(57)【要約】【課題】高性能のＸ線管を提供する。【解決手段】Ｘ線管は、電子を放出する陰極６１と、陰極に対向配置され、電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲット３０と、陰極及び陽極ターゲットを収容した真空外囲器７０と、真空外囲器に設けられた蛍光体９０と、を備えている。【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、
前記陰極に対向配置され、前記電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、
前記陰極及び陽極ターゲットを収容した真空外囲器と、
前記真空外囲器に設けられた蛍光体と、を備えているＸ線管。
【請求項２】
前記蛍光体は、前記Ｘ線が放出される方向に設けられている請求項１に記載のＸ線管。
【請求項３】
前記蛍光体は、前記陽極ターゲットと対向した前記真空外囲器の全周に亘って設けられている請求項１に記載のＸ線管。
【請求項４】
前記蛍光体は、前記真空外囲器の内面に設けられている請求項１に記載のＸ線管。
【請求項５】
前記蛍光体は、前記真空外囲器の外面に設けられている請求項１に記載のＸ線管。
【請求項６】
前記真空外囲器に設けられた他の蛍光体を備え、
前記蛍光体は、前記真空外囲器の内面に設けられ、
前記他の蛍光体は、前記真空外囲器の外面に設けられている請求項１に記載のＸ線管。
【請求項７】
前記真空外囲器は、絶縁性の材料で形成されている請求項１に記載のＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線管に関し、特に蛍光体を備えたＸ線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線管装置は、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。Ｘ線管装置は、Ｘ線を放射するＸ線管と、ステータコイルと、これらＸ線管及びステータコイルを収容した筐体と、を備えている。Ｘ線管としての回転陽極型Ｘ線管は、固定シャフトと、この固定シャフトに回転可能に設けられた回転体と、この回転体に継手部を介して設けられた陽極ターゲットと、この陽極ターゲットに対向配置された陰極と、これら固定シャフト、回転体、陽極ターゲット及び陰極を収容した真空外囲器と、を有している。真空外囲器はガラスで形成されている。筐体は、陰極と対向した陽極ターゲット付近にＸ線を透過させるＸ線放射窓を有している。
【０００３】
上記回転陽極型Ｘ線管の駆動状態において、ステータコイルは、回転磁界及び渦電流の相互作用により、回転体に与える回転トルクを発生する。このため、回転体及び陽極ターゲットは、高速で回転する。また、陽極ターゲット及び陰極間に電界が生じた状態で、陰極は熱電子を放出し、この熱電子を陽極ターゲットに衝突させる。これにより、陽極ターゲットは、熱電子と衝突するときにＸ線を放出する。このとき、Ｘ線発生とともに、陽極ターゲットに衝突後跳ね返された電子（反跳電子）が発生する。この反跳電子は、陽極ターゲットに再び衝突するものもあるが、その一部は真空外囲器に衝突し、真空外囲器を帯電させてしまう（チャージアップ）。
【０００４】
このため、Ｘ線放射窓の内面に、アース電位を有する金属のマスクや、導電性塗料を配置している（例えば、特許文献１参照）。このため、反跳電子が発生しても、Ｘ線放射窓及びＸ線放射窓近傍の真空外囲器における電位分布を容易に一定にすることができる。これにより、真空外囲器内面における微小放電や、これに伴う大放電の発生を未然に防いでいる。
【特許文献１】特開２００２−３１３２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記金属のマスクや、導電性塗料をＸ線放射窓の内面に配置した場合であっても、真空外囲器に生じるチャージアップを抑制することは困難である。真空外囲器にチャージアップが生じると、真空外囲器−陽極ターゲット間、及び真空外囲器−陰極間に局所的に強い電界が発生する場合がある。
【０００６】
この局所的な電界が場合した場合、次に挙げる問題がある。（１）真空外囲器を介して陽極ターゲット−陰極間に暗電流が発生してしまう。（２）陰極から放出される電子の収束状態に悪影響が及び、陽極ターゲットに衝突される電子において電子密度が変化してしまう。（３）陽極ターゲット及び陰極間に生じるべき正規の電界は変化してしまうため、放出されるＸ線の焦点形状が変化してしまい、Ｘ線管装置の性能が劣化してしまう。（４）真空外囲器−陽極ターゲット間、及び真空外囲器−陰極間に発生する電界が強いため、Ｘ線の放出が困難になる。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、高性能のＸ線管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係るＸ線管は、
