(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過窓を介してＸ線を出射するＸ線管であって、
前記透過窓を規定するための開口が設けられた密閉容器と、
前記密閉容器内に配置された、電子を放出するための電子源と、
前記密閉容器内に配置された、前記電子源から放出された電子を受けてＸ線を発生するＸ線ターゲットと、
前記透過窓を構成し、３μｍ以上かつ３０μｍ以下の膜厚を有するシリコン箔を備え、
前記密閉容器は、アルカリイオンを含有するとともに前記透過窓を規定するための開口が設けられたガラス面板を有し、
前記シリコン箔は、前記ガラス面板の開口を覆った状態で、該開口を規定する該ガラス面板に陽極接合により直接貼り付けられていることを特徴とするＸ線管。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線管において、
前記シリコン箔は、前記ガラス面板の開口を覆った状態で、該ガラス面板に直接貼り付けられている。
【請求項３】
請求項１記載のＸ線管において、
前記ガラス面板は、前記シリコン箔の最大外径よりも大きい最小外径を有する。
【請求項４】
請求項１記載のＸ線管において、
前記ガラス面板は、前記透過窓を規定する内側部分の厚みよりも外周部分の厚みの方が薄い断面形状を有する。
【請求項５】
請求項１又は２記載のＸ線管において、
前記シリコン箔は、３μｍ以上かつ１０μｍ以下の膜厚を有する。
【請求項６】
請求項１又は２記載のＸ線管において、
前記Ｘ線ターゲットは、前記密閉容器内に面する側の前記シリコン箔の面上に蒸着されている。
【請求項７】
請求項１又は２記載のＸ線管において、
前記密閉容器の開口は、前記透過窓を複数の区画に分割するようメッシュ構造を有する。
【請求項８】
請求項１又は２記載のＸ線管において、
前記密閉容器の開口は、それぞれが前記透過窓に相当する複数の貫通孔からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、Ｘ線を出射するＸ線管に関し、特に、空気あるいはガス中にＸ線を照射してイオンガスを生成する除電装置等に適した構造を有するＸ線管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  帯電した被除電体をイオン化したガス流により除電する処理が従来から行われている。このような除電処理に利用されるイオンガスは、空気あるいはガス中にＸ線を照射することにより生成される。また、Ｘ線を出射するＸ線管においては、Ｘ線をＸ線管外に取り出すための透過窓に使用される透過窓材として、Ｘ線透過率に優れたベリリウムが採用されたＸ線管が知られており（特許文献１）、このようなＸ線管が除電装置等に組み込まれる。【０００３】  ベリリウム製の透過窓の取り付けは、該透過窓を金属リングで一旦補強し、この金属リングをガラス容器本体に取り付けることにより行われる（特許文献２）。なお、透過窓であるベリリウム板と金属リングの接着は、該ベリリウム板とロウ材を介して金属リングに設置した状態で、これら部材を加熱処理することにより行われる（特許文献３）。
【特許文献１】特許第２９５１４７７号
【特許文献２】特開２０００−３０６５３３号公報
【特許文献３】特開２００１−５９９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  発明者らは、従来のＸ線管について詳細に検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、従来のＸ線管では、透過窓材としてＸ線透過率に優れたベリリウムが採用されていた。このベリリウムは、特定化学物質に指定されている有害な物質である。したがって、使用環境への悪影響を低減すべく、ライフエンドにおける製品廃棄の際にも管球の回収義務が製造元に課せられていた。ただし、Ｘ線管の透過窓材としてベリリウムの使用を止めれば対環境性に関する課題は解消するが、現実には、真空気密が維持可能な厚みでＸ線透過率に優れた材質として適切な材料は無く、仕方なくベリリウムを利用しなければならないという状況であった。【０００５】  従来のベリリウム透過窓は、特に１〜２ｋｅＶ程度の低いエネルギーのＸ線を選択的に効率よく取り出すことは難しく、より高いエネルギーのＸ線も放出されやすいので、除電装置等に使用された場合、人体への影響があり得るという課題があった。【０００６】  加えて、低エネルギーのＸ線を取り出そうとすると、透過窓の厚みを薄くする必要がある。この場合、透過窓が密閉容器の一部を構成するのに十分な強度を有していたとしても、ロウ材を介して密閉容器の一部（特許文献２における金属リング）に透過窓を接着した場合、ロウ材表面の凹凸の影響等により、該透過窓自体にクラックが生じ、透過窓として機能し得なくなる場合がある。また、クラックが発生しなくとも透過窓に歪みが生じていると、十分な耐久性が得られないという課題があった。【０００７】  この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、有害なベリリウムを用いる必要がなく、かつ低エネルギーのＸ線が効率よく取り出せるとともに耐久性に優れた構造を備えたＸ線管を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  この発明に係るＸ線管は、透過窓を介してＸ線を出射するＸ線管であって、特に空気あるいはガス中にＸ線を照射してイオンガスを生成する除電装置等に適した構造を備える。【０００９】  具体的に、この発明に係るＸ線管は、密閉容器と、電子源と、Ｘ線ターゲットと、３μｍ〜３０μｍ、好ましくは３μｍ〜１０μｍの膜厚を有するシリコン箔を、少なくとも備える。上記密閉容器は、透過窓を規定するための開口を備える。上記電子源は、密閉容器内に配置されており、Ｘ線ターゲットに向けて電子を放出する。上記Ｘ線ターゲットは、電子源から放出された電子を受けてＸ線を発生する。【００１０】  特に、この発明に係るＸ線管において、上記シリコン箔は、密閉容器の開口を覆った状態で、該開口を規定する該密閉容器の一部に直接貼り付けられている。ここで、上記シリコン箔は、所望のエネルギーのＸ線を得るため、３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の膜厚を有するが、このシリコン箔自体は非常にフレキシブルな材料である。そこで、この発明に係るＸ線管では、開口を規定する密閉容器の一部にシリコン箔を直接貼り付けることにより、該密閉容器の一部を該シリコン箔の補強部材として機能させる一方、該シリコン箔が密閉容器の一部として機能し、密閉容器の真空気密を維持する。例えば、シリコン箔を従来のようにロウ材を介して密閉容器に接着した場合、ロウ材表面の凹凸の影響等により該シリコン箔自体にクラックが生じ、密閉容器の真空気密が維持できず透過窓として機能し得ない場合がある。また、クラックが発生しなくともシリコン箔に歪みが生じていると、十分な耐久性が得られない。