(57)【要約】【課題】Ｘ線発生管において、絶縁管の内周の帯電を、導電膜を用いて確実に防止すると同時に、電子放出源とターゲットの相対位置を高精度に制御し、十分な線量のＸ線を発生させる。【解決手段】陽極部材４３は陰極５１側に突出する管状外周部４３ｂを有し、絶縁管１１０はターゲット保持部４３ａの側の端面に管径方向に延びる溝１１６を有し、溝１１６内に位置する溝内導電膜１１３を介して、絶縁管１１０の内周面に位置する内周導電膜１１２と管状外周部４３ｂとが電気的に接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子の照射によりＸ線を発生するターゲットと前記ターゲットに電気的に接続され該ターゲットを保持する陽極部材とを有する陽極と、電子放出部から前記ターゲットに電子線を照射する電子放出源と前記電子放出源に電気的に接続された陰極部材とを有する陰極と、前記ターゲットと前記電子放出部とが対向するように、管軸方向における一端が前記陽極部材に、他端が前記陰極部材に接続された絶縁管と、を備えたＸ線発生管であって
前記絶縁管は、前記一端に管径方向に延びる溝を有し、
前記陽極部材は、前記ターゲットを保持するターゲット保持部と、前記絶縁管の前記一端側の外周面を囲んで前記ターゲット保持部から陰極側に突出する管状外周部と、を有し、
前記陽極は、前記絶縁管の内周面であって前記陰極から離間して位置する内周導電膜と、前記溝内に位置する溝内導電膜と、をさらに有し、前記内周導電膜は前記溝内導電膜を介して前記管状外周部に電気的に接続されていることを特徴とするＸ線発生管。
【請求項２】
前記溝が、前記絶縁管の管周方向に、複数、配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生管。
【請求項３】
前記溝が、前記絶縁管の管径方向における管壁の厚さを貫いていることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線発生管。
【請求項４】
前記内周導電膜と前記溝内導電膜とは連続膜を構成していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線発生管。
【請求項５】
前記絶縁管は、前記陽極と前記管状外周部において気密接合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線発生管。
【請求項６】
前記管状外周部は、環状の接合材を介して前記絶縁管と接合されていることを特徴とする請求項５に記載のＸ線発生管。
【請求項７】
前記絶縁管の外周において前記溝内導電膜と接続されている外周導電膜をさらに有し、
前記管状外周部は、前記外周導電膜を介して前記溝内導電膜と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６に記載のＸ線発生管。
【請求項８】
前記外周導電膜は、管周方向において環状に延在していることを特徴とする請求項７に記載のＸ線発生管。
【請求項９】
前記溝内導電膜と前記外周導電膜とは連続膜を構成していることを特徴とする請求項７または８に記載のＸ線発生管。
【請求項１０】
前記内周導電膜は、前記絶縁管の管周方向に連続して設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＸ線発生管。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線発生管と、前記陽極と前記陰極との間に管電圧を印加する駆動回路とを備えていることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生し被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出器とを統合して制御するシステム制御部とを有することを特徴とするＸ線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば医療機器、非破壊検査装置等に適用可能なＸ線を発生するＸ線発生管、それを用いたＸ線発生装置及びＸ線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線発生管では、真空容器の中で高電圧を印加し、電子放出源から電子線を放出させ、タングステン等の原子番号が大きい金属材料で構成されるターゲットに電子を衝突させることによりＸ線を発生させている。
