(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する陰極と、前記電子の照射でＸ線を発生し、接地された陽極と、前記陰極および前記陽極を機械的に支持し、かつ、電気的に絶縁し、前記陽極を支持する側が径の小さい径小部となっている真空外囲器と、負側端子が前記陰極に接続され、正側端子が接地に接続され、前記陰極と前記陽極間に電圧を印加する電源とを具備したＸ線管装置において、前記陽極と接地間に電流計を接続し、真空外囲器の前記径小部に金属製の環状捕捉電極を設け、この捕捉電極は前記電流計を介さずに接地に接続されたことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
電子を放出する陰極と、前記電子の照射でＸ線を発生する陽極と、前記陰極および前記陽極を機械的に支持し、かつ、電気的に絶縁し、前記陽極を支持する側が径の小さい径小部となっている真空外囲器と、負側端子が前記陰極に接続され、正側端子が接地に接続された第１電源と、正側端子が前記陽極に接続された第２電源と、前記第２電源の負側端子と接地間に接続された電流計とを具備したＸ線管装置において、真空外囲器の前記径小部に金属製の環状捕捉電極を設け、この捕捉電極が抵抗とコンデンサの並列回路を介して前記第２電源の正側端子に接続されたことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項３】
捕捉電極が、陰極および陽極を支持する真空外囲器の絶縁部分を、陰極側と陽極側に２分するように設けられている請求項１または請求項２記載のＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はＸ線を発生するＸ線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線管装置はＸ線を発生する装置で、医療用の診断装置など多くの用途に利用されている。
【０００３】
ここで、従来のＸ線管装置について図３を参照して説明する。符号３１はＸ線管を構成する真空外囲器で、真空外囲器３１内の一方の側に陰極３２が配置されている。陰極３２は電子を放出するフィラメント３２ａや、フィラメント３２ａから放出された電子ｅを集束するグリッド電極３２ｂなどから構成されている。また、陰極３２と対向する位置に、電子ｅの衝突によってＸ線を発生する陽極３３が配置されている。陰極３２と陽極３３はいずれも真空外囲器３１によって機械的に支持され、かつ、電気的に絶縁されている。
【０００４】
また、陰極３２は第１電源３４の負側端子に接続されている。第１電源３４の正側端子は接地ＧＮＤに接続され、同時に、電流計３５に接続されている。電流計３５は第２電源３６の負側端子に接続され、第２電源３６の正側端子は陽極３３に接続されている。
【０００５】
上記した構成において、Ｘ線管が動作状態に入る場合、第１電源３４および第２電源３６によって陰極３２と陽極３３間に高電圧が印加される。このとき、フィラメント３２ｅから電子ｅが放出され、グリッド電極３２ｂで収束され、陽極３３に衝突する。電子ｅの衝突で、陽極３３からＸ線が発生する。
【０００６】
また、Ｘ線管の陽極３３に流れる管電流が電流計３５で測定され、管電圧や管電流の制御によりＸ線管から発生されるＸ線エネルギーやＸ線量の制御などが行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線管装置の場合、その動作状態では、陰極３２と陽極３３間に所定の管電圧が印加され、真空外囲器３１の壁面はある電位分布を持っている。そして、陰極３２から放出された電子ｅが陽極３３に衝突し、陽極３３からＸ線が発生する。このとき、陽極３３に衝突する際の散乱で、点線矢印Ｙに示すように電子流束の一部が真空外囲器３１の表面に到達し、真空外囲器３１が帯電する。
【０００８】
真空外囲器３１の帯電は、一定の動作条件下では安定した状態にある。しかし、発生するＸ線エネルギーやＸ線量を変化させるために、管電圧を変化させると、帯電状態が不安定になる。不安定な状態はある時間継続し、その間、たとえば真空外囲器３１の内壁面に沿って電荷が移動し、陽極３３に達する場合がある。
【０００９】
このとき、電流計３５には、真空外囲器３１の内壁面に沿って移動する電荷による電流（ｉe ）と、Ｘ線管の管電流（ｉa ）とを合わせて、電流値（ｉe ＋ｉa ）が検出される。この場合、電荷分による電流（ｉe ）は、Ｘ線の発生には寄与しない。したがって、電流計３５で測定された管電流をもとに、Ｘ線管の動作を制御すると、電荷分による電流（ｉe ）が影響して、Ｘ線エネルギーやＸ線量など所定のＸ線出力が得られなくなる。
【００１０】
この発明は、上記した欠点を解決するもので、安定なＸ線出力を得ることができるＸ線管装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、電子を放出する陰極と、前記電子の照射でＸ線を発生し、接地された陽極と、前記陰極および前記陽極を機械的に支持し、かつ、電気的に絶縁し、前記陽極を支持する側が径の小さい径小部となっている真空外囲器と、負側端子が前記陰極に接続され、正側端子が接地に接続され、前記陰極と前記陽極間に電圧を印加する電源とを具備したＸ線管装置において、前記陽極と接地間に電流計を接続し、真空外囲器の前記径小部に金属製の環状捕捉電極を設け、この捕捉電極は前記電流計を介さずに接地に接続されたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態について図１を参照して説明する。
【００１３】
