(57)【要約】【課題】Ｘ線放射窓の加熱を低減できる中性点接地及び陽極接地型のＸ線管装置を提供することである。【解決手段】本発明の実施形態に係るＸ線管装置は、負の高電圧が印加され、電子ビームを放出する放出源を備える陰極と、陰極に対して正の高電圧が印加され、陰極に対向して設置され、電子ビームが入射されることによりＸ線を放出する焦点が形成されるターゲット面を有する陽極ターゲットと、陰極と陽極ターゲットを真空気密に収納する真空外囲器と、陰極よりも高い電位である真空外囲器の壁面部の一部に形成され、陽極ターゲットから放出されるＸ線を外部へ放射を許す放射窓部と、陰極と同電位であり、焦点と放射窓部との間に設置され、焦点で反射してくる一部の反跳電子を反射する電極部材を備える。【選択図】図１
2016051629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負の高電圧が印加され、電子ビームを放出する放出源を備える陰極と、
前記陰極に対して正の高電圧が印加され、前記陰極に対向して設置され、前記電子ビームが入射されることによりＸ線を放出する焦点が形成されるターゲット面を有する陽極ターゲットと、
前記陰極と前記陽極ターゲットを真空気密に収納する真空外囲器と、
前記陰極よりも高い電位である前記真空外囲器の壁面部の一部に形成され、前記陽極ターゲットから放出されるＸ線を外部へ放射を許す放射窓部と、
前記陰極と同電位であり、前記焦点と前記放射窓部との間に設置され、前記焦点で反射してくる一部の反跳電子を反射する電極部材を備えるＸ線管装置。
【請求項２】
前記電極部材は、導電性の長尺形状に形成され、一端部が前記陰極と接続され、前記一端部と反対の端部である先端部が前記焦点と前記放射窓部との間に設置される請求項１のＸ線管装置。
【請求項３】
前記電極部材は、前記反跳電子を反射するために前記焦点と前記放射窓部の中心とに沿った平面に対して垂直な方向に広がり、前記陰極と同電位である反射部材を前記先端部に備える請求項２のＸ線管装置。
【請求項４】
前記反射部材は、前記焦点と前記放射窓部の中心とを結ぶ直線上に配置され、前記焦点から放出されるＸ線を透過する窓部を備える請求項３のＸ線管装置。
【請求項５】
前記焦点と前記放射窓部との間に磁場を生成する第１の磁気部を備える、請求項４のＸ線管装置。
【請求項６】
前記第１の磁気部は、前記焦点と前記放射窓部の中心とに沿った平面に対して垂直な方向の磁場を生成する、請求項５のＸ線管装置。
【請求項７】
前記第１の磁気部は、前記陽極ターゲットから前記陰極に向かう方向に沿った磁場を生成する、請求項６のＸ線管装置。
【請求項８】
前記真空外囲器は、前記放射窓部を形成される壁面部である表面部を有し、
前記表面部は、前記陰極と同電位に維持される、請求項７のＸ線管装置。
【請求項９】
前記陰極と前記陽極ターゲットとの間に磁場を生成する第２の磁気部と、を有する請求項８のＸ線管装置。
【請求項１０】
前記第２の磁気部は、前記陰極の前記電子ビームの放出する放出源の中心と前記焦点とに沿った平面に対して垂直な方向の磁場を生成する、請求項９のＸ線管装置。
【請求項１１】
前記陰極から放出された前記電子ビームが、前記第２の磁気部によって生成される磁場によって湾曲して前記陽極ターゲットに入射する際に、当該電子ビームの入射角度は、前記陽極ターゲットの表面から１°より大きく４０°以下の範囲のいずれかの角度になるように、前記第２の磁気部が設定される請求項１０に記載のＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、Ｘ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管装置は、陰極と陽極ターゲットとを有するＸ線管を備えている。Ｘ線管装置は、医療用の診断装置、工業用の非破壊検査装置、または材料分析装置などに利用されている。
【０００３】
従来のＸ線管装置では、陰極から放出された電子ビームは、陰極と陽極ターゲットとの間の電位勾配により加速、集束される。典型的には、電子ビームは、２０〜１５０ｋｅＶのエネルギで、陽極ターゲットのターゲット面にほぼ垂直（９０°±２０°）で衝突し、Ｘ線発生源となる焦点を陽極ターゲット上に形成する。焦点に高いエネルギを持った電子ビームが衝撃すると、電子ビームは、ターゲット材により急速に減速されるためＸ線が放出される。電子ビームがＸ線に変換される割合は、陽極ターゲットに衝突する電子の運動エネルギの中のわずか１％以下である。残りの運動エネルギは、熱に変換される。放出されるＸ線は、Ｘ線放射窓から外部へ放射される。陽極ターゲットで反跳された電子の一部は、真空外囲器内壁で跳ね返され、再び陽極ターゲットへ衝撃される。また、中性点接地及び陽極接地型のＸ線管装置にあっては、反跳電子の一部は、Ｘ線放射窓を衝撃する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１３７９８７号公報
【特許文献２】特開２０１４−３５９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記Ｘ線管装置において、Ｘ線放射窓の電位は、陰極よりも高い電位であるため、Ｘ線放射窓の方向に反跳した反跳電子が、Ｘ線放射窓に衝撃する。反跳電子が衝撃することによって、Ｘ線放射窓が、加熱され、高温状態となる。
【０００６】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、Ｘ線放射窓の加熱を低減できる中性点接地及び陽極接地型のＸ線管装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係るＸ線管装置は、負の高電圧が印加され、電子ビームを放出する放出源を備える陰極と、陰極に対して正の高電圧が印加され、陰極に対向して設置され、電子ビームが入射されることによりＸ線を放出する焦点が形成されるターゲット面を有する陽極ターゲットと、陰極と陽極ターゲットを真空気密に収納する真空外囲器と、陰極よりも高い電位である真空外囲器の壁面部の一部に形成され、陽極ターゲットから放出されるＸ線を外部へ放射を許す放射窓部と、陰極と同電位であり、焦点と放射窓部との間に設置され、焦点で反射してくる一部の反跳電子を反射する電極部材を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線管装置におけるＸ線の生成原理を示す模式図である。
【図２】図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿ったＸ線管装置の断面を示す模式図である。
【図３】図３は、第１の実施形態のＸ線管装置の詳細な構造を示す断面図である。