そこで、この第１実施例では、シリコン箔を密閉容器に直接貼り付けることにより（シリコン箔と密閉容器とが直接接触した状態）、シリコン箔の透過窓として機能する領域全体に均等な張力が与えられるよう、該密閉容器を補強部材として機能させる。これにより、当該Ｘ線管には十分な耐久性が与えられる。【００１１】  なお、上記密閉容器の一部を構成する金属部分への上記シリコン箔の貼り付けは、該シリコン箔の外周部分と金属部分を一緒にロウ材で覆ってしまうのが好ましい。また、上記密閉容器の一部（面板部分）や該密閉容器の一部を構成するガラス面板へのシリコン箔の貼り付けは、陽極接合により行われるのが好ましい。【００１２】  陽極接合が行われる場合、この発明に係るＸ線管における密閉容器は、アルカリイオンが含有されるとともに透過窓を規定するための開口が設けられたガラス面板を含む。なお、このガラス面板は、密閉容器の本体全体がガラス材料で構成された場合、該ガラス本体の平坦部分であってもよい。上記シリコン箔は、ガラス面板の開口を覆った状態で、該ガラス面板に陽極接合により直接貼り付けられている。ここで、上記シリコン箔は、所望のエネルギーのＸ線を得るため、３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の膜厚を有するが、このシリコン箔自体は非常にフレキシブルな材料である。そこで、この発明に係るＸ線管では、開口を規定するガラス面板にシリコン箔を直接貼り付けることにより、該ガラス面板を該シリコン箔の補強部材として機能させる一方、該シリコン箔が密閉容器の一部として機能し、密閉容器の真空気���を維持する。例えば、このように薄いシリコン箔を従来のようにロウ材を介して密閉容器の一部に接着した場合、ロウ材表面の凹凸の影響等により該シリコン箔自体にクラックが生じ、密閉容器の真空気密が維持できず透過窓として機能し得ない場合がある。また、クラックが発生しなくともシリコン箔に歪みが生じていると、十分な耐久性が得られない。そこで、この発明では、密閉容器の一部にアルカリイオンが含有されたガラス面板を用意し、このガラス面板にシリコン箔を陽極接合により直接貼り付けることにより（シリコン箔とガラス面板とが直接接触した状態）、シリコン箔の透過窓として機能する領域全体に均等な張力が与えられるよう、該密閉容器を補強部材として機能させる。これにより、当該Ｘ線管には十分な耐久性が与えられる。【００１３】  なお、最近の半導体技術の向上により、厚みが３μｍ〜１０μｍ程度の極薄シリコン箔が比較的安価に製造されるようになってきた。図１は、シリコンとベリリウムのＸ線透過特性を示すグラフであり、グラフＧ１１０は厚み５００μｍのベリリウムのＸ線透過率、そして、グラフＧ１２０は厚み１０μｍのシリコンのＸ線透過率をそれぞれ示している。この図から分かるように、シリコン箔の厚みを１０μｍ前後まで薄くすれば、従来主に利用されてきた厚み５００μｍベリリウムとほぼ同程度のＸ線透過特性を得ることができる。一方、シリコンは厚み３μｍ以上あれば真空密閉容器の封止を兼ねたＸ線透過窓として使用可能であり（真空密閉容器の一部として現状では十分な強度が得られる）、この場合、そのＸ線透過率において厚み約２００μｍのベリリウムに相当する透過窓材となり得る。ここで注目すべき点は、シリコン箔の厚みを３０μｍ以下に薄くした場合、シリコン元素固有のＸ線吸収特性（Ｋ吸収端）である１．８４ｋｅＶ以下の極軟Ｘ線が効率よく出射されることである。これは、ベリリウムには無い特長であって、このようなシリコンが透過窓材として適用されたＸ線管が除電用途に利用された場合、特許文献１にも開示されているように出射されたＸ線はイオン発生率が非常に高く、加えて空気中に出射されてから１０ｃｍ程度で空気に吸収されてしまうため、人体に対して安全性の高いＸ線が非常に効率良く取り出すことができる。【００１４】  陽極接合が行われる場合、シリコン箔が取り付けられるガラス面板の大きさが問題となる。特に、密閉容器の本体にガラス面板が取り付けられる構成では、ガラス面板取り付け時の加熱により該ガラス面板の外周部分が盛り上がってしまうことがある。このとき、シリコン箔の最大外径とガラス面板の最小外径とが近いと、シリコン箔がガラス面板の平坦な部分と盛り上がった外周部分とに跨るように貼り付けられ易いため、シリコン箔の中央領域に対して外周部分が押し上げられるような状況になり易い。そのため、クラックが生じたり、接合が不均一になる可能性がある。そのため、ガラス面板の最小外径は、貼り付けられるシリコン箔の最大外径よりも十分に大きいことが好ましい。ただし、シリコン箔の最大外径とガラス面板の最小外径とが近い場合であっても、該ガラス面板を、開口を有する部分周辺の平坦部分から外周部分に向かってその断面形状をテーパー状に厚みが薄くなるよう加工してもよい。この場合、ガラス面板が加熱取り付けされても、外周部分の盛り上がりが回避され、該ガラス面板に直接取り付けられるシリコン箔のクラックの発生や接合の不均一が解消される。【００１５】  さらに、この発明に係るＸ線管は、透過型及び反射型のいずれの構造を備えてもよい。透過型Ｘ線管の場合、上記Ｘ線ターゲットは、当該Ｘ線管の小型化を可能にするため、密閉容器内に面するシリコン箔の面上に蒸着されるのが好ましい。【００１６】  上記シリコン箔は、厚みが３０μｍ以下と非常に薄いので、上記ガラス面板に設けられた開口の面積が大き過ぎるとクラックが生じる可能性がある。そこで、このシリコン箔で覆う領域を予め個々の面積の小さな複数の区画に分割した構造にすることにより、実質的に大面積の透過窓を構成することができる。具体的には、上記密閉容器の開口は、透過窓を複数の区画に分割するようメッシュ構造を備えてもよく、また、上記ガラス面板の開口は、それぞれが透過窓に相当する複数の貫通孔でもよい。
【発明の効果】
【００１７】  以上のようにこの発明によれば、Ｘ線管の透過窓材として従来から利用されてきたベリリウムに換え、所定の厚みを有するシリコン箔を利用することにより、特定化学物質に指定されている有害なベリリウムを利用することなく、かつ低エネルギーのＸ線を効率よく取り出すことができるＸ線管が得られる。また、シリコン箔を利用することにより従来よりも低価格のＸ線管が製造し得る。【００１８】  さらに、シリコン箔は、ロウ材や陽極接合により直接接触した状態で該シリコン箔を支持する密閉容器の一部を構成する金属部分やガラス面板に直接貼り付けられるので、歪みやクラックの発生が効果的に抑制され、耐久性に優れた構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は、シリコンとベリリウムのＸ線透過率をそれぞれ示すグラフである。
【図２】は、この発明に係るＸ線管の第１実施例として、透過型Ｘ線管の構成を示す組立工程図である。
【図３】は、図２中のＩ−Ｉ線に沿った、第１実施例に係るＸ線管の断面構造を示す図である。
【図４】は、フランジの取り付け方法及びフランジ形状の他の例を説明するための図である。
【図５】は、透過窓を規定する容器開口の種々の構造を説明するための平面図である。
【図６】は、膜厚の異なる種々のシリコン箔のＸ線透過率を示す図である。