【０００３】
電子放出源を含む陰極と、ターゲットを含む陽極との間に印加される電圧は、Ｘ線の使用用途によって異なるものの、概ね１０ｋＶ乃至１５０ｋＶ程度である。真空容器は、内部を真空に保つと共に、陰極と陽極の間を電気的に絶縁するために、ガラスやセラミックス材料等の絶縁材料で構成された絶縁管によって胴部が構成されている。
【０００４】
Ｘ線発生管を駆動して電子放出源から電子を放出させると、Ｘ線発生管内で散乱電子や二次電子が生じ、それらが絶縁管の内周に捕捉されて帯電してしまう場合がある。絶縁管内周が帯電すると、その電場により電子線の軌道が乱れて電子線の照射位置や焦点径が変化し、放射するＸ線の焦点位置や線量が変動することがあった。また、散乱電子や二次電子の照射位置の分布によって、絶縁管の内周での帯電位置や帯電量のばらつきが生じ、絶縁管の内周で電位差が発生して放電に至り、絶縁管が損傷することがあった。
【０００５】
従来、絶縁管の内周に微細金属粒子群と釉薬とからなる導電膜を形成し、電荷が蓄積するのを防止する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−４４６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では低導電膜と電極との接続に特段の配慮はなされていない。このため、導電膜と電極との接続が不十分になることで散乱電子や二次電子を逃がすことができず、導電膜自体が帯電状態になることで電子線の軌道が乱れ、Ｘ線の出力が変動するおそれがあった。
【０００８】
ここで、導電膜を絶縁管の端面にまで延在させ、絶縁管の端面と電極との間に該導電膜を挟み込んで絶縁管と電極とを接合することで、導電膜と電極との接触面積が広がり、十分に電気的に接続することが可能である。しかしながら、絶縁管の端面と電極との間に挟み込まれた導電膜に厚さむらが生じて、電極に傾きが生じた場合には、電子放出源とターゲットとの相対位置にずれが発生する恐れがある。そしてこの場合、電子線の一部がターゲットを保持している陽極部材に遮蔽され、発生するＸ線の線量が低下する恐れがある。
【０００９】
本発明は、絶縁管の内周の帯電を、導電膜を用いて確実に防止すると同時に、電子放出源とターゲットの相対位置を高精度に制御し、十分な線量のＸ線を発生させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１は、上記目的を達成するために、電子の照射によりＸ線を発生するターゲットと前記ターゲットに電気的に接続され該ターゲットを保持する陽極部材とを有する陽極と、電子放出部から前記ターゲットに電子線を照射する電子放出源と前記電子放出源に電気的に接続された陰極部材とを有する陰極と、前記ターゲットと前記電子放出部とが対向するように、管軸方向における一端が前記陽極部材に、他端が前記陰極部材に接続された絶縁管と、を備えたＸ線発生管であって
前記絶縁管は、前記一端に管径方向に延びる溝を有し、
前記陽極部材は、前記ターゲットを保持するターゲット保持部と、前記絶縁管の前記一端側の外周面を囲んで前記ターゲット保持部から陰極側に突出する管状外周部と、を有し、
前記陽極は、前記絶縁管の内周面であって前記陰極から離間して位置する内周導電膜と、前記溝内に位置する溝内導電膜と、をさらに有し、前記内周導電膜は前記溝内導電膜を介して前記管状外周部に電気的に接続されていることを特徴とするＸ線発生管を提供するものである。
【００１１】
本発明の第２は、上記本発明の第１に係るＸ線発生管と、前記陽極と前記陰極との間に管電圧を印加する駆動回路とを備えていることを特徴とするＸ線発生装置を提供するものである。
【００１２】
