】
ＫＯＶ部材５５は、低膨張合金で形成されている。ＫＯＶ部材５５は、一端部が陰極支持部３７にろう付けによって接合され、他端部が高電圧絶縁部材５０にろう付けによって接合されている。ＫＯＶ部材５５は、後述する真空外囲器３１内で高電圧供給端子５４を覆っている。
【０１３４】
高電圧供給端子５４及びＫＯＶ部材５５は、高電圧絶縁部材５０にろう付けによって接合されている。高電圧供給端子５４は、後述する真空容器３２を貫通して、真空外囲器３１の内部に挿入されている。このとき、高電圧供給端子５４は、挿入部が真空気密に密閉されて真空外囲器３１の内部に挿入されている。
【０１３５】
高電圧供給端子５４は、陰極支持部３７の内部を通って陰極３６に接続されている。高電圧供給端子５４は、陰極３６に相対的に負の電圧を印加するとともに陰極３６の図示しないフィラメント（電子放出源）にフィラメント電流を供給する。高電圧供給端子５４は、リセプタクル３０２に接続され、図示しないプラグ等の高電圧供給源がリセプタクル３０２に接続された場合に電流を供給される。高電圧供給端子５４は、金属端子である。
【０１３６】
真空外囲器３１は、真空雰囲気（真空気密）に密閉され、内部に固定軸１１、回転体１２、軸受け１３と、ロータ１４と、真空容器３２と、陽極ターゲット３５と、陰極３６と、高電圧供給端子５４と、ＫＯＶ部材５５と、を収納する。
【０１３７】
真空容器３２は、真空気密にＸ線透過窓３８を備えている。Ｘ線透過窓３８は、陰極３６と陽極ターゲット３５との間の領域に対向する真空外囲器３１（真空容器３２）の壁部に設けられている。Ｘ線透過窓３８は、例えば、ベリリウム、又はチタン、ステンレス及びアルミニウム等の金属で形成され真空容器３２の、Ｘ線放射窓２０ｗに対向する部分に設けられている。例えば、真空容器３２は、Ｘ線を透過する部材としてのベリリウムで形成されたＸ線透過窓３８で気密に閉塞されている。真空外囲器３１は、高電圧供給端子４４側から陽極ターゲット３５周囲まで高電圧絶縁部材３９が配置されている。高電圧絶縁部材３９は、電気絶縁性の樹脂で形成されている。
【０１３８】
真空外囲器３１（真空容器３２）は、後述する４極子磁場発生部６０の先端部を収納するための窪み部を備えている。図１０Ｂに示すように、本実施形態において、真空外囲器３１（真空容器３２）は、複数の窪み部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および３２ｄを備える。窪み部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および３２ｄは、それぞれ、真空外囲器３１（真空容器３２）の一部に形成されている。すなわち、窪み部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および３２ｄは、その窪みを包囲する真空外囲器３１（真空容器３２）の一部である。例えば、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、陰極３６を電子ビームの射出の方向に対して垂直な方向で包囲するように外部から真空外囲器３１（真空容器３２）が窪まされて形成される。すなわち、真空外囲器３１（真空容器３２）の内部から観測した場合には、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、陰極３６の電子ビームの射出方向に平行に突出するように形成されている。
【０１３９】
窪み部３２ａ乃至３２は、所定の中心位置（窪み部中心）から均等な距離に配置されている。窪み部３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、例えば、陰極３６の周囲で電子軌道から垂直方向にずれた（偏芯した）位置を中心（窪み部中心）として同一の角度間隔で配置されている。この場合、窪み部３２ｂは、窪み部中心周りで窪み部３２ａに対して９０°回転方向（反時計回り）に形成されている。同様に、窪み部３２ｄは、陰極３６の中心周りで窪み部３２ｂに対して９０°回転方向に形成され、窪み部３２ｃは、陰極３６の中心周りで窪み部３２ｄに対して９０°回転方向に形成される。
【０１４０】
例えば、図１０Ｂに示すように、窪み部３２ａは、直線Ｌ１から窪み部中心周りで回転方向に４５°の位置に設置され、窪み部３２ｂは、窪み部３２ａから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設定され、窪み部３２ｄは、窪み部３２ｂから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設置され、窪み部３２ｃは、窪み部３２ｄから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設置されている。すなわち、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、正方形の頂点の位置に配置されているように設置される。