【図４】図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿ったＸ線管装置の断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の変形例のＸ線管装置の模式図である。
【図６】図６は、第２の実施形態に係るＸ線管装置におけるＸ線の生成原理を示す模式図である。
【図７】図７は、図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿ったＸ線管装置の断面図である。
【図８】図８は、第２の実施形態のＸ線管装置の詳細な構造を示す断面図である。
【図９】図９は、図８の線ＩＸ−ＩＸに沿ったＸ線管装置の断面図である。
【図１０】図１０は、図８に示すＸ線管装置内のＸ線管及び第１の磁気偏向部の外観を概略的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態の変形例のＸ線管装置の模式図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係るＸ線管装置におけるＸ線の生成原理を示す模式図である。
【図１３】図１３は、図１２の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿ったＸ線管装置の断面を示す模式図である。
【図１４】図１４は、線ＩＶ−ＩＶに沿った第３の実施形態のＸ線管装置の断面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示すＸ線管装置内のＸ線管及び第２の磁気偏向部の外観を概略的に示す斜視図である。
【図１６】図１６は、第３の実施形態の変形例のＸ線管装置の模式図である。
【図１７】図１７は、第４の実施形態に係るＸ線管装置におけるＸ線の生成原理を示す模式図である。
【図１８】図１８は、図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿ったＸ線管装置の断面を示す模式図である。
【図１９】図１９は、第４の実施形態のＸ線管装置内のＸ線管及び第１及び第２の磁気偏向部の外観を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら実施形態に係るＸ線管装置について詳細に説明する。  
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係るＸ線管装置におけるＸ線の生成の原理を示す模式図であり、ターゲット面に直交する面内の各構成部分の配置を示している。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿ったＸ線管装置の断面図であり、図２内には、Ｘ線管装置の正面構成が示されている。
【００１０】
はじめに、図１及び図２を参照して、Ｘ線管装置１０の基本的な動作原理について説明する。Ｘ線管装置１０は、大別すると、高電圧電源１５Ａ、１５Ｂと、Ｘ線管３０とを備えている。詳細は後述するが、Ｘ線管３０は、真空外囲器３１と、側壁３２ａを含む真空容器３２と、Ｘ線放射窓部３３と、陽極ターゲット３５と、陰極３６とを備える。本実施形態では、Ｘ線管３０は、中性点接地管とする。高電圧電源１５Ａ、１５Ｂは、陽極ターゲット３５と陰極３６との間に電位差を生じさせる。本実施形態において、高電圧電源１５Ａは、陰極３６にのみ高電圧（負の高電圧）を印加している。高電圧電源１５Ａは、陰極３６に−Ｖの電圧を印加している。高電圧電源１５Ｂは、陽極ターゲット３５にのみ高電圧（正の高電圧）を印加している。高電圧電源１５Ｂは、陽極ターゲット３５に＋Ｖの電圧を印加している。例えば、陰極には、−７０ｋＶの負の高電圧が印加され、陽極ターゲット３５には、＋７０ｋＶの正の高電圧が印加される。
【００１１】
陰極３６は、電子を放出する射出源を有する電子放出源３６ａと、集束電極（集束カップ）３６ｂと、反射電極（電極部材）１３６とを有している。電子放出源３６ａは、電流が供給され、第１の方向ｄ１に電子ビームを放出する。本実施形態では、第１の方向ｄ１は、電子放出源３６ａにおける電子を射出する射出面に対して垂直な方向である。集束電極３６ｂは、電子ビームを集束し、電子ビーム（電子の分布形状）を整形（適正化）する。陰極３６は、陽極ターゲット３５に対して相対的に負の電圧が印加されている。電子放出源３６ａにも、陰極３６に印加された電圧が印加されている。集束電極３６ｂには、電子ビームを整形するために電圧が印加されている。集束電極３６ｂに印加する電圧を変更すると、発生される電子ビームの形状が変更できる。例えば、集束電極３６ｂには、１０ｋＶ以下の電圧が印加されている。
【００１２】
反射電極１３６は、Ｘ線を透過するための窓部（反射部材）１３６ａを一端部（先端部）に備える。反射電極１３６及び窓部１３６ａは、長尺の導電性の部材で形成される。例えば、反射電極１３６及び窓部１３６ａは、陰極３６と同等の金属で形成される。図１及び図２に示すように、反射電極１３６は、窓部１３６ａがＸ線放射窓部３３と陽極ターゲット３５（後述する焦点Ｆ）との間に配置され、窓部１３６ａと反対側の端部が陰極３６に接続されるように設置されている。したがって、反射電極１３６及び窓部１３６ａは、陰極３６とほぼ同電位であり、好適には、陰極３６と同電位である。
【００１３】
図２に示すように、反射電極１３６の窓部１３６ａは、Ｘ線が放射される方向（後述の第２の方向ｄ２）に対して平行な方向に所定の厚み（以下、厚みと称する）を有し、垂直な方向に所定の幅（以下、幅と称する）を有して形成されている。反射電極１３６の窓部１３６ａは、円形形状に貫通する孔として反射電極１３６に形成されている。例えば、反射電極１３６は、後述するＸ線放射窓部３３と同等またはＸ線放射窓部３３以下の直径で形成される。なお、反射電極１３６は、Ｘ線を透過する部材で形成されていてもよい。その場合には、反射電極１３６に窓部１３６ａを設けなくても良い。
【００１４】
陽極ターゲット３５は、ターゲット面３５ｂを備える。ターゲット面３５ｂは、Ｘ線放射窓部３３の方向へＸ線を反射するように傾斜を持つように形成されている。ターゲット面３５ｂは、第１の方向ｄ１から電子ビームが入射される焦点Ｆを形成されている。焦点Ｆに電子が入射することによって、陽極ターゲット３５からＸ線が放出される。Ｘ線は、全方位に放射されるが、多くのＸ線は、Ｘ線放射窓部３３の方向へ放出される。ここで、第１の方向ｄ１に直交し、且つ、Ｘ線放射窓部３３側に向かう方向を第２の方向ｄ２と称する。多くのＸ線は、第２の方向ｄ２へ放出される。また、陽極ターゲット３５の焦点Ｆに衝撃する電子の一部は、反跳電子として散乱する。
【００１５】
