(57)【要約】【課題】フィラメントが集束電極体に接触しても、Ｘ線管としての正常な動作を維持できるＸ線管陰極構体を提供すること。【解決手段】集束溝１４ａ〜１４ｃを設けた集束電極体１２と、集束溝１４ａ〜１４ｃで集束されて走行する電子ビームを発生するフィラメント１６ａ〜１６ｃとを具備したＸ線管用陰極構体において、フィラメント１６ａ〜１６ｃを囲む集束電極体１２の少なくとも一部の表面にセラミック薄膜２０を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集束溝を設けた集束電極体と、前記集束溝で集束されて走行する電子ビームを発生するフィラメントとを具備したＸ線管用陰極構体において、前記フィラメントを囲む前記集束電極体の少なくとも一部の表面にセラミック薄膜を形成したことを特徴とするＸ線管用陰極構体。
【請求項２】
集束溝を設けた集束電極体と、前記集束溝で集束されて走行する電子ビームを発生するフィラメントとを具備したＸ線管用陰極構体において、前記集束溝内の少なくとも一部の表面にセラミック薄膜を形成したことを特徴とするＸ線管用陰極構体。
【請求項３】
集束溝を設けた集束電極体と、前記集束溝で集束されて走行する電子ビームを発生するフィラメントとを具備したＸ線管用陰極構体において、前記フィラメントを囲む前記集束電極体の少なくとも一部の表面にセラミック製の保護部材を設けたことを特徴とするＸ線管用陰極構体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管の陽極に照射する電子ビームを発生するＸ線管用陰極構体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管にはいろいろな種類があり、その１つに回転陽極型Ｘ線管がある。回転陽極型Ｘ線管は、回転可能な回転陽極および回転陽極に電子ビームを照射する陰極構体、回転陽極や陰極構体を収納する真空外囲器などから構成されている。そして、回転状態にある回転陽極に対して陰極構体から電子ビームを照射し、回転陽極からＸ線を発生させる構造になっている。
【０００３】
回転陽極型Ｘ線管はＸ線による被写体の透視や連続撮影などに利用されている。一般に、被写体の透視や連続撮影などその用途によってＸ線量が相違する。たとえば、透視は少ないＸ線量で行われ、連続撮影は透視の場合よりも多いＸ線量で行われる。そのため、Ｘ線量の少ない透視には焦点が小さい小焦点が主に用いられる。また、Ｘ線量の多い連続撮影には大焦点や中焦点が主に用いられる。したがって、回転陽極型Ｘ線管では、用途に応じたＸ線量を得るために、たとえば大、中、小など大きさが異なる複数の電子ビームの焦点を形成する陰極構体が組み込まれている。
【０００４】
ここで、従来のＸ線管用陰極構体について、大きさの異なる複数の焦点を形成する回転陽極型Ｘ線管を例にとり図３を参照して説明する。回転陽極３１は台形状の断面を持ち、管軸ｍを中心に回転する構造になっている。回転陽極３１の台形状断面の斜辺に相当する部分に、電子ビームの照射領域３２いわゆるＸ線放出領域が設けられている。また、照射領域３２に対向して陰極構体３３が配置されている。
【０００５】
陰極構体３３は集束電極体３４などから構成されている。集束電極体３４の回転陽極３１側の面には、たとえば照射領域３２に対向する図示水平の正対面３４ａおよび正対面３４ａの左側に位置し図示左下がりの第１傾斜面３４ｂ、正対面３４ａの右側に位置し図示右下がりの第２傾斜面３４ｃが設けられている。正対面３４ａおよび第１傾斜面３４ｂ、第２傾斜面３４ｃの各面には、それぞれ第１〜第３の集束溝３５ａ、３５ｂ、３５ｃが形成されている。集束電極体３４の回転陽極３１と反対側の面から各集束溝３５ａ〜３５ｃの間に第１〜第３の貫通孔３６ａ、３６ｂ、３６ｃが形成されている。
【０００６】
そして、第１集束溝３５ａ内に小焦点用の第１フィラメント３７ａが配置され、第２集束溝３５ａ内に大焦点用の第２フィラメント３７ｂが配置されている。第３集束溝３５ｃ内に中焦点用の第３フィラメント３７ｃが配置されている。第１〜第３のフィラメント３７ａ、３７ｂ、３７ｃはある長さを有し、その長手方向が図面の表側から裏側方向に垂直に延びている。照射領域３２の側から見た場合、図３（ｂ）の円内に示すように、その長手方向が互いに平行で一方向に並んでいる。