電子を放出する陰極と、
前記陰極に対向配置され、前記電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、
前記陰極及び陽極ターゲットを収容した真空外囲器と、
前記真空外囲器に設けられた蛍光体と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、高性能のＸ線管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながらこの発明に係るＸ線管装置を回転陽極型Ｘ線管装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。  
図１に示すように、回転陽極型Ｘ線管装置は、Ｘ線管としての回転陽極型Ｘ線管１を備えている。その他、図示しないが、回転陽極型Ｘ線管装置は、コイルとして、回転磁界及び渦電流の相互作用により、回転陽極型Ｘ線管１に与える回転トルクを発生させるステータコイル２と、回転陽極型Ｘ線管およびステータコイルを収容した筐体３とを備えている。
【００１０】
回転陽極型Ｘ線管１は、固定体としての固定シャフト１０と、回転体２０と、陽極ターゲット３０と、継手部４０と、陰極構体６０と、真空外囲器７０と、蓋部８０と、蛍光体９０とを備えている。
【００１１】
固定シャフト１０は、形状が円柱状であり、Ｆｅ（鉄）やＭｏ（モリブデン）等の材料で形成されている。固定シャフト１０は、この一端部が真空外囲器７０の外側に露出されているとともに蓋部８０に接合され、蓋部に固定されている。
【００１２】
回転体２０は、形状が円筒状であり、一端部が閉塞されている。回転体２０は、ＦｅやＭｏ等の材料で形成されている。回転体２０は、固定シャフト１０の側面を囲んでいるとともにこの固定シャフトと同軸的に設けられている。回転体２０は、固定シャフト１０に支持され、この固定シャフトを中心に回転可能に設けられている。回転体２０は、固定シャフト１０の他端部と対向した側で閉塞して形成されている。
【００１３】
固定シャフト１０及び回転体２０は互いに隙間を置いて設けられている。図示しないが、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間には、液体潤滑材としての液体金属が充填されている。固定シャフト１０及び回転体２０は、すべり軸受けを使っている。
【００１４】
陽極ターゲット３０は、回転体２０の一端部に対向して設けられている。陽極ターゲット３０は、陽極３１と、この陽極の外面の一部に設けられたターゲット層３２とを有している。陽極３１は、形状が環状、より詳しくは傘状であり、Ｍｏ等の材料で形成されている。陽極３１は、固定シャフト１０及び回転体２０と同軸的に設けられている。陽極３１は、回転軸ａを中心に回転可能である。ターゲット層３２は、Ｗ（タングステン）等の材料で形成されている。
【００１５】
継手部４０は、回転体２０及び陽極ターゲット３０を継ぎ合わせている。この実施の形態において、継手部４０の延出部が陽極３１に形成された貫通孔に挿入されている。陽極ターゲット３０及び継手部４０は、継手部４０の延出部と締め具５０とで締め付けられている。締め具５０としては、ボルト等を用いれば良い。
【００１６】
陰極構体６０は、陽極ターゲット３０に間隔をおいて対向配置されている。陰極構体６０は、真空外囲器７０の内壁に取付けられている。陰極構体６０の一部には、陰極６１は設けられている。陰極６１は、回転軸ａから偏心した位置に設けられている。陰極６１は、ターゲット層３２に間隔を置いて対向配置されている。
【００１７】
真空外囲器７０は、円筒状に形成されている。真空外囲器７０の両端は、陰極構体６０及び蓋部８０により閉塞されている。真空外囲器７０において、陽極ターゲット３０及び陰極６１が設けられた個所の径は、それ以外の個所の径より大きい。真空外囲器７０は、密閉され、固定シャフト１０、回転体２０、陽極ターゲット３０、継手部４０及び陰極構体６０等を収容している。真空外囲器７０の内部は真空状態に維持されている。真空外囲器７０は、絶縁性の材料として、例えばガラスで形成されている。
【００１８】
固定シャフト１０の一端部は陽極端子として機能し、正の高電圧は、固定シャフト１０の一端部を介して陽極３１に印加される。陰極構体６０に、２つの接続端子６３、６４が設けられている。負の高電圧は、接続端子６３、６４を介して陰極６１に印加される。
【００１９】
蛍光体９０は、真空外囲器７０の内面に設けられている。蛍光体９０は、真空外囲器７０の内面に蛍光体塗料を塗布することで形成されている。蛍光体９０は、それぞれ陽極ターゲット３０及び陰極６１と対向した真空外囲器７０の内面に、全周に亘って設けられている。ここでは、蛍光体９０は、それぞれ陰極構体６０の一部及び回転体２０の一部と対向した真空外囲器７０の内面にも、全周に亘って設けられている。このため、蛍光体９０は、Ｘ線が放出される方向に重ねて設けられている。