以下で、図３、及び図４を参照して、本実施形態に係るＸ線管装置１０の詳細な構造について説明する。  
図３は、Ｘ線管装置の詳細な構造を示す断面図である。図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿ったＸ線管装置の断面図であり、Ｘ線管装置１０の正面外形が示されている。
【００１６】
図３及び図４を参照して、Ｘ線管装置１０の構造について詳細に説明する。Ｘ線管装置１０は、さらに、ハウジング２０と、高電圧絶縁部材４０と、電圧供給端子４４と、高電圧コネクタ３００と、ステータコイル９１０と、ロータ９２０と、軸受け９３０と、固定軸９５０と、回転体９６０とを有している。ここで、ステータコイル９１０は、ロータ９２０に向けて磁界を発生してこのロータ９２０を回転する。回転体９６０には、陽極ターゲット３５に連結されているロータ９２０に固定され、ロータ９２０の回転に伴い、陽極ターゲット３５が回転される。
【００１７】
ハウジング２０は、円筒状のハウジング本体２０ａと、このハウジング本体２０ａを密閉する蓋部２０ｂとを有する。ハウジング本体２０ａは、例えば、Ｘ線の放射を許すＸ線放射窓２４を有する。ハウジング本体２０ａの開口端は、蓋部２０ｂで塞がれている。ハウジング本体２０ａ及び蓋部２０ｂは、図示しない締め具により締め付け固定されている。ハウジング本体２０ａ及び蓋部２０ｂの間の隙間は、図示しないＯリングにより液密にシールされている。このＯリングは、ハウジング２０の内部から外部への冷却液６の漏洩を防止している。蓋部２０ｂには、冷却液６の圧力調整機構、例えば、ゴムベローズ（ゴム膜）２１が設けられ、ゴムベローズ（ゴム膜）２１によって冷却液６の圧力が調整される。
【００１８】
なお、Ｘ線放射窓２４は、ハウジング本体２０ａに代えて蓋部２０ｂに設けられていてもよい。また、ゴムベローズ２１は、蓋部２０ｂに代えてハウジング本体２０ａに設けられていてもよい。
【００１９】
Ｘ線管３０をハウジング２０に支持する支持部材２５は、蓋部２０ｂに対して反対側のハウジング本体２０ａの端部に嵌め込まれている。支持部材２５は、円環状に形成されている。支持部材２５は、後述する高電圧絶縁部材４０を支持し、ハウジング２０に液密に固定されている。
【００２０】
前述したように、Ｘ線管３０は、真空外囲器３１と、陽極ターゲット３５と、陰極３６と、を備えている。Ｘ線管３０においては、陰極３６及び陽極ターゲット３５間には、管電圧Ｖが印加されている。陽極ターゲット３５の電位をＶＡ、陰極３６の電位をＶＣとすると、管電圧Ｖは、電位差（ＶＡ−ＶＣ）に相当している。通常、管電圧Ｖは、２０ｋＶ乃至１５０ｋＶに定められている。
【００２１】
真空外囲器３１は、陽極ターゲット３５及び陰極３６を収容している。真空外囲器３１は、内表面部３４を有し、真空容器３２と、Ｘ線放射窓部３３と、絶縁部材３８と、モールド絶縁部材３９と、高電圧絶縁部材４０と、電圧供給端子５４と、ＫＯＶ部材５５とを具備している。真空外囲器３１は、内部が真空状態に維持されている。
【００２２】
真空容器３２は、側壁３２ａ及び周壁３２ｂを有している。真空容器３２は、銅で形成されている。その他にも、例えば、真空容器３２（真空外囲器３１）は、ステンレス、アルミニウム等の非磁性の金属、或いは、ガラス、セラミックス等の絶縁物で形成されていてもよい。
【００２３】
Ｘ線放射窓部３３は、真空容器３２の側壁３２ａの開口部に気密に設けられている。すなわち、Ｘ線放射窓部３３は、反跳電子が多く散乱する空間側に設置されている。Ｘ線放射窓部３３は、利用Ｘ線束を透過させる部材で形成される。Ｘ線放射窓部３３は、例えば、ベリリウムで形成されている。本実施形態において、Ｘ線放射窓部３３は、ベリリウムより安価な材料でも形成されてもよい。例えば、Ｘ線放射窓部３３は、アルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、クロム鋼、鉄合金のうちの何れか１つを主成分として形成されてもよい。例えば、Ｘ線放射窓部３３は、円盤状に形成されている。図１及び図２に示すように、Ｘ線放射窓部３３は、直径Ｄ１の径で形成される。また、Ｘ線放射窓部３３のＸ線が透過される方向（ｄ２）の厚みを有し、この厚みが例えば、０．１乃至３ｍｍに定められている。
【００２４】
内表面部３４は、側壁３２ａ及びＸ線放射窓部３３を含む領域の真空側の内表面を形成している。ここでは、内表面部３４は、金属で形成され、接地されている（０Ｖ）。本実施形態において、内表面部３４は、陰極３６よりも高い電位である。例えば、陰極３６には負の高電圧が印加されている場合に、内表面部３４は、接地電位である。
【００２５】
絶縁部材３８は、真空外囲器３１の一部を形成する。絶縁部材３８には、電圧供給端子５４が固定されている。電圧供給端子５４は、絶縁部材３８を貫通して設けられている。電圧供給端子５４は、低膨張合金であるＫＯＶ部材５５で支持されている。ＫＯＶ部材５５は、陰極３６及び絶縁部材３８の間に設けられる。ＫＯＶ部材５５は、両端部が夫々陰極３６または絶縁部材３８にろう付けによって接合されている。また、電圧供給端子５４は、モールド絶縁部材３９で覆われている。モールド絶縁部材３９は、真空容器３２の外において、絶縁部材３８に密着するように絶縁部材３８上に積層されている。モールド絶縁部材３９は、エポキシ樹脂等のモールド絶縁部材で形成されている。電圧供給端子５４は、モールド絶縁部材３９内部でケーブル２０２に接続されている。ケーブル２０２は、ハウジング２０の外部へ延出する。陰極電圧及び陰極電流は、ケーブル２０２から電圧供給端子５４を介して陰極３６に印加され、また、陰極３６に供給される。
【００２６】
高電圧絶縁部材４０は、真空外囲器３１の一部を形成している。高電圧絶縁部材４０は、空洞を有する筒部４６と、筒部４６の空洞内空間を狭小化している底部４７と、この底部４７に連接する外部端面部４８とを有する。筒部４６の空洞部には、後述する陽極ターゲット３５のステータコイル９１０と、ロータ９２０と、軸受け９３０と、固定軸９５０と、回転体９６０とが配置されている。また、筒部４６は、底部４７が設けられた一端部側とは反対側に開口端部を有し、この開口端部に連結された真空外囲器３内に陽極ターゲット３５が配置されている。外部端面部４８は、その略中心に空洞が設けられ、外部側に平坦な端面を有するように形成される。外部端面部４８の空洞内には、電圧供給端子４４がその空洞内を延出するように設けられている。電圧供給端子４４は、後述の固定軸９５０に固定されている。電圧供給端子４４は、固定軸９５０を介して陽極ターゲットに高電圧を供給する。
【００２７】
