(57)【要約】【課題】  耐電圧性能が向上し安定するので、製品の信頼性が得られるＸ線管を提供することである。【解決手段】  電子を放出する陰極と、該陰極から放出される電子を照射することによりＸ線を放出する陽極と、前記陰極および前記陽極を真空で収納するガラス管とを有し、前記ガラス管の内側面には、前記ガラス管のガラスの融点よりも融点の低いガラス薄膜と、該ガラス薄膜によって該ガラス管に接着された粒子とを有するＸ線管。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する陰極と、該陰極から放出される電子を照射することによりＸ線を放出する陽極と、前記陰極および前記陽極を真空で収納するガラス管とを有し、前記ガラス管の内側面には、前記ガラス管のガラスの融点よりも融点の低いガラス薄膜と、該ガラス薄膜によって該ガラス管に接着された粒子とを有するＸ線管。
【請求項２】
請求項１において、
前記粒子の粒径を１μｍ以上２０μｍ以下としたことを特徴とするＸ線管。
【請求項３】
請求項１において、
前記粒子を陰極側金属端部から２mm以上の幅に接着したことを特徴とするＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小型化され、且つ、耐電圧性能を製品毎にばらつきがなく、安定化したＸ線管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線管は、真空管構造を絶縁油で包み込んだ構造で、真空部分は、ガラス管で真空を保持し、電子を供給する陰極とその電子が照射されてＸ線を発生する陽極とを真空とガラスとで絶縁している。この構造で絶縁耐力の低い箇所は、ガラスと真空との界面である。この部分にガス成分が吸着されていることがあり、また製作工程で誤ってガラス管内に導電性の塵埃が残留していたりすれば、絶縁性能は著しく低下する。これらを除去するためにガラス内面は鏡面仕上げされ、溶剤などで十分に洗浄され、さらにガラス管内を排気しながら高抵抗で電流を制限した電圧を加え、徐々に耐電圧性能を向上する。これをコンディショニングと呼んでいる。これらの処理によって真空部分およびガラス管内面の耐電圧性能を必要な状態にする。この状態でガラス管球の外側に絶縁油を充填してＸ線管の絶縁が確保される。しかしながら、稀に絶縁性能が低下する管球があり、更なる絶縁性能の向上が望まれている。従来のＸ線管は特開２００３−２０３５９１号公報，特開２００６−１９２２３号公報などに示されるように陰極支持部の抵抗を均一化する、ガラス内面に金属膜を形成する、ガラス内面をサンドショットで削り、数μｍの窪みを形成するなどにより、絶縁性能の向上を図っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０３５９１号公報
【特許文献２】特開２００６−１９２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線管の更なる絶縁性能の向上を図るために各種の技術を用いている。しかし、陰極支持部の抵抗を均一化する構造は、単純な形状の陰極支持部にする必要があり、また抵抗を流れる電流が運転時に損失となる。またガラス内面に金属膜を形成すると、金属膜の部分に電流が流れ運転時に損失となる。一方、ガラス内面をサンドショットで削ると、削る衝撃でガラスにマイクロクラックを生ずる危険性があり、また削り取られたガラスを完全に除去するためにふっ酸洗浄などの処理工程が増加する。
【０００５】
本発明の目的は、これらの問題がなく、Ｘ線管の寸法を変えることなくＸ線管の更なる絶縁性能の安定な向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
更なる絶縁性能の安定な向上を図るためにＸ線管ガラス内面に粒子を接着することで本発明の目的を達成する。ガラス管の陰極側内面に粒径数μｍの粒子を接着することで、ガラス管内面の絶縁性能が向上することを実験的に見出した。効果は安定で、従来技術のような不安定な状態から脱することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来通りのＸ線管の寸法のままでも、耐電圧性能を約１.５ 倍以上に向上することができる。この効果は安定であり、Ｘ線管の寿命を著しく伸ばすことも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に本発明になるＸ線管の主要部分を示す。Ｘ線管の耐電圧性能としては、例えば２００ｋＶなどの高電圧である。Ｘ線管１の陰極２から電子が放出され、陽極のターゲット３に照射され、ターゲット３から発生したＸ線がガラス窓４から取り出される。主要部の真空を保ち、陰極を支持するステム８が絶縁上で重要である。ステム８の外側は絶縁油６で覆われ、油中の塵埃などを管理することで安定な絶縁性能を発揮する。これら全ては、ケース５に入れてある。ここで、ステム８の真空７側面の陰極側金属端部８ａから接地電位側金属端８ｂのガラス内面８ｃに粒子９を付着することによって粒子カソード端９ａと粒子中間電位端９ｂとの間に数μｍの突起をつけると耐電圧性能が著しく向上する。図２にステム部分を示す。ステム８の陰極側金属端部８ａから接地電位側金属端８ｂのガラス内面８ｃに数μｍの粒子を付着すると、著しく絶縁性能が向上する。図３にガラス内面８ｃに粒子９が付着する様子を示す。粒子９は算術平均粒径が５μｍにした例である。粒径の計測は、規定メッシュの篩による分布の計測，顕微鏡で目視による計測などで計測するが、ここでは篩による分粒で求めた。低融点ガラス１０は、粒子９をガラス内面８ｃに塗布する際に使用するガラスフリットペーストが加熱によって固化したものである。この低融点ガラス１０によって、粒子９がガラス内面８ｃに接着される。図４にガラス内面に付着させた粒子の粒径と耐電圧の特性例を示す。１μｍ以上２０μｍ以下の粒径の粒子を付着させた場合は、粒子の付着なしに比して約１.５ 倍以上の耐電圧性能を示す。なお、粒径が大きくなりすぎると粒子部分での電界集中が大きくなって、耐電圧性能が低下すると考えられる。