【０１４１】
また、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、放電等を防止するために陽極ターゲット３５の表面および陰極３６の表面に近接し過ぎないように形成される。例えば、窪み部３２ａは、管軸ＴＡに沿った方向で、陽極ターゲット３５の表面に対向する陰極３６の表面よりも陽極ターゲット３５の表面から離れた位置まで窪まされて形成される。または、窪み部３２ａは、管軸ＴＡに沿った方向で、陰極３６の表面と同じ位置または陰極３６の表面よりも僅かに陽極ターゲット３５の表面に近い位置までに窪まされて形成される。窪み部３２ａ乃至３２ｄにおいて、放電等を防止するために陽極ターゲット３５のターゲット表面および陰極３６の表面から離すために、陽極ターゲット３５側に突出する角部は、それぞれ、曲面、又は傾斜するように形成されている。例えば、図１１Ｃに示すように、窪み部３２ａ乃至３２ｄの角部は、それぞれ、曲面状に形成されている。なお、窪み部３２ａ乃至３２ｄの角部は、それぞれ、後述する磁極６８（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄ）の傾斜角度に沿った傾斜角度で形成されていてもよい。なお、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、陽極ターゲット３５側に突出する角部は、傾斜及び径を有するように形成されていなくともよい。
【０１４２】
なお、窪み部は、陰極３６の電子ビームの射出方向に沿った軸（電子軌道）の一部を周囲で包囲するように設置されていれば、さらに４つでなくともよい。たとえば、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、一体に形成されていてもよい。また、窪み部３２ａ及び３２ｂと窪み部３２ｃ及び３２ｄとが、それぞれ、一体となって形成されていてもよい。
【０１４３】
また、真空外囲器３１は、陽極ターゲット３５から反射される反跳電子を捕獲する。そのため、真空外囲器３１は、反跳電子の衝撃を受けて温度が上昇し易く、通常、銅などの熱伝導度が高い部材で形成される。真空外囲器３１は、交流磁界の影響を受ける場合には、反磁界を発生しない部材で構成されることが望ましい。例えば、真空外囲器３１は、非磁性体の金属部材で形成される。好適には、真空外囲器３１は、交流電流によって過電流を発生させないために非磁性体の高電気抵抗部材で形成される。非磁性体の高電気抵抗部材は、例えば、非磁性ステンレス鋼、インコネル、インコネルＸ、チタン、導電性セラミクス、表面を金属薄膜でコーティングした非導電性セラミクスなどである。さらに好適には、真空外囲器３１において、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、非磁性体の高電気抵抗部材で形成され、窪み部３２ａ乃至３２ｄ以外の部分は、銅などの熱伝導度が高い非磁性部材で形成される。
【０１４４】
図１０Ｂ乃至図１０Ｅを参照して以下で４極子磁場発生部６０について詳細に説明する。  
図１０Ｂ及び図１０Ｅに示すように、４極子磁場発生部６０は、コイル６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄ）と、ヨーク６６（６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄ）と、磁極６８（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄ）と、偏向コイル部６９ａ、６９ｂとを備えている。
【０１４５】
本実施形態において、４極子磁場発生部６０は、陰極３６の中心軸線上に対して中心位置が垂直方向に偏芯して設置されている。例えば、図１０Ｅに示すように、４極子磁場発生部６０は、４つの磁極６８が正方形状に配置されている。詳細は後述するが、４極子磁場発生部６０は、ヨーク６６の本体部から突出する突出部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄの各々の先端に磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄが設けられている。
【０１４６】