前述の陽極ターゲット３５の詳細な構造について説明する。陽極ターゲット３５は、略円盤形状で形成されている。陽極ターゲット３５は、ターゲット面３５ｂを有するターゲット層３５ａと、反跳電子を捕捉する捕捉面３５ｄとを有し、接続部３５ｃに連結されている。陽極ターゲット３５は、モリブデン合金などの金属で形成されている。陽極ターゲット３５は、陰極３６に対して正の電圧が印加される。
【００２８】
陽極ターゲット３５は、接続部３５ｃを介して回転体９６０に接続されている。陽極ターゲット３５は、回転体９６０とともに回転する。回転体９６０は、筒状に形成されている。回転体９６０は、その内側に軸受け９３０及び固定軸９５０が設けられ、外側にロータ９２０が設けられている。固定軸９５０は、円柱状に形成され、高電圧絶縁部材４０に固定されている。固定軸９５０は、軸受け９３０を介して回転体９６０を回転可能に支持する。ロータ９２０は、円筒状に形成されたステータコイル９１０の内側に設けられている。回転駆動装置であるステータコイル９１０に電流を供給することによって、ロータ９２０が回転するとともに、陽極ターゲット３５が回転する。
【００２９】
ターゲット層３５ａは、陰極３６と対向する方向（第１の方向ｄ１）の陽極ターゲット３５の層である。ターゲット層３５ａは、タングステン合金等の陽極ターゲット３５より融点の高い金属で形成されている。ターゲット層３５ａには、第１の方向ｄ１から電子ビームが入射されることにより、図１に示したように第２方向ｄ２に利用Ｘ線束を放出する焦点Ｆが形成される。
【００３０】
ターゲット面３５ｂは、陰極３６と対向している。ターゲット面３５ｂは、陽極ターゲット３５の外面の一部として形成され、例えば、陽極ターゲット３５の円の縁部に形成されている。ターゲット面３５ｂは、例えば、円の縁から中心に向かって上がる傾斜を有している。ターゲット面３５ｂには、第１の方向ｄ１から電子ビームが入射されることにより、反跳電子が多く散乱する側となる第２の方向ｄ２にＸ線束（利用Ｘ線）を放出する焦点Ｆが形成される。ここで、利用Ｘ線は、Ｘ線管装置１０の外部へ放出され、ユーザによって利用されるＸ線を示す。なお、第２方向ｄ２は、利用Ｘ線束の中心を通るようなＸ線の進行方向に略平行な方向として定められている。
【００３１】
接続部３５ｃは、後述する回転体９６０を介して印加される高電圧を陽極ターゲット３５へ供給する。  
反跳電子を捕捉する捕捉面３５ｄは、ターゲット面３５ｂから陰極３６とは反対の方向に延出し、Ｘ線放射窓部３３に対向する陽極ターゲット３５に側面を与えるように形成される。捕捉面３５ｄは、例えば、傾斜を有するように形成される。捕捉面３５ｄは、反跳電子を捕捉する。例えば、反射電極１３６によって反射された反跳電子が捕捉面３５ｄに衝撃する。
【００３２】
次に、前述の陰極３６の構造について詳細に説明する。陰極３６は、図１に示すように電子放出源３６ａと、集束電極（集束カップ）３６ｂと、反射電極１３６とを有している。電子放出源３６ａは、第１の方向ｄ１に電子ビームを放出する。電子放出源３６ａは、平板状又はコイル状のフィラメント等で形成されている。集束電極３６ｂは、環状に形成され、電子放出源３６ａから陽極ターゲット３５に向かう電子の軌道を囲んでいる。集束電極３６ｂは、電子ビームを集束し、電子ビーム（電子の分布形状）を整形（適正化）する。
【００３３】
陰極３６（電子放出源３６ａ）には、陽極ターゲット３５に対して負の高電圧が印加されている。前述のように、集束電極３６ｂには、電子ビームを整形するため電圧として、例えば、１０ｋＶ以下の電圧が印加されている。集束電極３６ｂに与える電圧値は、変更可能であるとより好ましい。このように電圧値の変更可能であれば、電子ビームの形状を変更させ、後述する焦点Ｆのサイズを調整することができる。
【００３４】
反射電極１３６は、Ｘ線放射窓部３３と陽極ターゲット３５との間で設置されている。窓部１３６ａは、例えば、Ｘ線放射窓部３３に対して平行に設置されている。窓部１３６ａは、ターゲット面３５ｂの焦点Ｆから放射されるＸ線がＸ線放射窓部３３へ透過するように設置されている。例えば、窓部１３６ａは、Ｘ線放射窓部３３よりも大きな幅で形成されている。反射電極１３６は、反跳した反跳電子を周囲に生成される電界の作用によって押し返す（反射する）ことができる。例えば、反射磁極１３６は、周囲に生成される電界によって反射電極１３６の方向に反跳した電子をターゲット面３５ｂ上に反射する。このとき、反射電極１３６が焦点Ｆから離れた、又は焦点以外の部分に反跳電子を反射するように、反射電極１３６の配置などが調整されてもよい。
【００３５】
高電圧コネクタ３００は、ハウジング３０１と、ケーブル３０２と、固定部３０３と、外部端面部４８を構成するシリコーンプレート３０４と、を有する。高電圧コネクタ３００は、電圧供給端子４４に高電圧を供給する。ケーブル３０２の端子３０２ａを含む先端部は、ハウジング３０１内に挿入される。固定部３０３は、外部端面部４８を押圧するように外部端面部４８としてのシリコーンプレート３０４に密着して設けられている。固定部３０３は、端子３０２ａを電圧供給端子４４側に向けて固定する。固定部３０３は、絶縁部材である。固定部３０３は、例えば、エポキシ樹脂系の部材で形成されている。シリコーンプレート３０４は、底部４７と固定部３０３との間に設けられている。シリコーンプレート３０４は、シリコーン樹脂系の部材で形成されている。
【００３６】
本実施形態では、陰極３６は、高電圧電源１５Ａから負の高電圧を印加され、陽極ターゲット３５は、高電圧電源１５Ｂから正の高電圧を印加される。このとき、陰極３６に接続された反射電極１３６は、陰極３６と同等の負の高電圧が印加される。陰極３６の電子放出源３６ａから電子ビームが、陽極ターゲット３５のターゲット面３５ｂに向けて第１の方向ｄ１の方向へ射出される。電子ビームは、集束電極３６ｂによって整形され、焦点Ｆに入射する。ターゲット面３５ｂの焦点Ｆに入射した電子ビームによって、焦点Ｆから第２の方向ｄ２に向けてＸ線が放射される。Ｘ線は、窓部１３６ａを通過し、Ｘ線放射窓部３３を透過して外部へ放射される。ここで、電子ビームの一部は、反跳電子としてＸ線と同様に第２の方向ｄ２に散乱する。第２の方向に散乱した反跳電子は、陰極３６と実質的に同電位の反射電極１３６付近に生じる電界の作用によって反射する。さらに図１及び図２に示すように、反射した反跳電子は、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃する。
【００３７】
本実施形態において、反射電極１３６は、陰極３６に接続され、陰極３６と同電位であり、Ｘ線放射窓部３３と陽極ターゲット３５との間に設置されている。電子放出源３６ａから放出された電子が陽極ターゲット３５上の焦点Ｆに衝撃することによってＸ線を生成する際に、焦点Ｆで反跳する電子は、この反射電極１３６によって陽極ターゲット３５上に押し戻される。すなわち、反跳電子がＸ線放射窓部３３の方向へ反跳することが防止される。この結果、反跳電子が衝撃することによるＸ線放射窓部３３の加熱が低減される。