本発明の第３は、上記本発明の第２に係るＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生し検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出器とを統合して制御するシステム制御部とを有することを特徴とするＸ線撮影システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、絶縁管の一端に設けられた溝に形成された溝内導電膜を介して内周導電膜が陽極部材の管状外周部と電気的に接続されている。このため、絶縁管の端面と陽極部材との間には導電膜が介在しないため、電子放出源とターゲットとの相対位置を高精度に制御し、十分な線量のＸ線を発生するＸ線発生管を提供することができる。また、外周導電膜を介して溝内導電膜と陽極部材の管状外周部とを接続することで、電気的接続の信頼性を向上させることができ、絶縁管内周の帯電を確実に防止することで、Ｘ線の出力変動が抑制されたＸ線発生管を提供することができる。また、Ｘ線の出力変動が抑制された信頼性の高いＸ線発生管を備えたＸ線発生装置及びＸ線撮影システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のＸ線発生管の一例についての説明図で、（ａ）は絶縁管の管軸に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’断面図である。
【図２】図１に示したＸ線発生管の断面図であり、（ａ）は図１（ｂ）中のＢ−Ｂ’断面図、（ｂ）は図１（ｂ）中のＣ−Ｃ’断面図である。
【図３】図１に示したＸ線発生管の絶縁管の説明図で、（ａ）は陽極部材側の端面の平面図、（ｂ）は陽極部材側の端部付近の外周図である。
【図４】本発明のＸ線発生装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】本発明のＸ線撮影システムの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、この発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１６】
＜Ｘ線発生管＞
図１（ａ）には、電子放出源３とターゲット９とを備えた透過型のＸ線発生管１０２の概略構成が示されている。
【００１７】
Ｘ線発生管１０２の外囲器１１１は、真空度を維持するための気密性と大気圧に耐える堅牢性とを備える部材から構成されることが好ましい。本例の外囲器１１１は、絶縁管１１０と、電子放出源３を備えた陰極５１と、ターゲット保持部４３ａに保持されたターゲット９を有する陽極部材４３を備えた陽極５２とから構成されている。陰極５１及び陽極５２は、絶縁管１１０の一端側に陽極部材４３が接合され、他端側に陰極部材４１が接合されていることにより、外囲器１１１の一部分を構成している。また、ターゲット９は、その構成部材である透過基板２１が、ターゲット層２２への電子線束５の照射により発生したＸ線束１１をＸ線発生管１０２の外に取り出す透過窓の役割を担うとともに、外囲器１１１の一部分を構成している。尚、絶縁管１１０及び絶縁管１１０と陽極部材４３の接合については後で詳述する。
【００１８】
Ｘ線発生管１０２は、電子放出源３が備える電子放出部２から放出された電子線束５をターゲット９のターゲット層２２に照射することによりＸ線束１１を発生させるように構成されている。ターゲット層２２のＸ線が発生する領域１１ａを、Ｘ線束１１の焦点と呼ぶ。ターゲット層２２は、Ｘ線を透過する透過基板２１の電子放出源３側に配置され、電子放出源３の電子放出部２はターゲット２２に対向して配置されている。４は電圧導入端子である。ターゲット層２２としては、例えばタングステン、タンタル、モリブデン、等が用いられる。
【００１９】
本例の陽極５２は、電子の照射によりＸ線を発生するターゲット９と、ターゲット９の陽極電位を規定する陽極部材４３とを備えている。陽極部材４３は、ターゲット９を保持するターゲット保持部４３ａと、絶縁管１１０との接合面積を確保する目的において設けられた管状外周部４３ｂとを備えている。陽極５２に含まれる陽極部材４３は、コバール、タングステン、モリブデン、ステンレス等の金属が選ばれる。絶縁管１１０との線膨張係数を整合する観点においては、コバール（ＣＲＳ  Ｈｏｌｄｉｎｇｓの米国登録商標）、モネル（Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの米国登録商標）等が選択される。