図１０Ｃ及び図１０Ｄに模式的に示すように、磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとは、それぞれ、互い間に磁場を形成する。４極子磁場発生部６０は、電源（図示せず）から後述する偏向コイル部６９ａ、６９ｂの各々に供給される直流電流が偏向電源制御部（図示せず）によって制御されている。４極子磁場発生部６０は、陰極３６の中心軸線に対して垂直方向に中心を偏芯して設置することによって、所望の方向の電子ビームの形状を変形させ、且つ偏向することができる。例えば、図１０Ｅに示すように、４極子磁場発生部６０は、フィラメント３６１ａ及び３６１ｂの各々から射出される電子ビームＢＭ１及びＢＭ２の各々の幅を細く変形させ、且つ幅の変形に伴う径方向への陽極ターゲット３５上での焦点の移動（ずれ）を偏向によって補正することができる。すなわち、４極子磁場発生部６０は、陽極ターゲット３５の面上で電子ビームＢＭ１及びＢＭ２が同一位置で重なって衝撃する焦点の位置の調整と焦点での熱的な負荷の軽減とをすることができる。
【０１４７】
コイル６４は、４極子磁場発生部６０のための電源（図示せず）から電流を供給され、磁場を発生する。本実施形態において、コイル６４は、電源（図示せず）から直流電流が供給されている。コイル６４は、複数のコイル６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄを備えている。コイル６４ａ乃至６４ｄは、それぞれ、後述するヨーク６６の突出部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄの一部の周囲に巻かれている。
【０１４８】
ヨーク６６は、本体部から突出する突出部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄを備えている。突出部６６ａ乃至６６ｄは、それぞれ、電子ビームの射出方向（電子軌道）又は陰極３６の中心軸線に平行な方向に突出して設けられる。突出部６６ａ乃至６６ｄは、それぞれ同一の方向に向かって突出し、互いに平行である。また、突出部６６ａ乃至６６ｄは、同一の長さ及び形状で形成される。また、ヨーク６６は、本体部が中空の多角形状または中空円筒状に形成されている。本実施形態において、ヨーク６６は、４つの突出部６６ａ乃至６６ｄの各々が窪み部３２ａ乃至３２ｄに収納されるように設置される。このとき、ヨーク６６は、４つの突出部６６ａ乃至６６ｄで陰極３６を包囲するように配置されている。また、４つの突出部は、一部の周囲にコイル６４が巻かれている。
【０１４９】
詳細には、ヨーク６６の突出部６６ａは、一部の周囲にコイル６４ａが巻かれ、このコイル６４ａが巻かれていない部分が窪み部３２ａに収納されている。同様に、突出部６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄは、それぞれ、一部の周囲にコイル６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄが巻かれ、このコイル６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄが巻かれていない部分が窪み部３２ｂ、３２ｃ、および３２ｄに収納されている。
【０１５０】
磁極６８は、複数の磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄを備える。磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄは、それぞれ、ヨーク６６の突出部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄの先端部に設けられている。磁極６８ａ乃至６８ｄは、陰極３６を周囲で包囲する配置されている。すなわち、４極子磁場発生部６０において、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陰極３６の中心軸線に対して垂直方向の位置で、且つ所定の位置を中心（磁極中心）としてこの磁極中心の周りで均等に配置されている。このとき、磁極６８ａ乃至６８ｄの配置の中心（磁極中心）位置は、磁極６８ａ乃至６８ｄの各々の中心を通る直線の交点である。
【０１５１】
例えば、前述の窪み部３２ａ乃至３２ｄと同様に、図１０Ｂに示すように、磁極６８ａは、直線Ｌ１から磁極中心Ｃ１周りで回転方向（反時計回り）に４５°の位置に設置され、磁極６８ｂは、磁極６８ａから磁極中心Ｃ１周りで回転方向に９０°回転した位置に設定され、磁極６８ｄは、磁極６８ｂから磁極中心Ｃ１周りで回転方向に９０°回転した位置に設置され、磁極６８ｃは、磁極６８ｄから磁極中心Ｃ１周りで回転方向に９０°回転した位置に設置されている。すなわち、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、正方形の頂点の位置に配置されているように設置される。
【０１５２】
好適には、磁束密度を高めるために、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陰極３６に含まれるフィラメントから射出される電子の射出方向（電子軌道）に適度に近づけて設置される。すなわち、磁極６８ａは、窪み部３２ａの陰極３６側の湾曲壁面近傍に配置される。同様に、磁極６８ｂ乃至６８ｄは、それぞれ、窪み部３２ｂ乃至３２ｄの陰極３６側の湾曲壁面近傍に配置されている。なお、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、放電等を防ぐために陰極３６に近接し過ぎないように配置される。