【００３８】
また、Ｘ線放射窓部３３の加熱が低減されることによって、Ｘ線放射窓部３３が高価なベリリウム以外のアルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、クロム鋼、鉄合金など安価な部材で形成されたとしても、これらの安価な部材で形成されたＸ線放射窓部３３は、Ｘ線の放射窓として十分な耐性が得られる。すなわち、Ｘ線管装置１０の製造コストを削減することができる。
【００３９】
以下で図面を参照して、本実施形態の変形例について説明する。変形例のＸ線管装置は、第１の実施形態のＸ線管装置とほぼ同等の構成であるので、第１の実施形態のＸ線管装置と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４０】
図５は、第１の実施形態の変形例のＸ線管装置１０の模式図である。  
図５に示すように、変形例のＸ線管３０は、陽極接地管である。したがって、Ｘ線管装置１０は、陰極３６側に高電圧電源１５Ａを有し、陽極ターゲット３５が接地されている。
【００４１】
高電圧電源１５Ａは、陽極ターゲット３５及び陰極３６の間に高電圧を供給する。変形例において、高電圧電源１５Ａは、陰極３６に負の高電圧を印加され、―Ｖの電圧が印加されている。陽極ターゲット３５及び真空外囲器３１（の内表面部３４）は、接地（接地電位に設定）されている。
【００４２】
変形例では、陰極３６は、高電圧電源１５Ａから負の高電圧を印加される。このとき、陰極３６に接続された反射電極１３６は、陰極３６と同等の負の高電圧が印加される。陰極３６の電子放出源３６ａから電子ビームが、陽極ターゲット３５のターゲット面３５ｂに向けて（第１の方向ｄ１の方向へ）射出される。電子ビームは、集束電極３６ｂによって整形され、焦点Ｆに入射する。ターゲット面３５ｂの焦点Ｆに入射した電子ビームによって、焦点Ｆから第２の方向ｄ２に向けてＸ線が放射される。Ｘ線は、窓部１３６ａを通過し、Ｘ線放射窓部３３を透過して外部へ放射される。ここで、電子ビームの一部は、反跳電子としてＸ線と同様に第２の方向ｄ２に散乱する。第２の方向に散乱した反跳電子は、陰極３６と実質的に同電位の反射電極１３６付近に生じる電界の作用によって反射する。反射した反跳電子は、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上を衝撃する。
【００４３】
変形例において、Ｘ線管３０は、陽極接地管である。Ｘ線管３０が陽極接地管であっても、第１の実施形態と同様に、反跳電子がＸ線放射窓部３３の方向へ反跳することが防止される。この結果、反跳電子が衝撃することによるＸ線放射窓部３３の加熱が低減される。
【００４４】
次に他の実施形態に係るＸ線管装置について説明する。他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４５】
（第２の実施形態）  
図６は、第２の実施形態に係るＸ線管装置におけるＸ線の生成の原理を示す模式図であり、ターゲット面に直交する面内の各構成部分の配置を示している。図７は、図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿ったＸ線管装置の断面図であり、図７内には、Ｘ線管装置の正面構成が示されている。
【００４６】
はじめに、図６及び図７を参照して、第２の実施形態のＸ線管装置１０の基本的な動作原理について説明する。本実施形態のＸ線管装置１０は、第１の磁気偏向部（第１の磁気部）１１０と、偏向電源１１５とをさらに備えている。
【００４７】
詳細は後述するが、本実施形態では、反跳電子の軌道を偏向するために、第１の磁気偏向部１１０が設けられている。図６に示すように、第１の磁気偏向部１１０は、対向する２つの磁極部材で構成されている。これら対向する２つの磁極部材は、例えば、各々、平板で構成されている。これら対向する２つの平板から成る第1の磁気偏向部１１０は、Ｘ線管３０（真空外囲器３１）の外側で、且つ、陽極ターゲット３５及びＸ線放射窓部３３の間を挟むように設置されている。第１の磁気偏向部１１０の対向する２つの磁極部材は、内表面部３４を有する真空外囲器３１の内部に磁場Ｈａを生成する。図６に示すように、例えば、磁場Ｈａは、磁界の向きがＸ線装置の第１の方向ｄ１に平行な方向に生成される。本実施形態では、磁界の向きが陽極ターゲット３５側から陰極３６側へ向かうように、磁場Ｈａが生成されている。図７に示すように、磁場Ｈａによって、反跳電子の軌道が偏向される。
【００４８】
以下で、図８、図９及び図１０を参照して、本実施形態に係るＸ線管装置１０の詳細な構造について説明する。
【００４９】
図８は、Ｘ線管装置の詳細な構造を示す断面図である。図９は、図８の線ＩＸ−ＩＸに沿ったＸ線管装置の断面図であり、Ｘ線管装置１０の正面外形が示されている。図１０は、本実施形態のＸ線管装置１０における、Ｘ線管３０及び第１の磁気偏向部１１０を含む外形構成を示す斜視図である。
【００５０】
第１の磁気偏向部１１０は、図示しない２個の磁極と、磁極を接続したヨーク１１２と、ヨーク１１２に巻かれたコイル１１３とを有している。本実施形態において、第１の磁気偏向部１１０は、電磁石を利用しているが、これに限定されるものではなく永久磁石を利用するものであってもよい。第１の磁気偏向部１１０は、磁場Ｈａを生成し、ローレンツ力を利用して電子ビームを偏向する。第１の磁気偏向部１１０は、磁場ＨａをＸ線放射窓部３３と焦点Ｆとの間の空間の少なくとも一部に生成する。磁場Ｈａは、反跳電子の軌道を連続的に変化させる。なお、第１の磁気偏向部１１０は、磁界Ｈａの強さ（磁束密度）を調整できてもよい。
【００５１】
図１０に示すように、第１の磁気偏向部１１０では、一対のヨーク１１２がコの字形状を形成するように互いに連結されている。一対のヨーク１１２は、例えば、真空外囲器３１を覆うように連結される。第１の磁気偏向部１１０は、Ｘ線管３０の一部が一対のヨーク１１２の対向端である磁極間に収納されるように配置されている。より詳細には、第１の磁気偏向部１１０は、真空外囲器３１の外側に、一対のヨーク１１２の磁極が真空外囲器３１を挟むように設置されている。これらのヨーク１１２の磁極は、例えば、平板形状に形成されている。ここで、一対のヨーク１１２の磁極は、焦点Ｆ及びＸ線放射窓部３３の間に亘る幅を有する。
【００５２】
偏向電源１１５は、第１の磁気偏向部１１０に電気的に接続され、コイル１１３に電流を供給するものである。第１の磁気偏向部１１０及び偏向電源１１５は、偏向磁場発生ユニットを形成している。
【００５３】