【００２０】
ステータコイル２は、回転体２０の側面に対向して真空外囲器７０の外側を囲むように設けられている。ステータコイル２の形状は環状である。  
筐体３は、陰極６１と対向したターゲット層３２付近にＸ線を透過させるＸ線放射窓３ａを有している。筐体３内部には、回転陽極型Ｘ線管１及びステータコイル２が収容されている他、冷却液が充填されている。冷却液は、筐体３と、この筐体に接続された図示しない冷却器との間で循環され、冷却器で冷却される。また、図示しないが、冷却された冷却液は、固定シャフト１０の一端部に吐出される。これにより、固定シャフト１０が冷却され、ひいては陽極ターゲット３０も冷却される。
【００２１】
上記Ｘ線管装置の動作状態において、ステータコイル２は回転体２０に与える回転トルクを発生させるため、回転体は回転する。これにより、陽極ターゲット３０も回転する。また、陽極３１に正の高電圧が印加され、陰極６１に負の高電圧が印加されることにより、陽極ターゲット３０及び陰極６１間に強い電界が発生する。このため、陰極６１は、電子としての熱電子を放出すると、この熱電子はターゲット層３２に衝突される。これにより、ターゲット層３２は、熱電子と衝突するときにＸ線を放出し、放出されたＸ線はＸ線放射窓３ａを介して筐体３外部に放出される。
【００２２】
以上のように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、ターゲット層３２は、熱電子と衝突するときに、Ｘ線を放出させるとともに反跳電子（陽極ターゲットに衝突後跳ね返された電子）を発生させるが、この反跳電子は、蛍光体９０に入射される。蛍光体９０に反跳電子が入射されると蛍光体は発光する。このため、蛍光体９０は、発光現象により、真空外囲器７０に生じるチャージアップを緩和させることができる。
【００２３】
陽極ターゲット３０及び陰極６１間に生じる正規の電界を維持することができるため、真空外囲器７０を介して陽極ターゲット３０−陰極６１間に生じる放電を防止することができ、回転陽極型Ｘ線管１は焦点形状の一定なＸ線を良好に放出することができる。
【００２４】
蛍光体９０は、それぞれ陽極ターゲット３０、陰極６１、陰極構体６０の一部及び回転体２０の一部と対向した真空外囲器７０の内面に、全周に亘って設けられている。このため、陰極６１と対向した個所以外の真空外囲器７０に反跳電子が入射される場合であっても、蛍光体９０は真空外囲器に生じるチャージアップを緩和させることができる。  
上記したことから、高性能の回転陽極型Ｘ線管１を得ることができる。
【００２５】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、図２に示すように、蛍光体９０は、真空外囲器７０の外面に設けても良く、この場合、蛍光体９０を真空外囲器の内面に設けた場合と同等の効果を得ることができる。
【００２６】
図３に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、蛍光体９０と、この蛍光体と異なる他の蛍光体１００を備え、他の蛍光体１００を真空外囲器７０の外面に設けても良い。真空外囲器７０の両面に蛍光体９０及び他の蛍光体１００を設けることにより、一層高性能の回転陽極型Ｘ線管１を得ることができる。
【００２７】
蛍光体９０及び他の蛍光体１００は、真空外囲器７０に設けられていれば良い。好ましくは、蛍光体９０及び他の蛍光体１００は、Ｘ線が放射される方向に設けられていれば良い。蛍光体９０及び他の蛍光体１００は、蛍光体を含有した混合物で形成されても良い。
【００２８】
真空外囲器７０は、セラミックスで形成されていても上述した効果を得ることができる。上述した実施の形態では回転陽極型Ｘ線管装置について説明したが、これに限らず、固定陽極型Ｘ線管を備えた固定陽極型Ｘ線管装置等、他のＸ線管装置に適用することができる。Ｘ線管は、陰極と、陽極ターゲットと、陰極及び陽極ターゲットを収容した真空外囲器と、真空外囲器に設けられた蛍光体とを備えていれば上述した効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置の回転陽極型Ｘ線管を示す断面図。
【図２】上記回転陽極型Ｘ線管の変形例を示す断面図。
【図３】上記回転陽極型Ｘ線管の他の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１…Ｘ線管、２…ステータコイル、３…筐体、１０…固定シャフト、２０…回転体、３０…陽極ターゲット、３１…陽極、３２…ターゲット層、６１…陰極、７０…真空外囲器、９０…蛍光体、１００…他の蛍光体。
【図１】
2007250385.tif 000003
【図２】
2007250385.tif 000004
【図３】
2007250385.tif 000005