【００２０】
管状外周部４３ｂは、陽極部材４３から陰極５１に向かって延びるスリーブ状の形状をなしている。また、管状外周部４３ｂは、陽極５２のうち陰極側の陽極電位を規定している。従って、管状外周部４３ｂ陰極側の端部の陽極部材４３からの距離は、管周方向において一定であることが陽極側の電位分布の面内対称性の観点から好ましい。電位分布の面内対称性とは、陽極部材４２に平行な面内おける電位分布が管周方向に連続であって、管周方向おいて局所的に高電界な領域が無いことを意味する。
【００２１】
ターゲット保持部４３ａは、ターゲット９と接合され、ターゲット９を保持する役割を担っている。また、ターゲット保持部４３ａは、貫通孔４２を有しており、ターゲット９はこの貫通孔４２の途中に、貫通孔４２を閉鎖する状態で保持されている。少なくとも、ターゲット保持部４３ａの、ターゲット９より外囲器１１１の外側方向に突出した部分を、タングステン、タンタル等の重金属又は重金属を含有した材料で構成しておくことで、Ｘ線束１１の放出角を制限するコリメータとして機能させることができる。ターゲット保持部４３ａは、図１（ａ）に示すようにターゲット９を支持する筒状の部分と、該部分を支持するリング状の部分とを継ぎ目のない一連一体の部材として構成しても良いし、別々に形成した後に接合して一体化した構成としても良い。
【００２２】
電子放出源３は、電子放出部２からターゲット９へ電子線を照射するもので、例えばタングステンフィラメント、含浸型カソードのような熱陰極や、カーボンナノチューブ等の冷陰極を用いることができる。電子放出源３は、電子線束５のビーム径、電子電流密度、オン・オフタイミング等の制御を目的として、不図示のグリッド電極、静電レンズを備えたものとすることができる。電子線束５に含まれる電子は、陰極５１と陽極５２とに挟まれたＸ線発生管１０２の内部空間１３に形成された加速電界により、ターゲット層２２でＸ線を発生させるために必要なエネルギーまで加速される。
【００２３】
Ｘ線発生管１０２の内部空間１３は、電子線束５の平均自由工程を確保することを目的として、真空となっている。内部空間１３の真空度は、１０-8Ｐａ以上１０-4Ｐａ以下であることが好ましく、電子放出源３の寿命の観点からは、１０-8Ｐａ以上１０-6Ｐａ以下であることがより好ましい。Ｘ線発生管１０２の内部空間１３は、不図示の排気管及び真空ポンプを用いて真空排気した後、かかる排気管を封止することにより、真空とすることが可能である。また、Ｘ線発生管１０２の内部空間１３には、真空度の維持を目的として、不図示のゲッターを配置しても良い。
【００２４】
Ｘ線発生管１０２は、陰極電位に規定される電子放出源３と、陽極電位に規定されるターゲット層２２との間の電気的絶縁を図る目的で、胴部に絶縁管１１０を備えている。絶縁管１１０は、ガラス材料やセラミックス材料等の絶縁性材料で構成されている。絶縁管１１０は、電子放出部２とターゲット層２２との間隔を規定する機能を有する形態としても良い。
【００２５】
次に、絶縁管１１０の構造及び絶縁管１１０と陽極５２の接合構造並びにこれらの形成方法について説明する。
【００２６】
図２（ａ）に示されているように、陽極５２は、絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａの側の外周面を囲んで、陽極部材４３から陰極部材４１に向かって突出する管状外周部４３ｂを有している。また、図３（ａ）、（ｂ）に示されているように、絶縁管１１０には、ターゲット保持部４３ａの側の端面に管径方向に延びる溝１１６が設けられている。溝１１６は、絶縁管１１０の管径方向において管壁を貫いて設けられている。絶縁管１１０の内周面には内周導電膜１１２が形成され、図２（ａ）に示すように、内周導電膜１１２のターゲット保持部４３ａの側の端部から溝１１６内に溝内導電膜１１３が延在している。そして、溝内導電膜１１３の、絶縁管１１０の外周面側の端部から、該外周面に外周導電膜１１４が延在され、外周導電膜１１４は接合材１１５を介して電気的に管状外周部４３ｂに接続されている。本発明においては、溝内導電膜１１３に接続された外周導電膜１１４を絶縁管１１０の外周に形成しておくことにより、溝内導電膜１１３を介して内周導電膜１１２と管状外周部４３ｂとを良好に電気的に接続することができる。