【０００７】
回転陽極３１および陰極構体３３は真空外囲器（図示せず）内に収納され、Ｘ線管に組み立てられる。また、真空外囲器の一部には照射領域３２から放出されるＸ線を外に取り出すＸ線窓が設けられる。
【０００８】
上記した構成において、第１フィラメント３７ａで発生した電子ビームは集束溝３５ａ内で集束され、たとえば矢印Ｙａで示すように照射領域３２までほぼ直進して走行し、照射領域３２に最も小さい焦点Ｆを形成する。第２フィラメント３７ｂや第３フィラメント３７ｃで発生した電子ビームはそれぞれ集束溝３５ｂ内や集束溝３５ｃ内で集束され、矢印ＹｂやＹｃで示すように照射領域３２まで弧を描くように走行し、照射領域３２に最も大きい焦点や中間の大きさの焦点Ｆを形成する。
【０００９】
上記したＸ線管用陰極構体は特許文献１などに開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２４１６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のＸ線管用陰極構体は、集束電極体は、鉄やニッケル系などの金属で形成されている。また、フィラメントはタングステン（Ｗ）など融点の高い金属で形成されている。したがって、集束電極体を形成する材料はフィラメントを形成する材料よりも融点が低くなっている。
【００１１】
そのため、たとえばＸ線管の動作時に外力が加わってＸ線管が振動し、その影響で加熱状態のフィラメントが動いて集束電極体に接触すると、フィラメントの熱で集束電極体が溶ける場合がある。また、溶けだした集束電極体にフィラメントが固定される場合がある。
【００１２】
たとえばフィラメントが集束電極体に固定されると、フィラメントの熱が集束電極体へと逃げ、フィラメントの温度上昇が抑えられ、あるいはフィラメントの温度が低下する。その結果、電子ビームの発生が困難になり、Ｘ線管としての正常な動作ができなくなる。
【００１３】
本発明は、上記した欠点を解決し、フィラメントが集束電極体に接触しても、Ｘ線管としての正常な動作を維持できるＸ線管陰極構体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】
【００１４】
本発明は、集束溝を設けた集束電極体と、前記集束溝で集束されて走行する電子ビームを発生するフィラメントとを具備したＸ線管用陰極構体において、前記フィラメントを囲む前記集束電極体の少なくとも一部の表面にセラミック薄膜を形成したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、集束溝を設けた集束電極体と、前記集束溝で集束されて走行する電子ビームを発生するフィラメントとを具備したＸ線管用陰極構体において、前記集束溝内の少なくとも一部の表面にセラミック薄膜を形成したことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、集束溝を設けた集束電極体と、前記集束溝で集束されて走行する電子ビームを発生するフィラメントとを具備したＸ線管用陰極構体において、前記フィラメントを囲む前記集束電極体の少なくとも一部の表面にセラミック製の保護部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フィラメントを囲む集束電極体の少なくとも一部の表面にセラミック薄膜を形成し、あるいは集束溝内の少なくとも一部の表面にセラミック薄膜を形成し、あるいはフィラメントを囲む集束電極体の少なくとも一部の表面にセラミック製の保護部材を設けている。したがって、Ｘ線管の振動などで加熱状態のフィラメントが集束電極体に接触しても、集束電極体の表面にセラミック薄膜が形成され、あるいはセラミック製の保護部材が固定されているため、フィラメントが集束電極体に固定されるようなことがない。その結果、フィラメントが発生する電子ビームが停止することもなく、Ｘ線管としての正常な動作を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態について、大きさが異なる複数の焦点を形成する回転陽極型Ｘ線管を例にとり図１の断面図を参照して説明する。
