(57)【要約】  【課題】陽極ターゲット18で跳ね返った反跳電子29が陰極15へ向かうのを低減し、陰極15での焦点外Ｘ線の発生を低減できるＸ線管11を提供する。  【解決手段】陰極15から放出された電子ｅが規制体21の電子通過開口24を通過して陽極ターゲット18に入射し、陽極ターゲット18からＸ線20を放出する。陽極ターゲット18で発生したＸ線20を陽極ターゲット18と規制体21との間を通じて真空外囲器12の出力窓28から外部に放射する。陽極ターゲット18で跳ね返った反跳電子29が陰極15へ向かうのを規制体21で規制して低減し、陰極15での焦点外Ｘ線の発生を低減する。  【選択図】図１
2007059268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する陰極と、
この陰極に対向して陰極から放出された電子の入射によってＸ線を放出する陽極と、
前記陰極と陽極との間に介在し、前記陰極から放出されて陽極に向かう電子が通過する電子通過開口が設けられた規制体と、
前記陰極、陽極および規制体を収容し、前記陽極と規制体との間に臨んで陽極から放出されたＸ線を外部に放射する出力窓が設けられた容器と
を具備していることを特徴とするＸ線管。
【請求項２】
規制体の陽極側に対向する面は、陽極から出力窓へ向かうにしたがって陽極の表面から離反するように傾斜状に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線管。
【請求項３】
規制体の陽極に対向する間隔は、規制体の陰極に対向する間隔より小さく設けられている
ことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線管。
【請求項４】
陽極は、陰極から放出された電子が入射してＸ線を放出する焦点面を有し、
規制体の電子通過開口は、前記陽極の焦点面の形状に対応した開口形状に設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のＸ線管。
【請求項５】
規制体は、陽極と同電位に設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載のＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を放射するＸ線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線管は、図８に示すように、真空外囲器１内に収容された陰極２と陽極ターゲット３との間に高電圧を印加することにより、陰極２の陰極フィラメント2aから電子４が放出され、この電子４が陰極２と陽極ターゲット３との電位差で加速されて陽極ターゲット３の焦点面に衝突し、Ｘ線５や熱が発生する。陽極ターゲット３の焦点面から発生したＸ線５は、陰極２と陽極ターゲット３との間に臨んで真空外囲器１の周面部に設けられた複数の出力口６からこれら各出力口６に配置された出力窓７を通じて外部に放射される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−３０６３９９号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、陰極２から放出されて陽極ターゲット３の焦点面に衝突した全ての電子４がＸ線５や熱に変換されるのではなく、一部の電子４は陽極ターゲット３の焦点面に捕捉されずに反跳する。この反跳電子８が陰極２の表面に衝突し、陽極ターゲット３の焦点面の材質とは異なった陰極２の表面の材質の焦点外Ｘ線９が発生する。すなわち、真空外囲器１の内面や陰極２の表面にはニッケルメッキが施されており、このニッケルに対応したスペクトルの焦点外Ｘ線９が発生する。したがって、陰極２の表面で発生した焦点外Ｘ線９が出力口６から放射され、焦点面で発生したＸ線５に対して焦点外Ｘ線９がノイズ成分となる問題がある。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、陽極で反跳した反跳電子が陰極へ向かうのを低減し、陰極での焦点外Ｘ線の発生を低減できるＸ線管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電子を放出する陰極と、この陰極に対向して陰極から放出された電子の入射によってＸ線を放出する陽極と、前記陰極と陽極との間に介在し、前記陰極から放出されて陽極に向かう電子が通過する電子通過開口を有する規制体と、前記陰極、陽極および規制体を収容し、前記陽極と規制体との間に臨んで陽極から放出されたＸ線を外部に放射する出力窓が設けられた容器とを具備しているものである。
【０００６】
そして、陰極から放出された電子が規制体の電子通過開口を通過して陽極に入射し、陽極からＸ線が放出される。このＸ線が陽極と規制体との間を通じて容器の出力口から外部に放射される。陽極で跳ね返って陰極に向かう反跳電子が規制体で規制されて低減され、陰極での焦点外Ｘ線の発生が低減される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、陰極と陽極との間に設けた規制体により、この規制体の電子通過開口を通じて陰極から放出されて陽極に向かう電子の通過を許容しながら、陽極で跳ね返った反跳電子が陰極へ向かうのを低減でき、陰極での焦点外Ｘ線の発生を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【０００９】