【００２７】
溝１１６は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、型成型、機械加工等によりに形成される。溝１１６の大きさとしては、管軸方向における深さは０．５ｍｍ乃至５ｍｍ、管周方向における幅は０．５ｍｍ乃至５ｍｍとされる。溝１１６は絶縁管１１０の端面に形成され、内周導電膜１１２と外周導電膜１１４との電気的接続箇所を確実に行う目的において、管周方向において離散的に、複数、配置されることが好ましい。
【００２８】
従って、Ｘ線発生管１０２のアノードとして考えると、内周導電膜１１２、外周導電膜１１４、溝内導電膜１１３は、陽極５２に含まれると言える。
【００２９】
内周導電膜１１２としては、例えば銀、銅、錫、金、亜鉛、チタン、モリブデン、マンガン、クロム、アルミニウム、マグネシウム等の金属膜、これらの金属を含む導電膜、金属酸化膜等が適用できる。材料の選択は、絶縁管１１０の内周面との密着性を考慮して行うことができる。内周導電膜１１２は、導電性物質と有機溶剤、バインダー等を混合したペーストを作製して塗布する方法、蒸着やスパッタ等の任意の成膜方法等により形成することができる。
【００３０】
内周導電膜１１２の膜厚は、１０μｍ乃至５００μｍとし、十分な導電性を有し、内周導電膜１１２の形成範囲で絶縁管１１０の内周面が露出しないような連続膜とすることが好ましい。また、図１（ａ）に示されるように、内周導電膜１１２を絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａの側の端部から、絶縁管１１０の長さ方向の中間部までの領域に設け、陰極５１と離間させておくことが好ましい。好ましくは、絶縁管１１０の長さ方向の中点よりも陽極４３側に端部が位置するように形成する。また、内周導電膜１１２は管周方向において連続して全周に形成する。このようにすることによって、Ｘ線発生管１０２内の耐圧が破綻することを防止できると共に、電子線束５が放出される領域での絶縁管１１０の内周の帯電を防止することができる。
【００３１】
溝内導電膜１１３は、内周導電膜１１２と同様の材料、形成方法、膜厚を用いることができ、内周導電膜１１２と連続するように形成することが好ましい。溝内導電膜１１３の形成時には、絶縁管１１０の端面に導電膜が付着しないように、ペースト材料を溝１１６内にだけ直接塗布する方法や、絶縁管１１０の端面にマスキングを配置した状態でペースト材料を塗布する、或いは成膜を行う方法が好ましい。
【００３２】
外周導電膜１１４も、内周導電膜１１２と同様の材料、形成方法、膜厚を用いることができ、溝内導電膜１１３と連続するように形成することが好ましい。外周導電膜１１４は、好ましくは管周方向において連続して全周に形成する。また、図２（ｂ）においては、絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａの側の端部から溝１１６の深さ分、外周導電膜１１４が形成されていない形態を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａの側の端面に導電膜が形成されていなければよく、絶縁管１１０の管周方向において、溝１１６を除く領域において外周導電膜１１４が絶縁管１１０の端部まで形成されていても良い。
【００３３】
工程簡略化のため及び内周導電膜１１２と連続した膜を形成しやすくするために、溝内導電膜１１３及び外周導電膜１１４は、内周導電膜１１２と同時に形成することが好ましい。
【００３４】