【図７】は、この発明に係るＸ線管の第２実施例として、反射型Ｘ線管の断面構造を示す図である。
【図８】は、密閉容器の一部にシリコン箔を直接接着する方法（ロウ付け）を説明するための図である。
【図９】は、この発明に係るＸ線管の第３実施例として、透過型Ｘ線管の構成を示す組立工程図である。
【図１０】は、図９中のＩＩ−ＩＩ線に沿った、第３実施例に係るＸ線管の断面構造を示す図である。
【図１１】は、透過窓を規定するガラス面板開口の他の構造を説明するための平面図である。
【図１２】は、ガラス面板の構造を説明するための図である（その１）。
【図１３】は、ガラス面板の構造を説明するための図である（その２）。
【図１４】は、この発明に係るＸ線管の第４実施例として、透過型Ｘ線管の構造を示す組立工程図である。
【図１５】は、図１４中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、第４実施例に係るＸ線管の断面構造を示す図である。
【図１６】は、この発明に係るＸ線管の第５実施例として、反射型Ｘ線管の断面構造を示す図である。
【図１７】は、密閉容器の一部（アルカリイオンを含有するガラス板）にシリコン箔を接着する方法（陽極接合）を説明するための図である。
【図１８】は、透過窓材として、ベリリウムとシリコンが適用されたＸ線管により得られたＸ線スペクトルである。
【符号の説明】
【００２０】  １００、３００、４００…透過型Ｘ線管、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１…容器本体、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０…電子源、１１１、２１１、３１１、４１１、５１１…集束電極、３３０、５３０…ガラス面板、１４０、２４０、３４０、４４０、５４０…シリコン箔、１４１、２４１、３４１、４４１、５４１…Ｘ線ターゲット、２００、５００…反射型Ｘ線管、２７０、５７０…Ｘ線ターゲット支持体。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  以下、この発明に係るＸ線管の各実施例を、図２〜図１８を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の説明では、先に説明した図１も随時引用する。【００２２】  （第１実施例）
まず、この発明に係るＸ線管における第１実施例について説明する。図２は、この発明に係るＸ線管における第１実施例として、透過型Ｘ線管の構成を示す組立工程図である。また、図３は、図２中のＩ−Ｉ線に沿った第１実施例に係る透過型Ｘ線管１００の断面構造を示す図である。【００２３】  この第１実施例に係るＸ線管１００は、開口１０２を有する容器本体（ガラス容器）１０１と、該開口１０２に取り付けられる金属フランジ１２０を備える。この金属フランジ１２０の窪み中央には、透過窓を規定するための開口１２１が設けられるとともに、該金属フランジ１２０の窪み周辺には金属リング１３０がはめ込まれている。さらに、金属フランジ１２０の窪みには、軸ＡＸに沿って該金属フランジ１２０に近接する順に、シリコン箔１４０、ロウ材１５０（厚み１００μｍ程度）、押さえ電極１６０（厚み１００μｍ程度）が配置されている。なお、ロウ材１５０と押さえ電極１６０には、透過窓となるシリコン箔１４０の一部を露出させるための開口１５１、１６１がそれぞれ設けられている。【００２４】  この第１実施例において、シリコン箔１４０は該開口１２１を塞ぐように該金属フランジ１２０にロウ付けにより直接接触した状態で貼り付けられており、上記容器本体１０１、上記金属フランジ１２０及び上記シリコン箔１４０により真空密閉容器が構成されている。【００２５】  上記容器本体１０１には、上記容器本体１０１、上記金属フランジ１２０及び上記シリコン箔１４０により構成された密閉容器を真空引きして、真空密閉容器にするための真空配管１０４が設けられており、当該容器本体１０１内には、電子源１１０、集束電極１１１、ガス吸着材１１２が配置されている。また、容器本体１０１の底部１０３には、これら部材に所定電圧を印加させるとともに、該容器本体１０１内の所定位置に保持するため、該底部１０３を貫通したステムピン１１３が配置されている。【００２６】  なお、金属フランジ１２０に貼り付けられたシリコン箔１４０の、真空密閉容器内に面する側の面、より詳しくは、シリコン箔１４０の、開口１２１を実質的に覆っている部分の真空容器内に面する側の面には、Ｘ線ターゲット１４１が蒸着されている。よって、金属フランジ１２０、シリコン箔１４０、Ｘ線ターゲット１４１は同電位となる。例えば、この第１実施例に係るＸ線管が、Ｘ線ターゲット１４１側をＧＮＤ電位にして使用される場合、金属フランジ１２０又はシリコン箔１４０は導電性部材を介して接地されればよい。また、電子源１１０は、従来のフィラメント等の熱陰極型電子源に限らず、当該Ｘ線管自体を小型化する場合にはカーボンナノチューブ電子源等の冷陰極型電子源も適用可能である。【００２７】  なお、この第１実施例では、中央が窪んだ金属フランジ１２０が適用されており、その窪みが容器本体１０１に収納された状態で、シリコン箔１４０が予め取り付けられた該金属フランジ１２０が該容器本体１０１に取り付けられている。しかしながら、この金属フランジの取り付け方法は、この第１実施例には限定されず種々の方法が可能である。例えば、図４中に示された（ａ）のように、中央の窪みに開口１２１ａが設けられた金属フランジ１２０ａは、該窪みが容器���体１０１から突出するように該容器本体１０１に取り付けられてもよい。また、金属フランジは、上述の第１実施例における金属フランジ１２０のように、中央が窪んだ形状である必要はない。例えば、図４中に示された（ｂ）のように、中央に開口１２１ｂが設けられたディスク形状の金属フランジ１２０ｂであってもよい。【００２８】  また、図４中に示された（ｃ）のように、金属フランジ１２０と容器本体１０１を接合するにあたって、開口１０２に別の金属フランジ１２５を接合した上で、金属フランジ１２０の外周部分と別の金属フランジ１２５の外周部分とを溶接接合してもよい。通常、金属フランジ１２０を直接容器本体１０１に接合する場合、金属フランジ１２０を加熱するが、この際、該金属フランジ１２０に取り付けられているシリコン箔１４０やロウ材１５０などの透過窓構成部材に熱の影響（シリコン箔１４０の酸化や熱膨張率の違いによる破損、ロウ材１５０の溶解等）が及ぶ場合がある。【００２９】  一方、金属フランジ１２０、１２５のそれぞれの外周部分同士を接合させた場合、接合に伴う熱の影響がシリコン箔１４０やロウ材１５０などに及びにくい。また、接合の際には金属フランジ１２０の接合部分以外、特に透過窓部分を金属ブロック等で冷却することによって、熱の影響をさらに軽減することができる。【００３０】  この第１実施例に係る透過型Ｘ線管１００に適用されるシリコン箔１４０は、３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の厚みを有する。