図１ないし図４に第１の実施の形態を示す。
【００１０】
図１および図３において、11は固定陽極型のＸ線管で、このＸ線管11は、内部を真空保持する容器としての真空外囲器12を備えている。この真空外囲器12は、一端側の例えば銅製の金属外囲器13と他端側の例えばガラス製の絶縁外囲器14とで円筒状に形成されている。この金属外囲器13の内面にはニッケルメッキが施されている。
【００１１】
真空外囲器12内の金属外囲器13で囲まれた位置には、金属外囲器13の一端側に対向して陰極15が配設され、この陰極15に電子ｅを放出する陰極フィラメント16が配設されている。陰極15は、表面にニッケルメッキが施されており、絶縁外囲器14に支持されている。陰極フィラメント16は、細長い形状に形成され、その長手方向が真空外囲器12および陰極15の軸方向に対して交差する方向に沿って配設されている。
【００１２】
真空外囲器12の金属外囲器13の一端には陽極土台17が配設され、この陽極土台17には陽極としての陽極ターゲット18が配設されている。この陽極ターゲット18は、陰極15に離間対向して配設されており、陰極15から放出される電子ｅが衝突する焦点面19を有している。この焦点面19は、例えば銅などの材質で、陰極フィラメント16の形状に応じてこの陰極フィラメント16から放出された電子ｅが細長い焦点を結ぶのに対応した細長い形状に形成されている。そして、陽極ターゲット18に電子ｅが衝突することにより、陽極ターゲット18からＸ線20を放出するとともに熱を発生する。このとき、陽極ターゲット18の表面に対して所定の角度αの方向に向かうＸ線20の強度が最も高くなる。
【００１３】
また、真空外囲器12内の陰極15と陽極ターゲット18との間に、電子トラップとしての規制体21が介在して設けられている。この規制体21は、例えば銅製で、真空外囲器12の金属外囲器13に一体に設けられ、この金属外囲器13に配設された陽極ターゲット18と同電位に構成されている。
【００１４】
規制体21の中心域には、陰極15および陽極ターゲット18の表面に平行に対向する平行部22が形成されている。規制体21の周辺域には、平行部22から真空外囲器12の周面部へ向かうにしたがって陽極ターゲット18の表面から離反するように傾斜する傾斜部23が形成されている。そして、規制体21の平行部22と陽極ターゲット18とが対向する間隔は、規制体21の平行部22と陰極15とが対向する間隔より小さい寸法に設けられている。
【００１５】
規制体21の平行部22の中心部には、陰極15から放出されて陽極ターゲット18に向かう電子ｅが通過する電子通過開口24が形成されている。この電子通過開口24は、図２に示すように、陽極ターゲット18の焦点面19の形状に対応した開口形状で、焦点面19より大きい寸法に形成されている。
【００１６】
規制体21の陽極ターゲット18に対向する面側にはニッケルメッキが施されない非Ｘ線放出面25に形成されている。
【００１７】
また、真空外囲器12の周面部には、陽極ターゲット18と規制体21との間に臨んで、陽極ターゲット18から放出されたＸ線20を真空外囲器12の外部に放射する出力口26が形成されている。この出力口26は、例えば円形に形成され、陽極ターゲット18の焦点面19で発生したＸ線20の強度が最も強い方向を中心とした開口幅に形成されている。この出力口26の縁部に規制体21の傾斜部23が連続されている。
【００１８】
真空外囲器12の周面部に形成される出力口26は、陰極フィラメント16の長手方向に対応して２つ、陰極フィラメント16の長手方向に交差する方向に対応して２つで構成されている。これら各方向の出力口26から放射されるＸ線20の幅が異なり、必要とするＸ線20の幅に応じて各方向の出力口26が使用される。
【００１９】
真空外囲器12の各出力口26の外側には円形の窪み部27が形成され、この窪み部27に出力口26を閉塞する円板状の出力窓28が配設されている。出力窓28は、Ｘ線の減衰が少ない例えばベリリウムなどの材料で、数１０〜数１００μｍの厚みに形成されている。
【００２０】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００２１】
Ｘ線管11の動作時には、陰極15の陰極フィラメント16から電子ｅが放出され、この電子ｅが陰極15と陽極ターゲット18との電位差で加速されながら規制体21の電子通過開口24を通じて陽極ターゲット18の焦点面19に衝突し、Ｘ線20と熱に変換される。焦点面19から放出されるＸ線20は真空外囲器12の出力窓28を通じて真空外囲器12の外部に放射される。
【００２２】
陽極ターゲット18の焦点面19に入射する電子ｅの一部は捕獲されずに跳ね返されて反跳電子29として散乱する。このとき、陰極15と陽極ターゲット18との間に規制体21が配置されているため、陰極15に向かって反跳する反跳電子29が規制体21に衝突し、反跳電子29が陰極15に衝突するのを阻止する。規制体21は陽極ターゲット18と同電位にあるため、反跳電子29を捕獲しやすい。規制体21の陽極ターゲット18に対向する面側にはニッケルメッキが施されない非Ｘ線放出面25であるため、反跳電子29の衝突によって熱に変換され、Ｘ線は放出されない。