上記のように内周導電膜１１２、溝内導電膜１１３、外周導電膜１１４を形成した絶縁管１１０の端面に陽極部材４３の周縁部を向い合せて、絶縁管１１０と管状外周部４３ｂとを、接合材１１５及び外周導電膜１１４を介して接合する。これにより、管状外周部４３ｂと外周導電膜１１４とを電気的に接続する。この時、絶縁管１１０の端面には導電膜が存在せず、絶縁管１１０の端面と陽極部材４３とが直接接する。絶縁管１１０の両端面と、陰極部材４１、陽極部材４２は、陰極部材４１が支持する電子放出源３と、陽極部材４２が支持するターゲット９の相対位置を規定するため、それらの平行度を予め高精度に規定している。よって、その平行度を悪化させる導電膜が絶縁管１１０の端面に存在しないことから、本発明では電子放出源３とターゲット９との相対位置を高精度に制御することができ、ターゲット保持部４３ａによる電子線束５の遮蔽によるＸ線１１の線量低下が防止される。また、内周導電膜１１２が、溝内導電膜１１３、外周導電膜１１４、管状外周部４３ｂを介して陽極部材４３と物理的に接続されることで、内周導電膜１１２と陽極部材４３の電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００３５】
更に、陽極部材４３は、陽極５２として駆動回路１０３に接続されているため、Ｘ線発生管１０２内の散乱電子や二次電子による電荷を、内周導電膜１１２、溝内導電膜１１３、外周導電膜１１４を介して外部に逃がすことができる。よって、絶縁管１１０の内周の帯電を防止することができ、Ｘ線の出力変動が抑制されたＸ線発生管１０２を提供することができる。
【００３６】
また、Ｘ線発生管１０２内を真空に保つため、絶縁管１１０と管状外周部４３ｂとは、気密接合される。Ｘ線発生管１０２の気密接合を絶縁管１１０の外周で行うことにより、十分な接合面積を確保することができ、ターゲット保持部４３ａが管径方向にずれることなく、接合を行うことができる。また、絶縁管１１０と管状外周部４３ｂとは、外周導電膜１１４を介して接合されることにより、管状外周部４３ｂは外周導電膜１１４を介して溝内導電膜１１３と電気的に接合される。よって、外周導電膜１１４は絶縁管１１０の外周に連続した環状としておくことにより、絶縁管１１０と管状外周部４３ｂとは気密性よく接合され、また、管状外周部４３ｂと内周導電膜１１２とが良好な電気的接続をとることができる。
【００３７】
気密接合は環状に接合材１１５を配して行うことができ、接合材１１５としてろう材を用いたろう付けにより行うことができる。ろう材としては、例えばＡｕ−Ｃｕを主成分とするろう材、ニッケルろう、黄銅ろう、銀ろうを用いることができる。具体的には、これらのろう材からなる線材を絶縁管１１０の接合位置に巻き付け、締結した状態で陽極５２を取り付け、加熱して上記ろう材を溶融させることにより接合することができる。尚、絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａの側の端部の外径が陰極５１側よりも小さくなるように段差を設けて、上記線材を係る段差で外径が小さくなった端部に取り付けることで、線材を絶縁管１１０に容易に取り付けることができ、好ましい。また、絶縁管１１０の管軸方向において、管状外周部４３ｂと外周導電膜１１４とは２ｍｍ乃至５ｍｍの範囲で対向し、係る範囲でろう付けされていることが好ましい。
【００３８】
絶縁管１１０がアルミナなどのセラミックス材料の場合、気密接合の信頼性を高めるために、絶縁管１１０の表面をメタライズしておくと良い。メタライズの方法としては、例えばＴｉ−Ｃｕ系、Ｍｏ−Ｍｎ系等のメタライズ材料を絶縁管１１０の表面に塗布して熱処理する方法等がある。メタライズによって形成されたメタライズ膜は導電膜としても機能する。よって、内周導電膜１１２、溝内導電膜１１３、外周導電膜１１４をメタライズ材料で形成することが好ましい。その上で、外周導電膜１１４を介して管状外周部４３ｂと絶縁管１１０の外周とをろう付けする方法が、工程簡略化とＸ線発生管１０２内の真空保持の信頼性を高める上で好ましい。
【００３９】
絶縁管１１０と接合される陰極部材４１、陽極部材４２、管状外周部４２ａは絶縁管１１０と線膨張係数が近い金属材料が選択され、好ましくはコバールが用いられる。尚、陰極部材４１と絶縁管１１０との接合も、接合材１１５と同様のろう材が好ましく用いられる。