このように、シリコン箔１４０は、非常に薄いので、密閉容器に設けられた開口（第１実施例では、金属フランジ１２０の開口１２１に相当）の面積が大き過ぎるとクラックが生じてしまう可能性がある。具体的には、直径１０ｍｍ以上の大面積の透過窓を一枚のシリコン箔で気密封止させる場合には、密閉容器内外での差圧により該シリコン箔が曲がり、クラックが入ってしまうおそれがある。これは、シリコン箔自体の強度不足によるものである。そこで、金属フランジ１２０の開口１２１は、図５に示されたように、透過窓を複数の区画に予め分割させる構造であるのが好ましい。例えば、図５中に示された（ａ）のように、金属フランジ１２０の開口１２１は、透過窓を複数の区画に分割するようメッシュ構造であってもよい。また、図５中に示された（ｂ）のように、それぞれが透過窓に相当する複数の貫通孔で構成してもよい。【００３１】  例えば、開口１２１の内部に２ｍｍピッチの窓材支持台をメッシュ状に取り付ければ大面積のシリコン箔１４０が利用できる。除電用途などに対しては、このような構造でも全く問題が無いためシリコン箔の大面積化（Ｘ線透過窓の大面積化）が可能である。【００３２】  次に、厚みの異なるシリコン箔の各Ｘ線透過特性を図６に示す。この図６において、グラフＧ５１０は厚み３μｍのシリコン箔のＸ線透過率、グラフＧ５２０は厚み１０μｍのシリコン箔のＸ線透過率、グラフＧ５３０は厚み２０μｍのシリコン箔のＸ線透過率、そして、グラフＧ５４０は厚み３０μｍのシリコン箔のＸ線透過率をそれぞれ示している。【００３３】  この図６及び先に説明した図１から分かるように、従来の透過窓材として利用される厚み５００μｍのベリリウムに相当するＸ線透過率��得るためには、シリコン箔の厚みは、約８μｍである。シリコン箔の厚みは３μｍ以上あれば真空密閉容器の封止を兼ねた透過窓材として使用可能であり、その場合のＸ線透過率は厚み約２００μｍのベリリウムに相当する。なお、シリコン箔のＸ線透過率は、ベリリウムとは異なり、０．５ｋｅＶから１．８４ｋｅＶの間に特徴的なピークを有する。この領域のＸ線は非常に空気に吸収されやすいため、イオンを大量に発生しながらすぐに減衰してしまうためＸ線の到達距離も短く、人体に対する安全性も高い利点がある。これは、ベリリウムには無い特徴であって、当該Ｘ線管（透過窓材としてシリコン箔を利用したＸ線管）を除電用途に用いた場合、上記特許文献１にも記載されたような効果を高効率で達成することが可能になる。【００３４】  また、透過窓材としてシリコン箔を管電圧数十ｋＶ以上のＸ線管に適用する場合には、該シリコン箔によるＸ線エネルギーの減衰はほとんどベリリウムと変わらなくなるため、該ベリリウムに換わる透過窓材として全く問題なく適用可能である。【００３５】  また、通常の除電用軟Ｘ線管における透過窓材として、管電圧１０ｋＶ程度のＸ線管にこのシリコン箔が適用されると、従来は放出されなかった１．８４ｋｅＶ以下の軟Ｘ線までも出力されるため、このように透過窓材を取り替えるだけで特にＸ線管透過窓近傍においての発生イオン量が増大し、除電効果を著しく向上させることができる。【００３６】  特に、管電圧を４〜６ｋＶ程度まで下げて動作させる場合、シリコン箔自体のＸ線吸収端特性がＸ線フィルタの役割を果たすため、白色成分のほとんど無い単色Ｘ線を容易に得ることができる。このとき、Ｘ線ターゲット１４１の材質としては、タングステン（Ｍ線：約１．８ｋｅＶ）やアルミニウム（Ｋ線：約１．４９ｋｅＶ）等が適しており、シリコン箔自体（Ｋ線：約１．７４ｋｅＶ）をＸ線ターゲットとして動作させても単色Ｘ線を容易に得ることができる。【００３７】  なお、このＸ線ターゲット１４１の材質は上記に限られることは無く、１．８４ｋｅＶ以下の特性Ｘ線を発生するＸ線ターゲットであれば使用可能である。また、シリコン箔の厚みは３０μｍ以下の厚みであれば１．８ｋｅＶ付近のＸ線は１０％以上が透過するため、実用可能である。【００３８】  （第２実施例）
次に、この発明に係るＸ線管における第２実施例について説明する。図７は、この発明に係るＸ線管の第２実施形態として、反射型Ｘ線管２００の構成を示す図である。【００３９】  この第２実施例に係るＸ線管２００は、開口２０２を備えた容器本体２０１を備える。この容器本体２０１の開口２０２には、透過窓を規定するための開口２２１を有する金属フランジ２２０が取り付けられており、該金属フランジ２２０には、開口２２１を塞ぐようにシリコン箔２４０がロウ付けにより直接接触した状態で貼り付けられている。なお、金属フランジ２２０、金属リング２３０、ロウ材２５０、押さえ電極２６０を使用したシリコン箔２４０による透過窓封止の詳細は、上述の第１実施例における金属フランジ１２０、金属リング１３０、ロウ材１５０、押さえ電極１６０を使用したシリコン箔１４０による透過窓封止と同一であり、重複する説明は省略する。また、この第２実施例に係るＸ線管は、反射型Ｘ線管であるので、Ｘ線ターゲット２４１はＸ線ターゲット支持体２７０に固定されている。なお、この第２実施例においても、金属フランジ２２０と容器本体２０１との接合において、第１実施例における図４と同様の構造を備えてもよい。【００４０】  また、容器本体２０１内には、ステムピン２１３を介して所定位置に保持された電子源２１０、集束電極２１１が設けられている。【００４１】  ところで、上述の第１実施例のように、透過窓材であるシリコン箔１４０にＸ線ターゲット１４１が蒸着された場合には、該Ｘ線ターゲットの発熱が問題となる場合があり得る。従来から利用されてきたベリリウムに比べシリコンの熱伝導率は多少落ちるため、ターゲットライフの劣化が予想され得るからである。しかしながら、この第２実施形態に係る反射型Ｘ線管２００の場合、Ｘ線ターゲット２４１は、Ｘ線ターゲット支持体２７０に固定され、シリコン箔２４０とは非接触であるので、透過窓材としてシリコン箔が適用されることによるターゲットライフへの影響はない。【００４２】  上述のように、第１及び第２実施例に係るＸ線管１００、２００において、透過窓材であるシリコン箔は、密閉容器の一部に直接接触した様態で該密閉容器に貼り付けられる。このようにシリコン箔を密閉容器に直接貼り付けるのは、より均一な張力をシリコン箔全体に生じさせるためである。すなわち、これら密閉容器とシリコン箔の間にロウ材などが介在すると、ロウ材表面の凹凸等により非常に薄いシリコン箔に歪みが生じたり、さらにはクラックが生じる可能性があるためである。【００４３】  以下、上述の第１及び第２実施例に適用された、金属フランジとシリコン箔とのロウ付けについて説明する。【００４４】  （ロウ付け）