【００１９】
電子ビームを発生するＸ線管用陰極構体１１は集束電極体１２などから構成されている。集束電極体１２の一方の側たとえば回転陽極（図示せず）が位置する側の表面には、回転陽極のＸ線放出領域と対向する正対面１３ａおよび正対面１３ａの左側に位置し正対面１３ａに対し左上がりの第１傾斜面１３ｂ、正対面１３ａの右側に位置し正対面１３ａに対し右上がりの第２傾斜面１３ｃなどが設けられている。正対面１３ａおよび第１傾斜面１３ｂ、第２傾斜面１３ｃには、それぞれ第１〜第３の集束溝１４ａ、１４ｂ、１４ｃが形成されている。また、集束電極体１２の他方の側たとえば裏面には、各集束溝１４ａ、１４ｂ、１４ｃに連結する第１〜第３の貫通孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃが形成されている。
【００２０】
そして、第１集束溝１４ａ内に小焦点用の第１フィラメント１６ａが配置され、第２集束溝１４ｂ内に大焦点用の第２フィラメント１６ｂが配置されている。第３集束溝１４ｃ内に中焦点用の第３フィラメント１６ｃが配置されている。
【００２１】
第１〜第３のフィラメント１６ａ〜１６ｃは、たとえばらせん状に形成されてある長さをもち、その長手方向が図面の表側から裏側に向って互いに平行に配置されている。第１〜第３のフィラメント１６ａ〜１６ｃの両端は金属製の第１〜第３のリード線１７ａ〜１７ｃを介して支持部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃに支持されている。図１は、図面の関係から、各フィラメント１６ａ〜１６ｃの一方の端に接続するリード線１７ａ〜１７ｃおよび支持部材１８ａ〜１８ｃだけが示されている。各リード線１７ａ〜１７ｃおよび各支持部材１８ａ〜１８ｃは貫通孔１５ａ〜１５ｃを通り、集束電極体１２の他方の側よりもさらにその下方まで延びている。
【００２２】
第１〜第３の支持部材１８ａ〜１８ｃは絶縁物製の第１〜第３の固定部材１９ａ〜１９ｃに固定され、各固定部材１９ａ〜１９ｃは第１〜第３の貫通孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃの内壁面に接合するなどの方法で固定されている。
【００２３】
集束電極体１２の回転陽極側に位置する面、たとえば各集束溝１４ａ、１４ｂ、１４ｃを囲むその周辺領域、および各集束溝１４ａ、１４ｂ、１４ｃの内面、各貫通孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃの集束溝１４ａ、１４ｂ、１４ｃに隣接する一部内面など、各フィラメント１６ａ〜１６ｃを囲む領域にセラミック薄膜２０が形成されている。セラミック薄膜２０は、たとえば粉状のセラミックを集束電極体１２の表面に塗布し、あるいは吹き付け、その後、焼成するなどの方法で形成される。
【００２４】
上記のＸ線管用陰極構体１１は回転陽極などとともに真空外囲器内に収納され、回転陽極型Ｘ線管として組み立てられる。
【００２５】
そして、回転陽極型Ｘ線管の動作時、たとえば第１〜第３のフィラメント１６ａ〜１６ｃのいずれか１つに電流を流し、電子ビームを発生させる。電子ビームは集束溝１４ａ〜１４ｃ内を走行中に集束され、回転陽極の照射領域（図示せず）に焦点を形成する。電子ビームの照射で照射領域から放出されたＸ線は、Ｘ線管を構成する真空外囲器に設けたＸ線窓から外部に取り出される。
【００２６】
上記した構成によれば、集束電極体１２の各フィラメント１６ａ〜１６ｃを囲むその近傍領域にセラミック薄膜２０が形成されている。そのため、Ｘ線管に外力が加わり、加熱状態のフィラメント１６ａ〜１６ｃが集束電極体１２に向って動いても、フィラメント１６ａ〜１６ｃは集束電極体１２の母材たとえば鉄系の金属でなくセラミック薄膜１９に接触する。したがって、集束電極体１２が溶けだすこともなく、フィラメントが集束電極体１２に固着することもない。その結果、フィラメントの温度が低下するようなこともなく電子ビームは停止せず、Ｘ線管の正常な動作が維持される。