【０１５３】
磁極６８ａ乃至６８ｄは、互いに略同形状で形成されている。磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、互いに対となる２つ双磁極子を含んでいる。例えば、磁極６８ａおよび磁極６８ｂが、双極子（磁極対６８ａ、６８ｂ）であり、磁極６８ｃおよび磁極６８ｄが、双極子（磁極対６８ｃ、６８ｄ）である。このときコイル６４を介して磁極６８に直流電流が供給された場合、磁極対６８ａ、６８ｂと磁極対６８ｃ、６８ｄとは、互いに逆向きの直流磁場を形成する。磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陽極ターゲット３５に近づき過ぎずに可能な限り磁束密度を高めた状態でフィラメント３６１ａ及び３６１ｂの各々から射出される電子ビームＢＭ１及びＢＭ２の各々の形状及び方向を調整するために、磁極中心に表面（端面）を向けて設置されている。このとき、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、表面が互いに対向するように形成されている。
【０１５４】
例えば、図１０Ｂに示すように、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、磁極中心Ｃ１を通り且つ管軸ＴＡに平行な直線に対して同じ角度の傾斜面で形成されている。磁極中心Ｃ１を通り且つ管軸ＴＡに平行な直線から磁極６８ａの表面までの傾斜角度をγ１とし、磁極中心Ｃ１を通り且つ管軸ＴＡに平行な直線から磁極６８ｄの表面までの傾斜角度をγ４とする。磁極中心Ｃ１を通り且つ管軸ＴＡに平行な直線から磁極６８ｂの表面までの傾斜角度をγ２とし、同様に磁極中心Ｃ１を通り且つ管軸ＴＡに平行な直線から磁極６８ｃの表面までの傾斜角度をγ３とする。したがって、例えば、磁極６８ａ乃至６８ｄが同じ傾斜で設置されている場合、γ１＝γ２＝γ３＝γ４となる。このとき、磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜角度γ（γ１、γ２、γ３、およびγ４）は、０°＜γ＜９０°の範囲で設定される。このとき、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、傾斜角度γが０°＜γ＜９０°の範囲で形成される。例えば、磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜角度が同一（γ１＝γ２＝γ３＝γ４）である場合、磁極対６８ａ乃至６８ｄの傾斜γ１、γ２、γ３、およびγ４は、それぞれ、３０°≦γ≦６０°の範囲で形成される。さらに、磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜γ１、γ２、γ３、およびγ４は、それぞれ、磁極中心Ｃ１を通り且つ管軸ＴＡに平行な直線に対して４５°になるように形成されてもよい。
【０１５５】
偏向コイル部６９ａ、６９ｂ（第１の偏向コイル部、第２の偏向コイル部）は、電源（図示せず）から電流が供給され、磁場を発生する電磁コイルである。本実施形態において、偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、それぞれ、電源（図示せず）から直流電源が供給され、交流磁場を生成する。偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、それぞれ、ヨーク６６の本体部の突出部６６ａ乃至６６ｄのいずれかの間に巻回される。図１０Ｃ及び図１０Ｄに示すように、偏向コイル部６９ａは、突出部６６ａ及び６６ｃの間のヨーク６６の本体部に巻回される。偏向コイル部６９ｂは、突出部６６ｂ及び６６ｄの間のヨーク６６の本体部に巻回される。この場合、磁極対６８ａ、６８ｃは、互いの間に直流磁場を生成し、磁極対６８ｂ、６８ｄは、互いの間に直流磁場を生成する。
【０１５６】
偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、陽極ターゲット３５の径方向に対して垂直な方向であって陰極３６に含まれるフィラメントの幅方向に沿った方向に沿って形成される双極子磁場を発生させる。偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、流れる電流により、電子ビームの軌道を所定の方向に偏向移動させることできる。
【０１５７】