まず、図８は、金属材料にシリコン箔を貼り付けるロウ付けを説明するための図であり、具体的な構成として、図２に示された第１実施例において、２ｍｍφの開口１２１を有する金属フランジ１２０に厚み１０μｍのシリコン箔１４０を貼り付けるロウ付けについて説明する。【００４５】  ロウ材１５０としては品番・ＴＢ−６２９（化学成分：Ａｇ６１．５、Ｃｕ２４、Ｉｎ１４．５、溶融温度６２０〜７１０℃，板厚０．１ｍｍ）を、金属フランジ１２０及び押さえ電極１６０としてはステンレスＳＵＳ３０４（板厚０．１ｍｍ）を用意した。【００４６】  まず、各材料を所定の大きさにカットする。この際の寸法の制限としてシリコン箔１４０は、金属フランジ１２０の開口１２１より大きく、金属フランジ１２０の外縁よりも小さい必要がある。また、ロウ材１５０の開口１５１は、シリコン箔１４０よりも小さい一方、ロウ材１５０の外縁（大きさを規定するエッジ部分）は、ロウ材１５０が溶融した際に、少なくとも該ロウ材１５０の一部がシリコン箔１４０の外周部分（エッジを含む周辺部分）を囲む、金属フランジ１２０の部分まで達して、シリコン箔１４０による封止を可能にする大きさである必要がある。よって、ロウ材１５０の外縁はシリコン箔１４０の外縁よりも大きくするのが好ましい。ロウ材１５０と押さえ電極１６０は同じ外径でよい。なお、具体的な寸法として、金属フランジ１２０の開口１２１は２ｍｍφである。シリコン箔１４０の厚みは１０μｍでその形状は６ｍｍ角である。ロウ材１５０及び押さえ電極１６０は、それぞれ外径１３ｍｍφ、内径４ｍｍφのリング形状である。この際、シリコン箔１４０の形状は、上記条件（金属フランジ１２０における開口１２１より大きく、金属フランジ１２０の外縁よりも小さい）を満たせばその形状は任意でよい。【００４７】  次に、金属フランジ１２０の開口１２１の角に、開口１２１形成時のバリがある場合には、各種機械研磨や電解研磨処理により完全に取り除く必要がある。また、特にシリコン箔１４０がある側の開口１２１の角において、さらにその角を曲面加工してエッジを落とすと、シリコン箔１４０がより破損しにくくなるので好ましい。その後、金属フランジ１２０及び押さえ電極１６０を真空中において８８０℃で加熱し、ガス出し及び歪取りが行われる。その後、ロウ材１５０が接触する部分（金属フランジ１２０、シリコン箔１４０、押さえ電極１６０）に例えば厚み２００ｎｍの銅を真空蒸着するのが好ましい。これによりロウ材１５０が各材料に良くなじむようになる。また、銅に限らず、ニッケルやチタンが薄く真空蒸着された場合においても同じ効果が得られる。【００４８】  続いて、これらの部材を作業台上にセットする。セットする順番は下面から、金属フランジ１２０、シリコン箔１４０、ロウ材１５０、押さえ電極１６０の順で、さらに、該押さえ電極１６０の上に加熱時の位置ずれ防止用治具１７０（材質：ＳＵＳ３０４、外径１２ｍｍ×内径６ｍｍ×高さ２０ｍｍ）をセットする（図８）。この際、中心ずれ（図２中の軸ＡＸからのずれ）が起きないように注意する必要があり、必要に応じてシリコン箔１４０及びロウ材１５０を挟み込むように、ロウ材１５０を介して、押さえ電極１６０と金属フランジ１２０とを周辺部で軽くスポット溶接してもその後のロウ付けは問題ない。または、中心合わせ用の金属リング１３０（材質ＳＵＳ３０４）を押さえ電極１６０及びロウ材１５０を囲むようにセットしてもよい。【００４９】  その後、真空加熱炉においてロウ材１５０を溶かすための加熱処理が行われる。このロウ付け条件は、（１）９０分間かけて室温から６８０℃まで加熱、（２）その温度を５分間保持し、（３）加熱を止めることにより２分間で５６０℃まで冷却、そして、（４）金属フランジ１２０を電気炉の外に出し２時間かけて３００℃まで冷却する。その後、真空加熱炉内部を乾燥窒素で真空リークすることにより急冷し室温付近まで冷却して取り出す。最後に、ヘリウムリークディテクタで真空リークのチェックを行い、リークが無いことを確認し作業を終了する。【００５０】  （第３実施例）
続いて、この発明に係るＸ線管における第３実施例について説明する。図９は、この発明に係るＸ線管における第３実施例として、透過型Ｘ線管の構成を示す組立工程図である。また、図１０中に示された（ａ）は、図９中のＩＩ−ＩＩ線に沿った第３実施例に係る透過型Ｘ線管３００の断面構造を示す図である。【００５１】  この第３実施例に係るＸ線管３００は、開口３０２を有する容器本体（ガラス容器）３０１と、該開口３０２に取り付けられる金属フランジ３２０を備える。この金属フランジ３２０の窪み中央には、開口３２１が設けられるとともに、該金属フランジ３２０の窪みにはアルカリイオンが含有されたガラス面板３３０がはめ込まれている。ガラス面板３３０には透過窓を規定するための開口３３１が設けられており、この開口３３１を覆った状態でシリコン箔３４０が該ガラス面板３３０に直接貼り付けられている。なお、上記金属フランジ３２０、ガラス面板３３０及びシリコン箔３４０は、容器本体３０１の中心軸ＡＸに沿って順に、該容器本体３０１の開口３０２に取り付けられている。【００５２】  特に、この第３実施例において、シリコン箔３４０は該開口３３１を塞ぐようにアルカリ含有ガラス面板３３０に陽極接合により直接接触した状態で貼り付けられており、上記容器本体３０１、上記金属フランジ３２０、ガラス面板３３０及び上記シリコン箔３４０により真空密閉容器が構成されている。【００５３】  上記容器本体３０１には、容器本体３０１、金属フランジ３２０、ガラス面板３３０及びシリコン箔３４０により構成された密閉容器を、真空引きして真空密閉容器にするための真空配管３０４が設けられており、当該容器本体３０１内には、電子源３１０、集束電極３１１、ガス吸着材３１２が配置されている。また、容器本体３０１の底部３０３には、これら部材に所定電圧を印加させるとともに、該容器本体３０１内の所定位置に保持するため、該底部３０３を貫通したステムピン３１３が配置されている。開口３３１周辺に位置する、ガラス面板３３０の真空密閉容器側の面には、電子ビームが直接に該真空密閉容器側の面へ当たることによる真空密閉容器内の帯電による動作の不安定化防止のため、例えばアルミニウムやクロムなどの保護電極３３２が金属フランジ３２０に接するように蒸着されている。そのため、この保護電極３３２は金属フランジ３２０と同電位である。なお、この保護電極３３２は、蒸着による形成の方が容易ではあるが、蒸着の場合は膜厚が薄いために導通不良となることがあり、確実に金属フランジ３２０と同電位にするためには、例えばステンレス等の金属板であると好ましい。また、ガラス面板を有さず、密閉容器の一部が金属フランジで構成された第１実施例等では、該金属フランジ自体が上記保護電極と同様に機能し得るため、この第３実施例のような保護電極は不要である。【００５４】  なお、この第３実施例においても、金属フランジ３２０と容器本体３０１との接合において、第１実施例における図４と同様の構造を備えてもよいが、特に、保護電極を必要としない構造として、この第３実施例は、図１０中に示された（ｂ）の構造を備えてもよい。この（ｂ）の構造は、金属フランジ３２０と容器本体３０１との間に別���金属フランジ３２５が設けられた点で、（ａ）の構造と異なるが、その他の構造は（ａ）と同様である。すなわち、第３実施例では、図１０中に示された（ｂ）のように、容器本体３０１の開口３０２にも別の金属フランジ３２５を設け、該別の金属フランジ３２５の開口３２７を規定する容器内突出端３２６が、開口３３１周辺に位置する、ガラス面板３３０の真空密閉容器側の面を覆うことによって、（ａ）における保護電極３３２を設けることなく同様の作用が得られる。