符号１１はＸ線管を構成する真空外囲器で、真空外囲器１１はほぼ全体がガラスなどの絶縁物で形成されている。そして、真空外囲器１１内の一方の側に陰極１２が配置されている。陰極１２は電子を放出するフィラメント１２ａや、フィラメント１２ａから放出された電子ｅを集束するグリッド電極１２ｂなどから構成されている。また、陰極１２と対向する位置に、電子ｅの衝突によってＸ線を発生する陽極１３が配置されている。陰極１２と陽極１３はいずれも真空外囲器１１によって機械的に支持され、かつ、電気的に絶縁されている。真空外囲器１１は、陽極１３を支持する側が径の小さい径小部１１ａとなっている。そして、陽極１３を支持する部分に近い位置、たとえば陽極１３の側方部分である径小部１１ａに、金属製の捕捉電極１４が環状に設けられている。したがって、真空外囲器１１を構成するガラス部分は捕捉電極１４によって陰極１２側と陽極１３側に２分されている。
【００１４】
また、陰極１２は第１電源１５の負側端子に接続されている。第１電源１５の正側端子は接地ＧＮＤに接続され、同時に、電流計１６に接続されている。また、電流計１６は陽極１３に接続されている。そして、捕捉電極１４は第１電源１５の正側端子に接続され、電流計１６を介さずに接地ＧＮＤに接続されている。
【００１５】
上記した構成において、Ｘ線管が動作状態に入る場合、第１電源１５によって陰極１２と陽極１３間に高電圧が印加される。このとき、フィラメント１２ａから電子ｅが放出され、グリッド電極１２ｂで収束され、陽極１３に照射する。電子ｅの照射で、陽極１３からＸ線が発生する。
【００１６】
このとき、Ｘ線管は、陽極１３に流れる管電流が電流計１６で測定され、発生するＸ線エネルギーやＸ線量の制御などが行われる。
【００１７】
上記した構成のＸ線管装置は、その動作状態では、陰極１２と陽極１３間に所定の管電圧が印加されている。このとき、真空外囲器１１の内壁面はある電位分布を持っている。そして、陰極１２から放出された電子ｅが陽極１３に衝突すると、その一部が散乱し、点線矢印Ｙに示すように電子流束の一部が真空外囲器１１の表面に到達し、真空外囲器１１を帯電させる。
【００１８】
この状態で、たとえばＸ線のエネルギーや量を変化させるために、管電圧を変化させると、真空外囲器１１の帯電状態が不安定になり、真空外囲器１１の内壁面に沿って電荷が、電位の高い陽極１３方向に移動する。
【００１９】
しかし、上記した構成の場合、真空外囲器１１の一部に捕捉電極１４が設けられている。そのため、真空外囲器１１の内壁面に沿って移動する電荷による電流（ｉe ）は、捕捉電極１４で捕捉され、電流計１６を通らず接地ＧＮＤ方向に流れる。したがって、電荷の移動による電流（ｉe ）は電流計１６で測定されない。
【００２０】
その結果、電流計１６では管電流（ｉa ）のみが測定され、Ｘ線管の管電流安定化制御が正しく行われ、所望のＸ線出力が得られる。
【００２１】
また、捕捉電極１４が、陽極１３の側方部分である真空外囲器１１の径小部１１ａに設けられている。この場合、捕捉電極１４が陽極１３の近くに位置している。そのため、真空外囲器１１の内壁面を移動する多くの電荷を捕捉電極１４で捕捉でき、正しいＸ線管の管電流安定化制御が行われる。
【００２２】
なお、上記した構成では、陽極１３と捕捉電極１４間に電源が接続されていない。この場合、陽極１３と捕捉電極１４間の電位差が小さく、陽極１３と捕捉電極１４間の放電発生が防止される。したがって、この構成は、陽極１３を接地して動作させる場合に適している。
【００２３】
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では、図１に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２４】
この実施形態では、陽極１３が第２電源２１の正側端子に接続され、第２電源２１の負側端子は電流計１６に接続されている。また、電流計１６と第１電源１５との間が接地ＧＮＤに接続されている。そして、捕捉電極１４と第２電源２１の正側端子との間に、抵抗２２と平滑コンデンサ２３が並列に接続されている。なお、真空外囲器１１の内壁面に帯電した電荷の移動によって、捕捉電極１４に流れる電流（ｉe ）は、通常、電荷がある程度蓄積した段階でパルス状に発生する。上記した構成によれば、電荷の移動による電流（ｉe ）は平滑コンデンサ２３の働きで平滑化される。そのため、電流計１６で測定される電流の変化が小さく抑えられ、Ｘ線管の管電流安定化制御が正しく行われ、所望のＸ線出力が得られる。
【００２５】
上記した構成の場合、捕捉電極１４が抵抗２２や平滑コンデンサ２３を介して第２電源２１の正側端子に接続されている。このため、陽極１３と捕捉電極１４間の電位差が小さくなり、陽極１３と捕捉電極１４間の放電の発生が防止される。
【００２６】
したがって、この構成は、陽極１３と接地間に電源が接続される場合などに適している。
【００２７】
上記した構成によれば、管電圧などＸ線管の動作条件を変化させた場合などに発生する真空外囲器壁面の電荷の移動によるＸ線出力の変動を防止できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、安定なＸ線出力を得ることができるＸ線管装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を説明するための図で、概略の電気的な接続構成を示す図である。
【図２】この発明の他の実施形態を説明するための図で、概略の電気的な接続構成を示す図である。
【図３】従来例の概略の電気的な接続構成を示す図である。
【符号の説明】
１１…真空外囲器
１２…陰極
１２ａ…フィラメント
１２ｂ…グリッド電極
１３…陽極
１４…捕捉電極
１５…第１電源
１６…電流計
２１…第２電源
２２…抵抗
２３…コンデンサ
ｅ…電子
ＧＮＤ…接地
ｉe …電荷の移動による電流
ｉa …管電流
【図１】
0004216394.tif 000002
【図２】
0004216394.tif 000003
【図３】
0004216394.tif 000004