【００２７】
次に、本発明の他の実施形態について図２を参照して説明する。図２は図１に対応する部分に同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。図２（ａ）はＸ線管用陰極構体１１をフィラメントの部分で断面にした断面図、図２（ｂ）は１つのフィラメント部分、たとえば小焦点用の第１フィラメント１６ａ部分を抜き出して示した斜視図である。なお、図２（ａ）ではフィラメント１６ａ〜１６ｃが省略されている。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、たとえば集束溝１４ａ、１４ｂ、１４ｃに連続して、断面がたとえば矩形状のフィラメント用収納溝２１ａ、２１ｂ、２１ｃが形成されている。そして、収納溝２１ａ、２１ｂ、２１ｃ内にそれぞれ、断面がたとえばコ字状のセラミック製の保護部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃが配置されている。保護部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、たとえば収納溝２１ａ、２１ｂ、２１ｃの左右および下方の各内壁面に接合するなどの方法で固定されている。
【００２９】
各保護部材２２ａ〜２２ｃは、図２（ｂ）の第１フィラメント１６ａ用の保護部材２２ａの場合で示すように、それぞれが対応するフィラメント１６ａ〜１６ｃとほぼ同じ長さか、それよりも少し長めの寸法を有し、たとえばフィラメント１６ａ〜１６ｃの左右と下方の３方を囲んでいる。フィラメント１６ａ〜１６ｃの両端に接続されたリード線１７ａ〜１７ｃは貫通孔１５ａ〜１５ｃ内を図示下方に延び支持部材（図示せず）に支持されている。
【００３０】
上記の実施形態は、集束電極体の母材とフィラメントの直接の接触を防止するセラミック薄膜を、集束電極体の陽極側の面、たとえば集束溝の周辺領域および集束溝の内面、貫通孔の各集束溝に隣接する一部領域などに形成している。しかし、Ｘ線管に外力が加わった場合にフィラメントが動く範囲などを考慮して、たとえば集束溝および貫通孔の両方または一方のそれぞれの内面全体あるいはその一部だけにセラミック薄膜を形成してもよい。
【００３１】
また、セラミック薄膜は集束電極体の露出する全表面に形成してもよい。全表面に形成した場合は集束電極体の電子を放出する仕事関数が増大し、集束電極体の放電を抑制する効果が得られる。
【００３２】
上記した構成によれば、Ｘ線管に加わる外力などによってフィラメントが動いても、Ｘ線管としての正常な動作を維持できるＸ線管陰極構体が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を説明するための断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を説明するための図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図３】従来例を説明するための概略の構造図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１…Ｘ線管用陰極構体
１２…集束電極体
１３ａ…正対面１３ｂ
１３ｂ…第１傾斜面
１３ｃ…第２傾斜面
１４ａ〜１４ｃ…第１〜第３の集束溝
１５ａ〜１５ｃ…第１〜第３の貫通孔
１６ａ〜１６ｃ…第１〜第３のフィラメント
１７ａ〜１７ｃ…第１〜第３のリード線
１８ａ〜１８ｃ…第１〜第３の支持部材
１９ａ〜１９ｃ…第１〜第３の固定部材
２０…セラミック薄膜
【図１】
2007207468.tif 000003
【図２】
2007207468.tif 000004
【図３】
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