【００５５】  なお、ガラス面板３３０に貼り付けられたシリコン箔３４０の、真空密閉容器内に面する側の面、より詳しくはシリコン箔３４０の、開口３３１を実質的に覆っている部分の真空密閉容器内に面する側の面には、Ｘ線ターゲット３４１が蒸着されている。この蒸着されたＸ線ターゲット３４１の一部が保護電極３３２と電気的に接続されることによって、金属フランジ３２０、保護電極３３２、シリコン箔３４０、Ｘ線ターゲット３４１は同電位となる。ただし、真空密閉容器内に位置する側の開口３３１の角への蒸着がうまくいかない場合もあるので、金属フランジ３２０又は保護電極３３２と、シリコン箔３４０又はＸ線ターゲット３４１とを導電性部材を介して電気的に接続してもよい。特に、図１０中に示された（ｂ）の構造においては好ましい。例えばこの第３実施例に係るＸ線管において、Ｘ線ターゲット３４１側をＧＮＤ電位にして使用する場合には、金属フランジ３２０、保護電極３３２及びシリコン箔３４０のいずれかを導電性部材を介して接地させればよい。なお、Ｘ線ターゲット３４１と保護電極３３２が共通する材料からなる場合は、両者を蒸着により一緒に形成することも可能である。また、電子源３１０は、従来のフィラメント等の熱陰極型電子源に限らず、当該Ｘ線管自体を小型化する場合にはカーボンナノチューブ電子源等の冷陰極型電子源も適用可能である。【００５６】  この第３実施例に係る透過型Ｘ線管３００に適用されるシリコン箔３４０は、３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の厚みを有する。このように、シリコン箔３４０は、非常に薄いので、ガラス面板３３０に設けられた開口の面積が大き過ぎるとクラックが生じてしまう可能性がある。具体的には、直径１０ｍｍ以上の大面積の透過窓を一枚のシリコン箔で気密封止させる場合には、密閉容器内外での差圧により該シリコン箔が曲がり、クラックが入ってしまうおそれがある。これは、シリコン箔自体の強度不足によるものである。そこで、ガラス面板３３０の開口３３１は、図１１に示されたように、透過窓を複数の区画に予め分割させる構造であるのが好ましい。図１１中に示された（ａ）では、開口３３１として、それぞれが透過窓に相当する複数の貫通孔がガラス面板３３０に設けられている。なお、この開口３３１は、図１１中に示された（ｂ）のように、透過窓を複数の区画に分割するようメッシュ構造であってもよい。【００５７】  例えば、開口３３１として直径５ｍｍ以下の貫通孔が複数設けられた場合、直径１０ｍｍ以上の大面積のシリコン箔３４０が利用できる。除電用途などに対しては、このような構造でも全く問題が無いためシリコン箔の大面積化が可能である。また、陽極接合技術を用いて強固に接合されるため、強固な真空封止が可能になる。【００５８】  なお、陽極接合が行われる場合、シリコン箔３４０が取り付けられるガラス面板３３０の大きさが問題となる。特に、容器本体３０１の金属フランジ３２０にガラス面板３３０が取り付けられる構成では、ガラス面板３３０取り付け時の加熱により該ガラス面板３３０の外周部分が盛り上がってしまう。このとき、シリコン箔３４０の最大外径とガラス面板３３０の最小外径とが近いと、シリコン箔３４０がガラス面板３３０の平坦部分と盛り上がった外周部分との跨るように貼り付けられ易いため、シリコン箔３４０の中央領域に対して外周部分が押し上げられるような状況になり易い。そのため、クラックが生じたり、接合が不均一になる可能性がある。すなわち、図１２中に示された（ａ）のように、シリコン箔３４０が外周部分の盛り上がったガラス面板３３０に貼り付けられたときに、シリコン箔３４０の周辺部分がガラス面板３３０の盛り上がり部分Ａにより局所的に曲げられ、陽極接合時にシリコン箔３４０自体が破損する可能性が高くなる。【００５９】  そのため、ガラス面板３３０を、その外縁がシリコン箔３４０の外縁よりも十分に大きくしておくのが好ましい。具体的には、図１２中の（ｂ）のように、最小外径Ｄ１が、貼り付けられるシリコン箔３４０の最大外径Ｄ２よりも十分に大きいガラス面板３３０を用意する。この場合、ガラス面板３３０上にシリコン箔３４０の張り付け領域が十分に確保できるので、特にシリコン箔３４０の形状は円形には限定されず、多角形や曲線を含む形状であってもよい。【００６０】  ただし、シリコン箔３４０の最大外径Ｄ２とガラス面板３３０の最小外径Ｄ１とが近い場合であっても、例えば図１２中に示された（ｃ）のように、該ガラス面板３３０を、開口を有する部分周辺の平坦部分から外周部分に向かってその断面がテーパー状に厚みが薄くなるよう加工してもよい。この場合、ガラス面板３３０が加熱取り付けされても、外周部分の盛り上がりが回避され、該ガラス面板３３０に直接取り付けられるシリコン箔３４０のクラックの発生や接合の不均一が解消される。【００６１】  具体的には、図１３中に示された（ａ）のように、金属フランジ３２０とガラス面板３３０との間に間隙Ｇ１が形成されるような形状のガラス面板３３０が適用可能である。図１３中に示された（ａ）の場合、ガラス面板３３０の一方の面のみが外周部分に向かって斜めカットされており、この構成により、領域Ｂ１においてガラス面板３３０が金属フランジ３２０に取り付けられる一方、領域Ｃ１においてシリコン箔３４０がガラス面板３３０に貼り付けられる。また、図１３中に示された（ｂ）のように、シリコン箔３４０とガラス面板３３０との間に間隙Ｇ２が形成されるような形状のガラス面板３３０も適用可能である。図１３中に示された（ｂ）の場合も、ガラス面板３３０の一方の面のみが外周部分に向かって斜めカットされている。この構成では、ガラス面板３３０の開口３３１周辺の領域Ｃ２だけシリコン箔３４０が接触しており、該シリコン箔３４０の外周部分はガラス面板３３０から間隙Ｇ２を介して離間している。一方、ガラス面板３３０と金属フランジ３２０とは領域Ｂ２において全面的���密着している。さらに、図１３中に示された（ｃ）のように、金属フランジ３２０とガラス面板３３０との間に間隙Ｇ１が形成されるとともにシリコン箔３４０とガラス面板３３０との間に間隙Ｇ２が形成されたような形状のガラス面板３３０も適用可能である。図１３中に示された（ｃ）の場合、ガラス面板３４０の両面が外周部分に向かって斜めカットされており、この構成により、領域Ｂ３においてガラス面板３３０が金属フランジ３２０に取り付けられる一方、領域Ｃ３においてシリコン箔３４０がガラス面板３３０に貼り付けられる。【００６２】  （第４実施例）