本実施形態では、陰極３６は、高電圧電源１５Ａから負の高電圧を印加され、陽極ターゲット３５は、高電圧電源１５Ｂから正の高電圧を印加される。このとき、陰極３６に接続された反射磁極１３６は、陰極３６と同等の負の高電圧が印加される。陰極３６の電子放出源３６ａから電子ビームが、陽極ターゲット３５のターゲット面３５ｂに向けて第１の方向ｄ１の方向へ射出される。電子ビームは、集束電極３６ｂによって整形され、焦点Ｆに入射する。ターゲット面３５ｂの焦点Ｆに入射した電子ビームによって、焦点Ｆから第２の方向ｄ２に向けてＸ線が放射される。Ｘ線は、窓部１３６ａを通過し、Ｘ線放射窓部３３を透過して外部へ放射される。ここで、電子ビームの一部は、反跳電子としてＸ線と同様に第２の方向ｄ２に散乱する。第２の方向に散乱した反跳電子は、陰極３６と実質的に同電位の反射電極１３６付近に生じる電界の作用によって反射する。さらに図６及び図７に示すように、反射した反跳電子は、磁界Ｈａによって軌道を一方向に偏向され続けるために、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃する。また、例えば、Ｘ線放射窓部３３が陽極ターゲット３５上に投影されて定められる投影範囲外に、多くの反跳電子が陽極ターゲット３５上に散乱して入射されるように、第１の磁気偏向部１１０が生成する磁界Ｈａの大きさが設定されてもよい。
【００５４】
本実施形態において、第１の磁気偏向部１１０によって、磁界Ｈａが生成される。磁界Ｈａは、反射電極１３６付近に生じる電界の作用によって反射された反跳電子の軌道をさらに偏向し続ける。反跳電子は、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃する。その結果、焦点Ｆの温度上昇が低減される。また、反跳電子が焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃するために、反跳電子による焦点Ｆ近傍でのＸ線の発生が低減される。この結果、反跳電子によって発生するＸ線が利用Ｘ線へ混入することが低減される。
【００５５】
以下で図面を参照して、本実施形態の変形例について説明する。変形例のＸ線管装置は、第２の実施形態のＸ線管装置とほぼ同等の構成であるので、第２の実施形態のＸ線管装置と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
図１１は、第２の実施形態の変形例のＸ線管装置１０の模式図である。  
図１１に示すように、変形例のＸ線管３０は、陽極接地管である。したがって、Ｘ線管装置１０は、陰極３６側に高電圧電源１５Ａを有し、陽極ターゲット３５が接地されている。
【００５７】
高電圧電源１５Ａは、陽極ターゲット３５及び陰極３６の間に高電圧を供給する。変形例において、高電圧電源１５Ａは、陰極３６に負の高電圧を印加され、―Ｖの電圧が印加されている。陽極ターゲット３５及び真空外囲器３１（の内表面部３４）は、接地（接地電位に設定）されている。
【００５８】
変形例では、陰極３６は、高電圧電源１５Ａから負の高電圧を印加される。このとき、陰極３６に接続された反射電極１３６は、陰極３６と同等の負の高電圧が印加される。陰極３６の電子放出源３６ａから電子ビームが、陽極ターゲット３５のターゲット面３５ｂに向けて第１の方向ｄ１の方向へ射出される。電子ビームは、集束電極３６ｂによって整形され、焦点Ｆに入射する。ターゲット面３５ｂの焦点Ｆに入射した電子ビームによって、焦点Ｆから第２の方向ｄ２に向けてＸ線が放射される。Ｘ線は、窓部１３６ａを通過し、Ｘ線放射窓部３３を透過して外部へ放射される。ここで、電子ビームの一部は、反跳電子としてＸ線と同様に第２の方向ｄ２に散乱する。第２の方向に散乱した反跳電子は、陰極３６と実質的に同電位の反射電極１３６付近に生じる電界の作用によって反射する。さらに図６及び図７に示すように、反射した反跳電子は、磁界Ｈａによって軌道を一方向に偏向され続けるために、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃する。また、例えば、Ｘ線放射窓部３３が陽極ターゲット３５上に投影されて定められる投影範囲外に、多くの反跳電子が陽極ターゲット３５上に散乱して入射されるように、第１の磁気偏向部１１０が生成する磁界Ｈａの大きさが設定されてもよい。
【００５９】
変形例において、Ｘ線管３０は、陽極接地管である。Ｘ線管３０が陽極接地管であっても、第２の実施形態と同様に、焦点Ｆの温度上昇が低減される。また、反跳電子が焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃するために、反跳電子による焦点Ｆ近傍でのＸ線の発生が低減される。この結果、反跳電子によって発生するＸ線が利用Ｘ線へ混入することも低減される。
【００６０】
（第３の実施形態）  
以下で第３の実施形態について説明する。第３の実施形態のＸ線管装置は、さらに磁気偏向部を備えていることが異なる。
【００６１】
図１２は、第２の実施形態に係るＸ線管装置の原理を示す模式図であり、ターゲット面に沿った方向から見た図である。図１３は、図１２の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿ったＸ線管装置の断面図であり、一部にＸ線管装置の正面図を含んでいる図である。
【００６２】
第３の実施形態のＸ線管装置１０は、第１の実施形態のＸ線管装置の構成に加えて、第２の磁気偏向部（第２の磁気部）１２０と、偏向電源１２５とをさらに備えている。
【００６３】
第２の磁気偏向部１２０は、磁界Ｈｂを生成する。磁界Ｈｂによって陽極ターゲット３５へ入射する電子ビームの軌道が偏向される。図１３に示すように、磁界Ｈｂは、第１の方向ｄ１と第２の方向ｄ２との２つの方向に広がる平面（第１の平面Ｓ１）に対して垂直な方向（第３の方向ｄ３）に生成されている。磁界Ｈｂの向きは、例えば、第２の方向ｄ２と第３の方向ｄ３と２つの方向に広がる平面（第２の平面Ｓ２）において第２の方向から右回りに９０°の向きで生成される。
【００６４】
本実施形態において、第２の磁気偏向部１２０によって生成された磁界Ｈｂによって入射する電子ビームの軌道が偏向される。電子ビームは、磁界Ｈｂの作用を受け続けるため、電子ビームの進行方向は第１の方向ｄ１から屈曲方向ｄ１２に連続的に変化する。このとき、電子ビームはターゲット面３５ｂに対して浅い角度で入射する。一様磁界と一様電界とが直交する単純化した場合に、電子ビームの軌道がサイクロイド曲線となる。したがって、図６に示すように、屈曲方向ｄ１２は、サイクロイド曲線のような軌道となる。このように、陽極ターゲット３５のターゲット面３５ｂに対して比較的に浅い角度で入射させることによって、ターゲット面３５ｂから放出されるＸ線の出力が増大する。なお、ターゲット面３５ｂへの電子ビームの入射角α（ターゲット面３５ｂと屈曲方向ｄ１２との角度）は、磁場Ｈｂの大きさを調整することにより、目的とする角度（向き）に設定可能である。