図面を参照して本実施形態の４極子磁場発生部６０の原理について以下で説明する。    図１１Ａは、第３の実施形態の４極子磁場の原理を示す図であり、図１１Ｂは、第２の実施形態の双極子の原理を示す図である。図１１Ａ、および図１１Ｂにおいて、Ｘ方向およびＹ方向は、それぞれ、陰極３６の中心軸線に垂直な方向であり、且つ互いに直交する。また、Ｘ方向は、磁極６８ｂ（磁極６８ａ）側から磁極６８ｄ（磁極６８ｃ）側へ向かう方向であり、Ｙ方向は、磁極６８ａ（磁極６８ｃ）側から磁極６８ｂ（磁極６８ｄ）側へ向かう方向である。
【０１５８】
図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、図３、図６、図８とは異なり、電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は図面の奥側から手前側に向かって進行しているものとする。また、図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、磁極６８ａ及び磁極６８ｃは、対となる双極子（磁極対）であり、磁極６８ｂ及び磁極６８ｄは、対となる双極子（磁極対）である。磁極対６８ａ、６８ｃは、Ｘ方向に従う方向に向かう直流磁界を生成し、磁極対６８ｂ、６８ｄは、Ｘ方向に従う直流磁界を生成する。
【０１５９】
図１１Ａに示すように、偏向コイル部６９ａ、６９ｂの作用を受けない場合、４極子磁場発生部６０は、磁極６８ａにＮ極磁場を生成し、磁極６８ｂにＳ極磁場を生成し、磁極６８ｃにＳ極磁場を生成し、磁極６８ｄにＮ極磁場を生成するものとする。
【０１６０】
図１１Ｂに示すように、偏向コイル部６９ａは、磁極６８ａにＮ極磁場を生成し、磁極６８ｃにＳ極磁場を生成するものとする。同様に、偏向コイル部６９ｂは、磁極６８ｂにＮ極磁場を生成し、磁極６８ｄにＳ極磁場を生成する。したがって、磁極６８ａから磁極６８ｃへ向かう磁界と磁極６８ｂから磁極６８ｄへ向かう磁界とが、それぞれ、偏向コイル部６９ａ及び偏向コイル部６９ｂによって形成される。
【０１６１】
４極子磁場発生部６０は、図１１Ｂに示すような偏向コイル部６９ａ、６９ｂの磁界の作用を受けて、磁極６８ａから磁極６８ｃに向かう磁場にさらに偏向コイル部６９ａで生成される磁場が重畳され、磁極６８ｄから磁極６８ｂに向かう磁場にさらに偏向コイル部６９ｂで生成される磁場が重畳される。したがって、４極子磁場発生部６０は、４極子の磁場に加えて、磁極６８ａから磁極６８ｃへ向かう重畳された磁場を生成する。ここで、磁極６８ｂ及び磁極６８ｄの間の磁場は、打ち消し合う。
【０１６２】
本実施形態では、Ｘ線管装置１が駆動された場合に、陰極３６に含まれるフィラメント３６１ａ及び３６１ｂから電子ビームＢＭ１及びＢＭ２が、それぞれ、陽極ターゲット３５の電子の焦点に向けて射出される。ここで、電子が射出される方向は、収束面３６３ａ及び３６３ｂの各々に垂直な方向である。また、図１０Ｂに示される４極子磁場発生部６０の磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜γ１乃至γ４は、互いに同一である。４極子磁場発生部６０は、コイル６４に図示しない電源から直流電流が供給される。電源から直流電流が供給されると、４極子磁場発生部６０は、４極子である磁極６８ａ乃至６８ｄの間に磁界（磁場）を発生させる。陰極３６のフィラメント３６１ａ及び３６１ｂから射出される電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、それぞれ、陰極３６及び陰極支持部３７と陽極ターゲット３５との間に生成される磁界を横切るように際に、集束され、且つ所定の方向に偏向される。その結果、電子ビームＢＭ１及び電子ビームＢＭ２は、陽極ターゲット３５上に焦点へ衝撃する。本実施形態において、例えば、図１０Ｅに示すように、４極子磁場発生部６０は、円形状に射出される電子ビームをＹ方向に細長い楕円形状に変形し、電子ビームＢＭ１及びＢＭ２の各々をＬ３線に沿って陰極３６の中心側へ集束するように作用する。この場合、４極子磁場発生部６０は、電子ビームを見かけ上の焦点は小さく、複数の電子ビーム（電子ビームＢＭ１及びＢＭ２）を実際に陽極ターゲット３５面上の焦点に正確に衝撃させることができる。
【０１６３】
本実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、窪み部３２ａ乃至３２ｄを備えるＸ線管３０と、偏向コイル部６９ａ及び６ｂとを備える４極子磁場発生部６０とを備えている。４極子磁場発生部６０は、偏向コイル部６９ａ及び６９ｂに電源から直流電流を供給されることによって重畳した磁界を生成することができる。第１の実施形態の４極子磁場発生部６０は電子ビームの軌道に対して垂直方向に偏芯して設置することによって一方向に偏向していたが、本実施形態の４極子磁場発生部６０は、電子ビームを幅（Ｘ方向）に変形した場合に生じる長さ方向（Ｙ方向）への移動（ずれ、偏芯）を偏向することによって補正することができる。したがって、本実施形態のＸ線管装置１は、使用目的に応じて電子ビーム形状を最適な形状に磁気的に変化させることができる。