次に、この発明に係るＸ線管における第４実施例について説明する。図１４は、この発明に係るＸ線管の第４実施例として、透過型Ｘ線管４００の構成を示す組立工程図である。また、図１５は、図１４中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、第４実施例に係る透過型Ｘ線管４００の断面構造を示す図である。【００６３】  この第４実施例に係るＸ線管４００において、密閉容器は、透過窓を規定するための開口４０２が設けられた平坦部分であるガラス面板を含む容器本体（アルカリ含有ガラス容器）４０１と、該開口４０２を塞ぐようにガラス面板上の領域４０２ａに貼り付けられたシリコン箔４４０と、軸ＡＸに沿って容器本体４０１に取り付けられるガラスステム４０３によって構成される。シリコン箔４４０は、容器本体４０１の一部であるアルカリ含有ガラス面板上の領域４０２ａに、陽極接合により直接接触した状態で貼り付けられる。また、ガラスステム４０３には、容器本体４０１とシリコン箔４４０とガラスステム４０３により構成された密閉容器を、真空引きして真空密閉容器にするための真空配管４０４が設けられており、容器本体４０１内に収納されるよう、電子源４１０、集束電極４１１及びガス吸着材４１２がステムピン４１３を介して取り付けられている。開口４０２周辺に位置する、容器本体４０１のガラス面板の真空密閉容器側の面には電子ビームが直接に該真空密閉容器側の面へ当たることによる真空密閉容器内の帯電による動作の不安定防止のため、例えばステンレスなどの金属板からなる保護電極４１４が設置されている。この保護電極４１４は透過窓となるシリコン箔４４０と同電位である。【００６４】  なお、この第４実施例においても、容器本体４０１のガラス面板に直接接触した状態で貼り付けられたシリコン箔４４０の、真空密閉容器内に面する側の面、より詳しくはシリコン箔４４０の、開口４０２を実質的に覆っている部分の真空密閉容器内に面する側の面には、Ｘ線ターゲット４４１が蒸着されている。この蒸着されたＸ線ターゲット４４１の一部が保護電極４１４と電気的に接続されることによって、保護電極４１４、シリコン箔４４０、Ｘ線ターゲット４４１は同電位となる。ただし、真空密閉容器内に位置する側の開口４０２の角への蒸着がうまくいかない場合もあるので、保護電極４１４をシリコン箔４４０又はＸ線ターゲット４４１に導電性部材を介して電気的に接続させてもよい。例えばこの第４実施例に係るＸ線管において、Ｘ線ターゲット４４１側をＧＮＤ電位にして使用する場合には、保護電極４１４又はシリコン箔４４０を、導電性部材を介して接地させればよい。なお、Ｘ線ターゲット４４１と保護電極４１４が共通の材料からなる場合は、両者を蒸着により一緒に形成することも可能である。また、電子源４１０は、従来のフィラメント等の熱陰極型電子源に限らず、当該Ｘ線管自体を小型化する場合にはカーボンナノチューブ電子源等の冷陰極型電子源も適用可能である。【００６５】  この第４実施例に係る透過型Ｘ線管２００に適用されるシリコン箔４４０は、３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の厚みを有する。このように、シリコン箔４４０は、非常に薄いので、密閉容器に設けられた開口（第４実施例では、容器本体４０１の一部��構成するガラス面板の開口４０２に相当）の面積が大き過ぎるとクラックが生じてしまう可能性がある。そこで、この第４実施例でも、例えば図１１に示されたように、容器本体４０１のガラス面板は、それぞれが透過窓に相当する複数の貫通孔を有してもよい。また、このガラス面板に、透過窓を複数の区画に分割するようメッシュ構造が設けられてもよい。特に、陽極接合は、シリコン箔を固定する基板がアルカリを含有するガラスの場合に適用可能であるが、このメッシュ構造の透過窓を有するガラス面板にシリコン箔４４０を陽極接合すれば、該シリコン箔４４０自体がメッシュ状支持枠にも強固に接合されるため、より強い真空封止が可能になる。【００６６】  以上のように、この第４実施例でも、密閉容器やシリコン箔４４０の貼り付けは陽極接合により行われる。この場合、予め薄膜化されたシリコン箔４４０と容器本体４０１（ガラス面板となる平坦部分）とを直接接合する場合だけでなく、厚いシリコンをガラス面板部分に接合した後に化学エッチングや機械研磨などで薄膜化しても製作が可能である。例えば、安価な２００〜４００μｍ厚のシリコンウエハで陽極接合により封止した後に化学エッチングまたは機械研磨により３〜１０μｍ厚にすれば良いため、さらに安価なＸ線管の製造及び供給が可能になる。なお、陽極接合の際に用いるガラス部材にはアルカリを多く含むホウケイ酸ガラス（コバールガラス）やパイレックス（登録商標）ガラスが一般的には多く使われる。【００６７】  （第５実施例）
次に、この発明に係るＸ線管における第５実施例について説明する。図１６は、この発明に係るＸ線管の第５実施例として、反射型Ｘ線管５００の構成を示す図である。【００６８】  この第５実施例に係るＸ線管５００は、開口５０２を備えた容器本体５０１を備える。透過窓を規定するための開口５３１が設けられたガラス面板５３０が、例えば融着によって金属フランジ５２０に接合されており、この金属フランジ５２０がこの容器本体５０１の開口５０２に取り付けられている。ガラス面板５３０には、開口５３１を塞ぐようにシリコン箔５４０が陽極接合により直接接触した状態で貼り付けられている。また、この第５実施例に係るＸ線管は、反射型Ｘ線管であるので、Ｘ線ターゲット５４１はＸ線ターゲット支持体５７０に固定されている。なお、ガラス面板５３０の、容器内に面した面には保護電極５３２が設置されている。なお、この第５実施例においても、金属フランジ５２０と容器本体５０１との接合において、第１実施例における図４と同様の構造を備えてもよい。【００６９】  また、容器本体５０１内には、ステムピン５１３を介して所定位置に保持された電子源５１０、集束電極５１１が設けられている。【００７０】  ところで、上述の第３及び第４実施例のように、透過窓材であるシリコン箔３４０、４４０にＸ線ターゲット３４１、４４１が蒸着された場合、該Ｘ線ターゲットの発熱が問題となる場合があり得る。従来から利用されてきたベリリウムに比べシリコンの熱伝導率は多少落ちるため、ターゲットライフの劣化が予想され得るからである。しかしながら、この第５実施例に係る反射型Ｘ線管５００の場合、Ｘ線ターゲット５４１は、Ｘ線ターゲット支持体５７０に固定され、シリコン箔５４０とは非接触であるので、透過窓材としてシリコン箔が適用されることによるターゲットライフへの影響はない。【００７１】  上述のように、第３〜第５実施例に係るＸ線管３００〜５００において、透過窓材であるシリコン箔は、密閉容器の一部を構成するガラス面板に直接接触した様態で貼り付けられる。このようにシリコン箔をガラス面板に直接貼り付けるのは、より均一な張力をシリコン箔全体に生じさせるためである。すなわち、これら密閉容器とシリコン箔の間にロウ材などが介在すると、ロウ材表面の凹凸等により非常に薄いシリコン箔に歪みが生じたり、さらにはクラックが生じる可能性があるためである。【００７２】  以下、上述の第３〜第５実施例に適用された、シリコン箔とガラス面板（アルカリ含有ガラス）との陽極接合について説明する。【００７３】  （陽極接合）