【００６５】
電子ビームは、第２の磁気偏向部１２０によりターゲット面３５ｂに平行で、かつ第１平面に垂直に生成される磁場Ｈｂの作用とを受ける。磁場Ｈｂは、陰極３６と陽極ターゲット３５のターゲット面（表面）３５ｂとの間の空間全域に亘って生じる。これらの磁界Ｈｂによって、屈曲方向ｄ１２から電子ビームをターゲット面３５ｂに入射させることができる。なお、磁場Ｈｂは、管電圧の大きさに応じて設定される。
【００６６】
このように浅い角度αで電子ビームをターゲット面３５ｂに入射させることによって、Ｘ線放射窓部３３から放出されるＸ線出力を増大させることができる。ここで、角度αは、図１２に示すように電子ビームがターゲット面３５ｂに対して成す角として定義される。
【００６７】
前述のような効果は、角度αが０°より大きく４０°以下の範囲内の何れかである場合（０°＜α≦４０°）に得ることができる。さらに、これらの効果をより高めるためには、角度α５°より大きく３０°以下の範囲内の何れかである（５°＜α≦３０°）ことがより好ましい。ターゲット面３５ｂに入射する電子ビームの一部は、反跳電子として第２の方向ｄ２へ散乱する。
【００６８】
以下で、図１４及び図１５を参照して、第２の実施形態に係るＸ線管装置１０の詳細な構造について説明する。
【００６９】
図１４は、本実施形態における図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った本実施形態のＸ線管装置の断面図であり、一部にＸ線管装置の正面図を含んでいる図である。図１５は、図１４に示すＸ線管装置内のＸ線管及び第２の磁気偏向部の外観を概略的に示す斜視図である。
【００７０】
本実施形態において、Ｘ線管装置１０の一部の断面図は、図３と同等である。また、図１４に示すように、Ｘ線管装置１０において、第２の磁気偏向部１２０は、ハウジング２０の内側で真空外囲器３１の外側に設置されている。
【００７１】
図１４及び図１５に示すように、第２の磁気偏向部１２０は、２個の磁極１２１と、磁極を接続したヨーク１２２と、ヨーク１２２に巻かれたコイル１２３とを有している。本実施形態において、第２の磁気偏向部１２０は、電磁石を利用しているが、これに限定されるものではなく永久磁石を利用するものであってもよい。第２の磁気偏向部１２０は、陰極３６からターゲット面３５ｂに向かう電子ビームの軌跡を横切るように磁場Ｈｂを生成し、ローレンツ力を利用して電子ビームを偏向する。第２の磁気偏向部１２０は、磁場Ｈｂを陰極３６とターゲット面３５ｂとの間の空間全域に亘って生成する。磁場Ｈｂは、入射電子の軌道を連続的に変化させる。なお、第２の磁気偏向部１２０は、磁界Ｈｂの強さ（磁束密度）を調整できてもよい。
【００７２】
図１５に示すように、第２の磁気偏向部１２０においては、一対のヨーク１２２がコ字形状を成すように形成されている。第２の磁気偏向部１２０においては、Ｘ線管３０が一対のヨーク１２２の端面間に配置されている。また、第２の磁気偏向部１２０においては、真空外囲器３１の外側に位置する２つのヨーク１２２が真空外囲器３１を挟んで対向するように設置されている。これらのヨーク１２２は、例えば、平板形状の端面を有するように形成されている。図１４及び図１５に示すように、一対のヨーク１２２は、例えば、ターゲット面３５ｂを覆う大きさを有するように連結される。ここで、複数のヨーク１２２の端面は、例えば、陰極３６及び焦点Ｆの間に亘る奥行き幅を有する。
【００７３】
偏向電源１２５は、第２の磁気偏向部１２０に電気的に接続され、コイル１２３に電流を供給するものである。第２の磁気偏向部１２０及び偏向電源１２５は、偏向磁場発生ユニットを形成している。
【００７４】
本実施形態では、陰極３６は、高電圧電源１５Ａから負の高電圧を印加され、陽極ターゲット３５は、高電圧電源１５Ｂから正の高電圧を印加される。このとき、陰極３６に接続された反射電極１３６は、陰極３６と同等の負の高電圧が印加される。陰極３６の電子放出源３６ａから電子ビームが、陽極ターゲット３５のターゲット面３５ｂに向けて第１の方向ｄ１の方向へ射出される。電子ビームは、集束電極３６ｂによって整形され、焦点Ｆに入射する。第２の磁気偏向部１２０によって生成される磁界Ｈｂによって、電子ビームは、偏向され続け屈曲方向ｄ１２の方向へ屈曲される。電子ビームは、サイクロイド曲線のような軌道で焦点Ｆに入射する。ターゲット面３５ｂの焦点Ｆに入射した電子ビームによって、焦点Ｆから第２の方向ｄ２に向けてＸ線が放射される。Ｘ線は、窓部１３６ａを通り、Ｘ線放射窓部３３を透過して外部へ放射される。ここで、電子ビームの一部は、反跳電子としてＸ線と同様に第２の方向ｄ２に散乱する。第２の方向に散乱した反跳電子は、陰極３６と実質的に同電位の反射電極１３６付近に生じる電界の作用によって反射する。さらに図１２及び図１３に示すように、反射した反跳電子は、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上を衝撃する。
【００７５】
本実施形態において、第２の磁気偏向部１２０が生成する磁場Ｈｂの作用よって、陰極３６から射出される電子ビームは、浅い角度αでターゲット面３５ｂに入射する。ターゲット面に対して比較的浅い角度で電子ビームを入射させて焦点Ｆが形成されているため、Ｘ線放射窓部３３から放出されるＸ線出力を増大させることができる。角度αがより小さい程、より大きなＸ線出力が得られる。
【００７６】
以下で図面を参照して、本実施形態の変形例について説明する。変形例のＸ線管装置は、第３の実施形態のＸ線管装置とほぼ同等の構成であるので、第３の実施形態のＸ線管装置と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
図１６は、第３の実施形態の変形例のＸ線管装置１０の模式図である。  
図１６に示すように、変形例のＸ線管３０は、陽極接地管である。したがって、Ｘ線管装置１０は、陰極３６側に高電圧電源１５Ａを有し、陽極ターゲット３５が接地されている。
【００７８】
高電圧電源１５Ａは、陽極ターゲット３５及び陰極３６の間に高電圧を供給する。変形例において、高電圧電源１５Ａは、陰極３６に負の高電圧を印加され、―Ｖの電圧が印加されている。陽極ターゲット３５及び真空外囲器３１（の内表面部３４）は、接地（接地電位に設定）されている。
【００７９】