【０１６４】
また、本実施形態のＸ線管装置１は、陽極ターゲット３５と陰極３６とが前述の実施形態よりも近接して設置されている。したがって、本実施形態のＸ線管装置１は、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みや、陰極３６の電子放出量の低下などの発生を低減することができる。
【０１６５】
なお、本実施形態のＸ線管装置１は、さらに偏向コイル部６９ｃ、６９ｄを備えていてもよい。偏向コイル部６９ｃ、６９ｄ（第３の偏向コイル部、第４の偏向コイル部）は、電源（図示せず）から電流が供給され、磁場を発生する。本実施形態において、偏向コイル部６９ｃ、６９ｄは、それぞれ、電源（図示せず）から直流電源が供給され、直流磁場を生成する。偏向コイル部６９ｃ、６９ｄは、それぞれ、ヨーク６６の本体部の突出部６６ａ乃至６６ｄのいずれかの間に巻回される。例えば、偏向コイル部６９ｃは、突出部６６ａ及び６６ｂの間のヨーク６６の本体部に巻回される。偏向コイル部６９ｄは、突出部６６ｃ及び６６ｄの間のヨーク６６の本体部に巻回される。この場合、磁極対６８ａ、６８ｂは、互いの間に直流磁場を生成し、磁極対６８ｃ、６８ｄは、互いの間に直流磁場を生成する。
【０１６６】
偏向コイル部６９ｃ、６９ｄは、陽極ターゲット３５の径方向であって陰極３６に含まれるフィラメントの幅方向に対して垂直な長さ方向に沿った方向に沿って形成される双極子磁場を発生させる。偏向コイル部６９ｃ、６９ｄは、流れる電流により、電子ビームの軌道を所定の方向に偏向移動させることできる。
【０１６７】
なお、本実施形態において、４極子磁場発生部６０は、偏向コイル部６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、および６９ｄを備えていてもよい。このとき、偏向コイル部６９ａ乃至６９ｄは、電源から交流電流が供給されていてもよい。このような場合、４極子磁場発生部６０は、２つの対となる磁極から発生する磁場が互いに同じ向きとなるような双極子交流磁場を発生する。
【０１６８】
偏向コイル部６９ａ及び６９ｂに交流電流が供給される場合、例えば、４極子磁場発生部６０は、対となる磁極６８ａ及び磁極６８ｃと対となる磁極６８ｂ及び磁極６８ｄとを備えている。磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとは、それぞれ、双極子として磁場を形成する。磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとは、それぞれ、互いの間に交流磁場を形成する。
【０１６９】
偏向コイル部６９ｃ及び６９ｄに交流電流が供給される場合、例えば、４極子磁場発生部６０は、対となる磁極６８ａ及び磁極６８ｂと対となる磁極６８ｃ及び磁極６８ｄとを備えている。磁極対６８ａ、６８ｂと磁極対６８ｃ、６８ｄとは、それぞれ、双極子として磁場を形成する。磁極対６８ａ、６８ｂと磁極対６８ｃ、６８ｄとは、それぞれ、互いの間に交流磁場を形成する。
【０１７０】
４極子磁場発生部６０は、交流電流が供給されることによって双極子の間に生成される交流磁場により電子の軌道を間欠的または連続的に偏向することができる。陰極３６から射出される電子ビームが衝撃する焦点が間欠的または連続的に移動するように、４極子磁場発生部６０は、電源（図示せず）から後述する偏向コイル部６９ａ乃至６９ｂの各々に供給される交流電流が偏向電源制御部（図示せず）によって制御されている。４極子磁場発生部６０は、陰極３６から射出される電子ビームを陽極ターゲット３５の径方向に沿った方向に偏向させることができる。すなわち、４極子磁場発生部６０は、陽極ターゲット３５の面上で電子ビームが衝撃する焦点の位置を移動させることができる。
【０１７１】
さらに、本実施形態のＸ線管装置１は、偏向コイル部６９ａ及び６９ｂを備える第１の４極磁場発生部と、偏向コイル部６９ｃ及び６９ｄを備える第２の４極磁場発生部とを備えていてもよい。この場合、４極子磁場発生部６０は、陰極３６から射出される電子ビームを陽極ターゲット３５の任意方向に偏向させることができる。
【０１７２】
前述の実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、複数の窪み部を備えるＸ線管と、Ｘ線管で射出される電子ビームを形成する４極子磁場発生部とを備えている。４極子磁場発生部は、電源からコイルに直流電流が供給されることによって複数の磁極の間に磁界を生じさせる。４極子磁場発生部は、複数の磁極によって生成する磁場によって陰極から射出される電子ビームを変形できる。その結果、本実施形態のＸ線管装置１は、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みや、陰極の電子放出量の低下などの発生を低減することができる。
