(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線発生源と、
前記電子線発生源から照射される電子線の衝突によりＸ線を発生する陽極と、
前記陽極を回転する回転手段とを備えたＸ線管装置において、
前記陽極から発生するＸ線の放射方向の中心が、前記回転手段による前記陽極の回転軸と平行であり、
前記電子線発生源から前記陽極へ照射される電子線と、前記Ｘ線の放射方向の中心とのなす角が鋭角であることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
電子線発生源と、
前記電子線発生源から照射される電子線の衝突によりＸ線を発生する陽極と、
前記陽極を回転する回転手段とを備えたＸ線管装置において、
前記電子線発生源から前記陽極へ照射される電子線の照射方向が、前記回転手段による前記陽極の回転軸に対して鋭角であり、前記陽極から発生するＸ線の放射方向の中心に対しても鋭角であることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項３】
Ｘ線を発生するＸ線発生源と、
前記Ｘ線発生源から発生して被検査物を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置とを備えたＸ線検査装置において、
前記Ｘ線発生源として、請求項１又は請求項２のいずれかに記載のＸ線管装置を備え、
前記Ｘ線管装置と前記Ｘ線検出装置とを前記Ｘ線の放射方向の中心と直交する方向に移動させる移動機構を備えたたことを特徴とするＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極回転機構を備えたＸ線管装置及びそれを用いたＸ線検査装置に係り、特に工業用の非破壊検査装置等のようにＸ線を様々な角度や方向から照射するのに好適なＸ線管装置及びそれを用いたＸ線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の医療用あるいは工業用のＸ線透過・撮影装置又はＸ線露光装置等では、多くの場合、Ｘ線発生源としてＸ線管装置が使用されている。Ｘ線管装置は、陰極から放出した電子線を陽極に照射し、電子線の衝突により陽極からＸ線を発生するものである。大出力のＸ線管装置には、電子線の衝突による発熱で陽極が溶融するのを防止するために、陽極を回転する回転機構が備えられている。
【０００３】
図４は、従来の陽極回転機構を備えたＸ線管装置の概略構成を示す斜視図である。Ｘ線管装置４０は、電子線を放出する陰極を有する電子銃４１と、電子ビームの衝突によりＸ線を発生する陽極ターゲット４２と、陽極ターゲット４２を回転する回転機構４３とを備えている。電子銃４１、陽極ターゲット４２及び回転機構４３の一部は、金属あるいはガラス製の外囲器４６内に真空封入されてＸ線管管球を構成している。Ｘ線管管球及び回転機構４３の一部はさらにシステム容器４８内に収納され、システム容器４８にはＸ線を放射する放射窓４７が設けられている。
【０００４】
電子銃４１は、外囲器４６内に固定されている。陽極ターゲット４２は円盤状で、そのＸ線放射面はＸ線の放射方向に対して所定角度傾斜している。電子銃４１からの電子ビームが衝突することにより、陽極ターゲット４２のＸ線放射面からＸ線が発生する。Ｘ線は陽極ターゲット４２のＸ線放射面から所定の角度範囲で放射されるが、図４に一点鎖線で示したように、Ｘ線の放射方向の中心は電子ビームの照射方向とほぼ垂直となる。回転機構４３は、ステータコイル４４、軸受け４５及び支持部を有し、軸受け４５及び支持部により陽極ターゲット４２は回転可能に保持されている。ステータコイル４４は、励磁電流を流したときに発生する磁界の作用により、陽極ターゲット４２を回転させる。
【０００５】
このように従来の陽極回転機構を備えたＸ線管装置は、電子ビームの照射方向が陽極の回転軸方向と一致し、Ｘ線を放射する放射窓４７の左右に電子銃４１及び回転機構４３を配置していた。
【０００６】
図５は、従来の陽極回転機構を備えたＸ線管装置を用いたＸ線検査装置の構成図である。Ｘ線検査装置５０は、被検査物を載せるＸＹテーブル１１、Ｘ線管装置４０、及びＸ線検出装置２０を含んで構成される。Ｘ線検出装置２０は、Ｘ線管装置４０から発生してＸＹテーブル１１上の被検査物を透過したＸ線を検出し、画像信号に変換する。Ｘ線管装置４０及びＸ線検出装置２０は、それぞれ図示しない移動機構によりＸ線検査装置５０内を移動可能に構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
工業用の非破壊検査装置等のＸ線検査装置では、Ｘ線を被検査物に対して様々な角度や方向から照射することが要求される。しかしながら、従来の陽極回転機構を備えたＸ線管装置は、Ｘ線の放射窓の左右に電子銃及び回転機構を配置していたため、放射窓を上に向けた状態で装置が横長の構成となり、図５において放射窓４７がＸ線検査装置５０内を移動可能な範囲が限られていた。また、Ｘ線の放射窓の周囲に電子銃及び回転機構があるため、放射窓の周囲の空間を広く取ることができず、Ｘ線を被検査物に対して照射する角度や方向が限られていた。