【００４０】
このように、絶縁管１１０と管状外周部４３ｂとを気密接合することにより、絶縁管１１０の端面と陽極部材４３との間に溝１１６によって隙間が生じていても、Ｘ線発生管１０２の外囲器１１１内の気密性を保つことができる。
【００４１】
＜Ｘ線発生装置＞
本発明のＸ線発生装置１０１は、図４に示すように、Ｘ線透過窓１２１を有する収納容器１２０の内部に、図１のＸ線発生管１０２、及びＸ線発生管１０２を駆動するための駆動回路１０３を有している。収納容器１２０と駆動回路１０３は接地されている。駆動回路１０３は、陰極５１、及び陽極５２の間に管電圧Ｖａを印加する管電圧回路である。係る駆動回路１０３によって陰極５１と陽極５２との間に管電圧Ｖａが印加されると、ターゲット層２２と電子放出部２との間に加速電界が形成される。ターゲット層２２の層厚と金属種とに対応して、管電圧Ｖａを適宜設定することにより、撮影に必要な線種を選択することができる。
【００４２】
Ｘ線発生管１０２、及び駆動回路１０３を収納する収納容器１２０は、容器としての十分な強度を有し、かつ放熱性に優れたものが望ましく、その構成材料として、例えば真鍮、鉄、ステンレス、等の金属材料が用いられる。収納容器１２０内の内部のＸ線発生管１０２と駆動回路１０３以外の余空間には、絶縁性液体１０９が充填されている。絶縁性液体１０９は、電気絶縁性を有する液体で、収納容器１２０の内部の電気的絶縁性を維持する役割と、Ｘ線発生管１０２の冷却媒体としての役割とを有する。絶縁性液体１０９としては、鉱油、シリコーン油、パーフロオロ系オイル、等の電気絶縁油を用いるのが好ましい。
【００４３】
＜Ｘ線撮影システム＞
次に、図５を用いて、本発明のＸ線発生管１０２を備えるＸ線撮影システムの構成例について説明する。本発明のＸ線撮影システム６０は、図４に示したＸ線発生装置１０１と、前記Ｘ線発生装置１０１から発生し、被検体２０４を透過したＸ線１１を検出するＸ線検出器２０６とシステム制御部２０２とを有する。システム制御部２０２は、Ｘ線発生装置１０１とＸ線検出器２０６とを統合制御する。駆動回路１０３は、システム制御部２０２による制御の下に、Ｘ線発生管１０２に各種の制御信号を出力する。駆動回路１０３が出力する制御信号により、Ｘ線発生装置１０１から放出されるＸ線束１１の放出状態が制御される。Ｘ線発生装置１０１から放出されたＸ線束１１は、可動絞りを備えた不図示のコリメータユニットによりその照射範囲を調整されて、Ｘ線発生装置１０１の外部に放出され、被検体２０４を透過して検出器２０６で検出される。検出器２０６は、検出したＸ線を画像信号に変換して信号処理部２０５に出力する。信号処理部２０５は、システム制御部２０２による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御部２０２に出力する。システム制御部２０２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置２０３に画像を表示させるための表示信号を出力する。表示装置２０３は、表示信号に基づく画像を、被検体２０４の撮影画像としてスクリーンに表示する。
【００４４】
本発明のＸ線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や、人体や動物の病理診断に用いることができる。
【実施例】
【００４５】
（実施例１）
図１乃至図３に示した、絶縁管１１０、及び絶縁管１１０と陽極部材４３の接合構造を持つＸ線発生管１０２を作製し、Ｘ線発生装置１０１に搭載した。
【００４６】
図３のように、アルミナ製の絶縁管１１０の陽極５２側の端面に、管径方向に延びる溝１１６を形成した。溝１１６は、幅２ｍｍ、深さ１ｍｍとし、絶縁管１１０の端面の管周方向の２箇所に機械加工で形成した。管状外周部４３ｂの内周面の絶縁管１１０の管軸方向の長さは４ｍｍとした。
【００４７】