【００２３】
反跳電子29の一部が規制体21の電子通過開口24を通過して陰極15の表面に衝突した場合、陽極ターゲット18の焦点面19の材質とは異なった陰極15の表面の材質の焦点外Ｘ線が発生する。すなわち、陰極15の表面にはニッケルメッキが施されており、このニッケルに対応したスペクトルの焦点外Ｘ線が発生する。このとき、陰極15と陽極ターゲット18との間には規制体21が配置されているため、発生した焦点外Ｘ線は規制体21によってこの規制体21の反対側である出力窓28側に向かうのを阻止する。
【００２４】
そのため、真空外囲器12の出力窓28からは、陽極ターゲット18の焦点面19で発生したＸ線20が放射され、焦点外Ｘ線が放射されるのが低減される。
【００２５】
図４には、出力窓28から放射されるＸ線スペクトルを測定したスペクトル図を示す。図中、Ａは本実施の形態の場合のスペクトル曲線であり、Ｂは図８に示す従来構造の場合のスペクトル曲線である。
【００２６】
従来構造の場合のスペクトル曲線Ｂでは、陽極ターゲット18の焦点面19の材質である銅のスペクトルとともに、陰極15の表面の材質であるニッケルのスペクトルが表れ、これがノイズ成分となる。
【００２７】
本実施の形態の場合のスペクトル曲線Ａでは、陽極ターゲット18の焦点面19の材質である銅のスペクトルについてはスペクトル曲線Ｂと比べてほとんど変化しないが、陰極15の表面の材質であるニッケルのスペクトルが減少し、ノイズ成分が低減された。
【００２８】
このように、陰極15と陽極ターゲット18との間に設けた規制体21により、この規制体21の電子通過開口24を通じて陰極15から放出されて陽極ターゲット18に向かう電子の通過を許容しながら、陽極ターゲット18で跳ね返った反跳電子29が陰極15へ向かうのを低減でき、陰極15での焦点外Ｘ線の発生を低減できる。
【００２９】
また、規制体21の陽極ターゲット18側に対向する面は、陽極ターゲット18から出力窓28へ向かうにしたがって陽極ターゲット18の表面から離反するように傾斜状に設けられているため、陽極ターゲット18から出力窓28に向かうＸ線20が規制体21に衝突するのを防止できる。
【００３０】
また、規制体21の陽極ターゲット18に対向する間隔は、規制体21の陰極15に対向する間隔より小さく設けられているため、陽極ターゲット18の焦点面19で反跳した反跳電子29を捕獲しやすくでき、さらに、陽極ターゲット18と同電位にある規制体21の電子通過開口24を通過して焦点面19に衝突する電子ｅの焦点の広がりを低減できる。
【００３１】
また、規制体21の電子通過開口24は、陽極ターゲット18の焦点面19の形状に対応した長方形状の開口形状に設けられているため、陰極15から放出されて陽極ターゲット18に向かう電子の通過を許容しながら、陽極ターゲット18で跳ね返った反跳電子29が陰極15へ向かうのを低減できる。
【００３２】
なお、陽極ターゲット18の焦点面19の形状に対応した電子通過開口24の開口形状としては、長方形に限らず、図５に示すように楕円形でも、あるいは長円形でもよい。
【００３３】
また、電子通過開口24の開口形状は、陽極ターゲット18の焦点面19の形状に対応させず、図６に示す開口幅の広い四角形や、図７に示す円形でもよく、この場合、陽極ターゲット18と同電位にある規制体21の電子通過開口24を通過して焦点面19に衝突する電子ｅの焦点の広がりを低減できる。
【００３４】
また、規制体21は、傾斜部23を有する形状に限らず、平板状でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すＸ線管の断面図である。
【図２】同上Ｘ線管の規制体側から陽極ターゲットを見た平面図である。
【図３】同上Ｘ線管の断面図である。
【図４】同上Ｘ線管と従来のＸ線管とから放射されるＸ線のスペクトル図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すＸ線管の規制体側から陽極ターゲットを見た平面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示すＸ線管の規制体側から陽極ターゲットを見た平面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示すＸ線管の規制体側から陽極ターゲットを見た平面図である。
【図８】従来のＸ線管の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
11    Ｘ線管
12    容器としての真空外囲器
15    陰極
18    陽極としての陽極ターゲット
19    焦点面
20    Ｘ線
21    規制体
24    電子通過開口
28    出力窓
【図１】
2007059268.tif 000003
【図２】
2007059268.tif 000004
【図３】
2007059268.tif 000005
【図４】
2007059268.tif 000006
【図５】
2007059268.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007059268.tif 000009
【図８】
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