変形例では、陰極３６は、高電圧電源１５Ａから負の高電圧を印加される。このとき、陰極３６に接続された反射電極１３６は、陰極３６と同等の負の高電圧が印加される。陰極３６の電子放出源３６ａから電子ビームが、陽極ターゲット３５のターゲット面３５ｂに向けて第１の方向ｄ１の方向へ射出される。電子ビームは、集束電極３６ｂによって整形され、焦点Ｆに入射する。第２の磁気偏向部１２０によって生成される磁界Ｈｂによって、電子ビームは、偏向され続け屈曲方向ｄ１２の方向へ屈曲される。電子ビームは、サイクロイド曲線のような軌道で焦点Ｆに入射する。ターゲット面３５ｂの焦点Ｆに入射した電子ビームによって、焦点Ｆから第２の方向ｄ２に向けてＸ線が放射される。Ｘ線は、窓部１３６ａを通り、Ｘ線放射窓部３３を透過して外部へ放射される。ここで、電子ビームの一部は、反跳電子としてＸ線と同様に第２の方向ｄ２に散乱する。第２の方向に散乱した反跳電子は、陰極３６と実質的に同電位の反射電極１３６付近に生じる電界の作用によって反射する。さらに反射した反跳電子は、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃する。
【００８０】
変形例において、Ｘ線管３０は陽極接地管である。Ｘ線管３０が陽極接地管であっても
、第３の実施形態と同様に、ターゲット面に対して比較的浅い角度で電子ビームを入射させて焦点Ｆが形成されているため、Ｘ線放射窓部３３から放出されるＸ線出力を増大させることができる。角度αがより小さい程、より大きなＸ線出力が得られる。
【００８１】
次に他の実施形態に係るＸ線管装置について説明する。他の実施形態において、前述した第３の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８２】
（第４の実施形態）  
以下で第４の実施形態について説明する。第４の実施形態のＸ線管装置は、第３の実施形態のＸ線管装置の構成に加えて、さらに第１の磁気偏向部１１０を備えていることが異なる。
【００８３】
図１７は、第２の実施形態に係るＸ線管装置の原理を示す模式図であり、ターゲット面に沿った方向から見た図である。図１８は、図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿ったＸ線管装置の断面図であり、一部にＸ線管装置の正面図を含んでいる図である。図１９は、本実施形態のＸ線管装置における磁気偏向部を含む一部を示す斜視図である。
【００８４】
図１７、図１８、及び図１９に示すように、第４の実施形態のＸ線管装置１０は、第３の実施形態のＸ線管装置１０の構成に加えて、第１の磁気偏向部（第１の磁気部）１１０と、偏向電源１１５とをさらに備えている。
【００８５】
本実施形態では、陰極３６は、高電圧電源１５Ａから負の高電圧を印加され、陽極ターゲット３５は、高電圧電源１５Ｂから正の高電圧を印加される。このとき、陰極３６に接続された反射電極１３６は、陰極３６と同等の負の高電圧が印加される。陰極３６の電子放出源３６ａから電子ビームが、陽極ターゲット３５のターゲット面３５ｂに向けて第１の方向ｄ１の方向へ射出される。電子ビームは、集束電極３６ｂによって整形され、焦点Ｆに入射する。第２の磁気偏向部１２０によって生成される磁界Ｈｂによって、電子ビームは、偏向され続け屈曲方向ｄ１２の方向へ屈曲される。電子ビームは、サイクロイド曲線のような軌道で焦点Ｆに入射する。ターゲット面３５ｂの焦点Ｆに入射した電子ビームによって、焦点Ｆから第２の方向ｄ２に向けてＸ線が放射される。Ｘ線は、窓部１３６ａを通り、Ｘ線放射窓部３３を透過して外部へ放射される。ここで、電子ビームの一部は、反跳電子としてＸ線と同様に第２の方向ｄ２に散乱する。第２の方向に散乱した反跳電子は、陰極３６と実質的に同電位の反射電極１３６付近に生じる電界の作用によって反射する。さらに図１及び図２に示すように、反射した反跳電子は、磁界Ｈａによって軌道を一方向に偏向され続けるために、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上を衝撃する。また、例えば、Ｘ線放射窓部３３が陽極ターゲット３５上に投影されて定められる投影範囲外に多くの反跳電子が散乱するように、第１の磁気偏向部１０１が生成する磁界Ｈａの大きさが設定されてもよい。
【００８６】
本実施形態において、第１の磁気偏向部１１０によって、磁界Ｈａが生成される。磁界Ｈａは、反射磁極１３６付近に生じる電界の作用によって反射された反跳電子の軌道をさらに偏向し続ける。反跳電子は、焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃する。その結果、焦点Ｆの温度上昇が低減される。また、反跳電子が焦点Ｆから離れた陽極ターゲット３５上に衝撃するために、反跳電子による焦点Ｆ近傍でのＸ線の発生が低減される。この結果、反跳電子によって発生するＸ線が利用Ｘ線へ混入することが低減される。また、第２の磁気偏向部１２０が生成する磁場Ｈｂの作用よって、陰極３６から射出される電子ビームは、浅い角度αでターゲット面３５ｂに入射する。ターゲット面に対して比較的浅い角度で電子ビームを入射させて焦点Ｆが形成されているため、Ｘ線放射窓部３３から放出されるＸ線出力を増大させることができる。角度αがより小さい程、より大きなＸ線出力が得られる。
【００８７】
なお、前述の実施形態において、反射電極１３６は一端部が陰極３６に接続されているとしたが、窓部１３６ａが陰極３６と同電位であり、焦点ＦとＸ線放射窓部３３との間に設置されていればよい。例えば、窓部１３６ａに陰極３６と同等の高電圧電源から電圧を直接印加される構成でもよい。また、反射電極１３６は、陰極３６と一体で形成されていてもよいし、別体として接続されていてもよい。窓部１３６ａも、反射電極１３６と一体で形成されていてもよい、別体として接続されていてもよい。
【００８８】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものでなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０…Ｘ線管装置、１５…高電圧電源、３０…Ｘ線管、３１…真空外囲器、３２…真空容器、３２ａ…側壁、３３…Ｘ線放射窓部、３４…内表面部、３５…陽極ターゲット、３５ａ…ターゲット層、３５ｂ…ターゲット面、３５ｄ…反跳電子捕捉面、３６…陰極、３６ａ…電子放出源、３６ｂ…集束電極（集束カップ）、１１０…第１の磁気偏向部、１１２、１２２…ヨーク、１１３、１２３…コイル、１１５、１２５…偏向電源、１２０…第２の磁気偏向部、１２１…磁極、１３６…反射電極、１３６ａ…窓部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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