【０００８】
本発明は、Ｘ線の放射方向に対して横寸法が小さく、Ｘ線の放射窓の周囲の空間が広いＸ線管装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明はまた、Ｘ線を被検査物に対して様々な角度や方向から照射することのできるＸ線検査装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係るＸ線管装置は、電子線発生源と、電子線発生源から照射される電子線の衝突によりＸ線を発生する陽極と、陽極を回転する回転手段とを備えたＸ線管装置において、陽極から発生するＸ線の放射方向の中心を、回転手段による陽極の回転軸とほぼ平行にしたものである。
【００１１】
従来、Ｘ線の放射方向の中心は、陽極の回転軸とほぼ垂直であった。このため、陽極を回転する回転手段は、Ｘ線の放射窓の横に配置する必要があった。請求項１に記載の本発明では、Ｘ線の放射方向の中心を陽極の回転軸とほぼ平行にすることにより、陽極を回転する回転手段をＸ線の放射窓の下方に配置することができる。
【００１２】
請求項２に記載の本発明に係るＸ線管装置は、電子線発生源と、電子線発生源から照射される電子線の衝突によりＸ線を発生する陽極と、陽極を回転する回転手段とを備えたＸ線管装置において、電子線発生源から陽極へ照射される電子線の照射方向を、回転手段による陽極の回転軸とほぼ垂直にしたものである。
【００１３】
従来、電子線の照射方向は、陽極の回転軸方向と一致していた。このため、陽極を回転する回転手段は、電子線発生源と並んで配置する必要があった。請求項２に記載の本発明では、電子線の照射方向を陽極の回転軸とほぼ垂直にすることにより、電子線発生源と陽極を回転する回転手段とをほぼ垂直に配置することができる。従って、電子線発生源又は回転手段をＸ線の放射窓の下方に配置することができる。
【００１４】
請求項３に記載の本発明に係るＸ線検査装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生源と、Ｘ線発生源から発生して被検査物を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置とを備えたＸ線検査装置において、Ｘ線発生源として、請求項１又は請求項２に記載のＸ線管装置を備えたものである。
【００１５】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線管装置は、Ｘ線の放射方向に対して横寸法が小さく、Ｘ線の放射窓の周囲の空間が広い。これをＸ線発生源として用いることにより、Ｘ線を被検査物に対して様々な角度や方向から照射することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。図１（ａ）は本発明の一実施の形態によるＸ線管装置の概略構成を示す斜視図、図１（ｂ）は電子銃と陽極ターゲットの側面図である。Ｘ線管装置１０は、電子ビームを発生する電子銃１と、電子ビームの衝突によりＸ線を発生する陽極ターゲット２と、陽極ターゲット２を回転する回転機構３とを備えている。電子銃１、陽極ターゲット２及び回転機構３の一部は、金属あるいはガラス製の外囲器６内に真空封入されている。外囲器６には、Ｘ線を放射する放射窓７が設けられている。
【００１７】
電子銃１は、電子線を放出する陰極と、陰極から電子線を引き出す引出し電極と、電子線を集束する電子集束系とを備えている。陰極は、タングステンや酸化バリウム等の電子放出特性に優れた材料で構成されている。引出し電極及び電子集束系は、数段の電極で電子レンズを構成したものである。各電極は、電圧を印加する高電圧発生部（図示省略）及びその制御部（図示省略）に接続されている。各電極には、所望の焦点寸法を形成するために、電子ビームが通る穴が設けられており、印加電圧によって集束作用を持つように設計されている。陰極から放出された電子線は、引出し電極で作られる磁界により引き出され、電子集束系で所望の焦点寸法となるように細く集束されて電子ビームとなり、陽極ターゲット２へ照射される。
【００１８】
陽極ターゲット２は、Ｘ線発生効率の良い高原子番号の材料、例えばタングステン、タンタル等で構成されている。陽極ターゲット２は図１に示すように円盤状で、そのＸ線放射面はＸ線の放射方向に対して所定角度傾斜している。電子銃１からの電子ビームが衝突することにより、陽極ターゲット２のＸ線放射面からＸ線が発生する。Ｘ線は陽極ターゲット２のＸ線放射面から所定の角度範囲で放射されるが、図１（ｂ）に一点鎖線で示したように、Ｘ線の放射方向の中心２ａは、電子ビームの照射方向１ａとほぼ垂直となる。
【００１９】
回転機構３は、ステータコイル４、軸受け５及び支持部を有し、軸受け５及び支持部により陽極ターゲット４は回転可能に保持されている。ステータコイル４は、励磁電流を流したときに発生する磁界の作用により、陽極ターゲット２を回転させる。