次に、絶縁管１１０に、内周導電膜１１２、溝内導電膜１１３、及び外周導電膜１１４を形成した。内周導電膜１１２、溝内導電膜１１３、及び外周導電膜１１４の材料は、セラミックスのメタライズ材料として使用されるＴｉ−Ｃｕ系の材料とした。形成方法は、Ｔｉ−Ｃｕ系粉末を含んだペーストを作製し、絶縁管１１０に直接塗布した。この時、絶縁管１１０の端面には予めマスキングを施しておき、絶縁管１１０の端面に導電膜が付着しないようにした。次に、Ｔｉ−Ｃｕ系ペーストを乾燥させた後、マスキングを除去し、真空中で１０００℃の熱処理を行った。熱処理後の内周導電膜１１２、溝内導電膜１１３、及び外周導電膜１１４の膜厚は、場所によってばらつきがあるが、概ね１０μｍ乃至３００μｍであった。また、図２（ａ）において、溝１１６のある領域の絶縁管１１０の管軸方向において、外周導電膜１１４と管状外周部４３ｂとが対向する長さは３ｍｍとした。また、溝１１６のない領域では、外周導電膜１１４を絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａの側端部にまで形成し、絶縁管１１０の管軸方向において、外周導電膜１１４と管状外周部４３ｂとが対向する長さは４ｍｍとした。
【００４８】
次に、ターゲット保持部４３ａから突出する管状外周部４３ｂと接合する部分の、絶縁管１１０のターゲット保持部４３ａの側の端部の外周の外周導電膜１１４上にＡｇろうの線材を巻き付け、絶縁管１１０の外周と管状外周部４３ｂとをろう付けによって接合した。ろう付けは、８００℃の真空熱処理によって行った。これによりＸ線発生管１０２が得られた。
【００４９】
次に、本例のＸ線発生管１０２を図５に示したＸ線撮影システムに搭載し、Ｘ線の出力変動を評価した。本評価は、被検体２０４を配置せず、Ｘ線発生管１０２を駆動させ、Ｘ線束１１の焦点１１ａの位置の変動を評価した。その結果、焦点１１ａの中心位置の時間変動が１０μｍ以下と良好な結果となった。
【００５０】
また、検出器２０６の前に不図示の線量計を配置し、管電圧１００ｋＶ、管電流１０ｍＡでＸ線発生管１０２を駆動したところ、１２０μＧｙの線量が出力されていることを確認した。
【００５１】
（比較例１）
絶縁管１１０の陽極５２側の端面に溝１１６を形成せず、代わりに、端面全周に内周導電膜１１２及び外周導電膜１１４と連続した端面導電膜を形成した以外は、実施例１と同様の構成、作製方法でＸ線発生管１０２を作製した。端面導電膜を形成後、その膜厚を測定した結果、場所によって膜厚のむらがあり、最大３００μｍの膜厚差が確認された。
【００５２】
実施例１と同様に本例のＸ線発生管１０２を駆動させ、Ｘ線束１１の焦点１１ａの位置の変動を評価した結果、焦点１１ａの中心位置の変動は１０μｍ以下と良好な結果となった。しかしながら、実施例１と同条件でＸ線発生管１０２を駆動して、Ｘ線の線量を測定したところ、１００μＧｙの線量となり、実施例１より１７％の線量低下が確認された。線量低下の原因を分析するために、Ｘ線束１１の焦点１１ａの像を詳細に解析したところ、実施例１と比較して、焦点１１ａの面積が２０％小さいことが確認された。このことから、端面導電膜の膜厚むらによって電子放出源３とターゲット９の平行度が悪化し、電子線束５の一部がターゲット９を保持するターゲット支持部４２に遮られることによってＸ線束１１の線量が低下したものと推定された。
【００５３】
（実施例２）
実施例１に記載のＸ線発生装置１０１を用いて、図５に記載のＸ線撮影システムを作製した。本例のＸ線撮影システムにおいては、Ｘ線出力の変動が抑制されたＸ線発生装置１０１を備えることにより、ＳＮ比の高いＸ線撮影画像を取得することができた。
【符号の説明】
【００５４】
２：電子放出部、３：電子放出源、５：電子線束、９：ターゲット、１１：Ｘ線束、４１：陰極部材、４３：陽極部材、４３ａ：ターゲット保持部、４３ｂ：管状外周部、５１：陰極、５２：陽極、１０１：Ｘ線発生装置、１０２：Ｘ線発生管、１０３：駆動回路、１１０：絶縁管、１１２：内周導電膜、１１３：溝内導電膜、１１４：外周導電膜、１１５：接合材、２０２：システム制御部、２０４：被検体、２０６：Ｘ線検出器
【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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