【０１７３】
なお、前述の実施形態において、Ｘ線管装置１は、回転陽極型Ｘ線管であるとしたが、固定陽極型Ｘ線管であってもよい。  
前述の実施形態において、Ｘ線管装置１は、中性点接地型のＸ線管装置であるとしたが、陽極接地型又は陰極接地型のＸ線管装置であってもよい。
【０１７４】
さらに、前述の実施形態では、陰極３６は、外周部を取り囲む非磁性体カバーを備えるとしたが、一体構造で全て非磁性体又は電気伝導度の高い非磁性体の金属から構成されていてもよい。
【０１７５】
また、前述の実施形態では、陽極ターゲット３５に対向する陰極３６の表面は傾斜部を備え、傾斜部に複数の電子発生源が設けられているが、陽極ターゲット３５に対向する陰極３６の表面が傾斜部を有せず、複数の電子発生源が設けられた平坦部であっても良い。
【０１７６】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものでなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2016136373.tif 000010
【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
2016136373.tif 000020
【図９】
2016136373.tif 000021
【図１０Ａ】
2016136373.tif 000022
【図１０Ｂ】
2016136373.tif 000023
【図１０Ｃ】
2016136373.tif 000024
【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月3日(2016.6.3)
【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】
電子が衝撃することによってＸ線を発生するターゲット面を備える陽極ターゲットと、前記電子を射出する複数の電子発生源を備える陰極と、
前記陰極と前記陽極ターゲットとを収容し、内部が真空気密に密閉される真空外囲器と、
電源より電流を供給されることによって磁場を形成し、前記真空外囲器の外側に設置され、前記複数の電子発生源の各々から同時に射出される前記電子の電子軌道の周囲を包囲する４極子で構成される４極子磁場発生部と、を備えるＸ線管装置。
【請求項２】
前記４極子磁場発生部は、前記陰極の中心軸線に対して垂直方向に偏芯して設置されている請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項３】
前記真空外囲器は、当該陽極ターゲットに対向する位置で外側へ延出し、前記陰極を収納し、前記陽極ターゲットと当該陰極との間に周囲より径の小さい小径部を形成される収納部をさらに備え、
前記４極子磁場発生部は、前記小径部の周囲を包囲して配置される請求項１又は請求項２に記載のＸ線管装置。
【請求項４】
前記真空外囲器は外側から窪まされた窪み部を備え、前記４極子は該窪み部に収納されている請求項１又は請求項２に記載のＸ線管装置。
【請求項５】
直流電源より直流電流を供給され、前記４極子磁場発生部の一部に設けられ、当該４極子磁場発生部に４極子に直流磁場を生成する少なくとも一対の双極子を形成する少なくとも１つの偏向コイル部を、さらに備える請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載のＸ線管装置。
【請求項６】
交流電源より交流電流を供給され、前記４極子磁場発生部の一部に設けられ、当該４極子磁場発生部に４極子に交流磁場を生成する少なくとも一対の双極子を形成する少なくとも１つの偏向コイル部を、さらに備える請求項５に記載のＸ線管装置。
【請求項７】
前記陰極及び前記ターゲット面は、
少なくとも表面部分を高い電気伝導度且つ非磁性体の金属部材で形成され、前記真空外囲器に収納され、前記陽極ターゲットと対向する位置に設けられる前記陰極を支持する陰極支持部を、さらに備える請求項６に記載のＸ線管装置。
【請求項８】
前記金属部材は、銅、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、非磁性ステンレス鋼のいずれか、またはこれらのいずれかを主成分とする金属材料であることを特徴とする請求項７に記載のＸ線管装置。
【請求項９】
前記４極子磁場発生部の４極子の端面は、それぞれ、前記電子軌道に対する角度が所定の傾斜角度γで設けられ、
前記傾斜角度γは、０°＜γ＜９０°である、請求項４に記載のＸ線管装置。
【国際調査報告】
2016136373.tif 000029
2016136373.tif 000030
2016136373.tif 000031
2016136373.tif 000032