【００２０】
本実施の形態によれば、図１（ｂ）に一点鎖線で示したように、Ｘ線の放射方向の中心２ａは、陽極の回転軸２ｂとほぼ平行となっている。これにより、回転機構３をＸ線の放射窓７の下方に配置することができる。従って、Ｘ線の放射方向に対して装置の横寸法が小さくなり、Ｘ線の放射窓７の周囲の空間が広くなる。
【００２１】
また、本実施の形態によれば、図１（ｂ）に一点鎖線で示したように、電子ビームの照射方向１ａは、陽極の回転軸２ｂとほぼ垂直となっている。これにより、電子銃１と回転機構３とをほぼ垂直に配置することができる。従って、電子銃１又は回転機構３をＸ線の放射窓７の下方に配置することができ、Ｘ線の放射方向に対して装置の横寸法が小さくなり、Ｘ線の放射窓７の周囲の空間が広くなる。
【００２２】
なお、本実施の形態では、陽極を回転する回転機構３が電子銃１より大きいため、回転機構３の方をＸ線の放射窓７の下方に配置しているが、本発明は電子銃１をＸ線の放射窓７の下方に配置してもよい。
【００２３】
図２（ａ）は本発明の他の実施の形態によるＸ線管装置の概略構成を示す斜視図、図２（ｂ）は電子銃と陽極ターゲットの側面図である。本実施の形態が図１に示した実施の形態と異なる点は、電子ビームの照射方向１ａと、陽極ターゲット２のＸ線放射面の傾斜角度である。他は、図１に示した実施の形態と同様である。本実施の形態では、図２（ｂ）に一点鎖線で示したように、電子ビームの照射方向１ａは、陽極の回転軸２ｂに対して、垂直より下向きとなっている。一方、陽極ターゲット２のＸ線放射面はＸ線の放射方向の中心２ａに対して傾斜角度が大きくなり、結果として、図２（ｂ）に一点鎖線で示したように、Ｘ線の放射方向の中心２ａは、陽極の回転軸２ｂとほぼ平行となっている。
【００２４】
本実施の形態によれば、電子銃１を陽極ターゲット２の斜め上方に配置することができる。従って、Ｘ線の放射方向に対して装置の横寸法がさらに小さくなる。
【００２５】
図３は、本発明の一実施の形態によるＸ線検査装置の構成図である。Ｘ線検査装置３０は、被検査物を載せるＸＹテーブル１１、Ｘ線管装置１０、及びＸ線検出装置２０を含んで構成される。Ｘ線検出装置２０は、Ｘ線管装置１０から発生してＸＹテーブル１１上の被検査物を透過したＸ線を検出し、画像信号に変換する。Ｘ線管装置１０及びＸ線検出装置２０は、それぞれ図示しない移動機構によりＸ線検査装置３０内を移動可能に構成されている。
【００２６】
図３において、Ｘ線管装置１０はＸ線の放射方向に対して横寸法が小さいため、放射窓７がＸ線検査装置３０内を移動可能な範囲は図５の場合に比べて広がっている。また、Ｘ線管装置１０はＸ線の放射窓の周囲の空間が広いため、Ｘ線をＸＹテーブル１１上の被検査物に対して様々な角度や方向から照射することができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に記載のＸ線管装置によれば、Ｘ線の放射方向の中心を陽極の回転軸とほぼ平行にすることにより、陽極を回転する回転手段をＸ線の放射窓の下方に配置することができる。従って、Ｘ線の放射方向に対して装置の横寸法が小さくなり、Ｘ線の放射窓の周囲の空間が広くなる。
【００２８】
請求項２に記載のＸ線管装置によれば、電子線の照射方向を陽極の回転軸とほぼ垂直にすることにより、電子線発生源と陽極を回転する回転手段とをほぼ垂直に配置することができる。従って、電子線発生源又は回転手段をＸ線の放射窓の下方に配置することができるので、Ｘ線の放射方向に対して装置の横寸法が小さくなり、Ｘ線の放射窓の周囲の空間が広くなる。
【００２９】
請求項３に記載のＸ線検査装置によれば、Ｘ線発生源として請求項１又は請求項２に記載のＸ線管装置を用いることにより、Ｘ線を被検査物に対して様々な角度や方向から照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（ａ）は本発明の一実施の形態によるＸ線管装置の概略構成を示す斜視図、図１（ｂ）は電子銃と陽極ターゲットの側面図である。
【図２】  図２（ａ）は本発明の他の実施の形態によるＸ線管装置の概略構成を示す斜視図、図２（ｂ）は電子銃と陽極ターゲットの側面図である。
【図３】  本発明の一実施の形態によるＸ線検査装置の構成図である。
【図４】  従来の陽極回転機構を備えたＸ線管装置の概略構成を示す斜視図である。
【図５】  従来の陽極回転機構を備えたＸ線管装置を用いたＸ線検査装置の構成図である。
【符号の説明】
１…電子銃、２…陽極ターゲット、３…回転機構、４…ステータコイル、
５…軸受け、６…外囲器、７…放射窓、１０…Ｘ線管装置、１１…ＸＹテーブル、
２０…Ｘ線検出装置、３０…Ｘ線検査装置
【図１】
0004707268.tif 000002
【図２】
0004707268.tif 000003
【図３】
0004707268.tif 000004
【図４】
0004707268.tif 000005
【図５】
0004707268.tif 000006