図１７は、アルカリ含有ガラスにシリコン箔を貼り付ける陽極接合を説明するための図であり、具体的な構成として、図１４に示された第４実施例において、３ｍｍφの開口４０２を有するガラス容器本体４０１に厚み１０μｍのシリコン箔４４０を貼り付ける陽極接合について説明する。【００７４】  密閉容器に真空気密性を持たせるため、シリコン箔４４０の厚みは真空封止が可能な範囲の厚さが必要であるが、なるべく薄い方がＸ線透過率の点からは有利になる。厚みは３μｍ程度以上あれば真空密閉容器の封止を兼ねた透過窓材として使用可能であるが、この例では、扱いやすさを優先して厚み１０μｍのシリコン箔４４０を用意した。この例においては、シリコン箔４４０は機械研磨により厚みを１０μｍにした。これはエッチングにより作成したシリコン箔であっても使用に際して何ら支障はない。【００７５】  また、この陽極接合に利用されるガラスは、ガラス中にアルカリイオンが含まれている必要がある。陽極接合は、ガラスを加熱しながら電圧を印加することにより、該ガラス内のアルカリイオンを移動させ接合する方式だからである。さらに、ガラスに要求される条件としては、シリコンと近い熱膨張係数を有するのが好ましい。熱膨張係数があまり異なると、接合はできても、接合後に冷却した際にシリコン箔が破れてしまうためである。これらの条件を満たすガラスとしては、パイレックスガラスやホウケイ酸ガラスがある。この例では、入手性、接合後の電子管への組みやすさ及び加工の容易さの点からホウケイ酸ガラスが利用されている。なお、ホウケイ酸ガラスの厚みは、真空管として真空気密が維持できればよいので、１ｍｍとした。【００７６】  まず、Ｘ線管の透過窓を有する面板となるガラス容器４０１の上部中心部４０２ａに直径３ｍｍの穴４０２を開ける。この開口４０２は超音波加工などにより容易に開けることができる。穴あけ加工後は、開口４０２周辺のバリや欠けを機械加工研磨により修正し、なるべく均一な円形状に表面処理する。その際、特にシリコン箔４４０がある側の開口４０２の角の部分を曲面に加工すれば、より好ましい。その後、このガラス容器４０１の表面を脱脂洗浄する。続いて、シリコン箔４４０を７ｍｍ角程度にカットする。このシリコン箔４４０は、ガラス容器４０１における開口４０２より大きく、ガラス容器４０１の外縁よりも小さければよく、形状などに制限はない。【００７７】  次に、４００℃程度まで加熱可能なホットプレート４５０を準備し、その上にグランド電位となる厚み１ｍｍのアルミ板４６０をセットする。このアルミ板４６０の上に開口４０２を有するガラス容器４０１を置き、該開口４０２を覆うようにシリコン箔４４０をセットする。その上から金属製の重し４７０（ＳＵＳ３０４、直径７ｍｍ、高さ４０ｍｍ）をセットする。この重り４７０には５００Ｖ〜１０００Ｖの電圧を印加するための線が取り付けられている。【００７８】  上述のように各部材をセットした後、ホットプレート４５０を４００℃まで加熱する。その結果、ホットプレート４５０上のグランド電位に設定されたアルミ板４６０、ガラス容器本体４０１及びシリコン箔４４０が３５０℃以上に加熱される。この加熱状態でシリコン箔４４０上に置���れた重し４７０に＋５００Ｖ程度の電圧を印加すると、シリコン箔４４０及びガラス容器本体４０１を介して重し４７０からアルミ板４６０に数ｍＡの電流が流れる。この電流はすぐに減衰し、数分後には数十μＡ以下になるので、そこでこの陽極接合は終了する。陽極接合が終了すると、ホットプレート４５０をオフにし、すぐに室温まで急冷してもシリコン箔４４０にはクラック等は発生しない。なお、この例における加熱作業は大気中で行われているが、真空中で行われる方が、接合部における泡の発生が抑制されるため、真空リークの危険は減る。また、シリコン箔４４０とガラス容器本体４０１とは、ガラス容器本体４０１の内部側で接合してもよく、その場合、重し４７０に印加される電圧は逆に設定される（−５００Ｖが印加される）。【００７９】  最後に、ヘリウムリークディテクタで真空リークのチェックを行い、リークが無いことを確認する。そして、シリコン箔４４０内面にＸ線ターゲット４４１を真空蒸着し、電子源４１０、集束電極４１１、保護電極４１４と組み合わせてＸ線管内に組み込めば、シリコン箔を透過窓材としたＸ線管が得られる。【００８０】  なお、以上の陽極接合は、ロウ付けに起因した課題を解決する一方、該ロウ付けに比べ工程数を大きく低減することができるため、Ｘ線管の製造原価をより低減することを可能にする。【００８１】  次に、透過窓材として厚み１０μｍのシリコン箔が適用されたＸ線管のＸ線スペクトルと、比較のため特別に用意された厚み１０μｍのベリリウムが適用されたＸ線管のＸ線スペクトルを図１８に示す。なお、図１８中の（ａ）では、Ｘ線ターゲットとして厚み８００ｎｍのアルミニウムが適用されており、シリコン箔及びベリリウムが適応された各Ｘ線管の動作電圧は４ｋＶである。この図１８中に示された（ａ）において、グラフＧ１０１０ａは、ベリリウムが透過窓材として適用されたＸ線管のＸ線スペクトルであり、グラフＧ１０２０ａはシリコン箔が透過窓材として適用されたＸ線管のＸ線スペクトルである。一方、図１８中の（ｂ）では、Ｘ線ターゲットとして厚み２００ｎｍのタングステンが適用されており、シリコン箔及びベリリウムが適応された各Ｘ線管の動作電圧は４ｋＶである。この図１８中に示された（ｂ）において、グラフＧ１０１０ｂは、ベリリウムが透過窓材として適用されたＸ線管のＸ線スペクトルであり、グラフＧ１０２０ｂはシリコン箔が透過窓材として適用されたＸ線管のＸ線スペクトルである。【００８２】  図１８中の（ａ）及び（ｂ）から分かるように、透過窓材としてシリコン箔が適用されたＸ線管は、該シリコンのＸ線透過特性がそのままＸ線フィルタの役割を果たすため、２ｋｅＶ〜４ｋｅＶのＸ線が当該シリコン透過窓により吸収され、その出力スペクトルは１．５ｋｅＶ付近のみが抜き出された形になっている。つまり、従来のベリリウム透過窓に比べ、人体に影響の大きい不要な高エネルギーＸ線をカットし、イオンガス発生に適したＸ線を選択的に取り出すことができる。なお、この測定は、Ｘ線管の透過窓（出力窓）とＸ線検出器との間隔が１０ｍｍに設定した状態で行われたが、この距離を１００ｍｍ以上にすると大気による吸収（イオン化）のためＸ線は減衰してしまい検出��きなくなる。【００８３】  また、アルミニウムの特性Ｘ線（１．４８ｋｅＶ）も高効率で大気中に取り出すことが可能になるため、例えばアルミニウムやマグネシウムの特性Ｘ線で励起する蛍光Ｘ線分析装置に使用されていたＸ線管を封じ切りタイプにすることが可能になり、従来装置の小型化に貢献し得る。
【産業上の利用可能性】
【００８４】  この発明は、上述のように特定化学物質に指定されている有害なベリリウムに換え、シリコン箔を透過窓材に利用しているので、有害物質を使用することなく低エネルギーのＸ線を効率的に取り出せかつ低価格のＸ線管が得られる。また、このシリコン箔はロウ材等の接着材料を介さずに直接ガラス面板に貼り付けられるので、耐久性に優れた構造のＸ線管が得られる。このようなＸ線管は、軟Ｘ線管のみならず管電圧数十ｋＶ以上のＸ線管としても利用可能であり、除電装置など多くの電子機器に組み込み可能である。
【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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