【０００９】
図５に他の実施例になるＸ線管の主要部分を示す。ステム８は複数の部材で構成されるが、絶縁を担っているのは、陰極側金属端部８ａから接地電位側金属端８ｂのガラス内面８ｃである。このガラス内面８ｃに数μｍの粒子を接着することで耐電圧性能が著しく向上する。
【００１０】
ガラス内面８ｃに数μｍの粒子を接着することは、サブμｍくらいの粒径まで粉砕した低融点ガラスフリットにメチルセルロース，エチルセルロース，カルボキシメチルセルロース，オキシエチルセルロース，ベンジルセルロース，プロピルセルロース，ニトロセルロースなどをタービネオール，ブチルカルビトールアセテート，エチルカルビトールアセテートなどの溶剤に溶解したものや、メチルアクリレート，エチルアクリレート，ブチルアクリレート，２−ヒドロオキシエチルメタアクリレートなどのアクリル樹脂をメチルエチルケトン，タービネオール，ブチルカルビトールアセテート，エチルカルビトールアセテートなどの溶剤に溶解したガラスフリットペーストを使用する。ガラスフリットペーストに数ミクロンの粒子を混合し、流動性を有する状態でガラス内面８ｃに塗布する。この際に円筒用のガラスの中心軸を中心に回転しながら熱を加える。この熱によって、有機溶剤は気化し、樹脂分が硬化するので微小ガラスフリットと樹脂で数μｍの粒子がガラス内面８ｃに接着される。さらに４００℃を超える温度になるとガラスフリットが溶融し、樹脂分は熱分解されてなくなる。ここからガラスの温度を下げてゆくと、粒子はガラスフリットが溶融して再度固まった低融点ガラスによって強固にガラス内面８ｃに接着される。このようにして、ガラス内面８ｃに数μｍの粒子を接着することが出来る。低融点ガラスは、鉛を含むガラスが多かったが、最近では、ビスマス系ガラス，リン酸系ガラスなどがある。
【００１１】
これらガラスの融点は３２０℃から５００℃までを選ぶことが出来る。また粒子は、ジルコン，コージェライト，チタン酸アルミニウム，アルミナ，ムライト，シリカ，酸化錫系セラミック，溶融シリカを単独または組み合わせて用いることも可能である。この粒子をガラスフリットペーストに混入して用いるが、ガラスフリットペーストの粘度に応じて粒子の混合量を決めるようにする。これは粒子を含有するガラスフリットペーストをガラス内面８ｃに塗布する作業が可能な粘度にするためであり、刷毛塗りなどで確認する。
【００１２】
ガラス内面に数μｍの突起を付けるためには、粒子の径および形状が重要になる。形状としては球状が望ましいが、大きな塊を粉砕するので、完全球は難しく、できるだけ球に近い形状が望ましい。粒子形状の扁平さをアスペクト比として定義されるが、３以下が望ましい。更には２以下が良好である。篩を用いて粒度の分布を選択した一実施例を図６に示す。粒径の分布幅を狭いものとすることで、絶縁性能の更なる安定化を図ることができる。有効な粒径は１〜２０μｍであり、望ましくは、２〜１０μｍである。篩の上限メッシュと下限メッシュによって、図６のように粒径の分布を選択することができる。
【００１３】
粒子の接着により突起を付けたくない部分はビニルテープを貼り付けるなどによって覆い、凹凸を付けないようにできる。特に図５に示した例ではガラス内面８ｃの陰極側金属端部８ａから５mmのみに粒子を接着した場合にも全面に粒子を接着した場合と同様な効果を得ることができた。
【００１４】
ガラス管の陰極側端から何mmまでに粒子を付着すると効果があるかを実験した結果を図７に示す。陰極側金属端部から２mmで効果があることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明になるＸ線管の一部を示す断面図である。
【図２】本発明になるＸ線管のステムを示す断面図である。
【図３】本発明になるＸ線管のステムを示す断面図である。
【図４】接着粒子の粒径と耐電圧性能を示す特性図である。
【図５】本発明になる他の実施例を示すステムの断面図である。
【図６】接着粒子の粒径の分布を示した図である。
【図７】ガラス陰極側端から粒子接着幅と耐電圧性能を示す特性図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  Ｘ線管
２  陰極
３  ターゲット
４  ガラス窓
５  ケース
６  絶縁油
７  真空
８  ステム
８ａ  陰極側金属端部
８ｂ  接地電位側金属端
８ｃ  ガラス内面
９  粒子
９ａ  粒子カソード端
９ｂ  粒子中間電位端
【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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